KR20120087117A - automatic control system of sport apparatus by user's condition - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 최대산소섭취량(VO2max)을 통한 타겟 심박 영역대(Target Heart Rate Zone)을 설정하며, 운동 중에 체스트 벨트(Chest Belt)를 통해 실시간으로 수집되는 심장박동(Heart Rate)정보를 피드백하여 타겟 심박 영역대 내에서 운동기구를 제어하는 맞춤형 운동기구 제어 시스템에 관한 것이다.The present invention sets a target heart rate zone through the maximum oxygen intake (VO2max), and feeds the target heart rate information collected in real time through a chest belt during exercise to target the target heart rate zone. A personalized fitness equipment control system for controlling fitness equipment within the heart rate zone.
주변에서 흔히들 우리는 심장박동(Heart Rate) 기반의 운동기구 제어를 찾아볼 수 있다. 각 사용자의 심장박동를 표시해 주거나, 혹은 심장박동을 토대로 운동기구를 제어하는 기법 등이 주를 이루고 있는 실정이다. Often around, we find heart rate based exercise equipment control. The situation is mainly focused on displaying the heart rate of each user, or controlling the exercise equipment based on the heart rate.
그러나 사용자에게 심장박동를 표시해 주거나, 혹은 심장박동을 토대로 운동기구를 제어하는 기법을 가지고 있는 여러 운동기구들은 사용자가 직접 양손으로 특정한 곳에 위치에 있는 부위를 계속잡고 있어야 한다는 단점이 있다. 이러한 단점으로 인해 사용자에게 운동 시 제약을 주게 된다는 복합적인 문제점에 부딪치게 된다. However, many exercise equipments that display the heart rate to the user or have a technique for controlling the exercise device based on the heart rate have a disadvantage in that the user must hold the part in a specific position with both hands. Due to these shortcomings, the user encounters a complex problem of restricting the exercise.
그리고 사용자가 자신의 운동능력을 파악하고 운동을 하기위해서 사용하는 방법 중 가장 대중적인 것은 트레이너(Trainer)를 고용하여 자신에게 맞는 운동을 부여하게 하는 것이다. 이 방법은 일반적으로 피트니스센터(Fitness Center)에서 주로 많이 사용하는 방법이나 많은 비용과 더불어 트레이너(Trainer)에 따라 스타일과 순서 그리고 부여하는 양이 조금씩 다르다는 단점이 존재한다.In addition, the most popular method used by a user to understand his exercise ability and exercise is to hire a trainer to give the exercise to him or her. This method is generally used frequently in the fitness center, but also has a disadvantage in that the style, order, and amount given by the trainer vary slightly.
따라서, 본 발명은 최대산소섭취량(VO2max)을 통한 타겟 심박 영역대(Target Heart Rate Zone)을 설정하며, 운동 중에 체스트 벨트(Chest Belt)를 통해 실시간으로 수집되는 심장박동(Heart Rate)정보를 피드백하여 타겟 심박 영역대 내에서 운동기구를 제어하는 맞춤형 운동기구 제어 시스템을 제공한다.Therefore, the present invention sets the target heart rate zone through the maximum oxygen intake (VO2max), and feeds back the heart rate information collected in real time through the chest belt during exercise. It provides a customized fitness equipment control system for controlling the fitness equipment within the target heart rate zone.
또한 본 발명은 사용자가 피트니스 센터에 처음 등록하거나 운동능력측정(VO2max)을 다시 하고 하고자 할 경우에 사용자는 운동능력측정법(VO2max)를 선정할 수 있다. In addition, in the present invention, when the user registers for the first time in the fitness center or wants to perform the exercise capacity measurement (VO2max) again, the user may select the exercise capacity measurement method (VO2max).
또한 본 발명은 자신의 운동능력을 측정하여 각자 맞는 운동처방을 초기에 제시하여 운동을 수행할 시 자신의 타겟 심박 영역대를 설정하여 타겟 심박 영역대을 벗어놨을 경우 증강된(Up) 등급 또는 감소된 등급(Down grade)의 운동처방을 제시하는 시스템을 제공한다. In addition, the present invention measures the exercise ability of each person to present the exercise prescription for each of them initially to set their own target heart rate zone when performing the exercise to increase the (Up) grade or decrease Provide a system for presenting down grade exercise regimens.
본 발명이 해결하려는 과제는 최대산소섭취량(VO2max)을 통한 타겟 심박 영역대(Target Heart Rate Zone)을 설정하며, 운동 중에 체스트 벨트(Chest Belt)를 통해 실시간으로 수집되는 심장박동(Heart Rate)정보를 피드백하여 타겟 심박 영역대 내에서 운동기구를 제어하는 맞춤형 운동기구 제어 시스템을 제공하는 것이다. The problem to be solved by the present invention is to set the target heart rate zone (Target Heart Rate Zone) through the maximum oxygen intake (VO2max), heart rate information (Heart Rate) information is collected in real time through the Chest Belt during exercise It is to provide a custom fitness equipment control system for controlling the fitness equipment within the target heart rate zone by feeding back.
본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는, 사용자의 기초체력, 설문조사 및 병력정보를 기초로 해서 운동능력을 결정하게 하는 운동능력측정법과 사용자로 하여금 특정한 운동 프로토콜의 수행 시간을 토대로 결정되게 되는 운동능력측정법 중 하나를 사용자가 선정할 수 있도록 하는 맞춤형 운동기구 제어 시스템을 제공하는 것이다. Another problem to be solved by the present invention is an exercise capacity measurement method to determine the exercise ability based on the user's basic fitness, questionnaire and medical history information and the exercise ability to be determined based on the user's execution time of a specific exercise protocol It is to provide a custom fitness equipment control system that allows the user to select one of the measurements.
본 발명이 해결하려는 다른 과제는, 바이오피드백 시스템을 구비하여, 사용자가 운동처방에 따라 운동을 수행할 때, 설정된 타겟 심박 영역대을 벗어놨을 경우, 증강된(Up) 등급 또는 감소된 등급(Down grade)의 운동처방을 제시하는 맞춤형 운동기구 제어 시스템을 제공하는 것이다. Another problem to be solved by the present invention is to provide a biofeedback system, when the user performs the exercise according to the exercise prescription, when the user moves out of the set target heart rate zone, Up (Down) or Down (Down) It is to provide a customized exercise equipment control system that provides a grade of exercise prescription.
본 발명의 맞춤형 운동기구 제어 시스템은, 사용자에게 장착되는 단말기로 식별을 위한 ID를 구비하며, 생체신호를 검출 하는 사용자 단말기; 상기 사용자 단말기로부터 생체신호를 수신하여 운동능력을 추정하여 운동능력추정신호를 검출하며, 운동기구 제어신호를 생성하는 운동기구 서버; 식별을 위한 ID를 구비하며, 상기 운동기구 서버의 운동기구 제어신호에 따라 구동되는 운동기구; 상기 운동기구 서버로부터 수신된 운동능력 추정신호로부터 운동처방을 행하는 휘트니스서버;According to an aspect of the present invention, there is provided a customized exercise equipment control system including: a user terminal having an ID for identification as a terminal mounted to a user, and detecting a biosignal; An exercise equipment server which receives the biosignal from the user terminal, estimates exercise capability, detects an exercise capability estimation signal, and generates an exercise instrument control signal; An exercise machine having an ID for identification and driven according to an exercise machine control signal of the exercise machine server; A fitness server that performs exercise prescription from the exercise ability estimation signal received from the exercise machine server;
를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.Characterized in that comprises a.
본 발명의 맞춤형 운동기구 제어 시스템은, 사용자로부터 운동 중 심박수 신호를 검출하는 사용자 단말기; 타겟 심박 영역대를 설정하고, 상기 사용자 단말기로부터 수신된 심박수와 타겟 심박 영역대를 비교하여, 타겟 심박 영역대를 초과하거나 미만인 경우를 검출하여 알람하여 주는 운동기구 서버;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.Customized exercise equipment control system of the present invention, the user terminal for detecting a heart rate signal during exercise from the user; An exercise machine server that sets a target heart rate zone, compares the heart rate received from the user terminal with the target heart rate zone, and detects and alarms when the target heart rate zone is above or below the target heart rate zone; do.
본 발명의 맞춤형 운동기구 제어 시스템은, 타겟 심박 영역대를 설정하고, 사용자 단말기로부터 검출된 심박수와 타겟 심박 영역대를 비교하여, 타겟 심박 영역대를 초과하거나 미만인 경우를 검출하며, 운동기구를 구동시키는 운동기구 제어신호를 생성하는 운동기구 서버; 사용자 단말기로부터 검출된 심박수가 타겟 심박 영역대를 초과하면, 감소 등급으로 운동처방을 수행하며, 사용자 단말기로부터 검출된 심박수가 타겟 심박 영역대 미만이라면, 증강 등급으로 운동처방을 수행하는 휘트니스서버;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. The customized exercise equipment control system of the present invention sets a target heart rate zone, compares the heart rate detected from the user terminal with the target heart rate zone, detects a case where the target heart rate zone is above or below the target heart rate zone, and drives the exercise machine. An exercise machine server for generating an exercise machine control signal; If the heart rate detected from the user terminal exceeds the target heart rate zone, the exercise prescription is performed in a reduced grade, and if the heart rate detected from the user terminal is less than the target heart rate zone, the fitness server for performing the exercise prescription with an augmentation grade; Characterized in that the made up.
본 발명의 맞춤형 운동기구 제어 시스템은, 안정상태후, 발크 프로토콜을 이용하여 운동을 행 할때의 심박수를 측정하고 그 심박수가 최대 심박수의 85%일 경우 정지하고 소요시간(T) 측정하여 VO2max 추정치를 검출하여 타겟 심박 영역대를 설정하는 운동기구 서버; 사용자 단말기로부터 검출된 심박수가 타겟 심박 영역대를 초과하면, 감소 등급으로 운동처방을 수행하며, 사용자 단말기로부터 검출된 심박수가 타겟 심박 영역대 미만이라면, 증강 등급으로 운동처방을 수행하는 휘트니스서버; 를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.The customized exercise equipment control system of the present invention, after a steady state, measures the heart rate when exercising using the Valk protocol and stops when the heart rate is 85% of the maximum heart rate and estimates the VO2max by measuring the time required (T). An exercise device server configured to detect and set a target heart rate zone; If the heart rate detected from the user terminal exceeds the target heart rate zone, the exercise prescription is performed in a reduced grade, and if the heart rate detected from the user terminal is less than the target heart rate zone, the fitness server performs exercise prescription with an augmentation grade; Characterized in that comprises a.
사용자 단말기는 체스트 벨트 또는 상완 벨트의 형태로 이루어진다,The user terminal is made in the form of a chest belt or an upper arm belt,
사용자가 사용자 단말기를 착용하고 운동기구로 이동하면 사용자는 운동기구와 연결된 운동기구 서버에 있는 터치스크린을 이용하여 주변의 블루투스를 검색하여 사용자 단말기의 블루투스를 선택하여 사용자 인식을 행하도록 이루어진다.When the user wears the user terminal and moves to the exercise equipment, the user searches for the surrounding Bluetooth using a touch screen in the exercise server connected to the exercise equipment and selects the Bluetooth of the user terminal to perform user recognition.
운동기구 서버(100)는 운동모드로서 프리(Free) 모드, 프로그램드(Programmed) 모드, 인터벌(Interval) 모드를 구비하고 있으며, 사용자가 이들 모드 중 하나를 선택하면, 선택된 운동모드 정보를 휘트니스 서버로 전송하며, 휘트니스서버는 선택한 운동모드에 맞는 운동처방을 운동기구 서버로 송신하는 것을 특징으로 한다.The
운동기구 서버를 통해 운동능력측정을 행하되, 사용자의 기초체력, 설문조사 및 병력정보를 이용해서 운동능력을 결정하게 하는 제1 운동능력측정법과 사용자로 하여금 운동 프로토콜의 수행 시간을 토대로 결정되게 되는 제2 운동능력측정법 중 하나를 선택하도록 이루어진다. The exercise performance measurement through the exercise equipment server, but the first exercise ability measurement method to determine the exercise ability using the user's basic fitness, questionnaire and medical history information and the user is determined based on the execution time of the
본 발명의 맞춤형 운동기구 제어 방법은, 사용자 단말기 인식단계로, 사용자 단말기 ID를 운동기구 서버가 읽어들여 인식하는 단계; 운동모드 선택 대기단계로. 사용자 단말기 인식단계 후, 사용자가 운동모드를 선택할 때까지 대기하는 단계;According to an aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a customized exercise device, the method including recognizing a user terminal by reading and recognizing, by an exercise device server, a user terminal ID; Waiting mode selection. After the user terminal recognition step, waiting for the user to select an exercise mode;
프리 모드단계로, 상기 운동모드 선택 대기단계에서 프리 모드를 선택했다면, 사용자의 나이를 휘트니스서버로부터 수신하여, 타겟 심박수(Target Heart Rate)영역대를 설정하며, 타겟 심박수를 초과할 경우 알람을 울리는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the free mode step, if the free mode is selected in the exercise mode selection waiting step, the user's age is received from the fitness server, the target heart rate zone is set, and an alarm is generated when the target heart rate is exceeded. It characterized in that it comprises a step.
본 발명에서 타겟 심박수영역대에서 최소운동강도는In the present invention, the minimum exercise intensity in the target heart rate zone is
0.6(MaxHR-RestHR)+restHR0.6 (MaxHR-RestHR) + restHR
(여기서 MaxHR은 최대 심박수로 220에서 나이를 뺀값(220-나이)에 의해서 결정되며, Rest HR는 운동 전에 안정 상태에서의 HR임.)(Here MaxHR is the maximum heart rate, determined by 220 minus age (220-age), and Rest HR is HR at rest before exercise.)
이며,Lt;
타겟 심박수영역대에서 최대 운동강도는 The maximum exercise intensity in the target heart rate zone is
0.85(MaxHR-RestHR)+restHR0.85 (MaxHR-RestHR) + restHR
이다.to be.
프로그램 모드단계로, 사용자가 제2 운동능력측정법을 선택했다면, 운동 프로토콜의 수행 시간을 토대로 결정하는 제2 운동측정방법을 실행하여 최대산소섭취량(VO2max)을 구하고, 얻어진 최대산소섭취량(VO2max)을 휘트니스서버로 전송하며, 휘트니스서버는 운동처방을 생성한다.In the program mode step, if the user selects the second exercise capacity measuring method, the second exercise measuring method is determined based on the execution time of the exercise protocol to obtain the maximum oxygen intake (VO2max), and the obtained maximum oxygen intake (VO2max) is obtained. Send to fitness server, fitness server creates exercise prescription.
인터벌모드단계로, 운동처방을 하기 전에 제2 운동측정방법을 실행하여 최대산소섭취량(VO2max)을 구하고, 얻어진 최대산소섭취량(VO2max)을 휘트니스서버로 전송하며, 휘트니스서버는 운동처방을 생성한다.In the interval mode step, before performing the exercise prescription, the second exercise measuring method is executed to obtain the maximum oxygen intake (VO2max), and transmits the obtained maximum oxygen intake (VO2max) to the fitness server, and the fitness server generates the exercise prescription.
본 발명의 맞춤형 운동기구 제어 방법은, 운동능력추정법의 선택에 따라 휘트니스 서버에서 운동능력추정법을 운동기구 서버로 전송하는 운동능력추정법 전송단계; 운동능력추정법 전송단계에서, 제1 운동능력측정법을 선택한 경우, 기초체력 테스트를 하지 않고 VO2max 추정하는 제1-1 운동능력측정법과 설문지(IPAQ)와 기초체력을 토대로 VO2max 추정하는 제1-2 운동능력측정법 중의 하나를 선택하는 제1 운동능력측정법을 선택하며, 선택된 운동능력추정법에 따라 VO2max를 추정하는 제1 운동능력측정법 선택단계; 운동능력추정법 전송단계에서, 제2 운동능력측정법을 선택한 경우, 안정상태에서 발크 프로토콜(Balke Protocol)에 따라 운동을 수행하다가, 심박수가 최대 심박수의 85%가 될때 정지하여, 소요시간과 심박수를 검출하며, 상기 소요시간을 토대로 VO2max를 추정하는 제2 운동능력측정법 선택단계; 를 포함하는 운동능력측정방법을 구비하는 것을 특징으로 한다.According to an exemplary embodiment of the present invention, there is provided a method for controlling a customized exercise device, the method comprising: an exercise ability estimation method transmitting step of transmitting an exercise capability estimation method from a fitness server to an exercise device server according to a selection of an exercise capability estimation method; In the step of transmitting the exercise capacity estimation method, when the first exercise performance measurement method is selected, the 1-2th exercise for estimating VO2max based on the 1-1 exercise performance measurement method and questionnaire (IPAQ) and basic fitness to estimate VO2max without performing the basic fitness test Selecting a first exercise capacity measuring method for selecting one of the capacity measuring methods, and selecting a first exercise capacity measuring method for estimating VO2max according to the selected exercise capacity estimation method; In the transmission of the exercise estimation method, when the second exercise measurement method is selected, the exercise is performed according to the Balke Protocol in a stable state, and when the heart rate reaches 85% of the maximum heart rate, the required time and heart rate are detected. Selecting a second exercise capacity measuring method for estimating VO2max based on the required time; It characterized in that it comprises a method for measuring athletic performance comprising a.
제1-1 운동능력측정법에서 남성의 VO2max 추정은 51.733+(0.001×IPAQ)-(0.140×age)-(0.549×BMI)에 의해 구할 수 있으며, 제1-1 운동능력측정법에 따른 여성의 VO2max 추정은 12.269+(0.008×IPAQ)-(0.001×age)에 의해 구하여 지되, 여기서 IPAQ는 국제신체활동 설문지, age는 나이, BMI는 체질량 지수(Body Mass Index)이다.Estimation of male VO2max in the 1-1 exercise performance measurement method can be obtained by 51.733+ (0.001 × IPAQ)-(0.140 × age)-(0.549 × BMI), and the VO2max of women according to the 1-1 exercise performance measurement method. Estimates are obtained from 12.269+ (0.008 × IPAQ) – (0.001 × age), where IPAQ is the International Physical Activity Questionnaire, age is age, and BMI is the Body Mass Index.
제1-2 운동능력측정법에서, 남성의 VO2max 추정은, 69.649+(0.001×IPAQ)+(0.001×근지구력)-(0.001×심부담도)-(0.191×연령)-(0.001×체표면적) +(0.001×근력)에 의해 구할 수 있으며, 제1-2 운동능력측정법에서, 여성의 VO2max 추정은 12.649+(0.008×IPAQ)+(0.001×근지구력)-(0.0087×연령)+(0.001×평형성) 에 의해 구할 수 있다.In the 1-2 performance measurement method, the VO2max estimate of male was 69.649+ (0.001 × IPAQ) + (0.001 × muscular endurance)-(0.001 × heart burden)-(0.191 × age)-(0.001 × body surface area) + (0.001 × muscle), and in the 1-2 performance measure, women's VO2max estimate is 12.649+ (0.008 × IPAQ) + (0.001 × muscular endurance) − (0.0087 × age) + (0.001 × Equilibrium).
제2 운동능력측정법 선택단계에서 심박수가 최대 심박수의 85%가 될때의 소요시간(T)을 바탕으로 VO2max 추정시, 성별에 따라, 남성의 VO2max = 2.94T + 8.33, 여성의 VO2max = 2.74T + 8.05 으로 구하여 진다.VO2max = 2.94T + 8.33 for women, VO2max = 2.74T + for estimating VO2max based on the time required when the heart rate reaches 85% of the maximum heart rate (T) in the second exercise selection method It is obtained as 8.05.
본 발명의 맞춤형 운동기구 제어 시스템에 따르면, 최대산소섭취량(VO2max)을 통한 타겟 심박 영역대(Target Heart Rate Zone)을 설정하며, 운동 중에 체스트 벨트(Chest Belt)를 통해 실시간으로 수집되는 심장박동(Heart Rate)정보를 피드백하여 타겟 심박 영역대 내에서 운동기구를 제어한다. According to the customized exercise equipment control system of the present invention, the target heart rate zone through the maximum oxygen intake (VO2max) is set, the heart rate collected in real time through the chest belt (Chest Belt) during exercise ( It feeds back the heart rate information to control the exercise equipment within the target heart rate zone.
또한, 본 발명은, 사용자의 기초체력, 설문조사 및 병력정보를 기초로 해서 운동능력을 결정하게 하는 운동능력측정법과 사용자로 하여금 특정한 운동 프로토콜의 수행 시간을 토대로 결정되게 되는 운동능력측정법 중 하나를 사용자가 선정할 수 있도록 한다.In addition, the present invention, one of the exercise performance measurement method to determine the exercise ability based on the user's basic fitness, questionnaire and medical history information and the exercise ability measurement method that is determined based on the execution time of the user specific exercise protocol Allow the user to choose.
또한, 본 발명은, 바이오피드백 시스템을 구비하여, 사용자가 운동처방에 따라 운동을 수행할 때, 설정된 타겟 심박 영역대을 벗어놨을 경우, 증강된(Up) 등급 또는 감소된 등급(Down grade)의 운동처방을 제시한다.In addition, the present invention is equipped with a biofeedback system, when the user performs the exercise according to the exercise prescription, when the set out of the set target heart rate zone, the up (Up) or down grade (Down grade) Provide exercise prescription.
일반적으로 사용자가 자신의 현재 몸 상태를 파악하기 위해서 손잡이를 잡거나 특정부위를 잡는 행동을 하는 것과는 달리 본 발명은 체스트벨트(Chest Belt)를 통해 획득하여 사용자에게 무자각적으로 운동이 가능하다. 이와 더불어 종례의 기술은 하트 레이트 만을 통한 운동기구 제어를 가능하게 하였으나, 본 발명은 VO2max(최대산소섭취량)을 통한 타겟 심박 영역대을 설정하여 사용자의 운동능력을 실시간적으로 반영하였다. In general, unlike the user to grab the handle or grab a specific part to grasp the current state of the body of the present invention is obtained through the Chest Belt (Chest Belt) can be exercised involuntarily to the user. In addition, the conventional technique enables the control of the exercise equipment only through the heart rate, but the present invention reflects the user's exercise ability in real time by setting the target heart rate zone through VO2max (maximum oxygen intake).
다른 차이점으로는 본 발명은 트레이너를 고용하여 자신에게 맞는 운동을 부여하였을 경우보다 비용적인 측면에서 효율적이라고 볼 수 있다. 그리고 사용자의 몸 상태를 실시간적 또 객관적으로 파악할 수 있기에 효율적인 시스템으로 볼 수 있다. In another difference, the present invention can be seen as more cost-effective than the case of hiring a trainer to give the exercise to fit. And it can be seen as an efficient system because it can grasp the user's physical condition in real time and objectively.
맞춤형 운동기구제어에 대한 전반적인 특징 및 장점은 크게 세 가지로 구분지어서 설명할 수 있다. 첫 번째는 사용자로 하여금 선택 가능한 운동능력측정법(VO2max)을 제공하는 것이다. 사용자가 피트니스 센터에 처음 등록하거나 운동능력측정(VO2max)을 다시 하고 하고자 할 경우에 사용자는 운동능력측정법(VO2max)를 선정할 수 있다. 운동능력측정법(VO2max) 중 하나인 A는 사용자의 기초체력, 설문조사 그리고 병력정보를 기초로 해서 운동능력을 결정하게 된다. 운동능력측정법(VO2max) 중 다른 하나인 B는 사용자로 하여금 특정한 운동 프로토콜의 수행 시간을 토대로 결정하게 된다.The overall characteristics and advantages of the customized exercise equipment control can be explained in three major ways. The first is to provide the user with a selectable exercise method (VO2max). When a user registers for the first time in a fitness center or wants to perform exercise performance measurement (VO2max) again, the user may select exercise performance measurement method (VO2max). A, one of VO2max, determines exercise ability based on the user's basic fitness, questionnaire, and medical history information. B, the other one of the VO2max, allows the user to make a decision based on the execution time of a particular exercise protocol.
맞춤형 운동기구제어의 두 번째 특징은 운동능력측정법(VO2max)를 통해 획득한 최대산소섭취량(VO2max)값을 통해 타겟 심박 영역대를 설정한다는 것이다. 이는 운동 중에 실시간적으로 사용자의 현재 몸 상태를 파악하여 사용자에게 맞춤형 운동기구를 제어를 하기 위한 방법이다. 일반적으로 지속적인 최대산소섭취량(VO2max)를 측정하기에는 사용자에게 여러 가지 실험적인 요구사항이 있기에 이를 최대 심박(Heart Rate Max)과 1:1로 매칭(Matching)하여 사용하게 된다. 그로 인해 사용자에게 부착된 단말기를 통해 나온 심박(Heart Rate)를 통해 사용자에게 적당한 운동을 제시 할 수 있게 되는 것이다. The second characteristic of the customized exercise equipment control is that the target heart rate zone is set using the maximum oxygen uptake (VO2max) value obtained through the exercise capacity measurement method (VO2max). This is a method for controlling the user's customized exercise equipment by grasping the current state of the user in real time during exercise. In general, there are various experimental requirements for the user to measure the continuous maximum oxygen intake (VO2max), which is used to match the maximum heart rate (Maximum heart rate) to 1: 1. Therefore, through the heart rate (Heart Rate) through the terminal attached to the user it is possible to present the appropriate exercise to the user.
마지막 특징은 맞춤형 운동기구 제어의 사용자를 위한 바이오피드백 시스템이다. 본 발명의 바이오피드백 시스템은 자신의 운동능력을 측정하여 각자 맞는 운동처방을 초기에 제시하여 운동을 수행할 시 자신의 타겟 심박 영역대를 설정하여 타겟 심박 영역대을 벗어놨을 경우 증강된(Up) 등급 또는 감소된 등급(Down grade)의 운동처방을 제시하는 시스템을 제공한다. 이는 현재 사용자의 몸 상태를 실시간적으로 반영하여 바로 피드백 시켜주는 시스템으로 사용자에게 매우 능동적으로 작동하게 된다. 그리고 만약 증강된(Up) 등급 또는 감소된 등급(Down grade)의 운동처방이 3회 이상 발생하였을 시 다음 운동처방은 처음부터 증강된(Up) 등급 또는 감소된 등급(Down grade)의 운동처방을 수행하도록 되어있다. 그리고 사용자가 운동한 운동정보는 다음에 운동 시 재 반영됨으로써 각자에게 맞는 운동처방을 수행할 수 있게 된다.The last feature is a biofeedback system for users of custom fitness equipment control. The biofeedback system of the present invention measures its own exercise ability and sets up its target heart rate zone at the time of performing the exercise by initially presenting a customized exercise prescription, and when the exercise is out of the target heart rate zone (Up) A system is provided for suggesting graded or down grade exercise regimens. It is a system that gives feedback immediately by reflecting the current state of the user's body in real time, and works very actively for the user. And if more than 3 times of up grade or down grade exercise prescription occurs, the next exercise prescription is to increase up or down grade exercise prescription from the beginning. It is supposed to perform. In addition, the exercise information exercised by the user is re-reflected at the next exercise, so that the exercise prescription for each user can be performed.
도 1은 본 발명의 맞춤형 운동기구 제어 시스템의 개략적인 구성을 설명하는 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 맞춤형 운동기구 제어 시스템의 동작을 개략적으로 설명하는 흐름도이다.
도 3은 도 2의 사용자 인식단계의 설명도이다.
도 4는 도 2의 프로그램 모드단계의 운동능력측정법에 대한 설명도이다.
도 5는 도 2의 프로그램 모드단계의 운동처방에 대한 설명이다.
도 6은 도 2의 운동 중 타겟 심박 영역대를 벗어나서 운동처방이 증강되거나 감소되는 경우에 대한 설명이다.
도 7은 도 2의 인터벌 모드단계의 운동처방에 대한 설명이다.
도 8은 도 2의 프리 모드단계의 운동처방에 대한 설명이다.
도 9는 본 발명의 운동능력측정방법의 개략적인 흐름도이다.
도 10은 본 발명에서 증강 등급 또는 감소 등급으로 되는 운동처방 방법을 설명하기위한 설명도이다.
도 11은 본 발명에서 발크 프로토콜을 이용한 운동능력측정방법의 설명도이다.1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a customized exercise equipment control system of the present invention.
2 is a flowchart schematically illustrating the operation of the customized exercise equipment control system of the present invention.
3 is an explanatory diagram of a user recognition step of FIG. 2.
4 is an explanatory diagram for a method of measuring athletic performance in the program mode step of FIG. 2.
5 is a description of the exercise prescription of the program mode step of FIG.
FIG. 6 is a diagram illustrating a case where an exercise prescription is increased or decreased out of a target heart rate zone during the exercise of FIG. 2.
7 is a description of the exercise prescription of the interval mode step of FIG.
8 is a description of the exercise prescription in the free mode step of FIG.
9 is a schematic flowchart of the exercise capacity measuring method of the present invention.
Figure 10 is an explanatory diagram for explaining the exercise prescription method to become augmented grade or reduced grade in the present invention.
11 is an explanatory diagram of a method for measuring athletic performance using the Valk protocol in the present invention.
도 1은 본 발명의 맞춤형 운동기구 제어 시스템의 개략적인 구성을 설명하는 블럭도으로, 사용자 단말기(20), 운동기구 서버(100), 운동기구(200), 휘트니스서버(300)를 포함하여 이루어진다.1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a customized exercise equipment control system of the present invention, which includes a
사용자 단말기(20)는 사용자가 운동전에 장착하는 것으로, 신호검출 및 연산부(10)를 포함한다. 사용자 단말기(20)는 체스트 벨트 또는 상완 벨트의 형태로 이루어질 수 있다.The
신호검출 및 연산부(10)는 사용자 단말기(20)에 전극이 장착되어 심전도, 용적맥파, 체온 등의 생체신호를 검출하고, 검출된 생체신호에서 운동상태 분석을 위한 심박수, RR간격, QRS 컴플렉스, QT 간격, PVC, 체온 등의 파라미터, 즉 생체정보 신호를 추출한다. 사용자 단말기(20)는 각 사용자 단말기별 식별번호(ID) 등이 부여되어 있으며, 경우에 따라서는 사용자 식별을 위해 별도의 IC 카드를 사용할 수 있다.The signal detection and
운동기구 서버(100)는 신호검출 및 연산부(10)로부터 수신된 생체정보 신호로부터 운동능력정도를 검출하고 이를 바탕으로 운동기구 제어신호를 생성하여 운동기구(200)로 전송하며, 운동기구 서버(100)는 운동기구당 하나씩 구비되어질 수 있다. 또한, 각 사용자를 인식하기 위해 사용자 단말기(20)로부터 사용자별 식별번호를 수신하여, 사용자 인증여부 등을 위해 휘트니스서버(300)로 전송하며, 휘트니스서버(300)로 부터 사용자 인증여부, 사용자 데이터 등을 수신한다. 또한, 운동기구 서버(100)는 검출된 사용자의 건강상태, 운동정보 등을 디스플레이하여 사용자에게 제공한다. 운동기구 서버(100)는 운동기구에 연결되어 있거나 운동기구와 일체로 되어 있으며, 터치스크린이 가능한 PC로 이루어질 수 있다. The
운동기구(200)는 운동기구 서버(100)로부터의 운동기구 제어신호에 따라 구동된다. 운동기구(200)는 운동기구 ID를 구비한다.The
휘트니스서버(300)는 사용자 관련 데이터를 저장하고 있으며, 또한 사용자 인증, 건강상태 정보, 운동기구 제어 정보 등을 저장하고 있으며, 필요에 따라 운동기구 서버(100)에 전송한다. 또한, 운동처방을 연산하여 운동기구 서버(100)로 전송한다.The
본 발명에 있어서, 우선, 유산소 운동 시작 시, 사용자가 신호검출 및 연산부(10)를 포함하는 사용자 단말기(20)를 착용하고 운동기구(200)로 이동하면, 이때 사용자 단말기(20)는 실시간적으로 심장 박동(Heart Rate)를 측정을 시작하며, 운동기구(200)구에 연결된 운동기구 서버(100)는 사용자 단말기(20)와 블루투스 통신을 하게 된다. 사용자가 사용자 단말기(20)를 착용하고 운동기구(200)로 이동하면 사용자는 운동기구와 연결된 운동기구 서버(100)에 있는 터치스크린을 이용하여 주변의 블루투스를 검색하고 그 이후에 자신에게 착용된 사용자 단말기(20)의 블루투스를 선택하면 사용자 인식은 끝나게 된다. In the present invention, first, when the aerobic exercise starts, if the user wears the
운동기구 서버(100)는 운동모드로서 프리(Free) 모드, 프로그램드(Programmed) 모드, 인터벌(Interval) 모드를 구비하고 있는데, 사용자가 이들 모드 중 하나를 선택하면, 운동기구 서버(100)는 선택한 운동모드 정보를 휘트니스 서버(300)로 전송하며, 휘트니스서버(300)는 선택한 운동모드에 맞는 운동 파라미터, 즉 운동처방을 운동기구 서버(100)로 송신한다.The
여기서 프리 모드는 사용자의 나이를 휘트니스 서버(300)로부터 수신하여, 타겟 심박수(Target Heart Rate)를 설정 후 사용자의 의지에 따라 운동하는 운동모드이다.Here, the free mode is an exercise mode in which the user's age is received from the
프로그램드 모드는 제일 처음 사용자가 사용자 단말장치를 착용 시 관리자는 사용자에게 원하는 운동능력측정법을 물어보게 되는데 이때 관리자는 휘트니스 서버(300)에 사용자의 이름, 나이, 성별 그리고 원하는 운동능력측정법 등을 저장하게 된다. 사용자 인식 후 휘트니스서버(300)에서는 사용자의 운동능력측정법에 따라서 기본정보(나이, 성별 등등)을 통해 최대산소섭취량(VO2max)를 획득하게 된다. In the programmed mode, the first time the user wears the user terminal device, the administrator asks the user how to measure the desired exercise ability. At this time, the administrator stores the user's name, age, gender and the desired exercise ability measurement method in the
사용자가 선택할 수 있는 운동능력측정법은 사용자의 기초체력, 설문조사 및 병력정보를 기초로 해서 운동능력을 결정하게 하는 제1 운동능력측정법과 사용자로 하여금 특정한 운동 프로토콜의 수행 시간을 토대로 결정되게 되는 제2 운동능력측정법이 있다.The user selectable exercise measuring method is a first exercise measuring method which determines the exercise ability based on the user's basic fitness, questionnaire, and medical history information, and which is determined based on the execution time of the specific exercise protocol. 2 There is an exercise measuring method.
제1 운동능력측정법은 초기에 사용자의 정보를 휘트니스서버(300)에 저장하여 사용하는 것으로 바로 운동처방이 가능하다. 반면, 제2 운동능력측정법은 운동기구 서버(100)로 부터 최대 심박수(HRmax)의 85% 도달시간(T)을 검출하고 이를 통해 최대산소섭취량(VO2max)를 추정하여 휘트니스서버(300)로 전송 한 후 운동처방을 휘트니스서버(300)로부터 수신한다.The first exercise capacity measuring method is possible to immediately prescribe exercise by storing the user's information in the
인터벌 모드는 고강도 인터벌 운동을 실시하길 원하는 사용자가 선택하는 모드로, 운동처방을 하기 전에 제2 운동능력측정법을 실시하여 VO2max를 추정한 후 인터벌 운동처방을 실시한다. 사용자의 실시간적인 심박수(Heart Rate, HR)를 파악하여 인터벌 운동처방에 나와있는 심박수(HR)를 유지시키기 위해 운동기구의 강도를 자동적으로 제어하여 사용자에게 운동을 실시하게 한다.The interval mode is a mode selected by a user who wants to perform a high-intensity interval exercise. Before the exercise prescription, the second exercise capacity measurement method is performed to estimate VO2max and then perform interval exercise prescription. It measures the user's real-time heart rate (HR) and automatically controls the strength of the exercise equipment to maintain the heart rate (HR) given in the interval exercise prescription.
도 2는 본 발명의 맞춤형 운동기구 제어 시스템의 동작을 개략적으로 설명하는 흐름도이며, 도 3은 도 2의 사용자 인식단계의 설명도이고, 도 4는 프로그램 모드단계의 운동능력측정법을 설명하는 설명도이고, 도 5는 프로그램 모드단계의 운동처방에 대한 설명이며, 도 6은 운동 중 타겟 심박 영역대를 벗어나서, 운동처방이 증강되거나 감소되는 경우에 대한 설명이며, 도 7은 인터벌 모드단계의 운동처방에 대한 설명이며, 도 8은 프리 모드단계의 운동처방에 대한 설명이다.2 is a flowchart schematically illustrating an operation of a customized exercise equipment control system of the present invention, FIG. 3 is an explanatory diagram of a user recognition step of FIG. 2, and FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an exercise capability measuring method of a program mode step. 5 is a description of the exercise prescription in the program mode step, Figure 6 is a description of the case where the exercise prescription is increased or decreased outside the target heart rate zone during exercise, Figure 7 is a exercise prescription in the interval mode step 8 is a description of the exercise prescription in the free mode step.
사용자 단말기(20)를 구비한 사용자가 운동기구를 선택하여 운동시작을 위해 근접한다(S100).A user having the
사용자 인식단계로, 사용자 단말기(20)로부터 사용자 식별정보를 운동기구 서버(100)가 읽어들여 휘트니스 서버와의 통신을 통해 사용자를 인식한다(S110).In the user recognition step, the
도 3에서와 같이, 사용자단말기는 사용자 단말기 ID를 운동기구서버로 전송하는데, 이는 블르투스 검색에 의해 이루어지며, 블르투스 검색시 사용자 편의를 위해 사용자 이름을 매칭하여 디스플레이힌디. 운동기구 서버(100)는 운동기구 ID를 구비하며 운동기구 ID 및 단말기 ID를 휘트니스서버롤 보내며, 휘트니스 서버는 이들을 읽어들이며, 휘트니스 서버에 저장된 전 단말기 ID 및 전체사용자 이름으로부터 사용자 인증을 하여 운동기구 서버(100)로 전송한다. 이 과정이 끝나면 사용자가 운동기구 사용을 시작한다.As shown in Figure 3, the user terminal transmits the user terminal ID to the exercise equipment server, which is made by a brutus search, by matching the user name for the user's convenience when searching the Bluetooth. The
운동모드 선택 대기단계로. 사용자가 운동모드를 선택할 때까지 대기하며(S120), 사용자가 프리 모드를 선택하면 S130단계로, 사용자가 프로그램 모드를 선택하면 S150단계로, 인터벌 모드를 선택하면 S180단계로 간다.Waiting mode selection. The user waits until the user selects the exercise mode (S120). If the user selects the free mode, the operation proceeds to step S130, if the user selects the program mode, the operation proceeds to step S150, and if the interval mode is selected, the operation goes to step S180.
프리 모드단계로, 사용자의 나이를 휘트니스서버(300)로부터 수신하여, 타겟 심박수(Target Heart Rate)를 설정하며, 타겟 심박수를 초과할 경우 알람을 울린다(S130, S140).In the free mode step, the age of the user is received from the
프리 모드에 대해 도 8을 참조하여, 보다 상세히 설명하면, 운동기구 서버가 휘트니스서버(300)로 사용자단말기의 ID, 운동기구 ID, 선택된 운동모드(여기서는 프리 모드를 선택)를 전송한다면, 휘트니스서버(300)는 운동기구 ID, 사용자단말기 ID, 사용자 질환, 사용자 나이 등을 운동기구 서버로 전송하고, 타겟 심박수를 설정하고 사용자는 타겟 심박수 영역대 내에서 자유롭게 운동한다. 운동이 종료되었을 경우, 운동기구 서버는 운동기구 ID, 사용자단말기 ID, 운동종료 여부를 휘트니스서버(300)에 전송한다.Referring to FIG. 8, the free mode will be described in more detail. If the exercise equipment server transmits the user terminal ID, the exercise equipment ID, and the selected exercise mode (here, the free mode is selected) to the
프리 모드는 휘트니스 서버로부터 나이와 병력정보를 수신하여 타겟 심박수영역대를 설정하고 사용자의 선호도에 맞게 운동하는 프로그램으로, 타겟 심박수영역대는 건강군과 질환군에 따라 다르며, 타겟 심박수영역대는 최소운동강도와 최대 운동강도를 가지며, 다음과 같이 설정할 수 있다.Free mode is a program that sets the target heart rate zone by receiving age and medical history information from the fitness server and exercises according to the user's preference. The target heart rate zone varies according to the health group and the disease group, and the target heart rate zone is the minimum exercise intensity. It has maximum exercise intensity and can be set as follows.
여기서 MaxHR은 최대 심박수로 220에서 나이를 뺀값(220-나이)에 의해서 결정되며, Rest HR는 운동 전에 안정 상태에서의 HR이다.Where MaxHR is the maximum heart rate, determined by 220 minus age (220-age), and Rest HR is HR at rest before exercise.
프로그램 모드단계로, 휘트니스서버(300)에 저장된 사용자의 이름, 나이, 성별 그리고 원하는 운동능력측정법 등을 읽어들이며(S150), 사용자가 제2 운동능력측정법을 선택했는지 여부를 판단하며(S160), 사용자가 제2 운동능력측정법을 선택하지 않았다면, 휘트니스서버(300)에 기 저장된 데이터를 이용하여 운동처방을 행하며(S170), 사용자가 제2 운동능력측정법을 선택했다면, 제2 운동측정방법을 실행하여 최대산소섭취량(VO2max)을 구하고(S190), 얻어진 최대산소섭취량(VO2max)을 휘트니스서버(300)로 전송하며(S200), 휘트니스서버(300)는 운동처방을 전송한다(S170).In the program mode step, by reading the user's name, age, gender and the desired exercise capacity measurement method stored in the fitness server 300 (S150), and determines whether the user has selected the second exercise capacity measurement method (S160), If the user has not selected the second exercise capacity measuring method, the exercise is prescribed using the data stored in the fitness server 300 (S170). If the user has selected the second exercise capacity measuring method, the second exercise measuring method is executed. The maximum oxygen intake (VO2max) is obtained (S190), and the obtained maximum oxygen intake (VO2max) is transmitted to the fitness server 300 (S200), and the
프로그램 모드에 대해 보다 상세히 설명하면, 도 4에서와 같이, 운동기구서버가 휘트니스서버(300)로 사용자단말기의 ID, 운동기구 ID, 선택된 운동모드(여기서는 프로그램 모드를 선택)를 전송한다면, 휘트니스서버(300)는 사용자단말기의 ID, 운동기구 ID, 사용자의 질환, 나이, 성별, Balke protocol을 전송한다. 이를 토대로, 운동기구 서버(100)는 최대산소섭취량(VO2max)를 구하여 휘트니스서버(300)로 전송한다. In more detail with respect to the program mode, as shown in Figure 4, if the exercise equipment server transmits the user terminal ID, exercise equipment ID, the selected exercise mode (here program mode selected) to the
휘트니스서버(300)는 도 5에서와 같이 사용자단말기의 ID, 운동기구 ID, 금일 운동처방, 익일 운동처방, 하루(일, Day)의 운동처방, 빈도수를 운동기구 서버(100)로 전송하며, 운동기구 서버(100)는 휘트니스서버(300)로 사용자단말기의 ID, 운동기구 ID, 현재운동 진행상황, 생체신호 정보, 가속도 정보, 심박변이도(HRV), 체온, 심박수, 운동종료 상황 등을 전송한다. The
도 6에서와 같이, 운동 중 타겟 심박 영역대를 벗어나서, 운동처방이 증강된(Up) 등급 또는 감소된 등급(Down grade)으로 변경되는 이벤트가 발생할 경우, 운동기구서버는 사용자단말기의 ID, 운동기구 ID, 초과 및 미만 발생 정보를 휘트니스서버(300)로 전송한다. 휘트니스서버(300)는 사용자단말기의 ID, 운동기구 ID, 금일 운동처방(up/down), 익일 운동처방(up/down), 하루(일, Day)의 운동처방, 타겟 심박 영역대를 벗어나 up/down을 행한 빈도수 등을 운동기구 서버(100)로 전송한다. 운동 처방 증강 및 감소시에는, 운동기구 서버(100)는 정상운동처방 중 타겟 심박 영역대의 초과 및 미만이 발생 시, 즉시 운동처방을 변경하며, 부정맥 발생 시에는 부정맥여부를 휘트니스서버(300)로 전송한다. 운동 처방 증강 및 감소하여 운동하고 종료할 때에는, 운동기구 서버(100)는 휘트니스서버(300)로 운동기구 ID, 사용자단말기 ID, 현재운동, 하루(일, Day)의 운동처방, 가속도 신호(Acc_X, Y, Z), up/down을 행한 빈도수, 체온, 심박변이도 등을 전송하고 종료한다.As shown in FIG. 6, when an event occurs outside the target heart rate zone during exercise, the exercise prescription changes to an up grade or a down grade, the exercise equipment server generates an ID and an exercise of the user terminal. Instrument ID, excess and less occurrence information is transmitted to the fitness server (300).
인터벌모드단계로,운동처방을 하기 전에 제2 운동측정방법을 실행하여 최대산소섭취량(VO2max)을 구하고(S190), 얻어진 최대산소섭취량(VO2max)을 휘트니스서버(300)로 전송하며(S200), 휘트니스서버(300)는 운동처방을 전송한다(S180, S190. S200, S170).In the interval mode step, before performing the exercise prescription, the second exercise measuring method is executed to obtain the maximum oxygen intake (VO2max) (S190), and the obtained maximum oxygen intake (VO2max) is transmitted to the fitness server 300 (S200),
인터벌모드에 대해, 도 7을 참조하여, 보다 상세히 설명하면, 운동기구 서버(100)는 휘트니스서버(300)로 사용자단말기 ID, 운동기구 ID, 선택운동모드(Interval 모드) 등 사용자가 선택한 운동모드를 전송하면, 휘트니스서버(300)는 사용자단말기 ID, 운동기구 ID, 사용자 질환, 사용자 나이, 사용자 성별, Balke Protocol 등의 사용자 정보를 운동기구 서버(100)로 전송한다.The interval mode will be described in more detail with reference to FIG. 7, and the
운동기구 서버(100)는 안정시 심박수(heart rate rest) 상태에서 Balke Protocol에따라 운동을 수행하여 최대 심박수(HRmax)의 85%까지 도달하는 시간(T)을 측정해 VO2max 추정치로 구한다. 여기서 최대심박수(HRmax)는 220에서 사용자의 나이를 뺀 값으로 한다. 운동기구 서버(100)는 운동기구 ID, 사용자단말기 ID, 최대 심박수(HRmax)의 85%까지 도달하는 시간, 85% Speed, 최대 심박수(HRmax)의 85%에 해당하는 심박수, 운동종료 여부 등 운동처방을 위한 파라미터를 휘트니스서버(300)로 전송한다. 휘트니스서버(300)는 이들 값을 수신하고, 인터벌 운동모드로 금일 및 익일의 운동처방을 결정하여, 운동기구 서버(100)로 전송한다. The
운동기구 서버(100)는 운동처방에 따라 해당 운동기구를 제어하며, 이에 따라 해당 운동기구를 이용하여 사용자는 상기 운동처방에 따라 운동하게 된다. 즉, 운동기구 서버(100)는 운동처방에 따라 해당 운동기구를 제어하는 운동기구 제어신호를 생성하여 해당 운동기구를 구동시킨다. 사용자가 운동처방에 따라 운동을 행하고 운동이 종료되면 운동기구 서버(100)는 운동기구 ID, 사용자단말기 ID, 현재운동량, 운동종료 여부를 휘트니스서버(300)로 전송하고, 휘트니스서버(300)는 이를 저장한다.The
도 9는 본 발명의 운동능력측정방법의 개략적인 흐름도이다.9 is a schematic flowchart of the exercise capacity measuring method of the present invention.
운동능력추정법 전송단계로, 운동능력추정법의 선택에 따라 휘트니스 서버에서 운동능력추정법을 운동기구 서버(100)로 전송한다(S300).In the step of transmitting the exercise capacity estimation method, according to the selection of the exercise capacity estimation method, the fitness server transmits the exercise capacity estimation method to the exercise equipment server 100 (S300).
제1 운동능력측정법을 선택한 경우, 제1 운동능력측정법은 사용자의 기초체력, 설문조사 및 병력정보를 기초로 해서 운동능력을 결정하게 하는 제1 운동능력측정법으로, 기초체력 테스트를 원하지 않고 VO2max 추정하는 제1-1 운동능력측정법과 설문지(IPAQ)와 기초체력을 토대로 VO2max 추정하는 제1-2 운동능력측정법 중의 하나를 선택한다(S310).When the first exercise performance measurement method is selected, the first exercise performance measurement method is a first exercise performance measurement method that determines the exercise ability based on the user's basic fitness, questionnaire and medical history information, and does not want the basic fitness test and estimates VO2max. The one-to-one exercise performance measuring method and questionnaire (IPAQ) and the first one to select one of the 1-2 exercise performance measuring method for estimating VO2max based on physical fitness (S310).
선택된 운동능력추정법에 따라 VO2max를 추정한다(S320).VO2max is estimated according to the selected exercise capacity estimation method (S320).
제2 운동능력측정법을 선택한 경우, 제2 운동능력측정법은 사용자로 하여금 특정한 운동 프로토콜의 수행 시간의 결과를 토대로 결정하는 방법으로, 제2 운동능력측정법을 읽어들인다(S330).When the second athletic performance measuring method is selected, the second athletic performance measuring method reads the second athletic performance measuring method as a method for the user to determine based on the result of the execution time of the specific exercise protocol (S330).
제2 운동능력측정법의 수순에 따라, 안정상태에서 발크 프로토콜(Balke Protocol)에 따라 운동을 수행하다가(S340), 심박수가 최대 심박수의 85%가 될때 정지하여, 이때의 소요시간과 심박수를 검출하며, 상기 소요시간을 토대로 VO2max를 추정한다(S350).According to the procedure of the second exercise capacity measurement method, the exercise is performed according to the Balke Protocol in a stable state (S340), and when the heart rate reaches 85% of the maximum heart rate, it stops and detects the required time and heart rate at this time. Based on the required time, VO2max is estimated (S350).
운동기구 서버(100)는 추정된 VO2max를 휘트니스서버(300)로 전송한다(S350). The
본 발명에서 제1-1 운동능력측정법 및 제1-2 운동능력측정법의 연산방법은 다음과 같다.In the present invention, the calculation method of the 1-1 exercise capacity measuring method and the 1-2 exercise capacity measuring method is as follows.
제1-1 운동능력측정법은 기초체력을 테스트하지않고, 기초정보와 설문지(IPAQ)으로만 VO2max 추정을 하는 경우로, 남성의 VO2max 추정은The 1-1 exercise performance measuring method does not test basic fitness, but estimates VO2max only using basic information and questionnaire (IPAQ).
51.733+(0.001×IPAQ)-(0.140×age)-(0.549×BMI)51.733+ (0.001 × IPAQ)-(0.140 × age)-(0.549 × BMI)
에 의해 구할 수 있다.Can be obtained by
여기서 IPAQ는 국제신체활동 설문지로서, 국제적으로 규격화된 질의가 있고 이 질의 답변에 따라 국제신체활동 정도를 연산하는 방법도 규정되어 있다. age는 나이이고, BMI는 체질량 지수(Body Mass Index)로서, 현재의 체중 나누기 키의 제곱한 값이다.Here, IPAQ is an international physical activity questionnaire, and there is an internationally standardized question and a method of calculating the international physical activity degree according to this question and answer is also defined. age is age and BMI is the Body Mass Index, which is the square of the current weight division height.
제1-1 운동능력측정법에 따른 여성의 VO2max 추정은Estimation of VO2max in Women according to the 1-1 exercise
12.269+(0.008×IPAQ)-(0.001×age)12.269+ (0.008 × IPAQ)-(0.001 × age)
에 의해 구할 수 있다.Can be obtained by
제1-2 운동능력측정법은 기초정보와 설문지(IPAQ)와 기초체력을 이용하여 VO2max 추정을 하는 경우로, 남성의 VO2max 추정은The 1-2th exercise performance measurement method estimates VO2max using basic information, questionnaire (IPAQ), and basic fitness.
69.649+(0.001×IPAQ)+(0.001×근지구력)-(0.001×심부담도)-(0.191×연령)-(0.001×체표면적) +(0.001×근력)69.649+ (0.001 × IPAQ) + (0.001 × muscular endurance)-(0.001 × heart burden)-(0.191 × age)-(0.001 × body surface area) + (0.001 × muscle)
에 의해 구할 수 있다.Can be obtained by
여기서 근지구력은 근육 또는 근육그룹이 계속해서 힘을 발휘할 수 있는 능력을 말하며, 근지구력 테스트로서 윗몸일으키기 등등으로 측정한다. 심부담도는 심장의 부담도를 나타내는 것으로 심근의 산소 소비량과 매우 상관이 높으며 수치가 높으면 산소 소비량이 많고 그만큼 심장이 일을 많이 한다는 것을 의미한다. 근력은 근력측정계를 이용하여 근력을 검출한다. 체표면적(body surface area, BSA)= 신장0.725 x 체중0.425 x 0.007184으로서, 여기서 체표면적은 m², 신장은 cm, 체중은 Kg 으로 표현된다.Here, muscular endurance refers to the ability of a muscle or a group of muscles to continue to exert a force, measured by sit-ups, etc. as a muscular endurance test. Heart burden is a burden on the heart, which is highly correlated with the oxygen consumption of the myocardium. Higher levels indicate higher oxygen consumption and the heart doing more work. Muscle strength is detected using a strength tester. Body surface area (BSA) = height 0.725 x weight 0.425 x 0.007184, where body surface area is m², height is cm and weight is Kg.
제1-2 운동능력측정법에 따른 여성의 VO2max 추정은Estimation of VO2max in women according to 1-2
12.649+(0.008×IPAQ)+(0.001×근지구력)-(0.0087×연령)+(0.001×평형성) 12.649+ (0.008 × IPAQ) + (0.001 × muscular endurance)-(0.0087 × age) + (0.001 × equilibrium)
에 의해 구할 수 있다.Can be obtained by
여기서 평형성은 평형성 테스트에 의해 얻어진 점수이다. Equilibrium here is a score obtained by the equilibrium test.
도 11은 본 발명에서 발크 프로토콜을 이용한 운동능력측정방법의 설명도이다.11 is an explanatory diagram of a method for measuring athletic performance using the Valk protocol in the present invention.
안정시 심박수(HR Rest) 상태에서 최대 심박수(HR max)의 85%까지 도달하는 시간(T)을 측정해 VO2max 추정치를 검출한다.The VO2max estimate is detected by measuring the time T at which the resting heart rate (HR Rest) reaches 85% of the maximum heart rate (HR max).
안정시 심박수 측정(도 11의 처음부터 ①까지로서)에서, 사용자가 사용자단말기(20)를 착용한 상태에서 처음 1분간의 안정상태(Rest상태)에서 심박수 측정한다.In the resting heart rate measurement (from the beginning to ① of FIG. 11), the heart rate is measured in the stable state (Rest state) for the first 1 minute while the user wears the
안정상태후, 발크 프로토콜을 이용하여 운동을 행 할때의 심박수를 측정하고 그 심박수가 최대 심박수(220에서 사용자의 나이를 뺀 값)의 85%일 경우 정지하고(도 11의 ②까지로서) 소요시간(T) 측정한다.After the steady state, the heart rate was measured when exercising using the Valk protocol and stopped when the heart rate was 85% of the maximum heart rate (220 minus the user's age). Measure the time (T).
소요시간(T)을 바탕으로 VO2max 추정시, 소요시간(T:min)을 획득하여 성별에 따른 다음과 같은 공식에 대입하여 VO2max를 추정한다. When estimating VO2max based on the required time (T), obtain the required time (T: min) and substitute VO2max by the following formula according to gender.
남성의 VO2max = 2.94T + 8.33 VO2max = 2.94T + 8.33 in men
여성의 VO2max = 2.74T + 8.05
VO2max = 2.74T + 8.05 in women
본 발명에서, 첫째로, Bluetooth를 통한 사용자 인식부분으로 써 운동기구에서 사용자의 인식이 일어나는 부분을 특징으로 볼 수 있다. 이는 현재 사용자가 어디에 위치되어있는 운동기구를 사용하는 지를 실시간 적으로 모니터링이 가능하다. In the present invention, first, the user recognition portion through the Bluetooth can be seen as a feature that occurs in the user's recognition in the exercise equipment. This allows real-time monitoring of where the user is currently using the exercise equipment.
둘째로는, 사용자가 운동선택 대기 상태에서 프리 운동 모드를 선택했을 때로서, 프리 운동 모드는 사용자에게 타겟 심박 영역대만 설정하여 사용자로 하여금 이를 초과하거나 미만일 경우에 알람만 주는 시스템인 것이 특징이라 할 수 있다. 이 모드에서는 사용자의 개인적인 선호도에 맞추어 사용자 개인이 직접 속도를 제어할 수 있다. Secondly, when the user selects the pre-exercise mode in the exercise selection standby state, the pre-exercise mode is a system that sets only the target heart rate zone to the user and gives an alarm only when the user exceeds or falls below it. Can be. In this mode, you can control the speed directly to suit your personal preferences.
세 번째는 프로그램드 운동모드로서, 이 모드는 타겟 심박수 영역대 설정 후 사용자의 현 심박수를 실시간으로 측정하여, 이 타겟 심박수 영역대에서 운동을 시행하도록 하는 시스템이다. 도 10에서와 같이, 사용자의 현 심박수와 타겟 심박 영역대를 비교하여 초과 및 미만의 결과를 보였을 경우에 실시간적으로 증강 등급 또는 감소 등급(Up/Down grade)으로 운동처방을 수행한다는 것이다. 만약 증강 등급 또는 감소 등급으로 운동처방이 세 번 이상 발생했을 경우 초기에 처방된 운동이 사용자에게 부적절하다고 판단하여 자동적으로 다음 운동처방부터는 증강 등급 또는 감소 등급(Up/Down grade)으로된 운동이 사용자에게 꾸준히 처방되어 진다.The third is a programmed exercise mode, which is a system that measures the user's current heart rate in real time after setting the target heart rate zone, and executes exercise in the target heart rate zone. As shown in FIG. 10, when the user's current heart rate and the target heart rate zone are compared to each other and the result is greater than or less than, the exercise prescription is performed in real time with an up / down grade. If exercise prescription occurs more than three times with augmented grade or decreased grade, the prescribed exercise is judged to be inappropriate for the user, and then the exercise with augmented grade or up / down grade is automatically started from the next exercise prescription. It is prescribed to steadily.
네 번째는 사용자의 타겟 심박수 영역대 설정으로서, 사용자는 운동하기 전 운동능력을 측정하기 위해 특정한 프로토콜을 수행하게 된다. 도 9에서와 같이, 사용자의 선호도에 따라 선택이 가능하다. 만약 사용자가 특정한 운동 프로토콜을 수행하지 않고 자신의 운동능력을 측정하기를 원한다면, 제1 운동능력측정법으로 사용자의 설문지, 기초체력 그리고 병력정보를 통해 사용자의 운동능력(VO2max)를 측정할 수 있다. 그러나 사용자가 더 정확한 운동능력(VO2max) 측정을 원하면, 제1 운동능력측정법으로서, 도 11에서와 같이 발크 프로토콜를 수행 후 사용자의 소요된 시간을 통해 운동능력(VO2max)이 가능하다. 이는 다시 Heart Rate Max와 1:1로 Matching하여 실시간적으로 사용자의 몸 상태를 피드백하여 운동처방의 증강 등급 또는 감소 등급(Up/Down grade)을 결정하게 된다.Fourth, setting the target heart rate zone of the user, the user performs a specific protocol to measure exercise performance before exercising. As shown in Figure 9, it is possible to select according to the user's preference. If the user wants to measure his or her athletic ability without performing a specific exercise protocol, the user's exercise ability (VO2max) can be measured through the user's questionnaire, basic fitness, and medical history information using the first exercise measuring method. However, if the user wants to measure the exercise ability VO2max more accurately, as the first exercise performance measuring method, the exercise ability VO2max is possible through the time required by the user after performing the Valk protocol as shown in FIG. 11. It is again 1: 1 matched with Heart Rate Max to feed back the user's physical condition in real time to determine the up or down grade of exercise prescription.
20: 사용자 단말기 100: 운동기구 서버 200: 운동기구 300:휘트니스서버20: user terminal 100: exercise equipment server 200: exercise equipment 300: fitness server
Claims (4)
운동능력추정법 전송단계에서, 제1 운동능력측정법을 선택한 경우, 기초체력 테스트를 하지 않고 VO2max 추정하는 제1-1 운동능력측정법과 설문지(IPAQ)와 기초체력을 토대로 VO2max 추정하는 제1-2 운동능력측정법 중의 하나를 선택하는 제1 운동능력측정법을 선택하며, 선택된 운동능력추정법에 따라 VO2max를 추정하는 제1 운동능력측정법 선택단계;
운동능력추정법 전송단계에서, 제2 운동능력측정법을 선택한 경우, 안정상태에서 발크 프로토콜(Balke Protocol)에 따라 운동을 수행하다가, 심박수가 최대 심박수의 85%가 될때 정지하여, 소요시간과 심박수를 검출하며, 상기 소요시간을 토대로 VO2max를 추정하는 제2 운동능력측정법 선택단계;
를 포함하는 운동능력측정방법을 구비하는 것을 특징으로 하는 맞춤형 운동기구 제어 방법.An exercise ability estimation method for transmitting the exercise ability estimation method from the fitness server to the exercise equipment server according to the selection of the exercise ability estimation method;
In the step of transmitting the exercise capacity estimation method, when the first exercise performance measurement method is selected, the 1-2th exercise for estimating VO2max based on the 1-1 exercise performance measurement method and questionnaire (IPAQ) and basic fitness to estimate VO2max without performing the basic fitness test Selecting a first exercise capacity measuring method for selecting one of the capacity measuring methods, and selecting a first exercise capacity measuring method for estimating VO2max according to the selected exercise capacity estimation method;
In the transmission of the exercise estimation method, when the second exercise measurement method is selected, the exercise is performed according to the Balke Protocol in a stable state, and when the heart rate reaches 85% of the maximum heart rate, the required time and heart rate are detected. Selecting a second exercise capacity measuring method for estimating VO2max based on the required time;
Customized exercise equipment control method comprising the exercise capability measuring method comprising a.
제1-1 운동능력측정법에서 남성의 VO2max 추정은
51.733+(0.001×IPAQ)-(0.140×age)-(0.549×BMI)
에 의해 구할 수 있으며,
제1-1 운동능력측정법에 따른 여성의 VO2max 추정은
12.269+(0.008×IPAQ)-(0.001×age)
에 의해 구하여 지되,
여기서 IPAQ는 국제신체활동 설문지, age는 나이, BMI는 체질량 지수(Body Mass Index)인 것을 특징으로 하는 맞춤형 운동기구 제어 방법.The method of claim 1,
Estimation of VO2max in Men
51.733+ (0.001 × IPAQ)-(0.140 × age)-(0.549 × BMI)
Can be obtained by
Estimation of VO2max in Women according to the 1-1 exercise
12.269+ (0.008 × IPAQ)-(0.001 × age)
Obtained by
Where IPAQ is the international physical activity questionnaire, age is age, BMI is a body mass index (Body Mass Index) customized exercise equipment control method characterized in that.
제1-2 운동능력측정법에서, 남성의 VO2max 추정은
69.649+(0.001×IPAQ)+(0.001×근지구력)-(0.001×심부담도)-(0.191×연령)-(0.001×체표면적) +(0.001×근력)
에 의해 구할 수 있으며,
제1-2 운동능력측정법에서, 여성의 VO2max 추정은
12.649+(0.008×IPAQ)+(0.001×근지구력)-(0.0087×연령)+(0.001×평형성)
에 의해 구할 수 있는 것을 특징으로 하는 맞춤형 운동기구 제어 방법.The method of claim 1,
In the 1-2 exercise measurement method, the VO2max estimation of male
69.649+ (0.001 × IPAQ) + (0.001 × muscular endurance)-(0.001 × heart burden)-(0.191 × age)-(0.001 × body surface area) + (0.001 × muscle)
Can be obtained by
In the 1-2 exercise measurement method, VO2max estimation of women
12.649+ (0.008 × IPAQ) + (0.001 × muscular endurance)-(0.0087 × age) + (0.001 × equilibrium)
Customized exercise equipment control method characterized in that obtainable by.
제2 운동능력측정법 선택단계에서 심박수가 최대 심박수의 85%가 될때의 소요시간(T)을 바탕으로 VO2max 추정시, 성별에 따라
남성의 VO2max = 2.94T + 8.33
여성의 VO2max = 2.74T + 8.05
으로 구하여 지는 것을 특징으로 하는 맞춤형 운동기구 제어 방법.
The method of claim 1,
According to the gender when estimating VO2max based on the time (T) when the heart rate reaches 85% of the maximum heart rate in the second step of measuring the fitness
VO2max = 2.94T + 8.33 in men
VO2max = 2.74T + 8.05 in women
Customized fitness equipment control method characterized in that obtained by.
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|---|---|---|---|---|
| KR20160048567A (en) * | 2014-10-24 | 2016-05-04 | 삼성전자주식회사 | Deivce of determining personal exercise capability of user and method thereof |
| US9861320B2 (en) | 2015-10-15 | 2018-01-09 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and apparatus for evaluating exercise capability based on heart rate |
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2012
- 2012-07-18 KR KR1020120078196A patent/KR101655753B1/en active IP Right Grant
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