KR20180000790A - 디스플레이 기반 실시간 상호작용 헬스케어 장치 및 그 방법 - Google Patents

디스플레이 기반 실시간 상호작용 헬스케어 장치 및 그 방법 Download PDF

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KR20180000790A
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Abstract

본 발명은 유비쿼터스 센서 네트워크(USN: Ubiquitous Sensor Network)를 이용하여 헬스기구의 구동에 따른 운동정보, 운동 시 주변의 온도와 습도 및 조도를 포함하는 환경정보를 디스플레이에 실시간으로 출력해 주며, 사용자의 운동 상태에 따라 디스플레이 화면을 생성하여 출력하고, 사용자의 운동통계 정보를 생성하여 모바일 서비스를 제공할 수 있도록 하는 디스플레이 기반 실시간 상호작용 헬스케어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
상기 헬스케어 장치는 헬스기구에 장착되어 운동방향, 운동속도, 운동거리, RPM 또는 운동시간 중 하나 이상의 정보를 포함하는 운동정보와 온도, 습도 또는 조도 중 하나 이상을 포함하는 환경정보를 생성하여 출력하는 USN미들웨어(Ubiquitous Sensor Network Middleware); 상기 USN미들웨어로부터 수신된 운동정보와 환경정보를 오버랩영상으로 생성하며, 상기 운동방향과 운동속도 정보에 대응하는 화면을 생성하는 영상제어정보를 생성하여 출력하는 헬스케어서버; 상기 헬스케어서버에서 출력되는 영상제어정보에 따라 화면의 이동 속도와 시야각을 제어하고 상기 오버랩영상이 오버랩되도록 랜더링을 수행하여 영상을 출력하는 셋탑박스; 및 상기 셋탑박스의 출력 영상을 표시하는 디스플레이;를 포함하여 구성에 관한 것이다.

Description

디스플레이 기반 실시간 상호작용 헬스케어 장치 및 그 방법{REAL TIME INTERACTIVE HEALTH CARE APPARATUS BASED ON DISPLAY AND THE METHOD THEREOF}
본 발명은 고정 자전거, 트레드밀 등의 헬스기구와 연동하는 헬스케어 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 유비쿼터스 센서 네트워크(USN: Ubiquitous Sensor Network)를 이용하여 헬스기구의 구동에 따른 운동정보, 운동 시 주변의 온도와 습도 및 조도를 포함하는 환경정보를 디스플레이에 실시간으로 출력해 주며, 사용자의 운동 상태에 따라 디스플레이 화면을 생성하여 출력하고, 사용자의 운동통계정보를 생성하여 모바일 서비스를 제공할 수 있도록 하는 디스플레이 기반 실시간 상호작용 헬스케어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
현대 사회가 산업화 및 도시화되고 교통수단이 발달함에 따라 현대인은 걷거나 움직이는 시간이 점차 감소할 뿐만 아니라, 운동할 수 있는 시간적, 공간적 여유가 없기 때문에 운동량은 점차 감소하고 이에 따라 건강은 약해지고 있다.
이러한 운동의 부족은 근육의 노화와 경직 현상을 발생시키고, 쉽게 피로감을 느끼게 할 뿐만 아니라 성인병을 발생시키는 주요 원인이 되고 있다.
따라서 보다 쉽게 접하여 운동을 할 수 있는 다양한 종류의 헬스기구가 개발되어 보급되고 있는 추세에 있으며, 이러한 헬스기구들 중에 자전거를 모방하여 만들어진 실내용 자전거 등의 헬스 기구가 있다.
그러나 이러한 실내용 자전거 등의 헬스 기구는 한정된 공간에서 운동을 하기 때문에 운동시간이 지루하고 답답하게 느껴지는 단점이 있었다. 이러한 단점을 개선하여 헬스기구의 전면에 영상장치나 음향장치를 설치하여 영화를 감상하거나 음악을 들을 수 있게 한 것이 있으나, 운동 과정이 단순히 페달을 작동시키는 동작을 반복하여 이루어지므로 이 또한 쉽게 지루함을 느끼게 되는 단점이 있었다.
그리고 근래에 들어서는 가상현실을 이용한 각종 헬스기구 및 게임장치가 개발되고 있는데, 이러한 가상현실이란 컴퓨터를 이용하여 만들어진 가상공간(Virtual Environment)안에 인간의 오감(시각, 청각, 촉각, 미각, 후각)을 통한 상호 작용을 실현하여 현실 세계에서의 활동 또는 공간적, 물리적 제약에 의해 직접 경험하지 못하는 상황을 간접 체험할 수 있는 정보활동의 새로운 패러다임에 관한 것이다.
이러한 종래기술의 예로는 대한민국 등록특허 제10-1155517호(2010. 12. 29. 공개)는 가상현실 구현을 위한 화면을 출력하며, 가상현실의 화면의 경사도에 따라 휠의 하중을 가변시키는 스탠딩 장치를 구비한 자전거용 스탠딩 장치 및 가상현실 구현 시스템을 개시한다.
또한, 대한민국 등록특허 제10-1265121호(2012. 12. 29. 공개)는 3D 이미지 오브젝트의 제어 메시지를 저장하여 음성을 통해 3D 오브젝트를 움직임을 제어하도록 하는 3차원 가상현실 컨트롤 미들웨어를 개시한다.
또한, 대한민국 등록특허 제10-1545518호(2015. 08. 05. 공개)는 핸들과 구동부의 구동에 따라 가상현실을 표시하는 가상현실 연동 실내 자전거를 개시한다.
그러나 상술한 종래기술의 가상현실이 적용된 헬스 기구들의 경우에도 사용자 정보를 분석하여 서비스하는 기술을 제공하지는 못하고 있다.
또한, 상술한 종래기술의 가상현실이 적용된 헬스 기구들의 경우, 가상현실 화면을 사용자가 원하는 화면으로 표시하는 기능을 제공하지 못하는 문제점을 가진다.
대한민국 등록특허 제10-1155517호(2010. 12. 29. 공개) 대한민국 등록특허 제10-1265121호(2012. 12. 29. 공개) 대한민국 등록특허 제10-1545518호(2015. 08. 05. 공개)
따라서 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 사용자가 파노라마 카메라에 의해 촬영한 영상을 운동 상황에 맞게 변환하여 가상현실 영상으로 출력하여 표시해 줌으로써, 사용자의 운동 흥미를 유발시킬 수 있도록 하며, 운동효율을 향상시킬 수 있도록 하는 디스플레이 기반 실시간 상호작용 헬스케어 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 USN에 의해 운동정보와 환경정보를 감지하여 사용자의 운동정보와 일정 기간 동안의 운동통계 정보를 모바일 단말기로 제공해 주는 디스플레이 기반 실시간 상호작용 헬스케어 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 디스플레이 기반 실시간 상호작용 헬스케어 장치는,
헬스기구에 장착되어 운동방향, 운동속도, 운동거리, RPM 또는 운동시간 중 하나 이상의 정보를 포함하는 운동정보와 온도, 습도 또는 조도 중 하나 이상을 포함하는 환경정보를 생성하여 출력하는 USN미들웨어(Ubiquitous Sensor Network Middleware);
상기 USN미들웨어로부터 수신된 운동정보와 환경정보를 오버랩영상으로 생성하며, 상기 운동방향과 운동속도 정보에 대응하는 화면을 생성하는 영상제어정보를 생성하여 출력하는 헬스케어서버;
상기 헬스케어서버에서 출력되는 영상제어정보에 따라 화면의 이동 속도와 시야각을 제어하고 상기 오버랩영상이 오버랩되도록 랜더링을 수행하여 영상을 출력하는 셋탑박스; 및
상기 셋탑박스의 출력 영상을 표시하는 디스플레이;를 포함하여 구성된다.
상기 USN미들웨어는,
헬스기구에 장착되는 속도센서, 온도센서, 습도센서, 조도센서, 방향센서 또는 기울기센서 중 하나 이상을 포함하는 센서부;
상기 센서부의 검출 신호를 이용하여 헬스기구의 이동속도, RPM, 소모 칼로리, 운동시간 또는 이동방향 중 하나 이상을 계산하여 운동정보로 출력하고, 온도, 습도 또는 조도 중 하나 이상을 수집하여 환경정보로 출력하는 USN미들웨어모듈; 및
외부와 통신을 수행하는 USN 통신부;를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 USN미들웨어모듈은,
상기 속도센서의 검출 값을 이용하여 헬스기구의 이동속도들 계산하는 속도계산부;
상기 속도센서의 검출 값을 이용하여 헬스기구의 회전구동계의 RPM을 계산하는 RPM 계산부;
상기 이동속도, RPM 또는 구동계에 가해지는 하중 부하를 이용하여 소모 칼로리를 계산하는 소모 칼로리 계산부;
운동 시간을 누적 계산하여 누적된 운동 시간을 계산하는 운동시간계산부;
상기 방향센서의 검출 값을 이용하여 상기 디스플레이에 출력되는 화면 상에서의 방향을 계산하는 방향계산부; 또는
온도, 습도 또는 조도 중 하나 이상을 포함하는 환경정보를 수집하는 환경정보수집부; 중 하나 이상을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 헬스케어서버는,
상기 USN미들웨어에서 전송되는 운동정보와 환경정보를 상기 디스플레이에 오버랩시키는 오버랩화면과 상기 방향정보와 속도정보 또는 기울기 정보에 맞도록 파노라마 영상의 시야를 변경하는 화면이동정보를 포함하는 영상제어정보를 생성하는 영상제어정보생성부;
사용자의 운동정보와 환경정보를 저장하여 사용자의 운동에 대한 통계정보를 생성하여 출력하고 저장하는 통계정보생성부;
상기 통계정보생성부에서 생성된 통계정보를 모바일 단말기로 제공하여 표시하도록 하는 모바일 APP 서비스를 제공하는 모바일 APP서비스부;
외부와 통신을 수행하는 서버통신부; 및
운동별 운동속도, 운동거리, 운동방향 또는 운동시간 중 하나 이상을 포함하는 운동정보를 저장하는 운동정보관리DB, 운동별 온도, 습도 또는 조도 중 하나 이상을 저장하는 환경정보관리DB, 개별적인 사용자 정보를 저장하는 사용자정보DB 또는 사용자별로 등록한 파노라마 영상을 저장하는 파노라마영상DB 중 하나 이상을 포함하는 데이터베이스부;를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 모바일APP서비스부는
상기 사용자가 운동목표를 설정하고, 운동경과를 검색하는 경우 통계정보를 제공하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 디스플레이 기반 실시간 상호작용 헬스케어 장치는,
사용자가 원하는 지역을 파노라마 촬영한 파노라마영상을 등록할 수 있도록 하는 파노라마카메라;를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 헬스케어서버는,
상기 파노라마카메라에서 입력되는 영상을 파노라마영상으로 파노라마영상DB에 저장하는 파노라마영상등록부;를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 디스플레이 기반 실시간 상호작용 헬스케어 방법은,
헬스기구에 장착되는 속도센서, 온도센서, 습도센서, 조도센서, 방향센서 또는 기울기센서 중 하나 이상을 포함하는 센서부로부터 USN미들웨어모듈이 속도, 온도, 습도, 조도, 방향 또는 기울기 중 하나 이상의 값을 수신하는 센서정보수신과정;
상기 USN미들웨어모듈이 수신된 속도 또는 방향 정보를 이용하여 이동속도, RPM, 소모 칼로리, 운동시간 또는 이동방향 중 하나 이상을 계산하여 운동정보를 생성하고, 온도, 습도 또는 조도 중 하나 이상을 수집하여 환경정보를 생성하는 운동정보계산 및 환경정보수집과정;
상기 헬스케어서버가 상기 USN미들웨어모듈에서 전송된 운동정보와 환경정보를 수신하여 데이터에비스부에 저장하는 정보저장과정;
헬스케어서버가 상기 USN미들웨어모듈로부터 수신된 운동정보와 환경정보를 오버랩영상으로 생성하며, 상기 운동방향과 운동속도 정보에 대응하는 화면을 생성하는 화면이동정보를 포함하는 영상제어정보를 생성하여 출력하는 영상제어정보생성과정;
셋탑박스가 상기 오버랩영상과 영상제어정보를 입력 받아 영상제어정보에 따라 파노라마영상을 가변하고 오버랩영상을 오버랩시켜 실시간으로 랜더링을 수행한 후 파노라마영상과 함께 디스플레이에 출력하여 표시하는 영상출력과정;
상기 헬스케어서버가 상기 운동정보를 기간별 사용자의 운동시간, 운동거리, 운동속도, 소모 칼로리의 총량과 평균치를 포함하는 운동통계정보를 생성하는 통계정보생성과정;
모바일 단말기의 요청에 따라 상기 헬스케어서버가 상기 운동통계정보 또는 사용자의 운동목표와 운동수행결과 정보를 제공하는 모바일 APP 서비스과정;을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 운동정보계산 및 환경정보수집과정은,
상기 속도센서의 검출 값을 이용한 헬스기구의 이동속도 계산,
상기 속도센서의 검출 값을 이용한 헬스기구의 회전구동계의 RPM 계산,
상기 이동속도와 RPM 또는 구동계에 가해지는 하중 부하를 이용한 소모 칼로리 계산,
운동 누적 시간의 누적 계산,
상기 방향센서의 검출 값을 이용하여 상기 디스플레이에 출력되는 화면 상에서의 방향 계산 또는
온도, 습도 또는 조도 중 하나 이상을 포함하는 환경정보의 수집 중 하나 이상을 처리하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 디스플레이 기반 실시간 상호작용 헬스케어 방법은,
상기 사용자가 파노라마카메라를 이용하여 촬영한 영상을 운동 시 디스플레이에 출력할 수 있도록 헬스케어서버에 등록하는 파노라마영상등록과정;을 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 모바일APP서비과정은
상기 사용자가 운동목표를 설정하고, 운동경과를 검색하는 경우 통계정보를 제공하는 것을 더 포함하여 구성될 수 있다.
상술한 구성의 본 발명은, 사용자가 파노라마 카메라에 의해 촬영한 영상을 운동 상황에 맞게 변환하여 가상현실 영상으로 출력하여 표시해 줌으로써, 사용자의 운동 흥미를 유발시킬 수 있도록 하며, 운동효율을 향상시킬 수 있도록 하는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명은 USN에 의해 운동정보와 환경정보를 감지하여 사용자의 운동정보와 일정 기간 동안의 운동통계 정보를 모바일 단말기로 제공해 주는 것에 의해 사용자의 운동목표의 달성 효율을 높이는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따르는 디스플레이 기반 실시간 상호작용 헬스케어 장치(1)의 구성도.
도 2는 도 1의 USN 미들웨어(100)의 기능 블록 구성도.
도 3은 도 1의 헬스케어 서버(200)의 블록구성도.
도 4는 도 1의 헬스케어 APP의 초기화면을 나타내는 도면.
도 5는 도 1의 헬스케어 APP의 운동목표설정화면(a)과 통계출력화면(b)을 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따르는 디스플레이 기반 실시간 상호적영 헬스케어 방법(1)의 순서도.
도 7은 디스플레이(400)에 출력되는 파노라마 영상의 일예를 나타내는 도면.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 명세서에서 단어 "예시적인" 은 "예로서, 일례로서, 또는 예증으로서 역할을 한다."라는 것을 의미하기 위해 이용된다. "예시적"으로서 본 명세서에서 설명된 임의의 양태들은 다른 양태들에 비해 반드시 선호되거나 또는 유리하다는 것으로서 해석되어야 하는 것만은 아니다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명의 실시예를 나타내는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따르는 디스플레이 기반 실시간 상호작용 헬스케어 장치(1)의 구성도이고, 도 2는 도 1의 USN 미들웨어(100)의 기능 블록 구성도이며, 도 3은 도 1의 헬스케어 서버(200)의 블록구성도이다.
도 1과 같이, 상기 헬스케어 장치(1)는 헬스기구에 장착되는 USN미들웨어(Ubiquitous Sensor Network Middleware)(100), 헬스케어서버(200), 셋탑박스(300), 디스플레이(400), 모바일단말기(500) 및 파노라마카메라(280)가 WIFI 및 인터넷통신망을 포함하는 통신망(600)에 접속되어 구성된다.
상기 USN미들웨어(100)는 사용자의 운동 동작에 따른 헬스기구의 동작을 감지하는 센서부(110)와 센서부(110)의 감지신호를 입력받아 연산처리에 의한 계산에 의해 운동정보를 생성하여 출력하고, 환경정보를 수집하는 미들웨어모듈(130) 및 미들웨어통신부(150)를 포함하여 구성된다.
상기 센서부(110)는 헬스기구의 회전구동장치의 구동 및 조향장치의 구동을 감지하여 출력하고, 온도와 습도 및 조도를 감지하여 출력하며, 헬스기구의 기울기를 검출하여 출력하도록 구성된다.
이를 위해, 상기 센서부(110)는 트레드밀 또는 고정 자전거 등의 회전구동장치의 구동휠의 회전속도 또는 각속도를 검출하는 속도센서(111)와 사용자의 주변 환경의 온도를 검출하는 온도센서(113)와 습도를 검출하는 습도센서(115)와 조도를 검출하는 조도센서(117)와 조향장치의 조향 방향을 검출하는 방향센서(119)와 고정 자전거 등의 기울기를 검출하는 기울기센서(121)를 포함하고 USB미들웨어모듈(130)이 무선통신을 수행하여 감지된 정보를 전송하는 USN(Ubiquitous Sensor Network)으로 구성될 수 있다. 도 1의 경우 고정자건거를 예로 도시하였으며, 도면에는 미도시되어 있으나, 이 경우 속도센서(111)는 몸체 내부의 회전되는 휠에 장착되고, 방향센서(119)는 핸들에 장착되며, 온도센서(113), 습도센서(115) 및 조도센서(117)들은 필요에 따라 고정 자전거에 장착되거나 실내의 특정 위치에 분리되어 설치될 수도 있다.
상술한 바와 같이, 헬스기구가 고정자전거인 경우, 상기 속도센서(111)는 엔코더가 구비되어 헬스기구의 회전 구동휠에 장착된 후 회전 구동휠의 회전속도(각속도 또는 각가속도)를 검출하도록 구성될 수 있다. 또한 상기 방향센서는 가속도센서 또는 엔코더를 구비한 회전각 검출기 등으로 구성되어 핸들에 장착될 수 있다.
상기 USN미들웨어모듈(130)은, 속도계산부(131), RPM계산부(133), 칼로리계산부(135), 운동시간계산부(137), 방향계산부(139) 및 환경정보수집부(141)를 포함하여 구성되어, 헬스기구에 추가 장착되도록 구성될 수 있다.
상기 속도계산부(131)는 속도센서(111)에서 검출된 구동휠의 각속도 또는 각속도를 계산하여 출력한다. 그리고 상기 속도계산부(131)는 속도에 운동시간을 곱하는 것에 의해 운동거리 또한 산출한다. 이때 출력되는 속도는 헬스기구가 실제 이동되거나 트레드밀의 경우 사용자의 실제 환경에서의 수평 이동 속도이다. 상기 구동휠은 고정 자전거, 트레드밀 등의 회전 운동을 수행하는 헬스기구에 구성되는 구동휠을 모두 포함한다. 이때 구동휠의 외주면에는 엔코더가 인식할 수 있도록 원주방향으로 일정 각도 간격의 마커들이 형성될 수 있다.
상기 RPM계산부(133) 속도계산부(131)에서 검출된 구동휠의 각속도 또는 각가속도와 구동휠의 지름을 이용하여 구동휠의 RPM(회전속도)을 계산하여 출력한다. 이 경우 모터의 RPM을 검출하고 감속기어의 기어비를 이용하여 구동휠의 RPM을 계산하는 것 또한 가능하다.
상기 칼로리계산부(135)는 각각의 헬스기구별로 기 설정된 칼로리 소모 데이터를 이용하여 운동거리와 운동속도 및 운동시간에 따른 소모 칼로리를 계산하여 출력하도록 구성된다.
상기 운동시간계산부(137)는 타이머를 구비하여 사용자의 1회의 운동시간을 누적 연산하여 계산한다.
상기 방향계산부(139)는 상기 방향센서(119)가 실시간으로 감지한 방향의 각도 변경 값을 이용하여 주행 방향의 변화 값을 계산하여 출력한다. 이는 차 후 디스플레이 표시화면의 방향전환 표시를 위해 적용된다.
상기 환경정보수집부(141)는 상기 온도센서(113), 습도센서(115) 및 조도센서(117)가 감지하여 전송한 온도, 습도 및 조도 값을 수신하여 환경정보로서 저장하도록 구성된다.
상기 미들웨어통신부(150)는 블루투스 또는 WIFI 등의 근거리통신을 수행하는 것에 의해 USN미들웨어(100)가 계산한 운동정보와 수집된 환경정보를 헬스케어 서버(200)로 전송할 수 있도록 구성될 수 있다.
상술한 구성의 USN미들웨어(200)는 헬스기구에 설치되는 조작패널과 연동되도록 하여, 사용자별로 인증을 수행하고 또한 특정 파노라마 영상을 선택할 수 있도록 구성되는 것에 의해 헬스케어서버(200)가 사용자별 등록 파노라마영상을 디스플레이(400)에 출력하도록 하는 것에 의해 각각의 사용자에게 맞춤 영상출력 서비스를 제공하도록 구성될 수 있다.
또한, 미도시되어 있으나, 본 발명은 사용자의 시야검지기(눈동자 검지기, 미도시)를 구비하여 사용자의 시야 이동과 운동정보를 통합하여 파노라마영상의 출력화면을 사용자의 시야각 및 운동정보에 맞게 조절하여 출력하도록 구성될 수도 있다.
상기 헬스케어서버(200)는 영상제어정보생성부(210), 통계정보생성부(220), 모바일APP서비스부(230), 파노라마영상등록부(240), 데이터베이스부(250) 및 서버통신부(260)를 포함하여 구성되는 서버컴퓨터로 구성된다.
상술한 구성의 헬스케어서버(200)는 시간별 및 운동 횟수별로 서버통신부(260)를 통해 USN미들웨어(100)에서 전송되는 운동속도, RPM, 조향방향, 운동시간, 운동거리, 소모 칼로리 등의 운동정보와 온도, 습도 및 조도를 포함하는 환경정보를 데이터베이스부(250)에 저장하도록 구성된다.
이러한 저장기능에 따라 상기 데이터베이스부(250)는 사용자별로 사용자의 운동정보를 저장하고 관리할 수 있도록 하는 운동정보관리DB(251), 사용자별 운동 환경 정보를 운동 시간별, 운동 기간별로 저장하는 운동정보관리DB(253), 사용자 개인 정보와 운동통계 정보를 사용자별로 저장하는 사용자정보DB(255) 및 사용자별 파노라마영상을 저장하는 파노라마영상DB(257)을 포함하여 구성된다.
이 후, 상기 영상제어정보생성부(210)는 USN미들웨어(100)로부터 전송된 운동정보와 환경정보를 이용하여 디스플레이(400)의 표시되는 영상의 출력을 제어하는 영상제어정보를 생성하도록 구성된다. 이때 생성되는 영상제어정보는 화면의 방향전환, 이동속도에 따른 프레임전환속도, 기울기 정보에 따른 기울어짐 등의 화면제어 정보와, 현재의 운동 속도, 운동 거리, 소모 칼로리, 운동 시간, 외부 온도, 습도 및 조도 등 화면에 오버랩되는 오버랩정보를 포함한다.
상기 통계정보생성부(220)는 각각의 사용자별로 운동 시간별 운동 횟수별로 저장된 운동정보를 이용하여, 일정 기간 동안의 누적 및 평균 값으로서의 운동시간, 운동속도, 운동거리, 소모 칼로리 등의 통계정보를 생성하여 데이터베이스부(250)의 사용자정보DB(255)에 저장하도록 구성된다.
상기 모바일APP서비스부(230)는 헬스케어 장치(1)와 연동되도록 구성되는 어플리케이션(APP)이 탑재된 모바일 단말기(500)의 접속을 승인한 후, 모바일 단말기(500)의 요청에 따라 사용자의 운동 통계데이터를 제공하는 서비스를 제공한다. 이때 상기 모바일 단말기(500)는 이동통신 단말기, 스마트폰, 태블릿 PC 등의 이동통신 기능을 가지는 단말기를 모두 포함한다. 또한, 상기 모바일APP서비스는 유선 또는 무선 인터넷망을 통해 접속되는 개인용 PC 등에도 제공될 수 있다.
상기 파노라마영상등록부(240)는 사용자가 파노라마카메라(280)를 통해 촬영한 영상을 디스플레이(400)에 맞게 변형한 후 데이터베이스부(250)의 파노라마영상DB(257)에 사용자별로 저장하도록 구성된다. 이 경우 상기 파노라마영상DB(257)는 인터넷 서비스를 제공하도록 구성되어 사용자가 인터넷을 통해 자신이 촬영한 파노라마영상을 등록할 수 있도록 구성될 수도 있다.
상기 서버통신부(260)는 WIFI, 블루투스, 유선통신 등 헬스케어서버(200)가 외부의 장치들과 통신을 수행할 수 있도록 하는 통신기능을 제공한다.
상기 파노라마카메라(280)는 사용자가 원하는 지역의 영상을 촬영하여 파노라마 영상을 생성하는 카메라로 구성된다. 상기 파노라마카메라(280)의 예로는 특정 지역의 길을 5M 이내로 분할한 한 후 UHD급 영상으로 180도 촬영하여 파노라마 형태로 연결하여 입체적 영상을 생성할 수 있도록 구성된 카메라일 수 있다.
상기 디스플레이는(400)는 UHD급 커브드 패널을 구비한 스마트TV 등으로 구성될 수 있다.
상기 모바일 단말기(500)는 헬스케어 APP이 탑재된 스마트폰, 태블릿PC 등으로 구성될 수 있다.
도 4는 도 1의 헬스케어 APP의 초기화면을 나타내는 도면이고, 도 5는 도 1의 헬스케어 APP의 운동목표설정화면(a)과 통계출력화면(b)을 나타내는 도면이다.
도 4와 같이, 상기 헬스케어 APP는 헬스케어서버(200)로의 접속 인터페이스화면(미 도시)을 포함하여 헬스케어서버(200)에 접속할 수 있도록 하며, 목표 운동시간, 목표 운동거리, 목표 소모 칼로리, 목표 감소체중 등의 운동목표(exercise goal)와 운동수행 내용을 표시하도록 구성될 수 있다.
또한, 도 5 (a)와 같이, 상기 헬스케어 APP는 운동목표를 설정할 수 있도록 하는 사용자 인터페이스와, 도 5 (b)와 같이, 사용자의 운동 통계분석 정보를 표시할 수 있도록 하는 사용자 인터페이스를 출력하도록 구성될 수 있다.
다시, 도 1을 참조하여 설명하면, 상기 셋탑박스는(300)는 헬스케어서버(200)로부터 파노라마영상과 영상제어정보를 수신한 후, 영상제어정보에 따라 프레임속도와 시야각을 조절하고, 운동속도, 운동거리, 운동시간, 소모 칼로리, 온도, 습도, 조도를 포함하는 오버랩정보를 파노라마영상 화면에 오버랩한 후 파노라마 영상과 오버랩 정보를 실시간으로 랜더링하여 디스플레이(400)로 출력하도록 구성된다. 또한, 상기 셋탑박스(300)는 사용자가 리모컨을 이용하여 셋탑박스를 제어하는 것에 의해, 화면 재생, 빠른 재생, 되감기, 빠르게 감기, 볼륨조절, 파노라마영상 선택 등의 제어를 수행할 수 있도록 구성된다. 또한, 셋탑박스(300)는 리모컨에 의한 사용자 제어에 따라 음악을 선택하여 재생함으로써 디스플레이(400)가 파노라마영상의 출력과 동시에 사용자가 선택한 음악을 재생하도록 구성될 수도 있다.
상기 셋탑박스(300)는 파노라마카메라(280)로부터 직접 영상을 수신한 후, 헬스케어서버(200)에서 출력되는 오버랩정보를 실시간으로 랜더링한 후, 헬스케어서버(200)로부터 입력되는 영상제어정보에 따라 디스플레이(400)에 출력되는 영상화면을 제어하도록 구성될 수도 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따르는 디스플레이 기반 실시간 상호작용 헬스케어 방법(1)의 순서도이다.
도 6과 같이, 상기 헬스케어 방법은, 파노라마영상등록과정(S10), 센서정보수신과정(S20), 운동정보계산 및 환경정보 수집과정(S30), 정보저장과정(S40), 영상제어정보생성과정(S50), 영상출력과정(S60), 통계정보생성과정(S70) 및 모바일APP서비스과정(S80)을 포함하여 이루어진다.
이를 더욱 상세히 설명하면, 사용자가 운동 중 자신이 원하는 영상을 출력하기 위하여 파노라마카메라(280)를 통해 촬영한 영상을 등록하고자 하는 경우에는 헬스케어서버(200)에 접속한 후 자신을 식별하도록 인증한 후, 파노라마카메라(280)를 통해 촬영한 영상을 등록하는 파노라마영상등록과정(S10)을 수행하게 된다. 이 과정에서 운동 중 출력될 영상이 기 저장된 경우에는 파노라마영상등록을 수행하지 않고 인증을 수행하여 헬스케어장치(1)를 이용한 운동을 수행할 수 있도록 한다.
사용자의 인증에 의해 운동이 시작되면, USN미들웨어(100)의 USN미들웨어모듈(130)은 센서부(110)로부터 사용자 운동속도, 조향방향(또는 운동방향), 헬스기구의 기울기(서스펜션 또는 틸트(tilt)나 요(yaw) 등의 기울어짐 기능을 구비하는 경우 임), 온도, 습도, 조도 등의 센서정보를 수신하는 센서정보수신과정(S20)을 수행한다.
센서정보가 수신된 후, USN미들웨어모듈(130)은 수신된 속도 정보를 이용하여, 운동속도, 운동거리, RPM, 소모 칼로리, 운동방향 정보를 계산하여 운동정보를 생성하여 출력하고, 온도, 습도 및 조도 정보를 포함하는 환경정보를 생성한 후 미들웨어통신부(150)를 통해 헬스케어 서버(200)로 전송하는 운동정보계산 및 환경정보 수집과정(S30)을 수행한다.
헬스케어서버(200)는 USN미들웨어(100)로부터 수신된 운동정보와 환경정보를 데이터베이스부(250)에 사용자별로 저장하는 정보저장과정(S40)을 수행한다.
그리고 실시간으로 디스플레이(400)에 표시되는 파노라마영상 화면 상에 오버랩되어 표시될 오버랩정보(운동속도, 운동거리, 소모 칼로리, 운동시간, 습도, 온도, 조도)를 생성하고, 표시화면, 시각방향, 기울기에 따른 화면 출력 방향을 형성하여, 화면을 프레임 재생속도, 재생방향 등의 영상제어정보를 생성하여 셋탑박스(300)로 출력하는 영상제어정보생성과정(S50)을 수행한다.
셋탑박스(300)는 헬스케어서버(200)로부터 전송되는 오버랩정보에 따라 출력되는 화면상에 오버랩정보를 오버랩시키고, 수신된 파노라마영상을 영상제어정보에 따라 실시간으로 랜더링하여 디스플레이(400)로 출력하는 영상출력과정(S60)을 수행한다. 도 7은 디스플레이(400)에 출력되는 파노라마 영상의 일예를 나타낸다.
이러한 처리과정의 수행에 의해 사용자는 디스플레이(400)에 출력되는 파노라마영상을 보면서 운동을 영상과 상호작용하며 운동을 수행할 수 있게 되며, 운동이 종료된 경우 헬스케어서버(200)는 USN미들웨어(200)로부터 수신된 운동정보와 환경정보를 사용자별로 데이터베이스부(250)의 사용자정보DB(255)에 저장하고, 저장된 정보를 이용하여 사용자의 운동통계정보를 생성하여 저장하는 통계정보생성과정(S70)을 수행한다.
또한, 사용자가 모바일 단말기(S80)의 헬스케어 APP를 이용하여 헬스케어서버(200)에 접속하여 통계정보를 또는 자신의 운동정보를 요청하는 경우, 해당 정보를 도 4 및 도 5와 같이, 사용자의 모바일 단말기(500)로 제공하는 모바일 APP 서비스 과정(S80)을 수행한다.
상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술적 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
1O: 고정형 자전거 100: USN미들웨어
200: 헬스케어서버 280: 파노라마카메라
300: 셋탑박스 400: 디스플레이
500: 모바일 단말기 600: 통신망

Claims (11)

  1. 헬스기구에 장착되어 운동방향, 운동속도, 운동거리, RPM 또는 운동시간 중 하나 이상의 정보를 포함하는 운동정보와 온도, 습도 또는 조도 중 하나 이상을 포함하는 환경정보를 생성하여 출력하는 USN미들웨어(Ubiquitous Sensor Network Middleware);
    상기 USN미들웨어로부터 수신된 운동정보와 환경정보를 오버랩영상으로 생성하며, 상기 운동방향과 운동속도 정보에 대응하는 화면을 생성하는 영상제어정보를 생성하여 출력하는 헬스케어서버;
    상기 헬스케어서버에서 출력되는 영상제어정보에 따라 화면의 이동 속도와 시야각을 제어하고 상기 오버랩영상이 오버랩되도록 랜더링을 수행하여 영상을 출력하는 셋탑박스; 및
    상기 셋탑박스의 출력 영상을 표시하는 디스플레이;를 포함하여 구성되는 디스플레이 기반 실시간 상호작용 헬스케어 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 USN미들웨어는,
    헬스기구에 장착되는 속도센서, 온도센서, 습도센서, 조도센서, 방향센서 또는 기울기센서 중 하나 이상을 포함하는 센서부;
    상기 센서부의 검출 신호를 이용하여 헬스기구의 이동속도, RPM, 소모 칼로리, 운동시간 또는 이동방향 중 하나 이상을 계산하여 운동정보로 출력하고, 온도, 습도 또는 조도 중 하나 이상을 수집하여 환경정보로 출력하는 USN미들웨어모듈; 및
    외부와 통신을 수행하는 USN 통신부;를 포함하여 구성되는 디스플레이 기반 실시간 상호작용 헬스케어 장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 USN미들웨어모듈은,
    상기 속도센서의 검출 값을 이용하여 헬스기구의 이동속도들 계산하는 속도계산부;
    상기 속도센서의 검출 값을 이용하여 헬스기구의 회전구동계의 RPM을 계산하는 RPM 계산부;
    상기 이동속도, RPM 또는 구동계에 가해지는 하중 부하를 이용하여 소모 칼로리를 계산하는 소모 칼로리 계산부;
    운동 누적 시간을 운동시간으로 누적 계산하는 운동시간계산부;
    상기 방향센서의 검출 값을 이용하여 상기 디스플레이에 출력되는 화면 상에서의 방향을 계산하는 방향계산부; 또는
    온도, 습도 또는 조도 중 하나 이상을 포함하는 환경정보를 수집하는 환경정보수집부; 중 하나 이상을 포함하여 구성되는 디스플레이 기반 실시간 상호작용 헬스케어 장치.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 헬스케어서버는,
    상기 USN미들웨어에서 전송되는 운동정보와 환경정보를 상기 디스플레이에 오버랩시키는 오버랩화면과 상기 방향정보와 속도정보 또는 기울기 정보에 맞도록 파노라마 영상의 시야를 변경하는 화면이동정보를 포함하는 영상제어정보를 생성하는 영상제어정보생성부;
    사용자의 운동정보와 환경정보를 저장하여 사용자의 운동에 대한 통계정보를 생성하여 출력하고 저장하는 통계정보생성부;
    상기 통계정보생성부에서 생성된 통계정보를 모바일 단말기로 제공하여 표시하도록 하는 모바일 APP 서비스를 제공하는 모바일 APP서비스부;
    외부와 통신을 수행하는 서버통신부; 및
    운동별 운동속도, 운동거리, 운동방향 또는 운동시간 중 하나 이상을 포함하는 운동정보를 저장하는 운동정보관리DB, 운동별 온도, 습도 또는 조도 중 하나 이상을 저장하는 환경정보관리DB, 개별적인 사용자 정보를 저장하는 사용자정보DB 또는 사용자별로 등록한 파노라마 영상을 저장하는 파노라마영상DB 중 하나 이상을 포함하는 데이터베이스부;를 포함하여 구성되는 디스플레이 기반 실시간 상호작용 헬스케어 장치.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 모바일APP서비스부는
    상기 사용자가 운동목표를 설정하고, 운동경과를 검색하는 경우 통계정보를 제공하도록 구성되는 디스플레이 기반 실시간 상호작용 헬스케어 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    사용자가 원하는 지역을 파노라마 촬영한 파노라마영상을 등록할 수 있도록 하는 파노라마카메라;를 더 포함하여 구성되는 디스플레이 기반 실시간 상호작용 헬스케어 장치.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 헬스케어서버는,
    상기 파노라마카메라에서 입력되는 영상을 파노라마영상으로 파노라마영상DB에 저장하는 파노라마영상등록부;를 더 포함하여 구성되는 디스플레이 기반 실시간 상호작용 헬스케어 장치.
  8. 헬스기구에 장착되는 속도센서, 온도센서, 습도센서, 조도센서, 방향센서 또는 기울기센서 중 하나 이상을 포함하는 센서부로부터 USN미들웨어모듈이 속도, 온도, 습도, 조도, 방향 또는 기울기 중 하나 이상의 값을 수신하는 센서정보수신과정;
    상기 USN미들웨어모듈이 수신된 속도 또는 방향 정보를 이용하여 이동속도, RPM, 소모 칼로리, 운동시간 또는 이동방향 중 하나 이상을 계산하여 운동정보를 생성하고, 온도, 습도 또는 조도 중 하나 이상을 수집하여 환경정보를 생성하는 운동정보계산 및 환경정보수집과정;
    상기 헬스케어서버가 상기 USN미들웨어모듈에서 전송된 운동정보와 환경정보를 수신하여 데이터에비스부에 저장하는 정보저장과정;
    헬스케어서버가 상기 USN미들웨어모듈로부터 수신된 운동정보와 환경정보를 오버랩영상으로 생성하며, 상기 운동방향과 운동속도 정보에 대응하는 화면을 생성하는 화면이동정보를 포함하는 영상제어정보를 생성하여 출력하는 영상제어정보생성과정;
    셋탑박스가 상기 오버랩영상과 영상제어정보를 입력 받아 영상제어정보에 따라 파노라마영상을 가변하고 오버랩영상을 오버랩시켜 실시간으로 랜더링을 수행한 후 파노라마영상과 함께 디스플레이에 출력하여 표시하는 영상출력과정;
    상기 헬스케어서버가 상기 운동정보를 기간별 사용자의 운동시간, 운동거리, 운동속도, 소모 칼로리의 총량과 평균치를 포함하는 운동통계정보를 생성하는 통계정보생성과정;
    모바일 단말기의 요청에 따라 상기 헬스케어서버가 상기 운동통계정보 또는 사용자의 운동목표와 운동수행결과 정보를 제공하는 모바일 APP 서비스과정;을 포함하여 이루어지는 디스플레이 기반 실시간 상호작용 헬스케어 방법.

  9. 청구항 8에 있어서, 상기 운동정보계산 및 환경정보수집과정은,
    상기 속도센서의 검출 값을 이용한 헬스기구의 이동속도 계산,
    상기 속도센서의 검출 값을 이용한 헬스기구의 회전구동계의 RPM 계산,
    상기 이동속도와 RPM 또는 구동계에 가해지는 하중 부하를 이용한 소모 칼로리 계산,
    운동 누적 시간의 누적 계산,
    상기 방향센서의 검출 값을 이용하여 상기 디스플레이에 출력되는 화면 상에서의 방향 계산 또는
    온도, 습도 또는 조도 중 하나 이상을 포함하는 환경정보의 수집 중 하나 이상을 처리하도록 구성되는 디스플레이 기반 실시간 상호작용 헬스케어 방법.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 사용자가 파노라마카메라를 이용하여 촬영한 영상을 운동 시 디스플레이에 출력할 수 있도록 헬스케어서버에 등록하는 파노라마영상등록과정;을 더 포함하여 구성되는 디스플레이 기반 실시간 상호작용 헬스케어 방법.
  11. 청구항 9에 있어서, 상기 모바일APP서비과정은
    상기 사용자가 운동목표를 설정하고, 운동경과를 검색하는 경우 통계정보를 제공하는 것을 더 포함하여 구성되는 디스플레이 기반 실시간 상호작용 헬스케어 방법.
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