KR101666811B1 - 실제 운행환경을 구현하는 자전거 운행 시뮬레이션 장치 및 이를 이용한 운동관리 방법 - Google Patents

Abstract

실제 운행환경을 구현하는 자전거 운행 시뮬레이션 장치 및 이를 이용한 운동관리 방법이 개시된다. 이를 위하여 복수의 코스별 실제 운행환경에 대응되는 환경정보가 저장된 저장부, 저장부에 저장된 복수의 코스 중 어느 하나를 선택하는 사용자 명령이 입력되는 터치 패널부, 사용자 명령에 따라 선택된 코스에 대응되는 강도로 자전거 페달의 저항력을 조절하고, 자전거 페달의 회전 속도를 감지하는 페달 구동부, 자전거 핸들의 진행 방향을 감지하는 조향 감지부, 사용자 명령에 따라 선택된 코스에 따라 자전거 몸체가 전후좌우로 기울어지도록 구동하거나 자전거 몸체가 상하로 움직이도록 구동하는 몸체 구동부, 및 사용자 명령에 따라 선택된 코스가 화면으로 표시되도록 터치 패널부를 제어하고, 선택된 코스에 대응되는 운동 강도로 구동되도록 페달 구동부 및 몸체 구동부를 제어하며, 페달 구동부를 통해 감지된 자전거 페달의 회전 속도 및 조향 감지부를 통해 감지된 진행 방향에 따라 터치 패널부의 화면이 변경되도록 제어하는 제어부를 포함하는 자전거 운행 시뮬레이션 장치를 제공한다. 본 발명에 의하면, 실제 운동 환경과 유사한 환경 속에서 운동할 수 있어 운동효과를 향상 시킬 수 있다.

Description

실제 운행환경을 구현하는 자전거 운행 시뮬레이션 장치 및 이를 이용한 운동관리 방법{Cycle running simulation apparatus to simulate real environment and fitness management method using the apparatus}

본 발명은 실제 운행환경을 구현하는 자전거 운행 시뮬레이션 장치 및 이를 이용한 운동관리 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화면에 표시되는 실제 운행환경에 대응되도록 구동시키는 자전거 운행 시뮬레이션 장치를 통해, 운동하는 사람의 여러 가지 운동 데이터를 획득한 후, 이 데이터들을 분석하여 개개인의 운동 관리에 이용할 수 있는 실제 운행환경을 구현하는 자전거 운행 시뮬레이션 장치 및 이를 이용한 운동관리 방법에 관한 것이다.

시뮬레이션 장치는 컴퓨터를 이용하여 만들어진 가상공간(Virtual Environment)안에 인간의 오감(시각, 청각, 촉각, 후각, 미각)을 통한 상호작용을 실현하여 현실 세계에서의 활동이나 공간적, 물리적 제약에 의해 직접 경험하지 못하는 상황을 간접 체험할 수 있는 장치이다. 최근 들어 이러한 시뮬레이션 장치의 개발에 대한 새로운 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 스포츠나 레저에 관련된 시뮬레이션 장치뿐만 아니라 피트니스(Fitness) 센터에서도 실내에서 행해지는 운동의 효과를 높이기 위한 시뮬레이션 장치의 필요성이 증대되고 있다.

실내에서 수행할 수 있는 운동 기구의 종류로는 러닝머신(Running machine)이나 헬스 자전거 등을 들 수 있다. 일반적인 헬스 자전거의 경우, 단계 조정만이 가능하므로 운동하려는 사람이 단계를 직접 선택하여야 한다. 또한, 한정된 실내 공간에서 운동을 하기 때문에 운동시간이 답답하고 지루하게 느껴지는 단점이 있다. 이러한 단점을 개선하기 위해 모니터에 영화 상영을 하거나 이어폰을 꽂고 음악을 들을 수 있는 장치가 설치되어 있기는 하지만, 운동 과정이 단순하게 페달을 반복적으로 밟는 동작을 반복하여 이루어지므로, 이 또한 쉽게 지루함을 느끼게 된다.

따라서 최근에 각광받고 있는 시뮬레이션 장치를 헬스 자전거에 결합한 자전거 운행 시뮬레이션 장치의 필요성이 커지고 있다. 대한민국 공개특허 제10-2013-0090221호에는 헬스 자전거를 이용하는 사용자가 실제로 야외의 다양한 환경에서 자전거를 타는 느낌을 줄 수 있는 자전거 운동기구가 개시된다.

상기 자전거 운동기구는 사용자가 앉는 안장(110), 핸들(130), 페달과 연동하여 회전하는 휠을 구비한 페달부(150) 및 상기 핸들(130), 상기 페달부(150)를 연결 및 지지하는 프레임부(170)를 구비한 자전거 몸체(100), 상기 핸들(130)의 조타각을 감지하여 조향신호를 발생하는 조향센싱부(210), 상기 페달의 회전력을 인가받아 전기에너지로 변환하는 발전부(230), 상기 휠의 회전 속도를 감지하여 속도신호를 발생시키는 휠센싱부(250), 상기 발전부(230)로부터 전기에너지를 인가 받아 바람을 발생시키는 송풍부(270), 상기 자전거 몸체(100)의 전면에 설치되고 영상을 표시하는 디스플레이부(290); 주행코스 영상을 상기 디스플레이부(290)를 통해 표시하고, 상기 조향신호 및 상기 속도신호에 대응하여 상기 주행코스영상을 변경시키는 제어부(300)를 포함하여 이루어진 자전거 운동기구를 제공한다.

상기 자전거 운동기구의 경우, 저장된 경로에 따라 실제로 자전거가 움직이는 물리적인 운동부하를 정밀하게 조절할 수 있는 기능이 없다. 또한, 개별 사용자의 이력관리 기능이 없으며, 일회성에 불과하여 체계적인 개인 운동관리가 어렵다. 그리고 운동하는 사람의 신체 상태에 따라 강도를 지능적으로 조절할 수 있는 기능이 없고, 같은 신체 조건을 갖는 다른 사람과의 비교가 어려워 운동하려는 사람이 자신의 신체 조건에 맞는 운동 강도를 적절하게 선택하기가 어렵다.

대한민국 공개특허 제10-2013-0090221호(2013.08.13 공개) 대한민국 등록특허 제10-1402775호(2014.05.27 등록) 대한민국 등록특허 제10-0341206호(2002.06.05 등록)

따라서 본 발명의 목적은 저장된 경로에 따라 실제로 자전거가 움직이는 물리적인 운동부하를 정밀하게 조정하고, 개별 사용자별 이력 관리를 통해 운동 효율을 높일 수 있는 실제 운행환경을 구현하는 자전거 운행 시뮬레이션 장치 및 이를 이용한 운동관리 방법을 제공하는데 있다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실제 운행환경을 구현하는 자전거 운행 시뮬레이션 장치는 복수의 코스별 실제 운행환경에 대응되는 환경정보가 저장된 저장부, 상기 저장부에 저장된 복수의 코스 중 어느 하나를 선택하는 사용자 명령이 입력되는 터치 패널부, 상기 사용자 명령에 따라 선택된 코스에 대응되는 강도로 자전거 페달의 저항력을 조절하고, 상기 자전거 페달의 회전 속도를 감지하는 페달 구동부, 자전거 핸들의 진행 방향을 감지하는 조향 감지부, 상기 사용자 명령에 따라 선택된 코스에 따라 자전거 몸체가 전후좌우로 기울어지도록 구동하거나 상기 자전거 몸체가 상하로 움직이도록 구동하는 몸체 구동부, 및 상기 사용자 명령에 따라 선택된 코스가 화면으로 표시되도록 상기 터치 패널부를 제어하고, 상기 선택된 코스에 대응되는 운동 강도로 구동되도록 상기 페달 구동부 및 상기 몸체 구동부를 제어하며, 상기 페달 구동부를 통해 감지된 상기 자전거 페달의 회전 속도 및 상기 조향 감지부를 통해 감지된 진행 방향에 따라 상기 터치 패널부의 화면이 변경되도록 제어하는 제어부를 포함한다.

또한, 사용자의 신체에 장착되어 체온, 심장 박동수, 및 혈압과 같은 건강 정보를 감지하는 건강정보 감지부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 건강정보 감지부를 통해 감지된 건강 정보에 따라 운동의 강도가 조절되도록 상기 페달 구동부 및 상기 몸체 구동부를 제어하는 것을 특징으로 한다.

그리고 외부 네트워크에 접속되어 다른 자전거 운행 시뮬레이션 장치와 통신하는 외부 통신부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 터치 패널부를 통해 상기 다른 자전거 운행 시뮬레이션 장치를 사용하는 사용자와 동시에 운동하는 경쟁모드가 선택된 경우, 상기 외부 통신부를 통해 상기 다른 자전거 운행 시뮬레이션 장치와 통신하여 상기 다른 자전거 운행 시뮬레이션 장치에서 표시되는 화면이 상기 터치 패널부에 함께 표시되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 경쟁모드에 있는 다른 자전거 운행 시뮬레이션 장치를 사용하는 사용자에게 전송하기 위한 음성이 입력되는 마이크부, 및 상기 다른 자전거 운행 시뮬레이션 장치로부터 전송되는 음성이 상기 선택된 코스에 따른 운행환경에 대응되는 음향과 함께 출력되는 오디오 출력부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 다른 자전거 운행 시뮬레이션 장치와 음성 데이터를 송수신 할 수 있도록 상기 외부 통신부를 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 저장부에는 사용자별 운동 내력이 더 저장되며, 상기 제어부는 상기 터치 패널부를 통해 사용자 아이디가 입력되면, 상기 아이디가 입력된 사용자의 운동 내력을 참조하여 상기 코스별 운동 강도가 조절되도록 상기 페달 구동부 및 상기 몸체 구동부를 제어하는 것을 특징으로 한다.

한편, 실제 운행환경을 구현하는 자전거 운행 시뮬레이션 장치를 이용한 운동관리 방법은 코스를 선택하는 사용자 명령이 입력되는 단계, 상기 사용자 명령에 따라 선택된 코스에 대응되는 운동 강도로 구동하는 단계, 페달의 회전 속도 및 진행 방향에 따라 화면을 변경하여 표시하는 단계, 사용자의 건강 정보를 감지하는 단계, 및 사용자의 건강 정보에 따라 운동 강도를 조절하여 사용자 이력으로 저장하는 단계를 포함한다.

상기 사용자 명령이 입력되는 단계는, 사용자의 사용자 정보를 입력하는 단계, 상기 사용자의 이력이 존재하는 경우, 추천 코스를 화면에 표시하는 단계, 및 상기 사용자의 이력이 존재하지 않는 경우, 복수의 코스를 화면에 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 사용자 명령이 입력되는 단계는 코스가 선택되면, 동일한 코스를 선택한 다른 사용자 리스트를 화면에 표시하는 단계, 및 상기 다른 사용자 리스트 중에서 선택된 사용자가 운동하고 있는 다른 자전거 운행 시뮬레이션 장치와 통신하여 영상 및 음성 데이터를 송수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실제 운행환경을 구현하는 자전거 운행 시뮬레이션 장치 및 이를 이용한 운동관리 방법에 의하면 실제 운행 환경과 유사하게 자전거 타기를 할 수 있어 운동효과가 커지고, 사용자의 건강 상태에 따라 운동 강도를 자동으로 조절할 수 있어 무리하지 않게 운동을 행할 수 있다.

또한, 다른 장소에서 다른 자전거 시뮬레이션 장치를 사용하는 사람과 동시에 함께 운동하는 환경을 조성하므로 다른 사용자가 적절한 경쟁을 하면서 운동할 수 있어 운동 효과가 향상된다.

그리고 사용자가 운동한 이력을 저장하여 추후에 운동 강도를 조절할 때 참조할 수 있어 꾸준하고 계획적으로 운동을 수행할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자전거 운행 시뮬레이션 장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자전거 운행 시뮬레이션 장치의 구성을 나타낸 블록도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 자전거 운행 시뮬레이션 장치를 포함하는 운동관리 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 블록도, 그리고
도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 자전거 운행 시뮬레이션 장치를 이용한 운동관리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 실제 운행환경을 구현하는 자전거 운행 시뮬레이션 장치 및 이를 이용한 운동관리 방법(이하, '자전거 운행 시뮬레이션 장치 및 운동관리 방법'이라 칭함)을 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자전거 운행 시뮬레이션 장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자전거 운행 시뮬레이션 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 자전거 운행 시뮬레이션장치는 저장부(110), 터치 패널부(120), 페달 구동부(130), 페달(132), 안장(134), 조향 감지부(140), 핸들(142), 브레이크(144), 몸체 구동부(150), 건강정보 감지부(160), 브레이크 감지부(170), 외부 통신부(175), 마이크부(180), 오디오 출력부(185), 및 제어부(190)을 포함한다.

저장부(110)에는 복수의 코스별 실제 운행환경에 대응되는 환경정보가 저장된다. 복수의 코스는 자전거 길, 모래밭, 및 산악지대 등 종류별로 구분할 수 있으며, 실제로 형성된 각 코스별 환경정보가 저장된다. 즉, 각 코스의 거리, 내리막이나 오르막의 위치 및 경사도, 주변 풍경, 및 주변 소리 등이 환경정보로 저장부(110)에 저장된다.

또한, 저장부(110)에는 후술 되는 건강정보 감지부(160)을 통해 감지된 체온, 심장 박동수, 및 혈압 등과 같은 건강 정보 및 사용자의 나이, 성별, 및 병력 등과 같은 신체 정보가 저장된다. 저장부(110)에 저장된 건강 정보 및 신체 정보는 사용자별로 구분되어 저장되며, 후술되는 제어부(190)에 의해 사용자별 운동 강도 설정 시 참조된다.

터치 패널부(120)에는 저장부(110)에 저장된 복수의 코스 중 어느 하나를 선택하는 사용자 명령을 비롯한 각종 사용자 명령이 입력된다. 이러한 터치 패널부(120)는 터치 방식으로 사용자 명령을 입력받도록 구성된다. 또한, 터치 패널부(120)는 사용자 명령에 따라 선택된 코스를 화면으로 표시하며, 후술되는 페달 구동부(130)를 통해 감지된 자전거 페달(132)의 회전 속도 및 후술되는 조향 감지부(140)를 통해 감지된 진행 방향에 따른 화면 변화를 표시한다.

페달 구동부(130)는 사용자 명령에 따라 선택된 코스에 대응되는 강도로 자전거 페달(132)의 저항력을 조절한다. 페달(132)의 저항력은 사용자가 페달(132)을 회전시킬 때 반대 방향으로 발생하는 힘을 말하며, 단계가 낮으면 저항력이 낮아 페달(132)을 쉽게 돌릴 수 있고, 단계가 높으면 저항력이 높아 페달(132)을 돌릴 때 큰 힘이 필요하다. 예를 들어, 자전거 길이 선택된 경우, 자전거 페달(132)의 저항력은 평균적으로 2단계로 설정되고, 내리막이나 오르막이 등장하는 경우, 경사도에 따라 2단계보다 낮아지거나 3단계 혹은 그 이상으로 조절된다.

또한, 페달 구동부(130)는 자전거 페달(132)의 속도를 감지하여 후술되는 제어부(190)로 전달한다. 즉, 사용자가 자전거 페달(132)을 밟으면, 페달 구동부(130)는 자전거 페달(132)이 회전하는 속도를 감지하여 후술되는 제어부(190)로 전송한다. 제어부(190)은 페달(132)의 회전 속도에 대응되는 속도로 화면에 표시되는 주변 풍경이 변경되도록 터치 패널부(120)를 제어한다.

조향 감지부(140)는 자전거 핸들(142)의 진행 방향을 감지하여, 제어부(190)로 전달한다. 즉, 사용자가 화면에 표시되는 코스를 따라 페달(132)을 밟으면서 핸들(142)를 조정할 수 있으며, 제어부(190)은 핸들(142)의 진행 방향에 따라 화면에 표시되는 풍경이 변경되도록 터치 패널부(120)를 제어한다.

몸체 구동부(150)은 사용자 명령에 따라 선택된 코스에 따라 자전거 몸체가 전후좌우로 기울어지도록 구동하거나 자전거 몸체가 상하로 움직이도록 구동한다. 이러한 몸체 구동부(150)은 안장(134)보다 앞쪽에 설치된 제1구동부(F) 및 안장(134)보다 뒤쪽에 설치된 제2구동부(B)를 포함한다. 제1구동부(F) 및 제2구동부(B)는 각각 2개의 유압기둥(152,154,156,158)이 설치되어 있어, 자전거 몸체를 전후 혹은 좌우로 기울어지도록 구동된다.

좀 더 상세히 설명하면, 자전거 몸체를 좌측으로 기울이는 경우, 제1유압기둥(152) 및 제3유압기둥(156)은 하강시키고, 제2유압기둥(154) 및 제4유압기둥(158)은 상승시킨다. 반대로 자전거 몸체를 우측으로 기울이는 경우, 제2유압기둥(154) 및 제4유압기둥(158)은 하강시키고, 제1유압기둥(152) 및 제3유압기둥(156)은 상승시킨다. 따라서 커브 길에서 자전거 몸체가 실제로 좌우로 기울어지는 것과 동일한 상태를 구현할 수 있다.

또한, 자전거 몸체를 앞쪽으로 기울이는 경우, 제1유압기둥(152) 및 제2유압기둥(154)는 하강시키고, 제3유압기둥(156) 및 제4유압기둥(158)은 상승시킨다. 반대로 자전거 몸체를 뒤쪽으로 기울이는 경우, 제1유압기둥(152) 및 제2유압기둥(154)는 상승시키고, 제3유압기둥(156) 및 제4유압기둥(158)은 하강시킨다. 따라서 오르막길이나 내리막길에서 자전거 몸체가 실제로 앞이나 뒤로 기울어지는 것과 동일한 상태를 구현할 수 있다.

그리고 주행 중인 코스에 돌이나 자갈이 깔려 있어 바닥이 평탄하지 않은 경우, 자전거 몸체가 상하로 움직이도록 제1유압기둥(152) 및 제2유압기둥(154)를 동시에 상승 혹은 하강시키고, 제3유압기둥(156) 및 제4유압기둥(158)은 제1유압기둥(152) 및 제2유압기둥(154)와 짧은 시간 간격을 두고 동시에 상승 혹은 하강시킨다. 따라서 울퉁불퉁한 길에서 자전거 몸체가 실제로 상하로 튕겨지는 것과 동일한 상태를 구현할 수 있다.

브레이크 감지부(170)은 사용자가 브레이크(144)를 잡는 경우, 이를 감지하여 제어부(190)로 전달한다. 즉, 브레이크 감지부(170)은 사용자가 브레이크(144)를 잡는 세기를 감지하여 제어부(190)로 전송하고, 제어부(190)은 브레이크(144)를 잡는 세기에 따라 터치 패널부(120)에 표시되는 화면 변화의 속도를 제어하고, 몸체 구동부(150)의 구동 속도를 제어한다.

건강정보 감지부(160)은 사용자의 신체에 장착되어 체온, 심장 박동수, 및 혈압과 같은 건강 정보를 감지한다. 이렇게 감지된 건강정보를 참조하여 제어부(190)은 운동의 강도가 조절되도록 페달 구동부(130) 및 몸체 구동부(150)을 제어한다. 예를 들어 고혈압이 있는 50대 남성의 경우, 운동 시 감지된 건강정보에서 심장 박동수나 혈압이 안전 범위를 벗어난 것으로 판단되면, 제어부(190)은 운동 강도가 전체적으로 낮아지도록 페달 구동부(130) 및 몸체 구동부(150)을 제어한다.

또한, 감지된 건강정보는 사용자별로 구분되어 저장부(110)에 저장되며, 추후 선택되는 코스의 운동 강도 및 시간 조절시 참조하게 된다. 즉, 제어부(190)이 건강정보 감지부(160)을 통해 감지된 건강 정보에 따라 운동의 강도가 조절되도록 페달 구동부(130) 및 몸체 구동부(150)을 제어하거나 운동 시간이 조절되도록 제어한다.

예를 들어 고혈압이 있는 50대 남성이 자전거 길을 선택한 경우, 이전 이력을 참조한 결과, 운동 시 감지된 건강정보에서 심장 박동수나 혈압이 안전 범위를 벗어난 적이 있는 경우, 자전거 페달(132)의 저항력은 이전에 수행한 운동 강도보다 낮아져 평균적으로 1단계로 설정되고, 내리막이나 오르막이 등장하는 경우, 경사도에 따라 1단계보다 낮아지거나 2단계 혹은 그 이상으로 조절된다. 또한, 운동 시간을 이전에 수행한 운동 시간 보다 짧게 설정하여 무리하게 운동하는 일이 발생하지 않도록 한다.

혹은, 건강한 20대 여성이 자전거 길을 선택한 경우, 이전에 수행한 운동에 대한 건강정보가 저장부(110)에 저장되어 있으며, 건강정보가 모두 정상범위에 존재하는 것으로 판단되면, 제어부(190)은 이전에 수행한 운동 강도인 2단계보다 높은 3단계로 운동 강도가 조절되도록 페달 구동부(130) 및 몸체 구동부(150)을 제어한다.

외부 통신부(175)는 외부 네트워크에 접속되어 다른 자전거 운행 시뮬레이션 장치(미도시)와 통신한다. 즉, 터치 패널부(120)를 통해 다른 장소에 위치한 다른 자전거 운행 시뮬레이션 장치를 사용하는 사용자가 동시에 운동하는 경쟁모드가 선택된 경우, 외부 통신부(175)를 통해 다른 자전거 운행 시뮬레이션 장치에서 표시되는 화면이 터치 패널부(120)에 함께 표시된다.

예를 들어 설명하면, 자전거 운행 시뮬레이션 장치 사용자가 자전거 길을 선택한 경우, 터치 패널부(120)에는 다른 자전거 운행 시뮬레이션 장치를 통해 자전거 길을 선택한 다른 사용자들의 리스트가 표시된다. 사용자는 리스트에 표시된 다른 사용자들 중 원하는 사용자(예를 들면, 자신의 체력과 비슷한 사용자)를 선택하여 함께 운동하는 효과를 얻을 수 있다.

마이크부(180)은 경쟁모드에 있는 다른 자전거 운행 시뮬레이션 장치를 사용하는 사용자에게 전송하기 위한 음성을 입력받는다. 즉, 마이크부(180)을 통해 입력된 사용자의 음성은 외부 통신부(175)를 통해 경쟁모드에 있는 다른 자전거 운행 시뮬레이션 장치로 전송된다.

오디오 출력부(185)는 사용자 명령에 의해 선택된 코스에 따른 운행환경에 대응되는 음향이 출력된다. 즉, 각 코스별 환경정보로 저장부(110)에 저장된 주변 소리가 터치 패널부(120)에 표시되는 화면에 대응되도록 표시된다. 또한, 오디오 출력부(185)를 통해 다른 자전거 운행 시뮬레이션 장치로부터 전송되는 음성이 주변 소리와 함께 출력된다. 따라서 경쟁모드로 동작하는 경우, 다른 자전거 운행 시뮬레이션을 사용하는 사용자와 함께 대화하면서 운동하는 것이 가능하다.

제어부(190)은 사용자 명령에 따라 선택된 코스가 화면으로 표시되도록 터치 패널부(120)를 제어하고, 선택된 코스에 대응되는 운동 강도로 페달 구동부(130) 및 몸체 구동부(150)이 구동되도록 제어한다. 또한, 제어부(190)은 페달 구동부(130)를 통해 감지된 자전거 페달의 회전 속도 및 조향 감지부(140)를 통해 감지된 진행 방향에 따라 터치 패널부(120)의 화면이 변경되도록 제어한다.

또한, 제어부(190)은 건강정보 감지부(160)을 통해 감지된 건강 정보에 따라 운동의 강도가 조절되도록 페달 구동부(130) 및 몸체 구동부(150)을 제어하고, 저장부(110)에 저장된 사용자별 운동 내력을 참조하여 코스별 운동 강도가 조절되도록 페달 구동부(130) 및 몸체 구동부(150)을 제어한다.

그리고 제어부(190)은 터치 패널부(120)를 통해 다른 자전거 운행 시뮬레이션 장치를 사용하는 사용자와 동시에 운동하는 경쟁모드가 선택된 경우, 외부 통신부를 통해 다른 자전거 운행 시뮬레이션 장치와 통신하도록 제어하며, 이때, 제어부(190)은 다른 자전거 운행 시뮬레이션 장치와 영상 및 음성 데이터를 송수신할 수 있도록 외부 통신부(175)를 제어한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 자전거 운행 시뮬레이션 장치를 포함하는 운동관리 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 운동관리 시스템에는 제1 내지 제N자전거 운행 시뮬레이션 장치(100-1,100-2,...,100-n), 네트워크 망(200), 및 중앙서버 장치(300)를 포함한다. 제1 내지 제N자전거 운행 시뮬레이션 장치(100-1,100-2,...,100-n)의 구성 및 동작은 도 1 및 도 2를 통해 설명한 바와 동일하다.

중앙서버 장치(300)는 네트워크 망(200)을 통해 제1 내지 제N자전거 운행 시뮬레이션 장치(100-1,100-2,...,100-n)와 통신하여, 제1 내지 제N자전거 운행 시뮬레이션 장치(100-1,100-2,...,100-n)를 사용한 사람들의 사용 이력을 분석 및 저장한다. 또한, 추후에 동일한 사용자가 제1 내지 제N자전거 운행 시뮬레이션 장치(100-1,100-2,...,100-n)를 통해 운동하고자 하는 경우, 저장된 사용 이력을 참고하여 추천코스를 제공한다.

즉, 사용자마다 고유의 아이디가 주어지며, 각 사용자의 나이, 성별, 및 병력 등과 같은 신체 정보가 저장된다. 중앙서버 장치(300)은 사용자의 나이, 성별, 및 병력 등을 다른 사용자의 신체 정보와 비교하여 적절한 추천코스를 제공한다. 또한, 중앙서버 장치(300)에는 사용자가 운동할 때 감지한 사용자의 체온, 심장 박동수, 및 혈압 등과 같은 건강 정보가 사용 이력별로 저장되며, 이렇게 저장된 건강정보를 참고하여 코스의 종류, 시간, 및 강도 등을 분석하여 사용자에게 적절한 추천코스를 제공한다.

본 발명에서는 중앙서버 장치(300)에서 제1 내지 제N자전거 운행 시뮬레이션 장치(100-1,100-2,...,100-n)로 추천코스를 제공하는 것으로 예시하였으나, 중앙서버 장치(300)에서 각 사용자의 단말기(미도시)로 추천코스를 제공하는 것도 가능하다.

또한, 중앙서버 장치(300)은 축적된 다수의 사용자들의 신체 정보 및 건강 정보를 분석하여 그룹별로 관리한다. 예를 들면, 나이별로 비슷한 건강 정보를 갖는 사용자들을 하나의 그룹으로 관리하며, 해당 그룹에 포함된 사용자에게 같은 그룹의 다른 사용자의 운동 진행 정도를 참고할 수 있는 정보를 제공한다. 예를 들어, 30대 A씨가 자신과 비슷한 연령대의 다른 남성과 자신의 운동 진행 정도를 비교하는 것이 가능하다. 따라서 유사한 조건의 다른 사람과 비교한 데이터를 참고함으로써 경쟁효과를 유발하여 운동의 효과를 높일 수 있다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 자전거 운행 시뮬레이션 장치를 이용한 운동관리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

먼저, 도 4에 따르면, 코스를 선택하는 사용자 명령이 입력되면(S400), 선택된 코스에 대응되는 운동 강도로 구동한다(S410). 즉, 사용자가 터치 패널부(120)를 통해 코스를 선택하면, 제어부(190)은 선택된 코스에 대응되는 강도로 자전거 페달의 저항력을 조절하도록 페달 구동부(130)를 제어하고, 선택된 코스에 따라 자전거 몸체가 전후좌우로 기울어지도록 구동하거나 상하로 움직이도록 몸체 구동부(150)을 제어한다.

페달의 회전 속도 및 진행 방향에 따라 화면을 변경하면서(S420), 건강 정보를 감지한다(S430). 즉, 제어부(190)은 페달 구동부(130)를 통해 감지된 자전거 페달(132)의 회전 속도 및 조향 감지부(140)를 통해 감지된 진행 방향에 따라 터치 패널부(120)의 화면이 변경되도록 제어한다. 그리고 제어부(190)은 건강정보 감지부(160)을 통해 사용자의 체온, 심장 박동수, 및 혈압과 같은 건강 정보를 감지한다.

건강 정보가 정상 범위에 포함되는 경우(S440-Y), 사용자 이력이 저장된다(S450). 즉, 체온, 심장 박동수, 및 혈압이 사용자 연령대의 정상 범위 내에 포함되는 경우, 선택된 코스, 코스의 강도, 시간, 거리, 날짜, 및 사용자의 건강 정보가 사용자 이력으로 저장부(110)에 저장된다.

만약, 건강 정보가 정상 범위에 포함되지 않는 경우(S440-N), 운동 강도가 조절된다(S460). 즉, 운동 시 사용자의 체온, 심장 박동수, 및 혈압이 정상 범위를 벗어나면, 제어부(190)은 운동 강도가 조절되도록 페달 구동부(130) 및 몸체 구동부(150)을 제어한다. 여기서 정상 범위를 벗어난 횟수도 저장부(110)에 사용자 이력으로 함께 저장된다.

이상과 같은 과정에 의해 실제 환경과 유사한 환경에서 사용자의 건강 상태에 적합하게 운동을 수행할 수 있게 된다.

도 5에 따르면, 사용자 정보가 입력되면(S500), 사용 이력이 존재하는지 판단한다(S510). 즉, 터치 패널부(120)에 사용자의 아이디와 같은 사용자 정보가 입력되면, 제어부(190)은 저장부(110)에 사용자의 사용 이력이 존재하는지 판단한다.

사용 이력이 존재하는 경우(S510-Y), 추천 코스를 화면에 표시하고(S520), 사용 이력이 존재하지 않는 경우(S510-N), 복수의 코스를 화면에 표시한다(S530). 다시 말해서, 아이디가 입력된 사용자의 사용 이력이 저장부(110)에 존재하는 경우, 제어부(190)은 사용자의 신체 정보 및 건강 정보를 분석하여 이에 적합한 코스를 추천하여 터치 패널부(120)에 표시한다. 반면에, 아이디가 입력된 사용자의 사용 이력이 저장부(110)에 존재하지 않으면, 제어부(190)은 복수의 코스를 터치 패널부(120)에 모두 표시한다.

코스가 선택되면, 동일한 코스를 선택한 다른 사용자 리스트를 화면에 표시한다(S540). 예를 들어 사용자가 자전거 길을 선택한 경우, 제어부(190)은 외부 통신부(175)를 통해 다른 자전거 운행 시뮬레이션 장치들과 통신하여 자전거 길을 선택한 사용자의 아이디를 모두 터치 패널부(120)에 표시한다.

이때, 다른 사용자를 선택하면(S550-Y), 선택된 사용자가 운동하고 있는 다른 자전거 운행 시뮬레이션 장치와 통신하여 영상 및 음성 데이터를 송수신한다(S560). 즉, 터치 패널부(120)에 표시된 아이디 중 소정 아이디가 선택되면, 제어부(190)은 선택된 사용자가 운동하고 있는 다른 자전거 운행 시뮬레이션 장치로부터 영상 데이터를 수신하여 터치 패널부(120)에 배경 화면과 함께 표시하고, 음성 데이터는 오디오 출력부(185)를 통해 배경 소리와 함께 출력한다. 또한, 사용자의 배경화면, 배경 소리, 및 음성이 다른 자전거 운행 시뮬레이션 장치로 전송되도록 외부 통신부(175)를 제어한다.

도 5에서는 사용자의 사용 이력이 저장부(110)에 저장된 것으로 예시하였으나, 도 3의 경우와 같이 시스템으로 구동되는 경우, 사용자의 사용 이력이 중앙서버 장치(300)에 저장되어 각각의 자전거 운행 시뮬레이션 장치(100-1,100-2,...,100-n)로 제공될 수도 있다.

이상과 같은 과정에 의해 사용자에게 적합한 코스로 다른 사용자와 경쟁하면서 운동하는 효과를 얻을 수 있게 된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100-1,100-2,...,100-n : 제1 내지 제N자전거 운행 시뮬레이션 장치
110 : 저장부 120 : 터치 패널부
130 : 페달 구동부 132 : 페달
134 : 안장 140 : 조향 감지부
142 : 핸들 144 : 브레이크
150 : 몸체 구동부 160 : 건강정보 감지부
170 : 브레이크 감지부 175 : 외부 통신부
180 : 마이크부 185 : 오디오 출력부
190 : 제어부 200 : 네트워크 망
300 : 중앙서버 장치

Claims (8)

1. 복수의 코스별 실제 운행환경에 대응되는 환경정보와 사용자별 운동 내력이 저장된 저장부;
   상기 저장부에 저장된 복수의 코스 중 어느 하나를 선택하는 사용자 명령이 입력되는 터치 패널부;
   상기 사용자 명령에 따라 선택된 코스에 대응되는 강도로 자전거 페달의 저항력을 조절하고, 상기 자전거 페달의 회전 속도를 감지하는 페달 구동부;
   자전거 핸들의 진행 방향을 감지하는 조향 감지부;
   상기 사용자 명령에 따라 선택된 코스에 따라 자전거 몸체가 전후좌우로 기울어지도록 구동하거나 상기 자전거 몸체가 상하로 움직이도록 구동하는 몸체 구동부;
   외부 네트워크에 접속되어 다른 자전거 운행 시뮬레이션 장치와 통신하는 외부 통신부;
   사용자가 브레이크를 잡는 세기를 감지하는 브레이크 감지부; 및
   상기 사용자 명령에 따라 선택된 코스가 화면으로 표시되도록 상기 터치 패널부를 제어하고, 상기 선택된 코스에 대응되는 운동 강도로 구동되도록 상기 페달 구동부 및 상기 몸체 구동부를 제어하며, 상기 페달 구동부를 통해 감지된 상기 자전거 페달의 회전 속도 및 상기 조향 감지부를 통해 감지된 진행 방향에 따라 상기 터치 패널부의 화면이 변경되도록 제어하고, 상기 터치 패널부를 통해 사용자 아이디가 입력되면, 상기 아이디가 입력된 사용자의 운동 내력을 참조하여 상기 코스별 운동 강도가 조절되도록 상기 페달 구동부 및 상기 몸체 구동부를 제어하며, 상기 브레이크 감지부를 통해 감지된 브레이크를 잡는 세기에 따라 터치 패널부에 표시되는 화면 변화의 속도를 제어하고 몸체 구동부의 구동 속도를 제어하고, 상기 터치 패널부를 통해 상기 다른 자전거 운행 시뮬레이션 장치를 사용하는 사용자와 동시에 운동하는 경쟁모드가 선택된 경우, 상기 외부 통신부를 통해 상기 다른 자전거 운행 시뮬레이션 장치와 통신하여 동일한 코스를 선택한 다른 사용자 리스트를 상기 터치 패널부에 표시하며 선택된 다른 사용자의 자전거 운행 시뮬레이션 장치에서 표시되는 화면이 상기 터치 패널부에 함께 표시되도록 제어하는 제어부;를 포함하는 실제 운행환경을 구현하는 자전거 운행 시뮬레이션 장치.
2. 제1항에 있어서,
   사용자의 신체에 장착되어 체온, 심장 박동수, 및 혈압과 같은 건강 정보를 감지하는 건강정보 감지부;를 더 포함하며,
   상기 제어부는,
   상기 건강정보 감지부를 통해 감지된 건강 정보에 따라 운동의 강도가 조절되도록 상기 페달 구동부 및 상기 몸체 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 실제 운행환경을 구현하는 자전거 운행 시뮬레이션 장치.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 경쟁모드에 있는 다른 자전거 운행 시뮬레이션 장치를 사용하는 사용자에게 전송하기 위한 음성이 입력되는 마이크부; 및
   상기 다른 자전거 운행 시뮬레이션 장치로부터 전송되는 음성이 상기 선택된 코스에 따른 운행환경에 대응되는 음향과 함께 출력되는 오디오 출력부;를 더 포함하며,
   상기 제어부는 상기 다른 자전거 운행 시뮬레이션 장치와 음성 데이터를 송수신 할 수 있도록 상기 외부 통신부를 제어하는 것을 특징으로 하는 실제 운행환경을 구현하는 자전거 운행 시뮬레이션 장치.
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제

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