KR101672481B1 - 스윙 자세 분석 시스템 - Google Patents

스윙 자세 분석 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101672481B1
KR101672481B1 KR1020150079378A KR20150079378A KR101672481B1 KR 101672481 B1 KR101672481 B1 KR 101672481B1 KR 1020150079378 A KR1020150079378 A KR 1020150079378A KR 20150079378 A KR20150079378 A KR 20150079378A KR 101672481 B1 KR101672481 B1 KR 101672481B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
swing
analysis
wearer
pressure
pressure sensing
Prior art date
Application number
KR1020150079378A
Other languages
English (en)
Inventor
이진욱
강치정
Original Assignee
쓰리엘랩스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 쓰리엘랩스 주식회사 filed Critical 쓰리엘랩스 주식회사
Priority to KR1020150079378A priority Critical patent/KR101672481B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101672481B1 publication Critical patent/KR101672481B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B24/00—Electric or electronic controls for exercising apparatus of preceding groups; Controlling or monitoring of exercises, sportive games, training or athletic performances
    • A63B24/0003—Analysing the course of a movement or motion sequences during an exercise or trainings sequence, e.g. swing for golf or tennis
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B24/00—Electric or electronic controls for exercising apparatus of preceding groups; Controlling or monitoring of exercises, sportive games, training or athletic performances
    • A63B24/0087—Electric or electronic controls for exercising apparatus of groups A63B21/00 - A63B23/00, e.g. controlling load
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B69/00—Training appliances or apparatus for special sports
    • A63B69/36—Training appliances or apparatus for special sports for golf
    • A63B69/3608—Attachments on the body, e.g. for measuring, aligning, restraining

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

스윙 자세 분석 시스템은 착용자가 스윙 부재로 스윙(swing)을 함에 따라 좌측 발에 가해지는 압력을 센싱하여 제 1 압력 센싱 신호들을 생성하는 좌측 신발, 상기 착용자가 상기 스윙을 함에 따라 우측 발에 가해지는 압력을 센싱하여 제 2 압력 센싱 신호들을 생성하는 우측 신발, 상기 스윙에 의해 상기 스윙 부재와 공이 충돌할 때 발생하는 충돌 음향을 센싱하여 충돌 음향 신호를 생성하는 음향 센싱 장치 및 상기 제 1 압력 센싱 신호들, 상기 제 2 압력 센싱 신호들 및 상기 충돌 음향 신호에 기초하여 상기 착용자의 스윙 자세를 분석하는 스윙 분석 장치를 포함할 수 있다. 스윙 자세 분석 시스템은 착용자가 착용하는 신발, 휴대용 단말 내에 구현 가능한 음향 센싱 장치 및 스윙 분석 장치를 이용하므로, 휴대가 용이 할 수 있다. 또한, 스윙 자세 분석 시스템은 충돌 음향 신호에 기초하여 스윙 자세를 분석하므로, 신호들을 동기화하여 스윙 자세를 정확하게 분석할 수 있다.

Description

스윙 자세 분석 시스템{SWING POSTURE ANALYZING SYSTEM}
본 발명은 운동 자세 분석 기술에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 사용자의 스윙 자세를 분석하는 스윙 자세 분석 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 대한민국 정보통신산업진흥원 부설 정보통신기술진흥센터의 2014년 글로벌 전문 기술 개발 사업(ICT 유망 과제)의 일환으로 수행된 과제명 "족적 데이터 센싱기술 기반 무선 충전형 스마트 인솔을 활용한 상황 인지 실버라이프케어 시스템 개발" R&D 과제의 기술 개발 성과에 관한 것이다.
골프는 골프 클럽을 이용하여 공을 멀리 정확하게 보내는 운동이다. 골프는 다른 운동에 비해 움직임이 적을 뿐만 아니라 공의 크기가 작기 때문에, 골프 스윙은 사용자의 미세한 움직임에 큰 영향을 받는다. 따라서, 골프에서 스윙 자세는 다른 운동에 비해 매우 중요하다. 사용자가 골프 스윙 자세를 정확하게 구사하기 위해서는 지속적인 연습과 레슨을 통한 자세 교정을 받아야 하지만, 골프 전문가의 레슨을 받기 위해서는 많은 비용을 지불해야 한다. 한편, 한국등록특허 제 1,458,931호에 개시된 발명은 운동 자세 분석 장치 및 운동 자세 분석 정보 생성 방법에 관한 것으로서, 사용자의 발에 걸리는 압력을 검출하여 발의 형상을 영상화하고, 사용자의 발에 걸리는 압력 분포를 표시하며, 사용자의 동작에 따른 상기 압력 분포의 변화를 추적하여 발의 영상과 압력 분포를 표시하는 것을 특징으로 한다. 상기 발명은 운동 자세 분석 정보를 직관적으로 제공할 수 있으나, 압력 센서 플레이트가 사용자의 자세에 대응하는 크기를 가지고, 상기 크기에 대응하여 배치된 압력 센서들을 포함하기 때문에, 사용자가 운동 자세 분석 장치를 휴대하기가 용이하지 않을 뿐만 아니라, 상대적으로 가격이 비싸다는 문제점을 가지고 있다.
본 발명의 일 목적은 휴대가 용이하고, 저비용으로 사용자의 스윙 자세를 정확하게 분석할 수 있는 스윙 자세 분석 시스템을 제공하는 것이다. 다만, 본 발명의 목적은 상술한 목적으로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 스윙 자세 분석 시스템은 착용자가 스윙 부재로 스윙을 함에 따라 좌측 발에 가해지는 압력을 센싱하여 제 1 압력 센싱 신호들을 생성하는 좌측 신발, 상기 착용자가 상기 스윙을 함에 따라 우측 발에 가해지는 압력을 센싱하여 제 2 압력 센싱 신호들을 생성하는 우측 신발, 상기 스윙에 의해 상기 스윙 부재와 공이 충돌할 때 발생하는 충돌 음향을 센싱하여 충돌 음향 신호를 생성하는 음향 센싱 장치 및 상기 제 1 압력 센싱 신호들, 상기 제 2 압력 센싱 신호들 및 상기 충돌 음향 신호에 기초하여 상기 착용자의 스윙 자세를 분석하는 스윙 분석 장치를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 좌측 신발과 상기 우측 신발은 압력 센싱 동작을 수행하는 신발 인솔을 각각 포함하고, 상기 신발 인솔은 플렉서블 몸체 및 상기 플렉서블 몸체에 분산 배치된 압력 센서들을 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 스윙 분석 장치는 분석 구간 동안 상기 제 1 압력 센싱 신호들과 상기 제 2 압력 센싱 신호들 각각의 신호 레벨을 기 설정된 좌표들 상에 표시하여 압력 분포 데이터를 생성할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 분석 구간은 상기 충돌 음향이 발생한 시점을 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 스윙 분석 장치는 상기 압력 분포 데이터에 기초하여 상기 착용자의 무게 중심 이동을 분석할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 스윙 분석 장치는 상기 분석 구간을 n개의 하위 분석 구간들로 구분하고(이때, n은 2 이상의 자연수), 상기 하위 분석 구간들별로 하위 압력 분포 데이터를 생성할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 하위 분석 구간들은 상기 충돌 음향이 발생한 시점, 제 1 압력 센싱 신호들의 신호 레벨 및 제 2 압력 센싱 신호들 중 적어도 하나에 기초하여 구분될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 스윙 분석 장치는 상기 압력 분포 데이터를 기 설정된 기준 데이터와 비교할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 스윙 분석 장치는 상기 압력 분포 데이터와 상기 기준 데이터간의 유사도를 산출할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 스윙 분석 장치는 상기 유사도에 기초하여 상기 착용자의 스윙 자세가 정확한 자세인지 여부를 판단할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 기준 데이터는 특정 착용자에 대한 압력 분포 데이터에 해당할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 기준 데이터는 기 설정된 복수의 기준 데이터들 중에서 상기 착용자에 의해 선택된 하나에 해당할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 좌측 신발 또는 상기 우측 신발 중에서 적어도 하나는 지면의 경사도를 센싱하여 경사도 신호를 생성하는 기울기 센서를 더 포함하고, 상기 스윙 분석 장치는 상기 경사도 신호에 기초하여 상기 기준 데이터를 보정할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 스윙 분석 장치는 특정 시점에서의 상기 제 1 압력 센싱 신호들의 신호 레벨들과 상기 제 2 압력 센싱 신호들의 신호 레벨들을 상기 좌표들 각각에 대한 가중치로 정의하고, 상기 좌표들을 가중치 평균하여 상기 착용자의 무게 중심의 좌표를 산출할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 스윙 분석 장치는 상기 분석 구간 동안 산출된 무게 중심 좌표들에 기초하여, 시간 경과에 따른 무게 중심 좌표의 이동을 나타내는 무게 중심 이동 그래프를 생성할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 스윙 분석 장치는 특정 시점에서의 상기 무게 중심 좌표와 기 설정된 기준 무게 중심 좌표에 기초하여 오차 벡터를 산출할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 스윙 분석 장치는 상기 오차 벡터에 기초하여 상기 착용자의 스윙 자세가 정확한 자세인지 여부를 판단할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 스윙 분석 장치는 상기 스윙에 따른 공의 이동 거리 정보와 스윙 속도 정보 중 적어도 하나를 포함하는 스윙 결과 정보를 수신하고, 상기 분석된 스윙 자세와 함께 스윙 자세 분석 결과로서 저장할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 스윙 분석 장치는 상기 스윙 자세 분석 결과에 기초하여 상기 착용자에게 최적화된 추천 스윙 자세 정보를 생성할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 스윙 자세 분석 시스템은 상기 착용자의 자세 기울기, 상기 스윙시 회전 각도 또는 상기 착용자의 무게 중심의 높이(height of the center of mass) 중에서 적어도 하나를 센싱하는 자이로 센서를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 스윙 자세 분석 시스템은 상기 스윙의 스윙 속도를 센싱하는 가속도 센서를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 스윙 자세 분석 시스템은 상기 착용자의 스윙 영상을 획득하는 영상 획득 장치를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 스윙 분석 장치 또는 상기 음향 센서 장치 중 적어도 하나는 하나의 휴대용 단말 내에 구현될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 스윙 자세 분석 시스템은 착용자가 착용하는 신발을 이용하여 압력 센싱 신호들을 생성하고, 충돌 음향 신호에 기초하여 신호들을 동기화함으로써 스윙 동작들을 구분하여 스윙 자세를 정확하게 분석할 수 있다. 또한, 상기 스윙 자세 분석 시스템은 구성이 단순하여 제조 비용을 줄일 수 있고, 사용자로 하여금 시간 및 장소에 구애 받지 않고 스윙 연습을 가능하게 할 수 있다. 다만, 본 발명의 효과는 상술한 효과로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 스윙 자세 분석 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 스윙 자세 분석 시스템의 동작을 설명하는 도면이다.
도 3a는 도 1의 스윙 자세 분석 시스템에 포함된 신발을 나타내는 분해 도면이다.
도 3b는 도 3a의 신발에 포함된 신발 인솔을 나타내는 평면도이다.
도 3c는 도 3b의 신발 인솔에 포함된 압력 센서의 일 예를 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 1의 스윙 자세 분석 시스템에 포함된 스윙 분석 장치를 나타내는 블록도이다.
도 5는 도 1의 스윙 자세 분석 시스템이 분석하는 골프 스윙 자세의 예들을 나타내는 도면이다.
도 6은 도 1의 스윙 자세 분석 시스템이 생성하는 신호들을 예시한 파형도이다.
도 7은 도 4의 스윙 분석 장치가 수행한 스윙 자세 분석 결과의 예들을 나타내는 도면이다.
도 8은 도 4의 스윙 분석 장치가 스윙 자세를 분석하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 9a는 도 4의 스윙 분석 장치가 수행한 스윙 자세 분석 결과를 예시한 도면이다.
도 9b는 도 4의 스윙 분석 장치에서 수행한 스윙 자세 분석 결과를 예시한 도면이다.
도 10은 도 4의 스윙 분석 장치의 입력 화면을 예시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 스윙 자세 분석 방법을 나타내는 순서도이다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제 1 구성 요소는 제 2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성 요소도 제 1 구성 요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 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 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본문에 기재된 "~부" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일하거나 유사한 참조 부호를 사용한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 스윙 자세 분석 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 스윙 자세 분석 시스템(100)은 신발(110), 음향 센싱 장치(120) 및 스윙 분석 장치(130)를 포함할 수 있다. 이 때, 신발(110), 음향 센싱 장치(120) 및 스윙 분석 장치(130)는 통신 네트워크를 통해 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 신발(110), 음향 센싱 장치(120) 및 스윙 분석 장치(130)는 근거리 무선 통신(예를 들어, Bluetooth 등)을 이용하여 상호 연결될 수 있다. 다만, 이것은 예시적인 것으로서 신발(110), 음향 센싱 장치(120) 및 스윙 분석 장치(130)가 연결되는 통신 네트워크가 그에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 신발(110), 음향 센싱 장치(120) 및 스윙 분석 장치(130)는 원거리 무선 통신(예를 들어, HSDPA, 와이브로, WIFI, WCDMA 등)을 이용하여 상호 연결될 수도 있다.
신발(100)은 착용자가 스윙 부재(예를 들어, 골프 클럽 등)로 스윙(swing)을 함에 따라 좌측 발에 가해지는 압력을 센싱하여 제 1 압력 센싱 신호들을 생성하는 좌측 신발과, 상기 착용자가 상기 스윙을 함에 따라 우측 발에 가해지는 압력을 센싱하여 제 2 압력 센싱 신호들을 생성하는 우측 신발을 포함할 수 있다. 예를 들어, 신발(100)은 압력 센싱 동작을 수행하는 압력 센서들을 포함할 수 있고, 상기 압력 센서들을 통해 압력 센싱 신호들(제 1 압력 센싱 신호들, 제 2 압력 센싱 신호들)을 생성할 수 있다. 다만, 신발(100)의 구체적인 구성에 대해서는 도 3a 내지 도 3c를 참조하여 후술하기로 한다.
음향 센싱 장치(120)는 스윙에 의해 스윙 부재와 공이 충돌할 때 발생하는 충돌 음향을 센싱하여 충돌 음향 신호를 생성할 수 있다. 음향 센싱 장치(120)는 착용자 주변의 소리를 지속적으로 측정할 수 있고, 측정된 소리를 전기 신호로 변환하여 음향 신호를 생성할 수 있다. 특히, 음향 센싱 장치(120)는 스윙 부재와 공이 충돌할 때(즉, 임팩트 시점에) 발생하는 충돌 음향을 센싱하고, 충돌 음향에 대한 정보를 포함하는 충돌 음향 신호를 생성할 수 있다. 음향 센싱 장치(120)는 소리의 진동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 장비로 구현될 수 있다. 예를 들어, 음향 센싱 장치(120)는 마이크로폰(microphone)으로 구현될 수 있다. 한편, 충돌 음향 신호는 후술하는 스윙 분석 장치(130)에 전송되고, 제 1 압력 센싱 신호들, 제 2 압력 센싱 신호들 등의 동기화(synchronization)에 사용될 수 있다.
스윙 분석 장치(130)는 제 1 압력 센싱 신호들, 제 2 압력 센싱 신호들 및 충돌 음향 신호에 기초하여 착용자의 스윙 자세를 분석할 수 있다. 예를 들어, 스윙 분석 장치(130)는 충돌 음향 신호에 기초하여 상기 신호들을 동기화하고, 분석 구간 동안 수신된 제 1 압력 센싱 신호들과 제 2 압력 센싱 신호들에 기초하여 착용자의 무게 중심 이동을 분석할 수 있다. 또한, 스윙 분석 장치(130)는 후술할 가속도 센서, 자이로 센서 및 영상 획득 장치들을 통해 얻어지는 속도 신호, 자이로 신호 및 스윙 영상에 기초하여 스윙 자세를 분석할 수 있다. 한편, 무게 중심 이동을 분석하는 구성에 대해서는 도 5 내지 도 9b를 참조하여 후술하기로 한다. 실시예에 따라, 스윙 분석 장치(130)는 측정된 신호들을 처리하는 컴퓨팅 장치로 구현될 수 있다. 예를 들어, 스윙 분석 장치(130)는 스마트폰, 스마트워치, 노트북, 서버 등으로 구현될 수 있다. 특히, 스윙 분석 장치(130)는 착용자의 이동을 고려하여 휴대가 용이한 스마트폰 또는 스마트워치로 구현될 수 있다. 도 1에서 음향 센싱 장치(120)와 스윙 분석 장치(130)는 상호 독립된 장치들로 도시되어 있으나, 음향 센싱 장치(120)와 스윙 분석 장치(130)는 일체로 구현될 수 있다.
일 실시예에서, 스윙 자세 분석 시스템(100)은 착용자의 자세 기울기, 스윙시 회전 각도 또는 착용자의 무게 중심의 높이 중에서 적어도 하나를 센싱하는 자이로 센서를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 자이로 센서는 착용자의 허리 부근에 배치될 수 있고, 스윙 자세에 따라 나타나는 착용자의 상체 기울기, 스윙시 회전 각도 변화 및 허리의 높이 변화를 감지할 수 있다. 이 경우, 스윙 분석 장치(130)는 자이로 센서를 통해 감지된 신호들에 기초하여 착용자의 허리 동작을 분석할 수 있다.
일 실시예에서, 스윙 자세 분석 시스템(100)은 스윙의 스윙 속도를 센싱하는 가속도 센서를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 가속도 센서는 착용자의 손목 또는 스윙 부재에 배치될 수 있고, 스윙에 의한 속도 변화 또는 가속도 변화를 감지할 수 있다. 이 경우, 스윙 분석 장치(130)는 가속도 센서를 통해 감지된 신호들에 기초하여 착용자의 팔 동작을 분석할 수 있다.
일 실시예에서, 스윙 자세 분석 시스템(100)은 착용자의 스윙 영상을 획득하는 영상 획득 장치를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 영상 획득 장치는 카메라로 구현되고, 착용자로부터 특정 방향으로 이격되어 배치되며, 착용자의 스윙을 촬영할 수 있다. 이 경우, 스윙 분석 장치(130)는 영상 획득 장치를 통해 획득된 영상을 착용자의 요청에 따라 디스플레이 할 수 있다.
일 실시예에서, 자이로 센서, 가속도 센서 또는 영상 획득 장치 중 적어도 하나는 하나의 휴대용 단말 내에 구현될 수 있다. 예를 들어, 자이로 센서와 영상 획득 장치는 스마트폰 내에 구현될 수 있다.
일 실시예에서, 스윙 자세 분석 시스템(100)은 스윙에 따른 공의 이동 거리, 공의 이동 속도 및 공의 궤적 중 적어도 하나를 포함하는 스윙 결과 정보를 생성하는 스윙 결과 제공 서버를 더 포함할 수 있다. 스윙 결과 제공 서버는 비거리, 공의 궤적 등과 같은 스윙 결과 정보를 저장하고, 외부의 요청에 따라 스윙 결과 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 스윙 결과 제공 서버는 스크린 골프 연습장의 운영 시스템에 해당할 수 있다. 한편, 스윙 결과 제공 서버는 스윙 분석 장치(130)에서 수행한 스윙 자세 분석을 스윙 결과 정보와 함께 스윙 자세 분석 결과로서 저장할 수 있다. 이 경우, 스윙 결과 제공 서버는 스윙 자세 분석 결과에 기초하여 착용자에게 최적화된 추천 스윙 자세 정보를 생성할 수 있다. 예를 들어, 스윙 결과 제공 서버는 스윙 결과 정보와 분석된 스윙 자세 간의 상관 관계를 분석하여 추천 스윙 자세 정보를 생성할 수 있다.
상술한 바와 같이, 스윙 자세 분석 시스템(100)은 압력 센싱 동작을 수행하는 신발(100) 및 하나의 휴대용 단말 내에 구현 가능한 음향 센싱 장치(120)와 스윙 분석 장치(130)를 이용하기 때문에, 착용자가 스윙 자세 분석 시스템(100)을 휴대하기가 용이할 수 있다. 또한, 스윙 자세 분석 시스템(100)은 충돌 음향 신호에 기초하여 감지된 신호들을 동기화하므로, 동기화된 신호들에 기초하여 착용자의 스윙 자세를 보다 정확하게 분석할 수 있다.
도 2는 도 1의 스윙 자세 분석 시스템의 동작을 설명하는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 스윙 자세 분석 시스템(100)은 착용자의 신체 일부에 착용될 수 있다.
신발(100)은 착용자의 발에 착용될 수 있다. 음향 센싱 장치(120)는 스마트폰(210) 또는 스마트와치(220)에 내장되어, 착용자의 허리 또는 손목에 배치될 수 있다. 예를 들어, 음향 센싱 장치(120)가 스마트폰(210)의 마이크로폰으로 구현되는 경우, 착용자의 바지 뒷주머니에 넣어져 착용자의 엉덩이에 배치되거나, 또는 착용자의 상의 주머니에 넣어져 착용자의 가슴에 배치될 수 있다. 다른 예를 들어, 음향 센싱 장치(120)가 스마트워치(220)의 마이크로폰으로 구현되는 경우, 착용자의 손목에 착용되거나, 또는 착용자의 어깨에 착용될 수 있다. 음향 센싱 장치(120) 및 스윙 분석 장치(130)는 형상, 부가적인 기능, 착용자의 취향 등에 따라 착용자의 다양한 신체 부위에 배치될 수 있다.
스윙 분석 장치(130)는, 음향 센싱 장치(120)의 배치와 유사하게, 스마트폰(210) 또는 스마트와치(220)에 내장되어, 착용자의 허리 또는 손목에 배치될 수 있다.
자이로 센서는 착용자의 허리에 배치될 수 있다. 예를 들어, 자이로 센서는 스마트폰(210)의 자이로 센서일 수 있다. 상술한 바와 같이, 자이로 센서는 착용자의 자세 기울기, 스윙시 회전 각도 또는 착용자의 무게 중심의 높이 중에서 적어도 하나를 센싱할 수 있다.
가속도 센서(230)는 스마트폰(210)의 가속도 센서로 구현되거나, 또는 별도의 장치로 구현될 수 있고, 착용자의 손목 또는 스윙 부재(예를 들어, 골프 클럽 등)의 손잡이 부근에 배치될 수 있다. 상술한 바와 같이, 가속도 센서(230)는 스윙 속도를 센싱할 수 있다.
영상 획득 장치(240)는 스마트폰(210)의 카메라로 구현되어, 착용자의 위치를 기준으로 특정 방향에 배치될 수 있다. 이 경우, 스마트폰(210)은 별도의 지지 부재(241)(예를 들어, 삼각대 등)에 고정되어 배치될 수 있다.
한편, 도 2에서는 골프 스윙 자세를 대상으로 하여 스윙 자세 분석 시스템(100)을 설명하였으나, 본 발명은 골프 스윙 자세를 분석하는 스윙 자세 분석 시스템으로 한정되지 않는다. 즉, 스윙 자세 분석 시스템(100)은 착용자의 자세 변화가 발생하는 모든 운동에 적용될 수 있다. 예를 들어, 스윙 자세 분석 시스템(100)은 야구 스윙 자세를 분석할 수도 있다. 스윙 자세 분석 시스템(100)은 착용자가 착용하는 신발(100), 휴대용 단말 내에 각각 구현된 음향 센싱 장치(120) 및 스윙 분석 장치(130)를 이용하기 때문에 휴대가 용이할 수 있다.
도 3a는 도 1의 스윙 자세 분석 시스템에 포함된 신발을 나타내는 분해 도면이고, 도 3b는 도 3a의 신발에 포함된 신발 인솔을 나타내는 평면도이며, 도 3c는 도 3b의 신발 인솔에 포함된 압력 센서의 일 예를 나타내는 평면도이다.
도 3a 내지 도 3c를 참조하면, 신발(110)은 신발 갑피(미도시), 신발 인솔(310), 배터리(320), 신발 아웃솔(330)을 포함한다.
신발 인솔(310)은 압력 센싱 동작을 수행할 수 있다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 신발(100)은 좌측 신발과 우측 신발에 배치된 각각 배치된 제 1 신발 인솔(311) 및 제 2 신발 인솔(312)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 신발 인솔(310)은 플렉서블 몸체 및 플렉서블 몸체에 분산 배치된 압력 센서들(S1~S8, S11~S18)을 포함할 수 있다.
플렉서블 몸체는 신축성이 있는 유연한 재질로 제조될 수 있고, 앞꿈치 영역, 발바닥 외측 영역, 발바닥 내측 영역 및 뒤꿈치 영역으로 구분될 수 있다.
압력 센서들(S1~S8, S11~S18)은 플렉서블 몸체에 분산 배치되고, 2개의 압력 센서들이 하나의 센서 쌍을 이루어 배치될 수 있다. 예를 들어, 제 1 신발 인솔(311)에서, 제 1 및 제5 압력 센서들(S1, S5)은 한 쌍을 이루어, 앞꿈치 영역에 배치될 수 있다. 이와 유사하게, 제 2 및 제3 압력 센서들(S2, S3)은 발바닥 외측 영역에, 제6 및 제7 압력 센서들(S6, S7)은 발바닥 내측 영역에, 제4 및 제8 압력 센서들(S4, S8)은 뒤꿈치 영역에 배치될 수 있다. 한편, 도 3b에서는 제 1 신발 인솔(311)이 8개의 압력 센서들(S1~S8)을 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 제 1 신발 인솔(311)에 포함되는 압력 센서들의 개수는 그에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제 1 신발 인솔(311)은 7개 이하 또는 9개 이상의 압력 센서들을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 압력 센서들(S1~S8, S11~S18)은 기 설정된 좌표들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 압력 센서(S1)의 좌표는 기 설정된 (x11, y11)에 해당하고, 제 2 압력 센서(S2)의 좌표는 (x12, y12)에 해당할 수 있다. 제3 내지 제8, 제 11 내지 제 18 압력 센서들(S3~S8, S11~S18)의 좌표들은 도 3b에 도시된 바와 같다. 한편, 압력 센서들(S3~S8, S11~S18)에 포함된 좌표들은 후술하는 데이터 저장 장치 또는 스윙 분석 장치(130) 내에 저장될 수 있다.
도 3b에서는 신발 인솔(310)의 배치가 11형상으로 도시되어 있으나, 이는 골프 스윙 자세에 따른 발의 배치를 예시한 것으로, 신발 인솔(310)의 배치는 그에 한정되지 않는다. 예를 들어, 신발 인솔(310)의 배치는 신발(100)에 구비된 가속도 센서, 자이로 센서 및 근접 센서 등을 통해 수신된 신호들에 기초하여 가변될 수 있다. 압력 센서들(S1~S8, S11~S18)의 실제 좌표는 기 설정된 좌표들과 신발 인솔(310)의 배치에 기초하여 결정될 수 있다.
일 실시예에서, 압력 센서(S1~S8, S11~S18)들 각각은 상이한 압력에 따라 동작하는 접접들(315, 316)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 압력 센서들(S1~S8, S11~S18) 각각은 6각형의 꼭지점에 상응하는 위치에 각각 형성된 접접들(315, 316)을 포함할 수 있다, 한편, 제 1 접점(315) 및 제 2 접점(316)은 하나의 센싱 쌍으로서 동작할 수 있고, 상기 접접들(315, 316)의 상이한 동작 압력에 기초하여, 압력 센서들(S1~S8, S11~S18) 각각은 다중 데이터 해상도를 표현할 수 있다. 예를 들어, 압력 센서들(S1~S8, S11~S18) 각각은 상기 점접들(315, 316)에 의해 감지된 압력들을 조합하여 적어도 3개의 레벨들을 가지는 압력 센싱 신호를 생성할 수 있다. 즉, 압력 센서는 동작 압력이 상이한 n개의 접점들을 이용하여 n+1 개의 압력 레벨들을 가지는 압력 센싱 신호를 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 압력 센서들(S1~S8, S11~S18) 각각은 20Hz 내지 50Hz의 주기로 압력 센싱 신호를 생성할 수 있다. 이 때, 주기는 착용자의 자세 변화 속도(또는, 분해능)와 소비 전력량 등을 고려하여 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 압력 센서들(S1~S8, S11~S18) 각각은 20Hz 이하 또는 50Hz 이상의 주기로 압력 센싱 신호를 생성할 수도 있다.
배터리(320)는 신발 인솔(310)에 전력을 공급할 수 있다. 일 실시예에서, 배터리(320)는 무선 충전 기술을 이용하여 충전될 수 있다.
일 실시예에서, 신발(100)은 지면의 경사도를 센싱하여 경사도 신호를 생성하는 기울기 센서를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 좌측 신발 또는 우측 신발 중에서 적어도 하나는 기울기 센서를 포함할 수 있다. 한편, 경사도 신호는 착용자의 스윙 자세를 분석하는 데 이용될 수 있다.
도 3a에 도시되지 않았으나, 신발(110)은 생성된 압력 센싱 신호들(제 1 압력 센싱 신호들, 제 2 압력 센싱 신호들)을 외부로 송신하는 컨트롤러, 압력 센싱 신호들을 저장하는 데이터 저장 장치(예를 들어, flash memory)를 더 포함할 수 있다. 컨트롤러는 압력 센싱 신호들을 실시간으로 전송하거나 또는 특정 주기(예를 들어, 1분)를 가지고 전송할 수 있다.
이와 같이, 스윙 자세 분석 시스템(100)은 복수의 접점들에 기초하여 압력 센싱 신호들을 생성하는 신발을 이용하므로, 종래의 압력 플레이트를 이용하는 시스템에 비해 시스템의 구성 비용을 절감할 수 있다.
도 4는 도 1의 스윙 자세 분석 시스템에 포함된 스윙 분석 장치를 나타내는 블록도이다.
도 4를 참조하면, 스윙 분석 장치(130)는 송수신부(410), 분석부(420), 입력부(430), 출력부(440), 데이터 저장부(450) 및 제어부(460)를 포함할 수 있다.
송수신부(410)는 외부로부터 신호들(예를 들어, 충돌 음향 신호, 제 1 압력 센싱 신호들, 제 2 압력 센싱 신호들 등)을 수신하고, 스윙 분석 장치(130) 내부에서 생성되는 데이터(예를 들어, 스윙 자세 분석 데이터)를 외부로 송신할 수 있다. 송수신부(410)는 인터넷 프로토롤, 근거리 통신 프로토콜 등을 이용하여 상기 신호들과 데이터를 송수신할 수 있다.
분석부(420)는 제 1 압력 센싱 신호들, 제 2 압력 센싱 신호들 및 충돌 음향 신호에 기초하여 착용자의 스윙 자세를 분석할 수 있다.
예를 들어, 분석부(420)는 충돌 음향 신호에 기초하여 신호들을 동기화할 수 있다. 분석부(420)는 충돌 음향 신호가 발생한 시점을 분석 기준 시점으로 결정하고, 분석 기준 시점을 기준으로 분석 구간을 결정할 수 있다. 분석부(420)는 분석 구간 동안 수신된 제 1 압력 센싱 신호들과 제 2 압력 센싱 신호들에 기초하여 착용자의 무게 중심 이동을 분석할 수 있다. 또한, 분석부(420)는 가속도 센서(230), 자이로 센서 및 영상 획득 장치(240)를 통해 각각 수신된 속도 신호, 자이로 신호 및 스윙 영상에 기초하여 스윙 자세를 분석할 수 있다. 한편, 분석부(420)의 기능에 대해서는 도 5 내지 도 9a를 참조하여 후술하기로 한다.
입력부(430)는 착용자로부터 입력 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 입력부(430)는 터치 스크린, 키보드, 마우스 등으로 구현될 수 있고, 착용자로부터 클럽 종류, 비거리 등과 같이 스윙 결과 정보를 수신할 수 있다. 여기에서, 비거리는 스윙에 따라 골프공이 이동한 거리에 해당하고, 클럽 종류는 해당 스윙시 사용된 골프 클럽의 종류(예를 들어, 아이언(iron) 클럽, 우드(wood) 클럽 등)에 해당할 수 있다.
출력부(440)는 분석부(420)를 통해 수행된 스윙 자세 분석 결과를 외부로 출력할 수 있다. 예를 들어, 출력부(440)는 디스플레이 패널로 구현되어, 분석 결과를 그래프 등을 이용하여 시각적으로 나타낼 수 있다. 다른 예를 들어, 출력부(440)는 스피커로 구현되어, 알람 또는 음성을 통해 스윙 자세의 정확도 및 교정 자세 정보를 출력할 수 있다.
데이터 저장부(450)는 송수신부(410)를 통해 수신된 신호들과, 분석부(420)를 통해 생성된 스윙 자세 분석 결과 및 입력부(430)를 통해 수신된 스윙 결과 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 데이터 저장부(450)는 매 스윙 별로, 스윙 결과 정보를 스윙 자세 분석 결과와 함께 저장할 수 있다. 한편, 저장된 스윙 자세 분석 결과는 착용자의 스윙 자세의 발전 정도를 분석하는데 이용되거나 또는 착용자에게 최적화된 스윙 자세(예를 들어, 추천 스윙 자세)를 도출하는데 이용될 수 있다.
제어부(460)는 송수신부(410), 센서부(420), 분석부(420), 입력부(430), 출력부(440) 및 데이터 저장부(450) 각각의 동작을 제어하고, 이들 간의 데이터 흐름을 제어할 수 있다.
이하, 도 5 내지 도 9b를 참조하여 골프 스윙 자세의 변화에 따라 생성되는 신호들 및 상기 신호들을 분석하여 스윙 자세 분석 결과를 생성하는 분석부(420)에 대하여 설명하기로 한다.
도 5는 도 1의 스윙 자세 분석 시스템이 분석하는 골프 스윙 자세의 예들을 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 골프 스윙 자세는 5개의 자세들로 구분될 수 있다. 예를 들어, 골프 스윙 자세는 어드레스(address) 자세(A), 테이크백 (take back) 자세(B), 톱 오브 스윙(top of swing) 자세(C), 임팩트(impact) 자세(D) 및 팔로우 스루(follow through) 자세(E)로 구분될 수 있다. 도 5에서는 골프 스윙 자세를 5개의 스윙 자세로 구분하였으나, 이는 예시적인 것으로, 골프 스윙 자세는 더욱 세분화될 수 있다. 예를 들어, 골프 스윙 자세는 어드레스 자세, 테이크백 자세, 톱 오브 스윙 자세, 다운 스윙(down swing) 자세, 임팩트 자세, 팔로우 스루 자세 및 피니시(finish) 자세와 같이 7개의 자세들로 구분될 수도 있다.
어드레스 자세(A)는 공을 치기 전 클럽을 바닥에 댄 준비 자세에 해당한다. 백스윙 자세(B)는 클럽을 후방으로 들어올리는 자세에 해당한다. 이 경우, 무게 중심은 착용자의 우측 발로 이동할 수 있고, 착용자의 팔과 허리 부분에서 회전이 발생할 수 있다. 톱 오브 스윙 자세(C)는 백스윙의 정점 또는 다운 스윙의 시발점에 해당한다. 톱 오브 스윙 자세(C)에서, 무게 중심은 착용자의 우측 발에 위치할 수 있고, 착용자의 팔과 허리 부분의 회전이 최대가 될 수 있다. 임팩트 자세(D)는 클럽 헤드가 공을 가격하는 순간의 자세에 해당한다. 도 5에는 도시되지 않았으나, 톱 오브 스윙 자세(C) 이후, 클럽을 공의 방향으로 끌어내리는 다운 스윙 동작을 거쳐, 임팩트 자세(D)가 나타날 수 있다. 임팩트 자세(D)에서, 착용자의 무게 중심은 착용자의 좌측 발에 위치할 수 있고, 클럽 헤드의 속도가 상대적으로 높게 나타날 수 있다. 팔로우 스루 자세(E)는 공을 친 이후 공의 진행 방향으로 클럽을 내미는 자세에 해당한다. 팔로우 스루 자세(E)에서, 착용자의 무게 중심은 착용자의 좌측 발에 위치할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 골프 스윙 자세의 영상만으로는 착용자의 스윙 자세가 정확한지 여부를 객관적으로 판단하기 어렵다.
도 6은 도 1의 스윙 자세 분석 시스템이 생성하는 신호들을 예시한 파형도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 제 1 압력 센싱 신호, 제 2 압력 센싱 신호, 충돌 음향 신호, 가속도 신호 및 속도 신호가 순서대로 도시되어 있다.
제 1 압력 센싱 신호는 도 3에 도시된 제 1 압력 센서(S1)에서 생성될 수 있다. 제 1 압력 센싱 신호는 제 1 압력 레벨로 일정하게 유지되다가, 톱 오브 스윙 시점(C) 직전에 급격하게 높아지고, 팔로우 스루 시점(E)까지 제3 압력 레벨을 나타낼 수 있다.
제 2 압력 센싱 신호는 도 3에 도시된 제 2 압력 센서(S2)에서 생성될 수 있다. 제 2 압력 센싱 신호는 제 1 압력 레벨로 일정하게 유지되다가, 테이크 백 시점(B)에서 제 2 압력 레벨을 나타내고, 톱 오브 스윙자세 시점(C)에서 제 1 압력 레벨로 변화하며, 임팩트 시점(D)에서 제3 압력 레벨을 나타낼 수 있다.
가속도 신호는 테이크 백 스윙에 따라 커지고, 톱 오브 스윙 직전에 작아진다. 이후, 가속도 신호는 다운 스윙에 따라 상대적으로 크게 나타나고, 임팩트 이후 작아질 수 있다.
속도 신호는 가속도 신호를 단위 시간당 적분하여 생성될 수 있다. 속도 신호는 테이크 백에 따라 커지다가, 톱 오브 스윙 시점 직전에 감소하며, 다운 스윙 동작에 따라 급격히 증가하다가, 임팩트 시점 이후 감소할 수 있다.
상기에서는, 도 5를 참조하여 설명한 골프 자세들(A 내지 E)에 기초하여 신호들의 변화를 설명하였으나, 이와 반대로, 상기와 같은 신호들을 기초로 골프 자세들(A 내지 E)에 대응하는 시점들을 정확하게 판단하기 어렵다. 특히, 착용자의 골프 스윙 자세가 적절하지 못한 경우, 상기 시점들을 판단하기 더욱 어렵다. 또한, 지속적으로 스윙 자세를 분석하는 경우, 시스템의 전력 소모가 상대적으로 높을 수 있다.
이에, 스윙 자세 분석 시스템(100)은 충돌 음향 신호에 기초하여 압력 센싱 신호들(또는 가속도 신호, 자이로 신호 등)을 동기화할 수 있다. 스윙 자세 분석 시스템(100)은 동기화된 신호들에 기초하여 분석 구간을 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 스윙 분석 장치(130)는 충돌 음향이 발생한 시점을 기준 시점으로 결정하고, 상기 기준 시점을 포함하는 분석 구간을 결정할 수 있다. 즉, 분석 구간은 충돌 음향이 발생한 시점을 포함할 수 있다.
한편, 골프 스윙은 임팩트 시점이 기준이 되므로, 스윙 분석 장치(130)는 임팩트 시점을 기준 시점으로 결정하고, 이를 기초로 분석 구간을 결정할 수 있다.
도 6을 참조하면, 충돌 음향 신호는 임팩트 자세(C) 직전까지 일정하게 나타날 수 있고, 예를 들어, 55dB 내지 65dB에 해당할 수 있다. 임팩트 순간, 충돌 음향 신호의 레벨(즉, 음향 레벨)은 일시적으로 높게 나타날 수 있다. 예를 들어, 충돌 음향 신호의 레벨(즉, 음향 레벨)은 90dB 내지 100dB에 해당할 수 있다.
스윙 분석 장치(130)는 단위 시간마다 음향 레벨이 기준 음향 레벨(예를 들어, 85dB)를 초과하는지 여부를 판단할 수 있고, 측정된 음향 레벨이 기준 음향 레벨을 초과하는 시점을 기준 시점(즉, 임팩트 시점)으로 결정할 수 있다. 이 때, 기준 음향 레벨은 골프 스윙 환경 등에 따라 상이하게 설정될 수 있다.
일 실시예에서, 스윙 분석 장치(130)는 상기 기준 시점을 기준으로 제 1 시간(P1) 이전 시점을 분석 구간의 시작 시점으로 결정하고, 제 2 시간(P2) 이후 시점을 분석 구간의 종료 시점으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 제 1 시간(P1) 및 제 2 시간(P2)은 기 설정되거나 또는 다른 신호들을 기초로 가변 설정될 수 있다.
예를 들어, 스윙 분석 장치(130)는 가속도 신호의 크기가 제 1 가속도(a1)를 초과하는 시점을 분석 구간의 시작 시점으로 결정하고, 가속도 신호의 크기가 제 2 가속도(a2) 이내인 시점을 분석 구간의 종료 시점으로 결정할 수 있다. 특히, 스윙 분석 장치(130)는 분석 구간의 종료 시점을 결정함에 있어서, 가속도 신호의 크기가 제 2 가속도(a2) 이내의 범위에 해당하고, 일정 시간 해당 범위 이내에서 유지되는 것을 고려할 수 있다.
다른 예를 들어, 스윙 분석 장치(130)는 속도 신호의 크기가 기준 속도를 초과하는 시점을 분석 구간의 초기 시점으로 결정하고, 속도 신호의 크기가 기준 속도 이내인 시점을 분석 구간의 종료 시점으로 결정할 수 있다. 또한, 스윙 분석 장치(130)는 분석 구간의 종료 시점을 결정함에 있어서, 일정 시간 동안 속도 변화의 발생 유무를 고려할 수 있다.
일 실시예에서, 스윙 분석 장치(130)는 분석 구간을 n(단, n은 2 이상의 정수)개의 하위 분석 구간들로 구분할 수 있다.
구체적으로, 스윙 분석 장치(130)는 제 1 압력 센싱 신호들, 제 2 압력 센싱 신호들, 충돌 음향 신호, 가속도 신호 및 속도 신호 중에서 적어도 하나에 기초하여 분석 구간을 n개의 하위 분석 구간들로 구분할 수 있다.
예를 들어, 스윙 분석 장치(130)는 음향 센싱 신호에 기초하여, 임팩트 이전 구간과 임팩트 이후 구간으로 구분할 수 있다. 즉, 스윙 분석 장치(130)는 상기 기준 시점을 기준으로 분석 구간을 2개의 하위 분석 구간들로 구분할 수 있다.
다른 예를 들어, 스윙 분석 장치(130)는 가속도 신호에 기초하여 제 1 내지 제 4 하위 분석 구간들을 결정할 수 있다. 구체적으로, 스윙 분석 장치(130)는 분석 구간 내에서, 가속도 신호가 양의 값을 갖는 구간(A~B)을 제 1 하위 분석 구간으로 결정하고, 가속도 신호가 음의 값을 갖는 구간(B~C)를 제 2 하위 분석 구간으로 결정할 수 있다. 이와 유사하게, 스윙 분석 장치(130)는 제 3 하위 분석 구간 및 제 4 하위 분석 구간을 결정할 수 있다.
또 다른 예를 들어, 스윙 분석 장치(130)는 속도 신호에 기초하여 하위 분석 구간들을 결정할 수 있다. 보다 구체적으로, 스위 분석 장치(130)는 분석 구간 내에서, 속도 신호가 최초로 증가하는 구간(A~B)을 제 1 하위 분석 구간으로 결정하고, 이후, 속도 신호가 감소하는 구간(B~C)을 제 2 하위 분석 구간으로 결정할 수 있다.
한편, 스윙 분석 장치(130)는 구분된 하위 분석 구간들에서 각각 스윙 자세를 분석할 수 있다.
이와 같이, 스윙 자세 분석 시스템(100)은 충돌 음향 신호에 기초하여 신호들을 동기화하므로, 골프 스윙 자세들에 대응하는 시점을 정확하게 판단할 수 있다. 또한, 스윙 자세 분석 시스템(100)은 분석 구간을 결정하고, 분석 구간에 대해서만 스윙 자세를 분석하므로, 소비 전력을 절감할 수 있다. 나아가, 스윙 자세 분석 시스템(100)은 분석 구간을 하위 분석 구간들로 구분하고, 하위 분석 구간들에서 각각 스윙 자세를 분석하는 경우, 보다 정확한 스윙 자세 분석을 수행할 수 있다. 실시예에 따라, 스윙 분석 장치(130)는 분석 구간 동안 상기 제 1 압력 센싱 신호들과 제 2 압력 센싱 신호들 각각의 신호 레벨을 기 설정된 좌표들 상에 표시하여 압력 분포 데이터를 생성할 수 있다.
도 7은 도 4의 스윙 분석 장치가 수행한 스윙 분석 결과의 예들을 나타내는 도면이다.
도 3 및 도 7을 참조하면, 압력 센서들(701~708, 711~718)은 도 3에 도시된 압력 센서들(S1~S8, S11~S18)에 대응하는 좌표를 가질 수 있고, 각각 제 1 내지 제8 압력 센싱 신호들과 제 11 내지 제 18 압력 센싱 신호들을 생성할 수 있다.
스윙 분석 장치(130)는 압력 센싱 신호들의 신호 레벨을 기 설정된 좌표들 상에 표시할 수 있다. 예를 들어, 어드레스 시점(A)에서, 제 1 내지 제 5 압력 센싱 신호들은 제 2 압력 레벨을 나타내고, 제 6 내지 제 8 압력 센싱 신호들은 제 3 압력 레벨을 나타낼 수 있다. 이와 유사하게, 제 11 내지 제 15 압력 센싱 신호들은 제 2 압력 레벨을 나타내고, 제 16 내지 제 18 압력 센싱 신호들은 제3 압력 레벨을 나타낼 수 있다. 어드레스 시점(A)에서, 제 1 내지 제 8 압력 센싱 신호들과 제 11 내지 제 18 압력 센싱 신호들을 각각 기 설정된 좌표 상에 표시하는 경우, 도 7의 A와 같이 나타날 수 있다. 즉, 스윙 분석 장치(130)는 어드레스 시점(A)에서 도 7의 A에 도시된 압력 분포 데이터를 생성할 수 있다.
마찬가지로, 테이크백 시점(B), 톱 오브 스윙 시점(C), 임팩트 시점(D) 및 팔로우 스루 시점(E)에서, 압력 센싱 신호들을 각각 기 설정된 좌표 상에 표시하는 경우, 각각 도 7의 B 내지 E와 같이 나타날 수 있다.
일 실시예에서, 스윙 분석 장치(130)는 압력 분포 데이터를 기 설정된 기준 데이터와 비교할 수 있다. 여기에서, 기준 데이터는 특정 착용자에 대한 압력 분포 데이터에 해당할 수 있다. 예를 들어, 특정 착용자는 프로 골퍼에 해당할 수 있고, 기준 데이터는 프로 골퍼의 압력 분포 데이터에 해당할 수 있다. 다른 예를 들어, 특정 착용자는 가상의 캐릭터에 해당할 수 있고, 기준 데이터는 시뮬레이션 된 압력 분포 데이터에 해당할 수 있다.
예를 들어, 스윙 분석 장치(130)는 탑 오브 스윙 시점(C)에서의 압력 분포 데이터와 기준 데이터를 비교할 수 있다. 도 7에 도시된 압력 분포 데이터와 달리, 탑 오브 스윙 시점(C)에서 기준 데이터는 제 2 및 제 3 압력 센싱 신호들이 제 2 압력 레벨을 나타내는 경우, 스윙 분석 장치(130)는 탑 오브 스윙 시점(C)에서, 제 2 및 제 3 압력 센싱 신호들에 차이가 있음을 판단할 수 있다. 즉, 스윙 분석 장치(130)는 탑 오브 스윙 시점(C)에서, 착용자의 무게 중심이 우측 발로 덜 이동되었음을 판단할 수 있다. 실시예에 따라, 스윙 분석 장치(130)는 압력 분포 데이터 또는 기준 데이터를 리사이징(resizing)할 수 있다.
도 8은 도 4의 스윙 분석 장치가 스윙 자세를 분석하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 8을 참조하면, 신발(110)에서 감지된 제 1 압력 센싱 신호는 기준 데이터에 포함된 제 1 압력 센싱 신호와 동일한 파형을 가질 수 있다. 다만, 제 1 압력 센싱 신호에 대한 분석 구간은 기준 데이터에 대한 분석 구간과 상이할 수 있다. 여기에서, 분석 구간은 도 6을 참조하여 설명한 바 있으므로, 그에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
예를 들어, 감지된 제 1 압력 센싱 신호의 테이크백 시점(B)은 어드레스 시점(A)으로부터 P3 이후 시점으로 판단될 수 있다. 이와 달리, 기준 데이터의 제 1 압력 센싱 신호의 테이크백 시점(B)은 어드레스 시점(A)으로부터 P3 이후 시점으로 판단될 수 있다. 이와 유사하게, 감지된 제 1 압력 센싱 신호와 기준 데이터의 제 1 압력 센싱 신호의 탑 오브 스윙 시점(C)은 테이크백 시점(B)으로부터 각각 P4, P4 이후 시점들로 판단될 수 있다.
이 경우, 스윙 분석 장치(130)는 압력 분포 데이터의 분석 구간을 기준 데이터의 분석 구간에 대응되도록 조절할 수 있다. 예를 들어, 스윙 분석 장치(130)는 하위 분석 구간별 시간 축의 스케일을 증가시키거나 또는 감소시킬 수 있다.
일 실시예에서, 스윙 분석 장치(130)는 압력 분포 데이터와 기준 데이터 간의 유사도를 산출할 수 있다. 예를 들어, 스윙 분석 장치(130)는 임팩트 시점(D)에서의 압력 분포 데이터와 기준 데이터를 기초로 피어슨 상관 계수를 산출할 수 있다. 여기에서, 피어슨 상관 계수는 압력 분포 데이터와 기준 데이터가 유사한 정도에 따라 -1 내지 1의 값을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 스윙 분석 장치(130)는 압력 분포 데이터와 기준 데이터 간의 유사도에 기초하여 착용자의 스윙 자세가 정확한 자세인지 여부를 판단할 수 있다.
예를 들어, 압력 분포 데이터와 기준 데이터 간의 유사도(예를 들어, 피어슨 상관 계수)가 1인 경우, 스윙 분석 장치(130)는 스윙 자세가 정확한 것으로 판단할 수 있고, 압력 분포 데이터와 기준 데이터 간의 유사도가 0.8 ~ 1에 해당하는 경우 스윙 자세가 양호한 것으로 판단할 수 있다. 반면에, 압력 분포 데이터와 기준 데이터 간의 유사도가 0.8 이하인 경우, 스윙 분석 장치(130)는 스윙 자세가 부정확한 것으로 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 기준 데이터는 기 설정된 복수의 기준 데이터들 중에서 착용자에 의해 선택된 하나에 해당할 수 있다. 즉, 복수의 기준 데이터들은 신체 조건이 상이한 특정 착용자들(예를 들어, 남자 프로 골퍼, 여자 프로 골퍼 등)에 기초하여 생성될 수 있다. 기준 데이터는 복수의 기준 데이터들 중에서 기 설정되거나 또는 착용자에 의해 선택될 수 있다.
일 실시예에서, 스윙 분석 장치(130)는 경사도 신호에 기초하여 기준 데이터를 보정할 수 있다. 여기에서, 경사도 신호는 도 3을 참조하여 설명한 바와 같이, 좌측 신발 또는 우측 신발 중 적어도 하나에 포함된 기울기 센서를 통해 지면의 경사도를 센싱하여 생성될 수 있다.
예를 들어, 착용자가 위치한 지면의 제 1 기울기가 북쪽 10도(또는 전방 10도)이고, 기준 데이터의 제 2 기울기는 0도인 경우, 스윙 분석 장치(130)는 기준 데이터를 북쪽 10도(또는 전방 10도)에 대응하는 비율인 11%만큼 증감시켜 보정 데이터를 생성할 수 있다.
다른 실시예에서, 스윙 분석 장치(130)는 경사도 신호에 기초하여 착용자의 압력 분포 데이터를 보정할 수 있다.
실시예에 따라, 스윙 자세 분석 시스템(100)은 압력 분포 데이터를 생성하고 기준 데이터와 비교하므로, 착용자의 스윙 자세가 정확한 자세인지 여부를 보다 객관적으로 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 스윙 분석 장치(130)는 압력 분포 데이터에 기초하여 착용자의 무게 중심 이동을 분석할 수 있다.
구체적으로, 스윙 분석 장치(130)는 특정 시점에서의 상기 제 1 압력 센싱 신호들의 신호 레벨들과 상기 제 2 압력 센싱 신호들의 신호 레벨들을 좌표들 각각에 대한 가중치로 정의하고, 상기 좌표들을 가중치 평균하여 착용자의 무게 중심의 좌표를 산출할 수 있다. 예를 들어, 스윙 분석 장치(130)는 아래 [수학식 1]에 기초하여 착용자의 무게 중심을 산출할 수 있다.
[수학식 1]
G(t) = ( ∑ (Sx(n,t) ⅹ SL(n,t)), ∑ (Sy(n,t) ⅹ SL(n,t)) )
(단, G(t)는 t 시점에서 무게 중심 좌표, Sx(n,t)는 t시점에서 n번째 센서의 x좌표, SL(n,t)는 t시점에서 n번째 센서의 신호 레벨, Sy(n,t)는 t시점에서 n번째 센서의 y좌표임.)
도 7에 도시된 A 시점에서, 스윙 분석 장치(130)는 제 1 내지 제8 압력 센서들(701~708)과, 제 11 내지 제 18 압력 센서들(711~718) 각각에 대한 가중치를 각각 2, 2, 2, 2, 2, 3, 3, 3, 2, 2, 2, 2, 2, 3, 3, 3으로 결정할 수 있다. 스윙 분석 장치(130)는 각 압력 센서들(701~708, 711~718)의 가중치 평균을 통해 무게 중심의 좌표를 (0,0)으로 산출할 수 있다. 실시예에 따라, 스윙 분석 장치(130)는 분석 구간 동안 산출된 무게 중심 좌표들에 기초하여 시간 경과에 따른 무게 중심 좌표의 이동을 나타내는 무게 중심 이동 그래프를 생성할 수 있다.
도 9a는 도 4의 스윙 분석 장치가 수행한 스윙 자세 분석 결과를 예시한 도면이다.
도 9a를 참조하면, 점선은 기준 데이터에 대한 무게 중심 이동 그래프(910)를 나타내고, 실선은 스윙 분석 장치(130)를 통해 생성된 착용자의 무게 중심 이동 그래프(920)를 나타낸다.
도 5 및 도 9a를 참조하면, 어드레스 자세 시점(A)에서, 착용자의 제 1 무게 중심과 기준 데이터의 제 1 무게 중심(제 1 기준 무게 중심)은 각각 기준점에 위치할 수 있다.
테이크백 자세 시점(B)에서, 착용자의 제 2 무게 중심과 제 2 기준 무게 중심은 각각 좌측 후방에 위치하나, 착용자의 제 2 무게 중심의 위치가 제 2 기준 무게 중심보다 상대적으로 후방에 위치할 수 있다.
톱 오브 스윙 시점(C)에서 착용자의 제 3 무게 중심과 제 3 기준 무게 중심은 우측에 위치하나, 착용자의 제 3 무게 중심의 위치가 제 3 기준 무게 중심보다 상대적으로 좌측에 위치할 수 있다.
일 실시예에서, 스윙 분석 장치(130)는 특정 시점에서의 무게 중심 좌표와 기 설정된 기준 무게 중심 좌표에 기초하여 오차 벡터를 산출할 수 있다.
예를 들어, 스윙 분석 장치(130)는 어드레스 시점(A)에서, 착용자의 무게 중심 좌표와 기 설정된 기준 무게 중심 좌표의 차이를 오차 벡터로 결정할 수 있다.
다시 도 9a를 참조하면, 테이크백 시점(B)에서 착용자의 제 1 무게 중심 좌표는 (10, -10), 제 1 기준 무게 중심 좌표는 (11, -5)에 해당할 수 있다. 이 경우, 스윙 분석 장치(130)는 제 1 무게 중심 좌표에서 제 1 기준 무게 중심 좌표를 차감하여 오차 벡터 (-1, -5)를 산출할 수 있다.
일 실시예에서, 스윙 분석 장치(130)는 상기 오차 벡터들에 기초하여 착용자의 스윙 자세가 정확한 자세인지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 스윙 분석 장치(130)는 오차 벡터의 크기가 0인 경우 스윙 자세가 정확한 것으로 판단할 수 있고, 오차 벡터의 크기가 0 ~ 5에 해당하는 경우 스윙 자세가 양호한 것으로 판단할 수 있다. 반면에, 오차 벡터의 크기가 5 이상인 경우, 스윙 분석 장치(130)는 스윙 자세가 부정확한 것으로 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 스윙 분석 장치(130)는 상기 오차 벡터에 기초하여 스윙 자세 코칭 정보를 생성할 수 있다. 예를 들어, 테이크백 시점(B)에서 오차 벡터가 (-1, -5)에 해당하는 경우, 스윙 분석 장치(130)는데이크 백 자세에서 무게 중심이 후방으로 더 이동해야 합니다.와 같은 메시지를 생성할 수 있다. 스윙 자세 코칭 정보는 스윙 분석 장치(130)에 미리 저장되거나 또는 외부로부터 수신될 수 있다.
이와 같이, 스윙 분석 장치(130)는 기 설정된 시점들 또는 사용자에 의해 선택된 시점들에서 오차 벡터를 각각 산출할 수 있고, 산출된 오차 벡터에 기초하여 스윙 자세 코칭 정보를 생성할 수 있다. 실시예에 따라, 스윙 자세 분석 시스템(100)은 무게 중심 이동 그래프(910)를 생성하고, 기준 데이터의 무게 중심 이동 그래프(920)와 비교하여 표시하기 때문에, 착용자는 자신의 스윙 자세가 정확한 자세인지 여부를 직관적으로 판단할 수 있다.
도 9b는 도 4의 스윙 분석 장치에서 수행한 스윙 자세 분석 결과를 예시한 도면이다.
도 9b를 참조하면, 스윙 분석 장치(130)는 촬영된 스윙 영상 또는 3D 모델링 된 캐릭터를 이용하여 스윙 자세를 표시할 수 있다. 스윙 분석 장치(130)는 사용자의 입력에 따라 촬영된 스윙 영상(또는, 동영상)을 디스플레이 할 수 있다. 이와 달리, 스윙 분석 장치(130)는 3D 캐릭터를 통해 착용자의 스윙 자세를 디스플레이 할 수 있다. 이 경우, 스윙 분석 장치(130)는 산출된 유사도 또는 오차 벡터에 기초하여 착용자의 스윙 자세의 부정확한 부분 또는 교정 부위(930)을 표시할 수 있다. 예를 들어, 테이크백 동작(B)에서 무게 중심이 기준보다 후방에 치우쳐 있음을 강조 표시할 수 있다. 유사하게, 착용자의 기울기 신호와 기준 데이터에 포함된 기준 기울기 신호를 비교하여 착용자의 상체가 앞으로 치우쳐 있음을 강조 표시할 수 있다. 이와 같이, 스윙 자세 분석 시스템(100)은 착용자의 스윙 자세의 부정확한 부분 또는 교정 부위(930)를 표시하기 때문에, 착용자는 스윙 자세 교정 부위를 직관적으로 인식하고, 전문가의 레슨을 받지 않더라도 스윙 자세를 교정할 수 있다.
도 10은 도 4의 스윙 분석 장치의 입력 화면을 예시한 도면이다.
도 10을 참조하면, 입력 화면은 클럽, 비거리 및 고도 등과 같은 스윙 결과 정보를 입력하는 입력 창(input window)들을 포함할 수 있다.
클럽 창은 스윙시 착용자가 사용한 클럽을 입력하는 부분에 해당하고, 예를 들어, 우드(wood) 클럽, 1번 아이언(iron 1) 클럽 등과 같이 다양한 종류의 클럽들 중에서 착용자가 특정 클럽을 선택하도록 하는 선택창을 더 포함할 수 있다. 비거리 창은 스윙에 따라 공이 이동한 이동거리에 해당하고, 착용자에 의해 선택된 숫자를 수신하거나, 별도의 선택창을 통해 선택된 값이 입력될 수 있다. 고도 창은 스윙에 따라 이동하는 공의 이동 궤적에 해당하고, 예를 들어, 이동 궤적은 높음, 보통, 낮음 중 하나에 해당할 수 있다. 일 실시예에서, 스윙 자세 분석 시스템(100)은 스윙에 따른 공의 이동 거리, 공의 이동 속도 및 공의 궤적 중 적어도 하나를 포함하는 스윙 결과 정보를 생성하는 스윙 결과 제공 서버를 더 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 스윙 자세 분석 시스템(100)은 스윙 결과 제공 서버로부터 스윙 결과 정보(예를 들어, 클럽의 종류, 공의 이동거리, 공의 이동속도, 고도 등)을 제공받을 수 있다. 한편, 스윙 자세 분석 장치(120)는 클럽 정보를 클럽으로부터 수신할 수 있다. 예를 들어, 클럽은 별도의 클럽 식별 부재(예를 들어, RFID 칩)를 내장할 수 있고, 스윙 분석 장치(130)는 클럽 식별 장치(예를 들어, RFID 리더기)를 포함할 수 있다. 이 경우, 스윙 분석 장치(130)는 클럽간의 통신 거리를 고려하여 착용자가 사용하는 클럽의 종류를 자동으로 식별할 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 스윙 자세 분석 방법을 나타내는 순서도이다.
도 11을 참조하면, 도 11의 스윙 자세 분석 방법은 스윙 자세 분석 시스템(100)에서 수행될 수 있다. 일 실시예에서, 스윙 자세 분석 시스템(100)은 신발(110), 음향 센싱 장치(120), 스윙 분석 장치(130)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 스윙 자세 분석 시스템(100)은 가속도 센서(230), 영상 획득 장치(240)를 더 포함할 수 있다. 이 때, 가속도 센서(230)는 착용자의 스윙 속도를 측정하는 센서로, 착용자의 손목 또는 클럽에 배치될 수 있다.
구체적으로, 신발(110)은 착용자가 스윙 부재로 스윙을 함에 따라 발에 가해지는 압력을 센싱하여 압력 센싱 신호들을 생성(S1110)할 수 있다. 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 신발(100)은 좌측 신발과 우측 신발을 포함하고, 좌측 신발은 좌측 발에 가해지는 압력을 센싱하여 제 1 압력 센싱 신호들을 생성하며, 우측 신발은 우측 발에 가해지는 압력을 센싱하여 제 2 압력 센싱 신호들을 생성할 수 있다.
신발(110)은 압력 센싱 신호들을 스윙 분석 장치(130)에 전송(S1120)할 수 있다. 예를 들어, 신발(110)은 실시간으로 압력 센싱 신호들을 전송할 수 있고, 특정 주기를 가지고 압력 센싱 신호들을 전송할 수 있다.
음향 센싱 장치(120)는 착용자 주변의 소리를 감지(S1130)할 수 있다. 음향 센싱 장치(120)는 스윙에 의해 스윙 부재와 공이 충돌할 때 발생하는 충돌 음향을 센싱하여 충돌 음향 신호를 생성하고, 충돌 음향 신호를 스윙 분석 장치(130)에 전송(S1140)할 수 있다.
가속도 센서(230)는 상기 스윙의 스윙 속도를 센싱하여 가속도 신호를 생성(S1150)하고, 가속도 신호를 스윙 분석 장치(130)에 전송(S1160)할 수 있다.
도 11에 도시되지 않았으나, 자이로 센서는 착용자의 자세 기울기, 스윙시 회전 각도 또는 착용자의 무게 중심의 높이 중에서 적어도 하나를 센싱할 수 있고, 센싱된 적어도 하나의 정보를 스윙 분석 장치(130)에 전송할 수 있다. 영상 획득 장치(240)는 착용자의 스윙 영상을 획득하고, 상기 스윙 영상을 스윙 분석 장치(130)에 전송할 수 있다. 한편, 스윙 분석 장치(130)는 수신한 신호들(상기 압력 센싱 신호들, 충돌 음향 신호, 가속도 신호, 자이로 신호 및 스윙 영상)을 저장할 수 있다.
스윙 분석 장치(130)는 충돌 음향 신호에 기초하여 분석을 수행할 수 있다. 보다 구체적으로, 스윙 분석 장치(130)는 충돌 음향 신호가 기 설정된 기준 레벨을 초과하는 지 판단하고, 충돌 음향 신호가 기준 레벨을 초과하면, 스윙 이벤트가 발생한 것으로 판단(S1170)할 수 있다.
이 경우, 스윙 분석 장치(130)는 충돌 음향이 발생한 시점을 기초로 분석 구간을 결정할 수 있고, 분석 구간 동안 수신한 신호들을 동기화시키며, 동기화된 신호들에 기초하여 스윙 자세를 분석할 수 있다. 분석 구간의 결정, 신호들의 동기화, 스윙 자세의 분석 구성에 대해서는 도 6을 참조하여 설명한 바 있으므로, 그에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
스윙 분석 장치(130)는 스윙 자세 분석을 통해 스윙 자세 분석 결과를 생성(S1180)할 수 있다. 예를 들어, 스윙 분석 장치(130)는 도 7 및 도 9a를 참조하여 설명한 바와 같이, 압력 분포 데이터 또는 무게 중심 이동 그래프를 생성할 수 있다. 다른 예를 들어, 스윙 분석 장치(130)는 도 7 및 도 9a를 참조하여 설명한 바와 같이, 기준 데이터와 비교하여 유사도 또는 오차벡터를 생성하고, 유사도 또는 오차벡터에 기초하여 착용자의 스윙 자세가 정확한 자세인지 여부를 판단할 수 있다.
스윙 분석 장치(130)는 스윙 자세 분석 결과를 출력(S1190)할 수 있다. 예를 들어, 스윙 분석 장치(130)는 스윙 자세 분석 결과를 디스플레이 장치를 통해 시작적으로 표시할 수 있거나, 또는 음향 장치를 통해 착용자에게 알릴 수 있다.
스윙 분석 장치(130)는 스윙 결과 정보를 획득(S1200)할 수 있다. 여기에서, 스윙 결과 정보는 스윙에 기초한 비거리, 공의 궤적 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 스윙 분석 장치(130)는 입력 화면을 통해 스윙 결과 정보를 착용자로부터 수신하거나 또는 스윙 결과 제공 서버로부터 수신할 수 있다.
스윙 분석 장치(130)는 스윙 결과 정보를 스윙 자세 분석 결과와 함께 저장(S1210)할 수 있다. 예를 들어, 매 스윙마다 생성되는 스윙 자세 분석 결과에 스윙 결과 정보를 포함하여 저장할 수 있다. 한편, 저장된 스윙 자세 분석 결과는 착용자의 스윙 자세의 발전 상태를 분석하는데 이용되거나 또는 착용자에게 최적화된 스윙 자세(예를 들어, 추천 스윙 자세)를 도출하는데 이용될 수 있다.
이와 같이, 도 11의 스윙 자세 분석 방법은 충돌 음향 신호에 기초하여 신호들을 동기화하고 분석 구간을 설정할 수 있으므로, 분석 시점을 정확하게 판단하고 전력 소비를 절감할 수 있다. 또한, 도 11의 스윙 자세 분석 방법은 스윙 자세 분석 결과를 생성하고, 기준 데이터와의 비교를 통해 산출된 유사도 또는 오차 벡터에 기초하여 착용자의 자세의 정확한 정도를 표시할 수 있다. 따라서, 착용자는 자신의 스윙 자세가 정확한 자세인지 여부를 직관적이며 객관적으로 판단할 수 있다.
본 발명은 운동 자세 분석 시스템에 적용될 수 있다. 이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 스윙 자세 분석 시스템 110: 신발
120: 음향 센싱 장치 130: 스윙 분석 장치
210: 스마트폰 220: 스마트와치
230: 가속도 센서 240: 영상 획득 장치
241: 지지 부재 310: 신발 인솔
311: 제 1 신발 인솔 312: 제 2 신발 인솔
320: 배터리 330: 신발 아웃솔
315: 제 1 접점 316: 제 2 접점
410: 송수신부 420: 분석부
430: 입력부 440: 출력부
450: 데이터 저장부 460: 제어부
701~708, 711~718: 압력 센서들
910, 920: 무게 중심 이동 그래프들
930: 교정 부위

Claims (20)

  1. 착용자가 스윙 부재로 스윙(swing)을 함에 따라 좌측 발에 가해지는 압력을 센싱하여 제 1 압력 센싱 신호들을 생성하는 좌측 신발;
    상기 착용자가 상기 스윙을 함에 따라 우측 발에 가해지는 압력을 센싱하여 제 2 압력 센싱 신호들을 생성하는 우측 신발;
    상기 스윙에 의해 상기 스윙 부재와 공이 충돌할 때 발생하는 충돌 음향을 센싱하여 충돌 음향 신호를 생성하는 음향 센싱 장치; 및
    상기 제 1 압력 센싱 신호들, 상기 제 2 압력 센싱 신호들 및 상기 충돌 음향 신호에 기초하여 상기 착용자의 스윙 자세를 분석하는 스윙 분석 장치를 포함하고,
    상기 좌측 신발과 상기 우측 신발은 압력 센싱 동작을 수행하는 신발 인솔을 각각 포함하며, 상기 신발 인솔은 플렉서블 몸체 및 상기 플렉서블 몸체에 분산 배치된 압력 센서들을 포함하고,
    상기 압력 센서들 각각은 상이한 압력에 따라 동작하는 접점들을 포함하며, 상기 접점들을 이용하여 복수의 압력 레벨들을 가지는 압력 센싱 신호를 생성하고,
    상기 압력 센싱 신호는 상기 제 1 압력 센싱 신호들 및 상기 제 2 압력 센싱 신호들 중 하나인 것을 특징으로 하는 스윙 자세 분석 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 스윙 분석 장치는 분석 구간 동안 상기 제 1 압력 센싱 신호들과 상기 제 2 압력 센싱 신호들 각각의 신호 레벨을 기 설정된 좌표들 상에 표시하여 압력 분포 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 스윙 자세 분석 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 분석 구간은 상기 충돌 음향이 발생한 시점을 포함하는 것을 특징으로 하는 스윙 자세 분석 시스템.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 스윙 분석 장치는 상기 압력 분포 데이터에 기초하여 상기 착용자의 무게 중심 이동(change of center of mass)을 분석하는 것을 특징으로 하는 스윙 자세 분석 시스템.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 스윙 분석 장치는 상기 분석 구간을 n개의 하위 분석 구간들로 구분하고(이때, n은 2 이상의 자연수), 상기 하위 분석 구간들별로 하위 압력 분포 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 스윙 자세 분석 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 하위 분석 구간들은 상기 충돌 음향이 발생한 시점, 제 1 압력 센싱 신호들의 신호 레벨 및 제 2 압력 센싱 신호들 중 적어도 하나에 기초하여 구분되는 것을 특징으로 하는 스윙 자세 분석 시스템.
  8. 제 3 항에 있어서, 상기 스윙 분석 장치는 상기 압력 분포 데이터를 기 설정된 기준 데이터와 비교하는 것을 특징으로 하는 스윙 자세 분석 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 스윙 분석 장치는 상기 압력 분포 데이터와 상기 기준 데이터간의 유사도를 산출하는 것을 특징으로 하는 스윙 자세 분석 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 스윙 분석 장치는 상기 유사도에 기초하여 상기 착용자의 스윙 자세가 정확한 자세인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 스윙 자세 분석 시스템.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 기준 데이터는 특정 착용자에 대한 압력 분포 데이터에 해당하는 것을 특징으로 하는 스윙 자세 분석 시스템.
  12. 제 8 항에 있어서, 상기 기준 데이터는 기 설정된 복수의 기준 데이터들 중에서 상기 착용자에 의해 선택된 하나에 해당하는 것을 특징으로 하는 스윙 자세 분석 시스템.
  13. 제 8 항에 있어서, 상기 좌측 신발 또는 상기 우측 신발 중에서 적어도 하나는 지면의 경사도를 센싱하여 경사도 신호를 생성하는 기울기 센서를 더 포함하고, 상기 스윙 분석 장치는 상기 경사도 신호에 기초하여 상기 기준 데이터를 보정하는 것을 특징으로 하는 스윙 자세 분석 시스템.
  14. 착용자가 스윙 부재로 스윙(swing)을 함에 따라 좌측 발에 가해지는 압력을 센싱하여 제 1 압력 센싱 신호들을 생성하는 좌측 신발;
    상기 착용자가 상기 스윙을 함에 따라 우측 발에 가해지는 압력을 센싱하여 제 2 압력 센싱 신호들을 생성하는 우측 신발;
    상기 스윙에 의해 상기 스윙 부재와 공이 충돌할 때 발생하는 충돌 음향을 센싱하여 충돌 음향 신호를 생성하는 음향 센싱 장치; 및
    상기 제 1 압력 센싱 신호들, 상기 제 2 압력 센싱 신호들 및 상기 충돌 음향 신호에 기초하여 상기 착용자의 스윙 자세를 분석하는 스윙 분석 장치를 포함하고,
    상기 좌측 신발과 상기 우측 신발은 압력 센싱 동작을 수행하는 신발 인솔을 각각 포함하며, 상기 신발 인솔은 플렉서블 몸체 및 상기 플렉서블 몸체에 분산 배치된 압력 센서들을 포함하고,
    상기 스윙 분석 장치는 분석 구간 동안 상기 제 1 압력 센싱 신호들과 상기 제 2 압력 센싱 신호들 각각의 신호 레벨을 기 설정된 좌표들 상에 표시하여 압력 분포 데이터를 생성하며,
    상기 스윙 분석 장치는 특정 시점에서의 상기 제 1 압력 센싱 신호들의 신호 레벨들과 상기 제 2 압력 센싱 신호들의 신호 레벨들을 상기 좌표들 각각에 대한 가중치로 정의하고, 상기 좌표들을 가중치 평균하여 상기 착용자의 무게 중심의 좌표를 산출하는 것을 특징으로 하는 스윙 자세 분석 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 스윙 분석 장치는 상기 분석 구간 동안 산출된 무게 중심 좌표들에 기초하여, 시간 경과에 따른 무게 중심 좌표의 이동을 나타내는 무게 중심 이동 그래프를 생성하는 것을 특징으로 하는 스윙 자세 분석 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 스윙 분석 장치는 특정 시점에서의 상기 무게 중심 좌표와 기 설정된 기준 무게 중심 좌표에 기초하여 오차 벡터를 산출하고, 상기 오차 벡터에 기초하여 상기 착용자의 스윙 자세가 정확한 자세인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 스윙 자세 분석 시스템.
  17. 제 14 항에 있어서, 상기 스윙 분석 장치는 상기 스윙에 따른 공의 이동 거리 정보와 스윙 속도 정보 중 적어도 하나를 포함하는 스윙 결과 정보를 수신하고, 상기 분석된 스윙 자세와 함께 스윙 자세 분석 결과로서 저장하는 것을 특징으로 하는 스윙 자세 분석 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 스윙 분석 장치는 상기 스윙 자세 분석 결과에 기초하여 상기 착용자에게 추천 스윙 자세 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 스윙 자세 분석 시스템.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 착용자의 자세 기울기, 상기 스윙시 회전 각도 또는 상기 착용자의 무게 중심의 높이(height of the center of mass) 중에서 적어도 하나를 센싱하는 자이로 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스윙 자세 분석 시스템.
  20. 제 14 항에 있어서,
    상기 스윙의 스윙 속도를 센싱하는 가속도 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스윙 자세 분석 시스템.
KR1020150079378A 2015-06-04 2015-06-04 스윙 자세 분석 시스템 KR101672481B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150079378A KR101672481B1 (ko) 2015-06-04 2015-06-04 스윙 자세 분석 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150079378A KR101672481B1 (ko) 2015-06-04 2015-06-04 스윙 자세 분석 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101672481B1 true KR101672481B1 (ko) 2016-11-04

Family

ID=57530276

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150079378A KR101672481B1 (ko) 2015-06-04 2015-06-04 스윙 자세 분석 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101672481B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101847503B1 (ko) 2016-03-24 2018-05-11 주식회사 에스제이테크시스템 양 발의 압력 데이터를 이용한 모션 분석 방법 및 장치
JP2019110929A (ja) * 2017-12-20 2019-07-11 ブリヂストンスポーツ株式会社 計測システムおよび計測方法
JP2020025723A (ja) * 2018-08-10 2020-02-20 住友ゴム工業株式会社 センサ装置付きゴルフシューズ
KR20210123177A (ko) * 2020-04-02 2021-10-13 주식회사 마이다스에이치앤티 압력을 이용한 운동 자세 구분 방법 및 장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100375712B1 (ko) * 1999-11-24 2003-03-15 주식회사 마인드스윙 운동 모션의 동작하중 분포 측정시스템 및 그의 표시방법
US20060194178A1 (en) * 2005-02-25 2006-08-31 Daniel Goldstein Balance assessment system
KR100773423B1 (ko) * 2007-08-02 2007-11-05 최병춘 골프스윙 분석장치
KR101394276B1 (ko) * 2013-12-31 2014-05-13 (주) 골프존 뎁스 영상 분석을 통한 사용자의 골프 스윙 자세 분석을 위한 영상 생성 방법과 이를 이용한 골프 스윙 자세 분석 방법 및 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100375712B1 (ko) * 1999-11-24 2003-03-15 주식회사 마인드스윙 운동 모션의 동작하중 분포 측정시스템 및 그의 표시방법
US20060194178A1 (en) * 2005-02-25 2006-08-31 Daniel Goldstein Balance assessment system
KR100773423B1 (ko) * 2007-08-02 2007-11-05 최병춘 골프스윙 분석장치
KR101394276B1 (ko) * 2013-12-31 2014-05-13 (주) 골프존 뎁스 영상 분석을 통한 사용자의 골프 스윙 자세 분석을 위한 영상 생성 방법과 이를 이용한 골프 스윙 자세 분석 방법 및 장치

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101847503B1 (ko) 2016-03-24 2018-05-11 주식회사 에스제이테크시스템 양 발의 압력 데이터를 이용한 모션 분석 방법 및 장치
JP2019110929A (ja) * 2017-12-20 2019-07-11 ブリヂストンスポーツ株式会社 計測システムおよび計測方法
JP7079088B2 (ja) 2017-12-20 2022-06-01 ブリヂストンスポーツ株式会社 計測システムおよび計測方法
JP2020025723A (ja) * 2018-08-10 2020-02-20 住友ゴム工業株式会社 センサ装置付きゴルフシューズ
US11577125B2 (en) 2018-08-10 2023-02-14 Sumitomo Rubber Industries, Ltd. Sensor device-equipped golf shoes
JP7234531B2 (ja) 2018-08-10 2023-03-08 住友ゴム工業株式会社 センサ装置付きゴルフシューズ
KR20210123177A (ko) * 2020-04-02 2021-10-13 주식회사 마이다스에이치앤티 압력을 이용한 운동 자세 구분 방법 및 장치
KR102369945B1 (ko) * 2020-04-02 2022-03-04 주식회사 마이다스에이치앤티 압력을 이용한 운동 자세 구분 방법 및 장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8998717B2 (en) Device and method for reconstructing and analyzing motion of a rigid body
JP5915148B2 (ja) 運動解析方法及び運動解析装置
US9962591B2 (en) Motion analysis method, program, and motion analysis device
KR101672481B1 (ko) 스윙 자세 분석 시스템
CN107115653A (zh) 调整泳姿的装置、泳姿信息处理系统、泳姿信息处理方法
CN103759739A (zh) 一种多节点运动测量与分析系统
CN110036259B (zh) 一种姿态矩阵的计算方法及设备
US20170239520A1 (en) Motion analysis apparatus, motion analysis system, motion analysis method, recording medium, and display method
US10249213B2 (en) Multi-node motion measurement and analysis system
CN112334965B (zh) 具有动作检测器的体育训练辅助器
JP2015156882A (ja) 運動解析装置及び運動解析システム
US11875697B2 (en) Real time sports motion training aid
US20160175674A1 (en) Motion analysis device, motion analysis system, motion analysis method, program, and recording medium
US20160175681A1 (en) Exercise analysis device, exercise analysis method, program, recording medium, and exercise analysis system
US20160175650A1 (en) Inclination determination device, inclination determination system, inclination determination method, exercise analysis device, exercise analysis system, exercise analysis method, and recording medium
US20160175680A1 (en) Exercise analysis device, exercise analysis system, exercise analysis method, program, and recording medium
US20150251071A1 (en) System and method for evaluating a swing of athletic equipment
US20160175649A1 (en) Exercise analysis device, exercise analysis method, program, recording medium, and exercise analysis system
US20180250571A1 (en) Motion analysis device, motion analysis method, motion analysis system, and display method
US10682548B2 (en) Motion analysis device, motion analysis method, program, and motion analysis system
KR100856426B1 (ko) 복수의 가속도 센서를 이용한 운동기구 궤적 측정장치 및그 방법
KR102671307B1 (ko) 골프 스윙 분석 장치, 골프 스윙 분석 방법 및 기록매체에 저장된 프로그램
JP7300731B2 (ja) 多点測定装置
KR20190015032A (ko) 스윙 교정 방법 및 이를 이용한 골프 스윙 궤도 측정 장치
JP7257691B2 (ja) リモートレッスンシステム

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191126

Year of fee payment: 4