KR102205864B1 - Exercise support device using Virtual Reality - Google Patents

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KR102205864B1
KR102205864B1 KR1020190008242A KR20190008242A KR102205864B1 KR 102205864 B1 KR102205864 B1 KR 102205864B1 KR 1020190008242 A KR1020190008242 A KR 1020190008242A KR 20190008242 A KR20190008242 A KR 20190008242A KR 102205864 B1 KR102205864 B1 KR 102205864B1
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박세진
박민호
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주식회사 엠투미
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Abstract

본 발명은 VR을 이용한 운동 지원 장치에 관한 것으로서, 사용자가 소지하고 운동하게 되는 스마트 기기 및 스마트 기기에 구비된 VR 애플리케이션을 통하여, 사용자의 운동량 정보를 생성하고 이에 따른 운동 상태 정보를 VR로 구성하여 VR 기기의 디스플레이를 통하여 표현하도록 하되, 사용자가 VR 기기를 착용하지 않고도 착용한 상태에서 운동하고 있는 것처럼 운동 기록을 조작할 수 있는 여지를 없애기 위한, VR을 이용한 운동 지원 장치에 관한 것이다.
본 발명의 VR을 이용한 운동 지원 장치는, VR 애플리케이션(130)이 실행되는 스마트폰(120); 및 VR 애플리케이션(130)에 의해 제공되는 콘텐츠 및 관련 정보를 스마트폰(120)으로부터 전달받아 출력하여 주는 HMD 기기(140);를 포함하되, 운동기구(10)의 운동 부분에 모듈 타입으로 부착되어 운동 부분에 대한 3축 방향의 가속도 및 각속도를 각각 감지하는 가속도 센서(111) 및 자이로 센서(112)를 포함하는 IOT 센서모듈(110);을 더 포함하며, IOT 센서모듈(110)은 가속도 센서(111) 및 자이로 센서(112)에 의해 감지된 가속도값 및 각속도값으로부터 중력 성분이 제거된 선형 가속도값을 산출하여 유효 운동 횟수를 카운트하며, 스마트폰(120)은 통신 연결되는 IOT 센서모듈(110)로부터 유효 운동 횟수를 전달받고, VR 애플리케이션(130)은 스마트폰(120)으로부터 전달받은 유효 운동 횟수를 이용하여 운동 기록으로 산출하고 실시간으로 운동 상태 정보를 VR 영상으로 생성하여 HMD 기기(140)로 전달하며, 스마트폰(120)은 스마트폰(120)에 구비되는 가속도 센서(121) 또는 자이로 센서(122)로 VR 영상을 통한 안내에 따른 사용자의 동작 등을 감지하도록 함으로써 사용자가 HMD 기기(140)를 착용한 상태에서 운동하는지를 판단하며, VR 애플리케이션(130)은 스마트폰(120)으로부터 전달되는 사용자의 HMD 기기(140) 착용여부 신호를 유효 운동 횟수에 반영함으로써, HMD 기기(140)를 착용한 상태에서의 운동 횟수에 대해서만 운동 기록으로 산출하도록 하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an exercise support device using VR, wherein the user's exercise amount information is generated through a smart device that the user carries and exercise and a VR application provided in the smart device, and the exercise state information is configured in VR. The present invention relates to an exercise support device using VR in order to express it through a display of a VR device, but to eliminate the possibility of manipulating an exercise record as if the user is exercising while wearing the VR device without wearing the VR device.
Exercise support device using VR of the present invention, a smartphone 120 on which the VR application 130 is executed; And an HMD device 140 for receiving and outputting content and related information provided by the VR application 130 from the smartphone 120; but, being attached to the exercise part of the exercise device 10 in a module type IOT sensor module 110 including an acceleration sensor 111 and a gyro sensor 112 respectively sensing acceleration and angular velocity in the three-axis direction with respect to the moving part; further includes, the IOT sensor module 110 is an acceleration sensor (111) and the acceleration value and the angular velocity value sensed by the gyro sensor 112 calculates the linear acceleration value from which the gravity component is removed to count the number of effective movements, and the smartphone 120 is an IOT sensor module ( 110), and the VR application 130 calculates the exercise record as an exercise record using the effective exercise number received from the smartphone 120, and generates the exercise state information as a VR image in real time, so that the HMD device 140 ), and the smartphone 120 detects the user's motion according to the guidance through the VR image with the acceleration sensor 121 or the gyro sensor 122 provided in the smartphone 120 so that the user can use the HMD device. It is determined whether the exercise is exercised while wearing 140, and the VR application 130 reflects the user's wearing of the HMD device 140 signal transmitted from the smartphone 120 to the number of effective exercise, so that the HMD device 140 It is characterized in that the exercise record is calculated only for the number of exercise in the wearing state.

Description

VR을 이용한 운동 지원 장치{Exercise support device using Virtual Reality}Exercise support device using Virtual Reality}

본 발명은 VR을 이용한 운동 지원 장치에 관한 것으로서, 운동기구의 실제 운동 부분에 모듈 타입으로 부착되는 IOT 센서와 스마트 기기 및 스마트 기기에 구비된 VR 애플리케이션을 통하여 사용자의 운동량 정보를 생성하고 이에 따른 운동 상태 정보를 VR로 구성하여 VR 기기를 통하여 표현하도록 하되, 사용자가 VR 기기를 착용하지 않고도 착용한 상태에서 운동하고 있는 것처럼 운동 기록을 조작할 수 있는 여지를 없애기 위한, VR을 이용한 운동 지원 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an exercise support device using VR, and generates exercise amount information of a user through an IOT sensor attached in a module type to an actual exercise part of an exercise device, and a VR application provided in a smart device and a smart device, and exercise accordingly. The state information is composed of VR and expressed through a VR device, but in order to eliminate the possibility of manipulating the exercise record as if the user is exercising while wearing the VR device, the exercise support device using VR About.

일반적으로 가상 현실(Virtual Reality, VR)이라 함은 컴퓨터 내에 가상의 공간을 만들어 체험자로 하여금 실제로 존재하지 않는 공간을 체험하게 하거나 실제 특정 장소에 가지 않고도 그 공간을 체험하게 해주는 시스템을 말한다. 가상 현실은 오프라인 VR, 온라인 VR로도 구분될 수 있으며, 오프라인 VR은 특정 장소에 설치된 VR 전용 컴퓨터를 기반으로 구현될 수 있고, 전문 장비에 의한 높은 몰입도 및 현실감을 가지고 있다. 하지만, 오프라인 VR은 고가 장비 위주의 체험 시설로 다수의 체험자의 참가가 쉽지 않다는 특징을 가진다. 한편, 온라인 VR은 웹(web) 상에서 구현된 VR을 각 개인의 클라이언트에서 체험하기 위해 구현될 수 있다. 온라인 VR은 높은 대중성을 가지고, 다수의 체험자에 의한 커뮤니티도 가능할 수 있다. 하지만, 온라인 VR은 인터넷 속도나 컴퓨터의 사양에 따른 제약을 가질 수 있다. 최근 구글 카드보드, 삼성 기어 VR과 같은 저렴한 VR 기기가 등장하면서 스마트폰과 같은 모바일 장치에서도 가상 현실을 구현하고자 하는 요구가 여러 산업군에 걸쳐 증대하고 있다. VR 기기의 하나인 HMD (Head Mounted Display) 디바이스는 안경처럼 머리에 착용하여 가상 이미지를 볼 수 있도록 하는 각종 영상 표시 장치를 의미하며, HMD 디바이스는 단순한 디스플레이 기능을 넘어 증강 현실 기술, N 스크린 기술 등과 조합되어 사용자에 다양한 편의를 제공할 수 있다.In general, virtual reality (VR) refers to a system that creates a virtual space in a computer and allows the experiencer to experience a space that does not actually exist or to experience the space without actually going to a specific place. Virtual reality can be divided into offline VR and online VR, and offline VR can be implemented based on a VR dedicated computer installed in a specific place, and has a high degree of immersion and a sense of reality by specialized equipment. However, offline VR is an experience facility focused on expensive equipment, and it is difficult for a large number of users to participate. On the other hand, online VR can be implemented to experience VR implemented on the web in each individual's client. Online VR has high popularity, and a community by a large number of experienced users may be possible. However, online VR may have limitations depending on Internet speed or computer specifications. Recently, as inexpensive VR devices such as Google Cardboard and Samsung Gear VR have appeared, the demand to implement virtual reality in mobile devices such as smartphones is increasing across various industries. One of the VR devices, the HMD (Head Mounted Display) device, refers to various image display devices that allow you to view virtual images by wearing them on your head like glasses. HMD devices go beyond simple display functions, It can be combined to provide various conveniences to users.

한편, 이러한 다양한 기술을 이용하여 사용자의 운동량과 건강상태를 측정하는 기술이 나오고 있으며, 일 예로 공개특허 제10-2013-0106921호가 제안된 바 있다. 이는 사용자가 트레이너의 도움 없이 자신에게 적합한 운동을 할 수 있는 운동 관리 방법, 이를 위한 장치들 및 시스템의 제공을 통해 트레이너 콘솔로부터 사용자 정보를 기초로 구성된 운동 프로그램을 수신하고, 운동 프로그램에 따라 헬스기기가 작동되면 헬스기기를 사용하는 사용자의 현재 건강 상태를 나타내는 상태정보를 상태감지 센서로부터 수신하고, 상태정보를 기초로 사용자의 건강에 이상이 발생하였는지 여부를 판단하게 되는데, 헬스기기에서 운동에 따른 운동 정보를 이용해야 하므로 다양한 운동 종류에 따라 별도의 헬스 기구를 구입해야 하는 부담이 있으며, 실시간으로 현장감과 운동 몰입감을 부여하지 못하기에 운동의 효과가 미비한 단점이 있다.On the other hand, a technology for measuring the amount of exercise and health of a user using these various technologies has been proposed, and as an example, Korean Patent Application Publication No. 10-2013-0106921 has been proposed. This is an exercise management method that allows a user to perform an exercise suitable for himself without the help of a trainer, and receives an exercise program based on user information from the trainer console through the provision of devices and systems for this, and a fitness device according to the exercise program When is activated, status information indicating the current health status of the user who uses the fitness device is received from the status sensor, and based on the status information, it is determined whether or not an abnormality has occurred in the user's health. Since it is necessary to use exercise information, there is a burden of purchasing separate fitness equipment according to various types of exercise, and there is a disadvantage that the effect of exercise is insufficient because real-time sense of realism and exercise immersion cannot be provided.

또한, 트레이너 또는 의사의 권고에 따라, 또는 VR 운동을 지원하는 각종 컨테스트 등에서 정확한 운동 상태 및 운동 기록이 요구되는 경우에, 사용자가 VR 기기를 착용하지 않고도 착용한 상태에서 운동하고 있는 것처럼 운동 기록이 조작될 수 있는데 이를 판단할 수 없는 단점이 있다.In addition, according to the recommendations of a trainer or doctor, or when an accurate exercise condition and exercise record are required in various contests supporting VR exercise, the exercise record is recorded as if the user is exercising while wearing a VR device without wearing a VR device. It can be manipulated, but there is a disadvantage that it cannot be judged.

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 운동기구의 실질적인 작동 부분에 모듈 타입으로 탈부착이 가능한 IOT 센서를 이용하여 사용자의 유효 운동 횟수를 정확하고 용이하게 카운팅하며, 스마트 기기에 구비되는 VR 애플리케이션을 통하여 운동량 정보를 처리하고 사용자의 운동 상태 정보를 VR로 구성하여 VR 기기로 구현하기 위한 목적이 있다.The present invention, conceived to solve the problems of the prior art as described above, accurately and easily counts the number of effective exercise of the user by using an IOT sensor that can be attached and detached in a module type to the actual operating part of the exercise equipment, and smart device There is an object of processing exercise amount information through a VR application provided in the device and configuring the user's exercise state information in VR to implement a VR device.

또한, 본 발명은 스마트 기기에 구비되는 VR 애플리케이션을 통하여 관심있는 콘텐츠를 제공하여 사용자의 지속적인 운동을 위한 동기 유발을 유도하고 사용자가 정확한 운동 자세를 유지하도록 함으로써, 양질의 운동 효과를 제공하기 위한 목적이 있다In addition, the present invention provides a content of interest through a VR application provided in a smart device to induce motivation for a user's continuous exercise and maintain an accurate exercise posture, thereby providing a quality exercise effect. Have this

또한, 본 발명은 사용자가 VR 기기를 장착한 상태로 운동을 수행하고 있는지 또는 지정된 운동기구를 이용한 운동을 수행하고 있는지 등을 판단할 수 있도록 함으로써, VR 기기를 통한 운동 기록의 조작을 방지하기 위한 목적이 있다.In addition, the present invention is to prevent manipulation of the exercise record through the VR device by allowing the user to determine whether the user is performing an exercise with a VR device installed or performing an exercise using a designated exercise device. There is a purpose.

상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 VR을 이용한 운동 지원 장치는, VR 애플리케이션이 실행되는 스마트폰; 및 상기 VR 애플리케이션에 의해 제공되는 콘텐츠 및 관련 정보를 상기 스마트폰으로부터 전달받아 출력하여 주는 HMD 기기;를 포함하되,An exercise support device using VR of the present invention for achieving the above object includes: a smartphone running a VR application; And an HMD device that receives and outputs content and related information provided by the VR application from the smartphone.

운동기구의 운동 부분에 모듈 타입으로 부착되되, 상기 운동 부분에 대한 3축(x,y,z축) 방향의 가속도 및 각속도를 각각 감지하는 가속도 센서 및 자이로 센서를 포함하는 IOT 센서모듈;을 더 포함하며, 상기 IOT 센서모듈은 상기 가속도 센서 및 상기 자이로 센서에 의해 감지된 가속도값 및 각속도값으로부터 중력 성분이 제거된 선형 가속도값을 산출하여 유효 운동 횟수를 카운트하며, 상기 스마트폰은 통신 연결되는 상기 IOT 센서모듈로부터 상기 유효 운동 횟수를 전달받고, 상기 VR 애플리케이션은 상기 스마트폰으로부터 전달받은 상기 유효 운동 횟수를 이용하여 운동 기록으로 산출하고 실시간으로 운동 상태 정보를 VR 영상으로 생성하여 상기 HMD 기기로 전달하며,Doedoe attached to the exercise part of the exercise device in a module type, an IOT sensor module including an acceleration sensor and a gyro sensor respectively sensing acceleration and angular velocity in the three-axis (x, y, z axis) direction of the exercise part; Including, the IOT sensor module counts the number of effective movements by calculating a linear acceleration value from which the gravity component is removed from the acceleration value and angular velocity value sensed by the acceleration sensor and the gyro sensor, and the smartphone is connected to communication The number of effective exercises is received from the IOT sensor module, and the VR application calculates an exercise record as an exercise record using the number of effective exercises received from the smartphone, and generates exercise status information as a VR image in real time to the HMD device. To deliver,

상기 스마트폰은 상기 스마트폰에 구비되는 가속도 센서 또는 자이로 센서로 상기 HMD 기기에 나타내는 상기 VR 영상을 통한 안내에 따른 사용자의 동작 등을 감지하도록 함으로써 상기 스마트폰과 상기 HMD 기기가 결합되고 사용자가 상기 HMD 기기를 착용한 상태에서 운동하는지를 판단하며, 상기 VR 애플리케이션은 상기 스마트폰으로부터 전달되는 사용자의 HMD 기기 착용여부 신호를 상기 유효 운동 횟수에 반영함으로써 상기 HMD 기기를 착용한 상태에서의 운동 횟수에 대해서만 운동 기록으로 산출하는 것을 특징으로 한다.The smartphone uses an acceleration sensor or a gyro sensor provided in the smartphone to detect a user's motion according to guidance through the VR image displayed on the HMD device, so that the smartphone and the HMD device are combined and the user It is determined whether the user is exercising while wearing the HMD device, and the VR application reflects the signal whether the user is wearing the HMD device transmitted from the smartphone to the number of effective exercises, so that only the number of exercises while wearing the HMD device is It is characterized in that it is calculated as an exercise record.

또한, 상기 스마트폰은 상기 스마트폰에 구비되는 접촉센서 또는 광센서의 감지 신호에 따라 상기 HMD 기기와의 결합여부를 판단하여 상기 HMD 기기 착용여부 신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.In addition, the smart phone is characterized in that it is characterized in that it generates a signal whether the HMD device is worn by determining whether to be coupled with the HMD device according to a detection signal of a contact sensor or an optical sensor provided in the smart phone.

또한, 상기 스마트폰은 상기 HMD 기기에 출력되는 이미지에 불규칙하게 나타나는 지시 동작 또는 안내 동작을 사용자가 따라서 수행하는지를 판단하여 상기 HMD 기기 착용여부 신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.In addition, the smartphone is characterized in that it is characterized in that it determines whether the user performs an instruction or guidance operation that appears irregularly in the image output to the HMD device, and generates a signal whether to wear the HMD device.

또한, 상기 VR 애플리케이션은 상기 HMD 기기를 착용하지 않은 상태에서는 응답할 수 없는 질문 및 대답을 포함하는 글자나 모양이 3차원 효과를 통해 입체적으로 배치되도록 상기 HMD 기기로 출력함으로써, 사용자가 상기 HMD 기기를 착용하지 않으면 질문 및 대답을 찾을 수 없도록 하여 이후의 운동이 상기 운동 기록에 포함되지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.In addition, the VR application outputs to the HMD device so that letters or shapes including questions and answers that cannot be answered without wearing the HMD device are three-dimensionally arranged through a three-dimensional effect. If not worn, the question and answer are not found so that subsequent exercise is not included in the exercise record.

또한, 상기 스마트폰에 의해 상기 HMD 기기를 착용한 상태에서 운동중에 사용자의 시선 방향이 바뀐 것으로 판단되면, 상기 VR 애플리케이션은 새로운 상기 질문 및 대답을 생성하여 상기 HMD 기기로 출력함으로써, 사용자가 상기 HMD 기기를 착용하지 않으면 대답을 찾을 수 없어서 이후의 운동이 상기 운동 기록에 포함되지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.In addition, when it is determined that the user's gaze direction has changed during exercise while wearing the HMD device by the smartphone, the VR application generates a new question and answer and outputs it to the HMD device, so that the user can use the HMD device. It is characterized in that an answer cannot be found unless the device is worn, so that subsequent exercise is not included in the exercise record.

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또한, 상기 스마트폰은 상기 IOT 센서모듈에 구비되는 상기 가속도 센서 또는 상기 자이로 센서로 감지된 상기 가속도 값을 적분한 속도값 또는 상기 속도값을 적분한 변위 성분에 대해, 필터를 통해 소정 주파수의 성분이 소정 시간 이상 출력되는지 여부에 따라 상기 IOT 센서모듈 이용 운동여부에 대한 신호를 생성하여 상기 VR 애플리케이션으로 전달하는 것을 특징으로 한다.In addition, the smartphone is a component of a predetermined frequency through a filter for a velocity value obtained by integrating the acceleration value detected by the acceleration sensor or the gyro sensor provided in the IOT sensor module or a displacement component obtained by integrating the velocity value. According to whether or not the IOT sensor module is used for more than a predetermined period of time, a signal indicating whether exercise is used is generated and transmitted to the VR application.

또한, 상기 IOT 센서모듈을 이용한 운동이 사이클링, 스텝핑, 로윙 운동을 포함하는 운동인 경우에는 상기 가속도 센서 및 상기 자이로 센서에 의해 감지된 가속도값 또는 각속도값에 있어서 소정 시간 동안에 상기 3축 방향의 운동이 모두 감지되는 경우에는 상기 유효 운동 횟수로 카운트하지 않는 것을 특징으로 한다.In addition, if the exercise using the IOT sensor module is an exercise including cycling, stepping, and rowing exercise, When all movements in the three-axis directions are detected during a predetermined time in the acceleration value or angular velocity value sensed by the acceleration sensor and the gyro sensor, the number of effective movements is not counted.

따라서, 본 발명의 VR을 이용한 운동의 지원 방법은, 사용자가 소지하고 운동하게 되는 스마트폰 등의 스마트 기기를 이용하여 사용자의 운동량 정보를 정확하게 생성할 수 있는 효과가 있다.Accordingly, the method of supporting exercise using VR of the present invention has an effect of accurately generating the user's exercise amount information by using a smart device such as a smartphone that the user possesses and exercises.

또한, 본 발명은 스마트 기기에 구비되는 VR 애플리케이션을 통하여, 운동량 정보를 처리하고 사용자의 운동 상태 정보를 VR 이미지로 구성하여 VR 기기 장치로 구현하는 효과가 있다.In addition, the present invention has an effect of processing exercise amount information through a VR application provided in a smart device and configuring the user's exercise state information as a VR image to be implemented as a VR device device.

또한, 본 발명은 스마트 기기에 구비되는 VR 애플리케이션을 통하여 관심있는 콘텐츠를 제공하여 사용자의 지속적인 운동을 위한 동기 유발을 유도하고 사용자가 정확한 운동 자세를 유지하도록 하는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of inducing motivation for a user's continuous exercise by providing content of interest through a VR application provided in a smart device and allowing the user to maintain an accurate exercise posture.

또한, 본 발명은 사용자가 VR 기기를 장착한 상태로 운동을 수행하고 있는지 또는 지정된 운동기구를 이용한 운동을 수행하고 있는지 등을 판단할 수 있도록 함으로써, VR 기기를 통한 운동 기록의 조작을 방지하는 효과가 있다.In addition, the present invention prevents manipulation of the exercise record through the VR device by allowing the user to determine whether the user is performing an exercise with a VR device mounted or performing an exercise using a designated exercise device. There is.

도 1은 본 발명에 따른 VR을 이용한 운동 지원 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 그림이다.
도 2는 본 발명에 따른 VR을 이용한 운동 지원 장치의 일 실시예를 나타내는 그림이다.
도 3은 본 발명에 따른 VR을 이용한 운동 지원 장치를 이용하여 운동 횟수를 카운트하는 과정을 나타내는 그림이다.
도 4는 본 발명에 따른 VR을 이용한 운동 지원 장치에서 VR 기기를 통한 운동 기록의 조작을 방지하는 방법을 나타내는 일 실시예이다.1 is a diagram schematically showing the configuration of an exercise support device using VR according to the present invention.
2 is a diagram showing an embodiment of an exercise support device using VR according to the present invention.
3 is a diagram showing a process of counting the number of exercise using the exercise support device using VR according to the present invention.
4 is an embodiment showing a method of preventing manipulation of an exercise record through a VR device in an exercise support device using VR according to the present invention.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms or words used in this specification and claims should not be construed as being limited to their usual or dictionary meanings, and the inventor may appropriately define the concept of terms in order to describe his own invention in the best way. It should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that there is.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Accordingly, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention, and do not represent all the technical spirit of the present invention, and thus various alternatives that can be substituted for them at the time of application It should be understood that there may be equivalents and variations.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 VR을 이용한 운동 지원 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 그림이고, 도 2의 (a), (b)는 본 발명에 따른 VR을 이용한 운동 지원 장치가 운동기구(a:사이클링 장치, b;스탭퍼)에 적용된 예를 나타내는 그림이며, 도 3 의 (a), (b)는 본 발명에 따른 VR을 이용한 운동 지원 장치를 이용하여 유효 운동 횟수를 카운트하는 과정을 나타내는 그림들이고, 도 4는 본 발명에 따른 VR을 이용한 운동 지원 장치를 이용하여 VR 기기를 통한 운동 기록의 조작을 방지하는 방법을 나타내는 일 실시예이다.Figure 1 is a diagram schematically showing the configuration of an exercise support device using VR according to the present invention, Figure 2 (a), (b) is an exercise support device using VR according to the present invention is an exercise device (a: cycling It is a figure showing an example applied to the device, b; stepper), and (a) and (b) of FIG. 3 are diagrams showing a process of counting the number of effective exercise using the exercise support device using VR according to the present invention, 4 is an exemplary embodiment showing a method of preventing manipulation of an exercise record through a VR device by using an exercise support device using VR according to the present invention.

본 발명의 VR을 이용한 운동 지원 장치(100)는, VR 애플리케이션(130)이 실행되는 스마트폰(120); 및 VR 애플리케이션(130)에 의해 제공되는 콘텐츠 및 관련 정보를 스마트폰(120)으로부터 전달받아 출력하여 주는 HMD 기기(140);를 포함하되, 운동기구(10)의 운동 부분에 모듈 타입으로 부착되되, 운동 부분에 대한 3축(x,y,z축) 방향의 가속도 및 각속도를 각각 감지하는 가속도 센서(111) 및 자이로 센서(112)를 포함하는 IOT 센서모듈(110);을 더 포함하며, IOT 센서모듈(110)은 가속도 센서(111) 및 자이로 센서(112)에 의해 감지된 가속도값 및 각속도값으로부터 중력 성분이 제거된 선형 가속도값을 산출하여 유효 운동 횟수를 카운트하며, 스마트폰(120)은 통신 연결되는 IOT 센서모듈(110)로부터 유효 운동 횟수를 전달받고, VR 애플리케이션(130)은 스마트폰(120)으로부터 전달받은 유효 운동 횟수를 이용하여 운동 기록으로 산출하고 실시간으로 운동 상태 정보를 VR 영상으로 생성하여 HMD 기기(140)로 전달하며, 스마트폰(120)은 HMD 기기(140)에 나타난 VR 영상을 통한 안내에 따른 사용자의 동작 등을 스마트폰(120)에 구비되는 가속도 센서(121) 또는 자이로 센서(122)로 감지하도록 함으로써 사용자가 HMD 기기(140)를 착용한 상태에서 운동하는지를 판단하며, VR 애플리케이션(130)은 스마트폰(120)으로부터 전달되는 사용자의 HMD 기기(140) 착용여부 신호를 유효 운동 횟수에 반영함으로써, HMD 기기(140)를 착용한 상태에서의 운동 횟수에 대해서만 운동 기록으로 산출하는 것을 특징으로 한다.Exercise support device 100 using VR of the present invention, a smartphone 120 on which the VR application 130 is executed; And an HMD device 140 for receiving and outputting content and related information provided by the VR application 130 from the smartphone 120; including, but being attached to the exercise part of the exercise device 10 in a module type. , IOT sensor module 110 including an acceleration sensor 111 and a gyro sensor 112 respectively sensing acceleration and angular velocity in the three-axis (x, y, z axis) direction for the moving part; further includes, The IOT sensor module 110 counts the number of effective movements by calculating a linear acceleration value from which the gravity component is removed from the acceleration value and angular velocity value sensed by the acceleration sensor 111 and the gyro sensor 112, and the smartphone 120 ) Receives the number of effective workouts from the communication connected IOT sensor module 110, and the VR application 130 calculates the workout record using the number of effective workouts received from the smartphone 120 and calculates the workout status information in real time. It is generated as a VR image and transmitted to the HMD device 140, and the smartphone 120 provides an acceleration sensor provided on the smartphone 120 to provide a user's motion according to guidance through the VR image displayed on the HMD device 140 ( 121) or the gyro sensor 122 to determine whether the user is exercising while wearing the HMD device 140, and the VR application 130 is the user's HMD device 140 transmitted from the smartphone 120 By reflecting the wear status signal to the number of effective workouts, only the number of workouts while wearing the HMD device 140 is calculated as workout records.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 VR을 이용한 운동 지원 장치(100)는 IOT 센서모듈(110), 스마트폰(120), VR 애플리케이션(130) 및 HMD 기기(140)를 포함하여 구성된다.As shown in FIGS. 1 to 3, the exercise support device 100 using VR of the present invention includes an IOT sensor module 110, a smartphone 120, a VR application 130, and an HMD device 140. It is composed by

IOT 센서모듈(110)은, 반복적으로 왕복운동 또는 원운동을 하는 운동기구(10)의 실질적인 운동 부분(예를 들어 사이클링 장치, 스탭퍼 장치 등에 있어서 바퀴축이나 회전축이 아닌 회전 중심에 소정 범위 벗어난 부분으로, 자전거 또는 스탭퍼의 페달, 아령 등)에 모듈 타입으로 부착 및 탈착이 가능하도록 구비된다.The IOT sensor module 110 is a substantially moving part of the exercise device 10 that repeatedly performs reciprocating or circular motion (for example, a part outside a predetermined range from the center of rotation other than the wheel axis or rotation axis in a cycling device, a stepper device, etc.) As such, it is provided to be attached and detached in a module type to a bicycle or a pedal of a stepper, a dumbbell, etc.

이렇게 구비되는 IOT 센서모듈(110)은 도 1에 도시된 바와 같이 3축의 가속도 센서(111) 및 자이로 센서(112)를 포함하여 구성되며 운동 부분에 대한 3축 방향의 가속도 및 각속도를 각각 감지하도록 한다.The IOT sensor module 110 provided in this way includes a three-axis acceleration sensor 111 and a gyro sensor 112, as shown in FIG. 1, and detects acceleration and angular velocity in the three-axis direction for the moving part, respectively. do.

또한, IOT 센서모듈(110)은 지자기 센서(113)를 구비하여 운동 부분에 대한 3축 방향의 지자기값을 감지하도록 할 수 있다.In addition, the IOT sensor module 110 may include a geomagnetic sensor 113 to detect a geomagnetic value in a three-axis direction for a moving part.

IOT 센서모듈(110)은 블루투스를 포함하는 유무선 통신으로 스마트폰(120)에 연결되어서, 감지된 가속도값, 각속도값 및 지자기값을 적절히 신호 처리하여 유효 운동 횟수를 카운트하고 이 정보를 스마트폰(120)에 전달하도록 한다.The IOT sensor module 110 is connected to the smartphone 120 through wired/wireless communication including Bluetooth, and appropriately processes the detected acceleration value, angular velocity value, and geomagnetic value to count the number of effective exercise and use this information on the smartphone ( 120).

상세하게는, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 IOT 센서모듈(110)은 가속도 센서(111) 및 자이로 센서(112)에 의해 감지된 가속도값 및 각속도값으로부터 중력 성분이 제거된 선형 가속도값(Linear acceleration)을 산출하고, 선형 가속도값에 LPF(Low Pass Filer), HPF(High Pass Filter), 적분기(Integrator) 등의 필터를 순차적으로 적용하여 운동 속도 및 운동 변위를 산출함으로써, 최종적으로 유효 운동 횟수를 카운트하고. 그 값을 스마트폰(120)으로 전송하도록 한다.In detail, as shown in (a) of Figure 3, the IOT sensor module 110 is a linear acceleration in which the gravitational force component is removed from the acceleration values and angular velocity values sensed by the acceleration sensor 111 and the gyro sensor 112 By calculating the value (Linear acceleration) and sequentially applying filters such as LPF (Low Pass Filer), HPF (High Pass Filter), and integrator to the linear acceleration value, the movement speed and the movement displacement are calculated. Count the number of effective workouts. The value is transmitted to the smartphone 120.

또는, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 IOT 센서모듈(110)은 가속도 센서(111) 및 자이로 센서(112)가 필요없이 3축의 지자기 센서(113)만으로 운동 부분에 대한 3축 방향의 지자기값을 감지하도록 하고 이로부터 유효 운동 횟수를 카운트할 수도 있다.Alternatively, as shown in (b) of FIG. 3, the IOT sensor module 110 does not require the acceleration sensor 111 and the gyro sensor 112, but only the three-axis geomagnetic sensor 113 You can also detect geomagnetic values and count the number of effective workouts from them.

IOT 센서모듈(110)을 이용한 운동이 특히 사이클, 스텝퍼, 로윙(Rowing) 머신 운동 등을 포함하는 운동인 경우에, IOT 센서모듈(110)은 구비된 가속도 센서(111) 및 자이로 센서(112)에 의해 감지된 가속도값 또는 각속도값에 있어서 3축 방향의 운동성분이 모두 감지되는 경우에는 유효 운동 횟수로 카운트하지 않도록 한다.When the exercise using the IOT sensor module 110 is a movement including a cycle, a stepper, a rowing machine exercise, etc., the IOT sensor module 110 Equipped When all motion components in the three-axis direction are detected in the acceleration value or angular velocity value sensed by the acceleration sensor 111 and the gyro sensor 112, the count is not counted as the number of effective exercises.

IOT 센서모듈(110)은 한 개의 주 운동축에 대한 운동 또는 많아도 주 운동축을 포함해 2개 축에 대한 운동만이 감지되는 경우에만 이를 유효한 운동으로 간주하도록 하는데, 예를 들어 사이클링의 경우에 페달의 회전축을 x축으로 할 경우 정확한 운동시에는 주 운동축인 x축에 대한 회전 운동만이 감지되어야 하는데(페달의 회전시 페달에 부착된 센서의 높낮이(z축)에 따른 변위가 감지될 수 있지만), IOT 센서모듈(110)이 페달에 장착되지 않은 상태로 사용자가 IOT 센서모듈(110)만을 유사하게 움직이는 경우 3축 방향의 운동이 모두 감지되게 되며, 이러한 경우에는 유효 운동 횟수로 카운트하지 않도록 한다. The IOT sensor module 110 regards this as an effective exercise only when only motion for one main motion axis or motion for two axes including the main motion axis is detected. For example, in the case of cycling, the pedal When the rotation axis of is the x-axis, only the rotational movement about the x-axis, which is the main movement axis, should be detected during accurate movement. However), when the user moves only the IOT sensor module 110 similarly with the IOT sensor module 110 not mounted on the pedal, all movements in the three-axis direction are detected, and in this case, the number of effective movements is not counted. Avoid.

스마트폰(120)은 유무선 통신을 통해 연결되는 IOT 센서모듈(110)로부터 유효 운동 횟수를 전송받아, VR 애플리케이션(130)이 이를 바탕으로 운동 기록을 산출하고 운동 상태 정보를 VR 영상으로 생성할 수 있도록 한다.The smartphone 120 receives the number of effective workouts from the IOT sensor module 110 connected through wired or wireless communication, and the VR application 130 calculates an exercise record based on this and generates the exercise state information as a VR image. To be.

한편, 스마트폰(120)은 스마트폰(120)을 소지하여 운동하는 사용자의 동작에 따른 스마트폰(120)의 3축 방향의 가속도 및 각속도를 감지하는 가속도 센서(121) 및 자이로 센서(122)를 포함하며, 물론 지자기값을 감지하는 지자기 센서(미도시)도 포함할 수 있다.On the other hand, the smartphone 120 is an acceleration sensor 121 and a gyro sensor 122 that detect acceleration and angular velocity in the three-axis directions of the smartphone 120 according to the motion of the user who carries the smartphone 120 to exercise. And, of course, a geomagnetic sensor (not shown) for detecting a geomagnetic value may also be included.

따라서, 스마트폰(120)은 HMD 기기(140)에 결합되어 VR 애플리케이션(130)을 통해 VR 영상을 HMD 기기(140)에 표현하는 과정에서, VR 영상을 통해 안내되는 각종 안내 또는 지시 등에 따른 사용자의 동작 및 시선처리 등을 스마트폰(120)에 구비되는 가속도 센서(121) 또는 자이로 센서(122) 및 기타 센서(미도시)등으로 감지하도록 함으로써, IOT 센서모듈(110)이 운동기구에 장착되고 스마트폰(120)과 HMD 기기(140)가 결합되고 사용자가 HMD 기기(140)를 착용한 상태에서 운동하는지를 판단한다. Therefore, the smartphone 120 is coupled to the HMD device 140 and in the process of expressing the VR image to the HMD device 140 through the VR application 130, the user according to various guides or instructions guided through the VR image The IOT sensor module 110 is mounted on the exercise device by detecting the motion and gaze processing of the smartphone with the acceleration sensor 121 or the gyro sensor 122 and other sensors (not shown) provided in the smartphone 120 Then, the smartphone 120 and the HMD device 140 are combined, and it is determined whether the user exercises while wearing the HMD device 140.

일 실시예로, 스마트폰(120)은 스마트폰(120)에 구비되는 접촉센서(미도시) 또는 광센서(미도시)의 감지 신호에 따라 HMD 기기(140)와의 결합여부를 판단할 수 있다.In an embodiment, the smartphone 120 may determine whether to be coupled with the HMD device 140 according to a detection signal of a contact sensor (not shown) or an optical sensor (not shown) provided in the smartphone 120. .

일 실시예로, 스마트폰(120)은 IOT 센서모듈(110)에 구비되는 가속도 센서(111) 또는 자이로 센서(112)로 감지된 가속도 값을 적분한 속도값 또는 속도값을 적분한 변위 성분에 대해, 필터를 적용하여 소정 주파수의 성분이 소정 시간 이상 출력되면, 사용자가 IOT 센서모듈(110)을 이용하지 않고 운동하는 상태로 판단하여, 이에 따른 IOT 센서모듈(110) 이용 운동여부 신호를 생성하고 VR 애플리케이션(130)으로 전달하도록 한다.In one embodiment, the smartphone 120 is a velocity value obtained by integrating an acceleration value detected by an acceleration sensor 111 or a gyro sensor 112 provided in the IOT sensor module 110 or a displacement component in which the velocity value is integrated. On the other hand, when a filter is applied and a component of a predetermined frequency is output for a predetermined time or longer, it is determined that the user is exercising without using the IOT sensor module 110, and accordingly, the IOT sensor module 110 is used to generate an exercise signal. And deliver it to the VR application 130.

VR 애플리케이션(130)은 스마트폰(120)에 장착되어 실행되되, IOT 센서모듈(110)로부터 스마트폰(120)으로 전송된 유효 운동 횟수를 이용하여 운동 기록으로 산출하고, 이를 반영하여 실시간으로 운동 상태 정보를 VR 영상으로 생성하고, 스마트폰(120)과 결합된 HMD 기기(140)에 VR 영상이 표출되도록 한다.The VR application 130 is installed and executed on the smartphone 120, but calculated as an exercise record using the number of effective exercises transmitted from the IOT sensor module 110 to the smartphone 120, and reflects this to exercise in real time. The state information is generated as a VR image, and the VR image is displayed on the HMD device 140 combined with the smartphone 120.

또한, VR 애플리케이션(130)은 HMD 기기(140)에 표출되는 VR 영상을 통한 각종 안내에 따른 사용자의 동작 등을 감지하여 생성되는 사용자의 HMD 기기(140) 착용여부 신호 및 IOT 센서모듈(110) 이용 운동여부 신호를 스마트폰(120)으로부터 전달받아, IOT 센서모듈(110)로부터 스마트폰(120)으로 전송된 유효 운동 횟수에 반영함으로써, HMD 기기(140)를 착용한 상태에서 IOT 센서모듈(110)을 운동기구에 장착하여 운동하는 경우의 운동 횟수에 대해서만 운동 기록으로 산출하게 되므로, 사용자가 HMD 기기(140)를 착용하지 않고도 착용한 상태에서 운동하거나, IOT 센서모듈(110) 만을 무작위로 조작하면서도 IOT 센서모듈(110)을 이용해 운동하고 있는 것과 같이 운동 기록을 조작할 수 있는 여지를 없앨 수 있게 된다.In addition, the VR application 130 detects the user's motion according to various guides through VR images displayed on the HMD device 140, and is generated by the user's HMD device 140 wearing or not signal and the IOT sensor module 110. The IOT sensor module (with the HMD device 140) wearing the HMD device 140 by reflecting the used exercise status signal from the smartphone 120 to the number of effective exercise transmitted from the IOT sensor module 110 to the smartphone 120 110) is calculated as an exercise record only for the number of exercise when exercising by attaching it to an exercise device, so the user can exercise while wearing the HMD device 140 without wearing it, or randomly use only the IOT sensor module 110 While manipulating, it is possible to eliminate the possibility of manipulating the exercise record as if exercising using the IOT sensor module 110.

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일 실시예로, VR 애플리케이션(130)은 HMD 기기(140)를 착용하지 않은 상태에서는 응답할 수 없는 질문 및 대답을 포함하는 글자나 모양이 3차원 효과를 통해 입체적으로 배치되도록 HMD 기기(140)로 출력함으로써, 사용자가 HMD 기기(140)를 착용하지 않으면 질문 및 대답을 찾을 수 없도록 하여 이후의 운동이 상기 운동 기록에 포함되지 않도록 한다.In one embodiment, the VR application 130 is the HMD device 140 such that letters or shapes including questions and answers that cannot be answered without wearing the HMD device 140 are three-dimensionally arranged through a 3D effect. By outputting to, if the user does not wear the HMD device 140, questions and answers cannot be found, so that subsequent exercise is not included in the exercise record.

일 실시예로, 스마트폰(120)에 의해 HMD 기기(140)를 착용한 상태에서 운동중에 사용자의 시선 방향이 바뀐 것으로 판단되면, VR 애플리케이션(130)은 새로운 질문 및 대답을 생성하여 HMD 기기(140)로 출력함으로써, 사용자가 HMD 기기(140)를 착용하지 않으면 대답을 찾을 수 없어서 이후의 운동이 상기 운동 기록에 포함되지 않도록 한다.In one embodiment, when it is determined that the user's gaze direction has changed during exercise while wearing the HMD device 140 by the smartphone 120, the VR application 130 generates a new question and answer to the HMD device ( 140), if the user does not wear the HMD device 140, an answer cannot be found, so that subsequent exercise is not included in the exercise record.

일 실시예로, 스마트폰(120)은 사용자가 착용하는 HMD 기기(140)의 종류에 따라 가능한 소정의 동작 또는 HMD 기기(140)를 착용하지 않은 상태에서는 따라하기 어려운 동작을 포함하는 준비 동작을 수행하였는지를 판단하고, 후속하여 이루어지는 운동이 사용자가 HMD 기기(140)를 착용한 상태에서 운동하는 것인지 판단한다.In one embodiment, the smartphone 120 may perform a predetermined operation or a possible operation according to the type of the HMD device 140 worn by the user. It is determined whether a preparatory operation including an operation that is difficult to follow when the HMD device 140 is not worn is performed, and whether the subsequent exercise is performed while the user is wearing the HMD device 140.

한편, VR 기기를 통한 운동 기록의 조작을 방지하는 방법에 관한 일 실시예는 도 4에 도시된 바와 같이, 운동기구(10)의 운동 부분에 모듈 타입으로 부착되는 IOT 센서모듈(110)이 가속도 센서(111) 및 자이로 센서(112)를 이용하여 측정하게 되는 사용자의 유효 운동 횟수를 초기화하는 단계(S10), VR 애플리케이션(130)은 운동의 시작을 안내하는 내용이 포함된 VR 영상을 HMD 기기(140)로 전달하며, 운동 시작과 함께 유효 운동 횟수를 카운트 하는 단계(S20), 유효 운동 횟수를 스마트폰(120)으로 전송하는 단계(S30); 스마트폰(120)에서 작동되는 VR 애플리케이션(130)은 전달된 유효 운동 횟수가 반영된 운동 상태 정보를 VR 영상으로 실시간 생성하는 단계(S40); VR 애플리케이션(130)은 운동 조작 방지를 위한 안내 또는 지시가 포함되는 VR 영상을 불규칙적으로 HMD 기기(140)로 전달하는 단계(S50); 사용자가 VR 영상의 안내에 따른 반응을 하는지 스마트폰(120)에 구비된 가속도 센서(121) 및 자이로 센서(122)를 이용하여 판단하는 단계(S60); 안내에 부합되는 동작으로 판단되면 IOT 센서모듈(110)의 유효 운동 횟수 카운트를 인정하여 운동기록으로 산출하는 단계(S70)를 포함하며, 안내에 부합되는 반응이 아니거나 없는 경우에는 IOT 센서모듈(110)의 유효 운동 횟수 카운트를 인정하지 않거나 중단하고 유효 운동 횟수 카운트를 초기화하는 단계(S10)로 되돌아 가는 것을 포함한다. On the other hand, an embodiment of a method for preventing manipulation of an exercise record through a VR device is an IOT sensor module 110 attached in a module type to an exercise part of the exercise device 10 as shown in FIG. 4. Initializing the number of effective exercise of the user to be measured using the sensor 111 and the gyro sensor 112 (S10), the VR application 130 displays a VR image containing content guiding the start of the exercise to the HMD device Passing to (140), the step of counting the number of effective exercise with the start of the exercise (S20), transmitting the number of effective exercise to the smartphone 120 (S30); The VR application 130 operated on the smartphone 120 includes the steps of generating motion state information reflecting the transmitted effective number of exercises into a VR image in real time (S40); The VR application 130 randomly transmits a VR image including a guide or instruction for preventing movement manipulation to the HMD device 140 (S50); Determining whether the user reacts according to the guidance of the VR image using the acceleration sensor 121 and the gyro sensor 122 provided in the smartphone 120 (S60); If it is determined that the motion conforms to the guidance, the count of the number of effective exercises of the IOT sensor module 110 is recognized and calculating the exercise record (S70), and if the response does not conform to the guidance or does not exist, the IOT sensor module ( 110) and returning to step (S10) of initializing the effective exercise count counting or stopping the effective exercise count count.

상기한 VR 영상은 운동에 동기를 부여할 수 있는 영상으로서, 운동 속도에 따라 변하는 운동자 상태, 운동기구 및 운동 상태에 따른 거리 및 자연 환경을 포함하고, 카운트 또는 시간 표시, 아이템 수집 게임을 포함하며, 운동 강사의 자세 설명 또는 운동을 독려하는 VR 영상 및 다른 비슷한 운동을 하는 사람들의 VR 영상을 포함할 수 있다. The VR image described above is an image that can motivate exercise, and includes an exerciser state that changes according to the exercise speed, the distance and the natural environment according to the exercise equipment and exercise state, and includes a count or time display, and an item collection game. , An exercise instructor's posture description, or a VR video encouraging an exercise, and a VR video of people doing other similar exercises.

VR 애플리케이션(130)은 VR 스트리밍 서버 또는 VR 다운로드 서버에 접속하여 실시간 또는 저장된 상태의 VR 영상을 획득할 수 있게 된다.The VR application 130 may access a VR streaming server or a VR download server to obtain a real-time or stored VR image.

실시간 VR 영상의 경우, VR 영상 통화를 통해 음성 등으로 운동에 대한 질문을 할 수 있으며, 반대로 녹화된 자신의 영상을 송출하여 자세 교정에 대한 의견을 구할 수도 있으며, VR 영상 통화의 경우 임의로 영상이 캡쳐되는 것을 방지하기 위하여 아이디 및 특정 워터마크 등을 부가할 수 있다.In the case of real-time VR video, you can ask questions about exercise through a VR video call through voice, etc., and conversely, you can send a recorded video of yourself to ask for opinions on posture correction. In order to prevent being captured, an ID and a specific watermark can be added.

HMD 기기(140)는 고글을 포함하는 Head Mounted Display 기기로서, VR 애플리케이션(130)에 의해 제공되는 콘텐츠 및 관련 정보를 스마트폰(120)으로부터 전달받아 사용자에게 VR 영상으로 출력하여 준다.The HMD device 140 is a head mounted display device including goggles, and receives content and related information provided by the VR application 130 from the smartphone 120 and outputs a VR image to the user.

따라서, 사용자가 본 장치를 이용하여 사이클링, 스탭핑, 바벨링 등을 수행할 수 있으며, 이 경우 사용자의 손, 발 등에 연결되어 있는 조작 장치에 모듈로 장착되는 IOT 센서모듈(110)로부터 사용자의 유효한 운동 횟수 등을 블루투스 등을 포함하는 유무선 통신을 통해 스마트폰(120)으로 받을 수 있게 된다. 이때, 실제로 사이클링 등을 수행하는 것과 같은 가상의 자전거 및 주변 환경 등이 함께 VR 애플리케이션(130)에 의해 VR 영상으로 HMD 기기(140)에 표출될 수 있다.Therefore, the user can perform cycling, stepping, barbelling, etc. using the device. In this case, the user's IOT sensor module 110 is mounted as a module on the manipulation device connected to the user's hands, feet, etc. It is possible to receive the effective number of exercise, etc. through the smart phone 120 through wired or wireless communication including Bluetooth. In this case, a virtual bicycle and a surrounding environment, such as actually performing cycling, etc., may be displayed on the HMD device 140 as a VR image by the VR application 130.

본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.Although the present invention has been shown and described with a preferred embodiment as described above, it is not limited to the above-described embodiment, and within the scope of the spirit of the present invention, to those of ordinary skill in the art. Various changes and modifications will be possible.

110 : IOT 센서모듈
111 : 가속도 센서
112 : 자이로 센서
113 : 지자기 센서
120 : 스마트폰
121 : (스마트폰의) 가속도 센서
122 : (스마트폰의) 자이로 센서
130 : VR 애플리케이션
140 : HMD110: IOT sensor module
111: acceleration sensor
112: gyro sensor
113: geomagnetic sensor
120: smartphone
121: (smartphone) acceleration sensor
122: (smartphone) gyro sensor
130: VR application
140: HMD

Claims (9)

VR(Virtual Reality)을 이용한 운동 지원 장치에 있어서,
VR 애플리케이션(130)이 실행되는 스마트폰(120); 및
상기 VR 애플리케이션(130)에 의해 제공되는 콘텐츠 및 관련 정보를 상기 스마트폰(120)으로부터 전달받아 출력하여 주는 HMD 기기(140);를 포함하되,
운동기구(10)의 운동 부분에 모듈 타입으로 부착되되, 상기 운동 부분에 대한 3축(x,y,z축) 방향의 가속도 및 각속도를 각각 감지하는 가속도 센서(111) 및 자이로 센서(112)를 포함하는 IOT 센서모듈(110);을 더 포함하며,
상기 IOT 센서모듈(110)은 상기 가속도 센서(111) 및 상기 자이로 센서(112)에 의해 감지된 가속도값 및 각속도값으로부터 중력 성분이 제거된 선형 가속도값을 산출하여 유효 운동 횟수를 카운트하며,
상기 스마트폰(120)은 통신 연결되는 상기 IOT 센서모듈(110)로부터 상기 유효 운동 횟수를 전달받고,
상기 VR 애플리케이션(130)은 상기 스마트폰(120)으로부터 전달받은 상기 유효 운동 횟수를 이용하여 운동 기록으로 산출하고 실시간으로 운동 상태 정보를 VR 영상으로 생성하여 상기 HMD 기기(140)로 전달하며,
상기 스마트폰(120)은 상기 HMD 기기(140)에 나타내는 상기 VR 영상을 통한 안내에 따른 사용자의 동작 등을 상기 스마트폰(120)에 구비되는 가속도 센서(121) 또는 자이로 센서(122)로 감지하도록 함으로써 사용자가 상기 HMD 기기(140)를 착용한 상태에서 운동하는지를 판단하며,
상기 VR 애플리케이션(130)은 상기 스마트폰(120)으로부터 전달되는 사용자의 HMD 기기(140) 착용여부 신호를 상기 유효 운동 횟수에 반영함으로써, 상기 HMD 기기(140)를 착용한 상태에서의 운동 횟수에 대해서만 운동 기록으로 산출하는 것을 특징으로 하는, VR을 이용한 운동 지원 장치.
In the exercise support device using VR (Virtual Reality),
A smartphone 120 on which the VR application 130 is executed; And
Including; a HMD device 140 for receiving and outputting the content and related information provided by the VR application 130 from the smartphone 120;
An acceleration sensor 111 and a gyro sensor 112 that are attached to the movement part of the exercise device 10 in a module type and respectively detect acceleration and angular velocity in the three-axis (x, y, z axis) directions for the movement part IOT sensor module 110 comprising a; further includes,
The IOT sensor module 110 counts the number of effective movements by calculating a linear acceleration value from which the gravity component is removed from the acceleration value and angular velocity value sensed by the acceleration sensor 111 and the gyro sensor 112,
The smartphone 120 receives the number of effective exercises from the IOT sensor module 110 to which communication is connected,
The VR application 130 calculates an exercise record using the number of effective exercise received from the smartphone 120, generates exercise state information in real time as a VR image, and transmits it to the HMD device 140,
The smartphone 120 detects a user's motion according to guidance through the VR image displayed on the HMD device 140 with the acceleration sensor 121 or the gyro sensor 122 provided in the smartphone 120 By doing so, it is determined whether the user is exercising while wearing the HMD device 140,
The VR application 130 reflects the user's wearing of the HMD device 140 signal transmitted from the smart phone 120 to the number of effective workouts, so that the number of workouts while wearing the HMD device 140 is An exercise support device using VR, characterized in that calculating only the exercise record.
 제1항에 있어서,
상기 스마트폰(120)은 상기 스마트폰(120)에 구비되는 접촉센서 또는 광센서의 감지 신호에 따라 상기 HMD 기기(140)와의 결합여부를 판단하여, 상기 HMD 기기(140) 착용여부 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는, VR을 이용한 운동 지원 장치.The method of claim 1,
The smartphone 120 determines whether or not the HMD device 140 is coupled according to a detection signal of a contact sensor or an optical sensor provided in the smartphone 120, and generates a signal whether the HMD device 140 is worn. Characterized in that, exercise support device using VR. 제1항에 있어서,
상기 스마트폰(120)은 상기 HMD 기기(140)에 출력되는 이미지에 불규칙하게 나타나는 지시 동작 또는 안내 동작을 사용자가 따라서 수행하는지를 판단하여, 상기 HMD 기기(140) 착용여부 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는, VR을 이용한 운동 지원 장치.
The method of claim 1,
The smartphone 120 is characterized in that it determines whether the user performs an instruction or guidance operation that appears irregularly in the image output to the HMD device 140 according to the user, and generates a signal whether the HMD device 140 is worn. A motion support device using VR.
 제1항에 있어서,
상기 VR 애플리케이션(130)은 상기 HMD 기기(140)를 착용하지 않은 상태에서는 응답할 수 없는 질문 및 대답을 포함하는 글자나 모양이 3차원 효과를 통해 입체적으로 배치되도록 상기 HMD 기기(140)로 출력함으로써, 사용자가 상기 HMD 기기(140)를 착용하지 않으면 질문 및 대답을 찾을 수 없도록 하여 이후의 운동이 상기 운동 기록에 포함되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는, VR을 이용한 운동 지원 장치.
The method of claim 1,
The VR application 130 outputs to the HMD device 140 such that letters or shapes including questions and answers that cannot be answered in a state where the HMD device 140 is not worn are three-dimensionally arranged through a three-dimensional effect. By doing so, if the user does not wear the HMD device 140, the question and answer cannot be found so that subsequent exercise is not included in the exercise record.
 제4항에 있어서,
상기 스마트폰(120)에 의해 상기 HMD 기기(140)를 착용한 상태에서 운동중에 사용자의 시선 방향이 바뀐 것으로 판단되면, 상기 VR 애플리케이션(130)은 새로운 상기 질문 및 대답을 생성하여 상기 HMD 기기(140)로 출력함으로써, 사용자가 상기 HMD 기기(140)를 착용하지 않으면 대답을 찾을 수 없어서 이후의 운동이 상기 운동 기록에 포함되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는, VR을 이용한 운동 지원 장치.
The method of claim 4,
When it is determined that the user's gaze direction has changed during exercise while wearing the HMD device 140 by the smartphone 120, the VR application 130 generates a new question and answer to the HMD device ( 140), if the user does not wear the HMD device 140, the user cannot find an answer, so that subsequent exercise is not included in the exercise record.
 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 스마트폰(120)은 상기 IOT 센서모듈(110)에 구비되는 상기 가속도 센서(111) 또는 상기 자이로 센서(112)로 감지된 상기 가속도 값을 적분한 속도값 또는 상기 속도값을 적분한 변위 성분에 대해, 필터를 통해 소정 주파수의 성분이 소정 시간 이상 출력되는지 여부에 따라 상기 IOT 센서모듈(110) 이용 운동여부에 대한 신호를 생성하여 상기 VR 애플리케이션(130)으로 전달하는 것을 특징으로 하는, VR을 이용한 운동 지원 장치.
The method of claim 1,
The smartphone 120 is a velocity value obtained by integrating the acceleration value sensed by the acceleration sensor 111 or the gyro sensor 112 provided in the IOT sensor module 110, or a displacement component obtained by integrating the velocity value. For, VR, characterized in that, according to whether or not a component of a predetermined frequency is output through a filter for a predetermined time or more, a signal indicating whether the IOT sensor module 110 is used for exercise is generated and transmitted to the VR application 130. Exercise support device using.
 제1항에 있어서,
상기 IOT 센서모듈(110)을 이용한 운동이 사이클링, 스텝핑, 로윙 운동을 포함하는 운동인 경우에는 상기 가속도 센서(111) 및 상기 자이로 센서(112)에 의해 감지된 가속도값 또는 각속도값에 대하여 소정 시간 동안에 상기 3축 방향의 운동이 모두 감지되는 경우에는 상기 유효 운동 횟수로 카운트하지 않는 것을 특징으로 하는, VR을 이용한 운동 지원 장치.
The method of claim 1,
If the exercise using the IOT sensor module 110 is an exercise including cycling, stepping, and rowing exercise, When all movements in the three-axis directions are detected for a predetermined time with respect to the acceleration value or angular velocity value sensed by the acceleration sensor 111 and the gyro sensor 112, the number of effective movements is not counted. A motion support device using VR.
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