KR101945339B1 - 체력 측정 시스템 - Google Patents

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KR101945339B1
KR101945339B1 KR1020170146313A KR20170146313A KR101945339B1 KR 101945339 B1 KR101945339 B1 KR 101945339B1 KR 1020170146313 A KR1020170146313 A KR 1020170146313A KR 20170146313 A KR20170146313 A KR 20170146313A KR 101945339 B1 KR101945339 B1 KR 101945339B1
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전박근
한만형
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주식회사 스포츠패나틱
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Abstract

본 발명은 피측정자의 손목에 탈착 가능하게 착용되는 몸체가 마련되고, 피측정자의 동작정보를 동작신호로 출력하는 동작인식센서가 마련되며, 외부기기와의 무선통신을 수행하도록 제 1 통신모듈이 마련되고, 상기 동작인식센서로부터 출력되는 동작신호를 상기 제 1 통신모듈을 통해 무선으로 송신하도록 제어하는 제어부가 마련되고, 동작에 필요한 전원을 공급하는 배터리가 마련되는 체력측정밴드; 및 상기 체력측정밴드를 착용한 피측정자의 전방에 설치되는 본체가 마련되고, 상기 피측정자의 동작 인식을 위한 영상정보를 획득하는 키넥트가 마련되며, 상기 체력측정밴드로부터 상기 동작신호를 무선으로 송신받도록 제 2 통신모듈가 마련되고, 정보를 외부로 디스플레이하는 디스플레이부가 마련되며, 정보를 저장하는 메모리부가 마련되고, 상기 키넥트에 의해 획득되는 영상정보와 상기 체력측정밴드로부터 제공되는 상기 동작신호를 복합적으로 사용하여 정해진 기준에 따라 상기 피측정자의 체력을 측정하는 마이컴이 마련되고, 상기 마이컴의 제어에 의해 상기 체력의 측정결과를 상기 디스플레이부를 통해 디스플레이되도록 하거나, 상기 메모리부에 저장하거나, 정해진 외부 기기에 제공하도록 하는 키오스크;를 포함하도록 한 체력 측정 시스템에 관한 것이다.

Description

체력 측정 시스템{Fitness measuring system}
본 발명은 체력 측정 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다양한 피측정자에 대한 체력 측정의 편의성을 높이면서도 신뢰성을 확보하도록 하고, 특히 청년에 비하여 체력이 뒤지고, 거동이 자유스럽지 못한 노인의 체력 측정을 원활하면서도 편리하게 측정할 수 있도록 하는 체력 측정 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 체력 측정은 다양한 방식에 의해 이루어지나, 피측정자의 건강을 위한다는 점에서 동일한 목적을 가진다. 그러나, 이러한 체력 측정은 측정자나 피측정자 모두에 번거로움을 초래하여 불편을 야기하고, 측정자의 기준에 따라 상이한 측정 결과를 얻게 되는 문제점을 가지고 있었다. 특히, 고령화로 증가되는 65세 이상 노인에 대한 체력 증진을 통해서 건강생활 영위를 위한 건강증진 서비스를 받도록 하여, 노인인구에 대한 사회적 비용 및 문제를 해결하고, 노인의 삶에 대한 질을 향상시켜, 노인이 건강하고 행복한 사회를 구현시킬 필요가 있었는데, 이를 위해서는 체력이 청년에 비해 뒤지고 거동이 자유롭지 못한 노인에 대한 체력 측정이 원활하면서도 객관적인 체결 측정 결과를 얻도록 할 필요가 있었다.
최근에는 발달된 전자정보 기술과 통신 기술을 통해 체력 측정을 보다 용이하게 수행하도록 하는 기술 개발이 이루어지고 있다.
종래의 체력 측정과 관련된 기술로는, 한국공개특허 제10-2014-0144054호의 "스마트 통신기기를 이용한 체력측정시스템"이 제시된 바 있는데, 이는 적어도 2개 이상의 스마트 통신기기가 다운로드 하는 체력측정프로그램(혹은 체력측정 앱)과 피측정자 명단을 제공하는 관리 서버; 및 3G 혹은 4G LTE 등과 같은 무선 데이터 통신망(Wireless Data Communication Network)을 통해 상기 관리 서버와 접속하는 무선 인터넷(Wireless Internet)이 가능하고, 상기 관리 서버에서 제공하는 체력측정프로그램을 탑재하며, 어느 하나는 서버로 선정되는 서버 스마트 통신기기이고 나머지는 클라이언트로 선정되는 클라이언트 스마트 통신기기로 구별된 상태에서 무선 데이터 통신망의 무선 액세스 포인트(Wireless Access Point)에서 부가하는 IP 어드레스를 기준으로 동기화되어 C/S(Client/Server) 통신 방식으로 통신하면서 다중으로 피측정자들의 체력정보를 수집하고, 그 체력정보를 실시간으로 공유하면서 확인할 수 있는 상기 적어도 2개 이상의 스마트 통신기기;로 구성된다.
그러나, 이와 같은 종래 기술은 피측정자로부터 수집된 체력정보의 이용 및 관리에 초점이 맞추어져 있고, 피측정자로부터 체력정보를 정확하게 획득하도록 하는 구성에 대해서는 제시되어 있지 않아, 체력 측정에 대한 신뢰성 향상에 한계를 가지는 문제점을 가지고 있었다. 특히, 청년에 비하여 체력이 뒤지고, 거동이 자유스럽지 못한 노인의 체력 측정에 쉽게 적용하기 어렵다는 문제점을 가지고 있었다.
상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 노인을 비롯하여 다양한 피측정자에 대한 체력 측정의 정확도 내지 신뢰도를 높이고, 측정자와 피측정자에게 체력 측정의 편의성을 제공하며, 피측정자가 체력 측정을 정확하게 받고 있는지 쉽게 확인할 수 있도록 하고, 체력 측정에 소요되는 인력 및 노력을 줄일 수 있으며, 청년에 비하여 체력이 뒤지고 거동이 자유롭지 못한 노인에 대하여 원활하면서도 편리한 체력 측정이 가능하도록 하는데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적들은 이하의 실시례에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일측면에 따르면, 피측정자의 손목에 탈착 가능하게 착용되는 몸체가 마련되고, 피측정자의 동작정보를 동작신호로 출력하는 동작인식센서가 마련되며, 외부기기와의 무선통신을 수행하도록 제 1 통신모듈이 마련되고, 상기 동작인식센서로부터 출력되는 동작신호를 상기 제 1 통신모듈을 통해 무선으로 송신하도록 제어하는 제어부가 마련되고, 동작에 필요한 전원을 공급하는 배터리가 마련되는 체력측정밴드; 및 상기 체력측정밴드를 착용한 피측정자의 전방에 설치되는 본체가 마련되고, 상기 피측정자의 동작 인식을 위한 영상정보를 획득하는 키넥트가 마련되며, 상기 체력측정밴드로부터 상기 동작신호를 무선으로 송신받도록 제 2 통신모듈가 마련되고, 정보를 외부로 디스플레이하는 디스플레이부가 마련되며, 정보를 저장하는 메모리부가 마련되고, 상기 키넥트에 의해 획득되는 영상정보와 상기 체력측정밴드로부터 제공되는 상기 동작신호를 복합적으로 사용하여 정해진 기준에 따라 상기 피측정자의 체력을 측정하는 마이컴이 마련되고, 상기 마이컴의 제어에 의해 상기 체력의 측정결과를 상기 디스플레이부를 통해 디스플레이되도록 하거나, 상기 메모리부에 저장하거나, 정해진 외부 기기에 제공하도록 하는 키오스크;를 포함하는, 체력 측정 시스템이 제공된다.
상기 체력측정밴드는, 피측정자의 심박을 측정하여 심박신호로 출력하는 심박센서와 기압을 측정하여 기압신호로 출력하는 기압센서를 더 포함하고, 상기 동작인식센서가 3축각속도센서 및 3축가속도센서를 포함하며, 상기 제어부가 상기 심박신호와 상기 기압신호를 상기 제 1 통신모듈에 의해 상기 키오스크에 송신하여 상기 키오스크가 디스플레이하거나 데이터로 저장하도록 할 수 있다.
상기 본체는, 지면에 이동 가능하게 설치되도록 롤러를 가지는 스탠드부가 마련되고, 상기 스탠드부로부터 상방으로 벽체부가 마련되며, 상기 벽체부의 전면에 광투과성의 미러가 설치되고, 상기 미러의 후면에 상기 디스플레이부와 상기 키넥트가 전방을 향하도록 각각 설치되며, 상기 스탠드부와 상기 벽체부의 교차부분 상부에 삼각형의 단면 형태를 가지고서 도어에 의해 개폐되어, 동작에 필요한 장치들을 수용하도록 하는 수용챔버가 마련될 수 있다.
상기 마이컴은, 상기 피측정자의 체력 측정시, 상기 메모리부에 저장된 체력측정 가이드용 데이터를 통해서 측정 요령을 정해진 순서에 따라 상기 디스플레이부 또는 오디오출력부를 통해서 문자나 음성으로 가이드하되, 상기 피측정자의 체력 측정 과정 중에, 상기 영상정보와 상기 동작신호를 표준이 되는 피측정자의 동작에 대한 표준영상정보와 표준동작신호를 서로 비교하여, 허용됨 범위를 벗어나는 부분에 대해서 상기 메모리부에 저장된 체력측정 교정용 데이터를 통해서 교정 요령을 상기 디스플레이부 또는 상기 오디오출력부를 통해서 문자나 음성으로 실시간 가이드함과 아울러, 상기 허용된 범위를 벗어나는 정도나 일치하는 정도에 따라 점수를 산정하여 실시간으로 상기 디스플레이부를 통해서 디스플레이할 수 있다.
상기 마이컴은, 상기 피측정자의 포스처를 상기 키네틱을 이용한 신체 골격 추적, 상기 피측정자의 패그보드 수행을 입력부에 의한 입력신호, 상기 피측정자의 눈뜨고 외발서기 동작을 상기 키네틱을 이용한 신체 골격 추적, 상기 피측정자의 손 뻗기 동작을 상기 키네틱을 이용한 신체 골격 추적 기술과 체력측정밴드의 모션 센싱, 상기 피측정자의 상지거상각 동작을 상기 키네틱을 이용한 신체 골격 추적과 체력측정밴드의 모션 센싱, 상기 피측정자의 앉았다 일어서기 동작을 상기 키네틱을 이용한 신체 골격 추적, 상기 피측정자의 봉잡기 동작을 상기 입력부에 의한 입력신호, 상기 피측정자의 윗몸 앞으로 굽히기 동작을 상기 입력부에 의한 입력신호, 상기 피측정자의 악력 동작을 상기 입력부에 의한 입력신호, 상기 피측정자의 아령들기 동작을 상기 체력측정밴드의 모션 센싱, 상기 피측정자의 최대보행 동작을 상기 키네틱의 신체 골격 추적, 상기 피측정자의 8자보행 동작을 상기 입력부에 의한 입력신호, 상기 피측정자의 벽에서 버티기 동작을 상기 체력측정밴드의 모션 센싱, 그리고 상기 피측정자의 기립 시간을 상기 체력측정밴드의 모션 센싱에 의해, 상기 피측정자의 체력을 측정하도록 제어할 수 있다.
상기 마이컴은, 상기 키넥트에 의한 영상정보를 통해서 상기 피측정자의 체형을 통한 자세 분석 정보를 획득하고, 상기 자세 분석 정보에 대한 자세 개선 및 통증 완화를 위한 운동 처방을 상기 메모리부로부터 획득하여 상기 피측정자에게 제공하며, 상기 디스플레이부를 통해서 체력 측정에 필요한 정해진 동작을 영상이나 텍스트로 가이드함과 아울러, 오디오출력부를 통해서 음성으로 가이드하고, 상기 키넥트에 의한 영상정보를 통해서 상기 피측정자가 정해진 단일 동작을 수행하는 과정에서 떨림이나 정지에 해당하는 제 1 조건을 만족하는지를 판단하여 상기 제 1 조건을 만족시, 상기 제 1 조건을 만족하는 시점에 상기 체력측정밴드로부터 각속도나 가속도의 피크값을 발생시키는 제 2 조건을 만족하는지를 판단하여, 상기 제 2 조건을 만족시, 상기 제 2 조건을 만족하는 시점에 상기 키넥트에 마련되는 마이크로폰에 상기 피측정자로부터 정해진 세기 이상의 소리가 발생하는 제 3 조건을 만족하는지를 판단하여, 상기 제 3 조건을 만족시, 상기 단일 동작에 대한 장애가 발생한 것으로 보고, 통신부에 의해 상기 피측정자에 대해서 미리 정해진 병원의 단말기에 상기 단일 동작에 대한 장애 사실을 통지할 수 있다.
본 발명에 따른 체력 측정 시스템에 의하면, 노인을 비롯하여 다양한 피측정자의 동작으로부터 획득되는 영상정보와 함께 피측정자의 동작에 의해 발생되는 동작신호를 복합적으로 사용하여, 피측정자의 체력을 측정함으로써, 체력 측정의 정확도 내지 신뢰도를 높일 수 있고, 피측정자의 체력 측정이 용이하게 이루어지도록 하여 측정자와 피측정자의 편의성을 높일 수 있으며, 피측정자가 체력 측정을 정확하게 받고 있는지 쉽게 확인할 수 있을 뿐만 아니라, 잘못된 체력 측정을 용이하게 교정받을 수 있고, 체력 측정에 소요되는 인력을 줄일 수 있으며, 청년에 비하여 체력이 뒤지고 거동이 자유롭지 못한 노인에 대하여 원활하면서도 편리한 체력 측정이 가능하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시례에 따른 체력 측정 시스템을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 체력 측정 시스템의 키오스크를 도시한 배면 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시례에 따른 체력 측정 시스템을 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시례에 따른 체력 측정 시스템에서 체력 측정시 디스플레이부의 화면을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시례에 따른 체력 측정 시스템에서 체형 검사시 디스플레이부의 화면을 나타낸다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 실시례를 가질 수 있는 바, 특정 실시례들을 도면에 예시하고, 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니고, 본 발명의 기술 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 식으로 이해되어야 하고, 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시례에 한정되는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시례를 상세히 설명하며, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 이에 대해 중복되는 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시례에 따른 체력 측정 시스템을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 체력 측정 시스템의 키오스크를 도시한 배면 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시례에 따른 체력 측정 시스템을 도시한 구성도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시례에 따른 체력 측정 시스템(10)는 체력측정밴드(100)와 키오스크(Kiosk; 200)를 포함할 수 있다.
체력측정밴드(100)는 피측정자의 손목에 탈착 가능하게 착용되는 몸체(110)가 마련되고, 피측정자의 동작정보를 동작신호로 출력하는 동작인식센서(121,122)가 마련되며, 외부기기와의 무선통신을 수행하도록 제 1 통신모듈(140)이 마련되고, 동작인식센서(121,122)로부터 출력되는 동작신호를 제 1 통신모듈(140)을 통해 무선으로 송신하도록 제어하는 제어부(150)가 마련되고, 동작에 필요한 전원을 공급하는 배터리(160)가 마련된다.
몸체(110)는 내측에 동작인식센서(121,122), 제 1 통신모듈(140), 제어부(150) 및 배터리(160)를 비롯하여 다양한 구성장치들이 내측에 수용될 수 있으며, 피측정자의 손목에 탈착 가능하게 착용되기 위하여, 클립이나 후크 또는 클램프 등에 의해 서로가 착탈 가능하게 결합되는 밴드(111)가 양측에 각각 마련될 수 있다. 동작인식센서(121,122)는 예컨대 3축각속도센서(121)와 3축가속도센서(122)를 포함할 수 있다. 제 1 통신모듈(140)은 외부기기, 예컨대 키오스크(200)와의 블루투스나 Wi-Fi를 비롯하여 다양한 방식에 의해 무선 통신을 수행하도록 한다.
체력측정밴드(100)는 피측정자의 심박을 측정하여 심박신호로 출력하는 심박센서(130)와 기압을 측정하여 기압신호로 출력하는 기압센서(170)를 더 포함하고, 나아가서, 제어부(150)가 원하는 동작을 하도록 조작하기 위한 신호를 입력하도록 몸체(110)에 마련되는 버튼이나 스위치 등의 조작부(180)와, 제어부(150)의 제어에 의해 동작상태나 조작부(180)의 조작명령을 외부로 표시하도록 몸체(110)의 정면 내지 상면에 마련되는 표시부(190)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 제어부(150)는 심박센서(130)의 심박신호와 기압센서(170)의 기압신호를 제 1 통신모듈(140)에 의해 키오스크(200)의 제 2 통신모듈(230)에 송신하여 키오스크(200)의 마이컴(260)이 디스플레이부(240)를 통해서 디스플레이하거나 메모리부(250)에 데이터로 저장하도록 할 수 있다.
키오스크(200)는 체력측정밴드(100)를 착용한 피측정자의 전방에 설치되는 본체(210)가 마련되고, 피측정자의 동작 인식을 위한 영상정보를 획득하는 키넥트(220)가 마련되며, 체력측정밴드(100)로부터 동작신호를 무선으로 송신받도록 제 2 통신모듈(230)가 마련되고, 정보를 외부로 디스플레이하는 디스플레이부(240)가 마련되며, 정보를 저장하는 메모리부(250)가 마련되고, 키넥트(220)에 의해 획득되는 영상정보와 체력측정밴드(100)로부터 제공되는 동작신호를 복합적으로 사용하여 정해진 기준에 따라 피측정자의 체력을 측정하는 마이컴(260)이 마련되고, 마이컴(260)의 제어에 의해 체력의 측정결과를 디스플레이부(240)를 통해 디스플레이되도록 하거나, 메모리부(250)에 저장하거나, 정해진 외부 기기, 예컨대 제 2 통신모듈(230)와 무선통신을 수행하는 별도의 단말기 등에 제공하도록 할 수 있다. 여기서 정해진 기준이란 체력 측정 결과값의 크기에 따라 매겨진 점수나 등급을 비롯하여 일반적이거나 나름대로 정한 다양한 방식에 따라 정해질 수 있다.
본체(210)는 키넥트(220), 제 2 통신모듈(230), 디스플레이부(240), 메모리부(250), 마이컴(260) 등의 구성을 이루는 장치들을 내측이나 외측에 수용할 수 있으며, 지면에 이동 가능하게 설치되도록 롤러(213)를 가지는 스탠드부(211)가 마련될 수 있고, 스탠드부(211)로부터 상방으로 수직되게 벽체부(212)가 마련될 수 있으며, 벽체부(212)의 전면에 광투과성의 미러(214)가 설치될 수 있고, 미러(214)의 후면에 디스플레이부(240)와 키넥트(220)가 전방을 향하도록 각각 설치될 수 있다. 또한 본체(210)는 스탠드부(211)와 벽체부(212)의 교차부분 상부에 삼각형의 단면 형태를 가지고서 도어(216)에 의해 개폐되어, 동작에 필요한 장치들, 예컨대 제 2 통신모듈(230), 디스플레이부(240), 메모리부(250), 마이컴(260) 등을 수용하도록 하는 수용챔버(215)가 마련될 수 있다.
키넥트(220)는 예컨대 전방에 위치하는 피측정자를 인식하여 동작에 반응하는 센서시스템으로서, 사람의 다수개, 일례로 48개 관절 움직임을 1초에 30번씩 읽어들일 수 있으며, 3D 카메라 모듈이 장착되어 모션 캡처로 피측정자의 동작을 인식할 수 있고, 마이크 모듈로 음성을 인식할 수도 있다.
제 2 통신모듈(230)는 제 1 통신모듈(140)과 정해진 통신방식에 따라 무선통신을 수행하게 된다.
마이컴(260)은 피측정자의 체력 측정시, 메모리부(250)에 저장된 체력측정 가이드용 데이터를 통해서 측정 요령을 정해진 순서에 따라 디스플레이부(240) 또는 오디오출력부(290)를 통해서 문자나 음성으로 가이드하되, 피측정자의 체력 측정 과정 중에, 영상정보와 동작신호를 표준이 되는 피측정자의 동작에 대한 표준영상정보와 표준동작신호를 서로 비교하여, 허용됨 범위를 벗어나는 부분에 대해서 메모리부(250)에 저장된 체력측정 교정용 데이터를 통해서 교정 요령을 디스플레이부(240) 또는 오디오출력부(290)를 통해서 문자나 음성으로 실시간 가이드함과 아울러, 허용된 범위를 벗어나는 정도나 일치하는 정도에 따라 점수를 산정하여 실시간으로 디스플레이부(240)를 통해서 디스플레이할 수 있다.
마이컴(260)은 피측정자가의 체력 측정 구간의 경계를 키넥트(220)를 통해서 얻어지는 동작정보와 동작인식센서(121,122)로부터 얻어지는 동작신호를 통해서 확인할 수 있고, 이에 따라 메모리부(250)에 저장된 체력측정 가이드용 데이터의 음성파일이나 텍스트파일 등을 미리 정해진 순서에 따라 오디오출력부(290)나 디스플레이부(240)를 통해서 외부로 출력되도록 할 수 있다. 또한 마이컴(260)은 피측정자가 체력을 측정하는 과정에서 키넥트(220)에서 얻어지는 영상정보와 동작인식센서(121,122)에서 얻어지는 동작신호를 해당하는 체력 측정에 대한 표준이 되는 피측정자의 동작에 대한 표준영상정보와 표준동작신호를 각각 비교하여, 일례로 영상정보에 대한 비교결과와 동작신호에 대한 비교결과 중 어느 하나가 허용 범위에 해당하는 경우 이를 규칙에 따른 체력 측정으로서 인정할 수 있고, 다른 예로서 모두가 허용범위에 해당하는 경우에 한해서 이를 규칙에 따른 체력 측정으로서 인정할 수도 있다. 또한 마이컴(260)은 상기의 비교과정에서 허용 범위를 벗어나는 경우, 신체 중에서 해당하는 부분과, 교정 방향을 각각 파악하고, 이에 해당하는 교정 요령을 메모리부(250)에 저장된 체력측정 교정용 데이터로부터 추출하여 디스플레이부(240) 또는 오디오출력부(290)를 통해서 문자나 음성으로 실시간 출력하도록 한다.
마이컴(260)은 점수의 디스플레이를 위해서, 예컨대 영상정보와 표준영상정보의 비교와 동작신호와 표준동작신호의 비교 중 어느 하나 또는 모두를 통해서 일치 정도를 백분율로 환산하고, 환산한 결과를 100점 만점을 최고점으로 하여 점수를 산출할 수 있는데, 이 경우, 표준영상정보나 표준동작신호의 평가 기준값을 ㅁ 일정 비율의 범위로 정하여, 상기한 일치 정도를 판단하는 기준으로 삼을 수 있다. 여기서 동작신호와 표준동작신호는 사용자의 움직임에 따른 동작인식센서(121,122)로부터 제공되는 동작 신호로서, 속도, 가속도, 각속도, 이동거리, 이동방향, 회전량 중에서 일부 또는 전부에 대한 정보를 시간순으로 제공하는 정보일 수 있다.
키오스크(200)는 동작에 필요한 전원을 외부로부터 전원공급부(280)가 공급받아 원하는 전압과 전류로 해당 구성장치에 공급하도록 하며, 디스플레이부(240)가 터치패널로 이루어짐으로써 명령이나 선택 등의 신호를 입력할 수 있고, 마우스나 키보드 등과 같은 별도의 입력부(270) 연결이 가능하도록 하여, 원하는 정보나 명령의 입력을 가능하도록 할 수 있다.
마이컴(260)은 도 4에서와 같이, 피측정자의 포스처를 키넥트(220)를 이용한 신체 골격 추적, 피측정자의 패그보드 수행을 입력부에 의한 입력신호, 피측정자의 눈뜨고 외발서기 동작을 키넥트(220)를 이용한 신체 골격 추적, 피측정자의 손 뻗기 동작을 키넥트(220)를 이용한 신체 골격 추적 기술과 체력측정밴드(100)의 모션 센싱, 피측정자의 상지거상각 동작을 키넥트(220)를 이용한 신체 골격 추적과 체력측정밴드(100)의 모션 센싱, 피측정자의 앉았다 일어서기 동작을 키넥트(220)를 이용한 신체 골격 추적, 피측정자의 봉잡기 동작을 입력부에 의한 입력신호, 피측정자의 윗몸 앞으로 굽히기 동작을 입력부에 의한 입력신호, 피측정자의 악력 동작을 입력부에 의한 입력신호, 피측정자의 아령들기 동작을 체력측정밴드(100)의 모션 센싱, 피측정자의 최대보행 동작을 키넥트(220)의 신체 골격 추적, 피측정자의 8자보행 동작을 입력부에 의한 입력신호, 피측정자의 벽에서 버티기 동작을 체력측정밴드(100)의 모션 센싱, 그리고 피측정자의 기립 시간을 체력측정밴드의 모션 센싱에 의해, 피측정자의 체력을 측정하도록 하고, 장수 체력 나이를 산출하도록 체력나이산출부(320)를 제어할 수 있다. 여기서, 포스처는 피측정자의 자세와 미리 정해놓은 기본 자세와의 비교를 통해서 그 차이에 대한 데이터 비교를 통해서 점수 또는 등급으로 평가할 수 있으며, 그 밖에도 피측정자가 기본 자세에 대하여 어느 정도 차이를 가지는지에 대해서 기존 방식을 비롯하여 다양한 방식이 적용될 수 있으며, 비교에 대한 평가 방식 역시 평가 목적 등에 따라 다양하게 정해질 수 있다.
체력나이산출부(320)는 마이컴(260)으로부터 제공되는 동작에 대한 결과와, 추가로 요구되는 피측정자의 누웠다 일어나기 동작의 소요 시간 측정값과, 피측정자의 나이로부터 아래의 수학식 1에 의하여 장수 체력 나이를 산출하도록 한다.
Figure 112017109523530-pat00001
여기서, LFI는 장수 체력 나이, X1은 누웠다 일어나기 동작의 소요 시간 측정값, X2는 8자 보행 동작의 소요 시간 측정값, X3는 의자에 앉았다 일어나기 동작의 소요 시간 측정값, X4는 눈뜨고 외발서기 동작의 소요 시간 측정값, AGE는 피측정자의 나이를 나타낸다.
본 발명에 따른 체력 측정 시스템(10)은 마이컴(260)에 의한 체력 측정으로서, 예컨대 아래의 표 1에서와 같은 노인 일상 생활 체력을 측정할 수 있다.
측정항목 사용센서 사용기술 측정방식 및 방법
1. 포스쳐 키넥트의 3D 카메라 ST 실체골격추적 결과 이미지와 피검자의 정면, 측면, 후면 전신사진을 기반으로 어깨의 기울어짐, 골반의 틀어짐 등의 자세를 측정하고 이를 시스템으로 전송
2. 패그보드 - - - 검사자가 검사결과를 시스템에 직접입력
- 정해진 패그보드에 삽입편을 원하는 위치와 개수로 삽입하도록 함으로써, 눈과 손의 협응력을 측정
3. 눈뜨고 외발서기 키넥트의 3D 카메라 ST -시스템을 바라본 상태에서 차렷 자세를 유지하여 Ready
-한쪽 발을 일정 높이 이상 들어올려 측정 시작
-들어올린 다리가 내려오는 순간 측정종료 및 유지시간(단위: sec) 저장
4. 손 뻗기 키넥트의 3D 카메라,
체력측정
밴드		 ST, MS -시스템이 피검자의 좌측을 보도록 섬
-스마트밴드를 착용한 채 양 손이 손등이 위로 가도록 앞으로 쭉 뻗어 Ready
-하체와 허리를 고정한 채 양 팔이 밑으로 내려오지 않도록 유지하면서 상체를 앞으로 쭉 뻗음
-앞으로 곧게 뻗은 팔을 내리면 측정이 종료되며 뻗은 만큼의 거리(단위: cm)를 측정하여 저장
-피검자의 손목에 착용한 스마트밴드의 6축센서가 팔을 앞으로 쭉 뻗고 있는지 방향과 각도를 측정하여 인지
5. 상지거상각 키넥트의 3D 카메라,
체력측정
밴드		 ST, MS -시스템이 피검자의 좌측을 보도록 섬
-스마트밴드를 착용한 채 양 손이 손등이 위로 가도록 앞으로 쭉 뻗어 Ready
-하체와 허리를 고정한 채 양 팔을 위로 가능한만큼 들어올림
-들어올린 팔을 내리면 측정이 종료되며 들어올린 만큼의 각도(단위:ㅀ)를 측정하여 저장
-피검자의 손목에 착용한 스마트밴드의 6축센서가 팔을 앞으로 쭉 뻗고 있는지 방향과 각도를 측정하여 인지
6. 앉았다 일어서기 키넥트의 3D 카메라 ST -시스템을 정면으로 바라본 상태에서 의자를 놓고 앉아 Ready
-의자에서 일어나는 순간 측정이 시작되며 30초동안 앉았다 일어나는 횟수 측정
-앉았다 일어났다 하는 동안의 신체골격의 변화(예-무릎의 구부러짐, 허리위치의 변화 등)를 감지하여 인지
7. 봉잡기 - - - 검사자가 검사결과를 시스템에 직접입력
- 정해진 위치에 설치된 봉을 잡을 수 있는 여부로 판단
8. 윗몸 앞으로 굽히기 - - - 검사자가 검사결과를 시스템에 직접입력
- 선 자세 또는 바닥에 앉은 자세에서 윗몸을 앞으로 굽히는 동작
9. 악력 - - - 검사자가 검사결과를 시스템에 직접입력
- 정해진 압력기 사용 또는 악력을 판단할 수 있는 동작 수행
10. 아령 체력측정
밴드		 MS -시스템을 정면으로 바라본 상태에서 의자를 놓고 앉아 양손에 아령을 들고 팔을 아래로 힘 없이 내린 상태로 Ready
-아령을 들어올린 순간 측정이 시작되며 30초동안 들었다 내려놓는 횟수 측정
-아령을 들었다 내리는 동작을 피검자의 손목에 착용한 스마트밴드의 6축센서가 감지하여 인지
11. 최대보행 키넥트의 3D 카메라 ST -피검자는 시스템을 보고 뒤돌아선 후, 일정위치(시스템으로부터 1.3m내외)에 선 상태로 Ready
-앞으로 걸어가기 시작한 순간 시작되며 2.5m앞에 놓인 꼬깔을 돌아 들어오는 시간(단위: cm)을 측정
-3D카메라에 내장된 적외선 센서가 피검자와의 거리를 측정하여 Ready상태에서 출발, 돌아 들어오는 순간의 거리를 감지
12. 8자보행 - - - 검사자가 검사결과를 시스템에 직접입력
- 지면에 1.5ㅧ3.6m의 선의 양쪽에 반환점을 설치하고, 그 사이에 의자를 놓는다. 대상자는 앉은 자세에서 시작과 함께 한쪽의 반환점을 돌아와 앉고 계속해서 반대쪽 반환점을 돌아와 앉는다. 2회 반복한 소요시간을 기록
13. 벽에서 버티기 체력측정
밴드		 MS -피검자는 벽에 등을 대고 기댄 채 무릎을 90도 가까이 굽히고, 스마트밴드를 착용한 양손을 손바닥이 벽에 붙인 상태로 밑으로 쭉 내려 Ready
-자세를 유지한 채 양 손을 손등을 위로 향하게 앞으로 90도 들어올려 앞으로 곧게 향하여 측정 시작
-이 자세를 유지한 시간(단위: sec)을 측정하며 자세가 흐트러져 양 손이 내려가면 측정이 종료
-또는 자세를 유지한 채 60초가 넘어가면 해당 항목은 만점으로 측정을 종료
-피검자의 손목에 착용한 스마트밴드의 6축센서가 팔을 앞으로 쭉 뻗고 있는지, 언제 손을 내리는지 방향과 각도를 측정하여 인지
14. 기립시간 체력측정
밴드		 MS -피검자는 바닥에 깔려있는 매트에 등을 대고 편히 누운 후, 스마트밴드를 착용한 양손의 손등이 하늘을 향하게 하여 Ready
-Ready상태 유지 후 3초 후에 측정이 시작되며 시작음이 들리면 피검자는 최대한 빨리 일어나 차렷 자세로 서고 양손을 아래방향으로 내린 자세를 유지하면 측정종료
-측정 시작에서 종료까지의 시간(단위: sec)을 측정하여 저장
-피검자의 손목에 착용한 스마트밴드의 6축센서가 팔을 바닥에 붙여 ready자세를 유지하는지, 차렷 자세를 유지하는 지 방향과 각도를 측정하여 인지
표 1에서, ST는 3D 카메라의 신체 골격 추적(Skeleton Tracking) 기술이고, MS는 스마트밴드에 내장된 6축센서의 모션 센싱(Motion Sensing) 기술을 의미한다.
또한 마이컴(260)은 키넥트(220)에 의한 영상정보를 통해서 도 5에 도시된 바와 같이, 피측정자의 체형을 통한 자세 분석 정보를 획득하고, 자세 분석 정보에 대한 자세 개선 및 통증 완화를 위한 운동 처방을 메모리부(250)로부터 획득하여 피측정자에게 제공하며, 디스플레이부(240)를 통해서 체력 측정에 필요한 정해진 동작을 영상이나 텍스트로 가이드함과 아울러, 오디오출력부(290)를 통해서 음성으로 가이드하고, 키넥트(220)에 의한 영상정보를 통해서 피측정자가 정해진 단일 동작을 수행하는 과정에서 떨림이나 정지에 해당하는 제 1 조건을 만족하는지를 판단하여 제 1 조건을 만족시, 제 1 조건을 만족하는 시점에 체력측정밴드(100)로부터 각속도나 가속도의 피크(peak)값을 발생시키는 제 2 조건을 만족하는지를 판단하여, 제 2 조건을 만족시, 제 2 조건을 만족하는 시점에 키넥트(220)에 마련되는 마이크로폰(미도시)에 피측정자로부터 정해진 세기 이상의 소리가 발생하는 제 3 조건을 만족하는지를 판단하여, 제 3 조건을 만족시, 단일 동작에 대한 장애가 발생한 것으로 보고, 통신부에 의해 피측정자에 대해서 미리 정해진 병원이나 의원의 단말기(1)에 단일 동작에 대한 장애 사실을 통지할 수 있다. 여기서 단일 동작이란 상기한 체력 측정을 위해 수행되는 각각의 동작을 의미할 수 있다. 따라서, 이러한 각 동작을 수행시, 유발되는 통증으로 인해 자연스럽게 수반되는 신체의 떨림, 급격한 반응 및 신음 소리 등의 판단에 따른 통지에 의해 병원이나 의원은 피측정자에 대한 건강 관리를 편리하도록 할 뿐만 아니라, 피측정자가 내원시 해당하는 단일 동작에 대한 장애 발생에 대해서 빠뜨리지 않고 진단이나 치료를 받을 수 있도록 하는 기회를 제공하게 된다.
통신부(230)는 무선이나 유선의 인터넷 통신을 가능하도록 하는데, 마이컴(260)은 통신부(230)를 통해서 체력 측정 결과를 미리 정해진 병원이나 의원의 단말기(1), 요양원이나 복지관의 단말기(2), 지자체나 관공서의 단말기(3) 또는 피트니스센터의 단말기(4) 등에 제공하도록 함으로써, 이들 기관이 피측정자에 대한 건강 관리에 대한 자료로서 효율적으로 사용할 수 있도록 한다. 또한, 자세 분석 정보에 대한 자세 개선 및 통증 완화는 예컨대 측정 결과 어깨가 굽은 것으로 판단되는 경우, 굽은 어깨를 펴는데 유용한 스트레칭이나, 이로 인해 유발되는 허리 통증을 개선시키기 위한 허리 근력 강화 운동 등을 처방해 줄 수 있으며, 이 밖에도 다양한 측정 결과에 따른 적합한 운동 처방 등이 제공될 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 체력 측정 시스템에 따르면, 노인을 비롯하여 다양한 피측정자의 동작으로부터 획득되는 영상정보와 함께 피측정자의 동작에 의해 발생되는 동작신호를 복합적으로 사용하여, 피측정자의 체력을 측정함으로써, 체력 측정의 정확도 내지 신뢰도를 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 피측정자의 체력 측정이 용이하게 이루어지도록 하여 측정자와 피측정자의 편의성을 높일 수 있으며, 피측정자가 체력 측정을 정확하게 받고 있는지 쉽게 확인할 수 있을 뿐만 아니라, 잘못된 체력 측정을 용이하게 교정받을 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 체력 측정에 소요되는 인력을 줄일 수 있으며, 청년에 비하여 체력이 뒤지고 거동이 자유롭지 못한 노인에 대하여 원활하면서도 편리한 체력 측정이 가능하도록 한다.
이와 같이 본 발명에 대해서 첨부된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시례에 한정되어서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이러한 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
1 : 병원이나 의원의 단말기 2 : 요양원이나 복지관의 단말기
3 : 지자체나 관공서의 단말기 4 : 피트니스센터의 단말기
100 : 체력측정밴드 110 : 몸체
111 : 밴드 121 : 3축각속도센서
122 : 3축가속도센서 130 : 심박센서
140 : 제 1 통신모듈 150 : 제어부
160 : 배터리 170 : 기압센서
180 : 조작부 190 : 표시부
191 : 마이크로폰 200 : 키오스크
210 : 본체 211 : 스탠드부
212 : 벽체부 213 : 롤러
214 : 미러 215 : 수용챔버
216 : 도어 220 : 키넥트
230 : 제 2 통신모듈 240 : 디스플레이부
250 : 메모리부 260 : 마이컴
270 : 입력부 280 : 전원공급부
290 : 오디오출력부

Claims (6)

  1. 피측정자의 손목에 탈착 가능하게 착용되는 몸체가 마련되고, 피측정자의 동작정보를 동작신호로 출력하는 동작인식센서가 마련되며, 외부기기와의 무선통신을 수행하도록 제 1 통신모듈이 마련되고, 상기 동작인식센서로부터 출력되는 동작신호를 상기 제 1 통신모듈을 통해 무선으로 송신하도록 제어하는 제어부가 마련되고, 동작에 필요한 전원을 공급하는 배터리가 마련되는 체력측정밴드; 및
    상기 체력측정밴드를 착용한 피측정자의 전방에 설치되는 본체가 마련되고, 상기 피측정자의 동작 인식을 위한 영상정보를 획득하는 키넥트가 마련되며, 상기 체력측정밴드로부터 상기 동작신호를 무선으로 송신받도록 제 2 통신모듈가 마련되고, 정보를 외부로 디스플레이하는 디스플레이부가 마련되며, 정보를 저장하는 메모리부가 마련되고, 상기 키넥트에 의해 획득되는 영상정보와 상기 체력측정밴드로부터 제공되는 상기 동작신호를 복합적으로 사용하여 정해진 기준에 따라 상기 피측정자의 체력을 측정하는 마이컴이 마련되고, 상기 마이컴의 제어에 의해 상기 체력의 측정결과를 상기 디스플레이부를 통해 디스플레이되도록 하거나, 상기 메모리부에 저장하거나, 정해진 외부 기기에 제공하도록 하는 키오스크;
    를 포함하고,
    상기 마이컴은,
    상기 키넥트에 의한 영상정보를 통해서 상기 피측정자의 체형을 통한 자세 분석 정보를 획득하고, 상기 자세 분석 정보에 대한 자세 개선 및 통증 완화를 위한 운동 처방을 상기 메모리부로부터 획득하여 상기 피측정자에게 제공하며, 상기 디스플레이부를 통해서 체력 측정에 필요한 정해진 동작을 영상이나 텍스트로 가이드함과 아울러, 마이컴과 연결된 오디오출력부를 통해서 음성으로 가이드하고, 상기 키넥트에 의한 영상정보를 통해서 상기 피측정자가 정해진 단일 동작을 수행하는 과정에서 떨림이나 정지에 해당하는 제 1 조건을 만족하는지를 판단하여 상기 제 1 조건을 만족시, 상기 제 1 조건을 만족하는 시점에 상기 체력측정밴드로부터 각속도나 가속도의 피크값을 발생시키는 제 2 조건을 만족하는지를 판단하여, 상기 제 2 조건을 만족시, 상기 제 2 조건을 만족하는 시점에 상기 키넥트에 마련되는 마이크로폰에 상기 피측정자로부터 정해진 세기 이상의 소리가 발생하는 제 3 조건을 만족하는지를 판단하여, 상기 제 3 조건을 만족시, 상기 단일 동작에 대한 장애가 발생한 것으로 보고, 통신부에 의해 상기 피측정자에 대해서 미리 정해진 병원의 단말기에 상기 단일 동작에 대한 장애 사실을 통지하는, 체력 측정 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 체력측정밴드는,
    피측정자의 심박을 측정하여 심박신호로 출력하는 심박센서와 기압을 측정하여 기압신호로 출력하는 기압센서를 더 포함하고, 상기 동작인식센서가 3축각속도센서 및 3축가속도센서를 포함하며, 상기 제어부가 상기 심박신호와 상기 기압신호를 상기 제 1 통신모듈에 의해 상기 키오스크에 송신하여 상기 키오스크가 디스플레이하거나 데이터로 저장하도록 하는, 체력 측정 시스템.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 본체는,
    지면에 이동 가능하게 설치되도록 롤러를 가지는 스탠드부가 마련되고, 상기 스탠드부로부터 상방으로 벽체부가 마련되며, 상기 벽체부의 전면에 광투과성의 미러가 설치되고, 상기 미러의 후면에 상기 디스플레이부와 상기 키넥트가 전방을 향하도록 각각 설치되며, 상기 스탠드부와 상기 벽체부의 교차부분 상부에 삼각형의 단면 형태를 가지고서 도어에 의해 개폐되어, 동작에 필요한 장치들을 수용하도록 하는 수용챔버가 마련되는, 체력 측정 시스템.
  4. 삭제
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 마이컴은,
    상기 피측정자의 포스처를 상기 키넥트를 이용한 신체 골격 추적, 상기 피측정자의 패그보드 수행을 입력부에 의한 입력신호, 상기 피측정자의 눈뜨고 외발서기 동작을 상기 키넥트를 이용한 신체 골격 추적, 상기 피측정자의 손 뻗기 동작을 상기 키넥트를 이용한 신체 골격 추적 기술과 체력측정밴드의 모션 센싱, 상기 피측정자의 상지거상각 동작을 상기 키넥트를 이용한 신체 골격 추적과 체력측정밴드의 모션 센싱, 상기 피측정자의 앉았다 일어서기 동작을 상기 키넥트를 이용한 신체 골격 추적, 상기 피측정자의 봉잡기 동작을 상기 입력부에 의한 입력신호, 상기 피측정자의 윗몸 앞으로 굽히기 동작을 상기 입력부에 의한 입력신호, 상기 피측정자의 악력 동작을 상기 입력부에 의한 입력신호, 상기 피측정자의 아령들기 동작을 상기 체력측정밴드의 모션 센싱, 상기 피측정자의 최대보행 동작을 상기 키넥트의 신체 골격 추적, 상기 피측정자의 8자보행 동작을 상기 입력부에 의한 입력신호, 상기 피측정자의 벽에서 버티기 동작을 상기 체력측정밴드의 모션 센싱, 그리고 상기 피측정자의 기립 시간을 상기 체력측정밴드의 모션 센싱에 의해, 상기 피측정자의 체력을 측정하도록 제어하는, 체력 측정 시스템.
  6. 삭제
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