KR20190097361A - 자세 교정을 위한 자세 평가 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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성윤희
하선영
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경남대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 자세 교정을 위한 자세 평가 시스템 및 그 방법에 관한 것이다. 본 발명의 자세 평가 시스템은 자세 교정을 위하여, 대상자에 부착된 복수 개의 신체 표식 마크를 영상 인식 기반으로 인식하여 자세를 분석 및 평가한 후, 그 평가 결과를 이용하여 대상자의 근육과 골격계에 이상 상태를 파악하여 대상자에게 제공하고, 이를 통해 대상자의 자세 교정을 위한 맞춤식 운동 정보를 제공한다. 본 발명에 의하면, 평가 대상자의 자세를 분석 및 평가하여 자세 교정이 가능하도록 평가 대상자들 각각의 신체 조건에 적합한 맞춤식 운동 콘텐츠를 제공할 수 있다.

Description

자세 교정을 위한 자세 평가 시스템 및 그 방법{POSTURE EVALUATION SYSTEM FOR POSTURE CORRECTION AND METHOD THEREOF}
본 발명은 자세 평가 시스템에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 신체 표식 마크를 영상 인식 기반으로 인식하여 자세를 평가한 후, 평가 결과를 이용하여 대상자의 근육과 골격계 이상 상태를 파악하여 대상자에게 제공하고, 이를 통해 대상자의 자세 교정을 위한 맞춤식 운동 정보를 제공하는 자세 교정을 위한 자세 평가 시스템 및 그의 자세 평가 방법에 관한 것이다.
현재 헬스 케어에 대한 패러다임이 치료에서 예방으로 바뀌고 있으며 그 어느때 보다도 건강에 대한 관심이 높아지고 있어 건강과 관련된 IT 디바이스가 많이 등장을 하고 있다.
그러나 아직은 의료법 등의 여러 규제로 인하여 현재는 의료적(medicial)인 제품이 아닌 피트니스(fitness) 시장에 대한 제품이 많은 상황이다. 하지만 이러한 제품 또한 사용자 신체 상태를 파악한 후 운동 프로그램을 제시하고 코칭해 주지 않기 때문에 활용도가 떨어지고 있는 실정이다.
따라서 고객 맞춤식 평가와 운동 프로그램을 제공하는 제품 및 프로그램이 필요성이 인식되고 있다.
또한 근골격계 질환에 대한 객관적 검사가 부재한 실정이다. 그 결과, 근골격계 질환을 검사하고 치료 적용 후, 치료 효과 평가 기준이 없음으로 인해 생기는 의료 과다 및 허위청구 문제가 수면위로 떠오르기 시작하고 있다. 따라서 근골격계 질환의 상태 및 치료 효과를 파악할 수 있고 부작용을 최소화하면서 비침습적으로 자세를 측정하는 것은 물론 합리적인 가격을 통해 근육계 및 골격계의 상태를 동시에 확인할 수 있는 자세 평가 프로그램이 필요한 실정이다.
이에 현재에도 국내시장에서 사용되고 있는 자세 분석 프로그램이 다양하게 개발되어 있다. 그러나 이러한 제품은 가격은 저렴하지만 골격계 평가 결과를 단순하게 제공할 뿐, 자세 분석 후 운동 방법을 제시하는 제품이 없으며, 이 또한 운동 방법이 한정적이여서 전반적인 해결법을 제시하지 못해 효율성이 떨어지고 있다. 뿐만아니라, 제품 자체의 신뢰도나 타당도를 검증받은 제품은 소수에 불과하고 제품 개발 시 관련 업종에 있는 전문가와 협력 부족으로 관련된 근거가 부족한 상태이며, 특히 평가 대상자 예를 들어, 한국형 체형에 맞는 자세 분석 프로그램은 전무한 상태이다.
그러므로, 부작용을 최소화하면서 타당하고 신뢰성이 높으며 비침습적으로 자세를 측정하는 것은 물론 합리적인 가격을 통해 자세 평가를 제공할 수 있는 장치나 소프트웨어가 필요하다.
대한민국 등록특허공보 제10-1438714호(공고일 2014.09.05.) 대한민국 등록특허공보 제10-1034388호(공고일 2011.05.16.) 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0057005호(공개일 2017.05.24.) 대한민국 등록특허공보 제10-1305825호(공고일 2013.09.06.)
본 발명에 따른 자세 교정을 위한 자세 평가 시스템 및 그 방법은 다음과 같은 해결과제를 가진다.
첫째, 본 발명은 평가 대상자의 신체에 부착된 복수 개의 신체 표식 마커의 위치를 영상 기반으로 인식하여 평가 대상자의 정적 및 동적 자세를 평가하고자 한다.
둘째, 본 발명은 복수 개의 신체 표식 마커를 인식하여 각 부위별 측정 정보를 산출하고, 이를 통해 평가 대상자의 자세에 대한 근육계 및 골격계 상태를 확인하고자 한다.
셋째, 본 발명은 평가 대상자의 자세 평가 결과를 바탕으로 하여 자세를 교정하기 위한 맞춤식 운동 콘텐츠를 제공하고자 한다.
넷째, 본 발명은 자세 교정을 위한 자세 평가 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 제공하고자 한다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.
상기 목적들을 달성하기 위한, 본 발명의 자세 교정을 위한 자세 평가 시스템은 영상 기반으로 복수 개의 신체 표식 마커를 인식하여 평가 대상자의 정적 및 동적 자세를 분석 및 평가하는데 그 한 특징이 있다. 이와 같은 자세 평가 시스템은 평가 대상자의 자세를 분석 및 평가하여 평가 대상자들 각각의 신체 조건에 적합한 맞춤식 운동 콘텐츠를 제공하여 자세 교정이 가능하도록 한다.
이 특징에 따른 본 발명의 자세 교정을 위한 자세 평가 시스템은, 평가 대상자의 신체에 부착되는 복수 개의 신체 표식 마커; 상기 신체 표식 마커가 포함된 영상을 촬영하는 복수 개의 카메라; 및 평가 대상자의 정적 및 동적 자세에 대응하여 상기 카메라들 각각으로부터 촬영된 영상으로부터 상기 신체 표식 마커들을 인식하고, 인식된 상기 신체 표식 마커들로부터 평가 대상자의 전면, 후면 및 양측면 각각에 따른 근육계 및 골격계에 대한 측정 정보를 산출하고, 상기 측정 정보를 통해 평가 대상자의 근육계 및 골격계의 상태 및 이상 유무를 분석 및 평가하고, 평가 결과에 대한 평가 정보를 디스플레이 하여 평가 대상자에게 제공하는 자세 평가 장치;를 포함한다.
이 특징의 한 실시예에 있어서, 상기 신체 표식 마커는, 평가 대상자의 정적 자세를 인식하기 위해 신체의 근육계에 대응하여 복수 개가 부착되고, 동적 자세를 인식하기 위해 신체의 골격계에 대응하여 복수 개가 부착된다.
다른 실시예에 있어서, 상기 자세 평가 장치는, 상기 카메라들로부터 촬영된 영상에서 상기 신체 표식 마커들을 인식하는 마커 인식부; 상기 마커 인식부로부터 인식된 상기 신체 표식 마커들 각각에 대해 근육계 및 골격계에 따른 각도와 길이를 포함하는 상기 측정 정보를 산출하고, 산출된 측정 정보를 이용하여 평가 대상자의 정적 및 동적 자세를 분석하는 자세 분석부; 상기 자세 분석부로부터 분석된 자세 정보를 이용하여 평가 대상자의 정적 및 동작 자세를 평가하는 자세 평가부; 상기 자세 평가부의 평가 결과 정보를 이용하여 복수의 평가 항목들에 대응하여 신체 상태를 모식화해서 디스플레이하는 표시부; 및 상기 마커 인식부, 상기 자세 분석부, 상기 자세 평가부 및 상기 표시부를 제어하여 상기 자세 평가 장치가 평가 대상자의 정적 및 동적 자세를 평가하도록 하는 제어부;를 포함한다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 자세 평가 장치는, 상기 평가 결과 정보를 이용하여 평가 대상자의 정적 및 동적 자세를 교정하기 위한 맞춤식 운동 정보를 제공하는 맞춤식 운동 제공부;를 더 포함하되, 상기 제어부는 상기 맞춤식 운동 제공부를 더 제어한다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 자세 평가부는, 상기 평가 항목별로 신체 부위를 평가하고, 평가 결과를 바탕으로 평가 대상자의 신체 상태를 진단하며, 진단 결과에 따라 평가 대상자에게 상기 맞춤식 운동 정보를 결정한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 자세 교정을 위한 자세 평가 시스템의 자세 평가 방법이 제공된다.
이 특징에 따른 자세 교정을 위한 자세 평가 시스템의 자세 평가 방법은, 평가 대상자의 정적 및 동적 자세에 따라 복수 개의 카메라를 이용하여 평가 대상자의 신체에 부착된 복수 개의 신체 표식 마커들이 포함되는 영상을 촬영하는 단계; 자세 평가 장치가 상기 카메라로부터 촬영된 상기 영상으로부터 상기 신체 표식 마커들을 인식하는 단계; 인식된 상기 신체 표식 마커들 간의 각도, 거리를 적어도 포함하는 측정 정보를 산출하는 단계; 산출된 상기 측정 정보를 이용하여 평가 대상자의 정적 및 동적 자세를 분석하는 단계; 분석된 정보를 이용하여 평가 대상자의 정적 및 동적 자세에 따른 근육계 및 골격계의 상태를 평가하는 단계; 평가 결과를 표시하는 단계; 및 평가 결과에 대응하여 평가 대상자에게 맞춤식 운동 콘텐츠를 제공하는 단계;를 포함한다.
이 특징의 한 실시에에 있어서, 상기 신체 표식 마커들은 평가 대상자의 근육계 및 골격계에 따라 서로 다른 위치에 부착된다.
다른 실시에에 있어서, 상기 영상을 촬영하는 단계는, 평가 대상자의 전면, 후면 및 양측면 각각에 대한 영상을 촬영한다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 평가 결과를 표시하는 단계는, 상기 측정 정보를 평가 대상자의 전면, 후면 및 양측면 각각에 따른 근육계 및 골격계 별로 평가 테이블을 작성하여 표시한다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 평가 결과를 표시하는 단계는, 상기 평가 결과 정보에 포함된 복수의 평가 항목들에 대응하여 신체 부위별로 상태를 모식화해서 표시한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 하드웨어와 결합되어, 자세 교정을 위한 자세 평가 시스템의 자세 평가 방법을 실행시키기 위하여 컴퓨터가 판독 가능한 기록매체에 기록된 컴퓨터 프로그램이 제공된다.
본 발명에 따른 자세 교정을 위한 자세 평가 시스템 및 그의 자세 평가 방법은 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 본 발명은 신체 표식 영상을 기반으로 근육계와 골격계 정렬을 판단하고, 이를 통해 평가 대상자 개개인의 신체 정렬 상태를 분석 및 평가하여 평가 대상자에게 적합한 자세 교정을 지원할 수 있다.
둘째, 본 발명은 자세 평가 결과를 기반으로 평가 대상자에게 맞춤식 운동 프로그램을 제공할 수 있으며, 운동 적용 전후 평가를 위한 평가 기반 시스템이 구축 가능하다.
셋째, 본 발명은 의료 시장 변화에 따른 발빠른 대처로 공학과 의학의 융합을 기반으로 하는 자세 평가 및 교정을 위한 연구 개발 시장에 이바지할 수 있으며, 이를 통해 의료 기술 시장의 저변 확대가 가능하다.
넷째, 본 발명은 환자들의 신체 상태를 파악할 수 있는 객관적 데이터 축적을 통한 의료 빅데이터 베이스를 구축하는데 활용 가능하여, 건강 보험 공단의 적자 관리 방안 및 과도한 실손 의료비 청구로 인한 소비자들의 부담 증가를 해결할 수 있다.
다섯째, 본 발명은 의학, 보건학, 공학, 체육학등 학문과의 융합으로 사회경제적으로 노출된 문제를 해결하는 계기를 마련할 수 있다.
여섯째, 본 발명은 다양한 분야에 적용 가능하므로, 각 분야 학생들의 전공에 넓은 스펙트럼을 채워줌으로써 미래 다양한 직업으로 진출할 수 있는 계기가 될 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 자세 교정을 위한 자세 평가 시스템의 구성을 도시한 블럭도,
도 2는 도 1에 도시된 자세 평가 장치의 구성을 나타내는 블럭도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 신체 표식 마킹을 나타내는 도면,
도 4는 본 발명에 따른 자세 평가 시스템의 처리 수순을 도시한 흐름도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 동적 자세 평가를 위한 보행 동작 분석을 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 동적 자세 평가를 위한 스쿼트 동작 분석을 설명하기 위한 도면,
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 동적 자세 평가를 위한 사이드 플랭크 동작 분석을 설명하기 위한 도면,
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 자세 평가를 위한 평가 항목 및 내용을 설명하기 위한 도면들, 그리고
도 10은 본 발명에 따른 맞춤식 운동을 제공하기 위한 결과를 도출하는 순서를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.
본 명세서에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지는 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명에 따른 자세 평가 시스템은 자세 교정을 위하여, 대상자에 부착된 복수 개의 신체 표식 마크를 영상 인식 기반으로 인식하여 자세를 분석 및 평가한 후, 그 평가 결과를 이용하여 대상자의 근육과 골격계에 이상 상태를 파악하여 대상자에게 제공하고, 이를 통해 대상자의 자세 교정을 위한 맞춤식 운동 정보를 제공한다.
본 발명의 자세 평가 시스템에 의하면, 평가 대상자의 자세를 분석 및 평가하여 자세 교정이 가능하도록 평가 대상자들 각각의 신체 조건에 적합한 맞춤식 운동 콘텐츠를 제공한다.
이하에서는 도면을 중심으로 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 자세 교정을 위한 자세 평가 시스템의 구성을 도시한 블럭도이고, 도 2는 도 1에 도시된 자세 평가 장치의 구성을 나타내는 블럭도이며, 그리고 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 신체 표식 마킹을 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 자세 평가 시스템(100)은 자세 교정을 위하여, 대상자에 복수 개의 신체 표식 마커를 부착하고, 카메라를 통해 대상자의 영상을 촬영하고, 촬영된 영상으로부터 신체 표식 마커를 인식하여 대상자의 자세를 분석 및 평가한다. 또 본 발명의 자세 평가 시스템(100)은 자세 평가 결과를 이용하여 대상자의 근육과 골격계에 이상 유무 및 상태를 파악하여 대상자에게 제공하고, 이를 통해 대상자의 자세 교정을 위한 맞춤식 운동 정보를 제공한다.
이를 위해 본 발명의 자세 평가 시스템(100)은 복수 개의 신체 표식 마커(110)와, 복수 개의 카메라(120) 및 자세 평가 장치(130)를 포함한다. 신체 표식 마커(110), 카메라(120) 및 자세 평가 장치(130)들은 유선 케이블 또는 무선 통신 모듈 등을 이용하여 상호 데이터 전송이 가능하도록 연결된다.
구체적으로 신체 표식 마커(110)는 평가 대상자의 신체에 근육계와 골격계의 상태를 판단할 수 있도록 복수 개가 평가 대상자의 신체에서 서로 다른 위치에 부착된다. 신체 표식 마커(110)는 예를 들어, 패치형 센서로 구비된다. 이 실시예에서 신체 표식 마커(110)들은 평가 대상자의 정적 자세를 평가하기 위하여 도 3에 도시된 바와 같이, 평가 대상자의 전면(Anterior), 후면(Posterior) 및 양측면(Side)에 따라 경추 7번 극돌기, 견봉, 좌우 견갑골 하각, 척추, 좌우 견갑골 극, 양쪽 내과(malleous), 골반(ASIS, PSIS), 양쪽 쇄골, 귀의 이주, 슬개골 등의 골격계 위치에 부착된다. 또 신체 표식 마커(110)들은 평가 대상자의 동적 자세를 평가하기 위하여, 머리, 몸통, 팔, 다리 등의 근육계 위치에 부착된다.
카메라(120)들 각각은 평가 대상자의 전면, 후면 및 양측면을 각각 촬영한다. 카메라(120)는 신체 표식 마커(110)들이 포함되는 평가 대상자의 신체에 대한 영상을 획득한다. 이 때, 카메라(120)는 평가 대상자의 정적 자세를 촬영하거나, 동적 자세를 연속적으로 촬영한다. 카메라(120)는 획득된 영상을 자세 평가 장치(130)로 제공한다. 이 실시예에서 카메라(120)는 평가 대상자의 전면, 후면 및 양측면 각각에 설치된다.
그리고 자세 평가 장치(130)는 복수 개의 카메라(120)들 각각으로부터 촬영된 영상을 받아서 영상 인식 기술을 기반으로 신체 표식 마커(110)들을 인식한다. 이 때, 자세 평가 장치(130)는 평가 대상자의 전면, 후면 및 양측면 각각에 대해 신체 표식 마커(110)들의 위치를 인식한다. 자세 평가 장치(130)는 평가 대상자의 전면, 후면 및 양측면 각각에 대해 인식된 신체 표식 마커(110)들 간의 각도, 거리 등을 포함하는 측정 정보를 산출한다. 이 때, 측정 정보는 평가 대상자의 근육계와 골격계 각각에 대응하여 산출된다.
자세 평가 장치(130)는 평가 대상자의 근육계와 골격계 각각에 대응하여 산출된 측정 정보를 분석하여 평가 대상자의 근육 상태 및 골격계 상태를 파악하고, 이를 통해 평가 대상자의 정적 자세와 동적 자세에서의 근육계 및 골격계 상태에 대한 이상 유무를 분석 및 평가한다.
자세 평가 장치(130)는 평가 결과에 대한 평가 정보를 신체 형상으로 모식화하여 표시하여 평가 대상자에게 제공한다. 또 자세 평가 장치(130)는 평가 정보를 이용하여 평가 대상자의 자세 교정을 위한 맞춤식 운동 콘텐츠를 제공한다.
구체적으로, 자세 평가 장치(130)는 도 2에 도시된 바와 같이, 제어부(131), 마커 인식부(132), 자세 분석부(133), 자세 평가부(134) 및 표시부(135)를 포함한다. 자세 평가 장치(130)는 맞춤식 운동 제공부(136)를 더 포함할 수 있다. 이러한 자세 평가 장치(130)는 예를 들어, 휴대용 컴퓨터, 퍼스널 컴퓨터, 서버 등의 컴퓨터 시스템, 스마트폰, 태블릿 PC 등의 모바일 장치로 구비될 수 있다.
마커 인식부(132)는 카메라(120)들 각각으로부터 촬영된 영상에서 신체 표식 마커(110)들을 인식한다. 마커 인식부(132)는 영상 인식 기술을 기반으로 하여 평가 대상자의 전면, 후면 및 양측면 각각의 영상으로부터 신체 표식 마커(110)들을 인식한다. 마커 인식부(132)는 평가 대상자의 근육계와 골격계 각각에 대응하여 신체 표식 마커(110)들을 인식한다.
자세 분석부(133)는 마커 인식부(132)로부터 인식된 신체 표식 마커(110)들 각각에 대해 근육계 및 골격계에 따른 각도와 길이 등이 포함되는 측정 정보를 산출한다. 자세 분석부(133)는 산출된 측정 정보를 이용하여 평가 대상자의 정적 및 동적 자세를 파악하도록 분석한다. 자세 분석부(133)는 근육계 및 골격계 각각에 대한 분석 결과가 포함된 자세 정보를 자세 평가부(134)로 제공한다. 이 실시예에서 자세 분석부(133)는 인식된 신체 표식 마커(110)들로부터 골격계 정렬 상태와, 몸의 대칭성을 확인하여 좌우 근육 긴장도를 평가하기 위한 근육 긴장도 상태 등을 분석한다. 또 자세 분석부(133)는 평가 대상자의 정적 자세와 동적 자세 예를 들어, 보행 시, 스쿼트, 한 다리 서기, 사이트 플랭크 등의 운동 시의 자세를 분석한다.
자세 평가부(134)는 자세 분석부(133)로부터 분석된 자세 정보를 이용하여 평가 대상자의 정적 및 동작 자세를 평가한다. 자세 평가부(134)는 예컨대, 자세가 올바른 자세 즉, 교정이 필요없는 자세 상태에 따른 자세 정보를 저장하고, 분석된 자세 정보와 기저장된 자세 정보를 비교하여 평가 대상자의 정적 자세와 동적 자세를 평가하여 평가 대상자의 자세를 파악한다. 자세 평가부(134)는 평가 항목별로 신체 부위를 평가하고, 평가 결과를 바탕으로 평가 대상자의 신체 상태를 진단하며, 진단 결과에 따라 평가 대상자에게 맞춤식 운동 콘텐츠를 결정한다.
표시부(135)는 자세 평가부(134)의 평가 결과 정보를 평가 대상자에게 제공할 수 있도록 디스플레이한다. 표시부(135)는 측정 정보를 평가 대상자의 전면, 후면 및 양측면 각각에 따른 근육계 및 골격계별로 평가 테이블을 작성하여 표시한다. 표시부(135)는 평가 결과 정보에 포함된 복수의 평가 항목들에 대응하여 신체 상태를 모식화해서 디스플레이한다. 표시부(135)는 예를 들어, 평가 대상자의 전면, 후면 및 양측면 각각에서 측정 정보(예컨대, 각도, 거리, 뒤틀림 정도 등)를 머리, 몸통, 골반, 하지 등의 각 신체 부위에 표시되도록 디스플레이한다. 또 표시부(135)는 측정 정보가 표시되고, 모식화된 신체 영상이 3 차원 영상으로 제공되어 상하 좌우 방향으로 확인 가능하게 디스플레이한다.
맞춤식 운동 제공부(136)는 평가 결과 정보를 이용하여 평가 대상자의 정적 및 동적 자세를 교정하기 위한 다양한 종류의 맞춤식 운동 정보를 제공한다.
그리고 제어부(131)는 자세 평가 장치(100)의 제반 동작을 처리하도록 제어한다. 즉, 제어부(131)는 마커 인식부(132), 자세 분석부(133), 자세 평가부(134), 표시부(135) 및 맞춤식 운동 제공부(136)를 제어하여 자세 평가 장치(100)가 평가 대상자의 정적 및 동적 자세를 평가하고, 평가 결과에 따라 평가 대상자에게 적합한 맞춤식 운동 콘텐츠를 제공하도록 제어한다.
따라서 자세 평가 장치(130)는 평가 대상자의 정적 및 동적 자세를 전면, 후면 및 양측면으로 파악하고, 그리고 평가 대상자의 정적 및 동적 자세에 따른 근육계와 골격계 별로 자세를 평가하여 평가 대상자의 자세에 이상이 있으면, 이를 교정하도록 맞춤식 운동 콘텐츠를 제공한다.
도 4는 본 발명에 따른 자세 평가 시스템의 처리 수순을 도시한 흐름도이다. 이 수순은 자세 평가 장치의 제어부가 처리하는 컴퓨터 프로그램으로, 자세 평가 장치의 저장 장치(미도시됨) 또는 메모리(미도시됨)에 저장된다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 자세 평가 시스템(100)은 먼저, 단계 S150에서 평가 대상자의 정적 및 동적 자세를 평가하기 위하여, 신체 표식 마커(110)들을 평가 대상자의 근육계와 골격계 별로 인식 가능한 신체의 서로 다른 위치에 부착한다. 또 신체 표식 마커(110)들은 평가 대상자의 전면, 후면 및 양측면 각각에서 인식 가능하도록 서로 다른 위치에 부착된다.
단계 S152에서 평가 대상자의 정적 및 동적 자세에 따라 복수 개의 카메라(120)를 이용하여 평가 대상자의 신체에 부착된 복수 개의 신체 표식 마커(110)들이 포함되는 영상을 촬영한다. 여기서 영상은 평가 대상자의 전면, 후면 및 양측면 각각에 대해 촬영된다. 단계 S154에서 자세 평가 장치(130)가 카메라(120)들 각각으로부터 촬영된 영상을 받아서 영상 인식 기술을 기반으로 하여 각각의 신체 표식 마커(110)들의 위치를 인식한다.
단계 S156에서 인식된 신체 표식 마커(110)들 간의 각도, 거리를 적어도 포함하는 측정 정보를 산출한다. 이 때, 측정 정보는 평가 대상자의 정적 및 동적 자세 각각에 따라 평가 대상자의 전면, 후면 및 양측면, 그리고 평가 대상자의 근육계와 골격계 각각에 대해 산출된다.
단계 S158에서 산출된 측정 정보를 이용하여 평가 대상자의 정적 및 동적 자세를 분석한다. 단계 S160에서 분석된 정보를 이용하여 평가 대상자의 정적 및 동적 자세에 따른 근육 및 골격계의 상태를 평가한다. 단계 S162에서 평가 대상자의 신체를 모식화하여 평가 결과를 표시한다. 이 때, 평가 결과에는 측정 정보가 표시되고, 모식화된 신체 영상이 3 차원 영상으로 제공되어 상하 좌우 방향으로 확인 가능하게 표시된다. 이어서 단계 S164에서 평가 결과에 대응하여 평가 대상자에게 맞춤식 운동 콘텐츠를 제공한다.
상술한 자세 평가 시스템의 자세 평가 방법은 컴퓨터 프로그램으로 제공될 수 있다. 이 컴퓨터 프로그램은 자세 교정용 소프트웨어로 제공되어, 자세 평가 장치(130) 예를 들어, 퍼스널 컴퓨터, 스마트폰 등의 사용자 단말기로 편의성을 제공하는 다양한 형태의 사용자 인터페이스(UI)를 가질 수 있다. 예를 들어, 평가 대상자에 대한 개인 정보(예컨대, 성별, 나이, 몸무게, 키 등)를 입력 및 저장하고, 부착 및 인식된 신체 표식 마커(110)를 표시하고, 평가 결과를 제공하며, 맞춤형 운동 콘텐츠(예를 들어, 동영상 등)를 제공하기 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다.
또 이 컴퓨터 프로그램은 카메라(120)로부터 촬영한 사진 및 분석 결과를 저장하기 위한 데이터베이스와 연동하고, 온라인을 통해 자세 평가 및 교정 서비스를 제공하는 서버와 연동하여 구현될 수도 있다.
이러한 컴퓨터 프로그램은 상술한 본 발명의 자세 평가 시스템의 자세 평가 방법을 실행하기 위하여 컴퓨터로 독출 가능한 기록매체에 기록되어 제공될 수 있다. 예컨대, 본 발명의 자세 평가 시스템의 자세 평가 장치가 컴퓨터로 구비되고, 자세 평가 방법을 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 컴퓨터 프로그램으로 구현되는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에는 컴퓨터에 의하여 읽힐 수 있는 데이터가 저장되는 다양한 종류의 기록 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 기록 매체에는 ROM, RAM, 광학 디스크, 자기 테이프, 플로피 디스크, 하드 디스크, 비휘발성 메모리 등을 포함할 뿐만 아니라, 인터넷, 인프라 등의 네트워크를 통해 상호 연결된 컴퓨터에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 컴퓨터 프로그램이 저장 및 실행되는 형태로 제공될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 동적 자세 평가를 위한 보행 동작 분석을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 동적 자세 평가를 위한 스쿼트 동작 분석을 설명하기 위한 도면이며, 그리고 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 동적 자세 평가를 위한 사이드 플랭크 동작 분석을 설명하기 위한 도면이다.
먼저 도 5를 참조하면, 이 실시예는 평가 대상자의 보행 시의 동적 자세를 평가하기 위하여, 평가 대상자의 보행 시, 보행 주기를 나타낸 것으로, 평가 대상자가 정면을 응시하면서 자연스럽게 일정 거리(약 10 m 정도)를 왕복 3 번을 걷도록 하여 보행을 분석한다. 이 때, 보행 분석은 보행 주기 동안에 평가 대상자의 신체 중심축에서 머리, 체간, 골반, 무릎, 발목 등의 기울어진 각도를 측정한다.
도 6을 참조하면, 이 실시예는 평가 대상자의 스쿼트(squat) 운동 시의 동적 자세를 평가하기 위하여 스쿼드 운동 시의 근육 활성화 상태를 나타낸 것으로, 무릎뼈, 두 번째 발허리뼈에 신체 표식 마커(110)들을 부착한 후 스쿼트 동작을 실시하여 자세를 분석한다. 이 때, 시상면(관상면)에서 체간의 위치, 엉덩 관절, 무릎 관절, 발목 관절 등의 위치를 무릎 최대 굴곡 시점에서 각도를 측정한다.
도 7을 참조하면, 이 실시예는 평가 대상자의 사이드 플랭크(side flank) 운동 시의 동적 자세를 평가하기 위하여 사이드 플랭크 운동 시의 자세와 사용 근육 상태를 나타낸 것이다. 이 경우, 바닥쪽 어깨와 팔꿈치는 90 도 각도로 벌려서 바닥을 지탱하고, 머리는 정면을 향하게 하며, 지지하지 않는 팔은 체간 옆에 바르게 두도록 한다. 이 때, 사이드 플랭크 동작이 약 30 초를 유지하도록 하여, 체간, 머리가 신체 일직선에서 벌어진 각도를 측정한다.
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 자세 평가를 위한 평가 항목 및 내용을 설명하기 위한 도면들이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 이 실시예에서 자세 평가를 위한 평가 항목은 전면, 후면 및 양측면 각각에 대하여 신체 부위별로 분류되고, 각 신체 부위별 평가 항목은 세부 항목으로 분류되며, 각 세부 항목별로 평가 내용이 모식화된 신체 이미지와 좌우 위치 및 자세 교정 상태를 제공한다.
이 실시예의 평가 항목에는 평가 대상자의 전면, 후면 및 측면 각각에 따른 신체 부위들 예를 들어, 귀, 머리, 견갑골, 팔꿈치, 몸통, 골반, 대퇴, 종아리, 복사뼈, 무릎, 발 등이 포함되고, 세부 항목에는 각 신체 부위에 따른 기울임, 회전, 어깨 높이, 하각 높이, 척추에서 하각 거리, 회전, 두께, 위치, 장심, 각도 등이 포함된다. 또 평가 내용에는 각 세부 항목에 대응하여 상하 좌우 이동, 상하 좌우 회전, 중립, 회전, 방향, 거리, 각도, 휨, 기울기, 과신전, 평발, 요족 등의 자세 교정을 위한 정보들이 포함된다.
그리고 도 10은 본 발명에 따른 맞춤식 운동을 제공하기 위한 결과를 도출하는 순서를 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 맞춤식 운동 콘텐츠는 도 8 및 도 9에 도시된 평가 항목과 세부 항목들을 거리, 각도, 기울임을 기준으로 분석하여 각 신체 부위를 크게 4 개의 카테고리 항목 즉, 머리, 몸통, 골반, 발으로 나누어 결과를 도출하고, 평가 대상자의 현 상태에 맞는 진단과 맞춤식 운동 프로그램을 제공할 수 있다. 이러한 맞춤식 운동 프로그램은 그 종류를 신체 부위별로 다양하게 결정될 수 있으며, 동영상 또는 사진 등으로 제작 및 저장되어 그 결과에 제공할 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 자세 평가 시스템
110 : 신체 표식 마크
120 : 카메라
130 : 자세 평가 장치
131 : 제어부
132 : 마커 인식부
133 : 자세 분석부
134 : 자세 평가부
135 : 표시부
136 : 맞춤식 운동 제공부

Claims (11)

  1. 자세 평가 시스템에 있어서:
    평가 대상자의 신체에 부착되는 복수 개의 신체 표식 마커;
    상기 신체 표식 마커가 포함된 영상을 촬영하는 복수 개의 카메라; 및
    평가 대상자의 정적 및 동적 자세에 대응하여 상기 카메라들 각각으로부터 촬영된 영상으로부터 상기 신체 표식 마커들을 인식하고, 인식된 상기 신체 표식 마커들로부터 평가 대상자의 전면, 후면 및 양측면 각각에 따른 근육계 및 골격계에 대한 측정 정보를 산출하고, 상기 측정 정보를 통해 평가 대상자의 근육계 및 골격계의 상태 및 이상 유무를 분석 및 평가하고, 평가 결과에 대한 평가 정보를 디스플레이 하여 평가 대상자에게 제공하는 자세 평가 장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자세 평가 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 신체 표식 마커는,
    평가 대상자의 정적 자세를 인식하기 위해 신체의 근육계에 대응하여 복수 개가 부착되고, 동적 자세를 인식하기 위해 신체의 골격계에 대응하여 복수 개가 부착되는 것을 특징으로 하는 자세 평가 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 자세 평가 장치는,
    상기 카메라들로부터 촬영된 영상에서 상기 신체 표식 마커들을 인식하는 마커 인식부;
    상기 마커 인식부로부터 인식된 상기 신체 표식 마커들 각각에 대해 근육계 및 골격계에 따른 각도와 길이를 포함하는 상기 측정 정보를 산출하고, 산출된 측정 정보를 이용하여 평가 대상자의 정적 및 동적 자세를 분석하는 자세 분석부;
    상기 자세 분석부로부터 분석된 자세 정보를 이용하여 평가 대상자의 정적 및 동작 자세를 평가하는 자세 평가부;
    상기 자세 평가부의 평가 결과 정보를 이용하여 복수의 평가 항목들에 대응하여 신체 상태를 모식화해서 디스플레이하는 표시부; 및
    상기 마커 인식부, 상기 자세 분석부, 상기 자세 평가부 및 상기 표시부를 제어하여 상기 자세 평가 장치가 평가 대상자의 정적 및 동적 자세를 평가하도록 하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자세 평가 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 자세 평가 장치는,
    상기 평가 결과 정보를 이용하여 평가 대상자의 정적 및 동적 자세를 교정하기 위한 맞춤식 운동 정보를 제공하는 맞춤식 운동 제공부;를 더 포함하되,
    상기 제어부는 상기 맞춤식 운동 제공부를 더 제어하는 것을 특징으로 하는 자세 평가 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 자세 평가부는,
    상기 평가 항목별로 신체 부위를 평가하고, 평가 결과를 바탕으로 평가 대상자의 신체 상태를 진단하며, 진단 결과에 따라 평가 대상자에게 상기 맞춤식 운동 정보를 결정하는 것을 특징으로 하는 자세 평가 시스템.
  6. 자세 평가 시스템의 자세 평가 방법에 있어서:
    평가 대상자의 정적 및 동적 자세에 따라 복수 개의 카메라를 이용하여 평가 대상자의 신체에 부착된 복수 개의 신체 표식 마커들이 포함되는 영상을 촬영하는 단계;
    자세 평가 장치가 상기 카메라로부터 촬영된 상기 영상으로부터 상기 신체 표식 마커들을 인식하는 단계;
    인식된 상기 신체 표식 마커들 간의 각도, 거리를 적어도 포함하는 측정 정보를 산출하는 단계;
    산출된 상기 측정 정보를 이용하여 평가 대상자의 정적 및 동적 자세를 분석하는 단계;
    분석된 정보를 이용하여 평가 대상자의 정적 및 동적 자세에 따른 근육계 및 골격계의 상태를 평가하는 단계;
    평가 결과를 표시하는 단계; 및
    평가 결과에 대응하여 평가 대상자에게 맞춤식 운동 콘텐츠를 제공하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자세 평가 시스템의 자세 평가 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 신체 표식 마커들은 평가 대상자의 근육계 및 골격계에 따라 서로 다른 위치에 부착되는 것을 특징으로 하는 자세 평가 시스템의 자세 평가 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 영상을 촬영하는 단계는,
    평가 대상자의 전면, 후면 및 양측면 각각에 대한 영상을 촬영하는 것을 특징으로 하는 자세 평가 시스템의 자세 평가 방법.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 평가 결과를 표시하는 단계는,
    상기 측정 정보를 평가 대상자의 전면, 후면 및 양측면 각각에 따른 근육계 및 골격계 별로 평가 테이블을 작성하여 표시하는 것을 특징으로 하는 자세 평가 시스템의 자세 평가 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 평가 결과를 표시하는 단계는,
    상기 평가 결과 정보에 포함된 복수의 평가 항목들에 대응하여 신체 부위별로 상태를 모식화해서 표시하는 것을 특징으로 하는 자세 평가 시스템의 자세 평가 방법.
  11. 하드웨어와 결합되어, 청구항 6 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 기재된 자세 교정을 위한 자세 평가 시스템의 자세 평가 방법을 실행시키기 위하여 컴퓨터가 판독 가능한 기록매체에 기록된 컴퓨터 프로그램.
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