KR20230015580A - Biometric information monitoring radar and method around construction equipment - Google Patents

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KR20230015580A
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김광민
이제우
이창헌
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현대엠시스템즈 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a radar and method for monitoring biometric information around construction equipment, wherein cross-detection of two radars and artificial intelligence techniques are used to increase detection accuracy, temporal/spatial differences are used to improve detection accuracy of human bio-signals, movement of obstacles or biometric information is detected to determine a person when construction equipment is stopped, and movement of obstacles or biometric information is detected to determine a person even when the construction equipment is moving or rotating. The radar for monitoring biometric information around construction equipment of the present invention comprises: a first radar which detects a person by transmitting and receiving RF to the person; a second radar which detects a person by transmitting and receiving RF to and from the person; and an artificial intelligence processor which analyzes detailed information about a person from the received signal of the first radar and the received signal of the second radar.

Description

건설장비 주변 생체 정보 감시 레이더 및 방법{Biometric information monitoring radar and method around construction equipment} Biometric information monitoring radar and method around construction equipment}

본 발명은 건설장비 주변 생체 정보 감시 레이더 및 방법에 관한 것으로, 상세하게는, 건설 정비 주변을 레이더를 이용하여 생체 정보를 감시하는 것이다. 즉, 본 발명은 사람 및 장애물을 구분하여 운전자에게 경보를 전달할 수 있는 건설장비 주변 생체 정보 감시 레이더 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a radar and method for monitoring biometric information around construction equipment, and more particularly, to monitoring biometric information around construction equipment using radar. That is, the present invention relates to a radar and method for monitoring biometric information around construction equipment capable of distinguishing between a person and an obstacle and delivering a warning to a driver.

건설 현장에서는 지금도 크고 작은 사고가 발생하고 있으며, 건설장비의 특성상 인명사고가 발생하면 대부분 사망 사고로 이어진다. 건설 현장에서 발생하는 사고를 줄이기 위한 노력은 지속되어 왔으나 현존하는 솔루션은 기술적인 부분에서 문제점을 가지고 있다. Accidents, large and small, still occur at construction sites, and due to the nature of construction equipment, when a human accident occurs, most of them lead to fatal accidents. Efforts have been made to reduce accidents that occur at construction sites, but existing solutions have technical problems.

건설장비에 가장 많이 사용되는 안전 장비인 카메라의 경우 운전자가 직접 후방의 상황을 파악하여야 한다는 문제점을 가지고 있다. 만일 운전자가 작업에 집중하는 경우 접근하는 사람을 인지하지 못한다면 카메라의 효용성은 떨어지게 된다. Cameras, which are the most frequently used safety equipment for construction equipment, have a problem that the driver must directly grasp the situation behind. If the driver is concentrating on a task and does not recognize an approaching person, the effectiveness of the camera is reduced.

건설장비 주변에 접근하는 물체를 탐지하기 위한 수단으로 초음파 센서와 레이더, 라이다(LiDAR) 등이 사용되고 있으나, 초음파 센서의 경우는 진동에 취약하여 장비의 진동이 심한 건설장비에서 적용하는데 문제가 있다. 라이다의 경우는 빛을 이용하는 방식이므로 흙먼지가 심한 건설 현장에는 적합하지 않다는 문제점이 있어 이에 대한 문제점을 극복하려는 연구가 지속되어 왔다. Ultrasonic sensors, radar, LiDAR, etc. are used as means to detect objects approaching construction equipment, but ultrasonic sensors are vulnerable to vibration, so there is a problem in applying them to construction equipment with severe vibration of the equipment. . In the case of LIDAR, since it uses light, there is a problem that it is not suitable for construction sites with severe dust, and research to overcome this problem has been continued.

그 일례로, 대한민국 공개특허공보 제10-2016-0017485호 에서는 중장비 또는 대형 차량의 운행 중 주변에 위치한 사람을 감지하여 운전자에게 사람의 유무를 경보하고 주변에 위치한 사람에게 차량이 운행 중임을 경보하는 중장비 또는 대형 차량의 안전운행을 위한 인체감지 알람 시스템에 관해 개시하고 있다. For example, Korean Patent Laid-open Publication No. 10-2016-0017485 detects people located nearby while driving heavy equipment or large vehicles, alerts the driver of the presence of people, and alerts people nearby that the vehicle is in operation. Disclosed is a human body detection alarm system for safe operation of heavy equipment or large vehicles.

그러나, 이 경우에도 인체 감지를 위해 먼지가 많은 작업장에서는 적외선 센서, 열 감지 센서, 및 모션 감지 센서의 측정 오류가 많은 단점이 있어, 레이더를 이용한 생체 신호 정보를 토대로 사람의 존재 여부를 판단하는 연구가 필요하다. However, even in this case, there is a disadvantage in that there are many measurement errors of infrared sensors, heat detection sensors, and motion detection sensors in dusty workplaces for human body detection. is needed

대한민국 공개특허공보 제10-2016-0017485호 (2016.02.16)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2016-0017485 (2016.02.16)

본 발명의 목적은, 2개의 레이더의 교차 탐지와 인공지능 기법을 이용 탐지의 정확도를 높이고 시간적/공간적인 차이를 이용하여 사람의 생체 신호에 대한 탐지 정확도를 개선하는 건설장비 주변 생체 정보 감시 레이더 및 방법을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to increase the accuracy of detection using two radar cross-detection and artificial intelligence techniques, and to improve the detection accuracy of human biological signals using temporal / spatial differences. A radar for monitoring biometric information around construction equipment, and is to provide a way

본 발명은 건설장비가 정지한 상태에서 장애물의 움직임 또는 생체정보를 검출하여 사람을 판단하고 건설장비가 이동 또는 회전하는 상태에서도 장애물의 움직임 또는 생체정보를 검출하여 사람을 판단하는 건설장비 주변 생체 정보 감시 레이더 및 방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다. The present invention determines a person by detecting the movement of an obstacle or biometric information when the construction equipment is stationary, and determines a person by detecting the motion of an obstacle or biometric information even when the construction equipment is moving or rotating. Another object is to provide a surveillance radar and method.

본 발명에 따른 건설장비 주변 생체 정보 감시 레이더는 사람으로 RF를 송신 및 수신하여 사람을 검출하는 제1 레이더, 사람으로 RF를 송수 및 수신하여 사람을 검출하는 제2 레이더, 및 제1 레이더의 수신 신호와 제2 레이더의 수신 신호로부터 사람의 상세 정보를 분석하는 인공지능 프로세서를 포함할 수 있다. A radar for monitoring biometric information around construction equipment according to the present invention includes a first radar that detects a person by transmitting and receiving RF to and from a person, a second radar that detects a person by transmitting and receiving RF to and from a person, and reception of the first radar. It may include an artificial intelligence processor that analyzes detailed information of a person from the signal and the received signal of the second radar.

여기서, RF는 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 방식 또는 UWB(Ultra Wide-Band) 방식 중 어느 하나의 변조 신호인 것을 특징으로 할 수 있다. Here, RF may be characterized in that it is a modulated signal of any one of a frequency modulated continuous wave (FMCW) method and an ultra wide-band (UWB) method.

또한, 상세 정보는 사람의 심박수 또는 호흡수 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. Also, the detailed information may include at least one of a person's heart rate or respiratory rate.

여기서, 제1 레이더와 제2 레이더는 측정 위치를 달리하여 송신 및 수신을 수행할 수 있다. Here, the first radar and the second radar may perform transmission and reception at different measurement positions.

또한, 제1 레이더와 제2 레이더는 서로 동기(Synchronization)를 맞추고 시간을 달리하여 송신 및 수신을 수행할 수 있다. In addition, the first radar and the second radar may synchronize with each other and perform transmission and reception at different times.

여기서, 인공지능 프로세서는 인공지능 기법을 활용하여 학습할 수 있다. Here, the artificial intelligence processor may learn using artificial intelligence techniques.

또한, 인공지능 기법은 다양한 환경의 데이터에 대한 비지도학습(Unsupervised Learning)을 활용할 수 있다. In addition, artificial intelligence techniques can utilize unsupervised learning for data in various environments.

여기서, 인공지능 기법은 데이터를 중앙 서버에서 직접 취합하지 않고 건설장비에서 학습한 모델을 중앙 서버로 취합하는 연합학습(Federated Learning)을 활용할 수 있다. Here, the artificial intelligence technique can utilize Federated Learning, which collects models learned from construction equipment into a central server without directly collecting data from the central server.

또한, 레이더 센서 모듈은 건설장비의 선회각에 대해 방위각 별 건설장비가 회전 시 발행하는 도플러 주파수를 나타내는 방위각에 따른 도플러 주파수 평면을 토대로 방위각에 따른 도플러 주파수 평면에서 벗어나는 도플러 특성을 나타내는 특정 방위의 장애물에 대해 움직임으로 감지할 수 있다. In addition, the radar sensor module is based on the Doppler frequency plane according to the azimuth representing the Doppler frequency generated when the construction equipment rotates for each azimuth with respect to the turning angle of the construction equipment, based on the Doppler frequency plane according to the azimuth. can be detected by motion.

본 발명의 다른 실시예에 따른 건설장비 주변 생체 정보 감시 방법은 장애물을 인지하는 장애물 인지 단계, 건설장비가 정지한 상태인지 판단하는 건설장비 정지 판단 단계, 건설장비가 정지된 상태로 판단될 경우 장애물의 움직임이 검출되는지 확인하는 움직임 검출 판단 단계, 장애물의 생체 정보를 검출하는 생체 정보 검출 단계, 생체 정보가 검출되었는지 확인하는 생체 정보 유무 확인 단계, 움직임 검출 판단 단계에서 움직임이 검출되거나 생체 정보 유무 확인 단계에서 생체 정보가 검출될 경우 사람으로 판단하는 사람 판단 단계, 및 생체 정보 유무 확인 단계에서 생체 정보가 검출되지 않을 경우 정지 장애물로 판단하는 정지 장애물 판단 단계를 포함할 수 있다. A method for monitoring biometric information around construction equipment according to another embodiment of the present invention includes an obstacle recognition step for recognizing an obstacle, a construction equipment stop determination step for determining whether the construction equipment is in a stopped state, and an obstacle when it is determined that the construction equipment is in a stopped state. Motion detection determination step for determining whether movement of the obstacle is detected, biometric information detection step for detecting biometric information of an obstacle, biometric information confirmation step for confirming whether biometric information is detected, and motion detection or biometric information confirmation in the motion detection determination step. It may include a human determination step of determining that the biometric information is detected in the step, and a stationary obstacle determination step of determining the stationary obstacle when the biometric information is not detected in the biometric information presence check step.

또한, 건설장비 주변 생체 정보 감시 방법은 장애물을 인지하는 장애물 인지 단계, 건설장비가 정지한 상태인지 판단하는 건설장비 정지 판단 단계, 건설장비가 정지된 상태로 판단되지 않을 경우 장애물의 움직임이 검출되는지 확인하는 움직임 검출 판단 단계, 장애물의 생체 정보를 검출하는 생체 정보 검출 단계, 생체 정보가 검출되었는지 확인하는 생체 정보 유무 확인 단계, 움직임 검출 판단 단계에서 움직임이 검출되거나 생체 정보 유무 확인 단계에서 생체 정보가 검출될 경우 사람으로 판단하는 사람 판단 단계, 및 생체 정보 유무 확인 단계에서 생체 정보가 검출되지 않을 경우 정지 장애물로 판단하는 정지 장애물 판단 단계를 포함할 수 있다. In addition, the method for monitoring biometric information around construction equipment includes an obstacle recognition step for recognizing an obstacle, a construction equipment stop determination step for determining whether the construction equipment is in a stopped state, and whether the motion of the obstacle is detected if the construction equipment is not determined to be in a stopped state. Motion detection judgment step to check, biometric information detection step to detect biometric information of an obstacle, biometric information presence confirmation step to check whether biometric information has been detected, motion detected in the motion detection judgment step, or biometric information detected in the biometric information presence confirmation step It may include a human determination step of determining that the obstacle is a person when detected, and a stationary obstacle determination step of determining a stationary obstacle when biometric information is not detected in the biometric information presence/absence check step.

여기서, 움직임 검출 판단 단계에서는 건설장비의 선회각에 대해 방위각 별 건설장비가 회전 시 발행하는 도플러 주파수를 나타내는 방위각에 따른 도플러 주파수 평면을 토대로 방위각에 따른 도플러 주파수 평면에서 벗어나는 도플러 특성을 나타내는 특정 방위의 장애물에 대해 움직임으로 감지할 수 있다. Here, in the motion detection and determination step, based on the Doppler frequency plane according to the azimuth representing the Doppler frequency generated when the construction equipment rotates for each azimuth with respect to the turning angle of the construction equipment, the specific azimuth representing the Doppler characteristic deviating from the Doppler frequency plane according to the azimuth angle. Obstacles can be detected by movement.

본 발명에 의한 건설장비 주변 생체 정보 감시 레이더 및 방법은 2개의 레이더의 교차 탐지와 인공지능 기법을 이용 탐지의 정확도를 높이고 시간적/공간적인 차이를 이용하여 사람의 생체 신호에 대한 탐지 정확도를 개선하는 장점이 있다. Biometric information monitoring radar and method around construction equipment according to the present invention increases the accuracy of detection using two radar cross detection and artificial intelligence techniques, and improves the detection accuracy of human biosignals using temporal / spatial differences There are advantages.

또한, 본 발명에 의한 건설장비 주변 생체 정보 감시 레이더 및 방법은 건설장비가 정지한 상태에서 장애물의 움직임 또는 생체정보를 검출하여 사람을 판단하고 건설장비가 이동 또는 회전하는 상태에서도 장애물의 움직임 또는 생체정보를 검출하여 사람을 판단할 수 있는 장점이 있다. In addition, the radar and method for monitoring biometric information around construction equipment according to the present invention detects movement or biometric information of an obstacle while the construction equipment is stationary to determine a person, and even when the construction equipment is moving or rotating, the motion or biometric information of the obstacle is detected. It has the advantage of being able to judge a person by detecting information.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건설장비 주변 생체 정보 감시 레이더를 나타낸 구성도이다.
도 2는 도 1의 레이더 센서 모듈이 장착된 건설장비 주변에 사람이 위치한 것을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1의 레이더 센서 모듈이 건설장비에 장착된 예와 레이더 센서 모듈의 탐지 영역을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 1의 제1 레이더 및 제2 레이더가 사람의 생체정보를 검출하는 위치를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 1의 제1 레이더 및 제2 레이더의 안테나 구조를 나타낸 상세한 도면이다.
도 6은 도 1의 제1 레이더 및 제2 레이더에서 송신 및 수신하는 타이밍을 나타낸 타이밍도이다.
도 7은 도 1의 레이더 센서 모듈이 사람의 심박수를 측정하는 예를 나타낸 도면이다.
도 8은 도 1의 레이더 센서 모듈이 사람의 호흡수를 측정하는 예를 나타낸 도면이다.
도 9는 도 1의 제1 레이더가 정지하지 않을 경우 도플러 특성을 나타낸 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 건설장비 주변 생체 정보 감시 방법을 나타낸 순서도이다.
1 is a configuration diagram showing a radar for monitoring biometric information around construction equipment according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing that a person is located around construction equipment to which the radar sensor module of FIG. 1 is mounted.
3 is a view showing an example in which the radar sensor module of FIG. 1 is mounted on construction equipment and a detection area of the radar sensor module.
FIG. 4 is a diagram showing positions where the first radar and the second radar of FIG. 1 detect human biometric information.
FIG. 5 is a detailed view showing antenna structures of the first radar and the second radar of FIG. 1 .
6 is a timing diagram illustrating transmission and reception timings in the first radar and the second radar of FIG. 1 .
7 is a diagram illustrating an example in which the radar sensor module of FIG. 1 measures a person's heart rate.
8 is a diagram illustrating an example in which the radar sensor module of FIG. 1 measures a person's respiratory rate.
9 is a graph showing Doppler characteristics when the first radar of FIG. 1 does not stop.
10 is a flowchart illustrating a method for monitoring biometric information around construction equipment according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. Specific embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 의도는 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해될 수 있다. Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. This is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and it can be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 건설장비 주변 생체 정보 감시 레이더 및 방법에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, a radar and method for monitoring biometric information around construction equipment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건설장비 주변 생체 정보 감시 레이더를 나타낸 구성도이며, 도 2 내지 도 9는 도 1을 상세히 설명하기 위한 세부 도면, 타이밍도, 및 그래프이다. 1 is a configuration diagram showing a radar for monitoring biometric information around construction equipment according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 to 9 are detailed drawings, timing diagrams, and graphs for explaining FIG. 1 in detail.

이하, 도 1 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 건설장비 주변 생체 정보 감시 레이더를 설명한다. Hereinafter, a radar for monitoring biometric information around construction equipment according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 9 .

먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설장비 주변 생체 정보 감시 레이더는 사람(200)으로 RF를 송신 및 수신하여 사람(200)을 검출하는 제1 레이더(110), 사람(200)으로 RF를 송수 및 수신하여 사람(200)을 검출하는 제2 레이더(120), 및 제1 레이더(110)의 수신 신호와 제2 레이더(120)의 수신 신호로부터 사람(200)의 상세 정보를 분석하는 인공지능 프로세서(130)로 이루어진다. First, referring to FIG. 1, the radar for monitoring biometric information around construction equipment according to an embodiment of the present invention includes a first radar 110 that detects a person 200 by transmitting and receiving RF to and from a person 200, a person The second radar 120 detects the person 200 by transmitting and receiving RF to and from the person 200, and the person 200 from the received signal of the first radar 110 and the received signal of the second radar 120. It consists of an artificial intelligence processor 130 that analyzes detailed information.

여기서, RF는 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 방식 또는 UWB(Ultra Wide-Band) 방식 중 어느 하나의 변조 신호인 것을 특징으로 할 수 있다. Here, RF may be characterized in that it is a modulated signal of any one of a frequency modulated continuous wave (FMCW) method and an ultra wide-band (UWB) method.

또한, 상세 정보는 사람(200)의 심박수 또는 호흡수 중 적어도 어느 하나를 포함한다. In addition, the detailed information includes at least one of the heart rate and respiratory rate of the person 200 .

여기서, 인공지능 프로세서(130)는 인공지능 기법을 활용하여 학습한다. Here, the artificial intelligence processor 130 learns using artificial intelligence techniques.

또한, 인공지능 기법은 다양한 환경의 데이터에 대한 비지도학습(Unsupervised Learning)을 활용한다. In addition, artificial intelligence techniques utilize unsupervised learning for data in various environments.

여기서, 인공지능 기법은 데이터를 중앙 서버에서 직접 취합하지 않고 건설장비에서 학습한 모델을 중앙 서버로 취합하는 연합학습(Federated Learning)을 활용한다. Here, the artificial intelligence technique uses Federated Learning, which collects models learned from construction equipment into a central server, rather than directly collecting data from the central server.

건설장비 주변의 장애물을 탐지하는데 가장 우수한 수단은 레이더이지만, 레이더는 장애물이 사람인지 일반적인 정지 물체인지를 구분하는데 한계가 있다. 레이더가 접근하는 물체를 사람인지 일반적인 물체인지 구분할 수 있다면, 사람이 위험 반경에 들어온 경우 사람의 존재를 감지하여 효율적인 경고가 가능하다. Radar is the best means for detecting obstacles around construction equipment, but radar has limitations in distinguishing whether an obstacle is a person or a general stationary object. If the radar can distinguish whether an approaching object is a person or a general object, it is possible to detect the presence of a person when a person enters the danger radius and provide an effective warning.

한편, 사람의 심박 및 호흡을 비접촉 방식으로 측정하여 표시하는 기술 및 제품은 이미 상용화되어 판매되고 있으며 많은 연구가 진행되어 왔다. 이는 레이더가 정면에 위치한 사람에게 전파를 송신하고, 이에 대한 반사파를 수신하여 사람의 심박과 호흡을 측정하는 방법이며 2차원적인 기법이라고 할 수 있다. Meanwhile, technologies and products that measure and display human heart rate and respiration in a non-contact manner have already been commercialized and sold, and many studies have been conducted. This is a two-dimensional technique in which the radar transmits radio waves to the person in front and receives the reflected waves to measure the person's heart rate and respiration.

또한, 기존의 레이더가 이와 같은 방식으로 사람의 심박과 호흡을 측정하였던 이유는 생체 신호를 정밀하게 측정하기 위함이다. 사람이 정지되어 있고 레이더도 정지되어 있는 상태에서 레이더는 정면에 위치한 사람에게 전파를 송신하고 수신하게 된다면 생체 신호 자체의 정밀도는 높아지게 된다. In addition, the reason why the existing radar measures the heart rate and respiration of a person in this way is to accurately measure the biosignal. In a state where the person is stationary and the radar is also stopped, if the radar transmits and receives radio waves to the person in front, the precision of the biosignal itself increases.

레이더의 방식에는 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 방식과 UWB(Ultra Wide Band)방식이 있다. FMCW 방식은 가장 널리 이용되는 레이더의 방식으로서 FM 변조된 전파를 송신하여 이에 대한 반사파를 수신하여 송신파와 수신파의 차이를 비교하여 거리 특성을 파악할 수 있는 방식으로서, 물체에 대한 거리 및 속도 측정이 용이하다. 특히 FMCW 레이더를 2개 이상 사용하게 된다면 물체의 위치를 파악할 수 있다는 장점이 있다. 반면 FMCW 레이더는 정확한 물체의 위치나 거리를 측정하는데 한계가 있다. Radar methods include a frequency modulated continuous wave (FMCW) method and an ultra wide band (UWB) method. The FMCW method is the most widely used radar method. It transmits FM-modulated radio waves, receives reflected waves, and compares the difference between the transmitted and received waves to determine the distance characteristics. It's easy. In particular, if two or more FMCW radars are used, it has the advantage of being able to determine the location of an object. On the other hand, FMCW radar has limitations in measuring the exact location or distance of an object.

UWB(Ultra Wide Band) 레이더는 500MHz 이상의 주파수 대역에 대해서 전파를 대역확산 시키는 방식으로서, 3.1~10.6GHz에 이르는 광범위한 주파수 대역을 이용하는 방식이다. UWB 레이더는 저전력/고정밀 특성을 가지므로 사람의 생체 신호를 비접촉 방식으로 측정하는 헬스케어 레이더로 활용된다. UWB (Ultra Wide Band) radar is a method of spreading radio waves in a frequency band of 500 MHz or higher, and is a method using a wide frequency band ranging from 3.1 to 10.6 GHz. Since UWB radar has low power/high precision characteristics, it is used as a healthcare radar that measures human vital signals in a non-contact manner.

본 발명의 건설장비 주변 생체 정보 감시 레이더는 FMCW 또는 UWB 중 어느 하나를 사용하여 사람(200)으로 제1 레이더(110) 및 제2 레이더(120)를 통해 송신 및 수신하고 이를 인공지능 프로세서(130)에서 취합하여 사람(200)의 심박수와 호흡수를 측정하여 사람(200)의 유무를 판단한다. The radar for monitoring biometric information around construction equipment of the present invention transmits and receives to and from a person 200 through the first radar 110 and the second radar 120 using either FMCW or UWB, and transmits and receives it through the artificial intelligence processor 130 ) to determine the presence or absence of the person 200 by measuring the heart rate and respiratory rate of the person 200.

또한, 인공지능 프로세서(130)는 인공지능 기법을 활용하여 판단하는 정확도를 높일 수 있는데, 특히, 다양한 환경의 데이터에 대한 비지도학습(Unsupervised Learning)을 활용하거나 데이터를 중앙 서버에서 직접 취합하지 않고 건설장비에서 학습한 모델을 중앙 서버로 취합하는 연합학습(Federated Learning)을 활용할 수 있다. In addition, the artificial intelligence processor 130 can improve the accuracy of judgment by using artificial intelligence techniques. You can use Federated Learning, which collects models learned from construction equipment into a central server.

따라서, 본 발명에 의한 건설장비 주변 생체 정보 감시 레이더는 2개의 레이더의 교차 탐지와 인공지능 기법을 이용 탐지의 정확도를 높이고 사람의 생체 신호에 대한 탐지 정확도를 개선하는 장점이 있다. Therefore, the radar for monitoring biometric information around construction equipment according to the present invention has the advantage of increasing the accuracy of detection and improving the detection accuracy of human biosignals by using intersection detection of two radars and artificial intelligence techniques.

도 2는 도 1의 레이더 센서 모듈(100)이 장착된 건설장비 주변에 사람(200)이 위치한 것을 나타낸 도면이다. 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 건설장비에 레이더 센서 모듈(100)을 장착하여 건설장비 주변에 위치한 사람(200)의 심박수 및 호흡수를 검출하여 분석하는 개념을 나타내었다. FIG. 2 is a view showing that a person 200 is located around construction equipment on which the radar sensor module 100 of FIG. 1 is mounted. As can be seen in FIG. 2, the concept of detecting and analyzing the heart rate and breathing rate of a person 200 located around the construction equipment by mounting the radar sensor module 100 on the construction equipment is shown.

즉, 사람(200)은 건설장비 주변에서 움직일 수도 있으나, 정지한 상태에 있을 수도 있어 움직일 경우와 정지한 상태 모두에 대해 사람(200)을 검출할 필요가 있다. That is, the person 200 may move around the construction equipment, but may also be in a stationary state, so it is necessary to detect the person 200 both in a moving state and in a stationary state.

도 3은 사람(200)의 검출을 위해 레이더 센서 모듈(100)이 건설장비에 장착된 위치와 탐지 영역을 예로 나타냈으며, 도 4 내지 도 9에서 본 발명에 의한 건설장비 주변 생체 정보 감시 레이더에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 3 shows the location and detection area where the radar sensor module 100 is mounted on construction equipment for the detection of a person 200 as an example, and in FIGS. 4 to 9, the biometric information monitoring radar around construction equipment according to the present invention The operating principle is explained in detail.

도 3은 도 1의 레이더 센서 모듈(100)이 건설장비에 장착된 예와 레이더 센서 모듈(100)의 탐지 영역을 나타낸 도면이다. 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 레이더 센서 모듈(100)은 건설장비 주변에 장착할 수 있으며, 각각 탐지 영역이 존재하고 있다. 이때, 건설장비의 운전자는 전방을 주시하고 있으므로 전방에 대한 사람(200)의 인식은 가능하나, 건설장비의 옆면과 후면은 인식이 어려우므로 레이더 센서 모듈(100)은 건설장비에서 운전자가 사람(200)을 인식하기 어려운 옆면 또는 후면에 장착할 수 있다. 3 is a view showing an example in which the radar sensor module 100 of FIG. 1 is mounted on construction equipment and a detection area of the radar sensor module 100. As can be seen in FIG. 3, the radar sensor module 100 can be mounted around construction equipment, and each detection area exists. At this time, since the driver of the construction equipment is looking at the front, it is possible to recognize the front of the person 200, but it is difficult to recognize the side and rear of the construction equipment. 200) can be mounted on the side or rear where it is difficult to recognize.

도 4는 도 1의 제1 레이더(110) 및 제2 레이더(120)가 사람(200)의 생체정보를 검출하는 위치를 나타낸 도면이다. FIG. 4 is a diagram showing positions where the first radar 110 and the second radar 120 of FIG. 1 detect biometric information of the person 200 .

도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 제1 레이더(110)와 제2 레이더(120)는 측정 위치를 달리하여 송신 및 수신을 수행한다. As can be seen in FIG. 4 , the first radar 110 and the second radar 120 perform transmission and reception at different measurement positions.

다음의 도에서 보는 바와 같이, 제1 레이더(110)와 제2 레이더(120)가 일정한 공간적인 간격을 두고 시간적인 차이에 따라 전파를 송출하여 사람(200)의 생체 신호에 대해서 탐지를 시작한다. 이때, 사람(200)의 심장이 뛰거나 폐가 호흡하는 과정은 3차원적인 모델이므로, 제1 레이더(110) 및 제2 레이더(120)가 심박수나 호흡수를 탐지할 수 있는 확률은 2차원적인 모델에 비해서 높아지게 된다. As shown in the following figure, the first radar 110 and the second radar 120 transmit radio waves according to the time difference at regular spatial intervals to start detecting the biosignal of the person 200. . At this time, since the process of the person 200's heart beating or lungs breathing is a three-dimensional model, the probability that the first radar 110 and the second radar 120 can detect the heart rate or breathing rate is a two-dimensional model. higher than that of the model.

이때, 제1 레이더(110) 및 제2 레이더(120)는 상호 간섭을 줄 수 있으므로 제1 레이더(110) 및 제2 레이더(120)는 각각 시간적으로 교차되는 타이밍으로 동작할 수 있다. At this time, since the first radar 110 and the second radar 120 may interfere with each other, the first radar 110 and the second radar 120 may operate at timings that cross each other in time.

도 5는 도 1의 제1 레이더(110) 및 제2 레이더(120)의 안테나 구조를 나타낸 상세한 도면이다. 도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 제1 레이더(110)는 RF 신호를 송신하기 위한 제1 송신안테나(111) 및 사람(200)에서 반사된 RF 신호를 수신하기 위한 제1 수신안테나(112)로 구성되어 있으며, 이와 마찬가지로, 제2 레이더(120)는 RF 신호를 송신하기 위한 제2 송신안테나(121) 및 사람(200)에서 반사된 RF 신호를 수신하기 위한 제2 수신안테나(122)로 구성되어 있다. FIG. 5 is a detailed diagram illustrating antenna structures of the first radar 110 and the second radar 120 of FIG. 1 . As can be seen in FIG. 5, the first radar 110 includes a first transmission antenna 111 for transmitting an RF signal and a first reception antenna 112 for receiving an RF signal reflected from a person 200. Similarly, the second radar 120 includes a second transmitting antenna 121 for transmitting an RF signal and a second receiving antenna 122 for receiving an RF signal reflected from the person 200. Consists of.

제1 레이더(110)와 제2 레이더(120)는 공간적으로 다른 위치에서 송신 및 수신할 수도 있으며, 같은 위치에서 빔포밍을 통해 다른 각도로 송신 및 수신할 수도 있다. The first radar 110 and the second radar 120 may transmit and receive at spatially different locations, or may transmit and receive at different angles through beamforming at the same location.

한편, 제1 송신안테나(111), 제1 수신안테나(112), 제2 송신안테나(121), 및 제2 수신안테나(122)는 서로 동기화되어 있어 원하는 타이밍에 서로 다르게 송신 및 수신할 수도 있다. Meanwhile, since the first transmission antenna 111, the first reception antenna 112, the second transmission antenna 121, and the second reception antenna 122 are synchronized with each other, they may transmit and receive differently at desired timings. .

도 6은 도 1의 제1 레이더(110) 및 제2 레이더(120)에서 송신 및 수신하는 타이밍을 나타낸 타이밍도이다. 6 is a timing diagram illustrating transmission and reception timings in the first radar 110 and the second radar 120 of FIG. 1 .

도 6에서 볼 수 있는 바와 같이, 제1 레이더(110)와 제2 레이더(120)는 서로 동기(Synchronization)를 맞추고 시간을 달리하여 송신 및 수신을 수행한다. As can be seen in FIG. 6, the first radar 110 and the second radar 120 synchronize with each other and perform transmission and reception at different times.

즉, 사람(200)으로 RF 신호를 제1 송신안테나(111)와 제2 송신안테나(121)에서 다르게 송신하여 제1 수신안테나(112)는 제1 송신안테나(111)에서 송신하여 사람(200)에서 반사된 신호를 수신하고, 제2 수신안테나(122)는 제2 송신안테나(121)에서 송신하여 사람(200)에서 반사된 신호를 수신한다. That is, the first transmission antenna 111 and the second transmission antenna 121 transmit the RF signal to the person 200 differently, and the first reception antenna 112 transmits the RF signal from the first transmission antenna 111, and the person 200 ), and the second reception antenna 122 transmits from the second transmission antenna 121 and receives the signal reflected from the person 200.

한편, 제1 레이더(110)와 제2 레이더(120)는 FMCW와 UWB 중 어느 하나를 사용할 수 있는데, 제1 레이더(110)와 제2 레이더(120)는 서로 같은 방식을 사용할 수도 있고, 다른 변조방식을 사용할 수도 있다. Meanwhile, the first radar 110 and the second radar 120 may use either FMCW or UWB. The first radar 110 and the second radar 120 may use the same method, or may use different methods. A modulation scheme may also be used.

또한, 제1 레이더(110)와 제2 레이더(120)가 같은 변조 방식을 사용할 경우 제1 레이더(110)와 제2 레이더(120)는 서로 동기가 맞으므로, 제1 송신안테나(111) 또는 제2 송신안테나(121)에서 송신한 RF 신호에 대해 사람(200)에서 반사된 신호를 제1 수신안테나(112)와 제2 수신안테나(122)에서 동시에 수신하여 공간 다이버시티 효과를 낼 수도 있으며, 제1 송신안테나(111)와 제2 송신안테나(121)에서 MIMO 신호를 동시에 송신하여 제1 수신안테나(112) 및 제2 수신안테나(122)에서 MIMO 신호로 동시에 수신함으로써, 수신 성능을 높일 수도 있다. In addition, when the first radar 110 and the second radar 120 use the same modulation method, since the first radar 110 and the second radar 120 are synchronized with each other, the first transmission antenna 111 or The RF signal transmitted by the second transmission antenna 121 and the signal reflected by the person 200 are simultaneously received by the first reception antenna 112 and the second reception antenna 122 to produce a spatial diversity effect. , The first transmission antenna 111 and the second transmission antenna 121 transmit MIMO signals at the same time and the first reception antenna 112 and the second reception antenna 122 simultaneously receive MIMO signals, thereby increasing reception performance. may be

따라서, 본 발명에 의한 건설장비 주변 생체 정보 감시 레이더는 2개의 레이더의 교차 탐지로 시간적/공간적인 차이를 이용하여 사람의 생체 신호에 대한 탐지 정확도를 개선하는 장점이 있다. Therefore, the radar for monitoring biometric information around construction equipment according to the present invention has the advantage of improving the detection accuracy of human biometric signals by using the temporal/spatial difference through cross detection of the two radars.

도 7은 도 1의 레이더 센서 모듈(100)이 사람(200)의 심박수를 측정하는 예를 나타낸 도면이다. 도 7에서 알 수 있는 바와 같이, 심박수는 심장의 움직임이며, 심장은 3차원의 형상을 가지고 있으므로 전파를 받는 방향에 따라서 반사되는 신호의 형태에도 차이가 있다. FIG. 7 is a diagram illustrating an example of measuring the heart rate of a person 200 by the radar sensor module 100 of FIG. 1 . As can be seen from FIG. 7, heart rate is the movement of the heart, and since the heart has a three-dimensional shape, there is a difference in the shape of the reflected signal according to the direction in which radio waves are received.

본발명에 의한 건설장비 주변 생체 정보 감시 레이더는 공간적으로 구분된 2개의 레이더가 서로 겹치지 않는 시간에서 송신한 신호가 심장에 반사되어 수신하게 되므로, 심박 신호의 탐지 확률을 크게 개선할 수 있는 효과가 있다. The radar for monitoring biometric information around construction equipment according to the present invention has the effect of greatly improving the detection probability of heartbeat signals because the signals transmitted by the two spatially separated radars at times that do not overlap each other are reflected to the heart and received. there is.

도 8은 도 1의 레이더 센서 모듈(100)이 사람(200)의 호흡수를 측정하는 예를 나타낸 도면이다. 도 8에서 볼 수 있는 바와 같이, 호흡수는 폐의 움직임이며, 사람의 폐는 3차원의 형상을 가지고 있으므로 전파를 받는 방향에 따라서 반사되는 신호의 형태에도 차이가 있다. FIG. 8 is a diagram illustrating an example in which the radar sensor module 100 of FIG. 1 measures the respiratory rate of a person 200 . As can be seen in FIG. 8, the respiratory rate is the movement of the lungs, and since the human lungs have a three-dimensional shape, there is a difference in the shape of the reflected signal according to the direction in which the radio waves are received.

본발명에 의한 건설장비 주변 생체 정보 감시 레이더는 공간적으로 구분된 2개의 레이더가 서로 겹치지 않는 시간에서 송신한 신호가 폐에 반사되어 수신하게 되므로, 호흡 신호의 탐지 확률을 크게 개선할 수 있는 효과가 있다. The radar for monitoring biometric information around construction equipment according to the present invention has the effect of significantly improving the detection probability of breathing signals because the signals transmitted by the two spatially separated radars at times that do not overlap each other are reflected to the lungs and received. there is.

도 9는 도 1의 제1 레이더(110)가 정지하지 않을 경우 도플러 특성을 나타낸 그래프이다. 9 is a graph showing Doppler characteristics when the first radar 110 of FIG. 1 does not stop.

도 9에서 알 수 있는 바와 같이, 레이더 센서 모듈(100)은 건설장비의 선회각에 대해 방위각 별 건설장비가 회전 시 발행하는 도플러 주파수를 나타내는 방위각에 따른 도플러 주파수 평면(310)을 토대로 방위각에 따른 도플러 주파수 평면(310)에서 벗어나는 도플러 특성을 나타내는 특정 방위의 장애물에 대해 움직임으로 감지한다. As can be seen in FIG. 9, the radar sensor module 100 is based on the Doppler frequency plane 310 according to the azimuth representing the Doppler frequency generated when the construction equipment rotates for each azimuth with respect to the turning angle of the construction equipment. Motion is detected for an obstacle in a specific orientation exhibiting Doppler characteristics that deviate from the Doppler frequency plane 310 .

레이더 센서 모듈(100)을 장착한 건설장비가 선회를 지속할 경우 제1 레이더(110)에서 인공지능 프로세서(130)로 출력하는 정보는 도플러 주파수를 포함할 수 있다. 이때, 건설장비가 회전하는 방향의 앞부분에 위치한 물체는 플러스의 도플러 주파수를 출력하는 반면, 건설장비가 회전하는 방향의 뒷부분에 위치한 물체는 마이너스의 도플러 주파수를 출력한다. When the construction equipment equipped with the radar sensor module 100 continues turning, information output from the first radar 110 to the artificial intelligence processor 130 may include a Doppler frequency. At this time, an object located at the front of the direction in which the construction equipment rotates outputs a positive Doppler frequency, whereas an object located at the rear of the direction in which the construction equipment rotates outputs a negative Doppler frequency.

이때, 건설장비가 선회할 경우 방위각 별 도플러 주파수를 나타내는 방위각에 따른 도플러 주파수 평면(310)에 대해 특정 방위각의 물체가 방위각에 따른 도플러 주파수 평면(310) 상 보다 플러스 또는 마이너스 도플러 주파수를 나타낼 경우 근접 장애물로 인식할 수 있다. At this time, when the construction equipment turns, when an object of a specific azimuth shows a plus or minus Doppler frequency than on the Doppler frequency plane 310 according to the azimuth with respect to the Doppler frequency plane 310 according to the azimuth representing the Doppler frequency for each azimuth perceived as an obstacle.

따라서, 본발명에 의한 건설장비 주변 생체 정보 감시 레이더는 건설장비가 선회할 경우에도 방위각 별 도플러 주파수 특성을 토대로 근접 장애물을 감지할 수 있는 장점이 있다. Therefore, the radar for monitoring biometric information around construction equipment according to the present invention has the advantage of being able to detect nearby obstacles based on Doppler frequency characteristics for each azimuth even when the construction equipment turns.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 건설장비 주변 생체 정보 감시 방법을 나타낸 순서도이다. 10 is a flowchart illustrating a method for monitoring biometric information around construction equipment according to an embodiment of the present invention.

도 10에서 볼 수 있는 바와 같이, 건설장비 주변 생체 정보 감시 방법은 장애물을 인지하는 단계(S110), 건설장비가 정지한 상태인지 판단하는 단계(S120), 건설장비가 정지된 상태로 판단될 경우 장애물의 움직임이 검출되는지 확인하는 단계(S130), 장애물의 생체 정보를 검출하는 단계(S140), 생체 정보가 검출되었는지 확인하는 단계(S150), 움직임 검출 판단 단계(S130)에서 움직임이 검출되거나 생체 정보 유무 확인 단계(S150)에서 생체 정보가 검출될 경우 사람(200)으로 판단하는 단계(S160), 및 생체 정보 유무 확인 단계(S150)에서 생체 정보가 검출되지 않을 경우 정지 장애물로 판단하는 단계(S170)로 이루어진다. As can be seen in FIG. 10, the method for monitoring biometric information around construction equipment includes recognizing an obstacle (S110), determining whether the construction equipment is in a stopped state (S120), and when it is determined that the construction equipment is in a stopped state. In the steps of determining whether motion of an obstacle is detected (S130), detecting biometric information of an obstacle (S140), determining whether biometric information is detected (S150), and determining motion detection (S130), motion is detected or biometric information is detected (S130). If biometric information is detected in the information presence check step (S150), the step of determining the person 200 (S160), and if the biometric information is not detected in the biometric information check step (S150), the step of determining a stationary obstacle ( S170).

또한, 건설장비 주변 생체 정보 감시 방법은 장애물을 인지하는 장애물 인지 단계(S110), 건설장비가 정지한 상태인지 판단하는 건설장비 정지 판단 단계(S120), 건설장비가 정지된 상태로 판단되지 않을 경우 장애물의 움직임이 검출되는지 확인하는 단계(S230), 장애물의 생체 정보를 검출하는 단계(S240), 생체 정보가 검출되었는지 확인하는 단계(S250), 움직임 검출 판단 단계(S230)에서 움직임이 검출되거나 생체 정보 유무 확인 단계(S150)에서 생체 정보가 검출될 경우 사람(200)으로 판단하는 단계(S260), 및 생체 정보 유무 확인 단계(S250)에서 생체 정보가 검출되지 않을 경우 정지 장애물로 판단하는 정지 장애물 판단 단계(S170)로 이루어진다. In addition, the method for monitoring biometric information around construction equipment includes an obstacle recognition step for recognizing an obstacle (S110), a construction equipment stop determination step for determining whether the construction equipment is in a stopped state (S120), and when the construction equipment is not determined to be in a stopped state. In the steps of determining whether movement of an obstacle is detected (S230), detecting biometric information of an obstacle (S240), determining whether biometric information is detected (S250), and determining motion detection (S230), motion is detected or biometric information is detected (S230). If biometric information is detected in the information presence check step (S150), the step of determining the person 200 (S260), and if the biometric information is not detected in the biometric information check step (S250), the stationary obstacle is determined as a stationary obstacle. It consists of a judgment step (S170).

여기서, 움직임 검출 판단 단계(S230)에서는 건설장비의 선회각에 대해 방위각 별 건설장비가 회전 시 발행하는 도플러 주파수를 나타내는 방위각에 따른 도플러 주파수 평면(310)을 토대로 방위각에 따른 도플러 주파수 평면(310)에서 벗어나는 도플러 특성을 나타내는 특정 방위의 장애물에 대해 움직임으로 감지한다. Here, in the motion detection determination step (S230), the Doppler frequency plane 310 according to the azimuth based on the Doppler frequency plane 310 according to the azimuth representing the Doppler frequency generated when the construction equipment rotates for each azimuth with respect to the turning angle of the construction equipment Obstacles in a specific orientation, which exhibit Doppler characteristics that deviate from the

즉, 본 발명에 의한 건설장비 주변 생체 정보 감시 방법은 건설장비가 정지해 있는 경우 레이더 센서 모듈(100)을 활용하여 사람(200)에서 반사된 신호를 분석함으로써, 사람(200)의 유무를 판단할 수 있다. That is, the method for monitoring biometric information around construction equipment according to the present invention determines the presence or absence of a person 200 by analyzing a signal reflected from a person 200 using the radar sensor module 100 when the construction equipment is stationary. can do.

또한, 건설장비가 정지하지 않을 경우 방위각 별 도플러 주파수를 나타내는 방위각에 따른 도플러 주파수 평면(310)에 대해 특정 방위각의 물체가 방위각에 따른 도플러 주파수 평면(310) 상 보다 플러스 또는 마이너스 도플러 주파수를 나타낼 경우 움직임으로 감지 함으로써, 빠르게 이동하고 있는 건설장비에서 사람(200)을 조속히 판별할 수 있는 장점이 있다. In addition, when the construction equipment does not stop, when an object of a specific azimuth shows a plus or minus Doppler frequency than on the Doppler frequency plane 310 according to the azimuth with respect to the Doppler frequency plane 310 according to the azimuth representing the Doppler frequency for each azimuth By detecting the motion, there is an advantage in that the person 200 can be quickly identified in the rapidly moving construction equipment.

따라서, 본발명에 의한 건설장비 주변 생체 정보 감시 방법은 건설장비가 정지할 경우 심박수 및 호흡수를 정확히 측정할 수 있고, 건설장비가 선회할 경우에도 방위각 별 도플러 주파수 특성을 토대로 사람(200)의 움직임을 더욱 빠르게 감지할 수 있는 장점이 있다. Therefore, the method for monitoring biometric information around construction equipment according to the present invention can accurately measure the heart rate and respiratory rate when the construction equipment is stationary, and even when the construction equipment is turning, based on the Doppler frequency characteristics for each azimuth, the human 200 It has the advantage of being able to detect motion more quickly.

이상과 같이 본 발명에 따른 건설장비 주변 생체 정보 감시 레이더 및 방법은 2개의 레이더의 교차 탐지와 인공지능 기법을 이용 탐지의 정확도를 높이고 시간적/공간적인 차이를 이용하여 사람의 생체 신호에 대한 탐지 정확도를 개선하는 장점이 있으며, 건설장비가 정지한 상태에서 장애물의 움직임 또는 생체정보를 검출하여 사람을 판단하고 건설장비가 이동 또는 회전하는 상태에서도 장애물의 움직임 또는 생체정보를 검출하여 사람을 판단할 수 있는 장점이 있다. As described above, the radar and method for monitoring biometric information around construction equipment according to the present invention increase the accuracy of detection by using the cross detection of two radars and artificial intelligence techniques, and the detection accuracy of human biosignals by using temporal / spatial differences. It has the advantage of improving, and it is possible to determine a person by detecting the movement of an obstacle or biometric information while the construction equipment is stationary, and to determine a person by detecting the motion of an obstacle or biometric information even when the construction equipment is moving or rotating. There are advantages to being

상술한 것은 하나 이상의 실시예의 실례를 포함한다. 물론, 상술한 실시예들을 설명할 목적으로 컴포넌트들 또는 방법들의 가능한 모든 조합을 기술할 수 있는 것이 아니라, 당업자들은 다양한 실시예의 많은 추가 조합 및 치환할 수 있음을 인식할 수 있다. 따라서 설명한 실시예들은 첨부된 청구범위의 진의 및 범위 내에 있는 모든 대안, 변형 및 개조를 포함하는 것이다. What has been described above includes examples of one or more embodiments. Of course, it is not possible to describe every possible combination of components or methods for purposes of describing the above embodiments, but those skilled in the art will recognize that many additional combinations and permutations of various embodiments are possible. Accordingly, the described embodiments are intended to cover all alternatives, modifications and adaptations falling within the spirit and scope of the appended claims.

Claims (12)

사람으로 RF를 송신 및 수신하여 상기 사람을 검출하는 제1 레이더;
상기 사람으로 RF를 송수 및 수신하여 상기 사람을 검출하는 제2 레이더; 및
상기 제1 레이더의 수신 신호와 상기 제2 레이더의 수신 신호로부터 상기 사람의 상세 정보를 분석하는 인공지능 프로세서;를 포함하는 건설장비 주변 생체 정보 감시 레이더.
a first radar detecting a person by transmitting and receiving RF to and from a person;
a second radar detecting the person by transmitting and receiving RF to and from the person; and
An artificial intelligence processor for analyzing detailed information of the person from the received signal of the first radar and the received signal of the second radar.
제 1항에 있어서,
상기 RF는 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 방식 또는 UWB(Ultra Wide-Band) 방식 중 어느 하나의 변조 신호인 것을 특징으로 하는 건설장비 주변 생체 정보 감시 레이더.
According to claim 1,
The RF is a modulation signal of either a frequency modulated continuous wave (FMCW) method or an ultra wide-band (UWB) method.
제 1항에 있어서,
상기 상세 정보는 상기 사람의 심박수 또는 호흡수 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설장비 주변 생체 정보 감시 레이더.
According to claim 1,
The detailed information includes at least one of a heart rate and a respiratory rate of the person.
제 1항에 있어서,
상기 제1 레이더와 상기 제2 레이더는 측정 위치를 달리하여 송신 및 수신을 수행하는 것을 특징으로 하는 건설장비 주변 생체 정보 감시 레이더.
According to claim 1,
Wherein the first radar and the second radar perform transmission and reception at different measurement positions.
제 1항에 있어서,
상기 제1 레이더와 상기 제2 레이더는 서로 동기(Synchronization)를 맞추고 시간을 달리하여 송신 및 수신을 수행하는 것을 특징으로 하는 건설장비 주변 생체 정보 감시 레이더.
According to claim 1,
The first radar and the second radar are synchronized with each other and transmit and receive at different times, characterized in that biometric information monitoring radar around construction equipment.
제 1항에 있어서,
상기 인공지능 프로세서는 인공지능 기법을 활용하여 학습하는 것을 특징으로 하는 건설장비 주변 생체 정보 감시 레이더.
According to claim 1,
The artificial intelligence processor is a biometric information surveillance radar around construction equipment, characterized in that for learning using artificial intelligence techniques.
제 5항에 있어서,
상기 인공지능 기법은 다양한 환경의 데이터에 대한 비지도학습(Unsupervised Learning)을 활용하는 것을 특징으로 하는 건설장비 주변 생체 정보 감시 레이더.
According to claim 5,
The artificial intelligence technique utilizes unsupervised learning for data in various environments.
제 5항에 있어서,
상기 인공지능 기법은 데이터를 중앙 서버에서 직접 취합하지 않고 건설장비에서 학습한 모델을 중앙 서버로 취합하는 연합학습(Federated Learning)을 활용하는 것을 특징으로 하는 건설장비 주변 생체 정보 감시 레이더.
According to claim 5,
The artificial intelligence technique utilizes federated learning that collects models learned from construction equipment to a central server without directly collecting data from the central server.
제 1항에 있어서,
레이더 센서 모듈은, 상기 건설장비의 선회각에 대해 방위각 별 상기 건설장비가 회전 시 발행하는 도플러 주파수를 나타내는 방위각에 따른 도플러 주파수 평면을 토대로 상기 방위각에 따른 도플러 주파수 평면에서 벗어나는 도플러 특성을 나타내는 특정 방위의 장애물에 대해 움직임으로 감지하는 것을 특징으로 하는 건설장비 주변 생체 정보 감시 레이더.
According to claim 1,
The radar sensor module, based on the Doppler frequency plane according to the azimuth representing the Doppler frequency generated when the construction equipment rotates for each azimuth with respect to the turning angle of the construction equipment, a specific orientation representing Doppler characteristics deviating from the Doppler frequency plane according to the azimuth angle Biometric information surveillance radar around construction equipment, characterized in that for detecting the movement of the obstacle.
장애물을 인지하는 장애물 인지 단계;
건설장비가 정지한 상태인지 판단하는 건설장비 정지 판단 단계;
상기 건설장비가 정지된 상태로 판단될 경우 상기 장애물의 움직임이 검출되는지 확인하는 움직임 검출 판단 단계;
상기 장애물의 생체 정보를 검출하는 생체 정보 검출 단계;
상기 생체 정보가 검출되었는지 확인하는 생체 정보 유무 확인 단계;
상기 움직임 검출 판단 단계에서 상기 움직임이 검출되거나 상기 생체 정보 유무 확인 단계에서 상기 생체 정보가 검출될 경우 사람으로 판단하는 사람 판단 단계; 및
상기 생체 정보 유무 확인 단계에서 상기 생체 정보가 검출되지 않을 경우 정지 장애물로 판단하는 정지 장애물 판단 단계;를 포함하는 건설장비 주변 생체 정보 감시 방법.
An obstacle recognition step of recognizing an obstacle;
Construction equipment stop determination step of determining whether the construction equipment is stopped;
A motion detection determination step of determining whether motion of the obstacle is detected when it is determined that the construction equipment is in a stopped state;
a biometric information detection step of detecting biometric information of the obstacle;
Biometric information confirmation step of confirming whether the biometric information is detected;
a person determination step of determining that the motion is detected in the motion detection and determination step or the biometric information is detected in the biometric information check step; and
A method for monitoring biometric information around construction equipment, comprising: determining whether a stationary obstacle is a stationary obstacle when the biometric information is not detected in the biometric information check step.
장애물을 인지하는 장애물 인지 단계;
건설장비가 정지한 상태인지 판단하는 건설장비 정지 판단 단계;
상기 건설장비가 정지된 상태로 판단되지 않을 경우 상기 장애물의 움직임이 검출되는지 확인하는 움직임 검출 판단 단계;
상기 장애물의 생체 정보를 검출하는 생체 정보 검출 단계;
상기 생체 정보가 검출되었는지 확인하는 생체 정보 유무 확인 단계;
상기 움직임 검출 판단 단계에서 상기 움직임이 검출되거나 생체 정보 유무 확인 단계에서 상기 생체 정보가 검출될 경우 사람으로 판단하는 사람 판단 단계; 및
상기 생체 정보 유무 확인 단계에서 상기 생체 정보가 검출되지 않을 경우 정지 장애물로 판단하는 정지 장애물 판단 단계;를 포함하는 건설장비 주변 생체 정보 감시 방법.
An obstacle recognition step of recognizing an obstacle;
Construction equipment stop determination step of determining whether the construction equipment is stopped;
A motion detection determination step of determining whether motion of the obstacle is detected when the construction equipment is not determined to be in a stopped state;
a biometric information detection step of detecting biometric information of the obstacle;
Biometric information confirmation step of confirming whether the biometric information is detected;
a person determination step of determining that the motion is detected in the motion detection and determination step or the biometric information is detected in the biometric information check step; and
A method for monitoring biometric information around construction equipment, comprising: determining whether a stationary obstacle is a stationary obstacle when the biometric information is not detected in the biometric information check step.
제 11항에 있어서,
상기 움직임 검출 판단 단계에서는, 상기 건설장비의 선회각에 대해 방위각 별 상기 건설장비가 회전 시 발행하는 도플러 주파수를 나타내는 방위각에 따른 도플러 주파수 평면을 토대로 상기 방위각에 따른 도플러 주파수 평면에서 벗어나는 도플러 특성을 나타내는 특정 방위의 장애물에 대해 상기 움직임으로 감지하는 것을 특징으로 하는 건설장비 주변 생체 정보 감시 방법.
According to claim 11,
In the motion detection and determination step, based on the Doppler frequency plane according to the azimuth indicating the Doppler frequency generated when the construction equipment rotates for each azimuth with respect to the turning angle of the construction equipment, the Doppler characteristic representing the deviation from the Doppler frequency plane according to the azimuth A method for monitoring biometric information around construction equipment, characterized in that for sensing an obstacle in a specific direction by the movement.
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