KR101474074B1 - 활동량계 및 이를 이용한 소비 칼로리 측정 방법 - Google Patents

Abstract

근육량을 반영하는 활동량계 및 소비 칼로리 측정 방법이 개시된다. 소비 칼로리를 측정하는 활동량계는, 피측정자의 활동에 따른 힘의 변화를 측정하는 가속도 센서; 및 상기 가속도 센서로부터 획득한 정보를 이용하여 상기 피측정자의 소비 칼로리를 측정하는 칼로리 계산부를 포함할 수 있으며, 이때 상기 활동량계는 상기 피측정자의 다리에 부착될 수 있다.

Description

활동량계 및 이를 이용한 소비 칼로리 측정 방법{SYSTEM AND METHOD FOR MEASURING BODY ACTIVITIES}

본 발명의 실시예들은 가속도 센서를 이용하여 소비 칼로리를 측정하는 활동량계 및 소비 칼로리 측정 방법에 관한 것이다.

활동량계는 피측정자의 소비 칼로리를 측정하는 장치이다. 소비 칼로리는 어느 정도 체중의 피측정자가 어느 정도의 거리를 얼마나 빠르게 움직였는지를 알면 구해낼 수 있다. 즉, 활동량계는 피측정자의 보행수 및 이동 속도를 가속도 센서를 이용하여 측정하고, 피측정자의 몸무게를 입력 받아서 소비 칼로리를 계산할 수 있다. 상기와 같이 가속도 센서를 이용하여 소비 칼로리를 측정하는 방법에는 다양한 종래 기술이 존재한다.

한국공개특허 제10-2012-0049076호(공개일 2012년 05월 16일)는 가속도 센서로부터 얻은 출력 값들로부터 소비 에너지를 구하고 구해진 에너지 합과 입력 받은 피측정자의 체중을 이용하여 소비 칼로리를 구하는 방법을 개시하고 있다. 그러나, 피측정자의 체중을 이용하여 소비 칼로리를 구하는 방식에는 문제가 있다. 체중은 크게 체지방과 근육으로 이루어진 값으로, 동일한 체중을 가진 사람이라도 체지방과 근육의 비율이 사람마다 다를 수 있기 때문이다. 실제 운동을 하는데 사용되는 것은 근육이기 때문에 동일한 체중을 가진 피측정자가 동일한 양의 운동을 한다고 하더라도 근육량이 더 많다면 소비 칼로리는 더 많을 수 밖에 없다는 것이다.

또한, 일본공개특허 1996-240450호(공개일 1996년 09월 17일) 등을 포함한 여러 문헌에서는 손목, 목 또는 허리에 가속도 센서를 부착하고 가속도 센서로부터 얻은 이동 속도 및 보행수를 이용하여 피측정자의 활동 패턴을 알고 이를 반영하여 소비 칼로리를 더 정확히 측정하려는 노력을 하고 있다. 그러나, 활동량계를 손목에 시계 형식으로 차거나 목에 목걸이 형식으로 걸게 되면, 옷에 의해 가속도 센서가 흔들리는 경우나 몸은 움직이지 않고 손만 움직이는 경우 등이 노이즈로 작용하여 정확한 활동량을 계산하는데 방해를 하게 된다. 또한, 허리 벨트에 착용하는 경우 가벼운 보행시에는 피측정자의 움직임이 반영이 안될 수도 있어 이 역시 정확한 소비 칼로리를 측정하는 방해요소가 될 수 있다. 즉, 활동량계의 부착 위치에 따라 움직임이 충분히 반영이 안되거나 혹은 더 반영될 수 있어 이는 활동 패턴을 잘못 분석하는 요인으로 작용하여 정확한 소비 칼로리를 측정할 수 없게 된다는 것을 의미하게 된다.

또한, 정확한 활동 패턴을 분석하기 위해 일본공개특허 2001-161670호(공개일 2001년 06월 19일) 등을 포함한 여러 문헌에서는 임피던스나 심전도 또는 고도 센서를 이용하여 경사가 있는 보행이나 구보를 정확하게 판단하고자 하는 노력을 하고 있다. 그러나, 가속도 센서 외에 임피던스 측정부, 심전도 측정부, 고도 측정부 등 추가 구성을 더 포함하고 있어 활동량계의 구조를 복잡하게 하고 부피를 크게 하며, 제조 단가를 높인다는 문제점을 가지고 있다.

본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 가속도 센서를 이용한 간단한 장치로 보다 정확하게 소비 칼로리를 측정하는 활동량계 및 소비 칼로리 측정 방법을 제공한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 소비 칼로리를 측정하는 활동량계는, 피측정자의 활동에 따른 힘의 변화를 측정하는 가속도 센서; 및 상기 가속도 센서로부터 획득한 정보를 이용하여 상기 피측정자의 소비 칼로리를 측정하는 칼로리 계산부를 포함할 수 있으며, 이때 상기 활동량계는 상기 피측정자의 다리에 부착될 수 있다.

일 측면에 따르면, 상기 칼로리 계산부는, 상기 가속도 센서의 측정 신호를 이용하여 상기 피측정자의 보행수를 계산하는 보행수 계산부; 및 상기 가속도 센서의 측정 신호를 이용하여 상기 피측정자의 활동패턴을 결정하는 활동패턴 결정부를 포함할 수 있다.

다른 측면에 따르면, 상기 가속도 센서는 근육량이 반영된 힘의 변화를 측정할 수 있다.

또 다른 측면에 따르면, 상기 보행수 계산부는, 상기 측정 신호에서 유효 피크(effective peak)의 개수를 이용하여 상기 보행수를 계산할 수 있다.

또 다른 측면에 따르면, 상기 활동패턴 결정부는, 상기 측정 신호에서 유효 피크 간의 시간에 따라 상기 피측정자의 활동이 보행 또는 구보인지를 구분할 수 있다.

또 다른 측면에 따르면, 상기 활동패턴 결정부는, 상기 측정 신호에서 최소 값의 크기에 따라 상기 피측정자의 활동이 경사에서의 이동 또는 평지에서의 이동인지를 구분할 수 있다.

또 다른 측면에 따르면, 상기 활동량계가 상기 피측정자의 적어도 하나의 다리에 착용되어 상기 다리에 의해 근육의 움직임을 전달 받을 수 있다.

또 다른 측면에 따르면, 상기 칼로리 계산부는, 상기 활동량계가 상기 피측정자의 한 쪽 다리에 착용되는 경우 상기 피측정자의 다른 쪽 다리에 해당되는 신호를 보상하여 상기 소비 칼로리를 계산할 수 있다.

또 다른 측면에 따르면, 상기 칼로리 계산부는, 하기 수학식 1을 이용하여 상기 소비 칼로리를 계산할 수 있다.

수학식 1:

소비 칼로리=A(ax×y)+B

(여기서, A는 활동 패턴에 따른 계수, a는 상수, x는 보행수, y는 근육량, B는 오차항 보정 값을 의미한다.)

본 발명의 실시예에 따르면, 활동량계에서 소비 칼로리를 측정하는 소비 칼로리 측정 방법은, 피측정자의 활동에 따른 가속도 센서 신호를 입력 받은 단계; 및 상기 가속도 센서 신호로부터 획득한 정보를 이용하여 상기 피측정자의 소비 칼로리를 측정하는 단계를 포함할 수 있으며, 이때 상기 활동량계는 상기 피측정자의 다리에 부착될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 피측정자의 활동에 따른 실제 근육의 움직임이 반영된 데이터들을 이용하여 소비 칼로리를 측정함으로써 활동량계의 정확성과 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 가속도 센서 이외에 추가 구성이 요구되지 않기 때문에 간단한 구조 및 초박형 사이즈의 활동량계를 구성할 수 있으며 제조 단가 또한 크게 줄일 수 있다는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 허벅지에 활동량계를 착용한 피측정자의 모습을 도시한 것이다.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 피측정자의 활동 패턴에 따른 가속도 센서의 신호 파형을 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 피측정자가 계단을 오르는 상황에서 활동량계가 착용된 다리의 움직임을 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 근육량을 반영하여 소비 칼로리를 측정하는 활동량계의 내부 구성을 도시한 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 활동량계의 착용 위치에 따른 보행수의 정확도에 대한 실험 결과를 도시한 것이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 실시예들은 피측정자의 근육량을 반영하여 소비 칼로리를 측정하는 활동량계 및 소비 칼로리 측정 방법에 관한 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 근육의 움직임을 충분히 반영할 수 있는 위치에 가속도 센서를 부착시켜 가속도 센서를 통해 얻은 보행수 및 이동속도로 활동 패턴을 분석하고, 피측정자의 실제 근육량을 반영하여 정확한 소비 칼로리를 측정할 수 있다.

일 예로, 근육의 움직임을 충분히 반영할 수 있는 위치는 피측정자의 다리가 될 수 있으며, 특히 허벅지 전면의 대퇴사두근(quadriceps femoris muscle)이 될 수 있다. 대퇴사두근은 다리를 움직이는 인체에 가해지는 중력을 다른 근육으로 적절하게 전달하는 역할을 하며 체중의 지탱과 같이 등장성 수축(isotonic contraction)을 지속시키거나, 보행이나 달리기 등 휴식이 없는 계속적인 수축을 오랜 시간 동안 수행하기도 한다. 다시 말해, 일상 생활에서 가장 많이 사용하는 근육이 허벅지에 위치한 대퇴사두근이며 피측정자의 신체 활동을 가장 잘 표현해 줄 수 있어서 정확한 소비 칼로리를 측정하는 것이 가능하다.

그러나, 다리에 가속도 센서를 착용하는 경우에 몇 가지 극복해야 할 문제가 있다. 첫째는, 인체의 다른 부위와 달리 보행 시 가속도 센서를 부착시킨 쪽의 다리를 통한 정보는 정확하게 받을 수 있지만 다른 쪽 다리의 정보는 받을 수 없다는 점이다. 둘째는 다리에 가속도 센서를 착용한다는 것이 다른 부위에 비해 용이하지 않다는 점이다.

이에, 본 발명에서는 피측정자의 한 쪽 다리에서 얻은 신호를 이용해서 활동 패턴을 구분하고 다른 쪽 다리에서 얻지 못한 신호를 보상할 수 있으며, 활동량계의 착용성을 확보하기 위해 초박형의 사이즈로 활동량계를 구성하고 밀착형 밴드를 이용하여 허벅지의 대퇴사두근에 부착할 수 있다.

이하에서는 구체적인 실시예를 통해 본 발명에 따른 활동량계에서 소비 칼로리를 측정하는 방법을 설명하고자 한다.

이하의 실시예에서는 도 1에 도시한 바와 같이 가속도 센서가 내장된 활동량계(101)를 피측정자의 허벅지에 착용하는 것을 대표적인 예로 설명하기로 한다. 본 실시예에서 활동량계(101)는 밀착형 밴드를 이용하여 피측정자의 대퇴사두근 부위에 밀착하여 부착될 수 있다. 다시 말해, 본 실시예에서는 다리에 활동량계(101)의 착용성을 확보하기 위해 밀착형 밴드를 이용할 수 있으며, 초박형 사이즈의 활동량계(101)를 허벅지의 대퇴사두근에 부착할 수 있다.

이하에서 피측정자의 소비 칼로리 측정을 위하여 활동량계를 허벅지의 대퇴사두근 부위에 착용하는 것을 대표적인 예로 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 활동량계에 근육의 움직임이 충분히 전달될 수 있는 부위라면 모두 적용 가능하다.

본 발명에 따른 소모 칼로리 측정 방법은 피측정자의 보행수 및 활동 패턴과 함께, 근육량을 이용하여 피측정자의 소모 칼로리를 측정할 수 있다.

기본적으로 보행수는 가속도 센서 신호를 나타내는 파형의 유효 피크(peak)를 카운트 하는 방식으로 계산될 수 있다.

그리고, 인간이 에너지를 소비하는 대부분의 활동 패턴은 1) 보행과 구보를 구분하고, 2) 경사를 오르는 이동과 평지에서의 이동을 구분하고, 여기에 이동수단으로 이동하기를 구분하는 것으로 패턴화 되어 소비 칼로리를 산출하는 데 이용될 수 있다.

본 발명에서 1) 보행과 구보는 다음과 같이 구분할 수 있다.

도 2는 피측정자가 오른쪽 허벅지에 활동량계를 부착한 상태에서 일반 보행(예컨대, 런닝머신에서의 보행 속도 4.5km/h) 시 발생하는 가속도 센서 신호의 파형을 도시한 것이다. 그래프 상에서는 왼발이 바닥에 착지할 때의 센서 신호를 "

"로, 오른발이 바닥에 착지할 때의 센서 신호를 "

"로 나타낸다.

도 3은 피측정자가 오른쪽 허벅지에 활동량계를 부착한 상태에서 구보(예컨대, 런닝머신에서의 구보 속도 9.0km/h) 시 발생하는 가속도 센서 신호의 파형을 도시한 것으로, "

"과 "

"에 대한 정의는 도 2와 동일하다.

본 실시예에서 보행과 구보를 구별하기 위해서는 먼저 두 파형(도 2와 도 3)을 구분하는 작업이 필요하다. 도 2의 그래프에서 알 수 있듯이 오른발 착지 시에만 유효 피크("

")가 발생한다. 유효 피크("

") 간의 시간을 ΔT라고 한다면, 도 2에서 확인된 ΔT1은 약 3초로, 일반적인 보행에서는 일어날 수 없는 비정상적인 값이 나타남을 알 수 있다. 반면, 도 3에서의 유효 피크("

") 간 시간인 ΔT2는 1초 미만이다. 따라서, ΔT가 3초 이상인 경우에는 '보행'으로, 1초 미만인 경우에는 '구보'로 가속도 센서 신호를 분리할 수 있다.

이때, 보행으로 패턴이 분류된 경우에는 왼발의 신호("

")를 노이즈로 처리하지 않고 이를 보상하여 소비 칼로리를 계산하는데 이용할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 2) 경사와 평지의 이동을 구분할 수 있다.

도 4는 폭이 낮은 계단을 오르는 경우의 가속도 센서 신호를 나타낸 것이고, 도 5는 폭이 높은 계단을 오르는 경우의 가속도 센서 신호를 나타내고 있다.

도 4와 도 5의 그래프 파형을 비교해 보면, 경사진 길을 오를수록 평지를 걷거나 달릴 때와는 달리 유효 피크 발생 직전에 가속도 센서의 평균값이 급격하게 낮아지는 것을 확인할 수 있다. 즉, 도 4에 도시된 그래프에서 유효 피크 전의 최소 가속도 센서 값은 평균 400정도이며, 도 5에 도시된 그래프에서 유효 피크 전의 최소 가속도 센서 값의 평균은 120정도임을 확인할 수 있다.

허벅지에 부착된 활동량계에서는 가속도 센서를 통해 경사를 오르기 직전 다리에 힘이 들어가는 현상이 잘 반영된 신호를 잡아 낼 수 있기 때문에 이를 이용하여 경사와 평지의 이동을 구별할 수 있다. 활동 패턴이 경사의 이동으로 분류되면 이를 반영하여 소비 칼로리를 산출할 수 있다.

도 6은 피측정자가 계단을 오르는 상황에서 활동량계가 착용된 다리의 움직임을 도시한 것이다. 도 6에 도시한 바와 같이, 중력 가속도는 항상 아래 방향으로 1g의 값을 가지고 있지만, 계단을 오를 때 활동량계의 축 방향은 계단의 높이에 따라 변화하게 된다.

도 6은 활동량계의 축 방향이 90도 변하는 모습을 예시로 표현한 것으로, 초기 상황(a)의 가속도 센서 값은 X축 방향으로 중력가속도 1g의 값을 가지고 있다가 계단을 오를 때(b) 활동량계의 축 방향이 바뀌면서 Y축 방향으로 중력가속도 1g의 값을 가지게 된다. 즉, 활동량계의 가속도 센서의 축 방향이 계단의 높이에 따라 변화하며 여기서 발생하는 정보를 이용하여 오르막 이동거리를 산출할 수 있다. 예를 들어, 시험 값을 통해 유효 피크 전의 최소 가속도 센서 값이 400일 경우 0.5m의 오르막을 이동한 것으로 판단할 수 있다.

상기와 같이, 본 발명의 소비 칼로리 측정 방법에서는 피측정자의 허벅지 전면에 부착된 가속도 센서를 통해 실제 근육의 움직임이 반영된 데이터들을 얻을 수 있으며, 이들 데이터를 가지고 수학식 1을 이용하여 소비 칼로리를 산출할 수 있다.

여기서, A는 활동 패턴에 따른 계수, a는 상수, x는 보행수, y는 근육량, B는 오차항 보정 값을 의미한다.

본 발명에 따른 소비 칼로리 측정 방법은 소모 칼로리 산출의 변인에 피측정자의 체중을 포함시키는 기존 방식의 한계를 개선하기 위하여 근육의 움직임을 충분히 반영할 수 있는 신체 부위에 부착된 활동량계(가속도 센서)에서 피측정자의 실제 근육량이 반영된 변인들을 얻어 보다 정확한 소비 칼로리를 측정할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 소비 칼로리 측정 방법은 가속도 센서가 내장된 활동량계에서 근육량, 체지방량 등 체성분 분석이 가능한 장치와 연동하여 소모 칼로리 산출 수식의 변인을 체중이 아닌, 체성분으로 디테일 하게 나누는 형태로 더 정확한 칼로리 소모량을 구할 수 있다. 더 나아가, 본 발명에 따른 소비 칼로리 측정 방법은 수영, 달리기, 배드민턴 등 각 활동에 맞는 칼로리 산출 수식을 세분화 하고 피측정자로부터 활동의 종류를 직접 입력받는 방식을 적용하여 해당 활동에 따른 칼로리 소모량을 정확하게 구할 수 있다.

그리고, 본 발명에 따른 소비 칼로리 측정 방법은 가속도 센서가 내장된 모바일 기기(예를 들어, 스마트폰, 태블릿 등) 상에 모바일 기기 전용의 어플리케이션(application) 형태로 구현될 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 근육량을 반영하여 소비 칼로리를 측정하는 활동량계의 내부 구성을 도시한 것이다.

활동량계(700)는 피측정자의 허벅지 전면 근육인 대퇴사두근에 착용된 상태에서 피측정자의 근육량이 반영된 활동 패턴에 따라 소비 칼로리를 측정할 수 있다. 이를 위하여, 도 7에 도시한 바와 같이 일 실시예에 따른 활동량계(700)는 가속도 센서(710)와, 칼로리 계산부(720)를 포함하여 구성될 수 있다.

가속도 센서(710)는 피측정자의 활동에 따른 가속도, 진동, 충격 등의 세기를 측정하는 것이다.

칼로리 계산부(720)는 가속도 센서(710)에서 측정된 센서 값(가속도 센서 신호)을 이용하여 피측정자의 활동과 해당 활동으로 인한 근육의 움직임이 반영된 데이터들을 획득한 후 이들 데이터를 바탕으로 피측정자의 소비 칼로리를 측정할 수 있다. 다시 말해, 칼로리 계산부(720)는 가속도 센서(710)를 통해 획득한 데이터 및 근육량을 이용하여 소비 칼로리를 산출하는 역할을 할 수 있다.

구체적으로, 칼로리 계산부(720)는 소비 칼로리 산출의 변인을 얻기 위하여 보행수 계산부(721)와 활동패턴 결정부(722)로 구성될 수 있다.

보행수 계산부(721)는 피측정자의 보행수를 계산하는 것으로, 일 예로 가속도 센서(710)의 측정 신호에서 유효 피크를 카운트 하는 방식으로 보행수를 계산할 수 있다.

활동패턴 결정부(722)는 가속도 센서(710)의 측정 신호를 바탕으로 피측정자의 활동 패턴을 결정하는 역할을 한다. 이때, 활동패턴 결정부(722)는 상기에서 도 2 내지 도 6을 설명한 바와 같이 피측정자의 활동으로부터 보행과 구보, 또는 경사 이동과 평지 이동을 구분할 수 있다. 일 예로, 활동패턴 결정부(722)는 가속도 센서(710)의 측정 신호에서 나타나는 유효 피크 간의 시간에 따라 보행과 구보를 구분할 수 있다. 다른 예로, 활동패턴 결정부(722)는 가속도 센서(710)의 측정 신호에서 나타나는 최소 가속도 센서 값을 이용하여 경사 이동과 평지 이동을 구분할 수 있다. 또 다른 예로, 활동패턴 결정부(722)는 가속도 센서(710)의 축 방향 변화 정도를 이용하여 경사 이동과 평지 이동을 구분할 수 있다.

활동량계(700)가 피측정자의 허벅지에 착용된 상태에서는 활동량계(700)에 근육의 움직임이 충분히 전달됨에 따라 칼로리 계산부(720)에서 보다 정확한 보행수와 활동 패턴을 인식할 수 있다. 이때, 활동량계(700)가 피측정자의 한 쪽 다리에만 착용되는 경우 해당 다리에 대한 동적인 힘을 측정하는 가속도 센서(710)의 측정 신호로부터 다른 쪽 다리에 대한 측정 신호를 보상하여 오른쪽 다리의 활동과 왼쪽 다리의 활동을 구분하여 인식할 수 있다. 예컨대, 유효 피크의 진폭을 비교하여 진폭이 큰 피크를 활동량계가 착용된 다리의 활동으로 인식하고 진폭이 작은 피크를 활동량계가 미착용된 다른 쪽 다리의 활동으로 인식할 수 있다.

상기와 같이 칼로리 계산부(720)는 가속도 센서(710)의 측정 신호로부터 얻은 피측정자의 보행수와 활동 패턴을 수학식 1에 적용하여 근육의 움직임이 충분히 반영된 소비 칼로리를 산출할 수 있다.

상기한 활동량계(700)는 소비 칼로리를 측정하는 데 필요한 데이터를 외부로부터 입력 받기 위한 입력부(730)가 더 포함될 수 있다. 활동량계(700)가 수영, 달리기, 배드민턴 등 각 활동 별로 칼로리 산출 수식이 세분화 되어 있는 경우, 입력부(730)는 피측정자로부터 자신의 활동에 대한 정보를 입력 받기 사용자 인터페이스 수단으로서 구성될 수 있다. 또한, 입력부(730)는 활동량계(700)가 체성분 측정 장치나 외부 서버 등 다른 기기와 연동이 필요할 경우 데이터 입출력 수단 내지 통신 수단 등으로 구성될 수 있다.

그리고, 활동량계(700)는 운동종류에 따른 착용 위치와 착용 방법을 가이드 할 수 있는 수단을 추가 구성할 수 있다. 또한, 활동량계(700)는 체성분(근육량, 체지방량)과 활동량 데이터(소비 칼로리)를 기반으로 운동요법 또는 식이요법을 처방하는 시스템과 연동 가능하다.

도 8은 활동량계의 착용 위치에 따른 보행수 측정 정확도에 대한 실험 결과를 나타낸 것이다.

도 8의 실험 결과에 따르면, 활동량계를 허벅지, 허리, 주머니속, 그리고 주머니끝에 착용하여 각 착용 위치에서 계단 오르기를 통해 측정된 보행수를 실제 보행수와 비교해 보면 활동량계에 근육의 움직임이 충분히 전달되는 부위인 허벅지에서의 측정이 가장 높은 정확도를 보임을 알 수 있다. 이에 따라, 허벅지 착용 상태에서 1분 동안 계단 오르기를 한 경우의 소비 칼로리를 다른 착용 위치에서의 소비 칼로리와 각각 비교해보면 0.7Kcal 이상의 오차가 발생함을 알 수 있다.

따라서, 본 발명에 따르면 피측정자의 활동에 따른 근육의 움직임이 활동량계에 얼마나 충분히 전달되느냐가 소비 칼로리의 정확도를 결정하게 된다.

이와 같이, 본 실시예에 따르면, 피측정자의 실제 근육량이 반영된 데이터들을 이용하여 소비 칼로리를 측정함으로써 활동량계의 정확성과 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 가속도 센서 이외에 추가 구성이 요구되지 않기 때문에 간단한 구조 및 초박형 사이즈의 활동량계를 구성할 수 있으며 제조 단가 또한 크게 줄일 수 있다는 이점이 있다.

이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

700: 활동량계
710: 가속도 센서
720: 칼로리 계산부
730: 입력부

Claims (19)

1. 소비 칼로리를 측정하는 활동량계에 있어서,
   피측정자의 활동에 따른 힘의 변화를 측정하는 가속도 센서; 및
   상기 가속도 센서로부터 획득한 정보를 이용하여 상기 피측정자의 소비 칼로리를 측정하는 칼로리 계산부
   를 포함하고,
   상기 활동량계는 상기 피측정자의 다리에 부착되고,
   상기 활동량계가 상기 피측정자의 적어도 하나의 다리에 착용되어 상기 다리에 의해 근육의 움직임을 전달 받고,
   상기 칼로리 계산부는,
   상기 활동량계가 상기 피측정자의 한 쪽 다리에 착용되는 경우 상기 피측정자의 다른 쪽 다리에 해당되는 신호를 보상하여 상기 소비 칼로리를 계산하는 것
   을 특징으로 하는 활동량계.
2. 제1항에 있어서,
   상기 칼로리 계산부는,
   상기 가속도 센서의 측정 신호를 이용하여 상기 피측정자의 보행수를 계산하는 보행수 계산부; 및
   상기 가속도 센서의 측정 신호를 이용하여 상기 피측정자의 활동패턴을 결정하는 활동패턴 결정부
   를 포함하는 활동량계.
3. 제1항에 있어서,
   상기 가속도 센서는 근육량이 반영된 힘의 변화를 측정하는 것
   을 특징으로 하는 활동량계.
4. 제2항에 있어서,
   상기 보행수 계산부는,
   상기 측정 신호에서 유효 피크(effective peak)의 개수를 이용하여 상기 보행수를 계산하는 것
   을 특징으로 하는 활동량계.
5. 제2항에 있어서,
   상기 활동패턴 결정부는,
   상기 측정 신호에서 유효 피크 간의 시간에 따라 상기 피측정자의 활동이 보행 또는 구보인지를 구분하는 것
   을 특징으로 하는 활동량계.
6. 제2항에 있어서,
   상기 활동패턴 결정부는,
   상기 측정 신호에서 최소 값의 크기에 따라 상기 피측정자의 활동이 경사에서의 이동 또는 평지에서의 이동인지를 구분하는 것
   을 특징으로 하는 활동량계.
7. 삭제
8. 삭제
9. 소비 칼로리를 측정하는 활동량계에 있어서,
   피측정자의 활동에 따른 힘의 변화를 측정하는 가속도 센서; 및
   상기 가속도 센서로부터 획득한 정보를 이용하여 상기 피측정자의 소비 칼로리를 측정하는 칼로리 계산부
   를 포함하고
   활동량계는 상기 피측정자의 다리에 부착되고,
   상기 가속도 센서는 근육량이 반영된 힘의 변화를 측정하며,
   상기 칼로리 계산부는,
   상기 가속도 센서의 측정 신호를 이용하여 상기 피측정자의 보행수를 계산하는 보행수 계산부; 및
   상기 가속도 센서의 측정 신호를 이용하여 상기 피측정자의 활동패턴을 결정하는 활동패턴 결정부
   를 포함하며,
   하기 수학식 1을 이용하여 상기 소비 칼로리를 계산하는 것
   을 특징으로 하는 활동량계.
   수학식 1:
   소비 칼로리=A(ax×y)+B
   (여기서, A는 활동 패턴에 따른 계수, a는 상수, x는 보행수, y는 근육량, B는 오차항 보정 값을 의미한다.)
10. 활동량계에서 소비 칼로리를 측정하는 소비 칼로리 측정 방법에 있어서,
    피측정자의 활동에 따른 가속도 센서 신호를 입력 받은 단계; 및
    상기 가속도 센서 신호로부터 획득한 정보를 이용하여 상기 피측정자의 소비 칼로리를 측정하는 단계
    를 포함하고,
    상기 활동량계는 상기 피측정자의 다리에 부착되고,
    상기 활동량계가 상기 피측정자의 적어도 하나의 다리에 착용되어 상기 다리에 의해 근육의 움직임을 전달 받고,
    상기 피측정자의 소비 칼로리를 측정하는 단계는,
    상기 활동량계가 상기 피측정자의 한 쪽 다리에 착용되는 경우 상기 피측정자의 다른 쪽 다리에 해당되는 신호를 보상하여 상기 소비 칼로리를 계산하는 것
    을 특징으로 하는 소비 칼로리 측정 방법.
11. 제10항에 있어서,
    상기 피측정자의 소비 칼로리를 측정하는 단계는,
    상기 가속도 센서 신호를 이용하여 상기 피측정자의 보행수 및 활동패턴을 결정하는 것
    을 특징으로 하는 소비 칼로리 측정 방법.
12. 제10항에 있어서,
    상기 가속도 센서 신호는 근육량이 반영된 힘의 변화를 나타내는 것
    을 특징으로 하는 소비 칼로리 측정 방법.
13. 제11항에 있어서,
    상기 피측정자의 소비 칼로리를 측정하는 단계는,
    상기 가속도 센서 신호에서 유효 피크의 개수를 이용하여 상기 보행수를 계산하는 것
    을 특징으로 하는 소비 칼로리 측정 방법.
14. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 피측정자의 소비 칼로리를 측정하는 단계는,
    상기 가속도 센서 신호에서 유효 피크 간의 시간에 따라 상기 피측정자의 활동이 보행 또는 구보인지를 구분하는 것
    을 특징으로 하는 소비 칼로리 측정 방법.
15. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 피측정자의 소비 칼로리를 측정하는 단계는,
    상기 가속도 센서 신호에서 최소 값의 크기에 따라 상기 피측정자의 활동이 경사에서의 이동 또는 평지에서의 이동인지를 구분하는 것
    을 특징으로 하는 소비 칼로리 측정 방법.
16. 삭제
17. 삭제
18. 활동량계에서 소비 칼로리를 측정하는 소비 칼로리 측정 방법에 있어서,
    피측정자의 활동에 따른 가속도 센서 신호를 입력 받은 단계; 및
    상기 가속도 센서 신호로부터 획득한 정보를 이용하여 상기 피측정자의 소비 칼로리를 측정하는 단계
    를 포함하고,
    상기 활동량계는 상기 피측정자의 다리에 부착되고,
    상기 가속도 센서 신호는 근육량이 반영된 힘의 변화를 나타내며,
    상기 피측정자의 소비 칼로리를 측정하는 단계는,
    상기 가속도 센서 신호를 이용하여 상기 피측정자의 보행수 및 활동패턴을 결정한 후, 하기 수학식 2를 이용하여 상기 소비 칼로리를 계산하는 것
    을 특징으로 하는 소비 칼로리 측정 방법.
    수학식 2:
    소비 칼로리=A(ax×y)+B
    (여기서, A는 활동 패턴에 따른 계수, a는 상수, x는 보행수, y는 근육량, B는 오차항 보정 값을 의미한다.)
19. 컴퓨터 시스템이 활동량계에서 소비 칼로리를 측정하도록 제어하는 명령(instruction)을 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체로서,
    상기 명령은,
    피측정자의 활동에 따른 가속도 센서 신호를 입력 받은 단계; 및
    상기 가속도 센서 신호로부터 획득한 정보를 이용하여 상기 피측정자의 소비 칼로리를 측정하는 단계
    를 포함하는 방법에 의하여 상기 컴퓨터 시스템을 제어하며,
    상기 활동량계는 상기 피측정자의 다리에 부착되고,
    상기 활동량계가 상기 피측정자의 적어도 하나의 다리에 착용되어 상기 다리에 의해 근육의 움직임을 전달 받고,
    상기 피측정자의 소비 칼로리를 측정하는 단계는,
    상기 활동량계가 상기 피측정자의 한 쪽 다리에 착용되는 경우 상기 피측정자의 다른 쪽 다리에 해당되는 신호를 보상하여 상기 소비 칼로리를 계산하는 것
    을 특징으로 하는, 컴퓨터 판독 가능 매체.

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