KR102275241B1 - 신호의 변환 및 복원 방법, 신호의 변환 및 복원 시스템, 원본 신호 변환 방법, 원본 신호 변환 장치 및 원본 신호 복원 방법 - Google Patents

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Abstract

신호의 변환 및 복원 방법은, 데이터 획득 장치가 원본 신호로부터 신호 분석 데이터를 획득하되, 상기 신호 분석 데이터는 상기 원본 신호로부터 획득된 적어도 하나의 특징점을 포함하는 신호 분석 단계, 상기 획득된 신호 분석 데이터와 상기 신호 분석 데이터에 대응하는 적어도 하나의 참조 데이터를 송신 및 수신하는 송수신 단계 및 상기 수신한 신호 분석 데이터와 상기 적어도 하나의 참조 데이터를 기초로 상기 원본 신호를 복원하여 복원 신호를 획득하는 복원 단계를 포함할 수 있다.

Description

신호의 변환 및 복원 방법, 신호의 변환 및 복원 시스템, 원본 신호 변환 방법, 원본 신호 변환 장치 및 원본 신호 복원 방법{Method for transmitting and reconstructing data, system for transmitting and reconstructing data, method for converting an original signal, system for converting an original signal and method for reconstructing the original signal}
신호의 변환 및 복원 방법과 신호의 변환 또는 복원을 수행할 수 있는 장치 및 시스템에 관한 것이다.
착용형 장치(Wearable apparatus)는 인간 또는 동물의 전부 또는 일부분에 착용되어 인간 또는 동물의 행동을 보조하거나 또는 각종 정보를 수집하는 등 다양한 기능을 수행할 수 있는 장치이다. 착용형 장치의 일례로 인간의 보행을 보조하기 위한 보행 보조 장치 등이 있다. 뿐만 아니라 시계, 착용형 카메라 등 역시 착용형 장치의 일례가 될 수 있다.
보행 보조 로봇은 보행 시 필요한 힘을 인체의 근육에 인가하여 사용자의 보행을 보조하는 착용형 장치이다. 여기서 보행 보조 로봇은 보행 보조 로봇은 인체의 둔부, 대퇴부나 정강이부 등에 고정되고, 액츄에이터(actuator) 및 다양한 각종 기계적 수단에 의해 근육 및 관절에 소정의 힘, 일례로 회전력을 인가하여 근육 및 관절의 운동을 보조함으로써 착용자가 용이하게 보행하도록 보조할 수 있다.
원본 신호를 상대적으로 작은 크기의 데이터로 변환하고, 변환된 데이터를 이용하여 원본 신호를 적절하게 복원할 수 있도록 하는 신호의 변환 및 복원 방법, 신호의 변환 및 복원 시스템, 원본 신호 변환 방법, 원본 신호 변환 장치, 원본 신호 복원 방법 및 원본 신호 복원 장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 신호의 변환 및 복원 방법, 신호의 변환 및 복원 시스템, 원본 신호 변환 방법, 원본 신호 변환 장치 및 원본 신호 복원 방법이 제공된다.
신호의 변환 및 복원 방법은 데이터 생성 장치가 원본 신호로부터 신호 분석 데이터를 획득하되, 상기 신호 분석 데이터는 상기 원본 신호로부터 획득된 적어도 하나의 특징점을 포함하는 단계, 상기 획득된 신호 분석 데이터와 상기 신호 분석 데이터에 대응하는 적어도 하나의 참조 데이터를 송신 및 수신하는 송수신 단계 및 상기 수신한 신호 분석 데이터와 상기 적어도 하나의 참조 데이터를 기초로 상기 원본 신호를 복원하여 복원 신호를 획득하는 복원 단계를 포함할 수 있다.
신호의 변환 및 복원 시스템은 원본 신호로부터 상기 원본 신호의 신호 패턴으로부터 획득된 적어도 하나의 특징점을 포함하는 신호 분석 데이터를 획득하고, 상기 획득된 신호 분석 데이터와 상기 원본 신호에 대응하는 적어도 하나의 참조 데이터를 송신하는 데이터 생성부 및 상기 신호 분석 데이터와 상기 적어도 하나의 참조 데이터를 수신하고, 상기 수신한 신호 분석 데이터와 상기 적어도 하나의 참조 데이터를 기초로 상기 원본 신호를 복원하여 복원 신호를 획득하는 복원부를 포함할 수 있다.
원본 신호 변환 방법은 원본 신호를 획득하는 단계, 상기 원본 신호에 대응하는 적어도 하나의 참조 데이터를 결정하는 단계, 상기 원본 신호로부터 신호 분석 데이터를 획득하되, 상기 신호 분석 데이터는 상기 원본 신호의 신호 패턴으로부터 획득된 적어도 하나의 특징점을 포함하는 단계 및 상기 획득된 신호 분석 데이터와 상기 원본 신호에 대응하는 적어도 하나의 참조 데이터를 저장하는 단계를 포함할 수 있다.
원본 신호 변환 장치는 원본 신호를 적어도 일 회 출력하는 신호 출력부, 상기 적어도 일 회 출력된 원본 신호 중 적어도 하나에 대응하는 적어도 하나의 참조 데이터를 저장하는 저장부 및 상기 원본 신호로부터 신호 분석 데이터를 획득하고, 상기 출력된 신호에 대응하는 적어도 하나의 참조 데이터를 결정하고, 상기 신호 분석 데이터와 상기 적어도 하나의 참조 데이터를 상기 저장부에 저장하는 신호분석부를 포함할 수 있다.
원본 신호 복원 방법은 원본 신호로부터 추출된 적어도 하나의 특징점을 포함하는 신호 분석 데이터 및 상기 원본 신호에 대응하는 적어도 하나의 참조 데이터를 획득하는 단계, 상기 참조 데이터에서 상기 특징점에 대응하는 대응 지점을 획득하고, 상기 참조 데이터를 상기 대응 지점을 기초로 분할하는 단계 및 상기 분할된 참조 데이터를 변형하고, 상기 분할되고 변형된 참조 데이터를 병합하여 복원 신호를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
상술한 신호의 변환 및 복원 방법, 신호 변환 및 복원 시스템, 원본 신호 변환 방법, 원본 신호 변환 장치 및 원본 신호 복원 방법에 의하면, 원본 신호를 작은 크기의 데이터로 변환하고, 변환된 데이터를 이용하여 원본 신호를 적절하게 복원할 수 있게 된다.
상술한 방법, 시스템 및 장치에 의하면 원본 신호를 작은 크기의 데이터로 변환할 수 있게 되기 때문에 원본 신호가 대량인 경우에도 적은 량의 저장 공간에 원본 데이터를 저장할 수 있게 된다. 따라서 다량의 저장 공간이 불필요하게 될 수 있다.
상술한 방법, 시스템 및 장치에 의하면 원본 신호를 작은 크기의 데이터로 변환하기 때문에 통신 모듈에 인가되는 전원을 절감할 수 있어 저전력의 상태에서도 다량의 데이터를 전송할 수 있게 된다.
보행 보조 장치에 상술한 방법, 시스템 및 장치가 적용된 경우, 보행 보조 장치의 보행 데이터의 용량이 감소하게 되어 적은 저장 공간의 저장 장치를 이용할 수 있게 되고, 또한 전송 데이터량을 감소시킬 수 있어 전송 시간 및 전송시 필요한 소비 전력을 절감할 수 있게 된다. 또한 보행 보조 장치에 상대적으로 작은 전력 공급 장치를 설치할 수 있게 되므로, 보행 보조 장치의 부피나 무게를 감소시킬 수 있게 된다. 이에 따라 보행 보조 장치의 착용자의 편의성이 개선될 수 있다.
도 1은 데이터 전송 및 복원 시스템의 일 실시예에 대한 개념도이다.
도 2는 데이터 생성부의 일 실시예에 대한 구성도이다.
도 3은 원본 신호의 일례를 도시한 도면이다.
도 4는 정규화된 원본 신호의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 5는 특징점 추출의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 추출된 특징점의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 참조 데이터의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 8은 참조 데이터 생성을 설명하기 위한 도면이다.
도 9 및 도 10은 원본 데이터와 참조 데이터의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 11 내지 도 14는 신호 분석 데이터 및 참조 데이터를 이용하여 생성된 패킷의 다양한 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 복원부의 일 실시예에 대한 구성도이다.
도 16은 패킷에서 분석된 신호 분석 데이터 및 참조 데이터를 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 참조 데이터의 분할의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 18 및 도 19는 분할된 참조 데이터를 보정하는 과정의 다양한 일례에 대한 도면이다.
도 20은 복원 데이터의 일 실시예에 대한 도면이다.
도 21은 보행 관리 시스템의 일 실시예에 대한 도면이다.
도 22는 보행 보조 로봇의 일 실시예에 대한 정면도이다.
도 23은 보행 보조 로봇의 일 실시예에 대한 구성도이다.
도 24는 보행 보조 로봇의 각 구동부에서 출력되는 보행 신호를 도시한 도면이다.
도 25는 보행 관리 시스템의 복원 장치의 일 실시예에 대한 구성도이다.
도 26은 신호의 변환 및 복원 방법의 일 실시예에 대한 흐름도이다.
도 27은 복원 신호를 획득하는 방법의 일 실시예에 대한 흐름도이다.
이하 도 1 내지 도 20을 참조하여 신호의 변환 및 복원 시스템의 일 실시예에 대해서 설명한다.
도 1은 데이터 전송 및 복원 시스템의 일 실시예에 대한 개념도이다. 도 1에 도시된 바를 참조하면 데이터 전송 및 복원 시스템은 데이터 생성부(100)와 복원부(200)를 포함할 수 있다. 데이터 생성부(100)와 복원부(200)는 유선 통신 네트워크 또는 무선 통신 네트워크로 연결되어 데이터를 송수신할 수 있다. 데이터 생성부(100)와 복원부(200)는 유선 통신 네트워크 및 무선 통신 네트워크를 모두 이용하여 데이터를 송수신하는 것도 가능하다.
유선 통신 네트워크는 도선과 같은 통신 매체를 이용하여 전기적 신호를 송수신할 수 있는 통신 네트워크를 의미한다. 유선 통신 네트워크의 통신 매체로는 장하 케이블, 동축 케이블 또는 광섬유 케이블 등 다양한 수단이 적용될 수 있다. 무선 통신 네트워크는 케이블 등과 같은 매체 없이 전파를 이용하여 전기적 신호를 송수신할 수 있는 통신 네트워크를 의미한다. 무선 통신 네트워크는 다양한 방식의 무선 통신 방식을 이용하여 구축된 네트워크일 수 있다. 무선 통신 네트워크는 근거리 무선 통신 네트워크 및 원거리 무선 통신 네트워크를 모두 포함할 수 있다. 무선 통신 네트워크는 예를 들어 블루투스(blooth™) 방식, 지그비(Zigbee™) 통신 방식, 무선 하트(WirelessHART) 통신 방식, 근접장 통신(NFC, near field communication) 방식, 와이파이(Wi-Fi) 방식, 와이파이 다이렉트(Wi-Fi direct) 통신 방식, GSM/3GPP 계열의 통신 방식(GSM, HSDPA, LTE 어드밴스드 등), 3GPP2 계열의 통신 방식(CDMA 등) 또는 와이맥스 계열의 통신 방식(와이브로 등) 등 다양한 통신 방식을 이용하여 데이터를 무선으로 전송할 수 있다.
데이터 생성부(100)는 원본 신호로부터 전송용 데이터를 획득한 후, 획득한 전송용 데이터를 복원부(200)로 전송할 수 있다. 전송용 데이터는 원본 신호로부터 획득된 신호 분석 데이터 및 획득한 신호 분석 데이터에 상응하는 참조 데이터를 포함할 수 있다. 전송용 데이터는 신호 분석 데이터 및 참조 데이터가 패킷화(packetization)된 것일 수도 있다. 데이터 생성부(100)는 일 실시예에 의하면 보행 보조 로봇이나 차량을 포함할 수 있다. 또한 데이터 생성부(100)는 서버용 컴퓨터 장치, 데스크톱 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 스마트폰, 셀룰러폰, 태블릿 피씨, 개인용 디지털 보조장치(PDA, personal digital assistant) 및 내비게이션 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한 물체의 동작을 감지하거나 측정하여 물체의 동작에 대한 신호를 획득할 수 있는 다양한 장치 역시 데이터 생성부(100)의 일례가 될 수 있다.
도 2는 데이터 생성부의 일 실시예에 대한 구성도이다. 도 2에 도시된 바를 참조하면 데이터 생성부(100)는, 일 실시예에 있어서 신호 출력부(110), 신호 분석부(120), 참조데이터 처리부(130), 전송 데이터 생성부, 제1 통신부(141) 및 제1 저장부(142)를 포함할 수 있다. 물론 실시예에 따라서 데이터 생성부(100)는 이들 전부를 포함할 수도 있고, 이들 중 일부를 포함하지 않을 수도 있다.
신호 출력부(110)는 원본 신호(o)를 출력하고 출력한 신호를 신호 분석부(120) 및 참조 데이터 처리부(130) 중 적어도 하나로 전달할 수 있다.
신호 출력부(110)는 일 실시예에 의하면 외부의 상태에 따라서 외부의 상태에 상응하는 소정의 원본 신호(o)를 생성할 수 있다. 구체적으로 신호 출력부(110)는 신호 출력부(110) 또는 신호 출력부(110)와 연결된 다른 매체에 인가된 외부 조건의 변화에 따라서 소정의 원본 신호(o)를 생성 및 출력할 수 있다. 예를 들어 신호 출력부(110)는 인간 또는 동물의 보행 동작이나 호흡 동작 등 다양한 종류의 동작 또는 동작의 변화를 감지하거나 측정하고, 감지 또는 측정 결과에 따라서 감지 또는 측정 결과에 상응하는 전기적 신호인 원본 신호(o)를 출력할 수 있다. 이 경우 신호 출력부(110)는 광센서, 모션 센서, 중력 센서 또는 가속도 센서 등 다양한 종류의 센서일 수 있다. 또한 신호 출력부(110)는 원동 장치 등에 내장된 엔코더일 수도 있다. 이외 외부의 자극 등을 감지하고 감지한 자극에 상응하는 전기적 신호를 출력할 수 있는 다양한 종류의 장치나 수단 역시 신호 출력부(110)의 일례가 될 수 있다.
다른 일 실시예에 의하면 신호 출력부(110)는 미리 획득되고 저장된 원본 신호(o)를 출력할 수도 있다. 이 경우 신호 출력부(110)에 미리 획득되고 저장된 원본 신호(o)는 상술한 바와 동일하게 다양한 종류의 동작 또는 동작의 변화를 감지하거나 측정하여 획득된 것일 수도 있다.
또 다른 일 실시예에 의하면 신호 출력부(110)는 인간의 조작에 따라 소정의 신호를 발생시키는 장치일 수도 있다. 이 경우 인간의 조작에 따라 발생되는 소정의 신호가 원본 신호(o)일 수 있다. 인간의 조작에 따라 소정의 신호를 발생시키는 장치는 입력 장치일 수도 있다. 입력 장치는 예를 들어 각종 물리 버튼, 키보드나 키패드, 마우스 장치, 트랙볼(track-ball), 휠 입력 장치 및 터치스크린 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
신호 출력부(110)에서 출력되는 원본 신호(o)는 컴퓨터 장치 등이 처리할 수 있도록 처리된 전기적 신호일 수 있다. 여기서 전기적 신호는 디지털 신호일 수도 있고, 아날로그 신호일 수도 있다. 원본 신호(o)는 소정 파형을 구비한 파동으로 표현될 수도 있다. 도 3은 소정 패턴의 파동으로 표현된 원본 신호의 일례를 도시한 도면이다. 도 3에서 x축은 시간(t, time)을 의미하고 y축은 진폭(A, amplitude)를 의미한다. 이하 원본 신호(o)의 파동을 도시한 그래프에서 x축의 시간은 t로 표기하고, y축의 진폭은 A로 표기하도록 한다.
도 3에 도시된 바에 의하면 원본 신호(o)는 소정의 패턴에 따라서 변화하는 펄스 신호일 수 있다. 원본 신호(o)는 복수의 주기(d1 내지 d3)로 구분될 수 있다. 각각의 주기(d1 내지 d3)는 서로 동일할 수 있다. 예를 들어 제1 주기 내지 제3 주기(d1 내지 d3)는 모두 동일하게 0.001초(주파수로 표현하면 1000hz)일 수도 있다. 또한 각각의 주기(d1 내지 d3)는 도 3에 도시된 바와 같이 서로 상이할 수도 있다. 예를 들어 제1 주기(d1)는 0.0014초이고 제2 주기는 0.0016초이고 제3 주기는 0.001초일 수도 있다. 언급된 주기의 예는 단순한 일례일 뿐이며, 주기는 신호의 종류나 특성, 신호가 출력되는 시간 등 다양한 요인에 따라 변경될 수 있다. 각 주기(d1 내지 d3)의 원본 신호(o1 내지 o3)의 파형은 서로 동일할 수도 있다. 다시 말해서 각 주기(d1 내지 d3)마다 원본 신호(o1 내지 o3)의 파형이 일정할 수 있다. 또한 각 주기(d1 내지 d3)의 원본 신호(o1 내지 o3)의 파형은 서로 상이할 수도 있다. 다시 말해서 각 주기(d1 내지 d3)마다 원본 신호(o1 내지 o3)의 파형이 변화할 수 있다. 파형의 변화는 소정의 패턴을 따르는 것일 수도 있다. 각 주기(d1 내지 d3)의 원본 신호(o1 내지 o3)의 진폭 역시 서로 동일할 수도 있고 서로 상이할 수도 있다. 예를 들어 도 3에 도시된 바와 같이 각 주기(d1 내지 d3)의 원본 신호(o1 내지 o3) 중 제2 주기(d2)의 제2 원본 신호(o2)의 최대 진폭은, 제3 주기(d3)의 제3 원본 신호(o3)의 최대 진폭보다 더 클 수 있다.
신호 출력부(110)에서 출력된 원본 신호(o)는 신호 분석부(120)로만 전달될 수도 있고, 참조 데이터 처리부(130)로만 전달될 수도 있다. 필요에 따라서 원본 신호(o)는 신호 분석부(120) 및 참조 데이터 처리부(130) 양자 모두로 전달될 수도 있다. 실시예에 따라서 신호 출력부(110)에서 출력된 원본 신호(o)는 아날로그/디지털 컨버터(analog/digital convertor, 미도시)에 의해 디지털 신호 또는 아날로그 신호로 변환된 후 신호 분석부(120) 및 참조 데이터 처리부(130) 중 적어도 하나로 전달될 수도 있다. 또한 원본 신호(o)는 소정의 증폭기(amplifier)에 의해 증폭된 후 신호 분석부(120) 및 참조 데이터 처리부(130) 중 적어도 하나로 전달될 수도 있다.
신호 분석부(120)는 원본 신호(o)를 전달받고, 전달받은 원본 신호(o)를 분석하여 신호 분석 데이터(e)를 획득할 수 있다. 도 2에 도시된 바에 의하면 신호 분석부(120)는 신호 판단부(121), 정규화부(122) 및 데이터 획득부(123)를 포함할 수 있다.
신호 판단부(121)는 전달된 원본 신호(o)가 신호 분석 데이터(e)를 획득하기 위한 신호인지 판단할 수 있다. 신호 분석 데이터(e)는 원본 신호(o)로부터 획득된 적어도 하나의 특징점을 포함할 수 있다. 예를 들어 신호 판단부(121)는 전달된 원본 신호(o)의 진폭이 미리 정의된 범위 내에 해당하는지 또는 원본 신호(o)의 주기가 미리 정의된 범위 내에 해당하는지 판단하고, 판단 결과에 따라서 원본 신호(o)로부터 신호 분석 데이터(e)를 획득할 것인지 여부를 결정할 수도 있다. 또한 신호 판단부(121)는 원본 신호(o)가 소정의 패턴의 파형을 구비하였는지 여부를 판단하고 그에 따라 원본 신호(o)로부터 신호 분석 데이터(e)를 획득할 것인지 여부를 결정할 수도 있다.
정규화부(122)는 원본 신호(o)를 정규화(normalization)하여 정규화된 원본 신호(Onoraml)를 획득할 수 있다. 전기적 신호의 정규화란 전기적 신호를 이용하기 용이하도록 일정한 규칙에 따라 변형시키는 것을 의미한다. 정규화부(122)는 전기적 신호의 주기(주파수)나 진폭 등을 변형하여 신호를 정규화할 수 있다. 도 4는 정규화된 원본 신호의 일 실시예를 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이 원본 신호(o)의 각 주기(d1 내지 d3)는 서로 상이할 수 있다. 정규화부(122)는 서로 상이한 주기(d1 내지 d3)의 원본 신호(o1 내지 o3) 각각의 주기(d1 내지 d3)를 변경하여 새로운 주기(d4 내지 d6)의 새로운 원본 신호(f1 내지 f3)를 획득할 수 있다. 새로운 원본 신호(f1 내지 f3)의 새로운 주기(d4 내지 d6)는 서로 동일할 수 있다. 정규화부(122)는 이와 같이 서로 상이한 주기(d1 내지 d3)를 동일하게 하여 일정한 주기의 정규화된 원본 신호(Onoraml)을 획득할 수 있다. 이 경우 정규화된 원본 신호(Onoraml)의 주기는 연산의 용이성을 고려하여 결정된 것일 수 있다. 예를 들어 정규화된 원본 신호(Onoraml)의 주기는 0.001초일 수 있다. 또한 정규화된 원본 신호(Onoraml)의 주기는 참조 데이터(r)의 주기와 동일할 수 있다.
데이터 획득부(123)는 신호 출력부(110)에서 출력된 원본 신호(o) 또는 정규화부(122)에서 정규화된 원본 신호(Onoraml)로부터 신호 분석 데이터(e)를 획득할 수 있다. 신호 분석 데이터(e)는 원본 신호(o) 또는 정규화된 원본 신호(Onoraml)의 특징점을 포함할 수 있다. 특징점은 원본 신호(o) 또는 정규화된 원본 신호(Onoraml)를 다른 신호와 구분할 수 있는 특징이 될 수 있는 지점을 의미한다.
도 5 및 도 6는 특징점 추출의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도 5 및 도 6에는 원본 신호(o) 중 제1 주기(d1)의 원본 신호(o1)로부터 추출되는 특징점에 대해 도시되어 있다. 그러나 특징점은 원본 신호(o) 중 특정 주기(d1)의 원본 신호(o1)에서만 수행되는 것이 아니라 모든 주기(d1 내지 d3)의 원본 신호(o1 내지 o3)에서 추출될 수도 있다. 물론 실시예에 따라서 특징점은 원본 신호(o) 중 일부 주기의 원본 신호, 일례로 제1 주기(d1)의 원본 신호(o1) 및 제2 주기(d2)의 원본 신호(o2)에서만 추출되는 것도 가능하다. 또한 특징점은 정규화된 원본 신호(Onoraml)의 모든 주기(d4 내지 d6)의 원본 신호(f1 내지 f3)에서 추출될 수도 있다. 실시예에 따라서 정규화된 원본 신호(Onoraml)의 일부 주기의 정규화된 원본 신호, 예를 들어 제4 주기(d4)의 원본 신호(f1) 및 제5 주기(d5)의 원본 신호(f3)에서만 추출되는 것도 가능할 것이다.
도 5에 도시된 바에 의하면 특징점은 제1 원본 신호(o1)의 시작 지점(p1) 및 종료 지점(p15) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 특징점은 제1 원본 신호(o1)의 적어도 하나의 극대값을 갖는 지점(p3, p7, p12) 및 적어도 하나의 극소값을 갖는 지점(p5, p11, p13) 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다. 또한 특징점은 제1 원본 신호(o1)의 최대값을 갖는 지점(p7) 및 적어도 하나의 최소값을 갖는 지점(p13) 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다. 뿐만 아니라 특징점은 제1 원본 신호(o1) 파동의 적어도 하나의 변곡점(p2, p4, p6, p8, p9, p10, p14) 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다. 데이터 획득부(123)는 시작 지점(p1), 종료 지점(p15), 극대값(p3, p7, p12), 극소값(p5, p11, p13) 및 변곡점(p2, p4, p6, p8, p9, p10, p14) 중 적어도 하나를 특징점으로 추출할 수 있다. 예를 들어 데이터 획득부(123)는 제1 원본 신호(o1)으로부터 시작 지점(p1), 극대값(p3, p7, p12) 및 극소값(p5, p11, p13)을 추출할 수 있다. 그 결과 데이터 획득부(123)는 도 6에 도시된 바와 같이 특징점(p1 내지 p15)을 포함하는 신호 분석 데이터(e)를 획득할 수 있다. 이와 같이 획득된 신호 분석 데이터(e)는 추출된 각각의 특징점(p1 내지 p15)에 대한 정보를 포함할 수 있다. 각각의 특징점(p1 내지 p15)에 대한 정보는 각각의 특징점(p1 내지 p15)의 시간에 대한 값(x축값) 및 진폭에 대한 값(y축값) 중 적어도 하나일 수 있다.
데이터 획득부(123)에서 획득된 신호 분석 데이터(e)는 도 2에 도시된 바와 같이 참조 데이터 처리부(130) 또는 전송 데이터 생성부(140)로 전달될 수 있다.
참조 데이터 처리부(130)는 참조 데이터(r)를 생성하거나 또는 데이터 획득부(123)에서 획득된 신호 분석 데이터에 적절한 참조 데이터(r)를 결정할 수 있다. 참조 데이터 처리부(130)에서 생성된 참조 데이터(r)는 참조 데이터 데이터베이스(133)로 전달될 수 있고, 결정된 참조 데이터(r)는 전송 데이터 생성부(140)로 전달될 수 있다.
참조 데이터(r)는 복원부(200)가 신호 분석 데이터(e)를 기초로 복원 신호(j)를 생성하기 위해 이용되는 데이터이다. 도 7은 참조 데이터의 일 실시예를 도시한 도면이다. 도 7에 도시된 바에 따르면 참조 데이터는 소정 파형의 파동일 수 있다. 참조 데이터의 파동은 소정의 진폭 및 주기를 구비할 수 있다. 참조 데이터는 사용자의 경험에 따라 사용자에 의해 미리 정의된 것일 수도 있고, 참조 데이터 생성부(131)에 의해 생성된 것일 수도 있다. 참조 데이터는 참조 데이터 데이터베이스(133)에 저장되어 있을 수 있다.
도 2에 도시된 바에 의하면 참조 데이터 처리부(130)는 참조 데이터 생성부(131) 및 참조 데이터 결정부(132)를 포함할 수 있다.
참조 데이터 생성부(131)는 신호 출력부(110)로부터 원본 신호(o)를 전달받고, 전달받은 원본 신호(o)를 기초로 참조 데이터(r)를 생성할 수 있다. 도 8은 참조 데이터 생성을 설명하기 위한 도면이다. 참조 데이터 생성부(131)는 도 8에 도시된 바와 같이 서로 상이한 복수의 원본 신호(o4 내지 o6)를 전달받고 서로 상이한 복수의 원본 신호(o4 내지 o6)를 이용하여 참조 데이터(r)를 생성할 수 있다. 이 경우 참조 데이터 생성부(131)는 복수의 원본 신호(o4 내지 o6)의 평균이나 중간값을 연산하여 참조 데이터(r)를 생성할 수 있다. 데이터 생성부(131)는 도 8에 도시된 바와 같이 임의의 시간(t0)에서의 각 원본 신호(o4 내지 o6)의 각 지점(p17 내지 p19)의 평균 또는 중간값을 연산할 수 있다. 이와 같은 방법으로 매시간마다 또는 일정한 주기의 시간마다 각 원본 신호(o4 내지 o6)의 각 지점의 평균 또는 중간값을 연산하면, 연산된 평균 또는 중간값의 집합은 도 8에 도시된 바와 같이 소정 파형의 파동(om)을 형성할 수 있는데, 이와 같이 형성된 소정 파형의 파동(om)이 참조 데이터(r)가 될 수 있다. 참조 데이터 생성부(131)는 이와 같은 방법으로 참조 데이터(r)를 생성할 수 있다. 참조 데이터 생성부(131)는 복수의 원본 신호(o4 내지 o6)의 평균이나 중간값 외에도 최대값 또는 최소값을 획득한 후 획득된 최대값 또는 최소값의 집합을 이용하여 참조 데이터(r)를 생성할 수도 있다.
일 실시예에 의하면 참조 데이터 생성부(131)는 데이터 획득부(123)로부터 전달되는 신호 분석 데이터(e)를 기초로 참조 데이터(r)를 생성할지 여부를 판단할 수도 있다. 예를 들어 참조 데이터 생성부(131)는 데이터 획득부(123)로부터 원본 신호(o)로부터 검출된 특징점을 전달받고, 전달받은 특징점에 대응하는 참조 데이터(r)가 참조 데이터 데이터베이스(133)에 저장되어 있는지 검색할 수 있다. 참조 데이터(r)가 원본 신호(o)로부터 검출된 특징점에 대응하는지 여부는, 예를 들어 참조 데이터(r)의 특징점과 원본 신호(o)로부터 검출된 특징점을 비교하여 서로 동일 또는 유사한지 여부에 따라 결정될 수 있다. 이 경우 특징점 사이의 변화 방향 또는 변화 크기의 동일 또는 유사 여부 역시 참조 데이터(r)가 원본 신호(o)로부터 검출된 특징점에 대응하는지 여부를 판단하는데 이용될 수 있다. 검색 결과 전달받은 특징점이 대응하는 참조 데이터(r)가 참조 데이터 데이터베이스(133)에서 검출되면 참조 데이터 생성부(131)는 참조 데이터(r)를 생성하지 않을 수 있다. 반대로 데이터 획득부(123)로부터 전달받은 특징점이 대응하는 참조 데이터(r)가 참조 데이터 데이터베이스(133)에서 검출되지 않으면 참조 데이터 생성부(131)는 새로운 참조 데이터(r)를 생성하도록 할 수도 있다. 생성한 참조 데이터(r)는 참조 데이터 데이터베이스(133)에 저장될 수 있다.
참조 데이터 결정부(132)는 신호 출력부(110)에서 출력된 원본 신호(o) 및 데이터 획득부(123)에서 획득된 신호 분석 데이터(e) 중 적어도 하나를 기초로 신호 분석 데이터(e)에 대응하는 참조 데이터(r)를 결정할 수 있다. 도 9 및 도 10은 원본 데이터와 참조 데이터의 관계를 설명하기 위한 도면이다. 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 신호 출력부(110)가 원본 데이터(o10, o20)를 출력한 경우, 참조 데이터 결정부(132)는 일 실시예에 있어서 원본 데이터(o10, o20)의 파형, 주기 또는 진폭 등을 참조하여 원본 데이터(o10, o20)에 대응하는 참조 데이터(r10, r20)를 결정할 수 있다. 참조 데이터 결정부(132)는 출력되는 원본 신호(o10, o20)에 따라서 하나 또는 복수의 참조 데이터(r10 및 r20)를 결정할 수 있다. 출력되는 원본 신호(o)가 실질적으로 동일한 파형, 주기 또는 진폭을 구비한 경우에는 참조 데이터 결정부(132)는 오직 하나의 참조 데이터(r)만을 결정할 수 있다. 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 출력되는 원본 신호(o10, o20)가 서로 상이한 경우 참조 데이터 결정부(132)는 두 개 또는 그 이상의 참조 데이터(r10, r20)를 결정할 수도 있다. 또한 참조 데이터 결정부(132)는 다른 실시예에 있어서 신호 분석 데이터(e)의 각각의 특징점과 참조 데이터의 특징점을 비교하여 신호 분석 데이터(e)의 각각의 특징점과 동일 또는 유사한 특징점을 구비한 참조 데이터(r)를 검출하여 참조 데이터(r)를 결정할 수도 있다.
결정된 참조 데이터(r)는 전송 데이터 생성부(140)로 전달될 수 있다. 이 경우 일 실시예에 의하면 참조 데이터 결정부(132)는 참조 데이터 베이스(133)에서 결정된 참조 데이터(r)를 호출하여 전달받은 후, 전달받은 참조 데이터(r)를 전송 데이터 생성부(140)로 전달할 수 있다. 다른 일 실시예에 의하면 참조 데이터 결정부(132)는 참조 데이터(r)를 결정한 후 참조 데이터 데이터베이스(133)로부터 전송 데이터 생성부(140)로 직접 결정된 참조 데이터(r)를 전달하도록 지시할 수도 있다.
전송 데이터 생성부(140)는 데이터 획득부(123)에서 전달되는 신호 분석 데이터(e)와 참조 데이터 결정부(132) 또는 참조 데이터 데이터베이스(133)로부터 전달되는 참조 데이터(r)를 이용하여 전송 데이터(u)를 생성할 수 있다. 전송 데이터(u)는 신호 분석 데이터(e)와 참조 데이터(r)를 포함하는 패킷(packet)일 수 있다.
도 11 내지 도 14는 신호 분석 데이터 및 참조 데이터를 이용하여 생성된 패킷의 다양한 일례, 제1 패킷 내지 제4 패킷을 설명하기 위한 도면이다.
도 11에는 참조 데이터(r)가 하나인 경우에 있어서 생성된 제1 패킷이 도시되어 있다. 참조 데이터(r)가 하나인 경우 제1 패킷은 헤더(h) 및 헤더(h) 뒤에 위치하는 바디(body, payload)를 포함할 수 있으며, 바디는 하나의 참조 데이터 저장 구역(K1) 및 참조 데이터 저장 구역(K1)의 뒤에 위치하는 신호 분석 데이터 저장 구역(K2)을 포함할 수 있다.
헤더(h)는 전송될 데이터의 데이터 블록의 가장 앞에 배치될 수 있다. 헤더(h)는 바디에 저장된 데이터에 관련된 각종 정보를 포함할 수 있다. 필요에 따라서 헤더(h)는 송신 장치 및 수신 장치의 주소나 바디에 저장된 데이터의 포맷과 관련된 통신 프로토콜 등의 정보를 포함할 수도 있다. 통신 프로토콜의 정보를 통하여 패킷은 유선 또는 무선 통신 네트워크를 통해 전송될 수 있다. 또한 헤더(h)는 바디에 저장된 데이터의 출처를 표시하기 위한 전자 지문이나 서명을 포함할 수도 있다. 헤더(h)가 전자 지문이나 서명을 포함하는 경우, 복원부(200)는 수신한 전송 데이터(u)가 어느 장치에서 전송되었는지 식별할 수 있게 된다. 따라서 복원부(200)는 전송 데이터(u)로부터 추출한 복원 데이터(j)를 전송 데이터(u)를 전송한 장치별로 저장하거나 또는 다른 사용자 단말기(300)로 전달할 수 있게 된다.
바디에는 각종 데이터가 저장될 수 있다. 도 11에 도시된 바와 같이 바디는 참조 데이터 저장 구역(K1) 및 신호 분석 데이터 저장 구역(K2)을 포함할 수 있으며, 참조 데이터 저장 구역(K1)에는 참조 데이터 결정부(132)에서 결정된 참조 데이터(r)가 저장되고, 신호 분석 데이터 저장 구역(K2)에는 데이터 획득부(123)에서 출력된 신호 분석 데이터(e1 내지 e5)가 저장될 수 있다. 신호 분석 데이터 저장 구역(K2)에는 도 11에 도시된 바와 같이 복수의 신호 분석 데이터(e1 내지 e5)가 저장될 수 있으며, 각각의 신호 분석 데이터(e1 내지 e5)는 적어도 하나의 특징점을 포함할 수 있다. 참조 데이터 저장 구역(K1)은 도 11에 도시된 것처럼 신호 분석 데이터 저장 구역(K2)의 전단에 배치될 수도 있으나, 실시예에 따라서 신호 분석 데이터 저장 구역(K2)의 후단에 배치되는 것도 가능할 것이다. 한편 참조 데이터 저장 구역(K1)의 참조 데이터(r) 전단에는 제1 헤더(h1)가 더 마련되어 있을 수 있다. 제1 헤더(h1)는 참조 데이터(r)와 관련된 각종 정보를 포함할 수 있다. 제1 헤더(h1)에 포함된 각종 정보는 예를 들어 참조 데이터(r)를 식별할 수 있는 식별 번호를 포함할 수 있다. 또한 신호 분석 데이터 저장 구역(K2)에 저장된 각각의 신호 분석 데이터(e1 내지 e5)의 전단에는 각각의 신호 분석 데이터(e1 내지 e5)와 관련된 정보를 포함하는 제2 헤더 내지 제6 헤더(h2 내지 h6)가 더 마련되어 있을 수 있다. 제2 헤더 내지 제6 헤더(h2 내지 h6)에 포함된 정보는 각각의 신호 분석 데이터(e1 내지 e5)를 식별할 수 있는 식별 번호를 포함할 수 있다.
도 12 내지 도 14에는 참조 데이터(r)가 복수인 경우에 있어서 전송 데이터 생성부(140)에서 생성된 제2 패킷 내지 제4 패킷이 도시되어 있다. 도 12 내지 도 14에 도시된 바와 같이 제2 패킷 내지 제4 패킷은 제1 패킷과 동일하게 헤더(h)를 포함할 수 있다. 제2 패킷 내지 제4 패킷의 헤더(h)는 상술한 바와 동일하다.
도 12에 도시된 바에 의하면 제2 패킷은 복수의 참조 데이터(r1 내지 r3)가 저장되는 참조 데이터 저장 구역(K3) 및 복수의 신호 분석 데이터(e11 내지 e22)가 저장되는 신호 분석 데이터 저장 구역(K4)을 포함할 수 있으며, 신호 분석 데이터 저장 구역(K4)은 제1 신호 분석 데이터가 저장되는 제1 신호 분석 데이터 저장 구역(K5) 및 제2 신호 분석 데이터가 저장되는 제2 신호 분석 데이터 저장 구역(K6)을 포함할 수 있다.
참조 데이터 저장 구역(K3)의 각각의 참조 데이터(r1 내지 r3) 전단에는 각각의 참조 데이터(r1 내지 r3)에 대응하는 복수의 헤더(h1 내지 h3)가 마련되어 있을 수 있다. 각각의 헤더(h1 내지 h3)는 대응하는 각각의 참조 데이터(r1 내지 r3)와 관련된 정보를 포함할 수 있다. 각각의 헤더(h1 내지 h3)에 포함되는 각각의 참조 데이터(r1 내지 r3)와 관련된 정보는 각각의 참조 데이터(r1 내지 r3)를 식별하기 위한 식별 번호를 포함할 수 있다. 또한 각각의 헤더(h1 내지 h3)에 포함되는 각각의 참조 데이터(r1 내지 r3)와 관련된 정보는 각각의 참조 데이터(r1 내지 r3)가 신호 분석 데이터 저장 구역(K5, K6)에 저장된 신호 분석 데이터(e11 내지 e22) 중 어느 신호 분석 데이터에 대응하는지에 대한 정보도 포함할 수 있다. 예를 들어 제1 참조 데이터(r1)의 제1 헤더(h1)는 제1 참조 데이터(r1)가 제11 신호 분석 데이터 내지 제13 신호 분석 데이터(e11 내지 e13)에 대응된다는 정보를 포함할 수도 있다. 실시예에 따라서 각각의 참조 데이터(r1 내지 r3)가 신호 분석 데이터 저장 구역(K5, K6)에 저장된 신호 분석 데이터(e11 내지 e22) 중 어느 신호 분석 데이터에 대응하는지에 대한 정보는 헤더(h1 내지 h3) 대신 패킷의 다른 부분에 저장될 수도 있다. 예를 들어 제1 참조 데이터(r1)가 제11 신호 분석 데이터(e11) 및 제12 신호 분석 데이터(e12)에 대응된다는 정보는 제1 참조 데이터(r1)가 저장된 위치의 바로 앞 또는 바로 뒤에 저장될 수도 있다.
제2 패킷의 제1 신호 분석 데이터 저장 구역(K5) 및 제2 신호 분석 데이터 저장 구역(K6)은 각각 대응되는 신호 분석 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어 제1 신호 분석 데이터 저장 구역(K5)에는 제11 신호 분석 데이터 내지 제13 신호 분석 데이터(e11 내지 e13)이 저장되고, 제2 신호 분석 데이터 저장 구역(K6)에는 제21 신호 분석 데이터 내지 제22 신호 분석 데이터(e21 내지 e22)가 저장될 수 있다. 여기서 제11 신호 분석 데이터 내지 제13 신호 분석 데이터(e11 내지 e13)와 제21 신호 분석 데이터 내지 제22 신호 분석 데이터(e21 내지 e22)는 복원 시 이용될 참조 데이터(r1, r2)에 의해 구분될 수 있다. 또한 제1 신호 분석 데이터 저장 구역(K5)에 저장되는 제11 신호 분석 데이터 내지 제13 신호 분석 데이터(e11 내지 e13)는 데이터 획득부(123)에 의해 획득된 순서에 따라서 저장될 수 있다. 제1 신호 분석 데이터 저장 구역(K5) 및 제2 신호 분석 데이터 저장 구역(K6)은 도 12에 도시된 바와 같이 서로 순차적으로 배열될 수 있다. 다시 말해서 복수의 참조 데이터(r1 내지 r3) 및 신호 분석 데이터(e)가 패킷화되는 경우, 도 12에 도시된 제2 패킷과 같이 동일한 참조 데이터(r1)를 이용하는 신호 분석 데이터(e11 내지 eh 13)가 서로 근접하도록 패킷 내에 배치할 수 있다. 제1 신호 분석 데이터 저장 구역(K5)에 저장된 제11 신호 분석 데이터 내지 제13 신호 분석 데이터(e11 내지 e13) 및 제2 신호 분석 데이터 저장 구역(K6)에 저장된 제21 신호 분석 데이터 내지 제22 신호 분석 데이터(e21 내지 e22) 각각의 전단에는 각각의 신호 분석 데이터(e11 내지 e22)와 관련된 정보를 포함하는 헤더(h4 내지 h8)가 상술한 바와 같이 존재할 수 있다. 헤더(h4 내지 h8)에 포함된 관련 정보는 각각의 신호 분석 데이터(e11 내지 e22)를 식별하거나 또는 각각의 신호 분석 데이터(e11 내지 e22)가 어느 참조 데이터(r1 내지 r3)에 대응하는지 판단하기 위한 정보를 포함할 수 있다. 도 12에는 제1 신호 분석 데이터 저장 구역(K5)에 세 개의 신호 분석 데이터(e11 내지 e13)가 저장되고, 제2 신호 분석 데이터 저장 구역(K6)에 두 개의 신호 분석 데이터(e21 내지 e22)가 저장된 일례에 대해 도시되어 있으나, 각 신호 분석 데이터 저장 구역(K5, K6)에 저장되는 신호 분석 데이터(e11 내지 e22)의 개수는 이에 한정되지 않는다. 아울러 참조 데이터의 개수 역시 도 12에 도시된 바와 같이 세 개에 한정되지 않으며, 두 개 또는 네 개 이상일 수도 있다.
도 13에 도시된 바에 의하면 제3 패킷은 복수의 참조 데이터(r1 내지 r3)가 저장되는 참조 데이터 저장 구역(K3) 및 복수의 신호 분석 데이터(e11 내지 e31)가 저장되는 신호 분석 데이터 저장 구역(K4)을 포함할 수 있다. 참조 데이터 저장 구역(K3)은 도 12에서 설명된 바와 동일하여 자세한 설명은 생략한다. 신호 분석 데이터 저장 구역(K4)은 제3 신호 분석 데이터 저장 구역(K41) 및 제4 신호 분석 데이터 저장 구역(K42)를 포함할 수 있다. 각각의 신호 분석 데이터 저장 구역(K41, K42)에 저장된 신호 분석 데이터(e11 내지 e31 및 e12 내지 e32)는 서로 상이할 수 있다. 다시 말해서 제3 신호 분석 데이터 저장 구역(K41) 또는 제4 신호 분석 데이터 저장 구역(K42)에는 서로 상이한 제11 신호 분석 데이터 내지 제31 신호 분석 데이터(e11 내지 e31) 또는 제12 신호 분석 데이터 내지 제32 신호 분석 데이터(e12 내지 e32)가 저장될 수 있다. 서로 상이한 제11 신호 분석 데이터(e11) 내지 제31 신호 분석 데이터(e31)는 복원 시 이용될 참조 데이터(r1 내지 r3)에 의해 구분될 수 있다. 이 경우 제3 신호 분석 데이터 저장 구역(K41)에 저장된 제11 신호 분석 데이터(e11) 내지 제31 신호 분석 데이터(e31)는 다른 구역(K42)에 저장된 제1 신호 분석 데이터(e12) 내지 제3 신호 분석 데이터(e32)보다 선행하여 획득된 것일 수 있다. 다시 말해서 신호 분석 데이터 저장 구역(K4)은 데이터 획득부(123)에서 획득된 순서에 따라서 복수의 신호 분석 데이터(e11 내지 e32)를 배치 및 저장할 수 있다. 이와 같이 신호 분석 데이터 저장 구역(K4)에 복수의 신호 분석 데이터(e11 내지 e32)가 저장되는 경우, 순차적으로 데이터를 패킷화하여 전송 데이터(u)를 생성할 수 있는 장점을 얻을 수 있으므로 패킷화의 속도가 제2 패킷의 경우보다 더 신속할 수도 있다. 한편 도 13에서는 참조 데이터(r1 내지 r3)가 세 개인 경우에 도시되어 있으나 참조 데이터의 개수는 이에 한정되지 않는다. 신호 분석 데이터의 종류 및 개수 역시 도 13에 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 14에 도시된 바를 참조하면 제4 패킷은 제1 참조 데이터(r1) 및 제1 참조 데이터(r1)를 이용하여 복원 가능한 제11 신호 분석 데이터 내지 제13 신호 분석 데이터(e11 내지 e13)가 저장되는 제1 구역(K7)과, 제2 참조 데이터(r1) 및 제2 참조 데이터(r2)를 이용하여 복원 가능한 제21 신호 분석 데이터 내지 제23 신호 분석 데이터(e21 내지 e23)가 저장되는 제2 구역(K8)을 포함할 수 있다. 제1 구역(K7)은 제1 참조 데이터(r1)가 저장되는 제1 참조 데이터 저장 구역(K71) 및 제11 신호 분석 데이터 내지 제13 신호 분석 데이터(e11 내지 e13)가 저장되는 제3 신호 분석 데이터 저장 구역(K72)을 포함할 수 있다. 제1 참조 데이터 저장 구역(K71)은 도 1에 도시된 바와 같이 제3 신호 분석 데이터 저장 구역(K72)의 전단에 배치될 수 있다. 실시예에 따라서 제1 참조 데이터 저장 구역(K71)은 제3 신호 분석 데이터 저장 구역(K72)의 후단에 배치될 수도 있다. 제2 구역(K8) 역시 제2 참조 데이터(r2)가 저장되는 제2 참조 데이터 저장 구역(K81) 및 제21 신호 분석 데이터 내지 제23 신호 분석 데이터(e21 내지 e23)가 저장되는 제4 신호 분석 데이터 저장 구역(K82)을 포함할 수 있다. 이와 같이 저장된 경우 동일한 참조 데이터(r1)를 이용하여 복원되는 신호 분석 데이터(e11 내지 e13)와 신호 분석 데이터(e11 내지 e13)의 복원에 이용되는 참조 데이터(r1)가 서로 근접한 위치에 배치될 수 있게 된다. 제4 패킷의 구역(K7, K8)의 개수나 또는 각 구역(K7, K8)에 포함된 참조 데이터(r1, r2)나 신호 분석 데이터(e11 내지 e23)의 개수 역시 도 14에 도시된 바에 한정되는 것은 아니다. 제4 패킷은 도 14에 도시된 것보다 더 많은 구역을 포함할 수도 있다.
도 11 내지 도 14 등에 도시된 일례와 같이 패킷의 전송 데이터(u)가 획득되면, 데이터 생성부(100)는 유선 통신 네트워크 및 무선 통신 네트워크 중 적어도 하나를 이용하여 획득한 전송 데이터(u)를 낮은 트래픽으로 복원부(200)로 전송할 수 있게 된다. 또한 데이터 생성부(100)가 획득한 전송 데이터(u)를 저장하는 경우, 저장 장치의 필요한 저장 공간이 상대적으로 절감될 수 있는 효과도 얻을 수 있게 된다.
도 2에 도시된 바를 참조하면 이와 같이 전송 데이터 생성부(140)에 의해 패킷화되어 생성된 전송 데이터(u)는 통신부(141)를 통해 복원부(200)로 전달되거나 또는 저장부(142)에 일시적 또는 비일시적으로 저장될 수 있다. 통신부(141)는 유선 통신 또는 무선 통신을 수행할 수 있는 통신 카드나 통신칩 등에 의해 구현될 수 있다. 저장부(142)는 디스크 저장 장치 또는 반도체 메모리 저장 장치에 의해 구현될 수 있다.
도 1에 도시된 복원부(200)는 데이터 생성부(100)가 전송한 전송용 데이터를 유선 통신 네트워크 또는 무선 통신 네트워크를 통하여 수신하고 수신한 데이터를 기초로 복원 신호를 획득할 수 있다. 복원부(200)는 일 실시예에 의하면 서버용 컴퓨터 장치, 데스크톱 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 스마트폰, 셀룰러폰, 태블릿 피씨, 개인용 디지털 보조장치 및 내비게이션 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 15는 복원부의 일 실시예에 대한 구성도이다.
도 15에 도시된 바에 의하면 복원부(200)는 제2 통신부(210), 제2 저장부(220), 패킷 분석부(221), 참조 데이터 분할부(230), 신호 보정부(231), 제3 저장부(240) 및 제3 통신부(241)를 포함할 수 있다.
제2 통신부(210)는 제1 통신부(141)가 송신한 전송 데이터(u)를 수신할 수 있다. 수신한 전송 데이터(u)는 제2 저장부(220) 또는 패킷 분석부(221)로 전달될 수 있다.
제2 저장부(220)는 제2 통신부(210)가 수신한 전송 데이터(u)를 일시적 또는 비일시적으로 저장할 수 있다. 제2 저장부(220)는 디스크 저장 장치에 의해 구현될 수도 있고, 반도체 메모리 장치에 의해 구현될 수 있다. 제2 저장부(220)는 제1 저장부(142)의 백업 저장 공간의 기능을 수행할 수도 있다. 다시 말해서 전송 데이터 생성부(140)가 전송 데이터(u)를 제1 저장부(142)에 저장하는 경우, 데이터의 백업을 위해서 전송 데이터(u)는 복원부(200)로 전달된 후 제2 저장부(220)에 저장될 수도 있다.
패킷 분석부(221)는 전송 데이터(u)가 신호 분석 데이터(e)와 참조 데이터(r)를 포함하는 패킷인 경우, 패킷을 분석하여 전송 데이터(u)로부터 신호 분석 데이터(e)와 참조 데이터(r)를 추출할 수 있다. 도 16은 패킷에서 분석된 신호 분석 데이터 및 참조 데이터를 설명하기 위한 도면이다. 패킷 분석부(221)는 신호 분석 데이터(e)와 참조 데이터(r) 각각의 헤더(h1 내지 h8)을 이용하여 어느 참조 데이터(r)가 어느 신호 분석 데이터(e)에 대응하는지 여부를 판단할 수도 있다. 패킷 분석부(221)에서 서로 대응하는 참조 데이터(r) 및 신호 분석 데이터(e)가 결정되면, 신호 분석 데이터(e)를 참조 데이터(r)에 적용하여 참조 데이터(r)를 신호 분석 데이터(e)에 따라서 수정하거나(A), 또는 참조 데이터(r)를 기초로 신호 분석 데이터(e)로부터 소정 파형의 신호를 추정 및 복원함으로써(B) 복원부(200)가 원본 신호(o)에 대응하는 복원 신호(j)를 획득할 수 있게 된다.
이하 도 17 내지 도 20을 참조하여 신호 분석 데이터(e)를 참조 데이터(r)에 적용하여 참조 데이터(r)를 신호 분석 데이터(e)에 따라서 수정함으로써 원본 신호(o)에 대응하는 복원 신호(j)를 획득하는 과정에 대해 설명하도록 한다.
도 17은 참조 데이터의 분할의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 15에 도시된 바에 의하면 패킷 분석부(221)는 추출한 참조 데이터(r) 및 신호 분석 데이터(e)를 참조 데이터 분할부(230)로 전달할 수 있다. 참조 데이터 분할부(230)는 신호 분석 데이터(e)를 기초로 참조 데이터(r)를 도 17에 도시된 바와 같이 복수의 구역(n1 내지 n7)으로 분할할 수 있다. 분할된 참조 데이터(r)의 복수의 구역(n1 내지 n7)은 신호 분석 데이터(e)의 특징점을 기초로 구획된 것일 수 있다. 예를 들어 도 16에 도시된 바와 같이 신호 분석 데이터(e)가 복수의 특징점(l1 내지 l8)을 포함하는 경우, 복수의 특징점(l1 내지 l8)에 대응되는 지점(m1 내지 m8)을 참조 데이터(r)로부터 검출할 수 있다. 이 경우 복수의 특징점(l1, l8)가 시작 지점 또는 종료 지점인 경우, 참조 데이터(r)의 대응되는 지점(m1, m8)은 참조 데이터(r)의 시작 지점 또는 종료 지점일 수 있다. 또한 복수의 특징점(l2 내지 l7)이 극대값 또는 극소값을 갖는 지점인 경우 참조 데이터(r)의 복수의 특징점(l2 내지 l7)에 대응되는 지점(m2 내지 m7)은 극대값 또는 극소값을 갖는 지점일 수 있다. 이와 같이 복수의 특징점(l1 내지 l8)에 대응되는 지점(m1 내지 m8)이 획득되면, 복수의 특징점(l1 내지 l8)에 대응되는 지점(m1 내지 m8)에 따라서 참조 데이터(r)를 복수의 구역으로 분할할 수 있다. 그 결과 복수의 분할된 참조 데이터를 획득할 수 있다.
복수의 분할된 참조 데이터는 도 15에 도시된 바와 같이 신호 보정부(231)로 전달될 수 있다. 실시예에 따라서 신호 보정부(231)로 전달되는 과정에서 복수의 분할된 참조 데이터는 데이터 처리의 편의를 위해서 복원부(200)에 마련된 램(RAM) 등의 저장 장치에 일시적으로 저장될 수도 있다.
도 18 및 도 19는 분할된 참조 데이터를 변형 및 보정하는 과정의 다양한 일례에 대한 도면이고, 도 20은 복원 데이터의 일 실시예에 대한 도면이다.
도 15에 도시된 바에 의하면 신호 보정부(231)는 패킷 분석부(221)로부터 신호 분석 데이터(e)를 전달받고, 참조 데이터 분할부(230)로부터 복수의 분할된 참조 데이터를 전달받을 수 있다. 신호 보정부(231)는 패킷 분석부(221)로부터 전달받은 신호 분석 데이터(e)를 이용하여 복수의 분할된 참조 데이터 각각을 변형하여, 복수의 분할되고 변형된 참조 데이터를 획득할 수 있다. 이 경우 신호 보정부(231)는 분할된 참조 데이터를 이동시키거나, 분할된 참조 데이터의 크기를 변경하여 분할된 참조 데이터를 변형시킬 수 있다. 보다 구체적으로 신호 보정부(231)는 신호 분석 데이터(e)에 대응하는 분할된 참조 데이터의 대응 지점을 신호 분석 데이터(e)에 따라서 x축 및 y축 중 적어도 하나의 방향으로 이동시켜 분할된 참조 데이터를 변형시킬 수 있다. 분할된 참조 데이터는 신호 분석 데이터(e)를 기초로 분할된 것이기 때문에, 분할된 참조 데이터의 대응 지점은 도 18 및 도 19에 도시된 바와 같이 분할된 참조 데이터의 시작 지점(m1, m5) 또는 종료 지점(m2, m6)일 수 있다.
도 18에 도시된 바를 참조하면 신호 분석 데이터의 시작 지점(l1)이 시작 지점(l1)에 대응하는 분할된 참조 데이터의 대응 지점인 시작 지점(m1)과 소정의 거리로 이격되어 있을 수 있다(A). 이 경우 신호 보정부(231)는 분할된 참조 데이터의 시작 지점(m1)을 이격된 소정의 거리만큼 상방향(C)으로 이동시켜(B) 분할된 참조 데이터를 변형할 수 있다. 동일하게 신호 분석 데이터의 극대값을 갖는 지점(l2)과 극대값을 갖는 지점(l2)에 대응하는 분할된 참조 데이터의 대응 지점인 종료 지점(m2)이 소정의 거리로 이격되어 있는 경우에도, 신호 보정부(231)는 분할된 참조 데이터의 종료 지점(m2)을 이격된 거리만큼 상방향(C)으로 이동시켜 분할된 참조 데이터를 변형할 수 있다. 만약 두 지점이 동일한 방향으로 이격되어 있는 경우 분할된 참조 데이터는 도 18에 도시된 바와 같이 상방향(C)으로 전체적으로 이동할 것이다.
또한 예를 들어 도 19에 도시된 바와 같이 분할된 참조 데이터의 시작 지점 및 종료 지점(m5, m6)이 각각 대응하는 신호 분석 데이터의 극소값을 갖는 지점(l5)와 극대값을 갖는 지점(l6) 사이에 위치하는 경우, 신호 보정부(231)는 분할된 참조 데이터의 시작 지점 및 종료 지점(m5, m6)을 극소값을 갖는 지점(l5)와 극대값을 갖는 지점(l6)으로 각각 이동시켜 분할된 참조 데이터를 변형시킬 수 있다. 이 경우 분할된 참조 데이터는 도 19에 도시된 바와 같이 좌우 방향으로 확장될 수 있다. 실시예에 따라서 신호 보정부(231)는 신호 분석 데이터(l5, l6) 사이의 거리(v)와 분할된 참조 데이터의 시작 지점 및 종료 지점(m5, m6)의 거리(w)를 각각 연산하고, 이들(v, w)의 스케일링 비율을 획득한 후 획득한 스케일링 비율에 따라서 분할된 참조 데이터를 확장하거나 축소하여 분할된 참조 데이터를 변형시킬 수도 있다. 도 19에서는 x축 방향으로 분할된 참조 데이터를 확장 또는 축소하는 일례를 도시하고 있으나, 이와 같은 확장 또는 축소는 y축 방향으로 수행될 수도 있다.
신호 보정부(231)는 분할된 참조 데이터를 조합하여 도 20에 도시된 바와 같이 복원 신호를 획득할 수 있다. 이 경우 조합되는 분할된 참조 데이터의 전부 또는 일부는 도 18 및 도 19에 도시된 바와 같이 신호 분석 데이터(e)에 따라서 변형된 분할된 참조 데이터일 수도 있다. 물론 실시예에 따라서 조합되는 분할된 참조 데이터는 전혀 변형되지 않은 분할된 참조 데이터일 수도 있을 것이다.
신호 보정부(231)에 의해 획득된 복원 신호는 제3 저장부(240) 또는 제3 통신부(241)로 전달될 수 있다. 제3 저장부(240)는 복원 신호를 일시적 또는 비일시적으로 저장할 수 있다. 실시예에 따라서 제3 저장부(240)는 제2 저장부(220)와 동일한 장치에 의해 수행될 수 있다. 제3 통신부(241)는 복원 신호를 별도의 사용자 단말기(300)로 전달할 수 있다. 제3 통신부(241) 역시 제2 통신부(210)와 동일한 장치에 의해 수행될 수 있다.
이상 데이터 전송 및 복원 시스템 상에서 전송 데이터를 생성하여 복원부(200)로 전송하는 데이터 생성부(100) 및 전송 데이터를 수신하고 수신한 데이터를 복원하는 복원부(200)에 대해 설명하였다. 그러나 데이터 생성부(100)는 데이터 전송 및 복원 시스템 상에서만 적용될 수 있는 것은 아니다. 또한 데이터 생성부(100)에서 생성되는 데이터는 반드시 전송되어야 하는 것도 아니다. 데이터 생성부(100)는 데이터 보관 시스템에서 이용될 수도 있다. 이 경우 데이터 생성부(100)는 데이터의 저장 및 보관을 위해서 상술한 바와 같이 신호 분석 데이터(e) 및 신호 분석 데이터(e)에 대응하는 참조 데이터(r)를 획득한 후 이들을 패킷화할 수도 있다. 패킷화된 데이터는 데이터 생성부(100)에 마련된 반도체 메모리 장치 등과 같은 저장 장치에 저장될 수 있다. 저장 장치에 저장된 데이터는 복원부(200)에 의해 복원될 수 있다. 이 경우 데이터 생성부(100)의 기능을 수행한 장치와 동일한 장치가 복원부(200)로 기능할 수 있다. 다시 말해서 패킷화된 데이터를 생성한 컴퓨터 장치가 패킷화된 데이터를 복원하는 컴퓨터 장치일 수도 있는 것이다.
상술한 신호의 변환 및 복원 시스템은 다양한 종류의 시스템에 적용될 수 있다. 예를 들어 신호의 변환 및 복원 시스템은 보행 보조 로봇으로부터 보행 정보를 획득하고, 획득한 보행 정보를 저장, 전송 및 관리하는 시스템에 적용될 수 있다. 또한 차량으로부터 차량 운행 정보를 획득하고, 획득한 차량 주행 정보를 저장, 전송 및 관리하는 시스템에도 적용될 수 있다. 이외에도 신호의 변환 및 복원 시스템은 각종 장치 등의 동작을 기록 및 전송하는 기능을 필요로 하는 다양한 종류의 시스템에도 적용될 수 있다.
이하 도 21 내지 도 24를 참조하여 신호의 변환 및 복원 시스템이 적용된 일 실시예로써 보행 보조 로봇을 착용한 착용자의 보행을 관리하는 시스템(이하 보행 관리 시스템이라고 기재한다)에 대해 설명한다.
도 21은 보행 관리 시스템의 일 실시예를 도시한 도면이다. 도 21에 따르면 보행 관리 시스템은 보행 보조 로봇(1) 및 보행 보조 로봇(1)과 유선 통신 네트워크 또는 무선 통신 네트워크를 이용하여 데이터를 송수신할 수 있는 다양한 정보처리장치(400 내지 600)를 포함할 수 있다. 보행 보조 로봇(1)은 착용자의 신체의 일부에 고정하여 착용될 수 있다. 예를 들어 보행 보조 로봇(1)은 착용자의 좌족 및 우족 중 적어도 하나에 고정되어 착용될 수 있다. 보행 보조 로봇(1)은 착용자의 인체의 소정의 부위에 소정의 힘을 인가하여 착용자의 보행을 보조할 수 있다. 다양한 정보처리장치(400 내지 600) 중 적어도 하나는 서버 장치(400)일 수 있다. 유선 통신 네트워크 및 무선 통신 네트워크는 도 1을 통해 설명한 바와 동일할 수 있다.
도 22는 보행 보조 로봇의 일 실시예에 대한 정면도이고, 도 23은 보행 보조 로봇의 일 실시예에 대한 구성도이다. 도 22 및 도 23에 도시된 바와 같이 보행 보조 로봇(1)은 보행 보조 로봇(1)을 착용한 착용자의 다리나 발의 전부 또는 일부에 착용되어 착용자의 보행을 보조하는 보행보조부(2) 및 보행보조부(2)를 제어하기 위한 각종 부품이 내장될 수 있는 본체부(10)를 포함할 수 있다.
보행 보조부(2)는 도 22 및 도 23에 도시된 바와 같이 제1 구조부(20), 제2 구조부(30) 및 제3 구조부(40) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이하 보행 보조 로봇(1)의 일 실시예로써 제1 구조부(20) 내지 제3 구조부(40)를 모두 포함하는 보행 보조 로봇(1)을 설명한다. 그러나 이는 일 실시예일뿐이며 제1 구조부 내지 제3 구조부(20 내지 40) 중 일부만을 포함하는 보행 보조 로봇 역시 보행 보조 로봇(1)의 일 실시예가 될 수 있다. 또한 제1 구조부 내지 제3 구조부(20 내지 40) 외에 제4 구조부 등을 더 포함하는 보행 보조 로봇 역시 보행 보조 로봇(1)의 일 실시예가 될 수 있다.
일 실시예에 의하면 보행 보조부(2)는 제1 구조부(20), 제2 구조부(30) 및 제3 구조부(40)를 각각 하나씩 포함할 수 있다. 이 경우 착용자의 좌측 다리 및 우측 다리 중 어느 하나에 제1 구조부(20), 제2 구조부(30) 및 제3 구조부(40) 중 적어도 하나가 착용될 수 있을 것이다. 다른 실시예에 의하면 보행 보조부(2)는 도 22에 도시된 바와 같이 착용자의 좌측 다리 및 우측 다리 모두에 설치될 수 있도록 한 쌍의 제1 구조부(20, 20a), 한 쌍의 제2 구조부(30, 30a) 및 한 쌍의 제3 구조부(40, 40a)를 포함할 수도 있다. 보행 보조부(2)가 한 쌍의 제1 구조부(20), 한 쌍의 제2 구조부(30) 및 한 쌍의 제3 구조부(40)를 포함하는 경우, 각각의 구조부(20 내지 40)의 구동 방향이 서로 반대 방향인 것을 제외하면 서로 대응되는 구조부(20 및 20a, 30 및 30a 및 40 및 40a)의 기능이나 동작은 대동 소이할 수 있다. 또 다른 실시예에 의하면 보행 보조부(2)는 복수의 구조부(20 내지 40) 중 일부의 구조부는 하나만 구비하고, 다른 구조부는 쌍으로 구비하는 것도 가능하다. 예를 들어 보행 보조부(2)는 한 쌍의 제1 구조부(20, 20a) 및 하나의 제2 구조부(30) 및 제3 구조부(40)를 포함할 수도 있다.
제1 구조부(20, 20a)는, 보행 동작에 있어서 착용자의 대퇴부 및 고관절의 움직임을 보조하도록 할 수 있다. 제1 구조부(20, 20a)는 적어도 하나의 제1 구동부(21, 21a) 및 적어도 하나의 제1 지지부(22, 22a)를 포함할 수 있다.
제1 구동부(21, 21a)는, 본체부(10)의 처리 장치(17)에서 전달되는 제어 명령 또는 액츄에이터(19)의 구동에 따라 다양한 크기의 회전력(토크, torque)를 발생시켜 제1 지지부(22, 22a)에 인가할 수 있다. 제1 지지부(22, 22a)에 인가되는 회전력의 크기는 일정할 수도 있고 가변될 수도 있다. 제1 지지부(22, 22a)에 다양한 크기의 회전력을 인가하면서, 제1 구동부(21, 21a)는 적어도 하나의 방향으로 회전할 수도 있다. 제1 구동부(21, 21a)의 회전 범위는 착용자의 고관절의 동작 범위 이내일 수 있다.
일 실시예에 의하면 제1 구동부(21, 21a)는, 본체부(10)에 설치된 전원 등에서 공급되는 전기 에너지에 따라 소정 크기의 회전력을 발생시키는 적어도 하나의 모터를 포함할 수도 있다. 적어도 하나의 모터는 엔코더(encoder)를 구비한 모터일 수도 있다. 다른 실시예에 의하면 제1 구동부(21, 21a)는, 본체부(10) 등에서 공급되는 전기 에너지 또는 유체의 압력, 일례로 유압이나 공기압 등의 압력에 의해 동작하여 회전력을 발생시키는 적어도 하나의 피스톤이나 실린더 장치를 포함할 수도 있다. 실시예에 따라서 제1 구동부(21, 21a)는 적어도 하나의 모터 및 적어도 하나의 피스톤이나 실린더 장치를 모두 포함할 수도 있다.
적어도 하나의 제1 지지부(22, 22a)는 제1 구동부(21, 21a)와 연결되어 제1 구동부(21, 21a)에서 발생한 소정 크기의 회전력에 따라 적어도 하나의 방향으로 회전될 수 있다. 제1 지지부(22, 22a)는 보행 보조 로봇(1)의 설계자에 따라 다양한 형태로 구현될 수 있다. 일례로 제1 지지부(22, 202)는 적어도 하나의 지지판을 포함할 수도 있다. 또한 다른 일례로 제1 지지부(22, 22a)는 복수의 마디 및 복수의 마디를 연결하는 링크(link)를 포함할 수도 있다. 복수의 마디는 지지대나 지지 패널 등으로 구현될 수 있다. 제1 지지부(22, 22a)에는 적어도 하나의 제1 고정부(23)가 설치되어 있을 수 있다. 제1 지지부(22, 22a)는 제1 고정부(23, 23a)를 통하여 착용자의 대퇴부의 내측 또는 외측에 고정될 수 있다.
제1 지지부(22, 22a)는 제1 고정부(23, 23a)를 통해 착용자의 대퇴부로 제1 구동부(21, 21a)에서 발생한 소정 크기의 회전력을 인가할 수 있다. 구체적으로 제1 구동부(21, 21a)의 구동에 따라 제1 지지부(22, 22a)가 회전하면, 제1 지지부(22, 22a)가 제1 고정부(23, 23a)에 의해 고정된 착용자의 대퇴부 역시 동일한 방향으로 회전할 수 있다. 결과적으로 제1 구조부(20, 20a)는 대퇴부를 들어 올리거나 또는 내리는 착용자의 동작을 보조하도록 소정의 회전력을 착용자의 대퇴부나 고관절 등에 인가할 수 있게 된다. 이에 따라 착용자는 다리를 들어올리거나 보행 시 보행 보조 로봇(1)에 의한 보조를 제공받을 수 있게 된다.
제1 고정부(23, 23a)는 금속 소재로 형성된 것일 수도 있고, 또는 고무 등과 같은 각종 탄성력 있는 소재로 형성된 것일 수도 있다. 제1 고정부(23, 23a)는 체인(chain), 탄성력을 구비한 밴드 및 다양한 종류의 스트랩(strap) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이외 제1 지지부(22, 22a)를 대퇴부 등에 고정시키기 위해 통상의 기술자가 고려할 수 있는 다양한 고정 수단 역시 제1 고정부(23, 23a)의 일례로 적용될 수 있다.
제2 구조부(30, 30a)는, 보행 동작에 있어서 착용자의 하퇴부 및 슬관절의 움직임을 보조하도록 할 수 있다. 제2 구조부(30, 30a)는 도 22 내지 도 23에 도시된 바와 같이 제2 구동부(31, 31a), 제2 지지부(32, 32a) 및 제2 고정부(33, 33a)를 포함할 수 있다. 또한 제2 구조부(30, 30a)는 착용자의 허벅지 등에 제2 구조부(30, 30a)를 고정시키기 위한 제2 고정부(33, 34, 33a, 34a)를 포함할 수 있다. 제2 구조부(30a, 30b)의 구성, 구조 및 소재 등은 상술한 제1 구조부(20a, 20b)와 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다.
제3 구조부(40, 40a)는 착용자의 발목의 동작을 보조할 수 있도록 할 수 있다. 제3 구조부(40, 40a)는 도 22에 도시된 바와 같이 제3 구동부(41, 41a), 발받침부(42, 42a) 및 제3 고정부(43, 43a) 등을 포함할 수 있다. 여기서 발받침부(42, 42a)는 착용자의 발바닥이 안착될 수 있다. 발받침부(42, 42a)에는 착용자의 무게를 감지하여 착용자가 보행 보조 로봇(1)을 착용하였는지 여부나 또는 착용자가 일어섰는지 여부 등을 감지할 수 있는 무게 감지 센서가 설치되어 있을 수 있다. 또한 발받침부(42, 42a)에는 착용자가 보행하는 경우 착용자의 발로 전달되는 지면 반력(GRF, ground reaction force)를 감지할 수 있는 지면 반력 센서가 설치되어 있을 수도 있다. 이외 제3 구조부(40, 40a)의 구성, 구조 및 소재 등은 상술한 제1 구조부(20, 20a) 또는 제2 구조부(30, 30a)와 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다.
제1 구조부 내지 제3 구조부(20 내지 40)는, 본체부(10)에 설치된 액츄에이터(19)로부터 동력을 전달받아 동작할 수 있다.
도 24는 보행 보조 로봇의 각 구동부에서 출력되는 보행 신호를 도시한 도면이다. 제1 구조부(20, 20a) 내지 제3 구조부(40, 40a)는 도 24에 도시된 바와 같이 착용자의 보행에 따라 변화하는 보행 신호를 출력할 수 있다.
도 23에 도시된 바를 참조하면 제1 구조부(20, 20a), 제2 구조부(30, 30a) 및 제3 구조부(40, 40a)는 각각 제1 감지부(25), 제2 감지부(35) 및 제3 감지부(45)를 포함할 수 있다. 제1 감지부(25)는 제1 구동부(21, 21a), 제1 지지부(22, 22a) 및 착용자의 고관절의 동작 중 적어도 하나의 동작을 감지할 수 있다. 제1 감지부(25, 25a)는 감지된 제1 구동부(21, 21a), 제1 지지부(22, 22a) 및 착용자의 고관절의 동작 중 적어도 하나를 소정의 전기적 신호로 변환하여 도 24에 도시된 바와 같이 고관절 보행 신호(z1)를 획득할 수 있다. 획득한 고관절 보행 신호(z1)는 본체부(10)의 처리 장치(17)로 전달될 수 있다. 여기서 고관절 보행 신호(z1)는 고관절의 관절 각도, 제1 지지부(22)의 기울기, 제1 지지부(22) 또는 고관절의 각속도 및 각가속도 중 적어도 하나를 나타내는 것일 수 있다. 적어도 하나의 제2 감지부(35)는 제2 구동부(31), 제2 지지부(33) 및 착용자의 슬관절의 동작 중 적어도 하나의 동작을 감지하여 전기적 신호로 변환하여 슬관절 보행 신호(z2)를 획득할 수 있다. 슬관절 보행 신호(z2)는 슬관절의 관절 각도, 제2 지지부(32)의 기울기, 제2 지지부(32) 또는 슬관절의 각속도 및 각가속도 중 적어도 하나를 나타내는 것일 수 있다. 제3 구조부(40)는 도 23에 도시된 바와 같이 제3 감지부(45)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 제3 감지부(45)는 제3 구동부(41), 제3 지지부(43) 및 착용자의 발목 관절의 동작 중 적어도 하나의 동작을 감지하고 감지된 동작을 전기적 신호로 변환하여 발목 관절 보행 신호(z3)를 획득할 수 있다. 발목 관절 보행(z3)는 발목 관절의 관절 각도, 제3 지지부(42)의 기울기, 제3 지지부(42) 또는 발목 관절의 각속도 및 각가속도 중 적어도 하나를 나타내는 것일 수 있다. 제1 감지부(25), 제2 감지부(35) 및 제3 감지부(45)는 적어도 하나의 관절 각도 센서, 적어도 하나의 기울기 센서, 적어도 하나의 가속도 센서 및 적어도 하나의 관성 측정 장치(IMU, inertial measurement unit) 중 적어도 하나일 수 있다.
제1 감지부(25)는 제1 구동부(21, 21a) 및 제1 지지부(22, 22a) 중 적어도 하나에 설치되어 있을 수 있다. 제1 감지부(25) 중 일부는 제1 구동부(21)에 설치되고, 다른 일부는 제1 지지부(22)에 설치될 수도 있다. 예를 들어 관절 각도 센서는 제1 구동부(21)에 설치되고, 기울기 센서나 관성 측정 장치는 제1 지지부(22)에 설치되는 것도 가능하다. 제2 감지부(35)도 제2 구동부(31, 31a) 및 제2 지지부(32, 32a) 중 적어도 하나에 설치되어 있을 수 있다. 또한 제2 감지부(35) 중 일부는 제2 구동부(31)에 설치되고, 다른 일부는 제2 지지부(32)에 설치되는 것도 가능하다. 제3 감지부(45) 역시 제3 구동부(41, 41a) 및 제3 지지부(42, 42a) 중 적어도 하나에 설치되어 있을 수 있다. 제3 감지부(45) 중 일부는 제3 구동부(41, 41a)에 설치되고, 다른 일부는 제3 지지부(42, 42a)에 설치되는 것도 가능하고 제3 구동부(41, 41a) 및 제3 지지부(42, 42a) 모두에 설치되는 것도 가능하다.
제1 구조부(20, 20a)는 도 23에 도시된 바와 같이 제1 측정부(26)를 포함할 수 있다. 제1 측정부(26)는 제1 구동부(21, 21a)로부터 제1 구동부(21, 21a)의 동작에 대한 정보를 측정하도록 할 수 있다. 만약 제1 구동부(21)가 엔코더를 구비한 모터인 경우, 제1 측정부(26)는 엔코더의 엔코더값을 이용하여 제1 구동부(21, 21a)의 동작에 대한 정보를 측정할 수 있다. 제1 측정부(26)는 측정 결과에 따라서 도 24에 도시된 바와 같이 고관절 보행 신호(z1)를 출력할 수 있다. 제1 측정부(26)에서 출력되는 고관절 보행 신호(z1)는 제1 구동부(21)의 회전 각도, 각속도 및 각가속도 중 적어도 하나를 나타내는 것일 수 있다. 제1 측정부(26)에서 측정된 각종 파라미터는 도 23에 도시된 바와 같이 처리 장치(17)로 전달될 수 있다. 제2 구조부(30) 역시 도 23에 도시된 바와 같이 적어도 하나의 제2 측정부(36)를 포함할 수 있다. 제2 측정부(36)는 제2 구동부(31)의 동작과 관련된 정보를 측정할 수 있다. 만약 제2 구동부(31)가 엔코더를 구비한 모터인 경우, 제2 측정부(36)는 엔코더의 엔코더값을 이용하여 제2 구동부(31)의 동작과 관련된 정보를 측정하도록 할 수도 있다. 제2 측정부(36)에서 측정된 각종 파라미터는 도 23에 도시된 바와 같이 관절 동작 추정부(17a)로 전달될 수 있다. 제3 구조부(40) 역시 마찬가지로 제3 측정부(46)를 포함할 수 있다. 제3 측정부(46)는 제3 구동부(41)의 동작과 관련된 정보를 측정하고, 측정한 정보를 관절 동작 추정부(17a)로 전달할 수 있다. 만약 제3 구동부(41)가 엔코더를 구비한 모터인 경우, 제3 측정부(46)는 엔코더의 엔코더값을 이용하여 관절 각도, 속도 및 가속도를 측정하도록 할 수도 있다.
본체부(10)는 보행 보조부(2)의 동작을 제어할 수 있다. 본체부(10)는, 도 22에 도시된 바와 같이 보행 보조 로봇(1)을 제어하기 위한 각종 부품을 내장 가능한 본체 하우징(10a)을 포함할 수 있다. 본체 하우징(10a)은 처리 장치(17)의 기능을 수행하는 프로세서(processor) 등이 설치될 수 있는 인쇄 회로 기판, 프로세서나 액츄에이터(19) 등에 필요한 전력을 공급하는 전원 장치를 내장할 수 있다. 본체부(10)의 본체 하우징(10a)은 내장되는 각종 부품을 안전하게 보호하면서 또한 각종 부품을 안정적으로 고정시킬 수 있다.
본체부(10)는 제1 허리 고정부 및 제2 허리 고정부(11, 12)를 더 포함할 수 있다. 적어도 하나의 제1 허리 고정부 및 제2 허리 고정부(11, 12)는 착용자 신체의 일부, 일례로 착용자의 허리에 본체 하우징(10a)을 고정할 수 있다. 제1 허리 고정부(11)는 예를 들어 본체 하우징(10a)에 연결되고, 제2 허리 고정부(12)는 제1 허리 지지부(13)에 연결되어 있을 수 있다. 제1 허리 고정부 및 제2 허리 고정부(11, 12)는 체인, 탄성력을 구비한 밴드 또는 각종 다양한 종류의 스트랩일 수 있다. 이외에도 본체 하우징(10a) 등을 허리나 둔부 등에 고정시킬 수 있도록 통상의 기술자가 고려할 수 있는 다양한 고정 수단이 제1 허리 고정부 및 제2 허리 고정부(11, 12)로 이용될 수 있다. 본체부(10)는, 착용자의 허리를 지지하기 위한 제1 허리 지지부(13)를 더 포함할 수도 있다. 제1 허리 지지부(13)는 착용자의 허리를 지지하기 위해서 착용자의 허리 형태에 대응하는 형상으로 디자인되어 있을 수 있다. 제1 허리 지지부(13)는 도 22에 도시된 바와 같이 본체 하우징(10a) 외부에 설치된 제2 허리 지지부(14)에 연결되어 있을 수 있다.
본체부(10)는, 도 23에 도시된 바와 같이 처리 장치(17), 제1 통신 모듈(18) 및 액츄에이터(19)를 포함할 수 있다.
처리 장치(17)는 보행 보조 장치(1)의 전반적인 동작을 제어할 수 있고, 또한 제1 감지부 내지 제3 감지부(25 내지 45)에서 출력되는 보행 신호 또는 제1 측정부 내지 제3 측정부(26 내지 46)에서 출력되는 보행 신호를 기초로 저장 또는 전송을 위한 전송 데이터를 생성할 수 있다.
처리 장치(17)는 하우징(10a)에 내장된 소정의 프로세서에 의해 구현될 수 있다. 소정의 프로세서는 적어도 하나의 실리콘 칩에 산술 논리 연산기, 레지스터, 프로그램 카운터, 명령 디코더나 제어 회로 등이 설치되어 있는 처리 장치일 수 있다. 소정의 프로세서는 하우징(10a)에 내장된 소정의 인쇄 회로 기판에 배치된 적어도 하나의 반도체 칩에 의해 구현될 수 있다.
처리 장치(17)는 도 23에 도시된 바와 같이 제어부(17a), 신호 분석부(17a), 참조 데이터 처리부(17c) 및 전송 데이터 생성부(17e)를 포함할 수 있다.
제어부(17a)는 처리 장치(17) 내의 신호 분석부(17a), 참조 데이터 처리부(17c) 및 전송 데이터 생성부(17e), 제1 통신 모듈(18) 및 액츄에이터(19) 등 보행 보조 장치(1)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 제어부(17a)는 피제어대상을 제어하기 위한 제어 신호를 생성하고, 생성된 제어 신호를 피제어대상에 전달하여 피제어대상이 제어 신호에 따라 동작하도록 할 수 있다.
신호 분석부(17b)는 보행 신호(z1 내지 z3)를 전달받고, 전달받은 보행 신호(z1 내지 z3)를 분석하여 신호 분석 데이터를 획득할 수 있다. 보행 신호(z1 내지 z3)는 제1 감지부 내지 제3 감지부(25 내지 45)에서 출력된 것일 수도 있고, 제1 측정부 내지 제3 측정부(26 내지 46)에서 출력된 것일 수도 있다. 신호 분석부(17b)는 보행 신호(z1 내지 z3)가 신호 분석 데이터를 획득할 수 있는 신호인지 판단할 수 있다. 또한 신호 분석부(17b)는 보행 신호(z1 내지 z3)로부터 신호 분석 데이터를 획득할지 여부도 결정할 수 있다. 신호 분석부(17)는 전달받은 보행 신호(z1 내지 z3)를 정규화하여 정규화된 보행 신호를 획득할 수도 있다. 예를 들어 신호 분석부(17b)는 하나의 보행 신호(z1 내지 z3)가 일정하지 않고 변동되는 주기를 구비한 경우, 하나의 보행 신호(z1 내지 z3)가 일정한 주기를 구비할 수 있도록 보행 신호(z1 내지 z3)의 주기를 변경하여 정규화된 보행 신호를 획득할 수 있다. 신호 분석부(17b)는 보행 신호(z1 내지 z3) 또는 정규화된 보행 신호로부터 신호 분석 데이터를 획득할 수 있다. 신호 분석 데이터는 보행 신호(z1 내지 z3) 또는 정규화된 보행 신호의 특징점을 포함할 수 있다. 특징점은 보행 신호(z1 내지 z3) 또는 정규화된 보행 신호의 시작 지점, 종료 지점, 파형의 극대값, 파형의 극소값 및 파형의 변곡점 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 신호 분석부(17b)에서 획득된 신호 분석 데이터는 전송 데이터 생성부(17e)로 전달될 수 있다. 필요에 따라서 신호 분석부(17b)에서 획득된 신호 분석 데이터는 참조 데이터 처리부(17c)로 전달될 수도 있다.
참조 데이터 처리부(17c)는 참조 데이터를 생성하거나 또는 신호 분석부(17b)에서 획득된 신호 분석 데이터에 대응하는 참조 데이터를 결정할 수 있다. 참조 데이터 처리부(17c)는 제1 감지부 내지 제3 감지부(25 내지 45) 또는 제1 측정부 내지 제3 측정부(26 내지 46)로부터 보행 신호(z1 내지 z3)를 전달받고, 전달받은 보행 신호(z1 내지 z3)를 기초로 참조 데이터를 생성할 수 있다. 참조 데이터 처리부(17c)는 동일한 경로에서 출력되는 보행 신호, 예를 들어 제1 감지부(25)에서 출력되는 고관절 보행 신호(z1)를 각각의 주기마다 분할하여 복수의 분할된 고관절 보행 신호를 획득하고 복수의 분할된 고관절 보행 신호 사이의 평균이나 중간값을 연산하여 참조 데이터를 생성할 수도 있다. 생성된 참조 데이터는 참조 데이터 데이터베이스(17d)로 전달되어 저장될 수 있다. 참조 데이터 처리부(17c)는 신호 분석부(17b)로부터 전달되는 신호 분석 데이터를 이용하여 참조 데이터 데이터베이스(17d)에 신호 분석 데이터에 대응하는 참조 데이터가 존재하는지를 판단하고, 판단 결과에 따라서 참조 데이터(r)를 생성할지 여부를 결정할 수도 있다. 참조 데이터 처리부(17c)는 제1 감지부 내지 제3 감지부(25 내지 45) 또는 제1 측정부 내지 제3 측정부(26 내지 46)에서 출력된 보행 신호(z1 내지 z3) 및 신호 분석부(17b)에서 획득된 신호 분석 데이터 중 적어도 하나를 기초로 신호 분석 데이터에 대응하는 참조 데이터를 결정할 수 있다. 예를 들어 참조 데이터 처리부(17c)는 보행 신호(z1 내지 z3)의 파형, 주기 또는 진폭 등을 참조하여 보행 신호(z1 내지 z3)에 대응하는 참조 데이터를 결정할 수 있다. 또한 참조 데이터 처리부(17c)는 특징점을 이용하여 보행 신호(z1 내지 z3)에 대응하는 참조 데이터를 결정할 수도 있다. 결정된 참조 데이터는 전송 데이터 생성부(17e)로 전달될 수 있다.
전송 데이터 생성부(17e)는 신호 분석부(17b)에서 전달되는 신호 분석 데이터와 참조 데이터 결정부(17c) 또는 참조 데이터 데이터베이스(17d)로부터 전달되는 참조 데이터를 이용하여 전송 데이터를 생성할 수 있다. 전송 데이터는 신호 분석 데이터와 참조 데이터를 패킷화한 것일 수 있다. 신호 분석 데이터와 참조 데이터는 도 11 내지 도 14와 같은 형태로 패킷화될 수 있다.
전송 데이터는 제1 통신 모듈(18)로 전달되고, 제1 통신 모듈(18)은 전송 데이터를 유선 통신 네트워크 또는 무선 통신 네트워크를 이용하여 정보처리장치(400 내지 600)로 전달할 수 있다. 실시예에 따라서 전송 데이터는 본체 하우징(10a)에 내장된 디스크 저장 장치나 반도체 메모리 장치 등의 저장 장치에 일시적 또는 비일시적으로 저장될 수도 있다.
실시예에 따라서 본체부(10)는 착용자의 각종 동작 등을 감지하여 동작과 관련된 각종 정보를 수집할 수 있는 센서를 더 포함할 수 있다. 예를 들어 본체부(10)는 속도 센서, 기울기 센서, 가속도 센서, 관성 측정 장치 및 지피에스(GPS, Global Positioning System) 장치와 같은 위치 측정 장치 등과 같은 센서를 포함할 수도 있다.
본체부(10)는 전원 장치를 포함할 수 있으며, 전원 장치는 본체 하우징(10a) 내부의 각종 부품이나 또는 보행 보조부(2)의 각 구동부(21 내지 41) 등에 동력을 공급할 수 있다. 전원(16)은 일차 전지일 수도 있고 이차 전지일 수도 있다. 일차 전지는 수은전지, 망간전지, 알카라인전지 및 리튬전지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이차 전지는 니켈-카드늄(Ni-cd)전지, 니켈-수소(Ni-CD)전지, 납 축전지(Lead Acid), 리튬 이온(Li-ion)전지, 리튬 폴리머 전지 등을 포함할 수 있다.
도 25는 보행 관리 시스템의 복원 장치의 일 실시예에 대한 구성도이다.
도 25에서는 전송 데이터를 복원하여 복원 신호를 획득하는 복원 장치의 일례로 서버 장치(400)에 대해 설명하도록 하나, 복원 장치는 서버 장치(400)에 한정되는 것은 아니다. 스마트폰이나 태블릿 피씨(tablet PC) 등 정보 처리가 가능한 다양한 장치 역시 복원 장치로 이용될 수 있다. 또한 상술한 보행 보조 로봇(1)이 복원 장치로 이용되는 것도 가능하다.
도 25에 도시된 바에 따르면 복원 장치(400)는 제2 통신 모듈(410), 임시 저장 장치(DRAM, 420), 저장 장치(HDD/SDD, 430) 및 중앙 처리 장치(CPU, 440)를 포함할 수 있다.
제2 통신 모듈(410)는 유선 통신 네트워크 또는 무선 통신 네트워크를 이용하여 전송 데이터를 수신받을 수 있다. 수신받은 전송 데이터는 임시 저장 장치(420)에 전달되어(E) 일시적으로 저장되거나 또는 저장 장치(430)로 전달되어(F) 장기간 저장될 수 있다. 임시 저장 장치(420) 또는 저장 장치(430)에 저장된 전송 데이터는 중앙 처리 장치(440)으로 전달될 수 있다(G, I). 이 경우 저장 장치(420)에 저장된 전송 데이터는 임시 저장 장치(420)에 저장된 후 중앙 처리 장치(440)로 전달될 수도 있다(H). 중앙 처리 장치(440)는 전송 데이터를 복원하여 복원 신호를 획득할 수 있다. 중앙 처리 장치(440)는 신호 분석 데이터 및 참조 데이터가 패킷화된 전송 데이터를 분석하여 전송 데이터로부터 신호 분석 데이터와 참조 데이터를 추출하고, 추출한 신호 분석 데이터와 참조 데이터 중 서로 대응되는 신호 분석 데이터와 참조 데이터를 결정한 후, 참조 데이터를 신호 분석 데이터에 따라 수정하여 보행 신호(z1 내지 z3)에 대응하는 복원 신호를 획득할 수 있다. 이 경우 중앙 처리 장치(440)는 참조 데이터를 신호 분석 데이터의 특징점을 기준으로 분할하여 복수의 분할된 참조 데이터를 획득하고, 분할된 참조 데이터의 대응 지점을 신호 분석 데이터의 특징점에 따라 이동시켜 분할된 참조 데이터를 변형한 후, 복수의 분할되고 변형된 참조 데이터를 조합하여 복원 신호를 획득할 수 있다. 또한 중앙 처리 장치(440)는 참조 데이터를 기초로 신호 분석 데이터로부터 소정 파형의 신호를 추정 및 복원함으로써 보행 신호(z1 내지 z3)에 대응하는 복원 신호를 획득할 수도 있다. 복원 신호는 저장 장치(430)로 전달되어 저장될 수 있다(J). 필요에 따라서 복원 신호는 제2 통신 모듈(420)로 전달된 후(K) 보행 보조 로봇(1) 또는 다른 단말 장치(500, 600)로 전달될 수도 있다.
이하 도 26 및 도 27을 참조하여 신호의 변환 및 복원 방법의 일 실시예에 대해 설명한다.
도 26은 신호의 변환 및 복원 방법의 일 실시예에 대한 흐름도이다. 신호의 변환 및 복원 방법은 원본 신호를 저장 또는 전송하기 위해 변환하는 변환 과정(s710 내지 s714) 및 변환된 데이터를 기초로 원본 신호에 대응하는 복원 신호를 획득하는 복원 과정(s720 내지 s730)을 포함할 수 있다.
도 26에 도시된 신호의 변환 과정의 일 실시예에 의하면 먼저 원본 신호가 획득된다(s710). 여기서 원본 신호는 보행 보조 로봇(1)의 각 구조부(20 내지 40)에서 출력되는 보행 신호(z1 내지 z3)일 수 있다. 필요에 따라서 획득한 원본 신호를 정규화할 수도 있다. 이어서 획득된 원본 신호 또는 정규화된 원본 신호로부터 특징점을 검출하여(s711) 원본 신호에 대응하는 신호 분석 데이터가 획득된다(s712). 특징점은 원본 신호 또는 정규화된 원본 신호 내에서 원본 신호 또는 정규화된 원본 신호를 다른 신호와 구분할 수 있는 특징이 될 수 있는 지점을 의미할 수 있다. 특징점은 원본 신호 또는 정규화된 원본 신호의 시작 지점, 종료 지점, 극대값, 극소값 및 변곡점 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 신호 분석 데이터가 획득되면 신호 분석 데이터 및 신호 분석 데이터에 대응하는 참조 데이터를 패킷화하여 전송 또는 저장을 위한 데이터 패킷을 획득할 수 있다(s713). 이 경우 하나의 데이터 패킷 내에 복수의 참조 데이터 또는 복수의 신호 분석 데이터가 포함될 수 있다. 여기서 참조 데이터는 신호 분석 데이터를 기초로 복원 신호를 생성하는 경우 참조로 이용되는 데이터이다. 참조 데이터는 소정 파형의 파동일 수 있다. 패킷화가 종료된 후 즉시 또는 어느 정도의 시간이 경과된 후에 데이터 패킷은 유선 통신 네트워크 또는 무선 통신 네트워크를 통하여 복원 장치 또는 저장 장치로 송신될 수 있다(s714). 복원 장치 또는 저장 장치는 패킷을 수신하고 수신한 패킷을 일시적 또는 비일시적으로 저장할 수 있다.
만약 복원 장치가 수신한 패킷으로부터 복원 신호를 획득하려는 경우, 복원 장치는 먼저 수신한 패킷을 분석하여 패킷으로부터 참조 데이터와 신호 분석 데이터를 추출할 수 있다(s720). 이어서 추출한 참조 데이터와 신호 분석 데이터를 이용하여 원본 신호를 복원할 수 있다(s730).
도 27은 복원 신호를 획득하는 방법의 일 실시예에 대한 흐름도이다.
도 26 및 도 27에 도시된 바와 같이 복원 장치가 패킷을 수신하고(s714), 수신한 패킷을 분석하여(s720) 패킷으로부터 참조 데이터와 신호 분석 데이터를 추출하여 획득할 수 있다(s721). 복원 장치는 획득한 참조 데이터를 신호 분석 데이터를 기초로 분할하여 적어도 하나의 분할된 참조 데이터를 획득할 수 있다(s722). 이어서 복원 장치는 신호 분석 데이터를 기초로 적어도 하나의 분할된 참조 데이터를 변형시킬 수 있다(s723). 실시예에 따라서 복원 장치는 참조 데이터의 시작 지점 또는 종료 지점을 신호 분석 데이터에 따라 소정의 방향으로 이동시켜, 참조 데이터를 x축 방향이나 y축 방향과 같은 소정의 방향으로 이동시키거나 또는 참조 데이터를 확대 또는 축소시켜 참조 데이터를 변형시킬 수 있다. 그리고 복수의 분할되고 변형된 참조 데이터의 시작 지점 또는 종료 지점을 연결하여 복수의 분할되고 변형된 참조 데이터를 병합하여(s724), 복원 신호를 획득할 수 있게 된다(s730).
1 : 보행 보조 로봇 2 : 보행 보조부
10 : 본체부 17 : 처리 장치
18 : 제1 통신 모듈 19 : 액츄에이터
20 : 제1 구조부 30 : 제2 구조부
40 : 제3 구조부 100 : 데이터 생성부
110 : 신호출력부 120 : 신호분석부
130 : 참조데이터처리부 133 : 참조데이터데이터베이스
140 : 전송데이터생성부 141 : 제1 통신부
200 : 복원부 210 : 제2 통신부
220 : 제1 저장부 221 : 패킷분석부
230 : 참조데이터분할부 231 : 신호보정부
240 : 제2 저장부 300 : 사용자 단말기
400 : 복원용 장치

Claims (20)

  1. 데이터 생성 장치가 원본 신호로부터 신호 분석 데이터를 획득하되, 상기 신호 분석 데이터는 상기 원본 신호로부터 획득된 적어도 하나의 특징점을 포함하는 신호 분석 단계;
    상기 획득된 신호 분석 데이터와 상기 신호 분석 데이터에 대응하는 적어도 하나의 참조 데이터를 송신 및 수신하는 송수신 단계;
    상기 수신한 신호 분석 데이터와 상기 적어도 하나의 참조 데이터를 기초로 상기 원본 신호를 복원하여 복원 신호를 획득하는 복원 단계를 포함하되,
    상기 적어도 하나의 참조 데이터는 복수의 서로 다른 원본 신호의 평균값 또는 중간값에 기초하여 생성되는 신호의 변환 및 복원 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 생성 장치는, 적어도 하나의 구동부를 포함하는 보행 보조 로봇을 포함하고, 상기 원본 신호는 상기 적어도 하나의 구동부의 동작을 나타내는 동작 신호를 포함하는 신호의 변환 및 복원 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 특징점은, 상기 원본 신호의 시작 지점, 종료 지점, 변곡 지점, 극대값을 갖는 지점, 극소값을 갖는 지점, 최대값을 갖는 지점 및 최소값을 갖는 지점 중 적어도 하나를 포함하는 신호의 변환 및 복원 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 신호 분석 단계는, 상기 원본 신호를 정규화하여 정규화된 원본 신호를 생성하는 단계 및 상기 정규화된 원본 신호의 특징점을 추출하는 단계를 포함하는 신호의 변환 및 복원 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 신호 분석 단계는, 상기 신호 분석 데이터를 기초로 상기 원본 신호에 대응하는 참조 데이터를 결정하는 단계 및 상기 신호 분석 데이터를 기초로 상기 원본 신호에 대응하는 참조 데이터를 생성하는 단계 중 적어도 하나를 더 포함하는 신호의 변환 및 복원 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 송수신 단계는, 상기 신호 분석 데이터를 저장하는 단계, 상기 저장된 신호 분석 데이터 및 상기 적어도 하나의 참조 데이터를 기초로 적어도 하나의 통신 패킷을 생성하는 단계 및 상기 적어도 하나의 통신 패킷을 송신 및 수신하는 단계를 포함하는 신호의 변환 및 복원 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 통신 패킷은, 상기 신호 분석 데이터가 저장되는 신호 분석 데이터 저장 구역 및 상기 적어도 하나의 참조 데이터가 저장되는 참조데이터 저장 구역을 포함하는 신호의 변환 및 복원 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 통신 패킷은, 서로 상이한 원본 신호로부터 획득된 복수의 신호 분석 데이터가 각각 저장되는 복수의 신호 분석 데이터 저장 구역 및 상기 복수의 신호 분석 데이터 저장 구역에 대응하는 복수의 참조 데이터 저장 구역을 포함하되, 상기 참조 데이터 저장 구역은 대응하는 신호 분석 데이터 저장 구역에 저장된 신호 분석 데이터에 대응하는 참조 데이터를 저장하는 신호의 변환 및 복원 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 복원 단계는, 상기 참조 데이터를 상기 신호 분석 데이터를 기초로 변형하여 상기 복원 신호를 획득하는 참조 데이터 변형 단계를 포함하는 신호의 변환 및 복원 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 참조 데이터 변형 단계는, 상기 참조 데이터에서 상기 적어도 하나의 특징점에 대응하는 대응 지점을 검출하는 단계, 상기 참조 데이터를 상기 대응 지점을 기초로 분할하는 단계, 상기 분할된 참조 데이터를 변형하는 단계 및 상기 분할되고 변형된 참조 데이터를 병합하여 복원 신호를 생성하는 단계를 포함하는 신호의 변환 및 복원 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 복원 단계는 상기 참조 데이터를 상기 신호 분석 데이터를 기초로 변형함으로써 상기 복원 신호를 생성하는 참조 데이터 변형 단계를 포함하는 신호의 변환 및 복원 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 원본 신호를 이용하여 상기 원본 신호에 대응하는 적어도 하나의 참조 데이터를 생성하는 참조 데이터 생성 단계;
    를 더 포함하는 신호의 변환 및 복원 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 송수신 단계는, 유선 통신망, 무선 통신망 및 유무선 복합망을 이용하여 상기 획득된 신호 분석 데이터와 상기 원본 신호에 대응하는 적어도 하나의 참조 데이터를 송신 및 수신하는 단계를 포함하는 신호의 변환 및 복원 방법.
  14. 원본 신호로부터 상기 원본 신호의 신호 패턴으로부터 획득된 적어도 하나의 특징점을 포함하는 신호 분석 데이터를 획득하고, 상기 획득된 신호 분석 데이터와 상기 원본 신호에 대응하는 적어도 하나의 참조 데이터를 송신하는 데이터 생성부; 및
    상기 신호 분석 데이터와 상기 적어도 하나의 참조 데이터를 수신하고, 상기 수신한 신호 분석 데이터와 상기 적어도 하나의 참조 데이터를 기초로 상기 원본 신호를 복원하여 복원 신호를 획득하는 복원부를 포함하되,
    상기 적어도 하나의 참조 데이터는 복수의 서로 다른 원본 신호의 평균값 또는 중간값에 기초하여 생성되는 신호의 변환 및 복원 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 데이터 생성부는, 적어도 하나의 구동부를 포함하는 보행 보조 로봇을 포함하고, 상기 원본 신호는 상기 적어도 하나의 구동부의 동작을 나타내는 동작 신호를 포함하는 신호의 변환 및 복원 시스템.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 데이터 생성부는, 서버 장치, 데스크톱 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 스마트폰, 셀룰러폰, 태블릿 피씨, 개인용 디지털 보조장치(PDA, personal digital assistant) 및 내비게이션 장치 중 적어도 하나를 포함하는 신호의 변환 및 복원 시스템.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 복원부로부터 상기 복원 신호를 전달받는 사용자 단말기;
    를 더 포함하는 신호의 변환 및 복원 시스템.
  18. 원본 신호를 획득하는 단계;
    상기 원본 신호로부터 신호 분석 데이터를 획득하되, 상기 신호 분석 데이터는 상기 원본 신호의 신호 패턴으로부터 획득된 적어도 하나의 특징점을 포함하는 단계;
    상기 적어도 하나의 특징점과 참조 데이터 데이터베이스에 저장된 복수의 참조 데이터와 관련된 특징점들을 비교하여 원본 신호에 대응하는 적어도 하나의 참조 데이터를 결정하는 단계; 및
    상기 획득된 신호 분석 데이터와 상기 원본 신호에 대응하는 적어도 하나의 참조 데이터를 저장하는 단계를 포함하는 원본 신호 변환 방법.
  19. 원본 신호를 적어도 일 회 출력하는 신호 출력부;
    상기 적어도 일 회 출력된 원본 신호 중 적어도 하나에 대응하는 적어도 하나의 참조 데이터를 저장하는 저장부;
    상기 원본 신호로부터 신호 분석 데이터를 획득하되, 상기 신호 분석 데이터는 상기 원본 신호의 적어도 하나의 특징점을 포함하고, 상기 적어도 하나의 특징점과 참조 데이터 데이터베이스에 저장된 복수의 참조 데이터와 관련된 특징점들을 비교하여 상기 출력된 원본 신호에 대응하는 상기 적어도 하나의 참조 데이터를 결정하고, 상기 신호 분석 데이터와 상기 적어도 하나의 참조 데이터를 상기 저장부에 저장하는 신호분석부를 포함하는 원본 신호 변환 장치.
  20. 원본 신호로부터 추출된 적어도 하나의 특징점을 포함하는 신호 분석 데이터 및 상기 원본 신호에 대응하는 적어도 하나의 참조 데이터를 획득하는 단계;
    상기 참조 데이터에서 상기 특징점에 대응하는 대응 지점을 획득하고, 상기 참조 데이터를 상기 대응 지점을 기초로 분할하는 단계;
    상기 분할된 참조 데이터를 변형하고, 상기 분할되고 변형된 참조 데이터를 병합하여 복원 신호를 생성하는 단계를 포함하는 원본 신호 복원 방법.
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