WO2019009466A1 - 보폭 추정이 가능한 스포츠 이벤트 서비스 플랫폼 - Google Patents

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WO2019009466A1
WO2019009466A1 PCT/KR2017/011663 KR2017011663W WO2019009466A1 WO 2019009466 A1 WO2019009466 A1 WO 2019009466A1 KR 2017011663 W KR2017011663 W KR 2017011663W WO 2019009466 A1 WO2019009466 A1 WO 2019009466A1
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Definitions

  • the present invention relates to a sports event service platform, and more particularly, to a sports event service platform capable of estimating a stride.
  • Walking is the safest aerobic exercise you can do without special equipment and economical investment, and running means walking and running on various streets and courses.
  • the walking of people and the running posture of each person are different.
  • the speed of walking or running, the pace of walking or running, the frequency of stride breaks, and the movement trajectory of the foot are also very different.
  • the present invention seeks to provide a sports event service platform capable of measuring a more accurate stride.
  • the present invention provides a sports event service platform capable of intuitively grasping a user's exercise attitude and calibrating a user's exercise attitude.
  • a sports event service platform including: a first acceleration sensor for detecting a first acceleration, a second acceleration, and a third acceleration for three axial directions perpendicular to each other through an acceleration sensor, A shoe sensor module for generating first to third acceleration signals by measuring an acceleration, measuring a pressure applied to the shoe through a pressure sensor, and outputting a pressure signal; Calculating a first step width and a step count frequency of a user wearing the shoe based on the first to third acceleration signals and the pressure signal and calculating a swing time of the user based on the pressure signal, ; And an output device for providing the user with first status information including the first stride, the stride frequency, and the second time information.
  • the sports event service platform may further include a position measuring device for outputting GPS coordinate information on the position of the user based on a GPS (Global Positioning System).
  • the central processing unit calculates a first travel distance of the user for a first time based on the first stride, and calculates a second travel distance of the user during the first time based on the GPS coordinate information, Calculates a scaling ratio based on the first movement distance and the second movement distance, and corrects the first stride based on the scaling ratio.
  • the central processing unit may generate a stimulus pattern by comparing the reference state information and the first state information, and the reference state information may include a reference stride and a reference stride frequency.
  • the output device may include a stimulation device that is worn on a part of the user's body and generates a stimulus based on the generated stimulation pattern and provides the generated stimulus to the body part.
  • the stimulus pattern may be a combination of a stimulus duration that induces the user to change the stride and a stimulus repetition interval that induces the user to change the stride frequency.
  • the stimulation apparatus can provide at least one of the electric stimulation, the vibration stimulation, and the stimulation stimulation to the body part based on the stimulation pattern.
  • the shoe sensor module includes a plurality of pressure cells corresponding to different points of the user's foot, each of the pressure cells having predetermined coordinate information based on the center of gravity of the foot .
  • the central processing unit changes the foot center coordinate corresponding to the center of gravity of the foot on the reference coordinate system based on at least one of the first stride and the stride frequency, The center of gravity of the user on the reference coordinate system can be calculated based on the pressure values measured through the pressure cells.
  • the central processing unit makes the center of gravity of the foot be adjacent to the reference point of the reference coordinate system as the first stride increases, and the center of gravity of the foot is adjacent to the reference point of the reference coordinate system as the first number of breadth frequency increases .
  • the sports event service platform may further include a proximity sensor disposed at the front of the user's waist and sensing an object positioned in front of the user.
  • the central processing unit can determine the arm posture of the user based on the output of the proximity sensor.
  • the sports event service platform may further include proximity sensors arranged to be symmetrical with respect to the arm joint of the user.
  • the central processing unit may calculate a distance between the proximity sensors based on the outputs of the proximity sensors, and calculate a bent angle of the arm of the user based on the distance.
  • the sports event service platform calculates the first stride and the first stride frequency of the user in real time using the acceleration signal of the shoe sensor, By correcting one stride, a more accurate stride (i.e., the corrected first stride) can be measured in real time.
  • the sports event service platform determines whether or not the user's posture is correct by calculating the time of the body for both the feet (and both feet) of the user based on the pressure signal of the shoe sensor, The posture can be corrected.
  • the sports event service platform may be configured to store the state information (i.e., state information including the first stride, the first stride frequency, etc.) and the reference state information (i.e., ) To generate a stimulus pattern, and provide a stimulus such as an electric / vibration / acupressure stimulus to a part of the user's body, thereby maintaining / improving the pace of the user or correcting the posture of the user.
  • state information i.e., state information including the first stride, the first stride frequency, etc.
  • the reference state information i.e., a stimulus pattern
  • a stimulus such as an electric / vibration / acupressure stimulus
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a sports event service platform according to embodiments of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a central processing unit included in the sports event service platform of FIG.
  • FIGS. 3A and 3B are diagrams for explaining a configuration for calculating a stride in the central processing unit of FIG. 2.
  • FIG. 3A and 3B are diagrams for explaining a configuration for calculating a stride in the central processing unit of FIG. 2.
  • Fig. 3C is a view for explaining a configuration for calculating the body-of-smoke time in the central processing unit of Fig. 2;
  • FIG. 3D is a diagram showing an example of a stimulation pattern generated in the central processing unit of FIG. 2.
  • FIG. 3D is a diagram showing an example of a stimulation pattern generated in the central processing unit of FIG. 2.
  • FIG. 4A and 4B are views showing an example of a shoe sensor included in the sports event service platform of FIG.
  • FIG. 4C is a view showing the center of gravity of the user calculated by the shoe sensor of FIG. 4B.
  • FIG. 4C is a view showing the center of gravity of the user calculated by the shoe sensor of FIG. 4B.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of an output device included in the sports event service platform of FIG.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a proximity sensor included in the sports event service platform of FIG.
  • FIG. 7A and 7B are views showing an example of an arm / leg joint sensor included in the sports event service platform of FIG.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a sports event service platform according to embodiments of the present invention.
  • a sports event service platform 100 may include a shoe sensor 110 (or a shoe sensor module), a central processing unit 120 (or a central processing module), and an outputting unit 130 .
  • the sports event service platform 100 may measure, analyze, and calibrate a user's exercise attitude (e.g., gait, running posture, etc.).
  • the shoe sensor 110 is embedded in the shoe and may include an acceleration sensor (e.g., a three-axis acceleration sensor) and a pressure sensor.
  • the shoe sensor 110 is implemented with a shoe insole and may be included in each of the user's left and right shoe.
  • the shoe sensor 110 may generate the first to third acceleration signals by measuring the first acceleration, the second acceleration, and the third acceleration for three axial directions perpendicular to each other through the acceleration sensor.
  • the three axial directions include a first axis X for the user's moving direction (or moving direction), a second axis Y perpendicular to the first axis X and parallel to the ground, And may include a third axis Y perpendicular to the axis X and a second plane, respectively.
  • the first to third acceleration signals measured through the acceleration sensor can be used to calculate the stride, the number of steps (or the stride frequency) of the user USER.
  • the shoe sensor 110 may measure a pressure applied to the shoe through a pressure sensor and output a pressure signal.
  • the pressure signal measured through the pressure sensor can be used to calculate the number of hours and / or steps of the user USER.
  • the central processing unit 120 may be implemented as a smart watch and may be worn on the wrist of a user. This is exemplary, and the central processing unit 120 is not limited thereto.
  • the central processing unit 120 may be implemented as a smart phone and may be worn on a user's shoulder, in a pants pocket, or implemented with smart glasses and worn on a user's head.
  • the central processing unit 120 may be implemented as a system (or server) that is spaced apart from a user (USER).
  • the central processing unit 120 can calculate the stride and step number (or the step frequency) of the user USER using the acceleration method and the GPS method, that is, two methods.
  • the central processing unit 120 calculates the first stride of the user (USER) wearing the shoe based on the first to third acceleration signals and the pressure signal measured at the shoe sensor 110, The number of steps can be calculated.
  • the central processing unit 120 can calculate the moving speed of the user USER and the moving distance of the user USER by integrating the first acceleration signal for the first axis X among the acceleration signals have.
  • the first stride of the user USER can be calculated in real time considering the acceleration characteristic of the foot of the user USER.
  • the central processing unit 120 may calculate the altitude of the foot of the user USER (i. E.
  • the central processing unit 120 can calculate the first number of steps of the user USER by increasing the number of steps of the user when the altitude of the foot of the user USER is the reference height or more.
  • the central processing unit 120 includes a position measuring device for outputting GPS coordinate information on the position of the user (USER) based on a global positioning system (GPS) And calculates a travel distance of the user USER based on the change of the GPS coordinate information and calculates a travel distance of the user USER based on the travel distance of the user USER and the number of second steps
  • the second stride of the user USER can be calculated by dividing the moving distance of the user USER by the second number of steps.
  • the first method i.e., the acceleration method
  • the second method i.e., the GPS method
  • the central processing unit 120 can calculate a more accurate first stride by correcting the first stride based on the second stride.
  • the time of the user USER can be calculated based on the pressure signal measured by the shoe sensor 110.
  • the output device 130 may provide the user with first status information including the first stride of the user USER, the first step number, and the body time calculated by the central processing unit 120.
  • the output device 130 may be implemented as a smartwatch display module to initially display the first state information.
  • the output device 130 may be implemented as a stimulation device, and may be embedded in a wrist protector, an ankle protector, or the like to provide first state information to a specific region of a user (e.g., an electric stimulus, Acupressure stimulation, etc.).
  • the sports event service platform 100 may further include a proximity sensor 140, an arm joint sensor 150, and a leg joint sensor 160.
  • the proximity sensor 140 is implemented in an infrared sensor, a geomagnetic sensor, or the like, and is disposed in a waist bag (particularly, a waistband of a waist bag) for storing a water bottle or the like in a long running race (for example, a marathon) It is possible to sense the arm motion of the user USER by sensing an object located at the front side and the side side (e.g., the hand of the user USER).
  • the proximity sensor 140 will be described later with reference to FIG.
  • the arm joint sensor 150 and the leg joint sensor 160 are implemented as a wrist protector, an ankle protector, etc., and are worn / disposed adjacent to the user's elbow joint and knee joint, and the bending of the arm of the user USER And the leg angle indicating the degree of bending of the leg can be measured.
  • the arm joint sensor 150 and the leg joint sensor 160 will be described later with reference to FIGS. 7A and 7B.
  • the sports event service platform 100 may determine the first and second strides of the user based on user's foot acceleration signals, GPS signals, etc., measured through the shoe sensor 120, And the stride frequency (or the number of strides) of the first user and the second stride are complemented by calculating the stride frequency (or the number of strides).
  • the sports event service platform 100 also calculates the time of the swing for each of the feet of the user USER based on the pressure signal measured through the shoe sensor 120 (or the pressure sensor of the shoe sensor 120) Arm angle, and leg angle of the user USER through the arm / leg joint sensors 150 and 160, the proximity sensor 140, and the arm / leg joint sensors 150 and 160, Posture, running posture, etc.) can be calibrated.
  • the sports event service platform 100 not only visually provides the first state information including the first step, the number of steps, and the like to the user (USER) via the output device 130, (USER) through physical stimulation such as stimulation, vibration stimulation, acupressure stimulation or the like to the user USER to easily check the first state information, and to recognize the first state information (particularly, the first state information (And the number of strides, the number of strides) of the user USER based on the stimulus information for the user USER.
  • physical stimulation such as stimulation, vibration stimulation, acupressure stimulation or the like
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of a central processing unit included in the sports event service platform of Fig. 1
  • Figs. 3a and 3b are diagrams for explaining a configuration for calculating a stride in the central processing unit of Fig. 2
  • FIG. 3C is a diagram for explaining a configuration for calculating the time of the body of time in the central processing unit of FIG. 2
  • FIG. 3D is an illustration of an example of the stimulation pattern generated by the central processing unit of FIG.
  • the central processing unit 120 may include a receiving unit 210, a stride computing unit 220, a time-of-flight calculating unit 230, and an output unit 240.
  • the central processing unit 120 may further include a posture determination unit 250.
  • the receiver 210 may receive various sensing signals from an external sensor using wire / wireless communication technology (e.g., low power Bluetooth technology (BLE)).
  • the receiving unit 210 may receive acceleration signals and pressure signals from the shoe sensor 110.
  • the receiving unit 210 may receive GPS position information from a position measuring device (or a GPS receiver).
  • the receiving unit 210 receives the step number information of the user from the pedometer, receives arm position information from the proximity sensor 140, or receives the arm position information from the arm / leg joint sensors 150 and 160 Arm angle information, and leg angle information.
  • the stride computing unit 220 may calculate the stride of the user (USER) using the acceleration method and the GPS method.
  • the stride computing unit 220 may calculate the first stride and the first stride number of the user USER based on the first to third acceleration signals and the pressure signal measured by the shoe sensor 110.
  • a footprint of a user USER is shown on a two-dimensional plane, and a user USER can move along a first direction D1 (or first axis X) have.
  • the first step (or the first footstep) by the right foot of the user USER appears at the first time point T1 and the second step by the left foot of the user USER may appear at the second point of time T2 .
  • a third step by the right foot of the user USER appears at the third time point T3, and a fourth step by the left foot of the user USER may appear at the fourth point of time T4.
  • the interval between the first step and the third step may correspond to the stride (LS) of the user USER.
  • the stride computing unit 220 calculates the travel distance of the user USER based on the change of the GPS coordinate information acquired through the position measuring apparatus, and calculates the travel distance of the user USER and the second step number The second stride of the user USER can be calculated.
  • the step-size calculating section 220 calculates the first step of the user USER wearing the shoe based on the first to third acceleration signals and the pressure signal measured by the shoe sensor 110, Can be calculated.
  • the central processing unit 120 may calculate the first stride of the user USER in real time by integrating the first acceleration signal for the first axis X among the acceleration signals.
  • FIG. 3B is a view on a two-dimensional plane in which the image corresponding to the steps shown in Fig. 3A is further subdivided and constituted by a first axis X and a third axis Z.
  • Fig. Five frame images F1 to F5 may exist between the first time point T1 (or the first step) and the second time point T2 (or the second step).
  • the right foot of the user USER is raised from the ground to the vicinity of the hip of the user USER, and the magnitude of the first acceleration signal may increase.
  • the first acceleration signal can be increased or decreased.
  • the stride computing unit 220 extracts the first and third steps (or the second to fourth steps) based on the change of the magnitude of the first acceleration signal with respect to the first axis X , And the first stride of the user (USER) can be calculated in real time by integrating the first acceleration signal in the interval between the first and third steps.
  • the first step number of the user USER can be calculated based on the extracted first through fourth steps.
  • the first step of the user USER can be calculated by extracting the first to fourth steps based on the change of the magnitude of the third acceleration signal with respect to the first acceleration step.
  • the step-size calculating section 220 may correct the first step size based on the second step size.
  • the second stride corresponds to an average stride
  • the first stride may include an error as compared to the second stride, so that the first stride and the second stride
  • the corrected first stride can be obtained by calculating the scaling ratio for the first stride by comparing the two stride rates and multiplying the first stride by the scaling ratio.
  • the stride calculation unit 220 calculates the first travel distance of the user USER during the first time (or for a specific time) based on the first stride, and calculates the first travel distance of the user USER based on the GPS coordinates information for the first time Calculates a second movement distance of the user USER, calculates a scaling ratio based on the first movement distance and the second movement distance, corrects the first step size based on the scaling ratio, More accurate stride) can be obtained.
  • the body-of-articulation-time calculating unit 230 may calculate a user's body-of-articulation time based on a pressure signal provided from the shoe sensor 110.
  • a pressure signal output from one shoe (for example, the right shoe, or the rear part of the right shoe bottom) is shown.
  • the body-of-articulation-time calculating unit 230 can derive a state of the foot (for example, a state in which only the sole of the sole comes into contact with the ground, the entire sole comes into contact with the ground) according to the magnitude of the pressure signal, It is possible to calculate the time required to swim on one foot of the USER.
  • the time-of-flight calculating unit 230 determines that the right foot of the user (USER) does not touch the ground in a period of 0.31 to 0.4 representing a pressure signal, and measures 0.89 seconds to the right foot of the user It can be decided by the time of the physical attack.
  • the swing time calculating unit 230 can determine the swing time for another foot (for example, the left foot) of the user USER based on the pressure signal output from the other shoe.
  • the attitude determination unit 240 compares the reference state information with the first state information to determine whether the stride, the number of steps, and the body time of the user USER are appropriate, It is possible to generate information that can change the stride, the number of steps, and the time of the body.
  • the reference state information includes information such as a reference stride, a reference stride frequency, and a reference time, and the reference stride, the reference stride frequency, the reference time, and the like are classified according to the moving speed of the user (USER) , Slow walking, sucking walk, jogging, marathon, obstacle running, etc.).
  • the predetermined moving speed for jogging is 9.0 km / h
  • the reference stride is 1 m
  • the stride frequency is 2.5 times / second
  • the actual moving speed of the user (USER) is 9.7 km / m
  • the frequency of the stride may be 3 times / second.
  • the attitude correcting unit 240 generates information (for example, character data displayed through the display device) that leads to a decrease in the moving speed of the user USER, an increase in the stride, and a decrease in the frequency of the stride, And may provide the information to the user through the output unit 250.
  • the attitude calibration unit 240 may generate a stimulus pattern by comparing the reference state information of the user USER with the first state information (i.e., current state information).
  • the output device 130 (or output 250) may include a stimulation device that is worn on a part of the body of the user USER and generates and provides a stimulus based on the generated stimulus pattern to a portion of the body have.
  • the stimulus pattern may be composed of a combination of a stimulus duration that induces a user to change a stride and a stimulus repetition interval that induces a user to change a stride frequency.
  • the first stimulus pattern SP1 is a stimulus pattern in a steady state, and is repeatedly valid with a first interval T1 corresponding to the frequency of the user's US (or the reference frequency) And the magnitude of the valid value (or magnitude of the stimulus) or duration may have a first value TS1.
  • repetitive electrical stimulation, vibration stimulation corresponding to the first stimulation pattern SP1 can be provided to the user USER via the output device 130.
  • the user can adjust the pitch (or the frequency of stride breaks) to the stimulus (or stimulus repetition interval) (for example, when grouping, it is similar to stepping on the beat such as "one, two, three, (For example, walking or running) with a constant pace.
  • the second stimulation pattern SP2 is a stimulation pattern for increasing the stride of the user and has the same interval T1 as the first stimulation pattern SP but the magnitude or stimulation duration of the effective value is equal to the second value TS2, (I.e., a value larger than the first value TS1).
  • the user can increase the stride of the user in accordance with the stimulus whose intensity increases or the duration increases.
  • the third stimulation pattern SP3 is a stimulation pattern for increasing the frequency of the user's stride and has a third value TS3 equal to a valid value of the first stimulation pattern SP, And may have a second spacing T2. Therefore, the user can increase the number of stride rates by fitting a step to the shortened second interval T2.
  • the attitude correcting unit 240 may generate a pattern for reducing the user's stride using a value (or duration of stimulation) smaller than the first value TS1.
  • the stimulus patterns shown in FIG. 3D are illustrative, and the stimulus patterns are not limited thereto.
  • the stimulation patterns may further include stimulus type information (for example, information for selecting one of electric stimulation, vibration stimulation, and acupressure stimulation) and the like.
  • the attitude correcting unit 240 may calculate arm posture information acquired through the proximity sensor 140, arm angle information acquired through the arm joint sensor 150, and leg angle information acquired through the leg joint sensor 160 (For example, a running posture) of the user is compared with reference arm position information, reference arm angle information, and reference leg angle information, and calibration information (for example, For example, character data, stimulus pattern, etc.).
  • the output unit 250 may be implemented as a display device to display status information of the user USER, reference status information, or the like, or may be implemented as a stimulation device (e.g., a vibration module of SmartWatch) (E.g., a wrist) of the user USER based on the state information of the user USER and the stimulation pattern to increase the stride as the correction information derived based on the reference state information, Lt; / RTI >
  • a stimulation device e.g., a vibration module of SmartWatch
  • the sports event service platform 100 uses the acceleration signal of the shoe sensor 110 to determine the first step of the user USER
  • a more accurate stride i.e., the corrected first stride
  • the sports event service platform 100 calculates the time of the body of the user USER (and each of the feet) using the basis of the pressure signal of the shoe sensor 110, It is possible to determine whether the posture is correct or appropriate.
  • the sports event service platform 100 may be configured to determine the state information (i.e., state information including the first stride, the first stride frequency and the like) and the reference state information (i.e., the moving speed of the user USER, (E.g., a running state, a running type, and the like)) to generate a stimulus pattern, and providing a stimulus such as an electric / vibration / acupressure stimulus to a body part of a user USER, It is possible to maintain / improve the pace, or correct the posture of the user (USER).
  • state information i.e., state information including the first stride, the first stride frequency and the like
  • the reference state information i.e., the moving speed of the user USER, (E.g., a running state, a running type, and the like)
  • FIGS. 4A and 4B are views showing an example of a shoe sensor included in the sporting event service platform of FIG. 1, and FIG. 4C is a view showing a center of gravity of a user calculated by the shoe sensor of FIG. 4B.
  • the shoe sensor 110 may include an acceleration sensor 410, a pressure sensor 420 implemented as a shoe solenoid, a communication module 430, and a battery 440.
  • the acceleration sensor 410 may be implemented as a three-axis acceleration sensor as described above, and may be disposed at the center of the shoe insole. Alternatively, the acceleration sensor 410 may be implemented in a chip form and disposed at the front or rear of the shoe sole.
  • the pressure sensor 420 may include a plurality of pressure cells spaced apart from each other on a plane space formed by the first axis X and the second axis Y shown in Fig.
  • Each of the pressure cells is implemented with a pressure switch (e.g., a switch that is turned on if a certain pressure is applied), and the load caused by the user's foot is divided into three steps (or groups) .
  • each of the pressure cells may include three subcells operating at different pressures, such as 1 kg, 2 kg, and 3 kg per unit area, to detect pressure intensities in three stages.
  • the communication module 430 receives the acceleration signals generated by the acceleration sensor 410 (for example, the first acceleration signal and the third acceleration signal), the pressure signals generated by the pressure sensor 420 , And provide these signals to the central processing unit 120 using wired or wireless communication technology (e.g., BLE).
  • the acceleration signals generated by the acceleration sensor 410 for example, the first acceleration signal and the third acceleration signal
  • the pressure signals generated by the pressure sensor 420 And provide these signals to the central processing unit 120 using wired or wireless communication technology (e.g., BLE).
  • the battery 440 can supply power to the acceleration sensor 410, the pressure sensor 420 and the communication module 430.
  • each pressure cell may have preset coordinate information based on the center of gravity of the foot.
  • the central processing unit 120 changes the center of gravity of the foot corresponding to the center of gravity of the foot on the reference coordinate system based on at least one of the first stride and the stride frequency, calculates coordinate information of each of the pressure cells,
  • the center of gravity of the user USER on the reference coordinate system can be calculated based on the pressure values measured through the cells. For example, as the first stride is increased, the central processing unit 120 makes the foot center coordinate adjacent to the reference point of the reference coordinate system, and as the first stride frequency increases, the center coordinate of the foot can be adjacent to the reference point of the reference coordinate system.
  • the pressure cells are paired in pairs and can be arranged in four areas (FPR, OPR, IPR, RPR).
  • the first coordinate information of the first pressure cell S1 is (x1, y1), which can be preset based on the left foot reference point LP which is the center of gravity of the left foot.
  • the second coordinate information of the second pressure cell S2 is (x2, y2), and the third coordinate information of the nth pressure cell (n is an integer of 3 or more) may be (x3, y3).
  • the left center coordinate of the first left foot reference point LP1 may be (-70, 0) have.
  • the stride of the user USER is 1 m or the stride frequency is 2.5 times / second, that is, when the user USER jogs, the left center coordinate of the second left foot reference point LP2 is -10 , 20).
  • the user USER has a stride of 0 m and a stride frequency of 3, that is, if the user USER is running in place (or in situ walking, jumping, etc.) May be (0, 0).
  • the central processing unit 120 changes the foot center coordinates (e.g., the left foot reference point LP and the right foot reference point) corresponding to the center of gravity of the foot on the reference coordinate system based on at least one of the first stride and the stride frequency And easily calculates the center of gravity of the user (USER) on the reference coordinate system based on the coordinates of the foot center, the coordinate information of each of the pressure cells, and the pressure values measured through the pressure cells, Can easily be judged.
  • the foot center coordinates e.g., the left foot reference point LP and the right foot reference point
  • the central processing unit 120 multiplies the coordinate information (i.e., the coordinate information in which the foot center coordinate is reflected) by using the pressure value as a weight, sums all weighted coordinate information, and finally calculates the center of gravity of the user And can easily determine whether the center of gravity of the user USER is properly moved or maintained during running.
  • the coordinate information i.e., the coordinate information in which the foot center coordinate is reflected
  • the pressure value as a weight
  • the first curve 451 represents the center of gravity of the user USER calculated based on the pressure cells when the coordinate information of the pressure cells is fixed, and the first curve 451 451) is expressed in an 8-character form, and it is difficult for the user (USER) to know where the center of gravity of the user is.
  • the second curve 452 represents the center of gravity of the user USER calculated in consideration of the stride and / or step frequency of the user USER in the central processing unit 120.
  • the user USER calculates the weight It is possible for the user to intuitively judge that the center is moved slightly to the front as a whole.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of an output device included in the sports event service platform of FIG.
  • the output device 130 may be implemented with the stimulation device 500.
  • the stimulation apparatus 500 may be configured to provide at least one of an electric stimulus, a vibration stimulus and an acupressure stimulus to a body part (e.g., an arm and / or a leg) based on the stimulation pattern .
  • the stimulation device 500 may include a wear part 510 and a stimulus generation part 520. Also, the stimulation device 500 may include a separate battery to supply power to the stimulus generation unit 520, or may be connected to the central processing unit 120 or an external battery via a wire, so as to receive power.
  • the wearing portion 510 may be formed of a flexible fiber material such as a general wrist protector, an ankle protector, or the like, and may be formed in a ring shape.
  • the stimulus generator 520 may generate an electric stimulus, a vibration stimulus, an acupressure stimulus, or the like according to the stimulus pattern provided by the central processing unit 120.
  • the stimulus generator 520 includes an electrode that directly contacts a part of the user USER, generates a voltage / current of a specific waveform corresponding to the stimulus pattern, and applies a voltage / current to the electrode Thereby giving an electric stimulus to the user USER.
  • the stimulus generator 520 may include a vibrating part that directly contacts a body part of the user (USER), generates a sound wave of a specific waveform corresponding to the stimulation pattern, and provides the sound wave to the vibration part
  • a vibration stimulus can be given to the user USER.
  • the stimulus generator 520 may include a pneumatic pressure generator and an air bag that expands / decreases according to the air pressure, generates air pressure corresponding to the stimulation pattern, Can give an acupressure stimulus.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a proximity sensor included in the sports event service platform of FIG.
  • the proximity sensor 140 may be disposed at the waist of the user USER to sense an object adjacent to the waist.
  • the central processing unit 120 can determine the arm posture (or arm motion) of the user USER based on the output of the proximity sensor.
  • the proximity sensor 140 is implemented as an infrared sensor, emits infrared rays toward the front of the user USER, and can sense the object by sensing infrared rays reflected by the object.
  • the central processing unit 120 determines that the user USER is taking an erroneous arm motion, Information can be generated / output.
  • the proximity sensor 140 is implemented as a geomagnetic sensor and measures the change in the magnetic field generated by the magnetic sensor (or magnet) embedded in the smart watch, Or the wrist on which the smart watch is worn), and calculate the movement locus of the user's arm based on the change of the distance to the smart watch. Therefore, the central processing unit 120 can determine whether the arm motion of the user USER is correct based on the movement trajectory of the arm.
  • FIG. 7A and 7B are views showing an example of an arm / leg joint sensor included in the sports event service platform of FIG.
  • the arm joint sensor 150 may be disposed symmetrically with respect to the arm of the user to calculate a bent angle (for example, 90 degrees) of the arm joint.
  • the arm joint sensor 150 may include a wear portion 710 and proximity sensors 711 and 712, similar to the stimulation device 500.
  • the wearing portion 710 is made of a stretchable material such as a wide knee guards or the like, and may include a circular hole formed at the front. The circular hole may be arranged to distinguish the front / rear face of the wearing portion 710 from the portion where the elbow, the knee, and the like are located.
  • the proximity sensors 711 and 712 may be disposed at both ends of the front surface of the wearing portion 710, respectively.
  • the first proximity sensor 711 may be implemented as a magnet
  • the second proximity sensor 712 may be implemented as a magnetic sensor to measure the separation distance to the first proximity sensor 711.
  • the positions of the proximity sensors 711 and 712 are predetermined according to the width of the wearing portion 710 (for example, located at a position separated by 10 cm from the joint), the positions of the proximity sensors 711 and 712
  • the arm angle indicating the degree of bending of the arm of the user USER can be calculated based on the separation distance.
  • the central processing unit 120 compares the predetermined reference arm angle with the calculated arm angle to determine whether the arm posture of the user USER is correct, and transmits information (for example, arm posture correction information) Can be generated / output.
  • the leg joint sensor 160 may include a wear portion 710 and proximity sensors 711, 712. Since the leg joint sensor 160 is substantially the same as the arm joint sensor 150 except for the wearing part, the redundant description will not be repeated.
  • the sports event service platform 100 measures an arm motion, an arm angle, a leg angle, and the like of a user USER using a proximity sensor or the like,
  • the user USER can take a more accurate exercise attitude and maximize the exercise efficiency by collectively evaluating the exercise attitude (e.g., running attitude) of the user A and generating / outputting corresponding calibration information and the like.
  • the sports event service platform 100 is applicable to various sports activities such as cycling, as well as walking and running. Do.
  • shoe sensor module 120 central processing unit
  • Receiving unit 220
  • a body part time calculating part 240 a body part time calculating part 240:
  • acceleration sensor 420 pressure sensor
  • Stimulation device 510 Wear part
  • the present invention can be applied to a sports event service platform, a posture analyzing system, and the like.

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Abstract

보폭 추정이 가능한 스포츠 이벤트 서비스 플랫폼은, 신발에 내장되고, 가속도 센서를 통해 상호 수직하는 3개의 축 방향들에 대한 제1 가속도, 제2 가속도 및 제3 가속도를 측정하여 제1 내지 제3 가속도 신호들을 생성하며, 압력 센서를 통해 상기 신발에 가해지는 압력을 측정하여 압력 신호를 출력하는 신발 센서 모듈; 상기 제1 내지 제3 가속도 신호들 및 상기 압력 신호에 기초하여 상기 신발을 착용하는 사용자의 제1 보폭 및 보폭 빈도수를 산출하고, 상기 압력 신호에 기초하여 상기 사용자의 체공시간을 산출하는 중앙 처리 장치; 및 상기 제1 보폭, 상기 보폭 빈도수 및 상기 체공시간을 포함하는 제1 상태 정보를 사용자에게 제공하는 출력 장치를 포함한다.

Description

보폭 추정이 가능한 스포츠 이벤트 서비스 플랫폼
본 발명은 스포츠 이벤트 서비스 플랫폼에 관한 것으로, 보다 구체적으로 보폭 추정이 가능한 스포츠 이벤트 서비스 플랫폼에 관한 것이다.
걷기는 특별한 장비와 경제적인 투자 없이도 할 수 있는 가장 안전한 유산소 운동이며, 달리기는 다양한 거리와 코스를 달리는 운동을 의미한다. 사람들의 걸음걸이와, 사람들 각각의 달리기 자세는 제각기 다르다. 걷거나 달리는 속력, 걷거나 달릴 때 보폭, 보폭 빈도수, 발의 이동궤적 등도 천차만별이다.
잘못된 걸음걸이와, 잘못된 달리기 자세 등으로 인한 건강을 해치는 문제가 발생할 수 있으며, 잘못된 달리기 자세로 인하여 경기 기록 향상이 어려울 수 있다.
사람들의 이동 속도, 이동거리, 열량 소모량 등의 정보를 제공하는 휴대용 시스템이 있으나, 걸음걸이, 달리기 자세 등을 정확히 인식하고, 걸음걸이, 달리기 자세 등을 전반적으로 분석 및 교정할 수 있는 시스템은 없었다.
(선행특허문헌)
한국공개특허 제2009-0061308호(2009.06.16.공개)
본 발명은 보다 정확한 보폭을 측정할 수 있는 스포츠 이벤트 서비스 플랫폼을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 사용자의 운동 자세를 직관적으로 파악하고, 사용자의 운동 자세를 교정할 수 있는 스포츠 이벤트 서비스 플랫폼을 제공하고자 한다.
상기 일 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예들에 따른 스포츠 이벤트 서비스 플랫폼은, 신발에 내장되고, 가속도 센서를 통해 상호 수직하는 3개의 축 방향들에 대한 제1 가속도, 제2 가속도 및 제3 가속도를 측정하여 제1 내지 제3 가속도 신호들을 생성하며, 압력 센서를 통해 상기 신발에 가해지는 압력을 측정하여 압력 신호를 출력하는 신발 센서 모듈; 상기 제1 내지 제3 가속도 신호들 및 상기 압력 신호에 기초하여 상기 신발을 착용하는 사용자의 제1 보폭 및 보폭 빈도수를 산출하고, 상기 압력 신호에 기초하여 상기 사용자의 체공시간을 산출하는 중앙 처리 장치; 및 상기 제1 보폭, 상기 보폭 빈도수 및 상기 체공시간을 포함하는 제1 상태 정보를 사용자에게 제공하는 출력 장치를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 스포츠 이벤트 서비스 플랫폼은, 위성항법시스템(GPS)에 기초하여 상기 사용자의 위치에 대한 GPS 좌표 정보를 출력하는 위치 측정 장치를 더 포함 할 수 있다. 이 경우, 상기 중앙 처리 장치는, 상기 제1 보폭에 기초하여 제1 시간 동안 상기 사용자의 제1 이동 거리를 산출하고, 상기 GPS 좌표 정보에 기초하여 상기 제1 시간 동안 상기 사용자의 제2 이동 거리를 산출하며, 상기 제1 이동 거리 및 상기 제2 이동 거리에 기초하여 스케일링 비율을 산출하고, 상기 스케일링 비율에 기초하여 상기 제1 보폭을 보정 할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 중앙 처리 장치는, 기준 상태 정보와 상기 제1 상태 정보를 비교하여 자극 패턴을 생성하되, 상기 기준 상태 정보는 기준 보폭 및 기준 보폭 빈도수를 포함 할 수 있다. 이 경우, 상기 출력 장치는 상기 사용자의 신체 일부에 착용되어, 생성된 자극 패턴에 기초하여 자극을 생성하여 상기 신체 일부에 제공하는 자극 장치를 포함 할 수 있다. 여기서, 상기 자극 패턴은 상기 사용자로 하여금 상기 보폭을 변화시키도록 유도하는 자극 지속 시간과 상기 사용자로 하여금 상기 보폭 빈도수를 변화시키도록 유도하는 자극 반복 간격의 조합으로 구성 될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 자극 장치는, 상기 자극 패턴에 기초하여 전기 자극, 진동 자극, 지압 자극 중 적어도 하나를 상기 신체 일부에 제공 할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 신발 센서 모듈은, 상기 사용자의 발의 상호 다른 지점에 대응하는 복수의 압력 셀들을 포함하되, 상기 압력 셀들 각각은 상기 발의 무게 중심을 기준으로 기 설정된 좌표 정보를 가질 수 있다. 이 경우, 상기 중앙 처리 장치는, 상기 제1 보폭 및 상기 보폭 빈도수 중 적어도 하나에 기초하여 기준 좌표계 상에서 상기 발의 무게 중심에 대응하는 발 중심 좌표를 변화시키고, 상기 발 중심 좌표, 상기 좌표 정보 및 상기 압력 셀들을 통해 측정된 압력 값들에 기초하여 기준 좌표계 상에서 상기 사용자의 무게 중심을 산출 할 수 있다. 여기서, 상기 중앙 처리 장치는, 상기 제1 보폭이 커질수록 상기 발 중심 좌표를 상기 기준 좌표계의 기준점에 인접시키며, 상기 제1 보폭 빈도수가 증가할수록 상기 발 중심 좌표를 상기 기준 좌표계의 기준점에 인접시킬 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 스포츠 이벤트 서비스 플랫폼은, 상기 사용자의 허리 전면에 배치되어 사용자의 전방에 위치하는 객체를 감지하는 근접 센서를 더 포함 할 수 있다. 이 경우, 상기 중앙 처리 장치는 상기 근접 센서의 출력에 기초하여 상기 사용자의 팔 자세를 판단 할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 스포츠 이벤트 서비스 플랫폼은, 상기 사용자의 팔 관절을 기준으로 대칭을 이루도록 배치되는 근접 센서들을 더 포함 할 수 있다. 이 경우, 상기 중앙 처리 장치는 상기 근접센서들의 출력에 기초하여 상기 근접센서들 간의 이격 거리를 산출하고, 상기 이격 거리에 기초하여 상기 사용자의 팔 관절의 구부러진 각도를 산출 할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 스포츠 이벤트 서비스 플랫폼은 신발 센서의 가속도 신호를 이용하여 실시간으로 사용자의 제1 보폭과 제1 보폭 빈도수를 산출하되, GPS 기반으로 산출된 제2 보폭을 이용하여 제1 보폭을 보정함으로써, 보다 정확한 보폭(즉, 보정된 제1 보폭)을 실시간으로 측정할 수 있다.
또한, 스포츠 이벤트 서비스 플랫폼은 신발 센서의 압력 신호에 기초를 이용하여, 사용자의 양 발(및 양 발 각각)에 대한 체공시간 등을 산출함으로써, 사용자의 자세가 정확한지 여부를 판단하고, 사용자로 하여금 자세를 교정할 수 있도록 할 수 있다.
나아가, 스포츠 이벤트 서비스 플랫폼은 상태 정보(즉, 제1 보폭, 제1 보폭 빈도수 등을 포함하는 상태 정보)와 기준 상태 정보(즉, 사용자의 이동 속도, 달리기 유형 등 각각에 따라 기 설정된 기준 상태 정보)를 비교하여 자극 패턴을 생성하고, 전기/진동/지압 자극 등과 같은 자극을 사용자의 신체 일부에 제공함으로써, 사용자의 페이스를 유지/향상시키거나, 사용자의 자세를 교정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 스포츠 이벤트 서비스 플랫폼을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 스포츠 이벤트 서비스 플랫폼에 포함된 중앙 처리 장치의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 3a 및 도 3b는 도 2의 중앙 처리 장치에서 보폭을 산출하는 구성을 설명하는 도면이다.
도 3c는 도 2의 중앙 처리 장치에서 체공시간을 산출하는 구성을 설명하는 도면이다.
도 3d는 도 2의 중앙 처리 장치에서 생성되는 자극 패턴의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 도 1의 스포츠 이벤트 서비스 플랫폼에 포함된 신발 센서의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4c는 도 4b의 신발 센서에 의해 산출된 사용자의 무게 중심을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 1의 스포츠 이벤트 서비스 플랫폼에 포함된 출력 장치의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 1의 스포츠 이벤트 서비스 플랫폼에 포함된 근접 센서의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 도 1의 스포츠 이벤트 서비스 플랫폼에 포함된 팔/다리 관절 센서의 일 예를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 스포츠 이벤트 서비스 플랫폼을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면 스포츠 이벤트 서비스 플랫폼(100)은 신발 센서(110)(또는, 신발 센서 모듈), 중앙 처리 장치(120)(또는, 중앙 처리 모듈) 및 출력 장치(130)를 포함할 수 있다. 스포츠 이벤트 서비스 플랫폼(100)은 사용자의 운동 자세(예를 들어, 걸음걸이, 달리기 자세 등)을 측정, 분석 및 교정 할 수 있다.
신발 센서(110)는 신발에 내장되고, 가속도 센서(예를 들어, 3축 가속도 센서)와 압력 센서를 포함할 수 있다. 신발 센서(110)는 신발 인솔로 구현되고, 사용자의 좌/우측 신발들 각각에 포함될 수 있다.
신발 센서(110)는 가속도 센서를 통해 상호 수직하는 3개의 축 방향들에 대한 제1 가속도, 제2 가속도 및 제3 가속도를 측정하여 제1 내지 제3 가속도 신호들을 생성할 수 있다. 여기서, 3개의 축 방향들은 사용자의 진행 방향(또는, 이동 방향)에 대한 제1 축(X)과, 제1 축(X)에 수직하고 지면에 평행하는 제2 축(Y)과, 제1 축(X)과 제2 지면에 각각 수직하는 제3 축(Y)를 포함할 수 있다. 가속도 센서를 통해 측정된 제1 내지 제3 가속도 신호들은 사용자(USER)의 보폭, 걸음수(또는, 보폭 빈도수)를 산출하는데 이용될 수 있다.
또한, 신발 센서(110)는 압력 센서를 통해 상기 신발에 가해지는 압력을 측정하여 압력 신호를 출력할 수 있다. 압력 센서를 통해 측정된 압력 신호는 사용자(USER)의 체공시간 및/또는 걸음수를 산출하는데 이용될 수 있다.
신발 센서(110)의 구체적인 구성에 대해서는 도 4a를 참조하여 후술하기로 한다.
중앙 처리 장치(120)는 스마트 와치로 구현되어 사용자(USER)의 손목에 착용될 수 있다. 이는 예시적인 것으로, 중앙 처리 장치(120)가 이에 국한되는 것은 아니다. 예를 들어, 중앙 처리 장치(120)는 스마트 폰으로 구현되어 사용자의 어깨에 착용되거나 바지 주머니에 위치하거나, 스마트 안경으로 구현되어 사용자의 머리에 착용될 수 있다. 다른 예를 들어, 중앙 처리 장치(120)는 사용자(USER)와 이격되어 배치되는 시스템(또는, 서버)으로 구현될 수 있다.
중앙 처리 장치(120)는 가속도 방법과 GPS 방법, 즉, 2가지 방법을 이용하여 사용자(USER)의 보폭 및 걸음수(또는, 보폭 빈도수)를 산출할 수 있다.
가속도를 이용하는 첫번째 방법으로, 중앙 처리 장치(120)는 신발 센서(110)에서 측정된 제1 내지 제3 가속도 신호들 및 압력 신호에 기초하여 신발을 착용하는 사용자(USER)의 제1 보폭 및 제1 걸음수를 산출할 수 있다. 예를 들어, 중앙 처리 장치(120)는 가속도 신호들 중에서 제1 축(X)에 대한 제1 가속도 신호를 적분함으로써, 사용자(USER)의 이동 속도 및 사용자(USER)의 이동 거리를 산출할 수 있다. 특히, 도 3b를 참조하여 후술하겠지만, 사용자(USER)의 발의 가속 특성을 고려하여 사용자(USER)의 제1 보폭을 실시간으로 산출할 수 있다. 유사하게, 중앙 처리 장치(120)는 가속도 신호들 중에서 제3 축(Z)에 대한 제3 가속도 신호를 적분함으로써, 사용자(USER)의 발의 고도(즉, 지면으로부터 발의 높이)를 산출할 수 있다. 이 경우, 중앙 처리 장치(120)는 사용자(USER)의 발의 고도가 기준 높이 이상인 경우, 사용자의 걸음수를 증가시킴으로써, 사용자(USER)의 제1 걸음수를 산출할 수 있다.
GPS를 이용하는 두번째 방법으로, 중앙 처리 장치(120)는 위성항법시스템(global positioning system; GPS)에 기초하여 사용자(USER)의 위치에 대한 GPS 좌표 정보를 출력하는 위치 측정 장치와, 사용자의 제2 걸음수를 측정하는 만보계를 포함하고, GPS 좌표 정보의 변화에 기초하여 사용자(USER)의 이동 거리를 산출하며, 사용자(USER)의 이동 거리와 제2 걸음수에 기초하여(예를 들어, 사용자(USER)의 이동 거리를 제2 걸음수로 나누어) 사용자(USER)의 제2 보폭을 산출할 수 있다.
한편, 첫번째 방법(즉, 가속도 방법)은 사용자(USER)의 제1 보폭을 실시간으로 측정할 수 있으나, 제1 가속도 신호를 적분하는 방식으로 제1 보폭에 오차가 발생할 수 있다. 두번째 방법(즉, GPS 방법)은 사용자(USER)의 평균적인 보폭을 나타내는 제2 보폭을 측정할 수 있으나, 사용자의 보폭을 실시간으로 측정할 수 없다. 따라서, 중앙 처리 장치(120)는 제2 보폭에 기초하여 제1 보폭을 보정함으로써, 보다 정확한 제1 보폭을 산출할 수 있다.
한편, 신발 센서(110)에서 측정된 압력 신호에 기초하여 사용자(USER)의 체공시간을 산출할 수 있다.
중앙 처리 장치(120)의 구체적인 구성 및 보폭/걸음수/체공시간을 산출하는 구성에 대해서는 도 2, 도 3a 내지 도 3c를 참조하여 후술하기로 한다.
출력 장치(130)는 중앙 처리 장치(120)에서 산출된 사용자(USER)의 제1 보폭, 제1 걸음수 및 체공시간을 포함하는 제1 상태 정보를 사용자에게 제공할 수 있다.
예를 들어, 출력 장치(130)는 스마트 와치의 디스플레이 모듈로 구현되어 제1 상태 정보를 시작적으로 표시할 수 있다. 다른 예를 들어, 출력 장치(130)는 자극 장치로 구현되되, 손목 보호대, 발목 보호대 등에 내장되어 사용자(USER)의 특정 부위에 제1 상태 정보를 자극(예를 들어, 전기 자극, 진동 자극, 지압 자극 등)으로 제공할 수 있다.
출력 장치(130)의 구체적인 구성에 대해서는 도 5를 참조하여 후술하기로 한다.
한편, 스포츠 이벤트 서비스 플랫폼(100)은 근접 센서(140), 팔 관절 센서(150) 및 다리 관절 센서(160)를 더 포함할 수 있다.
근접 센서(140)는, 적외선 센서, 지자기 센서 등으로 구현되고, 장거리 달리기 경주(예를 들어, 마라톤)에서 물병 등을 보관하기 위한 허리 가방(특히, 허리 가방의 착용 끈)에 배치되어 사용자의 전방, 측방에 위치한 객체(예를 들어, 사용자(USER)의 손)를 감지 함으로써, 사용자(USER)의 팔 동작을 감지할 수 있다. 근접 센서(140)에 대해서는 도 6을 참조하여 후술하기로 한다.
한편, 팔 관절 센서(150) 및 다리 관절 센서(160)는 손목 보호대, 발목 보호대 등으로 구현되어, 사용자의 팔꿈치 관절, 무릎 관절에 인접하여 착용/배치되고, 사용자(USER)의 팔의 구부러지는 정도를 나타내는 팔 각도와 다리의 구부러지는 정도를 나타내는 다리 각도를 측정할 수 있다. 팔 관절 센서(150) 및 다리 관절 센서(160)에 대해서는 도 7a 및 도 7b를 참조하여 후술하기로 한다.
도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 스포츠 이벤트 서비스 플랫폼(100)은 신발 센서(120) 등을 통해 측정된, 사용자(USER) 발의 가속도 신호들, GPS 신호 등에 기초하여 사용자의 제1 및 제2 보폭들과, 보폭 빈도수(또는, 걸음수)를 산출하되, 제1 및 제2 보폭들을 상호 보완함으로써, 보다 정확한 사용자(USER)의 보폭을 산출할 수 있다.
또한, 스포츠 이벤트 서비스 플랫폼(100)은 신발 센서(120)(또는, 신발 센서(120)의 압력 센서)를 통해 측정된 압력 신호에 기초하여 사용자(USER)의 양발 각각에 대한 체공 시간을 산출하고, 근접 센서(140), 팔/다리 관절 센서들(150, 160)을 통해 사용자(USER)의 팔 자세, 팔 각도 및 다리 각도를 측정함으로써, 사용자(USER)의 운동 자세(예를 들어, 걷는 자세, 달리기 자세 등)를 교정시킬 수 있다.
나아가, 스포츠 이벤트 서비스 플랫폼(100)은 출력 장치(130)를 통해 제1 보폭, 걸음수 등을 포함하는 제1 상태 정보를 사용자(USER)에 시각적으로 제공할 뿐만 아니라, 제1 상태 정보를 전기 자극, 진동 자극, 지압 자극 등과 같은 자극을 통해 사용자(USER)에게 물리적으로 제공함으로써, 사용자(USER)로 하여금 제1 상태 정보를 용이하게 확인하고, 제1 상태 정보(특히, 제1 상태 정보에 대한 자극 정보)에 기초하여 사용자(USER) 자신의 페이스(및 보폭, 보폭 빈도수)를 유지/향상시킬 수 있다.
도 2는 도 1의 스포츠 이벤트 서비스 플랫폼에 포함된 중앙 처리 장치의 일 예를 나타내는 블록도이고, 도 3a 및 도 3b는 도 2의 중앙 처리 장치에서 보폭을 산출하는 구성을 설명하는 도면이며, 도 3c는 도 2의 중앙 처리 장치에서 체공시간을 산출하는 구성을 설명하는 도면이고, 도 3d는 도 2의 중앙 처리 장치에서 생성되는 자극 패턴의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 중앙 처리 장치(120)는 수신부(210), 보폭 산출부(220), 체공시간 산출부(230) 및 출력부(240)를 포함할 수 있다. 이외에 중앙 처리 장치(120)는 자세 교정부(250)를 더 포함할 수 있다.
수신부(210)는 유무선 통신 기술(예를 들어, 저전력 블루투스 기술(BLE))을 이용하여, 외부 센서로부터 다양한 센싱 신호들을 수신할 수 있다. 예를 들어, 수신부(210)는 신발 센서(110)로부터 가속도 신호들과 압력 신호들을 수신할 수 있다. 예를 들어, 수신부(210)는 위치 측정 장치(또는, GPS 수신기)로부터 GPS 위치 정보를 수신할 수 있다. 또 다른 예를 들어, 수신부(210)는 만보계로부터 사용자(USER)의 걸음수 정보를 수신하거나, 근접 센서(140)로부터 팔 자세 정보를 수신하거나, 팔/다리 관절 센서들(150, 160)로부터 팔 각도 정보, 다리 각도 정보를 수신할 수 있다.
보폭 산출부(220)는 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 가속도 방법과 GPS 방법을 이용하여 사용자(USER)의 보폭을 산출할 수 있다.
보폭 산출부(220)는 신발 센서(110)에서 측정된 제1 내지 제3 가속도 신호들 및 압력 신호에 기초하여 사용자(USER)의 제1 보폭 및 제1 걸음수를 산출할 수 있다.
도 1 및 도 3a를 참조하면, 사용자(USER)의 발자국이 2차원 평면 상에 도시되어 있으며, 사용자(USER)는 제1 방향(D1)(또는, 제1 축(X))을 따라 이동할 수 있다. 제1 시점(T1)에 사용자(USER)의 오른발에 의한 제1 스텝(또는, 제1 발자국)이 나타나고, 제2 시점(T2)에 사용자(USER)의 왼발에 의한 제2 스텝이 나타날 수 있다. 유사하게, 제3 시점(T3)에 사용자(USER)의 오른발에 의한 제3 스텝이 나타나고, 제4 시점(T4)에 사용자(USER)의 왼발에 의한 제4 스텝이 나타날 수 있다. 여기서, 제1 스텝과 제3 스텝에 간의 간격(또는, 제2 스텝과 제4 스텝 간의 간격)이 사용자(USER)의 보폭(LS)에 해당할 수 있다.
GPS 방법으로, 보폭 산출부(220)는 위치 측정 장치를 통해 획득한 GPS 좌표 정보의 변화에 기초하여 사용자(USER)의 이동 거리를 산출하며, 사용자(USER)의 이동 거리와 제2 걸음수에 기초하여 사용자(USER)의 제2 보폭을 산출할 수 있다.
예를 들어, 도 3a에 도시된 바와 같이, 제1 시점(T1)으로부터 제5 시점(T5)까지의 구간 동안, 보폭 산출부(220)는 사용자(USER)의 위치 변화를 통해 총 이동거리(LT)(예를 들어, 4m)를 산출하고, 만보계로부터 사용자의 제2 걸음수(예를 들어, 예를 들어, 4회)를 산출하며, 총 이동거리(LT)와 제2 걸음수에 기초하여 사용자(USER)의 제2 보폭을 산출할 수 있다(예를 들어, LS = LT / 제2 걸음수 = 4 / 4 = 1m).
가속도 방법으로, 보폭 산출부(220)는 신발 센서(110)에서 측정된 제1 내지 제3 가속도 신호들 및 압력 신호에 기초하여 신발을 착용하는 사용자(USER)의 제1 보폭 및 제1 걸음수를 산출할 수 있다. 예를 들어, 중앙 처리 장치(120)는 가속도 신호들 중에서 제1 축(X)에 대한 제1 가속도 신호를 적분함으로써, 사용자(USER)의 제1 보폭을 실시간으로 산출할 수 있다.
도 3b는 도 3a에 도시된 스텝들에 대응하는 영상이 보다 세분화되어 제1 축(X) 및 제3 축(Z)에 의해 구성되는 2차원 평면 상에 도시되어 있다. 제1 시점(T1)(또는, 제1 스텝)과 제2 시점(T2)(또는, 제2 스텝) 사이에 5개의 프레임 영상들(F1 내지 F5)이 존재할 수 있다.
제1 프레임 영상(F1) 내지 제3 프레임 영상(F3)에서, 사용자(USER)의 오른발은 지면에 닿은 상태에서 제1 축(X) 방향으로 거의 이동하지 않으므로, 제1 가속도 신호의 크기는 거의 0에 가까울 수 있다.
제4 프레임 영상(F4)에서, 사용자(USER)의 오른발은 지면로부터 사용자(USER)의 엉덩이 부근까지 올라간 상태로, 제1 가속도 신호의 크기가 증가할 수 있다.
제5 프레임 영상(F5)부터 제10 프레임 영상(F10)까지 사용자(USER)의 오른발은 사용자의 왼발을 기준으로 제1 축(X) 방향으로 이동하므로, 제1 가속도 신호는 증감할 수 있다.
따라서, 보폭 산출부(220)는 제1 축(X)에 대한 제1 가속도 신호(의 크기)의 변화에 기초하여 제1 및 제3 스텝들(또는, 제2 내지 제4 스텝들)을 추출하고, 제1 및 제3 스텝들 사이의 구간에서 제1 가속도 신호를 적분함으로써 사용자(USER)의 제1 보폭을 실시간으로 산출할 수 있다. 또한, 추출된 제1 내지 제4 스텝들에 기초하여 사용자(USER)의 제1 걸음수를 산출할 수 있다.
유사하게, 제3 축(Z) 방향으로의 제3 가속도 신호의 크기는 제1 내지 제10 프레임 영상들(F1 내지 F10)에서 변화를 보이므로, 보폭 산출부(220)는 제3 축(X)에 대한 제3 가속도 신호(의 크기)의 변화에 기초하여 제1 내지 제4 스텝들을 추출함으로써, 사용자(USER)의 제1 걸음수를 산출할 수 있다.
실시예들에서, 보폭 산출부(220)는 제2 보폭에 기초하여 제1 보폭을 보정할 수 있다. 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 제2 보폭은 평균 보폭에 해당하고, 제1 포복은 제2 보폭에 비해 오차를 포함할 수 있으므로, 특정 시간 동안(또는, 특정 구간)에서 제1 보폭과 제2 보폭을 비교하여 제1 보폭에 대한 스케일링 비율을 산출하고, 제1 보폭과 스케일링 비율을 곱연산 함으로써, 보정된 제1 보폭을 획득할 수 있다.
예를 들어, 3초 동안 산출된 제1 보폭은 0.95m, 1m, 1.05m 이고, 제2 보폭은 0.95m인 경우, 보폭 산출부(220)는 3초 동안의 제1 보폭의 평균 값을 1m로 결정하고, 제2 보폭을 제1 보폭의 평균 값으로 나누어 스케일링 비율을 산출하며(예를 들어, 0.95 / 1 = 0.95), 실제 제1 보폭과 스케일링 비율을 곱연산하여 보정된 제1 보폭을 획득할 수 있다.
다시 말해, 보폭 산출부(220)는 제1 보폭에 기초하여 제1 시간 동안(또는, 특정 시간 동안) 사용자(USER)의 제1 이동 거리를 산출하고, GPS 좌표 정보에 기초하여 제1 시간 동안 사용자(USER)의 제2 이동 거리를 산출하며, 제1 이동 거리 및 제2 이동 거리에 기초하여 스케일링 비율을 산출하고, 스케일링 비율에 기초하여 제1 보폭을 보정하여 보정된 제1 보폭(즉, 보다 정확한 보폭)을 획득할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 체공시간 산출부(230)는 신발 센서(110)로부터 제공되는 압력 신호에 기초하여 사용자의 체공시간을 산출할 수 있다.
도 3c를 참조하면, 한쪽 신발(예를 들어, 오른쪽 신발, 또는 오른쪽 신발 바닥의 뒷부분)로부터 출력되는 압력 신호가 도시되어 있다. 체공시간 산출부(230)는 압력 신호의 크기에 따라 발의 상태(예를 들어, 발바닥 앞부분만 지면에 접촉한 상태, 발바닥 전체가 지면에 접촉한 상태 등)을 도출할 수 있으며, 이에 기초하여 사용자(USER)의 한쪽 발의 체공시간을 산출할 수 있다.
예를 들어, 체공시간 산출부(230)는 압력 신호가 0을 나타내는 0.31초 내지 0.4 사이에 사용자(USER)의 오른쪽 발이 지면에 닿지 않은 것으로 판단하고, 0.89초를 사용자(USER)의 오른쪽 발에 대한 체공시간으로 결정할 수 있다.
유사하게, 체공시간 산출부(230)는 다른쪽 신발로부터 출력되는 압력 신호에 기초하여 사용자(USER)의 다른 발(예를 들어, 왼발)에 대한 체공시간을 결정할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 자세 교정부(240)는 기준 상태 정보와 제1 상태 정보를 비교하여 사용자(USER)의 보폭, 걸음수, 체공시간이 적절한지 여부를 판단하고, 사용자(USER)의 보폭, 걸음수, 체공시간을 변화시킬 수 있는 정보를 생성할 수 있다. 여기서, 기준 상태 정보는 기준 보폭, 기준 보폭 빈도수, 기준 체공시간 등의 정보를 포함하고, 기준 보폭, 기준 보폭 빈도수, 기준 체공시간 등은 사용자(USER)의 이동 속도별, 이동 방식(예를 들어, 천천히 걷기, 빨기 걷기, 조깅, 마라톤, 장애물 달리기 등)별로 기 설정될 수 있다.
예를 들어, 조깅에 대해 기 설정된 이동 속도는 9.0Km/h이고, 기준 보폭은 1m, 보폭 빈도수는 2.5회/초이고, 사용자(USER)의 실제 이동속도는 9.7Km/h, 실제 보폭은0.9m, 보폭 빈도수는 3회/초일 수 있다. 이 경우, 자세 교정부(240)는 사용자(USER)의 이동속도의 감소, 보폭의 증가, 보폭 빈도수의 감소를 유도하는 정보(예를 들어, 디스플레이 장치를 통해 표시되는 문자 데이터)를 생성하고, 출력부(250)를 통해 상기 정보를 사용자(USER)에게 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 자세 교정부(240)는 사용자(USER)의 기준 상태 정보와 제1 상태 정보(즉, 현재 상태 정보)를 비교하여 자극 패턴을 생성할 수 있다. 이 경우, 출력 장치(130)(또는 출력부(250))는 사용자(USER)의 신체 일부에 착용되고, 생성된 자극 패턴에 기초하여 자극을 생성하여 신체 일부에 제공하는 자극 장치를 포함할 수 있다. 여기서, 자극 패턴은 사용자로 하여금 보폭을 변화시키도록 유도하는 자극 지속 시간과 사용자로 하여금 보폭 빈도수를 변화시키도록 유도하는 자극 반복 간격의 조합으로 구성될 수 있다.
도 3d를 참조하면, 제1 자극 패턴(SP1)은 정상 상태에서의 자극 패턴으로, 사용자(USER)의 보폭 빈도수(또는, 기준 보폭 빈도수)에 대응하여 제1 간격(T1)을 가지고 반복적으로 유효한 값을 가지되, 유효한 값의 크기(또는, 자극의 크기) 또는 지속 시간은 제1 값(TS1)을 가질 수 있다. 이 경우, 출력 장치(130)를 통해 제1 자극 패턴(SP1)에 대응하는 반복적인 전기 자극, 진동 자극이 사용자(USER)에게 제공될 수 있다. 따라서, 사용자는 자극(또는, 자극 반복 간격)에 발검음(또는, 보폭 빈도수)를 맞추면서(예를 들어, 단체 구보시, "하나, 둘, 셋, 넷" 등과 같은 박자에 발걸음을 맞추는 것과 유사하게), 일정한 페이스를 가지고 이동(예를 들어, 걷기나, 달리기를 수행) 할 수 있다.
제2 자극 패턴(SP2)은 사용자의 보폭을 증가시키기 위한 자극 패턴으로, 제1 자극 패턴(SP)과 동일한 간격(T1)을 가지나, 유효한 값의 크기 또는 자극 지속 시간은 제2 값(TS2)(즉, 제1 값(TS1)보다 큰 값)을 가질 수 있다. 따라서, 사용자는 세기가 증가하거나 지속 시간이 증가한 자극에 맞추어, 사용자의 보폭을 증가시킬 수 있다.
제3 자극 패턴(SP3)은 사용자의 보폭 빈도수를 증가시키기 위한 자극 패턴으로, 제1 자극 패턴(SP)의 유효한 값과 동일한 제3 값(TS3)을 가지나, 제1 자극 패턴(SP)보다 짧은 제2 간격(T2)을 가질 수 있다. 따라서, 사용자는 짧아진 제2 간격(T2)에 발걸음을 맞춤으로써, 보폭 빈도수를 증가시킬 수 있다.
한편, 도 3d에 도시되지 않았으나, 자세 교정부(240)는 제1 값(TS1)보다 작은 값(또는, 자극 지속 시간)을 이용하여 사용자의 보폭을 감소시키는 패턴을 생성할 수 있다. 도 3d에 도시된 자극 패턴들은 예시적인 것으로, 자극 패턴들이 이에 국한되는 것은 아니다. 예를 들어, 자극 패턴들은 자극 종류 정보(예를 들어, 전기 자극, 진동 자극, 지압 자극 중에서 하나를 선택하는 정보) 등을 더 포함할 수 있다.
또한, 자세 교정부(240)는 근접 센서(140)를 통해 획득한 팔 자세 정보, 팔 관절 센서(150)를 통해 획득한 팔 각도 정보 및 다리 관절 센서(160)를 통해 획득한 다리 각도 정보를 기준 팔 자세 정보, 기준 팔 각도 정보 및 기준 다리 각도 정보와 비교하여, 사용자의 자세(예를 들어, 달리기 자세)가 적절한지 여부를 판단하고, 사용자(USER)의 자세를 교정하는 교정 정보(예를 들어, 문자 데이터, 자극 패턴 등)을 생성할 수 있다.
한편, 출력부(250)는 디스플레이 장치로 구현되어 사용자(USER)의 상태 정보, 기준 상태 정보 등을 표시하거나, 자극 장치(예를 들어, 스마트 와치의 진동 모듈)로 구현되어 교정 정보(즉, 사용자(USER)의 상태 정보와 기준 상태 정보에 기초하여 도출된 교정 정보로서, 예를 들어, 보폭을 증가시키도록 하는 자극 패턴)에 기초하여 사용자(USER)의 신체 일부(예를 들어, 손목)를 자극할 수 있다.
도 2 내지 도 3d를 참조하여 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 스포츠 이벤트 서비스 플랫폼(100)은 신발 센서(110)의 가속도 신호를 이용하여 실시간으로 사용자(USER)의 제1 보폭과 제1 보폭 빈도수를 산출하되, GPS 기반으로 산출된 제2 보폭을 이용하여 제1 보폭을 보정함으로써, 보다 정확한 보폭(즉, 보정된 제1 보폭)을 실시간으로 측정할 수 있다.
또한, 스포츠 이벤트 서비스 플랫폼(100)은 신발 센서(110)의 압력 신호에 기초를 이용하여, 사용자(USER)의 양 발(및 양 발 각각)에 대한 체공시간을 산출함으로써, 사용자(USER)의 자세가 정확하거나 적절한지 여부를 판단할 수 있다.
나아가, 스포츠 이벤트 서비스 플랫폼(100)은 상태 정보(즉, 제1 보폭, 제1 보폭 빈도수 등을 포함하는 상태 정보)와 기준 상태 정보(즉, 사용자(USER)의 이동 속도, 운동 유형(예를 들어, 달리기 유형) 등 각각에 따라 기 설정된 기준 상태 정보)를 비교하여 자극 패턴을 생성하고, 전기/진동/지압 자극 등과 같은 자극을 사용자(USER)의 신체 일부에 제공함으로써, 사용자(USER)의 페이스를 유지/향상시키거나, 사용자(USER)의 자세를 교정할 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 도 1의 스포츠 이벤트 서비스 플랫폼에 포함된 신발 센서의 일 예를 나타내는 도면이고, 도 4c는 도 4b의 신발 센서에 의해 산출된 사용자의 무게 중심을 나타내는 도면이다.
도 4a를 참조하면, 신발 센서(110)는 가속도 센서(410), 신발 인솔로 구현된 압력 센서(420), 통신 모듈(430) 및 배터리(440)를 포함할 수 있다.
가속도 센서(410)는 앞서 설명한 바와 같이 3축 가속도 센서로 구현되고, 신발 인솔의 중앙에 배치될 수 있다. 이와 달리, 가속도 센서(410)는 칩 형태로 구현되어 신발 바닥의 앞부분 또는 뒷부분에 배치될 수 있다.
압력 센서(420)는 도 1에 도시된 제1 축(X) 및 제2 축(Y)에 의해 형성된 평면 공간 상에 상호 이격되어 배치되는 복수의 압력 셀들을 포함할 수 있다. 압력 셀들 각각은 압력 스위치(예를 들어, 특정 압력이 가해지는 경우 턴온 되는 스위치)로 구현되고, 사용자(USER)의 발에 의한 하중을 3개 단계들(또는, 그룹들)로 구분하여 인지할 수 있다. 예를 들어, 압력 셀들 각각은 단위 면적당 1kg, 2kg 및 3kg 등과 같이 각각 다른 압력에서 동작하는 3개의 서브 셀들을 포함하여, 압력의 세기를 3 단계로 구분하여 감지할 수 있다.
통신 모듈(430)은 가속도 센서(410)에서 생성되는 가속도 신호들(예를 들어, 제1 가속도 신호, 제3 가속도 신호), 압력 센서(420)에 의해 생성되는 압력 신호들(또는, 압력 셀들 각각에 의해 생성되는 압력 신호들)을 수신하고, 이 신호들을 유무선 통신 기술(예를 들어, BLE)을 이용하여 중앙 처리 장치(120)에 제공할 수 있다.
배터리(440)는 가속도 센서(410), 압력 센서(420) 및 통신 모듈(430)에 전력을 공급할 수 있다.
실시예들에서, 사용자(USER)의 발의 상호 다른 지점에 대응하는 복수의 압력 셀들을 포함하되, 압력 셀들 각각은 발의 무게 중심을 기준으로 기 설정된 좌표 정보를 가질 수 있다. 이 경우, 중앙 처리 장치(120)는 제1 보폭 및 보폭 빈도수 중 적어도 하나에 기초하여 기준 좌표계 상에서 발의 무게 중심에 대응하는 발 중심 좌표를 변화시키고, 발 중심 좌표, 압력 셀들 각각의 좌표 정보 및 압력 셀들을 통해 측정된 압력 값들에 기초하여 기준 좌표계 상에서 사용자(USER)의 무게 중심을 산출할 수 있다. 예를 들어, 중앙 처리 장치(120)는 제1 보폭이 커질수록 발 중심 좌표를 기준 좌표계의 기준점에 인접시키며, 제1 보폭 빈도수가 증가할수록 발 중심 좌표를 기준 좌표계의 기준점에 인접시킬 수 있다.
도 4b를 참조하면, 기준 좌표계 상에서 왼쪽 발에 대응하는 8개의 압력 셀들(S1 내지 S8)과 이들의 좌표 정보들이 도시되어 있다. 압력 셀들은 2개가 한 쌍을 이루며, 4개의 영역들(FPR, OPR, IPR, RPR)에 배치될 수 있다. 제1 압력 셀(S1)의 제1 좌표 정보는 (x1, y1)이고 이는 왼쪽 발의 무게 중심인 왼발 기준점(LP)을 기준으로 기 설정될 수 있다. 유사하게, 제2 압력 셀(S2)의 제2 좌표 정보는 (x2, y2)이고, 제n 압력 셀(n은 3 이상의 정수)의 제3 좌표 정보는 (x3, y3)일 수 있다.
예를 들어, 사용자(USER)의 보폭 또는 보폭 빈도수가 0인 경우, 즉, 사용자(USER)가 움직이지 않는 경우, 제1 왼발 기준점(LP1)의 왼발 중심 좌표는 (-70, 0)일 수 있다. 다른 예를 들어, 사용자(USER)의 보폭이 1m 이거나, 보폭 빈도수가 2.5회/초인 경우, 즉, 사용자(USER)가 조깅하는 경우, 제2 왼발 기준점(LP2)의 왼발 중심 좌표는 (-10, 20)일 수 있다. 또 다른 예를 들어, 사용자(USER)의 보폭이 0m이고 보폭 빈도수가 3인 경우, 즉, 사용자(USER)가 제자리 달리기(또는, 제자리 걷기, 제자리 뛰기 등)를 하는 경우, 왼발 기준점(LP)은 (0, 0)일 수 있다.
이와 같이, 중앙 처리 장치(120)는 제1 보폭 및 보폭 빈도수 중 적어도 하나에 기초하여 기준 좌표계 상에서 발의 무게 중심에 대응하는 발 중심 좌표(예를 들어, 왼발 기준점(LP) 및 오른발 기준점)를 변화시키고, 발 중심 좌표, 압력 셀들 각각의 좌표 정보 및 압력 셀들을 통해 측정된 압력 값들에 기초하여 기준 좌표계 상에서 사용자(USER)의 무게 중심을 용이하게 산출하고, 사용자(USER)의 자세가 적절한지 여부를 용이하게 판단할 수 있다. 예를 들어, 중앙 처리 장치(120)는 압력 값을 가중치로서 좌표 정보(즉, 발 중심 좌표가 반영된 좌표 정보)에 곱해주고, 가중치 처리된 좌표 정보들을 모두 합산하여 최종적으로 사용자의 무게 중심을 산출하며, 달리는 동안 사용자(USER)의 무게 중심이 적절하게 이동하거나 유지되는지 여부를 용이하게 판단할 수 있다.
도 4c를 참조하면, 제1 곡선(451)은 압력 셀들의 좌표 정보가 고정된 경우 압력 셀들에 기초하여 산출된 사용자(USER)의 무게 중심을 나타내며, 사용자(USER)가 달리는 동안 제1 곡선(451)은 8자 형태로 표현되어, 사용자(USER)는 자신의 무게 중심이 어디인지를 파악하기 어렵다. 제2 곡선(452)은 중앙 처리 장치(120)에서 사용자(USER)의 보폭 및/또는 보폭 빈도수를 고려하여 산출한 사용자(USER)의 무게 중심을 나타내고, 사용자(USER)는 달리는 동안 자신의 무게 중심이 전체적으로 앞쪽으로 조금 이동한 상태임을 사용자로 하여금 직관적으로 판단할 수 있도록 할 수 있다.
도 5는 도 1의 스포츠 이벤트 서비스 플랫폼에 포함된 출력 장치의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 출력 장치(130)는 자극 장치(500)로 구현될 수 있다. 자극 장치(500)는, 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 자극 패턴에 기초하여 전기 자극, 진동 자극, 지압 자극 중 적어도 하나를 신체 일부(예를 들어, 팔 및/또는, 다리)에 제공할 수 있다.
자극 장치(500)는 착용부(510) 및 자극 생성부(520)를 포함할 수 있다. 또한, 자극 장치(500)는 별도의 배터리를 포함하여 자극 생성부(520)에 전력을 공급하거나, 중앙 처리 장치(120) 또는 외부 배터리와 유선으로 연결되어 전력을 공급 받을 수 있다.
착용부(510)는 일반적인 손목 보호대, 발목 보호대 등과 같은 신축성을 가지는 재질의 섬유로, 환 형태로 구현될 수 있다.
자극 생성부(520)는 중앙 처리 장치(120)에서 제공되는 자극 패턴에 따라 전기 자극, 진동 자극, 지압 자극 등을 생성할 수 있다. 예를 들어, 자극 생성부(520)는 사용자(USER)의 신체 일부에 직접적으로 접촉하는 전극을 포함하고, 자극 패턴에 대응하는 특정 파형의 전압/전류를 생성하며, 상기 전극에 전압/전류를 제공함으로써, 사용자(USER)에게 전기 자극을 줄 수 있다. 다른 예를 들어, 자극 생성부(520)는 사용자(USER)의 신체 일부에 직접적으로 접촉하는 진동부를 포함하고, 자극 패턴에 대응하는 특정 파형의 음파를 생성하며, 상기 진동부에 상기 음파를 제공함으로써, 사용자(USER)에게 진동 자극을 줄 수 있다. 또 다른 예를 들어, 자극 생성부(520)는 공기압 생성부와, 공기압에 따라 팽창/감소하는 공기 주머니를 포함하고, 자극 패턴에 대응하는 공기압을 생성하여 공기 주머니에 제공함으로써, 사용자(USER)에게 지압 자극을 줄 수 있다.
도 6은 도 1의 스포츠 이벤트 서비스 플랫폼에 포함된 근접 센서의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 6을 참조하면, 근접 센서(140)는 사용자(USER)의 허리에 배치되어 허리에 인접하는 객체를 감지할 수 있다. 이 경우, 중앙 처리 장치(120)는 근접 센서의 출력에 기초하여 사용자(USER)의 팔 자세(또는, 팔 동작)를 판단할 수 있다.
예를 들어, 근접 센서(140)는 적외선 센서로 구현되고, 사용자(USER)의 전방으로 적외선을 방출하며, 객체에 의해 반사되는 적외선을 감지하여 객체를 감지할 수 있다.
참고로, 사용자(USER)의 달리기 자세에서, 팔이 어깨를 중심으로 전후로 이동하는 것이 바른 팔 동작이며, 팔이 어깨를 중심으로 회전하여 손이 사용자(USER)의 배 또는 가슴 앞으로 이동하는 것은 잘못된 팔 동작일 수 있다.
따라서, 근접 센서(140)가 사용자의 배 또는 가슴 앞으로 이동하는 팔을 인식하는 경우, 중앙 처리 장치(120)는 사용자(USER)가 잘못된 팔 동작을 취하고 있는 것으로 판단하고, 팔 동작의 교정을 위한 정보를 생성/출력할 수 있다.
다른 예를 들어, 근접 센서(140)는 지자기 센서로 구현되고, 스마트 와치에 내장된 자기 센서(또는, 자석)에 의해 생성되는 자기장의 변화를 측정하여, 중앙 처리 장치(120)는 스마트 와치(또는, 스마트 와치가 착용되는 손목)까지의 거리를 산출하며, 스마트 와치까지의 거리의 변화에 기초하여 사용자의 팔의 이동 궤적을 산출할 수 있다. 따라서, 중앙 처리 장치(120)는 팔의 이동 궤적에 기초하여 사용자(USER)의 팔 동작이 올바른지 여부를 판단할 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 도 1의 스포츠 이벤트 서비스 플랫폼에 포함된 팔/다리 관절 센서의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 1, 7a 및 도 7b를 참조하면, 팔 관절 센서(150)는 사용자의 팔 관절을 기준으로 대칭을 이루도록 배치되어, 팔 관절의 구부러진 각도(예를 들어, 90도)를 산출할 수 있다.
팔 관절 센서(150)는, 자극 장치(500)와 유사하게, 착용부(710)와 근접 센서들(711, 712)을 포함할 수 있다. 착용부(710)는 폭이 넓은 무릎 보호대 등과 같은 신축성을 가지는 재질로 구현되고, 전방에 형성된 원 형태의 구멍을 포함할 수 있다. 원 형태의 구멍은 팔꿈치, 무릎 등이 위치하는 부분으로 착용부(710)의 전/후면을 구별하기 위해 배치될 수 있다.
근접 센서들(711, 712)은 착용부(710)의 전면 양단에 각각 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 근접 센서(711)는 자석으로 구현되고, 제2 근접 센서(712)는 자기 센서로 구현되어, 제1 근접 센서(711)까지의 이격거리를 측정할 수 있다.
근접 센서들(711, 712)의 위치는 착용부(710)의 폭에 따라 기 설정되므로(예를 들어, 관절을 기준으로 10cm 이격된 지점에 위치함), 근접 센서들(711, 712)간의 이격 거리에 기초하여 사용자(USER)의 팔의 구부러진 정도를 나타내는 팔 각도를 산출할 수 있다.
한편, 중앙 처리 장치(120)는 기 설정된 기준 팔 각도와 산출된 팔 각도를 비교하여, 사용자(USER)의 팔 자세가 정확한지 여부를 판단하고, 이와 관련된 정보(예를 들어, 팔 자세 교정 정보)를 생성/출력할 수 있다.
유사하게, 다리 관절 센서(160)는 착용부(710)와 근접 센서들(711, 712)을 포함할 수 있다. 다리 관절 센서(160)는 착용 부위를 제외하고, 팔 관절 센서(150)와 실질적으로 동일하므로, 중복되는 설명은 반복하지 않기로 한다.
도 6 내지 도 7b를 참조하여 설명한 바와 같이, 스포츠 이벤트 서비스 플랫폼(100)은 근접 센서 등을 이용하여 사용자(USER)의 팔 동작, 팔 각도, 다리 각도 등을 측정하고, 이에 기초하여 사용자(USER)의 운동 자세(예를 들어, 달리기 자세)를 전체적으로 평가하며, 이에 대응하는 교정 정보 등을 생성/출력함으로써, 사용자(USER)는 보다 정확한 운동 자세를 취하고, 운동 효율을 극대화시킬 수 있다.
한편, 도 1 내지 도 7b에서 사용자의 달리기 자세를 중심으로 설명하였으나, 이는 예시적인 것으로, 스포츠 이벤트 서비스 플랫폼(100)은 걷기, 달리기 뿐만 아니라, 자전거 타기(cycling) 등과 같이 다양한 스포츠 활동에 적용 가능하다.
(부호의 설명)
100: 스포츠 이벤트 서비스 플랫폼
110: 신발 센서 모듈 120: 중앙 처리 장치
130: 출력 장치 140: 근접 센서
150: 팔 관절 센서 160: 다리 관절 센서
210: 수신부 220: 보폭 산출부
230: 체공시간 산출부 240: 자세 교정부
250: 출력부 400: 신발 인솔
410: 가속도 센서 420: 압력 센서
430: 통신 모듈 440: 배터리
451: 제1 곡선 452: 제2 곡선
500: 자극 장치 510: 착용부
520: 자극 생성부 710: 착용부
711, 712: 제1 및 제2 근접 센서들
720: 착용부
721, 722: 제1 및 제2 근접 센서들
본 발명은 스포츠 이벤트 서비스 플랫폼, 자세 분석 시스템 등에 적용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 것이다.

Claims (7)

  1. 신발에 내장되고, 가속도 센서를 통해 상호 수직하는 3개의 축 방향들에 대한 제1 가속도, 제2 가속도 및 제3 가속도를 측정하여 제1 내지 제3 가속도 신호들을 생성하며, 압력 센서를 통해 상기 신발에 가해지는 압력을 측정하여 압력 신호를 출력하는 신발 센서 모듈;
    상기 제1 내지 제3 가속도 신호들 및 상기 압력 신호에 기초하여 상기 신발을 착용하는 사용자의 제1 보폭 및 보폭 빈도수를 산출하고, 상기 압력 신호에 기초하여 상기 사용자의 체공시간을 산출하는 중앙 처리 장치; 및
    상기 제1 보폭, 상기 보폭 빈도수 및 상기 체공시간을 포함하는 제1 상태 정보를 사용자에게 제공하는 출력 장치를 포함하는 스포츠 이벤트 서비스 플랫폼.
  2. 제 1 항에 있어서,
    위성항법시스템(GPS)에 기초하여 상기 사용자의 위치에 대한 GPS 좌표 정보를 출력하는 위치 측정 장치를 더 포함하고,
    상기 중앙 처리 장치는, 상기 제1 보폭에 기초하여 제1 시간 동안 상기 사용자의 제1 이동 거리를 산출하고, 상기 GPS 좌표 정보에 기초하여 상기 제1 시간 동안 상기 사용자의 제2 이동 거리를 산출하며, 상기 제1 이동 거리 및 상기 제2 이동 거리에 기초하여 스케일링 비율을 산출하고, 상기 스케일링 비율에 기초하여 상기 제1 보폭을 보정하는 것을 특징으로 하는 스포츠 이벤트 서비스 플랫폼.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 중앙 처리 장치는, 기준 상태 정보와 상기 제1 상태 정보를 비교하여 자극 패턴을 생성하되, 상기 기준 상태 정보는 기준 보폭 및 기준 보폭 빈도수를 포함하고,
    상기 출력 장치는 상기 사용자의 신체 일부에 착용되어, 생성된 자극 패턴에 기초하여 자극을 생성하여 상기 신체 일부에 제공하는 자극 장치를 포함하며,
    상기 자극 패턴은 상기 사용자로 하여금 상기 보폭을 변화시키도록 유도하는 자극 지속 시간과 상기 사용자로 하여금 상기 보폭 빈도수를 변화시키도록 유도하는 자극 반복 간격의 조합으로 구성되는 것을 특징으로 하는 스포츠 이벤트 서비스 플랫폼.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 자극 장치는, 상기 자극 패턴에 기초하여 전기 자극, 진동 자극, 지압 자극 중 적어도 하나를 상기 신체 일부에 제공하는 것을 특징으로 하는 스포츠 이벤트 서비스 플랫폼.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 신발 센서 모듈은, 상기 사용자의 발의 상호 다른 지점에 대응하는 복수의 압력 셀들을 포함하되, 상기 압력 셀들 각각은 상기 발의 무게 중심을 기준으로 기 설정된 좌표 정보를 가지며,
    상기 중앙 처리 장치는, 상기 제1 보폭 및 상기 보폭 빈도수 중 적어도 하나에 기초하여 기준 좌표계 상에서 상기 발의 무게 중심에 대응하는 발 중심 좌표를 변화시키고, 상기 발 중심 좌표, 상기 좌표 정보 및 상기 압력 셀들을 통해 측정된 압력 값들에 기초하여 기준 좌표계 상에서 상기 사용자의 무게 중심을 산출하고,
    상기 중앙 처리 장치는, 상기 제1 보폭이 커질수록 상기 발 중심 좌표를 상기 기준 좌표계의 기준점에 인접시키며, 상기 제1 보폭 빈도수가 증가할수록 상기 발 중심 좌표를 상기 기준 좌표계의 기준점에 인접시키는 것을 특징으로 하는 스포츠 이벤트 서비스 플랫폼.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 사용자의 허리 전면에 배치되어 사용자의 전방에 위치하는 객체를 감지하는 근접 센서를 더 포함하고,
    상기 중앙 처리 장치는 상기 근접 센서의 출력에 기초하여 상기 사용자의 팔 자세를 판단하는 것을 특징으로 하는 스포츠 이벤트 서비스 플랫폼.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 사용자의 팔 관절을 기준으로 대칭을 이루도록 배치되는 근접 센서들을 더 포함하고,
    상기 중앙 처리 장치는 상기 근접센서들의 출력에 기초하여 상기 근접센서들 간의 이격 거리를 산출하고, 상기 이격 거리에 기초하여 상기 사용자의 팔 관절의 구부러진 각도를 산출하는 것을 특징으로 하는 스포츠 이벤트 서비스 플랫폼.
PCT/KR2017/011663 2017-07-05 2017-10-20 보폭 추정이 가능한 스포츠 이벤트 서비스 플랫폼 WO2019009466A1 (ko)

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