KR20230102022A - system and control method for acquiring and analyzing swing data by classifying golf swing stages through the use of MEMS sensors - Google Patents

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본 발명의 일 양상인 단말 또는 서버; 및 상기 단말 또는 서버와 네트워크를 구축하고, 골프 스윙 분석을 위한 데이터를 수집하는 기구;를 포함하는 시스템에 있어서, 상기 기구는, 골프채의 적어도 일부에 장착되는 복수의 MEMS(Micro Electro-Mechanical Systems) 센서부; 상기 골프채의 그립 부분에 배치되는 적어도 하나의 압력 센서부; 및 상기 복수의 MEMS 센서부와 압력 센서부가 수집한 데이터 중 적어도 일부를 상기 구축한 통신 네트워크를 통해 외부로 전송하는 통신부; 를 포함하고, 상기 복수의 MEMS 센서부는 상기 골프채 샤프트, 상기 골프채 헤드 및 상기 손목의 3축 가속도 변화 데이터 및 3축 각속도 변화 데이터를 수집하고, 상기 압력 센서부는 상기 골프채 그립 부분의 압력 변화 데이터를 수집하며, 상기 통신부를 통해, 상기 기구에서 수집된 데이터를 수신한 단말 또는 서버는, 골프 스윙의 단계를 8 단계로 구분하고, 상기 골프채 샤프트, 상기 골프채 헤드 및 상기 손목의 3축 가속도 변화 데이터 및 3축 각속도 변화 데이터와 압력 변화 데이터를 이용하여, 상기 8 단계 각각에 대한 서로 다른 골프 스윙 분석 데이터를 도출할 수 있다.An aspect of the present invention, a terminal or server; and a device for establishing a network with the terminal or server and collecting data for golf swing analysis, wherein the device includes a plurality of MEMS (Micro Electro-Mechanical Systems) mounted on at least a part of a golf club. sensor unit; at least one pressure sensor unit disposed on a grip portion of the golf club; and a communication unit that transmits at least some of the data collected by the plurality of MEMS sensor units and the pressure sensor unit to the outside through the established communication network. The plurality of MEMS sensor units collect 3-axis acceleration change data and 3-axis angular velocity change data of the golf club shaft, the golf club head, and the wrist, and the pressure sensor unit collects pressure change data of the golf club grip portion. And, through the communication unit, the terminal or server that receives the data collected by the device divides the golf swing stage into 8 stages, and the 3-axis acceleration change data of the golf club shaft, the golf club head, and the wrist and 3 Using the axial angular velocity change data and the pressure change data, different golf swing analysis data for each of the eight steps may be derived.

Figure P1020210191450
Figure P1020210191450

Description

MEMS 센서 활용을 통해, 골프 스윙 단계를 구분하여 스윙 데이터를 취득하고 분석하는 시스템 및 제어방법 {system and control method for acquiring and analyzing swing data by classifying golf swing stages through the use of MEMS sensors}System and control method for acquiring and analyzing swing data by classifying golf swing stages through the use of MEMS sensors}

본 발명은 MEMS 센서 활용을 통해, 골프 스윙 단계를 구분하여 스윙 데이터를 취득하고 분석하는 시스템 및 제어방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은MEMS 센서를 이용한 스윙 데이터를 수집하고, 시계열 데이터 스펙트럼 분석에 의한 골프 스윙 8단계를 구분하며, 8단계 구분에 따른 구간별 데이터를 구분하고, 머신러닝을 통한 구간별 학습 모델을 구축한 후 골프 스윙 품질에 활용하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system and control method for acquiring and analyzing swing data by dividing golf swing stages through the use of a MEMS sensor. Specifically, the present invention collects swing data using a MEMS sensor, classifies 8 stages of a golf swing by time-series data spectrum analysis, classifies data for each segment according to the 8 stages, and learns a model for each segment through machine learning. It relates to a system and method for constructing and then utilizing it for golf swing quality.

전통적 헬스 산업에 IT를 접목하며 신기술 개발에 주력하며, 사전 건강관리부터 운동 보조, 질병관리 등 다양한 분야에서 IT와 접목된 제품, 서비스가 탄생하고 있다.It focuses on developing new technologies by grafting IT on the traditional health industry, and products and services grafted with IT are being created in various fields, from pre-health management to exercise assistance and disease management.

세계 각국은 헬스케어 사업을 핵심 비즈니스로 육성하고 있는데, 특히, 의료+ICT의 융합이 해결책으로 부각되면서 주요 나라는 정부 차원에서 지원 정책을 적극 추진하고 있다.Countries around the world are fostering the healthcare business as a core business, and in particular, as the convergence of medical care + ICT has emerged as a solution, major countries are actively promoting support policies at the government level.

또한, 미국에서 헬스케어 부문 벤처투자가 지난 2008년 이래 최고를 기록했으며, PwC에 따르면 작년도 생명과학 부문 투자는 총 86억달러, 789건이었으며, 헬스케어 투자액은 전체 벤처투자 18%를 차지하고 있다.In addition, venture investment in the healthcare sector in the United States recorded the highest since 2008, and according to PwC, investment in the life science sector last year totaled $8.6 billion, or 789 cases, and healthcare investment accounted for 18% of the total venture investment.

매킨지에 따르면 중국 의료보험 규모가 2020년까지 총 100조달러에 달할 것으로 예상되는 등 중국은 세계 최대 헬스케어 시장으로 급부상 중이다.According to McKinsey, China's medical insurance is expected to reach a total of $100 trillion by 2020, and China is rapidly emerging as the world's largest healthcare market.

한편, 이러한 헬스케어 제품 중 사용자가 개인적으로 이용할 수 있는 골프 운동 기기에 대한 관심도도 시장의 성장과 함께 주목받고 있다.On the other hand, interest in golf exercise equipment that users can use personally among these health care products is also attracting attention along with the growth of the market.

그러나 개인적으로 골프 운동 기구를 이용하여 운동하는 사용자는 어느 정도 운동을 해야 자신의 신체에 맞는 최적화된 운동인지를 알기 어렵다는 문제점이 있었다. However, there is a problem in that it is difficult for users who personally exercise using the golf exercise equipment to know how much exercise is required to optimize the exercise for their body.

즉, 사용자는 본인의 신체의 가동범위(ROM: Range of Motion)에 대해 평소에 알고 있기 어려우므로, 어느 정도의 운동량 또는 어떠한 종류의 운동이 본인에게 적합한지 쉽게 알 수 없다는 문제점이 있었다.That is, since it is difficult for the user to usually know about the range of motion (ROM) of the user's body, there is a problem in that it is difficult to easily know how much exercise or what type of exercise is suitable for the user.

또한, 사용자는 매일 매일의 운동 결과를 저장하고 비교 분석하면서 장기적인 운동 목표에 맞게 다음 운동 프로그램을 조정하거나 추가적인 운동을 해야 하는데, 이러한 사용자 운동 관리는 특별한 경우 종이에 개인적으로 기록하는 정도 외에는 거의 이루어지지 않고 있다는 문제점도 있었다.In addition, the user has to adjust the next exercise program or perform additional exercise to suit the long-term exercise goal while storing and comparing and analyzing the daily exercise results. There was also the problem of not having it.

따라서 이러한 문제점을 해결할 수 있는 스마트 골프 운동 장치, 시스템 및 제어방법에 대한 필요성이 대두되고 있는 실정이다.Therefore, the need for a smart golf exercise device, system, and control method capable of solving these problems is emerging.

대한민국 특허청 등록번호 제10-0927473호Korean Intellectual Property Office Registration No. 10-0927473 대한민국 특허청 등록번호 제10-0979198호Korean Intellectual Property Office Registration No. 10-0979198

본 발명은 MEMS 센서 활용을 통해, 골프 스윙 단계를 구분하여 스윙 데이터를 취득하고 분석하는 시스템 및 제어방법을 제안하고자 한다.The present invention intends to propose a system and control method for acquiring and analyzing swing data by classifying golf swing stages through the use of MEMS sensors.

구체적으로, 본 발명은MEMS 센서를 이용한 스윙 데이터를 수집하고, 시계열 데이터 스펙트럼 분석에 의한 골프 스윙 8단계를 구분하며, 8단계 구분에 따른 구간별 데이터를 구분하고, 머신러닝을 통한 구간별 학습 모델을 구축한 후 골프 스윙 품질에 활용하는 시스템 및 방법을 제안하고자 한다.Specifically, the present invention collects swing data using a MEMS sensor, classifies 8 stages of a golf swing by time-series data spectrum analysis, classifies data for each segment according to the 8 stages, and learns a model for each segment through machine learning. After constructing the system and method used for golf swing quality, I would like to propose.

본 발명은 의료기기에 적용된 안전하고 정확한 생체신호 측정 기술을 골프용품 시장에 연습용 운동기기로 확장하고 디지털 헬스케어와 레저휴양지식서비스의 활성화를 위한 ICT기술을 융합한 신제품을 제공하는데 그 목적이 있다.The purpose of the present invention is to expand the safe and accurate bio-signal measurement technology applied to medical devices to exercise equipment for practice in the golf equipment market and to provide a new product that combines ICT technology to activate digital health care and leisure and recreation knowledge services. .

본 제안 기술의 핵심은 골프 스윙에서 중요한 요소로 알려져 있는 손목의 코킹 각도 및 그립에서 악력의 변화를 실시간으로 정량적으로 측정이 가능한 센서부를 개발하고, 9축 자이로, 가속도, 지자기 센서를 이용하여 클럽 헤드 부분의 스윙 분석이 가는 정보들을 연산하여 실시간 연동시켜서, 스윙시 측정된 손의 생체적 정보를 바탕으로 단계별 정량적 운동 목표 및 반복 운동이 가능하여 원격 진단 및 티칭이 가능한 ICT 기반 골프 운동기기를 개발하는데 목적이 있다.The core of this proposed technology is to develop a sensor that can quantitatively measure the change in grip strength in the grip and cocking angle of the wrist, which are known to be important factors in the golf swing, in real time, and use a 9-axis gyro, acceleration, and geomagnetic sensor to measure the club head. To develop an ICT-based golf exercise device capable of remote diagnosis and teaching by calculating and linking the information of the swing analysis of the part in real time, enabling step-by-step quantitative exercise goals and repetitive exercises based on the biometric information of the hand measured during swing. There is a purpose.

본 발명에 따르면, 자이로센서 및 가속도 센서와 압력센서 및 회전각 센서등 물리적인 센서를 연동하여 보다 정확하고 필요한 정보를 측정하여 분석 및 교정 훈련에 활용하고자 한다.According to the present invention, physical sensors such as a gyro sensor, an acceleration sensor, a pressure sensor, and a rotation angle sensor are interlocked to measure more accurate and necessary information and use it for analysis and correction training.

또한, 본 제안 기술은 골프 플레이어의 스윙시 변화하는 손목 각도, 악력, 근전도 등 생체 정보와 스윙궤적에 따른 정보를 수집하여 분석하고 반복적 교정훈련이 모두 가능한 ICT기반 골프운동기기로서, 골프에 입문하는 아마추어부터 퍼포먼스 향상 및 스포츠 손상 예방이 중요한 프로선수까지 쉽게 사용하면서 데이터를 관리하고자 한다.In addition, the proposed technology is an ICT-based golf exercise device capable of collecting and analyzing biometric information such as wrist angle, grip strength, and electromyography that change during a golf player's swing and information along the swing trajectory, and performing repetitive corrective training. From amateurs to professional players, where performance improvement and sports injury prevention are important, we want to manage data while using it easily.

또한, 본 발명은 MEMS 센서의 가속계 데이터 혹은 자이로 데이터 단독으로 각도 변화를 계산할 수 있으나, 기준점이 없는 상대적 움직임 상태에서의 정확한 각도 계산이 불가능함으로 가속계 데이터와 자이로 데이터를 상보 필터 등을 이용해 계산하여 상대적으로 정확한 각도 변화를 계산하고자 한다.In addition, the present invention Although it is possible to calculate the angle change with the MEMS sensor's accelerometer data or gyro data alone, it is impossible to calculate an accurate angle in a relative motion state without a reference point. want to calculate

한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical problems that are not mentioned will become clear to those skilled in the art from the description below. You will be able to understand.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 양상인 단말 또는 서버; 및 상기 단말 또는 서버와 네트워크를 구축하고, 골프 스윙 분석을 위한 데이터를 수집하는 기구;를 포함하는 시스템에 있어서, 상기 기구는, 골프채의 적어도 일부에 장착되는 복수의 MEMS(Micro Electro-Mechanical Systems) 센서부; 상기 골프채의 그립 부분에 배치되는 적어도 하나의 압력 센서부; 및 상기 복수의 MEMS 센서부와 압력 센서부가 수집한 데이터 중 적어도 일부를 상기 구축한 통신 네트워크를 통해 외부로 전송하는 통신부; 를 포함하고, 상기 복수의 MEMS 센서부는 상기 골프채 샤프트, 상기 골프채 헤드 및 상기 손목의 3축 가속도 변화 데이터 및 3축 각속도 변화 데이터를 수집하고, 상기 압력 센서부는 상기 골프채 그립 부분의 압력 변화 데이터를 수집하며, 상기 통신부를 통해, 상기 기구에서 수집된 데이터를 수신한 단말 또는 서버는, 골프 스윙의 단계를 8 단계로 구분하고, 상기 골프채 샤프트, 상기 골프채 헤드 및 상기 손목의 3축 가속도 변화 데이터 및 3축 각속도 변화 데이터와 압력 변화 데이터를 이용하여, 상기 8 단계 각각에 대한 서로 다른 골프 스윙 분석 데이터를 도출할 수 있다.An aspect of the present invention for achieving the above technical problem is a terminal or server; and a device for establishing a network with the terminal or server and collecting data for golf swing analysis, wherein the device includes a plurality of MEMS (Micro Electro-Mechanical Systems) mounted on at least a part of a golf club. sensor unit; at least one pressure sensor unit disposed on a grip portion of the golf club; and a communication unit that transmits at least some of the data collected by the plurality of MEMS sensor units and the pressure sensor unit to the outside through the established communication network. The plurality of MEMS sensor units collect 3-axis acceleration change data and 3-axis angular velocity change data of the golf club shaft, the golf club head, and the wrist, and the pressure sensor unit collects pressure change data of the golf club grip portion. And, through the communication unit, the terminal or server that receives the data collected by the device divides the golf swing stage into 8 stages, and the 3-axis acceleration change data of the golf club shaft, the golf club head, and the wrist and 3 Using the axial angular velocity change data and the pressure change data, different golf swing analysis data for each of the eight steps may be derived.

또한, 상기 골프 스윙의 8 단계는, 사용자가 셉업하는 어드레스 단계(1단계); 상기 사용자가 상기 골프채를 움직이는 테이크 어웨이 단계(2단계); 상기 사용자가 상기 골프채를 올리는 전체 길이 중 절반에 해당하는 위치로 상기 골프채를 위치시키는 하프 스윙 단계(3단계); 상기 사용자가 상기 전체 길이 중 가장 큰 위치로 상기 골프채를 위치시키는 탑 스윙 단계(4단계); 상기 사용자가 상기 골프채를 내리는 과정은 다운 스윙 단계(4단계); 상기 골프채와 공이 접촉하는 임팩트 단계(5단계); 상기 사용자가 공과의 접촉 이후에 상기 골프채에 대한 힘을 줄여가는 과정인 릴리즈 단계(6단계); 및 상기 골프 스윙을 마무리 하는 피니쉬 단계(7단계);를 포함할 수 있다.In addition, the eight steps of the golf swing include an address step (step 1) in which the user sets up; a take away step in which the user moves the golf club (step 2); a half swing step (step 3) of positioning the golf club at a position corresponding to half of the total length of the golf club by the user; a top swing step (step 4) in which the user positions the golf club at the largest position among the total lengths; The process of the user lowering the golf club includes a down swing step (step 4); An impact step (step 5) in which the golf club and the ball contact each other; A release step (step 6), which is a process in which the user reduces the force on the golf club after contact with the ball; and a finish step (step 7) of finishing the golf swing.

또한, 상기 1 단계에서는 그립 압력 정보 및 샤프트 각도 정보가 도출되고, 상기 2 단계에서는 상기 그립 압력 정보 및 손목 각도 변화 정보가 도출되며, 상기 3 단계에서는 상기 그립 압력 정보 및 코킹 각도 변화 정보가 도출되고, 상기 4 단계에서는 상기 그립 압력 정보 및 상기 샤프트 각도 정보가 도출되며, 상기 5 단계에서는 전환 샤프트 평면 각도 정보 및 상기 스윙 관련 궤도 각도 정보가 도출되고, 상기 6 단계에서는 상기 그립 압력 정보, 상기 골프채의 헤드 스피드 변화 정보, 접근각 정보 및 페스이 각도 정보가 도출되며, 상기 7 단계에서는 상기 그립 압력 정보, 상기 손목 각도 변화 정보 및 상기 샤프트 각도 정보가 도출되고, 상기 8 단계에는 상기 그립 압력 정보 및 상기 손목 각도 변화 정보가 도출될 수 있다.In addition, in step 1, grip pressure information and shaft angle information are derived, in step 2, the grip pressure information and wrist angle change information are derived, and in step 3, the grip pressure information and cocking angle change information are derived. In the step 4, the grip pressure information and the shaft angle information are derived, in the step 5, the conversion shaft plane angle information and the swing-related trajectory angle information are derived, and in the step 6, the grip pressure information and the golf club Head speed change information, approach angle information, and face angle information are derived. In step 7, the grip pressure information, wrist angle change information, and shaft angle information are derived. In step 8, the grip pressure information and the wrist angle information are derived. Angle change information may be derived.

또한, 상기 골프채 샤프트, 상기 골프채 헤드 및 상기 손목의 3축 가속도 변화 데이터 및 3축 각속도 변화 데이터와 압력 변화 데이터 중 적어도 하나를 이용하여 상기 골프 스윙 과정에서의 샤프트 각도 변화, 손목 각도 변화, 헤드 각도 변화, 헤드 속도 변화 및 그립 압력 변화 중 적어도 하나를 도출할 수 있다.In addition, the shaft angle change, the wrist angle change, and the head angle in the course of the golf swing using at least one of three-axis acceleration change data, three-axis angular velocity change data, and pressure change data of the golf club shaft, the golf club head, and the wrist. At least one of change, head speed change, and grip pressure change may be derived.

또한, 상기 단말 또는 서버는, 상기 골프 스윙 과정에서의 샤프트 각도 변화, 손목 각도 변화, 헤드 각도 변화, 헤드 속도 변화 및 그립 압력 변화 중 적어도 하나를 이용하여, 상기 골프 스윙 과정에서의 스윙 궤도 변화, 스윙시 최고 속도, 상기 골프채와 공이 접촉하는 임팩트시 헤드 각도 및 스윙 시간 중 적어도 하나를 도출할 수 있다.In addition, the terminal or server uses at least one of a shaft angle change, a wrist angle change, a head angle change, a head speed change, and a grip pressure change during the golf swing process to change a swing trajectory in the golf swing process, At least one of a maximum speed when swinging, a head angle at the time of impact where the golf club and the ball contact each other, and a swing time may be derived.

또한, 상기 단말 또는 서버는, 상기 골프 스윙 과정에서의 스윙 궤도 변화, 스윙시 최고 속도, 임팩트시 헤드 각도 및 스윙 시간 중 적어도 하나를 이용하여, 상기 임팩트시 헤드 위치 오차, 상기 임팩트시 헤드 각도 오차, 상기 임팩트시 헤드 각도에 따른 스핀 정보 및 발사각(탄도각) 정보 중 적어도 하나를 도출할 수 있다.In addition, the terminal or server determines the head position error during impact and the head angle error during impact using at least one of a swing trajectory change during the golf swing, a maximum speed during swing, a head angle during impact, and a swing time. , At least one of spin information and launch angle (trajectory angle) information according to the head angle at the time of impact may be derived.

또한, 상기 단말 또는 서버는, 상기 도출된 스윙 궤도 변화, 스윙시 최고 속도, 임팩트시 헤드 각도 및 스윙 시간, 상기 임팩트시 헤드 위치 오차, 상기 임팩트시 헤드 각도 오차, 상기 임팩트시 헤드 각도에 따른 스핀 정보 및 발사각(탄도각) 정보 중 적어도 하나를 기초로, 상기 스윙 교정을 위한 교정 정보를 생성할 수 있다.In addition, the terminal or server may include the derived swing trajectory change, maximum speed during swing, head angle and swing time at impact, head position error at impact, head angle error at impact, and spin according to the head angle at impact. Correction information for the swing correction may be generated based on at least one of information and launch angle (trajectory angle) information.

또한, 복수의 MEMS 센서부는 자이로 센서, 가속도 센서 및 지자기 센서를 포함할 수 있다.Also, the plurality of MEMS sensor units may include a gyro sensor, an acceleration sensor, and a geomagnetic sensor.

한편, 상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 일 양상인 단말 또는 서버; 및 상기 단말 또는 서버와 네트워크를 구축하고 골프 스윙 분석을 위한 데이터를 수집하기 위해 골프채의 적어도 일부에 장착되는 복수의 MEMS(Micro Electro-Mechanical Systems) 센서부, 상기 골프채의 그립 부분에 배치되는 적어도 하나의 압력 센서부와 상기 복수의 MEMS 센서부와 압력 센서부가 수집한 데이터 중 적어도 일부를 상기 구축한 통신 네트워크를 통해 외부로 전송하는 통신부 를 포함는 기구;를 이용한 골프 스윙 교정 방법에 있어서, 상기 복수의 MEMS 센서부는 상기 골프채 샤프트, 상기 골프채 헤드 및 상기 손목의 3축 가속도 변화 데이터 및 3축 각속도 변화 데이터를 수집하고, 상기 압력 센서부는 상기 골프채 그립 부분의 압력 변화 데이터를 수집하는 제 1 단계; 상기 통신부를 통해, 상기 단말 또는 서버가 상기 기구에서 수집된 데이터를 수신하는 제 2 단계; 및 상기 단말 또는 서버가 골프 스윙의 단계를 8 단계로 구분하고, 상기 골프채 샤프트, 상기 골프채 헤드 및 상기 손목의 3축 가속도 변화 데이터 및 3축 각속도 변화 데이터와 압력 변화 데이터를 이용하여, 상기 8 단계 각각에 대한 서로 다른 골프 스윙 분석 데이터를 도출하제 3 단계;를 포함하고, 상기 제 3 단계에서, 상기 골프 스윙의 8 단계는, 사용자가 셉업하는 어드레스 단계(1단계); 상기 사용자가 상기 골프채를 움직이는 테이크 어웨이 단계(2단계); 상기 사용자가 상기 골프채를 올리는 전체 길이 중 절반에 해당하는 위치로 상기 골프채를 위치시키는 하프 스윙 단계(3단계); 상기 사용자가 상기 전체 길이 중 가장 큰 위치로 상기 골프채를 위치시키는 탑 스윙 단계(4단계); 상기 사용자가 상기 골프채를 내리는 과정은 다운 스윙 단계(5단계); 상기 골프채와 공이 접촉하는 임팩트 단계(6단계); 상기 사용자가 공과의 접촉 이후에 상기 골프채에 대한 힘을 줄여가는 과정인 릴리즈 단계(7단계); 및 상기 골프 스윙을 마무리 하는 피니쉬 단계(8단계);를 포함하며, 상기 1 단계에서는 그립 압력 정보 및 샤프트 각도 정보가 도출되고, 상기 2 단계에서는 상기 그립 압력 정보 및 손목 각도 변화 정보가 도출되며, 상기 3 단계에서는 상기 그립 압력 정보 및 코킹 각도 변화 정보가 도출되고, 상기 4 단계에서는 상기 그립 압력 정보 및 상기 샤프트 각도 정보가 도출되며, 상기 5 단계에서는 전환 샤프트 평면 각도 정보 및 상기 스윙 관련 궤도 각도 정보가 도출되고, 상기 6 단계에서는 상기 그립 압력 정보, 상기 골프채의 헤드 스피드 변화 정보, 접근각 정보 및 페스이 각도 정보가 도출되며, 상기 7 단계에서는 상기 그립 압력 정보, 상기 손목 각도 변화 정보 및 상기 샤프트 각도 정보가 도출되고, 상기 8 단계에는 상기 그립 압력 정보 및 상기 손목 각도 변화 정보가 도출될 수 있다.On the other hand, another aspect of the present invention for achieving the above technical problem is a terminal or server; and a plurality of MEMS (Micro Electro-Mechanical Systems) sensor units mounted on at least a part of a golf club to establish a network with the terminal or server and collect data for golf swing analysis, and at least one disposed on a grip portion of the golf club. In the golf swing correction method using the apparatus including a pressure sensor unit and a communication unit for transmitting at least some of the data collected by the plurality of MEMS sensor units and the pressure sensor unit to the outside through the established communication network, the plurality of A first step of collecting 3-axis acceleration change data and 3-axis angular velocity change data of the golf club shaft, the golf club head, and the wrist by the MEMS sensor unit, and collecting pressure change data of the golf club grip portion by the pressure sensor unit; a second step of receiving, by the terminal or server, the data collected by the device through the communication unit; and the terminal or server divides the golf swing into 8 steps, and uses 3-axis acceleration change data, 3-axis angular velocity change data and pressure change data of the golf club shaft, the golf club head, and the wrist, and a third step of deriving different golf swing analysis data for each golf swing. In the third step, the 8 steps of the golf swing include an address step (step 1) in which the user sets up; a take away step in which the user moves the golf club (step 2); a half swing step (step 3) of positioning the golf club at a position corresponding to half of the total length of the golf club by the user; a top swing step (step 4) in which the user positions the golf club at the largest position among the total lengths; The process of the user lowering the golf club includes a down swing step (step 5); An impact step (step 6) in which the golf club and the ball contact each other; A release step (step 7), which is a process in which the user reduces the force on the golf club after contact with the ball; and a finish step (step 8) of finishing the golf swing, wherein grip pressure information and shaft angle information are derived in step 1, and grip pressure information and wrist angle change information are derived in step 2, In step 3, the grip pressure information and cocking angle change information are derived, in step 4, the grip pressure information and the shaft angle information are derived, and in step 5, the conversion shaft plane angle information and the swing-related trajectory angle information are derived. is derived, and in step 6, the grip pressure information, head speed change information, approach angle information, and face angle information of the golf club are derived, and in step 7, the grip pressure information, the wrist angle change information, and the shaft angle Information is derived, and in step 8, the grip pressure information and the wrist angle change information may be derived.

본 발명은 스마트 골프 운동 장치, 시스템 및 제어방법을 사용자에게 제공할 수 있다.The present invention can provide a smart golf exercise device, system, and control method to a user.

본 발명은 MEMS 센서 활용을 통해, 골프 스윙 단계를 구분하여 스윙 데이터를 취득하고 분석하는 시스템 및 제어방법을 제공할 수 있다.The present invention can provide a system and control method for obtaining and analyzing swing data by classifying stages of a golf swing through the use of a MEMS sensor.

구체적으로, 본 발명은 MEMS 센서를 이용한 스윙 데이터를 수집하고, 시계열 데이터 스펙트럼 분석에 의한 골프 스윙 8단계를 구분하며, 8단계 구분에 따른 구간별 데이터를 구분하고, 머신러닝을 통한 구간별 학습 모델을 구축한 후 골프 스윙 품질에 활용하는 시스템 및 방법을 제공할 수 있다.Specifically, the present invention collects swing data using a MEMS sensor, classifies 8 stages of a golf swing by time-series data spectrum analysis, classifies data for each segment according to the 8 stages, and learns a model for each segment through machine learning. After constructing, it is possible to provide a system and method used for golf swing quality.

또한, 본 발명은 MEMS 센서의 가속계 데이터 혹은 자이로 데이터 단독으로 각도 변화를 계산할 수 있으나, 기준점이 없는 상대적 움직임 상태에서의 정확한 각도 계산이 불가능함으로 가속계 데이터와 자이로 데이터를 상보 필터 등을 이용해 계산하여 상대적으로 정확한 각도 변화를 계산할 수 있다.In addition, the present invention Although it is possible to calculate the angle change with the MEMS sensor's accelerometer data or gyro data alone, it is impossible to calculate an accurate angle in a relative motion state without a reference point. can be calculated

본 제안 기술의 핵심은 골프 스윙에서 중요한 요소로 알려져 있는 손목의 코킹 각도 및 그립에서 악력의 변화를 실시간으로 정량적으로 측정이 가능한 센서부를 개발하고, 9축 자이로, 가속도, 지자기 센서를 이용하여 클럽 헤드 부분의 스윙 분석이 가는 정보들을 연산하여 실시간 연동시켜서, 스윙시 측정된 손의 생체적 정보를 바탕으로 단계별 정량적 운동 목표 및 반복 운동이 가능하여 원격 진단 및 티칭이 가능한 ICT 기반 골프 운동기기를 제공할 수 있다.The core of this proposed technology is to develop a sensor that can quantitatively measure the change in grip strength in the grip and cocking angle of the wrist, which are known to be important factors in the golf swing, in real time, and use a 9-axis gyro, acceleration, and geomagnetic sensor to measure the club head. It is possible to provide an ICT-based golf exercise device capable of remote diagnosis and teaching by calculating and linking the information of the swing analysis of the part in real time, and enabling quantitative exercise goals and repeated exercises for each step based on the biometric information of the hand measured during swing. can

본 발명에 따르면, 자이로센서 및 가속도 센서와 압력센서 및 회전각 센서등 물리적인 센서를 연동하여 보다 정확하고 필요한 정보를 측정하여 분석 및 교정 훈련에 활용할 수 있다,According to the present invention, it is possible to measure more accurate and necessary information by interlocking physical sensors such as a gyro sensor, an acceleration sensor, a pressure sensor, and a rotation angle sensor, and use it for analysis and correction training.

또한, 본 제안 기술은 골프 플레이어의 스윙시 변화하는 손목 각도, 악력, 근전도 등 생체 정보와 스윙궤적에 따른 정보를 수집하여 분석하고 반복적 교정훈련이 모두 가능한 ICT기반 골프운동기기로서, 골프에 입문하는 아마추어부터 퍼포먼스 향상 및 스포츠 손상 예방이 중요한 프로선수까지 쉽게 사용하면서 데이터 관리가 가능할 수 있다.In addition, the proposed technology is an ICT-based golf exercise device capable of collecting and analyzing biometric information such as wrist angle, grip strength, and electromyography that change during a golf player's swing and information along the swing trajectory, and performing repetitive corrective training. From amateurs to professional players, where performance improvement and sports damage prevention are important, data management can be possible while using it easily.

한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the effects obtainable in the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below. You will be able to.

도 1은 본 발명이 제안하는 스마트 운동기기의 블록구성도를 도시한 것이다.
도 2은 본 발명이 제안하는 스마트 운동기기, 단말 및 서버를 통한 운동 방법을 설명하는 순서도이다.
도 3은 본 발명에 따라 단말에서 어플리케이션을 설치하고, 사용자를 등록하는 과정을 설명하는 순서도이다.
도 4은 본 발명에 따라 스마트기기를 통해 사용자의 운동 목표값을 설정하는 과정을 설명하는 순서도이다.
도 5는 본 발명에 따라 사용자가 스마트 기기를 통해 운동하는 과정을 설명하는 순서도이다.
도 6은 본 발명에 따라 운동에 대한 결과를 단말을 통해 사용자에 피드백하는 과정을 설명하는 순서도이다.
도 7은 도 2 내지 도 6에서 설명한 스마트 운동기기, 단말 및 서버를 통한 운동 방법을 설명하는 순서도이다.
도 8은 본 발명에 따른 전문가 활용 골프 스윙시 측정 데이터 수집 알고리즘의 적용 일례를 도시한 것이다.
도 9는 본 발명에 따른 스윙센서 및 생체정보 측정모듈 시스템의 일례를 도시한 것이다.
도 10은 본 발명에 따른 스마트 골프 운동기기의 개념 및 예상 이미지의 일례를 도시한 것이다.
도 11은 본 발명에 따라 손 생체정보를 센싱하는 일례를 도시한 것이다.
도 12는 본 발명에 따라 스윙 분석 센싱의 일례를 도시한 것이다.
도 13은 본 발명과 관련하여, 센서 데이터 연동 프로세싱 및 무선통신부의 일례를 도시한 것이다.
도 14는 본 발명과 관련하여, ICT 기반 데이터 관리 및 원격 교정 훈련의 일례를 도시한 것이다.
도 15는 본 발명에 따른 ICT 플랫폼 및 사용자용 컨텐츠의 일례를 도시한 것이다.
도 16은 본 발명과 관련하여, 전문가 및 운동센터 방문 운동 및 원격 어드바이스의 적용 일례를 도시한 것이다.
도 17은 스윙시 메인 샤프트와 헤드 부분 가속센서 데이터 값을 나타낸 것이다.
도 18은 스윙시 메인 샤프트의 가속센서 데이터와 자이로센서 데이터, 이를 사용한 각도 데이터를 나타낸 것이다.
도 19는 스윙시 메인 샤프트 각도, 헤드 각도, 손목 각도 데이터를 나타낸 것이다.
도 20은 본 발명이 제안하는 기구물의 개념도 일례를 도시한 것이고, 도 21은 실제 기구물의 일례를 도시한 것이다.
도 22는 골프 스윙 8단계와 단계와 단계별 주요 데이터를 도시한 것이다.
도 23은 MEMS 센서에 의해 취득된 가속계 데이터, 회전량 데이터, 계산된 각도 데이터를 도시한 것이다.
도 24a 내지 도 24c는 데이터에 따른 골프 스윙 8단계 구분의 일례를 도시한 것이다.
Figure 1 shows a block configuration diagram of a smart exercise device proposed by the present invention.
2 is a flowchart illustrating an exercise method through a smart exercise device, a terminal, and a server proposed by the present invention.
3 is a flowchart illustrating a process of installing an application in a terminal and registering a user according to the present invention.
4 is a flowchart illustrating a process of setting a user's exercise target value through a smart device according to the present invention.
5 is a flowchart illustrating a process in which a user exercises through a smart device according to the present invention.
6 is a flowchart illustrating a process of feeding back results of an exercise to a user through a terminal according to the present invention.
7 is a flowchart illustrating a method of exercising through the smart exercise device, terminal, and server described in FIGS. 2 to 6 .
8 illustrates an example of application of the measurement data collection algorithm during golf swing using experts according to the present invention.
9 shows an example of a swing sensor and biometric information measurement module system according to the present invention.
10 shows an example of a concept and expected image of a smart golf exercise device according to the present invention.
11 illustrates an example of sensing hand biometric information according to the present invention.
12 shows an example of swing analysis sensing according to the present invention.
13 illustrates an example of a sensor data interworking processing and a wireless communication unit in relation to the present invention.
14 illustrates an example of ICT-based data management and remote calibration training in relation to the present invention.
15 illustrates an example of contents for an ICT platform and a user according to the present invention.
16 illustrates an example of application of expert and exercise center visiting exercise and remote advice in relation to the present invention.
17 shows data values of the main shaft and the head acceleration sensor during swing.
18 illustrates acceleration sensor data and gyro sensor data of the main shaft during swing, and angle data using the same.
19 shows main shaft angle, head angle, and wrist angle data during swing.
20 shows an example of a conceptual diagram of a mechanism proposed by the present invention, and FIG. 21 shows an example of an actual mechanism.
22 shows the 8 stages of a golf swing and key data for each stage.
23 illustrates accelerometer data, rotation amount data, and calculated angle data acquired by the MEMS sensor.
24a to 24c illustrate an example of classifying 8 stages of a golf swing according to data.

종래기술의 문제점Problems with the prior art

종래의 운동 기구를 참조하면, 블루투스 통신을 통해, 운동기록을 단말기로 송출하고, 덤벨 무게 조절이 가능하며, 운동 이상시 적절한 신호를 보냄으로써, 사용자에게 운동 상태를 인지시켜 운동을 극대화시키는 기능이 제공된다.Referring to the conventional exercise equipment, through Bluetooth communication, the exercise record is transmitted to the terminal, the dumbbell weight can be adjusted, and the function of maximizing the exercise by recognizing the exercise state to the user by sending an appropriate signal when the exercise is abnormal Provided.

다른 종래의 운동 기구를 참조하면, 밸런스 및 웨이트 운동 겸용 기구로서, 가속도 센서를 통한 데이터를 측정하고 피드백하는 기능이 제공된다.Referring to other conventional exercise equipment, a function of measuring and feeding back data through an acceleration sensor is provided as a combined balance and weight exercise equipment.

또 다른 종래의 운동 기구를 참조하면, 러닝, 줄넘기, 훌라우프 운동모드가 제공되고, 어플리케이션과 연동하여 시간, 횟수, 칼로리소모 등의 정보 확인이 가능하다는 장점이 있다.Referring to another conventional exercise device, there is an advantage in that running, jumping rope, and hulaup exercise modes are provided, and information such as time, number of times, and calorie consumption can be checked in conjunction with an application.

그러나 종래의 이러한 기구들은, 개인적으로 운동 기구를 이용하여 운동하는 사용자의 입장에서 어느 정도 운동을 해야 자신의 신체에 맞는 최적화된 운동인지를 알기 어렵다는 문제점이 있었다. However, these conventional devices have a problem in that it is difficult to know how much exercise is optimal for the user's body from the point of view of the user who exercises using the exercise device personally.

즉, 사용자는 본인의 신체의 가동범위(ROM: Range of Motion)에 대해 평소에 알고 있기 어려우므로, 어느 정도의 운동량 또는 어떠한 종류의 운동이 본인에게 적합한지 쉽게 알 수 없다는 문제점이 있었다.That is, since it is difficult for the user to usually know about the range of motion (ROM) of the user's body, there is a problem in that it is difficult to easily know how much exercise or what type of exercise is suitable for the user.

또한, 사용자는 매일 매일의 운동 결과를 저장하고 비교 분석하면서 장기적인 운동 목표에 맞게 다음 운동 프로그램을 조정하거나 추가적인 운동을 해야 하는데, 이러한 사용자 운동 관리는 특별한 경우 종이에 개인적으로 기록하는 정도 외에는 거의 이루어지지 않고 있다는 문제점도 있었다.In addition, the user has to adjust the next exercise program or perform additional exercise to suit the long-term exercise goal while storing and comparing and analyzing the daily exercise results. There was also the problem of not having it.

스마트 운동 장치smart exercise device

따라서 본 발명에서는 이러한 문제점을 해소하는 스마트 운동 장치, 시스템 및 제어방법을 사용자에게 제공하고자 한다.Therefore, the present invention intends to provide users with a smart exercise device, system, and control method that solves these problems.

본 발명의 구체적인 특징을 설명하기에 앞서 본 발명에 적용되는 구성요소들에 대해 구체적으로 설명한다.Prior to describing specific features of the present invention, components applied to the present invention will be described in detail.

본 발명에 따른 시스템은, 스마트 운동 장치(100), 사용자 단말(200), 서버(300) 등을 포함할 수 있다.The system according to the present invention may include a smart exercise device 100, a user terminal 200, a server 300, and the like.

스마트 운동 장치(100), 사용자 단말(200) 및 서버(300)는 서로 근거리 통신 또는 원거리 통신을 통해 네트워크를 구성하고, 데이터를 교환할 수 있다.The smart exercise device 100, the user terminal 200, and the server 300 may configure a network and exchange data through short-range or long-distance communication with each other.

여기서 근거리 통신은 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, Wi-Fi (Wireless Fidelity) 기술을 포함할 수 있다.Here, short-range communication may include Bluetooth, Radio Frequency Identification (RFID), Infrared Data Association (IrDA), Ultra Wideband (UWB), ZigBee, and Wireless Fidelity (Wi-Fi) technologies.

또한, 원거리 통신은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 기술을 포함할 수 있다.In addition, long-distance communication is CDMA (code division multiple access), FDMA (frequency division multiple access), TDMA (time division multiple access), OFDMA (orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA (single carrier frequency division multiple access) technology can include

도 1은 본 발명이 제안하는 스마트 운동기기의 블록구성도를 도시한 것이다.Figure 1 shows a block configuration diagram of a smart exercise device proposed by the present invention.

도 1을 참조하면, 스마트 운동기기(100)는 무선 통신부(110), A/V(Audio/Video) 입력부(120), 사용자 입력부(130), 센싱부(140), 출력부(150), 메모리(160), 인터페이스부(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, the smart exercise device 100 includes a wireless communication unit 110, an audio/video (A/V) input unit 120, a user input unit 130, a sensing unit 140, an output unit 150, A memory 160, an interface unit 170, a control unit 180, and a power supply unit 190 may be included.

단, 도 1에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 스마트 운동기기가 구현될 수도 있다.However, since the components shown in FIG. 1 are not essential, a smart exercise device having more or fewer components may be implemented.

이하, 상기 구성요소들에 대해 차례로 살펴본다.Hereinafter, the above components are examined in turn.

무선 통신부(110)는 스마트 운동기기와 무선 통신 시스템 사이 또는 기기와 기기가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. The wireless communication unit 110 may include one or more modules enabling wireless communication between the smart exercise device and the wireless communication system or between the device and the network where the device is located.

예를 들어, 무선 통신부(110)는 이동통신 모듈(112), 무선 인터넷 모듈(113), 근거리 통신 모듈(114) 및 위치정보 모듈(115) 등을 포함할 수 있다.For example, the wireless communication unit 110 may include a mobile communication module 112, a wireless internet module 113, a short-distance communication module 114, and a location information module 115.

이동통신 모듈(112)은, 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 기기, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. The mobile communication module 112 transmits and receives a radio signal with at least one of a base station, an external device, and a server on a mobile communication network.

문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다. It may include various types of data according to text/multimedia message transmission and reception.

무선 인터넷 모듈(113)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 스마트 운동기기에 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 인터넷 기술로는 WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등이 이용될 수 있다. The wireless Internet module 113 refers to a module for wireless Internet access, and may be built into or external to a smart exercise device. Wireless Internet technologies include wireless LAN (WLAN) (Wi-Fi), wireless broadband (Wibro), world interoperability for microwave access (Wimax), high speed downlink packet access (HSDPA), and the like.

근거리 통신 모듈(114)은 근거리 통신을 위한 모듈을 말한다. 근거리 통신(short range communication) 기술로 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, 와이파이(Wireless Fidelity, Wi-Fi) 등이 이용될 수 있다.The short-distance communication module 114 refers to a module for short-distance communication. Short range communication technologies include Bluetooth, Radio Frequency Identification (RFID), Infrared Data Association (IrDA), Ultra Wideband (UWB), ZigBee, and Wireless Fidelity (Wi-Fi). can be used

위치정보 모듈(115)은 스마트 운동기기의 위치를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Position System) 모듈이 있다.The location information module 115 is a module for acquiring the location of a smart exercise device, and a representative example thereof is a Global Position System (GPS) module.

도 1을 참조하면, A/V(Audio/Video) 입력부(120)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 입력을 위한 것으로, 이에는 카메라(121)와 마이크(122) 등이 포함될 수 있다. 카메라(121)는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(151)에 표시될 수 있다.Referring to FIG. 1 , an audio/video (A/V) input unit 120 is for inputting an audio signal or a video signal, and may include a camera 121 and a microphone 122. The camera 121 processes an image frame such as a still image or a moving image obtained by an image sensor in a photographing mode. The processed image frame may be displayed on the display unit 151 .

카메라(121)에서 처리된 화상 프레임은 메모리(160)에 저장되거나 무선 통신부(110)를 통하여 외부로 전송될 수 있다. 카메라(121)는 사용 환경에 따라 2개 이상이 구비될 수도 있다.An image frame processed by the camera 121 may be stored in the memory 160 or transmitted to the outside through the wireless communication unit 110 . Two or more cameras 121 may be provided according to the use environment.

마이크(122)는 녹음모드, 음성인식 모드 등에서 마이크로폰(Microphone)에 의해 외부의 음향 신호를 입력받아 전기적인 음성 데이터로 처리한다. 처리된 음성 데이터는 이동통신 모듈(112)을 통하여 이동통신 기지국으로 송신 가능한 형태로 변환되어 출력될 수 있다. 마이크(122)에는 외부의 음향 신호를 입력받는 과정에서 발생되는 잡음(noise)을 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘이 구현될 수 있다.The microphone 122 receives external sound signals through a microphone in a recording mode, a voice recognition mode, and the like, and processes them into electrical voice data. The processed voice data may be converted into a form transmittable to a mobile communication base station through the mobile communication module 112 and then output. Various noise cancellation algorithms for removing noise generated in the process of receiving an external sound signal may be implemented in the microphone 122 .

사용자 입력부(130)는 사용자가 스마트 운동기기의 동작 제어를 위한 입력 데이터를 발생시킨다. 사용자 입력부(130)는 키 패드(key pad) 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(정압/정전), 조그 휠, 조그 스위치 등으로 구성될 수 있다. The user input unit 130 generates input data for the user to control the operation of the smart exercise device. The user input unit 130 may include a key pad, a dome switch, a touch pad (static pressure/capacity), a jog wheel, a jog switch, and the like.

센싱부(140)는 스마트 운동기기의 개폐 상태, 스마트 운동기기의 위치, 사용자 접촉 유무, 스마트 운동기기의 방위, 스마트 운동기기의 가속/감속 등과 같이 스마트 운동기기의 현 상태를 감지하여 스마트 운동기기의 동작을 제어하기 위한 센싱 신호를 발생시킨다. The sensing unit 140 detects the current state of the smart exercise device, such as the opening/closing state of the smart exercise device, the location of the smart exercise device, the presence or absence of user contact, the direction of the smart exercise device, and the acceleration/deceleration of the smart exercise device. Generates a sensing signal to control the operation of.

센싱부(140)는 전원 공급부(190)의 전원 공급 여부, 인터페이스부(170)의 외부 기기 결합 여부 등을 센싱할 수도 있다. The sensing unit 140 may sense whether or not the power supply unit 190 is supplying power and whether or not the interface unit 170 is connected to an external device.

한편, 상기 센싱부(140)는 근접 센서(141)를 포함할 수 있다. Meanwhile, the sensing unit 140 may include a proximity sensor 141 .

출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 이에는 디스플레이부(151), 음향 출력 모듈(152), 알람부(153), 햅틱 모듈(154) 및 프로젝터 모듈(155) 등이 포함될 수 있다.The output unit 150 is for generating an output related to sight, hearing or touch, and includes a display unit 151, a sound output module 152, an alarm unit 153, a haptic module 154, and a projector module ( 155), etc. may be included.

디스플레이부(151)는 스마트 운동기기에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. The display unit 151 displays (outputs) information processed by the smart exercise device.

디스플레이부(151)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. The display unit 151 may include a liquid crystal display (LCD), a thin film transistor-liquid crystal display (TFT LCD), an organic light-emitting diode (OLED), and a flexible display. display) and a 3D display.

이들 중 일부 디스플레이는 그를 통해 외부를 볼 수 있도록 투명형 또는 광투과형으로 구성될 수 있다. 이는 투명 디스플레이라 호칭될 수 있는데, 상기 투명 디스플레이의 대표적인 예로는 TOLED(Transparant OLED) 등이 있다. 디스플레이부(151)의 후방 구조 또한 광 투과형 구조로 구성될 수 있다. 이러한 구조에 의하여, 사용자는 스마트 운동기기 바디의 디스플레이부(151)가 차지하는 영역을 통해 스마트 운동기기 바디의 후방에 위치한 사물을 볼 수 있다.Some of these displays may be of a transparent type or a light transmission type so that the outside can be seen through them. This may be referred to as a transparent display, and a representative example of the transparent display is TOLED (Transparent OLED) and the like. A rear structure of the display unit 151 may also be configured as a light transmissive structure. With this structure, the user can see an object located behind the body of the smart exercise device through the area occupied by the display unit 151 of the body of the smart exercise device.

스마트 운동기기의 구현 형태에 따라 디스플레이부(151)이 2개 이상 존재할 수 있다. 예를 들어, 스마트 운동기기에는 복수의 디스플레이부들이 하나의 면에 이격되거나 일체로 배치될 수 있고, 또한 서로 다른 면에 각각 배치될 수도 있다. Depending on the implementation form of the smart exercise device, two or more display units 151 may exist. For example, in a smart exercise device, a plurality of display units may be spaced apart or integrally disposed on one surface, or may be respectively disposed on different surfaces.

디스플레이부(151)와 터치 동작을 감지하는 센서(이하, '터치 센서'라 함)가 상호 레이어 구조를 이루는 경우(이하, '터치 스크린'이라 함)에, 디스플레이부(151)는 출력 장치 이외에 입력 장치로도 사용될 수 있다. 터치 센서는, 예를 들어, 터치 필름, 터치 시트, 터치 패드 등의 형태를 가질 수 있다.When the display unit 151 and a sensor for detecting a touch operation (hereinafter referred to as a 'touch sensor') form a mutual layer structure (hereinafter referred to as a 'touch screen'), the display unit 151 may be used in addition to an output device. It can also be used as an input device. The touch sensor may have a form of, for example, a touch film, a touch sheet, or a touch pad.

터치 센서는 디스플레이부(151)의 특정 부위에 가해진 압력 또는 디스플레이부(151)의 특정 부위에 발생하는 정전 용량 등의 변화를 전기적인 입력신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 터치 센서는 터치 되는 위치 및 면적뿐만 아니라, 터치 시의 압력까지도 검출할 수 있도록 구성될 수 있다. The touch sensor may be configured to convert a pressure applied to a specific area of the display unit 151 or a change in capacitance generated in a specific area of the display unit 151 into an electrical input signal. The touch sensor may be configured to detect not only the touched position and area, but also the pressure upon touch.

터치 센서에 대한 터치 입력이 있는 경우, 그에 대응하는 신호(들)는 터치 제어기로 보내진다. 터치 제어기는 그 신호(들)를 처리한 다음 대응하는 데이터를 제어부(180)로 전송한다. 이로써, 제어부(180)는 디스플레이부(151)의 어느 영역이 터치 되었는지 여부 등을 알 수 있게 된다.When there is a touch input to the touch sensor, the corresponding signal(s) are sent to the touch controller. The touch controller processes the signal(s) and then transmits corresponding data to the controller 180. Thus, the controller 180 can know which area of the display unit 151 has been touched.

상기 근접 센서(미도시)는 상기 터치스크린에 의해 감싸지는 스마트 운동기기의 내부 영역 또는 상기 터치 스크린의 근처에 배치될 수 있다. 상기 근접 센서는 소정의 검출면에 접근하는 물체, 혹은 근방에 존재하는 물체의 유무를 전자계의 힘 또는 적외선을 이용하여 기계적 접촉이 없이 검출하는 센서를 말한다. 근접 센서는 접촉식 센서보다는 그 수명이 길며 그 활용도 또한 높다. The proximity sensor (not shown) may be disposed in an inner area of the smart exercise device covered by the touch screen or near the touch screen. The proximity sensor refers to a sensor that detects the presence or absence of an object approaching a predetermined detection surface or an object existing in the vicinity without mechanical contact by using the force of an electromagnetic field or infrared rays. Proximity sensors have a longer lifespan than contact sensors, and their utilization is also high.

상기 근접 센서의 예로는 투과형 광전 센서, 직접 반사형 광전 센서, 미러 반사형 광전 센서, 고주파 발진형 근접 센서, 정전용량형 근접 센서, 자기형 근접 센서, 적외선 근접 센서 등이 있다. 상기 터치스크린이 정전식인 경우에는 상기 포인터의 근접에 따른 전계의 변화로 상기 포인터의 근접을 검출하도록 구성된다. 이 경우 상기 터치 스크린(터치 센서)은 근접 센서로 분류될 수도 있다.Examples of the proximity sensor include a transmissive photoelectric sensor, a direct reflection photoelectric sensor, a mirror reflection photoelectric sensor, a high frequency oscillation type proximity sensor, a capacitive proximity sensor, a magnetic proximity sensor, an infrared proximity sensor, and the like. When the touch screen is capacitive, the proximity of the pointer is detected by a change in electric field according to the proximity of the pointer. In this case, the touch screen (touch sensor) may be classified as a proximity sensor.

이하에서는 설명의 편의를 위해, 상기 터치스크린 상에 포인터가 접촉되지 않으면서 근접되어 상기 포인터가 상기 터치스크린 상에 위치함이 인식되도록 하는 행위를 "근접 터치(proximity touch)"라고 칭하고, 상기 터치스크린 상에 포인터가 실제로 접촉되는 행위를 "접촉 터치(contact touch)"라고 칭한다. 상기 터치스크린 상에서 포인터로 근접 터치가 되는 위치라 함은, 상기 포인터가 근접 터치될 때 상기 포인터가 상기 터치스크린에 대해 수직으로 대응되는 위치를 의미한다.Hereinafter, for convenience of explanation, an act of approaching the touch screen without contacting the pointer to recognize that the pointer is located on the touch screen is referred to as a "proximity touch", and the touch An act of actually touching a pointer on a screen is referred to as "contact touch". The position at which the pointer touches on the touch screen means a position at which the pointer vertically corresponds to the touch screen when the pointer is touched.

상기 근접센서는, 근접 터치와, 근접 터치 패턴(예를 들어, 근접 터치 거리, 근접 터치 방향, 근접 터치 속도, 근접 터치 시간, 근접 터치 위치, 근접 터치 이동 상태 등)을 감지한다. 상기 감지된 근접 터치 동작 및 근접 터치 패턴에 상응하는 정보는 터치 스크린상에 출력될 수 있다. The proximity sensor detects a proximity touch and a proximity touch pattern (eg, proximity touch distance, proximity touch direction, proximity touch speed, proximity touch time, proximity touch location, proximity touch movement state, etc.). Information corresponding to the sensed proximity touch operation and proximity touch pattern may be output on the touch screen.

또한, 본 발명에 따른 스마트 운동 기기(100)는 자이로 센서(141)를 포함할 수 있다.In addition, the smart exercise device 100 according to the present invention may include a gyro sensor 141 .

자이로 센서(141)는 지구의 회전과 관계없이 높은 정확도로 항상 처음에 설정한 일정 방향을 유지하는 성질을 이용하여 물체의 방위 변화를 측정하는 센서이고, 자이로스코프에는 기계적인 방식과 광을 이용하는 광학식이 있다.The gyro sensor 141 is a sensor that measures the change in orientation of an object by using the property of always maintaining a certain initially set direction with high accuracy regardless of the rotation of the earth, and the gyroscope has a mechanical method and an optical method using light. there is.

또한, 본 발명에 따른 스마트 운동 기기(100)는 가속도 센서(142)를 포함할 수 있다.In addition, the smart exercise device 100 according to the present invention may include an acceleration sensor 142 .

가속도센서(142)는 출력신호를 처리하여 물체의 가속도, 진동, 충격 등의 동적 힘을 측정하는 것이다. The acceleration sensor 142 processes an output signal to measure dynamic forces such as acceleration, vibration, and impact of an object.

가속도 센서(142)는 검출 방식으로 크게 분류하면 관성식, 자이로식, 실리콘반도체식이 있는데, 진도계나 경사계 등도 가속도센서의 한 종류로 볼 수 있다.The acceleration sensor 142 is broadly classified into a detection method, such as an inertial type, a gyro type, and a silicon semiconductor type.

또한, 본 발명에 따른 스마트 운동 기기(100)는 압력 센서(143)를 포함할 수 있다.In addition, the smart exercise device 100 according to the present invention may include a pressure sensor 143.

압력 센서(143)는 액체 또는 기체의 압력을 검출하고, 계측이나 제어에 사용하기 쉬운 전기 신호로 변환하여 전송하는 장치 및 소자를 말한다.The pressure sensor 143 refers to a device or element that detects the pressure of a liquid or gas, converts it into an electrical signal that is easy to use for measurement or control, and transmits it.

측정의 원리는 변위나 변형을 비롯하여 분자 밀도의 열전도율을 이용하는 등 매우 많은 종류가 쓰이고 있는데, 최근에는 실리콘을 재료로 한 변형 게이지형의 압력 센서가 개발되어 정밀한 압력 계측에 사용되고 있으며. 집적 회로를 동일한 기판 위에 만들어 넣어 신호 처리까지 하는 집적화 압력 센서도 개발되어 있다.There are many types of measurement principles, including displacement and strain, as well as using thermal conductivity of molecular density. Recently, a strain gauge type pressure sensor made of silicon has been developed and used for precise pressure measurement. An integrated pressure sensor that even processes signals by making an integrated circuit on the same board has also been developed.

대표적인 일례로서, FSR 압력센서가 활용될 수 있다.As a representative example, an FSR pressure sensor may be utilized.

압력 센서(143)를 통해, 압력의 분포 정도를 측정할 수도 있고, 이러한 압력 센서(143)는 운동기 손잡이에 로드셀과 같이 배치 되거나 골프 운동으로 활용되는 경우, 골프 장갑 측에 배치될 수도 있다.The degree of pressure distribution may be measured through the pressure sensor 143, and the pressure sensor 143 may be disposed like a load cell on the handle of an exercise machine, or may be disposed on the side of a golf glove when used as a golf exercise.

또한, 도시하지는 않았지만 본 발명에는, 휨(FLEX) 센서가 활용될 수 있다.In addition, although not shown, a flex sensor may be utilized in the present invention.

한편, 음향 출력 모듈(152)은 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서 무선 통신부(110)로부터 수신되거나 메모리(160)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(152)은 스마트 운동기기에서 수행되는 기능과 관련된 음향 신호를 출력하기도 한다. 이러한 음향 출력 모듈(152)에는 리시버(Receiver), 스피커(speaker), 버저(Buzzer) 등이 포함될 수 있다.Meanwhile, the audio output module 152 may output audio data received from the wireless communication unit 110 or stored in the memory 160 in a recording mode, a voice recognition mode, a broadcast reception mode, or the like. The sound output module 152 also outputs sound signals related to functions performed in the smart exercise device. The sound output module 152 may include a receiver, a speaker, a buzzer, and the like.

알람부(153)는 스마트 운동기기의 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. The alarm unit 153 outputs a signal for notifying the occurrence of an event of the smart exercise device.

알람부(153)는 비디오 신호나 오디오 신호 이외에 다른 형태, 예를 들어 진동으로 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력할 수도 있다. The alarm unit 153 may output a signal for notifying the occurrence of an event in a form other than a video signal or an audio signal, for example, vibration.

상기 비디오 신호나 오디오 신호는 디스플레이부(151)나 음성 출력 모듈(152)을 통해서도 출력될 수 있어서, 그들(151,152)은 알람부(153)의 일부로 분류될 수도 있다.The video signal or audio signal may be output through the display unit 151 or the audio output module 152, so they 151 and 152 may be classified as part of the alarm unit 153.

햅틱 모듈(haptic module)(154)은 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각 효과를 발생시킨다. 햅틱 모듈(154)이 발생시키는 촉각 효과의 대표적인 예로는 진동이 있다. 햅택 모듈(154)이 발생하는 진동의 세기와 패턴 등은 제어 가능하다. A haptic module 154 generates various tactile effects that a user can feel. A representative example of the tactile effect generated by the haptic module 154 is vibration. The strength and pattern of vibration generated by the haptic module 154 can be controlled.

예를 들어, 서로 다른 진동을 합성하여 출력하거나 순차적으로 출력할 수도 있다. For example, different vibrations may be synthesized and output or sequentially output.

햅틱 모듈(154)은, 진동 외에도, 접촉 피부면에 대해 수직 운동하는 핀 배열, 분사구나 흡입구를 통한 공기의 분사력이나 흡입력, 피부 표면에 대한 스침, 전극(eletrode)의 접촉, 정전기력 등의 자극에 의한 효과와, 흡열이나 발열 가능한 소자를 이용한 냉온감 재현에 의한 효과 등 다양한 촉각 효과를 발생시킬 수 있다. In addition to vibration, the haptic module 154 responds to stimuli such as a pin array vertically moving with respect to the contact skin surface, air blowing force or suction force through a nozzle or suction port, rubbing against the skin surface, contact of an electrode, electrostatic force, and the like. It is possible to generate various tactile effects, such as the effect of heat absorption and the effect of reproducing the feeling of coolness and warmth using an element capable of absorbing heat or generating heat.

햅틱 모듈(154)은 직접적인 접촉을 통해 촉각 효과의 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자가 손가락이나 팔 등의 근 감각을 통해 촉각 효과를 느낄 수 있도록 구현할 수도 있다. 햅틱 모듈(154)은 스마트 운동기기의 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수 있다.The haptic module 154 not only transmits a tactile effect through direct contact, but also can be implemented so that a user can feel a tactile effect through a muscle sense such as a finger or an arm. Two or more haptic modules 154 may be provided according to configuration aspects of the smart exercise device.

프로젝터 모듈(155)은, 스마트 운동기기를 이용하여 이미지 프로젝트(project) 기능을 수행하기 위한 구성요소로서, 제어부(180)의 제어 신호에 따라 디스플레이부(151)상에 디스플레이되는 영상과 동일하거나 적어도 일부가 다른 영상을 외부 스크린 또는 벽에 디스플레이할 수 있다.The projector module 155 is a component for performing an image project function using a smart exercise device, and is the same as or at least the same as an image displayed on the display unit 151 according to a control signal from the controller 180. Some other images can be displayed on an external screen or wall.

구체적으로, 프로젝터 모듈(155)은, 영상을 외부로 출력하기 위한 빛(일 예로서, 레이저 광)을 발생시키는 광원(미도시), 광원에 의해 발생한 빛을 이용하여 외부로 출력할 영상을 생성하기 위한 영상 생성 수단 (미도시), 및 영상을 일정 초점 거리에서 외부로 확대 출력하기 위한 렌즈(미도시)를 포함할 수 있다. 또한, 프로젝터 모듈(155)은, 렌즈 또는 모듈 전체를 기계적으로 움직여 영상 투사 방향을 조절할 수 있는 장치(미도시)를 포함할 수 있다.Specifically, the projector module 155 generates an image to be output to the outside using a light source (not shown) that generates light (eg, laser light) for outputting an image to the outside and light generated by the light source. It may include an image generating unit (not shown) for generating an image, and a lens (not shown) for enlarging and outputting an image to the outside at a certain focal distance. In addition, the projector module 155 may include a device (not shown) capable of adjusting an image projection direction by mechanically moving a lens or an entire module.

프로젝터 모듈(155)은 디스플레이 수단의 소자 종류에 따라 CRT(Cathode Ray Tube) 모듈, LCD(Liquid Crystal Display) 모듈 및 DLP(Digital Light Processing) 모듈 등으로 나뉠 수 있다. 특히, DLP 모듈은, 광원에서 발생한 빛이 DMD(Digital Micromirror Device) 칩에 반사됨으로써 생성된 영상을 확대 투사하는 방식으로 프로젝터 모듈(151)의 소형화에 유리할 수 있다.The projector module 155 may be divided into a cathode ray tube (CRT) module, a liquid crystal display (LCD) module, and a digital light processing (DLP) module according to the type of display device. In particular, the DLP module may be advantageous in reducing the size of the projector module 151 by magnifying and projecting an image generated by reflecting light generated from a light source to a digital micromirror device (DMD) chip.

바람직하게, 프로젝터 모듈(155)은, 스마트 운동기기의 측면, 정면 또는 배면에 길이 방향으로 구비될 수 있다. 물론, 프로젝터 모듈(155)은, 필요에 따라 스마트 운동기기의 어느 위치에라도 구비될 수 있음은 당연하다.Preferably, the projector module 155 may be provided in the longitudinal direction on the side, front or rear surface of the smart exercise device. Of course, it is natural that the projector module 155 may be provided at any location of the smart exercise device as needed.

한편, 메모리부(160)는 제어부(180)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 메시지, 오디오, 정지영상, 동영상 등)의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다. 상기 메모리부(160)에는 상기 데이터들 각각에 대한 사용 빈도도 함께 저장될 수 있다. 또한, 상기 메모리부(160)에는 상기 터치스크린 상의 터치 입력시 출력되는 다양한 패턴의 진동 및 음향에 관한 데이터를 저장할 수 있다.Meanwhile, the memory unit 160 may store programs for processing and control of the control unit 180, and temporarily store input/output data (eg, messages, audio, still images, moving images, etc.). It can also perform functions for The memory unit 160 may also store the frequency of use of each of the pieces of data. In addition, the memory unit 160 may store data related to vibration and sound of various patterns output when a touch is input on the touch screen.

메모리(160)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 스마트 운동기기는 인터넷(internet)상에서 상기 메모리(160)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작할 수도 있다.The memory 160 may be a flash memory type, a hard disk type, a multimedia card micro type, a card type memory (eg SD or XD memory, etc.), RAM (Random Access Memory, RAM), SRAM (Static Random Access Memory), ROM (Read-Only Memory, ROM), EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM (Programmable Read-Only Memory), magnetic memory, magnetic It may include at least one type of storage medium among a disk and an optical disk. The smart exercise device may operate in relation to a web storage performing a storage function of the memory 160 on the Internet.

인터페이스부(170)는 스마트 운동기기에 연결되는 모든 외부기기와의 통로 역할을 한다. 인터페이스부(170)는 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나, 전원을 공급받아 스마트 운동기기 내부의 각 구성 요소에 전달하거나, 스마트 운동기기 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 한다. 예를 들어, 유/무선 헤드셋 포트, 외부 충전기 포트, 유/무선 데이터 포트, 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트, 오디오 I/O(Input/Output) 포트, 비디오 I/O(Input/Output) 포트, 이어폰 포트 등이 인터페이스부(170)에 포함될 수 있다. The interface unit 170 serves as a passage with all external devices connected to the smart exercise device. The interface unit 170 receives data from an external device, receives power and transmits it to each component inside the smart exercise machine, or transmits data inside the smart exercise machine to an external device. For example, a wired/wireless headset port, an external charger port, a wired/wireless data port, a memory card port, a port for connecting a device having an identification module, an audio I/O (Input/Output) port, A video I/O (Input/Output) port, an earphone port, and the like may be included in the interface unit 170 .

식별 모듈은 스마트 운동기기의 사용 권한을 인증하기 위한 각종 정보를 저장한 칩으로서, 사용자 인증 모듈(User Identify Module, UIM), 가입자 인증 모듈(Subscriber Identify Module, SIM), 범용 사용자 인증 모듈(Universal Subscriber Identity Module, USIM) 등을 포함할 수 있다. 식별 모듈이 구비된 장치(이하 '식별 장치')는, 스마트 카드(smart card) 형식으로 제작될 수 있다. 따라서 식별 장치는 포트를 통하여 스마트 운동기기와 연결될 수 있다. The identification module is a chip that stores various information for authenticating the right to use the smart exercise device. User Identify Module (UIM), Subscriber Identify Module (SIM), Universal Subscriber Identity Module, USIM), etc. A device equipped with an identification module (hereinafter referred to as 'identification device') may be manufactured in the form of a smart card. Therefore, the identification device may be connected to the smart exercise device through the port.

상기 인터페이스부는 스마트 운동기기가 외부 크래들(cradle)과 연결될 때 상기 크래들로부터의 전원이 상기 스마트 운동기기에 공급되는 통로가 되거나, 사용자에 의해 상기 크래들에서 입력되는 각종 명령 신호가 상기 이동기기로 전달되는 통로가 될 수 있다. 상기 크래들로부터 입력되는 각종 명령 신호 또는 상기 전원은 상기 이동기기가 상기 크래들에 정확히 장착되었음을 인지하기 위한 신호로 동작될 수도 있다.The interface unit becomes a passage through which power from the cradle is supplied to the smart exercise device when the smart exercise device is connected to an external cradle, or various command signals input from the cradle by the user are transmitted to the mobile device. can be a conduit Various command signals or the power input from the cradle may be operated as a signal for recognizing that the mobile device is correctly mounted on the cradle.

제어부(controller, 180)는 통상적으로 스마트 운동기기의 전반적인 동작을 제어한다. The control unit (controller, 180) typically controls the overall operation of the smart exercise device.

전원 공급부(190)는 제어부(180)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다.The power supply unit 190 receives external power and internal power under the control of the controller 180 and supplies power necessary for the operation of each component.

여기에 설명되는 다양한 실시예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.Various embodiments described herein may be embodied in a recording medium readable by a computer or similar device using, for example, software, hardware, or a combination thereof.

하드웨어적인 구현에 의하면, 여기에 설명되는 실시예는 ASICs (application specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), FPGAs (field programmable gate arrays, 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 일부의 경우에 본 명세서에서 설명되는 실시예들이 제어부(180) 자체로 구현될 수 있다.According to hardware implementation, the embodiments described herein include application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), field programmable gate arrays (FPGAs), It may be implemented using at least one of processors, controllers, micro-controllers, microprocessors, and electrical units for performing other functions. The described embodiments may be implemented by the controller 180 itself.

소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능과 같은 실시예들은 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 작동을 수행할 수 있다. 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션으로 소프트웨어 코드가 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 코드는 메모리(160)에 저장되고, 제어부(180)에 의해 실행될 수 있다According to software implementation, embodiments such as procedures and functions described in this specification may be implemented as separate software modules. Each of the software modules may perform one or more functions and operations described herein. The software code may be implemented as a software application written in any suitable programming language. The software code may be stored in the memory 160 and executed by the controller 180.

전술한 것과 같이, 스마트 운동 장치(100), 사용자 단말(200) 및 서버(300)는 서로 근거리 통신 또는 원거리 통신을 통해 네트워크를 구성하고, 데이터를 교환할 수 있다.As described above, the smart exercise device 100, the user terminal 200, and the server 300 may configure a network and exchange data through short-range or long-distance communication with each other.

근거리 통신은 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, Wi-Fi (Wireless Fidelity) 기술이 이용되고, 원거리 통신은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 기술이 이용된다.For short-distance communication, Bluetooth, RFID (Radio Frequency Identification), infrared communication (IrDA, infrared data association), UWB (Ultra Wideband), ZigBee, and Wi-Fi (Wireless Fidelity) technologies are used. Code division multiple access (FDMA), frequency division multiple access (TDMA), orthogonal frequency division multiple access (OFDMA), and single carrier frequency division multiple access (SC-FDMA) technologies are used.

여기서 사용자 단말(200)은 어플리케이션을 통해 스마트 운동기구(100)와 사용자를 연결하는 통로가 될 수 있다.Here, the user terminal 200 may be a passage connecting the smart exercise equipment 100 and the user through an application.

또한, 사용자 단말(200)은 스마트 운동기구(100)로부터 수신한 운동정보 또는 서버(300)가 처리한 운동 피드백 정보를 표시하는 것도 가능하다.In addition, the user terminal 200 may also display exercise information received from the smart exercise device 100 or exercise feedback information processed by the server 300 .

또한, 사용자 단말(200)은 사용자의 ROM을 측정하기 위한 정보를 디스플레이부 상에 표시하는 것도 가능하다.Also, the user terminal 200 may display information for measuring the user's ROM on the display unit.

단말(200)에서 사용자의 운동 가동범위(ROM)를 측정하기 위한 정보를 표시할 수 있고, 목표치를 설정한 이후에 운동하는 것을 안내할 수 있으며, 운동한 결과를 종합해서 사용자에게 피드백 할 수 있고, 최종적인 결과 통계가 단말(200)의 디스플레이부 상에 표시될 수 있다.The terminal 200 can display information for measuring the user's exercise range of motion (ROM), guide the exercise after setting a target value, and provide feedback to the user by synthesizing the exercise results. , final result statistics may be displayed on the display unit of the terminal 200 .

구체적으로 본 발명에 따른 스마트 운동기기(100)는 본 기기 자이로 센서(각도 센서, 141)와 로드셀(압력 센서, 143)를 이용하여 환자의 관절 가동 운동 범위 및 악력 값을 알려줌으로써 환자 스스로 상지의 저하된 기능을 회복하기 위하여 제품 자체에서 피드백을 주어반복 훈련 등에 사용할 수 있도록 유도하고, 근육의 재건, 관절 운동의 회복에 사용하는 기기이다.Specifically, the smart exercise device 100 according to the present invention uses a gyro sensor (angle sensor, 141) and a load cell (pressure sensor, 143) to inform the patient's joint range of motion and grip strength value, thereby allowing the patient to exercise the upper limbs by himself. In order to recover the degraded function, the product itself gives feedback and induces it to be used for repetitive training, and it is a device used for muscle reconstruction and joint motion recovery.

구체적으로 본 발명에 따른 스마트 기기(100)는 본 제품은 배터리(190)로부터 전원을 공급받아 MCU(180)를 통해 각 센서(140)의 측정 값을 받아서 디스플레이(151)로 표현한다.Specifically, the smart device 100 according to the present invention receives power from the battery 190 and receives the measured value of each sensor 140 through the MCU 180 and displays it on the display 151.

OLED 디스플레이(151)에는 레귤레이터를 통하여 DC 3.3V 전압이 공급되어 동작하게 되며, 진동모터에는 4.7V를 공급받아 동작, 로드셀(압력센서, 143)는 V를 공급 받아 동작하게 된다. The OLED display 151 is operated by being supplied with DC 3.3V voltage through a regulator, the vibration motor is operated by receiving 4.7V, and the load cell (pressure sensor, 143) is operated by receiving V.

각도 측정 및 거리 측정에는 팔 길이를 통하여 사용자에 따른 데이터 값을 제공하며, 별도의 코인 베터리를 통하여 시간 설정을 유지할 수도 있다. For angle measurement and distance measurement, data values according to the user are provided through the arm length, and time settings can be maintained through a separate coin battery.

본 기기의 작동은 디스플레이부(151) 상의 메인 화면에서 각 선택 탭에 따라 세부 모드로 나뉠 수 있다.The operation of this device can be divided into detailed modes according to each selection tap on the main screen on the display unit 151 .

OLED(151) 하단의 버튼을 이용하여 제어하며, 3가지 측정 모드에서는 모두 피드백 모드로 진입이 가능하다.It is controlled using the button at the bottom of the OLED (151), and it is possible to enter the feedback mode in all three measurement modes.

그 외에 블루투스 연결 모드, 절전 모드, 설정 모드, Reset 모드가 있다. 메인 화면 및 절전 모드에서는 현재 시간이 표현되며, 각 측정 화면에서도 좌측 상단에 현재 시간이 표현된다. 설정의 세부 항목으로는 언어, 벨/진동, 화면설정, 팔 길이 설정, 시간으로 나뉘며 세부 사항을 직접 설정할 수 있다.In addition, there are Bluetooth connection mode, power saving mode, setting mode, and reset mode. The current time is displayed on the main screen and power saving mode, and the current time is also displayed on the upper left corner of each measurement screen. The detailed items of setting are divided into language, bell/vibration, screen setting, arm length setting, and time, and you can set the details yourself.

메인 화면에서는 환경 설정 값에 따라 언어, 시간, 벨/진동, 화면 등 정보를 표현하며, 백그라운드 동작으로는 배터리량에 따른 배터리 수치를 표시하며, 베터리 충전선 연결 인식에 따라 충전을 실시한다. 이후 사용자의 이벤트(입력)를 대기하며, 이벤트에 따라서 진행되게 된다. 각 입력 버튼에 따라 블루투스 모드 연결, 각 모드 진입, 리셋, 절전과 같은 기능을 수행하게 된다.On the main screen, information such as language, time, bell/vibration, screen, etc. is expressed according to environment settings, and as a background operation, the battery value according to the amount of battery is displayed, and charging is performed according to the recognition of the connection of the battery charging line. Then, it waits for the user's event (input) and proceeds according to the event. Depending on each input button, functions such as connection to Bluetooth mode, entry into each mode, reset, and power saving are performed.

각도 측정 모드에서는 환경 설정 값에 따라 세부 설정이 적용되며, 백그라운드 동작으로 현재 배터리 잔량 표시, 현재 측정 각도 축(X, Y, Z 축 중) 을 표현하며, 벨/진동 모드를 상단에 작은 아이콘으로 표시한다. 이후 백그라운드 동작으로 실시간 각도 값을 표현하며, 사용자의 이벤트(입력)에 따라서 동작하게 된다.In the angle measurement mode, detailed settings are applied according to the environment setting value, and the current battery level is displayed as a background operation, the current measured angle axis (among the X, Y, and Z axes) is expressed, and the bell/vibration mode is displayed as a small icon at the top. display Afterwards, the real-time angle value is expressed as a background operation, and it operates according to the user's event (input).

각 입력 버튼에 따라 이전화면, 피드백 모드 진입, 각도 값 초기화, 각도 측정 축 변경 및 리셋, 절전 모드로 진입 할 수 있다. Depending on each input button, you can go to the previous screen, enter feedback mode, initialize angle value, change and reset angle measurement axis, and enter power saving mode.

각도 운동 모드의 내부에서 각도 운동(피드백 모드)으로 진입할 수 있다. 해당 모드는 두 가지 화면으로 나뉘며, 첫 번째 화면에서는 운동 목표 각도를 체크할 수 있다. 현재 모드에서는 목표 각도 측정 진행 중 취소 후 다시 진행 할 수 있다. 다른 모든 모드와 마찬가지로 백그라운드 동작 및 절전모드 기능은 동일하게 적용된다.You can enter angular motion (feedback mode) from inside angular motion mode. The mode is divided into two screens, and on the first screen, you can check the exercise target angle. In the current mode, it is possible to proceed again after canceling the measurement of the target angle. As with all other modes, the background operation and sleep mode functions are equally applied.

각도 운동(피드백 모드)으로 진입 시 두 번째 화면이다. 현재 화면에서는 설정한 목표 값에 따라서 반복 운동을 통하여 운동할 수 있다. 목표 값에 다다르게 되면 소리 (Beep) 또는 진동으로 피드백을 주게 된다.This is the second screen when entering angular motion (feedback mode). In the current screen, it is possible to exercise through repetitive exercise according to the set target value. When the target value is reached, feedback is provided by sound (Beep) or vibration.

악력 측정 모드에서는 기본 축 부분은 없으며, 백그라운드로 현재 로드셀(센서)에 가해지는 현재 값을 표현해주며, 이후 사용자의 이벤트(입력)을 대기하며 각 입력(버튼)에 따라 이전화면, 피드백(운동) 모드 진입, 초기화, 리셋, 절전 모드로 동작이 되며 다른 모드와 마찬가지로 백그라운드 동작 및 절전 동작은 동일하다.In the grip strength measurement mode, there is no basic axis part, and it expresses the current value applied to the current load cell (sensor) in the background. After that, it waits for the user's event (input) and displays the previous screen and feedback (exercise) according to each input (button). It operates in mode entry, initialization, reset, and power saving mode, and the background operation and power saving operation are the same as in other modes.

악력 측정 모드의 내부에서 각도 운동(피드백 모드)으로 진입할 수 있다. 각도 운동 모드와 유사하게 동작하며, 표현 값을 악력 값으로 표현한다.It is possible to enter the angular motion (feedback mode) inside the grip strength measurement mode. It operates similarly to the angular motion mode, and the expression value is expressed as a grip strength value.

거리 측정 모드에서는 자이로 센서를 이용하여 나온 값에 특정 공식을 통하여 계산 후 이동한 거리를 보여주는 모드이다. 동작 방식은 각도 측정 모드와 유사하며, 사용 공식은 아래와 같다.In the distance measurement mode, it is a mode that shows the distance traveled after calculating the value obtained using the gyro sensor through a specific formula. The operation method is similar to the angle measurement mode, and the usage formula is as follows.

수학식 1Equation 1

L = rΘL = rΘ

상기 수학식 1에서 L은 L호의 길이를 나타내고, r은 반지름을 나타내며, Θ는 중심각(라디안)을 의미한다.In Equation 1, L represents the length of the L arc, r represents the radius, and Θ represents the central angle (radians).

화면 선택 항목에서는 기본적으로 화면 전환을 할 수 있다. 화면 전환은 오른손 측정과 왼손 측정 시 보이는 화면을 위해 만들어졌으며, 화면만 변경되는 것이 아니라 측정 값 역시 변경된다. 기본(Default) 설정은 오른손으로 되어 있으며 왼손으로 변경 할 수 있다.In the screen selection item, the screen can be switched by default. The screen transition is made for the screen that is visible when measuring the right hand and the left hand, and not only the screen is changed, but the measured value is also changed. The default setting is for right hand and can be changed with left hand.

팔 길이 설정 항목에서는 사용자의 팔 길이를 설정할 수 있다. 팔 길이에 따라 각도, 거리 측정 시 나오는 값이 달라지며 해당 부분은 꼭 설정하는 것이 좋다. 기본(Default) 값은 20으로 정해져 있으며 최대 100까지 설정 가능하고, 이동 단위는 5씩 변경된다.In the arm length setting item, the user's arm length can be set. Depending on the length of the arm, the values displayed when measuring the angle and distance are different, and it is recommended to set the corresponding part. The default value is set at 20 and can be set up to 100, and the movement unit is changed by 5.

블루투스 모드에서는 어플리케이션과의 연동을 위하여 기기에서 측정되는 데이터 값을 모두 블루투스 통신을 통하여 어플리케이션으로 보내게 된다. 블루투스 데이터 전달 형식은 위의 순서도에 설명으로 따로 기입되어 있으며, 해당 값을 115200bps의 속도로 전달하게 된다.In the Bluetooth mode, all data values measured by the device are sent to the application through Bluetooth communication for interworking with the application. The Bluetooth data transmission format is separately written as an explanation in the above flowchart, and the corresponding value is transmitted at a speed of 115200 bps.

전술한 본 발명에 따른 구성 및 기술적 내용을 기초로 본 발명이 제안하는 구체적인 기술적 특징에 대해 도면을 참조하여 설명한다.Based on the configuration and technical content according to the present invention described above, specific technical features proposed by the present invention will be described with reference to the drawings.

도 2은 본 발명이 제안하는 스마트 운동기기, 단말 및 서버를 통한 운동 방법을 설명하는 순서도이다.2 is a flowchart illustrating an exercise method through a smart exercise device, a terminal, and a server proposed by the present invention.

도 2을 참조하면, 우선적으로 본 발명에서는 단말(200)에서 어플리케이션을 설치하고, 사용자를 등록하는 단계(S10)가 진행된다.Referring to FIG. 2 , first of all, in the present invention, an application is installed in the terminal 200 and a user is registered (S10).

S10 단계의 설명을 위해 도 3을 이용한다.3 is used for description of step S10.

도 3은 본 발명에 따라 단말에서 어플리케이션을 설치하고, 사용자를 등록하는 과정을 설명하는 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a process of installing an application in a terminal and registering a user according to the present invention.

도 3을 참조하면, S10 단계는 단말(200)에 어플리케이션을 설치하는 단계(S11)로부터 시작된다.Referring to FIG. 3 , step S10 starts from step S11 of installing an application in the terminal 200 .

이후, 설치된 어플리케이션을 통해 단말(200)과 스마트 운동기기(100)가 연결되는 단계(S12)가 진행된다.Thereafter, a step (S12) in which the terminal 200 and the smart exercise device 100 are connected through the installed application proceeds.

여기서 복수의 단말(200)과 한 개의 스마트 운동기기(100)가 연결될 수도 있고, 복수의 스마트 운동기기(100)가 하나의 단말(200)과 연결될 수도 있으며, 복수의 스마트 운동기기(100)가 복수의 단말(200)과 연결될 수도 있다.Here, a plurality of terminals 200 and one smart exercise device 100 may be connected, a plurality of smart exercise devices 100 may be connected to one terminal 200, and a plurality of smart exercise devices 100 may be connected. It may be connected to a plurality of terminals 200 .

이후, 단말(200)을 통해, 어플리케이션에 사용자를 등록하는 단계(S13)가 진행된다.Thereafter, a step of registering a user in the application through the terminal 200 (S13) proceeds.

사용자 등록 이후에, 사용자는 추후의 ROM(관절가동범위) 측정을 위해, 사용자가 어플리케이션을 통해 나이, 성별, 신장, 팔길이, 질환(사지마비, 편마비, 어깨손상, 팔꿈치손상, 손목손상, 손가락손상, 기타질환) 등의 정보를 입력하는 단계(S14)가 진행될 수 있다.After user registration, the user can register age, gender, height, arm length, disease (tetraplegia, hemiplegia, shoulder injury, elbow injury, wrist injury, finger damage, other diseases), etc. may be input (S14).

다시 도 2으로 복귀하여, S10 단계 이후에, 스마트 운동 기기(100)를 통해 사용자의 운동 목표값을 설정하는 단계(S20)가 진행된다.Returning to FIG. 2 again, after step S10, a step (S20) of setting a user's exercise target value through the smart exercise device 100 proceeds.

S20 단계는 도 4을 참조하여 구체적으로 설명한다.Step S20 will be described in detail with reference to FIG. 4 .

도 4은 본 발명에 따라 스마트기기를 통해 사용자의 운동 목표값을 설정하는 과정을 설명하는 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a process of setting a user's exercise target value through a smart device according to the present invention.

도 4을 참조하면, S20 단계는 가장 먼저, 단말(100)을 통해, 복수의 운동 자세(팔 올리기, 벌리기, 어깨 회전 등)가 안내되는 단계(S21)가 진행된다.Referring to FIG. 4 , step S20 first proceeds to step S21 in which a plurality of exercise postures (arm raising, spreading, shoulder rotation, etc.) are guided through the terminal 100 .

즉, 사용자가 스마트 운동기기(100)를 통해 운동하고자 하는 신체 부위를 선택할 수 있는 안내 정보가 표시되고, 더 나아가 신체 부위를 운동할 수 있는 구체적인 운동 방법도 추가적으로 표시될 숴 있다.That is, guide information for allowing the user to select a body part to exercise through the smart exercise device 100 is displayed, and furthermore, a specific exercise method for exercising the body part is additionally displayed.

이후, 사용자가 적어도 하나의 운동 자세를 선택(S22)하면, 스마트 기기(100)는 일정 기간 악력을 입력 받아 평균값, 최대값 등을 산출(S23)하고, 일정 위치에서 사용자의 이동 각도, 거리 등을 입력 받아 평균값 등을 산출(S24)하게 된다.Then, when the user selects at least one exercise posture (S22), the smart device 100 receives the grip strength for a certain period of time and calculates an average value, a maximum value, etc. (S23), and the user's movement angle, distance, etc. is input and an average value is calculated (S24).

S23 단계와 S24 단계는 순서가 서로 교환되어 적용될 수도 있다.Steps S23 and S24 may be applied in an exchanged order.

이후, 단말(200) 및 스마트 기기(100)에서 산출된 값을 재활 환자의 목표값으로 설정하는 단계(S25)가 진행된다.Thereafter, a step (S25) of setting the value calculated by the terminal 200 and the smart device 100 as the target value of the rehabilitation patient proceeds.

따라서 본 발명에서는 본인의 ROM을 정확히 모르는 경우에도 상기 단계를 거쳐 원하는 신체 부위의 가동범위를 정확하게 파악하고, 적합한 운동 방법을 선택하는 것이 가능해진다.Therefore, in the present invention, even if the person's ROM is not accurately known, it is possible to accurately grasp the movable range of a desired body part through the above steps and select an appropriate exercise method.

S20 단계 이후, 운동하는 단계(S30)가 진행된다.After step S20, the step of exercising (S30) proceeds.

S30 단계에 대해서는 도 5를 참조하여 구체적으로 설명한다.Step S30 will be described in detail with reference to FIG. 5 .

도 5는 본 발명에 따라 사용자가 스마트 기기를 통해 운동하는 과정을 설명하는 순서도이다.5 is a flowchart illustrating a process in which a user exercises through a smart device according to the present invention.

도 5를 참조하면, S30 단계는 먼저, 사용자가 스마트 기기(100)를 이동시켜 운동을 시작하는 단계(S31)가 진행된다.Referring to Figure 5, in step S30, first, a step (S31) in which the user starts an exercise by moving the smart device 100 proceeds.

S31 단계 이후, 스마트 기기(100)를 통한 운동은 미리 설정된 목표값을 넘는 경우에만 운동 횟수로 카운팅 된다(S32).After step S31, the exercise through the smart device 100 is counted as the number of exercises only when it exceeds a preset target value (S32).

따라서 사용자는 실제 본인의 신체에 운동이 되는 이벤트에 대해서만 운동 카운팅을 함으로써, 실제 원하는 부위의 운동을 효율적으로 할 수 있다.Therefore, the user can efficiently exercise the actual desired part by counting the exercise only for events that actually exercise the user's body.

또한, 운동 중 목표값을 넘는 케이스에 대해서만 진동 등의 피드백을 사용자에게 제공(S33)함으로써, 현재 사용자의 자세, 운동 강도 등에 대해 피드백하고 수정할 수 있는 기회를 제공하는 것이 가능하다.In addition, by providing feedback such as vibration to the user only for cases exceeding the target value during exercise (S33), it is possible to provide feedback and an opportunity to correct the current user's posture, exercise intensity, and the like.

다시 도 2으로 복귀하여, S30 단계 이후에는 운동에 대한 결과를 단말을 통해 사용자에 피드백하는 단계(S40)가 진행된다.Returning to FIG. 2 again, after step S30, a step (S40) of feeding back the results of the exercise to the user through the terminal proceeds.

S40 단계와 관련하여, 도 6을 참조한다.Regarding step S40 , refer to FIG. 6 .

도 6은 본 발명에 따라 운동에 대한 결과를 단말을 통해 사용자에 피드백하는 과정을 설명하는 순서도이다.6 is a flowchart illustrating a process of feeding back results of an exercise to a user through a terminal according to the present invention.

도 6을 참조하면, S30 단계 이후, 환자가 설정한 횟수에 도달하는 경우, 운동을 종료하는 단계(S41)가 진행된다.Referring to FIG. 6 , after step S30, when the number of times set by the patient is reached, step S41 of ending the exercise proceeds.

이후, 단말(200) 또는 스마트 기기(200)에서 운동 결과를 특정 카테고리에 따라 표시하는 단계(S42)가 진행된다.After that, the terminal 200 or the smart device 200 displays exercise results according to a specific category (S42).

또한, 단순하게 운동 상태만을 종합하여 사용자에게 표시하는 것이 아니라 블루투스 등의 통신을 통해 운동 정보를 외부와 공유(S43)하고, 외부에서 평가된 운동 관련 정보를 제공받아 사용자 단말(200) 또는 스마트 운동기기(100)로 표시하는 단계(S44)가 진행된다.In addition, instead of simply integrating and displaying only the exercise status to the user, the exercise information is shared with the outside through communication such as Bluetooth (S43), and the user terminal 200 or smart exercise is provided with exercise-related information evaluated from the outside. A step (S44) of displaying with the device 100 proceeds.

따라서 사용자는 본인의 운동 경과에 대해 실시간으로 피드백 받을 수 있고, 일정 카테고리에 따라 분류된 운동 정보를 실시간으로 받을 수도 있으며, 일정 기간 동안의 운동 성과에 대한 피드백을 받을 수도 있고, 외부 전문가로부터의 전문적인 피드백도 받을 수 있게 된다.Therefore, the user can receive real-time feedback on his or her exercise progress, receive exercise information classified according to a certain category in real time, receive feedback on exercise performance for a certain period of time, and receive expert advice from external experts. You will also receive negative feedback.

도 7은 도 2 내지 도 6에서 설명한 스마트 운동기기, 단말 및 서버를 통한 운동 방법을 설명하는 순서도이다.7 is a flowchart illustrating a method of exercising through the smart exercise device, terminal, and server described in FIGS. 2 to 6 .

도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 시스템은 스마트 운동기기(100), 사용자 단말(200), 서버(300) 및 전문가(의사 등) 풀(400)로 구성된다.Referring to FIG. 7 , the system according to the present invention is composed of a smart exercise device 100 , a user terminal 200 , a server 300 and a pool 400 of experts (such as doctors).

도 7을 참조하면, 가장 먼저, 단말(200)에 어플리케이션을 설치하는 단계(S11)가 진행된다.Referring to FIG. 7 , the first step is to install an application on the terminal 200 (S11).

이후, 설치된 어플리케이션을 통해 단말(200)과 스마트 운동기기(100)가 연결되는 단계(S12)가 진행되고, 단말(100)을 통해, 복수의 운동 자세(팔 올리기, 벌리기, 어깨 회전 등)가 안내되는 단계(S21)가 진행된다.Thereafter, a step (S12) in which the terminal 200 and the smart exercise device 100 are connected through the installed application proceeds, and through the terminal 100, a plurality of exercise postures (arm raise, spread, shoulder rotation, etc.) The guided step (S21) proceeds.

즉, 사용자가 스마트 운동기기(100)를 통해 운동하고자 하는 신체 부위를 선택할 수 있는 안내 정보가 표시되고, 더 나아가 신체 부위를 운동할 수 있는 구체적인 운동 방법도 추가적으로 표시될 숴 있다.That is, guide information for allowing the user to select a body part to exercise through the smart exercise device 100 is displayed, and furthermore, a specific exercise method for exercising the body part is additionally displayed.

이후, 사용자가 적어도 하나의 운동 자세를 선택(S22)하면, 스마트 기기(100)는 일정 기간 악력을 입력 받아 평균값, 최대값 등을 산출(S23)하고, 일정 위치에서 사용자의 이동 각도, 거리 등을 입력 받아 평균값 등을 산출(S24)하게 된다.Then, when the user selects at least one exercise posture (S22), the smart device 100 receives the grip strength for a certain period of time and calculates an average value, a maximum value, etc. (S23), and the user's movement angle, distance, etc. is input and an average value is calculated (S24).

이후, 사용자가 스마트 기기(100)를 이동시켜 운동을 시작하는 단계(S31)가 진행된다.Thereafter, a step (S31) in which the user moves the smart device 100 to start an exercise proceeds.

S31 단계 이후, 스마트 기기(100)를 통한 운동은 미리 설정된 목표값을 넘는 경우에만 운동 횟수로 카운팅 된다(S32).After step S31, the exercise through the smart device 100 is counted as the number of exercises only when it exceeds a preset target value (S32).

따라서 사용자는 실제 본인의 신체에 운동이 되는 이벤트에 대해서만 운동 카운팅을 함으로써, 실제 원하는 부위의 운동을 효율적으로 할 수 있다.Therefore, the user can efficiently exercise the actual desired part by counting the exercise only for events that actually exercise the user's body.

또한, 환자가 설정한 횟수에 도달하는 경우, 운동을 종료하는 단계(S41)가 진행된다.In addition, when the number of times set by the patient is reached, a step (S41) of ending the exercise proceeds.

이후, 단말(200) 또는 스마트 기기(200)에서 운동 결과를 특정 카테고리에 따라 표시하는 단계(S42)가 진행된다.After that, the terminal 200 or the smart device 200 displays exercise results according to a specific category (S42).

또한, 단순하게 운동 상태만을 종합하여 사용자에게 표시하는 것이 아니라 블루투스 등의 통신을 통해 운동 정보를 서버(300)와 공유(S43)할 수 있고, 서버(300)는 외부 전문가 서버(400)와 연계(S50)된 상태에서 상기 운동 정보에 대한 피드백을 추가로 수신할 수 있다.In addition, instead of simply integrating and displaying only the exercise status to the user, the exercise information can be shared with the server 300 (S43) through communication such as Bluetooth, and the server 300 is linked with the external expert server 400. In the state of (S50), feedback on the exercise information may be additionally received.

따라서 외부에서 평가된 운동 관련 정보를 제공받아 사용자 단말(200) 또는 스마트 운동기기(100)로 표시하는 단계(S44)가 진행된다.Therefore, a step (S44) of receiving the exercise-related information evaluated from the outside and displaying it on the user terminal 200 or the smart exercise device 100 proceeds.

한편, 본 발명에서는 S21 단계와 관련하여, 사용자가 가입할 때의 정보를 기초로 단말(200)에서 자동으로 운동을 추천하는 방법과 사용자가 원하는 경우에 수동으로 운동을 추천 하는 방법이 함께 적용될 수 있다.Meanwhile, in the present invention, in relation to step S21, a method of automatically recommending an exercise in the terminal 200 based on information when a user signs up and a method of manually recommending an exercise when the user desires can be applied together. there is.

또한, 본 발명에서는 S23, S24, S32, S33 등의 단계에서 사용자의 운동 범위(거리, 각도 등)를 정확하게 측정하는 방법으로서, 단말(200)카메라를 통해 사용자를 촬영하고, 촬영한 영상, 이미지 등을 기초로 환자가 제대로 운동했는지 여부를 판단하는 방법이 추가적으로 이용될 수도 있다.In addition, in the present invention, as a method of accurately measuring the range of motion (distance, angle, etc.) of the user in steps such as S23, S24, S32, and S33, the user is photographed through the terminal 200 camera, and the captured video and image A method of determining whether the patient has properly exercised based on the back may be additionally used.

특히, 사용자의 ROM에 대응하여 결정되는 게임을 통해, 환자의 정밀하고 즐거운 운동을 유도 하는 것이 가능하다.In particular, it is possible to induce precise and enjoyable movement of the patient through a game determined in correspondence with the user's ROM.

예를 들어, 사용자의 현재 최대 이동거리가 20cm인 경우, 게임에서 20cm이상 사용자가 신체를 이동 시켰을 때에만 특정 미션이 성공하도록 함으로써, 사용자의 운동과 유희를 함께 제공하는 것이 가능하다.For example, if the user's current maximum movement distance is 20 cm, it is possible to provide the user's exercise and amusement together by allowing a specific mission to succeed only when the user's body moves more than 20 cm in the game.

이러한 게임을 이용한 방법은 이동 거리뿐만 아니라 악력에도 동일하게 적용 가능하다.The method using such a game is equally applicable to not only the moving distance but also the grip strength.

또한, 운동 각도 측정에 있어 팔, 다리 등의 움직임 이외에 관절 자체의 회전 각도도 측정하여 피드백할 수도 있다.In addition, in measuring the motion angle, the rotation angle of the joint itself may be measured and fed back in addition to the motion of the arm or leg.

또한, S24 및 S25의 ROM 측정 단계에서 단말(200)에 이동 안내 가이드가 표시될 수도 있다.In addition, a movement guidance guide may be displayed on the terminal 200 in the ROM measurement steps of S24 and S25.

이때, 카메라를 통해 획득되는 사용자의 움직임을 실시간으로 추적하여 안내 가이드와 함께 표시함으로써, 정확한 ROM 측정이 가능하도록 할 수 있다.At this time, by tracking the user's movement acquired through the camera in real time and displaying it together with the guidance guide, it is possible to accurately measure the ROM.

또한, 카메라 화각을 위해 단말의 디스플레이 상에 환자가 촬영해야 하는 지점 및 자세 등에 대한 가이드 정보를 추가적으로 표시할 수도 있다.In addition, guide information about a point and posture to be photographed by the patient may be additionally displayed on the display of the terminal for the camera view angle.

스마트 기기(100)를 골프 운동에 적용하는 방법How to apply smart device 100 to golf exercise

골프산업이 급성장 하면서 많은 골퍼들이 안전하게 골프를 잘 칠 수 있는 다양한 연구와 교육이 활발히 이뤄지고 있는 가운데 특히 골프에서 손은 골프에서 클럽을 휘두르는 연결 부위이기 때문에 특히 그립의 악력과 손목의 코킹의 중요성은 늘 강조되고 있다.With the rapid growth of the golf industry, various studies and education are being actively conducted to help many golfers play golf safely and well. In particular, the importance of grip strength and wrist cocking is always increasing, especially since the hand is a connecting part for swinging the club in golf. are being emphasized

또한, 골프 프로선수의 스포츠 손상 중 가장 많이 발생하는 부위가 왼쪽 손목이다. 손은 다른 부위에 비해 관절이 많고 기능적인 반면 근육이 적어 불안전한 구조이기 ??문에 손상이 많다.In addition, the most frequently occurring part among sports injuries of professional golf players is the left wrist. Compared to other parts, the hand has many joints and is functional, but it has few muscles and is an unstable structure, so it is often damaged.

골프 스윙을 배우고 교정함에 있어 스윙시 변화되는 골퍼의 정량적인 생체 정보 수집이 매우 중요하고, 특히 손의 악력이나 손목의 각도등은 필수적으로 측정되어 그 데이터를 바탕으로 분석하여 운동목표 및 교정계획을 잡아야 2차적인 스포츠 손상도 예방이 가능하다.In learning and correcting the golf swing, it is very important to collect quantitative biometric information of the golfer that changes during the swing. In particular, hand grip strength and wrist angle are necessarily measured and analyzed based on the data to develop exercise goals and correction plans. It is possible to prevent secondary sports damage only by catching it.

프로 및 아마추어 골퍼들의 스윙 교정을 위해 다양한 기술이 적용된 스윙분석 장치들을 사용하여 본인의 신체적 정보를 측정하고 있으며, 그 중 자이로, 가속도 센서를 이용하여 골프 클럽에 부착하여 클럽의 헤드 스피드 및 궤적 분석에 사용하는 제품군과 고속 카메라등을 이용해 스윙 동영상을 촬영하여 스윙시 변화하는 다양한 신체부위에 각도를 분석하는 제품이 주로 사용되고 있다. To correct the swing of professional and amateur golfers, swing analysis devices with various technologies are used to measure their physical information. Products that analyze the angles of various body parts that change during a swing by taking a swing video using a product family and a high-speed camera are mainly used.

하지만 스윙시 그립에 작용하는 압력의 정보나 손목의 코킹등 생체정보의 변화량을 정량적으로 제공하는 골프 운동기기 제품은 시중에 존재하지 않는다. However, there is no golf exercise equipment product on the market that quantitatively provides information on the pressure applied to the grip during swing or changes in biometric information such as wrist cocking.

기존 제품은 골프 클럽에 부착하여 스윙 궤적을 분석하는 형태와 고속카메라를 이용하여 분석 하는 형태의 제품으로 클럽헤드의 스윙 속도나 방향성 의 정보를 스마트 기기에 단순 제공 하는 형태로 발전해 오고 있다. Existing products are those that attach to golf clubs to analyze the swing trajectory, and those that use high-speed cameras to analyze the swing trajectory. They have been developed into forms that simply provide information on the swing speed or direction of the club head to smart devices.

자이로, 가속도, 지자기 센서를 사용한 제품들은 대부분 클럽에 부착하여 스피드나 괘적 정도를 측정하며 어플리케이션을 통해 정보를 제공해 주고 있으며 신체에서 변화하는 정보를 제공하는데 센서 특성상 한계가 있다/Most products using gyro, acceleration, and geomagnetic sensors are attached to clubs to measure speed or trajectory and provide information through applications.

또한, 카메라를 사용한 제품들은 모션 캡처 제품군은 가상의 관절에 마커를 인식하여 스캘레톤을 추출하여 신체의 각도를 추정하지만 그 오차범위가 크다는 문제점이 있다.In addition, motion capture products using cameras recognize markers on virtual joints and extract skeletons to estimate body angles, but there is a problem in that the margin of error is large.

따라서 본 제안 기술의 핵심은 골프 스윙에서 중요한 요소로 알려져 있는 손목의 코킹 각도 및 그립에서 악력의 변화를 실시간으로 정량적으로 측정이 가능한 센서부를 개발하고, 9축 자이로, 가속도, 지자기 센서를 이용하여 클럽 헤드 부분의 스윙 분석이 가는 정보들을 연산하여 실시간 연동시켜서, 스윙시 측정된 손의 생체적 정보를 바탕으로 단계별 정량적 운동 목표 및 반복 운동이 가능하여 원격 진단 및 티칭이 가능한 ICT 기반 골프 운동기기를 개발하는데 목적이 있다.Therefore, the core of this proposed technology is to develop a sensor unit that can quantitatively measure the change in grip strength in real time in the cocking angle of the wrist and grip, which are known to be important factors in the golf swing, and use a 9-axis gyro, acceleration, and geomagnetic sensor to Development of an ICT-based golf exercise device capable of remote diagnosis and teaching by calculating and linking the information from the swing analysis of the head part in real time, enabling step-by-step quantitative exercise goals and repetitive exercises based on the biometric information of the hand measured during swing has a purpose to

본 발명에 따르면, 자이로센서 및 가속도 센서와 압력센서 및 회전각 센서등 물리적인 센서를 연동하여 보다 정확하고 필요한 정보를 측정하여 분석 및 교정 훈련에 활용할 수 있다,According to the present invention, it is possible to measure more accurate and necessary information by interlocking physical sensors such as a gyro sensor, an acceleration sensor, a pressure sensor, and a rotation angle sensor, and use it for analysis and correction training.

또한, 본 제안 기술은 골프 플레이어의 스윙시 변화하는 손목 각도, 악력, 근전도 등 생체 정보와 스윙궤적에 따른 정보를 수집하여 분석하고 반복적 교정훈련이 모두 가능한 ICT기반 골프운동기기로서, 골프에 입문하는 아마추어부터 퍼포먼스 향상 및 스포츠 손상 예방이 중요한 프로선수까지 쉽게 사용하면서 데이터 관리가 가능할 수 있다.In addition, the proposed technology is an ICT-based golf exercise device capable of collecting and analyzing biometric information such as wrist angle, grip strength, and electromyography that change during a golf player's swing and information along the swing trajectory, and performing repetitive corrective training. From amateurs to professional players, where performance improvement and sports damage prevention are important, data management can be possible while using it easily.

도 8은 본 발명에 따른 전문가 활용 골프 스윙시 측정 데이터 수집 알고리즘의 적용 일례를 도시한 것이다.8 illustrates an example of application of the measurement data collection algorithm during golf swing using experts according to the present invention.

도 8을 참조하면, 사용자 단말기(200)를 사용자(1)는, 나이, 성별, 체중, 신장, 팔길이 등의 기본 정보를 입력 및 회원가입할 수 있다.Referring to FIG. 8 , the user 1 of the user terminal 200 may input basic information such as age, sex, weight, height, arm length, and the like, and register as a member.

또한, 스마트 운동 기구(100)를 이용하여 단말기(200)와 연결한 후, 센서 동기화하여 사용자 스윙 데이터 등의 기본 데이터를 수집할 수 있다.In addition, after connecting to the terminal 200 using the smart exercise device 100, it is possible to collect basic data such as user swing data by synchronizing the sensor.

또한, 단말(200) 또는 운동기구(100) 상의 프로그램에서 추천하는 스윙 데이터(프로 데이터)를 추천 받거나 사용자(1)가 직접 선택하는 것도 가능하다.In addition, it is also possible to receive recommended swing data (pro data) from a program on the terminal 200 or the exercise machine 100 or to directly select the user 1 .

한편, 도 9는 본 발명에 따른 스윙센서 및 생체정보 측정모듈 시스템의 일례를 도시한 것이다.Meanwhile, FIG. 9 shows an example of a swing sensor and biometric information measuring module system according to the present invention.

도 9의 (a)는 그립 악력 및 코킹 각도를 측정하는 일례를 도시한 것이고, (b)는 헤드 스피드, 궤적 및 템포를 측정하는 일례를 도시한 것이며, (c)는 실제 골프 그립과 운동특성을 고려한 운동기기의 기수 설계의 일례를 도시한 것이다.Figure 9 (a) shows an example of measuring grip strength and cocking angle, (b) shows an example of measuring head speed, trajectory and tempo, (c) is an actual golf grip and motion characteristics It shows an example of the jockey design of an exercise device in consideration of.

즉, 운동기기(100) 하단부에 장착될 3축 자이로 센서, 3축 가속도센서, 3축 지자기센서를 이용한 모듈이 이용되고, 운동기기(100) 상단 그립 부분에 장착될 로드셀 센서(압력 센서) 모듈과 손목(장갑부분)에 장착 될 FLEX 센서 모듈을 이용한 데이터 전송 기구물이 이용 가능하다.That is, a module using a 3-axis gyro sensor, a 3-axis acceleration sensor, and a 3-axis geomagnetic sensor to be mounted on the lower portion of the exercise device 100 is used, and a load cell sensor (pressure sensor) module to be mounted on the upper grip portion of the exercise device 100. and data transmission devices using FLEX sensor modules to be mounted on the wrist (glove part) are available.

하기에서는, 도 10 내지 도 12를 이용하여, 보다 구체적인 기술적 특징에 대해 설명한다.In the following, more specific technical features will be described using FIGS. 10 to 12 .

도 10은 본 발명에 따른 스마트 골프 운동기기의 개념 및 예상 이미지의 일례를 도시한 것이다.10 shows an example of a concept and expected image of a smart golf exercise device according to the present invention.

도 10을 참조하면, 손 생체정보 센싱부(140a)가 도시되고, 이는 사용자(1)의 그릴 압력, 손목 코킹 각도를 측정하기 위해 사용된다.Referring to FIG. 10 , a hand biometric information sensing unit 140a is shown, which is used to measure the user 1's grill pressure and wrist cocking angle.

또한, 플렉스 센서 전용 장갑(170a)이 활용될 수 있다.In addition, a glove 170a dedicated to the flex sensor may be utilized.

또한, 로드셀(143), 디스플레이부(151) 등이 배치되고, 스윙 센싱부(140b)는 스윙 속도, 스윙궤적 및 클럽의 기울기 각도를 측정하기 위해 활용된다.In addition, a load cell 143 and a display unit 151 are disposed, and the swing sensing unit 140b is used to measure swing speed, swing trajectory, and inclination angle of the club.

나아가 스윙 센싱부(140b) 주변에는 통신을 위한 무선 통신부(110)가 배치될 수 있다.Furthermore, a wireless communication unit 110 for communication may be disposed around the swing sensing unit 140b.

도 11은 본 발명에 따라 손 생체정보를 센싱하는 일례를 도시한 것이다.11 illustrates an example of sensing hand biometric information according to the present invention.

도 11의 (a)를 참조하면, 그립과 관련된 압력점 1, 2, 3, 4 와 관련된 정보를 센싱하는 것이 가능하다.Referring to (a) of FIG. 11 , it is possible to sense information related to pressure points 1, 2, 3, and 4 related to the grip.

또한, 도 11의 (b)를 참조하면, 클럽 헤드의 이동과 손목의 이동을 고려하여, Wrist-cock angle을 산출하는 것도 가능하다.In addition, referring to FIG. 11(b), it is also possible to calculate the wrist-cock angle by considering the movement of the club head and the movement of the wrist.

즉, 도 11에서는, 그립 압력, 코킹시 각도를 센싱하는 것이 가능하다.That is, in FIG. 11 , it is possible to sense grip pressure and an angle during cocking.

한편, 도 12는 본 발명에 따라 스윙 분석 센싱의 일례를 도시한 것이다.Meanwhile, FIG. 12 illustrates an example of swing analysis sensing according to the present invention.

도 12에서는, 헤드의 스피드, 궤적 등을 센싱 및 분석하여 사용자의 스윙 상태를 분석하는 것이 가능하다.In FIG. 12 , it is possible to analyze the user's swing state by sensing and analyzing the speed and trajectory of the head.

한편, 도 13은 본 발명과 관련하여, 센서 데이터 연동 프로세싱 및 무선통신부의 일례를 도시한 것이다.Meanwhile, FIG. 13 illustrates an example of a sensor data interlocking processing and a wireless communication unit in relation to the present invention.

또한, 도 14는 본 발명과 관련하여, ICT 기반 데이터 관리 및 원격 교정 훈련의 일례를 도시한 것이다.14 illustrates an example of ICT-based data management and remote calibration training in relation to the present invention.

도 13 및 도 14를 참조하면, 각 센싱 모튤에서 수신된 데이터 연산을 위한 프로세싱 전장부, 배터리 저전력 전원부 및 충전부가 이용된다.Referring to FIGS. 13 and 14 , a processing electric unit, a low-power battery power supply unit, and a charging unit are used for calculating data received from each sensing module.

도 13의 (a)는 무선 통신부를 통한 네트워크 구축, (b)는 생체 및 스윙정보 관련 연산, (c)는 관리자와의 피드백 일례를 도시한 것이다.13 (a) illustrates network construction through a wireless communication unit, (b) illustrates calculations related to biometrics and swing information, and (c) illustrates an example of feedback with a manager.

도 13의 (b)에서는, 스윙 각도 및 속도를 연산하고, 추출된 데이터를 연산하여 3D 스윙궤적 도출할 수 있다.In (b) of FIG. 13, a swing angle and speed may be calculated, and a 3D swing trajectory may be derived by calculating the extracted data.

또한, 압력센서 및 FLEX 센서 데이터 연산이 가능하고, 데이터 연동 및 매칭 알고리즘이 이용될 수 있다.In addition, pressure sensor and FLEX sensor data can be calculated, and data linkage and matching algorithms can be used.

도 13의 (a)에서는, BT, WIFI 등을 이용하여 운동 데이터 사용자 단말기로 실시간 전송하는 것이 가능하다.In (a) of FIG. 13, it is possible to transmit exercise data to a user terminal in real time using BT, WIFI, and the like.

도 15는 본 발명에 따른 ICT 플랫폼 및 사용자용 컨텐츠의 일례를 도시한 것이다.15 illustrates an example of contents for an ICT platform and a user according to the present invention.

전술한 장치 및 방법을 적용하는 경우, 서버(300)는 스마트 운동기기(100), 사용자 단말(200) 및 전문가 서버(400)로부터 정보를 지속적으로 수신하고, 이를 특정 카테고리에 따라 저장하여 데이터 베이스(DB)를 구축하는 것이 가능하다.When the above apparatus and method are applied, the server 300 continuously receives information from the smart exercise device 100, the user terminal 200, and the expert server 400, stores it according to a specific category, and stores it in a database. It is possible to build (DB).

본 발명에서는 상기 구축된 데이터 베이스를 통해 사용자 또는 전문가에 운동과 관련된 정보를 제공하는 플랫폼 서비스를 제공할 수도 있다.In the present invention, a platform service that provides information related to exercise to users or experts through the constructed database may be provided.

도 14는 본 발명의 또 다른 실시예로서, 운동과 관련된 정보를 기초로 데이터베이스(DB)를 구축하고, 플랫폼 서비스를 제공하는 일례를 도시한 것이다.14 illustrates an example of building a database (DB) based on information related to exercise and providing a platform service as another embodiment of the present invention.

도 14를 참조하면, 본 발명에서는 사용자 정보 및 ROM 정보를 서버(300)에서 수신하고, 정상수치와 비교하여 비정상으로 판단되는 경우, 관련된 질의 응답을 단말(200)을 통해 사용자에게 제공한 후, 사용자의 건강 상의 문제점을 파악할 수 있다.Referring to FIG. 14, in the present invention, user information and ROM information are received by the server 300, compared with normal values, and when determined to be abnormal, related query responses are provided to the user through the terminal 200, The user's health problems can be identified.

또한, 파악된 문제점을 기초로 추천 운동을 사용자 단말(200)을 통해 제공함으로써, 운동 제공 플랫폼 서비스의 기능을 제공할 수 있다.In addition, by providing a recommended exercise through the user terminal 200 based on the identified problem, the function of the exercise providing platform service may be provided.

또한, 스마트 운동 기기(100) 및/또는 단말(200)의 카메라로 촬영된 영상, 이미지 등을 전문가(의사 등) 서버(400)가 활용하고, 서버(300)가 이러한 정보를 종합적으로 수집하여 환자의 운동 적합성 판단 및 운동 추천을 제공하는 플랫폼기능을 제공할 수 있다.In addition, the expert (doctor, etc.) server 400 utilizes the video, image, etc. captured by the camera of the smart exercise device 100 and / or terminal 200, and the server 300 collects this information comprehensively It is possible to provide a platform function that provides exercise suitability determination and exercise recommendation of the patient.

또한, 사용자의 ROM에 따라 컨텐츠가 결정되는 게임 플레이를 통해, 환자의 정밀하고 즐거운 운동 유도하기 위해 게임 플랫폼으로서 활용할 수도 있다.In addition, it can be used as a game platform to induce precise and enjoyable exercise of the patient through game play in which contents are determined according to the user's ROM.

또한, 서버(300)는 사용자 운동시 인지 능력을 판단할 수 있는 테스트 등을 통해 뇌졸중, 치매 등에 대한 사전적 진단 서비스를 제공하는 것도 가능하다.In addition, the server 300 may provide a preliminary diagnosis service for stroke, dementia, etc. through a test capable of determining the user's cognitive ability during exercise.

여기서, 사용자가 가입할 때의 정보를 기초로 1)자동으로 운동을 추천 2)사용자가 원하는 경우에 수동으로 운동을 추천 하는 방법이 적용될 수 있다.Here, a method of 1) automatically recommending an exercise based on information when a user signs up, and 2) manually recommending an exercise when the user desires may be applied.

또한, 프로그램의 운동 데이터를 기반으로 전문가가 골프 클럽 및 개인 레슨에서의 데이터 활용 하고, 사용자 운동 적합성 판단 등 추천 운동을 제공하는 플랫폼으로 성장 가능하다.In addition, based on the exercise data of the program, experts can use data from golf clubs and individual lessons, and can grow into a platform that provides recommended exercises such as user exercise suitability judgment.

사용자 정보 및 측정 데이터를 프로그램에 저장 후 서버에서 수신 → 평균 데이터 수치와 비교하여 비정상 또는 스윙의 궤적, 손목의 움직임, 악력의 정도 등에 대한 질의(이에 관하여 추가적으로 가입된 골프 클럽 혹은 레슨하고 있는 전문가에게 원격 질의 가능) → 프로그램 상 추천(또는 사용자 선택 프로의 데이터) 데이터와 비교 분석 데이터 제공 → 사용자 문제점을 파악 → 문제점과 관련된 추천 운동 및 프로 데이터를 사용자 단말에 제공하는 방식으로 적용될 수 있다.User information and measurement data are stored in the program and received from the server → Compared with the average data value, inquiries about abnormality or swing trajectory, wrist movement, level of grip strength, etc. Remote query possible) → Provide data for comparison and analysis with data recommended by the program (or data of a user-selected pro) → Identify user problems → Provide recommended exercise and pro data related to the problem to the user terminal.

또한, 사용자의 측정된 데이터에 따라 컨텐츠가 결정되는 플레이를 통해, 환자의 정밀하고 즐거운 운동 유도가 가능하다.In addition, it is possible to induce precise and enjoyable exercise of the patient through play in which content is determined according to the user's measured data.

또한, 골프 클럽에 종류에 따라 12개 이상의 컨텐츠가 적용될 수 있다.In addition, 12 or more contents may be applied to the golf club according to the type.

한편, 도 16은 본 발명과 관련하여, 전문가 및 운동센터 방문 운동 및 원격 어드바이스의 적용 일례를 도시한 것이다.Meanwhile, FIG. 16 illustrates an example of application of expert and exercise center visiting exercise and remote advice in relation to the present invention.

도 16을 참조하면, 제품 사용자의 개인 정보(운동 데이터)를 전문가(개인 레슨) 혹은 전문 단체(골프 클럽 및 레슨센터)에 제공하여(클럽용 프로그램 별도) 사용자가 집(또는 사무실)에서 운동한 데이터를 기반으로 전문인에게 레슨(개인 또는 전문 집단) 받을 때 사용자의 문제점 파악 및 개선에 데이터 제공이 가능하다.Referring to FIG. 16, product users' personal information (exercise data) is provided to experts (individual lessons) or professional organizations (golf clubs and lesson centers) (separate club programs) so that users can exercise at home (or office). Based on the data, it is possible to provide data to identify and improve users' problems when receiving lessons from experts (individuals or professional groups).

또한, 운동 정보(참고용 프로 데이터, 운동 강도, 운동 시간, 스윙 궤적, 악력 정보, 손목 코킹 정보 등)를 제공하여 사용자가 실제 레슨 및 전문가의 지도를 받을 때 참고할 수 있는 데이터를 제공하는 것이 가능하다.In addition, by providing exercise information (pro data for reference, exercise intensity, exercise time, swing trajectory, grip strength information, wrist cocking information, etc.), it is possible to provide data that users can refer to when receiving actual lessons and expert guidance. do.

또한, 각 사용자에 따라 ID를 부여하여 개별 데이터 제공(전문 집단에서 레슨 시 러명이 사용 가능)하는 것이 가능하다.In addition, it is possible to provide individual data by assigning an ID according to each user (a person's name can be used during a lesson in a professional group).

또한, 개인 연습 자료 및 센터에서 훈련한 자료 서버 저장하여 모바일로 해당 데이터 참고 할 수 있도록 모바일용 프로그램 제공이 가능하다.In addition, it is possible to provide a program for mobile so that the personal practice data and data trained in the center can be stored on the server and referred to the data through mobile.

또한, 바일용 프로그램에서는 센터 방문하지 않고 원격으로 질의 응답이 가능하다(사용자 질의, 전문가 어드바이스 제공).In addition, in the program for the bar, it is possible to answer questions remotely without visiting the center (user queries and expert advice provided).

한편, 본 발명은 사용자 개인만을 위해 적용되는 방식 이외에 그룹 단위로 운동을 하고, 그에 대한 피드백을 받는 방법으로도 활용되는 것이 가능하다.On the other hand, the present invention can be used as a method of exercising in a group unit and receiving feedback on it, in addition to a method applied only for individual users.

본 발명에서는 네트워크를 통한 그룹 운동으로서, 관리자를 두고 복수의 사용자에게 동일한 미션을 부여하여 스마트 운동기기(100)로 운동을 수행하고, 수행된 결과를 합산하여 서로 공유(랭킹, 서로 간의 운동 피드백 제공 등)할 수 있다.In the present invention, as a group exercise through a network, a manager is assigned and a plurality of users are given the same mission to perform the exercise with the smart exercise device 100, and the results are summed up and shared (ranking, exercise feedback between each other) etc.) can.

각각의 사용자에 피드백 되는 운동정보는, 운동강도, 시간, 운동상태, 현재운동상태 등이 될 수 있고, 각 스마트 운동 기기(100)의 배터리 잔량에 대한 피드백을 제공하는 것도 가능하다.The exercise information fed back to each user may include exercise intensity, time, exercise state, current exercise state, and the like, and it is also possible to provide feedback on the battery remaining amount of each smart exercise device 100.

또한, 각 기기 및 팀별로 ID를 부여하여 구분하는 구성을 적용할 수도 있다.In addition, a configuration in which IDs are assigned to each device and team to be classified may be applied.

즉, 여러 지역에 복수의 팀(A1, A2, B1, B2, C1, C2)를 두고, 각 팀(A1, A2, B1, B2, C1, C2)에 속한 스마트 기기(100)로부터 각 지역 관제 서버(300)가 정보를 수집하며, 수집된 결과를 종합적으로 통합 관제 서버(300)가 수신한다.That is, a plurality of teams (A1, A2, B1, B2, C1, C2) are placed in various regions, and each region is controlled from the smart device 100 belonging to each team (A1, A2, B1, B2, C1, C2). The server 300 collects information, and the integrated control server 300 comprehensively receives the collected results.

이후, 통합 관세 저서(300)는 지역 단위, 팀 단위, 개인 단위로 운동에 대한 퍼포먼스를 평가하여 피드백할 수 있다.Thereafter, the integrated customs book 300 may evaluate and provide feedback on exercise performance on a regional basis, a team basis, and an individual basis.

MEMS 내장 센서를 이용한 골프 스윙 분용용 데이터 수집 기구물Data collection equipment for golf swing using MEMS built-in sensor

또한, 도 20은 본 발명이 제안하는 기구물의 개념도 일례를 도시한 것이고, 도 21은 실제 기구물의 일례를 도시한 것이다.In addition, FIG. 20 shows an example of a conceptual diagram of a device proposed by the present invention, and FIG. 21 shows an example of an actual device.

먼저 도 20 및 도 21을 참조하면, 통신 네트워크를 구축하고, 골프 스윙 분석을 위한 데이터를 수집하는 기구가 도시된다.Referring first to FIGS. 20 and 21 , a mechanism for establishing a communication network and collecting data for golf swing analysis is shown.

골프 스윙이 올바르게 되고 있는지 분석하여 판단하기 위한 수많은 데이터들이 알려져 있으며, 이를 위한 다양한 형태의 측정기구들이 개발되어 활용되고 있으나, 대부분의 스윙 분석 장비는 영상(가시광선), 레이다, 라이다 등을 이용한 고가 장비로서 성능은 좋으나 일반적인 활용이 불가능하며, 가속센서 등 내장 센서를 이용한 장비는 아직 정확도나, 활용성 면에서 적합한 장비가 없다고 알려져 있다.Numerous data are known to analyze and determine whether the golf swing is working correctly, and various types of measuring instruments have been developed and used for this purpose, but most swing analysis equipment uses video (visible light), radar, lidar, etc. As expensive equipment, it has good performance, but it is impossible to use it generally, and it is known that there is no suitable equipment in terms of accuracy or usability yet for equipment using built-in sensors such as acceleration sensors.

가속도 센서 등 MEMS 센서를 이용하여 골프채에 내장 혹은 부착의 형태로 다수의 제품이 개발되어 출시되었으나, 상대적인 움직임의 데이터를 측정하는 형태의 데이터로 스윙 분석에 필요한 정확한 데이터 수집에 어려움이 있었다.A number of products have been developed and released in the form of built-in or attached golf clubs using MEMS sensors such as acceleration sensors, but it is difficult to collect accurate data necessary for swing analysis as data in the form of measuring relative movement data.

본 발명에서는 기존 내장 센서 제품의 미진한 점을 보완하고 정확한 스윙 분석을 위한 데이터 수집을 위하여 골프채의 헤드 부분과 그립 부분에 가속도 센서, 자이로 센서 등 MEMS센서를 부착하고, 추가로 손목에 부착하도록 하여, 기존 내장 센서 제품에 비해 더 많은 종류의 데이터를 수집하고, 정확한 측정을 할 수 있도록 하였다.In the present invention, in order to supplement the shortcomings of existing built-in sensor products and collect data for accurate swing analysis, MEMS sensors such as an acceleration sensor and a gyro sensor are attached to the head and grip of the golf club, and additionally attached to the wrist, Compared to existing built-in sensor products, more types of data can be collected and accurate measurements can be made.

또한 그립 부위에 압력센서를 장착함으로써 스윙시 그립 압력 변화 데이터도 측정할 수 있도록 하였다.In addition, by attaching a pressure sensor to the grip part, it is possible to measure grip pressure change data during swing.

도 20 및 도 21을 통해, 본 발명이 제안하는 MEMS 내장 센서를 이용한 골프 스윙 분용용 데이터 수집 기구는, 골프채의 헤드 부분(1200)에 장착되는 제 1 MEMS(Micro Electro-Mechanical Systems) 센서부(1210), 골프채의 그립 부분(1100)에 장착되는 제 2 MEMS(Micro Electro-Mechanical Systems) 센서부(1120), 골프채 사용자의 손목 부분(1000)에 장착되는 제 3 MEMS(Micro Electro-Mechanical Systems) 센서부(1010)를 포함할 수 있다.20 and 21, the data collection mechanism for golf swing using the MEMS built-in sensor proposed by the present invention includes a first MEMS (Micro Electro-Mechanical Systems) sensor unit mounted on the head part 1200 of a golf club ( 1210), a second MEMS (Micro Electro-Mechanical Systems) sensor unit 1120 mounted on the grip portion 1100 of the golf club, and a third MEMS (Micro Electro-Mechanical Systems) mounted on the wrist portion 1000 of the golf club user. A sensor unit 1010 may be included.

또한, 골프채의 그립 부분(1100)과 관련하여, 제 2 MEMS 센서부(1120)와 인접하게 배치되는 적어도 하나의 압력 센서부(1110)를 포함할 수 있다.In addition, in relation to the grip portion 1100 of the golf club, at least one pressure sensor unit 1110 disposed adjacent to the second MEMS sensor unit 1120 may be included.

또한, 통신부(미도시)는 제 1 MEMS 센서부(1210), 제 2 MEMS 센서부(1120), 제 3 MEMS 센서부(1010) 및 압력 센서부(1110)가 수집한 데이터 중 적어도 일부를 구축한 통신 네트워크를 통해 외부로 전송할 수 있다.In addition, the communication unit (not shown) builds at least some of the data collected by the first MEMS sensor unit 1210, the second MEMS sensor unit 1120, the third MEMS sensor unit 1010, and the pressure sensor unit 1110. It can be transmitted to the outside through a communication network.

여기서 제 1 MEMS 센서부(1210)는 상기 골프채 샤프트의 3축 가속도 변화 데이터 및 상기 샤프트의 3축 각속도 변화 데이터를 수집하고, 제 2 MEMS 센서부(1120)는 상기 골프채 헤드의 3축 가속도 변화 데이터 및 상기 헤드의 3축 각속도 변화 데이터를 수집하며, 제 3 MEMS 센서부(1010)는 상기 손목의 3축 가속도 변화 데이터 및 상기 손목의 3축 각속도 변화 데이터를 수집할 수 있다.Here, the first MEMS sensor unit 1210 collects the 3-axis acceleration change data of the golf club shaft and the 3-axis angular velocity change data of the shaft, and the second MEMS sensor unit 1120 collects the 3-axis acceleration change data of the golf club head. and 3-axis angular velocity change data of the head, and the third MEMS sensor unit 1010 may collect 3-axis acceleration change data of the wrist and 3-axis angular velocity change data of the wrist.

또한, 압력 센서부(1110)는 상기 골프채 그립 부분의 압력 변화 데이터를 수집할 수 있다.Also, the pressure sensor unit 1110 may collect pressure change data of the grip portion of the golf club.

통신부를 통해, 상기 기구에서 수집된 데이터를 수신한 단말 또는 서버는, 샤프트의 3축 가속도 변화 데이터, 상기 샤프트의 3축 각속도 변화 데이터, 상기 골프채 헤드의 3축 가속도 변화 데이터, 상기 헤드의 3축 각속도 변화 데이터, 상기 손목의 3축 가속도 변화 데이터, 상기 손목의 3축 각속도 변화 데이터 및 상기 골프채 그립 부분의 압력 변화 데이터 중 적어도 하나를 이용하여 상기 골프 스윙 과정에서의 샤프트 각도 변화, 손목 각도 변화, 헤드 각도 변화, 헤드 속도 변화 및 그립 압력 변화 중 적어도 하나를 도출할 수 있다.Through the communication unit, the terminal or server that has received the data collected by the mechanism includes the 3-axis acceleration change data of the shaft, the 3-axis angular velocity change data of the shaft, the 3-axis acceleration change data of the golf club head, and the 3-axis acceleration change data of the head. Shaft angle change, wrist angle change, At least one of head angle change, head speed change, and grip pressure change may be derived.

또한, 단말 또는 서버는, 골프 스윙 과정에서의 샤프트 각도 변화, 손목 각도 변화, 헤드 각도 변화, 헤드 속도 변화 및 그립 압력 변화 중 적어도 하나를 이용하여, 상기 골프 스윙 과정에서의 스윙 궤도 변화, 스윙시 최고 속도, 상기 골프채와 공이 접촉하는 임팩트시 헤드 각도 및 스윙 시간 중 적어도 하나를 도출할 수 있다.In addition, the terminal or server may use at least one of a shaft angle change, a wrist angle change, a head angle change, a head speed change, and a grip pressure change during the golf swing process to change the swing trajectory during the golf swing process, during the swing. At least one of a maximum speed, a head angle at the time of impact where the golf club and the ball contact each other, and a swing time may be derived.

또한, 상기 단말 또는 서버는, 골프 스윙 과정에서의 스윙 궤도 변화, 스윙시 최고 속도, 임팩트시 헤드 각도 및 스윙 시간 중 적어도 하나를 이용하여, 상기 임팩트시 헤드 위치 오차, 상기 임팩트시 헤드 각도 오차, 상기 임팩트시 헤드 각도에 따른 스핀 정보 및 발사각(탄도각) 정보 중 적어도 하나를 도출할 수 있다.In addition, the terminal or server uses at least one of a swing trajectory change in a golf swing process, a maximum speed during a swing, a head angle during impact, and a swing time, and the head position error during impact, the head angle error during impact, At least one of spin information and launch angle (trajectory angle) information according to the head angle at the time of impact may be derived.

또한, 상기 단말 또는 서버는, 상기 도출된 스윙 궤도 변화, 스윙시 최고 속도, 임팩트시 헤드 각도 및 스윙 시간, 상기 임팩트시 헤드 위치 오차, 상기 임팩트시 헤드 각도 오차, 상기 임팩트시 헤드 각도에 따른 스핀 정보 및 발사각(탄도각) 정보 중 적어도 하나를 기초로, 상기 스윙 교정을 위한 교정 정보를 생성할 수 있다.In addition, the terminal or server may include the derived swing trajectory change, maximum speed during swing, head angle and swing time at impact, head position error at impact, head angle error at impact, and spin according to the head angle at impact. Correction information for the swing correction may be generated based on at least one of information and launch angle (trajectory angle) information.

또한, 제 1 MEMS 센서부(1210), 제 2 MEMS 센서부(1120), 제 3 MEMS 센서부(1010)는 자이로 센서, 가속도 센서 및 지자기 센서를 포함할 수 있다.In addition, the first MEMS sensor unit 1210, the second MEMS sensor unit 1120, and the third MEMS sensor unit 1010 may include a gyro sensor, an acceleration sensor, and a geomagnetic sensor.

한편, 사용자가 상기 단말을 통해 신체와 관련된 제 1 정보를 입력한 경우, 상기 통신부는 상기 단말로부터 상기 제 1 정보를 수신하고, 기구는 상기 제 1 정보를 기초로, 골프 운동과 관련하여 상기 사용자가 수행할 복수의 운동 방법을 안내하는 제 2 정보를 결정할 수 있다.On the other hand, when the user inputs first information related to the body through the terminal, the communication unit receives the first information from the terminal, and the device determines the user's golf exercise based on the first information. The second information for guiding a plurality of exercise methods to be performed may be determined.

이후, 제 2 정보가 표시된 단말로부터, 상기 복수의 운동 방법 중 상기 사용자가 선택한 제 1 운동 방법을 상기 통신부가 수신하고, 상기 사용자가 상기 제 1 운동 방법에 따른 테스트 운동을 수행하는 경우, 상기 테스트 운동에서 측정된 데이터를 기반으로 상기 골프 운동과 관련된 목표 운동 궤적 및 목표 횟수를 결정하며, 기구는 상기 사용자의 실제 운동에 따른 동작 중 상기 목표 운동 궤적에 매칭(matching)되는 동작에 대해서만 운동한 것으로 카운팅(counting) 할 수 있다.Thereafter, when the communication unit receives a first exercise method selected by the user from among the plurality of exercise methods from the terminal on which the second information is displayed, and the user performs a test exercise according to the first exercise method, the test A target exercise trajectory and a target number of times related to the golf exercise are determined based on the data measured in the exercise, and the instrument is exercised only for motions matching the target exercise trajectory among motions according to the user's actual exercise. can be counted.

상기 카운팅 한 총 횟수가 상기 목표 횟수에 도달하는 경우, 상기 사용자에 운동이 종료되었다는 사실을 알리는 피드백을 제공할 수 있다.When the total number of counting reaches the target number of times, a feedback notifying that the exercise has ended may be provided to the user.

여기서, 제 1 정보는, 상기 사용자의 나이, 성별, 체중, 신장, 팔길이 정보를 포함하고, 상기 복수의 운동 방법은, 상기 골프 운동과 관련된 스윙 운동 방법을 포함할 수 있다.Here, the first information may include age, gender, weight, height, and arm length information of the user, and the plurality of exercise methods may include a swing exercise method related to the golf exercise.

본 발명에 따르면, 골프채 그립 부분에 장착한 센서를 통해 스윙시 골프채의 움직임에 따른 x,y,z 3축 가속도 데이터와 x,y,z 3축 자이로 데이터를 수집하여, 기본적인 스윙시의 스윙 각도 변화를 계산할 수 있으나, 상대적인 데이터만으로 이루어져 있어 근사값만을 취할 수 있다.According to the present invention, the swing angle during the basic swing is obtained by collecting 3-axis acceleration data and 3-axis gyro data of x, y, z according to the movement of the golf club during a swing through a sensor mounted on the grip of the golf club. Changes can be calculated, but only approximate values can be taken because they consist of only relative data.

또한, 본 발명에 따르면, 골프채 헤드 부분에 장착한 센서를 통해 스윙시 샤프트 움직임과 별도로 헤드의 움직임에 따른 x,y,z 3축 가속도 데이터와 x,y,z 3축 자이로 데이터를 수집하여, 스윙시 헤드의 움직임에 대한 각도 변화, 가속도 변화, 속도 변화 등의 데이터를 수집할 수 있다.In addition, according to the present invention, x, y, z 3-axis acceleration data and x, y, z 3-axis gyro data according to the movement of the head are collected separately from the shaft movement during swing through a sensor mounted on the golf club head, Data such as angle change, acceleration change, and speed change regarding head movement during swing can be collected.

또한, 골프채 그립 부분의 데이터와 골프채 헤드 부분의 데이터를 연계하여 공간상의 골프채 움직임을 계산할 수 있으며 이는 1개 센서만 장착한 기존 제품에 비해 정확한 계산이 가능하다.In addition, the movement of the golf club in space can be calculated by linking the data of the golf club grip part with the data of the golf club head part, which is more accurate than conventional products equipped with only one sensor.

또한, 골프채 그립 부분의 센서 데이터는 기본적인 스윙 데이터로서 분석의 기준이 되며, 헤드 부분의 센서 데이터는 골프 스윙시 강한 힘에 의해 골프채가 휘게 되어 골프채 헤드가 샤프트 보다 늦게 회전하게 되어 스윙 정확도가 떨어지는 형태 분석에 활용할 수 있으며, 이를 통해 개인화된 골프채 선택에 도움을 줄 수 있다.In addition, the sensor data of the grip part of the golf club is basic swing data, which is the basis for analysis, and the sensor data of the head part is a form in which the golf club head rotates later than the shaft due to the golf club being bent by a strong force during the golf swing, resulting in poor swing accuracy. It can be used for analysis, and through this, it can help in choosing a personalized golf club.

또한, 골프채 헤드 부분의 센서 데이터는 스윙시 헤드의 정확한 스피드 계산과 함께, 헤드면이 어느정도 틀어졌는지를 3차원으로 계산할 수 있으며, 이를 통해 접근각, 페이스각 등을 알 수 있으며, 2차적으로 발사 각도, 스핀, 스핀 축 등의 데이터를 계산할 수 있다.In addition, the sensor data of the head of the golf club can calculate the exact speed of the head during swing and how much the head is twisted in 3D, and through this, the approach angle, face angle, etc. can be known, and secondary launch Data such as angle, spin, and spin axis can be calculated.

또한, 손목 부위의 센서 데이터를 통해 샤프트와 손목(팔)과 이루는 각도의 변화를 계산할 수 있으며, 이를 통해 코킹 각도 변화를 계산하여 스윙 교정에 반영할 수 있다.In addition, it is possible to calculate the change in the angle between the shaft and the wrist (arm) through the sensor data of the wrist, and through this, the change in the cocking angle can be calculated and reflected in the swing correction.

도 17은 스윙시 메인 샤프트와 헤드 부분 가속센서 데이터 값을 나타낸 것이고, 도 18은 스윙시 메인 샤프트의 가속센서 데이터와 자이로센서 데이터, 이를 사용한 각도 데이터를 나타낸 것이며, 도 19는 스윙시 메인 샤프트 각도, 헤드 각도, 손목 각도 데이터를 나타낸 것이다.17 shows data values of the acceleration sensor of the main shaft and the head during swing, FIG. 18 shows data of the acceleration sensor and gyro sensor of the main shaft during swing, and angle data using the same, and FIG. 19 shows the angle of the main shaft during swing. , head angle, and wrist angle data.

도 17 내지 도 19를 참조하면, 메인 샤프트 부분 센서와 헤드 부분의 가속 데이터 값의 형태는 유사하지만, 스윙시 샤프트의 휘어짐으로 인해 움직임에 차이가 생겨 조금 다른 형태의 데이터가 측정된다.Referring to FIGS. 17 to 19 , the shape of the acceleration data values of the main shaft part sensor and the head part are similar, but a slightly different type of data is measured due to a difference in movement due to the bending of the shaft during swing.

따라서 메인 샤프트의 센서 데이터는 스윙이 기본이 되는 샤프트 그립 부분의 기초 데이터로 활용하여, 그립과 스윙에 따른 각도 계산에 활용하고, 헤드 부분의 센서 데이터는 실제 헤드의 속도, 임팩트시의 헤드 각도 계산으로 구분하여 활용할 수 있다.Therefore, the sensor data of the main shaft is used as the basic data of the grip part of the shaft, which is the basis of swing, and used to calculate the angle according to the grip and swing, and the sensor data of the head part calculates the actual head speed and head angle at impact can be used separately.

또한, 상대적인 센서 데이터의 특성상 스윙 궤도 측정은 한 지점의 움직임 데이터로는 정확한 스윙 궤도 계산이 어려우나, 두 지점의 데이터를 연계하여 정확성을 높일 수 있다.In addition, due to the characteristics of relative sensor data, it is difficult to accurately calculate a swing trajectory using motion data of one point in measuring a swing trajectory, but it is possible to increase accuracy by linking data of two points.

또한, MEMS 센서의 가속계 데이터 혹은 자이로 데이터 단독으로 각도 변화를 계산할 수 있으나, 기준점이 없는 상대적 움직임 상태에서의 정확한 각도 계산이 불가능함으로 가속계 데이터와 자이로 데이터를 상보 필터 등을 이용해 계산하여 상대적으로 정확한 각도 변화를 계산할 수 있다.In addition, although the angle change can be calculated using the MEMS sensor's accelerometer data or gyro data alone, it is impossible to calculate an accurate angle in a relative motion state without a reference point. change can be calculated.

또한, 세 지점의 MEMS 센서 데이터 및 계산된 각도 데이터를 연계하여, 스윙 분석에 필요한 다양한 데이터를 비교적 정확하게 계산해 낼 수 있으며, 이를 통해 다양한 형태의 스윙 교정에 활용할 수 있다.In addition, it is possible to relatively accurately calculate various data required for swing analysis by linking the MEMS sensor data and the calculated angle data of the three points, and through this, it can be used for various types of swing correction.

본 발명이 제안하는 기구를 기초로, 취득 가능한 데이터는 다음과 같다.Based on the mechanism proposed by the present invention, the data that can be obtained are as follows.

(1) MEMS 센서 데이터(1) MEMS sensor data

- 골프채 샤프트의 3축 가속도 데이터- 3-axis acceleration data of golf club shaft

- 골프채 샤프트의 3축 자이로 데이터- 3-axis gyro data of golf club shaft

- 골프채 헤드의 3축 가속도 데이터- 3-axis acceleration data of the golf club head

- 골프채 헤드의 3축 자이로 데이터- 3-axis gyro data of the golf club head

- 손목 3축 가속도 데이터- Wrist 3-axis acceleration data

- 손목 3축 자이로 데이터- Wrist 3-axis gyro data

(2) 압력 센서(2) pressure sensor

- 골프채 그립 부분의 압력 데이터- Pressure data of golf club grip part

또한, 본 발명이 제안하는 기구를 기초로, 계산 가능한 스윙 데이터는 다음과 같다.In addition, based on the mechanism proposed by the present invention, the swing data that can be calculated are as follows.

(1) 1차 데이터(1) Primary data

- 스윙간 샤프트 각도 변화- Shaft angle change between swings

- 스윙간 손목 각도 변화- Changes in wrist angle between swings

- 스윙간 헤드 각도 변화- Head angle change between swings

- 스윙간 헤드 속도 변화- Change in head speed between swings

- 스윙간 그립 압력 변화- Changes in grip pressure between swings

(2) 2차 데이터(2) Secondary data

- 스윙간 스윙 궤도 변화- Swing trajectory changes between swings

- 스윙시 최고 속도- Top speed when swinging

- 임팩트시 헤드 각도- Head angle at impact

- 스윙 시간- swing time

(3) 3차 데이터(3) 3rd data

- 임팩트시 헤드 위치 오차- Head position error at impact

- 임팩트시 헤드 각도 오차- Head angle error at impact

- 임팩트시 헤드 각도에 따른 스핀(백스핀, 슬라이스 등)- Spin according to head angle at impact (backspin, slice, etc.)

- 발사각(탄도각)- launch angle (trajectory angle)

본 명세서를 통해 제안하는 기구물 특장점은 다음과 같다.The features of the instrument proposed through this specification are as follows.

- 골프채에 대응되는 기구물로서 골프채와 같은 길이 같은 무게 배분을 가짐- As a device corresponding to a golf club, it has the same length and same weight distribution as a golf club

- 골프채의 그립부에 해당하는 부위에 압력센서와 그립부 MEMS 센서를 부착하였고, 골프 헤드에 해당하는 부위에 헤드부 MEMS 센서를 부착하였고, 손목에 밴드로 부착할 수 있는 기구에 MEMS 센서를 부착하였음- A pressure sensor and grip MEMS sensor were attached to the grip part of the golf club, a head MEMS sensor was attached to the golf head part, and a MEMS sensor was attached to a device that can be attached to the wrist with a band.

- 블루투스 통신이 포함된 Cortex M3 기반의 제어 회로를 내장하여 스윙간 센서 데이터를 수집하고, 블루투스를 통해 모바일 웹 및 데이터 수집 기기에 전송할 수 있음- Built-in Cortex M3-based control circuit with Bluetooth communication to collect sensor data between swings and transmit to mobile web and data collection devices via Bluetooth

- 그립 부위에 1개의 버튼이 부착되어 초기화, 스윙 시작/끝 등을 제어할 수 있음- One button is attached to the grip area to control initialization, swing start/end, etc.

- 개발간에는 프로그래밍을 위한 데이터 케이블이 외부에 나와 있음- Data cable for programming is externally provided during development

- 개발간에는 간이 정보 표시를 위한 소형 OLED Display가 그립 부위에 위치해 있음- During development, a small OLED display for simple information display is located on the grip part

- 골프 스윙간 3지점의 MEMS 센서 데이터 및 그립 압력 데이터를 통해 기존 MEMS 제품에 비해 다양하고 정확한 스윙 데이터를 취득해 기존 고가의 장비를 통하여 할 수 있던 골프 스윙 교정을 저렴한 가격에 쉽게 할 수 있음- Through MEMS sensor data and grip pressure data at 3 points between golf swings, various and accurate swing data are acquired compared to existing MEMS products, so golf swing correction, which was previously possible through expensive equipment, can be easily performed at a low price.

- 시계열 데이터 형태이므로 기존 회귀분석을 통한 패턴 분석에 어려움이 있어 머신러닝을 통한 데이터 패턴분석을 진행하였음- Because it is in the form of time series data, it is difficult to analyze patterns through existing regression analysis, so data pattern analysis was conducted through machine learning.

- 머신러닝을 통해 각 데이터를 분석하여 의미 있는 데이터 패턴을 찾을 수 있을 정도로 3지점 MEMS 센서 데이터를 통한 골프 스윙 분석이 효율이 있었으며, 이를 통해 데이터의 신뢰도를 높일 수 있었고, 추가적인 데이터 분석 모델 구축을 통해 점진적으로 더욱 신뢰성 있는 데이터를 취득할 수 있음- Golf swing analysis through 3-point MEMS sensor data was efficient enough to find meaningful data patterns by analyzing each data through machine learning. progressively more reliable data can be acquired through

MEMS센서 활용을 통한 골프 스윙 데이터 취득 골프 스윙 8단계 구분 및 데이터 분석Acquisition of golf swing data through the use of MEMS sensors Classification of 8 stages of golf swing and data analysis

골프 스윙 교정을 위해 다양한 방법이 사용되고 있고, 현재 영상을 통한 교정, 초음파, 레이더, 라이더 등을 통해 측정된 스윙 데이터를 통한 교정 등 장비를 통한 교정도 활용되고 있지만 대부분 고가의 장비로서 접근성이 떨어지고, 골프 스윙에 대한 이론적인 정의도 미진한 상태이다.Various methods are used for golf swing correction, and correction through equipment such as correction through video, correction through swing data measured through ultrasound, radar, lidar, etc. Theoretical definition of the golf swing is also incomplete.

또한, 종래에는 MEMS 센서 등을 통해 상대적으로 저렴하고 접근성이 좋은 교정 기구가 개발되어 있지만, 아직 충분한 신뢰도를 갖지 못하고 있으며, 이론적인 접근에 어려움이 있다.In addition, conventionally, relatively inexpensive and accessible calibration instruments have been developed through MEMS sensors, etc., but they do not yet have sufficient reliability and there is a difficulty in theoretical approach.

본 발명에서는 MEMS 센서 등을 이용해 체계적이고 이론적인 접근을 하기 위하여 MEMS 데이터를 기본으로 골프 스윙에 체계적으로 적용할 수 있는 방법을 구상하였다.In the present invention, in order to take a systematic and theoretical approach using a MEMS sensor, etc., a method that can be systematically applied to a golf swing based on MEMS data was conceived.

또한 시계열 데이터 특성상 패턴화 하여 분석할 수 없는 특성의 데이터를 머신러닝을 통해 특성화하여 골프 스윙 교정에 활용할 수 있도록 구상하였다.In addition, due to the nature of time series data, it was conceived that it could be used for golf swing correction by characterizing data of characteristics that could not be patterned and analyzed through machine learning.

본 발명에 따르면 MEMS센서 활용을 통한 골프 스윙 데이터 취득 골프 스윙 8단계 구분 및 데이터 분석하는 시스템을 제안할 수 있다.According to the present invention, it is possible to propose a system that acquires golf swing data through the use of a MEMS sensor, classifies eight stages of a golf swing, and analyzes the data.

본 발명에 따른 시스템은, 단말 또는 서버와 상기 단말 또는 서버와 네트워크를 구축하고, 골프 스윙 분석을 위한 데이터를 수집하는 기구를 포함할 수 있다.The system according to the present invention may include a terminal or server, a device for establishing a network with the terminal or server, and collecting data for golf swing analysis.

여기서 기구는, 골프채의 적어도 일부에 장착되는 복수의 MEMS(Micro Electro-Mechanical Systems) 센서부, 골프채의 그립 부분에 배치되는 적어도 하나의 압력 센서부 및 복수의 MEMS 센서부와 압력 센서부가 수집한 데이터 중 적어도 일부를 상기 구축한 통신 네트워크를 통해 외부로 전송하는 통신부를 포함할 수 있다.Here, the mechanism includes a plurality of MEMS (Micro Electro-Mechanical Systems) sensor units mounted on at least a part of the golf club, at least one pressure sensor unit disposed on the grip portion of the golf club, and data collected by the plurality of MEMS sensor units and the pressure sensor unit. It may include a communication unit for transmitting at least a part of them to the outside through the established communication network.

특히, 복수의 MEMS 센서부는 상기 골프채 샤프트, 상기 골프채 헤드 및 상기 손목의 3축 가속도 변화 데이터 및 3축 각속도 변화 데이터를 수집하고, 압력 센서부는 상기 골프채 그립 부분의 압력 변화 데이터를 수집할 수 있다.In particular, the plurality of MEMS sensor units may collect 3-axis acceleration change data and 3-axis angular velocity change data of the golf club shaft, the golf club head, and the wrist, and the pressure sensor unit may collect pressure change data of the golf club grip portion.

한편, 통신부를 통해, 상기 기구에서 수집된 데이터를 수신한 단말 또는 서버는, 골프 스윙의 단계를 8 단계로 구분하고, 골프채 샤프트, 상기 골프채 헤드 및 상기 손목의 3축 가속도 변화 데이터 및 3축 각속도 변화 데이터와 압력 변화 데이터를 이용하여, 상기 8 단계 각각에 대한 서로 다른 골프 스윙 분석 데이터를 도출할 수 있다.Meanwhile, the terminal or server that has received the data collected by the device through the communication unit classifies the golf swing stage into 8 stages, and 3-axis acceleration change data and 3-axis angular velocity of the golf club shaft, the golf club head, and the wrist. Different golf swing analysis data for each of the eight steps may be derived using the change data and the pressure change data.

구체적으로 골프 스윙의 8 단계는, 사용자가 셉업하는 어드레스 단계(1단계), 상기 사용자가 상기 골프채를 움직이는 테이크 어웨이 단계(2단계), 상기 사용자가 상기 골프채를 올리는 전체 길이 중 절반에 해당하는 위치로 상기 골프채를 위치시키는 하프 스윙 단계(3단계), 상기 사용자가 상기 전체 길이 중 가장 큰 위치로 상기 골프채를 위치시키는 탑 스윙 단계(4단계), 사용자가 상기 골프채를 내리는 과정은 다운 스윙 단계(4단계), 골프채와 공이 접촉하는 임팩트 단계(5단계), 사용자가 공과의 접촉 이후에 상기 골프채에 대한 힘을 줄여가는 과정인 릴리즈 단계(6단계) 및 골프 스윙을 마무리 하는 피니쉬 단계(7단계)를 포함할 수 있다.Specifically, the eight steps of the golf swing include an address step where the user sets up (step 1), a take-away step where the user moves the golf club (step 2), and a position corresponding to half of the total length of the user raising the golf club A half swing step (step 3) of positioning the golf club, a top swing step (step 4) in which the user positions the golf club at the largest position among the total lengths, and a down swing step (step 4) in which the user lowers the golf club. Step 4), an impact step in which the golf club and the ball contact each other (step 5), a release step in which the user reduces the force on the golf club after contact with the ball (step 6), and a finish step for finishing the golf swing (step 7). ) may be included.

또한, 1 단계에서는 그립 압력 정보 및 샤프트 각도 정보가 도출되고, 2 단계에서는 상기 그립 압력 정보 및 손목 각도 변화 정보가 도출되며, 3 단계에서는 상기 그립 압력 정보 및 코킹 각도 변화 정보가 도출되고, 4 단계에서는 상기 그립 압력 정보 및 상기 샤프트 각도 정보가 도출되며, 5 단계에서는 전환 샤프트 평면 각도 정보 및 상기 스윙 관련 궤도 각도 정보가 도출되고, 6 단계에서는 상기 그립 압력 정보, 상기 골프채의 헤드 스피드 변화 정보, 접근각 정보 및 페스이 각도 정보가 도출되며, 7 단계에서는 상기 그립 압력 정보, 상기 손목 각도 변화 정보 및 상기 샤프트 각도 정보가 도출되고, 8 단계에는 상기 그립 압력 정보 및 상기 손목 각도 변화 정보가 도출될 수 있다.In addition, in step 1, grip pressure information and shaft angle information are derived, in step 2, the grip pressure information and wrist angle change information are derived, in step 3, the grip pressure information and cocking angle change information are derived, and in step 4, In step 5, the grip pressure information and the shaft angle information are derived, in step 5, the conversion shaft plane angle information and the swing-related trajectory angle information are derived, and in step 6, the grip pressure information, the head speed change information of the golf club, and approach Each piece of information and face angle information are derived. In step 7, the grip pressure information, the wrist angle change information, and the shaft angle information are derived. In step 8, the grip pressure information and the wrist angle change information are derived. .

또한, 골프채 샤프트, 상기 골프채 헤드 및 상기 손목의 3축 가속도 변화 데이터 및 3축 각속도 변화 데이터와 압력 변화 데이터 중 적어도 하나를 이용하여 상기 골프 스윙 과정에서의 샤프트 각도 변화, 손목 각도 변화, 헤드 각도 변화, 헤드 속도 변화 및 그립 압력 변화 중 적어도 하나를 도출할 수 있다.In addition, the shaft angle change, the wrist angle change, and the head angle change in the course of the golf swing using at least one of 3-axis acceleration change data, 3-axis angular velocity change data, and pressure change data of the golf club shaft, the golf club head, and the wrist. , at least one of head speed change and grip pressure change may be derived.

또한, 단말 또는 서버는, 골프 스윙 과정에서의 샤프트 각도 변화, 손목 각도 변화, 헤드 각도 변화, 헤드 속도 변화 및 그립 압력 변화 중 적어도 하나를 이용하여, 상기 골프 스윙 과정에서의 스윙 궤도 변화, 스윙시 최고 속도, 상기 골프채와 공이 접촉하는 임팩트시 헤드 각도 및 스윙 시간 중 적어도 하나를 도출할 수 있다.In addition, the terminal or server may use at least one of a shaft angle change, a wrist angle change, a head angle change, a head speed change, and a grip pressure change during the golf swing process to change the swing trajectory during the golf swing process, during the swing. At least one of a maximum speed, a head angle at the time of impact where the golf club and the ball contact each other, and a swing time may be derived.

또한, 단말 또는 서버는, 골프 스윙 과정에서의 스윙 궤도 변화, 스윙시 최고 속도, 임팩트시 헤드 각도 및 스윙 시간 중 적어도 하나를 이용하여, 상기 임팩트시 헤드 위치 오차, 상기 임팩트시 헤드 각도 오차, 상기 임팩트시 헤드 각도에 따른 스핀 정보 및 발사각(탄도각) 정보 중 적어도 하나를 도출할 수 있다.In addition, the terminal or server uses at least one of a swing trajectory change during a golf swing, a maximum speed during a swing, a head angle during impact, and a swing time, and the head position error during impact, the head angle error during impact, and the above At least one of spin information and launch angle (trajectory angle) information according to the head angle at the time of impact may be derived.

또한, 단말 또는 서버는, 도출된 스윙 궤도 변화, 스윙시 최고 속도, 임팩트시 헤드 각도 및 스윙 시간, 상기 임팩트시 헤드 위치 오차, 상기 임팩트시 헤드 각도 오차, 상기 임팩트시 헤드 각도에 따른 스핀 정보 및 발사각(탄도각) 정보 중 적어도 하나를 기초로, 상기 스윙 교정을 위한 교정 정보를 생성할 수 있다.In addition, the terminal or the server may include the derived swing trajectory change, maximum speed during swing, head angle and swing time at impact, head position error at impact, head angle error at impact, spin information according to the head angle at impact, and Correction information for the swing correction may be generated based on at least one of launch angle (trajectory angle) information.

도 22는 골프 스윙 8단계와 단계와 단계별 주요 데이터를 도시한 것이다.22 shows the 8 stages of a golf swing and key data for each stage.

도 22를 참조하면, 골프 스윙에 대한 이론적인 정의를 위해 여러가지 스윙 단계 구분법이 있지만, 일반적으로 많이 쓰이고 효과가 있다고 판단된 골프 스윙 8단계 구분 방법을 MEMS 데이터를 통해 식별하였다.Referring to FIG. 22 , although there are various swing step classification methods for theoretical definition of a golf swing, a golf swing step classification method that is commonly used and judged to be effective was identified through MEMS data.

또한, MEMS 센서를 통해 취득할 수 있는 정보는 크게 가속도계 데이터, 회전량 데이터, 지자기 데이터 등으로 구성되며, 이 중 가속도계 데이터와 회전량 데이터를 통해 골프 스윙 8단계를 구분하였다.In addition, the information that can be acquired through the MEMS sensor is largely composed of accelerometer data, rotation amount data, and geomagnetic data.

한편, 도 23은 MEMS 센서에 의해 취득된 가속계 데이터, 회전량 데이터, 계산된 각도 데이터를 도시한 것이다.Meanwhile, FIG. 23 illustrates accelerometer data, rotation amount data, and calculated angle data acquired by the MEMS sensor.

도 23을 참조하면, MEMS에서 취득하여 기본적으로 가공한 데이터는 위와 같으며, 위 데이터를 통해 골프 스윙 8단계 식별을 진행하였다.Referring to FIG. 23 , data obtained from MEMS and basically processed is as above, and identification of 8 steps of a golf swing was performed through the above data.

도 24a 내지 도 24c는 데이터에 따른 골프 스윙 8단계 구분의 일례를 도시한 것이다.24a to 24c illustrate an example of classifying 8 stages of a golf swing according to data.

도 24a 내지 도 24c를 참조하면, MEMS를 통한 데이터는 골프 스윙에 대한 시계열 데이터로 정의할 수 있으며, 주파수 특성 데이터로 정의할 수 있다.Referring to FIGS. 24A to 24C , data through the MEMS may be defined as time-series data for a golf swing and may be defined as frequency characteristic data.

이에 따라 파이선의 공학 라이브러리를 이용하여 주파수 계열 스펙트럼 분석 방법을 적용하여 분석하였으며, 이에 대한 패턴이 정의되었고 이에 대한 패턴을 도식화한 것이 도 22이다.Accordingly, the analysis was performed by applying the frequency series spectrum analysis method using the Python engineering library, the pattern for this was defined, and the pattern for this was schematized in FIG. 22.

스펙트럼 분석 결과에 따라 구분된 골프 스윙 8단계로 MEMS 데이터의 구간을 분리하고, 분리된 구간별로 머신러닝에 학습 시킴으로서 각 단계별 분석 모델을 정의하였다.According to the spectral analysis result, the MEMS data section was divided into 8 golf swing steps, and the analysis model for each step was defined by learning through machine learning for each section.

또한, MEMS 데이터를 통해 기본적으로 골프 스윙간 단계별로 각도 변화, 속도 변화 등 다양한 데이터를 취득해 스윙 교정에 활용할 수 있으나, 머신러닝 모델 적용을 통해 다른 시각에서 골프 스윙 교정을 위한 데이터를 취득할 수 있다.In addition, various data such as angle change and speed change can be basically acquired and used for swing correction by step-by-step between golf swings through MEMS data, but data for golf swing correction can be obtained from a different perspective by applying a machine learning model. there is.

또한, 머신러닝 모델과의 유사성 분석을 통한 스윙의 품질 분석에 활용할 수 있다.In addition, it can be used for swing quality analysis through similarity analysis with machine learning models.

또한, 머신러닝 모델 학습 고도화 단계로, 추가적인 데이터 수집과 학습을 통해 골프 스윙 교정을 위한 머신러닝 모델을 구축하여 활용할 수 있다.In addition, as a machine learning model learning advancement step, a machine learning model for golf swing correction can be built and utilized through additional data collection and learning.

즉, MEMS 센서를 이용한 스윙 데이터 수집 -> 시계열 데이터 스펙트럼 분석에 의한 골프 스윙 8단계 구분 -> 8단계 구분에 따른 구간별 데이터 구분 -> 머신러닝을 통한 구간별 학습 모델 구축 -> 골프 스윙 품질에 활용 이 가능하다.That is, swing data collection using MEMS sensors -> Classification of 8 stages of golf swing by time-series data spectrum analysis -> Classification of data by segment according to the classification of 8 stages -> Establishment of a learning model for each segment through machine learning -> Analysis of golf swing quality can be utilized

골프 스윙 데이터를 시계열로 분석하는 시도는 여러가지로 있지만 그 중 스펙트럼 분석이 가장 효과가 좋은 것을 판단되었다.There are several attempts to analyze golf swing data in time series, but among them, spectrum analysis was judged to be the most effective.

골프 스윙 데이터의 복잡성을 고려할 때, 머신러닝을 위한 모델 정의에 어려움이 있지만, 8단계로 구분된 구간의 데이터를 활용하여 모델 정의를 할 수 있었다.Considering the complexity of golf swing data, it is difficult to define a model for machine learning, but it was possible to define a model using the data of 8 stages.

물론 단계별 모델을 통해 분석된 결과를 취합하여 완성된 하나의 모델로 활용하기 위해서는 몇 단계 프로세스를 더 거쳐야 하지만, 단계별로 스윙 품질을 분석할 수 있다는 것만으로도 충분히 가치가 있다.Of course, it takes several more steps to collect the results analyzed through the step-by-step model and use them as a completed model, but it is worthwhile just to be able to analyze the swing quality step by step.

한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. Meanwhile, the above-described embodiments of the present invention may be implemented through various means. For example, embodiments of the present invention may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.

하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.In the case of hardware implementation, the method according to the embodiments of the present invention includes one or more ASICs (Application Specific Integrated Circuits), DSPs (Digital Signal Processors), DSPDs (Digital Signal Processing Devices), PLDs (Programmable Logic Devices) , Field Programmable Gate Arrays (FPGAs), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, etc.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.In the case of implementation by firmware or software, the method according to the embodiments of the present invention may be implemented in the form of a module, procedure, or function that performs the functions or operations described above. The software codes may be stored in a memory unit and driven by a processor. The memory unit may be located inside or outside the processor and exchange data with the processor by various means known in the art.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.Detailed descriptions of the preferred embodiments of the present invention disclosed as described above are provided to enable those skilled in the art to implement and practice the present invention. Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will understand that the present invention can be variously modified and changed without departing from the scope of the present invention. For example, those skilled in the art can use each configuration described in the above-described embodiments in a manner of combining with each other. Thus, the present invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.The present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential characteristics of the present invention. Accordingly, the above detailed description should not be construed as limiting in all respects and should be considered as illustrative. The scope of the present invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention. The invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein. In addition, claims that do not have an explicit citation relationship in the claims may be combined to form an embodiment or may be included as new claims by amendment after filing.

Claims (9)

단말 또는 서버; 및 상기 단말 또는 서버와 네트워크를 구축하고, 골프 스윙 분석을 위한 데이터를 수집하는 기구;를 포함하는 시스템에 있어서,

상기 기구는,
골프채의 적어도 일부에 장착되는 복수의 MEMS(Micro Electro-Mechanical Systems) 센서부;
상기 골프채의 그립 부분에 배치되는 적어도 하나의 압력 센서부; 및
상기 복수의 MEMS 센서부와 압력 센서부가 수집한 데이터 중 적어도 일부를 상기 구축한 통신 네트워크를 통해 외부로 전송하는 통신부; 를 포함하고,

상기 복수의 MEMS 센서부는 상기 골프채 샤프트, 상기 골프채 헤드 및 상기 손목의 3축 가속도 변화 데이터 및 3축 각속도 변화 데이터를 수집하고,
상기 압력 센서부는 상기 골프채 그립 부분의 압력 변화 데이터를 수집하며,

상기 통신부를 통해, 상기 기구에서 수집된 데이터를 수신한 단말 또는 서버는,
골프 스윙의 단계를 8 단계로 구분하고,
상기 골프채 샤프트, 상기 골프채 헤드 및 상기 손목의 3축 가속도 변화 데이터 및 3축 각속도 변화 데이터와 압력 변화 데이터를 이용하여, 상기 8 단계 각각에 대한 서로 다른 골프 스윙 분석 데이터를 도출하는 시스템.
terminal or server; And a mechanism for establishing a network with the terminal or server and collecting data for golf swing analysis;

The instrument,
A plurality of MEMS (Micro Electro-Mechanical Systems) sensor units mounted on at least a portion of a golf club;
at least one pressure sensor unit disposed on a grip portion of the golf club; and
a communication unit for transmitting at least some of the data collected by the plurality of MEMS sensor units and the pressure sensor unit to the outside through the established communication network; including,

The plurality of MEMS sensor units collect 3-axis acceleration change data and 3-axis angular velocity change data of the golf club shaft, the golf club head, and the wrist,
The pressure sensor unit collects pressure change data of the grip portion of the golf club,

Through the communication unit, the terminal or server receiving the data collected by the device,
The golf swing phase is divided into 8 phases,
A system for deriving different golf swing analysis data for each of the eight steps using 3-axis acceleration change data, 3-axis angular velocity change data, and pressure change data of the golf club shaft, the golf club head, and the wrist.
제 1항에 있어서,
상기 골프 스윙의 8 단계는,
사용자가 셉업하는 어드레스 단계(1단계);
상기 사용자가 상기 골프채를 움직이는 테이크 어웨이 단계(2단계);
상기 사용자가 상기 골프채를 올리는 전체 길이 중 절반에 해당하는 위치로 상기 골프채를 위치시키는 하프 스윙 단계(3단계);
상기 사용자가 상기 전체 길이 중 가장 큰 위치로 상기 골프채를 위치시키는 탑 스윙 단계(4단계);
상기 사용자가 상기 골프채를 내리는 과정은 다운 스윙 단계(4단계);
상기 골프채와 공이 접촉하는 임팩트 단계(5단계);
상기 사용자가 공과의 접촉 이후에 상기 골프채에 대한 힘을 줄여가는 과정인 릴리즈 단계(6단계); 및
상기 골프 스윙을 마무리 하는 피니쉬 단계(7단계);를 포함하는 시스템.
According to claim 1,
Step 8 of the golf swing,
An address step that the user sets up (step 1);
a take away step in which the user moves the golf club (step 2);
a half swing step (step 3) of positioning the golf club at a position corresponding to half of the total length of the golf club by the user;
a top swing step (step 4) in which the user positions the golf club at the largest position among the total lengths;
The process of the user lowering the golf club includes a down swing step (step 4);
An impact step (step 5) in which the golf club and the ball contact each other;
A release step (step 6), which is a process in which the user reduces the force on the golf club after contact with the ball; and
A system including a finish step (step 7) of finishing the golf swing.
제 2항에 있어서,
상기 1 단계에서는 그립 압력 정보 및 샤프트 각도 정보가 도출되고,
상기 2 단계에서는 상기 그립 압력 정보 및 손목 각도 변화 정보가 도출되며,
상기 3 단계에서는 상기 그립 압력 정보 및 코킹 각도 변화 정보가 도출되고,
상기 4 단계에서는 상기 그립 압력 정보 및 상기 샤프트 각도 정보가 도출되며,
상기 5 단계에서는 전환 샤프트 평면 각도 정보 및 상기 스윙 관련 궤도 각도 정보가 도출되고,
상기 6 단계에서는 상기 그립 압력 정보, 상기 골프채의 헤드 스피드 변화 정보, 접근각 정보 및 페스이 각도 정보가 도출되며,
상기 7 단계에서는 상기 그립 압력 정보, 상기 손목 각도 변화 정보 및 상기 샤프트 각도 정보가 도출되고,
상기 8 단계에는 상기 그립 압력 정보 및 상기 손목 각도 변화 정보가 도출되는 시스템.
According to claim 2,
In the first step, grip pressure information and shaft angle information are derived,
In step 2, the grip pressure information and wrist angle change information are derived.
In the third step, the grip pressure information and cocking angle change information are derived,
In step 4, the grip pressure information and the shaft angle information are derived,
In step 5, conversion shaft plane angle information and swing-related trajectory angle information are derived;
In step 6, the grip pressure information, the head speed change information of the golf club, the approach angle information, and the pace angle information are derived.
In step 7, the grip pressure information, the wrist angle change information, and the shaft angle information are derived;
In step 8, the grip pressure information and the wrist angle change information are derived.
제 3항에 있어서,
상기 골프채 샤프트, 상기 골프채 헤드 및 상기 손목의 3축 가속도 변화 데이터 및 3축 각속도 변화 데이터와 압력 변화 데이터 중 적어도 하나를 이용하여 상기 골프 스윙 과정에서의 샤프트 각도 변화, 손목 각도 변화, 헤드 각도 변화, 헤드 속도 변화 및 그립 압력 변화 중 적어도 하나를 도출하는 시스템.
According to claim 3,
Shaft angle change, wrist angle change, head angle change, A system that derives at least one of head speed change and grip pressure change.
제 4항에 있어서,
상기 단말 또는 서버는,
상기 골프 스윙 과정에서의 샤프트 각도 변화, 손목 각도 변화, 헤드 각도 변화, 헤드 속도 변화 및 그립 압력 변화 중 적어도 하나를 이용하여, 상기 골프 스윙 과정에서의 스윙 궤도 변화, 스윙시 최고 속도, 상기 골프채와 공이 접촉하는 임팩트시 헤드 각도 및 스윙 시간 중 적어도 하나를 도출하는 시스템.
According to claim 4,
The terminal or server,
Using at least one of a shaft angle change, a wrist angle change, a head angle change, a head speed change, and a grip pressure change during the golf swing process, the swing trajectory change during the golf swing process, the maximum speed during the swing, and the golf club A system for deriving at least one of a head angle and a swing time upon impact with a ball.
제 5항에 있어서,
상기 단말 또는 서버는,
상기 골프 스윙 과정에서의 스윙 궤도 변화, 스윙시 최고 속도, 임팩트시 헤드 각도 및 스윙 시간 중 적어도 하나를 이용하여, 상기 임팩트시 헤드 위치 오차, 상기 임팩트시 헤드 각도 오차, 상기 임팩트시 헤드 각도에 따른 스핀 정보 및 발사각(탄도각) 정보 중 적어도 하나를 도출하는 시스템.
According to claim 5,
The terminal or server,
According to the head position error at impact, the head angle error at impact, and the head angle at impact, using at least one of the swing trajectory change during the golf swing, the maximum speed during swing, the head angle at impact, and the swing time. A system for deriving at least one of spin information and launch angle (trajectory angle) information.
제 6항에 있어서,
상기 단말 또는 서버는,
상기 도출된 스윙 궤도 변화, 스윙시 최고 속도, 임팩트시 헤드 각도 및 스윙 시간, 상기 임팩트시 헤드 위치 오차, 상기 임팩트시 헤드 각도 오차, 상기 임팩트시 헤드 각도에 따른 스핀 정보 및 발사각(탄도각) 정보 중 적어도 하나를 기초로, 상기 스윙 교정을 위한 교정 정보를 생성하는 시스템.
According to claim 6,
The terminal or server,
The derived swing trajectory change, swing maximum speed, head angle and swing time at impact, head position error at impact, head angle error at impact, spin information and launch angle (trajectory angle) information according to the head angle at impact Based on at least one of, a system for generating correction information for the swing correction.
제 7항에 있어서,
상기 복수의 MEMS 센서부는 자이로 센서, 가속도 센서 및 지자기 센서를 포함하는 시스템.
According to claim 7,
The plurality of MEMS sensor units include a gyro sensor, an acceleration sensor, and a geomagnetic sensor.
단말 또는 서버; 및 상기 단말 또는 서버와 네트워크를 구축하고 골프 스윙 분석을 위한 데이터를 수집하기 위해 골프채의 적어도 일부에 장착되는 복수의 MEMS(Micro Electro-Mechanical Systems) 센서부, 상기 골프채의 그립 부분에 배치되는 적어도 하나의 압력 센서부와 상기 복수의 MEMS 센서부와 압력 센서부가 수집한 데이터 중 적어도 일부를 상기 구축한 통신 네트워크를 통해 외부로 전송하는 통신부 를 포함는 기구;를 이용한 골프 스윙 교정 방법에 있어서,
상기 복수의 MEMS 센서부는 상기 골프채 샤프트, 상기 골프채 헤드 및 상기 손목의 3축 가속도 변화 데이터 및 3축 각속도 변화 데이터를 수집하고, 상기 압력 센서부는 상기 골프채 그립 부분의 압력 변화 데이터를 수집하는 제 1 단계;
상기 통신부를 통해, 상기 단말 또는 서버가 상기 기구에서 수집된 데이터를 수신하는 제 2 단계; 및
상기 단말 또는 서버가 골프 스윙의 단계를 8 단계로 구분하고, 상기 골프채 샤프트, 상기 골프채 헤드 및 상기 손목의 3축 가속도 변화 데이터 및 3축 각속도 변화 데이터와 압력 변화 데이터를 이용하여, 상기 8 단계 각각에 대한 서로 다른 골프 스윙 분석 데이터를 도출하제 3 단계;를 포함하고,

상기 제 3 단계에서, 상기 골프 스윙의 8 단계는,
사용자가 셉업하는 어드레스 단계(1단계);
상기 사용자가 상기 골프채를 움직이는 테이크 어웨이 단계(2단계);
상기 사용자가 상기 골프채를 올리는 전체 길이 중 절반에 해당하는 위치로 상기 골프채를 위치시키는 하프 스윙 단계(3단계);
상기 사용자가 상기 전체 길이 중 가장 큰 위치로 상기 골프채를 위치시키는 탑 스윙 단계(4단계);
상기 사용자가 상기 골프채를 내리는 과정은 다운 스윙 단계(5단계);
상기 골프채와 공이 접촉하는 임팩트 단계(6단계);
상기 사용자가 공과의 접촉 이후에 상기 골프채에 대한 힘을 줄여가는 과정인 릴리즈 단계(7단계); 및
상기 골프 스윙을 마무리 하는 피니쉬 단계(8단계);를 포함하며,

상기 1 단계에서는 그립 압력 정보 및 샤프트 각도 정보가 도출되고,
상기 2 단계에서는 상기 그립 압력 정보 및 손목 각도 변화 정보가 도출되며,
상기 3 단계에서는 상기 그립 압력 정보 및 코킹 각도 변화 정보가 도출되고,
상기 4 단계에서는 상기 그립 압력 정보 및 상기 샤프트 각도 정보가 도출되며,
상기 5 단계에서는 전환 샤프트 평면 각도 정보 및 상기 스윙 관련 궤도 각도 정보가 도출되고,
상기 6 단계에서는 상기 그립 압력 정보, 상기 골프채의 헤드 스피드 변화 정보, 접근각 정보 및 페스이 각도 정보가 도출되며,
상기 7 단계에서는 상기 그립 압력 정보, 상기 손목 각도 변화 정보 및 상기 샤프트 각도 정보가 도출되고,
상기 8 단계에는 상기 그립 압력 정보 및 상기 손목 각도 변화 정보가 도출되는 방법.
terminal or server; and a plurality of MEMS (Micro Electro-Mechanical Systems) sensor units mounted on at least a part of a golf club to establish a network with the terminal or server and collect data for golf swing analysis, and at least one disposed on a grip portion of the golf club. In the golf swing correction method using an apparatus including a pressure sensor unit and a communication unit for transmitting at least some of the data collected by the plurality of MEMS sensor units and the pressure sensor unit to the outside through the established communication network,
The plurality of MEMS sensors collect 3-axis acceleration change data and 3-axis angular velocity change data of the golf club shaft, the golf club head, and the wrist, and the pressure sensor unit collects pressure change data of the golf club grip portion. ;
a second step of receiving, by the terminal or server, the data collected by the device through the communication unit; and
The terminal or server divides the golf swing into 8 steps, and uses 3-axis acceleration change data, 3-axis angular velocity change data, and pressure change data of the golf club shaft, the golf club head, and the wrist, respectively, for each of the 8 steps. A third step of deriving different golf swing analysis data for

In the third step, the eighth step of the golf swing,
An address step that the user sets up (step 1);
a take away step in which the user moves the golf club (step 2);
a half swing step (step 3) of positioning the golf club at a position corresponding to half of the total length of the golf club by the user;
a top swing step (step 4) in which the user positions the golf club at the largest position among the total lengths;
The process of the user lowering the golf club includes a down swing step (step 5);
An impact step (step 6) in which the golf club and the ball contact each other;
A release step (step 7), which is a process in which the user reduces the force on the golf club after contact with the ball; and
Including, a finish step (step 8) of finishing the golf swing;

In the first step, grip pressure information and shaft angle information are derived,
In step 2, the grip pressure information and wrist angle change information are derived.
In the third step, the grip pressure information and cocking angle change information are derived,
In step 4, the grip pressure information and the shaft angle information are derived,
In step 5, conversion shaft plane angle information and swing-related trajectory angle information are derived;
In step 6, the grip pressure information, the head speed change information of the golf club, the approach angle information, and the pace angle information are derived.
In step 7, the grip pressure information, the wrist angle change information, and the shaft angle information are derived;
In step 8, the grip pressure information and the wrist angle change information are derived.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100979198B1 (en) 2008-03-26 2010-08-31 (주) 플레이볼 A simulation system and a simulation method for analyzing sporting events and improving competition skills

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