KR102181133B1 - 장애물 보행 검사 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

장애물 보행 검사 장치 및 방법이 개시된다. 개시된 장애물 보행 검사 장치는 피검사자의 보행 경로를 제시하고, 피검사자의 보행을 감지하는 깊이 카메라가 배치된 가이드 레일, 피검사자의 신체에 부딪치기 전까지 피검사자의 보행을 방해하는 장애물 바 및 가이드 레일에 고정되어 장애물 보행 검사의 진행 상태에 따라 장애물 바의 높이 및 각도 중 적어도 하나를 제어하는 기둥 레일을 포함한다.

Description

장애물 보행 검사 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR OBSTACLE WALKING TEST}
아래의 설명은 장애물 보행 검사 장치 및 방법에 관한 것이다.
종래에는 피검사자의 장애물 보행을 독립적으로 측정하는 장비가 별도로 없었으며, 연구 목적의 종합대학이나 병원에 구비된 동작분석 영상 시스템을 통해 장애물 보행 검사를 수행할 수 있어, 검사 수행이 상당히 제한적이었다. 또한, 동작분석 영상 시스템은 고가의 장비이고, 이러한 시스템을 이용할 수 있는 측정자도 한정된다는 한계가 존재하였다.
일실시예에 따른 피검사자의 장애물 보행을 검사하는 장애물 보행 검사 장치는 상기 피검사자의 보행 경로를 제시하고, 상기 피검사자의 보행을 감지하는 깊이 카메라(depth camera)가 배치된 가이드 레일; 상기 피검사자의 신체에 부딪치기 전까지 상기 피검사자의 보행을 방해하는 장애물 바(bar); 및 상기 가이드 레일에 고정되어 장애물 보행 검사의 진행 상태에 따라 상기 장애물 바의 높이 및 각도 중 적어도 하나를 제어하는 기둥 레일을 포함한다.
일실시예에 따른 장애물 보행 검사 장치에서 상기 장애물 바는 제1 자성부를 포함하고, 상기 기둥 레일에서 상기 장애물 바와 연결되는 부분은 제2 자성부를 포함하고, 상기 제1 자성부와 상기 제2 자성부 간의 자기력에 의하여 상기 장애물 바가 상기 기둥 레일에 고정될 수 있다.
일실시예에 따른 장애물 보행 검사 장치에서 상기 제1 자성부와 상기 제2 자성부 간의 자기력은 상기 피검사자가 보행 도중 상기 장애물 바에 부딪침으로써 상기 장애물 바로 전달되는 힘보다 약하게 설정되고, 상기 장애물 바는 상기 피검사자의 신체에 부딪치면 상기 기둥 레일로부터 분리될 수 있다.
일실시예에 따른 장애물 보행 검사 장치에서 상기 장애물 바는 상기 기둥 레일에서 상기 장애물 바와 연결되는 부분에 배치된 홈에 끼워져서 고정되는 힘과 상기 자기력에 기초하여 상기 기둥 레일에 고정될 수 있다.
일실시예에 따른 장애물 보행 검사 장치에서 상기 홈은 상기 피검사자가 보행 도중 상기 장애물 바에 부딪침에 따라 상기 장애물 바로 전달되는 힘의 방향에 형성된 틈을 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 장애물 보행 검사 장치에서 상기 장애물 바는 에어 튜브를 포함하고, 상기 장애물 보행 검사가 시작되면 상기 에어 튜브에 공기가 주입되어 상기 피검사자의 보행을 방해하도록 팽창되고, 상기 장애물 보행 검사가 종료되거나 상기 피검사자의 신체가 상기 에어 튜브에 부딪치면, 상기 에어 튜브에 주입된 공기가 밖으로 방출되어 상기 장애물 바의 방해 기능이 상실될 수 있다.
일실시예에 따른 장애물 보행 검사 장치에서 상기 기둥 레일은 상기 장애물 보행 검사의 진행 상태에 따라 상기 장애물 바의 높이를 점차 증가시키는 제1 제어부; 및 상기 장애물 보행 검사의 시작 시점과 종료 시점에 장애물 바의 각도를 조절하는 제2 제어부를 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 장애물 보행 검사 장치에서 상기 기둥 레일은 미리 정해진 간격으로 상기 가이드 레일에 배치될 수 있다.
일실시예에 따른 장애물 보행 검사 장치에서 상기 가이드 레일은 미리 정해진 간격으로 배치된 복수의 깊이 카메라를 포함하고, 상기 복수의 깊이 카메라에서 감지된 상기 피검사자의 보행에 기초하여 상기 장애물 보행 검사의 진행 상태가 결정될 수 있다.
일실시예에 따른 장애물 보행 검사 장치에서 상기 장애물 보행 검사의 진행 상태는 상기 피검사자가 상기 가이드 레일을 따라 보행한 횟수에 기초하여 결정되고, 상기 기둥 레일은 상기 피검사자가 상기 가이드 레일에 따른 보행을 수행함에 따라 상기 장애물 바의 높이를 높일 수 있다.
일실시예에 따른 장애물 보행 검사 방법은 피검사자의 보행 경로를 제시하는 가이드 레일에 배치된 깊이 카메라의 출력 값에 기초하여 장애물 보행 검사의 진행 상태를 결정하는 단계; 상기 장애물 보행 검사의 진행 상태에 기초하여, 상기 가이드 레일에 고정된 기둥 레일을 통해 상기 피검사자의 신체에 부딪치기 전까지 상기 피검사자의 보행을 방해하는 장애물 바의 높이 및 각도를 제어하는 단계; 및 상기 깊이 카메라의 출력 값에 기초하여 상기 피검사자가 상기 장애물 바를 넘는 동작을 분석하는 단계를 포함한다.
일실시예에 따른 장애물 보행 검사 방법에서 상기 장애물 보행 검사의 진행 상태를 결정하는 단계는 상기 피검사자가 상기 가이드 레일을 따라 보행한 횟수에 기초하여 상기 장애물 보행 검사의 진행 상태를 결정할 수 있다.
일실시예에 따른 장애물 보행 검사 방법에서 상기 피검사자가 상기 장애물 바를 넘는 동작을 분석하는 단계는 상기 깊이 카메라의 출력 값에 기초하여, 상기 피검사자가 상기 장애물 바에 접근하는 속도; 상기 피검사자가 상기 장애물 바를 넘는 속도; 상기 장애물 바로부터 상기 장애물 바를 넘는 상기 피검사자의 발 사이의 수직 거리; 상기 장애물 바로부터 상기 피검사자의 발 앞꿈치 사이의 거리; 상기 장애물 바로부터 상기 피검사자의 발 뒤꿈치 사이의 거리; 상기 피검사자의 활보장(stride length); 및 상기 피검사자의 보간(step width) 중 적어도 하나를 분석할 수 있다.
일실시예에 따른 장애물 보행 검사 방법에서 상기 장애물 바는 제1 자성부를 포함하고, 상기 기둥 레일에서 상기 장애물 바와 연결되는 부분은 제2 자성부를 포함하고, 상기 제1 자성부와 상기 제2 자성부 간의 자기력에 의하여 상기 장애물 바가 상기 기둥 레일에 고정될 수 있다.
일실시예에 따른 장애물 보행 검사 방법에서 상기 제1 자성부와 상기 제2 자성부 간의 자기력은 상기 피검사자가 보행 도중 상기 장애물 바에 부딪침으로써 상기 장애물 바로 전달되는 힘보다 약하게 설정되고, 상기 장애물 바는 상기 피검사자의 신체에 부딪치면 상기 기둥 레일로부터 분리될 수 있다.
일실시예에 따른 장애물 보행 검사 방법에서 상기 장애물 바는 상기 기둥 레일에서 상기 장애물 바와 연결되는 부분에 배치된 홈에 끼워져서 고정되는 힘과 상기 자기력에 기초하여 상기 기둥 레일에 고정될 수 있다.
일실시예에 따른 장애물 보행 검사 방법에서 상기 장애물 바는 에어 튜브를 포함하고, 상기 장애물 보행 검사가 시작되면 상기 에어 튜브에 공기가 주입되어 상기 피검사자의 보행을 방해하도록 팽창되고, 상기 장애물 보행 검사가 종료되거나 상기 피검사자의 신체가 상기 에어 튜브에 부딪치면, 상기 에어 튜브에 주입된 공기가 밖으로 방출되어 상기 장애물 바의 방해 기능이 상실될 수 있다.
일실시예에 따르면, 장애물 보행 검사 시 검사 진행 상태에 따라 동적으로 장애물 바의 높이 및/또는 각도를 제어하는 자동화를 통해, 검사자가 수동으로 장애물을 제어해야 하는 번거로움을 효과적으로 해소시킬 수 있다.
일실시예에 따르면, 장애물 바와 기둥 레일 간 자기력과 장애물 바가 기둥 레일에 배치된 홈에 끼워져서 고정되는 힘에 기초하여 장애물 바가 기둥 레일에 고정됨으로써, 장애물 바를 효과적으로 기둥 레일에 고정시키면서도 피검사자의 신체 일부가 부딪쳤을 때 손쉽게 장애물 바가 기둥 레일로부터 분리되게 함으로써 피검사자의 안전을 보장할 수 있다.
일실시예에 따르면, 장애물 바를 에어 튜브로 구현함으로써, 피검사자의 신체 일부가 부딪치면 장애물 바가 쉽게 휘게 되고, 추가적으로 에어 튜브 내부의 공기를 순간적으로 방출하여 장애물 바의 방해 기능이 효과적으로 제거될 수 있다.
일실시예에 따르면, 기둥 레일에 배치된 홈에 피검사자가 보행 도중 장애물 바에 부딪침으로써 장애물 바로 전달되는 힘의 방향으로 틈이 형성됨으로써, 장애물 바가 쉽게 기둥 레일로부터 분리되어 피검사자가 부상을 당하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 1은 일실시예에 따라 장애물 보행 검사 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2 내지 도 8은 일실시예에 따라 기둥 레일, 가이드 레일, 장애물 바 간 결합 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일실시예에 따라 장애물 바의 각도가 제어되는 예시를 나타낸 도면이다.
도 10은 일실시예에 따른 가이드 레일을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 일실시예에 따른 장애물 보행 검사를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 일실시예에 따른 장애물 보행 검사 방법을 나타낸 도면이다.
실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있다. 따라서, 실시예들은 특정한 개시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설명된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 아래의 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 실시예의 범위가 본문에 설명된 내용에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 관련 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 또한, 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타내며, 공지된 기능 및 구조는 생략하도록 한다.
도 1은 일실시예에 따라 장애물 보행 검사 장치를 설명하기 위한 도면이다.
장애물 보행 검사는 노인의 동적 낙상 요인을 파악하기 위해, 보행 속도, 보폭, 보간, 장애물을 넘을 때 발 높이, 장애물 직전과 직후의 거리 등을 측정하고 평가하는 테스트를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 장애물 보행 검사는 0cm, 2.5cm, 5.2cm, 15.2cm의 높이의 장애물을 5m 지점에 설치하여, 노인의 보행 동작을 진단할 수 있다. 이때, 0cm 높이는 바닥에 해당하는 높이이고, 2.5cm와 5.2cm 높이는 문지방 및 목욕실의 문턱에 해당하는 높이이며, 15.2cm 높이는 도로의 턱 등의 일반적인 높이일 수 있다. 이러한 장애물 보행 검사를 통해 일상생활 속에서 빈번하게 경험하는 장애물 보행의 특성을 파악할 수 있으며, 이를 통해 노인의 낙상과 밀접한 상관관계가 확인될 수 있다.
장애물 보행 검사에서 변인은 피검사자가 장애물 바에 접근하는 속도, 피검사자가 장애물 바를 넘는 속도, 장애물 바로부터 장애물 바를 넘는 피검사자의 발 사이의 수직 거리, 장애물 바로부터 피검사자의 발 앞꿈치 사이의 거리, 장애물 바로부터 피검사자의 발 뒤꿈치 사이의 거리, 피검사자의 활보장 및 피검사자의 보간 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 활보장은 오른발에서 시작해서 다음 오른발을 디뎠을 때의 뒤꿈치까지의 길이일 수 있다. 또한, 보간은 왼발 중심의 연장선과 오른발 중심의 연장선 간 수직거리일 수 있다.
피검사자가 노화될수록 보행속도의 저하, 장애물을 넘는 동작의 비 효율화, 수직 거리의 높아짐, 활보장의 넓어짐 등의 특징이 강하게 나타날 수 있다. 이러한 장애물 보행 검사를 효과적으로 수행 가능한 장치 및 방법에 대해 상세히 설명한다.
도 1을 참조하면, 일실시예에 따라 장애물 보행 검사 장치는 가이드 레일(110), 기둥 레일(120), 장애물 바(130) 및 깊이 카메라(140)를 포함할 수 있다. 장애물 보행 검사 장치는 노인인 피검사자의 장애물 보행을 검사하기 위한 장치로서, 장애물 보행 검사의 진행 상태에 따라 장애물의 높이 및/또는 각도를 자동으로 제어함으로써 검사자가 수동으로 장애물을 제어해야 하는 번거로움을 효과적으로 해소시킬 수 있다. 예컨대, 장애물은 막대기 형태인 장애물 바(130)로 구현될 수 있다.
가이드 레일(110)은 피검사자의 보행 경로를 제시한다. 장애물 보행 검사를 위해서는 피검사자가 장애물 바(130)가 설치된 경로를 따라 한 번 이상 보행할 필요가 있으며, 가이드 레일(110)은 피검사자가 장애물 보행 검사를 위해 보행해야 할 경로를 제시할 수 있다. 피검사자는 가이드 레일(110)로부터 일정한 거리로 떨어져서 보행할 수 있다.
또한, 가이드 레일(110)은 피검사자의 보행을 감지하는 깊이 카메라가 배치될 수 있다. 예를 들어, 가이드 레일(110)은 미리 정해진 간격으로 배치된 복수의 깊이 카메라들(140)을 포함할 수 있다. 깊이 카메라는 카메라 전방에 위치한 객체가 카메라로부터 얼마나 떨어져 있는지를 측정하는 카메라로서, 깊이 카메라에서 촬영된 영상을 깊이 영상(depth image)이라고 지칭할 수 있다. 장애물 보행 검사 장치는 복수의 깊이 카메라들(140)에서 촬영된 하나 이상의 깊이 영상에 기반하여 피검사자의 보행을 감지할 수 있다. 예를 들어, 장애물 보행 검사 장치는 복수의 깊이 카메라들(140)이 배치된 위치 정보를 미리 저장하고 있고, 위치 정보와 복수의 깊이 카메라들(140) 각각에서 촬영된 깊이 영상을 종합하여 앞서 설명한 장애물 보행 검사의 변인을 파악할 수 있다. 이때, 장애물 바(130)의 위치, 높이, 각도 등이 추가적으로 활용될 수 있다.
예를 들어, 깊이 카메라가 촬영 가능한 부분(예컨대, 가이드 레일(110)의 반대편 레일(도면 미도시))에 격자를 배치하여 깊이 카메라가 자동으로 캘리브레이션 되게 할 수 있다. 도 1의 예시에서는 복수의 깊이 카메라들(140)이 4개로 도시되어 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 것으로 이외에도 다양한 개수의 깊이 카메라가 배치될 수도 있다.
기둥 레일(120)은 가이드 레일(110)에 고정되어 장애물 보행 검사의 진행 상태에 따라 장애물 바(130)의 높이 및 각도 중 적어도 하나를 제어한다. 예를 들어, 기둥 레일(120)은 장애물 보행 검사의 진행 상태에 따라 장애물 바(130)의 높이를 점차 높이거나, 또는 낮출 수 있다. 도 1의 예시에서는 1개의 기둥 레일(120)이 배치되어 있으나, 실시예에 따라서는 복수의 기둥 레일들이 가이드 레일(110)에 미리 정해진 간격으로 배치될 수도 있다.
장애물 바(130)는 피검사자의 신체에 부딪치기 전까지 피검사자의 보행을 방해한다. 다시 말해, 장애물 바(130)는 피검사자의 보행을 방해하지만 피검사자의 신체에 부딪치면 방해 기능을 상실할 수 있다. 예컨대, 장애물 바(130)는 긴 막대기 형태로 피검사자가 보행을 계속 진행하기 위해서는 넘어서야 하는 객체일 수 있다. 장애물 바(130)는 예를 들어 플라스틱, 나무, 에어튜브 등으로 구현될 수 있다. 장애물 바(130)는 어느 각도에서도 배치 가능하며, 피검사자가 장애물 바(130)를 건드렸을 경우 피검사자에게 상해 없이 장애물 바(130)가 기둥 레일(120)로부터 분리될 수 있다.
이처럼, 장애물 보행 검사의 진행 상태에 따라 장애물 바(130)의 높이 및/또는 각도를 자동으로 제어함으로써, 단발성 검사보다는 장애물 바(130)의 높이, 각도에 대한 변화에 따른 반복적 측정을 통해 피검사자, 검사자에게 편리성을 제공할 수 있다.
도 2 내지 도 8은 일실시예에 따라 기둥 레일, 가이드 레일, 장애물 바 간 결합 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 일실시예에 따른 기둥 레일(210), 가이드 레일(220) 및 장애물 바(230)가 도시된다.
기둥 레일(210)은 가이드 레일(220)에 고정되어 장애물 보행 검사의 진행 상태에 따라 장애물 바(230)의 높이 및 각도 중 적어도 하나를 제어한다. 기둥 레일(210)은 자성부 고정 브라켓(211), 스텝 모터(213) 및 DC 모터(215)를 포함할 수 있다. 자성부 고정 브라켓(211)은 장애물 바(230)가 고정되는 부분으로 안쪽에 자성부를 포함할 수 있다. 자성부 고정 브라켓(211)은 장애물 바(230)가 끼워지는 홈을 포함하여 장애물 바(230)가 기둥 레일(210)에 고정되게 할 수 있다. 자성부는 자기력을 가지는 부분으로, 예를 들어, 영구 자석, 전자석 등을 포함할 수 있다. 자성부 고정 브라켓(211) 내 자성부와 장애물 바(230)에 배치된 자성부와의 자기력에 의하여 장애물 바(230)가 기둥 레일(210)에 고정될 수 있다. 정리하면, 장애물 바(230)는 기둥 레일(210)에서 장애물 바(230)와 연결되는 자성부 고정 브라켓(211)에 배치된 홈에 끼워져서 고정되는 힘과 자기력에 기초하여 기둥 레일(210)에 고정될 수 있다. 설명의 편의를 위하여, 장애물 바(230)에 배치된 자성부를 제1 자성부로, 자성부 고정 브라?N(211) 내 자성부를 제2 자성부로 지칭한다.
스텝 모터(213)는 자성부 고정 브라켓(211)에 끼워져 있는 장애물 바(230)의 각도를 변경하는 모터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 스텝 모터(213)는 장애물 바(230)가 지면에 수평이 되게 하거나, 지면에 수직이 되게 각도를 제어할 수 있다.
DC 모터(215)는 장애물 바(230)의 상하 운동을 제어할 수 있다. DC 모터(215)는 장애물 보행 검사의 진행 상태에 맞게 장애물 바(230)의 높이를 제어할 수 있다. 장애물 보행 검사의 진행 상태는 피검사자가 가이드 레일을 따라 보행한 횟수에 기초하여 결정되고, 보다 상세한 내용은 도 11을 통해 후술한다.
장애물 바(230)는 피검사자의 신체에 부딪치기 전까지 피검사자의 보행을 방해하는 물체로서, 예를 들어, 플라스틱, 나무, 에어 튜브 등을 포함할 수 있다. 장애물 바(230)는 기둥 레일(210)에 연결되는 장애물 바 브라켓(231)을 포함할 수 있다. 장애물 바 브라켓(231)은 자기력을 가지는 자성부 또는 스틸(steel) 소재로 구성되어, 자성부 고정 브라켓(211) 내 제2 자성부와 인력이 발생되게 할 수 있다. 여기서, 인력은 피검사자가 보행 도중 장애물 바(230)에 부딪침으로써 장애물 바(230)로 전달되는 힘보다 약하게 설정되게 함으로써, 장애물 바(230)가 피검사자의 신체에 부딪치면 기둥 레일(210)로부터 쉽게 분리되어 피검사자의 부상을 방지할 수 있다.
도 3을 참조하면, 일실시예에 따른 홈은 탈착이 잘 되기 위한 틈(310)을 포함할 수 있다. 틈(310)은 피검사자가 보행 도중 장애물 바에 부딪침으로써 장애물 바로 전달되는 힘의 방향에 형성됨으로써, 장애물 바가 쉽게 기둥 레일로부터 분리되어 피검사자가 부상을 당하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 다시 말해, 틈(310)은 홈에서 좌우 방향 중 어느 하나의 방향에 형성되어, 해당 방향으로 보행하던 피검사자의 신체 일부가 장애물 바에 부딪치면 장애물 바가 해당 방향으로 밀려져서 기둥 레일로부터 쉽게 분리되게 할 수 있다.
도 4를 참조하면, 일실시예에 따른 장애물 바(410)는 에어 튜브로 형성될 수 있다. 에어 튜브는 내부에 공기가 유입되면 팽창하는 소재로 형성됨으로써 피검사자가 장애물 바(410)로부터 상해를 입는 것이 방지될 수 있다. 도 4에 도시된 예시는 피검사자의 신체 일부가 부딪쳐서 장애물 바(410)가 휘어진 상태를 나타낼 수 있다. 나아가, 피검사자의 신체 일부가 장애물 바(410)에 부딪치면, 에어 튜브 내 공기를 순간적으로 빼내어 장애물 바(410)의 부피를 감소시킴으로써 장애물 바(410)의 방해 기능을 일시에 상실시킬 수도 있다.
이처럼, 기 장애물 보행 검사가 시작되면 에어 튜브에 공기가 주입되어 피검사자의 보행을 방해하도록 팽창되고, 장애물 보행 검사가 종료되거나 피검사자의 신체가 에어 튜브에 부딪치면, 에어 튜브에 주입된 공기가 밖으로 방출되어 장애물 바의 방해 기능이 상실되게 할 수 있다.
도 5를 참조하면, 일실시예에 따른 제2 자성부(510), 자성부 고정 브라켓(520) 및 연결 브라켓(530)이 도시된다. 제2 자성부(510)는 장애물 바의 제1 자성부와 인력을 가지는 부분이고, 자성부 고정 브라켓(520)은 장애물 바가 고정되는 부분일 수 있다. 연결 브라켓(530)은 스텝 모터와 자성부 고정 브라켓(520)을 연결시키는 부분일 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 일실시예에 따른 장애물 바 자성부는 볼트 형태를 가져서 장애물 바가 맞물리게 되는 부분의 깊이를 조절할 수 있다. 도 6의 예시는 장애물 바 자성부가 안쪽으로 들어간 모습(610)을 나타낸다. 도 7의 예시는 장애물 바 자성부가 바깥쪽으로 나온 모습(710)을 나타낸다.
도 8을 참조하면, 일실시예에 따른 기둥 레일과 장애물 바를 나타내는 블록도가 도시된다. 장애물 바는 스텝 모터에 의해 각도가 제어될 수 있으며, DC 모터에 의해 지면으로부터의 높이가 제어될 수 있다. 또한, 기둥 레일에는 포터 센서가 배치되어 장애물 바에 설치된 포토 센서 인식용 구조물을 인식할 수 있다.
도 9는 일실시예에 따라 장애물 바의 각도가 제어되는 예시를 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, 일실시예에 따라 장애물 바의 각도가 스텝 모터에 의해 제어될 수 있다. 도 9에 예시적으로 도시된 제1 장면(910)은 장애물 바가 지면에 수평되게 내려온 상태를 나타내고, 제3 장면(930)은 장애물 바가 지면에 수직되게 올라간 상태를 나타내며, 제2 장면(920)은 지면에 수평인 장애물 바가 수직 각도로 올라가는 중간 상태를 나타낼 수 있다. 일실시예에서, 장애물 보행 검사가 완료되면, 예상치 못할 부상을 방지하기 위해 장애물 바가 지면에 수직되게 올라갈 수 있다.
도 10은 일실시예에 따른 가이드 레일을 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 일실시예에 따른 가이드 레일은 접은 상태(1010)로 보관되었다가 검사 수행을 위해 펼쳐진 상태(1020)로 상태 변경될 수 있다. 이처럼 가이드 레일이 접이 가능한 구조로 구현됨으로써, 보관 부피를 효과적으로 줄이면서도 원활한 검사 수행을 달성할 수 있다.
도 11은 일실시예에 따른 장애물 보행 검사를 설명하기 위한 도면이다.
도 11을 참조하면, 일실시예에 따라 장애물 보행 검사에 포함된 여러 단계들이 도시된다.
일실시예에서, 장애물 보행은 동일한 높이의 장애물 바에 대해 2번씩 수행될 수 있다. 각 장애물 보행을 시작하기 전에 테블릿 PC에서 시작 버튼이 눌러질 수 있다. 여기서, 테블릿 PC는 설명의 편의를 위한 예시로, 이외에도 퍼스널 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 스마트 폰, 텔레비전, 스마트 가전 기기, 지능형 자동차, 키오스크, 웨어러블 장치 등 다양한 형태의 제품으로 구현될 수 있다. 각 장애물 보행의 종료는 피검사자가 시작점 반대편의 도착점에 도달한 시점에 달성될 수 있다.
예를 들어, 검사 1은 장애물 없이 평지를 걷는 것으로 4m 보행 속도가 측정될 수 있다. 이때, 장애물 바는 지면에 대해 수직으로 올려진 상태일 수 있다. 피검사자는 장애물 없는 평지 조건에서 장애물 보행을 2번 수행할 수 있다.
그리고, 검사 2는 피검사자 신장의 10% 높이로 장애물 바가 설치될 수 있다. 장애물 보행 검사 장치는 장애물 보행 검사의 진행 상태(예컨대, 검사 1 조건에서 보행 2회 수행 완료)에 기초하여 장애물 바의 각도를 평지에 대해 수직에서 수평으로 되게 제어하고, 지면에 대해 피검사자 신장의 10% 높이에 위치하게 장애물 바의 높이를 조절할 수 있다.
그리고, 검사 3은 지면에 대해 30츠 높이에 장애물 바가 설치될 수 있다. 장애물 보행 검사 장치는 장애물 보행 검사의 진행 상태(예컨대, 검사 2 조건에서 보행 2회 수행 완료)에 기초하여 장애물 바의 높이를 제어할 수 있다.
각 장애물 보행에서 피검사자가 장애물 바에 접근하는 속도, 피검사자가 장애물 바를 넘는 속도, 장애물 바로부터 장애물 바를 넘는 피검사자의 발까지의 수직 거리, 장애물 바로부터 피검사자의 발 앞꿈치 사이의 거리, 장애물 바로부터 피검사자의 발 뒤꿈치 사이의 거리, 피검사자의 활보장 및 피검사자의 보간 중 적어도 하나가 깊이 카메라에서 촬영된 영상에 기초하여 분석될 수 있다.
깊이 카메라는 가이드 레일에 미리 정해진 간격으로 복수개 배치될 수 있다. 깊이 카메라에서 감지된 피검사자의 보행 진행 상태, 위치 등이 고려되어 장애물 보행 검사의 진행 상태가 결정될 수 있다. 예컨대, 장애물 보행 검사의 진행 상태는 피검사자가 가이드 레일을 따라 보행한 횟수에 기초하여 결정되고, 기둥 레일은 피검사자가 가이드 레일에 따른 보행을 수행함에 따라 장애물 바의 높이를 높일 수 있다.
도 12는 일실시예에 따른 장애물 보행 검사 방법을 나타낸 도면이다.
도 12를 참조하면, 일실시예에 따른 장애물 보행 검사 장치에 구비된 하나 이상의 프로세서에 의해 수행되는 장애물 보행 검사 방법이 도시된다.
단계(1210)에서, 장애물 보행 검사 장치는 피검사자의 보행 경로를 제시하는 가이드 레일에 배치된 깊이 카메라의 출력 값에 기초하여 장애물 보행 검사의 진행 상태를 결정한다. 장애물 보행 검사 장치는 피검사자가 가이드 레일을 따라 보행한 횟수에 기초하여 장애물 보행 검사의 진행 상태를 결정할 수 있다.
단계(1220)에서, 장애물 보행 검사 장치는 장애물 보행 검사의 진행 상태에 기초하여, 가이드 레일에 고정된 기둥 레일을 통해 피검사자의 신체에 부딪치기 전까지 피검사자의 보행을 방해하는 장애물 바의 높이 및 각도를 제어한다. 장애물 바는 제1 자성부를 포함하고, 기둥 레일에서 장애물 바와 연결되는 부분은 제2 자성부를 포함하며, 제1 자성부와 제2 자성부 간의 자기력에 의하여 장애물 바가 기둥 레일에 고정될 수 있다. 제1 자성부와 제2 자성부 간의 자기력은 피검사자가 보행 도중 장애물 바에 부딪침으로써 장애물 바로 전달되는 힘보다 약하게 설정되고, 장애물 바는 피검사자의 신체에 부딪치면 기둥 레일로부터 분리될 수 있다. 장애물 바는 기둥 레일에서 장애물 바와 연결되는 부분에 배치된 홈에 끼워져서 고정되는 힘과 자기력에 기초하여 기둥 레일에 고정될 수 있다.
장애물 바는 에어 튜브를 포함하고, 장애물 보행 검사가 시작되면 에어 튜브에 공기가 주입되어 피검사자의 보행을 방해하도록 팽창되며, 장애물 보행 검사가 종료되거나 피검사자의 신체가 에어 튜브에 부딪치면, 에어 튜브에 주입된 공기가 밖으로 방출되어 장애물 바의 방해 기능이 상실될 수 있다.
단계(1230)에서, 장애물 보행 검사 장치는 깊이 카메라의 출력 값에 기초하여 피검사자가 장애물 바를 넘는 동작을 분석한다.
장애물 보행 검사 장치는 깊이 카메라의 출력 값에 기초하여, 피검사자가 장애물 바에 접근하는 속도, 피검사자가 장애물 바를 넘는 속도, 장애물 바로부터 장애물 바를 넘는 피검사자의 발 사이의 수직 거리, 장애물 바로부터 피검사자의 발 앞꿈치 사이의 거리, 장애물 바로부터 피검사자의 발 뒤꿈치 사이의 거리, 피검사자의 활보장 및 피검사자의 보간 중 적어도 하나를 분석할 수 있다.
도 12에 도시된 각 단계들에는 도 1 내지 도 11을 통하여 전술한 사항들이 그대로 적용되므로, 보다 상세한 설명은 생략한다.
이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
실시예들에서 설명된 구성요소들은 하나 이상의 DSP (Digital Signal Processor), 프로세서 (Processor), 컨트롤러 (Controller), ASIC (Application Specific Integrated Circuit), FPGA (Field Programmable Gate Array)와 같은 프로그래머블 논리 소자 (Programmable Logic Element), 다른 전자 기기들 및 이것들의 조합 중 하나 이상을 포함하는 하드웨어 구성 요소들(hardware components)에 의해 구현될 수 있다. 실시예들에서 설명된 기능들(functions) 또는 프로세스들(processes) 중 적어도 일부는 소프트웨어(software)에 의해 구현될 수 있고, 해당 소프트웨어는 기록 매체(recording medium)에 기록될 수 있다. 실시예들에서 설명된 구성요소들, 기능들 및 프로세스들은 하드웨어와 소프트웨어의 조합에 의해 구현될 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

Claims (18)

  1. 피검사자의 장애물 보행을 검사하는 장애물 보행 검사 장치에 있어서,
    상기 피검사자의 보행 경로를 제시하고, 상기 피검사자의 보행을 감지하는 깊이 카메라(depth camera)가 배치된 가이드 레일;
    상기 피검사자의 신체에 부딪치기 전까지 상기 피검사자의 보행을 방해하는 장애물 바(bar); 및
    상기 가이드 레일에 고정되어 장애물 보행 검사의 진행 상태에 따라 상기 장애물 바의 높이 및 각도 중 적어도 하나를 제어하는 기둥 레일
    을 포함하고,
    상기 기둥 레일에 의해 높이 및 각도 중 적어도 하나가 제어된 상기 장애물 바를 넘는 상기 피검사자의 동작이 상기 깊이 카메라에 의해 감지됨으로써 상기 장애물 보행 검사의 진행 상태가 결정되는,
    장애물 보행 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 장애물 바는 제1 자성부를 포함하고,
    상기 기둥 레일에서 상기 장애물 바와 연결되는 부분은 제2 자성부를 포함하고,
    상기 제1 자성부와 상기 제2 자성부 간의 자기력에 의하여 상기 장애물 바가 상기 기둥 레일에 고정되는,
    장애물 보행 검사 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 자성부와 상기 제2 자성부 간의 자기력은
    상기 피검사자가 보행 도중 상기 장애물 바에 부딪침으로써 상기 장애물 바로 전달되는 힘보다 약하게 설정되고,
    상기 장애물 바는 상기 피검사자의 신체에 부딪치면 상기 기둥 레일로부터 분리되는,
    장애물 보행 검사 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 장애물 바는 상기 기둥 레일에서 상기 장애물 바와 연결되는 부분에 배치된 홈에 끼워져서 고정되는 힘과 상기 자기력에 기초하여 상기 기둥 레일에 고정되는,
    장애물 보행 검사 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 홈은
    상기 피검사자가 보행 도중 상기 장애물 바에 부딪침에 따라 상기 장애물 바로 전달되는 힘의 방향에 형성된 틈을 포함하는,
    장애물 보행 검사 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 장애물 바는 에어 튜브를 포함하고,
    상기 장애물 보행 검사가 시작되면 상기 에어 튜브에 공기가 주입되어 상기 피검사자의 보행을 방해하도록 팽창되고,
    상기 장애물 보행 검사가 종료되거나 상기 피검사자의 신체가 상기 에어 튜브에 부딪치면, 상기 에어 튜브에 주입된 공기가 밖으로 방출되어 상기 장애물 바의 방해 기능이 상실되는,
    장애물 보행 검사 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기둥 레일은
    상기 장애물 보행 검사의 진행 상태에 따라 상기 장애물 바의 높이를 점차 증가시키는 제1 제어부; 및
    상기 장애물 보행 검사의 시작 시점과 종료 시점에 장애물 바의 각도를 조절하는 제2 제어부
    를 포함하는
    장애물 보행 검사 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 기둥 레일은 미리 정해진 간격으로 상기 가이드 레일에 배치되는,
    장애물 보행 검사 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 가이드 레일은 미리 정해진 간격으로 배치된 복수의 깊이 카메라를 포함하는,
    장애물 보행 검사 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 장애물 보행 검사의 진행 상태는
    상기 피검사자가 상기 가이드 레일을 따라 보행한 횟수에 기초하여 결정되고,
    상기 기둥 레일은
    상기 피검사자가 상기 가이드 레일에 따른 보행을 수행함에 따라 상기 장애물 바의 높이를 높이는,
    장애물 보행 검사 장치.
  11. 장애물 보행 검사 장치에 의해 수행되는 장애물 보행 검사 방법에 있어서,
    피검사자의 보행 경로를 제시하는 가이드 레일에 배치된 깊이 카메라의 출력 값에 기초하여 장애물 보행 검사의 진행 상태를 결정하는 단계;
    상기 장애물 보행 검사의 진행 상태에 기초하여, 상기 가이드 레일에 고정된 기둥 레일을 통해 상기 피검사자의 신체에 부딪치기 전까지 상기 피검사자의 보행을 방해하는 장애물 바의 높이 및 각도를 제어하는 단계; 및
    상기 깊이 카메라의 출력 값에 기초하여 상기 피검사자가 상기 장애물 바를 넘는 동작을 분석하는 단계
    를 포함하고,
    상기 기둥 레일에 의해 높이 및 각도 중 적어도 하나가 제어된 상기 장애물 바를 넘는 상기 피검사자의 동작이 상기 깊이 카메라에 의해 감지됨으로써 상기 장애물 보행 검사의 진행 상태가 결정되는,
    장애물 보행 검사 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 장애물 보행 검사의 진행 상태를 결정하는 단계는
    상기 피검사자가 상기 가이드 레일을 따라 보행한 횟수에 기초하여 상기 장애물 보행 검사의 진행 상태를 결정하는,
    장애물 보행 검사 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 피검사자가 상기 장애물 바를 넘는 동작을 분석하는 단계는
    상기 깊이 카메라의 출력 값에 기초하여,
    상기 피검사자가 상기 장애물 바에 접근하는 속도;
    상기 피검사자가 상기 장애물 바를 넘는 속도;
    상기 장애물 바로부터 상기 장애물 바를 넘는 상기 피검사자의 발 사이의 수직 거리;
    상기 장애물 바로부터 상기 피검사자의 발 앞꿈치 사이의 거리;
    상기 장애물 바로부터 상기 피검사자의 발 뒤꿈치 사이의 거리;
    상기 피검사자의 활보장(stride length); 및
    상기 피검사자의 보간(step width)
    중 적어도 하나를 분석하는,
    장애물 보행 검사 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 장애물 바는 제1 자성부를 포함하고,
    상기 기둥 레일에서 상기 장애물 바와 연결되는 부분은 제2 자성부를 포함하고,
    상기 제1 자성부와 상기 제2 자성부 간의 자기력에 의하여 상기 장애물 바가 상기 기둥 레일에 고정되는,
    장애물 보행 검사 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 자성부와 상기 제2 자성부 간의 자기력은
    상기 피검사자가 보행 도중 상기 장애물 바에 부딪침으로써 상기 장애물 바로 전달되는 힘보다 약하게 설정되고,
    상기 장애물 바는 상기 피검사자의 신체에 부딪치면 상기 기둥 레일로부터 분리되는,
    장애물 보행 검사 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 장애물 바는
    상기 기둥 레일에서 상기 장애물 바와 연결되는 부분에 배치된 홈에 끼워져서 고정되는 힘과 상기 자기력에 기초하여 상기 기둥 레일에 고정되는,
    장애물 보행 검사 방법.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 장애물 바는 에어 튜브를 포함하고,
    상기 장애물 보행 검사가 시작되면 상기 에어 튜브에 공기가 주입되어 상기 피검사자의 보행을 방해하도록 팽창되고,
    상기 장애물 보행 검사가 종료되거나 상기 피검사자의 신체가 상기 에어 튜브에 부딪치면, 상기 에어 튜브에 주입된 공기가 밖으로 방출되어 상기 장애물 바의 방해 기능이 상실되는,
    장애물 보행 검사 방법.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 장애물 바는 상기 기둥 레일에 고정되어 상기 피검사자가 보행을 지속하기 위해 넘어야하는 장애물 역할을 수행하지만 상기 피검사자가 상기 장애물 바를 넘는 동작 도중 상기 피검사자의 신체에 부딪치면 상기 기둥 레일에서 분리되어 장애물 기능이 상실되는
    장애물 보행 검사 장치.
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KR200370279Y1 (ko) * 2004-09-23 2004-12-13 이수행 원격제어가 가능한 안전 차단기
KR101638104B1 (ko) * 2015-05-27 2016-07-08 이기곤 차량 차단기
KR101727946B1 (ko) * 2015-11-05 2017-04-18 주식회사 한국아이디어연구소 막대풍선형 차단바를 갖는 차량 차단기

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