KR20090039124A - 운동량 측정 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

가속도 센서의 출력 데이터에서 걷기와 뛰기를 구분하고 이를 근거로 운동량을 정확히 측정할 수 있도록 한 운동량 측정 장치 및 방법을 제시한다. 본 발명은 가속도 검출부에서 출력되는 가속도 데이터에서 걷기 및 뛰기를 구분해 내고 걷기 및 뛰기의 회수를 산출하여 이를 근거로 이동 거리를 계산해 냄으로써 사용자가 운동한 운동량을 보다 정확히 측정할 수 있게 된다. 산출된 걷기 및 뛰기의 회수에 근거하여 칼로리 소모량을 산출해 냄으로써 해당 사용자의 운동중에 소모한 칼로리량을 보다 정확히 측정해 낼 수 있게 된다.

Description

운동량 측정 장치 및 방법{Apparatus and method of measuring exercise quantity}
본 발명은 운동량 측정 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사용자가 운동한 운동량을 측정할 수 있도록 한 운동량 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.
다수의 현대인은 적은 운동량과 과다한 칼로리 섭취로 인해 과체중을 겪고 있다. 이에 따라, 고혈압, 당뇨병 등의 각종 질병에 걸릴 위험도가 증가하고 있다.
과체중 등의 질병을 겪고 있는 사람 또는 건강을 염려하는 사람은 건강 관리를 위해 걷기 운동이나 조깅 등의 운동을 한다. 이때 자신의 운동량을 측정하기 위한 장치로서 만보계를 주로 사용한다.
만보계는 휴대장치로서, 사람의 운동량을 감지하여 걸음 수 및 소모되는 칼로리를 측정한다.
기계식 만보계는 사람의 걸음이 만들어내는 상하 진동에 따라서 내부의 추가 상하 진동하는 것을 감지하여 걸음 수를 측정한다. 기계식 만보계는 상하 진동이 정확히 전달되지 않는 주머니에 넣어진 채로 사용되거나 목걸이 형태로 사용되는 경우가 많이 있는데, 이 경우에는 상하 진동을 감지하기 어렵다. 특히, 내부의 추가 지면에 수직 방향으로 위치하지 않아 제대로 진동하지 못하는 경우에는 측정이 불가능하다.
전자식 만보계는 통상적으로 가속도 센서를 이용한다. 이러한 전자식 만보계는 주로 손목이나 팔뚝에 착용된다. 전자식 만보계는 팔의 움직임에 근거하여 운동량을 측정한다. 그런데, 걷기 운동이나 조깅 등과 같이 이동이 동반되는 대부분의 유산소 운동은 다리의 움직임이 운동량의 변화에 가장 민감하게 반영되는데, 이동을 하지 않고 제자리에서 팔운동을 행할 때에도 팔의 움직임에 의해 이동시와 동일하게 산출 운동량이 변화되므로 신뢰성이 떨어진다.
물론, 이와 같은 운동량 측정장치(예컨대, 만보계)를 발목에 착용하여 다리의 움직임에 근거하여 운동량을 산출하도록 변형실시할 수 있다. 그러나, 실제로 운동량이 측정되는 가속도 센서와 측정된 운동량이 표시되는 표시부가 일체로 구성되어 있어서 운동중에 사용자가 운동량 정보를 쉽게 확인하기 어렵다.
그리고, 종래의 운동량 측정장치(예컨대, 만보계)는 단순히 걸음 수에 비례하는 방법으로 소모되는 칼로리를 계산하였다. 운동시 달리는 경우와 천천히 걷는 경우에 칼로리 소모량이 서로 다름에도 불구하고 종래와 같은 방식의 소모되는 칼로리 계산법은 사용자의 운동량에 따라 칼로리 소모량을 정확하게 측정할 수 없게 된다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 가속도 센서의 출력 데이터에서 걷기와 뛰기를 구분하고 이를 근거로 운동량(예컨대, 걸음수, 이동 거리 등)을 정확히 측정할 수 있도록 한 운동량 측정 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 걷기와 뛰기의 회수에 기초하여 사용자가 운동중에 소모하는 칼로리량을 정확히 측정할 수 있도록 한 운동량 측정 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 운동량 측정 장치는, 움직임에 따라 검출되는 가속도 데이터에서 걷기 데이터 및 뛰기 데이터를 구분해 내어 걷기 회수 및 뛰기 회수를 산출하는 측정 모듈; 및 측정 모듈로부터의 걷기 회수 및 뛰기 회수에 근거하여 운동량을 계산하는 운동량 계산 모듈을 포함한다.
측정 모듈은, 움직임에 따라 변화되는 가속도 데이터를 검출하는 가속도 검출부; 가속도 데이터를 근거로 운동량 측정에 필요한 기본 데이터를 생성하여 출력하는 기본 데이터 출력부; 및 기본 데이터를 걷기 데이터 및 뛰기 데이터로 구분하고 구분된 걷기 데이터 및 뛰기 데이터에 근거하여 걷기 회수 및 뛰기 회수를 산출하는 걷기 및 뛰기 회수 산출부를 포함한다.
기본 데이터 출력부는 가속도 데이터에 포함된 노이즈를 제거하고 운동량 측정에 필요없는 하위 데이터를 제거한 나머지 데이터를 기본 데이터로 출력한다.
걷기 및 뛰기 회수 산출부는 기본 데이터에서 인접한 두 상승 에지 사이의 시간 간격에 따라 해당 상승 에지를 걷기 데이터 또는 뛰기 데이터로 구분한다.
운동량 계산 모듈은 측정 모듈로부터의 걷기 회수 및 뛰기 회수에 근거하여 이동 거리를 계산하는 운동량 계산부; 및 운동량 계산부에서 계산된 이동 거리를 표시하는 표시부를 포함한다.
운동량 계산부는 측정 모듈로부터의 걷기 회수 및 뛰기 회수에 근거하여 칼로리 소모량을 추가로 계산하고, 표시부는 상기 계산된 칼로리 소모량을 추가로 표시한다.
본 발명의 실시예에 따른 운동량 측정 방법은, 측정 모듈이, 움직임에 따라 검출되는 가속도 데이터에서 걷기 데이터 및 뛰기 데이터를 구분해 내어 걷기 회수 및 뛰기 회수를 산출하는 제 1과정; 및 운동량 계산 모듈이, 산출된 걷기 회수 및 뛰기 회수에 근거하여 운동량을 계산하는 제 2과정을 포함한다.
제 1과정은, 움직임에 따라 변화되는 가속도 데이터를 검출하는 제 1단계; 가속도 데이터를 근거로 운동량 측정에 필요한 기본 데이터를 생성하는 제 2단계; 및 기본 데이터를 걷기 데이터 및 뛰기 데이터로 구분하고 구분된 걷기 데이터 및 뛰기 데이터에 근거하여 걷기 회수 및 뛰기 회수를 산출하는 제 3단계를 포함한다.
제 2단계는 가속도 데이터에 포함된 노이즈를 제거하는 단계; 및 노이즈를 제거한 가속도 데이터에서 운동량 측정에 필요없는 하위 데이터를 제거한 나머지 데이터를 기본 데이터로 한다.
제 3단계는 기본 데이터에서 인접한 두 상승 에지 사이의 시간 간격에 따라 해당 상승 에지를 걷기 데이터 또는 뛰기 데이터로 구분한다.
제 2과정은 제 1과정에서 산출된 걷기 회수 및 뛰기 회수에 근거하여 이동 거리를 계산하는 제 1단계; 및 계산된 이동 거리를 표시하는 제 2단계를 포함한다.
제 2과정은 제 1과정에서 산출된 걷기 회수 및 뛰기 회수에 근거하여 칼로리 소모량을 계산하는 단계를 추가로 포함하고, 제 2단계는 계산된 칼로리 소모량을 추가로 표시한다.
이러한 구성의 본 발명에 따르면, 가속도 검출부에서 검출된 가속도 데이터에서 걷기 및 뛰기를 구분해 내고 걷기 및 뛰기의 회수를 산출하여 이를 근거로 이동 거리를 계산해 냄으로써 사용자가 운동한 운동량을 보다 정확히 측정할 수 있게 된다.
산출된 걷기 및 뛰기의 회수에 근거하여 칼로리 소모량을 산출해 냄으로써 해당 사용자의 운동중에 소모한 칼로리량을 보다 정확히 측정해 낼 수 있게 된다.
측정 모듈과 운동량 계산 모듈로 분리되어 있어서 운동량 계산 모듈을 손목 또는 팔뚝에 착용하면 운동중에도 손쉽게 현재의 운동량을 파악할 수 있게 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 운동량 측정 장치 및 방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 운동량 측정 장치의 구성도로서, 측정 모듈(100) 및 운동량 계산 모듈(200)을 구비한다. 예를 들어, 측정 모듈(100)은 사용자의 허리 또는 신발에 착용되는 것으로 하고, 운동량 계산 모듈(200)은 사용자의 손목 또는 팔뚝에 착용되는 것으로 한다. 사용자의 움직임을 가장 잘 센싱할 수 있는 위치가 허리 또는 신발이기 때문에 측정 모듈(100)을 허리 또는 신발에 착용시킨다. 물론, 측정 모듈(100)은 발목에 착용되는 것으로 할 수도 있다.
측정 모듈(100)은 가속도 센서(10), 하이 패스 필터(12), 로우 패스 필터(14), 레벨 필터(16), 에지 카운터(18), 제로 카운터(20), 제어부(22), 및 RF 송신부(24)를 포함한다.
가속도 센서(10)는 사용자의 움직임을 감지하여 그에 상응하는 가속도 데이터(벡터 값)를 출력한다. 가속도 센서(10)는 3축 가속도 센서를 채용함이 바람직하다.
하이 패스 필터(12)는 가속도 센서(10)로부터의 가속도 데이터에서 저주파 노이즈 및 지구 자기장 등을 제거한다. 하이 패스 필터(12)는 예를 들어 1Hz용 1차 IIR(Infinite Impulse Response) 하이 패스 필터를 사용한다.
로우 패스 필터(14)는 하이 패스 필터(12)에서 출력되는 데이터에서 고주파 노이즈를 제거한다. 로우 패스 필터(14)는 예를 들어 4Hz용 2차 IIR(Infinite Impulse Response) 로우 패스 필터를 사용한다.
레벨 필터(16)는 로우 패스 필터(14)에서 출력되는 데이터중에서 운동량(예 컨대, 이동 거리, 걸음 수 등) 측정에서 사용되지 않는 소정 레벨(예컨대, 10) 이하의 하위 값들을 제거한다. 걸음 수라 함은 걷기 및 뛰기의 회수를 합한 회수를 의미한다. 실질적으로, 걸음 수를 측정해 내게 되면 이를 근거로 이동 거리 및 칼로 소모량을 구할 수 있기 때문에 레벨 필터(16)는 걸음 수 측정을 할 때 필요없는 레벨 이하의 값들을 제거하는 것으로 보는 것이 보다 합리적이다. 로우 패스 필터(14)에서는 상승 에지(Up Edge) 및 하강 에지(Down Edge)를 포함하는 파형의 신호를 출력하는데, 레벨 필터(16)는 로우 패스 필터(14)에서 출력되는 신호에서 신호의 세기(예컨대, 강도)가 대략 10 이하인 값들을 제거한다. 제거하기 위한 값들의 기준치를 10으로 정한 이유는 다수의 실험을 걸친 결과 신호의 세기가 10정도에서 가장 많은 에지를 발견할 수 있었기 때문이다. 예를 들어, 신호의 세기가 20이하인 값들을 제거하게 되면 초기 걸음에 해당하는 에지 부분을 발견할 수 없었다. 물론, 예시한 "10"이라는 수치는 필터의 성능 등에 따라 충분히 가변될 수 있다.
에지 카운터(18)는 레벨 필터(16)에서 출력되는 데이터중에서 상승 에지를 카운트다. 에지 카운터(18)에서 카운트한 수를 걸음 수로 이해하면 된다.
제로 카운터(20)는 레벨 필터(16)를 거친 데이터에서 두 개의 상승 에지(peak-to-peak) 사이에 존재하는 제로(Zero)값의 개수(즉, 제로값의 샘플링 개수)를 카운트한다. 두 개의 상승 에지 동안의 제로값의 개수를 카운트하는 이유는 측정 모듈(100)을 한쪽 신발에 착용하였을 경우와 허리에 착용하였을 경우에 공용으로 사용하기 위해서이다. 한쪽 신발에 착용하였을 경우에는 착용된 신발이 움직일 때만 데이터가 나오기 때문에 규칙적으로 나오는 허리 착용시와 공용으로 사용 하기 위해서는 2개의 상승 에지 사이의 제로값을 체크해야 한다. 제로 카운터(20)에서 카운트한 제로값의 개수에 따라 걷기 또는 뛰기로 구분된다. 통상적으로, 걷기는 뛰기보다 지면에 머무르는 시간이 많으므로 뛰기보다 많은 제로(Zero)값의 개수를 갖는다.
제어부(22)는 제로 카운터(20)에서 카운트한 제로값의 개수에 근거하여 현재 제로값의 개수 카운트에 적용된 상승 에지를 걷기 데이터 또는 뛰기 데이터로 구분한다. 제어부(22)는 인접한 두 개의 상승 에지 사이에 존재하는 제로값의 개수가 예를 들어 22개 보다 크면 해당 두 개의 상승 에지 사이를 걷기 구간으로 판단하고 그 두 개의 상승 에지중 앞의 상승 에지를 걷기 데이터로 구분한다. 반대로, 제어부(22)는 인접한 두 개의 상승 에지 사이에 존재하는 제로값의 개수가 예를 들어 22개 보다 작거나 같으면 해당 두 개의 상승 에지 사이를 뛰기 구간으로 판단하고 그 두 개의 상승 에지중 앞의 상승 에지를 뛰기 데이터로 구분한다. 제어부(22)는 구분된 걷기 데이터 또는 뛰기 데이터에 근거하여 걷기 회수 및 뛰기 회수를 산출한다. 앞에서는 걷기 구간 또는 뛰기 구간으로의 판단에 사용되는 제로값의 기준치를 22로 예시하였으나, 그 기준치는 필요에 따라 가변설정가능하다.
RF 송신부(24)는 제어부(22)로부터의 걷기 회수 또는 뛰기 회수를 RF신호화하여 운동량 계산 모듈(200)에게로 보낸다.
본 발명의 청구항에 기재된 기본 데이터 출력부는 상술한 하이 패스 필터(12)와 로우 패스 필터(14) 및 레벨 필터(16)를 포함하는 것으로 보면 된다. 청구항에 기재된 걷기 및 뛰기 회수 산출부는 상술한 에지 카운터(18)와 제로 카운 터(20) 및 제어부(22)를 포함하는 것으로 보면 된다.
운동량 계산 모듈(200)은 키입력부(50), 메모리(52), RF 수신부(54), 운동량 계산부(56), 표시부(58), 및 제어부(60)를 포함한다.
키입력부(50)는 사용자의 성별, 나이, 몸무게 및 키 등의 신체정보를 입력할 수 있는 버튼 및 운동량 측정 모드의 온(ON)/오프(OFF)를 설정하는 버튼 등을 갖춘다.
메모리(52)는 계산되는 운동량(예컨대, 이동 거리, 걸음 수, 걷기 회수, 뛰기 회수)을 저장한다. 물론, 메모리(52)에는 계산된 칼로리 소모량이 저장된다. 메모리(52)에 저장되는 운동량 및 칼로리 소모량 등은 일별로 누적되게 하여도 된다.
RF 수신부(54)는 측정 모듈(100)의 RF 송신부(24)로부터의 RF신호를 수신한다.
운동량 계산부(56)는 RF 수신부(54)로부터의 걷기 회수 및 뛰기 회수에 근거하여 이동 거리를 계산한다. 물론, 운동량 계산부(56)는 걷기 회수 및 뛰기 회수를 합산하여 걸음 수로 설정한다. 운동량 계산부(56)는 이동 거리 이외로 걷기 회수 및 뛰기 회수에 근거하여 칼로리 소모량을 계산하기도 한다.
운동량 계산부(56)에는 이동 거리를 계산하기 위한 식 및 칼로리 소모량을 계산하기 위한 식이 저장되어 있다.
이동 거리(단위; m)를 계산하기 위한 식은 하기의 식 1,
(식 1)
이동 거리 = (걷기 회수 × 키 × 0.65) + (뛰기 회수 × 키 × 0.85)
과 같다.
식 1에서, 키의 단위는 미터(m)이고, 0.65는 사람이 일반적으로 걸었을 때 보폭이 자신의 키의 65% 정도라는 통계에 의해 산정된 수치이며, 0.85는 사람이 일반적으로 뛰었을 때 보폭이 자신의 키의 85% 정도라는 통계에 의해 산정된 수치이다.
칼로리 소모량을 계산하기 위한 식은 하기의 식 2,
(식 2)
칼로리 소모량(단위; cal) = 소모 에너지 × 몸무게 × 연령별 기본 소모 칼로리
와 같다.
식 2에서, "소모 에너지(단위; cal) = (한걸음 걷기시 소비 에너지 × 걷기 회수) + (한걸음 뛰기시 소비 에너지 × 뛰기 회수)" 이다. 연령별 기본 소모 칼로리는 남자의 경우 20대 이전은 105이고 20대는 100이며 30대는 96이고 그 외는 94이고, 여자의 경우 20대 이전은 94이고 20대는 92이며 30대는 87이고 그 외는 85이다. 한걸음 걷기시 소비 에너지는 570이고, 한걸음 뛰기시 소비 에너지는 1470이다. 상기에서 제시된 수치는 동종 업계에 종사하는 자라면 누구라도 쉽게 알 수 있는 수치로서, 각 항목별로 통계에 의해 설정된 수치이다. 물론, 앞서 제시된 수치들은 상황에 따라 어느 정도의 가감이 되어도 된다.
운동량 계산부(56)에서 계산되어지는 운동량 및 칼로리 소모량은 측정 모 듈(100)로부터의 걷기 회수 및 뛰기 회수에 관련된 RF신호가 계속적으로 입력됨에 따라 누계된다.
표시부(58)는 운동량 계산부(56)에서 계산된 이동 거리를 표시한다. 물론, 운동량 계산부(56)에서 칼로리 소모량까지 계산하였다면 계산된 칼로리 소모량까지 표시한다. 표시부(58)는 걸음 수와 걷기 회수 및 뛰기 회수를 함께 표시한다.
이어, 본 발명의 실시예에 따른 운동량 측정 장치의 동작에 대하여 도 2 및 도 3의 플로우차트를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 2의 플로우차트를 참조하여 측정 모듈(100)에서의 운동량 측정 방법에 대해 설명한다.
운동량 측정 모드가 온(ON)되면 가속도 센서(10)는 사용자의 움직임을 감지하여 그에 상응하는 가속도 데이터(벡터값)를 출력한다(S10, S12). 가속도 센서(10)로부터의 가속도 데이터는 하이 패스 필터(12)에게로 입력된다. 하이 패스 필터(12)는 입력된 가속도 데이터내의 저주파 노이즈를 제거하고 로우 패스 필터(14)는 하이 패스 필터(12)를 통과한 가속도 데이터내의 고주파 노이즈를 제거한다(S14). 로우 패스 필터(14)에서 출력되는 가속도 데이터는 레벨 필터(16)에 의해 운동량 측정에 사용되지 않는 소정 레벨(예컨대, 10) 이하의 하위 값들이 제거된다(S16). 이를 파형도를 예시하면서 다시 설명한다. 이하의 도 4 내지 도 19에서 X축은 시간을 의미하고, Y축은 신호의 세기를 의미한다.
측정 모듈(100)을 신발에 착용하고 걷기를 하였을 경우, 가속도 센서(10)가 도 4에 예시한 바와 같은 파형을 갖는 가속도 데이터를 출력하였다고 가정한다. 하이 패스 필터(12)는 도 4의 파형에서 저주파 노이즈를 제거시킨 도 5에 예시한 바와 같은 파형을 갖는 신호를 출력한다. 로우 패스 필터(134)는 도 5의 파형에서 고주파 노이즈를 제거시킨 도 6에 예시한 바와 같은 파형을 갖는 신호를 출력한다. 레벨 필터(16)는 도 6의 파형에서 소정 레벨(예컨대, 10) 이하의 하위 값들을 제거시킨 도 7에 예시한 바와 같은 파형을 갖는 신호를 출력한다.
측정 모듈(100)을 신발에 착용하고 뛰기를 하였을 경우, 가속도 센서(10)가 도 8에 예시한 바와 같은 파형을 갖는 가속도 데이터를 출력하였다고 가정한다. 하이 패스 필터(12)는 도 8의 파형에서 저주파 노이즈를 제거시킨 도 9에 예시한 바와 같은 파형을 갖는 신호를 출력한다. 로우 패스 필터(134)는 도 9의 파형에서 고주파 노이즈를 제거시킨 도 10에 예시한 바와 같은 파형을 갖는 신호를 출력한다. 레벨 필터(16)는 도 10의 파형에서 소정 레벨(예컨대, 10) 이하의 하위 값들을 제거시킨 도 11에 예시한 바와 같은 파형을 갖는 신호를 출력한다.
측정 모듈(100)을 허리에 착용하고 걷기를 하였을 경우, 가속도 센서(10)가 도 12에 예시한 바와 같은 파형을 갖는 가속도 데이터를 출력하였다고 가정한다. 하이 패스 필터(12)는 도 12의 파형에서 저주파 노이즈를 제거시킨 도 13에 예시한 바와 같은 파형을 갖는 신호를 출력한다. 로우 패스 필터(134)는 도 13의 파형에서 고주파 노이즈를 제거시킨 도 14에 예시한 바와 같은 파형을 갖는 신호를 출력한다. 레벨 필터(16)는 도 14의 파형에서 소정 레벨(예컨대, 10) 이하의 하위 값들을 제거시킨 도 15에 예시한 바와 같은 파형을 갖는 신호를 출력한다.
측정 모듈(100)을 허리에 착용하고 뛰기를 하였을 경우, 가속도 센서(10)가 도 16에 예시한 바와 같은 파형을 갖는 가속도 데이터를 출력하였다고 가정한다. 하이 패스 필터(12)는 도 16의 파형에서 저주파 노이즈를 제거시킨 도 17에 예시한 바와 같은 파형을 갖는 신호를 출력한다. 로우 패스 필터(134)는 도 17의 파형에서 고주파 노이즈를 제거시킨 도 18에 예시한 바와 같은 파형을 갖는 신호를 출력한다. 레벨 필터(16)는 도 18의 파형에서 소정 레벨(예컨대, 10) 이하의 하위 값들을 제거시킨 도 19에 예시한 바와 같은 파형을 갖는 신호를 출력한다.
이와 같이 레벨 필터(16)에서 출력되는 신호는 에지 카운터(18) 및 제로 카운터(20)로 입력된다. 에지 카운터(18)는 입력된 신호에서 걸음 수(즉, 걷기 회수와 뛰기 회수를 합한 값이 됨)에 상응하는 상승 에지를 카운트한다(S18). 에지 카운터(18)에서의 카운트치는 제어부(22)에게로 전송되고, 제로 카운터(20)는 에지 카운터(18)에서의 카운트신호에 기초하여 레벨 필터(16)에서 출력되는 신호에서 2개의 상승 에지 사이에 존재하는 제로(Zero)값의 개수를 카운트한다(S20).
제어부(22)는 에지 카운터(18)로부터의 카운트치에 근거하여 걸음 수를 누계하고, 제로 카운터(20)에서 카운트한 제로값의 개수에 근거하여 현재 제로값의 개수 카운트에 적용된 상승 에지를 걷기 데이터 또는 뛰기 데이터로 구분한다. 즉, 제어부(22)는 인접한 두 개의 상승 에지 사이에 존재하는 제로값의 개수가 기준치(예컨대, 22개) 보다 크면 해당 두 개의 상승 에지 사이를 걷기 구간으로 판단하고 그 두 개의 상승 에지중 앞의 상승 에지를 걷기 데이터로 구분한다. 반대로, 제어부(22)는 인접한 두 개의 상승 에지 사이에 존재하는 제로값의 개수가 기준치(예컨 대, 22개) 보다 작거나 같으면 해당 두 개의 상승 에지 사이를 뛰기 구간으로 판단하고 그 두 개의 상승 에지중 앞의 상승 에지를 뛰기 데이터로 구분한다(S22, S24, S26).
예를 들어, 레벨 필터(16)에서 출력되는 신호가 도 20의 (a)와 같은 파형을 갖는다면 제로 카운터(20)에서는 각각의 상승 에지에서 후속한 상승 에지와의 사이에 존재하는 제로값의 개수를 카운트한다. 제로 카운터(20)에서 출력되는 카운트치는 도 20의 (b)와 같이 각각의 상승 에지별로 표현될 수 있다. 즉, 각각의 상승 에지(peak)를 샘플링 위치로 하되, 각각의 샘플링 위치에서의 값은 이후의 샘플링 위치와의 간격(즉, 제로값의 개수)으로 결정된다. 도 20의 (b)에서, X축은 시간을 의미하고 Y축은 제로값의 개수를 의미하는 것으로 이해하면 된다. 제어부(22)는 기준치(예컨대, 22) 이상의 제로값의 개수를 갖는 상승 에지를 걷기 데이터로 구분하고, 기준치 이하의 제로값의 개수를 갖는 상승 에지를 뛰기 데이터로 구분한다.
이후, 제어부(22)는 구분된 걷기 데이터 또는 뛰기 데이터에 근거하여 걷기 회수 및 뛰기 회수를 산출하여 RF 송신부(24)를 통해 운동량 계산 모듈(200)에게로 전송한다(S28).
이러한 측정 모듈(100)에서의 동작은 운동량 측정 모드가 오프(OFF)(S30에서 "Yes")될 때까지 계속 행해진다.
이번에는, 도 3의 플로우차트를 참조하여 운동량 계산 모듈(200)에서의 운동량 측정 방법을 설명한다.
운동량 측정 모드가 온(ON)된 상태에서 RF 수신부(54)는 측정 모듈(100)로부터의 걷기 회수 및 뛰기 회수에 대한 RF신호를 수신하게 된다(S40, S42).
RF 수신부(54)에 수신된 걷기 회수 및 뛰기 회수에 대한 RF신호는 운동량 계산부(56)에게로 입력된다. 운동량 계산부(56)는 입력된 걷기 회수 및 뛰기 회수에 대한 값과 키입력부(50)를 통해 입력되는 사용자의 성별, 나이, 몸무게 및 키 등의 신체정보를 이용하여 이동 거리 및 칼로리 소모량 등을 계산한다. 여기서, 이동 거리 및 칼로리 소모량은 앞서의 식 1 및 식 2를 근거로 계산된다(S44).
계산된 이동 거리 및 칼로리 소모량은 제어부(60)의 제어에 의해 표시부(58)상에 디스플레이된다(S46). 표시부(58)에 표시되는 형태를 보면 도 21에 예시한 바와 같다. 도 21에서는 계산된 이동 거리 및 칼로리 소모량 뿐만 아니라 걸음 수 및 걷기 회수와 뛰기 회수도 함께 디스플레이된다. 표시부(68)상에 표시되는 이동 거리, 칼로리 소모량, 걸음 수, 걷기 회수, 및 뛰기 회수의 값은 사용자가 걷기 또는 뛰기를 계속적으로 하는 동안 달라지게 된다.
이러한 운동량 계산 모듈(200)에서의 동작은 운동량 측정 모드가 오프(OFF)(S48에서 "Yes")될 때까지 계속 행해진다.
한편, 본 발명은 상술한 실시예로만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 기술사상 역시 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 운동량 측정 장치의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 측정 모듈에서의 운동량 측정 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 3은 도 1에 도시된 운동량 계산 모듈에서의 운동량 측정 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 4 내지 도 7은 도 1의 측정 단말기를 신발에 착용하고 걷기를 수행한 경우의 데이터 변환 과정의 일예를 보여주는 파형도이다.
도 8 내지 도 11은 도 1의 측정 단말기를 신발에 착용하고 뛰기를 수행한 경우의 데이터 변환 과정의 일예를 보여주는 파형도이다.
도 12 내지 도 15는 도 1의 측정 단말기를 허리에 착용하고 걷기를 수행한 경우의 데이터 변환 과정의 일예를 보여주는 파형도이다.
도 16 내지 도 19는 도 1의 측정 단말기를 허리에 착용하고 뛰기를 수행한 경우의 데이터 변환 과정의 일예를 보여주는 파형도이다.
도 20은 도 1에 도시된 제어부에서 수행하는 걷기 및 뛰기의 구분을 설명하기 위한 파형도이다.
도 21은 도 1에 도시된 표시부상에 디스플레이되는 화면 예를 나타낸 도면이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
10 : 가속도 센서 12 : 하이 패스 필터
14 : 로우 패스 필터 16 : 레벨 필터
18 : 에지 카운터 20 : 제로 카운터
22 : 제어부 24 : RF 송신부
50 : 키입력부 52 : 메모리
54 : RF 수신부 56 : 운동량 계산부
58 : 표시부 60 : 제어부
100 : 측정 모듈 200 : 운동량 계산 모듈

Claims (12)

  1. 움직임에 따라 검출되는 가속도 데이터에서 걷기 데이터 및 뛰기 데이터를 구분해 내어 걷기 회수 및 뛰기 회수를 산출하는 측정 모듈; 및
    상기 측정 모듈로부터의 걷기 회수 및 뛰기 회수에 근거하여 운동량을 계산하는 운동량 계산 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 운동량 측정 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 측정 모듈은,
    움직임에 따라 변화되는 가속도 데이터를 검출하는 가속도 검출부; 상기 가속도 데이터를 근거로 운동량 측정에 필요한 기본 데이터를 생성하여 출력하는 기본 데이터 출력부; 및 상기 기본 데이터를 걷기 데이터 및 뛰기 데이터로 구분하고 상기 구분된 걷기 데이터 및 뛰기 데이터에 근거하여 걷기 회수 및 뛰기 회수를 산출하는 걷기 및 뛰기 회수 산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 운동량 측정 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 기본 데이터 출력부는 상기 가속도 데이터에 포함된 노이즈를 제거하고 운동량 측정에 필요없는 하위 데이터를 제거한 나머지 데이터를 상기 기본 데이터로 출력하는 것을 특징으로 하는 운동량 측정 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 걷기 및 뛰기 회수 산출부는 상기 기본 데이터에서 인접한 두 상승 에지 사이의 시간 간격에 따라 해당 상승 에지를 걷기 데이터 또는 뛰기 데이터로 구분하는 것을 특징으로 하는 운동량 측정 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 운동량 계산 모듈은 상기 측정 모듈로부터의 걷기 회수 및 뛰기 회수에 근거하여 이동 거리를 계산하는 운동량 계산부; 및 상기 운동량 계산부에서 계산된 이동 거리를 표시하는 표시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 운동량 측정 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 운동량 계산부는 상기 측정 모듈로부터의 걷기 회수 및 뛰기 회수에 근거하여 칼로리 소모량을 추가로 계산하고, 상기 표시부는 상기 계산된 칼로리 소모량을 추가로 표시하는 것을 특징으로 하는 운동량 측정 장치.
  7. 측정 모듈이, 움직임에 따라 검출되는 가속도 데이터에서 걷기 데이터 및 뛰기 데이터를 구분해 내어 걷기 회수 및 뛰기 회수를 산출하는 제 1과정; 및
    운동량 계산 모듈이, 상기 산출된 걷기 회수 및 뛰기 회수에 근거하여 운동량을 계산하는 제 2과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 운동량 측정 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제 1과정은,
    움직임에 따라 변화되는 가속도 데이터를 검출하는 제 1단계;
    상기 가속도 데이터를 근거로 운동량 측정에 필요한 기본 데이터를 생성하는 제 2단계; 및
    상기 기본 데이터를 걷기 데이터 및 뛰기 데이터로 구분하고 상기 구분된 걷기 데이터 및 뛰기 데이터에 근거하여 걷기 회수 및 뛰기 회수를 산출하는 제 3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 운동량 측정 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제 2단계는 상기 가속도 데이터에 포함된 노이즈를 제거하는 단계; 및 상기 노이즈를 제거한 가속도 데이터에서 운동량 측정에 필요없는 하위 데이터를 제거한 나머지 데이터를 상기 기본 데이터로 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 운동량 측정 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제 3단계는 상기 기본 데이터에서 인접한 두 상승 에지 사이의 시간 간격에 따라 해당 상승 에지를 걷기 데이터 또는 뛰기 데이터로 구분하는 것을 특징으로 하는 운동량 측정 방법.
  11. 청구항 7에 있어서,
    상기 제 2과정은 상기 제 1과정에서 산출된 걷기 회수 및 뛰기 회수에 근거하여 이동 거리를 계산하는 제 1단계; 및 상기 계산된 이동 거리를 표시하는 제 2단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 운동량 측정 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제 2과정은 상기 제 1과정에서 산출된 걷기 회수 및 뛰기 회수에 근거하여 칼로리 소모량을 계산하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 제 2단계는 상기 계산된 칼로리 소모량을 추가로 표시하는 것을 특징으로 하는 운동량 측정 방법.
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