KR102067429B1 - 반려견 생체신호 특성을 이용한 반려견 감성분석 장치 - Google Patents
반려견 생체신호 특성을 이용한 반려견 감성분석 장치 Download PDFInfo
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Abstract
반려견 생체신호 특성을 이용한 반려견 감성분석 장치가 개시된다. 본 발명의 반려견 생체신호 특성을 이용한 반려견 감성분석 장치는 반려견에 착용되어 반려견의 감성에 따라 표출되는 반려견의 생체신호를 감지하는 웨어러블 기기; 반려견을 촬영하는 반려견 케어 디바이스; 및 웨어러블 기기로부터 전달된 생체신호 및 반려견 케어 디바이스에 의해 생성된 영상 정보를 이용하여 반려견의 감성을 검출하는 관리 서버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 반려견 생체신호 특성을 이용한 반려견 감성분석 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반려견의 생체신호 특성을 분석하여 반려견의 감성을 검출하는 반려견 생체신호 특성을 이용한 반려견 감성분석 장치에 관한 것이다.
반려견은 인간과의 친밀한 교제라든가 정서적인 공유를 목적으로 오래전부터 인간과 생활을 공유한 것으로 알려져 있다. 인간적인 교류가 지속적으로 이루어졌던 전통사회가 해체되고 현대 사회에서의 고독감이 증가함에 따라, 인간과의 친밀한 교제라든가 정서적 공유나 교류와 같은 인간의 욕구를 충족시킬 수 있는 반려견에 대한 관심이 점차 증가하고 있다.
최근에는 사회구조 및 가족관계의 해체나 변화로 인하여 미혼 남녀 1인 가구나 고령화 시대의 도래에 따른 독거노인 가구가 급증하고 있는데, 이러한 상황에서 현대 인간이 갖는 고독감을 해소하는 등 현대 인간의 정서적인 안정이나 새로운 가족으로서의 반려견에 대한 수요가 급증하게 되었다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 10-2009-0043116호(2009.05.06)의 '전자태그를 활용한 반려견 서비스 시스템 및 방법'에 개시되어 있다.
반려견은 감성 표현 방법으로 짖는 소리나 행동(Motion)으로 표현하고 있으며, 이러한 감성을 사람이 판단하는 수준에 의해 소통이 이루어지고 있다. 그러나, 사람의 판단 기준은 경험에 따른 각기 다른 감성(의사)으로 이해하는 수준에 그치고 있으며, 반려견의 감성을 정확하고 과학적으로 분석하는 수준에는 미치지 못하고 있는 실정이다.
본 발명은 전술한 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 목적은 반려견의 생체신호 특성을 분석하여 반려견의 감성을 검출하는 반려견 생체신호 특성을 이용한 반려견 감성분석 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 반려견 생체신호 특성을 이용한 반려견 감성분석 장치는 반려견에 착용되어 반려견의 감성에 따라 표출되는 반려견의 생체신호를 감지하는 웨어러블 기기; 반려견을 촬영하는 반려견 케어 디바이스; 및 상기 웨어러블 기기로부터 전달된 생체신호 및 상기 반려견 케어 디바이스에 의해 생성된 영상 정보를 이용하여 반려견의 감성을 검출하는 관리 서버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 웨어러블 기기는 반려견의 생체신호를 감지하는 생체신호 감지부; 및 상기 생체신호 감지부에 의해 감지된 생체신호를 상기 관리 서버에 전달하는 웨어러블 기기 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 웨어러블 기기는 상기 웨어러블 기기 제어부의 제어신호에 따라 사용자 단말과의 거리를 측정하여 측정된 거리에 따라 사용자와 반려견 간의 거리가 기 설정된 설정 거리 이내로 유지되도록 하는 위치 관리부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 위치 관리부는 상기 사용자 단말과 근거리 무선 통신을 수행하는 웨어러블 기기 통신부; 상기 웨어러블 기기 통신부가 상기 사용자 단말과 근거리 무선 통신을 수행하면 상기 사용자 단말과의 거리를 측정하고, 상기 사용자 단말과의 거리가 기 설정된 설정 거리 이상인지 여부를 판단하는 통신 거리 측정부; 및 상기 통신 거리 측정부에 의해 상기 사용자 단말과의 거리가 설정 거리 이상인 것으로 판단되면, 기 설정된 음성을 출력하는 음성 출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 위치 관리부는 상기 통신 거리 측정부에 의해 상기 사용자 단말과의 거리가 설정 거리 이상이면 상기 웨어러블 기기 제어부의 제어신호에 따라 반려견의 현재 위치를 측정하는 GPS 모듈을 더 포함하되, 상기 웨어러블 기기 제어부는 상기 GPS 모듈을 통해 측정된 반려견의 현재 위치를 상기 사용자 단말에 전달하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 웨어러블 기기는 반려견의 상태를 표시하는 상태 표시부를 더 포함하되, 상기 웨어러블 기기 제어부는 상기 생체신호 감지부에 의해 감지된 심박동수를 정상 심박동수와 비교하여 비교 결과에 따라 상태 표시부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 웨어러블 기기 제어부는 심박동수가 비정상 심박동수에 포함되는지 여부에 따라 상기 상태 표시부를 서로 다른 색상으로 점등시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 관리 서버는 상기 반려견 케어 디바이스에 의해 생성된 영상 정보를 이용하여 반려견의 행동패턴을 검출하는 행동패턴 검출부; 상기 반려견 케어 디바이스에서 감지된 생체정보를 이용하여 생체신호 특성을 검출하는 생체신호 특성 검출부; 및 상기 행동패턴 검출부에 의해 검출된 반려견의 행동패턴 및 상기 생체신호 특성 검출부에 의해 검출된 생체신호 특성을 이용하여 반려견의 감성을 검출하는 감성 검출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 생체신호 특성 검출부는 반려견의 생체신호를 이용하여 반려견의 심박동수 및 심박변이도를 검출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 생체신호 특성 검출부는 기 설정된 설정시간 동안의 심박동을 하나의 템플릿으로 하여 심박동수를 검출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 생체신호 특성 검출부는 설정 개수의 배열(Array)를 사용하여 R파 최대(Peak)값을 각 배열에 순차적으로 할당시키는 서큘러 큐 구조를 이용하여 심박동수를 검출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 생체신호 특성 검출부는 하나의 템플릿 처리 과정 후 각각의 템플릿을 그래프 형태로 저장하고, 그래프 파형으로부터 생체신호 특성을 검출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 생체신호 특성은 생체신호의 평균 R-R 간격, 최장 R-R 간격, 최소 R-R 간격, 평균 심박동수 및 환경 구분을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 감성 검출부는 상기 생체신호 특성 검출부에 의해 검출된 생체신호 특성을 반려견의 행동패턴과 연계하여 저장된 템플릿 단위의 생체신호 특성과 비교하여 반려견의 감성을 검출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 감성 검출부는 상기 생체신호 특성 검출부에 의해 검출된 생체신호 특성을 반려견의 행동패턴과 연계하여 저장된 템플릿 단위의 생체신호 특성과 비교하여 유사도가 기 설정된 설정값 이상인지 여부에 따라 반려견의 감성을 검출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 반려견 생체신호 특성을 이용한 반려견 감성분석 장치는 반려견의 행동패턴 및 생체신호 특성을 이용하여 반려견의 감성을 정확하게 분석한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 반려견 생체신호 특성을 이용한 반려견 감성분석 장치는 임상 중심적인 심박동 특성 패턴 데이터와 연계를 통한 수술 또는 치료 후 반려동물의 상태를 관찰하고 반려동물의 이상 발생시 즉시 대응할 수 있는 펫-헬스케어(Pet-Healthcare) 정보를 제공할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 반려견 생체신호 특성을 이용한 반려견 감성분석 장치의 블럭 구성도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 기기의 블럭 구성도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 기기의 사시도이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 기기의 착용 예시도이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 관리 서버의 블럭 구성도이다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 반려견 심박동 데이터 스펙트럼 분석 예를 나타낸 도면이다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 QRS 파형도이다.
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 R-R 간격 변이 특징 및 무효 QRS를 나타낸 도면이다.
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 반려견 심박동 실 측정 예를 나타낸 도면이다.
도 10 은 본 발명의 일 실시예에 따른 반려견 심박측정 타코그램을 나타낸 도면이다.
도 11 은 본 발명의 일 실시예에 따른 서클 큐 구조를 나타낸 도면이다.
도 12 는 본 발명의 일 실시예에 따른 반려견 감성 표현 방법의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 13 은 본 발명의 일 실시예에 따른 반려견 생체신호 특성을 이용한 반려견 감성분석 장치의 동작 과정을 도시한 순서도이다.
도 14 는 본 발명의 일 실시예에 따른 반려견 케어 디바이스의 블럭 구성도이다.
도 15 는 본 발명의 일 실시예에 따른 반려견의 생체신호를 이용하여 반려견을 관리하는 과정을 도시한 순서도이다.
도 16 는 본 발명의 일 실시예에 따른 반려견 위치 관리 과정을 도시한 순서도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 기기의 블럭 구성도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 기기의 사시도이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 기기의 착용 예시도이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 관리 서버의 블럭 구성도이다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 반려견 심박동 데이터 스펙트럼 분석 예를 나타낸 도면이다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 QRS 파형도이다.
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 R-R 간격 변이 특징 및 무효 QRS를 나타낸 도면이다.
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 반려견 심박동 실 측정 예를 나타낸 도면이다.
도 10 은 본 발명의 일 실시예에 따른 반려견 심박측정 타코그램을 나타낸 도면이다.
도 11 은 본 발명의 일 실시예에 따른 서클 큐 구조를 나타낸 도면이다.
도 12 는 본 발명의 일 실시예에 따른 반려견 감성 표현 방법의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 13 은 본 발명의 일 실시예에 따른 반려견 생체신호 특성을 이용한 반려견 감성분석 장치의 동작 과정을 도시한 순서도이다.
도 14 는 본 발명의 일 실시예에 따른 반려견 케어 디바이스의 블럭 구성도이다.
도 15 는 본 발명의 일 실시예에 따른 반려견의 생체신호를 이용하여 반려견을 관리하는 과정을 도시한 순서도이다.
도 16 는 본 발명의 일 실시예에 따른 반려견 위치 관리 과정을 도시한 순서도이다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 반려견 생체신호 특성을 이용한 반려견 감성분석 장치를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 이용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야할 것이다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 반려견 생체신호 특성을 이용한 반려견 감성분석 장치의 블럭 구성도이고, 도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 기기의 블럭 구성도이며, 도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 기기의 사시도이며, 도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 기기의 착용 예시도이며, 도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 관리 서버의 블럭 구성도이며, 도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 반려견 심박동 데이터 스펙트럼 분석 예를 나타낸 도면이며, 도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 QRS 파형도이며, 도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 R-R 간격 변이 특징 및 무효 QRS를 나타낸 도면이며, 도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 반려견 심박동 실 측정 예를 나타낸 도면이며, 도 10 은 본 발명의 일 실시예에 따른 반려견 심박측정 타코그램을 나타낸 도면이며, 도 11 은 본 발명의 일 실시예에 따른 서클 큐 구조를 나타낸 도면이며, 도 12 는 본 발명의 일 실시예에 따른 반려견 감성 표현 방법의 일 예를 나타낸 도면이며, 도 13 은 본 발명의 일 실시예에 따른 반려견 생체신호 특성을 이용한 반려견 감성분석 장치의 동작 과정을 도시한 순서도이다.
도 1 을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반려견 생체신호 특성을 이용한 반려견 감성분석 장치는 웨어러블 기기(10), 사용자 단말(20), 반려견 케어 디바이스(30), 관리 서버(40) 및 감시장치(50)를 포함한다.
웨어러블 기기(10)는 반려견에 착용되며, 반려견의 감성에 따라 표출되는 반려견의 생체신호를 감지하여 관리 서버(40)에 전달하고, 사용자 단말(20)과 연계하여 반려견의 위치를 관리한다.
반려견의 위치를 관리하는 것은 야외에서 반려견과 사용자와의 거리가 기 설정된 설정 거리, 예를 들어 블루투스 페어링이 가능한 이내를 유지할 수 있도록 반려견에게 기 설정된 음성, 예를 들어 사용자가 반려견을 찾는 음성을 출력하거나 반려견의 위치를 사용자 단말(20)에 전달하는 것이 포함된다.
도 2 내지 도 5 를 참조하면, 웨어러블 기기(10)는 생체신호 감지부(11), 위치 관리부(12), 데이터 전송부(13), 무선 통신부(14), 상태 표시부(15), 및 웨어러블 기기 제어부(16)를 포함한다.
웨어러블 기기(10)는 반려견에 착용되는데, 도 3 에 도시된 바와 같이 티형상의 착용부(17)가 반려견의 목부위에 감겨지면서 착용부(17)의 단부에 형성된 연결고리부(18)가 서로 부착됨으로써, 도 4 에 도시된 바와 같이 반려견에 착용될 수 있다. 여기서, 연결고리부(18)는 탈부착이 가능하게 형성된다.
생체신호 감지부(11)는 반려견의 감성 상태에 따른 생체신호 신호를 감지한다. 생체신호 감지부(11)는 반려견에 1개가 설치될 수 있으나, 반려견의 크기에 따라 복수 개가 설치될 수 있다.
통상적으로 반려견은 그 감성에 따라 신체적 변화가 발생한다. 예를 들어, 감성에 따라 심박동이 서로 상이하게 나타날 수 있으며, 감성으로는 고통, 배고픔, 스트레스, 불안함 및 두려움 등의 다양한 감성 표현 상태들이 포함될 수 있다.
이에 생체신호 감지부(11)는 반려견의 감성에 따라 변화하는 반려견의 생체신호, 예를 들어 심박동을 감지한다.
위치 관리부(12)는 반려견과 사용자 간의 거리가 기 설정된 설정 거리 이내로 유지되도록 반려견의 위치를 관리한다.
위치 관리부(12)는 근거리 무선 통신부(121), 통신 거리 측정부(122), 음성 출력부(123) 및 GPS 모듈(124)을 포함한다.
근거리 무선 통신부(121)는 사용자 단말(20)과 근거리 무선 통신을 수행한다. 근거리 무선 통신부(121)로는 블루투스 모듈이 채용될 수 있다.
통상적으로 블루투스 모듈은 예를 들어 15m 이내의 거리에서 통신하며, 페어링 상태를 유지한다. 이 경우, 근거리 무선 통신부(121)의 블루투스 통신시 그 신호세기를 토대로 웨어러블 기기(10)와 사용자 단말(20) 간의 거리가 측정될 수 있다.
통신 거리 측정부(122)는 근거리 무선 통신부(121)와 사용자 단말(20) 간의 근거리 무선 통신시에 웨어러블 기기(10)와 사용자 단말(20) 간의 거리를 측정하고, 측정된 거리가 기 설정된 설정 거리 이상인지 여부를 판단한다.
즉, 통신 거리 측정부(122)는 근거리 무선 통신부(121)가 사용자 단말(20)과 페어링 상태를 유지할 경우 그 신호세기를 토대로 웨어러블 기기(10)와 사용자 단말(20) 간의 거리를 측정하여 근거리 무선 통신부(121)와 사용자 단말(20) 간의 거리가 설정 거리 이상인지 여부를 판단한다.
음성 출력부(123)는 통신 거리 측정부(122)에 의해 웨어러블 기기(10)와 사용자 단말(20) 간의 거리가 설정 거리 이상인 것으로 판단되면, 기 설정된 음성, 예를 들어 사용자가 반려견을 찾는 호출 음성을 출력한다.
여기서, 사용자가 반려견을 찾는 호출 음성은 사전에 저장된다. 이에 반려견은 사용자가 찾고 있음을 인지할 수 있게 되고, 후각과 청각을 이용하여 사용자를 찾을 수 있게 된다.
GPS 모듈(124)은 통신 거리 측정부(122)에 의해 웨어러블 기기(10)와 사용자 단말(20) 간의 거리가 설정 거리 이상인 것으로 판단되거나, 또는 웨어러블 기기(10)와 사용자 단말(20) 간의 거리가 블루투스 통신 가능 거리를 벗어나 블루투스 통신이 불가능한 상태가 되면 반려견의 위치를 측정한다.
데이터 전송부(13)는 반려견의 음성을 외부 기기에 유선으로 전달한다. 이러한 데이터 전송부(13)로는 USB(Universal Serial Bus)가 채용될 수 있다. 여기서, 외부 기기로는 사용자 단말(20)이 포함될 수 있다.
참고로, 데이터 전송부(13)로 USB가 채용될 경우, 해당 USB를 통해 웨어러블 기기(10)의 동작을 위한 전원을 공급받을 수 있다.
무선 통신부(14)는 관리 서버(40) 또는 사용자 단말(20)과 무선 통신을 수행하며, 생체신호 감지부(11)에 의해 감지된 생체신호를 관리 서버(40) 또는 사용자 단말(20)에 전달한다.
상태 표시부(15)는 웨어러블 기기(10)의 동작 상태 또는 반려견의 상태를 시각적으로 표시한다. 상태 표시부(15)로는 LED(Lighting Emitting Diode)가 채용될 수 있다. 즉, 상태 표시부(15)는 웨어러블 기기(10)와 사용자 단말(20) 간의 거리에 따라 서로 다른 색상으로 점등되는데, 예를 들어 웨어러블 기기(10)와 사용자 단말(20) 간의 거리가 설정거리 이내이면 청색으로 점등되고, 웨어러블 기기(10)와 사용자 단말(20) 간의 거리가 설정거리 이상이면 적색으로 점등된다.
또한, 상태 표시부(15)는 반려견의 심박동수가 기 설정된 비정상 심박동수에 포함되면, 적색으로 점등되고, 심박동수가 기 설정된 정상 심박동수에 포함되면, 청색으로 점등된다.
또한, 상태 표시부(15)는 웨어러블 기기(10)가 비정상적으로 동작할 경우에 녹색으로 점등된다.
웨어러블 기기 제어부(16)는 생체신호 감지부(11)에 의해 감지된 생체신호를 관리 서버(40) 및 반려견 케어 디바이스(30)에 전달하고, 위치 관리부(12)를 제어하여 반려견과 사용자 간의 거리가 설정 거리 이내로 유지되도록 한다.
즉, 웨어러블 기기 제어부(16)는 생체신호 감지부(11)를 제어하여 반려견의 생체신호를 감지하고, 감지된 생체신호를 관리 서버(40) 및 반려견 케어 디바이스(30)로 전달한다.
또한 웨어러블 기기 제어부(16)는 실외에서 근거리 무선 통신부(121)를 제어하여 사용자 단말(20)과 블루투스 통신을 수행한다. 이 경우 웨어러블 기기 제어부(16)는 통신 거리 측정부(122)를 제어하여 웨어러블 기기(10)와 사용자 단말(20) 간의 거리를 측정하고 측정된 거리가 설정 거리 이상인지 여부를 판단하도록 한다.
이 경우, 통신 거리 측정부(122)에 의해 웨어러블 기기(10)와 사용자 단말(20) 간의 거리가 설정 거리 이상인 것으로 판단되면, 웨어러블 기기 제어부(16)는 음성 출력부(123)를 제어하여 기 설정된 호출 음성, 예를 들어 사용자가 반려견을 찾는 음성을 출력하도록 한다.
또한, 통신 거리 측정부(122)에 의해 웨어러블 기기(10)와 사용자 단말(20) 간의 거리가 설정 거리 이상이면, 웨어러블 기기 제어부(16)는 GPS 모듈(124)을 제어하여 웨어러블 기기(10)의 위치를 감지하고, 감지된 웨어러블 기기(10)의 위치를 사용자 단말(20)에 전달한다. 이 경우 사용자 단말(20)은 음성 출력부(123)를 통해 웨어러블 기기(10)의 위치를 출력하거나 영상으로 웨어러블 기기(10)의 위치를 출력함으로써, 사용자가 현재 반려견의 위치를 인지할 수 있도록 한다. 게다가, 웨어러블 기기 제어부(16)는 웨어러블 기기(10)와 사용자 단말(20) 간의 거리가 블루투스 통신 가능 거리를 벗어나 블루투스 통신이 불가능한 상태가 되면 GPS 모듈(124)을 제어하여 반려견의 위치를 감지하고, 감지된 반려견의 위치를 관리 서버(40)에 전달한다. 이 경우 관리 서버(40)는 웨어러블 기기 제어부(16)에 의해 전달된 반려견의 위치를 사용자 단말(20)에 전달하고, 사용자 단말(20)은 관리 서버(40)로부터 전달된 반려견의 위치를 출력한다. 이 경우, 사용자 단말(20)은 반려견의 위치를 영상으로 출력하거나, 반려견의 위치가 설정 거리 이상이 되었음을 음성으로 경고한다. 이에 따라, 관리 서버(40)와 사용자 단말(20)은 반려견의 위치를 공유하게 된다.
게다가, 웨어러블 기기 제어부(16)는 생체신호 감지부(11)에 의해 감지된 심박동수를 하나의 템플릿에서의 정상 심박동수와 비교하여 심박동수가 비정상 심박동수에 포함되면 상태 표시부(15)를 적색으로 점등시키고, 심박동수가 정상 심박동수에 포함되면 상태 표시부(15)를 청색으로 점등시킨다.
아울러, 웨어러블 기기 제어부(16)는 배터리 소모와 통신비 절감을 위하여 슬립 모드(Sleep Mode)와 워크온 모드(WorkOn Mode)로 동작할 수 있다. 웨어러블 기기 제어부(16)는 기본설정 값으로 생체신호 감지부(11) 및 근거리 무선 통신부(14)를 워크 온 모드로 동작하고 그 외 나머지는 슬립 모드로 동작한다.
웨어러블 기기 제어부(16)는 워크온 모드에서, 상태 표시부(15)를 청색으로 점등시키고, 측정된 심박박동 정보는 매60초간의 심박동을 하나의 템플릿(template)으로 저장에 저장한다.
웨어러블 기기 제어부(16)는 워크 온 모드에서, 측정된 생체신호를 관리 서버(30)에 전달하거나 현재의 위치정보를 사용자 단말(20)에 전달한다. 이 경우 웨어러블 기기 제어부(16)는 측정된 웨어러블 장치가 와이파이 존(WiFi Zone) 이내인 것으로 인식되면 생체신호를 템플릿 단위로 와이파이 망을 활용해 관리 서버(40)에 전달한다. 또한, 웨어러블 기기 제어부(16)는 하나의 템플릿에서의 심박동수를 정상 범위 심박동 정보와 비교하여 심박동수가 비정상 심박동수에 포함되는지 여부를 판단하여 심박동수가 비정상 심박동수에 포함되면 상태 표시부(15)를 적색으로 점등시키며, 심박동수가 정상 심박동수에 포함되면 상태 표시부(15)를 청색으로 점등시킨다. 마지막으로 웨어러블 기기 제어부(16)는 근거리 무선 통신부(14)를 통해 사용자 단말(20)과 블루투스 페어링(Pairring)을 수행하고, 이때 사용자 단말(20)이 웨어러블 기기(10)와 설정거리 이상이면 상태 표시부(15)를 적색으로 점등시킨다. 이 경우, 웨어러블 기기 제어부(16)는 반려동물의 GPS 위치정보를 이동통신망을 통해 실시간 서버로 전송되고 전송된 위치 정보는 보호자 스마트폰으로 제공한다. 이때 반려견의 웨어러블에서 보호자의 호출 음성을 제공함으로 반려동물의 주위를 집중시킬 수 있다. 반면에, 웨어러블 기기 제어부(16)는 근거리 무선 통신부(14)를 통해 사용자 단말(20)과 블루투스 페어링(Pairring)을 수행할 때 사용자 단말(20)과의 거리가 설정거리 이내이면 청색등을 점등시킨다.
또한, 웨어러블 기기 제어부(16)는 사용자 단말(20)과의 거리에 따라 촬영부(37)를 워크온 또는 슬립모드로 동작시킨다. 즉, 웨어러블 기기 제어부(16)는 사용자 단말(20)과의 거리가 설정거리 이내이면 촬영부(37)를 슬립모드로 제어하고, 사용자 단말(20)의 거리가 설정거리 이상이면 촬영부(37)를 워크온 모드로 제어한다.
감시 장치(50)는 웨어러블 기기(10)를 착용한 반려견을 촬영하고, 촬영된 영상정보를 관리 서버(60)에 전달한다. 감시 장치(50)에 의해 촬영된 영상 정보는 행동패턴 정보를 생성하는데 이용된다. 이러한 감시 장치(50)는 실내에 설치된 CCTV(Cloed circuit television)이 채용될 수 있다.
관리 서버(40)는 웨어러블 기기(10)로부터 반려견의 생체신호, 즉 심박동 정보가 전달되거나 반려견 케어 디바이스(30)로부터 반려견을 촬영한 영상정보가 전달되면, 이들 생체신호와 영상 정보를 이용하여 반려견의 감성 상태를 분석한다. 반려견 케어 디바이스(30)가 반려견을 촬영하고 촬영된 영상정보를 관리 서버(40)에 전달하는 것은 후술한다.
도 5 를 참조하면, 관리 서버(40)는 무선통신 모듈(41), 행동패턴 검출부(42), 생체신호 특성 검출부(43), 감성 검출부(44) 및 데이터베이스부(45)를 포함한다.
무선통신 모듈(41)은 웨어러블 기기(10), 반려견 케어 디바이스(30) 및 감시장치(50)와 무선 통신을 수행한다. 즉, 무선통신 모듈(41)은 웨어러블 기기(10)로부터 반려견의 생체신호를 전달받고, 감시장치(50)로부터 반려견을 촬영한 영상 정보를 전달받는다.
행동패턴 검출부(42)는 감시장치(50)로부터 전달된 영상 정보를 분석하여 반려견의 행동패턴을 검출한다. 반려견은 감성 상태에 따라 다양한 행동을 취하게 된다. 즉, 반려견의 감성 상태는 반려견의 행동으로 나타나게 되는 바, 행동패턴 검출부(42)는 영상 정보를 분석하여 반려견의 감성 상태에 대응되는 반려견의 행동패턴을 검출한다. 이 경우, 행동패턴 검출부(42)는 감시장치(50)로부터 입력된 영상정보에서 반려견의 감성 표현 상황을 분석 및 분류하여 생체신호의 표준 특성으로 분류한다.
생체신호 특성 검출부(43)는 무선통신 모듈(41)을 통해 웨어러블 기기(10)로부터 전달된 생체신호를 분석하여 반려견의 생체신호 특성을 검출한다.
이 경우, 생체신호 특성 검출부(43)는 반려견의 심박동 정보를 이용하여 심박동수 및 심박변이도를 검출한다.
좀 더 구체적으로 설명하면, 먼저 생체신호 특성 검출부(43)는 웨어러블 기기(10)로부터 전달받은 심박동 정보를 분석하여 반려견의 심박동수를 측정한다.
즉, 도 6 을 참조하면, 생체신호 특성 검출부(43)는 웨어러블 기기(10)로부터 전달받은 심박동 정보를 스펙트럼 분석(Spectrum analysis)을 진행하여 심박동수를 검출한다. 이 경우, 정상 범위를 벗어난 심박동수가 도출될 수 있으며, 정상 범위(Range)의 심박동수는 견종이나 연령에 따라 차이가 있으며, 어리고 소형견일수록 심박동수가 높게 나타날 수 있다. 통상적으로, 소형견(75~80회/분), 중형견(70~80회/분), 대형견(60~75회/분)를 정상 심박동수에 해당될 수 있다. 이 경우, 정상 심박동수는 반려동물에 따라 필요한 조정 값을 반영할 수 있다.
특히, 생체신호 특성 검출부(43)는 매60초간의 심박동을 하나의 템플릿으로 하여 심박동수를 계산한다. 도 11 을 참조하면, 생체신호 특성 검출부(43)는 심박동수 계산을 위해서 피크(Peak)[0]~피크(Peak)[11]까지 설정 개수, 예를 들어 설정개수의 12개의 배열(Array)를 사용하여 R파 최대(Peak)값을 Peak[0] 배열부터 할당시켜 순차적으로 증가시켜 Peak[11] 배열에 값이 할당되면 다시 Peak[0] 배열로 할당하는 서큘러 큐 구조를 이용하며, 이 과정에서 계속 비트카운트(BeatCount)를 1씩 증가시키고 60초가 되면 초기화되어 다시 Peak[0] 배열부터 할당되도록 구현한다. 이때 정상 심박동수로 설정된 소형견(75~80회/분), 중형견(70~80회/분), 대형견(60~75회/분) 범위의 비트카운트일 경우 state를 0으로 변경시킨다. 또한, 생체신호 특성 검출부(43)는 비트카운트가 계산되는 과정에 따라서 순차적으로 배열에 할당된 R파 피크 값을 저장하고 해당 배열의 값을 초기화한다.
심박동수를 계산하는 과정에서 사용되는 배열 개수는 반려견 대상으로 최적화 수준인 12개가 사용되었으나, 반려동물의 종류나 상황에 따라 변경이 가능하다. 또한 이상 징후 판단 기준으로 state가 0인 경우 이상 징후가 발견되지 않은 정상적인 상태이며, state 1인 경우 이상으로 판단하여 반려견의 상태를 확인하도록 감시이벤트(watcher event)가 발생될 수 있다. 생체신호 특성 검출부(43)는 state와 비트카운트를 저장하는데, 저장 후에는 state와 비트카운트를 1로 초기화한다. 또한, 생체신호 특성 검출부(43)는 하나의 템플릿 처리 과정 후 각각의 템플릿을 별도의 그래프 형태로 저장하고 그래프 파형으로부터 평균 R-R 간격, 최장 R-R 간격, 최소 R-R 간격, 평균 심박동수, 환경 구분(주/야, 계절) 등의 패턴 항목을 검출하여 저장한다.
또한, 생체신호 특성 검출부(43)는 웨어러블 기기(10)로부터 전달받은 심박동 정보를 분석하여 반려견의 심박동수를 측정한다. 여기서, 반려견의 심박변이도는 도 7 및 도 8 에 도시된 바와 같이, 하나의 심장주기로부터 다음 심장주기 사이의 변이로써, R-R 간격의 변이 특징에 따른 심박동의 변화 추이가 정량화된 것이다. 심박변이도의 측정은 특정 주파수의 파형이나 분당 심박수와 같은 다양하고 복잡한 양상으로 나타나며 주요한 생체신호 지표 중 하나이다. 따라서 심박변이도의 패턴 분석은 반려동물의 상태를 관찰하기 위해 사용될 수 있다. 심박변이도의 분석 방법으로는 주파수의 패턴 분석 방법이 적용될 수 있다. 이는 단순한 심박동의 수를 보는 것이 아니라 심박동이 발생하는 시간 간의 간격을 복합적인 QRS 파형의 R파를 분석하여 활용하는 것이다. R 파의 분석은 R-R 간격(interval)으로 도출된다.
여기서, 반려견의 심박동은 도 9 에 도시된 바와 같이, 실제 반려견에 생체신호 감지부(11)가 접촉되어 검출될 수 있으며, 실제 측정된 심박동의 타코그램은 도 10 에 도시된 바와 같다.
감성 검출부(44)는 행동패턴 검출부(42)에 의해 검출된 행동패턴과 생체신호 특성 검출부(43)에 의해 검출된 생체신호 특성을 이용하여 반려견의 감성을 검출한다. 즉, 감성 검출부(44)는 행동 패턴 정보와 연계하여 선행 분석된 하나의 템플릿 단위의 생체신호 특성, 예를 들어 평균 R-R 간격, 최장 R-R 간격, 최소 R-R 간격, 평균 심박동수, 환경 구분(주/야, 계절) 등의 표준 특성 정보를 사전에 저장하고, 이들 표준 특성 정보를 생체신호 특성 검출부(43)에 의해 실시간으로 측정된 템플릿 단위 그래프의 평균 R-R 간격, 최장 R-R 간격, 최소 R-R 간격, 평균 심박동수, 환경 구분(주/야, 계절) 등과 유사도를 비교하여 감정을 검출한다. 이때, 감성 검출부(44)는 초기 설정으로 설정값, 예를 들어 85% 이상의 유사도를 동일한 감성으로 인식한다. 이 경우, 유사도는 향후 임상적인 빅데이터와 머신러닝을 적용하여 감성별 유사도의 정확도를 업데이트할 수 있다.
또한, 감성 검출부(44)는 검출된 반려견의 감성을 웨어러블 기기(10)에 전달하여 웨어러블 기기(10)가 반려견의 감성에 따라 동작을 수행할 수 있도록 한다.
데이터베이스부(44)는 관리 서버(40)의 제어 정보를 저장한다. 이러한 제어 정보에는 행동패턴 검출부에 의해 검출된 행동패턴, 생체신호 특성 검출부에 의해 검출된 생체신호 특성, 감성 검출부에 의해 검출된 반려견의 감성, 반려견 케어 디바이스로부터 전달된 동작 정보 등이 포함될 수 있다. 이를 통해 사용자가 사용자 단말(20)을 이용하여 동작 정보 등의 이력을 관리할 수 있도록 한다.
도 12 에는 반려견의 감성 표현 방식이 도시되어 있다. 도 12 를 참조하면, 반려견은 다양한 행동이나 음성 등으로 감성을 표현하는데, 감성 검출부(44)는 상기한 바와 같이 반려견의 행동을 촬영한 영상정보와 생체신호 특성을 이용하여 반려견의 다양한 감성을 검출할 수 있다.
이하 본 발명의 일 실시예에 따른 반려건의 생체신호 특성을 이용한 반려견 감성 분석 과정을 도 13 을 참조하여 설명한다.
도 13 을 참조하면, 먼저 웨어러블 기기(10)는 반려견의 생체신호를 검출(S310)하고 검출된 생체신호, 예를 들어 심박동 정보를 반려견 케어 디바이스(30)에 전달한다(S320). 이 경우, 웨어러블 기기(10)는 반려견의 심박정보를 분석하여 매60초간의 심박동을 하나의 템플릿(template)으로 저장하고, 저장된 심박동 정보를 분석하여 60초 동안의 심박동수를 검출한다. 아울러, 웨어러블 기기(10)는 심박동수를 정상 심박동수와 비교하여 심박동수가 비정상 심박동수에 포함되는지 여부를 판단하여 심박동수가 비정상 심박동수에 포함되면 적색등을 점등시키며, 심박동수가 정상 심박동수에 포함되면 청색등을 점등시킨다.
한편, 감시장치(50)는 반려견을 촬영하고(S330), 촬영된 영상을 관리 서버(40)에 전달한다(S340).
이 경우, 관리 서버(40)는 웨어러블 기기(10)로부터 전달된 생체신호 및 감시장치(50)로부터 전달된 영상정보를 이용하여 반려견의 감성을 검출한다(S350).
즉, 관리 서버(40)는 반려견을 촬영한 영상정보를 이용하여 반려견의 행동패턴을 검출한다.
또한, 웨어러블 기기(10)로부터 전달받은 심박동 정보를 스펙트럼 분석(Spectrum analysis)을 진행하여 심박동수를 검출한다. 이 경우, 관리 서버(40)는 심박동수를 별도로 검출할 수 있으나, 웨어러블 기기(10)에서 검출된 심박동수를 그대로 이용할 수도 있다.
또한, 관리 서버(40)는 심박동 정보를 이용하여 반려견의 심박변이도를 검출한다. 즉, 관리 서버(40)는 주파수의 패턴 분석 방법을 적용하여 생체신호 특성, 예를 들어 평균 R-R 간격, 최장 R-R 간격, 최소 R-R 간격, 평균 심박동수, 환경 구분(주/야, 계절) 등을 표준 특성 정보를 검출한다.
이어 관리 서버(40)는 행동패턴 검출부(42)에 의해 검출된 행동패턴과 생체신호 특성 검출부(43)에 의해 검출된 생체신호 특성을 이용하여 반려견의 감성을 검출하는데, 행동 패턴 정보와 연계하여 선행 분석된 하나의 템플릿 단위의 생체신호 특성, 예를 들어 평균 R-R 간격, 최장 R-R 간격, 최소 R-R 간격, 평균 심박동수, 환경 구분(주/야, 계절) 등의 표준 특성 정보를 검출하고, 검출된 표준 특성 정보를 기 설정된 템플릿 단위 그래프의 평균 R-R 간격, 최장 R-R 간격, 최소 R-R 간격, 평균 심박동수, 환경 구분(주/야, 계절) 등과 유사도를 비교하여 감정을 검출한다.
도 14 를 참조하면, 반려견 케어 디바이스(30)는 음성 감지부(31), 상태 검출부(32), 동작 수행부(33), 디스플레이부(341), 스피커(342), 먹이량 감지부(35), 수신신호 처리부(36), 촬영부(37) 및 반려견 케어 디바이스 제어부(39)를 포함한다.
음성 감지부(31)는 반려견의 음성, 예를 들어 반려견의 짓는 소리 등을 감지한다.
상태 검출부(32)는 반려견의 심박동 또는 짓는 소리별로 반려견의 감성을 저장하고, 이후 반려견의 심박동 또는 짓는 소리가 입력되면 이들을 분석하여 반려견의 감성을 검출한다. 즉, 상태 검출부(32)는 웨어러블 기기(10)로부터 전달된 심박동 정보를 분석하여 반려견의 감성을 검출하거나, 또는 음성 감지부(31)에 의해 감지된 반려견의 음성을 분석하여 반려견의 감성을 검출한다.
여기서, 상태 검출부(32)가 심박동 정보를 분석하여 반려견의 감성을 검출하는 방식은 상기한 관리 서버(40)에서 반려견의 감성을 검출하는 방식과 동일하게 적용될 수 있다.
아울러, 상태 검출부(32)는 반려견의 음성을 기 설정된 설정 음성과 비교하여 반려견의 감성을 검출할 수 있다. 즉, 도 12 에 도시된 바와 같은 반려견의 감성에 따른 음성을 사전에 저장하고, 음성 감지부(31)에 의해 감지된 반려견의 음성과 비교하여 그 유사도에 따라 반려견의 감성을 검출할 수 있다.
이 경우, 상태 검출부(32)는 반려견의 감성을 검출하기 위해 반려견의 감성와 음성을 모두 이용할 수 있으나, 이들 중 어느 하나만을 이용할 수도 있다.
동작 수행부(33)는 반려견의 감성에 매칭된 기 설정된 동작을 수행한다. 동작 수행부(33)는 먹이 공급부(331), 영상 처리부(332) 및 음성 처리부(333)를 포함한다.
먹이 공급부(331)는 반려견에게 먹이를 공급한다. 먹이 공급부(331)는 먹이를 보관하는 케이스(미도시)가 슬라이딩되어 이동함으로써, 반려견이 케이스에 있는 먹이를 먹을 수 있도록 한다. 이를 통해 반려견이 먹이를 충분히 먹을 수 있도록 한다.
영상 처리부(332)는 반려견이 좋아하는 기 설정된 영상을 디스플레이부(341)를 통해 출력한다. 반려견이 좋아하는 기 설정된 영상으로는 사용자의 얼굴, 또는 반려견이 좋아하는 영상이나 이미지 등이 포함될 수 있다.
음성 처리부(333)는 반려견이 좋아하는 기 설정된 영상을 스피커(342)를 통해 출력한다. 반려견이 좋아하는 기 설정된 음성으로는 사용자의 음성이나 반려견이 좋아하는 음성 등이 포함될 수 있다.
먹이량 감지부(35)는 반려견의 먹이를 보관하는 케이스의 무게를 감지하거나, 또는 반려견의 먹이로부터 반사되어지는 초음파를 이용하여 케이스에 보관되어 있는 반려견의 먹이량을 출력한다. 이를 통해 사용자는 반려견의 먹이량을 인지할 수 있게 된다.
수신신호 처리부(36)는 사용자 단말(20)로부터 전달된 영상이나 음성을 디스플레이부(341) 또는 스피커(342)를 통해 출력한다. 즉, 사용자는 사용자 단말(20)을 통해 반려견의 감성을 확인할 수 있는데, 이 경우 사용자는 사용자 단말(20)에 자신의 얼굴이나 음성을 입력할 수 있다. 이에, 사용자 단말(20)은 반려견 케어 디바이스(30)로 사용자의 얼굴이나 음성을 전달하고, 이 경우 수신신호 처리부(36)는 사용자 단말(20)로부터 전달된 사용자의 얼굴이나 음성을 처리하여 디스플레이부(341) 또는 스피커(342)를 통해 출력함으로써, 반려견이 가정 내에서도 사용자의 얼굴을 확인하거나 사용자의 음성을 들을 수 있도록 한다.
촬영부(37)는 반려견을 촬영한다.
반려견 케어 디바이스 제어부(39)는 웨어러블 기기(10)로부터 심박동 정보가 전달되면 상태 검출부(32)를 통해 반려견의 감성을 검출하고, 검출된 반려견의 감성에 따라 동작 수행부(33)를 제어한다. 또한, 반려견 케어 디바이스 제어부(39)는 음성 감지부(31)에 의해 반려견의 음성이 감지되면 상태 검출부(32)를 통해 감성을 검출하고, 검출된 반려견의 감성에 따라 동작 수행부(33)를 제어한다.
즉, 반려견 케어 디바이스 제어부(39)는 상태 검출부(32)를 통해 웨어러블 기기(10)로부터 전달된 반려견의 심박동 또는 음성 감지부(31)에 의해 감지된 반려견의 음성 중 적어도 하나를 분석하여 반려견의 감성을 검출하고, 검출된 반려견의 감성에 따라 동작 수행부(33)를 제어한다. 이 경우, 반려견 케어 디바이스 제어부(39)는 먹이 공급부(331)를 제어하여 반려견에게 먹이를 주거나, 반려견이 좋아하는 영상이나 음성을 디스플레이부(341) 또는 스피커(342)를 통해 출력한다. 이를 통해 반려견이 먹이를 충분히 먹을 수 있도록 하거나 감성적으로 안정을 찾을 수 있도록 한다.
또한, 반려견 케어 디바이스 제어부(39)는 관리 서버(40)로부터 반려견의 감성을 전달받고, 이 반려견의 감성에 대응되는 동작을 수행한다.
아울러, 반려견 케어 디바이스 제어부(39)는 상기한 바와 같이 검출된 반려견의 감성 및 반려견의 음성을 사용자 단말(20)에 전달한다. 특히, 반려견 케어 디바이스(39)는 반려견의 음성을 기 설정된 설정음성과 비교하여 기 설정된 음성 유사도 이상이면 사용자 단말(20)을 호출한다. 이에 따라, 사용자 단말(20)은 사용자의 제어명령에 따라 반려견 케어 디바이스 제어부(39)와 콜을 수행하여 사용자가 반려견과 음성통화를 수행할 수 있도록 한다.
또한, 반려견 케어 디바이스 제어부(39)는 상기한 바와 같이 검출된 반려견의 감성에 따라 수행된 동작 정보를 사용자 단말(20) 또는 관리 서버(40)로 전달함으로써, 사용자가 반려견의 감성뿐만 아니라 반려견에게 수행된 동작을 인지할 수 있도록 하고, 관리 서버(40)가 해당 동작 정보를 저장하여 동작 정보의 이력을 관리 및 저장할 수 있도록 한다.
더욱이, 사용자는 사용자 단말(20)에 자신의 얼굴이나 음성을 입력할 수 있고, 반려견 케어 디바이스 제어부(39)는 사용자 단말(20)로부터 사용자의 얼굴이나 음성을 전달받아 수신신호 처리부(36)를 통해 처리하여 디스플레이부(341) 또는 스피커(342)를 통해 출력한다.
여기서, 반려견 케어 디바이스 제어부(39)는 반려견의 감성에 따른 동작을 사전에 저장하는데, 이러한 반려견의 감성에 따른 동작을 업데이트할 수 있다. 예를 들어 반려견의 감성에 따라 사용자 단말(20)로부터 사용자의 얼굴이나 음성이 전달되면 이를 저장하여 그 동작을 업데이트하고, 이후 반려견이 동일한 감성 상태이면 기 저장된 사용자의 얼굴이나 음성을 출력할 수 있다. 즉, 반려견 케어 디바이스 제어부(39)는 반려견의 감성에 따른 특정 동작을 사전에 업데이트하고, 이후 반려견이 동일한 감성상태가 되면 업데이트된 동작을 수행함으로써, 반려견에게 좀 더 효과적인 동작이 수행될 수 있도록 한다.
또한, 반려견 케어 디바이스 제어부(39)는 먹이량 감지부(35)를 제어하여 케이스에 저장된 먹이량을 감지하여 출력함으로써, 반려견의 먹이량을 사용자가 인지할 수 있도록 하고, 이를 통해 반려견의 먹이가 사전에 충분히 저장될 수 있도록 한다.
또한, 반려견 케어 디바이스 제어부(39)는 사용자 단말(20)로부터의 요청에 따라 촬영부(37)를 제어하여 반려견을 촬영하고, 촬영된 영상을 사용자 단말(20)로 전달함으로써, 사용자가 원하는 시간에 원격지에서도 반려견을 볼 수 있도록 한다.
게다가, 반려견 케어 디바이스 제어부(39)는 촬영부에 의해 촬영된 반려견의 영상을 SNS(Social Network Service)로 공유하도록 하거나, 해당 영상을 디스플레이부(341)를 통해 출력한다.
한편, 사용자 단말(20)은 사용자가 소지하는 단말로써, 반려견을 관리하기 위한 애플리케이션을 탑재한다. 애플리케이션이 실행될 경우, 사용자 단말(20)은 반려견 케어 디바이스(30)로부터 전달된 반려견의 감성 또는 동작 정보를 출력하거나, 사용자 단말(20)로부터 입력된 사용자의 얼굴이나 음성을 반려견 케어 디바이스(30)에 전달한다. 또한, 사용자 단말(20)은 사용자의 제어명령에 따라 반려견 케어 디바이스(30)에 반려견 촬영을 요청하고, 이후 반려견 케어 디바이스(30)로부터 전달받은 영상, 즉 반려견을 촬영한 영상을 전달받아 출력함으로써, 사용자가 반려견의 상태를 원격지에서도 확인할 수 있도록 한다.
또한, 사용자 단말(20)은 실외에서 웨어러블 기기(10)와 근거리 무선 통신을 수행하고, 이 과정에서 웨어러블 기기(10)와 사용자 단말(20) 간의 거리가 설정 거리 이상이 되어 웨어러블 기기(10)로부터 반려견의 위치가 전달되면 이 반려견의 위치를 출력함으로써, 사용자가 반려견의 위치를 실시간으로 인지할 수 있도록 한다.
게다가, 사용자 단말(20)은 반려견의 음성 또는 감성에 따라 반려견 케어 디바이스(40)로부터 콜을 요청받으면, 반려견 케어 디바이스(40)와 영상통화 또는 음성통화를 수행한다.
더욱이, 사용자 단말(20)은 관리 서버(40)에 접속하여 관리 서버(40)에 저장된 반려견의 감성이나 반려견 케어 디바이스(40)의 동작 정보를 요청하고, 이러한 반려견의 감성이나 동작 정보를 출력한다. 즉, 사용자 단말(20)은 반려견의 감성이나 동작 정보에 대한 이력을 조회한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 반려견 생체신호 특성을 이용한 반려견 감성분석 장치의 동작 과정을 도 15 와 도 16 를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 15 는 본 발명의 일 실시예에 따른 반려견의 생체신호를 이용하여 반려견을 관리하는 과정을 도시한 순서도이다.
도 15 를 참조하면, 먼저 웨어러블 기기(10)의 생체신호 감지부(11)가 반려견의 생체신호, 즉 반려견의 심박동을 감지하고(S100), 감지된 반려견의 생체신호를 반려견 케어 디바이스(30)에 전달한다(S102).
웨어러블 기기(10)로부터 반려견의 심박동 정보가 전달됨에 따라, 반려견 케어 디바이스 제어부(39)는 상태 검출부(32)를 통해 반려견의 감성을 검출하고(S104), 검출된 반려견의 감성에 따라 동작 수행부(33)를 제어한다(S106).
이 경우, 반려견 케어 디바이스 제어부(39)는 먹이 공급부(331)를 제어하여 반려견에게 먹이를 주거나, 영상 처리부(332) 또는 음성 처리부(333)를 제어하여 반려견이 좋아하는 영상이나 음성을 디스플레이부(341) 또는 스피커(342)를 통해 출력한다.
여기서, 웨어러블 기기(10)는 상기한 바와 같이 반려견의 감성을 검출할 수 있으나, 관리 서버(40)로부터 반려견의 감성을 전달받아 이 반려견의 감성에 대응되는 동작을 수행할 수도 있다.
이외에도, 반려견 케어 디바이스 제어부(39)는 음성 감지부(31)에 의해 반려견의 음성이 감지되면 상태 검출부(32)를 통해 반려견의 감성을 검출하고, 검출된 반려견의 감성에 따라 동작 수행부(33)를 제어할 수 있다.
즉, 반려견 케어 디바이스(30)는 심박동 정보 및 음성 감지부(31)에 의해 감지된 반려견의 음성 중 적어도 하나를 분석하여 반려견의 감성을 검출하고, 검출된 반려견의 감성에 따라 먹이 공급부(331)를 제어하여 반려견에게 먹이를 주거나, 영상 처리부(332) 또는 음성 처리부(333)를 제어하여 반려견이 좋아하는 영상이나 음성을 디스플레이부(341) 또는 스피커(342)를 통해 출력할 수 있다.
이를 통해 반려견은 먹이를 충분히 먹거나 감성적으로 안정을 찾을 수 있다.
이후, 반려견 케어 디바이스 제어부(39)는 상기한 바와 같이 검출된 반려견의 감성에 따라 수행된 동작 정보를 사용자 단말(20)로 전달하고(S108), 사용자 단말(20)은 반려견 케어 디바이스(30)로부터 전달받은 반려견의 감성 또는 동작 정보를 출력(S110)함으로써, 사용자가 반려견의 감성뿐만 아니라 반려견에게 수행된 동작을 인지할 수 있도록 한다.
한편, 반려견 케어 디바이스 제어부(39)는 반려견의 감성에 따른 동작을 사전에 저장하되, 반려견의 감성에 따른 동작을 업데이트하고, 업데이트된 동작에 따라 동작 수행부(33)를 제어할 수 있다.
또한, 반려견 케어 디바이스 제어부(39)는 먹이량 감지부(35)를 제어하여 케이스에 저장된 먹이량을 감지하여 출력함으로써, 반려견의 먹이량을 사용자가 인지할 수 있도록 하고 반려견의 먹이가 사전에 충분히 저장될 수 있도록 한다.
또한, 반려견 케어 디바이스 제어부(39)는 사용자 단말(20)로부터의 요청에 따라 촬영부(37)를 제어하여 반려견을 촬영하고, 촬영된 영상을 사용자 단말(20)로 전달함으로써, 사용자가 원하는 시간에 원격지에서도 반려견을 볼 수 있도록 하거나, 또는 사용자 단말(20)로부터 전달된 사용자의 얼굴이나 음성을 수신신호 처리부(36)를 통해 처리하여 디스플레이부(341) 또는 스피커(342)를 통해 출력함으로써, 반려견이 가정 내에서도 사용자의 얼굴을 확인하거나 음성을 들을 수 있도록 한다.
또한, 반려견 케어 디바이스 제어부(39)는 사용자 단말(20)로부터 전달된 제어명령에 따라 동작 수행부(33)를 제어하여 반려견이 좋아하는 영상이나 음성을 출력하거나, 또는 먹이를 공급할 수 있다.
즉, 반려견 케어 디바이스 제어부(39)는 사용자 단말(20)과 연계하여 사용자가 반려견과 영상 및 음성을 통해 소통할 수 있도록 한다.
한편, 사용자 단말(20)은 웨어러블 기기(10)와 연계하여 사용자가 반려견을 데리고 실외로 나갈 경우, 반려견의 위치를 관리할 수 있도록 한다. 이를 도 16 을 참조하여 설명한다.
도 16 은 본 발명의 일 실시예에 따른 반려견 위치 관리 과정을 도시한 순서도이다.
도 16 을 참조하면, 먼저 웨어러블 기기(10)의 근거리 무선 통신부(121)는 사용자 단말(20)과 무선 통신을 수행한다(S200).
이 경우, 웨어러블 기기 제어부(16)는 통신 거리 측정부(122)를 제어하여 웨어러블 기기(10)와 사용자 단말(20) 간의 거리를 측정(S202)하고 측정된 거리가 설정 거리 이상인지 여부를 판단한다(S204).
판단 결과 웨어러블 기기(10)와 사용자 단말(20) 간의 거리가 설정 거리 이상이면, 웨어러블 기기 제어부(16)는 음성 출력부(123)를 제어하여 기 설정된 음성, 예를 들어 사용자가 반려견을 찾는 음성을 출력한다(S206).
또한, 웨어러블 기기 제어부(16)는 GPS 모듈(124)을 제어하여 웨어러블 기기(10)의 위치를 감지하고(S208), 감지된 웨어러블 기기(10)의 위치를 사용자 단말(20)에 전달한다(S210). 이에, 사용자 단말(20)은 해당 웨어러블 기기(10)의 위치를 출력(S218)함으로써, 사용자가 현재 반려견의 위치를 인지할 수 있도록 한다.
한편, 사용자 단말(20)은 사용자 단말(20)과 근거리 무선 통신을 수행하는 과정에서 웨어러블 기기(10)와의 거리를 측정하고(S212), 측정된 거리가 설정 거리 이상인지 여부를 판단한다(S214).
판단 결과 웨어러블 기기(10)와 사용자 단말(20) 간의 거리가 설정 거리 이상이면, 사용자 단말(20)은 반려견과의 거리가 설정거리 이상임을 안내하고(S216), 웨어러블 기기(10)로부터 반려견의 위치가 전달되면 이 웨어러블 기기(10)의 위치를 출력(S218)함으로써, 사용자가 현재 반려견의 위치를 인지할 수 있도록 한다.
이외에도 사용자 단말(20)은 반려견 케어 디바이스(30)에 반려견을 촬영한 영상을 요청하고, 반려견 케어 디바이스(30)로부터 반려견을 촬영한 영상이 전달되면 해당 영상을 출력할 수 있으며, 또한 사용자의 얼굴과 음성을 입력받아 반려견 케어 디바이스(30)로 전달함으로써 반려견 케어 디바이스(30)가 사용자의 얼굴과 음성을 출력할 수 있도록 한다.
또한, 사용자 단말(20)은 반려견 케어 디바이스(30)에 먹이 공급을 요청하여 반려견 케어 디바이스(30)가 반려견에게 먹이를 공급하도록 할 수도 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 반려견 생체신호 특성을 이용한 반려견 감성분석 장치는 반려견의 감정이나 의사표현에 따라 원격지에서도 반려견을 효과적으로 관리할 수 있도록 하고, 반려견의 감성을 정확하게 검출할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야할 것이다.
10: 웨어러블 기기 11: 생체신호 감지부
12: 위치 관리부 121: 근거리 무선 통신부
122: 통신 거리 측정부 123: 음성 출력부
124: GPS 모듈 13: 데이터 전송부
14: 무선 통신부 15: 상태 표시부
16: 웨어러블 기기 제어부 20: 사용자 단말
30: 반려견 케어 디바이스 31: 음성 감지부
32: 상태 검출부 33: 동작 수행부
331: 먹이 공급부 332: 영상 처리부
333: 음성 처리부 341: 디스플레이부
342: 스피커 35: 먹이량 감지부
36: 수신신호 처리부 37: 촬영부
39: 반려견 케어 디바이스 제어부 40: 관리 서버
41: 무선통신 모듈 42: 행동패턴 검출부
43: 생체신호 특성 검출부 44: 감성 검출부
45: 데이터베이스부 50: 감시장치
12: 위치 관리부 121: 근거리 무선 통신부
122: 통신 거리 측정부 123: 음성 출력부
124: GPS 모듈 13: 데이터 전송부
14: 무선 통신부 15: 상태 표시부
16: 웨어러블 기기 제어부 20: 사용자 단말
30: 반려견 케어 디바이스 31: 음성 감지부
32: 상태 검출부 33: 동작 수행부
331: 먹이 공급부 332: 영상 처리부
333: 음성 처리부 341: 디스플레이부
342: 스피커 35: 먹이량 감지부
36: 수신신호 처리부 37: 촬영부
39: 반려견 케어 디바이스 제어부 40: 관리 서버
41: 무선통신 모듈 42: 행동패턴 검출부
43: 생체신호 특성 검출부 44: 감성 검출부
45: 데이터베이스부 50: 감시장치
Claims (15)
- 반려견에 착용되어 반려견의 감성에 따라 표출되는 반려견의 생체신호를 감지하는 웨어러블 기기;
상기 웨어러블 기기를 착용한 반려견을 촬영하는 감시 장치; 및
상기 웨어러블 기기로부터 전달된 생체신호 및 상기 감시 장치에 의해 생성된 영상 정보를 이용하여 반려견의 감성을 검출하는 관리 서버를 포함하고,
상기 웨어러블 기기는 반려견의 생체신호를 감지하는 생체신호 감지부; 및 상기 생체신호 감지부에 의해 감지된 생체신호를 상기 관리 서버에 전달하는 웨어러블 기기 제어부를 포함하며,
상기 웨어러블 기기는 상기 웨어러블 기기 제어부의 제어신호에 따라 사용자 단말과의 거리를 측정하여 측정된 거리에 따라 사용자와 반려견 간의 거리가 기 설정된 설정 거리 이내로 유지되도록 하는 위치 관리부를 더 포함하며,
상기 위치 관리부는 상기 사용자 단말과 근거리 무선 통신을 수행하는 웨어러블 기기 통신부; 상기 웨어러블 기기 통신부가 상기 사용자 단말과 근거리 무선 통신을 수행하면 상기 사용자 단말과의 거리를 측정하고, 상기 사용자 단말과의 거리가 기 설정된 설정 거리 이상인지 여부를 판단하는 통신 거리 측정부; 및 상기 통신 거리 측정부에 의해 상기 사용자 단말과의 거리가 설정 거리 이상인 것으로 판단되면, 기 설정된 음성을 출력하는 음성 출력부를 포함하며,
상기 위치 관리부는 상기 통신 거리 측정부에 의해 상기 사용자 단말과의 거리가 설정 거리 이상이면 상기 웨어러블 기기 제어부의 제어신호에 따라 반려견의 현재 위치를 측정하는 GPS 모듈을 더 포함하되, 상기 웨어러블 기기 제어부는 상기 GPS 모듈을 통해 측정된 반려견의 현재 위치를 상기 사용자 단말에 전달하며,
상기 관리 서버는 상기 감시 장치에 의해 생성된 영상 정보를 이용하여 반려견의 행동패턴을 검출하는 행동패턴 검출부; 상기 웨어러블 기기에서 감지된 생체정보를 이용하여 생체신호 특성을 검출하는 생체신호 특성 검출부; 및 상기 행동패턴 검출부에 의해 검출된 반려견의 행동패턴 및 상기 생체신호 특성 검출부에 의해 검출된 생체신호 특성을 이용하여 반려견의 감성을 검출하는 감성 검출부를 포함하며,
상기 생체신호 특성 검출부는 반려견의 생체신호를 이용하여 반려견의 심박동수 및 심박변이도를 검출하며,
상기 감성 검출부는 상기 생체신호 특성 검출부에 의해 검출된 생체신호 특성을 반려견의 행동패턴과 연계하여 저장된 템플릿 단위의 생체신호 특성과 비교하여 반려견의 감성을 검출하며,
상기 감성 검출부는 상기 생체신호 특성 검출부에 의해 검출된 생체신호 특성을 반려견의 행동패턴과 연계하여 저장된 템플릿 단위의 생체신호 특성과 비교하여 유사도가 기 설정된 설정값 이상인지 여부에 따라 반려견의 감성을 검출하는 것을 특징으로 하는 반려견 생체신호 특성을 이용한 반려견 감성분석 장치.
- 삭제
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- 제 1 항에 있어서, 상기 웨어러블 기기는 반려견의 상태를 표시하는 상태 표시부를 더 포함하되, 상기 웨어러블 기기 제어부는 상기 생체신호 감지부에 의해 감지된 심박동수를 정상 심박동수와 비교하여 비교 결과에 따라 상태 표시부를 제어하는 것을 특징으로 하는 반려견 생체신호 특성을 이용한 반려견 감성분석 장치.
- 제 6 항에 있어서, 상기 웨어러블 기기 제어부는 심박동수가 비정상 심박동수에 포함되는지 여부에 따라 상기 상태 표시부를 서로 다른 색상으로 점등시키는 것을 특징으로 하는 반려견 생체신호 특성을 이용한 반려견 감성분석 장치.
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- 제 1 항에 있어서, 상기 생체신호 특성 검출부는 기 설정된 설정시간 동안의 심박동을 하나의 템플릿으로 하여 심박동수를 검출하는 것을 특징으로 하는 반려견 생체신호 특성을 이용한 반려견 감성분석 장치.
- 제 10 항에 있어서, 상기 생체신호 특성 검출부는 설정 개수의 배열(Array)를 사용하여 R파 최대(Peak)값을 각 배열에 순차적으로 할당시키는 서큘러 큐 구조를 이용하여 심박동수를 검출하는 것을 특징으로 하는 반려견 생체신호 특성을 이용한 반려견 감성분석 장치.
- 제 10 항에 있어서, 상기 생체신호 특성 검출부는 하나의 템플릿 처리 과정 후 각각의 템플릿을 그래프 형태로 저장하고, 그래프 파형으로부터 생체신호 특성을 검출하는 것을 특징으로 하는 반려견 생체신호 특성을 이용한 반려견 감성분석 장치.
- 제 12 항에 있어서, 상기 생체신호 특성은 생체신호의 평균 R-R 간격, 최장 R-R 간격, 최소 R-R 간격, 평균 심박동수 및 환경 구분을 포함하는 것을 특징으로 하는 반려견 생체신호 특성을 이용한 반려견 감성분석 장치.
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