KR20170002346A

KR20170002346A - 보행 자세에 따른 정보 제공 방법 및 이를 위한 전자 장치

Info

Publication number: KR20170002346A
Application number: KR1020160178891A
Authority: KR
Inventors: 김정빈; 이세희; 김성국; 김태현; 오순석; 조형진
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2015-05-07
Filing date: 2016-12-26
Publication date: 2017-01-06
Also published as: KR20170001699A; KR20160131823A; KR102254151B1

Abstract

본 발명은 보행 자세에 따른 정보 제공 방법 및 이를 위한 전자 장치에 관한 것이다.
이러한 발명은 전자 장치를 이용한 보행 자세에 따른 정보를 제공하는 방법에 있어서, 사용자의 발 주변에 위치된 복수의 센서들을 이용하여 검출되는 센서값들을 수집하는 과정과, 상기 검출된 센서값들을 이용하여 상기 사용자의 보행 자세를 판단하는 과정과, 상기 판단된 사용자의 보행 자세에 기초하여, 상기 사용자의 보행 자세에 관한 정보, 상기 사용자의 보행에 따른 근육 피로도에 관한 정보, 상기 사용자의 보행에 따른 관절 피로도에 관한 정보 및 상기 사용자의 추천 운동에 관한 정보 중 적어도 하나를 출력하는 과정을 포함할 수 있다.

Description

보행 자세에 따른 정보 제공 방법 및 이를 위한 전자 장치{METHOD FOR PROVIDING INFORMATION ACCORDING TO GAIT POSTURE AND ELECTRONIC DEVICE THEREFOR}

본 발명의 다양한 실시예들은 보행 자세에 따른 정보 제공 방법 및 이를 위한 전자 장치에 관한 것이다.

보행(gait)은 인간의 신체를 이용하여 몸을 움직이는 방식을 의미하며, 신체를 움직이는 속도와 지면 접촉 형태에 따라 걷기(walking)와 달리기(running)로 구분될 수 있다. 걷기는 지면과 두 다리가 모두 접지하는 두발 지지 국면(double support phase)이 존재하는 방식이고, 달리기는 빠르게 무게 중심이 이동하기 때문에 두발 지지 국면이 없는 보행 방식이다.

사람들은 일상생활 속에서 거의 매일 걷거나 달리고 있으며, 근래에는 건강을 위해 일부러 많은 거리를 걷거나 달리기를 한다. 그런데 보행 자세는 사람마다 제각기 다르다. 걷기나 달리기할 때 몸의 자세가 다르고, 속력이나 발의 이동궤적 등도 천차만별이다.

올바른 보행 자세는 성장기에 있는 유소년뿐만 아니라 성인에게도 매우 중요하다. 잘못된 보행 자세는 유소년의 발육, 체형 등에 나쁜 영향을 미칠 수 있고, 성인의 경우에도 잘못된 자세로 오랫동안 걷거나 달리다 보면 건강을 해치는 결과가 초래되기도 한다.

근래의 전자 장치는 다양한 센서가 포함되고, 이를 이용하여 보행자의 보행 속도, 이동거리, 열량 소모량 등의 정보를 제공하는 부가 기능들이 점차 확대되고 있는 추세이다.

본 발명의 다양한 실시예는 보행자의 발걸음을 다각적으로 측정하여 사용자의 보행 자세를 판단하고, 판단된 사용자의 보행 자세에 관한 정보를 실시간으로 제공할 수 있고, 사용자의 보행 자세에 기초하여 사용자의 근육 및 관절 피로도에 관한 정보 및 사용자의 추천 운동에 관한 정보를 제공할 수 있는 보행 자세에 따른 정보 제공 방법 및 이를 위한 전자 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치를 이용한 보행 자세에 따른 정보를 제공하는 방법에 있어서, 사용자의 발 주변에 위치된 복수의 센서들을 이용하여 검출되는 센서값들을 수집하는 과정과, 상기 검출된 센서값들을 이용하여 상기 사용자의 보행 자세를 판단하는 과정과, 상기 판단된 사용자의 보행 자세에 기초하여, 상기 사용자의 보행 자세에 관한 정보, 상기 사용자의 보행에 따른 근육 피로도에 관한 정보, 상기 사용자의 보행에 따른 관절 피로도에 관한 정보 및 상기 사용자의 추천 운동에 관한 정보 중 적어도 하나를 출력하는 과정을 포함할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 보행 자세에 따른 정보를 제공하기 위한 전자 장치에 있어서, 사용자의 발바닥에 위치하는 패드부; 상기 패드부 내부에 위치되는 복수의 센서; 상기 복수의 센서들에 의해 획득된 센서값들을 전송하도록 제어하는 제어부; 및 상기 센서값들을 근거리 통신을 이용하여 외부 전자 장치에 전송하는 통신부를 포함할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 본 발명은 보행 자세에 따른 정보 제공 방법 및 이를 위한 전자 장치를 제공함으로써, 보행자의 발걸음을 다각적으로 측정하여 사용자의 보행 자세를 판단하고, 판단된 사용자의 보행 자세에 관한 정보를 실시간으로 제공할 수 있고, 사용자의 보행 자세에 기초하여 사용자의 근육 및 관절 피로도에 관한 정보 및 사용자의 추천 운동에 관한 정보를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 다양한 실시예에서의 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)를 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 프로그램 모듈의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 내부 구성을 도시한 블록도이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 보행 자세에 따라 정보를 제공하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 보행 자세를 판단하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 8은 도 7에서 정지 자세를 판단하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 보행 자세를 판단하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 10a 및 도 10b는 일 실시예에 따른 보행 자세를 판단하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11a 내지 도 11c는 다른 실시예에 따른 보행 자세를 판단하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 보행 자세에 기초한 정보를 판단하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 13은 도 12에서 보행 자세에 기초한 정보를 판단하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 보행 자세에 기초한 정보를 판단하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 15는 도 14에서 보행 자세에 기초한 정보를 판단하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 보행 자세에 따라 정보를 제공하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 17a 내지 도 17e는 도 16에서 보행 자세에 따라 정보를 제공하는 화면을 예시한 도면이다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 보행 자세에 따라 정보를 제공하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 19a 내지 도 19d는 도 18에서 보행 자세에 따라 정보를 제공하는 화면을 예시한 도면이다.
도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 보행 자세에 따라 정보를 제공하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 21은 도 20에서 보행 자세에 따라 정보를 제공하는 화면을 예시한 도면이다.
도 22는 본 발명의 다른 실시예에 따른 보행 자세에 따라 정보를 제공하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 23a 및 도 23b는 도 22에서 보행 자세에 따라 정보를 제공하는 화면을 예시한 도면이다.
도 24는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 보행 자세에 기초한 정보를 판단하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 25는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치를 이용하여 신체 정보를 제공하는 화면을 예시한 도면이다.
도 26은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치를 이용하여 인터랙션 동작을 제공하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 문서의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.

본 문서에서, "가진다," "가질 수 있다," "포함한다," 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.

본 문서에서, "A 또는 B," "A 또는/및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B," " A 및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.

본 문서에서 사용된 "제 1," "제 2," "첫째," 또는 "둘째," 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 제 1 사용자 기기와 제 2 사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.

어떤 구성요소(예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제 2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소(예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제 2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.

본 문서에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)," "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)," "~하도록 설계된(designed to)," "~하도록 변경된(adapted to)," "~하도록 만들어진(made to)," 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성(또는 설정)된"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)"것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성(또는 설정)된 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.

본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.

본 문서의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는, 예를 들면, 스마트폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동 전화기(mobile phone), 영상 전화기, 전자북 리더기(e-book reader), 데스크탑 PC(desktop personal computer), 랩탑 PC(laptop personal computer), 넷북 컴퓨터(netbook computer), 워크스테이션(workstation), 서버, PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 모바일 의료기기, 카메라(camera), 또는 웨어러블 장치(wearable device) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 웨어러블 장치는 액세서리형(예: 시계, 반지, 팔찌, 발찌, 목걸이, 안경, 콘택트 렌즈, 또는 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD)), 직물 또는 의류 일체형(예: 전자 의복), 신체 부착형(예: 스킨 패드(skin pad) 또는 문신), 또는 생체 이식형(예: implantable circuit) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

어떤 실시예들에서, 전자 장치는 가전 제품(home appliance)일 수 있다. 가전 제품은, 예를 들면, 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스(set-top box), 홈 오토메이션 컨트롤 패널(home automation control panel), 보안 컨트롤 패널(security control panel), TV 박스(예: 삼성 HomeSync™, 애플TV™, 또는 구글 TV™), 게임 콘솔(예: Xbox™, PlayStation™), 전자 사전, 전자 키, 캠코더(camcorder), 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

다른 실시예에서, 전자 장치는, 각종 의료기기(예: 각종 휴대용 의료측정기기(혈당 측정기, 심박 측정기, 혈압 측정기, 또는 체온 측정기 등), MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 또는 초음파기 등), 네비게이션(navigation) 장치, 위성 항법 시스템(GNSS(global navigation satellite system)), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트(infotainment) 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치, 자이로 컴퍼스 등), 항공 전자기기(avionics), 보안 기기, 차량용 헤드 유닛(head unit), 산업용 또는 가정용 로봇, 금융 기관의 ATM(automatic teller's machine), 상점의 POS(point of sales), 또는 사물 인터넷 장치(internet of things)(예: 전구, 각종 센서, 전기 또는 가스 미터기, 스프링클러 장치, 화재경보기, 온도조절기(thermostat), 가로등, 토스터(toaster), 운동기구, 온수탱크, 히터, 보일러 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

어떤 실시예에 따르면, 전자 장치는 가구(furniture) 또는 건물/구조물의 일부, 전자 보드(electronic board), 전자 사인 수신 장치(electronic signature receiving device), 프로젝터(projector), 또는 각종 계측 기기(예: 수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 전자 장치는 전술한 다양한 장치들 중 하나 또는 그 이상의 조합일 수 있다. 어떤 실시예에 따른 전자 장치는 플렉서블 전자 장치일 수 있다. 또한, 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않으며, 기술 발전에 따른 새로운 전자 장치를 포함할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시예에 따른 전자 장치가 설명된다. 본 문서에서, 사용자라는 용어는 전자 장치를 사용하는 사람 또는 전자 장치를 사용하는 장치(예: 인공지능 전자 장치)를 지칭할 수 있다.

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도 1은 다양한 실시예에서의 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)를 도시한 블록도이다.

도 1을 참조하면, 전자 장치(101)는 버스(110), 프로세서(120), 메모리(130), 입출력 인터페이스(150), 디스플레이(160) 및 통신 인터페이스(170)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)는, 상기 구성요소들 중 적어도 하나를 생략하거나 다른 구성 요소를 추가적으로 구비할 수 있다.

버스(110)는, 예를 들면, 상기 구성요소들을 서로 연결하고, 구성요소들 간의 통신(예: 제어 메시지 및/또는 데이터)을 전달하는 회로를 포함할 수 있다.

프로세서(120)는, 중앙처리장치(central processing unit (CPU)), 어플리케이션 프로세서(application processor (AP)), 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor (CP)) 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 프로세서(120)는, 예를 들면, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소들의 제어 및/또는 통신에 관한 연산이나 데이터 처리를 실행할 수 있다.

메모리(130)는, 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 예를 들면, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소에 관계된 명령 또는 데이터를 저장할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 메모리(130)는 소프트웨어 및/또는 프로그램(140)을 저장할 수 있다. 프로그램(140)은, 예를 들면, 커널(141), 미들웨어(143), 어플리케이션 프로그래밍 인터페이스(application programming interface(API))(145), 및/또는 어플리케이션 프로그램(147)(또는 "어플리케이션") 등을 포함할 수 있다. 커널(141), 미들웨어(143), 또는 API(145)의 적어도 일부는, 운영 시스템(operating system(OS))으로 지칭될 수 있다.

커널(141)은, 예를 들면, 다른 프로그램들(예: 미들웨어(143), API(145), 또는 어플리케이션 프로그램(147))에 구현된 동작 또는 기능을 실행하는 데 사용되는 시스템 리소스들(예: 버스(110), 프로세서(120), 또는 메모리(130) 등)을 제어 또는 관리할 수 있다. 또한, 커널(141)은 미들웨어(143), API(145), 또는 어플리케이션 프로그램(147)에서 전자 장치(101)의 개별 구성요소에 접근함으로써, 시스템 리소스들을 제어 또는 관리할 수 있는 인터페이스를 제공할 수 있다.

미들웨어(143)는, 예를 들면, API(145) 또는 어플리케이션 프로그램(147)이 커널(141)과 통신하여 데이터를 주고받을 수 있도록 중계 역할을 수행할 수 있다.

또한, 미들웨어(143)는 어플리케이션 프로그램(147)으로부터 수신된 하나 이상의 작업 요청들을 우선 순위에 따라 처리할 수 있다. 예를 들면, 미들웨어(143)는 어플리케이션 프로그램(147) 중 적어도 하나의 어플리케이션에 전자 장치(101)의 시스템 리소스(예: 버스(110), 프로세서(120), 또는 메모리(130) 등)를 사용할 수 있는 우선 순위를 부여할 수 있다. 예컨대, 미들웨어(143)는 상기 적어도 하나에 부여된 우선 순위에 따라 상기 하나 이상의 작업 요청들을 처리함으로써, 상기 하나 이상의 작업 요청들에 대한 스케쥴링 또는 로드 밸런싱 등을 수행할 수 있다.

API(145)는, 예를 들면, 어플리케이션(147)이 커널(141) 또는 미들웨어(143)에서 제공되는 기능을 제어하기 위한 인터페이스로, 예를 들면, 파일 제어, 창 제어, 영상 처리, 또는 문자 제어 등을 위한 적어도 하나의 인터페이스 또는 함수(예: 명령어)를 포함할 수 있다.

입출력 인터페이스(150)는, 예를 들면, 사용자 또는 다른 외부 기기로부터 입력된 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 다른 구성요소(들)에 전달할 수 있는 인터페이스의 역할을 할 수 있다. 또한, 입출력 인터페이스(150)는 전자 장치(101)의 다른 구성요소(들)로부터 수신된 명령 또는 데이터를 사용자 또는 다른 외부 기기로 출력할 수 있다.

디스플레이(160)는, 예를 들면, 액정 디스플레이(liquid crystal display(LCD)), 발광 다이오드(light-emitting diode(LED)) 디스플레이, 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode(OLED)) 디스플레이, 또는 마이크로 전자기계 시스템(microelectromechanical systems(MEMS)) 디스플레이, 또는 전자종이(electronic paper) 디스플레이를 포함할 수 있다. 디스플레이(160)는, 예를 들면, 사용자에게 각종 콘텐츠(예: 텍스트, 이미지, 비디오, 아이콘, 또는 심볼 등)를 표시할 수 있다. 디스플레이(160)는, 터치 스크린을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 전자 펜 또는 사용자의 신체의 일부를 이용한 터치, 제스처, 근접, 또는 호버링 입력을 수신할 수 있다.

통신 인터페이스(170)는, 예를 들면, 전자 장치(101)와 외부 장치(예: 제 1 외부 전자 장치(102), 제 2 외부 전자 장치(104), 또는 서버(106)) 간의 통신을 설정할 수 있다. 예를 들면, 통신 인터페이스(170)는 무선 통신 또는 유선 통신을 통해서 네트워크(162)에 연결되어 외부 장치(예: 제 2 외부 전자 장치(104) 또는 서버(106))와 통신할 수 있다.

무선 통신은, 예를 들면, 셀룰러 통신 프로토콜로서, 예를 들면, LTE(long-term evolution), LTE-A(LTE Advance), CDMA(code division multiple access), WCDMA(wideband CDMA), UMTS(universal mobile telecommunication system), WiBro(Wireless Broadband), 또는 GSM(Global System for Mobile Communications) 등 중 적어도 하나를 사용할 수 있다. 또한, 무선 통신은, 예를 들면, 근거리 통신(164)을 포함할 수 있다. 근거리 통신(164)은, 예를 들면, WiFi(wireless fidelity), 블루투스(Bluetooth), NFC(near field communication), 또는 GNSS(global navigation satellite system) 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. GNSS는 사용 지역 또는 대역폭 등에 따라, 예를 들면, GPS(Global Positioning System), Glonass(Global Navigation Satellite System), Beidou Navigation Satellite System(이하, "Beidou") 또는 Galileo, the European global satellite-based navigation system 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이하, 본 문서에서는, "GPS"는 "GNSS"와 혼용되어 사용(interchangeably used)될 수 있다. 유선 통신은, 예를 들면, USB(universal serial bus), HDMI(high definition multimedia interface), RS-232(recommended standard 232), 또는 POTS(plain old telephone service) 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 네트워크(162)는 통신 네트워크(telecommunications network), 예를 들면, 컴퓨터 네트워크(computer network)(예: LAN 또는 WAN), 인터넷, 또는 전화 망(telephone network) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

제 1 및 제 2 외부 전자 장치(102, 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 한 실시예에 따르면, 서버(106)는 하나 또는 그 이상의 서버들의 그룹을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 다른 하나 또는 복수의 전자 장치(예: 전자 장치(102, 104), 또는 서버(106))에서 실행될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로 또는 요청에 의하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 상기 기능 또는 상기 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 그와 연관된 적어도 일부 기능을 다른 장치(예: 전자 장치(102, 104), 또는 서버(106))에게 요청할 수 있다. 다른 전자 장치(예: 전자 장치(102, 104), 또는 서버(106))는 상기 요청된 기능 또는 추가 기능을 실행하고, 그 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 수신된 결과를 그대로 또는 추가적으로 처리하여 상기 요청된 기능이나 서비스를 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.

도 2는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 블록도이다.

전자 장치(201)는, 예를 들면, 도 1에 도시된 전자 장치(101)의 전체 또는 일부를 포함할 수 있다. 전자 장치(201)는 하나 이상의 프로세서(예: AP(application processor))(210), 통신 모듈(220), 가입자 식별 모듈(224), 메모리(230), 센서 모듈(240), 입력 장치(250), 디스플레이(260), 인터페이스(270), 오디오 모듈(280), 카메라 모듈(291), 전력 관리 모듈(295), 배터리(296), 인디케이터(297), 및 모터(298)를 포함할 수 있다.

프로세서(210)는, 예를 들면, 운영 체제 또는 응용 프로그램을 구동하여 프로세서(210)에 연결된 다수의 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소들을 제어할 수 있고, 각종 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 프로세서(210)는, 예를 들면, SoC(system on chip)로 구현될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 프로세서(210)는 GPU(graphic processing unit) 및/또는 이미지 신호 프로세서(image signal processor)를 더 포함할 수 있다. 프로세서(210)는 도 2에 도시된 구성요소들 중 적어도 일부(예: 셀룰러 모듈(221))를 포함할 수도 있다. 프로세서(210)는 다른 구성요소들(예: 비휘발성 메모리) 중 적어도 하나로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리에 로드(load)하여 처리하고, 다양한 데이터를 비휘발성 메모리에 저장(store)할 수 있다.

통신 모듈(220)은, 도 1의 통신 인터페이스(170)와 동일 또는 유사한 구성을 가질 수 있다. 통신 모듈(220)은, 예를 들면, 셀룰러 모듈(221), WiFi 모듈(223), BT 모듈(225), GNSS 모듈(227), NFC 모듈(228) 및 RF(radio frequency) 모듈(229)을 포함할 수 있다.

셀룰러 모듈(221)은, 예를 들면, 통신망을 통해서 음성 통화, 영상 통화, 문자 서비스, 또는 인터넷 서비스 등을 제공할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(221)은 가입자 식별 모듈(예: SIM 카드(224))을 이용하여 통신 네트워크 내에서 전자 장치(201)의 구별 및 인증을 수행할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(221)은 프로세서(210)가 제공할 수 있는 기능 중 적어도 일부 기능을 수행할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(221)은 커뮤니케이션 프로세서(CP: communication processor)를 포함할 수 있다.

WiFi 모듈(223), BT 모듈(225), GNSS 모듈(227) 또는 NFC 모듈(228) 각각은, 예를 들면, 해당하는 모듈을 통해서 송수신되는 데이터를 처리하기 위한 프로세서를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(221), WiFi 모듈(223), BT 모듈(225), GNSS 모듈(227) 또는 NFC 모듈(228) 중 적어도 일부(예: 두 개 이상)는 하나의 integrated chip(IC) 또는 IC 패키지 내에 포함될 수 있다.

RF 모듈(229)은, 예를 들면, 통신 신호(예: RF 신호)를 송수신할 수 있다. RF 모듈(229)은, 예를 들면, 트랜시버(transceiver), PAM(power amp module), 주파수 필터(frequency filter), LNA(low noise amplifier), 또는 안테나 등을 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(221), WiFi 모듈(223), BT 모듈(225), GNSS 모듈(227) 또는 NFC 모듈(228) 중 적어도 하나는 별개의 RF 모듈을 통하여 RF 신호를 송수신할 수 있다.

가입자 식별 모듈(224)은, 예를 들면, 가입자 식별 모듈을 포함하는 카드 및/또는 내장 SIM(embedded SIM)을 포함할 수 있으며, 고유한 식별 정보(예: ICCID(integrated circuit card identifier)) 또는 가입자 정보(예: IMSI(international mobile subscriber identity))를 포함할 수 있다.

메모리(230)(예: 메모리(130))는, 예를 들면, 내장 메모리(232) 또는 외장 메모리(234)를 포함할 수 있다. 내장 메모리(232)는, 예를 들면, 휘발성 메모리(예: DRAM(dynamic RAM), SRAM(static RAM), 또는 SDRAM(synchronous dynamic RAM) 등), 비휘발성 메모리(non-volatile Memory)(예: OTPROM(one time programmable ROM), PROM(programmable ROM), EPROM(erasable and programmable ROM), EEPROM(electrically erasable and programmable ROM), mask ROM, flash ROM, 플래시 메모리(예: NAND flash 또는 NOR flash 등), 하드 드라이브, 또는 솔리드 스테이트 드라이브(solid state drive(SSD)) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

외장 메모리(234)는 플래시 드라이브(flash drive), 예를 들면, CF(compact flash), SD(secure digital), Micro-SD(micro secure digital), Mini-SD(mini secure digital), xD(extreme digital), 또는 메모리 스틱(memory stick) 등을 더 포함할 수 있다. 외장 메모리(234)는 다양한 인터페이스를 통하여 전자 장치(201)와 기능적으로 및/또는 물리적으로 연결될 수 있다.

센서 모듈(240)은, 예를 들면, 물리량을 계측하거나 전자 장치(201)의 작동 상태를 감지하여, 계측 또는 감지된 정보를 전기 신호로 변환할 수 있다. 센서 모듈(240)은, 예를 들면, 제스처 센서(240A), 자이로 센서(240B), 기압 센서(240C), 마그네틱 센서(240D), 가속도 센서(240E), 그립 센서(240F), 근접 센서(240G), 컬러(color) 센서(240H)(예: RGB(red, green, blue) 센서), 생체 센서(240I), 온/습도 센서(240J), 조도 센서(240K), 또는 UV(ultra violet) 센서(240M) 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로(additionally or alternatively), 센서 모듈(240)은, 예를 들면, 후각 센서(E-nose sensor), EMG 센서(electromyography sensor), EEG 센서(electroencephalogram sensor), ECG 센서(electrocardiogram sensor), IR(infrared) 센서, 홍채 센서 및/또는 지문 센서를 포함할 수 있다. 센서 모듈(240)은 그 안에 속한 적어도 하나 이상의 센서들을 제어하기 위한 제어 회로를 더 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(201)는 AP(210)의 일부로서 또는 별도로, 센서 모듈(240)을 제어하도록 구성된 프로세서를 더 포함하여, 상기 AP(210)가 슬립(sleep) 상태에 있는 동안, 센서 모듈(240)을 제어할 수 있다.

입력 장치(250)는, 예를 들면, 터치 패널(touch panel)(252), (디지털) 펜 센서(pen sensor)(254), 키(key)(256), 또는 초음파(ultrasonic) 입력 장치(258)를 포함할 수 있다. 터치 패널(252)은, 예를 들면, 정전식, 감압식, 적외선 방식, 또는 초음파 방식 중 적어도 하나의 방식을 사용할 수 있다. 또한, 터치 패널(252)은 제어 회로를 더 포함할 수도 있다. 터치 패널(252)은 택타일 레이어(tactile layer)를 더 포함하여, 사용자에게 촉각 반응을 제공할 수 있다.

(디지털) 펜 센서(254)는, 예를 들면, 터치 패널의 일부이거나, 별도의 인식용 시트(sheet)를 포함할 수 있다. 키(256)는, 예를 들면, 물리적인 버튼, 광학식 키, 또는 키패드를 포함할 수 있다. 초음파 입력 장치(258)는 초음파 신호를 발생하는 입력 도구를 통해, 전자 장치(201)에서 마이크(예: 마이크(288))로 음파를 감지하여 데이터를 확인할 수 있다.

디스플레이(260)(예: 디스플레이(160))는 패널(262), 홀로그램 장치(264), 또는 프로젝터(266)를 포함할 수 있다. 패널(262)은, 도 1의 디스플레이(160)와 동일 또는 유사한 구성을 포함할 수 있다. 패널(262)은, 예를 들면, 유연하게(flexible), 투명하게(transparent), 또는 착용할 수 있게(wearable) 구현될 수 있다. 패널(262)은 터치 패널(252)과 하나의 모듈로 구성될 수도 있다. 홀로그램 장치(264)는 빛의 간섭을 이용하여 입체 영상을 허공에 보여줄 수 있다. 프로젝터(266)는 스크린에 빛을 투사하여 영상을 표시할 수 있다. 스크린은, 예를 들면, 전자 장치(201)의 내부 또는 외부에 위치할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 디스플레이(260)는 패널(262), 홀로그램 장치(264), 또는 프로젝터(266)를 제어하기 위한 제어 회로를 더 포함할 수 있다.

인터페이스(270)는, 예를 들면, HDMI(high-definition multimedia interface)(272), USB(universal serial bus)(274), 광 인터페이스(optical interface)(276), 또는 D-sub(D-subminiature)(278)를 포함할 수 있다. 인터페이스(270)는, 예를 들면, 도 1에 도시된 통신 인터페이스(170)에 포함될 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 인터페이스(270)는, 예를 들면, MHL(mobile high-definition link) 인터페이스, SD(secure digital) 카드/MMC(multi-media card) 인터페이스, 또는 IrDA(infrared data association) 규격 인터페이스를 포함할 수 있다.

오디오 모듈(280)은, 예를 들면, 소리(sound)와 전기 신호를 쌍방향으로 변환시킬 수 있다. 오디오 모듈(280)의 적어도 일부 구성요소는, 예를 들면, 도 1 에 도시된 입출력 인터페이스(150)에 포함될 수 있다. 오디오 모듈(280)은, 예를 들면, 스피커(282), 리시버(284), 이어폰(286), 또는 마이크(288) 등을 통해 입력 또는 출력되는 소리 정보를 처리할 수 있다.

카메라 모듈(291)은, 예를 들면, 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있는 장치로서, 한 실시예에 따르면, 하나 이상의 이미지 센서(예: 전면 센서 또는 후면 센서), 렌즈, ISP(image signal processor), 또는 플래쉬(flash)(예: LED 또는 xenon lamp)를 포함할 수 있다.

전력 관리 모듈(295)은, 예를 들면, 전자 장치(201)의 전력을 관리할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(295)은 PMIC(power management integrated circuit), 충전 IC(charger integrated circuit), 또는 배터리 또는 연료 게이지(battery or fuel gauge)를 포함할 수 있다. PMIC는, 유선 및/또는 무선 충전 방식을 가질 수 있다. 무선 충전 방식은, 예를 들면, 자기공명 방식, 자기유도 방식 또는 전자기파 방식 등을 포함하며, 무선 충전을 위한 부가적인 회로, 예를 들면, 코일 루프, 공진 회로, 또는 정류기 등을 더 포함할 수 있다. 배터리 게이지는, 예를 들면, 배터리(296)의 잔량, 충전 중 전압, 전류, 또는 온도를 측정할 수 있다. 배터리(296)는, 예를 들면, 충전식 전지(rechargeable battery) 및/또는 태양 전지(solar battery)를 포함할 수 있다.

인디케이터(297)는 전자 장치(201) 혹은 그 일부(예: 프로세서(210))의 특정 상태, 예를 들면, 부팅 상태, 메시지 상태 또는 충전 상태 등을 표시할 수 있다. 모터(298)는 전기적 신호를 기계적 진동으로 변환할 수 있고, 진동(vibration), 또는 햅틱(haptic) 효과 등을 발생시킬 수 있다. 도시되지는 않았으나, 전자 장치(201)는 모바일 TV 지원을 위한 처리 장치(예: GPU)를 포함할 수 있다. 모바일 TV 지원을 위한 처리 장치는, 예를 들면, DMB(digital multimedia broadcasting), DVB(digital video broadcasting), 또는 미디어플로(mediaFlo™) 등의 규격에 따른 미디어 데이터를 처리할 수 있다.

본 문서에서 기술된 구성요소들 각각은 하나 또는 그 이상의 부품(component)으로 구성될 수 있으며, 해당 구성 요소의 명칭은 전자 장치의 종류에 따라서 달라질 수 있다. 다양한 실시예에서, 전자 장치는 본 문서에서 기술된 구성요소 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있으며, 일부 구성요소가 생략되거나 또는 추가적인 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 또한, 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 구성 요소들 중 일부가 결합되어 하나의 개체(entity)로 구성됨으로써, 결합되기 이전의 해당 구성 요소들의 기능을 동일하게 수행할 수 있다.

도 3은 다양한 실시예에 따른 프로그램 모듈의 블록도이다.

한 실시예에 따르면, 프로그램 모듈(310)(예: 프로그램(140))은 전자 장치(예: 전자 장치(101))에 관련된 자원을 제어하는 운영 체제(operation system(OS)) 및/또는 운영 체제상에서 구동되는 다양한 어플리케이션(예: 어플리케이션 프로그램(147))을 포함할 수 있다. 운영 체제는, 예를 들면, 안드로이드(android), iOS, 윈도우즈(windows), 심비안(symbian), 타이젠(tizen), 또는 바다(bada) 등이 될 수 있다.

프로그램 모듈(310)은 커널(320), 미들웨어(330), 어플리케이션 프로그래밍 인터페이스(application programming interface (API))(360), 및/또는 어플리케이션(370)을 포함할 수 있다. 프로그램 모듈(310)의 적어도 일부는 전자 장치상에 프리로드(preload) 되거나, 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102, 104), 서버(예: 서버 106 등)로부터 다운로드(download) 가능하다.

커널(320)(예: 도 1의 커널(141))은, 예를 들면, 시스템 리소스 매니저(321) 및/또는 디바이스 드라이버(323)를 포함할 수 있다. 시스템 리소스 매니저(321)는 시스템 리소스의 제어, 할당, 또는 회수 등을 수행할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 시스템 리소스 매니저(321)는 프로세스 관리부, 메모리 관리부, 또는 파일 시스템 관리부 등을 포함할 수 있다. 디바이스 드라이버(323)는, 예를 들면, 디스플레이 드라이버, 카메라 드라이버, 블루투스 드라이버, 공유 메모리 드라이버, USB 드라이버, 키패드 드라이버, WiFi 드라이버, 오디오 드라이버, 또는 IPC(inter-process communication) 드라이버를 포함할 수 있다.

미들웨어(330)는, 예를 들면, 어플리케이션(370)이 공통적으로 필요로 하는 기능을 제공하거나, 어플리케이션(370)이 전자 장치 내부의 제한된 시스템 자원을 효율적으로 사용할 수 있도록 API(360)를 통해 다양한 기능들을 어플리케이션(370)으로 제공할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 미들웨어(330)(예: 미들웨어(143))는 런타임 라이브러리(335), 어플리케이션 매니저(application manager)(341), 윈도우 매니저(window manager)(342), 멀티미디어 매니저(multimedia manager)(343), 리소스 매니저(resource manager)(344), 파워 매니저(power manager)(345), 데이터베이스 매니저(database manager)(346), 패키지 매니저(package manager)(347), 연결 매니저(connectivity manager)(348), 통지 매니저(notification manager)(349), 위치 매니저(location manager)(350), 그래픽 매니저(graphic manager)(351), 또는 보안 매니저(security manager)(352) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

런타임 라이브러리(335)는, 예를 들면, 어플리케이션(370)이 실행되는 동안에 프로그래밍 언어를 통해 새로운 기능을 추가하기 위해 컴파일러가 사용하는 라이브러리 모듈을 포함할 수 있다. 런타임 라이브러리(335)는 입출력 관리, 메모리 관리, 또는 산술 함수에 대한 기능 등을 수행할 수 있다.

어플리케이션 매니저(341)는, 예를 들면, 어플리케이션(370) 중 적어도 하나의 어플리케이션의 생명 주기(life cycle)를 관리할 수 있다. 윈도우 매니저(342)는 화면에서 사용하는 GUI 자원을 관리할 수 있다. 멀티미디어 매니저(343)는 다양한 미디어 파일들의 재생에 필요한 포맷을 파악하고, 해당 포맷에 맞는 코덱(codec)을 이용하여 미디어 파일의 인코딩(encoding) 또는 디코딩(decoding)을 수행할 수 있다. 리소스 매니저(344)는 상기 어플리케이션(370) 중 적어도 어느 하나의 어플리케이션의 소스 코드, 메모리 또는 저장 공간 등의 자원을 관리할 수 있다.

파워 매니저(345)는, 예를 들면, 바이오스(BIOS: basic input/output system) 등과 함께 동작하여 배터리(battery) 또는 전원을 관리하고, 전자 장치의 동작에 필요한 전력 정보 등을 제공할 수 있다. 데이터베이스 매니저(346)는 어플리케이션(370) 중 적어도 하나의 어플리케이션에서 사용할 데이터베이스를 생성, 검색, 또는 변경할 수 있다. 패키지 매니저(347)는 패키지 파일의 형태로 배포되는 어플리케이션의 설치 또는 업데이트를 관리할 수 있다.

연결 매니저(348)는, 예를 들면, WiFi 또는 블루투스 등의 무선 연결을 관리할 수 있다. 통지 매니저(349)는 도착 메시지, 약속, 근접성 알림 등의 사건(event)을 사용자에게 방해되지 않는 방식으로 표시 또는 통지할 수 있다. 위치 매니저(350)는 전자 장치의 위치 정보를 관리할 수 있다. 그래픽 매니저(351)는 사용자에게 제공될 그래픽 효과 또는 이와 관련된 사용자 인터페이스를 관리할 수 있다. 보안 매니저(352)는 시스템 보안 또는 사용자 인증 등에 필요한 제반 보안 기능을 제공할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전자 장치(예: 전자 장치(101))가 전화 기능을 포함한 경우, 미들웨어(330)는 전자 장치의 음성 또는 영상 통화 기능을 관리하기 위한 통화 매니저(telephony manager)를 더 포함할 수 있다.

미들웨어(330)는 전술한 구성요소들의 다양한 기능의 조합을 형성하는 미들웨어 모듈을 포함할 수 있다. 미들웨어(330)는 차별화된 기능을 제공하기 위해 운영 체제의 종류별로 특화된 모듈을 제공할 수 있다. 또한, 미들웨어(330)는 동적으로 기존의 구성요소를 일부 삭제하거나 새로운 구성요소들을 추가할 수 있다.

API(360)(예: API(145))는, 예를 들면, API 프로그래밍 함수들의 집합으로, 운영 체제에 따라 다른 구성으로 제공될 수 있다. 예를 들면, 안드로이드 또는 iOS의 경우, 플랫폼별로 하나의 API 셋을 제공할 수 있으며, 타이젠(tizen)의 경우, 플랫폼 별로 두 개 이상의 API 셋을 제공할 수 있다.

어플리케이션(370)(예: 어플리케이션 프로그램(147))은, 예를 들면, 홈(371), 다이얼러(372), SMS/MMS 373, IM(instant message)(374), 브라우저(375), 카메라(376), 알람(377), 컨택트(378), 음성 다이얼(379), 이메일(380), 달력(381), 미디어 플레이어(382), 앨범(383), 또는 시계(384), 건강 관리(health care)(예: 운동량 또는 혈당 등을 측정), 또는 환경 정보 제공(예: 기압, 습도, 또는 온도 정보 등을 제공) 등의 기능을 제공할 수 있는 하나 이상의 어플리케이션을 포함할 수 있다.

한 실시예에 따르면, 어플리케이션(370)은 전자 장치(예: 전자 장치(101))와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102, 104)) 사이의 정보 교환을 지원하는 어플리케이션(이하, 설명의 편의상, "정보 교환 어플리케이션")을 포함할 수 있다. 정보 교환 어플리케이션은, 예를 들면, 상기 외부 전자 장치에 특정 정보를 전달하기 위한 알림 전달(notification relay) 어플리케이션, 또는 외부 전자 장치를 관리하기 위한 장치 관리(device management) 어플리케이션을 포함할 수 있다.

예를 들면, 알림 전달 어플리케이션은 전자 장치의 다른 어플리케이션(예: SMS/MMS 어플리케이션, 이메일 어플리케이션, 건강 관리 어플리케이션, 또는 환경 정보 어플리케이션 등)에서 발생된 알림 정보를 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102, 104))로 전달하는 기능을 포함할 수 있다. 또한, 알림 전달 어플리케이션은, 예를 들면, 외부 전자 장치로부터 알림 정보를 수신하여 사용자에게 제공할 수 있다.

장치 관리 어플리케이션은, 예를 들면, 전자 장치와 통신하는 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102, 104))의 적어도 하나의 기능(예: 외부 전자 장치 자체(또는, 일부 구성 부품)의 턴-온/턴-오프 또는 디스플레이의 밝기(또는, 해상도) 조절), 외부 전자 장치에서 동작하는 어플리케이션 또는 외부 전자 장치에서 제공되는 서비스(예: 통화 서비스 또는 메시지 서비스)를 관리(예: 설치, 삭제, 또는 업데이트)할 수 있다.

한 실시예에 따르면, 어플리케이션(370)은 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102, 104))의 속성에 따라 지정된 어플리케이션(예: 모바일 의료 기기의 건강 관리 어플리케이션 등)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 어플리케이션(370)은 외부 전자 장치(예: 서버 106 또는 전자 장치(102, 104))로부터 수신된 어플리케이션을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 어플리케이션(370)은 프리로드 어플리케이션(preloaded application) 또는 서버로부터 다운로드 가능한 제3자 어플리케이션(third party application)을 포함할 수 있다. 도시된 실시예에 따른 프로그램 모듈(310)의 구성요소들의 명칭은 운영 체제의 종류에 따라서 달라질 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 프로그램 모듈(310)의 적어도 일부는 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 또는 이들 중 적어도 둘 이상의 조합으로 구현될 수 있다. 프로그램 모듈(310)의 적어도 일부는, 예를 들면, 프로세서(예: 프로세서(120)에 의해 구현(implement)(예: 실행)될 수 있다. 프로그램 모듈(310)의 적어도 일부는 하나 이상의 기능을 수행하기 위한, 예를 들면, 모듈, 프로그램, 루틴, 명령어 세트(sets of instructions) 또는 프로세스 등을 포함할 수 있다.

본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은, 예를 들면, 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어(firmware) 중 하나 또는 둘 이상의 조합을 포함하는 단위(unit)를 의미할 수 있다. "모듈"은, 예를 들면, 유닛(unit), 로직(logic), 논리 블록(logical block), 부품(component), 또는 회로(circuit) 등의 용어와 바꾸어 사용(interchangeably use)될 수 있다. "모듈"은, 일체로 구성된 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. "모듈"은 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수도 있다. "모듈"은 기계적으로 또는 전자적으로 구현될 수 있다.

예를 들면, "모듈"은, 알려졌거나 앞으로 개발될, 어떤 동작들을 수행하는 ASIC(application-specific integrated circuit) 칩, FPGAs(field-programmable gate arrays) 또는 프로그램 가능 논리 장치(programmable-logic device) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따른 장치(예: 모듈들 또는 그 기능들) 또는 방법(예: 동작들)의 적어도 일부는, 예컨대, 프로그램 모듈의 형태로 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체(computer-readable storage media)에 저장된 명령어로 구현될 수 있다. 상기 명령어가 프로세서(예: 프로세서(120))에 의해 실행될 경우, 상기 하나 이상의 프로세서가 상기 명령어에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체는, 예를 들면, 상기 메모리(130)가 될 수 있다.

컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체는, 하드디스크, 플로피디스크, 마그네틱 매체(magnetic media)(예: 자기테이프), 광기록 매체(optical media)(예: CD-ROM(compact disc read only memory), DVD(digital versatile disc), 자기-광 매체(magneto-optical media)(예: 플롭티컬 디스크(floptical disk)), 하드웨어 장치(예: ROM(read only memory), RAM(random access memory), 또는 플래시 메모리 등) 등을 포함할 수 있다. 또한, 프로그램 명령에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 상술한 하드웨어 장치는 다양한 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지다.

다양한 실시예에 따른 모듈 또는 프로그램 모듈은 전술한 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하거나, 일부가 생략되거나, 또는 추가적인 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따른 모듈, 프로그램 모듈 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱(heuristic)한 방법으로 실행될 수 있다. 또한, 일부 동작은 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다. 그리고 본 문서에 개시된 실시예는 개시된, 기술 내용의 설명 및 이해를 위해 제시된 것이며, 본 문서에서 기재된 기술의 범위를 한정하는 것은 아니다. 따라서, 본 문서의 범위는, 본 문서의 기술적 사상에 근거한 모든 변경 또는 다양한 실시예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 구성을 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(401)는 사용자의 발바닥에 위치할 수 있는 깔창형 웨어러블 전자 장치로서, 패드부(402), 플렉서블 기판(403), 제어부(410), 관성 센서(420), 압력 센서(430a, 430b, 430c, 430d)들을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(401)는 신발이나 양말의 형태로 구현될 수 있다.

상기 패드부(402)는 신발에 장착될 수 있는 깔창 형태를 가질 수 있으며, 상부 패드와 하부 패드로 구성되어 그 사이에 상기 플렉서블 기판(403), 제어부(410), 관성 센서(420) 및 압력 센서(430a, 430b, 430c, 430d)들이 배치될 수 있다.

상기 플렉서블 기판(403)은 상기 패드부(402) 내부에 설치될 수 있으며, 상기 제어부(410), 관성 센서(420) 및 압력 센서(430a, 430b, 430c, 430d)들이 설치되며 서로 연결하는 회로가 포함될 수 있다.

상기 제어부(410)는 상기 플렉서블 기판(403)에 실장될 수 있으며, 상기 전자 장치(401)의 전반적인 동작을 제어하며, 상기 관성 센서(420) 및 압력 센서(430a, 430b, 430c, 430d)들의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.

상기 관성 센서(420)는 상기 플렉서블 기판(403)에 실장될 수 있으며, 사용자의 발의 각도 변화를 감지하기 위한 것으로, 관성 센서(420)는 가속도 센서, 자이로 센서 및 지자기 센서가 결합된 센서 모듈로 구성되거나, 가속도 센서, 자이로 센서 및 지자기 센서 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 관성 센서(420)는 3축 가속도 센서와 3축 자이로 센서로 구성되어 6자유도를 가질 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 관성 센서(420)는 필요에 따라 2축 센서가 사용되거나 1축 센서 3개가 사용될 수 있다. 이러한 관성 센서(420)는 기본적으로 3축 가속도와 3축 각속도를 측정하는 센서로서, 일반적으로 널리 이용되는 스트랩다운 관성항법시스템(strapdown inertial navigation system: SDINS)은 3축 가속도와 3축 각속도를 이용하여 3차원 운동 물체의 위치, 속도, 자세 등의 정보를 산출할 수 있다. 즉, 각속도의 적분치를 이용하여 물체의 자세를 계산하고, 각속도의 적분치를 통해 가속도 센서로부터 검출되는 동체 가속도를 절대 좌표계에서의 가속도로 변환할 수 있다. 그리고 절대 좌표계로 변환된 가속도를 다시 적분하여 속도와 위치를 계산할 수 있게 된다.

상기 압력 센서(430a, 430b, 430c, 430d)는 상기 플렉서블 기판(403)에 실장될 수 있으며, 사용자의 발바닥을 통해 지면으로 가해지는 압력 변화를 감지하기 위한 것으로, 압력 센서(430a, 430b, 430c, 430d)는 복수 개로 구성될 수 있다. 압력 센서(430a, 430b, 430c, 430d)는 발바닥의 각 부위별 즉, 발끝 부위와 발꿈치 부위와 발중간 부위에 각각 위치할 수 있다. 예를 들어, 압력 센서(430a, 430b, 430c, 430d)는 도 4에 도시된 바와 같이, 발끝 부위에 첫 번째 압력 센서(430a)가 위치하고, 발중간 부위에 두 번째 압력 센서(430b) 및 세 번째 압력 센서(430c)가 위치하고, 발꿈치 부위에 네 번째 압력 센서(430d)가 위치할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 압력 센서(430a, 430b, 430c, 430d)는 사용자의 발바닥을 통해 지면으로 가해지는 압력 변화를 정밀하게 측정할 수 있는 다양한 개수와 형태로 배치될 수 있다. 이러한 압력 센서(430a, 430b, 430c, 430d)는 저항, 정전용량 등의 변화를 측정하여 압력을 산출하는 센서로서, 보행 중에 발의 착지 판단 또는 착지 순간 발바닥에 미치는 부위별 압력 분포를 검출할 수 있다.

도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 내부 구성을 도시한 블록도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 제어부(510), 제1 센서(520), 제2 센서(530a, 530b, 530c, 530d), 출력부(540) 및 통신부(550)를 포함할 수 있다. 전자 장치는 예를 들면, 도 2에 도시된 전자 장치(201)의 전체 또는 일부를 포함할 수 있다. 전자 장치의 구성 요소들은 실제 응용에서 구현될 때 필요에 따라 2 이상의 구성 요소가 하나의 구성 요소로 합쳐지거나, 하나의 구성 요소가 2 이상의 구성 요소로 세분되어 구성될 수 있다.

상기 제1 센서(520)는 사용자의 발의 각도 변화를 감지할 수 있는 관성 센서 모듈일 수 있으며, 3축 가속도 센서와 3축 자이로 센서로 구성되어 6자유도를 가질 수 있는 관성 센서 모듈일 수 있다. 제1 센서(520)는 3축 가속도와 3축 각속도를 이용하여 3차원 운동 물체의 위치, 속도, 자세 등의 정보를 산출할 수 있다. 즉, 관성 센서는 각속도의 적분치를 이용하여 물체의 자세를 계산하고, 각속도의 적분치를 통해 가속도 센서로부터 검출되는 동체 가속도를 절대 좌표계에서의 가속도로 변환할 수 있다. 그리고 절대 좌표계로 변환된 가속도를 다시 적분하여 속도와 위치를 계산할 수 있게 된다. 다양한 실시예에 따르면, 제1 센서(520)는 필요에 따라 2축 센서가 사용되거나 1축 센서 3개가 사용될 수 있다. 또한, 제1 센서(520)는 상기 가속도 센서와 자이로 센서가 하나의 모듈 형태로 통합되어 구성되거나, 가속도 센서와 자이로 센서가 분리되어 구성될 수 있다. 또한, 제1 센서(520)는 지구의 자기를 감지하여 방위를 표시할 수 있는 전자 나침반의 기능을 하는 지자기 센서를 더 포함하여 사용자의 발이 움직이는 방향과 상관없이 발끝의 절대 방향을 측정할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 제1 센서(520)는 상기 가속도 센서, 자이로 센서 및 지자기 센서가 하나의 모듈 형태로 통합되어 구성되거나, 가속도 센서, 자이로 센서 및 지자기 센서가 분리되어 구성될 수 있다.

상기 제2 센서(530a, 530b, 530c, 530d)는 사용자의 발바닥을 통해 지면으로 가해지는 압력 변화를 감지할 수 있는 압력 센서일 수 있으며, 저항, 정전용량 등의 변화를 측정하여 압력을 산출하여 보행 중에 발의 착지 판단 또는 착지 순간 발바닥에 미치는 부위별 압력 분포를 검출할 수 있는 압력 센서일 수 있다. 제2 센서(530a, 530b, 530c, 530d)는 사용자의 발바닥의 각 부위별 즉, 발끝 부위, 발꿈치 부위 및 발중간 부위에 각각 위치할 수 있도록 복수 개로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제2 센서(530a, 530b, 530c, 530d)는 발끝 부위에 첫 번째 제2 센서(530a)가 위치하고, 발 중간 부위의 일측에 두 번째 제2 센서(530b)가 위치하고, 발 중간 부위의 타측에 세 번째 제2 센서(530c)가 위치하고, 발꿈치 부위에 네 번째 제2 센서(530d)가 위치할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 제2 센서(530a, 530b, 530c, 530d)는 사용자의 발바닥을 통해 지면으로 가해지는 압력 변화를 정밀하게 측정할 수 있는 다양한 개수와 형태로 배치될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 센서(520) 및 상기 제2 센서(530a, 530b, 530c, 530d)에 추가적으로 사용자의 신체 정보(예를 들어, 사용자의 혈압, 혈류, 심박수, 체온, 호흡수, 심폐음, 근전도, 심전도 등)를 감지할 수 있는 다양한 센서를 더 포함할 수 있다. 다양한 센서로는 HRV(heart rate variability) 센서, HRM(Heart Rate Monitor) 센서, EMG 센서(electromyography sensor), EEG 센서(electroencephalogram sensor), ECG 센서(electrocardiogram sensor), IR(infra-red) 센서, 후각 센서(E-nose sensor) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 센서(520), 상기 제2 센서(530a, 530b, 530c, 530d) 및 다양한 센서는 사용자의 발 주변에 위치하는 것이 바람직하지만, 본 발명이 이에 한정되지 않으며, 사용자의 발 주변과 다른 부위(예를 들어, 사용자의 손목, 어깨, 가슴, 머리 등)에 위치되는 추가 센서 모듈로서 더 포함할 수 있다.

상기 제어부(510)는 전자 장치의 전반적인 동작을 제어하며, 다른 구성 요소들(예: 상기 제1 센서(520), 상기 제2 센서(530a, 530b, 530c, 530d), 상기 출력부(540), 상기 통신부(550))의 동작을 제어할 수 있다. 제어부(510)는 전자 장치에 구비되는 상기 구성 요소들의 동작을 제어하는데 필요한 신호 또는 명령을 제공하고, 전자 장치의 구동시 발생되는 데이터를 제공하고, 또는 전자 장치의 구동에 필요한 정보를 제공받을 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 제어부(510)는 상기 제1 센서(520) 및 상기 제2 센서(530a, 530b, 530c, 530d) 중 적어도 하나의 센서를 이용하여 검출되는 센서값들을 수집하고, 검출된 센서값을 이용하여 상기 사용자의 보행 자세를 판단할 수 있고, 상기 판단된 사용자의 보행 자세에 기초하여, 상기 사용자의 보행 자세에 관한 정보, 상기 사용자의 보행에 따른 근육 피로도에 관한 정보, 상기 사용자의 보행에 다른 관절 피로도에 관한 정보 및 상기 사용자의 추천 운동에 관한 정보 중 적어도 하나를 상기 출력부(540)를 통해 출력하도록 제어할 수 있다.

상기 제어부(510)는 상기 복수의 센서들에 의해 검출된 센서값들의 검출 순서에 따라 사용자의 보행 자세를 판단할 수 있다. 또한, 제어부(510)는 상기 복수의 센서들에 의해 검출된 센서값들의 크기에 따라 사용자의 보행 자세를 판단할 수 있다. 또한, 제어부(510)는 상기 복수의 센서들에 의해 검출된 센서값들의 검출 순서 및 크기에 따라 사용자의 보행 자세를 판단할 수 있다. 또한, 제어부(510)는 상기 복수의 센서들에 의해 검출된 센서값들을 이용하여 상기 사용자의 걷기, 달리기 및 정지 자세 중 적어도 하나의 상태인지를 판단하고, 상기 판단된 상태에 따른 상기 사용자의 보행 자세를 판단할 수 있다.

상기 제어부(510)는 상기 검출된 센서값들을 이용하여 상기 사용자의 보행 주기를 판단하고, 상기 판단된 사용자의 보행 주기에 따른 상기 사용자 발의 압력 분포 변화, 상기 사용자 발의 각도 변화, 상기 사용자의 무게 중심 변화, 상기 사용자 발의 착지시 압력 변화량 및 상기 사용자 발의 운동시 가속도 변화량 중 적어도 하나를 포함하는 보행 자세 판단 요소를 산출하고, 상기 산출된 보행 자세 판단 요소에 기초하여 상기 사용자의 보행 자세를 판단할 수 있다. 또한, 제어부(510)는 상기 산출된 보행 자세 판단 요소를 미리 정해진 보행 자세 판단 기준과 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 상기 사용자의 보행 자세의 형태 및 상기 사용자의 보행 자세의 정상 또는 비정상의 정도를 수치화한 점수 중 적어도 하나로 상기 사용자의 보행 자세를 판단할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제어부(510)는 상기 복수의 센서들에 의해 검출된 센서값들이 검출되는 순서에 따라 사용자의 보행 자세를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(510)는 제2 센서(530a, 530b, 530c, 530d)들에 의해 검출된 압력 센서값들이 검출되는 순서에 따라 사용자의 보행 자세를 판단할 수 있다. 즉, 제어부(510)는 제2 센서(530a, 530b, 530c, 530d)들에 의해 검출된 압력 센서값들이 검출되는 순서를 이용하여 상기 사용자의 발의 착지에 따른 압력 분포 변화의 순서를 판단할 수 있고, 이에 따라 사용자의 보행 자세를 판단할 수 있다. 또한, 제어부(510)는 제2 센서(530a, 530b, 530c, 530d)들에 의해 검출된 압력 센서값들이 검출되는 순서와 크기를 이용하여 상기 사용자의 발의 착지에 따른 압력 분포 변화의 순서 및 크기를 판단할 수 있고, 이에 따라 사용자의 보행 자세를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(510)는 상기 사용자의 보행에 따른 발바닥의 압력 분포 변화 및 크기에 따라 사용자의 보행 여부를 판단할 수 있고, 사용자의 보행 주기를 판단할 수 있다. 또한, 제어부(510)는 사용자의 보행에 따른 발바닥의 압력 분포 변화에 따라 정상 걸음걸이인지 비정상 걸음걸이인지를 판단할 수 있다. 이는 상기 사용자의 보행에 따른 발바닥의 압력 분포 변화를 정상 걸음걸이일 때 나타날 수 있는 발바닥의 압력 분포 변화에 관해 미리 결정된 기준 압력 분포 변화와 비교하여 상기 사용자의 보행 자세가 정상 걸음걸이인지 비정상 걸음걸이인지를 판단할 수 있다. 즉, 사용자의 보행에 따른 발바닥의 압력 분포 변화가 기준 압력 분포 변화에 대응되면 사용자의 보행 자세가 정상 걸음걸이인 것으로 판단할 수 있고, 사용자의 보행에 따른 발바닥의 압력 분포 변화가 기준 압력 분포 변화와 상이하면 사용자의 보행 자세가 비정상 걸음걸이인 것으로 판단할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제어부(510)는 상기 복수의 센서들에 의해 검출된 센서값들이 검출되는 크기에 따라 사용자의 보행 자세를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(510)는 제1 센서(520)에 의해 검출된 관성 센서값이 검출되는 크기에 따라 사용자의 보행 자세를 판단할 수 있다. 즉, 제어부(510)는 제1 센서(520)에 의해 검출된 관성 센서값이 검출되는 크기를 이용하여 상기 사용자의 발의 각도 변화를 판단할 수 있고, 이에 따라 사용자의 보행 자세를 판단할 수 있다. 또한, 제어부(510)는 제1 센서(520)에 의해 검출된 관성 센서값이 검출되는 순서와 크기를 이용하여 상기 사용자의 발의 각도 변화 순서 및 크기를 판단할 수 있고, 이에 따라 사용자의 보행 자세를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(510)는 사용자의 보행에 따른 발의 각도 변화에 따라 다양한 형태의 보행 자세를 판단할 수 있다. 이는 상기 사용자의 보행에 따른 발의 각도 변화를 정상 보행일 때 나타날 수 있는 발의 각도 변화, 팔자 보행일 때 나타날 수 있는 발의 각도 변화, 안짱 보행일 때 나타날 수 있는 발의 각도 변화, 외다리 안짱 또는 팔자 보행일 때 나타날 수 있는 발의 각도 변화 중 적어도 하나에 관해 미리 결정된 기준 각도 변화들과 비교하여 상기 사용자의 보행 자세가 정상 보행인지, 팔자 보행인지, 안짱 보행인지, 외다리 안짱 또는 팔자 보행인지를 판단할 수 있다. 즉, 사용자의 보행에 따른 발의 각도 변화가 정상 보행에 따른 기준 각도 변화에 대응되면 사용자의 보행 자세가 정상 보행 자세인 것으로 판단할 수 있고, 사용자의 보행에 따른 발의 각도 변화가 팔자 보행에 따른 기준 각도 변화에 대응되면 사용자의 보행 자세가 팔자 보행 자세인 것으로 판단할 수 있고, 사용자의 보행에 따른 발의 각도 변화가 안짱 보행에 따른 기준 각도 변화에 대응되면 사용자의 보행 자세가 안짱 보행 자세인 것으로 판단할 수 있고, 사용자의 보행에 따른 발의 각도 변화가 외다리 안짱 또는 팔자 보행에 따른 기준 각도 변화에 대응되면 사용자의 보행 자세가 외다리 안짱 또는 팔자 보행 자세인 것으로 판단할 수 있다. 이때의 기준 각도 변화는 양 발이 이루는 각도를 정의한 것일 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제어부(510)는 상기 복수의 센서들에 의해 검출된 센서값들이 검출되는 순서 및 크기에 따라 사용자의 보행 자세를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(510)는 제2 센서(530a, 530b, 530c, 530d)들에 의해 검출된 압력 센서값들이 검출되는 순서와 제1 센서(520)에 의해 검출된 관성 센서값이 검출되는 크기에 따라 사용자의 보행 자세를 판단할 수 있다. 또한, 제어부(510)는 제2 센서(530a, 530b, 530c, 530d)들에 의해 검출된 압력 센서값들이 검출되는 순서 및 크기 중 적어도 하나와 제1 센서(520)에 의해 검출된 관성 센서값이 검출되는 순서 및 크기 중 적어도 하나에 따라 사용자의 보행 자세를 판단할 수 있다. 즉, 제어부(510)는 제2 센서(530a, 530b, 530c, 530d)들에 의해 검출된 압력 센서값들이 검출되는 순서를 이용하여 사용자의 보행 주기를 판단할 수 있고, 판단된 보행 주기에 제1 센서(520)에 의해 검출된 관성 센서값의 크기를 적용하여 사용자의 보행 자세를 판단할 수 있다. 이는 상기 사용자의 보행에 따라 발의 착지시와 발의 운동시를 세부적으로 구분하여 보다 정확하게 사용자의 보행 자세를 판단할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제어부(510)는 상기 복수의 센서들에 의해 검출된 센서값들이 검출되는 순서 및 크기에 따라 사용자의 정지 자세를 판단할 수 있다. 예를 들면, 제어부(510)는 제2 센서(530a, 530b, 530c, 530d)들에 의해 검출된 압력 센서값들이 검출되는 순서 및 크기에 따라 사용자의 보행 여부를 판단할 수 있다. 또한, 제어부(510)는 제2 센서(530a, 530b, 530c, 530d)들에 의해 검출된 압력 센서값들이 검출되는 크기에 따라 사용자의 정지 자세를 판단할 수 있다. 즉, 제어부(510)는 제2 센서(530a, 530b, 530c, 530d)들에 의해 검출된 압력 센서값이 검출되는 크기를 이용하여 상기 사용자의 무게 중심을 판단할 수 있고, 이에 따라 사용자의 정지 자세를 판단할 수 있다. 이는 상기 사용자가 정지 상태일 때 양 발의 압력 분포 크기에 따라 사용자의 정지 자세를 판단할 수 있다. 즉 상기 사용자가 정지 자세일 때 양 발의 압력 분포 크기에 따른 무게 중심의 위치를 확인하여 상기 사용자의 정지 자세가 서있는 상태인지, 앉아있는 상태인지, 짝다리로 서있는 상태인지, 다리 꼬기로 앉아있는 상태인지를 판단할 수 있다. 제어부(510)는 사용자가 정지 상태에서 무게 중심이 대략 중앙 부위에 위치하면 사용자의 자세가 정상적으로 서있는 자세인 것으로 판단할 수 있고, 사용자가 정지 상태에서 무게 중심이 대략 중앙 부위에서 어느 한쪽으로 치우치면서 양 발의 압력 분포 크기가 사용자의 몸무게에 대응되면 사용자의 자세가 짝다리로 서있는 자세인 것으로 판단할 수 있고, 사용자가 정지 상태에서 무게 중심이 대략 중앙 부위에서 어느 한쪽으로 치우치면서 양 발의 압력 분포 크기가 사용자의 몸무게보다 작으면 사용자가 다리 꼬기로 앉아있는 자세인 것으로 판단할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제어부(510)는 상기 복수의 센서들에 의해 검출된 센서값들을 이용하여 상기 사용자의 걷기, 달리기 및 정지 자세 중 적어도 하나의 상태인지를 판단할 수 있다. 예를 들면, 제어부(510)는 제1 센서(520)에 의해 검출된 관성 센서값, 제2 센서(530a, 530b, 530c, 530d)에 의해 검출된 압력 센서값들 중 적어도 하나 또는 이들의 조합으로부터 센서값의 변화 패턴을 확인하고, 확인된 센서값의 변화 패턴에 따라 사용자가 걷기, 달리기 및 정지 자세 중 어느 하나의 자세인지를 판단할 수 있다. 이는 걷기, 달리기 및 정지 자세일 때 사용자의 양 발의 움직임이 다른 형태를 가지고, 이에 따라 검출된 압력 센서값과 관성 센서값의 변화 패턴이 다르므로, 이러한 변화 패턴에 따라 사용자의 걷기, 달리기 및 정지 자세 중 적어도 하나의 상태인지를 판단할 수 있다. 또한, 제어부(510)는 판단된 상태에 따른 사용자의 보행 자세를 판단할 수 있다. 예를 들면, 제어부(510)는 판단된 상태가 걷기 상태이면, 걷기 상태에 대해 미리 정해진 보행 자세 판단 기준과 비교하고, 비교 결과에 따라 사용자의 걷기가 정상 또는 비정상인지, 비정상인 경우, 팔자 보행, 안짱 보행, 외다리 안짱 또는 팔자 보행 등과 같은 사용자의 걷기의 보행 자세를 판단할 수 있다. 또한, 제어부(510)는 판단된 상태가 달리기 상태이면, 달리기 상태에 대해 미리 정해진 보행 자세 판단 기준과 비교하고, 비교 결과에 따라 사용자의 달리기가 정상 또는 비정상인지, 비정상인 경우, 팔자 보행, 안짱 보행, 외다리 안짱 또는 팔자 보행, 양 발의 템포 밸런스 등과 같은 사용자의 달리기의 보행 자세를 판단할 수 있다. 또한, 제어부(510)는 판단된 상태가 정지 상태이면, 정지 상태에 대해 미리 정해진 정지 자세 판단 기준과 비교하고, 비교 결과에 따라 사용자의 정지 상태가 앉은 상태 또는 서기 상태인지 이러한 자세가 정상 또는 비정상인지, 비정상인 경우, 짝다리, 다리꼬기 등과 같은 사용자의 정지 자세를 판단할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제어부(510)는 상기 복수의 센서들에 의해 검출된 센서값들을 이용하여 상기 사용자의 보행 주기를 판단할 수 있다. 예를 들면, 제어부(510)는 제1 센서(520)에 의해 검출된 관성 센서값, 제2 센서(530a, 530b, 530c, 530d)에 의해 검출된 압력 센서값들 중 적어도 하나 또는 이들의 조합으로부터 센서값의 변화 패턴을 확인하고, 확인된 센서값의 변화 패턴에 따라 상기 사용자의 보행 주기를 판단할 수 있다. 이는 걷기 또는 달리기일 때 사용자의 양 발의 움직임이 다른 형태를 가지고, 이에 따라 검출된 압력 센서값과 관성 센서값의 변화 패턴이 다르므로, 이러한 변화 패턴에 따라 사용자의 걷기 또는 달리기에 따른 양 발의 입각기(stance phase)와 유각기(swing phase)의 반복에 의한 보행 주기를 판단할 수 있다. 또한, 제어부(510)는 판단된 사용자의 보행 주기에 따른 상기 사용자의 발의 압력 분포 변화, 상기 사용자 발의 각도 변화, 상기 사용자의 무게 중심 변화, 상기 사용자 발의 착지시 압력 변화량 및 상기 사용자 발의 운동시 가속도 변화량 중 적어도 하나를 포함하는 보행 자세 판단 요소를 산출할 수 있다. 이는 사용자의 보행 주기에 따라 발의 착지와 운동을 구분할 수 있고, 구분된 동작에 해당되는 시점에 검출된 센서값들을 계산함으로써, 보행 자세 판단 요소를 산출할 수 있다. 또한, 제어부(510)는 산출된 보행 자세 판단 요소를 미리 정해진 보행 자세 판단 기준과 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 사용자의 보행 자세의 형태 및 상기 사용자의 보행 자세의 정상 또는 비정상의 정도를 수치화한 점수 중 적어도 하나로 상기 사용자의 보행 자세를 판단할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제어부(510)는 상기 복수의 센서들에 의해 검출된 센서값들이 검출되는 순서 및 크기에 따라 사용자의 보행 자세를 판단하고, 판단된 보행 자세에 기초하여, 상기 사용자의 보행 자세에 관한 정보, 상기 사용자의 보행에 따른 근육 피로도에 관한 정보, 상기 사용자의 보행에 따른 관절 피로도에 관한 정보 및 상기 사용자의 추천 운동에 관한 정보 중 적어도 하나를 출력할 수 있다. 예를 들어, 제어부(510)는 상기 검출된 센서값들을 이용하여 상기 사용자의 보행 자세를 판단하고, 상기 판단된 사용자의 보행 자세에 기초하여, 상기 사용자의 보행 자세에 관한 정보로서, 상기 사용자의 보행 자세의 상태 알림 정보, 상기 사용자의 보행 자세를 형상화한 아바타 정보 및 상기 사용자의 보행 자세에 따른 가이드 정보 중 적어도 하나를 실시간으로 상기 출력부(540)를 통해 출력하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(510)는 사용자의 보행 자세에 따른 상태 알림 정보를 상기 출력부(540)를 통해 소리나 빛의 형태로 출력하도록 제어할 수 있다. 이때의 출력부(540)는 소리를 출력할 수 있는 스피커나 빛을 방사할 수 있는 LED가 포함될 수 있다. 또한, 제어부(510)는 상기 사용자의 보행 자세에 관한 정보를 상기 통신부(550)를 통한 근거리 통신을 이용하여 외부 전자 장치로 전송하도록 제어할 수 있고, 상기 외부 전자 장치를 통해 상기 사용자의 보행 자세에 관한 정보를 출력할 수 있다. 이때의 외부 전자 장치는 근거리 통신이 가능하고, 디스플레이부 및 스피커가 포함될 수 있는 전자 장치로서, 스마트폰, 태블릿 PC, 휴대폰, 노트북 등을 포함할 수 있다. 또한, 외부 전자 장치는 웨어러블 전자 장치로서, 글래스형, HMD(head-mounted display, HMD)형, 이어폰형, 목걸이형, 신발형, 허리벨트형, 발목 밴드형, 밴드형 등을 포함할 수 있다. 이런 경우, 상기 사용자의 보행 자세에 관한 정보는 사용자의 보행 자세를 형상화한 아바타일 수 있고, 아바타를 이미지나 동영상으로 출력할 수 있다. 또한, 제어부(510)는 사용자의 보행 자세에 관한 정보를 실시간으로 출력할 수 있다. 또한, 제어부(510)는 사용자의 보행 자세에 대한 상태를 실시간으로 인지할 수 있도록 하면서, 잘못된 보행 자세를 고칠 수 있도록 안내하는 가이드 정보를 출력할 수 있다. 상기 가이드 정보의 예로는, 사용자의 보행 자세에 따라 미리 정해진 음원을 출력할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 보행 상태가 달리기일 경우, 오른발과 왼발의 스텝의 템포가 일정한 정상적인 달리기를 유지하는 동안에는 일정한 비트나 일정한 메트로놈 리듬의 음원을 출력하고, 오른발과 왼발의 스텝의 템포가 일정하지 않은 비정상적인 달리기를 하게 되면 사용자가 즉각적으로 인지할 수 있도록 비트나 메트로놈 리듬이 변형된 형태의 음원을 출력할 수 있다. 또한, 상기 가이드 정보의 다른 예로는, 사용자가 별도의 음원을 재생 중인 경우, 재생 중인 음원을 사용자의 보행 자세에 따라 변형하여 출력할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 보행 상태가 달리기일 경우, 오른쪽 발과 왼쪽 발의 스텝의 템포가 일정한 정상적인 달리기를 유지하는 동안에는 원래 재생중인 음원을 그대로 출력하고, 오른쪽 발과 왼쪽 발의 스텝의 템포가 일정하지 않은 비정상적인 달리기를 하게 되면 사용자가 즉각적으로 인지할 수 있도록 재생 중인 음원에 노이즈를 첨가하거나, 음원의 속도를 빠르거나 느리게 하는 등으로 변형하여 출력할 수 있다. 또한, 제어부(510)는 사용자의 보행 자세에 관한 정보를 누적하여 저장하고, 사용자의 요청에 따라 누적된 정보를 종합적으로 판단할 수 있는 형태로 정보를 제공할 수도 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제어부(510)는 상기 검출된 센서값을 이용하여 상기 사용자의 보행 자세를 판단하고, 상기 판단된 사용자의 보행 자세에 기초하여, 상기 사용자의 누적 피로도에 관한 정보를 출력할 수 있다. 예를 들어, 제어부(510)는 상기 제2 센서(530a, 530b, 530c, 530d)들에 의해 검출된 압력 센서값들의 검출 순서 및 크기에 따라 사용자의 보행 주기를 판단할 수 있고, 판단된 보행 주기에 따라 발의 착지시 검출된 압력 센서값의 크기를 이용하여 보행에 따른 충격량을 산출할 수 있고, 판단된 보행 주기에 따라 발의 착지시 검출된 관성 센서값의 크기를 이용하여 보행에 따른 운동량을 산출할 수 있다. 그리고 보행에 따른 충격량 및 운동량에 따라 보행에 따른 피로도를 판단할 수 있다

다양한 실시예에 따르면, 제어부(510)는 상기 검출된 센서값을 이용하여 상기 사용자의 보행 자세를 판단하고, 상기 판단된 사용자의 보행 자세에 기초하여, 상기 사용자의 추천 운동에 관한 정보를 출력할 수 있다. 예를 들어, 제어부(510)는 판단된 사용자의 보행 자세에 따라 자세의 교정이 필요한 경우, 자세 교정에 적합한 운동을 추천할 수 있다. 또한, 제어부(510)는 판단된 사용자의 보행 자세에 따른 피로를 회복하기에 적합한 운동을 추천할 수 있다. 또한, 제어부(510)는 상기 판단된 사용자의 보행 자세에 기초하여, 상기 사용자의 보행에 따른 누적 피로도에 관한 정보를 판단하고, 판단된 누적 피로도를 회복하기에 적합한 운동을 추천할 수 있다. 또한, 제어부(510)는 상기 사용자의 추천 운동에 관한 정보와 함께 사용자가 선택한 운동의 실행 가이드를 제공할 수도 있다. 이는 상기 사용자의 추천 운동에 관한 정보를 출력하고, 상기 사용자로부터 선택된 추천 운동에 따른 추천 운동 가이드를 출력하고, 상기 추천 운동 가이드에 따른 사용자의 운동 상태를 판단하고, 상기 판단된 사용자의 운동 상태를 미리 결정된 기준 운동 상태와 비교하여 대응되는 운동 교정 정보를 출력할 수 있다. 이때의 추천 운동 가이드는 상기 사용자의 무게 중심과 연관된 것일 수 있다. 즉, 상기 추천 운동 가이드는 추천 운동에 따른 올바른 무게 중심에 관해 미리 설정된 기준 무게 중심 가이드를 제공하고, 무게 중심 가이드에 사용자의 무게 중심이 대응되게 운동할 수 있도록 하는 운동 교정 정보를 제공할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 제어부(510)는 상기 검출된 센서값을 이용하여 상기 사용자의 보행 자세를 판단하고, 상기 판단된 사용자의 보행 자세에 기초하여, 사용자의 움직임에 따른 인체 모델링 정보를 생성하고, 생성된 인체 모델링 정보를 출력할 수 있다. 이 경우, 사용자의 발바닥 주변 이외의 다른 부위에 위치된 추가 센서를 이용하여 검출되는 추가 센서값을 수집하고, 상기 사용자의 보행 자세에 상기 추가 센서값을 적용하여 사용자의 움직임에 따른 인체 모델링 정보를 생성할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 제어부(510)는 상기 제1 센서(520) 및 상기 제2 센서(530a, 530b, 530c, 530d) 중 적어도 하나의 센서를 이용하여 검출되는 센서값을 수집하고, 검출된 센서값을 상기 통신부(550)를 통한 근거리 통신을 이용하여 외부 전자 장치로 전송하도록 제어할 수 있다. 이런 경우, 제어부(510)는 복수의 센서들에 대한 전반적인 동작을 제어하는 센서 허브의 역할을 할 수 있으며, 복수의 센서들을 이용하여 검출되는 센서값들을 수집하고, 수집된 센서값이나 수집된 센서값을 간단한 연산을 통해 얻어질 수 있는 데이터를 상기 통신부(550)를 통해 근거리 통신을 이용하여 외부 전자 장치로 전송하도록 제어할 수 있다. 그러면, 상기 외부 전자 장치는 상기 수신된 센서값들을 이용하여 상기 사용자의 보행 자세를 판단할 수 있고, 상기 판단된 사용자의 보행 자세에 기초하여, 상기 사용자의 보행 자세에 관한 정보, 상기 사용자의 보행에 따른 근육 피로도에 관한 정보, 상기 사용자의 보행에 따른 관절 피로도에 관한 정보 및 상기 사용자의 추천 운동에 관한 정보 중 적어도 하나를 출력하도록 제어할 수 있다.

상기 출력부(540)는 신발에 장착될 수 있는 깔창 형태의 웨어러블 전자 장치에서 구현될 수 있는 스피커나 LED를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 출력부(540)는 상기 전자 장치에 포함되지 않고, 상기 장치와 통신 연결된 외부 전자 장치의 출력부가 이용될 수 있다.

상기 통신부(550)는 외부 전자 장치와 통신 세션을 연결하여 데이터 통신을 할 수 있다. 예를 들면, 통신부(550)는 근거리 통신을 통해서 상기 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 또한, 통신부(550)는 근거리 통신을 포함하는 무선 통신을 지원할 수 있으며, 상기 무선 통신은, 예를 들어, Wifi(wireless fidelity), BT(Bluetooth), NFC(near field communication), GPS(global positioning system) 또는 cellular 통신(예: LTE, LTE-A, CDMA, WCDMA, UMTS, WiBro 또는 GSM 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 통신부(550)는 USB(universal serial bus), HDMI(high definition multimedia interface), RS-232(recommended standard 232) 또는 POTS(plain old telephone service) 중 적어도 하나를 포함하는 유선 통신을 지원할 수도 있다.

도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 보행 자세에 따라 정보를 제공하는 방법을 도시한 순서도이다.

이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예에 따른 보행 자세에 따라 정보를 제공하는 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

601 과정에서, 전자 장치는 복수의 센서들을 이용하여 검출된 센서값들을 수집할 수 있다. 상기 복수의 센서들은 신발 깔창 형태의 패드부 내부에 위치한 복수의 압력 센서들과 관성 센서를 포함하며, 상기 관성 센서는 가속도 센서, 자이로 센서 및 지자기 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 관성 센서는 사용자의 발의 각도 변화를 감지하기 위한 것으로, 관성 센서는 가속도 센서, 자이로 센서 및 지자기 센서가 결합된 센서 모듈로 구성되거나, 가속도 센서, 자이로 센서 및 지자기 센서 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 관성 센서는 3축 가속도 센서와 3축 자이로 센서로 구성되어 6자유도를 가질 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 관성 센서는 필요에 따라 2축 센서가 사용되거나 1축 센서 3개가 사용될 수 있다. 또한, 복수의 압력 센서들은 사용자의 발바닥을 통해 지면으로 가해지는 압력 변화를 감지하기 위한 것으로, 압력 센서는 발바닥의 각 부위별 즉, 발끝 부위와 발꿈치 부위와 발중간 부위에 각각 위치할 수 있다.

602 과정에서, 전자 장치는 검출된 센서값들을 이용하여 사용자의 보행 자세를 판단할 수 있다. 상기 사용자의 보행 자세는 상기 복수의 센서들에 의해 검출된 센서값들이 검출되는 순서, 검출된 센서값들의 크기에 따라 판단될 수 있다. 또한, 상기 복수의 센서들 중 관성 센서를 이용하여 사용자의 발의 각도를 판단하고, 이를 이용하여 사용자의 보행 자세를 판단할 수 있다. 또한, 전자 장치는 검출된 센서값들로부터 판단된 사용자 발의 압력 분포 변화, 사용자 발의 각도 변화, 사용자의 무게 중심 변화, 상기 사용자의 보행에 따른 보행 주기, 상기 사용자의 보행 주기에 따라 발의 착지시 압력 변화량, 상기 사용자의 보행 주기에 따라 발의 운동시 가속도 변화량 중 적어도 하나를 이용하여 상기 사용자의 보행 자세를 판단할 수 있다.

603 과정에서, 전자 장치는 판단된 사용자의 보행 자세를 기초하여 정보를 출력할 수 있다. 상기 정보는 전자 장치에 내장된 스피커나 LED를 통해 시각적, 청각적 및 시청각적 중 적어도 하나에 의해 출력될 수 있다. 또한, 상기 전자 장치는 근거리 통신을 이용하여 상기 정보를 외부 전자 장치에 전송하고, 이를 수신한 외부 전자 장치를 이용하여 상기 정보가 출력될 수 있다. 상기 정보는 상기 사용자의 보행 자세에 관한 정보, 상기 사용자의 보행에 따른 근육 피로도에 관한 정보, 상기 사용자의 보행에 따른 관절 피로도에 관한 정보 및 상기 사용자의 추천 운동에 관한 정보 중 적어도 하나일 수 있으며, 상기 사용자의 추천 운동에 관한 정보는, 상기 사용자의 보행에 따른 피로 회복을 위한 추천 운동 정보, 상기 사용자의 보행 자세의 교정을 위한 추천 운동 정보 및 추천 운동의 실행 가이드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 보행 자세를 판단하는 방법을 도시한 순서도이고, 도 8은 도 7에서 정지 자세를 판단하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예에 따른 보행 자세를 판단하는 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

701 과정에서, 전자 장치는 복수의 센서들을 이용하여 검출된 센서값들을 수집할 수 있다.

702 과정에서, 전자 장치는 검출된 센서값들의 변화를 확인하여 사용자의 보행 여부를 판단할 수 있다. 전자 장치는 상기 검출된 센서값들을 이용하여 사용자의 걷기, 달리기 및 정지 자세 중 적어도 하나의 상태인지를 판단할 수 있고, 이에 따라 사용자가 걷기 또는 달리기와 같은 보행 상태인지 사용자가 정지 상태인지에 따라 보행 여부를 판단할 수 있다. 이는 관성 센서에 의해 검출된 관성 센서값, 복수의 압력 센서들에 의해 검출된 압력 센서값들 중 적어도 하나 또는 이들의 조합으로부터 센서값의 변화 패턴을 확인하고, 확인된 센서값의 변화 패턴에 따라 사용자가 걷기 또는 달리기의 보행 상태인지 정지 상태인지에 따른 보행 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 압력 센서값들로부터 사용자 발이 지면과 접촉됨에 따라 변화되는 압력 분포 변화 및 크기에 따라 사용자의 보행 여부를 판단하는 것으로, 상기 압력 분포 변화의 빈도에 따라 사용자의 보행 여부를 판단할 수 있다.

703 과정에서, 전자 장치는 사용자가 보행중인 것으로 판단되면, 보행 상태에 대해 미리 정해진 보행 자세 판단 기준과 비교하고, 비교 결과에 따라 사용자의 보행이 정상 또는 비정상인지, 비정상인 경우, 팔자 보행, 안짱 보행, 외다리 안짱 또는 팔자 보행 등과 같은 보행 자세를 판단할 수 있다. 또한, 보행 상태가 달리기인 경우에는 양 발의 템포 밸런스가 포함된 보행 자세를 판단할 수 있다.

704 과정에서, 전자 장치는 사용자가 보행하지 않는 것으로 판단되면, 정지 상태에 대해 미리 정해진 정지 자세 판단 기준과 비교하고, 비교 결과에 따라 사용자의 정지 상태가 앉은 상태 또는 서기 상태인지 이러한 자세가 정상 또는 비정상인지, 비정상인 경우, 짝다리, 다리꼬기 등과 같은 사용자의 정지 자세를 판단할 수 있다. 예를 들어, 검출된 압력 센서값들의 크기에 따라 사용자의 무게 중심에 따른 사용자의 정지 자세를 판단할 수 있다. 전자 장치는 검출된 압력 센서값들의 크기를 이용하여 상기 사용자의 무게 중심을 판단할 수 있고, 이에 따라 사용자의 정지 자세를 판단할 수 있다. 이는 상기 사용자가 정지 상태일 때 양 발의 압력 분포 크기에 따라 사용자의 정지 자세를 판단하는 것으로, 상기 사용자가 정지 자세일 때 양 발의 압력 분포 크기에 따른 무게 중심의 위치를 확인하여 상기 사용자의 정지 자세가 서있는 상태인지, 앉아있는 상태인지, 짝다리로 서있는 상태인지, 다리 꼬기로 앉아있는 상태인지를 판단할 수 있다. 예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 전자 장치는 도 8의 (a)와 같이 사용자의 정지 상태에서 무게 중심의 위치 정보를 제공할 수 있으며, 사용자가 정지 상태에서 무게 중심이 대략 중앙 부위에 위치하면 사용자의 자세가 정상적으로 서있는 자세인 것으로 판단할 수 있고, 사용자가 정지 상태에서 무게 중심이 대략 중앙 부위에서 어느 한쪽으로 치우치면서 양 발의 압력 분포 크기가 사용자의 몸무게에 대응되면 도 8의 (b)와 같이 사용자의 자세가 짝다리로 서있는 자세인 것으로 판단할 수 있고, 사용자가 정지 상태에서 무게 중심이 대략 중앙 부위에서 어느 한쪽으로 치우치면서 양 발의 압력 분포 크기가 사용자의 몸무게보다 작으면 도 8의 (c)와 같이 사용자가 다리 꼬기로 앉아 있는 자세인 것으로 판단할 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 보행 자세를 판단하는 방법을 도시한 순서도이고, 도 10a 및 도 10b는 일 실시예에 따른 보행 자세를 판단하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 도 9 내지 도 10b를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 보행 자세를 판단하는 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

901 과정에서, 전자 장치는 검출된 센서값들을 이용하여 사용자의 보행 주기를 판단할 수 있다. 예들 들어, 전자 장치는 관성 센서에 의해 검출된 관성 센서값, 압력 센서들에 의해 검출된 압력 센서값들 중 적어도 하나 또는 이들의 조합으로부터 센서값의 변화 패턴을 확인하고, 확인된 센서값의 변화 패턴에 따라 사용자의 보행 주기를 판단할 수 있다. 이는 걷기 또는 달리기일 때 사용자의 양 발의 움직임이 다른 형태를 가지고, 이에 따라 검출된 압력 센서값과 관성 센서값의 변화 패턴이 다르므로, 이러한 변화 패턴에 따라 사용자의 걷기 또는 달기에 따른 양 발의 입각기(stance phase)와 유각기(swing phase)의 반복에 의한 보행 주기를 판단할 수 있다.

902 과정에서, 전자 장치는 판단된 사용자의 보행 주기에 따른 보행 자세 판단 요소를 산출할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 판단된 사용자의 보행 주기에 따른 상기 사용자 발의 압력 분포 변화, 상기 사용자 발의 각도 변화, 상기 사용자의 무게 중심 변화, 상기 사용자 발의 착지시 압력 변화량 및 상기 사용자 발의 운동시 가속도 변화량 중 적어도 하나를 포함하는 보행 자세 판단 요소를 산출할 수 있다. 이는 사용자의 보행 주기에 따라 발의 착지와 운동을 구분할 수 있고, 구분된 동작에 해당되는 시점에 검출된 센서값들을 계산함으로써, 보행 자세 판단 요소를 산출할 수 있다.

903 과정에서, 전자 장치는 산출된 보행 자세 판단 요소에 기초하여 상기 사용자의 보행 자세를 판단할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 산출된 보행 자세 판단 요소를 미리 정해진 보행 자세 판단 기준과 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 사용자의 보행 자세의 형태 및 상기 사용자의 보행 자세의 정상 또는 비정상의 정도를 수치화한 점수 중 적어도 하나로 상기 사용자의 보행 자세를 판단할 수 있다.

일 예로, 상기 보행 자세 판단 요소가 압력 센서값들의 검출 순서 및 크기에 따라 산출될 수 있는 사용자 발의 압력 분포 변화에 따라 상기 사용자의 보행 자세를 판단할 수 있다. 이는 사용자 발의 압력 분포 변화를 정상 걸음걸이일 때 나타날 수 있는 발바닥의 압력 분포 변화에 관해 미리 결정된 기준 압력 분포 변화와 비교하여 상기 사용자의 보행 자세가 정상 또는 비정상 걸음걸이인지를 판단할 수 있다. 예를 들어, 도 10a에 도시된 바와 같이, 도 10a의 (a)와 같은 형태로 사용자 발의 압력 분포 변화를 가질 경우, 사용자의 보행 자세가 정상 걸음걸이인 것으로 판단할 수 있고, 도 10a의 (b)와 같은 형태로 발바닥의 압력 분포 변화를 가질 경우, 사용자의 보행 자세가 비정상 걸음걸이인 것으로 판단할 수 있다.

다른 예로, 상기 보행 자세 판단 요소가 압력 센서값들과 관성 센서값들의 검출 순서 및 크기에 따라 산출될 수 있는 사용자 발의 각도 변화에 따라 상기 사용자의 보행 자세를 판단할 수 있다. 이는 사용자 발의 각도 변화를 정상 보행일 때 나타날 수 있는 발의 각도 변화, 팔자 보행일 때 나타날 수 있는 발의 각도 변화, 안짱 보행일 때 나타날 수 있는 발의 각도 변화, 외다리 안짱 또는 팔자 보행일 때 나타날 수 있는 발의 각도 변화 중 적어도 하나에 관해 미리 결정된 기준 각도 변화들과 비교하여 상기 사용자의 보행 자세가 정상 보행인지, 팔자 보행인지, 안짱 보행인지, 외다리 안짱 또는 팔자 보행인지를 판단할 수 있다. 예를 들어, 도 10b에 도시된 바와 같이, 도 10b의 (a)와 같은 형태로 상기 사용자의 양 발이 이루는 각도가 7~15도일 경우, 사용자의 보행 자세가 정상 보행 자세인 것으로 판단할 수 있고, 도 10b의 (b)와 같은 형태로 상기 사용자의 양 발이 이루는 각도가 15도 이상일 경우, 사용자의 보행 자세가 팔자 보행 자세인 것으로 판단할 수 있고, 도 10b의 (c)와 같은 형태로 상기 사용자의 양 발이 이루는 각도가 0도일 경우, 사용자의 보행 자세가 안짱 보행 자세인 것으로 판단할 수 있고, 도 10b의 (d)와 같은 형태로 상기 사용자의 양 발 중 어느 한쪽이 안쪽 또는 바깥쪽일 경우, 사용자의 보행 자세가 외다리 안짱 또는 팔자 보행 자세인 것으로 판단할 수 있다.

또 다른 예로, 상기 보행 자세 판단 요소가 압력 센서값들의 크기에 따라 산출될 수 있는 사용자의 무게 중심 변화 및 사용자 발의 각도 변화에 따라 상기 사용자의 보행 자세를 판단할 수 있다. 또한, 미리 정해진 보행 자세 판단 기준은 수치화된 점수의 테이블로 정의될 수 있고, 상기 보행 자세 판단 요소를 상기 점수 테이블과 비교하여 상기 사용자의 보행 자세를 판단할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 정지 자세로서 서기 상태인 경우, 사용자의 무게 중심(COG: center of gravity)의 X, Y 좌표값을 기준으로 중심 지점으로부터 벗어난 수치(변수 r)에 따른 점수를 선형적으로 감소시키는 방식으로 산출된 점수로 사용자의 서기 상태에 대한 자세를 판단할 수 있다. 예를 들어, 도 11a에 도시된 바와 같이, 산출된 점수가 50~100점의 범위인 경우, 정상으로 판단할 수 있다. 또한, 산출된 점수가 0~49점의 범위인 경우, 비정상으로 판단할 수 있다. 이런 경우, 오른발과 왼발 중 무게 중심이 치우친 위치에 따라 오른발 짝다리인지 왼발 짝다리인지를 판단할 수 있다.

또한, 사용자가 정지 자세로서 앉기 상태인 경우, 사용자의 무게 중심의 X, Y 좌표값을 기준으로 중심지점으로부터 벗어난 수치(변수 r)에 따른 점수를 이용하여 산출된 점수와, 다리꼬기 앉기인 경우, 다리꼬기가 지속된 시간(변수 t)에 따른 점수를 반비례로 감소시키는 방식으로 산출된 점수로 사용자의 앉기 상태에 대한 자세를 판단할 수 있다. 예를 들어, 도 11b에 도시된 바와 같이, 산출된 점수가 30~0점의 범위인 경우, 비정상인 다리꼬기 앉기로 판단할 수 있다. 이런 경우, 오른발과 왼발 중 무게 중심이 치우친 위치에 따라 오른발 다리꼬기인지 왼발 다리꼬기인지를 판단할 수 있다. 또한, 산출된 점수가 100~30점의 범위인 경우, 정상으로 판단할 수 있다.

또한, 사용자가 보행 자세로서 걷기 상태인 경우, 사용자의 양 발의 각도 데이터(변수 a)에 따라 정상, 안짱, 팔자 보행인지를 분류하고, 각도(변수 r)에 따른 점수와, 보행의 정상성(변수 n)에 따른 점수를 이용하여 산출된 점수로 사용자의 걷기 상태에 대한 자세를 판단할 수 있다. 예를 들어, 도 11c에 도시된 바와 같이, 산출된 점수가 50~0점의 범위인 경우, 비정상으로 판단할 수 있고, 이때의 각도에 따라 팔자와 안짱 보행인지를 판단할 수 있다. 또한, 산출된 점수가 100~51점의 범위인 경우, 정상으로 판단할 수 있다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 보행 자세에 기초한 정보를 판단하는 방법을 도시한 순서도이고, 도 13은 도 12에서 보행 자세에 기초한 정보를 판단하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 도 12 및 도 13을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 보행 자세에 기초한 정보를 판단하는 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

1201 과정에서, 전자 장치는 복수의 센서들을 이용하여 검출된 센서값들을 수집할 수 있다.

1202 과정에서, 전자 장치는 검출된 센서값들의 변화를 확인하여 사용자의 보행 여부를 판단할 수 있다. 전자 장치는 상기 검출된 센서값들을 이용하여 사용자의 걷기, 달리기 및 정지 자세 중 적어도 하나의 상태인지를 판단할 수 있고, 이에 따라 사용자가 걷기 또는 달리기와 같은 보행 상태인지 사용자가 정지 상태인지에 따라 보행 여부를 판단할 수 있다. 이는 관성 센서에 의해 검출된 관성 센서값, 복수의 압력 센서들에 의해 검출된 압력 센서값들 중 적어도 하나 또는 이들의 조합으로부터 센서값의 변화 패턴을 확인하고, 확인된 센서값의 변화 패턴에 따라 사용자가 걷기 또는 달리기의 보행 상태인지 정지 상태인지에 따른 보행 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 압력 센서값들로부터 사용자 발이 지면과 접촉됨에 따라 변화되는 압력 분포 변화 및 크기에 따라 사용자의 보행 여부를 판단하는 것으로, 상기 압력 분포 변화의 빈도에 따라 사용자의 보행 여부를 판단할 수 있다.

1203 과정에서, 전자 장치는 사용자가 보행중인 것으로 판단되면, 검출된 센서값들을 이용하여 사용자의 보행 주기를 판단할 수 있다.

1204 과정에서, 전자 장치는 판단된 보행 주기에 따른 사용자 발의 운동시 가속도 변화량을 산출할 수 있다. 예를 들어, 도 13에 도시된 바와 같이, 사용자의 보행 주기에 따라 발의 지면으로부터 떨어져서 공중으로 운동 즉 스윙시 발등이 위로 올라가는 가속도 변화량을 산출할 수 있다.

1205 과정에서, 전자 장치는 산출된 발의 가속도 변화량에 따라 사용자의 근육 피로도를 판단할 수 있다. 이는 산출된 발의 가속도 변화량을 통해 힘(F=ma)을 산출하여 정강이 근육 및 허벅지 근육이 보유한 힘을 알 수 있고, 이를 통해 근육의 피로도를 판단할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 보행에 따라 상기 산출된 발의 운동시 가속도 변화량이 감소되는 감소량을 산출하고, 상기 산출된 가속도 변화량의 감소량에 따라 근육의 피로 정보를 판단할 수 있다.

도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 보행 자세에 기초한 정보를 판단하는 방법을 도시한 순서도이고, 도 15는 도 14에서 보행 자세에 기초한 정보를 판단하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 도 14 및 도 15를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 보행 자세에 기초한 정보를 판단하는 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

1401 과정에서, 전자 장치는 복수의 센서들을 이용하여 검출된 센서값들을 수집할 수 있다.

1402 과정에서, 전자 장치는 검출된 센서값들의 변화를 확인하여 사용자의 보행 여부를 판단할 수 있다.

1403 과정에서, 전자 장치는 사용자가 보행중인 것으로 판단되면, 검출된 센서값들을 이용하여 사용자의 보행 주기를 판단할 수 있다.

1404 과정에서, 전자 장치는 판단된 보행 주기에 따른 사용자 발의 착지시 압력 변화량을 산출할 수 있다. 예를 들어, 도 15에 도시된 바와 같이, 사용자의 보행 주기에 따라 발이 지면에 닿기 시작하여 완전히 닿고 떨어지는 과정에서 발에 가해지는 압력 변화량을 산출할 수 있다.

1405 과정에서, 전자 장치는 산출된 발의 압력 변화량에 따라 사용자의 관절 피로도를 판단할 수 있다. 이는 산출된 발의 압력 변화량을 미리 설정된 동역학적 인체 모델링을 적용하여 각 관절에 가해지는 힘을 산출하고, 산출된 각 관절에 가해진 힘에 따라 관절의 피로 정도를 판단할 수 있다.

*도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 보행 자세에 따라 정보를 제공하는 방법을 도시한 순서도이고, 도 17a 내지 도 17e는 도 16에서 보행 자세에 따라 정보를 제공하는 화면을 예시한 도면이다.

도 16 내지 도 17e를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 보행 자세에 따라 정보를 제공하는 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

1601 과정에서, 전자 장치는 복수의 센서들을 이용하여 검출된 센서값들을 수집할 수 있다.

1602 과정에서, 전자 장치는 검출된 센서값들을 이용하여 사용자의 보행 자세를 판단할 수 있다.

1603 과정에서, 전자 장치는 판단된 사용자의 보행 자세를 기초하여 실시간 정보를 출력할 수 있다. 상기 정보로는 상기 사용자의 보행 자세의 상태 알림 정보, 상기 사용자의 보행 자세를 형상화한 아바타 정보 및 상기 사용자의 보행 자세에 따른 가이드 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 전자 장치는 신발에 장착될 수 있는 깔창 형태의 웨어러블 전자 장치일 수 있고, 이에 스피커나 LED를 포함할 수 있다. 이 경우, 사용자의 보행 자세에 따른 상태 알림 정보로서, 사용자의 보행 과정에서 보행 자세가 비정상적일 경우에 실시간으로 알림 소리나 빛의 형태로 출력할 수 있다.

또한, 전자 장치는 외부 전자 장치와 통신 세션을 연결하여 근거리 통신을 통해 상기 외부 전자 장치로 상기 사용자의 보행 자세 정보를 전송하거나, 상기 외부 전자 장치로 상기 검출된 센서값들을 전송하여 상기 1602 과정 및 1603 과정을 상기 외부 전자 장치에서 수행할 수 있도록 할 수 있다. 이 경우, 상기 상태 알림 정보는 사전에 사용자의 특정 보행 자세에 대해 알림 정보를 제공하도록 설정할 수 있고, 이에 따라 상태 알림 정보가 출력될 수 있다. 예를 들어, 도 17a에 도시된 바와 같이, 상태 알림 정보를 출력하는 화면(1701)이 제공될 수 있고, 도 17a의 (a)에서 상태 알림을 설정하는 옵션 리스트(1705)가 표시될 수 있고, 이 중 사용자가 선택한 옵션(1706)에 따라 상기 상태 알림 정보가 제공될 수 있다. 예를 들어, 옵션 1706은 사용자가 팔자 보행을 하고, 그 시간 10분이 넘어설 경우 알림 정보를 제공하도록 하는 옵션일 수 있고, 이러한 옵션이 충족되면, 도 17a의 (b)와 같이, 사용자의 팔자 보행에 대한 아바타 정보(1710)가 표시될 수 있고, 알림 정보를 텍스트 정보(1715)로 표시될 수 있고, 사용자가 소정 시간 보행하는 과정에서 발생된 정상 스텝을 수치로 나타내는 정상 스텝 정보(1720)과, 비정상 스텝을 수치로 나타내는 비정상 스텝 정보(1730)가 표시될 수 있다. 또한, 사용자의 보행 자세에 따른 아바타 정보로서, 사용자의 보행 자세를 형상화한 아바타를 이미지나 동영상으로 실시간 출력할 수 있다. 예를 들어, 도 17b에 도시된 바와 같이, 사용자의 서기 자세를 형상화한 아바타 정보(1711)가 표시될 수 있다. 또한, 도 17c에 도시된 바와 같이, 사용자의 앉기 자세를 형상화한 아바타 정보(1712a, 1712b, 1712c)가 표시될 수 있다. 이때, 사용자의 앉기 자세에 따라 정상 앉기 자세의 아바타 정보(1712a), 비정상 앉기 자세에서 오른 다리의 다리꼬기 자세의 아바타 정보(1712b), 비정상 앉기 자세에서 왼쪽 다리의 다리꼬기 자세의 아바타 정보(1712c)로 구분하여 표시될 수 있다. 또한, 도 17d에 도시된 바와 같이, 사용자의 걷기 자세를 형상화한 아바타 정보(1713a, 1713b, 1713c)가 표시될 수 있다. 이때, 사용자의 걷기 자세에 따라 정상 걷기 자세의 아바타 정보(1713a), 비정상 걷기 자세에서 팔자 보행 자세의 아바타 정보(1713b), 비정상 걷기 자세에서 안짱 보행 자세의 아바타 정보(1713c)로 구분하여 표시될 수 있다. 또한, 각 자세에 대한 상태를 수치화하여 나타내는 점수 정보(1750)가 표시될 수 있다. 또한, 도 17e에 도시된 바와 같이, 도 17e의 (a)에서 사용자의 달리기 자세를 형상화한 아바타 정보(1714)가 표시될 수 있다. 이때, 달리기 자세의 정보 화면에서는 달리기의 스텝 템포에 대한 상세 정보를 요청하는 버튼(1760)과 이를 간략한 수치로 나타낸 정보(1770)가 표시될 수 있다. 사용자가 상기 버튼(1760)을 터치하면, 도 17e의 (b)와 같이, 달리기의 자세에 따른 가이드 정보 화면(1702)이 제공될 수 있다. 가이드 정보 화면(1702)에는 사용자의 발의 스텝을 나타내는 정보(1761)가 표시될 수 있고, 오른발과 왼발 중 템포가 어느 한쪽으로 치우치는지를 나타내는 정보(1762)가 표시될 수 있고, 달리기에 따른 칼로리 소모, 페이스, 시간 등을 나타내는 정보(1780)가 표시될 수 있다.

또한, 전자 장치는 사용자의 보행 자세에 관한 정보로서, 사용자가 현재의 보행 자세를 실시간으로 인지할 수 있도록 하면서, 잘못된 보행 자세를 고칠 수 있도록 안내하는 가이드 정보를 출력할 수 있다. 상기 가이드 정보의 예로는, 사용자의 보행 자세에 따라 미리 정해진 음원을 출력할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 보행 상태가 달리기일 경우, 오른발과 왼발의 스텝의 템포가 일정한 정상적인 달리기를 유지하는 동안에는 일정한 비트나 일정한 메트로놈 리듬의 음원을 출력하고, 오른발과 왼발의 스텝의 템포가 일정하지 않은 비정상적인 달리기를 하게 되면 사용자가 즉각적으로 인지할 수 있도록 비트나 메트로놈 리듬이 변형된 형태의 음원을 출력할 수 있다. 또한, 상기 가이드 정보의 다른 예로는, 사용자가 별도의 음원을 재생 중인 경우, 재생 중인 음원을 사용자의 보행 자세에 따라 변형하여 출력할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 보행 상태가 달리기일 경우, 오른쪽 발과 왼쪽 발의 스텝의 템포가 일정한 정상적인 달리기를 유지하는 동안에는 원래 재생중인 음원을 그대로 출력하고, 오른쪽 발과 왼쪽 발의 스텝의 템포가 일정하지 않은 비정상적인 달리기를 하게 되면 사용자가 즉각적으로 인지할 수 있도록 재생 중인 음원에 노이즈를 첨가하거나, 음원의 속도를 빠르거나 느리게 하는 등으로 변형하여 출력할 수 있다.

도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 보행 자세에 따라 정보를 제공하는 방법을 도시한 순서도이고, 도 19a 내지 도 19d는 도 18에서 보행 자세에 따라 정보를 제공하는 화면을 예시한 도면이다.

도 18 내지 19d를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 보행 자세에 따라 정보를 제공하는 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

1801 과정에서, 전자 장치는 복수의 센서들을 이용하여 검출된 센서값들을 수집할 수 있다.

1802 과정에서, 전자 장치는 검출된 센서값들을 이용하여 사용자의 보행 자세를 판단할 수 있다.

1803 과정에서, 전자 장치는 판단된 사용자의 보행 자세를 기초하여 누적된 정보를 출력할 수 있다. 상기 누적된 정보로는 상기 사용자의 보행 자세에 관한 정보를 일정 시간 누적하여 저장하고, 사용자의 요청에 따라 누적된 정보를 종합적으로 판단할 수 있는 형태로 제공될 수 있다. 또한, 상기 누적된 정보는 상기 사용자의 보행이 일정 시간 경과되었을 때 획득될 수 있는 정보로서, 상기 사용자의 보행에 따른 근육 피로도에 관한 정보 및 상기 사용자의 보행에 따른 관절 피로도에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

전자 장치는 상기 1802 과정에서 수행된 사용자의 보행 자세 판단에 기초하여, 상기 사용자의 보행 주기를 판단할 수 있고, 상기 판단된 사용자의 보행 주기에 따른 상기 사용자 발의 운동시 가속도 변화량을 산출하고, 상기 산출된 발의 운동시 가속도 변화량에 따라 상기 사용자의 보행에 따른 근육 피로도를 판단하고, 상기 판단 결과에 따라 상기 사용자의 보행에 따른 근육 피로도에 관한 정보를 출력할 수 있다. 즉, 사용자의 보행 주기에 따라 발의 지면으로부터 떨어져서 공중으로 운동 즉 스윙시 발등이 위로 올라가는 가속도 변화량을 산출할 수 있고, 산출된 발의 가속도 변화량에 따라 사용자의 근육 피로도를 판단하는 것이다. 이는 산출된 발의 가속도 변화량을 통해 힘(F=ma)을 산출하여 정강이 근육 및 허벅지 근육이 보유한 힘을 알 수 있고, 이를 통해 근육의 피로도를 판단할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 보행에 따라 상기 산출된 발의 운동시 가속도 변화량이 감소되는 감소량을 산출하고, 상기 산출된 가속도 변화량의 감소량에 따라 근육의 피로 정도를 판단할 수 있다. 전자 장치는 판단된 근육 피로도에 관한 정보를 출력할 수 있다.

또한, 전자 장치는 상기 1802 과정에서 수행된 사용자의 보행 자세 판단에 기초하여, 상기 사용자의 보행 주기를 판단할 수 있고, 상기 판단된 사용자의 보행 주기에 따른 상기 사용자 발의 착지시 압력 변화량을 산출하고, 상기 산출된 발의 착지시 압력 변화량에 따라 상기 사용자의 보행에 따른 관절 피로도를 판단하고, 상기 판단 결과에 따라 상기 사용자의 보행에 따른 관절 피로도에 관한 정보를 출력할 수 있다. 즉, 사용자의 보행 주기에 따라 발이 지면에 닿기 시작하여 완전히 닿고 떨어지는 과정에서 발에 가해지는 압력 변화량을 산출할 수 있고, 산출된 발의 압력 변화량에 따라 사용자의 관절 피로도를 판단할 수 있다. 이는 산출된 발의 압력 변화량을 미리 설정된 동역학적 인체 모델링을 적용하여 각 관절에 가해지는 힘을 산출하고, 산출된 각 관절에 가해진 힘에 따라 관절의 피로 정도를 판단할 수 있다. 전자 장치는 판단된 관절 피로도에 관한 정보를 출력할 수 있다.

또한, 전자 장치는 외부 전자 장치와 통신 세션을 연결하여 근거리 통신을 통해 상기 외부 전자 장치로 상기 사용자의 보행 자세 정보를 전송하거나, 상기 외부 전자 장치로 상기 검출된 센서값들을 전송하여 상기 1802 과정 및 1803 과정을 상기 외부 전자 장치에서 수행할 수 있도록 할 수 있다.

예를 들어, 도 19a에 도시된 바와 같이, 상기 보행에 따른 근육 피로도 및 관절 피로도에 관한 정보를 출력하는 화면(1901)이 제공될 수 있고, 출력 화면(1901)에는 상기 사용자의 아바타 정보(1910)가 표시될 수 있고, 상기 아바타 정보(1910) 상에 사용자의 피로가 누적된 관절이나 근육 부위를 나타내는 누적 피로 정보(1915)가 표시될 수 있다. 또한, 사용자가 일정 시간 보행하는 과정에서 발생된 정상 스텝을 수치로 나타내는 정상 스텝 정보(1920)와 비정상 스텝을 수치로 나타내는 비정상 스텝 정보(1930)가 표시될 수 있다. 이때, 상기 누적 피로 정보(1915)는 상기 사용자의 근육 및 관절 피로도를 시각화하여 피로가 누적된 관절이나 근육 부위에 숫자 표시나, 색상이나, 등고선 등으로 피로의 정도에 따라 차등적으로 표시하여 사용자가 직관적으로 피로 정도를 파악할 수 있게 할 수 있다.

또한, 도 19b에 도시된 바와 같이, 상기 사용자의 보행 자세에 따른 가이드 정보를 일정 시간 누적하여 종합한 결과 정보를 출력하는 화면(1902)이 제공될 수 있고, 출력 화면(1902)에는 사용자의 발의 스텝을 나타내는 정보(1961)가 표시될 수 있고, 오른발과 왼발 중 템포가 어느 한쪽으로 치우치는지를 나타내는 정보(1962)가 표시될 수 있고, 달리기에 따른 이동 거리, 칼로리 소모, 페이스, 시간 등을 나타내는 정보(1980)가 표시될 수 있고, 이러한 정보를 일정 시간 누적한 결과로서 제공될 수 있다. 즉, 도 19b의 (a)와 같이, 사용자의 양 발의 템포가 일정한 밸런스를 유지한 경우, 발의 스텝 밸런스를 나타내는 정보(1962)는 양 발의 가운데를 지시할 수 있고, 그 하단에 텍스트 정보로서 "당신의 양 발의 템포가 정상인 편입니다."가 표시될 수 있다. 또한, 도 19b의 (b)와 같이, 사용자의 양 발의 템포가 어느 한쪽으로 치우친 경우, 발의 스텝 밸런스를 나타내는 정보(1962)는 양 발 중 어느 한쪽을 지시할 수 있고, 그 하단에 텍스트 정보로서 "당신의 오른발의 템포가 왼발보다 더 빠른 편입니다."가 표시될 수 있다.

또한, 도 19c 및 도 19d에 도시된 바와 같이, 상기 사용자의 각 보행 자세에 대해 일정 시간 누적하여 종합한 결과 정보를 출력하는 화면(1903a, 1903b)이 제공될 수 있고, 출력 화면(1903a)에는 일정 시간 누적된 결과로서 사용자의 걷기, 앉기, 서기와 같은 각 자세에서 대표되는 행동의 아바타 정보(1912, 1913)와, 각 자세에 대한 상태를 수치화하여 나타내는 점수 정보(1950)가 표시될 수 있다. 또한, 출력 화면(1903b)에는 시간, 일, 월 등과 같이 일정 시간 누적된 결과로서 사용자의 걷기, 앉기, 서기와 같은 각 자세의 정상과 비정상의 회수, 시간, 비율 등을 수치로 나타내는 정보(1960)와, 각 자세에 대한 시간대별로 정상과 비정상의 회수를 그래프로 나타내는 정보(1970)가 표시될 수 있다. 즉, 사용자의 걷기 자세의 경우, 도 19c와 같이, 사용자의 걷기 자세에서 대표되는 행동의 아바타 정보(1912)와 걷기 자세에 해당되는 정보들(1950, 1960, 1970)이 표시될 수 있고, 사용자의 앉기 자세의 경우, 도 19d와 같이, 사용자의 앉기 자세에서 대표되는 행동의 아바타 정보(1913)와 앉기 자세에 해당되는 정보들(1950, 1960, 1970)이 표시될 수 있다.

도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 보행 자세에 따라 정보를 제공하는 방법을 도시한 순서도이고, 도 21은 도 20에서 보행 자세에 따라 정보를 제공하는 화면을 예시한 도면이다.

도 20 및 21을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 보행 자세에 따라 정보를 제공하는 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

2001 과정에서, 전자 장치는 복수의 센서들을 이용하여 검출된 센서값들을 수집할 수 있다.

2002 과정에서, 전자 장치는 검출된 센서값들을 이용하여 사용자의 보행 자세를 판단할 수 있다.

2003 과정에서, 전자 장치는 판단된 사용자의 보행 자세를 기초하여 사용자의 보행에 따른 추천 운동에 관한 정보를 출력할 수 있다. 전자 장치는 상기 판단된 사용자의 보행 자세에 따라 자세의 교정이 필요한 경우, 자세 교정에 적합한 운동을 추천할 수 있다. 또한, 전자 장치는 상기 판단된 사용자의 보행 자세에 따른 피로를 회복하기에 적합한 운동을 추천할 수 있다. 또한, 전자 장치는 사용자의 보행에 따른 누적 피로도를 회복하기에 적합한 운동을 추천할 수 있다. 예를 들어, 도 21에 도시된 바와 같이, 사용자의 보행에 따른 추천 운동에 관한 정보를 출력하는 화면(2101)에는 상기 사용자의 보행 자세에 따른 추천 운동 리스트(2110)가 표시될 수 있고, 이 중 상기 사용자의 보행 자세에 따라 필요한 운동이 색상 표시(2120)와 텍스트 정보(2125)로 표시될 수 있다.

도 22는 본 발명의 다른 실시예에 따른 보행 자세에 따라 정보를 제공하는 방법을 도시한 순서도이고, 도 23a 및 도 23b는 도 22에서 보행 자세에 따라 정보를 제공하는 화면을 예시한 도면이다.

도 22 내지 23b를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 보행 자세에 따라 정보를 제공하는 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

2201 과정에서, 전자 장치는 사용자의 보행에 따른 추천 운동에 대한 운동 가이드를 출력할 수 있다.

2202 과정에서, 전자 장치는 제공된 운동 가이드에 따라 운동하는 사용자의 운동 상태를 판단할 수 있다.

2203 과정에서, 전자 장치는 판단된 사용자의 운동 상태에 따라 미리 정해진 운동 교정 정보를 출력할 수 있다. 상기 운동 가이드는 사용자의 보행 자세를 기초하여 사용자의 보행에 따른 추천 운동에 관한 정보를 통해 사용자가 운동하고자 선택한 운동에 대한 올바른 운동 방법을 코칭하는 것으로, 운동에 따른 올바른 무게 중심에 관해 미리 설정된 기준 무게 중심 가이드를 제공하고, 무게 중심 가이드에 사용자의 무게 중심이 대응되게 운동할 수 있도록 하는 운동 교정 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 도 23a에 도시된 바와 같이, 사용자의 추천 운동에 기반으로 한 운동에 대한 운동 가이드를 출력하는 화면(2301)에는 사용자로부터 선택된 운동의 동작을 구분한 각 단계의 운동 방법을 아바타와 텍스트를 통해 설명하고, 각 단계의 운동 동작에 관해 미리 설정된 기준 무게 중심 가이드(2350a. 2350b, 2350c, 2350d)를 제공할 수 있고, 이와 함께 상기 사용자의 무게 중심 포인트(2360a, 2360b, 2360c, 2360d)를 제공할 수 있다. 즉, 기준 무게 중심 가이드(2350a. 2350b, 2350c, 2350d)에 사용자의 무게 중심 포인트(2360a, 2360b, 2360c, 2360d)가 위치할 수 있도록 운동 자세의 교정 정보를 제공할 수 있다. 또한, 도 23b에 도시된 바와 같이, 사용자의 발의 위치에 영향을 받는 운동(예: 골프)에 대한 운동 가이드를 출력하는 화면(2302)에는 운동 동작의 자세를 형상화한 아바타 정보(2370)와, 운동 동작의 위치를 선택할 수 있는 버튼(2375)과, 아바타 정보의 시선 방향을 선택할 수 있는 버튼(2380)이 표시될 수 있다. 예컨대, 도 23b의 (a)와 같이, 운동 동작을 정면에서 바라본 아바타 정보(2370)가 표시되거나, 도 23b의 (b)와 같이, 운동 동작을 바닥에서 바라본 아바타 정보(2370)가 표시될 수 있다. 또한, 아바타 정보(2370)에는 운동 동작에 따른 발의 하중 분포를 시각화하여 하중이 분포되는 부위에 숫자 표시나, 색상이나, 등고선 등으로 하중의 정도에 따라 차등적으로 표시하여 사용자가 직관적으로 올바른 운동 동작의 하중을 파악할 수 있게 할 수 있다. 예를 들어, 골프의 스윙시에는 어드레스 동작에서는 양 발의 하중 분포가 50:50인 것이 바람직할 수 있고, 백 스윙 탑 동작에서는 양 발의 하중 분포가 65:35인 것이 바람직할 수 있고, 다운 스윙 동작에서는 양 발의 하중 분포가 35:65인 것이 바람직할 수 있고, 피니쉬 동작에서는 양 발의 하중 분포가 10:90인 것이 바람직할 수 있으며, 이러한 각 동작에 대한 하중 분포를 아바타 정보(2370)를 통해 나타낼 수 있고, 사용자의 골프 스윙 동작에 대해서는 실제 사용자의 동작에 따른 하중 분포와 기준 하중 분포를 사용자가 직관적으로 확인할 수 있는 형태로 표시할 수 있게 할 수 있다.

도 24는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 보행 자세에 기초한 정보를 판단하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 24를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 보행 자세에 기초한 정보로서, 인체 모델링 정보를 제공할 수도 있다. 전자 장치는 복수의 센서들을 이용하여 검출되는 센서값들을 이용하여 상기 사용자의 보행 자세를 판단할 수 있고, 상기 판단된 사용자의 보행 자세에 기초하여, 사용자의 움직임에 따른 인체 모델링 정보를 생성하고, 생성된 인체 모델링 정보를 출력할 수 있다. 이를 위해, 사용자의 발바닥 주변 이외의 다른 부위에 위치된 추가 센서를 이용하여 검출되는 추가 센서값을 수집하고, 상기 사용자의 보행 자세에 상기 추가 센서값을 적용하여 사용자의 움직임에 따른 인체 모델링 정보를 생성할 수 있다. 도 24의 (a)와 같이 13개의 센서(2450)들을 이용하여 미리 인체 모델을 구축하고, 구축된 인체 모델의 기구학적 해석을 통해 적은 수의 센서 즉, 도 24의 (b)와 같이 11개의 센서(2450)들을 이용하여 인체 모델을 구축할 수 있다. 이러한 과정을 더 거치게 되면, 도 24의 (c)와 같이 본 발명에 따른 전자 장치(2401a, 2401b)와 추가 센서(2480a, 2480b)를 이용하여 인체 모델링 정보를 생성할 수 있게 할 수 있다. 예를 들어, 팔에 3개의 센서를 부착하여 얻어진 인체 모델 데이터를 이용하면, 팔에 2개의 센서만으로도 3개의 센서를 이용하여 얻어진 인체 모델 데이터를 획득할 수 있다. 또한, 상기 인체 모델링 정보는 아바타 정보의 형태로서, 생성된 인체 모델링 정보를 기초로 사용자의 자세를 형상화한 아바타를 이미지나 동영상으로 실시간 출력할 수 있다.

도 25는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치를 이용하여 신체 정보를 제공하는 화면을 예시한 도면이다.

도 25를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 복수의 센서들을 이용하여 상기 사용자의 신체 정보를 생성하고, 생성된 신체 정보를 출력할 수 있다. 즉, 복수의 센서들을 이용하여 사용자의 보행 자세를 판단하는 기능에 부가적으로, 사용자의 신체 정보(예를 들어, 사용자의 혈압, 혈류, 심박수, 체온, 호흡수, 심폐음, 근전도, 심전도 등)을 감지할 수 있는 다양한 센서를 더 포함할 수 있다. 다양한 센서로는 HRV(heart rate variability) 센서, HRM(Heart Rate Monitor) 센서, EMG 센서(electromyography sensor), EEG 센서(electroencephalogram sensor), ECG 센서(electrocardiogram sensor), IR(infra-red) 센서, 후각 센서(E-nose sensor) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 상기 다양한 센서들은 사용자의 발 주변에 위치하는 것이 바람직하지만, 본 발명이 이에 한정되지 않으며, 사용자의 발 주변과 다른 부위(예를 들어, 사용자의 손목, 어깨, 가슴, 머리 등)에 위치되는 추가 센서 모듈로서 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 25에 도시된 바와 같이, 사용자의 신체 정보를 출력하는 화면(2501a, 2501b, 2501c)이 제공될 수 있고, 도 25의 (a)와 같이, 출력 화면(2501a)에는 사용자의 신체 정보 중에서 몸무게를 측정하는 버튼(2520)이 표시될 수 있고, 사용자가 이를 선택하면, 도 25의 (b)와 같이, 출력 화면(2501b)에는 사용자의 아바타 정보(2510)가 표시되고, 사용자의 몸무게를 측정하는 동작이 표시될 수 있고, 도 25의 (c)와 같이, 출력 화면(2501c)에는 최종적으로 사용자의 몸무게의 측정 결과 정보(2520)를 표시할 수 있다. 도 25에는 사용자의 신체 정보 중에서 몸무게의 측정 예에 한하여 도시되었지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 신체 정보로서 사용자의 혈압, 혈류, 심박수, 체온, 호흡수, 심폐음, 근전도, 심전도 등을 측정하고, 이를 표시할 수도 있다.

도 26은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치를 이용하여 인터랙션 동작을 제공하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 26을 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 복수의 센서들을 이용하여 전자 장치에 대한 인터랙션 명령을 추출하고, 추출된 인터랙션 명령에 따라 전자 장치를 제어할 수 있다. 예를 들어, 도 26에 도시된 바와 같이, 사용자의 발바닥을 통해 지면으로 가해지는 압력 변화를 감지하기 위한 압력 센서에 의해 획득되는 센서값들을 발끝 부위와 발꿈치 부위로 구분하여 각 위치에서 획득된 센서값을 볼륨 업(volume up)과 볼륨 다운(volume down)으로 구분하고, 발꿈치 부위에서 센서값이 획득되면, 이로부터 볼륨을 다운하는 인터랙션 명령을 추출하고, 추출된 인터랙션 명령에 따라 볼륨을 다운하는 동작을 제어할 수 있다. 이를 위해, 전자 장치는 복수의 센서들에서 획득된 센서값들을 이용하여 인터랙션 명령을 추출하도록 하는 설정 기능을 제공할 수 있고, 이후 설정에 따라 복수의 센서들에서 획득된 센서값들을 이용하여 인터랙션 명령을 추출하고, 추출된 인터랙션 명령에 따라 전자 장치를 제어할 수 있다.

그리고 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 개시의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 범위는 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

401: 전자 장치 402: 패드부
403: 플렉서블 기판 410: 제어부
420: 관성 센서 430a, 430b, 430c, 430d: 압력 센서

Claims

사용자의 발에 착용 가능한 웨어러블 장치와 연동하는 전자 장치의 제어 방법에 있어서,
상기 웨어러블 장치로부터 수신한 센싱 데이터를 바탕으로 상기 웨어러블 장치를 착용한 사용자 양발의 하중분포를 결정하는 단계;
상기 사용자 양발의 하중분포를 바탕으로 정지 자세에 대한 정보를 판단하는 단계; 및
상기 사용자의 정지 자세에 대응하는 가이드 정보를 제공하는 단계;를 포함하는 제어 방법.
제1항에 있어서,
상기 판단하는 단계는,
상기 사용자 양발의 하중분포를 바탕으로 상기 사용자의 신체 중 특정 부위에 대한 상태를 판단하여 상기 정지 자세에 대한 정보를 판단하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
제2항에 있어서,
상기 판단하는 단계는,
일정시간 동안 상기 웨어러블 장치로부터 누적하여 수신된 센싱값을 바탕으로 상기 특정 부위에 대한 상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
제1항에 있어서,
상기 사용자의 자세를 판단하기 위한 센싱 데이터는 상기 웨어러블 장치에 포함된 복수의 압력 센서에 의해 획득된 것을 특징으로 하는 제어 방법.
제1항에 있어서,
상기 웨어러블 장치에 포함된 가속도 센서에 의해 획득된 센싱 데이터를 바탕으로 상기 사용자의 보행 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
제1항에 있어서,
상기 사용자의 정지 자세는,
상기 사용자가 서있거나 앉아있는 자세인 것을 특징으로 하는 제어 방법.
제1항에 있어서,
상기 가이드 정보는,
상기 사용자의 정지 자세에 대응되는 자세 교정 정보 및 상기 사용자의 정지 자세에 대한 추천 운동 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
사용자의 발에 착용 가능한 웨어러블 장치와 연동하는 전자 장치의 제어 방법을 실행하기 위한 프로그램을 저장하는 비일시적인 컴퓨터 판독가능한 기록 매체에 있어서,
상기 제어 방법은,
상기 웨어러블 장치로부터 수신한 센싱 데이터를 바탕으로 상기 웨어러블 장치를 착용한 사용자 양발의 하중분포를 결정하는 단계;
상기 사용자 양발의 하중분포를 바탕으로 정지 자세에 대한 정보를 판단하는 단계; 및
상기 사용자의 정지 자세에 대응하는 가이드 정보를 제공하는 단계;를 포함하는 기록매체.
제8항에 있어서,
상기 판단하는 단계는,
상기 사용자 양발의 하중분포를 바탕으로 상기 사용자의 신체 중 특정 부위에 대한 상태를 판단하여 상기 정지 자세에 대한 정보를 판단하는 것을 특징으로 하는 기록매체.
제9항에 있어서,
상기 판단하는 단계는,
일정시간 동안 상기 웨어러블 장치로부터 누적하여 수신된 센싱값을 바탕으로 상기 특정 부위에 대한 상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 기록매체.
제8항에 있어서,
상기 사용자의 자세를 판단하기 위한 센싱 데이터는 상기 웨어러블 장치에 포함된 복수의 압력 센서에 의해 획득된 것을 특징으로 하는 기록매체.
제8항에 있어서,
상기 웨어러블 장치에 포함된 가속도 센서에 의해 획득된 센싱 데이터를 바탕으로 상기 사용자의 보행 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 기록매체.
제8항에 있어서,
상기 사용자의 정지 자세는,
상기 사용자가 서있거나 앉아있는 자세인 것을 특징으로 하는 기록매체.
제8항에 있어서,
상기 가이드 정보는,
상기 사용자의 정지 자세에 대응되는 자세 교정 정보 및 상기 사용자의 정지 자세에 대한 추천 운동 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 기록매체.
사용자의 발에 착용 가능한 웨어러블 장치와 연동하는 전자 장치에 있어서,
상기 웨어러블 장치와 통신을 수행하는 통신부;
영상을 제공하는 디스플레이;
컴퓨터 실행가능 명령어(computer executable instructions)를 저장하는메모리; 및,
상기 컴퓨터 실행가능 명령어를 실행함으로써, 상기 통신부를 통해 상기 웨어러블 장치로부터 수신한 센싱 데이터를 바탕으로 상기 웨어러블 장치를 착용한 사용자 양발의 하중분포를 결정하며, 상기 사용자 양발의 하중분포를 바탕으로 정지 자세에 대한 정보를 판단하고, 상기 사용자의 정지 자세에 대응하는 가이드 정보를 제공하도록 상기 디스플레이를 제어하는 프로세서;를 포함하는 전자 장치.
제15항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 사용자 양발의 하중분포를 바탕으로 상기 사용자의 신체 중 특정 부위에 대한 상태를 판단하여 상기 정지 자세에 대한 정보를 판단하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
제16항에 있어서,
상기 프로세서는,
일정시간 동안 상기 웨어러블 장치로부터 누적하여 수신된 센싱값을 바탕으로 상기 특정 부위에 대한 상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
제15항에 있어서,
상기 사용자의 자세를 판단하기 위한 센싱 데이터는 상기 웨어러블 장치에 포함된 복수의 압력 센서에 의해 획득된 것을 특징으로 하는 전자 장치.
제15항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 웨어러블 장치에 포함된 가속도 센서에 의해 획득된 센싱 데이터를 바탕으로 상기 사용자의 보행 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
제15항에 있어서,
상기 사용자의 정지 자세는,
상기 사용자가 서있거나 앉아있는 자세인 것을 특징으로 하는 전자 장치.
제15항에 있어서,
상기 가이드 정보는,
상기 사용자의 정지 자세에 대응되는 자세 교정 정보 및 상기 사용자의 정지 자세에 대한 추천 운동 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.