WO2019039854A1 - Method for supporting rehabilitation by using forward moving platform - Google Patents

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WO2019039854A1
WO2019039854A1 PCT/KR2018/009640 KR2018009640W WO2019039854A1 WO 2019039854 A1 WO2019039854 A1 WO 2019039854A1 KR 2018009640 W KR2018009640 W KR 2018009640W WO 2019039854 A1 WO2019039854 A1 WO 2019039854A1
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WO
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user
belt
displacement
movement platform
point
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PCT/KR2018/009640
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French (fr)
Korean (ko)
Inventor
이경창
권순재
최규명
Original Assignee
주식회사 톨레미시스템
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Publication date
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B22/00Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements
    • A63B22/02Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements with movable endless bands, e.g. treadmills

Definitions

  • the present invention relates to a novel industrial growth engine for 2017 (task number: 10080121, entitled: Ministry of Industry and Trade, research institute: keit, research project name: 2017 creative industry future growth power project,
  • the results of this study are as follows: 1) The development of the VR walking rehabilitation training system for the disabled patients was conducted by the TOLEMI system.
  • the present invention relates to a method of supporting rehabilitation therapy, and more particularly, to an apparatus for supporting rehabilitation therapy using an omni-directional movement platform.
  • the virtual reality system is a highly technology-intensive system that allows people to enjoy offline facilities without any limitations.
  • the virtual reality system includes a display device for visually displaying a virtual reality to a user, a mobile platform installed in front of the display device for enabling a user to experience a situation in which the user is walking or running while walking in a virtual reality, And sensors for detecting and reflecting the movement of the user in real time in the virtual reality.
  • rehabilitation treatment means recovery of a disease, injury or disaster experienced by a person in a broad sense, and it is also a process of learning how to live with a chronic dysfunction due to damage.
  • Damage in rehabilitation therapy means that changes in body structure and body function are caused by some cause. This is the state of temporary or permanent appearance of abnormality such as loss or lack of psychological or physical structure or function.
  • rehabilitation therapy means all medical treatment that is performed so that a person with a disability can maintain a healthy life.
  • a virtual reality system including a mobile platform can be utilized for rehabilitation treatment.
  • the conventional mobile platform has a disadvantage in that it can only move in one direction like a treadmill, and the multi-directional mobile platforms have difficulties in the direction of the direction and have a problem that the platform size is large.
  • a method for supporting rehabilitation using an omnidirectional movement platform comprising: returning a position of a user to a center of the omni-directional movement platform; The method comprising: determining a base surface of a predetermined size based on a contact position of the user and the forward movement platform; Determining a position of the user's body reference point; And controlling a midpoint returning operation of the forward movement platform based on a first displacement that is a positional difference between the base surface and the body reference point.
  • the step of controlling the center point returning operation may control the center point returning operation based on the second displacement, which is a position difference between the center point of the forward movement platform and the center point of the base plane.
  • controlling the heavy point regression operation may further control the speed of the heavy point regression operation based on at least one of the rate of change of the first displacement and the rate of change of the second displacement.
  • the first displacement may indicate a positional difference between a point at which the body reference point is projected onto the plane including the base plane and the base plane.
  • the body reference point may represent the center of gravity of the user.
  • the body reference point may be determined by tracking a marker attached to the upper body of the user.
  • the basal plane may be determined by tracking a marker attached to a user's support means.
  • the size of the basal plane may be determined according to at least one of a disease classification and a disease severity evaluation value of a user.
  • controlling the heavy point return operation may increase the speed of the heavy point return operation in proportion to the magnitude of the first displacement.
  • the step of controlling the heavy point regeneration operation may start the heavy point regeneration operation only when the first displacement and the second displacement are respectively equal to or more than a threshold value.
  • the forward movement platform is capable of forming an omnidirectional gradient based on a plurality of actuators, and interlocks with a content displayed through a display device connected to the forward movement platform, May be configured to be adjusted.
  • the step of controlling the heavy point regression operation may be configured to further control the speed of the heavy point regression operation based on the direction of the heavy point regression operation and the ascending or descending depending on the formed gradient.
  • the forward moving platform comprises: a first belt; A first driving unit for transferring the first belt in a first direction; A ball constrained to the first belt so as to freely rotate with respect to all directions and conveyed in the first direction together with the first belt; A second belt disposed below the first belt and contacting the ball; And a second belt for transferring the second belt in a second direction crossing the first direction.
  • the disclosed technique may have the following effects. It is to be understood, however, that the scope of the disclosed technology is not to be construed as limited thereby, as it is not meant to imply that a particular embodiment should include all of the following effects or only the following effects.
  • an omnidirectional movement platform that allows a user to move in all directions even with a small- It is possible to support rehabilitation therapy so that the user can freely change direction and move.
  • the degree of deviation of the center of gravity of the patient from the base supporting the patient and the position of the patient deviate from the center of the movement platform So that the movement platform can control the movement of returning the user to the center, thereby making it possible to return the position of the user to the center more stably and accurately.
  • the virtual reality contents are reproduced in cooperation with the forward movement platform, and the movement of the forward movement platform is controlled by interlocking with the virtual reality contents, while the inclination of the platform can be controlled in all directions in conjunction with the contents, Thereby realizing realistic gait training to alleviate empirical evidence for rehabilitation therapy.
  • FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a configuration of an omni-directional moving platform according to an embodiment.
  • FIGS. 2A to 2C are perspective views showing a part of an omni-directional moving platform according to an embodiment.
  • FIG 3 shows a configuration of a first belt of an omni-directional moving platform according to an embodiment.
  • FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view illustrating a coupling relationship between the first belt and the ball of the forward movement platform according to one embodiment.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view illustrating a coupling relationship between the first belt and the ball of the forward moving platform according to another embodiment.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram for explaining a rotation direction of a ball of an omni-directional moving platform according to an embodiment.
  • FIG. 7 is a block diagram illustrating a virtual experience omnidirectional movement experience apparatus according to an embodiment.
  • FIGS. 8A to 8C are views illustrating the determination of a base and a base point in a method for supporting rehabilitation according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 9A to 9C are diagrams illustrating movement of a body reference point in a method for supporting rehabilitation according to an embodiment of the present invention.
  • Figs. 10A to 10D are views illustrating the positional difference from the basal plane according to the movement of the body reference point in Fig. 9. Fig.
  • 11A to 11C are diagrams illustrating control of regression operation according to a position of a reference plane in a method for supporting rehabilitation according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a flowchart of a method for supporting rehabilitation using an omni-directional moving platform according to an embodiment of the present invention.
  • first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.
  • / or < / RTI &gt includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
  • the method for supporting rehabilitation according to an embodiment of the present invention may use an omni-directional moving platform.
  • an exemplary forward movement platform that can be used in the rehabilitation support method will be described in detail.
  • the method for supporting rehabilitation of the present invention is not limited to the use of the omnidirectional movement platform described below, and any movement platform allowing the user to move in all directions may be used.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a part of an omnidirectional moving platform according to an embodiment
  • Fig. 3 is a perspective view showing an omnidirectional moving platform according to an embodiment of the present invention. And shows the configuration of the first belt of the forward movement platform.
  • an omnidirectional moving platform 100 may include a first belt 110 and a first driving unit 115.
  • the first belt 110 is transported in a first direction.
  • the first driving part 115 is for transporting the first belt 110 in the first direction and includes a pair of first driving rollers 111 forming a closed loop of the first belt 110, And a first driving motor 113 for driving one of the driving rollers 111 to rotate.
  • a lift module 111a for individually supporting the rotary shafts of the respective drive rollers 111 and for individually elevating the rotary shafts of the respective first drive rollers 111 is provided at a lower portion of the bearing for supporting the rotary shafts of the pair of first drive rollers 111, May be disposed.
  • the first belt 110 transported in the first direction may be provided with a ball 130 for allowing the user to freely move in the first direction as well as in the forward direction.
  • the forward moving platform 100 may include an auxiliary support 101 to allow the patient to hold the auxiliary support 101 to stand and perform the training.
  • auxiliary support 101 to allow the patient to hold the auxiliary support 101 to stand and perform the training.
  • other configurations other than the first belt 110 and the ball 130 can be visually covered by configuring the cover on top of the frame including the frame 103.
  • FIG 4 is an enlarged cross-sectional view showing a coupling relationship between the first belt and the ball of the forward moving platform according to the present embodiment.
  • the first belt 110 includes a unit ball assembly 140a having a length in a second direction that intersects the first direction.
  • the unit ball assemblies 140a are linked together in a first direction to form a first belt 110 forming a closed loop.
  • Each unit ball assembly 140b may include a top plate 141 and a bottom plate 143 that are vertically spaced apart.
  • the plurality of balls 130 may be arranged in the second direction so that the balls 130 may be constrained to the upper plate 141 and the lower plate 143.
  • the upper plate 141 is formed with an upper hole 141a having an inner diameter smaller than the diameter of the ball 130 and a lower hole 143a having an inner diameter smaller than the diameter of the ball 130 is formed on the lower plate 143 .
  • the lower plate 143 is disposed below the ball 130 and the upper plate 141 is disposed above the ball 130. [ In this state, the upper plate 141 and the lower plate 143 are fastened. At this time, the distance between the upper surface of the upper plate 141 and the lower surface of the lower plate 143 is preferably smaller than the diameter of the balls 130.
  • a part of the ball 130 is exposed to the upper side of the upper plate 141 through the upper hole 141a and a part of the ball 130 is exposed to the lower side of the lower plate 143 through the lower hole 143a.
  • the upper hole 141a and the lower hole 143a have an inner diameter smaller than the diameter of the ball 130, the ball 130 is not released to the outside of the upper hole 141a and the lower hole 143a.
  • the upper hole 141a and the lower hole 143a are formed on the outer peripheral surface of the ball 130 so that the ball 130 constrained between the upper plate 141 and the lower plate 143 can freely rotate in all directions. A distance between the upper surface of the upper plate 141 and the lower plate 143 should be maintained.
  • the ball 130 is constrained to the first belt 110 freely freely rotatable in all directions, the user pressing the ball 130 can freely move in all directions without being limited to any one direction .
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view illustrating a coupling relationship between the first belt and the ball of the forward moving platform according to another embodiment.
  • the first belt 110 includes a unit ball assembly 140b having a length in a second direction that intersects the first direction.
  • the unit ball assemblies 140b are linked together in a first direction to form a first belt 110 forming a closed loop.
  • Each of the unit ball assemblies 140b may include a first support plate 145 in the form of a flat plate and a second support plate 147 connected to the first support plate 145 in a square shape.
  • the plurality of balls 130 may be arranged in a second direction so that the balls 130 may be constrained to the first and second support plates 145 and 147.
  • the first support plate 145 and the second support plate 147 may have a thickness smaller than the diameter of the ball 130.
  • a first receiving groove 145a is formed in the first supporting plate 145 to be opened toward the second supporting plate 147 and a second receiving groove 145b is formed in the second supporting plate 147, The first electrode 147a may be formed.
  • the radius of the first receiving groove 145a and the radius of the second receiving groove 147a may be larger than the radius of the ball 130.
  • the first support plate 145 and the second support plate 147 have a thickness smaller than the diameter of the ball 130 and the radius of the first receiving groove 145a and the second receiving groove 147a is smaller than the radius of the ball 130.
  • the ball 130 is constrained to the first belt 110 freely freely rotatable in all directions, the user pressing the ball 130 can freely move in all directions without being limited to any one direction .
  • the second driving part 125 is for transporting the second belt 120 in the second direction and includes a pair of second driving rollers 121 forming a closed loop of the second belt 120, And a second driving motor 123 for driving one of the driving rollers 121 to rotate.
  • a lift module 121a for individually supporting the rotation axes of the drive rollers 121 and for individually elevating the rotation axes of the respective second drive rollers 121 is provided at a lower portion of the bearing for supporting the rotation axes of the pair of second drive rollers 121, May be disposed.
  • the second belt 120 may be in contact with the lower portion of the ball 130. Accordingly, the feed speed of the first belt 110 and the feed speed of the second belt 120 can be controlled, and the rotational direction and rotational speed of the ball 130 can be adjusted.
  • the first driving unit 115 and the second driving unit 125 are connected to the driving control unit 160.
  • the driving control unit 160 drives the first driving unit 115 and the second driving unit 125 based on the moving direction, (125) to control the feed speed of the first belt (110) and the second belt (120).
  • FIG. 6 is a conceptual view for explaining the rotation direction of the ball of the forward movement platform according to the present embodiment.
  • the ball 130 which is in contact with the soles of the user is moved in a direction opposite to the direction of movement of the user, that is, in the backward direction D2 ).
  • the driving control unit 160 controls the first driving unit 115 to feed the first belt 110 in the advancing direction D1 of the first direction. Since the lower part of the ball 130 is in contact with the second belt 120, as the first belt 110 is transported in the advancing direction D1 in the first direction, the ball 130 is moved in the reverse direction D2 to provide a ground reaction force to the user.
  • the ball 130 that is in contact with the sole of the user is rotated in the direction opposite to the direction of movement of the user, i.e., in the advancing direction D1 of the first direction .
  • the driving control unit 160 controls the first driving unit 115 to transfer the first belt 110 in the backward direction D2 of the first direction. Since the lower portion of the ball 130 is in contact with the second belt 120, as the first belt 110 is transported in the backward direction D2 in the first direction, the ball 130 moves in the forward direction D1 to provide a ground reaction force to the user.
  • the ball 130 which is in contact with the user's sole is rotated in the direction opposite to the user's moving direction, that is, in the backward direction D4 in the second direction .
  • the drive control unit 160 controls the second driving unit 125 to transfer the second belt 120 in the forward direction D3 of the second direction. Since the lower part of the ball 130 is in contact with the second belt 120, as the second belt 120 is transported in the forward direction D3 in the second direction, the ball 130 moves in the backward direction in the second direction D4 to provide a ground reaction force to the user.
  • the ball 130 which is in contact with the sole of the user is rotated in the direction opposite to the direction of movement of the user, that is, in the forward direction D3 of the second direction .
  • the driving control unit 160 controls the second driving unit 125 to transfer the second belt 120 in the backward direction D4 of the second direction. Since the lower portion of the ball 130 is in contact with the second belt 120, as the second belt 120 is transported in the backward direction D4 in the second direction, the ball 130 moves in the forward direction D3 to provide a ground reaction force to the user.
  • the ball 130 that is in contact with the sole of the user is moved in the opposite direction of the user's moving direction, And can be rotated in the rightward backward direction D6 between the two directions.
  • the drive control unit 160 feeds the first belt 110 in the advancing direction D1 in the first direction and feeds the second belt 120 in the advancing direction D3 in the second direction.
  • the ball 130 is in contact with the second belt 120 so that by the sum of the vectors of the advancing direction D1 in the first direction and the advancing direction D3 in the second direction, Forward direction D6 between the first direction and the second direction so as to provide a ground reaction force to the user.
  • the ball 130 that is in contact with the sole of the user is moved in the opposite direction of the user's moving direction, And can be rotated in the leftward backward direction D6 between the two directions.
  • the drive controller 160 transfers the first belt 110 in the forward direction D1 of the first direction and the second belt 120 in the backward direction D4 of the second direction.
  • the ball 130 is in contact with the second belt 120 so that by the sum of the vectors of the forward direction D1 in the first direction and the backward direction D4 in the second direction, And the rightward backward direction D6 between the first direction and the second direction to provide a ground reaction force to the user.
  • the ball 130 which is in contact with the sole of the user is moved in the opposite direction of the user's moving direction, And can be rotated in the right advancing direction D7 between the two directions.
  • the drive control unit 160 feeds the first belt 110 in the backward direction D2 in the first direction and feeds the second belt 120 in the forward direction D3 in the second direction.
  • the ball 130 is in contact with the second belt 120 so that by the sum of the vectors of the backward direction D2 in the first direction and the forward direction D3 in the second direction, And a leftward backward direction D8 between the first direction and the second direction to provide a ground reaction force to the user.
  • the ball 130 which is in contact with the sole of the user is moved in the opposite direction of the user's moving direction, And can be rotated in the left advancing direction D6 between two directions.
  • the drive control unit 160 feeds the first belt 110 in the backward direction D2 in the first direction and feeds the second belt 120 in the backward direction D4 in the second direction.
  • the ball 130 is in contact with the second belt 120 so that by the sum of the vectors of the backward direction D2 in the first direction and the backward direction D4 in the second direction, And the rightward backward direction D6 between the first direction and the second direction to provide a ground reaction force to the user.
  • the second belt 120 A sag prevention plate 150 for preventing sagging of the second belt 120 may be installed.
  • the sag prevention plate 150 may be provided with a weight sensor 171 for sensing the weight of the user. Accordingly, the drive controller 160 may control the transfer speed of the first belt 110 and the second belt 120 by reflecting the weight of the user.
  • At least one motion sensor 173 may be installed around the platform.
  • the motion sensor 173 can detect the direction of the user by detecting the motion of the user. Accordingly, the driving control unit 160 can control the feeding speed and the feeding direction of the first belt 110 and the second belt 120 by reflecting the direction change of the user.
  • a load cell (not shown) may be installed in the frame for supporting the rotation axis of the pair of first driving rollers 111 and the frame for supporting the rotation axis of the pair of second driving rollers 121, respectively.
  • the position of the user on the platform can be determined according to the pressure distribution transmitted to the load cell (not shown) arranged as described above.
  • the position of the user on the platform can be reflected in a simulation image or the like.
  • the user rides on top of the first belt 110. As the user climbs onto the first belt 110, the user steps on the ball 130 and the load on the first belt 110 is transferred to the second belt 120.
  • the sag prevention plate 150 prevents sagging of the first belt 110, and the weight sensor 171 senses the weight of the user. And the position of the user on the platform can be sensed according to the pressure distribution sensed by the load cell (not shown).
  • the driving control unit 160 may control the feeding direction and the feeding speed of the first belt 110 and the second belt 120 according to the moving direction of the user sensed by the motion sensor 173.
  • the omnidirectional mobile platform detects the weight of the user, the movement of the user, the position of the user on the platform, and controls the rotational speed and the rotational direction of the ball based on the sensed data, A reaction force can be provided.
  • the omnidirectional mobile platform according to the present embodiment can produce various situations even in the virtual reality because the user can freely change direction and move in the current position.
  • the omnidirectional mobile platform according to the present embodiment can reduce the equipment investment cost by minimizing the equipment size with a simple structure.
  • the display device 200 for displaying the virtual reality and the camera 300 for photographing the user on the platform are combined as shown in Fig. 7, It is possible to construct a real omnidirectional mobile experience system.
  • the display device 200 may be a combination of at least one projector disposed on the platform above the platform to display a virtual reality image and at least one screen 210 installed around the platform, A head mount display (HMD) or the like may be used.
  • HMD head mount display
  • FIG. 12 is a flowchart of a method for supporting rehabilitation using an omni-directional moving platform according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 a method of supporting rehabilitation using an omni-directional moving platform according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
  • the method for supporting rehabilitation may use an omnidirectional mobile platform capable of continuously returning the position of the user to its center.
  • a method of supporting rehabilitation using an omnidirectional movement platform may first determine a base surface of a predetermined size based on a contact position of a user and an omnidirectional movement platform (step 1310 ).
  • the base surface may be set as a virtual supporting surface for supporting the user to stand on the ground.
  • FIGS. 8A to 8C are views illustrating the determination of a base and a base point in a method for supporting rehabilitation according to an embodiment of the present invention.
  • the base surface can be determined as a predetermined size including the feet of the user in contact with the forward moving platform.
  • 8A shows the determination of the base surface with the two feet of the user in contact with the forward moving platform. 8A, when both the left foot 810-1 and the right foot 810-2 of the user are in contact with the forward moving platform, both the left foot 810-1 and the right foot 810-2 are included
  • the base surface 820 can be determined. Since both feet of the user are in contact with the forward moving platform, the base surface 820 can be formed relatively wide. According to one aspect, the midpoint of the base surface 820 may be determined as the base point 830.
  • 8B shows the determination of the base surface with one foot of the user in contact with the forward moving platform.
  • the left foot 810-1 of the user is in contact with the forward movement platform
  • the right foot 810-2 is in contact with the base surface 810-1 so as to include the left foot 810-1 in a state away from the forward movement platform, (820) may be formed. Since only one foot of the user is in contact with the omni-directional platform, the base surface 820 can be formed relatively narrowly. Similarly, in accordance with one aspect, the midpoint of the base surface 820 may be determined as the base point 830.
  • Figure 8c shows the determination of the base plane with two feet in contact with the forward moving platform after one foot of the user has moved.
  • the base surface 820 can be determined to include both the right foot 810-1 and the right foot 810-2. In this case, the base surface 820 can be formed wider.
  • the midpoint of the base surface 820 may be determined as the base point 830.
  • the size of the basal plane may be determined according to at least one of a user's disease classification and disease severity assessment values.
  • the size of the basal plane may be increased depending on whether the user's disease is classified as a disease accompanied by severe exercise capacity degradation, thereby controlling the exercise to perform more stable exercise therapy. Even for the same disease classification, the size of the basal plane can be adjusted differently by reflecting the predetermined disease severity evaluation value.
  • the increase and / or decrease in basal size according to at least one of the aforementioned disease classification and disease severity assessment values may be applied to the same extent as in the cases of FIGS. 8A to 8C, or may be different for each of FIGS. 8A to 8C .
  • the base surface 820 and / or the reference point 830 determined as described above is a method of supporting rehabilitation using an omnidirectional movement platform according to an embodiment of the present invention, in which a forward movement platform returns a user to the center Can be used to control.
  • the control of the regression operation according to one aspect of the present invention may be accomplished by either: i) determining a first displacement that is a positional difference between the basal surface 820 and a body reference point and / or ii) a first displacement that is a difference in position between the basal surface 820 and the midpoint of the forward movement platform , Which will be described later.
  • the position of the user's body reference point may be determined (step 1320).
  • the user's body reference point can represent the center of gravity of the user.
  • the position of the body reference point can be determined by tracking a marker worn by a user on a part of the upper body using a three-dimensional detector, and in addition, any method for determining a point representing a user's body reference value is applied .
  • the determined body reference point can be utilized to determine the first displacement indicating the positional difference from the basal plane described above.
  • FIGS. 9A to 9C are diagrams illustrating movement of a body reference point in a method for supporting rehabilitation according to an embodiment of the present invention
  • FIGS. 10A to 10D are views illustrating a positional difference with respect to a base surface according to the movement of the body reference point in FIG. FIG. 9 and 10, a first displacement determination for a rehabilitation treatment support method according to an embodiment of the present invention will be described in more detail.
  • the first displacement may indicate a positional difference between a point at which a body reference point 910 is projected onto a plane containing the basal plane and the basal plane.
  • the first displacement can be determined by detecting the three-dimensional position of the body reference point 910 and measuring the distance between the point representing the horizontal and vertical positions where the height value of the three-dimensional coordinate is removed and the basal plane . Referring to FIG. 10A, when the user is standing upright as in FIG. 9A, the distance between the basal plane projection point 920 of the body reference point 910 and the base surface 820 may be zero.
  • the user's body reference point 910 may be moved and positioned forward at a vertical position of the center point (e.g., base point 830) of the base surface 820.
  • the first displacement may represent a positional difference between a point at which a body reference point 910 is projected onto a plane including the base plane and a base plane.
  • the base planar projection point 920 of the body reference point 910 may be moved forward and away from the base surface 820 when standing tilted forward.
  • the user's body reference point 910 may be moved laterally at a vertical position of the center point (e.g., base point 830) of the base surface 820.
  • the first displacement may indicate a positional difference between a point at which a body reference point 910 is projected onto a plane containing the base plane and a base plane.
  • the basal plane projection point 920 of the body reference point 910 may be moved laterally from the base surface 820 when standing tilted sideways.
  • 10D shows the position of the basal plane projection point 920 when the user tilts the upper body diagonally forward and laterally on the forward movement platform.
  • the basal plane projection point 920 of the body reference point 910 is positioned at a distance from the base surface 820 to the base surface 820. In other words, when the user tilts the upper body diagonally forward and laterally on the forward movement platform, It can be moved laterally and forwardly.
  • the measurement point at the basal plane for determination of the first displacement may be i) the boundary of the basal plane 820 or ii) the base point 830 which is the midpoint of the basal plane 820.
  • the distance from the boundary of the base surface 820 to the base plane projection point 920 of the body reference point 910 may be determined as the first displacement and the distance from the base point 830 to the base plane projection point 910 of the body reference point 910,
  • the distance to the first position 920 may be determined as the first displacement, and may be selected according to the embodiment.
  • the base point 830 and the base plane projection point 920 may be the starting point of the first displacement measurement.
  • the first displacement measurement for regression control according to an embodiment of the present invention has been described above, and the second displacement measurement will be described in more detail below.
  • the second displacement can be determined as the position difference between the base surface 820 and the midpoint of the forward movement platform.
  • 11A to 11C are diagrams illustrating control of regression operation according to a position of a reference plane in a method for supporting rehabilitation according to an embodiment of the present invention.
  • positioning of the base surface 820 is necessary for determination of the second displacement.
  • the base surface 820 is determined on the basis of the foot of the user contacting the forward moving platform, and the positioning of the base surface 820 can be performed based on the position of the user's foot.
  • the user's foot is illustrated as being in contact with the omnidirectional platform, however, for example, a driving assistance means such as crutches may be used, It should be understood as an example.
  • a method of measuring a marker attached to a user's support means with a three-dimensional camera may be used.
  • a plurality of laser sensors may be provided in the X- , Any measuring instrument for tracking the position of the user's support means may be used.
  • the base surface 820 may also be positioned forward at the center point 1110 of the forward movement platform .
  • the center returning operation of the forward movement platform can be controlled to move the user backward.
  • the starting point for the measurement of the second displacement can be either the boundary or base point 830 of the base surface 820 as previously described in connection with the first displacement measurement,
  • the return motion may be controlled to move the user backward by the distance of the second displacement.
  • 11B shows a case where both feet of the user are moved from the center point 1110 to the right side of the forward movement platform, with a similar point to that described above with reference to FIG. 11A, the center point return operation moves the user from the second displacement As shown in FIG.
  • 11C shows a case in which both feet of the user are moved and positioned both forward and rightward from the center point 1110 of the forward movement platform, with a similar point to that described above, the heavy point return operation moves the user to the right rearward, As shown in FIG.
  • 11A to 11C illustrate a case in which both feet of the user are moved to one side from the center point 1110 of the forward movement platform. However, even if the two feet are located in different directions, And to control the heavy regression operation for the user by determining the positional difference between the base point 830 as the center point thereof and the center point 1110 of the forward movement platform as the second displacement .
  • a method of supporting rehabilitation using an omnidirectional movement platform may include: i) a first displacement, which is a positional difference between the base surface 820 and a body reference point, and / or ii) The center point returning operation of the forward movement platform may be controlled based on the second displacement that is the position difference between the base surface 820 and the center point of the forward movement platform (step 1330).
  • the control of the central regression operation can control the speed of the central regression as well as the degree of movement to return the user to the central point.
  • At least one of the rate of change of the first displacement and the rate of change of the second displacement can be controlled based on at least one of the rate of change of the first displacement and the rate of change of the second displacement.
  • Control of the center point return operation of the forward movement platform in accordance with the first displacement and the second displacement may be implemented in various embodiments using at least one of the first displacement and the second displacement.
  • the midpoint regression operation can be controlled based only on either the first displacement or the second displacement. In response to the projection point 920 of the user's body reference point 910 being displaced from the base surface 820, or in response to the base surface 820 departing from the center point 1110 of the forward movement platform, A regression operation can be started.
  • a method of controlling a midpoint return motion based on all of a first displacement and a second displacement comprising the steps of: determining a movement distance and direction of a midpoint return motion based on a second displacement (displacement between a midpoint of the base plane and the forward movement platform) And control the speed of the center point return operation based on the first displacement (the distance between the base point and the projection point of the body reference point).
  • the moving speed can be controlled according to whether the measured direction of the second displacement corresponds to the direction of the measured first displacement. It is possible to increase the moving speed when the directions of the first and second displacements coincide with each other and decrease the moving speed when the directions of the first and second displacements are opposite to each other. It is also possible to increase the speed of the midpoint return operation in proportion to the magnitude of the first displacement. That is, the first displacement may be utilized as an element for detecting a preaction or reaction to the user's walking and reflecting the same in the midpoint return operation.
  • the central point regression operation can be set to start only when the first displacement and the second displacement are respectively equal to or greater than a threshold value. For example, if the first displacement is generated by moving the upper body despite the fact that the user does not move, if the central regression operation is started, the user may fall down as a patient in which quick reaction is impossible. Therefore, even if the first displacement is detected, the middle point return operation can be set to start only when the second displacement also occurs above the threshold value.
  • the rehabilitation training performed in the room can easily cause boredom to the user, and sometimes the user gives up the exhausted training.
  • the rehabilitation training support method according to an embodiment of the present invention provides an effect that a user moves in an external environment by reproducing virtual reality contents through a display device connected to an omnidirectional movement platform, Users can be more interested and less easily tired.
  • an omni-directional moving platform 100 includes a plurality of elevating devices 111a and 121a, It is possible to form a gradient in all directions 360 degrees.
  • the forward movement platform illustrated in FIGS. 1 to 3 may have a total of four actuators (elevators). By adjusting the actuators to have different heights, the forward, backward, .
  • an omnidirectional moving platform capable of forming an omnidirectional gradient can be set to adjust a gradient in conjunction with content displayed through a display device connected to the omni-directional moving platform.
  • a user climbing up the virtual reality content can experience an uphill slope in an actual forward moving platform.
  • the speed of the central regression operation can further be controlled on the basis of the direction of the central regression operation and the ascending or descending depending on the formed gradient. For example, when climbing uphill, it is possible to prevent the patient from falling backward due to the inability of the patient to perform an appropriate reaction, and to lower the speed of the midpoint return motion. In the case of descending downhill, It is possible to prevent the user from being pushed forward or downward.
  • the above-described method according to the present invention can be implemented as a computer-readable code on a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium includes all kinds of recording media storing data that can be decoded by a computer system. For example, there may be a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), a magnetic tape, a magnetic disk, a flash memory, an optical data storage device and the like.
  • the computer-readable recording medium may also be distributed and executed in a computer system connected to a computer network and stored and executed as a code that can be read in a distributed manner.
  • the described features may be implemented within digital electronic circuitry, or computer hardware, firmware, or combinations thereof.
  • the features may be implemented in a computer program product embodied in a storage device in a machine-readable storage device, for example, for execution by a programmable processor. And the features may be performed by a programmable processor executing a program of instructions for performing the functions of the described embodiments by operating on input data and generating an output.
  • the described features include at least one programmable processor, at least one input device, and at least one output device, coupled to receive data and directives from a data storage system and to transmit data and directives to a data storage system, Such as a computer-readable recording medium.
  • a computer program includes a set of directives that can be used directly or indirectly within a computer to perform a particular operation on a given result.
  • a computer program may be written in any form of programming language including compiled or interpreted languages and may be implemented as a module, element, subroutine, or other unit suitable for use in other computer environments, or as a standalone program Can be used.
  • Suitable processors for execution of the program of instructions include, for example, both general purpose and special purpose microprocessors, and one of multiple processors of a single processor or other type of computer.
  • storage devices suitable for implementing the computer program instructions and data embodying the described features may be embodied in a computer-readable medium, such as, for example, semiconductor memory devices such as EPROM, EEPROM, and flash memory devices, Devices, magneto-optical disks, and non-volatile memory including CD-ROM and DVD-ROM disks.
  • the processor and memory may be integrated within application-specific integrated circuits (ASICs) or added by ASICs.
  • ASICs application-specific integrated circuits

Abstract

Provided is a method for supporting rehabilitation by using a forward moving platform. The forward moving platform operates to have the location of a user return to the center point of the forward moving platform, and a rehabilitation method comprises: a step of determining a basal plane having a predetermined size, on the basis of the location of contact between the user and the forward moving platform; a step of determining the location of a body reference point of the user; and a step of controlling the return-to-center point operation of the forward moving platform on the basis of a first displacement indicating the difference between the basal plane and the location of the body reference point.

Description

전방향 이동 플랫폼을 이용한 재활 치료 지원 방법How to support rehabilitation using omnidirectional mobile platform
본 발명은 2017년도 창의산업미래성장동력사업 (과제고유번호 : 10080121, 부처명 : 산업통상자원부, 연구관리 전문기관 : keit, 연구사업명 : 2017년도 창의산업미래성장동력사업, 연구과제명 : 보행장애 치료를 위한 고실감형 VR 보행 재활훈련 시스템 개발, 기여율 : 100/100, 주관기관 : (주)톨레미시스템, 연구기간 : 2017.07.01 ~ 2018.03.31)의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다. The present invention relates to a novel industrial growth engine for 2017 (task number: 10080121, entitled: Ministry of Industry and Trade, research institute: keit, research project name: 2017 creative industry future growth power project, The results of this study are as follows: 1) The development of the VR walking rehabilitation training system for the disabled patients was conducted by the TOLEMI system.
본 발명은 재활 치료의 지원 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 전방향 이동 플랫폼을 이용한 재활 치료를 지원하기 위한 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method of supporting rehabilitation therapy, and more particularly, to an apparatus for supporting rehabilitation therapy using an omni-directional movement platform.
가상현실 시스템은 온라인과 오프라인이 융합되어 온라인에서 개척되고 건설된 시설물을 오프라인에서 사람이 제한 없이 즐길 수 있는 고도의 기술집약적 시스템이다.The virtual reality system is a highly technology-intensive system that allows people to enjoy offline facilities without any limitations.
즉, 현실에서 실현되는 대부분의 경주나 경기, 게임, 군사 장비, 휴양지의 휴식시설 등을 가상의 공간에서 시스템으로 프로그램화 시키고, 프로그램화 된 상태에서 가상의 시스템이 현실에서 실현되도록 하는 것이다. 또한, 막대한 예산이나, 환경적 파괴나, 지역적 제한 등과 같이 시간적 또는 공간적인 제약을 벗어남으로써 보다 자유스러운 상태에서 경주나, 경기 등과 같은 스포츠를 실시하는 것이다.In other words, most of the races and games, games, military equipment, and relaxation facilities of resorts that are realized in reality are programmed into a system in a virtual space, and a virtual system is realized in a programmed state. It is also possible to exercise sports such as racing, competition, etc. in a more free state by deviating from time or space constraints such as enormous budgets, environmental destruction and local restrictions.
이러한 가상현실 시스템은 사용자에게 가상현실을 시각적으로 디스플레이하는 디스플레이장치와, 디스플레이장치의 앞에 설치되어 사용자가 가상현실 속에서 걷거나 뛰어다니면서 이동하는 상황을 체험할 수 있도록 하는 이동 플랫폼과, 사용자의 움직임을 감지하고 사용자의 움직임을 실시간으로 가상현실 속에 반영하기 위한 센서들로 구성될 수 있다.The virtual reality system includes a display device for visually displaying a virtual reality to a user, a mobile platform installed in front of the display device for enabling a user to experience a situation in which the user is walking or running while walking in a virtual reality, And sensors for detecting and reflecting the movement of the user in real time in the virtual reality.
한편, 재활 치료란 넓은 의미로 사람이 경험하고 있는 질병이나 손상 또는 재해를 회복하는 것을 말하며, 손상으로 인한 만성기능장애를 가지고 살아가는 방법을 배우는 과정에 해당하기도 한다. 재활치료에서 말하는 손상은 어떤 원인에 의해 신체구조와 신체기능의 변화가 초래된 것을 의미한다. 이는 심리적·신체적 구조나 기능의 손실 또는 결손 등의 비정상 상태가 일시적 또는 영구적으로 나타난 상태이다. On the other hand, rehabilitation treatment means recovery of a disease, injury or disaster experienced by a person in a broad sense, and it is also a process of learning how to live with a chronic dysfunction due to damage. Damage in rehabilitation therapy means that changes in body structure and body function are caused by some cause. This is the state of temporary or permanent appearance of abnormality such as loss or lack of psychological or physical structure or function.
재활치료의 목적은 환자의 장애적 요소를 최대한 완화시키는 과정이라고 할 것이며, 장애가 발생하기 전에 본래 가지고 있었던 최적의 신체적, 감각적, 지능적, 심리적, 사회적 수준을 회복시켜주는 것이 최선의 길이다. 그러므로 재활치료는 장애를 안게 된 사람이 건강한 생활을 유지할 수 있도록 수행하는 모든 의학적 치료행위를 뜻한다. The goal of rehabilitation therapy is to minimize the disability of the patient and it is best to restore the original physical, sensory, intellectual, psychological and social level of the patient before the disorder occurs. Rehabilitation therapy therefore means all medical treatment that is performed so that a person with a disability can maintain a healthy life.
이러한 재활 치료 중, 특히 운동치료에 있어서 보행 훈련이 수반된다. 그러나 보행 훈련을 위해 필요한 공간의 확보가 용이하지 않은 문제점이 있다. Among these rehabilitation treatments, especially exercise therapy, gait training is accompanied. However, there is a problem that it is not easy to secure a space necessary for gait training.
전술한 재활 치료의 어려움을 해소하기 위해, 이동 플랫폼을 포함한 가상 현실 시스템을 재활 치료에 활용할 수 있다. 다만 종래의 이동 플랫폼은 예를 들어 트레드밀과 같이 일방향의 이동만이 가능한 단점이 있었고, 다중 방향 이동 플랫폼들은 방향 전황에 어려움이 있었으며, 플랫폼 규모가 크다는 문제점도 있었다. In order to overcome the difficulties of the above-mentioned rehabilitation treatment, a virtual reality system including a mobile platform can be utilized for rehabilitation treatment. However, the conventional mobile platform has a disadvantage in that it can only move in one direction like a treadmill, and the multi-directional mobile platforms have difficulties in the direction of the direction and have a problem that the platform size is large.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 작은 규모의 설비로도 이용자의 전방향 이동이 가능하도록 하는 전방향 이동 플랫폼을 이용하여, 환자가 현 위치에서도 자유롭게 방향을 전환하여 이동할 수 있도록 하는 재활 치료 지원 방법을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems and to provide an omnidirectional mobile platform for enabling a user to move in all directions even in a small- And to provide a method for supporting rehabilitation.
또한, 전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 환자의 무게 중심이 환자를 지지하는 기저면에서 벗어나는 정도와 환자의 위치가 이동 플랫폼의 중심에서 벗어난 정도를 고려하여 이동 플랫폼이 사용자를 중앙으로 복귀시키는 움직임을 제어함으로써, 보다 안정적이고 정확하게 사용자의 위치를 중앙으로 회귀시킬 수 있는 재활 치료 지원 방법을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the problems described above and to provide a mobile platform in which a center of gravity of a patient deviates from a base supporting the patient and a position of the patient, And restoring the position of the user to the center by controlling the returning motion.
다만, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.It should be understood, however, that the present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be variously modified without departing from the spirit and scope of the invention.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전방향 이동 플랫폼을 이용한 재활 치료 지원 방법에 있어서, 상기 전방향 이동 플랫폼은 사용자의 위치를 상기 전방향 이동 플랫폼의 중점으로 회귀시키도록 동작하며, 상기 방법은, 상기 사용자와 상기 전방향 이동 플랫폼의 접촉 위치를 기반으로 소정 크기의 기저면을 결정하는 단계; 상기 사용자의 신체 기준점의 위치를 결정하는 단계; 상기 기저면과 상기 신체 기준점의 위치 차이인 제 1 변위를 기반으로 상기 전방향 이동 플랫폼의 중점 회귀 동작을 제어하는 단계를 포함할 수 있다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method for supporting rehabilitation using an omnidirectional movement platform, the method comprising: returning a position of a user to a center of the omni-directional movement platform; The method comprising: determining a base surface of a predetermined size based on a contact position of the user and the forward movement platform; Determining a position of the user's body reference point; And controlling a midpoint returning operation of the forward movement platform based on a first displacement that is a positional difference between the base surface and the body reference point.
일 측면에 따르면, 상기 중점 회귀 동작을 제어하는 단계는, 상기 전방향 이동 플랫폼의 중점과 상기 기저면의 중점의 위치 차이인 제 2 변위를 더 기반으로하여 상기 중점 회귀 동작을 제어할 수 있다. According to an aspect of the present invention, the step of controlling the center point returning operation may control the center point returning operation based on the second displacement, which is a position difference between the center point of the forward movement platform and the center point of the base plane.
일 측면에 따르면, 상기 중점 회귀 동작을 제어하는 단계는, 상기 제 1 변위의 변화 속도 및 상기 제 2 변위의 변화 속도 중 적어도 하나를 기반으로 상기 중점 회귀 동작의 속도를 더 제어할 수 있다. According to an aspect, controlling the heavy point regression operation may further control the speed of the heavy point regression operation based on at least one of the rate of change of the first displacement and the rate of change of the second displacement.
일 측면에 따르면, 상기 제 1 변위는, 상기 신체 기준점을 상기 기저면을 포함하는 평면으로 투영시킨 점과 상기 기저면 사이의 위치 차이를 나타낼 수 있다. According to one aspect, the first displacement may indicate a positional difference between a point at which the body reference point is projected onto the plane including the base plane and the base plane.
일 측면에 따르면, 상기 신체 기준점은 상기 사용자의 무게 중심을 나타낼 수 있다. According to one aspect, the body reference point may represent the center of gravity of the user.
일 측면에 따르면, 상기 신체 기준점은 사용자의 상반신에 부착된 마커를 트래킹하는 것에 의해 결정될 수 있다. According to one aspect, the body reference point may be determined by tracking a marker attached to the upper body of the user.
일 측면에 따르면, 상기 기저면은 사용자의 지지 수단에 부착된 마커를 트래킹하는 것에 의해 결정될 수 있다. According to one aspect, the basal plane may be determined by tracking a marker attached to a user's support means.
일 측면에 따르면, 상기 기저면의 크기는 사용자의 질병 분류 및 질병 정도 평가값 중 적어도 하나에 따라 결정될 수 있다. According to an aspect, the size of the basal plane may be determined according to at least one of a disease classification and a disease severity evaluation value of a user.
일 측면에 따르면, 상기 중점 회귀 동작을 제어하는 단계는, 상기 제 1 변위의 크기에 비례하여 상기 중점 회귀 동작의 속도를 증가 시키도록 할 수 있다. According to one aspect, controlling the heavy point return operation may increase the speed of the heavy point return operation in proportion to the magnitude of the first displacement.
일 측면에 따르면, 상기 중점 회귀 동작을 제어하는 단계는, 상기 제 1 변위 및 상기 제 2 변위가 각각 임계값 이상인 경우에만 상기 중점 회귀 동작을 개시할 수 있다. According to an aspect of the present invention, the step of controlling the heavy point regeneration operation may start the heavy point regeneration operation only when the first displacement and the second displacement are respectively equal to or more than a threshold value.
일 측면에 따르면, 상기 전방향 이동 플랫폼은 복수의 액추에이터를 기반으로 전방향의 구배 형성이 가능하고, 상기 전방향 이동 플랫폼과 연결된 디스플레이 장치를 통해 표시되는 컨텐츠와 연동하여 상기 전방향 이동 플랫폼의 구배가 조절되도록 구성될 수 있다. According to an aspect of the present invention, the forward movement platform is capable of forming an omnidirectional gradient based on a plurality of actuators, and interlocks with a content displayed through a display device connected to the forward movement platform, May be configured to be adjusted.
일 측면에 따르면, 상기 중점 회귀 동작을 제어하는 단계는, 상기 중점 회귀 동작의 방향 및 상기 형성된 구배에 따른 오르막 또는 내리막 여부를 기반으로 상기 중점 회귀 동작의 속도를 더 제어하도록 구성될 수 있다. According to an aspect of the present invention, the step of controlling the heavy point regression operation may be configured to further control the speed of the heavy point regression operation based on the direction of the heavy point regression operation and the ascending or descending depending on the formed gradient.
일 측면에 따르면, 상기 전방향 이동 플랫폼은, 제 1 벨트; 상기 제 1 벨트를 제 1 방향으로 이송하는 제 1 구동부; 전방향에 대하여 자유회전 가능하게 상기 제 1 벨트에 구속되어 상기 제 1 벨트와 함께 제 1 방향으로 이송되는 볼; 상기 제 1 벨트의 하측에 배치되어 상기 볼에 접촉되는 제 2 벨트; 및 상기 제 2 벨트를 상기 제 1 방향에 교차하는 제 2 방향으로 이송하는 제 2 벨트를 포함할 수 있다.According to one aspect, the forward moving platform comprises: a first belt; A first driving unit for transferring the first belt in a first direction; A ball constrained to the first belt so as to freely rotate with respect to all directions and conveyed in the first direction together with the first belt; A second belt disposed below the first belt and contacting the ball; And a second belt for transferring the second belt in a second direction crossing the first direction.
개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.The disclosed technique may have the following effects. It is to be understood, however, that the scope of the disclosed technology is not to be construed as limited thereby, as it is not meant to imply that a particular embodiment should include all of the following effects or only the following effects.
전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 전방향 이동 플랫폼을 이용한 재활 치료 지원 방법에 따르면, 작은 규모의 설비로도 이용자의 전방향 이동이 가능하도록 하는 전방향 이동 플랫폼을 이용하여, 환자가 현 위치에서도 자유롭게 방향을 전환하여 이동할 수 있도록 하는 재활 치료를 지원하는 것이 가능하다. According to the method for supporting rehabilitation using an omnidirectional movement platform according to an embodiment of the present invention, an omnidirectional movement platform that allows a user to move in all directions even with a small- It is possible to support rehabilitation therapy so that the user can freely change direction and move.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전방향 이동 플랫폼을 이용한 재활 치료 지원 방법에 따르면, 환자의 무게 중심이 환자를 지지하는 기저면에서 벗어나는 정도와 환자의 위치가 이동 플랫폼의 중심에서 벗어난 정도를 고려하여 이동 플랫폼이 사용자를 중앙으로 복귀시키는 움직임을 제어할 수 있어, 보다 안정적이고 정확하게 사용자의 위치를 중앙으로 회귀시킬 수 있는 장점이 있다. In addition, according to the method for supporting rehabilitation using an omnidirectional movement platform according to an embodiment of the present invention, the degree of deviation of the center of gravity of the patient from the base supporting the patient and the position of the patient deviate from the center of the movement platform So that the movement platform can control the movement of returning the user to the center, thereby making it possible to return the position of the user to the center more stably and accurately.
나아가, 전방향 이동 플랫폼과 연동하여 가상 현실 컨텐츠를 재생하고, 가상 현실 컨텐츠와 연동하여 전방향 이동 플랫폼의 움직임을 제어하는 한편, 컨텐츠와 연동하여 플랫폼의 경사 역시 전방향으로 제어할 수 있어 환자로 하여금 실감나는 보행 훈련을 수행하도록 하여 재활 치료에 대한 실증을 완화시킬 수 있다.In addition, the virtual reality contents are reproduced in cooperation with the forward movement platform, and the movement of the forward movement platform is controlled by interlocking with the virtual reality contents, while the inclination of the platform can be controlled in all directions in conjunction with the contents, Thereby realizing realistic gait training to alleviate empirical evidence for rehabilitation therapy.
도 1 은 일 실시예에 따른 전방향 이동 플랫폼의 구성을 나타낸 구성도이다. FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a configuration of an omni-directional moving platform according to an embodiment.
도 2a 내지 도 2c 는 일 실시예에 따른 전방향 이동 플랫폼의 일부를 나타낸 사시도이다.2A to 2C are perspective views showing a part of an omni-directional moving platform according to an embodiment.
도 3 은 일 실시예에 따른 전방향 이동 플랫폼의 제 1 벨트의 구성을 나타낸다. 3 shows a configuration of a first belt of an omni-directional moving platform according to an embodiment.
도 4 는 일 실시예에 따른 전방향 이동 플랫폼의 제 1벨트와 볼의 결합관계를 나타낸 확대 단면도이다. 4 is an enlarged cross-sectional view illustrating a coupling relationship between the first belt and the ball of the forward movement platform according to one embodiment.
도 5 는 다른 실시예에 따른 전방향 이동 플랫폼의 제 1벨트와 볼의 결합관계를 나타낸 확대 단면도이다. 5 is an enlarged cross-sectional view illustrating a coupling relationship between the first belt and the ball of the forward moving platform according to another embodiment.
도 6 은 일 실시예에 따른 전방향 이동 플랫폼의 볼의 회전방향을 설명하기 위한 개념도이다. FIG. 6 is a conceptual diagram for explaining a rotation direction of a ball of an omni-directional moving platform according to an embodiment.
도 7 은 일 실시예에 따른 가상체험 전방향 이동 체험장치를 나타낸 구성도이다.7 is a block diagram illustrating a virtual experience omnidirectional movement experience apparatus according to an embodiment.
도 8a 내지 도 8c 는 본 발명의 일 실시예에 따른 재활 치료 지원 방법에서 기저면 및 기저점의 결정에 대한 예시도이다. FIGS. 8A to 8C are views illustrating the determination of a base and a base point in a method for supporting rehabilitation according to an embodiment of the present invention.
도 9a 내지 도 9c 는 본 발명의 일 실시예에 따른 재활 치료 지원 방법에서 신체 기준점 이동을 예시하는 도면이다.9A to 9C are diagrams illustrating movement of a body reference point in a method for supporting rehabilitation according to an embodiment of the present invention.
도 10a 내지 도 10d 는 도 9 의 신체 기준점 이동에 따른 기저면과의 위치 차이를 예시하는 도면이다. Figs. 10A to 10D are views illustrating the positional difference from the basal plane according to the movement of the body reference point in Fig. 9. Fig.
도 11a 내지 도 11c 는 본 발명의 일 실시예에 따른 재활 치료 지원 방법에서 기준면의 위치에 따른 회귀 동작 제어의 예시도이다. 11A to 11C are diagrams illustrating control of regression operation according to a position of a reference plane in a method for supporting rehabilitation according to an embodiment of the present invention.
도 12 는 본 발명의 일 실시예에 따른 전방향 이동 플랫폼을 이용한 재활 치료 지원 방법의 흐흠도이다.12 is a flowchart of a method for supporting rehabilitation using an omni-directional moving platform according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the relevant art and are to be interpreted in an ideal or overly formal sense unless explicitly defined in the present application Do not.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate the understanding of the present invention, the same reference numerals are used for the same constituent elements in the drawings and redundant explanations for the same constituent elements are omitted.
전방향 이동 플랫폼Omnidirectional platform
본 발명의 일 실시예에 따른 재활 치료 지원 방법은, 전방향 이동 플랫폼을 이용할 수 있다. 이하, 재활 치료 지원 방법에 사용될 수 있는 일 예시적인 전방향 이동 플랫폼에 대해서 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 재활 치료 지원 방법은 하기의 전방향 이동 플랫폼을 사용하는 것으로 한정되지 않으며, 이용자가 전 방향으로 이동할 수 있도록 하는 임의의 이동 플랫폼을 사용할 수 있다. The method for supporting rehabilitation according to an embodiment of the present invention may use an omni-directional moving platform. Hereinafter, an exemplary forward movement platform that can be used in the rehabilitation support method will be described in detail. However, the method for supporting rehabilitation of the present invention is not limited to the use of the omnidirectional movement platform described below, and any movement platform allowing the user to move in all directions may be used.
도 1 은 일 실시예에 따른 전방향 이동 플랫폼의 구성을 나타낸 구성도이고, 도 2a 내지 도 2c 는 일 실시예에 따른 전방향 이동 플랫폼의 일부를 나타낸 사시도이며, 도 3 은 일 실시예에 따른 전방향 이동 플랫폼의 제 1 벨트의 구성을 나타낸다. 2 is a perspective view showing a part of an omnidirectional moving platform according to an embodiment, and Fig. 3 is a perspective view showing an omnidirectional moving platform according to an embodiment of the present invention. And shows the configuration of the first belt of the forward movement platform.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 전방향 이동 플랫폼(이하, '플랫폼'이라 함, 100)은 제 1벨트(110) 및 제 1구동부(115)를 포함할 수 있다.1 to 3, an omnidirectional moving platform 100 according to the present embodiment may include a first belt 110 and a first driving unit 115.
제 1벨트(110)은 제 1방향으로 이송된다. 제 1구동부(115)는 제 1벨트(110)를 제 1방향으로 이송하기 위한 것으로, 제 1벨트(110)의 폐루프를 형성하는 한쌍의 제 1구동롤러(111)와, 한쌍의 제 1구동롤러(111) 중 어느 하나를 회전 구동시키는 제 1구동모터(113)를 포함할 수 있다. The first belt 110 is transported in a first direction. The first driving part 115 is for transporting the first belt 110 in the first direction and includes a pair of first driving rollers 111 forming a closed loop of the first belt 110, And a first driving motor 113 for driving one of the driving rollers 111 to rotate.
한쌍의 제 1구동롤러(111)의 회전축을 지지하는 축받이의 하부에는 각 구동롤러(111)의 회전축를 각각 개별 지지하고, 각 제 1구동롤러(111)의 회전축을 각각 개별 승강시키는 승강모듈(111a)이 배치될 수 있다. A lift module 111a for individually supporting the rotary shafts of the respective drive rollers 111 and for individually elevating the rotary shafts of the respective first drive rollers 111 is provided at a lower portion of the bearing for supporting the rotary shafts of the pair of first drive rollers 111, May be disposed.
이와 같이 제 1방향으로 이송되는 제 1벨트(110)에는 사용자가 제 1방향 뿐만 아니라, 전방향으로 자유롭게 이동할 수 있도록 하는 볼(130)이 설치될 수 있다. As described above, the first belt 110 transported in the first direction may be provided with a ball 130 for allowing the user to freely move in the first direction as well as in the forward direction.
한편, 도 1 에 도시된 바와 같이, 전방향 이동 플랫폼 (100) 은 보조 지지대 (101) 를 포함하여, 환자가 보조 지지대 (101) 를 잡고 기립하여 훈련을 수행하도록 할 수 있다. 또한 도 2a 에 도시된 바와 같이, 프레임 (103) 을 포함하여 프레임 상부에 커버를 구성하는 것에 의해 제 1 벨트 (110) 및 볼 (130) 이외의 다른 구성을 시각적으로 덮을 수 있다. On the other hand, as shown in FIG. 1, the forward moving platform 100 may include an auxiliary support 101 to allow the patient to hold the auxiliary support 101 to stand and perform the training. Also, as shown in Fig. 2A, other configurations other than the first belt 110 and the ball 130 can be visually covered by configuring the cover on top of the frame including the frame 103. Fig.
도 4는 본 실시예에 따른 전방향 이동 플랫폼의 제 1벨트와 볼의 결합관계를 나타낸 확대 단면도이다. 4 is an enlarged cross-sectional view showing a coupling relationship between the first belt and the ball of the forward moving platform according to the present embodiment.
도 4를 참조하면, 제 1벨트(110)은 제 1방향에 교차되는 제 2방향의 길이를 가지는 단위 볼 조립체(140a)를 포함한다. 단위 볼 조립체(140a)는 제 1방향으로 서로 링크 결합되어 폐루프를 이루는 제 1벨트(110)를 형성한다. 각각의 단위 볼 조립체(140b)는 상하로 이격되는 상부판(141)과 하부판(143)을 포함할 수 있다. 볼(130)은 복수개로 마련되며, 복수개의 볼(130)은 제 2방향으로 배치되어 상부판(141)과 하부판(143)에 구속될 수 있다. Referring to FIG. 4, the first belt 110 includes a unit ball assembly 140a having a length in a second direction that intersects the first direction. The unit ball assemblies 140a are linked together in a first direction to form a first belt 110 forming a closed loop. Each unit ball assembly 140b may include a top plate 141 and a bottom plate 143 that are vertically spaced apart. The plurality of balls 130 may be arranged in the second direction so that the balls 130 may be constrained to the upper plate 141 and the lower plate 143.
즉, 상부판(141)에는 볼(130)의 직경보다 작은 내경을 가지는 상부홀(141a)이 형성되며, 하부판(143)에는 볼(130)의 직경보다 작은 내경을 가지는 하부홀(143a)이 형성될 수 있다. 하부판(143)을 볼(130)의 하부에 배치하고, 상부판(141)을 볼(130)의 상부에 배치한다. 이러한 상태에서 상부판(141)과 하부판(143)을 체결한다. 이때, 상부판(141)의 상부면과 하부판(143)의 하부면까지의 거리는 볼(130)의 직경보다 작은 것이 바람직하다. 따라서 볼(130)의 일부는 상부홀(141a)을 통해 상부판(141)의 상측으로 노출되고, 볼(130)의 일부는 하부홀(143a)을 통해 하부판(143)의 하측으로 노출된다. 하지만 상부홀(141a)과 하부홀(143a)은 볼(130)의 직경보다 작은 내경을 가지므로, 볼(130)은 상부홀(141a)과 하부홀(143a)의 외측으로 이탈되지 않는다. The upper plate 141 is formed with an upper hole 141a having an inner diameter smaller than the diameter of the ball 130 and a lower hole 143a having an inner diameter smaller than the diameter of the ball 130 is formed on the lower plate 143 . The lower plate 143 is disposed below the ball 130 and the upper plate 141 is disposed above the ball 130. [ In this state, the upper plate 141 and the lower plate 143 are fastened. At this time, the distance between the upper surface of the upper plate 141 and the lower surface of the lower plate 143 is preferably smaller than the diameter of the balls 130. A part of the ball 130 is exposed to the upper side of the upper plate 141 through the upper hole 141a and a part of the ball 130 is exposed to the lower side of the lower plate 143 through the lower hole 143a. However, since the upper hole 141a and the lower hole 143a have an inner diameter smaller than the diameter of the ball 130, the ball 130 is not released to the outside of the upper hole 141a and the lower hole 143a.
물론, 상부판(141)과 하부판(143)의 사이에 구속된 볼(130)은 전방향으로 자유회전 가능하도록 하기 위하여, 상부홀(141a)과 하부홀(143a)이 볼(130)의 외주면으로부터 이격되도록 상부판(141)의 상부면과 하부판(143)의 이격거리가 유지되어야 한다. The upper hole 141a and the lower hole 143a are formed on the outer peripheral surface of the ball 130 so that the ball 130 constrained between the upper plate 141 and the lower plate 143 can freely rotate in all directions. A distance between the upper surface of the upper plate 141 and the lower plate 143 should be maintained.
이와 같이 플랫폼은 볼(130)이 전방향으로 자유회전 가능하게 제 1벨트(110)에 구속되므로, 볼(130)을 밟는 사용자는 어느 한 방향에 제한되지 않고 자유롭게 전방향으로의 이동이 가능하다.Thus, since the ball 130 is constrained to the first belt 110 freely freely rotatable in all directions, the user pressing the ball 130 can freely move in all directions without being limited to any one direction .
도 5는 다른 실시예에 따른 전방향 이동 플랫폼의 제 1벨트와 볼의 결합관계를 나타낸 확대 단면도이다. 5 is an enlarged cross-sectional view illustrating a coupling relationship between the first belt and the ball of the forward moving platform according to another embodiment.
도 5를 참조하면, 제 1벨트(110)은 제 1방향에 교차되는 제 2방향의 길이를 가지는 단위 볼 조립체(140b)를 포함한다. 단위 볼 조립체(140b)는 제 1방향으로 서로 링크 결합되어 폐루프를 이루는 제 1벨트(110)를 형성한다. 각각의 단위 볼 조립체(140b)는 평판 형태의 제 1지지판(145)과, 평파 형태로 제 1지지판(145)에 연결되는 제 2지지판(147)을 포함할 수 있다. 볼(130)은 복수개로 마련되며, 복수의 볼(130)은 제 2방향으로 배치되어 제 1지지판(145)과 제 2지지판(147)에 구속될 수 있다.Referring to FIG. 5, the first belt 110 includes a unit ball assembly 140b having a length in a second direction that intersects the first direction. The unit ball assemblies 140b are linked together in a first direction to form a first belt 110 forming a closed loop. Each of the unit ball assemblies 140b may include a first support plate 145 in the form of a flat plate and a second support plate 147 connected to the first support plate 145 in a square shape. The plurality of balls 130 may be arranged in a second direction so that the balls 130 may be constrained to the first and second support plates 145 and 147.
즉, 제 1지지판(145)과 제 2지지판(147)은 볼(130)의 직경보다 작은 두께를 가질 수 있다. 그리고 제 1지지판(145)에는 제 2지지판(147)을 향해 개구되는 제 1수용홈(145a)이 형성되며, 제 2지지판(147)에는 제 1지지판(145)을 향해 개구되는 제 2수용홈(147a)이 형성될 수 있다. 제 1수용홈(145a)과 제 2수용홈(147a)의 반경은 볼(130)의 반경보다 큰 구 형태로 이루어질 수 있다. 이와 같이 제 1지지판(145)과 제 2지지판(147)은 볼(130)의 직경보다 작은 두께를 가지고, 제 1수용홈(145a)과 제 2수용홈(147a)의 반경은 볼(130)의 반지름보다 큰 구의 형태로 이루어지므로, 제 1지지판(145)과 제 2지지판(147)을 연결하면, 제 1지지판(145)과 제 2지지판(147)에는 상부홀(149a)과 하부홀(149b)이 형성될 수 있다. That is, the first support plate 145 and the second support plate 147 may have a thickness smaller than the diameter of the ball 130. A first receiving groove 145a is formed in the first supporting plate 145 to be opened toward the second supporting plate 147 and a second receiving groove 145b is formed in the second supporting plate 147, The first electrode 147a may be formed. The radius of the first receiving groove 145a and the radius of the second receiving groove 147a may be larger than the radius of the ball 130. The first support plate 145 and the second support plate 147 have a thickness smaller than the diameter of the ball 130 and the radius of the first receiving groove 145a and the second receiving groove 147a is smaller than the radius of the ball 130. [ When the first support plate 145 and the second support plate 147 are connected to each other, the first support plate 145 and the second support plate 147 are provided with an upper hole 149a and a lower hole 149b may be formed.
따라서 볼(130)을 사이에 두고 제 1지지판(145)과 제 2지지판(147)을 체결하면, 볼(130)의 일부는 상부홀(149a)을 통해 상부판(141)의 상측으로 노출되고, 볼(130)의 일부는 하부홀(149b)을 통해 하부판(143)의 하측으로 노출된다. 하지만 상부홀(149a)과 하부홀(149b)은 볼(130)의 직경보다 작은 내경을 가지므로, 볼(130)은 상부홀(149a)과 하부홀(149b)의 외측으로 이탈되지 않는다. When the first support plate 145 and the second support plate 147 are fastened with the ball 130 interposed therebetween, a part of the ball 130 is exposed to the upper side of the upper plate 141 through the upper hole 149a , And a part of the ball 130 is exposed to the lower side of the lower plate 143 through the lower hole 149b. However, since the upper hole 149a and the lower hole 149b have an inner diameter smaller than the diameter of the ball 130, the ball 130 is not released to the outside of the upper hole 149a and the lower hole 149b.
이와 같이 플랫폼은 볼(130)이 전방향으로 자유회전 가능하게 제 1벨트(110)에 구속되므로, 볼(130)을 밟는 사용자는 어느 한 방향에 제한되지 않고 자유롭게 전방향으로의 이동이 가능하다.Thus, since the ball 130 is constrained to the first belt 110 freely freely rotatable in all directions, the user pressing the ball 130 can freely move in all directions without being limited to any one direction .
다시, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 제 2벨트(120)는 제 2방향으로 이송된다. 제 2구동부(125)는 제 2벨트(120)를 제 2방향으로 이송하기 위한 것으로, 제 2벨트(120)의 폐루프를 형성하는 한쌍의 제 2구동롤러(121)와, 한쌍의 제 2구동롤러(121) 중 어느 하나를 회전 구동시키는 제 2구동모터(123)를 포함할 수 있다. Referring again to Figures 1-3, the second belt 120 is transported in a second direction. The second driving part 125 is for transporting the second belt 120 in the second direction and includes a pair of second driving rollers 121 forming a closed loop of the second belt 120, And a second driving motor 123 for driving one of the driving rollers 121 to rotate.
한쌍의 제 2구동롤러(121)의 회전축을 지지하는 축받이의 하부에는 각 구동롤러(121)의 회전축를 각각 개별 지지하고, 각 제 2구동롤러(121)의 회전축을 각각 개별 승강시키는 승강모듈(121a)이 배치될 수 있다. A lift module 121a for individually supporting the rotation axes of the drive rollers 121 and for individually elevating the rotation axes of the respective second drive rollers 121 is provided at a lower portion of the bearing for supporting the rotation axes of the pair of second drive rollers 121, May be disposed.
이와 같은 제 2벨트(120)는 볼(130)의 하부에 접촉될 수 있다. 따라서 제 1벨트(110)의 이송속도와 제 2벨트(120)의 이송속도를 조절하하고, 볼(130)의 회전방향 및 회전속도를 조절할 수 있다. 제 1구동부(115)와 제 2구동부(125)는 구동제어부(160)에 연결되며, 구동제어부(160)는 사용자의 이동방향, 이동속도 등을 바탕으로 제 1구동부(115)와 제 2구동부(125)을 제어하여 제 1벨트(110)과 제 2벨트(120)의 이송속도를 조절한다. The second belt 120 may be in contact with the lower portion of the ball 130. Accordingly, the feed speed of the first belt 110 and the feed speed of the second belt 120 can be controlled, and the rotational direction and rotational speed of the ball 130 can be adjusted. The first driving unit 115 and the second driving unit 125 are connected to the driving control unit 160. The driving control unit 160 drives the first driving unit 115 and the second driving unit 125 based on the moving direction, (125) to control the feed speed of the first belt (110) and the second belt (120).
도 6은 본 실시예에 따른 전방향 이동 플랫폼의 볼의 회전방향을 설명하기 위한 개념도이다. FIG. 6 is a conceptual view for explaining the rotation direction of the ball of the forward movement platform according to the present embodiment.
도 6을 참조하면, 사용자가 제 1방향의 전진방향(D1)으로 이동 중이라면, 사용자의 발바닥에 접촉되는 볼(130)은 사용자의 이동방향의 반대방향, 즉 제 1방향의 후진방향(D2)으로 회전될 수 있다. 이때, 구동제어부(160)는 제 1벨트(110)를 제 1방향의 전진방향(D1)으로 이송하도록 제 1구동부(115)를 제어한다. 볼(130)의 하부는 제 2벨트(120)에 접촉되어 있으므로, 제 1벨트(110)가 제 1방향의 전진방향(D1)으로 이송됨에 따라 볼(130)은 제 1방향의 후진방향(D2)으로 회전되어 사용자에게 지면 반력을 제공할 수 있다.6, when the user is moving in the advancing direction D1 of the first direction, the ball 130 which is in contact with the soles of the user is moved in a direction opposite to the direction of movement of the user, that is, in the backward direction D2 ). At this time, the driving control unit 160 controls the first driving unit 115 to feed the first belt 110 in the advancing direction D1 of the first direction. Since the lower part of the ball 130 is in contact with the second belt 120, as the first belt 110 is transported in the advancing direction D1 in the first direction, the ball 130 is moved in the reverse direction D2 to provide a ground reaction force to the user.
반대로, 사용자가 제 1방향의 후진방향(D2)으로 이동 중이라면, 사용자의 발바닥에 접촉되는 볼(130)은 사용자의 이동방향의 반대방향, 즉 제 1방향의 전진방향(D1)으로 회전될 수 있다. 이때, 구동제어부(160)는 제 1벨트(110)를 제 1방향의 후진방향(D2)으로 이송하도록 제 1구동부(115)를 제어한다. 볼(130)의 하부는 제 2벨트(120)에 접촉되어 있으므로, 제 1벨트(110)가 제 1방향의 후진방향(D2)으로 이송됨에 따라 볼(130)은 제 1방향의 전진방향(D1)으로 회전되어 사용자에게 지면 반력을 제공할 수 있다.On the contrary, if the user is moving in the backward direction D2 of the first direction, the ball 130 that is in contact with the sole of the user is rotated in the direction opposite to the direction of movement of the user, i.e., in the advancing direction D1 of the first direction . At this time, the driving control unit 160 controls the first driving unit 115 to transfer the first belt 110 in the backward direction D2 of the first direction. Since the lower portion of the ball 130 is in contact with the second belt 120, as the first belt 110 is transported in the backward direction D2 in the first direction, the ball 130 moves in the forward direction D1 to provide a ground reaction force to the user.
한편, 사용자가 제 2방향의 전진방향(D3)으로 이동 중이라면, 사용자의 발바닥에 접촉되는 볼(130)은 사용자의 이동방향의 반대방향, 즉 제 2방향의 후진방향(D4)으로 회전될 수 있다. 이때, 구동제어부(160)는 제 2벨트(120)를 제 2방향의 전진방향(D3)으로 이송하도록 제 2구동부(125)를 제어한다. 볼(130)의 하부는 제 2벨트(120)에 접촉되어 있으므로, 제 2벨트(120)가 제 2방향의 전진방향(D3)으로 이송됨에 따라 볼(130)은 제 2방향의 후진방향(D4)으로 회전되어 사용자에게 지면 반력을 제공할 수 있다.On the other hand, if the user is moving in the forward direction D3 of the second direction, the ball 130 which is in contact with the user's sole is rotated in the direction opposite to the user's moving direction, that is, in the backward direction D4 in the second direction . At this time, the drive control unit 160 controls the second driving unit 125 to transfer the second belt 120 in the forward direction D3 of the second direction. Since the lower part of the ball 130 is in contact with the second belt 120, as the second belt 120 is transported in the forward direction D3 in the second direction, the ball 130 moves in the backward direction in the second direction D4 to provide a ground reaction force to the user.
반대로, 사용자가 제 2방향의 후진방향(D4)으로 이동 중이라면, 사용자의 발바닥에 접촉되는 볼(130)은 사용자의 이동방향의 반대방향, 즉 제 2방향의 전진방향(D3)으로 회전될 수 있다. 이때, 구동제어부(160)는 제 2벨트(120)를 제 2방향의 후진방향(D4)으로 이송하도록 제 2구동부(125)를 제어한다. 볼(130)의 하부는 제 2벨트(120)에 접촉되어 있으므로, 제 2벨트(120)가 제 2방향의 후진방향(D4)으로 이송됨에 따라 볼(130)은 제 2방향의 전진방향(D3)으로 회전되어 사용자에게 지면 반력을 제공할 수 있다. On the contrary, if the user is moving in the backward direction D4 of the second direction, the ball 130 which is in contact with the sole of the user is rotated in the direction opposite to the direction of movement of the user, that is, in the forward direction D3 of the second direction . At this time, the driving control unit 160 controls the second driving unit 125 to transfer the second belt 120 in the backward direction D4 of the second direction. Since the lower portion of the ball 130 is in contact with the second belt 120, as the second belt 120 is transported in the backward direction D4 in the second direction, the ball 130 moves in the forward direction D3 to provide a ground reaction force to the user.
한편, 사용자가 제 1방향과 제 2방향의 사이의 좌측 전진방향(D5)으로 이동 중이라면, 사용자의 발바닥에 접촉되는 볼(130)은 사용자의 이동방향의 반대방향, 즉 제 1방향과 제 2방향의 사이의 우측 후진방향(D6)으로 회전될 수 있다. 이때, 구동제어부(160)는 제 1벨트(110)를 제 1방향의 전진방향(D1)으로 이송하고, 제 2벨트(120)를 제 2방향의 전진방향(D3)으로 이송한다. 볼(130)의 하부는 제 2벨트(120)에 접촉되어 있으므로, 제 1방향의 전진방향(D1)과 제 2방향의 전진방향(D3)의 벡터의 합에 의하여 볼(130)은 제 1방향과 제 2방향의 사이의 좌측 전진방향(D6)으로 회전되어 사용자에게 지면 반력을 제공할 수 있다.On the other hand, if the user is moving in the left forward direction D5 between the first direction and the second direction, the ball 130 that is in contact with the sole of the user is moved in the opposite direction of the user's moving direction, And can be rotated in the rightward backward direction D6 between the two directions. At this time, the drive control unit 160 feeds the first belt 110 in the advancing direction D1 in the first direction and feeds the second belt 120 in the advancing direction D3 in the second direction. The ball 130 is in contact with the second belt 120 so that by the sum of the vectors of the advancing direction D1 in the first direction and the advancing direction D3 in the second direction, Forward direction D6 between the first direction and the second direction so as to provide a ground reaction force to the user.
반대로, 사용자가 제 1방향과 제 2방향의 사이의 우측 전진방향(D5)으로 이동 중이라면, 사용자의 발바닥에 접촉되는 볼(130)은 사용자의 이동방향의 반대방향, 즉 제 1방향과 제 2방향의 사이의 좌측 후진방향(D6)으로 회전될 수 있다. 이때, 구동제어부(160)는 제 1벨트(110)를 제 1방향의 전진방향(D1)으로 이송하고, 제 2벨트(120)를 제 2방향의 후진방향(D4)으로 이송한다. 볼(130)의 하부는 제 2벨트(120)에 접촉되어 있으므로, 제 1방향의 전진방향(D1)과 제 2방향의 후진방향(D4)의 벡터의 합에 의하여 볼(130)은 제 1방향과 제 2방향의 사이의 우측 후진방향(D6)으로 회전되어 사용자에게 지면 반력을 제공할 수 있다.On the contrary, if the user is moving in the right forward direction D5 between the first direction and the second direction, the ball 130 that is in contact with the sole of the user is moved in the opposite direction of the user's moving direction, And can be rotated in the leftward backward direction D6 between the two directions. At this time, the drive controller 160 transfers the first belt 110 in the forward direction D1 of the first direction and the second belt 120 in the backward direction D4 of the second direction. The ball 130 is in contact with the second belt 120 so that by the sum of the vectors of the forward direction D1 in the first direction and the backward direction D4 in the second direction, And the rightward backward direction D6 between the first direction and the second direction to provide a ground reaction force to the user.
한편, 사용자가 제 1방향과 제 2방향의 사이의 좌측 후진방향(D8)으로 이동 중이라면, 사용자의 발바닥에 접촉되는 볼(130)은 사용자의 이동방향의 반대방향, 즉 제 1방향과 제 2방향의 사이의 우측 전진방향(D7)으로 회전될 수 있다. 이때, 구동제어부(160)는 제 1벨트(110)를 제 1방향의 후진방향(D2)으로 이송하고, 제 2벨트(120)를 제 2방향의 전진방향(D3)으로 이송한다. 볼(130)의 하부는 제 2벨트(120)에 접촉되어 있으므로, 제 1방향의 후진방향(D2)과 제 2방향의 전진방향(D3)의 벡터의 합에 의하여 볼(130)은 제 1방향과 제 2방향의 사이의 좌측 후진방향(D8)으로 회전되어 사용자에게 지면 반력을 제공할 수 있다.On the other hand, if the user is moving in the leftward backward direction D8 between the first direction and the second direction, the ball 130 which is in contact with the sole of the user is moved in the opposite direction of the user's moving direction, And can be rotated in the right advancing direction D7 between the two directions. At this time, the drive control unit 160 feeds the first belt 110 in the backward direction D2 in the first direction and feeds the second belt 120 in the forward direction D3 in the second direction. The ball 130 is in contact with the second belt 120 so that by the sum of the vectors of the backward direction D2 in the first direction and the forward direction D3 in the second direction, And a leftward backward direction D8 between the first direction and the second direction to provide a ground reaction force to the user.
반대로, 사용자가 제 1방향과 제 2방향의 사이의 우측 후진방향(D6)으로 이동 중이라면, 사용자의 발바닥에 접촉되는 볼(130)은 사용자의 이동방향의 반대방향, 즉 제 1방향과 제 2방향의 사이의 좌측 전진방향(D6)으로 회전될 수 있다. 이때, 구동제어부(160)는 제 1벨트(110)를 제 1방향의 후진방향(D2)으로 이송하고, 제 2벨트(120)를 제 2방향의 후진방향(D4)으로 이송한다. 볼(130)의 하부는 제 2벨트(120)에 접촉되어 있으므로, 제 1방향의 후진방향(D2)과 제 2방향의 후진방향(D4)의 벡터의 합에 의하여 볼(130)은 제 1방향과 제 2방향의 사이의 우측 후진방향(D6)으로 회전되어 사용자에게 지면 반력을 제공할 수 있다.On the contrary, if the user is moving in the rightward backward direction D6 between the first direction and the second direction, the ball 130 which is in contact with the sole of the user is moved in the opposite direction of the user's moving direction, And can be rotated in the left advancing direction D6 between two directions. At this time, the drive control unit 160 feeds the first belt 110 in the backward direction D2 in the first direction and feeds the second belt 120 in the backward direction D4 in the second direction. The ball 130 is in contact with the second belt 120 so that by the sum of the vectors of the backward direction D2 in the first direction and the backward direction D4 in the second direction, And the rightward backward direction D6 between the first direction and the second direction to provide a ground reaction force to the user.
다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 사용자는 플랫폼을 사용하기 위해 볼(130)을 밟게 되고, 사용자의 하중은 볼(130)을 통해 제 2벨트(120)로 전달되는데, 제 2벨트(120)의 하측에는 제 2벨트(120)의 처짐을 방지하기 위한 처짐방지판(150)이 설치될 수 있다. 처짐방지판(150)에는 사용자의 몸무게를 감지하기 위한 웨이트센서(171)가 설치될 수 있다. 따라서 구동제어부(160)는 사용자의 몸무게를 반영하여 제 1벨트(110)과 제 2벨트(120)의 이송속도를 제어할 수 있다. 1 to 3, the user steps on the ball 130 to use the platform, and the load of the user is transmitted to the second belt 120 through the ball 130. The second belt 120 A sag prevention plate 150 for preventing sagging of the second belt 120 may be installed. The sag prevention plate 150 may be provided with a weight sensor 171 for sensing the weight of the user. Accordingly, the drive controller 160 may control the transfer speed of the first belt 110 and the second belt 120 by reflecting the weight of the user.
또한, 플랫폼의 주변에는 적어도 하나의 모션센서(173)가 설치될 수 있다. 모션센서(173)는 사용자의 모션을 감지하여 사용자의 방향 전환을 감지할 수 있다. 따라서 구동제어부(160)는 사용자의 방향 전환을 반영하여 제 1벨트(110)과 제 2벨트(120)의 이송속도, 이송방향을 제어할 수 있다. In addition, at least one motion sensor 173 may be installed around the platform. The motion sensor 173 can detect the direction of the user by detecting the motion of the user. Accordingly, the driving control unit 160 can control the feeding speed and the feeding direction of the first belt 110 and the second belt 120 by reflecting the direction change of the user.
또한, 한쌍의 제 1구동롤러(111)의 회전축을 지지하는 프레임과, 한쌍의 제 2구동롤러(121)의 회전축을 지지하는 프레임에는 로드셀(미도시)이 각각 설치될 수 있다. 이와 같이 배치되는 로드셀(미도시)에 전달되는 압력 분포에 따라, 플랫폼 상의 사용자의 위치를 판별할 수 있도록 구성될 수도 있다. 플랫폼 상의 사용자의 위치는 시뮬레이션 영상 등에 반영할 수 있도록 한다.In addition, a load cell (not shown) may be installed in the frame for supporting the rotation axis of the pair of first driving rollers 111 and the frame for supporting the rotation axis of the pair of second driving rollers 121, respectively. The position of the user on the platform can be determined according to the pressure distribution transmitted to the load cell (not shown) arranged as described above. The position of the user on the platform can be reflected in a simulation image or the like.
이하, 본 실시예에 따른 전방향 이동 플랫폼의 작용에 대하여 설명하도록 한다.Hereinafter, the operation of the forward movement platform according to the present embodiment will be described.
사용자는 제 1벨트(110) 위에 올라간다. 사용자가 제 1벨트(110) 위에 올라감에 따라 사용자는 볼(130)을 밟게 되고, 제 1벨트(110)에 하중은 제 2벨트(120)로 전달된다. 처짐방지판(150)은 제 1벨트(110)의 처짐을 방지하며, 웨이트센서(171)는 사용자의 몸무게를 감지한다. 그리고 로드셀(미도시)에 의해 감지되는 압력분포에 따라 플랫폼 상의 사용자의 위치를 감지할 수 있다.The user rides on top of the first belt 110. As the user climbs onto the first belt 110, the user steps on the ball 130 and the load on the first belt 110 is transferred to the second belt 120. The sag prevention plate 150 prevents sagging of the first belt 110, and the weight sensor 171 senses the weight of the user. And the position of the user on the platform can be sensed according to the pressure distribution sensed by the load cell (not shown).
계속해서, 사용자가 이동을 위하여 몸을 움직이면 모션센서(173)는 사용자의 움직임을 감지한다. 구동제어부(160)는 모션센서(173)에 의해 감지되는 사용자의 이동방향에 따라 제 1벨트(110)와 제 2벨트(120)의 이송방향 및 이송속도를 제어할 수 있다.Subsequently, when the user moves the body for movement, the motion sensor 173 senses the movement of the user. The driving control unit 160 may control the feeding direction and the feeding speed of the first belt 110 and the second belt 120 according to the moving direction of the user sensed by the motion sensor 173. [
상술한 바와 같이 본 실시예에 따른 전방향 이동 플랫폼은 사용자의 몸무게, 사용자의 움직임, 플랫폼 상의 사용자의 위치를 감지하고, 감지된 데이터들을 바탕으로 볼의 회전속도, 회전방향을 제어하여 사용자에게 지면 반력을 제공할 수 있다. As described above, the omnidirectional mobile platform according to the present embodiment detects the weight of the user, the movement of the user, the position of the user on the platform, and controls the rotational speed and the rotational direction of the ball based on the sensed data, A reaction force can be provided.
따라서 본 실시예에 따른 전방향 이동 플랫폼은 사용자가 현 위치에서도 자유롭게 방향을 전환하여 이동할 수 있으므로 가상현실 속에서도 다양한 상황을 연출할 수 있다.Therefore, the omnidirectional mobile platform according to the present embodiment can produce various situations even in the virtual reality because the user can freely change direction and move in the current position.
본 실시예에 따른 전방향 이동 플랫폼은 간소한 구성으로 장비 규모를 최소화할 수 있으므로, 설비투자 비용을 절감할 수 있다.The omnidirectional mobile platform according to the present embodiment can reduce the equipment investment cost by minimizing the equipment size with a simple structure.
한편, 도 7에 도시된 바와 같이 상술된 바와 같은 본 실시예에 따른 전방향 이동 플랫폼과, 가상현실을 디스플레이하는 디스플레이장치(200) 와 플랫폼 상의 사용자를 촬영하는 카메라(300)를 결합하면, 가상현실 전방향 이동 체험 시스템을 구성할 수 있다. 디스플레이장치(200)는 플랫폼의 상측에 배치되어 가상현실 영상을 디스플레이하는 적어도 하나의 프로젝터와 플랫폼의 둘레에 설치되는 적어도 하나의 스크린 (210) 의 조합, 또는 도 7에는 도시되지 않은, 사용자에게 착용되는 헤드 마운트 디스플레이(HMD) 등이 사용될 수 있다. On the other hand, when the omni-directional moving platform according to the present embodiment as described above, the display device 200 for displaying the virtual reality and the camera 300 for photographing the user on the platform are combined as shown in Fig. 7, It is possible to construct a real omnidirectional mobile experience system. The display device 200 may be a combination of at least one projector disposed on the platform above the platform to display a virtual reality image and at least one screen 210 installed around the platform, A head mount display (HMD) or the like may be used.
전방향 이동 플랫폼을 이용한 재활 치료 지원 방법How to support rehabilitation using omnidirectional mobile platform
도 12 는 본 발명의 일 실시예에 따른 전방향 이동 플랫폼을 이용한 재활 치료 지원 방법의 흐흠도이다. 이하, 도 12 를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전방향 이동 플랫폼을 이용한 재활 치료 지원 방법을 보다 상세히 설명한다. 12 is a flowchart of a method for supporting rehabilitation using an omni-directional moving platform according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, referring to FIG. 12, a method of supporting rehabilitation using an omni-directional moving platform according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 재활 치료 지원 방법은, 사용자의 위치를 그 중점으로 지속적으로 회귀시킬 수 있는 전방향 이동 플랫폼을 사용할 수 있다. As described above, the method for supporting rehabilitation according to an embodiment of the present invention may use an omnidirectional mobile platform capable of continuously returning the position of the user to its center.
도 12 를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전방향 이동 플랫폼을 이용한 재활 치료 지원 방법은, 먼저 사용자와 전방향 이동 플랫폼의 접촉 위치를 기반으로 소정 크기의 기저면을 결정할 수 있다 (단계 1310). 기저면은 사용자가 지면에서 기립하도록 지지하는 가상의 지지 면으로서 설정될 수 있다. Referring to FIG. 12, a method of supporting rehabilitation using an omnidirectional movement platform according to an embodiment of the present invention may first determine a base surface of a predetermined size based on a contact position of a user and an omnidirectional movement platform (step 1310 ). The base surface may be set as a virtual supporting surface for supporting the user to stand on the ground.
도 8a 내지 도 8c 는 본 발명의 일 실시예에 따른 재활 치료 지원 방법에서 기저면 및 기저점의 결정에 대한 예시도이다. 도 8a 내지 도 8c 에 도시된 바와 같이, 기저면은 전방향 이동 플랫폼과 접촉한 사용자의 발을 포함하는 소정 크기로서 결정될 수 있다. FIGS. 8A to 8C are views illustrating the determination of a base and a base point in a method for supporting rehabilitation according to an embodiment of the present invention. As shown in Figs. 8A to 8C, the base surface can be determined as a predetermined size including the feet of the user in contact with the forward moving platform.
도 8a 는 사용자의 두 발이 전방향 이동 플랫폼에 접촉한 상태에서의 기저면의 결정을 나타낸다. 도 8a 에 도시된 바와 같이, 사용자의 왼발 (810-1) 과 오른발 (810-2) 이 모두 전방향 이동 플랫폼에 접촉된 상태에서는 왼발 (810-1) 과 오른발 (810-2) 을 모두 포함하도록 기저면 (820) 이 결정될 수 있다. 사용자의 두 발이 모두 전방향 이동 플랫폼에 접촉된 상태이므로, 기저면 (820) 은 비교적 넓게 형성될 수 있다. 일 측면에 따르면, 기저면 (820) 의 중점이 기저점 (830) 으로서 결정될 수도 있다. 8A shows the determination of the base surface with the two feet of the user in contact with the forward moving platform. 8A, when both the left foot 810-1 and the right foot 810-2 of the user are in contact with the forward moving platform, both the left foot 810-1 and the right foot 810-2 are included The base surface 820 can be determined. Since both feet of the user are in contact with the forward moving platform, the base surface 820 can be formed relatively wide. According to one aspect, the midpoint of the base surface 820 may be determined as the base point 830.
도 8b 는 사용자의 한 발이 전방향 이동 플랫폼에 접촉한 상태에서의 기저면의 결정을 나타낸다. 도 8b 에 도시된 바와 같이, 사용자의 왼발 (810-1) 은 전방향 이동 플랫폼에 접촉되고, 오른발 (810-2) 은 전방향 이동 플랫폼에서 떨어진 상태에서는 왼발 (810-1)을 포함하도록 기저면 (820) 이 형성될 수 있다. 사용자의 한 발만이 전방향 이동 플랫폼에 접촉된 상태이므로, 기저면 (820) 은 비교적 좁게 형성될 수 있다. 마찬가지로, 일 측면에 따라 기저면 (820) 의 중점이 기저점 (830) 으로서 결정될 수도 있다. 8B shows the determination of the base surface with one foot of the user in contact with the forward moving platform. 8B, the left foot 810-1 of the user is in contact with the forward movement platform, and the right foot 810-2 is in contact with the base surface 810-1 so as to include the left foot 810-1 in a state away from the forward movement platform, (820) may be formed. Since only one foot of the user is in contact with the omni-directional platform, the base surface 820 can be formed relatively narrowly. Similarly, in accordance with one aspect, the midpoint of the base surface 820 may be determined as the base point 830.
도 8c 는 사용자의 한 발이 이동한 후 두 발이 전방향 이동 플랫폼에 접촉한 상태에서의 기저면의 결정을 나타낸다. 도 8c 에 도시된 바와 같이, 사용자의 왼발 (810-1) 이 고정된 상태에서 오른발 (810-2) 이 먼저 이동하여, 전방으로 이동한 위치에서 다시 전방향 이동 플랫폼에 접촉된 상태에서는, 왼발 (810-1) 과 오른발 (810-2) 을 모두 포함하도록 기저면 (820) 이 결정될 수 있다. 이러한 경우에는 기저면 (820) 이 더 넓게 형성될 수 있다. 마찬가지로, 일 측면에 따라 기저면 (820) 의 중점이 기저점 (830) 으로서 결정될 수도 있다. Figure 8c shows the determination of the base plane with two feet in contact with the forward moving platform after one foot of the user has moved. As shown in FIG. 8C, in a state where the user's left foot 810-1 is fixed and the right foot 810-2 first moves and is in contact with the forward moving platform again at a position moved forward, The base surface 820 can be determined to include both the right foot 810-1 and the right foot 810-2. In this case, the base surface 820 can be formed wider. Similarly, in accordance with one aspect, the midpoint of the base surface 820 may be determined as the base point 830.
일 측면에 따르면, 기저면의 크기는 사용자의 질병 분류 및 질병 정도 평가값 중 적어도 하나에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 사용자의 질병이 심각한 운동 능력 저하를 수반하는 질병으로 분류되는지 여부에 따라 기저면의 크기를 증가시켜 보다 안정적인 운동 치료를 수행할 수 있도록 제어할 수 있다. 동일한 질병 분류에 대해서도, 미리 결정된 질병 정도 평가값을 반영하여 기저면의 크기를 상이하게 조절할 수 있다. 전술한 질병 분류 및 질병 정도 평가값 중 적어도 하나에 따른 기저면 크기의 증가 및/또는 축소는 앞서 살핀 도 8a 내지 도 8c 의 경우에 대해 동일한 정도로 적용될 수 있고, 또는 도 8a 내지 도 8c 의 경우마다 상이한 정도로 반영될 수도 있다. According to one aspect, the size of the basal plane may be determined according to at least one of a user's disease classification and disease severity assessment values. For example, the size of the basal plane may be increased depending on whether the user's disease is classified as a disease accompanied by severe exercise capacity degradation, thereby controlling the exercise to perform more stable exercise therapy. Even for the same disease classification, the size of the basal plane can be adjusted differently by reflecting the predetermined disease severity evaluation value. The increase and / or decrease in basal size according to at least one of the aforementioned disease classification and disease severity assessment values may be applied to the same extent as in the cases of FIGS. 8A to 8C, or may be different for each of FIGS. 8A to 8C .
상기와 같이 결정된 기저면 (820) 및/또는 기준점 (830) 은 본 발명의 일 실시예에 따른 전방향 이동 플랫폼을 이용한 재활 치료 지원 방법에서, 전방향 이동 플랫폼이 사용자를 중앙으로 복귀시키는 회귀 동작을 제어하기 위해 사용될 수 있다. 본 발명의 일 측면에 따른 회귀 동작의 제어는 i) 상기 기저면 (820) 과 신체 기준점의 위치 차이인 제 1 변위 및/또는 ii) 상기 기저면 (820) 과 전방향 이동 플랫폼의 중점과의 위치 차이인 제 2 변위를 기반으로 수행될 수 있으며, 이에 대해서 후술한다. The base surface 820 and / or the reference point 830 determined as described above is a method of supporting rehabilitation using an omnidirectional movement platform according to an embodiment of the present invention, in which a forward movement platform returns a user to the center Can be used to control. The control of the regression operation according to one aspect of the present invention may be accomplished by either: i) determining a first displacement that is a positional difference between the basal surface 820 and a body reference point and / or ii) a first displacement that is a difference in position between the basal surface 820 and the midpoint of the forward movement platform , Which will be described later.
다시 도 12 를 참조하면, 사용자의 신체 기준점의 위치를 결정할 수 있다 (단계 1320). 일 측면에 따르면, 사용자의 신체 기준점은 사용자의 무게 중심을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 사용자가 상반신의 일부에 착용한 마커를 3차원 탐지기를 이용하여 트래킹하는 것에 의해 신체 기준점의 위치를 결정할 수 있으며, 이외에도 사용자의 신체 기준값을 나타내는 점을 결정하기 위한 임의의 방법이 적용될 수 있다. 한편, 결정된 신체 기준점은 앞서 설명한 기저면과의 위치 차이를 나타내는 제 1 변위를 결정하기 위해 활용될 수 있다. Referring again to FIG. 12, the position of the user's body reference point may be determined (step 1320). According to one aspect, the user's body reference point can represent the center of gravity of the user. For example, the position of the body reference point can be determined by tracking a marker worn by a user on a part of the upper body using a three-dimensional detector, and in addition, any method for determining a point representing a user's body reference value is applied . On the other hand, the determined body reference point can be utilized to determine the first displacement indicating the positional difference from the basal plane described above.
도 9a 내지 도 9c 는 본 발명의 일 실시예에 따른 재활 치료 지원 방법에서 신체 기준점 이동을 예시하는 도면이고, 도 10a 내지 도 10d 는 도 9 의 신체 기준점 이동에 따른 기저면과의 위치 차이를 예시하는 도면이다. 이하, 도 9 및 도 10 을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 재활 치료 지원 방법을 위한 제 1 변위 결정을 보다 상세히 설명한다. FIGS. 9A to 9C are diagrams illustrating movement of a body reference point in a method for supporting rehabilitation according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 10A to 10D are views illustrating a positional difference with respect to a base surface according to the movement of the body reference point in FIG. FIG. 9 and 10, a first displacement determination for a rehabilitation treatment support method according to an embodiment of the present invention will be described in more detail.
도 9a 에 도시된 바와 같이, 사용자가 전방향 이동 플랫폼 상에서 똑바로 서 있는 경우가 존재할 수 있다. 이 경우, 사용자의 신체 기준점 (910) 은 기저면 (820) 의 중심점 (예를 들어, 기저점 (830)) 의 수직 위치에 존재할 수 있다. 일 측면에 따르면, 제 1 변위는 신체 기준점 (910) 을 상기 기저면을 포함하는 평면으로 투영시킨 점과 상기 기저면 사이의 위치 차이를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 신체 기준점 (910) 의 3 차원 위치를 탐지한 뒤 3 차원 좌표의 높이 값을 제거한 가로 및 세로 위치를 나타내는 점과, 기저면 사이의 거리를 측정하는 방식으로 제 1 변위를 결정할 수 있다. 도 10a 를 참조하면, 도 9a 와 같이 사용자가 똑바로 서 있는 경우, 신체 기준점 (910) 의 기저면 평면 투영 점 (920) 과 기저면 (820) 사이의 거리는 0 일 수 있다. As shown in Fig. 9A, there may be a case where the user is standing upright on the omni-directional platform. In this case, the user ' s body reference point 910 may be at a vertical position of the center point (e.g., base point 830) of the base surface 820. According to one aspect, the first displacement may indicate a positional difference between a point at which a body reference point 910 is projected onto a plane containing the basal plane and the basal plane. For example, the first displacement can be determined by detecting the three-dimensional position of the body reference point 910 and measuring the distance between the point representing the horizontal and vertical positions where the height value of the three-dimensional coordinate is removed and the basal plane . Referring to FIG. 10A, when the user is standing upright as in FIG. 9A, the distance between the basal plane projection point 920 of the body reference point 910 and the base surface 820 may be zero.
도 9b 에 도시된 바와 같이, 사용자가 전방향 이동 플랫폼 상에서 전방으로 상체를 기울인 경우가 존재할 수 있다. 이 경우, 사용자의 신체 기준점 (910) 은 기저면 (820) 의 중심점 (예를 들어, 기저점 (830)) 의 수직 위치에서 전방으로 이동하여 위치할 수 있다. 일 측면에 따르면, 제 1 변위는 신체 기준점 (910) 을 상기 기저면을 포함하는 평면으로 투영시킨 점과 상기 기저면 사이의 위치 차이를 나타낼 수 있는 바, 도 10b 를 참조하면, 도 9b 와 같이 사용자가 전방으로 상체를 기울여서 서 있는 경우, 신체 기준점 (910) 의 기저면 평면 투영 점 (920) 은 기저면 (820) 으로부터 전방으로 이동하여 위치할 수 있다. As shown in Fig. 9B, there may be a case where the user tilts the upper body forward on the forward movement platform. In this case, the user's body reference point 910 may be moved and positioned forward at a vertical position of the center point (e.g., base point 830) of the base surface 820. According to one aspect, the first displacement may represent a positional difference between a point at which a body reference point 910 is projected onto a plane including the base plane and a base plane. Referring to FIG. 10B, The base planar projection point 920 of the body reference point 910 may be moved forward and away from the base surface 820 when standing tilted forward.
도 9c 에 도시된 바와 같이, 사용자가 전방향 이동 플랫폼 상에서 측방으로 상체를 기울인 경우가 존재할 수 있다. 이 경우, 사용자의 신체 기준점 (910) 은 기저면 (820) 의 중심점 (예를 들어, 기저점 (830)) 의 수직 위치에서 측방으로 이동하여 위치할 수 있다. 일 측면에 따르면, 제 1 변위는 신체 기준점 (910) 을 상기 기저면을 포함하는 평면으로 투영시킨 점과 상기 기저면 사이의 위치 차이를 나타낼 수 있는 바, 도 10c 를 참조하면, 도 9c 와 같이 사용자가 측방으로 상체를 기울여서 서 있는 경우, 신체 기준점 (910) 의 기저면 평면 투영 점 (920) 은 기저면 (820) 으로부터 측방으로 이동하여 위치할 수 있다. As shown in FIG. 9C, there may be a case where the user tilts the upper body sideways on the forward movement platform. In this case, the user's body reference point 910 may be moved laterally at a vertical position of the center point (e.g., base point 830) of the base surface 820. According to one aspect, the first displacement may indicate a positional difference between a point at which a body reference point 910 is projected onto a plane containing the base plane and a base plane. Referring to FIG. 10C, The basal plane projection point 920 of the body reference point 910 may be moved laterally from the base surface 820 when standing tilted sideways.
도 10d 는, 사용자가 전방향 이동 플랫폼 상에서 전방 및 측방의 대각선 방향으로 상체를 기울인 경우의 기저면 평면 투영 점 (920) 의 위치를 나타낸다. 즉, 사용자가 사용자가 전방향 이동 플랫폼 상에서 전방 및 측방의 대각선 방향으로 상체를 기울인 경우에는, 도 10d 에 도시된 바와 같이 신체 기준점 (910) 의 기저면 평면 투영 점 (920) 은 기저면 (820) 으로부터 측방 및 전방으로 이동하여 위치할 수 있다. 10D shows the position of the basal plane projection point 920 when the user tilts the upper body diagonally forward and laterally on the forward movement platform. 10D, the basal plane projection point 920 of the body reference point 910 is positioned at a distance from the base surface 820 to the base surface 820. In other words, when the user tilts the upper body diagonally forward and laterally on the forward movement platform, It can be moved laterally and forwardly.
한편, 제 1 변위의 결정을 위한 기저면에서의 측정 지점은, i) 기저면 (820) 의 경계 또는 ii) 기저면 (820) 의 중점인 기저점 (830) 이 될 수 있다. 즉, 기저면 (820) 의 경계로부터 신체 기준점 (910) 의 기저면 평면 투영 점 (920) 까지의 거리가 제 1 변위로 결정될 수도 있고, 기저점 (830) 으로부터 신체 기준점 (910) 의 기저면 평면 투영 점 (920) 까지의 거리가 제 1 변위로 결정될 수 있으며, 실시예에 따라 선택될 수 있다. 한편, 기저면 (820) 의 경계로부터 신체 기준점 (910) 의 기저면 평면 투영 점 (920) 까지의 거리가 제 1 변위로 결정되는 경우에는, 예를 들어 기저점 (830) 과 기저면 평면 투영 점 (920) 을 이은 선과 기저면 (820) 의 경계의 교차점이 제 1 변위 측정의 기산점이 될 수도 있다. On the other hand, the measurement point at the basal plane for determination of the first displacement may be i) the boundary of the basal plane 820 or ii) the base point 830 which is the midpoint of the basal plane 820. The distance from the boundary of the base surface 820 to the base plane projection point 920 of the body reference point 910 may be determined as the first displacement and the distance from the base point 830 to the base plane projection point 910 of the body reference point 910, The distance to the first position 920 may be determined as the first displacement, and may be selected according to the embodiment. On the other hand, when the distance from the boundary of the base surface 820 to the base plane projection point 920 of the body reference point 910 is determined as the first displacement, for example, the base point 830 and the base plane projection point 920 And the boundary of the bottom surface 820 may be the starting point of the first displacement measurement.
이상 본 발명의 일 실시예에 따른 회귀 동작 제어를 위한 제 1 변위 측정을 설명하였으며, 아래에서는 제 2 변위 측정에 대해서 보다 상세히 설명한다. 제 2 변위는, 기저면 (820) 과 전방향 이동 플랫폼의 중점과의 위치 차이로서 결정될 수 있다. 도 11a 내지 도 11c 는 본 발명의 일 실시예에 따른 재활 치료 지원 방법에서 기준면의 위치에 따른 회귀 동작 제어의 예시도이다. The first displacement measurement for regression control according to an embodiment of the present invention has been described above, and the second displacement measurement will be described in more detail below. The second displacement can be determined as the position difference between the base surface 820 and the midpoint of the forward movement platform. 11A to 11C are diagrams illustrating control of regression operation according to a position of a reference plane in a method for supporting rehabilitation according to an embodiment of the present invention.
도 11a 내지 도 11c 에 도시된 바와 같이, 제 2 변위의 결정을 위해서는 기저면 (820) 의 위치 결정이 필요하다. 기저면 (820) 은 전방향 이동 플랫폼과 접촉하는 사용자의 발을 기준으로 결정되는 바, 기저면 (820) 의 위치 결정은 사용자의 발의 위치를 기반으로 수행될 수 있다. 설명의 편의를 위해 사용자의 발이 전방향 이동 플랫폼에 접촉되는 것으로 예시하였으나, 예를 들어 목발과 같은 주행 보조 수단이 사용될 수도 있으며, 이하 사용자의 발은 전방향 이동 플랫폼에 대한 사용자의 지지 수단의 일 예시로서 이해되어야 할 것이다.As shown in Figs. 11A to 11C, positioning of the base surface 820 is necessary for determination of the second displacement. The base surface 820 is determined on the basis of the foot of the user contacting the forward moving platform, and the positioning of the base surface 820 can be performed based on the position of the user's foot. For convenience of explanation, the user's foot is illustrated as being in contact with the omnidirectional platform, however, for example, a driving assistance means such as crutches may be used, It should be understood as an example.
사용자의 지지 수단을 트래킹하기 위해, 사용자의 지지 수단에 부착된 마커를 3차원 카메라로 측정하는 방법이 사용될 수 있으며, 이외에도 복수의 레이저 센서가 X 축 및 Y 축에 각각 구비되는 위치 계측 시스템과 같이, 사용자의 지지 수단의 위치를 트래킹하기 위한 임의의 계측 장비가 사용될 수 있다. In order to track a user's support means, a method of measuring a marker attached to a user's support means with a three-dimensional camera may be used. In addition, a plurality of laser sensors may be provided in the X- , Any measuring instrument for tracking the position of the user's support means may be used.
도 11a 에 도시된 바와 같이, 사용자의 양 발이 전방향 이동 플랫폼의 중점 (1110) 에서 전방으로 이동하여 위치한 경우, 기저면 (820) 역시 전방향 이동 플랫폼의 중점 (1110) 에서 전방에 위치할 수 있다. 이 경우의 전방향 이동 플랫폼의 중점 회귀 동작은 사용자를 후방으로 이동시키도록 제어될 수 있다. 관련하여, 제 2 변위의 측정을 위한 기산점은, 앞서 제 1 변위 측정과 관련하여 설명한 바와 같이 기저면 (820) 의 경계 또는 기저점 (830) 중 어느 하나가 될 수 있으며, 전방향 이동 플랫폼의 중점 회귀 동작은 상기 제 2 변위의 거리만큼 사용자를 후방으로 이동시키도록 제어될 수 있다. As shown in FIG. 11A, when both feet of the user are positioned to move forward at the center point 1110 of the forward movement platform, the base surface 820 may also be positioned forward at the center point 1110 of the forward movement platform . In this case, the center returning operation of the forward movement platform can be controlled to move the user backward. In this regard, the starting point for the measurement of the second displacement can be either the boundary or base point 830 of the base surface 820 as previously described in connection with the first displacement measurement, The return motion may be controlled to move the user backward by the distance of the second displacement.
도 11b 는 사용자의 양 발이 전방향 이동 플랫폼의 중점 (1110) 에서 우측방으로 이동하여 위치한 경우로서, 앞서 도 11a 와 관련하여 설명한 바와 유사한 취지로, 중점 회귀 동작은 사용자를 좌측방으로 제 2 변위의 거리만큼 이동시키도록 제어될 수 있다. 11B shows a case where both feet of the user are moved from the center point 1110 to the right side of the forward movement platform, with a similar point to that described above with reference to FIG. 11A, the center point return operation moves the user from the second displacement As shown in FIG.
도 11c 는 사용자의 양 발이 전방향 이동 플랫폼의 중점 (1110) 에서 전방 및 우측방으로 모두 이동하여 위치한 경우로서, 앞서 설명한 바와 유사한 취지로, 중점 회귀 동작은 사용자를 우측 후방으로 제 2 변위의 거리만큼 이동시키도록 제어될 수 있다. 11C shows a case in which both feet of the user are moved and positioned both forward and rightward from the center point 1110 of the forward movement platform, with a similar point to that described above, the heavy point return operation moves the user to the right rearward, As shown in FIG.
한편, 도 11a 내지 도 11c 에서는 사용자의 양 발이 모두 전방향 이동 플랫폼의 중점 (1110) 에서 일방으로 이동하여 위치한 경우를 도시하였으나, 두 발의 위치한 방향이 상이한 경우에도 두 발을 기반으로 기저면 (820) 을 결정하고, 그 중심점인 기저점 (830) 의 위치와 전방향 이동 플랫폼의 중점 (1110) 같의 위치 차이를 제 2 변위로서 결정하는 것에 의해 사용자에 대한 중점 회귀 동작을 제어하도록 구성될 수도 있다. 11A to 11C illustrate a case in which both feet of the user are moved to one side from the center point 1110 of the forward movement platform. However, even if the two feet are located in different directions, And to control the heavy regression operation for the user by determining the positional difference between the base point 830 as the center point thereof and the center point 1110 of the forward movement platform as the second displacement .
다시 도 12 를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전방향 이동 플랫폼을 이용한 재활 치료 지원 방법은, i) 상기 기저면 (820) 과 신체 기준점의 위치 차이인 제 1 변위 및/또는 ii) 상기 기저면 (820) 과 전방향 이동 플랫폼의 중점과의 위치 차이인 제 2 변위를 기반으로 전방향 이동 플랫폼의 중점 회귀 동작을 제어할 수 있다 (단계 1330). 한편, 중점 회귀 동작의 제어는, 사용자를 중점으로 회귀시키는 이동의 정도 뿐만아니라, 중점 회귀의 속도 역시 제어할 수 있다. 예를 들어, 초당 120 프레임과 같은 소정 시간 간격으로 측정되는 신체 기준점 (910) 의 위치 또는 지지 수단의 위치를 기반으로, 제 1 변위의 변화 속도 및 제 2 변위의 변화 속도 중 적어도 하나가 측정될 수 있으며, 이러한 제 1 변위의 변화 속도 및 제 2 변위의 변화 속도 중 적어도 하나를 기반으로 중점 회귀 동작의 속도가 제어될 수 있다. 12, a method of supporting rehabilitation using an omnidirectional movement platform according to an embodiment of the present invention may include: i) a first displacement, which is a positional difference between the base surface 820 and a body reference point, and / or ii) The center point returning operation of the forward movement platform may be controlled based on the second displacement that is the position difference between the base surface 820 and the center point of the forward movement platform (step 1330). On the other hand, the control of the central regression operation can control the speed of the central regression as well as the degree of movement to return the user to the central point. At least one of the rate of change of the first displacement and the rate of change of the second displacement, for example, based on the position of the body reference point 910 or the position of the support means, measured at predetermined time intervals such as 120 frames per second And the speed of the midpoint regression operation can be controlled based on at least one of the rate of change of the first displacement and the rate of change of the second displacement.
제 1 변위 및 제 2 변위에 따른 전방향 이동 플랫폼의 중점 회귀 동작의 제어는, 제 1 변위와 제 2 변위 중 적어도 하나를 이용하여 다양한 실시예로서 구현될 수 있다. 일 측면에 따르면, 제 1 변위 및 제 2 변위 중 어느 하나만을 기반으로 중점 회귀 동작을 제어할 수 있다. 기저면 (820) 에서 사용자의 신체 기준점 (910) 의 투영 점 (920) 이 벗어나는 것에 응답하여 중점 회귀 동작을 개시하거나, 기저면 (820) 이 전방향 이동 플랫폼의 중점 (1110) 에서 벗어나는 것에 응답하여 중점 회귀 동작을 개시할 수 있다. Control of the center point return operation of the forward movement platform in accordance with the first displacement and the second displacement may be implemented in various embodiments using at least one of the first displacement and the second displacement. According to one aspect, the midpoint regression operation can be controlled based only on either the first displacement or the second displacement. In response to the projection point 920 of the user's body reference point 910 being displaced from the base surface 820, or in response to the base surface 820 departing from the center point 1110 of the forward movement platform, A regression operation can be started.
또한 일 측면에 따르면, 제 1 변위 및 제 2 변위 전부를 기반으로 중점 회귀 동작을 제어하되, 제 2 변위 (기저면과 전방향 이동 플랫폼의 중점 간의 변위) 를 기반으로 중점 회귀 동작의 이동 거리 및 방향을 제어하고, 제 1 변위 (기저면과 신체 기준점의 투영 점 간의 거리) 를 기반으로 중점 회귀 동작의 속도를 제어할 수도 있다. 예를 들어, 측정된 제 2 변위의 방향과 측정된 제 1 변위의 방향의 일치 여부에 따라 이동 속도를 제어할 수 있다. 제 1 및 제 2 변위의 방향이 일치할 경우 이동 속도를 증가시키고, 제 1 및 제 2 변위의 방향이 서로 반대일 경우 이동 속도를 감소시키도록 할 수 있다. 또한, 제 1 변위의 크기에 비례하여 중점 회귀 동작의 속도를 증가시키도록 할 수도 있다. 즉, 제 1 변위는 사용자의 보행에 대한 프리 액션 또는 리액션을 탐지하여 중점 회귀 동작에 반영하기 위한 요소로서 활용될 수 있다. According to an aspect, there is also provided a method of controlling a midpoint return motion based on all of a first displacement and a second displacement, the method comprising the steps of: determining a movement distance and direction of a midpoint return motion based on a second displacement (displacement between a midpoint of the base plane and the forward movement platform) And control the speed of the center point return operation based on the first displacement (the distance between the base point and the projection point of the body reference point). For example, the moving speed can be controlled according to whether the measured direction of the second displacement corresponds to the direction of the measured first displacement. It is possible to increase the moving speed when the directions of the first and second displacements coincide with each other and decrease the moving speed when the directions of the first and second displacements are opposite to each other. It is also possible to increase the speed of the midpoint return operation in proportion to the magnitude of the first displacement. That is, the first displacement may be utilized as an element for detecting a preaction or reaction to the user's walking and reflecting the same in the midpoint return operation.
일 측면에 따르면, 제 1 변위 및 상기 제 2 변위가 각각 임계값 이상인 경우에만 상기 중점 회귀 동작을 개시하도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 사용자가 이동하지 않음에도 불구하고 상체를 움직여 제 1 변위가 발생하는 경우, 중점 회귀 동작이 개시되면 사용자가 빠른 리액션이 불가능한 환자로서 넘어지는 경우가 발생할 수 있다. 따라서, 제 1 변위가 감지되더라도, 제 2 변위 역시 임계값 이상 발생할 경우에만 중점 회귀 동작이 개시되도록 설정될 수 있다. According to an aspect, the central point regression operation can be set to start only when the first displacement and the second displacement are respectively equal to or greater than a threshold value. For example, if the first displacement is generated by moving the upper body despite the fact that the user does not move, if the central regression operation is started, the user may fall down as a patient in which quick reaction is impossible. Therefore, even if the first displacement is detected, the middle point return operation can be set to start only when the second displacement also occurs above the threshold value.
가상 현실 컨텐츠 연동 및 구배 형성Virtual reality content interlocking and gradient formation
전술한 바와 같이 실내에서 수행되는 재활 훈련은 사용자로 하여금 쉽게 지루함을 유발할 수 있으며, 사용자가 지쳐 훈련을 포기하는 경우도 종종 발생하고 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 재활 훈련 지원 방법은, 전방향 이동 플랫폼과 연결된 디스플레이 장치를 통해 가상 현실 컨텐츠를 재생하는 것에 의해 사용자가 외부 환경에서 이동하는 것과 같은 효과를 제공하여, 재활 훈련에 임하는 사용자가 좀더 흥미를 가지고 쉽게 지치지 않도록 할 수 있다. As described above, the rehabilitation training performed in the room can easily cause boredom to the user, and sometimes the user gives up the exhausted training. The rehabilitation training support method according to an embodiment of the present invention provides an effect that a user moves in an external environment by reproducing virtual reality contents through a display device connected to an omnidirectional movement platform, Users can be more interested and less easily tired.
여기서, 전방향 이동 플랫폼은 전방향의 구배를 형성할 수 있도록 구성될 수 있다. 도 1 내지 도 3 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전방향 이동 플랫폼 (100) 은 복수의 승강 장치 (111a, 121a) 를 구비하고, 복수의 승강장치에 따른 높이를 별개로 조절하는 것에 의해, 360도 전 방향의 구배를 형성하도록 할 수 있다. 도 1 내지 도 3 에 예시된 전방향 이동 플랫폼은 총 4 개의 액추에이터 (승강 장치)를 구비할 수 있으며, 서로 상이한 높이를 가지도록 액추에이터를 조절하는 것에 의해 전후좌우를 적절히 조절하여 전방향의 구배를 형성할 수 있다. Here, the forward moving platform can be configured to form a forward slope. 1 to 3, an omni-directional moving platform 100 according to an embodiment of the present invention includes a plurality of elevating devices 111a and 121a, It is possible to form a gradient in all directions 360 degrees. The forward movement platform illustrated in FIGS. 1 to 3 may have a total of four actuators (elevators). By adjusting the actuators to have different heights, the forward, backward, .
한편, 일 측면에 따르면, 전방향의 구배 형성이 가능한 전방향 이동 플랫폼에 대해서, 상기 전방향 이동 플랫폼과 연결된 디스플레이 장치를 통해 표시되는 컨텐츠와 연동하여 구배를 조절하도록 설정될 수 있다. 따라서, 가상 현실 컨텐츠 상에서 오르막을 오르는 사용자는 실제 전방향 이동 플랫폼에서 오르막 경사를 경험할 수 있다. 또한, 앞서 설명한 중점 회귀 동작의 제어에 있어서, 중점 회귀 동작의 방향 및 상기 형성된 구배에 따른 오르막 또는 내리막 여부를 기반으로 상기 중점 회귀 동작의 속도를 더 제어할 수 있다. 예를 들어, 오르막을 오르는 경우에는 중점 회귀 동작의 속도를 하강시켜 환자가 적절한 리액션을 하지 못하여 후방으로 밀려나거나 넘어지는 경우를 방지할 수 있으며, 내리막을 내려가는 경우에 중점 회귀 동작의 속도를 증가시켜 사용자가 전방으로 쏠리거나 내려가는 경우를 방지할 수 있다. According to an aspect of the present invention, an omnidirectional moving platform capable of forming an omnidirectional gradient can be set to adjust a gradient in conjunction with content displayed through a display device connected to the omni-directional moving platform. Thus, a user climbing up the virtual reality content can experience an uphill slope in an actual forward moving platform. In addition, in the above-described control of the central regression operation, the speed of the central regression operation can further be controlled on the basis of the direction of the central regression operation and the ascending or descending depending on the formed gradient. For example, when climbing uphill, it is possible to prevent the patient from falling backward due to the inability of the patient to perform an appropriate reaction, and to lower the speed of the midpoint return motion. In the case of descending downhill, It is possible to prevent the user from being pushed forward or downward.
상술한 본 발명에 따른 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현되는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체로는 컴퓨터 시스템에 의하여 해독될 수 있는 데이터가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래시 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다. 또한, 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체는 컴퓨터 통신망으로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 읽을 수 있는 코드로서 저장되고 실행될 수 있다.The above-described method according to the present invention can be implemented as a computer-readable code on a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium includes all kinds of recording media storing data that can be decoded by a computer system. For example, there may be a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), a magnetic tape, a magnetic disk, a flash memory, an optical data storage device and the like. The computer-readable recording medium may also be distributed and executed in a computer system connected to a computer network and stored and executed as a code that can be read in a distributed manner.
이상, 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위가 상기 도면 또는 실시예에 의해 한정되는 것을 의미하지는 않으며 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined by the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention.
구체적으로, 설명된 특징들은 디지털 전자 회로, 또는 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 또는 그들의 조합들 내에서 실행될 수 있다. 특징들은 예컨대, 프로그래밍 가능한 프로세서에 의한 실행을 위해, 기계 판독 가능한 저장 디바이스 내의 저장장치 내에서 구현되는 컴퓨터 프로그램 제품에서 실행될 수 있다. 그리고 특징들은 입력 데이터 상에서 동작하고 출력을 생성함으로써 설명된 실시예들의 함수들을 수행하기 위한 지시어들의 프로그램을 실행하는 프로그래밍 가능한 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 설명된 특징들은, 데이터 저장 시스템으로부터 데이터 및 지시어들을 수신하기 위해, 및 데이터 저장 시스템으로 데이터 및 지시어들을 전송하기 위해 결합된 적어도 하나의 프로그래밍 가능한 프로세서, 적어도 하나의 입력 디바이스, 및 적어도 하나의 출력 디바이스를 포함하는 프로그래밍 가능한 시스템 상에서 실행될 수 있는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들 내에서 실행될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 소정 결과에 대해 특정 동작을 수행하기 위해 컴퓨터 내에서 직접 또는 간접적으로 사용될 수 있는 지시어들의 집합을 포함한다. 컴퓨터 프로그램은 컴파일된 또는 해석된 언어들을 포함하는 프로그래밍 언어 중 어느 형태로 쓰여지고, 모듈, 소자, 서브루틴(subroutine), 또는 다른 컴퓨터 환경에서 사용을 위해 적합한 다른 유닛으로서, 또는 독립 조작 가능한 프로그램으로서 포함하는 어느 형태로도 사용될 수 있다.In particular, the described features may be implemented within digital electronic circuitry, or computer hardware, firmware, or combinations thereof. The features may be implemented in a computer program product embodied in a storage device in a machine-readable storage device, for example, for execution by a programmable processor. And the features may be performed by a programmable processor executing a program of instructions for performing the functions of the described embodiments by operating on input data and generating an output. The described features include at least one programmable processor, at least one input device, and at least one output device, coupled to receive data and directives from a data storage system and to transmit data and directives to a data storage system, Such as a computer-readable recording medium. A computer program includes a set of directives that can be used directly or indirectly within a computer to perform a particular operation on a given result. A computer program may be written in any form of programming language including compiled or interpreted languages and may be implemented as a module, element, subroutine, or other unit suitable for use in other computer environments, or as a standalone program Can be used.
지시어들의 프로그램의 실행을 위한 적합한 프로세서들은, 예를 들어, 범용 및 특수 용도 마이크로프로세서들 둘 모두, 및 단독 프로세서 또는 다른 종류의 컴퓨터의 다중 프로세서들 중 하나를 포함한다. 또한 설명된 특징들을 구현하는 컴퓨터 프로그램 지시어들 및 데이터를 구현하기 적합한 저장 디바이스들은 예컨대, EPROM, EEPROM, 및 플래쉬 메모리 디바이스들과 같은 반도체 메모리 디바이스들, 내부 하드 디스크들 및 제거 가능한 디스크들과 같은 자기 디바이스들, 광자기 디스크들 및 CD-ROM 및 DVD-ROM 디스크들을 포함하는 비휘발성 메모리의 모든 형태들을 포함한다. 프로세서 및 메모리는 ASIC들(application-specific integrated circuits) 내에서 통합되거나 또는 ASIC들에 의해 추가되어질 수 있다.Suitable processors for execution of the program of instructions include, for example, both general purpose and special purpose microprocessors, and one of multiple processors of a single processor or other type of computer. Also, storage devices suitable for implementing the computer program instructions and data embodying the described features may be embodied in a computer-readable medium, such as, for example, semiconductor memory devices such as EPROM, EEPROM, and flash memory devices, Devices, magneto-optical disks, and non-volatile memory including CD-ROM and DVD-ROM disks. The processor and memory may be integrated within application-specific integrated circuits (ASICs) or added by ASICs.
이상에서 설명한 본 발명은 일련의 기능 블록들을 기초로 설명되고 있지만, 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be apparent to one skilled in the art to which the present invention pertains.
전술한 실시 예들의 조합은 전술한 실시 예에 한정되는 것이 아니며, 구현 및/또는 필요에 따라 전술한 실시예들 뿐 아니라 다양한 형태의 조합이 제공될 수 있다.The combination of the above-described embodiments is not limited to the above-described embodiments, and various combinations and combinations of the above-described embodiments as well as the implementation and / or the necessity may be provided.
전술한 실시 예들에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로서 순서도를 기초로 설명되고 있으나, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 순서도에 나타난 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나, 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.In the above-described embodiments, the methods are described on the basis of a flowchart as a series of steps or blocks, but the present invention is not limited to the order of steps, and some steps may occur in different orders or in a different order than the steps described above have. It will also be understood by those skilled in the art that the steps depicted in the flowchart illustrations are not exclusive and that other steps may be included or that one or more steps in the flowchart may be deleted without affecting the scope of the invention You will understand.
전술한 실시 예는 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.The foregoing embodiments include examples of various aspects. While it is not possible to describe every possible combination for expressing various aspects, one of ordinary skill in the art will recognize that other combinations are possible. Accordingly, it is intended that the invention include all alternatives, modifications and variations that fall within the scope of the following claims.

Claims (13)

  1. 전방향 이동 플랫폼을 이용한 재활 치료 지원 방법으로서, A method for supporting rehabilitation using an omni-directional mobile platform,
    상기 전방향 이동 플랫폼은 사용자의 위치를 상기 전방향 이동 플랫폼의 중점으로 회귀시키도록 동작하며, 상기 방법은, Wherein the forward movement platform is operative to return the user's position to a midpoint of the forward movement platform,
    상기 사용자와 상기 전방향 이동 플랫폼의 접촉 위치를 기반으로 소정 크기의 기저면을 결정하는 단계; Determining a base surface of a predetermined size based on a contact position of the user and the forward movement platform;
    상기 사용자의 신체 기준점의 위치를 결정하는 단계; Determining a position of the user's body reference point;
    상기 기저면과 상기 신체 기준점의 위치 차이인 제 1 변위를 기반으로 상기 전방향 이동 플랫폼의 중점 회귀 동작을 제어하는 단계를 포함하는, 전방향 이동 플랫폼을 이용한 재활 치료 지원 방법. And controlling a midpoint returning operation of the forward movement platform based on a first displacement that is a positional difference between the base surface and the body reference point.
  2. 제 1 항에 있어서, The method according to claim 1,
    상기 중점 회귀 동작을 제어하는 단계는, 상기 전방향 이동 플랫폼의 중점과 상기 기저면의 중점의 위치 차이인 제 2 변위를 더 기반으로하여 상기 중점 회귀 동작을 제어하는, 전방향 이동 플랫폼을 이용한 재활 치료 지원 방법. Wherein the controlling the heavy point returning operation controls the heavy point returning operation based on a second displacement that is a position difference between a center point of the forward movement platform and a midpoint of the base, How to Apply.
  3. 제 2 항에 있어서, 3. The method of claim 2,
    상기 중점 회귀 동작을 제어하는 단계는, 상기 제 1 변위의 변화 속도 및 상기 제 2 변위의 변화 속도 중 적어도 하나를 기반으로 상기 중점 회귀 동작의 속도를 더 제어하는, 전방향 이동 플랫폼을 이용한 재활 치료 지원 방법. Wherein the step of controlling the midpoint regression operation further controls the speed of the midpoint regression operation based on at least one of the rate of change of the first displacement and the rate of change of the second displacement, How to Apply.
  4. 제 1 항에 있어서, The method according to claim 1,
    상기 제 1 변위는, 상기 신체 기준점을 상기 기저면을 포함하는 평면으로 투영시킨 점과 상기 기저면 사이의 위치 차이를 나타내는, 전방향 이동 플랫폼을 이용한 재활 치료 지원 방법. Wherein the first displacement represents a difference in position between a point at which the body reference point is projected onto a plane including the basal plane and the basal plane.
  5. 제 1 항에 있어서, The method according to claim 1,
    상기 신체 기준점은 상기 사용자의 무게 중심을 나타내는, 전방향 이동 플랫폼을 이용한 재활 치료 지원 방법. Wherein the body reference point represents a center of gravity of the user.
  6. 제 1 항에 있어서, The method according to claim 1,
    상기 신체 기준점은 사용자의 상반신에 부착된 마커를 트래킹하는 것에 의해 결정되는, 전방향 이동 플랫폼을 이용한 재활 치료 지원 방법. Wherein the body reference point is determined by tracking markers attached to an upper body of a user.
  7. 제 1 항에 있어서, The method according to claim 1,
    상기 기저면은 사용자의 지지 수단에 부착된 마커를 트래킹하는 것에 의해 결정되는, 전방향 이동 플랫폼을 이용한 재활 치료 지원 방법. Wherein the base is determined by tracking a marker attached to a user's support means.
  8. 제 1 항에 있어서, The method according to claim 1,
    상기 기저면의 크기는 사용자의 질병 분류 및 질병 정도 평가값 중 적어도 하나에 따라 결정되는, 전방향 이동 플랫폼을 이용한 재활 치료 지원 방법. Wherein the size of the basal plane is determined according to at least one of a disease classification and a disease severity evaluation value of a user.
  9. 제 1 항에 있어서, The method according to claim 1,
    상기 중점 회귀 동작을 제어하는 단계는, 상기 제 1 변위의 크기 비례하여 상기 중점 회귀 동작의 속도를 증가 시키는, 전방향 이동 플랫폼을 이용한 재활 치료 지원 방법. Wherein the step of controlling the heavy point returning operation increases the speed of the heavy point returning operation in proportion to the size of the first displacement.
  10. 제 2 항에 있어서, 3. The method of claim 2,
    상기 중점 회귀 동작을 제어하는 단계는, 상기 제 1 변위 및 상기 제 2 변위가 각각 임계값 이상인 경우에만 상기 중점 회귀 동작을 개시하는, 전방향 이동 플랫폼을 이용한 재활 치료 지원 방법. Wherein the control of the center point returning operation starts the center point returning operation only when the first displacement and the second displacement are respectively equal to or more than a threshold value.
  11. 제 1 항에 있어서, The method according to claim 1,
    상기 전방향 이동 플랫폼은 복수의 액추에이터를 기반으로 전방향의 구배 형성이 가능하고, 상기 전방향 이동 플랫폼과 연결된 디스플레이 장치를 통해 표시되는 컨텐츠와 연동하여 상기 전방향 이동 플랫폼의 구배가 조절되는, 전방향 이동 플랫폼을 이용한 재활 치료 지원 방법. Wherein the forward movement platform is capable of forming a gradient in all directions on the basis of a plurality of actuators, and is adapted to control the gradient of the forward movement platform in association with the content displayed through a display device connected to the forward movement platform A method of supporting rehabilitation using directional movement platform.
  12. 제 11 항에 있어서, 12. The method of claim 11,
    상기 중점 회귀 동작을 제어하는 단계는, 상기 중점 회귀 동작의 방향 및 상기 형성된 구배에 따른 오르막 또는 내리막 여부를 기반으로 상기 중점 회귀 동작의 속도를 더 제어하는, 전방향 이동 플랫폼을 이용한 재활 치료 지원 방법. Wherein the step of controlling the center point returning operation further controls the speed of the center point returning operation based on the direction of the center point returning operation and the ascending or descending depending on the formed gradient, .
  13. 제 1 항에 있어서, The method according to claim 1,
    상기 전방향 이동 플랫폼은, Wherein the forward movement platform comprises:
    제 1 벨트;A first belt;
    상기 제 1 벨트를 제 1 방향으로 이송하는 제 1 구동부;A first driving unit for transferring the first belt in a first direction;
    전방향에 대하여 자유회전 가능하게 상기 제 1 벨트에 구속되어 상기 제 1 벨트와 함께 제 1 방향으로 이송되는 볼;A ball constrained to the first belt so as to freely rotate with respect to all directions and conveyed in the first direction together with the first belt;
    상기 제 1 벨트의 하측에 배치되어 상기 볼에 접촉되는 제 2 벨트; 및A second belt disposed below the first belt and contacting the ball; And
    상기 제 2 벨트를 상기 제 1 방향에 교차하는 제 2 방향으로 이송하는 제 2 벨트를 포함하는, 전방향 이동 플랫폼을 이용한 재활 치료 지원 방법. And a second belt for transferring the second belt in a second direction crossing the first direction.
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