KR101552724B1 - Device and method for measuring movement distance in wireless terminal - Google Patents
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Abstract
본 발명은 휴대단말기의 운동거리 측정 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 별도의 장치 없이 그리고 휴대단말기의 휴대위치와 상관없이 휴대단말기를 통해 걸음수와 이동거리를 측정할 수 있는 휴대단말기의 운동거리 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.
이를 달성하기 위해 휴대단말기의 운동거리 측정 장치가, 걸음주파수를 측정하는 제1 센서부와; 상기 제1 센서부를 통해 측정된 걸음 주파수, 외부악세사리로 부터 수신된 이동거리, 및 상기 걸음주파수 및 상기 이동거리를 이용하여 생성된 개인 이동거리 알고리즘을 저장하는 메모리와;상기 외부악세사리와 연결될 때 상기 제1 센서부에서 측정된 걸음 주파수와 상기 외부 악세사리로부터 측정되어 수신된 이동거리를 이용하여 상기 개인 이동거리 알고리즘을 생성하고, 상기 외부악세사리와 연결되지 않을 때 상기 제1 센서부에서 측정된 걸음주파수에 대응되는 걸음 수 및 상기 걸음 주파수를 이용하여 상기 개인 이동거리 알고리즘으로부터 측정된 이동거리를 표시하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
휴대단말기, 외부 악세사리, 걸음주파수, 이동거리, 보폭
The present invention relates to an apparatus and method for measuring the distance of movement of a portable terminal, and more particularly, to an apparatus and method for measuring the distance of movement of a portable terminal capable of measuring the number of steps and a moving distance through the portable terminal, Apparatus and method.
In order to achieve this, a movement distance measuring apparatus of a portable terminal includes a first sensor unit for measuring a step frequency; A memory for storing a walking frequency measured through the first sensor unit, a moving distance received from an external accessory, and a personal moving distance algorithm generated using the walking frequency and the moving distance; Wherein the personal movement distance algorithm is generated using the step frequency measured by the first sensor unit and the movement distance measured and received from the external accessory, and when it is not connected to the external accessory, And a control unit for controlling the display unit to display a moving distance measured from the personal moving distance algorithm using the number of steps corresponding to the walking speed and the walking frequency.
Mobile terminal, external accessory, step frequency, travel distance, stride
Description
본 발명은 휴대단말기의 운동거리 측정 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 별도의 장치 없이 그리고 휴대단말기의 휴대위치와 상관없이 휴대단말기를 통해 걸음수와 이동거리를 측정할 수 있는 휴대단말기의 운동거리 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for measuring the distance of movement of a portable terminal, and more particularly, to an apparatus and method for measuring the distance of movement of a portable terminal capable of measuring the number of steps and a moving distance through the portable terminal, Apparatus and method.
종래의 운동량 측정 기술은 대부분 걸음(step) 수를 측정하는 보수계 혹은 만보계와, 걷기 또는 뛰기에 의한 이동 거리 측정 기술로 분류될 수 있다. Conventional momentum measurement techniques can be classified into a pedometer or pedometer, which measures the number of steps, and a moving distance measurement technique by walking or running.
보수계의 경우는 사용자의 신체에 부착되어 사용자가 착용한 동안에 걷거나 뛴 걸음 수를 측정하며 이를 기반으로 이동 거리나 소비 칼로리를 계산하여 제공하는 경우도 있다. 그러나 상기 보수계의 경우 걷기/뛰기를 구분할 수 없고, 사용자가 입력하는 보폭(step length)으로부터 이동거리를 계산함으로 정확성이 높지 않은 단점이 있다. In the case of a pedometer, it is attached to the body of the user and measures the number of steps that the user walks or walks while wearing. In some cases, the travel distance or the consumed calorie is calculated and provided based on the measured number of steps. However, the pedometer can not distinguish the walking / running and has a disadvantage that the accuracy is not high because the travel distance is calculated from the step length inputted by the user.
최근에는 보수계의 단점을 보완하기 위해 보다 정확한 이동 거리와 소비 칼로리를 측정하기 위한 방법들이 많이 연구되고 있다. 특허 출원된 "US 2007/0208531"의 경우, 도 1에 도시된 바와 같이 신발에 장착된 가속도계의 신호로부터 신발이 지면에 접촉되는 시간(Tc)을 이용하여 걷기/뛰기를 구분하고, 사용자의 속도와 보폭을 구하는 알고리즘을 사용하고 있다. In recent years, a number of methods have been studied to measure the movement distance and the calorie consumption more accurately in order to compensate for the shortcomings of the pedometer. In the case of the patent application "US 2007/0208531 ", as shown in Fig. 1, the walking / running is distinguished from the signal of the accelerometer mounted on the shoe using the time (Tc) And a stride length algorithm.
또한 특허 출원된 "US2008/0120062" 경우, 신발 또는 허리에 장착된 가속도 센서계의 신호를 이용하여 걸음 수를 측정하고 각 걸음의 주파수 (walking frequency)와 가속도의 분산(acceleration variance)으로부터 이동 거리를 구하는 방법을 제안하였다. In addition, in case of patent application "US2008 / 0120062", the number of steps is measured using a signal of an acceleration sensor system mounted on a shoe or a waist, and a moving distance from an acceleration variance of a walking frequency and an acceleration We propose a method to obtain.
도 2는 보폭과 걸음 주파수 그리고 보폭과 가속도 분산의 관계를 나타내고 있다. 상기 도 2를 통해 하기와 같은 이동 거리 추정 식들이 제안되었으며, f는 단위 시간 당 걸음 수, 즉 step frequency이며, v는 가속도 분산 (acceleration variance)을 나타낸다. 이 때 상수 α,β, γ의 값은 실험에 의한 회귀 식으로부터 결정된다.Fig. 2 shows the relationship between the stride, the step frequency, and the stride and acceleration dispersion. 2, f is the step number per unit time, i.e., step frequency, and v represents acceleration variance. The values of the constants α, β and γ are determined from the experimental regression equation.
<식 1> <
Step Length = α.f +β.v + γ Step Length = α . f + β . v + gamma
where α,β, γ are the parameters pre-learned during a pre-calibration stage. Then, walking distance is obtained bywhere α, β, and γ are the parameters pre-learned during a pre-calibration stage. Then, walking distance is obtained by
when n denotes the number of occurred step.when n is the number of occurred step.
<식 2><
where ti denotes detection time of the ith step; at, ┌k and N stands for the accelerometer signal at time t, the average of the accelerometer signals during one step and the number of sensor outputs during one step, respectively.where t i is the detection time of the i th step; a t , k and n stand for the accelerometer signal at time t, the average of the accelerometer signals during one step and the number of sensor outputs during one step, respectively.
종래의 운동량 측정 기술 중, 걸음 수만을 측정하는 보수계의 경우는 허리에 장착하는 방식이 일반적이나 최근 들어 2축 이상의 가속도계를 사용하고 보행 이외의 다른 동작에 의해 생성되는 artifact 제거 알고리즘을 채용함으로써 허리, 주머니, 가방, 목걸이 등 장착 위치의 자유도가 크게 높아지는 추세이다. Among the conventional momentum measurement techniques, a pedometer that measures only the number of steps is usually mounted on the waist. In recent years, however, by adopting an artifact elimination algorithm that uses an accelerometer of two or more axes and is generated by a motion other than walking, The degree of freedom of mounting position such as a pocket, a bag, and a necklace is greatly increased.
그러나 상기 보수계는 사용자에게 단순히 걸음 수만을 제공함으로 걸음의 속도, 이동 거리, 걷기와 뛰기의 구분 등을 제공할 수 없어, 사용자에게 다양한 정보 제공이 불가능하며, 따라서 정확한 소비 칼로리를 추정하기가 어려운 단점을 가지고 있다. However, since the pedometer simply provides the user with only the number of steps, it is impossible to provide the user with various information because the speed, the moving distance, the distinction between walking and running can not be provided, Lt; / RTI >
상기와 같은 보수계의 단점을 개선하기 위한 제품 또는 특허의 경우는 앞서 언급한 바와 같이 가속도계를 이용한 신규 알고리즘을 채용함으로써 걸음 수 이외에 걷기 뛰기의 구분과 이동 거리를 사용자에게 제공할 수 있어서, 보다 정확한 칼로리 소모량을 추정할 수 있는 장점이 있다. In the case of a product or a patent for improving the disadvantage of the above-described pedometer, as described above, by adopting a new algorithm using an accelerometer, it is possible to provide the user with the distinction and travel distance of the walk in addition to the number of steps, There is an advantage that the consumption amount can be estimated.
그러나 도 1과 도 2에 도시된 운동량 측정 기술들은 신체의 특정 위치에 고정적으로 부착되어야 하는 특징을 가지고 있다. 예를 들어, 도 1에 사용된 알고리즘은 신발에서 획득할 수 있는 신호이므로 신체의 다른 부위에 장착될 경우에는 사용할 수 없는 알고리즘이다. However, the momentum measurement techniques shown in FIGS. 1 and 2 have the feature that they must be fixedly attached to a specific position of the body. For example, the algorithm used in Fig. 1 is a signal that can be obtained from shoes, and therefore is an algorithm that can not be used when mounted on other parts of the body.
또한 도 2의 경우는 신발 또는 허리에 장착하여 사용이 가능한 알고리즘이지만 이 경우 역시 신발과 허리에서 보행을 통해 생성되는 가속도의 크기가 상이하기 때문에 장착 위치에 따라 별도의 알고리즘이 필요하다. In the case of FIG. 2, it is an algorithm that can be used by mounting on shoes or a waist. However, in this case, a separate algorithm is required depending on the mounting position because the magnitude of acceleration generated by walking and walking on the shoes and waist is different.
즉, <식 1>에서 걸음 주파수(step frequency)는 이론적으로 신체의 다른 부위에서도 구할 수 있으나 가속도 분산의 경우는 동일한 보행에 대해 신체의 위치마다 다른 값을 가지게 되므로 장착 위치에 의존하게 된다.That is, the step frequency in
따라서 기존의 운동량 측정 기술은 일반적으로 휴대하고 다니는 휴대전화기, 스마트폰, PDA와 같이 휴대 위치가 수시로 변하는 휴대단말기에는 적용이 불가능하다. 즉, 운동량 측정을 위해서는 별도의 장치를 필요로 하고 또한 특정 위치에 고정해서 장착해야 하므로 사용자에게 불편을 주는 단점을 가지고 있다. Therefore, it is impossible to apply the conventional momentum measurement technology to a portable terminal, such as a mobile phone, a smart phone, and a PDA. That is, a separate device is required to measure the momentum, and it is disadvantageous to inconvenience the user because it is required to be fixed at a specific position.
따라서 본 발명의 목적은 별도의 장치 없이 그리고 휴대단말기의 휴대위치와 상관없이 휴대단말기를 통해 걸음수와 이동거리를 측정할 수 있는 휴대단말기의 운동거리 측정 장치 및 방법을 제공함에 있다. Accordingly, it is an object of the present invention to provide an apparatus and method for measuring a walking distance of a portable terminal, which can measure the number of steps and the moving distance through a portable terminal regardless of the portable position of the portable terminal without a separate apparatus.
상기 목적을 달성하기 위한 휴대단말기의 운동거리 측정 장치가, 걸음주파수를 측정하는 제1 센서부와; 상기 제1 센서부를 통해 측정된 걸음 주파수, 외부악세사리로 부터 수신된 이동거리, 및 상기 걸음주파수 및 상기 이동거리를 이용하여 생성된 개인 이동거리 알고리즘을 저장하는 메모리와; 상기 외부악세사리와 연결될 때 상기 제1 센서부에서 측정된 걸음 주파수와 상기 외부 악세사리로부터 측정되어 수신된 이동거리를 이용하여 상기 개인 이동거리 알고리즘을 생성하고, 상기 외부악세사리와 연결되지 않을 때 상기 제1 센서부에서 측정된 걸음주파수에 대응되는 걸음 수 및 상기 걸음 주파수를 이용하여 상기 개인 이동거리 알고리즘으로부터 측정된 이동거리를 표시하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, an apparatus for measuring the distance of movement of a portable terminal includes: a first sensor unit for measuring a step frequency; A memory for storing a walking frequency measured through the first sensor unit, a moving distance received from an external accessory, and a personal moving distance algorithm generated using the walking frequency and the moving distance; Wherein the controller generates the personal movement distance algorithm by using the step frequency measured by the first sensor unit and the movement distance measured and received from the external accessory when connected to the external accessory, And a control unit for controlling the display unit to display the moving distance measured from the personal moving distance algorithm using the number of steps corresponding to the step frequency measured by the sensor unit and the walking frequency.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 휴대단말기의 운동거리 측정 방법이,상기 휴대단말기에 외부 악세사리가 연결되어 있는지 판단하는 과정과; 상기 휴대단말기에 상기 외부 악세사리가 연결되어 있으면, 상기 휴대단말기에서 측정된 걸음 주파수와 상기 외부 악세사리로부터 측정되어 수신된 이동거리를 이용하여, 개인 이동거리 추정 알고리즘을 생성하는 과정과; 상기 휴대단말기에 상기 외부 악세사리가 연결되어 있지 않으면, 상기 휴대단말기에서 측정된 걸음주파수에 대응되는 걸음 수 및 상기 걸음주파수를 이용하여 상기 개인 이동거리 알고리즘으로부터 측정된 이동거리를 표시하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of measuring distance traveled by a portable terminal, the method comprising: determining whether an external accessory is connected to the portable terminal; Generating a personal moving distance estimation algorithm by using a walking frequency measured by the portable terminal and a moving distance measured and received from the external accessory when the external accessory is connected to the portable terminal; If the external accessory is not connected to the portable terminal, displaying the movement distance measured from the personal movement distance algorithm using the number of steps corresponding to the step frequency measured by the portable terminal and the walking frequency .
즉, 상술한 바와 같이 본 발명은 휴대단말기와 연동되는 신체 부착형 액세서리 모듈을 이용하여 개인화된 이동거리 측정 관계식을 생성하고 데이터 축적을 통 하여 정확도를 향상시킴으로써, 궁극적으로 사용자에게 휴대단말기를 이용한 걸음 주파수 측정만으로 정확한 이동거리와 운동량 정보를 제공해 줄 수 있는 효과를 가지고 있다. 또한 이동 거리 측정을 위한 센서 모듈을 신체의 특정한 위치에 고정, 부착해야 하는 불편함을 해소하고 일상생활에서 사용하는 휴대단말기와 같은 개인용 기기를 휴대하는 것만으로 보행 거리 측정이 가능한 장점이 있다.As described above, according to the present invention, personalized movement distance measurement relational expression is generated by using a body attachment-type accessory module linked to a portable terminal, and accuracy is improved through data accumulation. Thus, ultimately, It has the effect of providing accurate movement distance and momentum information only by frequency measurement. In addition, there is an advantage that it is possible to measure the walking distance by solving the inconvenience of fixing and attaching the sensor module for measuring the moving distance to a specific position of the body and carrying a personal device such as a portable terminal used in daily life.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예들의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 동일한 구성들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들을 나타내고 있음을 유의하여야 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a detailed description of preferred embodiments of the present invention will be given with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the same configurations of the drawings denote the same reference numerals as possible whenever possible.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 휴대단말기(100)와 외부악세사리(200)를 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a
상기 도 3을 참조하면, 상기 휴대단말기(100)는 상기 외부 악세사리(200)와 무선 연결되면 측정된 걸음 주파수와, 상기 외부악세사리(200)에서 측정되어 수신된 이동거리를 통해 개인 이동거리 알고리즘을 생성하고, 상기 외부 악세사리(200)가 연결되지 않으면 상기 걸음주파수와 상기 개인 이동거리 알고리즘을 통해 걸음수와 이동거리를 측정한다. Referring to FIG. 3, when the
상기 휴대단말기(100)의 구성을 상세히 살펴보면, RF부(123)는 휴대단말기의 무선 통신 기능을 수행한다. 상기 RF부(123)는 송신되는 신호의 주파수를 상승변환 및 증폭하는 RF송신기와, 수신되는 신호를 저 잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF수신기등을 포함한다. 모뎀(MODEM)(120)은 상기 송신되는 신호를 부호화 및 변조하는 송신기 및 상기 수신되는 신호를 복조 및 복호화 하는 수신기 등을 구비한다. 오디오 처리부(125)는 코덱을 구성할 수 있으며, 상기 코덱은 패킷데이터 등을 처리하는 데이터 코덱과 음성 등의 오디오신호를 처리하는 오디오 코덱을 구비한다. 상기 오디오 처리부(125)는 상기 모뎀(120)에서 수신되는 디지털 오디오신호를 상기 오디오 코덱을 통해 아날로그신호로 변환하여 재생하거나 또는 마이크로부터 발생되어 송신되는 아날로그 오디오신호를 상기 오디오코덱을 통해 디지털 오디오신호로 변환하여 상기 모뎀(120)으로 전송하는 기능을 수행한다. 상기 코덱은 별도로 구비되거나 또는 제어부(110)에 포함될 수 있다.In detail, the
메모리(130)는 프로그램 메모리, 데이터 메모리들로 구성될 수 있다. 상기 프로그램 메모리는 휴대단말기의 일반적인 동작을 제어하기 위한 프로그램들 및 본 발명의 실시 예에 따라 상기 휴대단말기에서 측정된 걸음수와 개인 이동거리 알고리즘을 통해 걸음수와 이동거리를 측정하도록 제어하는 프로그램들을 저장할 수 있다. 또한 상기 데이터 메모리는 상기프로그램들을 수행하는 중에 발생되는 데이터들을 일시 저장하는 기능을 수행한다. The
또한 상기 메모리(130)는 본 발명의 실시 예에 따라 제1 센서부(150)를 통해 측정된 걸음 주파수와, 상기 외부 악세사리(200)에서 수신되는 이동거리와, 상기 걸음주파수 및 상기 이동거리를 통해 생성된 개인 이동거리 추정 알고리즘을 저장한다.In addition, the
상기 개인 이동거리 알고리즘은 하기 <식 4> - <식 6> 중 어느 하나의 식을 포함하면서 보폭을 측정하고, 상기 측정된 보폭들의 합을 통해 이동거리를 측정한 다.The personal moving distance algorithm measures a stride length including any one of the following equations (4) - (6), and measures a moving distance through a sum of the measured strides.
<식 4> : d = A * f + BEquation 4: d = A * f + B
<식 5> : d = A * In(f) + BEquation 5: d = A * In (f) + B
<식 6> : d = fm + B &Quot; (6) " d = f m + B
d : 보폭d: stride
f : 걸음 주파수 f: step frequency
m : 개인 이동거리 추정 알고리즘을 생성하기 위해 실험을 통해 측정된 지수m: an index measured through experiments to generate a personal movement distance estimation algorithm
A, B: 개인 이동거리 추정 알고리즘을 생성하기 위해 실험을 통해 측정된 상수A, B: constants measured through experiments to generate the personal travel distance estimation algorithm
상기 제1 센서부(150)는 휴대단말기를 가지고 있는 사람의 걸음 주파수를 측정하는 것으로, 3축 가속도 센서로 이루어 질 수 있다.The
제어부(110)는 휴대단말기의 전반적인 동작을 제어하는 기능을 수행한다. 또한 상기 제어부(110)는 상기 모뎀(120) 및 코덱을 포함할 수도 있다. The
또한 상기 제어부(110)는 본 발명의 실시 예에 따라 상기 휴대단말기(100)가 상기 외부악세사리(200)와 연결될 때, 상기 제1 센서부(150)에서 측정된 걸음 주파수와 상기 외부 악세사리(200)로부터 측정되어 수신된 이동거리를 통해 개인 이동거리 알고리즘을 생성하여 상기 메모리(130)에 저장하도록 제어한다.When the
또한 상기 제어부(110)는 본 발명의 실시 예에 따라 상기 휴대단말기(100)가 상기 외부악세사리(200)와 연결될 때, 상기 제1 센서부(150)에서 측정된 걸음 주파수와 상기 외부 악세사리(200)에서 수신된 이동거리를 상기 표시부(160)에 표시하도록 제어한다.When the
또한 상기 제어부(110)는 본 발명의 실시 예에 따라 상기 휴대단말기(100)가 다수의 외부 악세사리와 연결될 때, 우선순위에 따라 선택된 외부 악세사리로부터 측정되어 수신되는 이동거리를 수신하도록 제어한다. In addition, the
또한 상기 제어부(110)는 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 외부 악세사리(200)와 연결되지 않을 때 상기 제1 센서부(150)에서 측정된 걸음주파수와 상기 개인 이동거리 알고리즘을 통해 걸음수와 이동거리를 추출하여 표시하도록 제어하는 한다.Also, the
표시부(160)는 상기 제어부(110)에서 출력되는 사용자 데이터를 표시한다. 여기서 상기 표시부(160)는 LCD를 사용할 수 있으며, 이런 경우 상기 표시부(160)는 LCD제어부(LCD controller), 영상데이터를 저장할 수 있는 메모리 및 LCD표시소자 등을 구비할 수 있다. 여기서 상기 LCD를 터치스크린(touch screen) 방식으로 구현하는 경우, 입력부로 동작할 수도 있다. 또한 상기 표시부(160)는 본 발명의 실시 예에 따라 상기 휴대단말기(100)가 상기 외부 악세사리(200)와 연결될 때 상기 제1 센서부(150)에서 측정된 걸음 주파수와 상기 외부 악세사리(200)에서 측정되어 수신된 이동거리를 표시한다.The
또한 상기 표시부(160)는 본 발명의 실시 예에 따라 상기 휴대단말기(100)가 상기 외부 악세사리(200)와 연결되지 않을 때 상기 제1 센서부(150)에서 측정된 걸음 주파수와 상기 메모리(130)에 저장된 개인 이동거리 알고리즘을 통해 측정된 이동거리를 표시한다.When the
키입력부(127)는 숫자 및 문자 정보를 입력하기 위한 키들 및 각종 기능들을 설정하기 위한 기능키들을 구비한다. The
GPS 모듈부(미도시)는 휴대단말기가 위치된 현재 위치정보를 무선으로 연결된 상기 외부 악세사리(200)에게 전송하여, 상기 외부 악세사리(200)가 상기 GPS 모듈부에서 수신된 휴대단말기의 현재위치 정보를 이용하여 이동거리를 측정하도록 한다.The GPS module unit (not shown) transmits current location information on which the portable terminal is located to the
상기 외부 악세사리(200)는 이동거리를 측정하기 위한 제2 센서부(210)를 포함하며, 상기 제2 센서부(210)를 통해 이동거리를 측정하고, 상기 측정된 이동거리를 연결된 상기 휴대단말기(100)로 전송한다. 상기 외부 악세사리(220)는 사람의 신체에 부착되는 것으로, 신발, 이어폰등에 포함되거나, 허리등에 장착될 수 있는 별도의 장비로 구비될 수 있다.The
상기와 같은 휴대단말기(100)에서 운동 거리를 측정하는 동작을 도 4 - 도 6을 통해 상세히 살펴본다.The operation of measuring the exercise distance in the
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 터치스크린 패널을 구비하는 와치 폰에서 통화 수행을 과정을 도시한 흐름도이며, 도 5는 제로 크로싱 기법을 이용한 걸음 추출 방법을 나타내는 도면이며, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 휴대단말기의 개인 이동거리 알고리즘 생성을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 4 is a flowchart illustrating a procedure for performing a call in a watch phone having a touch screen panel according to an exemplary embodiment of the present invention, FIG. 5 is a diagram illustrating a step extraction method using a zero crossing method, FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining generation of a personal moving distance algorithm of a portable terminal according to an embodiment of the present invention.
이하 본 발명의 실시 예를 도 3의 참조와 함께 상세히 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
상기 도 4를 참조하면, 상기 휴대단말기(100)에서 운동거리 측정이 선택되면, 상기 제어부(110)는 상기 휴대단말기를 운동거리 측정모드로 전환하는 401단계를 진행한다.Referring to FIG. 4, when the exercise distance measurement is selected in the
상기 401단계에서 상기 제어부(110)는 상기 휴대단말기(100)에 외부 악세사리(200)가 무선 또는 유선으로 연결되었는지 판단한다. 상기 휴대단말기(100)에 외부 악세사리(200)가 연결되어 있으면, 상기 제어부(110)는 402단계에서 이를 감지하고, 상기 휴대단말기에 구비된 제1 센서부(150)를 통해 상기 휴대단말기를 소유하고 있는 사용자의 걸음주파수를 측정하는 403단계를 진행한다.In
상기와 같이 상기 휴대단말기의 사용자는 상기 403단계에서 상기 휴대 단말기의 휴대 위치에 관계없이 상기 제1 센서부(150)를 통해 주파수를 제공받을 수 있다. As described above, the user of the portable terminal can receive the frequency through the
상기 제어부(110)는 상기 제1 센서부(150)를 통해 휴대 위치와 상관없이 즉, 주머니에 넣은 경우, 가방에 넣은 경우, 손에 들고 걷거나 뛰는 경우에 모두 걸음 수와 단위 시간당 걸음 수(step frequency)를 측정하며, 이는 일반적으로 걸음 추출에 사용하는 제로 크로싱(zero crossing)기법을 사용하여 가능하다. The
상기 도 5에서와 같이, 상기 제로 크로싱(Zero crossing) 기법은 가속도 센서의 신호를 일정 시간 동안 평균한 후 1차 미분한 신호의 제로(Zero)교차점을 추출하여 걸음 수를 측정하는 기법이다. 상기와 같은 방법으로는 걸음을 추출함으로써 걸음 수와 걸음 사이의 간격, 즉 걸음 주파수(step frequency)를 측정할 수 있 다.As shown in FIG. 5, the zero crossing technique is a technique for measuring the number of steps by extracting a zero intersection point of a first-differentiated signal after averaging a signal of an acceleration sensor for a predetermined time. In the above method, the interval between the number of steps and the step, that is, the step frequency can be measured by extracting the step.
이때 상기 휴대단말기(110)와 연결된 상기 외부 악세사리(200)로부터 이동거리 데이터가 수신되면, 상기 제어부(110)는 404단계에서 이를 감지하고, 상기 외부 악세사리(200)에서 이동거리 데이터를 수신하도록 제어한다. When the movement distance data is received from the
만약 상기 휴대단말기(100)가 다수의 외부 악세사리(200)와 연결되어 있음이 판단되면, 상기 제어부(110)는 이를 감지하고 미리 정해진 정확도의 우선순위(예를 들어, 신발, 허리에 구비되는 장비, 이어폰등의 순서)에 따라 최우선 순위를 가지는 외부 악세사리(200)로부터 수신되는 이동거리 데이터를 수신하도록 제어한다. If it is determined that the
그리고, 상기 휴대단말기(100)와 연결된 상기 외부 악세사리(200)는 상기 휴대단말기의 사용자의 신체 일부에 부착되어, 제2 센서부(210)를 통해 상기 사용자의 이동거리 데이터를 측정하고, 상기 측정된 이동거리 데이터를 상기 휴대단말기(110)에게 전송한다.The
상기 제어부(110)는 상기 휴대단말기의 제1 센서부(150)를 통해 측정된 걸음 주파수와 상기 외부 악세사리(200)에서 수신된 이동거리 데이터를 통해 현재 걸음 수와 이동거리로써 상기 표시부(160)에 표시하고, 상기 걸음주파수와 상기 이동거리를 상기 메모리(130)에 저장하도록 제어하는 405단계를 진행한다. The
상기 405단계에서, 상기 제어부(110)는 어느 정도 지속적 또는 간헐적으로 반복되면서 상기 휴대단말기(100)에서 측정되고 상기 외부 악세사리(220)에서 수신되는 상기 걸음주파수와 상기 이동거리데이터를 상기 메모리(130)에 누적하도록 제어한다.In
상기 메모리(130)에 상기 걸음주파수와 상기 이동거리가 누적되면, 상기 제어부(110)는 상기 누적된 걸음주파수와 이동거리를 통해 개인 이동거리 알고리즘을 생성하는 406단계를 진행한다.When the walking frequency and the moving distance are accumulated in the
상기 개인 이동거리 알고리즘을 생성 동작을 살펴보면, 상기 405단계에서와 같이 상기 휴대단말기의 제1 센서부(150)에서의 걸음 주파수 측정과 상기 외부 악세사리(200)에서 이동거리 데이터가 수신되는 상황이 어느 정도 지속되거나 간헐적으로 반복되면서 상기 걸음 주파수 즉 걸음 정보와 이동거리 정보가 누적되면, 데이터의 회귀 분석을 통하여 걸음 주파수와 이동 속도 사이의 개인화된 관계식을 추출할 수 있다. 이 때 얻어지는 관계식은 일반적인 알고리즘이 아니라 휴대 단말기의 사용자에게 국한된 개인화된 알고리즘이며 이는 특정한 개인의 걸음걸이 특성을 반영하는 것이다. In
상기 개인 이동거리 알고리즘의 완성 여부는 보폭-걸음 주파수의 상관계수가 특정 값 이상을 갖거나, 상기 관계식에 사용된 데이터의 개수와 걸음 주파수 범위가 지정된 값 이상이 되는지의 여부 등으로 판별이 가능하다. Completion of the personal moving distance algorithm can be determined by whether the correlation coefficient of the stride-to-stride frequency has a specific value or more, or whether the number of data used in the relational expression and the step frequency range are equal to or greater than a specified value .
일반적으로 사람의 보폭은 일정하지 않고 여러 가지 상황에 따라 바뀌게 되며 이는 걸음 주파수의 함수로 표현될 수 있다. 또한 이동 속도는 보폭과 걸음 주파수의 곱이므로, 보폭과 걸음 주파수, 보폭과 이동 속도, 그리고 이동 속도와 걸음 주파수 사이에는 개인화된 관계식이 존재하게 된다. In general, the stride of a person is not constant but varies depending on various situations, which can be expressed as a function of the step frequency. Also, since the moving speed is the product of stride and step frequency, there is a personalized relation between stride and step frequency, stride and travel speed, and travel speed and step frequency.
예를 들어, 일반적인 이동속도에서 이동 속도와 걸음 주파수는 대략 하기와 같은 <식 3> 을 갖는 것으로 보고 되고 있다. For example, it has been reported that the moving speed and the walking frequency at a general moving speed have the following Equation (3).
<식 3> <
f = Cvb f = Cv b
상기 <식 3>에서 C는 상수, b는 0.58의 값을 가지며 v(이동 속도) = f(걸음 주파수) * d(보폭)로 표현될 수 있다.In Equation (3), C is a constant, b is a value of 0.58, and v (moving speed) = f (step frequency) * d (stride).
만일 상기 걸음 수 추출 기능이 있는 휴대단말기를 휴대한 사용자가 이동 거리 측정이 가능한 신발과 같은 별도의 외부 악세사리를 착용하고 있고, 상기 외부 액세서리에서 이동 거리를 측정하게 되면, 상기 이동거리 데이터와 휴대단말기에서 측정된 걸음 주파수로부터 사용자의 보폭(step length)을 추정할 수 있게 된다. If the user carrying the portable terminal having the step number extraction function wears a separate external accessory such as a shoe capable of measuring the travel distance and measures the travel distance of the external accessory, The step length of the user can be estimated from the measured step frequency.
예를 들어 사용자가 걸음 주파수 측정 기능이 있는 휴대단말기를 주머니에 넣고, 이동거리를 측정할 수 있는 센서부가 장착된 외부 악세사리인 신발을 신고 걸을 때, 일정한 시간 동안 휴대단말기에서 측정된 걸음 주파수와 상기 신발에서 측정된 이동거리로부터 사용자의 보폭을 추정할 수 있다.For example, when a user puts a mobile terminal having a gauging frequency measuring function into his pocket and walks a shoe which is an external accessory equipped with a sensor unit capable of measuring the moving distance, The user's stride can be estimated from the travel distance measured in the shoe.
이 때 이동거리와 걸음 주파수의 비교를 위한 시간 간격은 일정하게 결정할 수도 있으나, 보다 정확한 회귀 분석을 위하여 걸음 주파수가 일정한 특정 구간을 선택적으로 추출하여 데이터를 추출할 수도 있다.At this time, the time interval for the comparison of the moving distance and the gait frequency may be determined constantly, but it is also possible to extract the data by selectively extracting a specific interval in which the gait frequency is constant for more accurate regression analysis.
상기 도 6의 (a)에서는 상기 휴대단말기에서 측정된 걸음 주파수)와 상기 신발에서 측정되어 수신된 이동거리 데이터를 통해 추정되는 보폭을 설명하고 있다. 상기 도 6의 (a)에서 a1은 걸음 주파수를 측정하고, 상기 측정된 걸음 주파수가 일정 구간에서 추출되는 것을 설명하고 있으며, a2는 걸음 주파수 추출구간에 대한 이동거리를 설명하고 있으며, a3은 걸음 주파수에 대한 보폭 계산을 설명하고 있다. 6 (a) illustrates the stride frequency measured in the portable terminal and the stride estimated through the movement distance data measured and received in the shoe. In FIG. 6 (a), a1 represents the step frequency and explains that the measured step frequency is extracted in a certain period, a2 describes the travel distance for the step frequency extraction period, Describes the stride calculation for the frequency.
또한 상기 도 6의 (b)에서는 상기 도 6의 (a)에 따라 개인화된 보폭 -걸음 주파수 간의 관계를 설명하고 있다.In FIG. 6 (b), the relationship between the personalized stride-to-step frequency according to FIG. 6 (a) is described.
상기 도 6과 같이, 보폭은 걸음 주파수에 따라 달라지므로 휴대단말기 사용자의 개인화된 걸음 주파수-보폭 관계식 즉, 개인 이동거리 알고리즘을 구하기 위해서는 다양한 걸음 주파수에 대한 이동거리 측정 데이터가 필요하며, 상기 걸음 주파수와 상기 이동거리 데이터가 많이 축적될수록 보다 정확한 개인화된 알고리즘이 얻어질 수 있다. As shown in FIG. 6, since the stride rate varies depending on the step frequency, moving distance measurement data for various step frequencies are required to obtain a personalized step frequency-stride relation of the user of the mobile terminal, that is, a personal movement distance algorithm, The more accurate the personalized algorithm can be obtained.
따라서 상기 도 6과 같이 신발과 같은 외부 액세서리에 의한 이동거리 측정과 휴대단말기에 의한 걸음 주파수 측정에 통해, 하기와 같은 <식 4> - <식 6> 으로 이루어 질 수 있는 개인 이동거리 알고리즘을 생성할 수 있다.Therefore, as shown in FIG. 6, through the measurement of the moving distance by the external accessory such as a shoe and the measurement of the walking frequency by the portable terminal, a personal moving distance algorithm that can be formed by Equation (4) can do.
상기 휴대단말기에는 상기 휴대단말기를 사용하는 사용자 별로 해당하는 개인 이동거리 알고리즘이 저장됨으로, 걸음 주파수 대역에 따라 <식 4> - <식 6>을 달리 적용하여 하기 식들 중 어느 하나의 식이 상기 메모리(130)에 개인 이동거리 알고리즘으로 저장될 수 있다. 예를 들어 걷기 상태와 뛰기 상태에서의 걸음 주파수와 보폭의 관계식 형태가 변화한다고 가정하면 이를 구분하여 구간별로 상이한 보폭-걸음 주파수 관계식을 적용함으로써 정확성을 향상시킬 수 있다.Since the personal movement distance algorithm corresponding to each user using the portable terminal is stored in the portable terminal, any one of the following expressions may be applied to the memory (1) according to Equation (4) - 130 as a personal travel distance algorithm. For example, assuming that the relationship between the walking frequency and the stride in the walking state is different from that in the running state, it is possible to improve the accuracy by applying different stride-to-stride frequency relations for each region.
<식 4> : d = A * f + BEquation 4: d = A * f + B
<식 5> : d = A * In(f) + BEquation 5: d = A * In (f) + B
<식 6> : d = fm + B &Quot; (6) " d = f m + B
d : 보폭d: stride
f : 걸음 주파수 f: step frequency
m : 개인 이동거리 추정 알고리즘을 생성하기 위해 실험을 통해 측정된 지수m: an index measured through experiments to generate a personal movement distance estimation algorithm
A, B: 개인 이동거리 추정 알고리즘을 생성하기 위해 실험을 통해 측정된 상수A, B: constants measured through experiments to generate the personal travel distance estimation algorithm
상기 개인 이동거리 알고리즘은 상기 <식 4> - <식 6> 들 중 어느 하나의 식을 통해 보폭을 측정하고, 상기 측정된 보폭들의 합을 통해 이동거리를 측정할 수 있다.The personal moving distance algorithm may measure the stride length through one of the equations (4) - (6) and measure the moving distance through the sum of the measured strides.
또한 상기 휴대단말기의 운동거리 측정모드인 401단계에서 상기 휴대단말기(100)에 외부 악세사리(200)가 연결되어 있지 않으면, 상기 제어부(110)는 상기 402단계에서 이를 감지하고 상기 휴대단말기의 제1 센서부(150)를 통해 걸음 주파수를 측정하는 407단계를 진행한다. If the
상기 휴대단말기의 제1 센서부(150)를 통해 걸음 주파수를 측정하는 동안, 상기 제어부(110)는 상기 메모리(130)에 개인 이동거리 알고리즘이 저장되어 있는지 판단한다.The
상기 메모리(130)에 상기 개인 이동거리 알고리즘이 저장되어 있지 않으면, 상기 제어부(110)는 408단계에서 이를 감지하고 상기 407단계에서 측정된 걸음주파수에 따른 현재 걸음수를 상기 표시부(160)에 표시하도록 제어하는 409단계를 진행한다.If the personal movement distance algorithm is not stored in the
그러나 상기 메모리(130)에 상기 개인 이동거리 알고리즘이 저장되어 있으면, 상기 제어부(110)는 상기 408단계에서 이를 감지하고, 상기 메모리(130)에 저장된 개인 이동거리 알고리즘에 상기 407단계에서 측정된 걸음 주파수를 이용하여 보폭을 측정하고, 상기 측정된 보폭들의 합을 통해 이동거리를 측정하여, 이를 상기 표시부(160)에 표시하도록 제어하는 410단계를 진행한다.However, if the personal movement distance algorithm is stored in the
따라서 사용자는 휴대단말기에 저장된 개인 이동거리 알고리즘을 이용하여, 별도의 외부 악세사리 없이 휴대단말기만을 이용하여 정확한 걸음 수와 이동거리등과 같은 운동량 정보를 제공받을 수 있다. Accordingly, the user can receive the exercise amount information such as the accurate number of steps and the movement distance using only the portable terminal without a separate external accessory by using the personal movement distance algorithm stored in the portable terminal.
상술한 본 발명의 설명에서는 와치 폰과 같은 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시 될 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위의 균등한 것에 의해 정해져야 한다.While the present invention has been described with respect to specific embodiments such as a watch phone, various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited by the described embodiments but should be determined by the equivalents of the claims and the claims.
도 1은 가속도 신호를 이용한 접속시간 추정과 속도 측정을 나타내는 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a diagram showing connection time estimation and velocity measurement using an acceleration signal. Fig.
도 2는 보폭, 걸음 주파수 및 가속도 분산과의 관계를 나타내는 도면.2 is a diagram showing a relationship between stride, step frequency and acceleration dispersion.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 휴대단말기와 외부악세사리를 도시한 도면.3 illustrates a portable terminal and an external accessory according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대단말기에서 운동 거리측정 과정을 도시한 흐름도.4 is a flowchart illustrating a process of measuring a distance of exercise in a portable terminal according to an embodiment of the present invention.
도 5는 제로 크로싱 기법을 이용한 걸음 추출 방법을 나타내는 도면.5 is a diagram showing a step extraction method using a zero crossing technique.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 휴대단말기의 개인 이동거리 알고리즘 생성을 설명하기 위한 도면. 6 is a diagram for explaining generation of a personal moving distance algorithm of a portable terminal according to an embodiment of the present invention;
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