KR102266596B1 - 3-axis simulator-based healthcare cycling system - Google Patents

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KR102266596B1
KR102266596B1 KR1020190170643A KR20190170643A KR102266596B1 KR 102266596 B1 KR102266596 B1 KR 102266596B1 KR 1020190170643 A KR1020190170643 A KR 1020190170643A KR 20190170643 A KR20190170643 A KR 20190170643A KR 102266596 B1 KR102266596 B1 KR 102266596B1
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healthcare
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KR1020190170643A
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Korean (ko)
Inventor
손경희
정석찬
전영준
오성훈
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동의대학교 산학협력단
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Abstract

According to an embodiment of the present invention, a 3-axis simulator based health care cycling system comprises: a simulator; a display; and a control unit. The simulator includes: a cycle having a saddle, a pair of pedals, and a handle; and one or more actuators connected to the cycle. The display provides VR content to a user. The control unit receives operation signals applied to the pair of pedals and the handle by the user in response to the VR content provided to the user, and operates the simulator by using the received operation signals and course information of the VR content. The actuators are operated to synchronize the cycle with the course information based on at least one among rotational motion, reciprocating motion, and vibration. The control unit provides loads to the pair of pedals and the handle based on the operation signals and the course information. The present invention can maximize a sense of realism.

Description

3축 시뮬레이터 기반의 헬스케어 사이클링 시스템{3-AXIS SIMULATOR-BASED HEALTHCARE CYCLING SYSTEM}3-axis simulator-based healthcare cycling system {3-AXIS SIMULATOR-BASED HEALTHCARE CYCLING SYSTEM}

본 발명은 3축 시뮬레이터 기반의 헬스케어 사이클링 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는 사용자가 실제로 자전거를 타는 느낌과 효과를 현장감있게 제공하기 위하여 사용자가 가상현실 컨텐츠를 보면서 자전거를 동작시킴에 따라 달라지는 가상현실 컨텐츠 내에서의 상황을 실시간으로 반영할 수 있으며, 특히 가상현실 컨텐츠 내에서의 오르막이나 굴곡면 등과 같은 지면 상태에 따라 시뮬레이터 기기의 움직임과 페달의 부하가 달라질 수 있는 헬스케어 사이클링 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a healthcare cycling system based on a 3-axis simulator. In more detail, in order to provide a realistic feeling and effect of the user actually riding a bicycle, the situation in the virtual reality content that changes as the user operates the bicycle while watching the virtual reality content can be reflected in real time. It relates to a healthcare cycling system in which the movement of a simulator device and the load of a pedal can vary according to ground conditions such as uphill or curved surfaces in real content.

컴퓨터를 이용한 전자오락 게임은 오래전부터 어린이와 청소년을 주축으로 널리 이용되어 왔으며, 근래에는 발달된 PC와 더불어 초고속 인터넷의 보급이 확산되면서 온라인 게임의 급격한 활성화를 가져와 남녀노소를 가리지 않고 누구나 간편하게 즐길 수 있는 하나의 문화로 자리매김한 상태라 할 수 있다. 이를 바탕으로 게임 산업은 비약적인 발전을 거듭하고 있는 추세에 있고, 게임의 종류도 단순 두뇌 게임을 비롯하여 각종 전투 게임이나 스포츠 게임 및 모터사이클이나 자동차 경주 게임 등에 이르기까지 매우 다양한 영역을 아우르고 있어 사용자는 자신의 취향에 따라 적합한 게임을 선택하여 즐길 수 있다. Electronic entertainment games using computers have been widely used by children and adolescents for a long time, and in recent years, with the spread of high-speed Internet along with the developed PC, online games have been rapidly revitalized, so that anyone regardless of gender or age can easily enjoy it. It can be said that it has established itself as a culture that exists. Based on this, the game industry is undergoing rapid development, and the types of games are very diverse, from simple brain games to various battle games, sports games, motorcycles and car racing games. You can choose and enjoy the game that suits your taste.

특히, 바쁜 일상을 보내고 있는 현대인들의 부족한 운동량을 채울 수 있는 수단으로 러닝머신이나 자전거 등의 헬스 기구를 이용한 게임이 개발되고 있다. 즉, 피트니스센터에 마련된 사이클은 단순 반복되는 운동으로 흥미 유발을 위한 장치가 불충분하여 지루해지기 쉬우며 혼자서 하는 운동이기 때문에 자신과의 싸움에서 쉽게 포기하기 쉽다는 문제을 해결하기 위하여 운동 자체의 흥미를 유발하기 위한 시뮬레이션 장치에 대한 개발이 요구되고 있는 실정이다.In particular, games using fitness equipment such as treadmills and bicycles are being developed as a means to fill the insufficient amount of exercise of modern people who are living their busy lives. In other words, the cycle provided in the fitness center is a simple and repetitive exercise, and it is easy to become bored due to insufficient equipment for stimulating interest, and to solve the problem that it is easy to give up easily in a fight with oneself because it is an exercise that is done alone, it stimulates interest in the exercise itself. There is a demand for development of a simulation device for this purpose.

시뮬레이션 장치는 컴퓨터를 이용하여 만들어진 가상공간 안에 인간의 오감을 통한 상호작용을 실현하여 현실 세계에서의 활동이나 공간적, 물리적 제약에 의해 직접 경험하지 못하는 상황을 간접적으로 체험할 수 있는 장치이다. 최근 들어 이러한 시뮬레이션 장치의 개발에 대한 새로운 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 스포츠나 레저에 관련된 시뮬레이션 장치 뿐만 아니라 전술한 바와 같이 피트니스 센터에서도 실내에서 행해지는 운동의 효과를 높이기 위한 시뮬레이션 장치의 필요성이 증대되고 있다.A simulation device is a device that can indirectly experience situations that cannot be directly experienced due to activities in the real world or spatial and physical constraints by realizing interactions through the five senses in a virtual space created using a computer. Recently, new research on the development of such a simulation device is being actively conducted, and as described above, the need for a simulation device to increase the effect of exercise performed indoors in a fitness center as well as a simulation device related to sports or leisure increases. is becoming

기존의 선행특허로, 한국등록특허 제0908400호(2009년 07년 10월 등록)의 '영상표시 기능을 갖는 사이클 머신'에 따르면, 모니터를 통해 실외에서 주행하는 것처럼 느끼도록 자전거의 좌우 이동과 전, 후 이동이 가능한 사이클 머신에 대한 내용을 개시하고 있지만, 모니터를 통해 제공되는 영상에 대응하여 자전거의 경사와 기울기를 조절할 뿐 사용자의 동작에 대응되어 사이클에 부하를 가하거나 현실감을 극대화하기 위한 내용은 개시하고 있지 않다.According to the existing prior patent, 'Cycle Machine with Image Display Function' of Korea Patent No. 0908400 (registered in October, 2009), the left and right movement of the bicycle and the forward and backward movement of the bicycle through the monitor make it feel as if you are driving outdoors. , but discloses the contents of a cycle machine that can move afterward, but only adjusts the inclination and inclination of the bicycle in response to the image provided through the monitor. Content to apply a load to the cycle or maximize the sense of reality in response to the user's motion is not disclosed.

즉, 기존 기술은 3D 영상이나 가상현실 컨텐츠를 기반으로 해당 영상 혹은 컨텐츠에 맞게 시뮬레이터 기기의 움직임을 미리 설정해서 마치 영상이나 컨텐츠에 따라 시뮬레이션 기기가 움직이는 것처럼 표현하고 있으나, 이는 현실감이 떨어지고 사용자가 직접 조종하는 결과에 대응되도록 움직이는 시뮬레이션 장치에 대한 개발은 미비한 실정이다.In other words, the existing technology sets the motion of the simulator device in advance according to the video or content based on 3D video or virtual reality content and expresses it as if the simulation device moves according to the video or content. The development of a simulation device that moves to correspond to the result of manipulation is insufficient.

대한민국 등록특허공보 제10-0908400호 (공개일자: 2009.07.10)Republic of Korea Patent Publication No. 10-0908400 (published on July 10, 2009)

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 사용자가 시뮬레이션 장치에 탑승하는 것 만으로 실제로 자전거를 타는 느낌과 효과를 그대로 현실감 있게 체험할 수 있는 3축 시뮬레이터 기반의 헬스케어 사이클링 시스템을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above-mentioned problems, and provides a 3-axis simulator-based healthcare cycling system in which a user can realistically experience the feeling and effect of actually riding a bicycle just by riding on a simulation device. The purpose is to want to.

또한, 사용자가 라이딩 기기를 움직이는 방향이나 방법에 따라 상황이 달라지는 현실과 가장 유사한 환경을 구현하고자 하며, 보다 상세하게는 오르막이나 굴곡면과 같은 지면 상태에 따라 시뮬레이터 장치의 움직임과 페달 부하가 달라지도록 실시간으로 반영함으로써 현장감을 극대화하고자 함에 그 목적이 있다.In addition, we want to implement an environment most similar to the reality in which the situation changes depending on the direction or method of the user moving the riding device, and more specifically, so that the movement of the simulator device and the pedal load vary according to the ground conditions such as uphill or curved surfaces. The purpose is to maximize the sense of presence by reflecting in real time.

또한, 사이클의 핸들에 마련된 센서를 통해 사용자의 심박, 맥박 등 생체신호를 실시간으로 측정함으로써 사용자의 건강 상태 및 심리상태를 파악하고, 이를 반영하여 컨텐츠를 수정하거나 시뮬레이터의 동작을 제어할 수 있도록 하는 3축 시뮬레이터 기반의 헬스케어 사이클링 시스템을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.In addition, by measuring the user's heart rate and pulse in real time through the sensor provided on the handle of the cycle, the user's health and psychological state is identified, and the contents are reflected or the operation of the simulator can be controlled by reflecting this. The purpose is to provide a healthcare cycling system based on a 3-axis simulator.

본 발명의 일 실시 예로써, 3축 시뮬레이터 기반의 헬스케어 사이클링 시스템이 제공될 수 있다.As an embodiment of the present invention, a 3-axis simulator-based healthcare cycling system may be provided.

본 발명의 일 실시 예에 따른 3축 시뮬레이터 기반의 헬스케어 사이클링 시스템은 안장, 한 쌍의 페달 및 핸들이 구비된 사이클 및 사이클과 연결되고 하나 이상의 액츄에이터를 포함하는 시뮬레이터, 사용자에게 가상현실 컨텐츠를 제공하기 위한 디스플레이 및 사용자에게 제공되는 가상현실 컨텐츠에 대응하여 사용자에 의하여 페달 및 핸들에 인가되는 동작신호를 수신하고, 수신한 동작신호 및 가상현실 컨텐츠의 코스정보를 이용하여 시뮬레이터를 동작시키기 위한 제어부를 포함하고, 액츄에이터는 사이클이 회전운동, 왕복운동 및 진동 중 적어도 어느 하나에 기초하여 코스정보와 동기화하도록 동작되며, 제어부는 동작신호 및 코스정보에 기초하여 페달 및 핸들에 부하를 제공할 수 있다.A three-axis simulator-based healthcare cycling system according to an embodiment of the present invention provides virtual reality content to a user, a simulator connected to a cycle and a cycle provided with a saddle, a pair of pedals, and a handle, and including one or more actuators a control unit for receiving the operation signal applied to the pedal and the handle by the user in response to the display and the virtual reality content provided to the user, and operating the simulator using the received operation signal and course information of the virtual reality content; Including, the actuator is operated to synchronize the cycle with the course information based on at least one of rotational motion, reciprocating motion, and vibration, and the control unit may provide a load to the pedal and the handle based on the operation signal and the course information.

본 발명의 일 실시 예에 따른 3축 시뮬레이터 기반의 헬스케어 사이클링 시스템에 있어서, 핸들에는 사용자의 생체신호를 측정하기 위한 센싱부가 마련되어 있으며, 제어부는 측정된 생체신호를 기초로 사용자의 상태를 분석한 결과에 따라, 액츄에이터의 동작 및 페달 및 핸들에 제공되는 부하를 결정할 수 있다.In the 3-axis simulator-based healthcare cycling system according to an embodiment of the present invention, a sensing unit for measuring a user's bio-signals is provided in the handle, and the control unit analyzes the user's condition based on the measured bio-signals. Based on the result, it is possible to determine the operation of the actuator and the load provided to the pedals and handle.

본 발명의 일 실시 예에 따른 3축 시뮬레이터 기반의 헬스케어 사이클링 시스템에 있어서, 센싱부는 사용자의 혈류량 및 심박 변이도를 측정하기 위한 제 1 센서, 사용자 신체의 온도, 습도 및 임피던스 측정을 위한 제 2 센서 및 사용자의 움직임 정보를 감지하기 위한 제 3 센서를 포함할 수 있다.In the 3-axis simulator-based healthcare cycling system according to an embodiment of the present invention, the sensing unit includes a first sensor for measuring a user's blood flow and heart rate variability, and a second sensor for measuring temperature, humidity and impedance of the user's body. and a third sensor for detecting the user's motion information.

본 발명의 일 실시 예에 따른 3축 시뮬레이터 기반의 헬스케어 사이클링 시스템에 있어서, 사이클에는 페달의 동작에 따라 회전하는 모터 및 모터의 회전데이터를 취득하기 위한 엔코더가 더 포함되고, 회전데이터는 동작신호 발생 시간, 페달 1회전 시 이동거리, 페달 1회전 시 발생하는 동작신호의 펄스 수를 포함하며, 제어부는 회전데이터로부터 산출된 속도데이터를 이용하여 페달에 제공하기 위한 부하를 결정할 수 있다.In the 3-axis simulator-based healthcare cycling system according to an embodiment of the present invention, the cycle further includes a motor rotating according to the operation of a pedal and an encoder for acquiring rotation data of the motor, and the rotation data is an operation signal It includes a generation time, a movement distance for one rotation of the pedal, and the number of pulses of an operation signal generated for one rotation of the pedal, and the controller may determine a load to be provided to the pedal by using the speed data calculated from the rotation data.

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본 발명의 일 실시 예에 따른 3축 시뮬레이터 기반의 헬스케어 사이클링 시스템에 있어서, 웨어러블 장갑을 더 포함하고, 웨어러블 장갑은 사용자의 모든 손가락 말단부에 대응되도록 설치된 감압 센서, 사용자의 손가락 첫째마디부터 셋째마디에 대응되도록 설치된 플렉스 센서, 제어부와 통신하기 위한 통신모듈, 하나 이상의 인스트럭션을 저장하는 메모리 및 메모리에 저장된 하나 이상의 인스트럭션을 실행하는 프로세서를 포함할 수 있다.In the 3-axis simulator-based healthcare cycling system according to an embodiment of the present invention, it further comprises a wearable glove, the wearable glove is a pressure sensor installed to correspond to the distal end of all fingers of the user, the first to third joints of the user's fingers A flex sensor installed to correspond to, a communication module for communicating with the control unit, a memory for storing one or more instructions, and a processor for executing one or more instructions stored in the memory.

본 발명의 3축 시뮬레이터 기반의 헬스케어 사이클링 시스템에 의하면, 사용자가 시뮬레이션 장치에 탑승하는 것 만으로 실제로 자전거를 타는 느낌과 효과를 그대로 현실감 있게 체험할 수 있는 효과가 있다.According to the 3-axis simulator-based healthcare cycling system of the present invention, there is an effect that the user can experience the feeling and effect of actually riding a bicycle in a realistic way just by riding on the simulation device.

또한, 사용자가 라이딩 기기를 움직이는 방향이나 방법에 따라 상황이 달라지는 현실과 가장 유사한 환경을 구현하고자 하며, 보다 상세하게는 오르막이나 굴곡면과 같은 지면 상태에 따라 시뮬레이터 장치의 움직임과 페달 부하가 달라지도록 실시간으로 반영함으로써 현장감을 극대화할 수 있는 효과가 있다.In addition, we want to implement an environment most similar to the reality in which the situation changes depending on the direction or method of the user moving the riding device, and more specifically, so that the movement of the simulator device and the pedal load vary according to the ground conditions such as uphill or curved surfaces. It has the effect of maximizing the sense of presence by reflecting in real time.

또한, 사이클의 핸들에 마련된 센서를 통해 사용자의 심박, 맥박 등 생체신호를 실시간으로 측정함으로써 사용자의 건강 상태 및 심리상태를 파악하고, 이를 반영하여 컨텐츠를 수정하거나 시뮬레이터의 동작을 제어할 수 있는 효과가 있다.In addition, by measuring the user's heart rate and pulse in real time through the sensor provided on the handle of the cycle, the user's health and psychological state can be identified, and contents can be modified or the operation of the simulator can be controlled by reflecting this. there is

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 헬스케어 사이클링 시스템을 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 헬스케어 사이클링 시스템에 있어서, 시뮬레이터 및 디스플레이를 나타낸 순서도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 헬스케어 사이클링 시스템에 있어서, 시뮬레이터를 나타낸 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 헬스케어 사이클링 시스템이 동작되는 과정을 나타낸 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 헬스케어 사이클링 시스템에 있어서, 사용자가 페달을 동작시키는 경우 모터 및 엔코더의 동작 과정을 나타낸 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 헬스케어 사이클링 시스템에 있어서, 핸들의 조작 범위를 나타낸 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 헬스케어 사이클링 시스템에 있어서, 가상현실 컨텐츠를 나타낸 예시도이다.1 is an exemplary diagram illustrating a healthcare cycling system according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a simulator and a display in a healthcare cycling system according to an embodiment of the present invention.
3 and 4 are exemplary views showing a simulator in the healthcare cycling system according to an embodiment of the present invention.
5 is an exemplary diagram illustrating a process of operating a healthcare cycling system according to an embodiment of the present invention.
6 is an exemplary diagram illustrating an operation process of a motor and an encoder when a user operates a pedal in a healthcare cycling system according to an embodiment of the present invention.
7 is an exemplary view showing the operation range of the handle in the healthcare cycling system according to an embodiment of the present invention.
8 is an exemplary diagram illustrating virtual reality content in a healthcare cycling system according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily implement them. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다. Terms used in this specification will be briefly described, and the present invention will be described in detail.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다. The terms used in the present invention have been selected as currently widely used general terms as possible while considering the functions in the present invention, which may vary depending on the intention or precedent of a person skilled in the art, the emergence of new technology, and the like. In addition, in a specific case, there is a term arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning will be described in detail in the description of the corresponding invention. Therefore, the term used in the present invention should be defined based on the meaning of the term and the overall content of the present invention, rather than the name of a simple term.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, "그 중간에 다른 소자를 사이에 두고" 연결되어 있는 경우도 포함한다. When a part "includes" a certain element throughout the specification, this means that other elements may be further included, rather than excluding other elements, unless otherwise stated. In addition, terms such as "...unit" and "module" described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software, or a combination of hardware and software. . In addition, when a part is "connected" to another part throughout the specification, it includes not only a case in which it is "directly connected" but also a case in which it is connected "with another element in the middle".

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 헬스케어 사이클링 시스템을 나타낸 예시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 헬스케어 사이클링 시스템에 있어서, 시뮬레이터 및 디스플레이를 나타낸 순서도이며, 도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 헬스케어 사이클링 시스템에 있어서, 시뮬레이터를 나타낸 예시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 헬스케어 사이클링 시스템이 동작되는 과정을 나타낸 예시도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 헬스케어 사이클링 시스템에 있어서, 사용자가 페달을 동작시키는 경우 모터 및 엔코더의 동작 과정을 나타낸 예시도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 헬스케어 사이클링 시스템에 있어서, 핸들의 조작 범위를 나타낸 예시도이며, 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 헬스케어 사이클링 시스템에 있어서, 가상현실 컨텐츠를 나타낸 예시도이다. 이하에서는 상기에서 설명한 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.1 is an exemplary diagram illustrating a healthcare cycling system according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flowchart illustrating a simulator and a display in the healthcare cycling system according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 and FIG. 4 is an exemplary diagram illustrating a simulator in a healthcare cycling system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an exemplary diagram illustrating a process of operating the healthcare cycling system according to an embodiment of the present invention, 6 is an exemplary diagram illustrating an operation process of a motor and an encoder when a user operates a pedal in a healthcare cycling system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a healthcare cycling system according to an embodiment of the present invention. In a cycling system, it is an exemplary view showing the operation range of the handle, and FIG. 8 is an exemplary view showing virtual reality contents in a healthcare cycling system according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings described above.

본 발명의 일 실시 예로써, 3축 시뮬레이터 기반의 헬스케어 사이클링 시스템(10)이 제공될 수 있다.As an embodiment of the present invention, a 3-axis simulator-based healthcare cycling system 10 may be provided.

본 발명의 일 실시 예에 따른 3축 시뮬레이터 기반의 헬스케어 사이클링 시스템(10)은 안장, 한 쌍의 페달 및 핸들이 구비된 사이클(110) 및 사이클(110)과 연결되고 하나 이상의 액츄에이터를 포함하는 시뮬레이터(100), 사용자에게 가상현실 컨텐츠를 제공하기 위한 디스플레이(200) 및 사용자에게 제공되는 가상현실 컨텐츠에 대응하여 사용자에 의하여 페달 및 핸들에 인가되는 동작신호를 수신하고, 수신한 동작신호 및 가상현실 컨텐츠의 코스정보를 이용하여 시뮬레이터(100)를 동작시키기 위한 제어부를 포함하고, 액츄에이터는 사이클(110)이 회전운동, 왕복운동 및 진동 중 적어도 어느 하나에 기초하여 코스정보와 동기화하도록 동작되며, 제어부(300)는 동작신호 및 코스정보에 기초하여 페달 및 핸들에 부하를 제공할 수 있다.The 3-axis simulator-based healthcare cycling system 10 according to an embodiment of the present invention is connected to the cycle 110 and cycle 110 provided with a saddle, a pair of pedals and a handle, and includes one or more actuators. The simulator 100, the display 200 for providing the virtual reality content to the user, and the operation signal applied to the pedal and the handle by the user in response to the virtual reality content provided to the user are received, and the received operation signal and virtual A control unit for operating the simulator 100 using the course information of real content, the actuator is operated to synchronize the cycle 110 with the course information based on at least one of rotational motion, reciprocating motion and vibration, The controller 300 may provide a load to the pedal and the handle based on the operation signal and course information.

일 개시에 따르면, 사이클(110)은 지면과 평행하게 마련되어 시뮬레이터(100) 상에 구비될 수 있다. 상기 사이클(110)은 이륜으로 구동되는 이동장치로 자전거로 지칭될 수 있다. 다만, 사이클(110)은 시뮬레이터(100)에 고정되어 있으므로, 상기 사이클(110)은 사용자의 페달을 밟거나 핸들을 꺾는 등의 동작에도 불구하고 이동할 수는 없다. 즉, 본 발명은 가상현실 컨텐츠를 통해 제공되는 가상공간에서 실제로 자전거를 타는 것과 같은 현장감을 제공하기 위한 것이므로 본 발명의 사이클(110)은 이동하지는 않지만 이동하는 것과 같은 느낌은 사용자에게 제공할 수 있다.According to one disclosure, the cycle 110 may be provided parallel to the ground and provided on the simulator 100 . The cycle 110 is a moving device driven by two wheels and may be referred to as a bicycle. However, since the cycle 110 is fixed to the simulator 100 , the cycle 110 cannot move despite an operation such as stepping on the user's pedal or breaking the handle. That is, since the present invention is to provide a sense of realism like riding a bicycle in a virtual space provided through virtual reality content, the cycle 110 of the present invention does not move, but it can provide the user with the feeling of moving. .

일 개시에 따른 시뮬레이터(100)는 하나 이상의 액츄에이터를 포함할 수 있다. 즉, 사용자가 실제로 사이클(110)을 운전하는 것과 같은 현장감을 받는 것은 액츄에이터의 동작에 따른 것으로, 사이클(110)의 전/후/좌/우 기울기를 변경하는 등의 움짐임을 제공할 수 있다. 즉, 액츄에이터는 시뮬레이터(100)가 전후축(x축) 회전운동 하도록 하기 위한 롤(roll), 수평축(y축) 회전운동 하도록 하기 위한 피치(pitch), 상하축(z축) 회전운동 하도록 하기 위한 요우(yaw), 전후축(x축) 앞뒤 왕복운동을 위한 서지(surge), 수평축(y축) 좌우 왕복운동을 위한 스웨이(sway) 및 상하축(z축) 위아래 왕복운동을 위한 히브(heave) 동작으로 구동되도록 할 수 있다. 뿐만 아니라 시뮬레이터(100)는 제어부(300)로부터 받은 신호에 기초하여 진동(vibration)하도록 할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 시뮬레이터(100)는 제어부(300)에 의한 제어에 따라 사이클(110)이 롤(roll), 피치(pitch), 요우(yaw), 서지(surge), 스웨이(sway), 히브(heave) 및 진동(vibration) 등의 동작을 하도록 구동할 수 있다. 일 개시에 따르면, 시뮬레이터(100)는 사이클(110)의 상기 롤(roll), 피치(pitch), 요우(yaw), 서지(surge), 스웨이(sway), 히브(heave) 및 진동(vibration) 동작을 위하여 한 쌍의 2축 서보(servo) 모터를 구비할 수 있다. 즉, 시뮬레이터(100)는 사이클(110)의 수직 상, 하 이동은 물론 전/후/좌/우 기울임을 줄 수 있다면 어떠한 방식으로도 구동될 수 있다. 다시 말하면, 가상현실 컨텐츠의 주행코스를 통해 제공되는 평지주행, 오르막주행, 내리막주행, 굴곡면주행, 왼쪽 기울임 주행, 오른쪽 기울임 주행 등의 모든 주행 형태에 대응되도록 상기 시뮬레이터(100)는 상기 사이클(110)의 움직임을 조절할 수 있다. 상기 시뮬레이터(100)는 지면 상태를 고려하여 진동을 일으키거나 상기 지면 상태를 고려하여, 롤, 피치 등의 동작의 정도를 변화시킬 수 있다.The simulator 100 according to one disclosure may include one or more actuators. That is, it is according to the operation of the actuator that the user receives a sense of presence as if the user is actually driving the cycle 110 , and it is possible to provide movement such as changing the front/rear/left/right inclination of the cycle 110 . That is, the actuator is a roll for the simulator 100 to rotate the front-rear axis (x-axis), a pitch for a horizontal axis (y-axis) rotational movement, and a vertical axis (z-axis) to rotate for yaw, fore-and-aft axis (x-axis), surge for back-and-forth reciprocation, horizontal axis (y-axis) sway for left and right reciprocation and up-and-down axis (z-axis) heave ( Heave) operation can be driven. In addition, the simulator 100 may vibrate based on a signal received from the controller 300 . That is, in the simulator 100 according to an embodiment of the present invention, the cycle 110 according to the control by the controller 300 roll (roll), pitch (pitch), yaw (yaw), surge (surge), sway It can be driven to perform operations such as (sway), heave (heave), and vibration (vibration). According to one disclosure, the simulator 100 is the roll, pitch, yaw, surge, sway, heave and vibration of the cycle 110 . A pair of two-axis servo motors may be provided for operation. That is, the simulator 100 can be driven in any way as long as it can provide vertical up and down movement of the cycle 110 as well as forward/backward/left/right tilt. In other words, so that the simulator 100 corresponds to all driving forms such as flat driving, uphill driving, downhill driving, curved driving, left inclined driving, right inclined driving, etc. provided through the driving course of virtual reality contents, the cycle ( 110) can be controlled. The simulator 100 may generate vibration in consideration of the ground condition or may change the degree of motion such as roll and pitch in consideration of the ground condition.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 헬스케어 사이클링 시스템(10)에는 통신부(미도시)가 포함될 수 있다. 통신부는 본 발명의 헬스케어 사이클링 시스템(10) 내부의 구성요소 간 데이터 송수신은 물론, 타 디바이스와 유선 또는 무선 통신 채널의 수립 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신부는 제어부(300)와 독립적으로 운영되는 유선 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 통신부는 무선 통신 모듈( Ex. 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈 ) 또는 유선 통신 모듈( Ex. LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈 )을 포함할 수 있다.In addition, the healthcare cycling system 10 according to an embodiment of the present invention may include a communication unit (not shown). The communication unit may support data transmission/reception between components within the healthcare cycling system 10 of the present invention, as well as establishment of a wired or wireless communication channel with another device and performing communication through the established communication channel. The communication unit may include one or more communication processors that support wired communication or wireless communication operated independently of the control unit 300 . The communication unit is a wireless communication module (Ex. cellular communication module, short-range wireless communication module, or GNSS (global navigation satellite system) communication module) or wired communication module (Ex. LAN (local area network) communication module, or power line communication module) may include.

일 개시에 의한 동작신호는 상기 사용자에 의해서 페달에 가하는 압력에 관한 신호일 수 있고, 페달이 1바퀴 돌았을 때 후술하는 모터에 인가되는 구동신호일 수 있다. 또한, 사용자가 핸들을 파지한 상태에서 상기 핸들을 회전시키는 각도도 상기 동작신호에 포함될 수 있다.The operation signal according to one start may be a signal related to the pressure applied to the pedal by the user, or may be a driving signal applied to a motor to be described later when the pedal rotates once. In addition, an angle at which the user rotates the handle while gripping the handle may be included in the operation signal.

본 발명의 일 실시 예에 따른 3축 시뮬레이터 기반의 헬스케어 사이클링 시스템(10)에 있어서, 핸들에는 사용자의 생체신호를 측정하기 위한 센싱부가 마련되어 있으며, 제어부(300)는 측정된 생체신호를 기초로 사용자의 상태를 분석한 결과에 따라, 액츄에이터의 동작 및 페달 및 핸들에 제공되는 부하를 결정할 수 있다.In the 3-axis simulator-based healthcare cycling system 10 according to an embodiment of the present invention, a sensing unit for measuring a user's bio-signal is provided in the handle, and the control unit 300 is configured to use the measured bio-signal based on the measured bio-signal. According to the result of analyzing the user's condition, it is possible to determine the operation of the actuator and the load provided to the pedal and the handle.

본 발명의 일 실시 예에 따른 3축 시뮬레이터 기반의 헬스케어 사이클링 시스템(10)에 있어서, 센싱부는 사용자의 혈류량 및 심박 변이도를 측정하기 위한 제 1 센서, 사용자 신체의 온도, 습도 및 임피던스 측정을 위한 제 2 센서 및 사용자의 움직임 정보를 감지하기 위한 제 3 센서를 포함할 수 있다.In the three-axis simulator-based healthcare cycling system 10 according to an embodiment of the present invention, the sensing unit includes a first sensor for measuring a user's blood flow and heart rate variability, and a temperature, humidity, and impedance measurement of the user's body. It may include a second sensor and a third sensor for detecting user's movement information.

상기 제 1 센서는 혈류량 및 심박 변이도 뿐 아니라 심박 출량, 산소운반능력, 혈압, 혈관 탄성 정도, 혈류 속도 및 산소 포화도 등을 측정하기 위한 광혈류 센서모듈(PPG sensor module: photoplethysmography sensor module)을 지칭할 수 있다. 상기 제 2 센서에서는 사용자 피부의 온도, 습도 및 피부임피던스 뿐만 아니라 피부 전도도도 측정될 수 있다. 상기 제 3 센서는 모션의자부(200)의 구동에 따라 사용자의 몸의 움직이는 속도 및 가속도의 변화를 측정하기 위한 센서모듈로, 상기 제 3 센서는 가속도 센싱모듈, 자이로스코프(gyroscope) 및 지자기센싱 모듈이 포함된 관성측정장치 모듈(IMU: Inertial Measurement Unit)을 지칭할 수 있다. 즉, 본 명세서에서 생체신호는 전술한 제 1 센서 내지 제 3 센서에 의해서 측정되는 사용자의 광혈류(PPG), 피부 온도, 피부 임피던스, 몸의 움직임 정보 등을 지칭할 수 있다. The first sensor may refer to a photoplethysmography sensor module (PPG sensor module) for measuring blood flow and heart rate variability as well as cardiac output, oxygen carrying capacity, blood pressure, vascular elasticity, blood flow rate, and oxygen saturation. can The second sensor may measure not only the temperature, humidity, and skin impedance of the user's skin but also the skin conductivity. The third sensor is a sensor module for measuring a change in movement speed and acceleration of a user's body according to the driving of the motion chair unit 200, and the third sensor is an acceleration sensing module, a gyroscope, and a geomagnetic sensing module. It may refer to an Inertial Measurement Unit (IMU) including a module. That is, in the present specification, the biosignal may refer to a user's photo blood flow (PPG), skin temperature, skin impedance, body movement information, and the like, measured by the first to third sensors described above.

일 개시에 의하면, 제어부(300)는 생체신호에 대한 평균, 표준편차 및 상관계수 중 적어도 어느 하나에 기초하여 심리지수를 산출함으로써, 사용자의 심리상태를 정량화할 수 있다. 상기에서 정량화된 심리상태를 고려하여 제어부(300)는 페달 및 핸들에 제공되는 부하를 조절할 수 있다. 보다 상세하게는, 사용자의 심리상태가 불안정 상태에 있는 경우에는 페달 및 핸들에 제공되는 부하의 변동 폭을 낮출 수 있다. 이와는 달리, 사용자의 심리상태가 안정 상태에 있는 경우에는 페달 및 핸들에 제공되는 부하의 변동 폭을 높일 수 있다. 즉, 사용자가 본 발명을 이용하여 사이클 체험을 하는 경우에 상대적으로 안정적인 심리상태를 유지하는 경우에는 보다 더 현실감 있도록 부하를 결정하여 피드백함으로써 더욱 더 현장감을 느낄 수 있도록 제어할 수 있다.According to one disclosure, the control unit 300 may quantify the psychological state of the user by calculating the psychological index based on at least one of the average, standard deviation, and correlation coefficient for the biological signal. In consideration of the psychological state quantified above, the controller 300 may adjust the load provided to the pedal and the handle. More specifically, when the user's psychological state is in an unstable state, the fluctuation range of the load provided to the pedal and the handle may be reduced. On the other hand, when the user's psychological state is in a stable state, the fluctuation range of the load provided to the pedal and the handle may be increased. That is, when the user maintains a relatively stable psychological state in the case of a cycle experience using the present invention, the load can be determined and fed back to make it more realistic, so that the user can feel more realistic.

본 발명의 일 실시 예에 따른 3축 시뮬레이터 기반의 헬스케어 사이클링 시스템(10)에 있어서, 사이클(110)에는 페달의 동작에 따라 회전하는 모터 및 모터의 회전데이터를 취득하기 위한 엔코더가 더 포함되고, 회전데이터는 동작신호 발생 시간, 페달 1회전 시 이동거리, 페달 1회전 시 발생하는 동작신호의 펄스 수를 포함하며, 제어부(300)는 회전데이터로부터 산출된 속도데이터를 이용하여 페달에 제공하기 위한 부하를 결정할 수 있다.In the 3-axis simulator-based healthcare cycling system 10 according to an embodiment of the present invention, the cycle 110 further includes a motor rotating according to the operation of the pedal and an encoder for acquiring rotation data of the motor, , the rotation data includes an operation signal generation time, a movement distance in one rotation of the pedal, and the number of pulses of an operation signal generated in one rotation of the pedal, and the control unit 300 provides the pedal using the speed data calculated from the rotation data. load can be determined.

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일 개시에 따르면, 페달 및 핸들에 제공되는 부하는 페달 및 핸들의 움직임을 제한하기 위한 것으로, 보다 현장감을 느끼기 위하여 페달 및 핸들의 마찰을 조절하거나 구동력을 제공할 수 있는 부하제공부(미도시)가 상기 페달 및 핸들 각각에 연결될 수 있다. 즉, 페달에 가해지는 부하가 제공되면 사용자로 하여금 페달을 밟는 것을 더욱 힘들게 할 수 있다.( 사용자가 동일한 힘을 가하더라도 페달이 1 바퀴 회전하는 데 걸리는 시간이 부하가 제공되지 않았던 경우에 비하여 증가할 수 있다. ) 또한, 핸들에 부하가 제공되면 사용자에 의해서 핸들의 회전이 어려울 수 있다.( 사용자가 동일한 힘을 가하더라도 부하가 제공되지 않았던 경우에 비하여 핸들이 꺾이는 정도가 줄어들 수 있다. ) 본 명세서에서, 부하제공부에 의하여 페달 및 핸들에 부하가 제공되는 방식은 제한이 없고 다양한 방식을 이용하여 페달 및 핸들에 부하가 제공될 수 있다. 예를 들면, 페달의 회전력을 감소시키기 위한 감속제어장치가 상기 부하제공부에 포함될 수 있다. 또는, 시뮬레이터(100)의 위치를 변경시킴으로써 상기 핸들에 가해지는 부하를 조절할 수 있다.According to one disclosure, the load provided to the pedal and the handle is for limiting the movement of the pedal and the handle, and a load providing unit (not shown) capable of controlling friction between the pedal and the handle or providing a driving force in order to feel more realistic. may be connected to each of the pedal and handle. That is, if a load applied to the pedal is provided, it may make it more difficult for the user to step on the pedal. ( Even if the user applies the same force, the time it takes for the pedal to rotate one turn is increased compared to the case where the load is not provided. In addition, if a load is provided to the handle, it may be difficult for the user to rotate the handle. ( Even if the user applies the same force, the degree of bending of the handle may be reduced compared to the case where no load is provided. ) In the present specification, there is no limitation on the method in which the load is provided to the pedal and the handle by the load providing unit, and the load may be provided to the pedal and the handle by using various methods. For example, a deceleration control device for reducing the rotational force of the pedal may be included in the load providing unit. Alternatively, the load applied to the handle may be adjusted by changing the position of the simulator 100 .

일 개시에 따르면, 사용자의 조작 시 핸들의 위치를 확인하기 위한 핸들엔코더 및 핸들모터를 더 포함할 수 있다. 일 개시에 따르면, 사용자의 핸들 조작에 의해서 핸들의 각도가 변경되는 경우에도 상기 핸들엔코더에서 회전각도를 실시간으로 확인함으로써 핸들의 위치를 즉각적으로 파악할 수 있다. 정면을 기준( 0° )으로 시계방향으로 -100° 및 시계반대방향으로 100°까지 사용자가 조작한 핸들의 핸들데이터가 취득될 수 있으나, 상기 값들은 예시적인 것에 불과하고 제어부(300)를 이용하여 달리 설정될 수 있다.According to one disclosure, it may further include a handle encoder and a handle motor for confirming the position of the handle when the user operates. According to one disclosure, even when the angle of the handle is changed by the user's manipulation of the handle, the position of the handle can be immediately grasped by checking the rotation angle from the handle encoder in real time. The handle data of the handle manipulated by the user up to -100° in the clockwise direction and 100° in the counterclockwise direction with respect to the front (0°) can be obtained, but the above values are merely exemplary and the control unit 300 is used. may be set differently.

일 개시에 따르면, 페달에 가해지는 부하는 모터에서 발생되는 회생 에너지를 구동력으로 삼아 제공될 수 있다. 즉, 모터에 직접적으로 전력을 공급함으로써 회전하도록 할 수 있지만, 상기 회생 에너지를 이용함으로써 전력 소비를 줄일 수 있다.According to one disclosure, the load applied to the pedal may be provided using regenerative energy generated from the motor as a driving force. That is, it can be rotated by directly supplying power to the motor, but power consumption can be reduced by using the regenerative energy.

일 개시에 따르면, 가상현실 컨텐츠는 복수개의 가상공간에서 사이클의 주행을 시뮬레이션하기 위한 VR 기반 컨텐츠일 수 있다. 또한, 상기 복수개의 가상공간에는 각각 하나 이상의 주행코스가 마련되어 있을 수 있다. 일 개시에 따른, 가상현실 컨텐츠는 주행코스 내에서 사용자의 현재 위치를 확인하기 위한 미니 맵 및 이동 거리는 물론 현재 속도, 평균 속도 등 주행과 관련된 정보를 제공할 수 있다. 또한, 전술한 과정에 따라 측정된 심박수 등과 같은 생체신호를 제공할 수도 있다.According to one disclosure, the virtual reality content may be VR-based content for simulating the driving of a cycle in a plurality of virtual spaces. In addition, one or more driving courses may be provided in each of the plurality of virtual spaces. According to one disclosure, the virtual reality content may provide information related to driving, such as a current speed and an average speed, as well as a mini map and a moving distance for confirming the user's current location within the driving course. In addition, biosignals such as heart rate measured according to the above-described process may be provided.

일 개시에 따르면, 핸들에는 브레이크가 추가적으로 마련되어 있을 수 있다. 즉, 사이클(110)의 속도를 사용자로 하여금 조절할 수 있도록 하기 위하여 브레이크는 원통형 가변저항을 이용하여 사용자가 브레이크를 파지하는 각도 또는 파지력을 감지한 결과를 제어부(300)로 송신할 수 있다. 제어부(300)는 상기 브레이크로부터 수신한 감지 결과를 이용하여 상기 시뮬레이터(100)를 제어할 수 있다.According to one disclosure, a brake may be additionally provided on the handle. That is, in order to allow the user to adjust the speed of the cycle 110 , the brake may transmit a result of sensing an angle or gripping force at which the user grips the brake using a cylindrical variable resistance to the controller 300 . The controller 300 may control the simulator 100 using the detection result received from the brake.

본 발명의 일 실시 예에 따른 3축 시뮬레이터 기반의 헬스케어 사이클링 시스템(10)에 있어서, 웨어러블 장갑을 더 포함하고, 웨어러블 장갑은 사용자의 모든 손가락 말단부에 대응되도록 설치된 감압 센서, 사용자의 손가락 첫째마디부터 셋째마디에 대응되도록 설치된 플렉스 센서, 제어부(300)와 통신하기 위한 통신모듈, 하나 이상의 인스트럭션을 저장하는 메모리 및 메모리에 저장된 하나 이상의 인스트럭션을 실행하는 프로세서를 포함하며, 제어부(300)는 웨어러블 장갑을 이용한 감지 결과에 기초하여 사용자가 핸들을 잡는 파지력을 도출함으로써 사용자의 현장감 정도를 판단할 수 있다.In the 3-axis simulator-based healthcare cycling system 10 according to an embodiment of the present invention, it further includes a wearable glove, wherein the wearable glove includes a pressure sensor installed to correspond to the distal end of all fingers of the user, the first joint of the user's finger. A flex sensor installed to correspond to the third node, a communication module for communicating with the control unit 300, a memory for storing one or more instructions, and a processor for executing one or more instructions stored in the memory, the control unit 300 includes a wearable glove It is possible to determine the degree of presence of the user by deriving the user's gripping force to hold the handle based on the detection result using

이하에서는, 본 발명의 헬스케어 사이클링 시스템(10)에 사용자 연주신호를 입력하기 위한 웨어러블 장갑에 대하여 자세히 설명한다.Hereinafter, a wearable glove for inputting a user performance signal to the healthcare cycling system 10 of the present invention will be described in detail.

일 개시에 의하여 웨어러블 장갑은 한 쌍의 장갑 형태로 제작될 수 있다. 일 개시에 의하여 웨어러블 장갑은 사용자가 손에 착용함으로써 입력을 수행하는 장치일 수 있다. 일 개시에 의하여 웨어러블 장갑은 사용자의 손 동작을 센서를 통해 인식하고, 손 동작에 따른 파지력을 무선 통신 모듈을 이용하여 헬스케어 사이클링 시스템(10)으로 전송할 수 있다.According to one disclosure, the wearable glove may be manufactured in the form of a pair of gloves. According to one disclosure, a wearable glove may be a device for performing an input by a user wearing it on a hand. According to one disclosure, the wearable glove may recognize a user's hand motion through a sensor, and transmit a gripping force according to the hand motion to the healthcare cycling system 10 using a wireless communication module.

일 개시에 의하여, 웨어러블 장갑은 감압 센서로부터 획득한 제 1 센싱 데이터로부터 손가락의 움직임을 판단하고, 플렉스 센서로부터 획득한 제 2 센싱 데이터로부터 상기 움직임이 발생한 손가락의 위치를 검증하고, 통신 모듈을 통해 출력신호를 헬스케어 사이클링 시스템(10)으로 전송할 수 있다.According to one disclosure, the wearable glove determines the movement of the finger from the first sensing data obtained from the pressure-sensitive sensor, verifies the position of the finger where the movement occurs from the second sensing data obtained from the flex sensor, and through the communication module The output signal may be transmitted to the healthcare cycling system 10 .

일 개시에 의하여, 웨어러블 장갑은 적어도 두 종류 이상의 센서를 이용하여 사용자의 손동작을 인식할 수 있다. 보다 구체적으로 웨어러블 장갑은 감압 센서 및 플렉스센서를 이용하여 사용자의 손동작을 인식하고 인식한 손동작으로부터 사용자의 손가락의 움직임 및 파지 정도를 헬스케어 사이클링 시스템(10)으로 전송할 수 있다.According to one disclosure, the wearable glove may recognize a user's hand gesture using at least two types of sensors. More specifically, the wearable glove may recognize a user's hand gesture using a pressure sensor and a flex sensor, and transmit the user's finger movement and gripping degree from the recognized hand gesture to the healthcare cycling system 10 .

일 개시에 의하여 감압 센서는 사용자의 모든 손가락 말단부 위치에 대응하도록 설치될 수 있으며, 사용자가 손가락을 움직였는지 여부를 판단할 수 있다. 웨어러블 장갑은 기 정해진 임계값 이상의 압력이 입력되는 경우, 사용자가 손가락을 움직였다고 판단할 수 있다.According to one disclosure, the pressure-sensitive sensor may be installed to correspond to the positions of all finger tips of the user, and it may be determined whether the user has moved his or her finger. The wearable glove may determine that the user has moved a finger when a pressure greater than or equal to a predetermined threshold is input.

일 개시에 의하여 플렉스센서는 사용자의 손가락 첫째마디부터 셋째마디에 대응되도록 설치될 수 있다. 일 개시에 의하여, 플렉스센서는 사용자 손가락의 구부름 정도를 측정하기 위하여 사용자의 손가락의 구부림 정도에 따라 변화되는 저항값으로부터 손가락의 구부림 정보를 측정할 수 있다. 플렉스 센서는 플렉서블(flexible)소자로 이루어질 수 있으며, 헤드 소켓의 단자에 탈착 가능하게 부착되는 구부림 저항 측정 소자를 포함할 수 있다. 이러한 따라서, 플렉스센서는 장갑형태의 웨어러블 장갑에서 용이하게 교체가능하다. 즉, 플렉스센서를 이용하여 손가락의 구부러짐 정도를 측정함에 따라 기 정해진 임계치 이상으로 손가락이 구부러진 경우에 해당 손가락의 움직임을 검증하기 위한 신호가 상기 플렉스센서로부터 발생될 수 있다.According to one disclosure, the flex sensor may be installed to correspond to the first joint to the third joint of the user's finger. According to one disclosure, the flex sensor may measure bending information of the finger from a resistance value that is changed according to the degree of bending of the user's finger in order to measure the degree of bending of the user's finger. The flex sensor may be made of a flexible element, and may include a bending resistance measuring element detachably attached to a terminal of the head socket. Accordingly, the flex sensor is easily replaceable in the glove-type wearable glove. That is, as the degree of bending of the finger is measured using the flex sensor, when the finger is bent over a predetermined threshold, a signal for verifying the movement of the finger may be generated from the flex sensor.

일 개시에 의하여, 웨어러블 장갑은 감압 센서로부터 획득한 제 1 센싱 데이터가 임계값 이상에 해당하는지 여부를 판단할 수 있다. 일 개시에 의하여, 제 1 센싱 데이터는 웨어러블 장갑에서 감압 센서를 통해 인식한 압력신호를 나타낸다. 예를 들어, 사용자가 웨어러블 장갑을 장착한 상태에서 평평한 바닥면에 압력을 가하는 경우, 감압 센서에서 가해진 압력의 크기가 임계값 이상에 해당하는 경우, 상기 입력값을 제 1 센싱 데이터로 결정할 수 있다. 일 개시에 의하여, 웨어러블 장갑은 제 1 센싱 데이터의 값이 임계값 이하에 해당하는 경우, 핸들의 파지를 위한 데이터가 아닌 에러값으로 판단함으로써 불필요한 입력을 분석하기 위한 에너지를 줄일 수 있다.According to one disclosure, the wearable glove may determine whether the first sensing data obtained from the pressure-sensitive sensor corresponds to a threshold value or more. According to one disclosure, the first sensed data represents a pressure signal recognized through a pressure sensor in the wearable glove. For example, when a user applies pressure to a flat floor surface while wearing wearable gloves, when the magnitude of the pressure applied by the pressure sensor corresponds to a threshold value or more, the input value may be determined as the first sensing data. . According to one disclosure, when the value of the first sensing data is less than or equal to a threshold value, the wearable glove may reduce energy for analyzing an unnecessary input by determining it as an error value rather than data for gripping the handle.

일 개시에 의하여, 웨어러블 장갑은 감압 센서로부터 입력받은 압력을 소정의 임계값과 비교하고, 그 비교 결과에 따라 상기 입력 레벨을 선택하여 인식할 수 있다. 일 개시에 의한 임계값은 사용자에 의하여 미리 설정된 값일 수 있다. 또한, 일 개시에 의한 임계값은 사용자의 프로파일에 기초하여 사용자 맞춤형으로 설정된 압력값일 수 있다. 즉, 상기 압력의 수치에 따라 신호의 지속시간으로 결정될 수 있다.According to one disclosure, the wearable glove may compare the pressure input from the pressure sensor with a predetermined threshold, and select and recognize the input level according to the comparison result. The threshold value by one start may be a value preset by the user. In addition, the threshold value according to the initiation may be a pressure value customized to the user based on the user's profile. That is, the duration of the signal may be determined according to the value of the pressure.

일 개시에 의하여, 웨어러블 장갑은 임계값 이상의 압력이 입력되기 시작한 시점을 특정 시점으로 설정되거나 또는 특정 시간 구간으로 설정할 수 있으며, 인식 시간에 입력된 상기 압력에 따라 상기 입력 레벨을 선택하는 것을 특징으로 할 수 있다. 여기서 인식 시간은 감압 센서로부터 소정의 크기 이상의 압력이 입력되기 시작한 시점을 기준으로 하여 50ms 내지 150ms의 시간으로 설정되는 것을 특징으로 할 수 있다.According to one disclosure, the wearable glove may set a time point when a pressure greater than a threshold value is inputted as a specific time point or a specific time period, and selects the input level according to the pressure input at a recognition time can do. Here, the recognition time may be set to a time of 50 ms to 150 ms based on a point in time when a pressure of a predetermined level or more is started to be input from the pressure sensor.

일 개시에 의하여, 웨어러블 장갑은 플렉스 센서로부터 획득한 제 2 센싱 데이터로부터 손가락 움직임을 검증할 수 있다. 일 개시에 의하여, 웨어러블 장갑은 제 1 센싱 데이터를 획득한 소정 손가락을 기준으로, 소정 손가락에 미리 설정된 예비 출력값을 결정할 수 있다.According to one disclosure, the wearable glove may verify a finger movement from the second sensing data obtained from the flex sensor. According to one disclosure, the wearable glove may determine a preliminary output value preset to the predetermined finger based on the predetermined finger that has acquired the first sensing data.

일 개시에 의하여, 웨어러블 장갑은 제 2 센싱 데이터로부터 손가락 움직임 정도를 판단하기 위한 해당 손가락의 구부러짐 정도를 산출함으로써, 핸들의 파지를 위한 것인지 아니면 해당 손가락이 아닌 다른 손가락의 동작에 따라 자연스럽게 움직인 것인지 여부가 결정될 수 있다.According to one disclosure, the wearable glove calculates the degree of bending of the corresponding finger for determining the degree of movement of the finger from the second sensing data to determine whether it is for gripping the handle or whether it moves naturally according to the motion of a finger other than the corresponding finger may be decided.

일 개시에 의하여, 웨어러블 장갑은 통신모듈을 이용하여 출력 값을 헬스케어 사이클링 시스템(10)으로 전송할 수 있다. 일 개시에 의하여 통신모듈은 무선 또는 유선 통신이 가능한 모듈을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 통신 모듈은 근거리 무선 통신 모듈을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 근거리 무선 통신 방식에는 NFC 방식, 블루투스, 와이파이, 지그비, 바코드 인식 방식, QR 코드 인식 방식 등과 같은 다양한 방식이 있을 수 있다.According to one disclosure, the wearable glove may transmit an output value to the healthcare cycling system 10 using a communication module. According to one disclosure, the communication module may include a module capable of wireless or wired communication. More specifically, the communication module may include a short-range wireless communication module, for example, the short-range wireless communication method may include various methods such as NFC method, Bluetooth, Wi-Fi, Zigbee, barcode recognition method, QR code recognition method, etc. have.

일 개시에 의하여 웨어러블 장갑은 사용자의 열 손가락 각각의 말단부에 대응되도록 설치된 10개의 감압 센서를 포함할 수 있다. 일 개시에 의하여 10개의 감압 센서는 손가락 각각에 대응하는 고유의 식별정보를 포함할 수 있다. 따라서, 웨어러블 장갑은 임계값 이상의 압력이 센싱되는 경우, 신호가 센싱된 손가락을 판단함으로써 예비 출력값을 결정할 수 있다.According to one disclosure, the wearable glove may include ten pressure-sensitive sensors installed to correspond to the distal end of each of ten fingers of the user. According to one disclosure, ten pressure-sensitive sensors may include unique identification information corresponding to each finger. Accordingly, the wearable glove may determine a preliminary output value by determining a finger at which a signal is sensed when a pressure greater than or equal to a threshold value is sensed.

일 개시에 의하여, 플렉스센서는 사용자 손가락의 구부러짐 정도를 측정하기 위하여 사용자의 손가락 첫째마디부터 셋째마디에 대응되도록 설치될 수 있다. 일 개시에 의하여 플렉스센서는 사용자 손가락의 움직임의 편의성을 위하여 플렉스센서의 양끝 부분과 중간 부분만 장갑에 부착될 수 있다. According to one disclosure, the flex sensor may be installed to correspond to the first joint to the third joint of the user's finger in order to measure the degree of bending of the user's finger. According to one disclosure, the flex sensor may be attached to the glove only at both ends and the middle part of the flex sensor for the convenience of movement of the user's finger.

인식 시간은 감압 센서로부터 소정의 크기 이상의 상기 압력이 입력되기 시작한 시점으로부터 소정의 시간 동안, 상기 압력이 최대값을 가지는 시간을 기준으로 설정될 수도 있다. 바람직하게는 상기 압력이 최대값을 가지는 시간이 인식 시간이 될 수 있다.The recognition time may be set based on a time when the pressure has a maximum value during a predetermined time from the time when the pressure of a predetermined level or more is started to be input from the pressure sensor. Preferably, the time when the pressure has a maximum value may be the recognition time.

여기서 웨어러블 장갑은 고정된 인식 시간을 설정하지 않고 입력되는 압력의 크기의 변화를 분석하여, 압력이 최대값을 가지는 시점에서의 압력의 크기를 기준으로 입력 레벨을 선택할 수 있다. 이와 같이 최대 압력값을 이용하는 경우 보다 정확하게 사용자가 의도한 압력의 크기를 인식하고 그에 따라 입력 레벨을 결정할 수 있는 효과가 있다.Here, the wearable glove analyzes the change in the magnitude of the input pressure without setting a fixed recognition time, and may select the input level based on the magnitude of the pressure at the point in time when the pressure has a maximum value. In this way, when the maximum pressure value is used, there is an effect that the user can more accurately recognize the amount of pressure intended by the user and determine the input level accordingly.

이를 위하여 웨어러블 장갑은 시간의 흐름에 따라 감압 센서로부터 입력되는 압력의 크기를 시간 별로 저장하고, 저장된 압력들 중에서 가장 큰 압력을 이용하여 입력 레벨을 결정할 수 있다.To this end, the wearable glove may store the amount of pressure input from the pressure sensor according to time according to time, and determine the input level using the largest pressure among the stored pressures.

다만 이와 같이 최대값을 이용하는 경우 최대값 식별을 위하여 메모리가 소요되고 신호 처리를 위한 전력이 소모될 수 있으므로, 전력을 절약하기 위하여 상술한 바 미리 설정된 인식 시간을 사용할 수 있다. 이와 같이 미리 설정된 인식 시간을 사용하는 경우 해당 인식 시간에서 입력된 압력만을 이용하여 입력 레벨을 결정할 수 있으므로 신호 처리에 소모되는 전력을 최소화할 수 있는 효과가 있다.However, in the case of using the maximum value as described above, memory is required to identify the maximum value and power for signal processing may be consumed. Therefore, the previously set recognition time may be used in order to save power. In the case of using the preset recognition time as described above, since the input level can be determined using only the pressure input at the corresponding recognition time, power consumption for signal processing can be minimized.

다른 실시예에 의하여 웨어러블 장갑은 입력 레벨의 인식을 위하여 사용자 별로 가장 적합한 임계치를 사용자의 입력에 따라 설정할 수 있다. According to another embodiment, the wearable glove may set a threshold value most suitable for each user according to the user's input in order to recognize the input level.

일 개시에 의하여, 임계치는 웨어러블 장갑에 의하여 구동되는 설정 프로그램에 의하여 사용자에게 제시되는 복수개의 값들 중에서 사용자의 선택 입력에 따라 선택되어 설정될 수도 있다. 예를 들어 설정 프로그램의 설계자는 각 나이, 성별, 신체적 조건을 가지는 사용자들에 대하여 웨어러블 장갑에 대한 입력 시 가하는 힘의 정도를 측정하는 실험 결과 통계에 따라, 내어 각 나이, 성별, 신체적 조건을 가지는 사용자에게 가장 적합한 임계치 값을 결정하고, 그에 따라 설정 프로그램에서 사용자의 나이, 성별, 신체적 조건에 따른 사용자 프로파일 별 임계치 값을 설정할 수 있다. 예를 들면 웨어러블 장갑에 의하여 구동되는 설정 프로그램에서는 각 사용자 프로파일 별로 임계치 값이 미리 설정되고, 사용자 프로파일에 대한 사용자의 선택 입력을 수신하여 선택된 프로파일에 대하여 미리 설정된 임계치 값을 이용할 수 있는 것이다. 예를 들어 설정 프로그램이 나이와 연령 대 별 사용자 프로파일에 대응하는 임계치 값을 미리 저장하고 있고, 사용자가 여자, 20대의 사용자 프로파일을 선택하면, 웨어러블 장갑은 여자, 20대의 사용자 프로파일에 대하여 미리 설정된 임계치 값(제1 임계치 : 0.5N, 제2 임계치 3N)을 이용할 수 있는 것이다.According to one disclosure, the threshold may be selected and set according to a user's selection input from among a plurality of values presented to the user by a setting program driven by the wearable glove. For example, the designer of the setting program, according to the experimental result statistics measuring the degree of force applied when inputting the wearable glove for users of each age, gender, and physical condition, A threshold value most suitable for a user is determined, and accordingly, a threshold value for each user profile according to the user's age, gender, and physical condition can be set in the setting program. For example, in a setting program driven by wearable gloves, a threshold value is preset for each user profile, and a preset threshold value for the selected profile may be used by receiving a user's selection input for the user profile. For example, if the setting program stores in advance threshold values corresponding to age and user profiles for each age group, and the user selects a female or 20s user profile, the wearable glove sets preset thresholds for female and 20s user profiles. Values (first threshold: 0.5N, second threshold 3N) may be used.

또는 임계치는 웨어러블 장갑이 각 사용자의 터치 입력에 따라 발생한 압력을 이용하는 방식으로 설정될 수도 있다. 여기서 웨어러블 장갑은 감압 센서로부터 입력받은 압력을 이용하여 상기 입력 레벨을 선택하기 위하여 비교 기준이 되는 소정의 임계치를 설정할 수 있다.Alternatively, the threshold value may be set in such a way that the wearable glove uses pressure generated according to each user's touch input. Here, the wearable glove may set a predetermined threshold as a comparison standard in order to select the input level by using the pressure input from the pressure sensor.

웨어러블 장갑은 센서부, 배터리 및 메모리를 포함할 수 있다. The wearable glove may include a sensor unit, a battery, and a memory.

일 개시에 의하여 센서부는 감압 센서, 플렉스 센서를 포함한 다양한 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서부는 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.According to one disclosure, the sensor unit may include various sensors including a pressure sensor and a flex sensor. For example, the sensor unit includes a gesture sensor, a gyro sensor, a barometric pressure sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a proximity sensor, a color sensor, an IR (infrared) sensor, a biometric sensor, a temperature sensor, a humidity sensor, or an illuminance sensor. can do.

일 개시에 의하여 배터리는 웨어러블 장갑의 기능을 수행하는데 필요한 전원을 공급하는 배터리(battery)를 포함하며, 예시적으로 리튬 폴리머 배터리를 포함할 수 있다.According to one disclosure, the battery includes a battery for supplying power required to perform the function of the wearable glove, and may include, for example, a lithium polymer battery.

또한, 웨어러블 장갑은 하나 이상의 인스트럭션을 저장하는 메모리 및 메모리에 저장된 하나 이상의 인스트럭션을 실행하는 프로세서를 포함할 수 있다.In addition, the wearable glove may include a memory for storing one or more instructions and a processor for executing one or more instructions stored in the memory.

일 개시에 의하여 프로세서는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램)를 구동하여 프로세서에 연결된 웨어러블 장갑의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 프로세서는 다른 구성요소( Ex. 통신 모듈 )로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리에 로드하여 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리에 저장할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서는 메인 프로세서(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 운영되고, 추가적으로 또는 대체적으로, 메인 프로세서보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화된 보조 프로세서(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 여기서, 보조 프로세서는 메인 프로세서와 별개로 또는 임베디드되어 운영될 수 있다.According to one disclosure, the processor may control at least one other component (eg, hardware or software component) of the wearable glove connected to the processor by, for example, driving software (eg, a program), and process various data and arithmetic. The processor may load a command or data received from another component (eg, a communication module) into a volatile memory for processing, and store the result data in a non-volatile memory. According to an embodiment, the processor operates independently of the main processor (eg, a central processing unit or an application processor), and additionally or alternatively, uses less power than the main processor, or a coprocessor (eg, specialized for a specified function) : graphic processing unit, image signal processor, sensor hub processor, or communication processor). Here, the auxiliary processor may be operated separately from or embedded in the main processor.

일 개시에 의하여 프로세서는 웨어러블 장갑에 설치된 10개의 감압 센서 각각에 대하여 적어도 하나의 예비 출력값을 매핑하고, 입력신호의 위치가 명확하기 않다고 판단되는 경우, 입력신호를 획득한 감압 센서에 매핑된 적어도 하나의 예비 출력값을 헬스케어 사이클링 시스템(10)으로 전송하고, 적어도 하나의 예비 출력값 중 어느 하나를 선택하는 사용자 입력에 기초하여 출력 신호를 결정할 수 있다.According to one disclosure, the processor maps at least one preliminary output value for each of ten pressure-sensitive sensors installed in the wearable glove, and when it is determined that the position of the input signal is not clear, at least one mapped to the pressure-sensitive sensor that obtained the input signal transmits the preliminary output value of , to the healthcare cycling system 10 , and determines the output signal based on a user input for selecting any one of the at least one preliminary output value.

일 개시에 의하여, 메모리는 프로세서의 처리 및 제어를 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 본 발명의 장치로 입력되거나 또는 장치에서 출력되는 데이터를 저장할 수도 있다. 메모리에 저장된 프로그램들은 그 기능에 따라 복수 개의 모듈들로 분류할 수 있는데, 여기서, 복수 개의 모듈들은 하드웨어가 아닌 소프트웨어로서, 기능적으로 동작하는 모듈이다.According to one disclosure, the memory may store a program for processing and controlling the processor, and may store data input to or output from the apparatus of the present invention. Programs stored in the memory may be classified into a plurality of modules according to their functions, where the plurality of modules are software, not hardware, and are functionally operated modules.

메모리에 저장된 프로그램들은 그 기능에 따라 복수 개의 모듈들로 분류할 수 있는데, 여기서, 복수 개의 모듈들은 하드웨어가 아닌 소프트웨어로서, 기능적으로 동작하는 모듈을 의미할 수 있다.Programs stored in the memory may be classified into a plurality of modules according to their functions, where the plurality of modules are software, not hardware, and may refer to modules that are functionally operated.

제어부(300)는 웨어러블 장갑으로부터 수신한 손가락의 움직임 정도에 관한 데이터들을 이용하여 딥러닝 알고리즘에 기초하여 학습된 결과에 따라 미리 생성된 분석모델에 기초하여 사용자의 현장감 정도를 판단할 수 있다.The control unit 300 may determine the degree of presence of the user based on an analysis model generated in advance according to a result learned based on a deep learning algorithm using data regarding the degree of movement of the finger received from the wearable glove.

상기 딥러닝 알고리즘에는 CNN(Convolutional Neural Network)이 포함될 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 분석모델은 상기 CNN 외에도 RNN(Recurrent Neural Network)와 결합되어 학습된 결과에 따라 생성될 수도 있다. 이하에서는 CNN 기반 학습 결과에 따라 형성된 분석모델을 기준으로 설명한다. 먼저, CNN에 대하여 간략히 설명하면 CNN은 입력데이터를 분석하기 위해 사용되는 인공신경망의 한 종류일 수 있고 특징추출계층에서 입력데이터로부터의 특징이 추출되고, 분류계층에서 추출된 특징에 기초하여 입력데이터가 어떤 클래스에 해당되는지 분류될 수 있다. 상기 특징추출계층에는 적어도 하나 이상의 콘볼루션 레이어(convolutional layer) 및 풀링 레이어(pooling layer)가 포함될 수 있고, 상기 분류계층은 하나의 히든 레이어(hidden layer)가 포함된 풀리 커넥티드 레이어(fully connected layer)일 수 있다. 콘볼루션 레이어는 콘볼루션(convolution) 연산을 통해 객체의 특징을 나타내는 특징 맵을 생성하는 필터에 해당될 수 있다. 풀링 레이어에서는 콘볼루션 레이어의 출력 데이터의 크기를 줄이거나 특정 데이터를 강조하는 풀링연산이 수행될 수 있다. 상기 풀링 레이어에는 맥스풀링 레이어(max pooling layer) 및 평균풀링 레이어(average pooling layer)가 포함될 수 있다. 풀리 커넥티드 레이어(fully connected layer)는 추출된 특징정보에 기초하여 입력데이터의 분류를 위한 분류기(classfier)에 해당될 수 있다. The deep learning algorithm may include a Convolutional Neural Network (CNN). In addition, the analysis model may be combined with a Recurrent Neural Network (RNN) in addition to the CNN and generated according to a learned result. Hereinafter, it will be described based on the analysis model formed according to the CNN-based learning result. First, if we briefly describe CNN, CNN can be a kind of artificial neural network used to analyze input data, features are extracted from the input data in the feature extraction layer, and the input data is based on the features extracted in the classification layer. It can be classified to which class it belongs. The feature extraction layer may include at least one convolutional layer and a pooling layer, and the classification layer is a fully connected layer including one hidden layer. ) can be The convolutional layer may correspond to a filter that generates a feature map representing a feature of an object through a convolution operation. In the pooling layer, a pooling operation that reduces the size of output data of the convolutional layer or emphasizes specific data may be performed. The pooling layer may include a max pooling layer and an average pooling layer. A fully connected layer may correspond to a classifier for classifying input data based on the extracted feature information.

보다 상세하게는, 웨어러블 장갑을 이용하여 핸들을 동작시키는 경우에 사용자가 몰입하는 경우에는 손가락을 움켜쥐는 파지력이 강해질 수 있고, 10개의 손가락 중 상기 파지력이 증가하는 손가락의 수가 시간이 지날수록 증가할 수 있다. 즉, 웨어러블 장갑에서는 상기 손가락의 움직임 정도 및 파지력의 변화를 실시간으로 감지할 수 있으므로, 제어부(300)에서는 이러한 감지 결과를 이용하여 사용자가 현장감을 느끼는 정도를 결정할 수 있다. 예를 들면, 본 발명을 이용하고 제 1 기준시점이 지난 이후에 상기 웨어러블 장갑을 이용한 감지 결과에 따른 파지력 등급이 1이고, 제 2 기준시점이 지난 이후에 상기 웨어러블 장갑을 이용한 감지 결과에 따른 파지력 등급이 3이라면 사용자가 본 발명을 이용함으로써 현장감이 증대된 것으로 판단할 수 있다. 즉, 파지력 등급은 소정의 기준파지력 이상의 손가락 개수가 증가한 정도를 나타내기 위한 것일 수 있다.More specifically, when the user is immersed in operating the handle using the wearable glove, the gripping force to grip the finger may be strong, and the number of fingers whose gripping force is increased among 10 fingers may increase as time passes. can That is, since the wearable glove can sense the change in the degree of movement and the gripping force of the finger in real time, the controller 300 can determine the degree to which the user feels a sense of presence by using the sensing result. For example, using the present invention, the gripping force grade according to the detection result using the wearable glove is 1 after the first reference point has passed, and the gripping force according to the detection result using the wearable glove after the second reference point has passed. If the rating is 3, it can be determined that the sense of presence is increased by the user using the present invention. That is, the gripping force rating may be for indicating the degree to which the number of fingers greater than or equal to a predetermined reference gripping force has increased.

또한, 일 개시에 따른 제어부(300)는 딥러닝 알고리즘을 이용하여 웨어러블 장갑의 감지 결과와 센싱부에서 측정한 사용자의 생체신호와의 관계에 대하여 학습시키고, 상기 학습 결과를 이용하여 생성된 분석모델을 이용하여 사용자의 현장감 정도를 판단할 수 있다. 즉, 사용자의 핸들에 대한 파지력이 증가하고 심박수 또는 혈류량과 같은 생체신호의 변화와의 상관관계가 파악이 가능하다면 이를 딥러닝 알고리즘을 이용하여 학습시킴으로써 분석모델을 도출할 수 있다.In addition, the control unit 300 according to the disclosure learns the relationship between the detection result of the wearable glove and the user's biosignal measured by the sensing unit using a deep learning algorithm, and an analysis model generated using the learning result can be used to determine the user's sense of presence. That is, if the user's grip on the handle is increased and correlation with changes in biosignals such as heart rate or blood flow can be identified, an analysis model can be derived by learning it using a deep learning algorithm.

본 발명의 일 실시 예로써, 전술한 내용을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체가 제공될 수 있다.As an embodiment of the present invention, a computer-readable recording medium in which a program for implementing the above-described contents is recorded may be provided.

즉, 전술한 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터 판독 가능 매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 방법에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터 판독 가능 매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 본 발명의 다양한 방법들을 수행하기 위한 실행 가능한 컴퓨터 프로그램이나 코드를 기록하는 기록 매체는, 반송파(carrier waves)나 신호들과 같이 일시적인 대상들은 포함하는 것으로 이해되지는 않아야 한다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, DVD 등)와 같은 저장 매체를 포함할 수 있다.That is, the above-described method can be written as a program that can be executed on a computer, and can be implemented in a general-purpose digital computer that operates the program using a computer-readable medium. In addition, the structure of the data used in the above-described method may be recorded in a computer-readable medium through various means. A recording medium for recording an executable computer program or code for performing various methods of the present invention should not be construed as including temporary objects such as carrier waves or signals. The computer-readable medium may include a storage medium such as a magnetic storage medium (eg, a ROM, a floppy disk, a hard disk, etc.) and an optically readable medium (eg, a CD-ROM, a DVD, etc.).

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustration, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a dispersed form, and likewise components described as distributed may be implemented in a combined form.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다. 즉, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Although the preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements by those skilled in the art using the basic concept of the present invention as defined in the following claims are also provided. is within the scope of the That is, the scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be interpreted as being included in the scope of the present invention. do.

10: 헬스케어 사이클링 시스템
100: 시뮬레이터
110: 사이클
200: 디스플레이
300: 제어부10: Healthcare Cycling System
100: Simulator
110: cycle
200: display
300: control unit

Claims (5)

3축 시뮬레이터 기반의 헬스케어 사이클링 시스템에 있어서,
안장, 한 쌍의 페달 및 핸들이 구비된 사이클; 및 상기 사이클과 연결되고 하나 이상의 액츄에이터를 포함하는 시뮬레이터;
사용자에게 가상현실 컨텐츠를 제공하기 위한 디스플레이; 및
상기 사용자에게 제공되는 가상현실 컨텐츠에 대응하여 상기 사용자에 의하여 상기 페달 및 핸들에 인가되는 동작신호를 수신하고, 상기 수신한 동작신호 및 상기 가상현실 컨텐츠의 코스정보를 이용하여 상기 시뮬레이터를 동작시키기 위한 제어부를 포함하고,
상기 액츄에이터는 상기 사이클이 회전운동, 왕복운동 및 진동 중 적어도 어느 하나에 기초하여 상기 코스정보와 동기화하도록 동작되며,
상기 제어부는 상기 동작신호 및 코스정보에 기초하여 상기 페달 및 핸들에 부하를 제공하되,
상기 헬스케어 사이클링 시스템은 웨어러블 장갑을 더 포함하고,
상기 웨어러블 장갑은 사용자의 모든 손가락 말단부에 대응되도록 설치된 감압 센서;
상기 사용자의 손가락 첫째마디부터 셋째마디에 대응되도록 설치된 플렉스 센서;
상기 제어부와 통신하기 위한 통신모듈;
하나 이상의 인스트럭션을 저장하는 메모리; 및
상기 메모리에 저장된 상기 하나 이상의 인스트럭션을 실행하는 프로세서를 포함하며,
상기 제어부는 상기 웨어러블 장갑을 이용한 감지 결과에 기초하여 상기 사용자가 상기 핸들을 잡는 파지력을 도출함으로써 상기 사용자의 현장감 정도를 판단하는 것인,
헬스케어 사이클링 시스템.In the 3-axis simulator-based healthcare cycling system,
a cycle with a saddle, a pair of pedals and a handle; and a simulator coupled to the cycle and including one or more actuators;
a display for providing virtual reality content to a user; and
Receive an operation signal applied to the pedal and handle by the user in response to the virtual reality content provided to the user, and operate the simulator using the received operation signal and course information of the virtual reality content including a control unit;
The actuator is operated to synchronize the cycle with the course information based on at least one of a rotational motion, a reciprocating motion, and a vibration,
The control unit provides a load to the pedal and the handle based on the operation signal and course information,
The healthcare cycling system further comprises a wearable glove,
The wearable glove includes a pressure sensor installed to correspond to the end of all fingers of the user;
a flex sensor installed so as to correspond to the first to third joints of the user's fingers;
a communication module for communicating with the control unit;
a memory storing one or more instructions; and
a processor executing the one or more instructions stored in the memory;
The control unit determines the degree of presence of the user by deriving a gripping force for the user to grip the handle based on the detection result using the wearable glove,
Healthcare cycling system. 제 1 항에 있어서,
상기 핸들에는 상기 사용자의 생체신호를 측정하기 위한 센싱부가 마련되어 있으며,
상기 제어부는 상기 측정된 생체신호를 기초로 상기 사용자의 상태를 분석한 결과에 따라, 상기 액츄에이터의 동작 및 상기 페달 및 핸들에 제공되는 부하를 결정하는,
헬스케어 사이클링 시스템.The method of claim 1,
The handle is provided with a sensing unit for measuring the user's bio-signals,
The control unit determines the operation of the actuator and the load provided to the pedal and the handle according to a result of analyzing the user's condition based on the measured bio-signal,
Healthcare cycling system. 제 2 항에 있어서, 상기 센싱부는
상기 사용자의 혈류량 및 심박 변이도를 측정하기 위한 제 1 센서;
상기 사용자 신체의 온도, 습도 및 임피던스 측정을 위한 제 2 센서; 및
상기 사용자의 움직임 정보를 감지하기 위한 제 3 센서를 포함하는,
헬스케어 사이클링 시스템.The method of claim 2, wherein the sensing unit
a first sensor for measuring blood flow and heart rate variability of the user;
a second sensor for measuring temperature, humidity, and impedance of the user's body; and
A third sensor for detecting the user's movement information,
Healthcare cycling system. 삭제delete 삭제delete
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KR100908400B1 (en) 2008-11-11 2009-07-20 장준서 The cycle machine which has a visual display function
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