KR20170130071A - 센서를 이용한 스마트 슈즈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하루 동안 실제 몸을 움직인 활동량을 측정 가능하게 한 스마트 슈즈로, 보다 구체적으로는 압력센서와 가속도 센서를 이용하여 사용자의 활동량을 측정하고, GPS기능을 이용하여 사용자의 이동범위를 확인하고 정보를 전송 및 처리할 수 있는 지능형 기기가 내장된 슈즈에 관한 것이다.
중앙 처리부에서 계산된 사용자의 실제 활동량 데이터 또는 신체 균형 데이터를 시각적 요소로 변환하여 사용자에게 정보를 전달하는 슈즈 겉 전면부에 설치된 디스플레이와 상기 중앙처리부에서 도출된 실제 활동량과 신체균형 데이터를 통신부를 통해 사용자의 스마트폰 또는 PC로 전송시켜 정보를 전달하는 기능과 일몰정보와 날씨정보를 바탕으로 슈즈에 부차된 조명센서를 작동시키는 기능을 일몰정보와 날씨정보를 바탕으로 슈즈에 부차된 조명센서를 작동시키는 기능을 특징으로 한다.

Description

센서를 이용한 스마트 슈즈{Smart shoes using sensors}

본 발명은 하루 동안 실제 몸을 움직인 활동량을 측정 가능하게 한 스마트 슈즈로, 보다 구체적으로는 압력센서와 가속도 센서를 이용하여 사용자의 활동량을 측정하고, GPS기능을 이용하여 사용자의 이동범위를 확인하고 정보를 전송 및 처리하는 기능이 있는 지능형 기기가 내장된 슈즈에 관한 것이다.

건강증진을 위한 운동을 결심할 때나 다이어트를 마음 먹은 후 운동을 할 때, 생각만큼 효과를 볼 수 없는 경우가 종종 발생한다. 이러한 현상의 원인 중 하나는 실제 본인의 하루 활동량을 모른다는 점이다. 운동을 할 때 본인의 평상시 활동과 비교하여 강도높은 활동을 하지 않는다면, 그 효과는 기대에 미치지 못하게 된다. 개인이 자신의 평상시 활동량을 객관적으로 확인 해 볼 수 있는 기회가 닿지 않음으로 인해, 개인의 기대와 달리 운동의 효과가 낮을 수도 있다.

이러한 문제를 해결하고자 선행 발명 중에는 신발에 내장된 운동량 확인 및 위치추적 장치(한국 특허 공개공보 등록번호 10-2011-0049254)과 같이 사용자가 슈즈에 내장된 센서를 이용하여 운동량 확인할 수 있는 장치가 존재한다.

하지만 이러한 발명품은 슈즈에 내장된 압력센서를 바탕으로 걸음 수만 계산하여 단지 이동양만 계산하는 기능 이상을 기대하기 힘들다. 몸을 움직여 활동을 할 때 달리거나, 빠르게 걷거나, 제자리 뜀뛰기를 하는 것과 같이 다양한 움직임에 있음에도 불구하고, 걸음 수만 고려한 이러한 장치를 사용하게 되면 정확한 하루의 활동량의 정보를 얻기 어렵다.

신체의 좌우 균형에 따라 운동강도를 다르게 계획하여야 신체의 균형을 유지할 수 있는데, 이러한 장치는 이 정보를 확인할 수 없다.

게다가 사용자의 활동량을 메모리부에 저장하여 확인 할 수 없기 때문에 완벽한 해결책이라고 보기 어렵다.

또한 날씨가 흐리거나 일몰 이후와 같이 주변환경이 어두운 경우에는 개인이 활동에 불편함을 겪을 수 있음에도 불구하고 이에 대한 개선책이 제시되어 있지 않다.

한국공개공보 10-2010-00132313 운동정보 감지 신발과 단말장치(shoe with excercise-quantity measuring seonsor) 2012.12.17 공개 2012.02.02 등록 한국공개공보 10-2011-0049254 신발에 내장된 운동량 확인 및 위치 추적 장치(Exercise checking and position tracing apparatus embeded in in the shoes) 2011.05.12 공개 2012.06.08 등록 한국공개공보 10-2012-0130306 스마트 슈즈를 이용한 헬스케어 시스템(Improving Healthcare System using Smart Shoes) 2012.11.30 공개 2013.02.04 등록

본 발명의 목적은 상기 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 사용자에게 실제 하루 활동량을 알려주어, 본인의 평상시 활동과 비교하여 운동 계획에 참고해 효율성을 높여 주는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은 사용자에게 신체의 오른쪽과 왼쪽의 균형을 알려주어, 운동을 계획할 때 신체의 좌우 균형을 고려할 수 있도록 하는데에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 사용자가 본인의 활동량을 확인하기 위해 측정된 활동량 정보를 메모리부에 저장하여 사용자가 활동량 정보를 관리 할 수 있도록 하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 사용자가 날씨가 흐리거나 일몰 이후와 같이 주변환경이 어두운 경우 사용자의 위치를 외부에 알리고 주변을 밝힐 수 있도록 하는 것에 있다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 것으로 사용자의 실제 활동량을 계산하는 센서를 이용한 스마트 슈즈를 제공하는 것이다.

본 발명의 센서를 이용한 스마트 슈즈에 있어서, 이동 속도 측정용 가속도센서, 움직임을 확인하기 위해 발 앞 부분과 뒷부분의 압력을 측정하는 압력센서, 이동량을 측정 할 수 있는 GPS, 날씨와 시간에 따라 빛을 내는 조명센서 중 적어도 하나 또는 이들의 조합을 포함하여 센서부;

상기 센서부로부터 도출된 측정 정보를 저장하는 메모리부;

상기 검출된 압력 값, 이동속도, 이동량 정보를 비교, 계산하여 현재의 실제 활동량을 도출하는 중앙처리부;

상기 중앙처리부의 계산에 따라 도출된 결과를 사용자의 스마트 폰 또는 PC로 전송시키는 통신부;

상기 중앙처리부의 계산에 따라 도출된 결과를 이미지 또는 문자로 출력할 수 있는 디스플레이;

상기 센서부, 메모리부, 중앙처리부, 통신부에 전력을 공급 또는 중단을 제어하는 전원부;

상기 센서부, 메모리부, 중앙처리부, 통신부, 전원부 중 적어도 하나 또는 이들의 조합을 포함하는 장치들의 집합을 보호하고 관리하는 메인 디바이스가 양 발의 슈즈 밑창 내부에 설치되고;

상기 메인 디바이스에 포함되는 장치들의 작업으로 사용자의 건강 관리하는 데 보조해주는 기능을 포함한다.

본 발명의 센서를 이용한 스마트 슈즈에 있어서, 상기 센서부의 압력센서로부터 획득되는 발 앞부분과 뒷꿈치 압력데이터, 가속도센서로부터 획득되는 이동 속도 데이터, GPS로부터 얻는 사용자 위치 데이터를;

상기 중앙처리부에서 실제 활동량으로 계산하여 상기 메모리부에 저장하도록 하는 기능을 포함한다.

본 발명의 센서를 이용한 스마트 슈즈에 있어서, 상기 중앙처리부는 상기 메모리부에 저장된 활동량 데이터를 종합하여, 평균 활동량을 계산하는 기능과;

상기 종합된 데이터를 통해 평균적으로 소모한 칼로리를 계산하는 기능을 포함한다.

본 발명의 센서를 이용한 스마트 슈즈에 있어서, 상기 센서부의 압력센서로부터 획득되는 양 발의 발 앞 부분과 뒷꿈치 압력데이터를 상기 메모리부에 저장하고;

사용자의 스마트폰 또는 PC로 전송하여 사용자 몸의 오른쪽과 왼쪽 부분의 신체 균형을 확인해주는 기능을 포함한다.

본 발명의 센서를 이용한 스마트 슈즈에 있어서, 상기 중앙처리부에서 도출된 값을 시각적 요소로 변환하여 사용자에게 정보를 전달하는, 슈즈 겉 전면부에 설치된 디스플레이와;

상기 통신부를 통해 사용자의 스마트폰 또는 PC로 전송시켜 정보를 전달하는 기능을 포함한다.

본 발명의 센서를 이용한 스마트 슈즈에 있어서, 상기 통신부는 인터넷과 연결되어, 현재 슈즈가 위치하고 있는 지역의 날씨 정보와 일몰 시간을 검색한 후 검색된 데이터를 상기 중앙처리부로 전달하여 상기 조명센서가 켜질 시간을 계산하도록 하는 기능을 포함한다.

본 발명의 센서를 이용한 스마트 슈즈에 있어서, 상기 통신부로부터 검색된 날씨정보 데이터와 일몰 시간 데이터를 바탕으로; 상기 중앙처리부에 의해 계산된 조명센서가 켜질 시간 데이터를 사용자의 스마트폰 또는 PC로 전송시키는 기능을 포함한다.

본 발명의 센서를 이용한 스마트 슈즈에 있어서, 상기 조명센서에는 LED모듈을 포함하며, LED모듈은 사용자가 지정한 색상에 따라 변하는 기능을 포함한다.

본 발명은 사용자에게 실제 하루 활동량을 알려주어, 본인의 평상시 활동과 비교하여 운동 계획에 참고해 효율성을 높이도록 보조해 줄 수 있다.

본 발명의 다른 효과로 사용자에게 신체의 오른쪽과 왼쪽의 균형을 알려주어, 운동을 계획할 때 신체의 좌우 균형을 고려할 수 있도록 한다.

본 발명의 또다른 효과로 사용자가 본인의 활동량을 확인하기 위해 측정된 활동량 정보를 메모리부에 저장하여 사용자가 활동량 정보를 관리 할 수 있게 도와줄 수 있다.

도면 1은 발명품의 밑창 내부도
도면 2는 발명품의 밑창 외부도
도면 3은 발명품의 외부도
도면 4는 일 실시예의 구성을 보인 블록도

도 1은 발명품인 센서를 이용한 스마트 슈즈의 밑창 내부도이고,

도2는 발명품인 센서를 이용한 스마트 슈즈의 밑창 외부도이며,

도3은 발명품인 센서를 이용한 스마트 슈즈의 외부도이고,

도4는 일 실시예의 구성을 보인 블록도이다.

본 발명품의 구성은 도 1 또는 도 2 또는 도 3 또는 도 4에서 도시된 바와 같이

이동 속도를 측정하기 위한 가속도센서(21), 움직임을 확인하기 위하여 발 앞 부분과 뒷부분의 압력을 측정하는 압력센서(22), 이동량을 측정 할 수 있는 GPS(23), 날씨와 시간에 따라 빛을 내는 조명센서(24) 중 적어도 하나 또는 이들의 조합을 포함하여 센서부(20);

상기 센서부로부터 도출된 이동 속도, 압력, 위치와 같은 측정 정보를 저장하는 메모리부(12);

상기 검출된 압력 값, 이동속도, 이동량 정보를 비교, 계산하여 현재의 실제 활동량을 도출하는 중앙처리부(11);

상기 중앙처리부의 계산에 따라 도출된 결과를 사용자의 스마트 폰 또는 PC로 전송시키는 통신부(13);

상기 중앙처리부의 계산에 따라 도출된 결과를 이미지 또는 문자로 출력할 수 있는 디스플레이(30);

상기 센서부, 메모리부, 중앙처리부, 통신부에 전력을 공급 또는 중단을 제어하는 전원부(14);

상기 센서부, 메모리부, 중앙처리부, 통신부, 전원부 중 적어도 하나 또는 이들의 조합을 보호하고 관리하는 메인 디바이스(10)가 양 발의 슈즈 밑창(0) 내부에 설치된 형태로 구성되어 있다.

발명품은 상기 센서부는 압력센서(22)로부터 발 앞 부분과 뒷 꿈치 압력데이터, 가속도센서(21)로부터 이동 속도 데이터, GPS(23)로부터 사용자 위치 데이터를 획득하고, 상기 통신부를 통해 현재 슈즈가 위치한 지역의 날씨 정보와 일몰 시간을 인터넷에서 검색한 후 상기 중앙처리부에 전달한다.

상기 중앙처리부에 전달된 날씨 정보와 일몰 시간 정보를 바탕으로 조명센서(24)가 켜질 시간을 계산한다. 압력 센서와 가속도 센서에 10초 이상 값에 변화가 생겨 사용자가 움직임을 보이는 상태일 때, 일몰 시간 10분 후와 날씨 정보를 바탕으로 흐리거나 비, 눈이 오는 시간에 조명센서가 켜질 수 있도록 값을 계산한다.

상기 중앙처리부는 상기 센서부를 통해 획득된 데이터들을 바탕으로, 실제 활동량을 계산한다.

더욱 자세하게는 상기 내부 가속도센서(21)로부터 사용자가 움직임을 보이고 있는지, 움직이고 있다면 발의 앞 부분과 뒷꿈치 부분의 압력센서(22)로부터 압력이 가해지는 정도에 따라 걷기 중인지 달리기 중인지, GPS(23)로부터 위치변화량을 파악하여 제자리 걷기/달리기 중인지 아닌지 확인하여 실제 활동량을 계산한다. 계산한 데이터는 상기 메모리 부에 저장한다. 매일 자정에 상기 중앙처리부에 하루동안 저장된 활동량 데이터를 종합하여, 평균 활동량을 계산과, 하루동안 소모한 칼로리를 계산한다.

상기 센서부를 통해 발 앞 부분과 뒷꿈치 부분에서 획득된 압력센서(22)의 값을 바탕으로, 상기 중앙처리부에서 신체 균형을 계산한다. 상기 중앙처리부는 상기 센서부를 통해 획득된 데이터를 바탕으로 신체 균형을 계산한다.

보다 자세하게는 왼발과 오른발 모두, 발 앞 부분과 뒷꿈치 부분의 압력센서 값을 합산한다. 이후 왼발과 오른발의 압력 값을 비교한다. 여기서 도출된 값은 실시간으로 슈즈 겉 전면부에 위치한 디스플레이(30)로 시각화되어 출력될 수 있도록 한다.

상기 중앙처리부에서 실시간으로 계산된 정보는 디스플레이(30) 뿐만 아니라 상기 통신부를 통해 사용자에 의해 설정된 스마트폰 또는 PC로 전송된다. 이를 통해 사용자가 언제든지 계산된 정보를 확인 가능하다. 또한, 상기 사용자의 스마트폰 또는 PC에서 사용자가 LED모듈의 색상을 지정할 수 있다.

슈즈 밑창(0)
메인 디바이스(10)
중앙처리부(11)
메모리부(12)
통신부(13)
전원부(14)
센서부(20)
가속도센서(21)
GPS(23)
압력센서(22)
조명센서(24)
디스플레이(30)
스마트폰/PC(50)

Claims (8)

1. 활동량을 측정할 수 있는 스마트 슈즈에 있어서, 이동 속도 측정용 가속도센서(21), 움직임을 확인하기 위해 발 앞 부분과 뒷부분의 압력을 측정하는 압력센서(22), 이동량을 측정 할 수 있는 GPS(23), 날씨와 시간에 따라 빛을 내는 조명센서(24) 중 적어도 하나 또는 이들의 조합을 포함하여 센서부(20);
   상기 센서부로부터 도출된 측정 정보를 저장하는 메모리부(12);
   상기 검출된 압력 값, 이동속도, 이동량 정보를 비교, 계산하여 현재의 실제 활동량을 도출하는 중앙처리부(11);
   상기 중앙처리부의 계산에 따라 도출된 결과를 사용자의 스마트 폰 또는 PC로 전송시키는 통신부(13);
   상기 중앙처리부의 계산에 따라 도출된 결과를 이미지 또는 문자로 출력할 수 있는 디스플레이(30);
   상기 센서부, 메모리부, 중앙처리부, 통신부에 전력을 공급 또는 중단을 제어하는 전원부(14);
   상기 센서부, 메모리부, 중앙처리부, 통신부, 전원부 중 적어도 하나 또는 이들의 조합을 보호하고 관리하는 메인 디바이스(10)가 양 발의 슈즈 밑창(0) 내부에 설치되고;
   상기 메인 디바이스에 포함되는 장치들의 작업으로 사용자의 건강 관리하는 데 보조해주는 기능을 특징으로 하는 신체 균형을 확인할 수 있고 실제 활동량을 측정해주는 센서를 이용한 스마트 슈즈.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 센서부의 압력센서(22)로부터 획득되는 발 앞부분과 뒷꿈치 압력데이터, 가속도센서(21)로부터 획득되는 이동 속도 데이터, GPS(23)로부터 얻는 사용자 위치 데이터를; 상기 중앙처리부에서 실제 활동량으로 계산하여 상기 메모리부에 저장하도록 하는 기능을 특징으로 하는 신체 균형을 확인할 수 있고 실제 활동량을 측정해주는 센서를 이용한 스마트 슈즈.
   
3. 제2항에 있어서, 상기 중앙처리부는 상기 메모리부에 저장된 활동량 데이터를 종합하여, 평균 활동량을 계산하는 기능과;
   상기 종합된 데이터를 통해 평균적으로 소모한 칼로리를 계산하는 기능을 특징으로 하는 신체 균형을 확인할 수 있고 실제 활동량을 측정해주는 센서를 이용한 스마트 슈즈.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 센서부의 압력센서(22)로부터 획득되는 양 발의 발 앞 부분과 뒷꿈치 압력데이터를 상기 메모리부에 저장하고;
   사용자의 스마트폰 또는 PC로 전송하여 사용자 몸의 오른쪽과 왼쪽 부분의 신체 균형을 확인해주는 기능을 특징으로 하는 신체 균형을 확인할 수 있고 실제 활동량을 측정해주는 센서를 이용한 스마트 슈즈.
   
5. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 중앙처리부에서 도출된 값을 시각적 요소로 변환하여 사용자에게 정보를 전달하는, 슈즈 겉 전면부에 설치된 디스플레이(30)와;
   상기 통신부를 통해 사용자의 스마트폰 또는 PC로 전송시켜 정보를 전달하는 기능을 특징으로 하는 신체 균형을 확인할 수 있고 실제 활동량을 측정해주는 센서를 이용한 스마트 슈즈.
   
6. 제 1항에 있어서, 상기 통신부는 인터넷과 연결되어, 현재 슈즈가 위치하고 있는 지역의 날씨 정보와 일몰 시간을 검색한 후 검색된 데이터를 상기 중앙처리부로 전달하여 상기 조명센서(24)가 켜질 시간을 계산하도록 하는 기능을 특징으로 하는 신체 균형을 확인할 수 있고 실제 활동량을 측정해주는 센서를 이용한 스마트 슈즈.
   
7. 제1항 또는 제6항에 있어서, 상기 통신부로부터 검색된 날씨정보 데이터와 일몰 시간 데이터를 바탕으로;
   상기 중앙처리부에 의해 계산된 조명센서(24)가 켜질 시간 데이터를 사용자의 스마트폰 또는 PC로 전송시키는 기능을 특징으로 하는 신체 균형을 확인할 수 있고 실제 활동량을 측정해주는 센서를 이용한 스마트 슈즈.
   
8. 제 1항에 있어서, 상기 조명센서(24)에는 LED모듈을 포함하며, LED모듈은 사용자가 지정한 색상에 따라 변하는 것을 특징으로 하는 신체 균형을 확인할 수 있고 실제 활동량을 측정해주는 센서를 이용한 스마트 슈즈.
   

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