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KR101848169B1 - 보행 분석을 위한 깔창형 장치 및 보행 분석 방법 - Google Patents

보행 분석을 위한 깔창형 장치 및 보행 분석 방법 Download PDF

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KR101848169B1
KR101848169B1 KR1020160155607A KR20160155607A KR101848169B1 KR 101848169 B1 KR101848169 B1 KR 101848169B1 KR 1020160155607 A KR1020160155607 A KR 1020160155607A KR 20160155607 A KR20160155607 A KR 20160155607A KR 101848169 B1 KR101848169 B1 KR 101848169B1
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KR
South Korea
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insole
walking
user
pressure
Prior art date
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Active
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KR1020160155607A
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English (en)
Inventor
이응혁
이원영
김현철
임영광
Original Assignee
한국산업기술대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Abstract

보행 분석을 위한 깔창형 장치 및 보행 분석 방법이 제공된다. 일 실시예에 따른 보행 분석을 위한 깔창형 장치는, 상기 보행 분석을 위한 깔창형 장치를 착용한 사용자가 상기 깔창형 장치에 가한 압력 정보를 측정하는 하나 이상의 압력 센서; 상기 사용자의 다리 움직임에 따른 움직임 정보 및 상기 깔창형 장치의 기울기 정보 중 적어도 하나를 측정하는 관성 센서; 및 상기 측정한 압력 정보, 상기 움직임 정보 및 상기 기울기 정보 중 적어도 하나를 보행 보조 장치에 무선으로 전송하는 통신부를 포함할 수 있다.

Description

보행 분석을 위한 깔창형 장치 및 보행 분석 방법{INSOLE-TYPE DEVICE FOR ANALYZING WALKING, AND METHOD FOR ANALYZING WALKING USING THE SAME}
아래 설명은 보행 분석을 위한 깔창형 장치 및 보행 분석 방법에 관한 것이다.
근력 보조 로봇 또는 보행 보조 로봇과 같이 사용자의 움직임을 보조하는 장치는 보행이 불편한 환자나 노약자의 재활을 돕거나 보행을 보조하는데 사용될 수 있다. 특히, 삶의 질과 복지에 대한 관심이 높아지고 현대 사회가 노령화 사회로 진입해 감에 따라 위와 같은 장치에 대한 관심이 점차 높아지고 있다.
일반적으로, 보행 분석과 관련된 기술은 노인이나 환자의 이동성 및 생활 향상을 추구하는 의료 분야, 고된 노동을 필요로 하는 산업 현장 분야에서 사용이 점차 증가하고 있으며, 이를 위한 다양한 형태의 장치가 개발되고 있다.
일 실시예에 따른, 보행 분석을 위한 깔창형 장치는, 상기 보행 분석을 위한 깔창형 장치를 착용한 사용자가 상기 깔창형 장치에 가한 압력 정보를 측정하는 하나 이상의 압력 센서; 상기 사용자의 다리 움직임에 따른 움직임 정보 및 상기 깔창형 장치의 기울기 정보 중 적어도 하나를 측정하는 관성 센서; 및 상기 측정한 압력 정보, 상기 움직임 정보 및 상기 기울기 정보 중 적어도 하나를 보행 보조 장치에 무선으로 전송하는 통신부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른, 상기 하나 이상의 압력 센서는, 상기 깔창형 장치의 앞쪽 및 뒤쪽 중 적어도 하나에 배치되고, 상기 사용자의 보행을 분석하는데 이용되는 압력 정보를 측정하는 제1 압력 센서를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른, 상기 하나 이상의 압력 센서는, 상기 깔창형 장치의 좌측 및 우측 중 적어도 하나에 배치되고, 상기 보행 보조 장치의 미리 설정된 기능을 제어하기 위한 압력 정보를 측정하는 제2 압력 센서를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른, 상기 관성 센서는, 상기 깔창형 장치의 전측 또는 후측에 배치되고, 상기 보행 보조 장치의 미리 설정된 기능을 제어하기 위한 움직임 정보 또는 기울기 정보를 측정하고, 상기 통신부는, 상기 보행 보조 장치로 상기 측정된 움직임 정보 또는 기울기 정보를 무선으로 전송할 수 있다.
일 실시예에 따른, 상기 보행 보조 장치는, 상기 깔창형 장치로부터 상기 압력 정보를 수신하고, 상기 수신한 압력 정보를 이용하여 상기 사용자의 보행 주기 시간, 보행 단계별 시간 및 보행 단계 중 적어도 하나를 추정할 수 있다.
도 1은 보행 분석 방법의 일 실시예에 따른 방법으로서, 깔창형 장치를 이용한 보행 분석 방법을 나타내는 개념도이다.
도 2는 보행 분석을 위한 깔창형 장치의 일 실시예에 따른 블록도를 나타내는 것이다.
도 3은 보행 분석을 위한 깔창형 장치의 일 실시예에 따른 깔창형 장치를 나타내는 것이다.
도 4는 보행 분석 방법의 일 실시예에 따른 보행 분석을 위한 깔창형 장치가 수행하는 보행 분석 방법의 흐름을 나타내는 것이다.
도 5는 보행 분석 방법의 일 실시예에 따른 깔창형 장치와 보행 보조 장치가 수행하는 보행 분석 방법의 흐름도이다.
실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있다. 따라서, 실시예들은 특정한 개시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설명된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 보행 분석 방법의 일 실시예에 따른 방법으로서, 깔창형 장치를 이용한 보행 분석 방법을 나타내는 개념도이다.
먼저, 도 1을 참조하면, 전체 시스템은 깔창형 장치(110), 사용자(105)의 보행을 보조하는 보행 보조 장치(120)를 포함할 수 있다. 깔창형 장치(110)는 사용자(105)의 신발 내에 배치될 수 있다. 또한, 경우에 따라서, 깔창형 장치(110)는 사용자(105)가 착용할 수 있는 슬리퍼와 같은 신발의 형태를 가질 수도 있으나, 깔창형 장치(110)의 형태가 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 경우에 따라, 깔창형 장치(110)는 복수 개의 깔창형 장치들(111, 112)로 구성될 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 깔창형 장치(110)는 사용자(105)의 보행에 따른 움직임 정보 또는 압력 정보 등을 센싱할 수 있다. 깔창형 장치(110)는 센싱한 정보를 보행 보조 장치(120)로 전송할 수 있다. 보행 보조 장치(120)는 깔창형 장치(110)가 센싱한 정보를 수신하고, 수신된 정보를 이용하여 보행 보조 장치의 동작/기능을 제어할 수 있다.
도 2는 보행 분석을 위한 깔창형 장치의 일 실시예에 따른 블록도를 나타내는 것이다.
도 2를 참조하면, 깔창형 장치(200)는, 압력 센서(210), 관성 센서(220), 통신부(230), 무선 충전부(240)를 포함할 수 있다. 이때, 압력 센서(210), 관성 센서(220), 통신부(230), 무선 충전부(240) 중 적어도 하나는 복수 개로 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 압력 센서(210)는 깔창형 장치를 착용한 사용자가 깔창형 장치에 가한 압력 정보를 측정할 수 있다. 압력 센서(210)는 필름 형태 또는 일반적인 센서 형태로서 PCB(printed circuit board) 등의 기판에 내장될 수도 있으나, 압력 센서(210)의 형태가 이에 한정되는 것은 아니다. 압력 센서(210)는 보행 분석을 위한 압력 정보를 측정하기 위한 제1 압력 센서 및 보행 보조 장치의 동작을 제어하기 위한 압력 정보를 측정하기 위한 제2 압력 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 압력 센서는 깔창형 장치의 전측 및 후측 중 적어도 하나에 배치될 수 있고, 제2 압력 센서는 깔창형 장치의 좌측 및 우측 중 적어도 하나에 배치될 수 있다.
제1 압력 센서는 배치된 위치에서 사용자의 움직임에 따라 사용자가 가한 압력 정보로서 전측 압력 정보 및 후측 압력 정보 중 적어도 하나를 측정할 수도 있다. 제2 압력 센서는 깔창형 장치의 보행 보조 장치를 제어하기 위한 특수 기능의 입력을 위한 압력 정보를 측정할 수 있다. 제2 압력 센서는 좌측 압력 정보 및 우측 압력 정보 중 적어도 하나를 측정할 수 있다. 측정된 좌측 압력 정보 또는 우측 압력 정보는 통신부(230)를 통해 보행 보조 장치(예를 들어, 도 1의 보행 보조 장치(120))에 전송될 수 있다.
관성 센서(220)는 사용자의 다리 움직임에 따른 움직임 정보 및 깔창형 장치의 기울기 정보 중 적어도 하나를 측정할 수 있다. 움직임 정보, 기울기 정보는 충격 또는 보행 노면의 경사도를 측정한 값일 수 있다. 관성 센서(220)는 자이로 센서, 가속도 센서 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다. 관성 센서(220)는 깔창형 장치의 전측 또는 후측에 배치되어, 보행 보조 장치의 미리 설정된 기능을 제어(사용자 인터페이스를 구현)하거나 또는 사용자의 낙상을 판단하기 위한 움직임 정보 또는 기울기 정보를 측정할 수 있다. 관성 센서(220)에 의해 측정된 움직임 정보 또는 기울기 정보는 보행 보조 장치 또는 사용자 단말에 전달될 수 있다. 예를 들어, 사용자가 보행 보조 장치의 특정 기능을 수행하기 위해 미리 설정된 시간 동안 발바닥을 들어올리거나 탭 스텝의 동작을 취할 수 있고, 관성 센서(220)는 사용자의 이와 같은 동작에 따른 기울기 정보 또는 움직임 정보(예를 들어, 충격량)를 측정할 수 있다. 이러한 기울기 정보 또는 움직임 정보는 통신부(230)를 통해 보행 보조 장치에 전송될 수 있고, 보행 보조 장치는 특정 패턴에 대응하는 기울기 정보 또는 움직임 정보가 감지되면, 해당 특정 패턴에 대응하는 기능을 수행할 수 있다. 이를 통해, 사용자는 다른 특별한 수단을 이용하지 않고, 편리하게 보행 보조 장치 또는 사용자 단말의 기능을 제어할 수 있다.
다른 예로, 사용자가 넘어진 경우, 관성 센서(220)는 사용자의 넘어짐에 따른 움직임 정보 또는 기울기 정보의 특정한 패턴의 값을 출력할 수 있고, 보행 보조 장치 또는 사용자 단말은 관성 센서(220)로부터 출력된 정보에 기초하여 사용자의 넘어짐을 감지할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 보행 보조 장치 또는 사용자 단말은, 수신한 움직임 정보 또는 기울기 정보와 기설정된 움직임 정보 또는 기울기 정보의 특정 값과 비교하여 임계값 이상일 경우, 자동으로 사용자의 보호자의 단말에 전화를 걸거나 또는 사용자의 낙상과 관련된 메시지를 전송할 수도 있다
통신부(230)는 측정한 압력 정보, 움직임 정보 및 기울기 정보 중 적어도 하나를 보행 보조 장치에 블루투스 통신 등을 이용하여 무선으로 전송할 수 있다. 경우에 따라, 통신부(230)는 다른 로봇 또는 디바이스와 통신을 하기 위하여 이용될 수도 있다. 보행 보조 장치는 깔창형 장치(200)로부터 압력 정보를 수신하고, 수신한 압력 정보를 이용하여 사용자의 보행 주기 시간, 보행 단계별 시간 및 보행 단계 중 적어도 하나를 추정할 수 있다. 한편, 통신부(230)는 사용자의 낙상에 따라 보행 보조 장치 또는 사용자의 사용자 단말을 제어하기 위하여, 보행 보조 장치 또는 사용자 단말로 측정된 움직임 정보 또는 기울기 정보를 무선으로 전송할 수도 있다. 이때, 사용자 단말은 수신한 움직임 정보 또는 기울기 정보를 이용하여, 사용자 단말의 동작을 제어할 수 있다. 한편, 사용자 단말은 수신한 움직임 정보 또는 기울기 정보를 기설정된 임계값 등을 이용하여, 낙상으로 판단되는 경우, 사용자의 보호 단말 등으로 낙상에 관한 메시지를 전송할 수 있다. 또한, 사용자 단말은 스마트 폰과 같은 스마트 이동 통신 기기일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
무선 충전부(240)는 깔창형 장치가 독립적으로 사용되기 위하여, 깔창형 장치에 무선으로 전원을 공급할 수 있다. 무선 충전부(240)는 사용자가 편리하게 충전할 수 있도록, 무선 충전을 위한 배터리 및 안테나를 포함할 수 있다. 무선 충전부(240)는 깔창형 장치에 포함된 배터리를 무선으로 충전할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 무선 충전부(240)는 무선 충전 단자를 포함할 수도 있으나, 실시예의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3은 보행 분석을 위한 깔창형 장치의 일 실시예에 따른 깔창형 장치를 나타내는 것이다.
도 3을 참조하면, 깔창형 장치는 압력 센서(311, 312, 313, 314, 315), 관성 센서(321, 322), 통신부(330), 무선 충전부(340)를 포함할 수 있다. 이때, 압력 센서(310), 관성 센서(320), 통신부(330), 무선 충전부(340) 중 적어도 하나는 복수 개로 구성될 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에 따르면, 깔창형 장치는 사용자의 다양한 신발 및 발의 형태에 따라 형태의 가변이 가능하도록 깔창형 장치의 적어도 일부분이 갈라짐이 있는 형태를 포함할 수 있다. 깔창형 장치는 사용자의 발 사이즈에 맞추어 제작될 수도 있으나, 표준 발 사이즈 또는 형태로 제작될 수도 있다. 이때, 깔창형 장치는 사용자의 발 모양 또는 신발 모양 등에 따른 착용시의 불편함을 감소시키기 위하여, 깔창형 장치의 중앙 부분으로부터 바깥쪽을 향하도록 적어도 일부분에 홈 또는 갈라짐을 가질 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 깔창형 장치는 좌측 신발에 적용될 경우, 깔창형 장치의 중앙으로부터 우측 및 전측의 사선 방향으로 갈라짐을 포함할 수 있다. 또한, 깔창형 장치는 우측 신발에 적용될 경우, 깔창형 장치의 중앙으로부터 좌측 및 전측의 사선 방향으로 갈라짐을 포함할 수 있다. 물론, 경우에 따라서, 깔창형 장치의 다른 부분 또는 중앙 부분에서 바깥쪽 방향으로 여러 가지 형태로 갈라짐을 포함할 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 압력 센서(311, 312, 313, 314, 315)는 보행 분석을 위한 깔창형 장치를 착용한 사용자가 깔창형 장치에 가한 압력 정보를 더 정확하게 측정하기 위하여 복수로 배치될 수 있다.
이때, 보행 분석을 위하여, 압력 센서(311)는 깔창형 장치의 전측(또는 앞쪽)에 배치되고, 압력 센서(312, 313)는 더 정확한 센싱을 위하여 깔창형 장치의 후측(또는 뒤쪽)에 복수로 배치될 수도 있다. 압력 센서(311, 312, 313)는 깔창형 장치를 착용한 사용자의 보행을 분석하는데 이용되는 압력 정보를 측정할 수 있다. 또한, 압력 센서(311)는 배치된 깔창형 장치의 전측에서 사용자의 움직임에 따라 사용자가 가한 압력 정보로서 전측 압력 정보를 측정하고, 압력 센서(312, 313)는 배치된 깔창형 장치의 후측에서 사용자의 움직임에 따라 사용자가 가한 압력 정보로서 후측 압력 정보를 측정할 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 깔창형 장치는 인터페이스 기능을 구현하기 위한 압력 센서를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 깔창형 장치는 깔창형 장치의 좌측에 배치된 압력 센서(314)와 깔창형 장치의 우측에 배치된 압력 센서(315) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 압력 센서(314, 315)는 보행 보조 장치의 미리 설정된 기능을 제어하기 위한 압력 정보를 측정할 수 있다. 이때, 압력 센서(314)는 배치된 깔창형 장치의 좌측에서 사용자의 움직임에 따라 사용자가 가한 압력 정보로서 좌측 압력 정보를 측정하고, 압력 센서(315)는 배치된 깔창형 장치의 우측에서 사용자의 움직임에 따라 사용자가 가한 압력 정보로서 우측 압력 정보를 측정할 수도 있다. 예를 들어, 사용자는 보행 보조 장치의 기능을 제어하기 위해 깔창형 장치를 착용한 상태에서 탭 스텝(tap step)의 동작을 취할 수 있고, 압력 센서(314, 315)는 탭 스텝의 동작 과정에서의 압력 정보를 측정할 수 있다. 측정된 압력 정보는 보행 보조 장치에 전송되고, 보행 보조 장치는 수신한 압력 정보에 기초하여 압력 정보에 대응하는 특정 기능을 수행할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 관성 센서(321, 322)는 사용자의 다리 움직임에 따른 움직임 정보 및 깔창형 장치의 기울기 정보 중 적어도 하나를 측정할 수 있다. 이때, 관성 센서(321, 322)는 자이로 센서, 가속도 센서 중 적어도 하나를 포함하거나, 자이로 센서 또는 가속도 센서일 수도 있다. 관성 센서(321)는 깔창형 장치의 전측에 배치되어, 상기 보행 보조 장치의 미리 설정된 기능을 제어하거나 또는 깔창형 장치를 착용한 사용자의 낙상을 판단하기 위한 움직임 정보 또는 기울기 정보를 측정할 수 있다. 관성 센서(321)와 동일한 기능을 수행하는 관성 센서(322)는 깔창형 장치의 후측에 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 통신부(330)는 측정한 압력 정보, 움직임 정보 및 기울기 정보 중 적어도 하나를 보행 보조 장치에 블루투스 등을 이용하여 무선으로 전송할 수 있다. 통신부(330)는 보행 보조 장치와 무선 통신을 하기 위한 안테나(331)을 포함하거나, 안테나(331)와 연결되어 배치될 수 있다. 이때, 보행 보조 장치는 수신한 압력 정보를 이용하여 사용자의 보행 주기 시간, 보행 단계별 시간 및 보행 단계 중 적어도 하나를 추정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 통신부(330)는 사용자의 낙상에 따라 보행 보조 장치 또는 사용자의 사용자 단말을 제어하기 위하여, 보행 보조 장치 또는 사용자 단말로 측정된 움직임 정보 또는 기울기 정보를 블루투스 등을 이용하여 무선으로 전송할 수도 있다. 안테나(331)는 깔창형 장치와 사용자 단말과의 통신에 이용될 수도 있다. 이때, 사용자 단말은 수신한 움직임 정보 또는 기울기 정보를 이용하여, 사용자 단말의 동작을 제어할 수 있다. 한편, 사용자 단말은 수신한 움직임 정보 또는 기울기 정보를 기설정된 임계값 등을 이용하여, 낙상으로 판단되는 경우, 사용자의 보호 단말 등으로 낙상에 관한 메시지를 전송할 수도 있다.
무선 충전부(340)는 깔창형 장치에 무선으로 전원을 공급할 수 있다. 무선 충전부(340)는 무선 충전을 위한 배터리 및 안테나를 포함할 수 있다. 이때, 무선 충전을 위한 안테나는 통신부(330)에 포함되거나 통신부(330)에 연결된 안테나(331)일 수도 있다. 한편, 무선 충전부(340)는 경우에 따라서, 안테나(331)를 포함할 수도 있고, 안테나(331)와 연결될 수도 있다. 또한, 경우에 따라, 무선 충전부(340)는 무선 충전 단자를 포함할 수도 있다.
도 4는 보행 분석 방법의 일 실시예에 따른 보행 분석을 위한 깔창형 장치가 수행하는 보행 분석 방법의 흐름을 나타내는 것이다.
도 4를 참조하면, 깔창형 장치가 수행하는 보행 분석 방법은 하기와 같은 단계를 포함할 수 있다.
단계(410)에서, 보행 분석을 위한 깔창형 장치는 압력 센서를 이용하여 깔창형 장치를 착용한 사용자가 깔창형 장치에 가한 압력 정보를 측정할 수 있다. 이때, 깔창형 장치는 깔창형 장치의 전측 및 후측 중 적어도 하나에 배치된 제1 압력 센서를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 깔창형 장치는 사용자 인터페이스를 구현하기 위한 제2 압력 센서를 더 포함할 수도 있다.
제1 압력 센서는 배치된 위치에서 사용자의 움직임에 따라 사용자가 가한 압력 정보로서 전측 압력 정보 또는 후측 압력 정보를 측정할 수 있다. 제2 압력 센서는 깔창형 장치의 좌측 및 우측 적어도 하나에 배치되고, 보행 보조 장치를 제어하는데 이용되는 좌측 압력 정보 또는 우측 압력 정보를 측정할 수 있다.
단계(420)에서, 깔창형 장치는 관성 센서를 이용하여, 사용자의 다리 움직임에 따른 움직임 정보 및 깔창형 장치의 기울기 정보 중 적어도 하나를 측정할 수 있다. 이때, 관성 센서는 자이로 센서, 가속도 센서 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 관성 센서는 깔창형 장치의 전측 및 후측 중 적어도 하나에 배치되고, 보행 보조 장치의 미리 설정된 기능을 제어하거나 또는 사용자의 낙상을 판단하기 위한 움직임 정보 또는 기울기 정보를 측정할 수 있다.
단계(430)에서, 깔창형 장치는 측정한 압력 정보, 움직임 정보 및 기울기 정보 중 적어도 하나를 보행 보조 장치에 블루투스 기기 등을 이용하여 무선으로 전송할 수 있다. 이때, 보행 보조 장치는 측정한 압력 정보를 수신하고, 수신한 압력 정보를 이용하여 사용자의 보행 주기 시간, 보행 단계별 시간 및 보행 단계 중 적어도 하나를 추정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 깔창형 장치는 사용자의 낙상에 따라 보행 보조 장치 또는 사용자의 사용자 단말을 제어하기 위하여, 보행 보조 장치 또는 사용자 단말로 측정된 움직임 정보 또는 기울기 정보를 무선으로 전송할 수도 있다. 이때, 사용자 단말은 수신한 움직임 정보 또는 기울기 정보를 이용하여, 사용자 단말의 동작을 제어할 수 있다.
한편, 사용자 단말은 수신한 움직임 정보 또는 기울기 정보를 기설정된 임계값 등을 이용하여, 낙상으로 판단되는 경우, 사용자의 보호 단말 등으로 낙상에 관한 메시지를 전송할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에 따르면, 깔창형 장치는 안테나 및 배터리 등을 이용하여 깔창형 장치에 무선으로 전원을 공급할 수 있다. 이때, 깔창형 장치는 무선 충전을 위한 배터리 및 안테나를 포함할 수 있다. 또한, 경우에 따라, 깔창형 장치는 무선 충전 단자를 포함하여 깔창형 장치에 무선으로 전원을 공급할 수도 있다.
도 5는 보행 분석 방법의 일 실시예에 따른 깔창형 장치와 보행 보조 장치가 수행하는 보행 분석 방법의 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 깔창형 장치(510)는 보행 보조 장치(520)로 측정한 압력 정보, 움직임 정보, 기울기 정보를 전송할 수 있다. 또한, 보행 보조 장치(520)는 수신한 압력 정보, 움직임 정보, 기울기 정보를 이용하여 보행을 분석하거나 보행 보조 장치(520)의 동작을 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 깔창형 장치(510)는 압력 센서를 이용하여 측정한 압력 정보를 보행 보조 장치(520)로 전송할 수 있다. 이때, 보행 보조 장치(520)는 수신한 압력 정보를 이용하여 보행을 분석할 수 있다. 보행 보조 장치(520)는 수신한 압력 정보를 기초로 사용자의 보행 주기 시간, 보행 단계별 시간 및 보행 단계 중 적어도 하나를 추정할 수 있다.
보행 보조 장치(520)는 수신한 압력 정보의 압력 값이 기준치 이상일 경우, 보행을 시작한 시간으로서, 압력 정보가 측정된 시간을 저장할 수 있다. 또한, 수신한 압력 정보의 압력 값이 기준치 이하일 경우, 보행을 종료한 시간으로서, 압력 정보가 측정된 시간을 저장할 수도 있다.
한편, 보행 보조 장치(520)는 일련의 압력 정보에 대응하는 보행 단계, 보행 주기에 대한 정보를 미리 저장할 수 있다. 이때, 보행 보조 장치(520)는 해당 미리 저장된 정보를 이용하여 압력 정보에 대응하는 보행 단계, 보행 주기 시간 또는 보행 단계별 시간을 추정할 수 있다. 보행 보조 장치(520)는 측정된 압력 정보의 압력 값 또는 압력 값의 패턴에 따라 토크가 생성되거나, 정도에 따라서 토크가 증가하거나 감소하도록 조절할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 깔창형 장치(510)는 관성 센서를 이용하여 측정한 움직임 정보를 보행 보조 장치(520)로 전송할 수 있다. 이때, 보행 보조 장치(520)는 수신한 움직임 정보를 이용하여 보행 보조 장치(520)의 동작을 제어할 수 있다.
보행 보조 장치(520)는 수신한 움직임 정보의 움직임 값이 기설정된 값 이상일 경우, 사용자 인터페이스의 입력으로 처리할 수 있다. 또한, 보행 보조 장치(520)는 일련의 움직임 정보에 대응하는 정보를 미리 저장하고, 움직임 정보의 패턴이 기설정된 패턴일 경우, 기설정된 동작을 수행할 수 있다. 보행 보조 장치(520)는 수신한 움직임 정보의 움직임 값이 기설정된 값 이상이거나 기설정된 패턴일 경우, 사용자 인터페이스의 입력을 받은 것으로 판단하고, 정지를 하거나 작동을 개시할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 깔창형 장치(510)는 관성 센서를 이용하여 측정한 기울기 정보를 보행 보조 장치(520)로 전송할 수도 있다. 이때, 보행 보조 장치(520)는 수신한 기울기 정보를 이용하여 보행 보조 장치(520)의 동작을 제어할 수 있다.
보행 보조 장치(520)는 수신한 기울기 정보의 기울기 값이 기설정된 값 이상일 경우, 사용자 인터페이스의 입력으로 처리할 수 있다. 또한, 보행 보조 장치(520)는 일련의 기울기 정보에 대응하는 정보를 미리 저장하고, 기울기 정보의 패턴이 기설정된 패턴일 경우, 기설정된 동작을 수행할 수 있다. 보행 보조 장치(520)는 수신한 기울기 정보의 기울기 값이 기설정된 값 이상이거나 기설정된 패턴일 경우, 사용자 인터페이스의 입력을 받은 것으로 판단하고, 정지를 하거나 작동을 개시할 수 있다. 또한, 보행 보조 장치(520)는 이동의 속도를 조절하거나 이동의 방향을 조절할 수도 있다.
한편, 보행 보조 장치(520)는 수신한 기울기 정보가 기설정된 임계값보다 클 경우, 낙상으로 판단되는 경우, 사용자의 보호 단말 등으로 낙상에 관한 메시지를 전송하거나, 기설정된 응급 전화 번호로 사용자의 인적 정보 및 낙상에 관한 위치에 관한 정보 등을 전화 또는 메시지를 전송할 수도 있다. 이때, 보행 보조 장치(520)는 GPS 좌표 등을 송신할 수도 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 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.

Claims (5)

  1. 보행 보조 장치의 사용자의 보행 분석을 위한 깔창형 장치에 있어서,
    상기 보행 분석을 위한 깔창형 장치를 착용한 상기 사용자가 상기 깔창형 장치에 가한 압력 정보를 측정하는 하나 이상의 압력 센서;
    상기 사용자의 다리 움직임에 따른 움직임 정보 및 상기 깔창형 장치의 기울기 정보 중 적어도 하나를 측정하는 관성 센서; 및
    상기 측정한 압력 정보, 상기 움직임 정보 및 상기 기울기 정보 중 적어도 하나를 상기 보행 보조 장치에 무선으로 전송하는 통신부
    를 포함하고,
    상기 움직임 정보는 충격량을 포함하고,
    상기 기울기 정보는 보행 노면의 경사도를 측정한 값을 포함하고,
    상기 보행 보조 장치는,
    상기 깔창형 장치로부터 상기 압력 정보, 상기 움직임 정보 및 상기 기울기 정보 중 적어도 하나를 수신하고,
    상기 수신한 압력 정보를 이용하여 상기 사용자의 보행 주기 시간, 보행 단계별 시간 및 보행 단계 중 적어도 하나를 추정하거나 상기 압력 정보에 대응하는 기설정된 기능을 수행하고,
    상기 움직임 정보의 움직임 값 또는 상기 기울기 정보의 기울기 값이 기설정된 값 이상이거나 기설정된 패턴일 경우 사용자 인터페이스의 입력을 받은 것으로 판단하고, 상기 입력에 대응하는 기설정된 기능을 수행하고,
    상기 움직임 정보 또는 상기 기울기 정보에 기초하여 상기 사용자의 낙상 여부를 판단하고, 상기 사용자가 낙상한 것으로 판단된 경우 상기 사용자의 보호자의 단말에 전화를 걸거나 또는 사용자의 낙상과 관련된 메시지를 전송하고,
    상기 기설정된 기능은 상기 보행 보조 장치의 이동 속도가 조절되거나 이동 방향이 조절되는, 보행 분석을 위한 깔창형 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 압력 센서는,
    상기 깔창형 장치의 앞쪽 및 뒤쪽 중 적어도 하나에 배치되고, 상기 사용자의 보행을 분석하는데 이용되는 압력 정보를 측정하는 제1 압력 센서를 포함하는, 보행 분석을 위한 깔창형 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 하나 이상의 압력 센서는,
    상기 깔창형 장치의 좌측 및 우측 중 적어도 하나에 배치되고, 상기 보행 보조 장치의 미리 설정된 기능을 제어하기 위한 압력 정보를 측정하는 제2 압력 센서를 더 포함하는, 보행 분석을 위한 깔창형 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 관성 센서는,
    상기 깔창형 장치의 전측 또는 후측에 배치되고, 상기 보행 보조 장치의 미리 설정된 기능을 제어하기 위한 움직임 정보 또는 기울기 정보를 측정하고,
    상기 통신부는,
    상기 보행 보조 장치로 상기 측정된 움직임 정보 또는 기울기 정보를 무선으로 전송하는, 보행 분석을 위한 깔창형 장치.
  5. 삭제
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