KR101718427B1

KR101718427B1 - 웨어러블 디바이스를 이용한 체감형 상호작용 암벽 기반 스크린 클라이밍 학습 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR101718427B1
Application number: KR1020160158407A
Authority: KR
Inventors: 이호석; 성보경; 원선희
Original assignee: (주) 피디케이리미티드
Priority date: 2016-11-25
Filing date: 2016-11-25
Publication date: 2017-04-05

Abstract

본 발명은 상호작용 암벽 기반 클라이밍 학습 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 미리 설정된 등반 기준 경로에 따라 효율적으로 클라이밍을 학습시키고, 웨어러블 디바이스를 이용하여 등반자의 자세 및 이동에 따른 음향, 빛, 진동 등의 감각을 주어 빠르게 자신의 자세 및 이동을 인지하도록 하는 웨어러블 디바이스를 이용한 체감형 상호작용 암벽 기반 스크린 클라이밍 학습 시스템 및 방법에 관한 것이다.

Description

웨어러블 디바이스를 이용한 체감형 상호작용 암벽 기반 스크린 클라이밍 학습 시스템 및 방법{System and method for learning climbing based on haptic interactive climbing wall using wearable device}

본 발명은 상호작용 암벽 기반 클라이밍 학습 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 미리 설정된 등반 기준 경로(설정 경로)에 따라 효율적으로 클라이밍을 학습시키고, 웨어러블 디바이스를 이용하여 등반자의 자세 및 이동에 따른 음향, 빛, 진동 등의 감각을 주어 빠르게 자신의 자세 및 이동을 인지하도록 하는 웨어러블 디바이스를 이용한 체감형 상호작용 암벽 기반 스크린 클라이밍 학습 시스템 및 방법에 관한 것이다.

교육열 상승 및 놀이 공간 부족 등의 이유로 어린이들은 학교 및 학원에서 홀로 보내는 시간이 증가하고 있고, 그나마 휴식시간에는 컴퓨터 및 게임기(스마트폰 등) 보급의 일반화로 인해 집에서 혼자 게임을 하는 경우가 많아지고 있다.

이와 같이 어린이들까지 책상에 앉아 공부를 하거나 게임을 하기 때문에 야외에서의 활동이 급격하게 줄어들고 있어 어린이들의 체력을 떨어뜨릴 뿐만 아니라 인지능력, 집중력 및 몰입감 등 또한 떨어지고 있다.

또한, 어린이들의 야외활동 부족, 풍족한 음식섭취에 의한 영양 공급 과다, 잘못된 식습관 등으로 비만 등과 같은 생활 습관 병이 증가하고 있다.

따라서 어린이의 신체활동 부족으로 발생하는 문제들을 해결할 수 있는 방안이 요구되고 있다.

이러한 요구에 따라 국가적 차원에서도 종합체력 평가 및 운동처방을 위한 웹 기반 "학생 건강 체력 평가시스템(Physical Activity Promotion System: PAPS)"을 구축하여 운동에 대한 동기유발 및 자기 체력 관리능력을 향상시킬 수 있는 계기를 제공하고, 학생 체력의 효율적 관리 및 국가 차원의 의료비 지출 비용을 절감할 수 있는 효과를 제공하고 있다.

그러나 건강 및 체력을 평가 및 관리만 할 뿐 어린이를 대상으로 한 실질적인 휴먼케어서비스(Human Care Service)를 제공하기 위한 콘텐츠들이 부족한 실정이다.

이러한 휴먼케어서비스 제공 콘텐츠들의 대안으로 실내형 놀이터, 체감형 콘텐츠 기반의 실내 테마파크, 어린이 실내 운동장 등이 개발되어 제공되고 있으나 놀이 위주의 콘텐츠로서, 어린이의 실질적인 체력, 건강을 향상시키기는 어려운 문제점이 있었다.

또한, 성인들도 바쁜 사회생활로 인해 책상에 앉아 있는 경우가 많고, 풍족한 식생활로 인해 비만 등과 같은 생활 습관 병이 증가하고 있다. 성인들 또한 이런 문제점을 해결하기 위해 다양한 종류의 운동을 하고 있으나, 시간 및 장소에 제약을 많이 받아 충분한 운동을 하지 못하는 경우가 많다. 즉 보다 작은 공간과 보다 쉽게 접근할 수 있는 방안이 요구되어지고 있다.

이러한 요구에 따라 등록특허 10-1586374호 [상호작용 암벽 기반 스크린 클라이밍 학습 시스템 및 방법](이하 "선행특허"라 함)은 실내에서도 직접 몸을 움직이는 체감형 클라이밍을 즐길 수 있으면서도 쉽게 클라이밍을 배울 수 있도록 하는 기술을 개시하고 있다.

상기 선행특허의 상호작용 암벽 기반 스크린 클라이밍 학습 시스템은 영상 기반 위치 추적 또는 홀드별 압력 센서, 광센서 등의 적용에 의한 위치 추적 기술이 적용되고 있다.

그러나 영상 기반 위치 추적은 등반자가 잡고 밟은 한 홀드의 정확한 위치 인식이 어려운 문제점이 있으며, 홀드별 센서 적용에 의한 위치 추적은 홀드별로 비교적 단가가 높은 센서 및 센서 회로들을 구비하여야 하므로 그 초기 설치비용이 많이 드는 문제점이 있었다.

또한, 선행특허는 사용자가 실제 벽을 올라간다는 점에서 사용자가 실제 체감할 수 있으나 교육 시 사용자, 즉 등반자에게 클라이밍에 따른 실질적인 학습안내를 음성 및 영상을 표시하여 주고, 등반자의 자세를 보다 정확하게 파악하여 안내할 수 있는 방안이 더 요구되고 있다.

등록특허 10-1586374호

따라서 본 발명의 목적은 미리 설정된 등반 기준 경로에 따라 효율적으로 클라이밍을 학습시키고, 웨어러블 디바이스를 이용하여 등반자의 자세 및 이동에 따른 음향, 빛, 진동 등의 감각을 주어 빠르게 자신의 자세 및 이동을 인지하도록 하는 웨어러블 디바이스를 이용한 체감형 상호작용 암벽 기반 스크린 클라이밍 학습 시스템 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 웨어러블 디바이스를 이용하여 등반자의 위치를 인식하고, 등반자의 등반 위치와 미리 설정된 등반 기준 경로를 비교하여 클라이밍을 학습시키고 복수의 웨어러블 디바이스를 통해 등반자의 자세를 인식하고 인식된 자세에 따라 효율적으로 클라이밍을 교육시킬 수 있는 웨어러블 디바이스를 이용한 체감형 상호작용 암벽 기반 스크린 클라이밍 학습 시스템 및 방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 웨어러블 디바이스를 이용한 체감형 상호작용 암벽 기반 스크린 클라이밍 학습 시스템은: 다수의 홀드들이 결합되어 있는 암벽이 형성되고, 조사되는 영상이 표시되는 적어도 하나 이상의 클라이밍 스크린을 포함하는 스크린부; 상기 클라이밍 스크린을 등반할 등반자의 신체에 착용되어 경보정보를 포함하는 경로 안내정보를 수신받아 등반자가 상기 경보정보를 몸으로 느낄 수 있도록 전달하는 적어도 하나 이상의 웨어러블 디바이스를 포함하는 웨어러블 디바이스부; 스크린 클라이밍 학습 개시 시 선택된 클라이밍 학습 영상을 상기 스크린부에 구성된 암벽의 홀드들과 매핑하여 표시하고, 상기 암벽을 따라 올라가는 등반자의 위치를 검출하고, 검출된 위치에 따른 등반자의 등반 경로를 추적하고, 검출된 등반자의 위치 및 등반 경로에 근거하여 표시되는 클라이밍 학습 영상에 따라 학습하고 있는지를 판단하고, 판단에 대응되는 상기 경로 안내 정보가 반영된 클라이밍 학습 영상을 재생성하여 표시하며, 상기 등반 경로에 따른 경보정보를 포함하는 경로 안내정보를 상기 웨어러블 디바이스로 무선 전송하는 스크린 클라이밍 학습 서버부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 스크린 클라이밍 학습 서버부는, 상기 스크린부에 구성된 암벽을 오르는 등반자의 위치를 인식하여 출력하는 위치인식모듈; 상기 스크린부에 클라이밍 학습 영상을 조사하는 영상 출력부; 및 스크린 클라이밍 학습 개시 시 상기 영상 출력부를 통해 상기 클라이밍 학습 영상을 상기 스크린부에 구성된 암벽의 홀드들과 매핑하여 표시하고, 상기 위치인식모듈을 통해 상기 암벽을 따라 올라가는 등반자의 위치를 검출하고, 검출된 위치에 따른 등반자의 등반 경로를 추적하고, 검출된 등반자의 위치 및 등반 경로에 근거하여 표시되는 클라이밍 학습 영상에 따라 학습하고 있는지를 판단하고, 판단에 대응되는 경로 안내정보가 반영된 클라이밍 학습 영상을 재생성하여 상기 영상 출력부를 통해 출력하는 제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 위치인식모듈은, 상기 스크린부의 암벽의 테두리에 일정 간격으로 설치되어 상기 암벽에 평행하게 상부로 격자무늬가 형성되도록 적외선을 조사하는 수평 및 수직 적외선 센서 어레이를 포함하여 상기 암벽을 오르는 등반자의 위치에 대응하는 센서 위치정보를 위치검출정보로서 상기 제어모듈로 출력하는 적외선 센서부로 구성되되, 상기 제어모듈은 등반자를 검출한 적외선 센서 그룹의 센서 위치정보들에 의해 등반자를 정의하고, 상기 센서 위치정보들에 의해 형성되는 등반자의 중심을 결정하고 결정된 중심을 기준으로 사사분면으로 나누고 각 사분별로 거리가 가장 먼 위치의 적외선 센서를 선택하고, 선택된 적외선 센서에 의해 결정된 위치에서 가장 가까운 홀드를 최종적으로 등반자의 위치로 결정하는 것을 특징으로 한다.

상기 위치인식모듈은, 상기 스크린부의 각 홀드에 구성되어, 등반자가 손으로 짚은 홀드 및 발로 밟은 홀드의 압력을 감지하는 압력센서를 포함하고 압력 감지 시 자신의 위치정보를 상기 제어모듈로 출력하는 압력감지부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 홀드는 고유의 식별정보인 태그 식별정보를 저장하고 있는 태그를 포함하고, 상기 웨어러블 디바이스부는, 상기 등반자의 왼쪽 손목에 착용되어 왼손이 잡은 홀드에 포함되어 있는 태그의 태그식별정보를 읽어 상기 스크린 클라이밍 학습 서버부로 전송하는 제1웨어러블 디바이스; 상기 등반자의 오른쪽 손목에 착용되어 오른손이 잡은 홀드에 포함되어 있는 태그의 태그식별정보를 읽어 상기 스크린 클라이밍 학습 서버부로 전송하는 제2웨어러블 디바이스; 상기 등반자의 왼쪽 발목에 착용되어 왼발이 밟은 홀드에 포함되어 있는 태그의 태그식별정보를 읽어 상기 스크린 클라이밍 학습 서버부로 전송하는 제3웨어러블 디바이스; 및 상기 등반자의 오른쪽 발목에 착용되어 오른발이 밟은 홀드에 포함되어 있는 태그의 태그식별정보를 읽어 상기 스크린 클라이밍 학습 서버부로 전송하는 제4웨어러블 디바이스를 포함하며, 상기 스크린 클라이밍 학습 서버부는, 상기 스크린부에 클라이밍 학습 영상을 조사하는 영상 출력부; 및 스크린 클라이밍 학습 개시 시 상기 영상 출력부를 통해 상기 클라이밍 학습 영상을 상기 스크린부에 구성된 암벽의 홀드들과 매핑하여 표시하고, 상기 제1 내지 제4 웨어러블 디바이스로부터 수신되는 태그 식별정보에 대응하여 맵핑되어 있는 홀드 위치정보에 의해 위치를 검출하고, 검출된 위치에 따른 등반자의 등반 경로를 추적하고, 검출된 등반자의 위치 및 등반 경로에 근거하여 표시되는 클라이밍 학습 영상에 따라 학습하고 있는지를 판단하고, 판단에 대응되는 경로 안내정보가 반영된 클라이밍 학습 영상을 재생성하여 상기 영상 출력부를 통해 출력하는 제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 웨어러블 디바이스부는, 등반자의 머리 및 허리 중 적어도 어느 하나 이상에 착용되어 등반자의 자세정보를 획득하여 상기 스크린 클라이밍 학습 서버부로 전송하는 제5웨어러블 디바이스를 더 포함하고, 상기 제어모듈은, 상기 제5웨어러블 디바이스로부터 수신되는 자세정보에 의한 경로 안내정보를 상기 클라이밍 스크린 및 상기 웨어러블 디바이스부로 전송하여 등반 경로를 안내하는 것을 특징으로 한다.

웨어러블 디바이스는, 상기 등반자에게 진동 및 전기 자극 중 어느 하나 이상을 발생시키는 체감 제공부; 상기 경로 안내정보에 대한 경로 안내 음성을 출력하는 오디오 처리부; 및 상기 경로 안내정보에 대한 경로 안내 텍스트 및 그래픽 정보를 표시하는 디스플레이부 중 적어도 하나 이상을 포함하고, 상기 경로 안내정보의 수신 시 상기 경로 안내정보에 경보정보가 포함되어 있으면 상기 체감 제공부, 오디오 처리부 및 디스플레이부 중 적어도 어느 하나를 통해 경보정보를 전달하는 것을 특징으로 한다.

상기 스크린부는, 상기 암벽이 구성되고, 상기 클라이밍 학습 영상이 표시되는 클라이밍 스크린부; 상기 클라이밍과 관련된 설정 및 제어를 위한 사용자 그래픽 인터페이스 수단을 표시하는 제어 스크린; 및 상기 클라이밍 스크린부의 경사 각도를 조절하는 클라이밍 각도 조절부를 포함하되, 상기 제어모듈은, 상기 제어 스크린을 통해 상기 등반자로부터 클라이밍 난이도를 설정하기 위한 사용자 그래픽 인터페이스 수단을 상기 제어 스크린에 표시하고, 상기 사용자 그래픽 인터페이스 수단을 통해 난이도가 설정되면 설정된 난이도에 대응하도록 상기 각도 조절부를 제어하여 상기 클라이밍 스크린부의 경사 각도를 조절하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 웨어러블 디바이스를 이용한 체감형 상호작용 암벽 기반 스크린 클라이밍 학습 방법은: 제어모듈의 제어부가 클라이밍 학습 콘텐츠 및 등반 난이도를 등반자로부터 입력받아 상기 난이도에 대한 난이도 설정정보, 상기 난이도 설정정보에 따른 설정 경로, 상기 선택된 학습 콘텐츠 및 상기 설정 경로에 대응하는 클라이밍 학습 영상 및 클라이밍 학습 음성을 포함하는 클라이밍 학습 데이터를 생성하여 저장하고, 등반자가 이용할 클라이밍 스크린의 선택 및 선택된 클라이밍 스크린 및 등반자에게 할당된 웨어러블 디바이스에 대한 무선연결을 설정하는 준비 과정; 및 상기 등반자의 등반 시작 시 상기 등반자의 등반 위치를 추적하고, 추적되는 등반자의 위치 및 등반 경로와 상기 설정 경로를 비교하고, 등반 경로 및 설정 경로의 일치 여부에 따른 경로 안내정보를 상기 클라이밍 스크린에 표시하고 상기 무선 연결된 웨어러블 디바이스로 전송하여 등반자가 상기 경로 안내정보를 몸으로 체감할 수 있도록 하는 학습 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 준비 과정은, 제어모듈의 제어부가 스크린부의 암벽을 등반할 등반자로부터 클라이밍 학습 콘텐츠를 선택받는 클라이밍 학습 콘텐츠 선택 단계; 상기 선택된 클라이밍 학습 콘텐츠에 대한 등반 난이도를 설정할 수 있는 설정 수단을 스크린부를 통해 제공하고, 상기 설정 수단을 통해 등반자의 난이도 설정정보를 입력받아 저장하는 등반자 클라이밍 설정 단계; 상기 난이도 설정정보, 상기 난이도 설정정보에 따른 설정 경로, 상기 선택된 클라이밍 학습 콘텐츠 및 상기 설정 경로에 대응하는 클라이밍 학습 영상 및 클라이밍 학습 음성을 포함하는 클라이밍 학습 데이터를 생성하여 저장하는 클라이밍 학습 데이터 생성 단계; 등반자가 이용할 클라이밍 스크린을 선택하는 클라이밍 스크린 선택 단계; 및 선택 및 선택된 클라이밍 스크린 및 등반자에게 할당된 웨어러블 디바이스에 대한 무선연결을 설정하는 웨어러블 디바이스 무선 연결 설정 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 등반자 클라이밍 설정 단계는, 상기 선택된 클라이밍 학습 콘텐츠에 대한 암벽의 경사 각도를 포함하는 등반 난이도를 설정할 수 있는 설정 수단을 스크린부를 통해 제공하여 난이도 설정을 요청하는 요청 단계; 상기 설정 수단을 통해 경사 각도를 포함하는 등반자의 난이도 설정정보를 입력받아 저장하는 난이도 설정 단계; 및 상기 설정된 경사 각도에 대응하도록 스크린부의 경사 각도를 조절하는 암벽 경사도 조절 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 학습 과정은, 초기 클라이밍 학습 데이터에 의해 경로 안내정보의 하나인 클라이밍 학습 영상을, 상기 클라이밍 스크린의 홀드들에 맵핑하여 디스플레이하고, 경보정보를 포함하는 경로 안내정보를 상기 웨어러블 디바이스로 무선 전송하여 클라이밍 학습을 개시하는 학습 개시 단계; 클라이밍 학습 개시 시 등반자의 위치를 판단하고 등반자의 등반 경로를 추적 및 생성하는 등반자 추적 단계; 추적되는 등반 경로와 상기 클라이밍 학습 데이터의 설정 경로를 비교하여 상기 등반 경로 및 설정 경로의 일치 여부, 현재 위치 및 상기 난이도 설정정보의 난이도에 따라 상기 설정 경로의 유지 및 재설정을 수행하는 클라이밍 학습 진행 단계; 및 상기 추적되는 등반자의 위치가 상기 클라이밍 학습 데이터의 목표 위치까지 등반하는지 중간에 추락하는지의 여부를 판단하고, 상기 목표 위치 도착 또는 추락 시 클라이밍 학습을 종료하는 클라이밍 학습 종료 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 등반자 추적 단계는, 상기 스크린부의 각 홀드에 구성되어, 홀드의 압력을 감지하는 압력센서를 포함하고 압력 감지 시 기기 식별정보를 출력하는 압력감지부들 중 등반자가 잡거나 밟은 홀드에 가해지는 압력을 감지한 압력감지부에 대한 기기식별정보를 획득하는 기기 식별정보 획득 단계; 상기 기기식별정보에 대해 매핑되어 있는 홀드 위치정보를 등반자가 잡고 있는 홀드의 위치로 간주하여 등반자의 위치를 검출하는 등반자 위치 검출 단계; 및 상기 검출된 등반자의 위치와 이전 등반자의 위치들에 의해 등반 경로를 계산하는 등반 경로 추적 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 무선 연결 설정 단계는, 상기 등반자의 왼쪽 손목에 착용되어 왼손이 잡은 홀드에 포함되어 있는 태그의 태그식별정보를 읽어 상기 스크린 클라이밍 학습 서버부로 전송하는 제1웨어러블 디바이스를 지정하는 제1웨어러블 디바이스 위치 지정 단계; 상기 등반자의 오른쪽 손목에 착용되어 오른손이 잡은 홀드에 포함되어 있는 태그의 태그식별정보를 읽어 상기 스크린 클라이밍 학습 서버부로 전송하는 제2웨어러블 디바이스를 지정하는 제2웨어러블 디바이스 위치 지정 단계; 상기 등반자의 왼쪽 발목에 착용되어 왼발이 밟은 홀드에 포함되어 있는 태그의 태그식별정보를 읽어 상기 스크린 클라이밍 학습 서버부로 전송하는 제3웨어러블 디바이스를 지정하는 제3웨어러블 디바이스 위치 지정 단계; 상기 등반자의 오른쪽 발목에 착용되어 왼발이 밟은 홀드에 포함되어 있는 태그의 태그식별정보를 읽어 상기 스크린 클라이밍 학습 서버부로 전송하는 제4웨어러블 디바이스를 지정하는 제4웨어러블 디바이스 위치 지정 단계; 및 상기 제1 내지 제4 웨어러블 디바이스들과 무선으로 연결하는 무선연결 단계를 포함하고, 상기 학습 과정의 등반자 추적 단계는, 상기 제1 내지 제4 웨어러블 디바이스로부터 수신되는 태그 식별정보를 수신하는 위치정보 수집 단계; 및 상기 태그 식별정보에 대응하여 맵핑되어 있는 홀드 위치정보에 의해 위치를 검출하는 위치 검출 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 무선 연결 설정 단계는, 등반자의 머리 및 허리 중 적어도 어느 하나 이상에 착용되어 등반자의 자세정보를 획득하여 상기 스크린 클라이밍 학습 서버부로 전송하는 제5웨어러블 디바이스를 지정하는 제5웨어러블 디바이스 지정 단계를 더 포함하고, 상기 학습 과정의 클라이밍 학습 진행 단계에서 상기 제5웨어러블 디바이스로부터 수신되는 자세정보를 반영한 경로 안내정보를 상기 클라이밍 스크린 및 상기 웨어러블 디바이스부로 전송하여 등반 경로를 안내하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 등반자의 손목, 발목, 허리 등 중 적어도 하나 이상에 착용되는 웨어러블 디바이스를 통해 홀드에 심어진 태그로부터 정보를 읽어 그 위치를 추적하므로 등반자의 정확한 위치를 추적할 수 있으면서도 홀드에는 생산단가가 낮은 태그만 설치하면 되므로 체감형 상호작용 암벽 기반 스크린 클라이밍 학습 시스템의 초기 설치비용을 낮출 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 웨어러블 디바이스를 통해 등반자의 위치뿐만 아니라 등반자의 자세 등을 판단할 수 있으므로 보다 정확한 클라이밍 학습을 수행할 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 웨어러블 디바이스를 통해 자세가 좋지 않거나 잘못된 경로로 진행하려 하는 경우 진동, 전기 자극, 경고음 등을 발생하여 힘들어하는 등반자에게 체감적인 경고 신호를 전달하여 등반자가 잘못된 경로 및 자세를 보다 정확하게 인지시킬 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 웨어러블 디바이스를 이용한 체감형 상호작용 암벽 기반 스크린 클라이밍 학습 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 웨어러블 디바이스부가 둘 이상 웨어러블 디바이스로 구성되는 경우를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 웨어러블 디바이스를 이용한 체감형 상호작용 암벽 기반 스크린 클라이밍 학습 시스템의 스크린 클라이밍 학습 서버부의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 웨어러블 디바이스를 이용한 체감형 상호작용 암벽 기반 스크린 클라이밍 학습 시스템의 실제 구성예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 등반자의 위치를 검출하기 위한 압력감지부의 구성을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 스크린 클라이밍 학습 서버부의 제어모듈의 상세 구성을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 스크린 클라이밍 학습 시스템의 웨어러블 디바이스의 상세 구성을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 웨어러블 디바이스를 이용한 체감형 상호작용 암벽 기반 스크린 클라이밍 학습 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 웨어러블 디바이스를 이용한 체감형 상호 작용 암벽 기반 스크린 클라이밍 학습 방법의 클라이밍 콘텐츠 제공 방법을 상세히 나타낸 흐름도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 웨어러블 디바이스를 이용한 체감형 상호작용 암벽 기반 스크린 클라이밍 학습 시스템의 구성 및 동작을 설명하고, 상기 시스템에서의 스크린 클라이밍 학습 방법을 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 웨어러블 디바이스를 이용한 체감형 상호작용 암벽 기반 스크린 클라이밍 학습 시스템의 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 웨어러블 디바이스부가 둘 이상의 웨어러블 디바이스로 구성되는 경우를 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 웨어러블 디바이스를 이용한 체감형 상호작용 암벽 기반 스크린 클라이밍 학습 시스템의 스크린 클라이밍 학습 서버부의 구성을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 웨어러블 디바이스를 이용한 체감형 상호작용 암벽 기반 스크린 클라이밍 학습 시스템의 실제 구성예를 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 등반자의 위치를 검출하기 위한 압력감지부의 구성을 나타낸 도면이다.

. 이하 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한다. 도 4의 참조된 부호 1은 홀드이고, 211은 클라이밍 스크린이다.

본 발명에 따른 웨어러블 디바이스를 이용한 체감형 상호작용 암벽 기반 스크린 클라이밍 학습 시스템은 스크린부(200), 스크린 클라이밍 학습 서버부(500) 및 적어도 하나 이상의 웨어러블 디바이스부(600)를 포함한다.

하나의 웨어러블 디바이스부(600)는 한 명의 등반자에게 착용되어, 등반자의 스크린 클라이밍 암벽 상에서의 위치 및 등반자의 자세를 검출하여 상기 스크린 클라이밍 학습 서버부(500)로 전송하고, 스크린 클라이밍 학습 서버부(500)로부터 경보 신호의 수신 시 등반자에게 진동, 전기 자극, 경고음, 디스플레이 영상 등 중 적어도 하나 이상을 제공한다.

한 명의 등반자에게 장착되는 웨어러블 디바이스부(600)는 하나 이상의 웨어러블 디바이스(601)를 포함할 수 있을 것이다.

웨어러블 디바이스(601)는 헬멧, 밴드, 안경, 벨트 등에 결합되어 구성될 수 있을 것이다.

헬멧 및 안경 형태의 웨어러블 디바이스(601)는 등반자의 머리 및 얼굴에 착용될 수 있으며, 밴드 형태의 웨어러블 디바이스(601)는 양 손목 및 양 발목에 착용될 수 있으며, 벨트 형태는 허리 및 가슴 등에 착용될 수 있을 것이다.

등반자가 잡거나 밟은 홀드를 보다 정확하게 인지하기 위해서는 두 손목 및 두 발목에 밴드 형태의 웨어러블 디바이스(601)를 착용하는 것이 바람직하고, 등반자의 자세를 판단하기 위해서는 허리 및 가슴에 웨어러블 디바이스(601)를 착용하는 것이 바람직할 것이다.

등반자의 자세는 허리 및 가슴에 착용되는 웨어러블 디바이스(601)가 손목 및 발목에 착용되는 4개의 웨어러블 디바이스(601)들 사이에서 어디에 위치(홀드))하는지에 따라 등반자의 자세를 유추할 수 있을 것이다.

스크린부(200)는 적어도 하나 이상의 클라이밍 스크린(211)을 포함하는 클라이밍 스크린부(210)를 포함하며, 실시예에 따라 클라이밍 각도 조절부(220) 및 제어 스크린(230)을 더 포함할 수도 있을 것이다.

클라이밍 스크린(211)은 도 4에서 보이는 바와 같이 스크린(212) 및 다수의 홀드(1)로 구성된다. 상기 스크린(212)은 홀드(1)들이 구성됨에 의해 암벽을 형성한다. 또한, 상기 클라이밍 스크린(211)에는 홀드(1)들이 구성된 암벽에 홀드(1)들과 매핑된 클라이밍 학습 영상이 표시될 것이다.

또한, 상술한 바와 같이 각 홀드(1)는 자신의 고유 식별정보를 저장하고 있는 태그(Tag)가 부착되어 있거나, 삽입되어 있을 수 있다. 또한, 각 홀드(1)는 상기 고유 식별정보가 인쇄되어 있을 수도 있을 것이다.

도 4에서 보이는 바와 같이 스크린부(200)는 중앙에 제어 스크린(230)이 구성되고 제어 스크린(230) 양측으로 둘 이상의 클라이밍 스크린(211)이 구성될 수 있을 것이다.

상기 제어 스크린(230)은 자신이 등반할 클라이밍 스크린(211: 암벽) 및 클라이밍 학습 콘텐츠를 선택하고, 선택된 클라이밍 스크린(211)의 난이도 등을 설정할 수 있는 클라이밍 설정 사용자 (그래픽) 인터페이스 수단을 표시하고 상기 클라이밍 설정 사용자 (그래픽) 인터페이스 수단을 통해 입력되는 설정정보를 표시한다. 상기 제어스크린(230)은 투명한 판 형태의 스크린으로 구성될 수도 있고, 액정표시장치(Liquid Crystal Display: LCD) 등으로 구성될 수도 있을 것이다.

클라이밍 각도 조절부(220)는 상기 클라이밍 스크린(211)들 각각에 연결되고 제어모듈(100)의 제어를 받아 클라이밍 스크린(211)의 하부를 밀거나 당겨 클라이밍 스크린(211), 즉 클라이밍 스크린(211)에 의해 형성되는 암벽의 기울기를 조절하는 클라이밍 스크린(211)의 수에 대응하는 각도 조절부(221)를 포함한다. 도 3에서는 클라이밍 스크린(211)의 하부만을 밀거나 당기도록 하는 구성만 나타내었으나, 상부 또한 밀거나 당길 수 있도록 구성하여 난이도를 더 어렵게 할 수도 있을 것이다.

스크린 클라이밍 학습 서버부(500)는 클라이밍 스크린(211) 상에 구성된 홀드(1)들 각각에 부착되거나 삽입되고 각각의 고유의 태그 식별정보를 가지고 있는 태그들의 태그 식별정보를 가지고 있으며, 각 태그 식별정보에 대한 클라이밍 스크린(211) 상의 위치정보를 매핑하여 저장하고 있다.

스크린 클라이밍 학습 서버부(500)는 나이별, 난이도별 클라이밍 학습 콘텐츠들을 구비하고 있으며, 나이, 난이도 등 중 적어도 하나 이상의 입력 시 대응하는 클라이밍 학습 콘텐츠를 클라이밍 스크린(211) 또는 웨어러블 디바이스부(600)에 표시하고, 표시된 클라이밍 학습 콘텐츠에 따른 안내 및 등반자의 위치 추적, 클라이밍 평가 점수 계산 및 경로 이탈 경보 등의 동작을 처리한다.

스크린 클라이밍 학습 서버부(500)의 상세 구성 및 동작을 설명하면, 본 발명에 따른 상호작용 암벽 기반 스크린 클라이밍 학습 서버부(500)는 제어모듈(100), 영상 출력부(300) 및 위치인식모듈(400)을 포함한다.

제어모듈(100)은 본 발명에 따른 웨어러블 디바이스(601)를 이용한 체감형 상호작용 암벽 기반 스크린 클라이밍 학습 서버부(500)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어모듈(100)의 상세 구성 및 동작은 후술할 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.

영상 출력부(300)는 상기 클라이밍 스크린(211)의 수에 대응하는 수의 클라이밍 프로젝터(311)들을 포함하는 클라이밍 프로젝터부(310)를 포함하며, 실시예에 따라 제어 인터페이스 프로젝터(320)를 더 포함할 수 있을 것이다.

상기 클라이밍 프로젝터(311)는 해당 클라이밍 스크린(211)에 클라이밍 학습 영상을 조사하되, 클라이밍 스크린(211)에 구성된 암벽의 홀드(1)에 맵핑되어 클라이밍 학습 영상을 조사한다. 상기 클라이밍 프로젝터(311)는 암벽의 홀드(1)에 매핑하여 클라이밍 학습 영상을 상기 암벽이 형성된 클라이밍 스크린(211)에 투사하기 위해서 제어모듈(100)의 제어를 받아 상하좌우로 이동할 수 있도록 구성되는 것이 바람직할 것이다.

상기 제어 인터페이스 프로젝터(320)는 제어 스크린(230)에 상술한 클라이밍 설정 사용자 (그래픽) 인터페이스 수단을 표시한다.

본 발명에서 등반자의 위치를 추적하기 위한 방법으로, 상기 위치인식모듈(400)을 이용한 위치 추적 방식과 웨어러블 디바이스(601)를 이용한 위치 추적 방식이 적용될 수 있을 것이다.

위치인식모듈(400)은 상기 클라이밍 스크린(211)의 수와 동일한 수의 클라이머 위치검출모듈(410)을 포함한다.

클라이머 위치검출모듈(410)은 적외선 센서 등을 이용한 광센서 방식, 압력센서를 이용한 압력 센서 방식, 카메라를 이용한 영상 방식 등 중 하나 이상이 적용될 수 있을 것이다.

광센서 방식의 클라이머 위치검출모듈(410)은 도 4에서 나타낸 바와 같이 클라이밍 스크린(211)의 테두리에 클라이밍 스크린(211), 즉 암벽과 평행하게 적외선을 조사하는 다수의 적외선 센서들을 구비하여 적외선에 의해 바둑판, 즉 격자무늬 형태를 구성하여 등반자에 의해 적외선이 차단된 적외선 센서의 위치를 등반자의 위치로 검출한다. 상부에서 하부로 또는 하부에서 상부로 적외선을 조사하는 적외선 센서들의 그룹을 수직 적외선 센서 어레이(Array)(= 또는 "y축 적외선 센서 어레이"라 함)라 하고, 좌측에서 우측 또는 우측에서 좌측으로 적외선을 조사하는 적외선 센서들의 그룹을 수평 적외선 센서 어레이(또는 "x축 적외선 센서 어레이")라 한다.

구체적으로 설명하면 광센서 방식의 클라이머 위치검출모듈(410)은 등반자의 검출에 따른 다수의 적외선 센서들에 대한 센서 위치정보를 위치검출정보로서 획득할 것이다. 그러나 정확한 경로를 안내하기 위해서는 등반자가 잡고 있는 홀드(1) 및 밟고 있는 홀드(1)의 위치를 검출하는 것이 바람직할 것이다.

따라서 제어모듈(100)은 등반자에 의해 검출된 위치정보, 즉 센서 위치정보들 중 도 4의 확대도에서 나타낸 바와 같이 등반자의 중심(2)을 결정하고 결정된 중심(2)을 기준으로 사사분면으로 나누고 각 사분별로 거리가 가장 먼 위치의 적외선 센서를 선택하고, 선택된 적외선 센서에 의해 결정된 위치에서 가장 가까운 홀드(1)를 최종적으로 등반자의 위치로 결정한다. 예를 들어, 오른손을 검출한 수직 적외선 센서 및 수평 적외선 센서에 의해 위치(x1, y1)가 계산되면 (x1, y1)에서 가장 가까운 홀드(1-201)를 오른 등반자의 오른손 위치로 인식한다. 상기 등반자는 등반자가 검출된 적외선 센서 그룹들에 의해 정의될 수 있으며, 이러한 센서들 중 중심의 적외선 센서의 위치가 상기 중심(2)이 될 수 있을 것이다.

영상 방식의 클라이머 위치검출모듈(410)은 스크린부(200)의 클라이밍 스크린(211)의 암벽 전체가 찍히도록 촬영하고, 촬영된 영상을 위치검출정보로서 제어모듈(100)로 출력한다.

그러면 제어모듈(100)은 영상으로부터 손 및 발을 검출하고, 손 및 발이 검출된 촬영된 영상과 미리 저장되어 있는 해당 클라이밍 스크린의 암벽 기준 영상을 매칭하여 손 및 발이 위치한 부분의 홀드(1-201, 1-202, 1-203, 1-204)를 검출할 수 있을 것이다.

압력센서 방식의 클라이머 위치검출모듈(410)은 각 홀드(1)들에 압력 센서를 구비하여 등반자가 잡거나 밟은 홀드(1)를 인식하여 홀드(1)에 대한 정보를 제어모듈(100)로 출력한다.

그러면 제어모듈(100)은 홀드(1)에 대한 정보에 의해 클라이밍 스크린(211) 상에서의 위치를 추적할 수 있을 것이다.

그리고 웨어러블 디바이스 위치 추적 방식을 적용하기 위해 스크린 클라이밍 학습 서버부(500)의 제어모듈(100)은 웨어러블 다바이스(601)들과 근거리 무선통신을 수행하는 근거리 무선통신 수단을 포함하여야 할 것이다.

상기 근거리 무선통신 수단은 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), 광대역무선통신(Ultra Wide Band: UWB), 와이파이(WiFi) 등 중 하나가 될 수 있을 것이다.

웨어러블 디바이스(601)가 임의의 홀드(1)에 구성된 태그로부터 태그 식별정보가 읽혀지면 읽혀진 태그 식별정보를 무선으로 스크린 클라이밍 학습 서버부(500)로 전송할 것이다.

그러면 스크린 클라이밍 학습 서버부(500)의 제어모듈(100)은 근거리 무선통신 수단을 통해 등반자가 잡은 홀드(1) 및 밟은 홀드(1)의 태그 식별정보를 수신하고, 미리 저장하고 있는 태그 식별정보별 위치정보로부터 각 홀드(1)의 위치를 검출하여 등반자의 위치를 검출할 것이다.

상기 도 4에서는 클라이밍 스크린(211)이 하나의 스크린(212)으로 구성되는 경우를 나타내었으나, 몰입감을 주기 위해 복수의 스크린(212)으로 구성될 수도 있으며, 천정에도 스크린(212)이 구성될 수도 있을 것이다. 이 경우 홀드(1)들이 구성된 3개의 스크린(212)으로 구성되는 것이 바람직할 것이다.

또한, 홀드(1)를 반투명한 물질로 형성하는 경우, 홀드(1)는 제어모듈(100)과 연결되고 제어모듈(100)의 제어를 받아 빛을 방출하는 조명부(미도시)를 더 구비하여, 제어모듈(100)의 제어를 받아 등반자가 잡거나 밟을 홀더(1)에서 빛이 방출되도록 구성될 수도 있을 것이다.

또한, 압력센서 방식의 클라이머 위치 검출모듈(410)은 도 5에서 보이는 바와 같이 클라이밍 스크린(211)의 홀드(1)가 위치하는 부분에 압력감지부(213)가 구성된다.

압력감지부(213)는 스크린에 단단히 고정될 수 있도록 구성되고, 압력 센서(214-1, 214-2)가 구성되며, 홀드(1)가 삽입되어 고정되되, 등반자가 홀드(1)에 가하는 힘에 의해 상기 압력 센서(214-1, 214-2)에 힘을 전달할 수 있도록 구성되어 상기 압력 센서(214-1, 214-2)에 가해지는 압력에 변화가 발생될 수 있도록 하는 홀드 고정부(217)를 포함한다. 즉 홀드 고정부(217)는 힘이 가해졌을 때, 힘이 가해지는 방향으로 미세하게 움직일 수 있도록 구성될 것이다.

압력감지부(213)는 압력이 감지되면, 홀드(1)별로 고유하게 할당된 홀드 식별정보(또는 압력감지부(213) 기기식별정보)를 위치검출정보로서 제어모듈(100)로 출력한다.

또한, 홀드(1)를 반투명한 물질로 형성하는 경우, 압력감지부(213)는 제어모듈(100)과 연결되고 제어모듈(100)의 제어를 받아 빛을 방출하는 조명부(216)를 더 구비하여, 제어모듈(100)의 제어를 받아 등반자가 잡거나 밟을 홀더(1)에서 빛이 방출되도록 구성될 수도 있을 것이다.

상기 홀드(1)가 불투명하게 구성되는 경우에도 조명부(216)를 구성할 수 있을 것이다. 이는 빛이 홀드(1)와 스크린(212) 사이의 틈으로 새어나오는 효과를 이용하는 것이다.

또한 압력감지부(213)에는 제어모듈(100)의 제어를 받아 클라이밍 학습 음성을 출력하는 스피커(215)가 더 구성될 수도 있을 것이다.

도 6은 본 발명에 따른 상호작용 암벽 기반 스크린 클라이밍 학습 시스템의 제어모듈의 상세 구성을 나타낸 도면이다.

도 6을 참조하면, 제어모듈(100)은 제어부(10), 저장부(20), 입력부(30), 인터페이스부(40), 영상 처리부(50), 오디오 처리부(60), 영상 매핑부(70), 조명 구동부(80) 및 근거리 무선통신부(90)를 포함한다.

저장부(20)는 본 발명에 따른 다양한 다수의 클라이밍 학습 콘텐츠들을 저장하고, 클라이밍 스크린(211)별 홀드 배치(위치)정보를 저장한다. 상기 홀드 배치(위치)정보는 좌표정보의 형태로 구성될 수도 있고, 암벽 기준 영상 형태로 저장될 수도 있으며, 둘 모두의 형태로 구성될 수도 있을 것이다. 상기 홀드(1) 배치(위치)정보가 좌표 형태로 구성되고 광센서 방식의 클라이머 위치검출모듈(410)이 적용되는 경우, 상기 홀드 배치(위치)정보는 상술한 도 4에서 표시한 바와 같이 적외선 센서에 의한 좌표값으로 저장될 수 있을 것이다.

또한, 저장부(20)는 본 발명의 실시예에 따라 홀드(1)들의 각 배치(위치)정보에 홀드(1)에 부착 또는 삽입된 태그의 태그 식별정보가 맵핑되어 있어야 할 것이다.

또한, 저장부(20)는 사용자가 설정한 클라이밍 설정정보를 저장한다. 상기 클라이밍 설정정보는 클라이밍 난이도 정보, 등반자 나이, 키, 팔 및 다리 길이 등을 포함할 수 있을 것이다.

입력부(30)는 제어 스크린(230)에 표시되는 클라이밍 설정 사용자 (그래픽) 인터페이스 수단을 통해 클라이밍 설정정보를 입력할 수 있도록 문자를 입력할 수 있고, 검색 및 선택이 가능한 다수의 키들을 구비하고, 눌린 키에 대응하는 키신호(키데이터)를 출력하는 키보드 등의 키입력장치 및 상기 제어 스크린(230)의 화면크기와 일체로 구성되어 터치된 위치에 대응하는 위치신호(위치데이터)를 제어부(10)로 출력하는 터치패드 등 중 하나 이상을 포함할 수 있을 것이다.

인터페이스부(40)는 적어도 하나 이상의 클라이머 위치검출모듈(410) 및 클라이밍 각도 조절부(220)의 각도 조절부(221)들과 연결되어 상기 클라이머 위치검출모듈(410)로부터 수신되는 위치정보를 제어부(10)로 출력하거나, 제어부(10)로부터 입력되는 각도 조절 신호를 해당 각도 조절부(221)로 출력한다.

영상처리부(50)는 영상 출력부(300)의 클라이밍 프로젝터(311)들과 연결되어 등반자가 선택한 암벽에 대응하는 클라이밍 스크린(211)에 클라이밍 학습 영상을 조사할 수 있는 클라이밍 프로젝터(311)로 등반자가 선택한 클라이밍 학습 콘텐츠에 대응하는 클라이밍 학습 영상을 출력한다.

오디오처리부(60)는 적어도 하나 이상의 스피커를 포함하되, 상기 제어부(10)의 제어를 받아 클라이밍 학습 음성을 상기 스피커로 출력한다. 상술한 바와 같이 압력방식의 클라이머 위치검출모듈(410)을 사용하는 경우, 상기 스피커는 홀드(1)에 구성될 수 있을 것이다.

영상 매핑부(70)는 카메라를 포함하고, 제어부(10)의 제어를 받아 임의의 클라이밍 스크린(211)에 테스트 클라이밍 학습 영상을 조사하고, 상기 카메라를 통해 상기 학습 영상이 투사되고 있는 클라이밍 스크린(211)을 촬영하여 테스트 클라이밍 학습 영상이 해당 클라이밍 스크린(211)의 홀드(1)들에 정상적으로 매핑되어 조사되고 있는지를 판단하고, 정상적으로 매핑되어 있지 않은 경우, 피드백 방식에 의해 해당 클라이밍 프로젝터(311)를 상하좌우 이동시켜 상기 테스트 클라이밍 학습 영상을 홀드(1)들에 매핑시킨다(이하 "영점 조정"이라 함). 상기 테스트 클라이밍 학습 영상은 상술한 영점 조정을 수행하기 위해 생성된 영상인 것이 바람직할 것이다.

조명 구동부(80)는 본 발명의 일실시예에 따라 홀드(1)에 조명을 구비하는 경우 설정된 클라이밍 경로에 따른 제어부(10)의 제어를 받아 선택적으로 적어도 하나 이상의 홀드(1)의 조명을 온 또는 오프한다.

근거리 무선통신부(90)는 근거리 무선통신 수단으로, 웨어러블 디바이스(601)들과 무선 통신 프로토콜에 따라 무선으로 연결되어 제어부(10) 및 웨어러블 디바이스(601) 간의 데이터 통신을 수행한다.

상기 근거리 무선통신부(90)는 상술한 바와 같이 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), 광대역무선통신(Ultra Wide Band: UWB), 와이파이(WiFi) 등의 근거리 무선통신 프로토콜 중 하나가 적용된 무선통신장치일 것이다.

제어부(10)는 클라이밍 설정부(11), 위치판단부(12), 클라이밍 경로 인식부(13), 경로 검증부(14), 경로 안내부(15), 경로 분석부(16), 클라이밍 평가부(17), 행동 인식부(18) 및 체감 전달부(19)를 포함하여 본 발명에 따른 제어모듈(100)의 전반적인 동작을 제어한다.

구체적으로 설명하면, 클라이밍 설정부(11)는 영상처리부(50)를 통해 제어 스크린(230)에 클라이밍 설정 사용자 (그래픽) 인터페이스 수단을 표시하고, 입력부(30) 및 상기 클라이밍 설정 사용자 (그래픽) 인터페이스 수단을 통해 클라이밍 학습 데이터를 획득하여 저장부(20)에 저장한다. 상기 클라이밍 학습 데이터는 클라이밍 학습 영상, 클라이밍 학습 음성, 난이도 정보를 포함하는 클라이밍 설정정보, 상기 클라이밍 설정정보에 대응하는 설정 경로정보 등을 포함한다.

또한, 클라이밍 설정부(11)는 상기 설정된 난이도에 따라 인터페이스부(40)를 통해 해당 클라이밍 스크린(211)에 대응하는 각도조절부(221)를 제어하여 암벽의 경사 각도를 조절한다.

또한, 클라이밍 설정부(11)는 웨어러블 디바이스 방식의 위치추적 기술을 적용하는 경우, 클라이밍 스크린(211)별로 적어도 하나 이상의 웨어러블 디바이스(601)를 선택받고, 선택된 웨어러블 디바이스(601)와의 무선링크(페어링)를 형성하여 언제든 제어부(10)가 근거리 무선통신부(90)를 통해 웨어러블 디바이스(601)와 무선통신을 수행할 수 있도록 한다.

위치판단부(12)는 등반자의 위치 추적에 위치검출모듈(410)이 적용되는 경우, 클라이밍 학습의 개시 시 인터페이스부(40)를 통해 위치검출모듈(410)로부터 위치검출정보를 획득하고, 상기 위치검출정보로부터 등반자의 정확한 위치, 즉 등반자가 잡고 있는 홀드(1) 및 밟고 있는 홀드(1)들의 위치정보를 획득한다.

위치판단부(12)는 상술한 바와 같이 광센서 방식의 클라이머 위치검출모듈(410)을 적용하는 경우, 영상 방식의 클라이머 위치검출모듈(410)을 적용하는 경우 또는 압력 센서 방식의 클라이머 위치검출모듈(410)을 적용하는 경우 등의 각각의 방식에 따라 등반자가 잡고 있는 홀드(1) 및 밟고 있는 홀드(1)의 위치정보를 획득할 것이다.

반면, 웨어러블 디바이스(601) 기반의 위치 추적 기술이 적용되는 경우, 위치판단부(12)는 근거리 무선통신부(90)를 통해 등반자가 착용한 적어도 하나 이상의 웨어러블 디바이스(601)로부터 수신되는 태그 식별정보에 의해 등반자가 잡고 있고 밟고 있는 홀드(1)를 검출하여 등반자의 위치를 판단할 것이다.

클라이밍 경로 인식부(13)는 상기 위치판단부(12)에서 판단된 등반자의 위치와 이전 위치들을 연결하여 등반자가 오르고 있는 등반 경로를 생성한다.

경로 검증부(14)는 상기 클라이밍 경로 인식부(13)에서 생성된 등반 경로와 클라이밍 학습 데이터에 포함되어 있는 설정 경로를 비교하여 일치 여부를 검증한다.

경로 안내부(15)는 설정된 설정경로 및 선택된 클라이밍 학습 콘텐츠에 대응하는 안내를 수행하되, 상기 등반 경로와 설정 경로의 일치 여부에 따라 기존 설정 경로에 따라 클라이밍 학습을 위한 안내를 지속하거나 새로운 설정 경로를 재설정한 후 재설정된 설정 경로에 따라 클라이밍 학습을 위한 안내를 수행한다.

경로 안내부(15)는 웨어러블 디바이스(601)가 적용되는 경우, 경로 안내정보를 근거리 무선통신부(90)를 통해 웨어러블 디바이스(601)로 전송하여 웨어러블 디바이스(601)를 통해 경로가 안내되도록 구성될 수도 있을 것이다.

경로 분석부(16)는 등반자가 등반한 등반 경로와 상기 설정 경로와의 일치여부, 설정 경로의 변경 횟수, 상기 클라이밍 학습 데이터에 포함되어 있는 목표 위치까지의 도착 여부, 상기 목표까지의 등반 시간 등을 분석한다.

클라이밍 평가부(17)는 상기 경로 분석부(16)에서 분석된 정보에 근거하여 등반자의 평가정보(점수)를 생성하여 영상 처리부(50)를 통해 제어 스크린(230)에 표시한다. 이때, 클라이밍 평가부(17)는 평가된 평가정보를 암벽을 오르고 있는 등반자가 쉽게 볼 수 있도록 다음으로 진행할 홀드(1) 주변에 표시하도록 구성될 수 있을 것이다.

행동 인식부(18)는 웨어러블 디바이스(601)가 적용되는 경우 적용되며, 근거리 무선통신부(90)를 통해 웨어러블 디바이스(601)로부터 등반자 자세정보를 수신받아 등반자의 자세를 판단하고, 판단된 자세에 대응하는 자세 교정 안내정보를 상기 근거리 무선통신부(90)를 통해 웨어러블 디바이스(601)로 송신한다.

상기 등반자 자세정보는 하나의 웨어러블 디바이스(601)에 의해 획득될 수도 있으나, 상술한 바와 같이 손목 및 발목 각각에 착용되는 웨어러블 디바이스(601) 및 등반자의 허리 및 가슴 중 적어도 하나 이상에 착용되는 웨어러블 디바이스(601)로부터 획득되는 것이 바람직할 것이다.

체감 전달부(19)는 웨어러블 디바이스(601)가 적용되는 경우 적용되며, 상기 경로 검증부(14)에서 설정 경로를 벗어날 것으로 판단되거나 벗어난 것으로 판단되는 경우 근거리 무선통신부(90)를 통해 경보정보를 웨어러블 디바이스(601)로 송신한다.

도 7은 본 발명에 따른 스크린 클라이밍 학습 시스템의 웨어러블 디바이스의 상세 구성을 나타낸 도면이다.

도 7을 참조하면, 웨어러블 디바이스(601)는 웨어러블 제어부(610), 웨어러블 저장부(620), 제1근거리 무선통신부(630) 및 체감 제공부(680)를 포함하며, 실시예에 따라 제2근거리 무선통신부(640), 오디오 처리부(650), 자세 측정부(660) 및 디스플레이부(670) 중 하나 이상을 선택적으로 더 포함할 수 있을 것이다.

웨어러블 제어부(610)는 본 발명에 따른 웨어러블 디바이스(601)의 전반적인 동작을 제어한다. 웨어러블 제어부(610)의 상세 동작은 다른 구성들을 먼저 설명한 후 설명한다.

웨어러블 저장부(620)는 웨어러블 디바이스(601)의 고유의 디바이스 식별정보를 저장하고 있으며, 본 발명에 따라 발생하는 데이터들을 저장한다.

제1근거리 무선통신부(630)는 스크린 클라이밍 학습 서버부(500)와 근거리 무선통신을 수행한다.

상기 제1근거리 무선통신부(630)는 상기 제어모듈(100)의 근거리 무선통신부(90)에 대응하는 구성으로, 블루투스, 지그비, UWB, 와이파이 등의 근거리 무선통신 프로토콜이 적용된 무선통신장치이다.

제2근거리 무선통신부(640)는 웨어러블 디바이스 기반의 위치추적 기술 적용 시 구성되어 홀드(1)에 삽입된 태그로부터 태그 식별정보를 수신하여 웨어러블 제어부(610)로 출력한다.

상기 태그는 RFID 태그 또는 NFC 태그 등이 될 수 있으며, 이에 따라 상기 제2근거리 무선통신부(640)는 RFID 리더기 또는 NFC 리더기 등이 될 수 있을 것이다.

오디오 처리부(650)는 웨어러블 제어부(610)로부터 오디오 데이터를 입력받아 스피커(SP)를 통해 오디오를 출력하고, 마이크를 통해 입력되는 오디오를 오디오 데이터로 변환하여 웨어러블 제어부(610)로 출력한다. 상기 스피커를 통해 출력되는 오디오는 경보음 등을 포함하는 경로 안내 음성이 될 수 있을 것이다.

자세 측정부(660)는 6축, 9축 등의 자이로센서를 포함하여 등반자의 자세에 따른 자세정보를 생성하여 웨어러블 제어부(610)로 출력한다. 상기 자세정보는 웨어러블 디바이스(601)를 착용한 등반자의 위치에서의 위치정보, 기울기 정보 등을 포함할 수 있을 것이다.

디스플레이부(670)는 헤드업디스플레이(Head Up Display: HUD) 장치, 액정표시장치(LCD) 및 발광다이오드(LED) 중 적어도 어느 하나를 포함하여 사용자에게 경보정보를 포함하는 경로 안내정보를 등반자에게 보여준다.

체감 제공부(680)는 웨어러블 제어부(610)의 제어를 받아 진동을 발생하여 사용자에게 진동을 전달하는 진동 발생기(미도시), 정전기를 발생하여 등반자에게 전기 자극을 전달하는 정전기 생성부(미도시) 등을 포함할 수 있을 것이다.

디스플레이부(670)가 발광다이오드로 구성되는 경우를 설명하면, 웨어러블 제어부(610)는 등반자가 잡거나 밟으려고 하는 홀드(1)가 설정된 안내 경로 상의 홀드(1)라면 초록색을 점등하고, 설정된 안내 경로 상의 홀드(1)가 아니라면 빨간색을 점등하도록 하여 경로를 안내하도록 구성될 수 있을 것이다.

웨어러블 제어부(610)는 제1근거리 무선통신부(630)를 통해 획득되는 태그 식별정보를 포함하는 위치정보 및 자세 측정부(660)를 통해 측정된 등반자 자세정보를 제2근거리 무선통신부(640)를 통해 스크린 클라이밍 학습 서버부(500)로 전송하고, 제2근거리 무선통신부(640)를 통해 수신되는 경로 안내정보, 경보정보 등을 오디오 처리부(650), 디스플레이부(670) 및 체감 제공부(680)를 통해 출력한다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 웨어러블 디바이스를 이용한 체감형 상호작용 암벽 기반 스크린 클라이밍 학습 방법을 나타낸 흐름도이다.

제어모듈(100)의 제어부(10)는 클라이밍 설정 사용자 (그래픽) 인터페이스 수단을 표시하고, 상기 클라이밍 설정 사용자 (그래픽) 인터페이스 수단의 서브 수단인 리스트 선택 수단을 통해 저장부(20)에 저장되어 있는 클라이밍 학습 콘텐츠들에 대한 클라이밍 학습 콘텐츠 리스트를 제어 스크린(230)에 표시한다(S111).

상기 클라이밍 학습 콘텐츠 리스트의 표시 후 제어부(10)는 클라이밍 콘텐츠가 선택되는지를 검사한다(S113).

클라이밍 학습 콘텐츠가 선택되면 제어부(10)는 서브 수단인 신체정보 설정 수단을 표시하여 신체정보를 입력할 것을 요청한다(S115). 이는 등반자의 키, 팔 및 다리 길이 등에 따라 최적의 설정 경로를 설정하여야 하기 때문이다. 등반자가 팔 길이 및 다리 길이 등은 알지 못하는 경우가 많으므로 키에 기반한 평균 팔 길이 및 다리 길이를 적용할 수도 있고, 주변에 팔 및 다리 길이를 잴 수 있는 도구를 구비하여 측정하도록 할 수도 있을 것이다.

상기 신체정보 입력 요청 후 제어부(10)는 신체정보의 설정이 완료되는지를 검사하고(S117), 신체정보가 입력되면 서브 수단인 난이도 선택 수단을 표시하여 난이도를 선택할 것을 요청한다(S119).

상기 난이도 선택 요청 후 제어부(10)는 난이도가 선택되는지를 판단하고(S121), 난이도가 선택되면 선택된 난이도 정보 및 신체정보에 따른 설정 경로를 생성하고, 상기 난이도 정보, 신체정보 및 설정 경로를 포함하는 클라이밍 설정정보 및 상기 선택된 클라이밍 학습 콘텐츠에 대한 클라이밍 학습 영상 및 클라이밍 학습 음성을 포함하는 클라이밍 학습 데이터를 생성하여 저장한다(S123).

상기 클라이밍 학습 데이터의 생성 후 제어부(10)는 상기 선택된 난이도에 대응하여 클라이밍 각도 조절부(220)의 해당 각도 조절부(221)를 제어하여 클라이밍 스크린(211)의 경사 각도를 조절한다(S125). 이때, 복수의 웨어러블 디바이스(601)가 설정되는 경우, 각 웨어러블 디바이스(601)가 장착된 장착 위치 정보가 더 설정될 수도 있을 것이다. 예를 들어, 제1웨어러블 디바이스(601)는 왼쪽 손목, 제2웨어러블 디바이스(601)는 오른쪽 손목, 제3웨어러블 디바이스(601)는 외쪽 발목, 제4웨어러블 디바이스(601)는 오른쪽 발목, 제5웨어러블 디바이스(601)는 허리 등과 같이 장착 위치 정보가 설정될 수 있을 것이다.

클라이밍 스크린(211)의 경사 각도가 조절되면 제어부(10)는 현재 사용하고 있지 않은 클라이밍 스크린(211) 중 하나를 선택하고, 선택된 클라이밍 스크린(211) 및 등반자에 대한 적어도 하나 이상의 웨어러블 디바이스(601)를 맵핑하고, 맵핑된 웨어러블 디바이스(601)와의 페어링 및 무선 연결 등의 설정을 수행한다(S127).

난이도 설정 및 웨어러블 디바이스 설정이 완료되어 클라이밍 준비가 완료되면 제어부(10)는 상기 저장된 클라이밍 학습 데이터에 근거하여 클라이밍 학습 콘텐츠를 클라이밍 스크린(211) 및 웨어러블 디바이스(601)를 통해 등반자에게 제공하여 클라이밍을 학습시킨다(S129). 상기 클라이밍 학습 콘텐츠 제공 방법은 하기 도 9를 참조하여 상세히 설명한다.

도 9는 본 발명에 따른 상호작용 암벽 기반 스크린 클라이밍 학습 방법의 클라이밍 콘텐츠 제공 방법을 상세히 나타낸 흐름도이다.

우선, 제어부(10)는 근거리 무선통신부(90)를 통해 웨어러블 디바이스(601)로 동작 개시 요청 정보를 전송한다(S211). 상기 동작 개시 요청 정보를 수신한 웨어러블 디바이스(601)의 웨어러블 제어부(610)는 동작을 개시하여, 등반자의 위치를 추적하기 위한 태그 식별정보의 획득 여부를 모니터링하기 시작하고, 자세정보를 측정하기 시작하며, 획득된 태그 식별정보 및 자세정보를 포함하는 클라이밍 정보를 제1근거리 무선통신부(630)를 통해 스크린 클라이밍 학습 서버부(500)로 전송하기 시작할 것이다.

웨어러블 디바이스의 동작 개시 요청 후, 제어부(10)는 선택한 클라이밍 콘텐츠에 따른 클라이밍 설정 경로를 클라이밍 스크린(211)의 홀드(1)들에 매핑하여 표시한다(S213). 이때, 클라이밍 설정정보의 등반자의 키, 팔 및 다리 길이를 반영한 캐릭터에 의한 등반 시뮬레이션 영상을 표시한 후 설정 경로를 클라이밍 스크린(211)에 표시하도록 구성될 수도 있을 것이다.

클라이밍 설정 경로가 클라이밍 스크린(211)에 표시되면 제어부(10)는 클라이밍 스크린(211)에 할당된 웨어러블 디바이스(601)로부터 송신되는 클라이밍 정보를 수집하기 시작한다(S215).

클라이밍 정보가 수집되기 시작하면 제어부(10)는 클라이밍 개시 이벤트가 발생하는지를 검사한다(S217). 상기 클라이밍 개시 이벤트는 영상 매핑부(70)의 카메라에 의해 촬영된 영상으로부터 등반자가 검출되는 경우 발생될 수도 있고, 위치검출모듈(410)을 통해 등반자가 검출되는 경우 발생될 수도 있으며, 등반자가 입력부(30)를 통해 등반 시작 명령을 입력하는 경우 발생될 수도 있으며, 웨어러블 디바이스(601)로부터 첫 번째 홀드(1)에 대한 태그 식별정보를 포함하는 클라이밍 정보의 수신 시 발생될 수도 있을 것이다.

클라이밍 개시 이벤트가 발생되면 제어부(10)는 상기 수집되는 클라이밍 정보에 의해 등반자의 클라이밍 위치를 추적하기 시작한다(S219).

위치가 추적되기 시작하면 제어부(10)는 클라이밍 정보의 태그 식별정보에 의해 등반자가 잡은 홀드(1) 및 밟은 홀드(1)의 위치를 판단하고 등반자의 등반 경로를 생성하여 저장한다(S221).

등반 경로가 생성되어 저장되기 시작하면 제어부(10)는 기준 경로, 즉 설정 경로와 상기 생성된 등반 경로를 비교하여(S223), 등반자가 설정 경로를 이탈하는지를 검사한다(S225).

등반자가 설정 경로를 이탈한 것으로 판단되면 제어부(10)는 경로 이탈 체감 정보를 근거리 무선통신부(90)를 통해 등반자가 착용한 웨어러블 디바이스(601)로 전송한다(S227). 상기 경로 이탈 체감 정보는 등반자가 착용한 모든 웨어러블 디바이스(601)로 전송할 수도 있고, 특정 웨어러블 디바이스(601)로만 전송하도록 구성될 수도 있을 것이다.

상기 이탈 체감 정보를 수신한 웨어러블 디바이스(601)는 체감 제공부(680)를 통해 진동, 전기 자극 등을 제공하고, 오디오 처리부(650)를 통해서는 경고음(음성: "경로이탈" 등)을 출력할 수 있으며, 디스플레이부(670)를 통해서는 특정 색의 불빛 점등하거나 텍스트 및 그래픽 경보정보를 표시할 수 있을 것이다.

상기 이탈 체감 정보의 송신 후 제어부(10)는 등반자가 설정 경로로 진행하는지 그대로 이탈한 경로로 진행하는지를 판단한다(S229).

이탈한 경로로 계속 진행하는 것으로 판단되면 제어부(10)는 설정 경로를 재설정하고(S231), 클라이밍 평가 점수를 계산한다(S233).

클라이밍 평가 점수를 계산한(S221) 후, 제어부(10)는 제어 스크린(230) 또는 해당 클라이밍 스크린(211)의 등반자 위치의 인접한 상단부(등반자가 보기 쉬운 위치) 또는 웨어러블 디바이스(601)의 디스플레이부(670)에 평가정보 및 현재 위치 정보를 표시하거나 음성으로 출력하여 안내한다(S235). 상기 현재 위치 정보는 목적지까지의 전체 거리에 대한 현재 위치까지의 거리로 나타낼 수도 있으며, 이를 백분율로 표시할 수도 있을 것이다.

제어부(10)는 설정 경로 정보의 마지막 홀드(1)의 태그 식별정보를 포함하는 클라이밍 정보의 수신 여부 및 복수의 웨어러블 디바이스(601) 모두로부터 태그 식별정보가 수신되지 않는지의 여부에 따라 등반 완료 또는 포기 여부를 판단한다(S237).

포기하지 않고 등반에 완료하지 않은 경우 상술한 S211 이후의 과정을 반복해서 수행하고, 포기하거나 등반을 완료한 것으로 판단되면 등반 완료(포기) 안내를 수행한다(S239).

한편, 본 발명은 전술한 전형적인 바람직한 실시예에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체 또는 부가에 의한 실시가 이하의 첨부된 특허청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.

10: 제어부 11: 클라이밍 설정부
12: 위치판단부 13: 클라이밍 경로 인식부
14: 경로 검증부 15: 경로 안내부
16: 경로 분석부 17: 클라이밍 평가부
18: 행동 인식부 19: 체감 전달부
20: 저장부 30: 입력부
40: 인터페이스부 50: 영상 처리부
60: 오디오 처리부 70: 영상 매핑부
80: 조명 구동부 90: 근거리 무선통신부
100: 제어모듈 200: 스크린부
210: 클라이밍 스크린부 211: 클라이밍 스크린
220: 클라이밍 각도 조절부 21: 각도 조절부
230: 제어 스크린 300: 영상 출력부
310: 클라이밍 프로젝터 320: 제어 인터페이스 프로젝터
400: 위치인식모듈 410: 클라이머 위치검출모듈
500: 스크린 클라이밍 학습 서버부 600: 웨어러블 디바이스부
601: 웨어러블 디바이스 610: 웨어러블 제어부
620: 웨어러블 저장부 630: 제1근거리 무선통신부
640: 제2근거리 무선통신부 650: 오디오 처리부
660: 자세 측정부 670: 디스플레이부
680: 체감 제공부

Claims

다수의 홀드들이 결합되어 있는 암벽이 형성되고, 조사되는 영상이 표시되는 적어도 하나 이상의 클라이밍 스크린을 포함하는 스크린부;
상기 클라이밍 스크린을 등반할 등반자의 신체에 착용되어 경보정보를 포함하는 경로 안내정보를 수신받아 등반자가 상기 경보정보를 몸으로 느낄 수 있도록 전달하는 적어도 하나 이상의 웨어러블 디바이스를 포함하는 웨어러블 디바이스부;
스크린 클라이밍 학습 개시 시 선택된 클라이밍 학습 영상을 상기 스크린부에 구성된 암벽의 홀드들과 매핑하여 표시하고, 상기 암벽을 따라 올라가는 등반자의 위치를 검출하고, 검출된 위치에 따른 등반자의 등반 경로를 추적하고, 검출된 등반자의 위치 및 등반 경로에 근거하여 표시되는 클라이밍 학습 영상에 따라 학습하고 있는지를 판단하고, 판단에 대응되는 상기 경로 안내 정보가 반영된 클라이밍 학습 영상을 재생성하여 표시하며, 상기 등반 경로에 따른 경보정보를 포함하는 경로 안내정보를 상기 웨어러블 디바이스로 무선 전송하는 스크린 클라이밍 학습 서버부를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 디바이스를 이용한 체감형 상호작용 암벽 기반 스크린 클라이밍 학습 시스템.
제1항에 있어서,
상기 스크린 클라이밍 학습 서버부는,
상기 스크린부에 구성된 암벽을 오르는 등반자의 위치를 인식하여 출력하는 위치인식모듈;
상기 스크린부에 클라이밍 학습 영상을 조사하는 영상 출력부; 및
스크린 클라이밍 학습 개시 시 상기 영상 출력부를 통해 상기 클라이밍 학습 영상을 상기 스크린부에 구성된 암벽의 홀드들과 매핑하여 표시하고, 상기 위치인식모듈을 통해 상기 암벽을 따라 올라가는 등반자의 위치를 검출하고, 검출된 위치에 따른 등반자의 등반 경로를 추적하고, 검출된 등반자의 위치 및 등반 경로에 근거하여 표시되는 클라이밍 학습 영상에 따라 학습하고 있는지를 판단하고, 판단에 대응되는 경로 안내정보가 반영된 클라이밍 학습 영상을 재생성하여 상기 영상 출력부를 통해 출력하는 제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 디바이스를 이용한 체감형 상호작용 암벽 기반 스크린 클라이밍 학습 시스템.
제2항에 있어서,
상기 위치인식모듈은,
상기 스크린부의 암벽의 테두리에 일정 간격으로 설치되어 상기 암벽에 평행하게 상부로 격자무늬가 형성되도록 적외선을 조사하는 수평 및 수직 적외선 센서 어레이를 포함하여 상기 암벽을 오르는 등반자의 위치에 대응하는 센서 위치정보를 위치검출정보로서 상기 제어모듈로 출력하는 적외선 센서부로 구성되되,
상기 제어모듈은 등반자를 검출한 적외선 센서 그룹의 센서 위치정보들에 의해 등반자를 정의하고, 상기 센서 위치정보들에 의해 형성되는 등반자의 중심을 결정하고 결정된 중심을 기준으로 사사분면으로 나누고 각 사분별로 거리가 가장 먼 위치의 적외선 센서를 선택하고, 선택된 적외선 센서에 의해 결정된 위치에서 가장 가까운 홀드를 최종적으로 등반자의 위치로 결정하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 디바이스를 이용한 체감형 상호작용 암벽 기반 스크린 클라이밍 학습 시스템.
제2항에 있어서,
상기 위치인식모듈은,
상기 스크린부의 각 홀드에 구성되어, 등반자가 손으로 짚은 홀드 및 발로 밟은 홀드의 압력을 감지하는 압력센서를 포함하고 압력 감지 시 자신의 위치정보를 상기 제어모듈로 출력하는 압력감지부로 구성되는 것을 특징으로 하는 웨어러블 디바이스를 이용한 체감형 상호작용 암벽 기반 스크린 클라이밍 학습 시스템.
제1항에 있어서,
상기 홀드는 고유의 식별정보인 태그 식별정보를 저장하고 있는 태그를 포함하고,
상기 웨어러블 디바이스부는,
상기 등반자의 왼쪽 손목에 착용되어 왼손이 잡은 홀드에 포함되어 있는 태그의 태그식별정보를 읽어 상기 스크린 클라이밍 학습 서버부로 전송하는 제1웨어러블 디바이스;
상기 등반자의 오른쪽 손목에 착용되어 오른손이 잡은 홀드에 포함되어 있는 태그의 태그식별정보를 읽어 상기 스크린 클라이밍 학습 서버부로 전송하는 제2웨어러블 디바이스;
상기 등반자의 왼쪽 발목에 착용되어 왼발이 밟은 홀드에 포함되어 있는 태그의 태그식별정보를 읽어 상기 스크린 클라이밍 학습 서버부로 전송하는 제3웨어러블 디바이스; 및
상기 등반자의 오른쪽 발목에 착용되어 오른발이 밟은 홀드에 포함되어 있는 태그의 태그식별정보를 읽어 상기 스크린 클라이밍 학습 서버부로 전송하는 제4웨어러블 디바이스를 포함하며,
상기 스크린 클라이밍 학습 서버부는,
상기 스크린부에 클라이밍 학습 영상을 조사하는 영상 출력부; 및
스크린 클라이밍 학습 개시 시 상기 영상 출력부를 통해 상기 클라이밍 학습 영상을 상기 스크린부에 구성된 암벽의 홀드들과 매핑하여 표시하고, 상기 제1 내지 제4 웨어러블 디바이스로부터 수신되는 태그 식별정보에 대응하여 맵핑되어 있는 홀드 위치정보에 의해 위치를 검출하고, 검출된 위치에 따른 등반자의 등반 경로를 추적하고, 검출된 등반자의 위치 및 등반 경로에 근거하여 표시되는 클라이밍 학습 영상에 따라 학습하고 있는지를 판단하고, 판단에 대응되는 경로 안내정보가 반영된 클라이밍 학습 영상을 재생성하여 상기 영상 출력부를 통해 출력하는 제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 디바이스를 이용한 체감형 상호작용 암벽 기반 스크린 클라이밍 학습 시스템.
제5항에 있어서,
상기 웨어러블 디바이스부는,
등반자의 머리 및 허리 중 적어도 어느 하나 이상에 착용되어 등반자의 자세정보를 획득하여 상기 스크린 클라이밍 학습 서버부로 전송하는 제5웨어러블 디바이스를 더 포함하고,
상기 제어모듈은,
상기 제5웨어러블 디바이스로부터 수신되는 자세정보에 의한 경로 안내정보를 상기 클라이밍 스크린 및 상기 웨어러블 디바이스부로 전송하여 등반 경로를 안내하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 디바이스를 이용한 체감형 상호작용 암벽 기반 스크린 클라이밍 학습 시스템.
제5항에 있어서,
웨어러블 디바이스는,
상기 등반자에게 진동 및 전기 자극 중 어느 하나 이상을 발생시키는 체감 제공부;
상기 경로 안내정보에 대한 경로 안내 음성을 출력하는 오디오 처리부; 및
상기 경로 안내정보에 대한 경로 안내 텍스트 및 그래픽 정보를 표시하는 디스플레이부 중 적어도 하나 이상을 포함하고,
상기 경로 안내정보의 수신 시 상기 경로 안내정보에 경보정보가 포함되어 있으면 상기 체감 제공부, 오디오 처리부 및 디스플레이부 중 적어도 어느 하나를 통해 경보정보를 전달하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 디바이스를 이용한 체감형 상호작용 암벽 기반 스크린 클라이밍 학습 시스템.
제2항에 있어서,
상기 스크린부는,
상기 암벽이 구성되고, 상기 클라이밍 학습 영상이 표시되는 클라이밍 스크린부;
상기 클라이밍과 관련된 설정 및 제어를 위한 사용자 그래픽 인터페이스 수단을 표시하는 제어 스크린; 및
상기 클라이밍 스크린부의 경사 각도를 조절하는 클라이밍 각도 조절부를 포함하되,
상기 제어모듈은,
상기 제어 스크린을 통해 상기 등반자로부터 클라이밍 난이도를 설정하기 위한 사용자 그래픽 인터페이스 수단을 상기 제어 스크린에 표시하고, 상기 사용자 그래픽 인터페이스 수단을 통해 난이도가 설정되면 설정된 난이도에 대응하도록 상기 각도 조절부를 제어하여 상기 클라이밍 스크린부의 경사 각도를 조절하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 디바이스를 이용한 체감형 상호작용 암벽 기반 스크린 클라이밍 학습 시스템.
제어모듈의 제어부가 클라이밍 학습 콘텐츠 및 등반 난이도를 등반자로부터 입력받아 상기 난이도에 대한 난이도 설정정보, 상기 난이도 설정정보에 따른 설정 경로, 상기 선택된 클라이밍 학습 콘텐츠 및 상기 설정 경로에 대응하는 클라이밍 학습 영상 및 클라이밍 학습 음성을 포함하는 클라이밍 학습 데이터를 생성하여 저장하고, 등반자가 이용할 클라이밍 스크린의 선택 및 선택된 클라이밍 스크린 및 등반자에게 할당된 웨어러블 디바이스에 대한 무선연결을 설정하는 준비 과정; 및
상기 등반자의 등반 시작 시 상기 등반자의 등반 위치를 추적하고, 추적되는 등반자의 위치 및 등반 경로와 상기 설정 경로를 비교하고, 등반 경로 및 설정 경로의 일치 여부에 따른 경로 안내정보를 상기 클라이밍 스크린에 표시하고 상기 무선 연결된 웨어러블 디바이스로 전송하여 등반자가 상기 경로 안내정보를 몸으로 체감할 수 있도록 하는 학습 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 디바이스를 이용한 체감형 상호작용 암벽 기반 스크린 클라이밍 학습 방법.
제9항에 있어서,
상기 준비 과정은,
제어모듈의 제어부가 스크린부의 암벽을 등반할 등반자로부터 클라이밍 학습 콘텐츠를 선택받는 클라이밍 학습 콘텐츠 선택 단계;
상기 선택된 클라이밍 학습 콘텐츠에 대한 등반 난이도를 설정할 수 있는 설정 수단을 스크린부를 통해 제공하고, 상기 설정 수단을 통해 등반자의 난이도 설정정보를 입력받아 저장하는 등반자 클라이밍 설정 단계;
상기 난이도 설정정보, 상기 난이도 설정정보에 따른 설정 경로, 상기 선택된 클라이밍 학습 콘텐츠 및 상기 설정 경로에 대응하는 클라이밍 학습 영상 및 클라이밍 학습 음성을 포함하는 클라이밍 학습 데이터를 생성하여 저장하는 클라이밍 학습 데이터 생성 단계;
등반자가 이용할 클라이밍 스크린을 선택하는 클라이밍 스크린 선택 단계; 및
선택 및 선택된 클라이밍 스크린 및 등반자에게 할당된 웨어러블 디바이스에 대한 무선연결을 설정하는 웨어러블 디바이스 무선 연결 설정 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 디바이스를 이용한 체감형 상호작용 암벽 기반 스크린 클라이밍 학습 방법.
제10항에 있어서,
상기 등반자 클라이밍 설정 단계는,
상기 선택된 클라이밍 학습 콘텐츠에 대한 암벽의 경사 각도를 포함하는 등반 난이도를 설정할 수 있는 설정 수단을 스크린부를 통해 제공하여 난이도 설정을 요청하는 요청 단계;
상기 설정 수단을 통해 경사 각도를 포함하는 등반자의 난이도 설정정보를 입력받아 저장하는 난이도 설정 단계; 및
상기 설정된 경사 각도에 대응하도록 스크린부의 경사 각도를 조절하는 암벽 경사도 조절 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 디바이스를 이용한 체감형 상호작용 암벽 기반 스크린 클라이밍 학습 방법.
제11항에 있어서,
상기 학습 과정은,
초기 클라이밍 학습 데이터에 의해 경로 안내정보의 하나인 클라이밍 학습 영상을, 상기 클라이밍 스크린의 홀드들에 맵핑하여 디스플레이하고, 경보정보를 포함하는 경로 안내정보를 상기 웨어러블 디바이스로 무선 전송하여 클라이밍 학습을 개시하는 학습 개시 단계;
클라이밍 학습 개시 시 등반자의 위치를 판단하고 등반자의 등반 경로를 추적 및 생성하는 등반자 추적 단계;
추적되는 등반 경로와 상기 클라이밍 학습 데이터의 설정 경로를 비교하여 상기 등반 경로 및 설정 경로의 일치 여부, 현재 위치 및 상기 난이도 설정정보의 난이도에 따라 상기 설정 경로의 유지 및 재설정을 수행하는 클라이밍 학습 진행 단계; 및
상기 추적되는 등반자의 위치가 상기 클라이밍 학습 데이터의 목표 위치까지 등반하는지 중간에 추락하는지의 여부를 판단하고, 상기 목표 위치 도착 또는 추락 시 클라이밍 학습을 종료하는 클라이밍 학습 종료 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 디바이스를 이용한 체감형 상호작용 암벽 기반 스크린 클라이밍 학습 방법.
제12항에 있어서,
상기 등반자 추적 단계는,
상기 스크린부의 각 홀드에 구성되어, 홀드의 압력을 감지하는 압력센서를 포함하고 압력 감지 시 기기 식별정보를 출력하는 압력감지부들 중 등반자가 잡거나 밟은 홀드에 가해지는 압력을 감지한 압력감지부에 대한 기기식별정보를 획득하는 기기 식별정보 획득 단계;
상기 기기식별정보에 대해 매핑되어 있는 홀드 위치정보를 등반자가 잡고 있는 홀드의 위치로 간주하여 등반자의 위치를 검출하는 등반자 위치 검출 단계; 및
상기 검출된 등반자의 위치와 이전 등반자의 위치들에 의해 등반 경로를 계산하는 등반 경로 추적 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 디바이스를 이용한 체감형 상호작용 암벽 기반 스크린 클라이밍 학습 방법.
제12항에 있어서,
상기 무선 연결 설정 단계는,
상기 등반자의 왼쪽 손목에 착용되어 왼손이 잡은 홀드에 포함되어 있는 태그의 태그식별정보를 읽어 상기 스크린 클라이밍 학습 서버부로 전송하는 제1웨어러블 디바이스를 지정하는 제1웨어러블 디바이스 위치 지정 단계;
상기 등반자의 오른쪽 손목에 착용되어 오른손이 잡은 홀드에 포함되어 있는 태그의 태그식별정보를 읽어 상기 스크린 클라이밍 학습 서버부로 전송하는 제2웨어러블 디바이스를 지정하는 제2웨어러블 디바이스 위치 지정 단계;
상기 등반자의 왼쪽 발목에 착용되어 왼발이 밟은 홀드에 포함되어 있는 태그의 태그식별정보를 읽어 상기 스크린 클라이밍 학습 서버부로 전송하는 제3웨어러블 디바이스를 지정하는 제3웨어러블 디바이스 위치 지정 단계;
상기 등반자의 오른쪽 발목에 착용되어 왼발이 밟은 홀드에 포함되어 있는 태그의 태그식별정보를 읽어 상기 스크린 클라이밍 학습 서버부로 전송하는 제4웨어러블 디바이스를 지정하는 제4웨어러블 디바이스 위치 지정 단계; 및
상기 제1 내지 제4 웨어러블 디바이스들과 무선으로 연결하는 무선연결 단계를 포함하고,
상기 학습 과정의 등반자 추적 단계는,
상기 제1 내지 제4 웨어러블 디바이스로부터 수신되는 태그 식별정보를 수신하는 위치정보 수집 단계; 및
상기 태그 식별정보에 대응하여 맵핑되어 있는 홀드 위치정보에 의해 위치를 검출하는 위치 검출 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 디바이스를 이용한 체감형 상호작용 암벽 기반 스크린 클라이밍 학습 방법.
제14항에 있어서,
상기 무선 연결 설정 단계는,
등반자의 머리 및 허리 중 적어도 어느 하나 이상에 착용되어 등반자의 자세정보를 획득하여 상기 스크린 클라이밍 학습 서버부로 전송하는 제5웨어러블 디바이스를 지정하는 제5웨어러블 디바이스 지정 단계를 더 포함하고,
상기 학습 과정의 클라이밍 학습 진행 단계에서
상기 제5웨어러블 디바이스로부터 수신되는 자세정보를 반영한 경로 안내정보를 상기 클라이밍 스크린 및 웨어러블 디바이스부로 전송하여 등반 경로를 안내하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 디바이스를 이용한 체감형 상호작용 암벽 기반 스크린 클라이밍 학습 방법.