KR20160042262A - 족압정보 분석을 통한 개인 맞춤형 인솔정보 제공방법 - Google Patents

족압정보 분석을 통한 개인 맞춤형 인솔정보 제공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 족압정보 분석을 통한 개인 맞춤형 인솔정보 제공방법에 관한 것으로, 피검자의 보행 중 신발 바닥면에 구비된 압력센서에서 획득된 족압정보 만으로 사용자의 족압분포 및 보행패턴을 분석하고, 분석된 족압분포 및 보행패턴을 이용하여 사용자별 맞춤형 인솔제작을 위한 인솔의 형태 정보를 제공할 수 있도록 한다.

Description

족압정보 분석을 통한 개인 맞춤형 인솔정보 제공방법 {Method for Information Service of Pitting Insole using analysis of walking pattern}
본 발명은 족압정보 분석을 통한 개인 맞춤형 인솔정보 제공방법에 관한 것으로, 피검자의 보행중 좌,우측 신발의 내측 바닥에 구비된 압력센서를 통해 획득된 족압정보를 분석하여 피검자에게 최적의 인솔의 형태정보를 제공하도록 하는 보행정보 분석을 통한 개인 맞춤형 인솔정보 제공방법에 관한 것이다.
일반인 또는 보행장애가 있는 환자등의 건강관리를 위하여 다양한 장비를 이용하여 매일 운동량, 체지방 등을 측정하고, 관리한다.
그런데, 일반적인 운동량 또는 체지방 측정 및 관리를 위한 장비들은 대부분 고정형으로, 일상생활을 하면서 평소의 운동량을 측정 및 관리하는데는 한계가 있었다.
최근에는 센서 및 IT기술의 발달로 이러한 한계를 극복하기 위하여, 몸에 부착하거나, 시계타입, 밴드타입 등의 휴대 가능한 운동량 측정기기를 이용하여 관리가 가능하다.
종래기술로 신발에 인솔센서, 가속도센서 및 사용자의 상태정보 및 운동량정보를 생성하는 마이크로콘트롤러를 내장하여, 사용자의 운동량을 측정 및 관리하도록 하는 기술이 국내특허등록 제10-1263216호(스마트 신발 및 그 동작방법)이 개시되어 있다.
도 1은 종래기술에 따른 스마트신발 내부에 장착되는 모듈의 내부 블록 구성도로서, 사용자의 발에 의해 가해지는 힘의 변화를 저항값으로 측정하는 필름형 인솔 센서(11) 상기 사용자의 발의 움직임 변화에 따른 가속도값을 측정하는 가속도 센서(12) 및 상기 저항값 및 상기 가속도값을 이용하여 상기 사용자의 현재 상태 및 운동량을 예측하고, 상기 사용자의 상태 정보 및 운동량 정보를 생성하는 마이크로 컨트롤러(13), 스마트 신발을 착용한 사용자의 위치를 감지하기 위한 실내 위치 인식 모듈(14) 및 GPS 모듈(15)로 구성된다.
이와 같이 구성된 스마트신발은 필름형 인솔 센서(11)를 이용하여 사용자의 발에 의해 가해지는 힘의 변화를 저항값으로 측정하고, 가속도 센서(12)를 이용하여 스마트 신발의 움직임 변화에 따른 가속도값을 측정한다.
이와 동시에, 실내 위치 인식 모듈(14) 및 GPS 모듈(15)을 이용하여 사용자의 위치를 주기적으로 감지하고, 사용자의 위치 정보를 생성한다.
여기서, 사용자가 방, 식당, 휴게실, 출입구 미 운동시설 등과 같은 실내에 위치한 경우, 실내 위치 인식 모듈(14)을 이용하여 사용자의 위치를 감지하고, 사용자가 사용자의 위치를 파악할 수 없는 실외에 위치한 경우, GPS 모듈(15)을 이용하여 사용자의 위치를 감지한다.
이어서, 측정한 저항값 및 가속도값을 분석하여 사용자의 현재 상태 및 운동량을 예측하고, 사용자의 상태 정보 및 운동량 정보를 생성한다.
이와 같은 종래기술에 따른 스마트 신발 및 그 동작방법은 실버타운이나 양로원에 거주하는 노인들을 대상으로 활동량과 위치를 인식할 수 있는 신발을 제공함으로써, 운동시설, 휴게시설 등과 같은 일상생활 속에서 노인들의 활동성 및 사교성을 측정할 수 있다.
그러나, 종래기술에 따른 스마트 신발 및 그 동작방법은 사용자별로부터 획득된 정보를 이용하여 신발 활동량과 위치를 인식하는 것 이외에 사용자마다 다양한 족압분포에 따른 인솔 형태를 제공하지 못하는 문제점이 있었다.
국내특허등록 제10-1263216호(스마트 신발 및 그 동작방법)
따라서, 본 발명은 종래기술의 문제점을 개선하기 위하여 신발 바닥면에 구비된 압력센서에서 획득된 족압정보만으로 사용자의 족압분포 및 보행패턴을 분석하고, 분석된 족압분포 및 보행패턴을 이용하여 사용자별 맞춤형 인솔제작을 위한 정보를 제공할 수 있는 족압정보 분석을 통한 개인 맞춤형 인솔정보 제공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 족압정보 분석을 통한 개인 맞춤형 인솔정보 제공방법은 피검자가 보행 중 착용한 양쪽 신발의 바닥면에 구비된 다수의 압력센서로부터 입력된 각 압력분포값을 입력받은 단말기에서 피검자의 족압분포 및 보행패턴을 분석한 후, 사용자에게 맞는 인솔정보를 제공하는 방법에 있어서, 상기 단말기는 양쪽 신발에 구비된 다수의 압력센서로부터 피검자의 보행중 측정된 각 족압 측정값을 수집하는 제1과정; 상기 제1과정을 통해 수집된 족압 측정값을 파라미터로 하여 족압분포 및 보행패턴을 분석하는 제2과정; 상기 제2과정에서 분석된 족압분포 및 보행패턴과 기준 족압분포 및 보행패턴을 비교하는 제3과정; 및 상기 제3과정을 통해 비교결과에 따라 인솔의 형태 데이터를 산출하는 제4과정;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 족압분포는 보행중 상기 각 압력센서에서 보행시 마다 각각 측정된 각 발바닥 위치마다 측정된 압력의 각 평균값을 산출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 보행패턴은 보행시마다 각각 측정된 압력센서의 감지순서 및 각 압력센서의 압력값의 각 평균값을 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 보행정보 분석을 통한 개인 맞춤형 인솔정보 제공방법은 신발 바닥면에 구비된 압력센서에서 획득된 피검자의 족압정보만으로 사용자의 족압분포 및 보행패턴을 분석하고, 분석된 족압분포 및 보행패턴을 이용하여 사용자별 맞춤형 인솔제작을 위한 정보를 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 피검자가 정지상태가 아닌 실제 보행 중의 족압분포를 획득하고, 획득된 족압분포를 이용하여 다양한 사용자별 맞춤형 인솔제작을 위한 인솔의 형태정보를 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따른 스마트신발 내부에 장착되는 모듈의 내부 블록 구성도이고,
도 2는 본 발명을 구현하기 위한 보행정보 분석을 통한 개인 맞춤형 인솔정보 제공장치의 구성도이고,
도 3은 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 보행정보 분석을 통한 개인 맞춤형 인솔정보 제공과정의 흐름도이고,
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 단말기에서 측정된 좌,우측 발의 압력분포를 비교 표시한 도이고,
도 5는 표준 족압분포와 측정된 족압분포의 비교분석을 설명하기 위한 도이다.
본 발명의 실시예에 따른 보행정보 분석을 통한 개인 맞춤형 인솔정보 제공방법에 대하여 첨부된 도면을 참고하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명을 구현하기 위한 보행정보 분석을 통한 개인 맞춤형 인솔정보 제공장치의 구성도로서,
신발의 바닥면에 설치된 다수의 압력센서(101)와, , 상기 다수의 압력센서(101)로부터 신호를 입력 및 증폭하는 입력부(111)와, 상기 입력부(111)를 통해 입력된 신호를 디지털신호로 변환한 후 해당 신호를 블루투스 등의 무선포맷으로 전송하는 무선통신부(114)와, 상기 무선통신부(114)를 통해 전송된 상기 각 측정신호를 입력받아 사용자의 족압정보 및 보행패턴을 분석하고, 분석된 족압정보 및 보행패턴을 이용하여 사용자별 맞춤형 인솔제작을 위한 정보를 제공하는 단말기(120)로 구성된다.
여기서, 상기 입력부(111), 마이크로콘트롤러(113), 무선통신부(114)에 전원을 공급하는 전원공급부를 부가하고, 상기 각 부는 메인보드에 실장된 족압정보수집장치(100)에 실장 구성한다.
또한, 상기 압력센서(101)는 다채널의 박막형 필름방식의 FSR(Force Sensing Resistor) 또는 압전센서 또는 로드셀로 구성이 가능하며, 도 4에 도시된 바와 같이 일반적으로 발바닥에 가장 많은 압력을 받는 부위인 엄지발가락부(①), 횡아치 양측단 2곳(②,③), 종아치 중간부(④), 뒤꿈치부(⑤)에 5개의 압력센서(101)를 부착한다.
상기 압력센서(101)의 개수는 필요에 따라 추가로 부착이 가능하다.
상기 단말기(120)는 상기 무선통신부(114)와 인터페이스 가능한 무선통신모듈을 탑재하고, 전송된 각 데이터를 연산하고, 사용자의 보행정보를 분석하여 족압분포, 보행패턴 등을 판단하며 피검자에게 최적의 인솔의 형태정보를 제공하는 개인용컴퓨터(PC), 노트북컴퓨터, 스마트폰, 스마트패드 등으로 구성이 가능하다.
이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 족압정보 분석을 통한 개인 맞춤형 인솔정보 제공과정에 대하여 첨부된 도 2 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명은 피검자의 족압정보를 수집하기 위하여 양쪽 신발에 족압정보수집장치(100)를 탑재하고, 일정 시간, 일정 거리를 보행하면서 족압정보를 측정 및 수집하는데, 이하 본 발명에서는 한쪽 신발에 탑재된 족압정보수집장치(100)에 대한 실시예를 설명하며, 다른 한쪽에 탑내된 족압정보수집장치에 대한 구체적인 작용설명은 동일하므로 생략한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 족압정보 분석을 통한 개인 맞춤형 인솔정보 제공과정의 흐름도로서, 피검자가 족압정보수집장치(100)를 탑재한 신발을 신고 보행을 시작하면, 상기 마이크로콘트롤러(113)는 상기 5개의 압력센서(101)의 상태를 확인하고, 정상동작을 시작하면, 상기 입력부(112)는 각 압력센서(101)로부터 감지된 족압 측정값에 따른 전기신호를 입력받아 증폭 및 필터링하여, 상기 마이크로콘트롤러(113)에 입력한다.
상기 마이크로콘트롤러(113)는 수집된 족압 측정값을 각각 저장한다.
상기 피검자가 보행을 종료하면, 상기 마이크로콘트롤러(113)는 상기 무선통신부(114)를 통해 상기 단말기(120)로 무선으로 전송한다.
상기 단말기(120)는 5개 채널을 통해 측정된 족압정보를 분석하여 사용자의 족압크기, 족압분포, 족적순서 등의 정보를 산출한다.
상기 5개의 채널을 통해 측정된 족압정보는 피검자가 보행중에 각 압력센서로부터 획득된 족압값으로 걸음 수만큼 획득된다.
각 채널의 압력센서(101)의 족압값은 걸음 수 만큼 측정된 횟수로에 평균 족압값을 산출하며, 평균 족압값을 이용하여 각 발바닥 위치의 족압분포 상태를 산출한다..
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 상기 단말기(120)에서 수집 및 산출된 평균 족압값에 의한 양쪽 발의 족압 분포상태를 표시한 도이다.
여기서, 족압의 크기는 다음 표 1에 도시된 바와 같이 8단계로 나누어지며, 서로 다른 색으로 표시한다.
FSR 측정값 단계값(Lv.)
3584 ~ 4095 0
3072 ~ 3583 1
2560 ~ 3071 2
2048 ~ 2559 3
1036 ~ 2047 4
1024 ~ 1535 5
512 ~ 1023 6
0 ~ 511 7
상기 단말기(120)는 각 압력센서(101)의 감지된 측정값(FSR)을 분석하여 걸음상태를 판단한다. 즉, 발 뒤꿈치부터 엄지발가락까지 순서대로 압력센서 측정값이 설정된 단계값 이상으로 측정되었는지를 분석한다.
왼쪽 발의 족압분포와 오른쪽 발의 족압분포 상태를 비교하면, 왼쪽 발의 족압분포를 살펴보면, 엄지발가락부(①)는 6단계, 횡아치 양측단 2곳(②,③)은 7단계, 종아치 중간부(④)는 3단계, 뒤꿈치부(⑤)는 7단계로 이상적인 족압분포 상태로 확인할 수 있다.
그러나, 오른쪽 발의 족압분포상태를 살펴보면, 엄지발가락부(①)는 '0'단계, 횡아치 양측단 2곳(②,③)은 5단계 및 4단계, 종아치 중간부(④)는 7단계, 뒤꿈치부(⑤)는 3단계로 족압분포가 비정상적임을 확인 할 수 있다.
도 5는 도 4의 피검자의 오른쪽 발의 족압분포 상태와 정상적인 사람의 족압분포상태 비교를 표시한 도로서, 이에 도시된 바와 같이, 정상적인 족압분포라면, 엄지발가락부(①)를 중심으로 발가락 영역(131)은 압력값이 5단계 내지 3단계로 정도로 중간이나 낮게 나타나야 한다.
상기 횡아치 양측단 2곳(②,③)의 영역(132)는 족압분포가 높게 나타나야 되며, 상기 종아치 중간부(④) 영역(133)은 족압분포가 낮게 나타나야 하며, 뒤꿈치부(⑤)영역은 높게 나타나야 되는 영역이다.
이와 같이 정상적인 사람의 표준 족압분포와 비교한 결과에 따라 피검자의 자강 적합한 형태의 인솔데이터를 추출한다.
즉, 엄지발가락부(①)는 족압레벨이 낮으므로, 인솔과의 밀착이 약하다고 판단되어, 밀착도를 높이도록 두께를 두껍게 한다.
상기 횡아치부 양측단(②,③)은 힘을 많이 받아야 되는 부분이므로, 인솔의 두께를 감소하면서 충격을 흡수시킬 수 있는 요소를 제거하도록 형성한다.
상기 종아치 중간부(④)는 힘을 약하게 받는 부분이므로, 인솔 두께를감소 및 밀착 정도를 줄이도록 형성한다.
상기 뒤꿈치부(⑤)는 힘을 많이 받는 부분이므로 발바닥과 인솔 밀착정도를 높이도록 형성한다. 즉, 인솔의 두께를 두껍게 하고, 충격흡수 요소를 줄이도록 형성한다.
이와 같이, 상기 단말기(120)에서 상기 각 과정을 통해 추출된 인솔데이터를 바탕으로 새로운 인솔제작을 위한 인솔정보를 제공하게 된다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.
100 : 족압정보수집장치 101 : 압력센서
111 : 입력부 113 : 마이크로콘트롤러
114 : 무선통신부 120 : 단말기

Claims (6)

  1. 피검자가 보행중 착용한 양쪽 신발의 바닥면에 구비된 다수의 압력센서로부터 입력된 각 압력분포값을 입력받은 단말기에서 피검자의 족압분포 및 보행패턴을 분석한 후, 사용자에게 맞는 인솔정보를 제공하는 방법에 있어서,
    상기 단말기는 양쪽 신발에 구비된 다수의 압력센서로부터 피검자의 보행중 측정된 각 족압 측정값을 수집하는 제1과정;
    상기 제1과정을 통해 수집된 족압 측정값을 파라미터로 하여 족압분포 및 보행패턴을 분석하는 제2과정;
    상기 제2과정에서 분석된 족압분포 및 보행패턴과 기 설정된 기준 족압분포 및 보행패턴을 비교하는 제3과정;
    상기 제3과정을 통해 비교결과에 따라 인솔의 형태 데이터를 산출하는 제4과정;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 족압정보 분석을 통한 개인 맞춤형 인솔정보 제공방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 압력센서는 발바닥의 압력을 받는 부위에 분포시켜 압력값을 측정하는 것을 특징으로 하는 족압정보 분석을 통한 개인 맞춤형 인솔정보 제공방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 족압분포는 보행중 상기 각 압력센서에서 보행시마다 각각 측정된 각 발바닥 위치마다 측정된 압력의 각 평균값을 산출하는 것을 특징으로 하는 족압정보 분석을 통한 개인 맞춤형 인솔정보 제공방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 보행패턴은 보행시마다 각각 측정된 압력센서의 감지순서 및 각 압력센서의 압력값의 각 평균값을 산출하는 것을 특징으로 하는 족압정보 분석을 통한 개인 맞춤형 인솔정보 제공방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 단말기는 상기 압력센서에서 수집된 보행정보를 무선으로 전송받아 족압분포 및 보행패턴을 산출하고, 인솔의 형태 데이터를 산출하기 위한 스마트폰, 테블릿PC 또는 개인용컴퓨터를 포함하는 것을 특징으로 하는 족압정보 분석을 통한 개인 맞춤형 인솔정보 제공방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 압력센서는 압전센서, 로드 셀 또는 FSR(Force Sensing Resistor) 센서 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 족압정보 분석을 통한 개인 맞춤형 인솔정보 제공방법.
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