본 발명은 기울기 센서를 구비한 디지털 헬스케어 헤어밴드에 관한 것으로, 일상생활에서 잘못된 목 자세를 교정할 수 있도록 헤어밴드에 구비된 센서를 통해 모바일 애플리케이션으로 알림 및 데이터 정보를 전송하여 디지털 헬스케어 헤어밴드의 착용으로 목 디스크를 예방할 수 있도록 하는 헤어밴드 및 그 작동방법에 관한 것이다.The present invention relates to a digital healthcare hairband equipped with a tilt sensor. The present invention relates to a digital healthcare hairband that transmits notifications and data information to a mobile application through a sensor provided in the hairband so that incorrect neck posture can be corrected in daily life. This relates to a hair band that prevents cervical disc herniation by wearing the band and its operating method.
최근 전연령층에 많이 나타나는 거북목 증후군은 사용자가 목을 비정상적으로 구부정하게 앞으로 나오는 자세를 오랫동안 취하면 뒷목, 어깨, 허리 등에 통증이 생기는 증상을 말한다. 고정된 목자세를 장시간 유지하면 목뼈의 불균형을 초래하여 목디스크가 밀려나와 신경을 압박하는 현상이 발생한다. 이런 증상을 오래 방치하면 목뼈 사이에 완충 역할을 하는 디스크에 문제가 생겨 목뼈의 노화 및 척추 신경을 압박해 수술이 필요한 경우도 있으므로 초기에 예방하고 관리하는 것이 중요하다. 목 디스크 증상은 치료가 어려워 발병하기 전에 예방하는 것이 중요하며, 가장 좋은 예방법은 평소 바른 목자세를 유지하는 것이다.Turtle neck syndrome, which has recently been common in all age groups, refers to a condition that causes pain in the back of the neck, shoulders, and lower back when the user assumes a posture with the neck abnormally bent forward for a long period of time. Maintaining a fixed neck posture for a long time can cause imbalance in the cervical vertebrae, causing the cervical disc to be pushed out and putting pressure on the nerves. If these symptoms are left untreated for a long time, problems may arise with the disc that acts as a cushion between the cervical vertebrae, which may cause aging of the cervical vertebrae and put pressure on the spinal nerves, necessitating surgery, so it is important to prevent and manage them in the early stages. Cervical disc symptoms are difficult to treat, so it is important to prevent them before they occur, and the best prevention method is to maintain proper neck posture.
이러한 거북목 증후군의 원인은 휴대폰, 텔레비젼 또는 컴퓨터 모니터를 장시간 부적절한 자세로 사용하는 것이 주된 이유로 꼽힌다. 바른 목 자세를 유지하기 위해 일반적으로 목디스크 수술 후 병원에서 석고 등을 이용한 깁스를 목에 부착하여 바른 자세를 고정시키는 방법을 이용하고 있으나 이는 착용과 탈의의 과정이 불편하고 석고 재료 내부로 공기순환이 되지않아 답답하고 착용감이 불쾌한 단점이 있다.The main cause of turtle neck syndrome is using a mobile phone, television, or computer monitor in an inappropriate position for a long time. In order to maintain correct neck posture, hospitals generally use a method of fixing the correct posture by attaching a plaster cast to the neck after cervical disc surgery. However, this is inconvenient in the process of putting on and taking off, and air circulation inside the plaster material is used. It has the disadvantage of being stuffy and uncomfortable to wear.
이에 폐곡선으로 이루어져 머리부분을 수평으로 받치는 목 디스크 예방 및 치료용 보호구가 개시되었지만 이는 일상생활에 지속적으로 착용하기에는 다소 무리가 있어 활용성이 저감되는 문제가 있었다. 이로 인해 목 디스크 증상을 미연에 방지하고, 평소 오랜시간 사용할 수 있도록 착용감이 뛰어나며 바른 목 자세를 유지하고 목 자세를 교정하는데 도움을 줄 수 있는 장치가 필요하게 되었다.Accordingly, protective equipment for preventing and treating cervical discs, which consists of a closed curve and supports the head horizontally, was launched, but it was difficult to wear continuously in daily life, so there was a problem of reduced usability. As a result, there is a need for a device that can prevent cervical disc symptoms in advance, provide excellent wearing comfort so that it can be used for a long time, and help maintain and correct neck posture.
본 발명은 사용자가 머리에 착용하여 바른 목 자세에서 벗어나면 알림 진동 및 경고음을 송출하여 바른 자세를 유지할 수 있도록 지원하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.The purpose of the present invention is to provide a technology that is worn on the user's head and supports maintaining the correct posture by transmitting notification vibration and a warning sound when the user deviates from the correct neck posture.
또한, 본 발명은 가볍고 착용감이 뛰어나 사용자가 일상 생활에 장시간 착용하는데 무리가 없도록 개발하여 활용성이 높으며 편리하게 사용할 수 있으며, 휴대폰의 모바일 애플리케이션을 통해 3D 캐릭터의 움직임으로 표현하여 사용자가 현재 본인 자세를 직관적으로 확인하고 친근하게 활용할 수 있도록 한다.In addition, the present invention is light and comfortable to wear, so it is developed so that users can wear it for long periods of time in daily life, so it is highly usable and convenient to use. It is expressed through the movement of a 3D character through a mobile application on a mobile phone, so that the user can check his or her current posture. It allows you to intuitively check and use it in a friendly way.
상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따라 사용자의 머리 상부에 고정되는 헤드착용부, 상기 헤드착용부의 일측에 배치되어 헤드착용부의 기울기를 측정하고 기울기 정도를 확인할 수 있는 기울기센서부 및 상기 기울기센서부와 연동하여 목자세 데이터를 수신하여 이탈 정도를 나타내는 모니터링부를 포함한다.In order to achieve the above object, according to an embodiment of the present invention, a head wearing unit fixed to the upper part of the user's head, a tilt sensor disposed on one side of the head wearing unit to measure the inclination of the head wearing unit and check the degree of inclination. and a monitoring unit that receives neck posture data in conjunction with the tilt sensor unit and indicates the degree of deviation.
여기서, 상기 기울기 센서부는 미리 설정된 기준자세에서 벗어나는 기울기각도를 측정하는 목자세측정부, 상기 목자세측정부의 데이터를 x,y,z 축 방향 기울기 값으로 분류하여 상기 기준자세와 비교하여 이탈 정도를 판단하는 목자세판단부 및 상기 목자세판단부의 이탈 정도를 수준별로 분류하는 수준결정부를 포함하며, 상기 모니터링부는 상기 기울기센서부의 데이터를 입력하여 3D 캐릭터의 기울기 자세 이미지 및 알림표시 메시지로 표현하는 디스플레이부 및 상기 수준결정부의 결과를 수신하여 결과수준에 대응하는 진동 및 알림경고음을 송출하는 알림장치부를 포함한다.Here, the tilt sensor unit includes a neck posture measurement unit that measures a tilt angle that deviates from a preset reference posture, and the neck posture measurement unit classifies data into x, y, and z axis direction tilt values to determine the degree of deviation by comparing it with the reference posture. It includes a neck posture determination unit that determines the neck posture and a level determination unit that classifies the degree of deviation of the neck posture determination unit by level, and the monitoring unit inputs data from the tilt sensor unit and displays the tilt posture image of the 3D character and a notification message. and a notification device unit that receives the results of the level determination unit and transmits vibration and a notification warning sound corresponding to the result level.
여기서, 상기 목자세측정부는 사용자가 디지털 헬스케어 헤어밴드를 머리에 착용한 상태에서 목근육을 스트레칭하여 정면, 좌우측면, 후면 및 360도 회전방향으로 최대 기울기 각도 데이터를 수집하여 목자세 기울기 각도 범위를 미리 설정할 수 있도록 하는 기울기범위 설정부 및 상기 기울기 범위 설정부의 데이터 값을 기반으로 기본 목자세 값을 산출하여 기준자세로 설정하는 기준자세 설정부를 포함한다.Here, the neck posture measurement unit collects maximum tilt angle data in the front, left and right sides, back, and 360-degree rotation direction by stretching the neck muscles while the user wears a digital healthcare headband on the head, and determines the neck posture tilt angle range. It includes a tilt range setting unit that allows setting in advance and a reference posture setting unit that calculates a basic neck posture value based on the data value of the tilt range setting unit and sets it as the reference posture.
또한, 상기 목자세판단부는 디지털 헬스케어 헤어밴드의 기준자세에서 x,y,z 축 방향으로 벗어나는 각도를 측정하여 수치로 데이터화하는 이탈인자 및 목자세의 변화없이 고정된 자세로 유지하는 시간을 측정하여 데이터화하는 지속시간인자를 포함한다.In addition, the neck posture determination unit measures the angle of deviation in the x, y, and z axes from the standard posture of the digital healthcare headband, and measures the deviation factor that is converted into numerical data and the time to maintain a fixed posture without changing the neck posture. It includes a duration factor that is converted into data.
여기서, 상기 목자세판단부는 상기 이탈인자 및 지속시간인자를 누적기록하여 개인 목자세 특성 정보를 저장하고 분석하는 자세정보지표를 생성하여 해당 자세정보지표에 대응하는 목자세교정가이드를 더 포함한다.Here, the neck posture determination unit generates a posture information index that stores and analyzes personal neck posture characteristic information by cumulatively recording the departure factor and duration factor, and further includes a neck posture correction guide corresponding to the posture information index.
본 발명은 사용자의 목 기울기를 센서가 인식하여 기준 자세의 범위에서 벗어났을 경우 착용하고 있는 헤어밴드에서 진동 알림 및 휴대기기에서 알림경고음을 송출하여 사용자가 본인의 잘못된 자세를 즉시 인식하고 기준 자세로 교정할 수 있어 목디스크 예방의 효과가 높다.In the present invention, a sensor recognizes the user's neck tilt, and when the user's neck tilt deviates from the range of the standard posture, a vibration notification is sent from the headband worn and a notification warning sound is sent from the mobile device, so that the user immediately recognizes the user's incorrect posture and returns to the standard posture. Because it can be corrected, it is highly effective in preventing cervical disc herniation.
또한 가볍고 친숙한 형상으로 사용자의 착용감이 향상되어 장시간 운전을 하거나 근무, 학습 및 동영상에 집중하는 동안 오랜시간 착용하는데 부담이 적으며 기준 자세를 유지할 수 있어 피로도를 저감하고 과업 효율을 높일 수 있다.In addition, the light and familiar shape improves the user's wearing comfort, so it is less burdensome to wear for long periods of time while driving or concentrating on working, studying, or watching videos, and can maintain the standard posture, reducing fatigue and increasing task efficiency.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 헬스케어 헤어밴드와 애플리케이션의 모습.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기울기센서부 및 모니터링부의 세부구성모습.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 헬스케어 헤어밴드에 구비되는 기울기센서부의 기울기 정도를 나타내는 모습.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기울기센서부의 아두이노 회로도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 헬스케어 헤어밴드의 동작방법을 나타내는 흐름도.Figure 1 shows a digital healthcare hairband and application according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 shows the detailed configuration of the tilt sensor unit and monitoring unit according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 shows the degree of inclination of the tilt sensor unit provided in the digital healthcare headband according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is an Arduino circuit diagram of the tilt sensor unit according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a flowchart showing a method of operating a digital healthcare hairband according to an embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 이에 앞서, 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이는 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 개념과 당해 기술분야에서 통용 또는 통상적으로 인식되는 의미로 해석하여야 함을 명시한다. 또한, 본 발명과 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. Prior to this, the terms described below are defined in consideration of their functions in the present invention, and should be interpreted as concepts consistent with the technical idea of the present invention and meanings commonly used or commonly recognized in the relevant technical field. Additionally, if it is determined that a detailed description of a known function or configuration related to the present invention may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.
여기서, 첨부된 도면들은 기술의 구성 및 작용에 대한 설명과 이해의 편의 및 명확성을 위해 일부분을 과장하거나 간략화하여 도시한 것으로, 각 구성요소가 실제의 크기와 정확하게 일치하는 것은 아님을 밝힌다.Here, the attached drawings show exaggerated or simplified portions for convenience and clarity of explanation and understanding of the composition and operation of the technology, and each component does not exactly match the actual size.
아울러 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, when it is said that a part includes a certain component, this does not mean that other components are excluded, but that it can further include other components, unless specifically stated to the contrary.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 헤어밴드와 애플리케이션의 예시도로서, 사용자의 머리 상부에 고정되는 헤드착용부(10), 상기 헤드착용부의 일측에 배치되어 헤드착용부의 기울기를 측정하고 기울기 정도를 확인할 수 있는 기울기센서부(20) 및 상기 기울기센서부와 연동하여 기울기 데이터를 수신하여 기울기 정도를 나타내는 모니터링부(30)를 포함한다.Referring to Figure 1, an exemplary diagram of a hairband and application according to an embodiment of the present invention includes a head wearing unit 10 fixed to the top of the user's head, and disposed on one side of the head wearing unit to adjust the inclination of the head wearing unit. It includes a tilt sensor unit 20 that can measure and check the degree of tilt, and a monitoring unit 30 that receives tilt data in conjunction with the tilt sensor unit and indicates the degree of tilt.
헤드착용부(10)는 사용자가 머리에 착용할 수 있도록 머리띠의 형상으로 구현하며 가볍고 탄성이 있는 재질로 제작함으로써, 장시간 착용하는데 무리가 없도록 사용이 편리하고 활용성이 뛰어난 효과를 갖는다.The head wearing part 10 is implemented in the shape of a headband so that the user can wear it on the head, and is made of a light and elastic material, so it is convenient to use and has excellent usability so that it can be worn for a long time.
기울기센서부(20)는 헤드착용부에 부착되어 헤드착용부의 기울기 변화를 실시간으로 측정하여 결과데이터를 생성하고 통신네트워크로 연동되는 모니터링부(30)로 전송한다. 여기서 통신네트워크는 와이파이(Wi-Fi, Wireless Fidelity),이더넷(Ethernet), 블루투스 및 초광대역(UWB, Ultra-wideband) 중 적어도 하나의 기술을 이용해 정보를 송수신할 수 있다. 기울기센서부(20)는 헤드착용부의 기울기 변화를 측정하여 목자세의 기울기 정도를 판단하고 분류하여 데이터를 생성한다.The tilt sensor unit 20 is attached to the head worn unit, measures the change in inclination of the head worn unit in real time, generates result data, and transmits it to the monitoring unit 30 linked to the communication network. Here, the communication network can transmit and receive information using at least one technology among Wi-Fi (Wireless Fidelity), Ethernet, Bluetooth, and Ultra-wideband (UWB). The tilt sensor unit 20 measures the change in tilt of the head worn portion, determines the degree of tilt of the neck posture, classifies it, and generates data.
상기 기울기 센서부는 6축 가속도 자이로 센서를 활용할 수 있으며, 중력가속도를 이용하여 가속도를 측정하여 기울어진 각도를 확인하는 방법과 3축의 각속도를 측정하여 기울기를 확인하는 방법을 혼합하여 안정적인 기울기 데이터를 도출하도록 한다.The tilt sensor unit can utilize a 6-axis acceleration gyro sensor, and produces stable tilt data by combining a method of checking the tilt angle by measuring acceleration using gravitational acceleration and a method of checking the tilt by measuring the angular velocity of three axes. Let's do it.
모니터링부(30)는 기울기센서부로부터 수신한 기울기 데이터를 기반으로 기울기 정도를 휴대폰 애플리케이션을 통해 화면이미지 및 문자로 나타내거나 신호음 또는 진동 알림으로 나타내 현재 목자세가 양호하거나 목자세 변경이 필요하다는 정보를 사용자에게 제공한다.Based on the tilt data received from the tilt sensor unit, the monitoring unit 30 displays the degree of tilt as a screen image and text through a mobile phone application, or as a signal sound or vibration notification, and provides information that the current neck posture is good or that the neck posture needs to be changed. is provided to the user.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기울기센서부 및 모니터링부의 세부구성을 나타내는데, 기울기센서부는 목자세측정부, 목자세판단부 및 수준결정부를 포함하고, 모니터링부는 알림장치부 및 디스플레이부를 구성한다.Referring to Figure 2, the detailed configuration of the tilt sensor unit and the monitoring unit according to an embodiment of the present invention is shown. The tilt sensor unit includes a neck posture measurement unit, a neck posture determination unit, and a level determination unit, and the monitoring unit includes a notification device unit and a display unit. constitutes wealth.
상기 목자세측정부는 미리 설정된 기준자세에서 x, y, z 축 3 방향으로 벗어나는 기울기각도를 측정하여 이탈방향 및 기울기각도를 포함하는 이탈인자로 표현하며, 목자세판단부는 상기 이탈인자를 하나의 수치인 이탈지수로 산출하고, 수준결정부는 상기 이탈지수를 수준별로 분류한다.The neck posture measurement unit measures tilt angles that deviate from the preset reference posture in the three directions of x, y, and z axes and expresses them as a deviation factor including the deviation direction and tilt angle, and the neck posture determination unit converts the deviation factor into one numerical value. It is calculated as a deviation index, and the level determination unit classifies the deviation index by level.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 헬스케어 헤어밴드에 구비되는 기울기센서부의 기울기 정도를 나타내는 것으로, 디지털 헬스케어 헤어밴드에 부착된 기울기센서부(20)가 변화하는 기울기각도를 구면좌표계의 두 개의 각도으로 나타낸다. 목 자세의 기울기 각도 변화를 확인할 수 있으며, 복수개의 기울기 센서를 구비하여 목자세 기울기의 정확도를 개선할 수 있도록 한다.Referring to FIG. 3, it shows the degree of inclination of the tilt sensor unit provided in the digital healthcare headband according to an embodiment of the present invention, and is the tilt angle at which the tilt sensor unit 20 attached to the digital healthcare headband changes. is expressed as two angles in the spherical coordinate system. Changes in the tilt angle of the neck posture can be confirmed, and the accuracy of the neck posture tilt can be improved by providing a plurality of tilt sensors.
예를 들어, 목자세측정부에서 제공하는 이탈인자는 일반적으로 구면좌표계에서 표기하는 방식 에서 z 축과 이루는 각도 와 x축과 이루는 각도의 조합으로 나타낼 수 있다. 목자세 기울기는 (z 축과 이루는 각도)로 나타내고 목자세의 방향은(x축과 이루는 각도)로 나타낸다. 이때, 기울기가 10도이고 방향이 175도라면, 목자세가 왼쪽 앞으로 5도 방향으로 10도 기울어져 이탈인자는 'LF5_10' 으로 표현할 수 있다.For example, the deviation factor provided by the neck posture measurement unit is generally expressed in a spherical coordinate system. angle with the z axis and the angle formed with the x-axis It can be expressed as a combination of . Neck posture tilt It is expressed as (angle formed with the z-axis) and the direction of neck posture is It is expressed as (angle formed with the x-axis). At this time, if the inclination is 10 degrees and the direction is 175 degrees, the neck posture is tilted 10 degrees in the direction of 5 degrees forward to the left, and the deviation factor can be expressed as 'LF5_10'.
상기 수준결정부는 상기 목자세판단부에서 제공하는 이탈인자를 하나의 수치로 이탈지수로 표현하며 이 수치가 높을 수록 목자세가 기준 자세에서의 이탈 정도가 높은 것으로 파악할 수 있다. 이탈지수를 '위험' '주의' '양호'의 세단계 또는 '매우 위험'을 더 포함하는 네단계로 분류할 수 있으며 분류범위에 따라 모니터링부에 전송하는 내용과 표시방법이 달라진다.The level determination unit expresses the deviation factor provided by the neck posture determination unit as a deviation index as a single number, and the higher this number, the higher the degree of deviation of the neck posture from the standard posture. The deviation index can be classified into three levels, 'Risk', 'Caution', and 'Good', or four levels including 'Very Risk', and the content transmitted to the monitoring department and the display method vary depending on the scope of classification.
상기 모니터링부에 포함하는 디스플레이부는 휴대폰 또는 화면표시장치의 애플리케이션 화면으로 구성되며, 상기 이탈지수를 기반으로 3D 캐릭터 이미지를 생성하여 사용자의 목자세 기울기를 동일하게 적용하여 휴대폰 화면에 나타낼수 있다. 좌측 앞으로 5도 방향으로 10 기울인 캐릭터의 얼굴방향을 표현하며 또한 알림표시 메시지로 '왼쪽 앞으로 10도 기울어졌어요'라는 텍스트 문구로 표시할 수 있다. 사용자는 애플리케이션의 캐릭터 얼굴방향 및 문구 확인으로 자신의 목자세의 상태를 인지할 수 있다.The display unit included in the monitoring unit is composed of an application screen of a mobile phone or screen display device, and can generate a 3D character image based on the deviation index and display it on the mobile phone screen by equally applying the user's neck posture inclination. It represents the direction of the character's face tilted 10 degrees forward to the left, and can also be displayed as a notification message with the text phrase 'It's tilted 10 degrees forward to the left.' Users can recognize the state of their neck posture by checking the character's face direction and text in the application.
알림장치부는 애플리케이션 및 디지털 헬스케어헤어밴드에서 사용자의 선택에 따라 구성할 수 있으며, 상기 수준결정부의 분류에 따라 '위험' 수준이면 알림장치부에서 진동 또는 경고신호음을 더 송출할 수 있다. 알림장치부의 경보 신호로 인해 사용자는 목자세의 이탈정도를 자각하고 목자세를 변경하여 '양호' 수준의 기준자세 범위 이내의 자세로 교정할 수 있도록 한다.The notification device unit can be configured according to the user's selection in the application and digital healthcare headband, and if the level is 'dangerous' according to the classification of the level determination unit, the notification device unit can further transmit vibration or a warning sound. Due to the alarm signal from the notification device unit, the user becomes aware of the degree of deviation in the neck posture and changes the neck posture to correct the posture within the standard posture range of the 'good' level.
상기 기준자세는 일반적으로 헤어밴드 착용시점에 설정환경을 제공하여 미리 기준값으로 세팅한다. 상기 목자세측정부에 구성되는 기울기범위 설정부를 이용하여 사용자가 디지털 헬스케어 헤어밴드를 머리에 착용한 상태에서 목근육을 스트레칭하여 정면, 좌우측면, 후면 및 360도 회전방향으로 최대 기울기 각도 데이터를 수집하도록 한다. 사용자의 목자세 기울기 각도 범위를 확인하여 사용자의 목 자세 건강상태를 초기에 진단할 수 있으며 기준자세의 목자세 값 산출 및 목자세 판단부에서 활용할 수 있다.The reference posture is generally set as a reference value in advance by providing a setting environment at the time of wearing the hair band. Using the tilt range setting unit comprised in the neck posture measurement unit, the user stretches the neck muscles while wearing the digital healthcare headband on the head and obtains maximum tilt angle data in the front, left and right sides, back, and 360-degree rotation direction. Make sure to collect it. By checking the user's neck posture inclination angle range, the user's neck posture health can be diagnosed at an early stage, and the neck posture value of the standard posture can be calculated and used in the neck posture judgment unit.
기준자세 설정부는 상기 기울기범위 설정부에서 미리 설정한 기울기각도 범위의 데이터 값을 기반으로 기본 목자세 값을 산출하여 기준자세로 설정한다. 사용자가 디지털 헬스케어헤어밴드를 착용하고 측정하는 초기 기울기값이 초기세팅값으로 저장되며, 상기 기울기범위 설정부의 최대 기울기 각도데이터를 조합하여 기준 목자세 기울기값을 3 방향 기본데이터값으로 설정하여 기준자세를 정의한다.The reference posture setting unit calculates the basic neck posture value based on the data value of the tilt angle range preset by the tilt range setting unit and sets it as the reference posture. The initial tilt value measured by the user wearing the digital healthcare hair band is saved as the initial setting value, and the maximum tilt angle data of the tilt range setting unit is combined to set the standard neck posture tilt value as the 3-way basic data value to determine the standard. Define posture.
상기 기울기범위 설정부에서 제공하는 목자세 기울기 각도범위를 적용하고 목자세판단부에서 제공하는 이탈지수와 조합하여 상기 목자세 위험도점수를 산출하도록 한다. 사용자 개개인의 목 근육 유연도와 자세 정보가 적용되어 개인별 맞춤 데이터를 제공할 수 있도록 한다.The neck posture inclination angle range provided by the inclination range setting unit is applied and combined with the deviation index provided by the neck posture determination unit to calculate the neck posture risk score. Each user's neck muscle flexibility and posture information are applied to provide personalized data.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 목자세판단부에서 제시하는 이탈지수는 이탈인자와 지속시간인자를 결합하여 나타내며, 상기 이탈인자는 디지털 헬스케어 헤어밴드의 기준자세에서 x, y, z 축 방향으로 벗어나는 각도를 측정하여 이탈정도를 나타내며, 이는 이탈지수 산출을 위해 하나의 수치로 환산될 수 있다. 또한 지속시간인자는 목자세의 변화없이 고정된 자세로 유지하는 시간을 측정하여 하나의 수치로 표현될수 있는 값이다.According to another embodiment of the present invention, the deviation index presented by the neck posture determination unit is expressed by combining the deviation factor and the duration factor, and the deviation factor is expressed in the x, y, and z axes in the reference posture of the digital healthcare headband. The degree of deviation is measured by measuring the angle of deviation in the direction, which can be converted into a single number to calculate the deviation index. Additionally, the duration factor is a value that measures the time to maintain a fixed posture without changing the neck posture and can be expressed as a single number.
예를들어, 지속시간인자는 분단위의 시간단위에 대해 급격히 증가하는 함수로 적용하여 지속시간이 늘어날수록 지속시간인자 값이 1.02에서 1.2 또는 1.5로 급격히 증가하도록 설정하여, 시간변화에 따른 이탈인자에 가중치가 적용된다. 이탈정도가 큰 고정 자세로 유지되는 시간이 길어지면 이탈지수 수치가 급격히 높아지게 된다.For example, the duration factor is applied as a function that increases rapidly for the time unit of minutes, and as the duration increases, the duration factor value is set to increase rapidly from 1.02 to 1.2 or 1.5, and the departure factor according to time changes is set. Weights are applied to . If a fixed position with a high degree of deviation is maintained for a long time, the deviation index value rapidly increases.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 목자세판단부는 상기 이탈인자 및 지속시간인자를 누적기록하여 개인 목자세 특성 정보를 저장하고 분석하는 자세정보지표를 생성하여 해당 자세정보지표에 대응하는 목자세교정가이드를 더 포함한다.According to another embodiment of the present invention, the neck posture determination unit generates a posture information index for storing and analyzing personal neck posture characteristic information by cumulatively recording the deviation factor and duration factor, and generates a posture information index for storing and analyzing personal neck posture characteristic information, thereby generating a posture information index corresponding to the posture information index. A posture correction guide is also included.
상기 자세정보지표는 사용자의 목자세 상태를 분석하고 이탈 정도를 포함하는 목자세 습관을 3차원 목 디스크와 목뼈 참고도를 포함하여 현재 진단내용을 설명하며, 상기 자세정보지표와 매칭되는 목자세교정가이드를 생성하여 이를 교정할 수 있는 방법을 제공함으로써 사용자가 목 자세 건강을 유지하는 습관을 형성할 수 있도록 안내한다.The posture information index analyzes the user's neck posture status, neck posture habits including the degree of deviation, describes the current diagnosis including a 3D neck disk and cervical vertebra reference map, and provides neck posture correction that matches the posture information index. By creating a guide and providing a way to correct it, it guides users to form habits that maintain healthy neck posture.
예를 들어, 사용자가 목자세를 우측앞쪽으로 기울이는 경향이 높으면 그 기록이 누적되어 사용자에게 알림으로 전송되며 이에 따른 목자세교정가이드로 오른쪽 승모근, 목빗근 등의 목근육을 맛사지하여 이완시키는 방법 및 목근육을 스트레칭하여 긴장을 풀어주는 운동 방법을 제공해 줄 수 있다. 사용자의 기준 목자세 수준에 따라 가벼운 스트레칭 및 맛사지 방법 및 지속적인 깊은 스트레칭 방법을 캐릭터의 동영상 또는 그림 및 설명텍스트로 제공할 수 있으며, 전문가의 진단이 필요한 정도로 판단되면 관련 진료를 진행하는 병원 중 사용자 리뷰가 우수한 병원 리스트를 제공할 수 있다.For example, if the user has a high tendency to tilt the neck posture to the right front, the record is accumulated and a notification is sent to the user. A method of massaging and relaxing neck muscles such as the right trapezius muscle and sternocleidomastoid muscle using the neck posture correction guide accordingly, and We can provide you with exercise methods to stretch your neck muscles and relieve tension. Depending on the user's standard neck posture level, light stretching and massage methods and continuous deep stretching methods can be provided in the form of a video or picture of the character and explanatory text. If it is determined that an expert diagnosis is necessary, user reviews are provided among hospitals providing related treatment. can provide a list of excellent hospitals.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기울기센서부의 아두이노 회로도로서, 기울기가 감지되면 내부적으로 단자가 단락되면서 회로가 연결되어 전기가 흐르게 된다. 기울기센서와 코딩가능한 아두이노 및 네트워크 송수신이 서로 연결되어 신호와 정보데이터를 전달하게 된다.Referring to Figure 4, it is an Arduino circuit diagram of the tilt sensor unit according to an embodiment of the present invention. When the tilt is sensed, the terminals are internally short-circuited and the circuit is connected to allow electricity to flow. The tilt sensor, codeable Arduino, and network transmission and reception are connected to each other to transmit signals and information data.
여기서, 목 주변에 배치하여 목의 위치이동 변위를 확인할 수 있는 변위센서부를 더 포함하여 목자세측정부의 정확도를 높일 수 있다. 정밀 변위를 측정할 수있는 센서를 목 주변에 위치시켜 목이 움직이는 변위를 확인하여 목자세의 이탈정도를 산출하여 목자세의 변화정도를 더 정확하게 판단하도록 한다. 변위센서부에 포함하는 변위측정센서는 목 근육에 복수개로 부착하는 패치형 센서 또는 넥밴드형 센서 등 다양한 형태로 구현할 수 있다.Here, the accuracy of the neck posture measuring unit can be increased by further including a displacement sensor unit disposed around the neck to check the positional displacement of the neck. A sensor that can measure precise displacement is placed around the neck to check the displacement of the neck and calculate the degree of deviation of the neck posture to more accurately determine the degree of change in the neck posture. The displacement measurement sensor included in the displacement sensor unit can be implemented in various forms, such as a patch-type sensor or neckband-type sensor that is attached to the neck muscles in multiple numbers.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 헬스케어 헤어밴드의 작동방법을 나타내는 흐름도로서, 기울기 센서를 구비한 디지털 헬스케어 헤어밴드의 작동방법을 단계별로 나타낸다.Referring to FIG. 5, it is a flowchart showing a method of operating a digital healthcare hairband according to an embodiment of the present invention, and shows a step-by-step method of operating a digital healthcare hairband equipped with a tilt sensor.
디지털 헬스케어 헤어밴드의 사용에 앞서, 사용자가 디지털 헬스케어 헤어밴드를 착용하여 목자세를 변화시켜 기울기범위를 설정하는 기울기범위 설정단계를 수행한다. 상기 목자세 기울기범위 설정단계는 사용자가 디지털 헬스케어 헤어밴드를 머리에 착용한 상태에서 목근육을 스트레칭하여 정면, 좌우측면, 후면 및 360도 회전방향으로 최대 기울기 각도 데이터를 수집하여 목자세 기울기 각도 범위를 미리 설정한다. 이는 디지털 헬스케어 헤어밴드의 초기값을 세팅하는 것과 동시에 사용자의 목자세의 균형정도를 초기에 진단할 수 있다.Prior to using the digital healthcare hairband, a tilt range setting step is performed in which the user wears the digital healthcare hairband and changes the neck posture to set the tilt range. In the neck posture tilt range setting step, the user stretches the neck muscles while wearing a digital healthcare headband on the head and collects maximum tilt angle data in the front, left and right sides, rear, and 360-degree rotation direction to determine the neck posture tilt angle. Set the range in advance. This can set the initial value of the digital healthcare headband and initially diagnose the balance of the user's neck posture.
기준자세 설정단계는 상기 기울기범위의 데이터를 기반으로 기본 목 자세값을 산출하여 기준자세 데이터를 설정한다. 상기 사용자의 목자세 기울기범위데이터를 바탕으로 기본 목자세에 부합하는 좌우 균형 및 이상적인 고개의 각도에 해당하는 헤어밴드의 각도를 산출하도록 한다.In the standard posture setting step, standard posture data is set by calculating a basic neck posture value based on the tilt range data. Based on the user's neck posture inclination range data, the left and right balance corresponding to the basic neck posture and the angle of the hairband corresponding to the ideal head angle are calculated.
목자세 측정단계는 기준자세 설정단계의 데이터를 기반으로 기울기 센서를 이용하여 기준자세에서 이탈정도를 나타낸다. 미리 설정된 기준자세에서 x, y, z 축 3 방향으로 벗어나는 기울기각도를 측정하여 실시간으로 데이터를 형성하여 기록한다.The neck posture measurement step indicates the degree of deviation from the standard posture using a tilt sensor based on the data from the standard posture setting step. The tilt angles that deviate from the preset reference posture in the three directions of x, y, and z are measured to form and record data in real time.
목자세 판단단계는 상기 기울기 측정단계의 데이터를 기반으로 목자세를 판단하며, 3 방향 기울기 각도 데이터를 조합하여 이탈방향 및 기울기각도를 포함하는 이탈지수로 표현한다. 목자세판단부에서 제공하는 이탈지수는 일반적으로 구면좌표계에서 표기하는 방식 에서 각도와 각도의 값을 조합하여 나타낼 수 있다.The neck posture determination step determines the neck posture based on the data from the tilt measurement step, and combines the three-way tilt angle data to express it as a departure index including the departure direction and tilt angle. The departure index provided by the neck posture judgment unit is generally expressed in a spherical coordinate system. at angle and It can be expressed by combining angle values.
목자세 수준결정단계는 상기 목자세 판단단계의 이탈지수 데이터를 기반으로 목자세 위험도점수의 수치로 표현하며 수치가 높을 수록 위험정도가 높은 것으로 '위험', '주의', '양호'의 세단계 또는 '매우 위험'을 포함하는 네단계로 분류할 수 있다.The neck posture level determination step is expressed as a numerical value of the neck posture risk score based on the deviation index data of the neck posture judgment step above. The higher the number, the higher the risk level, and there are three levels of 'danger', 'caution', and 'good'. Alternatively, it can be classified into four levels, including 'very dangerous'.
알림표시단계는 상기 목자세 수준결정단계의 데이터에 따라 수준이 '양호'일 경우는 상기 모니터링부에 포함하는 디스플레이부는 휴대폰 또는 화면표시장치의 애플리케이션 화면으로 구성되며, 상기 이탈인자를 기반으로 3D 캐릭터 이미지를 생성하여 사용자의 목자세 기울기를 동일하게 적용하여 휴대폰 화면에 나타낼수 있다. 좌측 앞으로 5도 방향으로 10 기울인 캐릭터의 얼굴방향을 표현하며 또한 알림표시 메시지로 '왼쪽 앞으로 10도 기울어졌어요'라는 텍스트 문구로 표시할 수 있다. 사용자는 애플리케이션의 캐릭터 얼굴방향 및 문구 확인으로 자신의 목자세의 상태를 인지할 수 있다.In the notification display step, when the level is 'good' according to the data of the neck posture level determination step, the display unit included in the monitoring unit consists of an application screen of a mobile phone or screen display device, and a 3D character is displayed based on the departure factor. You can create an image and display it on the mobile phone screen by applying the same tilt of the user's neck posture. It represents the direction of the character's face tilted 10 degrees forward to the left, and can also be displayed as a notification message with the text phrase 'It's tilted 10 degrees forward to the left.' Users can recognize the state of their neck posture by checking the character's face direction and text in the application.
수준결정단계의 데이터가 '주의' 수준일 경우, 애플리케이션 화면에서 알림표시 메시지가 깜빡이며 나타나 전달력을 높혀 사용자의 인지를 더 강화할 수 있도록 한다. 상기 수준결정단계의 데이터가 '위험' 수준일 경우, 디지털 헬스케어헤어밴드에 부착된 알림장치부에서 진동 또는 경고신호음을 더 송출할 수 있도록 한다. 또한, 상기 수준결정단계의 데이터가 '매우 위험' 수준일 경우, 진동 강도를 더 강하게 송출하여 즉시 목자세교정이 필요하다는 사실을 강력하게 전달한다. 알림장치부의 경보 신호로 인해 사용자는 목자세의 이탈정도를 자각하고 목자세를 변경하여 '양호' 수준의 기준자세 범위 이내의 자세로 교정할 수 있도록 한다.If the data in the level decision stage is at the 'caution' level, a notification message appears blinking on the application screen to enhance delivery and further strengthen the user's awareness. If the data in the level determination step is at the 'danger' level, the notification device attached to the digital healthcare headband can further transmit vibration or warning sounds. In addition, if the data in the level determination step is at the 'very dangerous' level, the vibration intensity is transmitted more strongly to strongly convey the fact that neck posture correction is necessary immediately. Due to the alarm signal from the notification device unit, the user becomes aware of the degree of deviation in the neck posture and changes the neck posture to correct the posture within the standard posture range of the 'good' level.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Those skilled in the art will be able to make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but are for illustrative purposes, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be interpreted in accordance with the claims below, and all technical ideas within the equivalent scope should be construed as being included in the scope of rights of the present invention.
10 : 헤드착용부20 : 기울기센서부
21 : 목자세측정부22 : 목자세판단부
23 : 수준결정부30 : 모니터링부
31 : 알림장치부32 : 디스플레이부10: Head wearing part 20: Tilt sensor part
21: Neck posture measurement unit 22: Neck posture determination unit
23: level determination unit 30: monitoring unit
31: Notification device unit 32: Display unit
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