KR20230103949A - Method for estimating gait index of user, and wearable device and electronic device performing the same - Google Patents

Method for estimating gait index of user, and wearable device and electronic device performing the same Download PDF

Info

Publication number
KR20230103949A
KR20230103949A KR1020220162486A KR20220162486A KR20230103949A KR 20230103949 A KR20230103949 A KR 20230103949A KR 1020220162486 A KR1020220162486 A KR 1020220162486A KR 20220162486 A KR20220162486 A KR 20220162486A KR 20230103949 A KR20230103949 A KR 20230103949A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gait
user
index
electronic device
walking
Prior art date
Application number
KR1020220162486A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
서기홍
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020220112702A external-priority patent/KR20230101683A/en
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020220177413A priority Critical patent/KR102625749B1/en
Priority to PCT/KR2022/021526 priority patent/WO2023128619A1/en
Publication of KR20230103949A publication Critical patent/KR20230103949A/en
Priority to KR1020240004337A priority patent/KR20240009528A/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H1/00Apparatus for passive exercising; Vibrating apparatus ; Chiropractic devices, e.g. body impacting devices, external devices for briefly extending or aligning unbroken bones
    • A61H1/02Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising
    • A61H1/0237Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising for the lower limbs
    • A61H1/0255Both knee and hip of a patient, e.g. in supine or sitting position, the feet being moved in a plane substantially parallel to the body-symmetrical-plane
    • A61H1/0262Walking movement; Appliances for aiding disabled persons to walk
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • A61B5/112Gait analysis
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • A61B5/1121Determining geometric values, e.g. centre of rotation or angular range of movement
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6813Specially adapted to be attached to a specific body part
    • A61B5/6828Leg
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H3/00Appliances for aiding patients or disabled persons to walk about
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00Controls for manipulators
    • B25J13/08Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/02Sensing devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/0006Exoskeletons, i.e. resembling a human figure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1628Programme controls characterised by the control loop
    • B25J9/1653Programme controls characterised by the control loop parameters identification, estimation, stiffness, accuracy, error analysis
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1679Programme controls characterised by the tasks executed
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/02Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
    • A61B2562/0219Inertial sensors, e.g. accelerometers, gyroscopes, tilt switches
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/16Physical interface with patient
    • A61H2201/1602Physical interface with patient kind of interface, e.g. head rest, knee support or lumbar support
    • A61H2201/1628Pelvis
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/16Physical interface with patient
    • A61H2201/1602Physical interface with patient kind of interface, e.g. head rest, knee support or lumbar support
    • A61H2201/164Feet or leg, e.g. pedal
    • A61H2201/1642Holding means therefor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/16Physical interface with patient
    • A61H2201/1602Physical interface with patient kind of interface, e.g. head rest, knee support or lumbar support
    • A61H2201/165Wearable interfaces
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50Control means thereof
    • A61H2201/5007Control means thereof computer controlled
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50Control means thereof
    • A61H2201/5023Interfaces to the user
    • A61H2201/5043Displays
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50Control means thereof
    • A61H2201/5058Sensors or detectors
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50Control means thereof
    • A61H2201/5058Sensors or detectors
    • A61H2201/5069Angle sensors
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50Control means thereof
    • A61H2201/5058Sensors or detectors
    • A61H2201/5079Velocity sensors
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50Control means thereof
    • A61H2201/5097Control means thereof wireless

Abstract

사용자의 보행 지표를 추정하는 방법, 및 이를 수행하는 전자 장치 및 웨어러블 장치가 개시된다. 전자 장치는 웨어러블 장치로부터 웨어러블 장치를 착용한 사용자의 움직임 정보가 포함된 센서 데이터를 수신하는 통신 모듈, 센서 데이터에 기초하여 사용자의 보행 상태를 나타내는 보행 지표를 추정하는 프로세서, 및 보행 지표를 포함하는 신체 능력 정보를 출력하는 디스플레이 모듈을 포함한다. 프로세서는 센서 데이터를 입력으로 하는 보행 속도 추정 모델을 이용하여 사용자의 보행 속도를 추정하고, 센서 데이터에 기초하여 사용자의 걸음 시간을 추정하며, 보행 속도 및 걸음 시간에 기초하여 다른 보행 지표를 추정한다.Disclosed are a method of estimating a user's gait index, and an electronic device and a wearable device performing the same. The electronic device includes a communication module for receiving sensor data including motion information of a user wearing the wearable device from a wearable device, a processor for estimating a gait index indicating a user's gait state based on the sensor data, and a gait index and a display module outputting physical ability information. The processor estimates the user's walking speed using a walking speed estimation model that takes the sensor data as an input, estimates the user's walking time based on the sensor data, and estimates other walking indicators based on the walking speed and walking time. .

Description

사용자의 보행 지표를 추정하는 방법 및 이를 수행하는 전자 장치 및 웨어러블 장치{METHOD FOR ESTIMATING GAIT INDEX OF USER, AND WEARABLE DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE PERFORMING THE SAME}Method for estimating user's gait index and electronic device and wearable device performing the same

본 개시(disclosure)는 사용자의 보행 지표를 추정하는 방법, 및 이를 수행하는 전자 장치 및 웨어러블 장치에 관한 것이다.The present disclosure relates to a method for estimating a gait indicator of a user, and an electronic device and a wearable device for performing the method.

일반적으로, 보행 보조 장치(walking assistance device)는 각종 질환이나 사고 등으로 인하여 스스로 걷지 못하는 환자들이 재활 치료를 위한 보행 운동을 할 수 있도록 도와주는 기구 또는 장치를 말한다. 최근 고령화 사회가 심화됨에 따라 다리 관절의 문제로 정상적인 보행이 어렵거나 보행에 대해 불편을 호소하는 사람들이 증가하여 보행 보조 장치에 대한 관심도 높아지고 있다. 보행 보조 장치는 사용자의 신체에 착용되어 사용자가 보행하는데 필요한 근력을 보조(assistance)해 주고, 사용자가 정상적인 보행 패턴으로 보행할 수 있도록 사용자의 보행을 유도할 수 있다.In general, a walking assistance device refers to an apparatus or device that helps patients who cannot walk by themselves due to various diseases or accidents to perform walking exercises for rehabilitation treatment. Recently, as an aging society intensifies, people who find it difficult to walk normally due to leg joint problems or complain of discomfort in walking increase, and interest in walking assistance devices is also increasing. A walking assistance device may be worn on a user's body to assist the user with muscle strength necessary for walking, and may induce the user to walk in a normal walking pattern.

일 실시예에 따른 전자 장치는, 웨어러블 장치로부터 상기 웨어러블 장치를 착용한 사용자의 움직임 정보가 포함된 센서 데이터를 수신하는 통신 모듈, 상기 센서 데이터에 기초하여 상기 사용자의 보행 상태를 나타내는 보행 지표를 추정하는 프로세서, 및 상기 보행 지표를 포함하는 신체 능력 정보를 출력하는 디스플레이 모듈을 포함할 수 있다. 상기 프로세서는 상기 센서 데이터를 입력으로 하는 보행 속도 추정 모델을 이용하여 상기 사용자의 보행 속도를 추정할 수 있다. 상기 프로세서는 상기 센서 데이터에 기초하여 상기 사용자의 걸음 시간을 추정할 수 있다. 상기 프로세서는 상기 보행 속도 및 상기 걸음 시간에 기초하여 다른 보행 지표를 추정할 수 있다. An electronic device according to an embodiment includes a communication module for receiving sensor data including motion information of a user wearing the wearable device from a wearable device, and estimating a gait index indicating a gait state of the user based on the sensor data and a display module outputting physical ability information including the gait indicator. The processor may estimate the walking speed of the user by using a walking speed estimation model using the sensor data as an input. The processor may estimate a walking time of the user based on the sensor data. The processor may estimate another gait index based on the gait speed and the gait time.

일 실시예에 따른 웨어러블 장치를 착용한 사용자의 보행 지표를 추정하는 방법은, 상기 웨어러블 장치로부터 상기 웨어러블 장치를 착용한 상기 사용자의 움직임 정보를 포함하는 센서 데이터를 수신하는 동작, 상기 센서 데이터에 기초하여 상기 사용자의 보행 상태를 나타내는 보행 지표를 추정하는 동작, 및 상기 추정한 보행 지표를 상기 사용자에게 제공하는 동작을 더 포함할 수 있다. 상기 보행 지표를 추정하는 동작은, 상기 센서 데이터를 입력으로 하는 보행 속도 추정 모델을 이용하여 상기 사용자의 보행 속도를 추정하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 보행 지표를 추정하는 동작은, 상기 센서 데이터에 기초하여 상기 사용자의 걸음 시간을 추정하는 동작을 더 포함할 수 있다. 상기 보행 지표를 추정하는 동작은, 상기 보행 속도 및 상기 걸음 시간에 기초하여 다른 보행 지표를 추정하는 동작을 더 포함할 수 있다.A method of estimating a gait index of a user wearing a wearable device according to an embodiment includes an operation of receiving sensor data including motion information of the user wearing the wearable device from the wearable device, and based on the sensor data The method may further include estimating a gait index indicating the user's gait state, and providing the estimated gait index to the user. The estimating of the gait indicator may include estimating the gait speed of the user by using a gait speed estimation model that uses the sensor data as an input. The estimating of the walking index may further include estimating a walking time of the user based on the sensor data. The estimating of the gait index may further include estimating another gait index based on the gait speed and the walking time.

도 1은 일 실시예에 따른 사용자의 신체에 착용되는 웨어러블 장치의 개요(overview)를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 웨어러블 장치와 전자 장치를 포함하는 관리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 웨어러블 장치의 후면 개략도를 나타낸다.
도 4는 일 실시예에 따른 웨어러블 장치의 좌측 측면도를 나타낸다.
도 5a 및 도 5b는 일 실시예에 따른 웨어러블 장치의 제어 시스템의 구성을 도시하는 도면들이다.
도 6은 일 실시예에 따른 웨어러블 장치와 전자 장치 간의 상호 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 전자 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 웨어러블 장치를 착용한 사용자의 보행 지표를 제공하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 보행 지표를 추정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 보폭 길이를 설명하기 위한 도면이다.
도 11a 및 도 11b는 일 실시예에 따른 고관절 각도 값에 기초하여 보폭 길이를 추정하는 것을 설명하기 위한 도면들이다.
도 12는 일 실시예에 따른 보행 지표들에 기초한 보행 평가 결과 화면을 도시하는 도면이다.
1 is a diagram for explaining an overview of a wearable device worn on a user's body according to an exemplary embodiment.
2 is a diagram for explaining a management system including a wearable device and an electronic device according to an exemplary embodiment.
Fig. 3 shows a schematic view of a rear surface of a wearable device according to an exemplary embodiment.
4 shows a left side view of a wearable device according to an exemplary embodiment.
5A and 5B are diagrams illustrating a configuration of a control system of a wearable device according to an exemplary embodiment.
6 is a diagram for explaining an interaction between a wearable device and an electronic device according to an exemplary embodiment.
7 is a diagram illustrating a configuration of an electronic device according to an exemplary embodiment.
8 is a flowchart illustrating a method of providing a gait index of a user wearing a wearable device, according to an exemplary embodiment.
9 is a flowchart illustrating a method of estimating a gait index according to an exemplary embodiment.
10 is a diagram for describing a stride length according to an exemplary embodiment.
11A and 11B are diagrams for explaining estimating a stride length based on a hip joint angle value according to an exemplary embodiment.
12 is a diagram illustrating a gait evaluation result screen based on gait indicators according to an exemplary embodiment.

실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 구현될 수 있다. 따라서, 실제 구현되는 형태는 개시된 특정 실시예로만 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 실시예들로 설명한 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.Specific structural or functional descriptions of the embodiments are disclosed for illustrative purposes only, and may be changed and implemented in various forms. Therefore, the form actually implemented is not limited only to the specific embodiments disclosed, and the scope of the present specification includes changes, equivalents, or substitutes included in the technical idea described in the embodiments.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설명된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that the described feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof exists, but one or more other features or numbers, It should be understood that the presence or addition of steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in this specification, it should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. don't

이하, 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description with reference to the accompanying drawings, the same reference numerals are given to the same components regardless of reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted.

도 1은 일 실시예에 따른 사용자의 신체에 착용되는 웨어러블 장치의 개요를 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for explaining an outline of a wearable device worn on a user's body according to an exemplary embodiment.

도 1을 참조하면, 일 실시예에서 웨어러블 장치(100)는 사용자(110)의 신체에 착용되어 사용자(110)의 보행(walking), 운동(exercise) 및/또는 작업(work)을 보조해 주는 장치일 수 있다. 일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)는 사용자(110)의 신체 능력(예: 보행 능력, 운동 능력, 운동 동작(exercise posture))을 측정하는데 이용될 수도 있다. 실시예들에서 '웨어러블 장치'의 용어는 '웨어러블 로봇', '보행 보조 장치', 또는 '운동 보조 장치'로 대체될 수 있다. 사용자(110)는 사람 또는 동물일 수 있으며, 이에 제한되지는 않는다. 웨어러블 장치(100)는 사용자(110)의 신체(예: 하체(다리, 발목, 무릎 등), 상체(몸통, 팔, 손목 등), 또는 허리)에 착용되어 사용자(110)의 신체 움직임에 보조력(assistance force) 및/또는 저항력(resistance force)의 외력을 가할 수 있다. 보조력은 사용자(110)의 신체 움직임 방향과 동일한 방향으로 적용되는 힘으로, 사용자(110)의 신체 움직임을 도와주는 힘을 나타낸다. 저항력은 사용자(110)의 신체 움직임 방향에 반대되는 방향으로 적용되는 힘으로, 사용자(110)의 신체 움직임을 방해하는 힘을 나타낸다. '저항력'의 용어는 '운동 부하'로도 지칭될 수 있다.Referring to FIG. 1 , in one embodiment, a wearable device 100 is worn on the body of a user 110 to assist the user 110 in walking, exercising, and/or work. may be a device. In one embodiment, the wearable device 100 may be used to measure the user's 110 physical ability (eg, gait ability, exercise ability, exercise posture). In embodiments, the term 'wearable device' may be replaced with 'wearable robot', 'walk assist device', or 'exercise assist device'. The user 110 may be a human or an animal, but is not limited thereto. The wearable device 100 is worn on the body of the user 110 (eg, lower body (legs, ankles, knees, etc.), upper body (torso, arms, wrists, etc.), or waist) to assist the body movement of the user 110. An external force of assistance force and/or resistance force may be applied. The auxiliary force is a force applied in the same direction as the body movement direction of the user 110, and represents a force assisting the user 110's body movement. The resistance force is a force applied in a direction opposite to the body movement direction of the user 110, and represents a force that hinders the body movement of the user 110. The term 'resistance' may also be referred to as 'exercise load'.

일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)는 사용자(110)의 보행을 보조하는 보행 보조 모드로 동작할 수 있다. 보행 보조 모드에서, 웨어러블 장치(100)는 웨어러블 장치(100)의 구동 모듈(120)로부터 발생한 보조력을 사용자(110)의 신체에 가하는 것에 의해 사용자(110)의 보행을 도울 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 사용자(110)의 보행에 필요한 힘을 보조해 줌으로써 사용자(110)의 독립적인 보행을 가능하게 하거나 또는 장시간 보행을 가능하게 하여 사용자(110)의 보행 능력을 확장시켜 줄 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 보행 습관이나 보행 자세가 비정상인 보행자의 보행을 개선시키는데 도움을 줄 수도 있다.In one embodiment, the wearable device 100 may operate in a walking assistance mode for assisting the walking of the user 110 . In the walking assistance mode, the wearable device 100 may assist the user 110 to walk by applying an assisting force generated from the driving module 120 of the wearable device 100 to the body of the user 110 . The wearable device 100 may enable the user 110 to walk independently by assisting the user 110 with a force necessary for walking, or enable the user 110 to walk for a long time to expand the walking ability of the user 110. there is. The wearable device 100 may help improve the gait of a pedestrian who has an abnormal gait habit or gait posture.

일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)는 사용자(110)의 운동 효과를 강화하기 위한 운동 보조 모드로 동작할 수 있다. 운동 보조 모드에서, 웨어러블 장치(100)는 구동 모듈(120)로부터 발생하는 저항력을 사용자(110)의 신체에 가하는 것에 의해 사용자(110)의 신체 움직임을 방해하거나 사용자(110)의 신체 움직임에 저항을 줄 수 있다. 웨어러블 장치(100)가 사용자(110)의 허리(또는 골반)와 다리(예: 허벅지)에 착용되는 힙(hip) 타입의 웨어러블 장치인 경우, 웨어러블 장치(100)는 다리에 착용된 상태로 사용자(110)의 다리 움직임에 운동 부하를 제공하여 사용자(110)의 다리에 대한 운동 효과를 보다 강화시킬 수 있다. 일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)는 사용자(110)의 운동을 보조하기 위해 보조력을 사용자(110)의 신체에 가할 수도 있다. 예를 들어, 장애인 또는 노인이 웨어러블 장치(100)를 착용하여 운동을 하고자 하는 경우, 웨어러블 장치(100)는 운동 과정에서 신체 움직임을 도와주기 위한 보조력을 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)는 일부 운동 구간에서는 보조력을 제공하고, 다른 운동 구간에서는 저항력을 제공하는 것과 같이, 보조력과 저항력을 운동 구간 또는 시간 구간별로 조합하여 제공할 수도 있다.In one embodiment, the wearable device 100 may operate in an exercise assistance mode to enhance the exercise effect of the user 110 . In the exercise assistance mode, the wearable device 100 interferes with or resists the body movement of the user 110 by applying a resistance force generated from the driving module 120 to the body of the user 110. can give If the wearable device 100 is a hip-type wearable device worn on the waist (or pelvis) and legs (eg, thighs) of the user 110, the wearable device 100 is worn on the user's legs and By providing an exercise load to the movement of the legs of the user 110, the exercise effect on the legs of the user 110 can be further strengthened. In one embodiment, the wearable device 100 may apply an assisting force to the body of the user 110 to assist the user's 110 movement. For example, when a handicapped person or an elderly person wants to exercise by wearing the wearable device 100, the wearable device 100 may provide an assisting force to assist body movement during the exercise process. In one embodiment, the wearable device 100 may provide a combination of assistive force and resistance force for each exercise section or time section, such as providing assistive force in some exercise sections and resistance force in other exercise sections.

일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)는 사용자(110)의 신체 능력을 측정하기 위한 신체 능력 측정 모드로 동작할 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 사용자가 보행이나 운동을 수행하는 과정에서 웨어러블 장치(100)에 구비된 센서들(예: 각도 센서(125), 관성 측정 장치(inertial measurement unit; IMU)(135))를 이용하여 사용자의 움직임 정보를 측정하고, 측정된 움직임 정보를 기초로 사용자의 신체 능력을 평가할 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 장치(100)에 의해 측정된 사용자(100)의 움직임 정보를 통해 사용자(110)의 보행 지표 또는 운동 능력 지표(예: 근력, 지구력, 밸런스, 운동 동작)가 추정될 수 있다. 신체 능력 측정 모드는 사용자의 운동 동작을 측정하기 위한 운동 동작 측정 모드를 포함할 수 있다.In one embodiment, the wearable device 100 may operate in a physical ability measurement mode for measuring the physical ability of the user 110 . The wearable device 100 uses sensors (eg, an angle sensor 125 and an inertial measurement unit (IMU) 135) provided in the wearable device 100 while a user is walking or exercising. It is possible to measure the user's motion information and evaluate the user's physical ability based on the measured motion information. For example, a gait index or an exercise ability index (eg, muscle strength, endurance, balance, exercise motion) of the user 110 may be estimated through motion information of the user 100 measured by the wearable device 100. . The physical ability measurement mode may include an exercise motion measurement mode for measuring a user's exercise motion.

본 개시의 다양한 실시예들에서는 설명의 편의를 위해 도 1에 도시된 것과 같은 힙(hip) 타입의 웨어러블 장치(100)를 예를 들어 설명하나 이에 한정되는 것은 아니다. 위에서 설명한 것과 같이 웨어러블 장치(100)는 허리 및 다리(특히 허벅지) 이외의 다른 신체 부위(예: 상박, 하박, 손, 종아리, 발)에도 착용될 수도 있고, 착용되는 신체 부위에 따라 웨어러블 장치의 형태와 구성이 달라질 수 있다.In various embodiments of the present disclosure, a hip type wearable device 100 as shown in FIG. 1 is described as an example for convenience of description, but is not limited thereto. As described above, the wearable device 100 may also be worn on other body parts (eg, upper arms, lower arms, hands, calves, and feet) other than the waist and legs (especially thighs), and depending on the body part to be worn, the wearable device 100 may be worn. Shape and composition may vary.

일 실시예에 따르면, 웨어러블 장치(100)는 웨어러블 장치(100)가 사용자(110)의 신체에 착용되었을 때 사용자(110)의 신체를 지지하기 위한 지지 프레임(예: 도 3의 다리 지지 프레임(50, 55), 허리 지지 프레임(20)), 사용자(110)의 신체 움직임(예: 다리 움직임, 상체 움직임)에 대한 움직임 정보를 포함하는 센서 데이터를 획득하는 센서 모듈(예: 도 5a의 센서 모듈(520)), 사용자(110)의 다리에 적용되는 토크를 발생시키는 구동 모듈(120)(예: 도 3의 구동 모듈(35, 45)) 및 웨어러블 장치(100)를 제어하는 제어 모듈(130)(예: 도 5a 및 도 5b의 제어 모듈(510))을 포함할 수 있다.According to an embodiment, the wearable device 100 is a support frame for supporting the body of the user 110 when the wearable device 100 is worn on the body of the user 110 (eg, the leg support frame of FIG. 3 ( 50 and 55), the waist support frame 20), and a sensor module (eg, the sensor of FIG. 5A ) that acquires sensor data including motion information about body motions (eg, leg motions and upper body motions) of the user 110. module 520), a driving module 120 that generates torque applied to the leg of the user 110 (eg, the driving modules 35 and 45 of FIG. 3), and a control module that controls the wearable device 100 ( 130) (eg, the control module 510 of FIGS. 5A and 5B).

웨어러블 장치(100)는 사용자의 관절 각도를 측정하기 위한 각도 센서(125) 및 사용자(110)의 신체 움직임에 따른 가속도 및 회전 속도의 변화를 측정하기 위한 관성 측정 장치(135)를 포함할 수 있다. 각도 센서(125)는 사용자(110)의 고관절 각도 값에 대응하는 웨어러블 장치(100)의 다리 지지 프레임의 회전 각도를 측정할 수 있다. 각도 센서(125)에 의해 측정되는 다리 지지 프레임의 회전 각도는 사용자(110)의 고관절 각도 값(또는 다리 각도 값)이라고 추정될 수 있다. 각도 센서(125)는 예를 들어 엔코더(encoder) 및/또는 홀 센서(hall sensor)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 각도 센서(125)는 사용자(110)의 오른쪽 고관절 부근과 왼쪽 고관절 부근에 각각 존재할 수 있다. 관성 측정 장치(135)는 가속도 센서 및/또는 각속도 센서를 포함할 수 있고, 사용자(110)의 움직임에 따른 가속도 및/또는 각속도의 변화를 측정할 수 있다. 관성 측정 장치(135)는 예를 들어 웨어러블 장치(100)의 허리 지지 프레임(또는 베이스 바디(도 3의 베이스 바디(80))의 움직임 값에 대응하는 사용자(110)의 상체 움직임 값을 측정할 수 있다. 관성 측정 장치(135)에 의해 측정되는 허리 지지 프레임의 움직임 값은 사용자(110)의 상체 움직임 값이라고 추정될 수 있다.The wearable device 100 may include an angle sensor 125 for measuring a user's joint angle and an inertial measurement device 135 for measuring a change in acceleration and rotational speed according to a body movement of the user 110. . The angle sensor 125 may measure the rotational angle of the leg support frame of the wearable device 100 corresponding to the hip joint angle value of the user 110 . The rotational angle of the leg support frame measured by the angle sensor 125 may be estimated as a hip joint angle value (or leg angle value) of the user 110 . The angle sensor 125 may include, for example, an encoder and/or a hall sensor. In one embodiment, the angle sensor 125 may be present near the right hip joint and the left hip joint of the user 110, respectively. The inertial measurement device 135 may include an acceleration sensor and/or an angular velocity sensor, and may measure a change in acceleration and/or angular velocity according to the movement of the user 110 . The inertial measurement device 135 measures, for example, a motion value of the upper body of the user 110 corresponding to a motion value of a waist support frame (or a base body (base body 80 in FIG. 3)) of the wearable device 100. A motion value of the waist support frame measured by the inertial measurement device 135 may be estimated as an upper body motion value of the user 110 .

일 실시예에서, 제어 모듈(130) 및 관성 측정 장치(135)는 웨어러블 장치(100)의 베이스 바디(예: 도 3의 베이스 바디(80)) 내에 배치될 수 있다. 베이스 바디는 사용자(110)가 웨어러블 장치(100)를 착용한 상태에서 사용자(110)의 요부(허리 부위)에 위치할 수 있다. 베이스 바디는 웨어러블 장치(100)의 허리 지지 프레임의 외부에 형성 또는 부착될 수 있다. 베이스 바디는 사용자(110)의 요부에 장착되어 사용자의 허리에 쿠션감을 제공할 수 있고, 허리 지지 프레임과 함께 사용자(110)의 허리를 지지할 수 있다.In one embodiment, the control module 130 and the inertial measurement device 135 may be disposed within the base body (eg, the base body 80 of FIG. 3 ) of the wearable device 100 . The base body may be located on the waist (waist) of the user 110 while the user 110 is wearing the wearable device 100 . The base body may be formed or attached to the outside of the waist support frame of the wearable device 100 . The base body may be mounted on the waist of the user 110 to provide a cushioning feeling to the waist of the user, and may support the waist of the user 110 together with the waist support frame.

도 2는 일 실시예에 따른 웨어러블 장치와 전자 장치를 포함하는 관리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.2 is a diagram for explaining a management system including a wearable device and an electronic device according to an exemplary embodiment.

도 2를 참조하면, 운동 관리 시스템(200)은 사용자의 신체에 착용되는 웨어러블 장치(100), 전자 장치(210), 다른 웨어러블 장치(220), 및 서버(230)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 운동 관리 시스템(200)에는 이 장치들 중 적어도 하나(예: 다른 웨어러블 장치(220) 또는 서버(230))가 생략되거나 또는 하나 이상의 다른 장치(예: 웨어러블 장치(100)의 전용 컨트롤러 장치)가 추가될 수 있다.Referring to FIG. 2 , the exercise management system 200 may include a wearable device 100 worn on a user's body, an electronic device 210, another wearable device 220, and a server 230. In one embodiment, at least one of these devices (eg, another wearable device 220 or server 230) is omitted from the exercise management system 200 or one or more other devices (eg, wearable device 100) are omitted. A dedicated controller device) can be added.

일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)는 보행 보조 모드에서 사용자의 신체에 착용되어 사용자의 움직임을 보조할 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 장치(100)는 사용자의 다리에 착용되어 사용자의 다리 움직임을 보조하기 위한 보조력을 발생시킴으로써 사용자의 보행을 도와줄 수 있다.In one embodiment, the wearable device 100 may assist the user's movement by being worn on the user's body in the walking assistance mode. For example, the wearable device 100 may help the user walk by being worn on the user's leg and generating assistive force for assisting the user's leg movement.

일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)는 운동 보조 모드에서 사용자의 운동 효과를 강화하기 위하여 사용자의 신체 움직임을 방해하기 위한 저항력 또는 사용자의 신체 움직임을 도와주기 위한 보조력을 생성하여 사용자의 신체에 가할 수 있다. 운동 보조 모드에서 사용자는 전자 장치(210)를 통해 웨어러블 장치(100)를 이용하여 운동하고자 하는 운동 프로그램(예: 스쿼트, 스플릿 런지(split lunge), 덤벨 스쿼트, 런지 앤 니 업(lunge and knee up), 스트레칭 등) 및/또는 웨어러블 장치(100)에 적용되는 운동 강도를 선택할 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 사용자가 선택한 운동 프로그램에 따라 웨어러블 장치(100)의 구동 모듈을 제어하고, 센서 모듈을 통해 사용자의 움직임 정보를 포함하는 센서 데이터를 획득할 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 사용자가 선택한 운동 강도에 따라 사용자에게 적용되는 저항력 또는 보조력의 세기를 조절할 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 장치(100)는 사용자가 선택한 운동 강도에 대응하는 저항력이 발생하도록 구동 모듈을 제어할 수 있다.In one embodiment, the wearable device 100 generates a resistance force to hinder the user's body movement or an assistive force to assist the user's body movement in order to enhance the user's exercise effect in the exercise assistance mode, thereby providing an effect to the user's body. can be applied In the exercise assistance mode, the user selects an exercise program (eg, squat, split lunge, dumbbell squat, lunge and knee up) to be exercised using the wearable device 100 through the electronic device 210. ), stretching, etc.) and/or exercise intensity applied to the wearable device 100 may be selected. The wearable device 100 may control a driving module of the wearable device 100 according to an exercise program selected by the user and obtain sensor data including user motion information through a sensor module. The wearable device 100 may adjust the strength of the resistance force or assistive force applied to the user according to the exercise intensity selected by the user. For example, the wearable device 100 may control the driving module to generate resistance corresponding to the exercise intensity selected by the user.

일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)는 전자 장치(210)와 연동하여 사용자의 신체 능력을 측정하는데 이용될 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 전자 장치(210)의 제어 하에 사용자의 신체 능력을 측정하기 위한 모드인 신체 능력 측정 모드로 동작할 수 있고, 신체 능력 측정 모드에서 사용자의 움직임에 의해 획득된 센서 데이터를 전자 장치(210)에 전송할 수 있다. 전자 장치(210)는 웨어러블 장치(100)로부터 수신한 센서 데이터를 분석하여 사용자의 신체 능력을 추정할 수 있다.In one embodiment, the wearable device 100 may be used to measure a user's physical ability in association with the electronic device 210 . The wearable device 100 may operate in a physical ability measurement mode, which is a mode for measuring the user's physical ability, under the control of the electronic device 210, and the sensor data obtained by the user's movement in the physical ability measurement mode is electronically generated. device 210. The electronic device 210 may analyze the sensor data received from the wearable device 100 to estimate the user's physical ability.

전자 장치(210)는 웨어러블 장치(100)와 통신할 수 있고, 웨어러블 장치(100)를 원격으로 제어하거나 또는 웨어러블 장치(100)의 상태(예: 부팅 상태, 충전 사태, 센싱 상태, 에러 상태)에 대한 상태 정보를 사용자에게 제공할 수 있다. 전자 장치(210)는 웨어러블 장치(100)로부터 웨어러블 장치(100)의 센서에 의해 획득된 센서 데이터를 수신할 수 있고, 수신한 센서 데이터를 기초로 사용자의 신체 능력이나 운동 결과를 추정할 수 있다. 일 실시예에서, 사용자가 웨어러블 장치(100)를 착용하고 운동할 때, 웨어러블 장치(100)는 센서들을 이용하여 사용자의 움직임 정보를 포함하는 센서 데이터를 획득하고, 획득된 센서 데이터를 전자 장치(210)에 전송할 수 있다. 전자 장치(210)는 센서 데이터로부터 사용자의 움직임 값을 추출하고, 추출된 움직임 값에 기초하여 사용자의 운동 동작을 평가할 수 있다. 전자 장치(210)는 사용자의 운동 동작에 대한 운동 동작 측정 값과 운동 동작 평가 정보를 그래픽 사용자 인터페이스를 통해 사용자에게 제공할 수 있다.The electronic device 210 may communicate with the wearable device 100, remotely control the wearable device 100, or monitor the state of the wearable device 100 (eg, booting state, charging state, sensing state, error state) Status information about can be provided to the user. The electronic device 210 may receive sensor data acquired by a sensor of the wearable device 100 from the wearable device 100, and may estimate a user's physical ability or exercise result based on the received sensor data. . In one embodiment, when a user wears the wearable device 100 and exercises, the wearable device 100 obtains sensor data including motion information of the user using sensors, and transmits the obtained sensor data to an electronic device ( 210) can be transmitted. The electronic device 210 may extract a user's movement value from sensor data and evaluate the user's movement based on the extracted movement value. The electronic device 210 may provide the user with an exercise motion measurement value and motion evaluation information for the user's exercise motion through a graphic user interface.

일 실시예에서, 전자 장치(210)는 웨어러블 장치(100)를 제어하기 위한 프로그램(예: 어플리케이션)을 실행시킬 수 있고, 사용자는 해당 프로그램을 통해 웨어러블 장치(100)의 동작이나 설정 값(예: 구동 모듈(예: 도 3의 구동 모듈(35, 45))로부터 출력되는 토크 세기, 음향 출력 모듈(예: 도 6a 및 도 5b의 음향 출력 모듈(550))로부터 출력되는 오디오의 크기, 라이트 유닛(예: 도 3의 라이트 유닛(85))의 밝기)을 조정할 수 있다. 전자 장치(210)에서 실행되는 프로그램은 사용자와의 인터랙션을 위한 그래픽 사용자 인터페이스(graphical user interface; GUI)를 제공할 수 있다. 전자 장치(210)는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(210)는 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 액세스 포인트(access point), 휴대용 멀티미디어 장치, 또는 가전 장치(예: 텔레비전, 오디오 장치, 프로젝터 장치)를 포함할 수 있으나, 전술한 장치들에 한정되지 않는다.In one embodiment, the electronic device 210 may execute a program (eg, application) for controlling the wearable device 100, and the user may change the operation of the wearable device 100 or set values (eg, application) through the corresponding program. : Torque intensity output from the driving module (eg, the driving modules 35 and 45 of FIG. 3 ), size of audio output from the sound output module (eg, the sound output module 550 of FIGS. 6A and 5B ), light The brightness of the unit (eg, the light unit 85 of FIG. 3) can be adjusted. A program running on the electronic device 210 may provide a graphical user interface (GUI) for interaction with a user. The electronic device 210 may be a device of various types. For example, the electronic device 210 includes a portable communication device (eg, smart phone), a computer device, an access point, a portable multimedia device, or a consumer electronics device (eg, a television, audio device, projector device). However, it is not limited to the aforementioned devices.

일 실시예에 따르면, 전자 장치(210)는 근거리 무선 통신 또는 셀룰러 통신을 이용하여 서버(230)와 연결될 수 있다. 서버(230)는 전자 장치(210)로부터 웨어러블 장치(100)를 이용하는 사용자의 사용자 프로파일 정보를 수신하고, 수신한 사용자 프로파일 정보를 저장 및 관리할 수 있다. 사용자 프로파일 정보는 예를 들어 이름, 나이, 성별, 키, 몸무게, 또는 BMI(body mass index) 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함할 수 있다. 서버(230)는 사용자에 의해 수행된 운동에 대한 운동 이력 정보를 전자 장치(210)로부터 수신하고, 수신한 운동 이력 정보를 저장 및 관리할 수 있다. 서버(230)는 사용자에게 제공될 수 있는 다양한 운동 프로그램이나 신체 능력 측정 프로그램을 전자 장치(210)에 제공할 수 있다.According to an embodiment, the electronic device 210 may be connected to the server 230 using short-range wireless communication or cellular communication. The server 230 may receive user profile information of a user using the wearable device 100 from the electronic device 210 and may store and manage the received user profile information. The user profile information may include, for example, information on at least one of name, age, gender, height, weight, or body mass index (BMI). The server 230 may receive exercise history information on an exercise performed by a user from the electronic device 210 and store and manage the received exercise history information. The server 230 may provide the electronic device 210 with various exercise programs or physical ability measurement programs that may be provided to the user.

일 실시예에 따르면, 웨어러블 장치(100) 및/또는 전자 장치(210)는 다른 웨어러블 장치(220)와 연결될 수 있다. 다른 웨어러블 장치(220)는 예를 들어 무선 이어폰(222), 스마트워치(224) 또는 스마트글래스(226)일 수 있으나, 전술한 장치들에 한정되지 않는다. 일 실시예에서, 스마트워치(224)는 사용자의 심박수 정보를 포함하는 생체 신호를 측정할 수 있고, 측정된 생체 신호를 전자 장치(210) 및/또는 웨어러블 장치(100)에 전송할 수 있다. 전자 장치(210)는 스마트워치(224)로부터 수신한 생체 신호에 기초하여 사용자의 심박수 정보(예: 현재 심박수, 최대 심박수, 평균 심박수)를 추정할 수 있고, 추정한 심박수 정보를 사용자에게 제공할 수 있다.According to an embodiment, the wearable device 100 and/or the electronic device 210 may be connected to another wearable device 220 . Other wearable devices 220 may be, for example, wireless earphones 222, smart watches 224, or smart glasses 226, but are not limited to the aforementioned devices. In one embodiment, the smart watch 224 may measure a biosignal including heart rate information of the user and transmit the measured biosignal to the electronic device 210 and/or the wearable device 100 . The electronic device 210 may estimate the user's heart rate information (eg, current heart rate, maximum heart rate, average heart rate) based on the biosignal received from the smart watch 224 and provide the estimated heart rate information to the user. can

일 실시예에서, 전자 장치(210)에 의해 평가된 사용자의 운동 결과 정보, 신체 능력 정보(예: 보행 평가 정보), 및/또는 운동 동작 평가 정보는 다른 웨어러블 장치(220)로 전달되어 다른 웨어러블 장치(220)를 통해 사용자에게 제공될 수 있다. 웨어러블 장치(100)의 상태 정보도 다른 웨어러블 장치(220)로 전달되어 다른 웨어러블 장치(220)를 통해 사용자에게 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 웨어러블 장치(100), 전자 장치(210) 및 다른 웨어러블 장치(220) 간에는 무선 통신(예: 블루투스 통신, 와이파이 통신)을 통해 서로 연결될 수 있다.In one embodiment, the user's exercise result information, physical ability information (eg, gait evaluation information), and/or exercise motion evaluation information evaluated by the electronic device 210 are transferred to another wearable device 220 to be used for other wearable devices. It may be provided to the user through the device 220 . State information of the wearable device 100 may also be transferred to other wearable devices 220 and provided to the user through the other wearable devices 220 . In one embodiment, the wearable device 100, the electronic device 210, and other wearable devices 220 may be connected to each other through wireless communication (eg, Bluetooth communication, Wi-Fi communication).

일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)는 전자 장치(210)로부터 수신한 제어 신호에 따라 웨어러블 장치(100)의 상태에 대응되는 피드백(예: 시각적 피드백, 청각적 피드백, 촉각적 피드백)을 제공(또는 출력)할 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 장치(100)는 라이트 유닛(예: 도 3의 라이트 유닛(85))을 통해 시각적 피드백을 제공할 수 있고, 음향 출력 모듈(예: 도 5a 및 도 5b의 음향 출력 모듈(550))을 통해 청각적 피드백을 제공할 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 햅틱 모듈을 포함할 수 있고, 햅틱 모듈을 통해 사용자의 신체에 진동 형태의 촉각적 피드백을 제공할 수 있다. 전자 장치(210)도 웨어러블 장치(100)의 상태에 대응되는 피드백(예: 시각적 피드백, 청각적 피드백, 촉각적 피드백)을 제공(또는 출력)할 수 있다.In one embodiment, the wearable device 100 provides feedback (eg, visual feedback, auditory feedback, tactile feedback) corresponding to the state of the wearable device 100 according to the control signal received from the electronic device 210 (or output). For example, the wearable device 100 may provide visual feedback through a light unit (eg, the light unit 85 of FIG. 3 ) and an audio output module (eg, the sound output module of FIGS. 5A and 5B ( Auditory feedback may be provided through 550)). The wearable device 100 may include a haptic module and provide tactile feedback in the form of vibration to the user's body through the haptic module. The electronic device 210 may also provide (or output) feedback (eg, visual feedback, auditory feedback, or tactile feedback) corresponding to the state of the wearable device 100 .

일 실시예에서, 전자 장치(210)는 운동 보조 모드에서 사용자에게 개인화된 운동 목표를 제시할 수 있다. 개인화된 운동 목표는 전자 장치(210) 및/또는 서버(230)에 의해 결정된, 사용자가 운동하고자 하는 운동 타입들(예: 근력 운동, 밸런스 운동, 유산소 운동) 각각의 운동량 목표치를 포함할 수 있다. 서버(230)가 운동량 목표치를 결정한 경우, 서버(230)는 결정한 운동량 목표치에 대한 정보를 전자 장치(210)에 전송할 수 있다. 전자 장치(210)는 근력 운동, 유산소 운동 및 밸런스 운동의 운동 타입들의 운동량 목표치를 수행하고자 하는 운동 프로그램(예: 스쿼트, 스플릿 런지, 런지 앤 니업) 및/또는 사용자의 신체 특성(예: 나이, 키, 몸무게, BMI)에 맞게 개인화하여 제시할 수 있다. 전자 장치(210)는 각 운동 타입의 운동량 목표치를 나타내는 GUI 화면을 디스플레이에 표시할 수 있다.In one embodiment, the electronic device 210 may present a personalized exercise goal to the user in an exercise assistance mode. The personalized exercise goal may include a target amount of exercise for each exercise type (eg, strength exercise, balance exercise, aerobic exercise) that the user wants to exercise, determined by the electronic device 210 and/or the server 230. . When the server 230 determines the target amount of exercise, the server 230 may transmit information about the determined target amount of exercise to the electronic device 210 . The electronic device 210 is an exercise program (eg, squat, split lunge, lunge and knee-up) intended to perform a target amount of exercise of exercise types of strength exercise, aerobic exercise, and balance exercise, and/or user's body characteristics (eg, age, Height, weight, BMI) can be personalized and presented. The electronic device 210 may display a GUI screen indicating a target amount of exercise for each exercise type on the display.

일 실시예에 있어서, 전자 장치(210) 및/또는 서버(230)는 웨어러블 장치(100)를 통해 사용자에게 제공될 수 있는 복수의 운동 프로그램들에 대한 정보가 저장된 데이터베이스를 포함할 수 있다. 사용자의 운동 목적을 달성하기 위해 전자 장치(210) 및/또는 서버(230)는 사용자에게 적합한 운동 프로그램을 추천할 수 있다. 운동 목적은, 예를 들어, 근력 향상, 근체력 향상, 심폐지구력 향상, 코어 안정성 향상, 유연성 향상, 또는 대칭성 향상 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 전자 장치(210) 및/또는 서버(230)는 사용자가 수행한 운동 프로그램 및 운동 프로그램에 대한 수행 결과 등을 저장하고, 관리할 수 있다. In one embodiment, the electronic device 210 and/or the server 230 may include a database in which information on a plurality of exercise programs that may be provided to the user through the wearable device 100 is stored. To achieve the user's exercise goal, the electronic device 210 and/or the server 230 may recommend an exercise program suitable for the user. The exercise purpose may include, for example, at least one of improving muscle strength, improving muscular strength, improving cardiorespiratory endurance, improving core stability, improving flexibility, or improving symmetry. The electronic device 210 and/or the server 230 may store and manage an exercise program performed by the user and a result of the exercise program.

일 실시예에 따르면, 전자 장치(210)는 웨어러블 장치(100)와 연동하여 사용자의 보행 능력을 평가할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(210)는 사용자가 착용한 웨어러블 장치(100)의 센서 모듈로부터 획득되는 센서 데이터에 기초하여 사용자의 보행 상태를 나타내는 지표인 보행 지표(gait index)를 추정할 수 있다. 보행 지표는 사용자에 의해 수행된 보행의 질(quality)를 판단할 수 있는 척도가 될 수 있다. 전자 장치(210)에 의해 추정되는 보행 지표는, 예를 들어, 보행 속도(walking speed), 걸음 시간(step time), 한 걸음의 보폭 길이(step length), 두 걸음의 보폭 길이(stride length), 보행 거리, 보행 대칭 지수(gait symmetry index), 보행 변동 지수(gait variability index), 또는 보행 비율(walk ratio) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 전자 장치(210)는 사용자가 웨어러블 장치(100)를 착용하고 보행하는 중에 실시간으로 보행 지표를 산출할 수 있다. 한 걸음(step)과 두 걸음(stride)에 대한 보폭 길이에 대해서는 도 10에서 상세히 설명될 예정이다.According to an embodiment, the electronic device 210 may evaluate the walking ability of the user in association with the wearable device 100 . For example, the electronic device 210 may estimate a gait index, which is an index representing a user's gait state, based on sensor data obtained from a sensor module of the wearable device 100 worn by the user. The gait index may be a criterion for determining the quality of a gait performed by a user. The walking index estimated by the electronic device 210 may include, for example, walking speed, step time, step length of one step, and stride length of two steps. , a gait distance, a gait symmetry index, a gait variability index, or a walk ratio. The electronic device 210 may calculate a gait indicator in real time while the user wears the wearable device 100 and walks. Step lengths for one step and two strides will be described in detail with reference to FIG. 10 .

사용자가 웨어러블 장치(100)를 착용하고 보행(또는 운동)을 하고 있을 때, 웨어러블 장치(100)는 센서들을 이용하여 사용자의 보행과 관련된 움직임 정보가 포함된 센서 데이터를 획득할 수 있고, 획득된 센서 데이터를 전자 장치(210)에 전송할 수 있다. 전자 장치(210)는 센서 데이터에 기초하여 사용자의 보행 평가 정보를 추정하고, 추정한 보행 평가 정보를 사용자에게 제공할 수 있다. 보행 평가 정보는 예를 들어 사용자가 웨어러블 장치(100)를 착용하고 보행하였을 때 사용자의 보행과 관련된 다양한 보행 지표들(예: 보행 속도, 걸음 시간, 보폭 길이, 보행 대칭 지수, 보행 변동 지수, 보행 비율)을 포함할 수 있다. 전자 장치(210)는 보행 평가 정보를 기초로 사용자의 보행 상태를 개선시키기 위한 피드백 정보를 사용자에게 제공할 수도 있다. 예를 들어, 전자 장치(210)는 사용자의 측정된 보폭 길이가 바람직한 보폭 길이보다 작은 것으로 판단된 경우에 사용자에게 좀더 넓은 보폭 길이로 보행을 하도록 제안할 수 있다.When the user wears the wearable device 100 and walks (or exercises), the wearable device 100 may obtain sensor data including motion information related to the user's walking using sensors, and obtain Sensor data may be transmitted to the electronic device 210 . The electronic device 210 may estimate gait evaluation information of the user based on the sensor data and provide the estimated gait evaluation information to the user. The gait evaluation information includes, for example, various gait indicators related to the user's gait when the user wears the wearable device 100 and walks (eg, gait speed, walking time, stride length, gait symmetry index, gait variation index, gait ratio) may be included. The electronic device 210 may provide the user with feedback information for improving the user's gait state based on the gait evaluation information. For example, when the electronic device 210 determines that the measured stride length of the user is smaller than the desired stride length, the electronic device 210 may suggest walking with a wider stride length to the user.

웨어러블 장치(100)와 전자 장치(210)는 사용자의 위치 추적을 위한 GPS(global positioning system) 센서를 이용하는 것 없이, 웨어러블 장치(100)의 각도 센서(예: 각도 센서(125)) 및 관성 측정 장치(예: 관성 측정 장치(135))를 이용하여 보행 속도와 같은 보행 지표를 추정할 수 있기에 실외 뿐만 아니라 실내에서도 보행 지표를 추정할 수 있다. 또한, 웨어러블 장치(100)와 전자 장치(210)는 트레드밀(treadmill)과 같이 고정된 위치에서 사용자가 걷는 경우에도 보행 지표를 추정할 수 있으며, 사용자의 개인별 특성을 반영하여 보행 지표를 추정할 수 있다. 전자 장치(210)는 웨어러블 장치(100)를 이용하는 사용자에게 사용자의 보행 상태에 대한 평가 정보를 제공할 수 있고, 이를 통해 사용자의 보행이나 운동에 대한 흥미를 증가시킬 수 있다.The wearable device 100 and the electronic device 210 measure the angle sensor (eg, angle sensor 125) and inertia of the wearable device 100 without using a global positioning system (GPS) sensor for tracking the user's location Since a walking index such as a walking speed can be estimated using a device (eg, the inertial measurement device 135), the walking index can be estimated not only outdoors but also indoors. In addition, the wearable device 100 and the electronic device 210 may estimate a gait index even when a user walks at a fixed location, such as on a treadmill, and may estimate a gait index by reflecting the user's individual characteristics. there is. The electronic device 210 may provide evaluation information on the user's walking state to the user using the wearable device 100, thereby increasing the user's interest in walking or exercise.

도 3는 일 실시예에 따른 웨어러블 장치의 후면 개략도를 나타낸다. 도 4는 일 실시예에 따른 웨어러블 장치의 좌측 측면도를 나타낸다.3 shows a schematic diagram of a rear surface of a wearable device according to an exemplary embodiment. 4 shows a left side view of a wearable device according to an exemplary embodiment.

도 3 및 도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 웨어러블 장치(100)는 베이스 바디(80), 허리 지지 프레임(20), 구동 모듈(35, 45), 다리 지지 프레임(50, 55), 허벅지 체결부(1, 2), 및 허리 체결부(60)를 포함할 수 있다. 베이스 바디(80)는 라이팅(lighting) 유닛(85)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)에는 이들 구성요소들 중 적어도 하나(예: 라이팅 유닛(85))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소(예: 햅틱 모듈)가 추가될 수 있다.3 and 4, the wearable device 100 according to an embodiment includes a base body 80, a waist support frame 20, driving modules 35 and 45, leg support frames 50 and 55, It may include the thigh fastening parts 1 and 2 and the waist fastening part 60 . The base body 80 may include a lighting unit 85 . In one embodiment, at least one of these components (eg, the lighting unit 85) may be omitted or one or more other components (eg, a haptic module) may be added to the wearable device 100 .

베이스 바디(80)는 사용자가 웨어러블 장치(100)를 착용한 상태에서 사용자의 요부에 위치할 수 있다. 베이스 바디(80)는 사용자의 요부에 장착되어 사용자의 허리에 쿠션감을 제공할 수 있고, 사용자의 허리를 지지할 수 있다. 베이스 바디(80)는 사용자가 웨어러블 장치(100)를 착용한 상태에서 웨어러블 장치(100)가 중력에 의하여 하방으로 이탈되지 않도록 사용자의 둔부(엉덩이 부위) 위에 걸쳐질 수 있다. 베이스 바디(80)는 사용자가 웨어러블 장치(100)를 착용한 상태에서 웨어러블 장치(100)의 중량의 일부를 사용자의 허리로 분산시킬 수 있다. 베이스 바디(80)는 허리 지지 프레임(20)과 연결될 수 있다. 베이스 바디(80)의 양 단부에는 허리 지지 프레임(20)과 연결될 수 있는 허리 지지 프레임 연결 요소(미도시)가 구비될 수 있다.The base body 80 may be located on the waist of the user while the user is wearing the wearable device 100 . The base body 80 may be mounted on the user's waist to provide a cushioning feeling to the user's waist and support the user's waist. The base body 80 may be overlaid on the user's buttocks (buttocks) so that the wearable device 100 does not disengage downward due to gravity while the wearable device 100 is being worn by the user. The base body 80 may distribute a portion of the weight of the wearable device 100 to the user's waist while the user is wearing the wearable device 100 . The base body 80 may be connected to the waist support frame 20 . Both ends of the base body 80 may be provided with waist support frame connection elements (not shown) that may be connected to the waist support frame 20 .

일 실시예에서, 베이스 바디(80)의 외부에 라이팅 유닛(85)이 배치될 수 있다. 라이팅 유닛(85)은 광원(예: LED(light emitting diode))을 포함할 수 있다. 라이팅 유닛(85)은 제어 모듈(미도시)(예: 도 5a 및 도 5b의 제어 모듈(510))의 제어에 따라 빛을 방출할 수 있다. 실시예에 따라, 제어 모듈은 웨어러블 장치(100)의 상태에 대응되는 시각적 피드백이 라이팅 유닛(85)을 통해 사용자에게 제공(또는 출력)될 수 있도록 라이팅 유닛(85)을 제어할 수 있다.In one embodiment, a lighting unit 85 may be disposed outside the base body 80 . The lighting unit 85 may include a light source (eg, a light emitting diode (LED)). The lighting unit 85 may emit light under the control of a control module (not shown) (eg, the control module 510 of FIGS. 5A and 5B ). Depending on the embodiment, the control module may control the lighting unit 85 to provide (or output) visual feedback corresponding to the state of the wearable device 100 to the user through the lighting unit 85 .

허리 지지 프레임(20)은 베이스 바디(80)의 양 단부로부터 연장될 수 있다. 허리 지지 프레임(20)의 내측에는 사용자의 요부가 수용될 수 있다. 허리 지지 프레임(20)은 적어도 하나 이상의 강체(rigid body) 빔(beam)을 포함할 수 있다. 각각의 빔은 사용자의 요부를 둘러쌀 수 있도록 기 설정된 곡률을 가지는 곡선 형상일 수 있다. 허리 지지 프레임(20)의 단부에는 허리 체결부(60)가 연결될 수 있다. 허리 지지 프레임(20)에는 구동 모듈(35, 45)이 연결될 수 있다. The waist support frame 20 may extend from both ends of the base body 80 . Inside the waist support frame 20, the user's waist may be accommodated. The waist support frame 20 may include at least one or more rigid body beams. Each beam may have a curved shape having a preset curvature to surround the user's waist. A waist fastening part 60 may be connected to an end of the waist support frame 20 . The driving modules 35 and 45 may be connected to the waist support frame 20 .

일 실시예에서, 베이스 바디(80)의 내부에는 제어 모듈, 관성 측정 장치(미도시)(예: 도 1의 관성 측정 장치(135), 도 5b의 관성 측정 장치(522)), 통신 모듈(미도시)(예: 도 5a 및 도 5b의 통신 모듈(516)) 및 배터리(미도시)가 배치될 수 있다. 베이스 바디(80)는 제어 모듈, 관성 측정 장치, 통신 모듈 및 배터리를 보호할 수 있다. 제어 모듈은 웨어러블 장치(100)의 동작을 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다. 제어 모듈은 구동 모듈(35, 45)의 액츄에이터를 제어하기 위한 프로세서 및 메모리를 포함하는 제어 회로를 포함할 수 있다. 제어 모듈은 웨어러블 장치(100)의 각 구성요소들에 배터리의 전력을 공급하기 위한 전력 공급 모듈(미도시)을 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the inside of the base body 80 includes a control module, an inertial measurement device (not shown) (eg, the inertial measurement device 135 of FIG. 1 and the inertial measurement device 522 of FIG. 5B), a communication module ( (not shown) (eg, the communication module 516 of FIGS. 5A and 5B ) and a battery (not shown) may be disposed. The base body 80 may protect a control module, an inertial measurement device, a communication module, and a battery. The control module may generate a control signal for controlling the operation of the wearable device 100 . The control module may include a control circuit including a processor and a memory for controlling the actuators of the driving modules 35 and 45 . The control module may further include a power supply module (not shown) for supplying battery power to each component of the wearable device 100 .

일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)는 하나 이상의 센서로부터 센서 데이터를 획득하는 센서 모듈(미도시)(예: 도 5a의 센서 모듈(520))을 포함할 수 있다. 센서 모듈은 사용자의 움직임에 따라 변하는 센서 데이터를 획득할 수 있다. 일 실시예에서, 센서 모듈은 사용자의 움직임 정보 및/또는 웨어러블 장치(100)의 구성요소의 움직임 정보가 포함된 센서 데이터를 획득할 수 있다. 센서 모듈은 예를 들어 사용자의 상체 움직임 값 또는 허리 지지 프레임(20)의 움직임 값을 측정하기 위한 관성 측정 장치(예: 도 1의 관성 측정 장치(135), 도 5b의 관성 측정 장치(522)) 및 사용자의 고관절 각도 값 또는 다리 지지 프레임(50, 55)의 움직임 값을 측정하기 위한 각도 센서(예: 도 1의 각도 센서(125), 도 5b의 제1 각도 센서(520) 및 제 2 각도 센서(520-1))를 포함할 수 있으나, 이제 한정되지는 않는다. 예를 들어, 센서 모듈은 위치 센서, 온도 센서, 생체 신호 센서 또는 근접 센서 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the wearable device 100 may include a sensor module (not shown) that obtains sensor data from one or more sensors (eg, the sensor module 520 of FIG. 5A ). The sensor module may acquire sensor data that changes according to the user's movement. In one embodiment, the sensor module may obtain sensor data including motion information of the user and/or motion information of components of the wearable device 100 . The sensor module may be, for example, an inertial measurement device (eg, the inertial measurement device 135 of FIG. 1 or the inertial measurement device 522 of FIG. 5B) for measuring the motion value of the user's upper body or the motion value of the waist support frame 20 ) and an angle sensor (eg, the angle sensor 125 of FIG. 1 , the first angle sensor 520 of FIG. 5B , and the second An angle sensor 520-1) may be included, but is not limited thereto. For example, the sensor module may further include at least one of a position sensor, a temperature sensor, a biosignal sensor, or a proximity sensor.

허리 체결부(60)는 허리 지지 프레임(20)에 연결될 수 있고, 허리 지지 프레임(20)을 사용자의 허리에 고정시킬 수 있다. 허리 체결부(60)는 예를 들어 한 쌍의 벨트를 포함할 수 있다. The waist fastening part 60 may be connected to the waist support frame 20 and may fix the waist support frame 20 to the user's waist. The waist fastening part 60 may include, for example, a pair of belts.

구동 모듈(35, 45)은 제어 모듈에 의해 생성된 제어 신호에 기초하여 사용자의 신체에 적용되는 외력(또는 토크)을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 구동 모듈(35, 45)는 사용자의 다리에 적용되는 보조력 또는 저항력을 발생시킬 수 있다. 일 실시예에서, 구동 모듈(35, 45)은 사용자의 오른쪽 고관절 위치에 대응되는 곳에 위치하는 제1 구동 모듈(45) 및 사용자의 왼쪽 고관절 위치에 대응되는 곳에 위치하는 제2 구동 모듈(35)을 포함할 수 있다. 제1 구동 모듈(45)은 제1 액츄에이터 및 제1 조인트 부재를 포함할 수 있고, 제2 구동 모듈(35)은 제2 액츄에이터 및 제2 조인트 부재를 포함할 수 있다. 제1 액츄에이터는 제1 조인트 부재로 전달되는 동력을 제공하고, 제2 액츄에이터는 제2 조인트 부재로 전달되는 동력을 제공할 수 있다. 제1 액츄에이터 및 제2 액츄에이터는 각각 배터리로부터 전력을 제공받아 동력(또는 토크)을 생성하는 모터를 포함할 수 있다. 모터는 전력이 공급되어 구동될 때 사용자의 신체 움직임을 보조하기 위한 힘(보조력)이나 신체 움직임을 방해하는 힘(저항력)을 발생시킬 수 있다. 일 실시예에서, 제어 모듈은 모터에 공급되는 전압 및/또는 전류를 조절하여 모터에 의해 발생되는 힘의 세기 및 힘의 방향을 조절할 수 있다.The driving modules 35 and 45 may generate an external force (or torque) applied to the user's body based on the control signal generated by the control module. For example, the drive modules 35 and 45 may generate an assisting or resistive force applied to the user's legs. In one embodiment, the driving modules 35 and 45 include a first driving module 45 located at a position corresponding to the user's right hip joint position and a second driving module 35 located at a position corresponding to the user's left hip joint position. can include The first driving module 45 may include a first actuator and a first joint member, and the second driving module 35 may include a second actuator and a second joint member. The first actuator may provide power transmitted to the first joint member, and the second actuator may provide power transmitted to the second joint member. Each of the first actuator and the second actuator may include a motor that receives power from a battery and generates power (or torque). When powered and driven, the motor may generate a force to assist the user's body movement (assistive force) or a force to hinder the user's body movement (resistance force). In one embodiment, the control module may adjust the strength and direction of the force generated by the motor by adjusting the voltage and/or current supplied to the motor.

일 실시예에서, 제1 조인트 부재 및 제2 조인트 부재는 각각 제1 액츄에이터 및 제2 액츄에이터로부터 동력을 전달받고, 전달받은 동력을 기초로 사용자의 신체에 외력을 가할 수 있다. 제1 조인트 부재 및 제2 조인트 부재는 각각 사용자의 관절부에 대응하는 위치에 배치될 수 있다. 제1 조인트 부재의 일측은 제1 액츄에이터에 연결되고, 타측은 제1 다리 지지 프레임(55)에 연결될 수 있다. 제1 조인트 부재는 제1 액츄에이터로부터 전달받은 동력에 의해 회전될 수 있다. 제1 조인트 부재의 일측에는 제1 조인트 부재의 회전 각도(사용자의 관절 각도에 대응함)를 측정하기 위한 각도 센서로서 동작할 수 있는 엔코더 또는 홀 센서가 배치될 수 있다. 제2 조인트 부재의 일측은 제2 액츄에이터에 연결되고, 타측은 제2 다리 지지 프레임(50)에 연결될 수 있다. 제2 조인트 부재(333)는 제2 액츄에이터로부터 전달받은 동력에 의해 회전될 수 있다. 제2 조인트 부재의 일측에도 제2 조인트 부재의 회전 각도를 측정하기 위한 각도 센서로서 동작할 수 있는 엔코더 또는 홀 센서가 배치될 수 있다.In one embodiment, the first joint member and the second joint member may receive power from the first actuator and the second actuator, respectively, and apply an external force to the user's body based on the received power. The first joint member and the second joint member may be disposed at positions corresponding to the user's joints. One side of the first joint member may be connected to the first actuator, and the other side may be connected to the first leg support frame 55 . The first joint member may be rotated by power transmitted from the first actuator. An encoder or hall sensor capable of operating as an angle sensor for measuring a rotational angle (corresponding to a user's joint angle) of the first joint member may be disposed on one side of the first joint member. One side of the second joint member may be connected to the second actuator, and the other side may be connected to the second leg support frame 50 . The second joint member 333 may be rotated by power transmitted from the second actuator. An encoder or hall sensor capable of operating as an angle sensor for measuring a rotational angle of the second joint member may be disposed on one side of the second joint member.

일 실시예에서, 제1 액츄에이터는 제1 조인트 부재의 측 방향에 배치될 수 있고, 제2 액츄에이터는 제2 조인트 부재의 측 방향에 배치될 수 있다. 제1 액츄에이터의 회전축 및 제1 조인트 부재의 회전축은 서로 이격되도록 배치될 수 있고, 제2 액츄에이터의 회전축 및 제2 조인트 부재의 회전축도 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 액츄에이터 및 조인트 부재는 회전축을 공유할 수도 있다. 일 실시예에서, 각각의 액츄에이터는 조인트 부재와 이격되어 배치될 수도 있다. 이 경우 구동 모듈(35, 45)은 액츄에이터로부터 조인트 부재로 동력을 전달하는 동력 전달 모듈(미도시)을 더 포함할 수 있다. 동력 전달 모듈은 기어(gear)와 같은 회전체일 수도 있고, 와이어(wire), 케이블, 스트링(string), 스프링, 벨트, 또는 체인과 같은 길이 방향의 부재일 수도 있다. 다만, 실시예의 범위가 전술된 액츄에이터와 조인트 부재 간의 위치 관계 및 동력 전달 구조에 의해 제한되는 것은 아니다.In one embodiment, the first actuator may be disposed in a lateral direction of the first joint member, and the second actuator may be disposed in a lateral direction of the second joint member. The rotation axis of the first actuator and the rotation axis of the first joint member may be arranged to be spaced apart from each other, and the rotation axis of the second actuator and the rotation axis of the second joint member may also be arranged to be spaced apart from each other. However, it is not limited thereto, and the actuator and the joint member may share a rotation axis. In one embodiment, each actuator may be disposed spaced apart from the joint member. In this case, the driving modules 35 and 45 may further include a power transmission module (not shown) that transmits power from the actuator to the joint member. The power transmission module may be a rotating body such as a gear, or may be a longitudinal member such as a wire, cable, string, spring, belt, or chain. However, the scope of the embodiment is not limited by the above-described positional relationship between the actuator and the joint member and the power transmission structure.

일 실시예에서, 다리 지지 프레임(50, 55)은 웨어러블 장치(100)가 사용자의 다리에 착용되었을 때 사용자의 다리(예: 허벅지)를 지지할 수 있다. 다리 지지 프레임(50, 55)은 예를 들어 구동 모듈(35, 45)에서 생성된 동력(토크)을 사용자의 허벅지에 전달할 수 있고, 해당 동력이 사용자의 다리 움직임에 가해지는 외력으로서 작용할 수 있다. 다리 지지 프레임(50, 55)의 일 단부는 조인트 부재와 연결되어 회동될 수 있고, 다리 지지 프레임(50, 55)의 타 단부는 허벅지 체결부(1, 2)에 연결됨에 따라, 다리 지지 프레임(50, 55)은 사용자의 허벅지를 지지하면서 구동 모듈(35, 45)에서 생성된 동력을 사용자의 허벅지에 전달할 수 있다. 예를 들어, 다리 지지 프레임(50, 55)은 사용자의 허벅지를 밀거나 당길 수 있다. 다리 지지 프레임(50, 55)은 사용자의 허벅지의 길이 방향을 따라서 연장될 수 있다. 다리 지지 프레임(50, 55)은 절곡되어 사용자의 허벅지 둘레의 적어도 일부를 감쌀 수 있다. 다리 지지 프레임(50, 55)은 사용자의 오른쪽 다리를 지지하기 위한 제1 다리 지지 프레임(55) 및 사용자의 왼쪽 다리를 지지하기 위한 제2 다리 지지 프레임(50)을 포함할 수 있다.In one embodiment, the leg support frames 50 and 55 may support the user's legs (eg, thighs) when the wearable device 100 is worn on the user's legs. The leg support frames 50 and 55 may transmit, for example, power (torque) generated by the drive modules 35 and 45 to the user's thighs, and the corresponding power may act as an external force applied to the user's leg movement. . As one end of the leg support frames 50 and 55 is connected to the joint member and can rotate, and the other end of the leg support frames 50 and 55 is connected to the thigh fastening parts 1 and 2, the leg support frame (50, 55) can transmit the power generated by the driving module (35, 45) to the user's thigh while supporting the user's thigh. For example, the leg support frames 50 and 55 may push or pull the user's thigh. The leg support frames 50 and 55 may extend along the longitudinal direction of the user's thigh. The leg support frames 50 and 55 may be bent to wrap at least a portion of the user's thigh circumference. The leg support frames 50 and 55 may include a first leg support frame 55 for supporting the user's right leg and a second leg support frame 50 for supporting the user's left leg.

허벅지 체결부(1, 2)는 다리 지지 프레임(50, 55)에 연결되고, 다리 지지 프레임(50, 55)을 허벅지에 고정시킬 수 있다. 허벅지 체결부(1, 2)는 제1 다리 지지 프레임(55)을 사용자의 오른쪽 허벅지에 고정시키기 위한 제1 허벅지 체결부(2) 및 제2 다리 지지 프레임(50)을 사용자의 왼쪽 허벅지에 고정시키기 위한 제2 허벅지 체결부(1)를 포함할 수 있다.The thigh fastening parts 1 and 2 are connected to the leg support frames 50 and 55 and may fix the leg support frames 50 and 55 to the thigh. The thigh fastening parts 1 and 2 fix the first thigh fastening part 2 for fixing the first leg supporting frame 55 to the user's right thigh and the second leg supporting frame 50 to the user's left thigh. It may include a second thigh fastening part (1) for doing.

일 실시예에서, 제1 허벅지 체결부(2)는 제1 커버, 제1 체결 프레임 및 제1 스트랩을 포함할 수 있고, 제2 허벅지 체결부(1)는 제2 커버, 제2 체결 프레임 및 제2 스트랩을 포함할 수 있다. 제1 커버 및 제2 커버는 구동 모듈(35, 45)에서 발생된 토크를 사용자의 허벅지에 가할 수 있다. 제1 커버 및 제2 커버는 사용자의 허벅지의 일측에 배치되어, 사용자의 허벅지를 밀거나 당길 수 있다. 제1 커버 및 제2 커버는 예를 들어 사용자의 허벅지의 전면에 배치될 수 있다. 제1 커버 및 제2 커버는 사용자의 허벅지의 둘레 방향을 따라 배치될 수 있다. 제1 커버 및 제2 커버는 다리 지지 프레임(50, 55)의 타 단부를 중심으로 양측으로 연장될 수 있고, 사용자의 허벅지에 대응하는 만곡면을 포함할 수 있다. 제1 커버 및 제2 커버의 일단은 체결 프레임에 연결되고, 타단은 스트랩에 연결될 수 있다.In one embodiment, the first thigh fastening part 2 may include a first cover, a first fastening frame and a first strap, and the second thigh fastening part 1 may include a second cover, a second fastening frame and A second strap may be included. The first cover and the second cover may apply torque generated by the driving modules 35 and 45 to the user's thigh. The first cover and the second cover are disposed on one side of the user's thigh, and can push or pull the user's thigh. The first cover and the second cover may be disposed on the front of the user's thigh, for example. The first cover and the second cover may be disposed along the circumferential direction of the user's thigh. The first cover and the second cover may extend to both sides around the other ends of the leg support frames 50 and 55 and may include curved surfaces corresponding to the thighs of the user. One ends of the first cover and the second cover may be connected to the fastening frame, and the other end may be connected to the strap.

제1 체결 프레임 및 제2 체결 프레임은 예를 들어 사용자의 허벅지의 적어도 일부의 둘레를 감싸도록 배치되어, 사용자의 허벅지가 다리 지지 프레임(50, 55)으로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 제1 체결 프레임은 제1 커버와 제1 스트랩 사이를 이어주는 체결 구조를 가지고, 제2 체결 프레임은 제2 커버와 제2 스트랩 사이를 이어주는 체결 구조를 가질 수 있다.The first fastening frame and the second fastening frame may be disposed to surround at least a portion of the user's thigh, for example, to prevent the user's thigh from being separated from the leg support frames 50 and 55 . The first fastening frame may have a fastening structure connecting the first cover and the first strap, and the second fastening frame may have a fastening structure connecting the second cover and the second strap.

제1 스트랩은 사용자의 오른쪽 허벅지의 둘레에서 제1 커버 및 제1 체결 프레임이 감싸지 않는 나머지 부분을 둘러쌀 수 있고, 제2 스트랩은 사용자의 왼쪽 허벅지의 둘레에서 제2 커버 및 제2 체결 프레임이 감싸지 않는 나머지 부분을 둘러쌀 수 있다. 제1 스트랩 및 제2 스트랩은 예를 들어 탄성이 있는 소재(예: 밴드)를 포함할 수 있다.The first strap may surround the remaining portion of the user's right thigh that is not covered by the first cover and the first fastening frame, and the second strap may surround the second cover and the second fastening frame around the user's left thigh. It can enclose the rest of the non-enclosed part. The first strap and the second strap may include, for example, an elastic material (eg, a band).

도 5a 및 도 5b는 일 실시예에 따른 웨어러블 장치의 제어 시스템의 구성을 도시하는 도면들이다.5A and 5B are diagrams illustrating a configuration of a control system of a wearable device according to an exemplary embodiment.

도 5a를 참조하면, 웨어러블 장치(예: 도 1 및 도 3의 웨어러블 장치(100))는 제어 시스템(500)에 의해 제어될 수 있다. 제어 시스템(500)은 제어 모듈(510), 센서 모듈(520), 구동 모듈(530) 및 배터리(540)를 포함할 수 있다. 구동 모듈(540)은 동력(예: 토크)를 발생시킬 수 있는 모터(534) 및 모터(534)를 구동시키기 위한 모터 드라이버 회로(532)를 포함할 수 있다. 도 5a의 실시예에서는 하나의 모터 드라이버 회로(532) 및 하나의 모터(534)를 포함하는 구동 모듈(530)과 하나의 센서 모듈(510)이 도시되어 있으나, 이는 예시일 뿐이다. 도 5b를 참조하면, 도시된 실시예와 같이 센서 모듈(520, 520-1), 모터 드라이버 회로(532, 532-1) 및 모터(534, 534-1)는 복수 개(예: 2개 이상)일 수 있다. 모터 드라이버 회로(532) 및 모터(534)를 포함하는 구동 모듈(530)은 도 3의 제1 구동 모듈(45)에 대응할 수 있고, 모터 드라이버 회로(532-1) 및 모터(534-1)를 포함하는 구동 모듈(530-1)은 도 3의 제2 구동 모듈(45)에 대응할 수 있다. 아래에서 설명되는 센서 모듈(520), 모터 드라이버 회로(532) 및 모터(534) 각각에 대한 설명은 도 5b에 도시된 센서 모듈(520-1), 모터 드라이버 회로(532-1) 및 모터(534-1)에도 적용될 수 있다.Referring to FIG. 5A , a wearable device (eg, the wearable device 100 of FIGS. 1 and 3 ) may be controlled by a control system 500 . The control system 500 may include a control module 510 , a sensor module 520 , a driving module 530 and a battery 540 . The driving module 540 may include a motor 534 capable of generating power (eg, torque) and a motor driver circuit 532 for driving the motor 534 . In the embodiment of FIG. 5A , a driving module 530 including one motor driver circuit 532 and one motor 534 and one sensor module 510 are shown, but this is only an example. Referring to FIG. 5B , as in the illustrated embodiment, a plurality of sensor modules 520 and 520-1, motor driver circuits 532 and 532-1, and motors 534 and 534-1 (eg, two or more) are provided. ) can be. The driving module 530 including the motor driver circuit 532 and the motor 534 may correspond to the first driving module 45 of FIG. 3, and the motor driver circuit 532-1 and the motor 534-1 The driving module 530-1 including may correspond to the second driving module 45 of FIG. 3 . A description of each of the sensor module 520, the motor driver circuit 532, and the motor 534 described below is the sensor module 520-1, the motor driver circuit 532-1, and the motor (shown in FIG. 5B). 534-1) can also be applied.

도 5a로 돌아오면, 센서 모듈(520)은 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있다. 센서 모듈(520)은 사용자의 움직임 정보를 포함하는 센서 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서 모듈(520)은 사용자의 다리 움직임에 따라 변하는 센서 데이터를 획득할 수 있다. 센서 모듈(520)은 획득된 센서 데이터를 제어 모듈(510)에 전달할 수 있다. 센서 모듈(520)는 예를 들어 관성 측정 장치, 각도 센서(예: 인코더), 위치 센서, 근접 센서, 생체 신호 센서 및 온도 센서 등을 포함할 수 있다. 관성 측정 장치는 사용자의 보행 시 가속도 정보와 자세 정보를 측정할 수 있다. 예를 들어, 관성 측정 장치는 사용자의 보행 동작에 따른 X축, Y축 및 Z축의 가속도 및 X축, Y축 및 Z축의 각속도를 센싱할 수 있다. 각도 센서는 사용자의 고관절 각도에 대한 각도 정보를 측정할 수 있다. 각도 센서에 의해 측정되는 각도 정보는 예를 들어 오른쪽 다리의 고관절 각도, 왼쪽 다리의 고관절 각도 및 다리의 운동 방향에 대한 정보를 포함할 수 있다.Returning to FIG. 5A , sensor module 520 may include at least one sensor. The sensor module 520 may include sensor data including user motion information. For example, the sensor module 520 may obtain sensor data that changes according to the user's leg movement. The sensor module 520 may transmit acquired sensor data to the control module 510 . The sensor module 520 may include, for example, an inertial measurement device, an angle sensor (eg, an encoder), a position sensor, a proximity sensor, a biosignal sensor, and a temperature sensor. The inertial measuring device may measure acceleration information and posture information during walking of the user. For example, the inertial measuring device may sense X-axis, Y-axis, and Z-axis acceleration and X-axis, Y-axis, and Z-axis angular velocity according to the user's walking motion. The angle sensor may measure angle information about the user's hip joint angle. The angle information measured by the angle sensor may include, for example, information about a right leg's hip joint angle, a left leg's hip joint angle, and movement directions of the legs.

배터리(540)는 웨어러블 장치의 각 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 웨어러블 장치는 배터리(540)의 전력을 웨어러블 장치의 각 구성요소의 동작 전압에 맞게 변환하여 각 구성요소에 공급할 수 있다.The battery 540 may supply power to each component of the wearable device. The wearable device may convert the power of the battery 540 according to the operating voltage of each component of the wearable device and supply the converted power to each component.

구동 모듈(530)은 제어 모듈(510)의 제어 하에 사용자의 다리에 적용되는 외력을 발생시킬 수 있다. 구동 모듈(530)은 사용자의 고관절 위치에 대응되는 곳에 위치하고, 제어 모듈(510)에 의해 생성된 제어 신호에 기초하여 사용자의 다리에 적용되는 토크를 발생시킬 수 있다. 제어 모듈(510)은 제어 신호를 모터 드라이버 회로(532)로 전송할 수 있고, 모터 드라이버 회로(532)는 제어 신호에 대응하는 전류 신호를 생성하여 모터(534)에 공급함으로써 모터(534)의 동작을 제어할 수 있다. 제어 신호에 따라 모터(534)에 전류 신호가 공급되지 않을 수도 있다. 모터(534)는 모터(534)에 전류 신호가 공급되어 구동될 때 사용자의 다리 움직임을 보조하는 힘이나 다리 움직임을 방해하는 토크를 발생시킬 수 있다. The driving module 530 may generate an external force applied to the user's leg under the control of the control module 510 . The driving module 530 is located at a position corresponding to the position of the user's hip joint, and may generate torque applied to the leg of the user based on a control signal generated by the control module 510 . The control module 510 may transmit a control signal to the motor driver circuit 532, and the motor driver circuit 532 generates a current signal corresponding to the control signal and supplies it to the motor 534 to operate the motor 534. can control. A current signal may not be supplied to the motor 534 according to the control signal. When the motor 534 is driven by supplying a current signal to the motor 534, it may generate a force that assists the movement of the user's legs or a torque that hinders the movement of the user's legs.

제어 모듈(510)은 웨어러블 장치의 전체적인 동작을 제어하며, 각각의 구성요소(예: 구동 모듈(530))를 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다. 제어 모듈(510)은 프로세서(512), 메모리(514) 및 통신 모듈(516)을 포함할 수 있다.The control module 510 controls the overall operation of the wearable device and may generate control signals for controlling each component (eg, the driving module 530). The control module 510 may include a processor 512 , a memory 514 and a communication module 516 .

프로세서(512)는 예를 들어 소프트웨어를 실행하여 프로세서(512)에 연결된 웨어러블 장치의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(512)는 다른 구성요소(예: 통신 모듈(516))로부터 수신된 명령(instructions) 또는 데이터를 메모리(514)에 저장하고, 메모리(514)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하며, 처리 후의 결과 데이터를 메모리(514)에 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(512)는 메인 프로세서(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(예: 그래픽 처리 장치, 신경망 처리 장치(NPU: neural processing unit), 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 보조 프로세서는 메인 프로세서와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.The processor 512 may, for example, execute software to control at least one other component (eg, hardware or software component) of the wearable device connected to the processor 512, and perform various data processing or calculations. can According to one embodiment, as at least part of data processing or operation, processor 512 stores instructions or data received from other components (eg, communication module 516) in memory 514; Commands or data stored in the memory 514 may be processed, and resultant data after processing may be stored in the memory 514 . According to one embodiment, the processor 512 may be a main processor (eg, central processing unit or application processor) or a secondary processor (eg, a graphics processing unit, a neural processing unit (NPU)) that may operate independently of or in conjunction therewith. , image signal processor, sensor hub processor, or communication processor). A secondary processor may be implemented separately from, or as part of, the main processor.

메모리(514)는 제어 모듈(510)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(512))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어, 센서 데이터, 및 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(514)는 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리(예: RAM, DRAM, SRAM)를 포함할 수 있다. The memory 514 may store various data used by at least one component (eg, the processor 512) of the control module 510. Data may include, for example, input data or output data for software, sensor data, and commands related thereto. Memory 514 may include volatile memory or non-volatile memory (eg, RAM, DRAM, SRAM).

통신 모듈(516)은 제어 모듈(510)과 웨어러블 장치의 다른 구성요소 또는 외부의 전자 장치(예: 도 2의 전자 장치(210) 또는 제2 웨어러블 장치(220)) 간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(516)은 예를 들어 외부의 전자 장치에 센서 데이터 및/또는 사용자의 보행 평가 정보를 전송할 수 있다. 일 실시예 따르면, 통신 모듈(516)은 프로세서(512)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 통신 모듈(516)은 무선 통신 모듈(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 및/또는 유선 통신 모듈을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 예를 들어 블루투스, WiFi(wireless fidelity), ANT, 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크, 또는 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크를 통하여 웨어러블 장치의 다른 구성요소 및/또는 외부의 전자 장치와 통신할 수 있다. The communication module 516 is a direct (eg, wired) communication between the control module 510 and other components of the wearable device or an external electronic device (eg, the electronic device 210 of FIG. 2 or the second wearable device 220). Establishment of a communication channel or wireless communication channel, and communication through the established communication channel may be supported. The communication module 516 may transmit sensor data and/or gait evaluation information of the user to an external electronic device, for example. According to one embodiment, the communication module 516 may include one or more communication processors that operate independently of the processor 512 and support direct (eg, wired) communication or wireless communication. According to an embodiment, the communication module 516 may include a wireless communication module (eg, a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module) and/or a wired communication module. Among these communication modules, the corresponding communication module is, for example, a short-range communication network such as Bluetooth, wireless fidelity (WiFi), ANT, or infrared data association (IrDA), or a legacy cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or It may communicate with other components of the wearable device and/or external electronic devices through a telecommunications network such as a computer network (eg, LAN or WAN).

도 6은 일 실시예에 따른 웨어러블 장치와 전자 장치 간의 상호 작용을 설명하기 위한 도면이다.6 is a diagram for explaining an interaction between a wearable device and an electronic device according to an exemplary embodiment.

도 6을 참조하면, 웨어러블 장치(100)는 전자 장치(210)와 통신할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(210)는 웨어러블 장치(100)를 사용하는 사용자의 사용자 단말 또는 웨어러블 장치(100)를 위한 전용 컨트롤러 장치일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 웨어러블 장치(100)와 전자 장치(210)는 근거리 무선 통신(예: 블루투스 통신, 와이파이 통신)을 통해 서로 연결될 수 있다.Referring to FIG. 6 , the wearable device 100 may communicate with the electronic device 210 . For example, the electronic device 210 may be a user terminal of a user using the wearable device 100 or a dedicated controller device for the wearable device 100 . According to an embodiment, the wearable device 100 and the electronic device 210 may be connected to each other through short-range wireless communication (eg, Bluetooth communication, Wi-Fi communication).

일 실시예에서, 전자 장치(210)는 웨어러블 장치(100)의 상태를 확인하거나 웨어러블 장치(100)를 제어 또는 운용하기 위한 어플리케이션을 실행할 수 있다. 어플리케이션의 실행에 의해 전자 장치(210)의 디스플레이(212)에 웨어러블 장치(100)의 동작을 제어하거나 또는 웨어러블 장치(100)의 동작 모드를 결정하기 위한 사용자 인터페이스(user interface; UI)의 화면이 표시될 수 있다. UI는 예를 들어 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)일 수 있다. In one embodiment, the electronic device 210 may check the state of the wearable device 100 or execute an application for controlling or operating the wearable device 100 . When the application is executed, a user interface (UI) screen for controlling the operation of the wearable device 100 or determining the operation mode of the wearable device 100 is displayed on the display 212 of the electronic device 210. can be displayed The UI may be, for example, a graphical user interface (GUI).

일 실시예에서, 사용자는 전자 장치(210)의 디스플레이(212) 상의 GUI 화면을 통해 웨어러블 장치(100)의 동작을 제어하기 위한 명령(예: 보행 보조 모드, 운동 보조 모드 또는 신체 능력 측정 모드로의 실행 명령)을 입력하거나 웨어러블 장치(100)의 설정을 변경할 수 있다. 전자 장치(210)는 사용자가 입력한 동작 제어 명령 또는 설정 변경 명령에 대응하는 제어 명령(또는 제어 신호)을 생성하고, 생성된 제어 명령을 웨어러블 장치(100)로 전송할 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 수신된 제어 명령에 따라 동작할 수 있고, 제어 명령에 따른 제어 결과 및/또는 웨어러블 장치(100)의 센서 모듈에 의해 측정된 센서 데이터를 전자 장치(210)로 전송할 수 있다. 전자 장치(210)는 제어 결과 및/또는 센서 데이터를 분석하여 도출한 결과 정보(예: 보행 능력 정보, 운동 능력 정보, 운동 동작 평가 정보)를 GUI 화면을 통해 사용자에게 제공할 수 있다. In one embodiment, the user receives commands for controlling the operation of the wearable device 100 through a GUI screen on the display 212 of the electronic device 210 (eg, walking assistance mode, exercise assistance mode, or physical ability measurement mode). An execution command of) may be input or settings of the wearable device 100 may be changed. The electronic device 210 may generate a control command (or control signal) corresponding to an operation control command or a setting change command input by a user, and transmit the generated control command to the wearable device 100 . The wearable device 100 may operate according to the received control command and may transmit a control result according to the control command and/or sensor data measured by the sensor module of the wearable device 100 to the electronic device 210. . The electronic device 210 may provide result information (eg, gait ability information, exercise ability information, exercise motion evaluation information) derived by analyzing control results and/or sensor data to the user through a GUI screen.

도 7은 일 실시예에 따른 전자 장치의 구성을 도시하는 도면이다.7 is a diagram illustrating a configuration of an electronic device according to an exemplary embodiment.

도 7을 참고하면, 전자 장치(210)는 프로세서(710), 메모리(720), 통신 모듈(730), 디스플레이 모듈(740), 음향 출력 모듈(750) 및 입력 모듈(760)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 전자 장치(210) 에는 이들 구성요소들 중 적어도 하나(예: 음향 출력 모듈(750))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소(예: 센서 모듈, 배터리)가 추가될 수 있다.Referring to FIG. 7 , the electronic device 210 may include a processor 710, a memory 720, a communication module 730, a display module 740, a sound output module 750, and an input module 760. there is. In one embodiment, at least one of these components (eg, the sound output module 750) may be omitted or one or more other components (eg, a sensor module and a battery) may be added to the electronic device 210. .

프로세서(710)는 전자 장치(210)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(710)는 다른 구성요소(예: 통신 모듈(730))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 메모리(720)에 저장하고, 메모리(720)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 메모리(720)에 저장할 수 있다. The processor 710 may control at least one other component (eg, hardware or software component) of the electronic device 210 and may perform various data processing or calculations. According to one embodiment, as at least part of data processing or operation, the processor 710 stores commands or data received from other components (eg, the communication module 730) in the memory 720, and the memory 720 ) and store the resulting data in the memory 720 .

일 실시예에 따르면, 프로세서(710)는 메인 프로세서(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(예: 그래픽 처리 장치, 신경망 처리 장치(NPU), 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the processor 710 may include a main processor (eg, a central processing unit or an application processor) or an auxiliary processor (eg, a graphic processing unit, a neural network processing unit (NPU), an image signal processor) that may operate independently or together therewith. , sensor hub processor, or communication processor).

메모리(720)는 전자 장치(210)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(710) 또는 통신 모듈(730))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 프로그램(예: 어플리케이션) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(720)는 프로세서(710)에 의해 실행 가능한 적어도 하나의 명령어를 포함할 수 있다. 메모리(720)는 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.The memory 720 may store various data used by at least one component of the electronic device 210 (eg, the processor 710 or the communication module 730). The data may include, for example, input data or output data for a program (eg, an application) and a command related thereto. The memory 720 may include at least one instruction executable by the processor 710 . The memory 720 may include volatile memory or non-volatile memory.

통신 모듈(730)은 전자 장치(210)와 다른 전자 장치(예: 웨어러블 장치(100), 다른 웨어러블 장치(220), 서버(230)) 간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(730)은 통신 기능을 수행하기 위한 통신 회로를 포함할 수 있다. 통신 모듈(730)은 프로세서(710)(예: 애플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 통신 모듈(290)은 무선 통신을 수행하는 무선 통신 모듈 (예: 블루투스 통신 모듈, 셀룰러 통신 모듈, 와이파이 통신 모듈, 또는 GNSS 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈 (예: LAN 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 통신 모듈(730)은 예를 들어 웨어러블 장치(100)에 제어 명령을 전송하고, 웨어러블 장치(100)로부터 웨어러블 장치(100)를 착용한 사용자의 신체 움직임 정보가 포함된 센서 데이터, 웨어러블 장치(100)의 상태 데이터, 또는 제어 명령에 대응하는 제어 결과 데이터 중 적어도 하나를 수신할 수 있다.The communication module 730 is a direct (eg, wired) communication channel or a wireless communication channel between the electronic device 210 and other electronic devices (eg, the wearable device 100 , other wearable devices 220 , and the server 230 ). Establishment and communication through the established communication channel may be supported. The communication module 730 may include a communication circuit for performing a communication function. The communication module 730 may include one or more communication processors that operate independently of the processor 710 (eg, an application processor) and support direct (eg, wired) communication or wireless communication. According to an embodiment, the communication module 290 is a wireless communication module (eg, a Bluetooth communication module, a cellular communication module, a Wi-Fi communication module, or a GNSS communication module) or a wired communication module (eg, a LAN communication module) that performs wireless communication. , or a power line communication module). The communication module 730 transmits, for example, a control command to the wearable device 100, and sensor data including body movement information of a user wearing the wearable device 100 from the wearable device 100, the wearable device 100 ), or at least one of control result data corresponding to a control command.

디스플레이 모듈(740)은 전자 장치(210)의 외부(예: 사용자)에 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(740)은 예를 들어 LCD 또는 OLED 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 장치를 포함할 수 있다. 디스플레이 모듈(740)은 디스플레이 구동을 제어하기 위한 제어 회로를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 디스플레이 모듈(740)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 더 포함할 수 있다.The display module 740 may visually provide information to the outside of the electronic device 210 (eg, a user). The display module 740 may include, for example, an LCD or OLED display, a hologram device, or a projector device. The display module 740 may further include a control circuit for controlling display driving. In one embodiment, the display module 740 may further include a touch sensor configured to detect a touch or a pressure sensor configured to measure the intensity of force generated by the touch.

음향 출력 모듈(750)은 음향 신호를 전자 장치(210)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(750)은 웨어러블 장치(100)의 상태에 기초한 가이드 음향 신호(예: 구동 시작음, 동작 오류 알림음), 음악 콘텐츠 또는 가이드 음성을 재생하는 스피커를 포함할 수 있다. 웨어러블 장치(100)가 사용자의 신체에 올바르게 착용되지 않은 것으로 결정된 경우, 예를 들어, 음향 출력 모듈(750)은 사용자에게 비정상 착용을 알리거나 정상 착용을 유도하기 위한 가이드 음성을 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(750)은 예를 들어 사용자의 운동을 평가한 운동 평가 정보 또는 운동 결과 정보에 대응하는 가이드 음성을 출력할 수도 있다.The sound output module 750 may output sound signals to the outside of the electronic device 210 . The sound output module 750 may include a speaker that reproduces a guide sound signal (eg, a driving start sound, an operation error notification sound) based on the state of the wearable device 100, music content, or a guide sound. When it is determined that the wearable device 100 is not properly worn on the user's body, for example, the sound output module 750 may inform the user of the abnormal fit or output a guide voice to guide the user to wear it normally. The sound output module 750 may output, for example, a guide voice corresponding to exercise evaluation information or exercise result information obtained by evaluating the user's exercise.

입력 모듈(760)은 전자 장치(210)의 구성요소(예: 프로세서(710))에 사용될 명령어 또는 데이터를 전자 장치(210)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(760)은 입력 컴포넌트 회로를 포함할 수 있고, 사용자 입력을 수신할 수 있다. 입력 모듈(760)은 예를 들어 키(예: 버튼) 또는 터치 스크린을 포함할 수 있다.The input module 760 may receive a command or data to be used by a component (eg, the processor 710) of the electronic device 210 from the outside of the electronic device 210 (eg, a user). Input module 760 can include input component circuitry and can receive user input. The input module 760 may include, for example, a key (eg, button) or a touch screen.

일 실시예에서, 전자 장치(210)는 웨어러블 장치(100)로부터 웨어러블 장치(100)를 착용한 사용자의 움직임 정보가 포함된 센서 데이터를 수신하는 통신 모듈(730), 센서 데이터에 기초하여 사용자의 보행 상태를 나타내는 보행 지표를 추정하는 프로세서(710), 및 보행 지표를 포함하는 신체 능력 정보를 출력하는 디스플레이 모듈(740)을 포함할 수 있다.In an embodiment, the electronic device 210 includes a communication module 730 that receives sensor data including motion information of a user wearing the wearable device 100 from the wearable device 100, and the user's information based on the sensor data. It may include a processor 710 for estimating a gait index representing a gait state, and a display module 740 for outputting physical ability information including the gait index.

일 실시예에서, 프로세서(710)는 웨어러블 장치(100)로부터 수신한 센서 데이터(예: 웨어러블 장치(100)의 관성 측정 장치 및/또는 각도 센서에 의해 획득된 센서 데이터)에 기초하여 사용자의 보행 상태를 나타내는 보행 지표를 추정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(710)는 센서 데이터를 입력으로 하는 보행 속도 추정 모델을 이용하여 사용자의 보행 속도를 추정할 수 있다. 보행 속도 추정 모델에는 관성 측정 장치로부터 출력되는 가속도 정보 및 회전 속도 정보가 입력되고, 보행 속도 추정 모델은 입력된 가속도 정보 및 회전 속도 정보에 기초하여 사용자의 추정된 보행 속도 값을 출력할 수 있다. 프로세서(710)는 보행 속도 추정 모델을 통해 실시간으로 사용자의 보행 속도를 추정할 수 있다. 프로세서(710)는 추정된 보행 속도를 기초로 특정 시간 구간에서의 평균 보행 속도를 결정할 수 있다. 보행 속도 추정 모델은 센서 데이터(예: 관성 측정 장치 및 각도 센서로부터 출력되는 센서 데이터)를 입력으로 하여 해당 입력된 센서 데이터에 대응하는 보행 속도 추정 값을 출력하도록 학습된 모델일 수 있다. 예를 들어, 보행 속도 추정 모델은 학습 데이터(예: 보행 중에 측정된 센서 데이터 및 해당 센서 데이터에 대응하는 실제 보행 속도 값)에 기초하여 선형 회귀(linear regression)나 기계 학습(machine learning)으로 학습된 모델일 수 있다. 일 실시예에서, 보행 속도 추정 모델은 예를 들어 컨볼루션 뉴럴 네트워크(convolutional neural network; CNN), RNN(recurrent neural network), GRU(gated recurrent unit), ResNet 또는 LSTM(long short term memory), 선형 회귀 모델, 또는 어느 둘 이상의 모델이 조합된 모델(예: CNN과 LSTM이 조합된 모델)일 수도 있다. 보행 속도 추정 모델은 감독 학습(supervised learning)의 기계 학습 방법에 기초하여 학습될 수 있다. 학습 과정에서는 오류 역전파(error backpropagation) 알고리즘이나 경사 하강(gradient descent) 알고리즘이 이용될 수 있다. 예를 들어, 학습 과정에서 센서 데이터가 입력된 보행 속도 추정 모델이 출력하는 보행 속도 추정 값과 실제 보행 속도 값 간의 차이에 기초하여 손실(loss)을 결정하고, 손실을 줄어들도록 보행 속도 추정 모델의 파라미터들(예: 연결 가중치, 바이어스)을 조정하는 과정이 반복적으로 수행될 수 있다. 이러한 학습 과정을 통해 보행 속도 추정 모델의 형태를 결정하는 하이퍼 파라미터들(hyper parameters)의 최적의 값이 탐색될 수 있다.In one embodiment, the processor 710 determines the user's gait based on sensor data received from the wearable device 100 (eg, sensor data obtained by an inertial measurement device and/or an angle sensor of the wearable device 100). A gait index representing the state can be estimated. For example, the processor 710 may estimate the user's walking speed using a walking speed estimation model that uses sensor data as an input. The gait speed estimation model receives acceleration information and rotational speed information output from the inertial measurement device, and the gait speed estimation model outputs an estimated walking speed value of the user based on the input acceleration information and rotational speed information. The processor 710 may estimate the walking speed of the user in real time through a walking speed estimation model. The processor 710 may determine an average walking speed in a specific time interval based on the estimated walking speed. The gait speed estimation model may be a model learned to output a gait speed estimation value corresponding to the input sensor data (eg, sensor data output from an inertial measurement device and an angle sensor) as inputs. For example, a gait speed estimation model is learned by linear regression or machine learning based on learning data (e.g., sensor data measured during walking and actual gait speed values corresponding to the sensor data). may be a model. In one embodiment, the gait speed estimation model is, for example, a convolutional neural network (CNN), a recurrent neural network (RNN), a gated recurrent unit (GRU), a ResNet or a long short term memory (LSTM), linear It may be a regression model or a model in which two or more models are combined (eg, a model in which CNN and LSTM are combined). The gait speed estimation model may be learned based on a machine learning method of supervised learning. In the learning process, an error backpropagation algorithm or a gradient descent algorithm may be used. For example, in the learning process, a loss is determined based on the difference between the gait speed estimation value output by the gait speed estimation model inputting sensor data and the actual gait speed value, and the gait speed estimation model is used to reduce the loss. A process of adjusting parameters (eg, connection weights and biases) may be repeatedly performed. Optimum values of hyper parameters that determine the shape of the gait speed estimation model may be searched through such a learning process.

일 실시예에서, 프로세서(710)는 센서 데이터에 기초하여 사용자의 걸음 시간을 추정할 수 있다. 걸음 시간은 사용자가 한 걸음(step)을 가는데 걸리는 시간을 나타내고, 프로세서(710)는 사용자가 웨어러블 장치를 착용하고 보행할 때 개별 걸음의 걸음 시간을 측정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(710)는 센서 데이터에 기초하여 사용자의 걸음의 시작 및 걸음의 끝을 검출하고, 검출된 걸음의 시작 및 걸음의 끝에 기초하여 사용자의 한 걸음 동안의 걸음 시간을 추정할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(710)는 웨어러블 장치(100)의 각도 센서를 통해 측정한 좌우 고관절 각도가 서로 교차하는 지점들 간의 시간 간격 또는 좌우 고관절 각도로부터 계산된 좌우 고관절의 각속도가 서로 교차하는 지점들 간의 시간 간격을 측정하고, 측정된 시간 간격을 사용자의 걸음 시간으로서 결정할 수 있다. 다른 실시예에서, 프로세서(710)는 웨어러블 장치(100)의 관성 측정 장치에 의해 측정된 센서 데이터에 기초하여 사용자의 발이 지면에 닿는 시점과 발이 지면으로부터 떨어지는 시점을 인식하고, 인식된 시점들 간의 시간 간격을 사용자의 걸음 시간으로 결정할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 걸음 시간의 추정을 위해, 프로세서(710)는 고관절 각도에 대한 센서 데이터(또는 관성 측정 장치에 의해 측정된 센서 데이터) 및 보행 시 실제 사용자의 발이 지면에 닿는 시점과 발이 지면으로부터 떨어지는 시점 데이터를 학습 데이터로 이용하여 학습된 걸음 시간 추정 모델을 이용할 수도 있다. 걸음 시간 추정 모델은 위에서 설명한 것과 같은 기계 학습 과정이나 선형 회귀 알고리즘에 따라 학습된 뉴럴 네트워크 모델일 수 있다.In one embodiment, the processor 710 may estimate the walking time of the user based on the sensor data. The walking time represents the time required for the user to take one step, and the processor 710 may measure the walking time of each individual step when the user wears the wearable device and walks. For example, the processor 710 may detect the start and end of the user's step based on the sensor data, and estimate a walking time for one step of the user based on the detected start and end of the step. there is. In one embodiment, the processor 710 determines the time interval between points where the left and right hip joint angles measured by the angle sensor of the wearable device 100 intersect each other or the point where the angular velocities of the left and right hip joints calculated from the left and right hip joint angles cross each other. A time interval between them may be measured, and the measured time interval may be determined as the walking time of the user. In another embodiment, the processor 710 recognizes when the user's foot touches the ground and when the foot leaves the ground based on sensor data measured by the inertial measurement device of the wearable device 100, and determines between the recognized times. The time interval may be determined by the user's walking time. In another embodiment, for estimating the walking time, the processor 710 calculates the sensor data for the hip joint angle (or sensor data measured by an inertial measurement device) and when the user's foot actually touches the ground during walking and when the foot touches the ground. It is also possible to use a walking time estimation model learned by using data of a point in time away from as training data. The walking time estimation model may be a neural network model trained according to a machine learning process or a linear regression algorithm as described above.

일 실시예에서, 프로세서(710)는 보행 속도 및 걸음 시간에 기초하여 하나 이상의 다른 보행 지표를 추정할 수 있다. 여기서, 다른 보행 지표는 앞서 설명한 보행 속도 및 걸음 시간이 아닌 다른 보행 지표를 가리킨다. 다른 보행 지표는 예를 들어 한 걸음의 보폭 길이, 두 걸음의 보폭 길이, 보행 거리, 보행 대칭 지수, 보행 변동 지수, 또는 보행 비율 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 프로세서(710)는 다른 비행 지표도 실시간으로 추정할 수 있다.In one embodiment, processor 710 may estimate one or more other gait metrics based on gait speed and walking time. Here, the other gait index refers to a gait index other than the aforementioned walking speed and walking time. The other gait index may include, for example, at least one of a stride length of one step , a stride length of two steps, a gait distance, a gait symmetry index, a gait variation index, or a gait ratio. Processor 710 may also estimate other flight metrics in real time.

일 실시예에서, 프로세서(710)는 센서 데이터에 기초하여 보폭 길이를 결정할 수 있다. 프로세서(710)는 센서 데이터에 기초하여 사용자의 한 걸음 동안의 평균 보행 속도를 추정하고, 평균 보행 속도 및 한 걸음 동안의 걸음 시간에 기초하여 한 걸음의 보폭 길이를 결정할 수 있다. 프로세서(710)는 평균 보행 속도와 한 걸음 동안의 걸음 시간을 서로 곱하는 것에 의해 한 걸음의 보폭 길이를 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(710)는 학습 데이터(예: 센서 데이터 및 실제 한 걸음의 보폭 길이)에 기초하여 기계 학습 과정이나 선형 회귀 알고리즘에 의해 학습된 모델을 이용하여 한 걸음의 보폭 길이를 추정할 수도 있다.In one embodiment, processor 710 may determine a stride length based on sensor data. The processor 710 may estimate an average walking speed for one step of the user based on the sensor data, and determine a stride length for one step based on the average walking speed and a walking time for one step. The processor 710 may determine the stride length of one step by multiplying the average walking speed and the walking time for one step. In one embodiment, the processor 710 estimates the stride length of a step using a model trained by a machine learning process or a linear regression algorithm based on learning data (e.g., sensor data and actual stride length of a step). You may.

일 실시예에서, 프로세서(710)는 사용자의 오른쪽 다리의 고관절 각도가 최대일 때의 제1 고관절 각도 값, 사용자의 왼쪽 다리의 고관절 각도가 최대일 때의 제2 고관절 각도 값 및 사용자의 두 걸음(stride)의 보폭 길이에 기초하여 사용자의 좌측 보폭 길이(left step length) 및 우측 보폭 길이(right step length)를 추정할 수 있다. In one embodiment, the processor 710 may determine the first hip joint angle value when the hip joint angle of the user's right leg is maximum, the second hip joint angle value when the user's left leg hip joint angle is maximum, and the user's two steps. Based on the stride length, the user's left step length and right step length may be estimated.

일 실시예에서, 프로세서(710)는 센서 데이터에 기초하여 보행 대칭 지수를 결정할 수 있다. 보행 대칭 지수는 사용자의 오른쪽 다리에 의한 보행(우측 보폭에 대응)과 왼쪽 다리에 의한 보행(좌측 보폭에 대응)이 얼마나 대칭인지를 나타내는 값일 수 있다. 프로세서(710)는 센서 데이터에 기초하여 사용자의 좌측 보폭 길이의 평균 값 및 우측 보폭 길이의 평균 값을 결정할 수 있다. 프로세서(710) 좌측 보폭 길이의 평균 값 및 우측 보폭 길이의 평균 값에 기초하여 사용자의 보행 동작에 대한 보행 대칭 지수를 결정할 수 있다. 프로세서(710)는 위에서 설명한 보폭 길이의 추정에 기초하여 좌측 보폭 길이와 우측 보폭 길이를 결정할 수 있고, 좌측 보폭 길이의 평균 값 및 우측 보폭 길이의 평균 값 간의 차이에 기초하여 보행 대칭 지수를 결정할 수 있다. 해당 차이가 크면 보행 대칭 지수가 낮아지고, 해당 차이가 작으면 보행 대칭 지수는 커지는 관계를 나타낼 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시예에서, 프로세서(710)는 센서 데이터에 기초하여 사용자의 좌측 보폭의 평균 걸음 시간 및 우측 보폭의 평균 걸음 시간을 결정할 수 있다. 프로세서(710)는 좌측 보폭의 평균 걸음 시간 및 우측 보폭의 평균 걸음 시간에 기초하여 사용자의 보행 동작에 대한 보행 대칭 지수를 결정할 수 있다. 프로세서(710)는 위에서 설명한 걸음 시간의 추정에 기초하여 좌측 보폭의 평균 걸음 시간 및 우측 보폭의 평균 걸음 시간을 결정할 수 있고, 좌측 보폭의 평균 걸음 시간과 우측 보폭의 평균 걸음 시간 간의 차이에 기초하여 보행 대칭 지수를 결정할 수 있다.In one embodiment, processor 710 may determine a gait symmetry index based on sensor data. The gait symmetry index may be a value indicating how symmetrical the gait by the user's right leg (corresponding to the right stride length) and the left leg (corresponding to the left stride length) are. The processor 710 may determine an average value of left stride length and an average value of right stride length of the user based on the sensor data. The processor 710 may determine a gait symmetry index for the user's gait motion based on the average value of the left stride length and the average value of the right stride length. The processor 710 may determine the left stride length and the right stride length based on the estimation of the stride length described above, and may determine the gait symmetry index based on the difference between the average value of the left stride length and the average value of the right stride length. there is. When the difference is large, the gait symmetry index decreases, and when the difference is small, the gait symmetry index increases, but is not limited thereto. In another embodiment, the processor 710 may determine an average walking time for left strides and an average walking time for right strides of the user based on the sensor data. The processor 710 may determine a gait symmetry index for the user's gait motion based on the average walking time of the left stride length and the average walking time of the right stride length. The processor 710 may determine the average walking time of the left stride and the average walking time of the right stride based on the estimation of the walking time described above, and based on the difference between the average walking time of the left stride and the average walking time of the right stride The gait symmetry index can be determined.

일 실시예에서, 프로세서(710)는 센서 데이터에 기초하여 보행 변동 지수를 결정할 수 있다. 보행 변동 지수는 사용자의 반복적인 보행 동작의 규칙성 또는 변동성을 나타내는 지수일 수 있다. 프로세서(710)는 보폭 길이에 대한 표준 편차 또는 두 걸음(stride)에 대한 걸음 시간의 표준 편차와 같은 변동성 지표에 기초하여 보행 변동 지수를 결정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(710)는 사용자의 보행 동작 중 미리 정의된 걸음 수 동안 측정된 두 걸음의 보폭 길이(stride length)에 대한 표준편차 또는 미리 정의된 걸음 수 동안 측정된 두 걸음의 걸음 시간(stride time)에 대한 표준편차에 기초하여 사용자의 보행 동작에 대한 보행 변동 지수를 결정할 수 있다. 해당 표준편차의 값이 크면 보행 변동 지수가 커지고, 해당 표준편차의 값이 작으면 보행 변동 지수는 작아지는 관계를 나타낼 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In one embodiment, the processor 710 may determine a gait variation index based on sensor data. The gait variation index may be an index representing the regularity or variability of the user's repetitive gait motion. The processor 710 may determine the gait variance index based on a variability indicator, such as a standard deviation for stride length or a standard deviation for stride time for two strides. For example, the processor 710 may calculate a standard deviation of a stride length of two steps measured during a predefined number of steps during a walking motion of the user or a step time of two steps measured during a predefined number of steps ( A gait variation index for the user's gait motion may be determined based on the standard deviation for the stride time. A relationship in which the gait variation index increases when the standard deviation value is large and the gait variation index decreases when the standard deviation value is small, but is not limited thereto.

일 실시예에서, 프로세서(710)는 사용자의 한 걸음의 보폭 길이의 평균 값을 분당 걸음 수(steps per minute)로 나누는 것에 의해 보행 비율을 결정할 수 있다. 분당 걸음 수는 한 걸음의 걸음 시간의 평균 값에 기초하여 결정될 수 있다. 다른 실시예에서, 프로세서(710)는 사용자의 보행 속도의 평균 값을 분당 걸음 수의 제곱 값으로 나누는 것에 의해 보행 비율을 결정할 수 있다. 보행 비율은 사용자의 낙상 가능성을 추정하기 위한 지표로 이용될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 보행 비율의 추정을 위해, 프로세서(710)는 센서 데이터(관성 측정 장치 및/또는 각도 센서에 의해 측정된 센서 데이터) 및 실제 보행 비율에 대한 정보를 포함하는 학습 데이터를 이용하여 학습된 보행 비율 추정 모델을 이용할 수도 있다. 보행 비율 추정 모델은 위에서 설명한 것과 같은 기계 학습 과정이나 선형 회귀 알고리즘에 따라 학습된 뉴럴 네트워크 모델일 수 있다.In one embodiment, the processor 710 may determine the gait rate by dividing the average value of the user's stride length by steps per minute. The number of steps per minute may be determined based on an average value of the walking time of one step. In another embodiment, the processor 710 may determine the gait rate by dividing the average value of the user's walking speed by the square of the number of steps per minute. The gait rate may be used as an indicator for estimating a user's possibility of falling. In another embodiment, for estimating the walking rate, the processor 710 uses sensor data (sensor data measured by an inertial measurement device and/or angle sensor) and learning data including information about the actual walking rate. Thus, the learned gait ratio estimation model may be used. The gait rate estimation model may be a neural network model trained according to a machine learning process or a linear regression algorithm as described above.

프로세서(710)는 위와 같이 추정된 보행 지표에 기초하여 사용자의 보행 동작에 대한 보행 평가 결과에 대응하는 보행 스코어를 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(710)는 보행 속도, 보행 비율, 보행 대칭 지수 및 보행 변동 지수에 기초하여 보행 스코어를 결정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(710)는 보행 속도, 보행 비율, 보행 대칭 지수 및 보행 변동 지수의 평균, 합, 또는 가중합을 보행 스코어로 결정할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 프로세서(710)는 보행 스코어 및 하나 이상의 보행 지표를 포함하는 보행 평가 정보를 생성할 수 있다. 생성된 보행 평가 정보는 디스플레이 모듈(740) 및/또는 음향 출력 모듈(750)을 통해 사용자에게 제공될 수 있다. 실시예에 따라, 보행 평가 정보는 웨어러블 장치(100)를 통해 사용자에게 제공될 수 있다.The processor 710 may determine a gait score corresponding to a gait evaluation result for a gait motion of the user based on the gait index estimated as described above. In an embodiment, the processor 710 may determine a gait score based on a gait speed, a gait ratio, a gait symmetry index, and a gait variation index. For example, the processor 710 may determine the average, sum, or weighted sum of gait speed, gait ratio, gait symmetry index, and gait variation index as the gait score, but is not limited thereto. The processor 710 may generate gait evaluation information including a gait score and one or more gait indicators. The generated gait evaluation information may be provided to the user through the display module 740 and/or the sound output module 750 . According to embodiments, gait evaluation information may be provided to the user through the wearable device 100 .

도 8은 일 실시예에 따른 웨어러블 장치를 착용한 사용자의 보행 지표를 제공하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 일 실시예에 따른 보행 지표를 제공하는 방법은 전자 장치(210)에 의해 수행될 수 있다.8 is a flowchart illustrating a method of providing a gait index of a user wearing a wearable device, according to an exemplary embodiment. A method of providing a gait indicator according to an embodiment may be performed by the electronic device 210 .

도 8을 참조하면, 동작(810)에서 전자 장치(210)는 웨어러블 장치(100)로부터 웨어러블 장치(100)를 착용한 사용자의 움직임 정보를 포함하는 센서 데이터를 수신할 수 있다. 센서 데이터는 사용자의 신체 움직임에 따른 가속도 및 회전 속도에 대한 센서 데이터 및 사용자의 관절 각도(예: 고관절 각도)에 대한 센서 데이터를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 8 , in operation 810, the electronic device 210 may receive sensor data including motion information of a user wearing the wearable device 100 from the wearable device 100. The sensor data may include sensor data for acceleration and rotational speed according to the user's body movement and sensor data for the user's joint angle (eg, hip joint angle).

동작(820)에서, 전자 장치(210)는 센서 데이터에 기초하여 사용자의 보행 상태를 나타내는 보행 지표를 추정할 수 있다. 일 실시예에서, 전자 장치(210)는 센서 데이터를 입력으로 하는 보행 속도 추정 모델을 이용하여 사용자의 보행 속도를 추정할 수 있다. 전자 장치(210)는 센서 데이터에 기초하여 사용자의 걸음 시간을 추정할 수 있고, 보행 속도 및 걸음 시간에 기초하여 다른 보행 지표를 추정할 수 있다. 전자 장치(210)는 예를 들어 보행 속도 및 걸음 시간에 기초하여 한 걸음의 보폭 길이, 두 걸음의 보폭 길이, 보행 거리, 보행 대칭 지수, 보행 변동 지수, 또는 보행 비율 중 적어도 하나를 포함하는 다른 보행 지표를 추정할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(210)는 사용자의 한 걸음의 보폭 길이의 평균 값을 분당 걸음 수로 나누거나 또는 사용자의 보행 속도의 평균 값을 분당 걸음 수의 제곱 값으로 나누는 것에 의해 보행 비율을 결정할 수 있다. 각각의 보행 지표를 추정하는 과정에 대해서는 도 9에서 보다 상세히 설명될 예정이다.In operation 820, the electronic device 210 may estimate a gait indicator representing a gait state of the user based on the sensor data. In one embodiment, the electronic device 210 may estimate the user's walking speed using a walking speed estimation model that uses sensor data as an input. The electronic device 210 may estimate the user's walking time based on the sensor data, and may estimate other walking indicators based on the walking speed and walking time. The electronic device 210 may include, for example, at least one of a stride length of one step, a stride length of two steps, a gait distance, a gait symmetry index, a gait variation index, or a gait ratio based on a gait speed and a gait time. Gait index can be estimated. For example, the electronic device 210 may determine the walking rate by dividing the average value of the user's step length by the number of steps per minute or by dividing the average value of the user's walking speed by the square of the number of steps per minute. there is. A process of estimating each gait index will be described in detail with reference to FIG. 9 .

동작(830)에서, 전자 장치(210)는 추정한 보행 지표를 사용자에게 제공할 수 있다. 보행 지표를 사용자에게 제공하는 동작은, 추정된 보행 지표에 기초하여 사용자의 보행 동작에 대한 보행 평가 결과에 대응하는 보행 스코어를 결정하는 동작, 및 결정된 보행 스코어 및 추정한 보행 지표를 포함하는 보행 평가 정보를 사용자에게 제공하는 동작을 포함할 수 있다. 전자 장치(210)는 추정한 보행 지표를 디스플레이 모듈 및/또는 음향 출력 모듈을 통해 사용자에게 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 사용자는 전자 장치(210)는 설치된 프로그램(예: 애플리케이션)을 통해 보행 지표들을 확인할 수 있다.In operation 830, the electronic device 210 may provide the estimated gait indicator to the user. The operation of providing the gait index to the user may include an operation of determining a gait score corresponding to a gait evaluation result for the gait motion of the user based on the estimated gait index, and gait evaluation including the determined gait score and the estimated gait index. It may include an operation of providing information to a user. The electronic device 210 may provide the estimated gait index to the user through a display module and/or a sound output module. In an embodiment, the electronic device 210 may check gait indicators through an installed program (eg, an application).

전자 장치(210)는 추정된 보행 지표에 기초하여 사용자의 보행 동작에 대한 보행 평가 결과에 대응하는 보행 스코어를 결정할 수 있고, 결정된 보행 스코어 및 추정한 하나 이상의 보행 지표를 포함하는 보행 평가 정보를 사용자에게 제공할 수 있다. 전자 장치(210)는 보행 속도, 보행 비율, 보행 대칭 지수 및 보행 변동 지수에 기초하여 보행 스코어를 결정할 수 있다. 일반적으로, 보행 속도는 노화와 함께 감소하는 대표적인 보행 지표이다. 보행 대칭 지수와 보행 변동 지수는 신체적으로 근골격계나 신경계에 이상이 있을 경우 안 좋게 나타날 수 있다. 보행 변동 지수는 노화와 함께 감소하는 경향이 있고, 낙상의 발생 가능성과 관련이 있는 지표이다. 일 실시예에서, 이러한 보행 지표들(예: 보행 속도, 보행 대칭 지수, 보행 변동 지수 및 보행 비율)의 평균 또는 가중 평균이 보행 스코어가 결정될 수 있고, 결정된 보행 스코어가 사용자에게 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 보행 비율의 값이 높을수록, 보행 대칭 지수 및 보행 변동 지수는 값이 낮을수록 보행 스코어가 높게 나오는 상관 관계가 있을 수 있다.The electronic device 210 may determine a gait score corresponding to a gait evaluation result for a user's gait motion based on the estimated gait index, and may provide gait evaluation information including the determined gait score and one or more estimated gait indexes to the user. can be provided to The electronic device 210 may determine a gait score based on a gait speed, a gait ratio, a gait symmetry index, and a gait variation index. In general, gait speed is a representative gait indicator that decreases with aging. The gait symmetry index and gait variation index may appear unfavorable when there is a physical abnormality in the musculoskeletal system or nervous system. The gait variation index tends to decrease with aging and is an index associated with the possibility of falls. In an embodiment, an average or weighted average of these gait indicators (eg, gait speed, gait symmetry index, gait variation index, and gait ratio) may be used to determine a gait score, and the determined gait score may be provided to the user. In one embodiment, there may be a correlation in which the higher the value of the gait ratio and the lower the values of the gait symmetry index and the gait variation index, the higher the gait score.

도 9는 일 실시예에 따른 보행 지표를 추정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 일 실시예에 따른 보행 지표를 추정하는 방법은 전자 장치(210)에 의해 수행될 수 있다. 일 실시예에서, 도 9의 동작들 중 적어도 하나의 동작은 다른 동작과 동시 또는 병렬적으로 수행될 수 있고, 동작들 간의 순서는 변경될 수 있다. 또한, 동작들 중 적어도 하나의 동작은 생략될 수 있고, 다른 동작이 추가적으로 수행될 수도 있다.9 is a flowchart illustrating a method of estimating a gait index according to an exemplary embodiment. A method of estimating a gait index according to an embodiment may be performed by the electronic device 210 . In one embodiment, at least one of the operations of FIG. 9 may be performed concurrently or in parallel with another operation, and the order of operations may be changed. Also, at least one of the operations may be omitted, and another operation may be additionally performed.

도 9를 참조하면, 동작(910)에서 전자 장치(210)는 웨어러블 장치(100)로부터 웨어러블 장치(100)를 착용한 사용자의 움직임 정보를 포함하는 센서 데이터를 수신할 수 있다. 사용자가 웨어러블 장치(100)를 착용하고 보행하는 과정에서 웨어러블 장치(100)에 내장된 관성 측정 장치는 사용자의 골반 부근의 가속도 및 회전 속도를 각각 상하, 전후, 좌우 방향으로 측정하고, 측정된 센서 데이터를 출력할 수 있다. 관성 측정 장치로부터 출력되는 센서 데이터는 3축 각각으로의 가속도의 값들 및 3축 각각으로의 회전 속도의 값들을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 9 , in operation 910, the electronic device 210 may receive sensor data including motion information of a user wearing the wearable device 100 from the wearable device 100. While the user wears the wearable device 100 and walks, the inertial measurement device built into the wearable device 100 measures the acceleration and rotational speed of the user's pelvis in the vertical, frontal, and left-right directions, respectively, and the measured sensor data can be output. Sensor data output from the inertial measurement device may include acceleration values in each of three axes and rotational velocity values in each of three axes.

동작(920)에서, 전자 장치(210)는 웨어러블 장치(100)로부터 수신한 센서 데이터에 기초하여 사용자의 한 걸음이 종료되었는지 여부를 판단할 수 있다. 일 실시예에서, 전자 장치(210)는 센서 데이터를 기초로 한 걸음의 시작과 끝을 인식하는 것에 의해 한 걸음이 종료되었는지 여부를 판단할 수 있다. 한 걸음의 시작과 끝에 대한 판단 기준은 임의로 결정될 수 있다. 예를 들어, 사용자의 발이 지면에 닿는 순간 또는 발이 지면으로부터 떨어지는 순간 모두 판단 기준이 될 수 있다. 다른 예로, 좌우 고관절 각도 값이 서로 교차하는 시점이나 좌우 고관절 각속도 값이 서로 교차하는 시점이 판단 기준이 될 수도 있다. 일 실시예에서, 전자 장치(210)는 센서 데이터가 입력되었을 때 한 걸음의 시작과 끝을 구별하도록 학습된 모델을 이용하여 한 걸음의 시작과 끝을 추정할 수도 있다.In operation 920, the electronic device 210 may determine whether the user's one step has ended based on the sensor data received from the wearable device 100. In an embodiment, the electronic device 210 may determine whether one step has ended by recognizing the start and end of one step based on sensor data. A criterion for determining the start and end of one step may be arbitrarily determined. For example, both the moment when the user's foot touches the ground or the moment when the user's foot leaves the ground may be criteria for determination. As another example, a time point at which the left and right hip joint angle values intersect each other or a time point when the left and right hip joint angular velocity values cross each other may be a criterion for determination. In an embodiment, the electronic device 210 may estimate the start and end of a step by using a model learned to distinguish the start and end of a step when sensor data is input.

사용자의 한 걸음이 종료되지 않은 경우(동작(920)에서 '아니오'인 경우), 동작(930)에서 전자 장치(210)는 센서 데이터에 기초하여 사용자의 순간 보행 속도를 추정할 수 있다. 일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)의 관성 측정 장치로부터 획득된 센서 데이터는 위에서 설명한 보행 속도 추정 모델에 입력될 수 있고, 전자 장치(210)는 보행 속도 추정 모델을 통해 사용자의 순간 보행 속도에 대응하는 보행 속도 추정 값을 획득할 수 있다. 보행 속도 추정 모델은 한 걸음의 시간 구간 내에서 계속적으로 보행 속도 추정 값을 출력할 수 있다.If the user's one step has not ended ('No' in operation 920), the electronic device 210 may estimate the user's instantaneous walking speed based on the sensor data in operation 930. In one embodiment, sensor data obtained from the inertial measurement device of the wearable device 100 may be input to the gait speed estimation model described above, and the electronic device 210 may determine the instantaneous gait speed of the user through the gait speed estimation model. A corresponding gait speed estimation value may be obtained. The gait speed estimation model may continuously output gait speed estimation values within a time interval of one step.

동작(940)에서, 전자 장치(210)는 순간 보행 속도에 기초하여 사용자의 한 걸음에 대한 평균 보행 속도를 업데이트할 수 있다. 전자 장치(210)는 예를 들어 한 걸음의 시작부터 현재 시점까지 누적된 순간 보행 속도를 평균하는 것에 의해 평균 보행 속도를 업데이트할 수 있다.In operation 940, the electronic device 210 may update an average walking speed for one step of the user based on the instantaneous walking speed. For example, the electronic device 210 may update the average walking speed by averaging accumulated instantaneous walking speeds from the start of one step to the current point in time.

동작(950)에서, 전자 장치(210)는 각도 센서에 기초하여 고관절 각도 값을 기록할 수 있다. 일 실시예에서, 동작(950)는 선택적으로 수행될 수 있다. 전자 장치(210)는 한 걸음 중 뒤쪽 다리의 고관절 각도 값이 최대일 때의 앞쪽 다리의 고관절 각도 값 및 뒤쪽 다리의 고관절 각도 값을 기록할 수 있다. 이렇게 기록된 고관절 각도 값들은 사용자의 보폭 길이를 결정하는데 이용될 수 있다.In operation 950, the electronic device 210 may record the hip joint angle value based on the angle sensor. In one embodiment, operation 950 may be selectively performed. The electronic device 210 may record the hip joint angle value of the front leg and the hip joint angle value of the rear leg when the hip joint angle value of the rear leg is maximum during one step. The recorded hip joint angle values may be used to determine the user's stride length.

사용자의 한 걸음이 종료되지 않은 경우(동작(920)에서 '예'인 경우), 동작(960)에서 전자 장치(210)는 센서 데이터에 기초하여 사용자의 한 걸음의 걸음 시간을 결정할 수 있다. 전자 장치(210)는 예를 들어 동작(920)에서 설명한 것과 같이, 센서 데이터에 기초하여 사용자의 걸음의 시작 및 걸음의 끝을 검출하고, 검출된 걸음의 시작 및 걸음의 끝에 기초하여 사용자의 한 걸음 동안의 걸음 시간을 추정할 수 있다.If the user's one step has not ended (Yes in operation 920), the electronic device 210 may determine the user's one step walking time based on the sensor data in operation 960. For example, as described in operation 920, the electronic device 210 detects the start and end of the user's step based on the sensor data, and detects the start and end of the step of the user based on the detected start and end of the step. The walking time during a walk can be estimated.

동작(970)에서, 전자 장치(210)는 사용자의 평균 보행 속도를 결정할 수 있다. 전자 장치(210)는 동작(940)에서의 평균 보행 속도의 업데이트 과정을 한 걸음 시간 구간에 대해 수행할 수 있고, 수행 결과 한 걸음에 대한 평균 보행 속도를 결정할 수 있다.In operation 970, the electronic device 210 may determine the user's average walking speed. The electronic device 210 may perform the process of updating the average walking speed in operation 940 for the time interval of one step, and as a result of performing the update, the average walking speed for one step may be determined.

동작(980)에서, 전자 장치(210)는 사용자의 보폭 길이를 결정할 수 있다. 전자 장치(210)는 예를 들어 한 걸음 동안의 평균 보행 속도와 한 걸음의 거름 시간을 곱하는 것에 의해 한 걸음의 보폭 길이를 결정할 수 있다. 다른 예로, 전자 장치(210)는 센서 데이터에 기초하여 보폭 길이를 추정하도록 학습된 모델을 이용하여 보폭 길이를 결정할 수도 있다. 또 다른 예로, 전자 장치(210)는 사용자의 오른쪽 다리의 고관절 각도가 최대일 때의 제1 고관절 각도 값, 사용자의 왼쪽 다리의 고관절 각도가 최대일 때의 제2 고관절 각도 값 및 사용자의 두 걸음의 보폭 길이에 기초하여 사용자의 좌측 보폭 길이 및 우측 보폭 길이를 추정할 수도 있다. 고관절 각도 값에 기초하여 좌측 보폭 길이 및 우측 보폭 길이를 추정하는 방법에 대해서는 도 11a 및 도 11b을 통해 아래에서 보다 자세히 설명된다. In operation 980, the electronic device 210 may determine the user's stride length. For example, the electronic device 210 may determine the stride length of one step by multiplying the average walking speed for one step by the stride time of one step. As another example, the electronic device 210 may determine the stride length by using a model learned to estimate the stride length based on sensor data. As another example, the electronic device 210 may provide a first hip joint angle value when the hip joint angle of the user's right leg is maximum, a second hip joint angle value when the hip joint angle of the user's left leg is maximum, and the user's two steps. Based on the stride length of , the user's left stride length and right stride length may be estimated. A method of estimating the left stride length and the right stride length based on the hip joint angle value will be described in more detail below with reference to FIGS. 11A and 11B.

동작(990)에서, 전자 장치(210)는 보행 대칭 지수 및 보행 변동 지수를 결정할 수 있다. 보행 대칭 지수는 좌측 보폭 길이와 우측 보폭 길이 간의 차이, 또는 좌측 보폭의 걸음 시간과 우측 보폭의 걸음 시간 간의 차이가 나타내는 지표에 대응할 수 있다. 전자 장치(210)는 예를 들어 사용자의 여러 걸음들에 대해 좌측 보폭 길이의 평균 값과 우측 보폭 길이의 평균 값을 계산하고, 좌측 보폭 길이의 평균 값과 우측 보폭 길이의 평균 값 간의 차이에 기초하여 보행 대칭 지수를 결정할 수 있다. 다른 예로, 전자 장치(210)는 사용자의 여러 걸음들에 대해 좌측 보폭의 걸음 시간과 우측 보폭의 걸음 시간 간의 차이에 기초하여 보행 대칭 지수를 결정할 수도 있다.In operation 990, the electronic device 210 may determine a gait symmetry index and a gait variation index. The gait symmetry index may correspond to an index represented by a difference between a left stride length and a right stride length, or a difference between a left stride walking time and a right stride walking time. For example, the electronic device 210 calculates an average value of the left stride length and an average value of the right stride length for several steps of the user, and based on the difference between the average value of the left stride length and the average value of the right stride length. Thus, the gait symmetry index can be determined. As another example, the electronic device 210 may determine the gait symmetry index based on the difference between the walking time of the left stride and the walking time of the right stride for several steps of the user.

전자 장치(210)는 사용자의 보행 동작 중 미리 정의된 걸음 수(예: 10걸음, 20걸음) 동안 측정된 두 걸음의 보폭 길이에 대한 표준편차 또는 미리 정의된 걸음 수 동안 측정된 두 걸음의 걸음 시간에 대한 표준편차에 기초하여 사용자의 보행 동작에 대한 보행 변동 지수를 결정할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(210)는 두 걸음의 보폭 길이에 대한 표준편차를 두 걸음의 보폭 길이의 평균으로 나눈 결과 값, 또는 두 걸음의 걸음 시간에 대한 표준편차를 두 걸음의 걸음 시간에 대한 평균으로 나눈 결과 값을 보행 변동 지수로 결정할 수 있다. 다른 예로, 전자 장치(210)는 두 걸음의 보폭 길이에 대한 표준편차나 두 걸음의 걸음 시간에 대한 표준편차를 보행 변동 지수로 결정할 수도 있다. 또 다른 예로, 전자 장치(210)는 미리 정의된 걸음 수 동안 측정된 두 걸음의 보폭 길이들이나 두 걸음의 걸음 시간들에 대해 최대 값-최소 값 차이 또는 특정 퍼센트의 상위 값-하위 값 간의 차이를 보행 변동 지수로 결정할 수도 있다.The electronic device 210 calculates the standard deviation of the stride length of two steps measured during a predefined number of steps (eg, 10 steps, 20 steps) of the user's walking motion or two steps measured during the predefined number of steps. A gait variation index for the user's gait motion may be determined based on the standard deviation over time. For example, the electronic device 210 divides the standard deviation of the stride length of two steps by the average of the stride lengths of the two steps, or the standard deviation of the step time of the two steps to the step time of the two steps. The resulting value divided by the average can be determined as a gait variation index. As another example, the electronic device 210 may determine the standard deviation of the stride length of two steps or the standard deviation of the walking time of two steps as the gait variation index. As another example, the electronic device 210 determines a difference between a maximum value and a minimum value or a difference between an upper value and a lower value of a specific percentage for step lengths of two steps or step times of two steps measured during a predefined number of steps. It can also be determined by the gait variation index.

일 실시예에서, 전자 장치(210)는 한 걸음의 보폭 길이의 평균 값을 분당 걸음 수로 나누거나 또는 사용자의 보행 속도의 평균 값을 분당 걸음 수의 제곱 값으로 나누는 것에 의해 보행 비율을 결정할 수 있다. 여기서, 분당 걸음 수는 (60/한 걸음의 걸음 시간의 평균 값)에 대응할 수 있다.In an embodiment, the electronic device 210 may determine the gait rate by dividing the average value of the stride length of one step by the number of steps per minute or by dividing the average value of the user's walking speed by the square of the number of steps per minute. . Here, the number of steps per minute may correspond to (60/average value of walking time of one step).

도 10은 일 실시예에 따른 보폭 길이를 설명하기 위한 도면이다.10 is a diagram for describing a stride length according to an exemplary embodiment.

도 10을 참조하면, 사용자의 오른발이 지면에 닿는 제1 시점의 제1 위치(1010), 제1 시점 이후에 사용자의 왼발이 지면에 닿는 제2 시점의 제2 위치(1020), 제2 시점 이후에 다시 오른발이 지면에 닿는 제3 시점의 제3 위치(1012), 및 제3 시점 이후에 다시 왼발이 지면에 닿는 제4 시점의 제4 위치(1022)가 도시되어 있다. 사용자의 오른발이 지면에 닿는 제1 위치(1010)부터 사용자의 왼발이 지면에 닿는 제2 위치(1020)까지의 길이가 사용자의 좌측 보폭 길이에 대응할 수 있고, 사용자의 왼발이 지면에 닿는 제2 위치(1020)부터 사용자의 오른발이 지면에 닿는 제3 위치(1012)까지의 길이가 사용자의 우측 보폭 길이에 대응할 수 있다. 좌측 보폭 길이와 우측 보폭 길이는 모두 한 걸음의 보폭 길이에 해당하고, 오른발(또는 왼발)이 지면에 닿은 후 다시 오른발(또는 왼발)이 지면에 닿을 때까지의 보폭 길이는 두 걸음의 보폭 길이에 해당할 수 있다. 두 걸음의 보폭 길이는 좌측 보폭 길이와 우측 보폭 길이의 합에 대응할 수 있다.Referring to FIG. 10 , a first position 1010 at a first time when the user's right foot touches the ground, a second position 1020 at a second time when the user's left foot touches the ground after the first time, and a second time Thereafter, a third position 1012 at a third time point in which the right foot touches the ground again, and a fourth position 1022 at a fourth time point in which the left foot touches the ground again after the third time point are shown. The length from the first position 1010 where the user's right foot touches the ground to the second position 1020 where the user's left foot touches the ground may correspond to the user's left stride length, and the second position 1020 where the user's left foot touches the ground A length from position 1020 to a third position 1012 where the user's right foot touches the ground may correspond to the user's right stride length. Both the left stride length and the right stride length correspond to the stride length of one step, and the stride length from when the right (or left) foot touches the ground to when the right foot (or left foot) touches the ground is equal to the stride length of two steps. may apply. The stride length of the two steps may correspond to the sum of the left stride length and the right stride length.

도 11a 및 도 11b는 일 실시예에 따른 고관절 각도 값에 기초하여 보폭 길이를 추정하는 것을 설명하기 위한 도면들이다.11A and 11B are diagrams for explaining estimating a stride length based on a hip joint angle value according to an exemplary embodiment.

도 11a 및 도 11b를 참조하면, 두 걸음(stride)의 보폭 길이에서 우측 보폭 길이와 좌측 보폭 길이가 각각 차지하는 비율을 계산하면 우측 보폭 길이와 좌측 보폭 길이의 추정이 가능하다.Referring to FIGS. 11A and 11B , it is possible to estimate the right stride length and the left stride length by calculating the ratios of the right stride length and the left stride length, respectively, in the stride length of two strides.

우측 보폭 길이는 도 11a과 다음의 수학식 1에 기초하여 결정될 수 있다. The right stride length may be determined based on FIG. 11A and Equation 1 below.

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, L은 사용자의 고관절의 위치(1110)로부터의 오른쪽 다리 길이와 왼쪽 다리 길이에 대응할 수 있다.

Figure pat00002
은 사용자의 보행 과정에서 고관절의 위치(1110)를 지나는 지면에 수직인 선(1105)과 사용자의 왼쪽 다리가 형성하는 고관절 각도 값들 중 사용자의 왼쪽 다리의 고관절 각도가 후방으로 최대일 때의 고관절 각도 값을 나타낼 수 있다.
Figure pat00003
은 사용자의 보행 과정에서 선(1105)과 사용자의 오른쪽 다리가 형성하는 고관절 각도 값들 중 사용자의 오른쪽 다리의 고관절 각도가 전방으로 최대일 때의 고관절 각도 값을 나타낼 수 있다.
Figure pat00004
Figure pat00005
은 모두 양의 값을 가진다고 가정한다.Here, L may correspond to the length of the right leg and the left leg from the position 1110 of the user's hip joint.
Figure pat00002
is the hip joint angle when the hip joint angle of the user's left leg is maximum rearward among hip joint angle values formed by a line 1105 perpendicular to the ground passing through the position 1110 of the hip joint during the user's walking process and the left leg of the user. value can be displayed.
Figure pat00003
may represent a hip joint angle value when the hip joint angle of the user's right leg forward is maximum among hip joint angle values formed by the line 1105 and the user's right leg during the user's walking process.
Figure pat00004
class
Figure pat00005
are assumed to be all positive.

좌측 보폭 길이는 도 11b와 다음의 수학식 2에 기초하여 결정될 수 있다. The left stride length may be determined based on FIG. 11B and Equation 2 below.

Figure pat00006
Figure pat00006

여기서, L은 사용자의 고관절의 위치(1110)로부터의 오른쪽 다리 길이와 왼쪽 다리 길이에 대응할 수 있다.

Figure pat00007
은 사용자의 보행 과정에서 고관절의 위치(1110)를 지나는 지면에 수직인 선(1105)과 사용자의 왼쪽 다리가 형성하는 고관절 각도 값들 중 사용자의 왼쪽 다리의 고관절 각도가 전방으로 최대일 때의 고관절 각도 값을 나타낼 수 있다.
Figure pat00008
'은 사용자의 보행 과정에서 선(1105)과 사용자의 오른쪽 다리가 형성하는 고관절 각도 값들 중 사용자의 오른쪽 다리의 고관절 각도가 후방으로 최대일 때의 고관절 각도 값을 나타낼 수 있다.
Figure pat00009
'과
Figure pat00010
은 모두 양의 값을 가진다고 가정한다.Here, L may correspond to the length of the right leg and the left leg from the position 1110 of the user's hip joint.
Figure pat00007
is the hip joint angle when the hip joint angle of the user's left leg is maximum forward among the hip joint angle values formed by the line 1105 perpendicular to the ground passing through the position 1110 of the hip joint during the user's walking process and the left leg of the user. value can be displayed.
Figure pat00008
' may indicate a hip joint angle value when the hip joint angle of the user's right leg rearwards is maximum among the hip joint angle values formed by the line 1105 and the user's right leg during the user's walking process.
Figure pat00009
'class
Figure pat00010
are assumed to be all positive.

우측 보폭 길이는 다음의 수학식 3과 같이 두 걸음의 보폭 길이와 고관절 각도 값에 기초하여 결정될 수 있다.The right stride length may be determined based on the stride length of two steps and the hip joint angle value as shown in Equation 3 below.

Figure pat00011
Figure pat00011

좌측 보폭 길이는 다음의 수학식 4와 같이 두 걸음의 보폭 길이와 고관절 각도 값에 기초하여 결정될 수 있다.The left stride length may be determined based on the stride length of two steps and the hip joint angle value as shown in Equation 4 below.

Figure pat00012
Figure pat00012

웨어러블 장치(예: 도 1 및 도 3의 웨어러블 장치(100), 도 2의 웨어러블 장치(100))는 위 수학식 3 및 수학식 4를 이용하여 두 걸음의 보폭 길이 및 고관절 각도 값으로부터 우측 보폭 길이와 좌측 보폭 길이를 추정할 수 있다.The wearable device (eg, the wearable device 100 of FIGS. 1 and 3 and the wearable device 100 of FIG. 2 ) calculates the right stride length from the stride length of two steps and the hip joint angle value using Equations 3 and 4 above. Length and left stride length can be estimated.

도 12는 일 실시예에 따른 보행 평가 정보를 제공하는 화면을 도시하는 도면이다. 12 is a diagram illustrating a screen providing gait evaluation information according to an exemplary embodiment.

도 12를 참조하면, 전자 장치(210)는 사용자의 보행 평가 정보를 제공하기 위한 UI 화면(1210)을 제공할 수 있다. 보행 평가 정보는 하나 이상의 추정된 보행 지표 및 보행 지표에 기초하여 결정된 보행 스코어에 대한 정보를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 전자 장치(210)는 총 걸음 수, 보행 소요 시간, (평균) 보행 속도, 보행 총 거리, (평균) 보행 속도, (평균) 보폭 길이, 보행 대칭 지수, 보행 변동 지수 또는 보행 비율 중 적어도 하나를 포함하는 보행 지표를 UI 화면(214)을 통해 제공할 수 있다.Referring to FIG. 12 , the electronic device 210 may provide a UI screen 1210 for providing user gait evaluation information. The gait evaluation information may include information about one or more estimated gait indicators and a gait score determined based on the gait indicators. In one embodiment, the electronic device 210 may include total number of steps, time spent walking, (average) gait speed, total distance walked, (average) gait speed, (average) stride length, gait symmetry index, gait variation index, or gait. A gait indicator including at least one of the ratios may be provided through the UI screen 214 .

일 실시예에서, 전자 장치(210)는 사용자에게 하나 이상의 걸음에 대한 평균 보폭 길이를 실시간으로 업데이트하여 UI 화면(214)을 통해 제공하거나 또는 평균 보폭 길이를 알려 주기 위한 음성 데이터를 오디오를 통해 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 전자 장치(210)는 보행 속도, 보행 비율, 보행 대칭 지수 및 보행 변동 지수의 각 보행 지표에 대해 사용자의 연령 또는 성별이 속한 사용자 그룹 내에서의 상대적 백분위 스코어를 계산하고, 계산된 각 보행 지표의 평균 또는 가중 평균의 백분위 스코어를 사용자에게 제공할 수도 있다. 전자 장치(210)는 사용자의 연령과 비슷한 연령대의 사용자 그룹의 보행 지표들을 취합하고, 특정 사용자의 보행 지표에 대해 해당 사용자 그룹 내의 백분위 위치를 계산할 수 있다. 예를 들어, 65세인 사용자의 보행 속도가 사용자의 연령이 속하는 60-70세 연령대의 사용자 그룹의 보행 속도들에 비해 가장 빠르면 사용자의 백분위 스코어로서 100점이고, 가장 느리면 사용자의 백분위 스코어로서 0점이라고 가정할 때, 사용자의 보행 속도가 어느 백분위 위치에 해당하는지를 기초로 사용자의 보행 속도에 대응하는 백분위 스코어가 결정될 수 있다.In one embodiment, the electronic device 210 updates the average stride length for one or more steps to the user through the UI screen 214 in real time, or provides voice data to inform the user of the average stride length through audio. can do. In an embodiment, the electronic device 210 calculates a relative percentile score within a user group to which the user's age or gender belongs for each gait index of gait speed, gait ratio, gait symmetry index, and gait variation index, and calculates A percentile score of an average or a weighted average of each gait indicator may be provided to the user. The electronic device 210 may collect gait indices of a user group of a similar age to the user's age, and calculate a percentile position of the gait index of a specific user within the corresponding user group. For example, if the walking speed of a 65-year-old user is the fastest compared to the walking speeds of a group of users aged 60 to 70 to which the user's age belongs, the user's percentile score is 100 points, and if the user's age is the slowest, the user's percentile score is 0 points. Assuming, a percentile score corresponding to the user's walking speed may be determined based on which percentile position the user's walking speed corresponds to.

본 개시의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 개시에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 개시에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.Various embodiments of the present disclosure and terms used therein are not intended to limit the technical features described in the present disclosure to specific embodiments, but should be understood to include various modifications, equivalents, or substitutes of the embodiments. In connection with the description of the drawings, like reference numbers may be used for like or related elements. The singular form of a noun corresponding to an item may include one item or a plurality of items, unless the relevant context clearly dictates otherwise. In the present disclosure, “A or B”, “at least one of A and B”, “at least one of A or B”, “A, B or C”, “at least one of A, B and C”, and “A Each of the phrases such as "at least one of , B, or C" may include any one of the items listed together in that phrase, or all possible combinations thereof. Terms such as "first", "second", or "first" or "secondary" may simply be used to distinguish a given component from other corresponding components, and may be used to refer to a given component in another aspect (eg, importance or order) is not limited. A (e.g., first) component is said to be "coupled" or "connected" to another (e.g., second) component, with or without the terms "functionally" or "communicatively." When mentioned, it means that the certain component may be connected to the other component directly (eg by wire), wirelessly, or through a third component.

본 개시의 다양한 실시예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다. The term "module" used in various embodiments of the present disclosure may include a unit implemented in hardware, software, or firmware, and is interchangeably interchangeable with terms such as, for example, logic, logical blocks, components, or circuits. can be used as A module may be an integrally constructed component or a minimal unit of components or a portion thereof that performs one or more functions. For example, according to one embodiment, the module may be implemented in the form of an application-specific integrated circuit (ASIC).

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 또는 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다. 본 개시의 다양한 실시예들은 기기(machine)에 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 메모리(514))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기의 프로세서는 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.Software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of the foregoing, which configures a processing device to operate as desired or processes independently or collectively. The device can be commanded. Software and/or data may be any tangible machine, component, physical device, virtual equipment, or computer storage medium or It can be permanently or temporarily embodied in a device. Software may be distributed on networked computer systems and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored on computer readable media. Various embodiments of the present disclosure may be implemented as software including one or more instructions stored in a storage medium (eg, memory 514) readable by a machine. For example, the processor of the device may call at least one instruction among one or more instructions stored from a storage medium and execute it. This enables the device to be operated to perform at least one function according to the at least one command invoked. The one or more instructions may include code generated by a compiler or code executable by an interpreter. The device-readable storage medium may be provided in the form of a non-transitory storage medium. Here, 'non-temporary' only means that the storage medium is a tangible device and does not contain a signal (e.g. electromagnetic wave), and this term refers to the case where data is stored semi-permanently in the storage medium. It does not discriminate when it is temporarily stored.

일 실시예에 따르면, 본 개시에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory(CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트 폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.According to one embodiment, the method according to various embodiments disclosed in the present disclosure may be included and provided in a computer program product. Computer program products may be traded between sellers and buyers as commodities. A computer program product is distributed in the form of a device-readable storage medium (eg compact disc read only memory (CD-ROM)), or through an application store (eg Play Store TM ) or on two user devices ( It can be distributed (eg downloaded or uploaded) online, directly between smart phones. In the case of online distribution, at least part of the computer program product may be temporarily stored or temporarily created in a device-readable storage medium such as a manufacturer's server, an application store server, or a relay server's memory.

다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.According to various embodiments, each component (eg, module or program) of the above-described components may include a single object or a plurality of entities, and some of the plurality of entities may be separately disposed in other components. there is. According to various embodiments, one or more components or operations among the aforementioned corresponding components may be omitted, or one or more other components or operations may be added. Alternatively or additionally, a plurality of components (eg modules or programs) may be integrated into a single component. In this case, the integrated component may perform one or more functions of each of the plurality of components identically or similarly to those performed by a corresponding component of the plurality of components prior to the integration. . According to various embodiments, the actions performed by a module, program, or other component are executed sequentially, in parallel, iteratively, or heuristically, or one or more of the actions are executed in a different order, or omitted. or one or more other actions may be added.

Claims (20)

전자 장치(210)에 있어서,
웨어러블 장치(100)로부터 상기 웨어러블 장치(100)를 착용한 사용자의 움직임 정보가 포함된 센서 데이터를 수신하는 통신 모듈(730);
상기 센서 데이터에 기초하여 상기 사용자의 보행 상태를 나타내는 보행 지표를 추정하는 프로세서(710); 및
상기 보행 지표를 포함하는 신체 능력 정보를 출력하는 디스플레이 모듈(740)
을 포함하고,
상기 프로세서(710)는,
상기 센서 데이터를 입력으로 하는 보행 속도 추정 모델을 이용하여 상기 사용자의 보행 속도(walking speed)를 추정하고,
상기 센서 데이터에 기초하여 상기 사용자의 걸음 시간(step time)을 추정하고,
상기 보행 속도 및 상기 걸음 시간에 기초하여 다른 보행 지표를 추정하는,
전자 장치.
In the electronic device 210,
a communication module 730 receiving sensor data including motion information of a user wearing the wearable device 100 from the wearable device 100;
a processor 710 for estimating a gait index indicating a gait state of the user based on the sensor data; and
A display module 740 outputting physical ability information including the gait index
including,
The processor 710,
Estimating a walking speed of the user using a walking speed estimation model that takes the sensor data as an input;
Estimating a step time of the user based on the sensor data;
estimating another gait index based on the gait speed and the gait time;
electronic device.
제1항에 있어서,
상기 프로세서(710)는,
상기 보행 속도 및 상기 걸음 시간에 기초하여 한 걸음의 보폭 길이(step length), 두 걸음의 보폭 길이(stride length), 보행 거리, 보행 대칭 지수(gait symmetry index), 보행 변동 지수(gait variability index), 또는 보행 비율(walk ratio) 중 적어도 하나를 포함하는 상기 다른 보행 지표를 추정하는,
전자 장치.
According to claim 1,
The processor 710,
A step length of one step, a stride length of two steps, a gait distance, a gait symmetry index, and a gait variability index based on the gait speed and the gait time , or estimating the other walking index including at least one of a walk ratio,
electronic device.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 프로세서(710)는,
상기 센서 데이터에 기초하여 상기 사용자의 걸음의 시작 및 상기 걸음의 끝을 검출하고, 상기 걸음의 시작 및 상기 걸음의 끝에 기초하여 상기 사용자의 한 걸음 동안의 걸음 시간을 추정하는,
전자 장치.
According to claim 1 or 2,
The processor 710,
detecting the start and end of the step of the user based on the sensor data, and estimating a walking time during one step of the user based on the start and end of the step;
electronic device.
제3항에 있어서,
상기 프로세서(710)는,
상기 센서 데이터에 기초하여 상기 사용자의 한 걸음 동안의 평균 보행 속도를 추정하고, 상기 평균 보행 속도 및 상기 한 걸음 동안의 걸음 시간에 기초하여 상기 한 걸음의 보폭 길이를 결정하는,
전자 장치.
According to claim 3,
The processor 710,
estimating an average walking speed during one step of the user based on the sensor data, and determining a stride length of the one step based on the average walking speed and a walking time during the one step;
electronic device.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프로세서(710)는,
상기 센서 데이터에 기초하여 상기 사용자의 좌측 보폭 길이의 평균 값 및 우측 보폭 길이의 평균 값을 결정하고, 상기 좌측 보폭 길이의 평균 값 및 상기 우측 보폭 길이의 평균 값에 기초하여 상기 사용자의 보행 동작에 대한 상기 보행 대칭 지수(gait symmetry index)를 결정하는,
전자 장치.
According to any one of claims 2 to 4,
The processor 710,
An average value of the left stride length and an average value of the right stride length of the user are determined based on the sensor data, and a walking motion of the user is determined based on the average value of the left stride length and the average value of the right stride length. Determining the gait symmetry index for
electronic device.
제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프로세서(710)는,
상기 센서 데이터에 기초하여 상기 사용자의 좌측 보폭의 평균 걸음 시간 및 우측 보폭의 평균 걸음 시간을 결정하고, 상기 좌측 보폭의 평균 걸음 시간 및 상기 우측 보폭의 평균 걸음 시간에 기초하여 상기 사용자의 보행 동작에 대한 상기 보행 대칭 지수를 결정하는,
전자 장치.
According to any one of claims 2 to 5,
The processor 710,
The average walking time of the left stride length and the average walking time of the right stride length of the user are determined based on the sensor data, and the walking motion of the user is determined based on the average walking time of the left stride length and the average walking time of the right stride length of the user. Determining the gait symmetry index for
electronic device.
제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프로세서(710)는,
상기 사용자의 보행 동작 중 미리 정의된 걸음 수 동안 측정된 두 걸음의 보폭 길이(stride length)에 대한 표준편차 또는 상기 미리 정의된 걸음 수 동안 측정된 두 걸음의 걸음 시간(stride time)에 대한 표준편차에 기초하여 상기 사용자의 보행 동작에 대한 상기 보행 변동 지수(gait variability index)를 결정하는,
전자 장치.
According to any one of claims 2 to 6,
The processor 710,
Standard deviation of the stride length of two steps measured during the predefined number of steps during the walking motion of the user or standard deviation of the stride time of two steps measured during the predefined number of steps Determining the gait variability index for the user's gait motion based on
electronic device.
제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프로세서(710)는,
상기 사용자의 한 걸음의 보폭 길이의 평균 값을 분당 걸음 수(steps per minute)로 나누는 것에 의해 상기 보행 비율을 결정하는,
전자 장치.
According to any one of claims 2 to 7,
The processor 710,
determining the gait rate by dividing an average value of the stride length of one step of the user by steps per minute;
electronic device.
제8항에 있어서,
상기 프로세서(710)는,
상기 한 걸음의 걸음 시간의 평균 값에 기초하여 상기 분당 걸음 수를 결정하는,
전자 장치.
According to claim 8,
The processor 710,
determining the number of steps per minute based on the average value of the walking time of the one step;
electronic device.
제2항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프로세서(710)는,
상기 사용자의 보행 속도의 평균 값을 분당 걸음 수(steps per minute)의 제곱 값으로 나누는 것에 의해 상기 보행 비율을 결정하는,
전자 장치.
According to any one of claims 2 to 9,
The processor 710,
Determining the walking rate by dividing the average value of the user's walking speed by the square of steps per minute,
electronic device.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프로세서(710)는,
상기 사용자의 오른쪽 다리의 고관절 각도가 최대일 때의 제1 고관절 각도 값, 상기 사용자의 왼쪽 다리의 고관절 각도가 최대일 때의 제2 고관절 각도 값 및 상기 사용자의 두 걸음의 보폭 길이에 기초하여 상기 사용자의 좌측 보폭 길이(left step length) 및 우측 보폭 길이(right step length)를 추정하는,
전자 장치.
According to any one of claims 1 to 10,
The processor 710,
Based on the first hip joint angle value when the hip joint angle of the user's right leg is maximum, the second hip joint angle value when the hip joint angle of the user's left leg is maximum, and the stride length of the user's two steps, Estimating the user's left step length and right step length,
electronic device.
제2항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프로세서(710)는,
상기 추정된 보행 지표에 기초하여 상기 사용자의 보행 동작에 대한 보행 평가 결과에 대응하는 보행 스코어를 결정하고, 상기 결정된 보행 스코어 및 상기 추정한 하나 이상의 보행 지표를 포함하는 보행 평가 정보가 사용자에게 제공되도록 제어하는,
전자 장치.
According to any one of claims 2 to 11,
The processor 710,
A gait score corresponding to a gait evaluation result for the gait motion of the user is determined based on the estimated gait index, and gait evaluation information including the determined gait score and the estimated one or more gait indexes is provided to the user. to control,
electronic device.
제12항에 있어서,
상기 프로세서(710)는,
상기 보행 속도, 상기 보행 비율, 상기 보행 대칭 지수 및 상기 보행 변동 지수에 기초하여 상기 보행 스코어를 결정하는,
전자 장치.
According to claim 12,
The processor 710,
determining the gait score based on the gait speed, the gait ratio, the gait symmetry index, and the gait variation index;
electronic device.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 웨어러블 장치(100)는,
상기 사용자의 신체 움직임에 따른 가속도 및 회전 속도의 변화를 측정하기 위한 관성 측정 장치(inertial measurement unit), 및 상기 사용자의 관절 각도를 측정하기 위한 각도 센서를 포함하는,
전자 장치.
According to any one of claims 1 to 13,
The wearable device 100,
Including an inertial measurement unit for measuring changes in acceleration and rotational speed according to the user's body movement, and an angle sensor for measuring the user's joint angle,
electronic device.
제14항에 있어서,
상기 보행 속도 추정 모델에는 상기 관성 측정 장치로부터 출력되는 가속도 정보 및 회전 속도 정보가 입력되고, 상기 보행 속도 추정 모델은 상기 가속도 정보 및 상기 회전 속도 정보에 기초하여 상기 사용자의 추정된 보행 속도 값을 출력하는,
전자 장치.
According to claim 14,
The gait speed estimation model receives acceleration information and rotational speed information output from the inertial measuring device, and the gait speed estimation model outputs an estimated walking speed value of the user based on the acceleration information and rotational speed information. doing,
electronic device.
웨어러블 장치(100)를 착용한 사용자의 보행 지표를 추정하는 방법에 있어서,
상기 웨어러블 장치(100)로부터 상기 웨어러블 장치(100)를 착용한 상기 사용자의 움직임 정보를 포함하는 센서 데이터를 수신하는 동작;
상기 센서 데이터에 기초하여 상기 사용자의 보행 상태를 나타내는 보행 지표를 추정하는 동작; 및
상기 추정한 보행 지표를 상기 사용자에게 제공하는 동작
을 포함하고,
상기 보행 지표를 추정하는 동작은,
상기 센서 데이터를 입력으로 하는 보행 속도 추정 모델을 이용하여 상기 사용자의 보행 속도(walking speed)를 추정하는 동작;
상기 센서 데이터에 기초하여 상기 사용자의 걸음 시간(step time)을 추정하는 동작; 및
상기 보행 속도 및 상기 걸음 시간에 기초하여 다른 보행 지표를 추정하는 동작
을 포함하는 방법.
A method for estimating a gait index of a user wearing a wearable device 100,
receiving sensor data including motion information of the user wearing the wearable device 100 from the wearable device 100;
estimating a gait index indicating a gait state of the user based on the sensor data; and
An operation of providing the estimated gait index to the user
including,
The operation of estimating the gait index,
estimating a walking speed of the user by using a walking speed estimation model that takes the sensor data as an input;
estimating a step time of the user based on the sensor data; and
An operation of estimating another gait parameter based on the gait speed and the gait time
How to include.
제16항에 있어서,
상기 다른 보행 지표를 추정하는 동작은,
상기 보행 속도 및 상기 걸음 시간에 기초하여 한 걸음의 보폭 길이, 두 걸음의 보폭 길이, 보행 거리, 보행 대칭 지수, 보행 변동 지수, 또는 보행 비율 중 적어도 하나를 포함하는 상기 다른 보행 지표를 추정하는 동작
을 포함하는 방법.
According to claim 16,
The operation of estimating the other gait index,
An operation of estimating the other gait index including at least one of a stride length of one step , a stride length of two steps, a gait distance, a gait symmetry index, a gait variation index, and a gait ratio based on the gait speed and the gait time.
How to include.
제17항에 있어서,
상기 다른 보행 지표를 추정하는 동작은,
상기 사용자의 한 걸음의 보폭 길이의 평균 값을 분당 걸음 수로 나누거나 또는 상기 사용자의 보행 속도의 평균 값을 분당 걸음 수의 제곱 값으로 나누는 것에 의해 상기 보행 비율을 결정하는 동작
을 포함하는 방법.
According to claim 17,
The operation of estimating the other gait index,
determining the gait rate by dividing the average value of the user's step length by the number of steps per minute or by dividing the average value of the user's walking speed by the square of the number of steps per minute;
How to include.
제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 추정한 보행 지표를 상기 사용자에게 제공하는 동작은,
상기 추정된 보행 지표에 기초하여 상기 사용자의 보행 동작에 대한 보행 평가 결과에 대응하는 보행 스코어를 결정하는 동작; 및
상기 결정된 보행 스코어 및 상기 추정한 보행 지표를 포함하는 보행 평가 정보를 상기 사용자에게 제공하는 동작
을 포함하는 방법.
According to any one of claims 16 to 18,
The operation of providing the estimated gait index to the user,
determining a gait score corresponding to a gait evaluation result for the gait motion of the user based on the estimated gait index; and
Providing the user with gait evaluation information including the determined gait score and the estimated gait index
How to include.
제16항 내지 제19항 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위한 명령(instructions)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능한 저장매체.A computer readable storage medium storing instructions for executing the method of any one of claims 16 to 19.
KR1020220162486A 2021-12-29 2022-11-29 Method for estimating gait index of user, and wearable device and electronic device performing the same KR20230103949A (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220177413A KR102625749B1 (en) 2021-12-29 2022-12-16 Method for estimating gait index of user, and wearable device and electronic device performing the same
PCT/KR2022/021526 WO2023128619A1 (en) 2021-12-29 2022-12-28 Method for estimating walking index of user and electronic device and wearable device for performing same
KR1020240004337A KR20240009528A (en) 2021-12-29 2024-01-10 Method for estimating gait index of user, and wearable device and electronic device performing the same

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20210191239 2021-12-29
KR1020210191239 2021-12-29
KR1020220112702A KR20230101683A (en) 2021-12-29 2022-09-06 Method for estimating gait index of user and wearable device performing the same
KR1020220112702 2022-09-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230103949A true KR20230103949A (en) 2023-07-07

Family

ID=87153729

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220162486A KR20230103949A (en) 2021-12-29 2022-11-29 Method for estimating gait index of user, and wearable device and electronic device performing the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20230103949A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11662818B2 (en) System and method for evaluation, detection, conditioning, and treatment of neurological functioning and conditions
US11521107B2 (en) Learning system, rehabilitation support system, method, program, and trained model
US20160158603A1 (en) Assembly for applying a force
KR20170073655A (en) Methods and systems for training proper running of a user
JP2020520774A (en) Artificial intelligence support for changing biomechanical load
US20200410892A1 (en) Processing system, walking training system, processing method, and program
US11914776B2 (en) System and method for evaluation, detection, conditioning, and treatment of neurological functioning and conditions
US11527330B2 (en) Learning system, rehabilitation support system, method, program, and trained model
US20200411183A1 (en) Learning system, rehabilitation support system, method, program, and trained model
KR102625749B1 (en) Method for estimating gait index of user, and wearable device and electronic device performing the same
KR20230103949A (en) Method for estimating gait index of user, and wearable device and electronic device performing the same
KR20240009528A (en) Method for estimating gait index of user, and wearable device and electronic device performing the same
KR20230101683A (en) Method for estimating gait index of user and wearable device performing the same
US20200410341A1 (en) Learning system, rehabilitation support system, method, program, and trained model
JP2012238072A (en) Action evaluation device
KR20240049759A (en) Itneraction method betwwen wearable device and electronic device, and the wearable device and the electronic device performing the same
WO2021168467A2 (en) A system and method for evaluation, detection, conditioning, and treatment of neurological functioning and conditions
US20230398031A1 (en) Wearable device and electronic device for providing exercise posture evaluation information of user and operation methods thereof
KR20230171361A (en) Wearable device and electronic device for providing function for measuring amount of exercise and operation methods thereof
KR20240055953A (en) Control method for reduce power consumption of wearable device and the wearable device performing the same
US20230398407A1 (en) Electronic device and wearable device for providing function for measuring amount of exercise and operation methods thereof
KR20240040589A (en) Method for controlling wearable apparatus for user's safety and wearable apparatus performing the same
JP2021171375A (en) Information processing device, information processing method, and program
KR20240008771A (en) Wearable device for providing wear detection function and operation method thereof
US20240009061A1 (en) Wearable device for providing wear detection function and operation method thereof