KR101942264B1 - System and method for posture correcting - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자세 교정 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 휴대용 단말기기와 연동되는 관성 센서를 이용하여 부정 자세를 파악하고, 사용자의 자세를 교정하며, 근골격계의 질병을 예방할수 있는 예방 운동을 제공하는 자세 교정 시스템 및 방법에 관한 것이다.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 특징에 따른 자세 교정 시스템은 신호측정부, 저장부, 자세판단부, 알림부 및 통신부를 포함할 수 있다.
상기 신호측정부는 목 뒤쪽에 부착되어 목의 움직임 각도를 측정하는 제1 관성 센서, 허리 부위에 부착되어 허리의 움직임 각도를 측정하는 제2 관성 센서, 마우스에 내장되어 마우스의 사용빈도 및 이동거리를 측정하는 제3 관성 센서를 포함할 수 있다.
또한, 상기 저장부는 기 설정된 사용자의 바른 자세에서 상기 제1 관성 센서, 제2 관성 센서 및 제3 관성 센서를 이용하여 측정된 기준 자세 정보와, 실시간으로 상기 제1 관성 센서, 제2 관성 센서 및 제3 관성 센서를 이용하여 측정되는 측정 정보를 저장할 수 있다.
또한, 상기 자세판단부는 실시간으로 상기 제1 관성 센서, 제2 관성 센서 및 제3 관성 센서의 측정 정보를 입력받아 상기 저장부에 저장되어 있는 기준 자세 정보와 비교하고, 비교 결과를 분석하여 사용자의 부정 자세를 판단하며, 부정 자세로 판단된 경우 자세를 교정하도록 사용자에게 알람을 알려주고 부정 자세로 판단되는 인체부위에 관련된 예방 운동을 제공할 수 있다.
또한, 상기 알림부는 상기 자세판단부의 제어에 따라 동작되어 자세판단부로부터 전달받은 교정 정보를 토대로 사용자에게 알람을 알려줄수 있다.
또한, 상기 통신부는 상기 자세판단부의 제어에 따라 동작되어 상기 제1 관성 센서, 제2 관성 센서 및 제3 관성 센서의 측정 정보를 원격으로 휴대용 단말기기에 전송할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 자세 교정 시스템 및 방법은 목, 허리 및 손목에 대한 정밀한 자세 측정을 할수 있다.
또한, 부정 자세가 판단되는 경우 인체 부위(목, 허리, 손목)에 대응되는 예방운동 및 스트레칭 프로그램을 제공함으로써 근골격계의 질병을 예방할 수 있는 효과가 있다.
The present invention relates to a posture correcting system and method, and more particularly, to a posture correcting system and method using inertial sensor interlocked with a portable terminal device to detect a false posture, correct a posture of a user, and prevent a musculoskeletal disease To a posture correction system and method.
According to an aspect of the present invention, there is provided a posture correction system including a signal measurement unit, a storage unit, a posture determination unit, a notification unit, and a communication unit.
The signal measuring unit includes a first inertial sensor attached to the back of the neck for measuring the angle of motion of the neck, a second inertial sensor attached to the waist to measure the motion angle of the waist, And a third inertial sensor for measuring the inertial force.
In addition, the storage unit may store reference posture information measured using the first inertial sensor, the second inertial sensor, and the third inertial sensor at a predetermined posture of a predetermined user, and the reference inertial information measured using the first inertial sensor, And the measurement information measured using the third inertial sensor can be stored.
Also, the posture determination unit may receive the measurement information of the first inertial sensor, the second inertial sensor, and the third inertial sensor in real time, compare the measured information with the reference posture information stored in the storage unit, analyze the comparison result, It is possible to inform the user of an alarm to calibrate the posture and to provide a preventive exercise related to a part of the body judged as an unstable posture.
The notification unit may be operated under the control of the posture determination unit to inform the user of the alarm based on the calibration information transmitted from the posture determination unit.
The communication unit may be operated under the control of the orientation determination unit to remotely transmit measurement information of the first inertial sensor, the second inertial sensor, and the third inertial sensor to the portable terminal.
INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the posture correcting system and method according to the present invention enable precise posture measurement on neck, waist, and wrist.
In addition, when a wrong posture is determined, it is possible to prevent a disease of the musculoskeletal system by providing a preventive exercise and a stretching program corresponding to a human body part (neck, waist, wrist).

Description

자세 교정 시스템 및 방법{System and method for posture correcting}{System and method for posture correcting}

본 발명은 자세 교정 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 휴대용 단말기기와 연동되는 관성 센서를 이용하여 부정 자세를 파악하고, 사용자의 자세를 교정하며, 근골격계의 질병을 예방할수 있는 예방 운동을 제공하는 자세 교정 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a posture correcting system and method, and more particularly, to a posture correcting system and method using inertial sensor interlocked with a portable terminal device to identify a false posture, correct a posture of a user, and prevent a musculoskeletal disease To a posture correction system and method.

각종 미디어, 컴퓨터 기기등이 발달함에 따라 의자에 앉아서 생활하는 기간이 늘어나고 있다. 이에 따라 의자 착석시 자세불량으로 인한 디스크, 오십견 등의 질병이 늘어나는 추세에 있으며, 최근에는 이들 질병을 일으키는 목, 척추, 팔, 골반 등의 건강에 대한 관심이 증대되는 추세에 있다.As various media and computer equipment develop, the period of sitting and living in a chair is increasing. As a result, diseases such as discs and fissures are increasing due to posture defects when sitting in a chair, and in recent years, interest in health of the neck, spine, arm, pelvis, etc. causing these diseases is increasing.

이와 같이 오랜 시간을 착석상태로 지내는 현대인에게 잘못된 착석 자세로 인해 발생할 수 있는 질환을 방지하기 위해 올바른 자세 유지를 위한 자세 교정 시스템이 절실히 필요한 실정이며, 현재 이와 같은 자세 교정 시스템이 다양한 형태 및 기능으로 제안되고 있다.In order to prevent a disease that may occur due to a wrong sitting posture, a posture correcting system for maintaining a proper posture is desperately required for a modern person who is staying in such a long time, and currently, such a posture correcting system has various forms and functions Has been proposed.

대한민국 등록특허 제1391912호에는 자세 교정 시스템이 게시되어 있다. 게시된 자세 교정 시스템은 자세 불균형 알림 장치에 관한 것으로서, 좌우대칭으로 쌍을 이루고 사용자의 몸까지의 거리를 측정하는 복수의 좌우 기울임 센서, 사용자의 등까지의 거리를 측정하는 하나 이상의 전후 기울임 센서, 및 좌우 기울임 센서와 전후 기울임 센서들이 감지한 센싱 값을 이용하여 사용자의 몸이 기울어진 정도를 나타내는 자세 불균형 정도를 출력하는 디스플레이를 포함하고, 자세 불균형은 센서들이 감지한 센싱 값과 초기 값의 차이를 이용하여 산출되는 것을 특징으로 하며, 자세 불균형을 감지하여 사용자에게 자세가 불균형하다는 것을 바로 알려줄 수 있다.Korean Patent No. 1391912 discloses a posture correction system. The posted posture correction system includes a plurality of left and right tilting sensors paired horizontally and symmetrically to measure the distance to the user's body, one or more frontal tilting sensors for measuring the distance to the user's back, And a display for outputting a degree of posture imbalance indicating a degree of tilting of the user by using the sensed values of the left and right tilt sensors and the back and forth tilt sensors. The posture imbalance includes a sensed value sensed by the sensors and a difference And it is possible to immediately notify the user that the posture is unbalanced by detecting the posture imbalance.

그러나, 종래에는 사용자의 전체적인 자세 불균형에 대한 측정만이 이루어져 구체적인 인체 부위(목, 허리 및 손목)에 대한 정밀한 부정 자세 측정을 할수가 없는 문제점이 있다.However, in the past, only the measurement of the overall posture imbalance of the user has been performed, and thus there is a problem that it is not possible to measure a precise unsteady posture with respect to specific human body parts (neck, waist and wrist).

또한, 부정 자세가 판단되는 경우 사용자에게 자세 불균형을 알려만 줄뿐 더이상의 적극적인 대처가 이루어지지 않음으로써 사용자의 근골격계 질병을 예방할 수 없는 문제점이 있다.In addition, when the unclear posture is determined, the user is informed of the posture imbalance, and the user is not able to prevent the musculoskeletal diseases because no more active action is taken.

대한민국 등록특허 제1391912호(2014년 05월 27일 공고)Korean Registered Patent No. 1391912 (Published on May 27, 2014)

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 단점을 해결한 것으로서, 자세의 불균형이 발생할 경우 문제가 되는 인체 부위에서 가장 많은 분포를 차지하는 목, 허리 및 손목에 대한 정밀한 자세 측정을 하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a method for accurately measuring the posture of the neck, waist and wrist, have.

또한, 부정 자세가 판단되는 경우 사용자에게 자세 불균형을 알려줄뿐만 아니라 적극적인 대처를 통해 근골격계의 질병을 예방할수 있도록 하는데 그 목적이 있다.In addition, it is intended to not only notify the user of posture imbalance when the unclear posture is judged, but also to prevent disease of the musculoskeletal system through active coping.

이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 특징에 따른 자세 교정 시스템은 신호측정부, 저장부, 자세판단부, 알림부 및 통신부를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a posture correction system including a signal measurement unit, a storage unit, a posture determination unit, a notification unit, and a communication unit.

상기 신호측정부는 목 뒤쪽에 부착되어 목의 움직임 각도를 측정하는 제1 관성 센서, 허리 부위에 부착되어 허리의 움직임 각도를 측정하는 제2 관성 센서, 마우스에 내장되어 마우스의 사용빈도 및 이동거리를 측정하는 제3 관성 센서를 포함할 수 있다.The signal measuring unit includes a first inertial sensor attached to the back of the neck for measuring the angle of motion of the neck, a second inertial sensor attached to the waist to measure the motion angle of the waist, And a third inertial sensor for measuring the inertial force.

또한, 상기 저장부는 기 설정된 사용자의 바른 자세에서 상기 제1 관성 센서, 제2 관성 센서 및 제3 관성 센서를 이용하여 측정된 기준 자세 정보와, 실시간으로 상기 제1 관성 센서, 제2 관성 센서 및 제3 관성 센서를 이용하여 측정되는 측정 정보를 저장할 수 있다.In addition, the storage unit may store reference posture information measured using the first inertial sensor, the second inertial sensor, and the third inertial sensor at a predetermined posture of a predetermined user, and the reference inertial information measured using the first inertial sensor, And the measurement information measured using the third inertial sensor can be stored.

또한, 상기 자세판단부는 실시간으로 상기 제1 관성 센서, 제2 관성 센서 및 제3 관성 센서의 측정 정보를 입력받아 상기 저장부에 저장되어 있는 기준 자세 정보와 비교하고, 비교 결과를 분석하여 사용자의 부정 자세를 판단하며, 부정 자세로 판단된 경우 자세를 교정하도록 사용자에게 알람을 알려주고 부정 자세로 판단되는 인체부위에 관련된 예방 운동을 제공할 수 있다.Also, the posture determination unit may receive the measurement information of the first inertial sensor, the second inertial sensor, and the third inertial sensor in real time, compare the measured information with the reference posture information stored in the storage unit, analyze the comparison result, It is possible to inform the user of an alarm to calibrate the posture and to provide a preventive exercise related to a part of the body judged as an unstable posture.

또한, 상기 알림부는 상기 자세판단부의 제어에 따라 동작되어 자세판단부로부터 전달받은 교정 정보를 토대로 사용자에게 알람을 알려줄수 있다.The notification unit may be operated under the control of the posture determination unit to inform the user of the alarm based on the calibration information transmitted from the posture determination unit.

또한, 상기 통신부는 상기 자세판단부의 제어에 따라 동작되어 상기 제1 관성 센서, 제2 관성 센서 및 제3 관성 센서의 측정 정보를 원격으로 휴대용 단말기기에 전송할 수 있다.The communication unit may be operated under the control of the orientation determination unit to remotely transmit measurement information of the first inertial sensor, the second inertial sensor, and the third inertial sensor to the portable terminal.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 자세 교정 시스템 및 방법은 목, 허리 및 손목에 대한 정밀한 자세 측정을 할수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the posture correcting system and method according to the present invention enable precise posture measurement on neck, waist, and wrist.

또한, 부정 자세가 판단되는 경우 인체 부위(목, 허리, 손목)에 대응되는 예방운동 및 스트레칭 프로그램을 제공함으로써 근골격계의 질병을 예방할 수 있는 효과가 있다.In addition, when a wrong posture is determined, it is possible to prevent a disease of the musculoskeletal system by providing a preventive exercise and a stretching program corresponding to a human body part (neck, waist, wrist).

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자세 교정 시스템을 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자세 교정 시스템의 9축 관성 센서(IMU)를 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 자세 교정 시스템의 알고리즘을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 자세 교정 시스템과 연동되는 휴대용 단말기기의 어플리케이션을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 자세 교정 방법을 나타내는 순서도이다.
FIG. 1 is a configuration diagram showing a posture correcting system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram showing a 9-axis inertial sensor (IMU) of a posture correcting system according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating an algorithm of a posture correction system according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing an application of a portable terminal device interlocked with a posture correction system according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart showing a posture correcting method according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 또는 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise. Also, the terms " part, "" ... "," module ", and the like described in the specification mean units for processing at least one function or operation, and may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software .

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings.

각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Like reference symbols in the drawings denote like elements.

본 발명은 휴대용 단말기기와 연동하여 사용자의 자세와 관련된 정보를 수집하고, 수집된 정보를 토대로 부정 자세를 파악하여 바른 자세로 교정하기 위한 자세 교정 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a posture correcting system and method for collecting information related to a posture of a user in cooperation with a portable terminal, and correcting the posture of the user based on the collected information.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자세 교정 시스템을 나타내는 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자세 교정 시스템의 9축 관성 센서(IMU)를 나타내는 구성도이다.FIG. 1 is a configuration diagram showing a posture correcting system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a configuration diagram showing a 9-axis inertial sensor (IMU) of a posture correcting system according to an embodiment of the present invention.

도 1에서 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 자세 교정 시스템은 신호측정부(100), 저장부(200), 자세판단부(300), 알림부(400) 및 통신부(500)를 포함할 수 있다.1, the posture correcting system according to the present invention may include a signal measuring unit 100, a storage unit 200, a posture determination unit 300, a notification unit 400, and a communication unit 500 .

또한, 신호측정부(100)는 목 뒤쪽에 부착되어 목의 움직임 각도를 측정하는 제1 관성 센서(110), 허리 부위에 부착되어 허리의 움직임 각도를 측정하는 제2 관성 센서(120), 마우스에 내장되어 마우스의 사용빈도 및 이동거리를 측정하는 제3 관성 센서(130)를 포함할 수 있다.The signal measuring unit 100 includes a first inertial sensor 110 attached to the back of the neck to measure a neck motion angle, a second inertial sensor 120 attached to the waist to measure a waist movement angle, And a third inertia sensor 130 for measuring the frequency and the moving distance of the mouse.

여기에서, 제3 관성 센서(130)는 손목에 부착되어 손목의 움직임 각도를 측정할 수도 있다.Here, the third inertial sensor 130 may be attached to the wrist to measure the angle of motion of the wrist.

또한, 저장부(200)는 기 설정된 사용자의 바른 자세에서 제1 관성 센서(110), 제2 관성 센서(120) 및 제3 관성 센서(130)를 이용하여 측정된 기준 자세 정보와, 실시간으로 제1 관성 센서(110), 제2 관성 센서(120) 및 제3 관성 센서(130)를 이용하여 측정되는 측정 정보를 저장할 수 있다.The storage unit 200 stores the reference attitude information measured using the first inertial sensor 110, the second inertial sensor 120, and the third inertial sensor 130 in a predetermined attitude of a predetermined user, The first inertial sensor 110, the second inertial sensor 120, and the third inertial sensor 130 to measure the measurement information.

한편, 제3 관성 센서(130)가 손목에 부착되지 않고 마우스에 내장되는 경우에는, 마우스의 사용빈도 및 이동거리에 대한 적정치를 미리 설정함으로써 제3 관성 센서(130)의 기준 자세 정보를 결정할 수 있다.On the other hand, when the third inertial sensor 130 is not attached to the wrist but is built in the mouse, the reference attitude information of the third inertial sensor 130 is determined by previously setting the appropriate values for the frequency of use and the moving distance of the mouse .

또한, 자세판단부(300)는 실시간으로 제1 관성 센서(110), 제2 관성 센서(120) 및 제3 관성 센서(130)의 측정 정보를 입력받아 저장부(200)에 저장되어 있는 기준 자세 정보와 비교하고, 비교 결과를 분석하여 사용자의 부정 자세를 판단하며, 부정 자세로 판단된 경우 자세를 교정하도록 사용자에게 알람을 알려주고 부정 자세로 판단되는 인체부위에 관련된 예방 운동을 제공할 수 있다.The attitude determination unit 300 receives the measurement information of the first inertial sensor 110, the second inertial sensor 120 and the third inertial sensor 130 in real time, It is possible to provide an alarm to the user to correct the posture in the case where it is determined that the user is in the wrong posture and to provide the preventive exercise related to the part of the body judged to be in the wrong posture .

또한, 알림부(400)는 자세판단부(200)의 제어에 따라 동작되어 자세판단부(200)로부터 전달받은 교정 정보를 토대로 사용자에게 알람을 알려줄수 있다.The notification unit 400 may operate under the control of the posture determination unit 200 and inform the user of the alarm based on the calibration information received from the posture determination unit 200.

또한, 통신부(500)는 자세판단부(200)의 제어에 따라 동작되어 제1 관성 센서(110), 제2 관성 센서(120) 및 제3 관성 센서(130)의 측정 정보를 원격으로 휴대용 단말기기에 전송할 수 있다.The communication unit 500 is operated under the control of the attitude determination unit 200 to remotely measure measurement information of the first inertial sensor 110, the second inertial sensor 120, and the third inertial sensor 130, .

또한, 도 2에서 도시된 바와 같이 제1 관성 센서(110), 제2 관성 센서(120) 및 제3 관성 센서(130)는 9축 관성 센서로서, 각각 3축을 측정하는 자이로센서, 가속도센서 및 지자계센서를 포함할 수 있다.2, the first inertial sensor 110, the second inertial sensor 120, and the third inertial sensor 130 are nine-axis inertial sensors, each of which includes a gyro sensor, an acceleration sensor, And may include a geomagnetic sensor.

여기에서, 3축은 좌우 방향축(X축)에 대한 회전을 감지하는 롤(Roll)과 앞뒤 방향축(Y축)에 대한 회전을 감지하는 피치(Pitch) 및 위아래 방향축(Z축)에 대한 회전을 감지하는 요(Yaw)를 나타낸다.Here, the three axes are the rolls for detecting the rotation about the horizontal axis (X axis), the pitch for detecting the rotation about the fore and aft axis (Y axis), and the vertical axis Yaw that detects rotation.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 자세 교정 방법을 나타내는 순서도이다.5 is a flowchart showing a posture correcting method according to an embodiment of the present invention.

도 5에서 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 자세 교정 방법은 제1 관성 센서(110), 제2 관성 센서(120) 및 제3 관성 센서(130)를 목뒤, 허리 및 마우스 또는 손목에 부착하는 단계(S1); 사용자의 바른 자세에서 제1 관성 센서(110), 제2 관성 센서(120) 및 제3 관성 센서(130)를 이용하여 기준 자세 정보를 추출하는 단계(S2); 제1 관성 센서(110), 제2 관성 센서(120) 및 제3 관성 센서(130)를 이용하여 실시간으로 사용자의 목, 허리 및 마우스 또는 손목의 움직임을 측정하는 단계(S3)를 포함할 수 있다.5, the posture correcting method according to the present invention includes attaching the first inertial sensor 110, the second inertial sensor 120, and the third inertial sensor 130 to the neck, waist, mouse, or wrist (S1); (S2) extracting reference posture information using the first inertial sensor 110, the second inertial sensor 120, and the third inertial sensor 130 in the user's right posture; (S3) of measuring the movement of the user's neck, waist and mouse or wrist in real time using the first inertial sensor 110, the second inertial sensor 120 and the third inertial sensor 130 have.

또한, 상기 기준 자세 정보와 상기 (S3)단계에서 측정된 측정 정보를 비교하는 단계(S4); 상기 (S4)단계의 비교 결과를 분석하여 부정 자세를 판단하는 단계(S5); 상기 (S5)단계에서 부정 자세로 판단된 경우 사용자에게 알람을 알려주고, 부정 자세로 판단되는 인체부위(목, 허리, 손목)에 대응되는 예방 운동을 제공하는 단계(S6)를 포함할 수 있다.(S4) comparing the reference posture information with the measurement information measured in the step (S3); (S5) of analyzing the comparison result in the step (S4) and judging a wrong posture; (S6) of informing the user of an alarm when it is judged to be in the wrong posture in the step S5 and providing a preventive movement corresponding to the body part (neck, waist, wrist) judged to be in the wrong posture.

이에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.This will be described in detail as follows.

본 발명은 관성 센서(110, 120, 130)를 이용하여 자세 정보를 측정하고, 휴대용 단말기기(10)와 연동하여 부정 자세를 교정하며, 부정 자세로 인한 근골격계 질병을 예방하기 위해 부정 자세로 판단된 인체 부위를 위한 예방운동 및 스트레칭 프로그램을 제공하는 자세 교정 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention measures attitude information by using inertial sensors 110, 120, and 130, corrects an unstable posture by interlocking with the portable terminal device 10, and judges it to be in an incorrect posture to prevent musculoskeletal diseases caused by an unstable posture The present invention relates to a posture correction system and method for providing a preventive motion and a stretching program for a human body part.

도 1에서 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 자세 교정 시스템은 신호측정부(100), 저장부(200), 자세판단부(300), 알림부(400) 및 통신부(500)를 포함할 수 있다.1, the posture correcting system according to the present invention may include a signal measuring unit 100, a storage unit 200, a posture determination unit 300, a notification unit 400, and a communication unit 500 .

그러나, 저장부(200), 자세판단부(300) 및 알림부(400)는 휴대용 단말기기(10)에서 구현될 수도 있다.However, the storage unit 200, the posture determination unit 300, and the notification unit 400 may be implemented in the portable terminal device 10.

즉, 휴대용 단말기기(10)에 설치된 저장부(200)에 상기 기준 자세 정보와 실시간으로 제1 관성 센서(110), 제2 관성 센서(120) 및 제3 관성 센서(130)를 이용하여 측정되는 측정 정보를 저장할 수 있다.That is, by using the first inertial sensor 110, the second inertial sensor 120, and the third inertial sensor 130 in real time in the storage unit 200 installed in the portable terminal device 10, Can be stored.

또한, 휴대용 단말기기(10)에 설치된 자세판단부(300)를 이용하여 상기 기준 자세 정보와 측정 정보를 비교하고, 부정 자세를 판단할 수 있다.Also, it is possible to compare the reference posture information with the measurement information using the posture determination unit 300 installed in the portable terminal device 10, and to determine the false posture.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자세 교정 시스템의 9축 관성 센서(IMU)를 나타내는 구성도이다.FIG. 2 is a configuration diagram showing a 9-axis inertial sensor (IMU) of a posture correcting system according to an embodiment of the present invention.

도 2에서 도시된 바와 같이 9축 관성 센서(IMU, Inertial measurement unit)(110, 120, 130)는 자이로센서(111), 가속도센서(112) 및 지자계센서(113)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2, the 9-axis inertial sensor (IMU) 110, 120, and 130 may include a gyro sensor 111, an acceleration sensor 112, and a geomagnetic sensor 113.

또한, 자이로센서(111)는 대상체의 회전 움직임을 측정하고, 가속도센서(112)는 상기 대상체의 수평 또는 수직 움직임을 측정하며, 지자계센서(113)는 상기 대상체의 방위각을 감지하여 방향 정보를 측정한다.Also, the gyro sensor 111 measures the rotational motion of the object, the acceleration sensor 112 measures the horizontal or vertical movement of the object, the geomagnetic sensor 113 detects the azimuth of the object, .

또한, 자이로센서(111), 가속도센서(112) 및 지자계센서(113)는 각각 롤(Roll), 피치(Pitch) 및 요(Yaw)의 3축을 측정할 수 있다.The gyro sensor 111, the acceleration sensor 112 and the geomagnetic sensor 113 can measure three axes of roll, pitch and yaw, respectively.

상기 롤(Roll)은 상기 대상체의 좌우 방향축(X축)에 대한 회전을 감지하고, 피치(Pitch)는 상기 대상체의 앞뒤 방향축(Y축)에 대한 회전을 감지하며, 상기 요(Yaw)는 상기 대상체의 위아래 방향축(Z축)에 대한 회전을 감지한다.The roll senses rotation of the object with respect to a horizontal axis (X axis), a pitch senses rotation of the object with respect to a fore and aft axis (Y axis), and the yaw (Z-axis) of the object.

즉, 관성 센서(110, 120, 130)는 자이로센서(111), 가속도센서(112) 및 지자계센서(113)의 각각에 대하여 롤(Roll), 피치(Pitch) 및 요(Yaw)의 3축을 측정함으로써 모두 9개의 축에 대한 움직임 정보를 측정할 수 있다.That is, the inertial sensors 110, 120, and 130 are provided for each of the gyro sensor 111, the acceleration sensor 112, and the geomagnetic sensor 113 in the order of Roll, Pitch, and Yaw. By measuring the axis, motion information for all 9 axes can be measured.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 자세 교정 시스템의 알고리즘을 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 자세 교정 시스템과 연동되는 휴대용 단말기기의 어플리케이션을 나타내는 도면이다.FIG. 3 is a view showing an algorithm of a posture correction system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a diagram illustrating an application of a portable terminal device interlocked with a posture correction system according to an embodiment of the present invention.

도 3 내지 도 4에서 도시된 바와 같이 자세판단부(300)는 상기 기준 자세 정보와 실시간으로 측정되는 측정 정보를 비교할때 삼각 밸런스 챠트를 이용할 수 있다.As shown in FIGS. 3 to 4, the posture determiner 300 may use a triangular balance chart to compare the reference posture information with measurement information measured in real time.

즉, 도 4의 좌측 도면에서 도시된 바와 같이 기 측정되어 저장부(200)에 저장되어 있는 목, 허리 및 마우스에 대한 상기 기준 자세 정보를 삼각 밸런스의 기준 꼭지점으로 설정하고, 실시간으로 제1 관성 센서(110), 제2 관성 센서(120) 및 제3 관성 센서(130)에 측정되는 측정 정보를 상기 기준 꼭지점에 대응되는 삼각 꼭지점으로 설정할 수 있다.4, the reference attitude information for the neck, waist, and mouse stored in the storage unit 200 is set as the reference vertex of the triangular balance, and the first inertia Measurement information measured by the sensor 110, the second inertial sensor 120, and the third inertial sensor 130 may be set to a triangular vertex corresponding to the reference vertex.

또한, 상기 삼각 밸런스 챠트의 기준 꼭지점과 비교하여 측정 정보의 전체적인 삼각 각도를 분석함으로써 목, 허리 및 손목의 전체적인 부정 자세를 파악할 수 있다.In addition, by analyzing the overall triangular angle of the measurement information by comparing with the reference vertex of the triangular balance chart, it is possible to grasp the entire unjust posture of the neck, waist, and wrist.

또한, 도 4의 우측 도면에서 도시된 바와 같이 휴대용 단말기기(10)의 어플리케이션을 이용하여 부정 자세로 판단되는 인체부위에 대응되는 예방운동을 제공할 수 있다.In addition, as shown in the right side of FIG. 4, it is possible to provide a preventive exercise corresponding to a part of the human body judged to be in the wrong posture by using the application of the portable terminal device 10.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, And all changes to the scope that are deemed to be valid.

10 : 휴대용 단말기기 100 : 신호측정부
110 : 제1 관성 센서 111 : 자이로 센서
112 : 가속도 센서 113 : 지자계 센서
120 : 제2 관성 센서 130 : 제3 관성 센서
200 : 저장부 300 :자세판단부
400 : 알림부 500 : 통신부
10: portable terminal device 100: signal measuring unit
110: First inertia sensor 111: Gyro sensor
112: acceleration sensor 113: earth sensor
120: second inertial sensor 130: third inertial sensor
200: storage unit 300: posture judging unit
400: notification unit 500: communication unit

Claims (6)

휴대 단말기기와 연동하여 사용자의 자세를 교정하는 자세 교정 시스템에 있어서,
목 뒤쪽에 부착되어 목의 움직임 각도를 측정하는 제1 관성 센서, 허리 부위에 부착되어 허리의 움직임 각도를 측정하는 제2 관성 센서, 마우스에 내장되어 마우스의 사용빈도 및 이동거리를 측정하는 제3 관성 센서를 포함하는 신호측정부;
기 설정된 사용자의 바른 자세에서 상기 제1 관성 센서, 제2 관성 센서 및 제3 관성 센서를 이용하여 측정된 기준 자세 정보와, 실시간으로 상기 제1 관성 센서, 제2 관성 센서 및 제3 관성 센서를 이용하여 측정되는 측정 정보와 목, 허리 및 손목의 질병 예방에 도움이 되는 예방운동 정보를 저장하는 저장부;
삼각 밸런스 챠트를 이용하여 상기 기준 자세 정보와 실시간으로 측정되는 측정 정보를 비교하고, 비교 결과를 분석하여 사용자의 목, 허리 및 손목의 전체적인 부정 자세를 판단하며, 부정 자세로 판단된 경우 자세를 교정하도록 사용자에게 알람을 알려주고, 부정 자세로 판단되는 인체부위에 대응되는 예방운동 정보를 제공하는 자세판단부;
상기 자세판단부의 제어에 따라 동작되어 상기 자세판단부로부터 전달받은 교정 정보를 토대로 사용자에게 알람을 알려주는 알림부; 및
상기 자세판단부의 제어에 따라 동작되어 상기 측정 정보를 원격으로 휴대용 단말기기에 전송하는 통신부를 포함하고,
상기 제1 관성 센서, 제2 관성 센서 및 제3 관성 센서는
자이로센서, 가속도센서 및 지자계센서의 각각에 대하여 롤(Roll), 피치(Pitch) 및 요(Yaw)의 3축을 측정함으로써 9개의 축에 대한 움직임 정보를 측정하며,
상기 삼각 밸런스 챠트는
기 측정되어 저장부에 저장되어 있는 목, 허리 및 마우스에 대한 상기 기준 자세 정보를 삼각 밸런스의 기준 꼭지점으로 설정하고, 실시간으로 제1 관성 센서, 제2 관성 센서 및 제3 관성 센서에서 측정되는 측정 정보를 상기 기준 꼭지점에 대응되는 삼각 꼭지점으로 설정하여 추출되는 것을 특징으로 하는 자세 교정 시스템.
A posture correcting system for correcting a posture of a user in cooperation with a portable terminal,
A second inertial sensor attached to the back of the neck to measure the angle of movement of the neck, a second inertial sensor attached to the waist to measure the movement angle of the waist, and a third inertial sensor built in the mouse, A signal measuring unit including an inertial sensor;
The second inertial sensor, and the third inertial sensor in real-time in a correct posture of a predetermined user and the reference inertial information measured using the first inertial sensor, the second inertial sensor, and the third inertial sensor, A storage unit for storing measurement information measured by using the subject and preventive exercise information for preventing diseases of the neck, waist, and wrist;
The standard posture information is compared with the measurement information measured in real time using the triangular balance chart, and the result of the comparison is analyzed to determine the overall unjust posture of the user's neck, waist, and wrist. An attitude determination unit for informing an alarm to a user and providing preventive exercise information corresponding to a human body part judged to be in an incorrect attitude;
A notification unit operated according to the control of the posture determination unit to inform the user of an alarm based on the calibration information received from the posture determination unit; And
And a communication unit operated under the control of the posture determination unit to remotely transmit the measurement information to the portable terminal,
The first inertial sensor, the second inertial sensor, and the third inertial sensor
The motion information for nine axes is measured by measuring three axes of roll, pitch and yaw for each of a gyro sensor, an acceleration sensor and a geomagnetic sensor,
The triangular balance chart
The reference attitude information for the neck, waist and mouse stored in the storage unit is set as the reference vertex of the triangular balance, and the measured values are measured in real time in the first inertial sensor, the second inertial sensor, and the third inertial sensor Wherein the information is extracted by setting the information to a triangular vertex corresponding to the reference vertex.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 관성 센서는,
대상체의 회전 움직임을 측정하기 위한 자이로센서;
상기 대상체의 수평 또는 수직 움직임을 측정하기 위한 가속도센서; 및
상기 대상체의 방위각을 감지하여 방향 정보를 측정하기 위한 지자계센서; 포함하는 자세 교정 시스템.
The method according to claim 1,
The inertial sensor includes:
A gyro sensor for measuring the rotational motion of the object;
An acceleration sensor for measuring horizontal or vertical motion of the object; And
A geomagnetic sensor for sensing the azimuth of the object and measuring direction information; Including posture correction system.
제 3항에 있어서,
상기 자이로센서, 가속도센서 및 지자계센서는,
좌우 방향축(X축)에 대한 회전을 감지하는 롤(Roll);
앞뒤 방향축(Y축)에 대한 회전을 감지하는 피치(Pitch); 및
위아래 방향축(Z축)에 대한 회전을 감지하는 요(Yaw);를 측정하는 것을 특징으로 하는 자세 교정 시스템.
The method of claim 3,
The gyro sensor, the acceleration sensor,
A roll sensing rotation about a horizontal axis (X axis);
A pitch detecting rotation about a fore-and-aft axis (Y axis); And
And a yaw for detecting a rotation about an up-and-down direction axis (Z-axis).
삭제delete 휴대용 단말기기와 연동하여 사용자의 자세를 교정하는 자세 교정 방법에 있어서,
제1 관성 센서, 제2 관성 센서 및 제3 관성 센서를 사용자의 목, 허리 및 마우스 또는 손목에 부착하는 단계;
사용자의 바른 자세에서 상기 제1 관성 센서, 제2 관성 센서 및 제3 관성 센서를 이용하여 기준 자세 정보를 추출하는 단계;
상기 제1 관성 센서, 제2 관성 센서 및 제3 관성 센서를 이용하여 실시간으로 상기 목, 허리 및 마우스 또는 손목의 움직임을 측정하는 단계;
삼각 밸런스 챠트를 이용하여 상기 기준 자세 정보와 상기 제1 관성 센서, 제2 관성 센서 및 제3 관성 센서의 측정 정보를 비교하는 단계;
상기 비교 결과를 분석하여 사용자의 목, 허리 및 손목의 전체적인 부정 자세를 판단하는 단계;
상기 판단 결과가 부정 자세로 판단된 경우 사용자에게 알람을 알려주고, 부정 자세로 판단되는 인체부위(목, 허리, 손목)에 대응되는 예방 운동 정보를 제공하는 단계를 포함하고,
상기 제1 관성 센서, 제2 관성 센서 및 제3 관성 센서는
자이로센서, 가속도센서 및 지자계센서의 각각에 대하여 롤(Roll), 피치(Pitch) 및 요(Yaw)의 3축을 측정함으로써 9개의 축에 대한 움직임 정보를 측정하며,
상기 삼각 밸런스 챠트는
기 측정되어 저장부에 저장되어 있는 목, 허리 및 마우스에 대한 상기 기준 자세 정보를 삼각 밸런스의 기준 꼭지점으로 설정하고, 실시간으로 제1 관성 센서, 제2 관성 센서 및 제3 관성 센서에서 측정되는 측정 정보를 상기 기준 꼭지점에 대응되는 삼각 꼭지점으로 설정하여 추출되는 것을 특징으로 하는 자세 교정 방법.
A posture correcting method for correcting a posture of a user in cooperation with a portable terminal device,
Attaching a first inertial sensor, a second inertial sensor, and a third inertial sensor to a user's neck, waist, and mouse or wrist;
Extracting reference posture information using the first inertial sensor, the second inertial sensor, and the third inertial sensor in a correct posture of the user;
Measuring movement of the neck, waist, and mouse or wrist in real time using the first inertial sensor, the second inertial sensor, and the third inertial sensor;
Comparing the reference attitude information with measurement information of the first inertial sensor, the second inertial sensor, and the third inertial sensor using a triangular balance chart;
Analyzing a result of the comparison to determine a total unjust posture of a user's neck, waist, and wrist;
And notifying the user of an alarm when the determination result indicates that the robot is in a wrong posture and providing preventive exercise information corresponding to a body part (neck, waist, wrist) determined to be in an incorrect posture,
The first inertial sensor, the second inertial sensor, and the third inertial sensor
The motion information for nine axes is measured by measuring three axes of roll, pitch and yaw for each of a gyro sensor, an acceleration sensor and a geomagnetic sensor,
The triangular balance chart
The reference attitude information for the neck, waist and mouse stored in the storage unit is set as the reference vertex of the triangular balance, and the measured values are measured in real time by the first inertial sensor, the second inertial sensor, and the third inertial sensor Information is extracted by setting the triangular vertex corresponding to the reference vertex.
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