KR101604024B1

KR101604024B1 - 운동량 표시 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101604024B1
Application number: KR1020140069177A
Authority: KR
Inventors: 최장식; 배성봉; 한규성
Original assignee: 주식회사 앱스톤
Priority date: 2014-06-09
Filing date: 2014-06-09
Publication date: 2016-03-28
Also published as: KR20150141213A

Abstract

본 발명은 운동량 표시 장치 및 방법에 관한 것으로서, 6축 또는 9축 센서에 의해 사용자의 움직임을 검출하여 무선송신하는 동작 측정기와, 수신 데이터의 각 축의 데이터 변화량을 분석하여 미리 설정되는 범위 이내에서 반복되는 운동 상태를 운동 횟수로 카운트하여 표시하는 운동 판단 및 표시 제어 모듈이 설치되는 운동량 표시 단말기로 구성된 것을 특징으로 하며, 본 발명은, 특정운동으로 한정되어 있지 않으며 운동종목을 선택할 필요가 없는 점이 장점이 있고, 정확한 운동량 횟수를 판단하여 카운트 표시할 수 있다. 또한 본 발명은 통신 모듈을 제외시키고, 동작 측정기 내에 운동판단 및 표시제어 모듈 및 디스플레이를 일체형으로 구성한 일체형 운동량 표시 장치를 제공할 수 있다.

Description

운동량 표시 장치 및 방법{Motion counting measurement and display device}

본 발명은 6축 또는 9축 센서를 이용해 움직임을 검출하고, 움직임 정보를 분석해 운동 여부를 판단하여 운동량을 횟수로 카운트하여 표시하도록 하는 운동량 표시 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근 들어 인터넷과 TV 기타 매체를 통해 다이어트 및 체형 관리를 위한 다양한 운동 솔루션이 제시되면서, 헬스케어(u-Healthcare)에 대한 시스템들이 제안되고 있으며, 이는 특정한 장소와 시간에 관계없이 특정한 시간과 장소에 관계없이 사용자의 심박수, 혈압, 체온, 움직임과 같은 다양한 생체 정보를 지속적으로 측정하고 이러한 정보를 원격으로 모니터링하여 적극적인 치료와 건강관리를 가능하게 하는 시스템이라고 할 수 있다.

종래의 헬스케어 시스템으로서 한국 공개특허 10-2013-0058026호 '운동량 표시 장치'가 개시되어 있는데, 운동기구로부터 제공되는 운동 횟수와 소모칼로리 등을 표시할 수 있으며, 사용자가 소지하는 스마트폰을 사용하여 운동에 의한 소모칼로리 등을 알 수가 있으므로 재미있게 운동을 할 수 있으며, 운동방법에 관한 여러 가지의 동영상을 제공할 수 있도록 이루어진 운동량 표시 장치가 개시되어 있다.

그러나, 이와 같은 종래 운동량 표시 장치는, 운동기구의 이동을 센서 부재에 의해 검출하여 운동량을 산출하는 것으로서, 운동량 표시 자체가 운동기구에 한정되며, 사용자의 다양한 신체 운동에 대한 운동량 표시등을 알 수 없다는 단점이 있다.

한편, 한국 공개특허 10-2013-0089796호에는 무선 센서 네트워크 기반의 팔운동 측정시스템이 개시되어 있다. 상기 팔운동 측정 시스템은 사용자의 팔에 부착되어 팔의 움직임을 측정하고, 측정된 움직임 데이터를 수집하기 위한 움직임 측정기(Motion measurer), 상기 움직임 측정기와 무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Network, WSN)를 통해 통신하며, 상기 움직임 측정기와 타 장치와의 정보 교환이 가능하도록 신호를 중계하는 중계기(Gateway) 및 사용자가 휴대하는 단말기로서, 상기 중계기로부터 상기 움직임 데이터를 무선통신을 통해 수신하고, 상기 움직임 데이터를 처리하여 팔 운동 수행여부와 에너지 소비량을 측정하는 휴대용 서버 단말기(Mobile server device)를 포함하여 이루어지고, 실내 웨이트 팔 운동인 덤벨 컬에 특화된 보조 서비스를 제공함으로써, 개인의 신체적 특징에 맞춰 운동 횟수를 측정하여 사용자에게 정확한 덤벨 컬 동작을 유도할 수 있도록 이루어짐을 특징으로 한다.

그런데, 상기 팔운동 측정 시스템은, 팔에 착용하는 움직임 측정기로서 가속도 센서를 이용하고 있다. 가속도 센서를 이용한 움직임 측정은, 단순히 가속도 정보만을 이용할 수밖에 없어서 단순한 운동량 밖에 측정할 수 없다. 가속도센서는 선형 가속도와 기울임 각도를 측정한다. 가속도 센서만으로는 고정된 위치에서 수평과 수직 사이의 회전만을 감지할 수 있다. 이 센서를 이용하여 간단한 운동량을 추정할 수 있으나 복잡한 움직임을 측정해 낼 수 없다.

즉, 종래 팔운동 측정 시스템은, 일정한 방향성을 갖는 단순 반복 운동을 하는 덤벨 컬 운동과 같은 경우에 측정 알고리즘을 이용하여 운동 횟수를 측정하여 표시할 수는 있다.

그렇지만, 일반적인 경우 운동 종류에 대한 각축의 기준치가 달라져야 하기 때문에 사용자의 운동 종류 선택입력만을 받아야 된다. 착용부위에 따라 센서모듈의 출력 데이터가 달라진다.

가속도 센서를 이용하는 경우, 운동 종류가 달라지면 각각의 측정 알고리즘의 상하 문턱치가 달라져야만 운동 횟수를 구분하여 측정할 수 있게 되므로, 운동 종류마다 서로 다른 측정 알고리즘을 구비해야하고, 사용자가 운동 종류를 선택하여 설정해야만 해당 운동에서 단순한 운동량 측정이 가능해진다. 또한 운동 종류에 따라서는 가속도 센서만으로 운동 정보를 정확히 구분하여 측정하지 못하는 경우도 발생 된다.

통상적으로 헬스 운동시에는 운동 종류마다 수회씩 몇 가지 종류의 운동을 연속하여 실행하는 세트 운동을 몇 세트씩 반복하여 운동하게 된다. 이와 같이 세트운동을 하는 경우에, 상기 종래 기술과 같이 가속도 센서를 이용하는 경우, 운동 종류마다 운동종류를 설정하여 조작해야 하므로 운동이 중단되는 문제점이 생긴다.

한국공개특허 10-2013-0058026호(2013.06.03) 한국공개특허 10-2013-0089796호(2013.08.13)

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 6축 센서 또는 9축센서를 이용하여 사용자의 복잡한 움직임을 정확하게 읽어내서 운동 정보를 정확히 분석하고, 이를 이용해 사용자의 운동 종류와 상관없이 다양한 운동종류에 대한 운동량 측정을 자동화하여 운동량 정보를 제공하도록 한 운동량 표시 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명은 운동측정을 위한 신체 착용형 동작 측정기에 무선송신수단을 포함하여 분리구성하고, 동작 측정기와 무선통신이 가능한 스마트 폰과 같은 스마트 디바이스에 운동 판단 및 표시 제어 모듈을 앱 프로그램으로 설치하여 측정기와 표시기가 분리된 구조로 구성된 운동량 표시 장치를 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명은 운동 측정을 위한 센서와 운동량 표시수단을 단일 물품으로 구성하여 운동 검출을 위한 신체 부위에 착용하도록 일체형으로 구성된 운동량 표시 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명에 의한 운동량 표시 장치는,

사용자의 신체에 착용되고, 6축 또는 9축 센서에 의해 사용자의 운동에 의거한 회전 정보 및 방향 정보 검출하여 무선 신호로 송신하는 동작 측정기와;

상기 동작 측정기로부터 무선 송신되는 측정 정보를 수신받아 방향 정보에 의거하여 운동 식별 정보를 자동 설정하고, 회전정보 및 방향 정보에 의거하여 반복되는 운동 횟수를 카운트하여 운동 횟수를 표시하는 운동 판단 및 표시 제어 모듈이 앱 프로그램으로 설치된 운동량 표시 단말기로 구성됨을 특징으로 한다.

상기 동작 측정기는,

자이로 센서와 가속도 센서를 포함하여 이루어져 사용자 운동에 의거한 회전정보 및 방향 정보를 검출하는 센서모듈과,

상기 6축 센서모듈의 자이로 센서와 가속도 센서를 제어하여 운동 정보를 측정하고, 측정된 정보의 전송 제어를 하는 움직임 검출 제어부와;

상기 움직임 검출 제어부의 제어에 의해 상기 센서모듈에서 측정된 회전 및 방향 정보를 무선 데이터로 전송하는 통신 모듈 및

배터리에 의한 전원을 공급하는 전원장치를 포함하여 이루어지고,

사용자의 운동에 따른 변위가 발생되는 신체부위에 착용할 수 있도록 이루어진 착용수단을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 센서모듈은 지자기 센서를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 운동량 표시 단말기는,

상기 동작 측정기와 무선통신하는 통신 모듈을 구비한 운동량 표시 단말기이고, 상기 통신 모듈을 통해 수신된 측정 정보를 분석하여 자동으로 운동 식별 및 운동량 카운트에 의한 운동량 표시를 제어하는 운동 판단 및 표시 제어 모듈이 앱 어플리케이션 프로그램으로 상기 운동량 표시 단말기에 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 운동 판단 및 표시 제어 모듈은,

상기 통신 모듈로부터 수신된 데이터를 입력받는 데이터 수신부와;

상기 데이터 수신부에서 수신된 데이터의 회전 및 방향 데이터에 대한 운동판단을 위한 기준 위치정보 및 필터링 정보를 설정하는 켈리브레이션부와;

상기 켈리브레이션부에 의해 필터링이 제어된 회전 및 방향 정보에 의해 운동 횟수를 카운트하는 운동량 카운터와;

동작 측정기와의 통신 연결과, 켈리브레이션 및 카운트 정지와 카운트 계속을 선택 입력하기 위한 메뉴 버튼들을 화면상에 제공하는 메뉴버튼부와;

카운트된 운동 횟수를 카운트 표시창으로 표시하는 표시제어부와;

메뉴 버튼부의 메뉴 버튼 입력에 의거하여 상기 통신 모듈, 상기 켈리브레이션부, 상기 운동량 카운터부 및 상기 표시 제어부를 제어하여 운동량 카운트 정보를 표시제어하는 메인 제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 메뉴버튼부는,

동작 측정기와의 통신 디바이스를 선택하는 팝업 리스트를 제공하기 위한 디바이스 리스트 버튼과;

동작 측정기와 통신연결을 위한 연결 버튼과;

동작 측정기로부터 측정되어 전송된 측정 정보를 켈리브레이션 시키기 위한 켈리브레이션버튼과;

카운트 일시정지 또는 계속 진행을 위한 일시정지버튼과;

카운트를 리세트 시키기 위한 스탑 버튼과;

운동량 표시 단말기의 진동 반응 선택과, 운동의 각도 조절등을 설정하는 세팅버튼을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 켈리브레이션부는, 수신된 움직임 데이터를 분석하여 설정된 허용범위 이내에서 반복되는 움직임이 있는 경우 기준 위치와 해당 기준 위치에서 허용되는 운동식별을 위한 움직임 범위를 필터링 정보로 설정하는 자동 켈리브레이션을 수행하도록 이루어질 수 있다.

본 발명에 의한 운동량 표시 방법은,

6축 또는 9축 센서를 이용하여 사용자의 운동 정보를 취득하는 동작 측정기가 검출 정보를 무선으로 운동량 표시 단말기에 전송하고, 운동량 표시 단말기의 운동 판단 및 표시 제어 모듈이 수신 데이터를 분석하여 운동 판단 및 운동 횟수를 카운트하여 표시하기 위한 운동량 표시 방법에 있어서,

시작 버튼 또는 켈리브레이션 버튼이 입력되면, 동작 측정기로부터 움직임 데이터를 수신받아 운동 식별을 위한 기준 위치를 설정하는 켈리브레이션 과정과;

상기 켈리브레이션이 이루어진 후 기준 위치에 대해 X,Y,Z 축 중 움직임이 가장 큰 운동 축과, 해당 운동 축의 운동 방향이 증가 방향인지 감소 방향인지를 감지하여 운동 축 및 운동 방향을 설정하고, 운동 축의 움직임 범위 및 운동 방향에 대한 각도 범위를 자동 설정하는 운동판별 정보설정과정과;

상기 운동판별 정보 설정과정에서 최초의 움직임 데이터가 아니거나, 운동판별정보 설정이 완료된 경우, 수신된 데이터 분석에 의한 움직임이 상기 운동 축의 움직임 범위 및 움직임 각도 범위를 초과했는지를 판단하여 정해진 범위를 초과하면 해당 운동이 이루어진 것으로 판단하는 운동판단과정과;

상기 운동판단과정에서 해당 운동이 이루어진 이후, 미리 정해진 범위 이내로 복귀되는지를 판단하여 미리 설정된 정상 범위 이내로 복귀되면 운동 횟수를 증가시켜 운동 횟수 카운트 값을 표시하는 운동 횟수 카운트 표시과정을 수행하도록 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 켈리브레이션 과정은,

운동량 측정이 시작된 후 설정된 소정시간 이내에 입력된 정보에 의해 기준 위치정보를 설정하고, 기준 위치정보에 따른 운동판단 범위를 필터링 정보로 설정하는 것을 특징으로 한다.

또한 켈리브레이션 과정은, 상기 운동 횟수 카운트 표시과정에서 정상범위 이내로 복귀되면, 복귀된 위치를 기준 위치로 재설정하는 것을 특징으로 한다.

상기 켈리브레이션 과정은,

움직임 데이터의 운동 축 및 방향 각도의 허용범위 이내의 반복성을 검출하여 자동으로 기준 위치를 재설정하여 켈리브레이션 하는 것을 특징으로 한다.

상기 운동 횟수 카운트 표시과정은,

상기 운동판별정보 설정과정에서 설정되는 운동 축 및 방향 각도가 새롭게 변경 설정되는 경우, 소정 카운트 횟수 이내에 운동 축 및 방향각도의 설정이 반복되는 경우, 세트운동으로 판단하여 세트 운동 횟수를 카운트하여 세트 운동 횟수를 표시하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명은 상기 운동량 표시 단말기에 설치되는 운동판단 및 표시제어 모듈을 프로그램으로 설치한 마이크로프로세서와, 디스플레이를 설치하여 동작 측정기내에 설치하여 운동량 표시를 할 수 있도록 일체형 구조로 구성함에 특징이 있다.

본 발명에 의한 일체형 운동량 표시 장치는,

상기 움직임 검출 제어부로부터 측정 정보를 수신받아 방향 정보에 의거하여 운동 식별 정보를 자동 설정하고, 회전정보 및 방향 정보에 의거하여 반복되는 운동 횟수를 카운트하여 운동 횟수를 표시하는 운동 판단 및 표시 제어 모듈과;

상기 운동 판단 및 표시제어 모듈의 제어에 의해 메뉴버튼과, 운동량 카운트를 표시하는 디스플레이와;

배터리에 의한 전원을 공급하는 전원장치와;

운동량 표시 장치의 케이스에 설치되어 사용자의 운동에 따른 변위가 발생되는 신체부위에 착용할 수 있도록 이루어진 착용수단을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 운동판단 및 표시 제어 모듈은,

상기 움직임 검출 제어부로부터 입력된 쿼터니언 데이터를 오일러각 데이터로 변환시켜 입력받는 데이터 수신부와;

상기 켈리브레이션부에 의해 필터링이 제어된 회전 빛 방향 정보에 의해 운동을 판단하여 운동 횟수를 카운트하는 운동량 카운터와;

카운트된 운동 횟수를 상기 디스플레이에 출력하여 표시하는 표시제어부와;

상기 디스플레이를 통해 운동량 측정장치의 조작을 위한 복수의 메뉴버튼을 제공하고 메뉴버튼의 입력을 받아 상기 움직임 검출 제어부와, 상기 데이터 수신부와, 상기 켈리브레이션부와, 상기 운동량 카운터와, 상기 표시제어부 및 디스플레이를 제어하여 운동량 측정 시작과 운동량 판단 및 표시에 대한 전체적인 제어를 위한 메인 제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 6축 또는 9축 센서를 이용한 동작 측정기를 사용자 신체부위에 착용한 상태로 운동을 하게 되면, 최초 운동 방향과 운동 상태에 따라 자동으로 운동을 인식할 수 있어서, 사용자가 운동 종류를 바꾼 경우에도 단말기 조작없이 자동으로 운동을 인식하여 운동 횟수 카운트가 이루어질 수 있는 효과가 있다. 또한 본 발명은 수신 데이터를 켈리브레이션 하고, 운동 방향의 일치성과 일정 범위 내에서의 움직임의 증감 반복 여부에 의해 운동 인식 및 횟수 카운트가 이루어지므로 정확성을 향상시키고, 어느 방향 어떤 종류의 운동이라도 일정한 반복 운동인 경우 운동 인식과 운동 횟수 카운트가 자동으로 이루어지는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 운동량 표시 장치의 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 운동량 표시 단말기의 기능블록도.
도 3은 본 발명에 의한 운동 판단 및 표시 제어 모듈의 제어화면 예시도.
도 4는 본 발명에 의한 운동량 측정방법 흐름도.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 일체형 운동량 표시 장치 구성도.
도 6은 도 5의 운동 판단 및 표시 제어 모듈의 기능 블록도.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조해서 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 운동량 표시 장치의 구성도이다. 이에 도시된 바와 같이,

사용자의 신체에 착용되고, 6축 또는 9축 센서에 의해 사용자의 운동에 의거하여 검출되는 쿼터니언(Quaternion) 데이터 (X,Y,Z,W)를 무선 신호로 송신하는 동작 측정기(100)와;

상기 동작 측정기(100)로부터 측정 정보를 무선 수신받아 쿼터니언 데이터를 오일러(EULER)각 데이터(X,Y,Z)로 변환하고, 오일러각 데이터의 각 축의 데이터 변화량을 분석하여 미리 설정되는 범위 이내에서 반복되는 운동 상태를 운동 횟수로 카운트하여 표시하는 운동 판단 및 표시 제어 모듈이 설치되는 운동량 표시 단말기(200)로 구성됨을 특징으로 한다.

상기 동작 측정기(100)는,

자이로 센서(111)와 가속도 센서(112)에 의해 사용자 운동 정보를 검출하는 센서모듈(110)과,

상기 센서모듈(110)의 자이로 센서와 가속도 센서를 제어하여 운동 정보를 측정하고, 상기 센서모듈에서 측정된 운동 정보를 쿼터니언 데이터로 생성하여 전송을 제어하는 움직임 검출 제어부(120)와;

상기 움직임 검출 제어부(120)의 제어에 의해 상기 센서모듈(110)에서 측정된 운동 정보에 따른 쿼터니언 데이터를 무선 전송하는 통신 모듈(130) 및

배터리에 의한 전원을 공급하는 전원장치(140)를 포함하여 이루어지고,

사용자의 운동에 따른 변위가 발생되는 신체부위에 착용할 수 있도록 이루어진 착용수단(150)을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 센서모듈(110)은 지자기 센서(113)를 더 포함하는 9축 센서모듈인 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 동작 측정기(100)에는, 시작이 입력되고 일정시간 경과 후 자동 켈리브레이션과 함께 운동 카운트를 시작하도록 제어 명령을 전송하기 위한 시작 버튼(161), 카운트를 리세트 시키기 위한 리세트 버튼(162), 작동 상태 표시기(163)를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 운동량 표시 단말기(200)는, 도 2에 도시된 바와 같이,

상기 동작 측정기(100)와 무선통신하는 통신 모듈(210)을 구비한 운동량 표시 단말기(예를 들어, 모바일 단말기)로서, 상기 통신 모듈(210)을 통해 수신된 측정 정보를 분석하여 자동으로 운동 식별 및 운동량 카운트에 의한 운동량 표시를 하는 운동 판단 및 표시 제어 모듈(220)이 앱 어플리케이션 프로그램으로 상기 운동량 표시 단말기(200)에 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 운동 판단 및 표시 제어 모듈(220)은,

상기 통신 모듈(210)로부터 수신된 데이터를 입력받아 쿼터니언 데이터를 오일러각 데이터로 변환하는 데이터 수신부(221)와;

상기 동작 측정기(100) 또는 운동량 표시 단말기(200)의 켈리브레이션 제어 명령에 의거하여 수신된 데이터의 기준 위치 설정 및 수신 데이터를 기준 위치에 따라 보정하여 켈리브레이션하는 켈리브레이션부(222)와;

상기 켈리브레이션부(222)에 의해 켈리브레이션된 수신 데이터를 분석하여 상기 기준 위치에 대해 X,Y,Z 축 중 움직임이 가장 큰 운동 축과, 해당 운동 축의 운동 방향이 증가 방향인지 감소 방향인지를 감지하여 운동 축 및 운동 방향을 설정하고, 운동 축의 움직임 범위 및 운동 방향에 대한 각도 범위를 자동 설정하며, 상기 운동 축의 움직임 범위 및 움직임 각도 범위를 초과했는지를 판단하여 정해진 범위를 초과하면 해당 운동이 이루어진 것으로 판단하여 운동 횟수를 카운트하기 위한 데이터 분석 및 운동량 카운터(223)와;

상기 동작 측정기(100)와의 통신 연결과, 켈리브레이션 및 카운트 정지와 카운트 계속을 선택 입력하기 위한 메뉴 버튼들을 화면상에 제공하는 메뉴버튼부(224)와;

카운트된 운동 횟수를 카운트 표시창으로 표시하는 표시제어부(225)와;

메뉴 버튼부(224)의 메뉴 버튼 입력에 의거하여 상기 통신 모듈(210), 상기 켈리브레이션부(222), 상기 운동량 카운터(223) 및 상기 표시 제어부(225)를 제어하고, 운동량 카운트 정보를 표시제어하는 메인 제어부(226)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 메뉴버튼부(224)는, 도 3에 도시된 바와 같이,

동작 측정기(100)와의 통신 디바이스를 선택하는 팝업 리스트를 제공하기 위한 디바이스 리스트 버튼(224a)과;

동작 측정기(100)와 통신연결을 위한 연결 버튼(224b)과;

동작 측정기(100)로부터 측정되어 전송된 측정 정보를 켈리브레이션 시키기 위한 켈리브레이션버튼(224c)과;

카운트 일시정지 또는 계속 진행을 위한 일시정지버튼(224d)과;

카운트를 리세트 시키기 위한 스탑 버튼(224e)과;

운동량 표시 단말기(200)의 운동량 표시를 위한 진동 반응 선택과, 운동 방향 판별을 위한 각도 범위를 설정하는 세팅버튼(224f)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 운동량 표시 방법은, 도 4에 도시된 바와 같이,

시작 버튼 또는 켈리브레이션 버튼이 입력되면, 동작 측정기로부터 움직임 데이터를 수신받아 운동 식별을 위한 기준 위치를 설정하는 켈리브레이션 과정(S10)과;

상기 켈리브레이션이 이루어진 후 기준 위치에 대해 X,Y,Z 축 중 움직임이 가장 큰 운동 축과, 해당 운동 축의 운동 방향이 증가 방향인지 감소 방향인지를 감지하여 운동 축 및 운동 방향을 설정하고, 운동 축의 움직임 범위 및 운동 방향에 대한 각도 범위를 자동 설정하는 운동판별 정보설정과정(S20)과;

상기 운동판별 정보 설정과정(S20)에서 최초의 움직임 데이터가 아니거나, 운동판별정보 설정이 완료된 경우, 수신된 데이터 분석에 의한 움직임이 상기 운동 축의 움직임 범위 및 움직임 각도 범위를 초과했는지를 판단하여 정해진 범위를 초과하면 해당 운동이 이루어진 것으로 판단하는 운동판단과정(S30)과;

상기 운동판단과정(S30)에서 해당 운동이 이루어진 이후, 미리 정해진 범위 이내로 복귀되는지를 판단하여 미리 설정된 정상 범위 이내로 복귀되면 운동 횟수를 증가시켜 운동 횟수 카운트 값을 표시하는 운동 횟수 카운트 표시과정(S40); 을 수행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은,

상기 켈리브레이션 과정(S10)은,

상기 운동 횟수 카운트 표시과정(S40)에서 정상범위 이내로 복귀되면, 복귀된 위치를 기준 위치로 재설정하는 것을 특징으로 한다.

상기 켈리브레이션 과정(S10)은,

움직임 데이터의 운동 축 및 방향 각도의 허용범위 이내의 반복성을 검출하여 자동으로 기준 위치를 켈리브레이션 하는 것을 특징으로 한다.

상기 운동 횟수 카운트 표시과정(S40)은,

상기 운동판별정보 설정과정(S20)에서 설정되는 운동 축 및 방향 각도가 새롭게 변경 설정되는 경우, 소정 카운트 횟수 이내에 운동 축 및 방향각도의 설정이 반복되는 경우, 세트운동으로 판단하여 세트 운동 횟수를 카운트하여 세트 운동 횟수를 표시하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명은, 동작 측정기(100)에 자이로 센서(111)와 가속도센서(112)를 설치하고, 마이크로프로세서(120)에 의해 자이로 센서(111) 및 가속도센서(112)의 검출신호를 쿼터니언 데이터(X,Y,Z,W)로 생성하여 통신 모듈(130)을 통해 운동량 표시 단말기(200)로 전송하도록 이루어지고, 사용자의 신체부위에 착용할 수 있도록 착용수단(150)을 설치하여 운동량 측정을 위한 신체부위에 착용하도록 한다. 운동 종류에 따라 착용위치가 달라지므로 착용수단(150)은 밴드 타입의 벨크로테이프와 같은 착용수단을 사용하는 것이 바람직하다.

가속도센서(112)는 선형 가속도와 기울임 각도를 측정한다. 가속도 센서(112)만으로는 고정된 위치에서 수평과 수직 사이의 회전만을 감지할 수 있다. 이 센서를 이용하여 간단한 운동량을 추정할 수 있으나 복잡한 움직임을 측정해 낼 수 없다. 이에 따라 본 발명은, 복잡한 움직임을 측정하기 위해 자이로 센서(111)를 사용한다. 자이로 센서(111)는 회전과 방향을 복잡한 움직임에도 정밀하게 측정할 수 있다.

또한, 지자기 센서(113)를 더 포함하여 구성할 수 있는데, 지자기 센서(113)는 지자계를 이용하여 절대적인 방향을 측정하기 위해 사용되므로 측정 정밀도를 더욱 향상시킬 수 있다. 9축 센서에서는 지자기센서를 자이로와 가속도 센서의 출력 값의 보정을 위해 사용함으로써 보다 정확한 동작을 측정할 수 있다.

따라서, 본 발명은 6축 또는 9축 센서를 사용함으로써 사용자의 복잡한 움직임을 정확하게 읽어낼 수 있다. 이로 인해 간단한 운동량 뿐 만 아니라 운동을 정확하게 하고 있는지 아닌지 판단할 수가 있다. 동작 측정기(100)의 출력포맷은 쿼터니언(quaternion)이며 통신 모듈(130)로는 블루투스 모듈을 사용하여 운동량 표시 단말기(200)로 전송된다. 즉, 9축센서로 신체를 이용한 다양한 반복운동( ex : 푸쉬업, 스쿼트, 아령운동)을 특별한 설정 없이 카운트할 수 있다는 장점이 있다.

운동량 표시 단말기(200)는 스마트폰과 같은 이동통신단말기가 될 수 있으며, 동작 측정기(100)의 통신 모듈(130)과 무선통신하는 통신 모듈(210)이 구비된 단말기를 사용할 수 있다. 운동량 표시 단말기(200)에는 운동측정 및 표시 제어 모듈(220)이 어플리케이션 프로그램으로 설치되며, 상기 동작 측정기(100)로부터 수신되는 움직임 데이터를 분석하여 운동을 판단하고, 운동 횟수를 카운트하여 표시창을 통해 운동량을 표시하도록 한다.

동작 측정기(100)를 운동량 측정을 위한 신체부위에 착용하는데, 운동시 변위가 크게 발생되는 신체부위에 착용하여 움직임 데이터를 측정할 있게 한다. 운동량 표시 단말기(200)의 운동측정 및 표시 제어 모듈(220)을 실행시키면 도 3과 같이 메뉴버튼들과 표시창(224g)이 화면에 출력되고, 메뉴 버튼부(224)에서 디바이스 리스트버튼(224a)을 눌러 통신 디바이스를 선택하게 되면, 동작 측정기(100)와 동량 표시 단말기(200) 간의 통신이 자동 설정되며, 연결버튼(224b)을 누르면 통신연결이 이루어지면서 동작 측정기(100)에서 검출된 쿼터니언 데이터인 움직임 데이터가 운동량 표시 단말기(200)로 실시간 전송된다.

운동 판단 및 표시 제어 모듈(220)은, 동작 측정기(100)로부터 전송되어오는 쿼터니언 데이터를 데이터 수신부(221)에서 오일러각 데이터로 변경하여 수신받는다.

켈리브레이션부(222)는, 운동시작시 기준 위치를 설정하고 수신 데이터를 기준위치에 따른 변위량으로 보정하는 켈리브레이션을 수행하는데, 운동 판단 및 표시 제어 모듈(220)의 메뉴버튼부(224)에 켈리브레이션버튼(224c)을 구비하여 해당 버튼 입력시 일정시간(예; 5초) 경과 후의 수신된 움직임 데이터를 기준 위치로 자동설정하고, 이후 수신되는 데이터를 상기 기준 위치 정보에 의해 자동보정하여 켈리브레이션을 수행한다.

또한 다른 실시예로는, 동작 측정기(100)에 시작 버튼(161)을 구비하여 시작 버튼이 입력되면, 움직임 검출 제어부(120)는 통신 모듈(130)을 통해 운동량 표시 단말기(200)로 켈리브레이션을 시작하라는 제어 명령을 전송하고, 이에 따라 켈리브레이션부(222)가 기준 위치 설정 및 수신된 움직임 데이터의 켈리브레이션을 수행하게 할 수 있다.

이는 운동을 시작하는 사용자가 운동량 표시 단말기(200)를 조작하여 켈리브레이션버튼을 누른후 운동위치로 이동하여 운동을 시작하는 것이 번거로울 수 있다. 이러한 번거로움을 해소하기 위해 동작 측정기(100)에 켈리브레이션 명령을 위한 시작 버튼을 구비하게 되면, 운동위치를 벗어나지 않고서 착용된 동작 측정기(100)의 버튼 입력을 켈리브레이션이 이루어지므로 운동시작 준비 자세에서 준동을 시작하면 된다.

데이터 분석 및 운동량 카운터(223)는, 켈리브레이션이 수행된 움직임 데이터를 분석하여 움직임이 발생되어 반복성을 판단하여 운동량 횟수를 카운트하게 된다. 먼저 X,Y,Z축의 움직임중 가장 움직임이 큰 축을 운동 축으로 설정하고, 이때 해당 운동 축의 움직임이 증가 방향인지 감소 방향인지를 판단하여 움직임 방향을 설정한다. 그리고, 운동 축과 움직임 방향에 따라 움직임 범위와 각도 범위를 운동판단범위로 자동설정한다.

이어서 움직임 데이터가 설정된 운동 축 및 운동 방향의 운동이 운동판단범위를 벗어나는지를 판단하여 운동판단범위를 초과하면 해당 운동이 이루어진 것으로 판단한다.

그리고, 해당 운동이 이루어진 이후에 허용된 범위 이내로 복귀되는지를 판단하여 복귀되면 운동1회가 완료된 것으로 판단하여 횟수를 카운트하고 이를 표시한다.

본 발명은, 특정운동으로 한정되어 있지 않으며 운동종목을 선택할 필요가 없는 점이 장점이다. 센서 부착 부위에 대해서도 큰 제한이 없다. 다만 운동을 할 때 주로 움직이는 관절에 동작 측정기를 착용하면 된다.

본 발명은 켈리브레이션 버튼을 누르면 5초간 운동 자세를 잡을 시간을 준다. 5초 후에 시작음이 울리면 사용자는 원하는 운동을 하면 된다. 이때 사용자의 첫 동작의 움직임을 읽어 어느 축의 회전이 얼마만큼 움직이고 복귀하는지 파악한다. 그 파악된 정보를 바탕으로 오차범위 안에 움직임이 이루어 지면 운동을 한 것으로 판단한다. 이 알고리즘으로 인해 사용자의 운동종목 이나 센서 부착 부위의 입력 없이 자동으로 반복 운동의 횟수를 카운트를 할 수 있다.

본 발명은 동작 측정기(100)로부터 쿼터니언 데이터를 받아서 오일러로 변환한 다음 x,y,z 축의 각도를 가지고 운동의 횟수를 판단한다.

운동을 하는 부위( 팔, 다리, 머리, 가슴, 허리 등 )에 동작 측정기를 착용 후 센서의 출력을 수신받는 운동량 표시 단말기(200)에서 켈리브레이션 버튼을 누르면 센서의 회전 값이 초기화된다.

먼저 하는 것은 켈리브레이션 후 동작을 처음 할 때 관절의 움직임이 x,y,z 축 중 어느 축에 해당하는지 각도의 변화량을 보고 판단하고 운동 방향 또한 + 방향인지 - 방향인지 파악하게 된다.

처음 감지된 축과 방향에 따라 일정이상 각도를 초과하면 운동을 한 것으로 판단하고 운동의 시작지점으로 복귀하면 카운트가 이루어진다. 이 알고리즘으로 인해 카운트를 하고자 하는 운동만 정확하게 카운트를 할 수 있다.

푸쉬업을 예를 들면 켈리브레이션 후 최초 움직임 때 많이 변화하는 각도의 축이 주요축으로 설정이 되고 이 축의 각도가 일정범위 이상이 되어야 운동을 한다고 파악을 하게 된다. 만약 사용자가 푸쉬업을 하는 중에 앞으로 기어 간다거나 옆으로 기어가는 동작은 이 알고리즘으로 인해 카운트에서 제외된다.

또한 본 발명은, 운동량 회수 카운트를 표시할 때, 메인제어부(226)의 제어에 의해 카운트 횟수 증가시마다 음향 출력을 하거나, 카운트 음성 출력하는 사운드 출력부(227)를 더 포함하여 구성된다. 이에 따라 운동시 카운트 횟수를 음향 또는 카운트 음성으로 출력시켜줄 수 있다.

한편, 상기 사운드 출력부(227)를 동작 측정기(100) 내에 설치하여 움직임 검출 제어부(120)의 제어에 의해 카운트에 따른 음향 또는 카운트 음성을 출력하게 할 수도 있는데, 이는 통신 모듈이 양방향 통신 이루어지도록 설정하고, 운동량 표시 단말기(200)의 메인 제어부(226)가 카운트 정보를 동작 측정기(100)로 전송하고, 동작 측정기(100)의 움직임 검출 제어부(120)에서 통신 모듈을 통해 수신되는 카운트 정보를 디코딩하여 음향 또는 카운트 음성 출력이 이루어지도록 제어할 수 있다. 즉, 동작 측정기 내에 사운드 출력부(227)를 구성하여 동작 측정기에서 카운트 음향 또는 음성이 출력되게 할 수 있다.

도 5는 본 발명에 의한 다른 실시 예를 보인 운동량 표시 장치 구성도이고, 도 6은 도 5에 따른 운동 판단 및 표시 제어 모듈의 구성도이다.

한편 본 발명에 의한 일체형 운동량 표시 장치는, 상기 운동량 표시 단말기에 설치되는 운동판단 및 표시제어 모듈을 프로그램으로 설치한 마이크로프로세서와, 디스플레이를 설치하여 동작 측정기내에 설치하여 운동량 표시를 할 수 있도록 일체형 구조로 구성한다. 즉, 스마트 단말기를 이용하지 않고, 동작 측정기 자체에서 운동량 측정 및 표시를 수행할 수 있도록 일체형 장치로 구성한 것이다.

이하의 설명에서 도면의 부호를 도 1 및 도 2의 구성요소와 도 5 및 도 6의 구성요소중 동일 기능의 구성요소에 대해 동일한 부호를 부여하고, 일체형 운동량 표시 장치는 도면부호 300으로 표시한다.

본 발명의 일체형 운동량 표시 장치(300)는,

자이로 센서(111)와 가속도 센서(112)를 포함하여 이루어져 사용자 운동에 의거한 회전정보 및 방향 정보를 검출하는 센서모듈(110)과;

상기 센서모듈(110)의 자이로 센서(111)와 가속도 센서(112)를 제어하여 운동 정보를 측정하고, 측정된 정보를 쿼터니언(X,Y,Z,W) 데이터로 합성하여 출력하는 움직임 검출 제어부(120)와;

상기 움직임 검출 제어부(120)로부터 측정 정보를 수신받아 3차원좌표(X,Y,Z) 데이터로 변환하여 운동 식별 정보를 자동 설정하고, 회전정보 및 방향 정보에 의거하여 반복되는 운동 횟수를 카운트하여 운동 횟수를 표시하는 운동 판단 및 표시 제어 모듈(220)과;

상기 운동 판단 및 표시제어 모듈(220)의 제어에 의해 메뉴버튼과, 운동량 카운트를 표시하는 디스플레이(230)와;

배터리에 의한 전원을 공급하는 전원장치(140)와;

운동량 표시 장치의 케이스에 설치되어 사용자의 운동에 따른 변위가 발생되는 신체부위에 착용할 수 있도록 이루어진 착용수단(150)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 운동판단 및 표시 제어 모듈(220)은, 도 6에 도시된 바와 같이,

상기 움직임 검출 제어부(120)로부터 입력된 쿼터니언 데이터를 오일러각 데이터로 변환시켜 입력받는 데이터 수신부(221)와;

상기 데이터 수신부(221)에서 수신된 데이터의 회전 및 방향 데이터에 대한 운동판단을 위한 기준 위치정보 및 필터링 정보를 설정하는 켈리브레이션부(222)와;

상기 켈리브레이션부(222)에 의해 필터링이 제어된 회전 빛 방향 정보에 의해 운동을 판단하여 운동 횟수를 카운트하는 운동량 카운터(223)와;

카운트된 운동 횟수를 상기 디스플레이(230)에 출력하여 표시하는 표시제어부(225)와;

상기 디스플레이(230)를 통해 운동량 측정장치의 조작을 위한 복수의 메뉴버튼을 제공하고 메뉴버튼의 입력을 받아 상기 움직임 검출 제어부(120)와, 상기 데이터 수신부(221)와, 상기 켈리브레이션부(222)와, 상기 운동량 카운터(223)와, 상기 표시제어부(225) 및 디스플레이(230)를 제어하여 운동량 측정 시작과 운동량 판단 및 표시에 대한 운동 판단 및 표시제어 모듈(220)의 각부 동작을 제어하는 메인 제어부(226)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한 일체형 운동량 표시 장치(300)는, 시작이 입력되고 일정시간 경과 후 자동 켈리브레이션과 함께 운동 카운트를 시작하도록 제어 명령을 전송하기 위한 시작 버튼(161), 카운트를 리세트 시키기 위한 리세트 버튼(162), 작동 상태 표시기(163)를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 한다. 또한 일체형 운동량 표시 장치(300)의 조작을 위한 메뉴버튼을 터치스크린으로 이루어지는 디스플레이(230)에 표시하여 터치 입력에 의해 제어를 할 수 있도록 소프트웨어에 의한 메뉴버튼을 제공할 수 있고, 상기한 버튼들과 소프프웨어에 의해 제공되는 메뉴버튼을 사용할 수 있다.

이와 같이 구성된 일체형 운동량 표시 장치는, 사용자의 신체중 운동에 따른 변위가 발생되는 운동 측정 부위에 일체형 운동량 표시 장치(300)를 착용하고, 시작 버튼을 누른 후 소정시간(예; 3 - 5초)동안 준비자세를 취한 후 운동을 시작한다. 시작 버튼이 입력된 후 준비자세를 취하는 소정시간이 경과 되는 시점에서 현재 위치 및 자세정보를 기준 위치정보로 설정하고, 해당 기준 위치에서 운동 판단을 위한 범위 즉, 필터링 정보를 자동설정하는 켈리브레이션이 이루어진다.

켈리브레이션이 이루어진 이후부터 움직임 검출 정보를 필터링하여 설정된 운동범위 이상으로 움직임이 발생된 이후, 다시 원래의 기준 위치로 복귀하는 지를 판단하여 운동 횟수 카운트를 증가시켜 이를 디스플레이(230)를 통해 표시한다. 물론 기준 위치로의 복귀도 정확한 위치로의 복귀가 아니고 필터링 범위로 설정된 범위 이내로 복귀되는 것으로 복귀여부를 인식한다.

따라서 운동 진행에 따라 기준 위치가 달라질 수 있으므로 주기적으로 또는 매번 복귀위치 즉 기준 위치를 설정하고 그에 따른 필터링 범위를 재설정하는 재 켈리브레이션을 수행하는 것이 바람직하다.

이러한 운동량 판단은, 도 1 내지 도 4를 참조해 설명한 일 실시 예의 스마트 디바이스 단말기인 운동량 표시 단말기(200)에 설치한 운동 판단 및 표시제어 모듈에서와 동일한 것이다.

또한 본 발명에서는 운동량 회수 카운트를 표시할 때, 메인제어부(226)의 제어에 의해 카운트 횟수 증가시마다 음향 출력을 하거나, 카운트 음성 출력하는 사운드 출력부(227)를 더 포함하여 구성된다. 이에 따라 운동시 카운트 횟수를 음향 또는 카운트 음성으로 출력시켜줄 수 있다.

이와 같이 일체형 운동량표시 장치로 구성하게 되면 별도의 운동량 표시 단말기를 구비하지 않고서 일체형 장치를 신체부위에 착용하고 운동을 시작하면 자동으로 운동량 카운트가 이루어져 표시되므로 사용자가 자신의 운동량을 적절히 조절하여 운동효과를 높이거나 목표 운동량을 쉽게 파악할 수 있는 효과가 있다.

100 : 동작 측정기 110 : 센서모듈
111 : 자이로 센서 112 : 가속도센서
113 : 지자기센서 120 : 마이크로프로세서
130 : 통신 모듈 140 : 배터리 전원장치
150 : 착용수단 161 : 시작 버튼
162 : 리세트 버튼 163 : 상태표시기
200 : 운동량 표시 단말기 210 : 통신 모듈
220 : 운동 판단 및 표시 제어 모듈 221 : 데이터 수신부
222 : 켈리브레이션부 223 : 운동량 카운터
224 : 메뉴 버튼부 225 : 표시제어부
227 : 사운드 출력부 300 : 일체형 운동량 표시 장치

Claims

사용자의 신체에 착용되고, 6축 또는 9축 센서에 의해 사용자의 운동에 의거하여 검출되는 쿼터니언(Quaternion) 데이터 (X,Y,Z,W)를 무선 신호로 송신하는 동작 측정기(100)와;
상기 동작 측정기(100)로부터 측정 정보를 무선으로 수신받아 쿼터니언 데이터를 오일러(EULER)각 데이터(X,Y,Z)로 변환하고, 오일러각 데이터의 각 축의 데이터 변화량을 분석하여 미리 설정되는 범위 이내에서 반복되는 운동 상태를 운동 횟수로 카운트하여 표시하는 운동 판단 및 표시 제어 모듈이 설치되는 운동량 표시 단말기(200)로 구성되되,
상기 동작 측정기(100)는,
자이로 센서(111)와 가속도 센서(112)에 의해 사용자 운동 정보를 검출하는 센서모듈(110)과,
상기 센서모듈(110)의 자이로 센서와 가속도 센서를 제어하여 운동 정보를 측정하고, 상기 센서모듈에서 측정된 운동 정보를 쿼터니언 데이터로 생성하여 전송을 제어하는 움직임 검출 제어부(120)와;
상기 움직임 검출 제어부(120)의 제어에 의해 상기 센서모듈(110)에서 측정된 운동 정보에 따른 쿼터니언 데이터를 무선 전송하는 통신 모듈(130) 및
배터리에 의한 전원을 공급하는 전원장치(140)를 포함하여 이루어지고,
사용자의 운동에 따른 변위가 발생되는 신체부위에 착용할 수 있도록 이루어진 착용수단(150)을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 운동량 표시 장치.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 센서모듈(110)은 지자기 센서(113)를 더 포함하는 9축 센서모듈로 구성된 것을 특징으로 하는 운동량 표시 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 동작 측정기(100)는,
시작이 입력되고 일정시간 경과 후 자동 켈리브레이션과 함께 운동 카운트를 시작하도록 제어 명령을 전송하기 위한 시작 버튼(161), 카운트를 리세트 시키기 위한 리세트 버튼(162), 작동 상태 표시기(163)를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 운동량 표시 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 운동량 표시 단말기(200)는,
상기 동작 측정기(100)와 무선통신하는 통신 모듈(210)이 구비되고, 상기 통신 모듈(210)을 통해 수신된 측정 정보를 분석하여 자동으로 운동 식별 및 운동량 카운트에 의한 운동량 표시를 하는 운동 판단 및 표시 제어 모듈(220)이 앱 어플리케이션 프로그램으로 상기 운동량 표시 단말기(200)에 설치된 것을 특징으로 하는 운동량 표시 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 운동 판단 및 표시 제어 모듈(220)은,
통신 모듈(210)로부터 수신된 데이터를 입력받아 쿼터니언 데이터를 오일러각 데이터로 변환하는 데이터 수신부(221)와;
상기 동작 측정기(100) 또는 운동량 표시 단말기(200)의 켈리브레이션 제어 명령에 의거하여 수신된 데이터의 기준 위치 설정 및 수신 데이터를 기준 위치에 따라 보정하여 켈리브레이션하는 켈리브레이션부(222)와;
상기 켈리브레이션부(222)에 의해 켈리브레이션된 수신 데이터를 분석하여 상기 기준 위치에 대해 X,Y,Z 축 중 움직임이 가장 큰 운동 축과, 해당 운동 축의 운동 방향이 증가 방향인지 감소 방향인지를 감지하여 운동 축 및 운동 방향을 설정하고, 운동 축의 움직임 범위 및 운동 방향에 대한 각도 범위를 자동 설정하며, 상기 운동 축의 움직임 범위 및 움직임 각도 범위를 초과했는지를 판단하여 정해진 범위를 초과하면 해당 운동이 이루어진 것으로 판단하여 운동 횟수를 카운트하기 위한 데이터 분석 및 운동량 카운터(223)와;
상기 동작 측정기(100)와의 통신 연결과, 켈리브레이션 및 카운트 정지와 카운트 계속을 선택 입력하기 위한 메뉴 버튼들을 화면상에 제공하는 메뉴버튼부(224)와;
카운트된 운동 횟수를 카운트 표시창으로 표시하는 표시제어부(225)와;
메뉴 버튼부(224)의 메뉴 버튼 입력에 의거하여 통신 모듈(210), 상기 켈리브레이션부(222), 상기 운동량 카운터(223) 및 상기 표시 제어부(225)를 제어하고, 운동량 카운트 정보를 표시제어하는 메인 제어부(226)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 운동량 표시 장치.
제 1항에 있어서, 상기 동작 측정기(100)에는,
상기 운동량 표시 단말기(200)로부터 운동량 카운트 정보를 수신받아 카운트 횟수 증가시마다 음향을 출력하거나, 카운트 음성을 출력하는 사운드 출력부(227)를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 운동량 표시 장치.
삭제
6축 또는 9축 센서를 이용하여 사용자의 운동 정보를 취득하는 동작 측정기가 검출 정보를 무선으로 운동량 표시 단말기에 전송하고, 운동량 표시 단말기의 운동 판단 및 표시 제어 모듈이 수신 데이터를 분석하여 운동 판단 및 운동 횟수를 카운트하여 표시하기 위한 운동량 표시 방법에 있어서,
시작 버튼 또는 켈리브레이션 버튼이 입력되면, 동작 측정기로부터 움직임 데이터를 수신받아 운동 식별을 위한 기준 위치 및 해당 기준 위치에서의 움직임 범위에 대한 필터링 정보를 설정하는 켈리브레이션 과정(S10)과;
상기 켈리브레이션 과정(S10)의 켈리브레이션이 이루어진 후 기준 위치에 대해 X,Y,Z 축 중 움직임이 가장 큰 운동 축과, 해당 운동 축의 운동 방향이 증가 방향인지 감소 방향인지를 감지하여 운동 축 및 운동 방향을 설정하고, 운동 축의 움직임 범위 및 운동 방향에 대한 각도 범위를 자동 설정하는 운동판별 정보설정과정(S20)과;
상기 운동판별 정보설정과정(S20)에서 최초의 움직임 데이터가 아니거나, 운동판별정보 설정이 완료된 경우, 수신된 데이터 분석에 의한 움직임이 상기 운동 축의 움직임 범위 및 움직임 각도 범위를 초과했는지를 판단하여 정해진 범위를 초과하면 해당 운동이 이루어진 것으로 판단하는 운동판단과정(S30)과;
상기 운동판단과정(S30)에서 해당 운동이 이루어진 이후, 미리 정해진 범위 이내로 복귀되는지를 판단하여 미리 설정된 정상 범위 이내로 복귀되면 운동 횟수를 증가시켜 운동 횟수 카운트 값을 표시하는 운동 횟수 카운트 표시과정(S40); 을 수행하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 운동량 표시 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 켈리브레이션 과정(S10)은,
상기 운동 횟수 카운트 표시과정(S40)에서 정상범위 이내로 복귀되면, 복귀된 위치를 기준 위치로 재설정하는 것을 특징으로 하는 운동량 표시 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 켈리브레이션 과정(S10)은,
움직임 데이터의 운동 축 및 방향 각도의 허용범위 이내의 반복성을 검출하여 자동으로 기준 위치를 재설정하여 켈리브레이션 하는 것을 특징으로 하는 운동량 표시 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 운동 횟수 카운트 표시과정(S40)은,
상기 운동판별정보 설정과정(S20)에서 설정되는 운동 축 및 방향 각도가 새롭게 변경 설정되는 경우, 소정 카운트 횟수 이내에 운동 축 및 방향각도의 설정이 반복되는 경우, 세트운동으로 판단하여 세트 운동 횟수를 카운트하여 세트 운동 횟수를 표시하는 것을 특징으로 하는 운동량 표시 방법.
자이로 센서(111)와 가속도 센서(112)를 포함하여 이루어져 사용자 운동에 의거한 회전정보 및 방향 정보를 검출하는 센서모듈(110)과;
상기 센서모듈(110)의 자이로 센서(111)와 가속도 센서(112)를 제어하여 운동 정보를 측정하고, 측정된 정보를 쿼터니언(X,Y,Z,W) 데이터로 합성하여 출력하는 움직임 검출 제어부(120)와;
상기 움직임 검출 제어부(120)로부터 측정 정보를 수신받아 3차원좌표(X,Y,Z) 데이터로 변환하여 운동 식별 정보를 자동 설정하고, 회전정보 및 방향 정보에 의거하여 반복되는 운동 횟수를 카운트하여 운동 횟수를 표시하는 운동 판단 및 표시 제어 모듈(220)과;
상기 운동 판단 및 표시제어 모듈(220)의 제어에 의해 메뉴버튼과, 운동량 카운트를 표시하는 디스플레이(230)와;
배터리에 의한 전원을 공급하는 전원장치(140)와;
운동량 표시 장치의 케이스에 설치되어 사용자의 운동에 따른 변위가 발생되는 신체부위에 착용할 수 있도록 이루어진 착용수단(150)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 운동량 표시 장치.
제 13 항에 있어서, 상기 운동판단 및 표시 제어 모듈(220)은,
상기 움직임 검출 제어부(120)로부터 입력된 쿼터니언 데이터를 오일러각 데이터로 변환시켜 입력받는 데이터 수신부(221)와;
상기 데이터 수신부(221)에서 수신된 데이터의 회전 및 방향 데이터에 대한 운동판단을 위한 기준 위치정보 및 필터링 정보를 설정하는 켈리브레이션부(222)와;
상기 켈리브레이션부(222)에 의해 필터링이 제어된 회전 빛 방향 정보에 의해 운동을 판단하여 운동 횟수를 카운트하는 운동량 카운터(223)와;
카운트된 운동 횟수를 상기 디스플레이(230)에 출력하여 표시하는 표시제어부(225)와;
상기 디스플레이(230)를 통해 운동량 측정장치의 조작을 위한 복수의 메뉴버튼을 제공하고 메뉴버튼의 입력을 받아 상기 움직임 검출 제어부(120)와, 상기 데이터 수신부(221)와, 상기 켈리브레이션부(222)와, 상기 운동량 카운터(223)와, 상기 표시제어부(225) 및 디스플레이(230)를 제어하여 운동량 측정 시작과 운동량 판단 및 표시에 대한 운동 판단 및 표시제어 모듈(220)의 각부 동작을 제어하는 메인 제어부(226)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 운동량 표시 장치.
제 13 항에 있어서, 운동량 표시 장치는,
운동판단 및 표시제어 모듈(220)의 운동량 카운트 정보에 의거하여 카운트 횟수 증가시마다 음향을 출력하거나, 카운트 음성을 출력하는 사운드 출력부(227)를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 운동량 표시 장치.