KR20220018313A - 고속 생체 검출 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

생체의 존재 유무를 낮은 연산량으로 고속 검출하는 고속 생체 검출 장치 및 방법이 개시된다. 고속 생체 검출 방법은 레이더 신호를 타겟에 송신하고, 상기 타겟으로부터 서로 다른 시간에 반사된 레이더 신호를 수신하여 첩 단위로 메모리에 저장하는 단계와, 상기 메모리에 저장된 복수의 첩 사이의 변화를 확인하는 단계와, 상기 복수의 첩 사이의 변화에 기초하여 상기 타겟의 생체 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

고속 생체 검출 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING LIVING BODY AT HIGH SPEED}
본 발명은 생체의 존재 유무를 낮은 연산량으로 고속 검출하는 기술에 관한 것이다.
생활 속에서 다양한 사고(예컨대, 교통사고, 화재사고 등)가 발생되고 있다. 사고가 발생되면, 사고가 발생된 공간에서 인명 피해를 줄이기 위해 사람을 신속히 발견하고, 사람의 상태를 체크하여 응급으로 처리하는 것이 중요하다.
사람의 존재 여부를 확인하기 위한 수단으로서, 레이더 신호에 기초하여 생체를 검출하는 생체 검출 장치가 활용될 수 있다. 기존의 생체 검출 장치는 정해진 시간 동안 레이더 신호를 타겟에 송신하고, 타겟에 의해 반사되는 레이더 신호로부터 2D FFT(Fast Fourier Transform)를 통해 미세 도플러 신호를 추출하여 생체의 존재 유무를 판단할 수 있다.
그러나, 기존의 생체 검출 장치는 2D FFT와 같은 복잡한 알고리즘을 이용하여 생체의 존재 유무를 판단함에 따라, 긴 시간이 소요되고, 많은 데이터 처리로 인해 다량의 에너지 소모가 수반된다.
한편, 선행기술(등록특허 10-2109695)에는 초광대역 임펄스 레이더를 이용하여 차량 내 잔류 동승자를 감지하고 알리는 방법을 개시하고 있다. 이러한 선행문헌에서는 객체로부터 반사된 반사파에 기초하여 잔류 동승자의 생체 정보를 감지하는 구성을 개시하고 있으나, 생체 정보 감지에 사용되는 다량의 데이터 처리 부담을 해소하기 위한 구성을 개시하고 있지 않다.
따라서, 소량의 데이터를 이용하여 간단한 방법으로 생체의 존재 유무를 검출할 수 있는 기술이 필요하다.
선행기술: 한국 등록특허공보 제10-2109695 호(2020.05.06 등록)
본 발명의 일실시예는, 타겟으로부터 반사된 레이더 신호를 수신하여 첩 단위로 메모리에 저장하고, 수신된 복수의 첩 중 일부의 첩 사이의 변화에 기초하여 타겟의 생체 여부를 판단함으로써, 생체의 존재 유무를 간단하고 신속하게 검출하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일실시예는, 타겟으로부터 반사된 레이더 신호 내 일부의 첩을 이용하여 생체 여부를 판단한 결과가 불확실할 경우, 상기 레이더 신호 내 다른 일부의 첩 사이의 변화 또는 타겟으로부터 반사된 새로운 레이더 신호 내 일부의 첩 사이의 변화를 이용하여 타겟의 생체 여부를 재판단함으로써, 신뢰성 있는 결과를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 일실시예는, 타겟으로부터 반사된 레이더 신호에 대해 타겟이 생체로 판단된 후에 생체 분석 알고리즘을 실행함으로써, 타겟의 생체 여부와 무관하게 타겟으로부터 수신되는 레이더 신호에 연속적으로 생체 분석 알고리즘을 실행하는 기존 방법에 비해, 데이터 처리량을 감소시켜 에너지 효율을 높일 수 있게 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일실시예는 생체의 존재 유무를 고속으로 검출하는 장치 및 방법일 수 있다.
본 발명의 일실시예는, 프로세서와, 프로세서와 동작 가능하게 연결되고 프로세서에서 수행되는 적어도 하나의 코드를 저장하는 메모리와, 레이더 신호를 타겟에 송신하고, 타겟으로부터 서로 다른 시간에 반사된 레이더 신호를 수신하여 첩(chirp) 단위로 메모리에 저장하는 송수신부를 포함하고, 메모리는 프로세서를 통해 실행될 때 프로세서가 메모리에 저장된 복수의 첩에 대한 변화를 확인하고, 변화에 기초하여 타겟의 생체 여부를 판단하도록 야기하는 코드를 저장하는, 고속 생체 검출 장치일 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예는, 레이더 신호를 타겟에 송신하고, 타겟으로부터 서로 다른 시간에 반사된 레이더 신호를 수신하여 첩 단위로 메모리에 저장하는 단계와, 메모리에 저장된 복수의 첩에 대한 변화를 확인하는 단계와, 변화에 기초하여 타겟의 생체 여부를 판단하는 단계를 포함하는, 고속 생체 검출 방법일 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 타겟으로부터 반사된 레이더 신호를 수신하여 첩 단위로 메모리에 저장하고, 수신된 복수의 첩 중 일부의 첩 사이의 변화에 기초하여 타겟의 생체 여부를 판단함으로써, 생체의 존재 유무를 간단하고 신속하게 검출할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 타겟으로부터 반사된 레이더 신호 내 일부의 첩을 이용하여 생체 여부를 판단한 결과가 불확실할 경우, 상기 레이더 신호 내 다른 일부의 첩 사이의 변화 또는 타겟으로부터 반사된 새로운 레이더 신호 내 일부의 첩 사이의 변화를 이용하여 타겟의 생체 여부를 재판단함으로써, 신뢰성 있는 결과를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 타겟으로부터 반사된 레이더 신호에 대해 타겟이 생체로 판단된 후에 생체 분석 알고리즘을 실행함으로써, 타겟의 생체 여부와 무관하게 타겟으로부터 수신되는 레이더 신호에 연속적으로 생체 분석 알고리즘을 실행하는 기존 방법에 비해, 데이터 처리량을 감소시켜 에너지 효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 고속 생체 검출 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고속 생체 검출 장치가 적용되는 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 고속 생체 검출 장치에서 레이더 신호 내 첩에 대한 변화를 확인하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 고속 생체 검출 장치에서 레이더 신호 내 첩에 대한 변화를 확인하는 일례를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 고속 생체 검출 방법을 도시한 흐름도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 설명되는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 아래에서 제시되는 실시 예들로 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 아래에 제시되는 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하, 본 발명에 따른 실시 예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 고속 생체 검출 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 고속 생체 검출 장치(100)는 송수신부(110), 프로세서(120) 및 메모리(130)를 포함할 수 있다.
송수신부(110)는 레이더 신호를 타겟에 송신하고, 타겟으로부터 서로 다른 시간에 반사된 레이더 신호를 수신할 수 있다. 이때, 송수신부(110)는 설정된 시간(예컨대, 1분) 동안 예컨대, FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 레이더 신호를 타겟에 송신하고, 타겟으로부터 반사된 레이더 신호를 수신할 수 있다.
또한, 송수신부(110)는 타겟으로부터 수신된 레이더 신호를 첩(chirp) 단위로 메모리(130)에 저장할 수 있다. 이때, 송수신부(110)는 ADC(Analog to Digital Converter)(도시하지 않음)를 이용하여, 타겟으로부터 수신된 아날로그의 레이더 신호를 디지털의 레이더 신호로 변환하고, 변환된 레이더 신호를 메모리(130)에 저장하되, 첩(chirp) 단위로 변환하여 저장할 수 있다. 예컨대, 송수신부(110)는 60개의 첩(또는, 램프)을 메모리(130)에 저장할 수 있다. 일 실시예로서, 첩은 첩 내부의 순서대로 인덱스가 부여된 복수의 첩 데이터(예컨대, 128개의 첩 데이터)를 포함할 수 있다.
프로세서(120)는 메모리(130)에 저장된 복수의 첩에 대한 변화를 확인하고, 복수의 첩에 대한 변화에 기초하여 타겟의 생체 여부를 판단할 수 있다.
먼저, 프로세서(120)는 복수의 첩 중 적어도 일부의 첩 각각으로부터 설정된 동일한 인덱스(여기서, 인덱스는 랜덤하게 설정되거나, 또는 사용자에 의해 설정됨)가 부여된 첩 데이터들을 추출하고, 첩 데이터들 간의 변화에 기초하여 첩에 대한 변화를 확인할 수 있다. 즉, 프로세서(120)는 메모리(130)에 저장된 복수의 첩 중 각 첩에서 동일한 순서에 위치한 첩 데이터들을 추출하고, 상기 추출된 첩 데이터들 간의 변화에 기초하여, 복수의 첩 사이의 변화를 확인할 수 있다. 이때, 프로세서(120)는 메모리(130)에 저장된 모든 첩이 아닌, 일부의 첩을 이용하여 첩 사이의 변화를 확인할 수 있으며, 이로써 적은 데이터를 이용하여 첩 사이의 변화를 신속하게 확인함에 따라, 첩 사이의 변화에 기초한 타겟의 생체 여부 판단을 고속으로 진행할 수 있게 한다.
첩으로부터의 첩 데이터 추출시, 프로세서(120)는 메모리(130)에 저장된 복수의 첩 중 설정된 개수만큼의 첩을 선택하고, 선택된 첩으로부터 첩 데이터를 추출할 수 있다. 이때, 프로세서(120)는 메모리(130)에 저장된 복수의 첩 중 제일 먼저 수신한 제1 첩 및 제1 첩 이후의 미리 설정된 개수에 대응하는 제2 첩 사이의 각 첩(즉, 첫번째 위치한 제1 첩에서부터 미리 설정된 개수에 대응하는 제2 첩까지 나열된 모든 첩)을 선택할 수 있다. 예컨대, 프로세서(120)는 60개의 첩이 메모리(130)에 저장된 경우, 60개의 첩 중 제일 먼저 수신한 #1번 첩부터 10개에 대응하는 #10번 첩 사이의 각 첩(#1번 첩, #2번 첩,??, #10번 첩)을 선택할 수 있다.
프로세서(120)는 선택된 첩 각각으로부터 설정된 동일한 인덱스(N, N은 자연수)가 부여된 첩 데이터들(각 첩에서 동일한 순서에 위치한 첩 데이터들)을 추출할 수 있다. 예컨대, 프로세서(120)는 10개의 첩(#1번 첩, #2번 첩,??, #10번 첩) 각각으로부터 설정된 동일한 인덱스(N, N은 자연수)(예컨대, 3번)가 부여된 첩 데이터들을 추출할 수 있다.
이후, 프로세서(120)는 추출된 첩 데이터들 중 하나의 기준 데이터를 선택하고, 기준 데이터와 기준 데이터를 제외한 나머지 첩 데이터들 간의 차이들을 각각 계산한 후, 차이들의 평균을 복수의 첩에 사이의 변화로서 확인할 수 있다. 프로세서(120)는 예컨대, 기준 데이터가 #1번 첩의 N번째 데이터일 때, [수학식 1]에 의해, 첩에 대한 변화(복수의 첩 사이의 변화)를 계산할 수 있다.
Figure pat00001
여기서, M은 첩의 개수이고, N은 첩에서 추출되는 첩 데이터의 인덱스(또는, 첩 데이터가 위치한 첩 내 순서)이다.
프로세서(120)는 복수의 첩 사이의 변화와 미리 설정된 기준값을 비교한 결과, 복수의 첩 사이의 변화가 기준값 이상으로 확인되는 것에 기초하여 타겟을 생체로 판단하고, 복수의 첩에 기초하여 타겟에 대한 생체 정보를 획득할 수 있다. 이때, 프로세서(120)는 메모리(130)에 저장된 복수의 첩(예컨대, 60개의 첩)에 대해, 설정된 생체 분석 알고리즘(메모리에 저장된 알고리즘)을 실행하여, 타겟에 대한 생체 정보를 획득할 수 있다. 상기 타겟에 대한 생체 정보는 예컨대, 호흡 및 심박수 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 즉, 프로세서(120)는 메모리(130)에 저장된 복수의 첩 중 일부의 첩 내 샘플값의 비교를 통해 타겟의 생체 여부를 고속으로 판단한 후, 타겟이 생체로 판단되면, 메모리(130)에 저장된 모든 복수의 첩(또는, 설정된 개수에 해당하는 첩)에 대해 생체 분석 알고리즘을 실행하여, 타겟에 대한 생체 정보를 획득할 수 있다. 따라서, 프로세서(120)는 소량의 데이터를 이용하여 간단한 방법으로 생체의 존재 유무를 검출할 수 있으며, 타겟의 생체 여부와 무관하게 타겟으로부터 반사된 레이더 신호에 연속적으로 생체 분석 알고리즘을 실행하는 기존 방법에 비해, 데이터 처리량을 감소시켜 에너지 효율을 높일 수 있다.
반면, 프로세서(120)는 복수의 첩 사이의 변화와 미리 설정된 기준값을 비교한 결과, 복수의 첩 사이의 변화가 기준값 미만으로 확인되는 것에 기초하여 타겟을 생체가 아닌 것으로 판단하고, 메모리(130)를 초기화하여 메모리(130)에 저장된 복수의 첩을 삭제함으로써, 새로운 레이더 신호를 저장할 수 있는 환경을 마련할 수 있다.
프로세서(120)는 복수의 첩 중 선택된 첩에 기초한 생체 여부의 판단이 실패하거나 또는 복수의 판단으로 생체 여부의 판단에 대한 정확성을 높이기 위해, 복수의 첩 중에서 이전에 선택된 첩과 상이한 첩을 선택하고, 선택한 첩에 기초하여 생체 여부를 재판단할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(120)는 복수의 첩 사이의 변화와 미리 설정된 기준값을 비교한 결과, 복수의 첩 사이의 변화와 기준값 간의 차이가 미리 설정된 허용치 미만으로 확인되는 것에 기초하여 메모리(130)에 저장된 복수의 첩 중 설정된 개수만큼 다른 첩을 선택할 수 있다. 이때, 프로세서(120)는 다른 첩으로서, 메모리(130)에 저장된 복수의 첩 중 제2 첩 이후에 수신된 상기 개수의 첩(즉, 제2 첩 다음에 위치한 첩부터 설정된 개수에 대응하는 첩까지 나열된 모든 첩)을 재선택하고, 재선택된 복수의 첩 사이의 변화를 재확인할 수 있다. 예컨대, 프로세서(120)는 기선택된 10개의 첩 사이의 변화와 기준값 간의 차이가 허용치 미만으로 확인되는 것에 기초하여 메모리(130)에 저장된 60개의 첩 중 #11번 첩부터 10개에 대응하는 #20번 첩까지 나열된 모든 첩(#11번 첩, #12번 첩,??, #20번 첩)을 재선택하고, 재선택된 복수의 첩 사이의 변화를 재확인할 수 있다.
다른 일례로서, 프로세서(120)는 복수의 첩 사이의 변화와 설정된 기준값을 비교한 결과, 상기 복수의 첩 사이의 변화와 상기 기준값 간의 차이가 설정된 허용치 미만으로 확인되는 것에 기초하여 새로운 레이더 신호를 송수신하도록 송수신부(110)를 제어하고, 타겟으로부터 수신된 새로운 레이더 신호 내 복수의 첩 사이의 변화를 확인할 수 있다.
즉, 프로세서(120)는 불완전한 레이더 신호에 의해 타겟의 생체 여부를 확실히 판단할 수 없는 경우, 새로운 복수의 첩을 타겟의 생체 여부 판단에 활용하도록 함으로써 신뢰성 있는 결과를 도출할 수 있게 한다. 이는, 본 발명의 생체 여부 판단에 낮은 연산량이 소모되는 결과이다.
또한, 프로세서(120)는 타겟의 생체 여부 및 타겟에 대한 생체 정보 중 적어도 하나의 정보를 알림부(도시하지 않음)를 통해 출력하거나, 또는 관리자 단말(예컨대, 이동 단말, 관제 서버)에 전송함으로써, 관리자로 하여금 고속 생체 검출 장치가 위치한 공간(예컨대, 차량의 내부, 선박의 내부, 건물의 내부)에서의 사람의 존재 여부(또는, 사람의 상태)를 확인할 수 있게 한다.
메모리(130)는 프로세서(120)와 동작 가능하게 연결되고 프로세서(120)에서 수행되는 적어도 하나의 코드를 저장할 수 있다. 메모리(130)는 타겟으로부터 반사된 레이더 신호 내 복수의 첩을 저장할 수 있다.
또한, 메모리(130)는 생체 분석 알고리즘을 더 저장할 수 있으며, 초기화 실행에도 생체 분석 알고리즘을 유지할 수 있다. 레이더 신호에 기반하여 생체 정보를 분석하는 방법은 종래에 공지된 사항이므로 본 명세서에서는 자세한 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고속 생체 검출 장치가 적용되는 일례를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 고속 생체 검출 장치에서 레이더 신호 내 첩에 대한 변화를 확인하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 고속 생체 검출 장치에서 레이더 신호 내 첩에 대한 변화를 확인하는 일례를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 고속 생체 검출 장치가 포함된 네트워크 시스템(200)은 고속 생체 검출 장치(210), 관제 서버(220) 및 이들을 서로 연결하는 네트워크(230)를 포함할 수 있다.
고속 생체 검출 장치(210)는 예컨대, 차량에 설치될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 선박, 건물 등에 설치되어 내부에서의 생체의 존재 유무를 신속하게 검출하고, 생체가 존재하면 생체 분석 알고리즘을 통해 생체 정보를 획득할 수 있다.
고속 생체 검출 장치는 예컨대, 차량의 내부에 설치되어, 레이더 신호를 송신하고, 타겟으로부터 반사되는 레이더 신호를 수신할 수 있다. 고속 생체 검출 장치는 설정된 각도에 따라 레이더 송수신 방향을 변경하면서 레이더 신호를 송수신할 수 있다.
이때, 고속 생체 검출 장치는 차량에서의 교통사고 발생이 감지되면(또는, 관제 서버(220)로부터 생체 존재 확인 요청이 수신되면) 자동적으로 레이더 신호를 송수신하여 생체의 존재 여부(타겟의 생체 여부)를 판단할 수 있다. 다른 예로서, 차량 내부(또는, 외부) 기온이 미리 설정된 온도 이상이고, 차주가 차량을 떠난 것으로 판단하면(차량 주차 상태 및 차량 잠금 상태 등), 자동적으로 레이더 신호를 송수신하여 생체의 존재 여부를 판단할 수 있다. 따라서, 사고 대응 주체는 비상 상황에서 차량 내부의 생체 존재 여부 및 존재하는 생체의 숫자를 알고 대응할 수 있다.
고속 생체 검출 장치는 타겟으로부터 수신된 아날로그의 레이더 신호를 첩 단위로 디지털의 레이더 신호로 변환하여 메모리에 저장할 수 있다.
고속 생체 검출 장치는 도 3에 도시된 바와 같이, 타겟으로부터 수신된 아날로그의 레이더 신호를 ADC를 통해, M(M은 자연수)개의 첩 단위로 디지털의 레이더 신호로 변환(310)하여 메모리에 저장할 수 있다. 고속 생체 검출 장치는 M개의 첩(또는, M개 중 적어도 일부의 첩) 각각으로부터 N(N은 자연수) 인덱스가 부여된 데이터(샘플)(즉, N번째 첩 데이터)들을 추출하고(320), 추출된 데이터들에 기초하여 M개의 첩(또는, M개 중 적어도 일부의 첩)에 대한 변화를 계산할 수 있다(330).
구체적으로, 고속 생체 검출 장치는 예컨대, 60개의 첩이 메모리에 저장된 경우, 60개의 첩 중 10개의 첩(#1번 첩~#10번 첩)을 선택하고, 10개의 첩 각각으로부터 3번 인덱스가 부여된 데이터들을 추출하고, 데이터들 간의 변화에 기초하여 첩에 대한 변화를 확인할 수 있다. 이때, 고속 생체 검출 장치는 10개의 첩 각각으로부터 추출된 데이터 중 1개의 기준 데이터(#1번 첩 내 3번 인덱스의 데이터를)를 선택하고, 1개의 기준 데이터와 9개의 데이터들(예컨대, #2번 첩 내 3번 인덱스의 데이터,??, #10번 첩 내 3번 인덱스의 데이터) 간의 차이들을 각각 계산한 후, 차이들을 평균하여 첩에 대한 변화를 획득할 수 있다. 즉, 고속 생체 검출 장치는 #2번 첩 내 3번 인덱스의 데이터 값에서 #1번 첩 내 3번 인덱스의 데이터 값을 차감한 제1 차이값, #3번 첩 내 3번 인덱스의 데이터 값에서 #1번 첩 내 3번 인덱스의 데이터 값을 차감한 제2 차이값,??, #10번 첩 내 3번 인덱스의 데이터 값에서 #1번 첩 내 3번 인덱스의 데이터 값을 차감한 제9 차이값의 합을 9로 나누어 평균을 계산함으로써, 첩에 대한 변화를 획득할 수 있다.
고속 생체 검출 장치는 상기 획득한 첩에 대한 변화가 설정된 기준값 이상으로 확인되면, 레이더 신호가 송신된 방향의 타겟을 생체로 판단하고, 메모리에 저장된 60개의 첩에 대해 생체 분석 알고리즘을 실행하여, 타겟에 대한 생체 정보로서 예컨대, 호흡 및 심박수 중 적어도 하나를 획득할 수 있다. 이때, 고속 생체 검출 장치는 타겟을 생체로 판단한 결과(즉, 생체의 존재 정보) 및 타겟에 대한 생체 정보 중 적어도 하나의 정보를 관제 서버(220)에 전송함으로써, 긴급 상황 발생시 빠르게 대처할 수 있게 하는 환경을 마련한다.
반면, 고속 생체 검출 장치는 상기 획득한 첩에 대한 변화가 설정된 기준값 미만으로 확인되면, 레이더 신호가 송신된 방향의 타겟을 생체가 아닌 것으로 판단할 수 있다.
예컨대, 고속 생체 검출 장치는 도 4에 도시된 바와 같이, 10개의 첩 중 각 첩의 N 번째 첩 데이터들(410) 사이의 변화가 설정된 기준값 이상인 경우, 타겟을 생체로 판단할 수 있다. 반면, 고속 생체 검출 장치는 10개의 첩 중 각 첩의 N 번째 첩 데이터들(420) 사이의 변화가 설정된 기준값 미만인 경우, 타겟을 생체가 아닌 것으로 판단할 수 있다. 여기서, x축은 일정 시간 동안 수신된 레이더 신호 중 타겟의 생체 여부 판단을 위해 사용된 복수의 첩을 의미하고, y축은 각 첩의 N 번째 데이터 값을 의미할 수 있다.
관제 서버(220)는 예컨대, 경찰청 서버, 소방청 서버 등일 수 있으며, 고속 생체 검출 장치(210)로부터 타겟을 생체로 판단한 결과(즉, 생체의 존재 정보) 및 타겟에 대한 생체 정보 중 적어도 하나의 정보를 수신하여 출력함으로써, 긴급 상황을 인식할 수 있게 한다.
네트워크(230)는 고속 생체 검출 장치(210) 및 관제 서버(220)를 연결할 수 있다. 이러한 네트워크(230)는 예컨대, LANs(local area networks), WANs(Wide area networks), MANs(metropolitan area networks), ISDNs(integrated service digital networks) 등의 유선 네트워크나, 무선 LANs, CDMA, 블루투스, 위성 통신 등의 무선 네트워크를 망라할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 네트워크(230)는 근거리 통신 및/또는 원거리 통신을 이용하여 정보를 송수신할 수 있다. 여기서 근거리 통신은 블루투스(bluetooth), RFID(radio frequency identification), 적외선 통신(IrDA, infrared data association), UWB(ultra-wideband), ZigBee, Wi-Fi(Wireless fidelity) 기술을 포함할 수 있고, 원거리 통신은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 기술을 포함할 수 있다.
네트워크(230)는 허브, 브리지, 라우터, 스위치 및 게이트웨이와 같은 네트워크 요소들의 연결을 포함할 수 있다. 네트워크(230)는 인터넷과 같은 공용 네트워크 및 안전한 기업 사설 네트워크와 같은 사설 네트워크를 비롯한 하나 이상의 연결된 네트워크들, 예컨대 다중 네트워크 환경을 포함할 수 있다. 네트워크(230)에의 액세스는 하나 이상의 유선 또는 무선 액세스 네트워크들을 통해 제공될 수 있다. 더 나아가 네트워크(230)는 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 망 및/또는 5G 통신을 지원할 수 있다.
결과적으로, 고속 생체 검출 장치는 차량에 교통사고가 발생할 경우, 차량 내부의 타겟에 의해 반사되는 레이더 신호의 일부 데이터를 이용하여 차량에서의 생체 존재 유무를 간단하게 검출하고, 생체가 존재하는 것으로 검출될 경우, 레이더 신호에 기초하여 생체 정보를 신속하게 획득하여 관제 서버로 전송할 수 있다. 이로써, 고속 생체 검출 장치는 생체 정보를 획득하기 위해 소요되는 시간 및 에너지 낭비를 줄일 수 있으며, 생체 정보를 관제 서버로 신속하게 전달하여, 차량에서의 긴급 상황을 해결할 수 있게 한다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 고속 생체 검출 방법을 도시한 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 단계 S510에서, 고속 생체 검출 장치는 레이더 신호를 타겟에 송신하고, 타겟으로부터 서로 다른 시간에 반사된 레이더 신호를 수신하여 첩 단위로 메모리에 저장할 수 있다. 이때, 고속 생체 검출 장치는 타겟으로부터 수신된 아날로그의 레이더 신호를 첩 단위로 디지털의 레이더 신호로 변환하여 메모리에 저장할 수 있다. 예컨대, 고속 생체 검출 장치는 60개의 첩(또는, 램프)을 메모리에 저장할 수 있다. 일 실시예로서, 첩은 첩 내부의 순서대로 인덱스가 부여된 복수의 데이터(예컨대, 128개의 데이터)를 포함할 수 있다.
단계 S520에서, 고속 생체 검출 장치는 메모리에 저장된 복수의 첩 사이의 변화를 확인할 수 있다. 이때, 고속 생체 검출 장치는 메모리에 저장된 복수의 첩 중 적어도 일부의 첩으로서, 제일 먼저 수신한 제1 첩 및 제1 첩 이후의 미리 설정된 개수에 대응하는 제2 첩 사이의 각 첩(즉, 첫번째 위치한 제1 첩에서부터 미리 설정된 개수에 대응하는 제2 첩까지 나열된 모든 첩)을 선택할 수 있다. 예컨대, 고속 생체 검출 장치는 60개의 첩이 메모리에 저장된 경우, 60개의 첩 중 10개의 첩(#1번 첩~#10번 첩)을 선택할 수 있다.
이후, 고속 생체 검출 장치는 복수의 첩 중 선택된 적어도 일부의 첩 각각으로부터 설정된 동일한 인덱스(예컨대, 3번)가 부여된 첩 데이터들(즉, 동일한 순서에 위치한 첩 데이터들)을 추출하고, 첩 데이터들 간의 변화에 기초하여 복수의 첩 사이의 변화를 확인할 수 있다. 이때, 고속 생체 검출 장치는 상기 적어도 일부의 첩 각각으로부터 추출된 첩 데이터들 중 하나의 기준 데이터(예컨대, #1번 첩 내 3번 인덱스의 데이터)를 선택하고, 기준 데이터와 기준 데이터를 제외한 나머지 첩 데이터들(예컨대, #2번 첩 내 3번 인덱스의 데이터,??, #10번 첩 내 3번 인덱스의 데이터) 간의 차이들을 각각 계산한 후, 차이들을 평균하여 복수의 첩 사이의 변화로서 확인할 수 있다.
고속 생체 검출 장치는 메모리에 저장된 모든 첩이 아닌, 일부의 첩을 이용하여 첩에 대한 변화를 확인함으로써, 적은 데이터를 이용하여 첩에 대한 변화를 신속하게 확인할 수 있다.
일 실시예에서, 고속 생체 검출 장치는 복수의 첩 사이의 변화와 설정된 기준값을 비교한 결과, 복수의 첩 사이의 변화와 기준값 간의 차이가 미리 설정된 허용치 미만으로 확인되는 것에 기초하여 메모리에 저장된 복수의 첩 중 설정된 개수만큼 다른 첩을 선택할 수 있다. 이때, 고속 생체 검출 장치는 다른 첩으로서, 메모리에 저장된 복수의 첩 중 제2 첩 이후에 수신된 상기 개수의 첩(즉, 제2 첩 다음에 위치한 첩부터 설정된 개수에 대응하는 첩까지 나열된 모든 첩)을 재선택하고, 재선택된 복수의 첩 사이의 변화를 확인할 수 있다. 예컨대, 고속 생체 검출 장치는 메모리에 저장된 60개의 첩 중 10개의 첩(#11번 첩~#20번 첩)을 재선택하고, 재선택된 복수의 첩 사이의 변화를 확인할 수 있다.
다른 일례로서, 고속 생체 검출 장치는 복수의 첩 사이의 변화와 설정된 기준값을 비교한 결과, 상기 복수의 첩 사이의 변화와 상기 기준값 간의 차이가 설정된 허용치 미만으로 확인되는 것에 기초하여 새로운 레이더 신호를 송수신하도록 하고, 타겟으로부터 수신된 새로운 레이더 신호 내 복수의 첩 사이의 변화를 확인할 수 있다. 고속 생체 검출 장치는 불완전한 레이더 신호에 의해 타겟의 생체 여부를 확실히 판단할 수 없는 경우, 새로운 복수의 첩을 타겟의 생체 여부 판단에 활용하도록 함으로써 신뢰성 있는 결과를 도출할 수 있다.
단계 S530에서, 고속 생체 검출 장치는 복수의 첩 사이의 변화에 기초하여 타겟의 생체 여부를 판단할 수 있다. 고속 생체 검출 장치는 복수의 첩 사이의 변화와 설정된 기준값을 비교한 결과, 복수의 첩 사이의 변화가 기준값 이상으로 확인되는 것에 기초하여 타겟을 생체로 판단할 수 있다. 반면, 고속 생체 검출 장치는 복수의 첩 사이의 변화가 상기 기준값 미만으로 확인되는 것에 기초하여 타겟을 생체가 아닌 것으로 판단할 수 있다.
단계 S540에서, 타겟이 생체로 판단되면, 단계 S550에서, 고속 생체 검출 장치는 복수의 첩에 기초하여 타겟에 대한 생체 정보를 획득할 수 있다. 이때, 고속 생체 검출 장치는 메모리에 저장된 모든 복수의 첩에 대해 생체 분석 알고리즘을 실행하여, 타겟에 대한 생체 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 타겟에 대한 생체 정보는 예컨대, 호흡 및 심박수 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
반면, 상기 단계 S540에서, 타겟이 생체가 아닌 것으로 판단되면, 단계 S560에서, 고속 생체 검출 장치는 메모리를 초기화하여 메모리에 저장된 복수의 첩을 삭제함으로써, 새로운 레이더 신호를 저장할 수 있는 환경을 마련할 수 있다.
본 발명의 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 "상기"의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 본 발명에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다.
본 발명에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 당업자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 고속 생체 검출 장치
110: 송수신부
120: 프로세서
130: 메모리

Claims (18)

  1. 프로세서;
    상기 프로세서와 동작 가능하게 연결되고 상기 프로세서에서 수행되는 적어도 하나의 코드를 저장하는 메모리; 및
    레이더 신호를 타겟에 송신하고, 상기 타겟으로부터 서로 다른 시간에 반사된 레이더 신호를 수신하여 첩(chirp) 단위로 상기 메모리에 저장하는 송수신부를 포함하고,
    상기 메모리는 상기 프로세서를 통해 실행될 때 상기 프로세서가 상기 메모리에 저장된 복수의 첩 사이의 변화를 확인하고, 상기 복수의 첩 사이의 변화에 기초하여 상기 타겟의 생체 여부를 판단하도록 야기하는 코드를 저장하는,
    고속 생체 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 첩은 복수의 첩 데이터를 포함하고,
    상기 메모리는 상기 프로세서로 하여금,
    복수의 상기 첩 중 각 첩에서 동일한 순서에 위치한 첩 데이터들을 추출하고, 상기 추출된 첩 데이터들 간의 변화에 기초하여 상기 복수의 첩 사이의 변화를 확인하도록 야기하는 코드를 저장하는,
    고속 생체 검출 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 메모리는 상기 프로세서로 하여금,
    상기 추출된 첩 데이터들 중 하나의 기준 데이터를 선택하고, 상기 기준 데이터와 상기 기준 데이터를 제외한 나머지 첩 데이터들 간의 차이들을 각각 계산한 후, 상기 차이들의 평균을 상기 복수의 첩 사이의 변화로서 확인하도록 야기하는 코드를 저장하는,
    고속 생체 검출 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 메모리는 상기 프로세서로 하여금,
    상기 복수의 첩 중 제일 먼저 수신한 제1 첩 및 상기 제1 첩 이후의 미리 설정된 개수에 대응하는 제2 첩 사이의 각 첩에서 상기 첩 데이터들을 추출하도록 야기하는 코드를 더 저장하는,
    고속 생체 검출 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 메모리는 상기 프로세서로 하여금,
    상기 복수의 첩 사이의 변화와 미리 설정된 기준값 간의 차이가 미리 설정된 허용치 미만으로 확인되는 것에 기초하여, 상기 복수의 첩 중 상기 제2 첩 이후에 수신된 상기 개수의 첩에서 추출된 첩 데이터 간의 변화에 기초하여 상기 타겟의 생체 여부를 판단하도록 야기하는 코드를 저장하는,
    고속 생체 검출 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 메모리는 상기 프로세서로 하여금,
    상기 복수의 첩 사이의 변화가 상기 기준값 이상으로 확인되는 것에 기초하여 상기 타겟을 생체로 판단하고, 상기 복수의 첩에 기초하여 상기 타겟에 대한 생체 정보를 획득하도록 야기하는 코드를 더 저장하는,
    고속 생체 검출 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 메모리는 상기 프로세서로 하여금,
    상기 타겟에 대한 생체 정보로서, 호흡 및 심박수 중 적어도 하나를 획득하도록 야기하는 코드를 저장하는,
    고속 생체 검출 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 메모리는 상기 프로세서로 하여금,
    상기 복수의 첩 사이의 변화가 미리 설정된 기준값 미만으로 확인되는 것에 기초하여 상기 타겟을 생체가 아닌 것으로 판단하고, 상기 메모리에 저장된 상기 복수의 첩을 삭제하도록 야기하는 코드를 저장하는,
    고속 생체 검출 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 메모리는 상기 프로세서로 하여금,
    상기 복수의 첩 사이의 변화와 미리 설정된 기준값 간의 차이가 미리 설정된 허용치 미만으로 확인되는 것에 기초하여 새로운 레이더 신호를 송수신하도록 상기 송수신부를 제어하고, 수신된 새로운 레이더 신호 내 복수의 첩 사이의 변화를 확인하도록 야기하는 코드를 더 저장하는,
    고속 생체 검출 장치.
  10. 레이더 신호를 타겟에 송신하고, 상기 타겟으로부터 서로 다른 시간에 반사된 레이더 신호를 수신하여 첩 단위로 메모리에 저장하는 단계;
    상기 메모리에 저장된 복수의 첩 사이의 변화를 확인하는 단계; 및
    상기 복수의 첩 사이의 변화에 기초하여 상기 타겟의 생체 여부를 판단하는 단계를 포함하는,
    고속 생체 검출 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 첩은 복수의 첩 데이터를 포함하고,
    상기 복수의 첩 사이의 변화를 확인하는 단계는,
    복수의 상기 첩 중 각 첩에서 동일한 순서에 위치한 첩 데이터들을 추출하고, 상기 추출된 첩 데이터들 간의 변화에 기초하여 상기 복수의 첩 사이의 변화를 확인하는 단계를 포함하는,
    고속 생체 검출 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 추출된 첩 데이터들 간의 변화에 기초하여 상기 복수의 첩 사이의 변화를 확인하는 단계는,
    상기 추출된 첩 데이터들 중 하나의 기준 데이터를 선택하고, 상기 기준 데이터와 상기 기준 데이터를 제외한 나머지 첩 데이터들 간의 차이들을 각각 계산하는 단계; 및
    상기 차이들을 평균하여 상기 복수의 첩 사이의 변화로서 확인하는 단계를 포함하는,
    고속 생체 검출 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 추출된 첩 데이터들 간의 변화에 기초하여 상기 복수의 첩 사이의 변화를 확인하는 단계는,
    상기 복수의 첩 중 제일 먼저 수신한 제1 첩 및 상기 제1 첩 이후의 미리 설정된 개수에 대응하는 제2 첩 사이의 각 첩에서 상기 첩 데이터들을 추출하는 단계를 포함하는,
    고속 생체 검출 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 추출된 첩 데이터들 간의 변화에 기초하여 상기 복수의 첩 사이의 변화를 확인하는 단계는,
    상기 복수의 첩 사이의 변화와 미리 설정된 기준값 간의 차이가 미리 설정된 허용치 미만으로 확인되는 것에 기초하여 상기 복수의 첩 중 상기 제2 첩 이후에 수신된 상기 개수의 첩에서 추출된 첩 데이터 간의 변화를 확인하는 단계를 더 포함하는,
    고속 생체 검출 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 타겟의 생체 여부를 판단하는 단계는,
    상기 복수의 첩 사이의 변화가 상기 기준값 이상으로 확인되는 것에 기초하여 상기 타겟을 생체로 판단하는 단계를 포함하고,
    상기 고속 생체 검출 방법은,
    상기 복수의 첩에 기초하여 상기 타겟에 대한 생체 정보를 획득하는 단계를 더 포함하는,
    고속 생체 검출 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 타겟에 대한 생체 정보를 획득하는 단계는,
    상기 타겟에 대한 생체 정보로서, 호흡 및 심박수 중 적어도 하나를 획득하는 단계를 포함하는,
    고속 생체 검출 방법.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 타겟의 생체 여부를 판단하는 단계는,
    상기 복수의 첩 사이의 변화가 미리 설정된 기준값 미만으로 확인되는 것에 기초하여 상기 타겟을 생체가 아닌 것으로 판단하는 단계를 포함하고,
    상기 고속 생체 검출 방법은,
    상기 메모리에 저장된 상기 복수의 첩을 삭제하는 단계를 더 포함하는,
    고속 생체 검출 방법.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 첩 사이의 변화와 미리 설정된 기준값 간의 차이가 미리 설정된 허용치 미만으로 확인되는 것에 기초하여 새로운 레이더 신호를 송수신하는 단계; 및
    수신된 새로운 레이더 신호 내 복수의 첩 사이의 변화를 확인하는 단계를 더 포함하는,
    고속 생체 검출 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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