WO2022119065A1 - 비접촉식 심박수 측정 시스템 및 그 방법 - Google Patents

비접촉식 심박수 측정 시스템 및 그 방법 Download PDF

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WO2022119065A1
WO2022119065A1 PCT/KR2021/007841 KR2021007841W WO2022119065A1 WO 2022119065 A1 WO2022119065 A1 WO 2022119065A1 KR 2021007841 W KR2021007841 W KR 2021007841W WO 2022119065 A1 WO2022119065 A1 WO 2022119065A1
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heart rate
user
frequency
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radar sensor
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PCT/KR2021/007841
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박종범
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한국전자기술연구원
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    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/024—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • A61B5/113—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb occurring during breathing

Definitions

  • the present invention relates to a non-contact heart rate measuring system and method therefor, and more particularly, to a non-contact heart rate measuring system capable of simply and accurately measuring a heart rate in a non-contact manner using a radar sensor during rest or sleep based on heart rate information of a wearable device, and It's about the way.
  • electrocardiography is a method of measuring a heartbeat by attaching an electrode of an electrocardiometer to a human body in a hospital or the like.
  • this method is limited in use in various aspects because the electrode must be directly attached to the human body.
  • an embodiment of the present invention provides a non-contact heart rate that can simply and accurately measure the heart rate in a non-contact manner using a radar sensor during rest or sleep based on heart rate information of a wearable device.
  • An object of the present invention is to provide a measurement system and a method therefor.
  • a wearable device that is worn on the user's body and measures the user's heart rate information; a radar sensor device that transmits a wireless signal to a user and receives a signal reflected from the user to measure motion information; and extracting a heartbeat frequency (fc) by receiving the heartbeat information from the wearable device, and extracting a frequency (fc') corresponding to the heartbeat frequency (fc) by receiving the motion information from a radar sensor device,
  • a non-contact heart rate measurement system is provided, including: a heart rate calculating device that calculates a user's heart rate based on the corresponding frequency fc'.
  • the radar sensor device may be disposed to be spaced apart from the user by a certain distance.
  • the heart rate information and the motion information may be time series data.
  • the radio signal may be an Ultra-Wideband (UWB) signal.
  • UWB Ultra-Wideband
  • the heart rate calculating device may frequency-convert the heart rate information and the motion information to extract the heart rate frequency fc and the corresponding frequency fc'.
  • the heart rate calculating device may initiate heart rate measurement only when the user is present within a predetermined distance from the radar sensor device.
  • the heart rate calculation device when the calculated heart rate is abnormal, performs a heart rate abnormality alarm when the radar sensor device is within a predetermined range from the user, and when the radar sensor device is above a predetermined range from the user, the user sends the radar It can be alarmed that it is detached from the sensor device.
  • a wearable device that is worn on the user's body and measures the user's heart rate information; and transmitting a wireless signal to the user and receiving a reflected signal from the user to measure motion information, receiving the heartbeat information from the wearable device to extract a heartbeat frequency (fc), and from the motion information, the heartbeat frequency (
  • a non-contact heart rate measurement system comprising: a heart rate measuring and calculating device that extracts a frequency fc' corresponding to fc) and calculates a user's heart rate based on the corresponding frequency fc'.
  • the heart rate measuring and calculating device may be disposed to be spaced apart from the user by a predetermined distance.
  • the heart rate information and the motion information may be time series data.
  • the radio signal may be a UWB signal.
  • the heart rate measuring and calculating device may frequency-convert the heart rate information and the motion information to extract the heart rate frequency fc and the corresponding frequency fc'.
  • the heart rate measuring and calculating device may start measuring the heart rate only when the user exists within a predetermined distance.
  • the device for measuring and calculating the heart rate may perform an abnormal heart rate alarm if the user is within a predetermined range, and may alert the user to depart from the user if the user is outside the predetermined range.
  • fc heart rate frequency
  • fc heart rate frequency
  • the heart rate information and the motion information may be time series data.
  • the radio signal may be a UWB signal.
  • the heartbeat frequency fc and the corresponding frequency fc' may be extracted by frequency-converting the heartbeat information and the motion information.
  • the calculating of the heart rate may start measuring the heart rate only when the user exists within a predetermined distance.
  • the calculating of the heart rate may include performing an abnormal heart rate alarm when the calculated heart rate is abnormal and within a predetermined range from the user, and alarming that the user departs from the user when the calculated heart rate is within a predetermined range.
  • a non-contact heart rate measurement system and method measure heart rate simply and accurately by performing initial setting of a non-contact radar sensor during rest or sleep based on heart rate information of a wearable device. can improve the reliability of
  • non-contact heart rate measurement system and method measure the heart rate using a non-contact radar sensor while resting or sleeping, thereby eliminating the inconvenience of wearing a specific device on the human body, thereby improving user convenience. can be improved
  • the non-contact heart rate measurement system and method according to an embodiment of the present invention provide a heart rate calculation device separately from the radar sensor device, so that the heart rate can be measured based on the electronic device owned by the user, such as a smart phone, only by purchasing the radar sensor device. Since it can be calculated, it is possible to reduce the user's burden of system construction.
  • the non-contact heart rate measurement system and method according to an embodiment of the present invention can improve heart rate calculation performance by minimizing a wireless section by integrating a radar sensor device and a heart rate calculating device.
  • the non-contact heart rate measurement system and method according to an embodiment of the present invention provide an abnormality in the calculated heart rate by notifying a user deviation or an abnormal heart rate according to the presence of a user within a predetermined range when the calculated heart rate is within an abnormal range. can be easily recognized by the user, thereby improving user convenience.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a non-contact heart rate measurement system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram of a wearable device of a non-contact heart rate measurement system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram of a radar sensor device of a non-contact heart rate measurement system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram of a heart rate calculating device of a non-contact heart rate measuring system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a block diagram of a device for measuring and calculating a heart rate of a non-contact heart rate measuring system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a graph illustrating a frequency spectrum of a wearable device and a radar sensor device of a non-contact heart rate measurement system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart of a non-contact heart rate measurement method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a detailed procedure of a non-contact heart rate measurement method according to an embodiment of the present invention.
  • first, second, etc. are used herein to describe various elements, regions and/or regions, it is to be understood that these elements, parts, regions, layers and/or regions are not limited by these terms. . These terms do not imply a specific order, upper and lower, or superiority, and are used only to distinguish one member, region or region from another member, region or region. Accordingly, a first member, region or region to be described below may refer to a second member, region or region without departing from the teachings of the present invention.
  • terms such as “or”, “at least one” and the like may indicate one of the words listed together, or a combination of two or more.
  • “A or B” or “at least one of A and B” may include only one of A or B, or both A and B.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a non-contact heart rate measurement system according to an embodiment of the present invention.
  • a non-contact heart rate measuring system 10 may include a wearable device 100 , a radar sensor device 200 , and a heart rate calculating device 300 .
  • the non-contact heart rate measurement system 10 is for measuring the heart rate of a user in a non-contact manner based on the radar sensor device 200, and in particular, the heart rate of the user without wearing the wearable device 100 such as a smart watch during rest or sleep. is to measure
  • the non-contact heart rate measurement system 10 may match a frequency corresponding to the heart rate information from the motion information of the radar sensor device 200 based on the heart rate information received from the wearable device 100 .
  • the non-contact heart rate measurement system 10 may calculate a heart rate through the radar sensor device 200 using heart rate information according to all activities of the user wearing the wearable device 100 .
  • the wearable device 100 may be worn on the body of the user 1 to measure heart rate information of the user.
  • the wearable device 100 may be a smart watch or a smart band having an electrocardiogram (ECG) function.
  • ECG electrocardiogram
  • the heart rate information may be time series data. That is, the wearable device 100 may measure and store heart rate information as time series data.
  • the radar sensor device 200 may transmit a wireless signal to the user 1 and receive a signal reflected from the user 1 to measure motion information.
  • the radio signal may be an Ultra-Wideband (UWB) signal.
  • the motion information may be time series data. That is, the radar sensor device 200 may measure and store motion information as time series data.
  • the radar sensor device 200 may transmit a UWB signal to the user 1 .
  • the radar sensor device 200 may receive the UWB signal reflected by the user 1 .
  • the radar sensor device 200 may measure a change in distance (L ⁇ ) according to a signal reflected by the movement of the heart or the like.
  • the distance change (L ⁇ ) is changed according to time and may be expressed as motion information. Therefore, the distance change (L ⁇ ) based on the signal reflected by the heart of the user 1 may correspond to the heartbeat information.
  • the radar sensor device 200 may be disposed to be spaced apart from the user 1 by a predetermined distance. That is, the radar sensor device 200 may measure the movement information of the user 1 in a non-contact manner without the need to be worn on the body of the user 1 like the wearable device 100 .
  • the non-contact heart rate measurement system 10 can improve user convenience by eliminating the inconvenience of having to wear a specific device such as the wearable device 100 on the human body.
  • the heart rate calculating device 300 is an electronic device provided separately from the radar sensor device 200 , and may be an electronic device capable of computing as a device for processing heart rate information or motion information.
  • the heart rate calculating device 300 may include a desktop personal computer (PC), a laptop personal computer (PC), a tablet personal computer (PC), a netbook computer, a workstation, and a personal computer (PDA). It may be a digital assistant, a smart phone, a smart pad, or a mobile phone, but is not limited thereto.
  • the non-contact heart rate measurement system 10 can calculate the heart rate based on the electronic device owned by the user only by purchasing the radar sensor device 200, thereby reducing the user's burden of system construction.
  • the heart rate calculating device 300 may receive heart rate information from the wearable device 100 and extract a heart rate frequency fc. In this case, the heart rate calculating device 300 may frequency-convert heart rate information that is time series data to extract a heart rate frequency fc.
  • the heart rate calculating device 300 may extract a heart rate frequency fc according to all activities in a state in which the wearable device 100 is worn from the heart rate information received from the wearable device 100 . That is, the heart rate calculating device 300 may extract heartbeat frequencies fc in various states for each time or activity stored in the wearable device 100 .
  • the heart rate calculating device 300 may receive motion information from the radar sensor device 200 and extract a frequency fc′ corresponding to the heartbeat frequency fc. In this case, the heart rate calculating device 300 may frequency-convert the motion information, which is time series data, to extract a corresponding frequency fc'.
  • the heart rate calculating device 300 may calculate the heart rate of the user 1 based on the corresponding frequency fc'. In this case, the heart rate calculating device 300 may calculate a heart rate by extracting a corresponding frequency fc' from the time series data received from the radar sensor device 200 as heart rate information.
  • the non-contact heart rate measurement system 10 since the non-contact heart rate measurement system 10 according to an embodiment of the present invention simply and accurately measures the heart rate, the non-contact heart rate measurement reliability of the radar sensor device 200 may be improved.
  • FIG. 2 is a block diagram of a wearable device of a non-contact heart rate measurement system according to an embodiment of the present invention.
  • the wearable device 100 may include a heart rate sensor 110 , a communication unit 120 , a storage unit 130 , a display unit 140 , and a control unit 150 .
  • the heart rate sensor 110 may be in contact with the body of the user 1 to measure heart rate information of the user 1 .
  • the heart rate sensor 110 may be an ECG sensor.
  • the heart rate sensor 110 may be in contact with the wrist of the user 1 .
  • the communication unit 120 may communicate with the heart rate calculating device 300 .
  • the communication unit 120 is 5G (5th generation communication), LTE-A (long term evolution-advanced), LTE (long term evolution), Bluetooth, BLE (bluetooth low energe), NFC (near field communication) and Wi-Fi Wireless communication such as (WiFi) communication may be performed, but is not limited thereto.
  • the storage unit 130 may store heart rate information measured by the heart rate sensor 110 .
  • the storage unit 130 may include a hard disk type, a magnetic media type, a compact disc read only memory (CD-ROM), and an optical media type according to the type. ), a Sagneto-optical media type, a multimedia card micro type, a flash memory type, a read only memory type, or a random access memory type), but is not limited thereto.
  • the storage unit 130 may be a cache, a buffer, a main memory, an auxiliary memory, or a separately provided storage system according to its purpose/location, but is not limited thereto.
  • the display unit 140 may be a device for displaying various image data of the wearable device 100 .
  • the display unit 140 may be configured as a non-light-emitting panel or a light-emitting panel. More specifically, the display unit 140 includes a liquid crystal display (LCD), a light emitting diode (LED) display, an organic light emitting diode (OLED) display, and a micro electromechanical system (MEMS). electro mechanical systems) display, or an electronic paper display, etc., but is not limited thereto.
  • the display unit 140 may be implemented as a touch screen combined with an input unit, or the like.
  • the controller 150 may be configured to control the overall operation of the wearable device 100 .
  • the controller 150 may be configured to control the heart rate sensor 110 , the communication unit 120 , the storage unit 130 , and the display unit 140 to measure the heart rate.
  • the controller 150 may include a processor that is hardware or a process that is software that is executed in a corresponding processor, but is not limited thereto.
  • FIG. 3 is a block diagram of a radar sensor device of a non-contact heart rate measurement system according to an embodiment of the present invention.
  • the radar sensor device 200 may include a wireless signal transceiver 210 , a communication unit 220 , a storage unit 230 , and a control unit 240 .
  • the radio signal transceiver 210 may transmit a radio signal to the user 1 and receive a radio signal reflected from the user 1 .
  • the wireless signal transceiver 210 may transmit a UWB signal.
  • the signal reflected from the user 1 is a signal reflected by the heart of the user 1 , and may be a signal corresponding to the movement of the heart.
  • the signal reflected from the user 1 may be a signal corresponding to the movement of the chest according to respiration. That is, the signal reflected from the user 1 may include complex movement information about chest movement or heart rate due to breathing.
  • the communication unit 220 may communicate with the heart rate calculating device 300 .
  • the communication unit 220 may perform wireless communication in the same or similar manner as the communication unit 120 of the wearable device 100 .
  • the storage 230 may store motion information measured by the wireless signal transceiver 210 .
  • the storage unit 230 may be configured in the same or similar form as the storage unit 130 of the wearable device 100 .
  • the controller 240 may be configured to control the overall operation of the radar sensor device 200 .
  • the controller 240 may be configured to control the wireless signal transceiver 210 , the communication unit 220 , and the storage unit 230 for motion measurement.
  • the controller 240 may include a processor that is hardware or a process that is software that is executed in the processor, but is not limited thereto.
  • FIG. 4 is a block diagram of a heart rate calculating device of a non-contact heart rate measuring system according to an embodiment of the present invention.
  • the heart rate calculating device 300 may include a communication unit 310 , a storage unit 320 , a display unit 330 , and a control unit 340 .
  • the communication unit 310 may communicate with the wearable device 100 or the radar sensor device 200 .
  • the communication unit 310 may perform wireless communication in the same or similar manner as the communication unit 120 of the wearable device 100 or the communication unit 220 of the radar sensor device 200 .
  • the storage unit 320 may store heart rate information received from the wearable device 100 or motion information received from the radar sensor device 200 .
  • the storage unit 320 may be configured in the same or similar form as the storage unit 130 of the wearable device 100 or the storage unit 230 of the radar sensor device 200 .
  • the display 330 may be a device for displaying the heart rate calculated by the heart rate calculating device 300 .
  • the display unit 330 may be configured as a non-emissive panel or a light-emitting panel. More specifically, the display unit 330 may be configured in the same or similar form as the display unit 140 of the wearable device 100 .
  • the control unit 340 controls the communication unit 310 , the storage unit 320 , and the display unit 330 to calculate a heart rate from motion information of the radar sensor device 200 based on the heart rate information of the wearable device 100 .
  • the controller 340 may include a processor that is hardware or a process that is software that is executed in the processor, but is not limited thereto.
  • the controller 340 may frequency-convert the heartbeat information received from the wearable device 100 to extract a heartbeat frequency fc.
  • the controller 340 may calculate a heart rate according to various activity states from heart rate information stored in the wearable device 100 . That is, the controller 340 may calculate a heart rate according to exercise, work, rest, sleep, etc. or a heartbeat frequency fc according to the user 1 wearing the wearable device 100 .
  • the controller 340 may frequency-convert the motion information received from the radar sensor device 200 to extract a corresponding frequency fc'.
  • the controller 340 may extract a frequency fc' corresponding to the heartbeat frequency fc from the frequency-converted motion information as heartbeat information.
  • the controller 340 may extract heart rate information according to a frequency fc' corresponding to the motion information. Accordingly, the controller 340 may calculate the heart rate of the user 1 based on the heart rate information extracted from the motion information. In this case, the controller 340 may calculate a frequency fc' corresponding to each state from the motion information received from the radar sensor device 200 according to the heartbeat frequency fc for each state of the user. That is, the controller 340 may calculate the heart rate for each state of the user according to the heartbeat frequency fc used to extract the corresponding frequency fc' from the motion information.
  • the controller 340 determines whether the user 1 exists within a predetermined distance from the radar sensor device 200 and measures the heart rate only when the user 1 exists within a predetermined distance from the radar sensor device 200 . can be controlled to initiate
  • the radar sensor device 200 continuously transmits and receives a wireless signal, it can receive a signal regardless of the presence of the user 1 .
  • the control unit 340 may determine that the user 1 is present when a periodic position change (L ⁇ ) occurs in the received radio signal.
  • the controller 340 may determine whether the calculated heart rate is abnormal. In this case, the controller 340 may determine whether the currently calculated heart rate is within a heart rate range of the corresponding state based on the heartbeat frequency fc according to the state of the user 1 . When the calculated heart rate is abnormal, the controller 340 may additionally determine whether the radar sensor device 200 is within a predetermined range from the user 1 . That is, if the user 1 is absent or the user 1 is far away from the radar sensor device 200 and the calculated heart rate is low or absent, the controller 340 may misjudgment as cardiac arrest. The distance of the device 200 may be checked.
  • the controller 340 performs a heart rate abnormality alarm.
  • the control unit 340 may perform an alarm for an abnormal heart rate of the user 1 through the display unit 330 , but the alarm means is not limited thereto.
  • the controller 340 may control to alarm that the user 1 is separated from the radar sensor device 200 .
  • the user can easily recognize whether there is an abnormality in the calculated heart rate, thereby improving user convenience.
  • FIG. 5 is a block diagram of a device for measuring and calculating a heart rate of a non-contact heart rate measuring system according to an embodiment of the present invention.
  • the heart rate measuring and calculating device 400 may have a form in which the radar sensor device 200 of FIG. 3 and the heart rate calculating device 300 of FIG. 4 are integrated. That is, the heart rate measuring and calculating device 400 may include a wireless signal transceiver 410 , a communication unit 420 , a storage unit 430 , a display unit 440 , and a control unit 450 .
  • the wireless signal transceiver 410 is the same as the configuration of the wireless signal transceiver 210
  • the communication unit 420 is the same as the communication unit 310 of the heart rate calculating device 300
  • the storage unit 430 is the heart rate
  • the display unit 440 is the same as the display unit 330 of the heart rate calculation device 300
  • the control unit 450 includes the radar sensor device 200 and the control unit. Since 240 and the controller 340 of the heart rate calculating device 300 are merged, a detailed description thereof will be omitted.
  • the heart rate measuring and calculating device 400 may have a form in which the wireless signal transceiver 210 of the radar sensor device 200 is built in the heart rate calculating device 300 . Accordingly, the heart rate measuring and calculating device 400 may calculate the heart rate by directly using the motion information measured by the wireless signal transceiver 410 .
  • the non-contact heart rate measurement system 10 omits the wireless section between the radar sensor device 200 and the heart rate calculating device 300 to minimize the overall wireless section for heart rate calculation to minimize the heart rate
  • the output performance can be improved.
  • FIG. 6 is a graph illustrating a frequency spectrum of a wearable device and a radar sensor device of a non-contact heart rate measurement system according to an embodiment of the present invention.
  • the heartbeat frequency fc may be the largest.
  • a plurality of frequencies having a predetermined size or more may appear in the frequency spectrum corresponding to the motion information measured by the radar sensor device 200.
  • a frequency greater than the corresponding frequency fc' may exist in the frequency spectrum corresponding to the extracted heartbeat frequency fc.
  • the frequency fc' corresponding to the extracted heartbeat frequency fc is extracted from (b), so that the non-contact heart rate measurement system 10 calculates the heart rate using the radar sensor device 200 .
  • FIGS. 7 and 8 a non-contact heart rate measuring method of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 and 8 .
  • FIG. 7 is a flowchart of a non-contact heart rate measurement method according to an embodiment of the present invention.
  • the non-contact heart rate measurement method 20 includes a step of measuring and storing heartbeat information in the wearable device 100 ( S21 ), a step of measuring and storing motion information in the radar sensor device 200 ( S22 ), and a heartbeat frequency (fc) from the heartbeat information. extracting (S23), extracting a frequency (fc') corresponding to the heartbeat frequency (fc) from the motion information (S24), and measuring and storing the heart rate according to the corresponding frequency (fc') (step S25) ) may be included.
  • the wearable device 100 measures and stores the heart rate information of the user while being worn on the body of the user 1 (step S21 ).
  • the wearable device 100 may measure and store heart rate information as time series data.
  • the wearable device 100 may transmit heart rate information to the heart rate calculating device 300 or the heart rate measuring and calculating device 400 at regular intervals or simultaneously with measurement.
  • a wireless signal is transmitted to the user 1 through the radar sensor device 200 or the heart rate measurement and calculation device 400, and a signal reflected from the user 1 is received to measure and store motion information (step S22).
  • the radar sensor device 200 or the heart rate measuring and calculating device 400 may measure and store motion information as time series data.
  • the radar sensor device 200 may transmit motion information to the heart rate calculating device 300 or the heart rate measuring and calculating device 400 at a predetermined period or simultaneously with measurement.
  • the radar sensor device 200 and the heart rate measuring and calculating device 400 may transmit a UWB signal to the user 1 as a wireless signal.
  • the radar sensor device 200 and the heart rate measuring and calculating device 400 may receive the UWB signal reflected by the user 1 .
  • the radar sensor device 200 and the heart rate measuring and calculating device 400 may measure a change in distance (L ⁇ ) according to a signal reflected by the movement of the heart.
  • the distance change (L ⁇ ) is changed according to time and may be expressed as motion information. Therefore, the distance change (L ⁇ ) based on the signal reflected by the heart of the user 1 may correspond to the heartbeat information.
  • the heart rate calculating device 300 or the heart rate measuring and calculating device 400 receives heart rate information from the wearable device 100 and extracts a heart rate frequency fc (step S23).
  • the heart rate calculating device 300 or the heart rate measuring and calculating device 400 may frequency-convert the heart rate information to extract a heart rate frequency fc.
  • the heart rate calculating device 300 or the heart rate measuring and calculating device 400 is a heart rate frequency (fc) according to all activities in a state in which the wearable device 100 is worn from the heart rate information received from the wearable device 100 . can be extracted. That is, the heart rate calculating device 300 or the heart rate measuring and calculating device 400 may extract various heart rate frequencies fc for each time or activity stored in the wearable device 100 .
  • fc heart rate frequency
  • the heart rate calculating device 300 receives the motion information from the radar sensor device 200 and extracts a frequency fc' corresponding to the heartbeat frequency fc (step S24).
  • the heart rate measuring and calculating device 400 may receive motion information from the wireless signal transceiver 410 and extract a frequency fc' corresponding to the heartbeat frequency fc.
  • the heart rate calculating device 300 or the heart rate measuring and calculating device 400 may frequency-convert the motion information to extract a frequency fc' corresponding to the heart rate frequency fc.
  • the heart rate calculating device 300 or the heart rate measuring and calculating device 400 calculates the heart rate of the user 1 based on the corresponding frequency fc' (step S25).
  • the heart rate calculating device 300 may calculate a heart rate by extracting a corresponding frequency fc' from the time series data received from the radar sensor device 200 as heart rate information.
  • the heart rate measuring and calculating device 400 may calculate the heart rate by extracting a corresponding frequency fc' from the time series data received by the wireless signal transceiver 410 as heart rate information.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a detailed procedure of a non-contact heart rate measurement method according to an embodiment of the present invention.
  • the detailed procedure 30 of the non-contact heart rate measurement method includes the steps of transmitting and receiving signals from the radar sensor device 200 (S31), starting heart rate measurement when the user is within a predetermined distance (S32 and S33), and if the heart rate is abnormal It may include an alarming step (S34 to S37).
  • the radar sensor device 200 transmits and receives a signal to the user 1 (step S31 ). Since this corresponds to step S22 of FIG. 7 , a detailed description thereof will be omitted.
  • the heart rate calculation device 300 determines whether the user 1 exists within a predetermined distance from the radar sensor device 200 (step S32).
  • the radar sensor device 200 since the radar sensor device 200 continuously transmits and receives a wireless signal, it can receive a signal regardless of the presence of the user 1 . However, since this is irrelevant to the heartbeat information by the user 1, it can be ignored. In this case, the heart rate calculating device 300 may determine that the user 1 is present when a periodic position change (L ⁇ ) occurs in the wireless signal received from the radar sensor device 200 .
  • L ⁇ periodic position change
  • the detailed procedure 30 is mainly described with respect to the radar sensor device 200 of FIG. 3 and the heart rate calculating device 300 of FIG. 4 , but may also be applied to the heart rate measuring and calculating device 400 of FIG. 5 , of course. to be.
  • step S32 If it is determined in step S32 that the user 1 does not exist within a predetermined distance from the radar sensor device 200 , the heart rate calculating device 300 returns to step S31 and waits for heart rate measurement.
  • the heart rate calculating device 300 starts heart rate measurement (step S33 ).
  • the heart rate calculating device 300 may calculate the heart rate of the user 1 .
  • the heart rate calculating device 300 determines whether the calculated heart rate is abnormal (step S34). In this case, the heart rate calculating device 300 may determine whether the currently calculated heart rate is within a heart rate range of the corresponding state based on the heart rate frequency fc according to the state of the user 1 .
  • step S34 If it is determined in step S34 that the calculated heart rate is not abnormal, the heart rate calculating device 300 continuously measures the heart rate.
  • the heart rate calculating device 300 further determines whether the distance between the radar sensor device 200 and the user 1 is within a predetermined range (step S35). Here, if there is no user 1 or if the user 1 is far away from the radar sensor device 200 and the calculated heart rate is low or absent, the heart rate calculation device 300 may be misjudged as cardiac arrest. and the distance between the radar sensor device 200 and the radar sensor device 200 may be checked.
  • step S35 when the distance between the radar sensor device 200 and the user 1 is within a predetermined range, the heart rate calculating device 300 performs a heart rate abnormality alarm (step S36). That is, when the currently calculated heart rate is normally measured by the user 1 , the heart rate calculation device 300 may perform an abnormal heart rate alarm of the user 1 through the display unit 330 .
  • the heart rate calculating device 300 notifies that the user 1 is leaving (step S37).
  • the heart rate calculation device 300 may alarm that the user 1 is separated from the radar sensor device 200 . have.
  • the above methods may be implemented by the non-contact heart rate measurement system 10 as shown in FIG. 1 , and in particular, may be implemented as a software program for performing these steps, in this case, these programs are computer-readable It may be stored in a recording medium or transmitted by a computer data signal combined with a carrier wave in a transmission medium or a communication network.
  • the computer-readable recording medium includes all kinds of recording devices in which data readable by a computer system is stored, for example, ROM, RAM, CD-ROM, DVD-ROM, DVD-RAM, magnetic tape, It may be a floppy disk, a hard disk, an optical data storage device, or the like.
  • the non-contact heart rate measurement system and method according to the present invention may be used in various industrial fields such as smart devices such as smart watches.

Abstract

비접촉식 심박수 측정 시스템 및 그 방법이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 비접촉식 심박수 측정 시스템은 사용자의 신체에 착용하여 사용자의 심박정보를 측정하는 착용형 디바이스, 사용자로 무선신호를 전송하고 사용자로부터 반사된 신호를 수신하여 움직임정보를 측정하는 레이더 센서 디바이스, 및 착용형 디바이스로부터 심박정보를 수신하여 심박 주파수(fc)를 추출하고, 레이더 센서 디바이스로부터 움직임정보를 수신하여 심박 주파수(fc)에 대응하는 주파수(fc')를 추출하며, 대응하는 주파수(fc')에 기반하여 사용자의 심박수를 산출하는 심박수 산출 디바이스를 포함한다.

Description

비접촉식 심박수 측정 시스템 및 그 방법
본 발명은 비접촉식 심박수 측정 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 특히, 착용형 디바이스의 심박정보를 기반으로 휴식이나 수면 중에 레이더 센서를 이용하여 비접촉식으로 심박수를 간단하면서도 정확하게 측정할 수 있는 비접촉식 심박수 측정 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 심전도는 병원 등에서 심전도계의 전극을 인체에 부착하여 심장박동을 측정하는 방식이다. 하지만, 이러한 방식은 전극을 인체에 직접 부착해야 하기 때문에 여러가지 측면에서 사용에 제한적이다.
최근, 스마트 워치 등의 스마트 기기를 이용하여 심박을 측정하는 솔루션이 등장하고 있다. 그러나 이는 운동 등 신체활동 중에 필요한 정보를 제공하기 위한 것이다. 아울러, 스마트 워치 등과 같은 착용형 디바이스는 휴식 중이거나 수면 중에는 착용의 불편함으로 인해 사용자가 보통 벗어놓기 때문에 이를 이용한 휴식 및 수면 중 측정은 사용자의 불편을 초래한다.
또한, 레이다 센서를 이용하여 심박수를 측정하는 방안도 제안되고 있다. 그러나 이는 초기에 심박 데이터 얻기 위해서는 신호처리 등을 거쳐 일정한 주기를 갖는 주파수를 산출하고 이를 통해 대상자의 심박정보를 파악해야 하기 때문에 그 산출 과정 및 구현이 매우 복잡하다.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예는 착용형 디바이스의 심박정보를 기반으로 휴식이나 수면 중에 레이더 센서를 이용하여 비접촉식으로 심박수를 간단하면서도 정확하게 측정할 수 있는 비접촉식 심박수 측정 시스템 및 그 방법을 제공하고자 한다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 사용자의 신체에 착용하여 사용자의 심박정보를 측정하는 착용형 디바이스; 사용자로 무선신호를 전송하고 사용자로부터 반사된 신호를 수신하여 움직임정보를 측정하는 레이더 센서 디바이스; 및 상기 착용형 디바이스로부터 상기 심박정보를 수신하여 심박 주파수(fc)를 추출하고, 레이더 센서 디바이스로부터 상기 움직임정보를 수신하여 상기 심박 주파수(fc)에 대응하는 주파수(fc')를 추출하며, 상기 대응하는 주파수(fc')에 기반하여 사용자의 심박수를 산출하는 심박수 산출 디바이스;를 포함하는 비접촉식 심박수 측정 시스템이 제공된다.
일 실시예에서, 상기 레이더 센서 디바이스는 사용자로부터 일정거리 이격되게 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 심박정보 및 상기 움직임정보는 시계열 데이터일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 무선신호는 UWB(Ultra-Wideband) 신호일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 심박수 산출 디바이스는 상기 심박정보 및 상기 움직임정보를 주파수 변환하여 상기 심박 주파수(fc) 및 상기 대응하는 주파수(fc')를 추출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 심박수 산출 디바이스는 상기 레이더 센서 디바이스로부터 일정거리 내에 사용자가 존재하는 경우에만 심박 측정을 개시할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 심박수 산출 디바이스는 산출된 심박수가 비정상인 경우 상기 레이더 센서 디바이스가 사용자로부터 일정범위 내이면 심박수 비정상 알람을 수행하고, 상기 레이더 센서 디바이스가 사용자로부터 일정범위 이상이면 사용자가 상기 레이더 센서 디바이스로부터 이탈됨을 알람할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 사용자의 신체에 착용하여 사용자의 심박정보를 측정하는 착용형 디바이스; 및 사용자로 무선신호를 전송하고 사용자로부터 반사된 신호를 수신하여 움직임정보를 측정하고, 상기 착용형 디바이스로부터 상기 심박정보를 수신하여 심박 주파수(fc)를 추출하며, 상기 움직임정보로부터 상기 심박 주파수(fc)에 대응하는 주파수(fc')를 추출하고, 상기 대응하는 주파수(fc')에 기반하여 사용자의 심박수를 산출하는 심박수 측정 및 산출 디바이스;를 포함하는 비접촉식 심박수 측정 시스템이 제공된다.
일 실시예에서, 상기 심박수 측정 및 산출 디바이스는 사용자로부터 일정거리 이격되게 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 심박정보 및 상기 움직임정보는 시계열 데이터일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 무선신호는 UWB 신호일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 심박수 측정 및 산출 디바이스는 상기 심박정보 및 상기 움직임정보를 주파수 변환하여 상기 심박 주파수(fc) 및 상기 대응하는 주파수(fc')를 추출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 심박수 측정 및 산출 디바이스는 일정거리 내에 사용자가 존재하는 경우에만 심박 측정을 개시할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 심박수 측정 및 산출 디바이스는 산출된 심박수가 비정상인 경우 사용자가 일정범위 내이면 심박수 비정상 알람을 수행하고, 사용자가 일정범위 밖이면 사용자로부터 이탈됨을 알람할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 사용자의 신체에 착용된 착용형 디바이스를 통하여 사용자의 심박정보를 측정 및 저장하는 제1측정 단계; 레이더 센서 디바이스를 통하여 사용자로 무선신호를 전송하고 사용자로부터 반사된 신호를 수신하여 움직임정보를 측정 및 저장하는 제2측정 단계; 심박수 산출 디바이스에서, 상기 착용형 디바이스로부터 상기 심박정보를 수신하여 심박 주파수(fc)를 추출하는 제1추출 단계; 상기 심박수 산출 디바이스에서, 상기 레이더 센서 디바이스로부터 상기 움직임정보를 수신하여 상기 심박 주파수(fc)에 대응하는 주파수(fc')를 추출하는 제2추출 단계; 및 상기 심박수 산출 디바이스에서, 상기 대응하는 주파수(fc')에 기반하여 사용자의 심박수를 산출하는 단계;를 포함하는 비접촉식 심박수 측정 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 사용자의 신체에 착용된 착용형 디바이스를 통하여 사용자의 심박정보를 측정 및 저장하는 제1측정 단계; 심박수 측정 및 산출 디바이스를 통하여 사용자로 무선신호를 전송하고 사용자로부터 반사된 신호를 수신하여 움직임정보를 측정 및 저장하는 제2측정 단계; 상기 심박수 측정 및 산출 디바이스에서, 상기 착용형 디바이스로부터 상기 심박정보를 수신하여 심박 주파수(fc)를 추출하는 제1추출 단계; 상기 심박수 측정 및 산출 디바이스에서, 상기 움직임정보로부터 상기 심박 주파수(fc)에 대응하는 주파수(fc')를 추출하는 제2추출 단계; 및 상기 심박수 측정 및 산출 디바이스에서, 상기 대응하는 주파수(fc')에 기반하여 사용자의 심박수를 산출하는 단계;를 포함하는 비접촉식 심박수 측정 방법이 제공된다.
일 실시예에서, 상기 심박정보 및 상기 움직임정보는 시계열 데이터일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 무선신호는 UWB 신호일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1추출 단계 및 상기 제2추출 단계는 상기 심박정보 및 상기 움직임정보를 주파수 변환하여 상기 심박 주파수(fc) 및 상기 대응하는 주파수(fc')를 추출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 심박수를 산출하는 단계는 일정거리 내에 사용자가 존재하는 경우에만 심박 측정을 개시할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 심박수를 산출하는 단계는, 산출된 심박수가 비정상인 경우 사용자로부터 일정범위 내이면 심박수 비정상 알람을 수행하고, 사용자가 일정범위 밖이면 사용자로부터 이탈됨을 알람할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉식 심박수 측정 시스템 및 그 방법은 착용형 디바이스의 심박정보를 기반으로 휴식이나 수면 중에 비접촉식 레이더 센서의 초기 설정을 수행함으로써, 심박수를 간단하면서도 정확하게 측정하므로 비접촉식의 심박수 측정의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉식 심박수 측정 시스템 및 그 방법은 휴식이나 수면 중에 비접촉식 레이더 센서를 이용하여 심박수를 측정함으로써, 인체에 특정 장치를 착용해야 하는 불편함을 해소하여 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉식 심박수 측정 시스템 및 그 방법은 심박수 산출 디바이스를 레이더 센서 디바이스와 별도로 구비함으로써, 레이더 센서 디바이스의 구매만으로 스마트 폰 등과 같은 사용자가 보유한 전자 장치를 기반으로 심박수를 산출할 수 있으므로 사용자의 시스템 구축 부담을 경감시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉식 심박수 측정 시스템 및 그 방법은 레이더 센서 디바이스와 심박수 산출 디바이스를 통합하여 구현함으로써, 무선구간을 최소화하여 심박수 산출 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉식 심박수 측정 시스템 및 그 방법은 산출된 심박수가 이상 범위인 경우 일정범위 내에 사용자의 존재여부에 따라 사용자 이탈 또는 비정상 심박을 알람함으로써 산출된 심박수에 대한 이상 여부를 사용자가 쉽게 인지할 수 있어 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉식 심박수 측정 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉식 심박수 측정 시스템의 착용형 디바이스의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉식 심박수 측정 시스템의 레이더 센서 디바이스의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉식 심박수 측정 시스템의 심박수 산출 디바이스의 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉식 심박수 측정 시스템의 심박수 측정 및 산출 디바이스의 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉식 심박수 측정 시스템의 착용형 디바이스와 레이더 센서 디바이스에서의 주파수 스펙트럼을 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉식 심박수 측정 방법의 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉식 심박수 측정 방법의 세부 절차를 나타낸 순서도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이며, 아래에 설명되는 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 발명을 더욱 충실하고 완전하게 하며 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 영역 및/또는 부위들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부위들은 이들 용어에 의해 한정되지 않음은 자명하다. 이들 용어는 특정 순서나 상하, 또는 우열을 의미하지 않으며, 하나의 부재, 영역 또는 부위를 다른 부재, 영역 또는 부위와 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서 이하 상술할 제1 부재, 영역 또는 부위는 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2 부재, 영역 또는 부위를 지칭할 수 있다.
본 명세서에서, "또는", "적어도 하나" 등의 용어는 함께 나열된 단어들 중 하나를 나타내거나, 또는 둘 이상의 조합을 나타낼 수 있다. 예를 들어, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나"는 A 또는 B 중 하나만을 포함할 수 있고, A와 B를 모두 포함할 수도 있다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉식 심박수 측정 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉식 심박수 측정 시스템(10)은 착용형 디바이스(100), 레이더 센서 디바이스(200) 및 심박수 산출 디바이스(300)를 포함할 수 있다.
비접촉식 심박수 측정 시스템(10)은 레이더 센서 디바이스(200)를 기반으로 비접촉식으로 사용자의 심박수를 측정하기 위한 것으로, 특히 휴식이나 수면 중에 스마트 워치 등과 같은 착용형 디바이스(100)를 착용하지 않고도 사용자의 심박수를 측정하기 위한 것이다.
이때, 비접촉식 심박수 측정 시스템(10)은 착용형 디바이스(100)로부터 수신된 심박정보를 기초로 레이더 센서 디바이스(200)의 움직임정보로부터 심박정보에 대응하는 주파수를 매칭할 수 있다. 아울러, 비접촉식 심박수 측정 시스템(10)은 사용자가 착용형 디바이스(100)를 착용한 상태의 모든 활동에 따른 심박정보를 이용하여 레이더 센서 디바이스(200)를 통한 심박수를 산출할 수 있다.
착용형 디바이스(100)는 사용자(1)의 신체에 착용하여 사용자의 심박정보를 측정할 수 있다. 일례로, 착용형 디바이스(100)는 심전도(ECG; electrocardiogram)기능을 구비한 스마트 워치 또는 스마트 밴드일수 있다. 여기서, 심박정보는 시계열 데이터일 수 있다. 즉, 착용형 디바이스(100)는 시계열 데이터로서 심박정보를 측정하여 저장할 수 있다.
레이더 센서 디바이스(200)는 사용자(1)로 무선신호를 전송하고, 사용자(1)로부터 반사된 신호를 수신하여 움직임정보를 측정할 수 있다. 여기서, 무선신호는 UWB(Ultra-Wideband) 신호일 수 있다. 또한, 움직임 정보는 시계열 데이터일 수 있다. 즉, 레이더 센서 디바이스(200)는 시계열 데이터로서 움직임정보를 측정하여 저장할 수 있다.
일례로, 레이더 센서 디바이스(200)는 UWB 신호를 사용자(1)에게 전송할 수 있다. 또한, 레이더 센서 디바이스(200)는 사용자(1)에 의해 반사된 UWB 신호를 수신할 수 있다. 이때, 레이더 센서 디바이스(200)는 심장의 움직임 등에 의해 반사된 신호에 따라 거리변화(L±Δ)를 측정할 수 있다. 여기서, 이러한 거리변화(L±Δ)는 시간에 따라 변경되며 이는 움직임정보로 나타날 수 있다. 따라서 사용자(1)의 심장에 의한 반사되는 신호에 기반한 거리변화(L±Δ)는 심박정보에 대응할 수 있다.
아울러, 레이더 센서 디바이스(200)는 사용자(1)로부터 일정거리 이격되게 배치될 수 있다. 즉, 레이더 센서 디바이스(200)는 착용형 디바이스(100)와 같이 사용자(1)의 신체에 착용될 필요가 없이 비접촉 방식으로 사용자(1)의 움직임정보를 측정할 수 있다.
이에 의해, 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉식 심박수 측정 시스템(10)은 인체에 착용형 디바이스(100)와 같은 특정 장치를 착용해야 하는 불편함을 해소하여 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있다.
심박수 산출 디바이스(300)는 레이더 센서 디바이스(200)와 별도로 구비된 전자장치로서, 심박정보 또는 움직임정보를 처리하기 위한 장치로서, 컴퓨팅(computing)이 가능한 전자장치일 수 있다. 일례로, 심박수 산출 디바이스(300)는 데스크탑 PC(desktop personal computer), 랩탑 PC(laptop personal computer), 태블릿 PC(tablet personal computer), 넷북컴퓨터(netbook computer), 워크스테이션(workstation), PDA(personal digital assistant), 스마트폰(smartphone), 스마트패드(smartpad), 또는 휴대폰(mobilephone) 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이에 의해, 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉식 심박수 측정 시스템(10)은 레이더 센서 디바이스(200)의 구매만으로 사용자가 보유한 전자 장치를 기반으로 심박수를 산출할 수 있으므로 사용자의 시스템 구축 부담을 경감시킬 수 있다.
심박수 산출 디바이스(300)는 착용형 디바이스(100)로부터 심박정보를 수신하여 심박 주파수(fc)를 추출할 수 있다. 이때, 심박수 산출 디바이스(300)는 시계열 데이터인 심박정보를 주파수 변환하여 심박 주파수(fc)를 추출할 수 있다.
아울러, 심박수 산출 디바이스(300)는 착용형 디바이스(100)로부터 수신된 심박정보로부터 착용형 디바이스(100)를 착용한 상태의 모든 활동에 따른 심박 주파수(fc)를 추출할 수 있다. 즉, 심박수 산출 디바이스(300)는 착용형 디바이스(100)에 저장된 시간별 또는 활동별로 다양한 상태의 심박 주파수(fc)를 추출할 수 있다.
또한, 심박수 산출 디바이스(300)는 레이더 센서 디바이스(200)로부터 움직임정보를 수신하여 심박 주파수(fc)에 대응하는 주파수(fc')를 추출할 수 있다. 이때, 심박수 산출 디바이스(300)는 시계열 데이터인 움직임정보를 주파수 변환하여 대응하는 주파수(fc')를 추출할 수 있다.
또한, 심박수 산출 디바이스(300)는 대응하는 주파수(fc')에 기반하여 사용자(1)의 심박수를 산출할 수 있다. 이때, 심박수 산출 디바이스(300)는 레이더 센서 디바이스(200)로부터 수신되는 시계열 데이터 중에서 대응하는 주파수(fc')를 심박정보로서 추출하여 심박수를 산출할 수 있다.
이에 의해, 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉식 심박수 측정 시스템(10)은 심박수를 간단하면서도 정확하게 측정하므로 레이더 센서 디바이스(200)의 비접촉 방식에 의한 심박수의 측정 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉식 심박수 측정 시스템의 착용형 디바이스의 블록도이다.
착용형 디바이스(100)는 심박측정 센서(110), 통신부(120), 저장부(130), 디스플레이부(140) 및 제어부(150)를 포함할 수 있다.
심박측정 센서(110)는 사용자(1)의 신체에 접촉되어 사용자(1)의 심박정보를 측정할 수 있다. 일례로, 심박측정 센서(110)는 ECG 센서일 수 있다. 이때, 심박측정 센서(110)는 사용자(1)의 손목에 접촉될 수 있다.
통신부(120)는 심박수 산출 디바이스(300)와 통신을 수행할 수 있다. 일례로, 통신부(120)는 5G(5th generation communication), LTE-A(long term evolution-advanced), LTE(long term evolution), 블루투스, BLE(bluetooth low energe), NFC(near field communication) 및 와이파이(WiFi) 통신 등과 같은 무선 통신을 수행할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
저장부(130)는 심박측정 센서(110)에서 측정된 심박정보를 저장할 수 있다. 일례로, 저장부(130)는 그 유형에 따라 하드디스크 타입(hard disk type), 마그네틱 매체 타입(Sagnetic media type), CD-ROM(compact disc read only memory), 광기록 매체 타입(Optical Media type), 자기-광 매체 타입(Sagneto-optical media type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(Sultimedia card micro type), 플래시 저장부 타입(flash memory type), 롬 타입(read only memory type), 또는 램 타입(random access memory type) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 저장부(130)는 그 용도/위치에 따라 캐시(cache), 버퍼, 주기억장치, 또는 보조기억장치이거나 별도로 마련된 저장 시스템일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
디스플레이부(140)는 착용형 디바이스(100)의 다양한 영상 데이터를 표시하기 위한 장치일 수 있다. 일례로, 디스플레이부(140)는 비발광형 패널이나 발광형 패널로 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 디스플레이부(140)는 액정 디스플레이(LCD; liquid crystal display), 발광 다이오드(LED; light emitting diode) 디스플레이, 유기 발광 다이오드(OLED; organic LED) 디스플레이, 마이크로 전자기계 시스템(MEMS; micro electro mechanical systems) 디스플레이, 또는 전자 종이(electronic paper) 디스플레이 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 디스플레이부(140)는 입력부와 결합된 터치스크린(touch screen) 등으로 구현될 수 있다.
제어부(150)는 착용형 디바이스(100)의 전반적인 동작을 제어하도록 구성될 수 있다. 특히, 제어부(150)는 심박측정을 위해 심박측정 센서(110), 통신부(120), 저장부(130) 및 디스플레이부(140)를 제어하도록 구성될 수 있다. 일례로, 제어부(150)는 하드웨어인 프로세서(processor) 또는 해당 프로세서에서 수행되는 소프트웨어인 프로세스(process) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉식 심박수 측정 시스템의 레이더 센서 디바이스의 블록도이다.
레이더 센서 디바이스(200)는 무선신호 송수신부(210), 통신부(220), 저장부(230) 및 제어부(240)를 포함할 수 있다.
무선신호 송수신부(210)는 사용자(1)로 무선신호를 전송하고, 사용자(1)로부터 반사되는 무선신호를 수신할 수 있다. 일례로, 무선신호 송수신부(210)는 UWB 신호를 전송할 수 있다. 이때, 사용자(1)로부터 반사된 신호는 사용자(1)의 심장에 의해 반사된 신호로서, 심장의 움직임에 대응하는 신호일 수 있다. 또한, 사용자(1)로부터 반사된 신호는 호흡에 따른 가슴의 움직임에 대응하는 신호일 수 있다. 즉, 사용자(1)로부터 반사된 신호는 호흡에 의한 가슴움직임이나 심박 등에 대한 복합적인 움직임정보를 포함할 수 있다.
통신부(220)는 심박수 산출 디바이스(300)와 통신을 수행할 수 있다. 일례로, 통신부(220)는 착용형 디바이스(100)의 통신부(120)와 동일 또는 유사한 방식을 무선 통신을 수행할 수 있다.
저장부(230)는 무선신호 송수신부(210)에서 측정된 움직임정보를 저장할 수 있다. 일례로, 저장부(230)는 착용형 디바이스(100)의 저장부(130)와 동일 또는 유사한 형태로 구성될 수 있다.
제어부(240)는 레이더 센서 디바이스(200)의 전반적인 동작을 제어하도록 구성될 수 있다. 특히, 제어부(240)는 움직임측정을 위해 무선신호 송수신부(210), 통신부(220) 및 저장부(230)를 제어하도록 구성될 수 있다. 일례로, 제어부(240)는 하드웨어인 프로세서 또는 해당 프로세서에서 수행되는 소프트웨어인 프로세스 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉식 심박수 측정 시스템의 심박수 산출 디바이스의 블록도이다.
심박수 산출 디바이스(300)는 통신부(310), 저장부(320), 디스플레이부(330) 및 제어부(340)를 포함할 수 있다.
통신부(310)는 착용형 디바이스(100) 또는 레이더 센서 디바이스(200)와 통신을 수행할 수 있다. 일례로, 통신부(310)는 착용형 디바이스(100)의 통신부(120) 또는 레이더 센서 디바이스(200)의 통신부(220)와 동일 또는 유사한 방식을 무선 통신을 수행할 수 있다.
저장부(320)는 착용형 디바이스(100)에서 수신된 심박정보 또는 레이더 센서 디바이스(200)로부터 수신된 움직임정보를 저장할 수 있다. 일례로, 저장부(320)는 착용형 디바이스(100)의 저장부(130) 또는 레이더 센서 디바이스(200)의 저장부(230)와 동일 또는 유사한 형태로 구성될 수 있다.
디스플레이부(330)는 심박수 산출 디바이스(300)에서 산출된 심박수를 표시하기 위한 장치일 수 있다. 일례로, 디스플레이부(330)는 비발광형 패널이나 발광형 패널로 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 디스플레이부(330)는 착용형 디바이스(100)의 디스플레이부(140)와 동일 또는 유사한 형태로 구성될 수 있다.
제어부(340)는 착용형 디바이스(100)의 심박정보를 기반으로 레이더 센서 디바이스(200)의 움직임정보로부터 심박수를 산출하기 위해 통신부(310), 저장부(320) 및 디스플레이부(330)를 제어하도록 구성될 수 있다. 일례로, 제어부(340)는 하드웨어인 프로세서 또는 해당 프로세서에서 수행되는 소프트웨어인 프로세스 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이때, 제어부(340)는 착용형 디바이스(100)로부터 수신된 심박정보를 주파수변환하여 심박 주파수(fc)를 추출할 수 있다. 여기서, 제어부(340)는 착용형 디바이스(100)에 저장된 심박정보로부터 다양한 활동 상태에 따른 심박수를 산출할 수 있다. 즉, 제어부(340)는 사용자(1)가 착용형 디바이스(100)를 착용한 상태에서 운동, 업무, 휴식 및 수면 등에 따른 심박수 또는 그에 따른 심박 주파수(fc)를 산출할 수 있다.
아울러, 제어부(340)는 레이더 센서 디바이스(200)로부터 수신된 움직임정보를 주파수 변환하여 대응하는 주파수(fc')를 추출할 수 있다. 여기서, 움직임정보는 호흡 등과 같이 사용자의 심장 이외의 신체부분에 대한 움직임정보를 복합적으로 포함하기 때문에 이로부터 심박정보를 추출해야 한다. 따라서 제어부(340)는 주파수 변환된 움직임정보에서 심박 주파수(fc)에 대응하는 주파수(fc')를 심박정보로서 추출할 수 있다.
또한, 제어부(340)는 움직임정보에서 대응하는 주파수(fc')에 따라 심박정보를 추출할 수 있다. 따라서 제어부(340)는 움직임정보에서 추출한 심박정보를 기초로 사용자(1)의 심박수를 산출할 수 있다. 이때, 제어부(340)는 사용자의 상태별 심박 주파수(fc)에 따라 레이더 센서 디바이스(200)로부터 수신된 움직임정보로부터 상태별로 대응하는 주파수(fc')를 산출할 수 있다. 즉, 제어부(340)는 움직임정보에서 대응하는 주파수(fc')를 추출하기 위해 사용된 심박 주파수(fc)에 따라 사용자의 상태별 심박수를 산출할 수 있다.
한편, 제어부(340)는 레이더 센서 디바이스(200)로부터 일정거리 내에 사용자(1)가 존재하는지의 여부를 판단하여 사용자(1)가 레이더 센서 디바이스(200)로부터 일정거리 내에 존재하는 경우에만 심박측정을 개시하도록 제어할 수 있다. 여기서, 레이더 센서 디바이스(200)는 무선신호의 전송 및 수신을 지속적으로 수행하기 때문에 사용자(1)의 존재여부와 상관없이 신호를 수신할 수 있다. 그러나 이는 사용자(1)에 의한 심박정보와는 무관한 것이므로 무시할 수 있다. 이때, 제어부(340)는 수신되는 무선신호에서 주기적인 위치변화(L±Δ)가 발생하면 사용자(1)가 존재하는 것으로 판단할 수 있다.
제어부(340)는 산출된 심박수가 비정상인지의 여부를 판단할 수 있다. 이때, 제어부(340)는 사용자(1)의 상태에 따른 심박 주파수(fc)에 기초하여 현재 산출된 심박수가 해당 상태의 심박수 범위 내인지를 판단할 수 있다. 제어부(340)는 산출된 심박수가 비정상인 경우, 레이더 센서 디바이스(200)가 사용자(1)로부터 일정범위 내인지를 추가로 판단할 수 있다. 즉, 사용자(1)가 없거나 사용자(1)가 레이더 센서 디바이스(200)로부터 멀리 이격되어 산출된 심박수가 낮거나 없는 경우 심정지로 오판할 수 있기 때문에 제어부(340)는 사용자(1)와 레이더 센서 디바이스(200)의 거리를 확인할 수 있다.
이때, 레이더 센서 디바이스(200)가 사용자(1)로부터 일정범위 내이면, 즉, 현재 산출된 심박수가 사용자(1)에 의해 정상적으로 측정된 것인 경우, 제어부(340)는 심박수 비정상 알람을 수행하도록 제어할 수 있다. 일례로, 제어부(340)는 디스플레이부(330)를 통하여 사용자(1)의 심박수 비정상 알람을 수행할 수 있지만, 알람 수단은 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 레이더 센서 디바이스(200)가 사용자(1)로부터 일정범위 이상이면, 즉, 레이더 센서 디바이스(200)에서 측정된 움직임정보가 사용자(1)의 심박정보와 무관한 것인 경우, 제어부(340)는 사용자(1)가 레이더 센서 디바이스(200)로부터 이탈됨을 알람하도록 제어할 수 있다.
이에 의해, 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉식 심박수 측정 시스템(10)은 산출된 심박수에 대한 이상 여부를 사용자가 쉽게 인지할 수 있어 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉식 심박수 측정 시스템의 심박수 측정 및 산출 디바이스의 블록도이다.
심박수 측정 및 산출 디바이스(400)는 도 3의 레이더 센서 디바이스(200)와 도 4의 심박수 산출 디바이스(300)를 통합한 형태일 수 있다. 즉, 심박수 측정 및 산출 디바이스(400)는 무선신호 송수신부(410), 통신부(420), 저장부(430), 디스플레이부(440) 및 제어부(450)를 포함할 수 있다.
여기서, 무선신호 송수신부(410)는 무선신호 송수신부(210)의 구성과 동일하고, 통신부(420)는 심박수 산출 디바이스(300)의 통신부(310)와 동일하며, 저장부(430)는 심박수 산출 디바이스(300)의 저장부(320)와 동일하고, 디스플레이부(440)는 심박수 산출 디바이스(300)의 디스플레이부(330)와 동일하고, 제어부(450)는 레이더 센서 디바이스(200)와 제어부(240)와 심박수 산출 디바이스(300)의 제어부(340)를 병합한 것이므로 구체적인 설명은 생략한다.
즉, 심박수 측정 및 산출 디바이스(400)는 레이더 센서 디바이스(200)의 무선신호 송수신부(210)가 심박수 산출 디바이스(300)에 내장된 형태일 수 있다. 따라서 심박수 측정 및 산출 디바이스(400)는 무선신호 송수신부(410)에서 측정한 움직임정보를 직접 이용하여 심박수를 산출할 수 있다.
이에 의해, 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉식 심박수 측정 시스템(10)은 레이더 센서 디바이스(200)와 심박수 산출 디바이스(300) 사이의 무선구간을 생략하여 심박수 산출을 위한 전체적인 무선구간을 최소화하여 심박수 산출 성능을 향상시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉식 심박수 측정 시스템의 착용형 디바이스와 레이더 센서 디바이스에서의 주파수 스펙트럼을 나타낸 그래프이다.
도 6을 참조하면, 착용형 디바이스(100)에서 측정된 심박정보에 대한 주파수 스펙트럼은 (a)에 도시된 바와 같이, 심박 주파수(fc)가 가장 크게 나타날 수 있다. 그러나 레이더 센서 디바이스(200)에서 측정한 움직임정보에 대응하는 주파수 스펙트럼은 (b)에 도시된 바와 같이, 일정 크기 이상의 복수의 주파수가 나타날 수 있다. 여기서, 대응하는 주파수(fc')보다 큰 주파수가 존재할 수 있다. 이때, (a)에서와 같이 추출된 심박 주파수(fc)에 대응하는 주파수(fc')가 (b)에서 추출됨으로써, 비접촉식 심박수 측정 시스템(10)은 레이더 센서 디바이스(200)를 이용한 심박수를 산출하기 위한 초기 설정을 수행할 수 있다.
이하, 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 비접촉식 심박수 측정 방법을 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉식 심박수 측정 방법의 순서도이다.
비접촉식 심박수 측정 방법(20)은 착용형 디바이스(100)에서 심박정보 측정 및 저장 단계(S21), 레이더 센서 디바이스(200)에서 움직임정보 측정 및 저장 단계(S22), 심박정보로부터 심박 주파수(fc)를 추출하는 단계(S23), 움직임정보로부터 심박 주파수(fc)에 대응하는 주파수(fc')를 추출하는 단계(S24) 및 해당 주파수(fc')에 따른 심박수를 측정 및 저장하는 단계(단계 S25)를 포함할 수 있다.
보다 상세히 설명하면, 도 7에 도시된 바와 같이, 먼저, 착용형 디바이스(100)는 사용자(1)의 신체에 착용된 상태에서 사용자의 심박정보를 측정하여 저장한다(단계 S21). 이때, 착용형 디바이스(100)는 시계열 데이터로서 심박정보를 측정하여 저장할 수 있다. 아울러, 착용형 디바이스(100)는 일정주기로 또는 측정과 동시에 심박정보를 심박수 산출 디바이스(300) 또는 심박수 측정 및 산출 디바이스(400)로 전송할 수 있다.
다음으로, 레이더 센서 디바이스(200) 또는 심박수 측정 및 산출 디바이스(400)를 통하여 사용자(1)로 무선신호를 전송하고 사용자(1)로부터 반사된 신호를 수신하여 움직임정보를 측정 및 저장한다(단계 S22). 이때, 레이더 센서 디바이스(200) 또는 심박수 측정 및 산출 디바이스(400)는 시계열 데이터로서 움직임정보를 측정하여 저장할 수 있다. 아울러, 레이더 센서 디바이스(200)는 일정주기로 또는 측정과 동시에 움직임정보를 심박수 산출 디바이스(300) 또는 심박수 측정 및 산출 디바이스(400)로 전송할 수 있다.
여기서, 레이더 센서 디바이스(200) 및 심박수 측정 및 산출 디바이스(400)는 무선신호로서 UWB 신호를 사용자(1)에게 전송할 수 있다. 아울러, 레이더 센서 디바이스(200) 및 심박수 측정 및 산출 디바이스(400)는 사용자(1)에 의해 반사된 UWB 신호를 수신할 수 있다. 이때, 레이더 센서 디바이스(200) 및 심박수 측정 및 산출 디바이스(400)는 심장의 움직임 등에 의해 반사된 신호에 따라 거리변화(L±Δ)를 측정할 수 있다. 여기서, 이러한 거리변화(L±Δ)는 시간에 따라 변경되며 이는 움직임정보로 나타날 수 있다. 따라서 사용자(1)의 심장에 의한 반사되는 신호에 기반한 거리변화(L±Δ)는 심박정보에 대응할 수 있다.
다음으로, 심박수 산출 디바이스(300) 또는 심박수 측정 및 산출 디바이스(400)는 착용형 디바이스(100)로부터 심박정보를 수신하여 심박 주파수(fc)를 추출한다(단계 S23). 이때, 심박수 산출 디바이스(300) 또는 심박수 측정 및 산출 디바이스(400)는 심박정보를 주파수 변환하여 심박 주파수(fc)를 추출할 수 있다.
여기서, 심박수 산출 디바이스(300) 또는 심박수 측정 및 산출 디바이스(400)는 착용형 디바이스(100)로부터 수신된 심박정보로부터 착용형 디바이스(100)를 착용한 상태의 모든 활동에 따른 심박 주파수(fc)를 추출할 수 있다. 즉, 심박수 산출 디바이스(300) 또는 심박수 측정 및 산출 디바이스(400)는 착용형 디바이스(100)에 저장된 시간별 또는 활동별로 다양한 심박 주파수(fc)를 추출할 수 있다.
다음으로, 심박수 산출 디바이스(300)는 레이더 센서 디바이스(200)로부터 움직임정보를 수신하여 심박 주파수(fc)에 대응하는 주파수(fc')를 추출한다(단계 S24). 선택적으로, 심박수 측정 및 산출 디바이스(400)는 무선신호 송수신부(410)로부터 움직임정보를 수신하여 심박 주파수(fc)에 대응하는 주파수(fc')를 추출할 수 있다. 이때, 심박수 산출 디바이스(300) 또는 심박수 측정 및 산출 디바이스(400)는 움직임정보를 주파수 변환하여 심박 주파수(fc)에 대응하는 주파수(fc')를 추출할 수 있다.
다음으로, 심박수 산출 디바이스(300) 또는 심박수 측정 및 산출 디바이스(400)는 대응하는 주파수(fc')에 기반하여 사용자(1)의 심박수를 산출한다(단계 S25). 이때, 심박수 산출 디바이스(300)는 레이더 센서 디바이스(200)로부터 수신되는 시계열 데이터 중에서 대응하는 주파수(fc')를 심박정보로서 추출하여 심박수를 산출할 수 있다. 선택적으로, 심박수 측정 및 산출 디바이스(400)는 무선신호 송수신부(410)에서 수신한 시계열 데이터 중에서 대응하는 주파수(fc')를 심박정보로서 추출하여 심박수를 산출할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉식 심박수 측정 방법의 세부 절차를 나타낸 순서도이다.
비접촉식 심박수 측정 방법의 세부 절차(30)는 레이더 센서 디바이스(200)에서 신호 전송 및 수신 단계(S31), 사용자가 일정거리 내에 존재하면 심박측정을 개시하는 단계(S32 및 S33), 심박수가 비정상이면 알람하는 단계(S34 내지 S37)를 포함할 수 있다.
보다 상세히 설명하면, 도 8에 도시된 바와 같이, 먼저, 레이더 센서 디바이스(200)는 신호를 사용자(1)에게 전송 및 수신한다(단계 S31). 이는 도 7의 단계 S22에 대응하므로 구체적인 설명은 생략한다.
다음으로, 심박수 산출 디바이스(300)는 레이더 센서 디바이스(200)로부터 일정거리 내에 사용자(1)가 존재하는지의 여부를 판단한다(단계 S32). 여기서, 레이더 센서 디바이스(200)는 무선신호의 전송 및 수신을 지속적으로 수행하기 때문에 사용자(1)의 존재여부와 상관없이 신호를 수신할 수 있다. 그러나 이는 사용자(1)에 의한 심박정보와는 무관한 것이므로 무시할 수 있다. 이때, 심박수 산출 디바이스(300)는 레이더 센서 디바이스(200)로부터 수신되는 무선신호에서 주기적인 위치변화(L±Δ)가 발생하면 사용자(1)가 존재하는 것으로 판단할 수 있다.
여기서, 세부 절차(30)는 도 3의 레이더 센서 디바이스(200)와 도 4의 심박수 산출 디바이스(300)를 중심으로 설명하지만, 도 5의 심박수 측정 및 산출 디바이스(400)에도 적용될 수 있음은 물론이다.
단계 S32의 판단결과, 레이더 센서 디바이스(200)로부터 일정거리 내에 사용자(1)가 존재하지 않으면, 심박수 산출 디바이스(300)는 단계 S31로 복귀하여 심박측정을 대기한다.
단계 S32의 판단결과, 레이더 센서 디바이스(200)로부터 일정거리 내에 사용자(1)가 존재하면, 심박수 산출 디바이스(300)는 심박측정을 개시한다(단계 S33). 이때, 심박수 산출 디바이스(300)는 도 7의 S21 내지 S23에 대응하므로 구체적인 설명은 생략한다. 여기서, 심박수 산출 디바이스(300)는 사용자(1)의 심박수를 산출할 수 있다.
다음으로, 심박수 산출 디바이스(300)는 산출된 심박수의 비정상인지의 여부를 판단한다(단계 S34). 이때, 심박수 산출 디바이스(300)는 사용자(1)의 상태에 따른 심박 주파수(fc)에 기초하여 현재 산출된 심박수가 해당 상태의 심박수 범위 내인지를 판단할 수 있다.
단계 S34의 판단결과, 산출된 심박수가 비정상이 아닌 경우, 심박수 산출 디바이스(300)는 지속적으로 심박측정을 수행한다.
단계 S34의 판단결과, 산출된 심박수가 비정상인 경우, 심박수 산출 디바이스(300)는 레이더 센서 디바이스(200)와 사용자(1)의 거리가 일정범위 내인지를 추가로 판단한다(단계 S35). 여기서, 사용자(1)가 없거나 사용자(1)가 레이더 센서 디바이스(200)로부터 멀리 이격되어 산출된 심박수가 낮거나 없는 경우, 심정지로 오판할 수 있기 때문에 심박수 산출 디바이스(300)는 사용자(1)와 레이더 센서 디바이스(200)의 거리를 확인할 수 있다.
단계 S35의 판단결과, 레이더 센서 디바이스(200)와 사용자(1)의 거리가 일정범위 내인 경우, 심박수 산출 디바이스(300)는 심박수 비정상 알람을 수행한다(단계 S36). 즉, 현재 산출된 심박수가 사용자(1)에 의해 정상적으로 측정된 것인 경우, 심박수 산출 디바이스(300)는 디스플레이부(330)를 통하여 사용자(1)의 심박수 비정상 알람을 수행할 수 있다.
단계 S35의 판단결과, 레이더 센서 디바이스(200)와 사용자(1)의 거리가 일정범위 밖이면, 심박수 산출 디바이스(300)는 사용자(1)가 이탈됨을 알람한다(단계 S37). 레이더 센서 디바이스(200)에서 측정된 움직임정보가 사용자(1)의 심박정보와 무관한 것인 경우, 심박수 산출 디바이스(300)는 사용자(1)가 레이더 센서 디바이스(200)로부터 이탈됨을 알람할 수 있다.
상기와 같은 방법들은 도 1에 도시된 바와 같은 비접촉식 심박수 측정 시스템(10)에 의해 구현될 수 있고, 특히, 이러한 단계들을 수행하는 소프트웨어 프로그램으로 구현될 수 있으며, 이 경우, 이러한 프로그램들은 컴퓨터 판독가능한 기록 매체에 저장되거나 전송 매체 또는 통신망에서 반송파와 결합된 컴퓨터 데이터 신호에 의하여 전송될 수 있다. 이때, 컴퓨터 판독가능한 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의해 판독가능한 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함하며, 예를 들면, ROM, RAM, CD-ROM, DVD-ROM, DVD-RAM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광 데이터 저장장치 등일 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
본 발명에 따른 비접촉식 심박수 측정 시스템 및 방법은 스마트 워치 등의 스마트 기기 등 다양한 산업 분야에 이용될 수 있다.

Claims (14)

  1. 사용자의 신체에 착용하여 사용자의 심박정보를 측정하는 착용형 디바이스;
    사용자로 무선신호를 전송하고 사용자로부터 반사된 신호를 수신하여 움직임정보를 측정하는 레이더 센서 디바이스; 및
    상기 착용형 디바이스로부터 상기 심박정보를 수신하여 심박 주파수(fc)를 추출하고, 레이더 센서 디바이스로부터 상기 움직임정보를 수신하여 상기 심박 주파수(fc)에 대응하는 주파수(fc')를 추출하며, 상기 대응하는 주파수(fc')에 기반하여 사용자의 심박수를 산출하는 심박수 산출 디바이스;
    를 포함하는 비접촉식 심박수 측정 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 레이더 센서 디바이스는 사용자로부터 일정거리 이격되게 배치되는 비접촉식 심박수 측정 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 심박정보 및 상기 움직임정보는 시계열 데이터인 비접촉식 심박수 측정 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 무선신호는 UWB(Ultra-Wideband) 신호인 비접촉식 심박수 측정 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 심박수 산출 디바이스는 상기 심박정보 및 상기 움직임정보를 주파수 변환하여 상기 심박 주파수(fc) 및 상기 대응하는 주파수(fc')를 추출하는 비접촉식 심박수 측정 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 심박수 산출 디바이스는 상기 레이더 센서 디바이스로부터 일정거리 내에 사용자가 존재하는 경우에만 심박 측정을 개시하는 비접촉식 심박수 측정 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 심박수 산출 디바이스는 산출된 심박수가 비정상인 경우 상기 레이더 센서 디바이스가 사용자로부터 일정범위 내이면 심박수 비정상 알람을 수행하고,
    상기 레이더 센서 디바이스가 사용자로부터 일정범위 이상이면 사용자가 상기 레이더 센서 디바이스로부터 이탈됨을 알람하는 비접촉식 심박수 측정 시스템.
  8. 사용자의 신체에 착용하여 사용자의 심박정보를 측정하는 착용형 디바이스; 및
    사용자로 무선신호를 전송하고 사용자로부터 반사된 신호를 수신하여 움직임정보를 측정하고, 상기 착용형 디바이스로부터 상기 심박정보를 수신하여 심박 주파수(fc)를 추출하며, 상기 움직임정보로부터 상기 심박 주파수(fc)에 대응하는 주파수(fc')를 추출하고, 상기 대응하는 주파수(fc')에 기반하여 사용자의 심박수를 산출하는 심박수 측정 및 산출 디바이스;
    를 포함하는 비접촉식 심박수 측정 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 심박수 측정 및 산출 디바이스는 사용자로부터 일정거리 이격되게 배치되는 비접촉식 심박수 측정 시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 심박정보 및 상기 움직임정보는 시계열 데이터인 비접촉식 심박수 측정 시스템.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 무선신호는 UWB 신호인 비접촉식 심박수 측정 시스템.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 심박수 측정 및 산출 디바이스는 상기 심박정보 및 상기 움직임정보를 주파수 변환하여 상기 심박 주파수(fc) 및 상기 대응하는 주파수(fc')를 추출하는 비접촉식 심박수 측정 시스템.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 심박수 측정 및 산출 디바이스는 일정거리 내에 사용자가 존재하는 경우에만 심박 측정을 개시하는 비접촉식 심박수 측정 시스템.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 심박수 측정 및 산출 디바이스는 산출된 심박수가 비정상인 경우 사용자가 일정범위 내이면 심박수 비정상 알람을 수행하고, 사용자가 일정범위 밖이면 사용자로부터 이탈됨을 알람하는 비접촉식 심박수 측정 시스템.
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