초록

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기존의 제품에서는 음악을 들으며 운동하는 과정에서 음악속도에 맞게 운동을 하는 방법을 사용하였다. 사용자가 운동중에 직접 음악 재생을 조절하는 방법은 좀 더 격한 음악을 재생하고자 했을 때 음악을 검색중 사용자의 운동의 흐름이 끊어지는 경우가 빈번하게 발생한다. 그러나 사용자의 걸음 속도를 이용해 음악 재생속도를 더 빠르게 한다면 효율적인 운동이 될 것이다. 본 논문에서는 신발의 깔창에 장착된 1개 이상의 압전센서를 활용하여 아두이노에서 걸음 수를 수집하고 수집된 압전센서 데이터를 이용하여 걸음 수를 이용한 걸음 속도의 측정 과정을 안드로이드 스마트폰에서 처리한다. 이렇게 측정된 걸음 속도를 통해 안드로이드 스마트폰에서 음악 재생 속도를 결정하여 사용자에게 쾌적한 운동 환경을 제공하는 것을 목적으로 한다.

기존의 제품에서는 음악을 들으며 운동하는 과정에서 음악속도에 맞게 운동을 하는 방법을 사용하였다. 사용자가 운동중에 직접 음악 재생을 조절하는 방법은 좀 더 격한 음악을 재생하고자 했을 때 음악을 검색중 사용자의 운동의 흐름이 끊어지는 경우가 빈번하게 발생한다. 그러나 사용자의 걸음 속도를 이용해 음악 재생속도를 더 빠르게 한다면 효율적인 운동이 될 것이다. 본 논문에서는 신발의 깔창에 장착된 1개 이상의 압전센서를 활용하여 아두이노에서 걸음 수를 수집하고 수집된 압전센서 데이터를 이용하여 걸음 수를 이용한 걸음 속도의 측정 과정을 안드로이드 스마트폰에서 처리한다. 이렇게 측정된 걸음 속도를 통해 안드로이드 스마트폰에서 음악 재생 속도를 결정하여 사용자에게 쾌적한 운동 환경을 제공하는 것을 목적으로 한다.

AI 본문요약

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• 연구 주제
• 연구 방법
• 연구 결과

문제 정의

• 본 논문에서는 최근 수요가 급증하고 있는 웨어러블 디바이스 중 걸음 수를 자동으로 측정하고 측정된 걸음 속도를 이용해 운동에 도움이 될 수 있도록 음악속도를 조절하는 방법을 제안한다.
• 따라서 본 논문에서는 좀 더 효과적으로 운동 보조 효과를 위해 사용자의 걸음 속도를 이용해 음악 재생속도를 조절하여 사용자가 지속적으로 운동할 수 있도록 동기를 부여할 수 있을 것이다.
• 본 논문에서는 기존의 웨어러블 피트니스 디바이스의 운동 보조 과정에서 사용자가 운동하는 환경에 따라 직접 음악을 변경해야 하는 단점을 보완하기 위해 걸음 속도를 측정하여 음악재생 속도 조절을 자동화하는 방법을 제안하였다.

제안 방법

• 아두이노와 스마트폰 사이에 무선통신을 하기 위한 블루투스 모듈, 걸음 수를 측정하기 위한 압전센서를 브레드보드에 장착하여 구성하였다. 평균적인 걸음 속도를 측정하기 위해 보폭이 필요하고 보폭을 측정하는 방법은 키에 따른 평균 보폭 측정 방법을 사용하였고 평균 보폭 측정 방법은 다음과 같은 수식이 보편적으로 사용된다.
• 따라서, 본 논문에서는 남성을 기준으로 평균 걸음 속도를 측정하기 위해 스마트폰에서 압전센서를 오른쪽 신발에 장착하였기 때문에 보폭에 2배를 해야 걸음 속도를 정확하게 측정할 수 있다고 cm에서 m로 단위 변환을 위해 100으로 나누어준다. 따라서 걸음 속도를 구하는 공식은 다음과 같다.
• 입력 받은 정보를 아두이노에서 걸음 수를 측정한다. 측정된 걸음 수를 블루투스 통신을 통해 안드로이드 스마트폰으로 전송되게 되고 보폭을 측정하는 공식과 이동속도를 측정하는 공식을 통해 걸음 속도를 측정하게 된다.
• 측정된 걸음 속도는 성인의 평균 걸음 속도(1.4m/sec)를 넘어서게 되면 빠른 걸음 또는 뛰는 것으로 간주하여 음악의 재생속도를 2배속으로 재생하게 되며 사용자의 운동 리듬을 위해 10초 동안의 걸음 속도가 평균 걸음 속도를 넘어서게 되면 음악 재생 속도를 2배속으로 올려주는 알고리즘을 설계하였다.

이론/모형

• 걸음 수를 측정하기 위한 디바이스는 아두이노로 우노3(Arduino Uno3)버전으로 실시하였고 그림 4와 같이 구성하였다.
• 아두이노와 스마트폰 사이에 무선통신을 하기 위한 블루투스 모듈, 걸음 수를 측정하기 위한 압전센서를 브레드보드에 장착하여 구성하였다. 평균적인 걸음 속도를 측정하기 위해 보폭이 필요하고 보폭을 측정하는 방법은 키에 따른 평균 보폭 측정 방법을 사용하였고 평균 보폭 측정 방법은 다음과 같은 수식이 보편적으로 사용된다.

후속연구

• 기존의 웨어러블 피트니스 디바이스 시스템들은 이미 상용화되어 장착 되어 판매되고 있지만, 기존에 출시된 제품은 단순히 운동량만 표현해 줄 뿐 운동 리듬에 따른 운동 효과 증대에는 사용자가 직접 개입해야 한다는 문제점이 따른다. 하지만 제안하는 자동 걸음 속도를 이용한 음악재생 속도 변경 방법을 적용한다면 사용자의 리듬에 따라 운동 효과의 증대를 노릴 수 있을 것이다.
• 향후 걸음 속도를 이용한 음악재생 속도 조절 방법을 보완하여 평균 보폭이 아닌 위치추적 방법을 이용해 지도상에 일정 시간마다 이동 좌표를 활용하여 거리를 측정한 다음 걸음 수를 나누게 되면 평균 보폭을 이용한 걸음 속도 보다 더 정확한 속도를 측정하는 방법으로 확대하고자 한다.

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이 논문을 인용한 문헌

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