KR101111982B1 - 셔틀런 측정 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 셔틀런 측정 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 호루라기, 스톱와치, 기록지 등이 기구가 별도로 필요치 않고, 측정자가 피측정자를 일일이 관찰할 필요도 없으며, 피측정자에게 셔틀런 테스트를 위한 신호를 자동으로 송출하고, 그 테스트 기록을 자동으로 분석, 저장하는 셔틀런 측정 시스템에 관한 것이고, 또한, 피측정자에게 신체적 무리가 있는 경우에 이를 감지하여 알림으로서 안전사고를 예방할 수 있는 셔틀런 측정시스템에 관한 것이다.

본 발명의 셔틀런 측정시스템은 피측정자의 셔틀런 테스트 지속여부를 감지하는 감지수단; 스피커와, 상기 스피커로 셔틀런 테스트를 위한 음원을 송출하는 MP3와, 상기 감지수단으로부터 감지신호를 무선수신하는 수신부와, 상기 수신부로부터 전송받은 감지신호를 분석하는 분석부와, 측정자의 조작신호를 입력받은 입력부와, 셔틀런 테스트에 관계된 사항을 디스플레이하는 디스플레이부와, 상기 분석부로부터 전송받은 분석신호를 연산하여 피측정자의 셔틀런 테스트 결과를 검출하고, 상기 입력부의 조작신호를 받아 처리하고, 상기 디스플레이부 및 MP3를 제어하는 제어부를 포함하는 셔틀런 측정기;를 포함하여 이루어진다.

셔틀런, 무선 통신, 진동감지기, 맥박검출기, 왕복횟수

Description

셔틀런 측정 시스템{Measurement system for shuttle-run}

본 발명은 셔틀런 측정 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 호루라기, 스톱와치, 기록지 등이 기구가 별도로 필요치 않고, 측정자가 피측정자를 일일이 관찰할 필요도 없으며, 피측정자에게 셔틀런 테스트를 위한 신호를 자동으로 송출하고, 그 테스트 기록을 자동으로 분석, 저장하는 셔틀런 측정 시스템에 관한 것이고, 또한, 피측정자에게 신체적 무리가 있는 경우에 이를 감지하여 알림으로서 안전사고를 예방할 수 있는 셔틀런 측정시스템에 관한 것이다.

셔틀런(shuttle run) 테스트는 단거리 왕복 달리기 테스트로서, 학생들의 체력 측정이나 운동선수들의 체력 강화를 위해 자주 사용되는 테스트이다.

보다 상세히 설명하면 출발선에서 반환선까지 약 20-25m가 되는 단거리를 일정시간(예;10초) 이내에 왕복하여 달리는 운동으로서, 주어진 시간 이내에 도달하면 다시 한 번 왕복하고, 주어진 시간 이내에 도달하지 못하면 거기서 중단하여 몇 회 왕복했는지를 체크하는 테스트이다. 그리고 주어진 시간 이내에 왕복하면 남은 시간은 쉬고 나서 다시 왕복 주행하게 된다.

예를 들어 테스트 거리가 20m(왕복하면 40m)이고 주어진 시간이 10초인 경우에, 피측정자가 8초 만에 왕복하여 시작점에 도달하였다면 남은 2초는 쉬고 10초가 끝나면 즉시 다시 출발하여 왕복한다. 이러한 왕복 주행을 반복하다가 10초 이내에 출발선에 도달하지 못하면 그때 테스트는 종료하고 총 왕복한 횟수를 체크하는 것이다.

이와 같은 셔틀런 테스트를 위해 종래에는 측정자가 호루라기, 스톱와치, 기록지 등을 구비한 상태에서, 측정자가 스톱와치를 보면서 일정시간 마다 호루라기를 불어 피측정자에게 출발신호를 보내고, 측정자가 피측정자가 왕복에 성공했는지 일일에 관찰하여 몇 회 왕복했는지 체크 한 후에 기록지에 적었다. 이러한 종래의 셔틀런 테스트 방식은 측정자가 스톱와치와 피측정자를 동시에 관찰하고 일정시간 마다 정확히 호루라기를 불어야 하고 동시에 기록도 해야 하는 불편이 있고, 그 기록의 정확도에도 문제가 있다. 그래서 스탑와치를 보면서 정기적으로(예; 10초마다) 호루라기를 부는 측정자 이외에, 피측정자를 관찰하면서 피측정자가 일정시간 이내에 왕복에 성공했는지를 관찰하고 총 왕복횟수를 체크하여 기록하는 보조기록원을 두고 셔틀런 테스트를 진행하기도 하는데, 이는 인력이 추가될 뿐만 아니라 수동으로 셔틀런 테스트를 진행하고 기록하는 불편과 기록의 정확성 등이 그리 개선된다 할 수 없다.

또한, 피측정자는 한번이라도 더 왕복주행에 성공하고자 무리를 하는 경우가 종종 있는데, 신체적(체력적)으로 무리가 간 피측정자는 즉시 테스트를 중단시켜 안전사고가 발생되지 않도록 하여야 하는데, 종래의 테스트 방식에서는 측정자가 피측정자를 육안으로 관찰하여 피측정자가 체력적으로 무리가 간 상태인지를 파악할 수밖에 없는데 이를 육안으로 파악하는 것은 쉽지 않다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 호루라기, 스톱와치, 기록지, 필기구 등의 기구나 보조기록원이 별도로 필요하지 않고, 자동으로 피측정자에게 출발신호를 일정시간 마다 송출하고, 왕복에 주행에 성공한 횟수도 자동으로 정확하게 체크하여 기록하며, 한 번에 여러 명을 동시에 테스트 할 수 있는 셔틀런 측정 시스템을 제공함을 목적으로 한다.

또한, 테스트시 피측정자의 맥박을 검출하여 체력적으로 무리가 간 피측정자가 발생한 경우 이를 즉시 경고하여 안전사고가 발생되는 것을 예방할 수 있는 셔틀런 측정 시스템을 제공함을 또 다른 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 셔틀런 측정시스템은

스피커와,

상기 스피커로 셔틀런 테스트를 위한 음원을 정기적으로 송출하는 MP3와,

측정자의 조작신호를 입력받은 입력부와,

셔틀런 테스트 잔여시간 및 왕복 횟수를 디스플레이하는 디스플레이부와,

상기 입력부의 조작신호를 받아 처리하고, 상기 디스플레이부 및 MP3를 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진다.

그리고 피측정자의 셔틀런 테스트에 따른 맥박을 감지하는 감지수단;을 더 포함하고,

상기 스피커, MP3, 입력부, 디스플레이부 및 제어부를 포함하여 이루어지는 셔틀런 측정기는

상기 감지수단으로부터 감지신호를 무선 수신하는 수신부와,

상기 수신부로부터 전송받은 감지신호를 분석하는 분석부를 더 포함하고,

상기 제어부는 상기 분석부로부터 전송받은 분석신호를 연산하여 피측정자의 맥박을 검출하여 상기 디스플레이부에 표시하는 것을 특징으로 하고,

상기 감지수단은 피측정자의 셔틀런 테스트에 따른 진동을 감지하는 진동감지기를 포함하고,

상기 분석부는 상기 수신부를 통해 전송되는 상기 진동감지기의 진동신호를 분석하고,

상기 제어부는 상기 분석부에서 분석한 진동신호의 변화로부터 피측정자의 셔틀런 테스트 왕복 횟수를 검출하는 것을 특징으로 하고,

상기 셔틀런 측정기는

상기 제어부에서 검출한 피측정자별 맥박 및 왕복 횟수를 저장하는 메모리와,

상기 제어부에 연결되어 외부기기(예; PC)와 데이터 통신을 하는 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명은 측정자 이외에 보조기록원이 필요치 않고, 측정자는 입력부의 스타트 버튼과 스톱 버튼을 누르는 행위만으로 셔틀런 테스트를 수행할 수 있고, 한 번에 여러 명의 피측정자를 동시에 테스트 할 수 있고, 각 피측정자의 테스트 결과(왕복 횟수)는 정확하게 자동으로 기록되어 매우 편리하고 효율적인 셔틀런 측정 시스템이다. 또한, 테스트 중 체력적으로 무리가 간 피측정자가 발생한 경우 즉시 경고하여 안전사고를 예방할 수 있는 셔틀런 측정 시스템이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

도1은 본 발명에 따른 셔틀런 측정 시스템의 구성도를 도시한 것으로서, 도면에서 보듯이 피측정자에게 착용되는 감지수단(10)과, 셔틀런 테스트를 위한 음원을 송출하고 감지수단(10)과 무선 통신하여 테스트 결과를 연산하고 기록하는 셔틀런 측정기(20)를 포함하여 이루어진다.

상기 감지수단(10)은 피측정자에게 착용되어, 착용한 피측정자의 셔틀런 테스트에 따른 체력적(신체적) 변화를 감지하여 셔틀런 측정기(20)로 무선 송신한다. 보다 구체적으로는 셔틀런 테스트에 따른 체력적 변화로 맥박의 변화와 진동의 변화를 감지하여 피측정자가 셔틀런 테스트 중 체력적으로 무리가 간 상태가 되었는지 여부(맥박의 검출로 판단)와, 일정시간(주어진 시간) 이내에 왕복에 성공했는지 여부(진동의 변화 검출로 판단)를 검출한다.

셔틀런 테스트 시 피측정자의 신체부위 변화가 가장 큰 곳은 팔과 다리이다. 다시 말해, 셔틀런 테스트 시작 전과 종료 후 하에는 팔과 다리의 운동이 거의 없지만, 테스트 진행 중, 즉, 왕복 주행 시에는 팔과 다리를 앞뒤로 빠르게 흔들게 된다. 따라서 팔이나 다리의 운동 상태로 피측정자가 셔틀런 거리 왕복에 성공했는지 여부를 판단할 수 있다.

상기 감지수단(10)은 이와 같이 피측정자의 테스트 진행여부(왕복 주행의 성공여부)를 명확히 구분할 수 있는 피측정자의 팔이나 다리에 착용되어 팔과 다리의 흔들림(즉, 진동)을 감지하여 셔틀런 측정기(20)로 무선 송신한다. 그리고 감지신 호를 송신할 때에는 다름 감지수단(10)과 구별되도록 감지신호에 고유번호 신호를 함께 부가하여 송신한다.

또한, 착용한 피측정자의 맥박을 검출하여 셔틀런 측정기(20)로 송신함으로서, 피측정자의 맥박이 비정상적으로 상승하는 경우에 경고음을 발하여 안전사고가 발생되지 않도록 한다. 즉, 감지수단(10)에는 착용자의 진동수를 감지하는 진동감지기(11)와 맥박을 검출하는 맥박검출기(13)가 구비된다.

감지수단(10)은 착용한 피측정자의 진동을 감지하기 위해 팔이나 다리에 착용하는 것이 바람직하고, 동시에 맥박을 함께 검출하게 되므로 팔목이나 밟목에 착용하는 것이 바람직하다.

상기 셔틀런 측정기(20)는 테스트를 위한 출발신호를 일정시간 간격(예; 10초 간격)으로 송출하여 셔틀런 테스트가 행해지도록 하고, 피측정자가 착용한 감지수단(10)으로부터 감지신호를 전송 받고 분석하여 해당 피측정자의 체력에 문제가 발생되었는지 여부를 감지하고, 피측정자의 셔틀런 테스트가 지속되고 있는지를 검출하고, 셔틀런 테스트가 종료된 경우에 그 결과, 즉, 최종 왕복 횟수가 얼마나 되는지 체크하게 된다.

상기 셔틀런 측정기(20)는 도면에서 보는 바와 같이 스피커(21), 마이크(23), MP3(24), 증폭부(22), 디스플레이부(28), 제어부(27)를 포함하여 이루어져 피측정자들의 셔틀런 테스트가 진행되도록 출발신호를 정기적으로 송출함과 동시에 셔틀런 테스트의 잔존시간 및 왕복 횟수를 표시하여 알려주고,

수신부(25), 분석부(26), 메모리(30), 통신부(31)를 포함하여 이루어져 피측정자별 맥박을 검출하여 테스트 중에 신체적 무리가 갔는지여부와 체력조건을 판단하고, 피측정자별 진동을 감지하여 피측정자가 왕복에 성공했는지 여부를 자동으로 검출하여 왕복횟수를 연산한다.

그리고 셔틀런 측정기의 구동을 위한 전원을 공급하는 전원부(32)를 포함하여 이루어진다.

상기 스피커(21)는 상기 MP3(24) 또는 마이크(23)에서 입력되는 음원신호를 송출하여 피측정자가 들을 수 있도록 하고, 상기 마이크(23)는 측정자의 음원을 입력받아 스피커(21)로 송출하고, 상기 MP3(24)는 저장되어 있는 음원을 스피커(21)로 송출한다. 그리고 상기 증폭부(22)는 상기 MP3(24) 또는 마이크(23)에서 입력되는 음원신호를 증폭하여 상기 스피커(21)로 전송한다.

상기 MP3(24)에는 피측정자의 출발을 알리는 비프(BEEP)음이 저장되고, 기타 셔틀런 테스트시 피측정자의 컨디션을 향상시킬 수 있는 음악 등이 저장된다. 그리고 출발을 알리는 비프음은 송출은 제어부(27)에 의해 제어된다. 즉, 왕복시간이 10초로 설정된 경우에는 비프음이 10초마다 송출되도록 제어부(27)가 제어한다.

왕복시간의 설정은 테스트를 위한 거리, 피측정자의 나이, 성별, 체력상태 등을 고려하여 측정자가 입력부를 조적하여 설정하고, 제어부는 설정된 왕복시간에 따라 정기적으로 MP3에 저장되어 있는 출발신호(비프음)가 스피커로 송출되도록 제 어한다.

상기 수신부(25)는 상기 감지수단(10)이 무선 송출하는 감지신호와 맥박신호 및 고유번호 신호를 수신하고, 상기 분석부(26)는 상기 수신부(25)가 송신하는 감지신호를 분석하여 피측정자의 진동수를 검출하고, 맥박신호를 분석하여 맥박을 검출한다.

상기 제어부(27)는 상기 분석부(26)로부터 고유번호 신호와 , 감지신호와 맥박신호로부터 검출된 진동수와 맥박에 관한 데이터를 전송받고, 이들을 연산하고 그 결과를 저장한다.

보다 구체적으로 설명하면, 고유번호 신호로부터는 어느 감지수단(10)에 관한 것인지를 판단하고(즉, 어느 피측정자의 신호인지 판단), 진동수에 관한 데이터로부터는 해당 피측정자의 테스트가 진행 중인지 아니면 주어진 시간 내에 왕복하지 못하여 테스트가 종료되었는지를 판단하고, 맥박에 관한 데이터로부터는 해당 피측정자에게 체력적으로 무리가 간 상태가 아닌지를 판단한다.

제어부(27)의 진동수 데이터의 연산을 보다 구체적으로 설명하면, 피측정자가 출발선에서 출발하여 전환점을 돌아 다시 출발선에 도달하기 까지는 진동수가 높고, 출발선에 도착 후에 다시 출발하기 전에는 진동수는 급격히 감소하였다가, 다시 출발하면 다시 진동수는 급격히 높아지게 된다. 이때, 출발선에 도착 후에 다 시 출발하기 전 타임은 그리 길지 않다. 예를 들어, 왕복하는 시간이 10초로 설정된 경우에 피측정자가 최단시간에 왕복할 수 있는 시간이 7초라면, 다시 출발하기까지 3초의 시간이 주어진다. 따라서 3초 이상 피측정자의 진동수가 낮은 상태로 지속되면 피측정자는 왕복에 실패하여 테스트가 종료된 것으로 판단하게 되는 것이다.

테스트가 시작되면 제어부(27)는 설정된 시간마다 MP3(24)가 비프음을 스피커(21)로 송출하도록 하고, 비프음이 송출될 때마다 왕복횟수를 업카운트 한다. 그리고 피측정자의 진동수가 낮은 상태로 일정시간 이상 지속되면 그때 테스트는 종료한 것으로 판단하고 그때 카운트된 왕복횟수를 해당 피측정자의 셔틀런 테스트 결과로 체크한다.

그리고 제어부(27)는 맥박에 관한 데이터를 받아 해당 피측정자에게 체력적으로 무리가 간 상태가 아닌지를 판단하고, 무리가 간 상태로 판단되면 스피커(21)나 디스플레이 또는 램프 등을 이용하여 측정자에게 이를 알려 안전사고가 발생되지 않도록 한다.

일반적으로 운동을 하게 되면 맥박은 올라가지만 그 한계가 있다. 따라서 맥박이 이 한계를 넘어서면 피측정자가 위험 상태이므로 이를 경고할 것이다. 그리고 때로는 격렬한 운동 시에 체력적으로 무리가 갔을 때 맥박이 현격히 낮아지는 때도 있다. 즉, 테스트 도중에 피측정자의 맥박이 한계 최저치나 최고치를 벗어나면 위험상태 임을 경고한다.

그리고 폐활량이 크거나 체력 조건이 좋으면 같은 운동을 하여도 맥박은 낮다. 따라서 테스트 시에 맥박을 체크하여 피측정자의 체력조건을 측정하는데 사용될 수 있다.

상기 메모리(30)는 상기 제어부(27)에서 연산한 데이터들이 저장되고, 저장된 데이터들은 제어부(27)가 독출하여 통신부(31)를 통해 PC와 같은 외부기기(40)로 송출하거나 디스플레이부(28)에 표시한다. 메모리(30)에 저장되는 데이터로는 감지수단(10)의 고유번호들과, 고유번호들 각각에 대한 피측정자의 최종 왕복 횟수, 왕복 최단시간, 테스트 중 최고 맥박 등이 있다.

상기 통신부(31)는 상기 제어부(27)가 연산한 피측정자의 셔틀런 왕복 횟수, 맥박 등에 관한 데이터를 유선 또는 무선으로 PC 등과 같은 외부기기(40)로 송출한다. 그리고 통신부(31)를 통해 데이터를 수신 받은 외부기기(40)(PC)는 기설정된 프로그램에 따라 피측정자의 성명, 성별, 나이 등과 같은 인적사항과, 테스트 결과(왕복횟수, 맥박, 왕복 최단시간 등)와 피측정자의 체력조건 등급 등에 관한 사항을 데이터베이스화하여 관리한다.

상기 전원부(32)는 다른 구성요소들의 구동을 위한 전원을 공급한다. 셔틀런 측정기는 실외에서 사용되고 이동이 많은 관계로 상용전원 보다는 배터리를 전원으로 사용하는 것이 바람직하고, 배터리의 전원을 승압 또는 강압하여 다른 구성요소 들에게 구동전원을 공급한다.

상기 입력부(29)는 측정자의 조작을 위한 다수의 버튼으로 구성되고, 상기 디스플레이부(28)는 테스트에 관련된 사항이나 테스트 결과를 디스플레이한다.

상기 입력부(29)의 버튼으로는 스타트 버튼, 스톱 버튼, 셔틀 버튼, 스톱와치 버튼 등이 있고,

상기 디스플레이부(28)는 숫자를 표시할 수 있는 다수의 7-세그먼트로 구성되거나, 액정화면으로 구성될 수 있다.

예를 들면, 측정자가 셔틀 버튼을 누르면 디스플레이부(28)의 7-세그먼트들은 모두 0을 표시하여 셔틀런 테스트 준비 완료 상태임을 표시한다.

그리고 이 상태에서 스타트 버튼을 누르면 출발을 알리는 비프음이 스피커(21)로 송출됨과 동시에 디스플레이부(28)의 7-세그먼트는 주어진 왕복시간을 거꾸로 카운팅한다. 예를 들어 주어진 시간이 10인 경우에는 10, 9, 8, 7 ..... 0의 순서로 카운팅한다.

그리고 이 주어진 왕복시간이 끝나면, 즉시 비프음이 송출되고, 7-세그먼트는 주어진 왕복시간을 다시 거꾸로 카운팅하고, 또 다른 7-세그먼트는 1로 카운팅되어 왕복횟수를 표시한다. 이와 같은 동작을 반복하여 왕복횟수는 주어진 시간마다 업 카운팅된다.

그리고 어느 피측정자도 주어진 시간 내에 왕복하지 못하여 테스트가 종료됨 으로서 스톱버튼을 누르면, 비프음의 송출과 7-세그먼트의 카운팅은 종료된다.

그리고 다른 피측정자들을 테스트하거나 일정 휴식시간을 갖고 다시 테스트 할 때는 셔틀 버튼을 눌러 7-세그먼트들을 0으로 하여 테스트를 준비 상태로 한 후에 위와 같은 작업을 반복한다.

그리고 스톱와치 버튼을 누르면 디스플레이부(28)의 7-세그먼트들은 모두 0으로 표시되고, 이후 스타트 버튼을 누리면 7-세그먼트들이 카운트되어 시간 경과를 표시한다. 이때 시간을 1/10초부터 초, 분, 시 단위로 업 카운팅되어 스톱와치 기능을 수한다. 그리고 스톱 버턴을 누르면 그때의 경과 시간이 정지상태로 표시되고, 다시 스타트 버튼을 누리면 정지상태 상태에서 연속되어 시간이 업 카운팅된다.

그리고 측정자는 입력부(29)의 버튼을 이용하여 셔틀런 테스트의 왕복시간을 디스플레이부(28)를 보면서 설정하거나, 피측정자의 셔틀런 테스트 결과를 메모리(30)에서 독출하여 디스플레이부(28)에 표시하여 볼 수 있다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 구조를 갖는 셔틀런 측정 시스템에 대해 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

도 1 은 본 발명에 따른 셔틀런 측정 시스템의 블록 구성도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 감지수단 11 : 진동감지기

13 : 맥박검출기 20 : 셔틀런 측정기

21 : 스피커 23 : 마이크

24 : MP3 25 : 수신부

26 : 분석부 27 : 제어부

28 : 디스플레이부 29 : 입력부

30 : 메모리 31 : 통신부

Claims (4)

1. 스피커와,

   상기 스피커로 셔틀런 테스트를 위한 음원을 정기적으로 송출하는 MP3와,

   측정자의 조작신호를 입력받은 입력부와,

   셔틀런 테스트 잔여시간 및 왕복 횟수를 디스플레이하는 디스플레이부와,

   상기 입력부의 조작신호를 받아 처리하고, 상기 디스플레이부 및 MP3를 제어하는 제어부와,

   피측정자의 셔틀런 테스트에 따른 맥박을 감지하는 감지수단을 포함하고,

   상기 스피커, MP3, 입력부, 디스플레이부 및 제어부를 포함하여 이루어지는 셔틀런 측정기는

   상기 감지수단으로부터 감지신호를 무선 수신하는 수신부와,

   상기 수신부로부터 전송받은 감지신호를 분석하는 분석부를 더 포함하고,

   상기 제어부는 상기 분석부로부터 전송받은 분석신호를 연산하여 피측정자의 맥박을 검출하여 상기 디스플레이부에 표시하는 것을 특징으로 하고,

   상기 감지수단은 피측정자의 셔틀런 테스트에 따른 진동을 감지하는 진동감지기를 포함하고,

   상기 분석부는 상기 수신부를 통해 전송되는 상기 진동감지기의 진동신호를 분석하고,

   상기 제어부는 상기 분석부에서 분석한 진동신호의 변화로부터 피측정자의 셔틀런 테스트 왕복 횟수를 검출하는 것을 특징으로 하는 셔틀런 측정시스템.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서, 상기 셔틀런 측정기는

   상기 제어부에서 검출한 피측정자별 맥박 및 왕복 횟수를 저장하는 메모리와,

   상기 제어부에 연결되어 외부기기와 데이터 통신을 하는 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 셔틀런 측정시스템.

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