KR20220108418A - Method and Apparatus for Indoor-Outdoor Transition Detector with Barometer - Google Patents

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KR20220108418A
KR20220108418A KR1020210011401A KR20210011401A KR20220108418A KR 20220108418 A KR20220108418 A KR 20220108418A KR 1020210011401 A KR1020210011401 A KR 1020210011401A KR 20210011401 A KR20210011401 A KR 20210011401A KR 20220108418 A KR20220108418 A KR 20220108418A
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Abstract

A building access detection method and device using a barometer are proposed. The building access detection device using a barometer proposed in the present invention comprises: an air pressure data collection unit for collecting air pressure data based on a difference in air pressure generated when a user passes through a door using an air pressure sensor; a preprocessing and feature extraction unit for preprocessing and extracting features for machine learning on the collected air pressure data; an event detection unit for detecting a user's door passage event based on a change in air pressure data through machine learning on the preprocessing and extracted features; and a signal control unit for controlling to block or receive a GPS signal transmitted to a user's smart wearable device and a smart terminal interworking with the smart wearable device depending on the detected user's door passage event. A technical problem to be achieved by the present invention is to provide an indoor/outdoor detection method and device for distinguishing whether a user is inside or outside a building in order to provide important information for a location-based service (LBS).

Description

기압계를 활용한 건물 출입 탐지 방법 및 장치{Method and Apparatus for Indoor-Outdoor Transition Detector with Barometer}Method and Apparatus for Indoor-Outdoor Transition Detector with Barometer

본 발명은 기압계를 활용한 건물 출입 탐지 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for detecting entrance to a building using a barometer.

스마트의류 사업은 시장 형성 초기 단계이나 웨어러블 디바이스(Wearable Device)의 수요 증가 추세와 함께 시장 확대가 예상되면서 웨어러블 디바이스 분야의 성장동력으로 주목 받고 있다. 해외의 경우 스타트업, 스포츠 브랜드, IT업계와 패션의류업계 협업 등에 의해 추진되고 있으며 기능복에서 평상복까지 다양한 의류 개발 시도가 지속되고 있다. 하지만 국내의 경우 스마트워치나 밴드 등에 비해 아직 스마트의류에 대해 인지도가 떨어지는 모습을 보인다. 그럼에도 불구하고 스마트의류는 웨어러블 디바이스 가운데 연평균 성장률은 가장 높을 것으로 전망되는 분야이다. The smart clothing business is attracting attention as a growth engine in the wearable device field as the market is expected to expand along with the growing demand for wearable devices, although in the initial stage of market formation. Overseas, it is being promoted by startups, sports brands, IT industry and fashion clothing industry collaboration, etc., and attempts to develop various clothing from functional wear to casual wear are continuing. However, in Korea, awareness of smart clothing is still low compared to smart watches and bands. Nevertheless, smart clothing is the field with the highest annual growth rate among wearable devices.

스마트의류 개발을 위해서는 섬유·ICT 융합기술 및 제품화, 기술 고도화가 필요하다. 이를 위해서는 패션·IT업계 간의 긴밀한 협력이 필요하다. 안전성, 세탁 가능성, 착용감 개선 등 기술적 취약점 보완과 의류에 들어가게 될 핵심기술 선점 등을 고려해야 하며 가장 중요한 점은 의류로서의 가치 창출과 함께 향후 데이터 플랫폼으로서 스마트의류 활용방안을 모색해야 한다는 것이다. In order to develop smart clothing, textile/ICT convergence technology, commercialization, and technological advancement are required. For this, close cooperation between the fashion and IT industries is required. It is necessary to consider supplementing technical weaknesses such as safety, washability, and comfort improvement, and preoccupation with core technologies that will be used in clothing.

도 1은 웨어러블 디바이스에 대한 소비자 인지도 조사 및 글로벌 웨어러블 디바이스 출하량 예측을 나타내는 도면이다. 1 is a diagram illustrating a consumer awareness survey and global wearable device shipment forecast for wearable devices.

도 1과 같이 스마트 의류, 스마트 신발, 스마트 쥬얼리, 스마트 헤드기어, 스마트 손목 밴드, 스마트 안경 및 스마트 시계를 포함하는 웨어러블 디바이스에 대한 소비자 인지도가 점점 높아지고 있고, 이에 따른 글로벌 웨어러블 디바이스 출하량도 점차 증가될 것으로 보인다.As shown in Figure 1, consumer awareness of wearable devices including smart clothing, smart shoes, smart jewelry, smart headgear, smart wristbands, smart glasses and smart watches is increasing, and global wearable device shipments are expected to gradually increase accordingly. seems to be

한국 공개특허공보 제10-2020-0123062호(2020.10.28)Korean Patent Publication No. 10-2020-0123062 (2020.10.28)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 LBS(Location Based Service)를 위한 중요한 정보를 제공하기 위해 사용자가 건물 실내 또는 실외에 있는지를 구분하는 실내외 탐지 방법 및 장치를 제공하는데 있다. 본 발명에서 제안하는 기압계를 활용한 건물 출입 탐지 방법 및 장치를 통해 쇼핑몰 등 사용자의 위치에 따른 광고, 재난문자, 위치추적 서비스 등을 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide an indoor/outdoor detection method and apparatus for discriminating whether a user is indoors or outdoors in a building in order to provide important information for a Location Based Service (LBS). It is an object of the present invention to provide advertisements, disaster text messages, location tracking services, etc. according to a user's location, such as a shopping mall, through the method and apparatus for detecting access to a building using a barometer proposed in the present invention.

일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 기압계를 활용한 건물 출입 탐지 방법은 스마트 웨어러블 장치의 기압 센서를 이용하여 사용자의 출입문 통과 시 발생하는 기압 차이에 따른 기압 데이터를 수집하는 단계, 수집된 기압 데이터에 대한 기계학습을 위해 전처리 및 특징을 추출하는 단계, 전처리 및 추출된 특징에 대한 기계학습을 통해 기압 데이터의 변화에 따른 사용자의 출입문 통과 이벤트를 탐지하는 단계 및 탐지된 사용자의 출입문 통과 이벤트에 따라 사용자의 스마트 웨어러블 장치 및 스마트 웨어러블 장치와 연동하는 스마트 단말에 전송되는 GPS 신호를 차단 또는 수신하도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다. In one aspect, the method for detecting entrance to a building using a barometer proposed in the present invention includes the steps of collecting air pressure data according to a pressure difference generated when a user passes through a door by using a barometric pressure sensor of a smart wearable device, the collected air pressure data Step of preprocessing and extracting features for machine learning of The method may include controlling to block or receive a GPS signal transmitted to the user's smart wearable device and a smart terminal interworking with the smart wearable device.

수집된 기압 데이터에 대한 기계학습을 위해 전처리 및 특징을 추출하는 단계는 수집된 기압 데이터의 흐름을 파악하기 위해 슬라이딩 윈도우(Sliding window) 기법을 사용하고, 이상데이터(Abnormal data)를 보정하기 위해 슬라이딩 윈도우 내의 기압 값들에 이동평균 필터(Moving average filter)를 적용하며, 기계학습에 적용하기 위해 수집된 모든 기압 데이터에 최소-최대 정규화(Min-max normalization)를 통해 동일한 스케일로 통일하고, 변화율(Rate of change), 평균 교차율(Mean-crossing rate), 표준편차(Standard deviation), RMS(Root Mean Square), RSS(Root sum square), 사분 범위(Interquartile Range), 첨도(Kurtosis) 및 절대차(Absolute value difference)를 포함하는 특징을 추출한다. In the steps of preprocessing and extracting features for machine learning on the collected atmospheric pressure data, a sliding window technique is used to understand the flow of the collected atmospheric pressure data, and sliding to correct abnormal data. A moving average filter is applied to the barometric pressure values within the window, and the min-max normalization is applied to all barometric pressure data collected to apply the machine learning to the same scale, and the rate of change (Rate) is applied. of change), mean-crossing rate, standard deviation, RMS (Root Mean Square), RSS (Root sum square), Interquartile Range, Kurtosis, and Absolute value difference) is extracted.

전처리 및 추출된 특징에 대한 기계학습을 통해 기압 데이터의 변화에 따른 사용자의 출입문 통과 이벤트를 탐지하는 단계는 전처리 및 추출된 특징에 대한 기계학습을 위해 기압 데이터를 복수의 그룹으로 나눈 후, 복수의 그룹 중 하나의 그룹을 랜덤으로 선택하여 학습된 나머지 그룹에 대해 검증하고, 복수의 그룹 중 하나의 그룹을 랜덤으로 선택하여 학습된 나머지 그룹에 대해 검증하는 과정을 복수의 그룹의 수만큼 반복한다. The step of detecting the user's door passing event according to the change of the atmospheric pressure data through machine learning of the pre-processed and extracted features is to divide the atmospheric pressure data into a plurality of groups for machine learning of the pre-processed and extracted features, and then The process of randomly selecting one group from among the groups and verifying the remaining learned groups, and randomly selecting one group among a plurality of groups and verifying the remaining learned groups is repeated as many as the number of groups.

탐지된 사용자의 출입문 통과 이벤트에 따라 사용자의 스마트 웨어러블 장치 및 스마트 웨어러블 장치와 연동하는 스마트 단말에 전송되는 GPS 신호를 차단 또는 수신하도록 제어하는 단계는 사용자가 건물 안으로 진입하는 출입문 통과 이벤트가 탐지되는 경우, 사용자의 스마트 웨어러블 장치 및 스마트 웨어러블 장치와 연동하는 스마트 단말에 전송되는 GPS 신호를 차단하는 단계 및 사용자가 건물 밖으로 나가는 출입문 통과 이벤트가 탐지되는 경우, 차단된 GPS 신호를 다시 수신하도록 하는 단계를 포함하고, 사용자가 건물 안으로 진입하여 GPS 신호가 차단되면, 마지막 GPS 신호를 고정해 건물 단위 위치 추적을 수행하도록 제어한다. The step of controlling to block or receive the GPS signal transmitted to the user's smart wearable device and the smart terminal interworking with the smart wearable device according to the detected user's door passing event is when the user enters the building when the door passing event is detected , the step of blocking the GPS signal transmitted to the user's smart wearable device and the smart terminal interworking with the smart wearable device, and when a door passing event that the user exits the building is detected, receiving the blocked GPS signal again. When the user enters the building and the GPS signal is blocked, the last GPS signal is fixed to control the building unit location tracking.

또 다른 일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 기압계를 활용한 건물 출입 탐지 장치는 기압 센서를 이용하여 사용자의 출입문 통과 시 발생하는 기압 차이에 따른 기압 데이터를 수집하는 기압 데이터 수집부, 수집된 기압 데이터에 대한 기계학습을 위해 전처리 및 특징을 추출하는 전처리 및 특징 추출부, 전처리 및 추출된 특징에 대한 기계학습을 통해 기압 데이터의 변화에 따른 사용자의 출입문 통과 이벤트를 탐지하는 이벤트 탐지부 및 탐지된 사용자의 출입문 통과 이벤트에 따라 사용자의 스마트 웨어러블 장치 및 스마트 웨어러블 장치와 연동하는 스마트 단말에 전송되는 GPS 신호를 차단 또는 수신하도록 제어하는 신호 제어부를 포함한다.In another aspect, the building access detection device using a barometer proposed in the present invention uses a barometric pressure sensor to collect barometric data according to a difference in barometric pressure that occurs when a user passes through a door, the collected barometric pressure A preprocessing and feature extraction unit that extracts preprocessing and features for machine learning of data, an event detector that detects a user's door passing event according to a change in atmospheric pressure data through machine learning of preprocessing and extracted features, and a detected and a signal controller for controlling to block or receive a GPS signal transmitted to the user's smart wearable device and a smart terminal interworking with the smart wearable device according to the user's door passing event.

본 발명의 실시예들에 따른 기압계를 활용한 건물 출입 탐지 방법 및 장치를 통해 쇼핑몰 등 사용자의 위치에 따른 광고, 재난문자, 위치추적 서비스 등 LBS(Location Based Service)를 위한 중요한 정보를 제공할 수 있다. 제안하는 기압계를 활용한 건물 출입 탐지 방법 및 장치를 통해 건물 단위 위치추적 기술에서 기존의 GPS를 이용한 위치 추적이 가진 높은 배터리 소모량 및 실내에서의 낮은 신뢰도를 보이는 단점을 개선할 수 있다. 또한, 본 발명의 기술을 스마트의류와 접목하여 영유아 및 노약자의 실종상황 발생 시 건물 등에 들어가 발견이 늦어지던 기존의 단점을 해결할 수 있고, 본 발명의 기술이 접목된 스마트의류를 착용한 경우, 연구소 등의 중요 시설에서 실외로 나왔을 때를 탐지하여 건물의 보안 장치를 작동하는 등의 여러 기술로의 발전 가능성이 크다.It is possible to provide important information for LBS (Location Based Service), such as advertisements, disaster text messages, location tracking services, etc. according to the location of a user such as a shopping mall, through the method and apparatus for detecting access to a building using a barometer according to embodiments of the present invention have. Through the proposed barometer-using building access detection method and device, it is possible to improve the high battery consumption and low reliability indoors of the existing location tracking using GPS in the building unit location tracking technology. In addition, by grafting the technology of the present invention with smart clothing, it is possible to solve the existing disadvantages of late discovery by entering buildings when infants and the elderly are missing, and when wearing smart clothing incorporating the technology of the present invention, research institute It has great potential for development into various technologies, such as detecting when an important facility such as an important facility has gone outside and operating a security device in a building.

도 1은 웨어러블 디바이스에 대한 소비자 인지도 조사 및 글로벌 웨어러블 디바이스 출하량 예측을 나타내는 도면이다.
도 2는 종래기술에 따른 GPS 다중경로로 인해 발생하는 위치 데이터 오차를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기압계를 활용한 건물 출입 탐지 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기압계를 활용한 건물 출입 탐지 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자가 실내에서 실외로 나갔을 때 관측되는 급격한 기압 변화를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기압계를 활용한 건물 출입 탐지 과정을 설명하기 위한 개략도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 각각의 문 유형 별로 6가지 기계학습 분류기에 대해 학습한 결과를 나타내는 도면이다.
1 is a diagram illustrating a consumer awareness survey and global wearable device shipment forecast for wearable devices.
2 is a diagram for explaining a position data error that occurs due to GPS multipath according to the prior art.
3 is a flowchart illustrating a method of detecting entrance to a building using a barometer according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram showing the configuration of a building access detection device using a barometer according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a sudden change in atmospheric pressure observed when a user goes out from indoors to outdoors according to an embodiment of the present invention.
6 is a schematic diagram for explaining a building access detection process using a barometer according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram illustrating a result of learning six machine learning classifiers for each sentence type according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시 예에 따른 출입문 통과 이벤트를 이용한 실내외 탐지는 사용자가 건물 실내 또는 실외에 있는지를 구분하는 기술이다. 제안하는 실내외 탐지는 LBS(Location Based Service) 에 중요한 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 쇼핑몰 등 사용자의 위치에 따른 광고, 재난문자, 위치추적 서비스 등을 제공할 수 있다. Indoor/outdoor detection using a door passing event according to an embodiment of the present invention is a technology for discriminating whether a user is indoors or outdoors in a building. The proposed indoor and outdoor detection can provide important information to LBS (Location Based Service). For example, advertisements according to the user's location such as a shopping mall, disaster text messages, location tracking services, etc. may be provided.

출입문 통과 이벤트는 사용자가 건물의 출입문을 통과할 때의 이벤트를 의미하는 것으로, 이러한 출입문 통과 이벤트는 실내외 탐지에 중요한 힌트를 줄 수 있다. 사용자가 입장한 특정 건물을 알려주는 기술은 LBS를 제공하는데 큰 도움이 된다. 예를 들어, 아동 및 노인 실종 발생 시, 그들이 건물 안에 들어가 있는 경우 위치를 알아내기 힘들어 더 많은 시간을 소모하게 된다. The door passing event refers to an event when a user passes through a door of a building, and this door passing event may give an important hint to indoor/outdoor detection. A technology that informs a specific building that a user has entered is a great help in providing LBS. For example, in the case of missing children and the elderly, it is difficult to locate them if they are inside a building, which is more time consuming.

본 발명의 실시예에 따른 건물 단위 위치추적 기술은 이러한 정확한 위치를 요하는 상황에서 빠른 판단을 내리도록 도와줄 수 있다. Building unit location tracking technology according to an embodiment of the present invention can help to make a quick judgment in a situation requiring such an accurate location.

종래 기술에 따른 위치추적 기술은 GPS를 이용한 방법과 스마트 단말의 센서를 이용한 방법으로 크게 두 가지로 나눌 수 있다. The location tracking technology according to the prior art can be roughly divided into a method using a GPS and a method using a sensor of a smart terminal.

도 2는 종래기술에 따른 GPS 다중경로로 인해 발생하는 위치 데이터 오차를 설명하기 위한 도면이다. 2 is a diagram for explaining a position data error that occurs due to GPS multipath according to the prior art.

GPS를 이용한 실내외 탐지 기술은 실외에서 상당히 정확한 위치 정보를 제공할 수 있다. 하지만 실내 등의 GPS 신호가 방해 받는 환경에서는 GPS 다중경로(multipath) 오류 및 NLOS(Non-line-of-sight) 문제로 인해 위치 정보의 정확도가 매우 떨어진다는 문제가 있다. 도 2와 같이 GPS 다중경로로 인해 발생하는 위치 데이터 오차는 최대 800m까지 나타날 수 있다. Indoor and outdoor detection technology using GPS can provide highly accurate location information outdoors. However, in an environment where GPS signals are disturbed, such as indoors, there is a problem in that the accuracy of location information is very poor due to a GPS multipath error and a non-line-of-sight (NLOS) problem. As shown in FIG. 2 , the position data error caused by the GPS multipath may appear up to 800 m.

또한, GPS는 스마트 단말 내 센서 중 제일 많은 배터리 소모량을 갖는 센서이다. Also, the GPS is a sensor having the largest amount of battery consumption among sensors in a smart terminal.

스마트 단말을 이용한 실내외 탐지 기술은 주로 빛, 마그네틱, 셀 타워 센서 등의 여러 센서 조합을 사용하여 탐지하는 방식이다. 하지만 스마트 단말은 실제 생활에서 위치가 고정되지 않아(예를 들어, 이용자의 손, 가방 안, 주머니 안 등) 종래기술들의 결과를 실제 생활에 적용하는데 어려움이 있다. Indoor/outdoor detection technology using smart terminals is a detection method using a combination of several sensors, such as light, magnetic, and cell tower sensors. However, since the location of the smart terminal is not fixed in real life (eg, in a user's hand, in a bag, in a pocket, etc.), it is difficult to apply the results of the prior art to real life.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기압계를 활용한 건물 출입 탐지 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 3 is a flowchart illustrating a method of detecting entrance to a building using a barometer according to an embodiment of the present invention.

제안하는 기압계를 활용한 건물 출입 탐지 방법은 스마트 웨어러블 장치의 기압 센서를 이용하여 사용자의 출입문 통과 시 발생하는 기압 차이에 따른 기압 데이터를 수집하는 단계(310), 수집된 기압 데이터에 대한 기계학습을 위해 전처리 및 특징을 추출하는 단계(320), 전처리 및 추출된 특징에 대한 기계학습을 통해 기압 데이터의 변화에 따른 사용자의 출입문 통과 이벤트를 탐지하는 단계(330) 및 탐지된 사용자의 출입문 통과 이벤트에 따라 사용자의 스마트 웨어러블 장치 및 스마트 웨어러블 장치와 연동하는 스마트 단말에 전송되는 GPS 신호를 차단 또는 수신하도록 제어하는 단계(340)를 포함한다. The proposed building access detection method using a barometer is a step 310 of collecting air pressure data according to the difference in air pressure that occurs when a user passes through a door using a barometric pressure sensor of a smart wearable device, and machine learning for the collected air pressure data. Step 320 of pre-processing and extracting features for the purpose of detecting the user's door passing event according to the change of atmospheric pressure data through machine learning for the pre-processing and extracted features (330) and the detected user's door passing event and controlling to block or receive a GPS signal transmitted to the user's smart wearable device and a smart terminal interworking with the smart wearable device according to the user's smart wearable device ( 340 ).

단계(310)에서, 스마트 웨어러블 장치의 기압 센서를 이용하여 사용자의 출입문 통과 시 발생하는 기압 차이에 따른 기압 데이터를 수집한다. 본 발명의 실시예에 따른 스마트 웨어러블 장치는 스마트 의류, 스마트 신발, 스마트 쥬얼리, 스마트 헤드기어, 스마트 손목 밴드, 스마트 안경 및 스마트 시계 등을 포함할 수 있다. In step 310, the barometric pressure data according to the barometric pressure difference generated when the user passes through the door is collected by using the barometric pressure sensor of the smart wearable device. A smart wearable device according to an embodiment of the present invention may include smart clothing, smart shoes, smart jewelry, smart headgear, smart wristband, smart glasses, and a smart watch.

대부분의 건물에는 HVAC (Heating, Ventilating and Air Conditioning) 시스템이 탑재되어 있다. 이러한 시스템의 영향으로 건물의 실내와 실외에는 온도 및 기압의 차이가 발생한다. Most buildings are equipped with HVAC (Heating, Ventilating and Air Conditioning) systems. Under the influence of these systems, there is a difference in temperature and pressure between the inside and outside of the building.

본 발명의 실시예에 따른 스마트 웨어러블 장치의 기압 센서는 사용자가 건물 문을 열었을 때 발생하는 기압의 큰 변화를 감지할 수 있다. The air pressure sensor of the smart wearable device according to an embodiment of the present invention may detect a large change in air pressure that occurs when a user opens a building door.

단계(320)에서, 수집된 기압 데이터에 대한 기계학습을 위해 전처리 및 특징을 추출한다. In step 320, pre-processing and features are extracted for machine learning on the collected atmospheric pressure data.

수집된 기압 데이터의 흐름을 파악하기 위해 슬라이딩 윈도우(Sliding window) 기법을 사용하고, 이상데이터(Abnormal data)를 보정하기 위해 슬라이딩 윈도우 내의 기압 값들에 이동평균 필터(Moving average filter)를 적용한다. 이후, 기계학습에 적용하기 위해 수집된 모든 기압 데이터에 최소-최대 정규화(Min-max normalization)를 통해 동일한 스케일로 통일한다. A sliding window technique is used to understand the flow of the collected atmospheric pressure data, and a moving average filter is applied to atmospheric pressure values within the sliding window to correct abnormal data. Thereafter, all collected atmospheric pressure data to be applied to machine learning are unified to the same scale through Min-max normalization.

추출되는 특징은 변화율(Rate of change), 평균 교차율(Mean-crossing rate), 표준편차(Standard deviation), RMS(Root Mean Square), RSS(Root sum square), 사분 범위(Interquartile Range), 첨도(Kurtosis) 및 절대차(Absolute value difference)를 포함할 수 있다. The extracted features are rate of change, mean-crossing rate, standard deviation, RMS (Root Mean Square), RSS (Root sum square), Interquartile Range, and kurtosis ( Kurtosis) and absolute value difference.

단계(330)에서, 전처리 및 추출된 특징에 대한 기계학습을 통해 기압 데이터의 변화에 따른 사용자의 출입문 통과 이벤트를 탐지한다. In step 330, a user's door passing event according to a change in atmospheric pressure data is detected through pre-processing and machine learning for the extracted features.

전처리 및 추출된 특징에 대한 기계학습을 위해 기압 데이터를 복수의 그룹으로 나눈 후, 복수의 그룹 중 하나의 그룹을 랜덤으로 선택하여 학습된 나머지 그룹에 대해 검증한다. 이후, 복수의 그룹 중 하나의 그룹을 랜덤으로 선택하여 학습된 나머지 그룹에 대해 검증하는 과정을 복수의 그룹의 수만큼 반복한다. After dividing the atmospheric pressure data into a plurality of groups for pre-processing and machine learning of the extracted features, one group is randomly selected among the plurality of groups and the remaining learned groups are verified. Thereafter, the process of randomly selecting one group from among the plurality of groups and verifying the remaining learned groups is repeated as many as the number of the plurality of groups.

단계(340)에서, 탐지된 사용자의 출입문 통과 이벤트에 따라 사용자의 스마트 웨어러블 장치 및 스마트 웨어러블 장치와 연동하는 스마트 단말에 전송되는 GPS 신호를 차단 또는 수신하도록 제어한다. In step 340, according to the detected user's door passing event, the user's smart wearable device and the GPS signal transmitted to the smart terminal interworking with the smart wearable device are controlled to be blocked or received.

사용자가 건물 안으로 진입하는 출입문 통과 이벤트가 탐지되는 경우, 사용자의 스마트 웨어러블 장치 및 스마트 웨어러블 장치와 연동하는 스마트 단말에 전송되는 GPS 신호를 차단한다. 반면에 사용자가 건물 밖으로 나가는 출입문 통과 이벤트가 탐지되는 경우, 차단된 GPS 신호를 다시 수신하도록 한다. When an event that the user enters the building is detected, the GPS signal transmitted to the user's smart wearable device and the smart terminal interworking with the smart wearable device is blocked. On the other hand, when an event that the user exits the building is detected, the blocked GPS signal is received again.

사용자가 건물 안으로 진입하여 GPS 신호가 차단되면, 마지막 GPS 신호를 고정해 건물 단위 위치 추적을 수행하도록 제어한다. 이하, 도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기압계를 활용한 건물 출입 탐지 방법 및 장치에 관하여 더욱 상세히 설명한다. When the user enters the building and the GPS signal is blocked, the last GPS signal is fixed to control the building unit location tracking. Hereinafter, a method and apparatus for detecting entrance to a building using a barometer according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 4 to 6 .

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기압계를 활용한 건물 출입 탐지 장치의 구성을 나타내는 도면이다. 4 is a diagram showing the configuration of a building access detection device using a barometer according to an embodiment of the present invention.

제안하는 기압계를 활용한 건물 출입 탐지 장치(400)는 기압 데이터 수집부(410), 전처리 및 특징 추출부(420), 이벤트 탐지부(430) 및 신호 제어부(440)를 포함한다. The proposed building access detection device 400 using a barometer includes a barometric pressure data collection unit 410 , a pre-processing and feature extraction unit 420 , an event detection unit 430 , and a signal control unit 440 .

기압 데이터 수집부(410)는 기압 센서를 포함한다. 기압 데이터 수집부(410)의 기압 센서를 이용하여 사용자의 출입문 통과 시 발생하는 기압 차이에 따른 기압 데이터를 수집한다. The air pressure data collection unit 410 includes an air pressure sensor. The barometric pressure data according to the barometric pressure difference generated when the user passes through the door is collected by using the barometric pressure sensor of the barometric pressure data collecting unit 410 .

대부분의 건물에는 HVAC (Heating, Ventilating and Air Conditioning) 시스템이 탑재되어 있다. 이러한 시스템의 영향으로 건물의 실내와 실외에는 온도 및 기압의 차이가 발생한다. Most buildings are equipped with HVAC (Heating, Ventilating and Air Conditioning) systems. Under the influence of these systems, there is a difference in temperature and pressure between the inside and outside of the building.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자가 실내에서 실외로 나갔을 때 관측되는 급격한 기압 변화를 나타내는 도면이다. 5 is a diagram illustrating a sudden change in atmospheric pressure observed when a user goes out from indoors to outdoors according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 스마트 웨어러블 장치의 기압 센서는 사용자가 건물 문을 열었을 때 발생하는 기압의 큰 변화를 감지할 수 있다(도 5 참조). 또한, GPS 센서에 비해 작은 양의 에너지를 소비하는 장점이 있다. The air pressure sensor of the smart wearable device according to an embodiment of the present invention may detect a large change in air pressure that occurs when a user opens a building door (see FIG. 5 ). In addition, there is an advantage of consuming a small amount of energy compared to the GPS sensor.

스마트 웨어러블 장치 예를 들어, 스마트 시계는 대부분의 시간을 사용자의 손목에 고정되어 있다. 스마트 시계뿐만 아니라, 스마트 의류, 스마트 신발, 스마트 쥬얼리, 스마트 헤드기어, 스마트 손목 밴드 및 스마트 안경 등의 스마트 웨어러블 장치는 대부분의 시간을 사용자가 착용한 상태로 고정되어 있다. A smart wearable device, for example, a smart watch is fixed on a user's wrist most of the time. In addition to smart watches, smart wearable devices such as smart clothes, smart shoes, smart jewelry, smart headgear, smart wristbands, and smart glasses are fixed as worn by the user most of the time.

이것은 스마트 웨어러블 장치가 다른 모바일 장치 중 사용자와 제일 물리적으로 가까운 장치임을 의미하며, 이는 곧 사용자 주변 환경을 나타내는데 최적의 장치라 할 수 있다. This means that the smart wearable device is the most physically closest to the user among other mobile devices, which is an optimal device for representing the user's surrounding environment.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기압계를 활용한 건물 출입 탐지 과정을 설명하기 위한 개략도이다. 6 is a schematic diagram for explaining a building access detection process using a barometer according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따르면, 스마트 웨어러블 장치 내 기압 센서를 이용하여 출입문 통과 이벤트를 탐지하기 위해 제1 기압 데이터 수집 에이전트(예를 들어, 타이젠(Tizen) 기반)와 이에 연동할 제2 데이터 수집 에이전트(예를 들어, 안드로이드 기반)를 이용할 수 있다(도 6(a) 참조).According to an embodiment of the present invention, a first atmospheric pressure data collection agent (eg, Tizen based) and a second data to be linked thereto are collected in order to detect a door passing event using a barometric pressure sensor in the smart wearable device An agent (eg, based on Android) may be used (see FIG. 6(a) ).

본 발명의 실시예에 따르면, 기압 데이터는 10 Hz 의 샘플링 레이트(Sampling rate)로 수집할 수 있다(도 6(b) 참조). According to an embodiment of the present invention, atmospheric pressure data may be collected at a sampling rate of 10 Hz (see FIG. 6(b)).

기압 데이터 수집 과정은 다음과 같다: 먼저 제2 데이터 수집 에이전트가 제1 기압 데이터 수집 에이전트에 신호를 송신한다. 제1 타이젠 에이전트가 신호를 수신하고, 기압 데이터 수집을 시작한다. 기계학습에서 지도형 기계 학습(Supervised learning)을 사용하기 위해, 제2 데이터 수집 에이전트에서 사용자의 현재 상황(예를 들어, 실내, 출입문 통과, 실외)을 실측 자료(Ground truth)로 제공한다. The barometric pressure data collection process is as follows: First, the second data collection agent sends a signal to the first atmospheric pressure data collection agent. The first Tizen agent receives the signal and starts collecting barometric pressure data. In order to use supervised learning in machine learning, the second data collection agent provides the user's current situation (eg, indoors, through a door, outdoors) as ground truth.

본 발명의 실시예에 따른 다양한 환경을 반영하기 위해, 도서관, 쇼핑몰 등 여러 장소에서 실험을 진행하였다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 다양한 환경에의 적용을 위해, 통과하는 문 종류를 자동문, 회전문, 여닫이 문의 밀림, 여닫이 문의 당김의 4가지로 나누어 데이터를 수집하였다. 수집된 데이터를 이용하여 기계학습을 이용한 기압 패턴 학습 및 분류를 수행한다(도 6(c) 참조). In order to reflect the various environments according to the embodiment of the present invention, experiments were conducted in various places such as a library and a shopping mall. In addition, for application to various environments according to an embodiment of the present invention, data were collected by dividing the passing door type into four types: automatic door, revolving door, sliding door, and sliding door. Using the collected data, the air pressure pattern learning and classification using machine learning is performed (refer to FIG. 6(c)).

이후, 학습을 통해 사용자가 건물 안으로 진입하는 출입문 통과 이벤트가 탐지되는 경우, 사용자의 스마트 웨어러블 장치 및 스마트 웨어러블 장치와 연동하는 스마트 단말에 전송되는 GPS 신호를 차단하고, 사용자가 건물 안으로 진입하여 GPS 신호가 차단되면, 마지막 GPS 신호를 고정해 건물 단위 위치 추적을 수행하도록 제어한다(도 6(d) 참조). Thereafter, when an event through which the user enters the building is detected through learning, the GPS signal transmitted to the user's smart wearable device and the smart terminal interworking with the smart wearable device is blocked, and the user enters the building and the GPS signal is blocked, the last GPS signal is fixed to control to perform building unit location tracking (refer to FIG. 6(d)).

전처리 및 특징 추출부(420)는 수집된 기압 데이터에 대한 기계학습을 위해 전처리 및 특징을 추출한다. The pre-processing and feature extraction unit 420 extracts pre-processing and features for machine learning on the collected atmospheric pressure data.

본 발명의 실시예에 따르면, 전처리 및 특징 추출부(420)는 수집된 기압 데이터의 흐름을 파악하기 위해 슬라이딩 윈도우(Sliding window) 기법을 사용한다. 예를 들어, 사용자가 문을 열고, 통과하고, 닫는 일련의 과정들을 수용하기 위해 길이를 3초로 설정할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the pre-processing and feature extraction unit 420 uses a sliding window technique to understand the flow of the collected atmospheric pressure data. For example, the length can be set to 3 seconds to accommodate a series of processes in which the user opens, passes, and closes a door.

기압 센서는 주변의 작은 변화에도 민감하게 반응하는 센서이다. 따라서, 어떠한 요인에 의해서 생길 수 있는 이상데이터(Abnormal data)를 보정하기 위해 슬라이딩 윈도우 내의 기압 값들에 이동평균 필터(Moving average filter)를 적용할 수 있다. The barometric pressure sensor is a sensor that responds sensitively to small changes in the environment. Accordingly, a moving average filter may be applied to barometric pressure values within the sliding window in order to correct abnormal data that may be generated by certain factors.

이렇게 처리된 데이터들을 기계학습 분류기(Classifier)에 적용하기 위해 같은 스케일(Scale)로 통일하는 과정이 필요하다. 이를 위해 모든 기압 데이터에 최소-최대 정규화(Min-max normalization) 기법을 적용한다.In order to apply the processed data to the machine learning classifier, it is necessary to unify the processed data to the same scale. To this end, a min-max normalization technique is applied to all atmospheric pressure data.

이후, 기계학습에 적용하기 위해 기압 데이터에 대해 특징 추출을 수행한다.Then, feature extraction is performed on the atmospheric pressure data to apply to machine learning.

추출되는 특징은 변화율(Rate of change), 평균 교차율(Mean-crossing rate), 표준편차(Standard deviation), RMS(Root Mean Square), RSS(Root sum square), 사분 범위(Interquartile Range)(3분위 값 - 1분위 값), 첨도(Kurtosis) 및 절대차(Absolute value difference)(슬라이딩 윈도우 내의 최대값-최소값의 절댓값)를 포함할 수 있다. The extracted features are Rate of change, Mean-crossing rate, Standard deviation, RMS (Root Mean Square), RSS (Root sum square), Interquartile Range (3rd quartile) value - quartile value), kurtosis, and absolute value difference (absolute value of maximum-minimum value within the sliding window).

이벤트 탐지부(430)는 전처리 및 추출된 특징에 대한 기계학습을 통해 기압 데이터의 변화에 따른 사용자의 출입문 통과 이벤트를 탐지한다. The event detection unit 430 detects a user's door passing event according to a change in atmospheric pressure data through pre-processing and machine learning for the extracted features.

이벤트 탐지부(430)는 기압 데이터에서 추출된 특징들을 기계학습에 학습시킨 후, 출입문 통과 이벤트를 탐지한다. The event detector 430 detects a door passing event after learning the features extracted from the atmospheric pressure data in machine learning.

본 발명의 실시예에 따른 기계학습 툴(Tool)은 WEKA를 사용한다. 기계학습을 진행할 기계학습 분류기(Classifier)들은 Random Forest, J48 Decision Tree, Naive Bayes, Bayes Net, SVM(Supported Vector Machine), LWL(Locally Weighted Learning) 총 6개를 사용한다. 이와 같은 기계학습을 진행할 때, K-교차검증(K-fold cross validation) 기법이 제일 높은 정확도를 보였다. A machine learning tool according to an embodiment of the present invention uses WEKA. A total of six machine learning classifiers for machine learning are used: Random Forest, J48 Decision Tree, Naive Bayes, Bayes Net, Supported Vector Machine (SVM), and Locally Weighted Learning (LWL). When performing such machine learning, the K-fold cross validation technique showed the highest accuracy.

K-교차검증은 데이터를 랜덤하게 K개로 나누어 그룹화한 후, K-1개의 그룹을 훈련하고 이를 나머지 한 개의 데이터세트로 검증하는 절차를 K번 반복하는 학습방법이다. 상술된 문의 종류에 따라 차이를 보이는지에 대해 확인하기 위해, 각각의 문 별로 데이터를 나누어 학습을 진행한다. K-cross-validation is a learning method in which the data is randomly divided into K groups, and then the procedure of training K-1 groups and verifying them with the remaining one dataset is repeated K times. In order to check whether there is a difference according to the type of the above-mentioned statement, the learning is carried out by dividing the data for each statement.

신호 제어부(440)는 탐지된 사용자의 출입문 통과 이벤트에 따라 사용자의 스마트 웨어러블 장치 및 스마트 웨어러블 장치와 연동하는 스마트 단말에 전송되는 GPS 신호를 차단 또는 수신하도록 제어한다. The signal controller 440 controls to block or receive a GPS signal transmitted to the user's smart wearable device and a smart terminal interworking with the smart wearable device according to the detected user's door passing event.

신호 제어부(440)는 사용자가 건물 안으로 진입하는 출입문 통과 이벤트가 탐지되는 경우, 사용자의 스마트 웨어러블 장치 및 스마트 웨어러블 장치와 연동하는 스마트 단말에 전송되는 GPS 신호를 차단한다. 반면에, 사용자가 건물 밖으로 나가는 출입문 통과 이벤트가 탐지되는 경우, 차단된 GPS 신호를 다시 수신하도록 한다. 신호 제어부(440)는 사용자가 건물 안으로 진입하여 GPS 신호가 차단되면, 마지막 GPS 신호를 고정해 건물 단위 위치 추적을 수행하도록 제어한다. The signal controller 440 blocks the GPS signal transmitted to the user's smart wearable device and the smart terminal interworking with the smart wearable device when a door passing event through which the user enters the building is detected. On the other hand, when the event that the user exits the building is detected, the blocked GPS signal is received again. When the user enters the building and the GPS signal is blocked, the signal controller 440 fixes the last GPS signal and controls the building unit location tracking to be performed.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 각각의 문 유형 별로 6가지 기계학습 분류기에 대해 학습한 결과를 나타내는 도면이다.7 is a diagram illustrating a result of learning six machine learning classifiers for each sentence type according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 문의 종류에 대한 출입문 통과 이벤트 탐지 정확도에 대해 알아보기 위해 자동문(도 7(a)), 회전문(도 7(b)), 미는 문(도 7(c)), 당기는 문(도 7(d)) 총 4가지 문에 대해 학습을 진행하였다.In order to find out about the detection accuracy of the door passing event for the type of door according to an embodiment of the present invention, an automatic door (FIG. 7(a)), a revolving door (FIG. 7(b)), a push door (FIG. 7(c)), Learning was carried out for a total of four doors (Fig. 7(d)) to pull.

도 7은 각각의 문 유형에 대한 6가지 분류기의 학습 정확도를 보여준다. 7 shows the learning accuracy of six classifiers for each sentence type.

전체적인 평균을 보았을 때, 자동문이 제일 높은 정확도를 보였으며, 분류기 별로는 랜덤 포레스트 분류기(Random Forest classifier)가 평균 88.53%의 정확도를 보여 제일 높은 정확도를 보였다. 랜덤 포레스트 분류기를 사용하여 전체 데이터에 적용한 결과는 표 1과 같다. When looking at the overall average, the automatic statement showed the highest accuracy, and by classifier, the Random Forest classifier showed the highest accuracy with an average accuracy of 88.53%. Table 1 shows the results of applying the random forest classifier to the entire data.

<표 1><Table 1>

Figure pat00001
Figure pat00001

본 발명의 일 실시예에 따른 기계학습 결과와 스마트 단말 내의 GPS와 통합하여 실시간 건물 단위 위치 추적 시스템(Real-time Building Level Location Track System)을 구축할 수 있다. 이러한 실시간 건물 단위 위치 추적 시스템을 아두이노(Arduino) 등의 기판에 구현하여 스마트의류에 접목시킬 수 있다.A real-time Building Level Location Tracking System can be built by integrating the machine learning results according to an embodiment of the present invention and the GPS in the smart terminal. This real-time building unit location tracking system can be implemented on a board such as Arduino and applied to smart clothing.

본 발명의 일 실시예에 따르면 스마트 웨어러블 장치에 내장된 기압 센서를 이용하여 사용자의 출입문 통과 이벤트를 탐지해 건물 단위 위치추적을 수행할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, by using the barometric pressure sensor built into the smart wearable device, it is possible to detect the user's door passing event to perform the building unit location tracking.

이러한 건물 단위 위치추적 기술은 기존의 GPS를 이용한 위치 추적이 가진 높은 배터리 소모량 및 실내에서의 낮은 신뢰도를 보이는 위치추적 등의 단점을 개선할 수 있다. 또한, 사용자가 단순히 실내 또는 실외에 있는지를 구분하는데 그치는 기존의 실내/실외 탐지 기술에서 한 단계 더 발전시킨 기술이다. This building unit location tracking technology can improve the disadvantages of location tracking using the existing GPS, such as high battery consumption and low reliability indoors. In addition, it is a technology developed one step further from the existing indoor/outdoor detection technology, which merely identifies whether a user is indoors or outdoors.

본 발명의 일 실시예에 따른 기압계를 활용한 건물 출입 탐지 기술을 사용자가 어떤 건물(예를 들어, 쇼핑몰, 도서관 등)에 들어가는지 알아내는 기술과 접목하여 장소에 맞는 알림, 광고 등의 제공에 있어서 활용성을 높일 수 있다. By combining the building access detection technology using the barometer according to an embodiment of the present invention with the technology to find out which building (eg, shopping mall, library, etc.) the user enters, it is used to provide notifications, advertisements, etc. suitable for the place. usability can be increased.

본 발명의 일 실시예에 따른 기압계를 활용한 건물 출입 탐지 기술을 스마트의류와 접목하여 영유아 및 노약자의 실종상황 발생 시 건물 등에 들어가 발견이 늦어지던 기존의 단점을 해결할 수 있고, 연구소 등의 중요 시설에서 실외로 나왔을 때를 탐지하여 건물의 보안 장치를 작동하는 등 여러 기술로의 발전 가능성이 크다. By combining the building access detection technology using a barometer according to an embodiment of the present invention with smart clothing, it is possible to solve the existing disadvantages of late detection by entering a building when infants and the elderly are missing, and important facilities such as research institutes There is a great potential for development into various technologies, such as detecting when you are outside and operating a security device in a building.

이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다.  또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다.  이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다.  예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다.  또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The device described above may be implemented as a hardware component, a software component, and/or a combination of the hardware component and the software component. For example, devices and components described in the embodiments may include, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable array (FPA), It may be implemented using one or more general purpose or special purpose computers, such as a programmable logic unit (PLU), microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. The processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. The processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of the software. For convenience of understanding, although one processing device is sometimes described as being used, one of ordinary skill in the art will recognize that the processing device includes a plurality of processing elements and/or a plurality of types of processing elements. It can be seen that may include For example, the processing device may include a plurality of processors or one processor and one controller. Other processing configurations are also possible, such as parallel processors.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다.  소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 구체화(embody)될 수 있다.  소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may comprise a computer program, code, instructions, or a combination of one or more thereof, which configures a processing device to operate as desired or is independently or collectively processed You can command the device. The software and/or data may be any kind of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device, to be interpreted by or to provide instructions or data to the processing device. may be embodied in The software may be distributed over networked computer systems and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored in one or more computer-readable recording media.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다.  상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.  상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.  컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.  프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.  The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiment, or may be known and available to those skilled in the art of computer software. Examples of the computer-readable recording medium include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic such as floppy disks. - includes magneto-optical media, and hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine language codes such as those generated by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.  예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with reference to the limited embodiments and drawings, various modifications and variations are possible by those skilled in the art from the above description. For example, the described techniques are performed in a different order than the described method, and/or the described components of the system, structure, apparatus, circuit, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or other components Or substituted or substituted by equivalents may achieve an appropriate result.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

Claims (8)

스마트 웨어러블 장치의 기압 센서를 이용하여 사용자의 출입문 통과 시 발생하는 기압 차이에 따른 기압 데이터를 수집하는 단계;
수집된 기압 데이터에 대한 기계학습을 위해 전처리 및 특징을 추출하는 단계;
전처리 및 추출된 특징에 대한 기계학습을 통해 기압 데이터의 변화에 따른 사용자의 출입문 통과 이벤트를 탐지하는 단계; 및
탐지된 사용자의 출입문 통과 이벤트에 따라 사용자의 스마트 웨어러블 장치 및 스마트 웨어러블 장치와 연동하는 스마트 단말에 전송되는 GPS 신호를 차단 또는 수신하도록 제어하는 단계
를 포함하는 기압계를 활용한 건물 출입 탐지 방법.
collecting air pressure data according to a pressure difference generated when a user passes through a door by using a pressure sensor of a smart wearable device;
Pre-processing and extracting features for machine learning on the collected atmospheric pressure data;
Detecting a user's door passing event according to a change in atmospheric pressure data through pre-processing and machine learning for the extracted features; and
Controlling to block or receive the GPS signal transmitted to the user's smart wearable device and the smart terminal interworking with the smart wearable device according to the detected user's door passing event
A method of detecting entrance to a building using a barometer comprising a.
제1항에 있어서,
수집된 기압 데이터에 대한 기계학습을 위해 전처리 및 특징을 추출하는 단계는,
수집된 기압 데이터의 흐름을 파악하기 위해 슬라이딩 윈도우(Sliding window) 기법을 사용하고, 이상데이터(Abnormal data)를 보정하기 위해 슬라이딩 윈도우 내의 기압 값들에 이동평균 필터(Moving average filter)를 적용하며, 기계학습에 적용하기 위해 수집된 모든 기압 데이터에 최소-최대 정규화(Min-max normalization)를 통해 동일한 스케일로 통일하고,
변화율(Rate of change), 평균 교차율(Mean-crossing rate), 표준편차(Standard deviation), RMS(Root Mean Square), RSS(Root sum square), 사분 범위(Interquartile Range), 첨도(Kurtosis) 및 절대차(Absolute value difference)를 포함하는 특징을 추출하는
기압계를 활용한 건물 출입 탐지 방법.
According to claim 1,
The steps of preprocessing and extracting features for machine learning on the collected atmospheric pressure data are:
A sliding window technique is used to understand the flow of the collected atmospheric pressure data, and a moving average filter is applied to the atmospheric pressure values in the sliding window to correct abnormal data, and the machine Unify to the same scale through Min-max normalization on all atmospheric pressure data collected to apply to learning,
Rate of change, Mean-crossing rate, Standard deviation, RMS (Root Mean Square), RSS (Root sum square), Interquartile Range, Kurtosis and Absolute Extracting features including absolute value difference
A method of detecting entrance to a building using a barometer.
제1항에 있어서,
전처리 및 추출된 특징에 대한 기계학습을 통해 기압 데이터의 변화에 따른 사용자의 출입문 통과 이벤트를 탐지하는 단계는,
전처리 및 추출된 특징에 대한 기계학습을 위해 기압 데이터를 복수의 그룹으로 나눈 후, 복수의 그룹 중 하나의 그룹을 랜덤으로 선택하여 학습된 나머지 그룹에 대해 검증하고, 복수의 그룹 중 하나의 그룹을 랜덤으로 선택하여 학습된 나머지 그룹에 대해 검증하는 과정을 복수의 그룹의 수만큼 반복하는
기압계를 활용한 건물 출입 탐지 방법.
According to claim 1,
The step of detecting the user's door passing event according to the change of atmospheric pressure data through machine learning of the pre-processed and extracted features,
After dividing the atmospheric pressure data into a plurality of groups for pre-processing and machine learning of the extracted features, one group is randomly selected from among the plurality of groups to verify the remaining learned groups, and one group from the plurality of groups is selected. The process of selecting randomly and verifying the remaining learned groups is repeated as many as the number of groups.
A method of detecting entrance to a building using a barometer.
제1항에 있어서,
탐지된 사용자의 출입문 통과 이벤트에 따라 사용자의 스마트 웨어러블 장치 및 스마트 웨어러블 장치와 연동하는 스마트 단말에 전송되는 GPS 신호를 차단 또는 수신하도록 제어하는 단계는,
사용자가 건물 안으로 진입하는 출입문 통과 이벤트가 탐지되는 경우, 사용자의 스마트 웨어러블 장치 및 스마트 웨어러블 장치와 연동하는 스마트 단말에 전송되는 GPS 신호를 차단하는 단계; 및
사용자가 건물 밖으로 나가는 출입문 통과 이벤트가 탐지되는 경우, 차단된 GPS 신호를 다시 수신하도록 하는 단계
를 포함하고,
사용자가 건물 안으로 진입하여 GPS 신호가 차단되면, 마지막 GPS 신호를 고정해 건물 단위 위치 추적을 수행하도록 제어하는
기압계를 활용한 건물 출입 탐지 방법.
According to claim 1,
The step of controlling to block or receive the GPS signal transmitted to the user's smart wearable device and the smart terminal interworking with the smart wearable device according to the detected user's door passing event,
blocking the GPS signal transmitted to the user's smart wearable device and the smart terminal interworking with the smart wearable device when the user's entrance into the building event is detected; and
When a user exits the building and a door pass event is detected, the step of re-receiving the blocked GPS signal
including,
When the user enters the building and the GPS signal is blocked, the last GPS signal is fixed to control the building unit location tracking.
A method of detecting entrance to a building using a barometer.
기압 센서를 이용하여 사용자의 출입문 통과 시 발생하는 기압 차이에 따른 기압 데이터를 수집하는 기압 데이터 수집부:
수집된 기압 데이터에 대한 기계학습을 위해 전처리 및 특징을 추출하는 전처리 및 특징 추출부;
전처리 및 추출된 특징에 대한 기계학습을 통해 기압 데이터의 변화에 따른 사용자의 출입문 통과 이벤트를 탐지하는 이벤트 탐지부; 및
탐지된 사용자의 출입문 통과 이벤트에 따라 사용자의 스마트 웨어러블 장치 및 스마트 웨어러블 장치와 연동하는 스마트 단말에 전송되는 GPS 신호를 차단 또는 수신하도록 제어하는 신호 제어부
를 포함하는 기압계를 활용한 건물 출입 탐지 장치.
A barometric pressure data collection unit that collects barometric pressure data according to the barometric pressure difference that occurs when the user passes through the door using the barometric pressure sensor:
a pre-processing and feature extraction unit for extracting pre-processing and features for machine learning on the collected atmospheric pressure data;
an event detector for detecting a user's door passing event according to a change in atmospheric pressure data through pre-processing and machine learning for the extracted features; and
A signal control unit controlling to block or receive a GPS signal transmitted to the user's smart wearable device and a smart terminal interworking with the smart wearable device according to the detected user's door passing event
A building access detection device using a barometer comprising a.
제5항에 있어서,
전처리 및 특징 추출부는,
수집된 기압 데이터의 흐름을 파악하기 위해 슬라이딩 윈도우(Sliding window) 기법을 사용하고, 이상데이터(Abnormal data)를 보정하기 위해 슬라이딩 윈도우 내의 기압 값들에 이동평균 필터(Moving average filter)를 적용하며, 기계학습에 적용하기 위해 수집된 모든 기압 데이터에 최소-최대 정규화(Min-max normalization)를 통해 동일한 스케일로 통일하고,
변화율(Rate of change), 평균 교차율(Mean-crossing rate), 표준편차(Standard deviation), RMS(Root Mean Square), RSS(Root sum square), 사분 범위(Interquartile Range), 첨도(Kurtosis) 및 절대차(Absolute value difference)를 포함하는 특징을 추출하는
기압계를 활용한 건물 출입 탐지 장치.
6. The method of claim 5,
The preprocessing and feature extraction unit,
A sliding window technique is used to understand the flow of the collected atmospheric pressure data, and a moving average filter is applied to the atmospheric pressure values in the sliding window to correct abnormal data, and the machine Unify to the same scale through Min-max normalization on all atmospheric pressure data collected to apply to learning,
Rate of change, Mean-crossing rate, Standard deviation, RMS (Root Mean Square), RSS (Root sum square), Interquartile Range, Kurtosis and Absolute Extracting features including absolute value difference
Building access detection device using barometer.
제5항에 있어서,
이벤트 탐지부는,
전처리 및 추출된 특징에 대한 기계학습을 위해 기압 데이터를 복수의 그룹으로 나눈 후, 복수의 그룹 중 하나의 그룹을 랜덤으로 선택하여 학습된 나머지 그룹에 대해 검증하고, 복수의 그룹 중 하나의 그룹을 랜덤으로 선택하여 학습된 나머지 그룹에 대해 검증하는 과정을 복수의 그룹의 수만큼 반복하는
기압계를 활용한 건물 출입 탐지 장치.
6. The method of claim 5,
The event detection unit,
After dividing the atmospheric pressure data into a plurality of groups for pre-processing and machine learning of the extracted features, one group is randomly selected from among the plurality of groups to verify the remaining learned groups, and one group from the plurality of groups is selected. The process of selecting randomly and verifying the remaining learned groups is repeated as many as the number of groups.
Building access detection device using barometer.
제5항에 있어서,
신호 제어부는,
사용자가 건물 안으로 진입하는 출입문 통과 이벤트가 탐지되는 경우, 사용자의 스마트 웨어러블 장치 및 스마트 웨어러블 장치와 연동하는 스마트 단말에 전송되는 GPS 신호를 차단하고,
사용자가 건물 밖으로 나가는 출입문 통과 이벤트가 탐지되는 경우, 차단된 GPS 신호를 다시 수신하도록 하며,
사용자가 건물 안으로 진입하여 GPS 신호가 차단되면, 마지막 GPS 신호를 고정해 건물 단위 위치 추적을 수행하도록 제어하는
기압계를 활용한 건물 출입 탐지 장치.
6. The method of claim 5,
signal control unit,
When a door pass event that a user enters into a building is detected, the user's smart wearable device and the GPS signal transmitted to the smart terminal interworking with the smart wearable device are blocked,
When a door pass event is detected when the user leaves the building, the blocked GPS signal is received again;
When the user enters the building and the GPS signal is blocked, the last GPS signal is fixed to control the building unit location tracking.
Building access detection device using barometer.
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