KR101138249B1 - System for analyzing grip force and movement using grip device - Google Patents

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Abstract

본 발명은 그립 장치를 이용한 그립 악력 및 움직임 분석 시스템에 관한 것으로서, 일정 간격으로 신호음을 발생시키며 악력 및 움직임을 검출하고, 검출된 데이터를 이용하여 기 저장된 숙련자의 데이터와의 상관성 분석 및 RMS 분석을 수행하고, 움직임과 악력과의 일관성 분석을 수행하여 표시하도록 함에 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 스포츠 용구의 내외부에 장착되는 장치로서, 소정시간 간격으로 신호음을 발생시키며, 그립 악력 및 움직임을 검출하는 그립 장치; 상기 그립 장치와 데이터 전송에 관한 정보를 송수신하며, 상기 그립 장치로부터 수신한 데이터를 USB 통신 규약에 맞도록 변환하여 분석 장치로 전송하는 중계 장치; 및 상기 그립 장치로부터 수신되는 데이터를 이용하여, 기 저장된 숙련자의 데이터와의 상관성 분석 및 RMS 분석을 수행하고, 움직임과 악력과의 일관성 분석을 수행하여 표시하는 분석 장치; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
The present invention relates to a grip grip force and motion analysis system using a grip device, and generates a beep at a predetermined interval, detects grip force and movement, and uses the detected data to perform correlation analysis and RMS analysis with data stored by an expert. The purpose is to display and analyze the consistency between movement and grip.
According to an aspect of the present invention, there is provided a device, which is mounted inside and outside of a sports equipment, comprising: a grip device that generates a beep sound at predetermined time intervals and detects grip grip force and movement; A relay device which transmits / receives information on data transmission with the grip device, converts the data received from the grip device into conformity with a USB communication protocol, and transmits the data to an analysis device; And an analysis device configured to perform correlation analysis and RMS analysis with previously stored data of the expert using the data received from the grip device, and perform a consistency analysis between movement and grip force and display the same. And a control unit.

Description

그립 장치를 이용한 그립 악력 및 움직임 분석 시스템{SYSTEM FOR ANALYZING GRIP FORCE AND MOVEMENT USING GRIP DEVICE}Grip grip and motion analysis system using grip device {SYSTEM FOR ANALYZING GRIP FORCE AND MOVEMENT USING GRIP DEVICE}

본 발명은 그립 악력 및 움직임 분석 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 일정 간격으로 신호음을 발생시키며 악력 및 움직임을 검출하는 그립 장치가 스포츠 용구 내외부에 장착되며, 그립 장치로부터 전송되는 데이터를 바탕으로 사용자의 그립 악력 및 움직임을 분석하여 분석결과를 제공하는 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a grip grip force and movement analysis system, and more particularly, a grip device for generating a beep at a predetermined interval and detecting grip force and movement is mounted inside or outside a sports equipment, and based on data transmitted from the grip apparatus. The present invention relates to a system for analyzing grip force and movement of a grip and providing an analysis result.

봉과 같은 기구를 이용하는 스포츠인 테니스, 스쿼시, 야구, 검도, 장대높이뛰기, 스키, 창던지기 등에 있어서 그립을 쥐는 힘인 악력은 용구를 쥐는 힘의 원천일 뿐만 아니라 조화로운 운동 동작과 관련됨으로 성공적인 동작수행 결과와 밀접한 관계를 가진다. The grip force, which is the grip force in sports such as tennis, squash, baseball, kendo, pole vault, skiing, javelin, etc. It is closely related to

악력을 측정하는 장치로 악력계가 있으나, 이는 손가락의 힘 전체에 대한 측정만 가능하다. 또한, 기존에 개발된 손가락 또는 손바닥의 특정 위치에 대한 실시간 측정 장치는 장갑 형태로서, 스포츠 동작 시 일관된 측정 위치와 특정 종목에 대한 순간적인 큰 악력을 측정할 수 없고 내구성이 떨어지는 단점이 있다. There is a gyrometer as a device for measuring the grip force, but it can only measure the entire force of the finger. In addition, the conventionally developed real-time measuring device for a specific position of the finger or palm is a glove form, it can not measure a consistent measurement position and instantaneous large grip force for a specific sport during sports operation has the disadvantage of poor durability.

한편, 특정 위치에 대한 악력 값은 특히 프로급이나 숙련자에게는 중요한 경기력 향상을 제공할 수 있는 정보이다. 또한, 악력과 함께 동작의 패턴도 중요하다. 동작 패턴을 검출하고 분석하여 경기력 향상과 잘못된 동작을 수정하고 재훈련 시에 활용한다. On the other hand, the grip value for a particular position is information that can provide significant performance enhancement, especially for professional and skilled persons. In addition to the grip force, the pattern of movement is also important. Detect and analyze movement patterns to improve performance and correct wrong movements and use them in retraining.

기존에 개발된 동작 패턴 검출기는 주로 실내에 있는 3차원 동작 분석 카메라로 분석되고 있으나, 장대높이뛰기, 창던지기 같은 투척 종목은 실내에서 측정하기가 불가능하다. 또한, 실외에서 측정할 경우 가속도 센서, 자이로 센서 등을 이용하나 측정 장치가 용구의 외부에 부착되거나, 인체의 외부에 부착되고 크기가 크며, 센서와 측정 장치간의 신호 전달은 전선으로 연결되어 불편함이 있다. 특히, 급격한 동작 수행 시 측정 장치가 신체로부터 벗어날 수 있고 동작 수행 시 부정적 영향을 줄 수 있다. Traditionally developed motion pattern detectors are mainly analyzed by indoor 3D motion analysis cameras, but throwing items such as pole vault and javelin cannot be measured indoors. In addition, when measuring outdoors, an acceleration sensor and a gyro sensor are used, but the measuring device is attached to the outside of the tool, or attached to the outside of the human body, and the size is large, and signal transmission between the sensor and the measuring device is inconvenient because it is connected to the wire. There is this. In particular, when the abrupt operation is performed, the measuring device may be removed from the body and may have a negative effect when performing the operation.

또한, 스포츠 동작의 수행은 일관성을 유지하는 것이 중요하다. 일반적으로 일정 간격으로 소리를 발생하는 메트로놈과 같은 역할을 하는 장치를 이용하여 청각 또는 시각적인 방법으로 일관성 유지 훈련을 수행한다. 야구와 같은 종목은 위치 이동을 하지 않으므로, 사용이 적절하나 투척 경기와 같은 종목은 사용자가 이동하므로 사용할 수 없는 문제와 측정 장치를 따로 구입하거나 설치해야 하는 번거러움이 있다.In addition, it is important to maintain consistency in the performance of sporting movements. In general, training is performed in an auditory or visual manner using a device that acts like a metronome that generates sound at regular intervals. Since sports such as baseball do not move the position, it is appropriate to use, but sports such as throwing games can not be used because the user moves, there is a need to purchase or install a separate measuring device.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 제 1 목적은, 일정 간격으로 신호음을 발생시키며 악력 및 움직임을 검출하고, 검출된 데이터를 이용하여 기 저장된 숙련자의 데이터와의 상관성 분석 및 RMS 분석을 수행하고, 움직임과 악력과의 일관성 분석을 수행하여 표시하도록 함에 있다. The present invention has been made in view of the above-described problems, and a first object of the present invention is to generate a beep at a predetermined interval, detect grip force and movement, and use the detected data to correlate with the data of a stored expert. Analysis and RMS analysis, and the consistency analysis of movement and grip force to display.

또한 본 발명의 제 2 목적은, 신체에 움직임 검출을 위한 센서와 인터페이스 장치의 부착이 필요치 않도록 그립 장치를 스포츠 용구의 내외부에 장착함으로써, 실제와 동일한 조건에서 데이터를 측정하도록 함에 있다. Further, a second object of the present invention is to mount the grip device on the inside and outside of the sports equipment so that the body does not need to attach the sensor and the interface device for motion detection, so that the data can be measured under the same conditions as in the real world.

또한 본 발명의 제 3 목적은, 스포츠 용구의 내외부에 장착된 그립 장치를 통해 검출된 악력 및 움직임에 관한 데이터를 검출하여 무선으로 전송함으로써, 사용자의 동작에 방해받지 않고, 다양한 환경에서 악력과 움직임을 측정하도록 함에 있다. In addition, the third object of the present invention is to detect and transmit wirelessly the data on the grip force and movement detected through the grip device mounted on the inside and outside of the sports equipment, wirelessly, so as not to be disturbed by the user's operation, the grip force and movement in various environments To measure.

또한 본 발명의 제 4 목적은, 스스로가 자신의 패턴을 비교 분석할 수 있도록 하며, 템포기능을 통하여 리듬감 훈련에도 별도의 장치 없이 운동 습득 및 향상에 도움을 주도록 함에 있다. In addition, a fourth object of the present invention is to enable oneself to compare and analyze their own patterns, and to help in acquiring and improving the exercise without a separate device in the rhythmic sense training through the tempo function.

이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 그립 장치를 이용한 그립 악력 및 움직임 분석 시스템에 관한 것으로서, 스포츠 용구의 내외부에 장착되는 장치로서, 소정시간 간격으로 신호음을 발생시키며, 그립 악력 및 움직임을 검출하는 그립 장치; 상기 그립 장치와 데이터 전송에 관한 정보를 송수신하며, 상기 그립 장치로부터 수신한 데이터를 USB 통신 규약에 맞도록 변환하여 분석 장치로 전송하는 중계 장치; 및 상기 그립 장치로부터 수신되는 데이터를 이용하여, 기 저장된 숙련자의 데이터와의 상관성 분석 및 RMS 분석을 수행하고, 움직임과 악력과의 일관성 분석을 수행하여 표시하는 분석 장치; 를 포함한다.The present invention for achieving the technical problem relates to a grip grip force and movement analysis system using a grip device, which is mounted on the inside and outside of the sports equipment, generates a beep at a predetermined time interval, and detects the grip grip force and movement Grip devices; A relay device which transmits / receives information on data transmission with the grip device, converts the data received from the grip device into conformity with a USB communication protocol, and transmits the data to an analysis device; And an analysis device configured to perform correlation analysis and RMS analysis with previously stored data of the expert using the data received from the grip device, and perform a consistency analysis between movement and grip force and display the same. It includes.

또한 상기 그립 장치는, 스포츠 용구 외부에 다수 부착되어 악력을 검출하는 악력 센서부; 고정 나사를 이용하여 스포츠 용구 내부에 삽입고정되는 기판을 가지며, 상기 기판에 부착되는 가속도 센서 및 자이로 센서를 이용하여 움직임을 검출하는 움직임 센서부; 상기 악력 센서부 및 움직임 센서부로부터 출력되는 신호의 노이즈 성분을 제거하는 신호 처리부; 상기 중계 장치와 데이터를 송수신하는 무선 송수신부; 무선 송수신이 이루어지지 않을 경우, 검출된 데이터를 저장하는 저장부; 내부 전원 또는 외부 전원으로부터 전원을 공급하는 전원부; 그립 장치의 외부 밑면에 무선통신 스위치 및 템포 스위치가 구비되어 있어, 사용자의 선택입력 신호에 따라 무선통신 모드 또는 템포 모드로 설정하는 모드선택 스위치부; 상기 모드선택 스위치부를 통해 입력되는 신호에 따라, 버저(Buzzer)를 이용하여 설정된 소정의 시간주기로 신호음을 발생시키는 신호음 발생부; 및 발광 다이오드를 이용하여, 설정된 시간주기를 표시하는 발광부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the grip device, a grip force sensor for detecting a grip force is attached to the outside of the sports equipment a plurality; A movement sensor unit having a substrate inserted into and fixed inside the sports equipment using a fixing screw, and detecting a movement using an acceleration sensor and a gyro sensor attached to the substrate; A signal processor to remove noise components of signals output from the grip force sensor and the motion sensor; A wireless transceiver for transmitting and receiving data with the relay device; When the wireless transmission and reception is not made, the storage unit for storing the detected data; A power supply unit supplying power from an internal power supply or an external power supply; A wireless communication switch and a tempo switch are provided at an outer bottom of the grip device, the mode selection switch unit configured to set a wireless communication mode or a tempo mode according to a user's selection input signal; A signal sound generator for generating a signal sound at a predetermined time period set using a buzzer according to a signal input through the mode selection switch unit; And a light emitting unit displaying a set time period by using a light emitting diode. Characterized in that it comprises a.

또한 상기 악력 센서부는 FSR(Force Sensing Resistor) 센서로서, 센싱 부위인 상부에는 원형의 아크릴재질로 된 고형물이 부착되며, 하부에는 곡면이 있는 용구에 부착 시 휨에 의하여 잘못된 값이 측정되는 것을 방지하기 위한 원형 금속판이 부착되며, 스포츠 용구 표면의 작은 구멍을 통해 도선이 그립 장치의 내부와 연결되는 것을 특징으로 한다.In addition, the grip force sensor unit is a force sensing resistor (FSR) sensor, a solid acrylic material is attached to the upper part of the sensing part, and to prevent the wrong value from being measured by bending when attached to a tool having a curved surface. The circular metal plate is attached, characterized in that the conducting wire is connected to the inside of the grip device through a small hole in the surface of the sports equipment.

또한 상기 가속도 센서는 적어도 2개 이상 설치되는 3축 가속도계 센서로서, 용구에 대한 3축(X,Y,Z) 방향의 가속도 데이터를 측정하되, 가속도 센서 서로 간의 거리 및 가속도 데이터의 변곡점을 이용하여, 볼 또는 외부물체와의 임팩트(Impact) 시점을 측정하는 특징으로 한다. In addition, the acceleration sensor is a three-axis accelerometer sensor installed at least two, measuring the acceleration data in the three-axis (X, Y, Z) direction for the tool, using the inflection point of the distance and acceleration data between each acceleration sensor , It is characterized by measuring the impact (impact) point of view with the ball or an external object.

또한 상기 자이로 센서는, 3축 자이로 센서로서, 스포츠 용구의 축을 중심으로 3축(X,Y,Z) 방향의 속도 데이터를 측정하는 것을 특징으로 한다. In addition, the gyro sensor is a three-axis gyro sensor, characterized in that for measuring the velocity data in the three-axis (X, Y, Z) direction around the axis of the sports equipment.

또한 다수개의 악력 센서부로부터 입력되는 신호를 신호 처리부로 단일 출력하는 멀티플렉서가 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, the multiplexer for outputting a single signal from the plurality of grip force sensor unit to the signal processing unit is characterized in that it is provided.

또한 상기 전원부는, 배터리를 이용하여 전원을 공급하는 내부 전원모듈; 통상의 USB 포트로서, 분석 장치 또는 별도의 외부장치를 이용하여 전원을 입력하고, 데이터 통신을 수행하는 외부 인터페이스모듈; 및 상기 외부 인터페이스모듈을 통해 입력되는 전원을 입력받아 충전하는 충전모듈; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the power supply unit, an internal power supply module for supplying power using a battery; A general USB port, comprising: an external interface module for inputting power using an analysis device or a separate external device and performing data communication; And a charging module that receives and charges power input through the external interface module. Characterized in that it comprises a.

또한 상기 분석 장치는, 입력된 전체 데이터를 정규화(Normalization)함으로써, 전체 데이터 중 동작의 시작점과 끝점을 설정하고, 시작점의 악력 값을 전체 데이터로부터 제거하는 데이터 가공부; 다수개의 악력 센서부로부터 입력되는 각각의 데이터를 채널별로 인식하여, 특정 악력 센서부에 대한 데이터 값을 추출하여, 기 저장된 숙련자의 데이터와의 상관계수를 계산하고 산점도를 산출하는 상관성 분석부; 동작의 시작점과 끝점까지의 구간별로, 기 저장되어 있는 숙련자의 데이터와, 입력된 사용자의 데이터에 대한 RMS 값을 계산하는 RMS 분석부; 악력과 움직임에 대한 변인이 일관성을 가지고 있는지 확인하기 위하여, 유클리디언 거리(Euclidean Distance)를 이용하여 서로 다른 데이터의 각 시점에 대한 측정 값을 거리로 환산하고, 환산된 거리에 관하여 클러스터링하며, 각 시점에 대하여 산출된 거리를 덴드로그램으로 산출하는 일관성 분석부; 및 사용자의 제어신호에 따라, 기 저장된 숙련자 데이터 및 사용자 데이터에 대한 상관성(correlation) 분석, RMS(Root Mean Square) 분석 및 일관성(consistency) 분석이 가능하도록 사용자 인터페이스(UI)가 구성되어 있어, 상기 상관성 분석부, RMS 분석부 및 일관성 분석부를 통해 분석된 데이터를 표시하는 사용자 인터페이스부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다. The analysis apparatus may further include: a data processing unit configured to normalize the inputted data and to set a start point and an end point of the operation among all the data and to remove the grip force value of the start point from the entire data; A correlation analysis unit for recognizing each data input from a plurality of grip force sensors for each channel, extracting data values for a specific grip force sensor unit, calculating a correlation coefficient with data stored by an expert, and calculating a scatter plot; An RMS analyzer configured to calculate RMS values of data of a skilled person and pre-stored data of a user, which is stored in each section up to a start point and an end point of an operation; In order to verify that the variables for grip force and movement are consistent, Euclidean distance is used to convert the measured values for each time point of the different data into distances, clustering about the converted distances, A consistency analyzer for calculating the distance calculated for each viewpoint as a dendrogram; And a user interface (UI) configured to perform correlation analysis, root mean square (RMS) analysis, and consistency analysis on previously stored expert data and user data according to a user's control signal. A user interface for displaying data analyzed by the correlation analyzer, the RMS analyzer, and the consistency analyzer; Characterized in that it comprises a.

그리고 상기 상관성 분석부는, 적률상관(Pearson Product Moment Correlation) 방법을 이용하여 상관계수 값(

Figure 112010047740388-pat00001
)을 계산하고, 스포츠 용구와 외부 물체가 접촉한 임팩트 시점 전의 악력 센서부 데이터 값과, 임팩트 시점 후의 악력 센서부 데이터 값으로부터, 산점도(scatter plot)를 산출하는 것을 특징으로 한다. In addition, the correlation analysis unit, the correlation coefficient value using the Pearson Product Moment Correlation method (
Figure 112010047740388-pat00001
), And a scatter plot is calculated from the grip force sensor data value before the point of impact when the sports equipment and the external object contacted, and the grip sensor data value after the impact point.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 스포츠 용구의 내외부에 부착 또는 삽입된 그립 장치를 통해 검출된 악력 및 움직임에 관한 데이터를 검출하여 무선으로 전송함으로써, 사용자의 동작에 방해받지 않고, 다양한 환경에서 악력과 움직임을 측정할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention as described above, by detecting and transmitting wirelessly the data about the grip force and movement detected through the grip device attached or inserted into the inside and outside of the sports equipment, without being disturbed by the user's operation, It has the effect of measuring movement.

또한, 본 발명에 따르면, 스포츠 용구의 형태 자체에 대한 변화가 없음으로써, 다양한 용구에 적용이 가능한 효과도 있다. In addition, according to the present invention, there is no change in the form of the sports equipment itself, there is an effect that can be applied to various tools.

또한 본 발명에 따르면, 사용자의 신체에 움직임 검출을 위한 센서와 인터페이스 장치의 부착이 필요치 않음으로써, 실제와 동일한 조건에서 데이터를 측정할 수 있으며, 사용자로 하여금 시각적으로 측정 데이터를 실시간 확인할 수 있도록 하는 효과도 있다.In addition, according to the present invention, it is not necessary to attach the sensor and the interface device for the motion detection to the user's body, it is possible to measure the data under the same conditions as the actual, allowing the user to visually check the measurement data in real time It also works.

또한 본 발명에 따르면, 다양한 스포츠 종목에 대한 운동 습득, 향상, 훈련 및 부상 예방과 연구 목적 등으로 활용될 수 있는 효과도 있다. In addition, according to the present invention, there is also an effect that can be utilized for learning, improving, training and preventing injury and research for various sports events.

또한 본 발명에 따르면, 무선 데이터 통신이 불가능할 경우, 자동으로 내장 메모리에 데이터가 저장됨으로써 데이터의 활용도를 높일 수 있는 효과도 있다. In addition, according to the present invention, when wireless data communication is impossible, the data is automatically stored in the internal memory, thereby increasing the utilization of the data.

그리고 본 발명에 따르면, 특정 스포츠 동작에 대하여 표준 데이터가 수집되면, 스스로가 자신의 패턴을 비교 분석할 수 있는 효과도 있으며, 템포기능을 통하여 리듬감 훈련에도 별도의 장치 없이 운동 습득 및 향상에 도움을 줄 수 있는 효과도 있다. And according to the present invention, when the standard data is collected for a particular sport movement, it is also effective to compare their own patterns, and through the tempo function helps to acquire and improve the exercise without a separate device in the sense of rhythm training It can also give an effect.

도 1 은 본 발명에 따른 그립 장치를 이용한 그립 악력 및 움직임 분석 시스템을 개념적으로 도시한 전체 구성도.
도 2 는 본 발명에 따른 스포츠 용구 외부에 부착된 악력 센서부를 보이는 일예시도.
도 3 은 본 발명에 따른 다수개의 악력 센서부를 통해 입력되는 신호를 신호 처리부로 단일 출력하기 위한 멀티플렉서를 보이는 일예시도.
도 4 는 본 발명에 따른 그립 장치 내부에 삽입되는 움직임 센서부를 보이는 일예시도.
도 5 은 본 발명에 따른 악력 센서부 및 움직임 센서부의 위치와 고정방법에 관한 일예시도.
도 6 은 본 발명에 따른 전원부에 관한 세부 구성도.
도 7 은 본 발명에 따른 그립 장치의 밑면을 보이는 일예시도.
도 8 은 본 발명에 따른 분석 장치에 관한 세부 구성도.
도 9 는 본 발명에 따른 상관성 분석을 나타내는 일예시도.
도 10 은 본 발명에 따른 RMS 분석을 나타내는 일예시도.
도 11 은 본 발명에 따른 일관성 분석을 나타내는 일예시도.
도 12 는 본 발명에 따른 분석 장치의 사용자 인터페이스를 보이는 일예시도.
1 is an overall configuration diagram conceptually showing a grip grip force and a motion analysis system using a grip device according to the present invention.
Figure 2 is an exemplary view showing a grip force sensor attached to the outside of the sports equipment according to the present invention.
3 is an exemplary view showing a multiplexer for single outputting a signal input through a plurality of grip force sensor units according to the present invention to a signal processing unit.
Figure 4 is an exemplary view showing a motion sensor unit inserted into the grip device according to the present invention.
5 is an exemplary view related to the position and the fixing method of the grip force sensor unit and the motion sensor unit according to the present invention.
6 is a detailed configuration diagram of a power supply unit according to the present invention;
Figure 7 is an exemplary view showing the bottom of the grip device according to the invention.
8 is a detailed block diagram of an analysis apparatus according to the present invention.
9 is an exemplary view showing a correlation analysis according to the present invention.
10 is an exemplary view showing RMS analysis according to the present invention.
11 is an exemplary view illustrating a consistency analysis according to the present invention.
12 is an exemplary view showing a user interface of the analysis device according to the present invention.

본 발명의 구체적 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.Specific features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings. In the meantime, when it is determined that the detailed description of the known functions and configurations related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, it should be noted that the detailed description is omitted.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.

본 발명에 따른 그립 장치를 이용한 그립 악력 및 움직임 분석 시스템에 관하여 도 1 내지 도 12 를 참조하여 설명하면 다음과 같다. A grip grip force and a motion analysis system using a grip device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 12.

도 1 은 본 발명에 따른 그립 장치를 이용한 그립 악력 및 움직임 분석 시스템(S)을 개념적으로 도시한 전체 구성도로서, 그립 장치(100), 중계 장치(200) 및 분석 장치(300)를 포함하여 이루어진다. 1 is an overall configuration diagram conceptually illustrating a grip grip force and a motion analysis system S using a grip device according to the present invention, including a grip device 100, a relay device 200, and an analysis device 300. Is done.

그립 장치(100)는 스포츠 용구(10)의 내외부에 장착되는 장치로서, 소정시간 간격으로 신호음을 발생시키며, 그립 악력 및 움직임을 검출하는 기능을 수행하는 바, 상기 도 1 에 도시된 바와 같이 악력 센서부(110), 움직임 센서부(120), 신호 처리부(130), 무선 송수신부(140), 저장부(150), 전원부(160), 모드선택 스위치부(170), 신호음 발생부(180) 및 발광부(190)를 포함한다. The grip device 100 is a device mounted on the inside and outside of the sports equipment 10, generates a beep sound at predetermined time intervals, and performs a function of detecting grip grip force and movement, as shown in FIG. Sensor unit 110, motion sensor unit 120, signal processor 130, wireless transceiver 140, storage unit 150, power supply unit 160, mode selection switch unit 170, signal sound generating unit 180 ) And a light emitting unit 190.

악력 센서부(110)는 스포츠 용구(10) 외부에 다수 부착되어 악력을 검출한다. The grip force sensor unit 110 is attached to the outside of the sports equipment 10 to detect the grip force.

이때, 악력 센서부(110)는 센서 표면에 힘을 증가시킬 때 감소하는 저항이 발생하는 중합체의 필름 장치인 FSR(Force Sensing Resistor)로서, 도 2 에 도시된 바와 같이, 센싱 부위에 원형의 아크릴재질로 된 고형물(111)이 부착되며, 곡면이 있는 용구에 부착 시 휨에 의하여 잘못된 값이 측정되는 것을 방지하기 위하여, 원형 금속판(112)이 부착될 수 있다. 이에 따라, 사용자에게 불편함 없이 효과적으로 악력을 측정하기 위하여 얇아야 하며, 둥그런 구조물에 쉽게 부착될 수 있다. At this time, the grip force sensor 110 is a force film sensing resistor (FSR), which is a film device of a polymer that decreases the resistance when increasing the force on the sensor surface, as shown in FIG. The solid material 111 of the material is attached, and in order to prevent the wrong value is measured by the bending when attached to the curved surface, the circular metal plate 112 may be attached. Accordingly, in order to measure the grip force effectively without inconvenience to the user, it must be thin and can be easily attached to the round structure.

또한, 악력 센서부(110)의 도선(113)은 스포츠 용구 표면의 작은 구멍을 통해 그립 장치(100)의 내부와 연결된다. In addition, the conductive wire 113 of the grip force sensor unit 110 is connected to the inside of the grip device 100 through a small hole in the surface of the sports equipment.

참고로, 도선은 AWG34(American Wire Gauge)의 테프론 선을 사용한다. 구멍은 악력 센서 1개당 1개가 아닌 인접한 여러 악력 센서가 함께 사용할 수 있다. 센서와 도선의 보호는 스포츠 용구에서 많이 사용되는 선수용 밴드 또는 고무, 천 등으로 감싸면 일반 스포츠 용구의 그립과 동일한 형상으로 만들 수 있으므로 사용자에게 불편함 없이 효과적으로 악력을 측정할 수 있다.For reference, the wire uses a Teflon wire of AWG34 (American Wire Gauge). Holes can be used with several adjacent grip sensors, rather than one per grip sensor. The protection of the sensor and the conductor can be made in the same shape as the grip of a general sports equipment by wrapping it with an athlete's band or rubber, cloth, etc., which are frequently used in sports equipment, so that the grip force can be effectively measured without inconvenience to the user.

한편, 상기 악력 센서부(110)는 다수개로 이루어진다. 따라서, 도 3 에 도시된 바와 같이 다수개의 악력 센서부(110)로부터 입력되는 신호를 신호 처리부(130)로 단일 출력하는 멀티플렉서(30)를 설치할 수 있다. 이로 인해, 최대 32개의 악력 센서부(110)를 인터페이스할 수 있다. 이때, 악력 센서부(110)의 위치는 스포츠 종목과 사용자의 손 크기에 따라 개수와 위치를 자유로이 변경할 수 있다. On the other hand, the grip force sensor 110 is composed of a plurality. Thus, as shown in FIG. 3, the multiplexer 30 may be provided to output a single signal from the plurality of grip force sensor units 110 to the signal processor 130. As a result, up to 32 grip force sensor units 110 may be interfaced. At this time, the position of the grip force sensor 110 may be freely changed the number and position according to the size of the sport and the hand of the user.

도 4 는 본 발명에 따른 그립 장치(100) 내부에 삽입되는 움직임 센서부(120)를 보이는 일예시도이며, 도 5 는 악력 센서부(110) 및 움직임 센서부(120)의 위치와 고정방법에 관한 일예시도이다. Figure 4 is an exemplary view showing a motion sensor unit 120 inserted into the grip device 100 according to the present invention, Figure 5 is a position and fixing method of the grip force sensor unit 110 and the motion sensor unit 120. One example of the.

움직임 센서부(120)는 고정 나사(40)를 이용하여 스포츠 용구(10) 내부에 삽입고정되는 기판(20)을 가지며, 상기 기판(20)에 부착되는 가속도 센서(121) 및 자이로 센서(122)를 이용하여 움직임을 검출한다. 이때, 움직임 센서부(120)는 고정 나사(40)의 미세 조정을 통하여 정확히 정렬된다. The motion sensor unit 120 has a substrate 20 that is inserted into and fixed inside the sports equipment 10 using the fixing screw 40, and the acceleration sensor 121 and the gyro sensor 122 attached to the substrate 20. ) To detect movement. At this time, the motion sensor unit 120 is accurately aligned through fine adjustment of the fixing screw 40.

가속도 센서(121)는 적어도 2개 이상 설치되는 3축 가속도계 센서로서, 용구에 대한 3축(X,Y,Z) 방향의 가속도 데이터를 측정하며, 자이로 센서(122)는 3축 자이로 센서로서, 스포츠 용구(10)의 축을 중심으로 회전량 즉, 3축(X,Y,Z) 방향의 속도 데이터를 측정할 수 있다.The acceleration sensor 121 is a three-axis accelerometer sensor installed at least two, measuring acceleration data in the three-axis (X, Y, Z) direction for the tool, the gyro sensor 122 is a three-axis gyro sensor, The amount of rotation about the axis of the sports equipment 10, that is, the speed data in the three-axis (X, Y, Z) directions can be measured.

이때, 가속도 센서(121)는 가속도 센서(121) 서로 간의 거리 및 준비동작 시 발생하는 데이터 값을 이용하여, 움직임을 추적한다. 이때, 준비동작 시의 가속도 데이터에서 변곡점이 발생하는 지점이다. 또한, 가속도 센서(121)를 통해 스포츠 용구(10)가 볼 또는 외부물체와 접촉하는 임팩트(Impact) 시점 및 가속도 데이터의 크기를 알 수 있다. In this case, the acceleration sensor 121 tracks the movement by using the distance between the acceleration sensors 121 and data values generated during the preparation operation. At this time, the inflection point occurs in the acceleration data during the preparation operation. In addition, the acceleration sensor 121 may determine the impact point at which the sports equipment 10 contacts the ball or the external object and the magnitude of the acceleration data.

한편, 가속도 센서(121)는 용구 내부에 삽입할 수 있도록 MEMS 기술로 제작된 MEMS 가속도 센서로서, 디지털로 민감도를 조절할 수 있다. 또한, 자이로 센서(122)는 민감도가 향상되도록 용구의 긴 장축을 중심으로 회전을 검출할 수 있는 위치에 고정된다.On the other hand, the acceleration sensor 121 is a MEMS acceleration sensor manufactured by MEMS technology to be inserted into the tool, it can digitally adjust the sensitivity. In addition, the gyro sensor 122 is fixed at a position capable of detecting rotation about the long major axis of the tool so that the sensitivity is improved.

신호 처리부(130)는 악력 센서부(110), 움직임 센서부(120)로부터 출력되는 신호의 노이즈 성분을 제거한다. The signal processor 130 removes noise components of the signal output from the grip force sensor 110 and the motion sensor 120.

무선 송수신부(140)는 중계 장치(200)와 데이터를 송수신하며, 저장부(150)는 무선 송수신이 이루어지지 않을 경우, 검출된 데이터를 저장한다. The wireless transceiver 140 transmits / receives data with the relay device 200, and the storage 150 stores the detected data when wireless transmission / reception is not performed.

전원부(160)는 내부 전원 또는 외부 전원으로부터 전원을 공급하는 기능을 수행하는 바, 도 6 에 도시된 바와 같이 내부 전원모듈(161), 외부 인터페이스 모듈(162) 및 충전모듈(163)을 포함한다.The power supply unit 160 performs a function of supplying power from an internal power supply or an external power supply, and includes an internal power supply module 161, an external interface module 162, and a charging module 163 as shown in FIG. 6. .

내부 전원모듈(161)은 배터리를 이용하여 전원을 공급하며, 1개의 리튬이온전지가 사용될 수 있다. The internal power module 161 supplies power using a battery, and one lithium ion battery may be used.

외부 인터페이스모듈(162)은 통상의 USB 포트로서, 분석 장치(300) 또는 별도의 외부장치를 이용하여 전원을 입력받고, 데이터 통신을 수행한다. The external interface module 162 is a general USB port, receives power using the analysis device 300 or a separate external device, and performs data communication.

충전모듈(163)은 외부 인터페이스모듈(162)을 통해 입력되는 전원을 입력받아 충전한다. The charging module 163 receives the power input through the external interface module 162 and charges it.

모드선택 스위치부(170)는 그립 장치(100)의 외부 밑면에 무선통신 스위치(171) 및 템포 스위치(172)가 구비되어 있어, 사용자의 선택입력 신호에 따라 무선통신 모드 또는 템포 모드로 설정한다. The mode selection switch unit 170 is provided with a wireless communication switch 171 and a tempo switch 172 on the outer bottom of the grip device 100, and set to a wireless communication mode or a tempo mode according to a user's selection input signal. .

참고로, 무선통신 모드란, 중계 장치(200)와 연결되어, 악력 및 움직임에 관한 데이터를 전송하는 것을 의미한다. 그리고 템포 모드란, 사용자의 리듬감 훈련에 도움을 주기 위한 것으로, 설정된 시간주기로 신호음을 발생시키도록 제어하는 것을 의미한다. For reference, the wireless communication mode is connected to the relay device 200 to transmit data on grip force and movement. The tempo mode is for helping the user to sense the rhythm, and means controlling to generate a beep sound at a set time period.

신호음 발생부(180)는 모드선택 스위치부(170)를 통해 입력되는 신호에 따라, 버저(Buzzer)를 이용하여 설정된 소정의 시간주기로 신호음을 발생시키며, 발광부(190)는 발광 다이오드를 이용하여, 설정된 시간주기를 표시한다. 이때, 신호음 발생부(180)는 상기 신호음이 발생하는 시간주기를 무음, 0.5초, 1초, 2초 등으로 설정할 수 있다. The beep generator 180 generates a beep at a predetermined time period set using a buzzer according to a signal input through the mode selection switch unit 170, and the light emitter 190 uses a light emitting diode. , Display the set time period. In this case, the signal sound generator 180 may set a time period for generating the signal sound to be silent, 0.5 seconds, 1 second, 2 seconds, and the like.

도 7 은 그립 장치(100)의 밑면을 보이는 일예시도로서, 모드선택 스위치부(170)의 무선통신 스위치(171) 및 템포모드 스위치(172), 전원부(160)의 외부 인터페이스모듈(162) 및 발광부(190)가 위치한다.
7 is an exemplary view showing the bottom of the grip device 100, the wireless communication switch 171 of the mode selection switch unit 170 and the tempo mode switch 172, the external interface module 162 of the power supply 160. And the light emitting unit 190 is located.

또한, 중계 장치(200)는 상기 그립 장치(100)와 데이터 전송에 관한 정보를 송수신하며, 상기 그립 장치(100)로부터 수신한 데이터를 USB 통신 규약에 맞도록 변환하여 분석 장치(300)로 전송하는 기능을 수행한다.
In addition, the relay device 200 transmits and receives information about the data transmission with the grip device 100, converts the data received from the grip device 100 to meet the USB communication protocol and transmits to the analysis device 300 It performs the function.

그리고, 분석 장치(300)는 중계 장치(200)를 통해 그립 장치(100)로부터 수신되는 데이터를 이용하여, 기 저장된 숙련자의 데이터와의 상관성 분석 및 RMS 분석을 수행하고, 움직임과 악력과의 일관성 분석을 수행하여 표시하는 기능을 수행하는 바, 도 8 에 도시된 바와 같이 데이터 가공부(310), 상관성 분석부(320), RMS 분석부(330), 일관성 분석부(340) 및 사용자 인터페이스부(350)를 포함한다. In addition, the analysis device 300 uses the data received from the grip device 100 through the relay device 200 to perform correlation analysis and RMS analysis with previously stored data of a skilled person, and consistency of movement and grip force. As shown in FIG. 8, the data processing unit 310, the correlation analysis unit 320, the RMS analysis unit 330, the consistency analysis unit 340, and the user interface unit are performed. And 350.

데이터 가공부(310)는 스프라인 피팅(Spline Fitting)을 통하여 입력된 전체 데이터를 정규화(Normalization)함으로써, 전체 데이터 중 동작의 시작점(0%)과 끝점(100%)을 설정하고, 시작점의 악력 값을 전체 데이터로부터 제거한다. The data processing unit 310 sets the start point (0%) and the end point (100%) of the operation of the entire data by normalizing the entire data input through the spline fitting, and the grip force of the start point. Remove the value from the entire data.

이때, 시작점의 악력 값을 제거하는 이유는, 사람마다 시도 횟수마다 동작 시작 시의 악력 값이 다르기 때문이다. 이에 따라, 모든 데이터의 크기와 시간에 대하여 동일한 상태에서 분석을 수행할 수 있다.The reason why the grip force value at the start point is removed is that the grip force value at the start of the operation is different for each trial attempt. Accordingly, the analysis can be performed in the same state with respect to the size and time of all data.

상관성 분석부(320)는 다수개의 악력 센서부로부터 입력되는 각각의 데이터를 채널별로 인식하여, 특정 악력 센서부에 대한 데이터 값을 추출하여, 기 저장된 숙련자의 데이터와의 상관계수를 계산하고 산점도를 산출한다. The correlation analysis unit 320 recognizes each data input from a plurality of grip force sensors for each channel, extracts data values for a particular grip force sensor unit, calculates a correlation coefficient with previously stored expert data, and calculates a scatter plot. Calculate.

구체적으로, 상관성 분석부(320)는 적률상관(Pearson Product Moment Correlation) 방법을 이용하여 상관계수 값(

Figure 112010047740388-pat00002
)을 계산한다.
Figure 112010047740388-pat00003
는 1 ~ -1의 값을 가지며 1의 값을 가질수록 숙련자의 패턴과 비슷한 패턴을 가지며 -1의 값은 반대의 패턴을 나타낸다. Specifically, the correlation analysis unit 320 uses the Pearson Product Moment Correlation method to determine the correlation coefficient value (
Figure 112010047740388-pat00002
).
Figure 112010047740388-pat00003
Has a value of 1 to -1, and a value of 1 has a pattern similar to that of an expert, and a value of -1 indicates an opposite pattern.

도 9 에 도시된 바와 같이, 스포츠 용구와 외부 물체가 접촉한 임팩트 시점 전의 악력 센서부(110) 5곳의 데이터 값과, 임팩트 시점 후의 악력 센서부(110) 5곳의 데이터 값으로부터, 산점도(scatter plot)를 산출한다. As shown in FIG. 9, from the data values of the five grip sensor units 110 before the impact point at which the sports equipment and the external object contacted, and the data values of the five grip sensor units 110 after the impact point, the scatter plot ( calculate a scatter plot).

이때, x축은 사용자의 데이터이고 y축은 숙련자의 데이터이다. 이 데이터로부터 1차 커프 피팅(Curve Fitting)을 통하여 결과 분석 곡선을 그린다. 분석 곡선은 초록색으로 표시되고, 이상적인 곡선은 파란색의 점선으로 표시되어 사용자가 이상적인 곡선에 접근하도록 훈련할 수 있다. At this time, the x-axis is the data of the user and the y-axis is the data of the skilled person. From this data, a result analysis curve is drawn through the primary curve fitting. The analysis curve is shown in green and the ideal curve is shown in blue dashed line to train the user to access the ideal curve.

RMS 분석부(330)는 동작의 시작점과 끝점까지의 구간별로, 기 저장되어 있는 숙련자의 데이터와, 입력된 사용자의 데이터에 대한 RMS 값을 계산한다. The RMS analyzer 330 calculates RMS values for data of a skilled person and pre-stored user data for each section up to a start point and an end point of the operation.

도 10 에 도시된 바와 같이, 동일 구간에서 사용자의 데이터 값이 클 경우 붉은색으로 표시하고, 숙련자의 데이터 값이 클 경우 파란색으로 표시할 수 있다. 이를 통해, 사용자의 데이터와 숙련자의 데이터의 차이를 정량적으로 파악할 수 있다. As shown in FIG. 10, when the data value of the user is large in the same section, it may be displayed in red, and when the data value of the skilled person is large, it may be displayed in blue. Through this, it is possible to quantitatively determine the difference between the user's data and the expert's data.

일관성 분석부(340)는 악력과 움직임에 대한 변인이 일관성을 가지고 있는지 확인하기 위하여, 유클리디언 거리(Euclidean Distance)를 이용하여 서로 다른 데이터의 각 시점에 대한 측정 값을 거리로 환산하고, 환산된 거리에 관하여 클러스터링한다. 이후, 도 11 에 도시된 바와 같이, 각 시점에 대하여 산출된 거리를 덴드로그램(Dendrogram)을 이용하여 나타낼 수 있다. 이때, 각 그룹별로 일관성 있는 동작일 경우 하나의 색으로 표시하며, 그렇지 않을 경우 각 그룹내에서 서로 다른 색으로 분류하여 표시할 수 있다. The consistency analysis unit 340 converts the measured values for each time point of different data into distances using the Euclidean distance to determine whether the variables for grip force and motion are consistent. Cluster with respect to distance Thereafter, as illustrated in FIG. 11, the distance calculated for each viewpoint may be represented by using a dendrogram. In this case, if a consistent operation for each group is displayed in one color, otherwise it may be displayed in a different color in each group.

사용자 인터페이스부(350)는 사용자의 제어신호에 따라, 기 저장된 숙련자 데이터 및 사용자 데이터에 대한 상관성(correlation) 분석, RMS(Root Mean Square) 분석 및 일관성(consistency) 분석이 가능하도록 사용자 인터페이스(UI)가 구성되어 있어, 상기 상관성 분석부(320), RMS 분석부(330) 및 일관성 분석부(340)를 통해 분석된 데이터를 표시한다. The user interface unit 350 may perform correlation analysis, root mean square (RMS) analysis, and consistency analysis of previously stored expert data and user data according to a user's control signal. Is configured, and displays the data analyzed by the correlation analysis unit 320, RMS analysis unit 330 and the consistency analysis unit 340.

도 12 에 도시된 바와 같이, 사용자 인터페이스(UI)를 통해 각 채널별로 분석된 데이터를 선택하여 표시되도록 할 수 있다. 또한, 사용자의 데이터를 붉은색으로 표시하고, 기 저장된 숙련자의 데이터를 평균 및 표준편차를 포함하는 숙련자의 데이터를 푸른색으로 표시할 수 있다. 이에 따라, 사용자의 데이터와 기 저장된 숙련자의 데이터가 가시화되어 비교 분석이 용이하다. As illustrated in FIG. 12, data analyzed for each channel may be selected and displayed through a user interface (UI). In addition, the user's data may be displayed in red, and the skilled person's data including the mean and standard deviation may be displayed in blue. Accordingly, the data of the user and the data of the previously stored skilled person are visualized, so that the comparative analysis is easy.

본 실시예에서, 그립 장치(100)와 중계 장치(200)는 무선 통신되며, 중계 장치(200)와 분석 장치(300)는 USB 연결방식을 통해 통신하는 것으로 설정하였으나, 본 발명이 이에 한정되지 않다. 또한, 중계 장치(200)의 연결 없이 그립 장치(100)와 분석 장치(300)가 직접 통신하는 것으로도 설정 가능하다.
In the present embodiment, the grip device 100 and the relay device 200 are wirelessly communicated, and the relay device 200 and the analysis device 300 are set to communicate through a USB connection method, but the present invention is not limited thereto. not. In addition, the grip apparatus 100 and the analysis apparatus 300 may be directly communicated without the connection of the relay apparatus 200.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be appreciated by those skilled in the art that numerous changes and modifications may be made without departing from the invention. Accordingly, all such suitable changes and modifications and equivalents should be considered to be within the scope of the present invention.

S: 그립 장치를 이용한 그립 악력 및 움직임 분석 시스템
100: 그립 장치 200: 중계 장치
300: 분석 장치 110: 악력 센서부
120: 움직임 센서부 130: 신호 처리부
140: 무선 송수신부 150: 저장부
160: 전원부 170: 모드선택 스위치부
180: 신호음 발생부 190: 발광부
111: 고형물 112: 원형 금속판
113: 도선 121: 가속도 센서
122: 자이로 센서 161: 내부 전원모듈
162: 외부 인터페이스모듈 163: 충전모듈
171: 무선통신 스위치 172: 템포 스위치
310: 데이터 가공부 320: 상관성 분석부
330: RMS 분석부 340: 일관성 분석부
350: 사용자 인터페이스부 10: 스포츠 용구
20: 기판 30: 멀티플렉서
40: 고정 나사
S: Grip grip and motion analysis system using grip device
100: grip device 200: relay device
300: analysis device 110: grip force sensor
120: motion sensor unit 130: signal processing unit
140: wireless transceiver 150: storage
160: power supply unit 170: mode selection switch unit
180: signal sound generating unit 190: light emitting unit
111: solid 112: circular metal plate
113: lead 121: acceleration sensor
122: gyro sensor 161: internal power module
162: external interface module 163: charging module
171: wireless communication switch 172: tempo switch
310: data processing unit 320: correlation analysis unit
330: RMS analysis unit 340: consistency analysis unit
350: user interface unit 10: sports equipment
20: substrate 30: multiplexer
40: fixing screw

Claims (9)

그립 장치를 이용한 그립 악력 및 움직임 분석 시스템에 있어서,
스포츠 용구(10)의 내외부에 장착되는 장치로서, 소정시간 간격으로 신호음을 발생시키며, 그립 악력 및 움직임을 검출하는 그립 장치(100);
상기 그립 장치(100)와 데이터 전송에 관한 정보를 송수신하며, 상기 그립 장치(100)로부터 수신한 데이터를 USB 통신 규약에 맞도록 변환하여 분석 장치(300)로 전송하는 중계 장치(200); 및
상기 그립 장치(100)로부터 수신되는 데이터를 이용하여, 기 저장된 숙련자의 데이터와의 상관성 분석 및 RMS 분석을 수행하고, 움직임과 악력과의 일관성 분석을 수행하여 표시하는 분석 장치(300); 를 포함하되,
상기 분석 장치(300)는,
입력된 전체 데이터를 정규화(Normalization)함으로써, 전체 데이터 중 동작의 시작점(0%)과 끝점(100%)을 설정하고, 시작점의 악력 값을 전체 데이터로부터 제거하는 데이터 가공부(310);
다수개의 악력 센서부로부터 입력되는 각각의 데이터를 채널별로 인식하여, 특정 악력 센서부에 대한 데이터 값을 추출하여, 기 저장된 숙련자의 데이터와의 상관계수를 계산하고 산점도를 산출하는 상관성 분석부(320);
동작의 시작점과 끝점까지의 구간별로, 기 저장되어 있는 숙련자의 데이터와, 입력된 사용자의 데이터에 대한 RMS 값을 계산하는 RMS 분석부(330);
악력과 움직임에 대한 변인이 일관성을 가지고 있는지 확인하기 위하여, 유클리디언 거리(Euclidean Distance)를 이용하여 서로 다른 데이터의 각 시점에 대한 측정 값을 거리로 환산하고, 환산된 거리에 관하여 클러스터링하며, 각 시점에 대하여 산출된 거리를 덴드로그램으로 산출하는 일관성 분석부(340); 및
사용자의 제어신호에 따라, 기 저장된 숙련자 데이터 및 사용자 데이터에 대한 상관성(correlation) 분석, RMS(Root Mean Square) 분석 및 일관성(consistency) 분석이 가능하도록 사용자 인터페이스(UI)가 구성되어 있어, 상기 상관성 분석부(320), RMS 분석부(330) 및 일관성 분석부(340)를 통해 분석된 데이터를 표시하는 사용자 인터페이스부(350); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 그립 악력 및 움직임 분석 시스템.
In the grip grip and motion analysis system using a grip device,
An apparatus mounted on the inside and outside of the sports equipment 10, comprising: a grip device for generating a beep sound at predetermined time intervals and detecting grip grip force and movement;
A relay device (200) for transmitting and receiving information on data transmission with the grip device (100), converting the data received from the grip device (100) in accordance with USB communication protocol, and transmitting the data to the analysis device (300); And
An analysis device (300) for performing correlation analysis and RMS analysis with previously stored expert data using the data received from the grip device (100), and performing a consistency analysis between movement and grip force (300); Including,
The analysis device 300,
A data processing unit 310 for normalizing all input data, setting a start point (0%) and an end point (100%) of the operation among all data, and removing the grip force value of the start point from the entire data;
The correlation analysis unit 320 recognizes each data input from the plurality of grip force sensors for each channel, extracts data values for a specific grip force sensor unit, calculates a correlation coefficient with previously stored data of a skilled person, and calculates a scatter plot. );
An RMS analyzer 330 which calculates an RMS value of data of a skilled person and pre-stored data of a user who is previously stored for each section up to a start point and an end point of an operation;
In order to verify that the variables for grip force and movement are consistent, Euclidean distance is used to convert the measured values for each time point of the different data into distances, clustering about the converted distances, A consistency analyzer 340 for calculating a distance calculated for each viewpoint as a dendrogram; And
According to the user's control signal, the user interface (UI) is configured to enable correlation analysis, root mean square (RMS) analysis and consistency analysis of the stored expert data and the user data. A user interface 350 that displays data analyzed by the analyzer 320, the RMS analyzer 330, and the consistency analyzer 340; Grip grip and movement analysis system comprising a.
제 1 항에 있어서,
상기 그립 장치(100)는,
스포츠 용구(10) 외부에 다수 부착되어 악력을 검출하는 악력 센서부(110);
고정 나사(40)를 이용하여 스포츠 용구(10) 내부에 삽입고정되는 기판(20)을 가지며, 상기 기판(20)에 부착되는 가속도 센서(121) 및 자이로 센서(122)를 이용하여 움직임을 검출하는 움직임 센서부(120);
상기 악력 센서부(110) 및 움직임 센서부(120)로부터 출력되는 신호의 노이즈 성분을 제거하는 신호 처리부(130);
상기 중계 장치(200)와 데이터를 송수신하는 무선 송수신부(140);
무선 송수신이 이루어지지 않을 경우, 검출된 데이터를 저장하는 저장부(150);
내부 전원 또는 외부 전원으로부터 전원을 공급하는 전원부(160);
그립 장치(100)의 외부 밑면에 무선통신 스위치(171) 및 템포 스위치(172)가 구비되어 있어, 사용자의 선택입력 신호에 따라 무선통신 모드 또는 템포 모드로 설정하는 모드선택 스위치부(170);
상기 모드선택 스위치부(170)를 통해 입력되는 신호에 따라, 버저(Buzzer)를 이용하여 설정된 소정의 시간주기로 신호음을 발생시키는 신호음 발생부(180); 및
발광 다이오드를 이용하여, 설정된 시간주기를 표시하는 발광부(190); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 그립 장치를 이용한 그립 악력 및 움직임 분석 시스템.
The method of claim 1,
The grip device 100,
A grip force sensor unit 110 attached to the outside of the sports tool 10 to detect grip force;
It has a substrate 20 that is inserted into the sports equipment 10 by using the fixing screw 40, the movement is detected using the acceleration sensor 121 and the gyro sensor 122 attached to the substrate 20 A motion sensor unit 120;
A signal processor 130 for removing noise components of signals output from the grip force sensor 110 and the motion sensor 120;
Wireless transceiver 140 for transmitting and receiving data with the relay device 200;
When the wireless transmission and reception is not made, the storage unit 150 for storing the detected data;
A power supply unit 160 for supplying power from an internal power source or an external power source;
A wireless communication switch 171 and a tempo switch 172 are provided on an outer bottom surface of the grip device 100 to set a wireless communication mode or a tempo mode according to a user's selection input signal;
A signal sound generator 180 for generating a signal sound at a predetermined time period set using a buzzer according to a signal input through the mode selection switch unit 170; And
A light emitting unit 190 for displaying a set time period using a light emitting diode; Grip grip and motion analysis system using a grip device comprising a.
제 2 항에 있어서,
상기 악력 센서부(110)는 FSR(Force Sensing Resistor) 센서로서,
센싱 부위인 상부에는 원형의 아크릴재질로 된 고형물(111)이 부착되며, 하부에는 곡면이 있는 용구에 부착 시 휨에 의하여 잘못된 값이 측정되는 것을 방지하기 위한 원형 금속판(112)이 부착되며, 스포츠 용구 표면의 작은 구멍을 통해 도선(113)이 그립 장치(100)의 내부와 연결되는 것을 특징으로 하는 그립 악력 및 움직임 분석 시스템.
The method of claim 2,
The grip force sensor 110 is a Force Sensing Resistor (FSR) sensor,
The upper portion of the sensing portion is attached to the solid material 111 of a circular acrylic material, the lower portion is attached to the circular metal plate 112 to prevent the wrong value is measured by bending when attached to the curved surface, sports Grip grip and motion analysis system, characterized in that the conducting wire (113) is connected to the inside of the grip device (100) through a small hole in the surface of the tool.
제 2 항에 있어서,
상기 가속도 센서(121)는 적어도 2개 이상 설치되는 3축 가속도계 센서로서, 용구에 대한 3축(X,Y,Z) 방향의 가속도 데이터를 측정하되,
가속도 센서(121) 서로 간의 거리 및 가속도 데이터의 변곡점을 이용하여, 볼 또는 외부물체와의 임팩트(Impact) 시점을 측정하는 특징으로 하는 그립 악력 및 움직임 분석 시스템.
The method of claim 2,
The acceleration sensor 121 is a three-axis accelerometer sensor installed at least two or more, measuring the acceleration data in the three-axis (X, Y, Z) direction for the tool,
Acceleration sensor (121) The grip grip force and motion analysis system, characterized in that for measuring the impact (Impact) point of view with the ball or an external object using the distance between each other and the inflection point of the acceleration data.
제 2 항에 있어서,
상기 자이로 센서(122)는,
3축 자이로 센서로서, 스포츠 용구(10)의 축을 중심으로 3축(X,Y,Z) 방향의 속도 데이터를 측정하는 것을 특징으로 하는 그립 악력 및 움직임 분석 시스템.
The method of claim 2,
The gyro sensor 122,
A three-axis gyro sensor, wherein the grip grip force and motion analysis system, characterized in that for measuring the velocity data in the three-axis (X, Y, Z) direction about the axis of the sports equipment (10).
제 2 항에 있어서,
다수개의 악력 센서부(110)로부터 입력되는 신호를 신호 처리부(130)로 단일 출력하는 멀티플렉서(30)가 구비되는 것을 특징으로 하는 그립 악력 및 움직임 분석 시스템.
The method of claim 2,
Grip grip and motion analysis system, characterized in that the multiplexer (30) for outputting a single signal from the plurality of grip sensor unit (110) to the signal processing unit (130).
제 2 항에 있어서,
상기 전원부(160)는,
배터리를 이용하여 전원을 공급하는 내부 전원모듈(161);
통상의 USB 포트로서, 분석 장치(300) 또는 별도의 외부장치를 이용하여 전원을 입력하고, 데이터 통신을 수행하는 외부 인터페이스모듈(162); 및
상기 외부 인터페이스모듈(162)을 통해 입력되는 전원을 입력받아 충전하는 충전모듈(163); 을 포함하는 것을 특징으로 하는 그립 악력 및 움직임 분석 시스템.
The method of claim 2,
The power supply unit 160,
An internal power module 161 for supplying power using a battery;
As a general USB port, an external interface module 162 for inputting power using the analysis device 300 or a separate external device and performing data communication; And
A charging module 163 that receives and charges power input through the external interface module 162; Grip grip and movement analysis system comprising a.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 상관성 분석부(320)는,
적률상관(Pearson Product Moment Correlation) 방법을 이용하여 상관계수 값(
Figure 112011071267324-pat00004
)을 계산하고, 스포츠 용구와 외부 물체가 접촉한 임팩트 시점 전의 악력 센서부 데이터 값과, 임팩트 시점 후의 악력 센서부 데이터 값으로부터, 산점도(scatter plot)를 산출하는 것을 특징으로 하는 그립 악력 및 움직임 분석 시스템.
The method of claim 1,
The correlation analysis unit 320,
Correlation coefficient values (Pearson Product Moment Correlation)
Figure 112011071267324-pat00004
Grip force and motion analysis, wherein a scatter plot is calculated from the grip force sensor data value before the impact point and the grip sensor data value after the impact point. system.
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