KR20170098022A - System and Method for improving measurement accuracy of the momentum in a health care system - Google Patents

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KR20170098022A
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장시웅
서상현
장종욱
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동의대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a device and a method which increase the accuracy of exercise amount measurement in a healthcare system which measures exercise amount by measuring the number of footsteps by using a piezoelectric sensor and measuring the distance of movement by using the smartphone location tracking method. The device comprises: a shoe having a sensor built in so as to measure a step of a user and transmitting a maximum value data to a smartphone through a wireless communication in a predetermined interval; and a smartphone calculating the average value of the exercise amount by using the exercise amount and the distance of movement by using the number of step obtained by using the step data received from the shoe and the movement distance measurements obtained by using the smartphone-equipped location tracking module.

Description

헬스케어 시스템에서 운동량 측정의 정확도를 높이기 위한 장치 및 방법{System and Method for improving measurement accuracy of the momentum in a health care system}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a system and method for improving the accuracy of measurement of momentum in a healthcare system,

본 발명은 헬스케어 시스템에 관한 것으로, 구체적으로 압전 센서를 이용해 걸음 수를 측정하고, 스마트폰의 위치 추적 방법을 이용해 이동 거리를 측정하여 운동량을 측정하는 헬스케어 시스템에서 운동량 측정의 정확도를 높이기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a healthcare system, and more particularly, to a healthcare system for measuring the number of steps using a piezoelectric sensor and measuring a moving distance by using a method of tracking a position of a smartphone, Apparatus and method.

정보통신기술의 발전과 더불어 헬스케어에 대한 관심이 증가하면서 의료기관을 방문하지 않고도 일상생활 속에서 사람들의 다양한 생체신호나 건강정보 등을 정확하게 체크할 수 있는 스마트 의류나 스마트 슈즈에 대한 개발이 U-헬스케어(Ubiquitous Healthcare) 시장의 성장과 함께 중요시되고 있다.With the development of information and communication technology, the development of smart clothing and smart shoes that can accurately check various vital signs and health information of people in daily life without visiting a medical institution due to increasing interest in health care, It is becoming important with the growth of the Ubiquitous Healthcare market.

최근에는 사용자의 편의를 위한 웨어러블 피트니스 디바이스(Wearable Fitness Device)와 같은 운동 보조 디바이스의 시장이 활발하게 성장하고 있고 그 중에서도 다양한 종류의 의류 및 액세서리(Accessory)에 웨어러블 디바이스를 장착하는 스마트 웨어러블 의류가 급격하게 증가하고 있다.In recent years, the market for exercise assistive devices such as a wearable fitness device for user's convenience has been actively growing. Among them, smart wearable apparels equipped with wearable devices in various kinds of clothes and accessories .

그리고 웨어러블 디바이스가 장착되지 않은 의류의 사용자는 신체 운동량을 파악하기 위해 러닝머신의 이동 거리를 보거나 전문적으로 운동량을 측정할 수 있는 기관으로 직접 방문해야 하지만, 웨어러블 디바이스를 장착한 의류의 사용자는 스마트폰을 보는 것만으로 한눈에 파악할 수 있으므로 그 수요가 최근 급증하고 있다.In order to understand the amount of physical exercise, a user of a garment having no wearable device should directly visit an institution capable of measuring the moving distance of the treadmill or measuring the amount of exercise professionally. However, The demand is rising rapidly in recent years because it can be grasped at a glance.

종래 기술에는 보행자의 보행속도, 이동거리, 열량소모량 등의 정보를 제공하는 시스템은 있으나 다음과 같은 문제가 있다.In the prior art, there is a system that provides information such as a walking speed, a travel distance, and a heat consumption amount of a pedestrian, but the following problems arise.

종래 기술의 일 예로 첫 번째로는 3축 가속도 센서를 이용하여 걸음 수를 측정하고 이 걸음 수를 이용해 운동량을 측정하는 방법이 사용되고 있다.As one example of the prior art, a method of measuring the number of steps using a three-axis acceleration sensor and measuring the amount of exercise using the number of steps is used.

그러나 이 방법은 각 축의 가속도 값을 이용하여 걸음을 인지하므로 평균 보폭을 이용한 운동량을 측정하지만 다양한 신체의 구조와 움직임을 필터링하지 못하여 걸음 수가 부정확하다.However, this method uses the acceleration value of each axis to recognize the step, so the momentum using the average stride is measured, but the number of steps is inadequate because it can not filter various body structures and movements.

종래 기술의 두 번째 운동량 측정방법은 스마트폰의 위치 추적 방법을 이용해 이동 거리를 측정해 운동량을 계산한다.The second method of measuring the momentum of the prior art calculates the momentum by measuring the moving distance by using a method of tracking the position of the smartphone.

그러나 이와 같은 위치 추적 방법의 오차 범위에 때문에 정확하지 못한 운동량이 측정된다.However, due to the error range of such a positioning method, an inaccurate momentum is measured.

따라서, 운동량 측정의 정확도를 높인 새로운 기술 개발이 요구되고 있다.Therefore, it is required to develop a new technique which increases the accuracy of the momentum measurement.

한국공개특허번호 10-2015-0048019호Korean Patent Publication No. 10-2015-0048019 한국공개특허번호 10-2010-0090740호Korean Patent Application No. 10-2010-0090740

본 발명은 이와 같은 종래 기술의 헬스 케어 시스템의 문제를 해결하기 위한 것으로, 압전 센서를 이용해 걸음 수를 측정하고, 스마트폰의 위치 추적 방법을 이용해 이동 거리를 측정하여 운동량을 산출하는 헬스케어 시스템에서 운동량 측정의 정확도를 높이기 위한 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention provides a healthcare system for measuring the number of steps using a piezoelectric sensor and measuring a moving distance by using a method of tracking a position of a smartphone to calculate a momentum And an apparatus and method for increasing the accuracy of the momentum measurement.

본 발명은 걸음 수를 이용하여 측정한 운동량과, 이동 거리를 이용하여 측정한 운동량의 평균값을 계산하여 기존의 헬스케어 시스템에서 개별적으로 행해지는 운동량 측정보다 개선된 운동량 데이터를 제공하는 헬스케어 시스템에서 운동량 측정의 정확도를 높이기 위한 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention relates to a healthcare system that provides improved momentum data than an exercise amount measurement performed separately in an existing healthcare system by calculating an average value of the exercise amount measured using the step number and the exercise amount measured using the movement distance And an apparatus and method for increasing the accuracy of the momentum measurement.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 헬스케어 시스템에서 운동량 측정의 정확도를 높이기 위한 장치는 사용자의 걸음을 측정하기 위해 감지 센서가 내부에 구성되어 무선통신을 통해 스마트폰으로 지정된 구간마다 최대값 데이터를 전송하는 신발;신발로부터 수신된 걸음 데이터를 이용해 걸음 수와 스마트폰 탑재된 위치 추적 모듈을 이용한 이동 거리 측정값을 이용하여 운동량과 이동 거리를 이용한 운동량의 평균값을 계산하는 스마트폰;을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, an apparatus for increasing the accuracy of measurement of momentum in a healthcare system according to the present invention includes a sensing sensor for measuring a user's step, A smartphone for calculating the average value of the momentum using the number of steps using the step data received from the shoe and the distance measurement value using the position tracking module mounted on the smart phone, .

여기서, 감지 센서는 압전 센서를 사용하고, 압전 센서에서 출력하는 아날로그 데이터에서 설정된 임계값이 넘는 데이터를 필터링하여 각 데이터 값에 구간들을 생성하고, 각 구간마다의 최대값을 측정하여 걸음 수를 산출하는 것을 특징으로 한다.Here, the sensor uses a piezoelectric sensor, filters out data exceeding the threshold value set in the analog data output from the piezoelectric sensor, generates intervals for each data value, measures the maximum value for each interval, and calculates the number of steps .

그리고 신발은, 신발에 구성되어 걸음 수를 측정하는 감지 센서와, 감지 센서에 의해 측정된 걸음 데이터를 스마트폰으로 전송하는 근거리 통신 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.The shoe includes a sensing sensor configured to measure the number of steps constituting the shoe, and a short range communication module transmitting the step data measured by the sensing sensor to the smart phone.

여기서, 근거리 통신 모듈은, 압전 센서의 아날로그 파형을 읽어 지정된 구간에서 최대값을 측정하고, 각 구간마다 최대값 측정 횟수를 걸음 수로 산출하여 스마트폰에 전송될 때마다 카운트를 하는 것을 특징으로 한다.Here, the short-range communication module reads the analog waveform of the piezoelectric sensor, measures the maximum value in the designated section, calculates the maximum number of times of measurement for each section as the number of steps, and counts each time it is transmitted to the smartphone.

그리고 스마트 폰은, 신발에 구성되는 근거리 통신 모듈을 통하여 전송되는 걸음 데이터를 수신하는 근거리 통신 수신부와, 수신된 걸음 데이터와 스마트폰의 위치 추적방법을 이용하여 이동 거리를 측정하는 걸음 수/거리 측정부와, 걸음 수/거리 측정부에서 측정된 데이터를 이용하여 걸음 수를 이용한 운동량과 이동 거리를 이용한 운동량의 평균값을 계산하는 운동량 계산부와, 운동량 계산부에서 측정된 운동량의 평균값을 출력하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The smartphone includes a short distance communication receiver for receiving step data transmitted through a short distance communication module formed in the shoe, a step number / distance measurement unit for measuring the travel distance using the received step data and a location tracking method of the smart phone, A motion amount calculation unit for calculating an average value of the motion amount using the motion amount and the moving distance using the number of steps using the data measured by the step number / distance measurement unit, and an output for outputting the average value of the momentum measured by the momentum calculation unit And the like.

그리고 걸음 수를 이용한 운동량은,

Figure pat00001
으로 계산하고, K1은 걸음 수로 소모된 칼로리, W는 체중, S는 걸음 수인 것을 특징으로 한다.And the momentum using the number of steps,
Figure pat00001
, K 1 is the calorie consumed as the number of steps, W is the weight, and S is the number of steps.

그리고 이동 거리를 이용한 운동량은,

Figure pat00002
으로 계산하고, K2는 이동 거리에 따른 소모된 칼로리, H는 운동계수, M은 이동 거리인 것을 특징으로 한다.And the momentum using the moving distance,
Figure pat00002
K 2 is the consumed calories according to the movement distance, H is the motion coefficient, and M is the movement distance.

다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 헬스케어 시스템에서 운동량 측정의 정확도를 높이기 위한 방법은 사용자의 신발에 구성되는 압전 센서에서 아날로그 압력 데이터를 획득하는 단계;획득한 데이터의 임계치를 지정하여 데이터를 필터링하고, 필터링된 데이터의 구간마다 최대값을 측정하는 단계;사용자의 신발에 구성되는 근거리 통신 모듈을 이용해 스마트폰으로 측정된 최대값을 전송하는 단계;스마트폰에서 걸음 데이터를 수신하고, 스마트폰에서 위치 값을 측정하고, 위치 값을 기반으로 이동 거리를 측정하는 단계;획득한 데이터를 이용해 평균 보폭과 이동 거리를 계산하고, 걸음 수를 이용한 운동량 측정과 이동 거리를 이용한 운동량을 산출하는 단계;측정된 각각의 운동량의 평균값을 계산하여 결과값을 스마트폰 화면에 표시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for increasing the accuracy of measurement of momentum in a healthcare system, comprising: acquiring analog pressure data from a piezoelectric sensor constituting a user's shoe; And transmitting the maximum value measured by the smart phone using the local communication module configured in the user's shoes, receiving the step data from the smart phone, Measuring a position value on the basis of the position value, calculating a moving distance based on the position value, calculating an average stride and a moving distance using the acquired data, measuring a momentum using the number of steps, and calculating a momentum using the moving distance; Calculate the average value of each measured momentum and display the result on the smartphone screen It characterized in that it comprises a; system.

이와 같은 본 발명에 따른 헬스케어 시스템에서 운동량 측정의 정확도를 높이기 위한 장치 및 방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.The apparatus and method for increasing the accuracy of the momentum measurement in the healthcare system according to the present invention have the following effects.

첫째, 압전 센서를 이용해 걸음 수를 측정하고, 스마트폰의 위치 추적 방법을 이용해 이동 거리를 측정하여 운동량을 산출하여 정확한 데이터의 제공이 가능하다.First, by measuring the number of steps using a piezoelectric sensor and measuring the movement distance by using a smartphone position tracking method, accurate data can be provided by calculating the momentum.

둘째, 걸음 수를 이용한 운동량 측정 방법에 의한 운동량과 이동 거리를 이용한 운동량 측정 방법에 의한 운동량의 평균을 구하여 사용자의 신체활동을 객관적으로 분석할 수 있어 효율적인 운동 환경을 제공해줄 수 있다.Second, the average of the exercise amount by the exercise amount measurement method using the exercise amount and the movement distance by the method of measuring the step number can be obtained, and the physical activity of the user can be analyzed objectively, thereby providing an efficient exercise environment.

셋째, 압전 센서에 의해 입력된 압력 정보를 보정해 걸음 수를 측정한 후 걸음 수에 따른 운동량 측정 부분에 위치 추적을 이용한 이동 거리에 의한 운동량 측정을 반영하여 결과 운동량 측정의 품질을 높일 수 있다.
Third, it is possible to improve the quality of the resultant momentum measurement by measuring the number of steps by correcting the pressure information input by the piezoelectric sensor, and then reflecting the measurement of the momentum by the movement distance using the position tracking in the portion of the momentum measurement according to the number of steps.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 신발 시스템의 전체 구성도
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 압전센서에서 아날로그로 입력되는 데이터를 필터링 하는 방법을 나타낸 그래프
도 3은 본 발명에 따른 헬스케어 시스템에서 운동량 측정의 정확도를 높이기 위한 장치의 구성도
도 4는 걸음 측정 모듈의 장착 위치를 나타낸 구성도
도 5는 본 발명에 따른 걸음 측정 모듈에서의 동작 과정을 나타낸 플로우 차트
도 6은 본 발명에 따른 스마트폰에서의 운동량 측정 과정을 나타낸 플로우 차트1 is an overall configuration diagram of a smart shoe system according to an embodiment of the present invention
FIG. 2 is a graph illustrating a method of filtering data input by analog in a piezoelectric sensor according to an embodiment of the present invention. FIG.
3 is a block diagram of an apparatus for increasing the accuracy of the measurement of the momentum in the healthcare system according to the present invention.
4 is a block diagram showing a mounting position of the step measurement module
5 is a flowchart illustrating an operation process in the step measurement module according to the present invention.
6 is a flowchart illustrating a process of measuring the momentum in a smartphone according to the present invention.

이하, 본 발명에 따른 헬스케어 시스템에서 운동량 측정의 정확도를 높이기 위한 장치 및 방법의 바람직한 실시 예에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of an apparatus and method for increasing the accuracy of the momentum measurement in the healthcare system according to the present invention will be described in detail.

본 발명에 따른 헬스케어 시스템에서 운동량 측정의 정확도를 높이기 위한 장치 및 방법의 특징 및 이점들은 이하에서의 각 실시 예에 대한 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.The features and advantages of the apparatus and method for increasing the accuracy of the momentum measurement in the healthcare system according to the present invention will be apparent from the following detailed description of each embodiment.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 신발 시스템의 전체 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 압전센서에서 아날로그로 입력되는 데이터를 필터링 하는 방법을 나타낸 그래프이다.FIG. 1 is an overall configuration diagram of a smart shoe system according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a graph illustrating a method of filtering data input in an analog manner in a piezoelectric sensor according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 헬스케어 시스템에 관한 것으로 걸음 수를 이용하여 측정한 운동량과, 이동 거리를 이용하여 측정한 운동량의 평균값을 계산하여 평균 운동량의 값을 스마트폰을 통하여 알려주는 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a healthcare system, and more particularly, to a system for calculating a mean value of a measured exercise amount using a walking step and a mean value of a measured exercise amount using a moving distance and informing the average exercise amount through a smartphone.

이를 위하여, 압전 센서를 이용해 걸음 수를 측정하고, 스마트폰의 위치 추적 방법을 이용해 이동 거리를 측정하여 각각의 칼로리 소모량을 측정하고, 각각의 칼로리 소모량 평균값을 사용자에게 제공하여 효율적인 운동을 할 수 있도록 한 것이다.To do this, we measure the number of steps using a piezoelectric sensor, measure the distance traveled by using the smartphone's location tracking method, measure each calorie consumption, and provide each user with an average calorie consumption value, It is.

본 발명은 3축 가속도 센서를 이용하여 걸음 수를 측정하고, 사용자의 신장을 이용한 평균 보폭 측정을 사용하여 이동 거리를 측정 하는 과정에 신체의 불규칙적인 움직임에 의해 걸음 수와 이동 거리를 정확하게 측정하지 못하는 문제를 해결하기 위하여, 압력 측정을 임계치를 적용해 구분하여 영역을 구분하고 구간마다 최대값을 구하여 걸음 수를 측정하고, 스마트폰의 위치 추적을 이용해 이동 거리를 측정해 각각의 운동량을 계산하며 평균 운동량 측정하는 것이다.The present invention measures the number of steps using a three-axis acceleration sensor and accurately measures the number of steps and the moving distance due to irregular movements of the body in the process of measuring the moving distance using the average stride measurement using the user's elongation In order to solve the problem that can not be solved, the pressure is divided by applying the threshold value, the region is divided, the maximum value is obtained for each section, the number of steps is measured, the movement distance is measured using the position tracking of the smartphone, The average momentum is measured.

본 발명에 따른 헬스케어 시스템에서 운동량 측정의 정확도를 높이기 위한 장치는 크게, 걸음을 측정하기 위해 감지 센서가 내부에 구성되어 무선통신을 통해 스마트폰(101)으로 지정된 구간마다 최대값 데이터를 전송하는 신발(100)과, 신발(100)로부터 수신된 걸음 데이터를 이용해 걸음 수와 스마트폰 탑재된 위치 추적 모듈을 이용한 이동 거리 측정값을 이용하여 운동량과 이동 거리를 이용한 운동량의 평균값을 계산하는 스마트폰(101)으로 구성된다.The device for increasing the accuracy of the measurement of the exercise quantity in the healthcare system according to the present invention includes a sensing sensor for measuring the step, and transmits the maximum value data for each interval designated by the smartphone 101 through wireless communication A smartphone that calculates an average value of a momentum using the amount of walking and the distance of travel using the distance measurement module using the position tracking module mounted on the smartphone by using the walking data received from the shoe 100 and the shoe 100, (101).

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 압전센서에서 아날로그로 입력되는 데이터를 필터링하는 방법을 나타낸 것이다.FIG. 2 illustrates a method of filtering data input in an analog manner in a piezoelectric sensor according to an embodiment of the present invention.

아날로그 데이터(200)에서 임계값(201)이 넘는 데이터를 우선 필터링하면 각 데이터 값에 구간(202)이 생기게 되며, 각 구간마다의 최대값(203)을 측정하여 걸음 수(204)를 산출한다.When the data exceeding the threshold value 201 is first filtered in the analog data 200, a section 202 is generated for each data value and the maximum number 203 for each section is measured to calculate the number of steps 204 .

본 발명에 따른 헬스케어 시스템에서 운동량 측정의 정확도를 높이기 위한 장치의 구체적인 구성은 다음과 같다.The detailed configuration of the device for increasing the accuracy of the measurement of the momentum in the healthcare system according to the present invention is as follows.

도 3은 본 발명에 따른 헬스케어 시스템에서 운동량 측정의 정확도를 높이기 위한 장치의 구성도이고, 도 4는 걸음 측정 모듈의 장착 위치를 나타낸 구성도이다.FIG. 3 is a block diagram of an apparatus for increasing the accuracy of the momentum measurement in the healthcare system according to the present invention, and FIG. 4 is a block diagram illustrating a mounting position of the step measurement module.

먼저, 신발(300)에 구성되어 걸음 수를 측정하는 감지 센서(301)와, 감지 센서(301)에 의해 측정된 걸음 데이터를 스마트폰(303)으로 전송하는 근거리 통신 모듈(302)을 포함한다.First, a sensing sensor 301 for measuring the number of steps constituting the shoe 300 and a short range communication module 302 for transmitting the step data measured by the sensing sensor 301 to the smartphone 303 are included .

그리고 스마트 폰(303)은 신발(300)에 구성되는 근거리 통신 모듈(302)을 통하여 전송되는 걸음 데이터를 수신하는 근거리 통신 수신부(304)와, 수신된 걸음 데이터와 스마트폰의 위치 추적방법을 이용하여 이동 거리를 측정하는 걸음 수/거리 측정부(305)와, 걸음 수/거리 측정부(305)에서 측정된 데이터를 이용하여 걸음 수를 이용한 운동량과 이동 거리를 이용한 운동량의 평균값을 계산하는 운동량 계산부(306)와, 운동량 계산부(306)에서 측정된 운동량의 평균값을 출력하는 출력부(307)를 포함한다.The smartphone 303 includes a short distance communication receiver 304 for receiving the step data transmitted through the short distance communication module 302 formed in the shoe 300 and a short distance communication receiver 304 for using the received step data and the location tracking method of the smart phone A walking / distance measuring unit 305 for measuring a walking distance, a walking / distance measuring unit 305 for measuring a walking distance / And an output unit 307 for outputting an average value of the amount of exercise measured by the exercise amount calculation unit 306. [

본 발명에서의 걸음 측정을 위한 감지 센서(301)는 압전 센서를 활용하며 압전 센서는 아날로그 데이터를 제공한다.In the present invention, the sensing sensor 301 for measuring the step uses a piezoelectric sensor, and the piezoelectric sensor provides analog data.

센서 값을 읽는 근거리 통신 모듈(302)은 압전 센서의 아날로그 파형을 읽어 지정된 구간에서 최대값을 측정한다. 각 구간마다 최대값 측정 횟수는 걸음 수와 같으며 스마트폰에 전송될 때마다 카운트를 하게 된다.The local communication module 302 for reading the sensor value reads the analog waveform of the piezoelectric sensor and measures a maximum value in a specified interval. The maximum number of measurements per interval is equal to the number of steps and is counted each time it is sent to the smartphone.

그리고 위치 추적 방법은 스마트폰의 GPS를 이용한 좌표 값을 적용한다. 이 때 시작 지점을 지정하여 이동 거리를 측정하게 되고 측정된 이동 거리를 이용하여 운동량을 측정하게 된다.And the location tracking method uses the GPS coordinates of the smartphone. In this case, the start point is specified to measure the movement distance, and the exercise amount is measured using the measured movement distance.

이와 같이 본 발명은 운동량 측정에서 걸음 수를 측정하는 과정의 오차를 줄이기 위해 압전 센서를 이용해 걸음 수를 측정하여 평균 보폭에 따른 운동량과 위치 추적 방법을 이용해 측정한 이동 거리를 이용한 운동량을 각각 측정하여 평균값을 계산함으로써 개선된 운동량 측정값을 제공할 수 있다.In order to reduce the error in the process of measuring the number of steps in the present invention, the number of steps is measured using a piezoelectric sensor, and the amount of exercise based on the average stride and the movement distance measured using the position tracking method are measured An improved momentum measurement can be provided by calculating an average value.

이와 같은 본 발명에서 걸음을 감지하는 방법은 압전 센서를 사용하였지만 이로 제한되지 않고 다른 센서를 사용하는 것이 가능함은 당연하다.In the present invention, a piezoelectric sensor is used as a method of detecting a step, but it is needless to say that it is possible to use another sensor.

본 발명에 따른 운동량 측정 방법에서는 걸음 수를 이용한 운동량을 측정하는데 걸음 수 측정을 압전 센서에서 측정되는 아날로그 데이터의 최대값을 구간마다 측정하여 품질이 개선된 운동량 측정을 제공한다.In the method of measuring the momentum according to the present invention, the measure of the number of steps is used to measure the number of steps, and the measurement of the maximum value of the analog data measured in the piezoelectric sensor is performed in each interval.

상기에서 언급한 운동량을 측정하기 위해서는 수학식 1을 이용하여 걸음 수에 따라 운동량을 측정한다.In order to measure the above-mentioned momentum, the momentum is measured according to the number of steps using Equation (1).

Figure pat00003
Figure pat00003

K1은 걸음 수로 소모된 칼로리, W는 체중, S는 걸음 수이다.K 1 is the calories consumed as a step, W is the weight, and S is the number of steps.

이동 거리에 따라 운동량을 측정하는데, 위치 측정은 스마트폰의 위치 추적 방법을 이용하고, 수학식 2를 이용하여 이동 거리에 따라 운동량을 측정한다.The momentum is measured according to the movement distance. The position measurement uses the position tracking method of the smartphone and the momentum is measured according to the movement distance using Equation (2).

Figure pat00004
Figure pat00004

K2는 이동 거리에 따른 소모된 칼로리, H는 운동계수(15분을 기준으로 걷기 0.9, 속보 1.3, 달리기 2.0), M은 이동 거리이다.K 2 is the consumed calorie according to the distance traveled, H is the movement coefficient (walking at 15 minutes, 0.9, breaking 1.3, running 2.0), and M is the moving distance.

이와 같은 본 발명은 신발(300)에 감지 센서(301)를 부착하여 걸음 수를 측정하고 무선통신 모듈(302)을 통해 스마트폰(303)으로 데이터를 전송한다.The present invention attaches the sensing sensor 301 to the shoe 300, measures the number of steps, and transmits data to the smart phone 303 through the wireless communication module 302.

근거리 통신 수신부(304)에서 수신된 걸음 데이터를 이용해 걸음수/거리 측정부(305)에서 걸음 수와 스마트폰의 위치 추적방법을 이용한 이동 거리 측정한다. The walking distance / distance measuring unit 305 measures the walking distance using the number of steps and the location tracking method of the smartphone using the walking data received from the short distance communication receiving unit 304.

걸음수/거리 측정부(305)에서 측정된 데이터를 이용해 운동량 계산부(306)에서 걸음 수를 이용한 운동량과 이동 거리를 이용한 운동량의 평균값을 계산하고 출력부(307)에서 운동량의 평균값을 출력한다.Using the data measured by the step / distance measuring unit 305, the exercise amount calculating unit 306 calculates an average value of the exercise amount using the number of steps and the movement distance, and outputs an average value of the exercise amount at the output unit 307 .

도 4은 걸음 측정 모듈의 장착 위치를 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining a mounting position of the step measurement module.

밑창(400)에 감지 모듈(401)을 발 뒷꿈치에 위치하고 사용자의 걸음을 측정한다.The detection module 401 is placed on the heel of the sole 400 and the user's step is measured.

그리고 도 5는 본 발명에 따른 걸음 측정 모듈에서의 동작 과정을 나타낸 플로우 차트이고, 도 6은 본 발명에 따른 스마트폰에서의 운동량 측정 과정을 나타낸 플로우 차트이다.FIG. 5 is a flowchart illustrating an operation process in the step measurement module according to the present invention. FIG. 6 is a flowchart illustrating a process of measuring a momentum in a smartphone according to the present invention.

본 발명에 따른 걸음 측정 모듈에서의 동작 과정은 먼저, 압전 센서에서 아날로그 압력 데이터를 획득한다.(S500)In operation of the step measurement module according to the present invention, first, the analog pressure data is obtained from the piezoelectric sensor (S500)

그리고 획득한 데이터의 임계치를 지정하여 데이터를 필터링한다.(S501)Then, the threshold value of the obtained data is designated to filter the data (S501)

이어, 필터링된 데이터의 구간마다 최대값을 측정한다.(S502)Then, the maximum value is measured for each section of the filtered data (S502)

그리고 근거리 통신 모듈을 이용해 스마트폰으로 측정된 최대값을 전송한다.(S503)And transmits the measured maximum value to the smartphone using the short distance communication module (S503)

도 6은 본 발명에 따른 스마트폰에서의 운동량 측정 흐름도이다.6 is a flow chart for measuring momentum in a smartphone according to the present invention.

먼저, 신발에 장착된 걸음 측정 모듈에서 걸음 데이터를 획득한다.(S600)First, step data is acquired from a step measurement module mounted on a shoe (S600)

스마트폰에서 위치 값을 지속적으로 측정하고(S601), 위치 값을 기반으로 이동 거리를 측정한다.(S602)The smart phone continuously measures the position value (S601), and measures the movement distance based on the position value (S602).

획득한 데이터를 이용해 평균 보폭과 이동 거리를 계산하고(S603), 걸음 수를 이용한 운동량 측정과 이동 거리를 이용한 운동량을 측정한다.(S604)The average stride and travel distance are calculated using the acquired data (S603), and the amount of exercise using the number of steps and the amount of exercise using the travel distance are measured (S604)

측정된 각각의 운동량의 평균값을 계산하여(S605) 결과값을 스마트폰의 디스플레이로 보여준다.(S606)The average value of each measured momentum is calculated (S605) and the result is displayed on the display of the smartphone (S606)

이상에서 설명한 본 발명에 따른 헬스케어 시스템에서 운동량 측정의 정확도를 높이기 위한 장치 및 방법은 압력 측정을 임계치를 적용해 구분하여 영역을 구분하고 구간마다 최대값을 구하여 걸음 수를 측정하고, 스마트폰의 위치 추적을 이용해 이동 거리를 측정해 각각의 운동량을 계산하며 평균 운동량 측정하는 것이다.The apparatus and method for increasing the accuracy of the measurement of the momentum in the healthcare system according to the present invention are characterized in that the pressure measurement is divided into regions by applying threshold values, We use position tracking to measure the distance traveled, calculate each momentum, and measure the average momentum.

이상에서의 설명에서와 같이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명이 구현되어 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, it will be understood that the present invention is implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention.

그러므로 명시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구 범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.It is therefore to be understood that the specified embodiments are to be considered in an illustrative rather than a restrictive sense and that the scope of the invention is indicated by the appended claims rather than by the foregoing description and that all such differences falling within the scope of equivalents thereof are intended to be embraced therein It should be interpreted.

301. 감지 센서 302. 근거리 통신 모듈
303. 스마트폰 304. 근거리 통신 수신부
305. 걸음수/거리 측정부 306. 운동량 계산부
307. 출력부301. Detection sensor 302. Short-range communication module
303. Smartphone 304. Short-
305. Step number / distance measuring unit 306. Moment amount calculating unit
307. Output section

Claims (8)

사용자의 걸음을 측정하기 위해 감지 센서가 내부에 구성되어 무선통신을 통해 스마트폰으로 지정된 구간마다 최대값 데이터를 전송하는 신발;
신발로부터 수신된 걸음 데이터를 이용해 걸음 수와 스마트폰 탑재된 위치 추적 모듈을 이용한 이동 거리 측정값을 이용하여 운동량과 이동 거리를 이용한 운동량의 평균값을 계산하는 스마트폰;을 포함하는 것을 특징으로 하는 헬스케어 시스템에서 운동량 측정의 정확도를 높이기 위한 장치.A shoe configured to transmit a maximum value data to a smart phone through a wireless communication in a predetermined interval in order to measure a user's step;
And a smartphone for calculating an average value of the exercise amount and the exercise distance using the walking distance using the step data received from the shoe and the distance measurement value using the positioning module mounted on the smartphone. A device for increasing the accuracy of momentum measurements in a care system. 제 1 항에 있어서, 감지 센서는 압전 센서를 사용하고,
압전 센서에서 출력하는 아날로그 데이터에서 설정된 임계값이 넘는 데이터를 필터링하여 각 데이터 값에 구간들을 생성하고,
각 구간마다의 최대값을 측정하여 걸음 수를 산출하는 것을 특징으로 하는 헬스케어 시스템에서 운동량 측정의 정확도를 높이기 위한 장치.2. The method according to claim 1, wherein the sensing sensor uses a piezoelectric sensor,
The data exceeding the threshold value set in the analog data output from the piezoelectric sensor is filtered to generate intervals in each data value,
And measures the maximum value for each interval to calculate the number of steps. The apparatus for increasing the accuracy of the measurement of momentum in a healthcare system. 제 1 항에 있어서, 신발은,
신발에 구성되어 걸음 수를 측정하는 감지 센서와,
감지 센서에 의해 측정된 걸음 데이터를 스마트폰으로 전송하는 근거리 통신 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 헬스케어 시스템에서 운동량 측정의 정확도를 높이기 위한 장치.The shoe according to claim 1,
A sensing sensor configured to measure the number of steps in the shoe,
And a local communication module for transmitting the step data measured by the sensor to the smartphone. The device for increasing the accuracy of the measurement of the momentum in the healthcare system. 제 3 항에 있어서, 근거리 통신 모듈은,
압전 센서의 아날로그 파형을 읽어 지정된 구간에서 최대값을 측정하고, 각 구간마다 최대값 측정 횟수를 걸음 수로 산출하여 스마트폰에 전송될 때마다 카운트를 하는 것을 특징으로 하는 헬스케어 시스템에서 운동량 측정의 정확도를 높이기 위한 장치.4. The local area communication system according to claim 3,
The analog waveform of the piezoelectric sensor is read, and the maximum value is measured in a predetermined section, and the maximum number of measurement times in each section is calculated as the number of steps, and the count is performed each time it is transmitted to the smartphone. In the healthcare system, / RTI > 제 1 항에 있어서, 스마트 폰은,
신발에 구성되는 근거리 통신 모듈을 통하여 전송되는 걸음 데이터를 수신하는 근거리 통신 수신부와,
수신된 걸음 데이터와 스마트폰의 위치 추적방법을 이용하여 이동 거리를 측정하는 걸음 수/거리 측정부와,
걸음 수/거리 측정부에서 측정된 데이터를 이용하여 걸음 수를 이용한 운동량과 이동 거리를 이용한 운동량의 평균값을 계산하는 운동량 계산부와,
운동량 계산부에서 측정된 운동량의 평균값을 출력하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 헬스케어 시스템에서 운동량 측정의 정확도를 높이기 위한 장치.The smartphone of claim 1,
A short distance communication receiver for receiving step data transmitted through a short distance communication module formed in the shoe,
A step number / distance measuring unit for measuring the travel distance by using the received step data and the location tracking method of the smart phone,
A momentum calculating unit for calculating an average value of the amount of exercise using the number of steps and the moving distance using the data measured by the step number / distance measuring unit,
And an output unit for outputting an average value of the measured momentum at the momentum calculating unit. 제 5 항에 있어서, 걸음 수를 이용한 운동량은,
Figure pat00005
으로 계산하고,
K1은 걸음 수로 소모된 칼로리, W는 체중, S는 걸음 수인 것을 특징으로 하는 헬스케어 시스템에서 운동량 측정의 정확도를 높이기 위한 장치.6. The method according to claim 5,
Figure pat00005
Lt; / RTI >
K 1 is the number of calories burned, pace, W is a device for increasing the accuracy of the measurement of momentum in the healthcare system, characterized in that weight, S is the step number. 제 5 항에 있어서, 이동 거리를 이용한 운동량은,
Figure pat00006
으로 계산하고,
K2는 이동 거리에 따른 소모된 칼로리, H는 운동계수, M은 이동 거리인 것을 특징으로 하는 헬스케어 시스템에서 운동량 측정의 정확도를 높이기 위한 장치.6. The method according to claim 5,
Figure pat00006
Lt; / RTI >
K 2 is a consumed calorie according to the moving distance, H is a moving coefficient, and M is a moving distance. The apparatus for increasing the accuracy of the measurement of the momentum in a healthcare system. 사용자의 신발에 구성되는 압전 센서에서 아날로그 압력 데이터를 획득하는 단계;
획득한 데이터의 임계치를 지정하여 데이터를 필터링하고, 필터링된 데이터의 구간마다 최대값을 측정하는 단계;
사용자의 신발에 구성되는 근거리 통신 모듈을 이용해 스마트폰으로 측정된 최대값을 전송하는 단계;
스마트폰에서 걸음 데이터를 수신하고, 스마트폰에서 위치 값을 측정하고, 위치 값을 기반으로 이동 거리를 측정하는 단계;
획득한 데이터를 이용해 평균 보폭과 이동 거리를 계산하고, 걸음 수를 이용한 운동량 측정과 이동 거리를 이용한 운동량을 산출하는 단계;
측정된 각각의 운동량의 평균값을 계산하여 결과값을 스마트폰 화면에 표시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 헬스케어 시스템에서 운동량 측정의 정확도를 높이기 위한 방법.
Obtaining analog pressure data from a piezoelectric sensor configured on a user's shoe;
Filtering the data by specifying a threshold value of the acquired data, and measuring a maximum value for each interval of the filtered data;
Transmitting a measured maximum value to a smartphone using a local communication module configured in a user's shoe;
Receiving step data from a smartphone, measuring a position value on a smartphone, and measuring a travel distance based on the position value;
Calculating a mean stride and a travel distance using the acquired data, calculating a momentum using the number of steps, and calculating a momentum using the travel distance;
Calculating a mean value of each measured momentum, and displaying the result on a smartphone screen. ≪ Desc / Clms Page number 20 >
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