KR20240084837A - 전동보조기기 이용자 사고감지 실시간 모니터링 시스템 - Google Patents

전동보조기기 이용자 사고감지 실시간 모니터링 시스템 Download PDF

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KR20240084837A
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주식회사 케이엘큐브
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Abstract

본 발명은 이동약자 보행을 위한 전동보조기기(전동휠체어 등)에 설치되어 해당 전동보조기기의 실시간 상태를 측정 및 분석하여 이를 관제 서버로 송신함으로써, 전동보조기기 이용자가 미처 대처하지 못하는 상황이 발생되거나 대처가 어려운 상황이 발생하는 것을 실시간으로 감지하여 신속하게 대응, 조치를 취할 수 있도록 하는 전동보조기기 이용자 사고감지 실시간 모니터링 시스템에 관한 것이다.

Description

전동보조기기 이용자 사고감지 실시간 모니터링 시스템{A SYSTEM FOR MONITORING THE OCCURRENCE OF ACCIDENTS OF USERS OF ELECTRIC AUXILIARY EQUIPMENT IN REAL TIME}
본 발명은 전동보조기기 이용자 사고감지 실시간 모니터링 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 이동약자 보행을 위한 전동보조기기(전동휠체어 등)에 설치되어 해당 전동보조기기의 실시간 상태를 측정 및 분석하여 이를 관제 서버로 송신함으로써, 전동보조기기 이용자가 미처 대처하지 못하는 상황이 발생되거나 대처가 어려운 상황이 발생하는 것을 실시간으로 감지하여 신속하게 대응, 조치를 취할 수 있도록 하는 전동보조기기 이용자 사고감지 실시간 모니터링 시스템에 관한 것이다.
전동보조기기(예를 들어, 전동휠체어)는 이동약자(신체장애자, 환자 또는 거동이 불편한 노약자)가 생산 활동 및 사회활동에 독립적으로 참여가 가능하도록 전동을 이용하여 이동을 지원하는 기구이다.
이러한 전동보조기기는 전동 장치를 동력원으로 이동하기 때문에, 간편한 조작으로 원하는 곳으로 이동할 수 있어 기력이 쇄한 노약자들에게 매우 유용하다.
하지만, 전동보조기기를 이용함에 있어 노면상에 도로 경계석과 같이 상대적으로 큰 장애물이 있는 경우, 이동약자들은 대처가 어려워 보호자의 도움을 받아야 하는 문제점이 있다. 특히, 인적이 드문 농촌지역에서 전동보조기기를 이용하는 노약자가 비포장도로나 논, 밭 등에 빠지지거나 넘어지는 경우, 즉시 도움을 받기 어렵기 때문에 매우 위험한 상황이 발생될 수 있다.
따라서, 현재 전동보조기기를 이용하는 과정에서 전동보조기기의 컨디션을 실시간으로 모니터링하여 관리하기 위한 시스템이 요구되고 있는 실정이다.
한국등록특허 제10-2445702호
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위함으로써, 이동약자 보행을 위한 전동보조기기(전동휠체어 등)에 설치되어 해당 전동보조기기의 실시간 상태를 측정 및 분석하여 이를 관제 서버로 송신함으로써, 전동보조기기 이용자가 미처 대처하지 못하는 상황이 발생되거나 대처가 어려운 상황이 발생하는 것을 실시간으로 감지하여 신속하게 대응, 조치를 취할 수 있도록 하는 전동보조기기 이용자 사고감지 실시간 모니터링 시스템을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전동보조기기 이용자 사고감지 실시간 모니터링 시스템은 전동보조기기에 설치되며, 상기 전동보조기기에 대한 상태 데이터를 수집하는 데이터 수집부(110) 및 상기 데이터 수집부(110)로부터 송신되는 상태 데이터를 분석하여 이상 상태를 판단하고, 이상 상태로 판단되는 경우 기 등록된 관리 단말로 사고감지 메시지를 송신하는 관제 서버(120)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 데이터 수집부(110)는 상기 전동보조기기의 수평 상태를 측정하는 자이로 센서(111), 상기 전동보조기기의 위치를 측정하는 GPS 센서(112), 상기 전동보조기기에 탑재된 배터리의 표면 온도를 측정하는 배터리 온도 센서(113) 및 상기 자이로 센서(111), GPS 센서(112) 및 배터리 온도 센서(113)를 통해 측정되는 상태 데이터를 상기 관제 서버(120)로 송신하는 통신부(114)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 데이터 수집부(110)는 상기 전동보조기기에 탑재된 배터리와 전력을 공유할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 통신부(114)는 장거리 무선 데이터 통신방식(NB IoT 통신방식)을 이용하여 상태 데이터를 상기 관제 서버(120)로 송신할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 통신부(114)는 기 설정된 주기로 상태 데이터를 상기 관제 서버(120)로 송신할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 통신부(114)는 기 설정된 주기로 상태 데이터를 상기 관제 서버(120)로 송신하되, 상기 자이로 센서(111)를 통해 측정된 수평 상태가 기 설정된 상태를 벗어나는 경우, 즉시 상태 데이터를 상기 관제 서버(120)로 송신할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 통신부(114)는 상기 GPS 센서(112)를 통한 측정 결과 값이 없을 경우 GPS 위치에 대한 통신이 되지 않는 실내에 존재하는 것으로 판단하여 상태 데이터 송신은 진행하되 관제서버 상의 위치 표시는 하지 않을 수 있다.
일 실시예에서, 상기 통신부(114)는 JSON 포맷 방식을 이용하여 상태 데이터의 포맷을 변환하여 상기 관제 서버(120)로 송신할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 데이터 수집부(110)는 전동보조기기 별 ID정보 및 기종 정보, 각 전동보조기기 별 매칭되는 사용자 정보 및 전동보조기기 별 사고이력정보가 상기 관제 서버(120) 상에 등록 및 저장되도록 할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 관제 서버(120)는 상기 자이로 센서(111)를 통해 측정되는 x축 좌표값 및 y축 좌표값이 수평 상태를 기준으로 약 1분 30초 동안 속도 값이 변화가 없고 사고감지 알고리즘에 의한 위험지수가 기준치 이상인 상태가 기 설정된 시간 이상 지속될 경우, 전동보조기기가 전복된 것으로 판단하여, 기 등록된 관리 단말로 상기 사고감지 메시지를 송신할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 이동약자 보행을 위한 전동보조기기(전동휠체어 등)에 설치되어 해당 전동보조기기의 실시간 상태를 측정 및 분석하여 이를 관제 서버로 송신함으로써, 전동보조기기 이용자가 미처 대처하지 못하는 상황이 발생되거나 대처가 어려운 상황이 발생하는 것을 실시간으로 감지하여 신속하게 대응, 조치를 취할 수 있는 이점을 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동보조기기 이용자 사고감지 실시간 모니터링 시스템(100)의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동보조기기 이용자 사고감지 실시간 모니터링 시스템(100)을 통해 전동보조기기가 실시간 모니터링되는 개념을 나타낸 도면이다.
도 3은 데이터 수집부(110)의 구성을 보다 구체적으로 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동보조기기 이용자 사고감지 실시간 모니터링 시스템(100)의 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동보조기기 이용자 사고감지 실시간 모니터링 시스템(100)을 통해 전동보조기기가 실시간 모니터링되는 개념을 나타낸 도면이며, 도 3은 데이터 수집부(110)의 구성을 보다 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 3을 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동보조기기 이용자 사고감지 실시간 모니터링 시스템(100)은 크게 전동보조기기에 설치되는 데이터 수집부(110) 및 관제 서버(120)를 포함하여 구성될 수 있다.
데이터 수집부(110)는 전동보조기기(예를 들어, 전동휠체어)에 설치되어, 전동보조기기의 실시간 상태를 다양한 센서를 통해 측정함으로써 상태 데이터를 생성한다. 생성된 상태 데이터는 원격지의 관제 서버(120)로 송신되며, 관제 서버(120)에서는 해당 상태 데이터를 토대로 이상 상태를 분석하고, 이를 토대로 기 등록된 관리 단말로 사고감지 메시지를 송신하게 된다.
보다 구체적으로, 데이터 수집부(110)는 전동보조기기의 실시간 상태를 측정하기 위한 자이로 센서(111), GPS 센서(112), 배터리 온도 센서(113)와, 이를 통해 측정된 각종 정보들을 관제 서버(120)로 송신하기 위한 통신부(114)로 구성된다. 이때, 데이터 수집부(110)는 전동보조기기 별 ID정보 및 기종 정보, 각 전동보조기기 별로 매칭되는 이용자(사용자) 정보 및 전동보조기기 별 사고정보를 통신부(114)를 통해 관제 서버(120)로 송신하여 등록되도록 한다.
자이로 센서(111)는 전동보조기기의 수평 상태를 측정하며, 이를 통신부(114)를 통해 관제 서버(120)로 송신하게 된다. 관제 서버(120)에서는 자이로 센서(111)는 전동보조기기에 초기 설치 시, 전동보조기기의 디폴트 수평 상태를 측정 및 저장하고, 이후로 측정되는 수평 상태를 디폴트 수평 상태와 비교하게 된다.
이를 위하여, 자이로 센서(111)는 전동보조기기의 최초 이용 시, 이용자에게 전동보조기기를 수평한 위치로 위치시켜 디폴트 수평 상태를 측정할 수 있도록 유도할 수 있다. 예를 들어, 별도의 디스플레이장치(미도시) 혹은 스피커(미도시) 등을 이용하여, '전동보조기기를 수평하게 위치시키세요', '전동보조기기를 수평한 장소로 이동하세요' 등과 같은 텍스트 메시지창이나 음성 메시지를 출력할 수 있다.
한편, 자이로 센서(111)는 전동보조기기에 탑재된 배터리와 연결되어, 해당 배터리의 전력을 공유하여 동작될 수 있다.
GPS 센서(112)는 전동보조기기의 위도값 및 경도값을 표준시 기준으로 측정하며, 이를 통신부(114)를 통해 관제 서버(120)로 송신할 수 있다. 관제 서버(120)에서는 이를 토대로 해당 전동보조기기가 안전한 위치에 있는지, 혹은 안전한 상태, 컨디션을 유지하고 있는지 등을 판단할 수 있다.
GPS 센서(112)를 통해 측정되는 위치 정보는 원격지의 관제 서버(120)로 송신되어, 관리자로 하여금 전동보조기기를 이용하는 이용자들의 실시간 위치를 파악할 수 있도록 한다. 관제 서버(120)에서는 만약 해당 전동보조기기를 이용하는 이용자가 사고다발지역을 향해 이동하거나, 현재 사고다발지역에 위치하는 경우, 전동보조기기를 안전한 위치로 이동하도록 유도할 수 있다. 예를 들어 별도의 디스플레이장치 혹은 스피커를 통해 '사고다발지역입니다. 운행 시 주의하세요', '전동보조기기를 안전한 장소로 이동하세요' 등과 같은 텍스트 메시지창이나 음성 메시지를 출력할 수 있다.
또한, GPS 센서(112)를 통해 측정되는 위치 정보는 이용자가 전동보조기기를 이용하고 있는지 여부를 파악하는데 이용될 수도 있다.
예를 들어, GPS 센서(112)를 통한 위치 측정 결과, 위치 정보가 측정되지 않을 경우는 해당 전동보조기기가 현재 운행하지 않는 상태에 해당하기 때문에, GPS 센서(112)는 초절전모드로 구동되어 통신부(114)를 통한 상태 데이터 송신이 중지될 수 있다.
한편, GPS 센서(112)도 마찬가지로 전동보조기기에 탑재된 배터리와 연결되어, 해당 배터리의 전력을 공유하여 동작될 수 있다.
배터리 온도 센서(113)는 전동보조기기에 탑재된 배터리의 표면 온도를 측정하여, 현재 전동보조기기가 정상적으로 운행 중인지, 운행하지 않는지, 운행 위치 대비 배터리가 과가열 혹은 과냉각 되었는지 등을 다각도로 측정하고, 이렇게 측정된 측정 데이터를 통신부(114)를 통해 관제 서버(120)로 송신할 수 있다.
이때, 배터리 온도 센서(113)는 전동보조기기에 탑재된 배터리와 직접적으로 연결되어 배터리의 표면 온도를 직접 측정할 수도 있고, 또는 이격된 상태에서 배터리의 표면 온도를 간접 측정할 수도 있다.
또한, 배터리 온도 센서(113)는 전동보조기기의 최초 배터리 표면 온도를 측정하여 이를 관제 서버(120)로 송신하고, 관제 서버(120)에서는 전동보조기기에 초기 설치 시, 배터리의 디폴트 표면 온도를 측정 및 저장하고, 이후로 측정되는 표면 온도를 디폴트 표면 온도와 비교하게 된다.
이를 위하여, 배터리 온도 센서(113)는 전동보조기기의 최초 이용 시, 이용자에게 전동보조기기의 디폴트 표면 온도를 측정할 수 있도록 유도할 수 있다. 예를 들어, 별도의 디스플레이장치(미도시) 혹은 스피커(미도시) 등을 이용하여, '전동보조기기를 구동하지 않은 상태에서 온도 측정을 진행합니다' 등과 같은 안내 메시지를 출력할 수 있다.
한편, 배터리 온도 센서(113)도 마찬가지로 전동보조기기에 탑재된 배터리와 연결되어, 해당 배터리의 전력을 공유하여 동작될 수 있다.
통신부(114)는 자이로 센서(111), GPS 센서(112) 및 배터리 온도 센서(113)를 측정된 상태 데이터(수평 상태, 위치 정보, 배터리 표면 온도)를 원격지의 관제 서버(120)로 송신하는 역할을 한다.
이때, 통신부(114)는 장거리 무선 데이터 통신방식(NB IoT 통신방식)을 이용하여 상태 데이터를 실시간으로 전송하게 되는데, 전동보조기기의 배터리 소모를 최소화하기 위하여 일정한 주기에 따라 송신하게 된다.
만약, 전동보조기기가 정상적으로 작동중인 상태에서 상태 데이터가 전송되지 않는 경우, 관리자가 데이터 수집부(110)의 고장 여부와 이를 구분하기 어렵기 때문에, 통신부(114)는 예를 들어 30초 간격으로 상태 데이터를 또는 수시로 이상 상태 데이터를 관제 서버로 송신하게 된다.
한편, 통신부(114)는 기 설정된 주기로 이상 상태 데이터 및 상태 데이터를 관제 서버로 송신하되, 자이로 센서(111)를 통해 측정된 수평 상태가 기 설정된 상태를 벗어나는 경우, 즉시 상태 데이터를 관제 서버로 송신할 수 있다.
예를 들어, 자이로 센서(111)를 통해 측정되는 x축 좌표값, y축 좌표값, z축 좌표값 중에서 지구 중심방향인 z축으로만 자이로 센서값이 감지되는 경우, 해당 전동보조기기는 완전히 수평 상태에 해당한다. 하지만, 전동보조기기가 이동하거나 정지 시에는 기울기로 인해 x축 및 y축에 대한 좌표값이 변화된다.
만약, x축 좌표값 및 y축 좌표값이 수평 상태를 기준으로 약 1분 30초 동안 속도 값이 변화가 없고 사고감지 알고리즘에 의한 위험지수가 기 설정된 기준치 이상인 상태가 일정시간(예를 들어, 31초~1분30초 내) 지속될 경우, 사고감지 알고리즘이 임베디드된 SW는 통신부(114)를 통해 관제 서버(120)로 송신할 수 있는 것이다.
또한, 통신부(114)는 상태 데이터를 관제 서버(120)로 송신함에 있어서, JSON 포맷 방식을 이용하여 포맷을 변환함으로써, 관제 서버(120)에서 상태 데이터를 용이하게 이용할 수 있도록 한다.
관제 서버(120)는 데이터 수집부(110)로부터 송신되는 상태 데이터(수평 상태, 위치 정보, 배터리 표면 온도)를 토대로 전동보조기기의 이상 상태를 판단하고, 이상 상태가 발생된 것으로 판단되는 경우 기 등록된 관리 단말에게 이를 알리기 위한 사고감지 메시지를 송신할 수 있다.
예를 들어, 관제 서버(120)는 자이로 센서(111)를 통해 송신되는 수평 정보를 토대로, 전동보조기기가 수평 상태인지, 기울어져 있거나 전복되어 있는지, 넘어진 상태인지 등을 파악할 수 있다. 또한 GPS 센서(112)를 통해 송신되는 위치 정보를 토대로, 전동보조기기가 위험지역(예를 들어, 사고다발지역 등)에 위치하는지, 전동보조기기가 이용되지 않고 주차되어 있는지 등을 파악할 수 있다. 또한 배터리 온도 센서(113)를 통해 송신되는 배터리 표면 온도를 토대로, 전동보조기기의 과구동이나 배터리가 성능저하 상태가 되었는지 등을 파악할 수 있다.
살펴본 바와 같이, 본원발명에 따른 전동보조기기 이용자 사고감지 실시간 모니터링 시스템(100)은 현재 보급된 전동보조기기의 별도 개조 없이도 전동보조기기에 설치 가능하며, 특히 데이터 수집부(110)의 경우 전동보조기기 전면 또는 후면에 마련된 수납함에 간단하게 설치될 수 있으며, 좌석 하단의 배터리 상측에 설치됨으로써 전동보조기기의 배터리와 전력을 공유할 수 있기 때문에 별도의 전원 공급원이 불필요한 이점을 가진다.
또한, 전동보조기기에 대한 배터리 온도, 현재 위치, 수평 정보 등을 실시간으로 수집하여 송신할 수 있기 때문에, 관제 서버에서 이를 실시간으로 파악할 수 있어 , 전동보조기기 이용자가 미처 대처하지 못하는 상황이 발생되거나 대처가 어려운 상황이 발생하는 것을 실시간으로 감지하여 신속하게 대응, 조치를 취할 수 있는 이점을 가진다.
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: 전동보조기기 이용자 사고감지 실시간 모니터링 시스템
110: 데이터 수집부
111: 자이로 센서
112: GPS 센서
113: 배터리 온도 센서
114: 통신부
120: 관제 서버

Claims (10)

  1. 전동보조기기에 설치되며, 상기 전동보조기기에 대한 상태 데이터를 수집하는 데이터 수집부(110); 및
    상기 데이터 수집부(110)로부터 송신되는 상태 데이터를 분석하여 이상 상태를 판단하고, 이상 상태로 판단되는 경우 기 등록된 관리 단말로 사고감지 메시지를 송신하는 관제 서버(120);를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전동보조기기 이용자 사고감지 실시간 모니터링 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 수집부(110)는,
    상기 전동보조기기의 수평 상태를 측정하는 자이로 센서(111);
    상기 전동보조기기의 위치를 측정하는 GPS 센서(112);
    상기 전동보조기기에 탑재된 배터리의 표면 온도를 측정하는 배터리 온도 센서(113); 및
    상기 자이로 센서(111), GPS 센서(112) 및 배터리 온도 센서(113)를 통해 측정되는 상태 데이터를 상기 관제 서버(120)로 송신하는 통신부(114);를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전동보조기기 이용자 사고감지 실시간 모니터링 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 수집부(110)는,
    상기 전동보조기기에 탑재된 배터리와 전력을 공유하는 것을 특징으로 하는, 전동보조기기 이용자 사고감지 실시간 모니터링 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 통신부(114)는,
    장거리 무선 데이터 통신방식(LoRa 통신방식)을 이용하여 상태 데이터를 상기 관제 서버(120)로 송신하는 것을 특징으로 하는, 전동보조기기 이용자 사고감지 실시간 모니터링 시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 통신부(114)는,
    기 설정된 주기로 상태 데이터를 상기 관제 서버(120)로 송신하는 것을 특징으로 하는, 전동보조기기 이용자 사고감지 실시간 모니터링 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 통신부(114)는,
    기 설정된 주기로 상태 데이터를 상기 관제 서버(120)로 송신하되,
    상기 자이로 센서(111)를 통해 측정된 수평 상태가 기 설정된 상태를 벗어나는 경우, 즉시 상태 데이터를 상기 관제 서버(120)로 송신하는 것을 특징으로 하는, 전동보조기기 이용자 사고감지 실시간 모니터링 시스템.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 통신부(114)는,
    상기 GPS 센서(111)를 통한 측정 결과 전동보조기기의 위치값이 변동되지 않을 경우, 전동보조기기가 실내에 위치한 것으로 판단하여, 상기 상태 데이터는 상기 관제 서버(120)로 송신하되, 상기 관제 서버(120) 상에 전동보조기기의 위치가 표시되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는, 전동보조기기 이용자 사고감지 실시간 모니터링 시스템.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 통신부(114)는,
    JSON 포맷 방식을 이용하여 상태 데이터의 포맷을 변환하여 상기 관제 서버(120)로 송신하는 것을 특징으로 하는, 전동보조기기 이용자 사고감지 실시간 모니터링 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 수집부(110)는,
    전동보조기기 별 ID정보 및 기종 정보, 각 전동보조기기 별 매칭되는 사용자 정보 및 전동보조기기 별 사고이력정보가 상기 관제 서버(120) 상에 등록 및 저장되도록 하는 것을 특징으로 하는, 전동보조기기 이용자 사고감지 실시간 모니터링 시스템.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 관제 서버(120)는,
    상기 자이로 센서(111)를 통해 측정되는 x축 좌표값 및 y축 좌표값이 수평 상태를 기준으로 45도 이상인 상태가 기 설정된 시간 이상 지속될 경우, 전동보조기기가 전복된 것으로 판단하여, 기 등록된 관리 단말로 상기 사고감지 메시지를 송신하는 것을 특징으로 하는, 전동보조기기 이용자 사고감지 실시간 모니터링 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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