KR101573307B1 - Apparatus and method for measuring state of exercise using gyro sensor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 운동량 측정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 몸에 부착되는 자이로센서를 이용하여 걸음 및 달리기 시의 걸음 인식을 통해 운동량을 측정하고 측정된 운동량에 따른 운동 상태, 즉 운동 효율성을 판단하여 사용자에게 알려주는 자이로센서를 이용한 운동 상태 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a gyro sensor for measuring the amount of exercise by recognizing the gait at the time of walking and running, and determining a motion state according to the measured momentum, The present invention relates to an apparatus and method for measuring a motion state using a gyro sensor that informs a user.
Description
본 발명은 운동량 측정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 몸에 부착되는 자이로센서를 이용하여 걸음 및 달리기(이하 "걸음"으로 통일하여 칭함) 시의 걸음 인식을 통해 운동량을 측정하고 측정된 운동량에 따른 운동 상태, 즉 운동 효율성을 판단하여 사용자에게 알려주는 자이로센서를 이용한 운동 상태 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.
More particularly, the present invention relates to a gyroscopic sensor for measuring the amount of exercise through gait recognition during walking and running (hereinafter referred to as "gait"), And more particularly, to a device and method for measuring a motion state using a gyro sensor for determining a motion state, i.e., a motion efficiency according to a gyro sensor.
사람들은 사회가 고도화됨에 따라 바쁜 일상과 치열한 경쟁으로 인한 많은 스트레스를 받고 있다. 이와 같은 스트레스를 해소하고, 바쁜 일상과 치열한 경쟁을 이겨내기 위해 운동은 필수적인 요건이다.As people become more sophisticated, they are under a lot of stress from busy daily life and intense competition. Exercise is an essential requirement to overcome such stresses and to overcome busy routines and intense competition.
그러나 운동을 위해서는 헬스장을 찾거나, 다양한 스포츠들을 하여야 하나, 이러한 운동들을 위해서는 별도의 운동비를 지불하여야 하고, 특정 장소를 찾아야 하므로 많은 비용과 시간을 필요로 하는 문제점이 있었다. 심지어는 바쁜 일상으로 인해 운동을 위한 별도의 시간을 갖기조차 힘든 것이 현실이다.However, in order to exercise, it is necessary to find a gym or various sports. However, there is a problem that a separate exercise fee is required for these exercises and a lot of cost and time are required to find a specific place. It is even harder to have a separate time for exercise due to busy daily life.
이와 같이 별도의 특정 스포츠를 하지 않고, 별도의 장소도 필요로 하지 않으며, 운동비를 필요로 하지 않는 운동이 걷기와 달리기 운동이다.In this way, the exercise that does not require any specific sports and does not require a separate place, and does not require exercise cost, is a walking and running exercise.
그러나 걷기 및 달리기 운동은 스스로 하는 운동으로 운동하는 사람이 자신이 올바르게 걷기 및 달리기 운동을 하고 있는지를 알기 어려운 문제점이 있었다.However, the walking and running exercise has a problem that it is difficult for a person who exercises by himself to know whether he or she is walking and running correctly.
이를 조금이나마 보완하기 위한 것이 만보계이다. 그러나 만보계는 단순히 사용자의 걸음 수만을 카운트하여 표시하고, 그 칼로리 소모량만을 계산하는 것으로 사용자가 올바르게 운동을 하고 있는지 정확하게 알 수 없는 문제점이 있었다.
It is a pedometer to supplement this little bit. However, there is a problem that the pedometer simply counts and displays only the number of steps of the user, calculates only the calorie consumption, and can not accurately know whether the user is exercising correctly.
따라서 본 발명의 목적은 몸에 부착되는 자이로센서를 이용하여 걸음 시의 걸음 인식을 통해 운동량을 측정하고 측정된 운동량에 따른 운동 상태, 즉 운동 효율성을 판단하여 사용자에게 알려주는 자이로센서를 이용한 운동 상태 측정 장치 및 방법을 제공함에 있다.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a gyro sensor for measuring gait through gait recognition using a gyro sensor attached to a body and determining a gyro state according to the measured gyre, Measuring apparatus and method.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자이로센서를 이용한 운동 상태 측정 장치는: 사용자의 몸에 부착되어 사용자의 걸음에 따른 움직임을 측정하여 움직임 검출 신호를 출력하는 자이로센서; 걸음에 따라 발생하는 상기 움직임 검출 신호의 파형의 피크를 검출하고 상기 검출된 현재 피크의 세기인 피크값과 이전 피크의 세기인 이전 피크값에 의한 피크 진폭값을 측정하여 출력하는 진폭 측정부; 피크 진폭값별 걸음 세기 정보 및 사용자의 나이, 몸무게 및 운동 이력정보를 저장하고, 나이, 몸무게 및 운동 이력정보에 따른 적정 운동량 정보를 저장하는 저장부; 및 상기 진폭 측정부에서 측정되는 피크값 및 피크 진폭값에 의해 걸음에 의한 운동정보를 측정하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 진폭 측정부로부터 입력되는 피크값의 입력 회수를 카운팅하는 피크 카운팅부; 상기 피크 진폭값에 대응하는 걸음 세기 정보를 상기 저장부에서 검색하여 운동정보인 걸음 세기를 측정하는 걸음 세기 측정부; 상기 피크값의 카운팅 수에 따라 운동정보인 걸음 수를 측정하는 걸음 수 측정부; 상기 피크값의 검출 간격에 의해 주기를 측정하는 주기 측정부; 상기 측정된 주기에 의해 운동정보인 걸음 속도를 측정하는 걸음속도 측정부; 및 상기 측정된 운동정보와 상기 사용자 몸무게 및 이력정보에 따른 적정 운동량 정보와 상기 측정된 운동정보를 비교하여 상기 몸무게 및 이력정보에 따른 적정 운동량에 대응하는 만큼 운동을 했는지를 판단하고, 그 결과인 운동 상태정보를 표시하는 운동 효율 판단부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for measuring a motion state using a gyro sensor, the apparatus comprising: a gyro sensor attached to a user's body to measure a movement of the user according to a user's gait and output a motion detection signal; An amplitude measuring unit for detecting a peak of the waveform of the motion detection signal generated according to the step and measuring and outputting a peak value which is the intensity of the detected current peak and a peak value based on a previous peak value which is the intensity of the previous peak; A storage unit storing step intensity information by peak amplitude value and information on the age, weight, and exercise history information of the user, and storing information on the appropriate exercise amount according to age, weight, and exercise history information; And a controller for measuring movement information by the step of measuring the peak value and the peak amplitude value measured by the amplitude measuring unit, wherein the controller includes: a peak counting unit for counting the number of times of inputting the peak value input from the amplitude measuring unit, part; A step-strength measuring unit for measuring step-intensity information, which is motion information, by searching the storage unit for step-intensity information corresponding to the peak amplitude value; A step number measuring unit for measuring the number of steps, which is exercise information, according to the number of counts of the peak value; A period measuring unit for measuring a period by a detection interval of the peak value; A gait speed measuring unit for measuring gait speed, which is motion information, according to the measured period; And comparing the measured exercise information and the measured exercise information according to the user's weight and history information to determine whether exercise has been performed corresponding to the appropriate exercise amount according to the weight and history information, And a motion efficiency determination unit for displaying the motion state information.
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상기 걸음 속도는, 하기 수학식1에 의해 측정되는 것을 특징으로 한다.And the walking speed is measured by the following equation (1).
[수학식 1][Equation 1]
속도 = 속도대비보폭계수*(분당 걸음 수)*신장*신장대비보폭 평균Speed = Pace factor against speed * (number of steps per minute) * Height *
상기 적정 운동량 정보는 측정된 운동정보와 사용자 몸무게 및 이력정보에 따른 운동 속도 및 운동 강도인 것을 특징으로 한다.The appropriate exercise amount information is characterized by being the exercise speed and the exercise intensity according to the measured exercise information and the user's weight and history information.
상기 장치는: 부저음, 경고음, 경고 음성, 진동, 발광다이오드의 점등 및 점멸, 디스플레이 장치의 점등 및 점멸 중 어느 하나 이상을 발생시키는 경보부를 더 포함하되, 제어부는 측정되는 운동정보와 미리 설정되어 있는 적정 운동량 정보를 비교하여 적정 운동량을 유지하고 있는지를 판단하여 적정 운동량을 유지하고 있지 못한 경우 상기 경보부를 구동하는 것을 특징으로 한다.The apparatus may further include an alarm unit for generating at least one of a buzzer sound, a warning sound, a warning sound, vibration, lighting and flashing of the light emitting diode, and lighting and blinking of the display device, Comparing the measured exercise amount information to determine whether the measured exercise amount is maintained, and if the measured exercise amount is not maintained, drives the alert unit.
상기 자이로 센서는, 왕복 운동이 큰 손목에 위치되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.The gyro sensor is characterized in that the gyro sensor is positioned in a wrist having a large reciprocating motion.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자이로센서를 이용한 운동 상태 측정 방법은: 자이로센서를 통해 사용자의 움직임에 따라 움직임 검출 신호를 출력하는 움직임 측정 과정; 상기 움직임 검출 신호의 파형의 피크를 검출하고 상기 검출된 현재 피크의 세기인 현재 피크값과 이전 피크의 세기인 이전 피크값에 의한 피크 진폭값을 측정하는 피크 검출 과정; 상기 피크값 및 피크 진폭값에 의해 걸음에 의한 운동정보를 측정하는 운동 정보 측정 과정; 및 상기 운동 정보 측정 후, 측정된 운동정보와 미리 저장된 나이, 몸무게 및 이력정보에 따른 적정 운동량과 비교하여 사용자의 운동 효율을 평가하는 운동 효율 평가 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of measuring a motion state using a gyro sensor, the method comprising: measuring a motion of a user through a gyro sensor; A peak detection step of detecting a peak of the waveform of the motion detection signal and measuring a peak amplitude value by a previous peak value which is an intensity of the previous peak and a current peak value which is the intensity of the detected current peak; A motion information measurement step of measuring motion information by walking based on the peak value and the peak amplitude value; And evaluating the exercise efficiency of the user by comparing the measured exercise information and an appropriate exercise amount according to the age, weight, and history information stored in advance after the exercise information measurement.
상기 운동 정보 측정 과정은, 진폭 측정부로부터 입력되는 피크값의 수를 카운팅하는 피크 카운팅 단계; 상기 피크 진폭값에 대응하는 걸음 세기 정보를 저장부에 미리 저장되어 있는 피크 진폭값 별 검음 세기 정보에서 검색하여 걸음 세기를 측정하는 걸음 세기 측정 단계; 상기 피크값의 카운팅 수에 따라 운동정보인 걸음 수를 측정하는 걸음 수 측정 단계; 상기 피크값의 검출 간격에 의해 주기를 측정하는 주기 측정 단계; 및 상기 측정된 주기에 의해 운동정보인 걸음 속도를 측정하는 걸음속도 측정 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The motion information measuring step may include: a peak counting step of counting the number of peak values input from the amplitude measuring unit; A step of measuring a step strength by searching for the step strength information corresponding to the peak amplitude value from the black strength information for each peak amplitude value stored in advance in the storage unit; A step counting step of measuring the number of steps, which is exercise information, according to the number of counts of the peak value; A period measuring step of measuring a period by a detection interval of the peak value; And a step of measuring a step of measuring a walking speed, which is exercise information, according to the measured period.
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상기 운동 정보 측정 과정은, 운동 시간을 측정하는 운동 시간 측정 단계를 더 포함하고, 상기 운동 효율 평가 과정은, 상기 운동 시간과 상기 적정 운동량에 포함되어 있는 나이, 몸무게 및 이력 정보에 따른 기준 운동 시간을 더 비교하여 사용자의 운동 효율을 평가하는 것을 특징으로 한다.Wherein the exercise information measuring step further includes a exercise time measuring step of measuring a exercise time, wherein the exercise efficiency evaluating step includes: a reference exercise time duration calculating step of calculating a exercise time based on the exercise time and the age, And the motion efficiency of the user is evaluated.
상기 걸음 속도는, 하기 수학식1에 의해 측정되는 것을 특징으로 한다.And the walking speed is measured by the following equation (1).
[수학식 1][Equation 1]
속도 = 속도대비보폭계수*(분당 걸음 수)*신장*신장대비보폭 평균Speed = Pace factor against speed * (number of steps per minute) * Height *
상기 방법은: 제어부가 운동 효율 평가 과정에서 상기 측정되는 운동정보와 미리 설정되어 있는 적정 운동량 정보를 비교하여 적정 운동량을 유지하고 있지 못한 것으로 판단된 경우 경보부를 구동하여 경보를 발생시키는 경보 발생 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The method includes: an alarm generating step of generating an alarm by driving the alarm unit when it is determined that the measured motion information is not maintained in the measured motion information by comparing the measured motion information with a preset optimal exercise amount information during the exercise efficiency evaluation process; And further comprising:
상기 발생되는 경보는 부저음, 경고음, 경고 음성, 진동, 발광다이오드의 점등 및 점멸, 디스플레이 장치의 점등 및 점멸 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.The generated alarm may be at least one of a buzzer sound, a warning sound, a warning sound, a vibration, lighting and flashing of a light emitting diode, lighting and blinking of a display device.
상기 적정 운동량 유지 여부의 판단은 측정된 운동정보의 걸음에 의한 걸음 세기 및 걸음 속도에 의한 운동 강도 및 운동 속도가 미리 설정된 운동 강도 및 운동 속도의 일정 범위 내에 있는지의 여부에 의해 판단되는 것을 특징으로 한다.The determination as to whether or not to maintain the appropriate momentum amount is determined by whether the strength of the step and the exercise speed due to the walking speed by the step of the measured exercise information are within a predetermined range of the exercise intensity and the exercise speed set in advance do.
상기 자이로 센서가 손목에 위치되도록 구성하여, 상기 움직임 측정 과정에서 피크 진폭값이 큰 상기 움직임 검출 신호를 출력하도록 하는 것을 특징으로 한다.
The gyro sensor is positioned on the wrist so that the motion detection signal having a large peak amplitude value is output in the motion measurement process.
본 발명은 자이로센서를 이용하여 팔 및 다리 등의 움직임을 인식하므로 사용자의 걸음 수, 걸음 세기 및 걸음 속도 등과 같은 걸음 시의 다양한 운동정보들을 측정하고 표시할 수 있는 효과를 갖는다.The present invention recognizes the movement of the arms and legs using the gyro sensor, and thus has the effect of measuring and displaying various kinds of exercise information at the time of the step such as the number of steps, the strength of the step, and the step speed.
또한, 본 발명은 자이로센서를 이용하여 걸음 수, 세기, 및 속도 등의 운동정보에 의해 사용자가 적절하게 운동을 하고 있는지, 즉 일정한 운동속도 및 강도가 유지되는지의 여부 등을 나타내는 운동 상태 정보를 표시하여 줄 수 있는 효과를 갖는다.In addition, the present invention provides exercise state information indicating whether the user is appropriately exercising by the exercise information such as the number of steps, strength, and speed using the gyro sensor, that is, whether or not a constant exercise speed and strength are maintained It has an effect that can be displayed.
이와 같이 본 발명은 사용자의 몸무게 및 운동일 수 및 운동 주기 중 적어도 하나 이상에 따라 현재 하고 있는 운동에 대한 운동 상태가 적절한지, 과한지, 또는 부족한지를 알려주므로 사용자가 보다 효율적으로 운동을 할 수 있는 효과를 갖는다.
As described above, according to at least one of the body weight and the number of exercise days and the exercise period of the user, it is possible to inform the user whether the exercise state for the current exercise is proper, sufficient, or insufficient. .
도 1은 본 발명에 따른 자이로센서를 이용한 운동 상태 측정 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 사용자의 움직임에 따른 자이로센서의 출력 파형을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 자이로센서를 이용한 사용자의 움직임 인식에 의한 운동 정보 측정 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따라 측정된 운동정보에 따른 운동 상태 측정 방법을 나타낸 흐름도이다.FIG. 1 is a view showing a configuration of a motion state measuring apparatus using a gyro sensor according to the present invention.
2 is a diagram showing an output waveform of a gyro sensor according to a user's movement according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a method of measuring motion information by a user's motion recognition using the gyro sensor according to the present invention.
4 is a flowchart illustrating a method of measuring a motion state according to exercise information measured according to the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 자이로센서를 이용한 운동 상태 측정 장치의 구성 및 동작을 설명하고, 그 장치에서의 운동정보 및 운동 상태정보 측정 방법을 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a configuration and operation of a gyro sensor using the gyro sensor according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, and a method for measuring motion information and motion state information in the apparatus will be described.
도 1은 본 발명에 따른 자이로센서를 이용한 운동 상태 측정 장치의 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 사용자의 움직임에 따른 자이로센서의 출력 파형을 나타낸 도면이다. 이하 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.FIG. 1 shows a configuration of a gyro sensor using a gyro sensor according to the present invention, and FIG. 2 shows an output waveform of a gyro sensor according to a user's movement according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, description will be made with reference to Figs. 1 and 2. Fig.
본 발명에 따른 운동 상태 측정 장치는 자이로센서(10), 진폭 측정부(20), 저장부(30), 제어부(40), 입력부(50), 디스플레이부(60) 및 경보부(70)를 포함하여 구성되며, 사용자의 임의의 신체부위에 착용되어 사용자의 움직임에 따른 운동정보를 측정하고 운동상태를 판단한다. 특히, 사용자의 운동정보를 보다 정확하게 측정하기 위해서 상기 운동 상태 측정 장치는 사용자의 손목 및 팔뚝에 착용하는 것이 바람직할 것이다.The apparatus for measuring a motion state according to the present invention includes a
자이로센서(10)는 전원 공급 시 동작하거나, 제어부(40)의 제어를 받아 동작하며, 사용자의 손목, 팔뚝, 발목, 다리(허벅지) 등과 같은 위치에서 사용자의 걸음(여기서 걸음은 일반적인 걸음과 달리기 시의 걸음을 모두 포함하는 용어로 사용된다)에 따른 손목, 팔뚝, 발목, 다리 등의 신체부위의 움직임을 검출하고, 검출된 움직임에 따라 도 2와 같은 움직임 검출 신호를 출력한다.The
진폭 측정부(20)는 상기 움직임 검출 신호의 피크(201)를 검출하고, 검출된 피 값(201)과, 이전 피크값과 현재 피크값에 따른 도 2의 진폭(203)에 대응하는 피크 진폭값을 제어부(40)로 제공한다.The
저장부(30)는 피크 진폭값별 검음 세기 정보와, 사용자의 나이, 몸무게 및 키 등과 같은 사용자 정보와, 운동 이력정보와, 상기 사용자 정보 및 운동 이력정보에 따른 적정 운동량 정보를 저장한다. 상기 운동 이력정보는 사용자가 운동한 날짜, 시간 등의 정보가 될 수 있을 것이다. 그리고 상기 운동 이력정보에 따른 적정 운동량 정보는 사용자가 운동한 시간 및 기간 등에 따른 운동량 정보가 될 수 있을 것이다. 예를 들어, 초급자인 경우, 적정 운동량 정보는 10분에 1000 걸음, 속도 3km/h 등이 될 수 있고, 초급자 2레벨인 경우, 적정 운동량 정보는 10분에 1200걸음, 속도 3.5km/h 등이 될 수 있으며, 중급자인 경우 적정 운동량 정보는 10분에 1500걸음, 속도 4km/h 등일 될 수 있을 것이다. 상기 레벨은 운동 시간 및 기간에 의해 정해질 수 있을 것이다. 그러나 사용자가 일정 기간 운동을 하지 않은 경우, 중급까지 운동을 하였더라도 운동을 처음 시작하는 것으로 판단하여 초급자로 설정될 수도 있을 것이다. 상기 적정 운동량 정보는 상술한 바와 같이 사용자가 운동한 시간 및 기간 등에 따른 운동량 정보가 될 수도 있고, 사용자의 나이, 몸무게 등에 의한 사용자 정보에 따라 통계적으로 정의된 적정 운동량 정보가 될 수도 있으며, 사용자가 직접 설정한 운동량 정보가 될 수도 있을 것이다. 상기 적정 운동량 정보는 운동 속도 및 강도 등이 될 수 있을 것이다.The
입력부(50)는 전원 온/오프, 운동 개시/종료, 운동정보 확인, 운동 상태정보 확인을 위한 적어도 하나 이상의 버튼을 포함하고, 사용자에 의해 눌린 버튼에 대한 버튼 신호를 제어부(40)로 출력한다.The
디스플레이부(60)는 본 발명의 운동 상태 측정 장치의 동작 상태 및 동작 상태에 따른 사용자 정보, 운동정보, 운동 상태 정보 등을 표시한다.The
경보부(70)는 제어부(40)의 제어를 받아 경보를 발생시킨다. 상기 경보는 부저음, 경고음, 경고 음성, 진동, LED의 점등 및 점멸 등이 될 수 있을 것이다. The
제어부(40)는 각 종 시간을 카운팅하기 위한 타이머(미도시)를 포함하며, 본 발명에 따른 운동 상태 측정 장치의 전반적인 동작을 제어한다. 특히, 제어부(40)는 상기 진폭 측정부(20)로부터 입력되는 피크 진폭값에 의해 운동정보인 걸음 수, 걸음 세기 및 걸음 속도를 측정하고, 측정된 운동정보와 저장부(30)에 저장된 적정 운동량 정보를 비교하여 사용자의 운동 상태를 판단한다. 또한, 제어부(40)는 사용자가 운동 중이 측정된 운동정보가 미리 설정된 적정 운동량 정보, 예를 들어, 측정된 운동속도 및 강도가 미리 설정된 운동속도 및 강도를 벗을 날 때, 상기 경보부를 통해 알려준다.The
구체적으로 설명하면, 제어부(40)는 피크 카운팅부(41), 걸음 세기 측정부(42), 주기 측정부(43), 걸음 수 측정부(44) 및 걸음 속도 측정부(45) 및 운동 효율 판단부(46)를 포함한다.More specifically, the
피크 카운팅부(41)는 상기 진폭 측정부(20)로부터 출력되는 피크값을 입력받고, 그 입력 획수를 카운팅한다. 상기 피크값은 양수 또는 음수가 교번하여 입력될 것이다.The
걸음 세기 측정부(42)는 저장부(30)에 미리 저장되어 있는 피크 진폭값별 걸음 세기 정보를 참조하여 상기 진폭 측정부(20)로부터 입력되는 피크 진폭값에 대응하는 걸음 세기를 측정한다. 상기 피크 진폭값별 걸음 세기 정보는 사용자의 키(신장) 및 몸무게에 따라 달라질 수 있을 것이다. 상기 피크 진폭값별 걸음 세기 정보는 실험에 의해 구해질 수 있을 것이다. 예를 들어, 상기 걸음세기는 체중이 60KG이고 키가 175cm일 때, 피크 진폭값이 0.15V이면 걸음 세기는 1, 0.2V이면 걸음세기는 2, 그리고 체중이 70Kg이고, 키가 175cm일 때, 피크 진폭값이 0.2V이면 걸음세기는 1 등으로 데이터베이스화 될 수 있을 것이다.The step
주기 측정부(43)는 상기 피크 카운팅부(41)로부터 출력되는 피크값 카운팅 신호에 따라 도 2의 주기 202를 검출하고, 검출 시마다 주기 검출 신호를 출력한다. 주기 측정부(43)는 도 2에서 보이는 바와 같이 피크값 카운팅 신호가 2번 입력되면 한 번의 주기를 카운팅한다.The
걸음 수 측정부(44)는 상기 주기 측정부(43)로부터 출력되는 주기 검출 신호를 카운트하여 걸음 수를 카운팅하여 출력할 수도 있고, 상기 피크 카운팅부(41)로부터 입력되는 카운팅 신호를 카운팅하여 걸음 수를 측정할 수도 있을 것이다.The
걸음 속도 측정부(45)는 상기 걸음 수 측정부(44)로부터 출력되는 걸음 수 및 주기 측정부(43)로부터 출력되는 주기를 입력받고 미리 저장되어 있는 속도대비보폭계수 및 신장대비보폭 평균을, 하기 수학식 1에 적용하여 걸음 속도를 계산하여 출력한다.The walking
상기 속도대비보폭계수 및 신장대비보폭 평균은 실험 및 통계수치에 의해 구해질 수 있을 것이다.The above-mentioned speed-to-speed ratio and the height-to-height stride averaging can be obtained by experiment and statistical values.
운동 효율 판단부(46)는 상기 걸음 세기 측정부(42)로부터 출력되는 걸음 세기, 걸음 수 측정부(44)로부터 출력되는 걸음 수 및 걸음 속도 측정부(45)로부터 출력되는 걸음 속도를 운동정보로서 입력받고, 상기 입력된 운동정보와 저장부(30)에 저장된 적정 운동량 정보를 비교하여 현재 사용자가 하고 있는 운동의 효율성을 판단하고, 그 결과를 디스플레이부(60)에 표시하며, 경보부(70)를 통해 판단된 결과, 즉 적당, 부족 또는 과함 등에 따른 경보를 발생한다.
The exercise
도 3은 본 발명에 따른 자이로센서를 이용한 사용자의 움직임 인식에 의한 운동 정보 측정 방법을 나타낸 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a method of measuring motion information by a user's motion recognition using the gyro sensor according to the present invention.
도 3을 참조하면, 제어부(40)는 입력부(50)로부터 운동 개시 명령이 입력되면 포함된 타이머(미도시)를 통해 운동시간을 카운트하기 시작한다(S111).Referring to FIG. 3, the
상기 운동시간 카운트 개시 후 제어부(40)는 자이로센서(10)를 구동하여 자이로센서(10)를 통한 사용자 움직임 검출을 개시한다(S113).After starting the counting of the exercise time, the
사용자 움직임 검출이 개시되면 제어부(40)는 진폭 측정부(20)를 통해 자이로센서(10)로부터 출력되는 움직임 검출 신호의 피크가 검출되는지를 검사한다(S115).When the user motion detection is started, the
피크가 검출되면 제어부(40)는 걸음 세기 측정부(42)를 통해 걸음 세기를 측정하고(S117), 피크 카운팅부(41)를 통해 검출되는 피크 검출 시간 간격을 타이머(미도시)에 의해 카운팅하여 주기를 측정한다(S119).When a peak is detected, the
피크 주기가 측정되면, 제어부(40)는 걸음 수 측정부(44)를 통해 피크 카운팅부(41)로부터 입력되는 피크 진폭값 카운팅 신호 및 주기 측정부(43)의 주기 검출 신호 중 적어도 하나에 의해 걸음 수를 측정한다(S121).When the peak period is measured, the
걸음 수가 측정되면 제어부(40)는 걸음 속도 측정부(45)를 통해 상기 획득된 운동정보, 즉, 걸음 세기, 걸음 수, 및 주기를 상기 수학식 1에 적용하여 걸음 속도를 계산한다(S123).When the number of steps is measured, the
걸음 속도가 계산되면 제어부(40)는 운동 효율 판단부(46)를 통해 걸음 세기, 걸음 수, 걸음 속도 및 카운트되고 있는 운동시간을 포함하는 운동정보와 저장부(30)에 저장되어 있는 적정 운동량 정보를 비교하여 운동 효율성을 측정한다(S125).When the walking speed is calculated, the
운동 효율성이 판단되면 제어부(40)는 상기 운동정보 및 운동 효율성 판단에 의한 결과 정보인 운동 상태정보를 디스플레이부(60)에 표시하고, 상기 판단된 운동 상태정보에 따라 경보부(70)를 통해 경보를 발생한다(S127).When the exercise efficiency is determined, the
상기 과정은 입력부(50)로부터 운동 종료 명령이 입력되거나 전원이 오프될 때까지 반복 수행될 것이다.
The above process will be repeated until the end of exercise command is input from the
도 4는 본 발명에 따라 측정된 운동정보에 따른 운동 상태 측정 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 4를 참조하여 운동 효율성, 즉 운동 상태 측정 방법을 보다 구체적으로 설명한다.4 is a flowchart illustrating a method of measuring a motion state according to exercise information measured according to the present invention. The motion efficiency, that is, the method of measuring the motion state will be described in more detail with reference to FIG.
제어부(40)는 운동 효율 측정, 즉 운동 상태 판단이 개시되면 상기 걸음 세기 측정부(42), 걸음 수 측정부(44) 및 걸음 속도 측정부(45)로부터 획득된 운동정보를 로드한다(S211).The
운동정보가 로드되면 제어부(40)는 걸음 세기가 사용자의 키, 몸무게, 나이 등과 같은 사용자정보 및 운동 이력정보에 따른 적정 운동량 정보의 기준 강도 범위 내에 있는지(S213), 걸음 속도가 기준 속도 범위 내에 있는지(S217), 걸음 속도가 기준 속도 범위 내에 있는지(S221), 운동시간이 설정 시간 범위 내에 있는지(S225), 아니면 상기 각각의 판단들에 대해 측정값이 기준값을 초과하는지 부족한지(S215, S219, S223, S227)를 판단한다.When the exercise information is loaded, the
상기 판단 요소(걸음세기, 걸음 수, 걸음 속도, 운동시간)들이 기준 범위 내에 모두 있는 경우, 제어부(40)는 현재 운동량이 적정 운동량임을 판단하고, 그 결과 정보를 디스플레이부(60)에 표시하고, 경보부(70)를 통해 경보를 한다(S229). 상기 적정 운동량은 미리 설정된 운동 강도 및 운동 속도로 정의될 수도 있을 것이다. 상기 운동 강도는 걸음 세기로만 결정될 수도 있고, 걸음 세기, 걸음 속도 및 운동 시간 등에 의해 복합적으로 결정될 수도 있을 것이다. 그리고 운동 속도는 걸음 속도에 의해 결정될 수 있을 것이다.If the determination factors (step intensity, step count, walking speed, and exercise time) are all within the reference range, the
그러나 상기 판단 요소들 중 하나라도 기준 범위 내를 벗어나면, 제어부(40)는 상술한 바와 같이 초과 여부를 판단하여, 하나라도 초과하는 경우 무리한 운동으로 판단하여 그 결과를 디스플레이부(60)에 표시하고, 경보부(70)를 통해 판단된 결과에 대응하는 경보를 발생한다(S231).However, if any one of the determination factors is out of the reference range, the
그리고 상기 판단 요소들 중 하나라도 기준 범위에 미달되는 경우, 제어부(40)는 운동 부족으로 판단하고, 그 결과를 디스플레이부(60)를 통해 표시하고, 경보부(70)를 통해 그 결과에 대응하는 경보를 발생한다(S233).If any one of the determination factors is less than the reference range, the
상기 설명에서는 모든 운동정보가 기준 범위 내에 있는 경우에만 적적 운동으로 판단하는 경우를 설명하였으나, 상기 판단 요소별로 가중치를 두고 각 판단 요소별로 기준 대비 근접도에 따른 총합 점수를 계산한 후, 계산된 점수에 따라 적정 운동 여부를 판단하도록 구성할 수도 있을 것이다.In the above description, the case in which all the exercise information is judged as the enemy exercise only when all the exercise information is within the reference range has been described. However, after calculating the total score according to the proximity of the reference to each of the judgment factors, It is possible to determine whether or not the exercise is appropriate.
한편, 본 발명은 전술한 전형적인 바람직한 실시예에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체 또는 부가에 의한 실시가 이하의 첨부된 특허청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.
While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. It will be easily understood. It is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, it is intended to cover various modifications within the scope of the appended claims.
10: 자이로센서 20: 진폭 측정부
30: 저장부 40: 제어부
41: 피크 카운팅부 42: 걸음 세기 측정부
43: 주기 측정부 44: 걸음 수 측정부
45: 걸음 속도 측정부 50: 입력부
60: 디스플레이부 70: 경보부
201: 피크 202: 주기10: Gyro sensor 20: Amplitude measuring unit
30: storage unit 40: control unit
41: peak counting unit 42: step strength measuring unit
43: period measuring unit 44: step count measuring unit
45: step speed measuring part 50: input part
60: display unit 70: alarm unit
201: peak 202: cycle
Claims (16)
걸음에 따라 발생하는 상기 움직임 검출 신호의 파형의 피크를 검출하고 상기 검출된 현재 피크의 세기인 피크값과 이전 피크의 세기인 이전 피크값에 의한 피크 진폭값을 측정하여 출력하는 진폭 측정부;
피크 진폭값별 걸음 세기 정보 및 사용자의 나이, 몸무게 및 운동 이력정보를 저장하고, 나이, 몸무게 및 운동 이력정보에 따른 적정 운동량 정보를 저장하는 저장부; 및
상기 진폭 측정부에서 측정되는 피크값 및 피크 진폭값에 의해 걸음에 의한 운동정보를 측정하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 진폭 측정부로부터 입력되는 피크값의 입력 회수를 카운팅하는 피크 카운팅부;
상기 피크 진폭값에 대응하는 걸음 세기 정보를 상기 저장부에서 검색하여 운동정보인 걸음 세기를 측정하는 걸음 세기 측정부;
상기 피크값의 카운팅 수에 따라 운동정보인 걸음 수를 측정하는 걸음 수 측정부;
상기 피크값의 검출 간격에 의해 주기를 측정하는 주기 측정부;
상기 측정된 주기에 의해 운동정보인 걸음 속도를 측정하는 걸음속도 측정부; 및
상기 측정된 운동정보와 상기 사용자 몸무게 및 이력정보에 따른 적정 운동량 정보와 상기 측정된 운동정보를 비교하여 상기 몸무게 및 이력정보에 따른 적정 운동량에 대응하는 만큼 운동을 했는지를 판단하고, 그 결과인 운동 상태정보를 표시하는 운동 효율 판단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자이로센서를 이용한 운동 상태 측정 장치.
A gyro sensor attached to a user's body to measure a movement of the user according to a user's step and output a motion detection signal;
An amplitude measuring unit for detecting a peak of the waveform of the motion detection signal generated according to the step and measuring and outputting a peak value which is the intensity of the detected current peak and a peak value based on a previous peak value which is the intensity of the previous peak;
A storage unit storing step intensity information by peak amplitude value and information on the age, weight, and exercise history information of the user, and storing information on the appropriate exercise amount according to age, weight, and exercise history information; And
And a controller for measuring motion information based on the peak value and the peak amplitude value measured by the amplitude measuring unit,
Wherein,
A peak counting unit for counting an input number of peak values input from the amplitude measuring unit;
A step-strength measuring unit for measuring step-intensity information, which is motion information, by searching the storage unit for step-intensity information corresponding to the peak amplitude value;
A step number measuring unit for measuring the number of steps, which is exercise information, according to the number of counts of the peak value;
A period measuring unit for measuring a period by a detection interval of the peak value;
A gait speed measuring unit for measuring gait speed, which is motion information, according to the measured period; And
Comparing the measured exercise information and the measured exercise information according to the user's weight and history information to determine whether exercise has been performed corresponding to the appropriate exercise amount according to the weight and history information, And a motion efficiency determination unit that displays state information of the gyro sensor.
상기 걸음 속도는,
하기 수학식1에 의해 측정되는 것을 특징으로 하는 자이로센서를 이용한 운동 상태 측정 장치.
[수학식 1]
속도 = 속도대비보폭계수*(분당 걸음 수)*신장*신장대비보폭 평균
The method according to claim 1,
The step-
Wherein the gyro sensor is measured by the following equation (1).
[Equation 1]
Speed = Pace factor against speed * (number of steps per minute) * Height *
상기 적정 운동량 정보는 측정된 운동정보와 사용자 몸무게 및 이력정보에 따른 운동 속도 및 강도인 것을 특징으로 하는 자이로센서를 이용한 운동 상태 측정 장치.
The method according to claim 1 or 4,
Wherein the appropriate exercise amount information is a speed and an intensity according to the measured exercise information and the user's weight and history information.
부저음, 경고음, 경고 음성, 진동, 발광다이오드의 점등 및 점멸, 디스플레이 장치의 점등 및 점멸 중 어느 하나 이상을 발생시키는 경보부를 더 포함하되,
제어부는 측정되는 운동정보와 미리 설정되어 있는 적정 운동량 정보를 비교하여 적정 운동량을 유지하고 있는지를 판단하여 적정 운동량을 유지하고 있지 못한 경우 상기 경보부를 구동하는 것을 특징으로 하는 자이로센서를 이용한 운동 상태 측정 장치.
The method according to claim 1,
Further comprising an alarm unit for generating at least one of a buzzer sound, a warning sound, a warning sound, vibration, lighting and flashing of the light emitting diode, lighting and flashing of the display device,
Wherein the control unit compares the measured exercise information with a preset appropriate exercise amount information to determine whether the exercise amount is maintained, and when the exercise amount is not maintained, the control unit drives the alert unit Device.
상기 자이로 센서는, 왕복 운동이 큰 손목에 위치되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자이로센서를 이용한 운동 상태 측정 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the gyro sensor is configured to be positioned in a wrist having a large reciprocating motion.
상기 움직임 검출 신호의 파형의 피크를 검출하고 상기 검출된 현재 피크의 세기인 현재 피크값과 이전 피크의 세기인 이전 피크값에 의한 피크 진폭값을 측정하는 피크 검출 과정;
상기 피크값 및 피크 진폭값에 의해 걸음에 의한 운동정보를 측정하는 운동 정보 측정 과정; 및
상기 운동 정보 측정 후, 측정된 운동정보와 미리 저장된 나이, 몸무게 및 이력정보에 따른 적정 운동량과 비교하여 사용자의 운동 효율을 평가하는 운동 효율 평가 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 자이로센서를 이용한 운동 상태 측정 방법.
A motion measurement process for outputting a motion detection signal according to a user's motion through a gyro sensor;
A peak detection step of detecting a peak of the waveform of the motion detection signal and measuring a peak amplitude value by a previous peak value which is an intensity of the previous peak and a current peak value which is the intensity of the detected current peak;
A motion information measurement step of measuring motion information by walking based on the peak value and the peak amplitude value; And
And evaluating a user's exercise efficiency by comparing the measured exercise information with an appropriate exercise amount according to age, weight, and history information stored in advance after the exercise information measurement, and measuring the exercise efficiency using the gyro sensor How to measure.
상기 운동 정보 측정 과정은,
진폭 측정부로부터 입력되는 피크값의 수를 카운팅하는 피크 카운팅 단계;
상기 피크 진폭값에 대응하는 걸음 세기 정보를 저장부에 미리 저장되어 있는 피크 진폭값 별 걸음 세기 정보에서 검색하여 걸음 세기를 측정하는 걸음 세기 측정 단계;
상기 피크값의 카운팅 수에 따라 운동정보인 걸음 수를 측정하는 걸음 수 측정 단계;
상기 피크값의 검출 간격에 의해 주기를 측정하는 주기 측정 단계; 및
상기 측정된 주기에 의해 운동정보인 걸음 속도를 측정하는 걸음속도 측정 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자이로센서를 이용한 운동 상태 측정 방법.
9. The method of claim 8,
The exercise information measuring process includes:
A peak counting step of counting the number of peak values input from the amplitude measuring unit;
A step of measuring the step strength by measuring the step strength information corresponding to the peak amplitude value from the step strength information per peak amplitude value stored in advance in the storage unit;
A step counting step of measuring the number of steps, which is exercise information, according to the number of counts of the peak value;
A period measuring step of measuring a period by a detection interval of the peak value; And
And measuring a stepping speed, which is motion information, according to the measured period. The method of measuring a movement state using a gyro sensor according to claim 1,
상기 운동 정보 측정 과정은,
운동 시간을 측정하는 운동 시간 측정 단계를 더 포함하고,
상기 운동 효율 평가 과정은,
상기 운동 시간과 상기 적정 운동량에 포함되어 있는 나이, 몸무게 및 이력 정보에 따른 기준 운동 시간을 더 비교하여 사용자의 운동 효율을 평가하는 것을 특징으로 하는 자이로센서를 이용한 운동 상태 측정 방법.
9. The method of claim 8,
The exercise information measuring process includes:
Further comprising a movement time measuring step of measuring a movement time,
In the exercise efficiency evaluation process,
And comparing the exercise time and the reference exercise time according to the age, weight and history information included in the exercise amount to evaluate the exercise efficiency of the user.
상기 걸음 속도는,
하기 수학식1에 의해 측정되는 것을 특징으로 하는 자이로센서를 이용한 운동 상태 측정방법.
[수학식 1]
속도 = 속도대비보폭계수*(분당 걸음 수)*신장*신장대비보폭 평균
12. The method of claim 11,
The step-
Wherein the measurement is performed using the following equation (1).
[Equation 1]
Speed = Pace factor against speed * (number of steps per minute) * Height *
제어부가 운동 효율 평가 과정에서 상기 측정되는 운동정보와 미리 설정되어 있는 적정 운동량 정보를 비교하여 적정 운동량을 유지하고 있지 못한 것으로 판단된 경우 경보부를 구동하여 경보를 발생시키는 경보 발생 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자이로센서를 이용한 운동 상태 측정 방법
9. The method of claim 8,
The control unit may further include an alarm generating step of generating an alarm by driving the alarm unit when it is determined that the measured exercise information is not maintained in the predetermined momentum amount information by comparing the measured exercise information with the preset optimal exercise amount information A method of measuring the motion state using a gyro sensor
상기 발생되는 경보는 부저음, 경고음, 경고 음성, 진동, 발광다이오드의 점등 및 점멸, 디스플레이 장치의 점등 및 점멸 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 자이로센서를 이용한 운동 상태 측정 방법.
14. The method of claim 13,
Wherein the generated alarm is at least one of a buzzer sound, a warning sound, a warning sound, a vibration, lighting and flashing of a light emitting diode, and lighting and blinking of a display device.
상기 적정 운동량 유지 여부의 판단은 측정된 운동정보의 걸음에 의한 걸음 세기 및 걸음 속도에 의한 운동 강도 및 운동 속도가 미리 설정된 운동 강도 및 운동 속도의 일정 범위 내에 있는지의 여부에 의해 판단되는 것을 특징으로 하는 자이로센서를 이용한 운동 상태 측정 방법.
14. The method of claim 13,
The determination as to whether or not to maintain the appropriate momentum amount is determined by whether the strength of the step and the exercise speed due to the walking speed by the step of the measured exercise information are within a predetermined range of the exercise intensity and the exercise speed set in advance A method of measuring a motion state using a gyro sensor.
상기 자이로 센서가 손목에 위치되도록 구성하여, 상기 움직임 측정 과정에서 피크 진폭값이 큰 상기 움직임 검출 신호를 출력하도록 하는 것을 특징으로 하는 자이로센서를 이용한 운동 상태 측정 방법.14. The method of claim 13,
Wherein the gyro sensor is positioned on the wrist so as to output the motion detection signal having a larger peak amplitude value in the motion measurement process.
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