고령자 낙상에 의한 응급 상황의 4족 로봇 기반 알리미 시스템 설계 및 구현

Abstract

본 논문에서는 노인의 낙상에 의한 위급상항을 모니터링 하기 위한 4족 로봇 및 모니터링 시스템을 소개한다. 4족 로봇은 FPGA Board(Field Programmable Gate Array)를 이용한 특정 색을 판별하는 영상처리에 기반하여 자율 이동한다. 노인의 낙상을 감지하기 위해 가슴에 센서노드를 착용하고, 낙상에 의한 응급 상황 시에 4족 로봇이 낙상신호를 관리자에게 전송한다. 관리자는 전송된 영상을 기반으로 4족 로봇을 제어 및 상황판단을 하고, 위급상황이면 119에 신고를 한다. 센서노드만을 사용한 낙상 감지 시스템에서 98.33% 낙상의 Sensitivity와 일상행동 94.375% Specificity가 측정 되었다. 100% 낙상 감지를 못했던 점을 낙상 감지 시스템과 이동형 카메라(로봇)의 결합 알고리즘을 제안 및 실험을 통해 100% 검증 하였다. In this paper, we introduce a quadruped robot-based alarm system for monitoring the emergency situation due to falling in the elderly. Quadruped robot includes the FPGA Board(Field Programmable Gate Array) applying a red-color tracking algorithm. To detect a falling of the elderly, a sensor node is worn on chest and accelerations and angular velocities measured by the sensor node are transferred to quadruped robot, and then the emergency signal is transmitted to manager if a fall is detected. Manager controls the robot and then he judges the situation by monitoring the real-time images transmitted from the robot. If emergency situation is decided by the manager, he calls 119. When the fall detection system using only sensor nodes is used, sensitivity of 100% and specificity of 98.98% were measured. Using the combination of the fall detection system and portable camera (robot), the emergency situation was detected to 100 %.