KR20180128140A - 어깨 폭 측정 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

제1 기준점으로부터 회전하며 회전 각도를 측정하는 제1 각도 센서 및 상기 제1 각도 센서와 일체로 회전하며 상기 제1 기준점으로부터 사용자 신체까지의 거리를 측정하는 제1 거리 센서를 이용하여 사용자의 제1 어깨 끝단의 위치를 추정하는 단계, 사용자를 기준으로 상기 제1 기준점과 반대 방에 위치하는 제2 기준점으로부터 회전하며 회전 각도를 측정하는 제2 각도 센서 및 상기 제 2 각도 센서와 일체로 회전하며 상기 제2 기준점으로부터 사용자의 신체까지 거리를 측정하는 제2 거리 센서를 이용하여 사용자의 제2 어깨 끝단의 위치를 추정하는 단계 및 상기 제1 어깨 끝단의 위치 및 제2 어깨 끝단의 위치를 기초로 사용자의 어깨 폭을 산출하는 단계를 포함하는 어깨 폭 측정 방법이 개시된다.

Description

어깨 폭 측정 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING THE SHOULDER WIDTH}
본 발명은 어깨 폭을 측정하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 안마 의자에서 각도 센서 및 거리 센서를 이용하여 사용자의 어깨 폭을 측정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 건강에 대한 관심이 높아지며, 고령화 사회로 접어들면서 자신의 건강 상태를 손쉽게 확인할 수 있는 헬스 케어 제품들이 각광을 받고 있다. 현재 안마 의자는 단순한 안마 기능 외에 사용자의 체온, 체지방, 체중 및 체형 등의 건강 지수를 측정하여, 측정한 건강 지수를 기초로 안마 패턴이나 강도를 조절하는 기능을 포함하고 있으며, 기능이 점점 고도화되고 있는 실정이므로, 이에 따라 안마 의자도 헬스 케어 제품 중의 하나로 포함되고 있다.
안마 의자에 대하여 구체적으로 살펴보면, 현재 출시된 고가의 프리미엄 모델의 안마의자는 어깨 마사지 기능을 제공하고 있으나, 사용자가 수동으로 리모컨을 통해 어깨 마사지부의 폭을 조정해야 한다. 또한, 어깨 마시지부의 폭의 조정은 폭을 몇 단계로 나누어 좁게 또는 넓게 조정하는 방법으로 제공되고 있다. 따라서, 정확한 사용자의 어깨 위치 정보가 없으므로, 사용자가 수동으로 조정하여도 잘못된 위치에서 작동되어 사용자에게 불편함을 주는 경우가 발생할 수 있는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 안마 의자에서 사용자의 어깨 폭을 측정하는 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은 안마 의자에서 사용자의 어깨 폭을 측정하는 장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 목적은 사용자가 안마 의자 사용 중 자세 변경과 움직임이 발생하여도 센서를 통해 사용자의 신체 위치를 파악하여 안마 의자의 동작에 반영하는 안마 의자 서비스를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 어깨 폭 측정 방법은, 제1 기준점으로부터 회전하며 회전 각도를 측정하는 제1 각도 센서 및 제1 각도 센서와 일체로 회전하며 제1 기준점으로부터 사용자 신체까지의 거리를 측정하는 제1 거리 센서를 이용하여 사용자의 제1 어깨 끝단의 위치를 추정하는 단계, 사용자를 기준으로 제1 기준점과 반대 방향에 위치하는 제2 기준점으로부터 회전하며 회전 각도를 측정하는 제2 각도 센서 및 제2 각도 센서와 일체로 회전하며 제2 기준점으로부터 사용자의 신체까지의 거리를 측정하는 제2 거리 센서를 이용하여 사용자의 제2 어깨 끝단의 위치를 추정하는 단계 및 제1 어깨 끝단의 위치 및 제2 어깨 끝단의 위치를 기초로 사용자의 어깨 폭을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 사용자의 어깨 폭을 산출하는 단계는 제1 어깨 끝단의 위치 및 제2 어깨 끝단의 위치 간의 거리를 사용자의 어깨 폭으로 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 사용자의 제1 어깨 끝단의 위치를 추정하는 단계는 제1 각도 센서 및 제1 거리 센서가 회전하는 단계, 제1 각도 센서가 제1 기준점으로부터 회전한 회전 각도를 측정하는 단계, 제1 거리 센서가 제1 기준점으로부터 사용자의 신체까지의 거리를 측정하는 단계 및 회전 각도 및 거리를 기초로 제1 어깨 끝단의 위치를 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 제1 각도 센서 및 제1 거리 센서가 회전하는 단계는 미리 설정된 스캔 간격에 따라 제1 각도 센서 및 제1 거리 센서를 회전하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 제1 기준점으로부터 사용자의 신체까지의 거리를 측정하는 단계는 회전 각도가 미리 설정된 스캔 범위에 포함되는 경우 제1 기준점으로부터 사용자의 신체까지의 거리를 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
한편, 제1 각도 센서가 제1 기준점으로부터 회전한 회전 각도를 측정하는 단계는 각도를 일정한 횟수만큼 측정하여 평균값을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 제1 기준점으로부터 사용자의 신체까지의 거리를 측정하는 단계는 거리를 일정한 횟수만큼 측정하여 평균값을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 회전 각도 및 거리를 기초로 제1 어깨 끝단의 위치를 추정하는 단계는 회전 각도 및 거리를 기초로 좌표 평면 상에 사용자의 신체 좌표를 추정하여, 신체 좌표를 기초로 제1 어깨 끝단의 위치를 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 신체 좌표를 기초로 제1 어깨 끝단의 위치를 추정하는 단계는 복수의 신체 좌표를 수집하는 단계, 각 신체 좌표에 대해 이전 신체 좌표 대비 좌표 변화율을 측정하는 단계 및 복수의 변화율 중 가장 큰 변화율을 갖는 신체 좌표를 제1 어깨 끝단의 위치로 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 복수의 신체 좌표에 대하여 각각 변화율을 측정하는 단계는 제1 신체 좌표 및 제1 신체 좌표 이후에 측정되는 제2 신체 좌표 사이의 제1 평균 변화율을 측정하는 제1 단계, 제2 신체 좌표 및 제2 신체 좌표 이후에 측정되는 제3 신체 좌표 사이의 제2 평균 변화율을 측정하는 제2 단계, 제1 평균 변화율 및 제2 평균 변화율 간의 크기 차이를 변화율로 측정하는 제3 단계 및 복수의 신체 좌표에 대하여 제1 단계, 제2 단계 및 제3 단계를 이용하여 각각 변화율을 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 어깨 폭 측정 장치는, 제1 기준점으로부터 회전한 회전 각도 및 제1 기준점으로부터 사용자 신체까지의 거리를 이용하여 사용자의 제1 어깨 끝단의 위치를 추정하는 제1 추정부, 사용자를 기준으로 상기 제1 기준점과 반대 방향에 위치하는 제2 기준점으로부터 회전한 회전 각도 및 제2 기준점으로부터 사용자의 신체까지의 거리를 이용하여 사용자의 제2 어깨 끝단의 위치를 추정하는 제2 추정부 및 제1 어깨 끝단의 위치 및 제2 어깨 끝단의 위치를 기초로 사용자의 어깨 폭을 산출하는 중앙 프로세서를 포함할 수 있다.
여기서, 중앙 프로세서는 제1 어깨 끝단의 위치 및 제2 어깨 끝단의 위치 간의 거리를 사용자의 어깨 폭으로 산출할 수 있다.
또한, 제1 추정부는 제1 기준점으로부터 회전한 회전 각도를 측정하는 각도센서부, 제1 기준점으로부터 사용자의 신체까지의 거리를 측정하는 거리센서부, 회전 각도 및 거리를 기초로 제1 어깨 끝단의 위치를 추정하는 프로세서 및 제1 추정부의 회전을 제어하는 모터제어부를 포함할 수 있다.
여기서, 모터제어부는 미리 설정된 스캔 간격에 따라 제1 추정부의 회전을 제어할 수 있다.
또한, 거리센서부는 회전 각도가 미리 설정된 스캔 범위에 포함되는 경우 거리를 측정할 수 있다.
추가적으로, 각도센서부는 회전 각도를 일정한 횟수만큼 측정하여 평균값을 산출할 수 있다.
또한, 거리센서부는 거리를 일정한 횟수만큼 측정하여 평균값을 산출할 수 있다.
여기서, 프로세서는 회전 각도 및 거리를 기초로 좌표 평면 상에 사용자의 신체 좌표를 추정할 수 있다.
또한, 프로세서는 신체 좌표를 기초로 제1 어깨 끝단의 위치를 추정할 수 있다.
여기서, 프로세서는 복수의 신체 좌표를 수집하고, 제1 신체 좌표 및 제1 신체 좌표 이후에 측정되는 제2 신체 좌표 사이의 제1 평균 변화율을 측정하는 제1 단계, 제2 신체 좌표 및 제2 신체 좌표 이후에 측정되는 제3 신체 좌표 사이의 제2 평균 변화율을 측정하는 제2 단계 및 제1 평균 변화율 및 제2 평균 변화율 간의 크기 차이를 변화율로 측정하는 제3 단계를 통해 복수의 신체 좌표에 대하여 각각 변화율을 측정하고, 복수의 변화율 중 가장 큰 변화율을 갖는 신체 좌표를 제1 어깨 끝단의 위치로 추정할 수 있다.
본 발명에 따르면, 안마 의자를 개별 사용자의 체형에 맞추어 위치 제어를 수행하므로 맞춤형 안마 의자 서비스를 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 안마 의자의 어깨 마시지부를 개별 사용자의 체형에 맞추어 제어하므로 맞춤형 안마 의자 서비스를 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 저가의 센서, 모터 및 MCU(Micro Controller Unit)를 이용하여 사용자의 어깨 폭을 측정하므로, 저렴한 가격으로 맞춤형 안마 의자 서비스를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 어깨 폭 측정 방법의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 어깨 폭 측정 장치의 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 추정부의 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 추정부 및 제2 추정부의 회전를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 어깨 폭 측정 장치에서 특정 좌표를 추정하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 어깨 폭 측정 장치에서 어깨 폭을 산출하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 어깨 폭 측정 방법을 설명하는 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
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.
본 출원에서 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 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 어깨 폭 측정 방법의 개념도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 어깨 폭 측정 방법은 본 발명의 일 실시예에 따른 추정부가 좌우 양쪽에 위치하여, 양쪽 끝에서부터 사용자의 신체까지의 거리를 측정함으로써 달성될 수 있다. 여기서, 양쪽에 위치한 각 추정부는 모터에 의해 회전할 수 있으며, 회전에 따른 각도를 측정할 수 있고, 회전한 방향에서 추정부로부터 사용자의 신체까지의 거리를 측정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 어깨 폭 측정 방법은 좌표 평면을 활용하여 사용자의 어깨 폭을 측정할 수 있다. 도 1을 참조하면, 사용자의 신체를 기준으로 좌측 상단에 위치한 추정부를 제1 추정부(200-1)로 나타낼 수 있으며, 우측 상단에 위치한 추정부를 제2 추정부(200-2)로 나타낼 수 있다. 제1 추정부(200-1)의 위치또는 제1 기준점을 (
Figure pat00001
,
Figure pat00002
)로 나타낼 수 있고, 제2 추정부(200-2)의 위치 또는 제2 기준점을 (
Figure pat00003
,
Figure pat00004
)로 나타낼 수 있으며, 사용자의 신체를 감지하여 좌표 평면 상에 나타낼 수 있다. 여기서, 좌표 평면은 직교좌표계 및 극좌표계 중 어느 하나를 이용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 어깨 폭 측정 방법은 각 추정부가 회전하고, 각 회전에 따른 각도 및 거리를 측정하여 좌표 평면 상에 사용자의 신체를 나타낼 수 있으며, 좌표 평면 상의 사용자의 신체로부터 수학적 방법에 따라 사용자의 신체에서 굴곡이 심한 부분인 어깨 부분을 추출해낼 수 있다. 여기서, 수학적 방법이란 미분을 통해 기울기를 분석하는 것을 의미할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 어깨 폭 측정 장치의 블록 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 어깨 폭 측정 장치(200)는 중앙 프로세서(100), 제1 추정부(200-1) 및 제2 추정부(200-2)를 포함할 수 있다. 중앙 프로세서(100)는 제1 추정부(200-1) 및 제2 추정부(200-2)가 추정한 사용자의 어깨 끝단의 위치로부터 사용자의 어깨 폭을 산출할 수 있으며, 산출하는 방법은 도 6과 함께 후술하겠다. 제1 추정부(200-1) 및 제2 추정부(200-2)는 사용자의 양쪽 상단에 위치할 수 있으며, 회전 및 정지를 반복하며 추정부의 회전 각도 및 추정부와 사용자의 신체 간의 거리를 측정하여 사용자의 어깨 끝단의 위치를 추정할 수 있다.
이하, 제1 추정부(200-1) 및 제2 추정부(200-2)는 동일한 구조를 가지며, 동일한 방법으로 사용자의 어깨 끝단의 위치를 추정하므로, 제1 추정부(200-1)만으로 설명하겠다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 추정부의 블록 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 추정부는 프로세서(310), 각도센서부(320), 거리센서부(330) 및 모터제어부(340)를 포함할 수 있다. 여기서, 각 구성은 명칭에 한정되지 않고, 기능에 의해 정의되는 것으로, 기능에 따라 복수의 구성이 하나의 구성으로 대체 될 수 있으며, 하나의 구성이 복수의 구성으로 대체될 수도 있다.
프로세서(310)는 각도센서부(320)로부터 제1 추정부의 각도 데이터를 수신할 수 잇으며, 거리센서부(330)로부터 제1 추정부와 사용자의 신체 간의 거리 데이터를 수신할 수 있다. 여기서, 프로세서(310)는 모터에 연동된 모터제어부(340)를 통해 제1 추정부의 회전 제어하며, 회전에 따라 각 방향에서의 각도 데이터 및 거리 데이터를 수신할 수 있으므로, 각 방향에 따른 각도 데이터 및 거리 데이터를 기초로 좌표 평면 상에서 사용자의 신체의 곡선 데이터를 획득할 수 있다. 또한, 획득한 곡선 데이터로부터 미분을 통해 미분 데이터를 추출할 수 있으며, 추출한 미분 데이터로부터 굴곡이 가장 심한 부분을 사용자의 신체 중 어깨로 판단할 수 있다.
각도센서부(320)는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 추정부가 회전하는 경우 회전 각도를 측정할 수 있으며, 측정한 회전 각도를 프로세서(310)로 전달할 수 있다. 또한, 각도센서부(320)는 각도를 측정할 수 있는 각도 센서와 연동되어 있을 수 있으며, 여기서, 각도 센서는 자이로 센서를 포함할 수 있고, 자이로 센서 외의 가속도 센서를 포함할 수 있으나, 이에 한정하지 않으며, 각도를 측정할 수 있는 센서를 의미할 수 있다.
거리센서부(330)는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 추정부의 일면으로부터 사용자의 신체까지의 직선 거리를 측정할 수 있으며, 제1 추정부가 회전하는 경우, 제1 추정부의 일면도 함께 회전하므로, 회전한 상태에서 제1 추정부와 사용자의 신체 간의 직선 거리를 측정할 수 있다. 보다 상세한 동작 설명은 도 4와 함께 후술하겠다. 또한, 거리센서부(330)는 거리를 측정할 수 있는 거리 센서와 연동되어 있을 수 있으며, 여기서, 거리 센서는 적외선 거리 센서를 포함할 수 있고, 적외선 센서 외의 UWB(Ultra-WideBand) 센서를 포함할 수 있으나, 이에 한정하지 않으며, 거리를 측정할 수 있는 센서를 의미할 수 있다.
모터관리부(340)는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 추정부가 회전하며 회전 각도 및 직선 거리를 측정할 수 있도록 연동된 모터를 제어하여 제1 추정부를 회전시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 추정부 및 제2 추정부의 회전를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 추정부는 사용자의 신체를 기준으로 좌우 양쪽 상단에 위치할 수 있다. 좌측 상단에 위치한 추정부를 제1 추정부(200-1)라 나타낼 수 있으며, 우측 상단에 위치한 추정부를 제2 추정부(200-2)라 나타낼 수 있다. 제1 추정부(200-1)는 우측을 향하는 방향에서 아래를 향하는 방향으로 회전하는 시계 방향으로 회전할 수 있으며, 제2 추정부(200-2)는 좌측을 향하는 방향에서 아래를 향하는 방향으로 회전하는 반시계 방향으로 회전할 수 있다. 다만, 프로세서(310) 및 모터제어부(340)에 의해 상술한 방향의 반대 방향으로 회전할 수도 있다. 즉, 제1 추정부(200-1)는 아래를 향하는 방향에서 우측을 향하는 방향으로 회전하는 반시계 방향으로 회전할 수 있으며, 제2 추정부(200-2)는 아래를 향하는 방향에서 좌측을 향하는 방향으로 회전하는 시계 방향으로 회전할 수 있다.
제1 추정부(200-1) 및 제2 추정부(200-2)는 각각 회전을 하며 각도에 따른 거리를 측정할 수 있으며, 모터의 회전수에 따라 회전의 정도가 결정될 수 있다. 도 4를 참조하면, 모터의 회전수가 1인 경우, 제1 추정부(200-1)는 각도 에서 사용자의 신체까지의 거리
Figure pat00006
를 측정할 수 있으며, 제2 추정부(200-2)는 각도
Figure pat00007
에서 사용자의 신체까지의 거리
Figure pat00008
를 측정할 수 있다. 제1 추정부(200-1) 및 제2 추정부(200-2)는 모터의 회전수가 증가함에 따라 계속하여 각도 및 거리를 측정할 수 있으며, 모터의 회전수가 K인 경우, 제1 추정부(200-1)는 각도
Figure pat00009
에서 사용자의 신체까지의 거리
Figure pat00010
를 측정할 수 있으고, 제2 추정부(200-2)는 각도
Figure pat00011
에서 사용자의 신체까지의 거리
Figure pat00012
를 측정할 수 있다.
여기서, 각 추정부는 측정의 정확도를 높이기 위해 장치와 사용자의 신체 간의 거리를 측정하는 경우 N회 측정하여 평균 값을 산출할 수 있고, 장치의 각도를 측정하는 경우 M회 측정하여 평균 값을 산출할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 어깨 폭 측정 장치는 사용자의 신체 중 어깨 부분을 스캔하기 위한 것으로, 어깨 폭 측정 장치의 각 추정부가 스캔하는 어깨의 범위를 일정한 범위로 설정할 수 있으며, 이로 인해, 어깨와 무관한 영역의 스캔을 방지하고 회전 반경을 줄일 수 있으므로 스캔하는 시간 및 전력 소모를 줄일 수 있다. 예를 들어, 스캔 범위를 30도에서 60도까지로 설정한다면, 추정부의 각도가 30도에서 60도 사이에 있는 경우에만 추정부가 각도 및 거리를 측정할 수 있으며, 스캔 범위를 15도에서 75도까지로 설정한다면, 추정부의 각도가 15도에서 75도 사이에 있는 경우에만 추정부가 각도 및 거리를 측정할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 어깨 폭 측정 장치는 사용자의 신체를 스캔하는 추정부의 스캔 간격을 설정할 수 있다. 스캔 간격은 사용자의 신체 측정에 있어서, 정밀도를 결정할 수 있고, 이러한 스캔 간격은 모터의 회전을 기초로 결정될 수 있다. 예를 들어, 스캔 간격을 모터의 회전수 1로 하는 경우, 추정부가 모터에 의해 회전 시 모터 회전수 1 마다 정지하여 회전 각도 및 직선 거리를 측정할 수 있으며, 스캔 간격을 모터 회전수 2로 하는 경우, 추정부가 모터에 의해 회전시 모터 회전수 2 마다 정지하여 회전 각도 및 직선 거리를 측정할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 어깨 폭 측정 장치에서 특정 좌표를 추정하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 어깨 폭 측정 장치에서 추정부는 회전을 하며 회전 각도 및 추정부와 사용자의 신체 간의 직선 거리를 측정할 수 있으며, 측정 데이터를 기초로 사용자의 신체 곡선을 좌표 평면 상에 나타낼 수 있다. 예를 들어, 모터의 회전수가 K인 경우, 제1 추정부(200-1)는 제1 추정부의 각도
Figure pat00013
및 제1 추정부와 사용자의 신체 간의 거리
Figure pat00014
를 기초로 사용자의 신체를 좌표 평면 상에 (
Figure pat00015
,
Figure pat00016
)로 나타낼 수 있으며, 제2 추정부(200-2)는 제2 추정부의 각도
Figure pat00017
및 제2 추정부와 사용자의 신체 간의 거리
Figure pat00018
를 기초로 사용자의 신체를 좌표 평면 상에 (
Figure pat00019
,
Figure pat00020
)로 나타낼 수 있다.
여기서,
Figure pat00021
,
Figure pat00022
,
Figure pat00023
Figure pat00024
는 삼각함수를 이용하여 수학식 1에 따라 산출될 수 있다.
Figure pat00025
수학식 1에서,
Figure pat00026
는 제1 추정부(200-1)의 x 좌표일 수 있으며,
Figure pat00027
는 제1 추정부(200-1)의 y 좌표일 수 있고, (
Figure pat00028
,
Figure pat00029
)는 제1 기준점일 수 있다.
Figure pat00030
는 제2 추정부(200-2)의 x 좌표일 수 있으며,
Figure pat00031
는 제2 추정부(200-2)의 y 좌표 일 수 있고, (
Figure pat00032
,
Figure pat00033
)는 제2 기준점일 수 있다. 또한,
Figure pat00034
는 제1 추정부(200-1)가 측정한 제1 추정부의 각도를 나타낼 수 있으며,
Figure pat00035
는 제1 추정부(200-1)가 측정한 제1 추정부와 사용자의 신체 간의 거리를 나타낼 수 있다.
Figure pat00036
는 제2 추정부(200-2)가 측정한 제2 추정부의 각도를 나타낼 수 있으며,
Figure pat00037
는 제2 추정부(200-2)가 측정한 제2 추정부와 사용자의 신체간의 거리를 나타낼 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 어깨 폭 측정 장치에서 어깨 폭을 산출하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 어깨 폭 측정 장치에서 어깨 폭을 산출하는 방법은, 제1 추정부(200-1) 및 제2 추정부(200-2)가 산출한 사용자 신체의 좌표를 이용할 수 있다. 제1 추정부(200-1) 및 제2 추정부(200-2)는 모터 회전수가 1부터 K까지 증가하는 경우 계속하여 사용자의 신체 좌표를 산출하므로 총 K 개의 좌표를 각각 산출할 수 있다. 제1 추정부(200-1)가 산출한 K 개의 좌표의 집합을 제1 좌표 집합으로 나타낼 수 있으며, 제2 추정부(200-2)가 산출한 K 개의 좌표의 집합을 제2 좌표 집합으로 나타낼 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 제1 좌표 집합에서 변화율이 가장 큰 좌표를 사용자의 제1 어깨 끝단의 위치로 추정할 수 있으며, 제2 좌표 집합에서 변화율이 가장 큰 좌표를 사용자의 제2 어깨 끝단의 위치로 추정할 수 있다. 여기서, 변화율은 2차 미분을 통해 산출할 수 있으나, 변화율을 구하는 방법은 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 일 실시예에 따른 어깨 폭 측정 장치는 제1 어깨 끝단의 위치 및 제2 어깨 끝단의 위치를 추정하면, 중앙 프로세서(100)를 통해 제1 어깨 끝단의 위치 및 제2 어깨 끝단의 위치 간의 거리를 사용자의 어깨 폭으로 산출할 수 있다.
예를 들면, 제1 좌표 집합에서 2차 미분을 통해 변화율이 가장 큰 좌표로 (
Figure pat00038
,
Figure pat00039
)가 산출될 수 있고, 제2 좌표 집합에서 2차 미분을 통해 변화율이 가장 큰 좌표로 (
Figure pat00040
,
Figure pat00041
)가 산출될 수 있다. 여기서, 사용자의 어깨 폭은 수학식 2를 이용하여 산출될 수 있으나, 두 좌표 사이의 거리를 산출하는 방법은 수학식 2에 한정하지 않는다.
Figure pat00042
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 어깨 폭 측정 방법을 설명하는 순서도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 어깨 폭 측정 방법은, 우선, 어깨 폭 측정 장치에 초기 좌표, 스캔 범위 및 스캔 간격 등의 초기값을 입력할 수 있고(S710), 어깨 폭 측정 장치의 각 추정부에 연동되어 있는 모터, 각도 센서 및 거리 센서에 대한 초기 설정을 수행할 수 있다(S720). 각 추정부는 스캔 간격에 따라 회전 후 정지할 수 있으며(S730), 회전 후 정지한 장치의 각도를 스캔 범위의 최소값과 비교할 수 있다(S740). 추정부의 각도가 스캔 범위의 최소값보다 작은 경우, 다시 스캔 간격에 따라 회전 후 정지할 수 있으며(S730), 추정부의 각도가 스캔 범위의 최소값보다 크거나 같은 경우, 추정부에 연동되어 있는 거리 센서를 통해 추정부와 사용자의 신체 간의 거리를 N회 측정할 수 있고, 추정부에 연동되어 있는 각도 센서를 이용하여 추정부의 각도를 M회 측정할 수 있다(S750). 측정을 마치면, N회 측정한 거리의 평균 값 및 M회 측정한 각도의 평균 값을 산출할 수 있고, 거리의 평균 값 및 각도의 평균 값을 기초로 측정한 사용자의 신체의 위치를 좌표로 산출할 수 있다(S760). 좌표를 산출한 후, 추정부의 각도와 스캔 범위의 최대값을 비교할 수 있으며(S770), 추정부의 각도가 스캔 범위의 최대값보다 작은 경우, 다시 스캔 간격에 따라 회전 후 정지할 수 있고(S730), 추정부의 각도가 스캔 범위의 최대값보다 크거나 같은 경우, 미분을 통해 산출한 좌표의 집합으로부터 신체 좌표의 위치 변화율을 산출할 수 있다(S780). 여기서, 신체 좌표의 위치 변화율을 산출하는 방법은, 제1 신체 좌표 및 제1 신체 좌표 이후에 측정되는 제2 신체 좌표 사이의 제1 평균 변화율을 측정하는 제1 단계, 제2 신체 좌표 및 제2 신체 좌표 이후에 측정되는 제3 신체 좌표 사이의 제2 평균 변화율을 측정하는 제2 단계, 제1 평균 변화율 및 제2 평균 변화율 간의 크기 차이를 변화율로 측정하는 제3 단계를 포함할 수 있다. 상술한 제1 단계, 제2 단계 및 제3 단계를 통하여 각각의 신체 좌표에 대하여 변화율을 산출하면, 변화율이 가장 큰 지점을 어깨 끝단의 위치의 좌표로 추정할 수 있으며, 제1 추정부 및 제2 추정부가 추정한 제1 어깨 끝단의 위치 및 제2 어깨 끝단의 위치 간의 거리를 어깨 폭으로 산출할 수 있다(S790).
본 발명의 실시예에 따른 어깨 폭 측정 방법의 동작은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터로 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다. 프로그램 명령은 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다.
방법 단계들의 몇몇 또는 전부는 예를 들어, 마이크로프로세서, 프로그램 가능한 컴퓨터 또는 전자 회로와 같은 하드웨어 장치에 의해(또는 이용하여) 수행될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 가장 중요한 방법 단계들의 하나 이상은 이와 같은 장치에 의해 수행될 수 있다.
실시예들에서, 프로그램 가능한 로직 장치(예를 들어, 필드 프로그머블 게이트 어레이)가 여기서 설명된 방법들의 기능의 일부 또는 전부를 수행하기 위해 사용될 수 있다. 실시예들에서, 필드 프로그머블 게이트 어레이는 여기서 설명된 방법들 중 하나를 수행하기 위한 마이크로프로세서와 함께 작동할 수 있다. 일반적으로, 방법들은 어떤 하드웨어 장치에 의해 수행되는 것이 바람직하다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 중앙 프로세서 200: 어깨 폭 측정 장치
200-1: 제1 추정부 200-2: 제2 추정부
310: 프로세서 320: 각도센서부
330: 거리센서부 340: 모터제어부

Claims (20)

  1. 제1 기준점으로부터 회전하며 회전 각도를 측정하는 제1 각도 센서 및 상기 제1 각도 센서와 일체로 회전하며 상기 제1 기준점으로부터 사용자 신체까지의 거리를 측정하는 제1 거리 센서를 이용하여 사용자의 제1 어깨 끝단의 위치를 추정하는 단계;
    사용자를 기준으로 상기 제1 기준점과 반대 방향에 위치하는 제2 기준점으로부터 회전하며 회전 각도를 측정하는 제2 각도 센서 및 상기 제2 각도 센서와 일체로 회전하며 상기 제2 기준점으로부터 사용자의 신체까지의 거리를 측정하는 제2 거리 센서를 이용하여 사용자의 제2 어깨 끝단의 위치를 추정하는 단계; 및
    상기 제1 어깨 끝단의 위치 및 상기 제2 어깨 끝단의 위치를 기초로 사용자의 어깨 폭을 산출하는 단계를 포함하는, 어깨 폭 측정 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 사용자의 어깨 폭을 산출하는 단계는,
    상기 제1 어깨 끝단의 위치 및 상기 제2 어깨 끝단의 위치 간의 거리를 상기 사용자의 어깨 폭으로 산출하는 단계를 포함하는, 어깨 폭 측정 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 사용자의 제1 어깨 끝단의 위치를 추정하는 단계는,
    상기 제1 각도 센서 및 상기 제1 거리 센서가 회전하는 단계;
    상기 제1 각도 센서가 상기 제1 기준점으로부터 회전한 회전 각도를 측정하는 단계;
    상기 제1 거리 센서가 상기 제1 기준점으로부터 상기 사용자의 신체까지의 거리를 측정하는 단계; 및
    상기 회전 각도 및 상기 거리를 기초로 상기 제1 어깨 끝단의 위치를 추정하는 단계를 포함하는, 어깨 폭 측정 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1 각도 센서 및 상기 제1 거리 센서가 회전하는 단계는,
    미리 설정된 스캔 간격에 따라 상기 제1 각도 센서 및 상기 제1 거리 센서를 회전하는 단계를 포함하는, 어깨 폭 측정 방법.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1 기준점으로부터 상기 사용자의 신체까지의 거리를 측정하는 단계는,
    상기 회전 각도가 미리 설정된 스캔 범위에 포함되는 경우 상기 제1 기준점으로부터 상기 사용자의 신체까지의 거리를 측정하는 단계를 포함하는, 어깨 폭 측정 방법.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1 각도 센서가 상기 제1 기준점으로부터 회전한 회전 각도를 측정하는 단계는,
    상기 각도를 일정한 횟수만큼 측정하여 평균값을 산출하는 단계를 포함하는, 어깨 폭 측정 방법.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1 기준점으로부터 상기 사용자의 신체까지의 거리를 측정하는 단계는,
    상기 거리를 일정한 횟수만큼 측정하여 평균값을 산출하는 단계를 포함하는, 어깨 폭 측정 방법.
  8. 청구항 3에 있어서,
    상기 회전 각도 및 상기 거리를 기초로 상기 제1 어깨 끝단의 위치를 추정하는 단계는,
    상기 회전 각도 및 상기 거리를 기초로 좌표 평면 상에 상기 사용자의 신체 좌표를 추정하여, 상기 신체 좌표를 기초로 제1 어깨 끝단의 위치를 추정하는 단계를 포함하는, 어깨 폭 측정 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 신체 좌표를 기초로 제1 어깨 끝단의 위치를 추정하는 단계는,
    상기 복수의 신체 좌표를 수집하는 단계;
    상기 각 신체 좌표에 대해 이전 신체 좌표 대비 좌표 변화율을 측정하는 단계; 및
    복수의 변화율 중 가장 큰 변화율을 갖는 신체 좌표를 제1 어깨 끝단의 위치로 추정하는 단계를 포함하는, 어깨 폭 측정 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 복수의 신체 좌표에 대하여 각각 변화율을 측정하는 단계는,
    제1 신체 좌표 및 상기 제1 신체 좌표 이후에 측정되는 제2 신체 좌표 사이의 제1 평균 변화율을 측정하는 제1 단계;
    상기 제2 신체 좌표 및 상기 제2 신체 좌표 이후에 측정되는 제3 신체 좌표 사이의 제2 평균 변화율을 측정하는 제2 단계;
    상기 제1 평균 변화율 및 상기 제2 평균 변화율 간의 크기 차이를 변화율로 측정하는 제3 단계; 및
    상기 복수의 신체 좌표에 대하여 상기 제1 단계, 상기 제2 단계 및 상기 제3 단계를 이용하여 각각 변화율을 측정하는 단계를 포함하는, 어깨 폭 측정 방법.
  11. 제1 기준점으로부터 회전한 회전 각도 및 상기 제1 기준점으로부터 사용자 신체까지의 거리를 이용하여 사용자의 제1 어깨 끝단의 위치를 추정하는 제1 추정부;
    사용자를 기준으로 제1 기준점과 반대 방향에 위치하는 제2 기준점으로부터 회전한 회전 각도 및 상기 제2 기준점으로부터 사용자의 신체까지의 거리를 이용하여 사용자의 제2 어깨 끝단의 위치를 추정하는 제2 추정부; 및
    상기 제1 어깨 끝단의 위치 및 상기 제2 어깨 끝단의 위치를 기초로 사용자의 어깨 폭을 산출하는 중앙 프로세서를 포함하는, 어깨 폭 측정 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 중앙 프로세서는,
    상기 제1 어깨 끝단의 위치 및 상기 제2 어깨 끝단의 위치 간의 거리를 상기 사용자의 어깨 폭으로 산출하는, 어깨 폭 측정 장치.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 제1 추정부는,
    상기 제1 기준점으로부터 회전한 회전 각도를 측정하는 각도센서부;
    상기 제1 기준점으로부터 사용자의 신체까지의 거리를 측정하는 거리센서부;
    상기 회전 각도 및 상기 거리를 기초로 제1 어깨 끝단의 위치를 추정하는 프로세서; 및
    상기 제1 추정부의 회전을 제어하는 모터제어부를 포함하는, 어깨 폭 측정 장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 모터제어부는,
    미리 설정된 스캔 간격에 따라 상기 제1 추정부의 회전을 제어하는, 어깨 폭 측정 장치.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 거리센서부는,
    상기 회전 각도가 미리 설정된 스캔 범위에 포함되는 경우 상기 거리를 측정하는, 어깨 폭 측정 장치.
  16. 청구항 13에 있어서,
    상기 각도센서부는,
    상기 회전 각도를 일정한 횟수만큼 측정하여 평균값을 산출하는, 어깨 폭 측정 장치.
  17. 청구항 13에 있어서,
    상기 거리센서부는,
    상기 거리를 일정한 횟수만큼 측정하여 평균값을 산출하는, 어깨 폭 측정 장치.
  18. 청구항 13에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 회전 각도 및 상기 거리를 기초로 좌표 평면 상에 사용자의 신체 좌표를 추정하는, 어깨 폭 측정 장치.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 신체 좌표를 기초로 상기 제1 어깨 끝단의 위치를 추정하는, 어깨 폭 측정 장치.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 복수의 신체 좌표를 수집하고, 제1 신체 좌표 및 상기 제1 신체 좌표 이후에 측정되는 제2 신체 좌표 사이의 제1 평균 변화율을 측정하는 제1 단계, 상기 제2 신체 좌표 및 상기 제2 신체 좌표 이후에 측정되는 제3 신체 좌표 사이의 제2 평균 변화율을 측정하는 제2 단계 및 상기 제1 평균 변화율 및 상기 제2 평균 변화율 간의 크기 차이를 변화율로 측정하는 제3 단계를 통해 상기 복수의 신체 좌표에 대하여 각각 변화율을 측정하고, 상기 복수의 변화율 중 가장 큰 변화율을 갖는 신체 좌표를 제1 어깨 끝단의 위치로 추정하는, 어깨 폭 측정 장치.
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