KR20040070381A - The control device of running machine using the system of voice recognition - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A running machine controller using a voice recognition system is provided which drives and stops a running machine, and adjusts the moving speed and inclination of the running machine simply by a voice command, thereby allowing a user to concentrate on workout and to rapidly brake in any event of an abrupt accident. CONSTITUTION: The running machine controller comprises: a microphone(40) that receives a user's voice and generating a voice signal; an amplifier(50) for amplifying the voice signal; an A/D converter(60); a voice extractor(70) for detecting a voice frame; a feature extractor(80) for extracting features of the voice frame and processing the same into a test pattern signal; a reference pattern signal storage unit(90); a pattern matching unit(100) for extracting a reference pattern signal having the most similar feature to the test pattern signal; a moving speed adjusting unit(110); an inclination adjusting unit(120); a speaker(130); a controller(140) for controlling the moving speed adjusting unit(110) and the inclination adjusting unit(120); a wireless voice transmitter(150); and a wireless voice receiver(160).

Description

음성인식시스템을 이용한 런닝머신 구동제어장치{The control device of running machine using the system of voice recognition}The control device of running machine using the system of voice recognition}

본 발명은 런닝머신의 제어장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 간단한 음성명령에 의해 런닝머신의 구동, 정지, 속도조절 및 경사각도의 조절 등이 가능하며, 순간적으로 발생하는 안전사고 시에도 음성명령에 의해 런닝머신의 급제동이 가능하여 안전사고에 대한 예방도 가능한 음성인식시스템을 이용한 런닝머신 구동제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to a control device of the treadmill, and more specifically, it is possible to drive, stop, adjust the speed and inclination angle of the treadmill by a simple voice command, and even during a safety accident that occurs instantaneously. The present invention relates to a treadmill driving control apparatus using a voice recognition system capable of sudden braking of a treadmill and preventing a safety accident.

일반적으로 유산소운동은 비만해소와 노화현상방지에 매우 유용한 운동으로서, 유산소운동의 종류에는 달리기, 수영, 자전거타기 등이 있으며 이 중 실내의 좁은 공간에서도 달리기와 동일한 운동효과를 제공하는 스포츠장비인 런닝머신이 많이 사용되고 있다.In general, aerobic exercise is very useful for relieving obesity and preventing aging. Kinds of aerobic exercise include running, swimming, and cycling. Running is a sports equipment that provides the same athletic effect as running in a narrow space. Many machines are in use.

이와 같은 런닝머신은 도 1에 도시된 바와 같이, 런닝벨트(10)와, 키패드(21)의 조작에 의해 런닝벨트(10)의 회전속도조절 및 경사각도의 조절이 가능하게 제어하는 런닝벨트 제어부(20)를 구비하여 사용자가 직접 자신의 연령, 성별, 취향 등을 고려하여 운동(조깅) 중에도 런닝벨트 제어부(20)의 키패드(21)에 구비된 각종 키를 조작함으로써 운동속도의 가감조절 및 경사각도조절을 할 수 있다.As shown in FIG. 1, the treadmill is a running belt control unit for controlling the running belt 10 and the keypad 21 to control the rotation speed and the inclination angle of the running belt 10. 20, the user directly controls his / her speed, acceleration and deceleration by manipulating various keys included in the keypad 21 of the running belt control unit 20 during exercise (jogging) in consideration of his or her age, gender, or taste. Tilt angle can be adjusted.

예를 들어 런닝벨트 제어부(20)의 키패드(21)에 구비된 각종 키 중 메뉴설정키 및 방향키를 구비하여 사용자가 운동 중 운동속도를 감속하고자 할 경우 메뉴설정키를 조작하여 운동속도 조절메뉴를 선택한 후 방향키를 조작하여 소망하는 운동속도로 감속시킬 수 있으며, 또한 런닝벨트(10)의 경사도도 소망하는 기울기로 조절하고자 할 경우에도 메뉴설정키를 조작하여 경사각도 조절메뉴를 선택한 후 방향키를 조작함으로써 소망하는 기울기로 런닝벨트(10)의 경사도를 조절할 수 있다.For example, if the user has a menu setting key and a direction key among the various keys provided on the keypad 21 of the running belt control unit 20 and the user wants to reduce the speed during the exercise, the menu setting key is operated to control the exercise speed adjusting menu. After selecting, you can decelerate to the desired speed by operating the direction key.In addition, if you want to adjust the inclination of the running belt 10 to the desired inclination, operate the menu setting key and select the inclination angle adjustment menu and then operate the direction key. Thus, the inclination of the running belt 10 can be adjusted to a desired inclination.

또한 전원플러그로부터 런닝머신으로 공급되는 전원의 차단을 가능하게 하는 안전바(safety bar)(22)가 런닝벨트 제어부(20)의 일측에 형성되어 있어 운동 중 사용자의 신체에 이상변화가 발생할 경우 안전바(22)를 잡아 당겨 런닝머신의 구동을 멈춤으로써 안전사고의 발생도 미연에 방지할 수 있는 기능을 제공하고 있다.In addition, a safety bar (22) is formed on one side of the running belt control unit 20 to enable the interruption of the power supplied to the treadmill from the power plug is safe in case of abnormal changes in the user's body during exercise By pulling the bar 22 to stop the running of the treadmill, the occurrence of a safety accident is also provided.

그러나 상기 종래 런닝머신은 운동 중 운동속도의 가/감속 및 경사각도를 조절하고자 할 경우 운동 중인 사용자가 직접 런닝머신의 일측에 부착된 런닝벨트 제어부의 키패드에 구비된 각종 키를 여러 번 조작하여야만 소망하는 운동속도 및 경사각도의 조절이 가능하기 때문에 사용자가 운동에 신경을 집중하지 못함으로써 사용자의 운동을 방해하는 문제점이 있다.However, when the conventional treadmill is to adjust the acceleration / deceleration and the inclination angle of the exercise speed during exercise, the user who is exercising must directly manipulate the various keys provided on the keypad of the treading belt controller attached to one side of the treadmill several times. Since the movement speed and the inclination angle can be adjusted, there is a problem that the user does not concentrate on the exercise and thus hinders the user's movement.

또한 사용자는 운동 중 키조작을 할 경우 신경이 분산되기 때문에 고속으로 회전하는 런닝벨트에서 이탈하는 것과 같은 안전사고가 발생 시 런닝벨트 제어부(20)의 일측에 형성된 안전바(22)를 잡아당겨야만 전원의 차단에 의해 런닝벨트의 구동이 멈춰지기 때문에 순간적으로 발생하는 안전사고에 대한 예방은 거의 불가능한 문제점도 있다.In addition, the user must pull the safety bar 22 formed on one side of the running belt control unit 20 when a safety accident such as a deviation from the running belt that rotates at high speed because the nerve is dispersed when the key operation during exercise. Running of the running belt is stopped by the power off, so there is a problem that it is almost impossible to prevent a safety accident that occurs momentarily.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 본 발명의 목적은 사용자가 런닝머신을 이용한 조깅 시에 런닝머신의 구동, 정지, 속도조절 및 경사각도의 조절과 같은 런닝머신의 조작을 간단한 음성명령에 의해 가능하도록 제공함으로써 운동중인 사용자가 운동에 신경을 집중할 수 있도록 하여 사용자의 운동을 방해하지 않고, 더욱이 순간적으로 발생하는 안전사고 시에도 음성으로 런닝머신의 급제동을 가능하게 함으로써 안전사고에 대한 예방도 가능한 음성인식시스템을 이용한 런닝머신 구동제어장치를 제공하는데 있다.The present invention is to solve the problems of the prior art, an object of the present invention is a simple voice to operate the treadmill operation, such as driving, stopping, adjusting the speed and inclination of the treadmill when the user jogging using the treadmill By providing it possible by command, the user who is exercising can concentrate his / her attention on the exercise, without interrupting the user's movement, and enabling the braking of the treadmill by voice even in the event of a safety accident that occurs momentarily. The present invention provides a treadmill driving control apparatus using a voice recognition system that can be prevented.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 음성인식시스템을 이용한 런닝머신 구동제어장치는 런닝벨트 제어부에 구비된 키조작에 의해 런닝벨트의 경사도 및 이동속도를 조절할 수 있는 런닝머신에 있어서, 상기 런닝벨트 제어부의 일측에 구비되는 것으로서, 런닝머신의 조작제어 및 다양한 기능제어를 요청하는 사용자의 음성을 입력받아 런닝머신 조작/기능제어용 음성신호를 생성하는 마이크와, 상기 마이크로부터 입력되는 런닝머신 조작/기능제어용 음성신호를 소정의 크기로 증폭시키는 증폭부와, 상기 증폭부로부터 입력되는 소정크기로 증폭된 런닝머신 조작/기능제어용 음성신호인 아날로그신호를 디지털신호로 변환시키는 A/D변환부와, 상기 A/D변환부로부터 입력되는 디지털신호로 변환된 런닝머신 조작/기능제어용 음성신호를 음절과 같은 짧은 단위의 신호(프레임)로 분할하고, 그 분할된 각 프레임 중 실제 음성이 발성된 프레임만을 검출하는 음성구간 추출부와, 상기 추출부로부터 입력되는 검출된 런닝머신 조작/기능제어용 음성신호의 프레임의 특징을 추출하여 테스트 패턴신호로 가공하는 특징추출부와, 상기 특징추출부로부터 입력되는 테스트 패턴신호를 기준 패턴신호 저장부와 매칭하여, 그 테스트 패턴신호와 가장 유사한 특징을 갖는 해당 기준 패턴신호를 추출하는 패턴매칭부와, 상기 패턴매칭부로부터 입력되는 해당 기준 패턴신호에 대응하는 런닝머신 조작/기능 제어신호를 생성하여 런닝머신의 운동속도 조절수단 및 경사각도 조절수단의 구동 및 기능을 제어하는 제어부를 포함하는 구성이다.The running machine driving control apparatus using the voice recognition system of the present invention for achieving the above object is a running machine that can control the inclination and moving speed of the running belt by the key operation provided in the running belt control unit, the running belt control unit It is provided on one side of, the microphone for receiving the user's voice requesting the operation control and various function control of the treadmill, and generates a telecommunication machine operation / function control voice signal, the treadmill operation / function control input from the microphone An amplifier for amplifying a voice signal to a predetermined size, an A / D converter for converting an analog signal, which is a voice signal for treadmill operation / function control, amplified to a predetermined size input from the amplifier, into a digital signal, and A Running audio signal converted into digital signal input from the / D conversion unit, such as syllables A voice segment extraction unit for dividing a signal (frame) into short units and detecting only a frame in which the actual voice is spoken, and a frame of the detected treadmill operation / function control audio signal inputted from the extraction unit. A feature extracting unit for extracting a feature of a feature and processing the test pattern signal into a reference pattern signal storage unit by matching a test pattern signal input from the feature extracting unit with a reference pattern signal storing unit; Generating a treadmill operation / function control signal corresponding to the reference pattern signal inputted from the pattern matcher and controlling driving and functions of the speed control means and the tilt angle control means of the treadmill; It is a configuration including a control unit.

여기서 상기 기준 패턴신호 저장부는 런닝머신의 조작 및 다양한 기능을 제어하기 위해 발성될 수 있는 다양한 음성신호들을 음절과 같은 짧은 단위의 프레임으로 분할하고, 그 분할된 각 프레임 중 실제 음성이 발성된 프레임만을 검출하며, 검출된 프레임들의 특징을 추출하여 패턴신호들로 가공하는 과정을 다수 번 반복하여 생성된 기준 패턴신호들이 저장되어 있다.Here, the reference pattern signal storage unit divides various voice signals that can be spoken to control the treadmill's operation and various functions into frames in short units such as syllables, and among the divided frames, only the frame in which the actual voice is spoken. The reference pattern signals generated by repeatedly detecting a feature of the detected frames and processing them into pattern signals are stored.

또한 상기 음성인식시스템을 이용한 런닝머신 구동제어장치는 스피커를 더 포함하고, 상기 패턴매칭부에서 테스트 패턴신호와 유사한 특징을 갖는 기준 패턴신호가 없는 경우, 상기 제어부는 패턴신호 저장부에 저장된 음성신호 데이터 중, 음성을 재차 발성해 달라는 재차 음성발성 요청정보용 데이터를 추출하여 스피커를 통하여 출력이 되도록 제어한다.In addition, the treadmill driving control apparatus using the voice recognition system further includes a speaker, and when there is no reference pattern signal having a characteristic similar to the test pattern signal in the pattern matching unit, the controller controls the voice signal stored in the pattern signal storage unit. From the data, data for the voice request information to be spoken again is extracted and controlled to be output through the speaker.

또한 상기 음성인식시스템을 이용한 런닝머신 구동제어장치는 런닝머신을 이용하여 운동을 하는 사용자의 음성명령을 보다 정확하게 획득할 수 있도록, 발성되는 사용자의 음성명령을 입력받아 반송파로 변환한 후 송출하는 무선음성송신부와, 상기 무선음성송신부에서 송출되는 반송파를 입력받고 입력된 반송파를 런닝머신 조작/기능제어용 음성신호로 변환하는 무선음성수신부를 더 포함하는 구성이다.In addition, the treadmill driving control apparatus using the voice recognition system wirelessly transmits after receiving the voice command of the voiced user is converted into a carrier wave so as to more accurately obtain the voice command of the user exercising using the treadmill. And a wireless voice receiver for receiving a carrier transmitted by the wireless voice transmitter and converting the input carrier into a voice signal for treadmill operation / function control.

도 1은 종래의 런닝머신을 나타낸 사시도,1 is a perspective view showing a conventional treadmill,

도 2는 본 발명으로서, 음성인식시스템이 내장된 런닝머신의 런닝벨트 제어부를 나타낸 정면도,2 is a front view showing a running belt control unit of a treadmill with a voice recognition system according to the present invention;

도 3은 본 발명으로서, 음성인식시스템이 내장된 런닝머신의 런닝벨트 제어부의 개략적인 블록도이다.3 is a schematic block diagram of a running belt control unit of a treadmill with a voice recognition system according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명><Code Description of Main Parts of Drawing>

30 : 런닝벨트 제어부 31 : 키패드30: running belt control unit 31: keypad

32 : 액정화면 40 : 마이크32: LCD 40: microphone

50 : 증폭부 60 : A/D변환부50: amplification unit 60: A / D conversion unit

70 : 음성구간 추출부 80 : 특징추출부70: speech section extraction unit 80: feature extraction unit

90 : 기준 패턴신호 저장부 100 : 패턴매칭부90: reference pattern signal storage unit 100: pattern matching unit

110 : 운동속도 조절수단 120 : 경사각도 조절수단110: speed control means 120: tilt angle control means

130 : 스피커 140 : 제어부130 speaker 140 control unit

150 : 무선음성송신부 160 : 무선음성수신부150: wireless voice transmitter 160: wireless voice receiver

이하에서는 본 발명의 실시예에 대한 구성 및 작용을 첨부한 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the configuration and operation of the embodiment of the present invention will be described in detail.

도 2는 본 발명으로서, 음성인식시스템이 내장된 런닝머신의 런닝벨트 제어부를 나타낸 정면도이고, 도 3은 본 발명으로서, 음성인식시스템이 내장된 런닝머신의 런닝벨트 제어부의 개략적인 블록도이다.Figure 2 is a front view showing a running belt control unit of the treadmill with a voice recognition system, the present invention, Figure 3 is a schematic block diagram of a running belt control unit of the treadmill with a voice recognition system, as the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명의 음성인식시스템을 이용한 런닝머신 구동제어장치는 런닝벨트 제어부에 구비된 키조작에 의해 런닝벨트의 경사도 및 이동속도를 조절할 수 있는 런닝머신에 있어서, 상기 런닝벨트 제어부(30)의 일측에 구비되는 것으로서, 런닝머신의 조작제어 및 다양한 기능제어를 요청하는 사용자의 음성을 입력받아 런닝머신 조작/기능제어용 음성신호를 생성하는 마이크(40)와, 상기 마이크(40)로부터 입력되는 런닝머신 조작/기능제어용 음성신호를 소정의 크기로 증폭시키는 증폭부(50)와, 상기 증폭부(50)로부터 입력되는 소정크기로 증폭된 런닝머신 조작/기능제어용 음성신호인 아날로그신호를 디지털신호로 변환시키는 A/D변환부(60)와, 상기 A/D변환부(60)로부터 입력되는 디지털신호로 변환된 런닝머신 조작/기능제어용 음성신호를 음절과 같은 짧은 단위의 신호(프레임)로 분할하고, 그 분할된 각 프레임 중 실제 음성이 발성된 프레임만을 검출하는 음성구간 추출부(70)와, 상기 추출부(70)로부터 입력되는 검출된 런닝머신 조작/기능제어용 음성신호의 프레임의 특징을 추출하여 테스트 패턴신호로 가공하는 특징추출부(80)와, 상기 특징추출부(80)로부터 입력되는 테스트 패턴신호를 기준 패턴신호 저장부(90)와 매칭하여, 그 테스트 패턴신호와 가장 유사한 특징을 갖는 해당 기준 패턴신호를 추출하는 패턴매칭부(100)와, 상기 패턴매칭부(100)로부터 입력되는 해당 기준 패턴신호에 대응하는 런닝머신 조작/기능 제어신호를 생성하여 런닝머신의 운동속도 조절수단(110) 및 경사각도 조절수단(120)의 구동 및 기능을 제어하는 제어부(140)를 포함하는 구성이다.As shown, the running machine driving control apparatus using the voice recognition system of the present invention in the running machine that can adjust the inclination and moving speed of the running belt by the key operation provided in the running belt control unit, the running belt control unit ( 30, which is provided on one side, receives a voice of a user requesting operation control and various function control of the treadmill and generates a telecommunication machine operation / function control voice signal, and the microphone 40 from the microphone 40. An amplifying unit 50 for amplifying the input treading machine operation / function control voice signal to a predetermined size, and an analog signal which is a treadmill operation / function control voice signal amplified to a predetermined size input from the amplifying unit 50; A / D converter 60 for converting into a digital signal, and the running machine operation / function control audio signal converted into a digital signal input from the A / D converter 60 The speech segment extraction unit 70 divides the signal into a short unit such as a section, and detects only the frame in which the actual speech is spoken, and the detected running input from the extraction unit 70. The feature extractor 80 extracts a feature of a frame of the voice signal for machine operation / function control and processes the feature into a test pattern signal, and the test pattern signal input from the feature extractor 80 is used as a reference pattern signal storage unit 90. Pattern matching unit 100 for extracting a corresponding reference pattern signal having a feature most similar to that of the test pattern signal, and a treadmill operation / corresponding to the corresponding reference pattern signal input from the pattern matching unit 100; The control unit 140 generates a function control signal to control the driving speed and function of the running speed adjusting means 110 and the tilt angle adjusting means 120 of the treadmill.

상기 기준 패턴신호 저장부(90)는 런닝머신의 조작 및 다양한 기능을 제어하기 위해 발성될 수 있는 다양한 음성신호들을 음절과 같은 짧은 단위의 프레임으로 분할하고, 그 분할된 각 프레임 중 실제 음성이 발성된 프레임만을 검출하며, 검출된 프레임들의 특징을 추출하여 패턴신호들로 가공하는 과정을 다수 번 반복하여 생성된 기준 패턴신호들이 저장되어 있다.The reference pattern signal storage unit 90 divides various voice signals that can be spoken to control the treadmill's operation and various functions into frames in short units, such as syllables, and the actual voice of each of the divided frames is spoken. Only the detected frames are detected, and reference pattern signals generated by repeating a process of extracting a feature of the detected frames and processing the pattern signals are stored.

상기 음성인식시스템을 이용한 런닝머신 구동제어장치는 스피커(130)를 더 포함하고, 상기 패턴매칭부(100)에서 테스트 패턴신호와 유사한 특징을 갖는 기준 패턴신호가 없는 경우, 상기 제어부(140)는 패턴신호 저장부(90)에 저장된 음성신호 데이터 중, 음성을 재차 발성해 달라는 재차 음성발성 요청정보용 데이터를 추출하여 스피커(130)를 통하여 출력이 되도록 제어한다.The treadmill driving control apparatus using the voice recognition system further includes a speaker 130, and when there is no reference pattern signal having similar characteristics to the test pattern signal in the pattern matching unit 100, the controller 140 Among the voice signal data stored in the pattern signal storage unit 90, the voice request information for voice reproducing again is extracted and controlled to be output through the speaker 130.

상기 런닝머신 조작/기능 제어신호는 런닝머신의 구동 및 정지, 런닝벨트의 회전속도의 가감제어 및 런닝벨트의 경사각도의 조절이 가능하도록 런닝머신의 운동속도 조절수단(110) 및 경사각도 조절수단(120)를 제어하는 신호이다.The treadmill operation / function control signal is a running speed adjusting means 110 and an inclination angle adjusting means of the treadmill so as to control the driving and stop of the treadmill, the control of the rotational speed of the treadmill and the inclination angle of the treadmill. A signal for controlling 120.

또한 런닝머신에 구비된 음성인식 시스템의 음성인식률을 향상시키기 위해 음성인식의 단위가 짧은 음성명령이나 간단한 음성제어 등에 주로 사용되는 고립단어인식을 사용하는 것이 바람직하며, 이를 위해 런닝벨트 제어부(30)의 타측부에는 런닝머신의 구동 및 정지, 런닝벨트의 회전속도의 가감제어, 급제동 및 런닝벨트의경사각도의 조절이 가능한 음성명령어가 텍스트로 기재된 음성명령표가 부착될 수 있다. 그리고 음성인식에 사용되는 음성인식 알고리즘도 고립단어인식에 적합한 DTW(Dynamic Time Warping)를 이용하는 것이 바람직하다.In addition, in order to improve the voice recognition rate of the voice recognition system provided in the treadmill, it is preferable to use isolated word recognition mainly used for short voice commands or simple voice control. The other side of the voice command table can be attached to the voice command that can be driven and stopped the treadmill, the control of the rotation speed of the running belt, the rapid braking and the control of the tilt angle of the running belt. In addition, it is preferable to use DTW (Dynamic Time Warping) suitable for isolated word recognition.

상기 음성인식시스템을 이용한 런닝머신 구동제어장치는 런닝머신을 이용하여 운동을 하는 사용자의 음성명령을 보다 정확하게 획득할 수 있도록, 발성되는 사용자의 음성명령을 입력받아 반송파로 변환한 후 송출하는 무선음성송신부(150)와, 상기 무선음성송신부(150)에서 송출되는 반송파를 입력받고 입력된 반송파를 런닝머신 조작/기능제어용 음성신호로 변환하는 무선음성수신부(160)를 더 포함한다.The treadmill driving control apparatus using the voice recognition system receives a voice command of a voiced user, converts it into a carrier wave, and transmits the voice command so as to more accurately obtain a voice command of a user exercising using the treadmill. The transmitter 150 further includes a wireless voice receiver 160 which receives a carrier transmitted from the wireless voice transmitter 150 and converts the input carrier into a voice signal for treadmill operation / function control.

미설명 부호 31은 키패드이고, 32는 액정화면이다.Reference numeral 31 is a keypad, and 32 is a liquid crystal display.

상기 구성으로 된 본 고안의 작용효과를 설명한다.It demonstrates the effect of the present invention made of the above configuration.

런닝머신의 조작 및 다양한 기능을 음성을 이용하여 제어할 수 있게 사용자는 음성인식시스템이 내장된 런닝머신의 런닝벨트에 위치한 후, "런닝머신 구동"과 같은 런닝머신의 구동을 알리는 음성을 발성한다.To control treadmill operation and various functions using voice, the user is located on the treadmill of the treadmill with a built-in voice recognition system, and then voices a voice that informs the treadmill drive, such as "treadmill drive". .

이때 런닝벨트 제어부(30)의 타측부에는 런닝머신의 구동 및 각종 기능을 제어하는 음성명령어가 기재된 음성명령표가 부착되어 있어 이를 참조하여 런닝머신의 구동을 알리는 음성을 발성할 수 있으며, 또한 사용자는 음성명령표를 숙지하지 않았을 지라도 "출발, 시작, …,구동"등과 같은 런닝머신의 구동을 뜻하는 다양한 음성들이 기준 패턴신호 저장부(90)에 데이터베이스화되어 있기 때문에 음성인식을 가능하게 한다.At this time, the other side of the running belt control unit 30 is attached with a voice command table describing voice commands for controlling the driving and various functions of the treadmill. Even if the voice command table is not familiar, various voices for driving the treadmill, such as "start, start, ..., drive", etc., are databased in the reference pattern signal storage unit 90 so that voice recognition is possible. .

이와 같이 발성된 런닝머신의 구동을 알리는 음성은 마이크(40)를 통하여 입력되고, 마이크(40)는 입력된 음성을 이용하여 런닝머신 조작/기능제어용 음성신호로 생성한 후 증폭부(50)로 입력한다. 여기서 마이크(40)는 런닝머신을 이용하여 운동을 하는 사용자의 음성명령을 보다 정확하게 입력될 수 있도록 벽면 측 천장을 따라 늘어트려 사용자의 입 근처에 위치될 수 있게 전선으로 연장되어 설치될 수 도 있다.The voice for informing the driving of the treadmill thus produced is input through the microphone 40, and the microphone 40 is generated as a voice signal for treadmill operation / function control using the input voice to the amplifying unit 50. Enter it. Here, the microphone 40 may be installed to extend along the wire so that it can be positioned near the user's mouth by hanging along the ceiling of the wall so that the voice command of the user exercising using the treadmill can be input more accurately. .

증폭부(50)는 입력된 런닝머신 조작/기능제어용 음성신호를 소정의 크기로 증폭시킨 후에 A/D변환부(60)로 입력하면 A/D변환부(60)는 입력된 런닝머신 조작/기능제어용 음성신호를 디지털신호로 변환하여 음성구간 추출부(70)로 입력한다.The amplifier 50 amplifies the input treadmill operation / function control voice signal to a predetermined size and inputs the A / D converter 60 to the A / D converter 60 to input the treadmill operation / The voice signal for function control is converted into a digital signal and input to the voice section extracting unit 70.

음성구간 추출부(70)는 입력된 디지털신호로 변환된 런닝머신 조작/기능제어용 음성신호인 "런닝머신 구동"을 음절과 같은 짧은 단위의 신호인 프레임으로 구분하여 분할하고, 이와 같이 분할된 각각의 프레임의 에너지, 영교차율(zero crossing rate) 및 시간길이 정보 등을 참조하여 실제 발성된 프레임만을 검출하여 특징추출부(80)로 입력한다.The voice section extracting unit 70 divides the "treadmill driving" voice signal, which is a treadmill operation / function control signal converted into an input digital signal, into a frame which is a short unit signal such as syllables, and divides each of the divided segments. With reference to the energy of the frame, zero crossing rate and time length information, etc., only the frames actually spoken are detected and input to the feature extractor 80.

특징추출부(80)는 입력된 검출된 런닝머신 조작/기능제어용 음성신호의 프레임의 특징을 스펙트럼 정보를 나타내는 파라미터를 이용하여 추출하고, 그 추출된 프레임의 특징을 테스트 패턴신호로 가공한 후 패턴매칭부(100)로 입력한다.The feature extracting unit 80 extracts a feature of a frame of the detected treadmill operation / function control voice signal using a parameter representing spectrum information, processes the feature of the extracted frame into a test pattern signal, and then pattern Input to the matching unit 100.

패턴매칭부(100)는 입력된 테스트 패턴신호를 기준 패턴신호 저장부(90)와 매칭하여 그 테스트 패턴신호와 가장 유사한 특징을 갖는 해당 기준 패턴신호를 추출하여 제어부(140)로 입력한다.The pattern matching unit 100 matches the input test pattern signal with the reference pattern signal storage unit 90, extracts a corresponding reference pattern signal having a feature most similar to the test pattern signal, and inputs it to the controller 140.

여기서 기준 패턴신호 저장부(90)에 데이터베이스화된 기준 패턴신호들은 런닝머신의 조작 및 다양한 기능을 제어하기 위해 발성될 수 있는 다양한 음성신호들을 음절과 같은 짧은 단위의 프레임으로 분할하고, 분할된 각 프레임의 에너지, 영교차율 및 시간길이 정보를 참조하여 실제 발성된 프레임만을 검출하며, 검출된 프레임들의 특징을 스펙트럼 정보를 나타내는 파라미터를 이용하여 추출하여 패턴신호들로 가공하는 과정을 다수 번 반복함으로써 생성된 신호이다.Here, the reference pattern signals databased in the reference pattern signal storage unit 90 divide various voice signals that can be uttered to control the treadmill operation and various functions into frames of short units such as syllables, Generates by repeating the process of processing the pattern signals by extracting the characteristics of the detected frames using parameters representing spectrum information, and retrieving the actual frame by referring to the energy, zero crossing rate and time length information of the frame. Is a signal.

제어부(140)는 입력된 해당 기준 패턴신호에 대응하는 런닝머신의 구동을 제어하는 런닝머신 조작/기능 제어신호를 생성하여 런닝머신의 운동속도 조절수단(110)이 구동이 되도록 제어한다.The controller 140 generates a treadmill operation / function control signal for controlling the driving of the treadmill corresponding to the input reference pattern signal and controls the driving speed adjusting means 110 of the treadmill to be driven.

이때 패턴매칭부(100)에서 입력된 테스트 패턴신호를 기준 패턴신호 저장부(90)와 매칭 시 테스트 패턴신호와 유사한 특징을 갖는 기준 패턴신호가 없는 경우, 제어부(140)는 운동을 하고자 하는 사용자에게 런닝머신의 조작 및 기능을 제어하는 음성을 재차 발성해 달라는 재차 음성발성요청정보를 사용자가 인식할 수 있도록 액정화면(32)에 텍스트로 출력이 되도록 제어하거나, 또는 재차 음성발성요청정보를 음성으로도 출력이 되도록 제어할 수 있다.In this case, when there is no reference pattern signal having similar characteristics to the test pattern signal when the test pattern signal input from the pattern matching unit 100 is matched with the reference pattern signal storage unit 90, the controller 140 may perform the exercise. Control the audio output to text on the LCD screen 32 so that the user can recognize the voice call request information again to control the operation and function of the treadmill, or the voice call request information again. It can also be controlled to output.

이를 위해 런닝머신의 일단에는 스피커(130)가 구비되고, 제어부(140)는 패턴신호 저장부(90)에 저장된 음성신호 데이터 중, 런닝머신의 조작 및 기능을 제어하는 음성을 재차 발성해 달라는 재차 음성발성요청정보용 데이터를 추출하여 스피커(130)를 통하여 출력이 되도록 제어한다.To this end, a speaker 130 is provided at one end of the treadmill, and the control unit 140 repeats the voice for controlling the operation and the function of the treadmill again among the voice signal data stored in the pattern signal storage unit 90. The voice call request information data is extracted and controlled to be output through the speaker 130.

또한 상술한 런닝머신 구동과 더불어 런닝머신의 운동속도 조절 및 런닝벨트의 경사각도 조절도 상기와 같은 과정의 반복을 통하여 간단한 음성명령에 의해 제어가 가능하다.In addition to the above-described driving of the treadmill, the control of the running speed of the treadmill and the inclination angle of the treadmill can be controlled by a simple voice command through the above process.

예를 들어, 런닝머신의 운동속도를 가감속시키고자 할 경우, 사용자는 "가속, 빨리, 더 빨리, 빠르게, 감속, …, 느리게"와 같이 문자 또는 "6킬로, 7킬로, …, 10킬로"와 같이 숫자 및 문자의 조합으로 된 음성명령을 발성하면 이를 인식하여 자동적으로 런닝머신의 운동속도가 조절되며, 또한 런닝벨트의 경사각도의 기울기도 "경사각도 높게, 경사각도 낮게와 같이 문자 또는 "3도, 4도, …, 10도"와 같이 숫자 및 문자의 조합으로 된 음성명령을 발성하면 이를 인식하여 자동적으로 경사각도의 조절이 가능하기 때문에 사용자는 운동에 모든 신경을 집중할 수 있으며, 더욱이 종래 안전사고 발생 시 사용자가 직접 런닝머신의 일측에 형성된 안전바를 잡아당겨야만 런닝벨트의 구동이 정지하였던 것에 반하여 음성으로 신속하고 간편하게 런닝벨트의 구동정지가 가능하여 순간적으로 발생하는 안전사고에 대한 예방도 가능하다.For example, if you want to accelerate or decelerate the running speed of a treadmill, the user may use a character like "acceleration, faster, faster, faster, slower, ..., slower" or "6 kilos, 7 kilos, ..., 10 kilos". When the voice command consisting of a combination of numbers and letters is uttered, it recognizes this and automatically adjusts the running speed of the treadmill. Also, the slope of the running belt's inclination angle is "high inclination angle and low inclination angle". "3 degrees, 4 degrees,… When the voice command of the combination of numbers and letters is uttered, the tilt angle can be automatically recognized and the user can concentrate all the nerves on the exercise. Only by pulling the safety bar formed on one side of the treadmill directly, the running of the running belt is stopped, while the running belt can be stopped quickly and simply by voice to prevent the safety accident that occurs momentarily.

그리고 사용자의 운동에 방해를 주지 않으며, 사용자의 음성명령이 보다 정확하게 획득될 수 있게 무선에 의해 사용자의 음성명령이 송출될 수 있도록, 무선음성송신부(150)에서 발성되는 사용자의 음성명령을 입력받아 반송파로 변환한 후 송출하면 무선음성수신부(160)는 무선음성송신부(150)에서 송출되는 반송파를 입력받아 런닝머신 조작/기능제어용 음성신호로 변환하여 증폭부(50)로 입력되며, 입력된 런닝머신 조작/기능제어용 음성신호는 상술한 신호흐름체계로 동일하게 진행됨으로써 보다 나은 서비스를 제공할 수 있다.And it does not interfere with the user's movement, and receives the user's voice command spoken by the wireless voice transmitter 150 so that the user's voice command can be transmitted by wireless so that the user's voice command can be obtained more accurately. After converting into a carrier wave and transmitting it, the wireless voice receiver 160 receives the carrier wave transmitted from the wireless voice transmitter 150 and converts it into a voice signal for treadmill operation / function control and inputs it to the amplifying unit 50. The voice signal for machine operation / function control can be performed in the same manner as the above-described signal flow system to provide better service.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 사용자가 런닝머신을 이용한 조깅 시에 런닝머신의 구동, 정지, 속도조절 및 경사각도의 조절과 같은 런닝머신의 조작을 간단한 음성명령에 의해 가능하도록 제공함으로써 운동중인 사용자가 운동에 신경을 집중할 수 있도록 하여 사용자의 운동을 방해하지 않고, 또한 순간적으로 발생하는 안전사고 시에도 음성으로 런닝머신의 급제동을 가능하게 함으로써 안전사고에 대한 예방도 가능하게 하는 효과를 발휘한다.As described above, the present invention allows the user to exercise the treadmill, such as driving, stopping, adjusting the speed and adjusting the inclination angle of the treadmill while jogging using the treadmill, by providing a simple voice command. By allowing the user to concentrate on the exercise, it does not interfere with the user's movement and also enables the sudden braking of the treadmill by voice even during a safety accident that occurs momentarily, thereby preventing the safety accident. .

본 발명은 기재된 구체예 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 사상과 범위내에서 변형이나 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 첨부한 특허청구범위에 속한다 할 것이다.Although the invention has been described in detail only with respect to the described embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that modifications and variations can be made within the spirit and scope of the invention, and such modifications and variations will fall within the scope of the appended claims.

Claims (4)

런닝벨트 제어부에 구비된 키조작에 의해 런닝벨트의 경사도 및 이동속도를 조절할 수 있는 런닝머신에 있어서,In the running machine that can adjust the inclination and moving speed of the running belt by the key operation provided in the running belt control unit, 상기 런닝벨트 제어부(30)의 일측에 구비되는 것으로서, 런닝머신의 조작제어 및 다양한 기능제어를 요청하는 사용자의 음성을 입력받아 런닝머신 조작/기능제어용 음성신호를 생성하는 마이크(40)와,The microphone 40, which is provided at one side of the running belt control unit 30, receives a user's voice requesting operation control and various function control of the treadmill and generates a treadmill operation / function control voice signal; 상기 마이크(40)로부터 입력되는 런닝머신 조작/기능제어용 음성신호를 소정의 크기로 증폭시키는 증폭부(50)와,An amplifying unit 50 for amplifying a treadmill operation / function control audio signal input from the microphone 40 to a predetermined size; 상기 증폭부(50)로부터 입력되는 소정크기로 증폭된 런닝머신 조작/기능제어용 음성신호인 아날로그신호를 디지털신호로 변환시키는 A/D변환부(60)와,An A / D converter 60 for converting an analog signal, which is a voice signal for treadmill operation / function control, amplified to a predetermined size input from the amplifier 50 into a digital signal; 상기 A/D변환부(60)로부터 입력되는 디지털신호로 변환된 런닝머신 조작/기능제어용 음성신호를 음절과 같은 짧은 단위의 신호(프레임)로 분할하고, 그 분할된 각 프레임 중 실제 음성이 발성된 프레임만을 검출하는 음성구간 추출부(70)와,The treadmill operation / function control voice signal converted into a digital signal input from the A / D converter 60 is divided into a short unit signal (frame) such as syllables, and the actual voice of each of the divided frames is spoken. A speech section extracting unit 70 for detecting only the extracted frames, 상기 추출부(70)로부터 입력되는 검출된 런닝머신 조작/기능제어용 음성신호의 프레임의 특징을 추출하여 테스트 패턴신호로 가공하는 특징추출부(80)와,A feature extraction unit 80 for extracting a feature of a frame of the detected treadmill operation / function control audio signal input from the extraction unit 70 and processing the extracted feature into a test pattern signal; 상기 특징추출부(80)로부터 입력되는 테스트 패턴신호를 기준 패턴신호 저장부(90)와 매칭하여, 그 테스트 패턴신호와 가장 유사한 특징을 갖는 해당 기준 패턴신호를 추출하는 패턴매칭부(100)와,A pattern matching unit 100 that matches the test pattern signal input from the feature extractor 80 with the reference pattern signal storage unit 90, and extracts a corresponding reference pattern signal having a feature most similar to the test pattern signal; , 상기 패턴매칭부(100)로부터 입력되는 해당 기준 패턴신호에 대응하는 런닝머신 조작/기능 제어신호를 생성하여 런닝머신의 운동속도 조절수단(110) 및 경사각도 조절수단(120)의 구동 및 기능을 제어하는 제어부(140)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 음성인식시스템을 이용한 런닝머신 구동제어장치.Generates a treadmill operation / function control signal corresponding to the reference pattern signal input from the pattern matching unit 100 to drive and function the movement speed adjusting means 110 and the tilt angle adjusting means 120 of the treadmill. Running machine driving control device using a voice recognition system, characterized in that it comprises a control unit 140 for controlling. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 기준 패턴신호 저장부(90)는 런닝머신의 조작 및 다양한 기능을 제어하기 위해 발성될 수 있는 다양한 음성신호들을 음절과 같은 짧은 단위의 프레임으로 분할하고, 그 분할된 각 프레임 중 실제 음성이 발성된 프레임만을 검출하며, 검출된 프레임들의 특징을 추출하여 패턴신호들로 가공하는 과정을 다수 번 반복하여 생성된 기준 패턴신호들이 저장된 것을 특징으로 하는 음성인식시스템을 이용한 런닝머신 구동제어장치.The reference pattern signal storage unit 90 divides various voice signals that can be spoken to control the treadmill's operation and various functions into frames in short units, such as syllables, and the actual voice of each of the divided frames is spoken. A treadmill driving control apparatus using a voice recognition system, characterized in that only reference frames are detected, and reference pattern signals generated by repeating a process of extracting a feature of the detected frames and processing the pattern signals are stored a plurality of times. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 음성인식시스템을 이용한 런닝머신 구동제어장치는 스피커(130)를 더 포함하고, 상기 패턴매칭부(100)에서 테스트 패턴신호와 유사한 특징을 갖는 기준 패턴신호가 없는 경우, 상기 제어부(140)는 패턴신호 저장부(90)에 저장된 음성신호 데이터 중, 음성을 재차 발성해 달라는 재차 음성발성 요청정보용 데이터를 추출하여 스피커(130)를 통하여 출력이 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 음성인식시스템을 이용한 런닝머신 구동제어장치.The treadmill driving control apparatus using the voice recognition system further includes a speaker 130, and when there is no reference pattern signal having similar characteristics to the test pattern signal in the pattern matching unit 100, the controller 140 Using the voice recognition system, the voice signal request data is extracted from the voice signal data stored in the pattern signal storage unit 90, and the voice voice request information data is re-extracted to be output through the speaker 130. Running machine drive control device. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 음성인식시스템을 이용한 런닝머신 구동제어장치는 런닝머신을 이용하여 운동을 하는 사용자의 음성명령을 보다 정확하게 획득할 수 있도록, 발성되는 사용자의 음성명령을 입력받아 반송파로 변환한 후 송출하는 무선음성송신부(150)와, 상기 무선음성송신부(150)에서 송출되는 반송파를 입력받고 입력된 반송파를 런닝머신 조작/기능제어용 음성신호로 변환하는 무선음성수신부(160)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 음성인식시스템을 이용한 런닝머신 구동제어장치.The treadmill driving control apparatus using the voice recognition system receives a voice command of a voiced user, converts it into a carrier wave, and transmits the voice command so as to more accurately obtain a voice command of a user exercising using the treadmill. And a wireless voice receiver 160 for receiving a carrier transmitted from the wireless voice transmitter 150 and converting the input carrier into a voice signal for treadmill operation / function control. Running machine drive control device using a voice recognition system.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20180074027A (en) * 2016-12-23 2018-07-03 우현권 Pitching control method and pitching control system
KR102001966B1 (en) * 2018-02-27 2019-10-01 인하대학교 산학협력단 A treadmill controlled by sound and image and control method of the treadmill

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