KR20240071960A - 웨어러블 장치의 영점 설정 방법, 및 이를 수행하는 웨어러블 장치 및 전자 장치 - Google Patents

웨어러블 장치의 영점 설정 방법, 및 이를 수행하는 웨어러블 장치 및 전자 장치 Download PDF

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KR20240071960A
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Abstract

웨어러블 장치의 영점 설정 방법, 및 이를 수행하는 웨어러블 장치 및 전자 장치가 개시된다. 웨어러블 장치에 의해 수행되는 영점 설정 방법은, 웨어러블 장치에 포함된 다리 구동 프레임의 각도를 측정하는 제1 각도 센서에 대한 영점 재설정이 필요한지 여부를 결정하는 동작, 및 영점 재설정이 필요하다는 결정에 응답하여, 다리 구동 프레임의 제1 방향으로의 각도 변화 및 제2 방향으로의 각도 변화를 측정하는 제2 각도 센서를 이용하여, 제1 각도 센서에 대한 제1 영점 설정 과정을 수행하는 동작을 포함한다. 제1 영점 설정 과정을 수행하는 동작은 제2 각도 센서에 의해 측정된 제1 방향으로의 각도 변화 및 제2 방향에 대한 각도 변화에 기초하여 제1 영점 위치를 결정하는 동작 및 결정된 제1 영점 위치에 기초하여 제1 각도 센서에 대한 영점을 설정하는 동작을 포함한다.

Description

웨어러블 장치의 영점 설정 방법, 및 이를 수행하는 웨어러블 장치 및 전자 장치{METHOD FOR SETTING ZERO POINT OF WEARABLE DEVICE, AND THE WEARABLE DEVICE AND THE ELECTRONIC DEVICE PERFORMING THE SAME}
본 개시(disclosure)는 웨어러블 장치의 영점 설정 방법, 및 이를 수행하는 웨어러블 장치 및 전자 장치에 관한 것이다.
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 장착되어 사용자가 보행하는데 필요한 근력을 보조(assistance)해 주고, 사용자가 정상적인 보행 패턴으로 보행할 수 있도록 사용자의 보행을 유도한다.
일 실시예에 따른 사용자의 신체에 착용되는 웨어러블 장치는, 상기 사용자의 신체에 적용되는 토크를 생성하는 구동 모듈, 상기 생성된 토크를 상기 사용자의 다리에 전달하기 위한 다리 구동 프레임, 상기 다리 구동 프레임에 연결되고, 상기 다리 구동 프레임을 상기 사용자의 다리에 고정시키기 위한 허벅지 체결부, 상기 웨어러블 장치의 움직임 정보를 포함하는 센서 데이터를 획득하는 센서 모듈, 및 상기 센서 데이터에 기초하여 상기 웨어러블 장치에 포함된 센서의 영점 설정을 수행하는 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 센서 모듈은, 상기 다리 구동 프레임의 각도를 측정하는 제1 각도 센서 및 감지 범위 내에서 기준 위치를 기준으로 상기 다리 구동 프레임의 제1 방향으로의 각도 변화 및 제2 방향으로의 각도 변화를 측정하는 제2 각도 센서를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 제2 각도 센서에 의해 측정된 상기 제1 방향으로의 각도 변화 및 상기 제2 방향에 대한 각도 변화에 기초하여 제1 영점 위치를 결정하고, 상기 결정된 제1 영점 위치에 기초하여 상기 제1 각도 센서에 대한 영점을 설정하는 제1 영점 설정 과정을 수행할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 웨어러블 장치의 상태 변화에 기초하여 영점 재설정이 필요한지 여부를 결정하고, 상기 영점 재설정이 필요하다는 결정에 응답하여 상기 제1 영점 설정 과정을 수행하는 것으로 제어할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 사용자가 상기 웨어러블 장치를 착용하고 보행할 때 측정되는, 상기 사용자의 다리가 상기 제1 방향에서 상기 제2 방향으로 전환될 때의 각도 및 상기 사용자의 다리가 상기 제2 방향에서 상기 제1 방향으로 전환될 때의 각도에 기초하여 상기 제1 영점 위치를 결정할 수 있다.
상기 제1 영점 설정 과정은, 상기 사용자에게 영점 설정 수행에 대해 알리는 것 없이 상기 웨어러블 장치에 의해 자동으로 수행될 수 있다.
일 실시예에 따른 웨어러블 장치에 의해 수행되는 영점 설정 방법은, 상기 웨어러블 장치에 포함된 다리 구동 프레임의 각도를 측정하는 제1 각도 센서에 대한 영점 재설정이 필요한지 여부를 결정하는 동작 및 상기 영점 재설정이 필요하다는 결정에 응답하여, 상기 다리 구동 프레임의 제1 방향으로의 각도 변화 및 제2 방향으로의 각도 변화를 측정하는 제2 각도 센서를 이용하여, 상기 제1 각도 센서에 대한 제1 영점 설정 과정을 수행하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 제1 영점 설정 과정을 수행하는 동작은, 상기 제2 각도 센서에 의해 측정된 상기 제1 방향으로의 각도 변화 및 상기 제2 방향에 대한 각도 변화에 기초하여 제1 영점 위치를 결정하는 동작, 및 상기 결정된 제1 영점 위치에 기초하여 상기 제1 각도 센서에 대한 영점을 설정하는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 컴퓨터 판독 가능한 기록매체는, 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금 상기 영점 설정 방법을 수행하게 하는 명령을 기록한 것일 수 있다.
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 운동 관리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 3는 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 인터랙션을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 전자 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 제2 각도 센서를 이용한 제1 영점 설정을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 웨어러블 장치의 영점 설정 방법의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 제2 각도 센서로부터 획득되는 센서 데이터에 기초하여 제1 영점 위치를 결정하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 전자 장치와 웨어러블 장치 간에 수행되는 영점 설정 방법의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 12는 일 실시예에 따른 웨어러블 장치에 의해 자동으로 수행되는 제1 영점 설정의 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
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.
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.
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.
이하, 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조 부호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 사용자의 신체에 착용되는 웨어러블 장치의 개요를 설명하기 위한 도면이다.
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.
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.
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.
일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)는 사용자(110)의 신체 능력을 측정(운동 능력의 측정을 포함함)하기 위한 신체 능력 측정 모드(또는 운동 능력 측정 모드)로 동작할 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 사용자(110)가 보행이나 운동을 수행하는 과정에서 웨어러블 장치(100)에 구비된 하나 이상의 센서(예: 각도 센서(125), 관성 센서(inertial measurement unit; IMU)(또는 관성 센서)(135))를 이용하여 사용자의 움직임 정보를 측정할 수 있고, 웨어러블 장치(100) 또는 웨어러블 장치(100)와 연동하는 전자 장치(예: 도 2의 전자 장치(210))는 상기 측정된 움직임 정보를 기초로 사용자의 신체 능력이나 운동 능력을 평가할 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 장치(100)에 의해 측정된 사용자(110)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 사용자가 운동을 수행할 때 사용자의 운동 동작(또는 운동 자세)을 평가하기 위한 운동 동작 평가 모드를 포함할 수 있다.
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 장치(100)의 형태와 구성이 달라질 수 있다.
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 허리 지지 프레임(20)), 사용자(110)의 다리에 적용되는 토크를 발생시키는 구동 모듈(120)(예: 도 3의 구동 모듈(35, 45)), 구동 모듈(120)에 의해 생성된 토크를 사용자(110)의 다리에 전달하기 위한 다리 구동 프레임(예: 도 3의 다리 구동 프레임(50, 55)), 사용자(110)의 신체 움직임(예: 다리 움직임, 상체 움직임)에 대한 움직임 정보를 포함하는 센서 데이터를 획득하기 위한 하나 이상의 센서를 포함하는 센서 모듈(예: 도 5a의 센서 모듈(520)), 및 웨어러블 장치(100)의 동작을 제어하는 프로세서(130)를 포함할 수 있다.
센서 모듈은 각도 센서(125) 및 관성 센서(135)를 포함할 수 있다. 각도 센서(125)는 사용자(110)의 고관절 각도 값에 대응하는 웨어러블 장치(100)의 다리 구동 프레임의 회전 각도를 측정할 수 있다. 각도 센서(125)에 의해 측정되는 다리 구동 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 구동 모듈(120)에 포함된 모터가 다리 구동 프레임과 연결되는 부근에 배치될 수 있다. 관성 센서(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 센서(135)는 예를 들어 웨어러블 장치(100)의 허리 지지 프레임 또는 베이스 바디(예: 도 3의 베이스 바디(80))의 움직임 값을 측정할 수 있다. 관성 센서(135)에 의해 측정되는 허리 지지 프레임 또는 베이스 바디의 움직임 값은 사용자(110)의 상체 움직임 값이라고 추정될 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(130) 및 관성 센서(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.
웨어러블 장치(100)가 사용자(110)의 신체에 보조력이나 저항력을 가할 때, 웨어러블 장치(100)는 사용자(110)의 관절이 움직이는 방향으로 보조적인 힘이나 저항을 줄 수 있다. 이 때, 웨어러블 장치(100)에 포함된 센서의 영점 위치에 따라 웨어러블 장치(100)로부터 생성되는 힘의 크기나 사용자(100)의 운동 효과가 달라질 수 있다. 또한, 영점 위치에 따라 사용자(110)의 현재 자세나 운동 자세에 대한 판단이 달라질 수 있다. 영점 설정된 위치를 기준으로 측정되는 사용자(110)의 신체 움직임(예: 관절 움직임)에 의해 사용자(100)에게 적용될 힘의 크기나 동작 보조 방식이 달라지게 된다. 만약, 영점 설정이 안되어 있거나 잘못된 영점 위치로 영점 설정이 되면, 비정상적인 토크가 사용자(100)에게 전달되는 문제가 발생할 수 있다. 이처럼, 웨어러블 장치(100)에 포함된 센서의 영점을 정확히 설정하는 것은 중요하다. 웨어러블 장치(100)의 경우, 구동 모듈에 대한 제어나 상태 판단(예: 보행 페이즈 판단)을 위해 관절의 상대적인 각도 값을 이용하기 때문에 절대적인 영점 위치를 설정하기 위한 초기화 과정이 중요하다.
웨어러블 장치(100)의 센서에 대한 영점 설정을 수행하는 방법으로, 사용자(100)에게 웨어러블 장치(100)를 착용하고 기준 자세(예: 서 있는 자세)(또는 기준 동작)를 취하도록 요청한 다음, 기준 자세에서 측정되는 센서 값을 기초로 영점 설정을 수행하는 방법(본 명세서에서 '제2 영점 설정 과정'이라 지칭됨)이 있다. 이러한 영점 설정 방법은 영점 설정 과정에서 매번 사용자의 참여를 요구하고, 사용자에게 영점 설정을 위한 시간적인 소비를 요구한다는 점 때문에 사용 편의성을 저하시킬 수 있다. 또한, 제2 영점 설정 과정에 의한 영점 설정은 사용자(110)가 기준 자세를 잘못 취하는 경우에는 잘못된 위치로 영점이 설정되는 문제가 발생할 가능성이 있다.
본 명세서의 여러 실시예들에 따르면, 사용자의 사용 편의성을 향상시킬 수 있는 웨어러블 장치(100)의 영점 설정 방법이 제공된다. 웨어러블 장치(100)는 웨어러블 장치(100)의 상태를 기초로 영점 설정 과정이 필요한지 여부를 판단하고, 영점 설정 과정이 필요하다고 판단된 경우에만 영점 설정 과정을 수행할 수 있다. 또한, 웨어러블 장치(100)는 웨어러블 장치(100)의 기준 위치를 기준으로 웨어러블 장치(100)의 다리 구동 프레임의 각도 변화를 측정할 수 있는 각도 센서(예: 도 5b의 제2 각도 센서(526, 526-1))에 기초하여 웨어러블 장치(100)의 영점 설정 과정(본 명세서에서 '제1 영점 설정 과정'이라 지칭됨)을 자동으로 수행할 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 영점 설정이 필요한 상황인 것으로 결정되고, 상기 제1 영점 설정 과정에 의해 영점 설정이 완료되지 못했을 경우에, 제2 영점 설정 과정을 통해 영점 설정을 시도할 수 있다. 이와 같이, 웨어러블 장치(100)는 자동으로 영점 설정이 필요한 상황을 판단하여 영점 설정이 수행되는 횟수를 줄이고, 웨어러블 장치(100)에 의해 자동으로 수행되는 제1 영점 설정 과정을 우선적으로 수행함으로써 사용자의 사용 편의성을 향상시킬 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 웨어러블 장치와 전자 장치를 포함하는 운동 관리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 운동 관리 시스템(200)은 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.
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.
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.
일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)는 전자 장치(210)와 연동하여 사용자의 신체 능력을 측정하는데 이용될 수 있다. 신체 능력의 측정은 운동 능력의 측정을 포함할 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. 웨어러블 장치(100)는 실시간으로 사용자의 움직임 데이터를 전자 장치(210)로 전송할 수 있다. 전자 장치(210)는 웨어러블 장치(100)로부터 수신한 센서 데이터를 분석하여 사용자의 신체 능력을 평가할 수 있다.
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 센서 모듈에 의해 획득된 센서 데이터를 수신할 수 있고, 수신한 센서 데이터를 기초로 사용자의 신체 능력이나 운동 결과를 추정할 수 있다. 일 실시예에서, 전자 장치(210)는 사용자의 신체 능력이나 운동 결과를 그래픽 사용자 인터페이스(graphical user interface; GUI)를 통해 사용자에게 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 사용자는 웨어러블 장치(100)의 제어를 위해 전자 장치(210)에서 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 5a 및 도 5b의 음향 출력 모듈(550))로부터 출력되는 오디오의 크기, 라이팅 유닛(lighting unit)(예: 도 3의 라이팅 유닛(85)의 밝기)을 조정할 수 있다. 전자 장치(210)에서 실행되는 프로그램은 사용자와의 인터랙션을 위한 그래픽 사용자 인터페이스를 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.
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, 운동 목표, 체력 등급, 병력, 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. 서버(230)는 예를 들어 클라우드 서버일 수 있다. 일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)에 의해 측정된 움직임 데이터는 전자 장치(210)를 경유하여 서버(230)로 전달될 수 있고, 서버(230)는 사용자의 움직임 데이터에 기초하여 사용자의 신체 능력이나 운동 결과를 분석할 수 있다. 서버(230)의 상기 분석에 의해 도출된 결과 데이터는 전자 장치(210)로 전송될 수 있다.
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. 무선 이어폰(222)는 전자 장치(210)와 연동하여 사용자에게 청각적 피드백을 제공할 수 있다. 무선 이어폰(222)는 예를 들어 사용자에게 웨어러블 장치(100)의 정상 착용 유도 및 센서 초기화를 위한 동작 유도를 위한 가이드 음성 및/또는 실시간 운동 코칭을 위한 가이드 음성을 출력할 수 있다. 일 실시예에서, 무선 이어폰(222)는 음성 인식을 위한 마이크로폰의 기능을 수행할 수도 있다. 사용자는 음성 인식을 통하여 전자 장치(210) 및 웨어러블 장치(100)를 제어할 수 있다.
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. 일 실시예에서, 스마트워치(224)는 사용자가 운동 중일 때 사용자에게 운동 코칭 및/또는 운동 수행 방법을 가이드하기 위한 가이드 화면을 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(210)에 의해 결정된 사용자의 운동 결과 정보, 신체 능력 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. 예를 들어, 운동 결과 정보가 스마트워치(224)의 화면에 표시되거나 또는 운동 결과 정보를 가이드하는 가이드 음성이 무선 이어폰(222)을 통해 출력될 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.
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 라이팅 유닛(예: 도 3의 라이팅 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 모듈(예: 도 5 및 도 5b의 햅틱 모듈(560))을 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. 일 실시예에서, 전자 장치(210)는 사용자가 운동하고 있는 중에 실시간으로 음성 기반으로 운동 코칭 기능을 수행할 수 있고, 다양한 피드백 수단을 통해 사용자에게 관련 정보를 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(210)는 운동 보조 모드 또는 신체 능력 측정 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 표시하거나 또는 운동량 목표치를 가이드 음성을 통해 사용자에게 가이드할 수 있다.
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. 사용자에게 추천되는 운동 프로그램들은 가이드 음성을 통해 사용자에게 안내되거나 또는 GUI 화면을 통해 표시될 수 있다.
도 3는 일 실시예에 따른 웨어러블 장치의 후면 개략도를 나타낸다. 도 4는 일 실시예에 따른 웨어러블 장치의 좌측 측면도를 나타낸다.
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 구동 프레임(50, 55), 허벅지 체결부(1, 2), 및 허리 체결부(60)를 포함할 수 있다. 베이스 바디(80)는 라이팅 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 구성요소가 추가될 수 있다.
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.
일 실시예에서, 베이스 바디(80)의 외면에 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 프로세서(미도시)(예: 도 5a 및 도 5b의 프로세서(512))의 제어에 따라 빛을 방출할 수 있다. 실시예에 따라, 프로세서는 웨어러블 장치(100)의 상태에 대응되는 시각적 피드백이 라이팅 유닛(85)을 통해 제공(또는 출력)될 수 있도록 라이팅 유닛(85)을 제어할 수 있다.
허리 지지 프레임(20)은 웨어러블 장치(100)가 사용자의 신체에 착용되었을 때 사용자의 신체(예: 허리)를 지지할 수 있다. 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.
일 실시예에서, 베이스 바디(80)의 내부에는 프로세서, 메모리, 관성 센서(예: 도 1의 관성 센서(135), 도 5b의 관성 센서(522)), 통신 모듈(예: 도 5a 및 도 5b의 통신 모듈(516)), 음향 출력 모듈(예: 도 5a 및 도 5b의 음향 출력 모듈(550)) 및 배터리(미도시)가 배치될 수 있다. 베이스 바디(80)는 내부에 배치된 구성요소들을 보호할 수 있다. 프로세서는 웨어러블 장치(100)의 동작을 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다. 프로세서는 구동 모듈(35, 45)의 액츄에이터를 제어할 수 있다. 프로세서 및 메모리는 제어 회로에 포함될 수 있다. 제어 회로는 웨어러블 장치(100)의 각 구성요소들에 배터리의 전력을 공급하기 위한 전력 공급 회로를 더 포함할 수 있다.
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 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 센서(예: 도 1의 관성 센서(135), 도 5b의 관성 센서(522)) 및 사용자의 고관절 각도 값 또는 다리 구동 프레임(50, 55)의 움직임 값을 측정하기 위한 각도 센서(예: 도 1의 각도 센서(125), 도 5b의 제1 각도 센서(524), 제1 각도 센서(524-1), 제2 각도 센서(526), 제2 각도 센서(526-1))를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 센서 모듈은 위치 센서, 온도 센서, 생체 신호 센서 또는 근접 센서 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
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.
구동 모듈(35, 45)은 프로세서에 의해 생성된 제어 신호에 기초하여 사용자의 신체에 적용되는 외력(또는 토크)을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 구동 모듈(35, 45)은 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 모터(예: 도 5b의 모터(534, 534-1))를 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, 프로세서는 모터에 공급되는 전압 및/또는 전류를 조절하여 모터에 의해 발생되는 힘의 세기 및 힘의 방향을 조절할 수 있다.
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 구동 프레임(55)에 연결될 수 있다. 제1 조인트 부재는 제1 액츄에이터로부터 전달받은 동력에 의해 회전될 수 있다. 제1 조인트 부재의 일측에는 제1 조인트 부재 또는 제1 다리 구동 프레임(55)의 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 구동 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 부재 또는 제2 다리 구동 프레임(50)의 회전 각도를 측정하기 위한 각도 센서로서 동작할 수 있는 엔코더 또는 홀 센서가 배치될 수 있다.
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.
일 실시예에서, 다리 구동 프레임(50, 55)은 웨어러블 장치(100)가 사용자의 다리에 착용되었을 때 구동 모듈(35, 45)에서 생성된 토크를 사용자의 신체(예: 허벅지)에 전달할 수 있다. 전달된 토크는 사용자의 다리 움직임에 가해지는 외력으로서 작용할 수 있다. 다리 구동 프레임(50, 55)의 일 단부는 조인트 부재와 연결되어 회동될 수 있고, 다리 구동 프레임(50, 55)의 타 단부는 허벅지 체결부(1, 2)에 연결됨에 따라, 다리 구동 프레임(50, 55)은 사용자의 허벅지를 지지하면서 구동 모듈(35, 45)에서 생성된 토크를 사용자의 허벅지에 전달할 수 있다. 예를 들어, 다리 구동 프레임(50, 55)은 사용자의 허벅지를 밀거나 당길 수 있다. 다리 구동 프레임(50, 55)은 사용자의 허벅지의 길이 방향을 따라서 연장될 수 있다. 다리 구동 프레임(50, 55)은 절곡되어 사용자의 허벅지 둘레의 적어도 일부를 감쌀 수 있다. 다리 구동 프레임(50, 55)은 사용자의 오른쪽 다리에 토크를 전달하기 위한 제1 다리 구동 프레임(55) 및 사용자의 왼쪽 다리에 토크를 전달하기 위한 제2 다리 구동 프레임(50)을 포함할 수 있다.
허벅지 체결부(1, 2)는 다리 구동 프레임(50, 55)에 연결되고, 웨어러블 장치(100)를 사용자의 허벅지에 고정시킬 수 있다. 예를 들어, 허벅지 체결부(1, 2)는 웨어러블 장치(100)를 사용자의 오른쪽 허벅지에 고정시키기 위한 제1 허벅지 체결부(2) 및 웨어러블 장치(100)를 사용자의 왼쪽 허벅지에 고정시키기 위한 제2 허벅지 체결부(1)를 포함할 수 있다.
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 구동 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.
제1 체결 프레임 및 제2 체결 프레임은 예를 들어 사용자의 허벅지의 적어도 일부의 둘레를 감싸도록 배치되어, 사용자의 허벅지가 웨어러블 장치(100)로부터 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.
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.
도 5a 및 도 5b는 일 실시예에 따른 웨어러블 장치의 제어 시스템의 구성을 도시하는 도면들이다.
도 5a를 참조하면, 웨어러블 장치(100)는 제어 시스템(500)에 의해 제어될 수 있다. 제어 시스템(500)은 프로세서(512)(예: 프로세서(130)), 메모리(514), 통신 모듈(516), 센서 모듈(520), 구동 모듈(530), 입력 모듈(540), 음향 출력 모듈(550) 및 햅틱 모듈(560)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제어 시스템(500)에는 이들 구성요소들 중 적어도 하나(예: 음향 출력 모듈(550), 햅틱 모듈(560))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다.
구동 모듈(530)은 토크(또는 동력)을 발생시킬 수 있는 모터(534) 및 모터(534)를 제어하는 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)이 도시되어 있으나, 이는 예시일 뿐이다. 도 5b를 참조하면, 도 5b에 도시된 제어 시스템(500-1)에서와 같이 모터 드라이버 회로(532, 532-1) 및 모터(534, 534-1)는 2개 또는 그 이상(예: 3개 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(35)에 대응할 수 있다. 아래에서 설명되는 모터 드라이버 회로(532) 및 모터(534) 각각에 대한 설명은 도 5b에 도시된 모터 드라이버 회로(532-1) 및 모터(534-1)에도 적용될 수 있다.
도 5a로 돌아오면, 센서 모듈(520)은 적어도 하나의 센서를 포함하는 센서 회로를 포함할 수 있다. 센서 모듈(520)은 웨어러블 장치(100)의 구성요소(예: 허리 지지 프레임(20), 베이스 바디(80), 다리 구동 프레임(50, 55))의 움직임 정보를 포함하는 센서 데이터를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)의 구성 요소의 움직임 정보는 사용자의 신체 움직임 정보에 대응할 수 있다. 센서 모듈(520)은 획득된 센서 데이터를 프로세서(512)에 전달하거나 메모리(514)를 포함한 별도의 저장 모듈(미도시)에 저장할 수 있다. 센서 모듈(520)은 도 5b에 도시된 것과 같은 관성 센서(522) 및 각도 센서(예: 제1 각도 센서(524), 제1 각도 센서(524-1), 제2 각도 센서(526), 제2 각도 센서(526-1))를 포함할 수 있다.
관성 센서(522)(예: 관성 센서(135))는 웨어러블 장치(100)를 착용한 사용자의 상체 움직임 값을 측정할 수 있다. 예를 들어, 관성 센서(522)는 사용자의 움직임에 따른 X축, Y축 및 Z축의 가속도 및 X축, Y축 및 Z축의 각속도를 센싱할 수 있다. 관성 센서(522)는 예를 들어 사용자 신체의 앞뒤 기울어짐, 좌우 기울어짐 또는 회전 중 적어도 하나를 측정하는데 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 관성 센서(522)는 웨어러블 장치의 허리 지지 프레임(예: 도 3의 허리 지지 프레임(20))이나 베이스 바디(예: 도 3의 베이스 바디(80))의 움직임 값(예: 가속도 값 및 각속도 값)을 획득할 수 있다. 허리 지지 프레임이나 베이스 바디의 움직임 값은 사용자의 상체 움직임 값에 대응할 수 있다.
제1 각도 센서(524) 및 제1 각도 센서(524-1)는 사용자의 다리 움직임에 따른 고관절 각도 값을 측정할 수 있다. 제1 각도 센서(524) 및 제1 각도 센서(524-1)에 의해 측정될 수 있는 센서 데이터는 예를 들어 오른쪽 다리의 고관절 각도 값, 왼쪽 다리의 고관절 각도 값 및 다리의 운동 방향에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 5b의 제1 각도 센서(524)는 사용자의 오른쪽 다리의 고관절 각도 값을 획득할 수 있고, 제1 각도 센서(524-1)는 사용자의 왼쪽 다리의 고관절 각도 값을 획득할 수 있다. 제1 각도 센서(524) 및 제1 각도 센서(524-1) 각각은 예를 들어 엔코더 및/또는 홀 센서를 포함할 수 있다. 또한, 제1 각도 센서(524) 및 제1 각도 센서(524-1)는 웨어러블 장치(100)의 다리 구동 프레임의 움직임 값을 획득할 수 있다. 예를 들어, 제1 각도 센서(524)는 도 3의 제1 다리 구동 프레임(55)의 움직임 값을 획득하고, 제1 각도 센서(524-1)는 제2 다리 구동 프레임(50)의 움직임 값을 획득할 수 있다. 다리 구동 프레임의 움직임 값은 사용자의 고관절 각도 값에 대응할 수 있다.
제2 각도 센서(526) 및 제2 각도 센서(526-1)는 감지 범위 내에서 기준 위치를 기준으로 다리 구동 프레임(50, 55)의 제1 방향으로의 각도 변화 및 제2 방향으로의 각도 변화를 측정할 수 있다. 제2 각도 센서(526) 및 제2 각도 센서(526-1)는 예를 들어 홀 센서(hall sensor) 또는 앱솔루트 엔코더(absolute encoder)일 수 있다. 제2 각도 센서(526)는 제1 다리 구동 프레임(55)의 기준 위치를 기준으로 제1 방향(예: 전방 방향 또는 다리의 플렉션(flexion) 방향)으로의 각도 변화 및 제2 방향(예: 후방 방향 또는 다리의 익스텐션(extension) 방향)으로의 각도 변화를 측정할 수 있다. 제2 각도 센서(526-1)는 기준 위치를 기준으로 제2 다리 구동 프레임(50)의 제1 방향(예: 전방 방향 또는 다리의 플렉션 방향)으로의 각도 변화 및 제2 방향(예: 후방 방향 또는 다리의 익스텐션 방향)으로의 각도 변화를 측정할 수 있다. 여기서, 기준 위치는 예를 들어 다리 구동 프레임(50, 55)에 아무런 힘이 가해지지 않았을 때의 다리 구동 프레임(50, 55)의 위치 또는 다리 구동 프레임(50, 55)의 초기 위치에 대응할 수 있다.
일 실시예에서, 센서 모듈(520)은 웨어러블 장치(100)의 위치 값을 획득하기 위한 위치 센서, 객체의 근접을 감지하기 위한 근접 센서, 사용자의 생체 신호를 검출하기 위한 생체 신호 센서 또는 주변 온도를 측정하기 위한 온도 센서 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 센서 모듈(520)이 포함할 수 있는 센서의 종류는 전술한 예들에 한정되지 않는다.
입력 모듈(540)은 웨어러블 장치(100)의 구성요소(예: 프로세서(512))에 사용될 명령어 또는 데이터를 웨어러블 장치(100)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(540)은 입력 컴포넌트 회로를 포함할 수 있다. 입력 모듈(540)은 예를 들어 키(예: 버튼) 또는 터치 스크린을 포함할 수 있다.
음향 출력 모듈(550)은 음향 신호를 웨어러블 장치(100)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(550)은 사용자에게 청각적 피드백을 제공할 수 있다. 예를 들어, 음향 출력 모듈(550)은 가이드 음향 신호(예: 구동 시작음, 동작 오류 알림음, 운동 시작 알림음), 음악 콘텐츠 또는 특정 정보(예: 운동 결과 정보, 운동 동작 평가 정보)를 청각적으로 알리기 위한 가이드 음성을 재생하는 스피커를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(560)은 프로세서(512)의 제어 하에 사용자에게 촉각적 피드백을 제공할 수 있다. 햅틱 모듈(560)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 햅틱 모듈(560)은 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 햅틱 모듈(560)은 베이스 바디(예: 베이스 바디(80)) 또는 허벅지 체결부(예: 제1 허벅지 체결부(2), 제2 허벅지 체결부(1)) 중 적어도 하나에 위치할 수 있다.
일 실시예에서, 제어 시스템(500, 500-1)은 웨어러블 장치(100)의 각 구성요소에 전력을 공급하기 위한 배터리(미도시)와 배터리의 전력을 웨어러블 장치(100)의 각 구성요소의 동작 전압에 맞게 변환하여 각 구성요소에 공급하는 전력 관리 회로(미도시)를 포함할 수 있다.
구동 모듈(530)은 프로세서(512)의 제어 하에 사용자의 다리에 적용되는 외력을 발생시킬 수 있다. 구동 모듈(530)은 프로세서(512)에 의해 생성된 제어 신호에 기초하여 사용자의 다리에 적용되는 토크를 발생시킬 수 있다. 프로세서(512)는 모터(534)의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 모터 드라이버 회로(532)로 전송할 수 있다. 모터 드라이버 회로(532)는 프로세서(512)로부터 수신한 제어 신호에 대응하는 전류 신호(또는 전압 신호)를 생성하여 모터(534)에 공급함으로써 모터(534)의 동작을 제어할 수 있다. 웨어러블 장치(100)의 동작 모드에 따라 모터(534)에는 전류 신호가 공급되지 않을 수도 있다. 모터(534)는 모터(534)에 전류 신호가 공급되어 구동될 때 사용자의 다리 움직임을 보조하는 보조력 또는 다리 움직임을 방해하는 저항력을 위한 토크를 발생시킬 수 있다.
프로세서(512)는 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. 예를 들어, 프로세서(512)는 웨어러블 장치(100)의 각각의 구성요소(예: 통신 모듈(516), 구동 모듈(530), 음향 출력 모듈(550), 햅틱 모듈(560))를 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다. 프로세서(512)에 의해 실행되는 소프트웨어는 GUI의 제공을 위한 어플리케이션을 포함할 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(neural processing unit; NPU), 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 보조 프로세서는 메인 프로세서와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
메모리(514)는 웨어러블 장치(100)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.
통신 모듈(516)은 프로세서(512)와 웨어러블 장치(100)의 다른 구성요소 또는 외부의 전자 장치(예: 전자 장치(210) 또는 다른 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 통신 기능을 수행하기 위한 통신 회로를 포함할 수 있다. 통신 모듈(516)은 예를 들어 전자 장치(예: 전자 장치(210))로부터 제어 신호를 수신할 수 있고, 센서 모듈(520)에 의해 획득된 센서 데이터를 전자 장치에 전송할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 통신 모듈(516)은 프로세서(512)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서(미도시)를 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), 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 장치(100)의 다른 구성요소 및/또는 전자 장치와 통신할 수 있다.
일 실시예에 따른 사용자의 신체에 착용되는 웨어러블 장치(100)는, 사용자의 신체에 적용되는 토크를 생성하는 구동 모듈(530, 530-1)을 포함할 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 구동 모듈(530, 530-1)에 의해 생성된 토크를 사용자의 다리에 전달하기 위한 다리 구동 프레임(50, 55)을 더 포함할 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 다리 구동 프레임(50, 55)에 연결되고, 다리 구동 프레임(50, 55)을 사용자의 다리에 고정시키기 위한 허벅지 체결부(1, 2)를 더 포함할 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 웨어러블 장치(100)의 움직임 정보를 포함하는 센서 데이터를 획득하는 센서 모듈(520)을 더 포함할 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 센서 데이터에 기초하여 웨어러블 장치(100)에 포함된 센서(예: 제1 각도 센서(524), 제1 각도 센서(524-1))의 영점 설정을 수행하는 프로세서(512)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 센서 모듈(520)은 다리 구동 프레임(50, 55)의 각도를 측정하는 제1 각도 센서(524, 524-1) 및 감지 범위 내에서 기준 위치를 기준으로 다리 구동 프레임(50, 55)의 제1 방향으로의 각도 변화 및 제2 방향으로의 각도 변화를 측정하는 제2 각도 센서(526, 526-1)를 포함할 수 있다. 프로세서(512)는 제2 각도 센서(526, 526-1)에 의해 측정된 제1 방향으로의 각도 변화 및 제2 방향에 대한 각도 변화에 기초하여 제1 영점 위치를 결정하고, 결정된 제1 영점 위치에 기초하여 제1 각도 센서(524, 524-1)에 대한 영점을 설정하는 제1 영점 설정 과정을 수행할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(512)는 사용자가 웨어러블 장치(100)를 착용하고 보행할 때 측정되는, 사용자의 다리가 제1 방향에서 제2 방향으로 전환될 때의 각도 및 사용자의 다리가 제2 방향에서 제1 방향으로 전환될 때의 각도에 기초하여 제1 영점 위치를 결정할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(512)는 사용자가 웨어러블 장치(100)를 착용하고 걸을 때 제2 각도 센서(526)에 의해 측정된 제1 다리 구동 프레임(55)의 전방 방향(또는 플렉션 방향)으로의 각도 변화 및 후방 방향(익스텐션 방향)으로의 각도 변화에 기초하여 제1 다리 구동 프레임(55)(또는 사용자의 오른쪽 다리)에 대응하는 제1 영점 위치를 결정할 수 있다. 프로세서(512)는 결정된 제1 영점 위치에 기초하여 제1 다리 구동 프레임(55)의 각도를 측정하는 제1 각도 센서(524)의 센서 데이터를 초기화할 수 있다. 또한, 프로세서(512)는 사용자가 웨어러블 장치(100)를 착용하고 걸을 때 제2 각도 센서(526-1)에 의해 측정된 제2 다리 구동 프레임(50)의 전방 방향(또는 플렉션 방향)으로의 각도 변화 및 후방 방향(익스텐션 방향)으로의 각도 변화에 기초하여 제2 다리 구동 프레임(50)(또는 사용자의 왼쪽 다리)에 대응하는 제1 영점 위치를 결정할 수 있다. 프로세서(512)는 결정된 제1 영점 위치에 기초하여 제2 다리 구동 프레임(50)의 각도를 측정하는 제1 각도 센서(524-1)의 센서 데이터를 초기화할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(512)는 웨어러블 장치(100)의 상태 변화에 기초하여 영점 재설정이 필요한지 여부를 결정할 수 있다. 웨어러블 장치(100)의 상태 변화는, 예를 들어, 웨어러블 장치(100)와 주변 장치(예: 전자 장치(210), 다른 웨어러블 장치(220), 액세스포인트 장치)와의 연결 상태, 웨어러블 장치(100)의 전원 상태(예: 전원 온/오프(on/off)), 웨어러블 장치(100)의 동작 상태(예: 대기 상태, 활성화 상태) 및 구동 모듈(530, 530-1)의 상태(예: 모터 상태) 중 적어도 하나에 대한 변화를 포함할 수 있다. 또한, 프로세서(512)는 웨어러블 장치(100)의 에러 상황 발생 유무에 기초하여 영점 재설정이 필요한지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(210)와의 연결이 감지된 경우, 웨어러블 장치(100)의 전원이 온(on)된 경우, 웨어러블 장치(100)가 대기 상태에서 활성화 상태로 변경된 경우, 모터가 일정 기간 정지했다가 다시 구동을 시작하는 경우, 웨어러블 장치(100)의 동작이나 운용 프로그램에 에러가 발생한 경우, 및 웨어러블 장치(100)를 착용하는 사용자가 변경된 것을 감지한 경우 중 적어도 하나의 경우에, 프로세서(512)는 영점 재설정이 필요하다고 결정할 수 있다. 영점 재설정이 필요하다는 결정에 응답하여, 프로세서(512)는 위에 설명된 제1 영점 설정 과정을 수행하는 것으로 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 위에서 설명된 제1 영점 설정 과정은 사용자에게 영점 설정 수행에 대해 알리는 것 없이 웨어러블 장치(100)에 의해 자동으로 수행될 수 있다. 만약, 제1 영점 설정 과정에 의해 영점 설정이 완료되면 웨어러블 장치(100)는 영점 설정 결과를 기초로 제1 각도 센서(524) 및 제1 각도 센서(524-1)의 센서 데이터를 초기화하고, 다리 구동 프레임(50, 55)의 움직임(또는 사용자의 다리 움직임)의 측정을 시작할 수 있다.
일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)는 전자 장치(210)와 무선으로 통신하는 통신 모듈(516)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신 모듈(516)은 웨어러블 장치(100)의 영점 설정 상태를 나타내는 영점 설정 상태 데이터를 전자 장치(210)에 주기적으로 전송할 수 있다. 전자 장치(210)는 웨어러블 장치(100)로부터 수신한 영점 설정 상태 데이터에 기초하여 웨어러블 장치(100)의 제1 영점 설정에 따른 제1 영점 위치가 결정되지 않은 것으로 식별된 경우, 웨어러블 장치(100)에 제2 영점 설정의 수행 명령 데이터를 전송할 수 있다.
통신 모듈(516)이 전자 장치(210)로부터 제2 영점 설정의 수행 명령 데이터를 수신한 경우, 프로세서(512)는 제2 영점 설정의 수행 명령 데이터를 수신한 것에 응답하여, 사용자의 기준 자세에서 측정된 제1 각도 센서(524, 524-1)의 각도에 기초하여 제2 영점 위치를 결정할 수 있다. 프로세서(512)는 결정된 제2 영점 위치에 기초하여 제1 각도 센서(524, 524-1)에 대한 영점을 설정하는 제2 영점 설정 과정을 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(512)는 상기 설명된 제1 영점 설정 과정에 의해 제1 영점 위치가 결정된 경우에는 제1 영점 위치에 기초하여 제1 각도 센서(524, 524-1)로부터 출력되는 각도 값의 영점을 설정하고, 상기 설명된 제2 영점 설정 과정에 의해 제2 영점 위치가 결정된 경우에는 제2 영점 위치에 기초하여 제1 각도 센서(524, 524-1)로부터 출력되는 각도 값의 영점을 설정할 수 있다. 제1 영점 위치는 제2 각도 센서(526, 526-1)에 의해 결정되는 절대적인 영점 위치에 대응하고, 제2 영점 위치는 사용자의 자세에 따라 결정되는 상대적인 영점 위치에 대응할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(512)는 제2 영점 위치가 결정된 이후에 제1 영점 위치가 결정되면, 제1 영점 위치에 기초하여 제1 각도 센서(524, 524-1)에 대한 영점 설정을 수행할 수 있다. 제1 영점 위치가 제2 영점 위치가 모두 결정되어 있는 경우에는 제1 영점 위치가 제2 영점 위치에 우선하고, 제1 영점 위치에 기초하여 제1 각도 센서(524, 524-1)에 대한 영점 설정이 수행될 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 웨어러블 장치와 전자 장치 간의 인터랙션을 설명하기 위한 도면이다.
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.
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.
일 실시예에서, 사용자는 전자 장치(210)의 디스플레이(212) 상의 GUI 화면을 통해 웨어러블 장치(100)의 동작을 제어하기 위한 명령(예: 동작 모드에 대한 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 결과 정보)를 GUI 화면을 통해 사용자에게 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(210)는 센서의 영점 설정(또는 캘리브레이션)을 수행하라는 수행 명령 데이터를 웨어러블 장치(100)에 전송할 수도 있다. 영점 설정은 웨어러블 장치(100)의 센서(예: 제1 각도 센서(524), 제1 각도 센서(524-1)로부터 출력되는 센서 데이터를 초기화하는 영점 설정 과정을 포함할 수 있다. 영점 설정 과정은 웨어러블 장치(100)의 센서가 출력하는 센서 데이터에 대한 초기화 과정에 대응하는 과정으로, 사용자가 운동 시작이나 신체 능력 측정을 위해 준비 자세를 취할 때, 센서로부터 출력되는 센서 데이터를 기준 값으로 맞춰 주는 과정이다. 사용자마다 준비 자세에서의 신체 상태(예: 다리 각도, 몸통 기울기)가 다를 수 있기 때문에, 사용자의 움직임 및/또는 자세의 정확한 측정을 위해서는 사용자의 준비 자세에서 웨어러블 장치(100)의 센서로부터 출력되는 센서 데이터를 초기화하는 과정이 필요할 수 있다. 영점 설정 과정이 완료되면, 웨어러블 장치(100)는 알림 데이터의 전송을 통해 영점 설정의 완료를 전자 장치(210)에 알릴 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 전자 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
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, 햅틱 모듈, 배터리)가 추가될 수 있다.
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.
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.
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.
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: 어플리케이션 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. 통신 모듈(740)은 다른 웨어러블 장치(220)에 가이드 데이터 및/또는 알림 데이터를 전송할 수 있다. 통신 모듈(740)은 서버(230)에 웨어러블 장치(100)로부터 수신한 센서 데이터 및 사용자 데이터를 전송하고, 서버(230)로부터 운동 결과 데이터 및 운동 프로그램 데이터를 수신할 수 있다.
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. 디스플레이 모듈(740)은 웨어러블 장치(100)를 제어하거나 다양한 정보(예: 운동 평가 정보, 웨어러블 장치(100)의 설정 정보)를 제공하기 위한 사용자 인터페이스 화면을 출력할 수 있다.
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.
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) 및/또는 스크린 상의 터치를 인식하기 위한 터치 인식 회로를 포함할 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 제2 각도 센서를 이용한 제1 영점 설정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 웨어러블 장치(100)에서 제2 구동 모듈(35)의 커버 내에 기준 위치를 기준으로 제2 다리 구동 프레임(50)의 각도 변화를 측정하는 제2 각도 센서(800)(예: 제2 각도 센서(526-1))가 구비될 수 있다. 반대편에도 제1 구동 모듈(30)의 커버 내에 기준 위치를 기준으로 제1 다리 구동 프레임(55)의 각도 변화를 측정하는 제2 각도 센서(예: 제2 각도 센서(526))가 구비될 수 있다. 이하에서 설명된 내용은 제1 다리 구동 프레임(55)의 각도 변화를 측정하는 제2 각도 센서를 이용하여 제1 각도 센서(524)에 대한 제1 영점 설정을 수행하는 것에도 동일하게 적용될 수 있다.
제2 각도 센서(800)는 예를 들어 기준 위치에 존재하는 홀 센서 또는 앱솔루트 엔코더일 수 있다. 기준 위치는 제1 다리 구동 프레임(50)의 동작 제어를 위해 기준이 되는 초기 위치에 대응할 수 있다. 제2 각도 센서(800)는 제1 다리 구동 프레임(50)이 기준 위치에 대해 형성하는 각도가 감지 범위(820) 내에 있을 때에는 토글 온(toggle one)되고, 해당 각도가 감지 범위(820) 밖에 있을 때에는 토글 오프(toggle off)될 수 있다. 제2 각도 센서(800)는 구동 모듈(35)의 모터에 연결되어, 기준 위치에 대한 제1 다리 구동 프레임(55)의 절대 위치를 측정할 수 있다. 제2 각도 센서(800)는 웨어러블 장치(100)의 영점 설정을 위한 감지 센서로서 이용될 수 있다.
제1 영점 설정에서는, 제2 각도 센서(800)와 같이 기구적으로 고정된 위치에 장착된 센서를 기준으로 영점 위치에 대한 설정이 가능하다. 사용자가 웨어러블 장치(100)를 착용하고 걸을 때, 제2 각도 센서(800)의 기준 위치를 기준으로 전방 방향으로의 각도 변화 값(822) 및 후방 방향으로의 각도 변화 값(824) 간의 상대적인 각도 차이가 자동으로 계산되고, 계산된 상대적인 각도 차이에 기초하여 영점 설정을 위한 영점 위치가 결정될 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 웨어러블 장치의 영점 설정 방법의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다. 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.
도 9를 참조하면, 동작(910)에서 웨어러블 장치(100)는 웨어러블 장치(100)에 포함된 다리 구동 프레임(예: 다리 구동 프레임(50, 55)의 각도를 측정하는 제1 각도 센서(예: 제1 각도 센서(524, 524-1))에 대한 제1 영점 설정이 완료되었는지 여부를 식별할 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 웨어러블 장치(100)의 제2 각도 센서(예: 제2 각도 센서(526, 526-1))를 이용하여 제1 영점 위치가 결정되었고, 제1 영점 위치에 기초하여 제1 영점 설정이 완료되었는지 여부를 판단할 수 있다. 제1 영점 설정이 완료된 것으로 식별된 경우(동작(910)에서 '예'인 경우), 별도의 영점 설정 과정 없이 기존 상태가 유지될 수 있다.
제1 영점 설정이 완료되지 않은 것으로 식별된 경우(동작(910)에서 '아니오'인 경우), 동작(920)에서 웨어러블 장치(100)는 제2 영점 설정이 완료되었는지 여부를 식별할 수 있다. 예를 들어, 제1 영점 위치를 결정할 수가 없어 제1 영점 설정이 완료되지 않은 경우, 웨어러블 장치(100)는 사용자의 기준 자세에서 측정된 웨어러블 장치(100)의 제1 각도 센서(예: 제1 각도 센서(524, 524-1))의 각도 값에 기초하여 제2 영점 위치가 결정되었고, 제2 영점 위치에 기초하여 제2 영점 설정이 완료되었는지 여부를 판단할 수 있다.
제2 영점 설정이 완료된 것으로 식별된 경우(동작(920)에서 '예'인 경우), 동작(930)에서 웨어러블 장치(100)는 제1 각도 센서에 대한 영점 재설정이 필요한지 여부를 결정할 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 웨어러블 장치(100)의 상태 변화에 기초하여 영점 재설정이 필요한지 여부를 결정할 수 있다. 웨어러블 장치(100)의 상태 변화는 예를 들어 웨어러블 장치(100)와 주변 장치와의 연결 상태, 웨어러블 장치(100)의 전원 상태, 웨어러블 장치(100)의 동작 상태 및 웨어러블 장치(100)의 구동 모듈의 상태 중 적어도 하나에 대한 변화를 포함할 수 있다. 또한, 웨어러블 장치(100)는 웨어러블 장치(100)의 에러 상황 발생 유무에 기초하여 영점 재설정이 필요한지 여부를 결정할 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 제2 영점 설정이 이미 완료되었더라도 웨어러블 장치(100)의 상태 변화를 기반으로 영점 재설정이 필요하다고 판단되면 영점 설정 과정을 진행할 수 있다. 영점 재설정이 필요하지 않은 것으로 결정된 경우(동작(930)에서 '아니오'인 경우), 별도의 영점 설정 과정 없이 기존 상태가 유지될 수 있다.
제2 영점 설정이 완료되지 않은 것으로 식별된 경우(동작(920)에서 '아니오'인 경우) 또는 영점 재설정이 필요한 것으로 결정된 경우(동작(930)에서 '예'인 경우), 동작(940)에서 웨어러블 장치(100)는 영점 설정 과정을 수행하여 영점 위치를 계산할 수 있다. 일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)는 영점 위치 감지를 위한 제2 각도 센서를 이용하여 제1 영점 위치를 계산하는 제1 영점 설정 과정을 수행할 수 있다. 제1 영점 설정 과정에서는, 사용자에게 기준 자세를 요청하는 것 없이, 사용자가 보행할 때 웨어러블 장치(100)의 다리 구동 프레임(예: 다리 구동 프레임(50, 55))이 제2 각도 센서의 기준 위치를 통과하여 움직이는 각도의 변화를 센싱하고, 센싱된 각도의 변화에 기초하여 제1 영점 위치가 계산될 수 있다. 제2 각도 센서는 다리 구동 프레임의 제1 방향으로의 각도 변화 및 제2 방향으로의 각도 변화를 측정할 수 있고, 웨어러블 장치(100)는 제2 각도 센서에 의해 측정된 제1 방향으로의 각도 변화 및 제2 방향에 대한 각도 변화에 기초하여 제1 영점 위치를 결정할 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 장치(100)는 제1 방향으로의 각도 변화에 기초하여 제1 방향으로의 제1 에지(edge) 각도 값들 및 제2 방향으로의 각도 변화에 기초하여 제2 방향으로의 제2 에지 각도 값들을 추출한 후 제1 에지 각도 값들과 제2 에지 각도 값들에 기초하여 제1 영점 위치를 결정할 수 있다.
웨어러블 장치(100)의 상태 변화에 기초하여 영점 재설정이 필요한 것으로 결정된 경우, 이미 제1 영점 설정 과정에 의해 제1 각도 센서의 영점이 설정된 상태라면 사용자의 기준 자세에 기초하여 영점 설정을 수행하는 제2 영점 설정 과정은 수행될 필요가 없다. 영점 재설정이 필요한 것으로 결정된 후 정의된 시간 내에 제1 영점 설정 과정에 의해 제1 영점 위치가 결정되지 않은 경우에는, 제2 영점 설정 과정이 수행될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 영점 설정 과정을 통해 제1 영점 위치의 계산이 어려운 경우(예: 사용자의 자세나 사용자의 동작 상태에 의해 제2 각도 센서를 통한 정상적인 각도 측정이 어려운 경우), 사용자의 자세의 상대적인 위치에 기초하는 제2 영점 설정 과정이 수행될 수 있다. 제2 영점 설정 과정에서는, 사용자에게 영점 설정을 위해 기준 자세를 취하도록 요청하고, 사용자의 기준 자세에서 측정된 제1 각도 센서의 각도에 기초하여 제2 영점 위치를 계산할 수 있다. 일 실시예에서, 웨어러블 장치(210)는 음성을 통해 사용자에게 제2 영점 설정을 위한 기준 자세를 가이드할 수 있다. 또는, 전자 장치(210)가 음성이나 디스플레이 화면을 통해 사용자에게 기준 자세를 가이드할 수 있다.
동작(950)에서, 웨어러블 장치(100)는 동작(940)에서 계산된 영점 위치에 기초하여 제1 각도 센서의 영점 설정을 수행할 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 동작(940)에서 결정된 제1 영점 위치 또는 제2 영점 위치에 기초하여 제1 각도 센서에 대한 영점을 설정할 수 있다. 영점 설정에 의해 제1 각도 센서의 출력 센서 값이 영점 위치의 센서 값으로 초기화될 수 있다. 영점 설정이 완료된 후, 웨어러블 장치
위와 같이, 웨어러블 장치(100)는 영점 설정 상태를 자동으로 판단하고, 영점 설정이 필요한 상황을 확인하여 영점 설정 과정을 수행할 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따른 제2 각도 센서로부터 획득되는 센서 데이터에 기초하여 제1 영점 위치를 결정하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 사용자가 웨어러블 장치(100)를 착용하고 걸을 때, 왼쪽 다리에 대응하는 제2 각도 센서(526-1)에 의해 측정되는 에지 각도 값(1022, 1032)들을 나타내는 그래프(1010)와 오른쪽 다리에 대응하는 제2 각도 센서(526)에 의해 측정되는 에지 각도 값(1062, 1072)들을 나타내는 그래프(1050)가 도시되어 있다. 그래프(1010)에는 제1 방향(예: 전방 방향)으로의 각도 변화의 제1 에지 각도 값(1032)들 및 제2 방향(예: 후방 방향)으로의 각도 변화의 제2 에지 각도 값(1022)들이 나타나 있고, 그래프(1050)에는 제1 방향(예: 전방 방향)으로의 각도 변화의 제1 에지 값들(1072) 및 제2 방향(예: 후방 방향)으로의 각도 변화의 제2 에지 각도 값(1062)들이 나타나 있다.
일 실시예에서, 제2 각도 센서(526, 526-1)는 기준 위치로부터 이격 각도를 감지할 수 있는 감지 범위(예: 기준 위치를 기준으로 - 12도 ~ + 12도의 각도 범위)가 정해져 있고, 웨어러블 장치(100)는 감지 범위 내에서 측정되는 제2 각도 센서(526, 526-1))의 센서 데이터에서 하강 에지(falling edge) 및 상승 에지(rising edge)를 검출하고, 검출된 하강 에지 및 상승 에지의 각도를 기초로 제1 영점 위치를 계산할 수 있다. 제2 각도 센서(526, 526-1)는 웨어러블 장치(100)의 다리 구동 프레임(50, 55)이 제2 각도 센서(526, 526-1)의 감지 범위와 미감지 범위(감지 범위 밖의 범위)를 통과하여 움직일 때 발생하는 하강 에지 및 상승 에지의 각도를 측정할 수 있다.
일 실시예에서, 사용자의 동작 속도가 빨라지는 구간에서는 제2 각도 센서(526, 526-1)의 각도 편차가 커질 수 있으므로, 특정한 동작 속도 이하에서 검출되는 센서 데이터만 제1 영점 위치를 계산하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 에지 각도 값(1022, 1032)들에서 구간(1030)에 나타난 에지 각도 값들은 왼쪽 다리에 대응하는 제1 각도 센서(524-1)의 제1 영점 위치를 계산하는데 이용되지 않을 수 있다. 이와 유사하게, 에지 각도 값(1062, 1072)들에서 구간(1070)에 나타난 에지 각도 값들은 오른쪽 다리에 대응하는 제1 각도 센서(524)의 제1 영점 위치를 계산하는데 이용되지 않을 수 있다. 구간(1030)에 나타난 에지 각도 값들 및 구간(1070)에 나타난 에지 각도 값들은 노이즈로 취급되어 제거될 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 장치(100)는 120 각도(deg)/초(s)의 속도 이하에서 하강 에지의 에지 각도 값들을 저장한 후 저장한 에지 각도 값들의 이동 최대/최소(moving min/max) 값을 추출할 수 있다. 정확한 에지 각도 값이라 간주되는 이동 최대/최소 값에 기초하여 제1 영점 위치가 결정될 수 있다. 예를 들어, 에지 각도 값(1022)들의 이동 최대/최소 값(1024) 및 에지 각도 값(1032)들의 이동 최대/최소 값(1034)이 결정되면, 이동 최대/최소 값(1024)과 이동 최대/최소 값(1034) 사이의 중간 위치 각도 값(1040)이 제1 각도 센서(524-1)의 영점 설정을 위한 제1 영점 위치로서 결정될 수 있다. 이와 유사하게, 에지 각도 값(1062)들의 이동 최대/최소 값(1064) 및 에지 각도 값(1072)들의 이동 최대/최소 값(1074)이 결정되면, 이동 최대/최소 값(1064)과 이동 최대/최소 값(1074) 사이의 중간 위치 각도 값(1080)이 제1 각도 센서(524)의 영점 설정을 위한 제1 영점 위치로서 결정될 수 있다.
도 11은 일 실시예에 따른 전자 장치와 웨어러블 장치 간에 수행되는 영점 설정 방법의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다. 일 실시예에서, 도 11의 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.
도 11을 참조하면, 동작(1105)에서, 전자 장치(210)는 운동 모드를 시작할 수 있다. 사용자가 운동 시작을 위한 명령을 전자 장치(210)의 어플리케이션을 통해 입력하거나 또는 운동 동작(예: 보행 동작)을 시작하는 것으로 추정된 경우 운동 모드가 시작될 수 있다. 운동 모드가 시작되는 경우, 전자 장치(210)는 웨어러블 장치(100)로 운동 모드의 시작을 알리기 위한 알림 데이터를 전송할 수 있다.
동작(1110)에서, 웨어러블 장치(100)는 웨어러블 장치(100)의 상태를 판단할 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 웨어러블 장치(100)의 현재 상태를 주기적으로 판단할 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 장치(100)는 웨어러블 장치(100)와 주변 장치와의 연결 상태, 웨어러블 장치(100)의 전원 상태, 웨어러블 장치(100)의 동작 상태 및 웨어러블 장치(100)의 구동 모듈의 상태 중 적어도 하나에 대한 변화를 감지할 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 웨어러블 장치(100)의 현재 상태에 기초하여 웨어러블 장치(100)에 포함된 다리 구동 프레임의 각도를 측정하는 제1 각도 센서에 대한 영점 재설정이 필요한지 여부를 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)는 웨어러블 장치(100)의 상태 변화가 감지되면, 영점 설정 상태를 초기화하고 영점 설정을 재수행하도록 제어할 수 있다.
동작(1120), 웨어러블 장치(100)는 웨어러블 장치(100)의 영점 설정 상태를 업데이트할 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 업데이트된 영점 설정 상태는 제1 영점 설정 과정에 의해 제1 영점 위치가 결정되었는지 여부, 제2 영점 설정 과정에 의해 제2 영점 위치가 결정되었는지 여부 및 현재 영점 재설정이 필요한지 여부에 대한 정보를 포함할 수 있다. 운동 모드가 시작되면, 영점 설정 상태 데이터는 주기적으로 전자 장치(210)에 전송될 수 있다.
동작(1130)에서, 웨어러블 장치(100)는 제1 영점 설정이 완료되지 않은 상태인 경우에 제2 각도 센서를 이용하여 제1 영점 위치를 결정하는 제1 영점 설정 과정을 수행할 수 있다. 일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)는 영점 재설정이 필요하다는 결정에 응답하여, 다리 구동 프레임의 제1 방향으로의 각도 변화 및 제2 방향으로의 각도 변화를 측정하는 제2 각도 센서를 이용하여, 제1 각도 센서에 대한 제1 영점 설정 과정을 수행할 수 있다. 제1 영점 설정 과정은 사용자에게 영점 설정 수행에 대해 알리는 것 없이 상기 웨어러블 장치에 의해 자동으로 수행될 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 제2 각도 센서에 의해 측정된 제1 방향으로의 각도 변화 및 제2 방향에 대한 각도 변화에 기초하여 제1 영점 위치를 결정하고, 결정된 제1 영점 위치에 기초하여 제1 각도 센서에 대한 영점을 설정할 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 사용자가 상기 웨어러블 장치(100)를 착용하고 보행할 때 측정되는, 사용자의 다리가 제1 방향에서 상기 제2 방향으로 전환될 때의 각도(에지 각도 값에 대응함) 및 사용자의 다리가 제2 방향에서 상기 제1 방향으로 전환될 때의 각도(에지 각도 값에 대응함)에 기초하여 제1 영점 위치를 결정할 수 있다. 제1 영점 위치가 결정되는 경우, 웨어러블 장치(100)는 제1 영점 위치를 제1 각도 센서의 영점으로 설정할 수 있다. 만약, 제1 영점 위치가 결정되기 이전에 제2 영점 설정에 의한 제2 영점 위치가 존재하는 상태이었다면, 웨어러블 장치(100)는 제2 영점 위치를 초기화하고, 결정된 제1 영점 위치로 제1 각도 센서의 영점을 설정할 수 있다.
만약, 제1 영점 설정 과정을 수행할 수 없는 상황(예: 사용자의 자세나 움직임에 의해 제2 각도 센서의 센서 데이터로부터 정상적인 제1 영점 위치를 결정하기가 어려운 상황)에는, 동작(1130)의 과정은 생략될 수 있다.
동작(1140)에서, 웨어러블 장치(100)는 웨어러블 장치(100)의 영점 설정 상태를 나타내는 영점 설정 상태 데이터를 전자 장치(210)에 전송할 수 있다. 영점 설정 상태 데이터는 운동 모드가 시작되면 주기적으로 전자 장치(210)에 전송될 수 있다.
동작(1150)에서, 전자 장치(210)는 영점 설정 상태 데이터에 기초하여 웨어러블 장치(100)의 제1 각도 센서에 대한 영점 설정이 완료되었는지 여부를 판단할 수 있다. 웨어러블 장치(100)의 영점 설정이 완료된 것으로 판단된 경우(동작(1150)에서 '예'인 경우), 동작(1180)에서 전자 장치(210)는 웨어러블 장치(100)에 운동 시작 명령 데이터를 전송할 수 있다. 동작(1190)에서, 웨어러블 장치(100)는 운동 시작 명령 데이터의 수신에 응답하여 구동 모듈을 통해 토크를 생성할 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 영점 설정이 완료된 제1 각도 센서의 센서 데이터에 기초하여 사용자의 다리 움직임 및/또는 운동 상태를 추정하고, 추정된 결과를 기초로 토크의 크기를 조절할 수 있다.
웨어러블 장치(100)의 영점 설정이 완료되지 않은 것으로 판단된 경우(동작(1150)에서 '아니오'인 경우), 동작(1160)에서 전자 장치(210)는 사용자에게 영점 설정을 위한 기준 자세를 취하도록 유도하고, 웨어러블 장치(100)에 제2 영점 설정의 수행 명령 데이터를 전송할 수 있다.
동작(1170)에서, 웨어러블 장치(100)는 전자 장치(210)로부터 제2 영점 설정의 수행 명령 데이터를 수신한 것에 응답하여, 제1 각도 센서를 이용하여 상기 제1 각도 센서에 대한 제2 영점 설정 과정을 수행할 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 사용자의 기준 자세에서 측정된 제1 각도 센서의 각도에 기초하여 상기 제2 영점 위치를 결정하고, 결정된 제2 영점 위치에 기초하여 제1 각도 센서에 대한 영점을 설정할 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 장치(100)는 사용자가 기준 자세에 있을 때 측정된 제1 각도 센서의 각도 값을 제2 영점 위치로 결정할 수 있다. 사용자가 수행하려고 선택한 운동 종류에 따라 기준 자세는 달라질 수 있다. 제2 영점 설정 과정이 완료된 후, 동작(1190)에서 웨어러블 장치(100)는 구동 모듈을 통해 토크를 생성할 수 있다.
위와 같이, 웨어러블 장치(100)의 영점 설정 수행 과정은 제2 각도 센서으로부터 출력되는 절대적인 각도 값을 이용하는 제1 영점 설정 과정과 사용자의 기준 자세에서 측정되는 상대적인 각도 값을 이용하는 제2 영점 설정 과정이 함께 사용될 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 웨어러블 장치(100)의 상태를 기초로 영점 재설정이 필요한지 여부를 판단하여 영점 재설정이 필요하지 않은 경우에는 영점 설정 과정을 수행하지 않고, 영점 재설정이 필요한 경우에도 웨어러블 장치(100)에 의해 자동으로 수행되는 제1 영점 설정 과정을 제2 영점 설정 과정보다 우선적으로 수행함으로써 제2 영점 설정 과정의 수행 횟수를 줄일 수 있다. 사용자의 적극적인 참여가 요구되는 제2 영점 설정 과정의 횟수가 줄어드는 것에 의해 웨어러블 장치(100)에 대한 사용 편의성은 개선될 수 있다.
도 12는 일 실시예에 따른 웨어러블 장치에 의해 자동으로 수행되는 제1 영점 설정의 과정을 설명하기 위한 흐름도이다. 일 실시예에 따른 제1 영점 설정의 과정은 사용자에게 영점 설정을 위한 기준 자세를 요청하거나 전자 장치(210)를 이용하는 것 없이 웨어러블 장치(100)에 의해 수행될 수 있다. 일 실시예에서, 도 12의 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.
도 12를 참조하면, 동작(1210)에서 웨어러블 장치(100)는 웨어러블 장치(100)에 포함된 다리 구동 프레임(예: 다리 구동 프레임(50, 55)의 각도를 측정하는 제1 각도 센서(예: 제1 각도 센서(524, 524-1))에 대한 제1 영점 설정이 완료되었는지 여부를 식별할 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 웨어러블 장치(100)의 제2 각도 센서(예: 제2 각도 센서(526, 526-1))를 이용하여 제1 영점 위치가 결정되었고, 제1 영점 위치에 기초하여 제1 영점 설정이 완료되었는지 여부를 판단할 수 있다.
제1 영점 설정이 완료되지 않은 것으로 식별된 경우(동작(1210)에서 '아니오'인 경우), 동작(1220)에서 웨어러블 장치(100)는 영점 위치 감지를 위한 제2 각도 센서를 이용하여 제1 영점 설정을 수행할 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 제2 영점 설정 과정 없이 자동으로 제1 영정 설정 과정을 수행할 수 있다. 제1 영점 설정 과정에서는, 사용자에게 기준 자세를 요청하는 것 없이, 사용자가 걸을 때 웨어러블 장치(100)의 다리 구동 프레임(예: 다리 구동 프레임(50, 55))이 제2 각도 센서의 기준 위치를 통과하여 움직이는 각도의 변화를 센싱하고, 센싱된 각도의 변화에 기초하여 제1 영점 위치가 계산될 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 사용자의 다리 움직임에 의한 제2 각도 센서의 센서 값 변화를 기초로 절대적인 영점 위치에 대응하는 제1 영점 위치를 계산할 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 계산된 제1 영점 위치에 기초하여 제1 각도 센서의 영점 설정을 수행할 수 있다. 영점 설정에 의해, 제1 각도 센서의 출력 센서 값이 제1 영점 위치의 센서 값으로 초기화될 수 있다.
동작(1210)에서 제1 영점 설정이 완료된 것으로 식별된 경우(동작(1210)에서 '예'인 경우) 또는 동작(1220)의 제1 영점 설정의 수행이 완료된 경우, 동작(1230)에서 웨어러블 장치(100)는 사용자가 웨어러블 장치(100)를 정상적으로 착용한 상태인지 여부를 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 웨어러블 장치(100)는 웨어러블 장치(100)에 포함된 센서(예: 관성 센서, 제1 각도 센서)에 의해 획득된 센서 데이터에 기초하여 일 시간 구간 동안 웨어러블 장치(100)가 움직인 정도를 나타내는 움직임 스코어를 결정하고, 움직임 스코어가 임계값 이상이면 사용자가 웨어러블 장치(100)를 정상적으로 착용한 것으로 결정할 수 있다. 상기 결정된 움직임 스코어가 임계값 미만이면 사용자가 웨어러블 장치(100)를 정상적으로 착용한지 않은 것으로 결정할 수 있다.
사용자가 웨어러블 장치(100)를 정상적으로 착용하지 않은 것으로 결정된 경우(동작(1230)에서 '아니오'인 경우), 웨어러블 장치(100)는 토크를 출력하지 않을 수 있다. 또한, 웨어러블 장치(100)는 사용자에게 웨어러블 장치(100)의 정상 착용을 유도하기 위한 가이드 음성을 출력할 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 웨어러블 장치(100)의 정상적인 착용이 확인될 때까지는 사용자에 의해 구동 시작이 요청되더라도 토크를 출력하지 않을 수 있다.
사용자가 웨어러블 장치(100)를 정상적으로 착용한 것으로 결정된 경우(동작(1230)에서 '예'인 경우), 동작(1240)에서 웨어러블 장치는 웨어러블 장치(100)의 구동 모듈(530, 530-1)을 통해 토크를 생성할 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 제1 영점 설정 후 획득된 제1 각도 센서의 센서 데이터에 기초하여 사용자의 현재 다리 움직임 및/또는 사용자의 운동 상태(예: 보행 페이즈, 운동 동작, 운동 단계)를 추정할 수 있다. 웨어러블 장치(100)는 추정한 사용자의 운동 상태에 기초하여 현재 운동 상태에 적합한 토크의 크기를 계산하고, 계산된 크기의 토크를 구동 모듈을 통해 출력할 수 있다.
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.
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.
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.
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.
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.

Claims (17)

  1. 사용자의 신체에 착용되는 웨어러블 장치(100)에 있어서,
    상기 사용자의 신체에 적용되는 토크를 생성하는 구동 모듈(530; 530-1);
    상기 생성된 토크를 상기 사용자의 다리에 전달하기 위한 다리 구동 프레임(50; 55);
    상기 다리 구동 프레임(50; 55)에 연결되고, 상기 다리 구동 프레임(50; 55)을 상기 사용자의 다리에 고정시키기 위한 허벅지 체결부(1; 2);
    상기 웨어러블 장치(100)의 움직임 정보를 포함하는 센서 데이터를 획득하는 센서 모듈(520); 및
    상기 센서 데이터에 기초하여 상기 웨어러블 장치(100)에 포함된 센서의 영점 설정을 수행하는 프로세서(512)를 포함하고,
    상기 센서 모듈(520)은,
    상기 다리 구동 프레임(50; 55)의 각도를 측정하는 제1 각도 센서(524; 524-1) 및 감지 범위 내에서 기준 위치를 기준으로 상기 다리 구동 프레임(50; 55)의 제1 방향으로의 각도 변화 및 제2 방향으로의 각도 변화를 측정하는 제2 각도 센서(526; 526-1)를 포함하고,
    상기 프로세서(512)는, 상기 제2 각도 센서(526; 526-1)에 의해 측정된 상기 제1 방향으로의 각도 변화 및 상기 제2 방향에 대한 각도 변화에 기초하여 제1 영점 위치를 결정하고, 상기 결정된 제1 영점 위치에 기초하여 상기 제1 각도 센서(524; 524-1)에 대한 영점을 설정하는 제1 영점 설정 과정을 수행하는,
    웨어러블 장치(100).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서(512)는,
    상기 웨어러블 장치(100)의 상태 변화에 기초하여 영점 재설정이 필요한지 여부를 결정하고, 상기 영점 재설정이 필요하다는 결정에 응답하여 상기 제1 영점 설정 과정을 수행하는 것으로 제어하는,
    웨어러블 장치(100).
  3. 제2항에 있어서,
    상기 웨어러블 장치(100)의 상태 변화는,
    상기 웨어러블 장치(100)와 주변 장치와의 연결 상태, 상기 웨어러블 장치(100)의 전원 상태, 상기 웨어러블 장치(100)의 동작 상태 및 상기 구동 모듈(530; 530-1)의 상태 중 적어도 하나에 대한 변화를 포함하는,
    웨어러블 장치(100).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로세서(512)는,
    상기 사용자가 상기 웨어러블 장치(100)를 착용하고 보행할 때 측정되는, 상기 사용자의 다리가 상기 제1 방향에서 상기 제2 방향으로 전환될 때의 각도 및 상기 사용자의 다리가 상기 제2 방향에서 상기 제1 방향으로 전환될 때의 각도에 기초하여 상기 제1 영점 위치를 결정하는,
    웨어러블 장치(100).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 영점 설정 과정은,
    상기 사용자에게 영점 설정 수행에 대해 알리는 것 없이 상기 웨어러블 장치(100)에 의해 자동으로 수행되는 것인,
    웨어러블 장치(100).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    전자 장치(210)와 무선으로 통신하는 통신 모듈(516)
    을 더 포함하고,
    상기 통신 모듈(516)은,
    상기 웨어러블 장치(100)의 영점 설정 상태를 나타내는 영점 설정 상태 데이터를 상기 전자 장치(210)에 주기적으로 전송하는,
    웨어러블 장치(100).
  7. 제6항에 있어서,
    상기 전자 장치(210)는,
    상기 영점 설정 상태 데이터에 기초하여 상기 웨어러블 장치(100)의 제1 영점 위치가 결정되지 않은 것으로 식별된 경우, 상기 웨어러블 장치(100)에 제2 영점 설정의 수행 명령 데이터를 전송하는,
    웨어러블 장치(100).
  8. 제7항에 있어서,
    상기 프로세서(512)는,
    상기 전자 장치(210)로부터 제2 영점 설정의 수행 명령 데이터를 수신한 것에 응답하여, 상기 사용자의 기준 자세에서 측정된 상기 제1 각도 센서(524; 524-1)의 각도에 기초하여 상기 제2 영점 위치를 결정하고, 상기 결정된 제2 영점 위치에 기초하여 상기 제1 각도 센서(524; 524-1)에 대한 영점을 설정하는 제2 영점 설정 과정을 수행하는,
    웨어러블 장치(100).
  9. 제8항에 있어서,
    상기 프로세서(512)는,
    상기 제2 영점 위치가 결정된 이후에 상기 제1 영점 위치가 결정되면, 상기 제1 영점 위치에 기초하여 상기 제1 각도 센서(524; 524-1)에 대한 영점 설정을 수행하는,
    웨어러블 장치(100).
  10. 제8항에 있어서,
    상기 프로세서(512)는,
    상기 제1 영점 설정 과정에 의해 상기 제1 영점 위치가 결정된 경우에는 상기 제1 영점 위치에 기초하여 상기 제1 각도 센서(524; 524-1)로부터 출력되는 각도 값의 영점을 설정하고,
    상기 제2 영점 설정 과정에 의해 상기 제2 영점 위치가 결정된 경우에는, 상기 제2 영점 위치에 기초하여 상기 제1 각도 센서(524; 524-1)로부터 출력되는 각도 값의 영점을 설정하는,
    웨어러블 장치(100).
  11. 웨어러블 장치(100)에 의해 수행되는 영점 설정 방법에 있어서,
    상기 웨어러블 장치(100)에 포함된 다리 구동 프레임(50; 55)의 각도를 측정하는 제1 각도 센서(524; 524-1)에 대한 영점 재설정이 필요한지 여부를 결정하는 동작; 및
    상기 영점 재설정이 필요하다는 결정에 응답하여, 상기 다리 구동 프레임(50; 55)의 제1 방향으로의 각도 변화 및 제2 방향으로의 각도 변화를 측정하는 제2 각도 센서(526; 526-1)를 이용하여, 상기 제1 각도 센서(524; 524-1)에 대한 제1 영점 설정 과정을 수행하는 동작을 포함하고,
    상기 제1 영점 설정 과정을 수행하는 동작은,
    상기 제2 각도 센서(526; 526-1)에 의해 측정된 상기 제1 방향으로의 각도 변화 및 상기 제2 방향에 대한 각도 변화에 기초하여 제1 영점 위치를 결정하는 동작; 및
    상기 결정된 제1 영점 위치에 기초하여 상기 제1 각도 센서(524; 524-1)에 대한 영점을 설정하는 동작
    을 포함하는 영점 설정 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 영점 재설정이 필요한지 여부를 결정하는 동작은,
    상기 웨어러블 장치(100)의 상태 변화에 기초하여 영점 재설정이 필요한지 여부를 결정하는 동작을 포함하고,
    상기 웨어러블 장치(100)의 상태 변화는,
    상기 웨어러블 장치(100)와 주변 장치와의 연결 상태, 상기 웨어러블 장치(100)의 전원 상태, 상기 웨어러블 장치(100)의 동작 상태 및 상기 구동 모듈(530; 530-1)의 상태 중 적어도 하나에 대한 변화를 포함하는,
    영점 설정 방법.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 제1 영점 위치를 결정하는 동작은,
    상기 사용자가 상기 웨어러블 장치(100)를 착용하고 보행할 때 측정되는, 상기 사용자의 다리가 상기 제1 방향에서 상기 제2 방향으로 전환될 때의 각도 및 상기 사용자의 다리가 상기 제2 방향에서 상기 제1 방향으로 전환될 때의 각도에 기초하여 상기 제1 영점 위치를 결정하는 동작
    을 포함하는 영점 설정 방법.
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 영점 설정 과정은,
    상기 사용자에게 영점 설정 수행에 대해 알리는 것 없이 상기 웨어러블 장치(100)에 의해 자동으로 수행되는 것인,
    영점 설정 방법.
  15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 웨어러블 장치(100)의 영점 설정 상태를 나타내는 영점 설정 상태 데이터를 전자 장치(210)에 전송하는 동작
    을 더 포함하는 영점 설정 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 전자 장치(210)로부터 제2 영점 설정의 수행 명령 데이터를 수신한 것에 응답하여, 상기 제1 각도 센서(524; 524-1)를 이용하여 상기 제1 각도 센서(524; 524-1)에 대한 제2 영점 설정 과정을 수행하는 동작
    을 더 포함하고,
    상기 제2 영점 설정 과정을 수행하는 동작은,
    상기 사용자의 기준 자세에서 측정된 상기 제1 각도 센서(524; 524-1)의 각도에 기초하여 상기 제2 영점 위치를 결정하는 동작; 및
    상기 결정된 제2 영점 위치에 기초하여 상기 제1 각도 센서(524; 524-1)에 대한 영점을 설정하는 동작
    을 포함하는 영점 설정 방법.
  17. 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금 제11항 내지 제16항 중 어느 한 항의 방법을 수행하게 하는 명령(instruction)을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
KR1020220186409A 2022-11-16 2022-12-27 웨어러블 장치의 영점 설정 방법, 및 이를 수행하는 웨어러블 장치 및 전자 장치 KR20240071960A (ko)

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