KR100786703B1 - 가속도 센서를 이용한 운동량 측정장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

운동량을 측정하는 장치가, 사용자의 움직임에 따른 운동량을 측정하여 가속도 정보를 발생하는 가속도센서와, 제1 설정시간 간격으로 상기 제1설정시간 구간에서 제2설정 시간만큼 가속도센서에 전원을 공급하며 상기 제2설정시간의 특정 시간에서 상기 가속도센서의 출력되는 가속도정보를 샘플링하는 센서제어부와, 샘플링된 가속도정보를 운동량 에너지로 변환하고, 변환된 에너지를 분석하여 1걸음 여부를 판정하는 운동량 측정부와, 걸음으로 판정된 에너지 레벨을 분석하여 칼로리 소모량을 계산하는 칼로리소모량 측정부와, 운동량 측정부에서 출력되는 걸음수 정보 및 칼로리 소모량 측정부에서 출력되는 칼로리 소모량을 저장하는 메모리와, 걸음수 정보 및 칼로리 소모량을 표시하는 표시부로 구성된다.

만보계, 걸음, 칼로리 소모량, 가속도센서

Description

가속도 센서를 이용한 운동량 측정장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR MEASURING PHYSICAL EXERCISE USING ACCELERATION SENSOR}

도 1은 본 발명의 다른 실시예에 따라 만보계를 단독으로 구현한 구성을 도시하는 도면

도 2a - 도 2f는 휴대단말기의 위치에 따른 가속도센서의 출력 특성을 도시하는 도면

도 3a - 도 3d는 본 발명의 실시예에 따라 가속도센서의 전원공급 및 샘플링을 제어하는 절차를 설명하기 위한 도면이며, 도 3e - 도 3f는 본 발명의 실시예에서 운동종류에 따라 각각 대응되는 샘플링 주파수를 발생하는 것을 설명하기 위한 도면

도 4는 만보계에서 매 순간 검출되는 운동량의 에너지 정보를 그래프로 표현하는 도면

도 5는 본 발명의 실시예에 따라 만보계에서 운동량의 에너지 정보를 분석하여 걸음으로 판단하는 상태천이도를 도시하는 도면

도 6은 본 발명의 실시예에 따라 운동량의 에너지정보를 걸음으로 판정하는 특성을 설명하기 위한 도면

도 7a - 도 7c는 본 발명의 실시예에 따라 계수를 이용하여 걸음수를 판정하 는 특성을 설명하기 위한 도면

도 8a는 본 발명의 실시예에 따라 측정된 운동량 에너지의 레벨을 구분하여 칼로리 소모량을 계산하는 특성을 설명하기 위한 도면이고, 도 8b는 표준 몸무게를 가진 사람이 보비하는 칼로리 소모량과 다른 몸무게를 가진 사람이 소비하는 상대적인 칼로리 소모량을 도시하는 그래프

도 9는 본 발명의 실시예에서 상기 만보계의 제어부151이 가속도센서153을 제어하여 운동량 및 칼로리 소모량을 측정하는 절차를 도시하는 도면

도 10은 도 9에서 가속도센서로부터 출력되는 가속도정보를 이용하여 걸음여부를 판정하는 절차를 도시하는 흐름도

도 11은 상기 도 9에서 가속도센서로부터 출력되는 가속도정보를 분석하여 운동종류를 분석한 후 걸음여부를 판정하는 절차를 도시하는 흐름도

도 12a 및 도 12b는 운동종류에 따른 레벨 및 레벨 트리거 특성을 설명하기 위한 도면

도 13a 및 도 13b는 본 발명의 실시예에 따라 운동종류를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면

도 14는 상기 도 9에서 가속도센서로부터 출력되는 가속도정보를 분석하여 운동종류를 분석한 후 걸음여부를 판정하는 절차를 도시하는 다른 예의 흐름도

도 15a 및 도 15b는 운동종류가 걷기 모드인 경우의 에너지 특성 예를 도시하는 도면

도 16a 및 도 16b는 운동종류가 속보 모드인 경우의 에너지 특성 예를 도시 하는 도면

도 17a 및 도 17b는 운동종류가 조깅 모드인 경우의 에너지 특성 예를 도시하는 도면

도 18a 및 도 18b는 운동종류가 전력질주 모드인 경우의 에너지 특성 예를 도시하는 도면

도 19는 상기 도 9에서 걸음으로 판정된 경우에 칼로리 소모량을 계산하는 절차를 도시하는 흐름도

도 20은 상기 도 9에서 걸음으로 판정된 경우에 칼로리 소모량을 계산하는 절차를 도시하는 다른 예의 흐름도

도 21은 상기 도 20과 같은 절차로 칼로리 소모량을 계산하는 절차의 구체적인 예를 도시하는 흐름도

도 22는 본 발명의 실시예에 따라 만보계가 부착된 휴대단말기의 구성을 도시하는 도면

도 23은 도 22에서 휴대단말기의 제어부와 만보계 간의 연결 관계를 도시하는 도면

도 24는 본 발명의 실시예에 따라 만보계에서 가속도센서를 제어 및 샘플링하는 절차를 도시하는 도면

도 25는 도 24에서 수신되는 명령어들을 처리하는 절차를 도시하는 흐름도

도 26은 도 24에서 요구된 데이터를 처리하여 전송하는 절차를 도시하는 흐름도

도 27은 본 발명의 실시예에 따라 휴대단말기에서 상기 만보계를 제어하는 절차를 도시하는 흐름도

도 28a - 도 28b는 본 발명의 실시예에 따라 상기 휴대단말기의 제어부와 만보계의 제어부 간의 통신 프로토콜을 도시하는 도면

도 29는 도 27에서 사용자 정보를 변경하는 절차를 도시하는 흐름도

도 30은 도 27에서 동작모드를 변경하는 절차를 도시하는 흐름도

도 31은 도 27에서 만보계의 부착 위치를 변경하는 절차를 도시하는 흐름도

도 32는 도 27에서 운동량보기 기능을 처리하는 절차를 도시하는 흐름도

도 33a-도 33c는 본 발명의 실시예에서 외부 진동 및 충격에 의해 발생되는 잡음과 걸음을 구분하는 방법을 설명하기 위한 도면

도 34a - 도 34b는 본 발명의 실시예에서 만보계의 각도 변화에 따라 발생되는 잡음과 걸음을 구분하는 방법을 설명하기 위한 도면

도 35a - 도 35f는 본 발명의 실시예에서 외부 사운드에 의해 발생되는 잡음과 걸음을 구분하는 방법을 설명하기 위한 도면

도 36은 본 발명의 실시예에 따라 걸음과 외부 요인에 의해 발생되는 잡음을 구분하여 운동량을 측정하는 만보계의 동작 절차를 도시하는 흐름도

도 37은 도 36에서 단말기의 각도변경 및 외부 사운드에 의해 발생되는 잡음을 제거하는 운동량 계산 과정의 상세 흐름을 도시하는 도면

도 38은 도 37에서 단말기의 각도 변경 여부를 분석하는 과정의 상세 흐름을 도시하는 흐름도

도 39는 도 37에서 외부 사운드에 의한 잡음 발생 여부를 분석하는 과정의 상세 흐름을 도시하는 흐름도

도 40은 도 37에서 외부 충격에 의한 잡음 발생 여부를 분석하는 과정의 상세 흐름을 도시하는 흐름도

도 41은 본 발명의 실시예에 따라 휴대단말기의 동작시 만보계의 동작을 일시 정지시키는 절차를 도시하는 흐름도

도 42는 도 42에서 만보계의 동작을 일시 정지하는 절차의 상세 흐름을 도시하는 흐름도

도 43은 본 발명의 실시예에 따라 만보계의 동작 상태에서 샘플링 주파수를 변경하여 소비 전류를 감소시키는 절차를 도시하는 흐름도

도 44는 도 43에서 걸음 판정시 샘플링 주파수를 설정하는 절차를 도시하는 흐름도

도 45는 도 43에서 설정시간 이상 걸음이 감지되지 않을 시 샘플링 주파수를 변경하는 절차를 도시하는 흐름도

도 46은 본 발명의 실시예에 따라 휴대단말기에서 만보계의 동작을 제어하는 UI를 도시하는 도면

도 47a-도 47j는 본 발명의 실시예에 따라 만보계에서 측정한 걸음수 정보를 표시하는 예를 도시하는 도면

도 48a - 도 48j는 본 발명의 실시예에 따라 만보계에서 측정한 칼로리 소모량을 표시하는 예를 도시하는 도면

본 발명은 운동량을 측정하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 가속도 센서를 이용하여 운동량을 측정할 수 있는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 사람의 운동량을 측정하는 장치 중에 하나가 만보계이다. 상기 만보계(pedometer)는 휴대장치로서, 사람의 운동량을 감지하여 걸음수 및 소모되는 칼로리를 측정하는 장치를 의미한다. 상기 만보계는 기계식 및 전자식이 있다.

먼저 상기 기계식 만보계는 사람의 걸음이 만들어내는 상하진동에 따라서 내부의 추가 상하 진동하는 것을 이용하여 감지하는 원리이다. 그러나 상기와 같은 기계식 만보계는 상하진동이 정확히 전달되지 않는 주머니나 목걸이 등에서 측정이 불가능하고, 지면에 수직 방향으로 부착되지 않아 내부의 추가 제대로 진동하지 못하는 경우에는 측정이 불가능하다.

두 번째로 상기 기계식 및 전자식 만보계에서 소모되는 칼로리를 계산 방법은 소모 칼로리량이 단순히 걸음수에 비례하는 방법을 사용한다. 그러나 운동시 달리는 경우와 천천히 걷는 경우에 소모되는 칼로리 량이 다르다. 따라서 상기와 같이 칼로리를 계산하는 방법은 사용자의 운동량에 따라 소모되는 칼로리를 정확하게 표시할 수 없다.

세 번째로 상기 만보계는 휴대 단말장치이며, 운동량을 측정하고 측정된 운동량을 표시하기 위하여 배터리를 사용한다. 이때 상기 만보계는 사용자가 움직이 는 상태를 계속하여 체크하여야 하므로, 만보계는 항상 전원 온 상태를 유지하게 된다. 따라서 상기 만보계의 전원 소모가 커질 수 있다.

네 번째로 상기 만보계는 통상적으로 하루의 운동량을 측정하여 표시하게 되므로, 걸음 수 및 칼로리 소모량을 장시간에 걸쳐 누적 관리할 수 없다. 즉, 상기 만보계는 소형의 구조를 가지며, 따라서 일일 운동량, 주간 운동량, 월 운동량 등 사용자가 원하는 기간의 운동량을 누적하여 관리할 수 없다.

따라서 본 발명의 목적은 가속도센서를 이용하여 사용자의 운동량을 정확하게 측정할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 운동량을 측정하는 장치에서 사용자의 몸무게 및 운동 방법에 따라 칼로리 소모를 측정하여 표시할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 운동량을 측정하는 장치에서 운동량을 측정하는 장치를 비 연속적으로 제어하여 전원을 절약할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 운동량을 측정하는 장치에서 측정되는 운동량을 누적하며, 사용자가 지정하는 기간에 따른 운동량을 수치 및 그래프로 표시할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 휴대단말기가 운동량 측정장치를 구비하며, 상기 운동량 측정장치의 동작을 상기 휴대단말기가 제어할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 만보계 및 만보계를 탑재한 휴대단말기에서 외부 충격에 의해 감지되는 운동량 정보를 제거하고 걸음에 의해 발생되는 운동량 정보를 처리할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 만보계 또는 만보계를 탑재한 휴대단말기에서 사용자의 운동종류를 확인하며, 확인된 운동종류에 따라 운동량을 가변적으로 제어할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 만보계 또는 만보계를 탑재한 휴대단말기에서 사용자의 운동종류를 확인하고, 확인된 운동종류에 따라 운동량을 측정하는 샘플링 간격을 가변적으로 제어하여 정확한 사용자의 운동량을 측정할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 만보계 또는 만보계를 탑재한 휴대단말기에서 사용자의 운동종류를 확인한 후, 확인된 운동종류에 따라 칼로리 소모량을 정확하게 측정할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 만보계 또는 만보계를 탑재한 휴대단말기에서 사용자의 운동종류 및 만보계의 부착위치를 확인하며, 확인된 운동종류 및 만보계 부착위치에 따라 칼로리 소모량을 정확하게 측정할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 만보계 또는 만보계를 탑재한 휴대단말기에서 외 부 사운드에 의해 감지하는 운동량 정보를 제거하고 걸음에 의해 발생되는 운동량 정보를 처리할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 만보계 및 만보계를 탑재한 휴대단말기에서 일정시간 이상 걸음이 감지되지 않으면 샘플링 주파수를 변경하여 소모 전류를 감축할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 만보계를 탑재하는 휴대단말기에서 휴대단말기 동작시 만보계의 동작을 일시 정지시켜 만보계의 오동작을 방지할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예들의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 동일한 구성들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들을 나타내고 있음을 유의하여야 한다.

하기 설명에서 사용자의 몸무게, 신장, 운동 시간 및 칼로리 값 등과 같은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있다. 이들 특정 상세들 없이 또한 이들의 변형에 의해서도 본 발명이 용이하게 실시될 수 있다는 것은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

본 발명은 가속도 센서를 이용하여 운동량을 측정하는 것에 관한 것으로, 특히 가속도 센서를 이용하여 사용자의 운동량을 측정하는 것에 관한 것이다. 상기 가속도 센서는 물체가 느끼는 가속도를 측정하는 센서로써, 중력 가속도에 의해 발 생하는 정적 가속도와 지면에 대한 물체의 움직임으로 발생하는 동적 가속도를 동시에 감지할 수 있는 센서이다. 상기와 같은 가속도 정보를 이용하면 물체가 지면에서 얼마나 기울어져 있는지, 물체가 어떤 힘을 받았는지, 그리고 물체가 어떻게 운동하고 있는지 측정할 수 있게 된다.

상기와 같은 가속도 데이터를 분석하여 만보계나 칼로리 미터 등으로 활용할 수 있다. 즉, 상기 가속도 센서가 감지하는 사람이 움직이면서 발생하는 가속도 데이터를 바탕으로 하여 걸음 수나 칼로리 소모량을 측정할 수 있다. 이런 경우, 상기 가속도 센서가 3차원의 가속도 정보를 발생하므로 사람의 움직임을 입체적으로 감지할 수 있어 운동여부를 정확하게 판단할 수 있으며, 또한 운동량의 정도를 판별할 수 있어 운동에 따른 칼로리 소모를 정확하게 계산해 낼 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 상기와 같이 가속도 센서를 이용하여 사람의 운동량 및 칼로리 소모량을 정확하게 측정할 수 있는 장치 및 방법을 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 운동량 측정장치는 이하의 설명에서 만보계(pedometer)라 칭한다. 또한 상기 만보계는 단독으로 구현할 수 있으며, 또한 다른 휴대단말장치에 부가하여 구현할 수도 있다. 본 발명의 실시예에서는 상기 만보계를 휴대단말기에 장착하여 구현하는 예를 들어 설명하기로 한다. 즉, 본 발명의 실시예에서는 휴대단말기가 가속도센서를 포함하는 만보계를 구비하며, 사용자가 휴대단말기를 휴대하고 이동하는 상태에서 만보계가 사용자의 운동량을 측정하며, 만보계의 정보를 휴대단말기의 메모리에 이를 누적 관리하는 동시에 표시부를 통해 운동량을 표시한다. 그러나 상기 만보계가 메모리 및 표시부를 구비하면, 단독으로 만보계 장치로 구현할 수도 있다.

이하 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 살펴본다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 만보계 장치의 구성을 도시하는 도면이다.

상기 도 1을 참조하면, 상기 제어부151은 만보계의 전체적인 동작을 제어한다. 입력부145는 상기 제어부151에 사용자 정보(몸무게, 체중 등), 동작모드, 만보계 리셋, 만보계 위치변경, 운동기록 보기 등의 입력을 발생할 수 있다. 상기 메모리130은 상기 제어부151의 제어하에 가속도센서153을 제어하기 위한 파라미터들 및 측정되는 운동량 정보들을 저장한다. 표시부140은 상기 제어부151의 제어하에 측정되는 운동량 및 제어정보들을 표시한다. 상기 가속도센서153은 상기 제어부151의 제어하에 설정된 시간동안 전원을 공급받게 되며, 전원 공급시 운동량을 측정하여 가속도정보를 생성한다.

상기 도 1을 참조하면, 상기 가속도센서153은 상기 제어부151에 의해 불연속적으로 동작전원을 공급받으며, 동작전원 수신시 휴대단말기의 위치에 따른 가속도정보를 측정하여 상기 제어부151에 출력한다. 본 발명의 실시예에서 상기 가속도센서153은 3차원 가속도 센서로써, 상기 가속도정보는 X,Y,Z 축의 3차원신호로 발생된다.

상기 가속도센서153은 3차원 가속도 정보를 통하여 물체가 어떠한 가속도, 속도, 변위를 갖는지 알 수 있게 되고, 이를 통해서 물체의 움직임을 알 수 있게된다. 이때 상기 가속도 정보는 중력 가속도 성분과 물체의 움직임으로 발생하는 상대 가속도 성분이 더해지게 된다. 상기 중력가속도 성분은 물체가 지면에 대해 얼 마나 기울어져 있는지 알 수 있으며, 이 신호는 저주파 성분이다. 상대 가속도 성분은 물체의 운동에 의해 발생되는데, 일반적으로 물체의 움직임에 의해 발생하는 가속도 성분은 고주파 성분에 해당된다. 따라서 주파수 분석을 통하여 두 가속도 성분을 분리해낼 수 있으며, 분리된 두 자료는 물체의 회전각 및 물체의 운동 방향 정보를 알려준다. 이런 3차원 가속도 모듈이 사람에 부착되면 만보계로 활용될 수 있으며, 자동차에 부착되면 자동차의 속도를 감지할 수 있게된다. 하기 <표 1>은 가속도 정보의 주파수 대역에서 얻을 수 있는 데이터의 예를 표시하고 있다.

가속도 주파수 성분	데이터 출력정보	데이터 응용예
0Hz - 20Hz	지면에 대한 센서의 기울기에 따른 중력가속도 분산 값	모바일 입력장치 게임기 입력장치
5Hz - 100Hz	사람이나 동물의 운동패턴	걸음수 및 칼로리 측정 손끝의 동작인식
100Hz - 2000Hz	고속으로 움직이는 물체의 운동패턴	자동차 충격방지 시스템, 비행체의 운동패턴 분석용
2000Hz 이상	노이즈

상기 <표 1>과 같은 가속도 정보를 발생하는 가속도센서153을 이용하여 만보계를 구현할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 상기 제어부151은 Atmel사에서 제조판매하는 ATmega8L을 사용하고, 가속도센서153은 HDK사에서 제조 판매하는 HAAM301A를 사용한다고 가정한다. 이때 상기 HAAM301A는 3차원 가속도센서로써, 가속도정보를 아날로그신호 출력하며, 그 출력레벨은 하기 <수학식 1>과 같다.

Vout : 3차원 가속도센서가 출력하는 가속도 출력

g : 중력가속도 (9.8m/s2)

a : 가속도센서가 경험하는 가속도의 크기

Vcc : 가속도 센서의 전원

상기한 바와 같이 휴대단말기에 상기 가속도센서153이 탑재되는 경우, 상기 휴대단말기의 기울어짐에 따라 가속도센서153은 각각 상기 <수학식 1>과 같은 3차원 가속도정보들을 발생한다. 이때 상기 가속도센서153은 상기 휴대단말기의 기울어짐에 따라 다른 값을 가지는 가속도정보들을 발생한다.

도 2a - 도 2f는 상기 가속도센서153이 장착된 만보계의 기울어짐에 따른 가속도센서153의 출력정보를 도시하는 도면이다.

상기 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 가속도센서153은 도 2a에 도시된 바와 같이 만보계의 소정 위치에 장착된다. 이때 상기 도 2a와 같이 가속도센서153이 장착되고, 상기 만보계가 지면에 수평상태(즉, 도 2c와 같이 만보계가 지면에 접촉된 상태의 경우)에는 도 2b에 도시된 바와 같이 중력의 영향을 받는 축은 Z축이 되며 X축과 Y축은 중력의 영향을 받지 않는다. 따라서 상기 도 2c와 같이 만보계가 위치되면, 상기 가속도센서153은 상기 도 2d와 같이 가속도정보들을 출력한다. 이때 상기 도 2d에 도시된 바와 같이 가속도정보는 Z축 가속도정보의 값이 변화되며 X축 및 Y축 가속도정보값은 중력에 영향을 받지 않는 상태로 출력된다. 그리고 상기 도 2e와 같이 상기 만보계가 세워진 상태에서 기울어지면, Z축은 중력의 영향을 받지 않게되며 X축 및 Y축은 중력의 영향을 받게 된다. 따라서 상기 가속도센서153은 상기 도 2e와 같은 상태에서 도 2f와 같은 가속도정보들을 발생하게 된다.

상기와 같은 가속도정보들이 발생되면, 상기 제어부151은 상기 가속도정보들을 합산한 후, 이를 분석하여 걸음인지 아닌지를 판단하게 된다. 즉, 상기 제어부151은 상기 가속도센서153에서 출력되는 가속도정보를 획득하여 다이내믹 에너지(dynamic energy) 성분을 추출한 후, 걸음 수를 판정 및 칼로리 소모량을 계산한다.

따라서 상기 만보계의 제어부151은 센서제어부, 운동량측정부 및 칼로리소모량측정부의 기능을 수행하게 된다.

먼저 상기 제어부151의 센서제어부 기능을 살펴보면, 상기 제어부151은 제1 설정시간 간격으로 상기 제1설정시간 구간에서 제2설정 시간만큼 상기 가속도센서에 전원을 공급하며, 상기 제2설정시간의 특정 시간에서 상기 가속도센서의 출력되는 상기 가속도정보를 샘플링한다. 여기서 상기 제1설정시간은 상기한 바와 같이 샘플링 주기를 의미하며, 제2설정시간은 상기 샘플링 주기에서 실제전원을 공급하는 구간(도 3d의 경우 231-233 구간)의 시간이 된다.

두 번째로 상기 제어부151의 운동량측정부 기능을 살펴보면, 상기 제어부151은 상기 샘플링된 가속도정보를 운동량 에너지로 변환하고, 상기 변환된 에너지의 상승기울기가 특정값 이상을 가지며 로컬 최대값을 가지면, 상기 로컬최대값을 설정된 임계값과 비교하여 상기 임계값을 초과하면 1걸음으로 판정한다. 이를 수행하는 구성은 상기 가속도정보들을 DCT변환하기 위해 누적하는 가속도정보 누적부와, 상기 누적된 가속도정보들을 DCT변환하는 DCT변환부와, 상기 DCT변환된 가속도정보들을 합산하여 특정대역의 에너지데이터들을 추출하는 에너지추출부와, 상기 추출된 에너지 데이터들의 상승기울기가 특정값 이상을 가지며 로컬 최대값을 가지면, 상기 로컬최대값을 설정된 임계값과 비교하여 상기 임계값을 초과하면 1걸음으로 판정하는 판정부로 구성될 수 있다.

세 번째로 상기 제어부151의 칼로리소모량 측정부 기능을 살펴보면, 상기 제어부151은 실험에 의해 결정된 걷기 속도에 따른 적어도 두 개의 에너지 레벨 구간 값들 및 상기 각 에너지레벨 구간들의 칼로리소비량 값을 구비하며, 상기 현 에너지 레벨 값을 상기 에너지 레벨 구간값들과 비교하여 상기 에너지레벨 구간값 및 이에 따른 칼로리 소모량을 계산한다. 본 발명의 실시예에서는 상기 에너지레벨 구간은 사용자가 휴대하는 만보계의 위치 및 사용자의 운동행태(즉, 전력질주, 조깅, 보통걸음, 느린걸음 등)에 따라 각각 다르게 설정한다.

또한 상기 만보계 제어부151은 상기 센서제어부, 운동량측정부 및 칼로리 소모량측정부에 샘플링주기결정부를 더 구비할 수도 있다. 즉, 본 발명의 실시예에서는 만보계 사용자가 운동하는 종류(type)를 검사한 후, 검사 결과에 따라 해당 운 동종류에 적합한 샘플링 주파수를 설정하여 가속도센서153의 동작을 효과적으로 제어할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 상기한 바와 같이 샘플링 주파수를 사용자의 설정에 의해 일반측정모드 및 상세측정모드(일반측정모드 : 1/18 초, 상세측정모드 : 1/35초)로 설정하여 사용할 수 있다. 이런 경우 상기 일반측정모드에서의 샘플링주파수보다 상기 상세측정모드의 샘플링주파수가 높으므로, 상기 상세측정모드에서의 가속도센서153의 출력이 더 정밀하게 된다. 상기와 같이 두개 이상의 샘플링 주파수를 사용하는 경우, 이를 사용자의 운동종류에 따라 샘플링 간격을 제어하면 사용자의 운동량을 효과적으로 측정할 수 있다. 예를들면 사용자가 만보계를 부착하고 걷기 운동을 하는 경우와 뛰기 운동을 하는 경우, 상기 가속도센서153의 출력은 상기 걷기운동 보다 뛰기 운동에서 더 큰 에너지 레벨 및 더 빠른 레벨 트리거 동작을 가지는 신호를 발생하게 된다. 즉, 상기의 운동의 종류를 걷기 및 뛰기로 구분하는 경우, 이런 운동 종류는 각 보(步)간 시간간격에 따라 구분되며, 따라서 뛰기 운동에 대한 샘플링주파수가 걷기 운동의 샘플링주파수보다 더 높은 주파수가 된다. 따라서 상기와 같이 두 개 이상의 샘플링 주파수를 사용하는 경우에는 걷기 운동인 경우에는 낮은 샘플링 주파수를 상기 가속도센서153에 공급하고, 뛰기 운동을 하는 경우에는 높은 샘플링 주파수를 상기 가속도센서153에 공급하면, 상기 가속도센서153에서 출력되는 가속도 정보는 사용자의 운동 방법에 따라 적응적으로 구동이 제어되어 안정된 가속도 정보를 발생할 수 있게 된다.

따라서 본 발명의 실시예에서는 상기 운동량측정부에서 발생하는 DCT정보의 고주파수 특성을 이용하여 사용자의 운동종류를 감지하여 가속도센서153의 샘플링 주기를 제어하는 샘플링주파수를 발생하는 샘플링주기결정부를 구비할 수 있다. 상기 샘플링주기결정부는 사용자의 운동종류(여기서는 걷기 및 뛰기, 또는 더 세분하여 전력질주, 조깅, 속보 및 걷기 등)에 따라 측정되는 DCT정보의 고주파수신호의 레벨 및 레벨트리거 간격들을 실험적으로 구하여 이를 누적한다. 그리고 상기 누적된 각 운동종류의 고주파수신호의 레벨 및 레벨트리거 시간 간격을 평균하여 운동종류를 판별하기 위한 기준 레벨 및 레벨트리거시간 정보들을 테이블화하여 메모리에 저장한다. 이후 상기 운동량측정부에서 DCT정보가 발생되면, 상기 샘플링주기결정부는 상기 DCT정보의 고주파수신호 레벨 및 레벨트리거 시간을 확인하며, 상기 확인된 고주파수신호 레벨 및 레벨트리거 시간을 상기 저장하고 있는 각 운동종류의 기준 고주파수 신호 레벨 및 레벨트리거 시간 값과 비교한 후, 상기 두 값들을 모두 만족하는 운동종류를 판별한다. 그리고 상기 판별된 운동종류에 대응되는 샘플링 주파수를 설정하여 상기 가속도센서153의 샘플링주파수로 공급한다. 따라서 상기 가속도센서153은 상기 샘플링주기 결정부에서 출력되는 샘플링주파수에 의해 사용자의 운동종류에 따른 가속도정보를 정밀하게 감지하여 발생할 수 있게 된다.한편 후술하는 도 9에서 설명될 전력 관리 수단을 이용하면, 샘플링주파수의 변화에 따라 전력 소모가 변하게 된다. 따라서 상기의 실시예에 따른 샘플링주파수(일반측정모드 : 1/18초, 상세측정모드 1/36초)는 전력 소모 설정을 포함하는 측정 환경에 따라 달라질 수 있음은 자명하다. 즉 전력 소모의 감소에 목적을 둔 경우에는 샘플링주파수를 전체적으로 감소시키며, 보다 정확한 측정에 목적을 둔 경우에는 샘플링주파수를 전체적으로 증가시킬 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 만보계의 동작을 살펴보며, 먼저 상기 만보계의 구동 절차를 살펴보고, 두 번째로 상기 만보계에서 걸음으로 판단하는 절차, 그리고 세 번째로 걸음으로 판정될 때의 칼로리 계산 절차를 살펴본다.

먼저 본 발명의 실시예에 따른 만보계의 구동절차를 살펴본다.

본 발명의 실시예에서는 상기 만보계의 제어부110은 상기 가속도센서153을 불연속적으로 제어한다.(discontinuously control). 이는 상기 가속도센서153에 항상 전원이 공급되면, 가속도센서153이 항상 동작되어 많은 전원을 소모하게 된다. 따라서 본 발명의 실시예에서는 사람이 걸음을 걸을때의 시간을 계산하여 실험적으로 상기 가속도센서153을 동작시키는 시간을 결정하고, 상기 설정된 시간 간격으로 상기 가속도센서153에 전원을 공급하여 전원을 절약한다. 따라서 상기 만보계의 제어부151은 설정된 시간마다 상기 가속도센서153에 동작전원을 공급하며, 상기 가속도센서153은 상기 만보계 제어부153에서 불연속적으로 공급되는 전원에 의해 동작한다. 도 3a - 도 3b는 본 발명의 실시예에 따라 상기 만보계150의 제어부151이 상기 가속도센서153의 전원온, 가속도정보 샘플링, 전원오프 동작을 수행하는 절차를 설명하기 위한 도면이다.

상기 만보계150의 제어부151은 외부에 저항 및 캐패시터에 의해 설정되는 시간 간격으로 상기 가속도센서153의 동작을 제어한다. 이때 상기 저항이 1M??이고 상기 캐패시터가 22nF이면, 상기 설정되는 시간은 1/35 초가 된다. 이때 상기 제어부151은 상기 설정된 시간 주기로 상기 가속도센서153에 센서전원을 공급하면서 상기 가속도센서153에서 출력되는 X,Y,Z축의 가속도정보를 샘플링한다. 상기 외부의 저항 및 캐패시터에 의해 설정되는 시간은 도 3a 및 도 3b의 211과 같다. 상기 211과 같은 신호는 활성시간(active time) 및 비활성시간(powerdown time)을 반복하게 되며, 상기 제어부151에서 상기 가속도센서153의 전원공급을 위한 기준시간이 된다. 그리고 상기 제어부151은 사용자에 의해 설정된 측정모드에 따라 매 활성시간 또는 2회 이상의 활성시간들 중에 한번씩 전원을 공급하게 된다. 도 3b는 매 활성시간마다 전원을 공급하는 경우의 동작 특성을 도시하고 있으며, 도 3a는 2회의 활성시간 마다 한번씩 전원을 공급하는 경우의 동작 특성을 도시하고 있다.

상기 도 3a를 참조하면, 상기 211과 같은 신호가 발생될 때 상기 제어부151은 2회에 한번씩 상기 가속도센서153에 213과 같은 전원을 공급한다. 그리고 상기 도 3a의 213과 같은 센서전원을 공급받는 상기 가속도센서153은 상기 도 3a의 215와 같이 구동되어 가속도정보를 발생하게 된다. 또한 상기 도 3b를 참조하면, 상기 상기 도 3b의 211과 같은 신호가 발생될 때 상기 제어부151은 매회 상기 가속도센서153에 상기 도 3b의 223과 같은 전원을 공급한다. 그리고 상기 도 3b의 223과 같은 센서전원을 공급받는 상기 가속도센서153은 상기 도 3b의 225와 같이 구동되어 가속도정보를 발생하게 된다. 여기서 상기 도 3a의 215 및 도 3b의 225는 상기 가속도센서153의 임의 한 축(예를들면 X축)의 가속도정보가 될 수 있다. 도 3c는 상기 가속도센서153의 3축(X,Y,Z축)에서 발생되는 가속도정보들의 출력 예를 도시하고 있다.

그러면 상기 제어부151은 상기 센서전원의 온된 상태의 소정 시점에서 상기 가속도센서153의 X,Y,Z 축의 가속도정보들을 샘플링한다. 도 3d는 본 발명의 실시 예에 따라 상기 만보계150의 제어부151이 상기 가속도센서153의 센서전원 온, 센서출력신호 샘플링, 센서전원오프 절차를 설명하기 위한 도면이다. 상기 도 3d를 참조하면, 상기 제어부151은 전원온 시점에서 231과 같이 상기 가속도센서153에 센서전원을 공급한다. 그러면 상기 가속도센서153은 공급되는 상기 센서전원에 의해 241 - 245와 같이 X,Y,Z 축의 출력은 서서히 증가하며, 어느 순간이 되면 상기 X,Y,Z 축의 출력은 안정된다. 이때 상기 X,Y,Z 축의 출력이 안정화되는 시점에서 상기 제어부151은 상기 가속도센서153의 출력을 샘플링한다. 상기 도 3d와 같은 상기 제어부151은 233과 같은 시간에서 상기 가속도센서153의 X,Y,Z 축의 출력을 샘플링하며, 상기 샘플링된 X,Y,Z 축의 출력 전압을 내부의 A/D변환기를 통해 디지털화 한다. 이때 상기 샘플링 주기는 상기 도 3a의 경우는 1/18 초가 되고, 상기 도 3b의 경우는 1/35 초가 된다. 이후 상기 제어부151은 상기 가속도센서153에 공급되는 센서전원을 오프시켜 상기 가속도센서153에 소모되는 전원을 최소화한다. 상기 도 3d에서 233와 같은 시간에서 상기 센서전원을 오프시켜 상기 가속도센서153의 동작을 중단한다.

상기한 바와 같이 본 발명의 실시예에서는 상기 가속도센서153의 동작을 불연속적으로 제어하므로써, 상기 만보계150에서 소모되는 전원을 절약할 수 있다.

상기와 같이 본 발명의 실시예에서 사용되는 샘플링 주파수는 샘플링 구간에서 특정 시간 동안 가속도센서153을 구동하여 전원 소모를 최소화할 수 있다. 그리고 도 3a 및 도 3b에 도시한 바와 같이 샘플링 주파수를 발생하는 모드를 일반모드 및 상세모드로 구분하여 운동 상태에 따라 적절한 샘플링 주파수를 선택적으로 사 용할 수 있다. 또한 본 발명의 실시예에서는 운동종류에 따라 각각 대응되는 샘플링 주파수들을 사용할 수도 있다. 여기서 운동 종류함은 걷기운동 또는 뛰기 운동 등을 나타낸다. 이때 뛰기 운동은 걷기 운동보다 더 큰 레벨로 가속도정보가 검출될 수 있으며, 또한 검출되는 간격이 더 빠를 수 있다. 즉, 상기 상기 운동종류는 각 보(步)간 시간간격에 따라 구분될 수 있으며, 이런 경우 상기한 바와 같이 뛰기 운동에 대한 샘플링주파수를 걷기 운동의 샘플링주파수보다 더 높은 주파수를 사용하면 운동량을 보다 정확하게 감지할 수 있다. 따라서 상기 운동종류가 뛰기 운동인 경우, 가속도센서의 샘플링주파수는 걷기 운동에서보다 더 빠른 샘플링 주파수를 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 도 3e와 같이 38.49Hz 및 도 74.96Hz의 샘플링 주파수들을 사용하는 경우, 걷기 모드에서는 상기 도 3e와 같은 38.49Hz를 샘플링주파수로 사용하고, 뛰기 모드에서는 상기 도 3f와 같은 74.96Hz 샘플링 주파수를 사용한다고 가정하는 경우, 사용자의 운동종류를 확인한 후 각각 설정된 해당하는 샘플링 주파수를 상기 가속도센서153에 공급하면 사용자의 운동을 정확하게 검출할 수 있다.

두 번째로 상기와 같이 샘플링된 가속도센서153의 X,Y,Z 축 가속도정보들을 분석하여 걸음 여부를 판정하는 절차를 살펴본다.

상기 가속도센서153에서 출력되는 X,Y,Z 축의 샘플링된 전압을 각각 Vx, Vy, Vz라 하면, 상기 샘플링 전압 Vx, Vy, Vz와, 상기 가속도센서153이 경험하는 3축의 가속도 Ax, Ay, Az는 하기 <수학식 2>와 같은 관계에 있다.

따라서 상기 샘플링 전압 Vx, Vy, Vz로 3축의 가속도 Ax, Ay, Az를 얻기 위해서는 하기 <수학식 3>을 사용한다.

이때 <수학식 3>에서 상기 샘플링 전압 Vx, Vy, Vz의 단위는 전압(v)이고, 가속도 Ax, Ay, Az의 단위는 m/s2,Vdd는 상기 가속도센서153에 공급되는 전원전압으로, 단말기 환경의 경우에는 2.8V가 될 수 있다.

이후 상기와 같이 구한 가속도정보를 누적한다. 상기와 같이 가속도정보들을 누적하는 이유는 DCT(Discrete Cosine Transform)를 수행하기 위함이며, 따라서 최근 8개의 가속도정보를 누적한다. 이때 상기 누적되는 가속도정보는 X,Y,Z 축 모드 최근의 8개 까지 보관한다. 그리고 상기와 같이 누적된 가속도정보를 DCT 변환한다. 이때 각 축 당 누적된 8개의 가속도정보로 DCT 변환을 할 수 있다. 상기 DCT변환은 하기 <수학식 4>에 의해 수행할 수 있다. 하기 <수학식 4>에서 Ax(k),(k=0,1,2,3,4,5,6,7)는 누적된 X축의 최근 8개의 가속도센서153의 가속도정보이며, Ax(0)은 가장 최근의 X축 가속도정보이고, Ax(7)은 가장 마지막에 누적된 가속도정보이다. 그리고 Ay 및 Az도 상기 Ax와 동일하다.

상기 <수학식 4>를 이용하여 누적된 가속도정보의 DCT 변환을 수행한 후, 상기 변환된 DCT 정보들로부터 에너지를 추출한다. 즉, 상기 제어부151은 하기의 <수학식 5>와 같이 상기 DCT 변환된 Px(k), Py(k), Pz(k)로부터 에너지를 계산한다. 이때 상기 에너지는 특정 대역(band)의 에너지만 계산한다.

상기와 같이 매 샘플링 구간에서 샘플링되는 신호들을 가속도로 변환하고, 상기 가속도변환된 신호들을 누적하여 DCT 변환한 후 이들 정보들로부터 에너지를 추출하는 반복 수행한다. 그리고 상기와 같은 동작들을 반복 수행하여 매 순간의 에너지 정보를 그래프로 표시하면 도 4와 같이 표현된다.

상기한 바와 같이 상기 제어부151은 매 활성시간 또는 설정된 활성시간 마다 X,Y,Z 축의 최근 8개 샘플링 데이터들을 각각 DCT(8 point DCT)를 이용하여 주파수 성분으로 변환한다. 이때 상기 주파수 성분 데이터에서 직류성분의 가속도 성분은 제외한다. 상기 직류 성분의 제거를 통해 지구의 중력 가속도에 의한 영향을 제거한다. 이는 사용자가 상기 휴대단말기를 어떤 각도로, 어떤 위치에 부착하고 측정하는지에 무관하게, 오직 움직임에 의한 가속도변화만을 구하기 위함이다. 상기 직류를 제외한 교류성분의 가속도를 추출하여 3축의 데이터들을 모두 합산한다. 상기 합산된 데이터가 움직임에 의한 가속도의 크기를 알 수 있는 운동에너지 성분이다.

상기와 도 4와 같이 같이 추출된 에너지 성분들을 분석하여 걸음 여부를 판단한다. 상기 걸음인지 아닌지의 판단은 도 5와 같은 상태천이도(state-machine)을 이용하여 수행한다. 상기 도 5는 본 발명의 실시예에 따라 걸음 여부를 판단하는 상태천이도로써, 상태 천이는 4개의 입력에 의해 이루어지며, 각 입력은 하기 <표 2>와 같다.

입력(i)	설명	비고
a	설정된 수의 최근 에너지 데이터가 local max를 형성할 때	조건 1
b	설정된 수의 최근 에너지 데이터의 상승 기울기가 특정 값 이상일 때	조건 2
c	local max가 특정 에너지 값 이상일 때	조건 3
d	state 3 상태를 지난지 특정 시간 이후일 때	조건 4

상기 <표 2>에 나타낸 특정 값들은 실험에 의해서 추출된 에너지 정보를 통해 그 최소값을 결정할 수 있다. 도 6은 상기 <표 2>와 같은 입력들을 설명하기 위한 도면이다. 본 발명의 실시예에서는 걸음 여부를 판정하기 위한 다수의 파라미터들을 사용한다. 본 발명의 실시예에서는 상기 <표 2>에 나타낸 바와 같이 4개의 파라미터들을 사용한다.

먼저 상태 0(state 0)에서 설정된 수의 에너지 데이터들의 상승 기울기가 특정 값 이상을 가지면(즉 조건1을 만족하면), 상기 제어부151은 상태 1(state 1)로 천이한다. 그리고 상기 상태 1에서 설정된 수의 에너지 데이터가 로컬 최대값을 가지면(즉, 조건1을 만족하면) 상태 2(state 2)로 천이한다. 이후 상기 상태 2에서 상기 로컬 최대값이 특정 에너지 값을 가지며 상기 상태3(state 3)을 지난 후 특정 시간을 경과(즉, 조건 3 및 조건4를 만족)하였는가 검사한다. 이때 상기 상태 2에서 상기 조건 3 및 조건 4를 만족하지 못하면 상기 상태 0으로 천이한다. 그러나 상기 상태 2에서 상기 조건 3 및 조건 4를 만족하면, 상기 제어부151은 상기 상태 3으로 천이하여 현재의 에너지 정보를 걸음으로 판정한다. 그리고 상기 상태 3에서 상태 0으로 천이하여 상기와 같은 동작을 반복 수행한다.

상기 도 6을 참조하면, 상태 0에서 도 6의 313과 같이 에너지 정보의 상승 기울기가 특정 값 이상을 가지면 상태 1로 천이한다. 상기 상태 1에서 상기 에너지 정보가 317과 같이 로컬 최대값을 가질 때 까지 상기 제어부151은 상태 1을 유지한다. 이때 상기 에너지 정보가 상기 로컬 최대값을 가지면 상기 제어부151은 상태 2로 천이한다. 그리고 상기 상태 2에서 상기 로컬 최대값이 특정 에너지 값 이상(최소 감지 에너지 레벨 이상)을 가지며, 313과 같이 이전 상태3에서 현재의 상태3으로 천이한 시간이 319와 같이 특정 시간 이상이면 상태 3으로 천이하여 상기 313에서의 에너지 정보를 걸음으로 판정하고 상기 상태 0으로 천이한다. 이후 상기 에너지 정보 값이 상승 기울기를 가질 때 까지 상기 상태 0을 유지한다. 즉, 본 발명의 실시예에서는 걸음으로 판정한 후, 상기 제어부151은 상기 에너지 정보가 상승 기울기가 될 때 까지 대기하며, 상기 에너지 레벨이 상승기울기로 변환되면 다시 로컬 최대값이 될 때 까지 대기한다. 이후 상기 에너지 정보가 로컬 최대값을 가지면, 상기 제어부151은 상기 로컬 최대값이 특정 에너지 값 이상을 가지며, 또한 이전 상태에서 걸음으로 판정된 시간에서 설정된 특정 시간을 경과하였는가 검사한다. 그리고 상기 두 조건을 만족하면 상기 제어부151은 상기 에너지 정보를 걸음으로 판정한다.

상기한 바와 같이 걸음 여부를 판정할 때, 상기 제어부151은 상기 도 5와 같은 내부 상태 천이(state machine)을 구성하고, 변화하는 운동에너지를 상기 상태 천이의 입력을 사용하여 걸음에 해당하는 에너지 변화 패턴인지를 관찰한다. 이렇게 걸음에 해당하는 에너지 변화 패턴이 관찰되는 경우에도, 몇가지의 파라미터(조건)들을 통해 만보계150의 정확도를 향상시킬 수 있다. 상기와 같은 방법은 타임 인터벌(time interval)과 임계값(threshold)의 계수를 이용하는 방법이다. 상기 타임 인터벌 파라미터는 일정시간 내에 연속된 걸음 판정을 막기위해 사용된다. 일반적으로 사람이 최대로 빨리 걸었을 때 초당 4걸음이라고 가정하면, 걸음 판정 이후(도 5에서의 상태 3) 250ms 내에 또 다시 걸음 판정에 해당하는 운동에너지 패턴이 발생하더라도 걸음으로 판정하지 않아야 측정 오차를 줄일 수 있다. 즉, 상기 타임 인터벌 파라미터(time interval parameter)를 사용하지 않으면 상기 도 7b와 같이 걸음으로 판정하지 않아야 할 에너지 정보를 걸음으로 판정할 수 있다. 따라서 상기 도 7b와 같은 에너지 정보가 발생하는 경우에도 도 7c와 같이 걸음을 판정하여야 안정된 걸음을 판정할 수 있다. 또한 상기 임계값 파라미터는 일정 크기 이하의 에너지 변화로 인한 걸음 판정을 막기 위해 사용된다. 걸음에 해당하는 운동에너지 패턴 변화가 발생되더라도, 그 운동에너지의 절대량이 임계값 계수 이하이면(도 6에 도시된 최소 감지 에너지 레벨) 상기 가속도센서의 측정 잡음 또는 걸음이 아닌 미세한 움직임으로 간주하고 걸음으로 판정하지 않아야 한다.

세 번째로 상기 걸음 판정 후 칼로리 소모량을 측정하는 절차를 살펴본다.

상기와 같이 걸음으로 판정되면, 상기 제어부151은 상기 걸음에 의해 소모된 칼로리를 계산한다. 이때 상기 걸음에 의한 칼로리 소모량 계산은 각 걸음이 판정된 순간의 에너지 레벨을 이용한다. 상기 에너지 레벨은 몇 개의 구간으로 나누어 느린 걸음, 보통걸음, 조깅, 전력 달리기 등으로 구분한다.

도 8a는 본 발명의 실시예에 따라 걸음으로 판정되는 에너지 레벨들의 구간을 설정하는 예를 도시하는 도면이다. 상기 도 8a와 같이 에너지 레벨 구간들을 설정하는 방법을 식으로 표현하면 하기 <수학식 6>과 같다.

Emax : 걸음수가 판정된 순간의 최대 에너지 레벨

Eth0-2 : 에너지 레벨의 구간을 정하는 상수

Cal60kg : 칼로리 계산을 위한 계수(factor)

사용자의 몸무게가 60Kg이라고 가정했을 때의 칼로리 소모량

CalNEW(Emax) : 한 걸음에 해당하는 칼로리 소모량

상기 도 8a 및 <수학식 6>에서 에너지 레벨 구간을 정하는 상기 Eth0-2는 실험적으로 결정한다. 즉, 만보계150은 위치에 따라 측정되는 에너지 값이 다를 수 있다. 즉, 상기 만보계의 위치가 바지의 앞 또는 뒷 주머니, 상의 주머니, 가방, 사람의 목, 손에 잡은 경우 등에 따라 측정되는 에너지 값이 다를 수 있다. 상기와 같은 경우, 바지에 넣고 운동하는 경우와 손에 잡고 흔들면서 운동하는 경우, 에너지 값이 다르게 측정될 수 있다. 따라서 상기와 같은 각 위치들에 만보계를 위치시키고 하기 <표 3>과 같이 설정된 거리를 설정된 시간에 주파하면서 측정되는 에너지 레벨을 측정한다. 이때 각 걸음에 속도에 따른 Emax의 합산 값을 얻은 후 걸음 수로 나누어 평균 Emax를 구한다. 이렇게 하여 전력질주, 조깅, 보통걸음, 느린 걸음을 결정하는 Eth0-2를 반복 실험을 통해 얻은 Emax의 평균값으로 결정할 수 있다. 따라서 상기 Eth0-2는 상기 만보계가 부착되는 위치에 따라 각각 다른 값들로 설정된다.

100m 이동시간	운동 방법
17초 이내	전력 질주
17초 - 30초 사이	조깅
30초 - 60초 사이	속보
60초 이상	걷기

상기와 같이 평균값을 구한 후, 걷는 속도에 따른 한 걸음 당 칼로리 소모량 정보를 통하여 사용자의 한 걸음에 대한 칼로리 소모량을 구할 수 있게되며, 이 값을 누적 합산하여 총 칼로리 소모량을 하기 <표 4>와 같이 계산한다.

걷는 모드	칼로리 소모(60kg 기준)	도 8a
전력 질주	80cal / 1 걸음	4 구간
조깅	60cal / 1 걸음	3 구간
속보	40cal / 1 걸음	2 구간
걷기	20cal / 1 걸음	1 구간

상기와 같이 매 걸음 수 판정 마다 상기 가중치를 누적 계산하면, 운동에너지의 세기에 따라 일정 걸음수를 뛰었을 때와 걸었을 때의 가중치 누적값이 달라지게 된다. 일반적으로 체중이 60kg의 사람이 10,000 보를 보통 걸음으로 걸을 때 400 kcal를 소모하는 것으로 알려져 있다. 따라서 상기 가중치 누적값과 걸음 수를 비교하여, 걸음과 달리기의 칼로리 소모량을 통계적인 방법으로 일치시킨다. 또한 일반적으로 같은 운동을 하는 경우에도 신장 및 체중에 따라 칼로리 소모량이 다르다. 하기 <표 5>는 실험에 의해 측정된 몸무게와 칼로리 소비량의 관계를 나타내고 있다.

	45kg	50kg	56kg	61.2kg	67.5kg	73kg	78.7kg	84kg
계단오르기	351	395	438	481.5	525	566	606	647
회사업무	48	54	60	66	72	78	84	90
청소	90	102	114	126	138	149	159	164
농구	138	156	174	192	210	228	246	263
수영	78	87	98	105	114	125	135	146

상기 <표 5>와 같은 실험 자료를 통해 60kg인 사람이 소비하는 칼로리 소모량에 대한 상대적인 칼로리 소모량을 그래프로 표시하면 도 8b와 같다. 상기 도 8b에 도시된 바와 같이 사람이 소비하는 칼로리 소모량은 사람의 몸무게 비례함을 할 수 있다. 따라서 상기 만보계150에서 측정된 60kg인 사람이 소비한 칼로리 소모량을 Cal60kg이라고 하면, 실제로 몸무게가 Mkg인 사람이 소비하는 칼로리 소모량CalM은 하기 <수학식 7>과 같이 계산할 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예에서는 상기와 같이 표준 체중인 60kg으로 칼로리 소모량을 계산하여, 사용자가 사용자의 몸무게를 등록하는 경우에는 하기 <수학식 7>과 같이 최종 칼로리 소모량을 계산한다.

CalM : 몸무게 Mkg인 사람의 칼로리 소모량

Cal60kg : 상기 <수학식 6>에 의해 계산되는 칼로리 소모량

네 번째로 상기 측정된 걸음 수 및 칼로리 소모량을 누적 관리하는 절차를 살펴본다.

본 발명의 실시예에서는 상기 만보계에서 측정되는 운동량(즉, 걸음수) 및 운동량에 따른 칼로리 소모량을 누적 관리한다. 이를 위하여 상기 만보계의 출력을 누적 관리하기 위한 메모리130을 구비한다. 이때 상기 메모리130은 시간메모리(1시에서 24시 까지), 일메모리(1일에서 31일 까지), 월메모리(1월에서 12월 까지)들을 구비하며, 상기 시간메모리, 일메모리 및 월메모리는 각각 걸음수 및 칼로리 소모량을 각각 저장한다.

따라서 상기 두 번째 및 세 번째 과정에서 구해지는 걸음 수 및 칼로리 소모량을 시간 메모리의 해당 시간 영역에 누적 저장된다. 따라서 사용자의 운동에 따른 걸음 수 및 칼로리 소모량은 해당 데이터가 발생되는 시간메모리의 영역에 순차적으로 누적된다. 그리고 날짜가 바뀌면 현재의 시간메모리에 저장된 운동량 및 칼로리 소모량(24시간 데이터)은 각각 합산되어 일메모리의 해당 날짜 영역에 저장된다. 그리고 월이 바뀌는 경우, 현재의 일메모리에 저장된 운동량 및 칼로리 소모량(31일 데이터)은 각각 합산되어 월메모리의 해당 월 영역에 저장된다. 따라서 상기한 바와 같이 측정되는 운동량 및 칼로리 소모량이 각각 시간, 일, 월 별로 관리할 수 있으며, 사용자는 필요시 원하는 구간의 운동량 및 칼로리 소모량을 확인할 수 있다.

도 9는 상기 만보계의 제어부151이 가속도센서153을 제어하여 운동량 및 칼로리 소모량을 측정하는 절차를 도시하는 도면이다.

상기 도 9를 참조하면, 먼저 상기 만보계의 제어부151은 상기 가속도센서153을 제어하면서 사용자의 운동량 및 칼로리 소모량을 측정하는 동작을 수행한다. 이때 상기 제어부151은 상기한 바와 설정된 동작모드에서 따라 상기 가속도센서153의 전원 공급을 제어하면서 상기 가속도센서153의 출력을 샘플링하여 입력한다. 즉, 상기 제어부151은 설정된 동작모드가 일반동작모드이면 상기 도 3a와 같이 센서전원을 공급하며, 상세측정모드이면 상기 도 3b와 같이 센서전원을 공급한다. 이때 상기 제어부151은 설정된 동작시간이면 421단계에서 이를 감지하고, 423단계에서 상기 도 3d의 231과 같이 가속도센서153에서 전원을 공급한다. 이후 상기 제어부151은 425단계에서 상기 가속도센서153의 출력이 안정화되는 시점 233에서 상기 가속도센서153의 출력을 샘플링하여 입력하며, 동시에 427단계에서 상기 가속도센서153의 전원 공급을 중단한다. 이때 상기 가속도센서153의 전원 공급시간(231 및 233 사이)은 미리 설정된 시간이며, 상기 전원공급시간은 상기 가속도센서153의 출력이 충분히 안정화될 수 있는 시간을 보장할 수 있도록 설정하면 된다.

상기 가속도센서153의 출력을 샘플링 입력한 후, 상기 제어부151은 429단계에서 상기 가속도센서153의 출력을 분석하여 운동량을 측정한다. 도 10은 상기 도 9의 429단계에서 처리되는 운동량 계산 절차를 도시하는 흐름도이다.

상기 도 10을 참조하면, 상기 제어부151은 551단계에서 상기 <수학식 2>와 같이 출력되는 가속도센서153의 출력을 상기 <수학식 3>을 이용하여 가속도 정보로 변환한다. 이후 상기 제어부151은 상기 가속도정보를 DCT변환하기 위하여 상기 변환된 가속도정보를 누적하며, 555단계에서 상기 누적된 가속도 정보들을 상기 <수학식 4>와 같은 방법으로 DCT 변환한다. 상기 DCT 변환을 수행한 후, 상기 제어부151은 559단계에서 상기 DCT 변환된 가속도정보들을 상기 <수학식 5>와 같은 방법으로 합산하여 에너지 정보를 추출한다. 상기와 같은 방법을 반복 수행하면서 매 순간의 에너지 정보를 그래프로 도시하면 상기 도 4와 같은 결과를 추출할 수 있으 며, 상기 제어부151은 상기 도 4와 같은 에너지 추출 결과를 이용하여 559단계에서 상기 도 5와 같은 상태천이도를 이용하여 걸음 여부를 판단한다. 이때 상기 걸음 여부를 판단하는 방법은 상기 <표 2>에 나타낸 바와 4개의 파라미터들을 이용하여 상기 도 5와 같은 상태천이를 확인하여 걸음 여부를 판정한다. 즉, 본 발명의 실시예에서는 추출된 에너지 값이 설정된 타임 인터벌 및 드레시홀드 값을 만족하는 경우에 걸음 여부로 판정한다.

이때 상기 걸음을 판단되면, 상기 제어부151은 상기 도 9의 431단계에서 이를 감지하고, 433단계에서 상기 걸음수를 1 증가시킨다. 그리고 상기 걸음수를 증가시킨 후, 435단계에서 상기 걸음에 해당하는 위치별 칼로리 소모량을 계산한다.

이때 상기 도 10은 샘플링 주파수를 한개 사용하는 경우의 운동량 계산 절차를 도시하는 흐름도이다. 이때 상기 운동량은 운동 종류에 따라 다르게 나타난다. 즉, 걷기 및 뛰기의 경우, 상기 가속도센서153에서 출력되는 가속도 정보는 다른 형태를 가진다. 즉, 뛰기인 경우에 감지되는 신호 레벨 및 레벨 트리거 간격은 상기 걷기인 경우에 감지되는 신호 레벨 보다 더 크게 감지되는 동시에 레벨 및 트리거 간격 보다 더 빠르게 감지된다. 여기서 상기 신호레벨은 DCT 정보의 고주파수신호의 레벨을 의미한다. 따라서 사용자가 하는 운동종류에 따라 다른 샘플링 주파수를 할당하는 것이 바람직할 수 있다. 즉, 사용자의 운동종류(또는 방법)를 확인한 후, 사용자가 뛰기 운동을 하는 경우에는 걷기 운동에서 사용되는 샘플링 주파수보다 더 높은 샘플링 주파수를 인가하여 뛰기에서의 가속도 정보를 안정되게 샘플링할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기 사용자의 운동종류는 운동량 계산 과정에서 검출되는 DCT 정보에서 고주파 성분을 이용하여 확인할 수 있다. 즉, 상기 도 9의 429단계에서 처리되는 운동량계산 과정은 도 10과 같은 절차로 걸음 여부를 판정하기 위한 에너지 정보를 추출하며, 이때 DCT 변환 동작을 수행하게 된다. 따라서 상기 DCT 변환신호에서 고주파수신호플 추출하여 운동종류를 확인할 수 있다. 상기 운동종류를 확인하여 샘플링 주파수를 설정하는 과정은 상기 도 9의 429단계의 운동량 계산 과정에서 수행할 수 있으며, 또한 433단계를 수행하면서 걸음수 정보를 변경한 후 수행할 수 있고, 또한 435단계를 수행하면서 칼로리 소모량을 계산한 후 수행할 수도 있다. 본 발명의 실시예에서는 도 11에 도시된 바와 같이 운동량을 계산하여 걸음여부를 판정할 때, 운동종류에 따라 샘플링 주파수도 함께 설정하는 것으로 가정하여 설명하기로 한다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따라 상기 도 9의 429단계에서 운동량을 계산하고, 운동종류를 분석하여 다음에 사용할 샘플링 주파수를 결정하는 절차를 도시하는 도면이다. 상기 도 11에서 운동종류는 걷기 및 뛰기로 가정하여 설명될 것이다. 도 12a 및 도 12b는 각각 걷기 및 뛰기에서 발생되는 DCT 고주파수 신호의 특성을 도시하는 도면이며, 도 13a 및 도 13b는 도 12a 및 도12b와 같은 특성을 이용하여 걷기 및 뛰기를 판정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

먼저 상기 도 12a는 걷기 모드에서 검출되는 고주파수 특성을 도시하는 도면이며, 도 12b는 뛰기모드에서 검출되는 고주파수 특성을 도시하는 도면이다. 여기서 상기 뛰기모드에서 검출되는 고주파수 특성은 상기 걷기모드에서 검출되는 고주 파수 보다 더 큰 레벨을 가지며, 레벨 트리거 시간도 더 빠른 특성을 가진다. 따라서 설정 진폭값(도 12a 및 도 12b에서는 300으로 가정)과 레벨 트리거 시간을 이용하여 걷기 또는 뛰기를 결정할 수 있다. 즉, 도 13a 및 도 13b에 도시된 바와 같이 설정 진폭값을 300으로 가정하면, 걷기모드에서는 도 13a와 같이 설정된 고주파수신호 레벨을 초과하는 레벨 트리거가 거의 발생되지 않으며, 뛰기모드에서는 도 13b와 같이 설정 진폭값을 초과하는 레벨 트리거가 거의 매 걸음에서 발생된다. 즉, 뛰기모드에서에 검출되는 DCT 정보의 고주파수 신호 레벨 및 레벨트리거는 상기 걷기모드에서 검출되는 진폭 보다가 더 큰 값을 가지며, 걷기모드에서의 레벨트리거 보다 휠씬 빈번하게 발생됨을 알 수 있다. 따라서 이런 경우 걷기모드에서 사용하는 샘플링 주파수보다 더 빠른 샘플링주파수를 사용하면, 뛰기모드에서 운동량 계산을 더욱 안정되게 수행할 수 있게 된다. 그러므로 상기 운동종류(여기서는 걷기 및 뛰기, 필요에 따라서는 전력질주, 조깅, 속보, 걷기 등을 포함할 수도 있다)들에 대하여 각각 DCT 정보의 고주파수신호 레벨 및 레벨트리거 시간들을 측정한 후, 이런 측정 결과치를 평균하여 각 운동종류에 대한 설정레벨(기준레벨) 값 및 설정 레벨트리거(기준레벨 트리거) 시간들을 구할 수 있다. 그리고 각 운동종류들에 대한 설정 레벨 값 및 레벨트리거 시간 값들을 메모리에 저장하여 이후 가속도센서153으로부터 감지되는 가속도정보를 검출한 후, 이를 상기 설정된 레벨 값 및 레벨트리거 값들과 비교하면서 사용자의 운동종류를 판별할 수 있다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따라 운동종류를 판별하여 샘플링 주파수를 설정하는 절차를 도시하는 흐름도이다. 먼저 551단계 - 555단계를 수행하면서 가속도 센서153에서 출력되는 가속도정보를 DCT 변환한 후, 451단계에서 상기 DCT 정보에서 고주파정보들을 추출한다. 이후 제어부151은 이전 상태가 뛰기모드였는지 또는 걷기모드였는지를 검사한다. 이때 이전 상태의 모드가 걷기모드였으면, 상기 제어부151은 455단계에서 현재 검출된 레벨이 설정된 진폭 이상을 가지는가 검사한다. 이때 설정된 진폭 이하이면, 상기 제어부151은 457단계에서 걷기모드의 샘플링주파수를 설정한 후, 557단계에서 상기 DCT정보를 이용하여 에너지 정보를 추출하고, 559단계에서 걸음 여부를 판단한다. 그러나 상기 455단계에서 상기 레벨이 설정된 진폭 이상의 크기를 가지면, 상기 제어부151은 459단계에서 레벨 트리거가 설정된 시간 내에 이루어졌는가 검사한다. 이때 상기 레벨트리거 설정된 시간을 초과한 경우에는 상기 457단계로 되돌아가 상기와 같은 동작을 반복 수행한다. 즉, 도 13a에 도시된 바와 같이 상기 제어부151은 걷기모드인 상태에서 DCT 정보의 고주파수 신호 레벨이 설정된 진폭보다 작거나 또는 설정된 진폭보다 크지만 레벨 트리거가 설정된 시간을 초과한 경우에는 걷기모드로 간주하고, 457단계에서 걷기모드의 샘플링 주파수를 설정한다.

그러나 걷기모드에서 DCT 정보의 고주파수 신호 레벨이 설정된 진폭 이상의 크기를 가지며 레벨 트리거가 설정된 시간내에 이루어지면, 상기 제어부151은 455단계 및 459단계에서 이를 감지하고, 461단계에서 뛰기모드의 샘플링 주파수를 설정한다. 이후 상기 제어부151은 상기한 바와 같이 557단계에서 상기 DCT정보를 이용하여 에너지 정보를 추출하고, 559단계에서 걸음 여부를 판단한다. 또한 이전의 모드가 뛰기모드인 상태에서 레벨 트리거가 설정된 시간 내에 이루어지면 상기 제 어부151은 453단계 및 459단계에서 이를 감지하고, 461단계에서 뛰기모드의 샘플링 주파수를 설정한 후, 557단계에서 상기 DCT정보를 이용하여 에너지 정보를 추출하고, 559단계에서 걸음 여부를 판단한다. 상기한 바와 같이 상기 제어부151은 도 13b에 도시된 바와 같이 DCT정보의 고주파수신호의 진폭이 설정된 레벨 이상의 크기를 가지며 레벨 트리거가 설정된 시간 내에 발생되면 상기 제어부151은 뛰기모드의 샘플링 주파수를 설정한다.

상기 도 11에서 451단계 - 461단계의 동작은 상기 가속도 정보를 DCT변환한 후에 이루어지게 된다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 샘플링 주파수 설정 동작은 가속도 정보를 추출하여 DCT 변환 동작을 수행한 이후에 수행되어야 하며, 여기서 설정된 샘플링 주파수는 다음 가속도 정보를 추출할 때의 샘플링 주파수로 사용된다. 본 발명의 실시예에서는 상기 도 9의 429 단계인 운동량 계산 과정에서 상기 샘플링 주파수를 설정하는 예를 들어 설명하고 있지만, 상기 걸음 여부를 판정한 후에 수행될 수 있으며, 또한 상기 칼로리 계산을 수행한 이후에 수행될 수도 있다.

도 14는 상기 도 11과 같은 과정에서 걷기모드를 속보 및 걷기모드로 세분하고, 뛰기모드를 전력질주 및 조깅모드로 세분한 경우의 예를 도시하고 있다. 도 15a - 도 15b는 걷기모드에서 고주파수 신호의 에너지 특성을 도시하고 있고, 도 16a - 도 16b는 속보모드에서 고주파수 신호의 에너지 특성을 도시하고 있으며, 도 17a - 도 17b는 조깅모드에서 고주파수 신호의 에너지 특성을 도시하고 있고, 도 18a - 도 18b는 전력질주모드에서 고주파수신호의 에너지 특성을 도시하고 있다. 상기 도 15a - 도 18b에 도시된 바와 같이, 각 운동종류들에서 발생되는 고주파수신호의 에너지는 그 레벨이 다르며, 레벨의 트리거 시간이 다르게 발생됨을 알 수 있다. 즉, 걷기모드에서의 고주파수 에너지 특성은 진폭이 작으며, 트리거 동작이 느리게 발생됨을 알 수 있다. 그리고 전력질주모드에서의 고주파수 에너지 특성은 진폭이 크며 트리거 동작이 짧은 시간에 이루어짐을 알 수 있다. 따라서 상기 도 15a - 도 18b에 도시된 바와 같이 고주파수신호의 레벨들을 설정하고, 이들 각 운동종류들의 레벨 트리거 시간들을 설정하면, 상기 도 11과 같이 각 모드에서의 샘플링 주파수들을 설정할 수 있다. 이때 상기 전력질주, 조깅, 속보 및 걷기모드를 검사하기 위해서는 각각 대응되는 모드의 고주파수신호의 에너지 레벨 및 레벨 트리거 시간, 그리고 샘플링 주파수들을 미리 설정한다. 그리고 DCT 정보의 고주파수신호가 추출되면, 463단계에서 각각 전력질주모드, 조깅모드, 속보 모드 및 걷기모드의 순으로 각각 설정된 상기 두 조건을 만족하는가 검사하며, 상기 두 조건들을 만족하는 운동종류의 샘플링 주파수를 설정하도록 제어한다.

상기 도 9의 429단계에서 상기 도 10, 도 11 또는 도 14와 같은 절차를 수행하면서 걸음 여부를 판단한 후, 상기 제어부151은 걸음으로 판단되면 433단계에서 걸음수 정보를 변경한 후, 435단계에서 상기 걸음에 의한 칼로리 소모량을 계산한다. 이때 상기 칼로리 소모량은 상기한 바와 같이 운동의 종류(전력질주, 조깅, 속보, 걷기)에 따라 다르며, 또한 만보계의 위치에 따라 다르게 측정될 수 있다. 즉, 전력질주에서 소모되는 칼로리와 걷기에서 소모되는 칼로리의 크기는 다르며, 따라서 칼로리 소모량 계산시 운동종류에 따라 가중치를 부여하여 칼로리 소모량을 측 정하는 것이 바람직하다. 또한 동일한 종류의 운동을 하는 경우, 만보계를 손에 잡고 흔들면서 운동하는 경우와 만보계를 허리나 팔뚝에 부착하고 운동하는 경우에 상기 가속도센서153에서 감지되는 가속도정보가 다를 수 있다. 따라서 칼로리 소모량 측정시 만보계의 위치에 따라 각각 다르게 설정된 가중치를 부영하여 칼로리 소모량을 계산하는 것이 바람직하다.

상기 도 19는 상기 도 9의 435단계의 칼로리 소모량 계산 과정의 절차를 나타내는 흐름도이다. 상기 도 11과 같이 운동종류가 걷기 및 뛰기로 구분한 만보계에서 칼로리 소모량을 계산하는 절차를 도시하는 흐름도이다.

상기 도 19를 참조하면, 상기 걸음 판정 후 칼로리 소모량을 계산하기 위하여, 상기 제어부151은 471단계에서 판정된 걸음의 운동종류를 분석한다. 이때 상기 도 11과 같은 경우 운동종류는 뛰기 및 걷기가 될 수 있다. 이때 상기 제어부 151은 걷기로 판정된 경우에는 473단계에서 걷기모드에 따른 칼로리 소모량을 계산하고, 뛰기로 판정된 경우에는 475단계에서 뛰기에 따른 칼로리 소모량을 계산한다. 이후 상기 계산된 칼로리 소모량을 누적한다. 상기와 같이 칼로리 소모량은 한걸음의 운동량을 감지할 때 마다 계산하며, 상기 운동종류에 따른 칼로리 소모량 계산 방법은 후술하는 도 20 및 도 21에서 상세히 설명한다.

도 20은 상기 도 9의 435단계의 칼로리 소모량 계산 과정의 절차를 나타내는 다른 예의 흐름도이다. 즉, 상기 도 20은 만보계의 부착 위치 및 운동종류에 따라 칼로리 소모량을 계산하는 절차를 도시하는 흐름도이다. 그리고 도 21은 상기 도 20과 같은 칼로리 소모량 계산 절차에 대한 구체적인 흐름도이다.

상기 도 20을 참조하면, 먼저 제어부151은 481단계에서 만보계의 부착 위치를 확인한 후, 483단계에서 상기 확인된 부착 위치에 대응되는 계수값을 로드한다. 여기서 상기 반보계의 부착 위치는 사용자가 설정할 수 있다. 이후 상기 제어부151은 485단계에서 사용자의 운동종류를 확인한 후, 487단계에서 확인된 운동종류 및 만보계 부착위치에 따른 칼로리 소모량을 계산하며, 489단계에서 상기 계산된 칼로리 소모량을 누적 저장한다.

도 21은 상기 걸음으로 판정될 때, 상기 제어부151이 상기 걸음에 따른 칼로리 소모량을 계+산하는 절차를 도시하는 도면으로, 상기 도 20의 구체적인 예를 도시하고 있다.

상기 도 21을 참조하면, 상기 걸음수 판정시 상기 제어부151은 561단계에서 등록된 상기 만보계의 위치 정보를 로드한 후, 563단계 - 571단계를 수행하면서 만보계의 부착 위치를 분석한다. 이때 상기 만보계가 부착될 수 있는 위치는 바지주머니, 팔(또는 어깨)에 부착, 상의 주머니, 가방, 손 등이 될 수 있다. 여기서 상기 만보계의 부착 위치는 사용자가 설정하여 등록할 수 있으며, 상기 만보계의 출력 특성을 실험적으로 구하여 결정할 수도 있다. 즉, 전자의 방법은 사용자가 도 1의 입력부145를 통해 만보계의 부착 위치를 입력하면, 상기 제어부151은 상기 사용자가 입력한 만보계 위치 정보를 등록하며, 이후 운동에 따른 칼로리 계산시 이를 참조한다. 그리고 후자의 방법은 만보계를 해당 위치에 부착하고 실제 운동을 하여 실험적으로 위치 정보를 측정하는 방법이다. 예를들면, 사용자는 만보계를 바지 앞주머니에 넣고 실제로 운동을 하여 일정 수 이상의 샘플 출력들을 획득한 후, 획득 된 실험 값들을 분석하여 바지 앞주머니에서 측정되는 신호를 결정하여 저장한다. 그리고 운동시 수신되는 상기 가속도센서153의 출력을 분석하여 상기 저장된 신호들과 비교하여 만보계의 부착 위치를 결정한다.

상기 563단계 - 571 단계를 수행하면서 상기 만보계의 부착 위치가 판별되면, 상기 제어부151은 573단계에서 상기 부착 위치에 따른 계수값을 로드한다. 이후 상기 제어부151은 상기 측정된 에너지 레벨 Emax를 이용하여 상기 <수학식 6>과 같은 방법으로 걸음 속도를 판정한다. 여기서 상기 걸음 속도는 상기한 바와 같이 전력질주, 조깅, 속보 및 걷기 등으로 나눌 수 있다. 따라서 상기 걸음으로 판정된 에너지 레벨 값을 상기 <수학식 6>을 이용하여 칼로리 소모량을 결정한 후, 575단계 - 581단계를 통해 상기 판정된 걸음의 걷는 속도를 판정할 수 있으며, 583단계에서 상기 <표 4>를 이용하여 걷는 속도에 따른 칼로리 소모량을 결정한다. 이때 상기 칼로리 소모량은 상기 <표 4>와 같이 결정할 수 있다. 그리고 상기와 결정된 칼로리 소모량을 현재 누적하고 칼로리 소모량에 더하여 누적한 후 리턴한다.

이때 상기 칼로리 소모량을 계산할 때 사용자의 몸무게를 적용하여 정확한 칼로리 소모량을 추정할 수 있다. 따라서 상기 <수학식 6>에 사용자의 몸무게를 적용하면 현재의 걸음에 대한 칼로리 소모량을 정확하게 계산해낼 수 있다.

상기 만보계는 휴대단말기에 장착되어 사용될 수 있다. 즉, 상기 도 1과 같은 만보계의 구성에서 제어부151 및 가속도센서153을 휴대단말기에 장착하고, 나머지 구성들(메모리, 표시부, 입력부)은 휴대단말기의 구성을 이용하면 휴대단말기의 크기에 영향을 미치지 않는 상태에서 휴대단말기에 만보계 기능을 추가할 수 있다. 이하의 설명에서는 상기 만보계가 휴대단말기에 장착되는 것으로 가정하여 설명될 것이다. 상기 휴대단말기에 만보계가 장착되는 경우, 상기 만보계는 상기 휴대단말기의 제어부의 제어하에 운동량 및 칼로리 소모량을 측정하게 되며, 또한 상기 단말제어부의 요구에 따라 측정한 운동량 및 칼로리 소모량을 전송한다. 또한 상기 휴대단말기의 제어부는 상기 만보계에서 측정되는 운동량 및 칼로리 소모량 데이터를 수신하여 상기 메모리에 누적 관리하며, 사용자 요구시 사용자가 요구한 형태로 상기 운동량 및 칼로리 소모량 데이터를 처리하여 표시부에 표시한다.

도 22는 휴대단말기에 만보계가 장착된 구조를 도시하는 도면이며, 도 23은 상기 휴대단말기와 만보계 간의 상세 구성을 도시하는 도면이다.

상기 도 22를 참조하면, RF통신부125는 휴대단말기의 RF 통신 기능을 수행한다. 상기 RF통신부125는 송신되는 신호의 주파수를 상승변환 및 증폭하는 RF송신기와, 수신되는 신호를 저잡음 증폭하고 주파수를 하강변환하는 RF수신기등을 포함한다. 데이터처리부120은 상기 송신되는 신호를 부호화 및 변조하는 송신기 및 상기 수신되는 신호를 복조 및 복호화하는 수신기 등을 구비한다. 즉, 상기 데이터 처리부120은 모뎀(MODEM) 및 코덱(CODEC)으로 구성될 수 있다.

키입력부145는 숫자 및 문자 정보를 입력하기 위한 키들 및 각종 기능들을 설정하기 위한 기능키 들을 구비한다.

메모리130은 프로그램 메모리 및 데이터 메모리들로 구성될 수 있다. 상기 프로그램 메모리는 휴대단말기의 기능을 처리하기 위한 프로그램들 및 본 발명의 실시예에 따라 측정된 운동량을 관리 및 표시하기 위한 프로그램들을 저장하고 있 다. 상기 데이터 메모리는 상기 프로그램들을 수행하는 중에 발생되는 데이터들을 일시 저장하는 기능을 수행한다. 또한 상기 데이터 메모리는 본 발명의 실시예에 따라 운동량 프로그램을 누적관리하기 위한 메모리(예를들면 걸음수, 칼로리 정보들을 저장하기 위한 시간, 일, 월 메모리들)를 구비할 수 있다.

제어부110은 휴대단말기의 전반적인 동작을 제어하는 기능 및 만보계에서 측정된 운동량 정보를 표시 및 누적 관리하는 기능을 수행한다. 상기 제어부110은 상기 데이터처리부20을 포함할 수도 있다. 즉, 휴대전화기의 경우, 상기 제어부110은 MSM 칩이 될 수 있다.

표시부140은 상기 제어부110의 제어하에 휴대단말기의 상태를 표시한다. 여기서 상기 표시부160은 LCD를 사용할 수 있으며, 이런 경우 상기 표시부140은 LCD제어부(LCD controller), 표시데이터를 저장할 수 있는 메모리 및 LCD표시소자 등을 구비할 수 있다. 여기서 상기 LCD를 터치스크린(touch screen) 방식으로 구현하는 경우, 입력부로 동작할 수도 있다.

만보계150은 상기 제어부110의 제어하여 동작이 제어되며, 휴대단말기의 사용자의 움직임에 따른 운동량을 측정하며, 상기 제어부110에 상기 측정된 운동량을 출력한다.

상기 도 22와 같은 구성을 가지는 휴대단말기의 발신 통화 동작을 살펴보면, 사용자가 키입력부127을 통해 다이알링 동작을 수행하면, 상기 제어부110은 이를 감지하고 데이터처리부120을 통해 수신되는 다이알정보를 처리한 후 RF부125를 통해 RF신호로 변환하여 출력한다. 이후 상대 가입자가 응답하면, 상기 RF부125 및 데이터처리부120을 통해 이를 감지한다. 그러면 상기 제어부110은 RF부125, 데이터처리부120로 이루어지는 통화로를 형성하여 통신 기능을 수행한다. 또한 착신 통화가 발생되면, 상기 제어부10은 데이터처리부120을 통해 착신 요구를 감지하고, 착신호를 경보한다. 그리고 상기 착신호가 발생된 상태에서 통화키를 누르면, 상기 제어부110은 상기 착신호를 서비스한다.

또한 상기 단말제어부110은 사용자의 요구에 의해 상기 만보계150의 동작을 제어한다. 즉, 상기 사용자가 만보계150의 동작을 요구하면, 상기 제어부110은 상기 만보계150을 온시킨다. 그러면 상기 만보계150은 사용자의 움직임을 측정하여 운동량 및 칼로리를 측정하며, 상기 제어부110에서 운동량 데이터 요구시 상기 만보계150은 누적된 운동량 정보를 상기 제어부110에 전송한다. 그러면 상기 제어부110은 상기 운동량 정보를 상기 표시부140에 표시하며, 메모리130에 이를 누적 저장한다.

도 23은 상기 휴대단말기의 제어부110과 만보계150 간의 상세 구성을 도시하는 도면이다. 여기서 제어부110은 휴대단말기의 제어부를 의미하며, 제어부151은 만보계의 제어부를 의미한다.

상기 만보계150은 만보계 제어부151과 가속도센서153으로 구성된다. 상기 휴대단말기의 제어부110과 상기 만보계제어부151은 전원선, 클럭선(I2C SCL), 데이터선(I2C SDA)으로 연결되며, 상기 만보계제어부151은 상기 단말제어부110에서 단속적인 제어에 의해 상기 가속도센서를 불연속적으로 구동한다. 또한 상기 만보계제어부151은 상기 제어부110의 제어 명령어(command)에 의해 운동량을 측정하기 위한 파라미터들을 설정한 후, 수신되는 가속도센서153의 출력으로부터 운동량을 측정하여 누적한다. 그리고 상기 단말제어부110의 데이터 전송요구에 따라 해당하는 운동량 측정 데이터를 상기 단말제어부110에 출력한다.

상기한 바와 같이 상기 만보계제어부151 및 가속도센서153은 상기 도 1의 제어부151과 가속도센서153과 동일한 구성을 가지며, 상기 만보계제어부151이 상기 단말제어부110의 제어하에 구동되며, 그 외의 나머지 동작들을 상기 도 1에서의 동작과 동일하다.

도 24는 상기 만보계150의 제어부151이 상기 단말제어부110의 제어하에 운동량 및 칼로리 소모량을 측정하는 절차를 도시하는 도면이다.

상기 도 24를 참조하면, 먼저 상기 만보계150의 제어부151은 상기 휴대단말기의 제어부110에서 만보계 온 명령이 발생되면 411단계에서 이를 감지한다. 이후 상기 제어부151은 상기 단말제어부110에서 제어 명령어가 수신되면 413단계에서 이를 감지하고, 415단계에서 해당 명령어에 따른 동작을 수행한다. 도 25는 상기 제어부151이 상기 단말제어부110에서 명령어를 수신하여 처리하는 절차를 도시하는 도면이다.

상기 도 25를 참조하면, 상기 명령어에는 만보계의 동작모드를 변경하는 명령어, 만보계를 리셋시키는 명령어, 만보계의 위치 변경을 알리는 명령어 등이 있을 수 있다. 먼저 만보계 동작을 오프시키는 명령어가 발생되면, 상기 제어부151은 511단계에서 이를 감지하고, 513단계에서 만보계의 전원 공급을 중단한 후 리턴한다. 이런 경우, 상기 가속도센서153은 전원공급이 중단되어 운동량을 측정하는 절 차를 수행하지 않게 된다.

두 번째로 만보계 위치 변경을 요구하는 명령어가 발생되면, 상기 제어부151은 515단계에서 이를 감지하고 517단계에서 상기 명령어에 따른 위치 값을 내부에 등록한 후 리턴한다. 여기서 상기 위치변경 명령어는 상기 만보계150이 놓여지는 위치 정보가 될 수 있다. 즉, 상기 만보계150은 사용자의 바지 앞주머니, 뒷주머니, 상의 주머니, 가방, 손 등에 위치될 수 있다. 상기 위치변경 명령어는 상기와 같이 만보계150이 놓여지는 위치 정보를 설정하는 명령어이다. 상기 위치변경명령어가 수신되면, 상기 만보계가 부착되는 위치정보를 내부에 등록한다.

세 번째로 주파수 변경을 위한 명령어가 수신되면, 상기 제어부151은 519단계에서 이를 감지하고, 517단계에서 상기 주파수 변경 값을 내부에 등록한 후 리턴한다. 여기서 상기 동작모드 변경 명령어는 주파수 변경(즉, 상기 제어부151이 상기 가속도센서153의 출력을 샘플링하는 주파수) 명령어로서, 상기 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 샘플링 주기를 변경하는 명령어이다. 즉, 상기 제어부151은 일반 측정모드인 경우에는 상기 도 3a에 도시된 바와 같이 2개의 활성시간 마다 한번씩 상기 가속도센서153에 센서전원을 공급하며, 상세측정모드인 경우에는 상기 도 3b에 도시된 바와 같이 매 활성시간 마다 한번씩 상기 가속도 센서153에 센서전원을 공급한다.

네 번째로 만보계 리셋 명령어가 발생되면, 상기 제어부151은 521단계에서 이를 감지하고, 523단계 및 525단계를 수행하면서 상기 제어부151에 누적된 현재의 걸음 수 및 칼로리 소모량을 0으로 초기화한 후 리턴한다. 즉, 상기 만보계 리셋 명령어는 상기 제어부151에 저장하고 있는 걸음수 및 칼로리 소모량 정보를 리셋시키는 명령어이다.

다섯 번째로 만보계 일시 중지 명령어가 발생되면, 상기 제어부151은 527단계에서 이를 감지하고 529단계에서 상기 만보계150의 동작을 설정된 시간 동안 동작시키지 않도록 등록하고 리턴한다. 상기 일지 중지 구간에서 상기 제어부151은 상기 설정된 시간 동안 상기 가속도센서153에 전원 공급을 중단한다.

상기와 같은 명령어 이외에 사용자의 체중을 등록하기 위한 명령어, 상기 운동량 및 칼로리 소모량을 계산하기 위한 계수를 변경하기 위한 명령어들을 더 구비할 수도 있다. 이런 경우, 상기 제어부151은 역시 527단계에서 이를 감지하고 531단계에서 해당하는 명령어를 처리한 후 리턴한다.

또한 상기 단말제어부110은 상기 만보계150에 현재까지 측정된 걸음수 및 칼로리 소모량 정보를 요구할 수 있다. 상기 데이터 요구가 발생되면, 상기 제어부151은 도 24의 417단계에서 이를 감지하고, 419단계에서 측정된 누적된 걸음 수 정보 및 칼로리 소모량 정보를 상기 단말제어부110에 전송한다. 도 26은 상기 제어부151이 상기 단말제어부110에서 요구한 데이터의 종류를 분석한 후, 해당하는 데이터를 전송하는 절차를 도시하는 도면이다.

상기 도 26을 참조하면, 상기 단말제어부110에서 상기 제어부151에 요구할 수 있는 데이터들은 가속도정보, 걸음수 데이터, 칼로리 소모량 데이터, 제어부151의 상태 데이터 등이다. 상기 데이터들 중에 어느 한 데이터의 전송이 요구되면, 상기 제어부151은 541단계 - 547단계에서 각각 감지하고, 549단계에서 요구되는 해 당 데이터를 상기 단말제어부110에 전송한다. 이때 상기 제어부151과 상기 단말제어부151 간에 I2C 방식으로 데이터를 통신한다.

상기 요구되는 데이터들 중에서 걸음수 데이터 및 칼로리 소모량 데이터는 상기 단말제어부110이 상기 제어부151에 소정의 설정된 시간 간격으로 요구할 수 있다. 이는 상기 휴대단말기의 메모리130 내에 시간 메모리를 구비하고 있으므로, 적어도 1시간 간격으로 상기 만보계150의 측정 정보를 억세스하여 해당하는 시간 메모리에 누적 관리할 수 있도록 하기 위함이다.

상기 제어부151은 상기 명령어 및 데이터 요구에 따른 동작을 수행하는 이외의 시간에서는 가속도센서153을 제어하면서 사용자의 운동량 및 칼로리 소모량을 측정하는 동작을 수행한다. 이때 상기 421단계 - 435단계에서 수행되는 동작은 상기 도 9 - 도 21에서 처리되는 절차와 동일하게 진행된다. 이때 만보계제어부151은 상기 가속도센서153의 전원 공급을 제어하면서 가속도센서153에서 감지되는 운동량을 입력한다. 이때 상기 가속도센서153의 전원공급 제어는 상기 단말제어부110이 상기 만보계제어부151에 설정된 시간 간격으로 타이머신호를 공급하여 수행할 수 있으며, 또한 상기 단말제어부100이 만보계 동작을 온시키면, 상기 만보계제어부151이 상기 단말제어부110에서 만보계 오프신호가 수신될 때 까지 자체적으로 전원 공급을 제어할 수도 있다.

그리고 상기 만보계제어부151은 상기 가속도센서153의 출력을 상기 도 3d와 같은 방법으로 샘플링 입력한 후, 상기 도 10과 같은 절차를 수행하면서 운동량을 계산한다. 그리고 걸음으로 판정되면, 상기 만보계제어부151은 상기 도 21과 같은 절차를 운동에 따른 칼로리 소모량을 계산한다. 상기 휴대단말기에서 최종적인 칼로리 소모량을 계산하는 방법은 후술하기로 한다. 그리고 상기와 같은 칼로리 소모량 계산 방법은 상기 제어부151이 처리할 수도 있다.

휴대단말기의 제어부110은 상기와 같이 동작하는 만보계150의 동작을 제어하며, 또한 상기 만보계150에 측정된 운동량 및 칼로리 소모량의 데이터를 요구하여 누적 관리 및 표시하는 동작을 수행한다. 도 27은 상기 휴대단말기의 제어부110에서 상기 만보계150의 제어 및 측정된 데이터를 처리하는 절차를 도시하는 흐름도이다.

상기 도 27을 참조하면, 상기 만보계150은 휴대단말기 상에서 몸무게와 신장을 입력받아 사용자의 운동량(걸음수)와 그에 따른 칼로리 소모량을 표시하며, 이들 각각의 데이터를 일정 기간 동안 저장 및 관리할 수 있다. 상기 만보계150의 동작 설정은 휴대단말기를 최초 온하거나 또는 메인 메뉴 상에서 만보계150을 동작을 제어할 수 있다. 또한 사용자는 만보계150의 동작을 중지시킬 수 있다.

상기 만보계150의 동작은 휴대단말기의 메인 메뉴 상에서 선택할 수 있다. 따라서 사용자가 메인메뉴 상에서 만보계를 선택하면, 상기 제어부110은 611단계에서 이를 감지하고, 615단계에서 만보계가 온 상태인가 검사한다. 이때 상기 만보계가 온 상태이면, 상기 제어부110은 617단계에서 상기 만보계150으로부터 정보를 수신한 후, 619단계에서 상기 표시부140에 운동량 정보를 표시한다. 이때 상기 표시부140에 표시되는 운동량 정보는 걸음수 및 칼로리 소모량이 될 수 있다.

상기와 같은 상태에서 메뉴를 선택하면, 휴대단말기의 사용자는 상기 만보계 150의 동작을 제어하기 위한 명령어를 발생하거나 또는 상기 만보계150에 측정된 운동량을 확인할 수 있다. 여기서 상기 메뉴는 사용자 정보 변경, 동작모드 변경, 만보계 리셋, 만보계의 위치결정, 운동기록 보기 등이 될 수 있다.

상기 휴대단말기의 제어부110과 상기 제어부151 간에는 I2C 통신 프로토콜에 따라 명령어 및 데이터를 통신한다. 도 28a는 상기 제어부110에서 상기 만보계150의 제어부151에 명령어를 라이트할 때의 I2C 통신 프로토콜을 도시하고 있으며, 도 28b는 상기 제어부110이 상기 만보계150의 정보를 리드할 때의 I2C 통신 프로토콜을 도시하고 있다. 상기 도 28a를 참조하면, 상기 제어부110이 상기 만보계150의 제어부151에 명령어를 전송하는 경우, 상기 제어부110은 슬레이브 어드레스(slave adders)에 만보계150의 어드레스를 라이트하고, 워드 어드레스(word address)에 레지스터 어드레스를 입력한다. 여기서 상기 레지스터 어드레스 정보는 만보계 리셋, 동작모드 변경(주파수 변경), 만보계 오프, 만보계 일시 정지, 만보계 위치변경 등이 될 수 있다. 그리고 데이터(data)에는 상기 명령어들의 기능 수행을 명령하는 데이터들이 기록될 수 있다. 상기 도 28b를 참조하면, 상기 제어부110이 상기 만보계150으로부터 데이터를 리드하고자 하는 경우, 상기 제어부110은 슬레이브 어드레스에 상기 만보계150의 어드레스를 라이트하고 워드 어드레스에 원하는 데이터의 종류를 라이트한 후 상기 만보계150에 전송한다. 여기서 상기 워드어드레스에 라이트할 수 있는 데이터의 종류(즉, 요구하고자하는 데이터의 종류)는 가속도 정보(X,Y,Z축 데이터), 걸음수 데이터, 칼로리 소모량 데이터, 만보계150의 상태 데이터들이 될 수 있다. 그리고 이에 응답하는 상기 만보계150의 제어부151은 슬레이브 어드레스에 만보계의 어드레스를 라이트하고 데이터 영역에 상기 제어부110이 요구한 데이터를 기재하여 상기 제어부110에 전송한다. 따라서 상기 도 28a와 같은 커맨드는 상기 휴대단말기의 제어부110에서 상기 만보계150의 제어부151에 전송되며, 상기 만보계150의 제어부151은 상기 수신되는 커맨드에 따라 상기 만보계150의 동작을 제어하거나 또는 수신되는 명령어를 등록한다. 그리고 상기 도 28b와 같이 상기 휴대단말기의 제어부110이 상기 만보계150의 제어부151에 데이터의 전송을 요구하면, 상기 만보계150의 제어부151은 상기 요구된 데이터를 상기 휴대단말기의 제어부110에 전송한다. 이때 상기 휴대단말기의 제어부110과 상기 만보계150의 제어부151은 I2C 프로토콜 방식을 통해 데이터를 통신하게 된다.

먼저 상기 사용자 정보 변경이 선택되면, 상기 제어부110은 621단계에서 이를 감지하고, 623단계에서 입력되는 사용자 정보를 변경한다. 도 29는 상기 제어부110이 상기 도 27의 623단계에서 수행하는 사용자 정보를 변경하는 절차를 도시하는 흐름도이다. 상기 도 29를 참조하면, 상기 사용자 정보는 상기 만보계150을 이용하여 운동량을 측정하는 사용자의 몸무게 및 신장 정보가 될 수 있다. 그리고 상기 사용자 정보는 운동량에 따른 칼로리 소모량을 계산하는 데이터로 사용된다. 상기 사용자 정보를 등록하기 위해서는 비밀번호를 입력하여야 한다. 여기서 상기 비밀번호는 휴대단말기의 비밀번호를 사용할 수 있으며, 또한 상기 휴대단말기의 비밀번호와 다른 비밀번호를 설정하여 사용할 수도 있다. 또한 상기 비밀번호를 설정하지 않은 경우에는 상기 711단계의 동작은 생략될 수 있다. 상기 비밀번호가 입력되면, 상기 제어부110은 711단계에서 이를 확인하고, 713단계에서 신장 및 몸무게 데이터의 입력을 안내한다. 그리고 상기와 같은 상태에서 입력이 발생되면, 상기 제어부110은 715단계에서 이를 감지하고 717단계에서 상기 입력된 신장 및 몸무게 데이터를 상기 메모리130에 저장한 후 상기 도 27로 리턴한다.

두 번째로 동작모드 변경이 선택되면, 상기 제어부110은 625단계에서 이를 감지하고 627단계에서 상기 만보계150의 동작모드를 변경한다. 여기서 상기 동작모드는 상기 만보계150이 제어부151이 상기 가속도센서153의 출력을 샘플링하는 구간을 설정하는 모드이다. 도 30은 상기 도 27의 627단계에서 상기 동작모드 변경시 상기 제어부110에서 이를 수행하는 절차를 도시하는 흐름도이다.

상기 도 30을 참조하면, 상기 동작모드 변경이 선택되면, 상기 제어부110은 721단계에서 상기 표시부140에 이를 표시하고, 동작모드 변경을 위한 입력을 대기한다. 그리고 상기 동작모드 변경을 위한 입력이 발생되면, 상기 제어부110은 723단계에서 이를 감지하고 725단계에서 상기 동작변경모드의 커맨드를 생성하여 상기 제어부151에 전송하며, 727단계에서 상기 변경된 동작모드를 내부에 등록한다. 이런 경우, 상기 제어부110은 상기 도 28a의 워드어드레스 영역에 동작모드 변경 커맨드를 라이트하고 상기 데이터 영역에 일반측정모드 또는 상세측정모드의 데이터를 라이트하여 전송한다. 여기서 상기 일반측정 모드는 상기 도 3a와 같이 전원 공급 및 샘플링 동작을 수행하는 모드를 의미하며, 상세측정모드는 상기 도 3b와 같이 전원공급 및 샘플링 동작을 수행하는 모드를 의미한다. 그러면 상기 만보계150의 제어부151은 상기 도 24에서 센서 전원 공급 및 샘플링 동작을 제어하게 된다.

세 번째로 만보계 리셋이 선택되면, 상기 제어부110은 629단계에서 이를 감 지하고 631단계에서 상기 만보계150의 리셋 명령어를 전송한다. 그러면 상기 만보계150의 제어부151은 현재까지 측정되어 누적하고 있는 걸음수 및 칼로리 소모량 데이터를 리셋한다.

네 번째로 만보계 위치 변경이 선택되면, 상기 제어부110은 633단계에서 이를 감지하고 635단계에서 상기 만보계150의 위치 정보를 변경한다. 여기서 상기 만보계 위치정보는 상기 휴대단말기(즉, 만보계)가 사용자에게 부착되는 위치를 결정하는 모드이다. 상기 만보계150을 휴대하는 위치에 따라 사용자의 운동량이 다르게 측정되므로, 상기 만보계는 상기 운동량 측정시 사용자가 만보계를 휴대하는 위치를 고려한다. 도 31은 상기 도 27의 635단계에서 만보계의 위치변경시 상기 제어부110에서 이를 수행하는 절차를 도시하는 흐름도이다.

상기 도 31을 참조하면, 상기 위치변경이 선택되면, 상기 제어부110은 731단계에서 상기 휴대단말기를 휴대할 위치들을 표시부140에 이를 표시하고, 위치변경을 위한 입력을 대기한다. 이때 상기 표시부140에 표시되는 위치들은 상기 도 21에서 설명된 바와 같이 어깨에 부착, 바지주머니 상의 주머니(목걸이 포함), 가방, 손 등이 될 수 있다. 상기와 같이 표시되는 상태에서 특정 위치가 선택되면, 상기 제어부110은 733단계에서 이를 감지하고, 735단계에서 상기 위치변경모드의 커맨드를 생성하여 상기 제어부151에 전송하며, 737단계에서 상기 변경된 위치정보를 내부에 등록한다. 이런 경우, 상기 제어부110은 상기 도 28a의 워드어드레스 영역에 위치 변경 커맨드를 라이트하고 상기 데이터 영역에 선택된 위치정보를 라이트하여 전송한다. 그러면 상기 만보계150의 제어부151은 상기 도 21에 도시된 바와 같이 칼로리 소모량 측정시 현재 만보계150이 휴대되는 위치를 감안하여 칼로리 소모량을 측정하게 된다.

다섯 번째로 운동기록보기가 선택되면, 상기 제어부110은 637단계에서 이를 감지하고 639단계를 수행하면서 사용자가 선택된 운동량 데이터를 선택된 형태로 표시한다. 도 32는 상기 운동기록보기 선택시 상기 제어부110이 상기 도 27의 639단계에서 이를 수행하는 절차를 도시하는 흐름도이다.

상기 도 32를 참조하면, 상기 운동기록보기 선택시 사용자는 걸음수 또는 칼로리 소모량을 확인할 수 있다. 그리고 상기 선택된 운동기록 확인시 기간을 선택하여 확인할 수 있으며, 또한 운동기록을 숫자 또는 그래프 형태로 확인할 수 있다. 먼저 걸음수 보기 기능이 선택되면, 상기 제어부110은 751단계에서 이를 감지하고 753단계에서 상기 만보계150의 제어부에 현재까지 누적하고 있는 걸음수 데이터의 전송을 요구하며, 상기 걸음수 데이터 수신시 755단계에서 상기 메모리130의 현재 시간 메모리에 누적하여 저장한다. 이후 상기 제어부110은 상기 메모리130에 저장하고 있는 걸음수 정보를 로드한 후, 757단계에서 도 47a와 같이 걸음 수 정보를 표시한 후 사용자가 선택하는 방법에 따라 설정된 기간의 운동량을 수치 및 그래프로 표시할 수 있다.

상기 757단계에서 걸음수를 표시하는 절차를 상세하게 살펴보면, 상기 걸음 수 데이터를 표시하는 방법은 도 47e - 도 47g, 도 47h - 도 47j 또는 도 47b - 도 47d와 같이 그래프 또는 수치 데이터로 표현할 수 있다. 또한 상기 걸음 수 데이터는 오늘하루, 어제하루, 최근 한주, 최근 한달 등을 선택할 수 있다. 즉, 걸음수가 표시되는 상태에서 좌측 하단에 표시되는 메뉴키를 누르면 그래프 보기 및 수치 보기 메뉴가 표시된다. 이때 상기 그래프보기 메뉴를 선택하면, 최근 한달(최근한달, 최근 한주, 어제 하루, 오늘 하루) 내의 특정 기간을 선택할 수 있다. 이때 사용자가 방향키를 이용하여 특정 기간을 선택하면, 상기 제어부110은 이를 감지하고 해당 기간에 대한 걸음수 정보를 상기 표시부140에 표시한다. 또한 상기 수치보기 메뉴를 선택하면, 역시 최근 한달(최근한달, 최근 한주, 어제 하루, 오늘 하루) 내의 특정 기간을 선택할 수 있다. 이때 사용자가 방향키를 이용하여 특정 기간을 선택하면, 상기 제어부110은 이를 감지하고 해당 기간에 대한 걸음수 정보를 상기 표시부140에 표시한다. 이때 최근 한달 간의 걸음수 보기는 주간 또는 날짜 단위로 표시할 수 있으며, 최근 한주는 날짜 단위로 표시할 수 있고, 어제 및 오늘 하루는 시간 단위로 표시할 수 있다.

또한 상기와 같이 걸음수를 표시하는 상태에서 메뉴를 이용하여 칼로리 소모량 보기를 선택하면, 상기 제어부110은 759단계에서 이를 감지하고, 상기 761단계로 진행하여 걸음수 보기 기능에서 칼로리 소모량 보기 기능으로 전환된다. 따라서 상기 751단계에서 칼로리 소모량 보기가 선택되거나 또는 상기 759단계에서 칼로리 소모량 보기가 선택되면, 상기 제어부110은 761단계로 진행하여 상기 만보계150의 제어부에 현재까지 누적하고 있는 칼로리 소모량 데이터의 전송을 요구하며, 상기 칼로리 소모량 데이터 수신시 763단계에서 상기 메모리130의 현재 시간 메모리에 누적하여 저장한다. 이후 상기 제어부110은 상기 메모리130에 저장하고 있는 칼로리 소모량 정보를 로드한 후, 765단계에서 상기 칼로리 소모량 정보에 사용자의 몸 무게를 적용하여 칼로리 소모량을 다시 계산한다. 이때 상기 몸무게 정보는 상기 도 29와 같은 절차를 수행하면서 등록된 몸무게를 사용하며, 이때의 칼로리 계산은 <수학식 7>을 이용하여 수행한다. 본 발명의 실시예에서는 상기한 바와 같이 만보계150에 표준 체중(60kg)을 가지는 사람의 칼로리 소모량을 측정하고, 휴대단말기의 제어부110이 상기 1차 계산된 칼로리 소모량에 사용자가 입력한 자신의 몸무게를 적용하여 2차 칼로리 소모량 계산을 계산한다. 따라서 사용자의 몸무게에 따라 운동량에 따른 정확한 칼로리 소모량을 측정할 수 있다. 또한 본 발명의 실시예에서는 상기 만보계150이 1차 칼로리 소모량을 계산하고, 상기 휴대단말기에서 2차 칼로로 소모량을 계산하는 방법을 개시하고 있지만, 상기 휴대단말기의 제어부110이 상기 만보계150에 사용자의 몸무게 정보를 전송하면, 상기 만보계150에 사용자의 몸무게에 따른 칼로리 소모량을 계산할 수도 있다.

상기와 같이 칼로리 소모량을 계산한 후, 상기 제어부110은 767단계에서 도 48a와 같이 칼로리소모량 정보를 표시한 후 사용자가 선택하는 방법에 따라 설정된 기간의 칼로리 소모량을 수치 및 그래프로 표시할 수 있다. 이때 상기 칼로리 소모량 표시 방법은 상기 걸음수 표시 방법과 동일한 절차로 수행될 수 있으며, 이때 표시되느 칼로리 소모량은 도 48e - 도 48g, 도 48h - 도 48j 또는 도 48b - 도 48d와 같이 그래프 또는 수치 데이터로 표현할 수 있다. 이후 상기 칼로리 소모량을 표시하는 상태에서 걸음수 보기를 선택하면, 상기 제어부110은 769단계에서 이를 감지하고, 상기 753단계로 진행하여 걸음수 보기 기능으로 전환된다.

상기와 같이 휴대단말기에 만보계를 장착하는 경우, 단말기 사용자가 단말기 를 허리 등에 부착하고 걸음을 걸을 때, 실제 걸음에 의한 가속도 변화량은 중력 가속도에 비해 상당히 작다. 따라서 상기 가속도센서153을 이용하여 이런 작은 가속도 변화를 감지하여 걸음 여부를 판정하여야 하므로, 가속도 센서153을 구비하는 만보계의 솔루션(solution)이 상대적으로 민감해진다. 상기와 같이 민감하게 설정된 가속도센서153의 성능 계수에 의해 걸음을 걸을 때는 비교적 정확한 걸음 수를 표시할 수 있지만, 걸음을 걷지 않는 경우에도 외부 충격에 대해 걸음으로 오인하고 걸음수를 증가시킬 수 있게 된다. 예를들면 테이블 등에 만보계(또는 만보계를 장착하고 있는 휴대단말기)를 올려 놓았을 때 테이블을 두드리거나 물건을 테이블에 올려놓는 등의 충격에 의해서도 걸음수가 증가될 수 있다.

상기와 같이 만보계(또는 만보계를 탑재하는 휴대단말기)의 사용자 입장에서 보면, 실제 걸음이 아닌 상황에서의 걸음 수 증가는 만보계 솔루션에대한 신뢰도를 반감시키고, 걸음수와 칼로리 소모량 측정에 따른 헬스케어(health-care)라는 만보계 솔루션의 의미를 퇴색시킬 수 있다. 따라서 상기와 같은 오동작을 막기 위하여 외부 충격 오차 방지 알고리듬을 추가하는 것이 바람직하다.

일반적으로 만보계에 전달되는 걸음이 아닌 외부 충격과 진동은 간헐적이고 불규칙적인 특성이 있다. 반면 걸음의 경우 속도 변화는 있지만 비교적 일정 크기의 신호가 규칙적으로 입력되는 특성이 있다. 이에 착안하여 만보계(또는 만보계를 탑재하는 휴대단말기)의 UI상에서 만보계 측정 기능을 구동하는 경우에만 동작하는 기능을 추가하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 만보계(또는 만보계를 탑재하는 휴대단말기)에서 발생되는 오동 작은 휴지 기간일 일정시간이 경과된 후 걸음을 걷기 시작할 때, 만보계를 주머니 및 허리등에 탈부착할 때, 만보계가 휴대단말기에 장착되는 경우에 휴대단말기의 외부 스피커를 통해 음악을 재생할 때, 키입력 등과 같이 휴대단말기의 동작을 수행할 때 등에서 발생될 수 있다. 이하의 설명에서 상기 만보계의 오동작을 해결하는 방법은 만보계를 탑재하는 휴대단말기에서도 동일하게 적용할 수 있다. 따라서 만보계라는 용어를 사용하기로 한다.

먼저 만보계를 테이블 등에 올려놓은 상태에서 상기 테이블에 물건을 올려놓거나 또는 테이블을 두드리는 충격 등이 발생된 경우, 상기 만보계의 가속도센서153은 이를 움직임으로 감지하게 될 수 있다. 이런 경우 충격이 일정횟수 이상 일정시간 간격으로 입력되지 않으면 상기 만보계는 이를 걸음으로 감지하지 않도록 한다. 일반적으로 사람의 걸음은 도 33a에 도시된 바와 같이 일정한 보폭을 가지므로, 상기 가속도센서153은 일정 시간 간격으로 운동량을 감지하게 된다. 여기서 도 33a 및 도 33b의 rw 및 lw는 각각 오른쪽 발 및 왼쪽 발에 의해 발생되는 운동량을 나타낸다. 그러나 일반적으로 사람들의 보폭은 도 33b에 도시된 바와 같이 오른쪽 발에 의한 보폭과 왼쪽 발에 의한 보폭이 다르게 발생될 수 있다. 따라서 상기 가속도센서153이 운동량을 감지하는 시간도 조금은 다르게 나타낼 수 있다. 즉, 사람이 걸음을 걸을 때 도 33b의 d1 및 d2로 나타나는 보폭은 다를 수 있지만, 오른쪽 발(또는 왼쪽발)에서 다음 오른쪽 발(또는 왼쪽 발)을 이동하는 시간d3은 일정한 시간 간격으로 반복된다. 따라서 이런 사람의 걸음 특성을 이용하면 외부 충격에 의해 발생되는 움직임을 오동작으로 감지할 수 있게 된다.

도 33c는 본 발명의 실시예에서 외부 충격에 의한 움직임을 오동작으로 감지하는 동작을 설명하기 위한 도면이다. 즉, 본 발명의 실시예에서는 일정횟수 이상 규칙적이며 일정시간 간격을 가지는 움직임이 발생되는 경우에 이를 걸음으로 감지한다. 여기서 상기 일정횟수는 4걸음으로 가정한다. 따라서 상기 만보계 제어부151은 도 33c에 도시된 바와 같이 사용자가 4걸음 이상이 걸어야 만보계 기능을 온시키며, 그 이후에는 매 걸음에 해당하는 충격에 따라 걸음수를 증가시킨다. 따라서 상기 도 10과 같은 절차로 수행되는 걸음 감지 방법의 계수와 임계값에 의해 결정되는 만보계의 정확도에는 영향을 미치지 않는다.

상기 도 33c와 같은 걸음 감지 방법을 적용할 때 발생할 수 있는 효과(side effect)는 다음과 같다. 첫 번째로 사용자가 3걸음을 걷고 멈춰서서 1걸음 이상 기다리고 다시 3걸음을 걷고 멈추기를 반복하면 걸음수는 증가되지 않는다. 그러나 사람이 운동을 할때 상기와 같은 동작은 거의 발생되지 않는다. 오히려 만보계를 몸에 지닌 상태에서 의자 등에 않아 몸을 움직이거나 의자를 움직이는 경우, 다리를 꼬는 상황 등 사용자가 걸음으로 인지하지 않는 충격들에 대하여 걸음 수 증가를 방지할 수 있다. 두 번째로 사용자가 걸음수를 확인하기 위해 단말기를 흔드는 등의 동작을 할 때 걸음이 한걸음씩 증가하지 않고, 상기 도 33c에 도시된 바와 같이 초기 3번까지는 증가하지 않다가 4번째에 4걸음이 증가시키며, 이후 매 걸음에 대하여 걸음수를 증가시킨다.

두 번째로 만보계의 위치 변경에 따른 오동작을 방지하는 방법을 살펴본다. 도 34a는 사람이 만보계를 부착하고 걸을때 발생되는 가속도센서153의 x,y,z축의 신호의 특성을 도시하는 도면이며, 도 34b는 만복계의 각변화가 급하게 이루어질때 발생되는 가속도센서 x,y,z축 신호의 특성을 도시하는 도면이다.

상기 도 33a 및 도 33b를 참조하면, 사용자가 만보계를 부착하고 걸음을 걸으면 상기 가속도센서153은 도 33a와 같이 규칙적인 특성을 가진다. 그러나 만보계를 허리에 부착하거나 또는 급격하게 각 변화를 주는 경우, 상기 가속도센서153은 도 34b와 같이 두 축의 감지신호가 교차하는 형태의 출력 신호 특성을 갖게 된다. 상기와 같이 상기 만보계가 지면에 대하여 각도를 바꾸는 동작(허리에 부착, 주머니에 넣기 등)은 큰 가속도 변화를 야기한다. 이런 경우 상기 동작이 주파수 분석을 이용해 얻어낸 에너지 성분이 걸음과 유사한 특성을 가지게 된다. 따라서 상기와 같이 걸음과 무관하게 만보계의 각이 변화하는 특성에 대한 문제를 해결하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에서는 이런 오동작을 해결하기 위하여 상기 가속도센서153의 데이터(raw data)를 임의 개수 만큼 평균하여 비교적 깨끗한 DC 데이터를 얻어 이를 이용한다. 상기 도 34b에 도시된 바와 같이 만보계의 각도 변환에 의한 DC 값 변화 (상기 도 34b에는 y축 및 z축)가 감지되면, 걸음에 해당하는 피크 값이 검출되더라도 이를 무시한다. 상기와 같은 방법을 이용하면 상기 휴대단말기를 주머니에 넣거나 허리에 부착할 때 발생되는 문제점을 개선할 수 있다.

세 번째로 만보계를 휴대단말기에서 만보계가 감지하는 큰 음압 노이즈에 의해 오동작하는 문제를 해결하는 방법을 살펴본다. 도 35a - 도 35d는 만보계에서 음악과 걸음의 특성을 설명하기 위한 도면이다.

상기 도 35a - 도 35f를 참조하면, 도 35a는 걸음에 대한 3축 가속도센서153의 데이터이며, 도 35b는 소음에 대한 3축 가속도센서153의 데이터이다. 따라서 상기 도 35b와 같은 소음이 만보계에서 걸음으로 판정될 수 있게 된다. 그러나 상기 가속도센서153이 감지하는 걸음 및 소음에 대한 주파수 분포가 다름을 알 수 있다. 도 35c 및 도 35d는 상기 가소도센서153에서 측정된 걸음과 음압이 큰 소음의 주파수 분포를 나타내는 그래프이다. 상기 도 35c 및 도 35d에서 점선 영역은 걸음에 대한 주파수 분포를 도시하고 있으며, 실선 영역은 소음에 대한 주파수 분포를 도시하고 있다. 이때 상기 만보계에서 걸음수를 측정하는 방법은 주파수 분석에 기인하는데, 음압이 높은 소음인 경우 걸음의 감지 주파수 대역인 2Hz-4Hz 대역에도 큰 에너지가 분포한다. 상기 도 35c 및 도 35d의 A 구간의 신호만으로 걸음을 감지하는데, 이때 큰 소음의 에너지가 만보계에 전달되어도 마치 사람이 걸음을 걸을 것으로 판정할 수 있게 된다.

그러나 고주파 대역으로 갈수록 걸음은 에너지가 감소하는데 반하여, 소음의 경우에는 고주파 대역에 에너지가 집중되어 있다. 즉, 상기 걸음은 상기 도 35c 및 도 35e에 도시된 바와 같이 걸음은 저주파 성분이 높게 나타나고, 소음은 도 35d 및 도 35f에 도시된 바와 같이 상기 걸음에 비해 상대적으로 고주파수 성분이 높게 나타난다. 따라서 본 발명의 실시예에서는 상기 A 주파수 구간의 에너지 레벨과 B 주파수 군간의 에너지 레벨을 비교한 후, 도 35e와 같이 A 구간의 에너지 레벨이 B 구간의 에너지 레벨보다 클 경우에만 걸음으로 판정하며, 도 35f와 같이 B 구간의 에너지 레벨이 A구간의 에너지 레벨보다 클 경우에는 소음(잡음)으로 판정한다. 그 러면 상기 소음을 걸음으로 판정하는 오동작을 방지할 수 있다.

네 번째로 만보계를 탑재하는 휴대단말기에서 휴대단말기의 동작에 의해 발생되는 오동작을 방지하는 방법을 살펴본다. 상기 휴대단말기에서 통화모드 또는 임의 기능을 수행시키기 위해 키버튼을 동작시키거나 폴더 온/오프하는 경우, 상기 휴대단말기에 가해지는 충격에 의해 상기 가속도센서153는 걸음의 특성과 유사한 신호를 출력할 수 있다. 따라서 상기 휴대단말기에서 키를 누르거나 폴더 온/오프(슬라이드 온/오프, 플립 온/오프 등) 동작이 발생되는 경우, 상기 만보계에 공급되는 전원을 설정시간동안 중단시켜 상기 만보계의 동작을 일시 정지시킨다.

상기와 같이 만보계가 가속도센서153을 사용하여 발생될 수 있는 오동작을 방지하는 동작을 구체적으로 살펴본다.

도 36은 본 발명의 실시예에 따라 오동작을 방지하는 만보계150의 동작 절차를 도시하는 흐름도이다. 상기 도 36은 상기 도 9와 유사한 절차를 수행하게 된다.

상기 도 36을 참조하면, 만보계가 구동되면 상기 만보계제어부151은 421단계-427단계에서 상기 도 9에서와 같이 상기 가속도센서153에 전원공급을 불연속적으로 제어하면서 상기 가속도센서153의 출력을 샘플링하여 입력한다. 이후 상기 만보계제어부151은 800단계에서 상기 가속도센서153에서 출력되는 운동량을 계산한다. 이때 상기 만보계제어부151은 상기 운동량을 계산하면서 단말기의 각도 변경 여부 및 외부 음압 노이즈 발생여부를 감지하여 걸음 여부를 판단한다. 도 37은 상기 만보계제어부151이 800단계에서 처리하는 운동량 계산 절차를 도시하는 흐름도이다.

상기 도 37을 참조하면, 상기 만보계제어부151은 551단계 - 553단계에서 상 기 도 10에서와 동일한 방법으로 상기 가속도센서153에서 출력되는 신호를 가속도정보로 변환하여 누적한다. 이후 상기 만보계제어부151은 850단계에서 상기 누적된 가속도정보를 분석하여 상기 발생된 가속도정보가 만보계의 각도가 변경되어 발생되는 가속도정보인지 아니면 사용자의 실제 운동에 의해 발생된 가속도정보인인가를 분석하여 처리한다. 도 38은 상기 만보계제어부151이 상기 850단계에서 만보계의 각도 변경 여부를 감지하는 절차를 도시하는 흐름도이다.

상기 도 38을 참조하면, 상기 만보계제어부151은 911단계에서 누적된 일정 개수의 가속도 값들에 대한 평균을 구한다. 여기서 일정 개수의 가속도 값들을 평균하는 이유는 상기 가속도정보들이 기울기 변화 발생 여부를 감지하기 위함이다. 여기서 상기 평균값을 취하기 위한 가속도 정보들의 수가 많으면 가속도신호의 변화가 완만하게 변화하게 되고 내부 메모리 용량을 크게 하여야 하며, 작으면 사용자가 걸을 때에도 평균 값의 리플(ripple) 발생되어 만보계의 각도 변화로 감지할 수 있다. 여기서 상기 평균 값을 취하기 위한 가속도정보들의 수는 실험적으로 구할 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 이를 60으로 가정한다. 이후 상기 만보계제어부151은 913단계에서 상기 계산된 평균값 값이 이전의 최대값 MAX 보다 큰가 검사하며, 상기 평균값이 MAX보다 크면 915단계에서 상기 평균값을 MAX로 변경한다. 그리고 917단계에서 상기 계산된 평균값이 최소값 MIN 보다 작은가 검사하며, 상기 평균값이 상기 MIN보다 작으면 919단계에서 상기 평균값을 MIN 값으로 변경한다. 즉, 상기 913단계 - 919단계에서 상기 만보계제어부151은 상기 911단계에서 계산된 평균값을 이전의 최대값 MAX 및 최소값 MIN과 각각 비교하여 상기 평균값이 상기 최대값 MAX 보다 크면 현재의 평균값을 최대값 MAX로 갱신하고, 상기 평균값이 상기 최소값 MIN 보다 작으면 현재의 평균값을 최소값 MIN으로 갱신한다. 그리고 상기 평균값이 상기 최대값 MAX 및 최소값 MIN 사이에 있으면 상기 최대값 MAX 및 최소값 MIN을 변경하지 않는다.

이후 상기 제어부151은 921단계에서 휴대단말기의 폴더 또는 슬라이드가 닫혀있는가(즉, 휴대단말기가 대기상태에서 동작하고 있는 않는 상태) 검사하며, 그렇지 않으면 상기 운동량 계산 절차로 중단하고 상기 도 36의 메인루틴으로 리턴한다. 그리고 상기 휴대단말기의 폴더 또는 슬라이드가 닫혀있는 상태이면, 상기 만보계제어부151은 923단계에서 상기 평균값의 최대값 MAX 및 최소값 MIN의 차이가 미리 설정된 임계값 보다 큰가를 검사하며, 크지 않으면 상기 만보계제어부151은 상기 도28과 같은 루틴을 종료하고 상기 도 37의 555단계로 진행한다. 여기서 상기 921단계는 만보계가 탑재된 휴대단말기인 경우에만 해당되며, 만보계의 경우에는 상기 921단계는 생략될 수 있다. 즉, 상기 휴대단말기의 경우, 휴대단말기를 구동하기 위하여 폴더 또는 슬라이드를 구동시킬 수 있으며, 이때 상기 가속도센서153은 이를 감지하여 만보계제어부151에 출력하게 된다. 그러나 상기 도 1과 같은 구성을 가지는 만보계의 경우에는 상기와 같은 동작을 수행하지 않게되므로, 만보계의 경우 상기 921 동작은 생략된다.

그러나 상기 923단계에서 상기 평균값의 MAX 값과 MIN 값의 차이가 상기 설정된 임계값 보다 크면, 상기 만보계제어부151은 923단계에서 이를 감지하고 925단계에서 상기 MAX 값 및 MIN 값을 초기화하고 927단계에서 상기 가속도센서153에 설 정된 시간 동안 전원공급을 중단하여 만보계의 동작을 일시 정지시킨 후, 상기 도 36의 메인 루틴으로 리턴한다.

상기 923단계 -927단계의 동작을 상기 도 34a 및 도 34b를 참조하여 살펴보면, 걸음에 의해 발생되는 가속도센서153의 출력은 상기 도 34a와 같이 발생된다. 따라서 상기 걸음에 의해 발생되는60샘플의 가속도정보들을 누적 및 평균하면 상기 60샘플 구간에서의 평균 최대값 MAX 및 최소값 MIN은 설정된 임계값 내에 있게된다. 그러나 상기 도 34b와 같이 만보계의 각도변화에 의해 발생되는 가속도정보는 두축의 센서신호의 기울기가 크게 변화된다. 따라서 상기 60샘플 구간의 가속도정보들의 평균값의 최대값 MAX 및 최소값 MIN은 설정된 임계치보다 더 큰 값을 가지게된다. 즉, 상기 도 34b의 t1에서 t2 구간이 60 샘플 구간이라고 하면, 이때 평균값의 최대MAX는 t시점의 값이 되고 최소값 MIN은 t2 구간에 발생될 수 있다. 이런 경우 상기 t1에서 t2 사이의 최대값 및 최소값은 설정된 임계치 보다 더 큰 값을 가지게 되며, 이런 경우 상기 만보계제어부153은 상기 최대값 및 최소값을 초기화고 설정된 시간이 t3 시간까지 상기 만보계의 동작을 일시 정지시킨다. 이때 만보계의 동작을 일시 정지하는 시간(t2에서 t3 까지의 시간)은 실험적으로 구할 수 있으며, 여기서는 3초라고 가정한다. 따라서 상기 만보계제어부151은 만보계 또는 휴대단말기를 허리에 부착하거나 주머니에 넣는 동작에서 발생되는, 즉 만보계 또는 단말기의 각도 변화에 의해 발생되는 가속도센서153의 출력은 걸음으로 간주하지 않도록 제어한다.

상기와 같이 850단계에서 만보계의 각도 변경 감지 여부를 검사한 후, 상기 단말기의 각도 변경이 아니면 상기 만보계제어부151은 555단계에서 상기 도 10에서와 동일한 방법으로 상기 <수학식 4>에 의해 누적된 가속도정보를 DCT 변환한 후, 855단계에서 상기 DCT 정보를 이용하여 하기 <수학식 8>과 같이 저주파수 및 고주파수의 에너지 정보를 추출한다. 즉, 상기 도 9의 557단계에서는 상기 <수학식 5>와 같이 저주파수에 대한 에너지 정보만을 추출하였지만, 여기서 상기 추출된 에너지정보가 걸음에 의한 에너지 정보인지 아니면 외부 음압에 의한 에너지 정보인지를 판정하기 위하여 고주파수에 대한 에너지 정보도 추출한다. 이후 상기 만보계제어부151은 860단계에서 상기 추출된 에너지 정보가 걸음에 의한 정보인가 아니면 외부 음압 노이즈에 의한 에너지 정보인가를 검사한다. 그리고 상기 860단계에서 걸음으로 판정되면, 상기 만보계제어부151은 559단계에서 상기 운동량을 걸음으로 결정하고 상기 도 36의 431단계로 진행한다. 도 39는 상기 도 36의 860단계에서 상기 에너지 정보가 외부 음압 노이즈인지의 여부를 검사하는 절차를 도시하는 흐름도이다.

상기 도 39를 참조하면, 상기 만보계제어부151으 931단계에서 상기 에너지 정보룰 고주파 및 저주파별로 누적하며, 933단계에서 최근 고주파 및 저주파 에너 지 정보의 평균을 계산한 후, 935단계에서 고주파성분 평균이 상기 저주파 성분의 평균 보다 미리 설정된 임계값 이상 큰가를 검사한다. 즉, 상기 고주파 성분의 에너지 값이 상기 저주파 성분의 에너지 값 보다 크면 상기 만보계제어부151은 이를 외부 음압에 의한 노이즈로 판단하여 상기 도 36의 메인 루틴으로 리턴하며, 상기 저주파 성분의 에너지 값이 상기 고주파 성분의 에너지 값 보다 작거나 임계값 이내의 범위내에 들면 이를 걸음으로 판정하고 상기 559단계로 진행한다.

상기 도 35c 및 도 35d에 도시된 바와 같이, 걸음에 의한 가속도정보는 상기 음악에 의한 가속도정보 보다 저주파에 해당하므로, 상기 만보계제어부151은 에너지 정보 추출시 상기 <수학식 8>과 같이 걸음에 의한 주파수 대역의 에너지정보 및 상기 외부 음악에 의해 발생되는 주파수 대역의 에너지 정보를 각각 추출하고, 이렇게 추출되는 에너지정보들의 평균 값을 구한다. 이후 상기 두 평균 값들을 비교하여 상기 도 35c의 점선 그래프와 같이 걸음으로 판정되는 저주파수 대역의 에너지값이 더 크면 상기 추출된 에너지 정보를 걸음에 의한 에너지 정보로 판정하고, 상기 도 35d의 실선 그래프와 같이 외부 음압으로 판정되는 고주파수 대역의 에너지 값이 임계값 이상 크면 상기 추출된 에너지 정보를 외부 노이즈로 판정하여 걸음수를 증가하지 않도록 제어한다.

상기 도 36의 상기 800단계에서 계산된 운동량이 한걸음에 해당하는 운동량으로 판정되면, 상기 만보계제어부151은 810단계에서 걸음수 정보를 변경한다. 도 40은 상기 도 36의 810단계에서 걸음수 정보를 변경하는 절차를 도시하는 흐름도이다.

상기 도 40을 참조하면, 상기 도 36의 431단계에서 한걸음으로 판정되면, 상기 만보계제어부151은 941단계에서 현재 걸음으로 판정된 시간을 저장한다. 이후 상기 만보계제어부151은 943단계에서 휴대단말기의 폴더 또는 슬라이드가 닫혀있는 상태인가 검사한다. 이때 상기 943단계는 만보계를 탑재하는 휴대단말기에서만 수행되며, 단순 만보계인 경우에는 상기 943단계는 생략될 수 있다. 이때 상기 943단계에서 폴더 또는 슬라이드가 닫혀져 있는 경우이며, 걸음수 카운터가 온된 상태인가를 검사한다. 여기서 상기 걸음수 카운터는 걸음수를 누적 저장하는 카운터로써, 설정된 시간 동안 걸음 정보가 수신되지 않으면 오프되며, 사용자가 걸음을 걷고 있는 상태에서는 온되는 카운터이다. 따라서 상기 걸음 카운터가 온된 상태이면 상기 만보계제어부151은 이전 상태는 걸음을 걷고 있는 상태로 판단하고 947단계에서 상기 걸음 카운터의 값을 1 증가시키고 상기 도 36의 435단계로 진행한다.

그러나 상기 945단계에서 상기 걸음 카운터가 오프된 상태이면 이전 상태에서 걸음을 걷고 있지 않는 상태를 의미한다. 상기 걸음 카운터가 오프된 상태이면, 상기 만보계제어부151은 951단계 및 953단계에서 최근의 소정 걸음수의 발생 시간들을 검사한다. 즉, 상기 951단계에서는 왼발과 왼발, 그리고 오른발과 오른발 간의 시간 간격(3걸음이 발생되는 시간 간격)을 확인하여 설정된 시간 내에 발생되고 있는가 검사한다. 그리고 상기 953단계에서는 왼발과 오른발 그리고 오른발과 왼발 간의 시간 간격(2걸음이 발생되는 시간 간격)을 확인하여 설정된 시간 내에 발행되고 있는가 검사한다. 즉, 상기 23b에 도시된 바와 같이 사람들이 걸을 때 왼발과 오른 발의 보폭 간격이 일정하지 않을 수 있다. 이는 오른발 잡이는 왼쪽발에 무게 중심을 두고 왼발잡이는 오른쪽 발에 무게 중심을 두기 때문에 왼발(또는 오른발)과 오른발(또는 왼발) 간의 걸음 간격이 다를 수 있다. 따라서 상기 도 33b에 도시된 바와 같이 매 2걸음의 시간 간격(d1, d2)을 검사하고, 또한 매 3걸음의 시간간격(d3)을 검사할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 상기 951단계 및 953단계를 모두 수행하는 것으로 설명하고 있지만, 상기 951단계 또는 953단계들 중의 한 가지 방법은 걸음 시간 간격을 분석하여도 동일한 효과를 얻을 수 있다. 이런 경우 상기 953단계에서와 매 2걸음의 시간 간격을 분석하는 경우, 상기 임계시간은 상기 더 넓은 시간 간격을 가지는 d2 보다 약간 더 긴 시간을 갖도록 설정하면 된다. 본 발명의 실시예에서는 걸음이 중단 상태에서 다시 걸음으로 판정하기 위한 걸음의 수를 4로 가정한다. 따라서 상기 만보계제어부151은 걸음이 중단된 상태에서 설정된 시간 간격을 가지는 걸음이 4회 이상이 발생되는 경우에 걸음으로 판정하게 된다.

이때 상기 951단계 및 953단계에서 설정된 수(4회 이상)의 최근 걸음들이 발생하는 시간이 설정된 임계시간들을 만족하지 않으면, 상기 만보계제어부151은 이를 걸음에 의한 운동량으로 판정하지 않고 상기 도 36으로 리턴한다. 상기와 같은 상태는 도 33c에 도시된 바와 같이 만보계에 원치않는 외부 충격이 가해져 운동으로 감지된 경우가 될 수 있다. 즉, 만보계가 테이블 위에 위치된 상태에서 상기 테이블에 충격이 가해지는 경우 상기 가속도센서153은 이에 대한 센서 출력을 발생하게 된다. 이때 상기 충격이 가해지는 시간 간격은 상기 도 33c에 도시된 바와 같이 걸음과 같이 일정한 시간 간격을 갖지 않으며, 또한 설정된 수(여기서는 4) 이상으로 입력되지 않는다.

그러나 이때 상기 951단계 및 953단계에서 설정된 수(4회 이상)의 최근 걸음들이 발생하는 시간이 설정된 임계시간들을 만족하면, 상기 만보계제어부151은 이를 감지하고 955단계에서 걸음수를 4개로 누적하고 957단계에서 걸음 카운터를 온시켜 상기 걸음수를 누적한다. 따라서 상기 도 도 33c에 도시된 바와 걸음이 중단된 상태에서 걸음이 재개되는 시간으로부터 최초 3개는 카운트하지 않으며(상기 도 33c 의 1,2,3번째 걸음, 11,12,13번째 걸음) 4번째 걸음으로 판정되는 시점에서 앞의 3걸음을 누적하여 카운트한다(도 33c의 4번째 걸음에서 4로 표시하고 14번째의 걸음에서 14로 표시함).

상기 도 40과 같이 걸음수 정보를 변경한 후, 상기 만보계제어부151은 435단계에서 상기 도 9와 같은 방법으로 걸음에 대한 칼로리 소모량을 계산하여 누적한다. 이때 상기 도 40의 955단계에서 걸음수를 4개로 변경한 경우, 상기 만보계제어부151은 상기 435단계에서 계산된 칼로리 소모량에 4를 곱하여 칼로리 소모량을 누적한다.

상기 칼로리 소모량을 계산한 후, 상기 만보계제어부151은 815단계에서 설정된 시간 동안 걸음 정보가 수신되지 않고 있는가 검사한다. 일반적으로 사람이 걸음은 일정 시간 간격으로 반복된다. 이때 걸음 정보가 일정시간 발생되지 않는 경우, 상기 만보계제어부151은 도 36의 815단계에서 이를 감지하고 820단계에서 상기 걸음수 카운터를 오프시키고 상기 421단계로 되돌아간다. 이는 상기한 바와 같이 사람이 걸음을 걷다가 중단하거나 또는 운동을 종료한 경우, 상기 걸음수 카운터를 오프시키므로 운동을 중단한 상태에서 발생될 수 있는 진동 및 충격을 걸음으로 판 정하지 않도록 한다. 따라서 일정시간 이상 걸음 정보가 수신되지 않으면, 상기 만보계제어부151은 걸음수 카운트를 중단하고, 이후 다시 규칙적으로 발생되는 걸음 정보가 수신될 때 까지 걸음 카운트 동작을 중단한다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 만보계를 탑재하는 휴대단말기에서 상기 휴대단말기가 구동되는 상태에서는 상기 만보계150의 구동을 일시 정지시킨다. 이는 휴대단말기의 제어부110이 상기 만보계제어부151를 제어하여 구현한다. 도 41은 상기 만보계의 제어부151이 상기 휴대단말기의 제어부110의 제어 명령에 따라 만보계150의 동작을 제어하는 절차를 도시하는 도면이다.

상기 도 41을 참조하면, 상기 도 42에서 수행되는 541단계 - 549단계의 동작 절차는 상기 도 26의 541단계 - 549단계에서 수행하는 동작과 동일하게 수행된다. 상기와 같은 제어데이타들 이외에 상기 휴대단말기의 제어부110은 만보계의 샘플링 동작을 일시정지시키기 위한 제어데이타를 전송할 수 있다. 여기서 상기 만보계의 샘플링 동작을 일시 정지시키기 위한 휴대단말기의 동작은 키버튼 조작, 단말기의 진동모드, 외부 스피커를 통해 오디오신호를 출력하는 모드, 폴더 및 슬라이드의 온/오프 동작 등이 될 수 있다. 도 42는 상기 단말기의 동작에 따라 상기 휴대단말기의 제어부110이 상기 만보계의 제어부151에 일시 정지 명령을 전송하는 절차를 도시하는 흐름도이다.

상기 도 42를 참조하면, 단말기의 키가 눌려지거나, 단말기의 착신모드가 진동모드로 설정되어 착신시 모터진동이 발생하거나 , 스피커로 오디오를 재생하거나 또는 폴더(또는 슬라이더) 온/오프하는 동작이 발생되면, 상기 휴대단말기의 제어 부110은 971단계 - 977단계에서 이를 감지하고, 979단계에서 상기 만보계의 제어부151에 일시 정지 명령을 발생한다. 그러면 상기 도 41에 도시된 바와 같이 상기 만보계의 제어부151은 961단계에서 상기 휴대단말기의 일시정지 명령을 감지하고 961단계에서 상기 가속도센서153에 전원 공급을 설정된 시간동안 중단한다. 여기서 상기 만보계의 제어부153이 상기 가속도센서153에 전원공급을 일시 정지시키는 시간은 2 내지 3초 정도로 설정할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 만보계는 만보계의 동작 상태에 따라 만보계의 동작을 가변적으로 제어할 수 있다. 즉, 만보계의 사용자가 걸음을 걷고 있는 상태에서는 상기 사용자가 설정한 샘플링 주파수를 사용하고, 상기 만보계가 걸음을 걷고 있지 않는 상태에서는 상기 샘플링 주파수를 변경하여 만보계에서 소모되는 전원을 절약한다. 여기서 상기 샘플링주파수는 상기 만보계제어부151이 상기 가속도센서153에 동작전원을 공급하는 주파수를 의미한다. 도 43은 본 발명의 실시예에 따라 만보계에서 샘플링 주파수를 변경을 통해 전류 소모량을 최소화하는 방법을 도시하는 흐름도이다.

상기 도 43을 참조하면, 상기 샘플링 주파수에 의한 동작시간이 되면, 상기 만보계 제어부151은 421단계에서 이를 감지하고 423단계 - 427단계에서 상기 도 9와 같은 절차로 상기 가속도센서153에 동작전원을 공급하여 상기 가속도센서153의 출력을 수신한다. 이후 상기 만보계제어부151은 429단계에서 상기 도 9와 같은 동작 절차를 수행하면서 상기 가속도센서153에서 감지되는 운동량을 계산한다. 이후 상기 만보계제어부151은 431단계에서 상기 계산된 운동량이 한걸음에 해당하는가 검사한다.

이때 상기 한걸음으로 판정되면, 상기 만보계제어부151은 870단계에서 상기 걸음 판정에 따라 샘플링 주파수결정하는 동작을 수행한다. 도 44는 상기 도 43의 870단계에서 수행되는 샘플링 주파수의 결정 절차를 도시하는 흐름도이다. 상기 도 43을 참조하면, 상기 만보계제어부151은 981단계에서 상기 한걸음으로 판정한 시간을 저장하고, 현재의 샘플링주파수가 상세모드의 샘플링주파수인가 아니면 일반모드이 샘플링 주파수인가를 검사한다. 이때 상세모드이면 상기 만보계제어부151은 985단계에서 상기 샘플링주파수를 상세모드의 샘플링주파수로 결정하며, 일반모드이면 상기 만보계제어부151은 987단계에서 상기 샘플링 주파수를 일반모드의 샘플링 주파수로 결정한다. 여기서 상기한 바와 같이 만보계의 상세모드의 샘플링 주파수는 36Hz가 될 수 있으며, 상기 일반모드의 샘플링주파수는 18Hz가 될 수 있다.

이후 상기 만보계제어부151은 433단계 및 435단계에서 상기 도 9와 같은 절차로 걸음 수 변경 및 칼로리 소모량을 계산하여 누적한다.

그러나 상기 431단계에서 한걸음으로 판정되지 않으면, 상기 만보계 제어부151은 875단계에서 이전 상태에서 걸음으로 판정된 시간을 검사하여 상기 샘플링 주파수 변경 여부를 결정한다. 도 45는 상기 도 43의 875단계에서 샘플링 주파수 변경 여부를 결정하는 절차를 도시하는 흐름도이다. 상기 도 45를 참조하면, 상기 431단계에서 한걸음으로 판정되지 않은 경우, 상기 만보계제어부151은 991단계에서 현재의 샘플링 주파수를 확인하며, 993단계에서 현재 샘플링 주파수가 지속되고 있는 시간을 검사한다. 여기서 상기 샘플링 주파수 변경조건을 만족하는 시간 동안 현재의 샘플링주파수가 지속되는 경우, 상기 만보계제어부151은 995단계에서 이를 감지하고 999단계에서 상기 샘플링 주파수를 변경조건에 맞는 샘플링주파수로 변경하고, 상기 변경한 시간을 저장한 후 상기 도 43의 421단계로 리턴한다. 그러나 상기 995단계에서 샘플링주파수의 변경조건을 만족하지 않는 경우, 상기 만보계제어부151은 997단계에서 샘플링 주파수를 현재 설정된 샘플링 주파수로 설정하고 상기 도 43의 421단계로 리턴한다.

상기한 바와 같이 본 발명의 실시예에서는 상기 만보계에서 일정 시간 동안 걸음이 감지되지 않으면 상기 샘플링 주파수를 낮춰 만보계에서 소모되는 전류를 줄일 수 있다. 여기서 상기 샘플링 주파수는 36Hz, 18Hz, 9Hz, 5Hz를 사용한다고 가정하며, 상기 샘플링주파수를 변경하기 위한 임계시간들을 설정한다. 여기서 상기 임계시간은 동일하게 설정할 수 있으며, 또한 필요에 따라 각각 다른 시간 값들로 설정할 수도 있다. 그리고 상기 만보계제어부151은 한걸음으로 판정되면 상기 도 44의 981단계에서 걸음으로 판정된 시간을 저장을 저장한다. 따라서 상기 만보계제어부151은 한걸음이 발생된 이후 다음 한걸음이 발생될 때 까지의 시간을 확인할 수 있게 된다. 상기와 같은 상태에서 샘플링 주기마다 한걸음으로 판정되지 않으면, 상기 도 45에 도시된 바와 같이 만보계제어부151은 991단계에서 현재의 샘플링 주파수를 확인한 후, 993단계에서 현재 샘플링주파수의 지속시간을 계산한다. 이때 현재의 샘플링 주파수의 설정된 임계시간을 초과하도록 한걸음으로 판정되는 신호가 수신되지 않으면, 상기 만보계제어부151은 도 45의 999단계에서 현재의 샘플링 주파수 보다 낮은 다음 샘플링 주파수를 만보계의 샘플링 주파수로 설정하고, 샘플링 주파수가 변경된 시간을 저장한다. 따라서 상세모드에서 설정된 시간 동안 한걸음으로 판정되는 가속센서153의 출력이 수신되지 않으면, 상기 만보계제어부151은 36Hz, 18Hz, 9Hz, 5Hz의 순서로 샘플링 주파수를 낮춘다. 그리고 일반모드인 경우에는 18Hz, 9Hz, 5Hz의 순서로 샘플링 주파수를 낮춘다. 그리고 상기 5Hz로 샘플링 주파수를 낮춘 상태에서도 계속하여 한걸음으로 판단할 수 있는 신호가 수신되지 않으면, 상기 만보계제어부151은 상기 만보계의 샘플링 주파수를 5Hz로 유지한다. 또한 상기와 같이 샘플링 주파수 변경된 상태에서 한걸음으로 판정할 수 있는 신호가 수신되면, 상기 만보계제어부151은 431단계에서 이를 감지하고, 상기 도 44와 같은 절차로 진행되는 870단계에서 사용자가 설정한 모드의 샘플링 주파수로 변경하여 만보계를 동작시킨다.

상술한 바와 같이 만보계를 이용하여 운동량을 측정하는 장치에서, 가속도센서를 이용하여 사용자의 운동량을 정확하게 측정할 수 있으며, 또한 상기 운동량 측정시 측정된 운동 에너지의 타임인터벌 및 임계값을 확인하여 운동여부를 판별하므로써 측정된 운동량 값의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한 운동량을 측정시 사용자의 몸무게 및 만보계의 위치에 따라 운동량을 측정하므로써, 사용자의 몸무게 및 운동 방법에 따라 칼로리 소모량을 정확하게 측정할 수 있다. 그리고 운동량을 측정하는 가속도센서의 동작을 비 연속적으로 제어하여 전원을 절약할 수 있다. 또한 만보계를 통해 측정된 운동량을 누적하며, 사용자가 지정하는 기간에 따른 운 동량을 수치 및 그래프로 표시할 수 있어, 사용자의 운동량 정보를 누적 관리할 수 있다. 그리고 상기 만보계를 휴대단말기에 장착하여 사용할 수 있어, 휴대단말기에 부가 기능을 추가할 수 있으며, 또한 만보계 단독으로 구현할 수 있다. 또한 상기 만보계에서 소음, 외부 충격 등에 감지되는 센서 출력을 걸음과 구분하여 처리하므로써 오동작에 의한 걸음 카운트 증가를 제거할 수 있으며, 만보계를 탑재하는 휴대단말기의 경우 휴대단말기 동작시 만보계의 동작을 일시 정지시키므로써 만보계의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 그리고 사용자의 운동 상태를 분석하여 운동을 하고 있지 않는 상태이면 샘플링 주기를 가변시킴으로써만보계의 전류 소모를 절약할 수도 있다.

Claims (72)

1. 운동량을 측정하는 장치에 있어서,

   전원 온시 사용자의 움직임에 따른 운동량을 측정하여 가속도 정보를 발생하는 가속도센서와,

   제1 설정시간 간격으로 상기 제1설정시간 구간에서 제2설정 시간만큼 상기 가속도센서에 전원을 공급하며, 상기 제2설정시간의 특정 시간에서 상기 가속도센서의 출력되는 상기 가속도정보를 샘플링하는 센서제어부와,

   상기 샘플링된 가속도정보를 에너지로 변환하고, 상기 변환된 에너지를 분석하여 1걸음 여부를 판정하는 운동량 측정부와

   걸음수 정보를 표시하는 표시부로 구성된 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 센서제어부가, 상기 가속도센서를 샘플링하는 시점이 상기 가속도센서가 구동된 후 가속도정보의 출력이 안정화된 시점에서 상기 가속도정보를 샘플링하며, 이후 상기 전원 공급을 중단하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 가속도센서가 X,Y,Z 축의 움직임을 감지하는 3축 가속도정보들을 발생하는 3차원 가속도센서이며, 상기 운동량 측정부는 상기 가속도센서의 3축 가속도정보들을 합산하여 특정 대역의 에너지성분을 추출하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정장치.
4. 운동량을 측정하는 장치에 있어서,

   사용자의 움직임에 따른 운동량을 측정하여 가속도 정보를 발생하는 가속도센서와,

   일정시간 간격으로 상기 가속도센서에서 출력되는 가속도정보를 샘플링하는 센서제어부와,

   상기 샘플링된 가속도정보를 에너지로 변환하고, 상기 변환된 에너지의 상승기울기가 특정값 이상을 가지며 로컬 최대값을 가지면, 상기 로컬최대값을 설정된 임계값과 비교하여 상기 임계값을 초과하면 1걸음으로 판정하는 운동량 측정부와,

   걸음수 정보를 표시하는 표시부로 구성된 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 운동량측정부가,

   상기 가속도정보들을 DCT변환하기 위해 누적하는 가속도정보 누적부와,

   상기 누적된 가속도정보들을 DCT변환하는 DCT변환부와,

   상기 DCT변환된 가속도정보들을 합산하여 특정대역의 에너지데이터들을 추출하는 에너지추출부와,

   상기 추출된 에너지 데이터들의 상승기울기가 특정값 이상을 가지며 로컬 최대값을 가지면, 상기 로컬최대값을 설정된 임계값과 비교하여 상기 임계값을 초과하면 1걸음으로 판정하는 판정부로 구성된 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 판정부가,

   준비상태에서 상기 변환된 운동에너지들이 상기 특정값 이상의 상승기울기를 가지면 제1상태로 천이하고, 상기 제1상태에서 상기 운동에너지가 로컬 최대값을 가지면 상기 로컬최대값을 설정된 상기 임계값보다 크고 이전의 로컬최대값과 현재 검출된 로컬 최대값의 시간 간격이 설정된 시간보다 큰 경우에는 1걸음으로 판정하고 상기 준비상태로 천이하며, 상기 두 조건 중의 어느 하나라도 만족하지 못하면 상기 준비상태로 바로 천이하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 DCT변환부에서 출력되는 DCT정보의 고주파수신호의 레벨 및 레벨 트리거 신호를 미리설정된 적어도 두개의 운동종류에 대한 레벨 및 레벨트리거신호와 비교하여 사용자의 운동종류를 결정하고, 상기 결정된 운동종류에 대응되는 샘플링주파수를 결정하여 상기 가속도센서에 공급하는 샘플링주기결정부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 운동종류는 각 보(步)간 시간간격에 따라 구분됨을 특징으로 하며, 빠른 걸음에 대한 샘플링주파수가 일반 걸음의 샘플링주파수보다 더 높은 주파수인 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 운동종류는 걷기, 속보, 조깅 및 전력질주이며, 상기 전력질주의 샘플링 주파수가 가장 높은 주파수인 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정장치.
10. 제7항에 있어서, 상기 가속도센서가 X,Y,Z 축의 움직임을 감지하는 3축 가속도정보들을 발생하는 3차원 가속도센서이며, 상기 운동량 측정부는 상기 가속도센서의 3축 가속도정보들을 합산하여 특정 대역의 에너지성분을 추출하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정장치.
11. 운동량을 측정하는 장치에 있어서,

    사용자의 움직임에 따른 운동량을 측정하여 가속도 정보를 발생하는 가속도센서와,

    제1 설정시간 간격으로 상기 제1설정시간 구간에서 제2설정 시간만큼 상기 가속도센서에 전원을 공급하며, 상기 제2설정시간의 특정 시간에서 상기 가속도센서의 출력되는 상기 가속도정보를 샘플링하는 센서제어부와,

    상기 샘플링된 가속도정보를 에너지로 변환하고, 상기 변환된 에너지의 상승기울기가 특정값 이상을 가지며 로컬 최대값을 가지면, 상기 로컬최대값을 설정된 임계값과 비교하여 상기 임계값을 초과하면 1걸음으로 판정하는 운동량 측정부와

    상기 걸음으로 판정된 에너지 레벨을 분석하여 칼로리 소모량을 계산하는 칼로리소모량 측정부와,

    상기 운동량 측정부에서 출력되는 걸음수 정보 및 상기 칼로리 소모량 측정부에서 출력되는 칼로리 소모량을 저장하는 메모리와,

    상기 걸음수 정보 및 칼로리 소모량을 표시하는 표시부로 구성된 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정장치.
12. 청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

    제11항에 있어서, 상기 센서제어부가, 상기 가속도센서를 샘플링하는 시점이 상기 가속도센서가 구동된 후 가속도정보의 출력이 안정화된 시점에서 상기 가속도정보를 샘플링하며, 이후 상기 전원 공급을 중단하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정장치.
13. 청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

    제12항에 있어서, 상기 가속도센서가 X,Y,Z 축의 움직임을 감지하는 3축 가속도정보들을 발생하는 3차원 가속도센서이며, 상기 운동량 측정부는 상기 가속도센서의 3축 가속도정보들을 합산하여 특정 대역의 에너지성분을 추출하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정장치.
14. 청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

    제11항에 있어서, 상기 운동량측정부가,

    상기 가속도정보들을 DCT변환하기 위해 누적하는 가속도정보 누적부와,

    상기 누적된 가속도정보들을 DCT변환하는 DCT변환부와,

    상기 DCT변환된 가속도정보들을 합산하여 특정대역의 에너지데이터들을 추출하는 에너지추출부와,

    상기 추출된 에너지 데이터들의 상승기울기가 특정값 이상을 가지며 로컬 최대값을 가지면, 상기 로컬최대값을 설정된 임계값과 비교하여 상기 임계값을 초과하면 1걸음으로 판정하는 판정부로 구성된 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정장치.
15. 청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

    제14항에 있어서, 상기 판정부가,

    준비상태에서 상기 변환된 운동에너지들이 상기 특정값 이상의 상승기울기를 가지면 제1상태로 천이하고, 상기 제1상태에서 상기 운동에너지가 로컬 최대값을 가지면 상기 로컬최대값을 설정된 상기 임계값보다 크고 이전의 로컬최대값과 현재 검출된 로컬 최대값의 시간 간격이 설정된 시간보다 큰 경우에는 1걸음으로 판정하고 상기 준비상태로 천이하며, 상기 두 조건 중의 어느 하나라도 만족하지 못하면 상기 준비상태로 바로 천이하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정장치.
16. 청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

    제15항에 있어서, 상기 DCT변환부에서 출력되는 DCT정보의 고주파수신호의 레벨 및 레벨 트리거 신호를 미리 설정된 적어도 두개의 운동종류에 대한 레벨 및 레벨트리거신호와 비교하여 사용자의 운동종류를 결정하고, 상기 결정된 운동종류에 대응되는 샘플링주파수를 결정하여 상기 가속도센서에 공급하는 샘플링주기결정부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정장치.
17. 청구항 17은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

    제16항에 있어서, 상기 운동종류는 각 보(步)간 시간간격에 따라 구분됨을 특징으로 하며, 빠른 걸음에 대한 샘플링주파수가 일반 걸음의 샘플링주파수보다 더 높은 주파수인 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정장치.
18. 제11항에 있어서, 상기 칼로리소모량 측정부가,

    실험에 의해 결정된 걷기 속도에 따른 적어도 두 개의 기준 에너지 레벨 구간 값들 및 상기 각 에너지레벨 구간들의 칼로리소비량 값을 구비하며, 상기 측정된 에너지 레벨 값을 상기 기준 에너지 레벨 구간값들과 비교하여 상기 에너지레벨 구간값 및 이에 따른 칼로리 소모량을 계산하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정장치.
19. 제11항에 있어서,상기 칼로리소모량 측정부가,

    상기 운동종류에 따른 적어도 두개의 에너지 레벨 구간값들을 및 상기 각 에너지레벨들에 칼로리 소모량을 구비하며, 상기 현 에너지 레벨 값을 상기 에너지 레벨 구간값들과 비교하여 상기 에너지레벨 구간값 및 이에 따른 칼로리 소모량을 계산하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정장치.
20. 제19항에 있어서, 상기 계산된 칼로리 소모량을 사용자의 체중에 따라 상기 계산된 칼로리 소모량을 갱신하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정장치.
21. 제20항에 있어서, 상기 칼로리 소모량 측정부의 레벨 구간값들이 상기 가속도센서가 사용자가 휴대하는 위치에 따라 각각 미리 설정되는 값임을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정장치.
22. 제11항에 있어서, 상기 메모리가, 24개의 시간메모리, 31개의 일메모리 및 12개의 월메모리를 구비하며, 상기 운동량 측정부에서 출력되는 걸음수 정보 및 상기 칼로리 소모량 측정부에서 출력되는 칼로리 소모량들을 측정시간에 대응되는 시간메모리에 각각 저장하며, 날짜 변경시 상기 시간메모리에 저장된 걸음수 정보 및 칼로리 소모량 정보를 대응되는 날짜의 일메모리에 저장하고, 월 변경시 상기 일메모리에 저장된 걸음수 및 칼로리소모량 정보를 상기 월메모리에 저장하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정장치.
23. 송신신호를 RF 대역으로 상승변환하며, 수신되는 RF신호를 하강변환하여 기저대역 신호로 변환하는 RF통신부와, 상기 송신신호를 부호화 및 변조하며, 상기 수신되는 기저대역신호를 복조 및 복호하는 데이터 처리부를 구비하는 휴대단말기의 운동량 측정 장치에 있어서,

    사용자의 움직임에 따른 운동량을 측정하여 가속도 정보를 발생하는 가속도센서와,

    설정된 동작모드의 시간에서 상기 가속도센서에 출력되는 가속도정보를 샘플링하며, 상기 샘플링된 가속도정보로부터 에너지를 추출하여 걸음 여부를 판정하고, 상기 걸음으로 판정된 에너지레벨로부터 칼로리 소모량을 계산하는 만보계 제어부와,

    상기 동작모드 및 위치정보를 상기 만보계 제어부에 전송하여 만보계의 동작을 제어하며, 상기 만보계제어부에 상기 측정된 걸음수 데이터의 전송을 요구하는 휴대단말기 제어부와,

    상기 측정된 걸음수 정보 들을 저장하는 메모리와,

    상기 걸음수 정보를 표시하는 표시부로 구성된 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정장치.
24. 제23항에 있어서, 상기 만보계제어부가,

    제1 설정시간 간격으로 상기 제1설정시간 구간에서 제2설정 시간만큼 상기 가속도센서에 전원을 공급하며, 상기 제2설정시간의 특정 시간에서 상기 가속도센서의 출력되는 상기 가속도정보를 샘플링하는 센서제어부와,

    상기 샘플링된 가속도정보를 에너지로 변환하고, 상기 변환된 에너지의 상승기울기가 특정값 이상을 가지며 로컬 최대값을 가지면, 상기 로컬최대값을 설정된 임계값과 비교하여 상기 임계값을 초과하면 1걸음으로 판정하는 운동량 측정부로 구성된 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정장치.
25. 청구항 25은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

    제24항에 있어서, 상기 센서제어부가 상기 가속도센서를 샘플링하는 시점이 상기 가속도센서가 구동된 후 가속도정보의 출력이 안정화된 시점에서 상기 가속도정보를 샘플링하며, 이후 상기 전원 공급을 중단하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정장치.
26. 청구항 26은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

    제25항에 있어서, 상기 가속도센서가 X,Y,Z 축의 움직임을 감지하는 3축 가속도정보들을 발생하는 3차원 가속도센서이며, 상기 운동량 측정부는 상기 가속도센서의 3축 가속도정보들을 합산하여 특정 대역의 에너지성분을 추출하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정장치.
27. 청구항 27은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

    제23항에 있어서, 상기 운동량측정부가,

    상기 가속도정보들을 DCT변환하기 위해 누적하는 가속도정보 누적부와,

    상기 누적된 가속도정보들을 DCT변환하는 DCT변환부와,

    상기 DCT변환된 가속도정보들을 합산하여 특정대역의 에너지데이터들을 추출하는 에너지추출부와,

    상기 추출된 에너지 데이터들의 상승기울기가 특정값 이상을 가지며 로컬 최대값을 가지면, 상기 로컬최대값을 설정된 임계값과 비교하여 상기 임계값을 초과하면 1걸음으로 판정하는 판정부로 구성된 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정장치.
28. 청구항 28은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

    제27항에 있어서, 상기 판정부가,

    준비상태에서 상기 변환된 운동에너지들이 상기 특정값 이상의 상승기울기를 가지면 제1상태로 천이하고, 상기 제1상태에서 상기 운동에너지가 로컬 최대값을 가지면 상기 로컬최대값을 설정된 상기 임계값보다 크고 이전의 로컬최대값과 현재 검출된 로컬 최대값의 시간 간격이 설정된 시간보다 큰 경우에는 1걸음으로 판정하고 상기 준비상태로 천이하며, 상기 두 조건 중의 어느 하나라도 만족하지 못하면 상기 준비상태로 바로 천이하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정장치.
29. 청구항 29은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

    제27항에 있어서, 상기 DCT변환부에서 출력되는 DCT정보의 고주파수신호의 레벨 및 레벨 트리거 신호를 미리설정된 적어도 두개의 운동종류에 대한 레벨 및 레벨트리거신호와 비교하여 사용자의 운동종류를 결정하고, 상기 결정된 운동종류에 대응되는 샘플링주파수를 결정하여 상기 가속도센서에 공급하는 샘플링주기결정부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정장치.
30. 청구항 30은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

    제29항에 있어서, 상기 운동종류는 각 보(步)간 시간간격에 따라 구분됨을 특징으로 하며, 빠른 걸음에 대한 샘플링주파수가 일반 걸음의 샘플링주파수보다 더 높은 주파수인 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정장치.
31. 제23항에 있어서, 실험에 의해 결정된 걷기 속도에 따른 적어도 두 개의 기준 에너지 레벨 구간 값들 및 상기 각 에너지레벨 구간들의 칼로리소비량 값을 구비하며, 상기 운동량측정부에서 측정된 에너지 레벨 값을 상기 기준 에너지 레벨 구간값들과 비교하여 상기 에너지레벨 구간값 및 이에 따른 칼로리 소모량을 계산하는 칼로리소모량 측정부를 더 구비한 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정장치.
32. 제31항에 있어서, 상기 계산된 칼로리 소모량을 사용자의 체중에 따라 상기 계산된 칼로리 소모량을 갱신하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정장치.
33. 제32항에 있어서, 상기 칼로리 소모량 측정부의 레벨 구간값들이 상기 가속도센서가 사용자가 휴대하는 위치에 따라 각각 미리 설정되는 값임을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정장치.
34. 제23항에 있어서, 상기 메모리가,

    24개의 시간메모리, 31개의 일메모리 및 12개의 월메모리를 구비하며, 상기 만보계제어부에서 출력되는 걸음수 정보 및 상기 칼로리 소모량 측정부에서 출력되는 칼로리 소모량들을 측정시간에 대응되는 시간메모리에 각각 저장하며, 날짜 변경시 상기 시간메모리에 저장된 걸음수 정보 및 칼로리 소모량 정보를 대응되는 날짜의 일메모리에 저장하고, 월 변경시 상기 일메모리에 저장된 걸음수 및 칼로리소모량 정보를 상기 월메모리에 저장하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정장치.
35. 제34항에 있어서, 상기 표시부가, 상기 사용자에 의해 설정된 기간의 걸음수 및 칼로리 소모량 정보를 표시하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정장치.
36. 제35항에 있어서, 상기 표시부가 걸음수 정보 및 칼로리소모량 표시시 사용자의 선택에 의해 수치 및 그래프로 표시하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정장치.
37. 사용자의 움직임에 따른 운동량을 측정하여 가속도 정보를 발생하는 가속도센서를 구비하여 운동량을 측정하는 방법에 있어서,

    제1 설정시간 간격으로 상기 제1설정시간 구간에서 제2설정 시간만큼 상기 가속도센서에 전원을 공급하며, 상기 제2설정시간의 특정 시간에서 상기 가속도센서의 출력되는 상기 가속도정보를 샘플링하는 과정과,

    상기 샘플링된 가속도정보를 에너지로 변환하고, 상기 변환된 에너지를 분석하여 1걸음 여부를 판정하는 과정과,

    걸음수 정보를 저장 및 표시하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정방법.
38. 제37항에 있어서, 상기 가속도정보를 샘플링하는 시점이 상기 가속도센서가 구동된 후 가속도정보의 출력이 안정화된 시점에서 상기 가속도정보를 샘플링하며, 이후 상기 전원 공급을 중단하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정방법.
39. 제38항에 있어서, 상기 가속도센서에서 출력되는 신호가 X,Y,Z 축의 움직임을 감지하는 3축 가속도정보들이며, 상기 운동량 측정과정에서 상기 3축 가속도정보들을 합산하여 특정 대역의 에너지성분을 추출함을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정방법.
40. 사용자의 움직임에 따른 운동량을 측정하여 가속도 정보를 발생하는 가속도센서를 구비하여 운동량을 측정하는 방법에 있어서,

    일정시간 간격으로 상기 가속도센서에서 출력되는 가속도정보를 샘플링하는 과정과,

    상기 샘플링된 가속도정보를 에너지로 변환하고, 상기 변환된 에너지의 상승기울기가 특정값 이상을 가지며 로컬 최대값을 가지면, 상기 로컬최대값을 설정된 임계값과 비교하여 상기 임계값을 초과하면 1걸음으로 판정하는 운동량 측정과정과,

    걸음수 정보를 저장 및 표시하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정방법.
41. 제40항에 있어서, 가속도정보로부터 걸음여부를 판정하는 과정이,

    상기 가속도정보들을 DCT변환하기 위해 누적하는 과정과,

    상기 누적된 가속도정보들을 DCT변환하는 과정과,

    상기 DCT변환된 가속도정보들을 합산하여 특정대역의 에너지데이터들을 추출하는 과정과,

    상기 추출된 에너지 데이터들의 상승기울기가 특정값 이상을 가지며 로컬 최대값을 가지면, 상기 로컬최대값을 설정된 임계값과 비교하여 상기 임계값을 초과하면 1걸음으로 판정하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정방법.
42. 제41항에 있어서, 상기 걸음 판정과정이,

    준비상태에서 상기 변환된 운동에너지들이 상기 특정값 이상의 상승기울기를 가지면 제1상태로 천이하는 과정과,

    상기 제1상태에서 상기 운동에너지가 로컬 최대값을 가지면 제2상태로 천이하는 과정과,

    상기 제2상태에서 상기 로컬최대값을 검사하여 설정된 상기 임계값보다 크고 이전의 로컬최대값과 현재 검출된 로컬 최대값의 시간 간격이 설정된 시간보다 큰 경우에는 1걸음으로 판정하고 상기 준비상태로 천이하며, 상기 두 조건 중의 어느 하나라도 만족하지 못하면 상기 준비상태로 바로 천이하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정방법.
43. 제41항에 있어서, 상기 걸음 판정 과정 수행후, 상기 DCT정보의 고주파수신호의 레벨 및 레벨 트리거 신호를 미리설정된 적어도 두개의 운동종류에 대한 레벨 및 레벨트리거신호와 비교하여 사용자의 운동종류를 결정하고, 상기 결정된 운동종류에 대응되는 샘플링주파수를 결정하여 상기 가속도센서에 공급하는 샘플링주기결정과정을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정방법.
44. 제43항에 있어서, 상기 운동종류는 각 보(步)간 시간간격에 따라 구분됨을 특징으로 하며, 빠른 걸음에 대한 샘플링주파수가 일반 걸음의 샘플링주파수보다 더 높은 주파수인 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정방법.
45. 제40항에 있어서,

    상기 가속도센서에서 출력되는 신호가 X,Y,Z 축의 움직임을 감지하는 3축 가속도정보들이며, 상기 운동량 측정과정이 상기 3축 가속도정보들을 합산하는 과정을 더 구비하여 특정 대역의 에너지성분을 추출함을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정방법.
46. 사용자의 움직임에 따른 운동량을 측정하여 가속도 정보를 발생하는 가속도센서를 구비하여 운동량을 측정하는 방법에 있어서,

    제1 설정시간 간격으로 상기 제1설정시간 구간에서 제2설정 시간만큼 상기 가속도센서에 전원을 공급하며, 상기 제2설정시간의 특정 시간에서 상기 가속도센서의 출력되는 상기 가속도정보를 샘플링하는 과정과,

    상기 샘플링된 가속도정보를 에너지로 변환하고, 상기 변환된 에너지의 상승기울기가 특정값 이상을 가지며 로컬 최대값을 가지면, 상기 로컬최대값을 설정된 임계값과 비교하여 상기 임계값을 초과하면 1걸음으로 판정하는 과정과,

    상기 걸음으로 판정된 현 에너지 레벨 값을 에너지 레벨 구간값들과 비교하여 상기 에너지레벨 구간값 및 이에 따른 칼로리 소모량을 계산하며, 상기 에너지레벨 구간 값들은 실험에 의해 결정된 걷기 속도 및 칼로리 소모량에 따른 적어도 두 개의 에너지 레벨 값들인 과정과,

    상기 걸음수 정보 및 상기 칼로리 소모량 측정부에서 출력되는 칼로리 소모량을 저장 및 표시하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정방법.
47. 제46항에 있어서, 상기 칼로리소모량을 측정하는 과정이,

    상기 현 에너지 레벨 값을 상기 에너지 레벨 구간값들과 비교하여 상기 에너지레벨 구간값 및 이에 따른 칼로리 소모량을 계산함을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정방법.
48. 제46항에 있어서, 상기 칼로리 소모량을 계산한 후, 사용자의 체중에 따라 상기 계산된 칼로리 소모량을 갱신하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정방법.
49. 제46항에 있어서, 상기 칼로리 소모량 측정부의 레벨 구간값들이 상기 가속도센서가 사용자가 휴대하는 위치에 따라 각각 미리 설정되는 값임을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정방법.
50. 사용자의 움직임에 따른 운동량을 측정하여 가속도 정보를 발생하는 가속도센서를 포함하는 만보계를 내부에 장착하는 휴대단말기에서 상기 만보계가 휴대단말기 사용자의 운동량 측정하는 방법에 있어서,

    등록된 동작모드의 설정시간 마다 상기 가속도센서를 제어하면서 상기 가속도센서에서 출력되는 가속도정보를 샘플링 입력하는 과정과,

    상기 샘플링된 가속도정보로부터 에너지를 측정하여 걸음 여부를 판정하며, 상기 걸음으로 판정될 시 걸음수 데이터를 갱신하여 저장하는 과정과,

    상기 휴대단말기에서 데이터 전송요구시 상기 저장하고 있는 걸음수 데이타를 상기 휴대단말기 제어부에 전송하는 과정을 구비하며,

    상기 휴대단말기제어부가 상기 걸음수 및 칼로리 소모량을 누적관리하며 필요시 표시부에 표시함을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정방법.
51. 제50항에 있어서, 상기 가속도센서의 출력을 샘플링하는 과정이,

    제1 설정시간 간격으로 상기 제1설정시간 구간에서 제2설정 시간만큼 상기 가속도센서에 전원을 공급하여 상기 가속도센서를 구동하는 과정과,

    상기 제2설정시간의 특정 시간에서 상기 가속도센서의 출력되는 상기 가속도정보를 샘플링입력한 후 전원공급을 중단하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정방법.
52. 청구항 52은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

    제51항에 있어서, 상기 가속도센서의 전원공급을 중단하는 과정이,

    상기 가속도센서가 구동된 후 가속도정보의 출력이 안정화된 시점에서 상기 가속도정보를 샘플링한 후 이후 상기 제1설정시간의 나머지 시간 동안 전원 공급을 중단함을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정방법.
53. 청구항 53은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

    제51항에 있어서, 상기 운동량을 측정하여 걸음 여부를 판정하는 과정이,

    상기 가속도정보들을 DCT변환하기 위해 누적하는 과정과,

    상기 누적된 가속도정보들을 DCT변환하는 과정과,

    상기 DCT변환된 가속도정보들을 합산하여 특정대역의 에너지데이터들을 추출하는 과정과,

    상기 추출된 에너지 데이터들의 상승기울기가 특정값 이상을 가지며 로컬 최대값을 가지면, 상기 로컬최대값을 설정된 임계값과 비교하여 상기 임계값을 초과하면 1걸음으로 판정하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정방법.
54. 청구항 54은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

    제53항에 있어서, 상기 걸음 판정과정이,

    준비상태에서 상기 변환된 운동에너지들이 상기 특정값 이상의 상승기울기를 가지면 제1상태로 천이하는 과정과,

    상기 제1상태에서 상기 운동에너지가 로컬 최대값을 가지면 제2상태로 천이하는 과정과,

    상기 제2상태에서 상기 로컬최대값을 검사하여 설정된 상기 임계값보다 크고 이전의 로컬최대값과 현재 검출된 로컬 최대값의 시간 간격이 설정된 시간보다 큰 경우에는 1걸음으로 판정하고 상기 준비상태로 천이하며, 상기 두 조건 중의 어느 하나라도 만족하지 못하면 상기 준비상태로 바로 천이하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정방법.
55. 청구항 55은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

    제52항에 있어서, 상기 걸음 판정 과정 수행후, 상기 DCT정보의 고주파수신호의 레벨 및 레벨 트리거 신호를 미리설정된 적어도 두개의 운동종류에 대한 레벨 및 레벨트리거신호와 비교하여 사용자의 운동종류를 결정하고, 상기 결정된 운동종류에 대응되는 샘플링주파수를 결정하여 상기 가속도센서에 공급하는 샘플링주기결정과정을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정방법.
56. 청구항 56은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

    제55항에 있어서, 상기 운동종류는 각 보(步)간 시간간격에 따라 구분됨을 특징으로 하며, 빠른 걸음에 대한 샘플링주파수가 일반 걸음의 샘플링주파수보다 더 높은 주파수인 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정방법.
57. 청구항 57은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

    제52항에 있어서, 상기 가속도센서에서 출력되는 신호가 X,Y,Z 축의 움직임을 감지하는 3축 가속도정보들이며, 상기 운동량하여 측정하여 걸음 여부를 판정하는 과정이 상기 3축 가속도정보들을 합산하는 과정을 더 구비함을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정방법.
58. 제50항에 있어서, 상기 걸음 판정 수행 후, 상기 걸음으로 판정된 현 에너지 레벨 값을 미리 설정된 에너지 레벨 구간값 들과 비교하며, 상기 에너지레벨 구간값과의 비교 결과에 따라 칼로리 소모량을 계산하여 저장하는 과정을 더 구비하며,

    상기 에너지레벨 구간 값들은 실험에 의해 결정된 적어도 2개의 걷기 속도에 따른 레벨 값들이며, 상기 각 에너지 레벨 구간 값들은 각각 대응되는 칼로리소모량 값이 미리 설정됨을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정방법.
59. 청구항 59은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

    제58항에 있어서, 상기 걸음 판정 과정 수행후, 상기 DCT정보의 고주파수신호의 레벨 및 레벨 트리거 신호를 미리설정된 적어도 두개의 운동종류에 대한 레벨 및 레벨트리거신호와 비교하여 사용자의 운동종류를 결정하고, 상기 결정된 운동종류에 대응되는 샘플링주파수를 결정하여 상기 가속도센서에 공급하는 샘플링주기결정과정을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정방법.
60. 청구항 60은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

    제59항에 있어서, 상기 운동종류는 각 보(步)간 시간간격에 따라 구분됨을 특징으로 하며, 빠른 걸음에 대한 샘플링주파수가 일반 걸음의 샘플링주파수보다 더 높은 주파수인 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정방법.
61. 사용자의 움직임에 따른 운동량을 측정하여 가속도 정보를 발생하는 가속도센서를 구비하며, 일정시간 간격으로 상기 가속도센서에서 출력되는 가속도정보를 샘플링 입력하여 운동량을 측정한 후, 측정된 운동량을 표시하는 방법에 있어서,

    상기 가속도정보들을 DCT변환하기 위해 누적하는 과정과,

    상기 누적된 가속도정보의 평균값을 계산하며, 상기 계산된 평균값을 임계치와 비교하여 임계값 범위를 벗어나면 장치의 각도변화에 의한 가속도정보로 판단하고 운동량 측정 동작을 설정된 시간 동안 일시 정지시키는 과정과,

    상기 각도변경 감지 과정에서 상기 평균값이 임계치 범위에 있으면 상기 누적된 가속도정보들을 DCT변환하는 과정과,

    상기 DCT변환된 가속도정보들을 합산하여 특정대역의 에너지데이터들을 추출하는 과정과,

    상기 추출된 에너지 데이터들의 상승기울기가 특정값 이상을 가지며 로컬 최대값을 가지면, 상기 로컬최대값을 설정된 임계값과 비교하여 상기 임계값을 초과하면 1걸음으로 판정하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정방법.
62. 제61항에 있어서, 상기 각도 변경 감지 과정이,

    샘플링 입력되는 가속도 정보를 포함하는 설정된 수의 누적된 가속도정보의 평균값을 계산하는 과정과,

    상기 계산된 평균값이 최대값보다 크면 상기 평균값을 최대값으로 변경하는 과정과,

    상기 계산된 평균값이 최소값 보다 작으면 상기 평균값을 최소값으로 변경하는 과정과,

    상기 최대값과 최소값의 차를 계산하여 미리 설정된 임계값과 비교하여 상기 임계값 보다 크면 상기 최대값 및 최소값을 초기화하고 상기 샘플링 입력을 설정된 시간동안 일시 정지하며, 그렇지 않으면 상기 DCT 변환 과정으로 진행하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정방법.
63. 사용자의 움직임에 따른 운동량을 측정하여 가속도 정보를 발생하는 가속도센서를 구비하며, 일정시간 간격으로 상기 가속도센서에서 출력되는 가속도정보를 샘플링 입력하여 운동량을 측정한 후, 측정된 운동량을 표시하는 방법에 있어서,

    상기 가속도정보들을 DCT변환하기 위해 누적하는 과정과,

    상기 누적된 가속도정보들을 DCT변환하는 과정과,

    상기 DCT변환된 가속도정보들을 합산하여 특정대역의 에너지데이터들을 추출하는 과정과,

    상기 추출된 에너지를 고주파수 및 저주파수로 구분하여 누적하며, 상기 누적된 에너지의 고주파 성분이 상기 저주파 성분보다 크면 상기 가속도센서의 오감지에 의한 가속도정보로 간주하고 다음 샘플링 입력시까지 대기하는 과정과,

    상기 과정에서 저주파수 성분의 상기 고주파 성분보다 크면 상기 추출된 에너지 데이터들을 검사하며, 상기 검사 결과 추출된 에너지데이타들의 상승기울기가 특정값 이상을 가지고 로컬 최대값을 가지면, 상기 로컬최대값을 설정된 임계값과 비교하여 상기 임계값을 초과하면 1걸음으로 판정하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정방법.
64. 제63항에 있어서, 추출된 에너지의 주파수 성분을 분석하는 과정이,

    하기 <수학식 9>에 의해 추출된 에너지의 저주파 성분 및 고주파 성분을 계산함을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정방법.

    
65. 사용자의 움직임에 따른 운동량을 측정하여 가속도 정보를 발생하는 가속도센서를 구비하며, 일정시간 간격으로 상기 가속도센서에서 출력되는 가속도정보를 샘플링 입력하여 운동량을 측정한 후, 측정된 운동량을 표시하는 방법에 있어서,

    걸음이 설정된 시간 경과시까지 발생되지 않으면 걸음수 카운터를 오프시키는 과정과,

    상기 샘플링 입력 발생시 상기 입력되는 가속도정보들을 DCT변환하기 위해 누적하는 과정과,

    상기 누적된 가속도정보들을 DCT변환하는 과정과,

    상기 DCT변환된 가속도정보들을 합산하여 특정대역의 에너지데이터들을 추출하는 과정과,

    상기 추출된 에너지 데이터들의 상승기울기가 특정값 이상을 가지며 로컬 최대값을 가지면, 상기 로컬최대값을 설정된 임계값과 비교하여 상기 임계값을 초과하면 1걸음으로 판정하는 과정과,

    상기 걸음으로 판정된 시간을 저장하며, 상기 걸음수 카운터를 검사하여 온 상태이면 상기 걸음 수 정보를 변경하는 과정과,

    상기 걸음수 카운터가 오프 상태이면, 상기 설정된 수 이상의 걸음이 설정된 시간내 연속 발생되었는가 검사하며, 설정된 시간에 설정된 수의 걸음이 일정 회수 이상 발생되면 상기 걸음수 카운터를 온시키며, 그렇지 않으면 상기 걸음수 카운터의 오프 상태를 유지하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정방법.
66. 제65항에 있어서, 상기 걸음수 카운터를 온/오프 제어하는 과정이,

    설정된 수의 홀수번째 샘플링 입력들 및 짝수번째 샘플링 입력들 사이의 시간 간격이 설정된 시간 범위내에 감지되면 상기 걸음수 카운터를 온시키고 그렇지 않으면 카운터 오프 상태를 유지함을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정방법.
67. 제65항에 있어서, 상기 걸음수 카운터를 온/오프 제어하는 과정이,

    설정된 수의 샘플링 입력들 사이의 시간 간격이 설정된 시간 범위 내에서 감지되면 상기 걸음수 카운터를 온시키고 그렇지 않으면 카운터 오프 상태를 유지함을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정방법.
68. 청구항 68은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

    사용자의 움직임에 따른 운동량을 측정하여 가속도 정보를 발생하는 가속도센서를 구비하며, 일정시간 간격으로 상기 가속도센서에서 출력되는 가속도정보를 샘플링 입력하여 운동량을 측정한 후, 측정된 운동량을 표시하는 방법에 있어서,

    걸음이 설정된 시간 경과시까지 발생되지 않으면 걸음수 카운터를 오프시키는 과정과,

    상기 샘플링 입력 발생시 상기 가속도정보들을 DCT변환하기 위해 누적하는 과정과,

    상기 누적된 가속도정보의 평균값을 계산하며, 상기 계산된 평균값을 임계치와 비교하여 임계값 범위를 벗어나면 장치의 각도변화에 의한 가속도정보로 판단하고 운동량 측정 동작을 설정된 시간 동안 일시 정지시키는 과정과,

    상기 각도변경 감지 과정에서 상기 평균값이 임계치 범위에 있으면 상기 누적된 가속도정보들을 DCT변환하는 과정과,

    상기 DCT변환된 가속도정보들을 합산하여 특정대역의 에너지데이터들을 추출하는 과정과,

    상기 추출된 에너지를 고주파수 및 저주파수로 구분하여 누적하며, 상기 누적된 에너지의 고주파 성분이 상기 저주파 성분보다 크면 상기 가속도센서의 오감지에 의한 가속도정보로 간주하고 다음 샘플링 입력시까지 대기하는 과정과,

    상기 과정에서 저주파수 성분의 상기 고주파 성분보다 크면 상기 추출된 에너지 데이터들을 검사하며, 상기 추출된 에너지 데이터들의 상승기울기가 특정값 이상을 가지며 로컬 최대값을 가지면, 상기 로컬최대값을 설정된 임계값과 비교하여 상기 임계값을 초과하면 1걸음으로 판정하는 과정과,

    상기 걸음으로 판정된 시간을 저장하며, 상기 걸음수 카운터를 검사하여 온 상태이면 상기 걸음 수 정보를 변경하는 과정과,

    상기 걸음수 카운터가 오프 상태이면, 상기 설정된 수 이상의 걸음이 설정된 시간내 연속 발생되었는가 검사하며, 설정된 시간에 설정된 수의 걸음이 일정 회수 이상 발생되면 상기 걸음수 카운터를 온시키며, 그렇지 않으면 상기 걸음수 카운터의 오프 상태를 유지하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정방법.
69. 사용자의 움직임에 따른 운동량을 측정하여 가속도 정보를 발생하는 가속도센서를 포함하며, 등록된 동작모드의 설정시간 마다 상기 가속도센서를 제어하면서 상기 가속도센서에서 출력되는 가속도정보를 샘플링 입력하고, 상기 샘플링된 가속도정보로부터 에너지를 측정하여 걸음 여부를 판정하며, 상기 걸음으로 판정될 시 걸음수 데이터를 갱신하여 저장하는 만보계를 탑재하는 휴대단말기의 만보계 제어 방법에 있어서,

    상기 만보계 동작모드에서 설정된 시간 간격으로 상기 만보계의 동작 제어신호를 발생하는 과정과,

    상기 만보계에 데이터 전송을 요구하며, 상기 만보계로부터 측정된 걸음수 정보를 수신하여 저장 및 표시하는 과정과,

    상기 휴대단말기의 기능 수행시 상기 만보계에 일시 정지 제어신호를 출력하여 상기 만보계의 동작을 일시 정지시키는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정방법.
70. 제69항에 있어서, 상기 만보계의 동작을 일시 정지시키는 과정이,

    휴대단말기에서 키눌림, 진동모터 동작, 스피커로 오디오 출력, 폴더 또는 슬라이드 온/오프 동작 발생시 상기 일시정지제어신호를 발생함을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정방법.
71. 사용자의 움직임에 따른 운동량을 측정하여 가속도 정보를 발생하는 가속도센서를 구비하여 운동량을 측정하는 방법에 있어서,

    동작모드의 샘플링 주파수에 의해 설정되는 시간 구간에서 설정 시간만큼 상기 가속도센서에 전원을 공급하며, 상기 설정시간의 특정 시간에서 상기 가속도센서의 출력되는 상기 가속도정보를 샘플링하는 과정과,

    상기 샘플링된 가속도정보를 에너지로 변환하고, 상기 변환된 에너지를 분석하여 1걸음 여부를 판정하는 과정과,

    상기 걸음 판정 과정에서 걸음으로 판정되면 상기 걸음 발생 시간을 저장하고 상기 동작모드의 샘플링 주파수를 유지시키며, 걸음 수 정보 변경하여 저장 및 표시하는 과정과,

    상기 걸음 판정 과정에서 걸음으로 판정되지 않으면 이전 걸음 발생시간을 확인하여 설정된 시간 경과시 상기 샘플링주파수를 상기 동작 샘플링 주파수보다 낮은 샘플링 주파수로 변경하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정방법.
72. 제71항에 있어서, 상기 낮은 샘플링 주파수로 변경하는 과정이,

    상기 동작 샘플링 주파수 보다 낮은 적어도 두 개의 낮은 샘플링 주파수들 및 샘플링 주파수를 변경하기 위한 설정시간들을 구비하며, 상기 걸음이 발생되지 않은 시간을 상기 설정된 시간들과 비교하여 순차적으로 낮은 샘플링 주파수로 변경함을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 운동량 측정방법.

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