KR102460866B1 - Gait guidance device and method - Google Patents
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Abstract
Description
본원은 보행 유도 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본원은 파킨슨병 환자의 보행을 유도 및 보조하기 위한 외부 자극을 제공하는 장치 및 방법에 관한 것이다. The present application relates to a walking guidance device and method. More particularly, the present disclosure relates to devices and methods for providing external stimuli for inducing and assisting walking in Parkinson's disease patients.
파킨슨병(Parkinson's Disease)은 도파민 신경세포의 소실로 인해 발생하는 신경계의 만성 진행성 퇴행성 질환으로, 서동증(운동 느림), 안정 시 떨림, 근육 강직, 자세 불안정 등의 증상을 발생시키는 병이다. 파킨슨병 환자는 적절한 치료를 받지 않으면, 운동장애가 점점 진행하여 걸음을 걷기가 어렵게 되고 일상생활의 수행에 어려움을 겪게 된다. Parkinson's disease (Parkinson's disease) is a chronic progressive degenerative disease of the nervous system caused by the loss of dopaminergic neurons. If Parkinson's disease patients do not receive appropriate treatment, movement disorders gradually progress, making it difficult to walk and difficulty in performing daily activities.
파킨슨병 환자에게는 보행의 멈춤, 특히 보행 시작 시 첫 발걸음을 딛기 어려운 동결보행(freezing of gait)이 나타난다. 파킨슨병 환자는 걸음을 시작한 뒤, 보행의 속도가 증가하고 균형을 잡기 어려운 상황에 직면하며, 이로 인해 벽에 부딪히거나, 회전 시 원심력에 의한 넘어지는 등의 낙상 및 충돌 사고로 인한 근골격계 장해에 빈번하게 노출되게 된다. In patients with Parkinson's disease, gait stops, especially freezing of gait, which is difficult to take the first step at the start of gait. Parkinson's disease patients face a situation where the speed of walking increases and it is difficult to balance after starting to walk. exposed frequently.
따라서, 파킨슨병 환자의 보행 장애를 극복하고 2차적인 상해를 예방하기 위해, 파킨슨병 환자의 안전한 보행을 보조하기 위한 보조 장치가 요구되고 있다. Therefore, in order to overcome the gait disorder of the Parkinson's disease patient and prevent secondary injuries, an auxiliary device for assisting the Parkinson's disease patient's safe walking is required.
종래의 기술에 따르면, 파킨슨병 환자의 보행 진행 방향의 지면에 다음 걸음을 진행하기 위해 사용자가 밟거나 넘어갈 수 있는 레이저 또는 발자국 표시 등을 투사하는 지팡이 등의 보행 보조기가 존재하나, 이는 사용자에 의해 보행 보조기가 흔들리거나 기울어질 경우, 레이저 또는 발자국 표시 등이 함께 흔들리거나 움직이는 등의 단점이 있다. According to the prior art, there is a walking aid such as a cane that projects a laser or a footprint mark that a user can step on or cross to advance the next step on the ground in the walking direction of the Parkinson's disease patient, but this is When the walking aid is shaken or tilted, there is a disadvantage in that the laser or footstep indicator light shakes or moves together.
더불어, 파킨슨병 환자의 보행 속도 역시 안정적으로 유지시키기 위한 청각 및 촉각(진동) 자극 제공 기능이 역시 요구되며, 환자 개개인의 장애 특성 및 의료진단 평가에 따라 환자를 위한 보행 보조기의 상세 기능을 조절할 수 있는 보행 보조 장치 및 방법이 필요한 실정이다. In addition, the function of providing auditory and tactile (vibration) stimulation to keep the walking speed of Parkinson's disease patients stable is also required. There is a need for a walking assistance device and method.
본원의 배경이 되는 기술은 한국등록특허공보 제10-2026074호에 개시되어 있다.The technology that is the background of the present application is disclosed in Korean Patent Publication No. 10-2026074.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 지팡이의 기울어짐이나 흔들림에도 투사점을 고정(유지)함으로써, 안정적인 보행 유도 시각 자극을 제공할 수 있는 보행 보조 장치 및 방법을 제공하려는 것을 목적으로 한다.An object of the present application is to solve the problems of the prior art described above, and to provide a walking assistance device and method capable of providing a stable walking-guided visual stimulus by fixing (maintaining) the projection point even when the cane is tilted or shaken do it with
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 시각 자극뿐 아니라, 청각 및 촉각 자극을 함께 제공할 수 있는 기능을 포함함으로써, 사용자가 보행을 안정적으로 유지할 수 있도록 도울 수 있는 보행 보조 장치 및 방법을 제공하려는 것을 목적으로 한다.The present application is intended to solve the problems of the prior art described above, and includes a function that can provide not only visual stimulation, but also auditory and tactile stimulation, thereby helping the user to stably walk and The purpose is to provide a method.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 시각 자극, 청각 자극 및 촉각 자극을 연계하여 제공할 수 있고, 사용자에 따라 자극의 조합, 각 자극의 세기 또는 종류 등을 설정할 수 있는 보행 보조 장치 및 방법을 제공하려는 것을 목적으로 한다.The present application is intended to solve the problems of the prior art described above, and it is possible to provide a visual stimulus, an auditory stimulus, and a tactile stimulus in connection with a walking aid that can set a combination of stimuli, the intensity or type of each stimulus, etc. according to the user. It is intended to provide an apparatus and method.
다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.However, the technical problems to be achieved by the embodiments of the present application are not limited to the technical problems as described above, and other technical problems may exist.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 일 실시예에 따른 보행 유도 장치는, IMU 센서를 이용하여 지팡이의 지면 접지 시점을 검출하는 센서부; 상기 접지 시점에 ??추어 사용자의 보행 진행 방향의 지면에 레이저를 투사하는 레이저부; 상기 접지 시점에 기반하여 사용자의 보행 정보를 계산하고, 상기 보행 정보에 따른 다음 보행 시점을 판단하는 판단부; 상기 다음 보행 시점에 따른 청각 신호를 제공하는 청각 신호부; 상기 다음 보행 시점에 따른 촉각 신호를 제공하는 촉각 신호부; 및 상기 레이저부, 상기 청각 신호부 및 상기 촉각 신호부의 동작 여부 및 동작 시간을 제어하는 중앙 제어부를 포함할 수 있다. As a technical means for achieving the above technical problem, the walking guidance device according to an embodiment of the present application includes: a sensor unit for detecting a ground contact point of a stick using an IMU sensor; a laser unit for projecting a laser to the ground in the direction of the user's walking at the time of the grounding; a determination unit for calculating gait information of the user based on the grounding time and determining a next gait time according to the gait information; an auditory signal unit providing an auditory signal according to the next walking time; a tactile signal unit providing a tactile signal according to the next walking time; and a central control unit for controlling whether the laser unit, the auditory signal unit, and the tactile signal unit operate and an operation time.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 레이저부는, 가로선 레이저를 투광하는 투광부; 및 상기 투광부의 각도를 조절하는 각도 조절부를 더 포함하는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present application, the laser unit, a light-transmitting unit for projecting a horizontal line laser; and an angle adjusting unit for adjusting the angle of the light transmitting unit.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 센서부는, 상기 지팡이의 기울어짐을 감지하고, 상기 각도 조절부는, 상기 기울어짐에도 상기 투광부에서 지면으로 투사된 상기 레이저의 투사점이 고정되도록 상기 투광부의 각도를 조절하는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present application, the sensor unit detects the inclination of the wand, and the angle adjustment unit adjusts the angle of the light projection unit so that the projection point of the laser projected from the light projection unit to the ground is fixed even at the inclination. may be doing
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 센서부는, 상기 IMU 센서를 이용하여 상기 지팡이의 지면 분리 시점을 더 검출하고, 상기 레이저부는, 상기 센서부에서 상기 접지 시점이 검출되면 상기 레이저를 투사하고, 상기 센서부에서 상기 분리 시점이 검출되면 상기 레이저를 투사하지 않는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present application, the sensor unit further detects the ground separation time of the stick using the IMU sensor, and the laser unit projects the laser when the grounding point is detected by the sensor unit, and the When the separation point is detected by the sensor unit, the laser may not be projected.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 판단부는, 상기 접지 시점 및 상기 분리 시점 간의 시간 간격에 기초하여 접지 구간 및 비접지 구간을 판단하고, 상기 접지 구간 및 비접지 구간의 시간 길이에 기초하여 상기 보행 정보를 계산하고, 상기 보행 정보에 기반하여 상기 비접지 구간에 들어선 순간 이후 상기 접지 구간에 들어서게 될 순간을 예측하여 상기 다음 보행 시점으로 판단하는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present application, the determination unit determines the grounding section and the non-grounding section based on the time interval between the grounding time and the separation time, and the walking based on the time length of the grounding section and the non-grounding section. The information may be calculated, and a moment to enter the grounding section after the moment of entering the non-grounding section based on the walking information is predicted and the next walking time is determined.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 청각 신호부 및 상기 촉각 신호부는. 상기 다음 보행 시점에 각각 상기 청각 신호 및 상기 촉각 신호를 제공하되, 상기 다음 보행 시점이 되기 전에, 상기 접지 시점이 먼저 검출되면, 각각 상기 청각 신호 및 상기 촉각 신호를 제공하지 않는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present application, the auditory signal unit and the tactile signal unit. The auditory signal and the tactile signal may be provided respectively at the next walking time, but if the grounding time is first detected before the next walking time, the auditory signal and the tactile signal may not be provided, respectively.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 중앙 제어부는, 상기 청각 신호 및 상기 촉각 신호의 크기 또는 종류를 제어하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the central control unit may control the size or type of the auditory signal and the tactile signal.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 일 실시예에 따른 보행 유도 시스템은, 제1항의 보행 유도 장치; 상기 보행 유도 장치와 연동되어 상기 보행 유도 장치의 동작 제어를 위한 신호를 사용자로부터 입력 받아 제공하는 사용자 단말을 포함할 수 있다. As a technical means for achieving the above technical problem, the walking guidance system according to an embodiment of the present application, the walking guidance device of
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 일 실시예에 따른 보행 유도 방법은, IMU 센서를 이용하여 지팡이의 지면 접지 시점을 검출하는 단계; 상기 접지 시점에 맞추어 사용자의 보행 진행 방향의 지면에 레이저를 투사하는 단계; 상기 접지 시점에 기반하여 사용자의 보행 정보를 계산하고, 상기 보행 정보에 따른 다음 보행 시점을 판단하는 단계; 상기 다음 보행 시점에 따른 청각 신호를 제공하는 단계; 상기 다음 보행 시점에 따른 촉각 신호를 제공하는 단계; 및 상기 레이저를 투사하는 단계, 상기 청각 신호를 제공하는 단계 및 상기 촉각 신호를 제공하는 단계의 동작 여부 및 동작 시간을 제어하는 단계를 포함할 수 있다. As a technical means for achieving the above technical problem, the gait guidance method according to an embodiment of the present application comprises the steps of: detecting a ground contact point of a stick using an IMU sensor; projecting a laser onto the ground in the user's walking direction in accordance with the grounding time point; calculating gait information of the user based on the grounding time and determining a next gait time according to the gait information; providing an auditory signal according to the next walking time; providing a tactile signal according to the next walking time; and controlling whether to operate and an operation time of projecting the laser, providing the auditory signal, and providing the tactile signal.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 레이저를 투사하는 단계는, 가로선 레이저를 투광하는 단계; 및 상기 레이저를 투광하는 투광부의 각도를 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present application, projecting the laser may include: projecting a horizontal line laser; and adjusting the angle of the light-transmitting part for projecting the laser.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 지팡이의 지면 접지 시점을 검출하는 단계는, 상기 지팡이의 기울어짐을 감지하는 단계를 더 포함하고, 상기 각도 조절부는, 상기 기울어짐에도 상기 투광부에서 지면으로 투사된 상기 레이저의 투사점이 고정되도록 상기 투광부의 각도를 조절하는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present application, the step of detecting the ground contact point of the stick further includes the step of detecting the inclination of the stick, and the angle adjustment unit is projected from the light projector to the ground even at the inclination. The angle of the light transmitting part may be adjusted so that the projection point of the laser is fixed.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 IMU 센서를 이용하여 지팡이의 지면 분리 시점을 검출하는 단계를 더 포함하고, 상기 레이저를 투사하는 단계는, 상기 접지 시점이 검출되면 상기 레이저를 투사하고, 상기 분리 시점이 검출되면 상기 레이저를 투사하지 않는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present application, further comprising the step of detecting the ground separation time of the stick using the IMU sensor, the step of projecting the laser, when the ground point is detected, projecting the laser, the separation When a viewpoint is detected, the laser may not be projected.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 다음 보행 시점을 판단하는 단계는, 상기 접지 시점 및 상기 분리 시점 간의 시간 간격에 기초하여 접지 구간 및 비접지 구간을 판단하고, 상기 전지 구간 및 비접지 구간의 시간 길이에 기초하여 상기 보행 정보를 계산하고, 상기 보행 정보에 기반하여 상기 비접지 구간에 들어선 순간 이후 상기 접지 구간에 들어서게 될 순간을 상기 다음 보행 시점으로 판단하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present application, the determining of the next walking time includes determining a grounded section and a non-grounded section based on a time interval between the grounding time and the separation time, and the time of the battery section and the non-grounded section The gait information may be calculated based on the length, and a moment to enter the grounding section after the moment of entering the non-grounded section based on the gait information may be determined as the next walking time.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 청각 신호를 제공하는 단계 및 상기 촉각 신호를 제공하는 단계는, 상기 다음 보행 시점에 각각 상기 청각 신호 및 상기 촉각 신호를 제공하되, 상기 다음 보행 시점이 되기 전에, 상기 접지 시점이 먼저 검출되면, 각각 상기 청각 신호 및 상기 촉각 신호를 제공하지 않는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present application, the step of providing the auditory signal and the step of providing the tactile signal include providing the auditory signal and the tactile signal at the next walking time point, respectively, before the next walking time point, When the grounding point is detected first, the auditory signal and the tactile signal may not be provided, respectively.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 동작 여부 및 동작 시간을 제어하는 단계는, 상기 청각 신호 및 상기 촉각 신호의 크기 또는 종류를 제어하는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present application, the controlling of whether the operation is performed and the operation time may include controlling the size or type of the auditory signal and the tactile signal.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.The above-described problem solving means are merely exemplary, and should not be construed as limiting the present application. In addition to the exemplary embodiments described above, additional embodiments may exist in the drawings and detailed description.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 지팡이의 기울어짐이나 흔들림에도 투사점을 고정함으로써, 안정적인 보행 유도 시각 자극을 제공할 수 있다.According to the problem solving means of the present application described above, it is possible to provide a stable walking-inducing visual stimulus by fixing the projection point even when the cane is tilted or shaken.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 시각 자극뿐 아니라, 청각 및 촉각 자극을 함께 제공함으로써, 사용자가 보행을 안정적으로 유지할 수 있도록 도울 수 있다.According to the above-described problem solving means of the present application, by providing not only visual stimulation, but also auditory and tactile stimulation, it is possible to help the user to stably keep walking.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 시각 자극, 청각 자극 및 촉각 자극을 연계하여 제공할 수 있고, 사용자에 따라 자극의 조합, 각 자극의 세기 또는 종류 등을 설정할 수 있다.According to the above-described problem solving means of the present application, a visual stimulus, an auditory stimulus, and a tactile stimulus can be provided in connection, and a combination of stimulus, intensity or type of each stimulus can be set according to a user.
다만, 본원에서 얻을 수 있는 효과는 상기된 바와 같은 효과들로 한정되지 않으며, 또 다른 효과들이 존재할 수 있다.However, the effects obtainable herein are not limited to the above-described effects, and other effects may exist.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 보행 보조 장치를 포함하는 보행 보조 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 보행 보조 장치에 대한 블록도이다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 보행 보조 장치의 투사점 고정 기능을 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 보행 보조 장치의 다음 보행 시점 및 이에 따른 청각 자극, 촉각 자극의 제공을 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 5는 본원의 일 실시예에 따른 보행 보조 방법에 대한 동작 흐름도이다.
도 6은 본원의 일 실시예에 따른 레이저 자극 제공 방법에 대한 동작 흐름도이다.
도 7은 본원의 일 실시예에 따른 청각 자극 및 촉각 자극 제공 방법에 대한 동작 흐름도이다. 1 is a schematic configuration diagram of a walking assistance system including a walking assistance device according to an embodiment of the present disclosure.
2 is a block diagram of a walking assistance apparatus according to an embodiment of the present application.
3 is an exemplary view for explaining a projection point fixing function of the walking assistance device according to an embodiment of the present application.
4 is an exemplary view for explaining the next gait time of the walking assistance device according to an embodiment of the present disclosure and provision of auditory and tactile stimulations accordingly.
5 is an operation flowchart of a walking assistance method according to an embodiment of the present application.
6 is an operation flowchart for a method for providing laser stimulation according to an embodiment of the present application.
7 is an operation flowchart of a method for providing an auditory stimulus and a tactile stimulus according to an embodiment of the present application.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present application will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art to which the present application pertains can easily implement them. However, the present application may be implemented in several different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present application in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결" 또는 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. Throughout this specification, when a part is said to be “connected” to another part, it is not only “directly connected” but also “electrically connected” or “indirectly connected” with another element interposed therebetween. "Including cases where
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when it is said that a member is positioned "on", "on", "on", "under", "under", or "under" another member, this means that a member is located on the other member. It includes not only the case where they are in contact, but also the case where another member exists between two members.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout this specification, when a part "includes" a component, it means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.
본원은 보행 유도 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본원은 파킨슨병 환자의 보행을 유도 및 보조하기 위한 외부 자극을 제공하는 장치 및 방법에 관한 것이다. The present application relates to a walking guidance device and method. More particularly, the present disclosure relates to devices and methods for providing external stimuli for inducing and assisting walking in Parkinson's disease patients.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 보행 보조 장치를 포함하는 보행 보조 시스템의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a walking assistance system including a walking assistance device according to an embodiment of the present disclosure.
도 1을 참조하면, 본원의 일 실시예에 따른 보행 보조 시스템(1)은 보행 보조 장치(100)를 포함하는 지팡이(10), 네트워크(20), 사용자 단말(30), 청각 자극 제공 장치(200) 및 촉각 자극 제공 장치(300)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1 , a
본원의 일 실시예에 따르면, 보행 보조 장치(100)는 사용자 단말(30), 청각 자극 제공 장치(200) 및 촉각 자극 제공 장치와 네트워크(20)를 통해 통신할 수 있다. According to an embodiment of the present disclosure, the
구체적으로, 보행 보조 장치(100)는 네트워크(20)를 통해, 사용자 단말(30)로부터 사전 설정 데이터를 수신할 수 있다. 이때, 사전 설정 데이터는 후술할 레이저부(120)의 동작 여부에 대한 데이터, 레이저의 색상(적색 및 녹색 등), 레이저의 밝기, 레이저의 설정 각도, 적어도 두 개의 레이저 간의 설정 거리, 후술할 청각 신호부(140)의 동작 여부에 대한 데이터, 청각 신호의 종류, 청각 신호의 설정 동작 시간, 청각 신호의 크기, 후술할 촉각 신호부(150)의 동작 여부에 대한 데이터, 촉각 신호의 종류, 촉각 신호의 설정 동작 시간 및 촉각 신호의 크기 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. Specifically, the
예를 들어, 보행 보조 장치(100)는 사용자 단말(30)로부터, 레이저부(120)와 촉각 신호부(150)의 동작 활성화에 대한 데이터, 청각 신호부(140)의 동작 비활성화에 대한 데이터, 적색 레이저 및 1초(sec) 길이의 진동 선택에 대한 입력을 수신하는 것일 수 있으며, 사용자 단말(30)로부터 수신되지 않은 사전 설정 데이터에 대해서는 초기값을 유지하는 것일 수 있다. For example, the walking
또한, 보행 보조 장치(100)는 네트워크(20)를 통해, 사용자 단말(30)로 배터리 잔량 등의 기기 상태 데이터 및 보행 데이터를 전달할 수 있다. 이때, 보행 데이터는 사용자의 보행에 대한 평가를 나타내는 데이터를 의미할 수 있으며, 사용자가 보행 보조 장치(100)를 이용하여 보행한 시간, 거리, 속도, 이에 따른 보행의 흔들림 정도, 긍정적 반응 자극의 유형 등을 포함하는 것일 수 있다. 다시 말해, 보행 보조 장치(100)는 보행에 대한 평가를 나타내는 보행 데이터를 사용자 단말(30)에 제공할 수 있다.Also, the walking
구체적으로, 보행의 흔들림 정도는, 사용자가 보행한 시간, 거리 및 속도에 따른 지팡이(10)의 흔들림을 기반으로 판단한 사용자의 신체 또는 보행이 흔들리는 정도(요동 정도)를 의미할 수 있다. 달리 말해, 사용자가 보행한 시간, 거리 및 속도에 따른 지팡이(10)의 흔들림 정도를 사용자 신체의 요동 정도, 즉, 보행의 흔들림 정도로 해석할 수 있다. 예를 들어, 보행 보조 장치(100)는 사용자가 200m의 거리를 10분만에 보행하였을 때의 흔들림 정도와 사용자가 200m의 거리를 8분만에 보행하였을 때의 흔들림 정도를 제공하여, 사용자가 어떤 속도로, 어느 정도의 거리를 보행하였을 때, 보행의 흔들림이 더하고, 덜한지를 파악할 수 있게 할 수 있다. Specifically, the degree of shaking of walking may refer to the degree of shaking (degree of shaking) of the user's body or gait determined based on shaking of the
또한, 긍정적 반응 자극의 유형은, 사용자에게 제공되었던 레이저 자극, 청각 자극, 촉각 자극 및 각 자극의 사전 설정 데이터에 따른 상세한 유형들 중 사용자의 보행에 긍정적인 영향을 준 유형을 의미하는 것일 수 있다. 예를 들어, 보행 보조 장치(100)는 사용자가 녹색 레이저와 크기 5의 청각 자극, 크기 8의 진동 자극을 제공 받으며, 10분 이상 30분 이하의 시간 동안 보행하였을 때, 사용자의 보행(흔들림의 정도, 속도 유지의 정도)이 가장 크게 개선되었다고 판단하면, 이때의 사전 설정 데이터들을 긍정적 반응 자극의 유형으로써, 사용자 단말(30)에 제공할 수 있다.In addition, the type of positive response stimulus may mean a type that has a positive effect on the user's gait among detailed types according to the laser stimulus, auditory stimulus, tactile stimulus, and preset data of each stimulus provided to the user. . For example, in the
보행 보조 장치(100)는 사용자 단말(30)을 통해 사용자의 보행 데이터를 제공함으로써, 사용자 스스로 본인의 보행 상태를 파악하고, 보행 개선을 위한 최선의 사전 설정 데이터를 파악할 수 있게 도울 수 있다. The
다만, 보행 유도 장치(100)와 사용자 단말(30) 간에 통신되는 것은 상술한 사전 설정 데이터 및 보행 데이터에 한정되는 것은 아니며, 다양한 구체적 예시가 존재할 수 있다.However, communication between the
사용자 단말(30)은 보행 유도 장치(100)와 연동되어 보행 유도 장치의 동작 제어를 위한 신호를 사용자로부터 입력받아 제공하는 디바이스일 수 있으며, 예를 들어, 스마트폰(Smartphone), 스마트패드(Smart Pad), 태블릿 PC, 웨어러블 디바이스 등과 PCS(Personal Communication System), GSM(Global System for Mobile communication), PDC(Personal Digital Cellular), PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistant), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), Wibro(Wireless Broadband Internet) 단말기 같은 모든 종류의 무선 통신 장치 및 데스크탑 컴퓨터, 스마트 TV와 같은 고정용 단말기일 수 있다. The
또한, 보행 보조 장치(100)는 네트워크(20)를 통해, 청각 자극 제공 장치(200)에 청각 자극의 제공을 위한 청각 신호를 전달할 수 있다. 달리 말해, 청각 자극 제공 장치(200)는 보행 보조 장치(100)로부터 청각 신호를 수신하고, 수신한 청각 신호에 따른 청각 자극을 사용자에게 제공하는 것일 수 있다. Also, the walking
청각 자극 제공 장치(200)는 예를 들어, 무선 이어폰, 유선 이어폰, 보청기, 지팡이(10) 또는 보행 유도 장치(100)에 부착되는 스피커, 무선 스피커 등이 포함될 수 있으며, 사용자 단말(30)을 통해 제공되는 것일 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 사용자에게 청각 자극을 제공할 수 있는 다양한 음향 장치가 포함될 수 있다. The auditory
또한, 보행 보조 장치(100)는 네트워크를 통해, 촉각 자극 제공 장치(300)에 촉각 자극의 제공을 위한 촉각 신호를 전달할 수 있다. 달리 말해, 촉각 자극 제공 장치(300)는 보행 보조 장치(100)로부터 촉각 신호를 수신하고, 수신한 촉각 신호에 따른 촉각 자극을 사용자에게 제공하는 것일 수 있다.Also, the
촉각 자극 제공 장치(300)는 예를 들어, 사용자의 손목 및 발목 등에 착용 가능한 웨어러블 장치, 별도의 손목 밴드, 발목 밴드, 넥 밴드 등이 포함될 수 있으며, 지팡이(10)의 손잡이(11) 및 사용자 단말(30)을 통해 제공되는 것일 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 사용자에게 청각 자극을 제공할 수 있는 다양한 장치가 포함될 수 있다.The tactile
상술한 네트워크(20)의 일 예로는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 네트워크, LTE(Long Term Evolution) 네트워크, 5G 네트워크, WIMAX(World Interoperability for Microwave Access) 네트워크, 유무선 인터넷(Internet), LAN(Local Area Network), Wireless LAN(Wireless Local Area Network), WAN(Wide Area Network), PAN(Personal Area Network), 블루투스(Bluetooth) 네트워크, Wifi 네트워크, NFC(Near Field Communication) 네트워크, 위성 방송 네트워크, 아날로그 방송 네트워크, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 네트워크 등이 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.An example of the above-described
도 1을 참조하면, 지팡이(10)는 손잡이(11) 및 스틱(12)을 포함할 수 있으며, 보행 보조 장치(100)는 지팡이(10)의 스틱(12)에 탈부착이 가능한 형태로 구비되거나, 스틱(12)에 고정 부착되어 있는 형태로 구비되는 것일 수 있으며, 손잡이(11) 및 스틱(12)의 내부에 구비되는 것일 수도 있다. Referring to FIG. 1 , the
이하에서는 본원의 일 실시예에 따른 보행 유도 장치(100)에 대한 상세한 설명을 개시하기로 한다. Hereinafter, a detailed description of the walking
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 보행 보조 장치에 대한 블록도이다. 2 is a block diagram of a walking assistance apparatus according to an embodiment of the present application.
도 2를 참조하면, 보행 보조 장치(100)는 센서부(110)를 포함할 수 있다. 센서부(110)는 IMU 센서를 포함하며, IMU 센서를 이용하여 지팡이(10)의 지면 접지 시점을 검출할 수 있다. 구체적으로, 센서부(110)는 IMU 센서의 수직 가속도 신호를 기반으로 지팡이(10)에 지면에 접촉하였는지를 판단할 수 있으며, 지면에 접촉한 시점을 지면 접지 시점으로써 검출할 수 있다. 또한, 센서부(110)는 IMU 센서의 수직 가속도 신호를 이용하여 지팡이(10)가 지면에 접촉한 시점 뿐만이 아니라, 지팡이(10)가 지면에서 떨어진 시점을 검출할 수 있다. 다시 말해, 센서부(110)는 지팡이(10)가 지면에 접촉한 순간의 지면 접지 시점 및 지팡이(10)가 지면에서 떨어진 순간의 지면 분리 시점을 검출할 수 있다. Referring to FIG. 2 , the walking
본원의 일 실시예에 따르면, 센서부(110)는 지팡이(10)의 기울어짐을 감지할 수 있다. 보다 구체적으로, 센서부(110)는 기울기 신호 및 가속도 신호를 기반으로 지팡이(10)의 기울어짐 정도 또는 회전 정도를 실시간으로 측정 및 획득할 수 있다. 이때, IMU 센서의 신호는 FFT(Fast Fourier Transform)를 이용하여 주파수를 분석하는 방법으로 필터링 될 수 있다. 구체적으로 예시하면, IMU 센서의 샘플링 주파수는 200Hz로 설정되는 것일 수 있고, IMU 센서의 신호는 각도 성분이 주로 20Hz 이하인 것을 이용하여, 선형 가속도 대해서 20Hz를 기준으로 저주파 통과 필터링을 통해 필터링 되는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present application, the
도2를 참조하면, 보행 보조 장치(100)는 레이저부(120)를 포함할 수 있다. 레이저부(120)는 센서부(110)에서 검출한 접지 시점을 고려하여 사용자의 보행 진행 방향의 지면에 레이저를 투사할 수 있다. 또한, 레이저부(120)는 후술할 판단부에서 판단한 접지 구간에는 레이저를 투사하고, 비접지 구간에는 레이저를 투사하지 않는 것일 수 있다. 달리 말해, 레이저부(120)는 사용자가 지팡이(10)를 지면에 짚으면 레이저를 투사하고, 지팡이(10)를 지면에서 들어올리면 투사했던 레이저의 전원을 꺼서, 레이저를 투사하지 않는 것일 수 있다. 또한, 레이저부(120)는 가로선 레이저를 투광하는 투광부(121) 및 투광부(121)의 각도를 조절하는 각도 조절부(122)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2 , the walking
투광부(121)는 사용자가 밟거나 넘어감으로써 동결보행(FoG)을 극복하여 보행을 수행할 수 있도록 유도하기 위해 사용자의 정면 지면을 향해 레이저를 투광하는 것으로, 사용자의 보행 방향과 수직이 되는 레이저를 사용자의 정면 지면에 투광하는 투광 모듈을 포함하는 것일 수 있다. 이하에서, 레이저는 본원의 일 실시예에 따라 두 개의 가로선으로 투사되는 것으로 개시되나, 이에 한정되는 것은 아니며, 레이저는 하나 또는 복수 개의 가로선으로 투사되는 것일 수 있다. 두개 이상의 레이저는 사용자의 보장(step length)에 맞는 간격으로 떨어져 가로선형으로 지면에 투사되고, 간격은 사전 설정 데이터로써, 사용자에 의해 미리 설정, 조정될 수 있다. The
또한, 투광부(121)는 상술한 바와 같이, 센서부(110)에서 지면 접지 시점을 검출하면 레이저를 투광하는 것일 수 있다. 달리 말해, 투광부(121)는 사용자가 지팡이(10)를 지면에 짚으면 레이저를 투광하고, 지팡이(10)를 지면에서 들어올리면 투광 모듈의 전원을 꺼서, 레이저를 투광하지 않는 것일 수 있다.Also, as described above, the
각도 조절부(122)는 센서부(110)에서 감지한 기울어짐에도 투광부(121)에서 지면으로 투사된 레이저의 투사점(P)이 고정(유지)되도록 투광부(121)의 각도를 조절하는 것일 수 있다. 구체적으로 각도 조절부(122)는 모터(Motor)를 포함하며, 모터의 구동에 의해 투광부(121)의 각도(앞뒤 각도, 상하 각도, 좌우 각도 등)를 조절하여 레이저의 투사 방향, 투사 각도, 투사 거리 등을 조절할 수 있고, 두개 이상의 투광 모듈을 각각 조절하는 것일 수 있다. 각도 조절부(122)는 센서부(110)에서 지면 접지 시점을 검출하면, 레이저의 투사점(P)을 지면 접지 시점에서의 투사점(P)으로 고정되도록 투광부(121)의 각도를 조절하는 것일 수 있다. 다시 말해, 각도 조절부(122)는 지팡이(10)가 지면에서 떨어져 있을 때, 기 설정된 각도에 따라 투광부(121)의 각도를 조절하고, 지팡이(10)가 지면에 접촉하면, 지면에 투사된 레이저의 투사점(P)이 고정되도록 지팡이(10)의 흔들림에 반하여 투광부(121)의 각도를 조절하는 것일 수 있다. 투사점(P)과 관련한 투사점 고정 기능은 도 3을 참조한 예시를 통해 상세히 후술하기로 한다.The
본원의 일 실시예에 따르면, 각도 조절부(122)는 센서부(110)에서 획득한 기울어짐 정도 및 회전 정도를 기반으로 판단부(130)에서 사용자가 보행 중 방향을 전환하는 것으로 판단하면, 판단부(130)에서 판단한 방향 및 전환 정도에 따라 사용자의 보행 방향에 레이저가 투사되도록 투광부(121)의 각도를 조절하는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. According to an embodiment of the present application, when the
도2를 참조하면, 보행 보조 장치(100)는 판단부(130)를 포함할 수 있다. 판단부(130)는 센서부(110)에서 검출한 지면 접지 시점에 기반하여 사용자의 보행 정보를 계산하고, 보행 속도에 따른 다음 보행 시점을 판단할 수 있다. 구체적으로, 판단부(130)는 센서부(110)에서 검출한 지면 접지 시점 간의 시간 간격 및 지면 분리 시점 간의 시간 간격에 기초하여 지팡이(10)가 지면에 접촉되어 있던 구간인 접지 구간 및 지팡이(10)가 지면으로부터 떨어져 있던 구간인 비접지 구간을 판단하고, 전체 활보(stride) 구간에서, 접지 구간 및 비접지 구간의 시간 길이에 기초하여 보행 정보를 계산하고, 보행 정보에 기반하여 비접지 구간에 들어선 순간 이후 접지 구간에 들어서게 될 순간을 다음 보행 시점으로 판단하는 것일 수 있다. 다시 말해, 판단부(130)는 사용자가 이전 보행을 통해, 다음으로 지팡이(10)를 지면에 짚을 시점을 판단할 수 있다. 이때, 보행 정보는 보행 시의 속도 및 가속도 등을 포함하는 것으로, 활보분속수에 대응하는 의미로 해석되는 것일 수 있고, 다음 보행 시점은 사용자의 보행에 있어서 다음 발이 접지되는 시점으로 해석되는 것일 수 있다. Referring to FIG. 2 , the walking
또한, 판단부(130)는 보행 정보를 기반으로 사용자가 보행 중인지를 판단할 수 있다. 즉, 판단부(130)는 보행 정보를 기반으로 사용자가 보행을 멈추었는지를 판단할 수 있다. 구체적으로, 본원의 일 실시예에 따르면, 판단부(130)는 계산한 보행 정보, 즉 활보분속수가 이전의 활보분속수들의 평균 대비 기 설정된 비율 이상으로 느려지면, 사용자가 보행을 멈춘 것으로 판단할 수 있다. 달리 말해, 판단부(130)는 기 설정된 횟수(n)만큼의 사용자의 직전 걸음인, n활보(n 걸음)에 대해 계산한 보행 정보가 직전에 계산했던 보행 정보들의 평균과 비교하였을 때, 평균 대비 기 설정된 비율 이상 사용자의 보행이 느려진 것으로 나타나면, 사용자가 보행을 멈춘 것으로 판단할 수 있다. Also, the
예를 들어, 사용자의 이전 걸음에 대해 계산하여 저장하고 있던 평균 활보분속수가 50 stride/min이고, 사용자가 보행을 멈춘 것이라고 판단하는 기준값이 평균 활보분속수의 80%인 값이고, 활보분속수를 계산하기 위해 이용하는 보행 수가 3(n=3)이라고 할 때, 판단부(130)가 가장 최근의 3활보(3 걸음)에 대해 계산한 활보분속수가 10 stride/min라면, 활보분속수가 평균 활보분속수대비 80% 이상으로 느려진 것이므로, 판단부(130)는 이때 사용자가 보행을 멈춘 상태라고 판단할 수 있다. For example, the average stride speed calculated and stored for the user's previous steps is 50 stride/min, the reference value for judging that the user has stopped walking is 80% of the average stride speed, and the When the number of steps used for calculation is 3 (n=3), if the stride minute rate calculated by the
또한, 본원의 다른 실시예에 따르면, 판단부(130)는 이번 지면 접지 시점(sm)이 직전 지면 접지 시점(sm-1)과 그 이전의 지면 접지 시점(sm-2) 간의 시간 간격 대비 50% 이상 느려지면 사용자가 보행을 멈추었다고 판단할 수 있다. 예를 들어, 직전 지면 접지 시점(sm-1)과 그 이전의 지면 접지 시점(sm-2) 간의 시간 간격이 0.5초(sec)인데, 이번 지면 접지 시점(sm)과 직전 지면 접지 시점(sm-1) 간의 시간 간격은 0.1초(sec)라면, 판단부(130)는 사용자가 보행을 멈추었다고 판단할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 보행 멈춤(보행 중지)에 대한 판단 기준은 IMU의 가속도 측정 값을 이용하여 보행 거리를 추정하고, 추정한 보행 거리를 이용하여 계산한 속력을 이용하는 방법 등 다양한 실시예에 따라 설정되는 것일 수 있다.In addition, according to another embodiment of the present application, the
또한, 판단부(130)는 센서부(110)에서 측정한 기울어짐 정도 및 회전 정도를 기반으로 지팡이(10)의 흔들림과 보행 중 방향 전환을 분별할 수 있다. 구체적으로, 판단부(130)는 보행 중 방향 전환에 의한 센서값에 대해 기 설정된 기준값을 기반으로, 센서부(110)에서 측정하는 센서값의 변화 정도와 변화가 일어난 시간 길이를 기준값과 비교하여, 지팡이(10)의 움직임이 보행 중의 흔들림에 의한 것인지, 사용자에 의한 방향의 전환에 의한 것인지 판단할 수 있다. In addition, the
도 2를 참조하면, 보행 보조 장치(100)는 청각 신호부(140)를 포함할 수 있다. 청각 신호부(140)는 다음 보행 시점에 따른 청각 신호를 제공할 수 있다. 달리 말해, 청각 신호부(140)는 사용자의 평균 보행 속도에 맞춰 청각 신호를 제공함으로써, 사용자에게 다음 걸음을 디딜 때를 알릴 수 있다. 이때, 청각 신호는 간단한 알림음일 수 있고, 음성 안내말일 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 청각 신호의 종류, 청각 신호의 설정 동작 시간, 청각 신호의 속도, 청각 신호의 크기 등은 상술한 바와 같이, 사전 설정 데이터로써, 사용자 단말(30)을 통해 미리 설정되는 것일 수 있다. 청각 신호의 종류는 알림 또는 안내말, 음정 등을 포함할 수 있으며, 청각 신호의 설정 동작 시간은 청각 신호를 제공하는 시간 길이를 의미하는 것으로, 0.5초(sec), 1초(sec)와 같은 형태로 설정되는 것일 수 있고, 청각 신호의 속도는 bpm(beats per minute) 형태로 설정되는 것일 수 있다. 또한, 청각 신호는 상술한 청각 자극 제공 장치(200)를 통해 제공되는 것일 수 있다. Referring to FIG. 2 , the walking
도 2를 참조하면, 보행 보조 장치(100)는 촉각 신호부(150)를 포함할 수 있다. 촉각 신호부(150)는 다음 보행 시점에 따른 촉각 신호를 제공할 수 있다. 달리 말해, 촉각 신호부(150)는 사용자의 평균 보행 속도에 맞춰 촉각 신호를 제공함으로써, 사용자에게 다음 걸음을 디딜 때를 알릴 수 있다. 이때, 촉각 신호는 진동 신호일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 촉각 신호의 종류, 촉각 신호의 설정 동작 시간, 촉각 신호의 속도, 촉각 신호의 크기 등은 상술한 바와 같이, 사전 설정 데이터로써, 사용자 단말(30)을 통해 미리 설정되는 것일 수 있다. 촉각 신호의 종류는 진동의 패턴 등을 포함할 수 있으며, 촉각 신호의 설정 동작 시간은 청각 신호를 제공하는 시간 길이를 의미하는 것으로, 0.5초(sec), 1초(sec)와 같은 형태로 설정되는 것일 수 있고 촉각 신호의 속도는 bpm(beats per minute) 형태로 설정되는 것일 수 있다. 또한, 촉각 신호는 상술한 촉각 자극 제공 장치(300)를 통해 제공되는 것일 수 있다.Referring to FIG. 2 , the walking
본원의 일 실시예에 따르면, 보행 보조 장치(100)는 시각 자극뿐 아니라, 청각 및 촉각 자극을 함께 제공함으로써, 사용자가 보행 속도를 일정하게 유지하고, 보행을 지속할 수 있도록 도울 수 있다. 구체적인 다음 보행 시점의 획득 과정 및 이에 따른 청각 자극 , 촉각 자극의 과정은 도 4를 참조한 예시를 통해 상세히 후술하기로 한다. According to an embodiment of the present disclosure, the
도 2를 참조하면, 보행 보조 장치(100)는 중앙 제어부(160)를 포함할 수 있다. 중앙 제어부(160)는 레이저부(120), 청각 신호부(140) 및 촉각 신호부(150)의 동작 여부 및 동작 시간을 제어할 수 있다. 구체적으로, 중앙 제어부(160)는 사용자 단말(30)으로부터 수신한 사전 설정 데이터에 따라 투광부(121), 각도 조절부(122), 청각 신호부(140) 및 촉각 신호부(150)의 동작 여부, 동작 시간, 동작 설정 등을 제어할 수 있다. 예를 들어, 중앙 제어부(160)는 사용자 단말(30)으로부터 수신한 사전 설정 데이터에 따라, 레이저부(120), 청각 신호부(140) 및 촉각 신호부(150)의 동작을 활성화로 전환하거나, 비활성화로 전환할 수 있고, 동작 시간을 제한하거나, 레이저의 밝기, 간격, 청각 신호 및 촉각 신호의 크기 또는 종류 등을 제어하는 것일 수 있다. Referring to FIG. 2 , the walking
다시 말해, 보행 보조 장치(100)는 시각 자극, 청각 자극 및 촉각 자극을 연계하여 제공할 수 있고, 사용자에 따라 자극의 조합, 각 자극의 세기 또는 종류 등을 설정할 수 있다. 또한, 보행 보조 장치(100)는 사용자 단말(30)과의 통신을 통해, 사전 설정 데이터를 수정할 수 있으며, 이에 따라 레이저 자극, 청각 자극 및 촉각 자극을 실시간으로 제어할 수 있다. In other words, the walking
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 보행 보조 장치의 투사점 고정 기능을 설명하기 위한 예시적인 도면이다.3 is an exemplary view for explaining a projection point fixing function of the walking assistance device according to an embodiment of the present application.
도 3을 참조하면, 보행 보조 장치(100)는 각도 조절부(122)를 이용하여 투광부(121)의 각도를 조절하여, 투사점(P)을 고정할 수 있다. 이때, 도 3에 도시된 투광부(121) 및 각도 조절부(122)는 설명의 편의를 위해 예시한 형태로, 투광부(121) 및 각도 조절부(122)는 보행 보조 장치(100)의 내부, 외부의 상단 또는 외부의 하단 등에 설치 구비될 수 있는 것으로, 투광부(121) 및 각도 조절부(122)의 위치 및 설치 형태는 도 3에 도시된 바에 한정되는 것은 아니다. Referring to FIG. 3 , the walking
도 3을 참조하면, 지팡이(10)의 스틱(12)의 기울기가 변화함에 따라 투광부(121)의 각도가 조절되어 레이저의 투사점(P)은 고정되는 것을 확인할 수 있다. 구체적으로, 본원의 일 실시예에 따르면, 도 3에 도시된 바와 같이, 스틱(12)의 기울기 및 투광부(121)로부터 투사점(P)까지의 수직선이 이루는 각도(θ1, θ2, θ3), 즉 스틱(12)과 투사축 사이의 각도(θ1, θ2, θ3)가 스틱(12)의 기울기에 따라 각도가 상이하게 나타나도록 투광부(121)의 각도가 조절됨을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 3 , as the inclination of the
이에 따라, 보행 보조 장치(100)는, 지팡이(10)의 기울어짐이나 흔들림에도 투사점(P)을 고정함으로써, 안정적인 보행 유도 시각 자극을 제공할 수 있다.Accordingly, the
또한, 각도 조절부(122)는 도 3에 도시된 방향 외, 투광부(121)의 각도를 투사축에 대한 회전 방향으로 조절할 수 있다. 다시 말해, 각도 조절부(122)는 2차원적으로 표현된 도 3의 예시 뿐만이 아니라, 3차원적으로 투광부(121)의 각도를 조절할 수 있다. 또한, 각도 조절부(122)는 도 3에 도시된 바와 같이 스틱(12)의 지면에 접촉된 부분이 고정된 상태로 흔들릴 때 뿐만이 아니라, 지면에서 스틱(12)이 미끄러지거나 끌려 움직이게 된 경우에도 투사점(P)을 고정하도록 투광부(121)의 각도를 조절할 수 있도록 구현되는 것일 수 있으며, 스틱(12)이 지면으로부터 완전히 떨어지면, 비접촉 구간에 들어선 것에 대한 판단부(130)의 판단에 따라 투광부(121)를 다시 사전 설정된 각도로 조절할 수 있다. In addition, the
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 보행 보조 장치의 다음 보행 시점 및 이에 따른 청각 자극, 촉각 자극의 제공을 설명하기 위한 예시적인 도면이다.4 is an exemplary view for explaining the next gait time of the walking assistance device according to an embodiment of the present disclosure and provision of auditory and tactile stimulations accordingly.
상술한 바와 같이, 판단부(130)는 사용자가 이전 보행을 통해, 다음으로 지팡이(10)를 지면에 짚을 시점을 판단할 수 있다.As described above, the
도 4는 판단부(130)가 사용자의 직전 3활보(n=3)를 기반으로 계산한 보행 정보(활보분속수 등)에 따라 다음 보행 시점을 판단한 경우, 다음 보행 시점에 따라 청각 자극(A1, A2) 및 촉각 자극(T1, T2)이 제공되는 것을 나타낸 도면이다. 4 shows when the
구체적으로 도 4를 참조하여 예시하면, 사용자가 현재 지팡이(10)를 짚은 이번 지면 접지 시점(sm)이 d일 때, 직전 지면 접지 시점(sm-1)은 c이고, 판단부(130)가 판단한 다음 보행 시점(sm+1)은 e일 수 있다. 이때, 판단부(130)는 이번 지면 접지 시점(sm)인 d 이전의 직전 3활보(a, b, c)에 대해서, a의 접지 시점(sm-3)과 b의 접지 시점(sm-2) 간의 시간 간격(gab), b의 접지 시점(sm-2)과 c의 접지 시점(sm-1) 간의 시간 간격(gbc) 및 c의 접지 시점(sm-1)과 d의 접지 시점(sn)의 시간 간격(gcd)의 평균((gab+ gbc+ gcd)/3)으로 사용자의 현재 활보분속수를 계산하고, 계산한 활보분속수를 이용하여, 다음 보행 시점(sm+1)을 예상 및 판단하고, 청각 신호부(140) 및 촉각 신호부(150)는 다음 보행 시점(sm+1)인 e에 맞춰 청각 자극(A1) 및 촉각 자극(T1)을 제공할 수 있다. Specifically, as illustrated with reference to FIG. 4 , when the current ground contact point (s m ) at which the user currently grips the
위와 같이, 사용자가 현재 지팡이(10)를 짚은 이번 지면 접지 시점(sm)이 e라면, 직전 지면 접지 시점(sm-1)은 d이고, 판단부(130)가 판단한 다음 보행 시점(sm+1)은 f가 되며, 이때, 판단부(130)는 이번 지면 접지 시점(sm)인 e 이전의 직전 3활보(b, c, d)에 대해서, b의 접지 시점(sm-3)과 c의 접지 시점(sm-2) 간의 시간 간격(gbc), c의 접지 시점(sm-2)과 d의 접지 시점(sm-1) 간의 시간 간격(gcd) 및 d의 접지 시점(sm-1)과 e의 접지 시점(sn)의 시간 간격(gde)의 평균((gbc+ gcd+ gde)/3)으로 사용자의 현재 활보분속수를 계산하고, 계산한 활보분속수를 이용하여, 다음 보행 시점(sm+1)을 예상 및 판단하고, 청각 신호부(140) 및 촉각 신호부(150)는 다음 보행 시점(sm+1)인 f에 맞춰 청각 자극(A2) 및 촉각 자극(T2)을 제공할 수 있다. As above, if the current ground contact point (s m ) at which the user is currently holding the
이에 따라, 판단부(130)는 사용자의 최근 n활보(n 걸음) 동안의 활보분속수를 고려함으로써, 사용자의 활보분속수에 적응하는 방식으로 다음 보행 시점을 판단하는 것일 수 있다. 구체적으로, 판단부(130)는 사용자의 평균 활보분속수가 빠를 때는 다음 보행 시점 역시 비교적 빠른 시점으로 판단하고, 평균 활보분속수가 느릴 때는 다음 보행 시점 역시 비교적 느린 시점으로 판단할 수 있다. Accordingly, the
다만, 청각 자극(A1, A2) 및 촉각 자극(T1, T2)이 제공되는 다음 보행 시점을 제공하는 과정이, 도 4에 도시한 바에 한정되는 것은 아니며, 활보분속수를 구하기 위해 고려하는 활보 수(n)는 다르게 설정될 수 있으며, 각 접지 시점의 시간 간격을 평균하는 방법 외 활보분속수를 구하기에 적합한 다양한 방법이 적용될 수 있다. However, the process of providing the next gait time point to which the auditory stimulus (A1, A2) and the tactile stimulus (T1, T2) are provided is not limited to that shown in FIG. (n) can be set differently, and various methods suitable for obtaining the stride speed other than the method of averaging the time interval at each grounding point can be applied.
또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 청각 신호부(140) 및 촉각 신호부(150)는 다음 보행 시점에서 각각 청각 신호 및 촉각 신호를 제공하되, 다음 보행 시점이 되기 전에, 접지 시점이 먼저 검출되면, 각각 청각 신호 및 촉각 신호를 제공하지 않는 것일 수 있다. 구체적으로, 이번 지면 접지 시점(sm)이 e일 때, 다음 보행 시점(sm+1)인 f에 대한 청각 자극(A2) 및 촉각 자극(T2)이 제공되기 전에 사용자가 먼저 지팡이(10)를 지면에 짚으면, 그 이후의 자극은 오히려 사용자의 보행 속도 개선에 혼란을 줄 가능성이 있으므로, 청각 신호부(140) 및 촉각 신호부(150)는 자극의 제공을 생략하고, 판단부(130)는 다시 보행 속도의 계산과 다음 보행 시점의 판단을 수행할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다. In addition, according to an exemplary embodiment of the present disclosure, the
상술한 바와 같이, 보행 보조 장치(100)는 청각 신호부(140) 및 촉각 신호부(150)를 통해 사용자의 평균 활보분속수를 고려한 다음 보행 시점을 안내함으로써, 사용자가 보행을 안정적으로 지속할 수 있게 도울 수 있다.As described above, the
이하에서는 상기에 자세히 설명된 내용을 기반으로, 본원의 동작 흐름을 간단히 살펴보기로 한다.Hereinafter, based on the details described above, the operation flow of the present application will be briefly reviewed.
도 5는 본원의 일 실시예에 따른 보행 유도 방법에 대한 동작 흐름도이다.5 is an operation flowchart for a method for inducing a walk according to an embodiment of the present application.
도 5에 도시된 보행 유도 방법은 앞서 설명된 보행 유도 장치(100)에 의하여 수행될 수 있다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 보행 유도 장치(100)에 대하여 설명된 내용은 보행 유도 방법에 대한 설명에도 동일하게 적용될 수 있다.The gait guidance method shown in FIG. 5 may be performed by the
도 5를 참조하면, 단계 S11에서 센서부(110)는, IMU 센서를 이용하여 지팡이(10)의 지면 접지 시점을 검출할 수 있다. 또한, 단계 S11에서 센서부(110)는, IMU 센서를 이용하여 상기 지팡이의 지면 분리 시점을 더 검출할 수 있다. 또한, 단계 S11에서 센서부(110)는, 지팡이(10)의 기울어짐을 감지할 수 있다. Referring to FIG. 5 , in step S11 , the
다음으로, 단계 S12에서 중앙 제어부(160)는, 레이저를 투사하는 단계(S13), 청각 신호를 제공하는 단계(S15) 및 촉각 신호를 제공하는 단계(S16)의 동작 여부 및 동작 시간을 제어할 수 있다. 구체적으로, 단계 S12에서 중앙 제어부(160)는, 청각 신호 및 촉각 신호의 크기 또는 종류를 제어하는 것일 수 있다. Next, in step S12, the
다음으로, 단계 S13에서 레이저부(120)는, 접지 시점을 고려하여 사용자의 보행 진행 방향의 지면에 레이저를 투사할 수 있다. 또한, 단계 S13에서 투광부(121)는 가로선 레이저를 투광할 수 있고, 각도 조절부(122)는 레이저를 투광하는 투광부(121)의 각도를 조절할 수 있다. 구체적으로, 각도 조절부(122)는, 기울어짐에도 투광부(121)에서 지면으로 투사된 레이저의 투사점(P)이 고정되도록 투광부의 각도를 조절할수 있다. 또한, 단계 S13에서 레이저부(120)는, 센서부에서 접지 시점이 검출되면 레이저를 투사하고, 센서부에서 분리 시점이 검출되면 레이저를 투사하지 않는 것일 수 있다. Next, in step S13 , the
다음으로, 단계 S14에서 판단부(130)는, 접지 시점에 기반하여 사용자의 보행 정보를 계산하고, 보행 정보에 따른 다음 보행 시점을 판단할 수 있다. 구체적으로, 단계 S14에서 판단부(130)는, 접지 시점 및 비접지 구간의 시간 간격에 기초하여 접지 구간 및 비접지 구간을 판단할 수 있다. 또한, 접지 구간 및 비접지 구간의 시간 길이에 기초하여 보행 정보를 계산하고, 보행 정보에 기반하여 비접지 구간에 들어선 순간 이후의 접지 시간을 계산 및 예측하여 다음 보행 시점으로 판단할 수 있다. Next, in step S14, the
다음으로, 단계 S15에서 청각 신호부(140)는, 다음 보행 시점에 따른 청각 신호를 제공할 수 있다. 구체적으로, 단계 S15에서 청각 신호부(140)는, 다음 보행 시점에 청각 신호를 제공하되, 다음 보행 시점이 되기 전에, 접지 시점이 먼저 검출되면, 청각 신호를 제공하지 않는 것일 수 있다. Next, in step S15 , the
다음으로, 단계 S16에서 촉각 신호부(150)는, 다음 보행 시점에 따른 촉각 신호를 제공할 수 있다. 구체적으로, 단계 S16에서 촉각 신호부(150)는, 다음 보행 시점에 촉각 신호를 제공하되, 다음 보행 시점이 되기 전에, 접지 시점이 먼저 검출되면, 촉각 신호를 제공하지 않는 것일 수 있다. Next, in step S16 , the
상술한 설명에서, 단계 S11 내지 S16은 본원의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다.In the above description, steps S11 to S16 may be further divided into additional steps or combined into fewer steps, according to an embodiment of the present application. In addition, some steps may be omitted if necessary, and the order between the steps may be changed.
도 6은 본원의 일 실시예에 따른 레이저 자극 제공 방법에 대한 동작 흐름도이다. 6 is an operation flowchart for a method for providing laser stimulation according to an embodiment of the present application.
도 6을 참조하면, 단계 S21에서 판단부(130)는 센서부(110)에서 검출한 지면 접지 시점 및 지면 분리 시점을 기반으로 지팡이(10)가 지면에 접지되어 있는지, 아닌지를 판단할 수 있다. Referring to FIG. 6 , in step S21 , the
지팡이(10)가 지면에 접지되어 있다면, 단계 S21 다음으로, 단계 S22에서 투광부(121)는 레이저를 점등하고(또는 점등 상태를 유지하고), 단계 S23에서 각도 조절부(122)는 레이저의 투사점을 고정할 수 있다. If the
지팡이(10)가 지면에 접지되어 있지 않다면, 단계 S21 다음으로, 단계 S24에서 투광부(121)는 레이저를 소등하고(또는 소등 상태를 유지하고), 단계 S25에서 각도 조절부(122)는 투광부(121)의 각도를 사전 설정 각도로 복귀할 수 있다. If the
다음으로, 단계 S26에서 판단부(130)는 보행 정보(활보분속수 등)를 이용하여 사용자가 보행을 멈추고 있는지, 보행 중인지에 대한 여부를 판단할 수 있다. 이때, 보행 중인 것으로 판단되면, 보행 보조 장치(100)는 다시 단계 S21로 돌아가 상술한 단계를 반복하는 것일 수 있다. Next, in step S26, the
상술한 설명에서, 단계 S21 내지 S26은 본원의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다.In the above description, steps S21 to S26 may be further divided into additional steps or combined into fewer steps, according to an embodiment of the present application. In addition, some steps may be omitted if necessary, and the order between the steps may be changed.
도 7은 본원의 일 실시예에 따른 청각 자극 및 촉각 자극 제공 방법에 대한 동작 흐름도이다. 7 is an operation flowchart of a method for providing an auditory stimulus and a tactile stimulus according to an embodiment of the present application.
도 7을 참조하면, 단계 S31에서 판단부(130)는 사용자의 평균 활보분속수를 지속적으로 계산하고, 획득할 수 있다. Referring to FIG. 7 , in step S31 , the
다음으로, S32에서 판단부(130)는, 계산한 활보분속수를 기반으로 다음 보행 시점을 판단할 수 있다. Next, in S32 , the
다음 보행 시점에 도달한 경우, 단계 S33에서 청각 신호부(140)는 청각 자극을 제공하고, 단계 S34에서 촉각 신호부(150)는 촉각 자극을 제공할 수 있다. When the next walking time is reached, the
다음 보행 시점이 되지 않은 경우, 단계 S35에서 판단부(130)는 지팡이(10)가 접지 되어 있는지, 즉 다음 보행 시점이 되지 전에 지팡이(10)가 지면에 접지 되었는지를 판단하고, 지팡이가 접지되어 있다면, 보행 중의 활보분속수를 다시 계산하고, 접지되지 않았다면, 단계 S32로 돌아가 다음 보행 시점에 도달하였는지를 다시 확인 또는 판단할 수 있다. If it is not the next walking time, in step S35, the
다음으로, 단계 S36에서 판단부(130)는 활보분속수(보행 정보)를 이용하여 사용자가 보행을 멈추고 있는지, 보행 중인지에 대한 여부를 판단할 수 있다. 이때, 보행 중인 것으로 판단되면, 보행 보조 장치(100)는 다시 단계 S31로 돌아가 상술한 단계를 반복하는 것일 수 있다. Next, in step S36, the
상술한 설명에서, 단계 S31 내지 S36은 본원의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다.In the above description, steps S31 to S36 may be further divided into additional steps or combined into fewer steps, according to an embodiment of the present application. In addition, some steps may be omitted if necessary, and the order between the steps may be changed.
본원의 일 실시 예에 따른 보행 유도 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. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The walking guidance method according to an embodiment of the present application may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the present invention, or may be known and available to those skilled in the art of computer software. Examples of the computer-readable recording medium include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic such as floppy disks. - includes magneto-optical media, and hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine language codes such as those generated by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.
또한, 전술한 보행 유도 방법은 기록 매체에 저장되는 컴퓨터에 의해 실행되는 컴퓨터 프로그램 또는 애플리케이션의 형태로도 구현될 수 있다.In addition, the above-described walking guidance method may be implemented in the form of a computer program or application executed by a computer stored in a recording medium.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The foregoing description of the present application is for illustration, and those of ordinary skill in the art to which the present application pertains will understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present application. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and likewise components described as distributed may also be implemented in a combined form.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present application is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present application.
1: 보행 유도 시스템
10: 지팡이
11: 손잡이
12: 스틱
20: 네트워크
30: 사용자 단말
100: 보행 유도 장치
110: 센서부
120: 레이저부
121: 투광부
122: 각도 조절부
130: 판단부
140: 청각 신호부
150: 촉각 신호부
160: 중앙 제어부
200: 청각 자극 제공 장치
300: 촉각 자극 제공 장치
P: 투사점1: walking guidance system
10: cane
11: handle
12: stick
20: network
30: user terminal
100: walking guidance device
110: sensor unit
120: laser unit
121: light-transmitting part
122: angle adjustment unit
130: judgment unit
140: auditory signal unit
150: tactile signal unit
160: central control unit
200: auditory stimulus providing device
300: tactile stimulus providing device
P: throw point
Claims (15)
IMU 센서를 이용하여 지팡이의 지면 접지 시점 및 상기 지팡이의 지면 분리 시점을 검출하는 센서부;
상기 접지 시점을 고려하여 사용자의 보행 진행 방향의 지면에 레이저를 투사하는 레이저부;
상기 접지 시점에 기반하여 사용자의 보행 정보를 계산하고, 상기 보행 정보에 따른 다음 보행 시점을 판단하는 판단부;
상기 다음 보행 시점에 따른 청각 신호를 제공하는 청각 신호부;
상기 다음 보행 시점에 따른 촉각 신호를 제공하는 촉각 신호부; 및
상기 레이저부, 상기 청각 신호부 및 상기 촉각 신호부의 동작 여부 및 동작 시간을 제어하는 중앙 제어부,
를 포함하되,
상기 판단부는, 상기 접지 시점 및 상기 분리 시점 간의 시간 간격에 기초하여, 사용자의 이전 보행에 따른 평균 분속수를 포함하는 상기 보행 정보를 계산하고, 상기 보행 정보에 기초하여, 상기 분리 시점 이후에 상기 지팡이의 다음 접지 시점을 예측하여 상기 다음 보행 시점으로 판단하는 것이고,
상기 청각 신호부 및 상기 촉각 신호부는, 상기 다음 보행 시점에 따라 사용자가 다음 걸음을 디딜 시점을 안내하는 것이되,
상기 청각 신호부는, 상기 다음 보행 시점이 되기 전에 다른 접지 시점이 검출되면 상기 청각 신호의 제공을 생략하고, 상기 촉각 신호부는, 상기 다음 보행 시점이 되기 전에 상기 다른 접지 시점이 검출되면 상기 촉각 신호의 제공을 생략하는 것인,
보행 유도 장치.A walking induction device that provides an external stimulus for inducing and assisting a user to walk, comprising:
A sensor unit for detecting the grounding point of the stick and the ground separation point of the stick using the IMU sensor;
a laser unit for projecting a laser on the ground in the user's walking direction in consideration of the grounding point;
a determination unit for calculating gait information of the user based on the grounding time and determining a next gait time according to the gait information;
an auditory signal unit providing an auditory signal according to the next walking time;
a tactile signal unit providing a tactile signal according to the next walking time; and
a central control unit for controlling whether the laser unit, the auditory signal unit, and the tactile signal unit operate and an operation time;
including,
The determination unit, based on the time interval between the grounding time and the separation time, calculates the gait information including the average speed per minute according to the user's previous gait, and based on the gait information, after the separation Predicting the next grounding time of the cane and determining the next walking time,
The auditory signal unit and the tactile signal unit guide the user's next step according to the next walking time point,
The auditory signal unit omits the provision of the auditory signal when another grounding time is detected before the next walking time, and the tactile signal unit, if the other grounding time is detected before the next walking time, of the tactile signal omission of provision,
walking guidance device.
상기 레이저부는,
가로선 레이저를 투광하는 투광부; 및
상기 투광부의 각도를 조절하는 각도 조절부,
를 더 포함하는 것인,
보행 유도 장치.According to claim 1,
The laser unit,
a light-transmitting unit for projecting a horizontal line laser; and
an angle adjusting unit for adjusting the angle of the light transmitting unit;
which further comprises
walking guidance device.
상기 센서부는,
상기 지팡이의 기울어짐을 감지하고,
상기 각도 조절부는,
상기 기울어짐에도 상기 투광부에서 지면으로 투사된 상기 레이저의 투사점이 고정되도록 상기 투광부의 각도를 조절하는 것인,
보행 유도 장치.3. The method of claim 2,
The sensor unit,
Detecting the inclination of the cane,
The angle adjustment unit,
The angle of the light transmitting unit is adjusted so that the projection point of the laser projected from the light transmitting unit to the ground is fixed even at the inclination,
walking guidance device.
상기 레이저부는,
상기 센서부에서 상기 접지 시점이 검출되면 상기 레이저를 투사하고,
상기 센서부에서 상기 분리 시점이 검출되면 상기 레이저를 투사하지 않는 것인,
보행 유도 장치.According to claim 1,
The laser unit,
When the grounding point is detected by the sensor unit, the laser is projected,
When the separation time is detected by the sensor unit, the laser is not projected,
walking guidance device.
상기 중앙 제어부는,
상기 청각 신호 및 상기 촉각 신호의 크기 또는 종류를 제어하는 것인,
보행 유도 장치.According to claim 1,
The central control unit,
Controlling the size or type of the auditory signal and the tactile signal,
walking guidance device.
제1항의 보행 유도 장치;
상기 보행 유도 장치와 연동되어 상기 보행 유도 장치의 동작 제어를 위한 신호를 사용자로부터 입력 받아 제공하는 사용자 단말,
을 포함하는 보행 유도 시스템.A walking guidance system comprising:
The walking guidance device of claim 1;
A user terminal interlocking with the walking guidance device to receive and provide a signal for controlling an operation of the walking guidance device from a user;
A gait guidance system comprising a.
IMU 센서를 이용하여 지팡이의 지면 접지 시점 및 상기 지팡이의 지면 분리 시점을 검출하는 단계;
상기 접지 시점을 고려하여 사용자의 보행 진행 방향의 지면에 레이저를 투사하는 단계;
상기 접지 시점에 기반하여 사용자의 보행 정보를 계산하고, 상기 보행 정보에 따른 다음 보행 시점을 판단하는 단계;
상기 다음 보행 시점에 따른 청각 신호를 제공하는 단계;
상기 다음 보행 시점에 따른 촉각 신호를 제공하는 단계; 및
상기 레이저를 투사하는 단계, 상기 청각 신호를 제공하는 단계 및 상기 촉각 신호를 제공하는 단계의 동작 여부 및 동작 시간을 제어하는 단계,
를 포함하되,
상기 다음 보행 시점을 판단하는 단계는, 상기 접지 시점 및 상기 분리 시점 간의 시간 간격에 기초하여, 사용자의 이전 보행에 따른 평균 분속수를 포함하는 상기 보행 정보를 계산하고, 상기 보행 정보에 기초하여, 상기 분리 시점 이후에 상기 지팡이의 다음 접지 시점을 예측하여 상기 다음 보행 시점으로 판단하는 것이고,
상기 청각 신호를 제공하는 단계 및 상기 촉각 신호를 제공하는 단계는, 상기 다음 보행 시점에 따라 사용자가 다음 걸음을 디딜 시점을 안내하는 것이되,
상기 청각 신호를 제공하는 단계는, 상기 다음 보행 시점이 되기 전에 다른 접지 시점이 검출되면 상기 청각 신호의 제공을 생략하고, 상기 촉각 신호를 제공하는 단계는, 상기 다음 보행 시점이 되기 전에 상기 다른 접지 시점이 검출되면 상기 촉각 신호의 제공을 생략하는 것인,
보행 유도 방법.In the gait induction method for providing an external stimulus for inducing and assisting a user's gait,
Detecting the grounding point of the wand and the grounding separation point of the wand using the IMU sensor;
Projecting a laser on the ground in the user's walking direction in consideration of the grounding point;
calculating gait information of the user based on the grounding time and determining a next gait time according to the gait information;
providing an auditory signal according to the next walking time;
providing a tactile signal according to the next walking time; and
Projecting the laser, providing the auditory signal and controlling the operation time and operation time of the step of providing the tactile signal;
including,
The step of determining the next walking time includes calculating the walking information including the average speed per minute according to the user's previous walking based on the time interval between the grounding time and the separation time, and based on the walking information, It is to determine the next walking time by predicting the next grounding time of the cane after the separation time,
The step of providing the auditory signal and the step of providing the tactile signal may include guiding a time when the user takes a next step according to the time of the next walking,
The providing of the auditory signal may include omitting the provision of the auditory signal if another grounding point is detected before the next walking time, and the providing of the tactile signal may include: When a time point is detected, the provision of the tactile signal is omitted,
How to induce walking.
상기 레이저를 투사하는 단계는,
가로선 레이저를 투광하는 단계; 및
상기 레이저를 투광하는 투광부의 각도를 조절하는 단계,
를 더 포함하는 것인,
보행 유도 방법.10. The method of claim 9,
The step of projecting the laser,
Projecting a horizontal line laser; and
adjusting the angle of the light-transmitting part for projecting the laser;
which further comprises
How to induce walking.
상기 지팡이의 지면 접지 시점을 검출하는 단계는,
상기 지팡이의 기울어짐을 감지하고,
상기 투광부의 각도를 조절하는 단계는,
상기 기울어짐에도 상기 투광부에서 지면으로 투사된 상기 레이저의 투사점이 고정되도록 상기 투광부의 각도를 조절하는 것인,
보행 유도 방법.11. The method of claim 10,
The step of detecting the ground grounding point of the stick,
Detecting the inclination of the cane,
The step of adjusting the angle of the light-transmitting part,
The angle of the light transmitting unit is adjusted so that the projection point of the laser projected from the light transmitting unit to the ground is fixed even at the inclination,
How to induce walking.
상기 레이저를 투사하는 단계는,
상기 접지 시점이 검출되면 상기 레이저를 투사하고,
상기 분리 시점이 검출되면 상기 레이저를 투사하지 않는 것인,
보행 유도 방법.10. The method of claim 9,
The step of projecting the laser,
When the grounding point is detected, the laser is projected,
When the separation point is detected, the laser is not projected,
How to induce walking.
상기 동작 여부 및 동작 시간을 제어하는 단계는,
상기 청각 신호 및 상기 촉각 신호의 크기 또는 종류를 제어하는 것인,
보행 유도 방법.
10. The method of claim 9,
The step of controlling whether the operation and the operation time is,
Controlling the size or type of the auditory signal and the tactile signal,
How to induce walking.
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
KR1020220047957A KR102460866B1 (en) | 2022-04-19 | 2022-04-19 | Gait guidance device and method |
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- 2022-04-19 KR KR1020220047957A patent/KR102460866B1/en active IP Right Grant
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