KR20180092456A - 압력센서를 이용한 자세측정정보기반 바른 자세 유도 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압력센서를 이용한 자세측정정보기반 바른 자세 유도 시스템에 관한 것으로, 오른쪽 및 왼쪽 엉덩이와 오른쪽 및 왼쪽 허벅지의 압력을 측정하는 4개의 압력센서가 부착된 착석부, 그리고 허리 및 등 부분의 압력을 측정하는 2개의 압력센서가 상하로 부착된 등 지지부를 포함하는 의자; 및 상기 의자의 측정 데이터를 확인할 수 있으며, 바른 자세 모드의 설정을 포함한 제어기능과 통계를 나타낼 수 있는 모바일기기 어플리케이션;를 포함하고, 상기 착석부 하단에는 자세가 올바르지 않을 경우 진동을 통해 즉각적인 피드백을 제공하는 진동모터, 상기 압력센서들을 통해 파악한 압력분포를 통해 자세를 판별하는 MCU, 상기 측정 데이터를 무선 전송하는 근거리 무선통신모듈, 그리고 상기 바른 자세 모드를 제어할 수 있는 스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

압력센서를 이용한 자세측정정보기반 바른 자세 유도 시스템{Good posture inducement system based posture measurement information using pressure sensors}

본 발명은 압력센서를 이용한 자세측정정보기반 바른 자세 유도 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압력센서를 이용하여 사용자의 앉은 자세에 따른 압력분포를 통해 자세를 판별하고 사용자가 올바른 자세로 앉을 수 있는 압력센서를 이용한 자세측정정보기반 바른 자세 유도 시스템에 관한 것이다.

컴퓨터 기술의 발달로 인해 현대인들은 많은 시간을 의자에 앉아 보내고 있다. 이에 따라 바른 자세로 앉지 않아 나타나는 몸의 이상이 늘어나는 추세이며, 학교와 직장 내에서 건강을 유지하기 위해 바르게 앉는 자세에 대한 관심이 증대되는 추세에 있다.

2012년 건강보험심사평가원의 자료에 따르면 국내 척추측만증 환자의 46.5%가 불안정하게 앉은 자세가 원인이었으며, 오랜 시간 앉아 있을 때 발생할 수 있는VDT(Video Display Terminal) 증후군이 증가하는 추세이다. 이와 같이 잘못된 앉은 자세로 인해 발생할 수 있는 질환을 예방하기 위해 올바른 자세 유도시스템이 필요한 상황이며, 현재 이와 같은 자세 교정 시스템이 다양한 형태와 기능으로 제안되고 있다.

이와 관련하여 국내특허공개 제10-2015-0118850호의‘착석자세 분석 시스템 및 방법’는 의자의 좌대와 등받이에 설치되는 압력센서를 통해 착석자세를 분석하고 이를 디스플레이하는 구조를 갖는다.

다만 이와 같은 전술한 기술(즉, 국내특허공개 제10-2015-0118850호)의 구성에 따르면 착석자세를 파악할 수 있으나 사용자가 바르게 앉게 유도하는 피드백 기능이 부족하며, 사용자의 요구에 따라 바른 자세로 유도하는 바른 자세모드의 기능이 없어 사용자의 자세를 단순히 확인만 할 수 있다는 문제점을 내포하고 있다.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은 의자에 설치된 압력센서를 이용하여 현재 자세를 판별하고 가독성 높은 모니터링을 통해 바른자세를 유도하는 압력센서를 이용한 자세측정정보기반 바른 자세 유도 시스템을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 오른쪽 및 왼쪽 엉덩이와 오른쪽 및 왼쪽 허벅지의 압력을 측정하는 4개의 압력센서가 부착된 착석부, 그리고 허리 및 등 부분의 압력을 측정하는 2개의 압력센서가 상하로 부착된 등 지지부를 포함하는 의자; 및 상기 의자의 측정 데이터를 확인할 수 있으며, 바른 자세 모드의 설정을 포함한 제어기능과 통계를 나타낼 수 있는 모바일기기 어플리케이션;를 포함하고, 상기 착석부 하단에는 자세가 올바르지 않을 경우 진동을 통해 즉각적인 피드백을 제공하는 진동모터, 상기 압력센서들을 통해 파악한 압력분포를 통해 자세를 판별하는 MCU, 상기 측정 데이터를 무선 전송하는 근거리 무선통신모듈, 그리고 상기 바른 자세 모드를 제어할 수 있는 스위치를 포함하는 압력센서를 이용한 자세측정정보기반 바른 자세 유도 시스템을 제공한다.

상기 모바일기기 어플리케이션은, 앉은 자세를 그림과 글자로 나타내고, 압력센서 위치별 압력분포를 사용자의 앉은 자세에 맞게 각각 구분한 후 색으로 그 변화를 나타내는 모니터링부; 상기 바른 자세 모드를 설정할 수 있으며 정밀 수치보기를 설정하여 압력분포를 수치로써 확인할 수 있는 제어부; 및 자세별 유지시간을 그래프로 나타내는 통계부;를 포함할 수 있다.

상기 자세 판별은 앉지 않은 자세, 올바른 자세, 왼 다리를 꼰 자세, 오른 다리를 꼰 자세, 뒤로 기댄 자세, 앞으로 숙인 자세를 제외하고는 불균형한 자세로 판별할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따르면, 의자에 설치된 압력센서를 통해 측정한 압력분포를 통해 사용자의 현재 자세를 판별할 수 있으며 가독성 높은 모니터링을 통해 자세의 문제점을 파악할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 진동모터를 통한 즉각적인 피드백으로 바른 자세 유도 효과를 더욱 기대할 수 있으며 사용자가 필요하지 않을 경우 바른 자세유도모드를 선택하지 않을 수 있게 되어 사용자의 편의성을 높일 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 6개의 압력센서를 이용하여 자세를 판별하기 때문에 비용적인 측면에서 이점이 있으며 근거리 무선통신과 모바일 어플리케이션을 통해 휴대성이 높다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명 일실시예에 따른 자세측정정보기반 의자의 구성도이다.
도 2는 도 1의 의자 착석부 하단 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 바른 자세 유도시스템의 블록 다이어그램이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 모바일 기기 어플리케이션 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 자세판별 알고리즘 순서도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

그러면 본 발명의 압력센서를 이용한 자세측정정보기반 바른 자세 유도 시스템에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 도 1은 본 발명 일실시예에 따른 자세측정정보기반 의자의 구성도이고, 도 2는 도 1의 의자 착석부 하단부 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 자세측정정보기반 의자(500)은 착석부(100)와 등지지부(200)를 포함하여 구성된다.

상기 착석부(100)는 오른쪽 엉덩이의 압력을 측정하는 압력센서(110), 왼쪽 엉덩이의 압력을 측정하는 압력센서(111), 오른쪽 허벅지의 압력을 측정하는 압력센서(112), 및 왼쪽 허벅지의 압력을 측정하는 압력센서(113)를 포함한 4개의 압력센서로 구성된다.

상기 등지지부(200)는 허리부분에 위치한 압력센서(211)와 등 부분에 위치한 압력센서(210)이 상하로 부착된 두 개의 압력센서를 포함하여 구성된다.

상기 6개의 압력센서(110, 111, 112, 113, 210, 211)는 사용자가 의자에 앉았을 때 착석부위의 압력을 측정하는 기능을 한다.

예컨대, 상기 압력센서(110, 111, 112, 113, 210, 211)는 압전소자로 이루어지거나 기타 다른 센서소자일 수 있다. 사용자의 압력에 따라 전압 신호가 생성되는 압전소자를 통해 압력을 측정할 수 있다. 압전소자 외에 다른 압력센싱소자를 이용하는 경우에도 마찬가지로 감지된 신호를 이용하여 압력을 측정할 수 있다.

본 발명의 일실시예인 도 2는 상기 도 1에 나타난 의자 착석부 하단(300)의 자세한 도면으로 착석부 하단(300)은 착석부 하단 4곳에 위치한 진동모터(310), 압력분포 데이터를 처리할 수 있는 MCU(320), 데이터 통신부(321), 및 바른 자세 모드를 제어할 수 있는 스위치(330)을 포함하여 구성된다.

상기 진동모터(310)는 바른 자세 모드일 때, 사용자의 자세가 바르지 못할 경우 진동을 울려 사용자가 바른 자세로 앉을 수 있도록 하는 피드백을 제공하는 역할을 한다. 진동모터를 통한 진동의 경우 사용자의 자세에 따라 다르게 진동을 줄 수 있다.

상기 MCU(320)는 자세판별부로 아두이노, 라즈베리파이, ATmega를 포함한 MCU를 나타내며, 압력센서를 통해 측정한 사용자의 압력분포를 계산하고 자세를 판별하는 역할을 한다. 여기서, 상기 자세 판별은 앉지 않은 자세, 올바른 자세, 왼 다리를 꼰 자세, 오른 다리를 꼰 자세, 뒤로 기댄 자세, 앞으로 숙인 자세를 제외하고는 불균형한 자세로 판별한다.

상기 데이터 통신부(321)는 근거리 무선통신모듈로 와이파이 모듈, 지그비 모듈 또는 블루투스 모듈일 수 있다. 이때, 상기 데이터 통신부(321)을 이용하여 자세측정정보기반 바른 자세 유도 의자(500)와 무선기기 어플리케이션(400) 간의 와이파이, 지그비, 블루투스 통신을 할 수 있다.

상기 스위치(330)는 바른 자세모드를 모바일기기 어플리케이션(400)을 통하지 않고 직접 바른 자세모드를 설정하고 해제할 수 있는 버튼이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 바른 자세 유도시스템의 블록 다이어그램이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 모바일기기 어플리케이션 구성도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 자세판별 알고리즘 순서도이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 바른 자세 유도시스템은 압력센서(110, 111, 112, 113, 210, 211)를 통해 측정한 데이터를 자세판별부(321)를 통해 자세를 판별한 후 데이터 통신부(321)을 통해 모바일기기 어플리케이션(400)과 통신한다.

상기 모바일기기 어플리케이션(400)은 모니터링부(410), 제어부(420), 및 통계부(430)를 포함하여 구성된다.

상기 모니터링부(410)는 사용자의 현재 자세(411)를 그림과 글로 나타내며 표준 압력분포를 초록색으로 설정하고 변화되는 압력의 범위를 약함부터 강함으로 나누어 총 5개의 색으로 나타낸다. 압력센서 위치별 압력분포(412)를 사용자의 앉은 자세에 맞게 각각 구분한 후 색으로 그 변화를 나타낸다.

상기 제어부(420)에서는 바른 자세 모드를 설정할 수 있으며 정밀 수치보기를 설정하여 압력분포를 수치로써 확인할 수 있는 것을 특징으로 한다. 여기서, 제어부(420)의 민감도는 사용자의 뒤로 기댄 자세를 판별하기 위한 지표로써 등과 허리의 압력센서의 값의 합을 나타낸다. 사용자 자신에 맞게 민감도를 조절하여 뒤로 기댄 자세의 판별을 할 수 있게 하여 사용자의 편의성을 높인 것을 특징으로 한다.

상기 통계부(430)는 사용자의 앉은 시간과 시간동안 자세별 유지비율을 통계로써 나타낸 것으로 그래프를 통해 표현한다. 그래프는 파이그래프 이외에도 다양한 형태의 그래프를 사용하여 나타낼 수 있다.

상기 자세판별 알고리즘은 처음 민감도는 경험적 실험을 통해 얻은 평균 민감도로 변경가능하다. LF는 왼쪽 허벅지 압력센서(113), RF는 오른쪽 허벅지 압력센서(112), BU는 등 부분 압력센서(210), BD는 허리 부분 압력센서(211)을 나타내며, 의자 전체 센서 값은 압력센서의 아날로그 값을 말하며, 접촉된 센서의 수를 제외한 나머지 숫자는 압력분포의 값을 나타낸다. 도 5와 같은 알고리즘을 통해 7가지의 자세를 판별하게 된다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구 범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

100 : 착석부 110, 210 : 압력센서
200 : 등지지부 300 : 착석부 하단부
310 : 진동모터 320 : MCU
321 : 근거리 무선통신모듈 330 : 스위치
400 : 모바일기기 어플리케이션 500 : 의자

Claims (3)

1. 오른쪽 및 왼쪽 엉덩이와 오른쪽 및 왼쪽 허벅지의 압력을 측정하는 4개의 압력센서가 부착된 착석부, 그리고 허리 및 등 부분의 압력을 측정하는 2개의 압력센서가 상하로 부착된 등 지지부를 포함하는 의자; 및
   상기 의자의 측정 데이터를 확인할 수 있으며, 바른 자세 모드의 설정을 포함한 제어기능과 통계를 나타낼 수 있는 모바일기기 어플리케이션;를 포함하고,
   상기 착석부 하단에는 자세가 올바르지 않을 경우 진동을 통해 즉각적인 피드백을 제공하는 진동모터, 상기 압력센서들을 통해 파악한 압력분포를 통해 자세를 판별하는 MCU, 상기 측정 데이터를 무선 전송하는 근거리 무선통신모듈, 그리고 상기 바른 자세 모드를 제어할 수 있는 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력센서를 이용한 자세측정정보기반 바른 자세 유도 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 모바일기기 어플리케이션은,
   앉은 자세를 그림과 글자로 나타내고, 압력센서 위치별 압력분포를 사용자의 앉은 자세에 맞게 각각 구분한 후 색으로 그 변화를 나타내는 모니터링부;
   상기 바른 자세 모드를 설정할 수 있으며 정밀 수치보기를 설정하여 압력분포를 수치로써 확인할 수 있는 제어부; 및
   자세별 유지시간을 그래프로 나타내는 통계부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력센서를 이용한 자세측정정보기반 바른 자세 유도 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 자세 판별은 앉지 않은 자세, 올바른 자세, 왼 다리를 꼰 자세, 오른 다리를 꼰 자세, 뒤로 기댄 자세, 앞으로 숙인 자세를 제외하고는 불균형한 자세로 판별하는 것을 특징으로 하는 압력센서를 이용한 자세측정정보기반 바른 자세 유도 시스템.

Images