KR20130029223A - 보행 훈련 시스템 및 그것의 데이터 처리 장치, 그리고 데이터 처리 장치의 동작 방법 - Google Patents
보행 훈련 시스템 및 그것의 데이터 처리 장치, 그리고 데이터 처리 장치의 동작 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20130029223A KR20130029223A KR1020110092491A KR20110092491A KR20130029223A KR 20130029223 A KR20130029223 A KR 20130029223A KR 1020110092491 A KR1020110092491 A KR 1020110092491A KR 20110092491 A KR20110092491 A KR 20110092491A KR 20130029223 A KR20130029223 A KR 20130029223A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- pedestrian
- acceleration
- walking
- gait
- axes
- Prior art date
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 27
- VOXZDWNPVJITMN-ZBRFXRBCSA-N 17β-estradiol Chemical compound OC1=CC=C2[C@H]3CC[C@](C)([C@H](CC4)O)[C@@H]4[C@@H]3CCC2=C1 VOXZDWNPVJITMN-ZBRFXRBCSA-N 0.000 title 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims abstract description 110
- 230000005021 gait Effects 0.000 claims abstract description 50
- 238000012549 training Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 7
- 235000019577 caloric intake Nutrition 0.000 claims description 3
- 238000013500 data storage Methods 0.000 abstract description 7
- 210000002346 musculoskeletal system Anatomy 0.000 abstract description 3
- 201000010099 disease Diseases 0.000 abstract description 2
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 abstract description 2
- 238000011017 operating method Methods 0.000 abstract 1
- 210000002683 foot Anatomy 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 210000004744 fore-foot Anatomy 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 241000593357 Austroderia fulvida Species 0.000 description 1
- 208000008589 Obesity Diseases 0.000 description 1
- 210000005252 bulbus oculi Anatomy 0.000 description 1
- 210000001508 eye Anatomy 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 235000020824 obesity Nutrition 0.000 description 1
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/103—Measuring devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
- A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor or mobility of a limb
- A61B5/112—Gait analysis
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/0002—Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
- A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
- A61B2562/0219—Inertial sensors, e.g. accelerometers, gyroscopes, tilt switches
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Surgery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physiology (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
- Rehabilitation Tools (AREA)
Abstract
본 발명은 11자 보행 훈련을 위한 보행 훈련 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 실시 예에 따른 보행 훈련 시스템은 보행 센서 장치로부터, 가속도 데이터를 수신하는 무선 통신부, 상기 가속도 데이터를 이용하여, 보행자의 11자 보행 여부를 판단하는 11자 보행 감지부 및 상기 11자 보행 여부에 대한 정보를 보행자에게 제공하는 디스플레이부를 포함한다. 본 발명에 따르면, 보행자로 하여금 11자 보행 훈련이 가능하도록 함으로써, 보행 운동 시 잘못된 보행 방법으로 발생할 수 있는 근골격계 관련 병들의 발생이 방지될 수 있다.
Description
본 발명은 11자 보행 훈련을 위한 보행 훈련 시스템에 관한 것이다.
건강한 생황을 영위하기 위해서, 운동은 중요한 요소이다. 특히, 현대인들이 섭취하는 음식은 고열량인데 비하여 소비하는 칼로리가 부족한 경우가 많아서, 현대인들의 비만율은 점점 높아지는 추세이다. 뿐만 아니라, 운동 부족을 인해 체력이 약해지는 경우가 허다하다. 운동은 이런 문제점을 해결할 수 있는데, 특히 보행 운동, 즉 걷기 운동은 몸에 무리를 주지 않고 남녀 노소가 즐길 수 있는 운동이다.
하지만, 잘못된 자세로 걷기 운동을 할 경우, 걷기 운동을 하면 할수록 몸에 무리가 갈 수 있다. 예를 들어, 팔자 걸음이나 안짱 걸음으로 장시간 걷기 운동을 하게 되면, 신체의 근골격계에 무리를 주어 병을 얻을 수 있다. 특히, 한국인의 75% 이상이 평상시 보행에서 8자 걸음을 걷고 있다는 통계에 비추어, 올바른 자세로 보행 운동을 하는 것이 무엇보다 중요하다.
11자 보행은 안짱 걸음이나 팔자 걸음처럼 발이 안팎으로 향하지 않고, 양쪽 발이 걷는 방향과 일치해 11자 모양이 되게 하는 것으로, 올바른 걷기 자세로 인식되고 있다.
본 발명이 목적은 11자 보행 여부를 감지하여, 보행자에게 11자 보행 여부에 대한 정보를 제공하는 보행 훈련 시스템 및 그것의 데이터 처리 장치, 그리고 데이터 처리 장치의 동작 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 데이터 처리 장치는 보행 센서 장치로부터, 가속도 데이터를 수신하는 무선 통신부; 상기 가속도 데이터를 이용하여, 보행자의 11자 보행 여부를 판단하는 11자 보행 감지부; 및 상기 11자 보행 여부에 대한 정보를 보행자에게 제공하는 디스플레이부를 포함한다.
실시 예로써, 상기 무선 통신부는 상기 보행 센서 장치로부터 보행자의 진행 방향의 가속도 데이터, 보행자의 좌우 방향의 가속도 데이터, 그리고 보행자의 상하 방향의 가속도 데이터를 수신한다.
실시 예로써, 상기 11자 보행 감지부는 상기 좌우 방향의 가속도 데이터, 상기 진행 방향의 가속도 데이터, 그리고 상기 상하 빙향의 가속도 데이터를 이용하여, 보행자의 좌우 방향의 에너지, 보행자의 진행 방향의 에너지, 그리고 보행자의 상하 방향의 에너지를 각각 계산한다.
실시 예로써, 상기 11자 보행 감지부는 상기 진행 방향의 에너지와 상기 상하 방향의 에너지의 합을 상기 좌우 방향의 에너지로 나눔으로써, 상기 보행 센서 장치의 좌우 방향 움직임의 상대적인 크기를 검출한다.
실시 예로써, 상기 보행 센서 장치의 좌우 방향 움직임의 상대적 크기가 소정 기준 값보다 큰 경우에 비11자 보행으로 판단한다.
실시 예로써, 상기 무선 통신부에 수신된 가속도 데이터에 대한 영점 조정 동작을 수행하는 전처리부를 더 포함한다.
실시 예로써, 상기 전처리부는 보행 이벤트 중 정지 구간에서의 가속도를 상기 무선 통신부에서 수신된 가속도에서 제함으로써, 상기 영점 조정 동작을 수행한다.
실시 예로써, 상기 무선 통신부는 상기 보행 센서 장치로부터 보행자의 운동량 계산에 필요한 가속도 데이터를 수신하고, 상기 디스플레이부는 보행자의 칼로리 소모량을 계산하여 디스플레이한다.
본 발명의 실시 예에 따른 보행 훈련 시스템은 보행자의 3축에 대한 가속도를 측정하는 보행 센서 장치; 및 상기 3축에 대한 가속도를 이용하여, 보행자의 11자 보행 여부를 감지하는 데이터 처리 장치를 포함한다.
실시 예로써, 상기 데이터 처리 장치는 상기 보행 센서 장치에서 측정된 3축에 대한 가속도 중 보행 이벤트의 스윙 구간에서 측정된 가속도를 이용하여 보행자의 11자 보행 여부를 감지한다.
실시 예로써, 상기 3축에 대한 가속도는 보행자의 진행 방향의 가속도, 보행자의 좌우 방향의 가속도, 및 보행자의 상하 방향의 가속도이며, 상기 데이터 처리 장치는 상기 좌우 방향의 가속도 데이터, 상기 진행 방향의 가속도 데이터, 그리고 상기 상하 빙향의 가속도 데이터를 이용하여, 보행자의 좌우 방향의 에너지, 보행자의 진행 방향의 에너지, 그리고 보행자의 상하 방향의 에너지를 각각 계산한다.
실시 예로써, 상기 데이터 처리 장치는 상기 진행 방향의 에너지와 상기 상하 방향의 에너지의 합을 상기 좌우 방향의 에너지로 나눔으로써 상기 보행 센서 장치의 좌우 방향 움직임의 상대적 크기를 검출한다.
실시 예로써, 상기 보행 센서 장치는 보행자의 운동량 계산에 필요한 3축에 대한 가속도를 측정하는 것을 특징으로 한다.
실시 예로써, 상기 운동량 계산 시 보행 센서 장치에서 소모되는 전략량은 상기 11자 보행 여부의 판단 시 보행 센서 장치에서 소모되는 전략량보다 적다.
실시 예로써, 상기 데이터 처리 장치는 보행자의 운동량에 대한 정보 및 보행자의 11자 보행 여부에 대한 정보를 보행자에게 함께 제공한다.
실시 예로써, 상기 보행 센서 장치는 보행자의 신발에 장착된다.
실시 예로써, 상기 데이터 처리 장치는 휴대 가능하다.
본 발명의 실시 예에 따른 데이터 처리 장치의 동작 방법은 보행 센서 장치로부터 보행자의 3축에 대한 가속도 정보를 수신하는 단계; 상기 3축에 대한 가속도 정보를 이용하여, 보행자의 11자 보행 여부를 판단하는 단계; 및 상기 11자 보행 여부에 대한 정보를 보행자에게 전달하는 단계를 포함한다.
실시 예로써, 보행 이벤트 중 정지 구간에서의 3축에 대한 가속도를 상기 3축에 대한 가속도에서 각각 제함으로써, 영점을 조정하는 단계를 더 포함한다.
실시 예로써, 상기 11자 보행 여부를 판단하는 단계는 보행 이벤트 중 스윙 구간에서의 가속도의 변이량의 크기를 미리 정해진 기준값과 비교함으로써 수행된다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 보행자로 하여금 11자 보행 훈련이 가능하도록 한다. 따라서, 보행 운동 시 잘못된 보행 방법으로 발생할 수 있는 근골격계 관련 병들의 발생이 방지될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 보행 훈련 시스템을 보여주는 블록도이다.
도 2는 보행 센서 장치가 장착될 수 있는 신발의 부위를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 보행 센서 장치에서 측정하는 3축 가속도의 방향들을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 도 1의 데이터 처리 장치의 동작을 보여주는 순서도이다.
도 2는 보행 센서 장치가 장착될 수 있는 신발의 부위를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 보행 센서 장치에서 측정하는 3축 가속도의 방향들을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 도 1의 데이터 처리 장치의 동작을 보여주는 순서도이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 보행 훈련 시스템(10)을 보여주는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 보행 훈련 시스템(10)은 보행 센서 정치(100)과 데이터 처리 장치(200)를 포함한다.
보행 센서 장치(100)는 신발에 장착되는 초소형의 장치이다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 보행 센서 장치(100)는 신발의 중창 부분(1, 신발의 인솔과 신발 바닥 사이)이나, 신발의 발등 부분(2) 등에 장착될 수 있다. 보행 센서 장치(100)는 보행자의 보행 운동시에 3축에 대한 가속도를 측정하고, 이를 데이터 처리 장치에 제공한다. 보행 센서 장치(100)는 가속도 측정부(110) 및 무선통신부(120)를 포함한다.
가속도 측정부(110)는 보행자의 보행 운동 시에 3축에 대한 가속도 값을 측정한다. 여기서, 3축은 x축, y축, z축을 의미하며, 도 3에 도시된 바와 같이, x축은 보행자의 진행 방향, y축은 보행자의 좌우 방향, z축은 보행자의 상하 방향을 각각 가리킨다.
무선통신부(120)는 가속도 측정부(110)에서 측정된 3축에 대한 가속도 값을 데이터 처리 장치(200)에 무선으로 전송한다. 예를 들어, 무선통신부(120)는 가속도 측정부(110)에서 측정된 3축에 대한 가속도 값을 디지털화하고, 이를 무선으로 데이터 처리 장치(200)에 전송한다.
데이터 처리 장치(200)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 실제 보행 운동시 보행자가 휴대할 수 있도록 설계된다. 예를 들어, 데이터 처리 장치(200)는 휴대폰과 같이 보행자가 직접 휴대하도록 설계될 수 있다. 다른 예로, 데이터 처리 장치(200)는 손목 시계 타입으로 보행자의 팔 등에 장착되도록 설계될 수 있다. 다른 예로, 데이터 처리 장치(200)는 암밴드 타입으로 보행자의 팔 등에 장착되도록 설계될 수 있다.
데이터 처리 장치(200)는 보행 센서 장치(100)로부터 3축에 대한 가속도 데이터를 수신하고, 이를 이용하여 보행자에게 11자 보행 여부에 대한 정보를 제공한다. 계속해서 도 1을 참조하면, 데이터 처리 장치(200)는 무선 통신부(210), 전처리부(220), 11자 보행 감지부(230), 디스플레이부(240), 데이터 저장부(250), 그리고 제어부(260)를 포함한다.
무선통신부(210)는 보행 센서 장치(100)로부터 3축에 대한 가속도 데이터를 무선으로 수신한다. 무선통신부(210)는 수신된 3축에 대한 가속도 데이터를 전처리부(220)에 제공한다.
전처리부(220)는 3축에 대한 가속도 데이터에 대한 전처리 동작을 수행한다. 여기서 전처리 동작은 수신된 3축 가속도 데이터에 대한 영점 조정 동작을 의미한다. 자세히 설명하면, 보행 센서 장치(100)의 가속도 측정부(110)에서 측정된 가속도 값은 중력 가속도의 영향을 받는다. 다시 말해, 보행자가 정지 상태에 있는 경우, 가속도 측정부(110)에서 측정된 가속도 값은 중력 가속도에 의하여 '0'이 아니다. 또한, 보행 센서 장치(100)가 신발에 장착되는 방향 및 각도에 따라, 가속도 측정부(110)에서 측정된 가속도 값은 달라질 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 전처리부(220)는 보행 센서 장치(100)로부터 수신된 3축 가속도 데이터에 대한 영점 조정 동작을 수행한다. 전처리부(220)는 영점 조정된 3축에 대한 가속도 데이터를 11자 보행 감지부(230)에 전송한다.
또한, 전처리부(220)는 영점 조정된 3축에 대한 가속도의 크기를 이용하여 보행자의 정지 상태 여부를 판단한다. 다른 예로, 전처리부(220)는 서로 다른 시점에서 측정된 3축에 대한 가속도의 크기 차를 기초로, 보행자의 정지 상태 여부를 판단한다. 이는 이하에서, 좀더 자세히 설명된다.
11자 보행 감지부(230)는 영점 조정된 3축에 대한 가속도 데이터를 이용하여 보행자의 11자 보행 여부를 감지한다. 비11자 보행(예를 들어 8자 보행)을 하게 되면, 진행 방향(즉, x축 방향)에 대한 좌우 방향(즉, y축 방향) 움직임의 상대적으로 크게 된다. 11자 보행 감지부(230)는 3축에 대한 가속도 데이터를 이용하여 보행 운동 중 보행 센서 장치(100)의 좌우 방향 움직임의 상대적 크기를 검출함으로써, 보행자의 11자 보행 여부를 감지한다. 11자 보행 감지부(230)의 11자 보행 여부의 판단 방법은 도 4에서 좀더 자세히 설명된다.
디스플레이부(240)는 11자 보행 감지부(230)로부터 보행자의 11자 보행 여부에 대한 정보를 수신하고, 이를 보행자에게 디스플레이한다. 예를 들어, 디스플레이부(240)는 실시간으로 11자 보행 여부에 대한 정보를 보행자에게 디스플레이할 수 있다. 다른 예로, 디스플레이부(240)는 보행자의 스텝이 인식될 때마다 11자 보행의 정도를 보행자에게 디스플레이할 수 있다. 다른 예로, 디스플레이부(240)는 실시간 11자 보행 여부 및 11자 보행의 정도를 보행자에게 함께 디스플레이할 수 있으며, 소리, 진동 등을 이용하여 보행자에게 11자 보행 여부를 알려줄 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이부(240)는 알림 소리, 숫자, 막대 그래프 등 다양한 방식으로 11자 보행 여부에 대한 정보를 보행자에게 디스플레이할 수 있다.
데이터 저장부(250)는 11자 보행 감지부(230)로부터 11자 보행 여부에 대한 정보를 수신하고, 이를 저장한다. 또한, 데이터 저장부(250)는 디스플레이부(240)로부터 11자 보행의 정도에 대한 정보를 수신하고, 이를 저장할 수 있다. 데이터 저장부(250)에 저장된 정보는 보행자의 PC의 보행 훈련 관리 프로그램에 전송되어 관리될 수 있다. 데이터 저장부(250)에 저장된 정보는 유선 또는 무선으로 보행자의 PC에 전송될 수 있다. 제어부(260)는 데이터 처리 장치(200)의 전반적인 동작을 제어한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 보행 훈련 시스템(10)은 보행자의 보행 운동 시에 보행자의 신발 부분에서 3축에 대한 가속도를 측정함으로써, 11자 보행 여부에 대한 정보를 보행자에게 제공한다. 이러한 보행 훈련 시스템(10)의 기능은 보행 훈련 모드라 칭해질 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 보행 훈련 시스템(10)은 보행 훈련 모드 외에 다른 모드를 지원할 수 있다. 예를 들어, 보행 훈련 시스템(10)은 보행자의 보행 거리, 소모 칼로리 등의 운동량을 계산하는 운동량 계산 모드를 지원할 수 있다.
보행자가 운동량 계산 모드를 선택하는 경우, 보행 센서 장치(100)의 가속도 측정부(110)는 데이터 처리 장치(200)의 제어부(260)의 제어에 응답하여 운동량 계산 모드로 동작할 수 있다. 보행자의 운동량 계산에 필요한 샘플링 수는 11자 보행 여부를 감지하는데 필요한 샘플링에 비하여 적다. 이는 보행자의 운동량 계산에 필요한 데이터량이 11자 보행 여부를 감지하기 위하여 필요한 데이터량보다 적음을 의미한다. 보행 센서 장치(100)는 운동량 계산 모드에서 보행 훈련 모드에 비하여 적은 전력으로 동작할 수 있다. 한편, 보행자가 자동 또는 수동으로 보행 센서 장치(100)의 모드를 조정하도록 설계될 수 있음은 물론이다.
또한, 운동량 계산 모드에서, 무선 통신부(210)는 보행 센서 장치(100)로부터 운동량 계산에 필요한 정보를 수신하고, 이를 디스플레이부(240)에 제공할 수 있다. 디스플레이부(240)는 보행자의 칼로리 소모량 등을 계산하고, 이를 보행자에게 디스플레이할 수 있다.
도 4는 도 1의 데이터 처리 장치(200)의 동작을 보여주는 순서도이다. 설명의 편의상, 도 4에서는 보행 훈련 모드에서의 데이터 처리 장치(200)의 동작이 중점적으로 설명된다.
S10 단계에서, 무선 통신부(210)는 보행 센서 장치(100)로부터 3축에 대한 가속도 데이터를 수신한다.
S20 단계에서, 전처리부(220)는 3축의 가속도 데이터에 대한 전처리 동작, 즉 영점 조정 동작을 수행한다. 영점 조정을 하기 위해서는, x축, y축, z축에 대한 가속도 값들을 각각 보정하기 위한 오프셋(offset) 값들이 필요하다. 예를 들어, 전처리부(220)는 x축, y축, z축에 대한 오프셋 값들을 보행자의 발이 정지한 상태에 있을 때 측정된 가속도 값들로 설정할 수 있다. 이 경우, 전처리부(220)는 수학식 1 내지 3과 같이 3축에 대한 가속도 값들에서 3축에 대한 오프셋 값들을 각각 제함으로써, 영점 조정 동작을 수행할 수 있다.
여기서, Xoff, Yoff, Zoff는 각각 x축, y축, z축 방향으로의 오프셋 값들을 가리키고, a'x, a'y, a'z는 각각 x축, y축, z축 방향으로 오프셋 조정된 가속도 값들을 가리킨다.
한편, 보행자의 발이 정지한 상태는 다양하게 정의될 수 있다. 예를 들어, 보행자의 발이 정지한 상태는 보행 동작 중에 (보행자의 뒷꿈치(heel)가 지면에 닿은 후) 앞꿈치(forefoot)가 지면에 접촉한 시점부터 보행자의 발가락이 지면으로부터 떨어지는 시점까지의 시간일 수 있다. 다른 예로, 보행자의 발이 정지한 상태는 보행 동작 중에 보행자의 앞꿈치(forefoot)가 지면에 접촉한 시점부터 보행자의 발가락이 지면으로부터 떨어지는 시점까지의 시간일 수 있다. 다른 예로, 보행자의 발이 정지한 상태는 보행자의 발바닥 전체가 땅에 붙어 정지해 있는 상태를 의미할 수 있다.
전처리부(220)는, 예를 들어 제 1 방법으로써, x축, y축, z축 각각의 가속도 값에 대하여 이전에 측정된 값과 현재 측정된 값과의 차이가 임계값 이하일 때 정지 상태로 판단할 수 있다. 다른 예로, 전처리부(220)는 제 2 방법으로써, 오프셋 조정된 x축, y축, z축 각각의 가속도 값(즉, a'x, a'y, a'z)의 절대값 또는 제곱값, 또는 그들의 합이 '0'에 가까울 때 정지 상태로 판단할 수 있다. 다른 예로, 전처리부(220)는 제 2 방법에 의해 정지 상태를 계속해서 판단하지 못할 때에는 제 1 방법으로 정지 상태를 재설정할 수 있다. 보행자의 정지 상태를 판단하는 동작은, 예를 들어, 소정 시간 간격마다 자동으로 수행될 수 있다.
S30 단계에서, 11자 보행 감지부(230)는 영점 조정된 3축에 대한 가속도 데이터를 이용하여 보행자의 11자 보행 여부를 감지한다. 도 1에서 설명된 바와 같이, 비11자 보행을 하게 되면, 진행 방향(즉, x축 방향) 및 상하 방향(즉, z축 방향)의 움직임에 대한 좌우 방향(즉, y축 방향)의 움직임이 크게 된다. 이러한 특성을 검출하기 위하여, 11자 보행 감지부(230)는 수학식 4와 같은 파라미터를 사용할 수 있다.
여기서, Sum(E)는 보행 동작 중 스윙(swing) 구간 동안의 에너지(E)의 합을 의미한다. 즉, 파라미터(ρ)는 스윙 구간 동안 각 시점별로 샘플링된 x축, y축, z축의 가속도 값들을 이용하여 계산된다. 예를 들어, 스윙 구간 동안 10번의 샘플링이 일어났다면 10번에 대한 x축, y축, z축의 가속도 값들로부터 계산된 에너지들의 합이 Sum(E)가 된다. 파라미터(ρ)는 11자 보행에서 벗어날수록 작은 값을 가지고, 11자 보행에 가까울수록 큰 값을 가지게 된다. 11자 보행 여부의 판단은 파라미터(ρ)의 크기를 봄으로써 판단할 수 있다. 또는, 파라미터(ρ)의 값이 미리 정의된 임계값보다 작은 경우 비11자 보행으로 판단하고, 파라미터(ρ)의 값이 임계값보다 큰 경우 11자 보행으로 판단할 수 있다.
한편, 스윙 구간의 정의에 따라 파라미터(ρ)의 값이 달라질 수 있다. 스윙 구간의 정의를 위해서는 먼저 보행 이벤트(gait event)에 대한 이해가 필요하다. 보행 이벤트는 "발가락 떼기(toe off) → 뒷꿈치 접촉(heel contact) → 앞꿈치 접촉(forefoot contact) → 발가락 떼기(toe off) → …"로 순환된다. 일반적으로, "발가락 떼기 → 뒷꿈치 접촉" 구간이 스윙 구간으로 정의되고, "뒷꿈치 접촉 → 앞꿈치 접촉" 구간이 접촉(contact) 구간으로 정의되며, "앞꿈치 접촉 → 발가락 떼기" 구간이 정지(stance) 구간으로 정의된다.
그러나, 스윙 구간은 파라미터(ρ) 계산으로 위한 스윙 구간은 다양하게 정의될 수 있다. 예를 들어, 스윙 구간은 정지 구간을 제외한 구간, 즉 "발가락 떼기 → 뒷꿈치 접촉 → 앞꿈치 접촉" 구간으로 정의될 수 있다.
계속해서 도 4를 참조하면, S40 단계에서, 파라미터(ρ)와 관련된 통계 데이터들이 업데이트된다. 예를 들어, 스텝이 인식될 때 마다 평균적인 11자 보행의 정도를 보행자에게 디스플레이하는 경우, 디스플레이부(240)는 파라미터(ρ)와 관련된 통계 데이터를 계산하고, 이를 업데이트한다.
이 경우, 파라미터(ρ)와 관련된 통계 데이터들은, 예를 들어, "최근 수분 동안의 파라미터(ρ)의 평균/표준편차", "현재 11자 보행 훈련 동안의 파라미터(ρ)의 평균/표준편차", "최근 1주일의 11자 보행 훈련 동안의 파라미터(ρ)의 평균/표준편차" 등이 될 수 있다.
S50 단계에서, 디스플레이부(240)는 11자 보행 여부에 대한 정보를 보행자에게 디스플레이한다. 예를 들어, 디스플레이부(240)는 S40 단계에서 계산된 파라미터(ρ)와 관련된 통계 데이터들을 보행자에게 디스플레이할 수 있다. 다른 예로, 디스플레이부(240)는 실시간으로 S30 단계에서 계산된 파라미터(ρ)에 대한 정보를 보행자에게 디스플레이할 수 있다. 만약, 데이터 처리 장치(200)시 실시간 11자 보행 여부에 대한 정보만을 보행자에게 제공하는 경우, S40 단계는 생략될 수 있다.
한편, 본 발명의 범위 또는 기술적 사상을 벗어나지 않고 본 발명의 구조 및 동작 방법이 다양하게 수정되거나 변경될 수 있음은 이 분야에 숙련된 자들에게 자명하다. 상술한 내용을 고려해 볼 때, 만약 본 발명의 수정 및 변경이 아래의 청구항들 및 동등물의 범주 내에 속한다면, 본 발명이 이 발명의 변경 및 수정을 포함하는 것으로 여겨진다.
10: 보행 훈련 시스템
100: 보행 센서 장치
110: 가속도 측정부
120: 무선통신부
200: 데이터 처리 장치
210: 무선통신부
220: 전처리부
230: 11자 보행 감지부
240: 디스플레이부
250: 데이터 저장부
260: 제어부
100: 보행 센서 장치
110: 가속도 측정부
120: 무선통신부
200: 데이터 처리 장치
210: 무선통신부
220: 전처리부
230: 11자 보행 감지부
240: 디스플레이부
250: 데이터 저장부
260: 제어부
Claims (20)
- 보행 센서 장치로부터, 가속도 데이터를 수신하는 무선 통신부;
상기 가속도 데이터를 이용하여, 보행자의 11자 보행 여부를 판단하는 11자 보행 감지부; 및
상기 11자 보행 여부에 대한 정보를 보행자에게 제공하는 디스플레이부를 포함하는 데이터 처리 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 무선 통신부는 상기 보행 센서 장치로부터 보행자의 진행 방향의 가속도 데이터, 보행자의 좌우 방향의 가속도 데이터, 그리고 보행자의 상하 방향의 가속도 데이터를 수신하는 데이터 처리 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 11자 보행 감지부는 상기 좌우 방향의 가속도 데이터, 상기 진행 방향의 가속도 데이터, 그리고 상기 상하 빙향의 가속도 데이터를 이용하여, 보행자의 좌우 방향의 에너지, 보행자의 진행 방향의 에너지, 그리고 보행자의 상하 방향의 에너지를 각각 계산하는 데이터 처리 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 11자 보행 감지부는 상기 진행 방향의 에너지와 상기 상하 방향의 에너지의 합을 상기 좌우 방향의 에너지로 나눔으로써, 상기 보행 센서 장치의 좌우 방향 움직임의 상대적 크기를 검출하는 데이터 처리 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 보행 센서 장치의 좌우 방향 움직임의 상대적 크기가 소정 기준 값보다 큰 경우에 비11자 보행으로 판단하는 데이터 처리 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 무선 통신부에 수신된 가속도 데이터에 대한 영점 조정 동작을 수행하는 전처리부를 더 포함하는 데이터 처리 장치. - 제 6 항에 있어서,
상기 전처리부는 보행 이벤트 중 정지 구간에서의 가속도를 상기 무선 통신부에서 수신된 가속도에서 제함으로써, 상기 영점 조정 동작을 수행하는 데이터 처리 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 무선 통신부는 상기 보행 센서 장치로부터 보행자의 운동량 계산에 필요한 가속도 데이터를 수신하고, 상기 디스플레이부는 보행자의 칼로리 소모량을 계산하여 디스플레이하는 데이터 처리 장치. - 보행자의 3축에 대한 가속도를 측정하는 보행 센서 장치; 및
상기 3축에 대한 가속도를 이용하여, 보행자의 11자 보행 여부를 감지하는 데이터 처리 장치를 포함하는 보행 훈련 시스템. - 제 9 항에 있어서,
상기 데이터 처리 장치는 상기 보행 센서 장치에서 측정된 3축에 대한 가속도 중 보행 이벤트의 스윙 구간에서 측정된 가속도를 이용하여 보행자의 11자 보행 여부를 감지하는 보행 훈련 시스템. - 제 10 항에 있어서,
상기 3축에 대한 가속도는 보행자의 진행 방향의 가속도, 보행자의 좌우 방향의 가속도, 및 보행자의 상하 방향의 가속도이며,
상기 데이터 처리 장치는 상기 좌우 방향의 가속도 데이터, 상기 진행 방향의 가속도 데이터, 그리고 상기 상하 빙향의 가속도 데이터를 이용하여, 보행자의 좌우 방향의 에너지, 보행자의 진행 방향의 에너지, 그리고 보행자의 상하 방향의 에너지를 각각 계산하는 보행 훈련 시스템. - 제 11 항에 있어서,
상기 데이터 처리 장치는 상기 진행 방향의 에너지와 상기 상하 방향의 에너지의 합을 상기 좌우 방향의 에너지로 나눔으로써 상기 보행 센서 장치의 좌우 방향 움직임의 상대적 크기를 검출하는 보행 훈련 시스템. - 제 9 항에 있어서,
상기 보행 센서 장치는 보행자의 운동량 계산에 필요한 3축에 대한 가속도를 측정하는 것을 특징으로 하는 보행 훈련 시스템. - 제 13 항에 있어서,
상기 보행자의 운동량 계산에 필요한 상기 보행 센서 장치의 전력량은 상기 보행자의 11자 보행 여부를 감지하기 위하여 필요한 상기 보행 센서 장치의 전력량보다 적은 보행 훈련 시스템. - 제 14 항에 있어서,
상기 데이터 처리 장치는 보행자의 운동량에 대한 정보 및 보행자의 11자 보행 여부에 대한 정보를 보행자에게 함께 제공하는 보행 훈련 시스템. - 제 9 항에 있어서,
상기 데이터 처리 장치는 제 1 및 제 2 시점에서 3축에 대한 가속도를 각각 측정하고, 상기 제 1 시점에서 측정된 3축에 대한 가속도와 상기 제 2 시점에서 측정된 3축에 대한 가속도의 차이가 소정 값보다 작으면 정지 상태로 판단하는 보행 훈련 시스템. - 제 9 항에 있어서,
상기 데이터 처리 장치는 상기 3축에 대한 가속도의 오프셋 조정 동작을 수행하고, 상기 오프셋 조정된 3축에 대한 가속도의 크기가 소정 값보다 작으면 정지 상태로 판단하는 보행 훈련 시스템. - 보행 센서 장치로부터 보행자의 3축에 대한 가속도 정보를 수신하는 단계;
상기 3축에 대한 가속도 정보를 이용하여, 보행자의 11자 보행 여부를 판단하는 단계; 및
상기 11자 보행 여부에 대한 정보를 보행자에게 전달하는 단계를 포함하는 데이터 처리 장치의 동작 방법. - 제 18 항에 있어서,
보행 이벤트 중 정지 구간에서의 3축에 대한 가속도를 상기 3축에 대한 가속도에서 각각 제함으로써, 영점을 조정하는 단계를 더 포함하는 데이터 처리 장치의 동작 방법. - 제 18 항에 있어서,
상기 11자 보행 여부를 판단하는 단계는 보행 이벤트 중 스윙 구간에서의 가속도의 변이량의 크기를 미리 정해진 기준값과 비교함으로써 수행되는 데이터 처리 장치의 동작 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110092491A KR20130029223A (ko) | 2011-09-14 | 2011-09-14 | 보행 훈련 시스템 및 그것의 데이터 처리 장치, 그리고 데이터 처리 장치의 동작 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110092491A KR20130029223A (ko) | 2011-09-14 | 2011-09-14 | 보행 훈련 시스템 및 그것의 데이터 처리 장치, 그리고 데이터 처리 장치의 동작 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20130029223A true KR20130029223A (ko) | 2013-03-22 |
Family
ID=48179249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020110092491A KR20130029223A (ko) | 2011-09-14 | 2011-09-14 | 보행 훈련 시스템 및 그것의 데이터 처리 장치, 그리고 데이터 처리 장치의 동작 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20130029223A (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160007016A (ko) * | 2014-07-10 | 2016-01-20 | 주식회사 티엘아이 | 보행 알림 장치 및 보행 알림 장치의 동작 방법 |
| KR20160064289A (ko) | 2014-11-27 | 2016-06-08 | 주식회사 비엠시스 | 운동 코칭 모듈 박스를 갖춘 시스템과 이를 이용한 운동 코칭 방법 |
-
2011
- 2011-09-14 KR KR1020110092491A patent/KR20130029223A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160007016A (ko) * | 2014-07-10 | 2016-01-20 | 주식회사 티엘아이 | 보행 알림 장치 및 보행 알림 장치의 동작 방법 |
| KR20160064289A (ko) | 2014-11-27 | 2016-06-08 | 주식회사 비엠시스 | 운동 코칭 모듈 박스를 갖춘 시스템과 이를 이용한 운동 코칭 방법 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI677337B (zh) | 拐杖助行器 | |
| JP5647240B2 (ja) | 転倒防止 | |
| US10660395B2 (en) | Smart terminal service system and smart terminal processing data | |
| CN105120749A (zh) | 步态仪和程序 | |
| TWI538662B (zh) | 體動檢測裝置及體動檢測裝置之控制方法 | |
| KR20190012986A (ko) | 동작 인식 기반 동적 하네스 재활 훈련 시스템 | |
| CN110573075B (zh) | 行走教导系统、行走教导方法 | |
| JP2019217182A (ja) | 歩行状態測定装置 | |
| JP2009142470A (ja) | 姿勢判別装置 | |
| KR20200019051A (ko) | 가속도 및 자이로 센서를 이용한 보행패턴 측정장치 | |
| KR20130029223A (ko) | 보행 훈련 시스템 및 그것의 데이터 처리 장치, 그리고 데이터 처리 장치의 동작 방법 | |
| US12064012B2 (en) | Multi-modal sensor fusion platform | |
| US11564439B2 (en) | System and method for determining foot strike pattern | |
| KR101830371B1 (ko) | 압력 중심 경로 기반 운동 자세 도출 방법 및 장치 | |
| KR101528183B1 (ko) | 운동정보와 염도정보를 통합 제공하는 융합형 헬스케어장치 및 이를 이용한 헬스케어시스템 | |
| KR102244860B1 (ko) | 보행 자세 분석 시스템 | |
| TWI688880B (zh) | 運動量測定系統、感測器及程式 | |
| EP2889853A1 (en) | A method for optimizing running performance for an individual | |
| JP7131359B2 (ja) | 測定装置、測定方法及びプログラム | |
| CN111712154B (zh) | 步伐分析设备 | |
| KR20230051750A (ko) | 9축 관성센서를 이용한 보행패턴 측정장치 | |
| KR101995484B1 (ko) | 압력 중심 경로 기반 운동 자세 도출 방법 및 장치 | |
| KR20240080315A (ko) | 9축 관성센서를 이용한 보행패턴 측정장치 | |
| KR20210040668A (ko) | 가속도 및 자이로 센서를 이용한 보행패턴 측정장치 | |
| WO2018152390A1 (en) | Wearable personalized health and training device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |