KR20210013437A - 낙상 감지 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 낙상 감지 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 의한 낙상 감지 시스템은 사용자가 착용하는 것으로서, 가속도를 측정하는 센서부, 및 상기 센서부의 측정값을 정해진 사용자 단말기로 전송하는 무선통신부를 구비하는 착용부; 및 상기 착용부에서 전송한 측정값을 전송받는 수신부, 낙상 판단의 기준 데이터가 저장된 데이터 베이스부, 상기 수신부로부터 전달받은 측정값과 상기 데이터 베이스부의 기준 데이터를 비교하여 낙상 상황을 판단하는 판단부, 및 상기 판단부에서 출력된 낙상 발생 신호를 외부의 단말기로 전송하는 발신부를 구비하는 사용자 단말기;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 실시간으로 낙상 상태를 정확하게 감지할 수 있다.

Description

낙상 감지 시스템{System for detecting falling down}

본 발명은 낙상 감지 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실시간으로 낙상 상태를 정확하게 감지할 수 있는 낙상 감지 시스템에 관한 것이다.

우리나라가 고령화 사회로 진입함에 따라 고령화에 따른 문제들이 대두되고 있다.

이러한 문제들 중 낙상 사고는 매년 고령자의 21.0%에서 발생하며 70세 이상의 고령자에게는 약 25%, 80세 이상의 고령자에게는 약 50%에서 발생할 정도로 빈번하게 발생한다.

이뿐만 아니라 낙상 사고 발생시 젊은 사람들에게는 손목 부상과 같은 상대적으로 가벼운 부상이 발생하는 경우가 많지만 고령자들에게는 허리, 엉덩이뼈, 대퇴골 부상과 같은 큰 부상이 발생하는 경우가 많으며, 이에 따라 고령자의 낙상 사고는 72% 정도가 병원 치료로 이어지고, 47.4% 정도에서는 후유증을 남기게 된다.

한편, 전체 고령자 중 1인 가구의 비율은 꾸준히 증가하고 있는데 낙상 사고는 대부분은 주택 내에서 발생하여, 낙상 사고가 발생한 경우에도 즉각적인 조치가 어려운 문제점이 있다.

따라서, 최근에는 고령자에게 발생한 낙상 사고를 감지하여 원격의 보호자에게 알릴 수 있는 기술이 많이 개발되었다. 낙상의 감지는 감지 장치를 착용한 사용자의 자세 변화에 의한 가속도 정보를 분석함으로써 감지하는 것이 일반적인데, 가속도가 임계치를 넘는 경우는 뛰기와 같은 일상적인 상황에서도 발생할 수 있다. 또한, 낙상 후 부상이 발생하지 않은 경우도 있는데 이러한 경우까지 보호자에게 알리는 것은 불필요할 수 있다.

KR 10-2018-0135750 A

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 낙상 상태를 정확하게 감지할 수 있는 낙상 감지 시스템을 제공함에 있다.

또한, 낙상이 발생하더라도 외부의 도움이 필요한 경우에만 낙상이 발생한 것을 외부에 알릴 수 있는 낙상 감지 시스템을 제공하고자 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 위에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 사용자가 착용하는 것으로서, 가속도를 측정하는 센서부, 및 상기 센서부의 측정값을 정해진 사용자 단말기로 전송하는 무선통신부를 구비하는 착용부; 및 상기 착용부에서 전송한 측정값을 전송받는 수신부, 낙상 판단의 기준 데이터가 저장된 데이터 베이스부, 상기 수신부로부터 전달받은 측정값과 상기 데이터 베이스부의 기준 데이터를 비교하여 낙상 상황을 판단하는 판단부, 및 상기 판단부에서 출력된 낙상 발생 신호를 외부의 단말기로 전송하는 발신부를 구비하는 사용자 단말기;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 낙상 감지 시스템에 의해 달성된다.

상기 사용자 단말기는, 상기 판단부에서 낙상이 발생한 것으로 판단하면 사용자에게 낙상 발생 신호를 출력하는 알림부와, 상기 발신부의 동작을 제어하는 발신 제어부를 더 구비하고, 상기 발신 제어부는, 상기 알림부에서 낙상 발생 신호가 출력된 후 일정 시간 내에 외부 단말기로의 낙상 발생 신호의 전송이 취소되지 않으면 낙상 발생 신호를 외부의 단말기로 전송하도록 상기 발신부를 제어하는 것이 바람직하다.

상기 판단부에서 낙상 발생 신호의 출력 후 일정 시간동안 상기 판단부에서 낙상 발생 신호를 다시 출력하지 않도록 제어하는 판단 제어부를 더 구비하는 것이 바람직하다.

상기 센서부는 x축 방향 가속도, y축 방향 가속도 및 z축 방향 가속도를 측정하고, 상기 판단부는 x축 방향 가속도, y축 방향 가속도 및 z축 방향 가속도의 크기를 합한 값과 기준 데이터를 비교하여 낙상 상황을 판단하는 것이 바람직하다.

상기 사용자 단말기는, 상기 사용자 단말기의 위치를 파악하는 위치 정보 파악부를 더 구비하고, 상기 발신부는 낙상 발생 신호와 함께 상기 위치 정보 파악부에서 파악된 사용자 단말기의 위치를 외부의 단말기로 전송하는 것이 바람직하다.

상기 착용부는, 상기 센서부와 상기 무선통신부를 감싸는 쿠션부를 더 구비하는 것이 바람직하다.

상기 착용부는, 길이 조절이 가능한 스트랩을 더 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 낙상 감지 시스템에 의하면 사용자에게 낙상 사고가 발생한 경우, 원격의 보호자에게 낙상 발생 신호를 신속하게 전달하여 보호자가 사용자의 낙상 상황에 신속하게 대처할 수 있도록 한다.

사용자에게 낙상 사고가 발생한 경우에도 부상이 발생하지 않은 경우에는 외부의 단말기로 낙상 발생 신호가 전송되지 않도록 할 수 있어 보호자의 도움이 불필요한 경우에까지 보호자에게 낙상 발생 신호가 전송되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 동일한 낙상 사고에 대해 낙상 발생 신호가 중복적으로 외부 단말기로 전송되지 않도록 할 수 있다.

낙상 발생 여부의 판단시 3축 방향 가속도를 고려하면, 낙상 발생 상황을 보다 정확하게 감지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 낙상 감지 시스템의 개략적인 구성도,
도 2는 본 발명에 의한 낙상 감지 시스템이 알림부와 발신 제어부를 구비하는 경우에 관한 설명도,
도 3은 본 발명에 의한 낙상 감지 시스템이 판단 제어부를 구비하는 경우에 관한 설명도,
도 4는 본 발명에 의한 낙상 감지 시스템에 의해 측정된 3축 방향 가속도의 크기 합을 시간별로 나타낸 그래프이다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참고하여 자세하게 설명하도록 한다.

도 1에는 본 발명에 의한 낙상 감지 시스템(1)의 개략적인 구성도가 도시되어 있다.

본 발명에 의한 낙상 감지 시스템(1)은 크게 착용부(10)와 사용자 단말기(20)를 포함하여 이루어진다.

착용부(10)는 사용자가 착용할 수 있도록 형성되는 부분으로 센서부(11)와 무선통신부(12)를 구비한다. 센서부(11)는 사용자가 움직이면서 발생하는 가속도를 측정한다. 센서부(11)는 사용자가 움직이면서 발생하는 각속도를 더 측정할 수도 있다. 무선통신부(12)는 센서부(11)가 측정한 측정값을 정해진 사용자 단말기(20)로 전송하는 역할을 한다. 무선통신부(12)는, 예를 들어 블루투스 방식으로 측정값을 사용자 단말기(20)로 전송할 수 있다.

사용자 단말기(20)는, 예를 들어 사용자가 거의 항상 직접 소지하거나 사용자와 근거리 위치하는 스마트폰으로서, 수신부(21), 데이터 베이스부(22), 판단부(23) 및 발신부(24)를 구비한다.

수신부(21)는 착용부(10)의 무선통신부(12)에서 전송한 측정값을 전송받는다. 데이터 베이스부(22)에 사용자에게 낙상이 발생했는지를 판단하는 데 기준이 되는 기준 데이터가 저장된다. 기준 데이터는 실험자가 착용부(10)를 착용한 상태에서 여러 자세로 낙상하는 실험과 일상적인 동작을 하는 실험을 진행하여 얻어질 수 있다. 낙상시와 일상적인 동작시에는 실험자의 움직임에 의한 가속도의 크기가 확연하게 다르므로 특정한 크기의 가속도가 낙상 발생의 여부를 판단하는 기준이 될 수 있다.

판단부(23)는 수신부(21)로부터 전달받은 측정값과 데이터 베이스부(22)의 기준 데이터를 비교하여 사용자에게 낙상이 발생했는지의 여부를 판단한다. 예를 들어 측정값이 기준 가속도보다 작은 경우에 낙상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.

데이터 베이스부(22)와 판단부(23)는 하나의 소프트웨어(예를 들어 스마트폰의 어플리케이션)에 의해 구현될 수 있다.

발신부(24)에서는 판단부(23)에서 낙상이 발생한 것으로 판단하여 낙상 발생 신호가 출력되면 이를 외부의 단말기(2)로 전송한다. 외부의 단말기(2)는, 예를 들어 보호자의 단말기일 수 있으며, 단말기를 통해 사용자의 낙상 발생 신호를 전달받은 보호자는 사용자의 낙상 상황에 신속하게 대처할 수 있게 된다.

사용자 단말기(20)는 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 알림부(25)와 발신 제어부(26)를 더 포함할 수 있다.

알림부(25)는 판단부(23)에서 낙상이 발생한 것으로 판단한 경우에 사용자가 이를 인식할 수 있도록 낙상 발생 신호를 소리 또는 화면을 통해 출력한다.

발신 제어부(26)는 발신부(24)의 동작을 제어하는 역할을 하는데, 보다 구체적으로는 알림부(25)에서 낙상 발생 신호가 출력된 후 일정 시간 내에 외부 단말기로의 낙상 발생 신호 전송 명령이 취소되지 않으면 낙상 발생 신호를 외부의 단말기(2)로 전송하도록 제어한다.

발신 제어부(26)는 낙상 발생 신호의 전송을 취소할 수 있는 취소 신호 입력부(미도시)를 구비하여 사용자가 직접 외부 단말기로 낙상 발생 신호가 전송되지 않도록 할 수 있다. 취소 신호 입력부는, 예를 들어 버튼 또는 터치 스크린으로 이루어질 수 있다. 발신 제어부(26)는, 예를 들어 알림부(25)에서 낙상 발생 신호가 출력된 후 10초 내에 취소 신호 입력부를 통해 낙상 발생 신호의 전송이 취소되지 않으면 발신부(24)가 외부의 단말기(2)로 낙상 발생 신호를 전송하도록 제어할 수 있다.

이처럼 알림부(25)와 발신 제어부(26)를 더 구비하는 낙상 감지 시스템(1)은 사용자가 운동을 하면서 측정된 가속도 값에 의해 판단부(23)에 낙상 발생 신호를 출력하거나 사용자에게 낙상이 발생했다고 하더라도 부상이 발생하지 않은 경우에 외부의 단말기(2)로 낙상 발생 신호가 전송되지 않도록 할 수 있다. 이에 따라, 보호자의 도움이 불필요한 경우에까지 보호자에게 낙상 발생 신호가 전송되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명에 의한 낙상 감지 시스템(1)은 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 판단 제어부(27)를 더 구비할 수 있다.

판단 제어부(27)는 판단부(23)가 한번 낙상 발생 신호를 출력한 후 일정 판단부(23)가 시간동안 낙상 발생 신호를 출력하지 않도록 제어한다.

센서부(11)의 측정 빈도에 따라 한번 낙상이 발생하는 동안 낙상 발생 신호를 발생시킬 수 있는 가속도의 값이 다수 회 측정될 수 있고, 이에 따라 판단부(23)가 낙상 발생 신호를 다수 회 출력하여 외부의 단말기(2)로 동일한 낙상 사고에 대한 낙상 발생 신호가 중복 전송될 수 있다.

그런데 판단부(23)가 한번 낙상 발생 신호를 출력한 후 일정 시간동안 낙상 발생 신호를 출력하지 않도록 제어되면, 동일한 낙상 사고에 대한 낙상 발생 신호가 외부로 중복 전송되는 것을 방지할 수 있다.

판단 제어부(27)는 판단부(23)의 동작을 일정 시간동안 멈추게 하거나 판단부(23)로 측정값이 전달되기 전 측정값이 거치게 되는 구성 중 적어도 하나의 동작을 일정 시간동안 멈추게 함으로써 판단부(23)에서 일정 시간동안 낙상 발생 신호가 출력되지 않도록 할 수 있다.

판단 제어부(27)는, 예를 들어 한번 낙상 발생 신호를 출력한 후 3초 동안 판단부(23)가 낙상 발생 신호를 출력하지 않도록 제어할 수 있다.

센서부(11)는 x축 방향 가속도, y축 방향 가속도 및 z축 방향 가속도를 측정하고, 판단부(23)는 x축 방향 가속도, y축 방향 가속도 및 z축 방향 가속도의 크기를 합한 값과 기준 데이터를 비교하여 낙상 상황을 판단할 수 있다.

낙상 사고의 발생시 사용자가 넘어지는 방향이나 사용자가 착용부(10)를 착용한 상태에 따라 센서부(11)에는 다양한 방향의 가속도가 발생할 수 있으므로, 센서부(11)가 3축 방향의 가속도를 측정하도록 하여 낙상 발생 상황을 보다 정확하게 감지하는 것이 가능하다.

3축 방향 가속도의 크기를 합한 값에는 각 축 방향 가속도의 상태가 모두 반영되어 있으므로 어떤 방향으로 낙상이 발생하더라도 낙상 상황을 감지하는 것이 가능하다.

3축 방향 가속도의 크기 합은 다음과 같은 식을 통해 구할 수 있다.

( A : 3축 방향 가속도의 크기 합, AcX : x축 방향 가속도, AcY : y축 방향 가속도, AcZ : z축 방향 가속도)

도 4에는 이러한 3축 방향 가속도의 크기 합을 시간별로 나타낸 그래프가 도시되어 있다. 도 4의 (a)는 앞으로 낙상이 발생한 경우, 도 4의 (b)는 옆으로 낙상이 발생한 경우, 도 4의 (c)는 뒤로 낙상이 발생한 경우, 도 4의 (d)는 침대에 눕는 경우, 도 4의 (e)는 앉는 경우, 도 4의 (f)는 물건을 줍는 경우의 시간별 3축 방향 가속도의 크기 합의 그래프이다.

낙상이 발생한 경우에는 일상적인 동작을 하는 경우에 비하여 가속도 합의 크기 변화가 크게 나타나고, 특히 낙상이 발생한 경우에는 일상적인 동작을 하는 경우에는 나타나지 않는 낮은 가속도 합 값이 나타나게 된다. 이에 따라, 3축 가속도 합 값이 일정치 이하, 예를 들어 7000 이하로 떨어진 것을 통해 낙상 사고가 발생했다는 것을 확인하는 것이 가능하다.

3축 방향 가속도의 크기를 합하는 과정은 센서부(11)에서 이루어질 수도 있고 판단부(23)에서 이루어질 수도 있다.

참고로, 도 4의 그래프를 도출하기 위한 낙상 실험에 사용된 센서부(11)로는 예시적으로 가속도 1g(약 9.81㎨) 당 출력값이 16386인 가속도 센서를 사용하였으며, 낙상 사고 발생의 여부를 판단하는 기준이 되는 출력값 7000은 약 4.19㎨에 대응하는 값이다. 따라서, 낙상 실험에 다른 스펙의 가속도 센서가 사용되는 경우 가속도 1g 당 센서의 출력값은 달라질 수 있지만, 약 4.19㎨에 대응하는 출력값이 낙상 사고 발생의 여부를 판단하는 기준값이 되는 것이 바람직하다.

사용자 단말기(20)는 위치 정보 파악부(미도시)를 더 구비할 수 있다.

위치 정보 파악부는 사용자 단말기(20)의 위치를 파악하는 역할을 하며, 위치 정보 파악부가 구비되는 경우 발신부(24)가 낙상 발생 신호와 함께 위치 정보 파악부에서 파악된 사용자 단말기(20)의 위치 정보를 외부의 단말기(2)로 전송하게 된다.

이에 따라, 사용자가 주택 내가 아닌 다른 곳에서 낙상 사고를 당한 경우에도 보호자가 사용자의 위치를 쉽게 파악하는 것이 가능하다.

위치 정보 파악부는, 예를 들어 GPS 수신기일 수 있다.

착용부(10)는 쿠션부(미도시)를 더 구비할 수 있다.

쿠션부는 센서부(11)와 무선통신부(12)를 감싸도록 형성되어, 착용부(10)를 착용한 상태에서 사용자에게 낙상 사고가 발생했을 때 착용부(10)에 의해 사용자에게 부상이 발생하거나 착용부(10)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.

착용부(10)는 스트랩(미도시)을 더 구비할 수 있다.

스트랩은 길이 조절이 가능하도록 형성되어, 착용부(10)를 사용자의 신체 조건에 관계 없이 착용할 수 있도록 하고 사용자의 편의에 맞게 신체의 여러 부위에 착용할 수 있도록 한다.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.

1 : 낙상 감지 시스템
10 : 착용부 11 : 센서부
12 : 무선통신부 20 : 사용자 단말기
21 : 수신부 22 : 데이터 베이스부
23 : 판단부 24 : 발신부
25 : 알림부 26 : 발신 제어부
27 : 판단 제어부

Claims (7)

1. 사용자가 착용하는 것으로서, 가속도를 측정하는 센서부, 및 상기 센서부의 측정값을 정해진 사용자 단말기로 전송하는 무선통신부를 구비하는 착용부; 및
   상기 착용부에서 전송한 측정값을 전송받는 수신부, 낙상 판단의 기준 데이터가 저장된 데이터 베이스부, 상기 수신부로부터 전달받은 측정값과 상기 데이터 베이스부의 기준 데이터를 비교하여 낙상 상황을 판단하는 판단부, 및 상기 판단부에서 출력된 낙상 발생 신호를 외부의 단말기로 전송하는 발신부를 구비하는 사용자 단말기;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 낙상 감지 시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 사용자 단말기는, 상기 판단부에서 낙상이 발생한 것으로 판단하면 사용자에게 낙상 발생 신호를 출력하는 알림부와, 상기 발신부의 동작을 제어하는 발신 제어부를 더 구비하고,
   상기 발신 제어부는, 상기 알림부에서 낙상 발생 신호가 출력된 후 일정 시간 내에 외부 단말기로의 낙상 발생 신호의 전송이 취소되지 않으면 낙상 발생 신호를 외부의 단말기로 전송하도록 상기 발신부를 제어하는 것을 특징으로 하는 낙상 감지 시스템.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 판단부에서 낙상 발생 신호의 출력 후 일정 시간동안 상기 판단부에서 낙상 발생 신호를 다시 출력하지 않도록 제어하는 판단 제어부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 낙상 감지 시스템.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 센서부는 x축 방향 가속도, y축 방향 가속도 및 z축 방향 가속도를 측정하고,
   상기 판단부는 x축 방향 가속도, y축 방향 가속도 및 z축 방향 가속도의 크기를 합한 값과 기준 데이터를 비교하여 낙상 상황을 판단하는 것을 특징으로 하는 낙상 감지 시스템.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 사용자 단말기는, 상기 사용자 단말기의 위치를 파악하는 위치 정보 파악부를 더 구비하고,
   상기 발신부는 낙상 발생 신호와 함께 상기 위치 정보 파악부에서 파악된 사용자 단말기의 위치를 외부의 단말기로 전송하는 것을 특징으로 하는 낙상 감지 시스템.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 착용부는, 상기 센서부와 상기 무선통신부를 감싸는 쿠션부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 낙상 감지 시스템.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 착용부는, 길이 조절이 가능한 스트랩을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 낙상 감지 시스템.
   

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