KR102369482B1 - 운동 가이드를 제공하는 근력 운동 머신 운동량 분석 및 자동측정 기기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 운동 가이드를 제공하는 근력 운동 머신 운동량 분석 및 자동측정 기기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 무산소 운동기구에 설치되어 사용자의 동작에 따른 광신호를 수집하여 사용자의 운동정보를 측정하고, 이를 분석하여 사용자가 해당 운동기구에 대한 운동 자세 및 속도를 바람직하게 유지할 수 있도록 운동 가이드를 제공할 수 있는 근력 운동 머신 운동량 분석 및 자동측정 기기에 관한 것이다.

Description

운동 가이드를 제공하는 근력 운동 머신 운동량 분석 및 자동측정 기기{EXERCISE OF MUSCLE STRENGTH MACHINE ANALYSIS AND AUTO MEASURING DEVICE FOR PROVIDING EXERCISE GUIDE}

본 발명은 운동 가이드를 제공하는 근력 운동 머신 운동량 분석 및 자동측정 기기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 무산소 운동기구에 설치되어 사용자의 동작에 따른 광신호를 수집하여 사용자의 운동정보를 측정하고, 이를 분석하여 사용자가 해당 운동기구에 대한 운동 자세 및 속도를 바람직하게 유지할 수 있도록 운동 가이드를 제공할 수 있는 근력 운동 머신 운동량 분석 및 자동측정 기기에 관한 것이다.

운동에 대한 인식의 발전에 따라, 사용자는 피트니스센터에 의미 없이 출석하는 것을 지양하고 사용자 개개인을 위한 맞춤형 컨텐츠에 대한 관심이 증대되고 있다. 이에 따라, 피트니스센터가 헬스트레이너의 코칭을 통해 사용자 맞춤형 컨텐츠를 제공하고 있으나, 비교적 높은 가격대로 인해 대부분의 피트니스센터 회원들은 사용자 맞춤형 컨텐츠를 제공받지 못하고 있다.

한편, 사용자는 운동 수행량 측정 기능이 탑재된 운동기구를 사용함으로써 운동 가이드 서비스를 제공받을 수 있다. 사용자가 상기 운동기구를 이용하여 운동하는 동안, 내장된 측정 시스템을 통해 상기 운동기구가 사용자의 운동 수행량을 실시간으로 수집하여 제공한다. 다만, 운동기구가 이미 보급된 기존의 피트니스센터가 상기와 같은 운동기구를 보급하는 것은 큰 부담으로 작용할 수 있으며 상기 운동기구의 가격이 만만치 않아, 이는 결국 그 부담이 다시 사용자에게 돌아갈 수 있는 잠재적인 문제가 있는 실정이다.

본 발명은 무산소 운동기구에 설치되어 사용자의 동작에 따른 광신호를 수집하여 사용자의 운동정보를 측정하고, 이를 분석하여 사용자가 해당 운동기구에 대한 운동 자세 및 속도를 바람직하게 유지할 수 있도록 운동 가이드를 제공할 수 있는 근력 운동 머신 운동량 분석 및 자동측정 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은, 트레이너의 운동정보에 기반하여 사용자의 운동정보를 분석하여 운동 가이드 정보를 제공할 수 있는 근력 운동 머신 운동량 분석 및 자동측정 기기로서, 반사고정핀부; 상기 반사고정핀부의 상부면에 조사된 광신호에 기반하여 생성된 거리측정반환신호를 수집하는 운동정보수집부; 상기 거리측정반환신호에 기반하여 사용자의 운동에 따른 무게추의 운동궤적정보를 생성하는 운동궤적정보생성부; 상기 운동궤적정보 및 기저장된 트레이너의 트레이너운동궤적정보 에 대하여 1 이상의 수축동작단위 및 이완동작단위로 복수의 세부운동구간을 분류하는 운동구간도출부; 상기 세부운동구간에 따라, 사용자의 운동궤적정보의 궤적과 상기 트레이너운동궤적정보의 궤적의 유사도를 도출하고, 상기 유사도에 기초하여 기설정된 기준에 따라 사용자의 운동숙련도를 도출하는 운동숙련도도출부; 및 상기 세부운동구간에 따라, 사용자의 운동궤적정보의 궤적과 이에 상응하는 상기 트레이너운동궤적정보의 궤적의 시간길이의 차이에 기초하여, 사용자의 이완동작 및 수축동작에 대한 이완수축평가정보를 도출하는 이완수축평가정보도출부; 및 상기 운동숙련도 및 이완수축평가정보에 기초하여 사용자의 운동동작에 대한 피드백정보를 생성하는 피드백제공부;를 포함하는, 근력 운동 머신 운동량 분석 및 자동측정 기기를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에서는, 상기 운동숙련도도출부는, 각각의 세부운동구간에 대하여, 상기 사용자의 운동궤적정보의 궤적의 시간길이와 상기 트레이너운동궤적정보의 궤적의 시간길이의 차이가 기설정된 크기 이상인 세부운동구간을 제외하여, 상기 복수의 세부운동구간 중 일부만을 기준세부운동구간로 추출하는 단계; 상기 복수의 기준세부운동구간에 대하여 상기 사용자의 운동궤적정보의 궤적과 상기 트레이너운동궤적정보의 궤적의 유사도를 도출하는 단계; 및 상기 유사도에 기초하여 기설정된 기준에 따라 사용자의 운동숙련도를 도출하는 단계;를 수행할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는, 상기 유사도는 복수의 상기 기준세부운동구간 각각에서의 상기 사용자의 운동궤적정보의 궤적과 이에 상응하는 상기 트레이너운동궤적정보의 궤적에 대하여 DTW 알고리즘에 의하여 도출되는 복수의 DTW값에 기초하여 결정될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는, 상기 이완수축평가정보도출부는, 각각의 수축시의 운동세부구간별로 사용자의 운동궤적정보의 궤적과 이에 상응하는 상기 트레이너운동궤적정보의 궤적의 시간길이의 차이가 기설정된 제1기준 이상인 경우의 수에 따른 느린수축빈도수 및 기설정된 제2기준 이하인 경우의 수에 따른 빠른수축빈도수를 포함하는 실패수축빈도정보를 도출할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는, 상기 이완수축평가정보도출부는, 각각의 이완시의 운동세부구간별로 사용자의 운동궤적정보의 궤적과 이에 상응하는 상기 트레이너운동궤적정보의 궤적의 시간길이의 차이가 기설정된 제1기준 이상인 경우의 수에 따른 느린이완빈도수 및 기설정된 제2기준 이하인 경우의 수에 따른 빠른이완빈도수를 포함하는 실패이완빈도정보를 도출할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는, 상기 피드백제공부는, 상기 운동숙련도가 기설정된 조건을 충족하는지 여부를 판별하는 제1단계; 상기 이완수축평가정보가 기설정된 조건을 충족하는지 여부를 판별하는 제2단계; 및 상기 제1단계 및 상기 제2단계의 판별결과에 기초하여 상기 가이드음성을 제공하는 제3단계를 수행할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는, 상기 피드백제공부는, 상기 운동숙련도가 기설정된 기준 이상으로 양호한 경우에, 음성으로 사용자에게 피드백을 주도록 상기 근력 운동 머신 운동량 분석 및 자동측정 기기를 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는, 상기 이완수축평가정보는, 각각의 수축시의 운동세부구간별로 사용자의 운동궤적정보의 궤적과 이에 상응하는 상기 트레이너운동궤적정보의 궤적의 시간길이의 차이가 기설정된 제1기준 이상인 경우의 수에 따른 느린수축빈도수 및 기설정된 제2기준 이하인 경우의 수에 따른 빠른수축빈도수를 포함하는 실패수축빈도정보; 및 각각의 이완시의 운동세부구간별로 사용자의 운동궤적정보의 궤적과 이에 상응하는 상기 트레이너운동궤적정보의 궤적의 시간길이의 차이가 기설정된 제1기준 이상인 경우의 수에 따른 느린이완빈도수 및 기설정된 제2기준 이하인 경우의 수에 따른 빠른이완빈도수를 포함하는 실패이완빈도정보;를 포함하고, 상기 제2단계는, 상기 느린수축빈도수가 기설정된 기준 이상인지 여부를 판별하고, 기준 이상인 경우에는 음성으로 사용자에게 피드백을 주도록 상기 근력 운동 머신 운동량 분석 및 자동측정 기기를 제어하는 단계; 상기 빠른수축빈도수가 기설정된 기준 이상인지 여부를 판별하고, 기준 이상인 경우에는 음성으로 사용자에게 피드백을 주도록 상기 근력 운동 머신 운동량 분석 및 자동측정 기기를 제어하는 단계; 상기 느린이완빈도수가 기설정된 기준 이상인지 여부를 판별하고, 기준 이상인 경우에는 음성으로 사용자에게 피드백을 주도록 상기 근력 운동 머신 운동량 분석 및 자동측정 기기를 제어하는 단계; 및 상기 빠른이완빈도수가 기설정된 기준 이상인지 여부를 판별하고, 기준 이상인 경우에는 음성으로 사용자에게 피드백을 주도록 상기 근력 운동 머신 운동량 분석 및 자동측정 기기를 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 사용자의 운동동작에 따른 무게추의 운동궤적정보를 생성하고, 생성한 운동궤적정보로부터 사용자의 근육 이완 및 수축의 동작단위를 구분하여 운동동작에 대한 가이드를 제공할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 디스플레이모듈이 본체모듈에 구비되고 스피커가 디스플레이커버에 구비됨으로써, 사용자가 무산소 운동기구를 이용하면서 수행한 운동 정보를 제공받을 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 고정자석이 반사판 내부로 수용되어 일측면을 노출함으로써, 반사고정핀부를 무게추에 평행으로 고정하여 사용자의 운동에 따른 운동량을 정확히 측정할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 광송수신부에 구비된 제1광송수신모듈 및 제2광송수신모듈이 제1거리측정반환신호 및 제2거리측정반환신호를 교차로 센싱함으로써, 사용자가 운동을 수행함에 따라 발생되는 운동 정보의 정밀성을 높일 수 있고 근력 운동 머신 운동량 분석 및 자동측정 기기의 측정 오차를 줄일 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 트레이너운동궤적정보와 사용자의 운동궤적정보의 상호비교하여 두 그래프의 유사도에 기초하여 사용자의 운동숙련도를 도출하여 제공할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 사용자의 운동궤적정보를 이완동작 및 수축동작을 구분하여 분류하여 트레이너운동궤적정보와 비교하여 바람직하지 않게 수행한 이완동작 및 수축동작에 대하여 분석하고, 이에 대한 피드백을 음성으로 제공하여 사용자의 운동자세 및 속도를 교정할 수 있도록 하는 효과를 발휘할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 근력 운동 머신 운동량 분석 및 자동측정 기기의 구성을 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 본체모듈의 정면도를 개략적으로 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사고정핀부의 평면도를 개략적으로 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사고정핀부의 우측면도를 개략적으로 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 본체모듈의 분해사시도를 개략적으로 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정모듈의 후면을 개략적으로 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정모듈 본체가 오른쪽으로 90°회전한 저면도를 개략적으로 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판부 및 광송수신부의 동작상태도를 개략적으로 도시한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판부의 운동정보분석부의 내부 구성을 개략적으로 도시한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자의 운동정보 및 트레이너 운동정보에 기초하여 생성된 운동가이드데이터에 대해 설명하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 운동구간도출부의 동작에 대해 설명하는 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 운동구간도출부의 수행 단계를 개략적으로 도시한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 운동구간도출부의 동작에 대해 설명하는 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 이완수축정보도출부의 동작을 개략적으로 도시한다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 피드백제공부의 수행 단계를 개략적으로 도시한다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 피드백제공부에 의하여 제공된 가이드음성의 일 예를 도시한다.

이하에서는, 다양한 실시예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 인식될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다.

또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

또한, 본 발명의 실시예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 근력 운동 머신 운동량 분석 및 자동측정 기기(1000)의 구성을 개략적으로 도시한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 근력 운동 머신 운동량 분석 및 자동측정 기기(1000)는, 본체모듈(1100); 및 반사고정핀부(1200);를 포함하고, 상기 본체모듈(1100)은, 상기 본체모듈(1100)에 전원을 공급하는 배터리모듈(1130); 상기 반사고정핀부(1200)의 상부면에 광신호를 조사하여 거리측정반환신호를 센싱하고, 상기 거리측정반환신호에 기초하여 운동횟수, 무게추 중량 중 하나 이상을 포함하는 운동정보를 도출하는 측정모듈(1110); 운동기구의 무게추프레임(2000)에 고정되어 상기 측정모듈(1110)을 부착하고, 상기 측정모듈(1110)과 상기 운동기구 사이의 간격을 제어할 수 있는 부착모듈(1120); 및 상기 측정모듈(1110)에서 도출된 운동정보를 디스플레이하는 디스플레이모듈(1113(f));을 포함할 수 있다.

도 1을 참조하면, 상기 근력 운동 머신 운동량 분석 및 자동측정 기기(1000)는 상기 배터리모듈(1130), 상기 측정모듈(1110), 상기 부착모듈(1120), 및 상기 디스플레이모듈(1113(f))을 포함하는 상기 본체모듈(1100)과, 반사고정핀부(1200)로 구성될 수 있다. 또한, 사용자가 운동을 수행하는 운동기구는 무게추프레임(2000), 무게추(3000), 풀링와이어(4000), 및 무게추연결부(5000)로 구성될 수 있다.

상기 본체모듈(1100)은, 상기 배터리모듈(1130), 상기 측정모듈(1110), 및 상기 부착모듈(1120)로 구성될 수 있다. 상기 배터리모듈(1130)이 상기 측정모듈(1110)의 측면부에 장착되고, 상기 측정모듈(1110)이 상기 부착모듈(1120)에 의해 상기 무게추프레임(2000)에 부착하여 설치될 수 있다. 바람직하게는, 상기 측정모듈(1110)은 우측면에 상기 배터리모듈(1130)이 삽입될 수 있는 홈이 구비되어 있고, 상기 홈은 네 개의 꼭지점에 기설정된 곡률이 있는 직사각형 형태일 수 있다. 또한, 상기 배터리모듈(1130)이 삽입되어 장착된 상기 측정모듈(1110)은 다수의 샤프트 및 다수의 너트에 의해 상기 부착모듈(1120)에 고정될 수 있고, 상기 부착모듈(1120)에 고정된 상기 측정모듈(1110)이 상기 무게추프레임(2000)에 부착되어 설치될 수 있다. 또한, 상기 본체모듈(1100)은, 상기 측정모듈(1110)의 전면부에 상기 디스플레이모듈(1113(f))을 구비할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 부착모듈(1120)은, 필요에 따라, 상기 무게추프레임(2000)이 고정되어 있는 운동기구의 상단 프레임에도 부착될 수 있다. 상기 부착모듈(1120)이 운동기구의 상단 프레임에 부착되는 경우, 상기 부착모듈(1120)에 고정되는 상기 측정모듈(1110)도 상기 상단 프레임의 일측면에 부착되어 설치될 수 있다. 바람직하게는, 상기 본체모듈(1100)은, 사용자의 필요에 따라 운동기구의 상단 프레임에 부착하여 설치될 수 있다.

한편, 상기 반사고정핀부(1200)는, 상기 무게추(3000) 중심에 구비된 원형 형태의 관통홀에 삽입되어 장착할 수 있다. 자세한 내용은 도 3 및 도 4에서 후술하기로 한다. 사용자가 운동을 수행함에 따라, 상기 무게추연결부(5000) 및 상기 풀링와이어(4000)와 연결된 상기 무게추(3000)가 상하로 왕복운동 할 수 있고, 상기 무게추(3000)의 왕복운동에 따라 상기 반사고정핀부(1200)가 함께 상하로 왕복운동 할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 운동기구는, 상기 무게추(3000)를 저항하는 힘으로 운동하는 기기이고, 프레스 머신, 랫 풀다운 머신, 암 컬 머신, 케이블로우 머신, 플라이 펙 덱 머신, 트라이셉스 익스텐션, 및 레그 익스텐션 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 다만, 상기 기기들에 한정되지 않고, 중량을 이용하여 운동을 수행하는 모든 무산소 운동기구에 상기 근력 운동 머신 운동량 분석 및 자동측정 기기(1000)를 부착하여 설치할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 본체모듈(1100)의 정면도를 개략적으로 도시한다.

도 2를 참조하면, 상기 본체모듈(1100)은, 전면케이스(1160), 디스플레이커버(1150), 스피커(1180), 및 상기 디스플레이모듈(1113(f))을 전면부에 구비할 수 있고, 전원스위치(1190)를 하부면에 구비할 수 있다.

상기 디스플레이커버(1150)는 상기 전면케이스(1160) 위에 덮어져 탈착될 수 있으며, 상기 전면케이스(1160) 위에 탈착되는 상기 디스플레이커버(1150)가 상기 디스플레이모듈(1113(f))의 내부 장치를 보호할 수 있다. 또한, 상기 디스플레이커버(1150)는 좌측 중심부에 상기 스피커(1180)를 구비할 수 있다. 구비된 상기 스피커(1180)에 의해, 상기 디스플레이모듈(1113(f))이 화면을 표시함과 동시에 상기 스피커(1180)를 통해 음성을 출력할 수 있다.

한편, 상기 본체모듈(1100)은, 상기 전원스위치(1190)를 하부면에 구비할 수 있다. 사용자가 운동을 수행하기 전에 상기 전원스위치(1190)를 켬으로써 상기 근력 운동 머신 운동량 분석 및 자동측정 기기(1000)가 사용자의 운동량을 수집하여 측정하고 분석할 수 있다.

이와 같이, 상기 디스플레이모듈(1113(f))이 상기 본체모듈(1100)에 구비되고 상기 스피커(1180)가 상기 디스플레이커버(1150)에 구비됨으로써, 사용자가 무산소 운동기구를 이용하면서 수행한 운동 정보를 제공받을 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사고정핀부(1200)의 평면도를 개략적으로 도시하며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사고정핀부(1200)의 우측면도를 개략적으로 도시한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 반사고정핀부(1200)는, 원기둥 형태이고, 상기 운동기구의 무게추(3000) 중심에 삽입되는 고정핀(1210); 일측에 상기 고정핀(1210)을 수용하는 플레이트 형태이고, 상기 측정모듈(1110)로부터 조사되는 상기 광신호를 반사하는 반사판(1220); 및 상기 반사판(1220)의 측면에 배치되는 고정자석(1230);을 포함하고, 상기 고정자석(1230)이 금속재질의 상기 무게추(3000)의 전면에 부착되어, 상기 플레이트 형태의 반사판(1220)의 각도를 상기 광신호의 조사방향에 정렬하여 고정할 수 있다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 반사고정핀부(1200)는 상기 고정핀(1210), 상기 반사판(1220), 및 상기 고정자석(1230)을 구비할 수 있다.

도 1에서 전술한 바와 같이, 상기 반사고정핀부(1200)는 상기 무게추(3000) 중심에 구비된 원형 형태의 상기 관통홀에 장착될 수 있다. 상기 반사고정핀부(1200)가 상기 무게추(3000)에 구비된 상기 관통홀에 장착됨으로써, 사용자가 원하는 하중을 선택하여 운동을 수행할 수 있다. 바람직하게는, 상기 고정핀(1210)이 상기 관통홀에 삽입됨으로써 상기 반사고정핀부(1200)가 상기 무게추(3000)에 고정될 수 있고, 사용자가 운동을 수행함에 따라 상기 무게추(3000)가 상하로 왕복운동할 때 상기 반사고정핀부(1200)가 함께 상하로 왕복운동할 수 있다.

한편, 사용자가 운동을 수행함에 따라 운동량을 정확하게 측정하기 위해서는, 상기 반사판(1220)은 무게추(3000)와 평행을 이루는 것이 바람직하다. 그러나, 사용자가 운동을 수행함에 따라 무게추(3000)가 상하로 왕복운동을 하게 되는 경우, 상하로 작용되는 힘에 의해 일반적인 고정핀(1210)에 구비된 반사판(1220)은 평행을 이루지 못하고 한 쪽으로 기울어질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는, 상기 반사고정핀부(1200)가 상기 고정자석(1230)을 구비함으로써, 사용자가 운동을 수행하더라도 상기 반사고정핀부(1200)가 상기 무게추(3000)와 평행을 유지할 수 있어, 정확한 운동량을 측정할 수 있다. 바람직하게는, 상기 반사판(1220)은 직사각형의 상기 고정자석(1230)을 내부에 수용할 수 있고, 일측면이 노출된 상기 고정자석(1230)이 상기 무게추(3000)에 부착되어 상기 반사고정핀부(1200)를 평행으로 고정할 수 있다.

이와 같이, 상기 고정자석(1230)이 상기 반사판 내부로 수용되고 일측면을 노출함으로써, 상기 반사고정핀부(1200)를 상기 무게추(3000)에 평행으로 고정하여 사용자의 운동에 따른 운동량을 정확히 측정할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 본체모듈(1100)의 분해사시도를 개략적으로 도시한다.

도 5를 참조하면, 상기 본체모듈(1100)은 도 2에서 전술한 상기 디스플레이커버(1150), 상기 전면케이스(1160), 및 후면케이스(1170)로 둘러싸여 외부 환경으로부터 상기 본체모듈(1100)을 보호할 수 있다. 바람직하게는, 상기 전면케이스(1160) 및 상기 후면케이스(1170)가 상기 본체모듈(1100)의 상기 측정모듈(1110), 및 상기 배터리모듈(1130)를 외부 환경으로부터 보호할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정모듈(1110)의 후면을 개략적으로 도시하고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정모듈(1110) 본체가 오른쪽으로 90°회전한 저면도를 개략적으로 도시한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 측정모듈(1110)은, 기설정된 주기로 상기 반사고정핀부(1200)의 상부면에 광신호를 조사하고 제1거리측정반환신호를 센싱하는 제1광송수신모듈(1112(a)); 및 기설정된 주기로 상기 반사고정핀부(1200)의 상부면에 광신호를 조사하고 제2거리측정반환신호를 센싱하는 제2광송수신모듈(1112(b));을 포함하고, 상기 제1광송수신모듈(1112(a))의 주기를 기준으로, 상기 제2광송수신모듈(1112(b))의 주기가 기설정된 시간만큼 시프트되어 거리측정반환신호를 교차로 센싱할 수 있다.

도 6, 및 도 7을 참조하면, 상기 측정모듈(1110)은, 측정모듈본체(1111), 광송수신부(1112), 제1기판(1113(a)), 제2기판(1113(b)), 및 측정모듈케이스(1114)를 포함할 수 있다.

상기 측정모듈본체(1111)는, 상기 제1광송수신모듈(1112(a)), 상기 제2광송수신모듈(1112(b))이 구비된 광송수신부(1112), 제1기판(1113(a)), 및 제2기판(1113(b))와 인접하게 배치될 수 있다.

한편, 상기 광송수신부(1112)는, 상기 제1광송수신모듈(1112(a)) 및 상기 제2광송수신모듈(1112(b))을 포함할 수 있다. 상기 광송수신부(1112)로부터 송신되는 광신호가 상기 반사고정핀부(1200)의 상부면을 조사하고 상기 반사고정핀부(1200)의 상부면에 반사된 광신호가 상기 광송수신부(1112)에 수신됨으로써, 상기 광송수신부(1112)가 거리측정반환신호를 센싱할 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1광송수신모듈(1112(a))이 상기 광신호를 상기 반사고정핀부(1200)에 구비된 상기 반사판(1220)의 상부면에 기설정된 주기로 조사하고, 상기 광신호가 상기 반사판(1220)의 상부면에서 반사되고, 상기 제1광송수신모듈(1112(a))이, 반사된 상기 광신호를 수신하여 제1거리측정반환신호를 센싱할 수 있다. 또한, 상기 제2광송수신모듈(1112(b))이, 상기 광신호를 상기 반사고정핀부(1200)에 구비된 상기 반사판(1220)의 상부면에 기설정된 주기로 조사하고, 상기 광신호가 상기 반사판(1220)의 상부면에서 반사되고, 상기 제2광송수신모듈(1112(b))이, 반사된 상기 광신호를 수신하여 제2거리측정반환신호를 센싱할 수 있다. 더욱 바람직하게는, 사용자가 운동을 수행함에 따라, 상기 무게추(3000)에 끼워진 상기 반사고정핀부(1200)가 상하 왕복운동을 할 수 있고, 상기 제1광송수신모듈(1112(a))과 상기 제2광송수신모듈(1112(b))이 상기 반사고정핀부(1200)로 상기 광신호를 조사하여 반사된 광신호를 수신할 수 있고, 사용자에 의해 상하 왕복운동을 하는 상기 무게추(3000)의 위치에 따라 가변되는 상기 제1거리측정반환신호와 상기 제2거리측정반환신호를 센싱하여 운동량을 수집할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1광송수신모듈(1112(a))이 상기 광신호를 상기 반사판(1220)의 상부면에 기설정된 주기로 조사하는 경우, 상기 제2광송수신모듈(1112(b))이 상기 광신호를, 상기 반사판(1220)의 상부면에 상기 제1광송수신모듈(1112(a))의 주기를 기준으로, 기설정된 시간만큼 시프트된 주기로 조사할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는, 상기 제2광송수신모듈(1112(b))의 기설정된 주기인 상기 시프트된 주기가, 상기 제1광송수신모듈(1112(a))의 기설정된 주기의 한 주기 구간 범위에서 시프트 될 수 있다. 바람직하게는, 상기 제1광송수신모듈(1112(a))이 첫 번째 광신호를 송신하고 난 뒤 두 번째 광신호를 송신하기 전에, 상기 제2광송수신모듈(1112(b))이 첫 번째 광신호를 송신할 수 있다. 상기 제1광송수신모듈(1112(a)) 및 상기 제2광송수신모듈(1112(b))이 각각 첫 번째 광신호를 송신한 이후부터, 각 모듈의 기설정된 주기에 의해 상기 광신호를 반복적으로 송수신할 수 있다.

또한, 상기 제1광송수신모듈(1112(a))의 기설정된 주기 및 상기 제2광송수신모듈(1112(b))의 시프트된 주기를 포함하는 상기 광송수신부(1112)의 모든 주기는, 오차가 발생될 수 있으나, 가변적이지 않고 일정하게 반복될 수 있다.

이와 같이, 상기 광송수신부(1112)에 구비된 상기 제1광송수신모듈(1112(a)) 및 상기 제2광송수신모듈(1112(b))이 상기 제1거리측정반환신호 및 상기 제2거리측정반환신호를 교차로 센싱함으로써, 사용자가 운동을 수행함에 따라 발생되는 운동 정보의 정밀성을 높일 수 있으며, 이를 통해 상기 근력 운동 머신 운동량 분석 및 자동측정 기기(1000)의 측정 오차를 줄일 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

한편, 상기 제1기판(1113(a)) 및 상기 제2기판(1113(b))은, 상기 측정모듈본체(1111)와 인접하게 배치되어, 수신된 상기 거리측정반환신호를 기반으로 운동정보를 수집하고, 운동 횟수를 측정하고, 무게추(3000)의 중량을 측정하고, 운동정보를 분석할 수 있다. 상기 광송수신부(1112)와 상기 제1기판(1113(a)) 및 상기 제2기판(1113(b))을 포함하는 기판부(1113) 간의 동작 시스템은 도 8에서 자세히 후술하기로 한다.

한편, 상기 측정모듈케이스(1114)는, 상기 측정모듈본체(1111)를 외부 환경으로부터 보호할 수 있으며, 상기 측정모듈케이스(1114)는 상기 본체모듈(1100)의 상기 전면케이스(1160) 및 상기 후면케이스(1170)에 의해 외부 환경으로부터 보호될 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판부(1113) 및 광송수신부(1112)의 동작상태도를 개략적으로 도시한다.

도 8에 도시된 바에 따르면, 상기 기판부(1113)는, 통신모듈(1113(c)), 전원부(1113(d)), 제어부(1113(e)), 및 상기 디스플레이모듈(1113(f))을 포함할 수 있다.

상기 통신모듈(1113(c))은, 거치대(1115)에 거치된 사용자단말기와의 근거리 무선 통신을 통해 기기정보 및 사용자를 식별할 수 있다. 바람직하게는, 사용자가 운동을 수행하기 전에 상기 사용자단말기를 상기 거치대(1115)에 거치하면, 상기 통신모듈(1113(c))이 근거리 무선 통신을 통해 상기 사용자를 식별할 수 있다. 이 때, 상기 근거리 무선 통신은, Near Field Communication (NFC), Radio Frequency Identification (RFID), 블루투스, 및 비콘 중 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한정하지 않고 근거리 무선 통신이 가능한 모든 장치를 포함할 수 있다. 또한, 상기 사용자단말기는, 웨어러블 기기, 스마트폰, 및 스마트워치 중 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한정하지 않고 NFC 또는 RFID를 읽을 수 있는 기능이 있는 모든 기기를 포함할 수 있다.

또한, 상기 통신모듈(1113(c))은, 상기 거치대(1115)를 통한 사용자정보 및 기기정보를 게이트웨이(1116)로 송신할 수 있으며, 상기 사용자정보는, 상기 사용자의 이름, 나이, 성별, 운동시작시간 중 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한정하지 않고 필요에 따라 요구된 정보를 상기 게이트웨이(1116)로 송신할 수 있다.

한편, 상기 전원부(1113(d))는, 상기 기판부(1113)에 구비되어 상기 근력 운동 머신 운동량 분석 및 자동측정 기기(1000)로 전원을 공급할 수 있다. 상기 전원부(1113(d))는 상기 배터리모듈(1130)을 포함하는 모든 전원을 포함할 수 있다. 상기 전원부(1113(d))는 상기 본체모듈(1100)의 하단면 일측에 배치되어 상기 본체모듈(1100)로의 전원공급을 제어할 수 있으며, 상기 전원공급의 제어는 상기 스위치에 의해 조절될 수 있다.

한편, 상기 제어부는, 운동정보수집부(1113(e).10), 운동횟수측정부(1113(e).20), 무게추중량측정부(1113(e).30), 운동정보분석부(1300)를 포함한다.

상기 운동정보수집부(1113(e).10)는, 상기 제1광송수신모듈 및 상기 제2광수신모듈을 포함하는 상기 광송수신부로부터 반사고정핀부의 상부면에 조사된 광신호에 기반하여 생성된 거리측정반환신호를 수집할 수 있다. 상기 운동횟수측정부(1113(e).20)는 수집된 상기 거리측정반환신호를 기반으로, 사용자가 수행한 운동횟수를 측정할 수 있다.

상기 무게추중량측정부(1113(e).30)는, 사용자가 무산소 운동을 수행할 때 이용한 무게추의 중량을 측정할 수 있다.

상기 운동정보분석부(1300)는, 측정된 운동횟수 및 무게추의 중량을 기반으로 사용자의 운동에 따른 무게추의 운동궤적정보를 생성하여 사용자의 운동동작을 분석하고 이에 대한 피드백을 생성하여 제공할 수 있다.

상기 디스플레이모듈(1113(f))은 상기 운동궤적정보에 기초하여 도출된 사용자의 운동동작에 대한 운동숙련도 및 이완수축평가정보에 따라 기설정된 기준으로 피드백을 제공할 수 있다. 또한, 도 2에서 전술한 바와 같이, 상기 디스플레이모듈은 상기 스피커가 구비된 상기 디스플레이커버를 통해 화면을 표시함과 동시에 스피커를 통해 사용자에게 음성으로 사용자에게 피드백을 제공할 수 있다.

이와 같이, 상기 광송수신부와 상기 기판부 간의 상호 동작에 의해, 상기 무산소 운동량측정기기가 부착하여 설치된 운동기구로 사용자가 운동을 수행함에 따라 실시간으로 자신의 운동동작에 대한 피드백정보를 제공받을 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판부의 운동정보분석부(1300)의 내부 구성을 개략적으로 도시한다.

상기 기판부의 운동정보분석부(1300)는, 운동궤적정보생성부(1310), 운동구간도출부(1320), 운동숙련도도출부(1330), 이완수축평가정보도출부(1340), 및 피드백제공부(1350)를 포함한다.

구체적으로, 상기 운동궤적정보생성부(1310)는, 수집된 거리측정반환신호에 기반하여 사용자의 운동에 따른 무게추의 운동궤적정보를 생성한다.

상기 운동구간도출부(1320)는, 상기 운동궤적정보 및 기저장된 트레이너의 트레이너운동궤적정보에 대하여 1 이상의 수축동작단위 및 이완동작단위로 복수의 세부운동구간을 분류한다. 바람직하게는 상기 운동궤적정보는 측정된 운동횟수가 기설정된 기준을 충족하는지 여부에 따라 생성될 수 있다.

상기 운동숙련도도출부(1330)는, 상기 운동구간도출부(1320)에 의하여 분류된 상기 세부운동구간에 따라 사용자의 운동궤적정보의 궤적과 상기 트레이너운동궤적정보의 궤적의 유사도를 도출하고, 상기 유사도에 기초하여 기설정된 기준에 따라 사용자의 운동숙련도를 도출할 수 있다. 바람직하게는, 상기 유사도는, DTW(Dynamic Time Warping) 알고리즘에 의하여 도출되는 복수의 DTW값에 기초하여 결정될 수 있다. DTW(Dynamic Time Warping) 알고리즘은, 시계열 데이터를 비교할 수 있는 알고리즘으로서 비교할 두 시계열 데이터간의 시간의 길이를 고려하지 않고, 데이터 간의 유사성을 인식할 수 있는 방법이다. 따라서 비교할 데이터의 시간길이가 각각 다르더라도. DTW알고리즘을 이용하여 두 시계열 데이터의 패턴의 유사성을 판단할 수 있다. 사용자의 운동동작과 트레이너의 운동동작에는 차이가 있을 수 있고, 이에 따라 상기 DTW알고리즘을 이용하여 트레이너운동궤적정보 및 사용자의 운동궤적정보간의 유사도를 도출할 수 있다. 이후, 운동숙련도도출부(1330)는 도출된 유사도에 따라 기설정된 기준으로 사용자의 운동숙련도를 도출할 수 있다.

상기 이완수축평가정보도출부(1340)는, 상기 운동구간도출부(1320)에 의하여 분류된 상기 세부운동구간에 따라 사용자의 운동궤적정보의 궤적과 이에 상응하는 상기 트레이너운동궤적정보의 궤적의 시간길이의 차이에 기초하여, 사용자의 이완동작 및 수축동작에 대한 이완수축평가정보를 도출할 수 있다. 바람직하게는, 상기 이완수축평가정보는, 각각의 수축시의 운동세부구간별로 사용자의 운동궤적정보의 궤적과 이에 상응하는 트레이너운동궤적정보의 궤적의 시간길이의 차이가 기설정된 제1기준이 이상인 경우의 수에 따른 느린수축빈도수 및 기설정된 제2기준 이하인 경우의 수에 다른 빠른수축빈도수를 포함하는 실패수축빈도정보 및 각각의 이완시의 운동세부구간별로 사용자의 운동궤적정보의 궤적과 이에 상응하는 트레이너운동정보의 궤적의 시간길이의 차이가 기설정된 제3기준 이상인 경우의 수에 따른 느린이완빈도수 및 기설정된 제3기준 이하인 경우의 수에 따른 빠른이완빈도수를 포함하는 실패이완빈도정보를 포함한다. 이와 같이 이완수축평가정보도출부(1340)는, 사용자의 운동궤적정보를 분석하여 사용자의 운동동작이 트레이너운동정보와 비교시에 사용자의 이완동작 및 수축동작에 대한 이완수축평가정보를 도출할 수 있다.

상기 피드백제공부(1350)는, 운동숙련도도출부(1330)에 의하여 도출된 운동숙련도 및 상기 이완수축평가정보도출부(1340)에 의하여 도출된 이완수축평가정보에 기초하여 사용자의 운동동작에 대한 피드백정보를 생성할 수 있다. 바람직하게는, 상기 피드백정보는 상기 디스플레이모듈을 통해 기설정된 기준에 따라 시각적 표시, 영상, 및 음성 중 어느 하나의 형태로 제공될 수 있다. 바람직하게는, 상기 피드백제공부(1350)는, 상기 피드백정보를 음성으로 제공하는 음성피드백제공부(1351) 및 상기 서비스서버로 사용자의 운동숙련도 및 이완수축평가정보를 포함하는 피드백정보를 송신하는 서버피드백제공부(1352)를 포함한다. 상기 음성피드백제공부(1351)는, 음성으로 피드백을 주도록 근력 운동 머신 운동량 분석 및 자동측정 기기를 제어할 수 있다.

한편, 상기 근력 운동 머신 운동량 분석 및 자동측정 기기는 헬스장에 근무하는 트레이너들이 무산소 운동기구를 사용함으로써, 측정된 거리측정반환신호에 기초하여 생성된 트레이너운동궤적정보가 저장되어 있을 수 있다. 근력 운동 머신 운동량 분석 및 자동측정 기기는 기저장된 트레이너운동궤적정보 및 사용자의 운동궤적정보를 비교하여 사용자의 운동숙련도 및 이완수축평가정보를 도출할 수 있다.

도 9에 도시된 운동정보분석부(1300)는 도시된 구성요소 외의 다른 요소들을 더 포함할 수 있으나, 편의상 본 발명의 실시예들에 따른 운동궤적정보에 기초하여 운동가이드를 제공하는 근력 운동 머신 운동량 분석 및 자동측정 기기와 관련된 구성요소들만을 표시하였다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자의 운동궤적정보 및 트레이너운동궤적정보 및 운동구간도출부(1320)의 동작에 따라 구분된 세부운동구간에 대해 설명하는 도면이다.

구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면 운동정보분석부(1300)는 반사고정핀부의 상부면에 조사된 광신호에 기반하여 생성된 거리측정반환신호에 기초하여 도 10의 (a)에 도시된 바와 같은 운동궤적정보를 생성할 수 있다. 도 10의 (a)에 도시된 바와 같이 운동궤적정보는, 사용자의 운동동작에 따른 무게추의 운동궤적정보를 생성할 수 있다. 사용자가 해당 무산소 운동기구를 사용하는 경우에, 사용자가 설정한 무게추에 따른 운동궤적정보를 생성한다. 사용자가 무게추를 들어올리는 횟수에 따라 도 10의 (a)에 도시된 바와 같이 시간에 따른 데이터 형태의 운동궤적정보가 생성될 수 있다. 운동궤적정보는 이후, 운동구간도출부(1320)의 동작에 따라 1 이상의 수축동작단위 및 이완동작단위로 세부운동구간이 분류될 수 있다.

도 10의 (b)는 트레이너운동궤적정보의 일 예를 개략적으로 도시한다. 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이 기저장된 트레이터운동궤적정보는 트레이너가 운동을 수행한 무게추의 중량별로, 트레이너가 등록을 수행한 복수의 트레이너운동궤적정보가 저장되어 있을 수 있다. 이와 같은 트레이너운동궤적정보가 기저장되어 있음으로서, 다양한 경우의 사용자의 운동동작에도 트레이너운동궤적정보와 비교하여 피드백정보를 제공할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 운동구간도출부(1320)의 동작에 대해 설명하는 도면이다.

구체적으로, 본 발명의 운동구간도출부(1320)는, 상기 운동궤적정보 및 기저장된 트레이너의 트레이너운동궤적정보에 대하여 1 이상의 수축동작단위 및 이완동작단위로 복수의 세부운동구간을 분류한다. 도 11에 도시된 바와 같이, 운동기구의 사용법, 운동자세, 운동속도, 근육의 쓰임 등과 같은 운동에 대한 구체적인 정보를 알고 있는 트레이너의 운동궤적정보와 상대적으로 보다 운동기구가 미숙하고 운동법을 정확하게 숙지하지 못한 일반 사용자들의 운동궤적정보는 상이한 차이가 있을 수 있다. 이에 대해 본 발명에서는, 도 11에 도시된 바와 같이, 사용자의 운동궤적정보와 트레이너의 트레이너운동궤적정보를 각각 사용자의 움직임단위로 수축동작단위 및 이완동작단위로 세부운동구간을 도출할 수 있다. 사용자와 트레이너가 각각 동일한 무산소 운동기구를 이용하여 동일한 운동횟수로 운동을 수행한 경우에도, 사용자의 운동궤적정보 및 트레이너의 트레이너운동궤적정보는 그래프의 궤적의 모양은 유사하나, 시간길이 등에 있어 차이를 가질 수 있다. 이에 따라 본 발명에서는, DTW알고리즘을 활용하여 시간길이의 차이에 관계없이 상기 궤적의 유사도를 도출할 수 있다. 바람직하게는, 상기 유사도는, DTW알고리즘에 의하여 도출되는 복수의 DTW값에 기초하여 결정될 수 있다. DTW(Dynamic Time Warping) 알고리즘은, 시계열 데이터를 비교할 수 있는 알고리즘으로서 비교할 두 시계열 데이터간의 시간의 길이를 고려하지 않고, 두 시계열 데이터간의 유사성을 인식할 수 있는 방법이다. 따라서 두 시계열 데이터의 시간길이가 다르더라도, DTW알고리즘을 이용하여 두 시계열 데이터의 패턴의 유사성을 판단할 수 있다. 본 발명에서는, 이러한 DTW알고리즘에 의하여 상기 운동궤적정보생성부(1310)에 의하여 생성된 운동궤적정보를 세부운동구간별로 분류할 수 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 일정 시간간격을 가지고 복수의 피크를 갖는 사용자의 운동궤적정보 및 트레이너의 트레이너운동궤적정보의 세부운동구간을 도출할 수 있다.

세부운동구간이 도출되면, 도출된 세부운동구간에 따라 운동숙련도도출부(1330) 및 이완수축평가정보도출부(1340)에서는, 사용자의 운동궤적정보의 궤적과 및 트레이너운동궤적정보의 궤적이 상응하는 구간을 비교하여 운동숙련도 및 이완수축평가정보를 도출할 수 있다.

이와 같은 방식으로, 사용자의 이완동작 및 수축동작에 따른 운동궤적정보의 구간을 분류하여 구간별로 트레이너운동궤적정보와 비교함으로써, 보다 세밀하고 정확한 피드백정보를 제공할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 운동숙련도도출부(1330)의 수행 단계를 개략적으로 도시한다. 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 운동숙련도도출부(1330)의 동작에 대해 설명하는 도면이다.

본 발명의 운동구간도출부(1320)는, 도 12에 도시된 바와 같은 S100 내지 S120단계의 수행으로 운동숙련도를 도출한다.

구체적으로, S100단계에서는 각각의 세부운동구간에 대하여, 상기 사용자의 운동궤적정보의 궤적의 시간길이와 상기 트레이너운동궤적정보의 궤적의 시간길이의 차이가 기설정된 크기 이상인 세부운동구간을 제외하여, 상기 복수의 세부운동구간 중 일부만을 기준세부운동구간으로 추출한다. 도 13의 (a)는 사용자의 운동궤적정보 및 트레이너의 트레이너운동궤적정보를 비교한 그래프의 일 예를 도시한다. 도 13의 (a)에 도시된 바와 같이 각각의 그래프의 1회의 운동에 해당하는 그래프를 참조하면, 트레이너운동궤적정보의 시간길이보다 사용자의 운동궤적정보의 시간길이가 더 긴 것이 도시되었다. 이는 보다 사용자의 운동동작이 트레이너의 운동동작에 비해 느린 것을 의미하고, 트레이너운동궤적정보가 바람직하다고 할 때, 사용자에게는 보다 한번의 동작에 대한 운동시간을 빠르게 할 것이 피드백으로 제공될 수 있다. 이와 같이 운동궤적정보에 기초하여 분류된 각각의 세부운동구간에 대하여, 사용자의 운동궤적정보의 궤적의 시간길이와 상기 트레이너운동궤적정보의 궤적의 시간길이의 차이가 기설정된 크기 이상인 세부운동을 제외하여, 복수의 세부운동구간 중 일부만을 기준세부운동구간으로 추출할 수 있다.

S110단계에서는, 상기 복수의 기준세부운동구간에 대하여 상기 사용자의 운동궤적정보의 궤적과 상기 트레이너운동궤적정보의 궤적의 유사도를 도출한다. 도 13의 (b)는 근력 운동 머신 운동량 분석 및 자동측정 기기가 설치된 운동기구를 10회를 한세트로 운동한 사용자의 운동궤적정보에 기초하여 도출된 유사도를 나타낸 표를 도시한다. 이와 같이 운동숙련도도출부(1330)는, 상기 S100단계에서 추출한 복수의 기준세부운동구간에 대하여 사용자의 운동궤적정보의 궤적과 상기 트레이너운동궤적정보의 궤적의 유사도를 도출한다.

바람직하게는, 상기 유사도는, 복수의 상기 기준세부운동구간 각각에서의 상기 사용자의 운동궤적정보의 궤적과 이에 상응하는 상기 트레이너운동궤적정보의 궤적에 대하여 DTW알고리즘에 의하여 도출되는 복수의 DTW값에 기초하여 결정된다. DTW알고리즘을 사용하여 도출한 DTW값은 0 내지 1사이의 값일 수 있고, 0에 가까울수록 비교하는 두 운동궤적정보가 유사한 것을 의미하고, 1에 가까울수록 두 운동궤적정보가 유사하지 않은 것을 의미할 수 있다. 도 13의 (b)에 도시된 바에 따르면, 해당 사용자의 운동궤적정보는 트레이너운동궤적정보에 대하여 1번째, 9번째 및 10번째의 세부운동구간에서의 궤적의 시간길이의 차이가 기설정된 기준 이상이 되어 1, 9, 및 10번째 세부운동구간을 제외한 나머지 세부운동구간이 기준세부운동구간으로 추출되었고, 각각의 기준세부운동구간에서의 유사도가 도출되었음이 도시된다.

이후, S120단계에서는, 상기 유사도에 기초하여 기설정된 기준에 따라 사용자의 운동숙련도를 도출한다. 바람직하게는, 상기 S110단계에서 도출된 각각의 기준세부운동구간에 대한 유사도에 기초하여 기설정된 기준에 따라 운동숙련도를 도출할 수 있다. 도 13의 (c)는 유사도의 기설정된 기준에 따라 도출되는 운동숙련도의 일 예를 도시한다. 도 13에 도시된 바와 같이, S110단계에서 도출된 각각의 세부운동구간에서의 유사도의 기설정된 기준(예를 들어, 평균값)에 따라 운동숙련도를 도출할 수 있다. 도 13의 (b)에 도시된 사용자의 운동궤적정보는 0.1+0.1+0.3+0.4+0.2+0.1+0.1/7 = 0.1857 이 도출될 수 있고, 0.1857의 유사도값을 도 13의 (c)에 도시된 표와 같은 기설정된 기준에 따라 해당 사용자의 숙련도는 A로 도출될 수 있다. 이와 같은 방식으로, 사용자는 무산소 운동기구를 이용하여 운동에 따른 무게추의 운동궤적정보를 생성하고, 이에 대해 트레이너 운동궤적정보와의 시간길이의 차이를 비교하여 비슷한 시간길이를 갖는 기준세부운동구간을 추출하여 기준세부운동구간을 기준으로 유사도를 도출하여 운동숙련도를 도출함으로써, 보다 사용자의 운동동작에 대하여 정확한 운동숙련도를 도출하여 제공할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 운동정보분석부(1300)의 동작을 개략적으로 도시한다.

본 발명의 운동정보분석부(1300)는, 도 14에 도시된 바와 같이 운동궤적정보에 기초하여 기저장된 트레이너운동궤적정보에 대하여 1 이상의 수축동작단위 및 이완동작단위로 복수의 세부운동구간을 분류하고, 상기 세부운동구간에 따라, 사용자의 운동궤적정보의 궤적과 이에 상응하는 상기 트레이너운동궤적정보의 궤적의 시간길이의 차이에 기초하여 사용자의 이완동작 및 수축동작에 대한 이완수축평가정보를 도출할 수 있다. 상기 이완수축평가정보는 각각의 수축시의 운동세부구간별로 사용자의 운동궤적정보의 궤적과 이에 상응하는 상기 트레이너운동궤적정보의 궤적의 시간길이의 차이가 기설정된 제1기준 이상인 경우의 수에 따른 느린수축빈도수 및 기설정된 제2기준 이하인 경우의 수에 따른 빠른수축빈도수를 포함하는 실패수축빈도정보를 도출한다. 또한, 각각의 이완시의 운동세부구간별로 사용자의 운동궤적정보의 궤적과 이에 상응하는 트레이너운동궤적정보의 궤적의 시간길이의 차이가 기설정된 제3기준 이상인 경우의 수에 따른 느린이완빈도수 및 기설정된 제4기준 이하인 경우의 수에 따른 빠른이완빈도수를 포함하는 실패이완빈도정보를 도출한다. 바람직하게는, 이완수축평가정보는 상기 실패수축빈도정보 및 실패이완빈도정보를 포함할 수 있다. 전술한 도 13의 그래프와 같이, 사용자의 운동궤적정보의 궤적의 시간길이 및 트레이너운동궤적정보의 궤적의 시간길이의 차이를 통해 사용자의 근육의 이완수축속도를 판단할 수 있고, 각각의 궤적의 시간길이의 차이가 큰 경우를 사용자가 바람직한 속도로 운동하지 못한 것으로 판단하여 상기 실패수축빈도정보 및 실패이완빈도정보를 도출할 수 있다.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 피드백제공부(1350)의 수행 단계를 개략적으로 도시하고, 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 피드백제공부(1350)에 의하여 제공된 가이드음성의 일 예를 도시한다.

이완수축정보도출부는 도 15에 도시된 바와 같이 제1단계(S200) 내지 제3단계(S220)의 수행을 통해 상기 이완수축평가정보를 도출한다.

구체적으로, S200단계에서는, 상기 운동숙련도도출부(1330)에서 도출한 운동숙련도가 기설정된 조건을 충족하는지 여부를 판별한다.

이후, 제2단계(S210)에서는, 상기 피드백제공부(1350)는, 상기 이완수축평가정보도출부(1340)에서 도출한 이완수축평가정보가 기설정된 조건을 충족하는지 여부를 판별한다. 상기 이완수축평가정보는, 느린수축빈도수 및 빠른수축빈도수를 포함하는 실패수축빈도정보 및 느린이완빈도수 및 빠른이완빈도수를 포함하는 실패이완빈도정보를 포함한다. 상기 피드백제공부(1350)는, 이와 같이 사용자의 운동동작에 따른 사용자근육의 이완 및 수축에 따른 이완수축평가정보가 기설정된 조건을 충족하는지 여부를 판별한다. 바람직하게는, 상기 제2단계는 상기 느린수축빈도수가 기설정된 기준 이상인지 여부를 판별하고, 기설정된 기준 이상인 경우에는 음성으로 사용자에게 피드백을 주도록 상기 근력 운동 머신 운동량 분석 및 자동측정 기기를 제어할 수 있다. 상기 이완수축평가정보는, 느린수축빈도수 및 빠른수축빈도수를 포함하는 실패수축빈도정보 및 느린이완빈도수 및 빠른이완빈도수를 포함하는 실패이완빈도정보를 포함할 수 있다. 이와 같이, 올바른 운동동작을 수행하는 트레이너운동궤적정보와 사용자의 운동궤적정보를 세부운동구간으로 분류하고, 트레이너의 운동동작에 따른 근육의 수축 및 이완에 따른 각각의 구간별 시간길이의 차이가 많이 나는 구간은 해당 사용자가 해당 운동기구를 적절하지 못한 방법으로 사용한 것으로 판단할 수 있는 기준을 기설정하여, 해당 세부운동구간에서의 각각의 사용자의 이완 혹은 수축시의 운동궤적정보의 궤적과 이에 상응하는 트레이너운동궤적정보의 궤적의 시간길이의 차이가 기설정된 기준 이상인 경우, 사용자가 이완 혹은 수축동작을 바람직하지 않게 한 것으로 판별하고, 이를 실패수축빈도정보 및 실패이완빈도정보로 도출하여, 사용자의 운동동작을 판단하고 이에 대한 피드백정보를 제공할 수 있다.

이후, 제3단계(S220)에서는, 상기 피드백제공부(1350)는, 상기 제1단계(S200) 및 상기 제2단계(S210)의 판별결과에 기초하여 상기 가이드음성을 제공한다. 상기 제1단계(S200) 및 상기 제2단계(S210) 각각에서의 판별결과가 기설정된 기준을 충족한 경우, 디스플레이 커버에 부착된 스피커를 통하여 가이드음성을 제공할 수 있도록 피드백정보를 생성할 수 있다. 이와 같은 상기 제1단계(S200), 상기 제2단계(S210) 및 상기 제3단계(S220)의 수행으로 피드백제공부(1350)는 사용자의 운동동작에 대한 가이드음성을 제공할 수 있다.

사용자의 운동정보의 일 예는 하기와 같다.

[사용자의 운동정보]

사용자 X님의 운동정보

운동횟수 : 15

운동숙련도: B

실패수축빈도정보

느린수축빈도수 : 8, 빠른수축빈도수 : 1

실패이완빈도정보

느린이완빈도수 : 4, 빠른이완빈도수 : 2

예를 들어, 기설정된 기준의 운동숙련도가 A, B, 및 C 중 하나인 경우, 및 상기 실패수축빈도정보 및 실패이완빈도정보를 판별하는 기설정된 기준이 해당 세트의 전체 운동횟수의 50%이상이라고 가정한다.

사용자 X의 운동정보를 참조할 때, 사용자 X의 운동숙련도는 기설정된 기준에 부합하고, 실패수축빈도정보 및 실패이완빈도정보는 느린수축빈도수는 8로, 빠른수축빈도수는 1로 나타나고 있다. 상기 운동숙련도가 C보다 높은 레벨인 경우에 상기 가이드음성을 제공하는 경우, 상기 제1단계에서는, 상기 사용자의 운동숙련도가 A, B, 및 C 중 어느 하나인지를 판별할 수 있다. 상기 제2단계에서는, 상기 사용자의 실패수축빈도정보 및 실패이완빈도정보가 총 운동횟수 15회의 50%이상, 즉 8회 이상의 빈도수가 측정되었는지를 판별할 수 있다. 이후 제3단계의 수행으로 상기 사용자X는 운동숙련도가 기설정된 기준을 충족하므로 운동숙련도와 관련된 음성피드백정보를 제공받을 수 있다. 또한 상기 느린수축빈도수가 8회 이상이므로, 도 16의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 “조금만 더 빠르게 당겨서 운동하세요”와 같은 음성피드백정보를 제공받을 수 있다. 상기 피드백제공부(1350)는 도 16의 (b)에 도시된 바와 같이 다양한 경우에서 사용자의 운동동작에 따라 음성으로 사용자에게 피드백을 주도록 근력 운동 머신 운동량 분석 및 자동측정 기기를 제어할 수 있다. 바람직하게는, 상기 피드백제공부(1350)는, 상기 느린수축빈도수가 기설정된 기준 이상인 경우에는 음성으로 사용자에게 피드백을 주도록 상기 근력 운동 머신 운동량 분석 및 자동측정 기기를 제어하는 단계; 상기 빠른수축빈도수가 기설정된 기준 이상인 경우에는 음성으로 사용자에게 피드백을 주도록 상기 근력 운동 머신 운동량 분석 및 자동측정 기기를 제어하는 단계; 상기 느린이완빈도수가 기설정된 기준 이상인 경우에는 음성으로 사용자에게 피드백을 주도록 상기 근력 운동 머신 운동량 분석 및 자동측정 기기를 제어하는 단계; 및 상기 빠른이완빈도수가 기설정된 기준 이상인 경우에는 음성으로 사용자에게 피드백을 주도록 상기 근력 운동 머신 운동량 분석 및 자동측정 기기를 제어하는 단계;를 수행할 수 있다.

이와 같은 방식으로, 피드백제공부(1350)는, 사용자의 운동숙련도 및 이완수축평가정보에 기초하여 기설정된 기준에 따라 음성으로 피드백을 제공함으로써, 바람직한 운동 동작을 수행할 수 있게 사용자의 운동동작을 교정시킬 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (8)

1. 트레이너의 운동정보에 기반하여 사용자의 운동정보를 분석하여 운동 가이드 정보를 제공할 수 있는 근력 운동 머신 운동량 분석 및 자동측정 기기로서,
   반사고정핀부;
   상기 반사고정핀부의 상부면에 조사된 광신호에 기반하여 생성된 거리측정반환신호를 수집하는 운동정보수집부;
   상기 거리측정반환신호에 기반하여 사용자의 운동에 따른 무게추의 운동궤적정보를 생성하는 운동궤적정보생성부;
   상기 운동궤적정보 및 기저장된 트레이너의 트레이너운동궤적정보 에 대하여 1 이상의 수축동작단위 및 이완동작단위로 복수의 세부운동구간을 분류하는 운동구간도출부;
   상기 세부운동구간에 따라, 사용자의 운동궤적정보의 궤적과 상기 트레이너운동궤적정보의 궤적의 유사도를 도출하고, 상기 유사도에 기초하여 기설정된 기준에 따라 사용자의 운동숙련도를 도출하는 운동숙련도도출부; 및
   상기 세부운동구간에 따라, 사용자의 운동궤적정보의 궤적과 이에 상응하는 상기 트레이너운동궤적정보의 궤적의 시간길이의 차이에 기초하여, 사용자의 이완동작 및 수축동작에 대한 이완수축평가정보를 도출하는 이완수축평가정보도출부; 및
   상기 운동숙련도 및 이완수축평가정보에 기초하여 사용자의 운동동작에 대한 피드백정보를 생성하는 피드백제공부;를 포함하고,
   상기 운동숙련도도출부는,
   각각의 세부운동구간에 대하여, 상기 사용자의 운동궤적정보의 궤적의 시간길이와 상기 트레이너운동궤적정보의 궤적의 시간길이의 차이가 기설정된 크기 이상인 세부운동구간을 제외하여, 상기 복수의 세부운동구간 중 일부만을 기준세부운동구간으로 추출하는 단계;
   상기 복수의 기준세부운동구간에 대하여 상기 사용자의 운동궤적정보의 궤적과 상기 트레이너운동궤적정보의 궤적의 유사도를 도출하는 단계; 및
   상기 유사도에 기초하여 기설정된 기준에 따라 사용자의 운동숙련도를 도출하는 단계;를 수행하고,
   상기 유사도는 복수의 상기 기준세부운동구간 각각에서의 상기 사용자의 운동궤적정보의 궤적과 이에 상응하는 상기 트레이너운동궤적정보의 궤적에 대하여 DTW 알고리즘에 의하여 도출되는 복수의 DTW값에 기초하여 결정되고,
   상기 DTW 알고리즘을 사용하여 도출한 DTW값은 0 내지 1사이의 값일 수 있고, 0에 가까울수록 비교하는 상기 사용자의 운동궤적정보와 상기 트레이너운동궤적정보가 유사하고, 1에 가까울수록 상기 사용자의 운동궤적정보와 상기 트레이너운동궤적정보가 유사하지 않고,
   상기 이완수축평가정보는,
   각각의 수축시의 운동세부구간별로 사용자의 운동궤적정보의 궤적과 이에 상응하는 상기 트레이너운동궤적정보의 궤적의 시간길이의 차이가 기설정된 제1기준 이상인 경우의 수에 따른 느린수축빈도수 및 기설정된 제2기준 이하인 경우의 수에 따른 빠른수축빈도수를 포함하는 실패수축빈도정보; 및
   각각의 이완시의 운동세부구간별로 사용자의 운동궤적정보의 궤적과 이에 상응하는 상기 트레이너운동궤적정보의 궤적의 시간길이의 차이가 기설정된 제3기준 이상인 경우의 수에 따른 느린이완빈도수 및 기설정된 제4기준 이하인 경우의 수에 따른 빠른이완빈도수를 포함하는 실패이완빈도정보;를 포함하는, 근력 운동 머신 운동량 분석 및 자동측정 기기.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 이완수축평가정보도출부는,
   각각의 수축시의 운동세부구간별로 사용자의 운동궤적정보의 궤적과 이에 상응하는 상기 트레이너운동궤적정보의 궤적의 시간길이의 차이가 기설정된 제1기준 이상인 경우의 수에 따른 느린수축빈도수 및 기설정된 제2기준 이하인 경우의 수에 따른 빠른수축빈도수를 포함하는 실패수축빈도정보를 도출하는, 근력 운동 머신 운동량 분석 및 자동측정 기기.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 이완수축평가정보도출부는,
   각각의 이완시의 운동세부구간별로 사용자의 운동궤적정보의 궤적과 이에 상응하는 상기 트레이너운동궤적정보의 궤적의 시간길이의 차이가 기설정된 제3기준 이상인 경우의 수에 따른 느린이완빈도수 및 기설정된 제4기준 이하인 경우의 수에 따른 빠른이완빈도수를 포함하는 실패이완빈도정보를 도출하는, 근력 운동 머신 운동량 분석 및 자동측정 기기.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 피드백제공부는,
   상기 운동숙련도가 기설정된 조건을 충족하는지 여부를 판별하는 제1단계;
   상기 이완수축평가정보가 기설정된 조건을 충족하는지 여부를 판별하는 제2단계; 및
   상기 제1단계 및 상기 제2단계의 판별결과에 기초하여 상기 피드백정보를 제공하는 제3단계를 수행하는, 근력 운동 머신 운동량 분석 및 자동측정 기기.
   
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 피드백제공부는,
   상기 운동숙련도가 기설정된 기준 이상으로 양호한 경우에, 음성으로 사용자에게 피드백을 주도록 상기 근력 운동 머신 운동량 분석 및 자동측정 기기를 제어하는, 근력 운동 머신 운동량 분석 및 자동측정 기기.
   
8. 청구항 6에 있어서,
   상기 피드백제공부는,
   상기 느린수축빈도수가 기설정된 기준 이상인 경우에는 음성으로 사용자에게 피드백을 주도록 상기 근력 운동 머신 운동량 분석 및 자동측정 기기를 제어하는 단계;
   상기 빠른수축빈도수가 기설정된 기준 이상인 경우에는 음성으로 사용자에게 피드백을 주도록 상기 근력 운동 머신 운동량 분석 및 자동측정 기기를 제어하는 단계;
   상기 느린이완빈도수가 기설정된 기준 이상인 경우에는 음성으로 사용자에게 피드백을 주도록 상기 근력 운동 머신 운동량 분석 및 자동측정 기기를 제어하는 단계; 및
   상기 빠른이완빈도수가 기설정된 기준 이상인 경우에는 음성으로 사용자에게 피드백을 주도록 상기 근력 운동 머신 운동량 분석 및 자동측정 기기를 제어하는 단계;를 수행하는, 근력 운동 머신 운동량 분석 및 자동측정 기기.
   

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