KR100943650B1 - 운동량을 관리하는 대화형 완구 및 그 방법 - Google Patents

운동량을 관리하는 대화형 완구 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 운동량을 관리하는 대화형 완구 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 대화형 완구에 가속도센서를 구비하여, 상기 대화형 완구를 소유한 사용자의 신체 움직임에 따른 가속도를 검출하여 운동량을 산출하고, 산출된 운동량과 기 설정된 일정시간별 사용자의 맞춤 운동량을 비교함으로써 사용자의 생활 및 운동습관을 관리할 수 있는 운동량을 관리하는 대화형 완구 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명은, 사용자의 고유정보가 저장된 고유정보부와, 상기 사용자의 신체 움직임에 따라 사용자의 가속도정보를 검출하는 가속도센서와, 상기 사용자의 정지자세 시간을 추출하는 타이머와, 상기 사용자에게 필요한 운동량 및 운동정보가 저장된 저장부와, 상기 저장부에 저장된 정보를 음성 또는 영상으로 출력하는 출력부와, 외부의 서버와 유선으로 연결되어 각종데이터를 송수신하는 접속부와, 상기 각 구성의 동작전원을 공급하기 위한 전원부와, 상기 각 장치들을 제어하며, 상기 가속도정보와 상기 고유정보에 의거하여 운동량을 산출하고, 상기 산출된 운동량에 따라 상기 사용자에게 필요한 운동량 및 운동정보를 독출하여 출력하며, 상기 타이머를 통해 추출한 정지자세 시간이 기 설정된 시간 이상이 될 경우 경고음을 출력하는 제어부로 구성되어 사용자의 운동량을 관리하는 대화형 완구를 제공한다.
대화형 완구, 가속도센서, 운동량관리, 운동정보, 신체관리, 운동습관

Description

운동량을 관리하는 대화형 완구 및 그 방법{A quantity-of-exercise managing teller toy and method for operating the same}
본 발명은 운동량을 관리하는 대화형 완구 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 대화형 완구에 가속도센서를 구비하여, 상기 대화형 완구를 소유한 사용자의 신체 움직임에 따른 가속도를 검출하여 운동량을 산출하고, 산출된 운동량과 기 설정된 일정시간별 사용자의 맞춤 운동량을 비교함으로써 사용자의 생활 및 운동습관을 관리할 수 있는 운동량을 관리하는 대화형 완구 및 그 방법에 관한 것이다.
생활 환경의 변화에 따라 건강 관리의 중요성은 누구에게나 중요한 문제이며, 건강을 유지하기 위한 현대인의 운동에 대한 관심이 날로 커지고 있다. 이에 따라 현대인들은 자신의 운동량을 체크하기 위해 운동량을 디스플레이해주는 장치를 많이 이용하고 있으며, 사용자의 운동량을 측정하는 종래의 대표적인 장치로는 만보기(만보계) 들 수 있다.
만보기는 걸음의 횟수 정보를 제공하는 것으로서 사용자가 자신의 운동 속도를 직접 입력한 경우에는 입력한 운동 속도와 걸음 횟수를 승산하여 산출된 운동 거리 정보를 제공한다. 이러한 운동 거리 정보에 의거하여 이용자는 자신의 운동량을 유추할 수 있으나, 이러한 경우는 이용자가 운동 속도를 정확히 입력하였을 경우에만 신뢰성을 가질 수 있으며, 더욱이 이용자가 이용하고 있는 노면의 기울기나 포장상태에 따라서도 운동량이 변화되지만 이러한 정보는 전혀 고려되지 않는다.
한편, 요즘 어린이들은 컴퓨터 게임, 인터넷 등으로 컴퓨터 앞에 앉아 있는 시간이 늘어남에 따라 운동하는 시간이 줄어들고 있다. 이렇게 어린이들의 운동량이 감소되면서 어린이 비만환자들이 늘고 있는데, 이러한 어린이 비만은 고혈압 등과 같은 심각한 질병을 유발할 가능성이 높기 때문에 어린이 비만환자 치료에 대한 다양한 치료 시스템이 제안되고 있다.
그러나 어린이 비만은 정신적인 스트레스 등이 큰 원인으로 작용하는 성인비만에 비해 그 대부분이 과잉 영양공급과 운동량 부족에서 유발하는 것이므로, 운동을 통한 치료가 가장 효과적인 치료방법으로 알려져 있다. 그러나 현재 어린이를 위한 다양한 운동장치가 공급되기는 하나, 일회성에 그치는 경우가 많고, 사용자가 보다 지속적이고 체계적인 운동관리를 할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 것이다. 즉, 본 발명의 목적은 대화형 완구에 가속도센서를 구비하여, 상기 대화형 완구를 소유한 사용자의 신체 움직임에 따른 가속도를 검출하여 운동량을 산출하고, 산출된 운동량과 기 설정된 일정시간별 사용자의 맞춤 운동량을 비교함으로써 사용자의 생활 및 운동습관을 관리할 수 있는 운동량을 관리하는 대화형 완구 및 그 방법을 제공하는데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서 본 발명은, 사용자의 고유정보가 저장된 고유정보부와, 상기 사용자의 신체 움직임에 따라 사용자의 가속도정보를 검출하는 가속도센서와, 상기 사용자의 정지자세 시간을 추출하는 타이머와, 상기 사용자에게 필요한 운동량 및 운동정보가 저장된 저장부와, 상기 저장부에 저장된 정보를 음성 또는 영상으로 출력하는 출력부와, 외부의 서버와 유선으로 연결되어 각종데이터를 송수신하는 접속부와, 상기 각 구성의 동작전원을 공급하기 위한 전원부와, 상기 각 장치들을 제어하며, 상기 가속도정보와 상기 고유정보에 의거하여 운동량을 산출하고, 상기 산출된 운동량에 따라 상기 사용자에게 필요한 운동량 및 운동정보를 독출하여 출력하며, 상기 타이머를 통해 추출한 정지자세 시간이 기 설정된 시간 이상이 될 경우 경고음을 출력하는 제어부로 구성되어 사용자의 운동량을 관리하는 대화형 완구를 제공한다.
또한 본 발명은, 가속도센서를 통해 사용자의 가속도 정보를 검출하는 단계와, 상기 검출된 가속도 정보와 고유정보부에 저장된 사용자의 신체정보를 참조하여 운동량을 산출하는 단계와, 상기 산출된 운동량을 출력부를 통해 출력하는 단계와, 기 설정된 시간에 맞춰 상기 산출된 운동량과 저장부에 저장된 일정시간별 맞춤 운동량을 비교하여, 상기 산출된 운동량이 작을 경우 출력부를 통해 필요한 운동량과 운동방법을 출력시키는 단계와, 타이머를 통해 사용자가 기 설정된 시간이상 정지자세를 유지할 경우, 출력부를 통해 경고음을 출력시키는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 대화형 완구를 이용한 운동량 관리 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 운동량을 관리하는 대화형 완구 및 그 방법을 이용하면, 개인마다 다른 신체적인 조건에 관계없이 자신에게 적절한 운동량으로서 효율적인 운동을 실시할 수 있으며, 지속적인 운동을 실시함으로써 개인적인 건강증진을 도모할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 대화형 완구를 이용하여 사용자의 운동량을 관리하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 대화형 완구(200)에는 가속도센서가 구비되어 있어, 대화형 완구(200)를 소유한 사용자가 걷기 또는 조깅 등의 운동 을 시작하면 가속도센서는 신체의 움직임에 따라 변화되는 가속도 정보를 검출한다.
상기 가속도센서는 물체가 느끼는 가속도를 측정하는 센서로써, 중력 가속도에 의해 발생하는 정적 가속도와 지면에 대한 물체의 움직임으로 발생하는 동적 가속도를 동시에 감지할 수 있는 센서이다. 상기와 같은 가속도 정보를 이용하면 물체가 지면에서 얼마나 기울어져 있는지, 물체가 어떤 힘을 받았는지, 그리고 물체가 어떻게 운동하고 있는지 측정할 수 있게 된다.
또한, 가속도센서가 감지하는 사람이 움직이면서 발생하는 가속도 정보를 바탕으로 걸음 수나 칼로리 소모량을 측정할 수 있다. 이런 경우, 상기 가속도센서가 3차원의 가속도 정보를 발생하므로 사람의 움직임을 입체적으로 감지할 수 있어 운동여부를 정확하게 판단할 수 있으며, 또한 운동량의 정보를 판별할 수 있어 운동에 따른 칼로리 소모를 정확하게 계산해 낼 수 있다.
따라서 사용자가 설정한 시간 또는 기 설정된 하루 일과 시간에 맞춰 사용자가 대화형 완구(200)를 소유한 채 운동하거나 이동할 시, 대화형 완구(200)는 그에 따른 가속도 정보를 검출하고, 검출된 가속도 정보에 의거하여 운동 속도와 운동 거리를 산출하며, 사용자의 고유정보를 참조하여 소모 칼로리 등으로 나타낼 수 있는 운동량을 산출한다.
상기 산출된 운동량에 따라서 기 설정된 시간별로 사용자의 운동량이 적을 경우, 사용자가 운동량을 높일수 있도록 음성(또는 영상)출력을 통해 사용자가 필요한 운동량을 인지시키며, 너무 오랜시간 앉거나 누워있는 정지 자세를 유지할 경 우, 경고음을 출력하여 체조나 가벼운 스트레칭을 유도시킴으로써 사용자에게 바른 생활습관 및 운동습관을 주입시킨다.
또한, 산출된 운동량은 대화형 완구(200)에 저장되며, 대화형 완구(200)가 PC와 유선으로 연결될 시 사용자의 운동량을 전송함으로써, 이에 따른 사용자의 신체 관리 및 타 사용자와의 운동량을 비교할 수 있다. 또한, 병원 서버 및 건강관리 서버에 사용자의 운동량 정보를 전송함으로써 개개인에 따른 건강관리와 질병에 따른 다양한 운동방법을 제공받을 수 있게 된다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 대화형 완구의 내부구성을 도시한 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 대화형 완구는 사용자의 고유정보가 저장된 고유정보부(210)와, 사용자의 신체 움직임에 따라 가속도 정보를 검출하는 가속도센서(220)와, 타이머(230)와, 사용자의 운동량을 저장하는 저장부(240)와, 저장부(240)에 저장된 정보를 음성 또는 영상으로 출력하는 출력부(250)와, 외부의 서버와 유선으로 연결되어 각종데이터를 송수신하는 접속부(270)와, 상기 각 구성의 동작전원을 공급하기 위한 전원부(260) 및 상기 각 장치들을 제어하고, 검출된 가속도 정보에 의거하여 운동량을 산출하는 제어부(280)로 구성된다.
먼저, 고유정보부(210)는 대화형 완구의 고유ID를 비롯한 사용자의 고유정보가 저장되어 있으며, 운동량을 산출하기 위한 성별, 키, 체중을 포함한 사용자의 신체정보가 저장되어 있다.
가속도센서(220)는 XYZ 3축으로 움직이는 사용자의 운동가속도를 측정할 수 있는 3차원 가속도센서(220)로서, 3차원으로 공간이동하는 도체의 각 축방향으로 전기적인 센서를 구비한 3차원 센서를 사용할 수도 있고, 2차원 평면 센서 두개를 결합한 것으로 사용할 수도 있다.
평면상에서 2차원으로 운동가속도를 측정할 수 있는 센서 두개를 결합하여 가속도를 측정할 경우, 두개의 센서에서 방향이 중복되는 하나의 측정값을 삭제하는 방법으로 3차원 운동가속도를 측정한다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 편면상에서 2차원 운동가속도를 측정할 수 있는 센서 두개를 수직으로 연결하고, 두개의 센서에서 겹쳐지는 축(X)에 대한 중복되는 측정값에서 하나를 생략한다.
따라서 상기 가속도센서(220)를 통해 획득한 3차원 가속도 정보를 통하여 사용자가 어떠한 가속도, 속도, 변위를 갖는지 알 수 있게 되고, 이를 통해서 사용자의 움직임을 입체적으로 감지할 수 있게 된다.
타이머(230)는 사용자의 움직임이 정지할 경우 구동되어, 사용자가 정지자세를 유지한 시간을 추출한다. 즉, 상기 가속도센서(220)를 통한 사용자의 운동량이 0일 경우 타이머(230)는 구동되어 정지자세 시간을 추출한다. 상기 추출된 시간은 사용자가 설정한 시간과 비교하며, 기 설정된 시간 이상일 경우, 사용자에게 경고음을 출력함으로써 운동의 필요성을 인지시킨다. 상기 경고음 출력은 사용자의 일정관리에 따라 조절하여 설정할 수 있다. 예를 들어, 점심시간 이후에만 적용하거나, 수면시간과 수업시간은 제외하는 등 사용자의 일정관리에 따라 유동적으로 적용할 수 있다.
상기 사용자의 일정관리에 따라 운동의 필요성 인지를 적용시키기 위해서는 상기 타이머(230)에 메모리(도시하지 않음)를 추가로 구비한다. 상기 타이머(230)는 운동 인지시간을 인터럽트 제어신호로서 제어부(280)에 출력해주며, 상기 제어부(280)는 인터럽트 신호를 수신한 시점에서 사용자에게 운동을 유도시킬 수 있도록 출력부(250)를 통해 경고음을 출력한다.
저장부(240)는 제어부(280)가 가속도센서(220)를 통해 산출한 사용자의 운동량을 저장한다. 또한, 저장부(240)에는 사용자의 일정관리에 따른 시간별 운동량 및 운동종류가 저장되어 있어, 기 설정된 시간별로 산출된 운동량과 비교할 수 있는 기준이 된다. 상기 저장부(240)는 하드디스크(Hard Disk), 플래쉬메모리(Flash Memory)와 같은 내장형 메모리뿐만 아니라, CF카드(Compact Flash Card), SD카드(Secure Digital Card), SM카드(Smart Media Card), MMC(Multi-Media Card), 또는 메모리 스틱(Memory Stick) 등과 같은 이동식 메모리로서 장치의 내부에 구현될 수 있고, 별도의 장치에 구비되어 있을 수도 있다.
출력부(250)는 음성출력하는 스피커 또는 영상을 표시하는 디스플레이장치로 구현되어, 저장부(240)에 저장된 정보를 음성출력(또는 영상출력)하는 기능을 수행한다. 결국, 상기 출력부(250)는 스피커, 디스플레이장치와 같이 소정의 정보를 출력하는 모든 출력수단을 포함한다.
접속부(270)는 PC와 연결하기 쉽도록 해주며, PC와 유선으로 연결하기 위해 USB잭, UART(Serial), 이어폰잭, 24핀잭 중에서 적어도 하나 이상의 것을 포함한다.
제어부(280)는 상기 각 장치들을 제어하며, 상기 가속도센서(220)를 통해 획득한 3차원 가속도 정보를 통해 사용자의 운동속도와 운동거리를 산출하며, 고유정보부(210)에 저장된 사용자의 성별, 키, 체중 등의 신체 정보를 참조하여 소모 칼로리 등으로 나타낼 수 있는 운동량을 산출한다. 더불어 산출된 운동 속도, 운동 거리, 소모 칼로리 등을 출력부(250)를 통해 출력하며, 저장부(240)에 저장된 시간별 운동량과 비교하여 운동량이 모자를 경우 사용자의 운동을 유도할 수 있도록 사용자에게 맞는 운동정보를 출력한다. 또한, 너무 오랜시간 앉거나 누워있는 정지자세를 유지할 경우, 체조나 가벼운 스트레칭을 유도시킬 수 있도록 경고음을 출력한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 대화형 완구를 이용한 운동량 관리 방법을 나타낸 순서도이다.
먼저, 대화형 완구를 소유한 사용자가 걷거나 운동을 하게 되면, 가속도센서가 사용자의 가속도, 속도, 변위를 포함한 가속도 정보를 측정한다(S410). 제어부는 가속도센서를 통해 획득한 사용자의 가속도, 속도, 변위를 통해 운동 속도와 운동 거리를 산출하며(S420), 고유정보부에 저장된 사용자의 성별, 키, 체중 등의 신체 정보를 참조하여 운동 속도, 운동 거리, 소모 칼로리 등으로 나타낼 수 있는 운동량 정보를 산출한다(S430). 출력부는 산출된 운동량 정보를 음성(또는 영상)출력한다(S440).
또한, 기 설정된 일정 시간별로 제어부는 기 설정된 사용자에 맞는 운동량을 저장부에서 독출하여 현재 산출된 운동량과 비교함으로써(S450), 현재 산출된 운동량이 적을 경우 출력부를 통해 경고음을 출력하여 사용자에게 그때 그때 필요한 운동량과 운동방법을 인지시킨다(S460).
더불어, 사용자가 너무 오랜시간 정지 자세를 유지할 경우(S470), 출력부를 통해 경고음을 출력함으로써(S480), 사용자에게 바른 생활습관 및 운동습관을 주입시킨다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백하다 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 대화형 완구를 이용하여 사용자의 운동량을 관리하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 대화형 완구의 내부구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 가속도센서를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 대화형 완구를 이용한 운동량 관리 방법을 나타낸 순서도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
200 : 대화형 완구 210 : 고유정보부
220 : 가속도센서 230 : 타이머
240 : 저장부 250 : 출력부
260 : 전원부 270 : 접속부
280 : 제어부

Claims (9)

  1. 사용자의 운동량을 관리하는 대화형 완구에 있어서,
    사용자의 고유정보가 저장된 고유정보부와;
    상기 사용자의 신체 움직임에 따라 사용자의 가속도정보를 검출하는 가속도센서와;
    상기 사용자의 정지자세 시간을 추출하는 타이머와;
    상기 사용자에게 필요한 운동량 및 운동정보가 저장된 저장부와;
    상기 저장부에 저장된 정보를 음성 또는 영상으로 출력하는 출력부와;
    외부의 서버와 유선으로 연결되어 각종데이터를 송수신하는 접속부와;
    상기 각 구성의 동작전원을 공급하기 위한 전원부와;
    상기 각 장치들을 제어하며, 상기 가속도정보와 상기 고유정보에 의거하여 운동량을 산출하고, 상기 산출된 운동량에 따라 상기 사용자에게 필요한 운동량 및 운동정보를 독출하여 출력하며, 상기 타이머를 통해 추출한 정지자세 시간이 기 설정된 시간 이상이 될 경우 경고음을 출력하는 제어부;
    로 구성되어 사용자의 운동량을 관리하는 대화형 완구.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 고유정보부는,
    상기 대화형 완구의 고유ID를 포함한 사용자의 고유정보 및 상기 사용자의 성별, 키, 체중을 포함한 사용자의 신체정보가 저장된 것을 특징으로 하는 사용자의 운동량을 관리하는 대화형 완구.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 가속도센서는,
    3차원으로 공간이동하는 도체의 각 축방향으로 전기적인 센서를 구비한 3차원 센서 또는 2차원 평면 센서 두개를 결합한 것인 것을 특징으로 하는 사용자의 운동량을 관리하는 대화형 완구.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 가속도센서는,
    사용자의 신체 움직임에 따른 가속도, 속도, 변위를 포함한 가속도 정보를 검출하는 것을 특징으로 하는 사용자의 운동량을 관리하는 대화형 완구.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 타이머는,
    상기 가속도센서를 통해 산출된 사용자의 운동량이 0일 경우 구동되는 것을 특징으로 하는 사용자의 운동량을 관리하는 대화형 완구.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 타이머는,
    메모리를 추가로 구비하여 사용자의 일정관리에 따라 사용자의 정지자세 시간을 추출하는 것을 특징으로 하는 사용자의 운동량을 관리하는 대화형 완구.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 저장부는,
    사용자의 일정관리에 따른 시간별 운동량 및 운동종류가 저장되어 있는 것을 특징으로 하는 사용자의 운동량을 관리하는 대화형 완구.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    기 설정된 시간이 될 경우, 상기 저장부에 저장된 사용자에게 필요한 운동량과 상기 산출된 운동량을 비교하여, 상기 산출된 운동량이 적을 경우 상기 출력부 를 통해 상기 저장부에 저장되어 있는 상기 사용자에게 필요한 운동량과 운동방법을 출력하는 것을 특징으로 하는 사용자의 운동량을 관리하는 대화형 완구.
  9. 고유정보부, 가속도센서, 타이머, 저장부, 출력부, 접속부, 제어부를 포함하여 구성된 대화형 완구를 이용하여 운동량을 관리하는 방법에 있어서,
    가속도센서를 통해 사용자의 가속도 정보를 검출하는 단계와;
    상기 검출된 가속도 정보와 고유정보부에 저장된 사용자의 신체정보를 참조하여 운동량을 산출하는 단계와;
    상기 산출된 운동량을 출력부를 통해 출력하는 단계와;
    기 설정된 시간에 맞춰 상기 산출된 운동량과 저장부에 저장된 일정시간별 맞춤 운동량을 비교하여, 상기 산출된 운동량이 작을 경우 출력부를 통해 필요한 운동량과 운동방법을 출력시키는 단계와;
    타이머를 통해 사용자가 기 설정된 시간이상 정지자세를 유지할 경우, 출력부를 통해 경고음을 출력시키는 단계;
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 대화형 완구를 이용한 운동량 관리 방법.
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