KR102665850B1 - 보행 자세 교정 정보 제공 방법 및 이를 이용한 장치 - Google Patents

보행 자세 교정 정보 제공 방법 및 이를 이용한 장치 Download PDF

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Abstract

보행 자세 교정 정보 제공 방법 및 이를 이용한 장치가 개시된다. 일 실시예에 따른 보행 습관 교정을 위한 제어장치의 제어방법은, 사용자의 신체 정보를 획득하는 단계, 상기 사용자의 보행시 팔 스윙 각도값 및 발바닥 착지 각도값을 획득하는 단계, 상기 팔 스윙 각도값 및 발바닥 착지 각도값을 기초로 상기 사용자의 팔 스윙 각도 및 발바닥 착지 각도 연동 기준 보폭값을 계산하는 단계, 상기 사용자의 발뒤꿈치 너비값을 획득하는 단계, 상기 사용자의 발뒤꿈치 너비값을 기초로 양발바닥 내측 좌우 사이 간격값을 계산하는 단계, 상기 사용자의 보행시 전방 손 방향값을 획득하는 단계, 상기 양발바닥 내측 좌우 사이 간격값 및 상기 전방 손 방향값을 기초로 양발바닥 내측 간격 및 전방 손 방향 연동 기준 방향값을 계산하는 단계 및 상기 연동 기준 보폭값 및 상기 연동 기준 방향값을 기초로 보행 습관 교정 정보를 제공하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

보행 자세 교정 정보 제공 방법 및 이를 이용한 장치{METHOD FOR PROVIDING CORRECTION INFORMATION FOR WALKING POSTURE AND DEVICE USING THE SAME}
보행 자세 교정 정보 제공 방법 및 이를 이용한 장치가 개시된다.
자세와 움직임은 상호 연동 관계이다. 좋은 자세와 좋은 움직임은 상호간에 영향을 미치는데, 대다수의 사람들은 자세와 움직임의 중요성에 대하여 인지하지 못하고 있다.
특히, 성장기 청소년들에게 자세와 움직임간의 균형은 매우 중요하다. 청소년기에 부적절한 자세와 움직임은 체격의 불균형을 초래하고 성장에 부정적인 요소로 작용할 수 있다.
현재, 척추 교정, 관절 교정 등과 같이, 신체 일부분에 국한된 교정 제품이 출시되고 있으나, 상호 연동되는 신체움직임과 자세의 불균형을 교정하기에는 한계가 있다. 이에, 사용자의 부적절한 걷기 습관으로 유발된 신체 불균형을 효율적으로 교정시키기 위한 기술의 개발이 요구되고 있다.
(특허문헌 1) 한국 공개특허공보 제10-2021-0091635호(2021.07.22.)
(특허문헌 2) 한국 공개특허공보 제10-2018-0026914호(2018.03.14.)
본 출원의 해결하고자 하는 일 과제는 사용자의 보행 습관을 분석하여 사용자에게 보행습관 교정 정보를 제공하는 것이다.
본 출원의 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일 실시예에 따른 보행 습관 교정을 위한 제어장치의 제어방법은, 사용자의 신체 정보를 획득하는 단계, 상기 사용자의 보행시 팔 스윙 각도값 및 발바닥 착지 각도값을 획득하는 단계, 상기 팔 스윙 각도값 및 발바닥 착지 각도값을 기초로 상기 사용자의 팔 스윙 각도 및 발바닥 착지 각도 연동 기준 보폭값을 계산하는 단계, 상기 사용자의 발뒤꿈치 너비값을 획득하는 단계, 상기 사용자의 발뒤꿈치 너비값을 기초로 양발바닥 내측 좌우 사이 간격값을 계산하는 단계, 상기 사용자의 보행시 전방 손 방향값을 획득하는 단계, 상기 양발바닥 내측 좌우 사이 간격값 및 상기 전방 손 방향값을 기초로 양발바닥 내측 간격 및 전방 손 방향 연동 기준 방향값을 계산하는 단계 및 상기 연동 기준 보폭값 및 상기 연동 기준 방향값을 기초로 보행 습관 교정 정보를 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
본 출원의 과제의 해결 수단이 상술한 해결 수단들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 해결 수단들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 출원에 따르면, 사용자의 보행 습관을 분석하여 사용자에게 보행습관 교정 정보를 제공함으로써 사용자의 보행 습관을 향상시키고, 사용자의 자세 불균형을 완화시키며, 척추 관련 질환을 예방 및 완화시킬 수 있다.
본 출원의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 측정장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 측정장치의 센서부의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 제어장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 제어장치의 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 팔 스윙 각도 및 발바닥 착지 각도 연동 기준 보폭값에 따른 보행 자세를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 팔 스윙 각도 및 발바닥 착지 각도 연동 기준 보폭값을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 전방 손 방향값을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 발 뒤꿈치 너비 연동 기준 양발바닥 내측 좌우사이 간격값을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 양발바닥 내측 간격 및 전방 손 방향 연동 기준 방향값을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 다른 일 실시예에 따른 제어장치의 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 명세서에 기재된 실시예는 본 발명이 속하는 기술 분양에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 명확히 설명하기 위한 것이므로, 본 발명이 본 명세서에 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 본 발명의 사상을 벗어나지 아니하는 수정예 또는 변형예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하여 가능한 현재 널리 사용되고 있는 일반적인 용어를 선택하였으나 이는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 의도, 판례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 다만, 이와 달리 특정한 용어를 임의의 의미로 정의하여 사용하는 경우에는 그 용어의 의미에 관하여 별도로 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가진 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 한다.
본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명을 용이하게 설명하기 위한 것으로 도면에 도시된 형상은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 필요에 따라 과장되어 표시된 것일 수 있으므로 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 본 발명에 관련된 공지의 구성 도는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 이에 관한 자세한 설명은 필요에 따라 생략하기로 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면 시스템(10)은 측정장치(100), 제어장치(200) 및 서버(300)를 포함할 수 있다.
측정장치(100)는 사용자의 보행 정보를 획득할 수 있다. 일 실시예에서, 측정장치(100)는 웨어러블 장치 형태로, 사용자에게 착용될 수 있다. 측정장치(100)는 센서부를 포함하고, 센서부가 사용자의 신체에 부착되어 센서부를 통해 사용자의 보행 정보 및/또는 신체정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 측정장치(100)는 보행시 사용자의 팔 스윙 각도, 발바닥 착지 각도, 보폭, 전방 손 방향, 양발바닥 내측 간격 등을 측정할 수 있다. 측정장치(100)에 대해서는 도 2에서 상세하게 설명한다.
또한, 제어장치(200)는 측정장치(100)로부터 획득한 보행 정보 및/또는 신체정보를 기초로 사용자의 신체에 따른 기준 보행 정보를 계산할 수 있다. 또한, 제어장치(200)는 측정장치(100)로부터 획득한 보행 정보와 기준 보행 정보를 비교하여 사용자의 보행습관을 판단할 수 있다. 제어장치(200)는 사용자의 보행습관이 부적절하다고 판단되는 경우, 사용자에게 보행습관 교정정보를 제공할 수 있다. 또한, 제어장치(200)는 서버(300)와 통신을 수행할 수 있다. 제어장치(200)는 서버(300)에 측정장치(100)로부터 획득한 보행 정보, 기준 보행 정보, 보행습관 판단 정보, 사용자에게 제공한 보행습관 교정 정보 등의 다양한 정보를 제공할 수 있다. 일실시예에서, 제어장치(200)와 측정장치(100)는 물리적으로 독립적으로 구현될 수도 있고, 제어장치(200)와 측정장치(100)가 하나의 장치로 구현될 수도 있다. 또한, 일 실시예에서, 제어장치(200)는 모바일, 스마트폰, 태블릿, PC 등의 모바일 디바이스 또는 컴퓨터, 서버와 같은 고정형 디바이스의 형태로 구현될 수도 있다.
서버(300)는 제어장치(200) 및/또는 측정장치(100)와 통신을 수행하고, 제어장치(200)를 모니터링할 수 있다. 서버(300)는 제어장치(200) 및/또는 측정장치(100)로부터 제공받은 정보를 기록 및 관리할 수 있다. 또한, 실시예에 따라, 서버(300)는 제어장치(200)와 유사하게 기준 보행 정보를 계산하거나, 획득한 보행 정보와 기준 보행 정보를 비교하여 사용자의 보행습관을 판단하고, 사용자의 보행습관이 부적절하다고 판단되는 경우, 사용자에게 보행습관 교정정보를 제공할 수 있다. 또한, 실시예에 따라, 서버(300)는 원격으로 제어장치(200)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 서버(300)는 제어장치(200)를 제어하기 위하 제어 신호를 제어장치(200)에 전송하고, 제어장치(200)로부터 상기 제어 신호에 따른 동작 결과에 대한 정보를 수신할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 측정장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 제어장치(200)는 메모리부(110), 제어부(120), 통신부(130) 및 센서부(140)를 포함할 수 있다.
제어부(120)는 측정장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예컨대, 제어부(120)는 센서부(140)에서 측정된 정보들을 가공하여 보행정보 및/또는 신체정보를 획득할 수 있다.
제어부(120)는 CPU(Central Processing Unit) GPU(Graphic Processing Unit), 하나 이상의 마이크로 프로세서 및 기타 미리 정해진 논리에 따라 입력된 데이터를 처리할 수 있는 전자 부품 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 제어부(120)는 소프트웨어, 하드웨어 및 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 하드웨어적으로 제어부(120)는 FPGA((field programmable gate array)나 ASIC(Application Specific Integrated Circuit), 반도체 칩, 및 그 외의 다양한 형태의 전자 회로로 구현될 수 있다. 또 예를 들어, 소프트웨어적으로 제어부(120)는 상술한 하드웨어에 따라 수행되는 논리 프로그램이나 각종 컴퓨터 언어 등으로 구현될 수 있다.
또한, 메모리부(110)는 제어부(120)를 제어하기 위한 인스트럭션(Instruction)을 저장하고, 제어부(120)는 메모리부(110)에 저장된 인스트럭션을 기초로 동작을 수행할 수 있다. 또한, 메모리부(110)는 제어부(120)의 동작에 필요한 정보를 저장할 수 있다.
또한, 메모리부(110)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory) 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 또 메모리부(110)는 일시적, 영구적 또는 반영구적으로 정보를 저장할 수 있으며, 내장형 또는 탈착형으로 제공될 수 있다.
또한, 통신부(130)는 제어장치(200)와 통신을 수행할 수 있다. 또한, 실시예에 따라, 통신부(130)는 서버(300) 및/또는 다른 외부 장치와 통신을 수행할 수 있다.
통신부(130)는 주로 무선 통신 규격에 따라 통신이 수행될 수 있지만, BLE(Bluetooth Low Energy), 블루투스(Bluetooth), WLAN(Wireless LAN), WiFi(Wireless Fidelity), WiFi Direct, NFC(Near Field Communication), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wide Band), 지그비(Zigbee), 3G, 4G 또는 5G를 비롯한 이동 통신 모듈 및 그 외의 다양한 통신 규격을 통해 데이터를 송신하는 유무선 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 통신부(130)는 NFC(Near Field Communication), RFID(Radio-Frequency Identification)등을 지원하는 근거리 무선 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 통신부(130)는 무선 메쉬 네트워크(Wireless Mesh Network, WMN)를 지원하는 무선 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 무선 메시 네트워크는 소정의 저전력 무선통신(Wireless Personal Area Network, WPAN) 방식을 이용할 수 있다.
또한, 센서부(140)는 보행에 따른 사용자의 신체 각 부분의 움직임을 측정할 수 있다.
일 실시예에서, 센서부(140)는 사용자의 신체 다양한 부분에 배치될 수 있다. 예를 들어, 센서부(140)는 웨어러블 디바이스 형태로 사용자의 신체 상에 배치될 수도 있고, 직접적으로 사용자의 신체에 부착될 수도 있다.
센서부(140)의 배치에 대하여 도 3을 이용하여 설명하면, 도 3은 일 실시예에 따른 측정장치의 센서부의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
(a)에서, 센서부(140)는 사용자의 신체의 전후 각도를 측정할 수 있다. 예를 들어, 센서부(140)는 도면부호(311)와 같이 사용자의 팔에 배치되어 사용자의 팔 스윙 각도를 측정할 수 있다. 또한, 센서부(140)는 도면부호(312)와 같이 사용자의 손끝 및/또는 손등에 배치되어 사용자의 팔 스윙 각도 및/또는 전방 손 방향을 측정할 수 있다. 또한, 센서부(140)는 도면부호(313)와 같이 사용자의 다리에 배치되어 사용자의 다리 전후방 각도를 측정할 수 있다. 또한, 센서부(140)는 도면부호(314)와 같이 사용자의 발에 배치되어 발바닥 착지 각도를 측정할 수 있다.
(b) 내지 (d)에서, 센서부(140)는 사용자의 신제 좌우 방향 및 균형 여부를 측정할 수 있다. 예를 들어, 센서부(140)는 도면부호(321)와 같이, 사용자의 어깨에 배치되어 어깨 균형여부를 측정할 수 있다. 또한, 센서부(140)는 도면부호(322)와 같이, 사용자의 손날에 배치되어 사용자의 손날 방향을 측정할 수 있다. 또한, 센서부(140)는 도면부호(323)와 같이, 사용자의 발가락에 배치되어 사용자의 발가락 방향을 측정할 수 있다. 또한, 센서부(140)는 도면부호(331)와 같이, 사용자의 척추(예를 들어, 경추 7번, 흉추 12번, 미추 5번)에 배치되어 척추의 균형여부를 측정할 수 있다. 또한, 센서부(140)는 도면부호(341)와 같이, 사용자의 발가락 끝 또는 발바닥에 배치되어 사용자의 발바닥의 방향을 측정할 수 있다.
또한, 실시예에 따라, 센서부(140)는 전술한 신체 각 부위에 하나씩 배치될 수도 있고, 복수개가 배치될 수도 있다.
또한, 실시예에 따라, 센서부(140)는 가속도 센서, 각속도 센서, 자이로 센서, 방향 센서, 각도 센서, 압력 센서, 3축 이상의 관성 센서, CNT 스트레인 센서 등 다양한 센서로 구성될 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 제어장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 제어장치(200)는 메모리부(210), 제어부(220) 및 통신부(230)를 포함할 수 있다.
제어부(220)는 제어장치(200)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예컨대, 제어부(220)는 측정장치(100)로부터 획득한 보행정보 및/또는 신체정보를 기초로 기준 보행 정보를 계산하고, 기준 보행 정보를 기초로 사용자의 보행 습관을 판단할 수 있다. 또한, 제어부(220)는 사용자의 보행 습관에 따라 사용자에게 보행습관 교정정보를 제공할 수 있다.
제어부(220)는 CPU(Central Processing Unit) GPU(Graphic Processing Unit), 하나 이상의 마이크로 프로세서 및 기타 미리 정해진 논리에 따라 입력된 데이터를 처리할 수 있는 전자 부품 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 제어부(220)는 소프트웨어, 하드웨어 및 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 하드웨어적으로 제어부(220)는 FPGA((field programmable gate array)나 ASIC(Application Specific Integrated Circuit), 반도체 칩, 및 그 외의 다양한 형태의 전자 회로로 구현될 수 있다. 또 예를 들어, 소프트웨어적으로 제어부(220)는 상술한 하드웨어에 따라 수행되는 논리 프로그램이나 각종 컴퓨터 언어 등으로 구현될 수 있다.
또한, 메모리부(210)는 제어부(220)를 제어하기 위한 인스트럭션(Instruction)을 저장하고, 제어부(220)는 메모리부(210)에 저장된 인스트럭션을 기초로 동작을 수행할 수 있다. 또한, 메모리부(210)는 제어부(220)의 동작에 필요한 정보를 저장할 수 있다.
또한, 메모리부(210)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory) 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 또 메모리부(210)는 일시적, 영구적 또는 반영구적으로 정보를 저장할 수 있으며, 내장형 또는 탈착형으로 제공될 수 있다.
또한, 통신부(230)는 측정장치(100)와 통신을 수행할 수 있다. 또한, 실시예에 따라, 통신부(230)는 서버(300) 및/또는 다른 외부 장치와 통신을 수행할 수 있다.
통신부(230)는 주로 무선 통신 규격에 따라 통신이 수행될 수 있지만, BLE(Bluetooth Low Energy), 블루투스(Bluetooth), WLAN(Wireless LAN), WiFi(Wireless Fidelity), WiFi Direct, NFC(Near Field Communication), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wide Band), 지그비(Zigbee), 3G, 4G 또는 5G를 비롯한 이동 통신 모듈 및 그 외의 다양한 통신 규격을 통해 데이터를 송신하는 유무선 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 통신부(230)는 NFC(Near Field Communication), RFID(Radio-Frequency Identification)등을 지원하는 근거리 무선 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 통신부(230)는 무선 메쉬 네트워크(Wireless Mesh Network, WMN)를 지원하는 무선 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 무선 메시 네트워크는 소정의 저전력 무선통신(Wireless Personal Area Network, WPAN) 방식을 이용할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 제어장치의 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 제어장치의 제어 방법은 사용자의 신체정보 및 보행정보를 획득하는 단계(S100), 연동 기준 보폭값을 계산하는 단계(S200), 연동 기준 방향값을 계산하는 단계(S300) 및 연동 기준 보폭값 및/또는 연동 기준 방향값을 기초로 보행 습관 교정 정보를 제공하는 단계(S400)를 포함할 수 있다.
단계 S100에서, 제어장치는 사용자의 신체정보 및 보행정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 제어장치는 사용자의 신체정보로서 사용자의 연령 정보, 성별 정보, 신장정보, 발 뒤꿈치 너비정보 등의 정보를 획득할 수 있다. 일 예로, 제어장치는 측정장치로부터 사용자의 신체정보를 획득할 수 있다. 다른 일 예로, 제어장치는 입력부(미도시)를 더 포함하고, 입력부(미도시)를 통해 사용자의 신체정보를 획득할 수 있다. 또 다른 일 예로, 제어장치는 외부 디바이스(예를 들어, 모바일 디바이스)와의 통신을 통해 사용자의 신체정보를 획득할 수 있다.
또한, 제어장치는 사용자의 보행습관정보로서 보행시 사용자의 팔 스윙 각도, 발바닥 착지 각도, 연동 보폭, 전방 손 방향, 양발바닥 내측 간격, 발뒤꿈치 너비값, 연동 방향 등을 획득할 수 있다. 일 예로, 제어장치로부터 사용자의 보행정보를 획득할 수 있다. 다른 일 예로, 제어장치는 입력부(미도시)를 통해 사용자의 보행정보를 획득할 수도 있고, 외부 디바이스(예를 들어, 모바일 디바이스)와의 통신을 통해 사용자의 신체정보를 획득할 수도 있다.
또한, 단계 S200에서, 제어장치는 연동 기준 보폭값을 계산할 수 있다.
일 실시예에서, 제어장치는 사용자의 신장값 및 팔 스윙 각도값을 기초로 팔 스윙 각도 연동 기준 보폭값을 계산할 수 있다. 또한, 제어장치는 팔 스윙 각도 보폭값 및 팔 스윙 각도값과 발바닥 착지 각도값을 기초로 연동 기준 보폭값을 계산할 수 있다. 이에 대해 도 6 및 도 7을 이용하여 설명한다.
먼저, 설명의 편의를 위하여 용어 및 공식들에 대해 설명하면, 하기 표 1은, 본 발명의 전,후 중력중심선상과 좌우 수평선상의 신체 위치 적절성과 부적절성을 판단하기 위한 연동보폭과 연동방향의 공식용어 내용, 이니셜, 첨자의 설명이다.
공식 용어
내 용 이니셜 첨자
연동
보폭		 신장 Height H -
팔 스윙 각도 연동 기준 보폭값 arm step AS ast
팔 스윙 각도 및발바닥 착지각도 연동 기준 보폭값 link arm step LAS last
연동
방향		 전방 손 방향 값 hand direction value HDV hdv
전방 손 방향 계산 값 hand direction calculation value HDCV hdcv
내측 전방 손 방향 계산 값 medial hand direction
calculation value		 MHDCV -
외측 전방 손 방향 계산 값
 external hand direction
calculation value		 EHDCV
발뒤꿈치 너비 값 sole heel area SHA sha
발 뒤꿈치 너비 연동 기준 양발바닥 내측 간격값 heel space HS hsp
안쪽 방향 양발바닥 내측 좌우 사이 간격바깥쪽 방향 양발바닥 내측 좌우 사이 간격 inside heel space
outside heel space		 IHS
OHS		 -
양발바닥 내측 간격 및 전방 손 방향 연동 기준 방향값 link hand heel LHH lhh
또한, 표 2는 본 발명의 전,후 중력중심선상과 좌우 수평선상에 신체가 적절하게 위치하고 있는지 판단하기 위한 연동보폭과 연동방향 공식 첨자내용, 공식, 대입계산공식에 대한 설명이다.
첨자내용 공식
연동
보폭
공식		 ast
(arm step)		 ast=h1*h2*(a1+a2)/a3
last
(Link arm step)		 last=h1*h2*((a1+a2)/a3)*(s1/s2)
연동
방향
공식		 hdv
(hand direction value)		 hdv=hdcv*h3
hsp
(heel space)		 hsp=sha*h4
lhh
(Link hand heel)		 lhh=hdcv*h3*sha*h4
먼저, 도 6을 참조하면, 도 6은 일 실시예에 따른 팔 스윙 각도 및 발바닥 착지 각도 연동 기준 보폭값에 따른 보행 자세를 설명하기 위한 도면이다.
도 6에서, 점선은 신체 전후 중력 중심선을 나타내고, 일점쇄선은 신체 좌우 수평선을 나타낸다. 일 실시예에서, 사용자의 보행시 팔 스윙 각도 및/또는 발바닥 착지 각도에 따라 적절한 기준 보폭이 정해질 수 있다. 사용자가 해당 기준 보폭으로 보행을 할 경우, 사용자의 신체 전후 중력중심선 및 신체 좌우 수평선이 기울어지지 않게 되어 올바른 보행자세가 될 수 있다. 예를 들어, 사용자가 해당 기준 보폭으로 보행을 할 경우, 사용자가 신체 중력중심 보행자세로 올바른 보행을 할 수 있다.
그러나, 사용자가 해당 기준 보폭보다 너무 짧거나, 너무 긴 보폭으로 보행을 할 경우, 신체 전후 중력중심선 및 신체 좌우 수평선이 기울어질 수 있고, 이에 따라 부적절한 보행자세가 될 수 있다. 예를 들어, 사용자가 해당 기준 보폭보다 너무 짧거나, 너무 긴 보폭으로 보행을 할 경우, 사용자가 신체 전굴 보행자세 또는 신체 후굴 걷기 자세로 부적절한 보행을 할 수 있고, 이에 따라 신체의 밸런스 불균형이 초래될 수 있다.
이에 따라, 제어장치는 사용자의 팔 스윙 각도 및/또는 발바닥 착지 각도를 기준으로 연동 기준 보폭값을 계산하고, 연동 기준 보폭값에 따라 사용자의 보행습관이 올바른지 여부를 판단할 수 있다. 이에 대해 도 7을 이용하여 설명한다.
도 7은 일 실시예에 따른 팔 스윙 각도 및 발바닥 착지 각도 연동 기준 보폭값을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, (a)는 팔 스윙 각도 기준 연동 보폭값을 나타내고, (b)는 팔 스윙 각도 및 발바닥 착지 각도 연동 기준 보폭값을 설명하기 위한 도면이다.
도 7의 (a)에서, 팔 스윙 각도 기준 보폭값 ast에서 a1은 팔 스윙 각도 중 전방 최대 팔 각도값을 나타내고, a2는 팔 스윙 각도 중 후방 최대 팔 각도값을 나타낼 수 있다. 또한, h1은 사용자의 신장값을 나타낼 수 있다.
건강한 보행 습관을 위해서는, 팔 스윙 각도에 따라 적절한 보폭이 필요할 수 있다. 만약, 팔 스윙 각도에 비하여 보폭이 너무 좁거나 보폭이 너무 넓은 경우 신체 밸런스가 무너질 수 있다. 이에 따라, 제어장치는 사용자의 보행습관이 적절한지 여부를 판단하기 위하여 팔 스윙 각도 기준 보폭값 ast을 계산할 수 있다.
일 실시예에서, 제어장치는 표 2 하기의 수학식 1에 따라 팔 스윙 각도 연동 기준 보폭값 ast을 계산할 수 있다.
[수학식 1]
여기서, h1은 사용자 신장값을 나타내고 , h2는 중력중심 걷기자세 보폭범위 기준값을 나타내고, a1은 전방 최대 팔 각도값을 나타내고, a2는 후방 최대 팔 각도값을 나타내고, a3은 중력중심 걷기자세 팔 스윙 각도 범위 기준값을 나타낸다.
전방 최대 팔 각도값이 a1도이고, 후방 최대 팔 각도값이 a2도인 경우, 사용자의 신장값 h1 및 중력중심 걷기자세 보폭범위 기준값 h2와 팔 스윙 각도 범위 기준값 a3를 기초로 팔 스윙 각도 기준 보폭값 ast을 계산 할 수 있다. 일 실시예에서, 중력중심 걷기자세 팔 스윙 각도 범위 기준값 및 중력중심 걷기자세 보폭범위 기준값은 미리 정해질 수 있다. 또한, 일 실시예에서, 전방 최대 팔 각도값 및 후방 최대 팔 각도값도 미리 정해질 수 있다. 이 경우, 팔 스윙 각도 연동 기준 보폭값은 사용자의 신장값에 따라 달라질 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 제어장치는 전술한 수학식 1을 기초로 하기의 표 3과 같이 조견표를 미리 생성하여 저장할 수 있다. 이 경우, 제어장치는 조견표를 미리 저장하고, 사용자의 팔 스윙 각도 및 신장값을 기초로 팔 스윙 각도 기준 보폭값 ast을 추출할 수 있다. 물론, 제어장치는 하기 표 3보다 더 세부적으로 조견표를 생성할 수도 있다.
또한, 전술한 예에서, 하기의 표 3과 같이 사용자의 신장값이 180이고, 전방 최대 팔 각도값이 30도이고, 후방 최대 팔 각도값이 20도인 경우, 팔 스윙 각도 연동 기준 보폭값은 ast1819 일 수 있다. 표 3에서, ast1111 내지 ast1825는 미리 계산된 숫자로, 중력중심 걷기자세 팔 스윙 각도 범위 기준값 및 중력중심 걷기자세 보폭범위 기준값에 따라 변경될 수 있다.
전방 최대 팔 각도/후방 최대 팔 각도
a1/a2 		신장값 h1
110 ... 180
팔 스윙 전후방각도 기준 보폭값 ast
1 05°/05° ast1111 ... ast1811
2 10°/05° ast1112 ... ast1812
3 10°/10° ast1113 ... ast1813
4 15°/10° ast1114 ... ast1814
5 20°/10° ast1115 ... ast1815
6 20°/15° ast1116 ... ast1816
7 25°/15° ast1117 ... ast1817
8 25°/20° ast1118 ... ast1818
9 30°/20° ast1119 ... ast1819
10 35°/20° ast1120 ... ast1820
11 35°/25° ast1121 ... ast1821
12 40°/25° ast1122 ... ast1822
13 40°/30° ast1123 ... ast1823
14 45°/30° ast1124 ... ast1824
15 45°/35° ast1125 ... ast1825
또한, 일 실시예에서, 제어장치는 사용자의 전방 최대 팔 각도 및 후방 최대 팔 스윙 각도가 소정의 전방 최대 팔 각도 및 후방 최대 팔 각도로부터 소정 범위내에 위치하는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 소정의 전방 최대 팔 각도가 a1으로 미리 정해지고, 소정의 후방 최대 팔 각도가 a2로 미리 정해질 때, 사용자의 전방 최대 팔 각도 및 후방 최대 팔 스윙 각도에 대한 정보를 획득할 수 있다. 만약, 사용자의 전방 최대 팔 각도 및 후방 최대 팔 각도가 소정의 전방 최대 팔 각도 a1 및 후방 최대 팔 각도 a2로부터 팔 스윙 각도가 소정범위 내에 위치하지 않는 경우, 사용자의 전방 최대 팔 각도 및 후방 최대 팔 각도를 교정하기 위한 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 제어장치는 사용자의 전방 최대 팔 각도 및 후방 최대 팔 각도와 소정의 전방 최대 팔 각도 a1 및 후방 최대 팔 각도 a2와의 차이값에 대한 정보를 제공할 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 제어장치는 사용자의 보폭값이 팔 스윙 각도 연동 기준 보폭값으로부터 소정 범위 내에 위치하는지 여부를 판단할 수 있다. 만약, 사용자의 보폭값이 팔 스윙 각도 연동 기준 보폭값으로부터 소정범위 내에 위치하지 않는 경우, 사용자의 보폭값을 교정하기 위한 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 제어장치는 사용자의 보폭값과 팔 스윙 각도 연동 기준 보폭값과의 차이값에 대한 정보를 제공할 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 연동 기준 보폭값의 계산에 있어서 발바닥 착지 각도도 고려될 수 있다. 사용자가 발바닥 착지 각도에 대응되지 않는 보폭으로 보행을 할 경우, 신체 전굴 보행자세 또는 신체 후굴 보행자세가 되어 사용자의 신체 밸런스가 무너질 수 있기 때문이다. 이에 따라, 제어장치는 사용자의 보행습관이 적절한지 여부를 판단하기 위하여 팔 스윙 각도 및 발바닥 착지 각도 연동 기준 보폭값 last를 계산할 수 있다.
일 실시예에서, 제어장치는 하기의 수학식 2에 따라 팔 스윙 각도 및 발바닥 착지 각도 연동 기준 보폭값 last를 계산할 수 있다.
[수학식 2]
여기서, h1은 사용자 신장값을 나타내고 , h2는 중력중심 걷기자세 보폭범위 기준값을 나타내고, a1은 전방 최대 팔 각도값을 나타내고, a2는 후방 최대 팔 각도값을 나타내고, a3은 중력중심 걷기자세 팔 스윙 각도 범위 기준값을 나타낸다. 또한, s1은 사용자의 발바닥 착지 각도를 나타내고, s2는 중력중심 걷기자세 발바닥 착지 각도범위 기준값을 나타낸다. 일 실시예에서, 중력중심 걷기자세 발바닥 착지 각도범위 기준값은 소정의 발바닥 착지 각도를 기초로 미리 정해질 수 있다.
예를 들어, 소정의 발바닥 착지 각도값이 40도인 경우, 발바닥 착지 각도 보정값은 40도일 수 있다. 물론, 전술한 발바닥 착지 각도 보정값은 이 외의 수치를 갖는 값일 수도 있다. 위의 수학식 1 및 수학식 2에서와 같이, 팔 스윙 각도 및 발바닥 착지 각도 연동 기준 보폭값 last는 팔 스윙 각도 연동 기준 보폭값 ast에 기초할 수 있다. 이에 따라, 팔 스윙 각도 및 발바닥 착지 각도 연동 기준 보폭값 last는 팔 스윙 각도 연동 기준 보폭값 ast, 사용자의 발바닥 착지 각도 s1 및 중력중심 걷기자세 발바닥 착지 각도범위 기준값 s2에 기초할 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 제어장치는 전술한 수학식 2를 기초로 하기 표 4와 같이 조견표를 미리 생성하여 저장할 수 있다. 이 경우, 제어장치는 조견표를 미리 저장하고, 사용자의 신장값, 사용자의 팔 스윙 각도 연동 기준 보폭값 및 발바닥 착지 각도를 기초로 팔 스윙 각도 및 발바닥 착지 각도 연동 기준 보폭값 last를 추출할 수 있다. 물론, 제어장치는 하기 표 4보다 더 세부적으로 조견표를 생성할 수도 있다.
또한, 전술한 예에서, 하기 표 4 와 같이 사용자의 신장값이 180이고, 팔 스윙 각도 기준 보폭값이 ast1819 이고, 발바닥 착지 각도가 35도인 경우, 팔 스윙 각도 및 발바닥 착지 각도 연동 기준 보폭값은 last1819 일 수 있다. 표 4에서 last1114 내지 last1821은 미리 계산된 숫자로, 중력중심 걷기자세 팔 스윙 각도 범위 기준값, 중력중심 걷기자세 보폭범위 기준값 및 발바닥 착지 각도범위 기준값에 따라 변경될 수 있다. 또한, 예컨대, 하기 표 4에서는 전방 최대 팔 각도값 a1 및 후방 최대 팔 각도값 a2가 각각 30도 및 20도인 것을 전제로 생성되었지만, 이에 한정되지 않고 다양한 전방 최대 팔 각도값 a1 및 후방 최대 팔 각도값 a2에 대한 조견표 역시 생성될 수 있다.
발바닥 착지각도 s1 신장값 h1
110 ... 180
팔 스윙 전후방각도 연동 기준 보폭값 ast
ast1119 ast1819
팔 스윙 각도및 발바닥 착지각도연동 기준 보폭값 last
1 10° last1114 ... last1814
2 15° last1115 ... last1815
3 20° last1116 ... last1816
4 25° last1117 ... last1817
5 30° last1118 ... last1818
6 35° last1119 ... last1819
7 40° last1120 ... last1820
8 45° last1121 ... last1821
또한, 일 실시예에서, 제어장치는 사용자의 발바닥 착지 각도가 소정의 발바닥 착지 각도로부터 소정 범위내에 위치하는지 여부를 판단할 수 있다. 만약, 사용자의 발바닥 착지 각도가 소정의 발바닥 착지 각도로부터 소정범위 내에 위치하지 않는 경우, 사용자의 발바닥 착지 각도를 교정하기 위한 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 소정의 발바닥 착지 각도가 s1으로 미리 정해질 때, 제어장치는 사용자의 발바닥 착지 각도와 소정의 발바닥 착지 각도 s1와의 차이값에 대한 정보를 제공할 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 제어장치는 사용자의 보폭값이 팔 스윙 각도 및 발바닥 착지각도 연동 기준 보폭값 last로부터 소정 범위 내에 위치하는지 여부를 판단할 수 있다. 만약, 사용자의 보폭값이 팔 스윙 각도 및 발바닥 착지각도 연동 기준 보폭값 last로부터 소정범위 내에 위치하지 않는 경우, 사용자의 보폭값을 교정하기 위한 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 제어장치는 사용자의 보폭값과 팔 스윙 각도 및 발바닥 착지각도 연동 기준 보폭값 last과의 차이값에 대한 정보를 제공할 수 있다.
다시, 도 5를 참조하면, 단계 S300에서, 제어장치는 전방 손 방향값을 획득할 수 있다. 구체적으로, 제어장치는 측정장치로부터 전방 손 방향 측정값을 획득할 수 있다. 또한, 제어장치는 전방 손 방향 측정값으로부터 전방 손 방향값을 획득할 수 있다. 이에 대해서는 도 8 및 하기 표 5을 기초로 설명한다.
전방 손 방향 범위(단위: 도)
-24~-34 -13~-23 -2~-12 -1~1 2~12 13~23 24~34
전방 손 방향 계산값 hdcv
1 2 3 4 5 6 7
전방 손 방향값 hdv
hdv1025 hdv1050 hdv1075 hdv1111 hdv1125 hdv1150 hdv1175
도 8은 일 실시예에 따른 전방 손 방향값을 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 1 내지 7의 숫자는 상기 표 5의 전방 손 방향 계산값 hdcv를 나타낼 수 있다. 제어장치는 사용자의 전방 손 방향 측정값과 표 5의 전방 손 방향 범위를 비교하여 전방 손 방향 계산값 hdcv를 획득할 수 있다. 여기서, 사용자의 전방 손 방향 측정값은 사용자의 신체 좌우 수평선(R)을 기준으로, 전방 손 방향이 수직인 경우 0도라고 측정하고, 전방 손 방향이 사용자의 몸통 쪽으로 향하는 경우(1 내지 3) 음의 각도로 측정하고, 전방 손 방향이 바깥쪽으로 향하는 경우(5 내지 7) 양의 각도로 측정할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 전방 손 방향 측정값이 0도인 경우, 전방 손 방향 계산값 hdcv으로 4를 획득하고, 사용자의 전방 손 방향 측정값이 15도인 경우, 전방 손 방향 계산값 hdcv으로 6을 획득하고, 사용자의 전방 손 방향 측정값이 -25도인 경우, 전방 손 방향 계산값 hdcv으로 1을 획득할 수 있다.
또한, 제어장치는 하기의 수학식 3에 따라 전방 손 방향값 hdv를 계산할 수 있다.
[수학식 3]
여기서, hdv는전방 손 방향값을 나타내고, hdcv는전방 손 방향 계산값을 나타내고, h3는 중력중심 걷기자세 전방 손 방향범위 기준값을 나타낼 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 제어장치는 전방 손 방향 계산값 hdcv 4를 기준 전방 손 방향값 hdv로 설정할 수 있다. 이는, 보행시 신체 좌우 수평선(R)을 기준으로 전방 손 방향값 hdv이 수직이 될 때 적절한 보행자세가 유지될 수 있기 때문이다.
또한, 일 실시예에서, 제어장치는 사용자의 전방 손 방향값이 소정의 전방 손 방향값(예를 들어, 표 5의 전방 손 방향값 hdv1111)으로부터 소정범위내에 위치하는지 여부를 판단할 수 있다. 만약, 사용자의 전방 손 방향값이 소정의 전방 손 방향값으로부터 소정범위내에 위치하지 않는 경우, 사용자의 전방 손 방향값을 교정하기 위한 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 제어장치는 사용자의 전방 손 방향값과 소정의 전방 손 방향값과의 차이값 또는 사용자의 전방 손 방향값과 소정의 전방 손 방향값과 대응되는 전방 손 방향 범위와의 차이값에 대한 정보를 제공할 수 있다.
다시 도 5를 참조하면, 단계 S300에서, 제어장치는 연동 기준 방향값을 계산할 수 있다. 일 실시예에서, 제어장치는 사용자의 발 뒤꿈치 너비값을 기초로 하여 발 뒤꿈치 너비 연동 기준 양발바닥 내측 간격 값을 계산하고, 전술한 전방 손 방향값을 획득할 수 있다. 또한, 제어장치는 양발바닥 내측 간격 및 전방 손 방향 연동 기준 방향값을 계산할 수 있다.
구체적으로, 제어장치는 사용자의 발뒤꿈치 너비값을 기초로 발뒤꿈치 너비 연동 양발바닥 내측 좌우 사이 간격값을 계산할 수 있다. 보다 구체적으로, 제어장치는 사용자의 발 뒤꿈치 너비값을 획득할 수 있다. 일 실시예에서, 사용자의 발 뒤꿈치 넓이값은 단계 S100에서 획득될 수 있다. 제어장치는 사용자의 발바닥 중 특정 위치에서의 사용자의 발뒤꿈치 너비값을 획득할 수 있다. 예를 들어, 제어장치는 사용자의 발뒤꿈치 끝으로부터 특정 위치에서의 사용자의 발 뒤꿈치 너비값을 획득할 수 있다. 또한, 제어장치는 사용자의 발 뒤꿈치 너비값을 측정장치로부터 획득할 수 있다. 이 경우, 측정장치의 센서부는 사용자의 발뒤꿈치에 배치될 수 있다. 또한, 제어장치는 사용자의 발뒤꿈치 너비값을 입력부(미도시) 또는 외부 디바이스(예를 들어, 모바일 디바이스)로부터 획득할 수 있다.
일 실시예에서, 제어장치는 하기의 수학식 4에 따라 발 뒤꿈치 너비값을 기초로 발 뒤꿈치 너비 연동 기준 양발바닥 내측 간격값을 계산할 수 있다.
[수학식 4]
여기서,sha는 발뒤꿈치 너비값을 나타내고, h4는 양발바닥 내측 좌우사이 간격범위 기준값을 나타내고, hsp는 발 뒤꿈치 너비 연동 기준 양발바닥 내측 간격값을 나타낼 수 있다. 즉, 발 뒤꿈치 너비 연동 기준 양발바닥 내측 간격값 hsp는 사용자 뒤꿈치 너비값 sha에 기초할 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 제어장치는 전술한 수학식 4 및 전술한 상기 사용자의 발뒤꿈치 너비값 sha를 기초로 하기의 표 6과 같이 조견표를 미리 생성하여 저장할 수 있다. 이 경우, 제어장치는 조견표를 미리 저장하고, 사용자의 발뒤꿈치 너비값 sha을 기초로 발 뒤꿈치 너비 연동 기준 양발바닥 내측 간격값 hsp를 추출할 수 있다. 물론, 제어장치는 하기 표 5보다 더 세부적으로 조견표를 생성할 수도 있다. 또한, 표 6에서 hsp1105 내지 hsp1150은 임의의 숫자로 양발 내측 좌우사이 간격범위 기준값 h4 에 따라 달라질 수 있다.
발뒤꿈치 너비sha (cm)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
발뒤꿈치 너비 연동 기준 양발바닥 내측 간격 hsp
hsp1105 hsp1110 hsp1115 hsp1120 hsp1125 hsp1130 hsp1135 hsp1140 hsp1145 hsp1150
전술한 예에서 사용자의 발 뒤꿈치 너비값이 7cm일 경우,표 6에 따라 발 뒤꿈치 너비 연동 기준 양발바닥 내측 간격값은 hsp1135가 될 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 제어장치는 사용자의 측정된 양발바닥 내측 좌우 사이 간격값과 발 뒤꿈치 너비 연동 기준 양발 내측 좌우 사이 간격값을 비교할 수 있다. 이에 대해 도 9를 이용하여 상세하게 설명한다.
도 9는 일 실시예에 따른 발 뒤꿈치 너비 연동 기준 양발바닥 내측 좌우사이 간격값을 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, (a)는 발 뒤꿈치 너비 연동 기준 양발바닥 내측 간격값(hsp)을 나타내고, (b) 내지 (d)는 사용자의 양발바닥 내측 간격값과 발 뒤꿈치 너비 연동 기준 양발바닥 내측 간격값의 비교 결과를 나타낸다.
구체적으로, (b)는 사용자의 양 발바닥 내측 간격값이 발 뒤꿈치 너비 연동 기준 양발바닥 내측 간격값과 소정 범위 내인 상태(HS)를 나타낸다. (c)는 사용자의 양발바닥 내측 간격값이 발 뒤꿈치 너비 연동 기준 양발바닥 내측 간격값 보다 소정 범위 이상 작은 상태(IHS)를 나타내고, (d)는 사용자의 양발바닥 내측 간격값이 발 뒤꿈치 너비 연동 기준 양발바닥 내측 간격값 보다 소정 범위 보다 큰 상태(OHS)를 나타낸다. 도 9에서 도시된 바와 같이, 상태(HS)의 경우, 사용자의 보행 자세가 적절할 수 있다. 그러나, 상태(IHS) 또는 상태(OHS)에서와 같이, 사용자의 양발 내측 좌우 사이 간격값이 발 뒤꿈치 너비 연동 기준 양발바닥 내측 보다 소정 범위 이상 작거나 큰 경우, 사용자의 보행자세가 부적절해질 수 있다. 이에 따라, 제어장치는 사용자의 양발 내측 좌우 사이 간격값이 발 뒤꿈치 너비 연동 기준 양발바닥 내측 간격값보다 소정 범위 이상 작거나 큰 경우, 사용자의 양발 내측 좌우 사이 간격을 조정하기 위한 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 제어장치는 사용자의 양발바닥 내측 간격값과 발 뒤꿈치 너비 연동 기준 양발바닥 내측 간격값과의 차이값에 대한 정보를 제공할 수 있다.
또한, 다시 도 5를 참조하면, 제어장치는 단계 S300에서, 발 뒤꿈치 너비 연동 기준 양발바닥 내측 간격값 및 전방 손 방향값을 기초로 양발바닥 내측 간격 및 전방 손 방향 연동 기준 방향값 lhh를 계산할 수 있다.
이에 대해 도 10을 이용하여 설명하면, 도 10은 양발바닥 내측 간격 및 전방 손 방향 연동 기준 방향값을 설명하기 위한 도면이다.
도 10에서, (a)는 양발바닥 내측 간격 및 전방 손 방향 연동에 대해 나타내고, (b) 내지 (d)는 양발바닥 내측 좌우사이 간격값과 전방 손 방향값과의 대응관계를 나타낸다. 구체적으로, (b)는 양발바닥 내측 간격값과 전방 손 방향값이 대응되는 상태를 나타내고, (c) 및 (d)는 양발바닥 내측 간격값과 전방 손 방향값이 대응되지 않는 상태를 나타낸다.
(b)또는 (c)에서와 같이, 양발바닥 내측 간격값과 전방 손 방향값이 대응되지 않을 경우, 연동 방향이 부적절해지고, 이에 따라 사용자의 보행 자세가 부적절해질 수 있다. 이에 따라, 제어장치는 적절한 연동 방향을 나타내는 연동 기준 방향값 lhh를 계산하고. 연동 기준 방향값 lhh를 기초로 사용자의 보행 습관을 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 제어장치는 하기의 수학식 5에 따라 양발바닥 내측 간격값 및 전방 손 방향값에 연동되는 기준 방향값을 계산할 수 있다.
[수학식 5]
여기서, lhh는 양발바닥 내측 간격 및 전방 손 방향값 연동 기준 방향값을 나타내고, hdcv는 전방 손 방향 계산값을 나타내고, h3는 중력중심 걷기자세 전방 손 방향범위 기준값을 나타내고, sha는 발 뒤꿈치 너비값을 나타내고, h4는 양발바닥 내측 좌우사이 간격범위 기준값을 나타낼 수 있다. 위 수학식 5에 따라, 연동 기준 방향값 lhh는 발 뒤꿈치 너비 연동 양 발바닥 내측 간격값 hsp의 기초가 되는 발 뒤꿈치 너비값 sha에 기초할 수 있다. 또한, 위 수학식 5에 따라, 연동 기준 방향값 lhh는 전방 손 방향값 hdv의 기초가 되는 전방 손 방향 계산값 hdcv 에 기초할 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 제어장치는 전술한 수학식 5를 기초로 하기의 표 7과 같이 조견표를 미리 생성하여 저장할 수 있다. 이 경우, 제어장치는 조견표를 미리 저장하고, 조견표를 기초로 양발바닥 내측 간격 및 전방 손 방향값 연동 기준 방향값을 추출할 수 있다. 물론, 제어장치는 하기 표 7보다 더 세부적으로 조견표를 생성할 수도 있다. 예컨대, 하기 표 5의 조견표에서는 전방 손 방향 계산값 및 발 뒤꿈치 너비값이 포함되었지만, 이에 한정되지 않고, 상기 조견표에 전방 손 방향 측정값, 전방 손 방향값 및/또는 양발바닥 내측 간격값이 포함될 수 있다. 또한, 표 7에서 lhh3751 내지 lhh 8757은 임의의 숫자로, 중력중심 걷기자세 전방 손 방향범위 기준값 h3 및 양발바닥 내측 좌우사이 간격범위 기준값 h4 가 소정값으로 미리 정해질 때의 양발바닥 내측 간격 및 전방 손 방향값 연동 기준 방향값을 나타낼 수 있다. 이에 따라, 중력중심 걷기자세 전방 손 방향범위 기준값 h3 및 양발바닥 내측 좌우사이 간격범위 기준값 h4이 변경될 경우, 표 7의 lhh3751 내지 lhh 8757 역시 변경될 수 있다.
발뒤꿈치 너비값 sha
전방 손 방향 계산값 ... 3 ... 5 ... 7
1 ... lhh3751 lhh6251 lhh8751
2 ... lhh3752 lhh6252 lhh8752
3 ... lhh3753 lhh6253 lhh8753
4 ... lhh3754 lhh6254 lhh8754
5 ... lhh3755 lhh6255 lhh8755
6 ... lhh3756 lhh6256 lhh8756
7 ... lhh3757 lhh6257 lhh8757
또한, 일 실시예에서, 전술한 양발바닥 내측 간격 및 전방 손 방향값 연동 기준 방향값은 사용자의 발 뒤꿈치 너비값에 따라 미리 정해질 수 있다. 예를 들어, 양발바닥 내측 간격 및 전방 손 방향값 연동 기준 방향값은 전방 손 방향값 hdv 및 발 뒤꿈치 너비 연동 기준 양발바닥 내측 간격값 hsp를 기초로 결정될 수 있고, 전방 손 방향값 hdv 은 미리 정해질 수 있으며, 발 뒤꿈치 너비 연동 기준 양발바닥 내측 간격값 hsp는사용자의 발 뒤꿈치 너비값에 따라 변동될 수 있다. 이렇게 사용자의 발 뒤꿈치 너비값에 따라 미리 정해지는 양발바닥 내측 간격 및 전방 손 방향값 연동 기준 방향값은 사용자의 이상적인 양발바닥 내측 간격 및 전방 손 방향값 연동 기준 방향값을 의미할 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 제어장치는 하기의 수학식 6에 따라 사용자의 측정 연동 기준 방향값을 계산할 수 있다.
[수학식 6]
여기서, l'hh는 사용자의 측정 방향값을 나타내고, h'sp는사용자의 측정된 양발 내측 좌우 사이 간격값을 나타낼 수 있다. 또한, h'dv는 사용자의 측정된 전방 손 방향값을 나타낼 수 있다.
일 실시예에서, 제어장치는 사용자의 측정 방향값 l'hh가 양발바닥 내측 간격 및 전방 손 방향값 연동 기준 방향값 lhh로부터 소정 범위내인지 여부를 판단할 수 있다. 만약, 사용자의 측정 방향값 l'hh이 양발바닥 내측 간격 및 전방 손 방향값 연동 기준 방향값 lhh으로부터 소정 범위내에 위치하지 않는 경우, 제어장치는 사용자에게 사용자의 측정 방향값 l'hh을 교정하기 위한 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 제어장치는 사용자의 측정 방향값 l'hh과 양발바닥 내측 간격 및 전방 손 방향값 연동 기준 방향값 lhh과의 차이값에 대한 정보를 제공할 수 있다. 또한, 제어장치는 사용자의 측정 방향값 l'hh을 교정하기 위하여, 사용자의 측정된 양발 내측 좌우 사이 간격값 h'sp을 발 뒤꿈치 너비 연동 기준 양발바닥 내측 간격값 hsp으로 교정하기 위한 정보 및/또는 사용자의 측정된 전방 손 방향값 h'dv을 미리 정해진 전방 손 방향값 hdv 로 교정하기 위한 정보를 제공할 수 있다.
또한, 단계 S400에서, 제어 장치는 팔 스윙 각도 및 발바닥 착지 각도 연동 기준 보폭값 last 및/또는 양발바닥 내측 간격 및 전방 손 방향값 연동 기준 방향값 lhh을 기초로 보행 습관 교정 정보를 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 제어장치는 제어 장치의 출력부(미도시)를 통하여 보행 습관 교정 정보를 제공할 수 있다. 여기서, 보행 습관 교정 정보는 단계 S200 및 S300에서 설명된 교정 정보를 포함하는 것으로, 예를 들어, 보행 습관 교정 정보는 사용자의 팔 스윙 각도를 교정하기 위한 정보, 사용자의 보폭값을 교정하기 위한 정보, 사용자의 발바닥 착지 각도를 교정하기 위한 정보, 사용자의 양발바닥 내측 간격을 교정하기 위한 정보, 사용자의 전방 손 방향을 교정하기 위한 정보, 사용자의 측정 방향값을 교정하기 위한 정보 등을 포함할 수 있다. 이에 대해서는 전술한 사항이 적용될 수 있으므로, 상세한 설명은 생략한다.
또한, 제어장치는 외부 디바이스(예를 들어, 모바일 디바이스)와의 통신을 통하여 보행 습관 교정 정보를 제공할 수 있다. 또한, 제어장치는 서버에 보행 습관 교정 정보를 제공할 수 있다.
도 11은 다른 일 실시예에 따른 제어장치의 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11을 참조하면, 제어장치의 제어 방법은 사용자의 신체정보 및 보행정보를 획득하는 단계(S1000), 팔 스윙 각도 및/또는 발바닥 착지각도가 소정범위내에 위치하는지 여부를 판단하는 단계(S1100), 팔 스윙 각도 및/또는 발바닥 착지각도의 교정정보를 제공하는 단계(S1110), 사용자의 보폭값이 연동 기준 보폭값으로부터 소정 범위내에 위치하는지 여부를 판단하는 단계(S1200), 보폭값 교정 정보를 제공하는 단계(S1210), 사용자의 전방 손 방향값이 소정범위내에 위치하는지 여부를 판단하는 단계(S1300), 전방 손방향 교정 정보를 제공하는 단계(S1310), 사용자의 측정 방향값이 연동 기준 방향값으로부터 소정범위내에 위치하는지 여부를 판단하는 단계(S1400), 방향값 교정 정보를 제공하는 단계(S1410) 및 사용자의 보행습관을 유지하도록 알리는 단계(S150)를 포함할 수 있다. 단계 S1000 내지 단계 S1500에 대해서는, 전술한 사항이 적용될 수 있으므로, 상세한 설명은 생략한다.
본 명세서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체(machine-readable storage media에 저장된 명령어를 포함하는 소프트웨어로 구현될 수 있다. 기기는, 저장 매체로부터 저장된 명령어를 호출하고, 호출된 명령어에 따라 동작이 가능한 장치로서, 개시된 실시예들에 따 른 전자 장치를 포함할 수 있다. 상기 명령이 프로세서에 의해 실행될 경우, 프로세서가 직접, 또는 상기 프로세서의 제어하에 다른 구성요소 들을 이용하여 상기 명령에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 명령은 컴파일러 또는 인터프리터에 의해 생성 또는 실행되는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적 저장매체'는 신호(signal)를 포함하지 않으며 실재(tangible)한다는 것을 의미할 뿐 데이터가 저장매체에 반영구적 또는 임시적으로 저장됨을 구분하지 않는다. 예로, '비일시적 저장매체'는 데이터가 임시적으로 저장되는 버퍼를 포함할 수 있다.
일실시예에 따르면, 본 명세서에 개시된 다양한 실시 예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 온라인으로 배포될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품(예로, 다운로더블 앱(downloadable app))의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 저장 매체에 적어도 일시적으로 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (11)

  1. 보행 습관 교정을 위한 제어장치의 제어방법 - 상기 제어방법은 상기 제어장치의 제어부에 의해 수행됨 - 에 있어서,
    사용자의 신체 정보를 획득하는 단계;
    상기 사용자의 보행시 팔 스윙 각도값 및 발바닥 착지 각도값을 획득하는 단계;
    상기 팔 스윙 각도값 및 발바닥 착지 각도값을 기초로 상기 사용자의 팔 스윙 각도 및 발바닥 착지 각도 연동 기준 보폭값을 계산하는 단계;
    상기 사용자의 발뒤꿈치 너비값을 획득하는 단계;
    상기 사용자의 발뒤꿈치 너비값을 기초로 양발바닥 내측 좌우 사이 간격값을 계산하는 단계;
    상기 사용자의 보행시 전방 손 방향값을 획득하는 단계;
    상기 양발바닥 내측 좌우 사이 간격값 및 상기 전방 손 방향값을 기초로 양발바닥 내측 간격 및 전방 손 방향 연동 기준 방향값을 계산하는 단계; 및
    상기 연동 기준 보폭값 및 상기 연동 기준 방향값을 기초로 보행 습관 교정 정보를 제공하는 단계
    를 포함하고,
    상기 사용자의 신체 정보는 신장값을 포함하고,
    상기 사용자의 팔 스윙 각도 및 발바닥 착지 각도 연동 기준 보폭값을 계산하는 단계는,
    상기 사용자의 팔 스윙 각도 중 전방 최대 팔 각도, 후방 최대 팔 각도, 상기 신장값, 중력중심 걷기자세 보폭범위 기준값 및 중력중심 걷기자세 팔 스윙 각도범위 기준값을 이용하여 상기 사용자의 팔 스윙 각도 연동 기준 보폭값을 계산하고,
    상기 팔 스윙 각도 연동 기준 보폭값, 상기 발바닥 착지 각도값 및 중력중심 걷기자세 발바닥 착지 각도범위 기준값을 기초로 상기 팔 스윙 각도 및 발바닥 착지 각도 연동 기준 보폭값을 계산하는,
    제어 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 사용자의 보행시 전방 손 방향값을 획득하는 단계는,
    전방 손방향 계산값을 획득하고, 상기 전방 손방향 계산값 및 중력중심 걷기자세 전방 손 방향범위 기준값을 기초로 상기 전방 손 방향값을 획득하는,
    제어 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 전방 손 방향값과 상기 발뒤꿈치 너비값을 기초로 연동 기준 방향값을 계산하는 단계는,
    상기 발뒤꿈치 너비값을 기초로 양발바닥 내측 좌우사이 간격 값을 계산하는 단계를 포함하는,
    제어 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 양발바닥 내측 간격 및 전방 손 방향 연동 기준 방향값을 계산하는 단계는,
    상기 전방 손방향 값 및 상기 양발바닥 내측 좌우사이 간격 값을 기초로 상기 양발바닥 내측 간격 및 전방 손 방향 연동 기준 방향값을 계산하는,
    제어 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 양발바닥 내측 간격 및 전방 손 방향 연동 기준 방향값을 계산하는 단계는,
    상기 전방 손방향 계산값, 상기 중력중심 걷기자세 전방 손 방향범위 기준값, 상기 발뒤꿈치 너비값 및 상기 양발바닥 내측 좌우사이 간격범위 기준값을 기초로 상기 양발바닥 내측 간격 및 전방 손 방향 연동 기준 방향값을 계산하는,
    제어 방법.
  10. 제1항 및 제6항 내지 제9항 중 어느 하나의 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 기록 매체.
  11. 보행 습관 교정을 위한 제어장치에 있어서,
    메모리부; 및
    상기 메모리부에 포함된 인스트럭션을 기초로 동작을 수행하는 제어부
    를 포함하고,
    상기 제어부는,
    사용자의 신체 정보를 획득하고,
    상기 사용자의 보행시 팔 스윙 각도값 및 발바닥 착지 각도값을 측정하고,
    상기 팔 스윙 각도값 및 발바닥 착지 각도값을 기초로 상기 사용자의 팔 스윙 각도 및 발바닥 착지 각도 연동 기준 보폭값을 계산하고,
    상기 사용자의 발뒤꿈치 너비값을 획득하고,
    상기 사용자의 발뒤꿈치 너비값을 기초로 양발바닥 내측 좌우 사이 간격값을 계산하고,
    상기 사용자의 보행시 전방 손 방향값을 획득하고,
    상기 양발바닥 내측 좌우 사이 간격값 및 상기 전방 손 방향값을 기초로 양발바닥 내측 간격 및 전방 손 방향 연동 기준 방향값을 계산하고,
    상기 연동 기준 보폭값 및 상기 연동 기준 방향값을 기초로 보행 습관 교정 정보를 제공하고,
    상기 사용자의 신체 정보는 신장값을 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 사용자의 팔 스윙 각도 중 전방 최대 팔 각도, 후방 최대 팔 각도, 상기 신장값, 중력중심 걷기자세 보폭범위 기준값 및 중력중심 걷기자세 팔 스윙 각도범위 기준값을 이용하여 상기 사용자의 팔 스윙 각도 연동 기준 보폭값을 계산하고,
    상기 팔 스윙 각도 연동 기준 보폭값, 상기 발바닥 착지 각도값 및 중력중심 걷기자세 발바닥 착지 각도범위 기준값을 기초로 상기 팔 스윙 각도 및 발바닥 착지 각도 연동 기준 보폭값을 계산하는,
    제어장치.
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