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KR102866875B1 - Daily behavior detection homecare device and method based on multi-environmental sensors installed in unit space of living environment and operated independently - Google Patents

Daily behavior detection homecare device and method based on multi-environmental sensors installed in unit space of living environment and operated independently

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Publication number
KR102866875B1
KR102866875B1 KR1020220169140A KR20220169140A KR102866875B1 KR 102866875 B1 KR102866875 B1 KR 102866875B1 KR 1020220169140 A KR1020220169140 A KR 1020220169140A KR 20220169140 A KR20220169140 A KR 20220169140A KR 102866875 B1 KR102866875 B1 KR 102866875B1
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KR
South Korea
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resident
behavior
data
unit
sensor
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Korean (ko)
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Inventor
강순주
강호민
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경북대학교 산학협력단
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Publication date
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Abstract

본 발명은 환경 센서를 기반으로 사용자의 행동을 감지하여 사용자의 일상 행동을 인지하는 홈케어 장치에 관한 것으로, 환경 센서를 기반으로 사용자의 행동을 감지하여 사용자의 일상 행동을 인지하는 다중 환경 센서 기반의 일상 행동 인지 홈케어 장치로서, 단위공간에서 사용자의 행동에 따라 변화하는 센서데이터를 감지하는 센서부, 상기 센서부를 통해 획득된 연속한 센서데이터를 분석하기 위해 주변에 있는 디바이스로부터 구획(Segmentation)을 유발하는 트리거링 신호(Triggering Signal)를 수신하여 연속적인 센서데이터의 구간을 구획하는 구획부, 상기 센서 데이터를 쇼트텀(Short-term), 미들텀(Middle-term), 롱텀(Long-term)의 3단계로 나누어 저장 장소를 선택하는, 데이터 레벨 매니징부 및 쇼트텀 데이터, 미들텀데이터, 롱텀 데이터에 기초하여 사용자의 상황을 인지하는 상황인지부를 포함한다. 이를 통해 공간 내에서의 사용자의 상황을 정확하게 분석할 수 있다.The present invention relates to a home care device that recognizes a user's daily behavior by detecting the user's behavior based on an environmental sensor, and is a daily behavior recognition home care device based on multiple environmental sensors that recognizes the user's daily behavior by detecting the user's behavior based on an environmental sensor, and includes: a sensor unit that detects sensor data that changes according to the user's behavior in a unit space; a segmentation unit that receives a triggering signal that induces segmentation from a device in the vicinity to analyze continuous sensor data acquired through the sensor unit and segments the continuous sensor data into sections; a data level management unit that divides the sensor data into three stages of short-term, middle-term, and long-term and selects a storage location; and a situation recognition unit that recognizes the user's situation based on short-term data, middle-term data, and long-term data. Through this, the user's situation within a space can be accurately analyzed.

Description

거주환경의 단위공간에 설치되어 독자적으로 운영되는 다중 환경 센서 기반의 일상 행동 인지 홈케어 장치 및 방법{Daily behavior detection homecare device and method based on multi-environmental sensors installed in unit space of living environment and operated independently}Daily behavior detection homecare device and method based on multi-environmental sensors installed in a unit space of living environment and operated independently

본 발명은 거주 환경의 단위 공간에 설치되어 독자적으로 운영되는 다중 환경 센서 기반의 일상 행동 인지 홈케어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 사용자의 행동에 따라 변하는 온도, 습도, CO/CO2, TVOC, 암모니아, 조도, 실내 소리 및 소음과 같은 주변 환경 데이터를 센서로 측정하여, 측정된 센서 데이터들을 실시간 분석하여 사용자의 일상 행동을 예측하고, 오류 행동을 인지하여 안내 서비스를 할 수 있는 ADL 감지기 및 동작 방법인, 거주 환경의 단위 공간에 설치되어 독자적으로 운영되는 다중 환경 센서 기반의 일상 행동 인지 홈케어 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a daily behavior recognition home care device and method based on multiple environmental sensors installed in a unit space of a residential environment and independently operated, and more specifically, to an ADL detector and operating method that can measure ambient environmental data such as temperature, humidity, CO/CO2, TVOC, ammonia, illuminance, indoor sound and noise that change according to the user's behavior using a sensor, analyze the measured sensor data in real time to predict the user's daily behavior, recognize erroneous behavior and provide guidance services, and to a daily behavior recognition home care device and method based on multiple environmental sensors installed in a unit space of a residential environment and independently operated.

사람의 거주 환경에서 사람의 행동에 따라 주변 환경의 상태가 변하고, 이러한 변화를 센서로 측정하여 데이터화 하는 기술은 병약자, 독거노인 또는 퇴행성 뇌질환 환자의 일상행동을 실시간 인지, 지원하는 중요한 기술로 활용될 수 있다. In a person's living environment, the state of the surrounding environment changes according to the person's behavior, and the technology that measures these changes with sensors and converts them into data can be used as an important technology to recognize and support the daily behavior of the sick, elderly people living alone, or patients with degenerative brain diseases in real time.

다양한 센서 단말들을 거주환경에서 설치하면 거주자의 기상, 설거지, 소변 및 대변보기, 손씻기, 취침하기, TV 시청하기와 같은 다양한 일상 행동을 거주환경에 설치된 본 단말에 대한 거주자의 특별한 사용법에 대한 지식 또는 의식 없이 단말들이 스스로 판단하고 파악 가능하다.By installing various sensor terminals in a residential environment, the terminals can independently determine and identify various daily activities of residents, such as waking up, washing dishes, urinating and defecating, washing hands, sleeping, and watching TV, without the residents having any special knowledge or awareness of how to use the terminals installed in the residential environment.

다만, 기존의 다양한 유사 연구 또는 개발에서는 이러한 거주자의 일상 행동을 파악하기 위해서 거주 공간에 다양한 단말들 (웨어러블 단말, 고정형 단말, 이동형 단말)을 설치하여 각각 단말들이 상호 통신을 하여 그 측정된 센서 신호들을 서버의 데이터 베이스에 모으고, 그 데이터들을 분석하여 거주자 일상 행동을 예측하고 인지하는 방법에 대한 연구가 진행되고 있다. However, in various existing similar studies or developments, in order to understand the daily behavior of such residents, various terminals (wearable terminals, fixed terminals, mobile terminals) are installed in the living space, and each terminal communicates with each other to collect the measured sensor signals into a server database, and the data is analyzed to predict and recognize the daily behavior of the residents. Research is being conducted on methods.

하지만 과다하게 많은 센서 단말들을 거주 공간에 설치함으로 인해 설치 공사가 필요하고, 거주자들로 하여금 생활에 불편을 느낄 정도의 불안감을 주고, 다수개의 단말 뿐만 아니라 서버 및 데이터 베이스까지 운영해야 함으로 인해서 IT 인프라 구성이 매우 복잡하고 그 비용은 개인이 감당하지 못하는 수준으로 비싸며, 거주 환경에서 과도한 유무선 통신 인프라가 조성되어 전자파 등 인체에 유해한 환경이 조성될 수 있어 실용화가 쉽지 않다는 문제점이 있다. However, there are problems that make it difficult to put into practice because installing an excessive number of sensor terminals in a living space requires installation work, causes residents to feel insecure to the point of inconvenience in their lives, requires operating not only multiple terminals but also servers and databases, makes the IT infrastructure very complex and expensive to an extent that individuals cannot afford, and creates an environment that is harmful to the human body due to excessive wired and wireless communication infrastructure in the living environment, such as electromagnetic waves.

한국등록특허공보 제10-2062605호Korean Patent Publication No. 10-2062605

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 거주환경의 단위공간에 설치되어 독자적으로 운영되는 다중 환경 센서 기반의 일상 행동 감지 단말에 있어서, 사용자의 행동에 따라 변하는 주변 환경 데이터를 센서로 측정하고, 측정된 센서 데이터들을 실시간 분석하여 사용자의 일상 행동을 예측하고, 거주환경 천정에 부착되거나 벽면에 부착되어 거주자의 일상행동을 스스로 파악하여 오류 행동을 인지하여 안내 서비스를 할 수 있는 ADL 감지기 및 동작 방법을 제공하는 것이다.The technical problem to be solved by the present invention is to provide an ADL detector and an operating method that can independently detect the user's daily behavior by measuring the surrounding environment data that changes according to the user's behavior using a sensor and analyzing the measured sensor data in real time, and can independently detect the resident's daily behavior by recognizing erroneous behavior and providing a guidance service by attaching the ADL detector to the ceiling or wall of the living environment.

본 발명의 일 측면에 따른 거주환경의 단위공간에 설치되어 독자적으로 운영되는 다중 환경 센서 기반의 일상 행동 감지 단말 장치는 환경 센서를 기반으로 사용자의 행동을 감지하여 거주자의 일상 행동을 인지하는 다중 환경 센서 기반의 일상 행동 인지 홈케어 장치로서, According to one aspect of the present invention, a multi-environment sensor-based daily behavior detection terminal device installed in a unit space of a residential environment and independently operated is a multi-environment sensor-based daily behavior recognition home care device that recognizes the daily behavior of a resident by detecting the user's behavior based on an environmental sensor.

단위공간에서 사용자의 행동에 따라 변화하는 센서데이터를 감지하는 센서부;A sensor unit that detects sensor data that changes according to the user's actions in a unit space;

상기 센서부를 통해 획득된 연속한 센서데이터를 분석하기 위해 주변에 있는 디바이스로부터 구획(Segmentation)을 유발하는 트리거링 신호(Triggering Signal)를 수신하여 연속적인 센서데이터의 구간을 구획하며, 구획화된 데이터를 분석하고 패턴은 인식하여 거주자의 실제 ADL(Activities Of Daily Living)행동을 예측하는 주컴퓨팅부;A main computing unit that receives a triggering signal that causes segmentation from a device in the vicinity to analyze continuous sensor data acquired through the above sensor unit, segments the continuous sensor data into sections, analyzes the segmented data, recognizes patterns, and predicts the actual ADL (Activities Of Daily Living) behavior of the resident;

상기 센서 데이터를 분석하여 거주자 ADL 행동을 파악하기 위한 데이터를 저장하기 위한 데이터 저장부;A data storage unit for storing data to analyze the above sensor data and identify resident ADL behavior;

거주자 ADL 행동의 학습 결과에 따라 주컴퓨팅부에서 생성한 피드백신호를 사용자에게 알림으로 전송하고, 거주자의 보호자에게 통보하거나 거주자 주변 액추에이터로 동작하는 기기에게 전송하는 유무선통신부;를 포함한다.It includes a wired/wireless communication unit that transmits a feedback signal generated by the main computing unit based on the learning results of the resident's ADL behavior as a notification to the user, notifies the resident's guardian, or transmits the signal to a device that operates as an actuator around the resident.

한편, 주컴퓨팅부는, 상기 ADL 행동 예측 결과에 따라 거주자에게 방송을 통해 피드백 알림을 생성할 수 있는 방송서비스 처리부; 및 상기 방송서비스 처리부에서 생성한 피드백 알림을 사용자에게 전달하기 위한 음성신호송출부; 를 포함한다.Meanwhile, the main computing unit includes a broadcasting service processing unit capable of generating a feedback notification to a resident through broadcasting based on the ADL behavior prediction result; and a voice signal transmitting unit for transmitting the feedback notification generated by the broadcasting service processing unit to the user.

또한, 주컴퓨팅부는, 상기 센서부에 거주자의 출입이 감지되면 상기 데이터 저장부에 데이터 저장을 시작하고, 거주자의 다른 패턴의 움직임의 변화가 감지되거나 외부 기기로부터 신호가 수신이 되면 저장을 종료할 수 있다.In addition, the main computing unit can start storing data in the data storage unit when the sensor unit detects the entry and exit of a resident, and can end the storage when a change in another pattern of movement of the resident is detected or a signal is received from an external device.

또한, 주컴퓨팅부는, 적어도 하나 이상의 센서데이터를 취합하여 비교하여, 거주자 행동 변화의 차이를 구분하는 것을 포함할 수 있다.Additionally, the main computing unit may include collecting and comparing at least one piece of sensor data to distinguish differences in changes in resident behavior.

한편, 센서부는, 단위공간의 주변환경인 온도, 습도, CO/CO2, TVOC, 암모니아, 기압, 조도 데이터를 수집하는 센서와 단위공간에서 사용자의 행동에 따라 발생하는 소음 데이터를 수집하는 센서, 거주자를 감지하는 적외선 센서를 포함할 수 있다.Meanwhile, the sensor unit may include a sensor that collects temperature, humidity, CO/CO2, TVOC, ammonia, air pressure, and illuminance data, which are the surrounding environment of the unit space, a sensor that collects noise data generated according to the user's actions in the unit space, and an infrared sensor that detects residents.

또한, 주컴퓨팅부는, 연속한 센서데이터로부터 단위공간에서 거주자가 위치하는 지점과 거주자의 이동 패턴을 분석하여 거주자의 행동을 예측할 수 있다.Additionally, the main computing unit can predict the behavior of residents by analyzing the location of residents in a unit space and their movement patterns from continuous sensor data.

또한, 주컴퓨팅부는, 거주자의 ADL 행동에 따라 변화하는 환경 데이터 및 실내 소음 데이터와 실내 사용자의 이동 방향, 위치 감지 기능을 통해 위치 기반의 정밀 일상 행동 내역을 판단하여 예측 및 기록하는 기능을 포함할 수 있다.In addition, the main computing unit may include a function to predict and record location-based precise daily activity history by determining environmental data and indoor noise data that change according to the resident's ADL behavior and by detecting the direction and location of movement of indoor users.

한편, 유무선통신부는, 상기 거주자가 ADL 행동을 수행하지 않을 경우, ADL 행동을 수행하지 않은 정보를 포함한 신호를 전송할 수 있다.Meanwhile, the wireless communication unit may transmit a signal including information that the resident did not perform the ADL action if the resident does not perform the ADL action.

또한, 데이터 저장부는, 수집된 거주자의 운동능력, 장비 사용능력, 행동의 패턴 및 일관성, 이상 행동 여부와 같은 일상 행동 내역을 저장할 수 있다.Additionally, the data storage unit can store daily behavioral records such as the collected resident's motor skills, equipment usage skills, behavioral patterns and consistency, and abnormal behavior.

또한, 주컴퓨팅부는, 상기 거주자의 일상 행동 이력관리를 통해 거주자의 ADL 행동과 다른 행동을 예측하여 거주자와 거주자의 보호자에게 통보하기 위한 교정 알림을 생성할 수 있다.Additionally, the main computing unit can predict the resident's ADL behavior and other behaviors through management of the resident's daily behavior history and generate corrective notifications to notify the resident and the resident's guardian.

한편, 유무선통신부는, 데이터 저장부에 저장된 일상 행동 이력을 일정한 주기로 거주자의 보호자에게 전송하면, 거주자의 일상행동의 일관성 및 적절성에 대한 판단을 피드백 받고, 거주자의 일상 행동이 유지될 수 있는 보호 및 치료에 도움이 되는 판단을 피드백 받는 것일 수 있다.Meanwhile, the wired and wireless communication unit may receive feedback on the consistency and appropriateness of the resident's daily behavior by transmitting the daily behavior history stored in the data storage unit to the resident's guardian at regular intervals, and may receive feedback on judgments that can help in the protection and treatment so that the resident's daily behavior can be maintained.

본 발명의 다른 측면에 따른 다중환경 센서 기반의 일상 행동 인지 홈케어 방법은 환경 센서를 기반으로 사용자의 행동을 감지하여 거주자의 일상 행동을 인지하는 다중 환경 센서 기반의 일상 행동 인지 홈케어 방법으로서, 단위공간에서 사용자의 행동에 따라 변화하는 센서데이터를 감지하는 센서데이터 감지 단계, 상기 센서부를 통해 획득된 연속한 센서데이터를 분석하기 위해 주변에 있는 디바이스로부터 구획(Segmentation)을 유발하는 트리거링 신호(Triggering Signal)를 수신하여 연속적인 센서데이터의 구간을 구획하며, 구획화된 데이터를 분석하고 패턴은 인식하여 거주자의 실제 ADL(Activities Of Daily Living)행동을 예측하는 거주자의 실제 ADL을 예측하는 단계, 상기 센서 데이터를 분석하여 거주자 ADL 행동을 파악하기 위한 데이터를 저장하기 위한 ADL 데이터를 저장하는 단계, 거주자 ADL 행동의 학습 결과에 따라 주컴퓨팅부에서 생성한 피드백신호를 사용자에게 알림으로 전송하고, 거주자의 보호자에게 통보하거나 거주자 주변 액추에이터로 동작하는 기기에게 전송하는 유무선 통신 단계;를 포함한다.According to another aspect of the present invention, a multi-environment sensor-based daily activity recognition home care method for recognizing daily activities of a resident by detecting a user's behavior based on an environmental sensor is provided, which comprises a sensor data detection step for detecting sensor data that changes according to the user's behavior in a unit space; a step for segmenting a section of continuous sensor data by receiving a triggering signal that induces segmentation from a device in the vicinity in order to analyze continuous sensor data acquired through the sensor unit; a step for predicting actual ADL (Activities of Daily Living) of a resident by analyzing the segmented data and recognizing a pattern to predict actual ADL of a resident; a step for storing ADL data for storing data for analyzing the sensor data to identify the resident's ADL behavior; and a wired/wireless communication step for transmitting a feedback signal generated by a main computing unit according to a learning result of the resident's ADL behavior as a notification to the user, notifying the resident's guardian, or transmitting the feedback signal to a device that operates as an actuator around the resident.

상술한 본 발명의 일측면에 따르면, 실내에서 일정 단위공간의 상태를 측정하여 데이터베이스로 모으고, 장치간 통신을 통해 데이터를 교환하여 상황변화를 감지함으로써, 더 넓은 공간을 정확하게 분석하고, 센서간 데이터를 비교하며 오작동을 감지하거나 서로 간의 센서 데이터를 보정하여 정확도를 높일 수 있다. 본 발명에서는 거주자 거주 공간을 단위 공간 (안방, 부엌, 화장실, 거실 등)으로 세분화 하고 각 단위 공간에 본 발명을 통하여 개발된 천정 부착형 또는 벽면 부착형 ADL 감지기를 설치하여 단위공간에서 발생하는 모든 일상 행동 내역을 해당 단위공간에 설치된 단말이 단독으로 감지하고 운영할 수 있으며, 거주 공간에 별도의 중앙 서버나 중앙 데이터베이스가 존재할 필요가 없어서 데이터의 관리가 매우 용이하다. According to one aspect of the present invention described above, by measuring the state of a certain unit space indoors and collecting it into a database, exchanging data through communication between devices to detect changes in the situation, it is possible to accurately analyze a wider space, compare data between sensors, detect malfunctions, or correct sensor data between each other to increase accuracy. In the present invention, the living space of a resident is divided into unit spaces (bedroom, kitchen, bathroom, living room, etc.) and a ceiling-mounted or wall-mounted ADL detector developed through the present invention is installed in each unit space so that all daily behavior details occurring in the unit space can be independently detected and operated by the terminal installed in the unit space, and since there is no need for a separate central server or central database in the living space, data management is very easy.

또한 거주자의 단위 공간 이동에 따른 해당 단위공간에서 발생하는 환경 데이터의 변화, 소음의 발생 등 을 감지하여 거주자 일상 행동을 예측하기 때문에 기존 제품들이 필요로 하는 수 많은 일상 내역 감지를 위한 장치나 단말들이 필요하지 않으며, 기존의 단위공간에 설치되어 운영중인 화재 감지기와 유사하게 부착 설치가 가능하여 ADL 서비스를 위한 설비 공사가 필요하지 않고 거주자 또한 본 단말에 대한 사용법 숙지나 단말 설치를 의식할 필요 가 없다.In addition, since it detects changes in environmental data and noise generation in a unit space according to the movement of residents within that space and predicts the daily behavior of residents, there is no need for numerous devices or terminals for detecting daily details that existing products require, and since it can be installed and attached similarly to fire detectors installed and operating in existing unit spaces, there is no need for facility construction for ADL service, and residents do not need to be aware of how to use this terminal or be conscious of installing it.

또한, 중앙 서버 및 데이터베이스가 필요하지 않아, 거주자 ADL 데이터가 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다.Additionally, since there is no need for a central server or database, resident ADL data can be prevented from being leaked externally.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 거주환경의 단위공간에 설치되어 독자적으로 운영되는 다중 환경 센서 기반의 일상 행동 감지 단말 장치의 블록도이다
도 2는 도 1에 도시된 의 거주환경의 단위공간에 설치되어 독자적으로 운영되는 다중 환경 센서 기반의 일상 행동 감지 단말 장치의 센서부의 블록도이다.
도 3은 도 1에 도시된 주컴퓨팅부가 방송서비스를 처리하여 음성신호로 송출하는 일 예를 도시한 도면이다.
도 4는 거주환경의 단위공간에 설치되어 독자적으로 운영되는 다중 환경 센서 기반의 일상 행동 감지 단말 장치의 구성도이다.
도 5는 다른 실시예에 따른 거주환경의 단위공간에 설치되어 독자적으로 운영되는 다중 환경 센서 기반의 일상 행동 감지 단말 장치의 설치예이다.
도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 거주환경의 단위공간에 설치되어 독자적으로 운영되는 다중 환경 센서 기반의 일상 행동 감지 단말 방법을 도시한 순서도이다.
Figure 1 is a block diagram of a daily behavior detection terminal device based on a multi-environment sensor that is installed in a unit space of a residential environment and operates independently according to one embodiment of the present invention.
Figure 2 is a block diagram of the sensor unit of a daily behavior detection terminal device based on a multi-environment sensor that is installed in a unit space of the residential environment illustrated in Figure 1 and operates independently.
Figure 3 is a diagram illustrating an example of the main computing unit illustrated in Figure 1 processing a broadcast service and transmitting it as a voice signal.
Figure 4 is a configuration diagram of a daily behavior detection terminal device based on multiple environmental sensors that is installed in a unit space of a residential environment and operates independently.
Figure 5 is an example of an installation of a daily behavior detection terminal device based on a multi-environment sensor that is installed in a unit space of a residential environment and operates independently according to another embodiment.
FIG. 6 is a flowchart illustrating a method for detecting daily behaviors based on a multi-environment sensor that is installed in a unit space of a residential environment and operated independently according to another embodiment of the present invention.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.The following detailed description of the present invention refers to the accompanying drawings, which illustrate specific embodiments in which the present invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the present invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention, while different from each other, are not necessarily mutually exclusive. For example, specific shapes, structures, and characteristics described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the present invention. Furthermore, it should be understood that the positions or arrangements of individual components within each disclosed embodiment may be modified without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, the following detailed description is not intended to be limiting, and the scope of the present invention is defined only by the appended claims, along with the full scope of equivalents to which such claims are entitled, if properly described. Like reference numerals in the drawings designate the same or similar functionality throughout the several aspects.

종래의 일상 행동 인지 장치들은, 단일 환경 센서만으로 단위공간에서 무슨 일이 일어나고 있는지 예측하기에는 충분하지 않으며, 센서 마다 하나의 상태에 대해 서로 다른 측정 패턴을 보일 수 있기 때문에 단일 환경센서만으로 단위공간에서 무슨 일이 일어나고 있는지 예측하기 어렵다는 문제점이 존재하였다. Conventional daily action recognition devices have the problem that it is difficult to predict what is happening in a unit space with just a single environmental sensor because it is not enough to predict what is happening in a unit space with just a single environmental sensor, and each sensor can show different measurement patterns for a single state.

따라서, 본 실시 예에 따른 다중 환경 센서 기반의 일상 행동 인지 단말(이하'장치'라 함)는, 센서 데이터를 기반으로 사용자의 행동을 감지하여 사용자의 일상 행동을 인지할 수 있다. 특히, 본 실시 예에 따르면, 한 단위 공간 내의 일 장치는 다른 단위 공간 내의 타 장치들 간의 협업을 통해 센서를 병합 관리하여 오작동을 감지하거나 서로 간의 센서 데이터를 보정하여 데이터의 정확도를 높일 수 있도록 하였다.Therefore, the daily activity recognition terminal (hereinafter referred to as the "device") based on multiple environmental sensors according to the present embodiment can recognize the user's daily activity by detecting the user's activity based on sensor data. In particular, according to the present embodiment, a device within a unit space can manage sensors through collaboration between other devices within a different unit space, thereby detecting malfunctions or correcting sensor data between each other to increase data accuracy.

이러한, 홈케어 장치(100)는 휴대용 단말기나 컴퓨터 등의 엣지 컴퓨팅 장치로 구현될 수 있다. Such a home care device (100) can be implemented as an edge computing device such as a portable terminal or computer.

이하에서는 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 거주환경의 단위공간에 설치되어 독자적으로 운영되는 다중 환경 센서 기반의 일상 행동 감지 단말 장치의 블록도이다.FIG. 1 is a block diagram of a daily behavior detection terminal device based on multiple environmental sensors that is installed in a unit space of a residential environment and operates independently according to one embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 홈케어 장치(100)는 환경 센서를 기반으로 사용자의 행동을 감지하여 거주자의 일상 행동을 인지하는 다중 환경 센서 기반의 일상 행동 인지 홈케어 장치(100)로서, 센서부(110), 유무선 통신부(120), 주컴퓨팅부(130), 데이터 저장부(140)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a home care device (100) according to the present embodiment is a multi-environment sensor-based daily behavior recognition home care device (100) that recognizes the daily behavior of a resident by detecting the user's behavior based on an environmental sensor, and includes a sensor unit (110), a wired/wireless communication unit (120), a main computing unit (130), and a data storage unit (140).

이러한, 홈케어 장치(100)는 휴대용 단말기나 컴퓨터 등의 엣지 컴퓨팅 장치로 구현될 수 있다. 여기서, 휴대용 단말기는 휴대성과 이동성이 보장되는 무선 통신 장치로서, PCS(Personal Communication System), GSM(Global System for Mobile communication), PDC(Personal Digital Cellular), PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistant), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, w-CDMA(w-Code Division Multiple Access), Wibro(Wireless Broadband Internet) 단말 등과 같은 모든 종류의 핸드헬드(Handheld) 기반의 무선 통신 장치를 포함할 수 있고, 컴퓨터는 웹 브라우저(Web Browser)가 탑재된 데스크탑(desktop), 노트북, 랩톱(laptop) 등을 포함할 수 있다. 또한, 홈케어 장치(100)는 스마트폰, 스마트 노트, 태블릿 PC, 스마트 카메라, 스마트 TV, 스마트 워치, 웨어러블(wearable) 컴퓨터 등 각종 스마트 기기일 수 있다. 다만, 홈케어 장치(100)는 상술한 바와 같이 나열한 단말의 형태에 한정되는 것은 아니다. This home care device (100) can be implemented as an edge computing device such as a portable terminal or a computer. Here, the portable terminal is a wireless communication device that guarantees portability and mobility, and may include all types of handheld-based wireless communication devices such as a PCS (Personal Communication System), GSM (Global System for Mobile communication), PDC (Personal Digital Cellular), PHS (Personal Handyphone System), PDA (Personal Digital Assistant), IMT (International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA (Code Division Multiple Access)-2000, w-CDMA (w-Code Division Multiple Access), Wibro (Wireless Broadband Internet) terminal, and the computer may include a desktop, notebook, laptop, etc. equipped with a web browser. In addition, the home care device (100) may be various smart devices such as a smartphone, a smart note, a tablet PC, a smart camera, a smart TV, a smart watch, a wearable computer, etc. However, the home care device (100) is not limited to the form of the terminal listed above.

이러한 본 실시예에 따른 홈케어 장치(100)는 단위공간에서 사용자의 행동에 따라 변화하는 센서데이터를 센서부(110)를 통해 감지한다.The home care device (100) according to this embodiment detects sensor data that changes according to the user's actions in a unit space through a sensor unit (110).

하나의 센서로는 그 센서가 측정하고자 하는 상태 변화를 감지하는데 있어서, 센서의 민감도가 높다 하더라도 정확한 상황을 판단할 수는 없다.Even if a single sensor has high sensitivity, it cannot accurately determine the situation when detecting the change in state that the sensor is trying to measure.

예컨대, 동일한 시간 내에 발생한 습도의 변화가 실외에서 습한 공기가 들어와서 생긴 변화인지, 실내에서 가습기와 같은 인위적으로 습도를 높이는 장치가 있어서 생긴 변화인지 단일 센서 데이터를 통해 구분하는 것은 매우 어려운 일이다. 하지만 동일한 시간 내에 같은 위치에서 측정한 온도 센서 데이터가 있다면, 온도의 변화값, 변화 속도를 따라 분석한다면 구분가능성이 용이할 수 있다.For example, it's very difficult to distinguish, using single sensor data, whether a change in humidity occurring over the same period of time is due to the inflow of moist air from the outdoors or the presence of an artificial humidity-increasing device, such as a humidifier, indoors. However, if temperature sensor data measured at the same location over the same period of time is available, analyzing the temperature change value and rate of change can make this distinction easier.

따라서, 본 실시예에 따른 센서부(110)는 다수의 환경센서가 조합된 'Sensor Fusion'의 형태로 구현될 수 있으며, 이로 인해 하나의 센서 데이터로는 확인할 수 없는 고차원적 상황을 판단할 수 있다. Accordingly, the sensor unit (110) according to the present embodiment can be implemented in the form of 'Sensor Fusion' in which a number of environmental sensors are combined, thereby making it possible to determine high-dimensional situations that cannot be confirmed with single sensor data.

도2는 도 1에 도시된 홈케어 장치(100)에서 센서부(110)의 블록도이다.Figure 2 is a block diagram of the sensor unit (110) in the home care device (100) illustrated in Figure 1.

도 4는 홈케어 장치(100)의 구성도이다.Figure 4 is a configuration diagram of a home care device (100).

도 2 및 도4를 참조하면, 센서부(110)는 다중 환경 데이터 측정 센서(111), 소음 센서(112), 조도 센서(113), 이동 감지 센서(114)를 포함한다.Referring to FIGS. 2 and 4, the sensor unit (110) includes a multi-environment data measurement sensor (111), a noise sensor (112), an illuminance sensor (113), and a movement detection sensor (114).

센서부(110)는 단위공간의 주변환경인 온도, 습도, CO/CO2, TVOC, 암모니아, 기압, 조도 데이터를 수집하는 센서와 단위공간에서 사용자의 행동에 따라 발생하는 소음 데이터를 수집하는 센서, 거주자를 감지하는 적외선 센서를 포함할 수 있다.The sensor unit (110) may include a sensor that collects temperature, humidity, CO/CO2, TVOC, ammonia, air pressure, and illuminance data, which are the surrounding environment of the unit space, a sensor that collects noise data generated according to the user's actions in the unit space, and an infrared sensor that detects residents.

한편, 센서부(110)에 수집되는 데이터는 해당 센서가 측정하는 값에 따라 변화에 다양한 민감성을 보인다. Meanwhile, the data collected by the sensor unit (110) shows various sensitivity to changes depending on the value measured by the sensor.

보다 구체적으로, 온도센서와 습도센서의 경우 ms 단위의 반응속도를 보이지만 공기질 센서와 IR 센서들은 센싱 주기에 따라 수백ms에서 수 초의 측정시간이 필요하다. 따라서, 측정 주기에 따라 짧은 주기의 센서데이터와 긴 주기의 센서데이터가 계층화되어 저장될 필요성이 있다.More specifically, temperature and humidity sensors exhibit response times on the order of milliseconds, while air quality and IR sensors require measurement times ranging from hundreds of milliseconds to several seconds, depending on the sensing cycle. Therefore, sensor data with short and long cycles must be stored hierarchically, depending on the measurement cycle.

또한, 사람의 행동 패턴은 특정 시점에서 감지된 센서데이터를 통해서는 정확히 알 수 없고 일정한 기간의 센서데이터가 수집되어야 판단될 수 있다.Additionally, human behavior patterns cannot be accurately determined through sensor data detected at a specific point in time, and can only be determined after sensor data is collected over a certain period of time.

예컨대, 음식 조리 혹은 샤워와 같은 행동은 단순히 "온도와 습도가 높다" 와 같이 특정 시점의 센서데이터를 통해서는 확인이 불가능하지만 "일정한 기간동안 습도가 높아졌다 낮아졌다" 와 같이 일정한 기간의 센서데이터를 통해서는 확인이 가능하다. For example, actions such as cooking or showering cannot be confirmed through sensor data at a specific point in time, such as "the temperature and humidity are high," but can be confirmed through sensor data over a specific period of time, such as "the humidity rose and fell over a specific period of time."

또한, 센서부(110)는 단위 공간에서 행동에 따라 변화하는 센서데이터를 감지할 수 있다.Additionally, the sensor unit (110) can detect sensor data that changes according to actions in a unit space.

유무선 통신부(120)는 통신 네트워크를 통해 데이터를 외부로 전송하거나, 외부로부터의 데이터를 수신할 수 있다. 이때, 통신 네트워크는 단말들 및 서버들과 같은 각각의 노드 상호 간에 정보 교환이 가능한 연결구조를 의미하는 것으로, 이러한 통신 네트워크들로는 인터넷(Internet), Wireless LAN(Wireless Local Area Network), WAN(Wide Area Network), PAN(Personal Area Network), 3G, LTE(Long Term Evolution), WiFi(Wireless Fidelity), WiMAX(World Interoperability for Microwave Access), WiGig(Wireless gigabit) 등이 포함되나 이에 한정되지 않는다.The wired/wireless communication unit (120) can transmit data to the outside or receive data from the outside via a communication network. At this time, the communication network means a connection structure that enables information exchange between each node, such as terminals and servers, and such communication networks include, but are not limited to, the Internet, Wireless LAN (Wireless Local Area Network), WAN (Wide Area Network), PAN (Personal Area Network), 3G, LTE (Long Term Evolution), WiFi (Wireless Fidelity), WiMAX (World Interoperability for Microwave Access), WiGig (Wireless gigabit), etc.

특히, 본 실시예에 따른 유무선 통신부(120)는 센서데이터의 구획을 유발하는 트리거링 신호(Triggering Signal)를 주변 기기나 타 장치들로부터 수신할 수 있다.In particular, the wired/wireless communication unit (120) according to the present embodiment can receive a triggering signal that causes segmentation of sensor data from peripheral devices or other devices.

유무선 통신부(120)는 거주자 ADL 행동의 학습 결과에 따라 주컴퓨팅부(130)에서 생성한 피드백신호를 사용자에게 알림으로 전송하고, 거주자의 보호자에게 통보하거나 거주자 주변 액추에이터로 동작하는 기기에게 전송할 수 있다.The wired/wireless communication unit (120) can transmit a feedback signal generated by the main computing unit (130) as a notification to the user based on the learning results of the resident's ADL behavior, and can notify the resident's guardian or transmit the signal to a device that operates as an actuator around the resident.

또한, 유무선 통신부(120)는 데이터 저장부에 저장된 일상 행동 이력을 일정한 주기로 상기 거주자의 보호자에게 전송하면, 거주자의 일상 행동의 일관성 및 적절성에 대한 판단을 피드백 받고, 거주자의 일상 행동이 유지될 수 있는 보호 및 치료에 도움이 되는 판단을 피드백 받는 것일 수 있다.In addition, the wired/wireless communication unit (120) may transmit the daily behavior history stored in the data storage unit to the guardian of the resident at regular intervals, thereby receiving feedback on the consistency and appropriateness of the resident's daily behavior and receiving feedback on a judgment that is helpful for protection and treatment so that the resident's daily behavior can be maintained.

또한, 유무선 통신부(120)는 거주자가 ADL 행동을 수행하지 않을 경우, ADL 행동을 수행하지 않은 정보를 포함한 신호를 전송하는 것일 수 있다.Additionally, the wired/wireless communication unit (120) may transmit a signal including information that the resident did not perform the ADL behavior when the resident does not perform the ADL behavior.

한편, 유무선 통신부(120)는 데이터 저장부에 저장된 일상 행동 이력을 일정한 주기로 상기 거주자의 보호자에게 전송하면, 거주자의 일상행동의 일관성 및 적절성에 대한 판단을 피드백 받고, 거주자의 일상 행동이 유지될 수 있는 보호 및 치료에 도움이 되는 판단을 피드백 받는 것일 수 있다.Meanwhile, the wired/wireless communication unit (120) may transmit the daily behavior history stored in the data storage unit to the guardian of the resident at regular intervals, thereby receiving feedback on the consistency and appropriateness of the resident's daily behavior and receiving feedback on a judgment that is helpful for protection and treatment so that the resident's daily behavior can be maintained.

주컴퓨팅부(130)는 센서부(110)에서 수집한 환경데이터를 분석하여 실제 어떤 행동을 사용자가 수행했는지 예측할 수 있다. The main computing unit (130) can analyze the environmental data collected from the sensor unit (110) to predict what actions the user actually performed.

또한, 주컴퓨팅부(130)는 센서부(110)를 통해 획득된 연속한 센서데이터를 분석하기 위해 주변에 있는 디바이스로부터 구획(Segmentation)을 유발하는 트리거링 신호(Triggering Signal)를 수신하여 연속적인 센서데이터의 구간을 구획하며, 구획화된 데이터를 분석하고 패턴은 인식하여 거주자의 실제 ADL(Activities Of Daily Living)행동을 예측할 수 있다.In addition, the main computing unit (130) receives a triggering signal that causes segmentation from a device in the vicinity to analyze continuous sensor data acquired through the sensor unit (110), segments the continuous sensor data into sections, analyzes the segmented data, recognizes patterns, and can predict the actual ADL (Activities of Daily Living) behavior of the resident.

또한, 주컴퓨팅부(130) ADL 행동 예측 결과에 따라 거주자에게 방송을 통해 피드백 알림을 생성할 수 있는 방송서비스 처리부(131)와 방송서비스 처리부(131)에서 생성한 피드백 알림을 사용자에게 전달하기 위한 음성신호송출부(132)를 포함할 수 있다. In addition, the main computing unit (130) may include a broadcasting service processing unit (131) capable of generating feedback notifications to residents through broadcasting based on the ADL behavior prediction results, and a voice signal transmitting unit (132) for transmitting the feedback notifications generated by the broadcasting service processing unit (131) to users.

음성신호송출부(132)는 주컴퓨팅부(130)에서 예측한 사용자의 ADL 행동에 따라 피드백 신호를 사용자에게 전달하기 위한 스피커를 포함할 수 있다.The voice signal transmission unit (132) may include a speaker for transmitting a feedback signal to the user according to the user's ADL behavior predicted by the main computing unit (130).

한편, 주컴퓨팅부(130)는 독자적으로 행동하여 센서부(110)에서 데이터를 요청하거나 데이터 저장부(140)에 데이터를 저장할 수 있고, 유무선 통신부(120)를 통해 데이터를 외부로부터 수신하거나 데이터를 전송할 수 있다.Meanwhile, the main computing unit (130) can act independently to request data from the sensor unit (110) or store data in the data storage unit (140), and can receive data from the outside or transmit data through the wired/wireless communication unit (120).

또한, 주컴퓨팅부(130)는 센서부(110)에서 거주자의 출입이 감지되면 데이터 저장부(140)에 데이터 저장을 시작하고, 거주자의 다른 패턴의 움직임의 변화가 감지되거나 외부 기기로부터 신호가 수신이 되면 저장을 종료할 수 있다.In addition, the main computing unit (130) can start storing data in the data storage unit (140) when the sensor unit (110) detects the entry and exit of a resident, and can end the storage when a change in the resident's movement pattern is detected or a signal is received from an external device.

또한, 주컴퓨팅부(130)는 적어도 하나 이상의 센서데이터를 취합하여 비교하여, 거주자 행동 변화의 차이를 구분하는 것을 포함할 수 있다.Additionally, the main computing unit (130) may include collecting and comparing at least one sensor data to distinguish differences in changes in resident behavior.

한편, 주컴퓨팅부(130)는 연속한 센서데이터로부터 단위공간에서 거주자가 위치하는 지점과 거주자의 이동 패턴을 분석하여 거주자의 행동을 예측하는 것일 수 있다.Meanwhile, the main computing unit (130) may predict the behavior of residents by analyzing the location of residents in a unit space and the movement pattern of residents from continuous sensor data.

또한, 주컴퓨팅부(130)는 거주자의 ADL 행동에 따라 변화하는 환경 데이터 및 실내 소음 데이터와 실내 사용자의 이동 방향, 위치 감지 기능을 통해 위치 기반의 정밀 일상 행동 내역을 판단하여 예측 및 기록하는 기능을 포함할 수 있으며, 연속한 센서데이터로부터 단위공간에서 거주자가 위치하는 지점과 거주자의 이동 패턴을 분석하여 거주자의 행동을 예측할 수 있다.In addition, the main computing unit (130) may include a function to predict and record, by determining, location-based precise daily behavior history through environmental data and indoor noise data that change according to the ADL behavior of the resident and the movement direction and location detection function of the indoor user, and to predict the behavior of the resident by analyzing the location of the resident in a unit space and the movement pattern of the resident from continuous sensor data.

또한, 주컴퓨팅부(130)는 거주자의 ADL 행동에 따라 변화하는 환경 데이터 및 실내 소음 데이터와 실내 사용자의 이동 방향, 위치 감지 기능을 통해 위치 기반의 정밀 일상 행동 내역을 판단하여 예측 및 기록하는 기능을 포함하는In addition, the main computing unit (130) includes a function to predict and record location-based precise daily behavior history through environmental data and indoor noise data that change according to the resident's ADL behavior and the indoor user's movement direction and location detection function.

또한, 주컴퓨팅부(130)는 거주자의 일상 행동 이력관리를 통해 거주자의 ADL 행동과 다른 행동을 예측하여 거주자와 거주자의 보호자에게 통보하기 위한 교정 알림을 생성할 수 있다.In addition, the main computing unit (130) can predict the resident's ADL behavior and other behaviors through management of the resident's daily behavior history and generate a corrective notification to notify the resident and the resident's guardian.

또한, 주컴퓨팅부(130)로 부터 수집 및 분석한 데이터를 전송받아 데이터베이스 형태로 저장하고, 저장된 데이터들은 주컴퓨팅부(130)의 ADL 학습 엔진에 사용되거나 필요에 따라 유무선 통신부(120)를 통해 외부 데이터베이스에 전송될 수 있다.In addition, data collected and analyzed from the main computing unit (130) is transmitted and stored in the form of a database, and the stored data can be used in the ADL learning engine of the main computing unit (130) or transmitted to an external database via a wired or wireless communication unit (120) as needed.

또한, 주컴퓨팅부(130)는 데이터 저장부(140)와 연결되어 일정기간 동안 수집한 데이터를 데이터 저장부(140)에 저장할 수 있다.In addition, the main computing unit (130) is connected to the data storage unit (140) and can store data collected over a certain period of time in the data storage unit (140).

또한, 주컴퓨팅부(130)는 데이터 저장부(140)에 데이터 매니징 큐(queue)를 만들어 센서부(110)로부터 전달받은 환경데이터 및 소리데이터를 지속적으로 저장하며, 데이터는 실시간으로 업데이트되어 ADL 학습 엔진을 업데이트할 수 있다.In addition, the main computing unit (130) creates a data management queue in the data storage unit (140) to continuously store environmental data and sound data received from the sensor unit (110), and the data can be updated in real time to update the ADL learning engine.

주컴퓨팅부(130)는 비교적 저장용량이 부족한 엣지 디바이스에서 많은 양의 데이터를 처리하기 위해 데이터베이스에 저장한 데이터를 취사선택하여 분석한다. The main computing unit (130) selects and analyzes data stored in a database to process a large amount of data on an edge device with relatively insufficient storage capacity.

이를 위해 주컴퓨팅부(130)는 유무선 통신부(120)을 통해 들어오는 구획신호를 활용한다. 구획신호는 다른 주변기기 혹은 다른 장치로부터 수신 받는 데이터이다. 데이터베이스에 저장되는 모든 데이터를 분석하는 것이 아닌, 구획신호를 수신할 때부터, 다음 구획신호를 수신 받을 때까지 만의 데이터를 분석한다. To this end, the main computing unit (130) utilizes segmentation signals received via the wired/wireless communication unit (120). These segmentation signals are data received from other peripherals or devices. Rather than analyzing all data stored in the database, only data from the time a segmentation signal is received until the next segmentation signal is received is analyzed.

이 때, 데이터의 구획화는 주컴퓨팅부(130)의 환경데이터와 소리데이터에 의해 진행되고, 구획화된 데이터는 ADL 학습 엔진을 통해 학습, 분석되어 사용자의 ADL을 예측하는데 사용될 수 있다.At this time, data segmentation is performed by the environmental data and sound data of the main computing unit (130), and the segmented data is learned and analyzed through the ADL learning engine and can be used to predict the user's ADL.

데이터 저장부(140)는 센서 데이터를 분석하여 거주자 ADL 행동을 파악하기 위한 데이터를 저장할 수 있다.The data storage unit (140) can store data for analyzing sensor data to identify resident ADL behavior.

또한, 데이터 저장부(140)는 주컴퓨팅부(130)에서 필요로 하는 데이터를 저장하여 센서부(110)에서 수집한 데이터를 RAW데이터 형태로 그대로 저장하거나 주컴퓨팅부(130)에서 연산, 분석한 결과를 보관하는 저장소일 수 있다.In addition, the data storage unit (140) may be a storage unit that stores data required by the main computing unit (130) and stores data collected by the sensor unit (110) in the form of RAW data or stores the results of calculations and analysis performed by the main computing unit (130).

또한, 데이터 저장부(140)는 수집된 거주자의 운동능력, 장비 사용능력, 행동의 패턴 및 일관성, 이상 행동 여부와 같은 일상 행동 내역을 저장하는 것일 수 있다.Additionally, the data storage unit (140) may store daily behavioral records such as the collected resident's motor skills, equipment usage skills, behavioral patterns and consistency, and abnormal behavior.

도 5는 다른 실시예에 따른 홈케어 장치(100)의 설치예이다.Fig. 5 is an installation example of a home care device (100) according to another embodiment.

홈케어 장치(110)는 배터리를 주 전원 공급원으로 사용 할 수 있어서 소모 전력이 큰 스피커를 사용하기 부적하지만, 벽면 부착형 홈케어 장치(100)는 벽면의 전원 콘센트에 직접 부착하여 사용하게 되면 전력 소모 전력 문제에서 더 자유로울 수 있다.The home care device (110) can use a battery as the main power source, so it is not suitable for using speakers with high power consumption, but the wall-mounted home care device (100) can be used by directly attaching it to a power outlet on the wall, so it can be freer from the problem of power consumption.

본 실시예에 따른 다중 환경 센서 기반의 일상 행동 인지 방법은 환경 센서를 기반으로 사용자의 행동을 감지하여 사용자의 일상 행동을 인지하는 다중 환경 센서 기반의 일상 행동 인지 방법으로서, 단위공간에서 사용자의 행동에 따라 변화하는 센서데이터를 감지하는 센서데이터 감지 단계(S10), 센서부를 통해 획득된 연속한 센서데이터를 분석하기 위해 주변에 있는 디바이스로부터 구획(Segmentation)을 유발하는 트리거링 신호(Triggering Signal)를 수신하여 연속적인 센서데이터의 구간을 구획하며, 구획화된 데이터를 분석하고 패턴은 인식하여 거주자의 실제 ADL(Activities Of Daily Living)행동을 예측하는 거주자의 실제 ADL을 예측하는 단계(S20), 센서 데이터를 분석하여 거주자 ADL 행동을 파악하기 위한 데이터를 저장하기 위한 ADL 데이터를 저장하는 단계(S30), 거주자 ADL 행동의 학습 결과에 따라 주컴퓨팅부에서 생성한 피드백신호를 사용자에게 알림으로 전송하고, 거주자의 보호자에게 통보하거나 거주자 주변 액추에이터로 동작하는 기기에게 전송하는 유무선 통신 단계(S40)를 포함한다. The method for recognizing daily activities based on multiple environmental sensors according to the present embodiment is a method for recognizing daily activities based on multiple environmental sensors that detects the user's behavior based on environmental sensors and recognizes the user's daily activities, and includes a sensor data detection step (S10) for detecting sensor data that changes according to the user's behavior in a unit space, a step (S20) for predicting the resident's actual ADL (Activities of Daily Living) by receiving a triggering signal that causes segmentation from a device in the vicinity to analyze continuous sensor data acquired through a sensor unit, segmenting a section of continuous sensor data, analyzing the segmented data and recognizing a pattern to predict the resident's actual ADL, a step (S30) for storing ADL data for storing data for analyzing the sensor data to understand the resident's ADL behavior, and a wired/wireless communication step (S40) for transmitting a feedback signal generated by a main computing unit according to the learning result of the resident's ADL behavior as a notification to the user, notifying the resident's guardian, or transmitting the feedback signal to a device that operates as an actuator around the resident.

또한 ADL 행동 추론에 사용될 학습 결과(알고리즘)를 생성하기 위하여 단위 ADL 행동 데이터를 수집, 기록 하는 단계 (T10), 해당 데이터를 기반으로 ADL 데이터를 학습 하는 단계 (T20), 학습 결과를 내부 저장장치에 저장, ADL 행동 추론에 사용되게 기록하는 단계 (T30)을 포함한다.In addition, it includes a step (T10) of collecting and recording unit ADL behavior data to generate learning results (algorithms) to be used for ADL behavior inference, a step (T20) of learning ADL data based on the data, and a step (T30) of storing the learning results in an internal storage device and recording them to be used for ADL behavior inference.

이와 같은 본 발명의 환경 센서를 기반으로 사용자의 행동을 감지하여 사용자의 일상 행동을 인지하는 방법은 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. The method for detecting a user's behavior and recognizing the user's daily behavior based on the environmental sensor of the present invention may be implemented in the form of program commands that can be executed by various computer components and recorded on a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium may include program commands, data files, data structures, etc., either singly or in combination.

상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. The program commands recorded on the above computer-readable recording medium may be specially designed and configured for the present invention or may be known and available to those skilled in the art of computer software.

컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD 와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical recording media such as CD-ROMs and DVDs, magneto-optical media such as floptical disks, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, and flash memory.

프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.Examples of program instructions include not only machine language codes, such as those generated by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device may be configured to operate as one or more software modules to perform processing according to the present invention, and vice versa.

이상에서는 본 발명의 다양한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.Although various embodiments of the present invention have been illustrated and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and various modifications can be made by a person having ordinary skill in the art to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims, and such modifications should not be understood individually from the technical idea or prospect of the present invention.

110: 센서부
111: 다중 환경 데이터 측정 센서
112: 소음 센서
113: 조도 센서
114: 이동 감지 센서
120: 유무선 통신부
130: 주컴퓨팅부
131: 방송서비스처리부
132: 음성신호 송출부
140: 데이터 저장부
110: Sensor section
111: Multi-environment data measurement sensor
112: Noise sensor
113: Light sensor
114: Movement detection sensor
120: Wireless Communication Department
130: Main Computing Department
131: Broadcast Service Processing Department
132: Voice signal transmission unit
140: Data storage

Claims (13)

거주자의 실내 이동 및 위치 감지에 연동된 해당 위치에서 발생하는 환경 변화 데이터를 수집하여 외부 데이터 없이 해당 공간에서의 환경 센서를 기반으로 사용자의 행동을 감지하고 거주자의 일상 행동을 인지하는 다중 환경 센서 기반의 일상 행동 인지 홈케어 장치로서,
단위공간에서 사용자의 행동에 따라 변화하는 센서데이터를 감지하는 센서부;
상기 센서부를 통해 획득된 연속한 센서데이터를 분석하기 위해 주변에 있는 디바이스로부터 구획(Segmentation)을 유발하는 트리거링 신호(Triggering Signal)를 수신하여 연속적인 센서데이터의 구간을 구획하며, 구획화된 데이터를 분석하고 패턴을 인식하여 거주자의 실제 ADL(Activities Of Daily Living)행동을 예측하는 주컴퓨팅부;
상기 센서 데이터를 분석하여 거주자 ADL 행동을 파악하기 위한 데이터를 저장하기 위한 데이터 저장부;
거주자 ADL 행동의 학습 결과에 따라 상기 주컴퓨팅부에서 생성한 피드백신호를 사용자에게 알림으로 전송하고, 거주자의 보호자에게 통보하거나 거주자 주변 액추에이터로 동작하는 기기에게 전송하는 유무선통신부;
를 포함하며,
상기 주컴퓨팅부는,
상기 센서부에서 거주자의 출입이 감지되면 상기 데이터 저장부에 데이터 저장을 시작하고, 적어도 하나 이상의 센서데이터를 취합하여 비교하여, 거주자 행동 변화의 차이를 구분하며,
상기 주컴퓨팅부는,
연속한 센서데이터로부터 단위공간에서 거주자가 위치하는 지점과 거주자의 이동 패턴을 분석하고, 거주자의 ADL 행동에 따라 변화하는 환경 데이터 및 실내 소음 데이터와, 실내 사용자의 이동 방향, 위치 감지 기능을 통해 위치 기반의 정밀 일상 행동 내역을 판단하여 거주자의 행동을 예측 및 기록하며,
상기 주컴퓨팅부는,
거주자의 일상 행동 이력관리를 통해 거주자의 ADL 행동과 다른 행동을 예측하여 거주자와 거주자의 보호자에게 통보하기 위한 교정 알림을 생성하고,
상기 유무선통신부는,
상기 데이터 저장부에 저장된 일상 행동 이력을 일정한 주기로 상기 거주자의 보호자에게 전송하면, 거주자의 일상행동의 일관성 및 적절성에 대한 판단을 피드백 받고, 거주자의 일상 행동이 유지될 수 있는 보호 및 치료에 도움이 되는 판단을 피드백 받는, 다중 환경 센서 기반의 일상 행동 인지 홈케어 장치.
A home care device based on multiple environmental sensors that collects environmental change data occurring at the location linked to the indoor movement and location detection of the resident, detects the user's behavior based on environmental sensors in the space without external data, and recognizes the resident's daily behavior.
A sensor unit that detects sensor data that changes according to the user's actions in a unit space;
A main computing unit that receives a triggering signal that causes segmentation from a device in the vicinity to analyze continuous sensor data acquired through the above sensor unit, segments the continuous sensor data into sections, analyzes the segmented data, recognizes patterns, and predicts the actual ADL (Activities Of Daily Living) behavior of the resident;
A data storage unit for storing data to analyze the above sensor data and identify resident ADL behavior;
A wired/wireless communication unit that transmits a feedback signal generated by the main computing unit based on the learning results of the resident's ADL behavior as a notification to the user, notifies the resident's guardian, or transmits the signal to a device that operates as an actuator around the resident;
Includes,
The above main computing unit,
When the above sensor unit detects the entry and exit of a resident, data is stored in the data storage unit, and at least one sensor data is collected and compared to distinguish differences in resident behavior changes.
The above main computing unit,
From continuous sensor data, the location of the resident in a unit space and the resident's movement pattern are analyzed, and the environmental data and indoor noise data that change according to the resident's ADL behavior, and the indoor user's movement direction and location detection function are used to determine the location-based precise daily behavior history, thereby predicting and recording the resident's behavior.
The above main computing unit,
By managing the resident's daily behavior history, we predict the resident's ADL behavior and other behaviors and generate corrective alerts to notify the resident and the resident's caregiver.
The above wireless communication department,
A home care device for recognizing daily behavior based on multiple environmental sensors, which transmits the daily behavior history stored in the above data storage unit to the guardian of the resident at regular intervals, thereby receiving feedback on the consistency and appropriateness of the resident's daily behavior, and receiving feedback on judgments that are helpful for protection and treatment so that the resident's daily behavior can be maintained.
제 1 항에 있어서,
상기 주컴퓨팅부는,
상기 ADL 행동 예측 결과에 따라 거주자에게 방송을 통해 피드백 알림을 생성할 수 있는 방송서비스 처리부를 포함하고,
상기 다중 환경 센서 기반의 일상 행동 인지 홈케어 장치는,
상기 방송서비스 처리부에서 생성한 피드백 알림을 사용자에게 전달하기 위한 음성신호송출부를 더 포함하는 다중 환경 센서 기반의 일상 행동 인지 홈케어 장치.
In the first paragraph,
The above main computing unit,
Includes a broadcast service processing unit that can generate feedback notifications to residents through broadcasting based on the above ADL behavior prediction results,
The above multi-environment sensor-based daily behavior recognition home care device is,
A home care device for recognizing daily behavior based on multiple environmental sensors, further comprising a voice signal transmission unit for transmitting feedback notifications generated by the above broadcast service processing unit to a user.
삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 센서부는,
단위공간의 주변환경인 온도, 습도, CO/CO2, TVOC, 암모니아, 기압, 조도 데이터를 수집하는 센서와 단위공간에서 사용자의 행동에 따라 발생하는 소음 데이터를 수집하는 센서, 거주자를 감지하는 적외선 센서를 포함하는 다중 환경 센서 기반의 일상 행동 인지 홈케어 장치.
In paragraph 1,
The above sensor part,
A daily behavior recognition home care device based on multiple environmental sensors, including a sensor that collects temperature, humidity, CO/CO2, TVOC, ammonia, air pressure, and illuminance data, which are the surrounding environment data of a unit space, a sensor that collects noise data generated according to the user's behavior in the unit space, and an infrared sensor that detects residents.
삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 유무선통신부는,
상기 거주자가 ADL 행동을 수행하지 않을 경우, ADL 행동을 수행하지 않은 정보를 포함한 신호를 전송하는, 다중 환경 센서 기반의 일상 행동 인지 홈케어 장치.
In paragraph 1,
The above wireless communication department,
A home care device based on multiple environmental sensors for recognizing daily activities, which transmits a signal including information that the resident has not performed an ADL activity when the resident does not perform the ADL activity.
제 1항에 있어서,
상기 데이터 저장부는,
수집된 거주자의 운동능력, 장비 사용능력, 행동의 패턴 및 일관성, 이상 행동 여부와 같은 일상 행동 내역을 저장하는, 다중 환경 센서 기반의 일상 행동 인지 홈케어 장치.
In paragraph 1,
The above data storage unit,
A home care device that recognizes daily behaviors based on multiple environmental sensors, storing daily behavioral records such as the resident's motor skills, equipment usage skills, behavioral patterns and consistency, and abnormal behaviors.
삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
유무선통신부는,
상기 거주자가 ADL 행동을 수행하지 않을 경우, 거주자의 보호자가 원격 조작을 통하여 거주자 주변 액추에이터로 동작하는 기기를 원격으로 조작하거나, 원격 장비 조작 신호를 수신하여 거주자 주변 액추에이터로 동작하는 기기 조작 신호로 변환하여 주변 기기를 제어하는 것을 포함하는, 다중 환경 센서 기반의 일상 행동 인지 홈케어 장치.
In paragraph 1,
The Ministry of Wired and Wireless Communications,
A home care device based on multiple environmental sensors for recognizing daily activities, which includes a device that operates as an actuator around the resident through remote operation by the resident's caregiver, or a device that receives a remote equipment operation signal and converts it into a device operation signal that operates as an actuator around the resident, thereby controlling the peripheral device, when the resident does not perform ADL activities.
환경 센서를 기반으로 사용자의 행동을 감지하여 거주자의 일상 행동을 인지하는 다중 환경 센서 기반의 일상 행동 인지 홈케어 방법으로서,
단위공간에서 사용자의 행동에 따라 변화하는 센서데이터를 감지하는 센서데이터 감지 단계;
센서부를 통해 획득된 연속한 센서데이터를 분석하기 위해 주변에 있는 디바이스로부터 구획(Segmentation)을 유발하는 트리거링 신호(Triggering Signal)를 수신하여 연속적인 센서데이터의 구간을 구획하며, 구획화된 데이터를 분석하고 패턴은 인식하여 거주자의 실제 ADL(Activities Of Daily Living)행동을 예측하는 거주자의 실제 ADL을 예측하는 단계;
데이터 저장부를 통해 상기 센서데이터를 분석하여 거주자 ADL 행동을 파악하기 위한 데이터를 저장하기 위한 ADL 데이터를 저장하는 단계;
거주자 ADL 행동의 학습 결과에 따라 주컴퓨팅부에서 생성한 피드백신호를 사용자에게 알림으로 전송하고, 거주자의 보호자에게 통보하거나 거주자 주변 액추에이터로 동작하는 기기에게 전송하는 유무선 통신 단계;를 포함하며,
상기 주컴퓨팅부는,
상기 센서부에서 거주자의 출입이 감지되면 상기 데이터 저장부에 데이터 저장을 시작하고, 적어도 하나 이상의 센서데이터를 취합하여 비교하여, 거주자 행동 변화의 차이를 구분하며,
상기 주컴퓨팅부는,
연속한 센서데이터로부터 단위공간에서 거주자가 위치하는 지점과 거주자의 이동 패턴을 분석하고, 거주자의 ADL 행동에 따라 변화하는 환경 데이터 및 실내 소음 데이터와, 실내 사용자의 이동 방향, 위치 감지 기능을 통해 위치 기반의 정밀 일상 행동 내역을 판단하여 거주자의 행동을 예측 및 기록하며,
상기 주컴퓨팅부는,
거주자의 일상 행동 이력관리를 통해 거주자의 ADL 행동과 다른 행동을 예측하여 거주자와 거주자의 보호자에게 통보하기 위한 교정 알림을 생성하고,
상기 유무선 통신 단계는,
상기 데이터를 저장하는 단계에서 저장된 일상 행동 이력을 일정한 주기로 상기 거주자의 보호자에게 전송하면, 거주자의 일상행동의 일관성 및 적절성에 대한 판단을 피드백 받고, 거주자의 일상 행동이 유지될 수 있는 보호 및 치료에 도움이 되는 판단을 피드백 받는, 다중 환경 센서 기반의 일상 행동 인지 홈케어 방법.
A home care method for recognizing daily behavior of residents based on multiple environmental sensors that detects user behavior based on environmental sensors.
A sensor data detection step that detects sensor data that changes according to the user's actions in a unit space;
A step of predicting the resident's actual ADL (Activities Of Daily Living) behavior by receiving a triggering signal that causes segmentation from a device in the vicinity to analyze continuous sensor data acquired through a sensor unit, segmenting the continuous sensor data into sections, analyzing the segmented data, recognizing patterns, and predicting the resident's actual ADL;
A step of storing ADL data for storing data for identifying resident ADL behavior by analyzing the sensor data through a data storage unit;
A wired/wireless communication step for transmitting a feedback signal generated by the main computing unit based on the learning results of the resident's ADL behavior as a notification to the user, notifying the resident's guardian, or transmitting the signal to a device that operates as an actuator around the resident;
The above main computing unit,
When the above sensor unit detects the entry and exit of a resident, data is stored in the data storage unit, and at least one sensor data is collected and compared to distinguish differences in resident behavior changes.
The above main computing unit,
From continuous sensor data, the location of the resident in a unit space and the resident's movement pattern are analyzed, and the environmental data and indoor noise data that change according to the resident's ADL behavior, and the indoor user's movement direction and location detection function are used to determine the location-based precise daily behavior history, thereby predicting and recording the resident's behavior.
The above main computing unit,
By managing the resident's daily behavior history, we predict the resident's ADL behavior and other behaviors and generate corrective alerts to notify the resident and the resident's caregiver.
The above wired and wireless communication steps are:
A home care method for recognizing daily behavior based on multiple environmental sensors, in which the daily behavior history saved in the step of storing the above data is transmitted to the guardian of the resident at regular intervals, thereby receiving feedback on the judgment regarding the consistency and appropriateness of the resident's daily behavior, and receiving feedback on judgment that is helpful for protection and treatment so that the resident's daily behavior can be maintained.
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