KR20240084250A - 스마트 인솔 장치 및 이를 포함하는 낙상 검출 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스마트 인솔 장치 및 이와 연동되는 시스템에 관한 것으로, 스마트 인솔 장치는 적어도 하나의 관성 센서 및 적어도 4개의 압력 센서를 내장하고, 상기 관성 센서는 가속도 센서, 각속도 센서 및 지자계 센서로 구성된다.

Description

스마트 인솔 장치 및 이를 포함하는 낙상 검출 시스템 {SMART INSOLE APPARATUS AND FALL DETECTION SYSTEM COMPRISING THE SAME}

본 발명은 스마트 인솔 장치 및 이를 포함하는 낙상 검출 시스템에 관한 발명으로서, 보다 구체적으로 관성 센서 및 압력 센서를 포함하는 스마트 인솔 장치와 스마트 인솔 장치를 포함하여 실시간으로 낙상을 검출할 수 있는 낙상 검출 시스템에 관한 것이다.

최근 고령 인구가 늘어남에 따라 고령자의 낙상 사고에 대한 위험성이 우려되는 실정이다. 낙상 사고란 사람의 의사에 반하여 사람이 지면에서 수직한 상태로 보행하다가 지면으로 떨어지거나 넘어져서 다치는 사고를 의미한다. 고령자의 낙상 사고는 낙상 사고로 발생되는 부상의 위험성이 젊은 사람에 비해 높을 뿐만 아니라, 낙상 사고로 인해 발생되는 골절 등의 직접적인 부상에서 그치지 않고 정신적 및 신체적 후유증이 발생할 가능성도 높다. 더욱이 고령자의 낙상 사고가 발생한 경우 고령자가 본인의 낙상을 주변에 곧바로 알리지 못하는 상황으로 인해 최종적으로는 생명을 단축시킬 수도 있는 위험이 발생될 수 있게 된다.

또한, 이러한 낙상 사고가 발생하였을 경우 낙상 사고가 아님에도 낙상으로 오인하여 혼동되는 정보를 보호자에게 제공하여 낙상 감지 장치의 신뢰성에 의심이 발생되는 사고가 있어왔다.

(선행기술문헌)

(특허문헌 1) 국제공개번호 WO 2010/032961 A1 (2010.03.25. 공개)

상기 종래 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 고령자의 낙상 사고 발생을 실시간으로 감지할 수 있는 스마트 인솔 장치를 제공하여 스마트 인솔 장치를 고령자의 신발에 부착함으로써 낙상을 실시간으로 감지할 수 있도록 한다.

본 발명의 다른 일 실시예는 스마트 인솔 장치로부터 감지된 낙상 정보들을 실시간으로 스마트폰 등의 외부기기로 보호자에게 알림 메시지를 보내는 시스템을 제공하도록 한다.

상기 과제를 해결하고자, 본 발명은 적어도 하나의 관성 센서 및 적어도 4개의 압력 센서를 내장하고, 상기 관성 센서는 가속도 센서, 각속도 센서 및 지자계 센서로 구성되는, 스마트 인솔 장치를 제안한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 인솔 장치는 전방 낙상, 후방 낙상, 측방 낙상, 회전 낙상 및 무릎 낙상을 구별하도록 구성된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 인솔 장치에서, 상기 압력 센서는 복수 개의 레이어들로 구성된 박막 형태를 가지는 FSR (Force Sensitive Resistor) 센서이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 인솔 장치에서, 상기 복수의 압력 센서들 중 적어도 2개의 압력 센서는 스마트 인솔 장치의 폭방향을 따라 나란하게 배치된다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 시스템은 상술한 스마트 인솔 장치를 포함하는 낙상 검출 시스템으로서, 상기 스마트 인솔 장치로부터 얻어진 낙상 정보를 외부 기기로 실시간으로 전달하도록 구성된다.

본 발명에 의할 경우 고령화 인구를 위한 시설인 스마트 시티 등의 입주자 공간에서 고령자의 낙상 사고가 발생하면 이러한 응급 상황을 실시간으로 병원 관계자나 보호자에게 알려줄 수 있어 고령자의 낙상 사고로 인한 부상 위험을 최소화할 수 있으며 고령자의 안전 사고에 대한 보호자의 심리적 부담을 줄여줄 수 있는데 효과가 있다.

아울러 본 발명에 의할 경우 스마트 인솔 장치는 기존의 신발에 부착될 수 있기 때문에 낙상 사고를 보다 신속하고 정확하게 감지할 수 있도록 한다.

또한, 본 발명에 의할 경우 스마트 인솔 장치로부터 낙상 정보가 실시간으로 처리되고 실시간으로 보호자에게 정보를 전달할 수 있게 되어 보호자의 편의성이 극대화될 수 있다.

본 발명에 의할 경우 낙상의 종류를 보다 면밀히 구별함으로써 낙상 사고의 판정에 대한 신뢰도를 향상시킬 수가 있다.

한편, 본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 인솔 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 인솔 장치를 포함하는 시스템에 대한 예시도이다.
도 3은 낙상 여부를 검출하기 위한 개략적인 순서도이다.
도 4는 본 발명의 스마트 인솔 장치에 의해 검출될 수 있는 낙상의 종류를 개략적으로 도시한 것이다.
도 5는 전방 낙상을 검출하는 알고리즘을 나타내는 순서도와 전방 낙상에 대한 그래프이다.
도 6은 후방 낙상을 검출하는 알고리즘을 나타내는 순서도와 후방 낙상에 대한 그래프이다.
도 7은 측방 낙상을 검출하는 알고리즘을 나타내는 순서도와 측방 낙상에 대한 그래프이다.
도 8은 회전 낙상을 검출하는 알고리즘을 나타내는 순서도와 회전 낙상에 대한 그래프이다.
도 9는 무릎 낙상을 검출하는 알고리즘을 나타내는 순서도와 무릎 낙상에 대한 그래프이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조 하여야만 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 기술자라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 인솔 장치의 사시도이다. 도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 스마트 인솔 장치(100)는 인솔 커버와 인솔 바닥 사이에 내재될 수 있는 적어도 하나의 관성 센서(1)와 적어도 4개의 압력센서(21, 22, 23, 24)를 포함하는 센서부를 포함한다.

상기 관성 센서(1)는 관성력을 측정할 수 있는 센서로서, 가속도 센서(11), 각속도 센서(12) 및 지자계 센서(13)로 구성될 수 있어서, 가속도, 각속도 및 지자계가 측정될 수 있다. 가속도 센서(11)는 가속도를 측정하며 초기값을 계산할 때 중력 가속도를 분해하여 얼마나 기울어졌는지를 측정할 수 있거나 속도와 이동거리를 가속도를 적분하여 사용할 수도 있다. 센서가 3차원에서 움직일 수 있기 때문에, x축, y축 및 z축 방향의 가속도를 측정할 수 있다. 본 발명에서 x축 방향은 인솔의 폭 방향을 의미하며, y축 방향은 인솔의 길이 방향을 의미하며, z축 방향은 중력 방향을 의미한다. 각속도는 시간당 몇도(degree)를 회전하였는지를 측정할 수 있다. 지자계는 지자기(magnet)을 측정하는데, 자북을 기준으로 자기선속의 세기를 측정하여 자북을 기준으로 얼마나 틀어진 것인지를 측정하는 것이다. 지자계는 각속도 센서의 오차를 최대한 보정해주도록 구성된다. 상기 관성 센서(1)는 발바닥 부분의 중심(C)으로부터 길이 방향을 따라 후방을 향해 소정의 거리가 이격된 위치에 배치되는 것이 바람직하며, 이는 고령자의 경우 전방 낙상보다 위험도가 더 높은 후방 낙상이 주를 이루고 있기 때문에 후방 낙상에 대한 검출 민감도를 확보하기 위한 것이다.

상기 압력 센서(2)는 제1 내지 제4 압력 센서(21, 22, 23, 24)를 포함하여 적어도 4개의 압력 센서를 포함한다. 상기 압력센서는 FSR (Force Sensitive Resistor) 압력센서로서 복수 개의 레이어들로 구성된 박막 형태의 센서일 수 있다. 보다 구체적으로 FSR 압력 센서는 중간에 스페이스라는 공간적인 갭을 만드는 레이어를 중앙에 둔다. 그리고 이러한 스페이스 위아래로 회로가 인쇄되어 있는 레이어와 전도성 물질로 코팅이 되어 있는 필름 레이어가 배치된다. 그래서 위에서 힘이 가해지게 되면, 회로의 더 많은 부분이 필름 레이어와 접촉을 하게 되면서 센서의 저항 값이 줄어들게 된다. 이를 통해 스마트 인솔 장치에서 가해지는 압력이 측정될 수 있다. 이러한 적어도 4개의 압력 센서는 스마트 인솔 장치의 길이 방향을 따라 서로 상이한 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 것과 같이 제1 및 제4 압력센서(21, 24)는 스마트 인솔 장치의 길이 방향을 기준으로 양 단부에 배치되고, 나머지 제2 및 제3 압력센서(22, 23)는 양 단부 사이에서 배치되는 것이다. 특히, 제2 및 제3 압력 센서는 도 1에 도시된 바와 같이 발가락보다 아래 부분 중 볼록하게 튀어나온 지점에서 발바닥의 폭방향, 즉, y축 방향을 따라 나란하도록 배치되는 것이 바람직하다. 제2 및 제3 압력센서의 이러한 폭방향을 따라 나란한 배치로 인해 후술하는 바와 같이 전방 낙하와 후방 낙하 뿐만 아니라 측상 낙상과 회전 낙상에 대한 낙상 검출 정확성에 대한 신뢰성이 확보될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 인솔 장치(100)를 포함하는 시스템(200)에 대한 예시도이며, 도 2를 참고하면, 사용자(A)의 발바닥의 아래에 스마트 인솔 장치(100)가 배치될 수 있다. 스마트 인솔 장치는 발바닥과 직접적으로 배치되는 경우 뿐만 아니라 양말이나 소정의 보호 장비를 개재하고 배치될 수 있는 것은 물론이다. 사용자의 스마트 인솔 장치 내 내장된 센서들을 통해 낙상이 감지되면, 낙상 정보를 외부 기기(21)로 전송한다. 이 경우, 외부 기기는 사용자(A) 이외의 타인의 스마트 폰 및 디스플레이 장치, 경고음을 낼 수 있는 무선 호출기 등으로 구성될 수 있다. 외부 기기(21)가 스마트 인솔 장치로부터 낙상 정보를 수신하면 낙상 사실을 디스플레이부에 표시하거나 경고음을 발생시켜서 보호자 등에게 사용자를 도울 수 있도록 하는 것이다. 이 외부 기기는 의사나 구급차 또는 미리 설정된 보호 의무를 가진 사람들에게 실시간으로 낙상 정보를 전달할 수 있다.

도 3은 낙상 여부를 검출하기 위한 개략적인 순서도이다. 도 3을 참고하면, 낙상 검출이 시작되면, 스마트 인솔 장치 내에서 관성 센서 및 압력 센서의 센서 데이터가 연속해서 수집된다. 그 센서 데이터에 기초하여 파라미터 값이 추출되어 그 파라미터 값을 기초로 알고리즘 판단이 이루어져서 그 결과 낙상이 검출되는 것이다. 낙상이 검출되면 상술한 외부 기기로 낙상 사실이 실시간으로 전달될 수 있다.

이하에서는 도 3의 각 단계들 중 센서 데이터와 그에 따른 파라미터 값들에 대하여 자세히 설명한다.

관성 센서에 의해 측정되는 가속도는 x, y, z 축의 3축 가속도 동작감지기에 대한 가속도의 합인 SVM (Signal Vector Magnitude) 값이 이용될 수 있다. 이 경우, 모션에 의해 발생하는 가속도는 고주파 성분이기 때문에 저역 통과 필터를 사용하여 노이즈를 제거한 가속도 x, y, z 값(Acc_{_x}, Acc_{_y}, Acc_{_z})을 각각 측정하고, 이러한 x, y, z 값을 기초로 가속도의 크기 SVM (Acc_{_SVM})을 아래의 식 1을 기초로 산출한다.

[식 1]

상기 식 1의 가속도의 크기는 x축 방향 가속도, y축 방향 가속도, z축 방향 가속도 각각의 제곱의 합의 제곱근을 의미한다. 이는 x축 방향, y축 방향, z축 방향 상의 움직임 성분의 가속도로 정의될 수 있다. 이렇게 계산되는 가속도의 크기의 피크값이란 고점 피크값(high peak)과 저점 피크값(low peak)이 있을 수 있다. 이어서, 일정 샘플 데이터 안에서의 가속도의 크기에 대한 표준편차를 산출할 수도 있다.

스마트 인솔 장치 내 장착되는 관성 센서로 가속도의 크기, 가속도의 크기의 피크값 및 가속도의 크기에 대한 표준 편차를 포함하는 파라미터들이 얻어질 수 있는 것이다.

제1 내지 제4 압력센서의 센서 값들도 관성 센서의 가속도 값과 마찬가지로 저역 통과 필터를 거쳐 각각 FSR1, FSR2, FSR3, FSR4의 압력센서 값으로 얻어진다. 상기 압력센서 값들 중 FSR1, FSR2, FSR3, FSR4는 각각 제1 내지 제4 압력센서로부터 저역 통과 필터를 거쳐 얻어진 값들을 의미한다. 다음, 이러한 압력 센서 값들의 변화량을 아래의 식 2와 같이 계산한다.

[식 2]

다음, 이렇게 얻어진 압력 센서의 변화량들에 대한 피크값이 측정될 수 있다.

다음, 보행으로 인해 회전되는 발의 각도와 관련한 롤 각도와 피치 각도에 대하여 설명한다. 발의 롤 각도와 피치 각도는 전술한 가속도의 값을 Acc_{_x}, Acc_{_y}, Acc_{_z}을 통해 구해진다.

롤 각도는 하기의 식 3에 의해 구해질 수 있는데, 발이 x축으로 회전되는 각도를 의미한다. 롤 각도는 발바닥이 수평면 대비하여 어느 정도로 좌우로 기울어져 있는지 여부를 알 수 있는 값으로서 좌측으로 0도에서 90도인 것, 우측으로 0도에서 90도인 것, 합하여 180도 표현이 될 수 있다.

[식 3]

마찬가지로 피치 각도는 하기의 식 4에 의해 구해질 수 있는데, 발이 y축으로 회전되는 각도를 의미한다. 피치 각도는 발바닥이 위로 아래로 기울어진 각도로서 위로 0도에서 180도, 아래로 0도에서 180도로 표현될 수 있고 발의 롤 각도가 주어진 상태와 무관하게, 예를 들어 발이 좌나 우로 기울어져 있는 상태에서도 측정될 수 있다.

[식 4]

압력 센서로 적어도 4 지점에서의 압력 센서 값들, 압력 센서 값들의 변화량 및 그에 대한 피크값 그리고 롤 각도 및 피치 각도에 대한 파라미터들이 얻어질 수 있는 것이다.

여기까지 스마트 인솔 장치의 관성센서 및 압력센서에 의해 측정될 수 있는 다양한 파라미터들에 대하여 설명하였다.

다음에는 도 3의 각 단계들 중 위 설명한 파라미터들을 활용하여 낙상 사고를 검출하는 알고리즘에 대하여 설명하도록 한다. 파라미터들을 기반으로 압력 데이터가 감소되었는지 여부, 발의 롤 각도 및 피치 각도가 변경되었는지 여부, 및 충격이 발생되었는지 여부 등을 판단하는 알고리즘을 거쳐 낙상을 검출하는 단계에 관한 것이다.

설명에 앞서, 낙상 사고를 검출하는 알고리즘에서 낙상 기준 값을 정하기 위해 낙상 사고에 대한 민감도에 따른 값을 사용자 별로 상이하게 설정할 수 있다. 사용자 별로 일상생활로 간주할 수 있는 속도나 최고 속도로 달리지 않는 실내 보행 속도 그리고 의자에서 착석하고 기립하고 제자리에서 무릎을 굽히고 앉은 후의 기립하는 동작의 가속도나 신체의 기울기 각도 등을 측정하여 일상 생활이 아닌 낙상이 발생되었다고 판단할 수 있는 낙상 기준 값들, 즉, 임계값들을 설정하는 것이다.

한편, 본 발명에 의할 경우, 도 4에 도시된 낙상의 종류들, 즉, 도 (a)에 도시된 전방 낙상, 도 4(b)에 도시된 후방 낙상, 도 4(c)에 도시된 측방 낙상, 도 4(d)에 도시된 회전 낙상 및 도 4(e)에 도시된 무릎 낙상을 모두 구별하고 구체적인 낙상 종류를 외부 기기에 알릴 수 있기 때문에, 이하에서는 낙상의 종류에 따른 낙상 검출 알고리즘에 대하여 설명하도록 한다.

먼저, 도 5(a)는 몸의 앞쪽, 즉, 가슴이 바닥을 향하며 떨어지는 전방 낙상에 대한 판별 알고리즘에 관한 순서도이고, 도 5(b)는 5(a)에 의해 낙상이 발생하였음이 감지된 후 그러한 낙상의 종류를 판단하여 전방 낙상을 알리기까지의 순서도이며, 도 5(c)는 전방 낙상에 대한 그래프를 나타낸다.

도 5(a) 내지 도 5(c)를 참고하면, 추출된 파라미터들 중 압력 센서의 변화량 (FSR_ _diff )에 고점 피크값이 관측되고, 가속도 크기(Acc__SVM)에 저점 피크값이 관측되고, 피치 각도(Angle__pitch)가 미리 설정한 임계값보다 크면서 동시에 z축 방향(중력 방향)으로의 가속도 값(Acc__z)은 임계값보다 작고, 이어서 가속도의 크기(Acc__SVM)에 고점 피크값이 관측되는 조건을 만족하는 경우, 전방 낙하가 감지된다. 이어, 관측되는 파라미터들이 도 5(b)의 조건, 즉, 가속도 크기의 표준 편차(Acc__SVM__std)가 임계값보다 작고, 피치 각도(Angle__pitch)가 임계값보다 크고, 롤 각도의 절대값이 임계값보다 크고, 압력 센서 값(FSR)이 임계값보다 작은 경우의 조건을 만족하는 경우, 외부 기기로 전방 낙상의 알림이 실시간으로 전송된다.

도 6(a)는 몸의 뒤쪽, 즉, 등이 바닥을 향하며 떨어지는 후방 낙상에 대한 판별 알고리즘에 관한 순서도이고, 도 6(b)는 6(a)에 의해 낙상이 발생하였음이 감지된 후 그러한 낙상의 종류를 판단하여 후방 낙상을 알리기까지의 순서도이며, 도 6(c)는 후방 낙상에 대한 그래프를 나타낸다.

도 6(a) 내지 도 6(c)를 참고하면, 추출된 파라미터들 중 압력 센서의 변화량 (FSR_ _diff )에 고점 피크값이 관측되고, 가속도 크기(Acc__SVM)에 저점 피크값이 관측되고, 피치 각도(Angle__pitch)가 미리 설정한 임계값보다 작으면서 동시에 롤 각도의 절대값이 임계값보다 크고, 이어서 가속도의 크기(Acc__SVM)에 고점 피크값이 관측되는 조건을 만족하는 경우, 후방 낙하가 감지된다. 이어, 관측되는 파라미터들이 도 6(b)의 조건, 즉, 가속도 크기의 표준 편차(Acc__SVM__std)가 임계값보다 작고, 피치 각도(Angle__pitch)가 임계값보다 작고, 롤 각도의 절대값이 임계값보다 크고, 압력 센서 값(FSR)이 임계값보다 작은 경우의 조건을 만족하는 경우, 외부 기기로 후방 낙상의 알림이 실시간으로 전송된다.

도 7(a)는 몸의 옆쪽, 즉, 어깨가 바닥을 향하며 떨어지는 측방 낙상에 대한 판별 알고리즘에 관한 순서도이고, 도 7(b)는 7(a)에 의해 낙상이 발생하였음이 감지된 후 그러한 낙상의 종류를 판단하여 전방 낙상을 알리기까지의 순서도이며, 도 7(c)는 전방 낙상에 대한 그래프를 나타낸다.

도 7(a) 내지 도 7(c)를 참고하면, 추출된 파라미터들 중 압력 센서의 변화량 (FSR_ _diff )에 고점 피크값이 관측되고, 가속도 크기(Acc__SVM)에 저점 피크값이 관측되고, 피치 각도(Angle__pitch)가 미리 설정한 임계값보다 크면서 동시에 롤 각도의 절대값은 임계값보다 크고, 이어서 가속도의 크기(Acc__SVM)에 고점 피크값이 관측되는 조건을 만족하는 경우, 측방 낙하가 감지된다. 이어, 관측되는 파라미터들이 도 7(b)의 조건, 즉, 가속도 크기의 표준 편차(Acc__SVM__std)가 임계값보다 작고, 압력 센서 값(FSR)이 임계값보다 작고, z축 방향(중력 방향)으로의 가속도의 크기가 임계값보다 큰 경우의 조건을 만족하는 경우, 외부 기기로 측방 낙상의 알림이 실시간으로 전송된다.

도 8(a)는 높은 곳, 예를 들어, 침대 위와 같은 곳에서 누워 있는 상태로 굴러 떨어지는 회전 낙상에 대한 판별 알고리즘에 관한 순서도이고, 도 8(b)는 8(a)에 의해 낙상이 발생하였음이 감지된 후 그러한 낙상의 종류를 판단하여 전방 낙상을 알리기까지의 순서도이며, 도 8(c)는 회전 낙상에 대한 그래프를 나타낸다.

도 8(a) 내지 도 8(c)를 참고하면, 추출된 파라미터들 중 피치 각도의 최고값에서 피치 각도의 최저값의 차이가 임계값보다 크거나, 혹은 롤 각도의 최고값에서 롤 각도의 최저값의 차이가 임계값보다 크고, 가속도 크기(Acc__SVM)에 고점 피크값이 관측되면서, 그 값이 임계값보다 크다는 조건을 만족하는 경우, 회전 낙하가 감지된다. 이어, 관측되는 파라미터들이 도 7(b)의 조건, 즉, 가속도 크기의 표준 편차(Acc__SVM__std)가 임계값보다 작고, 피치 각도가 임계값보다 크고, 롤 각도의 절대값이 임계값보다 크고, 압력 센서 값(FSR)이 임계값보다 작은 경우의 조건을 만족하는 경우, 외부 기기로 회전 낙상의 알림이 실시간으로 전송된다.

도 9(a)는 몸의 앞쪽인 가슴이 바닥 쪽으로 떨어지는데 무릎과 손으로 충격을 1차적으로 받는 낙상인 무릎 낙상에 대한 판별 알고리즘에 관한 순서도이고, 도 9(b)는 9(a)에 의해 낙상이 발생하였음이 감지된 후 그러한 낙상의 종류를 판단하여 무릎 낙상을 알리기까지의 순서도이며, 도 9(c)는 무릎 낙상에 대한 그래프를 나타낸다.

도 9(a) 내지 도 9(c)를 참고하면, 추출된 파라미터들 중 압력 센서의 변화량 (FSR_ _diff )에 고점 피크값이 관측되고, 가속도 크기(Acc__SVM)에 고점 피크값이 관측되고, z축, 중력 방향 가속도값에 저점 피크값이 관측되고, 피치 각도에 고점 피크값이 관측되는 조건을 만족하는 경우, 무릎 낙하가 감지된다. 이어, 관측되는 파라미터들이 도 9(b)의 조건, 즉, 가속도 크기의 표준 편차(Acc__SVM__std)가 임계값보다 작고, 피치 각도가 임계값보다 크고, 롤 각도의 절대값이 임계값보다 크고, 압력 센서 값(FSR)이 임계값보다 작은 경우의 조건을 만족하는 경우, 외부 기기로 무릎 낙상의 알림이 실시간으로 전송된다.

상술한 본 발명에 의할 경우, 고령자의 낙상 사고가 발생하면 이러한 응급 상황을 실시간으로 병원 관계자나 보호자에게 알려줄 수 있어 고령자의 낙상 사고로 인한 부상 위험을 최소화할 수 있으며 고령자의 안전 사고에 대한 보호자의 심리적 부담을 줄여줄 수 있을 뿐만 아니라, 낙상의 종류를 보다 면밀히 구별함으로써 낙상 사고의 판정에 대한 신뢰도를 대폭 향상시킬 수가 있다.

100: 스마트 인솔 장치
1: 관성 센서
11: 가속도 센서
12: 각속도 센서
13: 지자계 센서
2: 압력 센서
21, 22, 23, 24: 제1 내지 제4 압력 센서
200: 스마트 인솔 장치를 포함하는 낙상 검출 시스템
21: 외부 기기

Claims (5)

1. 적어도 하나의 관성 센서 및 적어도 4개의 압력 센서를 내장하고, 상기 관성 센서는 가속도 센서, 각속도 센서 및 지자계 센서로 구성되는, 스마트 인솔 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 스마트 인솔 장치는 전방 낙상, 후방 낙상, 측방 낙상, 회전 낙상 및 무릎 낙상을 구별하도록 구성되는, 스마트 인솔 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 압력 센서는 복수 개의 레이어들로 구성된 박막 형태를 가지는 FSR (Force Sensitive Resistor) 센서인, 스마트 인솔 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 복수의 압력 센서들 중 적어도 2개의 압력 센서는 스마트 인솔 장치의 폭방향을 따라 나란하게 배치되는, 스마트 인솔 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 적어도 한 항에 따른 스마트 인솔 장치를 포함하는 낙상 검출 시스템으로서, 상기 스마트 인솔 장치로부터 얻어진 낙상 정보를 외부 기기로 실시간으로 전달하도록 구성되는 낙상 검출 시스템.

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