WO2018026037A1 - 스마트 벨트 및 그 제어 방법 - Google Patents

스마트 벨트 및 그 제어 방법 Download PDF

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WO2018026037A1
WO2018026037A1 PCT/KR2016/008652 KR2016008652W WO2018026037A1 WO 2018026037 A1 WO2018026037 A1 WO 2018026037A1 KR 2016008652 W KR2016008652 W KR 2016008652W WO 2018026037 A1 WO2018026037 A1 WO 2018026037A1
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WO
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magnet
user
waist circumference
sensor
tension
Prior art date
Application number
PCT/KR2016/008652
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
강성지
노혜강
Original Assignee
웰트 주식회사
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
Application filed by 웰트 주식회사 filed Critical 웰트 주식회사
Priority to JP2017564065A priority Critical patent/JP2018534438A/ja
Priority to PCT/KR2016/008652 priority patent/WO2018026037A1/ko
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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/107—Measuring physical dimensions, e.g. size of the entire body or parts thereof

Definitions

  • the present invention relates to a smart belt capable of measuring the waist length of the wearer and a control method thereof.
  • Wearable devices are devices that can be worn by a person. As research on wearable devices is actively conducted, various types of wearable devices have been released. Wearable devices currently on the market include glasses, bands, watches, and shoes. Wearable devices have been widely applied in the healthcare field because of their ability to be attached to the body. For example, the wearable band may check and record a user's exercise amount, sleep time, sleep quality, and the like.
  • the technical problem to be solved by the present invention is to provide a smart belt and its control method capable of accurately measuring the waist circumference of the wearer.
  • the belt device for solving the above technical problem is a first sensor unit for detecting one of the plurality of magnet patterns, the strap portion is formed with a plurality of magnet patterns, the strap portion is fixed to the buckle portion And a controller for obtaining a waist circumference length of the user corresponding to the magnet pattern detected by the first sensor unit.
  • the belt device may further include a clip part connecting the strap part and the buckle part, and a second sensor part measuring the tension applied to the clip part while the strap part is fixed to the buckle part.
  • the controller may correct the waist circumference length by using a waist circumference correction value corresponding to the measured tension.
  • the strap portion may be formed with a plurality of holes respectively corresponding to the plurality of magnet patterns.
  • the waist circumference length of the user corresponding to the magnet pattern may be determined by a distance from a predetermined point of the buckle portion or the clip portion to a hole corresponding to each of the plurality of magnet patterns.
  • the first sensor unit may include a magnetic sensor.
  • the second sensor unit may include a strain gauge or a force sensing resistor (FSR) sensor.
  • FSR force sensing resistor
  • the magnetic sensor may detect a magnetic signal generated from a body part having an attachment surface to which the strain gauge or the FSR sensor is attached, and a magnet pattern positioned above the clip part among the plurality of magnet patterns. It may include a cover portion formed with an electromagnetic transmission window.
  • An electromagnetic permeable plate may be attached to the outside of the cover part.
  • the belt device may further include a third sensor unit configured to detect movement information of a user wearing the belt device.
  • the controller may correct the tension by using user motion information detected by the third sensor unit.
  • the controller may measure the waist circumference length when the user is in a predetermined state based on the user motion information.
  • the belt device may further include a memory for storing a table comprising a waist circumference correction value corresponding to the measured tension.
  • the plurality of magnet patterns may be identified from different magnet patterns according to the number of magnets included in the magnet pattern, the location of the magnet, the polarity of the magnet, and the strength of the magnet.
  • a belt device including a buckle portion, a plurality of magnet patterns, a strap portion having a plurality of holes corresponding to the plurality of magnet patterns, and the strap portion; It includes a clip for connecting the buckle.
  • the clip part may include a body part having an attachment surface to which a tension sensor for measuring the tension applied to the clip part is attached, and a magnetic signal generated from a magnet pattern positioned above the clip part among the plurality of magnet patterns. It may include a cover portion formed with an electromagnetic transmission window so that it can be detected.
  • a method of controlling a belt device wherein a strap part in which a plurality of magnet patterns are formed is fixed to a buckle portion to detect one of the plurality of magnet patterns. Obtaining a waist circumference of a user corresponding to the detected magnet pattern, measuring a tension applied to the clip part, and using the waist circumference correction value corresponding to the measured tension And correcting.
  • the waist circumference of the user can be measured accurately and automatically.
  • FIG. 1 is a view for explaining a waist circumference management system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view for explaining a smart belt according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a view provided to explain a plurality of magnet patterns formed on the strap portion according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view provided to explain that the magnet pattern corresponding to the hole is sensed according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view showing a detailed configuration of the clip portion of the smart belt according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a view provided to explain the electronic components of the smart belt according to the present invention.
  • FIG. 1 is a view for explaining a waist circumference management system according to an embodiment of the present invention.
  • the waist circumference management system may include a smart belt 100, a host terminal 200, and a server 300.
  • the waist circumference management system according to the present invention may be implemented using only the smart belt 100 and the host terminal 200.
  • only the smart belt 100 may be implemented a waist circumference management system according to the present invention.
  • the smart belt 100 may be a device capable of measuring the waist circumference of the user.
  • the smart belt 100 may be worn on the waist of the user.
  • the smart belt 100 may provide a function to prevent the pants or skirt worn by the user from flowing down.
  • the smart belt 100 may be implemented in various forms and materials.
  • the smart belt 100 detects whether the user wears the smart belt 100 using at least one sensor, detects the movement of the user, measures the waist circumference of the user, or applies the smart belt 100 to the smart belt 100. Losing tension can be measured. Tension may refer to a force that pulls on either side of the object perpendicular to the face on any face within the object. In addition, the smart belt 100 may correct the measured waist circumference length according to the tension of the smart belt 100.
  • the smart belt 100 may communicate with an external device through a communication network.
  • the communication network may be implemented as a wireless communication technology such as Wi-Fi (Wireless Fidelity), home RF, Bluetooth, HR WPAN, UWB, LR WPAN, IEEE 1394, but is not limited thereto.
  • the smart belt 100 may transmit information related to the waist circumference to the host terminal 200.
  • the smart belt 100 may transmit the tension information, respiration information, the user's overeating information, the user's movement information, etc. to the host terminal 200.
  • the smart belt 100 may transmit the user's activity information such as commute information, night shift information, defecation information, total time sitting information, seizure or fall information, smoking information, laugh information, etc. to the host terminal 200. .
  • the host terminal 200 may be a device including a display capable of outputting information.
  • the host terminal 200 may output various information transmitted from the smart belt 100 or the server 300.
  • the host terminal 200 may output a notification message and a warning message based on information related to the health of the user (eg, information related to a waist circumference) transmitted from the smart belt 100.
  • the host terminal 200 may generate a waist circumference length of the user, activity information of the user, etc. based on the information transmitted from the smart belt 100.
  • the host terminal 200 may be implemented in various forms.
  • the host terminal 200 may be a digital camera, a smart phone, a laptop computer, a tablet PC, an electronic book terminal, a digital broadcasting terminal, a personal digital assistant (PDA), a portable multimedia player (PMP). ), Navigation, MP3 player, etc., but is not limited thereto.
  • PDA personal digital assistant
  • PMP portable multimedia player
  • the host terminal 200 described herein may be a wearable device that can be worn by a user. Wearable devices may be accessory devices (e.g.
  • HMDs head-mounted-devices
  • textile or apparel-integrated devices e.g. electronic clothing
  • a body attachable device e.g, a skin pad
  • a living implantable device e.g, an implantable circuit
  • the user may check his / her health state by checking information on the waist circumference (also referred to as waist circumference information for convenience of description) displayed on the host terminal 200.
  • Waist circumference is a prerequisite for metabolic syndrome and is more important than body mass index (BMI). Therefore, there is a need for a system that provides accurate waist circumference information to a user and manages waist circumference information of the user.
  • the server 300 is for transmitting and receiving data with the smart belt 100 and the host terminal 200, and may be, for example, one of a cloud server, a personalization server, a medical institution server, and a health information storage server.
  • the health information storage server may include an electronic medical record (EMR) server, an electronic health record (HER) server, a personal health record (PHR) server, but is not limited thereto.
  • the server 300 may analyze waist circumference information, user movement information, tension information, and the like measured by the smart belt 100 through the intelligence engine. For example, the server 300 may correct the waist circumference based on the tension information of the smart belt 100, or determine the abdominal obesity risk and / or metabolic syndrome of the user based on the corrected waist circumference information. have.
  • FIG. 2 is a view for explaining a smart belt according to an embodiment of the present invention.
  • the smart belt 100 may include a buckle unit 110, a clip unit 120, and a strap unit 130.
  • the buckle portion 110 may include a device capable of fixing the strap portion 130.
  • Buckle 110 is a cinch buckle, ring buckle, plate buckle, plate buckle, rectangular buckle, clasp buckle, frame buckle
  • the trench buckle may be implemented in various forms.
  • the buckle portion 110 illustrated in FIG. 2 may include a pin portion fixing portion 111 inserted into one of a plurality of holes 131 formed in the strap portion 130 to fix the strap portion 130. have.
  • the clip part 120 is a part connecting the buckle part 110 and the strap part 130 to accommodate electronic components of the smart belt 100.
  • the clip part 120 may include a cover part 1210 and a body part 1220.
  • the body part 1220 may connect the buckle part 110 and the strap part 130 and may mount an electronic component.
  • the electronic component of the smart belt 100 may include a magnetic sensor, a tension sensor, an inertial sensor, a processor, a memory, a battery, a communication interface, and the like.
  • the cover part 1210 has a structure capable of covering the body part 1220 on which the electronic component is mounted.
  • the strap 130 may be implemented in a strap form and may be made of various materials such as leather or cloth.
  • the strap 130 may have a plurality of holes 131.
  • the circumference of the smart belt 100 may be adjusted according to the waist circumference of the user by inserting the fixing part 111 into one of the plurality of holes 131.
  • the circumference of the smart belt 100 refers to the distance from the hole in which the fixing part 111 is inserted in the state where the user wears the smart belt 100 to the corresponding hole again.
  • the strap part 130 may include a plurality of magnet patterns (not shown).
  • FIG 3 is a view provided to explain a plurality of magnet patterns formed on the strap portion according to an embodiment of the present invention
  • Figure 4 illustrates that the magnetic pattern corresponding to the hole according to an embodiment of the present invention is detected It is a figure provided for.
  • the plurality of magnet patterns 132 may be located inside the strap 130 so as not to be visible.
  • the plurality of magnet patterns 132 may be identified from different magnet patterns according to the number of magnets included in the magnet pattern, the position of the magnet, the polarity of the magnet, and the strength of the magnet.
  • the plurality of holes 131 may be formed at regular intervals in the longitudinal direction of the strap portion 130.
  • the plurality of magnet patterns 132 may also be formed at regular intervals in the length direction of the strap 130. Spaces between the plurality of holes 131 and spaces between the plurality of magnet patterns 132 may be the same.
  • the plurality of magnet patterns 132 include two magnets or one magnet, but are distinguished from different magnet patterns by differently combining the polarities of the magnets and the positions of the magnets.
  • the plurality of holes 131 and the plurality of magnet patterns 132 may be disposed in the strap 130 so that the holes and the magnet patterns corresponding to each other have a predetermined interval. For example, when the fixing part 111 is inserted into the hole (the rightmost hole in FIG. 3) located at the end of the strap part 130 in FIG. 3, two N corresponding to the hole as illustrated in FIG. 4. A magnet pattern made of a pole may be positioned at the clip portion 120.
  • the magnetic sensor accommodated in the clip portion 120 by detecting the magnet pattern located in the clip portion 120 by the magnetic sensor accommodated in the clip portion 120, it is possible to determine which hole of the plurality of holes 131 the pinned portion 111 is fitted. have. Of course, if the magnetic pattern is not detected by the magnetic sensor, it may be determined that the user does not wear the smart belt 100.
  • the magnetic sensor may be disposed on the buckle portion 110 instead of the clip portion 120 or on a portion of the strap portion 130.
  • the distance between the hole and the magnet pattern may be determined so that the magnet pattern corresponding to the hole into which the fixing part 111 is fitted is located on the magnetic sensor.
  • both sides of the strap 130 there is a case that the user can use the strap 130 alternately on both sides.
  • the magnet pattern is reversed depending on which of the two sides of the strap 130 is outward.
  • a magnet pattern including two N pole magnets on one surface of the strap 130 may be recognized as a magnet pattern including two S pole magnets on the other side.
  • the magnet pattern recognized on one surface of the strap 130 and the magnet pattern recognized on the other surface may not be overlapped.
  • the magnet pattern on one surface and the magnet pattern on the other surface may be matched in pairs for each hole of the strap 130. Then, even if either side of the two sides of the strap 130, the outer side can be recognized by the magnetic pattern is detected in which hole 111 is fitted.
  • the apparatus may further include a sensor (not shown) capable of recognizing both sides of the strap 130, determining which side of the strap 130 is outward, and determining the magnet pattern accordingly. It is also possible to configure to recognize the corresponding hole. For example, a magnet capable of recognizing both sides is formed at one end of the strap part 130, and a separate sensor provided in the clip part 120 may be implemented to determine which side of the strap part 130 is outward. have. Of course, other methods may be used.
  • FIG. 5 is a view showing a detailed configuration of the clip portion of the smart belt according to an embodiment of the present invention.
  • the body part 1220 may have an attachment surface 1221 to which a tension sensor (not shown) is attached.
  • the tension sensor may be implemented as a strain gauge or a force sensing resistor (FSR) sensor, but is not limited thereto.
  • Strain gages can measure the strain of an object from the properties that change its electrical resistance when the object causes deformation.
  • Force sensing resistor (FSR) sensors can measure dynamic forces (eg, tension) using resistance changes caused by forces or pressures on the surface.
  • the tension sensor attached to the attachment surface 1221 may measure a tension or an amount of change in tension applied to the smart belt 100. For example, when the user wears the smart belt 100, when the tension is applied to the smart belt 100, minute deformation may occur in the body part 1220.
  • the strain gauge or the FSR sensor may be attached to the attachment surface 1221, and may detect the deformation occurring on the attachment surface 1221 to measure the amount of change in tension or tension applied to the smart belt 100.
  • the cover part 1210 and the body part 1220 may be made of a metallic material for durability. However, metallic objects shield radio waves and magnetic components. Therefore, the cover 1210 may be formed with an electromagnetic transmission window 1211 so that the magnetic sensor detects the magnet pattern positioned on the clip 120 and communicates with the outside.
  • the electromagnetic transmission window 1211 may be formed in a hole shape in the cover portion 1210.
  • the electromagnetic permeable plate 1212 may be attached to the outside of the cover part 1210 to prevent the internal electronic components from being exposed to the outside.
  • the electromagnetic transmission window 1211 may be formed on a portion of the cover part 1210 using an electromagnetic permeable material.
  • the cover portion 1210 may be formed with a port hole 1213 for charging or data input and output according to the embodiment.
  • the smart belt 100 may charge an internal battery through a micro 5-pin USB port.
  • FIG. 6 is a view provided to explain the electronic components of the smart belt according to the present invention.
  • the smart belt 100 includes an inertial sensor (IMU sensor) 141, a magnetic sensor 143, a tension sensor 145, a control unit 150, a communication unit 160, a memory 170, and a power supply unit. 180 may be included. However, not all illustrated components are essential components.
  • the smart belt 100 may be implemented by more components than the illustrated components, and the smart belt 100 may be implemented by fewer components.
  • the inertial sensor (IMU sensor) 141 may include at least one of an acceleration sensor, a gyro sensor, and a geomagnetic sensor, and may measure a movement or a posture of an object.
  • the inertial sensor 141 may acquire movement information of the user.
  • the motion information of the user may be information about a motion of the user wearing the smart belt 100.
  • the user's motion information may include at least one of user's moving speed information, user's moving direction information, and user's tilt information, but is not limited thereto.
  • the movement information of the user may include biometric information of the user (eg, body temperature information, respiration information, sweat emission information, etc.), location information of the user (eg, GPS coordinate value information, area information, building information, and position change amount information for a predetermined time period). Etc.) may be included.
  • the biometric information of the user and the location information of the user may be measured by other sensors besides the inertial sensor 141.
  • the inertial sensor 141 may transmit the user's motion information to the controller 150.
  • the magnetic sensor 143 detects one of the plurality of magnet patterns 132 formed on the strap 130 when the user wears the smart belt 100.
  • the magnetic sensor 143 may be implemented as a hall sensor.
  • a magnetic sensor other than the hall sensor may be used.
  • the number of hall sensors may be equal to the number of maximum magnets that may be included in the magnet pattern.
  • the magnetic sensor 143 may transmit the detected magnet pattern information to the controller 150.
  • the tension sensor 145 may be a sensor for measuring the tension or the amount of change of the tension applied to the smart belt 100.
  • the tension sensor 145 may include, but is not limited to, a force sensing resistor (FSR) sensor or a strain gauge, as shown in FIG. 3.
  • FSR force sensing resistor
  • the tension sensor 145 may be attached to the attachment surface 1221 formed on the body portion 1220 of the clip portion 120.
  • the tension applied to the smart belt 100 can be measured, it is also possible to be attached to other positions of the smart belt 100.
  • the tension sensor 145 may transmit the measured tension information to the controller 150.
  • the controller 150 may drive an operating system or an application program to control a plurality of hardware or software components connected to the controller 150, and may perform various data processing and operations.
  • the controller 150 may obtain a waist circumference length of the user using information obtained from the inertial sensor 141, the magnetic sensor 143, and the tension sensor 145. In addition, the controller 150 may control the communication unit 160 to exchange various data related to the waist circumference with the external host terminal 200.
  • the controller 150 obtains an approximate waist circumference length of the user using the magnet pattern information detected by the magnetic sensor 143, and accurately corrects the waist circumference length of the user by using the tension information obtained from the tension sensor 145. have.
  • the controller 150 may correct the waist circumference length approximately obtained by the detected magnet pattern information by using the measured tension and the stored reference tension information.
  • the reference tension information may include a tension-based standard table.
  • the tension-based standard table may be a table matching tension and waist circumference correction values.
  • the waist circumference correction value included in the tension-based standard table may be calculated in consideration of the user's body information (eg, gender, age, height, weight, body type, etc.).
  • Tension-based standard tables can be generated from experimental data. For example, the circumference and tension of the smart belt 100 are measured while the smart belt 100 is worn for users having a specific gender, age, height, and weight. And it is possible to analyze the correlation between the actual waist circumference of the user data, the circumference and tension of the smart belt 100, and the like. As a result, a tension-based standard table can be generated by obtaining a tension and a corresponding waist circumference correction value.
  • the waist circumference correction value when the tension is 0g, the waist circumference correction value is '0', and as the tension increases at 0g, the waist circumference correction value may increase gradually.
  • the waist circumference correction value when the tension is 400g, the waist circumference correction value is '+ 2cm', and when the tension is 700g, the waist circumference correction value may be '+ 4cm'.
  • the upright fine movement posture may refer to a posture that is hardly moved while the user stands upright.
  • the controller 150 determines a state in which the user is standing correctly using the motion information of the user sensed by the inertial sensor 141. In addition, if it is determined that the user is currently standing correctly, the controller 150 may calculate the waist circumference of the user by using the sensed magnet pattern information and the tension information.
  • the controller 150 determines the moving speed (eg, walking speed) of the user by using information measured from the inertial sensor 141 or a separate sensor (not shown) capable of measuring the moving speed of the user.
  • the moving speed eg, walking speed
  • a separate sensor not shown
  • the controller 150 may detect a breathing cycle based on the change amount of the tension value measured by the tension sensor 143. In addition, the controller 150 may determine whether the detected breathing cycle is a stable breathing cycle. For example, when the breathing cycle is 3 to 5 seconds and the number of breaths per minute is 12-20 times, the controller 150 may determine that the user's breathing is stable. On the other hand, if the breathing cycle is less than 3 seconds and the number of breaths per minute exceeds 20 times, the controller 150 may determine that the breathing is unstable.
  • the controller 150 may calculate the waist circumference of the user using the detected magnetic pattern information and the tension information. .
  • an average value of the measured tension values for a predetermined time such as a breathing cycle, may be used.
  • the controller 150 may convert the first waist circumference length into a second waist circumference length measured by the user in the upright fine state using the human body modeling information of the user.
  • the user's human body modeling information may be information obtained by analyzing a relationship between a user's posture and a waist circumference by machine learning.
  • the user's human body modeling information may include differences in waist circumference between sitting and standing, waist circumference between standing and oblique, standing and walking waist circumference, and eating It may include a difference in waist circumference before and after a meal, but is not limited thereto.
  • the controller 150 may correct the tension value measured by the tension sensor 143 according to the user's movement state. For example, when the first tension value is measured while the user stands at an angle, the measured first tension value may be corrected to the tension value when the user is standing upright.
  • the controller 150 may transmit the result of measuring the waist circumference of the user to the host terminal 200 or the server 300 through the communication unit 160 whenever a specific event occurs. For example, the controller 150 may transmit information about the waist circumference to the host terminal 200 whenever an event in which the waist circumference of the user increases by 1 cm occurs. Of course, the controller 150 may transmit the entire information about the waist circumference obtained from the smart belt 100 to the host terminal 200 or the server 300 for a predetermined period of time. The information about the waist circumference may include waist circumference length and waist circumference measurement time information.
  • the controller 150 may determine whether the user has abdominal obesity based on the measured waist circumference information.
  • user information such as age, gender, age, height, and weight of the user may be provided to the smart belt 100 in advance, and a program for determining abdominal obesity using the user information and waist circumference information is smart. It may be installed in the belt 100.
  • the controller 150 may generate activity information of the user based on detachment information of the smart belt 100, movement information of the user, magnet pattern information, and tension information.
  • the activity information of the user may mean information about activities performed until the user wakes up from bed.
  • the smart belt 100 may obtain pattern information obtained by patterning a movement (eg, an acceleration value, an angular velocity value, a tension value, etc.) corresponding to a user's activity, and store the pattern information in a memory. .
  • the smart belt 100 may generate activity information of the user by comparing the pattern information stored in the memory with the movement of the user currently measured.
  • the smart belt 100 may have a program for generating the user's activity information described above.
  • the communication unit 160 performs a communication function to exchange data between the smart belt 100 and the host terminal 200 or the smart belt 100 and the server 300.
  • the communication unit 160 may include Bluetooth communication, BLE (Bluetooth Low Energy) communication, Near Field Communication unit (Near Field Communication unit), WLAN (Wi-Fi) communication, Zigbee communication, Zigbee communication, infrared data association (IrDA) communication, Local area communication such as Wi-Fi Direct (WFD) communication, ultra wideband (UWB) communication, and Ant + communication can be provided.
  • the communication unit 160 may provide a mobile communication function such as 2G, 3G, 4G, WiBro, and the like.
  • the memory 170 may store various information, data, and programs related to the operation of the smart belt 100.
  • the memory 170 may include an internal memory or an external memory.
  • the external memory may be functionally and / or physically connected to the smart belt 100 through various interfaces.
  • the smart belt 100 may operate a web storage that performs a storage function of the memory 170 on the Internet.
  • the power supply unit 180 serves to supply operating power to the electronic components of the smart belt 100.
  • the power supply unit 180 may be implemented as a rechargeable battery.
  • the power supply unit 180 may be implemented as a disposable battery.
  • the smart belt 100 may perform only a function of providing the host device 200 or the server 300 with information measured by the inertial sensor 141, the magnetic sensor 143, and the tension sensor 145 through a communication network. .
  • the waist circumference of the user may be obtained using information measured by the inertial sensor 141, the magnetic sensor 143, the tension sensor 145, or the like in the host device 200 or the server 300.
  • the host device 200 or the server 300 determines the user's abdominal obesity or activity information based on information measured by the inertial sensor 141, the magnetic sensor 143, the tension sensor 145, or the like. You can also create
  • the method according to an embodiment of the present invention can be implemented in the form of program instructions that can be executed by various computer means and recorded in a computer readable medium.
  • the computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination.
  • Program instructions recorded on the media may be those specially designed and constructed for the purposes of the present invention, or they may be of the kind well-known and available to those having skill in the computer software arts.
  • Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic disks, such as floppy disks.
  • Examples of program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.

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Abstract

본 발명은 스마트 벨트 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 벨트 장치는 복수의 자석 패턴이 형성되는 스트랩부, 스트랩부가 버클부에 고정된 상태에서, 복수의 자석 패턴 중 하나를 감지하는 제1 센서부, 그리고 제1 센서부에 의해 감지된 자석 패턴에 대응하는 사용자의 허리 둘레 길이를 구하는 제어부를 포함한다. 벨트 장치는 스트랩부와 버클부를 연결하는 클립부, 그리고 스트랩부가 버클부에 고정된 상태에서, 클립부에 가해지는 장력을 측정하는 제2 센서부를 더 포함할 수 있다. 제어부는 측정된 장력에 대응하는 허리 둘레 보정 값을 이용하여 허리 둘레 길이를 보정할 수 있다.

Description

스마트 벨트 및 그 제어 방법
본 발명은 착용자의 허리 둘레 길이를 측정할 수 있는 스마트 벨트 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
웨어러블 디바이스는 사람이 착용할 수 있는 장치이다. 웨어러블 디바이스에 대한 연구가 활발히 진행됨에 따라 다양한 형태의 웨어러블 디바이스들이 출시되고 있다. 현재 출시되고 있는 웨어러블 디바이스는 안경, 밴드, 시계, 신발 등이 있다. 웨어러블 디바이스는 '몸에 부착 가능하다'는 특성 때문에 헬스 케어 분야에 많이 적용되고 있다. 예를 들어, 웨어러블 밴드는 사용자의 운동량, 수면 시간, 수면의 질 등을 확인하고 기록할 수 있다.
한편, 최근 논문 등에 의하면, 허리 둘레가 늘어날수록 대뇌 피지 두께가 얇아져서 치매에 걸릴 확률이 높아지는 것으로 나타났다. 또한, 남자의 경우 35인치를 기준으로 3.3인치 늘어날 때마다 대장암 발생 위험이 33% 증가하는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 건강과 밀접한 관계가 있는 허리 둘레 길이를 정확히 측정할 수 있는 웨어러블 디바이스에 대한 개발이 필요하다.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 착용자의 허리 둘레 길이를 정확하게 측정할 수 있는 스마트 벨트 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 벨트 장치는 복수의 자석 패턴이 형성되는 스트랩부, 상기 스트랩부가 버클부에 고정된 상태에서, 상기 복수의 자석 패턴 중 하나를 감지하는 제1 센서부, 그리고 상기 제1 센서부에 의해 감지된 자석 패턴에 대응하는 사용자의 허리 둘레 길이를 구하는 제어부를 포함한다.
상기 벨트 장치는 상기 스트랩부와 상기 버클부를 연결하는 클립부, 그리고 상기 스트랩부가 상기 버클부에 고정된 상태에서, 상기 클립부에 가해지는 장력을 측정하는 제2 센서부를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 측정된 장력에 대응하는 허리 둘레 보정 값을 이용하여 상기 허리 둘레 길이를 보정할 수 있다.
상기 스트랩부는 상기 복수의 자석 패턴에 각각 대응하는 복수의 구멍이 형성될 수 있다.
상기 자석 패턴에 대응하는 사용자의 허리 둘레 길이는, 상기 버클부 또는 상기 클립부의 소정의 지점부터 상기 복수의 자석 패턴별로 대응하는 구멍까지의 거리로 정해질 수 있다.
상기 제1 센서부는 자기 센서를 포함할 수 있다.
상기 제2 센서부는 스트레인 게이지(strain gauge) 또는 FSR(force sensing resistor) 센서를 포함할 수 있다.
상기 클립부는, 상기 스트레인 게이지 또는 상기 FSR 센서가 부착되는 부착면이 형성되는 바디부, 그리고 상기 복수의 자석 패턴 중에서 상기 클립부의 상부에 위치하는 자석 패턴에서 발생되는 자기 신호를 상기 자기 센서가 감지할 수 있도록 전자기 투과창이 형성된 커버부를 포함할 수 있다.
상기 커버부의 외측에 전자기 투과성 판이 부착될 수 있다.
상기 벨트 장치는, 상기 벨트 장치를 착용한 사용자의 움직임 정보를 감지하는 제3 센서부를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제3 센서부에서 감지된 사용자 움직임 정보를 이용하여 상기 장력을 보정할 수 있다.
상기 제어부는 상기 사용자 움직임 정보를 기초로 사용자가 소정의 상태인 경우 상기 허리 둘레 길이를 측정할 수 있다.
상기 벨트 장치는, 상기 측정된 장력에 대응하는 허리 둘레 보정 값으로 이루어지는 테이블을 저장하는 메모리를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 자석 패턴은 자석 패턴에 포함된 자석의 개수, 자석의 위치, 자석의 극성 및 자석의 세기에 따라 서로 다른 자석 패턴과 식별될 수 있다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 벨트 장치는 버클부, 복수의 자석 패턴과 상기 복수의 자석 패턴에 각각 대응하는 복수의 구멍이 형성되는 스트랩부, 그리고 상기 스트랩부와 상기 버클부를 연결하는 클립부를 포함한다.
상기 클립부는 상기 클립부에 인가되는 장력을 측정하는 장력 센서가 부착되는 부착면이 형성되는 바디부, 그리고 상기 복수의 자석 패턴 중에서 상기 클립부의 상부에 위치하는 자석 패턴에서 발생되는 자기 신호를 자기 센서가 감지할 수 있도록 전자기 투과창이 형성된 커버부를 포함할 수 있다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 벨트 장치의 제어 방법은, 복수의 자석 패턴이 형성되는 스트랩부가 버클부에 고정된 상태에서, 상기 복수의 자석 패턴 중 하나를 감지하는 단계, 상기 감지된 자석 패턴에 대응하는 사용자의 허리 둘레 길이를 구하는 단계, 상기 클립부에 가해지는 장력을 측정하는 단계, 그리고 상기 허리 둘레 길이를 상기 측정된 장력에 대응하는 허리 둘레 보정 값을 이용하여 보정하는 단계를 포함한다.
본 발명에 의하면, 사용자의 허리 둘레 길이를 정확하게 자동으로 측정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 허리 둘레 관리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따르는 스마트 벨트를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스트랩부에 형성된 복수의 자석 패턴을 설명하기 위해 제공되는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 구멍에 대응하는 자석 패턴이 감지되는 것을 설명하기 위해 제공되는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따르는 스마트 벨트의 클립부의 세부 구성을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 스마트 벨트의 전자적 구성 요소를 설명하기 위해 제공되는 도면이다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 허리 둘레 관리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 허리 둘레 관리 시스템은 스마트 벨트(100), 호스트 단말(200) 및 서버(300)를 포함할 수 있다. 물론 실시예에 따라 스마트 벨트(100) 및 호스트 단말(200)만으로 본 발명에 따른 허리 둘레 관리 시스템이 구현될 수 있다. 물론 스마트 벨트(100)만으로도 본 발명에 따른 허리 둘레 관리 시스템이 구현될 수도 있다.
스마트 벨트(100)는 사용자의 허리 둘레 길이를 측정할 수 있는 장치일 수 있다. 스마트 벨트(100)는 사용자의 허리 부분에 착용될 수 있다. 스마트 벨트(100)는 사용자가 착용한 바지나 치마가 흘러내리지 않도록 하는 기능을 제공할 수 있다. 스마트 벨트(100)는 다양한 형태와 소재로 구현될 수 있다.
스마트 벨트(100)는 적어도 하나의 센서를 이용하여, 사용자의 스마트 벨트(100) 착용 여부를 감지하거나, 사용자의 움직임을 검출하거나, 사용자의 허리 둘레 길이를 측정하거나, 스마트 벨트(100)에 가해지는 장력을 측정할 수 있다. 장력은 물체 안의 임의의 면에서, 그 면을 경계로 양쪽 부분이 면에 수직으로 끌어당기는 힘을 의미할 수 있다. 또한, 스마트 벨트(100)는 측정된 허리 둘레 길이를 스마트 벨트(100)의 장력에 따라 보정할 수도 있다.
스마트 벨트(100)는 통신망을 통해 외부 기기와 통신을 할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 통신망은 Wi-Fi(Wireless Fidelity), 홈RF, 블루투스, HR WPAN, UWB, LR WPAN, IEEE 1394 등과 같은 무선 통신 기술로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 스마트 벨트(100)는 허리 둘레와 관련된 정보를 호스트 단말(200)로 전송할 수 있다. 또한 스마트 벨트(100)는 장력 정보, 호흡 정보, 사용자의 과식 정보, 사용자의 움직임 정보 등을 호스트 단말(200)로 전송할 수도 있다. 또한 스마트 벨트(100)는 사용자의 출퇴근 정보, 야근 정보, 배변 정보, 앉아 있는 총 시간 정보, 발작 또는 낙상 정보, 흡연 정보, 웃음 정보 등과 같은 사용자의 활동 정보를 호스트 단말(200)로 전송할 수도 있다.
호스트 단말(200)은 정보를 출력할 수 있는 디스플레이를 포함하는 디바이스일 수 있다. 호스트 단말(200)은 스마트 벨트(100) 또는 서버(300)로부터 전송된 각종 정보를 출력할 수 있다. 예컨대 호스트 단말(200)은 스마트 벨트(100)로부터 전송된 사용자의 건강과 관련된 정보(예컨대, 허리 둘레와 관련된 정보)를 기초로 알림 메시지, 경고 메시지를 출력할 수 있다.
또한 호스트 단말(200)은 스마트 벨트(100)로부터 전송된 정보를 기초로 사용자의 허리 둘레 길이, 사용자의 활동 정보 등을 자체적으로 생성할 수도 있다. 일 실시예에 따른 호스트 단말(200)은 다양한 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 호스트 단말(200)은 디지털 카메라, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 태블릿 PC, 전자북 단말기, 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, MP3 플레이어 등이 있을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 명세서에서 기술되는 호스트 단말(200)은 사용자에 의해 착용될 수 있는 장치(wearable device)일 수 있다. 웨어러블 디바이스는 액세서리 형 장치(예컨대, 시계, 반지, 팔찌, 발찌, 목걸이, 안경, 콘택트 렌즈), 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD)), 직물 또는 의류 일체형 장치(예: 전자 의복), 신체 부착형 장치(예컨대, 스킨 패드(skin pad)), 또는 생체 이식형 장치(예: implantable circuit) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
사용자는 호스트 단말(200)에 표시되는 허리 둘레에 관한 정보(설명의 편의상, 허리 둘레 정보로 표현하기도 함)를 확인함으로써, 자신의 건강 상태를 확인할 수 있다. 허리 둘레는 대사 증후군의 판단 필수 조건이며, 비만 판단 시 신체질량지수(BMI) 보다 더 중요한 요소로 사용된다. 따라서, 사용자에게 정확한 허리 둘레 정보를 제공하고, 사용자의 허리 둘레 정보를 관리해 주는 시스템이 필요하다.
서버(300)는, 스마트 벨트(100) 및 호스트 단말(200)과 데이터를 송수신하기 위한 것으로서, 예를 들어, 클라우드 서버, 개인화 서버, 의료 기관 서버, 건강 정보 저장 서버 중 하나일 수 있다. 건강 정보 저장 서버에는, EMR(Electronic medical record) 서버, HER(Electronic Health Record) 서버, PHR(Personal health Record) 서버 등이 있을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
서버(300)는 인텔리젼스 엔진을 통하여 스마트 벨트(100)에서 측정된 허리 둘레 정보, 사용자의 움직임 정보, 장력 정보 등을 분석할 수 있다. 예를 들어, 서버(300)는, 스마트 벨트(100)의 장력 정보에 기초하여, 허리 둘레를 보정하거나, 보정된 허리 둘레 정보에 기초하여 사용자의 복부 비만 위험도 및/또는 대사 증후군을 판단할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따르는 스마트 벨트를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참고하면, 스마트 벨트(100)는 버클부(110), 클립부(120) 및 스트랩부(130)를 포함할 수 있다.
버클부(110)는 스트랩부(130)를 고정시킬 수 있는 장치를 포함할 수 있다. 버클부(110)는 신치 버클(cinch buckle), 링 버클(ring buckle), 플레이트 버클(plate buckle), 렉탱귤러 버클(Rectangular buckle), 클래스프 버클(clasp buckle), 프레임 버클(frame buckle), 트렌치 버클(trench buckle) 등 다양한 형태로 구현될 수 있다.
도 2에 예시한 버클부(110)는 스트랩부(130)에 형성된 복수의 구멍(131) 중에서 어느 하나에 끼워져 스트랩부(130)를 고정시키기 위한 핀 형태의 고정부(111)를 포함할 수 있다.
클립부(120)는 버클부(110)와 스트랩부(130)를 연결하는 부분으로, 스마트 벨트(100)의 전자적 구성 요소를 수용할 수 있다.
클립부(120)는 커버부(1210)와 바디부(1220)를 포함할 수 있다.
바디부(1220)는 버클부(110)와 스트랩부(130)를 연결하고, 전자적 구성 요소를 장착할 수 있다. 여기서 스마트 벨트(100)의 전자적 구성 요소는 자기 센서, 장력 센서, 관성 센서, 프로세서, 메모리, 배터리, 통신 인터페이스 등을 포함할 수 있다.
커버부(1210)는 전자적 구성 요소가 장착되는 바디부(1220)를 덮을 수 있는 구조를 가진다.
스트랩부(130)는 끈(strap) 형태로 구현될 수 있으며, 가죽이나 천과 같은 다양한 소재로 이루어질 수 있다.
스트랩부(130)는 복수의 구멍(131)이 형성될 수 있다. 복수의 구멍(131) 중 하나에 고정부(111)를 끼워서, 스마트 벨트(100)의 둘레를 사용자의 허리 둘레에 맞게 조정할 수 있다. 여기서 스마트 벨트(100)의 둘레는 사용자가 스마트 벨트(100)를 착용한 상태에서 고정부(111)가 끼워진 구멍에서 시작하여 다시 해당 구멍까지의 거리를 의미한다.
스트랩부(130)는 복수의 자석 패턴(도시하지 않음)을 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스트랩부에 형성된 복수의 자석 패턴을 설명하기 위해 제공되는 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 구멍에 대응하는 자석 패턴이 감지되는 것을 설명하기 위해 제공되는 도면이다.
도 3을 참고하면, 복수의 자석 패턴(132)은 눈에 보이지 않도록 스트랩부(130)의 내부에 위치할 수 있다. 복수의 자석 패턴(132)은 해당 자석 패턴에 포함된 자석의 개수, 자석의 위치, 자석의 극성 및 자석의 세기에 따라 서로 다른 자석 패턴과 식별될 수 있다.
한편 복수의 구멍(131)은 스트랩부(130)의 길이 방향으로 일정한 간격으로 형성될 수 있다. 마찬가지로 복수의 자석 패턴(132)도 스트랩부(130)의 길이 방향으로 일정한 간격으로 형성될 수 있다. 복수의 구멍(131) 간의 간격과 복수의 자석 패턴(132) 간의 간격은 서로 동일할 수 있다.
도 3에서는 복수 개의 자석 패턴(132)이 2개의 자석 또는 1개의 자석을 각각 포함하되, 자석의 극성과 자석의 위치를 다르게 조합하여 서로 다른 자석 패턴과 식별되도록 한 예를 나타내었다.
물론 하나의 자석 패턴에 포함되는 자석 개수를 3개 이상으로 하거나 1개만으로 제한하는 것도 가능하다. 자석의 배치 위치도 도 3에서 예시한 것 외에 다른 방법으로 배치하는 것도 가능하다. 한편 자기 센서가 자석의 세기를 단계적으로 구분할 수 있는 경우에는 자석 패턴에 포함된 자석의 세기를 다르게 조합하여 다른 자석 패턴과 식별되도록 구현 하는 것도 가능하다.
복수의 구멍(131)과 복수의 자석 패턴(132)은 서로 대응하는 구멍과 자석 패턴끼리 일정한 간격을 가지도록 스트랩부(130)에 배치될 수 있다. 예컨대 도 3에서 스트랩부(130)의 가장 끝 부분에 위치한 구멍(도 3에서 가장 우측에 위치한 구멍)에 고정부(111)가 끼워지면 도 4에 예시한 것과 같이 해당 구멍에 대응하는 2개의 N극으로 이루어진 자석 패턴이 클립부(120)에 위치하도록 할 수 있다.
이와 같은 구성에 의하면, 클립부(120)에 위치한 자석 패턴을 클립부(120)에 수용된 자기 센서가 감지함으로써, 고정부(111)가 복수의 구멍(131) 중에서 어느 구멍에 끼워져 있는지 판단할 수 있다. 물론 자기 센서에 의해 자석 패턴이 감지되지 않으면, 사용자가 스마트 벨트(100)를 착용하지 않은 것으로 판단할 수 있다.
물론 실시예에 따라 자기 센서가 클립부(120)가 아닌 버클부(110)에 배치하거나 스트랩부(130)의 일 부분에 배치시킬 수도 있다. 이 경우에도 고정부(111)가 끼워진 구멍에 대응하는 자석 패턴이 자기 센서 상에 위치하도록 구멍과 자석 패턴 사이의 간격을 정하면 된다.
한편 실시예에 따라 스트랩부(130)를 양면의 색상을 다르게 하거나 디자인을 다르게 함으로써, 사용자가 스트랩부(130)를 양면으로 번갈아 가면서 이용할 수 있는 경우가 있다. 이 경우 스트랩부(130)를 양면 중에서 어느 쪽을 바깥쪽이 되게 하느냐에 따라서 자석 패턴이 역(reverse)으로 되게 된다. 예컨대 스트랩부(130)의 일면에서 2개의 N극 자석을 포함하는 자석 패턴은 타면에서는 역으로 2개의 S극 자석을 포함하는 자석 패턴으로 인식될 수 있다.
따라서 스트랩부(130)의 일면에서 인식되는 자석 패턴과 타면에서 인식되는 자석 패턴이 중복되지 않게 할 수 있다. 그리고 스트랩부(130)의 각 구멍마다 일면에서의 자석 패턴과 타면에서의 자석 패턴을 쌍으로 대응시켜놓을 수 있다. 그러면 스트랩부(130)의 양면 중에서 어느 면이 바깥쪽이 되더라도 감지되는 자석 패턴에 의해 어느 구멍에 고정부(111)가 끼워졌는지 인식할 수 있다.
한편 실시예에 따라서 스트랩부(130)의 양면을 인식할 수 있는 센서(도시하지 않음)를 더 구비하여, 스트랩부(130)의 어느 면이 바깥쪽이 되었는지 판단하고 그에 따라 감지된 자석 패턴에 대응하는 구멍을 인식하도록 구성하는 것도 가능하다. 예컨대 스트랩부(130)의 일단에 양면을 인식할 수 있는 자석을 형성하고, 클립부(120)에 구비된 별도의 센서를 통해 스트랩부(130)의 어느 면이 바깥쪽이 되었는지 판단하도록 구현할 수 있다. 물론 그 외 다른 방법이 이용될 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따르는 스마트 벨트의 클립부의 세부 구성을 나타낸 도면이다.
도 5를 참고하면, 바디부(1220)는 장력 센서(도시하지 않음)가 부착되는 부착면(1221)이 형성될 수 있다. 장력 센서는 스트레인 게이지(strain gauge) 또는 FSR(force sensing resistor) 센서로 구현될 수 있으나, 이에 한정된 것은 아니다.
스트레인 게이지는 물체가 변형을 일으킬 때 전기적 저항이 변하는 특성으로부터 물체의 변형률을 측정할 수 있다. FSR(force sensing resistor) 센서는 표면에 가해진 힘이나 압력에 의한 저항변화를 이용하여 동적인 힘(예컨대, 장력)을 측정할 수 있다.
부착면(1221)에 부착된 장력 센서는 스마트 벨트(100)에 가해지는 장력 또는 장력의 변화량 등을 측정할 수 있다. 예를 들어 사용자가 스마트 벨트(100)를 착용한 상태에서, 스마트 벨트(100)에 장력이 가해지면 바디부(1220)에 미세한 변형이 발생할 수 있다. 스트레인 게이지 또는 FSR 센서는 부착면(1221)에 부착되어, 부착면(1221)에 발생하는 변형을 감지하여 스마트 벨트(100)에 가해지는 장력 또는 장력의 변화량 등을 측정할 수 있다.
커버부(1210)와 바디부(1220)는 내구성을 위해 금속성 소재로 구현될 수 있다. 그런데 금속성 물체는 전파와 자기 성분을 차폐한다. 따라서 클립부(120)의 위에 위치한 자석 패턴을 자기 센서가 감지하고 외부와 통신할 수 있도록, 커버부(1210)는 전자기 투과창(1211)이 형성될 수 있다.
전자기 투과창(1211)은 커버부(1210)에 구멍 형태로 형성될 수 있다. 그리고 커버부(1210)의 외측에는 전자기 투과성 판(1212)이 부착되어, 내부 전자적 구성 요소가 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있다.
물론 실시예에 따라서 전자기 투과성 소재로 전자기 투과창(1211)을 커버부(1210)의 일 부분에 형성되게 할 수도 있다.
커버부(1210)는 실시예에 따라서 충전 또는 데이터 입출력을 위한 포트 구멍(1213)이 형성될 수도 있다. 예컨대 Micro 5-pin USB 포트를 통해 스마트 벨트(100)는 내부 배터리를 충전할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 스마트 벨트의 전자적 구성 요소를 설명하기 위해 제공되는 도면이다.
도 6을 참고하면, 스마트 벨트(100)는 관성 센서(IMU 센서)(141), 자기 센서(143), 장력 센서(145), 제어부(150), 통신부(160), 메모리(170) 및 전원부(180)를 포함할 수 있다. 그러나 도시된 구성요소가 모두가 필수구성요소인 것은 아니다. 도시된 구성요소보다 많은 구성요소에 의해 스마트 벨트(100)가 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성요소에 의해서도 스마트 벨트(100)는 구현될 수 있다.
관성 센서(IMU 센서)(141)는 가속도 센서, 자이로 센서, 지자기 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 물체의 움직임 또는 자세를 측정할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 관성 센서(141)는, 사용자의 움직임 정보를 획득할 수 있다. 사용자의 움직임 정보는, 스마트 벨트(100)를 착용한 사용자의 움직임에 관한 정보일 수 있다. 예를 들어, 사용자의 움직임 정보는, 사용자의 이동 속도 정보, 사용자의 이동 방향 정보, 사용자의 기울기 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 사용자의 움직임 정보는, 사용자의 생체 정보(예컨대, 체온 정보, 호흡 정보, 땀 배출량 정보 등), 사용자의 위치 정보(예컨대, GPS 좌표 값 정보, 지역 정보, 건물 정보, 일정 시간 동안의 위치 변화량 정보 등)를 포함할 수도 있다. 사용자의 생체 정보 및 사용자의 위치 정보는 관성 센서(141) 외에 다른 센서에 의해 측정될 수 있다.
관성 센서(141)는 사용자의 움직임 정보를 획득하는 경우, 제어부(150)로 사용자의 움직임 정보를 전달할 수 있다.
자기 센서(143)는 스마트 벨트(100)를 사용자가 착용했을 때 스트랩부(130)에 형성된 복수의 자석 패턴(132) 중에서 하나를 감지하는 기능을 수행한다. 이를 위해 자기 센서(143)는 홀 센서(Hall sensor)로 구현될 수 있다. 물론 자석 패턴을 감지할 수 있으면, 홀 센서가 아닌 다른 형태의 자기 센서가 이용되어도 무방하다. 홀 센서의 개수는 자석 패턴에 포함될 수 있는 최대 자석의 개수와 동일한 개수일 수 있다.
자기 센서(143)는 감지된 자석 패턴 정보를 제어부(150)로 전달할 수 있다.
장력 센서(145)는 스마트 벨트(100)에 가해지는 장력 또는 장력의 변화량 등을 측정하는 센서일 수 있다. 여기서, 장력 센서(145)는, 도 3에서 살펴본 바와 같이, FSR(force sensing resistor) 센서 또는 스트레인 게이지를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
장력 센서(145)는 클립부(120)의 바디부(1220)에 형성된 부착면(1221)에 부착될 수 있다. 물론 스마트 벨트(100)에 가해지는 장력을 측정할 수 있으면 스마트 벨트(100)의 다른 위치에 부착되는 것도 가능하다.
장력 센서(145)는 스마트 벨트(100)에 가해지는 장력을 측정하면, 측정된 장력 정보를 제어부(150)로 전달할 수 있다.
제어부(150)는 운영 체제 또는 응용 프로그램을 구동하여 제어부(150)에 연결된 다수의 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소들을 제어할 수 있고, 각종 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다.
예를 들어, 제어부(150)는 관성 센서(141), 자기 센서(143), 장력 센서(145)로부터 획득된 정보를 이용하여 사용자의 허리 둘레 길이를 구할 수 있다. 또한, 제어부(150)는 통신부(160)를 제어하여, 외부의 호스트 단말(200)과 허리 둘레 길이와 관련된 각종 데이터를 교환할 수 있다.
도 2에 예시한 것과 같이, 복수의 구멍(131)이 일정한 간격으로 스트랩부(130)에 형성되어 있는 경우, 자기 센서(143)로부터 감지된 자석 패턴 정보만으로는 정확한 사용자의 허리 둘레 길이를 구할 수 없다. 감지된 자석 패턴 정보로 구할 수 있는 것은 사용자에 착용된 스마트 벨트(100)의 둘레 길이이다.
따라서 제어부(150)는 자기 센서(143)로부터 감지된 자석 패턴 정보로 대략적인 사용자의 허리 둘레 길이를 구하고, 장력 센서(145)로부터 구해진 장력 정보를 이용하여 사용자의 허리 둘레 길이를 정확하게 보정할 수 있다.
예를 들어, 제어부(150)는 측정된 장력과 저장된 기준 장력 정보를 이용하여, 감지된 자석 패턴 정보로 대략적으로 구해진 허리 둘레 길이를 보정할 수 있다. 이때, 기준 장력 정보는 장력 기반 표준 테이블을 포함할 수 있다.
장력 기반 표준 테이블은 장력과 허리 둘레 보정 값을 매칭한 테이블일 수 있다. 일 실시예에 의하면, 장력 기반 표준 테이블에 포함된 허리 둘레 보정 값은, 사용자의 신체 정보(예컨대, 성별, 연령, 키, 몸무게, 체형 등)를 고려하여 산출될 수도 있다.
장력 기반 표준 테이블은 실험 데이터를 통해 생성될 수 있다. 예컨대 특정 성별, 연령, 키, 몸무게를 가지는 사용자들에 대해서 스마트 벨트(100)를 착용시킨 상태에서 스마트 벨트(100)의 둘레와 장력을 측정한다. 그리고 사용자의 실제 허리 둘레 길이를 실측한 데이터, 스마트 벨트(100)의 둘레 및 장력 등의 상관 관계를 분석할 수 있다. 이에 의해 장력과 그에 대응하는 허리 둘레 보정 값을 구하여, 장력 기반 표준 테이블을 생성할 수 있다.
예를 들어, 장력 기반 표준 테이블에 의하면, 장력이 0g인 경우에는 허리 둘레 보정 값이 '0'이고, 장력이 0g에서 증가하면 할수록 허리 둘레 보정 값도 점점 증가할 수 있다. 예컨대, 장력이 400g이 되는 경우, 허리 둘레 보정 값은 '+2cm'이고, 장력이 700g이 되는 경우, 허리 둘레 보정 값은 '+4cm'일 수 있다.
한편, 스마트 벨트(100)를 착용한 사용자가 앉아있거나 누워 있는 경우, 또는 사용자가 인위적으로 복부에 힘을 주는 경우, 자기 센서(143)로부터 감지된 자석 패턴 정보와 장력 센서(145)로부터 구해진 장력 정보를 이용하더라도 허리 둘레 길이를 정확하게 측정할 수 없다. 따라서 사용자가 허리 둘레를 측정하는 것을 자각하지 않고 직립 미동 자세에서 허리 둘레를 측정하는 것이 가장 정확할 수 있다. 여기서 직립 미동 자세는 사용자가 바르게 서 있는 상태에서 거의 움직이지 않는 자세를 의미할 수 있다.
따라서, 제어부(150)는 관성 센서(141)를 통해 감지된 사용자의 움직임 정보를 이용하여 사용자가 현재 바르게 서 있는 상태를 판단한다. 그리고 사용자가 현재 바르게 서 있는 상태로 판단되면, 제어부(150)는 감지된 자석 패턴 정보와 장력 정보를 이용하여 사용자의 허리 둘레 길이를 구할 수 있다.
실시예에 따라서 제어부(150)는 관성 센서(141) 또는 사용자의 이동 속도를 측정할 수 있는 별도의 센서(도시하지 않음)로부터 측정된 정보를 이용하여 사용자의 이동 속도(예컨대 보행 속도)를 판단하고, 미리 정해진 기준 이하로 사용자가 이동할 경우에는 사용자의 허리 둘레 길이 측정을 수행할 수도 있다.
한편 제어부(150)는 장력 센서(143)에서 측정된 장력 값의 변화량에 기반하여, 호흡 주기를 검출할 수 있다. 또한, 제어부(150)는 검출된 호흡 주기가 안정 호흡 주기인지 판단할 수 있다. 예를 들어, 호흡 주기가 3~5초이고, 분당 호흡 수가 12-20회인 경우, 제어부(150)는 사용자의 호흡이 안정한 상태라고 판단할 수 있다. 반면에, 호흡 주기가 3초 미만이고, 분당 호흡 수가 20회를 초과하는 경우, 제어부(150)는 호흡이 불안정한 상태라고 판단할 수 있다.
제어부(150)는 사용자의 호흡이 안정한 상태에서 사용자의 움직임 정보를 이용하여 사용자가 현재 바르게 서 있는 상태로 판단되면, 감지된 자석 패턴 정보와 장력 정보를 이용하여 사용자의 허리 둘레 길이를 구할 수 있다.
사용자의 허리 둘레 길이를 산출할 때 사용되는 장력 값은 일정 시간, 예컨대 호흡 주기 동안의 측정된 장력 값의 평균값이 이용될 수도 있다.
한편 실시예에 따라서 사용자가 현재 바르게 서 있는 것으로 판단되지 않은 상태에서도 허리 둘레 길이를 측정하는 것도 가능하다. 예컨대 사용자가 비스듬하게 서 있는 상태에서 측정된 제1 허리 둘레 길이는 사용자의 실제 허리 둘레 길이와 오차가 있을 수 있다. 따라서, 제어부(150)는, 사용자의 인체 모델링 정보를 이용하여, 제1 허리 둘레 길이를 사용자가 직립 미동 상태에서 측정된 제2 허리 둘레 길이로 변환할 수도 있다.
사용자의 인체 모델링 정보는, 머신 러닝(machine learning) 기법으로, 사용자의 자세와 허리 둘레와의 관계를 분석한 정보일 수 있다. 예를 들어, 사용자의 인체 모델링 정보는, 앉아있을 때와 서 있을 때의 허리 둘레 차이, 직립 상태일 때와 비스듬하게 서 있을 때의 허리 둘레 차이, 서 있을 때와 걸을 때의 허리 둘레 차이, 식사 전과 식사 후의 허리 둘레 차이 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편 제어부(150)는 사용자의 움직임 상태에 따라, 장력 센서(143)에서 측정된 장력 값을 보정할 수도 있다. 예를 들어, 사용자가 비스듬하게 서 있는 상태에서 제1 장력 값이 측정된 경우, 측정된 제1 장력 값을 직립 미동 상태일 때의 장력 값으로 보정할 수 있다.
제어부(150)는 사용자의 허리 둘레 길이를 측정한 결과를 특정 이벤트가 발생할 때마다 호스트 단말(200) 또는 서버(300)에 통신부(160)를 통해 전달할 수 있다. 예를 들어, 제어부(150)는 사용자의 허리 둘레가 1cm 증가하는 이벤트가 발생할 때마다 호스트 단말(200)로 허리 둘레에 관한 정보를 전송할 수 있다. 물론 제어부(150)는 소정 기간 동안 스마트 벨트(100)에서 획득된 허리 둘레에 관한 정보 전체를 호스트 단말(200)이나 서버(300)에 전송할 수도 있다. 여기서 허리 둘레에 관한 정보는 허리 둘레 길이 및 허리 둘레 측정 시간 정보를 포함할 수 있다.
제어부(150)는 측정된 허리 둘레 정보를 기초로 사용자의 복부 비만 여부를 판단할 수도 있다. 이를 위해 사전에 사용자의 나이, 성별, 연령, 키, 몸무게 등의 사용자 정보가 스마트 벨트(100)에 제공될 수 있으며, 사용자 정보와 허리 둘레 정보를 이용하여 복부 비만 여부를 판단하기 위한 프로그램이 스마트 벨트(100)에 설치되어 있을 수 있다.
제어부(150)는 스마트 벨트(100)의 착탈 정보, 사용자의 움직임 정보, 자석 패턴 정보 및 장력 정보 등에 기초하여 사용자의 활동 정보를 생성할 수도 있다. 여기서, 사용자의 활동 정보는, 사용자가 기상해서 취침하기 전까지 이루어지는 활동들에 관한 정보를 의미할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 활동 정보는, 사용자의 출퇴근 시간 정보, 야근 정보, 배변 정보, 웃음 정보, 음주 정보, 흡연 정보, 발작 정보, 낙상 정보, 운전 시간 정보, 하루 동안 앉아 있는 시간 정보, 등하교 시간 정보, 운동 연습 시간 정보, 과식 정보 등을 포함할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 스마트 벨트(100)는 사용자의 활동에 대응되는 움직임(예컨대, 가속도 값, 각속도 값, 장력 값 등)을 패턴화한 패턴 정보를 획득하고, 패턴 정보를 메모리에 저장할 수 있다. 그리고 스마트 벨트(100)는 메모리에 저장된 패턴 정보와 현재 측정되는 사용자의 움직임을 비교함으로써, 사용자의 활동 정보를 생성할 수 있다. 이를 위해 스마트 벨트(100)는 앞서 설명한 사용자의 활동 정보를 생성하기 위한 프로그램이 설치되어 있을 수 있다.
통신부(160)는 스마트 벨트(100)와 호스트 단말(200) 또는 스마트 벨트(100)와 서버(300) 간에 데이터를 교환할 수 있도록 통신 기능을 수행한다. 통신부(160)는 블루투스 통신, BLE(Bluetooth Low Energy) 통신, 근거리 무선 통신(Near Field Communication unit), WLAN(Wi-Fi) 통신, 지그비(Zigbee) 통신, 적외선(IrDA, infrared Data Association) 통신, WFD(Wi-Fi Direct) 통신, UWB(ultra wideband) 통신, Ant+ 통신 등의 근거리 통신을 제공할 수 있다. 실시예에 따라서 통신부(160)는 2G, 3G, 4G, 와이브로 등의 이동 통신 기능을 제공할 수도 있다.
메모리(170)는 스마트 벨트(100)의 동작과 관련된 각종 정보, 데이터 및 프로그램을 저장할 수 있다. 메모리(170)는 내장 메모리 또는 외장 메모리를 포함할 수 있다. 외장 메모리는 다양한 인터페이스를 통하여 스마트 벨트(100)와 기능적으로 및/또는 물리적으로 연결될 수 있다. 또한, 스마트 벨트(100)는 인터넷(internet)상에서 메모리(170)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)를 운영할 수도 있다.
전원부(180)는 스마트 벨트(100)의 전자적 구성 요소에 동작 전원을 공급하는 기능을 수행한다. 전원부(180)는 충전 가능한 배터리로 구현할 수 있다. 물론 실시예에 따라서 전원부(180)는 일회용 배터리로 구현할 수도 있다.
지금까지 스마트 벨트(100)에서 사용자의 허리 둘레 길이를 구하는 것으로 설명하였으나 이에 한정되지 않는다. 스마트 벨트(100)에서는 관성 센서(141), 자기 센서(143), 장력 센서(145) 등에서 측정된 정보를 호스트 장치(200) 또는 서버(300)에 통신망을 통해 제공하는 기능만을 수행할 수도 있다. 이 경우 호스트 장치(200) 또는 서버(300)에서 관성 센서(141), 자기 센서(143), 장력 센서(145) 등에서 측정된 정보를 이용하여 사용자의 허리 둘레 길이를 구하는 것도 가능하다.
또한 호스트 장치(200) 또는 서버(300)에서 관성 센서(141), 자기 센서(143), 장력 센서(145) 등에서 측정된 정보를 기초로 사용자의 복부 비만 여부를 판단하거나 사용자의 활동 정보 등을 생성할 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.

Claims (13)

  1. 복수의 자석 패턴이 형성되는 스트랩부,
    상기 스트랩부가 버클부에 고정된 상태에서, 상기 복수의 자석 패턴 중 하나를 감지하는 제1 센서부, 그리고
    상기 제1 센서부에 의해 감지된 자석 패턴에 대응하는 사용자의 허리 둘레 길이를 구하는 제어부
    를 포함하는 벨트 장치.
  2. 제 1 항에서,
    상기 스트랩부와 상기 버클부를 연결하는 클립부, 그리고
    상기 스트랩부가 상기 버클부에 고정된 상태에서, 상기 클립부에 가해지는 장력을 측정하는 제2 센서부를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 측정된 장력에 대응하는 허리 둘레 보정 값을 이용하여 상기 허리 둘레 길이를 보정하는 벨트 장치.
  3. 제 2 항에서,
    상기 스트랩부는 상기 복수의 자석 패턴에 각각 대응하는 복수의 구멍이 형성되는 벨트 장치.
  4. 제 3 항에서,
    상기 자석 패턴에 대응하는 사용자의 허리 둘레 길이는,
    상기 버클부 또는 상기 클립부의 소정의 지점부터 상기 복수의 자석 패턴별로 대응하는 구멍까지의 거리로 정해지는 벨트 장치.
  5. 제 2 항에서,
    상기 제1 센서부는 자기 센서를 포함하고,
    상기 제2 센서부는 스트레인 게이지(strain gauge) 또는 FSR(force sensing resistor) 센서를 포함하는 벨트 장치.
  6. 제 5 항에서,
    상기 클립부는,
    상기 스트레인 게이지 또는 상기 FSR 센서가 부착되는 부착면이 형성되는 바디부, 그리고
    상기 복수의 자석 패턴 중에서 상기 클립부의 상부에 위치하는 자석 패턴에서 발생되는 자기 신호를 상기 자기 센서가 감지할 수 있도록 전자기 투과창이 형성된 커버부
    를 포함하는 벨트 장치.
  7. 제 6 항에서,
    상기 커버부의 외측에 전자기 투과성 판이 부착되는 벨트 장치.
  8. 제 2 항에서,
    상기 벨트 장치를 착용한 사용자의 움직임 정보를 감지하는 제3 센서부를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 제3 센서부에서 감지된 사용자 움직임 정보를 이용하여 상기 장력을 보정하는 벨트 장치.
  9. 제 8 항에서,
    상기 제어부는,
    상기 사용자 움직임 정보를 기초로 사용자가 소정의 상태인 경우 상기 허리 둘레 길이를 측정하는 벨트 장치.
  10. 제 2 항에서,
    상기 측정된 장력에 대응하는 허리 둘레 보정값으로 이루어지는 테이블을 저장하는 메모리
    를 더 포함하는 벨트 장치.
  11. 제 1 항에서,
    상기 복수의 자석 패턴은 자석 패턴에 포함된 자석의 개수, 자석의 위치 및 자석의 극성에 따라 서로 다른 자석 패턴과 식별되는 벨트 장치.
  12. 버클부,
    복수의 자석 패턴과 상기 복수의 자석 패턴에 각각 대응하는 복수의 구멍이 형성되는 스트랩부, 그리고
    상기 스트랩부와 상기 버클부를 연결하는 클립부
    를 포함하고,
    상기 클립부는,
    상기 클립부에 인가되는 장력을 측정하는 장력 센서가 부착되는 부착면이 형성되는 바디부, 그리고
    상기 복수의 자석 패턴 중에서 상기 클립부의 상부에 위치하는 자석 패턴에서 발생되는 자기 신호를 자기 센서가 감지할 수 있도록 전자기 투과창이 형성된 커버부를 포함하는 벨트 장치.
  13. 복수의 자석 패턴이 형성되는 스트랩부가 버클부에 고정된 상태에서, 상기 복수의 자석 패턴 중 하나를 감지하는 단계,
    상기 감지된 자석 패턴에 대응하는 사용자의 허리 둘레 길이를 구하는 단계,
    상기 클립부에 가해지는 장력을 측정하는 단계, 그리고
    상기 허리 둘레 길이를 상기 측정된 장력에 대응하는 허리 둘레 보정 값을 이용하여 보정하는 단계
    를 포함하는 벨트 장치의 제어 방법.
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