KR20150107189A - 능동형 보행 보조 시스템 및 그 동작 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 능동형 보행 보조 시스템 및 그 동작 방법에 관한 것으로, 보행자의 보행 패턴과 생체신호를 기반으로 보행자 맞춤형 보행 보조 서비스를 제공함으로써, 보조 기구 사용에 따른 이질감을 제거하는 능동형 보행 보조 시스템 및 그 동작 방법을 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은 능동형 보행 보조 시스템에 있어서, 보행자의 신발에 장착되어 상기 보행자의 보행을 감지하고, 상기 감지된 보행정보를 보행보조장치로 전송하는 보행감지장치; 및 상기 보행감지장치로부터의 보행정보를 기반으로 구동부를 구동시켜 보행자의 보행을 보조하는 상기 보행보조장치를 포함한다.

Description

능동형 보행 보조 시스템 및 그 동작 방법{ACTIVE WALKING AID AND OPERATING METHOD THEREOF}

본 발명은 능동형 보행 보조 시스템 및 그 동작 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 보행자의 보행 패턴과 생체신호를 기반으로 보행자 맞춤형 보행 보조 서비스를 제공하는 기술에 관한 것이다.

노인 인구가 급속히 증가함에 따라 노인 및 장애인의 보행을 돕는 보행 보조기구에 대한 관심이 높아지고 있다.

고도의 기술을 요하는 신체 보조형 로봇에서부터 간단한 보행 보조기구까지 다양한 보조기구가 시장에 나오고 있으며, 센서와 전자기술의 발달로 사용자에게 이질감을 주지 않는 능동형 보조기구에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

능동형 보조기구의 경우 사용자에게 이질감을 주지 않는 것이 무엇보다 중요하다. 신체적으로 불편함을 느끼는 노인과 장애인의 경우 신체적 불편감에 이질감이 더 해질 경우 사용성이 매우 나빠진다. 또한 여러 기능을 제공하면서 조작 방법이 복잡해 질 경우 노인들에게 사용성은 더욱 나빠질 뿐이다.

이에 노인과 장애인의 능동형 보행 보조기구로서 사용자의 보행 패턴을 추출하여 모터를 제어하고 심박을 통하여 속도를 조절함으로써 사용자의 이질감을 최소화하는 방안이 요구된다. 특히, 신발을 신고 지팡이를 짚고 다니는 보통의 일상생활에서 벗어나지 않으며, 단순히 보행을 하는 최소의 조작성으로 사용성을 높아야 한다.

상기와 같은 요구에 부응하기 위하여, 본 발명은 보행자의 보행 패턴과 생체신호를 기반으로 보행자 맞춤형 보행 보조 서비스를 제공함으로써, 보조 기구 사용에 따른 이질감을 제거하는 능동형 보행 보조 시스템 및 그 동작 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 능동형 보행 보조 시스템에 있어서, 보행자의 신발에 장착되어 상기 보행자의 보행을 감지하고, 상기 감지된 보행정보를 보행보조장치로 전송하는 보행감지장치; 및 상기 보행감지장치로부터의 보행정보를 기반으로 구동부를 구동시켜 보행자의 보행을 보조하는 상기 보행보조장치를 포함한다.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 보행자의 신발에 장착된 보행감지장치가 상기 보행자의 전진, 후진, 정지를 감지하고, 상기 감지된 보행정보를 보행보조장치로 전송하는 단계; 및 상기 보행보조장치가 상기 보행감지장치로부터의 보행정보를 기반으로 구동부를 구동시키는 단계를 포함하되, 상기 구동부 구동 단계는, 상기 보행자의 심박수가 기준치를 초과하면 속도를 감소시키고 심박수가 기준치 이하이면 속도를 증가시켜 보행자의 심박수가 기준치를 유지하도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명은, 보행자의 보행 패턴과 생체신호를 기반으로 보행자 맞춤형 보행 보조 서비스를 제공함으로써, 보조 기구 사용에 따른 이질감을 제거할 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 능동형 보행 보조 시스템의 일실시예 구성도,
도 2 는 본 발명에 따른 능동형 보행 보조 시스템이 적용된 능동형 보행 보조 기구의 일실시예 구조도,
도 3 은 본 발명에 따른 능동형 보행 보조 시스템의 동작 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1 은 본 발명에 따른 능동형 보행 보조 시스템의 일실시예 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 능동형 보행 보조 시스템은, 보행자의 신발에 장착되는 보행감지장치(10)와 보행자의 보행을 돕는 보행보조장치(20)를 포함한다.

먼저, 보행감지장치(10)의 상세 구성에 대해 살펴보면, 보행감지장치(10)는 보행 감지부(11), 보행 판단부(12), 및 무선 통신부(13)를 포함하며, 이를 기반으로 보행자의 보행(전진, 후진, 정지 등)을 감지한 후 해당 정보를 보행보조장치(20)로 전송한다.

보행 감지부(11)는 보행자의 보행에 따른 감지정보(센서정보)를 획득한다. 일례로, 보행 감지부(11)는 보행자의 이동을 감지하는 자이로 센서와, 발끝에 밀착되는 신발 부위에 장착되는 제 1 압력센서(일례로, 피에조 압력센서)와 발뒤꿈치에 밀착되는 신발 부위에 장착되는 제 2 압력센서(일례로, 피에조 압력센서)를 구비하여, 보행자가 전진하거나 후진하거나 정지한 상태에서 감지되는 정보를 획득한다.

보행 판단부(12)는 보행 감지부(11)에 의해 감지된 정보를 기반으로 보행자의 보행(전진, 후진, 정지 등)을 판단한다. 일례로, 제 1 압력센서로부터의 감지정보가 발생하고 +x축 이동이 발생하면 보행자가 전진하고 있는 것으로 판단하고, 제 2 압력센서로부터의 감지정보가 발생하고 -x축 이동이 발생하면 보행자가 후진하고 있는 것으로 판단하며, 제 1 압력센서 및 제 2 압력센서로부터 감지정보가 발생하고 x축 이동이 없으면 보행자가 정지한 것으로 판단한다. 이때, 단순히 x축 이동이 없으면 보행자가 정지한 것으로 판단할 수도 있다.

무선 통신부(13)는 보행 판단부(12)에 의해 판단된 보행정보를 보행보조장치(20)로 전송한다.

다음으로, 보행보조장치(20)는 무선 통신부(21), 제어부(22), 구동부(23), 심박 측정부(24), 장애물 감지부(25), 위치정보 획득부(26), 및 저장부(27)를 포함한다.

상기 각 구성요소들에 대해 살펴보면, 무선 통신부(21)는 보행감지장치(10)로부터 보행정보(전진, 후진, 정지 등)를 수신한다. 또한, 무선 통신부(21)는 제어부(22)의 제어하에 저장부(27)에 저장되어 있는 보행자의 로그 데이터(보행속도, 보행궤적, 심박정보 등)를 외부(병원, 건강관리 센터, 119 등)로 전송할 수도 있다.

제어부(22)는 무선 통신부(21)를 통해 전송받은 보행정보를 기반으로 구동부(23)를 구동시킨다.

또한, 제어부(22)는 무선 통신부(21)를 통해 전송받은 보행정보를 저장부(27)에 저장한다.

구동부(23)는 제어부(22)의 제어하에 구동하여 능동형 보행 보조기구의 바퀴를 회전시킨다.

심박 측정부(24)는 도 2에 도시된 바와 같이 보행자의 손 부분(손목, 손바닥, 손가락 등)(210)에 위치하여 보행자의 심박수를 측정한다. 이때, 제어부(22)는 무선 통신부(21)를 통해 전송받은 보행정보를 기반으로 구동부(23)를 구동시키는데 그치지 않고, 심박 측정부(24)에 의해 측정된 심박수를 고려하여 보행자의 속도를 조절한다. 일례로, 보행자의 심박수가 기준치를 초과하면 속도를 감소시키고 심박수가 기준치 이하이면 속도를 증가시켜 보행자의 심박수가 기준치를 유지하도록 한다. 또한, 제어부(22)는 보행자의 심박정보를 주기적으로 저장부(27)에 저장한다.

장애물 감지부(25)는 일례로 초음파 센서로 구현될 수 있으며, 이동 경로 상에 위치하는 장애물을 감지한다. 이때, 제어부(22)는 장애물 감지부(25)에 의해 장애물이 감지됨에 따라 충돌이 발생하지 않도록 구동부(23)를 제어한다.

위치정보 획득부(26)는 일례로 GPS 수신기로서 현재 위치정보를 획득한다. 이렇게 획득된 위치정보는 제어부(22)에 의해 주기적으로 저장부(27)에 저장된다.

저장부(27)는 보행자의 로그 데이터(보행속도, 보행궤적, 심박정보 등)를 저장한다.

도 2 는 본 발명에 따른 능동형 보행 보조 시스템이 적용된 능동형 보행 보조 기구의 일실시예 구조도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 보행보조장치(20)가 적용된 보행보조기구는 보행자가 탑승하는 형태가 아닌 보행자의 보행을 돕는 지팡이의 형태를 갖는다. 따라서 보행자가 의지할 수 있는 팔받침대가 구비되며, 도면에는 도시되지 않았지만 보행자가 보행보조기구를 강하게 파지할 수 있도록 손잡이 부분이 구비될 수도 있다.

이러한 능동형 보행 보조 시스템을 통해 보행자는 보행 과정에서 도움을 받을 수 있고, 탑승 형태가 아니기 때문에 운동 효과도 있으며, 보행자가 일일이 방향이나 속도를 제시하지 않아도 자체적으로 보행자의 의도를 감지하여 보행할 수 있도록 하는 장점이 있다.

아울러, 보행자의 심박수를 체크하여 보행속도를 조절함으로써, 심장에 무리가 가는 경우 자칫 위급 상황으로 이어질 수 있는 노인들에게 그 효용성이 크다.

도 3 은 본 발명에 따른 능동형 보행 보조 시스템의 동작 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.

먼저, 보행자의 신발에 장착된 보행감지장치(10)가 상기 보행자의 전진, 후진, 정지를 감지하고, 상기 감지된 보행정보를 보행보조장치(20)로 전송한다(301).

이후, 보행보조장치(20)가 보행감지장치(10)로부터의 보행정보를 기반으로 구동부를 구동시킨다(302). 이때, 보행보조장치(20)는 보행자의 심박수가 기준치를 초과하면 속도를 감소시키고 심박수가 기준치 이하이면 속도를 증가시켜 보행자의 심박수가 기준치를 유지하도록 구동부를 제어한다.

한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.　또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

10 : 보행감지장치
20 : 보행보조장치

Claims (10)

1. 보행자의 신발에 장착되어 상기 보행자의 보행을 감지하고, 상기 감지된 보행정보를 보행보조장치로 전송하는 보행감지장치; 및
   상기 보행감지장치로부터의 보행정보를 기반으로 구동부를 구동시켜 보행자의 보행을 보조하는 상기 보행보조장치
   를 포함하는 능동형 보행 보조 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 보행감지장치는,
   상기 보행자의 보행에 따른 감지정보를 획득하는 보행 감지부;
   상기 보행 감지부가 획득한 감지정보를 기반으로 보행자의 전진, 후진, 정지를 판단하는 보행 판단부; 및
   상기 보행 판단부가 판단한 보행정보를 상기 보행보조장치로 전송하는 무선 통신부
   를 포함하는 능동형 보행 보조 시스템.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 보행 감지부는,
   상기 보행자의 이동을 감지하는 자이로 센서;
   상기 보행자의 발끝에 밀착되는 신발 부위에 장착되는 제 1 압력센서; 및
   상기 보행자의 발뒤꿈치에 밀착되는 신발 부위에 장착되는 제 2 압력센서
   를 포함하는 능동형 보행 보조 시스템.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 보행 판단부는,
   상기 제 1 압력센서로부터의 감지정보가 발생하고 보행자의 이동이 발생하면 전진으로 판단하고, 상기 제 2 압력센서로부터의 감지정보가 발생하고 보행자의 이동이 발생하면 후진으로 판단하며, 상기 제 1 압력센서 및 상기 제 2 압력센서로부터 감지정보가 발생하고 보행자의 이동이 없으면 정지로 판단하는 것을 특징으로 하는 능동형 보행 보조 시스템.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 보행보조장치는,
   상기 보행감지장치로부터 보행정보를 수신하는 무선 통신부;
   상기 무선 통신부가 전송받은 보행정보를 기반으로 구동부를 구동시키는 제어부; 및
   상기 제어부의 제어하에 구동하는 상기 구동부
   를 포함하는 능동형 보행 보조 시스템.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 보행자의 심박수를 측정하는 심박 측정부를 더 포함하되,
   상기 제어부는,
   상기 심박 측정부가 측정한 심박수를 고려하여 보행자의 속도를 조절하는 것을 특징으로 하는 능동형 보행 보조 시스템.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 보행자의 심박수가 기준치를 초과하면 속도를 감소시키고 심박수가 기준치 이하이면 속도를 증가시켜 보행자의 심박수가 기준치를 유지하도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 능동형 보행 보조 시스템.
8. 제 5 항에 있어서,
   상기 보행자의 이동 경로 상에 위치하는 장애물을 감지하는 장애물 감지부를 더 포함하되,
   상기 제어부는,
   상기 장애물 감지부가 장애물을 감지함에 따라 충돌이 발생하지 않도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 능동형 보행 보조 시스템.
9. 제 5 항에 있어서,
   상기 보행자의 로그 데이터를 저장하는 저장부
   를 더 포함하는 능동형 보행 보조 시스템.
10. 보행자의 신발에 장착된 보행감지장치가 상기 보행자의 전진, 후진, 정지를 감지하고, 상기 감지된 보행정보를 보행보조장치로 전송하는 단계; 및
    상기 보행보조장치가 상기 보행감지장치로부터의 보행정보를 기반으로 구동부를 구동시키는 단계를 포함하되,
    상기 구동부 구동 단계는,
    상기 보행자의 심박수가 기준치를 초과하면 속도를 감소시키고 심박수가 기준치 이하이면 속도를 증가시켜 보행자의 심박수가 기준치를 유지하도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 능동형 보행 보조 시스템의 동작 방법.

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