KR20190015851A - Motion sensing method and apparatus - Google Patents

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Abstract

A method of motion recognition and a device therefor are disclosed. The device comprises: an acceleration sensor unit for measuring acceleration values of three axes including up and down, left and right, and front and rear directions; an angular velocity sensor unit for measuring angular velocity values of three axes including up and down, left and right, and front and rear directions; a processing unit for generating a first motion state value based on the three-axis direction acceleration values and the three-axis direction angular velocity values; and a user interface unit for controlling a sleep mode or an alive mode of the processing unit. According to the present invention, by using a characteristic analysis algorithm, the walking motion can be effectively and precisely recognized, detected, and analyzed.

Description

운동 인식 방법 및 장치 {Motion sensing method and apparatus}[0001] The present invention relates to a motion sensing method and apparatus,

본 발명은 운동 인식 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 사용자의 보행 및 주행 운동 데이터를 수집 및 분석하는 운동 인식 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a motion recognition method and apparatus, and more particularly, to a motion recognition method and apparatus for collecting and analyzing user's walking and running motion data.

일반적으로 현대인의 일상생활에서의 운동량은 적절한 신체 건강을 유지하기에 상당히 부족하다는 점이 꾸준히 지적되어 왔다. 이에 따라 효과적으로 건강을 촉진하는 체계적인 운동 방법에 대한 관심도가 높아지고 있다. 구체적으로, 체계적이고 효율적으로 신속하게 신체를 단련할 수 있도록 하는 운동, 장기적인 관점에서의 건강 촉진을 위한 자세의 교정 등과 같은 운동 및 인간 수명이 길어짐에 따라 신체 능력이 저하된 노인에게 적합한 운동 등 다양한 운동에 대한 관심이 높아지는 실정이다. 이와 같은 다양한 요구에 부합하는 운동 방법 중 하나로서, 누구나 쉽게 할 수 있는 보행 운동이 있다.In general, it has been pointed out that the amount of exercise in daily life of modern people is insufficient to maintain appropriate physical health. Thus, there is a growing interest in a systematic exercise method that effectively promotes health. Specifically, there are various exercises such as exercise for systematically and efficiently speeding up the body, correction for posture for promoting health in the long-term perspective, and exercise suitable for the elderly with decreased physical ability as the human life is prolonged There is a growing interest in exercise. As one of the exercise methods that meet these various demands, there is a walking exercise that anyone can easily do.

신체적인 문제가 없는 사람이라면 누구나 보행할 수 있기 때문에 대부분의 사람들은 무의식적으로 익숙해진 자세로 보행을 하게 된다. 그런데 사람의 신체란 완벽하게 대칭적이지 않기 때문에, 대부분의 경우 불균형하고 올바르지 못한 자세로 보행이 이루어진다. 이와 같은 잘못된 자세의 지속적인 보행은 근육과 골격을 비뚤어지게 하고, 나아가 다양한 전신통증을 유발하는 원인이 되기도 한다. 일반인의 경우 이와 같은 잘못된 보행 자세는 신체 건강을 저하시키는 문제를 발생시키며, 특히 자라나는 어린이나 신체 능력이 저하된 노인의 경우 체형 왜곡이나 건강 저하 문제가 더욱 심하게 나타난다. 한편 운동선수 및 무용수 등과 같이 일반인보다 더욱 향상된 신체 능력을 필요로 하는 전문인들에게는 신체 능력 향상에의 한계를 발생시키는 등의 문제가 있다.Most people are walking unconsciously in a familiar position because anyone who has no physical problems can walk. However, because the human body is not perfectly symmetrical, in most cases the walking is performed in an unbalanced and incorrect position. Such a persistent gait can lead to skewing of the muscles and skeletal muscles, leading to various systemic pain. In the case of the general public, such a false walking posture causes a problem of deteriorating the physical health. Especially, the elderly who are growing up or suffering from physical abilities are more likely to suffer from body strain and health problems. On the other hand, professionals such as athletes and dancers who need more advanced physical abilities have problems such as limitations on improving their physical abilities.

이처럼 올바른 보행 자세는 일반인부터 전문인에 이르기까지 중요하며, 따라서 보행 자세의 교정을 어떻게 효과적으로 수행할 것인지에 대한 다양한 연구가 이루어지고 있다.As such, proper walking pose is important from the general public to professionals, and various researches have been conducted on how to effectively correct the pose posture.

종래 기술에 따르면 보행을 감지함에 있어서 대부분 신발 또는 발판에 장착되는 압력 센서를 사용한다. 그러나, 종래 기술에 따라 보행 자세를 인식 및 분석하고자 할 경우, 장기간 지속적으로 압력을 받는 과정에서 압력 센서가 손상될 우려가 있으며, 이에 따라 장치의 교체나 수리로 인한 사용자에게 시간적, 경제적 불편함을 초래할 수 있다. 또한, 사람의 발 크기는 개인에 따라 편차가 크며 이에 따라 압력 센서를 장착한 신발이 다양한 크기로 생산되어야 한다는 점에서, 생산 효율 및 경제성이 상당히 떨어지는 문제가 있다. 또한, 가족끼리 하나의 보행 자세 교정 장치를 공유할 수 없고 발 크기에 맞추어 각자 따로 구매해야 되어 경제적 부담이 늘어나는 문제가 있다.According to the related art, a pressure sensor mounted on a shoe or a footrest is used in detecting a walk. However, according to the related art, if the user intends to perceive and analyze the walking posture, the pressure sensor may be damaged in the process of continuously receiving pressure for a long period of time. As a result, time and cost inconvenience . In addition, since the foot size of a person is largely varied depending on an individual, shoes having a pressure sensor are required to be produced in various sizes, resulting in a problem of a significant decrease in production efficiency and economy. In addition, there is a problem in that the family can not share a single pedometer, and each family member has to purchase the pedometer in accordance with the size of the pug so that the economic burden increases.

이처럼 보행 자세를 교정하기 위하여 보행을 인식, 감지 및 분석하는 기술에 있어서, 압력 센서 외에 다른 방식으로 효과적이고 정확하게 보행을 인식, 감지 및 분석할 수 있게 하는 기술에 대한 요구가 점점 커지고 있다.There is a growing demand for techniques for recognizing, detecting, and analyzing gait to effectively and precisely recognize, detect, and analyze gait in a manner other than a pressure sensor.

본 발명은 상술한 기술적 문제에 대응하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 종래 기술에서의 한계와 단점에 의해 발생하는 다양한 문제점을 실질적으로 보완할 수 있는 것으로, 사용자의 보행 및 주행 운동 데이터를 수집 및 분석하는 운동 인식 방법 및 그 장치를 제공하는데 있고, 상기 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to substantially obviate the various problems caused by the limitations and disadvantages of the related art, The present invention also provides a computer-readable recording medium storing a program for executing the method.

본 발명의 일 실시예에 따르면 제1 장치의 운동 인식 방법은 가속도 센서부에 의해 상하, 좌우 및 전후를 포함하는 3축 방향 가속도값을 측정하는 단계; 각속도 센서부에 의해 상하, 좌우 및 전후를 포함하는 3축 방향 각속도값을 측정하는 단계; 프로세싱부에 의해 상기 3축 방향 가속도값 및 상기 3축 방향 각속도값에 기초하여 제1 운동 상태 값을 생성하는 단계; 및 사용자 인터페이스부에 의해 상기 프로세싱부의 슬립 모드 또는 얼라이브 모드를 제어하는 단계를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a method of recognizing motion of a first device, comprising: measuring acceleration values in three axes including up and down, right and left, and back and forth by an acceleration sensor; Measuring three-axis angular velocity values including up and down, left and right, and front and rear by the angular velocity sensor unit; Generating a first motion state value based on the 3-axis direction acceleration value and the 3-axis direction angular velocity value by a processing unit; And controlling the sleep mode or the alive mode of the processing unit by the user interface unit.

본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 제1 운동 상태 값을 제2 장치에게 전송하는 단계를 더 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the method further comprises transmitting the first motion state value to a second device.

본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 제1 운동 상태 값을 제2 장치에게 전송하는 단계는, 블루투스, 와이파이 및 NFC 중 적어도 하나로 전송한다.According to an embodiment of the present invention, the step of transmitting the first motion state value to the second device includes transmitting at least one of Bluetooth, Wi-Fi, and NFC.

본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 제1 운동 상태 값을 서버로 전송하는 단계를 더 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the method further comprises transmitting the first motion state value to the server.

본 발명의 일 실시예에 따르면 사용자 위치값을 측정하는 단계를 더 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the method further comprises the step of measuring the user position value.

본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 제1 운동 상태 값, 상기 사용자 위치값 및 사용자 프로파일 중 적어도 하나의 값에 기초하여 제2 운동 상태 값을 생성하는 단계를 더 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the method further includes generating a second motion state value based on at least one of the first motion state value, the user position value, and the user profile.

본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 제1 운동 상태 값 및 상기 제2 운동 상태 값 중 적어도 하나를 서버로 전송하는 단계를 더 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the method further comprises transmitting at least one of the first motion state value and the second motion state value to the server.

본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 제2 운동 상태 값은 거리, 속도, 칼로리소모량, 고도, 보폭 중 적어도 하나이다.According to an embodiment of the present invention, the second motion state value is at least one of distance, speed, calorie consumption, altitude, and stride.

본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 제1 운동 상태 값 및 상기 제2 운동 상태 값 중 적어도 하나와 각각의 소정의 기준값을 비교하여 자세 교정 정보를 생성하는 단계를 더 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the method further comprises generating at least one of the first motion state value and the second motion state value and each predetermined reference value to generate the posture correction information.

본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 자세 교정 정보를 음향, 도해, 영상 및 진동 중 적어도 하나로 출력하는 단계를 더 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the method further includes outputting the posture correction information to at least one of sound, illustration, image, and vibration.

본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 3축 방향 가속도값을 측정하는 단계 및 상기 3축 방향 가속도값을 측정하는 단계는, 상기 사용자 인터페이스부에 의해 상기 프로세싱부가 얼라이브 모드로 변경된 경우 상기 제2 장치와 연결을 설정하고, 상기 제2 장치 또는 상기 사용자 인터페이스부로부터의 명령에 기초하여 상기 3축 방향 가속도값 및 상기 3축 방향 각속도값을 각각 생성한다.According to an embodiment of the present invention, the step of measuring the three-axis direction acceleration value and the step of measuring the three-axis direction acceleration value may include the step of, when the processing unit is changed to the alive mode by the user interface unit, And generates the three-axis direction acceleration value and the three-axis direction angular velocity value based on a command from the second device or the user interface unit, respectively.

본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 가속도 센서부 및 상기 각속도 센서부는 선입선출 큐에 상기 3축 방향 가속도 값 및 상기 3축 방향 각속도 값을 저장하고; 상기 선입선출 큐의 저장 공간이 소정의 임계치 미만인 경우 상기 프로세싱부는 슬립 모드이고, 상기 선입선출 큐의 저장 공간이 소정의 임계치 이상일 경우 상기 프로세싱부는 얼라이브 모드이다. According to an embodiment of the present invention, the acceleration sensor unit and the angular velocity sensor unit store the three-axis direction acceleration value and the three-axis direction angular velocity value in a first-in first-out queue; The processing unit is in a sleep mode when the storage space of the first-in first-out queue is less than a predetermined threshold, and the processing unit is in an alive mode if the storage space of the first-in first-out queue is a predetermined threshold value or more.

본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 제1 운동 상태 값은 운동시간, 운동걸음수, 분당 보수, 보간, 보각, 머리각, 지면 지지시간, 공중 부유시간, 공중 부유시간 대비 지면 지지시간 비율, 최대 수직힘, 평균 수직힘 부하율, 최대 수직힘 부하율, 좌우 균형도, 좌우 균일도 중 적어도 하나이다.According to an embodiment of the present invention, the first motion state value includes a motion time, an exercise step count, a minute compensation, an interpolation, a compensating angle, a head angle, a ground support time, an air floating time, Vertical force, average vertical force load rate, maximum vertical force load rate, left-right balance, and left-right uniformity.

본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 제1 장치는 머리 및 허리에 착용된 밴드, 머리 및 허리에 클립형으로 부착하는 형태, 모자에 구비되는 형태, 벨트에 꽂는 형태, 안경 형태, 헬멧 형태, 귀에 부착하는 형태, 의복에 부착하는 형태 및 의복으로 착용하는 형태 중 하나로 이루어진다.According to an embodiment of the present invention, the first device may be a band worn on the head and the waist, a clip-on-the-head attachment to the head and the waist, a shape provided on the hat, A form attached to clothes, and a form worn as clothes.

본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 안경 형태는 증강현실 글래스, 안경테 및 선글라스 중 하나로 이루어지고, 상기 귀에 부착하는 형태는 핸즈프리 이어피스, 헤드폰 및 이어폰 중 하나로 이루어지고, 상기 의복으로 착용하는 형태는 조끼 및 하네스 중 하나로 이루어진다.According to an embodiment of the present invention, the glasses form one of an augmented reality glass, a spectacle frame, and a sunglass, and the shape attached to the ear is one of a hands-free earpiece, a headphone and an earphone, And a harness.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면 제2 장치의 운동 인식 방법은 3축 방향 가속도값 및 3축 방향 각속도값에 기초하여 생성된 제1 운동 상태 값을 제1 장치로부터 수신하는 단계; 사용자 위치값을 측정하는 단계; 및 상기 제1 운동 상태 값, 상기 사용자 위치값 및 사용자 프로파일 중 적어도 하나의 값에 기초하여 제2 운동 상태 값을 생성하는 단계를 포함한다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a method of recognizing a motion of a second device, comprising: receiving from a first device a first motion state value generated based on a triaxial direction acceleration value and a triaxial direction angular velocity value; Measuring a user position value; And generating a second motion state value based on at least one value of the first motion state value, the user position value, and the user profile.

본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 제1 운동 상태 값 및 상기 제2 운동 상태 값 중 적어도 하나를 서버로 전송하는 단계를 더 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the method further comprises transmitting at least one of the first motion state value and the second motion state value to the server.

본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 제1 운동 상태 값은 운동시간, 운동걸음수, 분당 보수, 보간, 보각, 머리각, 지면 지지시간, 공중 부유시간, 공중 부유시간 대비 지면 지지시간 비율, 최대 수직힘, 평균 수직힘 부하율, 최대 수직힘 부하율, 좌우 균형도, 좌우 균일도 중 적어도 하나이다.According to an embodiment of the present invention, the first motion state value includes a motion time, an exercise step count, a minute compensation, an interpolation, a compensating angle, a head angle, a ground support time, an air floating time, Vertical force, average vertical force load rate, maximum vertical force load rate, left-right balance, and left-right uniformity.

본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 제2 운동 상태 값은 거리, 속도, 칼로리소모량, 고도, 보폭 중 적어도 하나이다.According to an embodiment of the present invention, the second motion state value is at least one of distance, speed, calorie consumption, altitude, and stride.

본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 제1 운동 상태 값 및 상기 제2 운동 상태 값 중 적어도 하나와 각각의 소정의 기준값을 비교하여 자세 교정 정보를 생성하는 단계를 더 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the method further comprises generating at least one of the first motion state value and the second motion state value and each predetermined reference value to generate the posture correction information.

본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 자세 교정 정보를 음향, 도해, 영상 및 진동 중 적어도 하나로 출력하는 단계를 더 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the method further includes outputting the posture correction information to at least one of sound, illustration, image, and vibration.

본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 제1 운동 상태 값을 제1 장치로부터 수신하는 단계는 블루투스, 와이파이 및 NFC 중 적어도 하나로 수신한다.According to an embodiment of the present invention, the step of receiving the first motion state value from the first device is received by at least one of Bluetooth, WiFi, and NFC.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a computer-readable recording medium having recorded thereon a program for performing the method.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 운동 인식 제1 장치는 상하, 좌우 및 전후를 포함하는 3축 방향 가속도값을 측정하는 가속도 센서부; 상하, 좌우 및 전후를 포함하는 3축 방향 각속도값을 측정하는 각속도 센서부; 상기 3축 방향 가속도값 및 상기 3축 방향 각속도값에 기초하여 제1 운동 상태 값을 생성하는 프로세싱부; 상기 프로세싱부의 슬립 모드 또는 얼라이브 모드를 제어하는 사용자 인터페이스부를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the motion recognition first apparatus includes an acceleration sensor unit for measuring three-axis acceleration values including up and down, left and right, and front and rear; An angular velocity sensor unit for measuring three-axis angular velocity values including up and down, left and right, and front and rear; A processing unit for generating a first motion state value based on the 3-axis direction acceleration value and the 3-axis direction angular velocity value; And a user interface unit for controlling the sleep mode or the alive mode of the processing unit.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 운동 인식 제2 장치는 3축 방향 가속도값 및 3축 방향 각속도값에 기초하여 생성된 제1 운동 상태 값을 제1 장치로부터 수신하는 제1 통신부; 사용자 위치값을 측정하는 위치 센서부; 상기 제1 운동 상태 값, 상기 사용자 위치값 및 사용자 프로파일 중 적어도 하나의 값에 기초하여 제2 운동 상태 값을 생성하는 프로세싱부를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a motion recognition apparatus including a first communication unit for receiving a first motion state value generated based on a 3-axis acceleration value and a 3-axis angular velocity value from a first device; A position sensor unit for measuring a user position value; And a processing unit for generating a second motion state value based on at least one value of the first motion state value, the user position value, and the user profile.

본 발명에 따르면, 사용자의 신체(예, 머리측 또는 허리측)에서 가속도, 위치 등을 측정하되 이를 질량 중심 운동 상태 값으로 변환하는 등과 같은 본 발명의 특징적인 분석 알고리즘을 사용함으로써, 효과적이고 정확하게 보행을 인식, 감지 및 분석할 수 있다.According to the present invention, by using the characteristic analysis algorithm of the present invention, such as measuring the acceleration, the position and the like at the user's body (e.g., the head side or the waist side) and converting it into the mass center motion state value, It can recognize, detect and analyze walking.

또한, 본 발명에 의하면, 사용자의 신체에서 가속도, 위치 등을 측정하되 이를 질량 중심 운동 상태 값으로 변환하고, 이로부터 압력 중심 경로를 추산하는 등과 같은 본 발명의 특징적인 분석 알고리즘을 사용함으로써, 효과적이고 정확하게 보행을 인식, 감지 및 분석할 수 있다. 특히 본 발명은, 사용자 신체의 질량 중심의 운동과 가장 흡사하게 나타나는 위치에서 측정된 가속도를 사용함으로써(구체적으로, 좌우 방향의 가속도는 머리측에서 측정하고, 전후 방향의 가속도 및 위치는 허리측에서 측정하고, 상하 방향의 가속도는 머리측 또는 허리측에서 측정하도록 이루어짐으로써), 보다 정확한 가속도 및 위치의 측정이 가능하다.In addition, according to the present invention, by using the characteristic analysis algorithm of the present invention, such as measuring the acceleration, position, etc. in the body of the user, converting it into the mass center motion state value and estimating the pressure center path therefrom, Pedestrian recognition, detection and analysis can be performed accurately and precisely. Particularly, the present invention uses acceleration measured at a position most similar to the center-of-mass motion of the user's body (specifically, the acceleration in the left-right direction is measured at the head side and the acceleration and the position in the front- And the acceleration in the vertical direction is measured at the head side or the waist side), it is possible to measure the acceleration and the position more accurately.

또한, 본 발명에 의하면, 장치 구성적인 측면에서 가속도 센서, 위치 센서 등과 같이 사용자의 동적 물리량을 측정하는 센서만을 이용할 수 있다는 장점이 있다. 즉 기존에는 사용자의 발에 의해 눌림으로써 보행을 인지하는 압력 센서를 이용함으로써 장치 내구도 및 수명 저하 문제, 사용자 신체 치수에 따른 별도 장치 생산 및 사용 문제 등의 여러 문제들이 있었다. 그러나 본 발명의 경우 이러한 문제의 원인인 압력 센서를 발 부분에 배치한다는 기술 구성 자체가 완전히 배제되기 때문에, 상술한 바와 같은 여러 문제들이 원천적으로 제거되는 것이다. 또한, 이로부터 사용자 편의성 향상, 사용자 또는 생산자 각각에서의 경제성 향상 등과 같은 효과 또한 얻을 수 있다.In addition, according to the present invention, there is an advantage that only a sensor for measuring a user's dynamic physical quantity such as an acceleration sensor, a position sensor, etc. can be used in terms of device configuration. In other words, there have been various problems such as a problem of device durability and life span degradation by using a pressure sensor that recognizes walking by pressing by a user's foot, and problems of production and use of separate devices according to user's body dimensions. However, in the case of the present invention, since the technique of disposing the pressure sensor, which is the cause of such a problem, in the foot portion is completely excluded, various problems as described above are eliminated. From this, it is also possible to obtain effects such as improvement of user convenience and improvement of economic efficiency in each user or producer.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 운동 자세 도출 장치의 사용 상태들을 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 운동 자세 도출 장치의 개략도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 운동 자세 도출 방법의 흐름도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 질량 중심 및 압력 중심 간의 관계도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 중심 방향 결정 및 위치 유추를 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 추산된 압력 중심 경로의 예시를 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 보행 및 주행 시 시간에 대한 상하 방향 가속도 그래프 예시를 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 가속도 신호 측정 결과 예시를 도시한다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 운동 인식 방법의 흐름도를 도시한다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 데이터 수집 및 운동 인식 단계의 상세 흐름도를 도시한다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가속도 신호 측정 결과 예시를 도시한다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가속도 기반 운동 상태 값 도출 단계의 상세 흐름도를 도시한다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 운동 자세 도출 장치의 사용 상태들을 도시한다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 운동 자세 도출 장치의 개략도를 도시한다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 부상 위험성 정량화 장치의 개략도를 도시한다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 부상 위험성 정량화 방법의 흐름도를 도시한다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 주행 시 상하 방향 가속도 그래프를 도시한다.
도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 주행 시 상하 방향 가속도 그래프에 기울기를 표시한다.
도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 주행 시 상하 방향 가속도 그래프에 충격량을 표시한다.
도 20은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 운동 인식 제1 장치를 도시한다.
도 21은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 운동 인식 제2 장치를 도시한다.
도 22는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 운동 인식 방법의 흐름도를 도시한다.
FIG. 1 shows the use states of the exercise posture deriving device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows a schematic diagram of a motion posture deriving device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 shows a flowchart of a method of deriving a movement attitude according to an embodiment of the present invention.
4 shows a relationship diagram between a center of mass and a center of pressure according to an embodiment of the present invention.
5 illustrates a pressure center direction determination and position analogy according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 illustrates an example of an estimated pressure center path in accordance with one embodiment of the present invention.
FIG. 7 illustrates an example of a vertical acceleration graph with respect to time during walking and running according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 illustrates an example of acceleration signal measurement results according to an embodiment of the present invention.
9 shows a flowchart of a motion recognition method according to another embodiment of the present invention.
Figure 10 shows a detailed flowchart of the data acquisition and motion recognition steps according to another embodiment of the present invention.
FIG. 11 shows an example of an acceleration signal measurement result according to another embodiment of the present invention.
12 shows a detailed flowchart of deriving an acceleration-based motion state value according to another embodiment of the present invention.
FIG. 13 shows the use states of the exercise posture deriving device according to another embodiment of the present invention.
Fig. 14 shows a schematic view of the exercise posture deriving device according to another embodiment of the present invention.
15 shows a schematic diagram of an injury risk quantification device according to another embodiment of the present invention.
Figure 16 shows a flowchart of a method for quantifying an injury risk according to another embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a graph showing a vertical acceleration graph in a running according to another embodiment of the present invention.
FIG. 18 shows a slope in a vertical acceleration graph when driving according to another embodiment of the present invention.
FIG. 19 shows the amount of impact in the vertical acceleration graph when driving according to another embodiment of the present invention.
20 shows a first embodiment of a motion recognition apparatus according to the present invention.
FIG. 21 shows a second embodiment of a motion recognition apparatus according to the present invention.
22 shows a flowchart of a motion recognition method according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면 상에서 각 구성 요소의 크기는 설명의 명료성을 위하여 과장되어 있을 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in the drawings denote like elements, and the size of each element in the drawings may be exaggerated for clarity of explanation.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 운동 자세 도출 장치의 사용 상태들을 도시한다.FIG. 1 shows the use states of the exercise posture deriving device according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 운동 자세 도출 장치(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이 사용자의 머리에 착용된다. 본 실시예에 따른 운동 자세 도출 장치(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이 머리에 착용된 밴드 또는 모자에 구비되는 형태로 이루어질 수 있고, 보다 소형화시켜서 이어폰과 같이 귀에 꽂는 형태로 이루어질 수 있으나, 다른 형태로도 이루어질 수 있음은 당업자에게 자명하다.The exercise posture derivation apparatus 100 according to an embodiment of the present invention is worn on a user's head as shown in Fig. As shown in FIG. 1, the exercise posture-deriving apparatus 100 according to the present embodiment may be provided in a band or a cap worn on the head, or may be formed into a shape in which the ear- , But it can be made in other forms.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 운동 자세 도출 장치의 개략도를 도시한다.FIG. 2 shows a schematic diagram of a motion posture deriving device according to an embodiment of the present invention.

본 실시예에 따른 운동 자세 도출 장치(100)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 센서 신호 수집부(110) 및 운동 자세 도출부(121)를 포함한다. 본 실시예에 따른 운동 자세 도출 장치(100)는 운동 교정 생성부(122) 및 교정 정보 출력부(130)를 더 포함한다.The exercise posture derivation apparatus 100 according to the present embodiment includes a sensor signal collection unit 110 and a exercise posture derivation unit 121 as shown in FIG. The exercise posture derivation apparatus 100 according to the present embodiment further includes a motion correction generation unit 122 and a calibration information output unit 130. [

센서 신호 수집부(110)는, 상하, 좌우, 전후를 포함하는 3축 방향 가속도 센서(111) 및 사용자 위치를 측정하는 위치 측정 센서(112)를 포함한다. 3축 방향 가속도 센서(111)는 자이로스코프를 내장하는 형태 등과 같이 일반적으로 3축 방향의 가속도를 측정하는 데 사용되는 센서들 중 적절한 것을 선택하여 채용할 수 있다. 위치 측정 센서(112)는 사용자의 절대 위치를 측정하기 위한 것으로서, 예를 들어 GPS 신호를 이용하여 사용자 위치를 측정하도록 이루어질 수 있으며, 또는 최근 GPS보다 정확성이 높은 초정밀 위성항법 기술이 개발되고 있는바 이러한 기술이 적용되는 센서가 사용될 수도 있다. 더불어 센서 신호 수집부(110)는, 이하 보다 상세히 설명될 운동 인식 및 분석 과정에서의 정확도를 높일 수 있도록, 도 2에 도시된 바와 같이 3축 방향 각속도 센서(113)를 더 포함할 수 있다.The sensor signal collecting unit 110 includes a three-axis direction acceleration sensor 111 including up and down, left and right, front and rear, and a position measuring sensor 112 for measuring a user position. The three-axis directional acceleration sensor 111 may be selected from among sensors used for measuring acceleration in three axial directions, such as a shape in which a gyroscope is built in. The position measurement sensor 112 is for measuring the absolute position of the user. For example, the position measurement sensor 112 may measure the position of the user using a GPS signal, or an ultra-precise GPS navigation technique with higher accuracy than the recent GPS has been developed A sensor to which such a technique is applied may be used. In addition, the sensor signal collecting unit 110 may further include a three-axis direction angular velocity sensor 113 as shown in FIG. 2 in order to increase the accuracy in the motion recognition and analysis process, which will be described in detail below.

본 실시예에 따른 센서 신호 수집부(110)는, 도 1에 도시된 바와 같이 사용자의 머리에 착용되어 가속도, 속도 및 위치 등과 같은 사용자의 동적 물리량을 측정한다. 기존에는 보행 모니터링을 위해 직접적으로 발로 눌러지는 부분인 신발 및 발판 등에 구비되는 압력 센서를 사용하였다. 이에 따라 센서의 손상이 빨리 일어나 장치 내구도 및 수명이 짧아지는 문제가 있었다. 또한, 사용 중 장치 손상으로 인한 보행 인식 및 분석 정확성의 저하, 잦은 장치 교체로 인한 편의성 및 경제성 저하 등의 문제가 있다. 더불어 이러한 장치가 신발에 구비되는 경우 사용자의 발 크기에 따라 사용자마다 각각 별도의 장치가 필요하게 되어, 사용자의 편의성 및 경제성 저하가 가중되며, 생산자에게는 크기별로 별도 생산을 해야 하여 경제적 부담을 발생시키는 등의 문제가 있었다.The sensor signal collecting unit 110 according to this embodiment is worn on the user's head as shown in FIG. 1 to measure the dynamic physical quantity of the user such as acceleration, speed, and position. Previously, a pressure sensor was used for shoes, footsteps, etc., which are pressed directly on foot for gait monitoring. As a result, the damage of the sensor occurs quickly and the durability and life of the device are shortened. In addition, there are problems such as poor pedestrian recognition and accuracy of analysis due to device damage during use, convenience and economical efficiency due to frequent device replacement. In addition, when such a device is provided in the shoe, a separate device is required for each user depending on the size of the user's foot, thereby decreasing convenience and economical efficiency of the user. In addition, And the like.

그러나 본 실시예는 보행 인식을 함에 있어서 발로 눌리는 압력을 사용한다는 개념을 완전히 탈피하여, 도 1에 도시된 바와 같이 사용자의 머리에서 측정되는 가속도, 속도 및 위치 등과 같은 사용자의 동적 물리량을 측정하고 이하 기술할 본 발명의 특징적인 분석 알고리즘을 적용하여 보행의 인식, 감지 및 분석을 실현한다. 이처럼 본 실시예는 종래기술과 측정 위치 및 측정 물리량이 상이하다. 이 때 앞서 종래기술에서 지적된 여러 문제점들의 근본적인 원인은 '압력 센서를 발 부분에 배치한다'는 기술 구성에서 오는 것인바, 본 발명에 의하면 그 구성만으로서 상술한 바와 같은 여러 문제들이 원천적으로 제거될 수 있다.However, in the present embodiment, the concept of using the pressure pressed by the foot in the walking recognition is completely avoided and the dynamic physical quantity of the user such as the acceleration, the speed and the position measured at the user's head is measured as shown in Fig. Detection, and analysis of gait by applying the characteristic analysis algorithm of the present invention to be described. As described above, the present embodiment is different from the conventional art in the measurement position and the measurement physical quantity. At this time, the root cause of the various problems pointed out in the prior art comes from the technical arrangement that 'the pressure sensor is disposed at the foot part', and according to the present invention, the above- .

운동 자세 도출부(121)는, 센서 신호 수집부(110)로부터 신호를 전달받아, 3축 방향 가속도 및 위치 신호를 사용하여 사용자 질량 중심의 가속도, 속도, 위치를 포함하는 보행 또는 주행 운동 상태 값을 도출하고, 상기 보행 또는 주행 운동 상태 값을 분석하여 보행 또는 주행 자세를 도출하는 역할을 한다. 구체적으로, 운동 자세 도출부(121)는 상기 보행 또는 주행 운동 상태 값으로부터 압력 중심 경로를 추산하며, 상기 압력 중심 경로를 분석하여 보행 또는 주행 자세를 도출한다. 상기 운동 자세 도출부(121)에서 사용하는 본 발명의 분석 알고리즘에 대해서는 이후 보다 상세히 설명될 것이므로 여기에서는 설명을 생략한다.The motion posture deriving unit 121 receives a signal from the sensor signal collecting unit 110 and calculates a walking or running motion state value including an acceleration, a velocity, and a position of the center of the user's mass using the three-axis direction acceleration and the position signal And derives a walking or running posture by analyzing the walking or running motion state value. Specifically, the exercise posture deriving unit 121 estimates a pressure center path from the walking or running motion state value, and analyzes the pressure center path to derive a walking or running posture. The analysis algorithm of the present invention used in the exercise posture deriving unit 121 will be described later in detail, and a description thereof will be omitted.

한편 운동 자세 도출부(121)는 다양한 계산을 수행할 수 있는 집적 회로 형태로 이루어져 센서 신호 수집부(110)와 하나의 기판 상에 형성될 수도 있고, 또는 별도의 컴퓨터 등과 같은 형태로 이루어질 수도 있다. 이 때 운동 자세 도출부(121)가 센서 신호 수집부(110)와 별개로 형성될 경우, 센서 신호 수집부(110) 및 운동 자세 도출부(121) 간의 신호 전달을 위해 도 2에 도시된 바와 같이 통신부(114)가 구비될 수 있다. 통신부(114)는 유선 또는 무선 통신으로 이루어질 수 있다. 무선 통신은 블루투스, 와이파이 및 NFC 기술을 이용할 수 있으나, 다른 무선 통신 기술이 이용될 수 있음은 당업자에게 자명하다.Meanwhile, the exercise posture deriving unit 121 may be formed in the form of an integrated circuit capable of performing various calculations, and may be formed on the sensor signal collecting unit 110 and one substrate, or may be in the form of a separate computer or the like . 2, for signal transmission between the sensor signal collecting unit 110 and the exercise posture deriving unit 121, when the exercise posture deriving unit 121 is formed separately from the sensor signal collecting unit 110, The communication unit 114 may be provided. The communication unit 114 may be a wired or wireless communication. Wireless communication may utilize Bluetooth, Wi-Fi and NFC technology, but it is apparent to those skilled in the art that other wireless communication technologies may be used.

운동 교정 생성부(122)는 운동 자세 도출부(121)에 의하여 도출된 보행 자세와 기준 자세를 비교하여 자세 교정용 정보를 생성하는 역할을 한다. 운동 자세 도출부(121)는 상술한 바와 같이 센서 신호 수집부 (110)에서 수집된 신호를 바탕으로 사용자의 보행 또는 주행 자세를 도출하는데, 구체적인 예를 들자면 보행 또는 주행 시 사용자의 진행 방향, 속도 등을 도출할 수 있으며, 이로부터 보행 자세의 요소 중 하나인 보폭을 얻을 수 있다. 이러한 경우 운동 교정 생성부(122)는, 보행 및 주행 속도별 최적의 키-보폭 관계 데이터를 내장하고 있다가, 해당 사용자의 보행 자세 정보를 이와 비교하여 해당 사용자의 키에 비해 보폭이 지나치게 넓거나 좁지는 않은지를 판단하고, 최적 범위에서 벗어날 경우 줄이거나 늘려야 할 보폭 교정량을 용이하게 산출해 낼 수 있다.The exercise correction generating unit 122 compares the walking posture derived by the exercise posture deriving unit 121 with the reference posture to generate posture correcting information. The exercise posture deriving unit 121 derives the walking or running posture of the user on the basis of the signals collected by the sensor signal collecting unit 110 as described above. For example, From this, it is possible to obtain the stride, which is one of the elements of the walking postures. In this case, the exercise correction generating unit 122 incorporates the optimum key-stride relationship data for each walking and driving speed, and compares the walking posture information of the user with the key, It is possible to easily calculate the correction amount of the stride which should be reduced or increased when the deviation is out of the optimum range.

교정 정보 출력부(130)는, 이처럼 운동 교정 생성부(122)에 의하여 생성된 자세 교정용 정보를 음향, 도해, 영상을 포함하는 사용자가 인식 가능한 정보로서 변환하여 출력한다. 예를 들자면, 보폭 교정량이 산출되어 보폭을 줄여야 할 필요가 있을 경우, 운동 자세 도출 장치(100) 상에 구비된 스피커를 통해 "보폭을 줄이세요"와 같은 음성이 출력되도록 하거나, 경고음이 울리게 하여 사용자가 최적 보폭이 아님을 인지하고 보행 자세를 바꾸도록 유도할 수 있다. 또는 스마트폰, 컴퓨터, 또는 전용 디스플레이 등과 연결되어, 도해 또는 영상으로 정확한 교정 정보가 출력되도록 할 수도 있는 등, 다양한 형태로의 실현이 가능하다.The calibration information output unit 130 converts the posture correction information generated by the motion correction generation unit 122 as information that can be recognized by the user including the sound, the picture, and the image, and outputs the information. For example, when it is necessary to reduce the stride width by calculating the stride correction amount, a sound such as "reduce stride length" is outputted through a speaker provided on the exercise posture deriving apparatus 100, It is possible to induce the user to change the walking posture, recognizing that the user is not the optimum stride. Or may be connected to a smart phone, a computer, or a dedicated display or the like so that accurate calibration information can be output from a picture or an image.

더불어 운동 자세 도출 장치(100)는, 운동 자세 도출부(121)에 의하여 도출된 보행 자세를 외부의 데이터베이스(140)에 전송하여 누적적으로 저장하도록 이루어질 수 있다. 이러한 보행 또는 주행 운동 분석을 필요로 하는 사용자는, 건강 촉진을 위해 매일 산책 또는 조깅을 수행하는 일반인이나, 또는 신체 능력 향상을 위해 훈련하는 전문가 등이 있을 수 있으며, 이러한 운동 분석 데이터가 누적되어 시간적인 변화를 볼 수 있도록 이루어지는 것이 당연히 바람직하다. 뿐만 아니라, 이처럼 운동 분석 데이터가 대량으로 누적 저장되면, 이러한 데이터가 빅데이터로서 활용되어 각종 통계나 분석에 사용될 수도 있는 등, 다양한 활용이 가능하다.In addition, the exercise attitude deriving apparatus 100 may be configured to transmit the walking attitude derived by the exercise attitude deriving unit 121 to an external database 140 and cumulatively store the same. A user who needs such a walking or running motion analysis may be a general person who performs daily walking or jogging to promote health or an expert who is trained to improve physical ability. It is preferable that the change is made so as to be able to see the change. In addition, when a large amount of accumulated motion analysis data is accumulated, such data can be utilized as various types of statistical data or analysis, and thus can be used in various ways.

본 발명의 일 실시예에 따른 운동 자세 도출 방법은, 운동 자세 도출 장치(100)를 이용하여 사용자의 운동을 감지하고 보행인지 주행인지를 판단하는 등의 분석을 수행한다. 이 때 앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에서 사용되는 분석 알고리즘은 사용자의 머리에서 측정되는 동적 물리량을 이용하는 바, 운동 자세 도출 장치(100)는 최소한으로는 상하, 좌우, 전후를 포함하는 3축 방향 가속도 센서(111) 및 사용자 위치를 측정하는 위치 측정 센서(112)를 포함하여 이루어지면 되며, 운동 자세 도출부(121)에서 이하에 설명될 분석 알고리즘이 수행되면 된다. 또한 운동 자세 도출 장치(100)는 장치의 기능 향상을 위해 앞서 설명한 다양한 부가 구성들을 더 포함하여 이루어질 수도 있음은 물론이다.The method of deriving the exercise attitude according to an embodiment of the present invention performs an analysis such as detecting the user's exercise using the exercise attitude deriving apparatus 100 and determining whether the user is walking or running. As described above, the analysis algorithm used in the present invention uses the dynamic physical quantity measured at the user's head, and the motion posture deriving apparatus 100 calculates the three-axis direction acceleration including at least the up and down, left and right, A sensor 111 and a position measurement sensor 112 for measuring a user's position, and the analysis algorithm described below is performed in the exercise posture deriving unit 121. [ It will be appreciated that the exercise posture derivation apparatus 100 may further include the various additional components described above in order to improve the functions of the apparatus.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 운동 자세 도출 방법의 흐름도를 도시한다. 본 실시예에 따른 운동 자세 도출 방법은, 도시된 바와 같이 압력 중심 경로 추산 단계, 운동 종류 판단 단계 및 운동 자세 도출 단계를 포함한다. 이하에서 각 단계에 대하여 보다 상세히 설명한다.FIG. 3 shows a flowchart of a method of deriving a movement attitude according to an embodiment of the present invention. The method of deriving a motion posture according to the present embodiment includes a pressure center path estimation step, a motion type determination step, and a motion posture derivation step as shown in the figure. Each step will be described in more detail below.

상기 압력 중심 경로 추산 단계에서는, 운동 자세 도출 장치(100)에 의해 수집된 3축 방향 가속도(ax, ay, az)를 사용하여 산출된 사용자 질량 중심의 운동 상태 값들을 사용하여, 질량 중심 위치에서 가속도 벡터 방향으로 지면에 프로젝션하여 압력 중심 경로를 추산한다.In the pressure center path estimating step, using the motion state values of the user's mass center calculated using the three-axis direction acceleration (a x , a y , a z ) collected by the motion posture deriving apparatus 100, Projection is performed on the ground in the direction of acceleration vector at the center position to estimate the pressure center path.

운동 자세 도출 장치(100)에서 3축 방향 가속도 센서(111)를 이용하여 좌우, 전후, 상하의 3축 방향 가속도를 수집할 수 있으며, 이를 적분하거나 또는 시간당 위치 측정 센서(112)를 이용하여 수집된 위치 정보를 이용하여 속도, 위치 등을 모두 구할 수 있다. 한편 일반적으로 어떤 대상물의 운동을 분석할 경우 그 대상물의 질량 중심의 운동을 기준으로 분석하게 되는데, 운동 자세 도출 장치(100)는 사용자의 머리에 구비되는 것이므로, 여기에서 측정된 값들을 질량 중심의 운동 상태 값으로 변환하여 분석하는 것이 바람직하다. 이와 같이 사용자 머리 위치에서 측정된 값을 사용자 질량 중심에서의 값으로 변환하는 것은, 사용자 키 정보 등과 같은 신체 정보를 이용하여 미리 구해진 게인 값을 적절히 곱하는 등으로 용이하게 도출할 수 있다.The three-axis direction acceleration sensor 111 can be used to collect accelerations in three axes in the left, right, front, rear, and upper directions in the exercise posture derivation apparatus 100 and can be integrated using the three-axis direction acceleration sensor 111, The speed, position, etc. can be obtained by using the position information. In general, when analyzing the motion of an object, the motion analyzer 100 analyzes the motion of the object based on the motion of the center of mass of the object. Since the motion-posture derivation apparatus 100 is provided in the head of the user, It is preferable to convert it into a motion state value and analyze it. The conversion of the measured value at the user's head position into the value at the center of the user's mass can be easily derived by appropriately multiplying the previously obtained gain value using the body information such as the user key information.

이와 같이 질량 중심의 운동 상태 값(각 방향들에 대한 시간당 가속도/속도/위치, 주파수 분석 등)들을 도출하면, 이로부터 압력 중심 경로를 추산할 수 있다. 인체는 보행 또는 주행 시 지지하는 발에 가해지는 반작용 압력을 이용하여 거동한다. 이 반작용 압력의 합을 지면 반력(Ground reaction force; GRF)이라고 부르며, 이 압력의 중심을 압력 중심(Center of pressure; COP)이라고 부른다. 이 때 발생하는 지면 반력은 압력 중심에서 인체 질량 중심(center of mass; COM)을 향하는 특성을 가진다고 밝혀져 있다. Thus, by deriving the motion state values of the center of mass (acceleration per hour / velocity / position, frequency analysis for each direction, etc.), the pressure center path can be estimated from this. The human body behaves by using the reaction pressure applied to the supporting foot during walking or running. The sum of these reaction pressures is called the ground reaction force (GRF), and the center of this pressure is called the center of pressure (COP). It is found that the ground reaction force generated at this time has a characteristic of being directed to the center of mass (COM) from the pressure center.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 질량 중심 및 압력 중심 간의 관계도를 도시한다.4 shows a relationship diagram between a center of mass and a center of pressure according to an embodiment of the present invention.

본 발명에서는 바로 이러한 생체역학적 특성을 역으로 이용하여, 질량중심에서 측정된 힘의 벡터 방향으로 지면에 프로젝션하여 압력중심을 유추하도록 하고 있다.In the present invention, this biomechanical property is reversely used to project the center of the pressure on the ground in the vector direction of the force measured at the center of mass.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 중심 방향 결정 및 위치 유추를 설명한다.5 illustrates a pressure center direction determination and position analogy according to an embodiment of the present invention.

압력 중심 방향이란 질량 중심에서 압력 중심을 향하는 방향을 말한다. 상기 압력 중심 경로 추산 단계는, 압력 중심 방향을 먼저 결정하고, 이 방향으로 프로젝션하여 압력 중심 위치를 유추하도록 이루어질 수 있다. 보다 상세히 설명하자면, 먼저 압력 중심 방향 결정 단계에서는, 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 상하 방향 가속도(az) 및 중력가속도(g)의 합 대비 좌우 방향 가속도(ax)의 비율 및 상하 방향 가속도(az) 및 중력가속도(g)의 합 대비 전후 방향 가속도(ay)의 비율로 압력 중심의 방향을 결정한다. 이와 같이 압력 중심의 방향이 결정되면, 다음으로 압력 중심 위치 유추 단계에서는, 질량 중심이 미리 측정된 사용자 키 정보에 미리 결정된 유추용 상수를 곱한 값으로 결정되는 높이에 위치한 것으로 가정하고, 상기 압력 중심 방향 결정 단계에서 결정된 방향으로 지면에 프로젝션하여 압력 중심 위치를 유추하게 된다. 여기에서 유추용 상수란 사용자의 키에 따른 질량 중심의 높이를 말하는 것이다. 일반적으로 어린이의 질량 중심이 성인의 질량 중심보다 비율상 높고, 남성의 질량 중심이 여성의 질량 중심보다 비율상 높게 나타난다는 점이 잘 알려져 있으며, 물론 그 비율도 알려져 있다. 구체적인 예를 들면 성인 남성의 질량 중심은 평균적으로 신장의 55.27% 위치에 있다는 것이 알려져 있으며, 이 경우 유추용 상수는 0.5527이 된다. 따라서 예를 들어 사용자 키 정보를 입력할 때 어린이/성인 및 남성/여성 구분 정보를 함께 입력하게 함으로써, 적절한 유추용 상수가 선택되어 산출에 사용될 수 있다.The pressure center direction is the direction from the center of mass to the pressure center. The pressure center path estimating step may be performed to first determine the direction of the pressure center, and project it in this direction to infer the pressure center position. 5, the ratio of the vertical acceleration a z and the gravity acceleration g to the sum of the lateral acceleration a x and the vertical acceleration? the direction of the pressure center is determined by the ratio of the forward and backward acceleration (a y ) to the sum of the acceleration (a z ) and the gravity acceleration (g). If the direction of the pressure center is determined as described above, then, in the pressure center position analogy step, it is assumed that the center of mass is located at a height determined by multiplying pre-measured user key information by a predetermined constant for analogy, And the pressure center position is inferred by projecting on the ground in a direction determined in the direction determination step. Here, the constant for inference is the height of the center of mass according to the user's key. It is well known that the mass center of a child is generally higher in proportion to the mass center of an adult, and that the center of mass of a man is proportionately higher than the center of mass of a woman. For example, it is known that the center of mass of an adult male is located at an average of 55.27% of the height. In this case, the analogy constant is 0.5527. Thus, for example, by inputting the child / adult and male / female classification information when inputting the user key information, a suitable constellation for inference can be selected and used for calculation.

이렇게 구해진 압력 중심 위치의 정확도를 더욱 높이기 위해, 상기 압력 중심 위치 유추 단계에서 유추된 압력 중심 위치에 미리 결정된 전후 및 좌우 방향 보정용 상수를 곱한 값으로 보정되는 압력 중심 위치 보정 단계가 더 수행될 수도 있다. 여기에서 전후 및 좌우 방향 보정용 상수란, 상술한 바와 같은 프로젝션 방법으로 구한 압력 중심 위치를 실제 전후 및 좌우 방향 압력 중심과 통계적으로 일치시킬 수 있는 상수이다.In order to further increase the accuracy of the pressure center position thus obtained, a pressure center position correction step may be further performed in which the pressure center position inferred in the pressure center position inference step is corrected to a value obtained by multiplying a predetermined constant for forward and backward and lateral correction . Here, the constants for the back and forth and left and right directions are constants that can statistically match the pressure center position obtained by the above projection method with the actual front and rear and left and right pressure centers.

상기 운동 종류 판단 단계에서는, 상하 방향 가속도(az) 그래프의 패턴으로부터 보행인지 또는 주행인지 여부를 판단한다. In the motion type determination step, it is determined whether the vehicle is walking or running from the pattern of the vertical acceleration (a z ) graph.

도 6은 추산된 압력 중심 경로로서 구해진 발착지 패턴의 한 예시이다. 도시된 바와 같이 좌우 발이 번갈아 지면을 지지하면서 진행되는 것을 알 수 있다.6 is an example of a landing pattern obtained as an estimated pressure center path. As shown in the figure, the left and right feet are alternately supported while supporting the ground surface.

한편 보행과 주행을 구분짓는 것은, 보행의 경우 한 발 또는 양 발이 항상 지면에 닿아 있는 반면, 주행의 경우 한 발 또는 양 발이 항상 지면으로부터 떠 있다는 것이다.On the other hand, the distinction between walking and running is that one or both feet always touch the ground in the case of walking, whereas one or both feet always float from the ground in the case of driving.

도 7은 보행 및 주행 시 시간에 대한 상하 방향 가속도 그래프 예시를 도시한다. 도 7(A)에 도시된 보행 시 그래프의 경우 양 발이 모두 지면에 닿는 순간 피크가 발생하는 것을 확인할 수 있으며, 도 7(B)에 도시된 주행 시 그래프의 경우 양 발이 모두 지면으로부터 떠 있는 순간 상하 방향 가속도(az)가 최소값이 되는 상수값 구간이 존재함을 확인할 수 있다. 이처럼 보행 및 주행 시 각각의 경우 상하 방향 가속도(az) 그래프의 패턴이 서로 다르게 나타나는 것을 이용하여, 현재 이루어지고 있는 사용자의 운동이 보행인지 또는 주행인지를 판단할 수 있다.Fig. 7 shows an example of a vertical acceleration graph with respect to time during walking and running. In the case of the graph at the time of walking shown in FIG. 7 (A), it can be seen that peaks occur when both feet touch the ground. In the case of the graph at the time of running shown in FIG. 7 (B) It can be confirmed that there is a constant value interval in which the vertical acceleration (a z ) is the minimum value. In this way, it is possible to judge whether the motion of the current user is a walking or running by using the fact that the patterns of the graph of the vertical acceleration (a z ) are different from each other at the time of walking and running.

상기 운동 자세 도출 단계에서는, 압력 중심 경로 추산치 및 3축 방향 가속도(ax, ay, az)를 기반으로 보폭, 보간, 보각, 좌우 비대칭을 포함하는 자세 정보를 도출한다. 도 6의 압력 중심 경로 예시 및 도 7의 보행 또는 주행 시 상하 방향 가속도 예시를 참조하여 보다 상세히 설명한다.In the exercise attitude deriving step, attitude information including stride, interpolation, angle of repose, and asymmetry are derived based on the pressure center path estimated value and the three-axis direction acceleration (a x , a y , a z ). The pressure center path example of Fig. 6, and the vertical acceleration example of the walking or running of Fig. 7 will be described in more detail.

먼저, 사용자의 운동이 보행일 경우와 주행일 경우 양상이 다소 다르게 나타난다는 점을 위에서 설명하였으며, 물론 공통적으로 나타나는 사항도 있다. 앞서 설명한 바와 같이 보행의 경우 한 발 또는 양 발이 항상 지면에 닿아 있으며, 주행의 경우 한 발 또는 양 발이 항상 지면으로부터 떠 있다. 즉 보행 시 및 주행 시 공통으로 한 발로만 지지되는 구간이 존재하게 된다. 이러한 점들을 고려하여, 상기 운동 자세 도출 단계에서는, 먼저 중간지지시점을 결정하는 중간지지시점 결정 단계와, 양발지지구간, 한발지지구간, 공중부유구간을 결정하는 구간 분류 결정 단계를 포함하여 이루어져, 보행 및 주행을 구분하면서 자세를 도출하는 기초정보를 형성하게 된다.First of all, it is explained above that the user's movements appear to be slightly different when walking or driving. As described above, in the case of walking, one foot or both feet always touch the ground. In the case of driving, one foot or both feet always float from the ground. That is, there is a section that is supported only by one foot when walking and traveling. In consideration of these points, in the step of deriving the exercise attitude, an intermediate supporting time determining step of determining an intermediate supporting time point and an interval classification determining step of determining a sole supporting period, a pair of supporting period, The basic information for deriving the posture is formed while distinguishing the walking and the running.

먼저 보행 운동을 풀어서 묘사하자면 다음과 같다. 먼저 한 쪽 발의 발뒤꿈치가 지면을 디디는 순간에 다른 쪽 발의 발끝도 지면에서 미처 떨어지지 않은 상태, 즉 양발이 지지되어 있는 상태로 시작한다. 이 상태에서, 한 쪽 발로만 지면을 지지하면서 다른 쪽 발이 지면으로부터 떨어지고, 이 다른 쪽 발이 허공을 저으면서 전방으로 진행하면서 사람의 몸체도 전방으로 이동하게 된다. 그리고 이 다른 쪽 발의 발뒤꿈치가 지면을 디디는 순간에 한 쪽 발의 발끝이 지면에서 미처 떨어지지 않은 상태, 즉 양발이 지지되어 있는 상태가 다시 이루어지면서 한 걸음의 보행이 이루어진다. 이 과정에서, 한 발로만 지지된 채 사람의 몸체가 전방으로 이동하고 있는 순간에는 사람의 머리가 상하 방향으로 크게 흔들리지 않는 반면(상하 방향 가속도(az)에서 로컬 미니멈이 형성됨), 발을 디디는 순간에 상하 방향으로 가장 크게 흔들리게 된다(상하 방향 가속도(az)에서 피크값이 형성됨).First, let 's describe the walking movement as follows. First, at the moment when the heel of one foot touches the ground, the toe of the other foot starts with the state where the foot is not dropped from the ground. In this state, the one foot supports the ground surface while the other foot comes off the ground, and the other foot moves forward as the foot sweeps through the air, and the human body also moves forward. And at the moment when the heel of this other foot touches the ground, the foot of one foot does not fall off from the ground, that is, the condition that the feet are supported is restored, and one step is performed. In this process, when the human body is moved forward while being supported only by one foot, the head of the person is not largely shaken up and down (a local minimum is formed at the vertical acceleration (a z )), (The peak value is formed at the vertical acceleration (a z )).

즉 보행 운동은, 양발이 모두 지면을 딛고 있는 상태인 구간, 한 발만 지면을 딛고 있는 상태인 구간으로 나뉠 수 있으며, 한 발만 지면을 딛고 있는 상태인 중에 상하 방향으로의 흔들림이 가장 적다. 이러한 운동의 양상이 도 7(A)에 잘 나타나 있으며 이러한 예시에 나타나 있는 바와 같이, 중간지지시점 결정 단계에서는, 사용자의 운동이 보행일 경우 시간 영역에서 측정된 상하 방향 가속도(az)에서 로컬 미니멈을 중간지지시점으로 정의한다. 또한 구간 분류 결정 단계에서는, 사용자의 운동이 보행일 경우 시간 영역에서 측정된 상하 방향 가속도(az)에서 피크값이 형성되는 구간을 양발지지구간으로 결정하며 나머지 구간을 한발지지구간으로 결정한다.In other words, the walking movement can be divided into a section in which both feet are in a state of standing on the ground, and a section in which one foot is in a state of standing on the ground, and the fluctuation in the upward and downward directions is least when one foot is on the ground. As this is the movement pattern is also well shown in 7 (A) are shown in this example, the intermediate support point determination step, if the user's movement gait one of the vertical direction acceleration measurements in the time domain (a z) locally on The minimum is defined as the intermediate support point. Also, in the section classification decision step, when the user's motion is a gait, the period in which the peak value is formed in the up-down acceleration (a z ) measured in the time domain is determined as the bipod support period and the remaining period is determined as the support period.

다음으로 주행 운동을 풀어서 묘사하자면 다음과 같다. 먼저 전방으로 나와 있는 한 쪽 발이 지면을 박차는 순간(이 순간 다른 쪽 발은 허공에 떠 있음)으로 시작한다. 이 상태에서, 한 쪽 발이 지면을 박차서 떠오르면서 양 발이 모두 허공에 떠 있는 상태인 채로 사람의 몸체가 전방으로 이동하며, 이와 함께 양발이 허공을 저으면서 전후가 바뀌어 다른 쪽 발이 전방으로 나오게 된다. 전방으로 나온 다른 쪽 발이 지면에 닿음과 동시에 지면을 박차는 순간이 다시 이루어지면서 한 걸음의 주행이 이루어진다. 이 과정에서, 한 발로 지면을 박차는 순간에는 사람의 머리가 상하 방향으로 가장 크게 흔들리는 반면(상하 방향 가속도(az)에서 로컬 맥시멈이 형성됨), 공중에 뜬 채 나아가고 있는 상태에서는 상하 방향으로 거의 흔들리지 않게 된다(상하 방향 가속도(az)에서 상수값이 형성됨).Next, let 's describe the driving movement as follows. First, one foot from the front begins with the moment when the floor spurs (the other foot is floating in the air). In this state, one foot rises from the floor, and both feet float in the air, and the body moves forward. In addition, the feet swing through the air and the front and rear are changed, and the other foot comes forward. The other side of the foot comes into contact with the ground, and at the same time the moment of spurting the ground is done again, and a stepping motion is made. In this process, the human head is swung most vertically at the moment when the ground is sprung from one foot (the local maxima are formed at the vertical acceleration (a z )), while in the state of floating in the air, (A constant value is formed at the vertical acceleration (a z )).

즉 주행 운동은, 양발이 모두 허공에 떠 있는 상태인 구간, 한 발만 지면을 딛고 있는 상태인 구간으로 나뉠 수 있으며, 양발이 모두 허공에 떠 있는 상태인 중에 상하 방향으로의 흔들림이 가장 적다. 이러한 운동의 양상이 도 7(B)에 잘 나타나 있으며 이러한 예시에 나타나 있는 바와 같이, 중간지지시점 결정 단계에서는, 사용자의 운동이 주행일 경우 시간 영역에서 측정된 상하 방향 가속도(az)에서 로컬 맥시멈을 중간지지시점으로 정의한다. 또한 구간 분류 결정 단계에서는, 사용자의 운동이 주행일 경우 시간 영역에서 측정된 상하 방향 가속도(az)에서 상수값으로 나타나는 구간을 공중부유구간으로 결정하며 나머지 구간을 한발지지구간으로 결정한다. 여기에서 공중부유구간에서 나타나는 상수값은 가속도계가 중력 외에 다른 외력이 작용하지 않을 때의 신호 레벨 수준의 기설정된 값으로서, 대략 0에 가까운 값으로 적절히 결정될 수 있다. 즉 상기 상수값은 현재 스탠스를 판별할 수 있게 해 주는 기준값인 바 이러한 의미에서 스탠스 판별 상수(stance phase constant)라고 불릴 수 있으며, 요약하자면 주행 시에 상하 방향 가속도가 스탠스 판별 상수보다 작으면 공중부유구간, 크면 한발지지구간으로 판별하게 된다.In other words, the running exercise can be divided into a section in which both feet float in the air, and a section in which one foot is standing on the ground, and the fluctuation in the up and down directions is least when both feet are floating in the air. 7 (B). As shown in this example, in the intermediate support timing determination step, when the user's motion is traveling, the vertical acceleration (a z ) Maxima is defined as the intermediate support point. Also, in the section classification decision step, when the user's motion is traveling, the section which is represented by a constant value in the vertical acceleration (a z ) measured in the time domain is determined as a floating section, and the remaining section is determined as a pair support section. Here, the constant value appearing in the air floating period is a predetermined value of the signal level level when the accelerometer has no external force other than gravity, and can be appropriately determined to be a value close to approximately zero. In other words, the constant value is a reference value that makes it possible to determine the current stance. In this sense, it can be called a stance phase constant. In summary, when the up-down acceleration is smaller than the stance determination constant during running, And if it is large, it is discriminated as a pair of support sections.

이와 같이 자세 도출을 위한 기초 정보들이 도출되면, 비로소 보폭, 보간, 보각, 좌우 비대칭 등의 보행 또는 주행 자세의 도출이 가능하게 된다.When the basic information for the attitude derivation is derived as described above, it becomes possible to obtain the walking or posture of the stride such as the stride, the interpolation, the angle of inclination, the asymmetry, or the like.

보폭 : 먼저 사용자 위치 정보를 미리 정해진 시간 간격마다 측정하여 평균 속도를 산출한다. 다음으로 상기 시간 간격 동안의 상기 중간지지시점 개수를 측정하여 보행 주파수를 산출한다. 마지막으로 상기 평균 속도를 상기 보행 주파수로 나눔으로써 사용자의 보폭을 정확하게 산출할 수 있다.Stride: First, the average speed is calculated by measuring the user position information at predetermined time intervals. Next, the walking frequency is calculated by measuring the number of the intermediate support points during the time interval. Finally, by dividing the average speed by the walking frequency, the stride of the user can be accurately calculated.

보간 : 상기 중간지지시점에 해당하는 압력 중심 위치 값을 사용하여 좌우 방향의 보간을 산출할 수 있다. 즉 도 7(A) 또는 (B)에 나타나는 중간지지시점에 해당하는 시간 값을 도 6에 나타나는 압력 중심 위치 값에 적용하여, 이 시간 값에 해당하는 압력 중심 위치를 찾으면, 좌측 발이 지면을 디딘 위치 및 우측발이 지면을 디딘 위치가 나오게 되며, 이들 간 간격을 재어 사용자의 보간을 정확하게 산출할 수 있다.Interpolation: The interpolation in the left and right direction can be calculated using the pressure center position value corresponding to the intermediate support point. That is, the time value corresponding to the intermediate support time shown in FIG. 7 (A) or (B) is applied to the pressure center position value shown in FIG. 6 and if the pressure center position corresponding to this time value is found, Position and the position where the right foot is positioned on the ground are extracted, and the interpolation of the user can be accurately calculated by taking the interval between them.

보각 : 상기 한발지지구간의 시작 시점에 해당하는 압력 중심 위치값 및 상기 한발지지구간의 끝 시점에 해당하는 압력 중심 위치 값을 사용하여 보각을 산출할 수 있다. 풀어서 설명하자면, 한발지지구간의 시작 시점에는 발뒤꿈치가 지면을 디디게 되며, 한발지지구간의 끝 시점에는 발끝이 지면을 디디게 된다.The angle of inclination can be calculated using the pressure center position value corresponding to the starting point of the pair of support sections and the pressure center position value corresponding to the end point of the pair of support sections. To explain the problem, the heel is placed on the ground at the start of a pair of support segments, and the toe of the foot is considered at the end of the pair of support segments.

즉 상술한 바와 같이 압력 중심 위치들 간의 각도를 구한다는 것은 지면을 디딘 순간의 발뒤꿈치 위치와 발끝 위치가 이루는 각도 즉 보각을 구한다는 것으로, 즉 이러한 방법으로 사용자의 보각을 정확하게 산출할 수 있게 된다.That is, as described above, the angle between the pressure center positions is obtained by obtaining the angle formed by the heel position and the toe position at the moment when the ground surface is tilted, that is, by this method, the user's bending angle can be accurately calculated .

좌우 비대칭 : 먼저 시간 영역에서 측정된 좌우 방향 가속도(ax)의 부호를 기준으로 지지하고 있는 발을 파악한다. 다음으로 시간 영역에서 측정된 상하 방향 가속도(az)의 피크값, 골값 및 둘 간의 차이값을 비교한다. 즉 좌측 발이 지지하고 있을 때와 우측 발이 지지하고 있을 때의 피크값, 골값 등을 비교함으로써, 사용자의 좌우 비대칭을 정확하게 산출할 수 있게 된다. 또한 동일한 방식으로 보행 또는 주행의 반복성도 산출할 수 있다.Left asymmetry: First, the foot supporting the left and right acceleration (a x ) measured in the time domain is identified. Next, the peak value, the bone value, and the difference between the two values of the vertical acceleration (a z ) measured in the time domain are compared. That is, by comparing the peak value, the bone value, and the like when the left foot is supported and when the right foot is supported, it is possible to accurately calculate the left-right asymmetry of the user. Also, the repeatability of walking or running can be calculated in the same manner.

도 8은 가속도 신호 측정 결과 예시로서, 도 8의 맨 아래 그래프에서 상하 방향 가속도(az)의 좌우 비대칭이 강하게 나타나고 있음을 알 수 있다.FIG. 8 shows an example of an acceleration signal measurement result. In the bottom graph of FIG. 8, the left-right asymmetry of the vertical acceleration (a z ) is strongly shown.

상술한 바와 같은 방법으로 보폭, 보간, 보각, 좌우 비대칭 등의 보행 또는 주행 자세를 도출함으로써, 사용자가 올바른 자세로 보행 또는 주행을 하고 있는지를 실시간으로 모니터링할 수 있다. 물론 이 때 최적의 자세에 해당하는 보폭, 보간, 보각, 좌우 비대칭 값을 미리 저장하고 있다가, 현재 모니터링 중인 현재의 각 자세 값들과 비교하여 교정량을 산출할 수 있다. 이를 사용자에게 실시간으로 알리거나 또는 저장하여 두었다가 추후 확인할 수 있게 함으로써, 사용자는 보다 올바른 자세로의 보행 또는 주행으로 자신의 자세를 효과적으로 교정해 나갈 수 있게 된다.It is possible to monitor in real time whether the user is walking or running in the correct posture by deriving the walking or running posture such as stride, interpolation, angle of inclination, asymmetry, or the like in the manner as described above. Of course, it is possible to store the stride, interpolation, angle of inclination, and asymmetry value corresponding to the optimum posture at this time, and calculate the correction amount by comparing with the current posture values currently being monitored. By informing the user in real time or by storing it in advance and checking it later, the user can correct his / her posture by walking or running in a more correct posture.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 보행 및 주행 모니터링을 위한 운동 인식 방법의 흐름도를 도시한다. FIG. 9 shows a flowchart of a motion recognition method for walking and running monitoring according to another embodiment of the present invention.

본 실시예에 의한 운동 인식 방법은 크게 두 단계로 이루어지는데, 즉 3축 방향 가속도(ax, ay, az)를 수집 및 분석하여 보행 및 주행 여부를 판단하는 데이터 수집 및 운동 인식단계와, 수집된 3축 방향 가속도(ax, ay, az)를 사용하여 사용자 질량 중심의 운동상태 값들을 산출하는 가속도 기반 운동 상태 값 도출 단계를 포함하여 이루어진다. 이하에서 각 단계의 세부 단계들을 보다 상세히 설명한다.The motion recognition method according to the present embodiment is roughly divided into two steps: a data acquisition and a motion recognition step of collecting and analyzing the three-axis direction acceleration (a x , a y , a z ) , And an acceleration-based motion state value derivation step of calculating the motion state values of the user mass center using the collected three-axis direction acceleration (a x , a y , a z ). The detailed steps of each step will be described in more detail below.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 데이터 수집 및 운동 인식 단계의 상세 흐름도를 도시한다.Figure 10 shows a detailed flowchart of the data acquisition and motion recognition steps according to another embodiment of the present invention.

도 10에 도시된 바와 같이, 상기 데이터 수집 및 운동 인식 단계는, 상하 방향 가속도 수집 단계, 피크 검출 단계, 운동 감지 단계, 3축 방향 가속도 수집 단계, 푸리에 변환 단계, 운동 형태 판단 단계를 포함한다. 상기 데이터 수집 및 운동 인식 단계는 사용자에게서 운동이 일어나고 있는지, 또한 운동이 일어났다면 그 운동이 보행 또는 주행에 해당하는지를 인식한다.As shown in FIG. 10, the data collection and motion recognition step includes a vertical acceleration collection step, a peak detection step, a motion detection step, a three-axis direction acceleration collection step, a Fourier transform step, and a motion shape determination step. The data collection and motion recognition step recognizes whether motion is occurring in the user, and if motion occurs, whether the motion is a walking or running.

도 10에 도시된 바와 같이 최초에는 수집될 데이터 변수들이 초기화되어, 운동 인식을 수행할 준비가 이루어진다.As shown in FIG. 10, initially, the data variables to be collected are initialized and ready to perform motion recognition.

상기 상하 방향 가속도 수집 단계에서는, 3축 방향 가속도(ax, ay, az)를 모두 수집하는 것이 아니라, 일단 상하 방향 가속도(az)를 수집한다. 수집된 상하 방향 가속도(az)는 그대로 사용될 수도 있으나, 미리 결정된 밴드 패스 필터를 통과시켜 노이즈를 제거하는 노이즈 제거 단계를 거치도록 하는 것이 더욱 바람직하다. 이 때 상기 밴드 패스 필터는, 예를 들어 일반적인 사람의 보행 또는 주행주파수에 해당하는 0.1 ~ 5 Hz로 형성될 수 있으나, 이 범위는 적절하게 변경될 수 있음은 당업자에게 자명하다.In the vertical acceleration collecting step, the three-axis direction acceleration (a x , a y , a z ) are not all collected but the up-down direction acceleration (a z ) is once collected. Although the collected vertical acceleration (a z ) may be used as it is, it is more preferable to pass through a predetermined band-pass filter to carry out a noise removing step of removing noise. At this time, the band-pass filter may be formed at a frequency of 0.1 to 5 Hz corresponding to, for example, a walking or running frequency of a general person, but it is apparent to those skilled in the art that the range may be appropriately changed.

상기 피크 검출 단계에서는 이렇게 수집된 상하 방향 가속도(az)의 피크를 검출하며, 상기 운동 감지 단계에서는 상하 방향 가속도(az) 피크 값이 미리 결정된 문턱 치 이상인지의 여부를 판단함으로써 운동이 일어났는지의 여부를 판단한다. 상기 운동 감지 단계에서 운동이 일어나지 않았다고 판단되면, 다시 최초의 준비 단계로 돌아가 변수 초기화가 이루어지게 된다.The peak detection step detects the peak of the vertical acceleration (a z ) thus collected. In the motion detection step, it is determined whether or not the peak value of the vertical acceleration (a z ) is equal to or greater than a predetermined threshold value, It is judged whether or not it has occurred. If it is determined that the motion has not occurred in the motion detection step, the process returns to the initial preparation step to initialize the variable.

부연하자면, 운동 인식 장치(100)에서 분석을 수행함에 있어서, 항상 3축 방향 가속도(ax, ay, az)를 수집하도록 이루어질 경우 운동을 하지 않고 있을 때 불필요한 계산 부하가 발생함으로써 전력 소모, 발열 등의 문제가 생길 수 있다. 한편 사용자가 가만히 앉아 있거나 몸을 뒤척이는 정도로 움직이는 경우와, 걷거나 달리는 정도로 움직이는 경우에 있어서, 가장 크게 차이가 나는 것은 사용자가 위아래로 흔들리는 정도, 즉 상하 방향 가속도(az)가 된다. 따라서 운동 인식 장치(100)를 착용한 사용자의 상하 방향 가속도(az)를 먼저 수집하여, 이 값이 어떤 문턱 치 이상이 되면 사용자가 걷거나 달리고 있다고 판단하고 그 때부터 본격적인 운동 감지를 시작하도록 함으로써, 앞서 설명한 불필요한 계산 부하 문제를 방지할 수 있다.In other words, when performing the analysis in the motion recognition apparatus 100, when the three-axis direction acceleration (a x , a y , a z ) is always collected, unnecessary calculation load occurs when the motion is not performed. , Heat generation and the like may occur. On the other hand, in the case where the user moves as much as the user sits down or turns his or her body, and when the user moves to the extent of walking or running, the largest difference is the degree that the user swings up and down, that is, the vertical acceleration (a z ). Accordingly, the up-down acceleration (a z ) of the user who wears the motion recognition apparatus 100 is collected first, and when the value exceeds a certain threshold value, the user is determined to walk or run, and then the full- , It is possible to prevent the unnecessary calculation load problem described above.

상기 3축 방향 가속도 수집 단계에서는, 상술한 바와 같이 상하 방향 가속도(az) 피크 값이 미리 결정된 문턱 치 이상이면, 3축 방향 가속도(ax, ay, az)를 수집한다. 여기에서도 마찬가지로, 수집된 3축 방향 가속도(ax, ay, az)가 그대로 사용될 수도 있으나, 미리 결정된 밴드 패스 필터를 통과시켜 노이즈를 제거하는 노이즈 제거 단계를 거치도록 하는 것이 더욱 바람직하다. 이 때의 밴드 패스 필터는 앞서 상하 방향 가속도(az) 노이즈 제거에 사용되었던 밴드 패스 필터와 동일하게 형성될 수도 있고, 또는 적절하게 변경 설정될 수도 있다.In the three-axis direction acceleration collecting step, the three-axis direction acceleration (a x , a y , a z ) is collected when the up-down acceleration (a z ) peak value is equal to or greater than a predetermined threshold value as described above. Likewise, the collected three-axis directional acceleration (a x , a y , a z ) may be used as it is, but it is more preferable to pass through a predetermined band-pass filter to carry out a noise removing step of removing noise. The band-pass filter at this time may be formed in the same manner as the band-pass filter used for removing the up-down acceleration (a z ) noise, or may be appropriately changed or set.

상기 푸리에 변환 단계에서는, 3축 방향 가속도(ax, ay, az)를 푸리에 변환하여 주파수 응답 그래프를 도출하며, 상기 운동 형태 판단 단계에서 비로소 주파수 응답 그래프를 미리 결정된 주파수 응답 개형 또는 크기 기준과 비교하여 보행 및 주행 운동인지 또는 그 외 운동인지의 여부를 판단하게 된다. 상기 운동 형태 판단 단계에서 보행 및 주행 운동에 해당하는 운동이 일어나지 않았다고 판단되면, 다시 최초의 준비 단계로 돌아가 변수 초기화가 이루어지며, 그렇지 않고 보행 및 주행 운동이 일어났다고 판단되면 가속도 기반 운동 상태 값 도출 단계가 수행되게 된다.In the Fourier transform step, the three-axis direction acceleration (a x , a y , a z ) is Fourier-transformed to derive a frequency response graph. In the motion shape determination step, It is judged whether or not it is the walking and running movement or the other exercise. If it is determined that the exercise corresponding to the walking and driving movements has not occurred in the exercise type determination step, the variable is initialized again to the initial preparation stage. If it is determined that the walking and driving movements have occurred, Step is performed.

이처럼 상기 운동 형태 판단 단계에서는 사용자의 운동이 보행 및 주행 상태인지를 판단한다. As described above, in the exercise type determination step, it is determined whether the user's exercise is in the walking and running state.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 보행 시의 가속도 신호 측정 결과 예시를 도시한다. 도 11의 좌측에는 가로축이 시간 / 세로축이 좌우(x), 전후(y), 상하(z) 각각의 3축 방향 가속도(ax, ay, az)인 시간 영역 가속도 그래프가 도시되어 있고, 우측에는 상술한 바와 같이 가로축이 주파수, 세로축이 크기로 나타나는 상기 푸리에 변환 단계를 통해 도출된 주파수 응답 그래프가 도시되어 있다.11 shows an example of an acceleration signal measurement result at the time of walking according to another embodiment of the present invention. 11, there is shown a time-domain acceleration graph in which the abscissa is the three-axis direction acceleration (a x , a y , a z ) of time and the vertical axis are the left and right (x), the front and back (y) And the right side shows the frequency response graph derived through the Fourier transform step in which the horizontal axis indicates the frequency and the vertical axis indicates the size as described above.

보행 또는 주행 시에는 당연히 주기적으로 상하 방향, 전후 방향, 좌우 방향으로 흔들리며, 즉 도 11의 좌측에 도시된 바와 같이 주기적인 신호가 발생된다. 이 때 좌우의 발이 번갈아 내딛으면서 보행 또는 주행이 이루어지기 때문에, 좌우 방향의 주기적인 신호의 주파수는, 상하 방향 및 전후 방향의 주기적인 신호의 주파수의 1/2 값을 가지게 되며, 이는 도 11의 우측 그래프에서도 쉽게 확인할 수 있다. 한편, 보행 시에는 항상 한 발 또는 양 발이 지면에 닿아 있게 되고, 주행 시에는 한 발 또는 양 발이 지면으로부터 떠 있게 된다. 즉 보행이나 주행이 이루어질 때는 머리에서의 큰 흔들림이 반드시 주기적으로 발생된다.During the walking or running, of course, periodically oscillating in the up-and-down direction, the back-and-forth direction, and the left and right direction, that is, a periodic signal is generated as shown on the left side of FIG. In this case, since the walking or running is performed while the left and right feet are alternately taken, the frequencies of the periodic signals in the left and right directions are 1/2 of the frequencies of the periodic signals in the up and down direction and the back and forth direction, It can be easily seen from the graph on the right. On the other hand, one foot or both feet always touch the ground at the time of walking, and one or both feet float from the ground at the time of driving. That is, when walking or running, a large fluctuation in the head necessarily occurs periodically.

상술한 바와 같은 점들을 고려하여, 상기 운동 형태 판단 단계는, 하기의 식을 만족하면 사용자 운동을 보행 및 주행 상태로 판단하고, 그렇지 않으면 그 외의 운동으로 판단하도록 이루어진다. 즉 아래의 관계식을 쉽게 풀어 설명하면, 상하 방향 및 좌우 방향으로 주기적으로 흔들리는 정도가 어느 수준 이상으로 크게 나타나면 보행 또는 주행이 이루어지고 있다고 판단한다.In consideration of the above-described points, the exercise form determination step is performed to determine the user's exercise as the walking and running state if the following formula is satisfied, or otherwise. That is, the following relational expression can be easily solved. If the degree of shaking periodically in the up-and-down direction and the left-right direction becomes larger than a certain level, it is judged that the vehicle is walking or running.

Mz,p / Mz,other > cz and Mx,p / Mx,other > cx M z, p / M z, other > c z and M x, p / M x, other > c x

(여기에서,(From here,

az : 상하 방향 가속도,a z : vertical acceleration,

fp : 상하 방향 가속도 az의 푸리에 변환 결과에서의 최대 크기를 갖는 주파수,f p : frequency having the maximum magnitude in the Fourier transform result of the vertical acceleration a z ,

Mz,p : 상하 방향 가속도 az의 푸리에 변환 결과에서 fp를 중심 주파수로 하며 1Hz 미만의 대역폭을 갖는 상하 방향 기준 밴드에 속하는 주파수 성분의 에너지 총합,M z, p : An energy sum of frequency components belonging to a vertical reference band having a bandwidth of less than 1 Hz with f p as a center frequency in the Fourier transform result of the vertical acceleration a z ,

Mz,other : 상하 방향 가속도 az의 푸리에 변환 결과에서 상기 상하 방향 기준 밴드를 제외한 나머지 주파수 성분의 에너지 총합,M z, other : A total sum of the remaining frequency components excluding the up-and-down direction reference band from the Fourier transform result of the vertical acceleration a z ,

cz : 미리 결정된 상하 방향 기준 역치,c z : predetermined vertical reference threshold value,

ax : 좌우 방향 가속도,a x : lateral acceleration,

Mx,p : 좌우 방향 가속도 ax의 푸리에 변환 결과에서 fp/2를 중심 주파수로 하며 1Hz 미만의 대역폭을 갖는 좌우 방향 기준 밴드에 속하는 주파수 성분의 에너지 총합,M x, p : energy sum of frequency components belonging to the left and right direction reference bands having f p / 2 as the center frequency and having a bandwidth of less than 1 Hz in the Fourier transform result of the lateral acceleration a x ,

Mx,other : 좌우 방향 가속도 ax의 푸리에 변환 결과에서 상기 좌우 방향 기준 밴드를 제외한 나머지 주파수 성분의 에너지 총합,M x, other : A total sum of the remaining frequency components excluding the left and right direction reference bands from the Fourier transform results of the lateral acceleration a x ,

cx : 미리 결정된 좌우 방향 기준 역치)c x : predetermined lateral reference threshold)

위와 같은 식을 만족함으로써 사용자 운동이 보행 및 주행 상태라고 판단되었을 때, 이제는 그 운동이 보행인지 주행인지를 판단해야 한다. 이 때, 앞서 설명한 바와 같이 보행 시에는 항상 한 발 또는 양 발이 지면에 닿아 있게 되고, 주행 시에는 한 발 또는 양 발이 지면으로부터 떠 있게 된다. 여기에서 주행 중 양 발이 지면으로부터 떠 있는 시점에서는, 양 발은 허공을 젓고 있기 때문에 사용자에게 상하 방향으로 더 가해지는 외부 힘이 없고, 따라서 이 때에는 상하 방향 가속도(az)가 최소의 상수값으로서 형성되게 된다.When the above equation is satisfied, it is judged that the user's motion is a walking or running state, and it is now determined whether the exercise is a walking or running. At this time, as described above, one foot or both feet always touch the ground at the time of walking, and one or both feet float from the ground at the time of traveling. Here, at the time when both feet are floating from the ground during traveling, since both feet stir the air, there is no external force applied to the user in the vertical direction. Therefore, in this case, the vertical acceleration (a z ) .

상술한 바와 같은 점들을 고려하여, 상기 운동 형태 판단 단계는, 상하 방향 가속도(az)의 푸리에 변환 결과에서 하기의 식을 만족하는 구간이 존재하면 사용자 운동을 주행 상태로 판단하고, 그렇지 않으면 보행 상태로 판단하도록 이루어진다.In consideration of the above-described points, the motion type determination step determines that the user's motion is in a running state if a section satisfying the following expression exists in the Fourier transform result of the vertical acceleration (a z ) State.

az < ka z <k

(여기에서,(From here,

k : 스탠스 판별 상수)k: stance discrimination constant)

여기에서 스탠스 판별 상수(stance phase constant)는, 가속도계가 중력 외에 다른 외력이 작용하지 않을 때의 신호 레벨 수준의 기설정된 값으로서, 대략 0에 가까운 값으로 적절히 결정될 수 있다.Here, the stance phase constant is a predetermined value of the signal level level when the accelerometer does not have any external force other than gravity, and can be appropriately determined to be a value close to approximately zero.

상술한 바와 같은 세부 단계로 이루어지는 상기 데이터 수집 및 운동 인식 단계를 통해 사용자의 보행 또는 주행 운동이 감지되면, 수집된 변수들을 사용하여 가속도 기반 운동 상태 값 도출 단계가 이루어지게 된다. When the user's walking or running motion is detected through the data collection and the motion recognition step having the detailed steps as described above, the acceleration-based motion state value derivation step is performed using the collected variables.

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가속도 기반 운동 상태 값 도출 단계의 상세 흐름도를 도시한다.12 shows a detailed flowchart of deriving an acceleration-based motion state value according to another embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이 가속도 기반 운동 상태 값 도출 단계는 질량 중심 가속도 도출 단계, 질량 중심 속도 및 위치 도출 단계를 포함한다.As shown, the acceleration-based motion state value derivation step includes a center-of-mass acceleration derivation step, a mass center velocity and a position derivation step.

상기 질량 중심 가속도 도출 단계에서는, 3축 방향 가속도(ax, ay, az) 각각의 값에 미리 결정된 게인 값을 곱하여 사용자 질량 중심의 가속도를 도출한다. 일반적으로 어떤 대상물의 운동을 분석할 경우 그 대상물의 질량 중심의 운동을 기준으로 분석하게 되는데, 앞서 분석에 사용된 모든 변수값들은 사용자의 머리에서 측정된 것이기 때문에, 이를 질량 중심의 운동 상태 값으로 변환하는 것이다. 이러한 게인 값은 상수 벡터(γ)로 나타날 수 있으며, 사용자 키 정보 등과 같은 신체 정보를 이용하여 미리 구해질 수 있다.In the center-of-gravity acceleration deriving step, the acceleration of the center of the user mass is derived by multiplying the respective values of the three-axis direction acceleration a x , a y , and a z by a predetermined gain value. In general, when analyzing the motion of an object, it is analyzed based on the motion of the center of mass of the object. Since all of the variable values used in the analysis are measured at the user's head, Conversion. These gain values may be represented by a constant vector gamma, and can be obtained in advance using body information such as user key information.

상기 질량 중심 속도 및 위치 도출 단계에서는, 미리 측정된 사용자 키 정보, 사용자 위치 정보 및 질량 중심 가속도를 이용하여 사용자 질량 중심의 속도 및 위치를 도출한다. 즉 상술한 바와 같이 구해진 질량 중심 가속도를 적분하여 (적분상수값이 더해진) 질량 중심의 속도, 위치를 구할 수 있으며, 또는 위치 측정 센서에 의해 시간적으로 측정된 사용자 위치 정보를 이용하여 질량 중심의 속도, 위치를 구할 수도 있다. 이 두 계산값 사이에는 적분상수값 만큼의 오차가 있는 바 이를 적절히 비교하여 정확한 질량 중심의 속도, 위치 값을 구해낼 수 있다.In the deriving of the center-of-mass velocity and the position, velocity and position of the center of the user's mass are derived using previously measured user key information, user position information, and center-of-mass acceleration. In other words, the velocity and position of the mass center (obtained by adding the integral constant) can be obtained by integrating the center-of-mass acceleration obtained as described above, or by using the position information measured by the position- , The position can be obtained. There is an error between the two calculated values as much as the integral constant value, and the velocity and position value of the accurate mass center can be obtained by appropriately comparing them.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 사용자의 머리에서 측정된 가속도, 위치 등을 사용하여, 사용자가 보행 또는 주행 운동을 하고 있는지를 정확히 판단해 낼 수 있으며, 또한 보행 또는 주행 시 사용자의 질량 중심이 어떻게 운동하고 있는지(즉 질량 중심의 가속도, 속도, 위치가 어떻게 나타나는지) 정확하게 파악할 수 있다. 따라서 이를 기반으로 보행 또는 주행 자세의 다양한 요소를 도출하고, 자세의 교정에 활용할 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, it is possible to accurately determine whether the user is walking or running using the acceleration, the position, and the like measured at the user's head. Also, You can get an accurate picture of how you are doing (ie how the acceleration, velocity, and position of the center of mass appears). Therefore, based on this, various elements of the walking or running posture can be derived and used for the correction of the posture.

도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 운동 자세 도출 장치의 사용 상태들을 도시한다.FIG. 13 shows the use states of the exercise posture deriving device according to another embodiment of the present invention.

본 실시예에 따른 운동 자세 도출 장치(1300)는, 도 13에 도시되어 있는 바와 같이 사용자의 신체, 보다 구체적으로는 머리 및 허리에 나누어 착용되도록 이루어진다. 즉 본 실시예에 따른 운동 자세 도출 장치(1300)는, 도 13의 개략도에 나타나는 바와 같이, 머리측에 착용되는 머리측 센서 신호 수집부(1310H)는 이어폰과 같이 귀에 꽂는 형태로 이루어지고, 허리측에 착용되는 허리측 센서 신호 수집부(1310W)는 벨트에 꽂는 형태로 이루어질 수 있다. 물론 이로써 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 상기 머리측 센서 신호 수집부(1310H)가 헤어밴드 형태, 안경 형태, 별도의 모자에 꽂아 부착하는 형태, 헬멧 형태 등 다양하게 변경 실시될 수 있음은 당연하다.The exercise posture derivation apparatus 1300 according to the present embodiment is configured to be worn on the user's body, more specifically, the head and the waist as shown in Fig. 13, the head side sensor signal collecting unit 1310H, which is worn on the head side, is configured to be plugged into the ear like an earphone, and the waist side sensor signal collecting unit 1310H, Side sensor signal collecting unit 1310W, which is worn on the side of the waist-side sensor signal collecting unit 1310W, However, the present invention is not limited thereto. For example, the head-side sensor signal collecting unit 1310H may be modified in various forms such as a hair band type, a glasses type, a separate cap attached to a cap, Of course.

도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 운동 자세 도출 장치의 개략도를 도시한다.Fig. 14 shows a schematic view of the exercise posture deriving device according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 운동 자세 도출 장치(1300)는, 도 14에 도시된 바와 같이, 머리측 센서 신호 수집부(1310H), 허리측 센서 신호 수집부(1310W) 및 운동 자세 도출부(1421)를 포함한다. 운동 자세 도출 장치(1300)는 운동 교정 생성부(1422) 및 교정 정보 출력부(1430)를 더 포함한다.14, the exercise posture derivation apparatus 1300 according to another embodiment of the present invention includes a head side sensor signal collecting unit 1310H, a waist side sensor signal collecting unit 1310W, (1421). The exercise posture derivation apparatus 1300 further includes a motion correction generation unit 1422 and a calibration information output unit 1430. [

머리측 센서 신호 수집부(1310H)는, 상하, 좌우, 전후를 포함하는 머리측 3축 방향 가속도 센서(1411H)를 포함하여 이루어지며, 허리측 센서 신호 수집부(1310W)는, 상하, 좌우, 전후를 포함하는 허리측 3축 방향 가속도 센서(1411W) 및 사용자 위치를 측정하는 위치 측정 센서(1412W)를 포함하여 이루어진다.The head side sensor signal collecting unit 1310H includes a head side three axis direction acceleration sensor 1411H including up and down, left and right and front and rear. The waist side sensor signal collecting unit 1310W includes up, Side three-axis directional acceleration sensor 1411W including front and rear, and a position measurement sensor 1412W for measuring a user position.

머리측 및 허리측 3축 방향 가속도 센서(1411H)(1411W)는 자이로스코프를 내장하는 형태 등과 같이 일반적으로 3축 방향의 가속도를 측정하는 데 사용되는 센서들 중 적절한 것을 선택하여 채용할 수 있다. 위치 측정 센서(1412W)는 사용자의 절대 위치를 측정하기 위한 것으로서, 예를 들어 GPS 신호를 이용하여 사용자 위치를 측정하도록 이루어질 수 있으며, 또는 최근 GPS보다 정확성이 높은 초정밀 위성항법 기술이 개발되고 있는바 이러한 기술이 적용되는 센서가 사용될 수도 있다. 더불어 머리측 및 허리측 센서 신호 수집부(1310H)(1310W)는, 이하 보다 상세히 설명될 운동 인식 및 분석 과정에서의 정확도를 높일 수 있도록, 도 14에 도시된 바와 같이 3축 방향 각속도 센서(1412H)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.The head-side and waist-side three-axis direction acceleration sensors 1411H and 1411W can be selected from among sensors used for measuring accelerations in three axial directions, such as a shape in which a gyroscope is built in. The position measuring sensor 1412W is for measuring the absolute position of the user and may be configured to measure the position of the user using, for example, a GPS signal, or a high precision satellite navigation technique with higher accuracy than recent GPS has been developed A sensor to which such a technique is applied may be used. In addition, the head-side and waist-side sensor signal collectors 1310H and 1310H collect signals from the three-axis direction angular velocity sensor 1412H (1312H), as shown in FIG. 14, so as to increase accuracy in the motion recognition and analysis process, ). &Lt; / RTI &gt;

본 실시예에 따른 운동 자세 도출 장치(1300)에서 머리측 및 허리측 센서 신호 수집부(1310H)(1310W)는, 도 13에 도시된 바와 같이 사용자의 머리 및 허리에 착용되어 가속도, 속도, 위치 등과 같은 사용자의 동적 물리량을 측정한다. 특히, 본 실시예에서는 자세 도출을 위한 사용자의 동적 물리량 측정 시, 사용자 신체의 질량 중심의 운동과 가장 흡사하게 나타나는 위치에서 측정된 값을 사용하도록 이루어진다. 구체적인 예를 들자면, 본 발명에서는 좌우 방향의 가속도는 머리측에서 측정하고, 전후 방향의 가속도 및 위치는 허리측에서 측정하고, 상하 방향의 가속도는 머리측 또는 허리측에서 측정하도록 한다. 상하 방향의 가속도의 경우에 대해서 좀더 부연하자면, 상하 방향의 가속도는 머리측 또는 허리측 어디에서 측정하여도 상당히 정확하게 잘 나타나므로, 머리측이나 허리측 둘 중 하나에서 측정된 값을 선택적으로 사용하여도 되고, 또는 양측에서 측정된 값들의 평균값을 사용하여도 되는 등 적절하게 선택할 수 있다.13, the head side and waist side sensor signal collecting units 1310H, 1310W in the exercise posture deriving apparatus 1300 according to the present embodiment are worn on the head and waist of the user to measure acceleration, And the like. Particularly, in this embodiment, when measuring the dynamic physical quantity of the user for attitude determination, the measured value is used at the position most similar to the motion of the center of mass of the user's body. For example, in the present invention, the acceleration in the left-right direction is measured at the head side, the acceleration and the position in the front-rear direction are measured at the waist side, and the acceleration in the vertical direction is measured at the head side or the waist side. More specifically for the acceleration in the up-and-down direction, the acceleration in the up-and-down direction is fairly accurate when measured from either the head or waist side, so that the measured values at either the head or waist side are selectively used Or an average value of the values measured on both sides may be used, or the like.

물론 일반적으로 가속도 센서는 상하, 좌우, 전후 즉 3축 방향의 가속도를 모두 측정할 수 있도록 이루어지며, 따라서 머리측 센서 신호 수집부(1310H) 단독 또는 허리측 센서 신호 수집부(1310W) 단독에서 수집된 상하, 좌우, 전후 방향 가속도들을 이용하여 이후 설명될 여러 계산들을 수행할 수도 있음은 물론이다. 그런데 보행 및 주행이 이루어질 때, 상대적으로 머리에서의 좌우 움직임과 사용자 신체의 질량 중심의 좌우 움직임이 보다 유사하게 나타나고, 또한 상대적으로 허리에서의 전후 움직임과 사용자 신체의 질량 중심의 전후 움직임이 보다 유사하게 나타난다. 더불어 상하 움직임은 머리, 허리, 질량 중심 모두에서 유사하게 나타난다. 한편 이후 설명될 본 발명의 운동 인식 방법에서, 궁극적으로는 사용자 신체의 질량 중심에서의 동적 물리량을 사용하여 운동 인식이나 자세 도출 등이 이루어지게 된다. 이러한 사항들을 종합하여 볼 때, 머리측에서 좌우 방향 가속도를 측정하고, 허리측에서 전후 방향 가속도를 측정하고, 머리측 또는 허리측 중 적절히 원하는 대로 선택하여 상하 방향 가속도를 측정하거나 또는 양측 모두에서 측정하여 평균값을 낸 값으로서 상하 방향 가속도를 산출함으로써, 최종적인 운동 인식이나 자세 도출 등이 훨씬 정확하게 이루어지는 효과를 얻을 수 있게 된다.In other words, in general, the acceleration sensor is configured to measure both acceleration in the vertical direction, in the left-right direction, in the front-rear direction and in the three-axis direction. Therefore, the acceleration sensor can collect both acceleration signals in the head sensor signal collector 1310H alone or in the waist sensor signal collector 1310W It will be appreciated that various calculations to be described later may be performed using the up, down, left, right, and backward accelerations. However, when walking and running are performed, the left and right movements in the head relatively and the left and right movements in the center of the mass of the user are more similar, and the relative movement between the back and forth in the waist and the back and forth movement of the center of mass of the user body are more similar . In addition, up and down movements are similar in both head, waist, and mass centers. On the other hand, in the motion recognition method of the present invention to be described later, ultimately, motion recognition or attitude derivation is performed using dynamic physical quantities at the center of mass of the user's body. Taking all these into consideration, it is possible to measure acceleration in the lateral direction from the head side, measure the longitudinal acceleration in the waist side, measure the vertical acceleration by appropriately selecting the head side or the waist side, And calculating the vertical acceleration as a value obtained by subtracting the average value, the final motion recognition and posture derivation can be obtained with much more accuracy.

운동 자세 도출부(1421)는, 머리측 및 허리측 센서 신호 수집부(1310H)(1310W)로부터 신호를 전달받아, 3축 방향 가속도 및 위치 신호를 사용하여 사용자 질량 중심의 가속도, 속도, 위치를 포함하는 보행 또는 주행 운동 상태 값을 도출하고, 상기 보행 또는 주행 운동 상태 값을 분석하여 보행 또는 주행자세를 도출하는 역할을 한다. 구체적으로, 운동 자세 도출부(1421)는 상기 보행 또는 주행 운동 상태 값으로부터 압력 중심 경로를 추산하며, 상기 압력 중심 경로를 분석하여 보행 또는 주행 자세를 도출한다. 운동 자세 도출부(1421)에서 사용하는 본 발명의 분석 알고리즘에 대해서는 이후 보다 상세히 설명될 것이므로 여기에서는 설명을 생략한다.The exercise posture deriving unit 1421 receives signals from the head and waist side sensor signal collecting units 1310H and 1310W and uses the three axis direction acceleration and position signals to calculate the acceleration, And derives a walking or running state value by analyzing the walking or running state value. Specifically, the exercise posture deriving unit 1421 estimates a pressure center path from the walking or running motion state value, and analyzes the pressure center path to derive a walking or running posture. Since the analysis algorithm of the present invention used in the exercise posture deriving unit 1421 will be described in more detail later, a description thereof will be omitted here.

한편 운동 자세 도출부(1421)는, 다양한 계산을 수행할 수 있는 집적 회로 형태로 이루어져 허리측 센서 신호 수집부(1310W)와 일체로서 하나의 기판 상에 형성될 수도 있고, 또는 별도의 컴퓨터 등과 같은 형태로 이루어질 수도 있다. 더불어 머리측 및 상기 허리측 센서 신호 수집부(1310H)(1310W)에는, 운동 자세 도출부(1421)와의 신호 전달을 위해 각각 머리측 통신부(1413H) 및 허리측 통신부(1413W)가 구비될 수 있다. 허리측 센서 신호 수집부(1310W)가 운동 자세 도출부(1421)와 일체로 형성되는 경우, 허리측 통신부(1310W)는 운동 자세 도출부(1421)와 직접 연결되어 신호 전달을 할 수 있으며, 또는 허리측 통신부(1413W)는 머리측 통신부(1413H)로부터 전달되어 오는 신호를 받아 상기 운동 자세 도출부(1421)에 전달해 주는 역할을 할 수도 있다. 머리측 및 허리측 통신부(1413H)(1413W)는 유선으로 이루어질 수도 있으며, 또는 보다 사용자 편의성을 높일 수 있도록 블루투스, 와이파이, NFC 중 선택되는 적어도 하나의 무선 통신을 이용하여 신호가 전달되도록 이루어질 수도 있다.On the other hand, the exercise posture deriving unit 1421 may be formed on an integrated circuit with the waist side sensor signal collecting unit 1310W in the form of an integrated circuit capable of performing various calculations, or may be formed as a separate computer . In addition, the head side communication unit 1413H and the waist side communication unit 1413W may be provided to the head side and the waist side sensor signal collectors 1310H, 1310W for signal transmission to the exercise posture deriving unit 1421, respectively . When the waist side sensor signal collecting unit 1310W is integrally formed with the exercise posture deriving unit 1421, the waist side communication unit 1310W can be directly connected to the exercise posture deriving unit 1421 to transmit signals, or The waist side communication unit 1413W may receive a signal transmitted from the head side communication unit 1413H and transmit the signal to the exercise posture deriving unit 1421. [ The head and waist side communication units 1413H and 1413W may be wired or may be configured to transmit signals using at least one wireless communication selected from among Bluetooth, Wi-Fi, and NFC to further enhance user convenience .

운동 교정 생성부(1422)는, 운동 자세 도출부(1421)에 의하여 도출된 보행 자세와 기준 자세를 비교하여 자세 교정용 정보를 생성하는 역할을 한다. 운동 자세 도출부(1421)에서는 상술한 바와 같이 머리측 및 허리측 센서 신호 수집부(1310H)(1310W)에서 수집된 신호를 바탕으로 사용자의 보행 또는 주행 자세를 도출하는데, 구체적인 예를 들자면 보행 또는 주행 시 사용자의 진행 방향, 속도 등을 도출할 수 있으며, 이로부터 보행 자세의 요소 중 하나인 보폭을 얻을 수 있다. 이러한 경우 운동 교정 생성부(1422)에서는, 보행 및 주행 속도별 최적의 키-보폭 관계 데이터를 내장하고 있다가, 해당 사용자의 보행 자세 정보를 이와 비교하여 해당 사용자의 키에 비해 보폭이 지나치게 넓거나 좁지는 않은지를 판단하고, 최적 범위에서 벗어날 경우 줄이거나 늘려야 할 보폭 교정량을 용이하게 산출해 낼 수 있는 것이다.The motion correction generating unit 1422 compares the walking posture derived by the exercise posture deriving unit 1421 with the reference posture to generate posture correcting information. The exercise posture deriving unit 1421 derives the walking or running posture of the user on the basis of the signals collected by the head and waist side sensor signal collecting units 1310H and 1310W as described above. It is possible to derive the traveling direction and the speed of the user at the time of driving, thereby obtaining the stride, which is one of the elements of the walking posture. In this case, the exercise correction generating unit 1422 embeds the optimal key-stride relationship data for each walking and driving speed, compares the walking posture information of the user with the key, It is possible to easily calculate the correction amount of the stride that should be reduced or increased when the deviation from the optimum range is determined.

교정 정보 출력부(1430)는, 이처럼 운동 교정 생성부(1422)에 의하여 생성된 자세 교정용 정보를 음향, 도해, 영상을 포함하는 사용자가 인식 가능한 정보로서 변환하여 출력한다. 예를 들자면, 보폭 교정량이 산출되어 보폭을 줄여야 할 필요가 있을 경우, 운동 자세 도출 장치(1300) 상에 구비된 스피커를 통해 "보폭을 줄이세요"와 같은 음성이 출력되도록 하거나, 경고음이 울리게 하여 사용자가 최적 보폭이 아님을 인지하고 보행 자세를 바꾸도록 유도할 수 있다. 특히 이와 같이 구성되는 경우, 교정 정보 출력부(1430)는 머리측 센서 신호 수집부(1310H)와 일체로 이루어짐으로써, 사용자의 정보 수집 기관 즉 눈, 귀 등에 가깝게 배치되어 정보를 전달하도록 이루어지는 것이 바람직하다. 즉 구체적인 예시로서, 머리측 센서 신호 수집부(1310H)가 도 13에 도시된 예시와 같이 귀에 꽂는 이어폰 형태로 이루어지고, 출력되는 정보 형태가 음성, 음향 신호일 경우, 교정 정보 전달의 효율이 극대화될 수 있다. 또는 스마트폰, 컴퓨터, 또는 전용 디스플레이 등과 연결되어, 도해 또는 영상으로 정확한 교정 정보가 출력되도록 할 수도 있는 등, 다양한 형태로의 실현이 가능하다.The calibration information output unit 1430 converts the posture correction information generated by the motion correction generation unit 1422 as information that can be recognized by the user including the sound, the picture, and the image, and outputs the information. For example, when it is necessary to reduce the stride width by calculating the stride correction amount, a sound such as "reduce stride length" is output through a speaker provided on the exercise posture deriving apparatus 1300, It is possible to induce the user to change the walking posture, recognizing that the user is not the optimum stride. In particular, in such a configuration, the calibration information output unit 1430 is integrally formed with the head-side sensor signal collecting unit 1310H, and is preferably arranged so as to be disposed close to the user's information collecting institution, that is, Do. More specifically, if the head sensor signal collecting unit 1310H has an earphone-type earphone as shown in the example of FIG. 13 and the output information type is voice or acoustic signal, the efficiency of transmitting the calibration information is maximized . Or may be connected to a smart phone, a computer, or a dedicated display or the like so that accurate calibration information can be output from a picture or an image.

더불어 운동 자세 도출 장치(1300)는, 운동 자세 도출부(1421)에 의하여 도출된 보행 자세를 외부의 데이터베이스(1440)에 전송하여 누적적으로 저장하도록 이루어질 수 있다. 이러한 보행 또는 주행 운동 분석을 필요로 하는 사용자는, 건강 촉진을 위해 매일 산책 또는 조깅을 수행하는 일반인이나, 또는 신체 능력 향상을 위해 훈련하는 전문가 등이 있을 수 있으며, 이러한 운동 분석 데이터가 누적되어 시간적인 변화를 볼 수 있도록 이루어지는 것이 당연히 바람직하다. 뿐만 아니라, 이처럼 운동 분석 데이터가 대량으로 누적 저장되면, 이러한 데이터가 빅데이터로서 활용되어 각종 통계나 분석에 사용될 수도 있는 등, 다양한 활용이 가능하다.In addition, the exercise posture derivation apparatus 1300 may be configured to transmit the walking posture derived by the exercise posture derivation unit 1421 to an external database 1440 so as to accumulatively store the posture. A user who needs such a walking or running motion analysis may be a general person who performs daily walking or jogging to promote health or an expert who is trained to improve physical ability. It is preferable that the change is made so as to be able to see the change. In addition, when a large amount of accumulated motion analysis data is accumulated, such data can be utilized as various types of statistical data or analysis, and thus can be used in various ways.

상술한 바와 같이 이루어지는 본 실시예에 따른 운동 자세 도출 장치(1300)에서, 운동 인식부터 운동 자세 도출을 거쳐 교정 정보 출력까지 이루어지는 구체적이고 종합적인 예시를 들자면 다음과 같다. 먼저 앞서 설명한 바와 같이 사용자 신체의 질량 중심의 운동과 흡사하도록, 머리측에서 좌우 방향 가속도를 수집하고, 허리측에서 전후 방향 가속도 및 위치를 수집하고, 머리측 또는 허리측에서 상하 방향 가속도를 수집한다.Hereinafter, specific and comprehensive examples of the exercise attitude deriving apparatus 1300 according to the present embodiment, which is performed as described above, include the steps of recognizing the motion, deriving the motion attitude, and outputting the calibration information. First, as described above, the acceleration in the left and right direction is collected from the head side so as to resemble the motion in the center of mass of the user's body. The back and forth acceleration and position are collected at the waist side and the vertical acceleration is collected at the head side or waist side .

허리측 센서 신호 수집부(1310W)는 운동 자세 도출부(1421)와 일체로 이루어질 수 있으며, 따라서 머리측 센서 신호 수집부(1310H)에서 수집된 물리량들은 머리측 통신부(1413H)를 통해 운동 자세 도출부(1421) 측으로 전달된다. 이 때 허리측 센서 신호 수집부(1310W)에 구비된 허리측 통신부 (1413W)가 이 신호를 전달받아 운동 자세 도출부(1421)로 전달해 주도록 이루어지면 더욱 효율적이다.The waist side sensor signal collecting unit 1310W may be integrated with the exercise posture deriving unit 1421 so that the physical quantities collected by the head side sensor signal collecting unit 1310H may be derived from the exercise attitude through the head side communication unit 1413H And is transmitted to the part 1421 side. In this case, it is more efficient that the waist side communication unit 1413W provided in the waist side sensor signal collecting unit 1310W receives the signal and transmits it to the exercise posture deriving unit 1421. [

이와 같이 수집된 가속도 및 위치 등의 물리량을 이용하여, 운동 자세 도출부(1421)에서는 사용자의 보행 및 주행 자세를 도출한다. 운동 교정 생성부(1422)에서는 이처럼 도출된 실제 사제와 이상적인 기준 자세를 비교하여 자세 교정용 정보를 생성하게 된다. 운동 자세 도출부(1421) 및 운동 교정 생성부(1422) 역시 일체로 이루어질 수 있으며, 즉 이들은 허리측 센서 신호 수집부(1310W)와 일체로 이루어지게 된다.Using the physical quantities such as acceleration and position thus collected, the exercise posture deriving unit 1421 derives the user's walking and running posture. The motion correction generating unit 1422 compares the actual prize thus obtained with an ideal reference posture to generate posture correction information. The exercise posture deriving unit 1421 and the exercise correction generating unit 1422 can also be integrally formed, that is, they are integrated with the waist side sensor signal collecting unit 1310W.

이처럼 생성된 자세 교정용 정보가 사용자에게 효과적으로 전달되기 위해서는, 사용자의 정보 수집 기관인 눈, 귀 등에 가까운 머리측에서 정보가 전달되게 하는 것이 바람직하다. 앞서 설명한 바와 같이 머리측 센서 신호 수집부(1310H)와 교정 정보 출력부(1430)가 일체로 이루어질 경우, 상기 생성된 자세 교정용 정보가 허리측 통신부(1413W) 및 머리측 통신부(1413H)를 순차적으로 거쳐 교정 정보 출력부(1430)로 전달되어, 사용자의 귀에 음성 메시지를 전달하는 등과 같은 형태로 교정 정보의 효과적인 전달이 이루어지게 된다.In order for the generated posture correction information to be effectively transmitted to the user, it is preferable that the information is transmitted from the head side close to the eyes, ears, or the like, which is the information collecting institution of the user. When the head side sensor signal collecting unit 1310H and the calibration information output unit 1430 are integrally formed as described above, the generated posture correcting information is transmitted to the waist side communication unit 1413W and the head side communication unit 1413H sequentially And transmitted to the calibration information output unit 1430, so that the calibration information is effectively transmitted in the form of transmitting a voice message to the user's ear or the like.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 운동 자세 도출 방법은, 운동 자세 도출 장치(1300)를 이용하여 사용자의 운동을 감지하고 보행인지 주행인지를 판단하는 등의 분석을 수행한다. 이 때 앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에서 사용되는 분석 알고리즘은 사용자의 머리 및 허리에서 측정되는 동적 물리량을 이용하는 바, 상기 운동 자세 도출 장치(1300)는 최소한으로는 상하, 좌우, 전후를 포함하는 머리측 3축 방향 가속도 센서(1411H), 상하, 좌우, 전후를 포함하는 허리측 3축 방향 가속도 센서(1411W) 및 사용자 위치를 측정하는 위치 측정 센서(1412W)를 포함하여 이루어지면 되며, 상기 운동 자세 도출부(1421)에서 이하에 설명될 분석 알고리즘이 수행되면 된다. 또한 상기 운동 자세 도출 장치(1300)는 장치의 기능 향상을 위해 앞서 설명한 다양한 부가 구성들을 더 포함하여 이루어질 수도 있음은 물론이다.The method for deriving the exercise attitude according to another embodiment of the present invention performs an analysis such as detecting the user's motion using the exercise attitude deriving device 1300 and determining whether the user is walking or running. As described above, the analysis algorithm used in the present invention uses dynamic physical quantities measured at the head and waist of the user, and the exercise posture deriving device 1300 includes at least the head including the up and down, left and right, Side three-axis directional acceleration sensor 1411H, a waist-side three-axis directional acceleration sensor 1411W including up and down, left and right, front and rear, and a position measurement sensor 1412W for measuring a user's position, An analysis algorithm to be described below may be performed in the derivation unit 1421. [ In addition, the exercise posture derivation apparatus 1300 may further include various additional configurations described above for improving the function of the apparatus.

도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 부상 위험성 정량화 장치의 개략도를 도시한다.15 shows a schematic diagram of an injury risk quantification device according to another embodiment of the present invention.

본 실시예에 따른 부상 위험성 정량화 장치(1500)는 보행 또는 주행 시 발생할 수 있는 부상 위험성을 사용자에게 알려주는 장치이다. 보다 구체적으로 설명하자면 다음과 같다. 보행 또는 주행 시, 자세가 잘못되어 있거나 지면이 딱딱하다거나 등과 같은 다양한 이유로 인하여 발목, 무릎, 허리 등에 무리가 갈 수 있고 이것이 부상으로 이어질 위험이 있다는 문제가 잘 알려져 있다. 이러한 위험을 막기 위하여 종래에는 충격 흡수과 같은 기능성 운동화를 착용하는 등과 같은 정도의 대처밖에는 하지 못했으며, 실제로 얼마나 부상 위험성이 발생하는지 알 수 있는 정확한 지표가 없었던 실정이다. 본 실시예에서는, 이러한 부상 위험성을 판단지표로서 정량화하고, 이를 이용하여 부상 위험성이 어느 수준 이상으로 올라가면 사용자에게 경보로서 위험 정도를 알려 주도록 한다. 이를 통해 사용자는 부상이 발생하기 전에 적절히 보행 또는 주행을 멈추거나, 자세를 교정하거나, 운동화를 교체하거나, 보행 또는 주행 코스를 변경하는 등과 같은 대처를 할 수 있게 되어, 궁극적으로 보행 또는 주행 시 발생하는 부상 위험성을 크게 저감할 수 있게 된다.The injury risk quantification device 1500 according to the present embodiment is a device that notifies a user of the risk of injury that may occur during walking or running. More specifically, it is as follows. It is well known that when walking or running, there are various reasons such as a wrong posture, a hard floor, and the like, which can lead to ankle, knee, and back and lead to injury. In order to prevent such danger, conventionally, there is no such thing as wearing a functional sneaker such as a shock absorber, and there is no accurate index to know how much injury risk actually occurs. In the present embodiment, such an injury risk is quantified as a judgment index, and when the injury risk increases to a certain level or more, the user is informed of the danger level as an alarm. This allows the user to take appropriate precautions such as stopping the walking or running, calibrating the posture, replacing the sneakers, changing the walking or running course, etc., before the injury occurs, and ultimately occurring during walking or running It is possible to greatly reduce the risk of injury.

본 실시예에 따른 부상 위험성 정량화 장치(1500)는, 센서 신호 수집부(1510), 제어부(1520) 및 경보부(1530)를 포함한다. 부상 위험성 정량화 장치(1500)는 데이터베이스(1540)를 더 포함할 수 있다.The injury risk quantification apparatus 1500 according to the present embodiment includes a sensor signal collection unit 1510, a control unit 1520, and an alarm unit 1530. The injury risk quantification apparatus 1500 may further include a database 1540.

센서 신호 수집부(1510)는 가속도 센서(1511)를 포함하고, 사용자의 팔을 제외한 상체에 착용된다. 센서 신호 수집부(1510)는 단일 개여도 무방하고 또는 복수 개여도 무방하다. 센서 신호 수집부(1510)는 2개로 형성되어 사용자의 머리 및 허리 각각에 착용될 수 있으며, 이 경우 사용자의 머리측에 착용되는 센서 신호 수집부를 머리측 센서 신호 수집부(1510H), 사용자의 허리측에 착용되는 센서 신호 수집부를 허리측 센서 신호 수집부(1510W)로 구분할 수 있다. 착용 상태의 구체적인 예시로서, 머리측에 착용되는 머리측 센서 신호 수집부(1510H)는 이어폰과 같이 귀에 꽂는 형태로 이루어지고, 허리측에 착용되는 허리측 센서 신호 수집부(1510W)는 벨트에 꽂는 형태로 이루어질 수 있다. 물론 이로써 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 상기 머리측 센서 신호 수집부(1510H)가 헤어밴드 형태, 안경 형태, 별도의 모자에 꽂아 부착하는 형태, 헬멧 형태 등 다양하게 변경 실시될 수 있음은 당연하다. 또한 도면에는 도시되지 않았으나, 센서 신호 수집부(1510)는 사용자의 팔을 제외한 상체 어디에든 착용될 수 있는데, 예를 들어 가슴 부위에 착용되도록 할 경우 의복의 가슴주머니에 수용되거나 꽂아 부착하는 형태, 별도의 조끼나 하네스 등을 이용하여 착용하는 형태 등과 같은 다양한 변경 실시가 가능하다.The sensor signal collecting unit 1510 includes an acceleration sensor 1511 and is worn on the upper body except the user's arm. The sensor signal collecting unit 1510 may be single or plural. The sensor signal collecting unit 1510 may be formed of two pieces and may be worn on each of the user's head and waist. In this case, the sensor signal collecting unit worn on the user's head side is referred to as a head side sensor signal collecting unit 1510H, The sensor signal collecting unit worn on the side of the waist side sensor signal collecting unit 1510W. As a specific example of the wearing state, a head side sensor signal collecting part 1510H worn on the head side is formed into a shape like an earphone, and a waist side sensor signal collecting part 1510W worn on the waist side is attached to a belt . &Lt; / RTI &gt; However, the present invention is not limited thereto. For example, the head-side sensor signal collecting unit 1510H may be modified in various forms such as a hair band shape, a glasses shape, Of course. Although not shown in the drawing, the sensor signal collecting unit 1510 can be worn anywhere on the upper body except the user's arm. For example, when the sensor signal collecting unit 1510 is worn on the chest, A form to be worn using a separate vest or harness, or the like.

센서 신호 수집부(1510)에는 상술한 바와 같이 가속도 센서(1511)를 포함한다. 가속도 센서(1511)는 자이로스코프를 내장하는 형태 등과 같이 일반적으로 3축 방향의 가속도를 측정하는 데 사용되는 센서들 중 적절한 것을 선택하여 채용할 수 있다. 한편 센서 신호 수집부(1510)에, 가속도 센서(1511)에서 수집된 가속도 데이터 신호를 사용하여 계산을 수행하고 제어하는 등의 역할을 하는 제어부(1520)가 직접 구비되도록 할 수도 있다. 또는 제어부(1520)는 기존에 사용되는 스마트폰에 앱 형태로 구현되게 할 수 있는 등 다양한 변경 실시가 가능하다. 즉 이처럼 제어부(1520)가 센서 신호 수집부(1510)와 별도의 장치로 구현되게 될 경우, 가속도 센서(1511)에서 수집된 가속도 데이터 신호가 제어부(1520)로 원활하게 전달될 수 있도록, 센서 신호 수집부(1510)는 통신부(1512)를 더 포함하여 이루어질 수 있다. 이러한 신호 전달은 와이어링을 통한 유선 통신에 의하여 이루어질 수도 있고, 블루투스, 와이파이, NFC 등과 같은 무선 통신에 의하여 이루어질 수 있는 등, 필요되는 조건이나 요구되는 성능에 따라 적절한 형태를 선택하여 채용할 수 있다.The sensor signal collection unit 1510 includes the acceleration sensor 1511 as described above. The acceleration sensor 1511 may be selected from among sensors used for measuring acceleration in three axial directions, such as a shape in which a gyroscope is embedded. Meanwhile, the controller 1520 may be provided directly to the sensor signal collecting unit 1510 to perform calculation and control using the acceleration data signal collected by the acceleration sensor 1511. Alternatively, the control unit 1520 can be implemented in a form of an app on an existing smart phone, and the like. That is, when the control unit 1520 is implemented as a separate device from the sensor signal collecting unit 1510, the acceleration data signal collected by the acceleration sensor 1511 can be transmitted smoothly to the controller 1520, The collecting unit 1510 may further include a communication unit 1512. Such signal transmission may be performed by wire communication through wiring, wireless communication such as Bluetooth, Wi-Fi, NFC, or the like, and may be appropriately selected depending on the required conditions and required performance .

이후 본 실시예에 따른 부상 위험성 정량화 방법의 설명에서 보다 상세히 설명되겠지만, 본 실시예에서는 부상 위험성을 판단함에 있어서 상하 방향 가속도를 사용한다.As will be described later in detail with reference to the description of the flood hazard quantification method according to the present embodiment, in this embodiment, vertical acceleration is used in determining the risk of injury.

또한 본 실시예에서는 부상 위험성의 정량화를 위해 상하 방향 가속도를 사용한다. 일반적으로 주행이 이루어질 때, 상대적으로 머리에서의 좌우 움직임과 사용자 신체의 질량 중심의 좌우 움직임이 보다 유사하게 나타나고, 또한 상대적으로 허리에서의 전후 움직임과 사용자 신체의 질량 중심의 전후 움직임이 보다 유사하게 나타난다. 더불어 상하 움직임은 머리에서 허리까지를 포함한 상체 및 질량 중심 모두에서 유사하게 나타난다. 다만 상체 중에서 팔 부분은, 질량 중심의 움직임 외에도 전후 방향으로 흔들리는 별도의 움직임을 하기 때문에 팔은 제외된다. 이러한 점을 고려할 때, 상하 방향의 가속도는 팔을 제외한 상체 중 어디에서 측정하도록 하여도 무방하다. 부연하자면, 상하 방향의 가속도는 팔을 제외한 상체 어디에서 측정하여도 상당히 정확하게 잘 나타나므로, 머리측이나 허리측 둘 중 하나에서 측정된 값을 선택적으로 사용하여도 되고, 또는 양측에서 측정된 값들의 평균값을 사용하여도 되는 등 적절하게 선택할 수 있다.In this embodiment, the vertical acceleration is used to quantify the risk of injury. In general, when the vehicle is running, the left and right movements in the head relatively and the left and right movements in the center of the mass of the user are more similar, and the back and forth movements in the waist and the back and forth movements in the center of mass of the user body are more similar appear. In addition, the up and down movements are similar in both upper body and mass center including head to waist. In addition, the arms are excluded from the upper body because the arm moves separately in the fore and aft direction in addition to the motion of the center of mass. Considering this point, the acceleration in the up-and-down direction may be measured at any of the upper bodies except the arms. In other words, the acceleration in the up-and-down direction appears fairly accurately even when measured on the upper body except for the arm, so that the measured values may be selectively used on either the head side or the waist side, The average value may be used.

제어부(1520)는, 센서 신호 수집부(1510)로부터 신호를 전달받아, 상하 방향 가속도(az)를 기반으로 산출되는 적어도 하나의 부상 위험성 판단지표를 도출하고, 상기 부상 위험성 판단지표를 사용하여 경보 발생 여부를 판단 및 제어하는 역할을 한다. 좀더 구체적으로는, 제어부(1520)는 상기 부상 위험성 판단지표로서, 상하 방향 가속도(az)의 평균 기울기, 상하 방향 가속도(az)의 최대 기울기, 최대 충격력, 충격량 중 선택되는 적어도 하나를 도출하여, 이를 통해 부상 위험성을 정량화하고 위험 정도를 판별하게 된다. 제어부(1520)에서 수행하는 부상 위험성 판단지표 도출 등에 대해서는 이후 본 실시예에 따른 부상 위험성 정량화 방법을 설명하면서 보다 상세히 설명한다.The control unit 1520 receives the signal from the sensor signal collecting unit 1510 and derives at least one flotation risk judgment index calculated on the basis of the vertical acceleration a z and uses the flotation risk judgment index And to judge and control whether an alarm is generated or not. More specifically, the control unit 1520 derives at least one is a risk judgment indicators to the portion, the average slope, the selection of the maximum slope, the maximum impact force, the impulse of the vertical acceleration (a z) in the vertical direction acceleration (a z) Thereby quantifying the risk of injury and determining the degree of risk. The flood risk determination index calculation performed by the controller 1520 will be described in more detail with reference to the flood risk quantification method according to the present embodiment.

제어부(1520)의 실제 구현 형태는 필요나 목적에 따라 다양하게 형성될 수 있다. 즉, 제어부(1520)는, 다양한 계산을 수행할 수 있는 집적 회로 형태로 이루어져 센서 신호 수집부(1510)와 일체로서 하나의 기판 상에 형성될 수도 있고, 별도의 전용 장치(즉 부상 위험성 정량화 용도로만 만들어진 독립적인 장치)나 별도의 컴퓨터 등과 같은 형태로 이루어질 수도 있으며, 또는 앞서 설명한 바와 같이 기존에 사용되고 있는 스마트폰에 앱 형태로 구현될 수도 있다. 앞서 설명된 바와 같이, 제어부(1520)가 센서 신호 수집부(1510)와 일체로 형성되어 있을 경우에는 가속도 센서(1511)로부터 직접 신호를 전달받도록 이루어질 수 있다. 한편 제어부(1520)가 별도의 장치나 스마트폰 앱 형태로 이루어지는 등과 같이 센서 신호 수집부(1510)와 독립적으로 형성되어 있을 경우에는 가속도 센서(1511)로부터 유선 또는 무선 통신에 의하여 신호를 전달받도록 이루어질 수 있다.Actual implementations of the controller 1520 may be variously configured according to needs or purposes. That is, the controller 1520 may be formed as an integrated circuit capable of performing various calculations and formed integrally with the sensor signal collector 1510 on one substrate, or may be formed as a separate dedicated device (i.e., Or a separate computer, or may be implemented in the form of an app on a smart phone that has been used as described above. As described above, when the control unit 1520 is formed integrally with the sensor signal collecting unit 1510, the signal may be directly received from the acceleration sensor 1511. On the other hand, when the control unit 1520 is formed independently of the sensor signal collecting unit 1510 such as a separate device or a smartphone app, the signal is received from the acceleration sensor 1511 by wire or wireless communication .

경보부(1530)는, 제어부(1520)로부터 경보 발생 제어 신호를 받아 사용자에게 부상 위험성을 경보하는 역할을 한다. 제어부(1520)에서는 상하 방향 가속도(az)를 기반으로 산출되는 적어도 하나의 부상 위험성 판단지표를 도출하고 이를 사용하여 경보 발생 여부를 판단하는데, 부상 위험성이 미리 결정된 기준 이상이라고 판단되면 경보부(1530)에서 경보를 발생시키도록 제어함으로써 사용자에게 위험을 알리게 된다.The alarm unit 1530 receives an alarm generation control signal from the controller 1520 and alerts the user of the risk of injury. The control unit 1520 derives at least one flushing hazard judgment index calculated on the basis of the vertical acceleration a z and determines whether or not an alarm is generated. If it is determined that the flushing hazard is greater than a predetermined reference, the alarm unit 1530 So that the user is informed of the danger.

경보부(1530)는 음향, 도해, 영상을 포함하는 사용자가 인식 가능한 정보로서 경보 신호를 출력한다. 예를 들자면 경보부(1530)가 음향을 출력하는 스피커 형태로 이루어질 경우 부상 위험성이 기준 이상이면 경고음이 울리게 할 수 있다. 또는 본 실시예에 따른 장치가 구글 글래스와 같은 증강현실 안경에 적용될 경우, 경보부(1530)는 증강현실 안경 상에 빨간색 경고용 도형 또는 이러한 도형이 깜빡거리는 영상을 출력한다거나, "부상 위험성이 몇%입니다" 등과 같은 메시지를 출력하도록 이루어질 수도 있다. 또는 경보부(1530)가 열전소자로 구현되며 사용자의 피부에 직간접적으로 접촉된 형태로 이루어져, 부상 위험성이 기준 이상이면 차가워지거나 또는 뜨거워짐으로써 사용자에게 경보할 수도 있다. 다른 예시로서 사용자가 시각 장애인일 경우를 위해 경보부(1530)가 변경 가능한 점자 형태로서 촉각에 의해 인식되는 형태로 이루어질 수도 있다. 이와 같이 상기 경보부는, 사용자가 인식 가능한 정보로서 경보 신호를 출력할 수 있기만 하다면 그 어떠한 형태로 이루어져도 무방하다.The alarm unit 1530 outputs alarm signals as user-recognizable information including sounds, diagrams, and images. For example, when the alarm unit 1530 is configured as a speaker for outputting sound, a warning sound may be generated when the risk of injury is higher than the reference level. Or when the apparatus according to the present embodiment is applied to the augmented reality glasses such as Google Glass, the warning unit 1530 outputs a red warning figure or an image in which such a figure blinks on the augmented reality glasses, "And so on. Or the alarm unit 1530 is implemented as a thermoelectric element and is in direct or indirect contact with the user's skin. If the risk of injury is higher than the criterion, the user may be alarmed by being cold or hot. As another example, the alarm unit 1530 may be configured to be recognized as a changeable braille type by a tactile sense for the case where the user is a blind person. As such, the alarm unit may be configured in any form as long as it can output an alarm signal as information recognizable by a user.

더불어 부상 위험성 정량화 장치(1500)는, 부상 위험성 경보 발생 시점 및 해당 시점에서의 부상 위험성 판단지표 값을 포함하는 부상 위험성 데이터를 외부의 데이터베이스(1540)에 전송하여 누적적으로 저장하도록 이루어질 수 있다. 이러한 보행 또는 주행 운동 분석을 필요로 하는 사용자는, 건강 촉진을 위해 매일 산책 또는 조깅을 수행하는 일반인이나, 또는 신체 능력 향상을 위해 훈련하는 전문가 등이 있을 수 있으며, 이러한 운동 분석 데이터가 누적되어 시간적인 변화를 볼 수 있도록 이루어지는 것이 당연히 바람직하다. 뿐만 아니라, 이처럼 운동 분석 데이터가 대량으로 누적 저장되면, 이러한 데이터가 빅데이터로서 활용되어 각종 통계나 분석에 사용될 수도 있는 등, 다양한 활용이 가능하다.In addition, the injury risk quantification device 1500 may be configured to transmit the injury risk data including the time of occurrence of the injury risk alert and the injury risk determination index value at the time point to the external database 1540 and accumulatively store the injury risk data. A user who needs such a walking or running motion analysis may be a general person who performs daily walking or jogging to promote health or an expert who is trained to improve physical ability. It is preferable that the change is made so as to be able to see the change. In addition, when a large amount of accumulated motion analysis data is accumulated, such data can be utilized as various types of statistical data or analysis, and thus can be used in various ways.

도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 부상 위험성 정량화 방법의 흐름도를 도시한다.Figure 16 shows a flowchart of a method for quantifying an injury risk according to another embodiment of the present invention.

본 실시예에 따른 부상 위험성 정량화 방법은, 상술한 바와 같이 가속도 센서(1511)를 포함하여 이루어지며 사용자의 팔을 제외한 상체에 착용되는 적어도 하나의 센서 신호 수집부 (1510)를 이용하여 측정된 상하 방향 가속도(az)를 사용하여 부상 위험성 판단지표를 도출하여 부상 위험성을 정량화한다. 이를 위하여 본 실시예에 따른 부상 위험성 정량화 방법은 데이터 수집 단계, 판단지표 도출 단계, 부상 위험성 판단 단계 및 부상 위험성 경보 단계를 포함한다. 더불어 부상 위험성 판단지표 도출의 정확성을 높이기 위하여 노이즈 제거 단계를 더 포함한다. 도 16에 나타난 각 단계에 대하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.The flood risk quantification method according to the present embodiment includes the acceleration sensor 1511 as described above, and the at least one sensor signal collection unit 1510, which is worn on the upper body excluding the user's arm, The directional acceleration (a z ) is used to quantify the risk of injury by deriving an indicator of injury risk. To this end, the injury risk quantification method according to the present embodiment includes a data collection step, a determination index derivation step, an injury risk determination step, and an injury risk warning step. In addition, a noise removal step is further included to increase the accuracy of the derivation of the injury risk judgment index. Each step shown in FIG. 16 will be described in more detail as follows.

상기 데이터 수집 단계에서는, 센서 신호 수집부(1510)에서 측정된 상하 방향 가속도(az)를 수집한다. 수집된 상하 방향 가속도(az)는 그대로 사용될 수도 있으나, 미리 결정된 밴드 패스 필터를 통과시켜 노이즈를 제거하는 노이즈 제거 단계를 거치도록 하는 것이 더욱 바람직하다. 이 때 상기 밴드 패스 필터는, 예를 들어 일반적인 사람의 보행 또는 주행 주파수에 해당하는 0.1 ~ 5 Hz로 형성될 수 있으나, 물론 이 범위는 적절하게 변경 결정될 수 있다.In the data collecting step, the vertical acceleration a z measured by the sensor signal collecting unit 1510 is collected. Although the collected vertical acceleration (a z ) may be used as it is, it is more preferable to pass through a predetermined band-pass filter to carry out a noise removing step of removing noise. At this time, the band-pass filter may be formed at a frequency of 0.1 to 5 Hz corresponding to, for example, a walking or running frequency of a general person. However, the range may be appropriately changed.

상기 판단지표 도출 단계에서는, 상하 방향 가속도(az)를 기반으로 산출되는 적어도 하나의 부상 위험성 판단지표를 도출하게 된다. 이 때 상기 부상 위험성 판단지표는, 상하 방향 가속도(az)의 평균 기울기, 상하 방향 가속도(az)의 최대 기울기, 최대 충격력, 충격량 중 선택되는 적어도 하나일 수 있다. 각각의 판단지표에 대해서는 이후 보다 상세히 설명한다.In the determination indicator derivation step, at least one of the injury risk determination indexes calculated based on the vertical acceleration (a z ) is derived. At this time the injury risk judgment indicators may be a vertical direction acceleration (a z) the average slope, maximum slope of the vertical acceleration (a z), the maximum impact force, at least one selected from the amount of impact. Each judgment index will be described in detail later.

상기 부상 위험성 판단 단계에서는, 상기 부상 위험성 판단지표가 미리 결정된 기준보다 큰지 판단한다. 이 때 상기 부상 위험성 판단지표가 상술한 바와 같이 복수 개가 될 수 있는데, 여러 판단지표들 중 어느 하나만 기준 이상일 때 경보를 발생시킬 수도 있고, 모두 기준 이상일 때 경보를 발생시킬 수도 있고, 또는 적절하게 우선순위를 두어 단계적으로 경보를 발생시킬 수도 있다. 상기 부상 위험성 판단 단계에서, 상기 부상 위험성 판단지표가 미리 결정된 기준보다 작으면 경보를 발생하지 않고 다시 데이터 수집 단계로 되돌아가게 된다. 더불어, 상기 부상 위험성 판단 단계에서는, 주기적인 신호로 나타나는 상하 방향 가속도(az) 데이터에 대하여 적어도 2주기 이상의 데이터를 취합하여 산출된 상기 부상 위험성 판단지표를 사용하여 판단이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.In the flood risk determination step, it is determined whether the flood risk determination index is greater than a predetermined criterion. In this case, the above-mentioned injury risk determination index may be plural as described above. An alarm may be generated when any one of the plurality of determination indices is more than the reference, an alarm may be generated when all of the plurality of determination indices are above the reference, It is also possible to generate an alarm step by step. In the flood risk determination step, if the flood risk determination index is smaller than the predetermined criterion, the alarm data is not generated and the data collection step is returned to the data collection step. In addition, it is preferable that, in the above-mentioned flood risk determination step, determination is made using the above-mentioned flood risk determination index calculated by collecting data of at least two periods with respect to up-down acceleration (a z ) data appearing as a periodic signal .

상기 부상 위험성 경보 단계에서는, 상기 부상 위험성 판단지표 중 적어도 하나가 각각 미리 결정된 기준보다 클 경우, 사용자에게 부상 위험성을 경보한다. 부상 위험성의 경보 형태는 앞서 설명한 바와 같이 음향, 도해, 영상 등 다양한 형태가 될 수 있으며, 사용자는 이처럼 경보를 받음으로써 능동적으로 부상 위험성을 줄이기 위한 대처(운동 종료, 자세 교정, 신발 교체, 코스 변경 등)를 함으로써 궁극적으로 부상 위험성을 크게 저감할 수 있다.If the at least one of the in fl at risk indicators is greater than a predetermined criterion, the user is warned of the risk of injury. As described above, the warning type of injury risk can be various forms such as sound, illustration, and image, and the user can take actions to reduce the risk of injury by actively receiving such an alert (end of exercise, correction of posture, Etc.) can greatly reduce the risk of injury.

이하에서는 본 발명에서 사용되는 부상 위험성 판단지표의 여러 예시와 각각을 도출하는 과정을 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, various examples of the injury risk determination indexes used in the present invention and the process of deriving the indexes will be described in more detail.

도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 주행 시 상하 방향 가속도 그래프를 도시한다.FIG. 17 is a graph showing a vertical acceleration graph in a running according to another embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이 상하 방향 가속도(az)는 시간에 대하여 주기적인 형태로 나타난다(보행 또는 주행 자체가 주기적인 운동이므로 이는 당연한 것이다). 주행 운동을 풀어서 묘사하자면 다음과 같다. 먼저 전방으로 나와 있는 한 쪽 발이 지면을 박차는 순간 (이 순간 다른 쪽 발은 허공에 떠 있음)으로 시작한다. 이 상태에서, 한 쪽 발이 지면을 박차서 떠오르면서 양 발이 모두 허공에 떠 있는 상태인 채로 사람의 몸체가 전방으로 이동하며, 이와 함께 양 발이 허공을 저으면서 전후가 바뀌어 다른 쪽 발이 전방으로 나오게 된다. 전방으로 나온 다른 쪽 발이 지면에 닿음과 동시에 지면을 박차는 순간이 다시 이루어지면서 한 걸음의 주행이 이루어진다. 이 과정에서, 한 발로 지면을 박차는 순간에는 사람의 머리가 상하 방향으로 가장 크게 흔들리는 반면(상하 방향 가속도(az)에서 로컬 맥시멈이 형성됨), 공중에 뜬 채 나아가고 있는 상태에서는 상하 방향으로 거의 흔들리지 않게 된다(상하 방향 가속도(az)에서 상수값이 형성됨).As shown, the vertical acceleration (a z ) appears periodically with respect to time (this is natural because the walking or running itself is a periodic exercise). Here is a description of the driving movement. First, one foot from the front begins with the moment when the floor spurs (the other foot is floating in the air). In this state, as one foot rises from the ground, the human body moves forward while both feet float in the air, and both feet swing through the air, and the other foot comes forward. The other side of the foot comes into contact with the ground, and at the same time the moment of spurting the ground is done again, and a stepping motion is made. In this process, the human head is swung most vertically at the moment when the ground is sprung from one foot (the local maxima are formed at the vertical acceleration (a z )), while in the state of floating in the air, (A constant value is formed at the vertical acceleration (a z )).

바로 이렇게 발이 지면을 박차는 순간 관절에 가장 많은 충격이 가해지게 되며, 이러한 충격은 도 17과 같은 상하 방향 가속도 그래프에서 첫 번째 피크(peak) 형태로 나타나게 된다. 이 때의 충격의 정도에 따라 부상 위험성이 달라지게 되며, 본 발명에서는 이를 지표화함으로써 정량화된 판단의 근거로 사용하였다. 이러한 판단지표로서, 본 발명에서는 앞서 설명한 바와 같이, 상하 방향 가속도(az)의 평균 기울기, 상하 방향 가속도(az)의 최대 기울기, 최대 충격력, 충격량을 사용한다.This shock is applied to the joint at the moment when the foot is sprung, and the shock appears as the first peak in the vertical acceleration graph as shown in FIG. The risk of injury varies depending on the degree of impact at this time. In the present invention, this is used as a basis for quantified judgment by indexing it. As such a surface is determined, in the present invention, as described above, it uses the maximum slope, the maximum impact force, the impulse of the vertical direction acceleration average slope, vertical acceleration (a z) of (a z).

도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 주행 시 상하 방향 가속도 그래프에 기울기를 표시한다. 이를 통해 상하 방향 가속도(az)의 평균 기울기 및 최대 기울기를 도출하는 과정을 설명한다.FIG. 18 shows a slope in a vertical acceleration graph when driving according to another embodiment of the present invention. The process of deriving the average slope and the maximum slope of the vertical acceleration (a z ) will be described below.

먼저 상기 부상 위험성 판단지표를 상하 방향 가속도(az)의 평균 기울기 값으로 선택할 경우, 상기 부상 위험성 판단지표는 하기의 식을 사용하여 산출된다.First, when the injury risk judgment index is selected as the average slope value of the vertical acceleration (a z ), the injury risk judgment index is calculated using the following equation.

Figure pat00001
Figure pat00001

(여기에서, az : 상하 방향 가속도, mean : 평균값 산출 함수, i : 인덱스 번호, ti : i번째 시간, ti -1 : i-1번째 시간, tc : 충격 시작 시간, tm : 충격 끝 시간)(Here, a z: vertical acceleration, mean: the average value calculating function, i: index number, t i: i-th time, t i -1: i-1 th time, t c: Start impact time, t m : Impact end time)

충격 시작 시간이란, 실제적으로는 발이 지면에 착지하는 순간을 의미한다. 이는 상하 방향 가속도(az)가 0 이하의 값에서 0 근처의 소정의 기준값(예: 0.3 m/s2)을 상향 돌파하는 시점으로 결정할 수 있다. 여기에서 충격 시작 시간을 결정하는 기준값의 구체적인 값은, 상술한 예와 같이 0.5 m/s2 이하의 값 중에서 적절하게 결정될 수 있다. 충격 끝 시간은 첫 번째 피크 값이 나타나는 시각으로, 그래프 상에서 직관적으로도 쉽게 확인할 수 있다. 인덱스 i는, 충격 시작 시간부터 충격 끝 시간까지의 시간을 n으로 나누어 디지타이즈화한 시간들의 인덱스로서, n은 필요에 따라 적절하게 결정하면 된다.The impact start time is actually the moment when the foot lands on the ground. This can be determined as a time point when the vertical acceleration (a z ) exceeds a predetermined reference value (for example, 0.3 m / s 2 ) near 0 at a value of 0 or less. Here, the concrete value of the reference value for determining the impact start time can be appropriately determined from a value of 0.5 m / s 2 or less as in the above-described example. The impact end time is the time at which the first peak value appears and can be easily confirmed intuitively on the graph. The index i is an index of times digitized by dividing the time from the impact start time to the impact end time by n, and n may be appropriately determined as necessary.

평균 기울기 값은 바로 이렇게, 충격 시작 시간에서 충격 끝 시간까지를 n등분하였을 때 각각의 간격에서 구해진 n개의 기울기 값들의 평균값이다. 도 18은 어느 한 주기에서의 상하 방향 가속도(az) 그래프를 도시하고 있는데, 이러한 한 주기에서 상술한 바와 같은 평균 기울기 값을 구할 수 있다. 한편, 도 17에 보이는 바와 같이 주행 중에는 도 18과 같은 형태의 그래프가 계속 반복되며, 상술한 바와 같은 평균 기울기 값은 각 주기마다(즉 각 걸음마다) 구해질 수 있다. 이 때 상기 판단지표 도출 단계에서, 사용자 질량(m) 및 평균 기울기의 곱으로서 산출되는 평균 수직 부하율(average vertical loading rate)이 더 산출될 수 있다.The average slope value is thus an average value of n slope values obtained at each interval when n equally divided from the impact start time to the impact end time. FIG. 18 shows a graph of a vertical acceleration (a z ) in one cycle. In this one cycle, the average slope value as described above can be obtained. On the other hand, as shown in FIG. 17, during running, the graph of FIG. 18 is continuously repeated, and the average slope value as described above can be obtained for each cycle (that is, for each step). At this time, in the determination index deriving step, the average vertical loading rate calculated as the product of the user mass m and the average slope can be further calculated.

한편 상기 부상 위험성 판단지표를 상하 방향 가속도(az)의 최대 기울기 값으로 선택할 경우, 상기 부상 위험성 판단지표는 하기의 식을 사용하여 산출된다.On the other hand, when the above-mentioned injury risk judgment index is selected as the maximum slope value of the vertical acceleration (a z ), the above-mentioned injury risk judgment index is calculated using the following equation.

Figure pat00002
Figure pat00002

i = 1, 2, … , n, i = 1, 2, ... , n,

t0 = tc, tn = tm t 0 = t c, t n = t m

(여기에서, az : 상하 방향 가속도, max : 최대값 산출 함수, i : 인덱스 번호, ti : i번째 시간, ti -1 : i-1번째 시간, tc : 충격 시작 시간, tm : 충격 끝 시간)(Here, a z: vertical acceleration, max: maximum value calculating function, i: index number, t i: i-th time, t i -1: i-1 th time, t c: Start impact time, t m : Impact end time)

상기 최대 기울기는, 평균 기울기에 대한 설명에서 기술한 바와 같이 어떤 한 주기(한 걸음)에서의 충격 시작 시간~충격 끝 시간까지 사이에서 구해진 n개의 기울기 값들 중 최대값이다. 이 때 상기 판단지표 도출 단계에서, 사용자 질량(m) 및 최대 기울기의 곱으로서 산출되는 최대 수직 부하율(instantaneous vertical loading rate)이 더 산출될 수 있다.The maximum slope is the maximum value among the n slope values obtained from the impact start time to the impact end time in one cycle (one step) as described in the description of the average slope. At this time, in the determination index deriving step, the maximum vertical load rate calculated as the product of the user mass m and the maximum slope may be further calculated.

도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 주행 시 상하 방향 가속도 그래프에 충격량을 표시한다. 이를 통해 최대 충격력 및 충격량을 도출하는 과정을 설명한다.FIG. 19 shows the amount of impact in the vertical acceleration graph when driving according to another embodiment of the present invention. Hereinafter, a process of deriving the maximum impact force and the impact amount will be described.

먼저 상기 부상 위험성 판단지표를 최대 충격력 값으로 선택할 경우, 상기 부상 위험성 판단지표는 하기의 식을 사용하여 산출된다.First, when the injury risk determination index is selected as the maximum impact force value, the injury risk determination index is calculated using the following equation.

Figure pat00003
Figure pat00003

(여기에서, az : 상하 방향 가속도, m : 사용자 질량, tm : 충격 끝 시간)(Here, a z: vertical acceleration, m: mass of the user, t m: impact end time)

앞서 설명한 바와 같이 충격 끝 시간은 첫 번째 피크 값이 나타나는 시각이므로, 당연히 최대 충격력이 나타나는 시각은 충격 끝 시간이 된다. 도 19에서 상하 방향 가속도(az)의 첫 번째 피크(1st peak)가 표시되어 있는데, 여기에 사용자 질량(m)을 곱한 값이 바로 최대 충격력 값이 된다.As described above, since the impact end time is the time at which the first peak value appears, the time at which the maximum impact force appears is the impact end time. In Fig. 19, the first peak of the vertical acceleration (a z ) is displayed, and the value obtained by multiplying the user mass (m) by this is the maximum impact force value.

한편 상기 부상 위험성 판단지표를 충격량 값으로 선택할 경우, 상기 부상 위험성 판단지표는 하기의 식을 사용하여 산출된다.On the other hand, when the injury risk judgment index is selected as the impact value, the injury risk judgment index is calculated using the following equation.

Figure pat00004
Figure pat00004

(여기에서, az : 상하 방향 가속도, m : 사용자 질량, tc : 충격 시작 시간, tm : 충격 끝 시간)(Here, a z : vertical acceleration, m: user mass, t c : shock start time, t m : shock end time)

도 19에서 충격 시작 시간에서 충격 끝 시간 사이의 상하 방향 가속도(az) 그래프 면적이 표시되어 있는데, 이 면적에 사용자 질량(m)을 곱한 값이 바로 충격량 값이 된다.In FIG. 19, the vertical acceleration (a z ) graph area between the impact start time and the impact end time is displayed. The value obtained by multiplying the area by the user mass (m) is the impact value.

도 20은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 운동 인식 제1 장치를 도시한다.20 shows a first embodiment of a motion recognition apparatus according to the present invention.

본 실시예에 따른 운동 인식 제1 장치(2000, 이하 제1 장치라 함)는 가속도 센서부(2010), 각속도 센서부(2020), 프로세싱부(2040) 및 사용자 인터페이스부(2050)를 포함한다. 본 실시예에 따른 제1 장치(2000)는 사용자의 신체에 착용되어 가속도 및 각속도 등과 같은 사용자의 동적 물리량을 측정함으로써, 보행 및 주행 등의 사용자의 운동 상태를 분석한다. 도 1에 도시된 예와 같이, 제1 장치(2000)는 머리 및 허리에 착용된 밴드, 머리 및 허리에 클립형으로 부착하는 형태, 모자에 구비되는 형태, 벨트에 꽂는 형태, 안경 형태, 헬멧 형태, 귀에 부착하는 형태, 의복에 부착하는 형태, 별도 조끼나 하네스 등을 이용하여 착용하는 형태로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 안경 형태는 증강현실(AR: Augmented Reality) 글래스, 안경테, 선글라스 등의 형태로 이루어질 수 있다. 귀에 부착하는 형태는 핸즈프리 이어피스, 헤드폰 및 이어폰 등의 형태로 이루어질 수 있다. 이외에도 제1 장치(2000)가 다양하게 변경된 형태로도 이루어질 수 있음은 당업자에게 자명하다. 제1 장치(2000)는 다양한 계산을 수행할 수 있는 집적 회로 형태로 이루어져 하나의 기판 상에 형성될 수 있다.The motion recognition first apparatus 2000 according to the present embodiment includes an acceleration sensor unit 2010, an angular velocity sensor unit 2020, a processing unit 2040 and a user interface unit 2050 . The first device 2000 according to the present embodiment analyzes a user's motion state such as walking and running by measuring the dynamic physical quantity of the user such as acceleration and angular velocity, 1, the first device 2000 may include a band worn on the head and waist, a clip-on form on the head and the waist, a form on the hat, a form on the belt, an eyeglass form, a helmet form A shape attached to an ear, a shape attached to clothes, or a shape worn using a separate vest or harness. Specifically, the shape of the glasses may be in the form of an Augmented Reality (AR) glass, an eyeglass frame, sunglasses, or the like. The form attached to the ear can be in the form of a hands-free earpiece, a headphone and an earphone. It will be apparent to those skilled in the art that the first device 2000 may be modified in various ways. The first device 2000 may be formed on one substrate in the form of an integrated circuit capable of performing various calculations.

가속도 센서부(2010)는 상하, 좌우 및 전후를 포함하는 3축 방향 가속도값을 측정한다.The acceleration sensor unit 2010 measures acceleration values in three axial directions including up and down, left and right, and back and forth.

각속도 센서부(2020)는 상하, 좌우 및 전후를 포함하는 3축 방향 각속도값을 측정한다.The angular velocity sensor 2020 measures angular velocity values in three axial directions including up and down, right and left, and front and rear.

프로세싱부(2040)는 상기 3축 방향 가속도값 및 상기 3축 방향 각속도값에 기초하여 제1 운동 상태 값을 생성한다. 상기 제1 운동 상태 값은 운동시간, 운동걸음수, 분당 보수, 보간, 보각, 머리각, 지면 지지시간, 공중 부유시간, 공중 부유시간 대비 지면 지지시간 비율, 최대 수직힘, 평균 수직힘 부하율, 최대 수직힘 부하율, 좌우 균형도, 좌우 균일도 중 적어도 하나이다. 제1 장치(2000)는 상기 제1 운동 상태 값을 통해 사용자의 운동 상태를 판단할 수 있다. 제1 운동 상태 값 각각의 의미를 보면, 분당 보수는 분당 걸음수, 보간은 다리 사이 간격 평균, 보각은 다리 각도 평균, 머리각은 상하 머리각 평균, 지면 지지시간은 땅에 닿아있는 지지시간, 공중 부양시간은 모든 다리가 땅에 닿아있지 않은 시간 평균, 최대 수직힘은 지면 반력의 최대값, 수직힘 부하율평균 수직힘 부하율은 왼쪽 및 오른쪽 지면 반력의 지지구간의 초반 기울기의 평균, 최대 수직힘 부하율은 왼쪽 및 오른쪽 지면 반력의 지지구간의 초반 기울기의 최대를 의미한다. 좌우 균형도는 좌우 불균형의 변동 계수(CV: Coeffiecient of Variation)를 의미한다. 좌우 균형도에서 변동 계수의 표준 편차가 클수록 좌우 불균형이 크다고 할 수 있다. The processing unit 2040 generates a first motion state value based on the three-axis direction acceleration value and the three-axis direction angular velocity value. The first motion state value includes at least one of an exercise time, a number of exercise steps, a minute maintenance, an interpolation, a brace angle, a head angle, a ground support time, an air suspension time, The maximum vertical force load ratio, the left-right balance degree, and the left-right uniformity. The first device 2000 may determine the user's motion state through the first motion state value. The mean values of the first exercise status values are the number of steps per minute, the interpolation interval average of the legs, the average angle of the legs, the average angle of the upper and lower hair, the support time of the ground, The average lifting time is the average of the time when all the legs are not touching the ground, the maximum vertical force is the maximum value of the ground reaction force, the vertical force load ratio average vertical force load rate is the average of the initial slope of the support section of the left and right ground reaction force, The load factor means the maximum of the initial slope of the support zone of the left and right ground reaction forces. The left-right balance indicates the coefficient of variation (CV) of the left-right unbalance. The larger the standard deviation of the coefficient of variation in the left-right balance chart, the larger the left-right imbalance.

좌우균일도(Stability)는 시간, 힘 등에 있어서, 왼발 및 오른발 각각의 다리에 일관성있게 운동상태가 유지되는지를 의미하며, 각각의 다리의 변동 계수(CV: Coefficient)를 이용하여 %로 나타내며, 아래 식을 통해 구한다.The right and left uniformity (Stability) means that the state of motion is consistently maintained in the legs of the left foot and the right foot in time, power, etc., and is represented by% using the coefficient of variation (CV) .

Stability(Left) = 1 - std(Left indices) / mean(Left indices)Stability (Left) = 1 - std (Left indices) / mean (Left indices)

Stability(Right) = 1 - std(Right indices) / mean(Right indices)Stability (Right) = 1 - std (Right indices) / mean (Right indices)

평가지표인 index로 쓰일 수 있는 값은 수직힘 최대값, 수직 가속도 최대값, 지지구간 충격량, 지지시간, 부유시간, 평균 수직힘부하율 및 최대 수직힘 부하율을 포함한다.좌우 균일도는 왼쪽 및 오른쪽 각 다리의 변동 계수의 평균값을 의미한다.The values that can be used for the index index include the vertical force maximum value, the vertical acceleration maximum value, the support section impact amount, the support time, the suspension time, the average vertical force load rate and the maximum vertical force load rate. Means the mean value of the coefficient of variation of the leg.

좌우균형도(Balance)는 좌우 불균형도(%)를 나타내며, 아래 식을 통해 구한다.The left-right balance (Balance) represents the left-right unbalance (%) and is obtained by the following equation.

Balance = Left index / (Left index + Right index) * 100%Balance = Left index / (Left index + Right index) * 100%

사용자 인터페이스부(2050)는 프로세싱부(2040)의 슬립 모드 또는 얼라이브 모드를 제어한다. 사용자 인터페이스부(2050)는 소프트웨어 또는 하드웨어 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어 사용자 인터페이스부(2050)는 소프트웨어 또는 하드웨어 형태인 푸쉬 버튼으로 구현될 수 있다. 사용자 인터페이스부(2050)의 사용자 입력으로부터의 개시되는 운동 인식 방법의 흐름도는 도 22에서 상세히 후술한다.The user interface unit 2050 controls the sleep mode or the alive mode of the processing unit 2040. The user interface unit 2050 may be implemented in software or hardware. For example, the user interface unit 2050 may be implemented as a push button that is in the form of software or hardware. A flow chart of the motion recognition method initiated from the user input of the user interface unit 2050 will be described later in detail in FIG.

한편, 본 실시예에 따른 제1 장치(2000)는 제1 통신부(2070)를 더 포함할 수 있다. 제1 통신부(2070)는 상기 제1 운동 상태 값을 제2 장치(2100)에게 전송한다. 제1 통신부(2070)는 소정의 주기로 상기 제1 운동 상태 값을 제2 장치(2100)에게 전송할 수 있는데, 다양한 전송 방식으로 구현될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 본 실시예에 따른 제2 장치(2100)는 컴퓨터, 모바일 단말 및 시계 등과 같은 다양한 형태의 장치일 수 있다.Meanwhile, the first device 2000 according to the present embodiment may further include a first communication unit 2070. The first communication unit 2070 transmits the first motion state value to the second device 2100. The first communication unit 2070 can transmit the first motion state value to the second device 2100 at predetermined intervals. It is apparent to those skilled in the art that the first communication unit 2070 can be implemented by various transmission schemes. The second device 2100 according to the present embodiment may be various types of devices such as a computer, a mobile terminal, a clock, and the like.

한편, 본 실시예에 따른 제1 장치(2000)는 제2 통신부(2080)를 더 포함할 수 있다. 제2 통신부(2080)는 상기 제1 운동 상태 값을 서버(2200)로 전송한다.Meanwhile, the first device 2000 according to the present embodiment may further include a second communication unit 2080. The second communication unit 2080 transmits the first motion state value to the server 2200.

한편, 본 실시예에 따른 제1 장치(2000)는 위치센서부(2030)를 더 포함할 수 있다. Meanwhile, the first device 2000 according to the present embodiment may further include a position sensor unit 2030.

위치센서부(2030)는 사용자 위치값을 측정한다. 위치센서부(2030)는 GPS 또는 초정밀 위성항법 기술 등에 기초하여 사용자의 위치값을 측정하나, 다른 기술을 이용할 수 있음은 당업자에게 자명하다.The position sensor unit 2030 measures a user position value. It is apparent to those skilled in the art that the position sensor unit 2030 measures the position value of the user based on GPS or ultra-precise GPS navigation technology, but can use other techniques.

제1 장치(2000)가 위치센서부(2030)를 더 포함하는 경우, 프로세싱부(2040)는 상기 제1 운동 상태 값, 상기 사용자 위치값 및 사용자 프로파일 중 적어도 하나의 값에 기초하여 제2 운동 상태 값을 생성한다. 상기 제2 운동 상태 값은 운동거리, 운동속도, 칼로리소모량, 고도, 보폭 중 적어도 하나이다. 제2 운동 상태 값 각각의 의미를 보면, 고도는 운동 시 이동한 수직 높이를 의미하며, 보폭은 지면 지지구간 및 공중 부양구간을 동안 전진하여 포함한 운동 전진이동한 거리를 의미한다. 상기 사용자 프로파일은 사용자의 키, 몸무게 등의 개인 정보를 포함한다. If the first device 2000 further includes the position sensor unit 2030, the processing unit 2040 may perform a second motion based on the value of at least one of the first motion state value, the user position value, State value. The second exercise state value is at least one of exercise distance, exercise speed, calorie consumption, altitude, and stride. In the meaning of each of the second motion state values, the altitude means the vertical height moved during the exercise, and the stride means the distance moved forward including the advancement of the ground support section and the aerial support section. The user profile includes personal information such as a user's key, weight, and the like.

또한, 프로세싱부(2040)는 선택적으로, 상기 제1 운동 상태 값 및 상기 제2 운동 상태 값 중 적어도 하나와 각각의 소정의 기준값을 비교하여 자세 교정 정보를 추가로 생성할 수 있다. 예를 들어, 프로세싱부(2040)는 운동 속도별로 최적의 키-보폭 관계 데이터를 저장하고 있다가, 상기 제2 운동 상태 값 중 보폭에 기초하여 사용자의 키에 비해 보폭이 지나치게 넓거나 좁지는 않은지를 판단한다. 프로세싱부(2040)는 보폭이 최적 범위에서 벗어날 경우, 줄이거나 늘려야 할 보폭 교정량을 자세 교정 정보로 생성한다.In addition, the processing unit 2040 may further generate at least one of the first motion state value and the second motion state value and each predetermined reference value to generate posture correction information. For example, the processing unit 2040 stores optimal key-stride relationship data for each exercise speed, and determines whether the stride is too wide or narrow relative to the user's key based on the stride of the second exercise state values . When the stride is out of the optimum range, the processing unit 2040 generates a stride correction amount to be reduced or increased as the posture correction information.

한편, 본 실시예에 따른 제1 장치(2000)는 출력부(2060)를 더 포함할 수 있다. 출력부(2060)는 상기 자세 교정 정보를 음향, 도해, 영상 및 진동 중 적어도 하나인, 사용자가 인식 가능한 정보로서 변환하여 출력한다. 예를 들어, 보폭 교정량이 산출되어 보폭을 줄여야 할 필요가 있을 경우, 스피커를 통해 "보폭을 줄이세요"와 같은 음성이 출력되도록 하거나, 경고음이 울리게 하여 사용자가 최적 보폭이 아님을 인지하고 보행 자세를 바꾸도록 유도할 수 있다. 또는 제1 장치(2000)는 모바일 단말, 시계, 컴퓨터 및 전용 디스플레이 등 외부 장치와 연결되어, 음향, 도해, 영상 및 진동 중 적어도 하나로 교정 정보가 출력되도록 할 수 있다.Meanwhile, the first device 2000 according to the present embodiment may further include an output unit 2060. The output unit 2060 converts the posture correction information into at least one of sound, illustration, image, and vibration, and outputs the converted information as user-recognizable information. For example, if the stride correction amount is calculated and the stride needs to be reduced, the user may be asked to output a voice such as "reduce stride" through the speaker, or to sound a warning tone, . Or the first device 2000 may be connected to an external device such as a mobile terminal, a watch, a computer, and a dedicated display so that the calibration information is output to at least one of sound, illustration, image, and vibration.

제1 장치(2000)가 위치센서부(2030)를 더 포함하는 경우, 제1 장치(2000)는 상기 제2 운동 상태 값을 서버(2200)로 전송하는 제3 통신부를 더 포함할 수 있다. 서버(2200)는 상기 제2 운동 상태 값을 데이터베이스에 누적하여 저장한다. 서버(2200)는 데이터베이스에 저장된 상기 제2 운동 상태 값에 기초한 통계 데이터를 제공한다. 상기 통계 데이터는 소정의 운동 구간에 대해서 상기 제2 운동 상태 값 각각에 대한 최대값, 최소값 및 평균값 등을 포함한다. 운동 분석이 필요한 사용자는 서버(2200)를 통해 상기 통계 데이터를 제공받아 자신의 운동 습관 개선 등 다양하게 활용할 수 있다. 운동 분석이 필요한 사용자는 건강 촉진을 위해 매일 산책 또는 조깅을 하는 일반인이나 신체 능력 향상을 위해 훈련하는 전문가 등이 있을 수 있다. 또한, 서버(2200)는 각각의 사용자별로 상기 제2 운동 상태 값을 저장하여, 사용자간 상기 제2 운동 상태 값을 관계적 및 통계적으로 분석한 빅 데이터 서비스를 제공한다.The first device 2000 may further include a third communication unit for transmitting the second motion state value to the server 2200 when the first device 2000 further includes the position sensor unit 2030. [ The server 2200 accumulates and stores the second motion state value in the database. The server 2200 provides statistical data based on the second motion state value stored in the database. The statistical data includes a maximum value, a minimum value, and an average value for each of the second motion state values for a predetermined motion duration. A user who needs a motion analysis may receive the statistical data through the server 2200 and utilize his or her exercise habits in various ways. Users who need exercise analysis may have an ordinary person walking or jogging daily to promote health, or an expert trained to improve physical fitness. In addition, the server 2200 stores the second motion state value for each user, and provides a big data service that relationally and statistically analyzes the second motion state value between users.

제1 통신부(2070), 제2 통신부(2080) 및 제3 통신부는 블루투스, 와이파이 및 NFC를 포함하는 무선 통신 및 와이어링을 통한 유선 통신 중 적어도 하나로 구성되나, 다른 유무선 통신 기술이 이용될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 또한, 제1 통신부(2070), 제2 통신부(2080) 및 제3 통신부는 물리적으로 단일 인터페이스로 구성되거나, 복수의 인터페이스로 구성될 수 있다.The first communication unit 2070, the second communication unit 2080, and the third communication unit may include at least one of wireless communication including Bluetooth, Wi-Fi and NFC, and wired communication through wiring, but other wired / wireless communication technologies may be used Are obvious to those skilled in the art. In addition, the first communication unit 2070, the second communication unit 2080, and the third communication unit may be physically configured as a single interface or a plurality of interfaces.

도 21은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 운동 인식 제2 장치를 도시한다.FIG. 21 shows a second embodiment of a motion recognition apparatus according to the present invention.

본 실시예에 따른 운동 인식 제2 장치(2100, 이하 제2 장치라 함)는 제1 통신부(2110), 프로세싱부(2150) 및 위치 센서부(2170)를 포함한다. 본 실시예에 따른 제2 장치(2100)는 컴퓨터, 모바일 단말 및 시계 등과 같은 다양한 형태의 장치일 수 있다.The motion recognition second device 2100 (hereinafter referred to as a second device) according to the present embodiment includes a first communication unit 2110, a processing unit 2150, and a position sensor unit 2170. The second device 2100 according to the present embodiment may be various types of devices such as a computer, a mobile terminal, a clock, and the like.

제1 통신부(2110)는 3축 방향 가속도값 및 3축 방향 각속도값에 기초하여 생성된 제1 운동 상태 값을 제1 장치(2000)로부터 수신한다.The first communication unit 2110 receives from the first device 2000 a first motion state value generated based on the three-axis direction acceleration value and the three-axis direction angular velocity value.

위치 센서부(2170)는 사용자 위치값을 측정한다. 위치센서부(2030)는 GPS 또는 초정밀 위성항법 기술 등에 기초하여 사용자의 위치값을 측정하나, 다른 기술을 이용할 수 있음은 당업자에게 자명하다.The position sensor unit 2170 measures the user position value. It is apparent to those skilled in the art that the position sensor unit 2030 measures the position value of the user based on GPS or ultra-precise GPS navigation technology, but can use other techniques.

프로세싱부(2150)는 상기 제1 운동 상태 값, 상기 사용자 위치값 및 사용자 프로파일 중 적어도 하나의 값에 기초하여 제2 운동 상태 값을 생성한다. 상기 제2 운동 상태 값은 거리, 속도, 칼로리소모량, 고도, 보폭 중 적어도 하나이다. 상기 사용자 프로파일은 사용자의 키, 몸무게 등의 개인 정보를 포함한다.The processing unit 2150 generates a second motion state value based on at least one value of the first motion state value, the user position value, and the user profile. The second motion state value is at least one of distance, velocity, calorie consumption, altitude, and stride. The user profile includes personal information such as a user's key, weight, and the like.

한편, 본 실시예에 따른 프로세싱부(2150)는 선택적으로, 상기 제1 운동 상태 값 및 상기 제2 운동 상태 값 중 적어도 하나와 각각의 소정의 기준값을 비교하여 운동 자세 교정 정보를 추가로 생성할 수 있다. 예를 들어, 프로세싱부(2150)는 운동 속도별로 최적의 키-보폭 관계 데이터를 저장하고 있다가, 상기 제2 운동 상태 값 중 보폭에 기초하여 사용자의 키에 비해 보폭이 지나치게 넓거나 좁지는 않은지를 판단한다. 프로세싱부(2150)는 보폭이 최적 범위에서 벗어날 경우, 줄이거나 늘려야 할 보폭 교정량을 자세 교정 정보로 생성한다.Alternatively, the processing unit 2150 according to the present embodiment may selectively generate at least one of the first motion state value and the second motion state value and each predetermined reference value to generate motion posture correction information . For example, the processing unit 2150 stores optimal key-stride relationship data for each exercise speed, and determines whether the stride is not excessively wide or narrow relative to the user's key based on the stride of the second exercise state values . When the stride is out of the optimum range, the processing unit 2150 generates the stride correction amount to be reduced or increased as the posture correction information.

한편, 본 실시예에 따른 제2 장치(2100)는 출력부(2190)를 더 포함할 수 있다. 출력부(2190)는 상기 자세 교정 정보를 음향, 도해, 영상 및 진동 중 적어도 하나인, 사용자가 인식 가능한 정보로서 변환하여 출력한다. 예를 들어, 보폭 교정량이 산출되어 보폭을 줄여야 할 필요가 있을 경우, 스피커를 통해 "보폭을 줄이세요"와 같은 음성이 출력되도록 하거나, 경고음이 울리게 하여 사용자가 최적 보폭이 아님을 인지하고 보행 자세를 바꾸도록 유도할 수 있다.Meanwhile, the second device 2100 according to the present embodiment may further include an output unit 2190. The output unit 2190 converts the posture correction information into at least one of sound, illustration, image, and vibration, and outputs the information as user-recognizable information. For example, if the stride correction amount is calculated and the stride needs to be reduced, the user may be asked to output a voice such as "reduce stride" through the speaker, or to sound a warning tone, .

한편, 본 실시예에 따른 제2 장치(2100)는 제2 통신부(2150)를 더 포함할 수 있다. 제2 통신부(2150)는 제2 운동 상태 값을 서버(2200)로 전송한다. 서버(2200)는 상기 제2 운동 상태 값을 데이터베이스에 누적하여 저장한다. 서버(2200)는 데이터베이스에 저장된 상기 제2 운동 상태 값에 기초한 통계 데이터를 제공한다. 상기 통계 데이터는 소정의 운동 구간에 대해서 상기 제2 운동 상태 값 각각에 대한 최대값, 최소값 및 평균값 등을 포함한다. 운동 분석이 필요한 사용자는 서버(2200)를 통해 상기 통계 데이터를 제공받아 자신의 운동 습관 개선 등 다양하게 활용할 수 있다. 또한, 서버(2200)는 각각의 사용자별로 상기 제2 운동 상태 값을 저장하여, 사용자간 상기 제2 운동 상태 값을 관계적 및 통계적으로 분석한 빅 데이터 서비스를 제공한다.Meanwhile, the second device 2100 according to the present embodiment may further include a second communication unit 2150. The second communication unit 2150 transmits the second motion state value to the server 2200. The server 2200 accumulates and stores the second motion state value in the database. The server 2200 provides statistical data based on the second motion state value stored in the database. The statistical data includes a maximum value, a minimum value, and an average value for each of the second motion state values for a predetermined motion duration. A user who needs a motion analysis may receive the statistical data through the server 2200 and utilize his or her exercise habits in various ways. In addition, the server 2200 stores the second motion state value for each user, and provides a big data service that relationally and statistically analyzes the second motion state value between users.

제1 통신부(2110) 및 제2 통신부(2130)는 블루투스, 와이파이 및 NFC를 포함하는 무선 통신 및 와이어링을 통한 유선 통신 중 적어도 하나로 구성되나, 다른 유무선 통신 기술이 이용될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 또한, 제1 통신부(2110) 및 제2 통신부(2130)는 물리적으로 단일 인터페이스로 구성되거나, 복수의 인터페이스로 구성될 수 있다.The first communication unit 2110 and the second communication unit 2130 are configured to include at least one of wireless communication including Bluetooth, Wi-Fi and NFC, and wired communication through wiring. However, it should be understood by those skilled in the art that other wired / Do. The first communication unit 2110 and the second communication unit 2130 may be physically configured as a single interface or a plurality of interfaces.

도 22는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 운동 인식 방법의 흐름도를 도시한다.22 shows a flowchart of a motion recognition method according to another embodiment of the present invention.

단계 2210에서, 제1 장치(2000)의 사용자 인터페이스부(2050)가 프로세싱부(2040)를 얼라이브 모드로 변경한다.In step 2210, the user interface unit 2050 of the first device 2000 changes the processing unit 2040 to the alive mode.

단계 2220에서, 제1 장치(2000)는 제1 통신부(2070)를 통해 제2 장치(2100)와 연결을 설정한다. In step 2220, the first device 2000 establishes a connection with the second device 2100 via the first communication unit 2070. [

제2 장치(2100)와 연결이 설정된 경우, 단계 2230에서 제1 장치(2000)는 사용자 인터페이스부(2050) 또는 제2 장치(2100)로부터의 명령을 입력받는다.If a connection is established with the second device 2100, the first device 2000 receives a command from the user interface unit 2050 or the second device 2100 in step 2230.

단계 2240에서, 제1 장치(2000)는 상기 명령에 기초하여 가속도 센서부(2010) 및 각속도 센서부(2020)를 통해 3축 방향 가속도값 및 3축 방향 각속도값을 각각 측정한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 가속도 센서부(2010) 및 각속도 센서부(2020)는 선입선출(FIFO: First In First Out) 큐에 상기 3축 방향 가속도값 및 상기 3축 방향 각속도 값을 저장한다. 제1 장치(2000)는 선입선출 큐의 저장 공간이 소정의 임계치 미만인 경우 프로세싱부(2040)를 슬립 모드로 변경하고, 선입선출 큐의 저장 공간이 소정의 임계치 이상일 경우 프로세싱부(2040)를 얼라이브 모드로 변경함으로써, 저전력으로 장치를 구동할 수 있다.In step 2240, the first device 2000 measures the three-axis direction acceleration value and the three-axis direction angular velocity value through the acceleration sensor unit 2010 and the angular velocity sensor unit 2020, respectively. According to an embodiment of the present invention, the acceleration sensor unit 2010 and the angular velocity sensor unit 2020 store the 3-axis direction acceleration value and the 3-axis direction angular velocity value in a first-in first-out (FIFO) do. The first device 2000 changes the processing unit 2040 to the sleep mode when the storage space of the first-in first-out queue is less than the predetermined threshold, and when the storage space of the first-in first-out queue is the predetermined threshold value or more, Mode, the device can be driven with low power.

단계 2250에서, 제1 장치(2000)는 상기 3축 방향 가속도값 및 상기 3축 방향 각속도값에 기초하여 제1 운동 상태 값을 생성한다. 상기 제1 운동 상태 값은 운동시간, 운동걸음수, 분당 보수, 보간, 보각, 머리각, 지면 지지시간, 공중 부유시간, 공중 부유시간 대비 지면 지지시간 비율, 최대 수직힘, 수직힘 부하율평균 수직힘 부하율, 최대 수직힘 부하율, 좌우 균형도, 좌우 균일도 중 적어도 하나이다.In step 2250, the first device 2000 And generates a first motion state value based on the three-axis direction acceleration value and the three-axis direction angular velocity value. The first motion state value includes a motion time, an exercise step number, a payout per minute, an interpolation, a brace angle, a head angle, a ground support time, an air suspension time, The maximum force load ratio, the left-right balance, and the left-right uniformity.

단계 2260에서, 제1 장치(2000)는 상기 제1 운동 상태 값을 제2 장치(2100)에게 전송한다.In step 2260, the first device 2000 transmits the first motion state value to the second device 2100.

단계 2270에서, 제2 장치(2100)는 사용자 위치값을 측정한다.In step 2270, the second device 2100 measures the user position value.

단계 2280에서, 제2 장치(2100)는 상기 제1 운동 상태 값, 상기 사용자 위치값 및 사용자 프로파일 중 적어도 하나의 값에 기초하여 제2 운동 상태 값을 생성한다. 상기 제2 운동 상태 값은 거리, 속도, 칼로리소모량, 고도, 보폭 중 적어도 하나이다. 상기 사용자 프로파일은 사용자의 키, 몸무게 등의 개인 정보를 포함한다.In step 2280, the second device 2100 generates a second motion state value based on the value of at least one of the first motion state value, the user position value, and the user profile. The second motion state value is at least one of distance, velocity, calorie consumption, altitude, and stride. The user profile includes personal information such as a user's key, weight, and the like.

제2 장치(2100)는 선택적으로, 상기 제1 운동 상태 값 및 상기 제2 운동 상태 값 중 적어도 하나와 각각의 소정의 기준값을 비교하여 운동 자세 교정 정보를 추가로 생성할 수 있다. 예를 들어, 제2 장치(2100)는 운동 속도별로 최적의 키-보폭 관계 데이터를 저장하고 있다가, 상기 제2 운동 상태 값 중 보폭에 기초하여 사용자의 키에 비해 보폭이 지나치게 넓거나 좁지는 않은지를 판단한다. 제2 장치(2100)는 보폭이 최적 범위에서 벗어날 경우, 줄이거나 늘려야 할 보폭 교정량을 자세 교정 정보로 생성한다. 제2 장치(2100)는 상기 자세 교정 정보를 음향, 도해, 영상 및 진동 중 적어도 하나인, 사용자가 인식 가능한 정보로서 변환하여 출력한다. 예를 들어, 보폭 교정량이 산출되어 보폭을 줄여야 할 필요가 있을 경우, 스피커를 통해 "보폭을 줄이세요"와 같은 음성이 출력되도록 하거나, 경고음이 울리게 하여 사용자가 최적 보폭이 아님을 인지하고 보행 자세를 바꾸도록 유도할 수 있다.The second device 2100 may optionally generate at least one of the first motion state value and the second motion state value and each predetermined reference value to generate motion posture correction information. For example, the second device 2100 stores optimal key-stride relationship data for each exercise speed, and if the stride is too wide or narrow compared to the user's key based on the stride of the second exercise state values . When the stride is out of the optimal range, the second device 2100 generates a stride correction amount to be reduced or increased as posture correction information. The second device 2100 converts the posture correction information into at least one of sound, illustration, image, and vibration, and outputs it as information recognizable by the user. For example, if the stride correction amount is calculated and the stride needs to be reduced, the user may be asked to output a voice such as "reduce stride" through the speaker, or to sound a warning tone, .

단계 2290에서, 제2 장치(2100)는 상기 제2 운동 상태 값을 서버(2200)로 전송한다. 서버(2200)는 상기 제2 운동 상태 값을 데이터베이스에 누적하여 저장한다. 서버(2200)는 데이터베이스에 저장된 상기 제2 운동 상태 값에 기초한 통계 데이터를 제공한다. 상기 통계 데이터는 소정의 운동 구간에 대해서 상기 제2 운동 상태 값 각각에 대한 최대값, 최소값 및 평균값 등을 포함한다. 운동 분석이 필요한 사용자는 서버(2200)를 통해 상기 통계 데이터를 제공받아 자신의 운동 습관 개선 등 다양하게 활용할 수 있다. 또한, 서버(2200)는 각각의 사용자별로 상기 제2 운동 상태 값을 저장하여, 사용자간 상기 제2 운동 상태 값을 관계적 및 통계적으로 분석한 빅 데이터 서비스를 제공한다.In step 2290, the second device 2100 transmits the second motion state value to the server 2200. The server 2200 accumulates and stores the second motion state value in the database. The server 2200 provides statistical data based on the second motion state value stored in the database. The statistical data includes a maximum value, a minimum value, and an average value for each of the second motion state values for a predetermined motion duration. A user who needs a motion analysis may receive the statistical data through the server 2200 and utilize his or her exercise habits in various ways. In addition, the server 2200 stores the second motion state value for each user, and provides a big data service that relationally and statistically analyzes the second motion state value between users.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예가 상세히 기술되었지만, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않고, 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and other equivalent embodiments are possible. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the appended claims.

예를 들어, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 장치는 도시된 바와 같은 장치 각각의 유닛들에 커플링된 버스, 상기 버스에 커플링된 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있고, 명령, 수신된 메시지 또는 생성된 메시지를 저장하기 위해 상기 버스에 커플링되고, 전술한 바와 같은 명령들을 수행하기 위한 적어도 하나의 프로세서에 커플링된 메모리를 포함할 수 있다. For example, an apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention may include a bus coupled to each unit of the apparatus as shown, at least one processor coupled to the bus, A memory coupled to the bus for storing a message or a generated message, and coupled to the at least one processor for performing the instructions as described above.

또한, 본 발명에 따른 시스템은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 상기 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등) 및 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.In addition, the system according to the present invention can be embodied as computer-readable codes on a computer-readable recording medium. A computer-readable recording medium includes all kinds of recording apparatuses in which data that can be read by a computer system is stored. The computer-readable recording medium includes a magnetic storage medium (e.g., ROM, floppy disk, hard disk, etc.) and an optical reading medium (e.g., CD-ROM, DVD, etc.). The computer-readable recording medium may also be distributed over a networked computer system so that computer readable code can be stored and executed in a distributed manner.

Claims (45)

상하, 좌우 및 전후를 포함하는 3축 방향 가속도값을 측정하는 가속도 센서부;
상하, 좌우 및 전후를 포함하는 3축 방향 각속도값을 측정하는 각속도 센서부;
상기 3축 방향 가속도값 및 상기 3축 방향 각속도값에 기초하여 제1 운동 상태 값을 생성하는 프로세싱부;
상기 프로세싱부의 슬립 모드 또는 얼라이브 모드를 제어하는 사용자 인터페이스부를 포함하는 것을 특징으로 하는 제1 장치.
An acceleration sensor unit for measuring three-axis acceleration values including up and down, left and right, and front and rear;
An angular velocity sensor unit for measuring three-axis angular velocity values including up and down, left and right, and front and rear;
A processing unit for generating a first motion state value based on the 3-axis direction acceleration value and the 3-axis direction angular velocity value;
And a user interface unit for controlling the sleep mode or the alive mode of the processing unit.
제 1항에 있어서,
상기 제1 운동 상태 값을 제2 장치에게 전송하는 제1 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제1 장치.
The method according to claim 1,
And a first communication unit for transmitting the first motion state value to the second device.
제 2항에 있어서,
상기 제1 통신부는 블루투스, 와이파이 및 NFC 중 적어도 하나로 구성된 것을 특징으로 하는 제1 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the first communication unit comprises at least one of Bluetooth, Wi-Fi, and NFC.
제 1항에 있어서,
상기 제1 운동 상태 값을 서버로 전송하는 제2 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제1 장치.
The method according to claim 1,
And a second communication unit for transmitting the first motion state value to the server.
제 1항에 있어서,
사용자 위치값을 측정하는 위치 센서부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제1 장치.
The method according to claim 1,
And a position sensor section for measuring a user position value.
제 5항에 있어서,
상기 프로세싱부는 상기 제1 운동 상태 값, 상기 사용자 위치값 및 사용자 프로파일 중 적어도 하나의 값에 기초하여 제2 운동 상태 값을 생성하는 것을 특징으로 하는 제1 장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the processing unit generates a second motion state value based on at least one value of the first motion state value, the user position value, and the user profile.
제 6항에 있어서,
상기 제1 운동 상태 값 및 상기 제2 운동 상태 값 중 적어도 하나를 서버로 전송하는 제3 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제1 장치.
The method according to claim 6,
And a third communication unit for transmitting at least one of the first motion state value and the second motion state value to a server.
제 6항에 있어서,
상기 제2 운동 상태 값은 거리, 속도, 칼로리소모량, 고도, 보폭 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 제1 장치.
The method according to claim 6,
Wherein the second motion state value is at least one of distance, speed, calorie consumption, altitude, and stride.
제 6항에 있어서,
상기 프로세싱부는 상기 제1 운동 상태 값 및 상기 제2 운동 상태 값 중 적어도 하나와 각각의 소정의 기준값을 비교하여 자세 교정 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 제1 장치.
The method according to claim 6,
Wherein the processing unit compares at least one of the first motion state value and the second motion state value with each predetermined reference value to generate the posture correction information.
제 9항에 있어서,
상기 자세 교정 정보를 음향, 도해, 영상 및 진동 중 적어도 하나로 출력하는 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제1 장치.
10. The method of claim 9,
Further comprising an output unit for outputting the posture correction information as at least one of sound, illustration, image, and vibration.
제 2항에 있어서,
상기 사용자 인터페이스부에 의해 상기 프로세싱부가 얼라이브 모드로 변경된 경우,
상기 프로세싱부는 상기 제1 통신부를 통해 상기 제2 장치와 연결을 설정하고,
상기 제2 장치 또는 상기 사용자 인터페이스부로부터의 명령에 기초하여 상기 가속도 센서부 및 상기 각속도 센서부는 상기 3축 방향 가속도 값 및 상기 3축 방향 각속도 값을 각각 생성하는 것을 특징으로 하는 제1 장치.
3. The method of claim 2,
When the processing unit is changed to the alive mode by the user interface unit,
The processing unit establishes a connection with the second device through the first communication unit,
Wherein the acceleration sensor unit and the angular velocity sensor unit generate the three-axis direction acceleration value and the three-axis direction angular velocity value, respectively, based on a command from the second device or the user interface unit.
제 1항에 있어서,
상기 가속도 센서부 및 상기 각속도 센서부는 선입선출 큐에 상기 3축 방향 가속도값 및 상기 3축 방향 각속도 값을 저장하고;
상기 선입선출 큐의 저장 공간이 소정의 임계치 미만인 경우 상기 프로세싱부는 슬립 모드이고, 상기 선입선출 큐의 저장 공간이 소정의 임계치 이상일 경우 상기 프로세싱부는 얼라이브 모드인 것을 특징으로 하는 제1 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the acceleration sensor unit and the angular velocity sensor unit store the three-axis direction acceleration value and the three-axis direction angular velocity value in a first-in first-out queue;
Wherein the processing unit is in a sleep mode when the storage space of the first-in first-out queue is less than a predetermined threshold, and the processing unit is in an alive mode if the storage space of the first-in first-out queue is equal to or greater than a predetermined threshold.
제 1항에 있어서,
상기 제1 운동 상태 값은 운동시간, 운동걸음수, 분당 보수, 보간, 보각, 머리각, 지면 지지시간, 공중 부유시간, 공중 부유시간 대비 지면 지지시간 비율, 최대 수직힘, 평균 수직힘 부하율, 최대 수직 부하율, 좌우 균형도, 좌우 균일도 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 제1 장치.
The method according to claim 1,
The first motion state value includes at least one of an exercise time, a number of exercise steps, a minute maintenance, an interpolation, a brace angle, a head angle, a ground support time, an air suspension time, A maximum vertical load ratio, a left-right balance degree, and a left-right uniformity.
제 1항에 있어서,
상기 제1 장치는 머리 및 허리에 착용된 밴드, 머리 및 허리에 클립형으로 부착하는 형태, 모자에 구비되는 형태, 벨트에 꽂는 형태, 안경 형태, 헬멧 형태, 귀에 부착하는 형태, 의복에 부착하는 형태 및 의복으로 착용하는 형태 중 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 제1 장치.
The method according to claim 1,
The first device may be a band worn on the head and waist, a clip-on-the-head attachment to the head and the waist, a form provided on the hat, a form on the belt, a form of a spectacle, a form of a helmet, And a form to be worn as a garment.
제 1항에 있어서,
상기 안경 형태는 증강현실 글래스, 안경테 및 선글라스 중 하나로 이루어지고,
상기 귀에 부착하는 형태는 핸즈프리 이어피스, 헤드폰 및 이어폰 중 하나로 이루어지고,
상기 의복으로 착용하는 형태는 조끼 및 하네스 중 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 제1 장치.
The method according to claim 1,
The eyeglass shape may be one of an augmented reality glass, an eyeglass frame, and sunglasses,
The form attached to the ear comprises one of a hands-free earpiece, a headphone and an earphone,
Wherein the wearable garment comprises one of a vest and a harness.
3축 방향 가속도값 및 3축 방향 각속도값에 기초하여 생성된 제1 운동 상태 값을 제1 장치로부터 수신하는 제1 통신부;
사용자 위치값을 측정하는 위치 센서부;
상기 제1 운동 상태 값, 상기 사용자 위치값 및 사용자 프로파일 중 적어도 하나의 값에 기초하여 제2 운동 상태 값을 생성하는 프로세싱부를 포함하는 것을 특징으로 하는 제2 장치.
A first communication unit for receiving a first motion state value generated based on a three-axis direction acceleration value and a three-axis direction angular velocity value from a first device;
A position sensor unit for measuring a user position value;
And a processing unit for generating a second motion state value based on at least one value of the first motion state value, the user position value, and the user profile.
제 16항에 있어서,
상기 제1 운동 상태 값 및 상기 제2 운동 상태 값 중 적어도 하나를 서버로 전송하는 제2 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제2 장치.
17. The method of claim 16,
And a second communication unit for transmitting at least one of the first motion state value and the second motion state value to a server.
제 16항에 있어서,
상기 제1 운동 상태 값은 운동시간, 운동걸음수, 분당 보수, 보간, 보각, 머리각, 지면 지지시간, 공중 부유시간, 공중 부유시간 대비 지면 지지시간 비율, 최대 수직힘, 평균 수직힘 부하율, 최대 수직힘 부하율, 좌우 균형도, 좌우 균일도 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 제2 장치.
17. The method of claim 16,
The first motion state value includes at least one of an exercise time, a number of exercise steps, a minute maintenance, an interpolation, a brace angle, a head angle, a ground support time, an air suspension time, A maximum vertical force load ratio, a left-right balance degree, and a left-right uniformity.
제 16항에 있어서,
상기 제2 운동 상태 값은 거리, 속도, 칼로리소모량, 고도, 보폭 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 제2 장치.
17. The method of claim 16,
Wherein the second motion state value is at least one of distance, speed, calorie consumption, altitude, and stride.
제 16항에 있어서,
상기 프로세싱부는 상기 제1 운동 상태 값 및 상기 제2 운동 상태 값 중 적어도 하나와 각각의 소정의 기준값을 비교하여 자세 교정 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 제2 장치.
17. The method of claim 16,
Wherein the processor compares at least one of the first motion state value and the second motion state value with each predetermined reference value to generate the posture correction information.
제 20항에 있어서,
상기 자세 교정 정보를 음향, 도해, 영상 및 진동 중 적어도 하나로 출력하는 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제2 장치.
21. The method of claim 20,
Further comprising an output unit for outputting the posture correction information as at least one of sound, illustration, image, and vibration.
제 16항에 있어서,
상기 제1 통신부는 블루투스, 와이파이 및 NFC 중 적어도 하나로 구성된 것을 특징으로 하는 제2 장치.
17. The method of claim 16,
Wherein the first communication unit comprises at least one of Bluetooth, Wi-Fi, and NFC.
가속도 센서부에 의해 상하, 좌우 및 전후를 포함하는 3축 방향 가속도값을 측정하는 단계;
각속도 센서부에 의해 상하, 좌우 및 전후를 포함하는 3축 방향 각속도값을 측정하는 단계;
프로세싱부에 의해 상기 3축 방향 가속도값 및 상기 3축 방향 각속도값에 기초하여 제1 운동 상태 값을 생성하는 단계; 및
사용자 인터페이스부에 의해 상기 프로세싱부의 슬립 모드 또는 얼라이브 모드를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제1 장치의 운동 인식 방법.
Measuring acceleration values in three axial directions including up and down, right and left, and back and forth by the acceleration sensor unit;
Measuring three-axis angular velocity values including up and down, left and right, and front and rear by the angular velocity sensor unit;
Generating a first motion state value based on the 3-axis direction acceleration value and the 3-axis direction angular velocity value by a processing unit; And
And controlling the sleep mode or the alive mode of the processing unit by the user interface unit.
제 23항에 있어서,
상기 제1 운동 상태 값을 제2 장치에게 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제1 장치의 운동 인식 방법.
24. The method of claim 23,
And transmitting the first motion state value to a second device. &Lt; Desc / Clms Page number 21 &gt;
제 24항에 있어서,
상기 제1 운동 상태 값을 제2 장치에게 전송하는 단계는, 블루투스, 와이파이 및 NFC 중 적어도 하나로 전송하는 것을 특징으로 하는 제1 장치의 운동 인식 방법.
25. The method of claim 24,
Wherein the step of transmitting the first motion state value to the second device comprises transmitting at least one of Bluetooth, Wi-Fi, and NFC.
제 23항에 있어서,
상기 제1 운동 상태 값을 서버로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제1 장치의 운동 인식 방법.
24. The method of claim 23,
And transmitting the first motion state value to the server.
제 23항에 있어서,
사용자 위치값을 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제1 장치의 운동 인식 방법.
24. The method of claim 23,
Further comprising the step of measuring a user position value.
제 27항에 있어서,
상기 제1 운동 상태 값, 상기 사용자 위치값 및 사용자 프로파일 중 적어도 하나의 값에 기초하여 제2 운동 상태 값을 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제1 장치의 운동 인식 방법.
28. The method of claim 27,
Further comprising generating a second motion state value based on at least one value of the first motion state value, the user position value, and the user profile.
제 28항에 있어서,
상기 제1 운동 상태 값 및 상기 제2 운동 상태 값 중 적어도 하나를 서버로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제1 장치의 운동 인식 방법.
29. The method of claim 28,
And transmitting at least one of the first motion state value and the second motion state value to a server.
제 28항에 있어서,
상기 제2 운동 상태 값은 거리, 속도, 칼로리소모량, 고도, 보폭 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 제1 장치의 운동 인식 방법.
29. The method of claim 28,
Wherein the second motion state value is at least one of distance, speed, calorie consumption, altitude, and stride.
제 28항에 있어서,
상기 제1 운동 상태 값 및 상기 제2 운동 상태 값 중 적어도 하나와 각각의 소정의 기준값을 비교하여 자세 교정 정보를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제1 장치의 운동 인식 방법.
29. The method of claim 28,
Further comprising the step of generating posture correction information by comparing at least one of the first motion state value and the second motion state value with each predetermined reference value.
제 31항에 있어서,
상기 자세 교정 정보를 음향, 도해, 영상 및 진동 중 적어도 하나로 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제1 장치의 운동 인식 방법.
32. The method of claim 31,
Further comprising the step of outputting the posture correction information to at least one of sound, illustration, image, and vibration.
제 24항에 있어서,
상기 3축 방향 가속도값을 측정하는 단계 및 상기 3축 방향 가속도값을 측정하는 단계는,
상기 사용자 인터페이스부에 의해 상기 프로세싱부가 얼라이브 모드로 변경된 경우 상기 제2 장치와 연결을 설정하고,
상기 제2 장치 또는 상기 사용자 인터페이스부로부터의 명령에 기초하여 상기 3축 방향 가속도값 및 상기 3축 방향 각속도값을 각각 생성하는 것을 특징으로 하는 제1 장치의 운동 인식 방법.
25. The method of claim 24,
Wherein the step of measuring the three-axis direction acceleration value and the step of measuring the three-
And establishing a connection with the second device when the processing unit is changed to the alive mode by the user interface unit,
And the three-axis direction acceleration value and the three-axis direction angular velocity value are generated based on commands from the second device or the user interface unit, respectively.
제 23항에 있어서,
상기 가속도 센서부 및 상기 각속도 센서부는 선입선출 큐에 상기 3축 방향 가속도 값 및 상기 3축 방향 각속도 값을 저장하고;
상기 선입선출 큐의 저장 공간이 소정의 임계치 미만인 경우 상기 프로세싱부는 슬립 모드이고, 상기 선입선출 큐의 저장 공간이 소정의 임계치 이상일 경우 상기 프로세싱부는 얼라이브 모드인 것을 특징으로 하는 제1 장치의 운동 인식 방법.
24. The method of claim 23,
Wherein the acceleration sensor unit and the angular velocity sensor unit store the three-axis direction acceleration value and the three-axis direction angular velocity value in a first-in first-out queue;
Wherein the processing unit is in a sleep mode when the storage space of the first-in first-out queue is less than a predetermined threshold, and the processing unit is in an alive mode when the storage space of the first- .
제 23항에 있어서,
상기 제1 운동 상태 값은 운동시간, 운동걸음수, 분당 보수, 보간, 보각, 머리각, 지면 지지시간, 공중 부유시간, 공중 부유시간 대비 지면 지지시간 비율, 최대 수직힘, 평균 수직힘 부하율, 최대 수직힘 부하율, 좌우 균형도, 좌우 균일도 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 제1 장치의 운동 인식 방법.
24. The method of claim 23,
The first motion state value includes at least one of an exercise time, a number of exercise steps, a minute maintenance, an interpolation, a brace angle, a head angle, a ground support time, an air suspension time, A maximum vertical force load ratio, a left-right balance degree, and a left-right uniformity.
제 23항에 있어서,
상기 제1 장치는 머리 및 허리에 착용된 밴드, 머리 및 허리에 클립형으로 부착하는 형태, 모자에 구비되는 형태, 벨트에 꽂는 형태, 안경 형태, 헬멧 형태, 귀에 부착하는 형태, 의복에 부착하는 형태 및 의복으로 착용하는 형태 중 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 제1 장치의 운동 인식 방법.
24. The method of claim 23,
The first device may be a band worn on the head and waist, a clip-on-the-head attachment to the head and the waist, a form provided on the hat, a form on the belt, a form of a spectacle, a form of a helmet, And a form to be worn as a garment.
제 23항에 있어서,
상기 안경 형태는 증강현실 글래스, 안경테 및 선글라스 중 하나로 이루어지고,
상기 귀에 부착하는 형태는 핸즈프리 이어피스, 헤드폰 및 이어폰 중 하나로 이루어지고,
상기 의복으로 착용하는 형태는 조끼 및 하네스 중 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 제1 장치의 운동 인식 방법.
24. The method of claim 23,
The eyeglass shape may be one of an augmented reality glass, an eyeglass frame, and sunglasses,
The form attached to the ear comprises one of a hands-free earpiece, a headphone and an earphone,
Wherein the wearable garment comprises one of a vest and a harness.
3축 방향 가속도값 및 3축 방향 각속도값에 기초하여 생성된 제1 운동 상태 값을 제1 장치로부터 수신하는 단계;
사용자 위치값을 측정하는 단계; 및
상기 제1 운동 상태 값, 상기 사용자 위치값 및 사용자 프로파일 중 적어도 하나의 값에 기초하여 제2 운동 상태 값을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제2 장치의 운동 인식 방법.
Receiving from the first device a first motion state value generated based on the three axis direction acceleration value and the three axis direction angular velocity value;
Measuring a user position value; And
And generating a second motion state value based on at least one value of the first motion state value, the user position value, and the user profile.
제 38항에 있어서,
상기 제1 운동 상태 값 및 상기 제2 운동 상태 값 중 적어도 하나를 서버로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제2 장치의 운동 인식 방법.
39. The method of claim 38,
And transmitting at least one of the first motion state value and the second motion state value to a server.
제 38항에 있어서,
상기 제1 운동 상태 값은 운동시간, 운동걸음수, 분당 보수, 보간, 보각, 머리각, 지면 지지시간, 공중 부유시간, 공중 부유시간 대비 지면 지지시간 비율, 최대 수직힘, 평균 수직힘 부하율, 최대 수직힘 부하율, 좌우 균형도, 좌우 균일도 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 제2 장치의 운동 인식 방법.
39. The method of claim 38,
The first motion state value includes at least one of an exercise time, a number of exercise steps, a minute maintenance, an interpolation, a brace angle, a head angle, a ground support time, an air suspension time, The maximum vertical force load ratio, the left-right balance, and the left-right uniformity.
제 38항에 있어서,
상기 제2 운동 상태 값은 거리, 속도, 칼로리소모량, 고도, 보폭 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 제2 장치의 운동 인식 방법.
39. The method of claim 38,
Wherein the second motion state value is at least one of distance, velocity, calorie consumption, altitude, and stride.
제 38항에 있어서,
상기 제1 운동 상태 값 및 상기 제2 운동 상태 값 중 적어도 하나와 각각의 소정의 기준값을 비교하여 자세 교정 정보를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제2 장치의 운동 인식 방법.
39. The method of claim 38,
Further comprising the step of generating posture correction information by comparing at least one of the first motion state value and the second motion state value with each predetermined reference value.
제 38항에 있어서,
상기 자세 교정 정보를 음향, 도해, 영상 및 진동 중 적어도 하나로 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제2 장치의 운동 인식 방법.
39. The method of claim 38,
Further comprising the step of outputting the posture correction information to at least one of sound, illustration, image, and vibration.
제 38항에 있어서,
상기 제1 운동 상태 값을 제1 장치로부터 수신하는 단계는 블루투스, 와이파이 및 NFC 중 적어도 하나로 수신하는 것을 특징으로 하는 제2 장치의 운동 인식 방법.
39. The method of claim 38,
Wherein the receiving of the first motion state value from the first device comprises receiving at least one of Bluetooth, WiFi, and NFC.
제 23항 내지 제 44항 중 어느 한 항에 의한 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
44. A computer-readable recording medium on which a program for performing the method according to any one of claims 23 to 44 is recorded.
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