요양시설 낙상 감지 모니터링 시스템

프로젝트 개요

본 프로젝트는 요양시설 내 낙상 사고 예방 및 대응을 목표로 한 스마트 모니터링 시스템입니다.
YOLOv8n-pose 모델과 RTSP 기반 CCTV 피드를 활용하여 낙상을 감지하고, 환자의 위치 및 의류 색상을 분석하여 신원을 파악합니다.
모바일 앱 및 웹 대시보드를 통해 실시간 알림을 제공하며, 관리자가 즉각적으로 상황을 파악할 수 있도록 지원합니다.

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팀원 소개

홍익대학교 소프트웨어융합학과

박준렬

박민현

이민혁

전민서

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연구 배경

점차 증가하는 대한민국의 고령화 지수와 2023년 6월 23일부터 요양시설 CCTV 의무화.

주요 기능

1. 낙상 감지 알고리즘

• YOLOv8n-pose: 키포인트 추출을 기반으로 자세 분석 및 낙상 여부 판별.
• 임계값 분석: 키포인트 범위를 비교하여 눕는 동작과 낙상을 구분.
• 실시간 분석: 실시간 비디오 스트림을 처리하여 즉각적인 대응 가능.

2. RTSP 및 OpenCV 통합

• RTSP 프로토콜을 통한 실시간 영상 수집 및 처리.
• 의류 색상 감지를 활용한 환자 신원 파악 및 위치 추적.

3. 웹 및 앱 모니터링 시스템

• 웹 관리자 대시보드:

  • 실시간 낙상 감지 및 CCTV 피드 확인.

  

  • 시니어 정보 등록 및 관리, 공지사항 및 문의사항 관리.

• 모바일 앱:

  • 보호자와 관리자에게 실시간 낙상 알림 전송.

• 보호자는 담당 환자의 정보와 상태를 확인 가능.

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시스템 구성

전체 시스템 구상도

1. 낙상 감지 모니터링 시스템 구조

• 실시간 영상 수집: RTSP CCTV를 통해 실시간 영상 전송.
• 알고리즘 적용: YOLOv8n-pose 기반 키포인트 추출 및 분석.
• 알림 전송: 낙상 감지 시 즉시 관리자 및 보호자에게 알림 발송.

2. 낙상 감지 알고리즘 과정

• 키포인트 기반 상태 정의:
  • 자세에 따라 키포인트의 분포 분석.
  • 임계값을 기준으로 서 있는 상태와 눕는 상태 구분.
• 추가 조건:
  • 낙상 후 경과 시간, 장애물 유무를 통해 정확도 향상.

3. 주요 기술 스택

• 모델: YOLOv8n-pose.
• 영상 처리: OpenCV.
• 백엔드: Flask, Firebase.
• 모바일: Kotlin(Android).
• 웹: HTML, CSS, JavaScript.

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결과물

1. 앱

• 관리자를 위한 요양시설 업무 지원 시스템:

  • 시니어 정보 확인 및 공지/문의사항 관리.

  

  

  

  • 낙상 발생 시 경고 알림 발송.

• 보호자를 위한 앱:

  • 담당 환자의 상태 및 알림 확인.

2. 웹

• 사용자 로그인

• 실시간 CCTV 모니터링 시스템:

  • 낙상 발생 시 상황 확인 및 즉각적인 대처.

    

• 공지사항 및 문의사항 등 관리.

  

  

  

3. Firebase Realtime Database, Storage

• 임의로 지정한 Firebase Realtime Database 및 Storage에 낙상 로그와 낙상 중인 객체의 크롭 이미지와 낙상 상황의 비디오를 저장.

  • Firebase 로그

  

  • Storage 저장된 이미지

  

  • Storage 저장된 동영상

  

4. 사용자의 로컬 환경(Image + Video)

• 사용자의 로컬 환경에 낙상 중인 객체의 크롭 이미지와 낙상 상황의 비디오를 저장.

  

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관련대외 활동

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기대 효과

• 즉각적인 낙상 사고 대응: 낙상 사고 발생 시 관리자와 보호자에게 즉시 알림 전송.
• 정확한 낙상 감지: YOLOv8n-pose 모델을 활용한 키포인트 분석으로 정확도 향상.
• 확장 가능성: 어린이집, 호스피스 등 사회적 약자 시설로의 응용 가능.

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