KR101924441B1 - 스마트 인솔을 이용한 신체 밸런스 측정 장치, 방법 및 시스템 - Google Patents

Abstract

스마트 인솔을 이용하여 사용자의 신체 밸런스를 측정하는 방법이 제공된다. 사용자 단말에 의해 수행되는 신체 밸런스 측정 방법은, 사용자의 좌우 신발에 부착된 스마트 인솔로부터 사용자의 보행 데이터를 수신하되, 상기 보행 데이터는 기 설정된 시간 구간 동안의 족부 영역별 압력 데이터를 포함하는 것인, 단계, 상기 사용자의 좌측 및 우측 족부에 대한 족부 영역별 압력 데이터를 비교하여, 족부 영역별 좌우 압력 차이를 산출하는 단계 및 족부 영역별로 부여된 가중치와 상기 산출된 족부 영역별 좌우 압력 차이를 이용하여, 상기 사용자의 신체 밸런스 차이를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

스마트 인솔을 이용한 신체 밸런스 측정 장치, 방법 및 시스템{Method, Apparatus and System for measuring body balance using Smart Insole}

본 발명은 스마트 인솔을 이용한 신체 밸런스 측정 방법, 장치 및 시스템에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 스마트 인솔에 의해 측정된 족부 압력 등의 사용자 보행 데이터를 이용하여 사용자의 신체 좌우 밸런스를 측정하는 방법, 장치 및 시스템에 관한 것이다.

최근 모바일 단말 기술과 모바일 네트워크 기술, 그리고 관련된 SW 기술의 발전은 컴퓨팅 패러다임(computing paradigm)을 변화시키고 있다. 특히, 스마트한 특성을 갖는 웨어러블 디바이스(wearable device)들이 보편화되면서 사용자의 모바일 라이프에 가장 많은 변화를 일으킬 것으로 예상되고 있다. 웨어러블 디바이스는 '신체에 부착하여 컴퓨팅 행위를 할 수 있는 모든 전자 장비'를 통칭하는 것으로, 최근에는 신체 가까운 곳에서 사용자와 인터랙션할 수 있는 기기들까지 포괄하고 있다.

최근 이와 같은 웨어러블 디바이스를 이용하여 워킹(walking), 러닝(running) 등 인간의 신체 활동 중에 각종 상태를 감지하여 더 효율적인 신체 활동을 위한 정보 또는 건강 상태에 대한 정보를 제공하기 위한 연구가 증가하고 있다. 이를 위한 한 방법으로써, 사용자의 발바닥이 닿는 인솔(insole)에 압력 센서를 부착하여 족부의 압력 데이터를 추출하고, 추출된 압력 데이터에 기초하여 사용자의 보행 자세, 신체 밸런스 등을 분석하려는 노력이 이루어지고 있다.

그러나, 종래 스마트 인솔을 이용하여 신체 좌우 밸런스를 측정하는 시스템은 사용자의 보행 유형에 대한 고려 없이 스마트 인솔에 의해 측정된 좌우 족압만을 비교하여 신체 밸런스를 측정하고 있다. 따라서, 측정 결과의 신뢰도가 높지 않으며, 제품으로 상용화되기는 어려운 실정이다.

한국공개특허 제10-2016-0112043호

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 스마트 인솔을 통해 측정된 사용자의 족부 압력을 기초로 사용자가 일상생활이나 운동 시 발생되는 신체 좌우 불균형을 정확하게 측정하는 방법, 장치 및 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 신체 밸런스 측정 방법은, 사용자 단말에 의해 수행되는 신체 밸런스 측정 방법에 있어서, 사용자의 좌우 신발에 부착된 스마트 인솔로부터 사용자의 보행 데이터를 수신하되, 상기 보행 데이터는 기 설정된 시간 구간 동안의 족부 영역별 압력 데이터를 포함하는 것인, 단계, 상기 사용자의 좌측 및 우측 족부에 대한 족부 영역별 압력 데이터를 비교하여, 족부 영역별 좌우 압력 차이를 산출하는 단계 및 족부 영역별로 부여된 가중치와 상기 산출된 족부 영역별 좌우 압력 차이를 이용하여, 상기 사용자의 신체 밸런스 차이를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 사용자 단말은, 사용자의 좌우 신발에 부착된 스마트 인솔로부터 설정된 시간 구간 동안의 족부 영역별 압력 데이터를 포함하는 사용자의 보행 데이터를 수신하는 통신부, 족부 영역별로 부여된 가중치를 저장하는 저장부 및 상기 사용자의 좌측 및 우측 족부에 대한 족부 영역별 압력 데이터를 비교하여, 족부 영역별 좌우 압력 차이를 산출하고, 상기 저장부에 저장된 상기 족부 영역별로 부여된 가중치와 상기 산출된 족부 영역별 좌우 압력 차이를 이용하여, 상기 사용자의 신체 밸런스 차이를 결정하는 제어부를 포함할 수 있다.

상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 컴퓨터 프로그램은, 컴퓨팅 장치와 결합되어, 사용자의 좌우 신발에 부착된 스마트 인솔로부터 사용자의 보행 데이터를 수신하되, 상기 보행 데이터는 기 설정된 시간 구간 동안의 족부 영역별 압력 데이터를 포함하는 것인, 단계, 상기 사용자의 좌측 및 우측 족부에 대한 족부 영역별 압력 데이터를 비교하여, 족부 영역별 좌우 압력 차이를 산출하는 단계 및 족부 영역별로 부여된 가중치와 상기 산출된 족부 영역별 좌우 압력 차이를 이용하여, 상기 사용자의 신체 밸런스 차이를 결정하는 단계를 실행시키기 위하여 기록 매체에 저장될 수 있다.

상술한 본 발명에 따르면, 실시간으로 사용자의 신체 밸런스가 측정되고, 신체 밸런스의 차이가 기준치 이상인 경우 경고가 발생되며, 올바른 자세 정보가 제공될 수 있다. 이에 따라, 사용자의 신체 밸런스가 무너지는 것을 예방하고 사용자의 신체 밸런스를 교정해주는 효과가 있다.

또한, 사용자의 족부를 복수의 족부 영역으로 나누고, 스마트 인솔에 구비된 복수의 FSR 센서를 이용하여 각 족부 영역 별로 압력 차이가 산출된다. 또한, 밸런스 차이에 영향을 미치는 중요 족부 영역에 더 높은 가중치가 부여되고, 상기 가중치를 고려하여 신체 밸런스의 차이가 측정될 수 있다. 따라서, 종래에 비해 신체 밸런스 측정의 정확도가 향상될 수 있다.

또한, 사용자의 보행 유형에 따라 신체 밸런스에 영향을 미치는 중요 족부 영역이 달라지는 점을 고려하기 위해 족부 영역 별 가중치가 보행 유형에 따라 적어도 일부는 다르게 설정된다. 이에 따라, 신체 밸런스 측정의 정확도가 더욱 향상될 수 있다.

또한, 좌우 측의 족부 압력 차이뿐만 아니라, COP(center of pressure) 이동 궤적, 족압 변화 주기 등을 더 고려하여 신체 밸런스의 측정될 수 있다. 이에 따라, 신체 밸런스 측정의 정확도는 더욱 향상될 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 인솔을 이용한 신체 밸런스 측정 시스템의 예시적인 구성도이다.
도 2는 스마트 인솔의 예시적인 블록도이다.
도 3은 스마트 인솔에 포함되는 FSR 센서의 예시적인 배치도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 사용자 단말의 예시적인 블록도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 신체 밸런스 측정 방법의 예시적인 순서도이다.
도 6 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 신체 밸런스 측정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 몇몇 실시예에서 참조될 수 있는 사용자 단말의 예시적인 디스플레이 화면을 도시한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.

명세서에서 사용되는 "포함한다 (comprises)" 및/또는 "포함하는 (comprising)"은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하, 본 발명에 대하여 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 인솔을 이용한 신체 밸런스 측정 시스템(10)의 예시적인 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 신체 밸런스 측정 시스템(10)은 스마트 인솔(100) 및 사용자 단말(200)를 포함할 수 있다. 단, 이는 본 발명의 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예일 뿐이며, 필요에 따라 일부 구성 요소가 추가되거나 삭제될 수 있음은 물론이다.

스마트 인솔(100)은 사용자의 좌우 신발에 각각 부착되며, 복수의 FSR(force sensitive resistor) 센서, 지자기 센서, 자이로 센서, 가속도 센서 등 다양한 센서를 포함한다. 상기와 같은 센서를 통해, 스마트 인솔(100)은 사용자의 족부 압력, 각속도, 가속도, 이동 방향 등 사용자의 보행 유형을 판별하기 위한 다양한 보행 데이터를 획득할 수 있다. 여기서, 상기 보행 유형은 예를 들어 걷기, 달리기 등 보행 속도에 달라지는 보행 유형과 평지 보행, 오르막 보행, 내리막 보행 등 보행 환경에 따라 달라지는 보행 유형을 포함할 수 있다. 이외에도 다양한 종류의 보행 유형이 정의될 수 있다.

스마트 인솔(100)은 고도 센서를 더 포함할 수 있다. 상기 고도 센서를 통해 보행 중인 사용자의 고도가 측정될 수 있고, 측정된 고도 데이터는 내리막 보행, 오르막 보행, 평지 보행 등의 보행 유형을 보다 정확하게 판별하기 위해 이용될 수 있다.

스마트 인솔(100)은 각종 센서에 의해 측정된 사용자의 보행 데이터를 사용자의 단말(200)로 실시간 또는 비실시간으로 전송한다. 이를 위해, 스마트 인솔(100)은 블루투스(bluetooth), 지그비(zigbee) 등의 통신 방식을 제공하는 근거리 무선 통신 모듈을 구비할 수 있다. 스마트 인솔(100)의 하드웨어 구성에 대한 보다 상세한 설명은 도 2 및 도 3을 참조하여 후술하기로 한다.

사용자 단말(200)은 스마트 인솔(100)로부터 수신된 사용자의 보행 데이터를 분석하여, 사용자의 좌우 신체 밸런스를 실시간 또는 비실시간으로 측정할 수 있다. 또한, 사용자 단말(200)은 상기 수신한 사용자의 보행 데이터와 사용자의 신체 밸런스 측정 결과를 단말(200) 상의 화면을 통해 디스플레이할 수 있다. 이외에도, 사용자 단말(200)은 측정된 좌우 신체 밸런스의 차이가 기 설정된 기준치 이상인 경우, 사용자에게 경고를 발생시키고, 올바른 자세 또는 자세 교정에 도움이 되는 운동 정보 등을 디스플레이할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 따르면 일상 생활이나 운동 시 사용자의 신체 불균형을 보다 효율적으로 예방하고 또한 바른 자세를 유도할 수 있는 효과가 있다.

도 1의 경우 사용자 단말(200)이 스마트폰으로 구현된 것을 예로 들어 도시하였다. 그러나, 사용자 단말(200)은 노트북, 태블릿 등과 같이 다른 종류의 모바일 컴퓨팅 장치로 구현될 수 있고, 실시예에 따라 데스크탑 PC와 같은 고정식 컴퓨팅 장치로 구현될 수도 있다.

지금까지, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 신체 밸런스 측정 시스템(10)에 대하여 설명하였다. 다음으로, 신체 밸런스 측정 시스템(10)에 포함되는 스마트 인솔(100)과 사용자 단말(200)의 구성 및 동작에 대하여 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명하도록 한다.

도 2는 스마트 인솔(100)의 예시적인 블록도이다.

도 2를 참조하면, 스마트 인솔(100)은 통신부(110), FSR 센서부(120), 자이로 센서(130), 지자기 센서(140), 가속도 센서(150) 및 제어부(160)를 포함한다. 다만, 도 2에는 본 발명의 실시예와 관련있는 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 기술자라면 도 2에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성 요소들이 더 포함될 수 있음을 알 수 있다.

통신부(110)는 블루투스, 지그비 등의 근거리 무선 통신을 지원하며, 외부 장치와 각종 정보를 송수신할 수 있다. 통신부(240)는 외부 장치, 예를 들어 사용자 단말(200)로 각종 센서를 통해 획득된 사용자의 보행 데이터를 송신할 수 있다. 또한, 실시예에 따라, 사용자 단말(200)로부터 제어 명령을 수신할 수도 있다.

FSR 센서부(120)는 분산 배치된 복수의 FSR 센서를 이용하여 사용자의 족부 압력을 측정한다. 예를 들어, 상기 복수의 FSR 센서는 도 3에 도시된 바와 같이 배치될 수 있다. 도 3을 참조하면, 상기 복수의 FSR 센서는 예를 들어 8개의 FSR 센서로 구성될 수 있다. 또한, 전족부(101)의 위치에 2개(S1, S2), 중족부(103) 위치에 4개(S3, S4, S5, S6) 그리고 후족부(105) 위치에 2개(S7, S8)가 스마트 인솔(100)의 세로 중심축을 기준으로 좌측 및 우측에 각각 배치될 수 있다. 이와 같이 복수의 FSR 센서를 배치함으로써, 각 족부 영역 별로 보다 정밀하게 족부 압력이 측정될 수 있다. 여기서, 상기 족부 영역은 도 3에 도시된 바와 같이 전족부 영역(101), 중족부 영역(103) 및 후족부 영역(105) 3개의 영역으로 설정될 수 있고, 또는 각 FSR 센서의 위치에 대응되도록 8개의 족부 영역으로 설정될 수도 있으며, 이는 실시예에 따라 달라질 수 있다.

한편, 도 2 및 도 3에는 도시되어 있지 않으나, FSR 센서부(120)는 FSR 센서의 전극에 입력된 변위 전류를 증폭하는 증폭부와, 상기 증폭부로부터 출력되는 신호를 A/D 변환하는 A/D 변환부를 포함하여 구성될 수 있다.

다시 도 2를 참조하면, 자이로 센서(130), 지자기 센서(140), 가속도 센서(150)는 사용자의 보행 데이터를 구성하는 각속도, 이동 방향, 가속도 데이터를 측정한다. 상술한 센서들은 당해 기술 분야에서 이미 널리 쓰이는 것인 바 이에 대한 설명은 생략하도록 한다.

제어부(160)는 스마트 인솔(100)의 각 구성의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부는 CPU(Central Processing Unit), MPU(Micro Processor Unit), MCU(Micro Controller Unit), 또는 본 발명의 기술 분야에 잘 알려진 임의의 형태의 프로세서를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 제어부는 전술한 본 발명의 실시예들에 따른 방법을 실행하기 위한 적어도 하나의 어플리케이션 또는 프로그램에 대한 연산을 수행할 수 있다.

제어부(160)는 FSR 센서부(120), 자이로 센서(130), 지자기 센서(140), 가속도 센서(150) 등 각종 센서로부터 수집된 보행 데이터에 대한 전처리, 통계 처리 등의 가공 작업을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제어부(160)는 실시간으로 수집되는 보행 데이터를 그대로 사용자 단말(200)로 전송하지 않고, 일정 시간 간격 동안 수집된 보행 데이터에 대한 통계 처리(e.g. 평균, 분산, 표준 편차 등)를 수행하고, 통계 처리된 보행 데이터를 사용자 단말(200)로 전송하도록 제어할 수 있다.

실시예에 따라, 제어부(160)는 후술할 사용자 단말(200)의 제어부(250)가 수행하는 기능의 일부 또는 전부를 수행할 수 있다. 구체적으로, 제어부(160)가 후술할 신체 밸런스 측정 방법에 따라 사용자의 신체 밸런스를 측정하고, 측정 결과를 사용자 단말(200)로 전송하도록 구현될 수도 있다. 이와 같은 경우, 사용자 단말(200)은 신체 밸런스 측정 결과를 디스플레이하는 기능만을 수행하도록 구현될 수도 있다.

참고로, 도 2에는 도시되어 있지 않으나, 스마트 인솔(100)은 고도 센서(미도시)를 더 포함할 수 있다. 스마트 인솔(100)은 고도 센서를 통해 사용자의 고도 변화를 가리키는 보행 데이터를 획득하고, 이를 사용자 단말(200)로 전송할 수 있다.

다음으로, 도 4를 참조하여, 사용자 단말(200)의 구성 및 동작에 대하여 설명하도록 한다. 도 4는 사용자 단말(200)의 예시적인 블록도이다.

도 4를 참조하면, 사용자 단말(200)은 입력부(210), 디스플레이부(220), 저장부(230), 통신부(240) 및 제어부(250)를 포함할 수 있다. 다만, 도 4에는 본 발명의 실시예와 관련 있는 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 기술자라면 도 4에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성 요소들이 더 포함될 수 있음을 알 수 있다.

입력부(210)는 사용자로부터 각종 신호, 데이터, 명령 및/또는 정보를 입력 받는다. 특히, 입력부(210)는 사용자 단말(200)에 사용자로부터 입력되는 사용자 이벤트 정보 및/또는 이미지 콘텐츠에 대한 정보를 입력 받을 수 있다.

입력부(210)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 입력 수단을 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 사용자 단말(200)이 모바일 기기인 경우, 입력부(210)는 사용자 입력을 수신하기 위한 키패드, 버튼, 터치 스크린 등 등의 입력 장치 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다. 또는, 사용자 단말(200)가 고정식 컴퓨팅 장치인 경우 입력부(210)는 키보드, 마우스 등의 입력 장치를 포함하여 구성될 수 있다. 한편, 입력부(210)는 사용자의 음성을 수신하기 위한 마이크를 포함하여 구성될 수도 있다.

디스플레이부(220)는 사용자에게 각종 데이터, 명령, 정보 및/또는 GUI를 디스플레이한다. 구체적으로, 디스플레이부(220)는 스마트 인솔(100)로부터 수신한 사용자의 보행 데이터 및 상기 보행 데이터를 기초로 측정된 신체 밸런스 결과, 올바른 자세 및 운동 정보 등을 GUI를 통해 디스플레이할 수 있다. 또한, 입력부(210)로부터 수신된 사용자의 선택 입력에 응답하여 다양한 정보를 디스플레이할 수 있다. 이에 대한 설명은 도 11을 참조하여 부연 설명하도록 한다.

디스플레이부(220)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 디스플레이 수단을 더 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이부(220)는 터치 센서를 구비한 터치스크린으로 구성될 수 있으며, 이 경우, 디스플레이부(220)는 입력부(210)로 기능할 수도 있다.

저장부(230)는 각종 데이터, 명령 및/또는 정보를 저장한다. 또한, 저장부(230)는 기 설정된 보행 유형 별 가중치 정보, 정상 범주를 나타내는 신체 밸런스의 기준치 등 신체 밸런스 차이를 측정하기 위해 참조되는 각종 정보를 저장할 수 있다. 또한, 저장부(230)는 입력부(210)을 통해 입력되는 각종 정보를 저장할 수도 있다.

저장부(230)는 외부 장치로부터 전달된 데이터 등을 임시적으로 또는 비임시적으로 저장할 수 있다. 예를 들어, 저장부(230)는 스마트 인솔(100)로부터 수신된 보행 데이터를 임시적 또는 비임시적으로 저장할 수 있다. 특히, 저장부(230)는 본 발명의 실시예에 따른 방법을 수행하기 위한 적어도 하나의 프로그램 또는 애플리케이션을 저장할 수 있다. 예를 들어, 저장부(230)는 신체 밸런스 측정 결과를 디스플레이하는 스프트웨어를 저장할 수 있다.

저장부(230)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), SSD 타입(Solid State Disk type), SDD 타입(Silicon Disk Drive type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(random access memory; RAM), SRAM(static random access memory), 롬(read-only memory; ROM), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), PROM(programmable read-only memory), 자기 메모리, 자기 디스크 및 광디스크 등의 저장매체 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 상기 예시 외에도, 저장부(230)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 포함하여 구성될 수 있다.

통신부(240)는 사용자 단말(200)의 근거리 무선 통신을 지원하며, 외부 장치와 각종 정보를 송수신할 수 있다. 통신부(240)는 외부 장치, 예를 들어 스마트 인솔(100)로부터 사용자의 각종 보행 데이터를 제공받을 수 있다.

통신부(240)는 근거리 무선 통신을 지원하는 각종 통신 방식을 수행하기 위하여 본 발명이 속한 기술분야의 잘 알려진 통신 모듈을 적어도 하나 구비하여 구성될 수 있다.

제어부(250)는 사용자 단말(200)의 각 구성의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(250)는 CPU(Central Processing Unit), MPU(Micro Processor Unit), MCU(Micro Controller Unit), 또는 본 발명의 기술 분야에 잘 알려진 임의의 형태의 프로세서를 포함하여 구성될 수 있다. 제어부(250)는 메모리, 예를 들어 RAM을 구성으로 포함할 수도 있다. 또한, 제어부(250)는 본 발명의 실시예에 따른 방법을 실행하기 위한 적어도 하나의 애플리케이션 또는 프로그램을 저장할 수도 있다.

예를 들어 제어부(250)는 본 발명의 실시예에 따라 사용자의 신체 밸런스를 측정하고 디스플레이하는 소프트웨어를 저장하고, 이를 실행할 수 있다. 제어부(250)가 상기 소프트웨어를 실행함으로써, 본 발명의 실시예에 따른 신체 밸런스 측정 방법이 수행될 수 있다. 제어부(250)가 실행하는 신체 밸런스 측정 방법에 대한 자세한 사항은 도 5 내지 도 10을 참조하여 후술하도록 한다.

사용자 단말(200)은 상술한 구성요소 중 적어도 일부를 포함하여 구성될 수 있다. 즉, 상술한 구성요소가 모두 사용자 단말(200)의 필수 구성요소인 것은 아니며, 사용자 단말(200)은 일부 구성요소가 제외되어 구성될 수도 있다.

도 2 및 도 4의 각 구성 요소는 소프트웨어(Software) 또는, FPGA(Field Programmable Gate Array)나 ASIC(Application-Specific Integrated Circuit)과 같은 하드웨어(Hardware)를 의미할 수 있다. 그렇지만, 상기 구성 요소들은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니며, 어드레싱(Addressing)할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고, 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 실행시키도록 구성될 수도 있다. 상기 구성 요소들 안에서 제공되는 기능은 더 세분화된 구성 요소에 의하여 구현될 수 있으며, 복수의 구성 요소들을 합하여 특정한 기능을 수행하는 하나의 구성 요소로 구현될 수도 있다.

지금까지 신체 밸런스 측정 시스템(10)의 구성 요소 중 하나인 사용자 단말(200)에 대하여 설명하였다. 이하에서는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 인솔을 이용한 신체 밸런스 측정 방법에 대하여 설명한다. 상기 신체 밸런스 측정 방법은 컴퓨팅 장치에 의해서 실행될 수 있다. 예를 들어, 상기 컴퓨팅 장치는 사용자 단말(200)일 수 있으나, 실시예에 따라 상기 신체 밸런스 측정 방법의 일부 또는 전부 단계는 스마트 인솔(100)에 의해 실행될 수도 있다. 단, 설명의 편의를 위해 상기 신체 밸런스 측정 방법의 각 단계에 포함되는 동작의 주체는 생략될 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따라 신체 밸런스 측정 방법의 예시적인 순서도이다.

도 5를 참조하면, 스마트 인솔(100)로부터 사용자의 보행 데이터가 수신된다. 상기 보행 데이터는 상술한 바와 같이 스마트 인솔(100)에 포함된 복수의 FSR 센서, 가속도 센서, 자이로 센서, 지자기 센서 등 각종 센서로부터 측정된 센서 데이터 또는 상기 센서 데이터를 기초로 가공된 데이터(e.g. 전처리, 통계 처리)를 의미한다. 또한, 블루투스와 같이 근거리 무선 통신 기술을 이용하여 스마트 인솔(100)로부터 사용자 단말(200)로 전송될 수 있다.

사용자 단말(200)은 수신된 보행 데이터를 기초로 사용자의 보행 유형을 결정한다(S100). 예를 들어, 보행 데이터 분석을 통해 산출된 족압 변화 주기와 기 설정된 족압 변화 주기를 비교하여 사용자의 보행 유형이 걷기 또는 달리기인지 판별될 수 있다. 또는 수신된 사용자의 가속도 센서 데이터를 기초로 사용자가 오르막 보행 중인지 또는 내리막 보행 중인지가 판별될 수 있다. 예를 들어, 수신된 가속도 센서 데이터를 기초로 스마트 인솔(100)의 기울기가 산출되고, 상기 기울기와 기 설정된 기준 기울기와 비교하여 오르막 보행 또는 내리막 보행인지가 판별될 수 있다. 오르막 보행 또는 내리막 보행 판별의 정확도를 향상시키기 위해, 고도 센서 데이터가 추가로 활용될 수도 있다. 예를 들어, 고도 센서에 의해 측정된 고도가 점점 낮아지는 경우 내리막 보행으로 판별될 수 있다.

사용자의 현재 보행 유형이 결정되면, 상기 보행 유형을 기초로 영역별 가중치가 결정된다(S200). 상기 영역별 가중치는 족부 영역별로 신체 밸런스에 영향을 미치는 정도를 달라지는 점을 고려하기 위해 설정된 값을 의미한다. 또한, 사용자의 보행 유형 별로 신체 밸런스에 영향을 미치는 영역은 달라질 수 있다는 점을 고려하기 위해, 상기 영역별 가중치는 도 6에 도시된 바와 같이 족부 영역 별로 적어도 일부는 다르게 설정될 수 있다.

예를 들어, 사용자가 평지 보행 중인 경우는 전족부 및 후족부 영역의 족압 밸런스가 중족부 영역에 비해 상대적으로 더 중요할 수 있고, 사용자가 오르막 보행 중인 경우, 사용자의 족압 밸런스는 전족부 영역이 상대적으로 더 중요할 수 있다. 이와 같이, 사용자의 보행 유형에 따라 신체 밸런스에 영향을 미치는 족부 영역은 달라질 수 있고, 이를 고려하기 위해 보행 유형 별로 중요 족부 영역에 더 높은 값을 갖는 가중치가 설정될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 따르면, 신체 밸런스 측정의 정확도가 크게 향상될 수 있다.

상술한 영역별 가중치는 저장부(230)에 미리 저장되어 있을 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이 기 설정된 영역별 가중치가 저장되어 있을 수 있다. 따라서, 사용자의 보행 유형이 결정되면, 해당 보행 유형에 따라 적합한 영역별 가중치가 결정될 수 있다.

단, 도 6에 도시된 영역별 가중치는 이해의 편의를 제공하기 위한 일 예에 불과한 것임에 유의해야 한다. 도 6의 경우, 족부를 3개의 족부 영역(전족부, 중족부, 후족부)으로 나누고, 상기 3개의 족부 영역에 따라 영역별 가중치가 설정되어 있으나, 상기 족부 영역은 FSR 센서의 위치를 고려하여 8개의 영역으로 더 세분화되어 설정될 수도 있다. 실시예에 따라, 족부 영역의 개수 및 각 족부 영역의 위치는 달라질 수 있으나, 영역별로 족부 압력을 정확하게 측정하기 위해 스마트 인솔(100)에서 FSR 센서의 위치에 대응되도록 설정되는 것이 바람직할 수 있다.

다음으로, 영역별 가중치를 기초로 사용자의 신체 좌우 밸런스 차이가 측정될 수 있다(S300). 즉, 각 족부 영역별로 영역별 밸런스 차이가 산출되고, 영역별 밸런스 차이 및 상기 영역별 가중치를 이용한 가중치 합(weighted sum) 또는 가중평균(weighted average) 등의 기법을 통해 사용자의 좌우 신체 밸런스의 차이가 측정되게 된다. 신체 밸런스 차이를 산출하는 구체적인 방법에 대해서는 도 7 내지 도 10을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

측정된 신체 밸런스의 차이는 예를 들어 사용자의 좌우 신체 밸런스의 차이를 가리키는 수치 값의 형태로 출력될 수 있다. 이때, 상기 신체 밸런스의 차이를 가리키는 수치 값은 기 설정된 정상 범주 기준치와 비교될 수 있고, 이를 통해 사용자의 신체 밸런스가 정상 범주에서 얼마나 벗어나 있는지가 판정될 수 있다. 사용자 단말(200)은 사용자의 신체 밸런스 차이가 정상 범주에서 벗어났다고 판정한 경우, 경고 메시지, 경고음 등 다양한 방식으로 경고를 발생시킬 수 있다.

단계(S300)에서 측정된 신체 밸런스의 차이와 수신된 보행 데이터는 사용자 편의적인 방식으로 디스플레이될 수 있다(S400). 이에 대한 사항은 도 11을 참조하여 후술하도록 한다.

지금까지, 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 신체 밸런스 측정 방법에 대하여 설명하였다. 다음으로, 도 7a 내지 도 10를 참조하여, 신체 밸런스 측정 단계(S300)에 대하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 사용자의 좌우 신발에 부착된 스마트 인솔(100)로부터 수신된 보행 데이터 중에서 기 정의된 시간 구간 동안의 족부 영역별 압력 데이터를 이용하여 신체 밸런스 차이가 측정될 수 있다. 본 실시예에 대하여 도 7a 및 도 7b를 참조하여 부연하여 설명하도록 한다.

도 7a는 보행 중인 사용자의 좌측 족부(300) 및 우측 족부(400)의 특정 족부 영역(310, 321)을 도시한 것이고, 도 7b는 특정 족부 영역(310, 321)에서 측정된 시간에 따른 압력 변화를 도시한 그래프이다.

도 7a 및 도 7b를 참조하면, 사용자 단말(200)은 보행 중인 사용자의 좌우측 족부 영역(310, 321)에서 측정된 압력 데이터를 실시간으로 수신할 수 있다. 여기서, 사용자의 족부 영역은 실시예에 따라 스마트 인솔에서 FSR 센서의 위치와 대응되도록 설정될 수 있다. 사용자가 보행 중인 경우 족부의 압력은 시간에 따라 변경되므로 수신된 족부 영역(310, 321)의 압력 데이터를 시간에 따라 도시하면 도 7b와 같은 그래프로 도시될 수 있다. 도 7b에서 족부 압력 변화 그래프(311)는 좌측 족부(310)의 영역(310)에 해당하는 압력 데이터를 도시한 것이고, 족부 압력 변화 그래프(312)는 우측 족부(320)의 영역(321)에 해당하는 압력 데이터를 도시한 것이다.

본 실시예에서, 사용자의 신체 밸런스 차이를 측정하기 위해, 기 설정된 시간 구간 동안 대응되는 좌우측 족부 영역 별로 압력의 차이가 산출될 수 있다. 예를 들어, 기 설정된 시간 구간 동안 족부 영역(310)과 족부 영역(321) 간의 압력 차이가 산출될 수 있다. 각 족부 영역 별 압력 차이는 좌측의 족부 압력 변화 그래프와 우측의 족부 압력 변화 그래프를 정합한 뒤, 각 시점 별 압력 차이를 구하고, 상기 기 설정된 시간 구간 동안 상기 시점 별 압력 차이의 평균 등을 구함으로써 산출될 수 있다. 단, 이외에도 다양한 방식을 적용하여 산출될 수 있다.

상술한 방식으로, 기 설정된 시간 구간 동안 각 족부 영역 별 압력 차이가 산출되면, 상기 각 족부 영역 별 압력 차이와 기 정의된 영역 별 가중치(도 6 참조)를 이용하여 가중치 합 또는 가중 평균이 산출될 수 있다. 여기서, 족부 영역 별 가중치가 반영된 압력 차이 값이 신체의 밸런스 차이를 가리키는 수치 값이 될 수 있다. 즉, 상기 신체의 밸런스 차이를 가리키는 수치 값이 클수록 사용자의 신체가 불균형한 상태이므로 보행 자세 또는 운동 자세 등에 문제가 있다는 것을 의미할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 신체의 밸런스 차이를 가리키는 값이 기 정의된 기준치(e.g. 정상 범주의 임계 값)보다 큰 경우, 사용자 단말(200)은 사용자에게 경고를 발생시키고, 올바른 보행 자세 또는 운동 자세 등을 디스플레이할 수 있다. 여기서, 상기 올바른 보행 자세 또는 운동 자세는 사용자의 현재 보행 유형에 따라 알맞은 정보가 디스플레이될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 사용자의 신체 밸런스 차이를 측정하기 위해 좌측 및 우측 족부 각각에 대한 족부 압력 변화 주기가 이용될 수 있다. 보행 중인 사용자의 압력 변화는 걸음걸이가 반복됨에 따라 도 7b에 도시된 바와 같이 족부 압력이 주기적으로 변화하게 된다. 신체 밸런스가 불균형한 경우 좌우 보폭이 달라질 수 있고, 이에 따라 족부 압력의 변화 주기 또한 달라지게 되므로 이를 이용해 신체 밸런스의 차이가 측정될 수 있다. 즉, 사용자의 좌측 족부 압력 변화 주기와 우측 족부 압력 변화 주기의 차이가 커질수록 신체 밸런스 차이를 가리키는 수치 값은 더 큰 값으로 결정될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 사용자의 신체 밸런스 차이를 측정하기 위해 사용자의 압력 중심을 의미하는 COP(Center of Pressure)의 이동 궤적이 이용될 수 있다. 상기 COP는 스마트 인솔에서 FSR 센서의 위치와 상기 FSR 센서가 측정한 압력을 이용하여 일정한 시점마다 산출될 수 있다. 또한, 지정된 시간 구간 동안 산출된 COP의 위치를 연결하면 COP의 이동 궤적이 산출된다.

도 8은 사용자의 좌측 족부와 우측 족부에 대하여 산출된 COP의 이동 궤적을 도시하고 있다. 도 8을 참조하면, 지정된 시간 구간이 입각기(stance phase) 중에서 힐 스트라이크(heel strike) 단계에서 풋 플랫(foot flat) 단계까지의 시간 구간인 경우, COP는 후족부에서 전족부로 이동될 수 있으므로, 도 8과 같이 도시될 수 있다. 본 실시예에 따르면, 좌측 족부의 COP 이동 궤적(320)과 우측 족부의 COP 이동 궤적(420)의 차이가 클수록 신체 밸런스의 차이가 큰 것으로 결정될 수 있다.

본 실시예에서, COP 이동 궤적(320)과 COP 이동 궤적(420)의 차이를 산출하기 위해 당해 기술 분야에서 널리 알려진 적어도 하나의 그래프 유사도 측정 알고리즘이 이용될 수 있다. 예를 들어, DTW(Dynamic Time Warping) 알고리즘이 이용될 수 있다. 즉, COP 이동 궤적(320)과 COP 이동 궤적(420)은 시간에 따른 이동 그래프로 볼 수 있는 바, 두 그래프 사이의 DTW 거리를 산출하고, 상기 DTW 거리가 클수록 COP 이동 궤적의 차이는 큰 값으로 결정될 수 있다.

한편, 좌측 족부와 우측 족부의 COP 이동 궤적은 경우에 따라 복잡한 형태의 그래프가 될 수 있는 바, 경우에 따라 이동 궤적의 차이를 산출하기 어려울 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, COP 이동 궤적의 x축 이동 거리의 차이 및 y축 이동 거리의 차이를 이용하여 간이하게 이동 궤적의 차이가 산출될 수도 있다. 이하, 본 실시예에서 대하여 도 9a 내지 도 9c를 참조하여 설명하도록 한다.

9a 를 참조하면 좌측 족부의 COP 이동 궤적(320)의 x축 이동 거리(321)와 y축 이동 거리(312)는 도 9a에 도시된 바와 같이 산출될 수 있다. 또한, 동일한 방식으로, 우측 족부의 COP 이동 궤적(420)의 x축 이동 거리(421)와 y축 이동 거리(422)가 산출될 수 있다.

본 실시예에서, 좌측 족부와 우측 족부의 x축 이동 거리(321, 421) 및 y축 이동 거리(312, 422)를 비교하여 차이가 클수록 신체 밸런스의 차이를 가리키는 값은 큰 값으로 결정될 수 있다.

또한, 본 실시예에서, COP 이동 궤적의 차이를 산출하기 위해 사용자의 족부 상에서 COP 이동 궤적의 x축 이동 거리의 중심과 y축 이동 거리의 중심의 차이 또한 고려될 수 있다. 예를 들어, 도 9b 및 도 9c를 참조하면, 족부의 세로 중심을 가리키는 y축을 기준으로 COP 이동궤적의 x축 이동 거리(321, 421)의 각 중심점 사이의 거리는 COP 이동궤적의 x축 이동 거리(323, 423)의 각 중심점 사이의 거리보다 작게 나타나고 있다. 또한, 족부의 가로 중심을 가리키는 x축을 기준으로 COP 이동궤적의 y축 이동 거리(312, 422)의 각 중심점 사이의 거리 또한 COP 이동궤적의 y축 이동 거리(324, 424)의 각 중심점 사이의 거리보다 작게 나타나고 있다. 이와 같은 경우, 도 9b에 도시된 COP 이동 궤적의 차이가 도 9c에 도시된 COP 이동 궤적의 차이보다 작게 산출될 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 기 설정된 시간 구간 동안 COP가 위치한 족부 영역의 순서를 비교하여 COP 이동 궤적의 차이가 산출될 수 있다. 예를 들어, 도 10을 참조하면, COP 이동 궤적(320)에 대하여, COP가 위치한 족부 영역의 순서는 ⑧, ⑥, ⑤, ③, ①이 된다. 또한, COP 이동 궤적(420)에 대하여, COP가 위치한 족부 영역의 순서는 ⑧, ⑦, ⑥, ④, ②, ①이 된다. 이와 같이 산출된 족부 영역의 순서를 비교함으로써, 대략적인 COP 이동 궤적의 차이가 산출될 수 있다. 예를 들어, 시작 족부 영역이 동일한 경우 제1 점수를 부여하고, 마지막 족부 영역이 동일한 경우 제2 점수를 부여하며, 경유하는 족부 영역 중 동일한 족부 영역의 개수에 따라 제3 점수를 부여할 수 있고, 제1 내지 제3 점수를 가중치 합 또는 가중 평균하여 최종 점수가 산출될 수 있다. 여기서, COP 이동 궤적의 차이는 상기 최종 점수가 낮을수록 높은 값으로 결정될 수 있고, 실시예에 따라 상기 제1 점수 및 제3 점수에 부여되는 가중치는 제2 점수에 부여되는 가중치보다 더 큰 값으로 결정될 수 있다.

지금까지 상술한 다양한 실시예는 사용자의 신체 밸런스 차이를 보다 정확하게 측정하기 위해, 어느 하나의 실시예가 이용될 수도 있고 하나 이상의 실시예가 조합될 수도 있다. 하나 이상의 실시예를 조합하여 사용자의 신체 밸런스 차이가 측정되는 경우, 각 실시예를 통해 신체 밸런스 차이를 가리키는 수치 값을 산출하고, 산출된 수치 값의 가중치 합 또는 가중 평균 등을 통해 최종적인 신체 밸런스 차이 값이 결정될 수 있다.

지금까지, 도 7a 내지 도 10을 참조하여, 신체 밸런스 측정 단계(S300)에 대하여 상세하게 설명하였다. 상술한 실시예에 따르면, 좌우 측의 족부 압력 차이뿐만 아니라, 족압 변화 주기, COP 이동 궤적 등을 더 고려하여 신체 밸런스 차이가 측정될 수 있다. 이에 따라, 신체 밸런스 측정의 정확도는 더욱 향상될 수 있다.

이하에서는, 도 11을 참조하여, 사용자 단말(200)의 디스플레이 화면에 대하여 설명하도록 한다. 도 11은 사용자 단말(200)의 예시적인 디스플레이 화면을 도시한다.

도 11을 참조하면, 사용자 단말(200)은 스마트 인솔(100)로부터 실시간 또는 비실시간으로 수집된 사용자의 보행 데이터, 상기 사용자의 보행 데이터를 분석하여 산출된 신체 밸런스 판정 결과를 디스플레이부(220)를 통해 디스플레이할수 있다. 단, 도 11은 사용자 단말(200)의 예시적인 디스플레이 화면을 도시한 것일 뿐, 얼마든지 다른 형태로 디스플레이될 수 있다.

구체적으로, 디스플레이부(220)의 제1 영역(221)에는 좌측 족부 및 우측 족부의 압력 분포를 나타내는 히트 맵이 도시되고, 제2 영역(222)에는 시간에 따른 족압 변화 그래프가 실시간으로 표시될 수 있다. 이 때, 제1 영역(221)의 히트 맵 상에 COP 이동 궤적이 중첩하여 도시될 수 있고, 기 정의된 족부 영역이 구별되도록 도시될 수도 있다. 이에 따라, 입력부(210)를 통해 특정 족부 영역에 대한 선택 입력이 수신되는 경우, 상기 선택 입력에 응답하여, 제2 영역(222)에는 상기 특정 족부 영역에 대한 압력 변화 그래프가 표시되도록 구현될 수도 있다.

디스플레이부(220)의 하단부에는 예를 들어 사용자의 신체 밸런스의 판정결과가 다양한 형태로 표시될 수 있다. 예를 들어, 신체 밸런스의 차이를 가리키는 값이 적절한 형태로 가공되어 표시되거나, 신체 밸런스의 차이가 좋은, 보통, 나쁨 등 기 정의된 단계로 표시될 수도 있다. 또한, 사용자의 현재 보행 유형(e.g. 평지 보행, 오르막 보행, 내리막 보행)가 표시될 수 있다. 이를 통해, 사용자는 특정 보행 유형에서 신체 밸런스가 무너지는지를 쉽게 파악할 수 있다.

디스플레이부(200)의 제3 영역(223)에는 시간에 따른 신체 밸런스의 변화가 그래프의 형태로 도시될 수 있다. 이에 따라, 사용자는 신체 밸런스의 통계적이 변화 영상을 빠르게 파악할 수 있다.

또한, 도 11에는 도시되지 않았으나, 신체 밸런스의 차이가 기준치를 넘는 경우, 사용자에게 경고 메시지, 경고음 등의 다양한 형태로 경고가 발생되고, 이에 따라 올바른 자세 정보 또는 운동 정보가 디스플레이부(200)에 표시될 수 있다. 여기서, 상기 올바른 자세 정보 또는 운동 정보는 사용자의 보행 유형을 고려하여 적절한 정보가 표시될 수 있다. 예를 들어, 사용자가 오르막 보행 중인 경우, 오르막길을 보행하는 올바른 보행 자세가 디스플레이부(200)에 표시될 수 있다.

지금까지 도 1 내지 도 11을 참조하여 설명된 본 발명의 개념은 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체 상에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 구현될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체는, 예를 들어 이동형 기록 매체(CD, DVD, 블루레이 디스크, USB 저장 장치, 이동식 하드 디스크)이거나, 고정식 기록 매체(ROM, RAM, 컴퓨터 구비 형 하드 디스크)일 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 기록된 상기 컴퓨터 프로그램은 인터넷 등의 네트워크를 통하여 다른 컴퓨팅 장치에 전송되어 상기 다른 컴퓨팅 장치에 설치될 수 있고, 이로써 상기 다른 컴퓨팅 장치에서 사용될 수 있다.

도면에서 동작들이 특정한 순서로 도시되어 있지만, 반드시 동작들이 도시된 특정한 순서로 또는 순차적 순서로 실행되어야만 하거나 또는 모든 도시 된 동작들이 실행되어야만 원하는 결과를 얻을 수 있는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정 상황에서는, 멀티태스킹 및 병렬 처리가 유리할 수도 있다. 더욱이, 위에 설명한 실시예들에서 다양한 구성들의 분리는 그러한 분리가 반드시 필요한 것으로 이해되어서는 안 되고, 설명된 프로그램 컴포넌트들 및 시스템들은 일반적으로 단일 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다수의 소프트웨어 제품으로 패키지 될 수 있음을 이해하여야 한다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (11)

1. 사용자 단말에 의해 수행되는 신체 밸런스 측정 방법에 있어서,
   사용자의 좌우 신발에 부착된 스마트 인솔로부터 사용자의 보행 데이터를 수신하되, 상기 보행 데이터는 기 설정된 시간 구간 동안의 족부 영역별 압력 데이터를 포함하는 것인, 단계;
   상기 보행 데이터에 기초하여 상기 사용자의 보행 유형을 결정하는 단계;
   상기 사용자의 보행 유형이 제1 유형이라는 결정에 응답하여, 족부 영역별 가중치를 제1 영역별 가중치로 결정하고, 상기 사용자의 보행 유형이 제2 유형이라는 결정에 응답하여, 상기 족부 영역별 가중치를 제2 영역별 가중치로 결정하는 단계;
   상기 사용자의 좌측 및 우측 족부에 대한 족부 영역별 압력 데이터를 비교하여, 족부 영역별 좌우 압력 차이를 산출하는 단계; 및
   상기 결정된 족부 영역별 가중치와 상기 산출된 족부 영역별 좌우 압력 차이의 가중치 합에 기초하여, 상기 사용자의 신체 밸런스 차이를 결정하는 단계를 포함하되,
   상기 제2 영역별 가중치는 상기 제1 영역별 가중치와 적어도 일부는 상이한 가중치를 포함하고,
   상기 사용자의 신체 밸런스 차이를 결정하는 단계는,
   상기 족부 영역별 압력 데이터를 이용하여, 상기 기 설정된 시간 구간 동안 상기 사용자의 좌측 족부에 대한 제1 COP(Center of Pressure) 이동 궤적과 상기 사용자의 우측 족부에 대한 제2 COP 이동 궤적을 산출하는 단계;
   상기 제1 COP 이동 궤적이 지나가는 족부 영역의 제1 순서를 결정하고, 상기 제2 COP 이동 궤적이 지나가는 족부 영역의 제2 순서를 결정하는 단계; 및
   상기 제1 순서와 상기 제2 순서의 차이를 더 이용하여, 상기 신체 밸런스 차이를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
   신체 밸런스 측정 방법.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 스마트 인솔은 각각의 족부 영역에 대한 압력을 측정하기 위한 복수의 FSR 센서를 포함하고,
   상기 각각의 족부 영역은, 상기 스마트 인솔에 포함된 적어도 하나의 FSR 센서의 위치에 대응되도록 결정되는 것을 특징으로 하는,
   신체 밸런스 측정 방법.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 스마트 인솔은 8개의 FSR 센서를 포함하고,
   상기 8개의 FSR 센서 각각은 전족부의 좌우측, 중족부의 좌우측 및 후족부의 좌우측에 배치되는 것을 특징으로 하는,
   신체 밸런스 측정 방법.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 신체 밸런스 차이가 기준치 이상인 경우, 경고를 발생하는 단계; 및
   신체 밸런스 교정을 위한 자세 정보 및 운동 정보를 디스플레이하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
   신체 밸런스 측정 방법.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 사용자의 보행 데이터는 상기 스마트 인솔에 포함된 가속도 센서, 지자기 센서 및 자이로 센서에 의해 측정된 센서 데이터를 포함하고,
   상기 사용자의 보행 유형을 결정하는 단계는,
   상기 센서 데이터에 기초하여 상기 사용자의 보행 속도 및 보행 환경을 결정하는 단계; 및
   상기 보행 속도 및 상기 보행 환경에 기초하여, 상기 보행 유형을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
   신체 밸런스 측정 방법.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 기 설정된 시간 구간 동안의 족부 영역별 압력 데이터를 이용하여, 상기 사용자의 좌측 및 우측 족부 각각에 대한 족부 압력 변화 주기를 산출하는 단계를 더 포함하고,
   상기 사용자의 신체 밸런스 차이를 결정하는 단계는,
   상기 사용자의 좌측 족부 압력 변화 주기와 우측 족부 압력 변화 주기의 차이가 클수록, 상기 사용자의 신체 밸런스 차이를 더 큰 값으로 결정하는 단계를 포함하는,
   신체 밸런스 측정 방법.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 신체 밸런스 차이는,
   상기 제1 순서와 상기 제2 순서의 차이가 클수록 더 큰 값으로 결정되는 것을 특징으로 하는,
   신체 밸런스 측정 방법.
8. 제7 항에 있어서,
   상기 좌측 족부의 COP 이동 궤적과 상기 우측 족부의 COP 이동 궤적의 차이는 DTW(Dynamic Time Warping) 알고리즘에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는,
   신체 밸런스 측정 방법.
9. 제1 항에 있어서,
   x축을 기준으로, 상기 제1 COP 이동 궤적과 상기 제2 COP 이동 궤적의 x축 이동 거리의 차이를 산출하는 단계;
   y축을 기준으로, 상기 제1 COP 이동 궤적과 상기 제2 COP 이동 궤적의 y축 이동 거리의 차이를 산출하는 단계; 및
   상기 x축 이동 거리의 차이 및 상기 y축 이동 거리의 차이에 기초하여, 상기 제1 COP 이동 궤적과 상기 제2 COP 이동 궤적의 차이를 산출하는 단계를 더 포함하되,
   상기 신체 밸런스 차이는,
   상기 제1 COP 이동 궤적과 상기 제2 COP 이동 궤적의 차이가 더 클수록 더 큰 값으로 결정되는 것을 특징으로 하는,
   신체 밸런스 측정 방법.
10. 삭제
11. 컴퓨팅 장치와 결합되어,
    사용자의 좌우 신발에 부착된 스마트 인솔로부터 사용자의 보행 데이터를 수신하되, 상기 보행 데이터는 기 설정된 시간 구간 동안의 족부 영역별 압력 데이터를 포함하는 것인, 단계;
    상기 보행 데이터에 기초하여 상기 사용자의 보행 유형을 결정하는 단계;
    상기 사용자의 보행 유형이 제1 유형이라는 결정에 응답하여, 족부 영역별 가중치를 제1 영역별 가중치로 결정하고, 상기 사용자의 보행 유형이 제2 유형이라는 결정에 응답하여, 상기 족부 영역별 가중치를 제2 영역별 가중치로 결정하는 단계;
    상기 사용자의 좌측 및 우측 족부에 대한 족부 영역별 압력 데이터를 비교하여, 족부 영역별 좌우 압력 차이를 산출하는 단계; 및
    상기 결정된 족부 영역별 가중치와 상기 산출된 족부 영역별 좌우 압력 차이의 가중치 합에 기초하여, 상기 사용자의 신체 밸런스 차이를 결정하는 단계를 실행시키되,
    상기 제2 영역별 가중치는 상기 제1 영역별 가중치와 적어도 일부는 상이한 가중치를 포함하고,
    상기 사용자의 신체 밸런스 차이를 결정하는 단계는,
    상기 족부 영역별 압력 데이터를 이용하여, 상기 기 설정된 시간 구간 동안 상기 사용자의 좌측 족부에 대한 제1 COP(Center of Pressure) 이동 궤적과 상기 사용자의 우측 족부에 대한 제2 COP 이동 궤적을 산출하는 단계;
    상기 제1 COP 이동 궤적이 지나가는 족부 영역의 제1 순서를 결정하고, 상기 제2 COP 이동 궤적이 지나가는 족부 영역의 제2 순서를 결정하는 단계; 및
    상기 제1 순서 및 상기 제2 순서의 차이를 더 이용하여, 상기 신체 밸런스 차이를 결정하는 단계를 포함하는, 컴퓨터로 판독가능한 기록 매체에 저장된,
    컴퓨터 프로그램.

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