KR101750705B1 - 수중운동상태 측정 장치 및 그 측정 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수중운동상태 측정 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 스마트폰, 태블릿 PC를 포함하는 스마트 단말기와의 통신을 수행하는 통신 모듈; 인체의 수중 이동거리를 측정하기 위한 초음파 센서와, 수중 운동량을 측정하기 위한 3축 가속도 센서를 포함하는 센서 모듈; 및 상기 초음파 센서 및 3축 가속도 센서에서 측정된 데이터를 상기 센서부로부터 전송받아, 수중 이동거리, 동적균형 및 운동량을 포함하는 사용자의 수중운동상태정보를 분석하고, 이를 상기 통신부를 통해 스마트 단말기로 전송하는 동작을 수행하는 제어 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 수중운동상태 측정 장치와 이를 이용한 수중운동상태 측정 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 수중운동상태 측정 장치 및 그 측정 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 초음파 센서 및 3축 가속도 센서를 이용하여 수중에서의 이동거리, 동적균형 및 운동량을 포함한 사용자의 수중운동상태를 측정 및 분석하고, 해당 측정 및 분석 결과를 사용자의 스마트 단말기로 전송함으로써, 사용자가 수중에서 수행한 운동에 대한 다양한 정보를 모니터링 할 수 있도록 하는 수중운동상태 측정 장치 및 그 측정 방법에 관한 것이다.
본 발명은 수중운동상태 측정 장치 및 그 측정 방법에 관한 것으로, 사용자의 수중 동적균형 및 운동량 등의 수중운동상태정보를 측정 및 분석하고, 그 결과를 서버 및 스마트 단말기와 연동함으로써 수중에서 보다 효과적으로 물리치료를 수행할 수 있도록 하는 데 관한 것이다.
상기 물리치료(physical therapy)는 일반적으로 열, 전기, 광선, 온수 및 냉수, 운동과 같은 물리적 에너지를 이용하여 인체의 근육을 수축 및 이완시키거나 혈액순환을 증진시키며, 통증을 완화시키기도 할 목적으로 행해지는 요법으로서, 온열치료요법, 전기치료요법, 광선치료요법, 수치료요법, 마사지치료요법, 신체교정 및 재활훈련 등을 통한 운동치료요법 등이 이에 속한다.
즉, 물리치료는 수술 및 화학요법(약물요법)이 아닌 방법을 적절히 활용하여 예컨대, 중추신경계 손상(뇌성마비, 뇌졸중, 척수손상)환자/ 근골격계 질환(관절염, 요통, 스포츠 손상)환자/ 심장병 환자/ 말초신경, 근손상환자/ 호흡계 환자/ 기타 절단, 화상 환자 등의 고통을 경감시키고 궁극적으로는 신체기능을 회복시켜 정상적인 사회활동을 하는데 도움을 주기 위한 요법인 것이다.
특히, 수중 물리치료요법은 수중(pool)에서의 걷기와 달리기 및 뛰기 그리고, 수영 등을 통하여 건강을 유지할 수 있게 해주는 적극적이고도 보조적인 의료행위라 할 수 있으며, 이러한 수중운동 치료는 물이 가진 특성으로 인하여 심혈관 및 호흡기계에 생리적인 변화를 야기하여 심혈관 및 호흡기계의 재활에 많은 도움을 줄 수 있는 것으로 알려져 있다.
한편, 보다 효과적인 수중 물리치료요법을 수행하기 위해서는, 수중에서의 인체의 동적균형 및 운동량 등을 포함한 운동상태정보를 측정 및 모니터링하여 체계적이고 계획적인 운동을 수행하여야 할 필요가 있다.
일반적으로 지상에서 인체의 동적균형을 측정할 때는 전문적인 교육을 받은 치료사가 줄자 또는 거리측정기를 통해 측정하고 있으나, 수중에서는 지상에서 사용되는 측정 장비가 대다수 적용되지 못하는 문제가 있었다.
이와 같은 이유로 현재 수중에서 인체의 동적균형 및 운동량 등을 포함한 운동상태정보를 측정하기 위한 다양한 장비가 개발되고 있으나 고가의 비용 등의 이유로 실제 수중 운동에 적용하기에는 무리가 있는 실정이다.
이와 같은 실정에 따라, 본 발명은 사용자가 수중에서 운동을 실시할 때 사용자의 운동거리 및 운동량을 측정하고, 이를 사용자의 스마트폰, 태블릿 PC를 통해 전송하거나 사용자가 서버를 통해 언제든지 이를 모니터링 할 수 있도록 하는 새로운 수중거리측정기를 제시하고자 한다.
다음으로 본 발명의 기술이 속하는 분야에 존재하는 선행기술에 대하여 간략하게 설명하고, 이어서 본 발명이 상기 선행기술에 비하여 차별적으로 이루고자 하는 기술적 사항에 대해 설명하도록 한다.
먼저 한국등록특허 제1573415호(2015.11.25.)는 운동모션 측정이 가능한 수중 트레드밀에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 상면이 개방되고, 내부에 사용자가 보행할 수 있는 내부공간을 형성하는 수조 및 상기 수조의 하부에 설치되는 트레드밀을 포함하는 운동유닛, 상기 사용자의 신체에 이격되어 부착되는 복수 개의 마킹부를 포함하는 마킹유닛, 상기 수조 내부로 빛을 조사하여 상기 마킹부의 이미지를 촬영하는 촬영유닛 및 상기 촬영유닛에서 촬영된 상기 이미지를 보정하여 복수 개의 상기 마킹부 각각의 위치를 파악하며, 상기 마킹부의 위치변화를 분석하여 사용자의 운동모션을 측정하는 분석유닛을 포함하는 운동모션 측정이 가능한 수중 트레드밀에 관한 기술이 기재되어 있다.
또한, 한국등록특허 제0574469호(2006.04.20.)는 수중운동치료를 위한 장치 및 그 운용방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 근 골격계 손상에 대한 재활훈련 및 치료와 근 골격 강화운동을 위한 적극적인 수중 운동으로서 수중 걷기나 달리기, 장시간 수영이 가능하도록 하기 위한 것으로서, 복수의 출입구가 구비되는 수조와; 상기 수조의 출입구를 밀폐 상태로 여닫는 도어어셈블리와; 상기 수조에 물을 공급시키는 주순환펌프와; 상기 수조로부터의 강제배수를 위한 드레인펌프와; 상기 수조에 설치되는 트레드밀과; 상기 수조의 운동공간 일측 벽면에 설치되는 제트수류공급 장치부를 통하여 방출되는 제트수류를 수량 제어 상태로 공급하는 수류펌프와; 상기 모든 장치들의 구동을 제어하는 서버컴퓨터를 포함하여 이루어지는 장치 및 그 운용방법에 대한 기술이 기재되어 있다.
상기 선행기술문헌들과 같이 종래의 수중운동상태 모니터링에 관한 기술은, 수중운동을 실시할 수 있도록 운동 공간을 제공하는 수중 운동장치와 상기 운동장치에 부착되어 있는 다양한 측정장비를 이용하여 사용자의 수중운동상태 정보를 측정 및 모니터링 하는 것일 뿐, 본 발명과 같이 사용자가 수중에서 이동한 거리와 움직임의 가속도를 측정하여 사용자의 동적균형 및 운동량을 분석하고, 더불어 이를 사용자의 스마트 단말기로 전송함으로써, 사용자가 자신의 운동상태를 모니터링 할 수 있도록 하는 방법에 관한 기술은 기재되어 있지 않으며 이와 동일한 기술은 아직 공지되어 있는 것이 없다.
본 발명은 상기된 과제를 해결하기 위한 것으로, 초음파 센서 및 3축 가속도 센서를 이용하여 인체의 수중 동적균형 및 운동량을 측정 및 분석하여 제공함으로써, 수중에서의 사용자의 운동상태정보를 파악할 수 있도록 하는 수중운동상태 측정 장치 및 그 방법에 대한 기술을 제공하고자 하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 상기와 같이 측정 및 분석된 데이터를 사용자의 스마트폰, 태블릿 PC를 포함한 스마트 단말기로 전송함으로써, 사용자가 자신의 운동량 및 운동상태를 모니터링 할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 상기와 같이 측정 및 분석된 사용자의 수중운동상태에 관한 데이터를 데이터베이스 혹은 서버로 전송하여 저장 및 관리함으로써, 사용자의 수중운동 히스토리에 관한 분석 데이터를 제공할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수중운동상태 측정 장치는, 스마트폰, 태블릿 PC를 포함하는 스마트 단말기와의 통신을 수행하는 통신 모듈; 인체의 수중 이동거리를 측정하기 위한 초음파 센서와, 수중 운동량을 측정하기 위한 3축 가속도 센서를 포함하는 센서 모듈; 및 상기 초음파 센서 및 3축 가속도 센서에서 측정된 데이터를 상기 센서부로부터 전송받아, 수중 이동거리, 동적균형 및 운동량을 포함하는 사용자의 수중운동상태정보를 분석하고, 이를 상기 통신부를 통해 스마트 단말기로 전송하는 동작을 수행하는 제어 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시예로서, 상기 인체의 수중 이동거리를 측정하기 위한 초음파 센서는, 송신용 초음파 센서와 수신용 초음파 센서로 구성되며, 상기 송신용 초음파 센서에서 초음파 신호를 출력한 후, 반사된 초음파 신호를 상기 수신용 초음파 센서에서 수신하여 이에 따라 출력되는 출력 전압을 디지털 신호로 변환하는 방법을 통해 수중 이동거리를 측정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시예로서, 상기 3축 가속도 센서는 사용자의 x축, y축 및 z축 방향의 가속도를 측정하며, 측정된 각 축 방향의 가속도 변화량을 기반으로 사용자의 운동량을 측정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시예로서, 상기 통신 모듈은, 블루투스 페어링 기능을 통해 사용자의 스마트 단말기와 연결되어, 수중 이동거리, 동적균형 및 운동량을 포함하는 사용자의 수중운동상태정보를 전송하는 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시예로서, 상기와 같이 측정 및 분석된 사용자의 수중운동상태정보를 전용 웹 서버, SNS, 클라우드 드라이브 또는 데이터베이스로 전송하여 저장 및 관리할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 수중운동상태 측정 방법은, 초음파 센서를 통해 사용자의 수중 이동거리를 측정하는 수중 이동거리 측정단계; 3축 가속도 센서를 이용하여 각 축에 따른 사용자의 가속도를 측정하는 가속도 측정단계; 상기 수중 이동거리 측정단계 및 가속도 측정단계에서 측정된 데이터를 기반으로, 사용자의 수중 동적균형 및 운동량을 포함하는 사용자의 수중운동상태를 분석하는 분석단계; 및 상기 분석단계에서 분석된 사용자의 수중운동상태 정보를 스마트폰, 태블릿 PC를 포함하는 스마트 단말기로 전송하는 전송단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시예로서, 상기 초음파 센서를 통해 사용자의 수중 이동거리를 측정하는 수중 이동거리 측정단계는, 송신용 초음파 센서에서 초음파 신호를 출력한 후, 반사된 초음파 신호를 수신용 초음파 센서에서 수신하여 이에 따라 출력되는 출력 전압을 디지털 신호로 변환하는 방법을 사용하여 사용자의 수중 이동거리를 측정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시예로서, 상기 전송단계는, 블루투스 페어링 기능을 통해 사용자의 스마트 단말기와 연결되어, 수중 이동거리, 동적균형 및 운동량을 포함하는 사용자의 수중운동상태정보를 전송하는 것을 특징으로 한다.
또한, 일 실시예로서, 상기 분석단계에서 분석된 사용자의 수중운동상태정보를 전용 웹 서버, SNS, 클라우드 드라이브 또는 데이터베이스로 전송하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기된 과제를 해결하기 위한 것으로, 초음파 센서 및 3축 가속도 센서를 이용하여 종래에는 측정하기 어려웠던 수중에서의 인체의 이동거리, 균형 및 운동량을 측정할 수 있고, 이를 분석하여 사용자의 스마트폰, 태블릿 PC를 포함한 스마트 단말기로 전송함으로써, 고가의 장비가 없어도 사용자가 자신의 수중운동상태를 모니터링 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 측정 및 분석된 데이터를 웹 서버, 클라우드 드라이브 또는 데이터베이스로 전송하여 저장, 관리함으로써 수중운동상태에 대한 히스토리를 검색하거나 분석에 이용할 수 있어, 사용자가 보다 효과적으로 수중운동을 수행할 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중운동상태 측정 장치의 개념에 대해 설명하기 위한 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중운동상태 측정 장치의 구성에 대해 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중운동상태 측정 시스템에 대해 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중운동상태 측정 방법에 대해 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중운동상태 측정 장치의 구성에 대해 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중운동상태 측정 시스템에 대해 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중운동상태 측정 방법에 대해 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명에 따른 수중운동상태 측정 장치 및 그 측정 방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다.
본 발명의 각 도면에 있어서, 구조물들의 사이즈나 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나 축소하여 도시한 것이고, 특징적 구성이 드러나도록 공지의 구성들은 생략하여 도시하였으므로 도면으로 한정하지는 아니한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대한 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중운동상태 측정 장치(100)의 개념에 대해 설명하기 위한 예시도이다.
도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 수중운동상태 측정 장치(100)는, 초음파 센서(111) 및 3축 가속도 센서(112)를 이용하여 수중에서의 이동거리, 동적균형 및 운동량을 포함한 사용자의 수중운동상태를 측정 및 분석하고, 해당 측정 및 분석 결과를 사용자의 스마트 단말기(200)로 전송함으로써, 사용자가 수중에서 수행한 운동에 대한 다양한 정보를 모니터링 할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명에 따른 수중운동상태 측정 장치(100)는, 상기와 같이 측정 및 분석된 사용자의 수중운동상태에 관한 데이터를 데이터베이스 혹은 서버(300)로 전송하여 저장 및 관리함으로써, 사용자의 수중운동 히스토리에 관한 분석 데이터를 제공할 수 있도록 한다.
참고로, 수중 이동거리를 측정하기 위한 종래의 방법으로서, 초음파를 이용하는 방법 이외에도, 적외선을 이용한 측정방법, RF 신호를 이용한 측정방법 및 RFID를 이용한 측정방법이 있으나, 상기 적외선을 이용하는 방법은 적외선 발생기와 적외선 센서를 이용하는 것으로 다른 방법들에 비해 간단한 구조이나, 정밀한 거리측적이 어렵다는 단점이 있다.
또한, 상기 RF를 이용한 방법 역시 초음파를 이용하는 방법에 비하여 정확도가 떨어지며, RF 신호는 벽이나 창문 등에 반사와 굴절로 인한 반향파로 인한 간섭을 많이 받는 단점이 있다. 또한, 상기 RFID를 이용한 방법은 태그와 리더기 사이의 신호를 통해 대상의 위치를 파악함으로써 수중 이동거리를 측정할 수 있지만, 이를 위해서는 많은 수의 태크 또는 리더기가 필요하여 비용적인 문제와 설치의 어려움이 있을 수 있다.
이에 비하여 초음파 센서(111)는 저비용으로 정확도가 높은 거리측정이 가능하며, 이와 같은 이유로 인하여 본 발명은 인체의 수중이동거리를 측정하기 위한 수단으로서 초음파 센서(111)를 이용한다.
여기서 해당 측정 및 분석 결과를 사용자의 스마트 단말기(200)로 전송하는 것은 수중운동상태 측정 장치(100)에 연결된 안테나 또는 헤드벤드 또는 암밴드에 설치된 통신수단을 통해서 상기 스마트 단말기와 블루투스, RFID, 와이파이, NFC등을 통해 전송할 수 있다.
상기 수중운동상태 측정 장치(100)는 사용자가 허리나 사용자의 전체적인 움직임을 모니터링할 수 있는 위치에 착용하는 것이 바람직하다. 따라서 사용자의 신체 중에서 수중에 잠겨있는 부위에 착용되어야 할 것이다. 이 경우에 외부와의 통신이 원활하게 이루어질 수 없으므로, 본 발명에서는 외부에 안테나를 설치하거나 외부와의 통신부분은 팔이나 머리와 같이 물밖에 위치한 곳에 설치되는 것이 바람직하다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중운동상태 측정 장치(100)의 구성에 대해 설명하기 위한 블록도이다.
도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 수중운동상태 측정 장치(100)는 센서 모듈(110), 통신 모듈(120), 제어 모듈(130)을 포함하여 구성된다.
보다 구체적으로는, 상기 통신부는 스마트폰, 태블릿 PC를 포함하는 스마트 단말기(200)와의 통신을 수행하는 것이다. 따라서 본 통신부는 근거리 통신의 각종 수단을 포함할 수 있으며, 그 예로는 RFID를 포함한 NFC, 블루투스, 와이파이, 지그비(zigbee) 등이 될 수 있다.
또한, 상기 센서 모듈(110)은 인체의 수중 이동거리를 측정하기 위한 초음파 센서(111)와, 수중 운동량을 측정하기 위한 3축 가속도 센서(112)를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 제어부는 상기 초음파 센서(111) 및 3축 가속도 센서(112)에서 측정된 데이터를 상기 센서부로부터 전송받아, 수중 이동거리, 동적균형 및 운동량을 포함하는 사용자의 수중운동상태정보를 분석하고, 이를 상기 통신부를 통해 스마트 단말기(200)로 전송하는 동작을 수행한다.
상기한 바와 같이, 센서 모듈(110)의 초음파 센서(111)는 인체의 수중 이동거리를 측정하기 위한 것으로서, 송신용 초음파 센서(111)와 수신용 초음파 센서(111)로 구성된다.
초음파 센서(111)를 이용한 거리측정원리는, 먼저 상기 송신용 초음파 센서(111)에서 초음파 신호를 출력한다.
초음파를 출력한다는 것은, 송신 소자에 공진 주파수와 동시에 주파수의 발진 전력을 공급하는 것이다. 이때 공급하는 신호는 구형파 펄스이고 전압 진폭은 1~20V 정도이다.
상기와 같이 송신용 초음파 센서(111)에서 출력된 초음파 신호는 대상에 반사되어 상기 수신용 초음파 센서(111)로 수신된다.
상기와 같이 수신용 초음파 센서(111)에서 초음파를 수신하면, 수신한 초음파에 따라 출력 단자에 전압이 출력된다. 상기 출력 전압은 거리에 따라 몇 mV ~ 수백 mV 정도가 되기 때문에 이것을 증폭해서 비교기 등에서 고감도로 검출하여 디지털 신호로 변환하는 방법을 통해 수중 이동거리를 측정한다. 참고로, 상기 송신용 초음파 센서(111) 및 수신용 초음파 센서(111)는 40khz의 공진 주파수를 사용한다.
또한 상기한 바와 같이, 상기 센서 모듈(110)의 3축 가속도 센서(112)는, 사용자의 운동량을 측정하기 위한 것으로, 사용자의 x축, y축 및 z축 방향의 가속도를 측정한다. 이와 같이, 측정된 각 축 방향의 가속도 변화량을 기반으로 사용자의 운동량을 분석할 수 있다.
따라서 본 발명에서는 상기 초음파센서를 통해서 거리측정을 수행하고, 또한 3축 가속도 센서를 통해서 운동량을 측정하여, 이들을 종합적으로 분석하여 사용자가 얼마의 거리를 얼마의 운동량으로 이동했는지 파악할 수 있게 된다.
상기 거리와 운동량 하나 만으로는 전체적인 운동량의 정확도가 떨어지므로, 본 발명에서는 이러한 것을 종합적으로 반영하여 측정 및 분석을 수행하게 된다.
본 발명에 따른 수중 운동거리와 운동량의 분석에는 움직이는 인체의 정적 균형 변화의 기준이 되는 이동거리를 측정하여 수행된다.
또한 본 발명은 각 사용자마다 상기 수중에서는 이동거리를 측정하는 것과 동시에 가속도의 변화량을 측정하여 이들의 관계를 계속하여 모니터링하면서 데이터베이스에 그 수치의 변화를 기록하게 된다. 이렇게 기록된 데이터는 서로 매칭되어 학습을 수행하게 되는데, 즉, 사용자가 얼마나 이동하는지에 대한 데이터에 가속도의 변화에 대한 측정치를 더하여 해당 환자의 재활 정도를 보다 정확하게 파악할 수 있게 된다.
한편, 상기 통신 모듈(120)은 블루투스 페어링 기능을 통해 사용자의 스마트 단말기(200)와 연결되어, 수중 이동거리, 동적균형 및 운동량을 포함하는 사용자의 수중운동상태정보를 전송할 수 있다.
또한, 본 발명은 스마트 단말기(200)상에 설치되는 전용 어플리케이션 프로그램을 통해, 사용자가 수중운동상태 측정 장치(100)로부터 전송되는 운동상태정보를 모니터링 하는 편의성을 향상시킬 수 있다.
상기 전용 어플리케이션 프로그램은 프로그램 구동 시 자동으로 본 발명의 수중운동상태 측정 장치(100)와 페어링되며, 수중운동상태 측정 장치(100)로부터 전송받는 데이터를 사용자가 모니터링하기 편하도록 가공하여 출력할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 전용 어플리케이션 프로그램에 분석 기능을 추가하여, 수중운동상태 측정 장치(100)에서는 측정만을 수행하고, 상기 측정된 데이터를 상기 전용 어플리케이션 프로그램에서 분석하여 사용자에게 출력하도록 구성할 수도 있다.
또한, 본 발명의 수중운동상태 측정 장치(100)는, 상기 센서 모듈(110)에서 측정된 데이터 및 제어 모듈(130)에서 분석된 데이터를 포함한 사용자의 수중운동상태정보를 상기 통신 모듈(120)을 통해 SNS, 클라우드 드라이브 또는 데이터베이스로 전송하여, 저장 관리할 수도 있다.
참고로, 상기 본 발명의 수중운동상태 측정 장치(100)를 구성하는 각 모듈 및 회로는 수중 측정 기능을 구현하기 위하여 방수처리되어 있는 것이 바람직할 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중운동상태 측정 시스템에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명은 수중운동상태 측정 장치(100)에서 더 나아가, 다수의 수중운동상태 측정 장치(100)들로부터 데이터를 전송받을 수 있는 전용 웹 서버(300)를 통해 수중운동상태 측정 시스템을 구축하는 것도 가능할 것이다. 이와 같이 구축된 수중운동상태 측정 시스템은 수중운동상태 측정 장치(100)의 하드웨어적 한계에 의한 분석한계를 넘어, 더욱 상세하고 정확한 분석을 수행할 수 있다.
즉 본 발명에서는 복수의 사용자에 대해서 해당 수중 이동거리와 가속도 센서를 통한 운동량과의 관계를 개별적으로 저장하고 있다가, 이들 사이의 상호 비교와 검토를 통해서 특정 사용자의 재활에 대한 예측을 수행할 수 있다.
말하자면, 특정 사용자의 신체조건과 해당 사용자의 재활부위에 따른 수중이동거리와 운동량의 변화에 대한 관계를 기록하고 있다가, 해당 사용자와 신체조건이나 장애의 정도가 유사한 다른 사용자에 대해서 특정 운동(재활) 프로그램을 적용하였을 경우에 예상되는 회복의 정도를 미리 예측하는 것이 가능하다.
이러한 예측방법은 바로 다른 사용자들의 이전 회복진행 과정에 대한 데이터베이스로 축적된 정보를 토대로 조건이 비슷한 다른 사용자에게 대입하여 비교적 정확한 결과를 예측할 수 있게 된다. 이로써 특정 사용자에게 미리 정해진 재활 프로그램을 적용할 경우 예상되는 재활의 정도를 예측하고 이를 사용자에게 제공함으로써, 사용자가 안정된 예측 결과를 제공받으면서 자신의 재활과정을 소화해 갈 수 있게 된다.
이러한 학습의 과정은 데이터베이스에 저장된 전체 사용자들에 대한 재활과정을 모두 참고하여 이들의 재활 진행과정을 단계적으로 나누고, 해당 단계에서 수행해야할 수중이동거리와 운동량을 측정하여 반영하고, 그 결과를 예측 결과와 비교하여 그 진행에 대한 정확도를 항상 체크하면서 특정 사용자 자신의 수중 이동거리와 운동량에 따른 재활의 진행 정도를 타 사용자의 표본이 되도록 함으로써, 점점 더 해당 데이터베이스와 학습의 진행을 고도화할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중운동상태 측정 방법에 대해 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 수중운동상태 측정 방법은, 초음파 센서(111)를 통해 사용자의 수중 이동거리를 측정하고, 또한 3축 가속도 센서(112)를 이용하여 각 축에 따른 사용자의 가속도를 측정한다(S101).
상기와 같이 측정된 수중 이동거리 및 가속도 데이터를 기반으로, 사용자의 수중 동적균형 및 운동량을 포함하는 사용자의 수중운동상태를 분석한다(S102).
상기와 같이 분석된 사용자의 수중운동상태 정보를 블루투스 페어링으로 연결된 스마트폰, 태블릿 PC를 포함하는 스마트 단말기(200)로 전송한다(S103).
또한, 상기와 같이 분석된 사용자의 수중운동상태 정보를 전용 웹 서버(300), SNS, 클라우드 드라이브 또는 데이터베이스로 전송할 수도 있다(S104).
이상으로 본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술에 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 것을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100 : 수중운동상태 측정 장치 110 : 센서 모듈
111 : 초음파 센서 112 : 3축 가속도 센서
120 : 통신 모듈 130 : 제어 모듈
200 : 스마트 단말기 300 : 전용 웹 서버
111 : 초음파 센서 112 : 3축 가속도 센서
120 : 통신 모듈 130 : 제어 모듈
200 : 스마트 단말기 300 : 전용 웹 서버
Claims (7)
- 스마트폰, 태블릿 PC를 포함하는 스마트 단말기와의 통신을 수행하는 통신 모듈;
인체의 수중 이동거리를 측정하기 위한 초음파 센서와, 수중 운동량을 측정하기 위한 3축 가속도 센서를 포함하는 센서 모듈; 및
상기 초음파 센서 및 3축 가속도 센서에서 측정된 데이터를 상기 센서 모듈로부터 전송받아, 수중 이동거리, 동적균형 및 운동량을 포함하는 사용자의 수중운동상태정보를 분석하고, 이를 상기 통신 모듈을 통해 스마트 단말기로 전송하는 동작을 수행하는 제어 모듈;을 포함하고,
상기 제어 모듈은, 상기 초음파 센서 및 3축 가속도 센서에서 측정된 데이터를 토대로 분석한 수중 이동거리, 동적균형 및 운동량을 포함하는 사용자의 수중운동상태정보를 상기 통신 모듈을 통해 웹 서버로 전송하며,
상기 웹 서버는, 복수의 사용자에 대한 수중 이동거리, 동적균형 및 운동량을 포함한 수중운동상태정보를 저장하고 있다가, 해당 사용자와 신체조건이나 장애의 정도가 유사한 특정 사용자에게 재활 및 운동프로그램을 적용할 경우 예상되는 재활의 정도를 예측하고 이에 대한 결과를 상기 재활 및 운동프로그램을 이용하는 사용자 단말로 제공하는 것을 특징으로 하는 수중운동상태 측정 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 초음파 센서는,
송신용 초음파 센서와 수신용 초음파 센서로 구성되며, 상기 송신용 초음파 센서에서 초음파 신호를 출력한 후, 반사된 초음파 신호를 상기 수신용 초음파 센서에서 수신하여 이에 따라 출력되는 출력 전압을 디지털 신호로 변환하는 방법을 통해 수중 이동거리를 측정하는 것을 특징으로 하는 수중운동상태 측정 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 3축 가속도 센서는,
사용자의 x축, y축 및 z축 방향의 가속도를 측정하며, 측정된 각 축 방향의 가속도 변화량을 기반으로 사용자의 운동량을 측정하는 것을 특징으로 하는 수중운동상태 측정 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 통신 모듈은,
블루투스 페어링 기능을 통해 사용자의 스마트 단말기와 연결되어, 수중 이동거리, 동적균형 및 운동량을 포함하는 사용자의 수중운동상태정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 수중운동상태 측정 장치. - 청구항 1에 있어서,
측정 및 분석된 사용자의 수중운동상태정보를 전용 웹 서버, SNS, 클라우드 드라이브 또는 데이터베이스로 전송하여 저장 및 관리할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 수중운동상태 측정 장치. - 초음파 센서를 통해 사용자의 수중 이동거리를 측정하는 수중 이동거리 측정 단계;
3축 가속도 센서를 이용하여 각 축에 따른 사용자의 가속도를 측정하는 가속도 측정 단계;
상기 수중 이동거리 측정 단계 및 가속도 측정 단계에서 측정된 데이터를 기반으로, 사용자의 수중 동적균형 및 운동량을 포함하는 사용자의 수중운동상태를 분석하는 분석 단계; 및
상기 분석 단계에서 분석된 사용자의 수중운동상태 정보를 스마트폰, 태블릿 PC를 포함하는 스마트 단말기로 전송하는 전송 단계;를 포함하고,
상기 전송 단계는, 상기 분석 단계에서 분석된 사용자의 수중운동상태정보를 웹 서버로 전송하는 웹 서버 전송 단계;를 더 포함하며,
상기 웹 서버는, 복수의 사용자에 대한 수중 이동거리, 동적균형 및 운동량을 포함한 수중운동상태정보를 저장하고 있다가, 해당 사용자와 신체조건이나 장애의 정도가 유사한 특정 사용자에게 재활 및 운동프로그램을 적용할 경우 예상되는 재활의 정도를 예측하고 이에 대한 결과를 상기 재활 및 운동프로그램을 이용하는 사용자 단말로 제공하는 것을 특징으로 하는 수중운동상태 측정 방법. - 청구항 6에 있어서,
상기 수중 이동거리 측정 단계는,
송신용 초음파 센서에서 초음파 신호를 출력한 후, 반사된 초음파 신호를 수신용 초음파 센서에서 수신하여 이에 따라 출력되는 출력 전압을 디지털 신호로 변환하는 방법을 사용하여 사용자의 수중 이동거리를 측정하며,
상기 전송 단계는,
블루투스 페어링 기능을 통해 사용자의 스마트 단말기와 연결되어, 수중 이동거리, 동적균형 및 운동량을 포함하는 사용자의 수중운동상태정보를 전송하는 것이며,
상기 측정 및 분석된 사용자의 수중운동상태정보를 전용 웹 서버, SNS, 클라우드 드라이브 또는 데이터베이스로 전송하여 저장 및 관리할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 수중운동상태 측정 방법.
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| KR1020160008640A KR101750705B1 (ko) | 2016-01-25 | 2016-01-25 | 수중운동상태 측정 장치 및 그 측정 방법 |
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|---|---|---|---|---|
| KR20220039270A (ko) | 2020-09-22 | 2022-03-29 | 공주대학교 산학협력단 | 수중 운동 효과 측정 장치 및 방법 |
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| JP2014061262A (ja) * | 2012-08-28 | 2014-04-10 | Seiko Instruments Inc | 解析システム、解析装置、電子機器、解析方法およびプログラム |
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| KR20220039270A (ko) | 2020-09-22 | 2022-03-29 | 공주대학교 산학협력단 | 수중 운동 효과 측정 장치 및 방법 |
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