KR101359570B1 - 외부 감지 장치를 이용한 운동동작 분석 장치 및 운동동작 분석 방법 - Google Patents

Abstract

외부 감지 장치를 이용한 운동동작 분석 장치 및 운동동작 분석 방법이 개시된다. 본 발명은, 기준 운동동작에 대한 물리적 수치 정보를 포함하는 기준 데이터가 저장된 저장부, 감지 장치가 스윙을 수반하는 운동기구에 부착된 상태에서 사용자에 의한 실습 운동동작이 실행되는 경우에 감지 장치가 감지한 실습 운동동작 정보가 수신되는 수신부, 및 수신된 실습 운동동작 정보로부터 물리적 수치 정보를 포함하는 실습 데이터를 획득하고, 실습 데이터와 기준 데이터를 비교하는 연산부를 구비한다. 본 발명에 따르면, 교습자 없이도 학습자 스스로 스윙 운동동작의 연습 및 점검을 통해 스윙 운동동작의 향상이 가능하게 된다.

Description

외부 감지 장치를 이용한 운동동작 분석 장치 및 운동동작 분석 방법{Exercise Motion Analyzing Device Using External Sensing Device, and Exercise Motion Analyzing Method}

본 발명은 외부 감지 장치를 이용한 운동동작 분석 장치 및 운동동작 분석 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 교습자 없이도 학습자 스스로 스윙 운동동작의 연습 및 점검을 통해 스윙 운동동작의 향상을 가능하게 하는 외부 감지 장치를 이용한 운동동작 분석 장치 및 운동동작 분석 방법 관한 것이다.

그 간 골프채를 스윙하는 것을 포함하여 다양한 운동동작의 적절한 기술을 교습하기 위해서 많은 기술이 제안되어 왔다.

많은 교습자(예를 들면, 골프전문가)는 골프채를 올바르게 스윙하는 방법을 학습자에게 교습하기 위해서 학습자의 스윙에 연관된 문제에 대한 논평, 학습자의 스윙향상에 관한 칭찬, 스윙을 교정하는 것에 관한 제안 등을 실행한다.

하지만, 이와 같은 교습자가 없는 경우에는 학습자들은 자신의 스윙운동동작에 대한 점검 및 평가를 받을 수 없다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 교습자 없이도 학습자 스스로 스윙 운동동작의 연습 및 점검을 통해 스윙 운동동작의 향상을 가능하게 하는 외부 감지 장치를 이용한 운동동작 분석 장치 및 운동동작 분석 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 운동동작 분석 장치는, 기준 운동동작에 대한 물리적 수치 정보를 포함하는 기준 데이터가 저장된 저장부; 감지 장치가 스윙을 수반하는 운동기구에 부착된 상태에서 사용자에 의한 실습 운동동작이 실행되는 경우에 상기 감지 장치가 감지한 실습 운동동작 정보가 수신되는 수신부; 및 상기 수신된 실습 운동동작 정보로부터 물리적 수치 정보를 포함하는 실습 데이터를 획득하고, 상기 실습 데이터와 상기 기준 데이터를 비교하는 연산부를 포함한다.

바람직하게는, 상기 연산부로부터의 상기 실습 데이터와 상기 기준 데이터의 비교 정보를 표시하는 표시부를 더 포함한다.

또한, 상기 운동기구는 골프채, 야구 배트, 하키채, 배드민턴채, 탁구채, 테니스채, 및 스쿼시채 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 운동동작 분석 방법은, (a) 운동동작 분석 장치가, 기준 운동동작에 대한 물리적 수치 정보를 포함하는 기준 데이터를 저장하는 단계; (b) 상기 운동동작 분석 장치가, 감지 장치가 스윙을 수반하는 운동기구에 부착된 상태에서 사용자에 의한 실습 운동동작이 실행되는 경우에, 상기 감지 장치가 감지한 실습 운동동작 정보를 수신하는 단계; (c) 상기 운동동작 분석 장치가, 상기 감지된 실습 운동동작으로부터 물리적 수치 정보를 포함하는 실습 데이터를 획득하는 단계; 및 (d) 상기 운동동작 분석 장치가, 상기 실습 데이터와 상기 기준 데이터를 비교하는 단계;를 포함한다.

바람직하게는, 상기 (d) 단계 이후에, (e) 상기 운동동작 분석 장치가, 상기 실습 데이터와 상기 기준 데이터의 비교 정보를 표시하는 단계를 더 포함한다.

또한, 상기 감지 장치가 부착되는 상기 운동기구는 상기 감지 장치의 중량만큼 가벼운 중량을 갖도록 제작되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 운동기구는 골프채, 야구 배트, 하키채, 배드민턴채, 탁구채, 테니스채, 및 스쿼시채 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 기록 매체는, 상기 단계가 실행되는 프로그램이 기록된 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 운동동작 분석 장치는, 상기 단계가 실행되는 프로그램이 설치된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 교습자 없이도 학습자 스스로 스윙 운동동작의 연습 및 점검을 통해 스윙 운동동작의 향상이 가능하게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 운동동작 분석 시스템의 구조를 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 운동동작 분석 장치의 구조를 설명하는 기능 블록도, 및
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 운동동작 분석 방법의 동작 원리를 설명하는 절차 흐름도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 운동동작 분석 시스템의 구조를 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 운동동작 분석 시스템은 감지 장치, 및 운동동작 분석 장치(200)를 포함한다.

먼저, 감지 장치(100)는 운동기구(50)에 장착되며, 사용자가 운동기구(50)를 파지한 상태에서 운동기구(50)의 스윙을 하는 경우에 감지되는 사용자의 실습 운동동작 정보를 운동동작 분석 장치(200)에 송신한다.

즉, 감지 장치(100)는 운동기구(50)에 부착된 상태에서 사용자에 의한 실습 운동 동작이 실행되는 경우에 실습 운동동작을 감지하게 되며, 본 발명을 실시함에 있어서, 감지 장치(100)는 모션 센서, 가속도 센서, 자이로 센서, 각속도 센서 등의 다양한 센서를 구비할 수 있을 것이며, 운동동작 분석 장치(200)에 실습 운동 동작 정보를 송신하기 위한 블루투스 모듈 등의 다양한 통신 수단을 구비함이 바람직할 것이다.

한편, 운동동작 분석 장치(200)는 감지 장치(100)로부터 수신한 실습 운동 동작 정보에 기초하여 사용자의 실습 운동 동작을 분석하고 평가하는 기능을 수행한다.

본 발명에 따른 운동동작 분석 시스템은 운동기구(50)를 사용자가 파지한 상태에서 운동기구(50)의 스윙이 이루어지는 골프, 야구, 하키채, 배드민턴, 탁구 등의 모든 운동종목에 사용될 수 있을 것이다.

구체적으로, 도 1에서와 같이 감지 장치(100)가 운동기구(50)에 장착됨에 있어서는, 감지 장치(100)의 무게에 의해 사용자의 스윙 동작에 영향을 주는 것을 최소화하기 위해 골프채 등의 운동기구(50)의 하부에 부착하는 것이 바람직할 것이다.

또한, 해당 운동기구(50)에 감지 장치(100)가 부착됨에 의해 실제 운동기구(50)보다 무게가 증가되는 것을 방지하기 위해서 실제 운동기구보다 감지 장치(100)의 중량만큼 가벼운 중량을 갖도록 제작되는 것이 바람직할 것이다.

아울러, 본 발명을 실시함에 있어서 감지 장치(100)를 기 제작되어 사용되는 실제 운동기구에 부착하여 사용할 수도 있으며, 이 경우에 사용자가 최대한 동일한 스윙 감각을 유지할 수 있도록 감지 장치(100)는 가급적 가벼운 중량으로 제작되는 것이 바람직하며, 부착된 감지 장치(100)는 운동 기구의 스윙시에 움직임이 없도록 견고하게 부착되어야 할 것이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 운동동작 분석 장치의 구조를 설명하는 기능 블록도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 운동동작 분석 장치(200)는 촬영부(210), 저장부(230), 수신부(250), 연산부(270), 송신부(280), 및 표시부(290)를 포함한다.

촬영부(210)는 운동 교습자의 모법이 되는 기준 운동동작의 실행이 있는 경우에 운동 교습자가 실행하는 기준 운동동작을 촬영한다.

먼저, 저장부(230)에는 운동 교습자의 기준 운동동작이 저장되며, 사용자의 운동동작과 비교하는 기준 운동동작에 대한 물리적 수치 정보를 포함하는 기준 데이터도 저장된다.

한편, 수신부(250)는 감지 장치(100)로부터 사용자의 운동기구(50)의 스윙 동작에 따라 측정되는 실습 운동 동작 정보를 수신한다.

연산부(270)는 저장부(230)에 저장된 운동 교습자에 의한 기준 운동동작의 촬영 이미지로부터 기준 운동동작에 대한 물리적 수치 정보를 추출함으로써, 이른바 기준 데이터를 획득하며, 획득된 기준 데이터는 저장부(230)에 저장된다.

또한, 연산부(270)는 감지 장치(100)에 의해 감지된 실습 운동동작으로부터 물리적 수치 정보를 포함하는 실습 데이터를 획득하고, 실습 데이터와 기준 데이터를 비교하여 비교 정보를 생성한다.

한편, 송신부(280)는 운동동작 분석 장치(200)의 저장부(230)에 저장되어 있는 기준 운동동작의 촬영 이미지, 기준 데이터, 실습 데이터, 비교 정보 등을 필요에 따라 외부 단말기로 송신하는 기능을 수행한다.

한편, 표시부(290)에는 연산부(270)에서 생성된 실습 데이터와 기준 데이터의 비교 정보를 표시하게 되며, 본 발명을 실시함에 있어서, 표시부(290)는 디스플레이, 스피커 등의 다양한 장치가 활용될 수 있을 것이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 운동동작 분석 방법의 동작 원리를 설명하는 절차 흐름도이다. 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 운동동작 분석 방법의 동작 원리를 설명하면, 먼저, 운동 교습자는 도 1에서의 운동기구(50)가 아닌 자신이 사용하는 운동기구(50)를 통해 스윙 운동동작을 실행하고, 운동동작 분석 장치(200)는 촬영부(210)를 통해 이와 같은 교습자에 의한 기준 운동동작을 촬영하게 된다(S310).

촬영된 교습자의 기준 운동동작의 촬영 이미지는 운동동작 분석 장치(200)의 저장부(230)에 저장되게 된다(S320). 이와 같이 운동동작 분석 장치(200)의 저장부(230)에 저장된 촬영 이미지는 이후 사용자가 운동동작 분석 장치(200)에 구비된 동영상 실행 기능을 통해 확인할 수 있게 되며, 사용자는 교습자의 기준 운동동작의 촬영 이미지를 먼저 영상으로 확인한 후에 이에 따라 자신의 스윙 운동동작을 연습할 수 있게 된다.

이를 위해서는 운동동작 분석 장치(200)에는 별도의 동영상 재생부가 구비되어 있어야 할 것이며, 재생된 동영상 이미지는 디스플레이 화면인 표시부(290)를 통해 사용자에게 제공되게 될 것이다.

한편, 운동동작 분석 장치(200)의 연산부(270)는 저장부(230)에 저장되어 있는 촬영 이미지로부터 기준 운동동작에 대한 물리적 수치 정보를 추출하고 이와 같이 획득된 물리적 수치 정보인 기준 데이터는 저장부(230)에 저장된다(S330).

구체적으로, 본 발명을 실시함에 있어서, 운동동작 분석 장치(200)의 연산부(270)는 기준 운동동작에 대한 촬영 이미지를 분석하여 교습자의 운동동작 실행시간, 가속도값, 각속도값, 촬영된 이미지 내에서의 운동기구(50)의 변위 벡터값 등의 물리적 수치 정보를 추출하게 된다.

한편, 본 발명을 실시함에 있어서, 기준 운동동작에 대한 촬영 이미지는, 저장부(230)에 기 저장되어 있는 사용자와 동일한 방식으로 스윙을 하는 기 촬영된 영상 이미지(운동 강사의 스윙 영상 이미지 또는 유료 컨텐츠로 운동동작 분석 장치(200)에 제공되는 유명 프로골퍼 등의 스윙 영상 이미지)로 대체될 수도 있을 것이다.

한편, 본 발명을 실시함에 있어서 연산부(270)가 상기의 물리적 수치 정보를 기준 운동동작의 촬영 이미지로부터 추출해낼 수도 있지만, 사용자의 외부 입력에 의해 물리적 수치 정보인 기준 데이터가 저장부(230)에 기 저장되어 있을 수도 있을 것이다.

뿐만 아니라, 본 발명을 실시함에 있어서, 전술한 기준 데이터를 획득함에 있어서는 다음과 같은 방법 또한 실행 가능할 것이다.

즉, 감지 장치(100)를 도 1에서와 같이 운동기구(50)의 하단에 부착한 상태에서, 교습자는 해당 운동기구(50)를 파지하고, 기준 운동동작을 실행한다. 교습자에 의한 기준 운동동작이 실행되는 경우에 감지 장치(100)는 교습자의 기준 운동동작을 감지하게 된다.

구체적으로, 감지 장치(100)에 구비된 모션 센서, 자이로 센서, 가속도 센서, 각속도 센서 등에 의해 감지 장치(100)는 감지 장치(100)의 이동에 따른 가속도값, 각속도값, 및 감지 장치(100)의 변위 벡터값 등의 물리적 수치정보인 실습 데이터를 획득하게 되며, 이와 같은 정보는 운동동작 분석 장치(200)에 송신된 후, 운동동작 분석 장치(200)의 저장부(230)에 저장된다.

그 다음 사용자는 운동동작 분석 장치(200)를 통해 교습자의 운동동작에 대한 촬영 영상을 확인한 후에, 감지 장치(100)를 도 1에서와 같이 자신이 연습하려고 하는 운동기구(50)의 하단에 부착한다(S340).

이와 같이 감지 장치(100)를 해당 운동기구(50)에 부착한 상태에서 사용자는 해당 운동기구(50)를 파지하고, 교습자의 운동동작에 따라 스윙 운동동작을 실습하게 된다. 사용자에 의한 실습 운동동작이 실행되는 경우에 감지 장치(100)는 사용자의 실습 운동동작을 감지하게 된다(S350).

구체적으로, 감지 장치(100)에 구비된 모션 센서, 자이로 센서, 가속도 센서, 각속도 센서 등에 의해 측정된 데이터가 운동동작 분석 장치(200)로 송신되면, 운동동작 분석 장치(200)의 연산부(270)는 사용자의 운동동작 실행시간, 감지 장치(100)의 이동에 따른 가속도값, 각속도값, 및 감지 장치(100)의 변위 벡터값 등의 물리적 수치정보인 실습 데이터를 획득하게 된다. 이와 같이 운동동작 분석 장치(200) 연산부(270)에 의해 획득된 실습 데이터는 저장부(230)에 저장된다(S360).

그 다음, 운동동작 분석 장치(200)의 연산부(270)는 저장부(230)에 기 저장되어 있는 기준 데이터와 실습 데이터를 비교 분석하게 된다(S370).

운동동작 분석 장치(200)의 연산부(270)가 기준 데이터와 실습 데이터를 비교한 결과, 실습 데이터가 기준 데이터와의 관계에서 소정의 오차 범위 내에 있는 것으로 확인된 경우에 운동동작 분석 장치(200)의 표시부(290)에 구비된 디스플레이에는 "GOOD"이라는 비교정보가 출력됨과 동시에, 해당 비교정보는 표시부(290)에 별도로 구비된 스피커를 통해 동시에 음성으로도 출력될 것이다.(S380).

한편, 운동동작 분석 장치(200)의 연산부(270)가 기준 데이터와 실습 데이터를 비교한 결과, 실습 데이터가 기준 데이터와의 관계에서 소정의 오차 범위 밖에 있는 것으로 확인된 경우에 운동동작 분석 장치(200)의 표시부(290)에 구비된 디스플레이에는 "NOT GOOD"이라는 비교정보가 출력됨과 동시에, 해당 비교정보는 표시부(290)에 별도로 구비된 스피커를 통해 동시에 음성으로도 출력될 것이다.

한편, 본 발명을 실시함에 있어서는, 운동동작 분석 장치(200)는 별도로 제조 및 판매될 수도 있지만, 각종 운동 동작을 감지하는 자이로 센서, 중력 센서 등이 구비되어 있는 기존의 스마트 폰에 도 3에서의 각 단계를 실행하는 프로그램을 설치함으로써 구현될 수도 있을 것이다.

또한, 사용자는 본 발명에 따른 감지 장치(100)를 운동기구(50)에 부착한 상태에서 자신의 스윙 운동 동작을 분석한 데이터를 운동동작 분석 장치(200)를 통해 직접 확인할 수도 있을 것이다.

구체적으로, 사용자가 감지 장치(100)를 도 1에서와 같이 부착된 운동기구(50)를 파지한 상태에서 스윙 운동 동작을 실행하면, 감지 장치(100)는 사용자의 스윙 운동 동작에 따른 운동기구(50)의 가속도값, 각속도값, 변위 벡터값 등의 물리적 수치 정보를 운동동작 분석 장치(200)에 송신하고, 이에 기초하여 운동동작 분석 장치(200)의 연산부(270)는 사용자의 스윙 운동 동작에 따라 타격되는 골프공 등의 물체의 발사 거리, 수직 발사 각도(탄도), 물체의 타격시의 수평 발사 각도(중심축을 기준으로 좌측 또는 우측으로의 발사 각도)를 연산하고 연산된 데이터를 표시부(290)에 표시하게 된다.

한편, 연산부(270)는 수평 발사 각도가 저장부(230)에 기 저장되어 있는 소정의 각도 범위를 초과하는 경우에는 표시부(290)에 골프공 등의 해당 물체가 소정의 각도 범위를 초과하여 경로를 벗어났음을 알리는 메시지(예를 들어, 슬라이스, 훅 또는 OB(OUT OF BOUNCE))를 해당 데이터와 함께 표시할 수도 있을 것이다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 응용예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 응용예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

또한, 본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

50: 운동기구, 100: 감지 장치,
200: 운동동작 분석 장치, 210: 촬영부,
230: 저장부, 250: 수신부,
270: 연산부, 290: 표시부.

Claims (8)

1. 운동동작 분석 장치에 있어서,
   기준 운동동작의 촬영 이미지 및 상기 기준 운동동작에 대한 물리적 수치 정보를 포함하는 기준 데이터가 저장된 저장부;
   상기 저장부에 저장된 상기 기준 운동동작의 촬영 이미지를 재생하는 영상 재생부;
   상기 영상 재생부가 재생하는 상기 기준 동작의 촬영 이미지가 표시되는 표시부;
   감지 장치가 스윙을 수반하는 운동기구에 부착된 상태에서 사용자에 의한 실습 운동동작이 실행되는 경우에 상기 감지 장치가 감지한 실습 운동동작 정보가 수신되는 수신부; 및
   상기 수신된 실습 운동동작 정보로부터 물리적 수치 정보를 포함하는 실습 데이터를 획득하고, 상기 실습 데이터와 상기 기준 데이터를 비교하는 연산부
   를 포함하는 운동동작 분석 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 연산부로부터의 상기 실습 데이터와 상기 기준 데이터의 비교 정보를 표시하는 표시부를 더 포함하는 운동동작 분석 장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 운동기구는 골프채, 야구 배트, 하키채, 배드민턴채, 탁구채, 테니스채, 및 스쿼시채 중 어느 하나인 것인 운동동작 분석 장치.
   
4. (a) 운동동작 분석 장치가, 기준 운동동작의 촬영 이미지 및 상기 기준 운동동작에 대한 물리적 수치 정보를 포함하는 기준 데이터를 저장하는 단계;
   (b) 상기 운동동작 분석 장치가, 상기 기준 운동동작의 촬영 이미지를 재생하는 단계;
   (c) 상기 운동동작 분석 장치가, 재생된 상기 기준 운동동작의 촬영 이미지를 표시하는 단계;
   (d) 상기 운동동작 분석 장치가, 감지 장치가 스윙을 수반하는 운동기구에 부착된 상태에서 사용자에 의한 실습 운동동작이 실행되는 경우에, 상기 감지 장치가 감지한 실습 운동동작 정보를 수신하는 단계;
   (e) 상기 운동동작 분석 장치가, 상기 감지된 실습 운동동작으로부터 물리적 수치 정보를 포함하는 실습 데이터를 획득하는 단계; 및
   (f) 상기 운동동작 분석 장치가, 상기 실습 데이터와 상기 기준 데이터를 비교하는 단계;
   를 포함하는 운동동작 분석 방법.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 (f) 단계 이후에,
   (g) 상기 운동동작 분석 장치가, 상기 실습 데이터와 상기 기준 데이터의 비교 정보를 표시하는 단계를 더 포함하는 운동동작 분석 방법.
   
6. 제4항에 있어서,
   상기 운동기구는 골프채, 야구 배트, 하키채, 배드민턴채, 탁구채, 테니스채, 및 스쿼시채 중 어느 하나인 것인 운동동작 분석 방법.
   
7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에서의 상기 단계가 실행되는 프로그램이 기록된 기록 매체.
   
8. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에서의 상기 단계가 실행되는 프로그램이 설치된 운동동작 분석 장치.
   
   

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