가속도 센서를 이용한 칼로리 소모량 측정장치 및 방법
본 발명은 가속도 센서를 이용한 칼로리 소모량 측정장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 가속도 센서를 이용하여 고도가 변하는 환경에서 사용자의 칼로리 소모량을 측정하는 기술에 관한 것이다.
(1) 본 발명의 일 양상에 따른 가속도 센서를 이용한 칼로리 소모량 측정장치는, 가속도 센서에 의해서 측정된 3축의 가속도에서 3축 중력가속도를 추출하고 상기 3축의 가속도 및 상기 3축 중력가속도를 이용하여 사용자의 움직임위치에 따라 변하는 고도가 반영된 운동량을 검출하는 운동량 검출부; 와 상기 검출된 운동량 및 사용자의 체중을 이용하여 사용자의 움직임위치에 따라 변하는 고도가 반영된 칼로리 소모량을 산출하는 칼로리 소모량 산출부를 포함한다. (2) 상기 운동량 검출부는, 사용자의 움직임에 따른 3축 가속도(Ax, Ay, Az)를 측정하는 가속도 센서; 상기 측정된 3축 가속도(Ax, Ay, Az)로부터 상기 사용자의 움직임위치의 고도의 제곱 값에 반비례하는 3축 중력가속도(gx, gy, gz)를 추출하는 중력가속도 추출부; 상기 3축의 가속도(Ax, Ay, Az)로부터 상기 3축 중력가속도(gx, gy, gz)를 제거하여 순수활동 3축의 가속도(RAx, RAy, RAz)를 산출하는 순수 가속도 산출부; 상기 순수활동 3축의 가속도(RAx, RAy, RAz) 및 상기 3축의 중력가속도(gx, gy, gz)를 이용하여 고도가 반영된 3축 가속도(WAx, WAy, WAz)를 산출하는 고도반영 가속도 산출부; 및 상기 고도가 반영된 3축 가속도(WAx, WAy, WAz)를 이용하여 상기 고도가 반영된 운동량을 산출하는 운동량 산출부를 포함할 수 있다. (3) 상기 중력가속도 추출부는, 상기 가속도 센서에 의해 일정 횟수 측정된 3축 가속도(Ax, Ay, Az)들을 평균하여 상기 3축 중력가속도(gx, gy, gz)를 추출할 수 있다. (4) 상기 고도반영 가속도 산출부는, 상기 3축의 중력가속도(gx, gy, gz)를 상기 순수활동 3축의 가속도(RAx, RAy, RAz)의 가중치로 부여하여 상기 고도가 반영된 3축 가속도(WAx, WAy, WAz)를 산출할 수 있다. (5) 상기 고도반영 가속도 산출부는, 각 축(x, y, z)별로, 를 구하여 상기 고도가 반영된 3축 가속도(WAx, WAy, WAz)를 산출할 수 있다. 이때, 는 순수활동 가속도로 축마다 서로 동일하거나 서로 상이하며, 는 중력가속도로 축마다 서로 동일하거나 서로 상이하며, 는 고도반영 가속도 산출가중치이고 축마다 서로 동일하거나 서로 상이한 값을 가지며, 는 고도반영 가속도 산출상수이며 축마다 서로 동일하거나 서로 상이한 값을 가질 수 있다. (6) 본 발명의 다른 양상에 따른 가속도 센서를 이용한 칼로리 소모량 측정방법은, 가속도 센서에 의해서 측정된 3축의 가속도에서 3축 중력가속도를 추출하고 상기 3축의 가속도 및 상기 3축 중력가속도를 이용하여 사용자의 움직임위치에 따라 변하는 고도가 반영된 운동량을 검출하는 단계; 와 상기 검출된 운동량 및 사용자의 체중을 이용하여 사용자의 움직임위치에 따라 변하는 고도가 반영된 칼로리 소모량을 산출하는 단계를 포함한다. (7) 상기 운동량을 검출하는 단계는, 사용자의 움직임에 따른 3축 가속도(Ax, Ay, Az)를 측정하는 단계; 상기 측정된 3축 가속도(Ax, Ay, Az)로부터 상기 사용자의 움직임위치의 고도의 제곱 값에 반비례하는 3축 중력가속도(gx, gy, gz)를 추출하는 단계; 상기 3축의 가속도(Ax, Ay, Az)로부터 상기 3축 중력가속도(gx, gy, gz)를 제거하여 순수활동 3축의 가속도(RAx, RAy, RAz)를 산출하는 단계; 상기 순수활동 3축의 가속도(RAx, RAy, RAz) 및 상기 3축의 중력가속도(gx, gy, gz)를 이용하여 고도가 반영된 3축 가속도(WAx, WAy, WAz)를 산출하는 단계; 및 상기 고도가 반영된 3축 가속도(WAx, WAy, WAz)를 이용하여 상기 고도가 반영된 운동량을 산출하는 단계를 포함할 수 있다. (8) 상기 3축 중력가속도(gx, gy, gz)를 추출하는 단계는, 상기 가속도 센서에 의해 일정 횟수 측정된 3축 가속도(Ax, Ay, Az)들을 평균하여 상기 3축 중력가속도(gx, gy, gz)를 추출할 수 있다. (9) 상기 고도가 반영된 3축 가속도(WAx, WAy, WAz)를 산출하는 단계는, 상기 3축의 중력가속도(gx, gy, gz)를 상기 순수활동 3축의 가속도(RAx, RAy, RAz)의 가중치로 부여하여 상기 고도가 반영된 3축 가속도(WAx, WAy, WAz)를 산출할 수 있다. (10) 상기 고도가 반영된 3축 가속도(WAx, WAy, WAz)를 산출하는 단계는, 각 축(x, y, z)별로, 를 구하여 상기 고도가 반영된 3축 가속도(WAx, WAy, WAz)를 산출할 수 있다.
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