KR20230063337A - Cycling Cadence Meter and Measuring Method Utilizing Light Round Trip Time Measureme - Google Patents
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Abstract
본 발명은 빛의 왕복 시간 측정을 이용한 자전거 크랭크 수를 측정하기 위한 장치에 관한 것으로서, ToF측정부(32)를 포함하는데 ToF측정부(32)는 펄스를 발생시키는 펄스발생기(24)와 발생된 펄스에 의해 구동되며 광을 방출하는 광송신기와(21) 반사체로부터 반사된 광을 검출하는 광수신기(22)와 펄스발생기(24)로부터 펄스가 발생된 시간과 광수신기(22)로부터 광이 검출되는 시간의 간격을 계산하는 타이머(23)와 타이머(23)부터 전달되는 시간간격을 이용하여 아래의 식에 의하여 거리를 계산하는 거리계산기(25)를 포함할 수 있다. The present invention relates to a device for measuring the number of cranks on a bicycle using round-trip time measurement of light, and includes a ToF measuring unit 32, which includes a pulse generator 24 for generating pulses and An optical transmitter (21) driven by a pulse and emitting light, an optical receiver (22) detecting the light reflected from the reflector, and a pulse generator (24) detecting the pulse generation time and the light from the optical receiver (22). It may include a timer 23 for calculating the time interval and a distance calculator 25 for calculating the distance by the following equation using the time interval transmitted from the timer 23.
Description
본 발명은 빛의 왕복 시간 측정을 이용한 자전거 크랭크 수를 측정하기 위한 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a device for measuring the number of bicycle cranks using the measurement of the round trip time of light.
본 발명은 빛의 왕복 시간 측정을 이용한 자전거 크랭크 수를 측정하기 위한 장치에 관한 것이다. 자전거 라이딩이 건강과 환경을 위하여 권장되면서 단순히 자건거를 타는 것 이외에 자전거를 탈 때 탄 거리, 속도 등의 정보등과 함께 자전거 탈때의 운동량을 극대화하는 라이딩 방법을 제공하기 위한 지수로서 케이던스(크랭크의 분당회전수)가 중요시되고 있다. The present invention relates to a device for measuring the number of bicycle cranks using the measurement of the round trip time of light. As bicycle riding is recommended for health and the environment, cadence (per minute of crank) is an index to provide a riding method that maximizes the amount of exercise when riding a bicycle along with information such as distance traveled and speed while riding a bicycle, in addition to simply riding a bicycle. rotational speed) is important.
자전거의 탑승자는 긴 시간 긴거리를 달리기 위해서 본인의 진행방향에 따른 거리와 속도, 케이던스를 계속해서 확인하면서 자신의 체력을 안배하며 페달을 밟는다. 현재의 속도와 체력에 따라 미리 지정된 케이던스를 유지하도록 하여 무릎과 허리에 무리가 가지 않게 꾸준히 훈련하면 자전거의 평균속도가 빨라지는 효과를 볼 수 있게 되며 이것은 거리, 시간, 케이던스를 계속적으로 기록하고 관찰하며 훈련함으로써 얻을 수 있게 된다. In order to run long distances for a long time, cyclists step on the pedals while arranging their physical strength while continuously checking the distance, speed, and cadence according to the direction they are traveling. If you train steadily to keep the cadence specified in advance according to your current speed and physical strength, you will see the effect of increasing the average speed of the bicycle, which continuously records and observes the distance, time, and cadence. and can be obtained through training.
통상 일반인이 자전거를 탈 때 케이던스 90에 맞추어 페달링을 하도록 훈련을 하도록 하며 케이던스를 유지하면서 조금씩 기어를 올려 훈련을 하도록 하는 방법이 많이 사용되는데 이를 위해서 정확한 케이던스를 측정하는 것은 자전거 라이딩에 있어 매우 중요하게 되었다.In general, when riding a bicycle, it is often used to train people to pedal at a cadence of 90, and to train by raising a gear little by little while maintaining the cadence. For this purpose, measuring accurate cadence is very important in bicycle riding. It became.
종래에는 케이던스를 측정하기 위하여 대한민국 특허 출원 제10-2014-0040967호 '3축 가속도계를 이용한 자전거용 케이던스 센서와 속도계'에 기재된 것과 같이 크랭크암에 가속도계모듈을 포함하여 크랭크 회전수와 자전거 속도의 오차가 최소화되도록 하였는데 가속도계 모듈이 크랭크암에 부착된다고 하여도 자전거를 오래 타다 보면 충격에 의하여 가속도계 모듈의 위치와 방향이 조금씩 변하게 되면서 속도는 그렇다고 쳐도 시간이 갈수록 케이던스는 정확하게 나오지 않게 되어 계속적으로 위치를 조정해줘야만 하는 불편이있다. Conventionally, in order to measure cadence, as described in Korean Patent Application No. 10-2014-0040967 'Cadence sensor and speedometer for bicycles using 3-axis accelerometer', an accelerometer module is included in the crank arm, and the error between crank rotation speed and bicycle speed is included. Even if the accelerometer module is attached to the crank arm, if you ride a bicycle for a long time, the position and direction of the accelerometer module change little by little due to the impact. There are inconveniences that must be done.
이외에도 케이던스를 측정하기 위하여 자전거의 크랭크에 자석을 부착하고 자전거의 수평축에 자기력 센서를 부착하는데 자기력 센서에 감지된 펄스 신호의 시간간격을 분석하여 단위시간당 크랭크의 회전속도를 계산하고 계산된 값을 블루투스와 같은 무선통신수단을 이용하여 탑승자의 휴대폰이나 별도의 모니터링 장치에 제공한다. 자석과 센서는 위치를 바꾸어 사용할 수 도 있는데 일반적으로 자석과 자기력 센서의 간격은 수mm 이내로 교차되도록 설치한다. 그러나 이러한 방법도 결과적으로는 운행에 따라 자석과 자기력 센서의 위치가 조금이라도 변하게 되면 측정결과가 부정확해지는 단점이 있다. In addition, to measure the cadence, a magnet is attached to the crank of the bicycle and a magnetic force sensor is attached to the horizontal axis of the bicycle. It is provided to the passenger's mobile phone or a separate monitoring device using the same wireless communication means. Magnets and sensors can be used interchangeably. In general, the distance between the magnet and the magnetic force sensor is set to cross within several mm. However, this method also has a disadvantage in that the measurement result becomes inaccurate if the position of the magnet and the magnetic force sensor changes even a little according to the operation as a result.
자세감지센서를 이용하는 경우도 있는데 자세 감지 센서는 자전거의 크랭크에 부착되며 크랭크가 회전하면서 센서의 자세 변화를 측정하여 회전수를 계산하는데 자세감지센서는 주로 3차원으로 변화하는 중력가속도 센서를 이용하는 경우가 많은데 마찬가지로 센서를 자전거의 어디에든 고정해야 하기 때문에 운행에 의하여 센서의 위치가 변하게 되면 결과값이 부정확하게 나올 수 있다. In some cases, a posture detection sensor is used. The posture sensor is attached to the crank of the bicycle and measures the change in posture of the sensor as the crank rotates to calculate the number of revolutions. The posture sensor mainly uses a gravitational acceleration sensor that changes in three dimensions. Similarly, since the sensor has to be fixed anywhere on the bicycle, if the location of the sensor changes due to driving, the result may be inaccurate.
본 발명은 상기한 바와 같은 단점을 극복하기 위하여 안출된것으로서, 보다 정확한 방법으로 케이던스를 측정할 수 있는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been made to overcome the above disadvantages, and an object of the present invention is to provide a device capable of measuring cadence in a more accurate way.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 빛의 왕복 시간 측정을 이용한 자전거 크랭크 수를 측정하기 위한 장치를제공하는데 ToF측정부(32)를 포함하는데 ToF측정부(32)는 펄스를 발생시키는 펄스발생기(24)와 발생된 펄스에 의해 구동되며 광을 방출하는 광송신기와(21) 반사체로부터 반사된 광을 검출하는 광수신기(22)와 펄스발생기(24)로부터 펄스가 발생된 시간과 광수신기(22)로부터 광이 검출되는 시간의 간격을 계산하는 타이머(23)와 타이머(23)부터 전달되는 시간간격을 이용하여 아래의 식에 의하여 거리를 계산하는 거리계산기(25)를 포함할 수 있다. In order to achieve the above object, a device for measuring the number of bicycle cranks using the round-trip time measurement of light is provided, including a
d= 1/2*dT/c d: 거리 dT: 시간간격 c: 빛의 속도d= 1/2*dT/c d: distance dT: time interval c: speed of light
광송신기(21)는 자전거 탑승자의 하체를 향하도록 할 수 있다. The optical transmitter 21 may be directed to the lower body of the cyclist.
광송신기(21)는 자전거 탑승자의 신발, 무릎, 종아리 중 어느 하나를향해 광을 송신하여 시간에 따른 광송신기(21)로부터의 거리를 측정함으로써 탑승자가 페달을 밟는 동안, 신발, 무릎, 종아리의 회전운동을 관찰할 수 있도록 할 수 있다. The optical transmitter 21 transmits light toward any one of the shoes, knees, and calves of the cyclist and measures the distance from the optical transmitter 21 over time. Rotational motion can be observed.
ToF측정부(32)는 핸들과 안장 어느 한 부분 이상에 부착될 수 있다. The ToF measuring
반사체로 지정된 다른 부위로부터 반사되는 빛에 의해 계산되는 시간간격을 제외하기 위한 유효값판정부(36)를 더 포함할 수 있다. An effective
펄스발생기(24)가 발생시키는 펄스는 수 피코 초 이상 수 나노 초 이하일 수 있다. The pulse generated by the
시간-거리로 그려진 그래프중 두 개의 봉우리에서 같은 거리를 나타내는 순간의 시간간격을 이용하여 아래와 같은 식에 의해서 순간케이던스를 구할 수 있다. The instantaneous cadence can be obtained by the following equation using the instantaneous time interval representing the same distance from two peaks in the time-distance graph.
Cadence=(t2-t1)*60Cadence=(t2-t1)*60
상기 자전거크랭크 수를 측정하기 위한 장치는 충전기, 전방조명장치, 후방조명장치, 그라운드 스피드 측정장치, 케이던스 측정장치, 파워미터, 레이더(후방감지용, 차량등을 감지), 블랙박스, 사이클링컴퓨터, 네비게이션, 심박측정장치 중 어느 하나 이상의 장치와 구성부를 공유할 수 있다. The device for measuring the number of bicycle cranks includes a charger, a front lighting device, a rear lighting device, a ground speed measuring device, a cadence measuring device, a power meter, a radar (for rear detection, detecting vehicles, etc.), a black box, a cycling computer, Components may be shared with any one or more of a navigation device and a heart rate measuring device.
상기한 바와 같은 장치에 의하여 보다 정확한 케이던스를 구하게 되는 효과가 있다There is an effect of obtaining a more accurate cadence by the device as described above.
도1내지 도5는 본 발명에 따른 일실시예를 도시하기 위한 도면1 to 5 are views for illustrating an embodiment according to the present invention
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 도1,2는 각각 본 발명에 따른 케이던스 측정장치의 일실시예를 각각 도시한 도면이다. 도1에서는 케이던스측정장치(11)가 안장쪽에 부착되어 있고 도2에서는 핸들쪽에 부착되어 있다. 본 발명에 따른 케이던스 측정장치(11)는 운행에 따라 센서의 위치가 변하고 측정값이 영향을 받는 것을 피하기 위하여 빛의 ToF(Time of Flight)를 이용한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 and 2 are views respectively showing one embodiment of a cadence measuring device according to the present invention. In FIG. 1, the cadence measuring
빛은 속도가 일정하며 직진성이 좋아 상수로 취급할 수 있어 시간간격만 정확하게 측정한다면 해당 시간동안 빛이 움직인 거리를 쉽게 측정할 수 있다. 즉, 탑승자가 자전거에 앉아 페달링을 할 때 크랭크의 회전에 따라 페달은 원을 그리게 되는데 페달의 움직임에 따라 사용자의 신발이나 종아리와 같은 부위도 함께 원운동을 하게 되는데 사용자의 신발이나 종아리와 같은 부위가 하는 원운동을 계속적으로 측정하면서 케이던스를 측정하게 된다. Since light has a constant speed and good linearity, it can be treated as a constant, so if only the time interval is accurately measured, the distance the light has moved during that time can be easily measured. In other words, when a rider sits on a bicycle and pedals, the pedal draws a circle according to the rotation of the crank, and parts such as the user's shoes or calves also make a circular motion according to the movement of the pedals. Cadence is measured while continuously measuring the circular motion of the
도1에서는 안장의 뒤쪽에 별도의 고정장치에 의하여 케이던스 측정장치(11)가 부착되어 광송신기(21)와 광수신기(22)가 크랭크 쪽을 향하게 되는데 광송신기(21)에서 짧은 펄스 형태의 빛을 송신하고 탑승자의 신발이나 무릎 혹은 종아리와 같은 반사체에서 돌아오는 펄스와의 시간간격을 분석하여 반사체 까지의 거리를 측정한다. 도1에서 반사체는 자전거 탑승자의 신발이나 종아리 부위가 될 수 있으며 도2에서 반사체는 탑승자의 무릎이나 무릎의 주변부위가 될 수 있다. 도면에서 동그란 빨간색 점은 펄스가 반사되는 부분을 나타내는데 도시된 것과 같이 동심원을 그리지는 않게 되더라도 이와 유사한 폐곡선을 이루며 움직이게 된다. 또한, 도면에 도시된것보다 훨씬 더 짧은 간격으로 빛을 송신하고 수신할 수 있으며 도면에 도시한 것은 예시적인 것에 불과하다. 1, the
이와 같은 방법으로 탑승자가 페달을 밟는 속도보다 훨씬 더 짧은 간격으로 광펄스를 송신하고 수신하는 것을 반복하게 되면 도3에서와 같이 시간에 따라 거리의 그래프를 그릴 수 있게 되는데 매분당 최고점의 개수 혹은 봉우리의 갯수가 구하려는 케이던스가 된다. 한 개의 봉우리에서도 케이던스를 계산할 수 있는데 봉우리의 모양이 대개 일정하게 유지된다고 가정하면 케이던스를 RPM으로 표시하는 계산식은 다음과 같다. In this way, if light pulses are repeatedly transmitted and received at intervals much shorter than the speed at which the occupant steps on the pedal, a graph of the distance over time can be drawn as shown in FIG. 3. The number of peaks or peaks per minute The number of is the cadence you want to find. Cadence can be calculated even from one peak. Assuming that the shape of the peak remains constant, the formula for expressing cadence in RPM is as follows.
Cadence=(t2-t1)*60Cadence=(t2-t1)*60
페달링을 하다가 페이스가 조금 흐트러지거나 하더라도 전체적인 그래프는 계속해서 생성되기 때문에 순간케이던스를 구하여도 케이던스의 차이는 크지 않게 되며 순간 케이던스가 튀는 순간은 도3과 같은 그래프에서 즉시 확인이 가능하게 된다. Even if the pace is slightly disturbed while pedaling, the overall graph is continuously generated, so even if the instantaneous cadence is obtained, the difference in cadence is not large, and the moment when the instantaneous cadence bounces can be immediately confirmed on the graph as shown in FIG. 3.
광송신기(21)로부터 발신되는 펄스가 반사체가 아닌 다른 부위에서 반사될 수도 있지만 그래프의 모양은 그래프가 계속 그려지면서 대개 일정하게 유지하기 때문에 다른 부위에서 반사되는 펄스는 그래프를 크게 벗어나게 되므로 이러한 수치는 무시할 수 있다. 즉, 도면에서와 같이 비슷한 모양의 곡선을 이루기 때문에 특정한 측정 순간에서의 유효한 수치 범위는 이전 측정 순간에서의 측정값에서 크게 벗어나지 않아 매우 한정적이기 때문에 일정범위를 벗어나는 수치는 무시할 수 있다. Pulses emitted from the optical transmitter 21 may be reflected from other parts than the reflector, but since the shape of the graph is usually kept constant as the graph continues to be drawn, pulses reflected from other parts deviate greatly from the graph. can be ignored That is, as shown in the drawing, since a curve of a similar shape is formed, the effective numerical range at a specific measurement moment does not deviate greatly from the measured value at the previous measurement moment, so it is very limited, so values outside a certain range can be ignored.
특히 광송신부는 좁은 영역에 포커싱이 가능한 레이저를 이용하여 구성될 수 있다. 도6의 예에서처럼 페달링하는 신발의 특정 위치에 포커싱 된 ToF는 도6의 그래프와 같이 신발이 특정 위치에 존재할 때만 유의미한 반사 신호를 수신할 수 있고, 나머지 위치에서는 노이즈 레벨 이하의 신호를 수신할 수 있게 된다. 이와 같은 방법으로 크랭크의 회전에 따른 잡음비가 높은 수신 신호를 얻을 수 있으며 보다 정확한 케이던스 측정값을 도출 해낼 수 있다.In particular, the optical transmission unit may be configured using a laser capable of focusing in a narrow area. As in the example of FIG. 6 , the ToF focused on a specific position of a pedaling shoe can receive a meaningful reflection signal only when the shoe is present at a specific position, as shown in the graph of FIG. 6 , and receive signals below the noise level at other positions. there will be In this way, a received signal with a high noise ratio according to crank rotation can be obtained, and a more accurate cadence measurement value can be derived.
또한, 도1,2에서 각각 전면과 후면에 케이던스 측정장치를 설치하였지만 복수개의 케이던스 측정장치를 설치하고 서로의 수치를 비교함으로써 유효하지 않은 수치만 취함으로써 좀 더 정확성을 높일 수도 있다. 전면과 후면에 케이던스측정장치(11)를 설치하고 각각 서로의 현재의 측정치가 유효한것인지를 검증하는데 사용할 수도 있으며 두 개의 장치의 값을 평균하여 사용할 수도 있다. In addition, although cadence measuring devices are installed on the front and rear surfaces in FIGS. 1 and 2, respectively, accuracy can be further improved by installing a plurality of cadence measuring devices and taking only invalid values by comparing values with each other. The
또한 본 발명에 따른 케이던스 측정장치(11)는 운행에 의하여 케이던스 측정장치의 장착위치에서 약간의 움직임이 있다고 하여도 반사체의 움직임을 계속 관찰하여 측정하는 것이기 때문에 반사체의 움직임만 측정할 수 있다면 다소 위치에 변동이 생겨도 크게 문제가 되지 않는다. In addition, since the cadence measuring
도4는 본 발명에 따른 장치의 모듈을 도시하는 도면이며 도5는 ToF측정부(32)를 좀더 자세하게 도시하며 작동을 도시한 도면이다. 도4에서 무선통신송수신부(33)는 탑승자의 휴대폰과 통신하도록 하여 속도 위치 와 같은 주행기록을 남기도록 할 수 있으며 무선으로 연결되는 복수개의 ToF측정부(32)와 통신하는 역할을 하도록 할 수 있다. 필요한 경우 싸이클링 컴퓨터로 데이터를 전송하여 보다 종합적인 데이터를 수집하여 분석하도록 할 수도 있다. ToF측정부(32)는 케이던스를 계산하기위하여 광송신기와 광수신기사이의 시간간격을 측정하며 유효값판정부(36)는 측정된 시간간격중에서 유효하지 않은 값을 제거하도록 한다. 제어부(31)는 ToF측정부(32)로부터 전달된 거리정보의 변화를 해석하여 케이던스를 계산하는 것이외에도 전체적인 모듈의 작동을 관리하도록 한다. 디스플레이부(34)는 필요한 경우 유무선으로 전송된 케이던스 정보를 표시할 수 있도록 하며 전원공급부(35)는 전원을 공급하며 기타 자전거보조장치(36)는 전면과 후면의 기타의 자전거 보조장치와 전원과 공간을 공유하며 일체형으로 구성할 수 있다. GPS를 포함하도록 하여 이동경로 정보를 제어부에 전달함으로써 자전거의 이동경로를 표시하고 저장하도록 할 수 있으며 그 외 자전거에는 여러 가지 보조장치가 사용이 될 수 있는데 충전기, 전방조명장치, 후방조명장치, 그라운드 스피드 측정장치, 케이던스 측정장치, 파워미터, 레이더(후방감지용, 차량등을 감지), 블랙박스, 사이클링컴퓨터, 네비게이션, 심박측정장치 등이 사용이 될 수 있으며 이러한 장치들은 자전거의 앞면핸들이나 안장,포스트, 크랭크, 바퀴등에 각각 분리되어 설치되는데 각각의 장치들은 별도의 전원공급창치가 필요하며 각각의 장치들에서 생성된 측정데이터를 수신기능이 있는 모니터링장치에 보내기 위한 통신기능도 필요하다. 그런데 각각의 장치마다 전원이나 통신장치를 별도로 구비하는 것은 비용, 공간 활용 측면에서 효율적이지 않기 때문에 여러가지 장치를 통합하는 것이 유리하다.4 is a diagram showing the modules of the device according to the present invention, and FIG. 5 is a diagram showing the operation of the ToF measuring
본 발명에 따른 장치는 위에서 언급한 장치들과 쉽게 결합되며 여러 가지 모듈을 공통으로 사용할 수 있다. 도1,2에서 도시된 케이던스 측정장치는 각각 전방조명장치, 후방조명장치와 일체형으로 결합되어 제작될 수 있어 기존의 전후방 조명장치를 대체하면서도 높은 정밀도로 케이던스 측정까지 같이 할 수 있게 된다. The device according to the present invention is easily combined with the devices mentioned above and can use several modules in common. The cadence measurement devices shown in FIGS. 1 and 2 can be manufactured integrally with the front lighting device and the rear lighting device, respectively, so that the cadence can be measured with high precision while replacing the existing front and rear lighting devices.
도5에서 타이머(23)는 광이 방출되는 시간을 기록하고 해당시간에 펄스발생기(24)가 펄스를 발생시키면 같은시간에 광송신기(21)에 의해 광이 방출되며 거리 d 만큼을 직진하다 반사체에 반사되어 다시 같은 거리 d 만큼을 직진하여 광수신기(22)로 돌아오게되면 타이머(23)는 도착시간을 측정해서 출발부터 도착까지의 시간간격을 계산하며 거리계산기(25)에 의하여 시간간격을 이용하여 반사체까지의 거리 d가 계산이 되도록 한다. In FIG. 5, the
거리 d= 1/2*dT/c의 수식에 의하여 거리가 계산이 되는데 각각 d:거리, dT: 시간간격, c: 빛의 속도를 가리킨다. 빛의 속도는 상수이기 때문에 시간간격만 주어진다면 거리가 즉시 계산이 되며 시간간격은 2d 만큼의 거리를 움직이는 동안 걸린 시간이기 때문에 절반값만 취한다. 측정된 거리는 시간값을 이용하여 도3과 같은 그래프를 그리도록 하며 케이던스를 측정하는데 사용이 된다.The distance is calculated by the formula d= 1/2*dT/c, which indicates d: distance, dT: time interval, and c: speed of light. Since the speed of light is constant, the distance is calculated immediately if only the time interval is given, and since the time interval is the time taken while moving a distance as much as 2d, only half the value is taken. The measured distance is used to draw a graph as shown in FIG. 3 using the time value and is used to measure the cadence.
광송신기(21)는 전기신호를 광신호로 변경하게 되는데 레이저나 LED등 다양한 광원이 사용될 수 있으며 야외에서의 사용을 고려할 때 햇빛의 영향을 덜받는 적외선(Infra Red Ray)주파수를 사용할 수도 있다. 펄스발생기(24)는 광송신기를 구동할 수 있는 짧은 간격의 펄스를 만들어 내는데 빛의 속도가 매우 빠르기 때문에 펄스 폭은 충분히 좁아야 하며 보통 1nsec 이하로 하는 것이 좋다. 광수신기(22)는 광신호를 전기신호로 변환하며 광송신기(21)에 서 사용하는 파장대역을 수신할 수 있도록 구성이 되며 IR을 사용하는 경우 햇빛의 영향을 차단하기 위해서 광필터를 사용하는 것이 좋다. 타이머(23)는 송신, 수신 두 개의 펄스신호의 시간간격을 측정하며 거리계산기(25)는 타이머로부터 전달된 시간간격정보를 이용하여 반사체와의 거리를 계산한다. The optical transmitter 21 converts electrical signals into optical signals. Various light sources such as lasers or LEDs may be used, and infrared (Infra Red Ray) frequencies that are less affected by sunlight may be used when considering outdoor use. The
11: 케이던스 측정장치
21: 광송신기
22: 광수신기
23:타이머
24:펄스발생기
25:거리계산기
32:ToF측정부
33:무선통신송수신부
34:디스플레이부
35: 전원공급부
36: 유효값판정부11: cadence measuring device
21: optical transmitter 22: optical receiver
23: timer 24: pulse generator
25: distance calculator
32: ToF measurement unit 33: wireless communication transmission and reception unit
34: display unit 35: power supply unit
36: effective value judgment unit
Claims (9)
ToF측정부(32)를 포함하는데 ToF측정부(32)는
펄스를 발생시키는 펄스발생기(24)와
발생된 펄스에 의해 구동되며 광을 방출하는 광송신기와(21)
반사체로부터 반사된 광을 검출하는 광수신기(22)와
펄스발생기(24)로부터 펄스가 발생된 시간과 광수신기(22)로부터 광이 검출되는 시간의 간격을 계산하는 타이머(23)와
타이머(23)부터 전달되는 시간간격을 이용하여 아래의 식에 의하여 거리를 계산하는 거리계산기(25)를 포함하는, 빛의 왕복 시간 측정을 이용한 자전거 크랭크 수를 측정하기 위한 장치
d= 1/2*dT/c
d: 거리
dT: 시간간격
c: 빛의 속도A device for measuring the number of bicycle cranks using light round-trip time measurement,
It includes a ToF measuring unit 32, which ToF measuring unit 32
A pulse generator 24 for generating pulses and
An optical transmitter 21 driven by the generated pulse and emitting light
an optical receiver 22 for detecting the light reflected from the reflector; and
A timer 23 that calculates an interval between the time when a pulse is generated from the pulse generator 24 and the time when light is detected from the optical receiver 22; and
A device for measuring the number of bicycle cranks using the round-trip time measurement of light, including a distance calculator 25 that calculates the distance by the following formula using the time interval transmitted from the timer 23
d = 1/2*dT/c
d: distance
dT: time interval
c: speed of light
The method of claim 2, wherein the optical transmitter 21 transmits light toward any one of the shoes, knees, and calves of the cyclist and measures the distance from the optical transmitter 21 over time, so that while the rider steps on the pedals, A device for measuring the number of cranks on a bicycle by measuring the round-trip time of light, allowing the rotational motion of the shoe, knee, and calf to be observed.
The apparatus of claim 3, wherein the ToF measuring unit 32 is attached to at least one part of the handlebar and the saddle, and measures the number of bicycle cranks by measuring the round-trip time of light.
6. The method of claim 5, wherein the Tof measurement unit 32 uses a laser capable of focusing to focus on a pre-designated position so that a reflection signal is received only when the shoe comes to the pre-designated position, and signals below the noise level are received at other positions. A device for measuring the number of bicycle cranks using round trip time measurement of
Cadence=(t2-t1)*60
The method of claim 7, wherein the number of bicycle cranks is measured using the round-trip time measurement of light, in which the instantaneous cadence is obtained by the following equation using the instantaneous time interval representing the same distance from two peaks of the time-distance graph. device for
Cadence=(t2-t1)*60
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- 2022-10-31 KR KR1020220143177A patent/KR20230063337A/en unknown
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