KR101716015B1 - 운동 기구 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

이상의 설명은 운동 기구 및 그 제어 방법에 관한 것이다. 실시 예에 따르면, 운동 기구는, 벨트와, 상기 벨트를 구동하는 구동 모터를 포함하는 트레드밀; 상기 벨트 위에서 보행하는 사용자의 양쪽 하지(lower limb) 중 적어도 하나 이상의 하지의 동작 정보와, 상기 사용자의 골반(pelvis)의 위치를 감지하기 위한 감지부; 및 상기 동작 정보 및 사용자의 골반의 위치에 기초하여, 상기 구동 모터를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

운동 기구 및 그 제어 방법{A HEALTH APPARATUS AND A CONTROLLING METHOD THEREROF}
아래의 설명은 보행훈련 등에 사용될 수 있는 운동 기구 및 그 제어 방법에 관한 것이며, 구체적으로 사용자의 보행 의도에 따라서 능동적으로 동작하는 운동 기구 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 인간의 자세조절은 감각정보와 운동의 상호 균형 속에서 이루어지며, 운동과정은 몸통의 근육과 하지 근육들의 자세 협동 반응의 조화이며, 감각과정은 체성감각(Somatosensory, 촉각, 고유수용성 감각), 시각, 전정기관으로부터 입력되는 정보를 조직화하는 과정이다.
그러나 이러한 감각들은 나이가 듦에 따라 점차적으로 약화되어, 노약자들은 보행하기 힘들어지고 또한 낙상의 위험을 갖게 된다. 따라서, 노약자나 하지 재활 환자들은 걷기운동을 통해 낙상 예방 및 보행훈련을 하고 있으며, 이러한 낙상 예방 및 보행훈련을 위한 보행재활 훈련장치로는, 한국 공개특허 제10-2012-0129651호에 개시되는 트레드밀 등이 있다.
종래의 일반적인 트레드밀의 경우, 설정된 속도를 일정하게 유지하여 트레드밀을 이용하는 사용자가 속도에 익숙해짐에 따라 보행자체에 집중하지 않아도 되어 재활 훈련시 훈련의 효과가 떨어지는 문제를 갖고 있었다. 다시 말하면, 능동적인 보행 훈련이 수행되지 못하는 단점이 있었다.
한편, 설정된 속도가 사용자의 속도와 차이가 날 경우, 사용자는 현실과 매우 다른 지면 반력을 느끼게 되므로, 보행 경험 제공 측면에서 효율이 떨어지는 단점이 있었다. 예를 들어 쉽게 설명하면, 사용자의 속도보다 설정된 속도가 빠를 경우, 사용자는 마치 뒤로 잡아당기는 카페트 위에 서있는 것과 유사한 반력을 느끼게 된다.
또한, 직선 보행만을 할 수 있고 사용자의 속도에 대응하는 능동적인 가감속 제어가 수행되지 않으므로, 직선 및 곡선 보행이 자유롭게 나타나고 가감속이 빈번하게 일어나는 현실의 보행을 제대로 구현하지 못한다는 단점이 있었다.
실시 예의 목적은, 사용자의 보행 의도를 파악하고, 이를 기초로 트레드밀의 구동 모터를 능동적으로 제어함으로써, 실제 지상을 보행하는 것과 유사한 경험을 제공할 수 있는 운동 기구를 제공하는 것이다.
실시 예에 따르면, 운동 기구는, 벨트와, 상기 벨트를 구동하는 구동 모터를 포함하는 트레드밀; 상기 벨트 위에서 보행하는 사용자의 양쪽 하지(lower limb) 중 적어도 하나 이상의 하지의 동작 정보와, 상기 사용자의 골반(pelvis)의 위치를 감지하기 위한 감지부; 및 상기 동작 정보 및 사용자의 골반의 위치에 기초하여, 상기 구동 모터를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 감지된 골반의 위치가 상기 트레드밀의 기준 위치로 접근하도록 상기 구동 모터의 속도를 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 감지된 골반의 위치가 상기 트레드밀의 기준 위치보다 전방에 위치된 경우, 상기 구동 모터의 속도를 가속시키고, 상기 감지된 골반의 위치가 상기 트레드밀의 기준 위치를 중심으로 후방에 위치된 경우, 상기 구동 모터의 속도를 감속시킬 수 있다.
상기 제어부는, 상기 동작 정보에 기초하여 산출된 요구 속도와, 상기 감지된 골반의 위치에 기초하여 산출된 보정 속도를 합산하여 목표 속도를 결정하고, 상기 벨트가 상기 목표 속도로 구동되도록 상기 구동 모터를 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 양쪽 하지 중 지면에서 떨어진 하지의 동작 정보의 최대 속도에 기초하여, 상기 요구 속도를 결정할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 감지된 골반의 위치가 상기 트레드밀의 기준 위치로부터 이탈된 거리에 비례하도록 상기 보정 속도를 산출할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 감지된 골반의 위치가 상기 트레드밀의 기준 위치를 중심으로 임계 거리를 초과하여 전방에 위치된 경우, 상기 보정 속도를 음의 값으로 결정하고, 상기 감지된 골반의 위치가 상기 트레드밀의 기준 위치를 중심으로 임계 거리를 초과하여 후방에 위치된 경우, 상기 보정 속도를 양의 값으로 결정할 수 있다.
상기 운동 기구는, 상기 트레드밀에 구비되는 지지 프레임; 및 상기 지지 프레임에 연결되며, 상기 사용자의 체중을 지지하기 위한 체중 보조 장치를 더 포함할 수 있다.
상기 체중 보조 장치는, 상기 사용자의 상체 둘레를 감싸는 하네스; 상기 지지 프레임에 설치되는 지지력 조절 시스템; 및 상기 하네스와 상기 지지력 조절 시스템을 연결하는 연결 부재를 포함할 수 있다.
상기 운동 기구는, 상기 사용자의 정면에 가상 현실 영상을 표시하기 위한 디스플레이 장치를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 디스플레이 장치에 의해 표시되는 가상 현실 영상을, 상기 사용자의 보행 방향으로 상기 구동 모터의 속도에 대응하여 변화시킬 수 있다.
상기 감지부는, 상기 사용자의 회전 운동을 감지하고, 상기 제어부는, 상기 사용자의 회전 운동에 대응하여, 상기 디스플레이 장치에 의해 표시되는 가상 현실 영상을, 지면에 수직한 축 방향을 기준으로 회전시킬 수 있다.
상기 제어부는, 상기 감지된 회전 운동의 회전 각도의 최대 값이 임계 각도 이상이면, 상기 가상 현실 영상을 설정 각도로 회전시키고, 상기 회전 각도의 최대 값이 임계 각도 미만이면, 상기 가상 현실 영상을 회전시키지 않을 수 있다.
상기 제어부는, 상기 감지된 회전 운동의 회전 각도의 그래프의 패턴이 미리 결정된 패턴과 일치할 때, 상기 가상 현실 영상을 설정 각도로 회전시키고, 상기 회전 각도의 그래프의 패턴이 미리 결정된 패턴과 일치하지 않으면, 상기 가상 현실 영상을 회전시키지 않을 수 있다.
상기 제어부는, 상기 동작 정보에 기초하여 산출된 요구 속도와, 상기 감지된 골반의 위치에 기초하여 산출된 보정 속도를 합산하여 목표 속도를 결정하고, 상기 벨트가 상기 목표 속도로 구동되도록 상기 구동 모터를 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 구동 모터의 속도 변화율이 임계 비율 이하로 감소되면, 상기 사용자의 회전 운동을 감지하고, 상기 구동 모터의 속도 변화율이 임계 비율을 초과하면, 상기 가상 현실 영상을 회전시키지 않을 수 있다.
상기 제어부는, 상기 구동 모터의 목표 속도가 임계 속도 이하로 감소되면, 상기 사용자의 회전 운동을 감지하고, 상기 구동 모터의 목표 속도가 임계 속도를 초과하면, 상기 가상 현실 영상을 회전시키지 않을 수 있다.
상기 가상 현실 영상은, 스포츠 게임 영상일 수 있다.
상기 감지부는, 상기 사용자의 양쪽 상지(upper limb) 중 적어도 하나 이상의 상지의 동작 정보를 더 감지하고, 상기 제어부는, 상기 상지의 동작 정보에 기초하여, 상기 사용자의 동작을 상기 가상 현실 영상에 표시할 수 있다.
상기 디스플레이 장치는, 상기 트레드밀에 구비되는 지지 프레임 상에 설치될 수 있다.
실시 예에 의하면, 사용자의 움직임을 감지하고, 감지된 정보에 기반하여 사용자의 보행 의도를 파악함으로써, 사용자의 보행 의도에 따라 트레드밀의 구동 모터를 제어함으로써, 실제 상황에 근접한 반력을 제공할 수 있다. 따라서, 사용자에게 실제와 매우 유사한 보행 경험을 제공함으로써, 재활의 효과를 현저하게 증대시킬 수 있다.
또한, 사용자의 보행 의도를 반영한 가상현실 스크린을 통하여, 사용자가 능동적으로 속도를 변화시키며 보행할 수 있도록 함으로써, 기존에 수동적인 운동을 통해 발생하였던 사용자의 집중력 저하와 같은 훈련 효과를 방해하는 현상들을 방지할 수 있다.
또한, 모션 캡처 카메라 등과 같은 고가의 장비나, 복잡한 햅틱 장치를 이용하지 않고도, 상용의 트레드밀 및 일반 3D 카메라를 이용하여 제작할 수 있으므로, 소형화가 가능하고, 제조 비용 측면에서 유리한 장점을 갖는다.
나아가 사용자의 보행 의도에 따라 동작하는 가상 현실 스크린을 제공함으로써, 사용자가 능동적으로 속도를 변화시키며 보행할 수 있다.
또한, 가상 현실 스크린에 제공되는 컨텐츠에 따라서, 사용자의 흥미를 향상시켜, 훈련 효과를 향상시킬 수 있다. 한편, 사용자의 일정한 행동 패턴에 따라 가상 현실 스크린 상에 제공되는 화면을 회전시키는 제어 알고리즘을 이용함으로써, 다양한 컨텐츠를 제공할 수 있게 한다.
도 1은 실시 예에 따른 운동 기구를 나타내는 도면이다.
도 2는 실시 예에 따른 운동 기구의 구성도이다.
도 3은 실시 예에 따른 운동 기구의 제어 블록도이다.
도 4는 실시 예에 따른 운동 기구의 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
도 5는 실시 예에 따른 요구 속도를 결정하기 위한 방법을 나타내는 순서도이다.
도 6은 도 5에 도시한 단계 211 및 단계 212를 설명하기 위한 그래프이다.
도 7은 사용자의 회전 운동에 따라서 가상 현실 영상이 회전되는 과정을 나타내는 도면이다.
도 8은 사용자의 회전 운동에 따라서 가상 현실 영상의 회전 여부를 결정하기 위한 방법의 일 실시 예를 나타내는 순서도이다.
도 9는 도 8에 도시한 단계 310을 설명하기 위한 그래프이다.
도 10은 사용자의 회전 운동에 따라서 가상 현실 영상의 회전 여부를 결정하기 위한 방법의 다른 실시 예를 나타내는 순서도이다.
도 11은 도 10에 도시한 단계 410을 설명하기 위한 그래프이다.
도 12는 사용자의 회전 운동에 따라서 가상 현실 영상의 회전 여부를 결정하기 위한 방법의 또 다른 실시 예를 나타내는 순서도이다.
도 13은 사용자의 회전 운동에 따라서 가상 현실 영상의 회전 여부를 결정하기 위한 방법의 또 다른 실시 예를 나타내는 순서도이다.
도 14는 사용자의 회전 운동에 따라서 가상 현실 영상의 회전 여부를 결정하기 위한 방법의 또 다른 실시 예를 나타내는 순서도이다.
이하, 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 실시 예에 따른 운동 기구를 나타내는 도면이고, 도 2는 실시 예에 따른 운동 기구의 구성도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 실시 예에 따른 운동 기구(10)는, 트레드밀(15)과, 감지부(14)와, 제어부(12)와, 지지 프레임(13)과, 체중 보조 장치(11)와, 디스플레이 장치(16)를 포함할 수 있다.
트레드밀(15)은, 예를 들어, 헬스클럽 또는 가정용으로 제공되는 일반적인 형태의 트레드밀을 사용할 수 있다. 트레드밀(15)은, 사용자(1)가 보행을 할 수 있는 보행면을 제공하는 벨트와, 벨트를 구동하는 구동 모터(152)와, 구동 모터(152)의 상태를 측정할 수 있는 모터 인코더(154)를 포함할 수 있다.
구동 모터(152)는, 제어부(12)에 의해 입력된 목표 속도에 따라서 회전됨으로써, 벨트의 속도를 조절할 수 있다.
모터 인코더(154)는, 구동 모터(152)의 회전 상태, 예를 들면, 회전 수 또는 회전 각 등을 감지할 수 있다.
감지부(14)는, 트레드밀(15)을 사용하는 사용자(1)의 동작 상태에 관한 정보를 감지할 수 있다. 감지부(14)는, 사용자(1)의 신체의 일 부분, 예를 들면, 사용자(1)의 머리를 포함한 상체, 사용자(1)의 골반, 사용자(1)의 상지(upper limb) 또는 하지(lower limb)의 위치, 속도 또는 가속도 등을 감지함으로써, 사용자(1)의 동작 상태에 관한 정보를 감지할 수 있다. 여기서, 상지는, 상완(상박), 주(팔꿈치), 전원(앞팔) 및 손을 포함하는 넓은 개념으로 이해되어야 한다. 또한, 하지는, 볼기부위(둔부), 넓적다리부위(대퇴부), 무릎부위(슬), 종아리부위(하퇴), 발목(족관절) 및 발(족부)을 포함하는 넓은 개념으로 이해되어야 한다.
감지부(14)는, 예를 들어, 사용자(1)의 신체의 일 부분에 각각 부착되는 표적 마커의 위치를 감지함으로써, 간접적으로 사용자(1)의 동작 상태에 관한 정보를 감지할 수 있다. 예를 들어, 사용자(1)의 머리에 부착된 제 1 표적 마커의 위치를 감지함으로써, 사용자(1)의 머리의 회전 동작 정보를 감지할 수 있다. 또한, 사용자(1)의 골반에 부착된 제 2 표적 마커의 위치를 감지함으로써, 사용자(1)의 골반의 위치 정보를 감지할 수 있다. 또한, 사용자(1)의 양쪽 하지 중 적어도 하나 이상의 하지에 부착된 제 3 표적 마커의 위치를 감지함으로써, 하지의 동작 정보를 감지할 수 있다. 제 3 표적 마커는, 사용자의 발 또는 다리 어디에도 부착될 수 있을 것이다. 또한, 사용자(1)의 양쪽 상지 중 적어도 하나 이상의 상지에 부착된 제 4 표적 마커의 위치를 감지함으로써, 상지의 동작 정보를 감지할 수 있다. 제 4 표적 마커는, 사용자의 손 또는 팔 어디에도 부착될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같이 표적 마커를 이용할 경우, 감지부에 의해 감지된 사용자(1)의 신체를 모델링화하여 분석하는 경우보다, 빠르게 필요한 정보만을 추출할 수 있다. 감지부(14)는, 예를 들어, 3D 카메라일 수 있다. 감지부(14)는, 예를 들어, 깊이 센서(depth sensor), RGB 카메라 및 적외선 이미터(IR Emitter)를 포함할 수 있다. 감지부(14)는, 예를 들어, Kinect v2와 같은 상용화된 제품이 사용될 수 있다. 감지부(14)에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
제어부(12)는, 사용자(1)의 각종 상태 정보 및 트레드밀(15)의 구동 정보를 바탕으로, 구동 모터(152) 및/또는 디스플레이 장치(15)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는, 사용자(1)의 동작 상태에 관한 정보 및 사용자(1)의 골반의 위치에 기초하여, 구동 모터(152)를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(12)는, 디스플레이 장치(16)에 의해 표시되는 가상 현실 영상을, 사용자(1)의 보행 방향으로 구동 모터(152)의 속도에 대응하여 변화시킬 수 있다. 또한, 제어부(12)는, 사용자(1)의 회전 운동에 대응하여, 디스플레이 장치(16)에 의해 표시되는 가상 현실 영상을, 지면에 수직한 축 방향을 기준으로 회전시킬 수 있다. 제어부(12)는, 마이크로 프로세서(122)와, 메모리부(124)를 포함할 수 있다.
마이크로 프로세서(122)는, 모터 인코더(154), 감지부(14) 또는 지지력 감지센서(1132)로부터 감지된 정보와, 메모리부(124)에 저장된 정보에 기초하여, 구동 모터(152), 디스플레이 장치(16) 또는 지지력 조절 모터(1134)를 제어할 수 있다.
메모리부(124)에는, 마이크로 프로세서(122)의 제어 신호를 생성하기 위한 판단의 기초가 되는 정보들이 저장될 수 있다. 메모리부(124)에는, 모터 인코더(154), 감지부(14) 또는 지지력 감지센서(1132)로부터 감지된 정보가 실시간으로 저장 및 갱신될 수도 있다.
지지 프레임(13)은, 트레드밀(15)의 일측에 구비될 수 있다. 지지 프레임(13)은, 예를 들어, 트레드밀(15)의 측면 테두리부로부터 상측으로 연장될 수 있다.
체중 보조 장치(11)는, 사용자(1)의 체중을 지지할 수 있다. 체중 보조 장치(11)에 의하면, 사용자(1)가 보행 중에 넘어지는 것을 방지할 수 있다.
예를 들어, 체중 보조 장치(11)는, 사용자(1)의 신체의 일부, 예를 들면 상체의 둘레를 감싸는 하네스(111)와, 지지 프레임(13)에 설치되는 지지력 조절 시스템(113)과, 하네스(111) 및 지지력 조절 시스템(113)을 연결하는 연결 부재(112)를 포함할 수 있다.
지지력 조절 시스템(113)은, 예를 들어, 연결 부재(112)에 걸리는 하중을 감지하는 지지력 감지 센서(1132)와, 지지력 감지 센서(1132)로부터 감지된 정보에 기초하여, 연결 부재(112)를 권회시키는 지지력 조절 모터(1134)를 포함할 수 있다.
연결 부재(112)는, 예를 들어, 토션 스프링 또는 일정한 길이 이상으로 늘어나지 않는 번지 점프 케이블 등의 선재를 포함할 수 있다.
한편, 체중 보조 장치(11)는, 상기한 실시 예로만 제한되는 것은 아니며, 단순히 지지 프레임(13)과 사용자(1)를 연결하는 끈 부재로 구성될 수도 있음을 밝혀둔다.
디스플레이 장치(16)는, 사용자(1)의 정면에 가상 현실 영상을 표시할 수 있다. 디스플레이 장치(16)는, 예를 들어, 지지 프레임(13)에 설치되는 프로젝터(161)와, 프로젝터(162)에 의해 조사되는 영상이 표현되기 위한 스크린(162)을 포함할 수 있다. 다른 예로, 디스플레이 장치(16)는, 제어부(12)와 연결된 모니터일 수도 있다. 또 다른 예로, 디스플레이 장치(16)는, 사용자(1)가 착용할 수 있는 웨어러블(wearable) 기기일 수도 있다. 디스플레이 장치(16)는, 사용자(1)의 정면에 가상 현실 영상을 표시하는 것이면 충분하며, 앞서 설명한 실시 예들로만 제한되는 것은 아님을 밝혀둔다.
가상 현실 영상은, 실내 또는 실외의 가상의 공간을 표현한 영상이거나, 실제의 특정한 지역의 지리를 표시한 영상이거나, 야구, 골프 또는 프리스비(Frisbee) 등 사용자(1)의 상지 및 하지를 모두 사용하는 스포츠 게임 영상일 수 있다.
가상 현실 영상이 스포츠 게임 영상인 경우, 감지부(14)는, 상기한 제 4 표적 마커의 위치 정보를 제어부(12)에 전달할 수 있다. 그리고 제어부(12)는 제 4 표적 마커의 위치 정보를 기초로, 사용자(1)의 상지의 움직임을 감지하고, 이를 기초로 디스플레이 장치(16)를 제어함으로써, 가상 현실 영상 내에서 사용자(1)의 동작을 표시할 수 있다. 예를 들면, 야구, 골프 또는 프리스비에 있어서 스윙 동작 등을 표시할 수 있다.
도 3은 실시 예에 따른 운동 기구의 제어 블록도이고, 도 4는 실시 예에 따른 운동 기구의 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
도 1, 도 3 및 도 4를 참조하면, 제어부(12)는 사용자(1)의 골반의 위치가 트레드밀(15)의 기준 위치(P_0)로 접근하도록 구동 모터(152)의 속도를 제어할 수 있다. 예를 들어, 사용자(1)의 골반의 위치가 x축을 기준으로 트레드밀(15)의 기준 위치(P_0)보다 전방에 위치된 경우, 구동 모터(152) 속도를 가속시킬 수 있다. 반대로, 사용자(1)의 골반의 위치가 x축을 기준으로 트레드밀(15)의 기준 위치(P_0)보다 후방에 위치된 경우, 구동 모터(152) 속도를 감속시킬 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는 아래와 같이 요구 속도(V_R) 및 보정 속도(V_A)를 각각 산출한 다음, 이를 합산한 목표 속도(V_T)로 구동 모터(152)를 제어될 수 있다.
감지부(14)를 통하여 사용자(1)의 하지의 동작 정보가 감지될 수 있다(200). 제어부(12)는 감지된 하지의 동작 정보에 따른 요구 속도(V_R)를 결정할 수 있다(210). 여기서, 요구 속도(V_R)란, 사용자(1)의 하지의 동작에 대응하는 실제 지면상의 보행 속도일 수 있다. 요구 속도(V_R)를 결정하는 구체적인 방법은 후술하기로 한다.
한편, 감지부(14)를 통하여 사용자(1)의 골반의 위치(P_P)가 감지될 수 있다(220). 제어부(12)는, 감지된 골반의 위치(P_P)와 임계 거리(P_C)를 비교하여 대소 관계를 판별할 수 있다(230). 여기서, 골반의 위치(P_P) 및 임계 거리(P_C)는, 각각 도 1의 기준 위치(P_0)를 중심으로 x축 방향으로 측정한 거리일 수 있다. 한편, 임계 거리(P_C)는 사용자에 의해 설정되거나, 메모리부(124)에 미리 저장된 거리일 수 있다.
단계 230에서 골반의 위치(P_P)가 임계 거리(P_C) 보다 큰 경우, 보정 속도(V_A)를 양의 값으로 설정할 수 있다(230). 다시 말하면, 골반의 위치(P_P)가 기준 위치(P_0)를 중심으로 임계 거리(P_C)를 초과하여 전방에 위치된 경우, 보정 속도(V_A)를 양의 값으로 설정할 수 있다. 보정 속도(V_A)는, 예를 들어, 구동 모터(152)의 현재 속도에 비례하는 값이거나, 기준 위치(P_0)로부터 이탈된 거리에 비례하는 값이거나, 메모리부(124)에 저장된 미리 결정된 값일 수 있다.
단계 240에서 골반의 위치(P_P)가 임계 거리(P_C) 이하이고, 임계 거리(P_C)에 -1을 곱한 음의 임계 거리(-P_C) 이상인 경우, 보정 속도(V_A)는 0으로 설정할 수 있다(250). 다시 말하면, 골반의 위치(P_P)가 기준 위치(P_0)를 중심으로 임계 거리(P_C) 이하인 경우, 보정 속도(V_A)는 0으로 설정할 수 있다.
단계 230에서 골반의 위치(P_P)가 음의 임계 거리(-P_C)보다 작은 경우, 보정 속도(V_A)를 음의 값으로 설정할 수 있다(260). 다시 말하면, 골반의 위치(P_P)가 기준 위치(P_0)를 중심으로 임계 거리(P_C)를 초과하여 후방에 위치된 경우, 보정 속도(V_A)를 음의 값으로 설정할 수 있다. 보정 속도(V_A)는, 예를 들어, 구동 모터(152)의 현재 속도에 비례하는 값이거나, 기준 위치(P_0)로부터 이탈된 거리에 비례하는 값이거나, 메모리부(124)에 저장된 미리 결정된 값일 수 있다.
다음으로 제어부(120)는, 단계 210과, 단계 240 내지 단계 260을 통하여 산출된 요구 속도(V_R) 및 보정 속도(V_A)를 합산하여, 목표 속도(V_T)를 결정할 수 있다(270). 그리고 제어부(120)는, 결정된 목표 속도(V_T)로 구동 모터(152)를 구동시킬 수 있다.
임계 거리(P_C)가 0보다 큰 값인 경우, 사용자(1)의 골반의 위치(P_P)는 기준 위치(P_0)로부터 임계 거리(P_C) 내로 위치하도록 제어될 것이다. 한편, 임계 거리(P_C)가 0인 경우, 사용자(1)의 골반의 위치는 항상 기준 위치(P_0)로 접근하게 될 것이다.
도 5는 실시 예에 따른 요구 속도를 결정하기 위한 방법을 나타내는 순서도이고, 도 6은 도 5에 도시한 단계 211 및 단계 212를 설명하기 위한 그래프이다. 구체적으로 도 6은 지면에서부터 발이 떨어지는 순간부터 다시 지면으로 발이 착지하는 순간까지의 발의 속도를 나타내는 그래프이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 단계 210은, 지면에서 떨어진 하지의 최대 속도(V_MAX)를 감지하는 단계(211)와, 감지된 최대 속도(V_MAX)를 기초로 요구 속도(V_R)를 결정하는 단계(212)를 포함할 수 있다.
단계 212의 경우, 예를 들면, 최대 속도(V_MAX)에 비례하는 값으로 요구 속도(V_R)를 결정할 수 있다. 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
일반적으로 지면에서 떨어진 하지, 특히 발의 진행방향 속도는, 지면에서 떨어지는 순간부터 서서히 증가하여, 나머지 지면에 지지된 발을 지나칠 때 최대 속도가 되었다가, 다시 지면에 착지하는 순간까지 갈수록 감소된다. 또한 보행속도가 빠를수록 발의 최대속도 또한 증가한다. 이러한 패턴은 정형화되어 있으므로, 이를 이용하여 간단하게 요구 속도(V_R)를 결정할 수 있다. 위와 같은 그래프를 적분한 값을 총 시간으로 나누면, 평균 속도를 구할 수 있다. 이러한 평균 속도에 비례 상수를 곱한 값을 요구 속도(V_R)로 결정할 수 있다. 요구 속도(V_R)를 결정하기 위한 비례 상수는 메모리부(124)에 미리 저장된 값을 사용할 수 있을 것이다.
도 7은 사용자의 머리 회전 운동에 따라서 가상 현실 영상이 회전되는 과정을 나타내는 도면이다. 도 7(a) 내지 도 7(c)는, 시간의 흐름에 따라서 사용자의 머리회전 방향 및 이에 따른 가상 현실 영상을 도시한 것이다.
구체적으로 도 7(a)는 사용자가 정면, 즉, 스크린을 바라볼 때의 사용자의 머리 및 스크린에 표시되는 가상 현실 영상을 도시한 것이다. 도 7(a)를 참조하면, 사용자는 가상 현실 영상을 바라보며 트레드밀(15) 상에서 보행을 할 수 있다. 이때, 제어부(12)는, 구동 모터(152)의 속도에 대응하여 가상 현실 영상을 변화시킬 수 있다. 구체적으로, 제어부(12)는, 마치 사용자가 가상 현실 영상에 나타난 공간을 이동하는 느낌을 느낄 수 있도록, 가상 현실 영상이 사용자의 보행 방향으로 진행하도록 제어할 수 있다. 가상 현실 영상 내의 진행 속도는 구동 모터(152)의 속도에 비례할 수 있다. 제어부(12)는, 메모리부(124)에 저장된 맵 정보를 디스플레이 장치(16)에 전달하는 방법으로 가상 현실 영상을 변화시킬 수 있다.
도 7(b)는 도 7(a)의 상태에서 사용자가 왼쪽으로 고개를 돌렸을 때의 사용자의 머리 및 스크린에 표시되는 가상 현실 영상을 도시한 것이다.
도 7(b)를 참조하면, 감지부(14)는, 사용자의 머리 회전 운동을 감지하고, 제어부(12)는, 사용자의 머리 회전 운동에 대응하여, 디스플레이 장치(16)에 의해 표시되는 가상 현실 영상을, 지면에 수직한 z축 방향을 기준으로 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 감지부(14)는, 사용자의 신체의 일 부분, 특히, 머리의 회전 동작을 감지할 수 있다. 예를 들어, 감지부(14)는, 사용자의 머리에 부착된 표적 마커의 위치 변화를 감지함으로써, 사용자의 머리의 회전 각도 등을 감지할 수 있다. 감지부(14)는, 기준 위치(예를 들면, 정면 또는 x축)로부터 회전된 사용자의 머리 회전 각도(θ)를 감지할 수 있다. 그리고 제어부(12)는 사용자의 머리 회전 각도(θ)에 대응하여, 가상 현실 영상을 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 제어부(12)는, 사용자의 머리 회전 각도(θ)에 비례하여, 가상 현실 영상을 회전시킬 수 있다. 다른 예로, 제어부(12)는, 사용자에 의해 설정되거나, 메모리부(124)에 미리 결정된 각도(예를 들면, 90도)로 가상 현실 영상을 회전시킬 수도 있을 것이다.
도 7(c)는 도 7(b)의 상태에서 사용자가 고개를 다시 정면으로 복귀 시켰을 때의 사용자의 머리 및 스크린에 표시되는 가상 현실 영상을 도시한 것이다.
도 7(c)를 참조하면, 일단 사용자의 머리가 회전된 다음, 사용자의 머리가 기준 위치(예를 들면, 정면 또는 x축)로 다시 복귀할 경우, 가상 현실 영상은 도 7(b)와 같이 회전된 상태를 그대로 유지할 수 있다. 그리고 다시 도 8(a)와 같이, 보행 동작을 수행할 수 있다.
이상의 도 7(a) 내지 도 7(c)와 같은 과정을 통하여, 사용자는 보행 동작 및 회전 동작에 따라 가상 현실 영상 내에서 2차원 방향으로 이동할 수 있게 된다
한편, 사용자가 원치 않게 가상 현실 영상이 회전되는 경우를 방지하기 위하여, 아래와 같이 가상 현실 영상의 회전 여부를 결정하기 위한 제어 방법을 사용할 수도 있다.
도 8은 사용자의 회전 운동에 따라서 가상 현실 영상의 회전 여부를 결정하기 위한 방법의 일 실시 예를 나타내는 순서도이고, 도 9는 도 8에 도시한 단계 310을 설명하기 위한 그래프이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 일 실시 예에 따른 가상 현실 영상의 회전 여부를 결정하기 위한 방법은, 사용자의 회전 각도(θ)를 감지하는 단계(300)와, 회전 각도(θ)의 최대 값(θ_MAX)과 임계 각도(θ_C)를 비교하는 단계(310)와, 가상 현실 영상을 설정 각도로 회전 시키는 단계(320)를 포함할 수 있다. 여기서, 회전 각도(θ) 및 임계 각도(θ_C)는, 각각 사용자의 정면을 기준으로 측정된 회전된 각도일 수 있다. 한편, 임계 각도(θ_C)는 사용자에 의해 설정되거나, 메모리부(124)에 미리 저장된 각도일 수 있다. 또한, 설정 각도는, 사용자에 의해 설정되거나, 메모리부(124)에 미리 저장된 각도일 수 있다. 예를 들어, 설정 각도를 90도로 설정할 경우, 사용자는 가상 현실 영상 내에서 서로 직교하는 두 방향으로만 이동할 수 있을 것이다.
감지부(14)를 통하여 사용자의 회전 각도(θ)가 감지될 수 있다(300). 제어부(12)는 감지된 회전 각도(θ)의 최대 값(θ_MAX)과 임계 각도(θ_C)를 비교하여 대소 관계를 판별할 수 있다(310).
단계 310에서, 회전 각도(θ)의 최대 값(θ_MAX)이 임계 각도(θ_C) 이상인 경우, 제어부(12)는, 디스플레이부 장치(16)를 통하여 가상 현실 영상을 설정 각도로 회전시키도록 제어할 수 있다(320)
단계 310에서, 회전 각도(θ)의 최대 값(θ_MAX)이 임계 각도(θ_C) 미만인 경우, 가상 현실 영상의 방향은 그대로 유지되며, 단계 300 및 단계 310이 반복하여 수행될 수 있다.
위와 같은 제어 방법을 통하여, 사용자가 보행 중에 임계 각도 이내의 범위로 두리번거리는 경우나 사용자의 고개가 흔들리는 경우 등, 보행 동작 중에 임계 각도 이내의 범위로 회전할 때, 가상 현실 영상이 불필요하게 회전되지 않도록 할 수 있다. 한편, 임계 각도를 감소 또는 증가시킴으로써, 민감도를 조절하는 것도 가능할 것이다.
이하 상기한 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소에 대하여, 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 상기한 실시 예에 대한 설명은 이하의 실시 예들에도 적용될 수 있다. 이하 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 10은 사용자의 회전 운동에 따라서 가상 현실 영상의 회전 여부를 결정하기 위한 방법의 다른 실시 예를 나타내는 순서도이고, 도 11은 도 10에 도시한 단계 410을 설명하기 위한 그래프이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 다른 실시 예에 따른 가상 현실 영상의 회전 여부를 결정하기 위한 방법은, 사용자의 회전 각도(θ)를 감지하는 단계(400)와, 회전 각도(θ)의 그래프의 패턴을 미리 결정된 패턴과 비교하는 단계(410)와, 가상 현실 영상을 설정 각도로 회전 시키는 단계(420)를 포함할 수 있다.
여기서, 미리 결정된 패턴은, 사용자에 의해 설정되거나, 메모리부(124)에 미리 저장된 패턴일 수 있다. 미리 결정된 패턴에 대하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
예를 들어, 미리 결정된 패턴은 도 11과 같은 패턴을 사용할 수 있다. 도 11의 패턴은 사용자가 머리를 일 방향으로 회전시켜서, 최대 회전 각도에 도달한 다음, 다시 반대 방향으로 회전시켜서 제자리로 복귀하는 동작을 나타내는 패턴이다. 도 11과 같이, 최대 회전 각도의 주변에서는 각도의 변화율이 다른 구간보다 감소된 형태를 가질 수 있다. 도 11과 같은 패턴이, 사용자가 머리를 일 방향으로 회전시켰다가 복귀하는 과정에서 자연스럽게 일어날 수 있는 패턴임을 알 수 있다. 다시 말하면, 도 11과 같은 패턴을 사용함으로써, 사용자의 신체에 무리가 가지 않도록 할 수 있다.
감지부(14)를 통하여 사용자의 회전 각도(θ)가 감지될 수 있다(400). 제어부(12)는 감지된 회전 각도(θ)의 그래프의 패턴을 산출하고, 이를 미리 결정된 패턴과 비교하여 미리 결정된 패턴과 일치하는지 여부를 결정할 수 있다(410).
예를 들어, 제어부(12)는, 회전 각도(θ)의 그래프의 패턴이 제 1 임계 패턴(θ_P1) 및 제 2 임계 패턴(θ_P2) 사이에 위치하는지 여부에 따라서, 미리 결정된 패턴과 일치하는지 여부를 결정할 수 있다. 여기서, 제 1 임계 패턴(θ_P1) 및 제 2 임계 패턴(θ_P2)은, 미리 결정된 패턴을 중심으로 일정 길이만큼 상측으로 평행 이동한 패턴 및 하측으로 평행 이동시킨 패턴일 수 있다. 제 1 임계 패턴(θ_P1) 및 제 2 임계 패턴(θ_P2)은, 사용자에 의해 설정되거나, 메모리부(124)에 미리 저장된 각도일 수 있다.
단계 410에서, 회전 각도(θ)의 그래프의 패턴이, 미리 결정된 패턴과 일치하는 경우, 제어부(12)는, 디스플레이부 장치(16)를 통하여 가상 현실 영상을 설정 각도로 회전시키도록 제어할 수 있다(420).
단계 410에서, 회전 각도(θ)의 그래프의 패턴이, 미리 결정된 패턴과 일치하지 않는 경우, 가상 현실 영상의 방향은 그대로 유지되며, 단계 400 및 단계 410이 반복하여 수행될 수 있다.
위와 같은 제어 방법을 통하여, 사용자가 트레드밀 주변에 위치한 사물 또는 사람과 대화하며 보행하는 등, 일시적으로 한쪽 방향을 바라보며 보행하는 경우에 있어서, 가상 현실 영상이 불필요하게 회전되지 않도록 할 수 있다. 한편, 예를 들어, 제 1 임계 패턴(θ_1) 및 제 2 임계 패턴(θ_2)의 범위를 조절함으로써, 민감도를 조절하는 것도 가능할 것이다.
한편, 앞서 설명한 단계 310 및 단계 410은 동시에 수행될 수도 있을 것이다. 다시 말하면, 단계 310의 조건 및 단계 410의 조건을 모두 만족하는 경우에만 가상 현실 영상이 회전되게 하는 것도 가능할 것이다.
도 12는 사용자의 회전 운동에 따라서 가상 현실 영상의 회전 여부를 결정하기 위한 방법의 또 다른 실시 예를 나타내는 순서도이다.
도 12를 참조하면, 또 다른 실시 예에 따른 가상 현실 영상의 회전 여부를 결정하기 위한 방법은, 구동 모터(152)의 속도 변화율(목표 속도 ÷ 현재 속도)에 따라 결정하는 단계(500)를 더 포함할 수도 있다. 단계 500은, 단계 300(도 8 참조) 또는 단계 400(도 10 참조)에 선행하여 수행될 수 있다.
일반적으로, 보행 중 다른 방향으로 회전하고자 하는 사람은, 보행 속도를 낮춘 다음 회전하고, 다시 보행 속도를 높이게 된다. 단계 500은 위와 같은 과정을 반영한 것이다.
단계 500에서, 속도 변화율이 임계 비율 이하인 경우, 단계 300 또는 단계 400이 수행될 수 있다. 여기서, 임계 비율은, 사용자에 의해 설정되거나, 메모리부(124)에 미리 저장된 비율일 수 있다.
구체적으로, 제어부(12)에서 결정된 구동 모터(152)의 목표 속도(V_T)가, 모터 인코더(154)로부터 감지된 구동 모터(152)의 현재 속도에 비하여 일정한 수준 이하로 낮다고 결정되면, 사용자가 회전 동작을 시작하고자 하는 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 단계 300 또는 단계 400을 통해, 사용자의 회전 각도(θ)를 감지하는 단계를 시작할 수 있다.
반대로 단계 500에서, 속도 변화율이 임계 비율을 초과하는 경우, 단계 500이 반복하여 수행될 수 있다. 다시 말하면, 속도 변화율이 임계 비율을 초과한다는 것은 사용자가 회전 동작을 하려는 의도가 없다는 것으로 볼 수 있으므로, 사용자의 회전 각도(θ)를 감지하지 단계가 불필요하게 수행되지 않도록 하는 것이다.
위와 같은 과정을 통하여, 구동 모터(152)의 속도 변화율이 임계 비율을 초과하는 동안에는, 사용자가 자유롭게 주변을 둘러보는 등 회전 동작을 취하여도, 회전 동작의 특정한 패턴이나, 회전 각도의 크기와 관계없이 가상 현실 영상이 회전되지 않도록 할 수 있다.
도 13은 사용자의 회전 운동에 따라서 가상 현실 영상의 회전 여부를 결정하기 위한 방법의 또 다른 실시 예를 나타내는 순서도이다.
도 13을 참조하면, 또 다른 실시 예에 따른 가상 현실 영상의 회전 여부를 결정하기 위한 방법은, 구동 모터(152)의 목표 속도(V_T)에 따라 결정하는 단계(600)를 더 포함할 수도 있다. 단계 600은, 단계 300(도 8 참조) 또는 단계 400(도 10 참조)에 선행하여 수행될 수 있다.
단계 600에서, 목표 속도(V_T)가 임계 속도 이하인 경우, 단계 300 또는 단계 400이 수행될 수 있다. 여기서, 임계 속도는, 사용자에 의해 설정되거나, 메모리부(124)에 미리 저장된 속도일 수 있다.
구체적으로, 제어부(12)에서 결정된 구동 모터(152)의 목표 속도(V_T)가, 임계 속도 이하라고 결정되면, 사용자가 회전 동작을 시작하고자 하는 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 단계 300 또는 단계 400을 통해, 사용자의 회전 각도(θ)를 감지하는 단계를 시작할 수 있다.
반대로 단계 600에서, 목표 속도(V_T)가 임계 속도를 초과하는 경우, 단계 600이 반복하여 수행될 수 있다. 다시 말하면, 목표 속도(V_T)가 임계 속도를 초과한다는 것은 사용자가 회전 동작을 하려는 의도가 없다는 것으로 볼 수 있으므로, 사용자의 회전 각도(θ)를 감지하는 단계가 불필요하게 수행되지 않도록 하는 것이다.
위와 같은 과정을 통하여, 구동 모터(152)의 목표 속도(V_T)가 임계 속도를 초과하는 동안에는, 사용자가 자유롭게 주변을 둘러보는 등 회전 동작을 취하여도, 회전 동작의 특정한 패턴이나, 회전 각도의 크기와 관계없이 가상 현실 영상이 회전되지 않도록 할 수 있다.
도 14는 사용자의 회전 운동에 따라서 가상 현실 영상의 회전 여부를 결정하기 위한 방법의 또 다른 실시 예를 나타내는 순서도이다.
도 14와 같이, 앞서 설명한 단계 500 및 단계 600은 동시에 수행될 수도 있을 것이다. 다시 말하면, 단계 500의 조건 및 단계 600의 조건을 모두 만족하는 경우에만 사용자의 회전 각도(θ)를 감지하는 단계가 수행될 수도 있을 것이다.
이상과 같이 비록 한정된 도면에 의해 실시 예들이 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시 예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (20)

  1. 벨트와, 상기 벨트를 구동하는 구동 모터를 포함하는 트레드밀;
    상기 벨트 위에서 보행하는 사용자의 양쪽 하지(lower limb) 중 적어도 하나 이상의 하지의 동작 정보와, 상기 사용자의 골반(pelvis)의 위치와, 상기 사용자의 회전 운동을 감지하기 위한 감지부;
    상기 동작 정보 및 사용자의 골반의 위치에 기초하여, 상기 구동 모터를 제어하는 제어부; 및
    상기 사용자의 정면에 가상 현실 영상을 표시하기 위한 디스플레이 장치를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 디스플레이 장치에 의해 표시되는 가상 현실 영상을, 상기 사용자의 보행 방향으로 상기 구동 모터의 속도에 대응하여 변화시키고,
    상기 사용자의 회전 운동에 대응하여, 상기 디스플레이 장치에 의해 표시되는 가상 현실 영상을, 지면에 수직한 축 방향을 기준으로 회전시키고,
    상기 감지된 회전 운동의 회전 각도의 최대 값이 임계 각도 이상이면, 상기 가상 현실 영상을 설정 각도로 회전시키고, 상기 회전 각도의 최대 값이 임계 각도 미만이면, 상기 가상 현실 영상을 회전시키지 않는 것을 특징으로 하는 운동 기구.
  2. 벨트와, 상기 벨트를 구동하는 구동 모터를 포함하는 트레드밀;
    상기 벨트 위에서 보행하는 사용자의 양쪽 하지(lower limb) 중 적어도 하나 이상의 하지의 동작 정보와, 상기 사용자의 골반(pelvis)의 위치와, 상기 사용자의 회전 운동을 감지하기 위한 감지부;
    상기 동작 정보 및 사용자의 골반의 위치에 기초하여, 상기 구동 모터를 제어하는 제어부; 및
    상기 사용자의 정면에 가상 현실 영상을 표시하기 위한 디스플레이 장치를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 디스플레이 장치에 의해 표시되는 가상 현실 영상을, 상기 사용자의 보행 방향으로 상기 구동 모터의 속도에 대응하여 변화시키고,
    상기 사용자의 회전 운동에 대응하여, 상기 디스플레이 장치에 의해 표시되는 가상 현실 영상을, 지면에 수직한 축 방향을 기준으로 회전시키고,
    상기 감지된 회전 운동의 회전 각도의 그래프의 패턴이 미리 결정된 패턴과 일치할 때, 상기 가상 현실 영상을 설정 각도로 회전시키고, 상기 회전 각도의 그래프의 패턴이 미리 결정된 패턴과 일치하지 않으면, 상기 가상 현실 영상을 회전시키지 않는 것을 특징으로 하는 운동 기구.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 감지된 골반의 위치가 상기 트레드밀의 기준 위치로 접근하도록 상기 구동 모터의 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 운동 기구.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 감지된 골반의 위치가 상기 트레드밀의 기준 위치보다 전방에 위치된 경우, 상기 구동 모터의 속도를 가속시키고,
    상기 감지된 골반의 위치가 상기 트레드밀의 기준 위치를 중심으로 후방에 위치된 경우, 상기 구동 모터의 속도를 감속시키는 것을 특징으로 하는 운동 기구.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 동작 정보에 기초하여 산출된 요구 속도와, 상기 감지된 골반의 위치에 기초하여 산출된 보정 속도를 합산하여 목표 속도를 결정하고,
    상기 벨트가 상기 목표 속도로 구동되도록 상기 구동 모터를 제어하는 것을 특징으로 하는 운동 기구.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 양쪽 하지 중 지면에서 떨어진 하지의 동작 정보의 최대 속도에 기초하여, 상기 요구 속도를 결정하는 것을 특징으로 하는 운동 기구.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 감지된 골반의 위치가 상기 트레드밀의 기준 위치로부터 이탈된 거리에 비례하도록 상기 보정 속도를 산출하는 것을 특징으로 하는 운동 기구.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 감지된 골반의 위치가 상기 트레드밀의 기준 위치를 중심으로 임계 거리를 초과하여 전방에 위치된 경우, 상기 보정 속도를 양의 값으로 결정하고,
    상기 감지된 골반의 위치가 상기 트레드밀의 기준 위치를 중심으로 임계 거리를 초과하여 후방에 위치된 경우, 상기 보정 속도를 음의 값으로 결정하는 것을 특징으로 하는 운동 기구.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 트레드밀에 구비되는 지지 프레임; 및
    상기 지지 프레임에 연결되며, 상기 사용자의 체중을 지지하기 위한 체중 보조 장치를 더 포함하는 운동 기구.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 체중 보조 장치는,
    상기 사용자의 상체 둘레를 감싸는 하네스;
    상기 지지 프레임에 설치되는 지지력 조절 시스템; 및
    상기 하네스와 상기 지지력 조절 시스템을 연결하는 연결 부재를 포함하는 운동 기구.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 구동 모터의 속도 변화율이 임계 비율 이하로 감소되면, 상기 사용자의 회전 운동을 감지하고,
    상기 구동 모터의 속도 변화율이 임계 비율을 초과하면, 상기 가상 현실 영상을 회전시키지 않는 것을 특징으로 하는 운동 기구.
  17. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 구동 모터의 목표 속도가 임계 속도 이하로 감소되면, 상기 사용자의 회전 운동을 감지하고,
    상기 구동 모터의 목표 속도가 임계 속도를 초과하면, 상기 가상 현실 영상을 회전시키지 않는 것을 특징으로 하는 운동 기구.
  18. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 가상 현실 영상은, 스포츠 게임 영상인 것을 특징으로 하는 운동 기구.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 감지부는, 상기 사용자의 양쪽 상지(upper limb) 중 적어도 하나 이상의 상지의 동작 정보를 더 감지하고,
    상기 제어부는, 상기 상지의 동작 정보에 기초하여, 상기 사용자의 동작을 상기 가상 현실 영상에 표시하는 것을 특징으로 하는 운동 기구.
  20. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치는, 상기 트레드밀에 구비되는 지지 프레임 상에 설치되는 프로젝터를 포함하는 운동 기구.
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