KR102208412B1 - 복합 센서를 이용하여 걸음 수에 대한 정상 측정 여부의 판단이 가능한 전자 단말 장치 및 그 동작 방법 - Google Patents

복합 센서를 이용하여 걸음 수에 대한 정상 측정 여부의 판단이 가능한 전자 단말 장치 및 그 동작 방법 Download PDF

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Abstract

복합 센서를 이용하여 걸음 수에 대한 정상 측정 여부의 판단이 가능한 전자 단말 장치 및 그 동작 방법이 개시된다. 본 발명은 가속도 센서, 조도 센서 및 음량 센서를 통해 속도 변화량, 조도 변화량 및 음량 변화량을 산출한 후, 상기 속도 변화량, 상기 조도 변화량 및 상기 음량 변화량을 기초로 전자 단말 장치에서 상기 사용자의 걸음 수가 비정상적으로 측정되고 있는지 여부를 판단한 후, 상기 사용자의 걸음 수가 비정상적으로 측정되고 있는 것으로 판단된 경우, 소정의 대기시간 동안 상기 사용자의 걸음 수를 측정하지 않도록 상기 전자 단말 장치를 제어함으로써, 부정한 방법으로 사용자의 걸음 수가 측정되는 것을 방지할 수 있다.

Description

복합 센서를 이용하여 걸음 수에 대한 정상 측정 여부의 판단이 가능한 전자 단말 장치 및 그 동작 방법{ELECTRONIC TERMINAL APPARATUS CAPABLE OF JUDGING WHETHER OR NOT NUMBER OF STEPS IS NORMALLY MEASURED BY USING COMPLEX SENSOR AND OPERATING METHOD THEREOF}
본 발명은 복합 센서를 이용하여 걸음 수에 대한 정상 측정 여부의 판단이 가능한 전자 단말 장치 및 그 동작 방법에 대한 것이다.
최근, 일과 삶의 균형을 중요시하는 워라벨 문화가 확산되면서, 퇴근 후 운동을 하는 사람들이 점점 늘어나고 있는 추세이다.
그 중에는 퇴근 길에 자전거를 이용해서 운동하는 사람들뿐만 아니라 두 지점 간에 거리를 설정해 놓은 후, 조깅을 하거나 도보로 다니는 사람들 또한 적지 않은 실정이다.
이렇게, 두 지점 간에 거리를 설정해 놓은 후, 조깅을 하거나 도보로 다니는 사람들에게 있어, 칼로리 소비량이나 걸음 수에 대한 정보를 제공할 수 있는 장치가 필요하게 되었는데, 이 장치가 바로 '만보기'라는 것이었다.
기존의 만보기에서는 운동하는 물체의 회전속도인 각속도의 값을 이용하는 자이로 센서, 운동하는 물체의 속도의 값을 이용하는 가속도 센서 등의 단일 센서를 이용하여 사용자의 걸음 수를 측정하곤 했었다.
이에 반해, 최근의 만보기는 모바일 기술이 발달함에 따라, 애플리케이션 내에 탑재되어 출시되면서, 모바일을 통해 사용자의 걸음 수를 측정한 후, 측정된 사용자의 걸음 수에 대응하여 소정의 포인트를 보상으로 지급할 수 있게 되었다.
그러나, 측정된 사용자의 걸음 수에 대응하여 소정의 포인트를 보상으로 지급하는 것과 관련하여, 사용자로 하여금 부정한 방법으로 걸음 수가 측정되도록 한 후, 포인트를 부정수취 할 수 있을 거라는 문제점이 제기되었다.
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해 가속도 센서, 조도 센서 및 음량 센서가 포함된 복합 센서를 이용하여 사용자의 걸음 수가 부정한 방법으로 측정되는지 판단할 수 있는 기법에 대한 연구가 필요하다.
대한민국 등록특허공보 제10-0605747호(2006.08.01) 대한민국 등록특허공보 제10-1219947호(2013.01.21)
본 발명에 따른 전자 단말 장치 및 그 동작 방법은 가속도 센서, 조도 센서 및 음량 센서를 통해 속도 변화량, 조도 변화량 및 음량 변화량을 산출한 후, 상기 속도 변화량, 상기 조도 변화량 및 상기 음량 변화량을 기초로 전자 단말 장치에서 상기 사용자의 걸음 수가 비정상적으로 측정되고 있는지 여부를 판단한 후, 상기 사용자의 걸음 수가 비정상적으로 측정되고 있는 것으로 판단된 경우, 소정의 대기시간 동안 상기 사용자의 걸음 수를 측정하지 않도록 상기 전자 단말 장치를 제어함으로써, 부정한 방법으로 사용자의 걸음 수가 측정되는 것을 방지할 수 있도록 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 복합 센서를 이용하여 걸음 수에 대한 정상 측정 여부의 판단이 가능한 전자 단말 장치는 가속도 센서를 통해 사용자의 이동에 따른 가속도에 대한 정보를 획득하여 상기 사용자의 이동에 따른 가속도에 대한 정보를 기초로 n(n은 2이상의 자연수)개의 속도 변화량 - 상기 속도 변화량은 기설정된(predetermined) 단위 시간 간격으로 측정된 속도의 변화량임 - 을 산출하는 속도 변화량 산출부, 조도 센서를 통해 상기 사용자의 이동에 따른 주변 빛의 세기에 대한 정보를 획득하여 상기 사용자의 이동에 따른 주변 빛의 세기에 대한 정보를 기초로 n개의 조도 변화량 - 상기 조도 변화량은 상기 기설정된 단위 시간 간격으로 측정된 조도의 변화량임 - 을 산출하는 조도 변화량 산출부, 음량 센서를 통해 상기 사용자의 이동에 따른 주변 소리의 크기에 대한 정보를 획득하여 상기 사용자의 이동에 따른 주변 소리의 크기에 대한 정보를 기초로 n개의 음량 변화량 - 상기 음량 변화량은 상기 기설정된 단위 시간 간격으로 측정된 음량의 변화량임 - 을 산출하는 음량 변화량 산출부, 상기 산출된 n개의 속도 변화량, 상기 산출된 n개의 조도 변화량 및 상기 산출된 n개의 음량 변화량을 각각 행렬의 열을 구성하는 성분으로 할당하여 n x 3의 행렬을 생성하는 행렬 생성부, 상기 n x 3의 행렬에 대해 미리 정해진 3 x 1의 가중치 행렬을 곱하여 n x 1의 가중치 연산 행렬을 생성하고, 상기 n x 1의 가중치 연산 행렬을 구성하는 값들을 각 성분으로 포함하는 n차원의 특성벡터를 생성하는 특성벡터 생성부, 상기 n차원의 특성벡터가 생성되면, 상기 n차원의 특성벡터와 상기 사용자의 걸음 수가 비정상적으로 측정되고 있는 상황임을 지시하기 위한 미리 설정된 n차원의 기준벡터 사이의 벡터 유사도를 연산하는 벡터 유사도 연산부, 상기 벡터 유사도와 기설정된 임계 값을 비교하여, 상기 벡터 유사도가 상기 임계 값을 초과하는 것으로 확인되면, 상기 사용자의 걸음 수가 비정상적으로 측정되고 있는 것으로 판단하고, 상기 벡터 유사도가 상기 임계 값 이하인 것으로 확인되면, 상기 사용자의 걸음 수가 정상적으로 측정되고 있는 것으로 판단하는 걸음 수 측정 판단부 및 상기 걸음 수 측정 판단부에 의해 상기 사용자의 걸음 수가 비정상적으로 측정되고 있는 것으로 판단되면, 기설정된 대기시간 동안 상기 사용자의 걸음 수를 측정하지 않도록 상기 전자 단말 장치를 제어하는 제어부를 포함한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 복합 센서를 이용하여 걸음 수에 대한 정상 측정 여부의 판단이 가능한 전자 단말 장치의 동작 방법은 가속도 센서를 통해 사용자의 이동에 따른 가속도에 대한 정보를 획득하여 상기 사용자의 이동에 따른 가속도에 대한 정보를 기초로 n(n은 2이상의 자연수)개의 속도 변화량 - 상기 속도 변화량은 기설정된 단위 시간 간격으로 측정된 속도의 변화량임 - 을 산출하는 단계, 조도 센서를 통해 상기 사용자의 이동에 따른 주변 빛의 세기에 대한 정보를 획득하여 상기 사용자의 이동에 따른 주변 빛의 세기에 대한 정보를 기초로 n개의 조도 변화량 - 상기 조도 변화량은 상기 기설정된 단위 시간 간격으로 측정된 조도의 변화량임 - 을 산출하는 단계, 음량 센서를 통해 상기 사용자의 이동에 따른 주변 소리의 크기에 대한 정보를 획득하여 상기 사용자의 이동에 따른 주변 소리의 크기에 대한 정보를 기초로 n개의 음량 변화량 - 상기 음량 변화량은 상기 기설정된 단위 시간 간격으로 측정된 음량의 변화량임 - 을 산출하는 단계, 상기 산출된 n개의 속도 변화량, 상기 산출된 n개의 조도 변화량 및 상기 산출된 n개의 음량 변화량을 각각 행렬의 열을 구성하는 성분으로 할당하여 n x 3의 행렬을 생성하는 단계, 상기 n x 3의 행렬에 대해 미리 정해진 3 x 1의 가중치 행렬을 곱하여 n x 1의 가중치 연산 행렬을 생성하고, 상기 n x 1의 가중치 연산 행렬을 구성하는 값들을 각 성분으로 포함하는 n차원의 특성벡터를 생성하는 단계, 상기 n차원의 특성벡터가 생성되면, 상기 n차원의 특성벡터와 상기 사용자의 걸음 수가 비정상적으로 측정되고 있는 상황임을 지시하기 위한 미리 설정된 n차원의 기준벡터 사이의 벡터 유사도를 연산하는 단계, 상기 벡터 유사도와 기설정된 임계 값을 비교하여, 상기 벡터 유사도가 상기 임계 값을 초과하는 것으로 확인되면, 상기 사용자의 걸음 수가 비정상적으로 측정되고 있는 것으로 판단하고, 상기 벡터 유사도가 상기 임계 값 이하인 것으로 확인되면, 상기 사용자의 걸음 수가 정상적으로 측정되고 있는 것으로 판단하는 단계 및 상기 사용자의 걸음 수가 비정상적으로 측정되고 있는 것으로 판단되면, 기설정된 대기시간 동안 상기 사용자의 걸음 수를 측정하지 않도록 상기 전자 단말 장치를 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 전자 단말 장치 및 그 동작 방법은 가속도 센서, 조도 센서 및 음량 센서를 통해 속도 변화량, 조도 변화량 및 음량 변화량을 산출한 후, 상기 속도 변화량, 상기 조도 변화량 및 상기 음량 변화량을 기초로 전자 단말 장치에서 상기 사용자의 걸음 수가 비정상적으로 측정되고 있는지 여부를 판단한 후, 상기 사용자의 걸음 수가 비정상적으로 측정되고 있는 것으로 판단된 경우, 소정의 대기시간 동안 상기 사용자의 걸음 수를 측정하지 않도록 상기 전자 단말 장치를 제어함으로써, 부정한 방법으로 사용자의 걸음 수가 측정되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 복합 센서를 이용하여 걸음 수에 대한 정상 측정 여부의 판단이 가능한 전자 단말 장치의 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 복합 센서를 이용하여 걸음 수에 대한 정상 측정 여부의 판단이 가능한 전자 단말 장치의 동작 방법을 도시한 순서도이다.
이하에서는 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 이러한 설명은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였으며, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 본 명세서 상에서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
본 문서에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예들에 있어서, 각 구성요소들, 기능 블록들 또는 수단들은 하나 또는 그 이상의 하부 구성요소로 구성될 수 있고, 각 구성요소들이 수행하는 전기, 전자, 기계적 기능들은 전자회로, 집적회로, ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등 공지된 다양한 소자들 또는 기계적 요소들로 구현될 수 있으며, 각각 별개로 구현되거나 2 이상이 하나로 통합되어 구현될 수도 있다.
한편, 첨부된 블록도의 블록들이나 흐름도의 단계들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터, 휴대용 노트북 컴퓨터, 네트워크 컴퓨터 등 데이터 프로세싱이 가능한 장비의 프로세서나 메모리에 탑재되어 지정된 기능들을 수행하는 컴퓨터 프로그램 명령들(instructions)을 의미하는 것으로 해석될 수 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 명령들은 컴퓨터 장치에 구비된 메모리 또는 컴퓨터에서 판독 가능한 메모리에 저장될 수 있기 때문에, 블록도의 블록들 또는 흐름도의 단계들에서 설명된 기능들은 이를 수행하는 명령 수단을 내포하는 제조물로 생산될 수도 있다. 아울러, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 명령들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 가능한 실시예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 정해진 순서와 달리 실행되는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 실질적으로 동시에 수행되거나, 역순으로 수행될 수 있으며, 경우에 따라 일부 블록들 또는 단계들이 생략된 채로 수행될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 복합 센서를 이용하여 걸음 수에 대한 정상 측정 여부의 판단이 가능한 전자 단말 장치의 구조를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 복합 센서를 이용하여 걸음 수에 대한 정상 측정 여부의 판단이 가능한 전자 단말 장치(110)는 속도 변화량 산출부(111), 조도 변화량 산출부(112), 음량 변화량 산출부(113), 행렬 생성부(114), 특성벡터 생성부(115), 벡터 유사도 연산부(116), 걸음 수 측정 판단부(117) 및 제어부(118)를 포함한다.
먼저, 본 발명에서 전자 단말 장치(110)는 사용자의 걸음 수를 측정하는 만보기 기능을 제공할 수 있다.
특히, 전자 단말 장치(110)는 자이로 센서 등을 이용해서 상기 사용자의 걸음 수를 측정한 후, 측정된 상기 사용자의 걸음 수에 대응하여 소정의 포인트를 보상으로 지급하는 기능을 제공할 수 있다.
이러한 상황 하에서, 속도 변화량 산출부(111)는 가속도 센서를 통해 사용자의 이동에 따른 가속도에 대한 정보를 획득하여 상기 사용자의 이동에 따른 가속도에 대한 정보를 기초로 n(n은 2이상의 자연수)개의 속도 변화량을 산출한다.
여기서, 속도 변화량은 기설정된(predetermined) 단위 시간 간격으로 측정된 속도의 변화량을 의미한다.
예컨대, 'n=5'라고 하고, 상기 기설정된 단위 시간 간격을 '1초'라고 하는 경우, 속도 변화량 산출부(111)는 상기 가속도 센서를 통해 상기 사용자의 이동에 따른 가속도에 대한 정보를 획득하여 상기 사용자의 이동에 따른 가속도에 대한 정보를 기초로 하기의 수학식 1의 연산에 따라 속도 변화량 '1.0, 1.5, 0.7, 1.2, 1.3'을 산출할 수 있다.
Figure 112019056749522-pat00001
여기서, t시점과 t-1시점 사이의 시간 간격은 '1초', Vt는 t시점에서의 속도의 크기,
Figure 112019056749522-pat00002
는 t시점과 t-1시점에서의 속도의 크기 변화량으로 Vt-Vt-1을 의미한다.
조도 변화량 산출부(112)는 조도 센서를 통해 상기 사용자의 이동에 따른 주변 빛의 세기에 대한 정보를 획득하여 상기 사용자의 이동에 따른 주변 빛의 세기에 대한 정보를 기초로 n개의 조도 변화량을 산출한다.
여기서, 조도 변화량은 상기 기설정된 단위 시간 간격으로 측정된 조도의 변화량을 의미한다.
예컨대, 'n=5'라고 하고, 상기 기설정된 단위 시간 간격을 '1초'라고 하는 경우, 조도 변화량 산출부(112)는 상기 조도 센서를 통해 상기 사용자의 이동에 따른 주변 빛의 세기에 대한 정보를 획득하여 상기 사용자의 이동에 따른 주변 빛의 세기에 대한 정보를 기초로 하기의 수학식 2의 연산에 따라 조도 변화량 '1.4, 1.7, 0.9, 0.8, 1.1'을 산출할 수 있다.
Figure 112019056749522-pat00003
여기서, t시점과 t-1시점 사이의 시간 간격은 '1초', Lt는 t시점에서의 주변 빛의 세기,
Figure 112019056749522-pat00004
는 t시점과 t-1시점에서의 주변 빛의 세기 변화량으로 Lt-Lt-1을 의미한다.
음량 변화량 산출부(113)는 음량 센서를 통해 상기 사용자의 이동에 따른 주변 소리의 크기에 대한 정보를 획득하여 상기 사용자의 이동에 따른 주변 소리의 크기에 대한 정보를 기초로 n개의 음량 변화량을 산출한다.
여기서, 음량 변화량은 상기 기설정된 단위 시간 간격으로 측정된 음량의 변화량을 의미한다.
예컨대, 'n=5'라고 하고, 상기 기설정된 단위 시간 간격을 '1초'라고 하는 경우, 음량 변화량 산출부(113)는 상기 음량 센서를 통해 상기 사용자의 이동에 따른 주변 소리의 크기에 대한 정보를 획득하여 상기 사용자의 이동에 따른 주변 소리의 크기에 대한 정보를 기초로 하기의 수학식 3의 연산에 따라 음량 변화량 '1.6, 0.5, 0.6, 0.3, 1.0'을 산출할 수 있다.
Figure 112019056749522-pat00005
여기서, t시점과 t-1시점 사이의 시간 간격은 '1초', St는 t시점에서의 주변 소리의 크기,
Figure 112019056749522-pat00006
는 t시점과 t-1시점에서의 주변 소리의 크기 변화량으로 St-St-1을 의미한다.
행렬 생성부(114)는 상기 산출된 n개의 속도 변화량, 상기 산출된 n개의 조도 변화량 및 상기 산출된 n개의 음량 변화량을 각각 행렬의 열을 구성하는 성분으로 할당하여 n x 3의 행렬을 생성한다.
예컨대, 행렬 생성부(114)는 하기의 수학식 4와 같이 상기 산출된 속도 변화량 '1.0, 1.5, 0.7, 1.2, 1.3', 상기 산출된 조도 변화량 '1.4, 1.7, 0.9, 0.8, 1.1' 및 상기 산출된 음량 변화량 '1.6, 0.5, 0.6, 0.3, 1.0'을 각각 행렬의 열을 구성하는 성분으로 할당하여 5 x 3의 행렬을 생성할 수 있다.
Figure 112019056749522-pat00007
특성벡터 생성부(115)는 상기 n x 3의 행렬에 대해 미리 정해진 3 x 1의 가중치 행렬을 곱하여 n x 1의 가중치 연산 행렬을 생성하고, 상기 n x 1의 가중치 연산 행렬을 구성하는 값들을 각 성분으로 포함하는 n차원의 특성벡터를 생성한다.
이때, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 가중치 행렬은 0 초과 1 미만의 값으로 구성된 미리 정해진 3개의 가중치들을 성분으로 포함하며, 상기 3개의 가중치들의 합은 1인 행렬일 수 있다.
예컨대, 특성벡터 생성부(115)는 하기의 수학식 5와 같이 상기 5 x 3의 행렬에 대해 미리 정해진 3 x 1의 가중치 행렬을 곱함으로써 5 x 1의 가중치 연산 행렬을 생성할 수 있다.
Figure 112019056749522-pat00008
그리고, 특성벡터 생성부(115)는 상기 5 x 3의 행렬에 대해 상기 3 x 1의 가중치 행렬을 곱함으로써 생성된 상기 5 x 1의 가중치 연산 행렬을 구성하는 값들을 각 성분으로 포함하는 5차원의 특성벡터 '(1.24, 1.36, 0.74, 0.9, 1.18)'를 생성할 수 있다.
벡터 유사도 연산부(116)는 상기 n차원의 특성벡터가 생성되면, 상기 n차원의 특성벡터와 상기 사용자의 걸음 수가 비정상적으로 측정되고 있는 상황임을 지시하기 위한 미리 설정된 n차원의 기준벡터 사이의 벡터 유사도를 연산한다.
여기서, 상기 n차원의 특성벡터와 상기 n차원의 기준벡터 사이의 벡터 유사도는 하기의 수학식 6에 따라 연산될 수 있다.
Figure 112019056749522-pat00009
여기서, M은 두 벡터 사이의 벡터 유사도로 S는 상기 두 벡터 사이의 코사인 유사도, D는 상기 두 벡터 사이의 유클리드 거리(Euclidean Distance)를 의미하고, 상기 두 벡터 사이의 코사인 유사도 S와 상기 두 벡터 사이의 유클리드 거리 D는 하기의 수학식 7과 하기의 수학식 8에 따라 연산될 수 있다.
Figure 112019056749522-pat00010
여기서, S는 벡터 A와 B 사이의 코사인 유사도로 -1에서 1사이의 값을 가지며, 그 값이 클수록 유사한 벡터임을 의미하고, Ai는 벡터 A의 i번째 성분, Bi는 벡터 B의 i번째 성분을 의미한다.
Figure 112019056749522-pat00011
상기 수학식 8에서 D는 유클리드 거리, Ai와 Bi는 두 벡터에 포함되어 있는 i번째 성분들을 의미한다. 보통, 두 벡터 간의 유클리드 거리가 작을수록 두 벡터는 유사한 벡터라고 볼 수 있고, 두 벡터 간의 유클리드 거리가 클수록 두 벡터는 비유사한 벡터라고 볼 수 있다.
예컨대, 'n=5'라고 하고, 5차원의 기준벡터를 '(1.3, 2.1, 0.6, 1.0, 1.2)'라고 가정하자. 상기 5차원의 특성벡터 '(1.24, 1.36, 0.74, 0.9, 1.18)'과 상기 5차원의 기준벡터 '(1.3, 2.1, 0.6, 1.0, 1.2)' 사이의 코사인 유사도 S와 유클리드 거리 D의 연산은 상기의 수학식 7과 상기의 수학식 8에서 수행될 수 있다.
이때, 상기의 수학식 7에서 수행된 코사인 유사도(S) '0.9779'와 상기의 수학식 8에서 수행된 유클리드 거리(D) '0.7623'을 기초로 상기의 수학식 6에서 벡터 유사도(M) '2.2897'을 도출할 수 있다.
걸음 수 측정 판단부(117)는 상기 벡터 유사도와 기설정된 임계 값을 비교하여, 상기 벡터 유사도가 상기 임계 값을 초과하는 것으로 확인되면, 상기 사용자의 걸음 수가 비정상적으로 측정되고 있는 것으로 판단하고, 상기 벡터 유사도가 상기 임계 값 이하인 것으로 확인되면, 상기 사용자의 걸음 수가 정상적으로 측정되고 있는 것으로 판단한다.
제어부(118)는 걸음 수 측정 판단부(117)에 의해 상기 사용자의 걸음 수가 비정상적으로 측정되고 있는 것으로 판단되면, 기설정된 대기시간 동안 상기 사용자의 걸음 수를 측정하지 않도록 전자 단말 장치(110)를 제어한다.
예컨대, 상기 기설정된 임계 값을 '2'라고 하고, 상기 벡터 유사도를 '2.2897'이라고 하며, 상기 기설정된 대기시간을 '10분'이라고 하는 경우, 걸음 수 측정 판단부(117)는 상기 벡터 유사도인 '2.2897'과 상기 기설정된 임계 값인 '2'를 비교하여, 상기 벡터 유사도인 '2.2897'이 상기 임계 값인 '2'를 초과하는 것으로 확인함으로써, 상기 사용자의 걸음 수가 비정상적으로 측정되고 있는 것으로 판단할 수 있다.
이렇게, 걸음 수 측정 판단부(117)에 의해 상기 사용자의 걸음 수가 비정상적으로 측정되고 있는 것으로 판단되면, 제어부(118)는 상기 기설정된 대기시간인 '10분' 동안 상기 사용자의 걸음 수를 측정하지 않도록 전자 단말 장치(110)를 제어할 수 있다.
즉, 전자 단말 장치(110)는 가속도 센서를 통해 사용자의 이동에 따른 가속도에 대한 정보를 획득하여 상기 사용자의 이동에 따른 가속도에 대한 정보를 기초로 n개의 속도 변화량을 산출하고, 조도 센서를 통해 상기 사용자의 이동에 따른 주변 빛의 세기에 대한 정보를 획득하여 상기 사용자의 이동에 따른 주변 빛의 세기에 대한 정보를 기초로 n개의 조도 변화량을 산출하며, 음량 센서를 통해 상기 사용자의 이동에 따른 주변 소리의 크기에 대한 정보를 획득하여 상기 사용자의 이동에 따른 주변 소리의 크기에 대한 정보를 기초로 n개의 음량 변화량을 산출한 후, 상기 산출된 n개의 속도 변화량, 상기 산출된 n개의 조도 변화량 및 상기 산출된 n개의 음량 변화량을 각각 행렬의 열을 구성하는 성분으로 할당하여 n x 3의 행렬을 생성하고, 상기 n x 3의 행렬에 대해 미리 정해진 3 x 1의 가중치 행렬을 곱하여 n x 1의 가중치 연산 행렬을 생성한 후, 상기 n x 1의 가중치 연산 행렬을 구성하는 값들을 각 성분으로 포함하는 n차원의 특성벡터를 생성하여 상기 n차원의 특성벡터와 상기 사용자의 걸음 수가 비정상적으로 측정되고 있는 상황임을 지시하기 위한 미리 설정된 n차원의 기준벡터 사이의 벡터 유사도를 연산하고, 상기 벡터 유사도와 기설정된 임계 값을 비교하여, 상기 벡터 유사도가 상기 임계 값을 초과하는 것으로 확인되면, 상기 사용자의 걸음 수가 비정상적으로 측정되고 있는 것으로 판단한 후, 기설정된 대기시간 동안 상기 사용자의 걸음 수를 측정하지 않도록 전자 단말 장치(110)를 제어함으로써, 부정한 방법으로 사용자의 걸음 수가 측정되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 제어부(118)는 알림음 출력부(119)를 포함할 수 있다.
알림음 출력부(119)는 걸음 수 측정 판단부(117)에 의해 상기 사용자의 걸음 수가 비정상적으로 측정되고 있는 것으로 판단되면, 기설정된 알림시간 동안 상기 사용자의 걸음 수가 비정상적으로 측정되고 있는 것을 나타내는 알림음을 출력할 수 있다.
예컨대, 상기 기설정된 알림시간을 '15초'라고 가정하자. 걸음 수 측정 판단부(117)에 의해 상기 사용자의 걸음 수가 비정상적으로 측정되고 있는 것으로 판단되면, 알림음 출력부(119)는 상기 기설정된 알림시간인 '15초' 동안 상기 사용자의 걸음 수가 비정상적으로 측정되고 있는 것을 나타내는 상기 알림음을 출력할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 전자 단말 장치(110)는 임계 값 조정부(120)를 더 포함할 수 있다.
임계 값 조정부(120)는 기설정된 측정 주기 동안, 상기 사용자의 걸음 수가 정상적으로 측정되고 있는 것으로 판단된 누적 판단 횟수가 기설정된 기준 횟수를 초과하는 것으로 확인되면, 상기 임계 값을 기설정된 비율만큼 증가시킬 수 있다.
예컨대, 상기 기설정된 측정 주기를 '10분'이라고 하고, 상기 누적 판단 횟수를 '5회'라고 하며, 상기 기설정된 기준 횟수를 '3회'라고 하고, 상기 임계 값을 '2'라고 하며, 상기 기설정된 비율을 '30%'라고 가정하자. 임계 값 조정부(120)는 상기 기설정된 측정 주기인 '10분' 동안, 상기 사용자의 걸음 수가 정상적으로 측정되고 있는 것으로 판단된 상기 누적 판단 횟수 '5회'가 상기 기설정된 기준 횟수 '3회'를 초과하는 것으로 확인함으로써, 상기 임계 값 '2'를 상기 기설정된 비율인 '30%'만큼 증가시킬 수 있다.
즉, 임계 값 조정부(120)는 소정의 측정 주기 간격으로 사용자가 정상적인 방법으로 걸음 수를 측정하고 있는 것으로 확인된 경우, 사용자의 걸음이 비정상적으로 측정되고 있는지 판단하기 위한 기준 값인 상기 임계 값을 소정의 비율만큼 증가시킴으로써, 정상적으로 걸음 수를 측정하고 있는 사용자에게 소정의 프로핏(profit)을 부여할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 복합 센서를 이용하여 걸음 수에 대한 정상 측정 여부의 판단이 가능한 전자 단말 장치의 동작 방법을 도시한 순서도이다.
단계(S210)에서는 가속도 센서를 통해 사용자의 이동에 따른 가속도에 대한 정보를 획득하여 상기 사용자의 이동에 따른 가속도에 대한 정보를 기초로 n(n은 2이상의 자연수)개의 속도 변화량(상기 속도 변화량은 기설정된 단위 시간 간격으로 측정된 속도의 변화량임)을 산출한다.
단계(S220)에서는 조도 센서를 통해 상기 사용자의 이동에 따른 주변 빛의 세기에 대한 정보를 획득하여 상기 사용자의 이동에 따른 주변 빛의 세기에 대한 정보를 기초로 n개의 조도 변화량(상기 조도 변화량은 상기 기설정된 단위 시간 간격으로 측정된 조도의 변화량임)을 산출한다.
단계(S230)에서는 음량 센서를 통해 상기 사용자의 이동에 따른 주변 소리의 크기에 대한 정보를 획득하여 상기 사용자의 이동에 따른 주변 소리의 크기에 대한 정보를 기초로 n개의 음량 변화량(상기 음량 변화량은 상기 기설정된 단위 시간 간격으로 측정된 음량의 변화량임)을 산출한다.
단계(S240)에서는 상기 산출된 n개의 속도 변화량, 상기 산출된 n개의 조도 변화량 및 상기 산출된 n개의 음량 변화량을 각각 행렬의 열을 구성하는 성분으로 할당하여 n x 3의 행렬을 생성한다.
단계(S250)에서는 상기 n x 3의 행렬에 대해 미리 정해진 3 x 1의 가중치 행렬을 곱하여 n x 1의 가중치 연산 행렬을 생성하고, 상기 n x 1의 가중치 연산 행렬을 구성하는 값들을 각 성분으로 포함하는 n차원의 특성벡터를 생성한다.
단계(S260)에서는 상기 n차원의 특성벡터가 생성되면, 상기 n차원의 특성벡터와 상기 사용자의 걸음 수가 비정상적으로 측정되고 있는 상황임을 지시하기 위한 미리 설정된 n차원의 기준벡터 사이의 벡터 유사도를 연산한다.
단계(S270)에서는 상기 벡터 유사도와 기설정된 임계 값을 비교하여, 상기 벡터 유사도가 상기 임계 값을 초과하는 것으로 확인되면, 상기 사용자의 걸음 수가 비정상적으로 측정되고 있는 것으로 판단하고, 상기 벡터 유사도가 상기 임계 값 이하인 것으로 확인되면, 상기 사용자의 걸음 수가 정상적으로 측정되고 있는 것으로 판단한다.
단계(S280)에서는 상기 사용자의 걸음 수가 비정상적으로 측정되고 있는 것으로 판단되면, 기설정된 대기시간 동안 상기 사용자의 걸음 수를 측정하지 않도록 상기 전자 단말 장치를 제어한다.
이때, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 가중치 행렬은 0 초과 1 미만의 값으로 구성된 미리 정해진 3개의 가중치들을 성분으로 포함하며, 상기 3개의 가중치들의 합은 1인 행렬일 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 n차원의 특성벡터와 상기 n차원의 기준벡터 사이의 벡터 유사도의 연산은 상기 수학식 6에 따라 수행될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 단계(S280)에서는 상기 사용자의 걸음 수가 비정상적으로 측정되고 있는 것으로 판단되면, 기설정된 알림시간 동안 상기 사용자의 걸음 수가 비정상적으로 측정되고 있는 것을 나타내는 알림음을 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 전자 단말 장치의 동작 방법은 기설정된 측정 주기 동안, 상기 사용자의 걸음 수가 정상적으로 측정되고 있는 것으로 판단된 누적 판단 횟수가 기설정된 기준 횟수를 초과하는 것으로 확인되면, 상기 임계 값을 기설정된 비율만큼 증가시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
이상, 도 2를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 복합 센서를 이용하여 걸음 수에 대한 정상 측정 여부의 판단이 가능한 전자 단말 장치의 동작 방법에 대해 설명하였다. 여기서, 본 발명의 일실시예에 따른 복합 센서를 이용하여 걸음 수에 대한 정상 측정 여부의 판단이 가능한 전자 단말 장치의 동작 방법은 도 1을 이용하여 설명한 복합 센서를 이용하여 걸음 수에 대한 정상 측정 여부의 판단이 가능한 전자 단말 장치(110)의 동작에 대한 구성과 대응될 수 있으므로, 이에 대한 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 복합 센서를 이용하여 걸음 수에 대한 정상 측정 여부의 판단이 가능한 전자 단말 장치의 동작 방법은 컴퓨터와의 결합을 통해 실행시키기 위한 저장매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 복합 센서를 이용하여 걸음 수에 대한 정상 측정 여부의 판단이 가능한 전자 단말 장치의 동작 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 본 발명을 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.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
110: 복합 센서를 이용하여 걸음 수에 대한 정상 측정 여부의 판단이 가능한 전자 단말 장치
111: 속도 변화량 산출부 112: 조도 변화량 산출부
113: 음량 변화량 산출부 114: 행렬 생성부
115: 특성벡터 생성부 116: 벡터 유사도 연산부
117: 걸음 수 측정 판단부 118: 제어부
119: 알림음 출력부 120: 임계 값 조정부

Claims (12)

  1. 복합 센서를 이용하여 걸음 수에 대한 정상 측정 여부의 판단이 가능한 전자 단말 장치에 있어서,
    가속도 센서를 통해 사용자의 이동에 따른 가속도에 대한 정보를 획득하여 상기 사용자의 이동에 따른 가속도에 대한 정보를 기초로 n(n은 2이상의 자연수)개의 속도 변화량 - 상기 속도 변화량은 기설정된(predetermined) 단위 시간 간격으로 측정된 속도의 변화량임 - 을 산출하는 속도 변화량 산출부;
    조도 센서를 통해 상기 사용자의 이동에 따른 주변 빛의 세기에 대한 정보를 획득하여 상기 사용자의 이동에 따른 주변 빛의 세기에 대한 정보를 기초로 n개의 조도 변화량 - 상기 조도 변화량은 상기 기설정된 단위 시간 간격으로 측정된 조도의 변화량임 - 을 산출하는 조도 변화량 산출부;
    음량 센서를 통해 상기 사용자의 이동에 따른 주변 소리의 크기에 대한 정보를 획득하여 상기 사용자의 이동에 따른 주변 소리의 크기에 대한 정보를 기초로 n개의 음량 변화량 - 상기 음량 변화량은 상기 기설정된 단위 시간 간격으로 측정된 음량의 변화량임 - 을 산출하는 음량 변화량 산출부;
    상기 산출된 n개의 속도 변화량, 상기 산출된 n개의 조도 변화량 및 상기 산출된 n개의 음량 변화량을 각각 행렬의 열을 구성하는 성분으로 할당하여 n x 3의 행렬을 생성하는 행렬 생성부;
    상기 n x 3의 행렬에 대해 미리 정해진 3 x 1의 가중치 행렬을 곱하여 n x 1의 가중치 연산 행렬을 생성하고, 상기 n x 1의 가중치 연산 행렬을 구성하는 값들을 각 성분으로 포함하는 n차원의 특성벡터를 생성하는 특성벡터 생성부;
    상기 n차원의 특성벡터가 생성되면, 상기 n차원의 특성벡터와 상기 사용자의 걸음 수가 비정상적으로 측정되고 있는 상황임을 지시하기 위한 미리 설정된 n차원의 기준벡터 사이의 벡터 유사도를 연산하는 벡터 유사도 연산부;
    상기 벡터 유사도와 기설정된 임계 값을 비교하여, 상기 벡터 유사도가 상기 임계 값을 초과하는 것으로 확인되면, 상기 사용자의 걸음 수가 비정상적으로 측정되고 있는 것으로 판단하고, 상기 벡터 유사도가 상기 임계 값 이하인 것으로 확인되면, 상기 사용자의 걸음 수가 정상적으로 측정되고 있는 것으로 판단하는 걸음 수 측정 판단부; 및
    상기 걸음 수 측정 판단부에 의해 상기 사용자의 걸음 수가 비정상적으로 측정되고 있는 것으로 판단되면, 기설정된 대기시간 동안 상기 사용자의 걸음 수를 측정하지 않도록 상기 전자 단말 장치를 제어하는 제어부
    를 포함하는 복합 센서를 이용하여 걸음 수에 대한 정상 측정 여부의 판단이 가능한 전자 단말 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가중치 행렬은
    0 초과 1 미만의 값으로 구성된 미리 정해진 3개의 가중치들을 성분으로 포함하며, 상기 3개의 가중치들의 합은 1인 행렬인 복합 센서를 이용하여 걸음 수에 대한 정상 측정 여부의 판단이 가능한 전자 단말 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 n차원의 특성벡터와 상기 n차원의 기준벡터 사이의 벡터 유사도의 연산은 하기의 수학식 1에 따라 수행되는 복합 센서를 이용하여 걸음 수에 대한 정상 측정 여부의 판단이 가능한 전자 단말 장치.
    [수학식 1]
    Figure 112019056749522-pat00012

    여기서, M은 두 벡터 사이의 벡터 유사도로 S는 두 벡터 사이의 코사인 유사도, D는 두 벡터 사이의 유클리드 거리(Euclidean Distance)를 의미함.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 걸음 수 측정 판단부에 의해 상기 사용자의 걸음 수가 비정상적으로 측정되고 있는 것으로 판단되면, 기설정된 알림시간 동안 상기 사용자의 걸음 수가 비정상적으로 측정되고 있는 것을 나타내는 알림음을 출력하는 알림음 출력부
    를 포함하는 복합 센서를 이용하여 걸음 수에 대한 정상 측정 여부의 판단이 가능한 전자 단말 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    기설정된 측정 주기 동안, 상기 사용자의 걸음 수가 정상적으로 측정되고 있는 것으로 판단된 누적 판단 횟수가 기설정된 기준 횟수를 초과하는 것으로 확인되면, 상기 임계 값을 기설정된 비율만큼 증가시키는 임계 값 조정부
    를 더 포함하는 복합 센서를 이용하여 걸음 수에 대한 정상 측정 여부의 판단이 가능한 전자 단말 장치.
  6. 복합 센서를 이용하여 걸음 수에 대한 정상 측정 여부의 판단이 가능한 전자 단말 장치의 동작 방법에 있어서,
    가속도 센서를 통해 사용자의 이동에 따른 가속도에 대한 정보를 획득하여 상기 사용자의 이동에 따른 가속도에 대한 정보를 기초로 n(n은 2이상의 자연수)개의 속도 변화량 - 상기 속도 변화량은 기설정된(predetermined) 단위 시간 간격으로 측정된 속도의 변화량임 - 을 산출하는 단계;
    조도 센서를 통해 상기 사용자의 이동에 따른 주변 빛의 세기에 대한 정보를 획득하여 상기 사용자의 이동에 따른 주변 빛의 세기에 대한 정보를 기초로 n개의 조도 변화량 - 상기 조도 변화량은 상기 기설정된 단위 시간 간격으로 측정된 조도의 변화량임 - 을 산출하는 단계;
    음량 센서를 통해 상기 사용자의 이동에 따른 주변 소리의 크기에 대한 정보를 획득하여 상기 사용자의 이동에 따른 주변 소리의 크기에 대한 정보를 기초로 n개의 음량 변화량 - 상기 음량 변화량은 상기 기설정된 단위 시간 간격으로 측정된 음량의 변화량임 - 을 산출하는 단계;
    상기 산출된 n개의 속도 변화량, 상기 산출된 n개의 조도 변화량 및 상기 산출된 n개의 음량 변화량을 각각 행렬의 열을 구성하는 성분으로 할당하여 n x 3의 행렬을 생성하는 단계;
    상기 n x 3의 행렬에 대해 미리 정해진 3 x 1의 가중치 행렬을 곱하여 n x 1의 가중치 연산 행렬을 생성하고, 상기 n x 1의 가중치 연산 행렬을 구성하는 값들을 각 성분으로 포함하는 n차원의 특성벡터를 생성하는 단계;
    상기 n차원의 특성벡터가 생성되면, 상기 n차원의 특성벡터와 상기 사용자의 걸음 수가 비정상적으로 측정되고 있는 상황임을 지시하기 위한 미리 설정된 n차원의 기준벡터 사이의 벡터 유사도를 연산하는 단계;
    상기 벡터 유사도와 기설정된 임계 값을 비교하여, 상기 벡터 유사도가 상기 임계 값을 초과하는 것으로 확인되면, 상기 사용자의 걸음 수가 비정상적으로 측정되고 있는 것으로 판단하고, 상기 벡터 유사도가 상기 임계 값 이하인 것으로 확인되면, 상기 사용자의 걸음 수가 정상적으로 측정되고 있는 것으로 판단하는 단계; 및
    상기 사용자의 걸음 수가 비정상적으로 측정되고 있는 것으로 판단되면, 기설정된 대기시간 동안 상기 사용자의 걸음 수를 측정하지 않도록 상기 전자 단말 장치를 제어하는 단계
    를 포함하는 복합 센서를 이용하여 걸음 수에 대한 정상 측정 여부의 판단이 가능한 전자 단말 장치의 동작 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 가중치 행렬은
    0 초과 1 미만의 값으로 구성된 미리 정해진 3개의 가중치들을 성분으로 포함하며, 상기 3개의 가중치들의 합은 1인 행렬인 복합 센서를 이용하여 걸음 수에 대한 정상 측정 여부의 판단이 가능한 전자 단말 장치의 동작 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 n차원의 특성벡터와 상기 n차원의 기준벡터 사이의 벡터 유사도의 연산은 하기의 수학식 1에 따라 수행되는 복합 센서를 이용하여 걸음 수에 대한 정상 측정 여부의 판단이 가능한 전자 단말 장치의 동작 방법.
    [수학식 1]
    Figure 112019056749522-pat00013

    여기서, M은 두 벡터 사이의 벡터 유사도로 S는 두 벡터 사이의 코사인 유사도, D는 두 벡터 사이의 유클리드 거리(Euclidean Distance)를 의미함.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 전자 단말 장치를 제어하는 단계는
    상기 사용자의 걸음 수가 비정상적으로 측정되고 있는 것으로 판단되면, 기설정된 알림시간 동안 상기 사용자의 걸음 수가 비정상적으로 측정되고 있는 것을 나타내는 알림음을 출력하는 단계
    를 포함하는 복합 센서를 이용하여 걸음 수에 대한 정상 측정 여부의 판단이 가능한 전자 단말 장치의 동작 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    기설정된 측정 주기 동안, 상기 사용자의 걸음 수가 정상적으로 측정되고 있는 것으로 판단된 누적 판단 횟수가 기설정된 기준 횟수를 초과하는 것으로 확인되면, 상기 임계 값을 기설정된 비율만큼 증가시키는 단계
    를 더 포함하는 복합 센서를 이용하여 걸음 수에 대한 정상 측정 여부의 판단이 가능한 전자 단말 장치의 동작 방법.
  11. 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터와의 결합을 통해 실행시키기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능 기록 매체.
  12. 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터와의 결합을 통해 실행시키기 위한 저장매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
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