KR20230061916A - Apparatus and Method for Fall Recognition based on Detecting Point of No Return - Google Patents

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KR20230061916A
KR20230061916A KR1020210146662A KR20210146662A KR20230061916A KR 20230061916 A KR20230061916 A KR 20230061916A KR 1020210146662 A KR1020210146662 A KR 1020210146662A KR 20210146662 A KR20210146662 A KR 20210146662A KR 20230061916 A KR20230061916 A KR 20230061916A
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fall
point
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KR1020210146662A
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김배선
손용기
이동우
정준영
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한국전자통신연구원
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Abstract

In accordance with an embodiment of the present invention, disclosed are an apparatus and a method for fall recognition based on point-of-no-return detection. In accordance with an embodiment of the present invention, the apparatus for fall recognition based on point-of-no-return detection includes a memory in which at least one program and a pre-trained fall step classification model are recorded, and a processor executing the program. The fall step classification model is pretrained to subdivide and predict a critical step from a time point, in which a fall begins, to a time point, in which a human body comes in contact with the ground, into an imbalance section and a falling down section depending on whether a posture is returnable, wherein the program includes the following steps of: acquiring fall data measuring a posture of a user; predicting a fall progression step corresponding to the fall data using a fall step classification model; and determining a situation, in which the predicted fall progression step advances to the falling down section and reaches a point of no return (PONR), as a fall.

Description

회복 불능 지점 검출 기반 낙상 인식 장치 및 방법{Apparatus and Method for Fall Recognition based on Detecting Point of No Return} Apparatus and Method for Fall Recognition based on Detecting Point of No Return}

기재된 실시예는 낙상 예측 기술에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 사용자의 신체에 부착된 웨어러블 센서로부터 측정되는 신체 움직임 데이터를 이용하여 낙상 발생 시 지면과 충돌하기 이전에 낙상 가능성을 예측하여 신체 보호 조치를 취할 수 있도록 하는 인공지능을 이용한 낙상 추론 방법에 관한 것이다.The disclosed embodiment relates to a fall prediction technology, and more particularly, measures to protect the body by predicting the possibility of a fall before colliding with the ground when a fall occurs using body movement data measured from a wearable sensor attached to the user's body. It is about a fall inference method using artificial intelligence that enables to take

낙상에 관한 연구는 여러 방향 관점에서 오랜 기간 연구되어 왔다. 더불어 노인 인구 비율이 기하급수적으로 증가하면서 노인 낙상은 사회적 문제로 대두되고 있다. 국내에서도 최근 보건복지부의 노인실태조사 결과 보고서를 통해 알 수 있듯이, 1년간 낙상 경험이 있는 노인의 비율(노인 낙상률)은 지난 2017년 15.9%로 나타났다. Studies on falls have been studied for a long time from various perspectives. In addition, as the proportion of the elderly population increases exponentially, falls in the elderly are emerging as a social problem. In Korea, as can be seen from the report on the results of a recent survey of the elderly by the Ministry of Health and Welfare, the proportion of the elderly who experienced a fall for one year (elderly fall rate) was 15.9% in 2017.

낙상을 판별하는 기존 기술을 살펴보면, 낙상 판별 과정이 낙상의 발생 이전과 이후로 구간에서 사용자의 누운 상태가 낙상에 의한 것인지의 여부 판단하고 낙상 발생 시 나타나는 충격량을 이용하는 2단계의 알고리즘을 통해 낙상을 판별한다. 이 기술은 신체에 걸리는 방식으로 착용되는 낙상 감지 장치에 적용되었으며, 낙상 사고 통합 관리 시스템에 연동되도록 하고 있다. Looking at the existing technology for determining falls, the fall detection process determines whether the user's lying state is due to a fall in the section before and after the fall, and detects the fall through a two-step algorithm that uses the amount of impact at the time of the fall. Determine This technology is applied to a fall detection device that is worn on the body and is linked to an integrated fall accident management system.

또 다른 종래 기술은 3축 가속도 센서를 사용하여 움직임 및 동작 상태를 감지하여 급격한 움직임 후 움직임이 없어지는 상태가 수 초 간 지속될 때 낙상 및 신체적 위기 상황으로 인식하여 사전에 예약된 연락처로 긴급 문자를 전송하는 기술이다. Another prior art uses a 3-axis acceleration sensor to detect movement and motion status, recognizing it as a fall or physical crisis situation when the motion disappears after rapid motion lasts for several seconds, and sends an emergency text message to a previously reserved contact. It is a transmission technology.

카메라를 사용하는 종래 기술에는 사용자가 낙상하면서 발생하는 압력, 낙상과 관련된 사용자의 음성 및 낙상에 따른 사용자의 상태(카메라 촬영)를 통해 사용자의 낙상 여부를 판단하고 낙상인 경우, 단말로 낙상된 사용자의 상태를 전달함에 따라 보호자로 하여금 적절한 대처를 수행하도록 하는 기술이다. 이러한 방법은 카메라를 주변에 설치할 수 있는 곳에서만 사용이 가능하여 병원과 같이 특정 장소에서만 사용이 가능하다In the prior art using a camera, it is determined whether or not the user has fallen through the pressure generated while the user falls, the user's voice related to the fall, and the user's state following the fall (photographed by a camera), and in case of a fall, the user who has fallen through a terminal. It is a technique that allows the guardian to take appropriate action according to the state of the child. This method can be used only in places where cameras can be installed nearby, so it can be used only in specific places such as hospitals.

종래 기술에는 사용자의 손목에 착용 가능한 형태의 스마트 밴드에 가속도 센서 및 자이로 센서를 포함하여, 가속도 센서 및 자이로센서에 의하여 감지된 값을 이용하여 낙상 여부를 판단하여 낙상을 수행하는 기술도 있다. In the prior art, there is also a technology for performing a fall by including an acceleration sensor and a gyro sensor in a smart band wearable on a user's wrist, and determining whether or not to fall using values detected by the acceleration sensor and the gyro sensor.

종래 기술에는 사용자의 낙상 시 바닥과 충돌하기 전에 이를 감지하는 낙상 감지 방법에 관한 것으로, 시험자가 착용한 관성센서에서 측정되는 가속도 또는 자이로 측정값을 이용하여 사용자의 신체가 바닥에 충돌하기 전의 임계값을 측정하여 사용자의 낙상 여부를 판단할 수 있는 임계값으로 사용하고, 임계값과 사용자의 신체에 착용된 상기 관성센서에서 측정되는 관성 센서값을 지속적으로 비교하여 임계값 이상인 경우 별도의 제어부를 이용하여 사용자가 바닥과 충돌하기 이전에 낙상을 판단하는 판단 단계를 포함하는 낙상 감지 방법을 기술한다. The prior art relates to a fall detection method for detecting a user's fall before colliding with the floor, and a threshold value before the user's body collides with the floor using an acceleration or gyro measurement value measured by an inertial sensor worn by a tester. is measured and used as a threshold value to determine whether the user has fallen, and the threshold value is continuously compared with the inertial sensor value measured by the inertial sensor worn on the user's body, and if it is greater than the threshold value, a separate control unit is used. Thus, a fall detection method including a determination step of determining a fall before the user collides with the floor is described.

위와 같은 종래 기술에는 사용하는 센서들의 낙상시의 미리 설정된 특정 기준값을 초과하는 경우 낙상으로 판단하는 방법을 주로 사용하고 있다.In the prior art as described above, a method of determining a fall is mainly used when the sensors used in the fall exceed a predetermined reference value.

기재된 실시예는 낙상이 진행되는 과정을 실시간으로 모니터링하면서 낙상 여부를 판단하는 데 그 목적이 있다. An object of the described embodiment is to determine whether or not a person has fallen while monitoring a process in which a fall is progressing in real time.

기재된 실시예는 낙상이 진행되는 과정에서 낙상 유발 요인이 시작된 이후 사용자가 스스로 균형을 회복할 수 있는지에 따라 달라질 수 있는 낙상 예측의 정확성을 향상시키는 데 그 목적이 있다. An object of the disclosed embodiments is to improve the accuracy of predicting a fall, which can vary depending on whether a user can recover his balance by himself after a fall inducing factor starts in the course of a fall.

실시예에 따른 회복 불능 지점 검출 기반 낙상 인식 장치는, 적어도 하나의 프로그램 및 미리 학습된 낙상 단계 분류 모델이 기록된 메모리 및 프로그램을 실행하는 프로세서를 포함하며, 낙상 단계 분류 모델은, 낙상 시작 시점에서 신체가 지면에 닿는 시점까지의 임계 단계를 자세 회복이 가능한지의 여부에 따라 불균형(Imbalance) 구간 및 낙하(Falling) 구간으로 세분화하여 예측하도록 미리 학습되되, 프로그램은, 사용자의 자세를 측정한 낙상 데이터를 획득하는 단계, 낙상 단계 분류 모델을 이용하여 획득된 낙상 데이터에 상응하는 낙상 진행 단계를 예측하는 단계 및 예측된 낙상 진행 단계가 낙하(Falling down) 구간으로 진행하여 회복 불능 지점(Point of No Return, PONR)에 도달할 경우 낙상으로 판단하는 단계를 수행할 수 있다. An apparatus for detecting a fall based on point of no recovery according to an embodiment includes a memory in which at least one program and a pre-learned fall stage classification model are recorded, and a processor executing the program, wherein the fall stage classification model is configured at a fall start point. Pre-trained to predict the critical step until the body touches the ground by subdividing it into an imbalance section and a falling section depending on whether posture recovery is possible, but the program uses fall data that measures the user's posture Obtaining a fall stage classification model, predicting a fall progression stage corresponding to the acquired fall data using a fall stage classification model, and the predicted fall progression stage progressing to a falling down section to a point of no return (Point of No Return). , PONR) may be determined as a fall.

기재된 실시예에 따라, 낙상이 진행되는 과정을 실시간으로 모니터링하면서 낙상 여부를 판단할 수 있다. According to the described embodiment, it is possible to determine whether or not a fall occurs while monitoring a process in which a fall progresses in real time.

기재된 실시예에 따라, 낙상이 진행되는 과정에서 낙상 유발 요인이 시작된 이후 사용자가 스스로 균형을 회복할 수 있는지에 따라 달라질 수 있는 낙상 예측의 정확성을 향상시킬 수 있다. According to the described embodiments, it is possible to improve the accuracy of predicting a fall, which may vary depending on whether the user can recover his/her balance after the fall inducing factor starts in the course of the fall.

도 1은 실시예에 따른 회복 불능 지점 검출 기반 낙상 인식 장치의 개략적인 블록 구성도이다.
도 2는 실시예에 따른 낙상 단계 분류 모델에 의해 예측되는 낙상 진행 단계를 설명하기 위한 그래프이다.
도 3 및 도 4는 실시예에 따른 낙상 단계 분류 모델의 예시도이다.
도 5 및 도 6은 실시예에 따라 낙상 데이터를 레이블링한 예시도이다.
도 7은 실시예에 따른 회복 불능 지점 검출 기반 낙상 인식 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 8은 실시예에 따른 컴퓨터 시스템 구성을 나타낸 도면이다.
1 is a schematic block diagram of an apparatus for detecting a fall based on point of no recovery detection according to an embodiment.
2 is a graph for explaining a fall progression stage predicted by a fall stage classification model according to an embodiment.
3 and 4 are exemplary diagrams of a fall stage classification model according to an embodiment.
5 and 6 are exemplary views of labeling fall data according to an embodiment.
7 is a flowchart illustrating a method for recognizing a fall based on detection of a point of no recovery according to an exemplary embodiment.
8 is a diagram showing the configuration of a computer system according to an embodiment.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention, and methods of achieving them, will become clear with reference to the detailed description of the following embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the art to which the present invention belongs. It is provided to fully inform the holder of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numbers designate like elements throughout the specification.

비록 "제1" 또는 "제2" 등이 다양한 구성요소를 서술하기 위해서 사용되나, 이러한 구성요소는 상기와 같은 용어에 의해 제한되지 않는다. 상기와 같은 용어는 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용될 수 있다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.Although "first" or "second" is used to describe various elements, these elements are not limited by the above terms. Such terms may only be used to distinguish one component from another. Therefore, the first component mentioned below may also be the second component within the technical spirit of the present invention.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 또는 단계가 하나 이상의 다른 구성요소 또는 단계의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다는 의미를 내포한다.Terms used in this specification are for describing embodiments and are not intended to limit the present invention. In this specification, singular forms also include plural forms unless specifically stated otherwise in a phrase. As used herein, "comprises" or "comprising" implies that a stated component or step does not preclude the presence or addition of one or more other components or steps.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein may be interpreted as meanings commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in commonly used dictionaries are not interpreted ideally or excessively unless explicitly specifically defined.

이하에서는, 도 1 내지 도 8을 참조하여 실시예에 따른 회복 불능 지점 검출 기반 낙상 인식 장치 및 방법이 상세히 설명된다.Hereinafter, an apparatus and method for detecting a fall based on detection of a point of no recovery according to an embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 8 .

도 1은 실시예에 따른 회복 불능 지점 검출 기반 낙상 인식 장치의 개략적인 블록 구성도이다. 1 is a schematic block diagram of an apparatus for detecting a fall based on point of no recovery detection according to an embodiment.

도 1을 참조하면, 실시예에 따른 회복 불능 지점 검출 기반 낙상 인식 장치(100)는 낙상 데이터 획득부(110), 낙상 판정부(130) 및 낙상 단계 분류 모델(140)을 포함할 수 있다. 부가적으로, 전처리부(120) 및 낙상 사후 조치 수행부(150)를 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1 , an apparatus for detecting a fall based on point of no recovery detection according to an embodiment 100 may include a fall data acquisition unit 110 , a fall determination unit 130 , and a fall stage classification model 140 . Additionally, a pre-processing unit 120 and a post-fall action performing unit 150 may be further included.

낙상 데이터 획득부(110)는, 사용자의 자세를 측정한 낙상 데이터를 획득한다. The fall data acquisition unit 110 acquires fall data obtained by measuring a user's posture.

이때, 낙상 데이터는, 사용자가 착용한 적어도 하나의 센서에 의해 측정된 데이터 또는 사용자를 촬영한 영상 데이터 등이 포함될 수 있다. In this case, the fall data may include data measured by at least one sensor worn by the user or image data photographing the user.

또한, 낙상 데이터 획득부(110)는, 회복 불능 지점 검출 기반 낙상 인식 장치(100)는 물리적으로 분리된 별도의 서버 장치에 의해 수집된 사용자의 낙상 데이터를 유무선 통신을 통해 획득할 수 있다. In addition, the fall recognition apparatus 100 based on the point of no recovery detection of the fall data acquisition unit 110 may acquire fall data of a user collected by a separate, physically separated server device through wired/wireless communication.

전처리부(120)는, 낙상 데이터 획득부(110)로부터 획득된 낙상 데이터를 낙상 단계 분류 모델에 입력 가능한 데이터로 변환할 수 있다. 또는, 낙상 데이터로부터 특징 데이터를 추출할 수도 있다. The preprocessor 120 may convert the fall data obtained from the fall data acquisition unit 110 into data that can be input to a fall stage classification model. Alternatively, feature data may be extracted from fall data.

낙상 단계 분류 모델(140)은, 딥러닝 신경망 알고리즘을 기반으로 설계된 것으로, 낙상 시작 시점에서 신체가 지면에 닿는 시점까지의 임계 단계를 자세 회복이 가능한지의 여부에 따라 불균형(Imbalance) 구간 및 낙하(Falling down) 구간으로 세분화하여 예측하도록 미리 학습된 것이다. The fall stage classification model 140 is designed based on a deep learning neural network algorithm, and the critical stage from the start of the fall to the point when the body touches the ground is divided into an imbalance section and a fall ( It is pre-learned to predict by subdividing into sections (falling down).

도 2는 실시예에 따른 낙상 단계 분류 모델에 의해 예측되는 낙상 진행 단계를 설명하기 위한 그래프이다. 2 is a graph for explaining a fall progression stage predicted by a fall stage classification model according to an embodiment.

도 2를 참조하면, 낙상 진행 단계를 나타내는 두 개의 그래프들이 도시되어 있는데, 두 개의 그래프들 각각에서 x축은 시간의 흐름이며, y축은 무게 중심(Center of Mass, COM)의 중력 방향의 위치를 나타낸다. Referring to FIG. 2, there are two graphs showing the progress of a fall. In each of the two graphs, the x-axis represents the flow of time, and the y-axis represents the position of the center of mass (COM) in the direction of gravity .

도 2의 상단에 도시된 그래프는 종래의 낙상 진행 과정으로 낙하 이전 단계(Pre Fall Phase), 임계 단계(Critical Phase), 낙하 후 단계(Post Fall Phase) 및 회복 단계(Recovery Phase)의 4가지로 구분된다.The graph shown at the top of FIG. 2 is a conventional fall process, which is divided into four stages: Pre Fall Phase, Critical Phase, Post Fall Phase, and Recovery Phase. Separated.

이때, T0 시점은 낙상 유발 요인에 의해 균형이 흐트러지기 시작하는 시점이며, T1 시점은 신체의 가슴이나 엉덩이 등이 지면에 닿는 지점으로, T1 지점 이후는 낙하가 완료된 상태가 된다. At this time, the time point T 0 is the time point when the balance starts to be disturbed by the factor causing the fall, the time point T 1 is the point where the chest or hip of the body touches the ground, and the fall is completed after the point T 1 .

도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 낙상 진행 과정에서는 T0 ~ T1 시간 구간을 단순히 임계 단계(Critical Phase)로 분류하게 된다. 따라서, 종래에는 임계 단계(Critical Phase)가 종료되는 T1 시점에야 낙상 발생 여부를 확실히 판단할 수 있다. 이는 이미 낙상이 완료된 시점으로 낙상 예측이 늦어져 낙상에 따른 사후 조치가 늦어져 큰 사고로 이어질 수 있다. As shown in FIG. 2 , in the conventional fall process, the time interval T 0 to T 1 is simply classified as a critical phase. Accordingly, in the related art, it is possible to reliably determine whether or not a fall has occurred only at time T 1 when the critical phase ends. This is the point at which the fall has already been completed, and the prediction of the fall is delayed, which may lead to a serious accident due to delay in follow-up measures.

따라서, 실시예에서는 신체의 가슴이나 엉덩이 등이 지면에 닿는 T1 시점 이전에 낙상 판정이 이루어져 사후 조치가 이루어지도록 하고자 한다. Therefore, in the embodiment, it is intended that the fall determination be made before the time point T 1 when the chest, hip, etc. of the body touches the ground, so that follow-up measures are taken.

이를 위해, 실시예에서는 도 2의 하단에 도시된 그래프 및 하기 <표 1>과 같이, 임계 단계(Critical Phase)를 자세 회복이 가능한지의 여부에 따라 불균형(Imbalance) 구간 및 낙상(Falling down) 구간으로 세분화하고, 회복 불능 지점(Point of No Return, PONR)을 검출한다. To this end, in the embodiment, as shown in the graph shown at the bottom of FIG. 2 and Table 1 below, the imbalance section and the falling down section depend on whether or not posture recovery is possible in the critical phase. subdivided into , and detects the Point of No Return (PONR).

낙상의 4단계4 stages of a fall 임계 단계 세분화Critical step segmentation Pre Fall PhasePre Fall Phase 서 있기(standing, S)standing (S) ADL 단계ADL stage 걷기(walking, W)walking (W) Critical PhaseCritical Phase Imbalance(I)Imbalance(I) 낙상 진행fall progress Falling down (F)Falling down (F) Post Fall PhasePost Fall Phase -Post fall(P)-Post fall (P) 낙상 후 단계Stages after a fall Recovery PhaseRecovery Phase -Recovery(R)-Recovery(R)

도 2 및 <표 1>을 참조하면, 낙상 전 단계(Pre Fall Phase)는 일상 활동을 의미한다. 예컨대, "서 있기(standing)"와 "걷기(walking)" 활동을 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이 실시예에 따라 임계 단계(Critical Phase)에 해당하는 T0 ~ T1 지점을 Tα 지점을 기점으로 불균형(Imbalance) 구간 및 낙하(Falling down) 구간세분화한다. Referring to FIG. 2 and <Table 1>, the pre-fall phase refers to daily activities. For example, it may include “standing” and “walking” activities. As described above, according to the embodiment, points T 0 to T 1 corresponding to critical phases are subdivided into imbalance sections and falling down sections starting from point Tα.

즉, 불균형(Imbalance) 구간은 T0 ~Tα으로, 낙상 유발 요인에 의해 균형이 흐트러지기 시작하였으나 사용자의 운동 능력에 따라 스스로 균형을 회복하여 낙상으로 이어지지 않도록 할 수 있는 구간이다. 따라서, 낙상 유발 요인에 의해 균형이 흐트러지더라도 불균형(Imbalance) 구간에서는 낙상 판정이 정확히 이루지기가 어렵다. That is, the imbalance period is T 0 to Tα, and is a period in which the user's balance has started to be disturbed due to factors that cause falls, but the balance can be restored by itself according to the user's exercise ability so as not to lead to falls. Therefore, it is difficult to accurately determine a fall in an imbalance section even if the balance is disturbed by a factor causing a fall.

낙하(Falling down) 구간은 Tα~T1 지점으로, 균형 흐트러짐이 어느 정도 진행되어 사용자의 운동 능력으로 자세를 회복하기 어려운 구간일 수 있다. 따라서, 불균형(Imbalance) 구간에서 낙하(Falling down) 구간으로 전환되는 지점을 회복 불능 지점(Point of No Return, PONR)으로 검출해낸다. 이와 같이 검출된 회복 불능 지점(PONR) 이후에는 낙상 발생 여부가 확실히 예측될 수 있다. 따라서, 실시예에서는 전술한 바와 같이 회복 불능 지점(PONR)을 검출 후에 낙상 판정이 결정될 수 있다. The falling down section is a point between Tα and T 1 , and may be a section in which balance is disturbed to some extent and it is difficult to recover the posture with the user's exercise ability. Therefore, a point at which a transition from an imbalance section to a falling down section is detected as a Point of No Return (PONR). After the point of no recovery (PONR) detected in this way, whether or not a fall will occur can be predicted with certainty. Accordingly, in the embodiment, the fall determination may be determined after detecting the point of no recovery (PONR) as described above.

즉, 낙상 판정부(130)는, 낙상 단계 분류 모델(140)을 이용하여 획득된 낙상 데이터에 상응하는 입력하는 낙상 진행 단계를 예측하고, 예측된 낙상 진행 단계가 낙하(Falling down) 구간으로 진행하여 회복 불능 지점(Point of No Return, PONR)에 도달할 경우 낙상으로 판단할 수 있다. That is, the fall determination unit 130 predicts an input fall progress stage corresponding to the acquired fall data using the fall stage classification model 140, and the predicted fall progress stage proceeds to a falling down section. If the fall reaches the point of no return (PONR), it can be judged as a fall.

한편, 낙상 단계 분류 모델(140)은, 낙상 시작 시점부터 사용자가 착용한 센서로부터 수신된 데이터에 상응하는 낙상 진행 단계의 예측 결과를 이산적(Discrete)으로 소정 시간 간격, 예컨대 10 ms 간격으로 추론할 수 있다. 따라서, 낙상 판정부(130)는, PONR의 결정을 예측된 낙상 진행 단계가 불균형(Imbalance) 구간에서 낙하(Falling down) 구간으로 전환된 후, 낙하(Falling down) 구간으의 예측 결과가 연속적으로 소정 개수, 예컨대 3 내지 4 개 반복될 경우, PONR에 도달한 것으로 판단할 수 있다. 따라서, PONR 이후에는 사용자의 상태를 낙상으로 판단할 수 있다. 즉, 사용자의 신체가 지면에 닿는 시점 이전에 이미 낙상으로 판정할 수 있다. Meanwhile, the fall stage classification model 140 discretely infers the prediction result of the fall progress stage corresponding to the data received from the sensor worn by the user from the start of the fall at predetermined time intervals, for example, 10 ms intervals. can do. Therefore, the fall determining unit 130 determines the PONR after the predicted fall progression step is switched from the Imbalance section to the Falling down section, and then the prediction result of the Falling down section is continuously displayed. When a predetermined number, for example, 3 or 4 repetitions, it may be determined that the PONR has been reached. Therefore, after the PONR, the user's state may be determined as a fall. That is, it may already be determined as a fall before the point at which the user's body touches the ground.

낙상 사후 조치 수행부(150)는, 낙상 판정부(130)에 의해 낙상으로 판정되면 사용자의 낙상 발생에 따른 사후 조치를 취할 수 있다. 예컨대, 사용자를 보호할 안전 장치가 작동되도록 하거나, 보호자 또는 응급 시설에 알람 또는 연락이 취해지도록 할 수 있다. 실시예에 따라, 낙상 판정이 사용자의 신체가 지면에 닿는 시점 이전에 재빨리 이루어지므로, 낙상 사후 조치 또는 신속히 이루어져 큰 사고로 이어지는 것을 방지할 수 있다. If the fall is determined by the fall determination unit 130, the post-fall action performing unit 150 may take post-fall measures according to the user's fall. For example, a safety device to protect the user may be operated, or an alarm or contact may be made to a guardian or an emergency facility. Depending on the embodiment, since the fall determination is quickly made before the user's body touches the ground, it is possible to prevent a post-fall measure or a serious accident caused by rapid falls.

다음으로, 전술한 바와 같은 낙상 단계 분류 모델(140)의 학습에 대해 도 3 내지 도 6을 참조하여 설명하기로 한다. Next, learning of the fall stage classification model 140 as described above will be described with reference to FIGS. 3 to 6 .

도 3 및 도 4는 실시예에 따른 낙상 단계 분류 모델의 예시도이다. 3 and 4 are exemplary diagrams of a fall stage classification model according to an embodiment.

도 3 및 도 4를 참조하면, 실시예에 따른 낙상 단계 분류 모델(140)은, 다양한 딥러닝 신경망 알고리즘을 기반으로 설계될 수 있다. Referring to FIGS. 3 and 4 , a fall stage classification model 140 according to an embodiment may be designed based on various deep learning neural network algorithms.

예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 낙상 단계 분류 모델(140)은, LSTM(Long Short-Term Memory) 알고리즘을 적용하여 윈도우 크기(window size) 만큼의 센서 데이터를 학습하여 예측 결과를 통해 낙상의 진행 상황을 판단하도록 학습될 수 있다. For example, as shown in FIG. 3 , the fall stage classification model 140 applies a long short-term memory (LSTM) algorithm to learn sensor data as much as a window size, and through the prediction result, the fall stage classification model 140 It can be taught to judge progress.

또는, 도 4에 도시된 바와 같이, 낙상 단계 분류 모델(140)은, CNN(Convolutional Neural Network)를 기반으로 IMU 센서 데이터의 윈도우 크기(window size)와 센서의 입력(input) 개수를 이미지 데이터(image data)의 (높이(height), 너비(width))에 매핑하여 학습되도록 하여, 순간의 정지 장면으로 입력되는 낙상 데이터가 낙상 진행 단계 중 어디에 속하는지를 분류할 수 있다. 또한, CNN 알고리즘은 수행 시간이 LSTM 알고리즘보다 더 짧기 때문에 좀 더 경량화된 임베디드 시스템에도 적용될 수 있다는 이점이 있다. Alternatively, as shown in FIG. 4 , the fall stage classification model 140 calculates the window size of IMU sensor data and the number of inputs of sensors based on a Convolutional Neural Network (CNN) into image data ( By mapping to (height, width) of image data and learning, it is possible to classify fall data input as a momentary still scene among fall progression steps. In addition, the CNN algorithm has an advantage that it can be applied to a more lightweight embedded system because the execution time is shorter than that of the LSTM algorithm.

이때, 실시예에 따라 윈도우 크기(window size)는 <표 1>의 'standing(S) 구간'이나 'walking(W) 구간'의 지속 시간보다는 실시간 낙상이 진행되는 'Imbalance(I) 구간'과 'Falling down(F) 구간'의 지속 시간을 고려하여 정해질 수 있다. 예컨대, 학습시에 낙상 데이터의 'Imbalance(I) 구간'의 평균 지속 시간은 420[ms]이고, 'Falling down(F) 구간'의 평균 지속 시간이 250[ms]일 경우, 10[ms]마다 낙상 데이터가 입력되므로, 윈도우 사이즈(window size)가 25일 때, 윈도우(window)의 시간 크기는 'Falling down(F) 구간'의 지속 시간의 평균인 250[ms]으로 정해질 수 있다. At this time, depending on the embodiment, the window size is the 'Imbalance (I) period' and 'Imbalance (I) period' in which real-time falls occur, rather than the duration of the 'standing (S) period' or 'walking (W) period' in <Table 1>. It may be determined in consideration of the duration of the 'Falling down (F) section'. For example, when the average duration of the 'Imbalance (I) section' of fall data is 420 [ms] and the average duration of the 'Falling down (F) section' is 250 [ms], 10 [ms] Since fall data is input every time, when the window size is 25, the time size of the window can be set to 250 [ms], which is the average duration of the 'Falling down (F) section'.

한편, 전술한 바와 같이 설계된 낙상 단계 분류 모델(140)을 학습시키기 위한 학습 데이터의 수집 위해 데이터 캡쳐 장치, 실시간 데이터 처리 S/W, 취득 데이터 Preview 및 편집용 Visual tool가 구성될 수 있다. Meanwhile, in order to collect learning data for learning the fall stage classification model 140 designed as described above, a data capture device, real-time data processing S/W, acquired data preview, and a visual tool for editing may be configured.

상업용 데이터 캡쳐 장치는 보통 17개의 IMU 센서로 전신의 모션 데이터를 취득하게 되어 있고, 단일 센서는 100[Hz]의 빠른 주기로 데이터가 가능하나, 전체를 사용하면 전송 용량에 따라 캡쳐 주기가 길어진다. 또한 전용 S/W에서 저장된 데이터만 사용할 수 있어, 실시간 데이터를 직접 사용할 수 없는 경우도 있다. Commercial data capture devices usually acquire motion data of the whole body with 17 IMU sensors, and a single sensor is capable of data at a fast cycle of 100 [Hz], but when using the whole, the capture cycle becomes longer depending on the transmission capacity. In addition, there are cases in which real-time data cannot be directly used because only data stored in dedicated S/W can be used.

따라서, 실시예에서의 데이터 캡쳐 장치는 5개 IMU 센서를 USB 허브를 이용하여 데이지 체인 형태로 구성하여 착용이 간편하다. 실시간 데이터 처리 S/W는 5개의 센서로부터 들어오는 데이터를 패킷(packet) 형태로 관리하고, 유무선 네트워크 통신을 이용하여 수집된 데이터를 전송하는 server-client 구조의 S/W이다. 취득 데이터 Preview 및 편집용 Visual tool은 데이터 캡쳐 장치로부터 얻어진 데이터를 Skeleton 형태의 이미지로 그 움직임을 확인하여, 잘못된 데이터가 수집되는 것을 방지하고, 레이블링을 수동으로 해야 할 경우에 대비하여 레이블 편집을 할 수 있도록 하기 위함이다. Therefore, the data capture device in the embodiment is easy to wear by configuring five IMU sensors in a daisy chain using a USB hub. Real-time data processing S/W is a server-client structured S/W that manages data coming from 5 sensors in packet form and transmits the collected data using wired/wireless network communication. The visual tool for previewing and editing acquired data checks the movement of the data acquired from the data capture device into a skeleton-type image, prevents incorrect data from being collected, and enables label editing in preparation for manual labeling. in order to be able to

낙상 데이터 취득은 우선 데이터 캡쳐 장치의 IMU 센서에서 quaternion, euler, accelerometer, gyroscope, magnetic 데이터를 100[Hz] 출력하고, 이를 수신한 실시간 데이터 처리 S/W는 수신된 데이터를 관리하면서, 유/무선 네트워크를 통해 Visual Tool로 전송한다. Visual tool에서는 Preview를 통해 실시간 데이터를 모니터링하고, CSV 형태로 저장하고, 필요에 따라 레이블 편집을 한다.Fall data acquisition first outputs quaternion, euler, accelerometer, gyroscope, and magnetic data at 100 [Hz] from the IMU sensor of the data capture device, and the real-time data processing S/W that receives it manages the received data while wired/wireless It is transmitted to Visual Tool through the network. Visual tool monitors real-time data through Preview, saves in CSV format, and edits labels as needed.

전술한 바와 같이 취득된 낙상 학습 데이터는 인체의 무게 중심(Center of Mass, COM) 기반으로 레이블링될 수 있다. 이러한 COM은 인체의 보행 및 자세 안정성을 평가하는 지표로써, 매우 직관적이고 중요한 정보를 제공한다. 인체의 보행 및 자세는 COM가 BOS로부터 가까이 위치할수록 안정하다. 이러한 개념은 인체 자세 분석뿐만 아니라 족형 로봇 특히 2족 보행 로봇의 자세 제어에도 ZMP(Zero Moment Point) 제어기법과 같은 알고리즘에도 활발히 활용되어왔다. 따라서, 실시예에서도 COM를 통해 인체의 자세 안정성을 구분하는 레이블링 기법을 적용한다.The fall learning data acquired as described above may be labeled based on the center of mass (COM) of the human body. This COM is an indicator for evaluating the gait and postural stability of the human body, and provides very intuitive and important information. The gait and posture of the human body are more stable as the COM is located closer to the BOS. This concept has been actively used in algorithms such as ZMP (Zero Moment Point) control method for posture control of foot-type robots, especially biped walking robots, as well as human body posture analysis. Therefore, in the embodiment, a labeling technique for distinguishing postural stability of the human body through COM is applied.

우선, COM는 다음의 <수학식 1>로 산출될 수 있다.First, COM can be calculated by the following <Equation 1>.

<수학식 1><Equation 1>

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서,

Figure pat00002
Figure pat00003
Figure pat00004
번째 인체 부분에 가해지는 모멘트와 힘을 뜻하고,
Figure pat00005
Figure pat00006
번째 인체 부분의 무게,
Figure pat00007
Figure pat00008
번째 인체 부분의 무게 중심의 위치를 뜻한다. here,
Figure pat00002
and
Figure pat00003
Is
Figure pat00004
It refers to the moment and force applied to the second human body part,
Figure pat00005
Is
Figure pat00006
the weight of the second human body part,
Figure pat00007
Is
Figure pat00008
It refers to the position of the center of gravity of the second human body part.

인체 부분이란 인체의 관절 별로 구분되는 인체의 부분, 예컨대, 팔의 상박과 하박, 다리의 허벅지와 종아리 등을 의미하고, <수학식 1>로 계산된

Figure pat00009
방향의 무게중심 계산식을 동일하게 적용하여
Figure pat00010
Figure pat00011
방향의 무게중심 또한 계산할 수 있다.The human body part means a part of the human body classified for each joint of the human body, for example, the upper arm and lower arm of the arm, the thigh and calf of the leg, etc., calculated by <Equation 1>
Figure pat00009
By applying the same formula for calculating the center of gravity of the direction
Figure pat00010
and
Figure pat00011
The center of gravity of the direction can also be calculated.

이론적으로 인체의 무게중심은 인체 부분 모두를 고려하기 위해 최소 17개의 IMU 센서를 적용한다. 그런데, 실시예에서는 하체의 움직임에 의한 자세 변화 분석에 집중하였기에 하체와 허리에 부착된 5개의 IMU 센서만을 활용하여 무게중심을 유추한다. 즉, 예컨대, 5개의 IMU 센서에서 유추된 COM의 norm 정보를 활용하여 낙상 데이터를 레이블링할 수 있다. Theoretically, the center of gravity of the human body applies at least 17 IMU sensors to consider all human body parts. By the way, in the embodiment, since the analysis of the posture change by the movement of the lower body is focused, the center of gravity is inferred using only the five IMU sensors attached to the lower body and the waist. That is, for example, fall data may be labeled using norm information of COMs inferred from five IMU sensors.

도 5 및 도 6은 실시예에 따라 낙상 데이터를 레이블링한 예시도이다. 5 and 6 are exemplary views of labeling fall data according to an embodiment.

도 5 및 도 6을 참조하면, 검정 점선은 일상 활동(ADL, Activities of Daily Living)의 standing 구간이며 TAG1로, 노랑 점선은 ADL의 walking 구간이며, TAG2로, 파란 점선은 imbalance 구간이고 TAG3으로, 빨간 점선은 falling down 구간이며 TAG4로 레이블링한다. index 1은 10[ms] 단위이다. COM(x,y)은 낙상 데이터의 레이블 값을 평면에서 COM이 움직이는 좌표들로 나타낸 것이다. 5 and 6, the black dotted line is the standing section of ADL (Activities of Daily Living) and is TAG1, the yellow dotted line is the walking section of ADL, TAG2, the blue dotted line is the imbalance section and is TAG3, The red dotted line is the falling down section and is labeled as TAG4. index 1 is in units of 10 [ms]. COM(x,y) represents the label value of the fall data as the coordinates in which the COM moves on the plane.

도 6은 후방 낙상의 경우로 서 있다가 그대로 뒤로 넘어지는 경우로 실제로 walking 하지 않았지만 COM(x, y)를 살펴보면 BOS 경계를 이루는 원의 내부도 2개의 구간으로 나누어짐을 알 수 있다. Figure 6 is a case of a backward fall. In fact, walking was not performed, but looking at COM(x, y), it can be seen that the inside of the circle constituting the BOS boundary is also divided into two sections.

도 5는 COM(x, y)의 standing 구간의 검정 점들이 한 점에 몰려 있고 이를 walking 구간의 노랑 점들이 덮고 있어, 뚜렷이 구별되지 않을 뿐이다. 빨간 점선 구간(falling 구간)을 살펴보면 빨간 점선의 끝점은 몸이 지면에 닿는 지점을 의미한다. In Figure 5, the black dots of the standing section of COM(x, y) are concentrated at one point and the yellow dots of the walking section cover it, so they are not clearly distinguished. Looking at the red dotted line section (falling section), the end point of the red dotted line means the point where the body touches the ground.

따라서, 도 3 및 4에 도시된 바와 같이 설계된 낙상 단계 분류 모델(100)은 전술한 바와 같이 취득된 학습을 위한 낙상 데이터를 입력받아 레이블링된 정답값과의 오차가 최소화되도록 학습될 수 있다. Therefore, the fall stage classification model 100 designed as shown in FIGS. 3 and 4 can receive the acquired fall data for learning as described above and learn to minimize an error with the labeled correct value.

도 7은 실시예에 따른 회복 불능 지점 검출 기반 낙상 인식 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 7 is a flowchart illustrating a method for recognizing a fall based on detection of a point of no recovery according to an exemplary embodiment.

도 7을 참조하면, 실시예에 따른 회복 불능 지점 검출 기반 낙상 인식 장치(100, 이하 '장치'로 기재함)는 사용자의 자세를 측정한 실시간 낙상 데이터를 획득한다(S210). Referring to FIG. 7 , the fall recognition device 100 (hereinafter, referred to as 'device') based on detection of a point of no recovery according to an embodiment obtains real-time fall data obtained by measuring a user's posture (S210).

이때, 낙상 데이터는, 사용자가 착용한 적어도 하나의 센서에 의해 측정된 데이터 또는 사용자를 촬영한 영상 데이터 등이 포함될 수 있다. In this case, the fall data may include data measured by at least one sensor worn by the user or image data photographing the user.

또한, 낙상 데이터는, 회복 불능 지점 검출 기반 낙상 인식 장치(100)와 물리적으로 분리된 별도의 서버 장치에 의해 수집된 사용자의 낙상 데이터를 유무선 통신을 통해 획득할 수 있다. In addition, fall data of a user collected by a separate server device physically separated from the fall recognition apparatus 100 based on point of no recovery detection may be obtained through wired/wireless communication.

장치(100)는, 획득된 낙상 데이터를 낙상 단계 분류 모델에 입력 가능한 데이터로 변환되도록 전처리할 수 있다(S220). 또는, 이때, 낙상 데이터로부터 특징 데이터를 추출할 수도 있다. The apparatus 100 may pre-process the acquired fall data to be converted into data that can be input to the fall stage classification model (S220). Alternatively, at this time, feature data may be extracted from fall data.

장치(100)는, 전술한 낙상 단계 분류 모델(140)을 이용하여 획득된 낙상 데이터에 상응하는 입력하는 낙상 진행 단계를 분류한다(S230).The apparatus 100 classifies an input fall progress stage corresponding to the acquired fall data using the fall stage classification model 140 described above (S230).

장치(100)는, 낙상 진행 단계가 임계 단계로 진입했는지, 즉, 낙상 유발 요인이 발생되었는지를 판단한다(S240).The apparatus 100 determines whether the fall progression phase has entered a critical phase, that is, whether a fall inducing factor has occurred (S240).

S240의 판단 결과 임계 단계로 진입한 것이 아닐 경우, 장치(100)는 S210으로 진행한다. As a result of the determination in S240, if the critical step has not been entered, the device 100 proceeds to S210.

반면, S240의 판단 결과, 임계 단계로 진입한 것일 경우, 장치(100)는 예측된 낙상 진행 단계가 낙하(Falling) 구간으로 진행하여 회복 불능 지점(Point of No Return, PONR)에 도달하는지를 모니터링한다(S250). 이때, 실시예에 따라, 낙상 단계 분류 모델(140)이 사용자가 착용한 센서로부터 수신된 데이터에 상응하는 낙상 진행 단계의 예측 결과를 이산적(Discrete)으로 소정 시간 간격, 예컨대 10 ms 간격으로 추론할 수 있다. On the other hand, as a result of the determination in S240, if it has entered the critical stage, the device 100 monitors whether the predicted fall progress stage progresses to the falling section and reaches the Point of No Return (PONR). (S250). At this time, according to an embodiment, the fall stage classification model 140 discretely infers the prediction result of the fall progress stage corresponding to the data received from the sensor worn by the user at predetermined time intervals, for example, 10 ms intervals. can do.

따라서, S250에서 장치(100)는, PONR의 결정을 예측된 낙상 진행 단계가 불균형(Imbalance) 구간에서 낙하(Falling down) 구간으로 전환된 후, 낙하(Falling down) 구간의 예측 결과가 연속적으로 소정 개수, 예컨대 3 내지 4 개 반복될 경우, PONR에 도달한 것으로 판단할 수 있다. Therefore, in S250, the device 100 determines the PONR, after the predicted fall progress step is switched from the Imbalance section to the Falling down section, the prediction result of the Falling down section is continuously determined. When the number, for example, 3 to 4 repetitions, it can be determined that the PONR has been reached.

따라서, 장치(100)는, PONR 이후에는 사용자의 상태를 낙상으로 판단할 수 있다(S260). 즉, 사용자의 신체가 지면에 닿는 시점 이전에 이미 낙상으로 판정할 수 있다. Accordingly, the device 100 may determine the user's state as a fall after the PONR (S260). That is, it may already be determined as a fall before the point at which the user's body touches the ground.

그런 후, 장치(100)는, S260에서 낙상으로 판정되면 사용자의 낙상 발생에 따른 사후 조치를 취할 수 있다(S270). 예컨대, 사용자를 보호할 안전 장치가 작동되도록 하거나, 보호자 또는 응급 시설에 알람 또는 연락이 취해지도록 할 수 있다. 실시예에 따라, 낙상 판정이 사용자의 신체가 지면에 닿는 시점 이전에 재빨리 이루어지므로, 낙상 사후 조치 또는 신속히 이루어져 큰 사고로 이어지는 것을 방지할 수 있다. After that, if it is determined that the fall occurred in S260, the apparatus 100 may take follow-up measures according to the occurrence of the user's fall (S270). For example, a safety device to protect the user may be operated, or an alarm or contact may be made to a guardian or an emergency facility. Depending on the embodiment, since the fall determination is quickly made before the user's body touches the ground, it is possible to prevent a post-fall measure or a serious accident caused by rapid falls.

도 8은 실시예에 따른 컴퓨터 시스템 구성을 나타낸 도면이다.8 is a diagram showing the configuration of a computer system according to an embodiment.

실시예에 따른 회복 불능 지점 검출 기반 낙상 인식 장치(100)는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체와 같은 컴퓨터 시스템(1000)에서 구현될 수 있다.The fall detection device 100 based on point of no recovery detection according to the embodiment may be implemented in a computer system 1000 such as a computer-readable recording medium.

컴퓨터 시스템(1000)은 버스(1020)를 통하여 서로 통신하는 하나 이상의 프로세서(1010), 메모리(1030), 사용자 인터페이스 입력 장치(1040), 사용자 인터페이스 출력 장치(1050) 및 스토리지(1060)를 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨터 시스템(1000)은 네트워크(1080)에 연결되는 네트워크 인터페이스(1070)를 더 포함할 수 있다. 프로세서(1010)는 중앙 처리 장치 또는 메모리(1030)나 스토리지(1060)에 저장된 프로그램 또는 프로세싱 인스트럭션들을 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 메모리(1030) 및 스토리지(1060)는 휘발성 매체, 비휘발성 매체, 분리형 매체, 비분리형 매체, 통신 매체, 또는 정보 전달 매체 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 저장 매체일 수 있다. 예를 들어, 메모리(1030)는 ROM(1031)이나 RAM(1032)을 포함할 수 있다.Computer system 1000 may include one or more processors 1010, memory 1030, user interface input devices 1040, user interface output devices 1050, and storage 1060 that communicate with each other over a bus 1020. can In addition, computer system 1000 may further include a network interface 1070 coupled to network 1080 . The processor 1010 may be a central processing unit or a semiconductor device that executes programs or processing instructions stored in the memory 1030 or the storage 1060 . The memory 1030 and the storage 1060 may be storage media including at least one of volatile media, nonvolatile media, removable media, non-removable media, communication media, and information delivery media. For example, memory 1030 may include ROM 1031 or RAM 1032 .

이상에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art can implement the present invention in other specific forms without changing its technical spirit or essential features. You will understand that there is Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting.

100 : 회복 불능 지점 검출 기반 낙상 인식 장치
110 : 낙상 데이터 획득부 120 : 전처리부
130 : 낙상 판정부 140 : 낙상 단계 분류 모델
150 : 낙상 사후 조치 수행부
100: Fall recognition device based on point of no recovery detection
110: fall data acquisition unit 120: pre-processing unit
130: fall determination unit 140: fall stage classification model
150: post-fall action department

Claims (1)

적어도 하나의 프로그램 및 미리 학습된 낙상 단계 분류 모델이 기록된 메모리; 및
프로그램을 실행하는 프로세서를 포함하며,
낙상 단계 분류 모델은,
낙상 시작 시점에서 신체가 지면에 닿는 시점까지의 임계 단계를 자세 회복이 가능한지의 여부에 따라 불균형(Imbalance) 구간 및 낙하(Falling down) 구간으로 세분화하여 예측하도록 미리 학습되되,
프로그램은,
사용자의 자세를 측정한 낙상 데이터를 획득하는 단계;
낙상 단계 분류 모델을 이용하여 획득된 낙상 데이터에 상응하는 낙상 진행 단계를 예측하는 단계; 및
예측된 낙상 진행 단계가 낙하(Falling down) 구간으로 진행하여 회복 불능 지점(Point of No Return, PONR)에 도달할 경우 낙상으로 판단하는 단계를 수행하는 회복 불능 지점 검출 기반 낙상 인식 장치.
a memory in which at least one program and a pre-learned fall stage classification model are recorded; and
A processor that executes a program;
The fall stage classification model,
It is pre-learned to predict the critical step from the start of the fall to the point when the body touches the ground by subdividing it into an imbalance section and a falling down section depending on whether posture recovery is possible,
program,
acquiring fall data obtained by measuring a user's posture;
predicting a fall progress stage corresponding to the acquired fall data using a fall stage classification model; and
A fall recognition device based on point of no recovery detection that determines a fall when the predicted fall progression progresses to the falling down section and reaches the point of no return (PONR).
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