KR101435366B1

KR101435366B1 - 보행 감지 인터페이스 기기 및 이를 이용한 보행 정보 제공 방법

Info

Publication number: KR101435366B1
Application number: KR1020130058715A
Authority: KR
Inventors: 허홍
Original assignee: 허홍
Priority date: 2013-05-24
Filing date: 2013-05-24
Publication date: 2014-09-02

Abstract

본 발명은 사용자가 올라서서 전후좌우 방향으로 걸음을 내딛는 동작을 감지하여 보행 방향과 속도를 판단하고 전송하는 보행 감지 인터페이스 기기에 관한 것으로, 오목한 곡면 형태로, 발을 내딛기 위한 공간인 보행유도부(10), 발이 닿거나 누름을 감지하기 위한 보행감지부(20), 평평한 면으로써, 서서 정지할 수 있는 정지부(30), 상기 보행유도부와 감지부 및 정지부를 하부에서 지지하는 받침대(40), 상기 감지부(20)로부터 신호를 전달받아 처리하는 장치인 처리부(50),
유선 또는 무선으로 신호를 전송하는 통신부(60) 및 전력을 제공하는 전원제공부(70)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 또한 사용자가 올라서서 전후좌우 방향으로 걸음을 내딛는 동작을 감지하여 보행 방향과 속도를 판단하여 전송하는 것을 특징으로 하는 보행 감지 인터페이스 기기를 이용한 보행 정보 제공 방법에 관한 것으로, 보행 동작에 의한 접촉이 인식되는 지를 확인하는 단계(S010), 접촉이 인식된 위치를 확인하는 단계(S020), 이전에 접촉된 위치 및 시간 정보를 확인하는 단계(S030), 보행 방향과 속도를 산출하는 단계(S040) 및 산출된 결과의 정보를 전송하는 단계(S050)를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

Description

보행 감지 인터페이스 기기 및 이를 이용한 보행 정보 제공 방법 {Interface device sensing of walking and method of giving the data using this device}

본 발명은 스마트폰, 스마트TV, 컴퓨터 또는 게임기에 연결되어, 사용자가 올라선 상태에서 걸음을 내딛을 때, 발이 닿는 부분을 감지하여 보행 방향과 속도를 판단하고 전송하기 위한 보행감지 인터페이스 기기 및 이를 이용한 보행 정보 제공 방법에 관한 것이다.

두 발로 걷고 양손이 자유롭다는 것은 인간만이 갖는 특징이다. 인간은 두발로 걸으면서, 양손으로는 보행과 독립된 다양한 여러 행위들을 할 수 있다. 현실에서는 어느 곳이든, 사람의 보행을 통해 장소를 이동하여 도착하게 된다. 즉, 공간의 이동은 보행이라는 동작과 직접적으로 결부되어 있는 것이다. 최근 다양한 멀티미디어를 통해 공간을 이동하는 방식이 구현되고 있지만, 가장 이상적인 공간이동 신호 측정 방식은 걷는 동작, 즉 보행을 통해서 획득하는 것일 것이다.

최근 스마트폰이나 스마트TV만 있으면, 다양한 게임을 부족함 없이 즐길 수 있게 되었다. 스마트폰과 스마트TV를 통해 즐기는 다양한 게임 중 인기있는 분야가 슈팅게임(shooting game), 즉 총쏘기 게임 분야이다. 슈팅게임은 사용자가 총을 제어할 수 있는 인터페이스를 조작하여 목표물을 향해 총를 발사하여 명중시키는 것으로 사용자의 진행방향과 총의 조준방향 신호를 기기에 전달하여 발사명령을 전송하게 된다. 그런데, 통상적으로는 진행방향 명령과 조준방향명령을 동일화하여 처리하고 있다. 하지만, 실재의 상황이라고 가정한다면, 보행의 진행방향과 총의 조준방향은 얼마든지 다를 수 있기 때문에, 이 두 가지의 신호를 분리하여 기기에 전송해 줄 수 있다면 훨씬 실감 있는 게임을 즐길 수 있을 것이다. 이를 위해서는 사용자의 조준행위는 게임용 총과 같은 인터페이스를 통해 전송되고, 보행동작은 보행을 감지하기 위한 인터페이스가 별도로 연결되어 입력되면 가능한데, 이러한 보행 행위를 감지하기 위한 기술 또한 발전해 오고 있다. 운동기구로 보편화 된 러닝머신을 기본 형태로 하여 보행 동작의 정보를 취득하는 기술로, 대한민국 등록특허 10-0702898호가 있는데, 이는 러닝머신 위를 걷는 사용자의 신체에 부착된 신호수단을 통해 전송되는 데이터를 분석하여 디스플레이를 통해 제공해 주는 기술이다. 이러한 기술은 주로 보행습관 분석이나 재활치료를 위해 사용된다. 이와 달리, 각 영역의 센서를 통해 사용자의 보행 방향을 감지하는 기술로 대한민국 등록특허 10-1150522호가 있다. 이는 바닥에 태그정보를 수신하는 RFID가 설치되어 사용자가 이동하는 방향을 감지하게 된다. 이러한 보행 정보 취득 기술을 적용하여 슈팅게임에 활용하면, 보행방향과 조준하여 발사하는 방향을 분리할 수 있어 보다 실감 있는 슈팅게임을 즐길 수 있지만, 러닝머신이나 공간을 분할한 바닥면을 돌아다니는 것은 공간을 많이 차지하게 되어 게임에 접목하기는 현실적으로 어려운 점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은

스마트폰, 스마트TV, 컴퓨터 또는 게임기에 연결되어 보행을 감지하여 보행 방향과 속도를 판단하고 전송하는 보행 감지 인터페이스 기기를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 보행 감지 인터페이스 기기를 이용하여 스마트폰, 스마트TV, 컴퓨터 또는 게임기에 보행 정보를 제공하는 방법을 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명인 보행 감지 인터페이스 기기는 보행유도부, 감지부, 정지부, 받침대, 처리부, 통신부 및 전원제공부를 포함하여 구성되며,

보행 감지 인터페이스 기기를 이용한 보행 정보 제공 방법은 보행 동작에 의한 접촉이 인식되는 지를 확인하는 단계, 접촉이 인식된 위치를 확인하는 단계, 이전에 접촉된 위치 및 시간 정보를 확인하는 단계, 보행 방향과 속도를 산출하는 단계 및 산출된 결과의 정보를 전송하는 단계를 포함하여 구성된다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 보행 감지 인터페이스 기기 및 이를 이용한 보행 정보 제공 방법에 따르면, 보행 감지 인터페이스 기기를 활용하여 제한된 공간에서 사용자의 보행방향과 속도를 감지함으로써, 다양한 컴퓨팅 장치에 연결하여 보행정보를 활용하여 게임이나 가상현실 등을 즐길 수 있어, 다양한 실감형 체험 영상을 구현하는데 유용하게 사용할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 인터페이스 기기의 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 인터페이스 기기의 구성도
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 보행감지부의 도면
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 인터페이스 기기를 이용한 보행정보 제공 방법의 흐름도
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 의한 인터페이스 기기 및 이를 이용한 보행정보 제공방법에 따른 사용을 설명하는 도면

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다. 그러나 다음에 예시하는 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시 예는 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되어 지는 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 인터페이스 기기의 사시도이다. 인터페이스 기기는 앞쪽(<a>)이 약간 높고 뒤쪽(<b>)이 약간 낮은 형태의 그릇 모양으로 오목한 형태를 띄며, 중심부는 약간 평평한 형상이다. 오목한 부분은 보행유도부(10)로 걸음을 내딛어 발을 닿게 하기 위한 부분이다. 보행유도부(10)에는 발이 닿거나 누름을 감지하기 위해 보행감지부(20)가 구비된다. 보행유도부(10)는 중심부 쪽으로 완만한 형태인 오목한 구조의 유광 또는 무광의 플라스틱이나 표면 처리된 금속재 같은 매끄러운 재질로 구성되어, 발을 내딛고 몸의 중심을 내딛은 쪽으로 옮기면, 내딛은 발이 미끄러져 내려와 정지부(30)로 되돌아오게 된다. 보행유도부(10)와 보행감지부(20) 및 정지부(30)를 하부에서 지지하는 받침대(40)가 구비되는 외형을 갖는다. 보행감지부(20)에서 감지된 신호는 신호를 전달받아 처리하는 장치인 처리부(50)를 통해 유선 또는 무선으로 신호를 전송하는 통신부(60)를 이용하여 전송된다. 전력을 제공하는 전원제공부(70)도 함께 구성된다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 인터페이스 기기의 구성도이다. 인터페이스 기기의 보행감지부(20)는 발이 닿거나 눌러지는 접촉부(21), 접촉부(21)에서 발생하는 신호를 인식하는 장치인 접촉인식부(22)를 포함하여 구성된다. 접촉인식부(22)에서 보내준 데이터는 처리부(50)를 통해 보행정보로 처리되어 유무선의 통신부(60)를 통해 컴퓨팅 장치로 전송된다. 유선으로 연결(60a)되면 컴퓨팅장치에 곧바로 연결되며, 무선으로 연결(60b)될 경우, 무선으로 신호를 전송하는 경우, 통신 방식이 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), 적외선(Infrared)통신, RF(Radio Frequency)통신, Wi-Fi, 무선랜(Wireless LAN)중 하나의 통신방식으로 데이터를 전송하게 된다. 전원제공부(70)가 처리부(50)에 전력을 공급하여 일련의 프로세스가 진행되게 하며, 충전지, 건전지, 유선 플러그 중 하나의 방법으로 전력을 제공한다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 보행감지부의 도면이다. 보행감지부(20)는 접촉부(21)와 접촉인식부(22)를 포함하여 구성되는데, 본 도면에서 보행감지부(20)의 여러 형태를 설명한다. 접촉부(21)에서 닿거나 눌러지는 것을 전달받아, 접촉인식부(22)에서 전자적인 신호로 발생시켜 준다. 발이 닿거나 눌러지는 것을 측정하기 위한 장치로는 회전식 롤러(roller), 회전 볼(ball), 푸쉬버튼(push button), 발광(發光)부와 수광(受光)부로 구성된 광학센서, 진동을 전기적 신호로 바꾸는 압전(piezo-electric)센서, 접촉감각에 압력감각 정보를 가한 압각(pressure, 壓覺)센서 등이 가능하다. 그중 몇 가지 사례를 예로 들면, <a>는 회전식 롤러를 이용한 것으로 회전되는 접촉부(21)를 통해 보행이 인지되어 접촉인식부(22)를 통해 신호가 발생 된다. 롤러의 회전을 통해 속도를 더 상세하게 인지할 수 있는 특징이 있다. <b>는 회전식 롤러인 접촉부(21)를 통해 보행이 인지된다. 볼마우스와 유사한 원리로 단순히 접촉을 인지하는 것이 아니라, 회전 방향을 상세하게 획득할 수 있다. <c>는 푸쉬버튼인 접촉부(21)를 통해 보행이 인지된다. 푸쉬버튼의 특성에 따라 발이 내딛는 강도를 인지할 수도 있는 장점이 있다. 이처럼 다양한 형태와 특성의 장치 중 하나를 활용하여 보행감지부(20)를 구성하고, 이를 보행유도부에 정지부를 중심으로 정방향으로 다수 배치한다. 보행감지부(20)의 개수가 많을수록 획득되는 보행정보는 정확해 질 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 인터페이스 기기를 이용한 보행정보 제공 방법의 흐름도이다. 인터페이스 기기를 ON하여 접촉감지를 개시하면(S001), 보행 동작에 의한 접촉이 인식되는 지를 확인(S010)한다. 즉, 현재의 시점에서 접촉을 감지하는 보행감지부(20)가 있는지를 확인하여 접촉이 인식되었다면(S011) 접촉이 인식된 위치를 확인(S020)한다. 접촉이 인식되지 않는다면, 이 단계를 반복적으로 수행하도록 루핑(looping)된다. 현재 접촉된 위치를 확인하면, 이전에 접촉된 위치 및 시간 정보가 있는 지를 확인(S030)한다. 이전에 접촉된 정보가 없으면 다시 접촉을 인식하여 다음 접촉신호를 취하게 된다. 이전에 접촉된 위치와 현재 접촉된 위치를 비교하여, 이전 위치에서 현재 위치로 향하는 방향의 정 반대 방향을, 보행하고자 하는 방향으로 판단하게 된다. 또, 이전에 접촉된 시각과 현재 접촉된 시각을 비교하여, 시간의 편차에 따라 보행 속도 또한 산출된다.

보행 방향과 속도를 산출(S040)하면, 산출된 결과의 정보를 전송(S050)한다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 의한 인터페이스 기기 및 이를 이용한 보행정보 제공방법에 따른 사용을 설명하는 도면이다. <a>는 본 발명에 의한 인터페이스 기기를 슈팅게임기에 연결한 사례이다. 손에 쥔 게임용 총의 방향과 보행방향을 달리 처리할 수 있어서, 걷는 방향과 독립된 방향으로 총을 쏠 수 있는 장점이 있어, 게임의 재미를 배가시켜줄 수 있다. PC를 이용한 슈팅게임에서는 마우스를 총의 방향으로, 키보드를 걷는 방향으로 정하여 진행되는 게임들이 있지만, 직관적이지 않아 사용에 불편함이 있었다. <b>는 본 발명에 의한 인터페이스 기기를 스마트TV에 연결한 사례이다. 다양한 인터랙티브 컨텐츠를 연동하면, 보행신호에 따라 컨텐츠를 제공할 수 있다. 예를 들어, 진기한 곳을 탐험하거나 여행하는 컨텐츠를 보행신호와 연결하면, 실제로 걸어서 공간을 이동하는 실감영상을 제공할 수 있을 것이다. 이러한 방식은 산업적으로도 활용될 수 있다. 예를 들어 아파트 모델하우스를 대형 스크린으로 가상현실화 할 수도 있다. 사용자가 본 발명에 의한 인터페이스 기기에 올라서서 대형스크린에 아파트 가상공간을 자유롭게 걸어다니며 3D 입체영상을 체험할 수도 있는 것이다. 인간만이 갖는 두발 보행이라는 행위를 신호로 획득하면 다양한 3D 영상 구현기술과 인터랙티브 컨텐츠 제공기술과 연결되어 보다 실감나는 체험 영상을 제공할 수 있을 것이다.

전술한 본 발명에 따른 보행 감지 인터페이스 기기 및 이를 이용한 보행 정보 제공 방법에 대한 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.

10 : 보행유도부
20 : 보행감지부
21 : 접촉부
22 : 접촉인식부
30 : 정지부
40 : 받침대
50 : 처리부
60 : 통신부
70 : 전원제공부

Claims

스마트폰, 스마트TV, 컴퓨터 또는 게임기에 연결되는 인터페이스 기기에 있어서
중심부 쪽으로 완만한 형태인 오목한 구조의 유광 또는 무광의 플라스틱이나 표면 처리된 금속재 같은 매끄러운 재질로 구성된, 발을 내딛기 위한 공간인 보행유도부(10);
발이 닿거나 누름을 감지하기 위한 보행감지부(20);
평평한 면으로써, 서서 정지할 수 있는 정지부(30);
상기 보행유도부와 보행감지부 및 정지부를 하부에서 지지하는 받침대(40);
상기 보행감지부(20)로부터 신호를 전달받아 처리하는 장치인 처리부(50);
유선 또는 무선으로 신호를 전송하는 통신부(60); 및
전력을 제공하는 전원제공부(70);를 포함하여 구성됨으로써, 사용자가 올라서서 전후좌우 방향으로 걸음을 내딛는 동작을 하여, 상기 보행유도부(10)에 발을 내딛고 몸의 중심을 내딛는 쪽으로 옮기면, 내딛는 발이 미끄러져 내려와 상기 정지부(30)로 되돌아오게 되어, 원하는 방향으로 걸어가는 동작에 따라 보행 방향과 속도를 판단하고 전송하는 것을 특징으로 하는 보행 감지 인터페이스 기기
삭제
제 1항에 있어서, 상기 보행감지부(20)는 발이 닿거나 눌러지는 접촉부(21), 접촉부(21)에서 발생하는 신호를 인식하는 장치인 접촉인식부(22)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 보행 감지 인터페이스 기기
제 3항에 있어서, 상기 접촉부(21)는 회전식 롤러(roller), 회전 볼(ball), 푸쉬버튼(push button), 발광(發光)부와 수광(受光)부로 구성된 광학센서, 진동을 전기적 신호로 바꾸는 압전(piezo-electric)센서, 접촉감각에 압력감각 정보를 가한 압각(pressure, 壓覺)센서 중 하나인 것을 특징으로 하는 보행 감지 인터페이스 기기
제 1항에 있어서, 상기 통신부(60)가 무선으로 신호를 전송하는 경우, 통신 방식이 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), 적외선(Infrared)통신, RF(Radio Frequency)통신, Wi-Fi, 무선랜(Wireless LAN)중 하나인 것을 특징으로 하는 보행 감지 인터페이스 기기
제 1항에 있어서, 상기 전원제공부(70)는 충전지, 건전지, 유선 플러그 중 하나의 방법으로 전력을 제공하는 것을 특징으로 하는 보행 감지 인터페이스 기기
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