JP6869970B2 - リアルタイム指圧力および人体スキャン制御装置 - Google Patents

Description

本出願は、２０１５年９月２５日に出願された韓国特許出願第１０−２０１５−０１３６４２４号に基づいた優先権を主張し、該当出願の明細書及び図面に掲示されたすべての内容は本出願に援用される。

本発明は自動駆動型指圧部を利用した指圧力のリアルタイム制御時にユーザーによる目標指圧力を算出するために、指圧部の水平駆動時、水平駆動モーターの電流の変曲点を測定し、該当位置での指圧部の垂直位置とデータベースに保存された水平位置別基準垂直位置との偏差を指圧力補正数値に反映して目標指圧力を算出する、リアルタイム指圧力および人体スキャン制御方法に関するものである。

一般に指圧とは、体の表面の一定部位を圧迫することによって、健康の増進または病気の治療を図る手技療法であって、指圧力を高くするか低くするかまたは一定に維持する時にそれぞれ異なる効果を得ることができる。

一般的な指圧の場合、一定部位に垂直に圧力を加えた後、これを一定時間一定に維持し圧力を解除する方式からなり、圧力を一定に維持するためには、現在の圧力を測定し、これについて補正することが必要である。

従来の自動温熱器は、ユーザーの体重に応じて指圧部を押す力を利用して指圧力を提供し、この時、指圧力の大きさは体重の大きさに比例し、同じ体重の場合、製品に加えられる荷重の分布によって異なる。

ここで、荷重の分布とは、ユーザーの体重が製品の位置別に加えられる程度の差を意味し、ユーザーの体重による荷重が陶磁に集中的に分布する場合、指圧力の大きさが増加し、フォームをはじめとするその他の構造物に集中する場合、指圧力の大きさが減少する。

この時、指圧部の高さを上昇させると、以前と比較して荷重が陶磁に集中するので指圧力の大きさが増加し、その反対に指圧部の高さを下降させると、荷重が陶磁を除いた構造物に集中するので指圧力の大きさが減少し、このような原理を利用して指圧力の大きさを制御することができる。

また、従来の自動温熱器は、指圧部の垂直高さを利用した指圧力制御概念を導入しているが、現在の指圧力を測定することができる手段がないという点で、現在の指圧力を基準として増加または減少させるだけであって、ユーザーに加えられる指圧力を特定の値に具現することができないという問題がある。

併せて、従来の自動温熱器において指圧力制御アルゴリズムは、人体のスキャンという過程を通じてユーザーの脊椎骨の位置に該当する水平位置を検出し、該当位置でのマッサージの強度による垂直高さを算出すると、指圧部が該当水平位置を通過するたびにこれに該当する垂直位置に移動するように制御する方式である。

しかし、マッサージ作業中にユーザーの動きにより脊椎骨の位置が移動する場合や、他のユーザーに転換される場合、これに該当する垂直位置も変化すべきであるが、以前に保存された垂直位置に制御することによって実際の指圧力と意図した指圧力との間に差が発生する問題がある。

すなわち、前記のような問題は、ユーザーの脊椎骨の位置が変更されたにもかかわらず、以前に保存された脊椎骨の位置、すなわち指圧部の垂直位置に対応する指圧力でマッサージ作業を遂行するためであり、これはユーザーに応じた脊椎骨の位置変位による変位値が反映されていない結果であって、最適なマッサージ効果を得るには限界がある。

大韓民国登録特許公報第１０−０４９５４５０号（２００５．０６．０４．）

本発明は前記のような問題点を解決するために案出されたものであって、初期のマッサージ過程において指圧部の水平駆動時、水平駆動モーターに印加された駆動電流測定値の変曲点を測定して、壁曲点に該当する指圧部の垂直位置とデータベースに保存された水平位置別基準垂直位置との偏差を指圧力補正数値に反映して新しい目標指圧力を算出し、新しい目標指圧力を指圧力の制御に反映することによって、マッサージ作業時、ユーザーに適合した指圧力を提供しようとすることを目的とする。

また、本発明は、既存の人体をスキャンした情報を利用した制御方法とは異なり、マッサージ作業中にユーザーの位置が変更される場合、またはユーザーが変更されてスキャン情報が変わる場合、リアルタイム人体スキャン情報を利用して変更された脊椎の位置を能動的に追跡し、これによって正確な位置に指圧力を提供しようとすることをもう一つの目的とする。

本発明に係るリアルタイム指圧力制御方法は、（ａ）指圧部の水平位置別基準垂直高さを設定し、基準垂直高さの範囲内で目標指圧力を設定する段階；（ｂ）ロードセルに加えられるユーザーの荷重測定データによって現在の測定指圧力を演算する段階；および（ｃ）前記目標指圧力と現在の測定指圧力とを比較して前記指圧部の垂直高さを制御する段階；を含んで構成される。

本発明に係る前記（ｃ）段階において、前記目標指圧力より前記現在の測定指圧力が大きいかまたは小さい場合に、それぞれ前記指圧部は垂直下降または垂直上昇し、前記目標指圧力と前記現在の測定指圧力とが同じである場合、前記指圧部の垂直駆動は停止することを特徴とする。

本発明に係る前記指圧部の現在の垂直高さが前記基準垂直高さの範囲を外れる場合、前記測定指圧力に一定のマージン値を付与することを特徴とする。

本発明に係る前記（ａ）段階において、前記目標指圧力は最小値が適用され、前記指圧部の前進および後進時、水平駆動モーターに印加される駆動電流測定値の変曲点に該当する水平特定位置を決定する（ａ’）段階をさらに含むことを特徴とする。

本発明に係る前記水平特定位置で、前記指圧部の垂直高さと前記基準垂直高さとの偏差によって前記目標指圧力に対する補正値を算出する段階をさらに含むことを特徴とする。

本発明に係る前記駆動電流測定値の変曲点は現在のユーザーの特定の脊椎の位置として算出され、マッサージ作業中に前記指圧部の水平移動時、水平駆動モーターに印加される駆動電流測定値に該当する現在の脊椎の位置が特定の脊椎の位置と異なる場合、その偏差だけ経穴点の位置をオフセット補正することを特徴とする。

本発明に係るユーザーの転換によって、以前の脊椎の位置の経穴点と現在の脊椎の位置の経穴点との間の間隔比率が変動する場合、経穴点間の比率を補正することを特徴とする。

一方、本発明に係るリアルタイム人体スキャン制御方法は、（Ａ）水平モーターの駆動による電流変動値データを収集して電流の変動区間を設定し、前記変動区間での最大および最小変曲点に該当する経穴点での位置情報を抽出する段階；（Ｂ）マッサージ作業中に現在のユーザーの経穴点の位置が前記（Ａ）段階に対応する経穴点の位置と異なる場合、各位置間の差による補正値を算出する段階；（Ｃ）前記（Ｂ）段階で算出した補正値だけ現在のユーザーの各経穴点の位置を補正する段階；を含んで構成される。

本発明に係るマッサージ作業中に現在のユーザーの経穴点間の距離が前記（Ａ）段階で抽出された以前の経穴点間の距離と異なる場合、現在の経穴点間の距離と以前の経穴点間の距離の比率だけ現在のユーザーの経穴点間の距離の比率を補正することを特徴とする。

本発明に係るリアルタイム指圧力および人体スキャン制御方法は、同じユーザーの位置変更や、ユーザーが転換される場合、現在のユーザーの位置から変更された脊椎骨の位置に応じて新しい目標指圧力を算出して指圧力を制御に反映することによって、ユーザーの身体条件に応じた最適なマッサージ強度の制御がリアルタイムで可能となる。

また、本発明は指圧部の水平駆動のための水平駆動モーターの駆動電流測定値の変曲点を利用し、変曲点に該当する特定の脊椎の位置をマッサージ作業中にリアルタイムで検出して指圧部の制御に反映することによって、ユーザーに応じたリアルタイムオーダーメード型マッサージを提供することができ、特に従来のように別途の人体スキャン作業が不要であるという点で作業効率を最大化させることができるようになる。

本発明に係るリアルタイム指圧力制御方法を示すフローチャートである。 本発明に係るリアルタイム指圧力および人体スキャン制御方法の駆動モジュールを示す側面図である。 本発明に係るリアルタイム人体スキャン制御方法を示すフローチャートである。 本発明に係る指圧部の垂直高さおよび水平変位によるロードセルの重さ測定データを示すグラフである。 本発明に係る特定の目標指圧力での制御方法の適用結果を示すグラフである。 本発明に係るユーザーの体形によって互いに異なる測定指圧力の範囲を示すグラフである。 本発明に係る特定の目標指圧力において基準水平下降および上昇時の測定データを示すグラフである。 本発明に係る頚椎の湾曲が適用された人体スキャン水平電流データを示すグラフである。 本発明に係る正規分布データの特殊性の評価基準を示すグラフである。 本発明に係る人体スキャン制御方法による腰椎部のＰｅａｋ検出の３つの類型を示すグラフである。 本発明に係る頚椎の湾曲を適用していない人体スキャン水平駆動電流データの最大傾きの位置検出を示すグラフである。 本発明に係る温熱器の人体スキャン水平駆動電流データを示すグラフである。

前記のような本発明に係るリアルタイム指圧力および人体スキャン制御方法を、添付された図面を参照してより詳細に説明する。

図１〜図３に図示された通り、本発明に係る指圧力人体スキャン制御方法は、指圧部の水平位置別基準垂直高さを設定し、基準垂直高さの範囲内で目標指圧力を設定する（ａ）段階（Ｓ１００）と、ロードセルに加えられるユーザーの荷重測定データによって現在の測定指圧力を演算する（ｂ）段階（Ｓ２００）と、目標指圧力と現在の測定指圧力とを比較して指圧部の垂直高さを制御する（ｃ）段階（Ｓ３００）；を含んで構成される。

図１および図３に図示された通り、本発明に係る（ａ）段階（Ｓ１００）は指圧部の水平位置別基準垂直位置を設定し、基準垂直位置高さの範囲内で目標指圧力を設定する過程である。

まず、本発明に係る温熱器は、指圧部の駆動のための駆動モジュールは水平および垂直駆動モーターとしてＢＬＤＣモーターと、陶磁部材が前後方に２列配置された指圧部とで構成され、ユーザーの荷重を測定するために指圧部下部にロードセルが配置される。

図１および図３に図示された通り、本発明に係る（ｂ）段階（Ｓ１００）は、ユーザーの荷重をロードセルで測定して測定指圧力を算出する過程である。

すなわち、指圧部の上側に加えられた荷重は、指圧部を通じてロードセルに伝達され、これに伴い、変化したロードセルの電気的信号は制御回路を通じて変化した荷重量として認識される。

測定荷重量の変化時、制御回路は指圧部の高さを上昇または下降させることによって指圧力の大きさを所望の値に制御することができ、これを通じて一定の指圧力を具現することができる。

本発明に係る温熱器の指圧力の制御のための制御方法の最も大きな特徴は、指圧力の制御をリアルタイムで具現することができるという点である。

すなわち、従来の温熱器の指圧力の制御方法は、人体スキャンという過程を通じてユーザーの脊椎骨の位置に該当する水平位置を検出し、該当位置でのマッサージの強度による垂直高さを算出すると、指圧部が該当水平位置を通過するたびにこれに該当する垂直位置に移動するように制御する方式である。

これにより、マッサージ作業中にユーザーの動きにより脊椎骨の位置が移動する場合、これに該当する垂直位置も変化すべきであるが、以前に保存された垂直位置で制御することによって実際の指圧力と意図した指圧力との間には差が発生するようになる。

しかし、本発明に係るリアルタイム人体スキャン制御方法は、指圧部の現在の水平位置に該当する垂直位置を指圧力の測定および分析を通じてリアルタイムで算出するため、ユーザーの動きにかかわらず指圧力を目標値に正確に制御することができる。

この時、目標指圧力は水平位置に応じて、異なってまたは同一に設定可能であるため、ユーザーの選択によって指圧力を、部分区間別に異なってまたは全体区間に対して同一に制御することができる。

図１および図３に図示された通り、本発明に係る（ｃ）段階（Ｓ３００）は、目標指圧力と測定指圧力とを比較して指圧部の垂直高さを制御する過程である。

このために本発明に係る温熱器は、図３に示したように、指圧部の垂直位置を最も上および最も下に固定させた後、水平駆動を通じてユーザーの脊椎の１番位置から温熱器の最大水平Ｓｔｒｏｋｅ区間まで移動させる時、指圧部の水平位置に応じてロードセルによる重さ測定データを収集することができる。

前記データを通じて、水平位置に応じて指圧部の垂直高さの制御を通じて変化可能な指圧力の差を確認することができる。

例えば、図４において、水平変位３００ｍｍ地点のロードセルデータは、垂直高さの最も下が約１８０Ａ／Ｄ、垂直高さの最も上が約２９０Ａ／Ｄであるので、水平変位３００ｍｍ地点の位置で指圧部の垂直高さの制御を通じて指圧力を１８０Ａ／Ｄ〜２９０Ａ／Ｄの範囲の中で具現することができることが分かる。

万一、水平変位３００ｍｍ地点での垂直高さが最下端であった場合、目標指圧力を２４０Ａ／Ｄに設定して指圧力の制御動作を開始したとすると、指圧部の垂直高さを上昇させてから測定指圧力が目標指圧力と同じである２４０Ａ／Ｄに到達した瞬間に指圧部の垂直駆動を停止させることによって、目標指圧力である２４０Ａ／Ｄを具現するようになる。

これを条件式で表現すると、次の通りである。
Ｉｆ（目標指圧力＞測定指圧力）ｔｈｅｎ垂直上昇駆動
Ｅｌｓｅ ｉｆ（目標指圧力＜測定指圧力）ｔｈｅｎ垂直下降駆動
Ｅｌｓｅ垂直駆動停止

また、図５はこのような方式で目標指圧力を２４０Ａ／Ｄに設定した後、水平駆動を通じて脊椎の１番位置から温熱器の最大水平Ｓｔｒｏｋｅ区間まで移動させる時、測定指圧力が指圧部の垂直移動可能範囲内で目標指圧力である２４０Ａ／Ｄに具現されることを測定した、指圧力リアルタイム制御方法が適用された結果である。

前記のような結果によると、測定指圧力が目標指圧力である２４０Ａ／Ｄより低い場合には指圧部は垂直上昇駆動され、その反対に２４０Ａ／Ｄより高い場合には指圧部が垂直下降駆動され、２４０Ａ／Ｄの場合には指圧部が垂直停止状態で駆動しないことによって、全マッサージ区間に対して２４０Ａ／Ｄの目標指圧力が具現される。

ただし、このような制御は垂直駆動範囲内で可能であり、万一、指圧部が垂直最下位置の場合にはそれ以上の指圧力の減少が不可能であり、垂直最上位置の場合には指圧力の増加が不可能であることが分かる。

この時、実際の制御環境を構成する時、ノイズによるロードセル測定値は揺れが発生する可能性があり、このような場合、測定指圧力も揺れが発生する可能性がある。

したがって、目標指圧力に対してノイズの範囲を適用する必要があり、その値は現在に具現された回路のノイズの２倍水準が適切であると判断される。

前述したような条件式は、ノイズの範囲を適用する時に次のように変更され得る。
Ｉｆ（目標指圧力＞（測定指圧力＋ノイズの範囲））ｔｈｅｎ垂直上昇駆動
Ｅｌｓｅ ｉｆ（目標指圧力＜（測定指圧力−ノイズの範囲））ｔｈｅｎ垂直下降駆動
Ｅｌｓｅ垂直駆動停止

図５の結果を基準とする時、ノイズの範囲を１０Ａ／Ｄに設定する場合、目標指圧力２４０Ａ／Ｄに対して測定指圧力が２５０Ａ／Ｄよりも大きい場合には指圧部は垂直下降駆動され、測定指圧力が２３０Ａ／Ｄよりも小さい場合には指圧部は垂直上昇駆動するようになる。

万一、測定指圧力が２３０Ａ／Ｄ〜２５０Ａ／Ｄ範囲に属すると指圧部は垂直駆動停止状態となり、これを指圧力制御安定化状態と言え、前記のように指圧部が垂直駆動される場合は便宜上指圧力制御不安定状態と言える。

ただし、これまでの内容を利用して指圧力リアルタイム制御方法を具現することも可能であるが、ユーザーが転換される場合、現在の使用による異なる目標指圧力が適用されなければならない。

図６は、指圧部の垂直位置を最も上および最も下に固定させた後、水平駆動を通じてユーザーの脊椎の１番から温熱器の最大水平Ｓｔｒｏｋｅ区間まで移動させる時ユーザーの体形に応じて異なる測定指圧力の範囲を示す。

すなわち、ユーザーＡ（低体重）の場合には水平変位３００ｍｍ地点のロードセルデータが約１７０Ａ／Ｄ〜２６０Ａ／Ｄ範囲で変化し、ユーザーＢ（高体重）の場合には約２５０Ａ／Ｄ〜３２０Ａ／Ｄの範囲で変化することが分かる。

この場合、適正目標指圧力を前記範囲の中間水準とすると、ユーザーＡの場合は２１５Ａ／Ｄ、ユーザーＢの場合は２８５Ａ／Ｄであって、２つの値は同じではなく、万一、ユーザーＡに対してユーザーＢに該当する目標指圧力２８５Ａ／Ｄを適用すると、これは指圧部の垂直駆動を通じて具現可能な最大指圧力を超過する値であって、適切な値でないことが分かる。

このようにユーザーごとに目標指圧力が異なり、適切でない目標指圧力を適用する時、指圧部の垂直駆動を通じて具現可能な範囲を外れるようになって指圧力リアルタイム制御方法を適用することができなくなる。

したがって、ユーザーに応じて異なる目標指圧力を自動算出するための制御方法が考慮される必要がある。

すなわち、異なる目標指圧力を自動算出するための制御方法の原理は、水平特定位置での指圧部の垂直高さを利用して目標指圧力を補正することである。

すなわち、図７は特定のユーザーに対して目標指圧力が２４０Ａ／Ｄ基準の指圧力リアルタイム制御方法を適用した結果であり、これを利用して指圧部の前進（以下「水平下降」という）または後進（以下「水平上昇」という）時の水平特定位置の区分およびこの時の指圧部の垂直高さを利用して目標指圧力の補正値を算出することができる。

この場合、水平特定位置の区分は、指圧部の水平移動のために導入された水平駆動モーターの駆動電流測定値の変曲点を利用することになる。

これは目標指圧力にかかわらず、全マッサージ区間に対して水平駆動電流は水平下降および上昇時、それぞれ３つの変曲点を現わし、この時の指圧部の水平位置を水平特定位置という。

以下では、水平駆動電流を利用した変曲点の区分方法によるリアルタイム人体スキャン制御方法についてより詳細に説明する。

まず、図３に図示された通り、本発明に係るリアルタイム人体スキャン制御方法は、（Ａ）水平モーターの駆動による電流変動値データを収集して電流の変動区間を設定し、前記変動区間での最大および最小変曲点に該当する経穴点での位置情報を抽出する段階；（Ｂ）マッサージ作業中に現在のユーザーの経穴点の位置が前記（Ａ）段階に対応する経穴点の位置と異なる場合、各位置間の差による補正値を算出する段階；（Ｃ）前記（Ｂ）段階で算出した補正値だけ現在のユーザーの各経穴点の位置を補正する段階；を含んで構成される。

この場合、本発明に係るリアルタイム人体スキャン制御方法は、前述したようなリアルタイム指圧力制御方法において、指圧部の水平下降または上昇時、水平駆動モーターに印加される駆動電流測定値の変曲点に該当する水平特定位置を決定する（ａ’）段階（Ｓ１１０）に含まれる。

本発明に係る（Ａ）段階は、ユーザーによって互いに異なる経穴点の位置検出方法は、ユーザーの全脊椎区間に対して指圧部の水平移動時、指圧部に加えられる反発力の変化を利用して脊椎の特定位置を追跡するものであって、水平駆動モーターの駆動電流を利用することによって具現される。

この場合、経穴点の位置は脊椎の特定の位置と関連があるので脊椎の特定の位置の追跡は経穴点の位置に対する追跡を意味する。

したがって、指圧部の垂直位置を固定した状態で水平駆動を通じてユーザーの脊椎の１番位置から温熱器の最大水平Ｓｔｒｏｋｅ区間まで移動させる時、指圧部の水平位置によって図７のような水平駆動モーターの駆動電流データを収集することができる。

図８において、データの変曲点であるＡ１〜Ｃ、ａ１〜ｃの位置は、それぞれ特定の脊椎骨の位置と関連づけることができ、特にＣの位置は脊椎骨の２４番の下側の位置に該当することをテスト対象者１３８人の人体スキャンテストで確認することができる。

これに比べ、Ａ１〜Ｂ、ａ１〜ｃの位置は、ユーザーによって関連する脊椎骨の位置が異なるため、人体スキャン制御方法に適用することができない。

本テスト結果による脊椎骨の２３番の下側位置の測定正確度は腰椎部の負荷の最大値を利用した脊椎の長さの算出であって、まず、耳下（脊椎の１番の上側）から骨盤骨の上側（脊椎の２３番の下側）までの距離を測定し、人体スキャンデータのうち腰椎部の最大値の位置（図７で「Ｃ」）を利用して脊椎の２４番の下側位置の検出後、脊椎の２３番を算出した結果である。

この結果によると、図８において「Ａ」に対する「Ｂ」の誤差平均および標準偏差を算出し、脊椎の２３番の下側位置の測定誤差の平均は３．６３ｍｍであり、標準偏差は３０．８５ｍｍである。

この場合、韓国人の人体サイズ調査結果によると、韓国人の平均の脊椎の長さは６６８ｍｍであって、これを３０個の脊椎骨の個数で割ると脊椎骨１つの平均長さである２２．２７ｍｍが算出される。

人体スキャン正確度の目標を脊椎骨１つの平均道とする時、正規分布の特殊性を考慮すると、全体の測定対象に対して７０％を目標範囲に含ませるためには、「誤差平均＋標準偏差」の値が２２．２７ｍｍ以下とならなければならず、前記測定結果によると、３４．４８ｍｍであって、目標範囲から外れることが分かる。

図９は、正規分布データの特殊性により、標準偏差±１倍の範囲内に約７０％のデータが、標準偏差±２倍の範囲内に約９５％のデータが含まれることを示す。

前記測定結果の標準偏差が平均誤差に比べて相対的に大きいのは、人体スキャン水平駆動電流データが図１０のように、大きく３つの形態で現れるためであり、１つのＰｅａｋが明確に検出されない場合には人体のスキャン結果に大きな誤差を誘発する。

この場合、１つのＰｅａｋが明確に検出されない最も大きな原因は指圧部が上下２列の構造を有しているためであり、ユーザーの骨盤部を通過する時、上側の列と下側の列でそれぞれのＰｅａｋが発生するかこれらが合算された形態が現れるためである。

これに伴い、本発明に係る人体スキャン制御方法は、次のような改善を通じてより測定正確度を向上させることができる。

すなわち、図１１に示したように、指圧部の上下２列の構造による影響を最小化するために、人体スキャン水平駆動電流データに対して指圧部の上下間隔である６４ｍｍ前後に対する変化量が最大である地点を利用する制御方法であって、これを通じての脊椎骨の２３番の下側位置の測定正確度は次の通りである。

テスト対象者１２人、腰椎部の負荷の最大傾きを利用した脊椎の長さを算出するために、テスト方法はまず、耳下（脊椎の１番の上側）から骨盤骨の上側（脊椎の２３番の下側）までの距離を測定し、次いで、人体スキャンデータのうち腰椎部の最大傾きの位置を利用して脊椎の２４番の下側位置を検出した後、脊椎の２３番を算出した結果である。

この結果によると、図８において「Ａ」に対する「Ｂ」の誤差平均および標準偏差を算出し、脊椎の２３番の下側位置の測定誤差の平均は６．２５ｍｍであり、標準偏差は１５．７４ｍｍである。

すなわち、「誤差平均＋標準偏差」の値が２１．９９ｍｍであって、脊椎骨１つの平均長さである２２．２７ｍｍより小さいので、全測定対象に対して７０％を目標範囲に含ませるようになることが分かる。

ただし、前記のような制御方法は、自動モード駆動の序盤部の人体スキャンという別途の区間でのみ経穴点の位置追跡が可能であり、人体スキャンの後にユーザーの姿勢の変化による経穴点の位置変動時、これを温熱器に反映することができないという限界が発生する。

したがって、以下ではリアルタイム人体スキャン制御方法が特定の区間でのみ人体スキャンが可能であったことを、マッサージの進行中に常時経穴点の位置追跡を通じて変更された位置を温熱器に反映している。

この時、指圧部の垂直位置は、固定状態でなくても大きな影響を及ぼさない。

また、既存の水平Ｆｕｌｌ Ｓｔｒｏｋｅ駆動が完全に終わった後に経穴点の位置を算出して温熱器に適用する方式ではない、最小限の水平駆動を通じて特定の位置を通るたびに直ちに経穴点の位置を算出して温熱器に適用するようになる。

付け加えると、温熱器の動作中にユーザーの動きによる経穴点の位置補正だけでなく、ユーザーの転換時に一部の区間の水平移動だけでこれを認識して経穴点の位置を再算出することによって、人体のスキャン過程がマッサージ動作自体に含まれ得る。

このために、図１２は、指圧部の垂直位置を固定または強度調節のためのＵｐ／Ｄｏｗｎ動作の状態で、水平駆動を通じてユーザーの脊椎の１番位置から温熱器の最大水平Ｓｔｒｏｋｅ区間まで移動する時、指圧部の水平位置による水平駆動モーターの駆動電流測定データを示している。

前記データの場合、水平駆動電流の測定データに多少揺れがあるが、特定の区間に対する平均を通じての補正時に安定した形態に変換することができる。

この時、特定の区間とは、水平変位基準の補正範囲を意味し、誤差の最小化のために指圧部の上下間隔を適用することが好ましいと判断され、経穴点の検出の迅速性のためにその範囲を適切に縮小させる必要がある。

前記データの変曲点であるＡ〜Ｃ、ａ〜ｃの位置はそれぞれ特定の脊椎骨の位置と関連づけることができ、特にＣの位置は既存の人体スキャン制御方法と同様に脊椎骨の２４番の下側の位置に該当することを予想することができる。

また、リアルタイム人体スキャン制御方法による（Ｂ）段階は、開始はＡ〜Ｂ、ａ〜ｃの位置を経穴点の検出に利用することである。

この場合、Ａ〜Ｂ、ａ〜ｃの位置は、ユーザーによって関連する脊椎骨の位置が異なるため、直接的に脊椎骨の位置として適用することができない。

しかし、それぞれのユーザーに対して、Ａ〜Ｃ、ａ〜ｃの相互間の距離は一定である。

例えば、特定のユーザーの変曲点の位置Ａがマッサージの進行中にＯｆｆｓｅｔ Ｘだけ移動した距離で検出された場合、ＡからＢ〜Ｃ、ａ〜ｃまでの距離は一定であるため、Ｂ〜Ｃ、ａ〜ｃの位置もＸのＯｆｆｓｅｔだけ変化するようになる。

すなわち、本発明に係る（Ｃ）段階は、変曲点の位置Ａが移動した場合、これと関連した頸椎部の脊椎骨の位置の移動を直接的に追跡するのではなく、Ａの移動による脊椎骨の２４番の下側位置Ｃの移動を通じて他の脊椎骨の移動位置を間接的に追跡する原理を利用するのである。

前記のような追跡原理は、水平モーター駆動電流変曲点に対してＡ〜Ｃ、ａ〜ｃの位置を区分することが重要である。

ここで、図１２のデータを観察すると、Ａ、Ｃ、ａ、ｃの場合にはデータが増加してから減少する特性を確認することができ、Ｂ、ｂの場合にはデータが減少してから増加する特性を確認することができる。

しかし、このような特性は、Ａ〜Ｃ、ａ〜ｃの位置ではない他の地点でも一時的に現れ得るため、ちょっと間違えば全く違った位置をＡ〜Ｃ、ａ〜ｃの位置と判断するエラーを犯すことになる。

また、ＡとＣ、ａとｃは同じ特性を有するため、その区分が曖昧である。

したがって、Ａ〜Ｃ、ａ〜ｃの位置を判断する場合、全体の水平移動区間を３つの領域に区分して変曲点を確認する手続きを適用するようにする。

水平移動区間を３つの領域に区分する時に考慮すべきものとしてユーザーの身長による脊椎の長さを区分することである。

７１０ｍｍの水平移動範囲を有する本発明に係る温熱器の場合、１２００ｍｍ〜１８６４ｍｍの身長のユーザーに対して安定した人体スキャンが可能であると公知しており、これは前記身長に対して韓国人の人体サイズの調査結果による身長対比脊椎の長さの平均比率である４１．５３％を適用する時に脊椎の長さが４９８ｍｍ〜７７４ｍｍであるためである。

ここで７７４ｍｍの数値は、水平移動区間７１０ｍｍに指圧部の上下距離６４ｍｍを加えた値に該当する。

西欧型体形のユーザーの場合、韓国人と比べて下半身の長さ対比上半身の長さがより短い特徴を有し、この場合、安定した人体スキャンが可能な最大身長は前記１８６４ｍｍよりも高い値となるであろう。

このようにユーザーの身長に対して言及した理由は、水平移動区間を３つの領域で区分する時、４９８ｍｍ〜７７４ｍｍの脊椎の長さに対して例外なくＡ〜Ｃ、ａ〜ｃの位置が検出されなければならないためである。

このために、テスト対象者５人に対する人体スキャンテストを通じてＡ、Ｂ、Ｃ、ａ、ｂ、ｃの位置を測定したのであり、その結果は下記の表１の通りである。

また、テスト結果を利用して、１番目の領域にＡとａが、２番目の領域にＢとｂが、３番目の領域にＣとｃが位置するように領域を区分するための地点を設定することができ、これは下記の表２の通りである。

本結果によると、スキャン開始位置から２５６ｍｍ、４５９ｍｍ地点を境界として３つの領域に区分する時、Ａ〜Ｃおよびａ〜ｃの検出区間が重ならないことを確認することができる。

また、前記データの場合、Ａ〜Ｃ、ａ〜ｃの位置測定において水平駆動モーターの駆動電流の一定区間（±６４ｍｍ）の平均値の最大値と最小値を利用した。

万一、図１１に図示された通り、最大傾きを利用すると、より正確なデータの抽出が可能である。

以上の内容に基づき、今後のマッサージ動作中にＡ〜Ｃ、ａ〜ｃの位置を検出する方法は次の通りである。

水平下降時の水平駆動電流に対して、最初の領域で最大値である地点はＡ、２番目の領域に対して最小値である地点はＢ、３番目の領域で最大値である地点はＣである。

水平上昇時水平駆動電流に対して最初の領域で最小値である地点はａ、２番目の領域に対して最大値である地点はｂ、３番目の領域で最小値である地点はｃである。

万一、ユーザーの動きによるＡ〜Ｃ、ａ〜ｃの位置変化時、前記３つの領域を区分する境界の位置も同一に変更しなければならない。

これに対してさらに考慮すべき部分があるが、これは温熱器の使用中にユーザーの転換によって経穴点間の間隔が変化する、すなわち、スキャン開始位置からＣまでの長さに対するＡからＣ、ＢからＣ、ａからＣ、ｂからＣ、ｃからＣまでの長さの比率が変化する場合に対する認識方法がそれである。

換言すれば、Ａ〜Ｃ、ａ〜ｃの単一の位置変動時に変化した値だけ全体の経穴点の位置に対してＯｆｆｓｅｔを適用する１次的概念に、Ａ〜Ｃ、ａ〜ｃの複数の位置変動時に変化した比率だけ全体の経穴点に対して区間の比率を通じて補正する２次的概念を加えるものであり、これを通じてリアルタイム人体スキャン制御方法を補完しようとする。

このために、本発明に係るリアルタイム人体スキャン制御方法は、前記表１のデータを利用して区間比率を通じて経穴点の位置を補正する過程をさらに含む。

指圧部の垂直高さが最低の場合、テスト対象者１のＡの位置は１７８ｍｍ、Ｂの位置は４３０ｍｍである。

万一、マッサージ駆動中にＡの位置が２００ｍｍ地点に移動した場合、前記１次的概念を適用すると、Ｂの位置は４３０＋（２００−１７８）＝４５２ｍｍとなる。

この時、ユーザーの動きが製品の動作による自然な動きであるとすれば、Ａを通過した後に特別な動作なしに（中間に水平方向の転換または停止、３Ｄモーションがない場合）Ｂを通過するとすれば、Ｂの位置は前記算出した４５２ｍｍで検出されなければならない。

万一、Ｂの位置が４５２ｍｍではない異なる位置で検出されるとすれば、これは単純なユーザーの動きではないユーザーの転換と判断することができ、この場合、１次的概念を通じた経穴点のＯｆｆｓｅｔ移動ではない２次的概念を利用した経穴点の区間比率を利用した補正が必要である。

もちろん、４５２ｍｍに対して一定量の測定誤差の範囲を適用する必要があり、２次的概念はＡ〜Ｃ、ａ〜ｃの位置に対して連続して２つの位置を通過した場合に限定して適用可能である。

万一、Ｂの位置が４５２ｍｍではない４４０ｍｍで検出されたと仮定し、測定許容誤差の範囲を１０ｍｍを適用するのであれば、Ｂの位置誤差は測定許容誤差の範囲である１０ｍｍを超過するため、２次的概念の適用対象に含まれる。

これを利用すると、ＡとＢの間隔は既存の４３０−１７８＝２５２ｍｍから４４０−２００＝２４０ｍｍに縮小されたことを確認することができる。結論として、以前の段階の現在の経穴点から他の経穴点までの距離をＲとすると、現在の段階の現在の経穴点から他の経穴点までの距離Ｒｎは、次の通りである。

［式１］
「Ｒｎ＝Ｒｘ（両地点の現在の距離／両地点の以前の距離）＝Ｒｘ２４０／２５２」

これによるスキャン開始位置からの離れた特定経穴点の変更された位置Ｐｎは次の通りである。

［式２］
「Ｐｎ＝現在の位置−Ｒｎ」

万一、特定経穴点の位置がスキャン開始位置からＰ離れた距離に位置したとすれば、変更された特定経穴点Ｐｎの位置変化量Ｄｐは次の通りである。

［式３］
「Ｄｐ＝Ｐ−Ｐｎ」

温熱器の動作コンセプトにしたがってＤｐが一定値以上の場合、これをユーザー転換と認識してリモコン（Ｄｉｓｐｌａｙ）および駆動モード再開始などの別途の新しいプロセスを適用することもできる。

前記のような方法で水平駆動モーターの駆動電流変曲点による水平特定位置が区分されると、正常な目標指圧力が設定された状態であれば、水平特定位置での垂直高さは標準の脊椎湾曲の特定値と類似する値を示すようになる。

万一、垂直高さが前記特定値より低い場合には目標指圧力が低く設定されたことを、高い場合には目標指圧力が高く設定されたことを意味することが分かる。

また、現在の設定指圧力と適切な目標指圧力と間の偏差は、現在の垂直高さと前記特定の位置での垂直高さとの偏差に比例するので、これを利用して適切な目標指圧力の算出のための現在の目標指圧力に対する補正値を算出することができる。

併せて、目標指圧力が適切に設定された場合、指圧力リアルタイム制御方法を通じて具現される水平特定位置での指圧部の垂直高さの基準を次のように適用することができる。

「Ａ：垂直最大高さ、Ｂ：垂直最大高さの１／４位置、Ｃ：垂直最大高さの３／４位置」
「ａ：垂直最大高さ、ｂ：垂直最大高さの３／４位置、ｃ：垂直最低高さ」

この場合、目標指圧力の自動算出制御方法は、目標指圧力が最低値である状態で開始するようになる。

温熱器の動作が開始する場合、目標指圧力が最低値である状態であるので、現在の指圧力にかかわらず指圧部は垂直最大高さに上昇するようになる。

したがって、温熱器の動作は体形に関係なく垂直高さが最大に上がってくる頸椎部で開始するようになる。

目標指圧力が最低値である状態で動作する時、指圧部の垂直位置は常に垂直最大高さであるので、目標指圧力は特定の位置ごとに垂直高さの比較を通じて次第に上昇するようになる。

指圧部の水平下降および上昇を通じて、６個の水平特定位置に対する垂直高さの比較を通じた目標指圧力の算出が完了すると、以後マッサージの強度の適用が可能であり、万一、製品の動作中にユーザーの転換状態を認識する場合、前記目標指圧力の自動算出制御方法を再適用する必要がある。

また、Ａ、ａ、ｃ位置の場合、指圧部の垂直高さの基準が最も上または最も下であって、垂直高さを比較できない場合があり、これを考慮して測定指圧力と目標指圧力の偏差を新しい目標指圧力の算出に反映し、これに対する適切な比率を適用するために補正定数「Ｆ」を適用することが好ましい。

併せて、目標指圧力の自動算出制御方法は、それぞれの水平特定位置で垂直位置の比較を通じて目標指圧力をすぐに変換することもできるが、急激な目標指圧力の変化の防止および瞬間測定誤差による全体の目標指圧力の算出エラーを防止するために、補正定数「Ｐ」を適用して段階的に補正することが好ましく、この時の補正定数「Ｐ」は０．５を適用するものの、使用条件により適切に変更可能である。

最終的に、６個の特定の位置での補正値に対する平均値を適用して最終目標指圧力を算出するようになる。

この場合、補正定数ＦとＰを利用した新しい目標指圧力の算出および最終目標指圧力の算出は次の公式が適用される。

［式４］
新規の目標指圧力＝以前の目標指圧力＋補正定数Ｆｘ（測定指圧力−目標指圧力）＋補正定数Ｐｘ（垂直基準位置−垂直現在位置）

［式５］
最終目標指圧力＝（Ａ〜Ｃ、ａ〜ｃ位置での目標指圧力の和）／特定の位置の個数６

このように、ロードセルの重さ測定データによる指圧部の垂直高さの制御時に測定および制御がリアルタイムで具現されることによって、ユーザーの動きにかかわらず、目標とする指圧力で部分および全体の区間に対して、異なってまたは同一に制御することができるようになる。

以上、添付された図面を参照して本発明であるリアルタイム人体スキャン制御方法を説明するにおいて、特定の形状および方向を中心に説明したが、本発明は当業者によって多様な変形および変更が可能であり、このような変形および変更は本発明の権利範囲に含まれると解釈されるべきである。

Claims (8)

1. 指圧部と、
   指圧力をリアルタイムで制御するように構成されたコントローラであって、
   （ａ）前記指圧部の水平位置ごとに、基準垂直高さおよび基準垂直高さに対する指圧力の範囲を設定し、基準垂直高さの範囲内で目標指圧力を設定し、前記指圧部の前進および後進時、水平駆動モーターに印加される駆動電流測定値の極大点または極小点に該当する水平特定位置を決定する手段（Ｓ１００）と、
   （ｂ）ロードセルに加えられるユーザーの荷重測定データによって現在の測定指圧力を演算し、前記水平特定位置での前記指圧部の垂直高さと、データベースに保存されている前記水平特定位置での前記基準垂直高さとの偏差を反映させることにより、マッサージ作業中に新しい目標指圧力を算出する手段（Ｓ２００）と、
   （ｃ）前記目標指圧力と現在の測定指圧力とを比較して前記指圧部の垂直高さを制御する手段（Ｓ３００）とを備えるコントローラと
   を備える装置。
2. 前記コントローラは、前記（ｃ）（Ｓ３００）において、
   前記目標指圧力よりも前記現在の測定指圧力が大きいかまたは小さい場合に、それぞれの前記指圧部を垂直下降または垂直上昇するように制御し、
   前記目標指圧力と前記現在の測定指圧力とが同じである場合、前記指圧部の垂直駆動が停止するように制御する手段をさらに備える、請求項１に記載の装置。
3. 前記コントローラは、ノイズのために前記指圧部の現在の垂直高さが前記基準垂直高さの範囲を外れる場合、前記測定指圧力に一定の範囲のノイズを割り当てる手段をさらに備える、請求項２に記載の装置。
4. 前記コントローラは、前記（ａ）（Ｓ１００）内で、
   前記目標指圧力は最小値が適用される、請求項１に記載の装置。
5. 前記コントローラは、
   前記駆動電流測定値の極大点または極小点が現在のユーザーの特定の脊椎の位置に対応することを識別し、
   マッサージ作業中に前記指圧部の水平移動時、水平駆動モーターに印加される駆動電流測定値に該当する現在の脊椎の位置が特定の脊椎の位置と異なる場合、その偏差だけ経穴点の位置をオフセット補正する手段をさらに備える、請求項４に記載の装置。
6. 前記コントローラは、
   ユーザーの転換によって、以前の脊椎の位置の経穴点と現在の脊椎の位置の経穴点との間の間隔比率が変動する場合、経穴点間の比率を補正する手段をさらに備える、請求項５に記載の装置。
7. （Ａ）水平モーターの駆動による電流変動値データを収集して電流の変動区間を設定し、前記変動区間での極大点および極小点に該当する経穴点での位置情報を抽出する手段と、
   （Ｂ）マッサージ作業中に現在のユーザーの経穴点の位置が前記（Ａ）に対応する経穴点の位置と異なる場合、それが、前記ユーザーの動きであるか、それとも前記ユーザーの転換であるかを決定し、各位置間の差による補正値を算出する手段と、
   （Ｃ）前記（Ｂ）で算出した補正値だけ現在のユーザーの各経穴点の位置を補正する手段とを備える、リアルタイムで人体のスキャンを制御する装置。
8. マッサージ作業中に現在のユーザーの経穴点間の距離が前記（Ａ）で抽出された以前の経穴点間の距離と異なる場合、現在の経穴点間の距離と以前の経穴点間の距離の比率だけ現在のユーザーの経穴点間の距離の比率を補正する手段をさらに備える、請求項７に記載の装置。

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