KR101655753B1 - automatic control system of sport apparatus by user's condition - Google Patents
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Abstract
본 발명은 최대산소섭취량(VO2max)을 통한 타겟 심박 영역대(Target Heart Rate Zone)을 설정하며, 운동 중에 체스트 벨트(Chest Belt)를 통해 실시간으로 수집되는 심장박동(Heart Rate)정보를 피드백하여 타겟 심박 영역대 내에서 운동기구를 제어하는 맞춤형 운동기구 제어 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 맞춤형 운동기구 제어 시스템은, 사용자에게 장착되는 단말기로 식별을 위한 ID를 구비하며, 생체신호를 검출 하는 사용자 단말기; 상기 사용자 단말기로부터 생체신호를 수신하여 운동능력을 추정하여 운동능력추정신호를 검출하며, 운동기구 제어신호를 생성하는 운동기구 서버; 식별을 위한 ID를 구비하며, 상기 운동기구 서버의 운동기구 제어신호에 따라 구동되는 운동기구; 상기 운동기구 서버로부터 수신된 운동능력 추정신호로부터 운동처방을 행하는 휘트니스서버; 를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 운동기구 서버는 운동모드로서 프리(Free) 모드, 프로그램드(Programmed) 모드, 인터벌(Interval) 모드를 구비하고 있으며, 사용자가 이들 모드 중 하나를 선택하면, 선택된 운동모드 정보를 휘트니스 서버로 전송하며, 휘트니스서버는 선택한 운동모드에 맞는 운동처방을 운동기구 서버로 송신하는 것을 특징으로 한다.The present invention sets a target heart rate zone through a maximum oxygen uptake (VO2max), feedbacks heart rate information collected in real time via a chest belt during exercise, And to a customized exercise apparatus control system for controlling the exercise apparatus in the heartbeat region zone.
The customized exercise device control system of the present invention comprises: a user terminal having an ID for identification with a terminal mounted on a user, the user terminal detecting a bio-signal; A fitness device server for receiving a bio-signal from the user terminal, estimating a fitness of the user to detect a fitness signal, and generating a fitness device control signal; A fitness device having an ID for identification and driven in accordance with a fitness device control signal of the fitness device server; A fitness server for performing an exercise prescription from the exercise ability estimation signal received from the exercise equipment server; And a control unit.
The exercise equipment server of the present invention includes a free mode, a programmed mode, and an interval mode as exercise modes. When the user selects one of these modes, And the fitness server transmits the exercise prescription for the selected exercise mode to the exercise equipment server.
Description
본 발명은 최대산소섭취량(VO2max)을 통한 타겟 심박 영역대(Target Heart Rate Zone)을 설정하며, 운동 중에 체스트 벨트(Chest Belt)를 통해 실시간으로 수집되는 심장박동(Heart Rate)정보를 피드백하여 타겟 심박 영역대 내에서 운동기구를 제어하는 맞춤형 운동기구 제어 시스템에 관한 것이다.The present invention sets a target heart rate zone through a maximum oxygen uptake (VO2max), feedbacks heart rate information collected in real time via a chest belt during exercise, And to a customized exercise apparatus control system for controlling the exercise apparatus in the heartbeat region zone.
주변에서 흔히들 우리는 심장박동(Heart Rate) 기반의 운동기구 제어를 찾아볼 수 있다. 각 사용자의 심장박동를 표시해 주거나, 혹은 심장박동을 토대로 운동기구를 제어하는 기법 등이 주를 이루고 있는 실정이다. Often around we can find heart rate based exercise equipment control. The technique of displaying the heartbeat of each user or controlling the exercise device based on the heartbeat are the main subjects.
그러나 사용자에게 심장박동를 표시해 주거나, 혹은 심장박동을 토대로 운동기구를 제어하는 기법을 가지고 있는 여러 운동기구들은 사용자가 직접 양손으로 특정한 곳에 위치에 있는 부위를 계속잡고 있어야 한다는 단점이 있다. 이러한 단점으로 인해 사용자에게 운동 시 제약을 주게 된다는 복합적인 문제점에 부딪치게 된다. However, there are disadvantages that many exercise apparatuses which have a technique of displaying a heartbeat to a user or controlling a exercise device based on a heartbeat require the user to directly hold the position in a specific place with both hands. This disadvantage leads to a complex problem that restricts the exercise to the user.
그리고 사용자가 자신의 운동능력을 파악하고 운동을 하기위해서 사용하는 방법 중 가장 대중적인 것은 트레이너(Trainer)를 고용하여 자신에게 맞는 운동을 부여하게 하는 것이다. 이 방법은 일반적으로 피트니스센터(Fitness Center)에서 주로 많이 사용하는 방법이나 많은 비용과 더불어 트레이너(Trainer)에 따라 스타일과 순서 그리고 부여하는 양이 조금씩 다르다는 단점이 존재한다.And the most popular way that users use to understand their athletic ability and exercise is to hire a trainer to give them the right exercise. This method is generally used in the fitness center (Fitness Center), but a lot of cost, along with the trainer according to the style, order, and the amount of difference is a little bit different.
따라서, 본 발명은 최대산소섭취량(VO2max)을 통한 타겟 심박 영역대(Target Heart Rate Zone)을 설정하며, 운동 중에 체스트 벨트(Chest Belt)를 통해 실시간으로 수집되는 심장박동(Heart Rate)정보를 피드백하여 타겟 심박 영역대 내에서 운동기구를 제어하는 맞춤형 운동기구 제어 시스템을 제공한다.Accordingly, the present invention sets a target heart rate zone through a maximum oxygen uptake (VO2max), and transmits heart rate information collected in real time via a chest belt during exercise to feedback Thereby controlling the exercise apparatus within the target heartbeat region.
또한 본 발명은 사용자가 피트니스 센터에 처음 등록하거나 운동능력측정(VO2max)을 다시 하고 하고자 할 경우에 사용자는 운동능력측정법(VO2max)를 선정할 수 있다. In addition, the present invention allows the user to select an exercise capacity measurement method (VO2max) when the user intends to register for the first time in the fitness center or to repeat the exercise capacity measurement (VO2max).
또한 본 발명은 자신의 운동능력을 측정하여 각자 맞는 운동처방을 초기에 제시하여 운동을 수행할 시 자신의 타겟 심박 영역대를 설정하여 타겟 심박 영역대을 벗어놨을 경우 증강된(Up) 등급 또는 감소된 등급(Down grade)의 운동처방을 제시하는 시스템을 제공한다. In addition, the present invention measures an athletic ability of a user and presents a corresponding exercise prescription at an early stage. When performing the exercise, the user sets his or her target heart rate zone and, when the target heart rate zone is removed, (Down grade) exercise prescription.
본 발명이 해결하려는 과제는 최대산소섭취량(VO2max)을 통한 타겟 심박 영역대(Target Heart Rate Zone)을 설정하며, 운동 중에 체스트 벨트(Chest Belt)를 통해 실시간으로 수집되는 심장박동(Heart Rate)정보를 피드백하여 타겟 심박 영역대 내에서 운동기구를 제어하는 맞춤형 운동기구 제어 시스템을 제공하는 것이다. The object of the present invention is to set a target heart rate zone through a maximum oxygen uptake (VO2max) and to calculate a heart rate information collected in real time through a chest belt during exercise And to control the exercise apparatus in the target heartbeat region.
본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는, 사용자의 기초체력, 설문조사 및 병력정보를 기초로 해서 운동능력을 결정하게 하는 운동능력측정법과 사용자로 하여금 특정한 운동 프로토콜의 수행 시간을 토대로 결정되게 되는 운동능력측정법 중 하나를 사용자가 선정할 수 있도록 하는 맞춤형 운동기구 제어 시스템을 제공하는 것이다. Another problem to be solved by the present invention is to provide an exercise capacity measurement method for determining a exercise capacity based on a user's basic physical strength, a questionnaire, and medical history information, and a method for measuring a user's exercise ability And to provide a customized exercise device control system that allows the user to select one of the measurement methods.
본 발명이 해결하려는 다른 과제는, 바이오피드백 시스템을 구비하여, 사용자가 운동처방에 따라 운동을 수행할 때, 설정된 타겟 심박 영역대을 벗어놨을 경우, 증강된(Up) 등급 또는 감소된 등급(Down grade)의 운동처방을 제시하는 맞춤형 운동기구 제어 시스템을 제공하는 것이다. Another problem to be solved by the present invention is to provide a biofeedback system which is provided with a biofeedback system so that when a user performs exercise according to an exercise prescription, grade exercise prescription for the user.
본 발명의 맞춤형 운동기구 제어 시스템은, 사용자에게 장착되는 단말기로 식별을 위한 ID를 구비하며, 생체신호를 검출 하는 사용자 단말기; 상기 사용자 단말기로부터 생체신호를 수신하여 운동능력을 추정하여 운동능력추정신호를 검출하며, 운동기구 제어신호를 생성하는 운동기구 서버; 식별을 위한 ID를 구비하며, 상기 운동기구 서버의 운동기구 제어신호에 따라 구동되는 운동기구; 상기 운동기구 서버로부터 수신된 운동능력 추정신호로부터 운동처방을 행하는 휘트니스서버;The customized exercise device control system of the present invention comprises: a user terminal having an ID for identification with a terminal mounted on a user, the user terminal detecting a bio-signal; A fitness device server for receiving a bio-signal from the user terminal, estimating a fitness of the user to detect a fitness signal, and generating a fitness device control signal; A fitness device having an ID for identification and driven in accordance with a fitness device control signal of the fitness device server; A fitness server for performing an exercise prescription from the exercise ability estimation signal received from the exercise equipment server;
를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.And a control unit.
본 발명의 맞춤형 운동기구 제어 시스템은, 사용자로부터 운동 중 심박수 신호를 검출하는 사용자 단말기; 타겟 심박 영역대를 설정하고, 상기 사용자 단말기로부터 수신된 심박수와 타겟 심박 영역대를 비교하여, 타겟 심박 영역대를 초과하거나 미만인 경우를 검출하여 알람하여 주는 운동기구 서버;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.The customized exercise device control system of the present invention comprises: a user terminal for detecting a heart rate signal during exercise from a user; And a fitness machine server for setting a target heartbeat region band and comparing the heartbeat frequency received from the user terminal with a target heartbeat region band to detect and alarm when the target heartbeat region band is greater than or less than the target heartbeat region band. do.
본 발명의 맞춤형 운동기구 제어 시스템은, 타겟 심박 영역대를 설정하고, 사용자 단말기로부터 검출된 심박수와 타겟 심박 영역대를 비교하여, 타겟 심박 영역대를 초과하거나 미만인 경우를 검출하며, 운동기구를 구동시키는 운동기구 제어신호를 생성하는 운동기구 서버; 사용자 단말기로부터 검출된 심박수가 타겟 심박 영역대를 초과하면, 감소 등급으로 운동처방을 수행하며, 사용자 단말기로부터 검출된 심박수가 타겟 심박 영역대 미만이라면, 증강 등급으로 운동처방을 수행하는 휘트니스서버;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. The customized exercise machine control system of the present invention sets the target heartbeat region band, compares the detected heartbeat number with the target heartbeat region band from the user terminal, detects a case where the target heartbeat region band is greater than or less than the target heartbeat region band, A fitness instrument server for generating a fitness instrument control signal; A fitness server performing exercise prescription at a reduced grade if the heart rate detected from the user terminal exceeds a target heart rate range and performing a fitness prescription at an augmentation level if the detected heart rate is less than a target heart rate range, .
본 발명의 맞춤형 운동기구 제어 시스템은, 안정상태후, 발크 프로토콜을 이용하여 운동을 행 할때의 심박수를 측정하고 그 심박수가 최대 심박수의 85%일 경우 정지하고 소요시간(T) 측정하여 VO2max 추정치를 검출하여 타겟 심박 영역대를 설정하는 운동기구 서버; 사용자 단말기로부터 검출된 심박수가 타겟 심박 영역대를 초과하면, 감소 등급으로 운동처방을 수행하며, 사용자 단말기로부터 검출된 심박수가 타겟 심박 영역대 미만이라면, 증강 등급으로 운동처방을 수행하는 휘트니스서버; 를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.The personalized exercise device control system of the present invention measures the heart rate when exercise is performed using the Balck protocol after the stable state, stops when the heart rate is 85% of the maximum heart rate, measures the time required (T) And sets a target heartbeat region band; A fitness server that performs exercise prescription at a reduced grade when the heart rate detected by the user terminal exceeds a target heart rate range and performs exercise prescription at an augmentation level if the detected heart rate is less than a target heart rate range; And a control unit.
사용자 단말기는 체스트 벨트 또는 상완 벨트의 형태로 이루어진다,The user terminal is in the form of a chest belt or an upper arm belt,
사용자가 사용자 단말기를 착용하고 운동기구로 이동하면 사용자는 운동기구와 연결된 운동기구 서버에 있는 터치스크린을 이용하여 주변의 블루투스를 검색하여 사용자 단말기의 블루투스를 선택하여 사용자 인식을 행하도록 이루어진다.When the user wears the user terminal and moves to the fitness device, the user searches for the surrounding Bluetooth using the touch screen on the exercise machine server connected to the fitness device, and selects the Bluetooth of the user terminal to perform the user recognition.
운동기구 서버(100)는 운동모드로서 프리(Free) 모드, 프로그램드(Programmed) 모드, 인터벌(Interval) 모드를 구비하고 있으며, 사용자가 이들 모드 중 하나를 선택하면, 선택된 운동모드 정보를 휘트니스 서버로 전송하며, 휘트니스서버는 선택한 운동모드에 맞는 운동처방을 운동기구 서버로 송신하는 것을 특징으로 한다.The
운동기구 서버를 통해 운동능력측정을 행하되, 사용자의 기초체력, 설문조사 및 병력정보를 이용해서 운동능력을 결정하게 하는 제1 운동능력측정법과 사용자로 하여금 운동 프로토콜의 수행 시간을 토대로 결정되게 되는 제2 운동능력측정법 중 하나를 선택하도록 이루어진다. A first exercise capacity measurement method for measuring exercise capacity through a fitness equipment server and for determining exercise capacity based on a user's basic fitness, a questionnaire and medical history information; and a first exercise capacity measurement method, 2 exercise capacity measurement method.
본 발명의 맞춤형 운동기구 제어 방법은, 사용자 단말기 인식단계로, 사용자 단말기 ID를 운동기구 서버가 읽어들여 인식하는 단계; 운동모드 선택 대기단계로. 사용자 단말기 인식단계 후, 사용자가 운동모드를 선택할 때까지 대기하는 단계;The customized exercise device control method of the present invention includes: a step of recognizing a user terminal ID by a fitness device server by recognizing a user terminal; Select exercise mode as standby mode. After the user terminal recognition step, waiting until the user selects the exercise mode;
프리 모드단계로, 상기 운동모드 선택 대기단계에서 프리 모드를 선택했다면, 사용자의 나이를 휘트니스서버로부터 수신하여, 타겟 심박수(Target Heart Rate)영역대를 설정하며, 타겟 심박수를 초과할 경우 알람을 울리는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the pre-mode step, if the pre-mode is selected in the exercise mode selection waiting step, the user's age is received from the fitness server to set a target heart rate zone, and an alarm is sounded when the target heart rate is exceeded The method comprising the steps of:
본 발명에서 타겟 심박수영역대에서 최소운동강도는In the present invention, the minimum exercise intensity in the target heart rate range is
0.6(MaxHR-RestHR)+restHR0.6 (MaxHR-RestHR) + restHR
(여기서 MaxHR은 최대 심박수로 220에서 나이를 뺀값(220-나이)에 의해서 결정되며, Rest HR는 운동 전에 안정 상태에서의 HR임.)(Where MaxHR is determined by the maximum heart rate, 220, minus age (220-age), and Rest HR is HR in the steady state before exercise).
이며,Lt;
타겟 심박수영역대에서 최대 운동강도는 The maximum exercise intensity at the target heart rate range
0.85(MaxHR-RestHR)+restHR0.85 (MaxHR-RestHR) + restHR
이다.to be.
프로그램 모드단계로, 사용자가 제2 운동능력측정법을 선택했다면, 운동 프로토콜의 수행 시간을 토대로 결정하는 제2 운동측정방법을 실행하여 최대산소섭취량(VO2max)을 구하고, 얻어진 최대산소섭취량(VO2max)을 휘트니스서버로 전송하며, 휘트니스서버는 운동처방을 생성한다.In the program mode step, if the user has selected the second exercise capacity measurement method, the second exercise measurement method is performed based on the execution time of the exercise protocol to obtain the maximum oxygen intake amount VO2max and the obtained maximum oxygen intake amount VO2max To the fitness server, and the fitness server generates the exercise prescription.
인터벌모드단계로, 운동처방을 하기 전에 제2 운동측정방법을 실행하여 최대산소섭취량(VO2max)을 구하고, 얻어진 최대산소섭취량(VO2max)을 휘트니스서버로 전송하며, 휘트니스서버는 운동처방을 생성한다.In the interval mode step, the second exercise measurement method is executed before the exercise prescription is performed to obtain the maximum oxygen intake amount VO2max, the obtained maximum oxygen intake amount VO2max is transmitted to the fitness server, and the fitness server generates the exercise prescription.
본 발명의 맞춤형 운동기구 제어 방법은, 운동능력추정법의 선택에 따라 휘트니스 서버에서 운동능력추정법을 운동기구 서버로 전송하는 운동능력추정법 전송단계; 운동능력추정법 전송단계에서, 제1 운동능력측정법을 선택한 경우, 기초체력 테스트를 하지 않고 VO2max 추정하는 제1-1 운동능력측정법과 설문지(IPAQ)와 기초체력을 토대로 VO2max 추정하는 제1-2 운동능력측정법 중의 하나를 선택하는 제1 운동능력측정법을 선택하며, 선택된 운동능력추정법에 따라 VO2max를 추정하는 제1 운동능력측정법 선택단계; 운동능력추정법 전송단계에서, 제2 운동능력측정법을 선택한 경우, 안정상태에서 발크 프로토콜(Balke Protocol)에 따라 운동을 수행하다가, 심박수가 최대 심박수의 85%가 될때 정지하여, 소요시간과 심박수를 검출하며, 상기 소요시간을 토대로 VO2max를 추정하는 제2 운동능력측정법 선택단계; 를 포함하는 운동능력측정방법을 구비하는 것을 특징으로 한다.The customized exercise device control method of the present invention includes: a movement ability estimation method transmission step of transmitting a exercise ability estimation method to a fitness apparatus server in a fitness server according to a selection of a exercise ability estimation method; Estimation of exercise capacity In the transfer phase, when the first exercise capacity measurement method is selected, the measurement of VO2max is performed without the basic physical fitness test, and the measurement of VO2max based on the questionnaire (IPAQ) Selecting a first exercise ability measurement method for selecting one of the ability measurement methods, and estimating VO2max according to the selected exercise ability estimation method; Estimation of exercise capacity In the transfer phase, when the second exercise capacity measurement method is selected, exercise is performed according to the Balck protocol in the stable state, and when the heart rate reaches 85% of the maximum heart rate, the exercise is stopped and the required time and heart rate are detected Selecting a second exercise ability measurement method for estimating VO2max based on the required time; And a method of measuring a motor ability.
제1-1 운동능력측정법에서 남성의 VO2max 추정은 51.733+(0.001×IPAQ)-(0.140×age)-(0.549×BMI)에 의해 구할 수 있으며, 제1-1 운동능력측정법에 따른 여성의 VO2max 추정은 12.269+(0.008×IPAQ)-(0.001×age)에 의해 구하여 지되, 여기서 IPAQ는 국제신체활동 설문지, age는 나이, BMI는 체질량 지수(Body Mass Index)이다.The VO2max estimation of male in the measurement of exercise capacity of 1-1 is obtained by 51.733+ (0.001 × IPAQ) - (0.140 × age) - (0.549 × BMI) The estimate is obtained by 12.269+ (0.008 × IPAQ) - (0.001 × age), where IPAQ is the International Physical Activity Questionnaire, age is the age, and BMI is the Body Mass Index.
제1-2 운동능력측정법에서, 남성의 VO2max 추정은, 69.649+(0.001×IPAQ)+(0.001×근지구력)-(0.001×심부담도)-(0.191×연령)-(0.001×체표면적) +(0.001×근력)에 의해 구할 수 있으며, 제1-2 운동능력측정법에서, 여성의 VO2max 추정은 12.649+(0.008×IPAQ)+(0.001×근지구력)-(0.0087×연령)+(0.001×평형성) 에 의해 구할 수 있다.In the 1-2 exercise capacity measurement, the VO2max estimation of male is 69.649 + (0.001 x IPAQ) + (0.001 x muscle endurance) - (0.001 x heart rate) - (0.191 x age) - (0.001 x body surface area) (0.008 × IPAQ) + (0.001 × muscle endurance) - (0.0087 × age) + (0.001 × (muscle strength)) in the first exercise ability measurement method and the VO2max estimation of the woman is 12.649+ Equilibrium).
제2 운동능력측정법 선택단계에서 심박수가 최대 심박수의 85%가 될때의 소요시간(T)을 바탕으로 VO2max 추정시, 성별에 따라, 남성의 VO2max = 2.94T + 8.33, 여성의 VO2max = 2.74T + 8.05 으로 구하여 진다.VO2max = 2.94T + 8.33 for men, VO2max = 2.74T for women, and VO2max for women were calculated based on the time (T) when the heart rate was 85% 8.05.
본 발명의 맞춤형 운동기구 제어 시스템에 따르면, 최대산소섭취량(VO2max)을 통한 타겟 심박 영역대(Target Heart Rate Zone)을 설정하며, 운동 중에 체스트 벨트(Chest Belt)를 통해 실시간으로 수집되는 심장박동(Heart Rate)정보를 피드백하여 타겟 심박 영역대 내에서 운동기구를 제어한다. According to the customized exercise device control system of the present invention, the target heart rate zone is set through the maximum oxygen intake VO2max, and the heartbeat collected during the exercise through the chest belt Heart Rate) information to control the exercise apparatus in the target heartbeat region.
또한, 본 발명은, 사용자의 기초체력, 설문조사 및 병력정보를 기초로 해서 운동능력을 결정하게 하는 운동능력측정법과 사용자로 하여금 특정한 운동 프로토콜의 수행 시간을 토대로 결정되게 되는 운동능력측정법 중 하나를 사용자가 선정할 수 있도록 한다.The present invention also relates to a method of measuring exercise capacity to determine exercise capacity based on a user's basic physical strength, questionnaire and medical history information, and a method of measuring exercise capacity to be determined based on the execution time of a specific exercise protocol So that it can be selected by the user.
또한, 본 발명은, 바이오피드백 시스템을 구비하여, 사용자가 운동처방에 따라 운동을 수행할 때, 설정된 타겟 심박 영역대을 벗어놨을 경우, 증강된(Up) 등급 또는 감소된 등급(Down grade)의 운동처방을 제시한다.In addition, the present invention provides a biofeedback system that includes a biofeedback system, wherein when a user performs exercise according to an exercise prescription, when a set target heartbeat zone is removed, an enhanced or reduced grade Present exercise prescription.
일반적으로 사용자가 자신의 현재 몸 상태를 파악하기 위해서 손잡이를 잡거나 특정부위를 잡는 행동을 하는 것과는 달리 본 발명은 체스트벨트(Chest Belt)를 통해 획득하여 사용자에게 무자각적으로 운동이 가능하다. 이와 더불어 종례의 기술은 하트 레이트 만을 통한 운동기구 제어를 가능하게 하였으나, 본 발명은 VO2max(최대산소섭취량)을 통한 타겟 심박 영역대을 설정하여 사용자의 운동능력을 실시간적으로 반영하였다. Generally, unlike the case where a user grasps a handle or grasps a specific part in order to grasp the current state of the user, the present invention can acquire through a chest belt and exercise the user in a non-subjective manner. In addition, the conventional technique enabled exercise equipment control through only the heart rate, but the present invention set the target heart rate zone through VO2max (maximum oxygen uptake) to reflect the exercise ability of the user in real time.
다른 차이점으로는 본 발명은 트레이너를 고용하여 자신에게 맞는 운동을 부여하였을 경우보다 비용적인 측면에서 효율적이라고 볼 수 있다. 그리고 사용자의 몸 상태를 실시간적 또 객관적으로 파악할 수 있기에 효율적인 시스템으로 볼 수 있다. Another difference is that the present invention is more cost effective than the case where a trainer is employed to give a proper exercise to the user. In addition, since the user can grasp the physical condition of the user in real time and objectively, it can be regarded as an efficient system.
맞춤형 운동기구제어에 대한 전반적인 특징 및 장점은 크게 세 가지로 구분지어서 설명할 수 있다. 첫 번째는 사용자로 하여금 선택 가능한 운동능력측정법(VO2max)을 제공하는 것이다. 사용자가 피트니스 센터에 처음 등록하거나 운동능력측정(VO2max)을 다시 하고 하고자 할 경우에 사용자는 운동능력측정법(VO2max)를 선정할 수 있다. 운동능력측정법(VO2max) 중 하나인 A는 사용자의 기초체력, 설문조사 그리고 병력정보를 기초로 해서 운동능력을 결정하게 된다. 운동능력측정법(VO2max) 중 다른 하나인 B는 사용자로 하여금 특정한 운동 프로토콜의 수행 시간을 토대로 결정하게 된다.The overall features and advantages of customized exercise equipment control can be broadly divided into three categories. The first is to provide the user with a selectable athletic performance measure (VO2max). The user can select the athletic performance measure (VO2max) if the user intends to register for the first time in the fitness center or to repeat the exercise capacity measurement (VO2max). A, one of the athletic performance measures (VO2max), determines the athletic ability based on the user's basic physical strength, questionnaire and history information. The other one of the exercise capacity measurement (VO2max), B, determines the user based on the execution time of a specific exercise protocol.
맞춤형 운동기구제어의 두 번째 특징은 운동능력측정법(VO2max)를 통해 획득한 최대산소섭취량(VO2max)값을 통해 타겟 심박 영역대를 설정한다는 것이다. 이는 운동 중에 실시간적으로 사용자의 현재 몸 상태를 파악하여 사용자에게 맞춤형 운동기구를 제어를 하기 위한 방법이다. 일반적으로 지속적인 최대산소섭취량(VO2max)를 측정하기에는 사용자에게 여러 가지 실험적인 요구사항이 있기에 이를 최대 심박(Heart Rate Max)과 1:1로 매칭(Matching)하여 사용하게 된다. 그로 인해 사용자에게 부착된 단말기를 통해 나온 심박(Heart Rate)를 통해 사용자에게 적당한 운동을 제시 할 수 있게 되는 것이다. The second characteristic of the customized exercise device control is to set the target heart rate zone based on the maximum oxygen uptake (VO2max) value obtained through the exercise capacity measurement (VO2max). This is a method for controlling the customized exercise device to the user by grasping the current body state of the user in real time during the exercise. In general, there are several experimental requirements for users to measure the continuous maximum oxygen uptake (VO2max), so they are used matching 1: 1 with the maximum heart rate (Max Heart Rate). Accordingly, it is possible to present an appropriate exercise to the user through the heart rate of the terminal attached to the user.
마지막 특징은 맞춤형 운동기구 제어의 사용자를 위한 바이오피드백 시스템이다. 본 발명의 바이오피드백 시스템은 자신의 운동능력을 측정하여 각자 맞는 운동처방을 초기에 제시하여 운동을 수행할 시 자신의 타겟 심박 영역대를 설정하여 타겟 심박 영역대을 벗어놨을 경우 증강된(Up) 등급 또는 감소된 등급(Down grade)의 운동처방을 제시하는 시스템을 제공한다. 이는 현재 사용자의 몸 상태를 실시간적으로 반영하여 바로 피드백 시켜주는 시스템으로 사용자에게 매우 능동적으로 작동하게 된다. 그리고 만약 증강된(Up) 등급 또는 감소된 등급(Down grade)의 운동처방이 3회 이상 발생하였을 시 다음 운동처방은 처음부터 증강된(Up) 등급 또는 감소된 등급(Down grade)의 운동처방을 수행하도록 되어있다. 그리고 사용자가 운동한 운동정보는 다음에 운동 시 재 반영됨으로써 각자에게 맞는 운동처방을 수행할 수 있게 된다.A final feature is a biofeedback system for users of customized exercise equipment controls. The biofeedback system of the present invention measures a person's exercise ability and presents his / her own exercise prescription at an early stage to set up his or her target heartbeat area band to perform a workout. When a target heartbeat area band is removed, And a system for presenting an exercise prescription of a grade or a down grade. This is a system that reflects the current user's body condition in real time and feedbacks it directly, and operates very actively to the user. And if more than 3 times of exercise regimen of Up grade or Down grade occurs, then the next exercise regimen will be from the beginning to the Up grade or the Down grade exercise regimen . Then, the exercise information that the user exercises is reflected in the next exercise, so that the exercise prescription suitable for each user can be performed.
도 1은 본 발명의 맞춤형 운동기구 제어 시스템의 개략적인 구성을 설명하는 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 맞춤형 운동기구 제어 시스템의 동작을 개략적으로 설명하는 흐름도이다.
도 3은 도 2의 사용자 인식단계의 설명도이다.
도 4는 도 2의 프로그램 모드단계의 운동능력측정법에 대한 설명도이다.
도 5는 도 2의 프로그램 모드단계의 운동처방에 대한 설명이다.
도 6은 도 2의 운동 중 타겟 심박 영역대를 벗어나서 운동처방이 증강되거나 감소되는 경우에 대한 설명이다.
도 7은 도 2의 인터벌 모드단계의 운동처방에 대한 설명이다.
도 8은 도 2의 프리 모드단계의 운동처방에 대한 설명이다.
도 9는 본 발명의 운동능력측정방법의 개략적인 흐름도이다.
도 10은 본 발명에서 증강 등급 또는 감소 등급으로 되는 운동처방 방법을 설명하기위한 설명도이다.
도 11은 본 발명에서 발크 프로토콜을 이용한 운동능력측정방법의 설명도이다.1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a customized exercise apparatus control system of the present invention.
Figure 2 is a flow chart outlining the operation of the customized exercise device control system of the present invention.
3 is an explanatory diagram of the user recognition step of FIG.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a method of measuring exercise ability in the program mode step of FIG. 2;
FIG. 5 is a view for explaining the exercise prescription of the program mode step of FIG.
FIG. 6 is a view for explaining a case where the exercise prescription is increased or decreased outside the target heartbeat region during the exercise of FIG. 2;
Fig. 7 is a description of the exercise prescription of the interval mode step of Fig.
FIG. 8 is a view for explaining the exercise prescription of the pre-mode step of FIG.
9 is a schematic flowchart of a method for measuring exercise capacity of the present invention.
FIG. 10 is an explanatory view for explaining a method of prescribing exercise in the present invention, which is an enhancement class or a decrease class.
11 is an explanatory diagram of a method of measuring exercise capacity using the Balck protocol in the present invention.
도 1은 본 발명의 맞춤형 운동기구 제어 시스템의 개략적인 구성을 설명하는 블럭도으로, 사용자 단말기(20), 운동기구 서버(100), 운동기구(200), 휘트니스서버(300)를 포함하여 이루어진다.1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a customized exercise apparatus control system of the present invention, which includes a
사용자 단말기(20)는 사용자가 운동전에 장착하는 것으로, 신호검출 및 연산부(10)를 포함한다. 사용자 단말기(20)는 체스트 벨트 또는 상완 벨트의 형태로 이루어질 수 있다.The
신호검출 및 연산부(10)는 사용자 단말기(20)에 전극이 장착되어 심전도, 용적맥파, 체온 등의 생체신호를 검출하고, 검출된 생체신호에서 운동상태 분석을 위한 심박수, RR간격, QRS 컴플렉스, QT 간격, PVC, 체온 등의 파라미터, 즉 생체정보 신호를 추출한다. 사용자 단말기(20)는 각 사용자 단말기별 식별번호(ID) 등이 부여되어 있으며, 경우에 따라서는 사용자 식별을 위해 별도의 IC 카드를 사용할 수 있다.The signal detection and
운동기구 서버(100)는 신호검출 및 연산부(10)로부터 수신된 생체정보 신호로부터 운동능력정도를 검출하고 이를 바탕으로 운동기구 제어신호를 생성하여 운동기구(200)로 전송하며, 운동기구 서버(100)는 운동기구당 하나씩 구비되어질 수 있다. 또한, 각 사용자를 인식하기 위해 사용자 단말기(20)로부터 사용자별 식별번호를 수신하여, 사용자 인증여부 등을 위해 휘트니스서버(300)로 전송하며, 휘트니스서버(300)로 부터 사용자 인증여부, 사용자 데이터 등을 수신한다. 또한, 운동기구 서버(100)는 검출된 사용자의 건강상태, 운동정보 등을 디스플레이하여 사용자에게 제공한다. 운동기구 서버(100)는 운동기구에 연결되어 있거나 운동기구와 일체로 되어 있으며, 터치스크린이 가능한 PC로 이루어질 수 있다. The
운동기구(200)는 운동기구 서버(100)로부터의 운동기구 제어신호에 따라 구동된다. 운동기구(200)는 운동기구 ID를 구비한다.The
휘트니스서버(300)는 사용자 관련 데이터를 저장하고 있으며, 또한 사용자 인증, 건강상태 정보, 운동기구 제어 정보 등을 저장하고 있으며, 필요에 따라 운동기구 서버(100)에 전송한다. 또한, 운동처방을 연산하여 운동기구 서버(100)로 전송한다.The
본 발명에 있어서, 우선, 유산소 운동 시작 시, 사용자가 신호검출 및 연산부(10)를 포함하는 사용자 단말기(20)를 착용하고 운동기구(200)로 이동하면, 이때 사용자 단말기(20)는 실시간적으로 심장 박동(Heart Rate)를 측정을 시작하며, 운동기구(200)구에 연결된 운동기구 서버(100)는 사용자 단말기(20)와 블루투스 통신을 하게 된다. 사용자가 사용자 단말기(20)를 착용하고 운동기구(200)로 이동하면 사용자는 운동기구와 연결된 운동기구 서버(100)에 있는 터치스크린을 이용하여 주변의 블루투스를 검색하고 그 이후에 자신에게 착용된 사용자 단말기(20)의 블루투스를 선택하면 사용자 인식은 끝나게 된다. In the present invention, at the start of aerobic exercise, when the user wears the
운동기구 서버(100)는 운동모드로서 프리(Free) 모드, 프로그램드(Programmed) 모드, 인터벌(Interval) 모드를 구비하고 있는데, 사용자가 이들 모드 중 하나를 선택하면, 운동기구 서버(100)는 선택한 운동모드 정보를 휘트니스 서버(300)로 전송하며, 휘트니스서버(300)는 선택한 운동모드에 맞는 운동 파라미터, 즉 운동처방을 운동기구 서버(100)로 송신한다.The
여기서 프리 모드는 사용자의 나이를 휘트니스 서버(300)로부터 수신하여, 타겟 심박수(Target Heart Rate)를 설정 후 사용자의 의지에 따라 운동하는 운동모드이다.Herein, the free mode is a exercise mode in which the user's age is received from the
프로그램드 모드는 제일 처음 사용자가 사용자 단말장치를 착용 시 관리자는 사용자에게 원하는 운동능력측정법을 물어보게 되는데 이때 관리자는 휘트니스 서버(300)에 사용자의 이름, 나이, 성별 그리고 원하는 운동능력측정법 등을 저장하게 된다. 사용자 인식 후 휘트니스서버(300)에서는 사용자의 운동능력측정법에 따라서 기본정보(나이, 성별 등등)을 통해 최대산소섭취량(VO2max)를 획득하게 된다. In the programmed mode, when the user wears the user terminal for the first time, the manager inquires of the user about the desired athletic performance measurement method. At this time, the manager stores the name, age, sex, . After recognizing the user, the
사용자가 선택할 수 있는 운동능력측정법은 사용자의 기초체력, 설문조사 및 병력정보를 기초로 해서 운동능력을 결정하게 하는 제1 운동능력측정법과 사용자로 하여금 특정한 운동 프로토콜의 수행 시간을 토대로 결정되게 되는 제2 운동능력측정법이 있다.A user-selectable athletic performance measure includes a first athletic ability measurement method for determining a athletic ability based on a user's basic physical fitness, a questionnaire, and medical history information, and a method for determining a user's
제1 운동능력측정법은 초기에 사용자의 정보를 휘트니스서버(300)에 저장하여 사용하는 것으로 바로 운동처방이 가능하다. 반면, 제2 운동능력측정법은 운동기구 서버(100)로 부터 최대 심박수(HRmax)의 85% 도달시간(T)을 검출하고 이를 통해 최대산소섭취량(VO2max)를 추정하여 휘트니스서버(300)로 전송 한 후 운동처방을 휘트니스서버(300)로부터 수신한다.In the first exercise capacity measurement method, the exercise information is stored in the
인터벌 모드는 고강도 인터벌 운동을 실시하길 원하는 사용자가 선택하는 모드로, 운동처방을 하기 전에 제2 운동능력측정법을 실시하여 VO2max를 추정한 후 인터벌 운동처방을 실시한다. 사용자의 실시간적인 심박수(Heart Rate, HR)를 파악하여 인터벌 운동처방에 나와있는 심박수(HR)를 유지시키기 위해 운동기구의 강도를 자동적으로 제어하여 사용자에게 운동을 실시하게 한다.Interval mode is a mode selected by the user who desires to perform a high intensity interval exercise. Before the exercise prescription, a second exercise ability measurement method is performed to estimate VO2max, and an interval exercise prescription is performed. (HR) of a user in order to maintain the heart rate (HR) indicated in the interval exercise prescription by automatically controlling the intensity of the exercise apparatus to exercise the user.
도 2는 본 발명의 맞춤형 운동기구 제어 시스템의 동작을 개략적으로 설명하는 흐름도이며, 도 3은 도 2의 사용자 인식단계의 설명도이고, 도 4는 프로그램 모드단계의 운동능력측정법을 설명하는 설명도이고, 도 5는 프로그램 모드단계의 운동처방에 대한 설명이며, 도 6은 운동 중 타겟 심박 영역대를 벗어나서, 운동처방이 증강되거나 감소되는 경우에 대한 설명이며, 도 7은 인터벌 모드단계의 운동처방에 대한 설명이며, 도 8은 프리 모드단계의 운동처방에 대한 설명이다.FIG. 2 is a flowchart schematically illustrating the operation of the customized exercise apparatus control system of the present invention, FIG. 3 is an explanatory diagram of the user recognition step of FIG. 2, FIG. 5 is a view for explaining the exercise prescription of the program mode step, FIG. 6 is a description of a case where the exercise prescription is increased or decreased outside the target heartbeat region during exercise, FIG. 8 is a description of the exercise prescription in the pre-mode step.
사용자 단말기(20)를 구비한 사용자가 운동기구를 선택하여 운동시작을 위해 근접한다(S100).A user having the
사용자 인식단계로, 사용자 단말기(20)로부터 사용자 식별정보를 운동기구 서버(100)가 읽어들여 휘트니스 서버와의 통신을 통해 사용자를 인식한다(S110).In the user recognition step, the
도 3에서와 같이, 사용자단말기는 사용자 단말기 ID를 운동기구서버로 전송하는데, 이는 블르투스 검색에 의해 이루어지며, 블르투스 검색시 사용자 편의를 위해 사용자 이름을 매칭하여 디스플레이힌디. 운동기구 서버(100)는 운동기구 ID를 구비하며 운동기구 ID 및 단말기 ID를 휘트니스서버롤 보내며, 휘트니스 서버는 이들을 읽어들이며, 휘트니스 서버에 저장된 전 단말기 ID 및 전체사용자 이름으로부터 사용자 인증을 하여 운동기구 서버(100)로 전송한다. 이 과정이 끝나면 사용자가 운동기구 사용을 시작한다.As shown in FIG. 3, the user terminal transmits the user terminal ID to the fitness device server, which is performed by blouses search, and matches the user name for the convenience of browsing in the browsing mode. The
운동모드 선택 대기단계로. 사용자가 운동모드를 선택할 때까지 대기하며(S120), 사용자가 프리 모드를 선택하면 S130단계로, 사용자가 프로그램 모드를 선택하면 S150단계로, 인터벌 모드를 선택하면 S180단계로 간다.Select exercise mode as standby mode. If the user selects the free mode in step S130, the user selects the program mode in step S150, and if the user selects the interval mode in step S130, the flow advances to step S180.
프리 모드단계로, 사용자의 나이를 휘트니스서버(300)로부터 수신하여, 타겟 심박수(Target Heart Rate)를 설정하며, 타겟 심박수를 초과할 경우 알람을 울린다(S130, S140).In the pre-mode step, the user's age is received from the
프리 모드에 대해 도 8을 참조하여, 보다 상세히 설명하면, 운동기구 서버가 휘트니스서버(300)로 사용자단말기의 ID, 운동기구 ID, 선택된 운동모드(여기서는 프리 모드를 선택)를 전송한다면, 휘트니스서버(300)는 운동기구 ID, 사용자단말기 ID, 사용자 질환, 사용자 나이 등을 운동기구 서버로 전송하고, 타겟 심박수를 설정하고 사용자는 타겟 심박수 영역대 내에서 자유롭게 운동한다. 운동이 종료되었을 경우, 운동기구 서버는 운동기구 ID, 사용자단말기 ID, 운동종료 여부를 휘트니스서버(300)에 전송한다.8, if the fitness machine server transmits the ID of the user terminal, the exercise device ID, and the selected exercise mode (here, the free mode is selected) to the
프리 모드는 휘트니스 서버로부터 나이와 병력정보를 수신하여 타겟 심박수영역대를 설정하고 사용자의 선호도에 맞게 운동하는 프로그램으로, 타겟 심박수영역대는 건강군과 질환군에 따라 다르며, 타겟 심박수영역대는 최소운동강도와 최대 운동강도를 가지며, 다음과 같이 설정할 수 있다.The pre-mode is a program for receiving age and medical history information from a fitness server, setting a target heart rate range, and exercising according to a user's preference. The target heart rate range varies depending on the health group and the disease group. And maximum exercise intensity, and can be set as follows.
여기서 MaxHR은 최대 심박수로 220에서 나이를 뺀값(220-나이)에 의해서 결정되며, Rest HR는 운동 전에 안정 상태에서의 HR이다.Here, MaxHR is determined by the maximum heart rate of 220 minus age (220-age), and Rest HR is HR in the steady state before exercise.
프로그램 모드단계로, 휘트니스서버(300)에 저장된 사용자의 이름, 나이, 성별 그리고 원하는 운동능력측정법 등을 읽어들이며(S150), 사용자가 제2 운동능력측정법을 선택했는지 여부를 판단하며(S160), 사용자가 제2 운동능력측정법을 선택하지 않았다면, 휘트니스서버(300)에 기 저장된 데이터를 이용하여 운동처방을 행하며(S170), 사용자가 제2 운동능력측정법을 선택했다면, 제2 운동측정방법을 실행하여 최대산소섭취량(VO2max)을 구하고(S190), 얻어진 최대산소섭취량(VO2max)을 휘트니스서버(300)로 전송하며(S200), 휘트니스서버(300)는 운동처방을 전송한다(S170).In step S160, the user's name, age, sex, and a desired athletic performance measurement method are read in a program mode step S150, and it is determined whether the user has selected a second athletic performance measurement method in step S160. If the user does not select the second exercise ability measurement method, the exercise prescription is performed using the data previously stored in the fitness server 300 (S170). If the user selects the second exercise ability measurement method, the second exercise measurement method is executed The maximum oxygen intake VO2max is obtained in step S190 and the obtained maximum oxygen intake VO2max is transmitted to the
프로그램 모드에 대해 보다 상세히 설명하면, 도 4에서와 같이, 운동기구서버가 휘트니스서버(300)로 사용자단말기의 ID, 운동기구 ID, 선택된 운동모드(여기서는 프로그램 모드를 선택)를 전송한다면, 휘트니스서버(300)는 사용자단말기의 ID, 운동기구 ID, 사용자의 질환, 나이, 성별, Balke protocol을 전송한다. 이를 토대로, 운동기구 서버(100)는 최대산소섭취량(VO2max)를 구하여 휘트니스서버(300)로 전송한다. More specifically, as shown in FIG. 4, if the fitness machine server transmits the ID of the user terminal, the exercise device ID, and the selected exercise mode (here, the program mode is selected) to the
휘트니스서버(300)는 도 5에서와 같이 사용자단말기의 ID, 운동기구 ID, 금일 운동처방, 익일 운동처방, 하루(일, Day)의 운동처방, 빈도수를 운동기구 서버(100)로 전송하며, 운동기구 서버(100)는 휘트니스서버(300)로 사용자단말기의 ID, 운동기구 ID, 현재운동 진행상황, 생체신호 정보, 가속도 정보, 심박변이도(HRV), 체온, 심박수, 운동종료 상황 등을 전송한다. 5, the
도 6에서와 같이, 운동 중 타겟 심박 영역대를 벗어나서, 운동처방이 증강된(Up) 등급 또는 감소된 등급(Down grade)으로 변경되는 이벤트가 발생할 경우, 운동기구서버는 사용자단말기의 ID, 운동기구 ID, 초과 및 미만 발생 정보를 휘트니스서버(300)로 전송한다. 휘트니스서버(300)는 사용자단말기의 ID, 운동기구 ID, 금일 운동처방(up/down), 익일 운동처방(up/down), 하루(일, Day)의 운동처방, 타겟 심박 영역대를 벗어나 up/down을 행한 빈도수 등을 운동기구 서버(100)로 전송한다. 운동 처방 증강 및 감소시에는, 운동기구 서버(100)는 정상운동처방 중 타겟 심박 영역대의 초과 및 미만이 발생 시, 즉시 운동처방을 변경하며, 부정맥 발생 시에는 부정맥여부를 휘트니스서버(300)로 전송한다. 운동 처방 증강 및 감소하여 운동하고 종료할 때에는, 운동기구 서버(100)는 휘트니스서버(300)로 운동기구 ID, 사용자단말기 ID, 현재운동, 하루(일, Day)의 운동처방, 가속도 신호(Acc_X, Y, Z), up/down을 행한 빈도수, 체온, 심박변이도 등을 전송하고 종료한다.As shown in FIG. 6, when an event occurs in which the exercise prescription is changed to the Up grade or the Down grade outside the target heartbeat region, the exercise device server acquires the ID of the user terminal, And transmits the apparatus ID, excess and under-occurring information to the
인터벌모드단계로,운동처방을 하기 전에 제2 운동측정방법을 실행하여 최대산소섭취량(VO2max)을 구하고(S190), 얻어진 최대산소섭취량(VO2max)을 휘트니스서버(300)로 전송하며(S200), 휘트니스서버(300)는 운동처방을 전송한다(S180, S190. S200, S170).In the interval mode step, the second exercise measurement method is executed before the exercise prescription is performed to obtain the maximum oxygen intake amount VO2max (S190), and the obtained maximum oxygen intake amount VO2max is transmitted to the fitness server 300 (S200) The
인터벌모드에 대해, 도 7을 참조하여, 보다 상세히 설명하면, 운동기구 서버(100)는 휘트니스서버(300)로 사용자단말기 ID, 운동기구 ID, 선택운동모드(Interval 모드) 등 사용자가 선택한 운동모드를 전송하면, 휘트니스서버(300)는 사용자단말기 ID, 운동기구 ID, 사용자 질환, 사용자 나이, 사용자 성별, Balke Protocol 등의 사용자 정보를 운동기구 서버(100)로 전송한다.7, the
운동기구 서버(100)는 안정시 심박수(heart rate rest) 상태에서 Balke Protocol에따라 운동을 수행하여 최대 심박수(HRmax)의 85%까지 도달하는 시간(T)을 측정해 VO2max 추정치로 구한다. 여기서 최대심박수(HRmax)는 220에서 사용자의 나이를 뺀 값으로 한다. 운동기구 서버(100)는 운동기구 ID, 사용자단말기 ID, 최대 심박수(HRmax)의 85%까지 도달하는 시간, 85% Speed, 최대 심박수(HRmax)의 85%에 해당하는 심박수, 운동종료 여부 등 운동처방을 위한 파라미터를 휘트니스서버(300)로 전송한다. 휘트니스서버(300)는 이들 값을 수신하고, 인터벌 운동모드로 금일 및 익일의 운동처방을 결정하여, 운동기구 서버(100)로 전송한다. The
운동기구 서버(100)는 운동처방에 따라 해당 운동기구를 제어하며, 이에 따라 해당 운동기구를 이용하여 사용자는 상기 운동처방에 따라 운동하게 된다. 즉, 운동기구 서버(100)는 운동처방에 따라 해당 운동기구를 제어하는 운동기구 제어신호를 생성하여 해당 운동기구를 구동시킨다. 사용자가 운동처방에 따라 운동을 행하고 운동이 종료되면 운동기구 서버(100)는 운동기구 ID, 사용자단말기 ID, 현재운동량, 운동종료 여부를 휘트니스서버(300)로 전송하고, 휘트니스서버(300)는 이를 저장한다.The
도 9는 본 발명의 운동능력측정방법의 개략적인 흐름도이다.9 is a schematic flowchart of a method for measuring exercise capacity of the present invention.
운동능력추정법 전송단계로, 운동능력추정법의 선택에 따라 휘트니스 서버에서 운동능력추정법을 운동기구 서버(100)로 전송한다(S300).In step S300, the exercise capacity estimation method is transmitted from the fitness server to the
제1 운동능력측정법을 선택한 경우, 제1 운동능력측정법은 사용자의 기초체력, 설문조사 및 병력정보를 기초로 해서 운동능력을 결정하게 하는 제1 운동능력측정법으로, 기초체력 테스트를 원하지 않고 VO2max 추정하는 제1-1 운동능력측정법과 설문지(IPAQ)와 기초체력을 토대로 VO2max 추정하는 제1-2 운동능력측정법 중의 하나를 선택한다(S310).When the first exercise ability measurement method is selected, the first exercise ability measurement method is a first exercise ability measurement method that determines the exercise ability based on the user's basic physical fitness, questionnaire, and medical history information. (A) and (b) a method for measuring the athletic performance according to the method of the present invention.
선택된 운동능력추정법에 따라 VO2max를 추정한다(S320).And VO2max is estimated according to the selected exercise capacity estimation method (S320).
제2 운동능력측정법을 선택한 경우, 제2 운동능력측정법은 사용자로 하여금 특정한 운동 프로토콜의 수행 시간의 결과를 토대로 결정하는 방법으로, 제2 운동능력측정법을 읽어들인다(S330).If the second exercise ability measurement method is selected, the second exercise ability measurement method reads the second exercise ability measurement method in a method of determining the user based on a result of the execution time of a specific exercise protocol (S330).
제2 운동능력측정법의 수순에 따라, 안정상태에서 발크 프로토콜(Balke Protocol)에 따라 운동을 수행하다가(S340), 심박수가 최대 심박수의 85%가 될때 정지하여, 이때의 소요시간과 심박수를 검출하며, 상기 소요시간을 토대로 VO2max를 추정한다(S350).According to the procedure of the second exercise capacity measurement method, the exercise is performed in accordance with the Balke Protocol in the stable state (S340). When the heart rate is 85% of the maximum heart rate, the exercise is stopped, and the required time and heart rate are detected , And estimates VO2max based on the required time (S350).
운동기구 서버(100)는 추정된 VO2max를 휘트니스서버(300)로 전송한다(S350). The
본 발명에서 제1-1 운동능력측정법 및 제1-2 운동능력측정법의 연산방법은 다음과 같다.In the present invention, the calculation methods of the 1-1 motion ability measurement method and the 1-2 motion ability measurement method are as follows.
제1-1 운동능력측정법은 기초체력을 테스트하지않고, 기초정보와 설문지(IPAQ)으로만 VO2max 추정을 하는 경우로, 남성의 VO2max 추정은The 1-1 measurement of athletic performance is based on VO2max estimation based on basic information and questionnaire (IPAQ) without testing basic physical fitness.
51.733+(0.001×IPAQ)-(0.140×age)-(0.549×BMI)51.733+ (0.001 x IPAQ) - (0.140 x age) - (0.549 x BMI)
에 의해 구할 수 있다.. ≪ / RTI >
여기서 IPAQ는 국제신체활동 설문지로서, 국제적으로 규격화된 질의가 있고 이 질의 답변에 따라 국제신체활동 정도를 연산하는 방법도 규정되어 있다. age는 나이이고, BMI는 체질량 지수(Body Mass Index)로서, 현재의 체중 나누기 키의 제곱한 값이다.Here, IPAQ is an international physical activity questionnaire. There are internationally standardized questions, and the method of computing the degree of international physical activity according to this question answer is also prescribed. age is age, and BMI is Body Mass Index, which is the squared value of the current weight divide key.
제1-1 운동능력측정법에 따른 여성의 VO2max 추정은The VO2max estimates of women according to Measure 1-1
12.269+(0.008×IPAQ)-(0.001×age)12.269+ (0.008 x IPAQ) - (0.001 x age)
에 의해 구할 수 있다.. ≪ / RTI >
제1-2 운동능력측정법은 기초정보와 설문지(IPAQ)와 기초체력을 이용하여 VO2max 추정을 하는 경우로, 남성의 VO2max 추정은In the first 1-2 exercise capacity measurement, VO2max estimation is performed using basic information, questionnaire (IPAQ) and basic physical strength, and VO2max estimation
69.649+(0.001×IPAQ)+(0.001×근지구력)-(0.001×심부담도)-(0.191×연령)-(0.001×체표면적) +(0.001×근력)(0.001 x IPAQ) + (0.001 x muscle endurance) - (0.001 x core load) - (0.191 x age) - (0.001 x body surface area) + (0.001 x muscle strength)
에 의해 구할 수 있다.. ≪ / RTI >
여기서 근지구력은 근육 또는 근육그룹이 계속해서 힘을 발휘할 수 있는 능력을 말하며, 근지구력 테스트로서 윗몸일으키기 등등으로 측정한다. 심부담도는 심장의 부담도를 나타내는 것으로 심근의 산소 소비량과 매우 상관이 높으며 수치가 높으면 산소 소비량이 많고 그만큼 심장이 일을 많이 한다는 것을 의미한다. 근력은 근력측정계를 이용하여 근력을 검출한다. 체표면적(body surface area, BSA)= 신장0.725 x 체중0.425 x 0.007184으로서, 여기서 체표면적은 m², 신장은 cm, 체중은 Kg 으로 표현된다.Here, muscle endurance refers to the ability of muscles or muscle groups to continue to exert their power, measured by sit-ups as a muscle endurance test, and so on. The degree of cardiac burden indicates the degree of the burden of the heart, which is highly correlated with the oxygen consumption of the myocardium. The higher the value, the higher the oxygen consumption, which means that the heart works much. Muscle strength is measured using a muscle strength meter. Body surface area (BSA) = height 0.725 x body weight 0.425 x 0.007184, where body surface area is expressed in m2, height in cm, and body weight in Kg.
제1-2 운동능력측정법에 따른 여성의 VO2max 추정은The VO2max estimates of women according to the 1-2 measure of motor ability
12.649+(0.008×IPAQ)+(0.001×근지구력)-(0.0087×연령)+(0.001×평형성) (0.008 x IPAQ) + (0.001 x muscle endurance) - (0.0087 x age) + (0.001 x balance)
에 의해 구할 수 있다.. ≪ / RTI >
여기서 평형성은 평형성 테스트에 의해 얻어진 점수이다. Herein, the equilibrium is the score obtained by the equilibrium test.
도 11은 본 발명에서 발크 프로토콜을 이용한 운동능력측정방법의 설명도이다.11 is an explanatory diagram of a method of measuring exercise capacity using the Balck protocol in the present invention.
안정시 심박수(HR Rest) 상태에서 최대 심박수(HR max)의 85%까지 도달하는 시간(T)을 측정해 VO2max 추정치를 검출한다.The VO2max estimate is detected by measuring the time (T) reaching 85% of the maximum heart rate (HR max) in the resting heart rate (HR Rest) state.
안정시 심박수 측정(도 11의 처음부터 ①까지로서)에서, 사용자가 사용자단말기(20)를 착용한 상태에서 처음 1분간의 안정상태(Rest상태)에서 심박수 측정한다.In the stable heart rate measurement (from the beginning to the end of FIG. 11), the user measures the heart rate in the first 1 minute stable state (Rest state) while the user wears the
안정상태후, 발크 프로토콜을 이용하여 운동을 행 할때의 심박수를 측정하고 그 심박수가 최대 심박수(220에서 사용자의 나이를 뺀 값)의 85%일 경우 정지하고(도 11의 ②까지로서) 소요시간(T) 측정한다.After the stable state, the heart rate is measured when performing exercise using the Balck protocol. When the heart rate is 85% of the maximum heart rate (220 minus the age of the user), the exercise is stopped Time (T) is measured.
소요시간(T)을 바탕으로 VO2max 추정시, 소요시간(T:min)을 획득하여 성별에 따른 다음과 같은 공식에 대입하여 VO2max를 추정한다. When VO2max is estimated based on the required time (T), the required time (T: min) is obtained and VO2max is estimated by substituting the following formula according to sex.
남성의 VO2max = 2.94T + 8.33 Male VO2max = 2.94T + 8.33
여성의 VO2max = 2.74T + 8.05
VO2max of female = 2.74T + 8.05
본 발명에서, 첫째로, Bluetooth를 통한 사용자 인식부분으로 써 운동기구에서 사용자의 인식이 일어나는 부분을 특징으로 볼 수 있다. 이는 현재 사용자가 어디에 위치되어있는 운동기구를 사용하는 지를 실시간 적으로 모니터링이 가능하다. In the present invention, first, as a user recognition part via Bluetooth, a part where a user's recognition occurs in a fitness device can be seen as a feature. This allows real-time monitoring of where the user is currently using the exercise equipment.
둘째로는, 사용자가 운동선택 대기 상태에서 프리 운동 모드를 선택했을 때로서, 프리 운동 모드는 사용자에게 타겟 심박 영역대만 설정하여 사용자로 하여금 이를 초과하거나 미만일 경우에 알람만 주는 시스템인 것이 특징이라 할 수 있다. 이 모드에서는 사용자의 개인적인 선호도에 맞추어 사용자 개인이 직접 속도를 제어할 수 있다. Second, when the user selects the free exercise mode in the exercise selection waiting state, the free exercise mode is a system in which only the target heartbeat region is set to the user and only the alarm is given when the user is in excess or less than . In this mode, the user can directly control the speed according to the user's personal preference.
세 번째는 프로그램드 운동모드로서, 이 모드는 타겟 심박수 영역대 설정 후 사용자의 현 심박수를 실시간으로 측정하여, 이 타겟 심박수 영역대에서 운동을 시행하도록 하는 시스템이다. 도 10에서와 같이, 사용자의 현 심박수와 타겟 심박 영역대를 비교하여 초과 및 미만의 결과를 보였을 경우에 실시간적으로 증강 등급 또는 감소 등급(Up/Down grade)으로 운동처방을 수행한다는 것이다. 만약 증강 등급 또는 감소 등급으로 운동처방이 세 번 이상 발생했을 경우 초기에 처방된 운동이 사용자에게 부적절하다고 판단하여 자동적으로 다음 운동처방부터는 증강 등급 또는 감소 등급(Up/Down grade)으로된 운동이 사용자에게 꾸준히 처방되어 진다.The third is a programmed exercise mode, which measures the current heart rate of the user after setting the target heart rate area to exercise in the target heart rate zone. As shown in FIG. 10, when the current heart rate of the user is compared with the target heartbeat region and the result is over or under, the exercise prescription is performed in real time with an augmentation grade or a decrease grade (Up / Down grade). If an exercise regimen occurs more than three times in an augmentation class or a decrease class, it is determined that the prescribed exercise is inappropriate for the user, so that the exercise in which the augmentation class or the decrease class (Up / Down grade) It is prescribed consistently.
네 번째는 사용자의 타겟 심박수 영역대 설정으로서, 사용자는 운동하기 전 운동능력을 측정하기 위해 특정한 프로토콜을 수행하게 된다. 도 9에서와 같이, 사용자의 선호도에 따라 선택이 가능하다. 만약 사용자가 특정한 운동 프로토콜을 수행하지 않고 자신의 운동능력을 측정하기를 원한다면, 제1 운동능력측정법으로 사용자의 설문지, 기초체력 그리고 병력정보를 통해 사용자의 운동능력(VO2max)를 측정할 수 있다. 그러나 사용자가 더 정확한 운동능력(VO2max) 측정을 원하면, 제1 운동능력측정법으로서, 도 11에서와 같이 발크 프로토콜를 수행 후 사용자의 소요된 시간을 통해 운동능력(VO2max)이 가능하다. 이는 다시 Heart Rate Max와 1:1로 Matching하여 실시간적으로 사용자의 몸 상태를 피드백하여 운동처방의 증강 등급 또는 감소 등급(Up/Down grade)을 결정하게 된다.The fourth is the user's target heart rate zone versus the setting, the user will perform a specific protocol to measure his motor ability before exercise. As shown in FIG. 9, selection is possible according to the preference of the user. If the user wishes to measure his or her athletic performance without performing a specific exercise protocol, the first athletic performance measure can measure the user's athletic performance (VO2max) through the user's questionnaire, basic physical strength and medical history information. However, if the user wishes to measure the VO2max more accurately, the first exercise capability measurement method is capable of exercising the VO2max through the user's time after performing the Balck protocol as shown in FIG. It is then matched with the Heart Rate Max 1: 1 to feedback the user's body condition in real time to determine the augmentation or downgrade grade of the exercise prescription.
20: 사용자 단말기 100: 운동기구 서버 200: 운동기구 300:휘트니스서버20: user terminal 100: fitness equipment server 200: fitness equipment 300: fitness server
Claims (4)
운동능력추정법 전송단계에서, 제1 운동능력측정법을 선택한 경우, 기초체력 테스트를 하지 않고 VO2max 추정하는 제1-1 운동능력측정법과 설문지(IPAQ)와 기초체력을 토대로 VO2max 추정하는 제1-2 운동능력측정법 중의 하나를 선택하는 제1 운동능력측정법을 선택하며, 선택된 운동능력추정법에 따라 VO2max를 추정하는 제1 운동능력측정법 선택단계;
운동능력추정법 전송단계에서, 제2 운동능력측정법을 선택한 경우, 안정상태에서 발크 프로토콜(Balke Protocol)에 따라 운동을 수행하다가, 심박수가 최대 심박수의 85%가 될때 정지하여, 소요시간과 심박수를 검출하며, 상기 소요시간을 토대로 VO2max를 추정하는 제2 운동능력측정법 선택단계;
를 포함하는 운동능력측정방법을 구비하는 것을 특징으로 하는 맞춤형 운동기구 제어 방법.A transfer step of transferring a motor ability estimation method to a fitness apparatus server in a fitness server according to a selection of a motor ability estimation method;
Estimation of exercise capacity In the transfer phase, when the first exercise capacity measurement method is selected, the measurement of VO2max is performed without the basic physical fitness test, and the measurement of VO2max based on the questionnaire (IPAQ) Selecting a first exercise ability measurement method for selecting one of the ability measurement methods, and estimating VO2max according to the selected exercise ability estimation method;
Estimation of exercise capacity In the transfer phase, when the second exercise capacity measurement method is selected, exercise is performed according to the Balck protocol in the stable state, and when the heart rate reaches 85% of the maximum heart rate, the exercise is stopped and the required time and heart rate are detected Selecting a second exercise ability measurement method for estimating VO2max based on the required time;
And a motor capacity measurement method including the step of measuring the motor ability.
제1-1 운동능력측정법에서 남성의 VO2max 추정은
51.733+(0.001×IPAQ)-(0.140×age)-(0.549×BMI)
에 의해 구할 수 있으며,
제1-1 운동능력측정법에 따른 여성의 VO2max 추정은
12.269+(0.008×IPAQ)-(0.001×age)
에 의해 구하여 지되,
여기서 IPAQ는 국제신체활동 설문지, age는 나이, BMI는 체질량 지수(Body Mass Index)인 것을 특징으로 하는 맞춤형 운동기구 제어 방법.The method according to claim 1,
Estimation of VO2max in men in Measure 1-1
51.733+ (0.001 x IPAQ) - (0.140 x age) - (0.549 x BMI)
, ≪ / RTI >
The VO2max estimates of women according to Measure 1-1
12.269+ (0.008 x IPAQ) - (0.001 x age)
, ≪ / RTI >
Wherein the IPAQ is an international physical activity questionnaire, age is age, and BMI is a body mass index.
제1-2 운동능력측정법에서, 남성의 VO2max 추정은
69.649+(0.001×IPAQ)+(0.001×근지구력)-(0.001×심부담도)-(0.191×연령)-(0.001×체표면적) +(0.001×근력)
에 의해 구할 수 있으며,
제1-2 운동능력측정법에서, 여성의 VO2max 추정은
12.649+(0.008×IPAQ)+(0.001×근지구력)-(0.0087×연령)+(0.001×평형성)
에 의해 구할 수 있는 것을 특징으로 하는 맞춤형 운동기구 제어 방법.The method according to claim 1,
In the 1-2 exercise capacity assay, the VO2max estimate of male is
(0.001 x IPAQ) + (0.001 x muscle endurance) - (0.001 x core load) - (0.191 x age) - (0.001 x body surface area) + (0.001 x muscle strength)
, ≪ / RTI >
In the 1-2 exercise capacity measure, the VO2max estimate of women is
(0.008 x IPAQ) + (0.001 x muscle endurance) - (0.0087 x age) + (0.001 x balance)
Wherein said control means is operable to control said control means so that said control means is operable to control said control means.
제2 운동능력측정법 선택단계에서 심박수가 최대 심박수의 85%가 될때의 소요시간(T)을 바탕으로 VO2max 추정시, 성별에 따라
남성의 VO2max = 2.94T + 8.33
여성의 VO2max = 2.74T + 8.05
으로 구하여 지는 것을 특징으로 하는 맞춤형 운동기구 제어 방법.
The method according to claim 1,
In estimating VO2max based on the time required (T) when the heart rate is 85% of the maximum heart rate in the selection step of the second exercise ability measurement method,
Male VO2max = 2.94T + 8.33
VO2max of female = 2.74T + 8.05
Wherein the controller is adapted to determine a desired movement of the exercise machine.
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