WO2021085925A1 - 웨이크-업 감지 장치 - Google Patents

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WO2021085925A1
WO2021085925A1 PCT/KR2020/014413 KR2020014413W WO2021085925A1 WO 2021085925 A1 WO2021085925 A1 WO 2021085925A1 KR 2020014413 W KR2020014413 W KR 2020014413W WO 2021085925 A1 WO2021085925 A1 WO 2021085925A1
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heart rate
movement
wake
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양선종
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주식회사 젠다카디언
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    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications

Definitions

  • the present invention relates to a wake-up detection device that detects a person's wake-up by analyzing a person's heart rate, a person's movement, and a person's sleep pattern.
  • a care facility that protects the elderly or patients should periodically check the elderly or patient's condition.
  • a device for detecting a fall of a person can detect only after a person wakes up from a sleep state.
  • technologies and devices for preventing falls by monitoring the elderly or the disabled before falling are not disclosed in many patent documents including Korean Patent Publication No. 10-1860062.
  • a sensor in order to detect the vital signs or movements of the elderly or patients during the night, there is an inconvenience in that a sensor must be directly attached to the body.
  • a process of attaching a sensor or a case in which the battery of the sensor is discharged there is a problem in that it is not possible to detect whether a resident falls.
  • An object of the present invention is to provide a wake-up detection device capable of determining whether a person wakes up by detecting a change in a person's heart rate and a change in movement.
  • Technical object of the present invention is a wake-up detection device capable of determining whether a person wakes up by comparing whether a person's heart rate change and movement change detected in real time coincide with a previously stored sleep pattern. Is to provide.
  • the wake-up detection device includes a sensor that detects a person's movement and a person's bio-signal, and analyzes the movement and the bio-signal recognized by the sensor, and a person sleeps based on the result of analyzing the movement and the bio-signal. And a control unit that determines whether or not to wake up, wherein the control unit determines a change in a person's heart rate when the person is switched from a sleeping state to a non-sleep state, and the control unit determines that the change in the heart rate and the person’s movement are increased. If determined, the first alarm is output.
  • the controller distinguishes between a first heart rate in a sleep state and a second heart rate when awakening, and the controller determines that the human heart rate rises from the first heart rate to the second heart rate, and When it is determined that the movement of the is increased beyond a preset range, the first alarm is output.
  • the preset range means that the range is increased by a preset ratio based on the movement of a person in a sleeping state.
  • control unit includes a database unit that learns and stores information on a person's sleep pattern, and the sleep pattern includes data on a time when a person wakes up and stands up for a predetermined period.
  • the controller outputs a second alarm when the time when the change in the heart rate and the increased movement of the person coincide with the sleep pattern stored in the database.
  • the controller when the sensor detects that a person is standing in a sleeping place, the controller outputs a third alarm.
  • the controller when the sensor detects that a person has fallen in a space adjacent to a sleeping place, the controller outputs a fourth alarm.
  • control unit transmits the first alarm, the second alarm, the third alarm, and the fourth alarm to the terminal through a wireless communication method.
  • the senor is based on at least one of a change in the distance between a person and a sleeping place, a change in the speed of a specific location of the detected person, a change in acceleration of a specific location of the detected person, or a change in the distance between the sensor and the person. Detect the fall behavior of the child.
  • control unit analyzes a person's sleep pattern and is automatically activated at the time the person enters a sleep state.
  • the controller stores data on a change in heart rate and a change in movement, and a time at which the change in heart rate and movement occurs in the database.
  • the wake-up detection device includes a sensor that detects a person's movement and a person's biometric signal, a database unit that learns and stores information on a person's sleep pattern, and the movement, the biometric signal, and the sleep pattern recognized by the sensor. And a control unit for determining whether or not a person wakes up based on a result of analyzing the movement, the biosignal, and the sleep pattern, and the control unit includes a change in a person's heart rate, a change in the person’s movement, and Alarms of a plurality of stages are output in consideration of at least two or more of the sleep patterns.
  • the change in movement is a first change meaning that a person's movement increases beyond a preset range based on the movement of a person in a sleeping state, and a second change means that a person's standing is detected. It includes a change and a third change, meaning that a person has fallen after standing up.
  • the change in heart rate refers to a change in a person's heart rate when the person is converted from a sleeping state to a non-sleep state
  • the sleep pattern is a time when a person wakes up and a time when the person stands for a predetermined period. Includes data on.
  • the controller when the first change and the change in the heart rate are detected, the controller outputs a first alarm.
  • the controller when the first change and the change in the heart rate are sensed and the time at which the first change and the change in the heart rate are sensed coincide with the sleep pattern, the controller outputs a second alarm.
  • the controller when the sensor detects the second change, the controller outputs a third alarm.
  • the controller when the sensor detects the third change, the controller outputs a fourth alarm.
  • the wake-up detection device may detect that a person in a sleeping state wakes up during the night and notify the outside. Accordingly, the wake-up detection device can prevent in advance from injuries to patients, infants, and the elderly after waking up during the night.
  • a guardian can clearly grasp the state of a person being monitored by varying the type of alarm output according to the degree of wake-up.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a situation in which a wake-up detection device according to an embodiment of the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a wake-up detection device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a table showing steps of an alarm according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating that a wake-up detection device according to an embodiment of the present invention detects that a person is converted from a sleeping state to a non-sleeping state.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating that a wake-up detection device according to an embodiment of the present invention detects a person's standing behavior.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating that a wake-up detection device according to an embodiment of the present invention detects a person's falling behavior.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a wake-up detection method according to an embodiment of the present invention.
  • the wake-up detection device includes a sensor that detects a person's movement and a person's bio-signal, and analyzes the movement and the bio-signal recognized by the sensor, and a person sleeps based on the result of analyzing the movement and the bio-signal. And a control unit that determines whether or not to wake up, wherein the control unit determines a change in a person's heart rate when the person is switched from a sleeping state to a non-sleep state, and the control unit determines that the change in the heart rate and the person’s movement are increased. If determined, the first alarm is output.
  • ... unit means a unit that processes at least one function or operation, and this It can be implemented in combination.
  • the names of the configurations are classified into first, second, etc. to distinguish them because the names of the configurations are the same, and are not necessarily limited to the order in the following description.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a situation in which a wake-up detection device according to an embodiment of the present invention is applied
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a wake-up detection device according to an embodiment of the present invention.
  • the wake-up detection device 1 detects a bio-signal of a sleeping person 10 and a movement of the person 10 to switch the person 10 from a sleeping state to a non-sleeping state. You can judge what is going on.
  • the wake-up detection device 1 may include a sensor 100, a control unit 200 and a terminal 300.
  • the sensor 100 may detect a change in the movement of the person 10 and the biosignal of the person 10 sleeping in the sleeping place 50.
  • the sensor 100 may be located in a place adjacent to the sleeping place 50.
  • the sensor 100 may detect a change in the movement of the person 10 and a biosignal of the person 10 within a certain range based on the sleeping place 50.
  • the sleeping place 50 may include a bed, a sofa, or a floor.
  • the sensor 100 may be installed in the form of a stand near the sleeping place 50 or may be attached to a wall.
  • One sensor 100 may be provided, or a plurality of sensors 100 may be provided.
  • the sensor 100 may be any one of an ultra-wideband communication (IR-UWB) sensor, a Lidar, a frequency modulated continuous wave radar (FMCW RADAR), and a Doppler radar (DOPPLAR RADAR).
  • Ultra wideband communication refers to a radio technology that uses a frequency band of 500MHz or more or that a value defined as a non-bandwidth is 25% or more. The specific bandwidth means the bandwidth of the signal compared to the center frequency.
  • Ultra wideband communication (UWB) is a radio technology that uses a broadband frequency, and has various advantages such as high distance resolution, transmittance, strong immunity to narrow-band noise, and coexistence with other devices that share the frequency.
  • ultra-wideband communication has an advantage in that it can detect even minute movements of an object in terms of ultra-precision distance resolution of 1 cm or less.
  • UWB radar IR-UWB (Impulse-Radio Ultra WideBand) radar
  • UWB radar is a system incorporating such ultra-wideband communication (UWB) technology with radar. It refers to a radar technology that recognizes surrounding conditions by transmitting impulse signals and receiving signals that are reflected back from objects and people.
  • the UWB radar system generates an impulse signal having a time width of several nano-ficoseconds in the signal generator and radiates it at a wide angle or a narrow band angle through a transmission antenna.
  • the radiated signal is reflected by various objects or people in the environment, and the reflected signal may be converted into a digital signal through a receiving antenna and an analog-to-digital converter (ADC).
  • ADC analog-to-digital converter
  • the lidar emits a laser pulse, and receives the return of the laser pulse from a nearby target object, and can measure the distance from the lidar to the object.
  • the radar can detect not only the distance to the target object, but also the speed of the target object, the shape of the target object, etc., and can be used to create a 3D image of the surrounding area.
  • the biosignal may include at least one of a heart rate or a breath of the person 10.
  • the biosignal may be the heart rate of the person 10.
  • the sensor 100 may detect the movement of the chest or stomach of the person 10 by receiving a signal reflected by the person 10, and through this, the heart rate or respiration of the person 10 may be sensed.
  • the sensor 100 may detect the shortest distance to the person 10.
  • the sensor 100 may detect the shortest distance to the person 10 based on a specific position of the person 10.
  • a specific location may mean a part of the body part of the person 10 such as the head, body, and legs of the person 10, and the specific location is the shortest distance from the sensor 100 to the person 10 It may mean the location where is derived. Accordingly, the specific location may mean a location that changes in real time according to the movement of the person 10.
  • the sensor 100 may determine the standing and falling behavior of the person 10 based on the shortest distance to the person 10.
  • Optimal information for determining the standing and falling behavior may be the height of a specific position of the person 10. For example, when the person 10 is standing up, the sensor 100 may detect the body of the person 10. When the person 10 is standing, the distance from the body of the person 10 to the sensor 100 may be the shortest distance. Conversely, when the person 10 falls, various parts such as the body, head, and legs of the person 10 may be defined as specific positions according to the direction in which the person 10 fell.
  • the sensor 100 may detect a fall behavior of the person 10 based on a sudden change in a specific position of the person 10 and a change in speed and acceleration of a specific position of the person 10.
  • the control unit 200 may include a determination unit 210, a database unit 230, and an alarm unit 250.
  • the determination unit 210, the database unit 230, and the alarm unit 250 may be classified according to functions of the control unit 200.
  • the determination unit 210 may detect whether the person 10 is in a sleeping state or a non-sleep state through a change in breathing, a change in heart movement, a change in heart rate, and a change in the movement of the person 10.
  • the determination unit 210 may analyze the movement of the person 10 and the biosignal of the person 10 recognized by the sensor 100, and the person 10 may sleep based on the result of analyzing the movement and the biosignal. You can determine whether or not you wake up from.
  • the change in movement is a first change, which means that the movement of the person 10 is increased beyond a preset range based on the movement of the person 10 in the sleeping state, which means that the person 10 is standing up.
  • a second change to be made and a third change to indicate that the person 10 has fallen after standing up may be included.
  • the determination unit 210 is based on a change in the heart rate of the person 10 when it is converted from a sleeping state to a non-sleeping state and a change in the movement of the person 10 when it is converted from a sleeping state to a non-sleeping state. Thus, it can be determined whether or not the person 10 has awakened.
  • the heart rate of the person 10 may be 50 BPM to 60 BPM
  • the heart rate of the person 10 when the sleep state is converted to the non-sleep state may be 65 BPM to 70 BPM.
  • the controller 200 may store or learn the heart rate in the sleeping state of the person 10 in advance.
  • the heart rate of the person 10 at the time of transition from the sleep state to the non-sleep state may be increased by a preset rate from the heart rate of the person 10 in the sleep state.
  • the heart rate at the time of transition from the sleep state to the non-sleep state may be a heart rate that is increased by about 10% compared to the heart rate in the sleep state.
  • the preset ratio may be changed by the user or may be changed based on data learned by the controller 200.
  • the determination unit 210 may determine whether the person 10 awakens (the first change in movement) when the movement of the person 10 in the sleeping state increases beyond a preset range. . That is, when the movement of the person 10 increases by a certain level based on the data of the sensor 100 that detects the change in the movement of the person 10, the determination unit 210 is in a sleep state to a non-sleep state. It can be judged that it is being converted to.
  • the preset range may mean that the range is increased by a preset ratio based on the movement of the person in the sleeping state. For example, the preset range may be about 20%.
  • the control unit 200 may store or learn the degree of movement of the person 10 in the sleep state in advance. I can.
  • the determination unit 210 may determine that the person 10 stands in the sleeping place 50 (the second change in movement) based on the data sensed by the sensor 100. Standing up by the person 10 may have a meaning including both an act of lying down and sitting in the sleeping place 50 and an act of standing up completely.
  • the determination unit 210 may determine that the person 10 falls (a third change in movement) after standing in the sleeping place 50 based on the data sensed by the sensor 100.
  • the determination unit 210 may set a Cartesian coordinate system with a direction toward the plurality of sensors 100 as one axis.
  • the determination unit 210 may set the coordinates of the image sensors 100 so that two other coordinates other than the coordinates in the direction in which the sensors 100 are disposed are the same. That is, the sensors 100 may be set to be disposed at the same coordinates other than the coordinates of one axis. Therefore, by combining the information on the shortest distances to the person 10 measured by each of the sensors 100 and the information on the distance between the sensors 100, the determination unit 210 is Can be calculated. In addition, since the determination unit 210 receives information on the shortest distance detected by the sensors 100 in real time, the change in height of the person 10 can be continuously monitored.
  • the determination unit 210 may determine that the person 10 has fallen when the height of the person 10 is rapidly lowered, and that the person 10 is standing up when the height of the person 10 is rapidly increased. I can judge. In this case, the determination unit 210 may consider a relationship between the ground or the height of the sleeping place 50 and the person 10.
  • the determination unit 210 may not be limited to the above method for detecting the standing and falling behavior of the person 10.
  • the database unit 230 may store and learn data on the heart rate of the person 10 in the sleeping state and the heart rate when the person 10 is converted from the sleeping state to the non-sleeping state. Depending on the person, the heart rate in the sleeping state and the heart rate in the transition from the sleep state to the non-sleep state may vary. Accordingly, the database unit 230 may store different heart rate criteria for determining sleep and non-sleep according to the user.
  • the database unit 230 may store and learn data on the movement of the person 10 in the sleeping state and the movement when the person 10 is switched from the sleeping state to the non-sleeping state. Depending on the person 10, the movement in the sleeping state and the position of office at the time of transition from the sleeping state to the non-sleeping state may vary. Accordingly, depending on the user, the database unit 230 may store different criteria for movement change determining sleep and non-sleep.
  • the database unit 230 may learn and store information on the sleep pattern of the person 10.
  • the sleep pattern may include data on a time a person wakes up and a time standing up for a predetermined period.
  • the database unit 230 may store data that monitors the sleep pattern of the person 10 for a preset period. Therefore, the database unit 230 is a variety of data on the frequency of awakening of the person 10 during sleep, when generally awakening when awakening, the frequency of standing up after waking up, and the time standing up after waking up, etc. Can be saved.
  • the database unit 230 may store data on a change in heart rate and a change in motion, and a time when a change in heart rate and a change in motion occurs.
  • the determination unit 210 may determine whether a time when a change in heart rate and a change in movement of the person 10 sensed in real time coincide with a sleep pattern stored in the database unit 230.
  • the determination unit 210 determines the data detected by the sensor 100 when the time when the change in heart rate and movement of the person 10 sensed in real time and the sleep pattern stored in the database unit 230 match. It can be judged that the reliability is high. For example, the sleep pattern stored in the database unit 230 stores that the person 10 frequently wakes up between 3 am and 4 am.
  • the determination unit 210 determines that the person 10 is transitioning from a sleeping state to a non-sleeping state as a result of analyzing the change in the heart rate and the movement of the person 10 detected by the sensor 100,
  • the determination that the person 10 has woke up may be determined to be highly reliable.
  • the determination unit 210 may set the activation time of the wake-up device 10 by using the data on the sleep pattern of the person 10 in the database unit 230. Specifically, the wake-up device 1 may be automatically activated based on data on the time when the person 10 enters the sleep state.
  • the alarm unit 250 outputs an alarm of a plurality of stages in consideration of at least two or more factors among a change in a bio-signal of the person 10 (especially, a change in heart rate), a change in the movement of the person 10, and a sleep pattern. can do.
  • the determination unit 210 may set a plurality of wake-up steps based on the state of the person 10. For example, in the first wake-up step, the determination unit 210 determines a non-sleep state based on a change in heart rate and a change in movement, and in the second wake-up step, the determination unit 210 determines the heart rate.
  • the non-sleep state is determined based on whether the change, the change of movement, and the sleep pattern coincide with the change of the heart rate and movement detected in real time.
  • the determination unit 210 determines the non-sleeping state based on the detection of the standing of the person 10
  • the determination unit 210 It is to judge the non-sleeping state based on the detection of the falling behavior after standing in 10).
  • the fourth wake-up step is for informing the outside that the person 10 falls down after waking up, and may be a step for determining that a baby, a patient, an elderly person, etc. is in a dangerous state at dawn.
  • the alarm unit 250 may output alarms of a plurality of stages based on the wake-up stages determined by the determination unit 210. For example, the alarm unit 250 may output a first alarm in a first wake-up step, output a second alarm in a second wake-up step, and may output a second alarm in a third wake-up step. 3 alarms can be output, and a fourth alarm can be output in the fourth wake-up step.
  • the alarm output from the alarm unit 250 may be transmitted to the terminal 300 or may be output as a voice.
  • the alarm unit 250 may transmit a first alarm, a second alarm, a third alarm, and a fourth alarm to the terminal 300 through a wireless communication method. For example, an alarm transmitted to the terminal 300 may be displayed through a display of the terminal 300 or may be output as a voice through a speaker of the terminal 300.
  • the wake-up detection device 1 may detect that the person 10 in the sleeping state wakes up during the night and inform the outside. Accordingly, the wake-up detection device 1 can prevent in advance from injuries to patients, infants, and the elderly after waking up during the night.
  • the wake-up detection device 1 sequentially outputs an alarm of several stages, thereby protecting or observing the person 10 to sequentially inform the current state of the person 10. I can. Therefore, the guardian can prevent accidents that may occur to the person 10 in advance.
  • FIG. 3 is a table showing steps of an alarm according to an embodiment of the present invention.
  • the measurement factor may include a first measurement factor, a second measurement factor, a third measurement factor, a fourth measurement factor, and a fifth measurement factor.
  • the first measurement factor may be a change in a person's heart rate.
  • the controller 200 may distinguish between a first heart rate in a sleep state and a second heart rate when awakening, and the first measurement factor is that the human heart rate rises from the first heart rate to the second heart rate. It can mean.
  • the second measurement factor may be a change in a person's movement.
  • the control unit 200 can distinguish between the first movement in the sleeping state and the second movement when waking up, and the second measurement factor is that the degree of a person's movement changes from the first movement to the second movement. It can mean being.
  • the second motion may mean that the motion is increased by a preset ratio compared to the first motion.
  • the third measurement factor may mean whether or not a time at which a change in a person's heart rate and a change in movement occurs coincide with a sleep pattern stored in the database unit 230.
  • the third measurement factor may mean a case in which the time at which the change in heart rate and movement of the person sensed in real time is generated coincides with the time pattern of the person's frequent waking up during the night stored in the database unit 230.
  • the fourth measurement factor may mean that a person's standing behavior is detected.
  • a person's standing act means standing up after a person enters a sleeping state, and can be interpreted as including both sitting in a sleeping place or standing completely.
  • the fifth measurement factor may mean that a person's falling behavior is detected.
  • a person's fall behavior can mean that a person falls after standing up.
  • the controller 200 may output a first alarm when data sensed by the sensor 100 satisfies both the first measurement factor and the second measurement factor.
  • the controller 200 may output a second alarm when data sensed by the sensor 100 satisfies all of the first measurement factor, the second measurement factor, and the third measurement factor.
  • the controller 200 may output a third alarm when data sensed by the sensor 100 satisfies the fourth measurement factor.
  • the controller 200 may output a fourth alarm when the data sensed by the sensor 100 satisfies the fifth measurement factor.
  • the controller 200 may be designed to output a fourth alarm when both the fourth measurement factor and the fifth measurement factor are satisfied.
  • a guardian can clearly grasp the state of a person being monitored by varying the type of alarm output according to the degree of wake-up.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating that a wake-up detection device according to an embodiment of the present invention detects that a person is converted from a sleeping state to a non-sleeping state.
  • the person 10 may move finely within the sleeping place 50, and the heart rate of the Sarim 10 may be increased more than in the sleeping state.
  • the sensor 100 of the wake-up device 1 is disposed in a space adjacent to the sleeping place 50 to detect a change in heart rate and a change in movement of the person 10.
  • the determination unit 210 may determine whether the data sensed by the sensor 100 satisfies both the first measurement factor and the second measurement factor.
  • the determination unit 210 may determine that the person 10 is transitioning from a sleeping state to a non-sleeping state. In other words, the determination unit 210 may determine that the person 10 has woke up or is just before waking up. In this case, the alarm unit 250 may output a first alarm.
  • the determination unit 210 may determine whether the data sensed by the sensor 100 satisfies all of the first measurement factor, the second measurement factor, and the third measurement factor.
  • the determination unit 210 may determine that the person 10 is transitioning from a sleeping state to a non-sleeping state. Further, when the time at which the change in heart rate and movement of the person 10 occurs coincides with the sleep pattern stored in the database unit 230, the determination unit 210 will wake up or wake up from the person 10. It can be determined that it is.
  • the determination unit 210 may determine that a situation in which the first measurement factor, the second measurement factor, and the third measurement factor are satisfied is a more reliable situation than a situation in which the first measurement factor and the second measurement factor are satisfied.
  • a highly reliable situation may mean that the person 10 has awakened or is more certain to wake up.
  • the alarm unit 250 may output a second alarm.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating that a wake-up detection device according to an embodiment of the present invention detects a person's standing behavior.
  • the person 10 may stand in the sleeping place 50 after waking up.
  • the person 10 is sitting on the bed, and the sensor 100 may detect the person sitting on the bed.
  • the determination unit 210 may determine whether the data sensed by the sensor 100 satisfies the fourth measurement factor.
  • the alarm unit 250 may output a third alarm.
  • the sensor 100 continuously measures the shortest distance between the person 10 and the sensor 100, and the determination unit 210 determines whether the shortest distance between the person 10 and the sensor 100 changes. Can be monitored.
  • the determination unit 210 determines whether the shortest distance between the person 10 and the sensor 100 changes, whether the person 10 is detected at the position where the sensor 100 is disposed, the sleeping place 50 and the person ( Whether the person 10 is standing may be determined based on whether the distance between the specific positions of 10) fluctuates and whether the speed and acceleration of the specific position of the person 10 fluctuates. For example, when the height of the person 10 suddenly increases, the determination unit 210 may determine that the person 10 is standing.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating that a wake-up detection device according to an embodiment of the present invention detects a person's falling behavior.
  • the person 10 may fall after standing. In patients, infants, and the elderly, falls often occur after waking up.
  • the sensor 100 may continuously detect the person 10 to determine whether there is a fall behavior after the person 10 stands.
  • the determination unit 210 may determine whether the data sensed by the sensor 100 satisfies the fifth measurement factor. In this case, the alarm unit 250 may output a fourth alarm.
  • the sensor 100 continuously measures the shortest distance between the person 10 and the sensor 100, and the determination unit 210 determines whether the shortest distance between the person 10 and the sensor 100 changes. Can be monitored.
  • the determination unit 210 determines whether the shortest distance between the person 10 and the sensor 100 changes, whether the person 10 is detected at the position where the sensor 100 is disposed, the sleeping place 50 and the person ( It is possible to determine whether the person 10 has fallen based on whether the distance between the specific positions 11 of 10) fluctuates, and whether the speed and acceleration of the specific position of the person 10 fluctuates. For example, if the height of the person 10 suddenly decreases, the determination unit 210 may determine that the person 10 has fallen, and the speed or acceleration of the specific position 11 of the person 10 is rapidly decreased. If there is a change, the determination unit 210 may determine that the person 10 has fallen.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a wake-up detection method according to an embodiment of the present invention.
  • the senor may detect a person's bio-signal and a person's movement.
  • the biological signal may include a person's breathing, heart rate, chest movement, and the like.
  • the biosignal may be a human heart rate (S100).
  • the sensor can detect fluctuations in a person's heart rate. Specifically, the sensor may detect a change from the reference heart rate in the sleep state to the reference heart rate in the non-sleep state. In addition, the sensor may detect that the degree of movement is changed from the reference movement in the sleeping state to the reference movement in the non-sleeping state (S200).
  • the control unit may determine whether a person is awakened based on the data measured by the sensor.
  • the control unit detects that the level of movement fluctuates from the reference heart rate in the sleep state to the reference heart rate in the non-sleep state, and the degree of movement changes from the reference movement in the sleep state to the reference movement in the non-sleep state, the person is awakened. I can judge. Accordingly, the control unit may output the first alarm to notify that the person has woke up.
  • the sensor may continuously detect the person's bio-signal and the person's movement (S300).
  • the controller may determine whether a time when a change in heart rate and a change in motion of the person measured by the sensor is detected coincides with a sleep pattern stored in the database. You can learn and store information about your sleep patterns.
  • the sleep pattern may include data on a time a person wakes up and a time standing up for a predetermined period (S400).
  • the controller may output a second alarm. That is, if the time when a change in heart rate and movement of a person measured by the sensor is detected and the sleep pattern stored in the database match, the probability of a person awakening from a case where only change in heart rate and movement of a person is detected. It can be judged that this is a high case. If the time when the sensor's heart rate change and movement change is detected and the sleep pattern stored in the database do not match, the control unit matches the time when the person's heart rate change and movement change measured by the sensor is detected and the sleep pattern. Whether or not it can be continuously determined (S500).
  • the sensor can detect a person's standing behavior.
  • the person's standing behavior may be determined by the controller based on data sensed by the sensor (S600).
  • the control unit may output a third alarm.
  • the sensor may continuously detect the movement of the person, and the controller may continuously analyze the data detected by the sensor to analyze the movement of the person (S700).
  • the sensor can detect a person's falling behavior.
  • the act of falling may mean that a person has fallen after the act of standing.
  • the fall behavior of a person may be determined by the controller based on data detected by the sensor (S800).
  • the control unit may output a fourth alarm.
  • the sensor may continuously detect the movement of the person, and the controller may continuously analyze the data detected by the sensor to analyze the movement of the person (S900).

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 웨이크-업 감지 장치를 제공한다. 웨이크-업 감지 장치는 사람의 움직임 및 사람의 생체 신호를 감지하는 센서 및 상기 센서가 인식한 상기 움직임 및 상기 생체 신호를 분석하고, 상기 움직임 및 상기 생체 신호를 분석한 결과에 기초하여 사람이 잠에서 깨는지 여부를 판단하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 수면 상태에서 비수면 상태로 전환될 때의 사람의 심박수의 변화를 판단하고, 상기 제어부는 상기 심박수의 변화 및 사람의 움직임이 증가된 것으로 판단하는 경우 제1 알람을 출력한다.

Description

웨이크-업 감지 장치
본 발명은 사람의 심박수, 사람의 움직임 및 사람의 수면 패턴을 분석하여 사람의 웨이크-업을 감지하는 웨이크-업 감지 장치에 관한 것이다.
건강 관리(healthcare)에 관한 관심이 증가됨에 따라, 노인들이나 거동이 불편한 환자가 안심하고 일상생활을 영위할 수 있도록 도와주는 서비스들에 대한 관심이 증가되고 있다. 집에 혼자 거주하는 노인이나 장애인들 및 환자들은 항시 보호자와 같이 있기 힘든 실정이므로 노인이나 장애인이 갑자기 쓰러지는 경우 이를 감지하기 위한 서비스에 대한 연구가 진행되고 있다. 특히, 밤 중에 노인이나 장애인들이 잠에서 깬 이후에 움직이는 과정에서 낙상하는 사고가 빈번하게 발생되고 있다. 또한, 영유아의 경우 밤 중에 잠에서 깬 이후에 낙상하는 일이 종종 발생되고 있다. 사람이 갑자기 쓰러지는 낙상은 사람의 의사에 반해 사람이 지면에서 수직한 상태에서 지면에 평행한 상태로 떨어지거나 넘어져서 다치는 현상을 말한다. 낙상은 신체적으로 기능이 떨어지는 노인이나 장애인에게 더욱 치명적인 현상일 수 있다.
일반적으로 노인이나 환자를 보호하는 보호 시설에서는 주기적으로 노인이나 환자의 상태를 체크해야 한다. 다만, 밤 중에 노인이나 환자가 잠에서 깨거나 움직이는 도중에 낙상하는 것에 대해서는 보호 시설의 근무자가 파악하기 힘든 상황이 발생되기도 한다. 등록특허공보 10-1860062 에 기재된 바와 같이, 사람이 낙상하는 것을 감지하는 장치는 사람이 수면 상태에서 깬 이후 만을 감지할 수 있다. 다만, 노인이나 장애인이 낙상하기 전에 노인이나 장애인을 모니터링하여 낙상을 방지하는 기술 및 장치에 대해서는 등록특허공보 10-1860062을 포함한 많은 특허 문헌에도 개시되어 있지 않는다. 또한, 일반적인 기술을 사용하는 경우, 밤 중에 노인이나 환자의 생체 신호나 움직임을 감지하기 위해서는 몸에 센서를 직접 부착해야 하는 불편이 있었다. 또한, 센서를 부착하는 과정 또는 센서의 배터리가 방전된 경우 등 다양한 경우에 거주자의 낙상 여부를 감지하지 못하는 문제점이 발생되었다.
본 발명의 기술적 과제는 사람의 심박수 변화 및 움직임 변화를 감지하여 사람이 잠에서 깨는지 여부를 판단할 수 있는 웨이크-업 감지 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제는 실시간으로 감지한 사람의 심박수 변화 및 움직임 변화가 발생된 시간과 기저장된 수면 패턴이 일치하는지 여부를 비교하여 사람이 잠에서 깨는지 여부를 판단할 수 있는 웨이크-업 감지 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제는 사람이 잠에서 깬 이후에 발생될 수 있는 기립 행위 및 낙상 행위를 감지하여 이를 보호자에게 알릴 수 있는 웨이크-업 감지 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 웨이크-업 감지 장치를 제공한다. 웨이크-업 감지 장치는 사람의 움직임 및 사람의 생체 신호를 감지하는 센서 및 상기 센서가 인식한 상기 움직임 및 상기 생체 신호를 분석하고, 상기 움직임 및 상기 생체 신호를 분석한 결과에 기초하여 사람이 잠에서 깨는지 여부를 판단하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 수면 상태에서 비수면 상태로 전환될 때의 사람의 심박수의 변화를 판단하고, 상기 제어부는 상기 심박수의 변화 및 사람의 움직임이 증가된 것으로 판단하는 경우 제1 알람을 출력한다.
일 예에 의하여, 상기 제어부는 수면 중인 상태에서의 제1 심박수와 잠에서 깰 때의 제2 심박수를 구분하고, 상기 제어부는 사람의 심박수가 제1 심박수에서 제2 심박수로 상승하는 것으로 판단하고 사람의 움직임이 기설정된 범위 이상으로 증가되는 것으로 판단하는 경우 상기 제1 알람을 출력한다.
일 예에 의하여, 상기 기설정된 범위는 수면 중인 상태의 사람의 움직임을 기준으로 기설정된 비율만큼 증가된 것을 의미한다.
일 예에 의하여, 상기 제어부는 사람의 수면 패턴에 대한 정보를 학습하고 저장한 데이터베이스부를 포함하고, 상기 수면 패턴은 기설정된 기간 동안 사람이 잠에서 깬 시간 및 기립한 시간에 대한 데이터를 포함한다.
일 예에 의하여, 상기 제어부는 상기 심박수의 변화 및 사람의 움직임이 증가된 시간이 상기 데이터베이스부에 저장된 상기 수면 패턴과 일치하는 경우 제2 알람을 출력한다.
일 예에 의하여, 상기 센서가 사람이 수면 장소에서 기립한 것을 감지하는 경우, 상기 제어부는 제3 알람을 출력한다.
일 예에 의하여, 상기 센서가 사람이 수면 장소와 인접한 공간 내에서 낙상한 것을 감지하는 경우, 상기 제어부는 제4 알람을 출력한다.
일 예에 의하여, 상기 제어부는 상기 제1 알람, 상기 제2 알람, 상기 제3 알람 및 상기 제4 알람을 무선 통신 방식으로 단말을 향해 전송한다.
일 예에 의하여, 상기 센서는 사람과 수면 장소 간의 거리 변화, 감지된 사람의 특정 위치의 속도 변화, 감지된 사람의 특정 위치의 가속도 변화 또는 센서와 사람 간의 거리 변화 중 적어도 하나 이상에 기초하여 사람의 낙상 행위를 감지한다.
일 예에 의하여, 상기 제어부는 사람의 수면 패턴을 분석하여 사람이 수면 상태에 들어가는 시간에 자동으로 활성화된다.
일 예에 의하여, 상기 제어부는 심박수의 변화 및 움직임의 변화에 대한 데이터 및 심박수의 변화 및 움직임의 변화가 발생된 시간을 데이터베이스부에 저장한다.
본 발명의 실시예에 따른 웨이크-업 감지 장치를 제공한다. 웨이크-업 감지 장치는 사람의 움직임 및 사람의 생체 신호를 감지하는 센서, 사람의 수면 패턴에 대한 정보를 학습하고 저장한 데이터베이스부 및 상기 센서가 인식한 상기 움직임, 상기 생체 신호 및 상기 수면 패턴을 분석하고, 상기 움직임, 상기 생체 신호 및 상기 수면 패턴을 분석한 결과에 기초하여 사람이 잠에서 깨는지 여부를 판단하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 사람의 심박수의 변화, 사람의 움직임의 변화 및 상기 수면 패턴 중 적어도 2개 이상을 고려하여 복수의 단계의 알람을 출력한다.
일 예에 의하여, 상기 움직임의 변화는 수면 중인 상태의 사람의 움직임을 기준으로 기설정된 범위 이상으로 사람의 움직임이 증가되는 것을 의미하는 제1 변화, 사람이 기립한 것이 감지되는 것을 의미하는 제2 변화 및 사람이 기립한 후에 낙상한 것이 감지되는 것을 의미하는 제3 변화를 포함한다.
일 예에 의하여, 상기 심박수의 변화는 수면 상태에서 비수면 상태로 전환될 때의 사람의 심박수의 변화를 의미하고, 상기 수면 패턴은 기설정된 기간 동안 사람이 잠에서 깬 시간 및 사람이 기립한 시간에 대한 데이터를 포함한다.
일 예에 의하여, 상기 제1 변화 및 상기 심박수의 변화가 감지되면, 상기 제어부는 제1 알람을 출력한다.
일 예에 의하여, 상기 제1 변화 및 상기 심박수의 변화가 감지되고 상기 제1 변화와 상기 심박수의 변화가 감지된 시간과 상기 수면 패턴이 일치하는 경우, 상기 제어부는 제2 알람을 출력한다.
일 예에 의하여, 상기 센서가 상기 제2 변화를 감지하는 경우, 상기 제어부는 제3 알람을 출력한다.
일 예에 의하여, 상기 센서가 상기 제3 변화를 감지하는 경우, 상기 제어부는 제4 알람을 출력한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 웨이크-업 감지 장치는 수면 상태에 있는 사람이 밤 중에 깨는 것을 감지하여 이를 외부에 알릴 수 있다. 따라서, 환자, 영유아 및 노인이 밤 중에 잠에서 깬 이후에 상해를 입는 것을 웨이크-업 감지 장치가 미연에 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 웨이크-업의 정도에 따라 출력되는 알람의 종류를 달리함으로써 모니터링하는 사람의 상태를 보호자가 명확하게 파악할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 웨이크-업 감지 장치가 적용된 상황을 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 웨이크-업 감지 장치를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 알람의 단계들을 나타내는 표이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 웨이크-업 감지 장치가 사람이 수면 상태에서 비수면 상태로 전환되는 것을 감지하는 것을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 웨이크-업 감지 장치가 사람의 기립 행위를 감지하는 것을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 웨이크-업 감지 장치가 사람의 낙상 행위를 감지하는 것을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 웨이크-업 감지 방법을 나타내는 순서도이다.
본 발명의 실시예에 따른 웨이크-업 감지 장치를 제공한다. 웨이크-업 감지 장치는 사람의 움직임 및 사람의 생체 신호를 감지하는 센서 및 상기 센서가 인식한 상기 움직임 및 상기 생체 신호를 분석하고, 상기 움직임 및 상기 생체 신호를 분석한 결과에 기초하여 사람이 잠에서 깨는지 여부를 판단하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 수면 상태에서 비수면 상태로 전환될 때의 사람의 심박수의 변화를 판단하고, 상기 제어부는 상기 심박수의 변화 및 사람의 움직임이 증가된 것으로 판단하는 경우 제1 알람을 출력한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.
상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 기술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 기술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 웨이크-업 감지 장치가 적용된 상황을 설명하는 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 웨이크-업 감지 장치를 나타내는 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 웨이크-업 감지 장치(1)는 수면 중인 사람(10)의 생체 신호, 사람(10)의 움직임을 감지하여 사람(10)이 수면 상태에서 비수면 상태로 전환되는 것을 판단할 수 있다. 웨이크-업 감지 장치(1)는 센서(100), 제어부(200) 및 단말(300)을 포함할 수 있다.
센서(100)는 수면 장소(50)에서 수면 중인 사람(10)의 생체 신호 및 사람(10)의 움직임의 변화를 감지할 수 있다. 센서(100)는 수면 장소(50)와 인접한 장소에 위치할 수 있다. 센서(100)는 수면 장소(50)를 기준으로 일정 범위 내의 사람(10)의 생체 신호 및 사람(10)의 움직임의 변화를 감지할 수 있다. 예를 들어, 수면 장소(50)는 침대, 쇼파 또는 바닥 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서(100)는 수면 장소(50) 인근에 스탠드 형으로 설치되거나 벽에 부착될 수 있다. 센서(100)는 하나가 제공되거나, 복수개가 제공될 수 있다.
일 예로, 센서(100)는 초광대역통신(IR-UWB) 센서, 라이다(Lidar), 주파수 변조 연속파 레이더(FMCW RADAR) 및 도플러 레이더(DOPPLAR RADAR) 중 어느 하나일 수 있다. 초광대역통신(UWB)이란 500MHz이상의 주파수대역을 사용하거나 비대역폭으로 정의되는 수치가 25% 이상인 라디오 기술을 의미한다. 비대역폭이란 중심주파수 대비 신호의 대역폭을 의미한다. 초광대역통신(UWB)은 광대역의 주파수를 사용하는 라디오 기술로서, 높은 거리 분해능, 투과성, 협대역 잡음에 대한 강한 면역성, 주파수를 공유하는 타 기기와의 공존성과 같은 다양한 장점을 지닌다. 일 예로, 초광대역통신(UWB)은 1cm 이하의 초정밀 거리 분해능 특성에 있어서 대상체의 미세한 움직임까지 검출할 수 있는 장점이 있다.
IR-UWB(Impulse-Radio Ultra WideBand) 레이더(이하, UWB 레이더라 한다) 기술은 이러한 초광대역통신(UWB) 기술을 레이더에 접목한 시스템으로, 주파수 영역에서의 광대역 특성을 갖는 매우 짧은 지속시간의 임펄스 신호를 송신하여 사물 및 사람으로부터 반사되어 돌아오는 신호를 수신해 주변 상황을 인지하는 레이더 기술을 의미한다. UWB 레이더 시스템은 신호 생성부에서 수 나노-수 피코 초의 시간 폭을 갖는 임펄스 신호를 생성하여 송신 안테나를 통해 광각 또는 협대역의 각도로 방사한다. 방사된 신호는 환경에서의 다양한 사물이나 사람으로 인해 반사되게 되고 반사된 신호는 수신 안테나 및 아날로그-디지털 변환기(ADC)를 거쳐 디지털 신호로 변환될 수 있다.
라이다는 레이저 펄스를 발사하고, 레이저 펄스가 주위의 대상 물체에서 반사되어 돌아오는 것을 수신하여 라이다에서 물체까지의 거리 등을 측정할 수 있다. 라이다는 대상 물체까지의 거리뿐 만 아니라 대상 물체의 속도, 대상 물체의 형상 등을 감지할 수 있고, 나아가 주변의 3차원 영상을 생성하는데 사용될 수 있다.
생체 신호는 사람(10)의 심박수 또는 호흡 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 바람직하게는 생체 신호는 사람(10)의 심박수일 수 있다. 센서(100)는 사람(10)에 의해 반사된 신호를 수신하여 사람(10)의 가슴 또는 배의 움직임을 감지할 수 있고, 이를 통해 사람(10)의 심박수 또는 호흡을 감지할 수 있다.
센서(100)는 사람(10)까지의 최단거리를 감지할 수 있다. 센서(100)는 사람(10)의 특정 위치를 기준으로 사람(10)까지의 최단거리를 감지할 수 있다. 예를 들어, 특정 위치는 사람(10)의 머리, 몸통, 다리 등 사람(10)의 신체 부위 중 일 부분을 의미할 수 있고, 특정 위치는 센서(100)로부터 사람(10)까지의 최단거리가 도출되는 위치를 의미할 수 있다. 따라서, 특정 위치는 사람(10)의 움직임에 따라 실시간으로 변경되는 위치를 의미할 수 있다.
센서(100)는 사람(10)까지의 최단거리에 기초하여 사람(10)의 기립 및 낙상 행위를 판단할 수 있다. 기립 및 낙상 행위를 판단하기에 최적의 정보는 사람(10)의 특정 위치의 높이일 수 있다. 예를 들어, 사람(10)가 기립한 경우에는 센서(100)는 사람(10)의 몸통을 감지할 수 있다. 사람(10)가 기립한 경우에 사람(10)의 몸통에서 센서(100)까지의 거리가 최단거리일 수 있다. 반대로, 사람(10)가 낙상한 경우에는 사람(10)가 낙상한 방향에 따라 사람(10)의 몸통, 머리, 다리 등 다양한 부분이 특정 위치로 정의될 수 있다.
또한, 센서(100)는 사람(10)의 특정 위치가 급격하게 변동되는 것 및 사람(10)의 특정 위치의 속도 변화와 가속도 변화에 기초하여 사람(10)의 낙상 행위를 감지할 수 있다.
제어부(200)는 판단부(210), 데이터베이스부(230) 및 알람부(250)를 포함할 수 있다. 판단부(210), 데이터베이스부(230) 및 알람부(250)는 제어부(200)의 기능에 따라 분류된 구성일 수 있다.
판단부(210)는 사람(10)의 호흡의 변화, 심장의 움직임의 변화, 심박수의 변화 및 사람(10)의 움직임의 변화을 통해 수면 상태인지 비수면 상태인지를 감지할 수 있다. 판단부(210)는 센서(100)가 인식한 사람(10)의 움직임 및 사람(10)의 생체 신호를 분석할 수 있고, 움직임 및 생체 신호를 분석한 결과에 기초하여 사람(10)이 잠에서 깨는지 여부를 판단할 수 있다. 움직임의 변화는 수면 중인 상태의 사람(10)의 움직임을 기준으로 기설정된 범위 이상으로 사람(10)의 움직임이 증가되는 것을 의미하는 제1 변화, 사람(10)이 기립한 것이 감지되는 것을 의미하는 제2 변화 및 사람(10)이 기립한 후에 낙상한 것이 감지되는 것을 의미하는 제3 변화를 포함할 수 있다.
일 예로, 판단부(210)는 수면 상태에서 비수면 상태로 전환될 때의 사람(10)의 심박수의 변화 및 수면 상태에서 비수면 상태로 전환될 때의 사람(10)의 움직임의 변화에 기초하여 사람(10)이 잠에서 깼는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 수면 상태에서 사람(10)의 심박수는 50BPM 내지 60BPM일 수 있고, 수면 상태에서 비수면 상태로 전환될 때의 사람(10)의 심박수는 65BPM 내지 70BPM일 수 있다. 다만, 수면 상태의 심박수 및 수면 상태에서 비수면 상태로 전환될 때의 심박수는 사람에 따라 달라질 수 있으므로, 제어부(200)는 사람(10)의 수면 상태에서의 심박수를 미리 저장하거나 학습할 수 있다. 또한, 수면 상태에서 비수면 상태로 전환될 때의 사람(10)의 심박수는 수면 상태에서의 사람(10)의 심박수보다 기설정된 비율만큼 증가된 것일 수 있다. 예를 들어, 수면 상태에서 비수면 상태로 전환될 때의 심박수는 수면 상태에서의 심박수보다 약 10% 증가된 심박수일 수 있다. 다만, 기설정된 비율은 사용자에 의해 변경되거나, 제어부(200)가 학습한 데이터에 기초하여 달라질 수 있다.
일 예로, 판단부(210)는 수면 상태에서의 사람(10)의 움직임이 기설정된 범위 이상으로 증가되는 경우 사람(10)이 잠에서 깼는지 여부(움직임의 제1 변화)를 판단할 수 있다. 즉, 판단부(210)는 사람(10)의 움직임의 변화를 감지한 센서(100)의 데이터에 기초하여 사람(10)의 움직임이 일정 수준 증가되면 사람(10)이 수면 상태에서 비수면 상태로 전환되고 있다고 판단할 수 있다. 이 때, 기설정된 범위는 수면 중인 상태의 사람의 움직임을 기준으로 기설정된 비율만큼 증가된 것을 의미할 수 있다. 예를 들어, 기설정된 범위는 약 20%일 수 있다. 다만, 수면 상태의 움직임 및 수면 상태에서 비수면 상태로 전환될 때의 움직임은 사람에 따라 달라질 수 있으므로, 제어부(200)는 사람(10)의 수면 상태에서의 움직임의 정도를 미리 저장하거나 학습할 수 있다.
판단부(210)는 센서(100)가 감지한 데이터에 기초하여 사람(10)이 수면 장소(50)에서 기립한 것(움직임의 제2 변화)을 판단할 수 있다. 사람(10)이 기립한 것은 수면 장소(50)에 누워있다가 앉는 행위 및 완전히 기립한 행위를 모두 포함하는 의미를 가질 수 있다.
판단부(210)는 센서(100)가 감지한 데이터에 기초하여 사람(10)이 수면 장소(50)에서 기립한 이후에 낙상하는 것(움직임의 제3 변화)을 판단할 수 있다.
판단부(210)는 복수개의 센서들(100)를 향하는 방향을 일축으로 하는 직교 좌표계를 설정할 수 있다. 판단부(210)는 센서들(100)이 배치되는 방향 상의 좌표 외의 다른 2개의 좌표는 동일하도록 상 센서들(100)의 좌표를 설정할 수 있다. 즉, 센서들(100)는 일축의 좌표 외에는 동일한 좌표에 배치되는 것으로 설정될 수 있다. 따라서, 센서들(100) 각각이 측정한 사람(10)까지의 최단거리들에 대한 정보와 센서들(100) 사이의 거리에 대한 정보를 조합하여 판단부(210)는 사람(10)의 높이를 계산할 수 있다. 또한, 판단부(210)는 실시간으로 센서들(100)이 감지한 최단거리에 대한 정보를 수신하므로, 사람(10)의 높이 변화를 지속적으로 모니터링할 수 있다. 따라서, 판단부(210)는 사람(10)의 높이가 급격하게 낮아지는 경우 사람(10)이 낙상하였다고 판단할 수 있고, 사람(10)의 높이가 급격하게 높아지는 경우 사람(10)이 기립하였다고 판단할 수 있다. 이 때, 판단부(210)는 지면 또는 수면 장소(50)와 사람(10)의 높이 간의 관계를 고려할 수 있다.
상술한 예와 달리, 판단부(210)가 사람(10)의 기립 및 낙상 행위를 감지하는 것은 상기 방법에 한정되지 않을 수 있다.
데이터베이스부(230)는 사람(10)의 수면 상태에서의 심박수 및 수면 상태에서 비수면 상태로 전환될 때의 심박수에 대한 데이터를 저장하고 학습할 수 있다. 사람에 따라 수면 상태에서의 심박수 및 수면 상태에서 비수면 상태로 전환될 때의 심박수는 달라질 수 있다. 따라서, 사용자에 따라 데이터베이스부(230)는 수면과 비수면을 판단하는 심박수의 기준을 달리 저장할 수 있다.
데이터베이스부(230)는 사람(10)의 수면 상태에서의 움직임 및 수면 상태에서 비수면 상태로 전환될 때의 움직임에 대한 데이터를 저장하고 학습할 수 있다. 사람(10)에 따라 수면 상태에서의 움직임 및 수면 상태에서 비수면 상태로 전환될 때의 임직임은 달라질 수 있다. 따라서, 사용자에 따라 데이터베이스부(230)는 수면과 비수면을 판단하는 움직임의 변화의 기준을 달리 저장할 수 있다.
데이터베이스부(230)는 사람(10)의 수면 패턴에 대한 정보를 학습하고 저장할 수 있다. 수면 패턴은 기설정된 기간 동안 사람이 잠에서 깬 시간 및 기립한 시간에 대한 데이터를 포함할 수 있다. 데이터베이스부(230)는 미리 설정된 기간 동안 사람(10)의 수면 패턴을 모니터링한 데이터를 저장할 수 있다. 따라서, 데이터베이스부(230)는 사람(10)이 수면 중에 잠에서 깨는 빈도, 잠에서 깨는 경우 대체적으로 언제쯤 깨는지 여부, 잠에서 깬 후에 기립한 빈도 및 잠에서 깬 후에 기립한 시간 등에 대한 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 데이터베이스부(230)는 심박수의 변화 및 움직임의 변화에 대한 데이터 및 심박수의 변화 및 움직임의 변화가 발생된 시간을 저장할 수 있다. 판단부(210)는 실시간으로 감지한 사람(10)의 심박수의 변화 및 움직임의 변화가 감지된 시간과 데이터베이스부(230)에 저장된 수면 패턴이 일치하는지 여부를 판단할 수 있다. 판단부(210)는 실시간으로 감지한 사람(10)의 심박수의 변화 및 움직임의 변화가 감지된 시간과 데이터베이스부(230)에 저장된 수면 패턴이 일치하는 경우 센서(100)가 감지한 데이터에 대한 신뢰도가 높은 것으로 판단할 수 있다. 예를 들어, 데이터베이스부(230)에 저장된 수면 패턴은 사람(10)이 새벽 3시 내지 4시 사이에 자주 잠에서 깬다는 것을 저장하고 있다. 이 때, 판단부(210)는 센서(100)가 감지한 사람(10)의 심박수의 변화 및 움직임의 변화를 분석한 결과 사람(10)이 수면 상태에서 비수면 상태로 전환되고 있다고 판단한 경우, 사람(10)이 잠에서 깼다는 판단이 신뢰도가 높은 것으로 판단할 수 있다.
판단부(210)는 데이터베이스부(230)는 사람(10)의 수면 패턴에 대한 데이터를 활용하여 웨이크-업 장치(10)의 활성화 시간을 설정할 수 있다. 구체적으로, 웨이크-업 장치(1)는 사람(10)이 수면 상태에 들어가는 시간에 대한 데이터에 기초하여 자동으로 활성화될 수 있다.
알람부(250)는 사람(10)의 생체 신호의 변화(특히, 심박수의 변화), 사람(10)의 움직임의 변화 및 수면 패턴 중 적어도 2개 이상의 인자를 고려하여 복수의 단계의 알람을 출력할 수 있다. 판단부(210)는 사람(10)의 상태에 기초하여 복수의 웨이크-업의 단계들을 설정할 수 있다. 예를 들어, 제1 웨이크-업 단계는 판단부(210)가 심박수의 변화 및 움직임의 변화에 기초하여 비수면 상태를 판단하는 것이고, 제2 웨이크-업 단계는 판단부(210)가 심박수의 변화, 움직임의 변화 및 수면 패턴과 실시간으로 감지된 심박수와 움직임의 변화가 일치하는지 여부에 기초하여 비수면 상태를 판단하는 것이다. 또한, 제3 웨이크-업 단계는 판단부(210)가 사람(10)의 기립이 감지된 것에 기초하여 비수면 상태를 판단하는 것이고, 제4 웨이크-업 단계는 판단부(210)가 사람(10)의 기립 이후에 낙상 행위가 감지된 것에 기초하여 비수면 상태를 판단하는 것이다. 제4 웨이크-업 단계는 사람(10)이 잠에서 깬 이후에 쓰러지는 것을 외부에 알리기 위한 것으로, 아기, 환자, 노약자 등이 새벽에 위험한 상태에 있는 것을 판단하기 위한 단계일 수 있다. 알람부(250)는 판단부(210)가 판단한 웨이크-업의 단계들에 기초하여 복수의 단계의 알람을 출력할 수 있다. 예를 들어, 알람부(250)는 제1 웨이크-업 단계에서 제1 알람을 출력할 수 있고, 제2 웨이크-업 단계에서 제2 알람을 출력할 수 있고, 제3 웨이크-업 단계에서 제3 알람을 출력할 수 있고, 제4 웨이크-업 단계에서 제4 알람을 출력할 수 있다. 알람부(250)가 출력한 알람은 단말(300)로 전송되거나, 음성으로 출력될 수 있다. 알람부(250)는 제1 알람, 제2 알람, 제3 알람 및 제4 알람을 무선 통신 방식으로 단말(300)을 향해 전송할 수 있다. 예를 들어, 단말(300)로 전송된 알람은 단말(300)의 디스플레이를 통해 표시되거나 단말(300)의 스피커를 통해 음성으로 출력될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 웨이크-업 감지 장치(1)는 수면 상태에 있는 사람(10)이 밤 중에 깨는 것을 감지하여 이를 외부에 알릴 수 있다. 따라서, 환자, 영유아 및 노인이 밤 중에 잠에서 깬 이후에 상해를 입는 것을 웨이크-업 감지 장치(1)가 미연에 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 웨이크-업 감지 장치(1)는 여러 단계의 알람을 순차적으로 출력함에 따라, 사람(10)을 보호하거나 관찰하는 사람에게 사람(10)의 현재 상태를 순차적으로 알릴 수 있다. 따라서, 보호자는 사람(10)에게 발생될 수 있는 사고를 미연에 방지할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 알람의 단계들을 나타내는 표이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 사람이 수면 상태에서 비수면 상태로 전환되는지 여부와 사람에게 상해가 발생될 염려가 있는지 여부를 판단하기 위해서 5가지 측정 인자가 사용될 수 있다. 측정 인자는 제1 측정 인자, 제2 측정 인자, 제3 측정 인자, 제4 측정 인자 및 제5 측정 인자를 포함할 수 있다.
제1 측정 인자는 사람의 심박수의 변화일 수 있다. 구체적으로, 제어부(200)는 수면 중인 상태에서의 제1 심박수와 잠에서 깰 때의 제2 심박수를 구분할 수 있고, 제1 측정 인자는 사람의 심박수가 제1 심박수에서 제2 심박수로 상승하는 것을 의미할 수 있다.
제2 측정 인자는 사람의 움직임의 변화일 수 있다. 구체적으로, 제어부(200)는 수면 중인 상태에서의 제1 움직임과 잠에서 깰 때의 제2 움직임을 구분할 수 있고, 제2 측정 인자는 사람의 움직임의 정도가 제1 움직임에서 제2 움직임으로 변동되는 것을 의미할 수 있다. 제2 움직임은 제1 움직임에 비해 기설정된 비율만큼 움직임이 증가된 것을 의미할 수 있다.
제3 측정 인자는 사람의 심박수 변화 및 움직임 변화가 발생된 시간이 데이터베이스부(230)에 저장된 수면 패턴과 일치하는지 여부를 의미할 수 있다. 구체적으로, 제3 측정 인자는 실시간으로 감지된 사람의 심박수 변화 및 움직임 변화가 발생된 시간이 데이터베이스부(230)에 저장된 사람이 밤 중에 자주 깨는 시간 패턴과 일치하는 경우를 의미할 수 있다.
제4 측정 인자는 사람의 기립 행위가 감지되는 것을 의미할 수 있다. 사람의 기립 행위는 사람이 수면 상태에 접어든 이후에 기립하는 것을 의미하는 것으로, 수면 장소에 앉거나 완전히 기립한 것을 모두 포함하는 것으로 해석될 수 있다.
제5 측정 인자는 사람의 낙상 행위가 감지되는 것을 의미할 수 있다. 사람의 낙상 행위는 사람이 기립한 이후에 낙상하는 것을 의미할 수 있다.
제어부(200)는 센서(100)가 감지한 데이터가 제1 측정 인자와 제2 측정 인자를 모두 만족하는 경우에 제1 알람을 출력할 수 있다.
제어부(200)는 센서(100)가 감지한 데이터가 제1 측정 인자, 제2 측정 인자 및 제3 측정 인자를 모두 만족하는 경우에 제2 알람을 출력할 수 있다.
제어부(200)는 센서(100)가 감지한 데이터가 제4 측정 인자를 만족하는 경우에 제3 알람을 출력할 수 있다.
제어부(200)는 센서(100)가 감지한 데이터가 제5 측정 인자를 만족하는 경우에 제4 알람을 출력할 수 있다. 이 때, 제어부(200)는 제4 측정 인자 및 제5 측정 인자 모두를 만족하는 경우에 제4 알람을 출력하도록 설계될 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 웨이크-업의 정도에 따라 출력되는 알람의 종류를 달리함으로써 모니터링하는 사람의 상태를 보호자가 명확하게 파악할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 웨이크-업 감지 장치가 사람이 수면 상태에서 비수면 상태로 전환되는 것을 감지하는 것을 나타내는 도면이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 사람(10)은 수면 장소(50) 내에서 미세하게 움직일 수 있고, 사림(10)의 심박수가 수면 상태에서 보다 증가될 수 있다. 웨이크-업 장치(1)의 센서(100)는 수면 장소(50)와 인접한 공간에 배치되어 사람(10)의 심박수 변화 및 움직임 변화를 감지할 수 있다. 판단부(210)는 센서(100)가 감지한 데이터가 제1 측정 인자 및 제2 측정 인자를 모두 만족하는지 여부를 판단할 수 있다.
일 예로, 사람(10)의 심박수가 수면 상태의 기준 심박수에서 비수면 상태의 기준 심박수로 변동되고 사람(10)의 움직임의 정도가 수면 상태의 기준 움직임에서 비수면 상태의 기준 움직임로 변동되면, 판단부(210)는 사람(10)이 수면 상태에서 비수면 상태로 전환되고 있다고 판단할 수 있다. 다시 말해, 판단부(210)는 사람(10)이 잠에서 깼거나 잠에서 깨기 직전이라고 판단할 수 있다. 이 때, 알람부(250)는 제1 알람을 출력할 수 있다.
또한, 판단부(210)는 센서(100)가 감지한 데이터가 제1 측정 인자, 제2 측정 인자 및 제3 측정 인자를 모두 만족하는지 여부를 판단할 수 있다.
일 예로, 사람(10)의 심박수가 수면 상태의 기준 심박수에서 비수면 상태의 기준 심박수로 변동되고 사람(10)의 움직임의 정도가 수면 상태의 기준 움직임에서 비수면 상태의 기준 움직임로 변동되면, 판단부(210)는 사람(10)이 수면 상태에서 비수면 상태로 전환되고 있다고 판단할 수 있다. 나아가, 사람(10)의 심박수 변화 및 움직임 변화가 발생된 시간이 데이터베이스부(230)에 저장된 수면 패턴과 일치하는 경우, 판단부(210)는 사람(10)이 잠에서 깼거나 잠에서 깰 예정임을 판단할 수 있다. 즉, 판단부(210)는 제1 측정 인자와 제2 측정 인자가 만족된 상황보다 제1 측정 인자, 제2 측정 인자 및 제3 측정 인자가 만족된 상황이 신뢰성이 높은 상황이라고 판단할 수 있다. 신뢰성이 높은 상황은 사람(10)이 잠에서 깼거나 잠에서 깰 예정임이 더욱 확실한 상황이라는 것을 의미할 수 있다. 이 때, 알람부(250)는 제2 알람을 출력할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 웨이크-업 감지 장치가 사람의 기립 행위를 감지하는 것을 나타내는 도면이다.
도 2, 도 3 및 도 5를 참조하면, 사람(10)은 잠에서 깬 이후에 수면 장소(50) 내에서 기립할 수 있다. 본 실시예에서는 사람(10)이 침대에 앉아있고, 센서(100)는 침대에 앉아 있는 사람을 감지할 수 있다. 판단부(210)는 센서(100)가 감지한 데이터가 제4 측정 인자를 만족하는지 여부를 판단할 수 있다. 이 때, 알람부(250)는 제3 알람을 출력할 수 있다.
일 예로, 센서(100)는 사람(10)과 센서(100) 사이의 최단 거리를 지속적으로 측정하고, 판단부(210)는 사람(10)과 센서(100) 사이의 최단 거리가 변동되는지 여부를 모니터링할 수 있다. 판단부(210)는 사람(10)과 센서(100) 사이의 최단 거리가 변동되는지 여부, 센서(100)가 배치된 위치에서 사람(10)이 감지되는지 여부, 수면 장소(50)와 사람(10)의 특정 위치 사이의 거리가 변동되는지 여부 및 사람(10)의 특정 위치의 속도 및 가속도가 변동되는지 여부 등에 기초하여 사람(10)이 기립하였는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 사람(10)의 높이가 갑작스럽게 증가한 경우 판단부(210)는 사람(10)이 기립 하였다고 판단할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 웨이크-업 감지 장치가 사람의 낙상 행위를 감지하는 것을 나타내는 도면이다.
도 2, 도 3 및 도 6을 참조하면, 사람(10)은 기립한 이후에 낙상할 수 있다. 환자, 영유아 및 노인에게는 잠에서 깬 이후에 낙상하는 일이 종종 발생된다. 센서(100)는 사람(10)의 기립 이후에 낙상 행위가 있는지 여부를 파악하기 위해 지속적으로 사람(10)을 감지할 수 있다. 판단부(210)는 센서(100)가 감지한 데이터가 제5 측정 인자를 만족하는지 여부를 판단할 수 있다. 이 때, 알람부(250)는 제4 알람을 출력할 수 있다.
일 예로, 센서(100)는 사람(10)과 센서(100) 사이의 최단 거리를 지속적으로 측정하고, 판단부(210)는 사람(10)과 센서(100) 사이의 최단 거리가 변동되는지 여부를 모니터링할 수 있다. 판단부(210)는 사람(10)과 센서(100) 사이의 최단 거리가 변동되는지 여부, 센서(100)가 배치된 위치에서 사람(10)이 감지되는지 여부, 수면 장소(50)와 사람(10)의 특정 위치(11) 사이의 거리가 변동되는지 여부 및 사람(10)의 특정 위치의 속도 및 가속도가 변동되는지 여부 등에 기초하여 사람(10)이 낙상하였는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 사람(10)의 높이가 갑작스럽게 감소한 경우 판단부(210)는 사람(10)이 낙상 하였다고 판단할 수 있고, 사람(10)의 특정 위치(11)의 속도 또는 가속도가 급격하게 변동된 경우 판단부(210)는 사람(10)이 낙상 하였다고 판단할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 웨이크-업 감지 방법을 나타내는 순서도이다.
도 7을 참조하면, 센서는 사람의 생체 신호 및 사람의 움직임을 감지할 수 있다. 생체 신호는 사람의 호흡, 심박수, 가슴의 움직임 등을 포함할 수 있다. 바람직하게는 생체 신호는 사람의 심박수일 수 있다(S100).
센서는 사람의 심박수가 변동되는 것을 감지할 수 있다. 구체적으로, 수면 상태에서의 기준 심박수에서 비수면 상태에서의 기준 심박수로 변동되는 것을 센서가 감지할 수 있다. 또한, 센서는 수면 상태에서의 기준 움직임에서 비수면 상태에서의 기준 움직임으로 움직임의 정도가 변동되는 것을 감지할 수 있다(S200).
제어부는 센서가 측정한 데이터에 기초하여 사람이 잠에서 깼는지 여부를 판단할 수 있다. 제어부는 수면 상태에서의 기준 심박수에서 비수면 상태에서의 기준 심박수로 변동되고 수면 상태에서의 기준 움직임에서 비수면 상태에서의 기준 움직임으로 움직임의 정도가 변동되는 것이 감지된 경우 사람이 잠에서 깬 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 제어부는 제1 알람을 출력하여 사람이 잠에서 깼다는 사실을 알릴 수 있다. 제어부는 심박수 및 움직임에 변화가 존재하나 사람이 수면 상태를 유지하는 것으로 판단한 경우, 센서는 지속적으로 사람의 생체 신호 및 사람의 움직임을 감지할 수 있다(S300).
제1 알람이 출력된 이후, 제어부는 센서가 측정한 사람의 심박수 변화 및 움직임 변화가 감지된 시간과 데이터베이스부에 저장된 수면 패턴이 일치하는지 여부를 판단할 수 있다. 수면 패턴에 대한 정보를 학습하고 저장할 수 있다. 수면 패턴은 기설정된 기간 동안 사람이 잠에서 깬 시간 및 기립한 시간에 대한 데이터를 포함할 수 있다(S400).
센서가 측정한 사람의 심박수 변화 및 움직임 변화가 감지된 시간과 데이터베이스부에 저장된 수면 패턴이 일치하는 경우, 제어부는 제2 알람을 출력할 수 있다. 즉, 제어부는 센서가 측정한 사람의 심박수 변화 및 움직임 변화가 감지된 시간과 데이터베이스부에 저장된 수면 패턴이 일치하는 경우는 사람의 심박수 변화 및 움직임 변화만이 감지된 경우보다 사람이 잠에서 깬 확률이 높은 경우라고 판단할 수 있다. 센서가 측정한 사람의 심박수 변화 및 움직임 변화가 감지된 시간과 데이터베이스부에 저장된 수면 패턴이 일치하지 않는 경우, 제어부는 센서가 측정한 사람의 심박수 변화 및 움직임 변화가 감지된 시간과 수면 패턴이 일치하는지 여부를 지속적으로 판단할 수 있다(S500).
센서는 사람의 기립 행위를 감지할 수 있다. 사람의 기립 행위는 센서가 감지한 데이터에 기초하여 제어부가 판단할 수 있다(S600).
사람의 기립 행위가 발생된 것이 제어부에 의해 판단된 경우, 제어부는 제3 알람을 출력할 수 있다. 사람의 기립 행위가 감지되지 않은 경우, 센서는 지속적으로 사람의 움직임을 감지할 수 있고, 제어부는 센서가 감지한 데이터를 지속적으로 분석하여 사람의 움직임을 분석할 수 있다(S700).
센서는 사람의 낙상 행위를 감지할 수 있다. 낙상 행위는 사람의 기립 행위 이후에 사람이 쓰러진 것을 의미할 수 있다. 사람의 낙상 행위는 센서가 감지한 데이터에 기초하여 제어부가 판단할 수 있다(S800).
사람의 낙상 행위가 발생된 것이 제어부에 의해 판단된 경우, 제어부는 제4 알람을 출력할 수 있다. 사람의 낙상 행위가 감지되지 않은 경우, 센서는 지속적으로 사람의 움직임을 감지할 수 있고, 제어부는 센서가 감지한 데이터를 지속적으로 분석하여 사람의 움직임을 분석할 수 있다(S900).
이상, 첨부된 도면들을 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.

Claims (17)

  1. 사람의 움직임 및 사람의 생체 신호를 감지하는 센서; 및
    상기 센서가 인식한 상기 움직임 및 상기 생체 신호를 분석하고, 상기 움직임 및 상기 생체 신호를 분석한 결과에 기초하여 사람이 잠에서 깨는지 여부를 판단하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는 수면 상태에서 비수면 상태로 전환될 때의 사람의 심박수의 변화를 판단하고,
    상기 제어부는 상기 심박수의 변화 및 사람의 움직임이 증가된 것으로 판단하는 경우 제1 알람을 출력하고,
    상기 제어부는 수면 중인 상태에서의 제1 심박수와 잠에서 깰 때의 제2 심박수를 구분하고,
    상기 제어부는 사람의 심박수가 제1 심박수에서 제2 심박수로 상승하는 것으로 판단하고 사람의 움직임이 기설정된 범위 이상으로 증가되는 것으로 판단하는 경우 상기 제1 알람을 출력하는,
    웨이크-업 감지 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 기설정된 범위는 수면 중인 상태의 사람의 움직임을 기준으로 기설정된 비율만큼 증가된 것을 의미하는,
    웨이크-업 감지 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부는 사람의 수면 패턴에 대한 정보를 학습하고 저장한 데이터베이스부를 포함하고,
    상기 수면 패턴은 기설정된 기간 동안 사람이 잠에서 깬 시간 및 기립한 시간에 대한 데이터를 포함하는,
    웨이크-업 감지 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 심박수의 변화 및 사람의 움직임이 증가된 시간이 상기 데이터베이스부에 저장된 상기 수면 패턴과 일치하는 경우 제2 알람을 출력하는,
    웨이크-업 감지 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 센서가 사람이 수면 장소에서 기립한 것을 감지하는 경우, 상기 제어부는 제3 알람을 출력하는,
    웨이크-업 감지 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 센서가 사람이 수면 장소와 인접한 공간 내에서 낙상한 것을 감지하는 경우, 상기 제어부는 제4 알람을 출력하는,
    웨이크-업 감지 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1 알람, 상기 제2 알람, 상기 제3 알람 및 상기 제4 알람을 무선 통신 방식으로 단말을 향해 전송하는,
    웨이크-업 감지 장치.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 센서는 사람과 수면 장소 간의 거리 변화, 감지된 사람의 특정 위치의 속도 변화, 감지된 사람의 특정 위치의 가속도 변화 또는 센서와 사람 간의 거리 변화 중 적어도 하나 이상에 기초하여 사람의 낙상 행위를 감지하는,
    웨이크-업 감지 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부는 사람의 수면 패턴을 분석하여 사람이 수면 상태에 들어가는 시간에 자동으로 활성화되는,
    웨이크-업 감지 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부는 심박수의 변화 및 움직임의 변화에 대한 데이터 및 심박수의 변화 및 움직임의 변화가 발생된 시간을 데이터베이스부에 저장하는,
    웨이크-업 감지 장치.
  11. 사람의 움직임 및 사람의 생체 신호를 감지하는 센서;
    사람의 수면 패턴에 대한 정보를 학습하고 저장한 데이터베이스부; 및
    상기 센서가 인식한 상기 움직임, 상기 생체 신호 및 상기 수면 패턴을 분석하고, 상기 움직임, 상기 생체 신호 및 상기 수면 패턴을 분석한 결과에 기초하여 사람이 잠에서 깨는지 여부를 판단하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는 사람의 심박수의 변화, 사람의 움직임의 변화 및 상기 수면 패턴 중 적어도 2개 이상을 고려하여 복수의 단계의 알람을 출력하는,
    웨이크-업 감지 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 움직임의 변화는 수면 중인 상태의 사람의 움직임을 기준으로 기설정된 범위 이상으로 사람의 움직임이 증가되는 것을 의미하는 제1 변화, 사람이 기립한 것이 감지되는 것을 의미하는 제2 변화 및 사람이 기립한 후에 낙상한 것이 감지되는 것을 의미하는 제3 변화를 포함하는,
    웨이크-업 감지 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 심박수의 변화는 수면 상태에서 비수면 상태로 전환될 때의 사람의 심박수의 변화를 의미하고,
    상기 수면 패턴은 기설정된 기간 동안 사람이 잠에서 깬 시간 및 사람이 기립한 시간에 대한 데이터를 포함하는,
    웨이크-업 감지 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 변화 및 상기 심박수의 변화가 감지되면, 상기 제어부는 제1 알람을 출력하는,
    웨이크-업 감지 장치.
  15. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 변화 및 상기 심박수의 변화가 감지되고 상기 제1 변화와 상기 심박수의 변화가 감지된 시간과 상기 수면 패턴이 일치하는 경우, 상기 제어부는 제2 알람을 출력하는,
    웨이크-업 감지 장치.
  16. 제13 항에 있어서,
    상기 센서가 상기 제2 변화를 감지하는 경우, 상기 제어부는 제3 알람을 출력하는,
    웨이크-업 감지 장치.
  17. 제13 항에 있어서,
    상기 센서가 상기 제3 변화를 감지하는 경우, 상기 제어부는 제4 알람을 출력하는,
    웨이크-업 감지 장치.
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