專利名稱：基于動作內(nèi)容的訓(xùn)練裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于動作內(nèi)容的訓(xùn)練裝置，且更具體地，涉及一種基于動作內(nèi)容 的訓(xùn)練裝置，其包括具有待教授的預(yù)定義動作的動作內(nèi)容，并且使得用戶能夠?qū)W習(xí)該動作 內(nèi)容。
背景技術(shù)：
通常，傳統(tǒng)的動作控制方法在特定位置中布置位置傳感器和位置校準(zhǔn)傳感器，并 且當(dāng)用戶的任何身體部分置于對應(yīng)的位置中時，向?qū)?yīng)的身體部分提供電力或振動。雖然傳統(tǒng)的動作控制方法感測錯誤動作或姿勢的發(fā)生并且通知所感測的錯誤動 作或姿勢，但是無法建議關(guān)于用戶必須按照用于學(xué)習(xí)根據(jù)特定主題而連續(xù)的動作的任何順 序來采取任何行動和姿勢。因此，使用傳統(tǒng)的動作控制方法無法提供如下訓(xùn)練服務(wù)，該訓(xùn)練服務(wù)使得用戶能 夠?qū)W習(xí)具有根據(jù)諸如教育、健康護理和休閑運動之類的特定主題而連續(xù)的動作的動作內(nèi)容。另外，存在另一動作控制方法，其通過將感覺傳感器安裝在用戶使用的設(shè)備上而 對用戶給出該設(shè)備的使用上的感官限制。然而，盡管另一動作控制方法對用戶動作給出了 感官限制，但是它無法向用戶建議正確的動作指導(dǎo)。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的一方面提供了一種基于動作內(nèi)容的訓(xùn)練裝置和方法，其能夠使用具有待 教授給用戶的預(yù)定義基準(zhǔn)動作的動作內(nèi)容來向用戶提供訓(xùn)練服務(wù)。本發(fā)明的另一方面提供了一種基于動作內(nèi)容的訓(xùn)練裝置和方法，其能夠向用戶更 容易和準(zhǔn)確地訓(xùn)練根據(jù)動作內(nèi)容的動作。技術(shù)方案根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種基于動作內(nèi)容的訓(xùn)練裝置，包括多個動作檢測 傳感器，被分散地安置于用戶的身體中，以獲得用戶的各個身體部位的位置信息信號；動作 控制器，分析所述位置信息信號以檢測用戶動作，并且將檢測的動作與從動作內(nèi)容提供的 基準(zhǔn)動作進行比較，以產(chǎn)生用于動作校準(zhǔn)的訓(xùn)練的動作校準(zhǔn)信號；和多個動作校準(zhǔn)傳感器， 被分散地安置于身體中，以根據(jù)所述動作校準(zhǔn)信號刺激用戶的身體部位并且校準(zhǔn)用戶動 作。所述動作控制器可以包括信號接口，以接口方式連接在動作檢測傳感器、動作校 準(zhǔn)傳感器和動作控制器之間收發(fā)的信號；當(dāng)前動作分析器，分析通過動作檢測傳感器獲得 的位置信息信號以檢測用戶動作；動作比較器，將用戶動作與從動作內(nèi)容提供的基準(zhǔn)動作 進行比較；動作錯誤計算器，計算作為用戶動作和基準(zhǔn)動作之間的差別的動作錯誤；和動 作校準(zhǔn)信號產(chǎn)生器，基于所述動作錯誤產(chǎn)生用于訓(xùn)練動作校準(zhǔn)的動作校準(zhǔn)信號。
所述動作控制器還可以包括存儲動作內(nèi)容的動作內(nèi)容存儲器。所述動作校準(zhǔn)信號可以包括其中動作錯誤發(fā)生的身體部位、錯誤方向和錯誤程度 的信息。所述動作校準(zhǔn)傳感器可以根據(jù)所述動作校準(zhǔn)信號改變用戶的身體部位的刺激方 向和刺激程度。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種基于動作內(nèi)容的訓(xùn)練方法，包括獲得按照用 戶的身體部位的位置值以感測用戶動作；將從動作內(nèi)容提供的基準(zhǔn)動作與用戶動作進行比 較，以計算動作錯誤；和刺激其中動作錯誤發(fā)生的用戶的身體部位的感覺，以訓(xùn)練動作校 準(zhǔn)。所述用戶動作的感測步驟可以包括通過被分散地安置于用戶的身體中的多個動 作檢測傳感器獲得按照用戶的身體部位的位置值；以及分析按照用戶的身體部位的位置 值，以檢測用戶動作。所述動作錯誤的計算步驟可以包括將從動作內(nèi)容提供的基準(zhǔn)動作與用戶動作進 行比較，以檢測其中動作錯誤發(fā)生的身體部位、錯誤方向和錯誤程度。所述感覺的刺激步驟可以包括通過被分散地安置于用戶的身體中的多個動作校 準(zhǔn)傳感器改變其中動作錯誤發(fā)生的身體部位的刺激方向和刺激程度。有益效果根據(jù)本發(fā)明的實施例的基于動作內(nèi)容的訓(xùn)練裝置和方法根據(jù)具有待教授給用戶 的預(yù)定義基準(zhǔn)動作的動作內(nèi)容來控制用戶動作，由此建議關(guān)于用戶必須按照用于學(xué)習(xí)連續(xù) 的動作的任何順序來采取任何行動和姿勢。即，本發(fā)明的實施例能夠提供用于具有諸如教 育、健康護理和休閑運動之類的特定主題的動作的訓(xùn)練服務(wù)。另外，本發(fā)明的實施例通過將至少一個傳感器分散地安置于用戶的身體或穿戴的 衣物上來使得用戶能夠更準(zhǔn)確地接收和控制他們的動作，由此最大化用戶的訓(xùn)練效果。


根據(jù)結(jié)合附圖進行的以下詳細(xì)描述，將更清楚地理解本發(fā)明的上面和其它方面、 特征及其他優(yōu)點，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的基于動作內(nèi)容的訓(xùn)練裝置的框圖；圖2是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的基于動作內(nèi)容的訓(xùn)練方法的流程圖；圖3是用于描述根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的基于動作內(nèi)容的訓(xùn)練方法的流程圖；圖4是圖示了根據(jù)本發(fā)明的實施例的基于動作內(nèi)容的訓(xùn)練裝置的使用的示范圖； 和圖5是圖示了根據(jù)本發(fā)明的實施例的基于動作內(nèi)容的訓(xùn)練裝置的另一使用的示 范圖。
具體實施例方式現(xiàn)在，將參考附圖詳細(xì)描述能夠由本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易實施的本發(fā)明的示范實 施例。在以下描述中，當(dāng)相關(guān)已知的功能或配置的詳細(xì)描述被確定為不必要地模糊本發(fā)明 的要點時，將省略其詳細(xì)描述。
在附圖中，為了清楚起見，將省略與本發(fā)明的描述無關(guān)的部分。相同的附圖標(biāo)記始 終指代相同的元素。另外，將進一步理解，當(dāng)在本說明書中使用時，術(shù)語“包括”和/或“包含”指定所 述特征、整數(shù)、步驟、操作、元素、和/或組件的存在，但是并不排除一個或多個其他特征、整 數(shù)、步驟、操作、元素、組件、和/或其組合的存在或添加，除非另有限定。圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的基于動作內(nèi)容的訓(xùn)練裝置的框圖。參考圖1，基于動作內(nèi)容的訓(xùn)練裝置包括多個動作檢測傳感器Ila到lln、多個動 作校準(zhǔn)傳感器12a到12η、以及動作控制器20。各個動作檢測傳感器Ila到Iln可以利用能夠獲得三維(3D)位置值的各種類型 的位置傳感器來實現(xiàn)。各個動作校準(zhǔn)傳感器12a到12η可以利用能夠改變感覺刺激方向和 感覺刺激程度的觸覺傳感器或能夠執(zhí)行與該改變功能相同功能的設(shè)備來實現(xiàn)。另外，動作控制器20可以包括至少一個設(shè)備，其能夠處理信號和存儲信息，諸如 數(shù)字信號處理器(DSP)、微控制器、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)等。下文中，將在下面描述該訓(xùn)練裝置的各個元件的功能。動作檢測傳感器Ila到Iln被分散地安置于用戶的身體或用戶穿戴的衣物(例 如，衣服)上。動作檢測傳感器Ila到Iln獲得根據(jù)用戶動作(即，行動和姿勢)而改變的 按照用戶的身體部位的位置值，產(chǎn)生用于通知獲得的值的位置信息信號，并且將產(chǎn)生的信 號提供給動作控制器20。與動作檢測傳感器Ila到Iln —樣，動作校準(zhǔn)傳感器12a到12η被分散地安置于 用戶的身體或穿戴的衣物上。動作校準(zhǔn)傳感器12a到12η響應(yīng)于從動作控制器20提供的 動作校準(zhǔn)信號來改變用于要求動作校準(zhǔn)的用戶身體的刺激方向和刺激程度，并由此向用戶 通知其身體的哪個部位要求動作校準(zhǔn)以及必須在哪個方向和按多少來移動該身體部位。這里，動作校準(zhǔn)信號是由動作控制器20提供的信號，并且包括其中動作錯誤發(fā)生 的身體部位、錯誤方向和錯誤程度的信息。動作控制器20將從要向用戶教授的動作內(nèi)容提供的基準(zhǔn)動作和用戶動作進行比 較，以由此檢查是否動作錯誤發(fā)生。當(dāng)動作錯誤發(fā)生時，動作控制器20向用戶訓(xùn)練正確的 動作，從而用戶能夠采取該正確的動作。為此，動作控制器20包括信號接口 21、當(dāng)前動作分析器22、動作內(nèi)容存儲器23、動 作比較器24、動作錯誤計算器25、和動作校準(zhǔn)信號產(chǎn)生器26。信號接口 21連接到動作檢測傳感器Ila到Iln和動作校準(zhǔn)傳感器12a到12η，并 且以接口方式連接在動作檢測傳感器Ila到lln、動作校準(zhǔn)傳感器12a到12η和動作控制器 20之間傳送的信號。S卩，信號接口 21解調(diào)從動作檢測傳感器Ila到Iln傳送的位置信息信號，以便將 傳送的信號改變?yōu)槔卯?dāng)前動作分析器22可識別的信號。替換地，信號接口 21調(diào)制從動 作校準(zhǔn)信號產(chǎn)生器26傳送的動作校準(zhǔn)信號，以由此將傳送的信號改變?yōu)槟軌騻魉偷絼幼?校準(zhǔn)傳感器12a到12η的信號，并之后輸出改變的信號到外部。這里，信號接口 21根據(jù)公知技術(shù)使用信號調(diào)制/解調(diào)方案，并且可以使用有線通 信方案、無線通信方案和人形機(humanoid)通信方案中的任何一個。在動作檢測傳感器 Ila到lln、動作校準(zhǔn)傳感器12a到12η和信號接口 21之間傳送的信號是諸如模擬信號或
5數(shù)字信號之類的電信號。當(dāng)前動作分析器22具有按照身體部位的位置值和動作之間的預(yù)定義相關(guān)性。當(dāng) 從動作檢測傳感器Ila到Iln傳送位置信息信號時，當(dāng)前動作分析器22獲得按照身體部位 的位置值，并之后基于預(yù)定義的相關(guān)性來檢測用戶的當(dāng)前動作。動作內(nèi)容存儲器23存儲具有要教授給用戶的預(yù)定義基準(zhǔn)動作的動作內(nèi)容。此時， 所述動作內(nèi)容可以包括具有與教育、健康護理和休閑運動等相關(guān)聯(lián)的主題的連續(xù)動作。所 述動作的示例可以包括舞蹈作品、武術(shù)等。動作比較器24將通過當(dāng)前動作分析器22獲得的用戶的當(dāng)前動作與對應(yīng)于獲得的 動作的動作內(nèi)容的基準(zhǔn)動作進行比較，以由此檢測在基準(zhǔn)動作和獲得的動作之間的差別。動作錯誤計算器25分析通過動作比較器24獲得的該差別，以計算動作錯誤。此 時，所述動作錯誤具有其中動作錯誤發(fā)生的身體部位、錯誤方向和錯誤程度的信息。動作校準(zhǔn)信號產(chǎn)生器26基于由動作錯誤計算器25檢測的動作錯誤來產(chǎn)生用于 對用戶訓(xùn)練正確的動作的動作校準(zhǔn)信號，并且提供產(chǎn)生的動作校準(zhǔn)信號到動作校準(zhǔn)傳感器 12a 到 12η。隨后，動作校準(zhǔn)傳感器12a到12η響應(yīng)于該動作校準(zhǔn)信號來改變用于其中動作錯 誤發(fā)生的身體部位(bodyguard)的刺激方向和刺激程度，并因此使得用戶能夠識別動作錯 誤在身體的哪個部位發(fā)生以及身體部位必須在哪個方向和按多少來移動。雖然在圖1所圖示的本發(fā)明的實施例中，動作檢測傳感器Ila到Iln與動作校準(zhǔn) 傳感器12a到12η分開，但是當(dāng)有必要時，動作檢測傳感器Ila到Iln和動作校準(zhǔn)傳感器 12a到12η可以利用一個傳感器來集成。圖2是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的基于動作內(nèi)容的訓(xùn)練方法的流程圖。首先，當(dāng)基于動作內(nèi)容的訓(xùn)練開始時，在操作S 1中，動作控制器20通過動作檢測 傳感器Ila到Iln獲得按照用戶的身體部位的位置值。在操作S2中，動作控制器20分析獲得的按照身體部位的位置值，以檢測用戶的當(dāng) 前動作，并之后在操作S3中，將用戶的當(dāng)前動作與從動作內(nèi)容提供的基準(zhǔn)動作進行比較。在操作S4中，當(dāng)操作S3的比較結(jié)果示出了用戶的當(dāng)前動作不同于從動作內(nèi)容提 供的基準(zhǔn)動作并且動作錯誤發(fā)生時，在操作S5中，動作控制器20計算其中動作錯誤發(fā)生的 身體部位、錯誤方向和錯誤程度。然后，動作控制器20產(chǎn)生包括通過操作S5計算的信息的動作校準(zhǔn)信號并且將產(chǎn) 生的信號提供給動作校準(zhǔn)傳感器12a到12η，并且在操作S6中，動作校準(zhǔn)傳感器12a到12η 響應(yīng)于該動作校準(zhǔn)信號來訓(xùn)練用于其中動作錯誤發(fā)生的身體部位的校準(zhǔn)。S卩，動作校準(zhǔn)傳感器12a到12η響應(yīng)于該動作校準(zhǔn)信號來改變用于其中動作錯誤 發(fā)生的身體部位的刺激方向和刺激程度，并因此向用戶通知其身體的哪個部位需要動作校 準(zhǔn)以及身體部位必須在哪個方向和按多少來移動。當(dāng)操作S6完成時，在操作S7中，動作控制器20基于動作內(nèi)容檢查是否存在相繼 的訓(xùn)練動作。當(dāng)檢查結(jié)果示出了存在相繼的訓(xùn)練動作時，該訓(xùn)練方法再返回到操作Si。另 一方面，當(dāng)檢查結(jié)果示出了不存在相繼的訓(xùn)練動作時，基于動作內(nèi)容的訓(xùn)練方法完成。此外，根據(jù)本發(fā)明的實施例的基于動作內(nèi)容的訓(xùn)練方法可以如圖3所圖示地在操 作S6和S7之間添加檢查校準(zhǔn)的完成的操作S8，以用于進一步增強訓(xùn)練效果。
S卩，在操作S6中，動作校準(zhǔn)傳感器12a到12η訓(xùn)練用于其中動作錯誤發(fā)生的身體 部位的校準(zhǔn)。隨后，在操作S8中，僅在其中用戶校準(zhǔn)其動作以采取從動作內(nèi)容提供的基準(zhǔn) 動作的情況下，該訓(xùn)練方法才能夠前進到后續(xù)的操作。在這種情況下，僅在其中該訓(xùn)練裝置識別出用戶的動作被準(zhǔn)確地校準(zhǔn)的情況下， 用戶才能夠?qū)W習(xí)后續(xù)的動作。因此，本發(fā)明的實施例能夠向用戶提供準(zhǔn)確的動作校準(zhǔn)效果。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實施例的基于動作內(nèi)容的訓(xùn)練裝置和方法重復(fù)地執(zhí)行動 作感測處理和動作校準(zhǔn)處理，并因此能夠建議關(guān)于用戶必須按照用于學(xué)習(xí)根據(jù)特定主題而 連續(xù)的動作的任何順序來采取任何行動和姿勢。圖4是圖示了根據(jù)本發(fā)明的實施例的基于動作內(nèi)容的訓(xùn)練裝置的使用的示范圖。參考圖4，動作檢測傳感器Ila到Iln和動作校準(zhǔn)傳感器12a到12η被分散地安置 于用戶的身體或用戶穿戴的衣物(例如，衣服)上，并且動作控制器20被布置于用戶的特 定身體部位或該身體部位的外部。動作檢測傳感器Ila到Ilru動作校準(zhǔn)傳感器12a到12η和動作控制器20如上所 述地按照有線通信方案、無線通信方案和人體通信方案中的任何一個來彼此通信。當(dāng)動作控制器20按照人體通信方案與動作檢測傳感器Ila到11η、動作校準(zhǔn)傳感 器12a到12η通信時，動作控制器20必須有必要地與用戶的特定身體部位相接觸或與之相 鄰。此原因是使得動作檢測傳感器Ila到Ilru動作校準(zhǔn)傳感器12a到12η和動作控制器 20能夠使用人體作為傳送介質(zhì)來收發(fā)信號。這樣，動作檢測傳感器Ila到Iln被分散地安置于用戶的身體上，并因此能夠根據(jù) 用戶動作更準(zhǔn)確地感測和通知按照身體部位的位置值。因此，動作控制器20能夠基于感測 的位置值來更準(zhǔn)確地檢測用戶的當(dāng)前動作。利用相同的原理，動作校準(zhǔn)傳感器12a到12η也被分散地安置于用戶的身體上，并 因此使得用戶能夠校準(zhǔn)身體部位的錯誤動作。因此，能夠看出，本發(fā)明的實施例也增強了用 戶的動作校準(zhǔn)效果。圖5是圖示了根據(jù)本發(fā)明的實施例的基于動作內(nèi)容的訓(xùn)練裝置的另一使用的示 范圖。在圖5中，動作檢測傳感器Ila到Iln和動作校準(zhǔn)傳感器12a到12η被分散地安置 于用戶的手和臂佩戴的物品上，由此感測和控制用戶的手和臂的動作。如圖5所圖示的，動作檢測傳感器Ila到Iln和動作校準(zhǔn)傳感器12a到12η被分 散地安置于用戶的手和臂上，并尤其是關(guān)節(jié)部位上。因此，動作檢測傳感器Ila到Iln能夠感測和通知用戶的手和臂的細(xì)微動作，并因 此，動作控制器20能夠基于感測的動作來更精確地控制身體。例如，當(dāng)食指的動作不同于從動作內(nèi)容提供的動作時，動作校準(zhǔn)傳感器12a到12η 在動作控制器20的控制下刺激食指的各個關(guān)節(jié)的感覺，由此依據(jù)由動作內(nèi)容預(yù)定義的動 作來做出食指的動作。盡管已經(jīng)結(jié)合示范實施例而示出和描述了本發(fā)明，但是對于本領(lǐng)域技術(shù)人員明顯 的是，可以做出修改和改變，而不脫離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
一種基于動作內(nèi)容的訓(xùn)練裝置，包括多個動作檢測傳感器，被分散地安置于用戶的身體中，以獲得用戶的各個身體部位的位置信息信號；動作控制器，分析所述位置信息信號以檢測用戶動作，并且將檢測的動作與從動作內(nèi)容提供的基準(zhǔn)動作進行比較，以產(chǎn)生用于動作校準(zhǔn)的訓(xùn)練的動作校準(zhǔn)信號；和多個動作校準(zhǔn)傳感器，被分散地安置于身體中，以根據(jù)所述動作校準(zhǔn)信號刺激用戶的身體部位并且校準(zhǔn)用戶動作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的訓(xùn)練裝置，其中所述動作控制器包括信號接口，以接口方式連接在動作檢測傳感器、動作校準(zhǔn)傳感器和動作控制器之間收 發(fā)的信號；當(dāng)前動作分析器，分析通過動作檢測傳感器獲得的位置信息信號以檢測用戶動作； 動作比較器，將用戶動作與從動作內(nèi)容提供的基準(zhǔn)動作進行比較； 動作錯誤計算器，計算作為用戶動作和基準(zhǔn)動作之間的差別的動作錯誤；和 動作校準(zhǔn)信號產(chǎn)生器，基于所述動作錯誤產(chǎn)生用于訓(xùn)練動作校準(zhǔn)的動作校準(zhǔn)信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的訓(xùn)練裝置，其中所述動作控制器還包括存儲動作內(nèi)容的動作 內(nèi)容存儲器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的訓(xùn)練裝置，其中所述動作校準(zhǔn)信號包括其中動作錯誤發(fā)生的 身體部位、錯誤方向和錯誤程度的信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的訓(xùn)練裝置，其中所述動作校準(zhǔn)傳感器根據(jù)所述動作校準(zhǔn)信號 改變用戶的身體部位的刺激方向和刺激程度。
6.一種基于動作內(nèi)容的訓(xùn)練方法，包括獲得按照用戶的身體部位的位置值以感測用戶動作；將從動作內(nèi)容提供的基準(zhǔn)動作與用戶動作進行比較，以計算動作錯誤；和刺激其中動作錯誤發(fā)生的用戶的身體部位的感覺，以訓(xùn)練動作校準(zhǔn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的訓(xùn)練方法，其中所述用戶動作的感測步驟包括通過被分散地安置于用戶的身體中的多個動作檢測傳感器獲得按照用戶的身體部位 的位置值；以及分析按照用戶的身體部位的位置值，以檢測用戶動作。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的訓(xùn)練方法，其中所述動作錯誤的計算步驟包括將從動作內(nèi) 容提供的基準(zhǔn)動作與用戶動作進行比較，以檢測其中動作錯誤發(fā)生的身體部位、錯誤方向 和錯誤程度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的訓(xùn)練方法，其中所述感覺的刺激步驟包括通過被分散地安 置于用戶的身體中的多個動作校準(zhǔn)傳感器改變其中動作錯誤發(fā)生的身體部位的刺激方向 和刺激程度。
全文摘要
一種基于動作內(nèi)容的訓(xùn)練裝置包括多個動作檢測傳感器(11a..11n)，被分散地安置于用戶的身體中，以獲得用戶的各個身體部位的位置信息信號；動作控制器(20)，分析所述位置信息信號以檢測用戶動作，并且將檢測的動作與從動作內(nèi)容提供的基準(zhǔn)動作進行比較，以產(chǎn)生用于動作校準(zhǔn)的訓(xùn)練的動作校準(zhǔn)信號；和多個動作校準(zhǔn)傳感器(12a..12n)，被分散地安置于身體中，以根據(jù)所述動作校準(zhǔn)信號刺激用戶的身體部位并且校準(zhǔn)用戶動作，并結(jié)果能夠提供用于連續(xù)動作的訓(xùn)練服務(wù)并且增強動作校準(zhǔn)效果。
文檔編號A63B69/00GK101983090SQ200980112041
公開日2011年3月2日 申請日期2009年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月3日
發(fā)明者嚴(yán)洛雄, 姜泰旭, 姜盛元, 明惠珍, 樸基赫, 樸炯一, 林寅基, 沈載勛, 邢昌熙, 金圣恩, 金整范, 金景洙, 金真慶, 黃正煥 申請人:韓國電子通信研究院