KR20240047778A - IoT 카메라 기반의 스마트홈 응급처리 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 IoT 카메라 기반의 스마트홈 응급처리 장치에 관한 것으로, 적어도 하나의 IoT 카메라로부터 실내 공간의 생활 영상을 수신하는 생활 영상 수신부; 기 구축된 상황 감지 모델을 기초로 상기 생활 영상을 분석하여 상기 실내 공간을 이용하는 사용자의 행동을 모니터링하는 행동 모니터링부; 상기 사용자의 행동에 관한 이상이 검출되면 사용자 단말에게 이상 알림을 제공하는 알림 제공부; 및 상기 사용자 단말로부터 상기 이상 알림에 관한 응답이 없는 경우 상기 사용자에 대한 응급상황의 발생을 결정하여 관리자 단말로 상기 생활 영상을 실시간 전송하는 응급상황 처리부;를 포함한다.
Description
본 발명은 응급상황 대처 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 딥러닝 모델을 기초로 센서를 사용하지 않고도 홈 IoT 카메라만을 이용하여 독거노인의 행동을 분석하고 응급상황 판단 시에 관리자의 단말기에 실시간 영상 송출하여 신속한 대처를 할 수 있도록 제작한 시스템에 관한 것이다.
최근 사회가 발달하면서 독립 가구가 매우 가파르게 증가하고 있다. 이러한 독립 가구의 증가는 전통적인 가족 구성을 재편하고 있으며, 특히 독거노인 등 취약계층의 안전을 위협하고 있다.
이와 더불어, 의료기술의 발전 등에 의한 평균수명이 늘어남에 따라 노령인구의 급증으로 인한 고령화 사회로 진입하게 되면서 혼자서 자택 또는 자택 주변에 하루 종일 지내게 되는 독거노인의 급증을 부추기고 있다.
독거노인의 증가는 개인의 응급 및 위급상황이 발생하였을 때 신속한 대처가 불가능하도록 하여 사회적인 문제로 부각되고 있으며, 이를 해결하기 위한 기술의 개발이 요구되고 있다.
본 발명의 일 실시예는 딥러닝 모델을 기초로 센서를 사용하지 않고도 홈 IoT 카메라만을 이용하여 독거노인의 행동을 분석하고 응급상황 판단 시에 관리자의 단말기에 실시간 영상 송출하여 신속한 대처를 할 수 있도록 하는 IoT 카메라 기반의 스마트홈 응급처리 장치를 제공하고자 한다.
실시예들 중에서, IoT 카메라 기반의 스마트홈 응급처리 장치는 적어도 하나의 IoT 카메라로부터 실내 공간의 생활 영상을 수신하는 생활 영상 수신부; 기 구축된 상황 감지 모델을 기초로 상기 생활 영상을 분석하여 상기 실내 공간을 이용하는 사용자의 행동을 모니터링하는 행동 모니터링부; 상기 사용자의 행동에 관한 이상이 검출되면 사용자 단말에게 이상 알림을 제공하는 알림 제공부; 및 상기 사용자 단말로부터 상기 이상 알림에 관한 응답이 없는 경우 상기 사용자에 대한 응급상황의 발생을 결정하여 관리자 단말로 상기 생활 영상을 실시간 전송하는 응급상황 처리부;를 포함한다.
상기 생활 영상 수신부는 상기 생활 영상으로부터 상기 실내 공간에 적어도 하나의 사용자가 존재하는 구간의 영상만을 추출하여 저장할 수 있다.
상기 행동 모니터링부는 상기 상황 감지 모델을 통해 상기 생활 영상으로부터 사용자를 식별하고 상기 사용자의 움직임에 관한 복수의 키포인트(key point)들을 추출하며 상기 복수의 키포인트들의 변화를 측정하여 상기 사용자의 행동에 관한 이상을 예측할 수 있다.
상기 행동 모니터링부는 상기 사용자의 골반, 무릎 및 발뒤꿈치에 각각 대응되는 키포인트들을 연결하여 해당 키포인트들의 각(angle) 변화도를 측정하여 상기 이상을 예측할 수 있다.
상기 행동 모니터링부는 상기 생활 영상으로부터 상기 실내 공간에 관한 가상의 3D 공간을 구축하고 상기 3D 공간 상에서 상기 사용자의 행동에 관한 위치, 이동방향 및 움직임 패턴을 기록할 수 있다.
상기 생활 영상 수신부는 복수의 IoT 카메라들로부터 상기 실내 공간에 관한 생활 영상들을 수신하고, 상기 행동 모니터링부는 상기 생활 영상들을 분석하여 상기 실내 공간의 물리적 분할 여부를 결정하고 상기 실내 공간이 물리적 분할에 의해 복수의 실내 부분 공간들로 분할되는 경우 상기 복수의 실내 부분 공간들 사이의 이동 패턴을 상기 사용자의 행동에 따른 패턴 정보로서 수집하며, 상기 알림 제공부는 상기 이동 패턴의 횟수와 시점을 기준으로 상기 사용자의 행동에 관한 이상의 검출 시점에서 상기 사용자의 위치를 상기 복수의 실내 부분 공간들 중 어느 하나로 특정하고, 상기 응급상황 처리부는 상기 사용자의 위치로 특정된 실내 부분 공간 상에 배치된 IoT 카메라를 통해 수집된 상기 생활 영상을 상기 관리자 단말로 전송할 수 있다.
개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 카메라 기반의 스마트홈 응급처리 장치는 딥러닝 모델을 기초로 센서를 사용하지 않고도 홈 IoT 카메라만을 이용하여 독거노인의 행동을 분석하고 응급상황 판단 시에 관리자의 단말기에 실시간 영상 송출하여 신속한 대처를 할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 스마트홈 응급처리 시스템을 설명하는 도면이다.
도 2는 도 1의 스마트홈 응급처리 장치의 시스템 구성을 설명하는 도면이다.
도 3은 도 1의 스마트홈 응급처리 장치의 기능적 구성을 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 IoT 카메라 기반의 스마트홈 응급처리 방법을 설명하는 순서도이다.
도 5는 본 발명에 따른 IoT 카메라 기반의 스마트홈 응급처리 과정의 일 실시예를 설명하는 도면이다.
도 2는 도 1의 스마트홈 응급처리 장치의 시스템 구성을 설명하는 도면이다.
도 3은 도 1의 스마트홈 응급처리 장치의 기능적 구성을 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 IoT 카메라 기반의 스마트홈 응급처리 방법을 설명하는 순서도이다.
도 5는 본 발명에 따른 IoT 카메라 기반의 스마트홈 응급처리 과정의 일 실시예를 설명하는 도면이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
본 발명은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현될 수 있고, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명에 따른 스마트홈 응급처리 시스템을 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 스마트홈 응급처리 시스템(100)은 IoT 카메라(110), 스마트홈 응급처리 장치(130) 및 데이터베이스(150)를 포함할 수 있다.
IoT 카메라(110)는 사용자에 의해 운용되는 단말 장치로서 카메라 모듈을 포함하여 구현될 수 있다. 본 발명의 실시예에서 사용자는 하나 이상의 사용자로 이해될 수 있으며, 하나 이상의 사용자들 각각은 하나 이상의 사용자 단말에 대응될 수 있다.
또한, IoT 카메라(110)는 본 발명에 따른 스마트홈 응급처리 시스템(100)을 구성하는 하나의 장치로서 구현될 수 있으며, 스마트홈 응급처리 시스템(100)은 스마트홈 응급처리 목적에 따라 다양한 형태로 변형되어 구현될 수 있다.
또한, IoT 카메라(110)는 스마트홈 응급처리 장치(130)와 연결되어 동작 가능한 스마트폰, 노트북 또는 컴퓨터 등으로 구현될 수 있으며, 반드시 이에 한정되지 않고, 카메라 모듈을 포함하는 다양한 디바이스로도 구현될 수 있다.
한편, IoT 카메라(110)는 스마트홈 응급처리 장치(130)와 네트워크를 통해 연결될 수 있고, 복수의 IoT 카메라(110)들은 스마트홈 응급처리 장치(130)와 동시에 연결될 수도 있다.
스마트홈 응급처리 장치(130)는 본 발명에 따른 IoT 카메라 기반의 스마트홈 응급처리 방법을 수행하는 컴퓨터 또는 프로그램에 해당하는 서버로 구현될 수 있다. 또한, 스마트홈 응급처리 장치(130)는 IoT 카메라(110)는 물론 복수의 사용자 단말들과 유선 네트워크 또는 블루투스, WiFi, LTE 등과 같은 무선 네트워크로 연결될 수 있고, 네트워크를 통해 IoT 카메라(110) 및 사용자 단말들과 데이터를 송·수신할 수 있다. 또한, 스마트홈 응급처리 장치(130)는 독립된 외부 시스템(도 1에 미도시함)과 연결되어 동작하도록 구현될 수 있다.
일 실시예에서, 스마트홈 응급처리 장치(130)는 클라우드 서버로 구현될 수 있으며, 다른 실시예에서, 스마트홈 응급처리 장치(130)는 하나의 그래픽 처리 장치(Graphics Processing Unit, GPU)로 구현될 수도 있다.
데이터베이스(150)는 스마트홈 응급처리 장치(130)의 동작 과정에서 필요한 다양한 정보들을 저장하는 저장장치에 해당할 수 있다. 예를 들어, 데이터베이스(150)는 IoT 카메라(110)로부터 수집된 영상 정보를 저장하거나 또는 영상 분석을 위한 딥러닝 모델과 학습 정보를 저장할 수 있으며, 반드시 이에 한정되지 않고, 스마트홈 응급처리 장치(130)가 본 발명에 따른 IoT 카메라 기반의 스마트홈 응급처리 방법을 수행하는 과정에서 다양한 형태로 수집 또는 가공된 정보들을 저장할 수 있다.
또한, 도 1에서, 데이터베이스(150)는 스마트홈 응급처리 장치(130)와 독립적인 장치로서 도시되어 있으나, 반드시 이에 한정되지 않고, 논리적인 저장장치로서 스마트홈 응급처리 장치(130)에 포함되어 구현될 수 있음은 물론이다.
도 2는 도 1의 스마트홈 응급처리 장치의 시스템 구성을 설명하는 도면이다.
도 2를 참조하면, 스마트홈 응급처리 장치(130)는 프로세서(210), 메모리(230), 사용자 입출력부(250) 및 네트워크 입출력부(270)를 포함할 수 있다.
프로세서(210)는 본 발명의 실시예에 따른 IoT 카메라 기반의 스마트홈 응급처리 프로시저를 실행할 수 있고, 이러한 과정에서 읽혀지거나 작성되는 메모리(230)를 관리할 수 있으며, 메모리(230)에 있는 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리 간의 동기화 시간을 스케줄 할 수 있다. 프로세서(210)는 스마트홈 응급처리 장치(130)의 동작 전반을 제어할 수 있고, 메모리(230), 사용자 입출력부(250) 및 네트워크 입출력부(270)와 전기적으로 연결되어 이들 간의 데이터 흐름을 제어할 수 있다. 프로세서(210)는 스마트홈 응급처리 장치(130)의 CPU(Central Processing Unit) 또는 GPU(Graphics Processing Unit)로 구현될 수 있다.
메모리(230)는 SSD(Solid State Disk) 또는 HDD(Hard Disk Drive)와 같은 비휘발성 메모리로 구현되어 스마트홈 응급처리 장치(130)에 필요한 데이터 전반을 저장하는데 사용되는 보조기억장치를 포함할 수 있고, RAM(Random Access Memory)과 같은 휘발성 메모리로 구현된 주기억장치를 포함할 수 있다. 또한, 메모리(230)는 전기적으로 연결된 프로세서(210)에 의해 실행됨으로써 본 발명에 따른 IoT 카메라 기반의 스마트홈 응급처리 방법을 실행하는 명령들의 집합을 저장할 수 있다.
사용자 입출력부(250)은 사용자 입력을 수신하기 위한 환경 및 사용자에게 특정 정보를 출력하기 위한 환경을 포함하고, 예를 들어, 터치 패드, 터치 스크린, 화상 키보드 또는 포인팅 장치와 같은 어댑터를 포함하는 입력장치 및 모니터 또는 터치 스크린과 같은 어댑터를 포함하는 출력장치를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 사용자 입출력부(250)은 원격 접속을 통해 접속되는 컴퓨팅 장치에 해당할 수 있고, 그러한 경우, 스마트홈 응급처리 장치(130)는 독립적인 서버로서 수행될 수 있다.
네트워크 입출력부(270)은 네트워크를 통해 사용자 단말과 연결되기 위한 통신 환경을 제공하고, 예를 들어, LAN(Local Area Network), MAN(Metropolitan Area Network), WAN(Wide Area Network) 및 VAN(Value Added Network) 등의 통신을 위한 어댑터를 포함할 수 있다. 또한, 네트워크 입출력부(270)는 학습 데이터의 무선 전송을 위해 WiFi, 블루투스 등의 근거리 통신 기능이나 4G 이상의 무선 통신 기능을 제공하도록 구현될 수 있다.
도 3은 도 1의 스마트홈 응급처리 장치의 기능적 구성을 설명하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 스마트홈 응급처리 장치(130)는 생활 영상 수신부(310), 행동 모니터링부(330), 알림 제공부(350), 응급상황 처리부(370) 및 제어부(390)를 포함할 수 있다.
생활 영상 수신부(310)는 적어도 하나의 IoT 카메라(110)로부터 실내 공간의 생활 영상을 수신할 수 있다. 이때, IoT 카메라(110)는 기본적으로 실내 공간에 설치되어 동작할 수 있으나, 반드시 이에 한정되지 않고, 필요에 따라 실외 공간에 설치되어 동작할 수 있음은 물론이다. 생활 영상 수신부(310)는 IoT 카메라(110)와 유선 또는 무선으로 연결되어 IoT 카메라(110)에 의해 촬영된 영상을 실시간 또는 주기적으로 수신할 수 있다. 여기에서, 생활 영상은 실내 공간을 촬영한 영상으로서 해당 실내 공간 상에서 일상 생활을 영위하는 사용자들의 행동을 시간의 흐름에 따라 기록한 영상에 해당할 수 있다.
일 실시예에서, 생활 영상 수신부(310)는 생활 영상으로부터 실내 공간에 적어도 하나의 사용자가 존재하는 구간의 영상만을 추출하여 저장할 수 있다. 생활 영상 수신부(310)는 실내 공간에 사용자가 존재하지 않는 경우 영상 분석을 실행할 수 없으므로 생활 영상에서 사용자가 존재하지 않는 구간을 제거할 수 있다. 생활 영상 수신부(310)는 IoT 카메라(110)로부터 생활 영상을 수신하는 경우 데이터베이스(150)에 저장하기 전 단계에서 실내 공간 상에 사용자가 존재하는 구간만을 선택적으로 추출하여 데이터베이스(150)에 저장할 수 있다. 예를 들어, 생활 영상 수신부(310)는 생활 영상 내에서 실내 공간 안으로 사용자의 진입한 시점부터 실내 공간 밖으로 사용자가 벗어난 시점까지의 영상을 추출할 수 있다.
일 실시예에서, 생활 영상 수신부(310)는 복수의 IoT 카메라(110)들로부터 실내 공간에 관한 생활 영상들을 수신할 수 있다. 생활 영상 수신부(310)는 복수의 IoT 카메라(110)들과 동시에 연결될 수 있으며, 각 IoT 카메라(110)들은 설치 위치에 따라 동일한 실내 공간을 서로 다른 각도에서 촬영하거나 또는 각각이 서로 다른 실내 공간을 독립적으로 촬영할 수 있다. 예를 들어, 복수의 IoT 카메라가 동일 세대 내에서 거실, 안방, 화장실, 주방 등의 각 생활 공간마다 독립적으로 설치된 경우 생활 영상 수신부(310)는 해당 세대 내에서 생활 중인 사용자들의 행동을 다양한 장소에서 다양한 각도로 촬영한 생활 영상을 수집할 수 있다. 생활 영상 수신부(310)는 복수의 IoT 카메라(110)들로부터 수신된 생활 영상들을 실내 공간별로 분류하여 데이터베이스(150)에 각각 저장할 수 있다.
행동 모니터링부(330)는 기 구축된 상황 감지 모델을 기초로 생활 영상을 분석하여 실내 공간을 이용하는 사용자의 행동을 모니터링할 수 있다. 여기에서, 상황 감지 모델은 영상 또는 이미지를 학습하여 해당 영상 또는 이미지 내에서 사용자의 움직임에 관한 정보를 생성하도록 구축된 딥러닝 모델에 해당할 수 있다. 즉, 상황 감지 모델은 생활 영상(또는 이미지)를 입력으로 수신하여 해당 생활 영상(또는 이미지) 내에서 검출된 사용자의 행동에 관한 정보를 출력으로 생성할 수 있다. 예를 들어, 상황 감지 모델은 해당 영상(또는 이미지) 내에서 검출된 사용자를 식별할 수 있고, 식별된 사용자를 구분하는 바운딩 박스(bounding box)와 해당 사용자의 행동에 관한 레이블(label) 정보를 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 행동 모니터링부(330)는 상황 감지 모델을 통해 생활 영상으로부터 사용자를 식별하고 사용자의 움직임에 관한 복수의 키포인트(key point)들을 추출하며 복수의 키포인트들의 변화를 측정하여 사용자의 행동에 관한 이상을 예측할 수 있다. 구체적으로, 상황 감지 모델은 생활 영상으로부터 사용자를 식별하여 바운딩 박스에 해당하는 영역에서 사용자 이미지를 추출할 수 있다. 즉, 행동 모니터링부(330)는 상황 감지 모델이 식별한 바운딩 박스의 좌표들을 통해 관심 영역(ROI, Region Of Interest)를 설정한 후 해당 영역의 사용자 이미지를 생성할 수 있다. 또한, 상황 감지 모델은 사용자 이미지에서 사용자의 움직임에 대응되는 18개의 키포인트들을 추출할 수 있다. 예를 들어, 상황 감지 모델은 사용자 이미지 상에서 사용자의 코(nose), 목(neck), 어깨(shoulder), 팔꿈치(elbow), 손목(wrist) 등의 18개의 키포인트에 관한 위치 정보를 출력할 수 있다.
이에 따라, 행동 모니터링부(330)는 상황 감지 모델을 통해 생활 영상에서 사용자의 움직임에 대응되는 키포인트들을 추출하고, 해당 키포인트들의 변화에 따른 사용자의 행동을 예측할 수 있다. 이때, 생활 영상에서 검출된 사용자의 행동이 정상 범위를 벗어난 경우, 행동 모니터링부(330)는 해당 사용자에게 이상상황이 발생한 것으로 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 행동 모니터링부(330)는 사용자의 골반, 무릎 및 발뒤꿈치에 각각 대응되는 키포인트들을 연결하여 해당 키포인트들의 각(angle) 변화도를 측정하여 사용자의 행동에 관한 이상을 예측할 수 있다. 행동 모니터링부(330)는 사용자의 움직임에 대응되는 키포인트들 중에서 응급상황 발생에 연관된 포인트들을 정의하여 사용자의 이상 발생 여부를 신속하게 결정할 수 있다. 예를 들어, 행동 모니터링부(330)는 사용자의 골반(hip), 무릎(knee) 및 발뒤꿈치(ankle)의 키포인트들을 선별한 다음 해당 키포인트들 간의 연결을 통해 키포인트 사이의 각도(angle)를 결정할 수 있다. 행동 모니터링부(330)는 키포인트 사이의 각도 변화를 추적하여 일정 기간 동안 각도 변화가 없거나 또는 해당 각도가 정상 범위를 벗어난 경우 등을 이상 발생 확률이 높은 상황으로 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 행동 모니터링부(330)는 생활 영상으로부터 실내 공간에 관한 가상의 3D 공간을 구축하고 3D 공간 상에서 사용자의 행동에 관한 위치, 이동방향 및 움직임 패턴을 기록할 수 있다. 행동 모니터링부(330)는 생활 영상을 통해 실내 공간에 관한 2차원 이미지를 생성할 수 있으며, 2차원 이미지로부터 실내 공간에 관한 3차원 깊이 정보를 추출할 수 있다. 행동 모니터링부(330)는 깊이 정보에 기반하여 실내 공간에 대응되는 3차원 공간 모델을 구축할 수 있으며, 가상의 3차원 공간 상에서 사용자의 행동 정보를 추출할 수 있다.
결과적으로, 행동 모니터링부(330)는 3차원 공간 모델이 구축된 경우 생활 영상 속에서의 사용자 움직임을 3차원 공간 상에서 정의되는 행동 정보로 변환하여 추적할 수 있다. 즉, 행동 모니터링부(330)는 3차원 공간 상에서 정의되는 사용자의 움직임에 관한 위치 및 방향 변화를 이용하여 사용자의 행동 패턴을 정의하고 기록할 수 있다.
일 실시예에서, 행동 모니터링부(330)는 생활 영상들을 분석하여 실내 공간의 물리적 분할 여부를 결정하고 실내 공간이 물리적 분할에 의해 복수의 실내 부분 공간들로 분할되는 경우 복수의 실내 부분 공간들 사이의 이동 패턴을 사용자의 행동에 따른 패턴 정보로서 수집할 수 있다. 구체적으로, 행동 모니터링부(330)는 복수의 IoT 카메라(110)들로부터 복수의 실내 공간에 대한 생활 영상을 수집할 수 있으며, 각 생활 영상으로부터 독립된 공간에 대한 공간 정보를 추출할 수 있다. 행동 모니터링부(330)는 추출된 공간 정보를 이용하여 각 실내 공간의 위치와 실내 공간 사이의 연결 정보를 생성할 수 있다.
즉, 복수의 IoT 카메라(110)들로부터 수집된 생활 영상 속에서 복수의 실내 공간이 도출되는 경우, 행동 모니터링부(330)는 생활 영상 속에서 사용자의 움직임 사이의 시간적 및 공간적 연결 정보를 추출하고, 이를 기반으로 실내 공간들 사이에서 사용자의 움직임에 따른 이동경로를 패턴화할 수 있다.
알림 제공부(350)는 사용자의 행동에 관한 이상이 검출되면 사용자 단말에게 이상 알림을 제공할 수 있다. 여기에서, 사용자 단말은 실내 공간에서 생활하는 사용자가 운용하는 단말 장치에 해당할 수 있다. 예를 들어, 사용자 단말은 스마트폰, 노트북, 컴퓨터 등을 포함할 수 있다. 알림 제공부(350)는 생활 영상을 분석하여 사용자의 행동에 이상이 발생한 것으로 결정되면 등록된 사용자 단말에게 이상 발생에 관한 알림을 제공할 수 있다. 이때, 이상 알림은 사용자 단말 상에서 사운드 알람이나 문자 메시지 또는 푸시(push) 메시지 등으로 제공될 수 있으며, 반드시 이에 한정되지 않고, 다양한 형태로 구현될 수 있음은 물론이다.
일 실시예에서, 알림 제공부(350)는 이동 패턴의 횟수와 시점을 기준으로 사용자의 행동에 관한 이상의 검출 시점에서 사용자의 위치를 복수의 실내 부분 공간들 중 어느 하나로 특정할 수 있다. 알림 제공부(350)는 사용자의 행동에 관한 이상이 검출되면 복수의 실내 공간들 사이에서 정의되는 사용자의 움직임에 관한 이동 패턴을 참조하여 복수의 실내 공간들 중에서 사용자의 현재 위치에 대응되는 실내 공간을 결정할 수 있다. 예를 들어, 실내 공간이 총 4개, 즉 A부터 D까지 존재하고 사용자의 이동 패턴이 실내 공간 A, B, C, D를 순차적으로 방문하는 패턴에 해당하는 경우, 알림 제공부(350)는 사용자가 실내 공간 B에서 벗어난 이후 사용자에게 이상이 발생한 것으로 결정되면 사용자의 현재 위치를 실내 공간 C로 특정할 수 있다.
응급상황 처리부(370)는 사용자 단말로부터 이상 알림에 관한 응답이 없는 경우 사용자에 대한 응급상황의 발생을 결정하여 관리자 단말로 생활 영상을 실시간 전송할 수 있다. 알림 제공부(350)를 통해 사용자 단말에게 이상에 관한 알림이 제공된 이후, 응급상황 처리부(370)는 사용자 단말로부터 이상 알림에 관한 응답을 수신할 수 있다. 예를 들어, 이상 알림이 문자 메시지 형태로 전송된 경우 사용자의 메시지 확인이나 응답 메시지 전송 등을 통해 사용자의 응답이 수신될 수 있다. 다른 예로서, 이상 알림이 푸시 메시지 형태로 전송된 경우, 사용자의 푸시 메시지에 대한 터치(touch) 동작을 통해 사용자의 응답이 수신될 수 있다. 만약 사용자 단말로부터 아무런 응답이 없다면, 응급상황 처리부(370)는 사용자에게 응급상황이 발생한 것으로 결정하여 기 등록된 관리자 단말에게 IoT 카메라(110)에서 촬영된 생활 영상을 실시간으로 전송할 수 있다.
여기에서, 관리자 단말은 실내 공간에서 생활하는 사용자의 보호자가 운용하는 단말 장치에 해당할 수 있다. 예를 들어, 관리자 단말은 스마트폰, 노트북, 컴퓨터 등을 포함할 수 있다. 응급상황 처리부(370)는 사용자에 대한 응급조치가 개시될 수 있도록 사전에 등록된 관리자 단말로 응급상황 발생에 관한 알림을 제공할 수 있다. 이와 함께, 응급상황 처리부(370)는 관리자에 의해 상황 파악이 원활하게 이루어질 수 있도록 생활 영상을 실시간으로 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 응급상황 처리부(370)는 사용자의 위치로 특정된 실내 부분 공간 상에 배치된 IoT 카메라(110)를 통해 수집된 생활 영상을 관리자 단말로 전송할 수 있다. 만약 복수의 실내 공간들에 대한 생활 영상이 수집되는 경우, 응급상황 처리부(370)는 응급상황 발생 시점을 기준으로 사용자의 위치를 추정하여 해당 실내 공간에 대한 생활 영상을 관리자 단말에게 선택적으로 공유할 수 있다. 관리자는 공유 받은 생활 영상 속에 사용자가 존재하지 않는 경우, 다른 실내 공간에 대한 생활 영상을 공유하도록 요청할 수 있다. 응급상황 처리부(370)는 생활 영상을 공유하면서 다른 생활 영상의 공유를 요청하기 위한 인터페이스를 함께 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 응급상황 처리부(370)는 관리자 단말로 생활 영상을 실시간 전송하면서 생활 영상으로부터 추출된 가상의 3D 공간을 시각화하여 표시할 수 있다. 즉, 응급상황 처리부(370)는 관리자 단말 상에서 생활 영상이 재생되는 경우 시각화된 3D 공간을 생활 영상에 오버레이(overlay)하여 표시할 수 있다. 이를 통해, 관리자는 생활 영상에서 나타나는 사용자의 움직임에 관한 이상 상황을 보다 효과적으로 확인할 수 있다.
제어부(390)는 스마트홈 응급처리 장치(130)의 전체적인 동작을 제어하고, 생활 영상 수신부(310), 행동 모니터링부(330), 알림 제공부(350) 및 응급상황 처리부(370) 간의 제어 흐름 또는 데이터 흐름을 관리할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 IoT 카메라 기반의 스마트홈 응급처리 방법을 설명하는 순서도이다.
도 4를 참조하면, 스마트홈 응급처리 장치(130)는 딥러닝 모델로 정의되어 사전에 구축된 상황 감지 모델을 이용하여 실내 공간을 촬영하는 생황 영상으로부터 응급상황 발생 여부를 탐지할 수 있다(S410). 만약 실내 공간에서 응급환자가 탐지되는 경우, 스마트홈 응급처리 장치(130)는 사용자의 단말기에 알림을 제공할 수 있다(S430). 이때, 사용자의 단말기는 사용자가 사용하는 스마트폰에 해당할 수 있으나, 반드시 이에 한정되지 않음은 물론이다.
이후, 스마트홈 응급처리 장치(130)는 사용자의 단말기로부터 응답을 수신하는 경우 사용자의 응급상황이 통제 가능한 것으로 판단하여 별도의 응급조치를 개시하지 않을 수 있다. 이와 달리, 스마트홈 응급처리 장치(130)는 사용자의 단말기로부터 별도의 응답이 수신되지 않는 경우, 해당 사용자에게 응급상황이 발생한 것으로 판단하여 사전에 등록된 관리자의 단말기로 응급상황의 발생을 알릴 수 있다. 이와 함께, 스마트홈 응급처리 장치(130)는 해당 관리자가 응급상황을 신속히 파악할 수 있도록 관리자의 단말기에 현재 영상을 송출할 수 있다(S470). 관리자는 자신의 단말기로 공유되는 생활 영상을 확인하고 사용자에 대한 긴급구조나 응급상황 구제를 위한 신고를 진행할 수 있다(S490).
도 5는 본 발명에 따른 IoT 카메라 기반의 스마트홈 응급처리 과정의 일 실시예를 설명하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 스마트홈 응급처리 장치(510)는 적어도 하나의 IoT 카메라(520)를 통해 실내 공간에서의 사용자 움직임에 관한 생활 영상을 수집할 수 있다. 스마트홈 응급처리 장치(510)는 사전에 구축된 상황 감지 모델을 통해 실내 공간에서 사용자의 행동 및 상태를 모니터링할 수 있다.
또한, 스마트홈 응급처리 장치(510)는 영상 분석을 통해 생활 영상에서 사용자의 응급상황 발생을 검출할 수 있다. 스마트홈 응급처리 장치(510)는 사용자에게 응급상황이 발생한 것으로 결정되면, 사용자 단말기(530)에게 응급 상황에 관한 알림을 제공할 수 있다. 만약 사용자 단말기(530)로부터 응답이 존재하지 않는 경우, 스마트홈 응급처리 장치(510)는 관리자 단말기(540)에게 응급상황을 알리기 위한 알림을 제공할 수 있다. 이때, 스마트홈 응급처리 장치(510)는 관리자 단말기(540)에게 IoT 카메라(520)에 의해 촬영된 영상을 실시간으로 전송하여 관리자로 하여금 실내 공간에서의 응급 상황을 효과적으로 파악할 수 있도록 할 수 있다.
이를 통해, 스마트홈 응급처리 장치(510)는 응급 상황 발생 시 빠른 대처가 어려운 독거 노인분들의 응급 상황에 대해 신속한 신고가 이루어지도록 하고, 거동이 불편한 장애인분들이나 환자들의 위급 상황을 빠르게 인식하도록 할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 스마트홈 응급처리 시스템
110: IoT 카메라 130: 스마트홈 응급처리 장치
150: 데이터베이스
210: 프로세서 230: 메모리
250: 사용자 입출력부 270: 네트워크 입출력부
310: 생활 영상 수신부 330: 행동 모니터링부
350: 알림 제공부 370: 응급상황 처리부
390: 제어부
110: IoT 카메라 130: 스마트홈 응급처리 장치
150: 데이터베이스
210: 프로세서 230: 메모리
250: 사용자 입출력부 270: 네트워크 입출력부
310: 생활 영상 수신부 330: 행동 모니터링부
350: 알림 제공부 370: 응급상황 처리부
390: 제어부
Claims (6)
- 적어도 하나의 IoT 카메라로부터 실내 공간의 생활 영상을 수신하는 생활 영상 수신부;
기 구축된 상황 감지 모델을 기초로 상기 생활 영상을 분석하여 상기 실내 공간을 이용하는 사용자의 행동을 모니터링하는 행동 모니터링부;
상기 사용자의 행동에 관한 이상이 검출되면 사용자 단말에게 이상 알림을 제공하는 알림 제공부; 및
상기 사용자 단말로부터 상기 이상 알림에 관한 응답이 없는 경우 상기 사용자에 대한 응급상황의 발생을 결정하여 관리자 단말로 상기 생활 영상을 실시간 전송하는 응급상황 처리부;를 포함하는 IoT 카메라 기반의 스마트홈 응급처리 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 생활 영상 수신부는
상기 생활 영상으로부터 상기 실내 공간에 적어도 하나의 사용자가 존재하는 구간의 영상만을 추출하여 저장하는 것을 특징으로 하는 IoT 카메라 기반의 스마트홈 응급처리 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 행동 모니터링부는
상기 상황 감지 모델을 통해 상기 생활 영상으로부터 사용자를 식별하고 상기 사용자의 움직임에 관한 복수의 키포인트(key point)들을 추출하며 상기 복수의 키포인트들의 변화를 측정하여 상기 사용자의 행동에 관한 이상을 예측하는 것을 특징으로 하는 IoT 카메라 기반의 스마트홈 응급처리 장치.
- 제3항에 있어서, 상기 행동 모니터링부는
상기 사용자의 골반, 무릎 및 발뒤꿈치에 각각 대응되는 키포인트들을 연결하여 해당 키포인트들의 각(angle) 변화도를 측정하여 상기 이상을 예측하는 것을 특징으로 하는 IoT 카메라 기반의 스마트홈 응급처리 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 행동 모니터링부는
상기 생활 영상으로부터 상기 실내 공간에 관한 가상의 3D 공간을 구축하고 상기 3D 공간 상에서 상기 사용자의 행동에 관한 위치, 이동방향 및 움직임 패턴을 기록하는 것을 특징으로 하는 IoT 카메라 기반의 스마트홈 응급처리 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 생활 영상 수신부는
복수의 IoT 카메라들로부터 상기 실내 공간에 관한 생활 영상들을 수신하고,
상기 행동 모니터링부는
상기 생활 영상들을 분석하여 상기 실내 공간의 물리적 분할 여부를 결정하고 상기 실내 공간이 물리적 분할에 의해 복수의 실내 부분 공간들로 분할되는 경우 상기 복수의 실내 부분 공간들 사이의 이동 패턴을 상기 사용자의 행동에 따른 패턴 정보로서 수집하며,
상기 알림 제공부는
상기 이동 패턴의 횟수와 시점을 기준으로 상기 사용자의 행동에 관한 이상의 검출 시점에서 상기 사용자의 위치를 상기 복수의 실내 부분 공간들 중 어느 하나로 특정하고,
상기 응급상황 처리부는
상기 사용자의 위치로 특정된 실내 부분 공간 상에 배치된 IoT 카메라를 통해 수집된 상기 생활 영상을 상기 관리자 단말로 전송하는 것을 특징으로 하는 IoT 카메라 기반의 스마트홈 응급처리 장치.
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| KR1020220127243A KR20240047778A (ko) | 2022-10-05 | 2022-10-05 | IoT 카메라 기반의 스마트홈 응급처리 장치 |
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|---|---|---|---|
| KR1020220127243A KR20240047778A (ko) | 2022-10-05 | 2022-10-05 | IoT 카메라 기반의 스마트홈 응급처리 장치 |
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| KR1020220127243A KR20240047778A (ko) | 2022-10-05 | 2022-10-05 | IoT 카메라 기반의 스마트홈 응급처리 장치 |
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Citations (1)
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|---|---|
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|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal |