KR102089553B1

KR102089553B1 - 동작 분석 장치

Info

Publication number: KR102089553B1
Application number: KR1020160007553A
Authority: KR
Inventors: 배영현
Original assignee: 사회복지법인 삼성생명공익재단
Priority date: 2016-01-21
Filing date: 2016-01-21
Publication date: 2020-03-16
Also published as: KR20170087682A

Abstract

본 발명의 일 실시예는, 동축을 따라 서로 이격되어 배치되는 한쌍의 감지 유닛을 구비하며, 사용자의 신체에 부착되어 감지신호를 생성하는 복수의 센서부, 상기 복수의 센서부들로부터 생성된 복수의 감지신호들을 전달받아 상기 사용자의 움직임을 3차원적으로 분석하여 움직임 정보를 생성하는 정보처리부 및 상기 정보처리부의 움직임 정보를 외부로 전달하는 통신부를 포함하며, 상기 복수의 센서부들은 서로 다른 동축을 따라 배치되는, 동작 분석 장치를 제공한다.

Description

동작 분석 장치{Apparatus for analyzing motion}

본 발명의 실시예들은 동작 분석 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 사용자의 뼈 양측에 배치되는 센서부를 구비하여 인체 동작을 정확하게 분석할 수 있는 동작 분석 장치에 관한 것이다.

보행은 인간이 이동을 위해 가장 많이 사용되는 방법이다. 이러한 보행에 어려움이 있는 상태에 있는 사람을 치료하기 위해 보행을 분석하는 것이 전제되어야 한다. 보행 분석 방법은 인체 여러 부분의 동작을 운동 형상학적 정보, 운동역학적 정보, 동적 근전도 정보를 이용한다. 과거에는 임상에서 신경 근 골격계 질환 환자의 보행을 의사가 육안으로 반복 관찰하는 것이 사실상 유일한 보행분석 방법이었으나, 이는 비정상적인 보행양상을 초래할 수 있는 많은 요인들과 보행양상의 변화를 객관적으로 밝혀내기는 불가능하였다. 이에 따라 비정상보행에 관련된 정보를 얻어내어 정확한 치료가 가능하도록 하기 위하여 첨단의 전자, 컴퓨터 기술이 집약된 보행 분석 시스템이 필요하게 되었으며, 현재까지 전세계의 많은 재활의학과, 정형외과, 스포츠의학 및 산업의학과 관련된 병원과 연구소에서 연구되고 있다.

종래의 동작 분석 장치는 적외선 스트로브, 비디오 카메라, 압력 감지판 및 환자의 관절 등에 부착하여 감지가 가능하도록 하는 센싱장치들과 데이터 분석 소프트웨어 등으로 구성된다. 이와 같은 동작 분석 장치는 카메라의 촬영영역에서 분석이 가능한 것으로, 보행자의 보행 동작을 한 지점에서만 분석하게 된다. 그러나, 실시간으로 보행자의 보행동작을 분석하고 이를 피드백하여 보행 자세 교정 등, 보행 훈련에는 사용할 수 없는 시스템적인 문제가 있다.

본 발명의 실시예들은 사용자의 신체에 한쌍의 감지 유닛을 부착하는 센서부를 포함함으로서, 휴대가 간편하면서 공간적 제약 없이 사용자의 동작을 정확히 분석할 수 있는 동작 분석 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 복수의 센서부들은, 제1 동축을 따라 서로 이격되어 배치되는 한쌍의 제1 감지 유닛을 구비하며, 사용자의 신체에 부착되어 제1 감지신호를 생성하는 제1 센서부, 제2 동축을 따라 서로 이격되어 배치되는 한쌍의 제2 감지 유닛을 구비하며, 상기 사용자의 신체에 부착되어 제2 감지신호를 생성하는 제2 센서부 및 제3 동축을 따라 서로 이격되어 배치되는 한쌍의 제3 감지 유닛을 구비하며, 상기 사용자의 신체에 부착되어 제3 감지신호를 생성하는 제3 센서부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 센서부는 상기 사용자의 대퇴부에 부착되고, 상기 제2 센서부는 상기 사용자의 하퇴부에 부착되며, 상기 제3 센서부는 상기 사용자의 발등에 부착될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 감지유닛, 상기 제2 감지유닛 및 상기 제3 감지유닛 각각은 지자계 센서, 자이로 센서, 가속도 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 사용자의 신체에 부착되어 제4 감지신호를 생성하는 하나 이상의 단일 센서부;를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 단일 센서부는, 지자계 센서, 자이로 센서, 가속도 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 단일 센서부는 상기 사용자의 골반에 부착될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 사용자의 발바닥에 배치되며, 상기 사용자의 압력을 감지하여 압력신호를 생성하는 압력 센서부;를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 정보처리부는, 정상 동작 정보가 저장되며, 분석된 사용자의 상기 움직임 정보와 상기 정상 동작 정보를 비교하여 동작 비교 정보를 더 생성할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 정보처리부는, 상기 움직임 정보와 상기 정상 동작 정보가 다른 경우 경고 신호를 더 생성하고, 상기 동작 분석 장치는 상기 경고신호가 입력되면 동작하는 경보부;를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 동축을 따라 서로 이격되어 배치되는 한쌍의 감지 유닛을 구비하며, 사용자의 신체에 부착되는 복수의 센서부에 의해, 사용자의 신체의 감지신호를 생성하는 단계; 및 정보처리부에 의해, 상기 복수의 센서부들로부터 생성된 복수의 감지신호들을 전달받아 상기 사용자의 움직임을 3차원적으로 분석하여 움직임 정보를 생성하는 단계;를 포함하는 동작 분석 방법을 제공한다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 통신부에 의해, 상기 정보처리부의 움직임 정보를 외부로 전달하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 사용자의 신체의 감지신호를 생성하는 단계는, 제1 동축을 따라 서로 이격되어 배치되는 한쌍의 제1 감지 유닛을 구비하며, 사용자의 신체에 부착되는 제1 센서부에 의해, 사용자의 신체의 제1 감지신호를 생성하는 단계; 제2 동축을 따라 서로 이격되어 배치되는 한쌍의 제2 감지 유닛을 구비하며, 사용자의 신체에 부착되는 제2 센서부에 의해, 사용자의 신체의 제2 감지신호를 생성하는 단계; 및 제3 동축을 따라 서로 이격되어 배치되는 한쌍의 제3 감지 유닛을 구비하며, 사용자의 신체에 부착되는 제3 센서부에 의해, 사용자의 신체의 제3 감지신호를 생성하는 단계;를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 제1 센서부는 상기 사용자의 대퇴부에 부착되고, 상기 제2 센서부는 상기 사용자의 하퇴부에 부착되며, 상기 제3 센서부는 상기 사용자의 발등에 부착될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 제1 감지유닛, 상기 제2 감지유닛 및 상기 제3 감지유닛 각각은 지자계 센서, 자이로 센서, 가속도 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 단일 센서부에 의해, 상기 사용자의 신체에 부착되어 제4 감지신호를 생성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 단일 센서부는, 지자계 센서, 자이로 센서, 가속도 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 단일 센서부는 상기 사용자의 골반에 부착될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 압력 센서부에 의해, 상기 사용자의 발바닥에 배치되며, 상기 사용자의 압력을 감지하여 압력신호를 생성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 정보처리부에 의해, 정상 동작 정보가 저장되며, 분석된 사용자의 상기 움직임 정보와 상기 정상 동작 정보를 비교하여 동작 비교 정보를 생성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 정보처리부에 의해, 상기 움직임 정보와 상기 정상 동작 정보가 다른 경우 경고 신호를 생성하는 단계; 및 상기 경고신호가 입력되면 동작하는 경보부에 의해, 상기 사용자에게 동작이 올바르지 않음을 알리는 단계;를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 컴퓨터를 이용하여 전술한 방법 중 어느 하나의 방법을 실행시키기 위하여 매채에 저장된 컴퓨터 프로그램을 제공한다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 실시예들에 관한 동작 분석 장치는 사용자 뼈의 양측에 서로 이격되어 배치된 한쌍의 감지유닛을 통해, 단순히 관절에서의 움직임 정보가 아닌, 서로 다른 동축을 갖는 복수의 뼈들 간의 움직임 정보를 분석할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 동작 분석 장치는 관절에 배치되는 센서들을 통해 움직임을 분석하는 종래의 동작 분석 장치에 비해 인체의 움직임을 더욱 정확하게 분석할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동작 분석 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 동작 분석 장치에 있어서 사용자의 신체에 부착예를 도시한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 정보처리부의 정보처리단계를 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 동작 분석 장치를 나타낸 블록도이다.
도 5는 도 4에 도시된 동작 분석 장치에 있어서 사용자의 신체에 부착예를 도시한 도면이다.
도 6은 도 4에 도시된 정보처리부의 정보처리단계를 나타낸 순서도이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.

이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.

이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.

도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.

이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등이 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소들이 직접적으로 연결된 경우뿐만 아니라 막, 영역, 구성요소들 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소들이 개재되어 간접적으로 연결된 경우도 포함한다. 예컨대, 본 명세서에서 막, 영역, 구성 요소 등이 전기적으로 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소 등이 직접 전기적으로 연결된 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 간접적으로 전기적 연결된 경우도 포함한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동작 분석 장치(100)를 나타낸 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 동작 분석 장치(100)에 있어서 사용자의 신체에 부착예를 도시한 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 동작 분석 장치(100)는 복수의 센서부(110), 정보처리부(120) 및 통신부(130)를 포함할 수 있다.

센서부(110)는 동축을 따라 서로 이격되어 배치되는 한쌍의 감지유닛을 구비하며, 사용자의 신체에 부착되어 감지신호를 생성할 수 있다. 동작 분석 장치(100)는 복수의 센서부(110)를 포함할 수 있으며, 복수의 센서부(110)들은 서로 다른 동축을 따라 배치될 수 있다. 본 발명은 센서부(110)의 개수를 제한하지 않는다. 다만, 설명의 편의를 위하여 제1 센서부(111), 제2 센서부(112) 및 제3 센서부(113)인 3개의 센서부(110)를 포함하는 경우를 예로 하여 설명하기로 한다.

제1 센서부(111)는 제1 동축(A1)을 따라 서로 이격되어 배치되는 한쌍의 제1 감지유닛(10-1,10-2)을 구비하며, 사용자의 신체에 부착되어 제1 감지신호를 생성할 수 있다. 제1 센서부(111)는 사용자의 대퇴부에 부착될 수 있다. 이때, 한쌍의 제1 감지유닛(10-1,10-2) 중 하나인 제1-1 감지유닛(10-1)은 대퇴부의 상측에 부착되고, 다른 하나인 제1-2 감지유닛(10-2)은 대퇴부의 하측에 부착될 수 있다. 본 명세서에서는 도면에서와 같이 사용자가 서 있는 경우를 기준으로 머리 방향을 상측, 다리 방향을 하측으로 구분하기로 한다. 제1 동축(A1)은 사용자의 대퇴부의 길이 방향을 따라 대퇴부의 중심에 배치되며, 대퇴부 움직임에 따라 함께 움직일 수 있다. 한쌍의 제1 감지유닛(10-1, 10-2)은 제1 동축을 따라 배치되며, 사용자의 대퇴부의 양 측에 서로 이격되어 배치될 수 있다. 제1 센서부(111)는 대퇴부의 양 측에 배치된 한쌍의 제1 감지유닛(10-1, 10-2)을 통해 대퇴부의 움직임을 감지하고 제1 감지신호를 생성할 수 있다.

제2 센서부(112)는 제2 동축(A2)을 따라 서로 이격되어 배치되는 한쌍의 제2 감지유닛(20-1,20-2)을 구비하며, 사용자의 신체에 부착되어 제1 감지신호를 생성할 수 있다. 제2 센서부(112)는 사용자의 하퇴부에 부착될 수 있다. 이때, 한쌍의 제2 감지유닛(20-1,20-2) 중 하나인 제2-1 감지유닛(20-1)은 하퇴부의 상측에 부착되고, 다른 하나인 제2-2 감지유닛(20-2)은 하퇴부의 하측에 부착될 수 있다. 한쌍의 제2 감지유닛(20-1, 20-2)은 제2 동축(A2)을 따라 배치되며, 사용자의 하퇴부의 양 측에 서로 이격되어 배치될 수 있다. 제2 센서부(112)는 하퇴부의 양측에 배치된 한쌍의 제2 감지유닛(20-1, 20-2)을 통해 하퇴부의 움직임을 감지하고, 제2 감지신호를 생성할 수 있다.

제3 센서부(113)는 제3 동축(A3)을 따라 서로 이격되어 배치되는 한쌍의 제3 감지 유닛(30-1, 30-2)을 구비하며, 사용자의 신체에 부착되어 제3 감지신호를 생성할 수 있다. 제3 센서부(113)는 사용자의 발등에 부착될 수 있다. 이때, 한쌍의 제3 감지유닛(30-1,30-2) 중 하나인 제3-1 감지유닛(30-1)은 발등의 상측에 부착되고, 다른 하나인 제3-2 감지유닛(30-2)은 발등의 하측에 부착될 수 있다. 한쌍의 제3 감지유닛(30-1, 30-2)은 제3 동축(A3)을 따라 배치되며, 사용자의 발등의 양 측에 서로 이격되어 배치될 수 있다. 제3 센서부(113)는 발등의 양측에 배치된 한쌍의 제3 감지유닛(30-1, 30-2)을 통해 발등의 움직임을 감지하고, 제3 감지신호를 생성할 수 있다.

제1 감지유닛(10), 제2 감지유닛(20) 및 제3 감지유닛(30)은 지자계 센서, 자이로 센서, 가속도 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다시 말해, 한쌍의 제1 감지유닛(10-1, 10-2), 한쌍의 제2 감지유닛(20-1, 20-2) 및 한쌍의 제3 감지유닛(30-1, 30-2)은 관성센서인 IMU(Inertial Measurement Unit)센서일 수 있다. 제1 센서부(111), 제2 센서부(112) 및 제3 센서부(113)는 관성센서를 이용하여 사용자의 대퇴부, 하퇴부 및 발등의 움직임을 정확히 감지할 수 있다.

제1 센서부(111), 제2 센서부(112) 및 제3 센서부(113)는 서로 다른 신체 부위에 부착되되, 서로 비중첩, 즉 중첩되지 않도록 배치될 수 있다. 구체적으로 대퇴부의 중심에 배치되는 제1 동축(A1)과 하퇴부의 중심에 배치되는 제2 동축(A2)과 발의 중심에 배치되는 제3 동축(A3)은 서로 다른 방향, 각도, 기울기, 회전속도로 움직일 수 있다. 제1 센서부(111), 제2 센서부(112) 및 제3 센서부(113)는 이러한 제1 동축(A1), 제2 동축(A2) 및 제3 동축(A3)을 따라 배치되는 것이므로, 서로 비중첩되어 사용자의 다른 신체 부위의 움직임을 감지할 수 있다.

한편, 본 명세서에서는, 복수의 센서부(110)들이 사용자의 하체에 배치되는 경우를 예를 들어 설명하였으나, 사용자의 다른 신체부위에 배치되는 경우도 포함함은 물론이다. 예를 들면, 복수의 센서부(110)들은 사용자의 팔에 배치될 수도 있다.

도 3은 도 1에 도시된 정보처리부(120)의 정보처리단계를 나타낸 순서도이다.

도 3을 참조하면, 정보처리부(120)는 복수의 센서부(110)들로부터 생성된 감지신호들을 전달받아 사용자의 움직임을 3차원적으로 분석하여 움직임 정보를 생성할 수 있다. 전술한 바와 같이, 복수의 센서부(110)는 지자계 센서, 자이로 센서, 가속도 센서 중 적어도 하나를 포함하므로, 각각의 감지신호들은 기울기 신호, 가속도 신호, 지자계 신호를 포함할 수 있다. 정보처리부(120)는 감지신호들에 포함된 사용자의 기울기, 가속도, 지자계 정보를 제공받을 수 있다(S10). 이러한 정보들을 통해, 정보처리부(120)는 제1 센서부(111) 및 제2 센서부(112)가 부착된 사용자의 신체부위의 움직임을 3차원적으로 분석할 수 있다(S12).

정보처리부(120)는 각각의 감지신호들을 비교 분석하여 서로 다른 신체부위의 중심 영역에 배치되는 사용자의 관절 부위의 움직임 정보를 생성할 수 있다(S14). 이때, 움직임 정보는 적어도 사용자의 관절의 각도 정보를 포함할 수 있다.

통신부(130)는 정보처리부(120)의 움직임 정보를 외부의 서버 또는 사용자 단말기로 전달할 수 있다. 통신부(130)는 유선 통신 또는 무선 통신일 수 있으며, 무선 통신인 경우, 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), 무선랜(wireless lan) 등을 포함할 수 있다. 동작 분석 장치(100)는 통신부(130)를 통해 사용자의 움직임 정보를 서버 또는 사용자 단말기로 제공함으로서, 사용자의 움직임에 관한 데이터를 저장하여 빅데이터로서 활용하거나, 사용자가 직접 확인할 수 있도록 한다.

다른 실시예로서, 동작 분석 장치(100)는 단일 센서부(140) 및 압력 센서부(150) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.

단일 센서부(140)는 사용자의 신체에 부착되어 제4 감지신호를 생성할 수 있으며, 동작 분석 장치(100)는 단일 센서부(140)를 하나 이상 포함할 수 있다. 단일 센서부(140)는 예를 들면, 사용자의 골반에 부착되어 사용자의 골반 움직임을 감지할 수 있다. 단일 센서부(140)는 지자계 센서, 자이로 센서, 가속도 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

압력 센서부(150)는 사용자의 발바닥에 배치되며, 사용자의 압력을 감지하여 압력신호를 생성할 수 있다. 압력 센서부(150)는 사용자의 신발의 밑창(1)에 배치되어 동작 분석 장치(100)의 휴대성을 향상시킬 수 있다. 압력 센서부(150)는 사용자가 서있는 경우 또는 보행하는 경우에 있어서, 사용자의 지면에 대한 반발력을 감지할 수 있다. 압력 센서부(150)는 양 발 각각의 압력값 및 압력이 감지되는 시간을 포함하는 압력신호를 생성할 수 있다. 압력 센서부(150)는 신발 각각의 밑창에 하나 이상 배치될 수 있다.

이때, 정보처리부(120)는 제4 감지신호 및 압력신호를 전달받고, 센서부(110)들로부터 생성된 감지신호들과 함께 비교함으로서, 사용자의 3차원적 움직임을 분석할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 동작 분석 장치(100)는 사용자 뼈의 양측에 서로 이격되어 배치된 한쌍의 감지유닛을 통해, 단순히 관절에서의 움직임 정보가 아닌, 서로 다른 동축을 갖는 복수의 뼈들 간의 움직임 정보를 분석할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 동작 분석 장치(100)는 관절에 배치되는 센서들을 통해 움직임을 분석하는 종래의 동작 분석 장치에 비해 인체의 움직임을 더욱 정확하게 분석할 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 동작 분석 장치(200)를 나타낸 블록도이고, 도 5는 도 4에 도시된 동작 분석 장치(200)에 있어서 사용자의 신체에 부착예를 도시한 도면이며, 도 6은 도 4에 도시된 정보처리부(220)의 정보처리단계를 나타낸 순서도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 동작 분석 장치(200)는 제1 센서부(211), 제2 센서부(212), 제3 센서부(213), 정보처리부(220), 통신부(230), 단일 센서부(240), 압력 센서부(250) 및 경보부(260)를 포함할 수 있다.

제1 센서부(211)는 제1 동축(A1)을 따라 서로 이격되어 배치되는 한쌍의 제1 감지유닛(10-1,10-2)을 구비하며, 사용자의 신체에 부착되어 제1 감지신호를 생성할 수 있다. 제2 센서부(212)는 제2 동축(A2)을 따라 서로 이격되어 배치되는 한쌍의 제2 감지유닛(20-1,20-2)을 구비하며, 사용자의 신체에 부착되어 제2 감지신호를 생성할 수 있다. 제3 센서부(213)는 제3 동축(A3)을 따라 서로 이격되어 배치되는 한쌍의 제3 감지유닛(30-1,30-2)을 구비하며, 사용자의 신체에 부착되어 제3 감지신호를 생성할 수 있다.

단일 센서부(240)는 사용자의 신체에 부착되어 제4 감지신호를 생성할 수 있다. 압력 센서부(250)는 사용자의 발바닥에 배치되며, 사용자의 압력을 감지하여 압력신호를 생성할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 동작 분석 장치(200)는 정보처리부(220)의 정보처리과정 및 경보부(260)를 제외하고, 일 실시예에 따른 동작 분석 장치(100)의 구성요소와 동일하므로, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 6을 참조하면, 정보처리부(220)는 제1 감지신호 내지 제4 감지신호 및 압력신호를 전달받아 사용자의 움직임을 3차원적으로 분석하여 움직임 정보를 생성할 수 있다(S20). 한편, 정보처리부(220)는 사전에 정상 동작 정보가 저장될 수 있다(S19). 정상 동작 정보는 일반적인 인체의 정상 동작에 관한 정보일 수 있다. 다른 실시예로서, 정상 동작 정보는 사람마다 움직임의 기준이 다를 수 있으므로, 사용자의 최적의 움직임을 분석하여 생성된 정보일 수 있다. 정보처리부(220)는 분석된 사용자의 움직임 정보와 정상 동작 정보를 비교하여(S26) 동작 비교 정보를 더 생성할 수 있다(S28). 이때, 통신부(230)는 정보처리부(220)로부터 생성된 움직임 정보와 함께 동작 비교 정보를 외부로 전달할 수 있다. 한편, 정보처리부(220)는 움직임 정보와 정상 동작 정보가 다른 경우 경고 신호를 더 생성할 수 있다(S27).

경보부(260)는 정보처리부(220)로부터 생성된 경고신호가 입력되면 동작하여 사용자에게 동작이 올바르지 않음을 알려줄 수 있다. 경보부(260)는 경보기, 경보등, 전기자극기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 경보부(260)가 전기자극기를 포함하는 경우, 전기자극기는 사용자의 피부에 부착되어 동작이 올바르지 않은 경우, 사용자의 피부에 전기 자극을 가할 수 있다. 전기자극기는 사용자가 동작이 올바르지 않음을 인지할 수 있는 강도의 전기 자극을 가할 수 있다. 경보부(260)는 전기자극기를 복수개 포함할 수 있으며, 사용자의 각 신체부위에 배치될 수 있다. 예를 들면, 제1 경보부(261)는 사용자의 대퇴부의 피부에 부착될 수 있고, 제2 경보부(262)는 사용자의 하퇴부의 피부에 부착될 수 있으며, 제3 경보부(263)는 사용자의 발등의 피부에 부착될 수 있다.

이때, 정보처리부(220)는 제1 센서부 내지 제3 센서부(211, 212, 213)을 통해 각 신체부위의 움직임들 각각을 분석하고 정상 동작 정보와 비교하여 경고신호를 생성할 수 있다. 경보부(260)는 경고신호를 입력받고 사용자의 움직임이 올바르지 못한 해당 부위에 전기자극을 가함으로서, 사용자는 어느 부위의 동작이 올바르지 않은 것인지 인식할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 동작 분석 장치(200)는 움직임 정보와 정상 동작 정보를 비교하여 동작 비교 정보를 생성하고, 움직임 정보와 정상 동작 정보가 다른 경우, 경고신호를 생성함으로서, 사용자는 잘못된 동작을 수정하여 올바른 동작을 통해 보행할 수 있다.

이상 설명된 본 발명에 따른 실시예는 컴퓨터 상에서 다양한 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 컴퓨터 프로그램의 형태로 구현될 수 있으며, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터로 판독 가능한 매체에 기록될 수 있다. 이때, 매체는 하드디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD 와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은, 프로그램 명령어를 저장하고 실행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다. 나아가, 매체는 예를 들어 소프트웨어 또는 애플리케이션 형태로 구현될 수 있다.

한편, 상기 컴퓨터 프로그램은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것이나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 예에는, 컴파일러에 의하여 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함될 수 있다.

본 발명에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시예들로서, 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, "필수적인”, "중요하게" 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

100 : 동작 분석 장치
111, 112, 113 : 제1 내지 제3 센서부
120 : 정보처리부
130 : 통신부
140 : 단일 센서부
150 : 압력 센서부
260 : 경보부

Claims

동축을 따라 서로 이격되어 배치되는 한쌍의 감지 유닛을 구비하며, 사용자의 신체에 부착되어 감지신호를 생성하는 복수의 센서부;
상기 복수의 센서부들로부터 생성된 복수의 감지신호들을 전달받아 상기 사용자의 움직임을 3차원적으로 분석하여 움직임 정보를 생성하는 정보처리부; 및
상기 정보처리부의 움직임 정보를 외부로 전달하는 통신부;를 포함하며,
상기 복수의 센서부들은 서로 다른 동축을 따라 배치되고,
상기 복수의 센서부는
제1 동축을 따라 서로 이격되어 배치되는 한쌍의 제1 감지 유닛을 구비하며, 사용자의 신체에 부착되어 제1 감지신호를 생성하는 제1 센서부; 및
상기 제1 동축과 다른 제2 동축을 따라 서로 이격되어 배치되는 한쌍의 제2 감지 유닛을 구비하며, 상기 사용자의 신체에 부착되어 제2 감지신호를 생성하는 제2 센서부;를 포함하고,
상기 정보처리부는 상기 한쌍의 제1 감지유닛으로부터 생성된 상기 제1 감지신호로부터 상기 제1 동축의 움직임을 분석하고, 상기 한쌍의 제2 감지유닛으로부터 생성된 상기 제2 감지신호로부터 상기 제2 동축의 움직임을 분석하는, 동작 분석 장치.
제 1항에 있어서,
상기 복수의 센서부들은,
제3 동축을 따라 서로 이격되어 배치되는 한쌍의 제3 감지 유닛을 구비하며, 상기 사용자의 신체에 부착되어 제3 감지신호를 생성하는 제3 센서부;를 더 포함하는, 동작 분석 장치.
제 2항에 있어서,
상기 제1 센서부는 상기 사용자의 대퇴부에 부착되고,
상기 제2 센서부는 상기 사용자의 하퇴부에 부착되며,
상기 제3 센서부는 상기 사용자의 발등에 부착되는, 동작 분석 장치.
제 2항에 있어서,
상기 제1 감지유닛, 상기 제2 감지유닛 및 상기 제3 감지유닛 각각은 지자계 센서, 자이로 센서, 가속도 센서 중 적어도 하나를 포함하는, 동작 분석 장치.
제 1항에 있어서,
상기 사용자의 신체에 부착되어 제4 감지신호를 생성하는 하나 이상의 단일 센서부;를 더 포함하는, 동작 분석 장치.
제 5항에 있어서,
상기 단일 센서부는, 지자계 센서, 자이로 센서, 가속도 센서 중 적어도 하나를 포함하는, 동작 분석 장치.
제 5항에 있어서,
상기 단일 센서부는 상기 사용자의 골반에 부착되는, 동작 분석 장치.
제 1항에 있어서,
상기 사용자의 발바닥에 배치되며, 상기 사용자의 압력을 감지하여 압력신호를 생성하는 압력 센서부;를 더 포함하는, 동작 분석 장치.
제 1항에 있어서,
상기 정보처리부는, 정상 동작 정보가 저장되며, 분석된 사용자의 상기 움직임 정보와 상기 정상 동작 정보를 비교하여 동작 비교 정보를 더 생성하는, 동작 분석 장치.
제 9항에 있어서,
상기 정보처리부는, 상기 움직임 정보와 상기 정상 동작 정보가 다른 경우 경고 신호를 더 생성하고,
상기 동작 분석 장치는 상기 경고신호가 입력되면 동작하는 경보부;를 더 포함하는, 동작 분석 장치.
동축을 따라 서로 이격되어 배치되는 한쌍의 감지 유닛을 구비하며, 사용자의 신체에 부착되는 복수의 센서부에 의해, 사용자의 신체의 감지신호를 생성하는 단계; 및
정보처리부에 의해, 상기 복수의 센서부들로부터 생성된 복수의 감지신호들을 전달받아 상기 사용자의 움직임을 3차원적으로 분석하여 움직임 정보를 생성하는 단계;를 포함하고,
상기 사용자의 신체의 감지신호를 생성하는 단계는,
제1 동축을 따라 서로 이격되어 배치되는 한쌍의 제1 감지 유닛을 구비하며, 사용자의 신체에 부착되는 제1 센서부에 의해, 사용자의 신체의 제1 감지신호를 생성하는 단계; 및
제2 동축을 따라 서로 이격되어 배치되는 한쌍의 제2 감지 유닛을 구비하며, 사용자의 신체에 부착되는 제2 센서부에 의해, 사용자의 신체의 제2 감지신호를 생성하는 단계;를 포함하고,
상기 움직임 정보를 생성하는 단계는, 상기 한쌍의 제1 감지유닛으로부터 생성된 상기 제1 감지신호로부터 상기 제1 동축의 움직임을 분석하는 단계; 및
상기 한쌍의 제2 감지유닛으로부터 생성된 상기 제2 감지신호로부터 상기 제2 동축의 움직임을 분석하는 단계;를 포함하는 동작 분석 방법.
제 11항에 있어서,
통신부에 의해, 상기 정보처리부의 움직임 정보를 외부로 전달하는 단계;를 더 포함하는, 동작 분석 방법.
제 11항에 있어서,
상기 사용자의 신체의 감지신호를 생성하는 단계는,
제3 동축을 따라 서로 이격되어 배치되는 한쌍의 제3 감지 유닛을 구비하며, 사용자의 신체에 부착되는 제3 센서부에 의해, 사용자의 신체의 제3 감지신호를 생성하는 단계;를 더 포함하는, 동작 분석 방법.
제 13항에 있어서,
상기 제1 센서부는 상기 사용자의 대퇴부에 부착되고,
상기 제2 센서부는 상기 사용자의 하퇴부에 부착되며,
상기 제3 센서부는 상기 사용자의 발등에 부착되는, 동작 분석 방법.
제 13항에 있어서,
상기 제1 감지유닛, 상기 제2 감지유닛 및 상기 제3 감지유닛 각각은 지자계 센서, 자이로 센서, 가속도 센서 중 적어도 하나를 포함하는, 동작 분석 방법.
제 11항에 있어서,
단일 센서부에 의해, 상기 사용자의 신체에 부착되어 제4 감지신호를 생성하는 단계;를 더 포함하는, 동작 분석 방법.
제 16항에 있어서,
상기 단일 센서부는, 지자계 센서, 자이로 센서, 가속도 센서 중 적어도 하나를 포함하는, 동작 분석 방법.
제 16항에 있어서,
상기 단일 센서부는 상기 사용자의 골반에 부착되는, 동작 분석 방법.
제 11항에 있어서,
압력 센서부에 의해, 상기 사용자의 발바닥에 배치되며, 상기 사용자의 압력을 감지하여 압력신호를 생성하는 단계;를 더 포함하는, 동작 분석 방법.
제 11항에 있어서,
상기 정보처리부에 의해, 정상 동작 정보가 저장되며, 분석된 사용자의 상기 움직임 정보와 상기 정상 동작 정보를 비교하여 동작 비교 정보를 생성하는 단계;를 더 포함하는, 동작 분석 방법.
제 20항에 있어서,
상기 정보처리부에 의해, 상기 움직임 정보와 상기 정상 동작 정보가 다른 경우 경고 신호를 생성하는 단계; 및
상기 경고신호가 입력되면 동작하는 경보부에 의해, 상기 사용자에게 동작이 올바르지 않음을 알리는 단계;를 더 포함하는, 동작 분석 방법.
컴퓨터를 이용하여 제11항 내지 제21항의 방법 중 어느 하나의 방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.