KR101400331B1 - 운동 보조 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

운동 보조 장치 및 방법이 개시된다. 운동 보조 장치는, 신체의 상이한 위치에 각각 분리되어 장착되는 초음파 발신기와 초음파 수신기를 포함하는 센서부; 및 상기 초음파 발신기의 초음파 발신 시각 정보 및 상기 초음파 수신기의 초음파 수신 시각 정보를 이용하여 상기 초음파 발신기와 상기 초음파 수신기의 이격 거리를 산출하고, 상기 산출된 이격 거리를 이용하여 운동 정보를 갱신하는 사용자 장치부를 포함한다.

Description

운동 보조 장치 및 방법{Exercise supporting device and method}

본 발명은 운동 보조 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근 건강에 대한 관심이 커지면서 휘트니스 센터를 찾는 사람들이 많아지는 추세이다. 휘트니스 센터에서 진행하는 서킷 트레이닝 등의 운동은 다른 형태의 운동들과 마찬가지로 규칙적으로 반복하여야 최적의 효과를 기대할 수 있다.

그러나, 바쁜 일상 속에서 개인의 의지만으로는 규칙적 운동이 쉽지 않기 때문에 개인 트레이닝(PT, Personal Training)을 진행하는 전문 강사의 도움을 받는 경우가 많다.

전문 강사가 제공하는 개인 트레이닝 서비스를 이용하는 경우, 규칙적인 운동이 강제될 뿐 아니라 운동을 진행하는 과정에서도 전문 강사의 독려를 통해 정해진 운동량을 모두 소화할 수 있는 장점이 있다.

그러나 개인 트레이닝 서비스를 이용하는 경우에는 보다 많은 비용의 지출이 요구되고, 전문 강사가 제공하는 개인 트레이닝 서비스의 내용이 인터넷 등을 통해 충분히 얻을 수 있는 정보로 인식되어 개인 트레이닝 서비스를 이용하는 사람들의 숫자는 그렇게 많지 않는 실정이다.

또한 최근에는 스마트 폰 등의 디지털 장치에 설치하여 구동할 수 있는 다양한 운동 관련 어플리케이션도 개발되고 있다.

이러한 어플리케이션에는 예를 들어 한국특허공개 제2005-0016931호(휴대폰을 이용한 운동량분석시스템 및 그 제어방법)에 개시된 바와 같이 본인이 달리고자 하는 거리와 경로를 미리 설정하면, 사용자가 실제적으로 달린 경로와 거리를 GPS 모듈을 이용하여 실시간 측정하여 표시부를 통해 디스플레이함으로써 사용자가 스스로 설정한 목표를 달성하도록 유도하는 어플리케이션, 휘트니스 센터에서 개인 트레이닝 서비스로 제공되는 서킷 트레이닝 과정을 각각 독립적인 사진으로 화면상에 표시하여 사용자가 그 모습을 따라서 운동할 수 있도록 하는 어플리케이션 등이 있다.

그러나, 디지털 장치에 설치되어 구동되는 어플리케이션 역시 물리적으로 측정될 수 있는 운동 시간, 운동 거리 등의 물리적 목표의 달성 측면에만 치중하거나 시각적 운동 정보의 디스플레이 기능만으로 한정되어 있을 뿐이며, 사용자가 얼마나 정확한 동작으로 목표된 운동량을 소화하는지에 대해서는 고려할 수 없는 한계가 있다.

또한, 부정확한 자세로 목표된 운동량을 소화하는 경우, 심하면 오히려 건강을 저해할 수 있는 문제점도 있다.

본 발명은 사용자가 각각의 운동 동작에 대해 정확한 자세로 목표된 운동량을 소화할 수 있도록 하는 운동 보조 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 사용자의 운동 진행 과정에서 운동 속도 등을 고려하여 적절한 음성 데이터를 출력함으로써 가상의 전문 강사가 개인 트레이닝 서비스를 진행하는 효과를 도모할 수 있는 운동 보조 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 운동 보조 장치에 있어서, 신체의 상이한 위치에 각각 분리되어 장착되는 초음파 발신기와 초음파 수신기를 포함하는 센서부; 및 상기 초음파 발신기의 초음파 발신 시각 정보 및 상기 초음파 수신기의 초음파 수신 시각 정보를 이용하여 상기 초음파 발신기와 상기 초음파 수신기의 이격 거리를 산출하고, 상기 산출된 이격 거리를 이용하여 운동 정보를 갱신하는 사용자 장치부를 포함하는 운동 보조 장치가 제공된다.

상기 사용자 장치부는, 상기 초음파 발신기의 초음파 발신 시각 정보 및 상기 초음파 수신기의 초음파 수신 시각 정보를 이용하여 상기 초음파 발신기와 상기 초음파 수신기의 이격 거리를 산출하는 거리 측정부; 및 상기 이격 거리가 미리 지정된 승인 거리 조건을 만족하는 경우 상기 운동 정보를 갱신하는 운동 정보 생성부를 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 운동 보조 장치에 있어서, 신체의 상이한 위치에 각각 분리되어 장착되는 전자 태그와 상기 전자 태그가 소정의 거리 이내에 접근하면 감지 신호를 출력하는 리더기를 포함하는 센서부; 및 상기 센서부로부터 수신되는 감지 신호에 상응하도록 운동 정보를 갱신하는 사용자 장치부를 포함하는 운동 보조 장치가 제공된다.

상기 사용자 장치부는, 하나 이상의 음성 데이터가 저장된 저장부; 및 갱신된 상기 운동 정보에 상응하는 음성 데이터를 추출하고 스피커부를 통해 출력하는 음성 데이터 추출부를 더 포함할 수 있다.

또한 상기 사용자 장치부는, 생체 정보 전송기에 의해 사용자의 신체로부터 측정된 생체 정보를 수신하는 수신부; 및 상기 생체 정보를 이용하여 사용자 맥박을 산출하고, 상기 사용자 맥박을 미리 지정된 운동 상태 조건과 비교하여 운동 상태인지 여부를 판단하는 상태 판단부를 더 포함할 수도 있다.

상기 음성 데이터 추출부는 상기 상태 판단부에 의해 운동 상태로 판단된 상태에서, 상기 운동 정보의 갱신이 소정 시간 이상 수행되지 않거나 소정 시간 이상 상기 운동 정보의 갱신이 비정상적인 속도로 수행되는 경우, 상기 센서부의 장착 위치 변경을 위한 음성 데이터를 추출하여 상기 스피커부를 통해 출력할 수 있다.

상기 운동 정보는 운동 프로그램 종류, 운동 지속 시간, 정확한 동작 횟수, 비정확 동작 횟수, 동작 반복 속도 및 소모 칼로리량 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 사용자 장치에서 수행되는 운동 보조 방법에 있어서, 초음파 신호 송수신 방식 또는 무선 태그 방식으로 통신하도록 구성되어 각각 상이한 위치에 장착되는 제1 기능부와 제2 기능부를 포함하는 센서부로부터 초음파 신호 송수신 시각 정보 또는 감지 신호를 수신하는 단계; 수신된 상기 초음파 신호 송수신 시각 정보 또는 상기 감지 신호를 이용하여 운동 정보를 갱신하는 단계; 및 갱신된 상기 운동 정보에 상응하는 음성 데이터를 저장 영역에서 추출하여 스피커부를 통해 출력하는 단계를 포함하는 운동 보조 방법이 제공된다.

상기 초음파 신호 송수신 시각 정보가 수신된 경우, 상기 갱신하는 단계는, 상기 초음파 발신기의 초음파 발신 시각 정보 및 상기 초음파 수신기의 초음파 수신 시각 정보를 이용하여 상기 초음파 발신기와 상기 초음파 수신기의 이격 거리를 산출하는 단계; 및 상기 이격 거리가 미리 지정된 승인 거리 조건을 만족하는 경우 상기 운동 정보를 갱신하는 단계를 포함할 수 있다.

운동 보조 방법은, 생체 정보 전송기로부터 사용자의 신체로부터 측정된 생체 정보를 수신하는 단계; 상기 생체 정보를 이용하여 사용자 맥박을 산출하는 단계; 및 산출된 상기 사용자 맥박을 미리 지정된 운동 상태 조건과 비교하여 운동 상태인지 여부를 판단하는 단계를 더 포함할 수도 있다.

또한, 운동 상태로 판단된 경우, 상기 운동 정보의 갱신이 소정 시간 이상 수행되지 않거나 소정 시간 이상 상기 운동 정보의 갱신이 비정상적인 속도로 수행되는 비정상 조건을 만족하는지 판단하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 비정상 조건이 만족된 경우 상기 스피커부를 통해 출력되는 상기 음성 데이터는 상기 센서부의 장착 위치 변경을 위한 음성 데이터일 수 있다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 사용자가 각각의 운동 동작에 대해 정확한 자세로 목표된 운동량을 소화할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한 사용자의 운동 진행 과정에서 운동 속도 등을 고려하여 적절한 음성 데이터를 출력함으로써 가상의 전문 강사가 개인 트레이닝 서비스를 진행하는 효과를 도모할 수도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 운동 보조 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.
도 2 및 도 3은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 센서부를 이용한 운동 방법을 예시한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 운동 보조 방법을 나타낸 순서도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 운동 보조 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 생체 정보 전송기의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 운동 보조 방법을 나타낸 순서도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

또한, 명세서에 기재된 "…부", "…유닛", "…모듈", "…기" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

또한, 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예의 구성 요소가 해당 실시예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시예가 통합된 하나의 실시예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 운동 보조 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2 및 도 3은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 센서부를 이용한 운동 방법을 예시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 운동 보조 장치는 센서부(110) 및 사용자 장치부(120)를 포함하여 구성될 수 있다.

센서부(110)는 초음파 발신기(132), 초음파 수신기(134) 및 근거리 통신기(136)를 포함할 수 있다. 도시되지는 않았으나, 센서부(110)는 구비된 각 구성 요소의 구동 전원을 공급하기 위한 전원부를 더 포함할 수도 있다.

초음파 발신기(132)는 특정 주파수의 펄스 신호에 따라 초음파를 발신하고, 초음파 수신기(134)는 초음파 발신기(132)로부터 발신된 특정 주파수의 초음파를 수신한다. 초음파 발신기(132)는 예를 들어 특정 주파수의 펄스 신호를 발생시키는 펄스 발생부, 펄스 발생부로부터 출력되는 펄스 신호를 증폭시키는 증폭부 및 증폭부로부터 전달된 특정 주파수의 펄스 신호에 따라 초음파를 발사하는 초음파 발신부로 구성될 수 있다.

초음파 발신기(132)는 예를 들어 주기적으로 지정된 주파수의 초음파를 발신할 수 있으며, 초음파 발신기(132)의 초음파 발신은 예를 들어 사용자 장치부(120)로부터 수신 제어 명령에 의해 개시되거나, 센서부(110)에 구비된 조작 버튼(도시되지 않음)의 조작에 의해 개시될 수 있을 것이다.

근거리 통신기(136)는 사용자 장치부(120)와 근거리 통신 방식, 예를 들어 블루투쓰, 지그비, 적외선 통신 등의 방식으로 상호 연결되고, 초음파 발신 및 초음파 수신에 대한 시각 정보를 근거리 통신 방식을 이용하여 사용자 장치부(120)로 전송한다. 만일 사용자 장치부(120)에서 주기적으로 수행되는 초음파 발신기(132)의 초음파 발신 시각을 미리 인식하는 경우라면 근거리 통신기(136)는 초음파 수신에 대한 시각 정보만을 사용자 장치부(120)로 전송할 수도 있다.

사용자 장치부(120)는 통신부(142), 거리 측정부(144), 운동 정보 생성부(146), 음성 데이터 추출부(148), 저장부(150) 및 제어부(152)를 포함할 수 있다.

여기서, 사용자 장치부(120)는 예를 들어 본 실시예에 따른 운동 보조 기능을 수행하기 위해 독립적으로 구현될 장치일 수도 있으나, 운동 보조 기능 수행을 위해 구현된 어플리케이션 프로그램이 설치되어 구동되는 디지털 장치(예를 들어, 스마트 폰, 타블렛 피씨 등)일 수도 있다.

또한, 도 1에 도시된 사용자 장치부(120)의 구성 요소들 중 하나 이상(예를 들어, 거리 측정부(144), 운동 정보 생성부(146), 음성 데이터 추출부(148) 등 중 하나 이상)은 소프트웨어 프로그램의 형태로 구현될 수도 있다.

통신부(142)는 센서부(110)에 포함된 근거리 통신기(136)와 근거리 통신 방식으로 연결되어 초음파 발신 시점 및 초음파 수신에 대한 시각 정보를 수신한다. 만일 센서부(110)가 사용자 장치부(120)의 제어 명령에 의해 동작 개시되는 경우라면 통신부(142)는 센서부(110)로 제어 명령을 더 송신할 수 있다.

거리 측정부(144)는 센서부(110)로부터 수신된 초음파 발신 시점 및 초음파 수신에 대한 시각 정보를 이용하여 초음파 발신기(132)와 초음파 수신기(134)의 이격 거리를 연산한다. 거리 측정부(144)는 이격 거리를 측정함에 있어, 초음파 발신기(132)와 초음파 수신기(134) 간의 거리가 지속적으로 짧아지다가(즉, 점차 근접) 다시 길어(즉, 점차 멀어짐)지는 것으로 나타나면 가장 짧은 거리를 이격 거리로서 출력할 수도 있다.

초음파 발신기(132)에서 초음파가 발신된 시각 정보와 초음파 수신기(134)에서 초음파를 수신한 시각 정보를 이용하여 초음파 발신기(132)와 초음파 수신기(134) 사이의 거리를 연산하는 방법은 당업자에게 자명한 사항이므로 이에 대한 설명은 생략한다.

운동 정보 생성부(146)는 사용자가 선택한 운동 프로그램에 대한 운동 정보를 생성하고, 거리 측정부(144)에 의해 연산된 초음파 발신기(132)와 초음파 수신기(134)의 이격 거리를 이용하여 사용자의 운동 정보를 갱신한다. 운동 정보에는 예를 들어, 운동 프로그램 종류, 운동 지속 시간, 동작 횟수, 동작 반복 속도, 소모 칼로리량 등 중 하나 이상이 포함될 수 있다. 또한 운동 정보에는 비정확 동작 횟수에 대한 정보가 더 포함될 수도 있다.

운동 정보 생성부(146)는 예를 들어, 이격 거리가 미리 지정된 승인 거리 조건(예를 들어, 5cm)을 만족하는 경우에만 정확한 자세의 운동 동작이 수행된 것으로 인식하여 동작 횟수를 갱신 처리할 수 있을 것이고, 또한 동작 횟수가 갱신 처리되는 시간 간격을 이용하여 동작 반복 속도를 갱신 처리할 수 있을 것이다. 또한, 동작 횟수가 갱신 처리된 총 시간 정보를 이용하여 운동 지속 시간을 갱신 처리할 수 있을 것이고, 사용자가 지정된 운동 동작(예를 들어, 크런치(crunch) 동작 등)을 반복함에 있어 미리 설정된 기준에 따라 소모 칼로리량을 산출할 수도 있다.

또한 운동 정보 생성부(146)는 예를 들어 이격 거리가 미리 지정된 승인 거리 조건(예를 들어, 5cm)을 만족하지는 못하지만 미리 지정된 비정확 동작 조건(예를 들어, 10cm)을 만족하는 경우에는, 운동 자세는 취했으나 정확한 운동 자세가 취해지지 않은 것으로 판단하여 비정확 동작 횟수를 갱신 처리할 수도 있다.

음성 데이터 추출부(148)는 운동 정보 생성부(146)에 의해 생성된 운동 정보를 이용하여 사용자의 운동 상태에 상응하는 음성 데이터를 저장부(150)에서 추출하여 스피커부(도시되지 않음)를 통해 출력할 수 있다.

출력되는 음성 데이터는 예를 들어 "하나", "둘" 등과 같이 동작 횟수에 대한 카운트 음성일 수 있고, "다시, 동작 제대로" 등과 같이 비정확 동작 횟수가 갱신되었을 때 정확한 운동 자세를 취하도록 요구하는 자세 교정 음성일 수 있으며, 사용자의 동작 반복 속도가 너무 빠르거나 느린 경우 또는 적절한 동작 반복 속도인 경우 "자 좀더 빨리", "조금 천천히", "이 정도 속도를 유지하면서" 등과 같이 동작 속도 관련 음성일 수도 있다.

또한 목표로 정해진 동작 횟수가 거의 끝나가거나 동작 반복 속도가 느려 사용자가 지쳐있다고 판단되는 경우 "자 조금 더 힘을 내서", "거의 다 왔어", "자 마지막" 등과 같은 독려 음성일 수도 있다.

또한 서킷 트레이닝 중에 운동 프로그램을 변경(예를 들어, 크런치 동작에서 점핑 잭 동작으로 변경)하는 경우 운동 결과를 안내하고 다음 운동 프로그램 수행을 위해 "'크런치' 완료에 총 25분으로 평소보다 5분 더 걸렸습니다. 중간 10분 휴식에서 5분 제외하여 딱 5분만 휴식하고 다음 '점핑 잭' 동작으로 넘어가겠습니다. 5분 동안 충분히 휴식 바랍니다." 등의 페이스 조절 음성일 수도 있다.

운동 상태에 관한 음성 데이터는 각 시점에서 필요한 음성으로 출력될 수 있으며, "여섯", "자 좀 더 빨리", "일곱", "다시, 동작 제대로", "여덟", ... , "열 여덟", "자, 조금 더 힘을 내서", "열 아홉", "자 마지막", "스물", "잘했어" 등과 같이 전술한 음성들이 섞여 실제 전문 강사가 옆에서 운동을 지도하고 독려하는 느낌을 가지도록 할 수 있다.

저장부(150)에는 사용자 장치부(120)의 구동 프로그램, 운동 정보 생성부(146)에 의해 생성된 운동 정보, 음성 데이터 추출부(148)에 의해 이용되는 음성 데이터 등 중 하나 이상이 저장될 수 있다.

제어부(152)는 사용자 장치부(120)에 포함된 각 구성요소의 기능 수행을 제어할 수 있다. 또한 제어부(152)는 센서부의 초음파 발신 동작의 개시 및/또는 종료를 더 제어할 수도 있다.

이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 실시예에 따른 운동 보조 장치를 이용한 운동 과정을 간략히 설명한다.

점핑 잭 또는 팔 벌려 뛰기 동작이 예시된 도 2를 참조하면, 초음파 발신기(132)와 초음파 수신기(134)는 각각 다른 위치(예를 들어, 오른쪽 손등과 왼쪽 손등)에 장착되어 이용될 수 있다. 이와 같이, 초음파 발신기(132)와 초음파 수신기(134)가 분리 장착되어 이용되는 경우 근거리 통신기(136)(도시되지 않음)는 예를 들어 초음파 수신기(134)와 일체화되어 구성되거나 케이블 등을 이용하여 통신 연결될 수 있다.

근거리 통신기(136)는 초음파 발신 및 초음파 수신에 대한 시각 정보를 근거리 통신 방식으로 소정의 거리 내에 위치(예를 들어, 사용자의 바지 주머니, 바닥 등)된 사용자 장치부(120)로 전송하고, 사용자 장치부(120)는 수신된 시각 정보를 이용하여 초음파 발신기(132)와 초음파 수신기(134)간의 거리를 연산한다.

만일 도 2의 (a)와 같이 초음파 발신기(132)와 초음파 수신기(134)가 미리 지정된 승인 거리 조건(예를 들어, 5cm)을 만족하지 못하는 이격 거리를 가지는 상태에서, 도 2의 (b)와 같이 이격 거리가 미리 지정된 승인 거리 조건(예를 들어, 5cm)을 만족하도록 변경된 경우 사용자 장치부(120)는 운동 자세가 취해진 것으로 인식하여 관련 정보를 갱신하고, 이에 상응하는 음성을 스피커부를 통해 출력할 수 있다. 또한 이러한 운동 동작의 반복 속도가 너무 늦거나 빠른 등의 경우에도 상응하는 음성이 스피커부를 통해 출력될 수도 있다.

본 실시예에 따른 센서부(110)는 초음파 발신기(132)와 초음파 수신기(134)가 분리 장착되어 구동될 수 있는 장점을 가지기 때문에 보다 많은 운동 프로그램에 적용될 수 있다.

도 3에는 센서부(110)를 이용한 크런치 운동 방법이 예시되어 있다. 참고로, 도 3의 (a)는 기본 크런치(basic crunch) 동작을 나타내고, (b)는 리버스 크런치(reverse crunch) 동작을 나타내며, (c)는 트위스트 크런치(twist crunch) 동작을 나타낸다.

(a)에 도시된 기본 크런치 동작은 바닥에서 상체를 일으켜 복근의 수축 상태를 유지하는 동작을 반복하는 운동 방법이고, (b)에 도시된 리버스 크런치 동작은 상체를 고정시킨 상태에서 복근을 사용하여 엉덩이가 바닥에서 떨어지도록 하는 동작을 반복하는 운동 방법이다.

기본 크런치 동작과 리버스 크런치 동작은 운동 방법이 상이할지라도 양쪽 팔꿈치와 양쪽 무릎이 운동을 위해 근접되는 공통점을 가진다. 따라서, 초음파 발신기(132)는 팔꿈치 또는 무릎 중 어느 한쪽에 장착하고 초음파 수신기(134)는 팔꿈치 또는 무릎 중 다른 한쪽에 장착한 후 초음파 발신기(132)와 초음파 수신기(134) 간의 이격 거리를 이용하여 운동 보조 기능을 수행할 수 있다.

이에 비해, (c)에 도시된 트위스트 크런치 동작은 복근의 힘으로 오른쪽 팔꿈치가 왼쪽 무릎을 향하도록 상체를 비틀거나 왼쪽 팔꿈치가 오른쪽 무릎을 향하도록 상체를 비트는 동작을 교번적 반복하는 운동 방법이다. 따라서, 초음파 발신기(132)는 예를 들어 오른쪽 팔꿈치에 장착하고 초음파 수신기(134)는 왼쪽 무릎에 장착한 후 초음파 발신기(132)와 초음파 수신기(134) 간의 이격 거리를 이용하여 운동 보조 기능을 수행할 수 있다.

이외에도, 본 실시예에 따른 센서부(110)는 예를 들어 플랫 벤치 프레스(flat bench press), 스쿼트(squat), 벤트 오버 래터럴 레이스(bent-over lateral raise), 덤벨 숄더 프레스(dumbbell shoulder press), 런지(lunge) 등과 같이 운동 자세를 취하기 위해 팔이나 다리가 멀어졌다가 가까워져야만 하는 운동 프로그램에 제한없이 적용될 수 있다.

이제까지, 관련 도면을 참조하여 운동 보조 장치를 설명함에 있어 초음파를 이용한 거리 측정 방법을 이용하는 경우를 중심으로 설명하였다.

그러나, 초음파 발신/수신 방식이 아닌, 소정의 거리 이내에서만 인식되는 RFID 방식, NFC(Near Field Communication) 방식 등과 같은 무선 태그(Tag) 방식이 이용될 수 있으며, 무선 태그 방식이 이용되는 경우 센서부(110)의 발신기(예를 들어, 태그) 및 수신기(예를 들어, 리더기)도 이에 상응하도록 변경될 수 있음은 당연하다.

무선 태그 방식이 이용되는 경우, 수신기가 소정의 거리 내에 발신기가 위치한 경우에만 감지 신호를 출력할 것이므로, 도 1에 도시된 사용자 장치부(120)의 거리 측정부(144)는 생략될 수도 있을 것이며, 감지 신호가 수신되면 운동 정보 생성부(150)는 정확한 운동 자세가 취해진 것으로 인식하여 운동 정보를 갱신할 수 있을 것이다.

무선 태그 방식으로 수신기가 발신기의 접근을 감지하고 이에 상응하는 감지 신호를 출력하는 방법 및 구성은 당업자에게 자명한 사항이므로 이에 대한 설명은 생략한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 운동 보조 방법을 나타낸 순서도이다.

도 4를 참조하면, 사용자 장치부(120)는 센서부(110)로부터 초음파 발신 시각 및 수신 시각에 관한 정보를 이용하여 초음파 발신기(132)와 초음파 수신기(134) 간의 이격 거리를 연산한다. 예를 들어, 단위 시간 동안 반복적으로 연산된 이격 거리가 각각 상이한 경우(예를 들어, 이격 거리가 가까워지다가 멀어지는 경우)에는 가장 짧은 거리를 이격 거리로 결정할 수 있다.

만일 센서부(110)가 초음파 발신/수신 방식이 아닌, 소정의 거리 이내에서만 인식되는 RFID 방식, NFC(Near Field Communication) 방식 등과 같은 무선 태그(Tag) 방식을 이용하도록 구현된 경우라면 사용자 장치부(120)가 센서부(110)로부터 감지 신호를 수신할 수 있음은 앞서 설명한 바와 같다.

단계 420에서 사용자 장치부(120)는 연산된 이격 거리가 미리 지정된 승인 거리 조건(예를 들어, 5cm)을 만족하는지 여부를 판단한다.

만일 지정된 승인 거리 조건을 만족하는 경우라면, 단계 430에서 사용자 장치부(120)는 저장부(150)에 저장된 운동 정보를 갱신한다. 운동 정보에는 예를 들어, 운동 프로그램 종류, 운동 지속 시간, 동작 횟수, 비정확 동작 횟수, 동작 반복 속도, 소모 칼로리량 등 중 하나 이상이 포함될 수 있다.

여기서 만일, 이격 거리와 비교하기 위한 거리 조건이 정확한 운동 자세를 취한 것으로 인식하는 승인 거리 조건(예를 들어, 5cm) 외에, 비정확 동작 조건(예를 들어, 5cm 초과 10cm 미만)을 더 포함하는 경우 사용자 장치부(120)는 이격 거리가 비정확 동작 조건을 만족하는 경우에는 비정확 동작 횟수를 갱신 처리할 수도 있다.

단계 440에서 사용자 장치부(120)는 현재 시점이 음성 정보 출력 시점인지 여부를 판단한다.

음성 정보는 예를 들어 동작 횟수에 대한 카운트 음성, 정확한 운동 자세를 취하도록 요구하는 자세 교정 음성, 사용자가 적절한 동작 반복 속도를 유지하도록 하기 위한 동작 속도 관련 음성, 사용자가 운동 상태를 유지하도록 하는 독려 음성, 서킷 트레이닝 중에 운동 프로그램을 변경하는 페이스 조절 음성 등 중 하나 이상일 수 있다.

현재 시점이 음성 정보 출력 시점이라면, 단계 450에서 사용자 장치부(120)는 갱신된 운동 정보에 상응하는 음성 데이터를 저장부(150)에서 추출하여 스피커부를 통해 출력한다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 운동 보조 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 생체 정보 전송기의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 운동 보조 장치는 센서부(110), 사용자 장치부(120) 및 생체 정보 전송기(510)를 포함하여 구성될 수 있다.

센서부(110)는 초음파 발신기(132), 초음파 수신기(134) 및 근거리 통신기(136)를 포함할 수 있고, 사용자 장치부(120)는 통신부(142), 거리 측정부(144), 운동 정보 생성부(146), 음성 데이터 추출부(148), 저장부(150), 제어부(152) 및 상태 판단부(520)를 포함할 수 있다. 센서부(110)는 앞서 설명한 바와 같이 무선 태그 방식에 따른 감지 신호를 출력하도록 구성될 수도 있다.

센서부(110) 및 사용자 장치부(120)의 구성은 앞서 도 1을 참조하여 설명한 바와 동일하므로 여기서는 중복되는 설명을 생략하기로 하며, 생체 정보 전송기(510) 및 상태 판단부(520)의 추가에 따라 변경되는 사항을 중심으로 설명한다.

생체 정보 전송기(510)는 운동을 진행하는 사용자로부터 측정한 생체 정보(예를 들어, 생체 전위 신호, 맥박수 등 중 하나 이상)를 근거리 통신망을 통해 사용자 장치부(120)로 전송한다.

생체 정보 전송기(510)는 실시간 또는 미리 지정된 주기에 따라 생체 정보를 측정하여 사용자 장치부(120)로 전송할 수 있다.

생체 정보 전송기(510)의 구성이 개략적으로 도시된 도 6을 참조하면, 생체 정보 전송기(510)는 측정부(610), 데이터 변환부(620), 전송부(630) 및 전원부(640)를 포함하여 구성될 수 있다.

측정부(210)는 사용자의 신체에 접촉되어 생체 전위 신호 및/또는 맥박수 등의 생체 정보를 측정한다.

측정부(610)는 예를 들어 심장 활동에 관한 생체 전위 신호를 감지하도록 심장 부근에 부착되는 전극 패치를 포함하여 구성될 수 있다. 또는, 생체 정보 전송기(510)가 운동복 형태로 구현되어, 사용자가 운동복을 착용한 경우 전극 패치가 사용자의 심장 부근에 위치하도록 할 수도 있을 것이다.

측정부(610)에 의해 감지된 생체 전위 신호는 전송부(230) 등을 통해 사용자 장치부(120)의 상태 판단부(520)로 제공되어 예를 들어 심전도 파형으로 해석될 수 있을 것이며 이를 통해 맥박이 산출될 수 있을 것이다.

심장 활동을 측정하기 위해 전극 패치를 포함하여 구성되는 측정부(210)의 구성 및 동작 원리 등은 등록특허 제0964286호(심장 활동 측정 방법 및 시스템) 등의 선행 기술들에 상세히 기술되어 있고, 본 발명의 요지와는 다소 거리감이 있으므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다. 이러한 측정부(610)를 이용하여 생체 전위 신호의 감지 뿐 아니라 피검자의 맥박수에 관한 정보를 추가적으로 얻을 수 있을 것이다.

다른 형태로서, 측정부(610)는 예를 들어 손목시계 형태로 구성된 생체 정보 전송기(510)에서 사용자의 소정 시간 동안의 맥박수를 측정하도록 구성된 구성요소일 수 있다.

데이터 변환부(620)는 측정부(610)에 의해 측정된 생체 정보를 통신망을 통해 전송하기 위한 생체 정보 데이터로 변환하여 출력한다.

전송부(630)는 데이터 변환부(620)에 의해 변환된 생체 정보 데이터를 근거리 통신 기능(예를 들어, 블루투쓰 통신, 지그비 통신 등)을 이용하여 사용자 장치부(120)로 전송한다.

전원부(240)는 생체 정보 전송기(510)에 포함된 각 구성요소의 동작 전원을 제공한다.

생체 정보 전송기(510)로부터 생체 정보 데이터가 수신되면, 사용자 장치부(120)의 상태 판단부(520)는 생체 정보 데이터에 포함된 생체 정보를 이용하여 사용자의 맥박을 산출하고, 산출된 사용자의 맥박이 미리 지정된 운동 상태 조건을 만족하는지 여부를 판단한다.

일반적으로 운동 중에는 온몸으로 혈액을 빠르게 공급하기 위해 심장이 빨리 뛰어 맥박이 증가하는 것으로 알려져 있으며, 나이나 건강 상태에 따라 운동 중에 나타나는 맥박이 통계적으로 제시되고 있다.

이러한 통계 정보를 활용하면 사용자의 나이 및/또는 건강 상태를 입력값으로 하였을 때, 운동 중인 상태로 판단될 수 있는 대체적인 맥박 범위가 제시될 수 있으며, 이와 같이 제시된 맥박 범위를 전술한 운동 상태 조건으로 지정할 수 있다. 물론, 운동 상태 조건으로 지정될 맥박 범위는 사용자가 임의로 지정하거나 전문의의 조언을 통해 설정될 수도 있을 것이다.

따라서, 상태 판단부(520)는 산출된 맥박이 운동 상태 조건을 만족하는 경우에는 사용자가 현재 운동 상태인 것으로 판단하여 운동 상태 정보를 생성할 수 있다.

그러나 만일 산출된 맥박이 운동 상태 조건에 규정된 상한 임계값(즉, 상한 맥박값)을 초과하는 경우 상태 판단부(520)는 건강을 해칠 수 있는 지나친 운동 상태인 것으로 판단하여 위험 정보를 생성할 수 있다. 또한, 산출된 맥박이 운동 상태 조건에 규정된 하한 임계값(즉, 하한 맥박값)을 초과하는 경우라면, 상태 판단부(520)는 휴식 상태인 것으로 판단하여 휴식 상태 정보를 생성할 수도 있다.

상태 판단부(520)의 판단에 의해 사용자가 운동 상태인 것으로 판단되었으나, 예를 들어 소정의 시간 동안 운동 정보 생성부(146)에 의한 운동 정보 갱신이 이루어지지 않았거나 비정상적으로 빠른 속도로 운동 정보 생성부(146)에 의한 운동 정보 갱신이 이루어졌다면, 음성 데이터 추출부(148)는 비정상 상황으로서 센서부(110)의 장착 위치가 부적절한 것으로 인식될 수 있다. 따라서, 음성 데이터 추출부(148)는 이에 상응하는 음성 데이터를 저장부(150)에서 추출하여 스피커부를 통해 출력할 수 있을 것이다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 운동 보조 방법을 나타낸 순서도이다. 이후 도 7을 참조하여 설명될 운동 보조 방법은 앞서 도 4를 참조하여 설명한 운동 보조 방법과 조합되어 실시될 수 있음은 당연하다.

도 7을 참조하면, 사용자 장치부(120)는 센서부(110)로부터 수신되는 초음파 발신 시각 및 수신 시각을 이용하여 산출되는 이격 거리가 미리 지정된 거리 조건을 미리 지정된 시간 이상 지속적으로 만족하거나 불만족 하는지에 대한 비정상 조건의 만족 여부를 판단한다. 이 경우에도 이격 거리 대신 센서부(110)로부터 수신되는 무선 태그 방식에 따른 감지 신호를 이용할 수 있음은 당연하다.

이격 거리가 미리 지정된 거리 조건을 미리 지정된 시간 이상 지속적으로 만족하는 비정상적인 경우로는 예를 들어 초음파 발신기(132)와 초음파 수신기(134)를 정리하기 위해 함께 둔 경우, 운동 프로그램 수행에 적합하지 않은 위치(예를 들어, 함께 이동하는 부위로서 리버스 크런치의 경우 양쪽 발)에 초음파 발신기(132)와 초음파 수신기(134)를 장착한 경우 등이 있을 수 있다. 이 경우에는 예를 들어 운동 정보 생성부(146)에 의한 운동 정보 갱신이 비정상적으로 빠른 속도로 이루질 수 있을 것이다.

또한, 이격 거리가 미리 지정된 거리 조건을 미리 지정된 시간 이상 지속적으로 불만족하는 경우로는 예를 들어 운동 프로그램 수행에 적합하지 않은 위치(예를 들어, 운동 프로그램 진행시 근접되도록 이동되지 않거나 그 거리가 유지되는 부위로서 덤벨 숄더 프레스의 경우 오른쪽 발과 목)에 초음파 발신기(132)와 초음파 수신기(134)를 장착한 경우 등이 있을 수 있다. 이 경우에는 예를 들어 소정의 시간 동안 운동 정보 생성부(146)에 의한 운동 정보 갱신이 이루어지지 않을 수 있다.

만일 미리 지정된 비정상 조건을 만족하는 것으로 판단되면, 사용자 장치부(120)는 단계 720에서 현재 사용자가 운동 진행 중인지 여부를 판단한다.

사용자가 운동 진행 중인지 여부는 예를 들어 생체 정보 전송기(510)로부터 수신된 생체 정보 데이터를 이용하여 산출된 맥박이 미리 지정된 운동 상태 조건을 만족하는지 여부로서 판단할 수 있다.

만일 사용자가 현재 운동 상태인 것으로 판단되면, 사용자 장치부(120)는 단계 730에서 현재 진행 중인 운동 프로그램에 상응하는 위치에 초음파 발신기(132) 및 초음파 수신기(134)가 장착되도록 유도하기 위한 음성 데이터를 저장부(150)에서 추출하여 스피커부를 통해 출력한다.

그러나 만일 산출된 맥박이 운동 상태 조건의 상한 임계값을 초과하여 위험 상태인 것으로 판단되거나, 하한 임계값 미만으로서 휴식 상태인 것으로 판단되면, 사용자 장치부(120)는 단계 740으로 진행하여 이에 상응하는 음성 데이터를 저장부(150)에서 추출하여 스피커부를 통해 출력할 수 있다. 또한 휴식 상태인 것으로 판단한 경우라면 전원 소모 방지를 위해 운동 보조 기능을 종료할 수도 있다.

상술한 운동 보조 방법은 디지털 처리 장치에 내장되거나 설치된 프로그램 등에 의해 시계열적 순서에 따른 자동화된 절차로 수행될 수도 있음은 당연하다. 상기 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 또한, 상기 프로그램은 디지털 처리 장치가 읽을 수 있는 정보저장매체(computer readable media)에 저장되고, 디지털 처리 장치에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써 상기 방법을 구현한다. 상기 정보저장매체는 자기 기록매체, 광 기록매체 및 캐리어 웨이브 매체를 포함한다.

상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

110 : 센서부 120 : 사용자 장치부
132 : 초음파 발신기 134 : 초음파 수신기
136 : 근거리 통신기 142 : 통신부
144 : 거리 측정부 146 : 운동정보 생성부
148 : 음성 데이터 추출부 150 : 저장부
152 : 제어부 510 : 생체 정보 전송기
520 : 상태 판단부 610 : 측정부
620 : 데이터 변환부 630 : 전송부
640 : 전원부

Claims (12)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 사용자 장치에서 수행되는 운동 보조 방법에 있어서,
   초음파 신호 송수신 방식 또는 무선 태그 방식으로 통신하도록 구성되어 각각 상이한 위치에 장착되는 제1 기능부와 제2 기능부를 포함하는 센서부로부터 초음파 신호 송수신 시각 정보 또는 감지 신호를 수신하는 단계;
   수신된 상기 초음파 신호 송수신 시각 정보 또는 상기 감지 신호를 이용하여 운동 정보를 갱신하는 단계; 및
   갱신된 상기 운동 정보에 상응하는 음성 데이터를 저장 영역에서 추출하여 스피커부를 통해 출력하는 단계를 포함하되,
   상기 초음파 신호 송수신 시각 정보가 수신된 경우, 상기 갱신하는 단계는,
   초음파 발신기의 초음파 발신 시각 정보 및 초음파 수신기의 초음파 수신 시각 정보를 이용하여 상기 초음파 발신기와 상기 초음파 수신기의 이격 거리를 산출하는 단계; 및
   상기 이격 거리가 미리 지정된 승인 거리 조건을 만족하는 경우 상기 운동 정보를 갱신하는 단계를 포함하는, 운동 보조 방법.
9. 삭제
10. 제8항에 있어서,
    생체 정보 전송기로부터 사용자의 신체로부터 측정된 생체 정보를 수신하는 단계;
    상기 생체 정보를 이용하여 사용자 맥박을 산출하는 단계; 및
    산출된 상기 사용자 맥박을 미리 지정된 운동 상태 조건과 비교하여 운동 상태인지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하는 운동 보조 방법.
11. 제10항에 있어서,
    운동 상태로 판단된 경우, 상기 운동 정보의 갱신이 소정 시간 이상 수행되지 않거나 소정 시간 이상 상기 운동 정보의 갱신이 비정상적인 속도로 수행되는 비정상 조건을 만족하는지 판단하는 단계를 더 포함하되,
    상기 비정상 조건이 만족된 경우, 상기 스피커부를 통해 출력되는 상기 음성 데이터는 상기 센서부의 장착 위치 변경을 위한 음성 데이터인 운동 보조 방법.
12. 제8항, 제10항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 운동 보조 방법을 수행하기 위하여 디지털 처리 장치에 의해 실행될 수 있는 명령어들의 프로그램이 기록된 기록매체.

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