KR102264796B1 - 보행자 걸음걸이 정보를 이용한 보행자 교정 정보 제공장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보행자 걸음걸이 정보를 이용한 보행자 교정 정보 제공장치에 관한 것이다.
이에 본 발명에서는 보행자가 착용한 양쪽 신발의 정렬상태에서 보행시 발생되는 피치각 요우각 롤각 정보를 신발에 장착된 센서를 통해 취득하여 보행자의 걸음걸이 정보를 보행자 휴대 단말기로 출력하고 출력된 정보와 휴대용 단말기에 기 저장된 정보를 제어부를 통해 매칭하여 유형을 분석하고 이를 통해 보행자의 휴대단말기로 보행자 걸임걸이에 대한 교정 정보를 제공한다.

Description

보행자 걸음걸이 정보를 이용한 보행자 교정 정보 제공장치{APPARATUS FOR PROVIDING INFORMATION ABOUT WALKING PATTERNS}

본 발명은 보행자의 걸음걸이 정보를 통해 보행자에게 교정 정보를 제공하는 보행자 교정 정보 제공장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 보행자의 보행 동작시 신발의 모션 변화를 통해 걸음걸이 유형을 자동 측정하여 보행자에게 실시간 인식할 수 있도록 하고 더불어 보행 정보와 함께 교정 정보를 제공하여 보행자는 보행 동작상태에서 걸음걸이를 교정할 수 있는 보행자 걸음걸이 정보를 이용한 보행자 교정 정보 제공장치에 관한 것이다.

통상 신발은 보행자의 발에 착용하는 것으로 발의 보호와 함께 장식의 기능을 가지는 것이었으나, 근래에는 걸음걸이가 건강한 노후의 삶을 영유하기 위한 기본적인 요건이 되고 있어 신발에 장식 이외의 발을 보호할 수 있는 다양한 기능이 추가되고 있다.

예컨데, 신발의 바닥면에 스프링을 구비하여 스프링 완충력을 통해 충격력을 흡수하여 무릎을 보호하는 기능, 신발에 위치 추적 센서를 장착하여 이동에 따른 위치 정보를 실시간 확인할 수 있도록 하는 기능 등 다양한 기능이 설치되고 있다.

하지만, 상기한 기능성 신발 중 스프링 신발의 경우 보행자의 무릎 등을 편안하게 하고 또한 안전하게 보호할 수 있는 장점은 있으나 평소 보행자 습관에 따른 잘못된 걸음걸이의 경우 오히려 무릎, 척추 등의 질환을 유발하는 문제점이 있다.

또한, 비정상적인 잘못된 걸음걸이의 대표적 예로 팔자걸음, 안짱걸음 등이 있는데, 이와 같은 보행자 걸음걸이는 발이 지면에 닿을 때 두 발이 평행을 이루지 못하고 방향이 틀어지면서 디딤되는 잘못된 걸음걸이 유형을 보이는 특징이 있다.

이와같이 팔자걸음 또는 안짱걸음과 같은 올바르지 않은 걸음걸이가 지속될 경우 관절이 변형되거나 골반이 틀어질수 있으며, 이로 인해 관절염과 같은 관절질환이 발생할 수 있다.

즉, 잘못된 걸음걸이가 계속할 경우, 체중이 한 쪽으로 쏠리면서 허리부터 무릎, 발까지 전체 관절에 가해지는 압력이 많아져서 관절 소모가 빨라지고. 디스크를 유발할 수 있고 또한 관절에 충격이 가해지면서 점차 피로도를 증가시키게 되는데 이는 몸의 피로도를 높인다는 문제점이 있다.

최근 스마트폰의 대중화에 힘입어 스마트 시계, 의료 장치, 운동 밴드 같은 웨어러블 기기가 이슈가 되고 있고 또한, 모바일 헬스케어는 무선 통신과 스마트 기기의 확산 및 바이오 센서 기술의 발달과 더불어 ICT 융합이 활발해지면서 주목 받고 있는 분야로 성장하고 있다.

상기한, 모바일 헬스케어는 개인의 건강관리를 위한 것으로 운동 관련하여 다양한 제품이 출시된 바 있고, 그 중 발에 관련된 웨어러블 기기 제품으로는 압력센서 등를 적용하여 걸음걸이의 유형을 측정하고자 실시된 바 있었지만 개인 사용자를 위한 서비스 모델이 없어 아직 상용화되지 못하고 있는 실정에 있다.

여기서 상술한 배경기술 또는 종래기술은 본 발명자가 보유하거나 본 발명을 도출하는 과정에서 습득한 정보로서 본 발명의 기술적 의의를 이해하는데 도움이 되기 위한 것일 뿐, 본 발명의 출원 전에 이 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 기술을 의미하는 것은 아님을 밝힌다.

KR 특허공개 제10-2017-0019984호 공개일 2017.02.22 KR 특허공개 제10-2019-0079934호 공개일 2019.07.08 KR 특허등록 제10-1988718호 등록일 2019.06.05 KR 특허등록 제10-1196569호 등록일 2012. 10. 25

이에 본 발명자는 상술한 제반 사항을 종합적으로 고려하면서 보행자의 걸음걸이 유형을 분석하는 걸음걸이 유형 분석장치가 지닌 기술적 한계 및 문제점을 해결하려는 발상에서, 보행자가 인식하고 바로 교정 가능하도록 하는 새로운 구조의 걸음걸이 유형 분석장치를 개발하고자 각고의 노력을 기울여 부단히 연구하던 중 그 결과로써 본 발명을 창안하게 되었다.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제 및 목적은 보행자의 신발에 장착된 센서를 통해 걸음걸이 유형을 분석하고 분석된 보행자 걸음걸이 정보를 보행자가 인지하도록 하여 더불어 걸음걸이 상태에서 보행자가 바로 교정하고 또한 교정된 걸음걸이 정보를 바로 인식할 수 있도록 하는 보행자 걸음걸이 정보를 이용한 보행자 교정 정보 제공장치를 제공하는데 있다.

또한, 보행에 따른 발디딤 횟수를 자동 카운트 하여 보행자는 카운트에 따른 발디딤 포인트를 획득하고 이를 코인으로 환전 또는 발디딤 포인트로 쇼핑몰을 이용할 수 있도록 하는데 있다.

또한, 보행자 신발에 센서가 안정되고 간편하게 장착될 수 있도록 하는데 있다.

여기서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제 및 목적은 이상에서 언급한 기술적 과제 및 목적으로 국한하지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제 및 목적들은 아래의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.

상술한 바와 같은 목적을 달성 및 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 구체적 수단은, 보행자가 착용한 양쪽 신발의 정렬상태에서 보행시 발생되는 피치각 요우각 롤각 정보를 신발에 장착된 센서를 통해 취득하여 보행자의 걸음걸이 정보를 보행자 휴대단말기로 출력하고 출력된 정보와 휴대단말기에 기 저장된 정보를 제어부를 통해 매칭하여 유형을 분석하고 이를 통해 보행자의 휴대단말기로 보행자 걸임걸이에 대한 교정 정보를 제공하는 것을 개시한다.

상기 센서는, 지자기센서, 가속도센서, 자이로센서 등을 통해 센싱할 수 있다.

상기 센서는, 장착케이스의 내측에 형성된 센서함에 저장되도록 한 후 신발에 설치되도록 하면 된다.

즉, 장착케이스의 외측에 탄성걸림편이 형성되도록 한 다음 상기 신발의 발등 커버 표면에 부착된 보조 커버의 장착홈에 탄성 변형시키면서 고정되도록 할 수 있다.

상기 신발에 발디딤 횟수를 측정하는 카운터 센서가 더 제공될 수 있고, 상기 카운터 센서가 측정한 디딤 횟수를 제어부로 출력하고, 상기 제어부는 전용 앱(application)을 구동하여 개인별 디딤 횟수를 수신하여 디스플레이하고, 이를 통해 보행자 맞춤형 교정 정보를 제공하도록 할 수 있다.

상기와 같은 목적의 달성과 기술적 과제를 해결하기 위한 수단 및 구성을 갖춘 본 발명은, 보행자가 보행 동작을 하게 되면 신발에 장착된 센서가 보행자의 발 디딤에 따른 이동 방향을 기준으로 하여 피치각, 롤각, 요우각을 센싱하여 출력하고 휴대단말기가 센싱된 정보와 기 저장된 정보를 매칭하여 걸음걸이 유형을 표시하고 또한 교정 정보를 표시하여 보행자는 이를 기반으로 자신의 걸음걸이 유형을 통해 보행 자세를 정확하게 판단할 수 있고 또한 휴대단말기에서 제시하는 교정 정보를 통해 걸음걸이를 교정할 수 있는 장점이 있다.

또한, 보행에 따른 발디딤 횟수를 자동 카운트 하여 보행자는 카운트에 따른 발디딤 포인트를 획득할 수 있고 획득한 발디딤 포인트를 코인으로 환전 또는 쇼핑몰을 이용할 수 있는 장점이 있다.

여기서 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 국한하지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 보행자 걸음걸이 정보를 이용한 보행자 교정 정보 제공장치의 전체 구성을 보인 개략도이다.
도 2는 도 1에서 보행자 신발에 착용된 센서를 개략적으로 보인 개략도이다.
도 3은 도 2의 설치상태를 보인 요부 분리사시도이다.
도 4는 도 1에서 휴대단말기의 구성을 보인 개략도이다.
도 5는 도 1 및 도 2의 센서를 통한 센싱 범위를 보인 개략도이다.

이하, 본 발명에 따른 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

이에 앞서, 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이는 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 개념과 당해 기술분야에서 통용 또는 통상적으로 인식되는 의미로 해석하여야 함을 명시한다.

또한, 본 발명과 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

여기서 첨부된 도면들은 기술의 구성 및 작용에 대한 설명과, 이해의 편의 및 명확성을 위해 일부분을 과장하거나 간략화하여 도시한 것으로, 각 구성요소가 실제의 크기 및 형태와 정확하게 일치하는 것은 아님을 밝힌다.

아울러 본 명세서에서 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함하는 의미이며, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

즉, 본 명세서에서 설시하는 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해해야 한다.

그리고 상단, 하단, 상면, 하면, 또는 상부, 하부, 상측, 하측, 전후, 좌우 등의 용어는 각 구성요소에 있어 상대적인 위치를 구별하기 위해 편의상 사용한 것이다. 예를 들어, 도면상의 위쪽을 상부로 아래쪽을 하부로 명명하거나 지칭하고, 길이 방향을 전후 방향으로, 폭 방향을 좌우 방향으로 명명하거나 지칭할 수 있다.

또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있다. 즉, 제1, 제2 등의 용어는 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 구성요소는 본 발명의 보호범위를 벗어나지 않는 한에서 제2 구성요소로 명명할 수 있고, 또 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명할 수도 있다.

본 발명은 보행자 걸음걸이 정보를 이용한 보행자 교정 정보 제공장치에 관한 것이다.

본 발명은 도 1 내지 도 5의 도시에 의하여 보행자가 착용하게 되는 신발(100)과, 상기 신발(100)에 설치되어 신발(100)의 지면 밀착상태에서 보행 동작시 피치각, 요우각, 롤각을 센싱하는 센서(200)와, 상기 센서(200)의 신호값을 통해 기 저장된 정보와 매칭하여 보행자에게 교정 정보를 제공하는 휴대단말기(300)로 구성되어 있다.

이에따라, 보행자가 신발(100) 착용상태에서 보행 동작을 위해 발을 들어올리게 되면 양쪽 신발(100)에 장착된 센서(200)가 피치각, 요우각, 롤각을 센싱하여 신호값을 출력하고 휴대단말기(300)는 신호값을 통해 보행자의 걸음걸이 정보를 표시함과 더불어 걸음걸이 특성에 해당되는 기 저장된 교정방법을 표시하여 보행자가 인식하도록 할 수 있다.

상기 신발(100)은, 통상의 신발이 가능하며, 상기 센서(200)는 발등 커버(110)의 표면에 결합되는 보조 커버(120)에 결합된다.

상기 센서(200)는, 상기 신발(100)에 설치되는 것으로 몸체를 이루는 바닥면과 발등 등에 설치될 수 있고, 적용되는 센서(200)는 다양한 기능을 갖는 센서가 적용될 수 있지만 바람직하게는 지자기센서와 가속도센서가 적용될 수 있다. 추가로 자이로센서가 적용될 수 있다.

상기 센서(200)는, 신발(100)의 지면 밀착상태에서 이동을 위한 들어 올림 동작시 신발(100)의 피치(pitch), 롤(roll), 요우(yaw) 각(angle)을 센싱하도록 되어 있다.

상기 피치는, 신발의 평행상태에서 중심을 기준으로 하여 전후방의 상하 고도에 대한 변경값을 측정하는 것이고, 상기 롤은, 신발의 평행상태에서 축방향 중심으로 양쪽 부분의 회전 즉, 선회각을 측정하는 것이며, 상기 요우는, 신발의 평행상태에서 수직축에 대한 좌우 회전각도를 측정하는 것이다.

이에따라, 상기 지자기센서는, 방위각 및 지자기에 대응되는 전기적 신호를 측정하여 요우각을 산출하는 역할을 하게 되고, 상기 가속도센서는, 기울기 값 즉, 피치각 및 롤각을 산출하는 역할을 하게 된다.

또한, 자이로 센서는, 회전 각속도를 측정하는 센서로써, 신발의 회전량을 산출하기 위하여 일단 각속도를 측정한 후, 이를 시간에 대하여 적분하여 움직인 거리를 계산하게 된다.

다시말해, 상기 센서(200)는 보행자의 신발에 설치된 상태에서 보행자의 걸음걸이 모션에 따라 변화되는 피치각(θ), 요우각(ψ)의 정보를 산출하고, 산출된 정보를 보행자 휴대단말기(300)로 전송한다.

상기 휴대 단말기(300)는, 센서(200)의 신호값을 수신하는 입력부(310)와, 보행자 걸음걸이 유형을 저장하는 저장부(320)와, 음성 문자 그림 영상 등으로 정보를 출력하는 출력부(330)와, 입력된 신호값을 제어하여 출력하도록 하는 제어부(340)를 포함하고 있다.

상기 입력부(310)는 신발(100)에 착용된 센서(200)의 신호값을 입력받게 된다.

상기 제어부(340)는, 신발(100)의 모션 변화에 따라 산출되는 신호값을 입력받은 입력부(310)의 신호값을 통해 저장부(320)의 기 저장된 신호값을 매칭하여 교정 정보를 출력하고, 출력된 교정 정보는 출력부(330)를 이루는 디스플레이를 통해 표시하게 된다.

이에따라 보행자가 신발(100) 착용후 이동하게 되면, 모션 변화에 따라 산출되는 지자기센서의 출력값 및 가속도센서의 출력값 즉, 센서(200)의 센싱을 통해 얻어진 피치각과 롤각 및 요우각 정보를 제어부(340)가 기 저장된 저장부(320)의 메모리값과 비교하여 출력부(330)인 디스플레이를 통해 표시하게 된다. 이 과정에서 출력부(330)는 보행자의 걸음걸이 정보는 물론 저장부(320)의 정보를 독출하여 걸음걸이 교정 정보를 표시하게 된다.

다시말해, 보행자는 자신의 걸음걸이 유형이 팔자 걸음, 빗자루질 걸음, 맹꽁이 걸음, 오리 걸음, 안짱 걸음 등 잘못된 걸음걸이 유형을 가지고 있는지를 판단할 수 있고, 휴대단말기(300)가 표시하는 교정 정보를 통해 교정할 수 있다.

한편, 상기 센서(200)는 장착케이스(220)의 내측에 형성된 센서함에 저장된 후 상기 신발(100)에 설치될 수 있다.

즉, 상기 장착케이스(220)는, 보조 커버(120)에 결합수단을 통해 고정된 상태에서 상기 신발(100)의 발등을 보호하는 발등 커버(110)의 표면에 부착되도록 하면 된다.

상기 보조 커버(120)는 표면에 장착홈(122)이 형성되며, 상기 장착홈(122)에 고정프레임(124)이 설치된다.

이에따라, 상기 장착케이스(220)의 양쪽에 구비된 탄성걸림편(222)이 상기 장착홈(122)의 고정프레임(124)에 탄성 변형되면서 끼워져 고정된다.

다시말해, 상기 신발(100)의 발등 커버(110)에 조립하고자 하면 발등 커버(110)에 보조 커버(120)를 결합시킨 다음, 보조 커버(120)에 형성된 장착홈(122)에 장착케이스(220)를 결합시키면 된다. 이때 장착케이스(220)에 구비된 탄성걸림편(222)이 상기 장착홈(122)에 결합된 고정프레임(124)의 내측 테두리단에 탄성적으로 걸림되어 이탈이 방지된다.

상기 고정프레임(124)은 비교적 경질의 합성수지 소재로 상기 탄성걸림편(22)의 탄성 변형에 따른 걸림시 안정된 고정상태를 유지하도록 하게 된다.

상기 보조 커버(120)는 일측단이 공지의 신발(100)에서 발등을 보호하도록 설치되어 있는 발등 커버(110)에 고정되고, 타측단이 상기 발등 커버(110)를 덮는 상태에서 신발(100)의 발등 커버(110)를 가리며 조임되는 조임끈이 각각 통과될 수 있도록 안내홀이 형성된다.

즉, 공지의 신발(100)에서 발등 커버(110)를 조임시키는 조임끈이 보조 커버(120)의 안내홀을 통과하면서 조임하게 된다.

한편, 상기 신발(100)에 발디딤에 따른 디딤 횟수를 측정하는 카운터 센서가 더 제공될 수 있다.

상기 카운터 센서는, 보행자의 발디딤 마다 카운트 되며 카운트 신호값을 제어부로 출력하게 된다.

또한, 보행자가 착용하는 양쪽 신발(100)의 마주보는 표면에 상호 근접 상태를 센싱하는 근접센서가 더 제공되도록 할 수 있다.

즉, 양쪽 신발(100)이 서로 대칭된 상태로 마주보는 경우 근접센서가 센싱값을 제어부(340)로 출력하게 되고, 제어부(340)는 센싱값에 따라 보행자의 보행 여부를 판단할 수 있게 된다.

이를 통해 보행자의 보행 여부, 보행 주기 등을 체크할 수 있게 된다.

또한, 상기 제어부(340)는, 휴대단말기(300)의 출력부(330)를 통해 전용 앱(application)을 구동할 수 있고, 전용 앱은 보행자의 발디딤 횟수에 의해 얻어진 디딤 포인트를 표시하게 된다.

더불어 보행자는 디딤 포인트를 통해 전용 앱에 표시된 정보를 이용할 수 있게 된다.

상기 전용 앱에는, 보행자 걸음걸이 유형에 따라 분석된 교정 정보가 저장되어 있고, 보행자는 획득한 디딤 포인트를 통해 보행자 맞춤형 교정 정보를 획득할 수 있다.

더불어, 도 2에 도시된 바와같이 보행자는 운동량에 따른 디딤 포인트를 통해 포인트를 획득하여 이를 코인으로 환전할 수 있고 또한, 디딤 포인트 또는 코인을 통해 쇼핑몰을 이용할 수 있다.

여기서 본 발명의 실시 예에 따른 피치각, 롤각, 요유각을 센싱하는 센서 기술은 공지의 기술과 동일한 것으로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

한편, 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 안에서 예시되지 않은 여러 가지로 다양하게 변형하고 응용할 수 있음은 물론이고 각 구성요소의 치환 및 균등한 타 실시 예로 변경하여 폭넓게 적용할 수도 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명백하다.

그러므로 본 발명의 기술적 특징을 변형하고 응용하는 것에 관계된 내용은 본 발명의 기술사상 및 범위 내에 포함되는 것으로 해석하여야 할 것이다.

100: 신발
110: 발등 커버 120: 보조 커버
122: 장착홈 124: 고정프레임
200: 센서
220: 장착케이스 222: 탄성걸림편
300: 휴대단말기
310: 입력부 320: 저장부
330: 출력부 340: 제어부

Claims (7)

1. 보행자가 착용한 양쪽 신발의 정렬상태에서 보행시 발생되는 피치각 요우각 롤각 정보를 신발에 장착된 센서를 통해 취득하여 보행자의 걸음걸이 정보를 보행자 휴대단말기로 출력하고 출력된 정보와 휴대단말기에 기 저장된 정보를 제어부를 통해 매칭하여 유형을 분석하고 이를 통해 보행자의 휴대단말기로 보행자 걸음 걸이에 대한 교정 정보를 제공하며;
   상기 센서는, 상기 신발에 구비된 장착케이스의 내측에 형성된 센서함에 저장되도록 하고;
   상기 장착케이스는, 외측에 탄성걸림편이 형성되어 상기 신발의 발등 커버 표면에 부착된 보조 커버의 장착홈에 탄성 변형되면서 끼워져 고정되는 것을 특징으로 하는 보행자 걸음걸이 정보를 이용한 보행자 교정 정보 제공장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 장착홈에 상기 탄성걸림편이 걸림되어 고정될 수 있도록 합성수지 소재의 고정프레임이 결합됨을 특징으로 하는 보행자 걸음걸이 정보를 이용한 보행자 교정 정보 제공장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 보조커버는 일측단이 상기 발등커버에 고정되고, 타측단 양쪽에 신발의 발등커버를 가리며 조임되는 조임끈이 각각 통과될 수 있도록 안내홀이 형성됨을 특징으로 하는 보행자 걸음걸이 정보를 이용한 보행자 교정 정보 제공장치.
   
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 신발에,
   보행자가 착용하는 양쪽 신발의 마주보는 표면에 상호 근접 상태를 센싱하는 근접센서를 더 제공하며,
   상기 근접센서의 센싱값에 따라 보행자의 보행 여부를 센싱할 수 있도록 함을 특징으로 하는 보행자 걸음걸이 정보를 이용한 보행자 교정 정보 제공장치.
   

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