KR20250081975A

KR20250081975A - Health monitoring method for pet based on FMCW Radar Sensor

Info

Publication number: KR20250081975A
Application number: KR1020230167596A
Authority: KR
Inventors: 배일권; 이민희; 이영출; 김성수; 배재성; 이진욱
Original assignee: 신라대학교 산학협력단; 주식회사 아디아랩
Priority date: 2023-11-28
Filing date: 2023-11-28
Publication date: 2025-06-09

Abstract

본 발명은 FMCW 레이더 센서 기반 고양이 상태 모니터링 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 고양이를 객체로 인식하는 카메라; 상기 인식된 고양이의 활동량, 심박수 및 호흡수를 측정하는 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 레이더 센서; 상기 FMCW 레이더 센서의 데이터를 저장하는 단말기 모듈; 상기 단말기 모듈의 데이터를 무선으로 송신하는 송신부; 및 상기 송신된 데이터를 수신하는 웹 애플리케이션(Web Application)을 포함할 수 있다.The present invention relates to a cat condition monitoring method based on an FMCW radar sensor. According to one embodiment of the present invention, the method may include: a camera recognizing a cat as an object; an FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) radar sensor measuring the activity level, heart rate, and respiratory rate of the recognized cat; a terminal module storing data of the FMCW radar sensor; a transmitter wirelessly transmitting data of the terminal module; and a web application receiving the transmitted data.

Description

{Health monitoring method for pet based on FMCW Radar Sensor}

본 발명은 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 레이더 센서 기반 반려묘 상태 모니터링 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 FMCW 레이더와 카메라로부터 수신된 데이터를 취합하여 반려묘의 활동량, 심박수 및 호흡수를 분석하는 FMCW 레이더 센서 기반 반려묘 상태 모니터링 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for monitoring the condition of a companion cat based on an FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) radar sensor, and more specifically, to a method for monitoring the condition of a companion cat based on an FMCW radar sensor that analyzes the activity level, heart rate, and respiration rate of a companion cat by collecting data received from an FMCW radar and a camera.

최근 1인 가구가 증가함에 따라 강아지 또는 고양이 등의 반려동물을 키우는 가정이 늘어나고 있다. 즉 반려동물은 많은 사람들에게 가족 구성원으로서 중요한 역할을 하고, 반려동물 소유자들 또한 반려동물의 건강과 행복에 대한 관심이 높아지고 있다. 이러한 이유로 펫테크 시장은 계속해서 성장하고 있다. 그 중 선행기술문헌과 같이 반려동물의 활동량을 분석하여 반려동물의 건강상태를 예측할 수 있는 반려동물 감시 시스템에 관한 기술이 개발되었다.Recently, as the number of single-person households increases, the number of households raising pets such as dogs or cats is also increasing. In other words, pets play an important role as family members for many people, and pet owners are also becoming more interested in the health and happiness of their pets. For this reason, the pet tech market continues to grow. Among them, a technology has been developed for a pet monitoring system that can predict the health status of a pet by analyzing the activity level of the pet, as in the prior art literature.

그러나 본 선행문헌의 경우, 반려동물의 목에 탈착가능하게 부착되는 스마트 목걸이밴드를 통해 반려동물의 건강상태를 가늠하는 것으로, 반려동물이 뛰거나 움직일 때 몸으로부터 쉽게 떨어질 가능성이 있어 정확한 움직임 분석이 어려운 점이 있다.However, in the case of this prior literature, the health condition of the pet is assessed through a smart necklace band that is detachably attached to the pet's neck, so it is difficult to accurately analyze the movement because there is a possibility that the band can easily fall off the pet's body when the pet runs or moves.

공개특허공보 제10-2023-0097441호 “반려동물 감시 시스템”Patent Publication No. 10-2023-0097441 “Pet Monitoring System”

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 반려동물 중 반려묘의 상태를 모니터링하기 위해 장치의 탈착을 필요로하지 않고 반려묘의 활동량, 심박수 및 호흡수를 분석하는 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 레이더 센서 기반 반려묘 상태 모니터링 방법을 제공함에 있다.The present invention is intended to solve the above problems, and provides a method for monitoring the condition of a companion cat based on a frequency modulated continuous wave (FMCW) radar sensor that analyzes the activity level, heart rate, and respiratory rate of a companion cat without requiring removal and attachment of the device to monitor the condition of a companion cat.

발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있다.The technical problems to be solved by the invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by a person having ordinary skill in the art from the description of the present invention.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 레이더 센서 기반 반려묘 상태 모니터링 방법은 고양이를 객체로 인식하는 카메라; 상기 인식된 고양이의 활동량, 심박수 및 호흡수를 측정하는 FMCW 레이더 센서; 상기 FMCW 레이더 센서의 데이터를 저장하는 단말기 모듈; 상기 단말기 모듈의 데이터를 무선으로 송신하는 송신부; 및 상기 송신된 데이터를 수신하는 웹 애플리케이션(Web Application)을 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention for achieving the above purpose, a method for monitoring the condition of a companion cat based on an FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) radar sensor may include a camera for recognizing a cat as an object; an FMCW radar sensor for measuring the activity level, heart rate, and respiratory rate of the recognized cat; a terminal module for storing data of the FMCW radar sensor; a transmitter for wirelessly transmitting data of the terminal module; and a web application for receiving the transmitted data.

본 발명의 일 실시예에 따르면, FMCW 레이더 센서는 40 내지 85℃ 온도 조건, 5 내지 150cm 계측 거리에서 작동하고, 수평 50 내지 80°, 수직 40 내지 70° 계측각으로 작동할 수 있다. 상기와 같은 온도 조건은 고온 환경 변화 등의 영향을 받지 않기 때문에 일관되고 안정적인 데이터 계측이 가능한 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the FMCW radar sensor can operate under temperature conditions of 40 to 85° C., at a measurement distance of 5 to 150 cm, and at measurement angles of 50 to 80° horizontally and 40 to 70° vertically. Since the temperature conditions described above are not affected by changes in high temperature environments, consistent and stable data measurement can be possible.

본 발명의 일 실시예에 따르면, FMCW 레이더 센서는 임펄스 방식으로 미세한 움직임을 계측할 수 있다. 상기 FMCW 레이더 센서의 데이터는 계측된 심박수를 정수로 표현하고, 계측된 호흡수를 정수로 표현할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, an FMCW radar sensor can measure minute movements in an impulse manner. The data of the FMCW radar sensor can express a measured heart rate as an integer and a measured respiration rate as an integer.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 웹 애플리케이션은 고양이의 활동량, 심박수 및 호흡수 데이터를 수신하여 정상 범위 등을 분석하고, 동물행동학 및 동물심리학 분야의 전문가 자문을 통해 행동 패턴, 활동 수준 및 이동 경로 등을 분석하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the web application may receive data on the cat's activity level, heart rate, and respiration rate, analyze normal ranges, etc., and analyze behavioral patterns, activity levels, and movement paths, etc. through advice from experts in the fields of animal behavior and animal psychology.

본 발명에 의하면 고양이에게 센서를 포함한 기타 장치들을 설치할 필요가 없는 고양이 상태 모니터링 방법으로써, 반려묘의 활동량, 심박수 및 호흡수를 분석하는 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 레이더 센서 기반 반려묘 상태 모니터링 방법을 제공할 수 있다.According to the present invention, a cat condition monitoring method based on an FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) radar sensor that analyzes the activity level, heart rate, and respiratory rate of a companion cat can be provided as a cat condition monitoring method without the need to install other devices including sensors in the cat.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말기 모듈을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웹 애플리케이션(Web Application)의 화면 일부를 나타낸 것이다.Figure 1 illustrates a terminal module according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 illustrates a portion of a screen of a web application according to one embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.The advantages and features of the present invention and the methods for achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail together with the accompanying drawings.

그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms.

본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.The embodiments herein are provided so that this disclosure will be complete and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art.

그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.And the present invention is defined solely by the scope of the claims.

따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.Accordingly, in some embodiments, well-known components, well-known operations, and well-known techniques are not specifically described to avoid obscuring the present invention.

또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.Additionally, throughout the specification, like reference numerals refer to like elements, and the terminology used (or referred to) in this specification is for the purpose of describing embodiments and is not intended to limit the present invention.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함하며, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.In this specification, the singular includes the plural unless the context specifically dictates otherwise, and the mention of elements and actions as “including (or comprising)” does not exclude the presence or addition of one or more other elements and actions.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a commonly understood sense by a person of ordinary skill in the art to which the present invention belongs.

또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Also, terms defined in commonly used dictionaries are not to be interpreted ideally or excessively unless they are defined otherwise.

이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the attached drawings.

본 발명의 일 실시예에 따르면, FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 레이더 센서 기반 반려묘 상태 모니터링 방법은 고양이를 객체로 인식하는 카메라; 상기 인식된 고양이의 활동량, 심박수 및 호흡수를 측정하는 FMCW 레이더 센서; 상기 FMCW 레이더 센서의 데이터를 저장하는 단말기 모듈; 상기 단말기 모듈의 데이터를 무선으로 송신하는 송신부; 및 상기 송신된 데이터를 수신하는 웹 애플리케이션(Web Application)을 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, a method for monitoring the condition of a companion cat based on an FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) radar sensor may include a camera for recognizing a cat as an object; an FMCW radar sensor for measuring the activity level, heart rate, and respiratory rate of the recognized cat; a terminal module for storing data of the FMCW radar sensor; a transmitter for wirelessly transmitting data of the terminal module; and a web application for receiving the transmitted data.

구체적으로, 상기 카메라는 영상기반 실시간으로 고양이를 탐지할 수 있다.Specifically, the camera can detect cats in real time based on video.

상기 FMCW 레이더 센서는 40 내지 85℃ 온도 조건, 5 내지 150cm 계측 거리에서 작동하고, 수평 50 내지 80°, 수직 40 내지 70° 계측각으로 작동할 수 있다. 상기와 같은 온도 조건은 고온 환경 변화 등의 영향을 받지 않기 때문에 일관되고 안정적인 데이터 계측이 가능한 것일 수 있다.The above FMCW radar sensor can operate under temperature conditions of 40 to 85°C, at a measurement distance of 5 to 150 cm, and at measurement angles of 50 to 80° horizontally and 40 to 70° vertically. Since the temperature conditions described above are not affected by changes in high temperature environments, consistent and stable data measurement can be possible.

상기 FMCW 레이더 센서는 임펄스 방식으로 미세한 움직임을 계측할 수 있다. 상기 FMCW 레이더 센서의 데이터는 계측된 심박수를 정수로 표현하고, 계측된 호흡수를 정수로 표현할 수 있다.The above FMCW radar sensor can measure minute movements in an impulse manner. The data of the above FMCW radar sensor can express the measured heart rate as an integer and the measured respiration rate as an integer.

본 발명의 일 실시예로써, 상기 FMCW 레이더 센서는 고양이의 심박수를 측정할 수 있다. 이때, 고양이의 심박수는 수면시에만 측정가능한 것일 수 있다.As one embodiment of the present invention, the FMCW radar sensor can measure the heart rate of a cat. In this case, the heart rate of the cat may be measurable only during sleep.

본 발명의 일 실시예로써, 상기 FMCW 레이더 센서는 고양이의 활동량을 측정할 수 있다. 상기 활동량은 수면 시간 이외 활동 시간때 측정된 음식 활동, 배변 활동 시 움직임을 의미하는 것일수 있다.As one embodiment of the present invention, the FMCW radar sensor can measure the activity level of a cat. The activity level may mean movement during eating activity or defecation activity measured during activity time other than sleeping time.

상기 단말기 모듈은 도 1에 나타낸 바와 같이 고양이에게 센서를 포함한 기타 장치들을 설치할 필요가 없는 것을 특징으로 한다. 상기 단말기 모듈은 고양이의 활동량, 심박수 및 호흡수를 관찰하여 건강 상태를 모니터링 하기 위한 것뿐만 아니라 홈 cctv와 같은 관리용 디바이스로 활용될 수도 있다.The above terminal module is characterized by not needing to install other devices including sensors on the cat as shown in Fig. 1. The above terminal module can be used not only to monitor the cat's health status by observing its activity level, heart rate, and breathing rate, but also as a management device such as a home CCTV.

상기 송신부는 UART 통신, Wi-Fi, Bluetooth를 포함하는 무선 기술을 활용할 수 있다.The above transmitter can utilize wireless technologies including UART communication, Wi-Fi, and Bluetooth.

상기 웹 애플리케이션은 고양이의 활동량, 심박수 및 호흡수 데이터를 수신하여 정상 범위 등을 분석하고, 동물행동학 및 동물심리학 분야의 전문가 자문을 통해 행동 패턴, 활동 수준 및 이동 경로 등을 분석하는 것일 수 있다.The above web application may receive data on the cat's activity level, heart rate, and respiration rate, analyze the normal range, etc., and analyze behavioral patterns, activity levels, and movement paths, etc. through advice from experts in the fields of animal behavior and animal psychology.

상기 웹 애플리케이션은 송신된 데이터의 누적 관찰이 가능하여 24시간 중 반려묘의 수면 시간이 2/3에 해당하는 경우, 사용자로 하여금 반려묘의 질환을 의심할 수 있게 하는 효과가 있다.The above web application has the effect of allowing the user to suspect a disease in their cat if their cat sleeps for 2/3 of a 24-hour period, as it enables cumulative observation of transmitted data.

상기 웹 애플리케이션은 도 2에 나타낸 바와 같이 GPS 지도 중심 동네 동물병원 표기가 가능하고, 반려동물 전용택시 서비스와 연동이 가능한 것일 수 있다.The above web application can display neighborhood animal hospitals centered on a GPS map as shown in Fig. 2, and can be linked with a pet-only taxi service.

Claims

A camera that recognizes cats as objects;
A Frequency Modulated Continuous Wave (FMCW) radar sensor that measures the activity level, heart rate and breathing rate of the recognized cat;
A terminal module for storing data of the above FMCW radar sensor;
A transmitter for wirelessly transmitting data of the terminal module; and
Method for monitoring cat condition based on FMCW radar sensor including web application for receiving the above transmitted data

In the first paragraph,
A cat condition monitoring method based on an FMCW radar sensor, characterized in that the FMCW radar sensor operates at a temperature condition of 40 to 85° C, a measurement distance of 5 to 150 cm, and a measurement angle of 50 to 80° horizontally and 40 to 70° vertically.

In the first paragraph,
The above FMCW radar sensor is characterized by measuring minute movements in an impulse manner, and is a cat condition monitoring method based on an FMCW radar sensor.

In the first paragraph,
The data of the above FMCW radar sensor is characterized in that the measured heart rate is expressed as an integer and the measured respiration rate is expressed as an integer, and the cat condition monitoring method based on the FMCW radar sensor is characterized in that the data of the above FMCW radar sensor is expressed as an integer.

In the first paragraph,
The above web application receives the activity level, heart rate and respiration rate data of the cat and analyzes the normal range, etc., and analyzes the behavioral pattern, activity level and movement path, etc. through expert advice in the field of animal behavior and animal psychology. It is characterized by a cat condition monitoring method based on an FMCW radar sensor.