KR20130013935A

KR20130013935A - 보행자 보법 분석시스템

Info

Publication number: KR20130013935A
Application number: KR1020110075885A
Authority: KR
Inventors: 전진홍
Original assignee: (주)우리들웰니스
Priority date: 2011-07-29
Filing date: 2011-07-29
Publication date: 2013-02-06

Abstract

보행자의 양측 발 각각의 이동궤적에 대응되는 패턴으로 이동되는 좌우 이동체 각각에 설치되는 복수의 센서모듈로부터 검지된 이동체들의 상하방향으로의 가속도 정보를 수신하는 수신부와, 수신부를 통해 수신된 이동체들의 가속도 정보를 분석하여, 이동체들의 상하방향을 기준으로 하는 가속도 정보를 시간을 기준으로 하는 패턴으로 생성하는 패턴생성부 및 패턴생성부에서 생성된 각 이동체들의 상하방향을 기준으로 하는 가속도 정보에 대한 패턴들을 비교하여 보행자의 다리 이상 여부를 판단하는 판단제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 보행자 보법 분석시스템이 개시된다.

Description

보행자 보법 분석시스템{A WALKING PATTERN ANALYSIS SYSTEM}

본 발명은 보행자의 걸음걸이 패턴 즉, 보행자의 보법을 검지할 수 있는 보행자 보법 분석시스템에 관한 것이다.

일반적으로 보행자의 보법 즉, 걸음걸이는 역학적으로 정상인이 두 다리의 상호교대운동으로 몸의 중심을 이동시키는 것으로서, 각 관절의 회전운동이 병진운동으로 전환되는 과정에서 일어나는 고유의 패턴이다.

이러한 보법은 사람마다 각기 다른 특징을 가질 수 있으나, 크게 3가지로 분류할 수 있다. 즉, 발자국을 기준으로 할 때 진행 방향으로 나란하게 진행되는 정상적인 보법인 소위 11자 걸음이 있으며, 또한 11자 걸음을 기준으로 볼 때, 발 앞꿈치가 바깥쪽으로 벌어지는 소위 팔자 걸음이 있으며, 마지막으로 팔자 걸음의 반대인 안장 걸음(발 앞꿈치가 안쪽으로 모이는 걸음걸이)으로 구분될 수 있다.

이러한 각각의 보법은 오랜 시간에 걸친 보행습관에 의해 만들어지는 것으로서, 보법의 패턴에 따라서 몸에 무리를 많이 주거나 적게 줄 수 있으며, 정상적인 경우에는 건강에 유리한 것으로 알려져 있다.

최근에는 이와 같이 각각의 보행자의 보법을 분석하기 위한 다양한 방법이 시도되고 있으며, 그 중에 하나가 슈즈(신발)에 복수의 센서를 설치하여 그 복수의 센서들로부터 검지되는 신호를 분석하여 보법을 확인하도록 하는 방법이 제시되고 있다.

그러나 종래와 같은 방법에 의하면 보행자의 보법이 소위 팔자걸음인지, 안장걸음인지 정상적인 11자 걸림인지는 판단할 수 있으나, 그 이외에 비정상적인 걸음(절뚝거림 등)에 대한 판단이 어려운 문제점이 있으며, 또한 복수의 센서를 이용하여야 하므로, 슈즈의 구성이 복잡해지고 비용이 증가하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 간단한 구성에 의해 보행자의 보법을 검지함은 물론, 정상적인 걸음인지 아닌지를 통해 다리의 이상 여부를 판단할 수 있는 보행자 보법 분석시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 보행자 보법 분석시스템은, 보행자의 양측 발 각각의 이동궤적에 대응되는 패턴으로 이동되는 좌우 이동체 각각에 설치되는 복수의 센서모듈로부터 검지된, 상기 이동체들의 상기 보행자의 진행방향과 수평으로 직각인 y축방향으로의 가속도 정보를 수신하는 수신부와; 상기 수신부를 통해 수신된 상기 이동체들의 가속도 정보를 분석하여, 상기 이동체들의 상기 y축방향을 기준으로 하는 가속도 정보를 시간을 기준으로 하는 패턴으로 생성하는 패턴생성부; 및 상기 패턴생성부에서 생성된 상기 각 이동체들의 y축방향을 기준으로 하는 가속도 정보에 대한 패턴들을 비교하여 상기 보행자의 다리 이상 여부를 판단하는 판단제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 복수 센서모듈 각각은, 상기 이동체가 지면에서 이격되는 시점부터 y축방향으로 이동된 뒤 다시 지면에 닿을 때까지를 단위 보행사이클로 하여 상기 이동체들의 y축방향으로의 가속도를 검지하는 1축 가속도계를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 복수 센서모듈 각각은, 상기 이동체가 지면에서 이격되는 시점부터 y축방향으로 이동된 뒤 다시 지면에 닿을 때까지를 단위 보행사이클로 하여 상기 이동체들의 y축향으로의 가속도를 검지하는 3축 가속도계를 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 패턴생성부는 상기 센서모듈 각각에서 검지된 상기 좌, 우 이동체의 가속도 정보를 분석하여 시간을 기준으로 하여 가속도 발생여부에 대한 패턴으로 생성하는 것이 좋다.

또한, 상기 판단제어부는, 상기 패턴생성부에서 생성된 가속도 발생여부에 대한 패턴들을 비교하고, 비교결과 허용오차 이상의 차이점 발생시 보행자 다리의 이상으로 판단하는 것이 좋다.

또한, 정상적인 보행시에 대응되는 기준패턴이 저장되는 저장부와; 상기 보행자의 정보를 입력하기 위한 입력부;를 더 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 패턴생성부는 상기 센서모듈 각각에서 검지된 상기 좌, 우 이동체의 가속도 정보를 분석하여 시간을 기준으로 하여 가속도 방향에 대한 패턴으로 생성하는 것이 좋다.

또한, 상기 판단제어부는, 상기 패턴생성부에서 생성된 좌, 우 이동체 각각의 가속도 방향에 대한 패턴들을 비교하고, 비교결과 허용오차 이상의 차이점 발생시 보행자 다리의 이상으로 판단하는 것이 좋다.

또한, 상기 판단제어부는, 상기 좌, 우 이동체 각각의 가속도 방향에 대한 패턴들을 비교시, 가속도 방향 전환 주기를 각각 비교하는 것이 좋다.

본 발명의 실시예에 따른 보행자 보법 분석시스템에 따르면, 최소한의 센서모듈 즉, 각각의 좌측 및 우측신발에 하나의 센서모듈을 설치한 상태에서도, 각각의 센서모듈에서 출력되는 출력데이터를 분석하여 보행자의 보법을 정확하게 분석 및 판단할 수 있게 된다.

이와 같이 최소한의 간단한 구성을 가지고 보행자의 보법을 분석할 수 있게 됨으로써, 종래에 비하여 최소의 비용을 통해 보행자의 보법을 분석하고, 보행자 다리의 이상 여부를 판단할 수 있는 이점이 있다.

또한, 센서모듈과의 무선통신을 통해 센서모듈의 출력데이터를 수집하여 보법을 분석할 수 있게 됨으로써, 누구나 쉽고 용이하게 자신의 보법을 확인 및 판단할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 보행자 보법 분석시스템을 나타내 보인 개략적인 블록 구성도이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 센서모듈이 신발에 설치된 상태를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 보행자의 보행시 신발의 이동궤적을 나타내 보인 도면이다.
도 4는 보행자의 보행시 정상적인 다리 상태에서의 y축방향으로의 가속도 발생패턴을 나타내 보인 도면이다.
도 5는 보행자의 보행시 비정상적인 다리 상태에서의 y축 방향으로의 가속도 발생패턴을 나타내 보인 도면이다.
도 6은 보행자의 보행시 정상적인 다리 상태에서의 y축방향으로의 가속방향 변환주기 패턴을 나타내 보인 도면이다.
도 7은 보행자의 보행시 비정상적인 다리 상태에서의 y축방향으로의 가속방향 변환주기 패턴을 나타내 보인 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 보행자 보법 분석시스템을 자세히 설명하기로 한다. 참고적으로 사용자가 보행시에는 신발(110, 120)은 3차원 궤적을 가지며, x축방향은 도 2a에 도시된 바와 같이 보행방향과 평행한 방향을 나타내며, y축 방향은 보행방향과 수평으로 직각인 방향을 나타내며, z축은 보행방향과 수직인 방향을 표시한다. 도 3b에 도시된 바와 같이 y축 방향의 가속도 변화나 그 주기를 감지하여 보행자의 보법을 분석하는데 본 발명의 특징이 있다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 보행자 보법 분석시스템(20)은, 보행자의 좌측 및 우측발 각각의 이동궤적에 대응되는 패턴으로 이동되는 좌측 및 우측이동체(110,120; 이하 좌측신발 및 우측신발이라 함)에 설치되는 제1 및 제2센서모듈(10,10')로부터 신발(110,120)의 진행방향(x)으로 이동시 y축방향을 기준으로 하여 검지된 가속도 정보를 수신하는 수신부(21)와, 송신부(22)와, 패턴생성부(23)와, 판단제어부(24)와, 저장부(25) 및 입력부(26)를 구비한다.

상기 좌측 및 우측 센서모듈(10,10')은 각각 좌측신발(110)과 우측신발(120)의 바닥부에 부착 또는 내부에 내장되도록 설치될 수 있으며, 신발(100) 전후 길이를 기준으로 하여 중앙 위치에 설치되거나, 뒤꿈치 쪽에 설치될 수 있으며, 좌우 폭을 기준으로는 중앙부분에 설치되는 것이 좋지만, 설치위치에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 신발의 종류 및 형상에 따라서 다양한 위치에 설치될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 이러한 좌측 및 우측 센서모듈(10,10')은 서로 동일한 구성을 가지므로, 좌측 센서모듈(10)을 예로 들어 자세히 설명하기로 한다.

상기 좌측 센서모듈(10)은 가속도계(11)와, 송신부(12) 및 전원공급부(13)를 구비한다. 상기 가속도계(11)는 1축 가속도계, 2축 가속도계 및 3축 가속도계 중 어느 하나일 수 있다. 가속도계(11)가 1축 가속도계인 경우에는, 보행자가 진행(보행시)시 좌측 신발(110)의 y축방향(보행자의 진행방향과 수평으로 직각인 방향)을 기준으로 하여 발생되는 가속도를 검지한다. 즉, 가속도계(11)는 보행자의 보행시 신발(110)의 y축방향을 기준으로 하여 가속도의 발생 정보(가속도 발생 유무 정보)를 검지하게 된다.

즉, 가속도계(11)는 좌측 신발(110)이 도 3a 및 도 3b 도시된 바와 같이, 지면에서 떨어지는 순간부터 다음에 다시 지면에 닿는 순간까지 y축방향을 기준으로 가속도의 발생 및 가속도 방향을 검지하게 된다. 그리고, 좌측 신발(110)이 지면에 닿는 동안에는 y축방향으로는 가속도가 발생되지 않은 것으로(가속도크기 = 0) 검지하게 된다. 즉, 가속도계(11)에서는 y축방향으로의 가속크기, 가속방향의 변화, 가속도의 발생(on) 및 가속도의 미발생(off) 정보를 검지하게 된다. 이와 같이 가속도계(11)에서 검지된 가속도 정보는 송신부(12)를 통해 원격으로 제공된다.

상기 송신부(12)는 가속도계(11)에서 검지된 신호를 무선송신하기 위한 것으로서, 다양한 종류의 무선전송모듈이 적용될 수 있으며, 어느 하나의 특정 무선 통신방식에 한정되지 않고 다양한 무선통신방식이 적용될 수 있다. 상기 송신부(12)에서 전송되는 정보는 상기 수신부(21)로 전송된다.

상기 전원공급부(13)는 가속도계(11)와 송신부(12)에 필요한 전기에너지를 공급하기 위한 것으로서, 예를 들어 충전 가능한 리튬이온배터리를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으면 다양한 전원공급 수단이 적용될 수 있다.

상기 수신부(21)는 송신부(12)에서 제공되는 정보 및 무선망(40)을 통해 제공되는 각종 정보를 수신하며, 수신정보는 패턴생성부(23)로 전달될 수 있다. 이러한 수신부(21)는 보행자가 휴대하고 있는 전자기기 예를 들어 스마트폰을 포함하는 모바일기기에 설치되는 안테나를 포함할 수 있다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 보행자 보법 분석시스템(20)은 스마트폰 등의 휴대기기를 통해 어플리케이션으로 제공될 수도 있으며, 별도의 시스템으로 제공될 수 있다.

상기 송신부(22)는 와이파이를 포함하는 무선망(40) 또는 유선통신망을 통해 데이터를 송신할 수 있다.

상기 패턴생성부(23)는 수신부(21)를 통해 수신된 상기 좌측 신발(110)의 상하방향으로의 가속도 정보를 분석하여, 가속도 발생여부를 시간에 따라 분석하여 가속도 발생여부에 대한 패턴을 생성한다. 상기 패턴생성부(23)에서 생성되는 가속도 발생여부에 대한 패턴은 보행자가 정상인인 경우에는 미리 설정된 오차범위 내에서는 시간을 기준으로 서로 대응되는 패턴을 가진다. 반면에 비정상적인 보행자, 예를 들어 다리를 절뚝거리는 사람의 경우에는 좌측신발(110)과 우측신발(120) 각각의 이동궤적을 기준으로 하여 생성된 패턴들은 서로 불일치하게 된다.

구체적으로 도 4 및 도 5를 통해 살펴보면, 도 4는 정상인의 좌측 및 우측신발 각각의 가속도 발생여부에 대한 패턴(A1,B1)을 나타내 보인 그래프이고, 도 5는 비정상인의 좌측 및 우측신발 각각의 가속도 발생여부에 대한 패턴(A2,B2)을 나타내 보인 그래프이다.

상기와 같은 정상인의 가속도 패턴들(A1,B1) 및 비정상인의 가속도 패턴들(A2,B2)을 생성하는 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.

도 3과 같이 좌측 신발(110)을 기준으로 볼 때, 좌측 신발(110)이 지면에서 떨어지는 시점부터 좌측 신발(110)이 다시 지면에 닿는 시점까지, 센서모듈(10)에서는 기준좌표(x,y)를 기준으로 하는 변위좌표(x',y')를 가속도계(11)에서 검지함으로써 송신부(12)를 통해 출력한다. 그러면 패턴생성부(23)에서는 출력된 변위좌표(x',y')를 근거로 하여 좌측 신발(110)의 가속 방향 및 가속크기를 분석함으로써 좌측 신발(110)이 지면에 완전히 닿은 시점까지의 가속방향 및 가속크기를 확인하여 가속도 발생여부를 판단할 수 있게 된다. 좌측신발(110)이 지면에서 이격되어 최고 높이까지 이동되면서 지면에 닿을 때 y축방향으로 가속도가 발생된다. 그리고 좌측신발(110)이 지면에 닿는 시점에서 다시 이격되기 전까지는 변위좌표값이 일정하게 된다. 따라서 가속도계(11)에서는 좌측신발(110)이 지면에 닿아 있는 동안에는 동일한 변위좌표값을 검지하여 전송하게 되므로, 패턴생성부(23)에서는 가속도가 발생하지 않는 것으로 판단할 수 있게 된다. 즉, 가속도가 제로(zero) 상태가 된다.

이와 같이 보행자가 보행하는 동안 상기 가속도계(11)에서 검지된 가속도 정보가 패턴생성부(23)로 전달됨으로써, 패턴생성부(23)에서는 시간을 기준으로 하는 가속도 발생여부에 대한 패턴(A1,A2)을 생성할 수 있게 된다.

그리고 동일한 방법에 의해서 우측신발(120)에 설치된 센서모듈(10')에서 검지된 가속도 정보를 전달받은 패턴생성부(23)는 시간을 기준으로 하는 가속도 발생여부에 대한 패턴(B1,B2)를 생성할 수 있게 된다.

여기서, 도 4는 정상인의 보행에 따른 좌측 및 우측 가속도 발생여부에 대한 패턴(A1,B1)으로서, 오차범위 내에서 시간을 기준으로 하여 서로 일치하는 패턴을 나타내게 된다. 즉, 좌측신발(110)과 우측신발(120) 각각의 가속도 발생시간(t3) 및 가속도 비발생시간(t3)은 오차범위 내에서 일정한 패턴으로 반복되어 나타나게 된다. 이와 같이 패턴생성부(23)에서 생성된 가속도 발생여부에 대한 패턴들(A1,B1)은 상기 판단제어부(24)로 전달되고, 판단제어부(24)에서는 각각의 가속도 발생여부에 대한 패턴들(A1,B1)을 비교하여 정상인의 보법인지 아닌지를 판단할 수 있게 된다.

한편, 비정상인의 경우, 예를 들어 오른발을 절뚝거리는 보행인의 경우에는 도 5에 도시된 바와 같이 좌측 가속도 발생여부에 대한 패턴(A2)과 우측 가속도 발생여부에 대한 패턴(B2)은 서로 간의 가속도 발생시간(t3, t2)에서 차이가 발생되고, 가속도 비발생시간(t3,t4)에서도 당연히 차이가 발생된다. 따라서 상기와 같은 가속도 발생여부에 대한 패턴들(A2,B2)을 판단제어부(24)에서 서로 비교분석함으로써, 오차 범위 이상으로 패턴주기가 차이가 나는 것으로 확인하여 비정상적인 보법을 하는 것으로 판단할 수 있게 된다. 또한, 좌측 가속도 발생여부에 대한 패턴(A2)에 비하여 우측 가속도 발생여부에 대한 패턴(B2)이 가속도 발생시간(t2)과 비발생시간(t4) 간의 차이가 상대적으로 큰 것을 확인함으로써, 보행자의 우측다리에 이상이 있는 것으로 판단할 수 있게 된다.

여기서 상기 허용오차는 보행자별 신체적 특징, 보행하는 구간(지면의 상태) 등을 모두 고려하여, 미리 다수의 실험자를 통해 얻은 데이터를 통해 설정될 수 있다.

또한, 보행자 자신은 다리에 이상이 있는지 인식하지 못한 상태에서, 오랜 시간 생활할 수 있는데, 이런 경우 보행자 자신은 인식하지 못하더라도 좌측 신발(110)과 우측 신발(120)을 기준으로 하여 생성된 좌측 가속도 발생여부에 대한 패턴(A2)과 우측 가속도 발생여부에 대한 패턴(B2)은 차이가 발생할 수 있게 되므로, 이러한 정밀한 검지를 통해서 보행자 다리의 이상 여부를 확인할 수 있게 된다. 따라서 보행자 스스로 다리의 이상을 발견하여 정상보행(좌우 대칭) 훈련을 스스로 운동을 통해서 하거나, 또는 병원을 찾아가 정밀진단을 받고 치료를 받을 수 있는 등 후속조치를 취할 수 있는 이점이 있다.

여기서 허용오차는 예를 들어 각각의 패턴(A1,B1)의 비교시, 서로 일치하지 않는 구간(온/오프 주기)을 5% 이내로 하여 설정할 수 있고, 그 5% 범위 내에서의 차이는 무시하는 것으로 설정할 수 있다. 이러한 허용오차는 다수의 실험자를 통한 실험데이터를 통해 수집하여 결정될 수 있다. 그리고 허용오차는 보행자의 신체적인 특징(몸무게, 키, 발 사이즈, 성별, 나이 등)을 고려하여 설정되는 것이 바람직하다.

따라서 사용자 즉, 보행자는 상기 입력부(26)를 통해 본인의 신체적인 특징정보를 입력함으로써, 입력된 정보는 저장부(25)에 저장된다. 따라서 판단제어부(24)는 저장부(25)에 저장된 보행자 입력정보를 근거로 한 허용오차를 선택하여 보행자의 보법의 이상 여부 즉, 적어도 어느 한쪽 다리의 이상 여부를 판단할 수 있게 된다. 이를 위해 저장부(25)에는 보행자의 신체적 특징에 따른 기준값 즉, 허용오차 등이 룩업테이블 형태로 저장되어 제공될 수 있다.

이상에 설명한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 보행자 보법 분석시스템은, 스마트폰, 휴대폰, 휴대용 컴퓨터와 같은 휴대용 전자기기를 통해 제공될 수 있으며, 바람직하게는 서비스 제공서버(30)로부터 어플리케이션으로 제공될 수 있게 됨으로써, 원하는 사람이 누구나 시스템을 사용할 수 있도록 하는 것이 좋다. 서비스 제공서버(30)에는 데이터 베이스(31), 지원 알고리즘(32) 및 송/수신부(33)가 구비된다. 데이터베이스(31)에는 보행자의 보법 및 이상 여부를 판단하기 위한 기준이 되는 데이터들이 저장되어 있으며, 이 데이터베이스(31)에 저장되는 데이터들은 계속해서 업데이트될 수 있다. 또한, 본 발명의 시스템을 제공받아 사용하는 사용자들에 대한 정보도 사전에 동의를 얻은 경우에 저장되어 관리될 수 있다.

상기 지원알고리즘(32)은 신발(110,120)에 설치된 센서모듈(10)로부터의 출력데이터를 분석하여 보행자의 보법을 분석할 수 있도록 하는 알고리즘 즉, 소프트웨어를 제공하기 위한 것으로서, 와이파이와 같은 무선망(40) 등을 통해 사용자의 요구시 제공하는 어플리케이션을 포함할 수 있다.

상기 송/수신부(33)는 무선망(40) 또는 유선망을 통해 시스템(20)의 수신부(21) 및 송신부(22)와 정보를 주고받기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 다른 예에 따르면, 상기 패턴 생성부(23)는 수신부(21)를 통해 수신된 좌측신발(110) 및 우측신발(120)의 가속도 정보를 분석하여, 시간을 기준으로 하여 가속도 방향에 대한 패턴을 생성할 수 있다. 상기 패턴 생성부(23)에서 생성되는 좌측 및 우측 신발 각각에 대한 가속도 방향에 대한 패턴들은, 보행자가 정상인인 경우에는 가속도 방향 변환주기가 설정된 오차범위 내에서 서로 대응되는 패턴을 가진다. 반면에 비정상적인 보행자, 예를 들어 다리를 절뚝거리는 사람의 경우에는 좌측신발(110)과 우측신발(120) 각각의 이동궤적을 기준으로 하여 생성된 가속도 방향에 대한 패턴들은 서로 불일치하게 된다.

구체적으로 살펴 보면, 도 6은 정상적인 좌측 및 우측신발 각각의 가속도 방향에 대한 패턴(C1,D1)을 나타내 보인 그래프이고, 도 7은 비정상적인 좌측 및 우측신발 각각의 가속도 방향에 대한 패턴(C2,D2)을 나타내 보인 그래프이다.

상기와 같은 정상적인 보행자의 패턴들(C1,D1) 및 비정상적인 보행자의 패턴들(C2,D2)을 생성하는 방법은 앞서 도 3을 통해 설명한 바와 같이, 센서모듈(10)에서의 기준좌표 및 변위좌표를 가속도계(11)에서 검지하고, 검지된 기준좌표 및 변위좌표를 패턴 생성부(23)에서 분석하여 가속도 발생 및 가속도 방향을 확인함으로써 가능하게 된다. 그리고 좌측 및 우측신발(110,120) 각각이 y축으로 최고 이동한 후 다시 지면에 착지하면서 반대방향으로 복귀하면서 가속도 방향이 변환되며, 이러한 가속도 방향의 변위시점을 변위좌표를 분석하여 패턴 생성부(23)에서 확인함으로써, 패턴 생성부(23)는 시간을 기준으로 하는 가속도 방향에 대한 패턴(C1,D1)(C2,D2)을 생성할 수 있게 된다.

여기서 도 6은 정상인의 보행에 따른 좌측 및 우측 가속도 방향에 대한 패턴(C1,D1)으로서, 오차 범위 내에서 시간을 기준으로 하여 가속도 변환시점에 대한 주기(T1,T1')는 서로 일치하게 된다. 즉, 좌측신발(110)과 우측신발(120) 각각의 가속도 방향의 변환시점 주기(t2-t1=T1=T1')는 오차범위 내에서 일정한 패턴으로 반복되어 나타나게 된다. 이와 같이 패턴 생성부(23)에서 생성된 가속도 방향에 대한 패턴(C1,D1)은 판단제어부(24)로 전달되고, 판단제어부(24)에서는 각각의 가속도 방향에 대판 패턴(C1,D1)을 비교하여 정상인의 보법인지 아닌지를 판단할 수 있게 된다.

한편, 비정상인의 경우, 예를 들어 오른 발을 절뚝거리는 보행인의 경우에는 도 7에 도시된 바와 같이, 좌측 가속도 방향에 대한 패턴(C2)과 우측 가속도 방향에 대한 패턴(D2)은 서로 간의 가속도 방향 변환시점의 주기(T1,T2)에서 설정된 오차범위 이상으로 차이가 발생된다. 따라서, 상기와 같은 가속도 방향에 대한 패턴(C2,D2)은 판단제어부(24)에서 서로 비교 분석함으로써, 오차 범위 이상으로 가속도 변환시점 주기가 차이가 나는 것으로 확인하여 비정상적인 보법을 하는 것으로 판단할 수 있게 된다. 또한, 좌측 가속도 방향에 대한 패턴(C2)에 비하여 우측 가속도 방향에 대한 패턴(D2)이 가속도 방향 변환시점의 주기(T2)가 상대적으로 작은 것을 확인함으로써, 보행자의 우측다리에 이상이 있는 것으로 판단할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 패턴 생성부(23)에서는 가속도의 생성여부에 대한 패턴을 생성하거나, 또는 가속도의 방향에 대한 패턴을 생성할 수 있으며, 이와 같이 패턴 생성부(23)에서 생성된 각각의 패턴들을 판단제어부(24)에서 비교 판단함으로써, 보행자의 다리의 이상 여부를 확인할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 보행자 보법 분석시스템(10)에 의하면, 신발들(110,120) 각각에 설치되는 센서모듈(10,10')로부터 출력되는 검지정보를 분석하여 보행자의 보법이 정상인지, 다리의 이상이 없는지 등을 용이하게 판단할 수 있게 된다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며 특허청구범위를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 수정과 변형실시가 가능하다 할 것이다.

10,10'..센서모듈 20..보행자 분석 시스템
21..수신부 22..송신부
23..패턴생성부 24..판단제어부
25..저장부 26..입력부
30..서비스 제공서버 110,120..신발

Claims

보행자의 양측 발 각각의 이동궤적에 대응되는 패턴으로 이동되는 좌우 이동체 각각에 설치되는 복수의 센서모듈로부터 검지된, 상기 보행자의 이동방향과 수평으로 직각인 y축 방향으로의 가속도 정보를 수신하는 수신부와;
상기 수신부를 통해 수신된 상기 이동체들의 가속도 정보를 분석하여, 상기 이동체들의 상기 y축 방향을 기준으로 하는 가속도 정보를 시간을 기준으로 하는 패턴으로 생성하는 패턴생성부; 및
상기 패턴생성부에서 생성된 상기 각 이동체들의 y축 방향을 기준으로 하는 가속도 정보에 대한 패턴들을 비교하여 상기 보행자의 다리 이상 여부를 판단하는 판단제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 보행자 보법 분석시스템.
제1항에 있어서, 상기 복수 센서모듈 각각은,
상기 이동체가 지면에서 이격되는 시점부터 y축 방향으로 이동된 뒤 다시 지면에 닿을 때까지를 단위 보행사이클로 하여 상기 이동체들의 y축 방향으로의 가속도를 검지하는 1축 가속도계를 포함하는 것을 특징으로 하는 보행자 보법 분석시스템.
제1항에 있어서, 상기 복수 센서모듈 각각은,
상기 이동체가 지면에서 이격되는 시점부터 y축 방향으로 이동된 뒤 다시 지면에 닿을 때까지를 단위 보행사이클로 하여 상기 이동체들의 y축 방향으로의 가속도를 검지하는 3축 가속도계를 포함하는 것을 특징으로 하는 보행자 보법 분석시스템.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 패턴생성부는 상기 센서모듈 각각에서 검지된 상기 좌, 우 이동체의 가속도 정보를 분석하여 시간을 기준으로 하여 가속도 발생여부에 대한 패턴으로 생성하는 것을 특징으로 하는 보행자 보법 분석 시스템.
제4항에 있어서, 상기 판단제어부는,
상기 패턴생성부에서 생성된 가속도 발생여부에 대한 패턴들을 비교하고, 비교결과 허용오차 이상의 차이점 발생시 보행자 다리의 이상으로 판단하는 것을 특징으로 하는 보행자 보법 분석 시스템.
제4항에 있어서,
정상적인 보행시에 대응되는 기준패턴이 저장되는 저장부와;
상기 보행자의 정보를 입력하기 위한 입력부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보행자 보법 분석 시스템.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 패턴생성부는 상기 센서모듈 각각에서 검지된 상기 좌, 우 이동체의 가속도 정보를 분석하여 시간을 기준으로 하여 가속도 방향에 대한 패턴으로 생성하는 것을 특징으로 하는 보행자 보법 분석 시스템.
제7항에 있어서, 상기 판단제어부는,
상기 패턴생성부에서 생성된 좌, 우 이동체 각각의 가속도 방향에 대한 패턴들을 비교하고, 비교결과 허용오차 이상의 차이점 발생시 보행자 다리의 이상으로 판단하는 것을 특징으로 하는 보행자 보법 분석 시스템.
제8항에 있어서, 상기 판단제어부는,
상기 좌, 우 이동체 각각의 가속도 방향에 대한 패턴들을 비교시, 가속도 방향 전환 주기를 각각 비교하는 것을 특징으로 하는 보행자 보법 분석 시스템.