KR20230151523A - 모니터링용 센서 및 시스템 - Google Patents

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KR20230151523A
KR20230151523A KR1020237031452A KR20237031452A KR20230151523A KR 20230151523 A KR20230151523 A KR 20230151523A KR 1020237031452 A KR1020237031452 A KR 1020237031452A KR 20237031452 A KR20237031452 A KR 20237031452A KR 20230151523 A KR20230151523 A KR 20230151523A
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KR
South Korea
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person
sensor
monitored
alarm
breathing
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KR1020237031452A
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괴란 순트홀름
유하 린트스트룀
야르모 키핀넨
야리 에크블라드
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매리케어 오와이
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Abstract

센서(101, 301, 401, 501)를 위한 방법, 센서 및 시스템은 측정 전자장치와 같은 센서의 측정 신호를 처리하기 위한 수단, 및 추가 처리를 위해 측정 결과들 및/또는 측정 결과들에 관련된 데이터를 통신하기 위한 수단을 포함하며, 여기서 센서(101, 301, 401, 501)는, 모니터링되는 영역 내의 사람들을 검출하고, 모니터링되는 사람의 호흡 빈도, 위치, 속도 및/또는 형상과 같은 움직임을 측정 및 검출하도록 구성된, 주파수 변조 연속파 MIMO 레이더 기반 센서와 같은 레이더 기반 센서이다. 센서(101, 301, 401, 501) 또는 센서에 연결된 모니터링 시스템은 사람의 다음 상태들, 즉, 예를 들어 수면 무호흡증을 인식하기 위해 모니터링되는 사람의 호흡에 대한 단절 또는 중단, 및/또는 예를 들어 욕창 또는 압박 궤양을 피하기 위해 모니터링되는 사람의 부동 중 적어도 하나를 결정하도록 구성되고, 센서 및/또는 모니터링 시스템은 사람의 결정된 상태에 기초하여 알람을 제공하도록 구성된다.

Description

모니터링용 센서 및 시스템
본 발명은 모니터링되는 영역 내의 사람들이 관찰, 추적 및 모니터링될 수 있는 방법, 센서 및 시스템에 관한 것이다.
고령화 인구가 가정 환경에서 대처할 수 있는 가능성을 연장하는 것이 요구되는 경우, 가정 환경에서 노인의 컨디션의 모니터링이 필수적이다. 오늘날 안전 팔찌 시스템들은 이러한 종류의 응용들에 폭넓게 사용된다. 그것들의 약점은 사용자가 팔찌를 연속적으로 착용해야 하고 비상 시 알람 버튼을 누를 수 있어야 한다는 것이다. 사용자의 건강 상태를 확인하는 팔찌들도 있지만, 그것들은 전술한 바와 같은 동일한 문제들을 가지며, 추가적으로, 거짓 알람들로 인한 추가 문제들이 있다.
또한, 압전 재료의 필름이 바닥 상에 설치되며 필름이 바닥의 표면 상의 움직임에 의해 야기된 압력 변화를 등록하는 해결책들이 제시되었다. 압력의 변화를 요구하지 않으면서 사람들의 존재 및 움직임들을 검출하지만 용량성 센서들에 의해 기능하는, 바닥 상에 또는 그 아래에 설치될 센서들의 사용이 또한 종래 기술에서 알려져 있다.
노인의 컨디션(condition) 및 상태(state)를 모니터링하기 위해 비디오 카메라들, 예를 들어 적외선 광을 검출하는 것에 기초하는 움직임 검출기들, 또는 예를 들어 초음파 센서들이 또한 종래 기술에 제시되어 있다. 예를 들어, WO2012164169 문서는 대상들을 추적하기 위한 초음파 기술에 기초하는 방법 및 시스템을 개시한다.
사람들을 추적하기 위해 밀리미터파(millimeterwave, MMW) 레이더를 사용하는 일부 종래 기술 해결책들이 알려져 있다.
종래 기술에서 알려진 관찰 및 모니터링 시스템들의 단점은, 그것들이 상이한 종류들의 상황들에서 신뢰성있는 측정 결과들을 제공할 수 없다는 것이다. 예를 들어, 호흡 중단 또는 단절은, 예를 들어 수면 무호흡증 상황을 결정하기 위한 종래 기술 해결책들에서 신뢰성있게 감지되지 않으며, 인식된 상황들에 기초하여 어떠한 추가 조치도 구현되지 않는다. 사람의 다른 상태들 또는 컨디션들에서, 예를 들어 사람이 오랫동안 부동인 경우 및/또는 사람이 잠을 잘 때 코를 고는 경우, 동일한 문제들이 언급되었다. 그 외에도, 종래 기술의 관찰 및 모니터링 시스템들은 복잡하고, 제조, 설치 및 유지 보수에 비용이 많이 든다. 예를 들어, 기존의 레이더 기반 센서들은 배향을 보상하기 위한 수단이 없기 때문에 천장의 코너에서 최적의 배향으로 설치될 수 없다.
본 발명에 따른 센서는 사람의 상태 및/또는 자세를 측정하도록 구성된 센서이고, 본 발명에 따른 시스템은 적어도 하나의 그러한 센서를 포함한다. 본 발명에 따른 해결책에서, 센서들은, 예를 들어, 스탠드, 천장, 바닥 또는 벽 상에 설치될 수 있다. 본 발명에 따른 해결책은 예를 들어, 노인의 컨디션 및 상태를 모니터링하기 위해, 예를 들어 그들 자신의 가정 또는 양로원에서 사용될 수 있다. 사람의 컨디션들 또는 상태들 중 하나는 호흡 중단 또는 단절이며, 이는, 예를 들어 수면 무호흡증 상황을 결정하기 위해, 센서 또는 센서에 연결된 시스템으로 감지될 수 있다. 예를 들어 욕창 또는 압박 궤양을 피하기 위해, 검출될 수 있는 사람의 컨디션들 또는 상태들 중 하나는, 모니터링되는 사람의 부동이다. 검출될 수 있는 사람의 컨디션들 또는 상태들 중 하나는 모니터링되는 사람의 코골이이다. 사람 및/또는 다른 사람들은 또한 통지들에 기초한 알람으로 경고받을 수 있다.
청구항 1에 따른 센서, 청구항 14에 따른 방법 및 청구항 25에 따른 시스템을 사용함으로써, 종래 기술의 문제점들이 제거될 수 있다. 본 발명은 청구범위에 개시된 것을 특징으로 한다.
본 발명은 모니터링되는 영역 내의 사람의 존재, 위치, 움직임 및/또는 자세를 관찰하기 위한 센서에 관한 것이다. 센서는 측정 전자장치와 같은 센서의 측정 신호를 처리하기 위한 수단, 및 추가 처리를 위해 측정 결과들 및/또는 측정 결과들에 관련된 데이터를 통신하기 위한 수단을 포함한다. 센서는, 모니터링되는 영역 내의 사람들을 검출하고, 모니터링되는 사람의 호흡 빈도, 위치, 속도 및/또는 형상과 같은 움직임을 측정 및 검출하도록 구성된, 주파수 변조 연속파 MIMO 레이더 기반 센서와 같은 레이더 기반 센서이다. 센서 또는 센서에 연결된 모니터링 시스템은 사람의 다음 상태들, 즉, 예를 들어 수면 무호흡증을 인식하기 위해 모니터링되는 사람의 호흡에 대한 단절 또는 중단, 또는 욕창 또는 압박 궤양을 피하기 위해 모니터링되는 사람의 부동 중 적어도 하나를 결정하도록 구성된다. 본 발명의 일 실시예에서, 사람의 상태는 모니터링되는 사람의 코골이이다. 센서 및/또는 모니터링 시스템은 사람의 호흡에서의 결정된 상태에 기초하여 알람을 제공하도록 구성된다.
본 발명의 일 실시예에서, 알람은, 예를 들어 스피커, 헤드폰 또는 보청기 디바이스를 통한 가청 알람, 광(light)과 같은 시각적 알람, 및/또는 침대, 매트리스 및/또는 예를 들어 호흡 중단 또는 수면 무호흡증, 부동 및/또는 코골이를 겪는 모니터링되는 사람에 진동을 야기하는 알람을 포함하는 로컬 알람이다. 본 발명의 일 실시예에서, 로컬 알람은 팔찌 또는 시계와 같은 웨어러블 디바이스 상의 알람이며, 여기서 알람은 웨어러블 디바이스 상에서 진동하는 것이고/이거나 웨어러블 디바이스에 의해 야기된 전기 충격이 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 센서는, 미리 정의된 지속기간에 걸쳐 호흡에 의해 야기된 사람의 움직임이 없다고 결정되는 경우, 이것이 호흡에서의 단절 또는 중단 및/또는 수면 무호흡증으로서 인식되는 방식으로, 사람의 호흡에서의 단절 또는 중단, 예를 들어 수면 무호흡증 상황을 인식하도록 구성된다.
본 발명의 일 실시예에서, 센서 및/또는 시스템은, 미리 결정된 지속기간 동안 사람의 움직임이 없다고 결정되는 경우, 사람은 부동인 것으로 결정되는 방식으로, 사람의 부동을 인식하도록 구성된다. 미리 결정된 지속기간은, 사람에 대한 욕창 및/또는 압박 궤양의 위험이 낮은, 시간 기간으로 설정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 센서 및/또는 시스템은 사람이 움직였고/였거나 깨어났고/났거나 다시 호흡하기 시작했다고 결정될 때까지 로컬 알람을 제공하도록 구성된다.
본 발명의 일 실시예에서, 센서 또는 시스템은, 원격 시스템 및/또는 모바일 디바이스에 메시지 또는 알람을 전송함으로써, 사람의 결정된 상태, 예를 들어 사람의 호흡에서의 단절 또는 중단, 사람의 부동, 또는 사람의 코골이에 기초하여 원격 알람을 제공하도록 구성된다.
본 발명의 일 실시예에서, 원격 알람은, 사람이 로컬 알람에 응답하지 않는 경우, 예를 들어 사람이 미리 결정된 시간 후 로컬 알람에 응답하여 움직이지 않고/않거나 깨어나지 않고/않거나 호흡을 시작하지 않는 경우에 제공된다.
본 발명의 일 실시예에서, 센서는, 센서의 측정 영역이 침대 및/또는 침대에 누워 있는 사람의 적어도 일부를 덮도록, 가정 환경 또는 병원 환경 내의 방의 스탠드, 바닥, 천장 또는 벽 상에 배열되며, 예를 들어 침대 옆 또는 위에 배열된다.
본 발명의 일 실시예에서, 센서는 제1 동작 모드 및 제2 동작 모드를 포함한다. 제1 동작 모드에서 센서는 모니터링되는 사람의 움직임을 추적하도록 구성되고, 제2 동작 모드에서 센서는, 사람의 상태, 예를 들어 모니터링되는 사람의 호흡에서의 중단 또는 단절 또는 사람의 부동을 관찰하기 위해 제1 동작 모드에서 사람의 움직임이 관찰된, 모니터링되는 영역의 일부에 관련된 측정치들을 측정 및/또는 추가로 분석하도록 구성된다. 본 발명의 일 실시예에서, 제2 동작 모드에서 결정될 수 있는 사람의 상태는 사람의 코골이를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 제2 동작 모드에서, 센서는, 심장 박동 및/또는 호흡과 같은 대상의 움직임 및/또는 부동 및/또는 코골이를 관찰하기 위해 측정 신호의 위상이 결정되는 방식으로, 측정 신호를 분석하도록 구성된다.
본 발명의 일 실시예에서, 센서는, 예를 들어 주파수 변조 연속파(frequency-modulated continuous-wave, FMCW)와 같은 연속파 레이더 기법으로, 대상들의 고도, 방위각, 움직임 및/또는 거리를 관찰하도록 구성된 레이더 센서이다.
본 발명의 일 실시예에서, 센서는 가속도계와 같은 센서의 배향을 검출하기 위한 수단을 포함하고, 센서 또는 시스템은, 모니터링되는 사람의 존재, 위치, 움직임 및/또는 자세를 결정할 때, 예를 들어 검출된 배향에 기초하여 측정 결과들을 보상함으로써 센서의 검출된 배향을 고려하도록 구성된다.
본 발명의 일 실시예에서, 센서는 모니터링되는 사람의 수면 질을 결정하도록 구성된다. 본 발명의 일 실시예에서, 센서 및/또는 시스템은, 예를 들어 고른 호흡 빈도 및 신체 움직임의 양의 조합을 추적함으로써, 모니터링되는 사람의 움직임 및/또는 호흡 빈도에 적어도 부분적으로 기초하여 수면 질을 결정하도록 구성된다. 모니터링되는 사람의 결정된 수면 질은, 그 사람이 얼마나 오래 잤는지, 그 사람이 잠자는 동안 얼마나 많이 움직였는지, 모니터링되는 사람이 잠자는 동안 어떤 종류의 수면 위상들을 가졌는지, 예를 들어 그 사람이 얼마나 깊은 잠을 잤는지 중 적어도 하나에 관련된 정보를 포함할 수 있다.
본 발명은 또한 모니터링되는 영역 내의 사람의 존재, 위치, 움직임 및/또는 자세를 관찰하기 위한 방법에 관한 것이다. 센서가 본 방법에서 사용되며, 이 센서는 측정 전자장치와 같은 센서의 측정 신호를 처리하기 위한 수단, 및 추가 처리를 위해 측정 결과들 및/또는 측정 결과들에 관련된 데이터를 통신하기 위한 수단을 포함하고, 여기서 센서는 주파수 변조 연속파 MIMO 레이더 기반 센서와 같은 레이더 기반 센서이다. 이 방법에서 센서는 모니터링되는 영역 내의 사람들의 존재를 검출하고 모니터링되는 사람의 호흡 빈도, 위치, 속도 및/또는 형상과 같은 움직임을 측정 및 검출하고, 센서 또는 센서에 연결된 모니터링 시스템은 사람의 다음 상태들, 즉, 예를 들어 수면 무호흡증을 인식하기 위해 모니터링되는 사람의 호흡에 대한 단절 또는 중단, 예를 들어 욕창 또는 압박 궤양을 피하기 위해 모니터링되는 사람의 부동 중 적어도 하나를 결정한다. 센서 또는 센서에 연결된 모니터링 시스템의 일 실시예에서 사람의 다음 상태들 중 적어도 하나를 결정한다: 모니터링되는 사람의 코골이. 센서 및/또는 모니터링 시스템은 사람의 결정된 상태에 기초하여, 알람, 예를 들어 로컬 알람을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서, 로컬 알람은, 예를 들어 스피커, 헤드폰 또는 보청기 디바이스를 통한 가청 알람, 광과 같은 시각적 알람, 및/또는 침대, 매트리스 및/또는 모니터링되는 사람, 예를 들어 호흡 중단 또는 수면 무호흡증, 부동 및/또는 코골이를 겪는 모니터링되는 사람에 진동을 야기하는 알람이다.
본 발명의 일 실시예에서, 로컬 알람은 팔찌 또는 시계와 같은 웨어러블 디바이스 상의 알람이며, 여기서 알람은 웨어러블 디바이스 상에서 진동하는 것이고/이거나 웨어러블 디바이스에 의해 야기된 전기 충격이 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 센서는, 미리 정의된 지속기간에 걸쳐 호흡에 의해 야기된 사람의 움직임이 없다고 결정되는 경우, 이것이 호흡에 대한 단절 또는 중단 및/또는 수면 무호흡증으로서 인식되는 방식으로, 사람의 호흡에서의 단절 또는 중단, 예를 들어 수면 무호흡증 상황을 인식한다.
본 발명의 일 실시예에서, 센서 및/또는 시스템은, 미리 결정된 지속기간 동안 사람의 움직임 또는 임계치 레벨 초과의 움직임이 결정되지 않는 경우, 사람이 부동인 것으로 결정되는 방식으로, 사람의 부동을 인식한다. 미리 결정된 지속기간은, 사람에 대한 욕창 및/또는 압박 궤양의 위험이 낮은, 시간 기간으로 설정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 로컬 알람은 사람이 움직이고 있고/있거나 깨어나고 있고/있거나 다시 호흡하기 시작할 때까지 제공된다.
본 발명의 일 실시예에서, 센서 또는 시스템은, 원격 시스템 및/또는 모바일 디바이스에 메시지 또는 알람을 전송함으로써, 사람의 결정된 상태, 예를 들어 사람의 호흡에서의 단절 또는 중단, 사람의 부동, 또는 사람의 코골이에 기초하여 원격 알람을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서, 원격 알람은, 사람이 로컬 알람에 응답하지 않는 경우, 예를 들어 사람이 미리 결정된 시간 후 로컬 알람에 응답하여 움직이지 않고/않거나 깨어나지 않고/않거나 호흡을 시작하지 않는 경우, 제공된다.
본 발명의 일 실시예에서, 센서는 제1 동작 모드 및 제2 동작 모드를 포함한다. 제1 동작 모드에서 센서는 모니터링되는 사람의 움직임을 추적하고, 제2 동작 모드에서 센서는, 모니터링되는 사람의 호흡에서의 중단 또는 단절, 모니터링되는 사람의 부동, 및/또는 사람의 코골이와 같은 사람의 상태를 관찰하기 위해 제1 동작 모드에서 사람의 움직임이 관찰된, 모니터링되는 영역의 일부에 관련된 측정치들을 측정 및/또는 추가로 분석한다.
본 발명의 일 실시예에서, 제2 동작 모드에서, 센서는, 심장 박동 및/또는 호흡과 같은 대상의 움직임, 코골이 또는 부동을 관찰하기 위해 측정 신호의 위상이 결정되는 방식으로, 측정 신호를 분석한다.
본 발명의 일 실시예에서, 센서는 가속도계와 같은 센서의 배향을 검출하기 위한 수단을 포함하고, 센서 또는 시스템은, 모니터링되는 사람의 존재, 위치, 움직임 및/또는 자세를 결정할 때, 예를 들어 검출된 배향에 기초하여 측정 결과들을 보상함으로써 센서의 검출된 배향을 고려한다.
본 발명의 일 실시예에서, 센서는 모니터링되는 사람의 수면 질을 결정한다. 본 발명의 일 실시예에서, 수면 질은, 예를 들어 고른 호흡 빈도 및 신체 움직임의 양의 조합을 추적함으로써, 모니터링되는 사람의 움직임 및/또는 호흡 빈도에 적어도 부분적으로 기초하여 결정될 수 있다. 모니터링되는 사람의 결정된 수면 질은, 그 사람이 얼마나 오래 잤는지, 그 사람이 잠자는 동안 얼마나 많이 움직였는지, 모니터링되는 사람이 잠자는 동안 어떤 종류의 수면 위상들을 가졌는지, 예를 들어 그 사람이 얼마나 깊은 잠을 잤는지 중 적어도 하나에 관련된 정보를 포함할 수 있다.
본 발명은 또한 모니터링되는 영역 내의 하나 이상의 대상들의 존재, 위치, 움직임 및/또는 자세를 관찰하기 위한 시스템에 관한 것이다. 시스템은 본 발명에 따른 적어도 하나의 센서를 포함한다. 센서 또는 센서들은 모니터링되는 영역에, 예를 들어 스탠드, 바닥, 벽 및/또는 천장 상에 맞춰 넣어진다.
본 발명의 일 실시예에서, 시스템은 로컬 알람 및/또는 원격 알람을 제공하도록 구성된다.
본 발명의 일 실시예에서, 센서는 센서의 측정 영역이 침대 및/또는 침대에 누워 있는 사람의 적어도 일부를 덮도록 침대 옆 또는 위에 배열되고, 센서는, 예를 들어 가정 환경 또는 병원 환경에서, 침대 상의 사람을 측정하도록 배열된다.
다른 것들 중에서도, 하나의 장점은, 시스템이, 사람의 움직임, 및 또한 심장 박동, 호흡, 부동 및/또는 코골이와 같은 사람의 건강 관련 기능들도, 단일 통합된 센서로 신뢰성있게 관찰할 수 있다는 것이다. 시스템은 또한, 사람의 주의가 필요한 상황에서, 예를 들어 수면 무호흡증, 사람의 부동, 또는 사람이 코를 골고 있을 때에 의해 야기된, 예를 들어 호흡 중단 상황에서 로컬 알람을 제공하여, 사람이 움직이고 깨어나고 예를 들어 다시 호흡하기 시작할 수 있도록 할 수 있다. 사용자 또는 사람에게 부착된 센서가 필요하지 않으며, 센서는, 예를 들어 가정 환경 또는 병원 환경에서, 무선 방식으로 사람을 모니터링할 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 더 큰 영역들, 예를 들어 침대 영역들 외부의 영역들이 모니터링될 수 있도록 다수의 센서들을 갖는 시스템이 제공될 수 있다. 다수의 레이더 기반 센서들이 사람들을 모니터링하는 데 사용되는 본 발명의 일 실시예의 장점은, 센서들이 적어도 부분적으로 동일한 공간에서 동작하고 있음에도 불구하고 서로 간섭을 야기하지 않도록 센서들 및 그들의 동작이 배열될 수 있다는 것이다.
본 발명의 전술한 해결책에 의해, 상이한 종류의 상황들에서 신뢰성있는 측정 결과들을 제공할 수 있는 것으로 알려져 있고 설치 및 유지 보수가 쉬운 모니터링 시스템이 제공된다.
본 발명은 하기 도면으로 예시된다.
도 1은 모니터링될 영역 내의, 본 발명의 시스템의 하나의 예시적인 실시예의 구성요소들을 제시한다.
도 2는 본 발명의 시스템의 하나의 예시적인 실시예의 동작을 제시한다.
도 3은 본 발명의 해결책에 따른, 센서의 예시적인 실시예를 제시한다.
도 4a 및 도 4b는, 센서들이 예를 들어 병원 환경 내의 방에 배열되는, 본 발명의 일 실시예를 제시한다.
도 5a 및 도 5b는, 센서들이 예를 들어 가정 환경 내의 방에 배열되는, 본 발명의 일 실시예를 제시한다.
도 6은 본 발명에 따른, 시스템의 하나의 예시적인 실시예를 제시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 시스템의 처리 파이프라인의 예를 제시한다.
본 발명의 해결책에서, 센서들은 대상의 존재 및 움직임을 검출할 수 있는 레이더 기반 센서들이다. 모니터링되는 대상은 예를 들어 노인 또는 감독의 혜택을 받는 일부 다른 사람일 수 있다. 센서는 스탠드, 표면, 예를 들어 벽, 문, 바닥 또는 천장 상에, 그리고/또는 예를 들어 아파트, 방의 그리고/또는 대상이 접근할 수 있는 모니터링될 영역의 바닥 표면, 벽 표면, 문 표면 또는 천장 표면과 같은 표면에 근접하게 설치될 수 있다. 센서는 또한 호흡과 같은 모니터링되는 사람의 생명 기능들, 예를 들어 호흡 빈도, 심지어 사람의 심장 박동율까지도 관찰하는 데 사용될 수 있다. 이 특징은 예를 들어 잠자는 또는 낙상한 사람의 모니터링을 가능하게 하고, 임의의 비정상적인 현상이 관찰되는 경우 알람을 제공한다.
본 발명에 따른 해결책에서, 시스템은 적어도 하나의 센서를 포함하며, 센서들에 의한 센서 관찰들을 생성하는 측정 전자장치, 및 센서 관찰들을 처리하도록 구성된 프로세서, 및/또는 메모리를 포함하는 중앙 유닛을 추가로 포함할 수 있으며, 중앙 유닛은 예를 들어 데이터 처리 디바이스이다. 이 기능을 위해, 시스템의 중앙 유닛은 필요한 소프트웨어 및 검출되는 신호들의 특징적 특성들에 관한 정보를 포함할 수 있다. 일반적으로, 측정 전자장치 및/또는 중앙 유닛은 센서를 통해 수신된 신호로부터 정보를 추론할 수 있다. 시스템은 하나 이상의 센서들 또는 센서 그룹들을 관리할 수 있는 중앙 유닛을 가질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 하나의 센서 그룹은 예를 들어 동일한 공간 내의, 예컨대 동일한 방 내의, 센서들을 포함한다.
센서들로 모니터링될 영역은 전체 영역 또는 단지 소정 영역의 일부일 수 있다. 모니터링될 영역은 예를 들어 하나 이상의 방들을 포함할 수 있고, 영역의 특정 부분들, 예를 들어 찬장과 같은 고정된 설비는 모니터링될 영역 외부에 남겨질 수 있다. 잠자는 사람이 모니터링되는 일 실시예에서, 센서는, 센서의 모니터링 영역이 침대 또는 침대에 누워 있는 사람의 적어도 일부를 덮도록 침대 위에 그리고/또는 침대 옆에, 침대와 관련하여 배열될 수 있다.
본 발명에 따른 해결책에서, 센서는 모니터링되는 영역 내의 사람들을 검출하고, 모니터링되는 사람의 위치, 속도 및/또는 형상을 측정 및 검출한다. 본 발명의 일 실시예에서, 센서는 신호 강도에 기초하여 그리고/또는 개연성있는 잘못된 측정 결과들을 필터링함으로써 대상을 관찰하도록 구성된다.
센서는 스탠드, 표면, 예를 들어 벽, 문, 바닥 또는 천장 상에, 그리고/또는 예를 들어 아파트의 그리고/또는 대상이 접근할 수 있는 모니터링될 영역의 바닥 표면, 벽 표면, 문 표면 또는 천장 표면과 같은 표면에 근접하게 설치될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 센서 또는 센서들은 공간의 중심을 향해 기울어진 천장 바로 아래의 모니터링될 공간의 코너에 설치된다. 전형적인 경사각은 예를 들어 15도일 수 있다. 이를 통해 센서는 가구와 같은 장애물들 위를 잘 볼 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 센서 또는 센서들은 모니터링될 벽 상에 또는 공간의 코너에, 전형적으로 바닥 레벨 평면 위에서, 예를 들어 바닥으로부터 대략 40 내지 150 cm의 높이에 설치된다. 센서의 시야는 예를 들어 수평면에서 대략 90도일 수 있다.
센서는 예를 들어 밀리미터파(MMW) 레이더를 포함할 수 있으며, 이는 예를 들어 MIMO 레이더 원리로 동작할 수 있다. 하나의 예시적인 실시예에서, 예를 들어 3개의 송신기 및 4개의 수신기 안테나가 있을 수 있다. 그 예에서, 이것은 12개 요소의 가상 안테나를 형성한다. 본 발명의 센서에 의해, 대상들의 고도, 방위각, 움직임 및 거리를 양호한 정확도로 관찰하는 것이 가능하다. 예를 들어 FMCW(주파수 변조 연속파) 기법이 레이더에 사용될 수 있다.
센서는 모니터링되는 사람의 호흡 빈도, 위치, 속도 및/또는 형상과 같은 움직임을 측정 및 검출할 수 있다. 센서는, 예를 들어 사람의 수면 무호흡증 및/또는 부동을 인식하기 위해, 모니터링되는 사람의 호흡에 대한 단절 또는 중단과 같은 사람의 상태를 결정하도록 구성된다. 본 발명의 일 실시예에서, 사람의 결정된 상태는 사람의 코골이를 포함한다. 센서 및/또는 모니터링 시스템은 사람의 호흡의 결정된 컨디션에 기초하여, 로컬 알람과 같은 알람을 제공하도록 구성된다.
본 발명의 시스템은 압박 궤양의 고위험을 검출하기 위해 사용될 수 있다. 압박 궤양(PU(pressure ulcer); 즉, 욕창(bed sore), 압박 욕창(pressure score))은 과도한 압력 및 전단력의 결과로서 손상된 조직의 국소 부위이다. 압박 궤양은 제한된 이동성을 갖고 예를 들어 움직이지 않고 침대에 누워 있는 동안 장시간 압력에 노출되는 개인들에게서 가장 흔히 발생한다. 또한 노년층에서의 유병률에서 통계적으로 유의미한 증가가 있다. 대부분의 PU는 효과적인 위험 평가 및 후속 표적 개입을 통해 피할 수 있다.
요양원에서, PU는 제한된 이동성을 갖는 거주자들에게 중요한 문제들이다. PU를 피하기 위해, 간호사들은 규칙적인 간격으로 잠자는 거주자들을 방문하여, 예를 들어 한 쪽에서 다른 쪽으로 그들의 위치들을 변경해야 한다. 분명히, 이것은 이미 바쁜 간호사들의 업무량을 증가시킬 뿐만 아니라, 다른 거주자들(이미 그들 자신이 위치들을 변경하고 있더라도)의 수면을 방해한다. 또한, 때때로 일부 거주자들에 대한 PU의 위험을 평가하기 어려울 수 있다. 그들은 좋은 이동성을 갖고 있지만 여전히 너무 움직이지 않고 잠을 잘 수도 있다.
본 발명은 거주자의 위치(location) 및/또는 위치(position)를 추적하고, 그의 움직임들을 모니터링하면서, 간병인들을 쉬게 하고, 거주자가 불충분한 모션으로 인해 PU를 얻을 위험이 있는 경우 간병인들에게 경고할 수 있는 시스템으로 이러한 문제들을 해결할 수 있다. 위치 추적의 목적은 시스템으로 하여금 움직임들의 상이한 소스들, 예를 들어 간호사가 그 영역을 방문하는 것을 분리시킬 수 있게 하는 것이다. 그것은 또한 시스템으로 하여금 모니터링되는 거주자들의 상이한 위치들에 동적으로 적응할 수 있게 한다.
본 발명의 일 실시예에서, 센서 및/또는 시스템은, 미리 결정된 지속기간 동안 사람의 움직임이 없다고 결정되는 경우, 사람이 부동인 것으로 결정되는 방식으로, 사람의 부동을 인식한다. 이러한 방식으로 모니터링되는 사람에 대한 압박 궤양의 위험은 낮게 유지될 수 있다. 미리 결정된 지속기간은, 사람에 대한 압박 궤양의 위험이 낮은, 시간 기간으로 설정될 수 있다. 일 실시예에서, 사람이 부동에 의해 야기된 로컬 알람에 응답하지 않는 경우, 다른 사람, 예를 들어 간호사는 사람을 움직이라고 경고받을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 시스템은 사람의 정확한 위치를 추적하기 위해 안테나 어레이와 함께 밀리미터파 대역에서 동작하는 FMCW 레이더를 사용한다. 시스템은, 침대들, 소파들 및 다른 관심 위치들을 특정하고 이들을 방 구성 데이터 저장소에 저장하는 데 사용될 수 있는 사용자 인터페이스 또는 다른 구성 인터페이스를 포함한다. CPU는 레이더로부터 사람의 위치를 수신하고 방 구성을 참조하여 거주자가 침대 또는 휴식을 위한 다른 장소에 위치되어 있는지를 결정한다. 이것이 발생할 때, CPU는, 관심 위치에 초점을 맞추고 미세한 모션들을 모니터링하기 시작하도록 레이더에 지시한다. 이러한 초점화는 예를 들어 관심 방향으로부터 발생하는 신호를 증폭시키기 위해 안테나 어레이를 이용한 빔 포밍을 사용함으로써 수행될 수 있다.
큰 모션은 신호의 범위 또는 도플러 스펙트럼의 변화를 관찰함으로써 검출될 수 있다. 작은 모션은 신호의 위상각의 변화를 관찰함으로써 검출될 수 있다. 이러한 방법들을 조합하고 적절한 임계화를 적용함으로써, 시스템은 예를 들어 PU를 방지하기에 충분히 큰 움직임들을 검출할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 시스템은, 초기에 그리고 충분히 큰 모션이 검출될 때마다(모션이 설정된 임계치를 초과함) 리셋되는 타이머를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서, 시스템은 거주자가 움직이지 않은 지속기간의 길이를 설명하는 사용자 인터페이스를 포함할 수 있다. 지속기간이 너무 길어지는 경우, 시스템은 간호사들에게 PU의 위험에 관해 통지하기 위해 알람을 트리거한다. 알람은 휴대폰 또는 간호사들에 의해 사용되는 임의의 다른 알람 채널로 전달될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 센서 및/또는 시스템은 사람의 코골이를 인식한다. 코골이는 일 실시예에서 마이크로폰에 의해서만 인식될 수 있다. 일 실시예에서, 코골이는 레이더 기반 센서의 측정치들에 기초하여 결정될 수 있다. 일 실시예에서, 레이더 기반 센서 및 마이크로폰으로부터의 측정치들의 조합이 이용될 수 있다. 이러한 방식으로, 사람은 자신이 코를 골고 있는 경우 로컬 알람으로 경고받을 수 있다. 마이크로폰을 이용하는 본 발명의 일 실시예에서, 마이크로폰은 센서에 통합 및/또는 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 센서는 모니터링되는 사람의 수면 질을 결정하도록 구성된다. 모니터링되는 사람의 결정된 수면 질은, 그 사람이 얼마나 오래 잤는지, 그 사람이 잠자는 동안 얼마나 많이 움직였는지, 모니터링되는 사람이 잠자는 동안 어떤 종류의 수면 위상들을 가졌는지, 예를 들어 그 사람이 얼마나 깊은 잠을 잤는지 중 적어도 하나에 관련된 정보를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 수면 질은 센서에 의해 감지된 모니터링되는 사람의 움직임 및/또는 호흡 빈도, 예를 들어 고른 호흡 빈도에 적어도 부분적으로 기초하여 결정될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 수면 질의 결정은 적어도 부분적으로 고른 호흡 빈도 및 신체 움직임의 양의 조합을 추적함으로써 구현될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 센서는 사람으로부터 반사된 신호, 예를 들어 신호의 도플러 주파수, 범위 및 도달 각도를 분석함으로써 제1 동작 모드에서 관찰된 사람의 움직임을 추적하도록 구성된다. 본 발명의 일 실시예에서, 센서는 측정 신호의 위상을 분석함으로써 제2 동작 모드에서 모니터링되는 사람의 심장 박동 및/또는 호흡을 추적하도록 구성된다. 본 발명의 일 실시예에서, 센서의 스윕 시간은 제1 동작 모드에서보다 제2 동작 모드에서 더 길다. 본 발명의 일 실시예에서, 제2 동작 모드는 신호에 적용된 디지털 신호 처리 알고리즘에 의해서만 제1 동작 모드와 상이할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 제2 동작 모드에서, 사람들의 추적은 수행되지 않는다. 본 발명의 일 실시예에서, 하나의 센서는 제1 및 제2 동작 모드를 동시에 사용할 수 있어서, 예를 들어 제1 동작 모드는 항상 사용되고 제2 동작 모드는 그것이 필요할 때 활성화되고, 그것이 필요하지 않을 때, 제2 동작 모드가 비활성화되도록 한다. 본 발명의 일 실시예에서, 하나의 센서는 인터리브 방식으로 제1 및 제2 동작 모드를 사용할 수 있다.
센서는, 모니터링되는 사람이 움직이지 않고/않거나, 낙상했고/했거나, 모니터링되는 사람의 속도가 미리 정의된 임계값보다 더 느리다는 것을 검출하는 것에 기초하여, 제2 동작 모드를 활성화하도록 구성될 수 있다. 센서는, 모니터링되는 사람이 낙상한 것으로 결정되지 않고/않거나, 사람이 움직이고 있고/있거나, 모니터링되는 사람의 속도가 미리 정의된 임계값보다 더 높다는 것을 검출하는 것에 기초하여, 제2 동작 모드를 비활성화하도록 구성될 수 있다.
제2 동작 모드에서, 센서는, 심장 박동 및/또는 호흡과 같은 사람의 움직임을 관찰하기 위해 측정 신호의 위상이 결정되는 방식으로, 측정 신호를 분석하도록 구성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 제2 동작 모드에서, 센서 및/또는 센서의 측정 전자장치는 제1 동작 모드에서 결정된 사람의 센서로부터의 결정된 방위각, 고도 및/또는 거리와 관련된 영역 주위의 특정 거리 및/또는 영역으로부터의 측정 신호를 분석하도록 구성된다.
일 실시예에서, 시스템은 적어도 2개의 센서를 포함하며, 동일한 영역 및/또는 모니터링되는 영역의 상이한 부분을 모니터링할 수 있는 적어도 2개의 센서의 측정 신호에 기초하여 모니터링되는 영역 내의 사람들을 검출 및 측정하도록 구성된다. 예를 들어, 센서들의 측정 영역은 예를 들어 영역의 특정 부분에서 중첩될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 아파트 또는 요양원에는, 각각의 방에 적어도 하나의 레이더가 있을 수 있다. 이 경우, 시정 조치가 취해지지 않는 경우 레이더들은 서로 간섭할 것이다. 일 실시예에서, 모드들 및/또는 여러 레이더들의 특정 시간 슬롯들로의 분할이 제시되어, 여러 레이더들이 간섭을 일으키지 않고 서로 가까이에서 동시에 사용될 수 있도록 한다. 센서들의 송신들은 예를 들어, 센서들이 동일한 사람 및/또는 동일한 방을 관찰할 수 있는 방식으로, 인터리브 방식으로 동기화되고 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상이한 센서들이 상이한 동작 모드들에 있을 수 있는데, 예를 들어 일부 센서들은 제2 동작 모드가 활성화되는 동안 정지된 대상을 결정하는 반면, 다른 센서들은 제1 동작 모드만을 사용하여 대상들의 움직임을 모니터링하고 정지된 대상들을 검색한다.
시스템은, 사람이 낙상한 것으로 해석되는 경우 및/또는 추적된 심장 박동 및/또는 모니터링되는 사람의 호흡과 같은 모니터링되는 사람의 생명 기능들이 미리 정의된 한도들 내에 있지 않은 경우, 낙상의 통지를 전송할 수 있다. 일 실시예에서, 통지 및/또는 낙상 통지는, 알람 또는 메시지를 사람의 건강을 모니터링하는 사람 및/또는 조직에, 예를 들어 전화에 대한 메시지로서, 알람으로서 그리고/또는 예를 들어 간호사, 친척들 또는 응급 센터로 전송하는 것을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 사람이 누울 수 있는 침대들 또는 소파들과 같은 고정된 대상들은 센서 및/또는 센서 시스템을 이용해 사용자에 의해 결정될 수 있으며, 센서는 사람이 이러한 고정된 대상들의 영역들에서 낙상한 것으로서 결정하지 않는다.
본 발명의 일 실시예에서, 센서는, 예를 들어 결정된 대상들의 고도가 본질적으로 지속적으로 특정 임계 고도 값 미만일 때, 그 대상은 사람이 아닌 것으로서 인식될 수 있는 방식으로, 관찰된 대상의 결정된 고도에 의해 관찰된 사람들로부터 대상들을 구별할 수 있다.
일부 응용들에서, 먼저 변경되지 않는 영역을 차트화하는 것, 즉, 주로 정지되고 움직일 수 없는 대상들 및 구조물들이 제자리에 있을 때 센서들의 측정 정보를 차트화하는 것이 유리하다. 이러한 유형의 상황은 예를 들어 주거형 아파트에서 가구는 제자리에 있지만 사람, 애완동물 또는 로봇이 아파트에 없을 때이다. 이러한 차트화된 정보는 시스템에, 예를 들어 중앙 유닛에 위치되는 메모리에 또는 데이터 네트워크를 통해 연결되는 메모리 수단에 기록될 수 있으며, 이 메모리 수단은 예를 들어 제어 센터 또는 서비스 센터에 있을 수 있다. 이를 위해, 메모리 수단은 장치에 통합될 수 있으므로, 메모리 수단은 중앙 유닛에 있거나 데이터 네트워크를 통해 그에 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 시스템은 변경되지 않는 영역을 연속적으로 또는 정의된 간격으로 차트화하며, 이 경우 시스템은 예를 들어 새로운 가구에 의해 또는 가구의 위치의 변화에 의해 야기된 영역의 변화를 검출할 수 있다. 이러한 방식으로 시스템은 모니터링될 영역에서 발생하는 변화에 점진적으로 적응할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 센서 또는 시스템은, 예를 들어 사람의 고도가 특정 임계 고도 값들 미만일 때, 사람이 낙상한 것으로 결정될 수 있는 방식으로, 사람의 결정된 고도에 의해 사람이 낙상하는 것 및/또는 착석하는 것을 검출하도록 구성된다. 본 발명의 일 실시예에서, 사람의 고도는 추적되고, 잡음 측정치들로 인한 잘못된 알람들을 방지하기 위해 칼만 필터 또는 저역 통과 필터와 같은 필터로 필터링된다.
도 1은 모니터링될 영역 내의 본 발명에 따른 시스템의 실시예의 구성요소들을 제시한다. 본 발명에 사용될 센서(101) 또는 센서들은, 센서(101) 또는 센서들에 의해, 모니터링될 영역이 모니터링될 수 있는 방식으로, 모니터링될 영역과 관련하여 배열된다. 표면, 예를 들어 벽, 바닥 또는 천장 표면의 상부에 설치될 센서들이 사용되는 경우, 이들은 예를 들어 양면 테이프 또는 스티커 스트립을 이용해 표면에 고정될 수 있으며, 이 경우 이들은 쉽게 제거될 수 있다. 센서들(101)은 무선으로 또는 유선으로 게이트웨이(104)에 연결될 수 있으며, 게이트웨이는 센서들(101)로부터 획득된 측정된 값들 또는 센서들(101)에 의해 형성된 상태 정보, 예를 들어 검출된 대상들, 사람들과 같은 대상들의 건강 상태, 및/또는 대상들의 움직임 또는 자세들을 수집한다. 게이트웨이(104)는 정보를, 예를 들어 제어 센터로 또는 영역 및/또는 그 내부의 사람들과 같은 대상들을 감독하는 다른 기관으로 계속해서 전송한다. 시스템과 일부 수신자 사이의 정보의 전달은, 예를 들어 전화 연결, 유선 광대역 연결 또는 무선 연결을 사용하여 수행될 수 있다. 데이터 전달에 있어서 데이터 보안 및 프라이버시와 관련된 문제들을 고려하는 것이 유리하며, 이는 많은 공식 규정들도 다룬다.
본 발명의 일 실시예에서, 센서(101) 또는 센서들은 그들 자신의 중앙 유닛을 포함하고, 센서의 중앙 유닛은 게이트웨이(104)와 연결된다. 본 발명의 제2 실시예에서, 센서(101) 또는 센서들의 중앙 유닛들은 게이트웨이(104)에 통합된다.
중앙 유닛 또는 게이트웨이(104)의 기능들 중 일부는 데이터 네트워크 연결을 통해 다른 곳에서, 예를 들어 중앙 제어실 또는 서비스 센터에서 수행되는 것이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 알람 신호는 모니터링되는 공간 내의 시스템에 의해 제공될 수 있으며, 이는 미리 결정된 시간 기간 동안 지속된다. 이 알람 신호는 예를 들어 알람 또는 통지의 전송 전에 로컬 알람으로서 제공될 수 있고, 그것은 시스템의 광 알람 유닛 및/또는 사운드 알람 유닛을 통해 제공될 수 있다. 광 알람 유닛 및/또는 사운드 알람 유닛들은 각각의 상이한 부분, 예를 들어 구내의 방에 있을 수 있다. 이 기능은 또한 센서들에, 예를 들어 모든 센서들 또는 센서들 중 단지 일부에 통합될 수 있다.
본 발명에 따른 시스템은 또한 호출 푸시버튼(102)을 포함할 수 있다. 호출 푸시버튼을 누른 후, 시스템은 예를 들어 간호 직원들, 보안 직원들에게 연결될 수 있거나, 또는 그것은 다양한 알람 절차들을 수행할 수 있다. 호출 푸시버튼은 무선일 수 있고, 그것은 배터리 없이 기능하도록 적응될 수 있다.
본 발명의 시스템에 따른 통지 절차들 및 알람 절차들은, 예를 들어 로컬 알람 활성화, 표시 시그널링(예컨대 부저, 광, 사이렌, 알람 시계 등), 알람 센터 또는 서비스 센터, 의료 제공자 또는 친척과 연락하는 것을 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 알람은 또한, 예를 들어 음성 합성 또는 음성 녹음을 통해, 모니터링되는 사람 또는 사용자에게 직접 전송될 수 있다. 이러한 작업들을 수행하기 위해, 장치는 예를 들어 시계 회로와 같은, 시간 데이터를 처리하는 데 필요한 수단을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 시스템은 또한 유선 또는 무선 연결을 통해 다른 시스템과 연결될 수 있는 화재 검출기들(103)을 포함할 수 있다. 화재 검출기들(103)이 화재에 대해 경고하는 경우, 알람 절차들은, 예를 들어 제어 센터 또는 구조 당국에 알람 메시지를 전송함으로써 수행될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 시스템의 실시예의 동작을 제시하며, 여기서 모니터링되고 있는 영역 내의 사람(206)의 건강 상태 또는 자세가 모니터링된다.
시스템의 센서들(101)이 모니터링되고 있는 영역 내의 사람(206)과 같은 대상이 낙상했고/했거나 사람의 호흡 빈도와 같은 생명 기능들이 허용가능한 레벨에 있지 않음을 검출하는 경우, 시스템은 통지를 전송할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 시스템은 다수의 센서들에 의해, 예를 들어 모니터링되고 있는 영역 내의 모든 센서들에 의해 측정된 정보를 조사하고, 통지, 예를 들어 원격 알람은 센서들에 의해 영역 내에서 다른 사람들이 검출되지 않는 경우에만 전송된다.
예를 들어 사람의 낙상 또는 사람의 결정된 생명 기능들 때문에 시스템이 메시지를 전송하는 도 2에 제시된 실시예의 상황에서, 센서(101)는 상황에 대한 정보를 시스템의 게이트웨이(104)로 전송하고, 게이트웨이(104)는 예를 들어 인터넷 연결 또는 일부 다른 연결을 통해 계속해서 정보 및/또는 알람을 서버(201)로 전송한다. 서버(201)로부터, 정보 및/또는 알람은 사람의 건강을 모니터링하는 기관으로, 예를 들어 휴대폰(202)에 대한 메시지로서, 알람으로서 그리고/또는 예를 들어 간호사(203), 친척들, 또는 응급 센터로 전송된다. 이러한 방식으로, 예를 들어, 낙상 또는 사람의 건강에 대한 정보는 필요한 사람들 또는 조직들에 도달하고, 낙상한 사람은 가능한 한 빨리 도움을 받는다. 본 발명의 일 실시예에서, 시스템은 게이트웨이(104)로부터 모니터링되는 사람의 건강을 모니터링하는 조직 또는 사람에게 직접 정보를 전송할 수 있다.
본 발명의 해결책에 사용되는 프로세서, 중앙 유닛 및/또는 측정 전자장치는 센서들에 통합될 수 있거나, 또는 이들은 별도로 또는 별도의 유닛들에 배치될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어와 함께, 센서 또는 시스템은 적어도 하나의 센서로 관찰된 움직임들을 해석할 수 있고, 프로그램에 대해 정의된 알람 조건들이 충족되는 경우 알람을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 모니터링될 영역의 센서들 중 일부만이 그 기능을 가져서, 전술한 바와 같이 알람 신호의 발행을 가능하게 한다. 예를 들어, 거실과 같은 일부 방들 내의 센서들만이 이 기능을 구비할 수 있고, 다른 방들 내의 센서들은 낙상이 검출되고/되거나 모니터링되는 사람의 측정 결과들이 허용가능한 범위 및/또는 미리 정의된 범위 내에 있지 않은 후 즉시 계속해서 통지를 전송한다. 본 발명의 일 실시예에서, 방 내와 같은 하나의 공간 내의 센서들 중 일부만이 이 기능을 포함하여, 전술한 바와 같이 알람 신호의 발행을 가능하게 한다.
시스템은 또한 제어 센터를 포함할 수 있고, 대상의 존재, 위치, 움직임 및/또는 자세에 관한 미리 결정된 정보가 제어 센터로 전송될 수 있다. 시스템에 의해 사용되는 알람 용어들은 예를 들어 RFID 리더로부터 수신될 수 있는 존재 정보를 기반으로 변경될 수 있다. 예를 들어 외부 알람 시스템으로 또는 시스템의 중앙 서버로 무선으로 통지가 전송될 수 있거나 알람이 제공될 수 있으며, 이 서버로부터 알람은 계속해서 전달된다.
시스템은 또한 메모리 수단을 가질 수 있으며, 여기서 시스템은 모니터링되고 있는 영역 및 사람들의 거동의 연대순 종속성을 관찰하기 위해, 측정 신호 또는 그로부터 도출된 정보를 기록하도록 적응된다. 이를 통해, 예를 들어 모니터링되고 있는 사람이 특정 시간 동안 침대 밖으로 나오지 않았거나 부엌을 방문하지 않은 경우, 또는 사람이 화장실에 너무 자주 간 경우 또는 호흡 또는 심장 박동과 같은 관찰된 사람의 생명 기능들이 특정 시간 동안 변경된 경우, 시스템은 알람을 제공할 수 있다. 메모리 수단은 또한 보다 일반적인 일상 리듬의 학습 및 그것에서 발생하는 일탈들의 검출을 가능하게 한다.
이하에서, 하나의 예시적인 실시예가 설명된다. 이 예시적인 실시예에서, 센서의 제1 동작 모드는 예를 들어 단일 방에서 사람들의 존재 및 움직임들을 추적하는 데 사용된다. 이 실시예에서 추적은 측정된 포인트 클라우드 데이터로 수행된다. 필요한 도플러 범위는 다음과 같이 주어진다.
하나의 예에서, 사람이 1 m/s의 속도로 움직이고 있는 경우, 필요한 도플러 범위는 +- 400 Hz이고 최대 측정 간격은 60 GHz 주파수에서 2.5 ms이다. 흡기는 약 2초 동안 지속된다. 대응하는 움직임이 5 mm인 경우, 필요한 도플러 범위는 +- 1 Hz이고 스위핑 시간은 1초이다.
시스템이 사람이 멈춘 것을 관찰할 때, 그것은 제2 동작 모드를 활성화할 수 있으며, 여기서 그것은 심장 박동 및/또는 호흡, 예컨대 호흡 중단 및/또는 빈도와 같은 사람의 생명 기능들을 추적할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 시스템은 사람의 호흡 기간을 검출할 수 있기 전에 특정 지속기간 동안 측정들을 수행해야 한다.
사람들의 생명 기능들이 결정된 후, 시스템은 제2 동작 모드를 비활성화할 수 있다. 하나의 예시적인 실시예에서, 시스템은, 예를 들어 사람이 정지된 채로 유지되는 한, 주기적으로 동일한 사람의 생명 기능들을 결정할 수 있다. 시스템이 정지된 사람들을 관찰하는 경우, 그것은 제2 동작 모드를 사용함으로써 이 사람들의 생명 기능들을 결정하기 시작한다.
본 발명의 하나의 예시적인 실시예에서, 제2 동작 모드에서의 동작은, 예를 들어 정지된 대상이 검출되었을 때 검출된 대상의 영역 주위의 포인트 클라우드 데이터가 저장되고 분석되도록, 구현될 수 있다. 저장된 패키지들은 주기적으로, 예를 들어 600 ms마다 생성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 데이터는 분석을 위해 중앙 제어 유닛들로 전달될 수 있다. 신호, 즉 포인트 클라우드 데이터의 분석에 의해, 대상의 작은 움직임들에 대한 정보가 관찰될 수 있고, 따라서 시스템은 예를 들어 사람의 호흡 활동 및/또는 심장 박동을 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 센서의 스윕 시간은 제2 동작 모드에서 더 길고, 이로 인해 더 양호한 신호 대 잡음비가 달성될 수 있다. 또한, 측정에 이용가능한 시간이 더 많기 때문에 더 많은 TX-안테나들이 이용될 수 있다. 이러한 방식으로, 각도 분해능이 개선될 수 있다. 거리 분해능을 개선하기 위해, 주파수 스윕 범위가 증가될 수 있다.
도플러 주파수는 예를 들어 고속 푸리에 변환(FFT)을 이용해 결정될 수 있다. 생명 기능 활동, 예를 들어 심장 박동 및 호흡 활동은 결정된 도플러 주파수에 기초하여 결정될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 공간 분해능을 증가시키기 위해 제2 동작 모드에서 더 많은 TX 안테나들이 사용된다. 모니터링되는 사람이 움직이고 있지 않기 때문에 더 작은 영역에 대해 신호 처리가 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 센서 및/또는 시스템은 사람을 식별하기 위한 무선 기반 식별 수단을 포함할 수 있다. 무선 기반 식별 수단은 예를 들어 블루투스, 저전력 블루투스(BLE) 또는 지그비 기반 수단일 수 있다. 이 실시예에서, 시스템은 사람, 및 팔찌, 시계, 모바일 디바이스, 태그와 같은 사람에 의해 휴대되는 무선 기반 디바이스를 인식할 수 있고, 측정 결과들은 특정 인식된 사람과 연결될 수 있다. 이러한 방식으로 시스템은 모니터링되는 영역에 누가 있는지 및 모니터링된 결과들이 누구와 관련되는지를 알 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 무선 기반 식별 수단은 하나 초과의 사람 및 디바이스가 존재할 때 식별 디바이스들을 그들의 휴대자들에게 보다 정확하게 연관시킬 수 있게 하는 안테나 어레이를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 식별 수단이 모니터링되는 영역에서 간호사와 같은 특정 사람을 검출하는 경우, 알람들은 자동으로 디스에이블될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 시스템의 알람 조건들은 사람의 아이덴티티를 포함할 수 있다. 예를 들어, 인가되지 않은 사람이 특정 위치들에 들어갈 때 알람이 트리거될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 무선 기반 식별 수단, 예를 들어 블루투스, 저전력 블루투스(BLE) 또는 지그비 기반 수단은 사람을 위치파악하는 데 사용되거나 사람을 위치파악하는 데 도움을 줄 수 있다. 센서는 무선 기반 식별 수단을 위한 여러 안테나들, 예를 들어 방향 탐지 기법들, 예를 들어 지그비, 예를 들어 블루투스 5.1 사양에 따른, 블루투스 또는 저전력 블루투스(BLE) 방향 탐지 기법들을 가능하게 하는, 블루투스, BLE 또는 지그비 안테나들을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 센서의 레이더가 움직임을 검출하지만 무선 기반 식별 수단이 블루투스, BLE 또는 지그비 태그 또는 디바이스와 같은 원격으로 판독가능한 태그 또는 디바이스를 검출하지 않는 경우, 레이더에 의해 검출된 사람은 방문자로 간주될 수 있다. 반면에, 레이더가 블루투스, BLE 또는 지그비 태그 또는 디바이스와 같은 원격으로 판독가능한 태그 또는 디바이스를 검출하는 경우, 검출된 사람은 식별될 수 있고, 식별된 사람에 기초하여 조치가 취해질 수 있다. 하나의 예시적인 실시예에서, 거주자가 방에 있고 보조하는 사람도 있는 경우, 그 사람 또는 방의 상태는 시스템에서 "보조하는 사람이 방에 있음"으로 설정될 수 있다. 동일한 방식으로, 거주자에 의해 행해진 알람은 또한, 시스템이 방 내의 거주자가 아닌 사람이 방에 들어왔음을 인식하는 것으로 승인될 수 있다. 이 경우, 알람은 자동으로 승인될 수 있다. 일 실시예에서, 알람은 자동으로 승인되지 않고, 예를 들어 사용자 디바이스로부터의 활성 식별가능한 이벤트를 필요로 한다.
본 발명의 일 실시예에서, 검출된 사람의 식별은 다른 수단, 예를 들어 복도에 배열된 예를 들어 감시 카메라들에 의해 수행될 수 있다. 이 경우, 레이더 기반 센서는 누군가가 방에 들어오고 있는 것을 검출하고, 시스템은, 예를 들어 사람이 방에 들어오는 것이 보여질 수 있는 감시 기록으로부터 특정 시점으로부터, 감시 카메라들로부터의 정보를 확인할 수 있다. 일 실시예에서, 이 기록은 입장 이벤트로서 방에 연결될 수 있고, 입장자는, 필요한 경우, 나중에 기록을 봄으로써 식별될 수 있다. 그러한 경우, 식별은 자동일 수 있지만, 자동 식별은, 선호되지 않는 경우, 구현될 필요가 없다. 비디오로부터의 자동 식별이 사용되는 경우, 그것은 예를 들어 안면 인식 기법들에 기초하여 구현될 수 있다. 일 실시예에서, 사용자가 다른 방식들로 식별될 수 있는 경우, 안면 인식 또는 비디오 기반 인식은 사용되지 않는다. 일 실시예에서, 비디오 기반 식별은 어떠한 다른 방식으로도 사람이 식별될 수 없는 경우에만 사용된다.
무선 기반 식별 수단이 사용되는 본 발명의 일 실시예에서, 필요한 전자장치 및 안테나들은 센서와 통합될 수 있다. 블루투스 안테나 어레이가 센서(301)와 통합되는 실시예의 예가 도 3에 제시되어 있다. 도 3의 블루투스 안테나 어레이는 4개의 안테나(302), 및 식별 수단 및 안테나들의 동작을 제어하는 필수 전자장치를 포함한다. 안테나 어레이는 블루투스 디바이스들 및 태그들을 측정 및 검출하기 위해, 그리고 예를 들어 블루투스 5.1 방향 탐지 기법을 사용하여 팔찌와 같은 블루투스 디바이스를 휴대하는 사람을 위치파악하기 위해 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 블루투스 안테나 어레이로 측정된 데이터는, 예를 들어 센서에 의해, 레이더에 의해 측정된 데이터와 조합되어, 레이더 센서의 위치 및 포지셔닝 정확도를 증가시킨다. 레이더(303)의 안테나 또는 안테나 어레이(도 3에서 303은 어디에 있는가?)는 이 실시예에서 센서들의 중심에 그리고 4개의 블루투스 안테나(302)에 의해 형성된 영역 내부에 배열된다.
본 발명의 일 실시예에서, 본 발명에 따른 센서는 예를 들어, 병실 또는 사람들이 잠자고 있고 그들의 모니터링이 필요한 방에서 사용될 수 있다. 이 실시예에서, 센서는 침대에 있는 사람을 측정 및 감지할 수 있도록 배열될 수 있다. 센서들은, 하나의 센서의 모니터링되는 영역이 하나의 침대의 적어도 일부를 덮도록, 방에 또는 방과 관련하여 배열될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 센서들은 방의 천장 상에, 예를 들어 각각의 침대 위에 배열되며, 예를 들어 각각의 침대 위에 하나의 센서가 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 센서들은 방의 벽 상에, 예를 들어 각각의 침대 옆에 배열되며, 예를 들어 각각의 침대 옆에 하나의 센서가 있다. 이러한 실시예들에서 센서는 침대에 있는 사람의 존재뿐만 아니라, 사람의 움직임, 심장 박동 및 호흡과 같은 생명 기능들을 측정 및/또는 감지할 수 있다. 이러한 실시예들의 장점들 중 하나는 잠자는 사람을 방해하지 않고 그가 모니터링될 수 있다는 것인데, 이는 예를 들어 유선 센서들로는 가능하지 않다. 또한 잠을 자야 하는 사람들의 모니터링은 이 실시예를 이용하면 예를 들어 병원 환경들 내의 직원들 및 간호사들에게 쉽다. 이러한 실시예들에 의해, 센서는 센서의 배향을 검출하기 위한 수단을 포함할 필요가 없다.
본 발명의 일 실시예에서, 본 발명에 따른 적어도 하나의 추가 센서가, 모니터링되는 방 또는 사람들이 잠자고 있는 영역 내에 배열될 수 있다. 이 추가 센서는 그들의 침대를 떠난 사람들을 감지 및 모니터링할 수 있다. 이 경우 추가 센서의 측정 영역은 침대들을 모니터링하는 센서들의 측정 영역보다 더 클 수 있다. 측정 영역은 본질적으로 예를 들어 단일 또는 다수의 추가 센서들로 전체 방을 덮을 수 있다. 또한, 이 추가 센서는, 센서 또는 센서들의 측정 영역이 방, 특히 침대들의 외부 영역들을 덮도록, 방에 또는 방과 관련하여 배열될 수 있다. 일 실시예에서, 추가 센서는 방의 천장, 벽 및/또는 코너 상에 또는 스탠드 상에 배열될 수 있다. 이러한 실시예에 의해, 방은 직원들에 의해 더 잘 모니터링될 수 있고, 예를 들어 사람들이 그들의 침대들을 떠나고 있고/있거나 잠을 자려고 하는 다른 사람들을 방해하고 있는 경우 알람이 제공될 수 있다. 이러한 추가 센서들은 또한, 그들의 침대들을 떠난 사람들을 모니터링하는 것을 가능하게 하고, 예를 들어 사람이 낙상하는 경우 및/또는 또는 결정된 생명 기능들이 미리 정의된 및/또는 허용가능한 레벨에 있지 않은 경우 알람을 생성하는 것을 가능하게 한다. 이러한 실시예들에 의해, 추가 센서는 센서의 배향을 검출하기 위한 수단을 포함할 필요가 없다.
도 4a 및 도 4b는, 예로서, 이 실시예가 방, 예를 들어 병실에서 구현될 수 있는 방법을 제시한다. 도 4a는 위에서 본 방을 제시하고 도 4b는 측면도로 동일한 방을 제시한다. 이 예에서, 실시예 침대들(403)은 방 내에 배열된다. 센서들(401)은 하나의 센서(401)의 측정 영역(402)이 하나의 침대(403)의 적어도 일부를 덮도록 방 내에 배열된다. 본 발명의 일 실시예에서, 센서들(401)은 방의 벽 상에 스탠드 상에, 예를 들어 각각의 침대(403) 옆에 배열되며, 예를 들어 도 4a 및 도 4b에 제시된 바와 같이 각각의 침대 옆에 하나의 센서가 있다. 추가 센서(410)가 또한 사람들이 잠자고 있는 모니터링되는 방 또는 모니터링되는 영역에 배열된다. 이 추가 센서(410)는 그들의 침대들(403)을 떠난 사람들 감지 및 측정할 수 있다. 이 경우, 추가 센서(410)의 측정 영역(411)은 침대들(403)을 모니터링하는 센서들(401)의 측정 영역보다 더 크다. 추가 센서(410)의 측정 영역(411)은 본질적으로 전체 방을 덮을 수 있다. 추가 센서(411)는 방의 천장, 벽 및/또는 코너에 배열될 수 있다.
도 5a 및 도 5b는, 예로서, 이 실시예가 방에서, 예를 들어 가정 환경에서 구현될 수 있는 방법을 제시한다. 도 5a는 위에서 본 방을 제시하고 도 5b는 측면도로 동일한 방을 제시한다. 이 예시적인 실시예에서, 하나의 침대(503)가 방 내에 배열된다. 센서(501)는 센서(501)의 측정 영역(502)이 하나의 침대(503)의 적어도 일부를 덮도록 방 내에 배열된다. 센서는 방의 천장, 벽 및/또는 코너 상에 또는 스탠드 상에 배열될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 센서(501)는 방의 벽 상에, 예를 들어 침대(503) 옆에 배열된다. 본 발명의 일 실시예에서, 센서는 방의 천장 상에, 예를 들어 침대 위에 배열될 수 있다. 추가 센서(510)가 또한 모니터링되는 영역에 배열될 수 있다. 이 추가 센서(510)는 자신의 침대(503)를 떠난 사람을 감지, 측정 및 모니터링할 수 있다. 이 경우, 추가 센서(510)의 측정 영역(511)은 침대(503)를 모니터링하는 센서들(501)의 측정 영역보다 더 클 수 있다. 추가 센서(510)의 측정 영역(511)은 본질적으로 전체 방을 덮을 수 있다. 추가 센서(411)는 방의 천장, 벽 및/또는 코너에 배열될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 방당 하나의 센서는 상이한 상황들에서 방에 있는 사람을 측정할 수 있기에 충분하다. 본 발명의 일 실시예에서, 동일한 센서는, 센서가 사람의 상이한 활동들에 대해 제1 동작 모드 및 제2 동작 모드를 사용할 수 있기 때문에, 사람의 빠른 움직임을 따라갈 수 있고 또한 침대에 있는 사람을 모니터링할 수 있다. 예를 들어 센서가 침대 가까이에 설치되어 있는 경우, 센서는 제1 동작 모드에서 전체 방을 모니터링하고 제2 동작 모드에서 침대에서 사람의 호흡을 검출할 수 있다. 따라서 본 발명의 일 실시예에서, 침대용 별도의 센서는 필요하지 않다.
도 6은 압박 궤양과 같은 사람의 건강 관련 상태를 검출하기 위해 사용될 수 있는 시스템의 일 실시예의 구성요소들의 적어도 일부를 예시한다. FMCW 레이더(605)는 방(104)을 모니터링하고 그 안에 있는 사람들을 추적하도록 구성된다. 사람(602)이 침대(600)에 들어갈 때 CPU(606)는 사람의 방향으로 빔(603)의 초점을 맞추도록 레이더에 지시하고 모션 검출 타이머를 리셋한다. CPU(606)는 방 구성 데이터 저장소(607)를 사용하여 사람이 침대에 있을 때를 결정한다. 구성은 침대(609)의 위치를 특정하는 것을 가능하게 하는 사용자 인터페이스(608)를 이용해 데이터 저장소(607)에 입력된다.
CPU(606) 및 방 구성 저장소(607)는 레이더(605)와 함께 또는 그 내에 통합될 수 있거나, 또는 이들은 별도의 컴퓨터에 위치될 수 있다. 사용자 인터페이스는 원격으로 구성 저장소에 액세스하는, 웹 브라우저와 함께 사용되는 컴퓨터 프로그램 또는 웹 기반 애플리케이션일 수 있다. CPU(606)는 단일 CPU일 수 있거나, 또는 그것은 각각 데이터 처리 파이프라인의 자체 작업을 실행하는 다수의 CPU들을 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명의 시스템에 의해 사용되는 데이터 처리 파이프라인의 일 실시예를 도시한다. 기본 레이더 데이터 처리 파이프라인(701)은 사람들의 위치들을 3차원적으로 결정 및 추적하는 것을 담당한다. 미세한 모션 검출 파이프라인(702)은 CFAR(Constant False Alarm Rate(일정 오경보율)) 검출 블록의 임계치들 미만인 더 미세한 움직임들을 검출한다. 그것은 관심 방향에서 범위 스펙트럼의 신호 대 잡음비(SNR)를 증가시키기 위해 빔 포밍을 적용함으로써 시작된다. 이어서 그것은 관심 범위 내에서 범위 스펙트럼 빈들의 위상각을 추정한다. 위상각은 움직임들로 인한 그것에서의 변화를 보기 위해 고역 통과 필터링된다. 변화의 크기는 스파이크 검출 블록에서 평가되고, 이 신호는 모션 검출 블록에서 관심 영역 내에 위치된 CFAR 검출들과 조합된다. 시스템이 부동 또는 압박 궤양의 위험을 검출하는 데 사용되는 경우, 본 발명의 실시예들 중 하나에서 모션 검출의 출력은 타이머에 대한 리셋 신호이며, 이는 추적 알고리즘이 침대에 사람이 있다고 결정할 때마다 실행된다. 타이머가 미리 정의된 안전 한도에 도달할 때 알람이 트리거될 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 모니터링되는 영역 내의 사람의 존재, 위치, 움직임 및/또는 자세를 관찰하기 위한 센서 장치에 관한 것으로, 센서 장치는 PIR(수동 적외선(Passive Infrared)) 센서와 같은 적외선 기반 센서, 및 레이더 기반 센서를 포함한다. 센서 장치는 측정 전자장치와 같은 센서들의 측정 신호들을 처리하기 위한 수단을 추가로 포함한다. 적외선 기반 센서는 모니터링되는 영역을 측정하고 모니터링되는 영역 내의 사람의 움직임을 검출하도록 구성된다. 레이더 기반 센서는 모니터링되는 영역을 측정하고 모니터링되는 영역 내의 사람의 움직임을 검출하도록 구성된다. 센서 장치는 모니터링되는 영역 내의 움직임을 관찰하기 위해 적외선 기반 센서를 사용하고, 적외선 기반 센서가 모니터링되는 영역 내의 움직임을 관찰할 수 없을 때 그리고/또는 모니터링되는 영역 내의 적외선 기반 센서에 의한 관찰된 움직임이 미리 정의된 임계치 레벨 미만일 때 레이더 기반 센서가 측정할 수 있게 하도록 구성된다. 레이더 기반 센서는 필요하지 않을 때, 예를 들어 그것이 어떠한 움직임도 검출하지 않았을 때 또는 어떠한 정확한 측정 결과들도 필요하지 않을 때, 디스에이블될 수 있다. 이어서 영역의 모니터링은 적외선 기반 센서로 계속될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 센서 장치는, 적외선 기반 센서가 모니터링되는 영역 내의 움직임을 관찰할 수 있을 때 그리고/또는 모니터링되는 영역 내의 적외선 기반 센서에 의한 관찰된 움직임이 미리 정의된 임계치 레벨 초과일 때 레이더 기반 센서를 디스에이블하도록 구성된다.
본 발명의 일 실시예에서, 적외선 기반 센서의 측정 영역은, 적외선 기반 센서가 특정 높이 미만에서, 예를 들어 바닥 레벨에서 움직임을 관찰할 수 없도록, 배열 및/또는 제한된다.
본 발명의 일 실시예에서, 센서 장치는 센서 장치에 에너지를 제공하도록 구성된 배터리를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서, 센서 장치는 센서 장치에 에너지를 제공하도록 구성된 주전원 전력 공급부 및/또는 배터리를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 센서 장치 구조물은 센서 장치가 배치될 수 있는 부착 구조물을 포함하며, 여기서 부착 구조물은 스탠드, 벽 또는 천장 상에 고정가능하다. 본 발명의 일 실시예에서, 센서 장치는, 예를 들어 센서 장치의 배터리를 충전하기 위해, 어떠한 도구도 없이 부착 수단으로부터 제거가능하다. 센서 장치 또는 센서 장치를 위한 부착 구조물은 스탠드, 벽 상에, 예를 들어 바닥 레벨로부터 1.5 m의 높이 또는 그 이상에서 배열될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 레이더 기반 센서는 측정 신호에 기초하여 대상들 및 물체들의 방위각, 고도 및/또는 센서로부터의 거리를 결정하도록 구성된다.
본 발명의 일 실시예에서, 센서 장치는, 심장 박동 및/또는 호흡과 같은 사람의 움직임을 관찰하기 위해 측정 신호의 위상이 결정되는 방식으로, 적어도 측정 신호를 필터링함으로써 측정 신호를 분석하도록 구성된다.
본 발명의 일 실시예에서, 센서 장치는, 예를 들어 사람의 고도가 특정 임계 고도 값 미만일 때, 사람이 낙상한 것으로 결정될 수 있는 방식으로, 사람의 결정된 고도에 의해 사람의 낙상 및/또는 착석을 검출하도록 구성된다.
본 발명의 일 실시예에서, 레이더 기반 센서는, 예를 들어 주파수 변조 연속파(FMCW)와 같은 연속파 레이더 기법으로, 대상들의 고도, 방위각, 움직임 및/또는 거리를 관찰하도록 구성된 레이더 센서이다.
본 발명의 일 실시예에서, 센서 장치는 가속도계와 같은 센서의 자세를 검출하기 위한 수단을 포함하고, 센서는 방위각, 고도 및/또는 센서로부터 사람까지의 거리를 결정할 때 센서의 자세를 고려하도록 구성된다.
본 발명의 일 실시예는 또한 센서 장치로 모니터링되는 영역 내의 사람의 존재, 위치, 움직임 및/또는 자세를 관찰하기 위한 방법에 관한 것으로서, 센서 장치는 PIR-센서와 같은 적외선 기반 센서, 및 레이더 기반 센서를 포함하고, 센서 장치는 측정 전자장치와 같은 센서들의 측정 신호들을 처리하기 위한 수단을 추가로 포함한다. 적외선 기반 센서는 모니터링되는 영역을 측정하고 모니터링되는 영역 내의 사람의 움직임을 검출한다. 레이더 기반 센서는 모니터링되는 영역을 측정하고 모니터링되는 영역 내의 사람의 움직임을 검출한다. 센서 장치는 모니터링되는 영역 내의 움직임을 관찰하기 위해 적외선 기반 센서를 사용하고, 적외선 기반 센서가 모니터링되는 영역 내의 움직임을 관찰할 수 없을 때 그리고/또는 모니터링되는 영역 내의 적외선 기반 센서에 의한 관찰된 움직임이 미리 정의된 임계치 레벨 미만일 때 레이더 기반 센서가 측정할 수 있게 한다.
본 발명의 일 실시예는 또한 모니터링될 영역에서 모니터링될 하나 이상의 대상들의 존재, 위치, 움직임 및/또는 자세를 관찰하기 위한 시스템에 관한 것이다. 시스템은 본 발명에 따른 적어도 하나의 센서 장치를 포함하며, 여기서 센서 장치 또는 센서 장치들은 모니터링되는 영역에, 예를 들어 스탠드, 바닥, 벽 및/또는 천장 상에 맞춰 넣어진다.
본 발명의 일 실시예에서, 시스템은 본 발명의 적어도 2개의 상기 센서 장치를 포함하고, 시스템은 동일한 영역 및/또는 상이한 영역을 모니터링할 수 있는 적어도 2개의 센서 장치의 측정 신호에 기초하여 모니터링되는 영역 내의 사람들을 검출 및 측정하도록 구성된다.
본 발명의 일 실시예에서, 시스템은, 사람이 낙상한 것으로 해석되는 경우 및/또는 모니터링되는 사람의 추적된 심장 박동 및/또는 호흡과 같은 모니터링되는 사람의 생명 기능들이 미리 정의된 한도들 내에 있지 않은 경우, 낙상의 통지를 전송하도록 추가로 적응된다.
본 발명의 일 실시예에서, 통지 및/또는 낙상 통지는, 알람 또는 메시지를 사람의 건강을 모니터링하는 사람 및/또는 조직에, 예를 들어 전화에 대한 메시지로서, 알람으로서 그리고/또는 예를 들어 간호사, 친척들 또는 응급 센터로 전송하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에서, 시스템은 유선 또는 무선 통신 수단을 사용하여 사람으로부터 도출된 정보를 계속해서 전송하도록 적응된다.
본 발명의 일 실시예에서, 센서, 센서 장치 및/또는 센서 시스템은 적어도 하나의 광원, 예를 들어 LED 광원을 포함하며, 여기서 센서 장치는 센서가 서 있는 사람을 관찰할 때, 예를 들어 하루 중 특정 시간들에 그리고/또는 모니터링되는 영역의 광 레벨이 낮을 때 광원을 활성화하도록 구성된다. 센서 장치는 모니터링되는 영역 내의 광 레벨을 측정하기 위한 수단을 포함할 수 있다.
일반적으로 레이더 기반 센서들은 적외선 기반 센서들보다 더 많은 에너지를 소비한다. 레이더 기반 센서들 및 적외선 기반 센서 둘 모두를 포함하는 센서 장치를 갖는 실시예의 해결책은 모니터링 해결책의 에너지 소비를 낮추고 따라서 센서 장치가 예를 들어 배터리 전력에 의해 전력공급될 수 있는 것을 가능하게 하는 것이다. 본 발명의 해결책에서, 센서 장치는 모니터링되는 영역 내의 움직임을 관찰하기 위해 적외선 기반 센서를 사용하고, 필요할 때, 예를 들어 더 정확하거나 자세한 측정치들이 필요할 때만 레이더 기반 센서가 측정할 수 있게 한다. 이는 예를 들어, 적외선 기반 센서의 측정 영역이, 적외선 기반 센서가 특정 높이 미만에서, 예를 들어 바닥 레벨에서 움직임을 관찰할 수 없도록, 배열 및/또는 제한되는 것으로 구현될 수 있다. 이 경우 적외선 기반 센서는 모니터링되는 영역 내의 움직임을 관찰할 수 없고 그리고/또는 미리 정의된 임계치 레벨 미만일 때 모니터링되는 영역 내의 적외선 기반 센서에 의해 관찰된 움직임 및 더 정확한 측정들은, 예를 들어 낙상된 사람의 경우, 레이더 기반 센서로 수행될 수 있다. 이 상황에서 레이더 기반 센서가 사용되고 정확한 측정들이 필요하지 않을 때 레이더 기반 센서는 디스에이블될 수 있고 영역은 적외선 기반 센서로 모니터링될 수 있다.
본 발명의 상이한 실시예들은 위에서 설명된 예들로만 제한되지 않고 따라서 아래에 제시된 청구범위의 범주 내에서 변경될 수 있다는 것이 당업자에게 명백하다. 다른 특징적 특징부들과 함께 본 설명에서 가능하게 제시된 특징적 특징부들은 또한, 필요한 경우, 서로 별도로 사용될 수 있다.

Claims (27)

  1. 모니터링되는 영역 내의 사람의 존재, 위치, 움직임 및/또는 자세를 관찰하기 위한 센서로서,
    상기 센서(101, 301, 401, 501)는 측정 전자장치와 같은 상기 센서의 측정 신호를 처리하기 위한 수단, 및 추가 처리를 위해 측정 결과들 및/또는 상기 측정 결과들에 관련된 데이터를 통신하기 위한 수단을 포함하고,
    상기 센서(101, 301, 401, 501)는, 상기 모니터링되는 영역 내의 사람들을 검출하고, 상기 모니터링되는 사람의 호흡 빈도, 위치, 속도 및/또는 형상과 같은 움직임을 측정 및 검출하도록 구성된, 주파수 변조 연속파 MIMO 레이더 기반 센서와 같은 레이더 기반 센서이고,
    상기 센서(101, 301, 401, 501) 또는 상기 센서에 연결된 모니터링 시스템은 상기 사람의 다음 상태들, 예를 들어 수면 무호흡증을 인식하기 위해 상기 모니터링되는 사람의 호흡에 대한 단절 또는 중단, 및/또는 예를 들어 욕창 또는 압박 궤양을 피하기 위해 상기 모니터링되는 사람의 부동(immobility) 중 적어도 하나를 결정하도록 구성되고,
    상기 센서 및/또는 상기 모니터링 시스템은 상기 사람의 상기 결정된 상태에 기초하여 알람을 제공하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 센서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 알람은, 예를 들어 스피커, 헤드폰 또는 보청기 디바이스를 통한 가청 알람, 광(light)과 같은 시각적 알람, 및/또는 침대(403, 503), 매트리스 및/또는 예를 들어 호흡 중단 또는 수면 무호흡증, 부동을 겪는 상기 모니터링되는 사람에 진동을 야기하는 알람 중 적어도 하나를 포함하는 로컬 알람이고, 그리고/또는 상기 로컬 알람은 팔찌 또는 시계와 같은 웨어러블 디바이스 상의 알람이며, 상기 알람은 상기 웨어러블 디바이스 상에서 진동하는 것 및/또는 상기 웨어러블 디바이스에 의해 야기된 전기 충격인, 센서.
  3. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 센서(101, 301, 401, 501)는, 미리 정의된 지속기간에 걸쳐 호흡에 의해 야기된 상기 사람의 움직임이 없다고 결정되는 경우, 이것이 호흡에 대한 단절 또는 중단 및/또는 수면 무호흡증으로서 인식되는 방식으로, 상기 사람의 호흡에서의 단절 또는 중단, 예를 들어 수면 무호흡증 상황을 인식하도록 구성되는, 센서.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서(101, 301, 401, 501) 및/또는 상기 시스템은, 미리 결정된 지속기간 동안 상기 사람의 움직임이 없다고 결정되는 경우, 상기 사람이 부동인 것으로 결정되는 방식으로, 상기 사람의 부동을 인식하도록 구성되는, 센서.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서(101, 301, 401, 501) 및/또는 상기 시스템은 상기 사람이 움직였고/였거나 깨어났고/났거나 다시 호흡하기 시작했다고 결정될 때까지 상기 로컬 알람을 제공하도록 구성되는, 센서.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서(101, 301, 401, 501) 또는 시스템은, 원격 시스템 및/또는 모바일 디바이스에 메시지 또는 알람을 전송함으로써, 상기 사람의 상기 결정된 상태, 예를 들어 상기 사람의 호흡에서의 단절 또는 중단, 상기 사람의 부동, 또는 상기 사람의 코골이에 기초하여 원격 알람을 제공하도록 구성되는, 센서.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 원격 알람은, 상기 사람이 상기 로컬 알람에 응답하지 않는 경우, 예를 들어 상기 사람이 미리 결정된 시간 후 상기 로컬 알람에 응답하여 움직이지 않고/않거나 깨어나지 않고/않거나 호흡을 시작하지 않는 경우에 제공되는, 센서.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서(401, 501)는, 상기 센서의 상기 측정 영역이 침대(403, 503) 및/또는 상기 침대(403, 503)에 누워 있는 사람의 적어도 일부를 덮도록, 가정 환경 또는 병원 환경 내의 방의 스탠드, 바닥, 천장 또는 벽 상에 배열되는, 예를 들어 상기 침대(403, 503) 옆 또는 위에 배열되는, 센서.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서(101, 301, 401, 501)는 제1 동작 모드 및 제2 동작 모드를 포함하고,
    상기 제1 동작 모드에서 상기 센서는 상기 모니터링되는 사람(206)의 움직임을 추적하도록 구성되고,
    상기 제2 동작 모드에서 상기 센서는, 상기 모니터링되는 사람의 호흡에서의 중단 또는 단절 및/또는 상기 모니터링되는 사람의 부동과 같은 상기 사람의 상기 상태를 관찰하기 위해 상기 제1 동작 모드에서 사람(206)의 움직임이 관찰된, 상기 모니터링되는 영역의 일부에 관련된 측정치들을 측정 및/또는 추가로 분석하도록 구성되는, 센서.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 동작 모드에서, 상기 센서(101, 301, 401, 501)는, 심장 박동 및/또는 호흡과 같은 상기 사람의 움직임 및/또는 상기 사람의 부동을 관찰하기 위해 상기 측정 신호의 위상이 결정되는 방식으로, 상기 측정 신호를 분석하도록 구성되는, 센서.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서(101, 301, 401, 501)는, 예를 들어 주파수 변조 연속파(frequency-modulated continuous-wave, FMCW)와 같은 연속파 레이더 기법으로, 대상들의 고도, 방위각, 움직임 및/또는 거리를 관찰하도록 구성된 레이더 센서인, 센서.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서(101, 301, 401, 501)는 가속도 센서와 같은 상기 센서의 배향을 검출하기 위한 수단을 포함하고, 상기 센서(101)는, 상기 모니터링되는 사람(206)에 대한 측정 결과들을 결정할 때, 예를 들어 상기 센서의 상기 검출된 배향에 기초하여 상기 측정 결과들을 보상함으로써 상기 검출된 배향을 고려하도록 구성되는, 센서.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서(101, 301, 401, 501)는 상기 모니터링되는 사람의 모니터링되는 호흡 빈도 및/또는 신체 움직임의 양에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 모니터링되는 사람의 수면 질을 결정하도록 구성되고, 그리고/또는 상기 모니터링되는 사람의 상기 결정된 수면 질은,
    - 상기 사람이 얼마나 오래 잤는지,
    - 상기 사람이 잠자는 동안 얼마나 많이 움직였는지,
    - 상기 모니터링되는 사람이 잠자는 동안 어떤 종류의 수면 위상들을 가졌는지, 예를 들어 상기 사람이 얼마나 깊은 잠을 잤는지 중 적어도 하나에 관련된 정보를 포함하는, 센서.
  14. 모니터링되는 영역 내의 사람의 존재, 위치, 움직임 및/또는 자세를 관찰하기 위한 방법으로서,
    센서(101, 301, 401, 501)가 상기 방법에서 사용되며, 상기 센서는 측정 전자장치와 같은 상기 센서의 측정 신호를 처리하기 위한 수단, 및 추가 처리를 위해 측정 결과들 및/또는 상기 측정 결과들에 관련된 데이터를 통신하기 위한 수단을 포함하고, 상기 센서(101, 301, 401, 501)는 주파수 변조 연속파 MIMO 레이더 기반 센서와 같은 레이더 기반 센서이고,
    상기 방법에서, 상기 센서(101, 301, 401, 501) 또는 상기 센서에 연결된 모니터링 시스템은 상기 모니터링되는 영역 내의 상기 사람들을 검출하고 상기 모니터링되는 사람의 호흡 빈도, 위치, 속도 및/또는 형상과 같은 움직임을 측정 및 검출하고,
    상기 센서(101, 301, 401, 501)는 상기 사람의 다음 상태들, 예를 들어 수면 무호흡증을 인식하기 위해 상기 모니터링되는 사람의 호흡에 대한 단절 또는 중단, 및/또는 예를 들어 욕창 또는 압박 궤양을 피하기 위해 상기 모니터링되는 사람의 부동 중 적어도 하나를 결정하고,
    상기 센서 및/또는 모니터링 시스템은 상기 사람의 상기 결정된 상태에 기초하여 알람을 제공하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 알람은, 예를 들어 스피커, 헤드폰 또는 보청기 디바이스를 통한 가청 알람, 광과 같은 시각적 알람, 및/또는 침대(403, 503), 매트리스 및/또는 예를 들어 호흡 중단 또는 수면 무호흡증 및/또는 부동을 겪는 상기 모니터링되는 사람에 진동을 야기하는 알람 중 적어도 하나를 포함하는 로컬 알람이고, 그리고/또는 상기 로컬 알람은 팔찌 또는 시계와 같은 웨어러블 디바이스 상의 알람이며, 상기 알람은 상기 웨어러블 디바이스 상에서 진동하는 것 및/또는 상기 웨어러블 디바이스에 의해 야기된 전기 충격인, 방법.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    상기 센서는, 미리 정의된 지속기간에 걸쳐 호흡에 의해 야기된 상기 사람의 움직임이 없다고 결정되는 경우, 호흡에 대한 단절 또는 중단 및/또는 수면 무호흡증으로서 인식되는 방식으로, 상기 사람의 호흡에서의 단절 또는 중단, 예를 들어 수면 무호흡증 상황을 인식하는, 방법.
  17. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서(101, 301, 401, 501) 및/또는 상기 시스템은, 미리 결정된 지속기간 동안 상기 사람의 움직임이 없다고 결정되는 경우, 상기 사람이 부동인 것으로 결정되는 방식으로, 상기 사람의 부동을 인식하는, 방법.
  18. 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 로컬 알람은 상기 사람이 움직이고 있고/있거나 깨어나고 있고/있거나 다시 호흡하기 시작할 때까지 제공되는, 방법.
  19. 제14항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서 또는 시스템은, 원격 시스템 및/또는 모바일 디바이스에 메시지 또는 알람을 전송함으로써, 상기 사람의 상기 결정된 상태, 예를 들어 상기 사람의 호흡에서의 단절 또는 중단 및/또는 상기 사람의 부동에 기초하여 원격 알람을 제공하는, 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 원격 알람은, 상기 사람이 상기 로컬 알람에 응답하지 않는 경우, 예를 들어 상기 사람이 미리 결정된 시간 후 상기 로컬 알람에 응답하여 움직이지 않고/않거나 깨어나지 않고/않거나 호흡을 시작하지 않는 경우에 제공되는, 방법.
  21. 제14항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서(101, 301, 401, 501)는 제1 동작 모드 및 제2 동작 모드를 포함하고,
    상기 제1 동작 모드에서 상기 센서는 상기 모니터링되는 사람(206)의 움직임을 추적하고,
    상기 제2 동작 모드에서 상기 센서는, 상기 모니터링되는 사람의 호흡에서의 중단 또는 단절 및/또는 상기 모니터링되는 사람의 부동과 같은 상기 사람의 상기 상태를 관찰하기 위해 상기 제1 동작 모드에서 사람(206)의 움직임이 관찰된, 상기 모니터링되는 영역의 일부에 관련된 측정치들을 측정 및/또는 추가로 분석하는, 방법.
  22. 제14항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 동작 모드에서, 상기 센서(101, 301, 401, 501)는, 심장 박동, 호흡과 같은 상기 사람의 움직임, 및/또는 상기 사람의 부동을 관찰하기 위해 상기 측정 신호의 위상이 결정되는 방식으로, 상기 측정 신호를 분석하는, 방법.
  23. 제14항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서(101, 301, 401)는 가속도 센서와 같은 상기 센서의 배향을 검출하기 위한 수단을 포함하고, 상기 센서(101, 301, 401, 501)는, 상기 모니터링되는 사람(206)에 대한 측정 결과들을 결정할 때, 예를 들어 상기 센서의 상기 검출된 배향에 기초하여 상기 측정 결과들을 보상함으로써 상기 검출된 배향을 고려하는, 방법.
  24. 제14항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서(101, 301, 401, 501)는, 예를 들어 고른(even) 호흡 빈도 및 신체 움직임의 양의 조합을 추적함으로써, 상기 모니터링되는 사람의 모니터링되는 호흡 빈도 및/또는 신체 움직임의 양에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 모니터링되는 사람의 수면 질을 결정하고, 그리고/또는 상기 모니터링되는 사람의 상기 결정된 수면 질은,
    - 상기 사람이 얼마나 오래 잤는지,
    - 상기 사람이 잠자는 동안 얼마나 많이 움직였는지,
    - 상기 모니터링되는 사람이 잠자는 동안 어떤 종류의 수면 위상들을 가졌는지, 예를 들어 상기 사람이 얼마나 깊은 잠을 잤는지 중 적어도 하나에 관련된 정보를 포함하는, 방법.
  25. 모니터링되는 영역 내의 하나 이상의 대상들의 존재, 위치, 움직임 및/또는 자세를 관찰하기 위한 시스템으로서,
    상기 시스템이 제1항 내지 제13항에 따른 적어도 하나의 센서(101, 301, 401, 501)를 포함하고,
    상기 센서 또는 센서들은 상기 모니터링되는 영역에, 예를 들어 스탠드, 바닥, 벽 및/또는 천장 상에 맞춰 넣은 것을 특징으로 하는, 시스템.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 시스템은 상기 로컬 알람 및/또는 상기 원격 알람을 제공하도록 구성되는, 시스템.
  27. 제25항 또는 제26항에 있어서,
    상기 센서(401, 501)는 상기 센서(401, 501)의 측정 영역이 침대(403, 503) 및/또는 상기 침대에 누워 있는 사람의 적어도 일부를 덮도록 상기 침대(403, 503) 옆 또는 위에 배열되고, 상기 센서(401, 501)는, 예를 들어 가정 환경 또는 병원 환경에서, 상기 침대(403, 404) 상의 사람을 모니터링하도록 배열되는, 시스템.
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