KR20200094623A - 홀 센서를 이용한 무게 트래킹 장치 및 방법 - Google Patents

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KR20200094623A
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김소정
강민기
유성호
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주식회사 오몰래
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Abstract

본 명세서는 사용자가 웨이트 트레이닝 시 이용한 웨이트 스택의 정확한 무게를 알 수 있는 무게 트래킹 장치 및 방법을 개시한다. 본 명세서에 따른 무게 트래킹 장치는 복수 개의 마그넷과 복수 개의 홀 센서를 포함하는 홀 센서 모듈을 통해서 웨이트 스택의 무게 데이터를 감지할 수 있다.

Description

홀 센서를 이용한 무게 트래킹 장치 및 방법{APPARATUS AND SYSTEM FOR TRACKING WEIGHT USING HALL SENSOR}
본 발명은 무게 트래킹 장치 및 방법으로서, 보다 구체적으로는 홀 센서 모듈을 구비하여, 웨이트 리프팅 머신의 웨이트 판에 부착된 마그네틱 태그를 리딩함으로써 사용자가 들어올릴 웨이트 스택의 무게를 트래킹하고, 트래킹한 무게 정보가 다양한 목적에 활용되도록 하는 무게 트래킹 장치에 관한 것이다.
운동과 IT기술을 결합한 피트니스 테크(Fitness Tech) 시장은 전세계적 성장 추세이다.
예를 들어, 달리기(Running)나 싸이클링(Cycling)과 같은 유산소 운동의 경우, 스마트 폰이나 스마트 워치를 이용하여 이동 경로, 이동 속도, 운동 시간 등 운동 내역을 자동으로 트래킹하고, 수집된 데이터를 바탕으로 다양한 개인별 맞춤형 피트니스가 제공된다.
하지만, 웨이트 트레이닝(Weight Training)의 경우, 그 운동 내역을 자동으로 트래킹할 수 있는 시스템이나 서비스가 없다. 웨이트 트레이닝의 경우, 어떤 운동 기구로, 어떤 신체 부위를 운동 했고, 몇 kg의 중량으로, 몇 번 반복 운동했으며, 몇 세트를 운동했는지 등의 운동 내역이 중요한 요소가 되는데, 종래의 웨이트 트레이닝에 대한 시스템이나 서비스 중에는 이러한 요소들을 자동으로 트래킹할 수 있는 것이 없다(한국공개특허 제10-2011-0066432호 참조).
이하 본 발명에 따른 무게 트래킹 장치를 설명하기 위한 배경 기술을 설명한다.
도 1 은 종래의 웨이트 리프팅 머신 및 이에 사용되는 무게 설정 핀을 나타낸 도면이다. 도 2 는 종래의 웨이트 리프팅 머신에 사용되는 다양한 무게 설정 핀을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 웨이트 리프팅 머신(Weight Lifting Machine)(70)은 사용자가 소정 무게를 가지는 웨이트 판(20)을 수직방향으로 들어올림으로써 근력을 강화시키는 운동기구이다.
웨이트 리프팅 머신(70)에는 웨이트 판(20, 22)이 복수 개 중첩되어 설치될 수 있다. 각 웨이트 판(20, 22)은 소정 무게(예를 들어, 5kg)를 가질 수 있다. 실시예에 따라서는 각 웨이트 판이 동일한 무게를 가질 수 있으며, 또는 서로 다른 무게를 가질 수 있다. 각 웨이트 판(20, 22)에는 무게 표시 스티커(33, 34)가 부착될 수 있다.
예를 들어, 중첩된 웨이트 판 중에서 최상부의 웨이트 판(20)에는 5kg가 기재된 무게 표시 스티커(33)가 부착될 수 있고, 바로 아래의 웨이트 판(22)에는 웨이트 판 2개의 무게인 10kg가 기재된 무게 표시 스티커(34)가 부착될 수 있다. 즉, 어느 웨이트 판에는 가장 위부터의 누적 무게가 기재된 무게 표시 스티커가 부착될 수 있다.
사용자는 무게 설정 핀(weight selector pin)(15)을 이용하여 자신이 들어올리길 원하는 웨이트 판(20, 22)의 개수 또는 웨이트 스택(weight stack)의 무게를 설정할 수 있다. 웨이트 스택(30)은 무게 설정 핀(15)에 의해서 설정되는 소정 개수의 웨이트 판의 덩어리를 의미한다.
구체적으로, 복수 개의 웨이트 판(20, 22) 중에서 상하로 이웃하는 웨이트 판 사이에 무게 설정 핀(15)을 삽입함으로써 자신이 들어올리길 원하는 웨이트 판(20, 22)의 개수 또는 웨이트 스택의 무게를 설정할 수 있다. 또는, 복수 개의 웨이트 판 중에서 어느 하나의 웨이트 판에 형성된 핀홀에 무게 설정 핀을 삽입함으로써 자신이 들어올리길 원하는 웨이트 판의 개수 또는 웨이트 스택의 무게를 설정할 수 있다.
도 2 를 참조하면, 웨이트 스택(30)의 무게를 설정하기 위해 사용하는 무게 설정 핀(35, 37)의 형태는 다양할 수 있다.
무게 설정 핀은 헤드(Head) 및 핀(Pin)의 부분으로 구성될 수 있다. 헤드부(Head part)와 핀부(Pin Part)의 형태는 여러 가지일 수 있다. 예를 들어, 일실시예에 따른 무게 설정 핀(35)은 하나의 봉형상의 핀과 핀의 단부에 위치한 헤드부로 이루어질 수 있고(도 2(a) 참조), 또 다른 일실시예에 따른 무게 설정 핀(37)은 납작한 형상의 핀이 두개가 있는 형태일 수 있다(도 2(b) 참조).
실시예에 따라서는 하나의 봉형상을 가지는 무게 설정 핀(35)은 웨이트 판에 형성된 핀홀에 삽입됨으로써 웨이트 스택의 무게를 설정할 수 있고, 납작한 형상의 핀이 두개가 있는 무게 설정 핀(37)은 상하로 이웃하는 웨이트 판(20, 22) 사이에 삽입됨으로써 웨이트 스택(30)의 무게를 설정할 수 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2011-0066432호
본 명세서는 사용자가 웨이트 트레이닝 시 이용한 웨이트 스택의 정확한 무게를 알 수 있는 무게 트래킹 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 명세서는 상기 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 명세서의 일 실시예에 따른 무게 트래킹 장치는, 복수 개의 웨이트 판을 포함하는 웨이트 리프팅 머신에 대하여, 상기 복수 개의 웨이트 판 중에서 어느 하나의 웨이트 판에 형성된 핀홀 또는 상기 복수 개의 웨이트 판 중에서 상하로 이웃하는 웨이트 판 사이에 삽입됨으로써 웨이트 스택의 무게를 설정하고, 상기 웨이트 스택의 무게를 트래킹하는 무게 트래킹 장치로서, 하우징; 상기 하우징으로부터 돌출되어, 상기 핀홀 또는 상기 상하로 이웃하는 웨이트 판 사이에 삽입되는 핀(Pin); 상기 하우징의 내부에 배치되며, 상기 핀의 삽입 과정 또는 삽입 완료 후에 상기 웨이트 판에 부착된 복수 개의 마그넷을 리딩하여 상기 핀에 의해 설정된 상기 웨이트 스택의 무게를 나타내는 무게 데이터를 감지하는 홀 센서 모듈; 상기 하우징의 내부에 배치되는 메모리; 및 상기 하우징의 내부에 배치되는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 홀 센서 모듈로부터 상기 홀 센서 모듈이 감지한 상기 무게 데이터를 수신하고, 상기 메모리에 상기 무게 데이터를 저장할 수 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 명세서의 다른 실시예에 따른 무게 트래킹 장치는, 복수 개의 웨이트 판을 포함하는 웨이트 리프팅 머신에 대하여, 상기 복수 개의 웨이트 판 중에서 어느 하나의 웨이트 판에 형성된 핀홀 또는 상기 복수 개의 웨이트 판 중에서 상하로 이웃하는 웨이트 판 사이에 무게 설정 핀이 삽입됨으로써 설정되는 웨이트 스택의 무게를 트래킹하는 무게 트래킹 장치로서, 상기 무게 설정 핀에 탈착 가능한 하우징; 상기 하우징의 내부에 배치되며, 상기 무게 설정 핀의 삽입 과정 또는 삽입 완료 후에 상기 웨이트 판에 부착된 복수 개의 마그넷을 리딩하여 상기 웨이트 스택의 무게를 나타내는 무게 데이터를 감지하는 홀 센서 모듈; 상기 하우징의 내부에 배치되는 메모리; 및 상기 하우징의 내부에 배치되는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 홀 센서 모듈로부터 상기 홀 센서 모듈이 감지한 상기 무게데이터를 수신하고, 상기 메모리에 상기 무게 데이터를 저장할 수 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 명세서의 일 실시예에 따른 무게 트래킹 방법은, 복수 개의 웨이트 판을 포함하는 웨이트 리프팅 머신에 대하여, 무게 트래킹 장치를 이용하여, 핀에 의해 설정된 웨이트 스택의 무게를 트래킹하는 무게 트래킹 방법으로서, 상기 복수 개의 웨이트 판 중에서 어느 하나의 웨이트 판에 형성된 핀홀 또는 상기 복수 개의 웨이트 판 중에서 상하로 이웃하는 웨이트 판 사이에 상기 핀이 삽입되면, 홀 센서 모듈이, 상기 핀의 삽입 과정 또는 삽입 완료 후에 상기 웨이트 판에 부착된 복수 개의 마그넷을 리딩하여 상기 웨이트 스택의 무게를 나타내는 무게 데이터를 감지하는 단계; 프로세서가, 상기 홀 센서 모듈로부터 상기 무게 데이터를 수신하는 단계; 및 상기 프로세서가, 메모리에 상기 무게 데이터를 저장하는 단계를 포함할 수 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 명세서의 다른 실시예에 따른 무게 트래킹 방법은, 마그네틱 태그가 각각 부착된 복수 개의 웨이트 판을 포함하는 웨이트 리프팅 머신에 대하여, 무게 트래킹 장치를 이용하여, 상기 무게 트래킹 장치가 장착된 무게 설정 핀에 의해 설정된 웨이트 스택의 무게를 트래킹하는 무게 트래킹 방법으로서, 상기 복수 개의 웨이트 판 중에서 어느 하나의 웨이트 판에 형성된 핀홀 또는 상기 복수 개의 웨이트 판 중에서 상하로 이웃하는 웨이트 판 사이에 상기 무게 설정 핀이 삽입되면, 홀 센서 모듈이, 상기 무게 설정 핀의 삽입 과정 또는 삽입 완료 후에 감지되는 상기 마그네틱 태그를 리딩하여 상기 웨이트 스택의 무게를 나타내는 무게 데이터를 감지하는 단계; 프로세서가, 상기 홀 센서 모듈로부터 상기 무게 데이터를 수신하는 단계; 및 상기 프로세서가, 메모리에 상기 무게 데이터를 저장하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 명세서에 따르면, 사용자가 웨이트 트레이닝 시 이용한 웨이트 스택의 정확한 무게를 알 수 있다
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1 은 종래의 웨이트 리프팅 머신 및 이에 사용되는 무게 설정 핀을 나타낸 도면이다.
도 2 는 종래의 웨이트 리프팅 머신에 사용되는 다양한 무게 설정 핀을 나타낸 도면이다.
도 3 및 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 무게 트래킹 장치가 웨이트 리프팅 머신에 적용된 상태를 나타낸 도면이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 무게 트래킹 장치의 사시도이다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 무게 트래킹 장치의 구성도이다.
도 7은 웨이트 판에 부착된 마그넷의 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 마그네틱 태그 및 홀 센서 모듈의 예시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 무게 트래킹 장치 내에 설치된 홀 센서 모듈이 복수 개의 마그네틱 태그와 통신을 수행하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 무게 트래킹 장치 내에서 홀 센서 모듈의 설치 위치를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 무게 트래킹 장치 내에서 금속판의 설치 위치를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 무게 트래킹 장치 내에 설치된 홀 센서 모듈이 슬립 모드와 활성 모드를 번갈아 유지하면서 마그네틱 태그로부터 리딩한 무게 데이터 중에서 사용자가 실제 들어올린 웨이트 스택의 무게 데이터를 도출하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 무게 트래킹 장치 내에서 가속도 센서의 설치 위치를 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 무게 트래킹 장치 내에 설치된 홀 센서 모듈이 가속도 센서를 이용하여 하나의 마그네틱 태그와 통신을 수행하기 위한 방법을 나타낸 도면이다.
도 15 및 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 무게 트래킹 장치 내에 설치된 프로세서가 수행하는 신호 처리 방법을 나타낸 도면이다.
도 17 및 도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 무게 트래킹 장치 내에 설치된 프로세서가 수행하는 제 1 머신 러닝 방법을 나타낸 도면이다.
도 19 및 도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 무게 트래킹 장치 내에 설치된 프로세서가 수행하는 제 2 머신 러닝 방법을 나타낸 도면이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 무게 트래킹 장치 내에 설치된 프로세서가 입력된 가속도 데이터를 이용하여 최종적으로 생산한 무게 트래킹 장치의 위치 데이터를 나타낸 도면이다.
도 22는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무게 트래킹 장치의 사시도이다.
도 23은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무게 트래킹 장치가 무게 설정 핀에 장착된 상태를 나타낸 도면이다.
도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 무게 트래킹 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 25는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무게 트래킹 방법을 나타낸 흐름도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소, 단계 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도 3 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 무게 트래킹 장치를 설명한다. 도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무게 트래킹 장치가 웨이트 리프팅 머신에 적용된 상태를 나타낸 도면이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무게 트래킹 장치의 사시도이다. 도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 무게 트래킹 장치의 구성도이다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무게 트래킹 장치(60)는, 웨이트 리프팅 머신(70)의 웨이트 판(20, 25)에 부착된 복수 개의 마그넷을 리딩하여 웨이트 스택(30)의 무게 데이터를 트래킹하는 장치일 수 있다.
웨이트 리프팅 머신(70)에는 복수 개의 웨이트 판(20, 25)이 설치될 수 있고, 설치된 각각의 웨이트 판(20, 25)에는 복수 개의 마그넷이 부착될 수 있다.
도 7은 웨이트 판에 부착된 마그넷(Magent)의 예시도이다.
도 7을 참조하면, 도 3에 도시된 복수 개의 웨이트 판 중 어느 하나의 웨이트 판(20)과 무게 트래킹 장치(60)이 도시된 것을 확인할 수 있다. 그리고 상기 웨이트 판(20)에는 상기 무게 트래킹 장치(60)를 향하는 면에 4개의 마그넷(Magent, 자석)이 부착된 것을 확인할 수 있다. 상기 마그넷은, 무게 설정 장치의 핀(Pin) 또는 무게 설정 장치가 결합된 무게 설정 핀이 핀홀 또는 상하로 이웃하는 웨이트 판 사이에 삽입되었을 때, 무게 설정 장치 내의 홀 센서 모듈(80)이 리딩할 수 있는 영역 내에 위치하도록 부착될 수 있다. 실시예에 따라서는, 삽입이 되었을 때, 홀 센서 모듈(80)과 마그넷이 포개지는 위치에 마그넷이 부착될 수 있다.
상기 마그넷의 개수 및 자극 방향의 배열은 자신이 부착된 웨이트 판(20, 25) 및 이러한 웨이트 판(20, 25) 위에 중첩된 웨이트 판(20, 25)의 총 합계 무게 데이터를 나타낼 수 있다. 즉, 마그넷은 '자신이 부착된 웨이트 판이 가장 아래에 위치한 웨이트 판이 되도록 웨이트 스택이 설정되었을 때'의 웨이트 스택(30)의 무게 데이터를 표현할 수 있다. 달리 말하면, 위로부터 n번째 웨이트 판에 부착되는 마그넷은 위에서 첫번째 웨이트 판부터 n 번째 웨이트 판까지 모든 웨이트 판의 무게의 합인 값을 무게 데이터로 가질 수 있다. 도 8에는 4개의 마그넷을 이용하여 표현된 웨이트 스택의 무게에 대한 예시가 함께 도시되어 있다. 마그넷은 'N'극 또는 'S'극을 가질 수 있다. 따라서, 도 8의 예시에서 4개의 자극 배열은 'N'극 및 'S'극의 조합으로 표현되고, 총 24 = 16개의 값을 나타낼 수 있다. 한편, 도 7에 도시된 상기 웨이트 판(20)은 도 4에 도시된 웨이트 판(25)으로 대체 가능하며, 상기 마그넷의 개수는 일 예시에 불과하여 다양하게 설정 가능하며, 마그넷의 자극 배열 역시 다양하게 설정 가능하다. 예를 들어, 마그넷(Magnet)의 개수는 웨이트 판의 전체 개수를 고려하여 설정될 수 있다. 웨이트 판의 전체 개수가 2N개 이하이면, 이 때 N 개수의 마그넷이 부착될 수 있다.
다시, 일 실시예에 따른 무게 트래킹 장치(60)는, 하우징(125), 핀(10), 홀 센서 모듈(80), 프로세서(100), 메모리(110) 및 통신 모듈(120)을 포함할 수 있다.
하우징(125)은 무게 트래킹 장치(60)의 외형을 이루며, 무게 트래킹 장치(60)의 각종 구성이 내장되는 공간을 가질 수 있다.
핀(10)은 하우징(125)으로부터 돌출되어 소정 길이를 가지는 부재일 수 있다. 핀(10)은, 전술한 바와 같이 웨이트 판(20, 25)이 중첩된 모습인 웨이트 스택(30)을 형성하는 구성이며 다양한 형태를 가질 수 있다.
실시예에 따라서는, 도 3에 도시된 바와 같이, 핀은 2개의 납작한 형상의 판으로 이루어질 수 있으며, 사용자는 복수 개의 웨이트 판 중에서 상하로 이웃하는 웨이트 판(20, 22) 사이에 핀(10)을 삽입한 후, 삽입된 핀(10)의 상부에 쌓여있는 웨이트 판(20, 22), 즉 웨이트 스택(30)을 들어올릴 수 있다.
또는, 도 4에 도시된 바와 같이, 핀은 하나의 봉형상일 수 있으며, 사용자는 복수 개의 웨이트 판 중에서 어느 하나의 웨이트 판(25)에 형성된 핀홀(45)에 핀을 삽입한 후, 핀홀(45)이 형성된 웨이트 판(25)과 핀홀(45)이 형성된 웨이트 판(25)의 상부에 쌓여있는 웨이트 판, 즉 웨이트 스택을 들어올릴 수 있다.
즉, 핀(10)은 복수 개의 웨이트 판(20) 중에서 상하로 이웃하는 웨이트 판(20, 22) 사이에 삽입되거나, 복수 개의 웨이트 판(25) 중에서 어느 하나의 웨이트 판(25)에 형성된 핀홀(45)에 삽입될 수 있다.
이렇게, 핀(10)이 핀홀(45) 또는 상하로 이웃하는 웨이트 판(20, 22) 사이에 삽입됨으로써 웨이트 스택(30)이 형성될 수 있다.
홀 센서 모듈(80)은 하우징(125)의 내부에 배치되어 상기 웨이트 판에 부착된 적어도 하나 이상의 마그넷을 리딩함으로써 웨이트 스택(30)의 무게를 감지하는 모듈이다. 홀 센서 모듈(80)은 복수 개의 홀 센서(Hall sensor, 81)를 포함하는 모듈로서, 실시예에 따라서는 웨이트 판에 부착된 마그넷의 개수에 대응하는 개수의 홀 센서가 포함될 수 있다.
구체적으로, 핀(10)의 삽입 시에 홀 센서 모듈(80)은 웨이트 판(20, 25)에 부착된 마그넷으로 근접하게 되고, 근접하는 과정 또는 삽입이 완료된 후에 감지되는 마그넷을 리딩하여 핀(10)에 의해 설정된 웨이트 스택(30)의 무게를 감지할 수 있다.
프로세서(100)는 하우징(125)의 내부에 배치되어, 홀 센서 모듈(80)로부터 홀 센서 모듈(80)이 감지한 무게 데이터를 수신할 수 있다. 즉, 홀 센서 모듈(80)은 인식한 무게 값을 프로세서(100)로 전달할 수 있다.
아울러, 하우징(125)의 내부에는 메모리(110)가 배치될 수 있으며, 프로세서(100)는 메모리(110)에 무게 데이터를 저장할 수 있다.
한편, 메모리(110)는 프로세서(100)의 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(100)와 연결될 수 있다. 이러한 메모리(110)는 RAM, ROM, EEPROM 등 데이터를 기록하고 소거할 수 있다고 알려진 공지의 반도체 소자나 하드 디스크와 같은 대용량 저장매체로서, 디바이스의 종류에 상관없이 정보가 저장되는 디바이스를 총칭하는 것으로서 특정 메모리(110) 디바이스를 지칭하는 것은 아니다.
또한, 하우징(125) 내부는 외부 장치와 통신하는 통신 모듈(120)을 더 포함할 수 있다. 프로세서(100)는 통신 모듈(120)을 제어하여 무게 데이터를 외부 장치로 전송할 수 있다. 여기서, 외부 장치로는 사용자의 핸드폰, 관리 서버 및 그 외 단말기 등이 있을 수 있다.
즉, 프로세서(100)의 제어 하에 무게 데이터가 외부로 제공될 수 있고, 제공된 무게 데이터는 가공되어 유용한 정보를 사용자에게 제공할 수 있다.
이하에서는, 발명의 이해를 돕고자, 전술한 웨이트 리프팅 머신의 종류 중에서 핀이 상하 웨이트 판 사이에 끼워지는 형태의 웨이트 리프팅 머신을 고려하여 설명한다(도 3 참조).
웨이트 판(20, 25)에 부착되는 복수 개의 마그넷은 미리 설정된 배치, 간격 등에 따라 설치될 수 있다. 이 때, 실시예에 따라서는, (i) 마그넷은 웨이트 판에 직접 부착될 수도 있고, 또는 (ii) 소정의 중간 매개체에 마그넷들이 부착된 뒤, 해당 중간 매개체가 웨이트 판에 부착되는 방식을 통해 마그넷이 웨이트 판에 부착될 수도 있다. 이하 복수 개의 마그넷이 배열되어 부착된 중간 매개체를 '마그네틱 태그(Magnetic Tag, 40)'라고 지칭한다.
일실시예에 따르면, 상기 웨이트 판(20, 25)은 복수의 개의 마그넷이 배열된 마그네틱 태그(Magnetic Tag, 40)가 부착될 수 있다. 마그네틱 태그(40)는, 마그네틱 태그(40)에 포함된 복수 개의 마그넷이 상기 홀 센서 모듈(80)에 포함된 홀 센서의 간격에 대응하여 위치하도록 제작될 수 있다. 또한, 마그네틱 태그(40)에 포함된 복수 개의 마그넷은 미리 설정된 무게값 테이블에 따라 웨이트 스택의 무게를 나타낼 수 있도록 자극이 배열될 수 있다. 무게값 테이블은 자극 배열, 마그넷의 부착 위치 등의 정보를 포함하고, 그 정보의 조합에 대응하는 웨이트 스택의 무게 값이 매칭된 테이블이다. 도 7에 표시된 무게값 테이블은 그 예시로서, 4개의 마그넷을 사용하는 경우로서 각 마그넷이 N의 자극을 띄도록 부착되어 있는 경우 웨이트 스택이 5kg이라는 무게를 나타내는 걸로 정의될 수 있다. (NNNS → 10kg, NNSN → 15kg 등)
마그네틱 태그(40)는 스티커 형태일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 웨이트 판(20, 25)에 부착될 수 있다면 다양한 형태가 적용될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 마그네틱 태그 및 홀 센서 모듈의 예시도이다.
도 8(a)를 참조하면, 마그네틱 태그(40)와 이에 대응하는 홀 센서 모듈(80)의 형태를 확인할 수 있다. 참고로, 도 8의 예시들에서는 마그네틱 태그가 설명되고 있지만, 상술한 것과 같이, 중간 매개체 없이 복수 개의 마그넷이 각 웨이트 판에 직접 부착될 수도 있다. 따라서, 도 8의 예시들을 통해 설명하는 내용들은 중간 매게체 없이 마그넷이 바로 웨이트 판에 부착되는 경우에도 동일하게 적용될 수 있음에 유의해야 한다.
본 발명의 일실시예에서 상기 마그네틱 태그(40)는 상기 홀 센서 모듈(80)이 웨이트 스택(30)의 무게 데이터를 획득할 수 있도록, 웨이트 스택(30)의 무게와 관련된 정보를 포함하도록 구성될 수 있다. 따라서, 마그네틱 태그(40) 내 미리 설정된 영역에는 복수 개의 마그넷이 마그네틱 태그(40)가 부착되는 웨이트 판에 핀이 꽂히는 경우 설정되는 웨이트 판의 무게 값을 나타내는 자극 배열을 갖도록 배열될 수 있다. 즉, 마그네틱 태그(40)에는 복수의 개의 마그넷이 핀에 의해 설정되는 웨이트 스택의 무게 값을 나타내도록 각각의 자극 방향이 결정되어 부착될 수 있다.
도 8(a)의 예시를 살펴보면, 4개의 영역이 확인되며, 좌측부터부터 자극의 배열이 'NSSN' 또는 'SNNS'로 도시되었다. 이를 이용하여 표현하고자 하는 정보는 이진법으로 '1001' 또는 0110'이 될 수 있다.
한편, 홀 센서 모듈(80)은 무게 설정 핀(60)이 웨이트 판 사이에 끼워졌을 때 상기 마그네틱 태그(40)와 대응하는 위치에 위치될 수 있다. 보다 구체적으로, 홀 센서 모듈(60)은 복수 개의 홀 센서(Hall sensor, 81)를 포함할 수 있다. 홀 센서(81)는 자력을 감지할 수 있는 센서로서, 감지된 자력을 전기적 신호를 변환하여 출력할 수 있는 센서를 의미한다. 또한, 홀 센서(81)는 감지된 자력 값에 기반하여 해당 마그넷이 N극인지 S극인지 정보를 도출할 수 있다.
상기 홀 센서(81)의 개수는 상기 마그네틱 태그(40)에서 마그넷이 위치될 수 있는 영역의 개수와 대응할 수 있다. 따라서, 상기 홀 센서 모듈(80)이 상기 무게 설정 핀(60)이 웨이트 판 사이에 끼워졌을 때, 각각의 홀 센서(81)는 상기 마그네틱 태그(40) 내 마그넷의 자극(N극 또는 S극)에 따라 전기적 신호의 출력이 서로 달라질 수 있다.
홀 센서(81)는 자성의 크기에 따라 전기적 신호를 출력하는 센서이다. 예를 들어, 홀 센서가 출력하는 신호의 크기가 0~1023 사이일 때, N극은 0~511 사이의 값을 출력하고, S극은 512~1023 사이의 값을 출력할 수 있다. 또는 출력값의 신뢰도 향상을 위해서, 전체 출력 신호 레인지를 3개 영역으로 나누고, A영역(ex. 0~490)이면 N극(또는 S극)으로 판단하고, B영역(ex. 532~1023)이면 S극(또는 N극)으로 판단하며, C영역(ex. 491~531)이면 S극도 N극도 아닌 것으로 판단할 수 있다.
프로세서(100)는 각 홀 센서(81)가 출력하는 신호값을 이용하여 마그네틱 태그(40)에 포함된 웨이트 스택(30)의 무게 관련 정보를 읽어 올 수 있다. 실시예에 따라서는 프로세서(100)는 메모리에 저장되어 있는 무게값 테이블을 참조하여, 홀 센서 모듈의 홀 센서들로부터 출력되는 신호값을 이용하여 무게 관련 정보를 도출할 수 있다.
실시예에 따라서는 프로세서(100)는 상기 홀 센서(81)에서 출력된 신호가 미리 설정된 오류 영역에 해당하는 경우, 센싱 오류 상황이라고 판단할 수 있다. 앞선 예시에서 설명하였듯이, 상기 홀 센서(81)는 0~1023 사이의 전기적 신호를 출력할 때, 0~511 사이의 값은 N극 512~1023 사이의 값은 S극이라고 정확하게 나누어지는 것은 아니다. 상기 홀 센서(81)에서 출력된 신호 중 0에 가까운 신호와 1023에 가까운 신호는 서로 반대 자극을 의미하지만, 그 중간 영역이 분명하지 않을 수 있다. 따라서, 상기 상기 홀 센서(81)에서 출력되는 신호의 크기가 중간 영역(예: 462~562)에 해당하는 신호는 N극인지 S극인지 판단하기 곤란한 신호가 될 수 있다. 이를 위해, 오류 영역에 해당하는 출력 신호의 값을 미리 설정할 수 있다. 한편, 상기 프로세서(100)는 센싱 오류 상황이라고 판단할 경우, 경고음을 출력하거나 경고등을 점등/점멸시켜 센싱 오류 상황임을 사용자에게 알리도록 제어 신호를 출력할 수 있다. 이를 통해, 사용자는 무게 설정 핀을 뺐다가 다시 결합하여 센싱 오류 상황을 해결할 수 있다.
한편, 도 8(a)에는 마그네틱 태그(40) 내 마그넷이 가로 방향으로 나란하게 위치될 수 있는 예시가 도시되어 있지만, 본 발명이 상기 예시에 제한되는 것은 아니다. 도 8(b)에 도시된 것과 같이, 상하 2열 형태로 마그넷이 위치될 수 있으며, 또한, 도 8(c)에 도시된 것과 같이, 마그넷이 위치될 수 있는 영역의 개수 역시 다양하게 설정될 수 있다. 이 때, 상기 홀 센서(81)의 개수는 마그넷이 위치될 수 있는 영역의 개수와 동일하게 증가/감소할 수 있다. 또한, 도 8(d)에 도시된 것과 같이, 무게 설정 핀(60)의 모양에 따라 홀 센서(81)가 위치될 수 있고, 무게 설정 핀(60)에 배치된 홀 센서에 대응하여 마그네틱 태그(40) 내 마그넷이 위치될 수 있는 영역의 형태가 구성될 수 있다. 한편, 본 명세서에서 이후 도면의 간소화 및 설명의 편의를 위해 웨이트 판에 마그네틱 태그(40)가 부착된 예시를 이용하여 설명하도록 하겠다. 그러나, 본 발명이 반드시 마그네틱 태그(40)를 사용해야 하는 것은 아니다.
도 9 내지 도 12을 참조하여, 홀 센서 모듈(80)이 마그네틱 태그(40)를 리딩하는 과정에서 무게 설정 핀에 의해 설정된 웨이트 스택(30)의 무게 데이터를 획득하는 방법을 살펴본다.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 무게 트래킹 장치 내에 설치된 홀 센서 모듈이 마그넷을 감지하는 모습을 나타낸 도면이다. 도 10는 본 발명의 일 실시예에 따른 무게 트래킹 장치 내에서 홀 센서 모듈의 설치 위치를 나타낸 도면이다. 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 무게 트래킹 장치 내에서 금속판의 설치 위치를 나타낸 도면이다.
도 12은 본 발명의 일 실시예에 따른 무게 트래킹 장치 내에 설치된 홀 센서 모듈이 슬립 모드와 활성 모드를 번갈아 유지하면서 마그넷으로부터 리딩한 무게 데이터 중에서 무게 설정 핀에 의해 설정된 웨이트 스택의 무게 데이터를 도출하는 과정을 나타낸 도면이다.
우선, 도 9을 참조하면, 복수 개의 웨이트 판(20)에 각각 마그네틱 태그(40, 43)가 부착될 수 있는 바, 무게 트래킹 장치(60)가 삽입되는 과정에서 홀 센서 모듈(80)은 자신과 가장 근거리의 마그네틱 태그(40)(즉, 삽입된 무게 트래킹 장치(60)의 바로 위에 위치한 웨이트 판(20)의 마그네틱 태그(40)) 외에 다른 마그네틱 태그(43)를 리딩하는 경우가 발생할 수 있다.
이럴 경우, 홀 센서 모듈(80)에 의한 무게 인식이 제대로 수행되지 않거나, 수행되더라도 잘못된 무게 데이터가 인식될 수 있어 무게 인식의 정확성 및 신뢰성이 떨어질 수 있다.
도 10 및 도 10에서 L 방향으로 바라본 모습인 도 11을 참조하면, 전술한 문제점을 고려하여, 홀 센서 모듈(80)은 웨이트 스택(30)과 마주보는 하우징(125)의 전면(150)의 내측(155)에 접하면서 하우징(125) 내에 배치될 수 있다.
홀 센서 모듈(80)은 웨이트 판(20)의 마그네틱 태그(40)를 리딩하므로, 하우징(125) 내에서 가능한 마그네틱 태그(40)와 인접하도록 배치될 필요가 있다. 이러한 점을 고려하여, 홀 센서 모듈(80)은 웨이트 스택(30)과 마주보는 하우징(125)의 전면(150)의 내측(155)에 접하면서 하우징(125) 내에 배치될 수 있다.
즉, 하우징(125) 내에 배치된 구성들 중에서 홀 센서 모듈(80)이 웨이트 스택(30)에 가장 근접하게 위치해 있을 수 있다.
또한, 실시예에 따라서는, 홀 센서 모듈(80)이 단 하나의 마그네틱 태그(40)를 리딩하도록, 하우징(125)의 전면(150)의 내측(155)에서 홀 센서 모듈(80)과 접한 부분의 상부에 자성을 막는 물질(140)이 부착될 수 있다. 자성을 막는 물질(140)로는, 실시예에 따라서는, 도자기, 세라믹, 구리, 알루미늄, 규소강판 등으로 형성된 물체가 사용될 수 있다.
경우에 따라서는, 자성을 막는 물질(140)은 내측(155)에서 홀 센서 모듈(80)과 접한부분 이외의 모든 부분에 부착될 수도 있다. 또는 타겟이 되는 마그네틱 태그의 위치 이외의 부분에 자성을 막는 물질(140)이 부착될 수 있다.
이렇게, 자성을 막는 물질(140)이 홀 센서 모듈(80)의 상부 또는 전략적 위치에 부착됨으로써, 리딩이 의도된 마그네틱 태그(40) 이외에 다른 마그네틱 태그(43)와는 리딩이 방해되어 홀 센서 모듈(80)은 정확한 웨이트 스택(30)의 무게를 인식할 수 있다.
또 다른 실시예에 따라서는, 도 12을 참조하면, 홀 센서 모듈(80)은 슬립 모드(S)와 활성 모드(A)를 반복할 수 있다. 이 때, 홀 센서 모듈(80)은 활성 모드(A) 시에 리딩한 무게 데이터 중에서 빈도수가 가장 많은 무게 데이터를 웨이트 스택(30)의 무게로 판정할 수 있다.
구체적으로, 사용자가 무게 트래킹 장치(60)를 웨이트 스택(30)으로 이동시키는 과정에서, 홀 센서 모듈(80)은 소정 시간(예를 들어, 1초) 동안 슬립 모드(S)에 있다가 활성 모드(A)로 전환되고, 다시 소정 시간 동안 슬립 모드(S)로 있다가 활성 모드(A)로 전환되면서 슬립 모드(S)와 활성 모드(A)를 반복할 수 있다.
이 과정에서, 홀 센서 모듈(80)은 활성 모드(A)에서 서로 다른 마그네틱 태그(40, 43)를 인식하여 리딩할 수 있고, 가장 근접한 마그네틱 태그를 리딩할 것이므로, 리딩한 무게 데이터 중에서 빈도수가 가장 많은 무게 데이터를 들어올려질 웨이트 스택(30)의 무게로 판정할 수 있다.
예를 들어, 활성 모드(A) 하에서 홀 센서 모듈(80)이 무게 데이터로 5kg, 5kg, 10kg, 5kg 을 리딩할 경우, 리딩한 무게 데이터 중에서 빈도수가 가장 많은 무게 데이터는 5kg 이므로, 들어올려질 웨이트 스택(30)의 무게는 5kg 로 판정하여 후술할 프로세서(100)에 웨이트 스택(30)의 무게가 5kg 라는 정보를 전달할 수 있다.
또 다른 실시예에 따라서는, 웨이트 판(20)에 부착된 마그네틱 태그(40)의 크기를 소정 크기(예를 들어, 가로 및 세로가 10~15 mm) 이하로 작게 하여 마그네틱 태그(40)와의 리딩 가능 범위를 줄일 수 있다.
이렇게 할 경우, 홀 센서 모듈(80)이 마그네틱 태그(40)에 근접해야만 마그네틱 태그(40)를 리딩할 수 있는 바, 무게 트래킹 장치(60)가 삽입된 후 홀 센서 모듈(80)은 가장 근접한 마그네틱 태그(40)만을 인식할 수 있다.
추가적으로, 도 6 및 도 13를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무게 트래킹 장치(60)는 가속도 센서(90)를 더 포함할 수 있다. 도 13는 본 발명의 일 실시예에 따른 무게 트래킹 장치 내에서 가속도 센서의 설치 위치를 나타낸 도면이다.
가속도 센서(90)는 하우징(125)의 내부에 배치되며, 무게 트래킹 장치(60) 또는 웨이트 스택의 가속도 값을 나타내는 가속도 데이터를 센싱하는 센서일 수 있다. 실시예에 따라서는 가속도 센서(90)는 3축 가속도 센서일 수 있다.
즉, 사용자는 웨이트 스택(30)을 들어올리거나 내리고, 이 과정에서 웨이트 스택(30) 역시 상하 이동을 하며, 동시에 웨이트 스택(30)과 일체로 움직이는 무게 트래킹 장치(60)도 상하 이동을 할 수 있다.
이 과정에서 가속도 센서(90)는 무게 트래킹 장치(60)의 가속도 값 내지 가속도 변화를 센싱할 수 있다.
이후, 프로세서(100)는 가속도 센서(90)로부터 가속도 센서(90)에 의해 센싱된 가속도 데이터를 수신하고, 수신된 가속도 데이터에 신호 처리를 수행하여 무게 트래킹 장치(60)의 위치 변화를 나타내는 위치 데이터를 생성할 수 있다.
또한, 프로세서(100)는 통신 모듈(120)을 제어하여 위치 데이터를 외부 장치로 전송하고, 메모리(110)에 위치 데이터를 저장할 수 있다.
전술한 바와 같이, 홀 센서 모듈(80)은 웨이트 스택(30)과 마주보는 하우징(125)의 전면(150)의 내측(155)에 접하면서 배치될 수 있는데, 이 때 가속도 센서(90)는 하우징(125)의 전면(150)을 기준으로 홀 센서 모듈(80)의 바로 다음에 위치할 수 있다(도 13(a) 참조). 또 다른 실시예에 따라서는 가속도 센서(90)는 하우징(125)의 전면(150)의 내측(155)에 접하게 배치될 수 있도록 홀 센서 모듈(80)의 상하 또는 좌우에 나란히 위치할 수 있다.
또 다른 실시예에 따라서는 가속도 센서(90)는 하우징(125)의 전면(150)의 폭 중앙에 위치할 수 있다(도 13(b) 참조).
이와 관련하여, 복수 개의 웨이트 판(20) 중에서 상하로 이웃하는 웨이트 판(20) 사이에 핀(10)이 삽입된 후, 웨이트 스택(30)이 상하 이동함에 따라 무게 트래킹 장치(60) 역시 상하 이동을 할 수 있다.
이때 무게 트래킹 장치(60)의 길이 방향을 기준으로, 가속도 센서(90)가 웨이트 스택(30)으로부터 멀리 위치할수록 가속도 센서(90)는 상하 요동의 정도가 커질 수 있다. 따라서, 가속도 센서(90)가 웨이트 스택(30)으로 멀어질수록 측정된 가속도 값의 정확성이 떨어질 수 있다.
또한, 무게 트래킹 장치(60)의 폭 방향을 기준으로, 가속도 센서(90)가 중앙에서 멀리 위치할수록 가속도 센서(90)는 상하 또는 좌우로 요동치는 정도가 커질 수 있다. 따라서, 가속도 센서(90)가 폭 중앙에서 멀어질수록 측정된 가속도 값의 정확성이 떨어질 수 있다.
이러한 점을 고려하여, 가속도 센서(90)는 하우징(125)의 전면(150)을 기준으로 홀 센서 모듈(80)의 바로 다음에 위치하고, 또한 하우징(125)의 전면(150)의 폭 중앙에 위치할 수 있다.
다음으로, 도 14을 참조하여, 가속도 센서(90)를 사용하여 홀 센서 모듈(80)이 무게 트래킹 장치(60)의 바로 위에 위치한 웨이트 판(20)의 마그네틱 태그(40)를 리딩하도록 하는 방법을 살펴본다.
도 14은 본 발명의 일 실시예에 따른 무게 트래킹 장치 내에 설치된 홀 센서 모듈이 가속도 센서를 이용하여 하나의 마그네틱 태그를 리딩하기 위한 방법을 나타낸 도면이다.
도 14을 참조하면, 무게 트래킹 장치(60)의 삽입을 위해 이동하는 트래킹 장치(60)의 삽입이 완료된 후에 홀 센서 모듈(80)이 마그네틱 태그(40)를 리딩하도록 할 수 있다.
다시 말해서, 무게 트래킹 장치(60)의 삽입이 완료될 경우, 홀 센서 모듈(80)은 활성 모드(A)로 변환될 수 있고, 가장 근접한 마그네틱 태그(40)를 리딩할 가능성이 높으며, 이때 가장 근접한 마그네틱 태그(40)는 삽입된 무게 트래킹 장치(60)의 바로 위에 위치한 웨이트 판(20)의 마그네틱 태그(40)일 수 있다.
따라서, 홀 센서 모듈(80)은 삽입된 무게 트래킹 장치(60)의 바로 위에 위치한 웨이트 판(20)의 마그네틱 태그(40)를 리딩하게 되어 사용자가 들어올릴 정확한 무게 데이터 인식이 가능할 수 있다.
이와 관련하여, 무게 트래킹 장치(60)의 삽입이 완료된 후에 홀 센서 모듈(80)이 활성 모드(A)로 변환되는 방식을 살펴보면, 홀 센서 모듈(80)은 핀(10)이 삽입되는 방향(D)과 나란한 축(X)의 가속도 값이 미리 설정된 기준값 이하가 되는 시점에 슬립 모드(S)에서 활성 모드(A)로 전환되어 마그네틱 태그(40)를 리딩할 수 있다.
즉, 핀(10)이 삽입되는 방향(D)과 나란한 축(X)의 가속도 값이 미리 설정된 기준값 이하일 경우 무게 트래킹 장치(60)는 삽입이 완료된 것으로 간주하여 홀 센서 모듈(80)은 활성 모드(A)로 변환되어 가장 근접한 마그네틱 태그(40)를 리딩할 수 있다.
다른 방식으로는, 홀 센서 모듈(80)은 기준값 이상인 3축 가속도 값 중에서 2축 이상의 가속도 값이 기준값 이하로 떨어질 경우 슬립 모드(S)에서 활성 모드(A)로 되어 마그네틱 태그(40)를 리딩할 수 있다.
구체적으로, 사용자가 무게 트래킹 장치(60)를 사용하기 위해서 무게 트래킹 장치(60)를 이동시킬 경우, 3축 가속도 값에 변화가 생겨 3축 가속도 값은 기준값 이상이 될 수 있다.
이후, 무게 트래킹 장치(60)의 삽입이 완료될 경우 무게 트래킹 장치(60)의 움직임이 감소하는바 3축 가속도 값 중에서 2축 이상의 가속도 값이 기준값 이하가 될 수 있다. 따라서, 기준값 이상인 3축 가속도 값 중에서 2축 이상의 가속도 값이 기준값 이하로 떨어질 경우 무게 트래킹 장치(60)는 삽입이 완료된 것으로 간주하여 홀 센서 모듈(80)은 슬립 모드(S)에서 활성 모드(A)로 변환되어 가장 근접한 마그네틱 태그(40)를 리딩할 수 있다.
한편, 무게 트래킹 장치(60)의 삽입 완료 시점을 3축이 아닌 2축 이상의 가속도 값이 기준값 이하인 경우로 선택한 이유는, 무게 트래킹 장치(60)가 삽입된 후 일정 시간이 지난 후에 웨이트 트레이닝이 실시되어 웨이트 스택(30)이 상하 이동을 할 수도 있으나, 무게 트래킹 장치(60)가 삽입되자마자 바로 웨이트 트레이닝이 실시되어 웨이트 스택(30)이 상하 이동을 한다면 1축(예: Z축)은 가속도 값이 기준값 이상이 될 수도 있다는 점이 고려된 것이다.
이하, 도 15 및 16를 참조하여, 프로세서의 신호 처리 방식을 살펴본다. 도 15 및 16는 본 발명의 일 실시예에 따른 무게 트래킹 장치 내에 설치된 프로세서가 수행하는 신호 처리 방법을 나타낸 도면이다.
전술한 바와 같이, 프로세서(100)는 가속도 센서(90)로부터 가속도 센서(90)에 의해 센싱된 가속도 데이터를 수신하고, 수신된 가속도 데이터에 신호 처리를 수행하여 무게 트래킹 장치(60)의 위치 변화를 나타내는 위치 데이터를 생성할 수 있다.
또한, 프로세서(100)는 통신 모듈(120)을 제어하여 외부 장치로 위치 데이터를 전송하거나, 메모리(110)에 위치 데이터를 저장할 수 있다.
도 15 및 도 16를 참조하면, 프로세서(100)의 신호 처리 방식을 살펴보면, 프로세서(100)는 센싱된 가속도 데이터에 대해서 필터링 또는 적분 연산을 적용함으로써 신호 처리를 수행할 수 있다. 일실시예에 따른 프로세서(100)는 가속도 데이터를 필터링하여 정제된 가속도 데이터를 생성하고, 이후 정제된 가속도 데이터에 적분 연산을 수행하여 위치 데이터를 생성할 수 있다.
또 다른 예로는, 프로세서(100)는 가속도 센서(90)로부터 가속도 센서(90)에 의해 센싱된 가속도 데이터를 수신하고, 수신된 가속도 데이터를 필터링하여 노이즈를 제거할 수 있다. 또는 프로세서(100)는 가속도 데이터로부터 중량 가속도에 의한 영향을 제거할 수 있다.
이후, 프로세서(100)는 노이즈가 제거된 가속도 데이터를 1차 적분하여 속도 데이터를 도출할 수 있다.
또한, 프로세서(100)는 속도 데이터에 대해서 필터링 또는 적분 연산을 적용함으로써 신호 처리를 수행할 수 있고, 이를 통해서 속도 데이터로부터 위치 데이터를 획득할 수 있다.
이하, 도 17 및 도 18을 참조하여, 머신 러닝(Machine Learning)을 사용하여 프로세서가 위치 데이터를 획득하는 방식을 살펴본다. 도 17 및 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 무게 트래킹 장치 내에 설치된 프로세서가 수행하는 제 1 머신 러닝 방법을 나타낸 도면이다.
도 17 및 도 18을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 프로세서(100)는 머신 러닝을 통해서 고도화된 위치 데이터를 획득하기 위해서, (i) 미리 선정된 머신 러닝 모델(Machine Learning Model)을 학습시키는 학습 단계와 (ii) 학습된 머신 러닝 모델에 신호 처리된 위치 데이터(P)를 입력하여 고도화된 위치 데이터(P')를 획득하는 인식 단계를 수행할 수 있다.
도 17을 참조하면, 학습 단계의 경우, 프로세서(100)는 다양한 종류의 머신 러닝 모델 중 어느 하나를 선정할 수 있다. 실시예에 따라서는 프로세서(100)는 (i) DNN (Deep Neural Network), CNN (Convolutional Neural Network), DNN (Deep Neural Network), RNN (Recurrent Neural Network) 등 다양한 종류의 신경망 모델(Neural Network Model) 중 어느 하나를 선택하고, (ii) 선택된 신경망 모델에 대해서 하이퍼 파라미터(Hyper parameter)를 설정함으로써, 학습시킬 머신 러닝 모델을 선정할 수 있다.
학습시킬 머신 러닝 모델이 선정되면, 프로세서(100)는 선정된 머신 러닝 모델에 미리 준비된 학습 데이터 세트(Training Data Set)를 입력하여 선정된 머신 러닝 모델을 학습 시킬 수 있다. 이 때, 학습 데이터 세트는 상하로 이동하는 웨이트 스택(30)의 위치에 대해서 (i) 실측한 실측 위치 데이터(Q)와 (ii) 가속도 센서(90)가 센싱한 센싱 값에 신호 처리를 수행하여 획득한 센싱 위치 데이터(P)로 구성될 수 있다. 실측 위치 데이터(Q)는 줄자나 엔코더(encoder)(160) 등을 이용하여 웨이트 스택(30)의 높이 변화를 측정한 데이터로서, 소정 기준 이상의 높은 정확도를 가질 것이 요구될 수 있다.
학습이 완료되면, 프로세서(100)는 학습이 완료된 머신 러닝 모델에 테스트 데이터를 입력하여 학습된 머신 러닝 모델에 대한 성능을 평가할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(100)는 가속도 센서(90)가 센싱한 센싱 값에 신호 처리를 수행하여 획득한 센싱 위치 데이터(P) 중 일부를 학습된 머신 러닝 모델에 입력하고, 그 출력값이 입력된 일부에 대응하는 실측 위치 데이터 일부와 일치하는 정도를 확인함으로써, 학습된 머신 러닝 모델에 대한 성능을 평가할 수 있다.
성능 평가 값이 미리 설정된 기준보다 높은 경우, 프로세서(100)는 학습된 머신 러닝 모델을 고도화된 위치 데이터를 획득하기 위한 머신 러닝 모델로서 획득할 수 있다. 그러나, 성능 평가 값이 미리 설정된 기준보다 같거나 낮은 경우, 프로세서(100)는 머신 러닝 모델을 선정하는 단계로 다시 돌아가서, 성능 평가 값을 만족시키는 학습된 머신 러닝 모델이 획득 될 때까지 앞서 설명한 단계를 반복 수행할 수 있다.
도 18을 참조하면, 인식 단계에서, 프로세서(100)는 가속도 센서(90)가 센싱한 센싱값에 신호 처리를 수행하여 센싱 위치 데이터(P)를 생성할 수 있다. 그리고, 프로세서(100)는 생성된 센싱 위치 데이터(P)를 학습된 머신 러닝 모델에 입력하여 고도화된 위치 데이터(P')를 획득할 수 있다.
이하, 도 19 및 도 20를 참조하여, 머신 러닝을 이용하여 프로세서가 위치 데이터를 획득하는 또 다른 방식을 살펴본다. 도 19 및 도 20는 본 발명의 일 실시예에 따른 무게 트래킹 장치 내에 설치된 프로세서가 수행하는 제 2 머신 러닝 방법을 나타낸 도면이다.
도 19 및 도 20를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 프로세서(100)는 머신 러닝을 통해서 고도화된 위치 데이터를 획득하기 위해서, (i) 미리 선정된 머신 러닝 모델(Machine Learning Model)을 학습시키는 학습 단계와 (ii) 학습된 머신 러닝 모델에 가속도 센서(90)가 센싱한 센싱 가속도 데이터(R)을 입력하여 고도화된 가속도 데이터(R')를 획득하는 인식 단계를 수행할 수 있다. 이 경우, 프로세서(100)는 고도화된 가속도 데이터(R')가 획득되면, 고도화된 가속도 데이터(R')에 필터링, 적분 연산 등의 신호 처리를 수행하여, 고도화된 위치 데이터(P')를 획득할 수 있다. '
도 19을 참조하면, 학습 단계의 경우, 프로세서(100)는 도 17에서 설명한 것과 동일한 방식을 통하여 학습시킬 머신 러닝 모델을 선정하고, 또한 머신 러닝 모델을 학습 시킬 수 있다.
다만, 이 때, 학습 데이터 세트는 상하로 이동하는 웨이트 스택(30)의 가속도에 대해서 (i) 실측한 실측 가속도 데이터(S)와 (ii) 가속도 센서(90)가 센싱한 센싱 가속도 데이터(R)로 구성될 수 있다. 실측 가속도 데이터(R)는 가격이 매우 높거나 크기가 커서 무게 트래킹 장치(60)의 구성으로 사용되기에는 부적합하지만, 높은 정밀도를 갖는 또 다른 가속도 센서 등을 이용하여 웨이트 스택(30)의 가속도 변화를 측정한 데이터로서, 소정 기준 이상의 높은 정확도를 가질 것이 요구될 수 있다.
학습이 완료되면, 프로세서(100)는 학습이 완료된 머신 러닝 모델에 테스트 데이터를 입력하여 학습된 머신 러닝 모델에 대한 성능을 평가할 수 있다. 성능 평가 값이 미리 설정된 기준보다 높은 경우, 프로세서(100)는 학습된 머신 러닝 모델을 고도화된 위치 데이터를 획득하기 위한 머신 러닝 모델로서 획득할 수 있다.
도 20를 참조하면, 인식 단계에서, 프로세서(100)는 가속도 센서(90)가 센싱한 센싱 가속도 데이터(R)를 획득할 수 있다. 그리고 프로세서(100)는 획득된 센싱 가속도 데이터(R)를 학습된 머신 러닝 모델에 입력하여 고도화된 가속도 데이터(R')를 획득할 수 있다. 그리고 프로세서(100)는 고도화된 가속도 데이터(R')에 필터링, 적분 연산 등의 신호 처리를 수행하여, 고도화된 위치 데이터(P')를 획득할 수 있다.
도 21을 참조하여, 프로세서의 신호처리 또는 머신 러닝을 통해 생성된 무게 트래킹 장치의 위치 데이터에 대하여 살펴본다. 도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 무게 트래킹 장치 내에 설치된 프로세서가 입력된 가속도 데이터를 이용하여 최종적으로 생산한 무게 트래킹 장치의 위치 데이터를 나타낸 도면이다.
전술한 바와 같이, 홀 센서 모듈(80)이 웨이트 스택(30)의 무게 데이터를 가지는 마그네틱 태그(40)를 인식하고, 인식한 무게 데이터를 프로세서(100)에 제공할 수 있다.
이를 통해, 프로세서(100)는 사용자가 어느 정도의 무게를 들어올렸는지를 파악할 수 있다.
또한, 가속도 센서(90)는 무게 트래킹 장치(60)(또는 웨이트 스택(30))의 가속도 값을 센싱하여 프로세서(100)에게 가속도 데이터를 제공할 수 있다.
이후, 프로세서(100)는 제공받은 가속도 데이터를 신호 처리하거나 머신 러닝을 수행하여 무게 트래킹 장치(60) 또는 웨이트 스택(30)의 위치 데이터를 생산할 수 있다.
이러한 위치 데이터를 통해, 운동의 세트 수, 한 세트 당 리프팅 횟수, 관절가동범위, 운동량, 칼로리 소모량, 운동 시간 및 휴식 시간 등을 파악할 수 있다.
도 21을 통해, 좀 더 구체적으로 살펴보면, 위치 데이터가 0이 되거나 일정값 이하가 되는 시간이 소정 시간 이상일 경우, 한 세트가 종료되었다고 판단할 수 있으며, 이러한 소정 시간을 기준으로 총 세트 수를 파악할 수 있다.
또한, 그래프 내에서 봉우리의 개수는 횟수를 의미하는 바 한 세트 당 횟수를 파악할 수 있으며, 도 21에서는 한 세트 당 4회가 수행되었음을 알 수 있다.
또한, 봉우리의 높이는 위치 변화량이므로 이를 통해 사용자의 관절가동범위를 파악할 수 있다.
또한, 봉우리의 아래 면적(T)은 운동량을 나타내는바 봉우리의 아래 면적(T)의 계산을 통해 운동량을 파악할 수 있으며, 이를 통해 칼로리 소모량을 계산할 수 있다.
아울러, 위치 에너지 그래프의 X축은 시간을 나타내는 바 운동 시간 및 휴식 시간을 체크할 수 있다.
이렇게, 위치 데이터를 통해 다양한 정보를 파악할 수 있으며, 이러한 정보를 사용자에게 제공하거나, 한번 더 가공하여 다양한 목적에 활용할 수 있다.
이상 본 발명의 일 실시예에 따른 무게 트래킹 장치를 설명하였다. 이하, 도 22 및 도 23을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 무게 트래킹 장치를 설명한다. 도 22는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무게 트래킹 장치의 사시도이다. 도 23은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무게 트래킹 장치가 무게 설정 핀에 장착된 상태를 나타낸 도면이다.
도 22 및 23을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 무게 트래킹 장치(200)는, 무게 설정 핀(230)에 탈착이 가능하여 무게 설정 핀(230)이 설정한 웨이트 스택(30)의 무게를 트래킹할 수 있는 장치일 수 있다.
무게 트래킹 장치(200)는 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 무게 트래킹 장치(200)와 동일한 구성을 포함할 수 있으며, 무게 트래킹 장치(200)의 외형을 구성하는 하우징(190)은 무게 설정 핀(230)에 탈착이 가능할 수 있다.
좀 더 구체적으로, 무게 설정 핀(230)은 웨이트 판의 핀홀 내지 상하 웨이트 판 사이에 삽입되는 핀부(215) 및 핀부(215)의 일단부에 위치한 헤드부(210)를 포함할 수 있다.
무게 트래킹 장치(200)의 하우징(190)은 무게 설정 핀(230)에 탈착되는 탈착부(180)를 포함할 수 있고, 이 탈착부(180)는 무게 설정 핀(230)의 헤드부(210)에 맞물리는 형상을 가질 수 있다.
예를 들어, 헤드부(210)가 구형이라면 탈착부(180)는 구형의 헤드부(210)를 수용할 수 있는 오목 형상을 가질 수 있다. 이러한 형상 하에서 무게 설정 핀(230)에 무게 트래킹 장치(200)를 결합시키기 위해서, 하우징(190)의 탈착부(180)는 헤드부(210)를 수용하고, 헤드부(210)는 탈착부(180)에 맞물리면서 끼워질 수 있다.
또는, 무게 설정 핀의 헤드부에 하나 이상의 돌기부가 형성되고, 무게 트래킹 장치의 탈착부에는 돌기부가 끼워지는 끼움 구멍이 형성되어, 돌기부가 끼움 구멍에 끼워짐으로써 무게 트래킹 장치는 무게 설정 핀에 장착될 수 있다.
즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 무게 트래킹 장치(200)는 기성 제품인 무게 설정 핀(230)에 적용될 수 있다는 점에서 그 활용도가 높다.
이상, 본 발명에 따른 무게 트래킹 장치를 살펴보았으며, 이하 도 24를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무게 트래킹 방법을 살펴본다. 도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 무게 트래킹 방법을 나타낸 흐름도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무게 트래킹 방법은, 마그네틱 태그가 각각 부착된 복수 개의 웨이트 판을 포함하는 웨이트 리프팅 머신에 대하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 무게 트래킹 장치를 이용하여, 사용자가 들어올리는 웨이트 판으로 이루어진 웨이트 스택의 무게를 트래킹하는 무게 트래킹 방법일 수 있다.
이러한 무게 트래킹 방법은, 복수 개의 웨이트 판 중에서 어느 하나의 웨이트 판에 형성된 핀홀 또는 복수 개의 웨이트 판 중에서 상하로 이웃하는 웨이트 판 사이에 핀을 삽입하는 단계(S10), 홀 센서 모듈이, 핀의 삽입 시에 감지되는 마그네틱 태그를 리딩하여 핀에 의해 설정된 웨이트 스택의 무게를 나타내는 무게 데이터를 감지하는 단계(S20), 프로세서가, 홀 센서 모듈로부터 홀 센서 모듈이 감지한 무게 데이터를 수신하는 단계(S30), 및 프로세서가, 메모리에 무게 데이터를 저장하는 단계(S40)를 포함한다.
복수 개의 웨이트 판 중에서 어느 하나의 웨이트 판에 형성된 핀홀 또는 복수 개의 웨이트 판 중에서 상하로 이웃하는 웨이트 판 사이에 핀을 삽입하는 단계(S10)는, 사용자가 들어올릴 웨이트 스택(30)을 설정하기 위해서, 사용자는 무게 트래킹 장치(60)의 핀(10)을, 복수 개의 웨이트 판 중에서 어느 하나의 웨이트 판(25)에 형성된 핀홀(45) 또는 복수 개의 웨이트 판 중에서 상하로 이웃하는 웨이트 판(20, 22) 사이에 삽입할 수 있다.
이렇게 함으로써, 적층된 웨이트 판(20)의 형태인 웨이트 스택(30)이 설정될 수 있고, 그 결과 사용자가 들어올릴 무게가 설정될 수 있다.
홀 센서 모듈이, 핀의 삽입 시에 감지되는 마그네틱 태그를 리딩하여 핀에 의해 설정된 웨이트 스택의 무게를 나타내는 무게 데이터를 감지하는 단계(S20)는, 웨이트 스택(30)을 설정하기 위해서 사용자가 무게 트래킹 장치(60)를 웨이트 판에 가져가면서 핀(10)을 핀홀(45) 또는 상하 웨이트 판(20, 22) 사이에 삽입할 수 있고, 이 과정에서 무게 트래킹 장치(60)의 홀 센서 모듈(80)은 웨이트 판(20)에 부착된 마그네틱 태그(40)를 리딩하여 핀(10)에 의해 설정된 웨이트 스택(30)의 무게를 나타내는 무게 데이터를 감지할 수 있다.
프로세서가, 홀 센서 모듈로부터 홀 센서 모듈이 감지한 무게 데이터를 수신하는 단계(S30)는, 홀 센서 모듈(80)이 웨이트 스택(30)의 무게를 나타내는 무게 데이터를 감지한 후, 무게 트래킹 장치(60)의 프로세서(100)는 홀 센서 모듈(80)로부터 홀 센서 모듈(80)이 감지한 무게 데이터를 수신할 수 있다.
프로세서가, 메모리에 무게 데이터를 저장하는 단계(S40)는, 프로세서(100)는 홀 센서 모듈(80)로부터 홀 센서 모듈(80)이 감지한 무게 데이터를 수신한 후에 메모리(110)에 무게 데이터를 저장할 수 있고, 무게 트래킹 장치(60)의 통신 모듈(120)을 제어하여 외부 장치로 무게 데이터를 전송할 수 있다.
추가적으로, 무게 트래킹 장치(60)의 가속도 센서(90)는 무게 트래킹 장치(60)의 가속도 데이터를 센싱하고, 프로세서(100)는 센싱한 가속도 데이터를 가속도 센서(90)로부터 수신한 후 수신된 가속도 데이터에 신호 처리를 수행하여 무게 트래킹 장치(60)의 위치 변화를 나타내는 위치 데이터를 생성할 수 있다.
또한, 프로세서(100)는 메모리(110)에 위치 데이터를 저장할 수 있고, 무게 트래킹 장치(60)의 통신 모듈(120)을 제어하여 외부 장치로 위치 데이터를 전송할 수 있다.
또는, 프로세서(100)는, 가속도 센서(90)로부터 가속도 센서(90)에 의해 센싱된 가속도 데이터를 수신하고, 수신한 가속도 데이터를 적분하여 위치 데이터를 생성하고, 위치 데이터를 머신 러닝 모델(170)에 적용하여 가공 위치 데이터를 생성할 수 있다.
또한, 프로세서(100)는 메모리(110)에 가공 위치 데이터를 저장할 수 있고, 통신 모듈(120)을 제어하여 외부 장치로 가공 위치 데이터를 전송할 수 있다.
또는, 프로세서(100)는, 가속도 센서(90)로부터 가속도 센서(90)에 의해 센싱된 가속도 데이터를 수신하고, 가속도 데이터를 머신 러닝 모델(170)에 적용하여 가공 가속도 데이터를 생성하고, 가공 가속도 데이터를 적분하여 가공 위치 데이터를 생성할 수 있다.
또한, 프로세서(100)는 메모리(110)에 가공 위치 데이터를 저장할 수 있고, 통신 모듈(120)을 제어하여 외부 장치로 가공 위치 데이터를 전송할 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 따른 무게 트래킹 방법을 살펴보았으며, 이하 도 25를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 무게 트래킹 방법을 살펴본다. 도 25는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무게 트래킹 방법을 나타낸 흐름도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 무게 트래킹 방법은, 마그네틱 태그가 각각 부착된 복수 개의 웨이트 판을 포함하는 웨이트 리프팅 머신에 대하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 무게 트래킹 장치를 이용하여, 사용자가 들어올리는 웨이트 판으로 이루어진 웨이트 스택의 무게를 트래킹하는 무게 트래킹 방법일 수 있다.
이러한 무게 트래킹 방법은, 복수 개의 웨이트 판 중에서 어느 하나의 웨이트 판에 형성된 핀홀 또는 복수 개의 웨이트 판 중에서 상하로 이웃하는 웨이트 판 사이에 무게 설정 핀을 삽입하는 단계(S50), 무게 설정 핀에 무게 트래킹 장치를 장착하는 단계(S60), 홀 센서 모듈이, 감지되는 마그네틱 태그를 리딩하여 무게 설정 핀에 의해 설정된 웨이트 스택의 무게를 나타내는 무게 데이터를 감지하는 단계(S70), 프로세서가, 홀 센서 모듈로부터 홀 센서 모듈이 감지한 무게 데이터를 수신하는 단계(S80), 및 프로세서가, 메모리에 무게 데이터를 저장하는 단계(S90)를 포함할 수 있다.
복수 개의 웨이트 판 중에서 어느 하나의 웨이트 판에 형성된 핀홀 또는 복수 개의 웨이트 판 중에서 상하로 이웃하는 웨이트 판 사이에 무게 설정 핀을 삽입하는 단계(S50)는, 사용자가 들어올릴 웨이트 스택(30)을 설정하기 위해서,
사용자는 무게 설정 핀(230)을, 복수 개의 웨이트 판 중에서 어느 하나의 웨이트 판(25)에 형성된 핀홀(45) 또는 복수 개의 웨이트 판 중에서 상하로 이웃하는 웨이트 판(20, 22) 사이에 삽입할 수 있다.
이렇게 함으로써, 적층된 웨이트 판의 형태인 웨이트 스택(30)이 설정될 수 있고, 그 결과 사용자가 들어올릴 무게가 설정될 수 있다.
무게 설정 핀에 무게 트래킹 장치를 장착하는 단계(S60)는, 무게 설정 핀(230)과 별개의 구성인 무게 트래킹 장치(200)를 무게 설정 핀(230)에 장착하여 무게 트래킹 장치(200)와 무게 설정 핀(230)을 일체로 형성할 수 있다.
한편, 전술한 경우와 다르게, 무게 트래킹 장치(200)를 무게 설정 핀(230)에 장착한 후에 무게 설정 핀(230)을 핀홀(45) 또는 상하로 이웃하는 웨이트 판(20, 22) 사이에 삽입할 수도 있다.
홀 센서 모듈이, 감지되는 마그네틱 태그를 리딩하여 무게 설정 핀에 의해 설정된 웨이트 스택의 무게를 나타내는 무게 데이터를 감지하는 단계(S70)는, 사용자가 무게 트래킹 장치(200)를 무게 설정 핀(230)에 장착하는 과정 또는 장착이 완료된 후에 무게 트래킹 장치(200)의 홀 센서 모듈(80)은 웨이트 판(20, 25)에 부착된 마그네틱 태그(40)를 리딩하여 무게 설정 핀(230)에 의해 설정된 웨이트 스택(30)의 무게를 나타내는 무게 데이터를 감지할 수 있다.
프로세서가, 홀 센서 모듈로부터 홀 센서 모듈이 감지한 무게 데이터를 수신하는 단계(S80)는, 홀 센서 모듈(80)이 웨이트 스택(30)의 무게를 나타내는 무게 데이터를 감지한 후, 무게 트래킹 장치(200)의 프로세서(100)는 홀 센서 모듈(80)로부터 홀 센서 모듈(80)이 감지한 무게 데이터를 수신할 수 있다.
프로세서가, 메모리에 무게 데이터를 저장하는 단계(S90)는, 프로세서(100)는 홀 센서 모듈(80)로부터 홀 센서 모듈(80)이 감지한 무게 데이터를 수신한 후에 메모리(110)에 무게 데이터를 저장할 수 있고, 무게 트래킹 장치(200)의 통신 모듈(120)을 제어하여 외부 장치로 무게 데이터를 전송할 수 있다.
추가적으로, 무게 트래킹 장치(200)의 가속도 센서(90)는 무게 트래킹 장치(200)의 가속도 데이터를 센싱하고, 프로세서(100)는 센싱한 가속도 데이터를 가속도 센서(90)로부터 수신한 후 수신된 가속도 데이터에 신호 처리를 수행하여 무게 트래킹 장치(200)의 위치 변화를 나타내는 위치 데이터를 생성할 수 있다.
또한, 프로세서(100)는 메모리(110)에 위치 데이터를 저장할 수 있고, 무게 트래킹 장치(200)의 통신 모듈(120)을 제어하여 외부 장치로 위치 데이터를 전송할 수 있다.
또는, 프로세서(100)는, 가속도 센서(90)로부터 가속도 센서(90)에 의해 센싱된 가속도 데이터를 수신하고, 수신한 가속도 데이터를 적분하여 위치 데이터를 생성하고, 위치 데이터를 머신 러닝 모델(170)에 적용하여 가공 위치 데이터를 생성할 수 있다.
또한, 프로세서(100)는 메모리(110)에 가공 위치 데이터를 저장할 수 있고, 통신 모듈(120)을 제어하여 외부 장치로 가공 위치 데이터를 전송할 수 있다.
또는, 프로세서(100)는, 가속도 센서(90)로부터 가속도 센서(90)에 의해
센싱된 가속도 데이터를 수신하고, 가속도 데이터를 머신 러닝 모델(170)에 적용하여 가공 가속도 데이터를 생성하고, 가공 가속도 데이터를 적분하여 가공 위치 데이터를 생성할 수 있다.
또한, 프로세서(100)는 메모리(110)에 가공 위치 데이터를 저장할 수 있고, 통신 모듈(120)을 제어하여 외부 장치로 가공 위치 데이터를 전송할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 핀
20, 22, 25: 웨이트 판
30: 웨이트 스택
40, 43: 마그네틱 태그
45: 핀홀
35, 37, 230: 무게 설정 핀
70: 웨이트 리프팅 머신
80: 홀 센서 모듈
90: 가속도 센서
100: 프로세서
110: 메모리
120: 통신 모듈
125, 190: 하우징
60, 200: 무게 트래킹 장치
140: 금속판
150: 전면
155: 내측
160: 줄자
180: 탈착부
210: 헤드부
215: 핀부

Claims (14)

  1. 복수 개의 웨이트 판을 포함하는 웨이트 리프팅 머신에 대하여, 상기 복수 개의 웨이트 판 중에서 어느 하나의 웨이트 판에 형성된 핀홀 또는 상기 복수 개의 웨이트 판 중에서 상하로 이웃하는 웨이트 판 사이에 삽입됨으로써 웨이트 스택의 무게를 설정하고, 상기 웨이트 스택의 무게를 트래킹하는 무게 트래킹 장치로서,
    하우징;
    상기 하우징으로부터 돌출되어, 상기 핀홀 또는 상기 상하로 이웃하는 웨이트 판 사이에 삽입되는 핀(Pin);
    상기 하우징의 내부에 배치되며, 상기 핀의 삽입 과정 또는 삽입 완료 후에 상기 웨이트 판에 부착된 복수 개의 마그넷을 리딩하여 상기 핀에 의해 설정된 상기 웨이트 스택의 무게를 나타내는 무게 데이터를 감지하는 홀 센서 모듈;
    상기 하우징의 내부에 배치되는 메모리; 및
    상기 하우징의 내부에 배치되는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 홀 센서 모듈로부터 상기 홀 센서 모듈이 감지한 상기 무게 데이터를 수신하고,
    상기 메모리에 상기 무게 데이터를 저장하는 무게 트래킹 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징의 내부에 배치되며, 외부 장치와 통신하는 통신 모듈을 더 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 통신 모듈을 제어하여 상기 외부 장치로 상기 무게 데이터를 전송하는 무게 트래킹 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 홀 센서 모듈은,
    상기 웨이트 스택과 마주보는 상기 하우징의 전면의 내측에 접하면서 배치되는 무게 트래킹 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징의 내부에 배치되며, 무게 트래킹 장치의 가속도 값을 나타내는 가속도 데이터를 센싱하는 가속도 센서를 더 포함하고,
    상기 홀 센서 모듈은 상기 핀부가 삽입되는 방향과 나란한 축의 가속도 값이 기준값 이하가 되는 시점에 슬립 모드에서 활성 모드로 전환되어 상기 마그넷을 리딩하는 무게 트래킹 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징의 내부에 배치되며, 무게 트래킹 장치의 가속도 값을 나타내는 가속도 데이터를 센싱하는 가속도 센서를 더 포함하고,
    상기 홀 센서 모듈은 기준값 이상인 3축 가속도 값 중에서 2축 이상의 가속도 값이 기준값 이하로 떨어질 경우 슬립 모드에서 활성 모드로 되어 상기 마그넷을 리딩하는 무게 트래킹 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 홀 센서 모듈은 슬립 모드와 활성 모드를 반복하고,
    상기 홀 센서 모듈은 상기 활성 모드 시에 리딩한 무게 데이터 중에서 빈도수가 가장 많은 무게 데이터를 웨이트 스택의 무게로 판정하는 무게 트래킹 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징의 내부에 배치되며, 무게 트래킹 장치의 가속도 값을 나타내는 가속도 데이터를 센싱하는 가속도 센서를 더 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 가속도 센서로부터 상기 가속도 센서에 의해 센싱된 상기 가속도 데이터를 수신하고,
    수신된 상기 가속도 데이터에 신호 처리를 수행하여 상기 무게 트래킹 장치의 위치 변화를 나타내는 위치 데이터를 생성하는 무게 트래킹 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징의 내부에 배치되며, 무게 트래킹 장치의 가속도 값을 나타내는 가속도 데이터를 센싱하는 가속도 센서를 더 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 가속도 센서로부터 상기 가속도 센서에 의해 센싱된 상기 가속도 데이터를 수신하고,
    상기 가속도 데이터에 신호 처리를 수행하여 상기 무게 트래킹 장치의 위치 변화를 나타내는 위치 데이터를 생성하고,
    상기 위치 데이터를 학습된 머신 러닝 모델(Machine Learning Model)에 적용하여 고도화된 위치 데이터를 생성하는 무게 트래킹 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징의 내부에 배치되며, 무게 트래킹 장치의 가속도 값을 나타내는 가속도 데이터를 센싱하는 가속도 센서를 더 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 가속도 센서로부터 상기 가속도 센서에 의해 센싱된 상기 가속도 데이터를 수신하고,
    상기 가속도 데이터를 학습된 머신 러닝 모델(Machine Learning Model)에 적용하여 고도화된 가속도 데이터를 생성하고,
    상기 고도화된 가속도 데이터에 신호 처리를 수행하여 상기 무게 트래킹 장치의 위치 변화를 나타내는 위치 데이터를 생성하는 무게 트래킹 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 웨이트 판은, 복수의 개의 마그넷이 상기 웨이트 스택의 무게에 대응하도록 자극의 방향이 배열된 마그네틱 태그가 부착된 무게 트래킹 장치.
  11. 복수 개의 웨이트 판을 포함하는 웨이트 리프팅 머신에 대하여, 상기 복수 개의 웨이트 판 중에서 어느 하나의 웨이트 판에 형성된 핀홀 또는 상기 복수 개의 웨이트 판 중에서 상하로 이웃하는 웨이트 판 사이에 무게 설정 핀이 삽입됨으로써 설정되는 웨이트 스택의 무게를 트래킹하는 무게 트래킹 장치로서,
    상기 무게 설정 핀에 탈착 가능한 하우징;
    상기 하우징의 내부에 배치되며, 상기 무게 설정 핀의 삽입 과정 또는 삽입 완료 후에 상기 웨이트 판에 부착된 복수 개의 마그넷을 리딩하여 상기 웨이트 스택의 무게를 나타내는 무게 데이터를 감지하는 홀 센서 모듈;
    상기 하우징의 내부에 배치되는 메모리; 및
    상기 하우징의 내부에 배치되는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 홀 센서 모듈로부터 상기 홀 센서 모듈이 감지한 상기 무게데이터를 수신하고,
    상기 메모리에 상기 무게 데이터를 저장하는 무게 트래킹 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 무게 설정 핀에 탈착되는 탈착부를 포함하고,
    상기 탈착부는 상기 무게 설정 핀의 헤드부에 맞물리는 형상을 가진 무게 트래킹 장치.
  13. 복수 개의 웨이트 판을 포함하는 웨이트 리프팅 머신에 대하여, 제 1 항에 기재된 무게 트래킹 장치를 이용하여, 제1항에 기재된 핀에 의해 설정된 웨이트 스택의 무게를 트래킹하는 무게 트래킹 방법으로서,
    상기 복수 개의 웨이트 판 중에서 어느 하나의 웨이트 판에 형성된 핀홀 또는 상기 복수 개의 웨이트 판 중에서 상하로 이웃하는 웨이트 판 사이에 상기 핀이 삽입되면, 제 1 항에 기재된 홀 센서 모듈이, 상기 핀의 삽입 과정 또는 삽입 완료 후에 상기 웨이트 판에 부착된 복수 개의 마그넷을 리딩하여 상기 웨이트 스택의 무게를 나타내는 무게 데이터를 감지하는 단계;
    제 1 항에 기재된 프로세서가, 상기 홀 센서 모듈로부터 상기 무게 데이터를 수신하는 단계; 및
    상기 프로세서가, 제 1 항에 기재된 메모리에 상기 무게 데이터를 저장하는 단계를 포함하는 무게 트래킹 방법.
  14. 복수 개의 웨이트 판을 포함하는 웨이트 리프팅 머신에 대하여, 제 11 항에 기재된 무게 트래킹 장치를 이용하여, 상기 무게 트래킹 장치가 장착된 무게 설정 핀에 의해 설정된 웨이트 스택의 무게를 트래킹하는 무게 트래킹 방법으로서,
    상기 복수 개의 웨이트 판 중에서 어느 하나의 웨이트 판에 형성된 핀홀 또는 상기 복수 개의 웨이트 판 중에서 상하로 이웃하는 웨이트 판 사이에 상기 무게 설정 핀이 삽입되면, 제 11 항에 기재된 홀 센서 모듈이, 상기 무게 설정 핀의 삽입 과정 또는 삽입 완료 후에 상기 웨이트 판에 부착된 복수 개의 마그넷을 리딩하여 상기 웨이트 스택의 무게를 나타내는 무게 데이터를 감지하는 단계;
    제 11 항에 기재된 프로세서가, 상기 홀 센서 모듈로부터 상기 무게 데이터를 수신하는 단계; 및
    상기 프로세서가, 제 11 항에 기재된 메모리에 상기 무게 데이터를 저장하는 단계를 포함하는 무게 트래킹 방법.
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