KR102498415B1

KR102498415B1 - 압력센서가 내장된 운동매트를 활용한 자세 평가 방법 및 장치

Info

Publication number: KR102498415B1
Application number: KR1020210165494A
Authority: KR
Inventors: 손종화
Original assignee: 주식회사 그로스랩
Priority date: 2021-11-26
Filing date: 2021-11-26
Publication date: 2023-02-10

Abstract

본 명세서는 단말기에 의해 수행되는, 사용자의 신체 정보를 입력 받는 단계, 상기 신체 정보에 기반하여 운동자세별 신체부위의 압력센싱값을 정의하는 단계, 상기 정의된 압력센싱값에 기초하여, 시범 자세와 상기 압력센서로부터 측정된 센싱값을 이용하여 상기 사용자의 운동자세를 비교하여 상기 사용자의 운동자세를 평가하는 단계, 및 상기 평가를 기초로 상기 사용자에 피드백을 제공하는 단계를 포함하는, 압력센서가 내장된 운동매트를 활용한 사용자의 운동자세를 평가하는 방법에 관련된다.

Description

압력센서가 내장된 운동매트를 활용한 자세 평가 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR EVALUATING POSITION BY USING EXERCISE MAT EQUIPPED WITH PRESSURE SENSOR}

실시예들은 압력센서가 내장된 운동매트를 활용하여 운동하는 자세를 평가하는 방법 및 장치에 관련된다. 보다 상세하게는, 운동매트에 내장된 압력센서에서 감지되는 센싱값들을 바탕으로 사용자의 자세를 평가하는 방법 및 장치에 관련된다.

인터넷의 발달과 IT 하드웨어 기술의 발달로 다양한 스마트기기들이 공급되면서 헬스장이나 요가학원 등 전문 트레이닝 기관에 가지 않고도 집에서 트레이닝할 수 있는 홈트레이닝이 증가하고 있다.

특히, 최근에는 사회적 거리두기의 필요성에 의해 외부활동이 제한되는 환경이 조성되면서, 이러한 홈트레이닝 추세를 더욱 가속화시키고 있다.

이러한 추세에 발맞추어, 홈트레이닝을 위한 기구나 어플리케이션의 개발이 활발하게 진행되고 있으며, 사용자가 스마트기기 등을 통해 동영상으로 올바른 자세를 보여주고 따라 할 수 있는 프로그램들이 많이 제작 및 배포되고 있다.

그러나, 대부분의 홈트레이닝 프로그램은 기 제작된 동영상이나 스틸 이미지로 되어 있어서 사용자가 제대로 자세를 취하는지 평가하기 어렵고, 이에 따라 잘못된 자세로 운동할 가능성이 높아져 운동 효과를 저하시키거나 심한 경우 신체에 부상을 입는 등의 부작용을 초래할 수 있다.

상술한 점을 고려하여, 이와 같은 홈트레이닝 사용자의 운동효과를 높이고 효율적인 홈트레이닝이 가능하도록 하기 위해 사용자의 자세를 측정하고 제시된 자세와 비교 평가하여 피드백을 제공하고 올바른 자세로 트레이닝할 수 있도록 하는 방안이 필요하다.

하기에서는 압력센서가 내장된 운동매트를 활용하여 운동하는 자세를 평가하는 방법 및 장치에 대해 서술한다.

한국공개실용신안공보 제20-2018-0003151호

본 명세서는 압력센서가 내장된 운동매트를 활용한 자세 평가 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 명세서는 운동매트에 내장된 압력센서에서 감지된 센싱값들과 사용자에게 지시한 자세 정보를 비교하여 사용자의 운동 자세의 정확성을 평가하고 추가 정보를 제공할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 명세서는 자세에 따라 달라지는 운동매트의 압력 분포와 다양한 센서의 센싱값들을 이용하여 사용자의 자세를 정확히 분석하고, 사용자가 올바른 자세를 취할 수 있도록 피드백을 제공하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 명세서의 해결하고자 하는 과제는 상술한 바에 한정되지 아니하고, 하기에서 설명하는 발명의 실시예들에 의해 도출될 수 있는 다양한 사항들로 확장될 수 있다.

본 명세서의 일 실시예에 따른 단말기에 의해 수행되는, 압력센서가 내장된 운동매트를 활용한 사용자의 운동자세를 평가하는 방법은, 사용자의 신체 정보를 입력 받는 단계, 상기 신체 정보에 기반하여 운동자세별 신체부위의 압력센싱값을 정의하는 단계, 상기 정의된 압력센싱값에 기초하여, 상기 압력센서로부터 측정된 센싱값을 이용하여 시범 자세와 상기 사용자의 운동자세를 비교하여 상기 사용자의 운동자세를 평가하는 단계, 및 상기 평가를 기초로 상기 사용자에 피드백을 제공하는 단계를 포함한다.

일 실시예에 있어서, 상기 사용자의 신체 정보를 입력 받는 단계는, 상기 사용자가 상기 운동매트에 누웠을 때 측정되는 상기 압력센서의 센싱값을 이용하여 상기 사용자의 신장, 몸통 길이, 팔 길이, 다리 길이, 팔과 다리 비율을 측정하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 신체 정보에 기반하여 운동자세별 신체부위의 압력센싱값을 정의하는 단계는, 상기 신체 정보에 기반하여, 상기 사용자의 신체 비율에 따라 기 저장된 운동자세별 신체부위의 압력센싱값을 보정하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 사용자의 운동자세를 평가하는 단계는, 상기 시범 자세에 대해 정의된 신체부위의 압력센싱값과 상기 압력센서로부터 측정된 센싱값의 유사도 비교를 통해 상기 사용자의 운동자세를 평가하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 사용자의 운동자세를 평가하는 단계는, 카메라로 상기 사용자의 운동 자세 이미지를 획득하고, 상기 압력센서로부터 측정된 센싱값 및 상기 운동 자세 이미지를 모두 이용하여 상기 사용자의 운동자세를 평가하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 피드백을 제공하는 단계는, 상기 평가를 기초로 평가 점수가 임계값 이상인 경우 자세를 1회 수행한 것을 카운팅하고, 상기 평가 점수가 임계값 미만인 경우 자세 수행을 카운팅하지 않고 디스플레이에 자세 보완 지시를 표시하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 운동자세별 신체부위의 압력센싱값은, 신체부위별로 측정되는 압력의 비율로 정의될 수 있다.

본 명세서의 일 실시예에 따른 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 저장된 프로그램으로서, 상술한 방법을 수행하기 위한 명령어로 구성될 수 있다.

본 명세서는 압력센서가 내장된 운동매트를 이용하여 사용자의 운동 자세를 평가하고 피드백하는 방법 및 장치를 제공할 수 있다.

본 명세서는 압력센서를 통해 수집되는 데이터를 이용하여 운동매트 위에서 사용자의 운동 자세를 정확히 측정하고, 제시된 자세와 비교를 통해 사용자의 운동 자세를 평가하여 사용자의 운동 효과를 증진할 수 있다.

본 명세서는 압력센서 등 센서를 통해 수집된 데이터와 카메라 측정 이미지를 활용하여 사용자의 운동자세를 정확히 평가하고, 사용자의 셀프 트레이닝이 효율적으로 수행되며 부상 위험을 낮추는 효과를 제공할 수 있다.

본 명세서는 어플리케이션을 통해 사용자에게 가이드 자세를 제공하고 운동매트로부터 측정된 데이터를 이용하여 사용자의 운동 자세를 평가하여 꾸준한 운동 수행이 가능하도록 하고, 평가 점수를 포함한 운동 정보를 데이터화하여 관리함으로써 운동 능력 향상을 확인할 수 있게 하여 홈트레이닝의 운동효과를 높일 수 있다.

본 명세서의 효과는 위 기재된 사항에 한정되지 아니하며, 아래 발명의 실시예들에 대한 상세한 설명으로부터 도출될 수 있는 다양한 내용들로 확장될 수 있음이 이해되어야 한다.

도 1은 본 명세서의 일 실시예에 따른 운동매트 및 이와 연동되는 단말기를 포함하는 운동 자세 평가 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 명세서의 다른 일 실시예에 따른 운동매트에 단말기를 일체형으로 연결하여 사용하는 변형예를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 명세서의 일 실시예에 있어서 운동매트의 내부 구조를 도시한 상세도이다.
도 4은 본 명세서의 일 실시예에 따른 운동매트의 감지부의 다양한 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 명세서의 다른 일 실시예에 따른 운동매트의 상면도와 A-A 절단면도이다.
도 6은 본 명세서의 일 실시예에 따른 운동매트와 이에 연결되는 단말기의 블록도이다.
도 7은 본 명세서의 일 실시예에 따른 압력센서가 내장된 운동매트를 이용한 사용자 운동자세를 평가하는 방법의 흐름도이다.
도 8은 본 명세서의 일 실시예에 따른 운동매트에서 측정되는 동적 압력 센싱값을 저장하기 위해 자세의 단계적 변화 예를 나타낸 도면이다.
도 9는 운동매트에서 바르지 않은 자세의 예와 올바른 자세의 예를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 명세서의 일 실시예에 따른 운동매트 위의 운동 자세를 단말기의 어플리케이션으로 평가하는 예를 나타낸 도면이다.

본 명세서의 실시예를 설명함에 있어서 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 그리고, 도면에서 본 명세서의 실시예에 대한 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

본 명세서의 실시예에 있어서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소와 "연결", "결합" 또는 "접속"되어 있다고 할 때, 이는 직접적인 연결관계뿐만 아니라, 그 중간에 또 다른 구성요소가 존재하는 간접적인 연결관계도 포함할 수 있다. 또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소를 "포함한다" 또는 "가진다"고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 배제하는 것이 아니라 또 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 명세서의 실시예에 있어서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용되며, 특별히 언급되지 않는 한 구성요소들간의 순서 또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 따라서, 본 명세서의 실시예의 범위 내에서 실시예에서의 제1 구성요소는 다른 실시예에서 제2 구성요소라고 칭할 수도 있고, 마찬가지로 실시예에서의 제2 구성요소를 다른 실시예에서 제1 구성요소라고 칭할 수도 있다.

본 명세서의 실시예에 있어서, 서로 구별되는 구성요소들은 각각의 특징을 명확하게 설명하기 위함이며, 구성요소들이 반드시 분리되는 것을 의미하지는 않는다. 즉, 복수의 구성요소가 통합되어 하나의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있고, 하나의 구성요소가 분산되어 복수의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있다. 따라서, 별도로 언급하지 않더라도 이와 같이 통합된 또는 분산된 실시예도 본 명세서의 실시예의 범위에 포함된다.

본 명세서에서 네트워크는 유무선 네트워크를 모두 포함하는 개념일 수 있다. 이때, 네트워크는 디바이스와 시스템 및 디바이스 상호 간의 데이터 교환이 수행될 수 있는 통신망을 의미할 수 있으며, 특정 네트워크로 한정되는 것은 아니다.

본 명세서에 기술된 실시예는 전적으로 하드웨어이거나, 부분적으로 하드웨어이고 부분적으로 소프트웨어이거나, 또는 전적으로 소프트웨어인 측면을 가질 수 있다. 본 명세서에서 "부(unit)", "장치" 또는 "시스템" 등은 하드웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 또는 소프트웨어 등 컴퓨터 관련 엔티티(entity)를 지칭한다. 예를 들어, 본 명세서에서 부, 모듈, 장치 또는 시스템 등은 실행중인 프로세스, 프로세서, 객체(object), 실행 파일(executable), 실행 스레드(thread of execution), 프로그램(program), 및/또는 컴퓨터(computer)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 컴퓨터에서 실행중인 애플리케이션(application) 및 컴퓨터의 양쪽이 모두 본 명세서의 부, 모듈, 장치 또는 시스템 등에 해당할 수 있다.

또한, 본 명세서에서 디바이스는 스마트폰, 태블릿 PC, 웨어러블 디바이스 및 HMD(Head Mounted Display)와 같이 모바일 디바이스뿐만 아니라, PC나 디스플레이 기능을 구비한 가전처럼 고정된 디바이스일 수 있다. 또한, 일 예로, 디바이스는 차량 내 클러스터 또는 IoT (Internet of Things) 디바이스일 수 있다. 즉, 본 명세서에서 디바이스는 어플리케이션 동작이 가능한 기기들을 지칭할 수 있으며, 특정 타입으로 한정되지 않는다. 하기에서는 설명의 편의를 위해 어플리케이션이 동작하는 기기를 디바이스로 지칭한다.

본 명세서에 있어서 네트워크의 통신 방식은 제한되지 않으며, 각 구성요소간 연결이 동일한 네트워크 방식으로 연결되지 않을 수도 있다. 네트워크는, 통신망(일례로, 이동통신망, 유선 인터넷, 무선 인터넷, 방송망, 위성망 등)을 활용하는 통신 방식뿐만 아니라 기기들간의 근거리 무선 통신 역시 포함될 수 있다. 예를 들어, 네트워크는, 객체와 객체가 네트워킹 할 수 있는 모든 통신 방법을 포함할 수 있으며, 유선 통신, 무선 통신, 3G, 4G, 5G, 혹은 그 이외의 방법으로 제한되지 않는다. 예를 들어, 유선 및/또는 네트워크는 LAN(Local Area Network), MAN(Metropolitan Area Network), GSM(Global System for Mobile Network), EDGE(Enhanced Data GSM Environment), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), W-CDMA(Wideband Code Division Multiple Access), CDMA(Code Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), 와이-파이(Wi-Fi), VoIP(Voice over Internet Protocol), LTE Advanced, IEEE802.16m, WirelessMAN-Advanced, HSPA+, 3GPP Long Term Evolution (LTE), Mobile WiMAX (IEEE 802.16e), UMB (formerly EV-DO Rev. C), Flash-OFDM, iBurst and MBWA (IEEE 802.20) systems, HIPERMAN, Beam-Division Multiple Access (BDMA), Wi-MAX(World Interoperability for Microwave Access) 및 초음파 활용 통신으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 통신 방법에 의한 통신 네트워크를 지칭할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

다양한 실시예에서 설명하는 구성요소들이 반드시 필수적인 구성요소들은 의미하는 것은 아니며, 일부는 선택적인 구성요소일 수 있다. 따라서, 실시예에서 설명하는 구성요소들의 부분집합으로 구성되는 실시예도 본 명세서의 실시예의 범위에 포함된다. 또한, 다양한 실시예에서 설명하는 구성요소들에 추가적으로 다른 구성요소를 포함하는 실시예도 본 명세서의 실시예의 범위에 포함된다.

이하에서, 도면을 참조하여 본 명세서의 실시예들에 대하여 상세히 살펴본다.

도 1은 본 명세서의 일 실시예에 따른 운동매트(1) 및 이와 연동되는 단말기(2)를 포함하는 운동 자세 평가 시스템의 개략도를 도시한 도면이다. 또한, 도 2는 본 명세서의 다른 일 실시예에 따른 운동매트(1)에 단말기(2)를 일체형으로 연결하여 사용하는 변형예를 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면 운동자세 평가 시스템은 사용자가 셀프 트레이닝을 수행할 수 있는 운동매트(1) 및 이와 연동된 사용자 단말기(2)를 포함한다.

운동매트(1)는 압력센서가 내장된 매트 형상의 프레임부(100)를 포함하여 구성될 수 있다. 프레임부(100)는 외측에 방수기능과 마찰력을 가지는 고무와 같은 재질로 이루어질 수 있다.

사용자 단말기(2)는 컴퓨터 시스템으로 구현되는 고정형 단말이거나 이동형 단말일 수 있다. 사용자 단말기(2)는 예를 들면, 스마트폰(smart phone), 휴대폰, 컴퓨터, 노트북, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 태블릿 PC, 게임 콘솔(game console), 웨어러블 디바이스(wearable device), IoT(internet of things) 디바이스, VR(virtual reality) 디바이스, AR(augmented reality) 디바이스 등이 있다. 일례로 실시예들에서 사용자 단말기(2)는 실질적으로 무선 또는 유선 통신 방식을 이용하여 네트워크를 통해 운동매트(1) 및 다른 장치들과 통신할 수 있는 다양한 물리적인 컴퓨터 시스템들 중 하나를 의미할 수 있다.

사용자 단말기(2)는 운동매트(1)에 내장된 센서들로부터 센싱값들로부터 사용자의 운동자세를 평가하는 트레이닝 어플리케이션(200)이 설치될 수 있다. 사용자 단말기(2)는 도 1에 도시된 바와 같이 별개의 기기로 구성될 수 있고, 또는 도 2에 도시된 바와 같이 운동매트(1)에 일체형으로 부착된 기기일 수도 있다. 사용자 단말기(2)의 형태는 다양하게 변형이 가능하다.

도 3은 본 명세서의 일 실시예에 있어서 운동매트(1)의 내부 구조를 도시한 상세도이다. 도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 운동매트(1)의 프레임부(100)의 층 구성이 도시된다.

프레임부(100)는 감지부(110) 및 쿠션부(120)를 포함하고, 외측에는 따로 커버가 구비될 수 있다. 프레임부(100)의 단부에는 유선 또는 무선 방식으로 사용자 단말기(2)와 연동될 수 있는 통신부(130)가 더 구비될 수 있다.

감지부(110)는 쿠션부(120) 사이에 내장되어 프레임부(100) 상에 위치한 사용자의 움직임을 감지하고, 이를 통해 사용자의 자세, 운동 수행 횟수 등을 평가할 수 있는 데이터를 제공할 수 있다.

감지부(110)는 도 4에 도시된 바와 같은 다양한 형태로 배치될 수 있다. 예를 들어, 감지부(110)는 도 4의 (a)와 같이 격자무늬를 가지는 그물망의 그리드(grid) 형태로 구비될 수 있고, 도 4의 (b)와 같이 다수개의 압력센서(111)가 동일 수평선 상에서 상하좌우방향으로 일정간격 이격되어 배치되는 형태로 구비될 수 있다.

쿠션부(120)는 프레임부(100)의 몸체에 대응되는 형상을 가지며, 외측에 커버로 둘러 쌓여 내측의 감지부(110)를 보호하고, 사용자에게 쿠션감을 제공하는 역할을 수행할 수 있다.

쿠션부(120)는 설치된 위치 및 재질에 따라 분류되는 흡수층(121), 탄성층(122) 및 지지층(123)을 포함할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 흡수층(121)은 감지부(110) 위에, 탄성층(122) 및 지지층(123)은 감지부(110) 아래쪽에 배치될 수 있다.

흡수층(121)은 프레임부(100)에서 최상층에 위치하는 층으로, 저탄성으로 이루어지며 낮은 경도를 갖는 부드러운 느낌의 재질로 방수까지 가능한 재질일 수 있다. 흡수층(121)의 외측에 방수 재질의 커버가 추가되나, 커버가 손상될 경우 사용자의 땀이나 수분이 프레임부(100) 내측으로 인입될 수 있기 때문에 방수기능을 가지는 소재로 제작되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 흡수층(121)은 연질의 폴리우레탄으로 제작될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 상술한 특징을 갖는 다른 소재가 사용될 수 있다.

흡수층(121)은 운동매트(1) 위에서 운동하는 사용자의 움직임으로 인해 발생되는 충격을 흡수하는 역할을 하며, 최대한 흡수층(121)에서 외부 충격을 흡수함으로써 흡수층(121) 하측에 위치하는 감지부(110)를 외력으로부터 보호하는 역할 또한 수행한다.

이러한 흡수층(121)의 하면은 감지부(110)의 상면과 밀착되며, 감지부(110)의 하면은 탄성층(122)의 상면과 밀착된다.

탄성층(122)은, 예를 들어 흡수층(121)과 같이 연질의 폴리우레탄으로 제잘될 수 있으나, 흡수층(121)에 비해 고탄성으로 제작되며, 상대적으로 높은 경도를 가지도록 제작될 수 있다.

탄성층(122)은 흡수층(121) 및 지지층(123)에 비해 탄성력을 가지도록 제작되어, 사용자가 운동매트(1) 상에서 다양한 운동자세, 요가자세, 스트레칭 등을 수행하여 압력에 의해 압축되더라도 사용자의 압력 부재시 빠르게 탄성복원력을 통해 상측으로 형상이 복구되어 사용자가 운동매트(1)를 사용하는 데 불편함이 없도록 하고, 운동매트(1)가 사용자의 하중으로 인해 압축된 상태를 유지하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 탄성층(122)의 하면에는 지지층(123)의 상면이 밀착되어 구비되고, 지지층(123)은 최하층에 구비되어 상측으로 흡수층(121), 감지부(110) 및 탄성층(122)을 지지하게 되고, 외측에는 커버가 구비될 수 있다.

지지층(123)은 운동매트(1)의 최하측에 구비되어 안정적으로 흡수층(121), 감지부(110) 및 탄성층(122)을 포함한 사용자를 지지하는 역학을 수행하는 것으로, 흡수층(121) 및 탄성층(122)과 달리 예를 들어 경질의 폴리우레탄으로 제작되는 것이 바람직하다

즉, 흡수층(121) 및 탄성층(122)은 사용자에게 쿠션감 및 탄성복원력을 제공하여 부드럽고 편안한 느낌을 제공하나, 지지층(123)의 경우 상대적으로 다소 강도를 가지게 제작되어 하측에서 안정적으로 사용자와 흡수층(121), 감지부(110) 및 탄성층(122)을 지지할 수 있고, 사용자의 움직임으로 인해 운동매트(1)가 움직이는 것을 방지할 수 있도록 고정력을 가지게 된다.

또한, 지지층(123)도 폴리우레탄으로 제작되어 충격흡수 기능을 가지기 때문에 운동매트(1)가 받는 압력 및 충격을 용이하게 흡수할 수 있고, 탄성층(122)과 함께 압력센서(111)가 지면과 맞닿아 충격으로 인해 오감지 하는 것을 방지할 수 있다.

상술된 구성을 갖는 쿠션부(120)를 통해 프레임부(100)에 내장된 감지부(110)를 보호할 수 있음과 동시에 운동매트(1) 사용자에게는 쿠션감을 제공하고, 탄성복원력을 통해 충격흡수 및 원상태로 빠르게 복구할 수 있으며, 사용자가 운동매트(1) 상에서 운동시 쉽게 미끄러지지 않게 방지할 수 있다.

도 4는 본 명세서의 일 실시예에 따른 운동매트(1)의 감지부(110)의 다양한 실시예를 설명하기 위한 도면이다.

도 4를 참조하면, 감지부(110)는 도 4의 (a) 와 같이 격자무늬를 가지는 그물망의 그리드(grid) 형태로 배치되거나, 도 4의 (b) 와 같이 다수개의 압력센서(111)가 동일 수평선 상에서 상하좌우방향으로 일정간격 이격되어 배치되는 형태로 구비될 수 있다.

도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 감지부(110)는 다수개의 라인 형상의 압력센서(111a)로 이루어질 수 있으며, 이러한 압력센서(111)가 그리드 형태로 프레임부(100) 면적을 따라 세밀하게 배치되어 사용자의 움직임을 보다 정확도 높게 감지할 수 있다.

도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 감지부(110)는 원형 형상을 갖는 압력센서(111b)가 다수개로 이루어질 수 있고, 각각의 압력센서(111)가 일정 간격을 가지도록 이격되어 프레임부(100) 내측에 배치됨으로써 압력센서(111)가 구비된 영역에서 감지되는 압력분포를 통해 사용자의 움직임을 감지할 수 있게 된다.

이 때, 압력센서(111)는 프레임부(100) 내측에 촘촘하게 구비될수록 압력분포를 정확히 측정할 수 있고, 사용자의 움직임을 감지하는 정확도를 향상시킬 수 있다.

압력센서(111)는 예를 들어 FSR(Force Sensitive Resistor) 센서가 이용될 수 있다. FSR 센서는 간단한 구조로 가격이 저렴하고, 얇은 기구적 특성을 가져 운동매트(1)에 사용되는 것이 바람직하다. 특히, 저울 등에 사용되는 무게를 감지하는 단순 압력센서와 달리 터치 센싱 및 하중 존재여부에 예민하게 반응하기 때문에 운동매트(1)를 사용하는 사용자의 움직임, 자세 파악 등에 적절하게 사용될 수 있다. FSR 센서는 운동매트(1) 전체에 내장된 격자점에서 압력에 따라 변하는 센서모듈이 연결되어 있는 구조이고, 무게가 가해질 때 압력 분포를 마이크로프로세서로 계산되어 연동한 단말기(예를 들어, 스마트폰, 태블릿 기기 등)에 송출되도록 구현될 수 있다. 예를 들어, 사용자가 의자 자세를 취하였을 때, 기 저장되어 있는 완벽한 포즈의 값(발과 발 사이의 길이, 양 발의 무게 분포값)과 사용자의 기본정보, 보정값을 거쳐 사용자만의 완벽한 포즈가 결정되도록 하는 것이다.

이와 같은 감지부(110)를 내장한 운동매트(1)를 이용하면, 사용자의 운동 동작, 횟수, 속도 등을 실시간으로 측정하고, 이러한 센싱 데이터를 운동매트(1)와 연동된 단말기(2)로 전달하여 사용자가 트레이닝 어플리케이션(200)을 통해 본인의 운동 상황을 실시간으로 평가받고 피드백 받을 수 있도록 한다. 사용자는 이러한 피드백을 통해 불완전한 동작을 교정할 수 있고, 수행하지 못한 동작이나 할당량에 해당되는 횟수 등을 단말기(2)를 통해 안내받음으로써 셀프 트레이닝을 효과적으로 수행할 수 있다.

도 5는 본 명세서의 다른 일 실시예에 따른 운동매트(1)의 상면도와 A-A 절단면도를 도시한다.

사용자의 움직임은 프레임부(100)에 내장된 감지부(110)를 통해 사용자가 감지부(110)를 포함한 운동매트(1)를 신체로 가압함으로써 사용자의 움직임 등을 파악하게 되는데, 홈트레이닝 시 주로 수행되는 맨손체조, 스트레칭, 요가 등은 하체뿐만 아니라 상체도 함께 이용하는 경우가 많다. 그러나, 운동매트(1)에 내장된 감지부(110)는 운동매트(1)를 가압한 신체만을 감지하기 때문에 사용자의 팔을 포함한 상체의 움직임을 파악하기 어려워 사용자의 온전한 자세를 파악하기는 어렵다는 문제가 있다. 이러한 이유로, 압력센서(111) 외에 카메라, 자외선 센서 등의 추가 센서가 필요할 수 있다. 도 5를 참조하면, 프레임부(100)의 가장자리에 사용자의 신체 움직임을 감지할 수 있는 적외선감지부(160)를 추가로 구비한 운동매트(1)가 도시된다.

도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 적외선감지부(160)는 프레임부(100)의 가장자리를 따라 구비될 수 있으며, 다수개의 적외선센서(161)가 포함될 수 있다.

적외선센서(161)는 적외선감지부(160)가 구비된 프레임부(100)의 커버의 가장자리를 따라 일정간격으로 이격되어 배치되며, 적외선감지부(160) 상면에 밀착하여 상측으로 적외선을 조사하여 운동매트(1) 밖으로 돌출된 사용자의 상체, 특히 팔의 위치를 감지하여 사용자의 자세를 측정할 수 있다.

일반적으로 운동매트(1)는 직육면체의 매트 형상을 가지며, 운동매트(1) 상에서 사용자가 손을 뻗거나 허리를 굽히는 등 상체를 움직이면 운동매트(1) 밖으로 돌출되는데, 이를 적외선센서(161)가 감지하여 사용자의 자세의 자세를 전체적으로 측정하여 사용자의 운동자세를 판단하고 제시된 자세와 비교 평가할 수 있다.

특히, 적외선센서(161)가 감지하는 신체의 너비 등을 파악하여 사용자의 신체 중 몸통인지 팔인지 여부를 파악하여 보다 정확도 높게 사용자의 자세를 확인할 수 있도록 할 수 있다.

적외선센서를 통한 사용자의 자세 판단 외에, 사용자 단말기(2)에 구비된 카메라에서 측정된 사용자의 자세 이미지 분석을 통해 사용자의 자세 판단을 더욱 정확하게 수행할 수 있다.

도 5의 (b)를 참조하면, 압력센서(111)가 내장된 운동매트(1)의 A-A 절단면도가 도시된다. 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 프레임부(100)는 외측에 방수기능과 마찰력을 가지는 고무와 가은 재질로 이루어지며, 외측에는 커버(101)가 구비되어 감지부(110) 및 쿠션부(120)를 내장할 수 있다.

커버(101)는 방수기능을 가져 운동매트(1) 상에서 사용자의 땀과 같은 수분이 스며들어 오염되는 것을 방지하고, 마찰력을 가져 설치된 실내 바닥면에서 이동되는 것을 방지할 수 있도록 한다.

또한, 커버(101)는 탄성복원력을 가져 사용자에게 쿠션감과 안락함을 제공하는 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

예를 들어, 이러한 커버(101)는 니트릴부타디엔 고무(nitrile-butadiene rubber, NBR)이나 폴리염화비닐(Polyvinyl chloride, PVC)이나 TPE(Thermo Plastic Estomer) 재질로 이루어지는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

커버(101)의 외측 가장자리에는 운동매트(1)와 사용자 단말기(2)가 연동될 수 있는 통신부(130)가 구비될 수 있다.

흡수층(121)은 감지부(110)가 도 4의 (b)와 같이 다수개의 원형의 압력센서(111)로 이루어지는 경우 압력센서(111)가 구비되는 위치에 따라 상면이 함몰된 함몰홈(121a)이 형성될 수 있다.

이에 따라, 사용자가 운동매트(1) 상에 위치시 사용자의 무게로 인해 운동매트(1)의 상면이 가압되어지면 함몰홈(121a) 측에 구비된 압력센서(111)를 빠르게 가압하게 됨으로써 감지부(110)의 감지기능을 향상시킬 수 있다. 또한, 압력센서(111)가 구비되지 않는 곳은 사용자에게 편안한 쿠션감을 제공함으로써 안락하게 운동매트(1)를 사용할 수 있도록 한다. 즉, 함몰홈(121a)이 구비된 흡수층(121)은 상대적으로 두께가 얇아져서 쉽게 압력센서(111)와 밀착될 수 있도록 구성될 수 있다.

이러한 흡수층(121)의 하면은 감지부(110)의 상면과 밀착되며, 감지부(110)의 하면은 탄성층(122)의 상면과 밀착된다. 프레임부(100) 내측 탄성층(122)의 하단에는 경질의 지지층(123)이 구비된다.

프레임부(100)의 외측 커버(101)는 마찰력을 가지고 있으나, 사용자의 격한 움직임으로 인해 운동매트(1)가 미끄러질 우려가 존재한다. 이에 따라, 커버(101) 하면에는 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 지지구(140)가 추가로 구비될 수 있다.

지지구(140)는 하면이 지면과 밀착될 수 있도록 평평하고, 상면은 커버(101) 하면에 형성된 인입홈(102)의 함몰형상과 대응되는 형상으로 상측으로 굴곡되어 돌출된 형상을 가질 수 있다.

따라서, 지지구(140)는 인입홈(102) 내측에 인입된 상태로 고정되고, 지지구(140)의 하면은 운동매트(1)가 설치되는 바닥면에 밀착되어 사용자가 운동매트(1)와 함께 미끄러지는 것을 방지할 수 있다.

이러한 지지구(140)는 마찰력을 가지는 고무 재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 프레임부(100) 하면에 지지구(140) 구비시 지지구(140)의 형상으로 인해 사용자가 이질감이 느껴지는 것을 방지할 수 있도록 하면에 지지구(140)와 대응되는 형상으로 함몰된 인입홈(102)이 구비된다.

인입홈(102)은 지지층(123)부터 함몰되어 커버(101)가 지지층(123)의 함몰된 측으로 인입되어 구비되고, 이러한 프레임부(100) 하면에 지지구(140)가 내삽고정될 수 있는 인입홈(102)을 형성하여 고정된 상태로 유지될 수 있다. 이를 통해 사용자가 운동매트(1) 상에 위치시 발바닥으로 지지구(140)를 직접 느끼지 않아 이질감이나 불편함을 느끼지 않도록 할 수 있다.

이와 같은 운동매트(1)를 통해 사용자는 운동매트(1) 상에서 맨손체조, 스트레칭, 요가를 포함한 운동 등을 수행할 수 있으며, 통신부(130)를 통해 운동매트(1)가 연동된 단말기(2)로 사용자의 운동상황, 자세의 정확도 등을 파악하고, 트레이닝할 운동에 대한 정보 및 가이드를 받아 이를 따라 트레이닝을 수행할 수 있다.

일 실시예에 따라, 온도 38℃ 이상의 공간에서 땀을 배출하며 운동하는 핫요가 등을 위해서 운동매트(1)는 도4의 (b)에 도시된 바와 같이 온도를 상승시킬 수 있는 발열부(150)를 더 포함할 수 있다.

발열부(150)는 프레임부(100)에 내장되되, 감지부(110)에 영향을 주지 않고, 적은 온도로도 사용자에게 빠르고 효과적ㅇ로 열을 제공할 수 있도록 흡수층(121) 내부에 구비되거나 흡수층(121) 상면에 구비되도록 할 수 있다.

이러한 발열부(150)는 열선 형태로 이루어져 운동매트(1)의 내부를 따라 배치되고, 발열부(150) 말단은 통신부(130)와 연결되어 사용자 단말기(2)를 통해 발열부(150)의 구동 및 발열 정도를 조절할 수 있도록 한다.

발열부(150)를 추가적으로 구동하여 열을 제공할 수 있는 운동매트(1)를 사용자가 사용함으로써 빠르게 땀을 배출할 수 있도록 하고, 이를 통해 혈액순환 및 다이어트 효과 등을 제공할 수 있다.

도 6은 본 명세서의 일 실시예에 따른 운동매트(1)와 이에 연결되는 단말기(2)의 블록도이다. 도 6을 참조하면, 내장된 센서로부터 데이터를 수집하여 운동자세를 평가할 수 있도록 구성된 운동매트(1) 및 이와 연동되는 단말기(2)의 블록도가 도시된다.

운동매트(1)는 통신부(130)를 통해 트레이닝 어플리케이션(200)이 다운로드된 사용자 단말기(2)와 유선 또는 무선 통신으로 서로 연결된다. 일 실시예에 따라, 도 2에 도시된 바와 같이 사용자 단말기(2)는 운동매트(1)에 일체형으로 연동되거나 조립형으로 직접 연동시킬 수 있도록 구성될 수 있다.

통신부(130)는 운동매트(1)의 일측 가장자리, 즉 프레임부(100)의 커버(101)의 외부 일측에 구비되어 사용자 단말기(2)와 유선 또는 무선 통신을 통해 연결될 수 있으며, 감지부(110)와 연결되어 감지부(110)로부터 사용자의 압력을 감지한 센싱값을 전달받고 이를 수집하여 단말기(2) 측으로 전달할 수 있다.

통신부(130)는 운동매트(1)와 단말기(2)가 연동되도록 하는 제1 통신모듈(131)과, 감지부(110)의 압력센서(111)들과 연결되어 센서값을 전달받아 이를 수집하는 수집모듈(132)로 구성될 수 있다.

제1 통신모듈(131)은 단말기(2)와 연동되도록 유선 및 무선 통신을 수행하는 역할을 한다. 이러한 제1 통신모듈(131)이 수행하는 무선통신방법으로는 블루투스, 와이파이, 지그비 등 다양한 통신 방식으로 이루어질 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

제1 통신모듈(131)을 통해 연동된 단말기(2)에 설치된 트레이닝 어플리케이션(200)을 통해 사용자는 본인의 운동수행에 대한 현재 상황을 파악할 수 있고, 운동자세를 평가받을 수 있다. 사용자는 트레이닝 어플리케이션(200)을 통해 적합한 운동자세, 수행 횟수, 가이드를 제공받을 수 있다.

수집모듈(132)은 운동매트(1) 위에서 사용자의 운동자세에 따라 동일 시간 내 사용자가 가압한 압력센서(111)의 위치 및 크기를 감지하고, 압력센서(111)를 가압하는 압력 수치, 압력 분포 등을 데이터화하여 수집하여, 수집된 데이터를 연동된 단말기(2)로 전송하는 역할을 수행한다. 또한, 수집모듈(132)은 적외선감지부(160)에 수집된 센서값 또한 데이터화하여 단말기(2)로 전송하여 사용자의 운동 자세를 정확하게 판단하는 데에 이용되도록 할 수 있다.

이 때, 수집모듈(132)은 감지부(110)가 감지한 센서값 중 불필요한 센서값, 이상값 등을 필터링 하고, 이를 단말기(2)로 전송하도록 구성될 수 있다.

예를 들어, 수집모듈(132)은 사용자가 운동 중에 프레임부(100) 상면에 물통 등을 얹어놓거나 반려동물이 운동 중 프레임부(100)를 밟는 경우 감지되는 압력센서(111)의 위치 가압력 등을 1차적으로 판단하고, 사용자의 신체가 아니라고 판단되는 부분은 자동으로 스크리닝하여 수집함으로써 압력센서(111)가 사용자의 신체 외의 감지한 다른 부분은 센서값이 단말기(2) 측으로 전달되지 않도록 하고, 이로 인해 평가모듈(220)의 오차를 최소화할 수 있다.

또는, 다른 실시 예에서, 수집모듈(132)은 수집되는 데이터를 단말기(2)로 모두 송부하고 단말기(2)의 평가모듈에서 불필요한 센서값, 이상값 등을 필터링하여 정상 데이터만을 평가에 사용하도록 구성될 수 있다.

통신부(130)는 운동매트(1)에 전력을 공급하기 위하여 충전단자 및 배터리가 포함될 수 있다.

예를 들어, 충전단자는 USB, C타입 등으로 이루어질 수 있으며, 외부에 구비된 케이블을 통해 콘센트와 연결되어 지속적으로 운동매트(1)로 전력을 제공할 수 있고, 내장된 배터리에 전력을 저장하여 운동매트(1)를 휴대하여 원하는 공간에서 용이하게 사용할 수 있도록 할 수 있다.

이 때, 제1 통신모듈(131)은 수집모듈(132)로부터 수집된 센서값 뿐만 아니라 운동매트(1)의 내부 전력상태, 배터리의 충전 정도도 함께 제공할 수 있다.

운동매트(1)에 연동된 단말기(2)는 제2 통신모듈(210), 평가모듈(220), 안내모듈(230) 및 저장모듈(240)을 포함할 수 있다. 이 실시예에 따라, 단말기(2)에 설치된 트레이닝 어플리케이션(200)이 구동되면 상기 모듈들이 동작할 수 있으며, 이러한 동작을 위해 단말기(2)는 하나 이상의 프로세서(processor), 메모리 등의 하드웨어로 구성될 수 있다. 단말기(2)의 각 모듈의 동작은 하나 이상의 프로세서에 의해 제어될 수 있다.

제2 통신모듈(210)은 유선 또는 무선 통신을 통해 운동매트(1)와 연결되어 운동매트(1)에 내장된 센서들의 센싱값을 전송 받는다. 제2 통신모듈(210)을 통해 수신된 센싱 데이터들을 이용하여 단말기(2)에서 사용자의 운동자세를 평가하고, 현재 상태를 확인할 수 있다.

제2 통신모듈(210)은 운동매트(1)뿐만 아니라 사용자가 보다 편하게 트레이닝 어플리케이션(200)에서 제공하는 가이드 영상 등을 확인할 수 있도록 외부 디스플레이로 데이터를 내보내거나 미러링할 수 있도록 연결을 제공할 수 있다.

일 실시예에서, 제2 통신모듈(210)은 상술된 바와 같이 운동매트(1) 및 외부 디스플레이와도 연동될 수 있으나, 보다 정확도 높게 사용자의 운동자세를 파악할 수 있도록 외부에 구비된 카메라와도 연동이 가능하다. 다른 예에서, 도 8에 도시된 바와 같이 카메라는 단말기(2)에 포함되어 사용자의 이미지를 수집하고 분석하여 사용자의 운동자세를 정확하게 분석하는 데에 활용될 수 있다.

예를 들어, 단말기(2) 디스플레이 또는 외부 디스플레이 상에 사용자의 올바른 운동 자세를 가이드할 수 있는 가이드라인을 포함한 본인의 모습이 담긴 영상을 제공하여 사용자의 운동 편의를 제공하고 운동 효과를 높이는 방안을 제공할 수 있다.

외부 디스플레이는 태블릿 PC, 모니터, TV 등 디스플레이를 포함하는 전자기기일 수 있고, 외부 카메라는 웹캠 등을 이용할 수 있다.

제2 통신모듈(210)은 상술한 제1 통신모듈(131)과 유사하게 유선 및 무선 통신을 통해 외부 기기들과 연동이 가능하며, 블루투스, 지그비, 와이파이 등의 통신방식이 가능하도록 구성될 수 있다.

이러한 제2 통신모듈(210)은 운동매트(1)로부터 센서값을 전송받아 평가모듈(220)로 전달하고, 연결된 외부 디스플레이로 안내모듈(230)에서 출력될 수 있는 가이드 영상 등 안내정보를 전송하여 디스플레이로 데이터가 출력될 수 있게 한다. 또한, 외부 카메라로부터 사용자의 실시간 영상을 전달 받는 경우 단말기(2) 또는 외부 디스플레이로 제공하여 사용자가 육안으로 실시간 상태를 확인할 수 있도록 한다.

평가모듈(220)은 운동매트(1)의 수집모듈(132)로부터 수집된 센서값을 바탕으로 사용자의 신체가 프레임부(100) 상에 어디에 위치하는지 현재 운동자세 및 운동 횟수 등을 모니터링, 판단 및 평가하는 역할을 수행한다. 수집된 압력센서값을 기초로 운동매트(1) 상에서 사용자의 압력 분포에 따른 자세를 판단하고, 제시된 자세와 사용자의 자세를 비교하여 사용자의 운동자세를 평가하고 자세 교정 등을 피드백할 수 있다.

평가모듈(220)은 기저장된 각 자세별로 정의된 데이터에 따라 전달받은 센서값을 비교하여 사용자의 자세를 추론할 수 있고, 사용자가 수행한 운동자세, 운동 횟수 등을 판단하여 판단값을 생성하고, 제시된 운동자세와 사용자의 운동자세를 비교한 평가값을 생성하여, 이를 데이터화하여 저장모듈(240)을 통해 저장할 수 있다.

평가모듈(220)을 통해 사용자가 취한 운동자세가 평가되고, 각 자세당 저장모듈(240)에 기저장된 1일/1회 할당량을 안내모듈(230)을 통해 안내하여 사용자가 이에 맞춰 운동매트(1) 상에서 운동을 수행할 수 있도록 한다.

예를 들어, 1세트당 반복횟수가 정해져 있는 스쿼트 같은 경우 평가모듈(220)이 수행 횟수를 파악하여 남은 횟수를 안내모듈(230)을 통해 안내할 수 있도록 구성될 수 있다. 또한, 일정 자세를 일정 시간동안 취해야 하는 요가의 경우 평가모듈(220)이 일정한 자세를 취한 시간을 카운트하여 남은 시간 또한 안내모듈(230)을 통해 사용자에게 안내할 수 있게 하여, 사용자의 효율적인 운동 수행을 도울 수 있다.

또한, 단순 횟수뿐만 아니라 사용자의 동작을 수행하는 속도 또한 함께 판단하여 적절한 자세로 적절한 운동을 수행하는 여부 또한 평가할 수 있으며, 이러한 평가값을 통해 사용자의 예상 소모 칼로리 또한 계산하여 안내모듈(230)을 통해 안내할 수 있다. 뿐만 아니라, 운동자세, 운동 횟수, 운동 속도 중 하나 이상을 기준으로 사용자의 운동 내용을 평가하여 기설정된 기준에따라 평가 점수로 환산하고, 안내모듈(230)을 통해 디스플레이 상에 표시하여 사용자의 운동 효율을 높일 수 있다.

안내모듈(230)은 상술한 바와 같이 평가모듈(220)을 통해 모니터링한 사용자의 운동자세에 따른 정보를 단말기(2)의 디스플레이나 외부 디스플레이 등으로 출력하여 사용자에게 운동 수행 과정에서 필요한 정보를 제공하는 역할을 한다.

이러한 안내모듈(230)은 저장모듈(240)에 저장된 트레이닝 영상과 함께 제시된 올바른 동작, 남은 횟수(또는 시간), 운동 속도, 운동에 대한 평가 점수, 예상되는 소모 칼로리 등을 함께 안내하여 사용자가 단말기(2)의 디스플레이나 외부 디스플레이를 통해 셀프 트레이닝을 수행할 수 있도록 할 수 있다.

안내모듈(230)은 트레이닝 영상이 담긴 영상 데이터뿐만 아니라 소리로도 운동 관련 정보를 제공할 수 있도록 음성 데이터로도 안내할 수 있다. 이를 위해 단말기(2)는 스피커를 포함할 수 있다.

또한, 안내모듈(230)은 저장모듈(240)에서 저장된 사용자의 운동 진척 정도를 안내하여 사용자가 앞으로 수행해야 할 동작 또한 안내할 수 있으며, 안내모듈(230)은 이를 그래프와 같이 수치화하여 사용자가 본인의 상태를 용이하게 파악 및 식별할 수 있도록 할 수 있다.

저장모듈(240)은 사용자가 올바른 운동을 수행할 수 있도록 운동관련 데이터가 저장되며, 사용자가 수행한 운동 동작, 운동자세, 횟수, 속도 등도 함께 데이터화하여 저장할 수 있어 추후 안내모듈(230)을 통해 사용자가 본인의 운동 진행정도, 운동 수행 평가 점수, 소모된 칼로리 등을 모니터링할 수 있도록 한다.

저장모듈(240)에는 홈트레이닝 영상 및 관련 음성 데이터, 단말기(2)의 디스플레이나 외부 디스플레이와 연동되어 화상영상을 통한 운동자세 확인 시 영상 내 올바른 자세에 대한 가이드라인 등이 저장될 수 있다.

또한, 압력센서 등이 내장된 운동매트(1)로부터 전달받은 센서값을 바탕으로 사용자의 운동 진행정도, 운동 평가 점수, 소모칼로리 등을 저장하여 추후 사용자가 원할 경우 안내모듈(230)을 통해 확인할 수 있도록 한다.

또한, 저장모듈(240)은 제2 통신모듈(210)을 통해 연동되었던 운동매트(1), 외부 디스플레이, 외부 카메라의 정보를 저장하여 추후 재연동시 자동으로 연결될 수 있도록 하여, 빠른 운동 환경 조성을 위한 편의를 제공할 수 있다.

도 7은 본 명세서의 일 실시예에 따른 압력센서가 내장된 운동매트(1)를 이용한 사용자 운동자세를 평가하는 방법의 흐름도를 나타낸 도면이다. 운동매트(1)를 이용한 사용자 운동자세를 평가하는 방법은 단말기(2)에서 하나 이상의 프로세서에 의해 수행될 수 있으며, 도 8 내지 도 10을 참고로 하여 설명된다.

도 7을 참조하면, 압력센서가 내장된 운동매트(1)를 이용한 사용자 운동자세를 평가하는 방법은 사용자 정보 입력 단계(S710), 자세별 신체부위의 압력센서 값을 정의하는 단계(S720), 시범자세와 센싱값을 이용한 사용자 자세 평가 단계(S730) 및 평가를 기초로 피드백을 제공하는 단계(S740)를 포함한다.

먼저, 단말기(2)는 사용자의 기본정보를 입력 받는다(S710). 즉, 트레이닝 어플리케이션(200)을 통해 사용자의 신체 정보를 포함하는 기본정보를 입력받을 수 있다. 예를 들어, 기본정보는 성별, 나이, 신장, 체중, 몸통 길이, 팔 길이, 다리 길이, 팔과 다리 비율 등의 정보를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 신체정보는 사용자가 운동매트(1)에 누움으로써 측정될 수 있다. 운동매트(1)에 내장된 압력센서(111)에 압력이 감지되는 범위를 산출하여 사용자의 누워있는 형태를 측정할 수 있고, 이를 통해 대략적인 신장, 몸통 길이, 팔 길이, 다리 길이, 팔과 다리 비율 등이 산출될 수 있다. 이 때, 압력이 감지되는 부분 전체의 압력센서(111) 값에 근거하여 사용자의 전체 체중을 계산할 수 있다. 다른 실시예에 따라 사용자의 전체 체중을 단말기(2)의 트레이닝 어플리케이션(200)을 통해 입력 받고, 사용자가 매트에 누운 상태에서 압력센서(111)의 상대값을 기초로 팔다리 무게를 추정할 수도 있다. 이러한 무게 비율, 길이 비율 측정을 통해 트레이닝 어플리케이션은 신체 전반의 균형을 측정하고, 사용자에게 맞는 운동을 추천할 수 있다.

다음으로, 운동자세별 신체부위의 압력센서 값이 정의된다(S720). 단말기(2)의 트레이닝 어플리케이션(200)을 통해서 제시되는 가이드 자세에 대해서 사전에 자세별로 신체부위의 압력센서 값이 내장 메모리 또는 외부 저장 장치에 미리 저장되어 있고, 사용자로부터 입력된 기본 정보를 기반으로 사용자 개인에 맞는 완벽한 포즈에 대한 보정 과정을 거쳐 압력센서 값이 정의된다. 단말기(2)는 이전 단계에서 입력받은 사용자의 기본정보를 반영하여 각 자세에 대한 일반적 압력센서 값의 보정 지수를 산출할 수 있다. 즉, 신체 비율(몸통, 팔 대 다리 길이 등)과 같은 사용자 개개인의 특성에 맞게 보정지수를 반영한 운동 자세별 완벽한 포즈의 센서 값을 정한다.

예를 들어, 의자 자세의 경우 발의 앞부분과 뒷부분의 압력 비율이 1:3 정도로 정의될 수 있다. 이것은 신체부위 별(발 뒤꿈치, 발가락, 발 중간부위 등)로 더 세부적으로 나누어 정의될 수 있다. 서 있는 자세의 경우, 발의 앞부분과 뒷부분의 압력 비율이 1:1.5 정도로 정의될 수 있다. 이러한 비율이 사용자의 기본 정보에 따라, 신체 비율을 반영하여 좀 더 세부적으로 조정될 수 있다. 운동자세별 신체부위의 압력센싱값이 압력의 비율로 정의됨에 따라 측정이 쉽고, 계산 및 판단 속도를 빠르게 하면서도 비교적 정확한 자세 평가가 가능한 효과가 있다. 일 실시예에 따라, 압력 센서값은 정적인 값 뿐만 아니라, 동적인 값으로 입력될 수 있다. 도 8의 (a) 내지 (d)에서 스쿼트 자세의 동적인 변화를 도시하고 있다. 하나의 스쿼트 자세에 대해 1회의 동적인 동작을 완료하기 위해서는 동적인 압력 센서 값의 변화가 있게 된다. 이와 같은 동적인 연속 동작의 경우 1회 동작 변화에 따른 동적인 압력 패턴 변화를 정의하고, 실제 사용자의 운동 자세에서 압력센서의 센싱값을 시계열적으로 읽어 들여 사용자의 동작이 제시된 완벽한 포즈와 일치 여부를 비교하여 평가될 수 있다.

그 후, 제시된 시범자세와 압력 센싱값을 이용하여 사용자의 운동자세를 평가한다(S730). 단말기(2)의 트레이닝 어플리케이션(200)을 통해서 제시된 시범자세에 따른 정의된 압력 센서값과, 운동매트(1) 상에서 사용자가 운동 자세를 취함에 따라 수집된 압력센서(111)의 센싱값을 비교하여 사용자의 운동자세를 평가할 수 있다. 저장된 센서값과 측정된 센싱값의 유사도 비교를 통해 평가는 점수화하여 제공될 수 있다.

일 실시예에 따라, 운동매트(1)에 내장된 압력센서(111)에서 수집된 센싱값, 예를 들어, 압력 크기, 시간, 압력 분포 면적, 시간에 따른 부위별 압력의 크기의 변화 등을 기초로, 발, 손, 몸통, 종아리 등의 위치, 발의 벌림 각도나 폭 등이 측정될 수 있다. 이 때, 신체 부위(예를 들어, 발과 손 등)에 따라 운동매트(1)를 누르는 힘이 다르다는 점을 이용하여 상대적인 압력 비율을 기초로 이와 같은 자세가 추정될 수 있다.

압력센서로 확인이 어려운 운동매트(1)에 접촉하지 않는 팔의 자세를 평가하기 위해서는 추가적인 방법이 필요하다. 도 9의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 손으로 허벅지를 짚거나 팔을 내리는 비정상자세(a)와 팔을 앞으로 내미는 정상자세(b)의 경우 각각 발 전체 세부 부위의 압력분포가 다른 것을 확인할 수 있다. 이에 따라, 트레이닝 시작 전에 정상적인 팔자세를 포함한 자세를 한 경우와 팔 자세를 정상적으로 취하지 않은 자세(몸에 힘이 빠지는 보통 취하는 자세)를 한 경우를 지시하고, 그 압력 센싱값을 저장한다. 사용자가 트레이닝 시 실제 자세를 취할 때 센싱값이 팔 자세를 정상적으로 취하지 않은 경우의 센싱값에 더 유사하다면 팔 자세를 정상적으로 취하지 않은 것으로 추정할 수 있고, 유사도에 따른 평가 점수 산정이 가능하다. 또는, 부적절한 자세는 다양할 수 있으므로 사용자의 데이터를 축적해서 힘이 빠졌을 때 나오는 자세에 대한 값들을 부적절한 자세에 대한 레퍼런스로 추가할 수 있다. 흐트러진 자세는 다양할 수 있기 때문에 트레이닝을 하면서 계속해서 축적되는 데이터를 기계학습하여 추정의 정확도를 높일 수 있다.

적외선 감지 센서나 카메라를 이용하면 더욱 정확히 사용자의 동작을 판단할 수 있다. 단말기(2) 또는 별도의 카메라 장치를 이용하면 운동매트(1)에 닿지 않은 팔 동작이나 몸통 등의 자세를 구체적으로 파악할 수 있다. 또한, 전면 카메라로 획득한 이미지 상에서 사용자의 시선방향을 결정하고, 시선방향을 평가에 포함시킬 수도 있다. 구체적으로, 사용자가 정자세를 취했을 때의 이미지를 기초로 카메라와 사용자의 상대적인 위치와 각도를 확인하고, 운동자세를 취할 때 시선 방향을 추출하여 시선이 올바른지 아닌지 확인하여 평가요소에 추가할 수 있다.

마지막으로, 평가를 기초로 피드백을 제공한다(S740). 단말기(2)는 사용자의 운동자세를 평가한 평가 결과를 기초로 자세의 평가 점수가 미리 정해진 임계값 이상 매칭되면, 완벽한 자세에 가까운 것으로 보아 자세를 1회 카운팅 할 수 있다. 사용자의 운동자세의 평가 점수가 미리 정해진 임계값 미만으로 매칭되면, 불완전한 자세로 보고 자세 1회를 카운팅하지 않고 불완전한 부분을 단말기(2)의 디스플레이 또는 외부 디스플레이에 표시한다. 임계값은 사용자가 지정하는 난이도에 따라 변하거나 운동자세 및 난이도를 바탕으로 어플리케이션에서 산출되어 저장된 값일 수 있다. 예를 들어, 압력 센싱값을 이용하여 추정된 사용자의 자세에 따라 손을 다른 위치에 짚으라는 표시, 발을 더 벌리라는 표시, 무릎을 더욱 굽혀 자세를 더 낮추라는 표시 등을 통해 사용자가 보완해야 할 부분을 정확하게 표시하여 사용자 편의성을 증대시킬 수 있다. 이를 통해, 사용자가 시범 자세에 가까운 자세를 취할 수 있게 함으로써 홈트레이닝에서 사용자의 부상 위험을 방지하고 정확한 자세를 통해 트레이닝 효과를 향상시킬 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 단말기(2)의 트레이닝 어플리케이션(200)을 통해 부족한 자세에 대한 가이드를 제공할 수 있다. 또한, 평가 점수와 수행 횟수에 대한 정보를 제공할 수 있으며, 소모되는 칼로리 등의 정보를 함께 제공할 수 있다.

추가로, 단말기(2) 트레이닝 어플리케이션(200)은 현재 운동 시간 정보와 운동매트(1)를 통해 측정된 압력 센싱값 등을 기초로 층간소음 발생 가능성에 대한 알람을 제공할 수 있다. 예를 들어, 밤 11시 이후 사용자가 마운틴 클라임을 하는 경우, 발 앞부분이 닿는 곳의 충격량(압력의 크기 및 시간) 및 사용자 단말기(2)의 마이크를 통해 입력되는 소음의 크기를 기초로 일정한 임계값 이상이면 층간 소음 발생 여부 및 가능성에 대한 알람을 제공할 수 있다.

이상에서 설명한 압력센서가 내장된 운동매트와 트레이닝 어플리케이션을 통해, 사용자의 운동자세를 평가하고 효율적인 운동이 가능하도록 피드백하여 홈트레이닝 효과를 높일 수 있다.

이상에서 설명한 실시예들은 적어도 부분적으로 컴퓨터 프로그램으로 구현되고 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록될 수 있다. 실시예들을 구현하기 위한 프로그램이 기록되고 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터에 의하여 읽힐 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 광 데이터 저장장치 등이 있다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수도 있다. 또한, 본 실시예를 구현하기 위한 기능적인 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트(segment)들은 본 실시예가 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에 의해 용이하게 이해될 수 있을 것이다.

이상에서 살펴본 본 명세서는 도면에 도시된 실시예들을 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러나, 이와 같은 변형은 본 명세서의 기술적 보호범위 내에 있다고 보아야 한다. 따라서, 본 명세서의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해서 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 포함하도록 정해져야 할 것이다.

Claims

단말기에 의해 수행되는, 압력센서가 내장된 운동매트를 활용한 사용자의 운동자세를 평가하는 방법으로서,
사용자의 신체 정보를 입력 받는 단계;
상기 신체 정보에 기반하여 운동자세별 신체부위의 압력센싱값을 정의하는 단계;
상기 정의된 압력센싱값에 기초하여, 상기 압력센서로부터 측정된 센싱값을 이용하여 시범 자세와 상기 사용자의 운동자세를 비교하여 상기 사용자의 운동자세를 평가하는 단계; 및
상기 평가를 기초로 상기 사용자에 피드백을 제공하는 단계를 포함하되,
상기 사용자의 운동자세를 평가하는 단계는,
상기 시범 자세에 대해 미리 정의된 신체부위의 압력센싱값과 상기 압력센서로부터 측정된 센싱값의 유사도 비교를 통해 상기 사용자의 운동자세를 평가하는 단계를 포함하며,
상기 사용자의 운동자세를 평가하는 단계는,
상기 운동자세를 평가하기 전에, 사용자에게 특정 운동자세에 대한 정상자세 및 비정상자세를 각각 지시하여 발 전체 세부 부위의 압력분포를 획득하여 저장하며,
상기 유사도 비교에 이용되는 상기 시범 자세에 대해 미리 정의된 신체부위의 압려센싱값은 정상자세 및 비정상 자세 시의 발전체 세부부위의 압력분포를 포함하며,
상기 정상자세 및 비정상자세는 팔자세에 관련된 것을 특징으로 하는, 압력센서가 내장된 운동매트를 활용한 사용자의 운동자세를 평가하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 사용자의 신체 정보를 입력 받는 단계는,
상기 사용자가 상기 운동매트에 누웠을 때 측정되는 상기 압력센서의 센싱값을 이용하여 상기 사용자의 신장, 몸통 길이, 팔 길이, 다리 길이, 팔과 다리 비율을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 압력센서가 내장된 운동매트를 활용한 사용자의 운동자세를 평가하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 신체 정보에 기반하여 운동자세별 신체부위의 압력센싱값을 정의하는 단계는,
상기 신체 정보에 기반하여, 상기 사용자의 신체 비율에 따라 기 저장된 운동자세별 신체부위의 압력센싱값을 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 압력센서가 내장된 운동매트를 활용한 사용자의 운동자세를 평가하는 방법.
제1항에 있어서,
현재 시간 정보, 마이크를 통해 입력되는 소음의 크기, 운동 자세, 발 앞부분이 닿는 매트 부분의 압력의 크기 및 시간을 기초로 층간소음 발생 가능성에 대한 알람을 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
압력센서가 내장된 운동매트를 활용한 사용자의 운동자세를 평가하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 사용자의 운동자세를 평가하는 단계는,
카메라로 상기 사용자의 운동 자세 이미지를 획득하고, 상기 압력센서로부터 측정된 센싱값 및 상기 운동 자세 이미지를 모두 이용하여 상기 사용자의 운동자세를 평가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 압력센서가 내장된 운동매트를 활용한 사용자의 운동자세를 평가하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 피드백을 제공하는 단계는,
상기 평가를 기초로 평가 점수가 임계값 이상인 경우 자세를 1회 수행한 것을 카운팅하고, 상기 평가 점수가 임계값 미만인 경우 자세 수행을 카운팅하지 않고 디스플레이에 자세 보완 지시를 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 압력센서가 내장된 운동매트를 활용한 사용자의 운동자세를 평가하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 운동자세별 신체부위의 압력센싱값은, 신체부위별로 측정되는 압력의 비율로 정의되는 것을 특징으로 하는, 압력센서가 내장된 운동매트를 활용한 사용자의 운동자세를 평가하는 방법.
하드웨어와 결합되어 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하도록 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.