KR101829790B1 - Vr을 이용한 운동 지원 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 VR(가상 현실)을 이용한 운동 지원 장치에 관한 것으로서, 사용자가 소지하고 운동하게 되는 스마트 기기 및 스마트 기기에 구비된 VR 애플리케이션을 통하여, 사용자의 운동량 정보를 생성하고 이에 따른 운동 상태 정보를 VR로 구성하여 머리 장착형 디스플레이를 통하여 표현하도록 하는 VR을 이용한 운동 지원 장치에 관한 것이다.
본 발명의 VR을 이용한 운동 지원 장치는, VR 애플리케이션(130)이 실행되는 스마트폰(110); VR 애플리케이션(130)에 의해 제공되는 콘텐츠 및 관련 정보를 스마트폰(110)으로부터 전달받아 출력하여 주는 HMD(120);를 포함하되, VR 애플리케이션(130)은 원하는 운동 조건을 설정하는 설정 모듈(131); 운동 이력 정보 및 사용자 정보를 저장하는 저장 모듈(132); 스마트폰(110) 또는 별도의 운동 조작 기구로부터의 유효 운동 신호들을 수신하는 운동 카운팅 모듈(133); 및 유효 운동 신호들을 이용하여 실시간으로 운동 상태 정보를 VR 이미지로 생성하여 HMD(120)로 전달하도록 하는 제어 모듈(134)을 포함함에 기술적 특징이 있다.

Description

VR을 이용한 운동 지원 장치{Exercise support device using Virtual Reality}
본 발명은 VR(가상 현실)을 이용한 운동 지원 장치에 관한 것으로서, 사용자가 소지하고 운동하게 되는 스마트 기기 및 스마트 기기에 구비된 VR 애플리케이션을 통하여, 사용자의 운동량 정보를 생성하고 이에 따른 운동 상태 정보를 VR로 구성하여 머리 장착형 디스플레이를 통하여 표현하도록 하는 VR을 이용한 운동 지원 장치에 관한 것이다.
일반적으로 가상 현실(Virtual Reality, VR)이라 함은 컴퓨터 내에 가상의 공간을 만들어 체험자로 하여금 실제로 존재하지 않는 공간을 체험하게 하거나 실제 특정 장소에 가지 않고도 그 공간을 체험하게 해주는 시스템을 말한다. 가상 현실은 오프라인 VR, 온라인 VR로도 구분될 수 있으며, 오프라인 VR은 특정 장소에 설치된 VR 전용 컴퓨터를 기반으로 구현될 수 있고, 전문 장비에 의한 높은 몰입도 및 현실감을 가지고 있다. 하지만, 오프라인 VR은 고가 장비 위주의 체험 시설로 다수의 체험자의 참가가 쉽지 않다는 특징을 가진다. 한편, 온라인 VR은 웹(web) 상에서 구현된 VR을 각 개인의 클라이언트에서 체험하기 위해 구현될 수 있다. 온라인 VR은 높은 대중성을 가지고, 다수의 체험자에 의한 커뮤니티도 가능할 수 있다. 하지만, 온라인 VR은 인터넷 속도나 컴퓨터의 사양에 따른 제약을 가질 수 있다. 최근 구글 카드보드, 삼성 기어 VR과 같은 저렴한 VR 기기가 등장하면서 스마트폰과 같은 모바일 장치에서도 가상 현실을 구현하고자 하는 요구가 여러 산업군에 걸쳐 증대하고 있다. HMD(Head Mounted Display) 디바이스는 안경처럼 머리에 착용하여 가상 이미지를 볼 수 있도록 하는 각종 영상 표시 장치를 의미하며, HMD 디바이스는 단순한 디스플레이 기능을 넘어 증강 현실 기술, N 스크린 기술 등과 조합되어 사용자에 다양한 편의를 제공할 수 있다.
한편, 이러한 다양한 기술을 이용하여 사용자의 운동량과 건강상태를 측정하는 기술이 나오고 있으며, 일 예로 공개특허 제10-2013-0106921호가 제안된 바 있다. 이는 사용자가 트레이너의 도움 없이 자신에게 적합한 운동을 할 수 있는 운동 관리 방법, 이를 위한 장치들 및 시스템의 제공을 통해 트레이너 콘솔로부터 사용자 정보를 기초로 구성된 운동 프로그램을 수신하고, 운동 프로그램에 따라 헬스기기가 작동되면 헬스기기를 사용하는 사용자의 현재 건강 상태를 나타내는 상태정보를 상태감지 센서로부터 수신하고, 상태정보를 기초로 사용자의 건강에 이상이 발생하였는지 여부를 판단하게 되는데, 헬스기기에서 운동에 따른 운동 정보를 이용해야 하므로 다양한 운동 종류에 따라 별도의 헬스 기구를 구입해야 하는 부담이 있으며, 실시간으로 현장감과 운동 몰입감을 부여하지 못하기에 운동의 효과가 미비한 단점이 있다.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 사용자가 소지하고 운동하게 되는 스마트폰 등의 스마트 기기를 이용하여 사용자의 운동량 정보를 정확하게 생성하기 위한 목적이 있다.
또한, 본 발명은 스마트 기기에 구비되는 VR 애플리케이션을 통하여, 운동량 정보를 처리하고 사용자의 운동 상태 정보를 VR로 구성하여 HMD로 구현하기 위한 목적이 있다.
또한, 본 발명은 스마트 기기에 구비되는 VR 애플리케이션을 통하여 관심있는 콘텐츠를 제공하여 사용자의 지속적인 운동을 위한 동기 유발을 유도하고 사용자가 정확한 운동 자세를 유지하도록 함으로써, 양질의 운동 효과를 제공하기 위한 목적이 있다.
상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 VR을 이용한 운동 지원 장치는, VR 애플리케이션이 실행되는 스마트폰; 상기 VR 애플리케이션에 의해 제공되는 콘텐츠 및 관련 정보를 상기 스마트폰으로부터 전달받아 출력하여 주는 HMD;를 포함하되,
상기 VR 애플리케이션은 원하는 운동 조건을 설정하는 설정 모듈; 운동 이력 정보 및 사용자 정보를 저장하는 저장 모듈; 상기 스마트폰 또는 별도의 운동 조작 기구로부터의 유효 운동 신호들을 수신하는 운동 카운팅 모듈; 및 상기 유효 운동 신호들을 이용하여 실시간으로 운동 상태 정보를 VR 이미지로 생성하여 상기 HMD로 전달하도록 하는 제어 모듈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어 모듈은 상기 유효 운동 신호들의 조합이 상기 운동 조건에 따라 제시되는 운동 자세에 매칭되는 경우에는 운동 인정 정보로 구성하여 운동량을 카운트하고, 매칭되지 않는 경우에는 운동 불인정 정보로 구성하여 사용자의 운동 자세에 대한 교정 정보를 VR 이미지로 생성하여 상기 HMD로 전달하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 설정 모듈은 다양한 운동 항목에 따른 운동 단계별, 연령별, 성별 운동 조건을 설정하도록 하며, 상기 운동 조건에 따른 운동 자세 및 운동 방법을 제공하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스마트폰은, 상기 스마트폰을 소지하여 운동하는 사용자의 동작에 따른 상기 스마트폰의 3축 방향의 가속도 및 각속도를 감지하는 가속도 센서 및 자이로 센서를 포함하는 센서부; 및 상기 센서부로부터 전달받은 감지 신호의 노이즈를 제거하고 보정하여 상기 스마트폰의 이동 변위 또는 각도 변화의 어느 하나 이상을 나타내는 유효 운동 신호들을 생성하고, 상기 유효 운동 신호들을 상기 VR 애플리케이션으로 전달하는 제어부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가속도 센서에 대한 유효 운동 신호는 상기 가속도 센서의 감지 신호를 LPF(Low Pass Filer), HPF(High Pass Filter), 적분 필터, LPF 및 적분 필터를 순차적으로 적용하여 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 자이로 센서에 대한 유효 운동 신호는 상기 자이로 센서의 감지 신호를 LPF, HPF, 적분 필터를 순차적으로 적용하여 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 운동 조작 기구는 다양한 운동의 종류에 적합하게 사용되는 도구로서, 가속도 센서, 자이로 센서를 구비하며, 상기 스마트폰 또는 상기 HMD 중 어느 하나 이상에 유무선 통신으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 VR 애플리케이션이 탑재된 상기 스마트폰은 하나 이상의 다른 사용자의 스마트폰과 유무선 통신으로 연결되어, 상기 다른 사용자의 스마트폰으로부터 수신되는 상기 유효 운동 신호들을 이용하여 다른 사용자의 운동 상태 정보를 VR 이미지로 생성하고 상기 HMD로 전달함으로써, 복수의 사용자의 운동 상태 정보에 따른 VR 이미지를 동시에 함께 상기 HMD에서 구현하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명의 VR을 이용한 운동 지원 장치는, 사용자가 소지하고 운동하게 되는 스마트폰 등의 스마트 기기를 이용하여 사용자의 운동량 정보를 정확하게 생성할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 스마트 기기에 구비되는 VR 애플리케이션을 통하여, 운동량 정보를 처리하고 사용자의 운동 상태 정보를 VR 이미지로 구성하여 HMD 장치로 구현하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 스마트 기기에 구비되는 VR 애플리케이션을 통하여 관심있는 콘텐츠를 제공하여 사용자의 지속적인 운동을 위한 동기 유발을 유도하고 사용자가 정확한 운동 자세를 유지하도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 VR을 이용한 운동 지원 장치의 일 실시예에 따른 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 VR을 이용한 운동 지원 장치의 상세도이다.
도 3은 본 발명에 따른 VR을 이용한 운동 지원 장치를 이용한 운동 지원 방법을 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 발명에 따른 VR을 이용한 운동 지원 장치에서의 스마트폰의 좌표계를 나타내는 그림이다.
도 5는 본 발명에 따른 VR을 이용한 운동 지원 장치에서 운동량을 카운트하는 방법을 나타내는 일 실시예이다.
도 6은 본 발명에 따른 VR을 이용한 운동 지원 장치에서 운동량을 카운트하는 방법을 나타내는 다른 실시예이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 VR을 이용한 운동 지원 장치의 일 실시예에 따른 구성도이며, 도 2는 본 발명에 따른 VR을 이용한 운동 지원 장치의 상세도이다. 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 VR을 이용한 운동 지원 장치(100)는, VR 애플리케이션(130)이 실행되는 스마트폰(110)과, VR 애플리케이션(130)에 의해 제공되는 콘텐츠 및 관련 정보를 상기 스마트폰으로부터 전달받아 출력하여 주는 HMD(120);를 포함하되, VR 애플리케이션(130)은 원하는 운동 조건을 설정하는 설정 모듈(131); 운동 이력 정보 및 사용자 정보를 저장하는 저장 모듈(132); 스마트폰(110) 또는 별도의 운동 조작 기구(가속도 센서 및/또는 자이로 센서가 구비되는)로부터의 유효 운동 신호들을 수신하는 운동 카운팅 모듈(133); 및 상기 유효 운동 신호들을 이용하여 실시간으로 운동 상태 정보를 VR 이미지로 생성하여 HMD(120)로 전달하도록 하는 제어 모듈(134)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
스마트폰(110)은, 스마트폰(110)을 소지하여 운동하는 사용자의 동작에 따른 스마트폰(110)의 3축 방향의 가속도 및 각속도를 감지하는 가속도 센서(미도시) 및 자이로 센서(미도시)를 포함하는 센서부(111)와, 센서부(111)로부터 전달받은 감지 신호의 노이즈를 제거하고 보정하여 스마트폰(110)의 이동 변위 또는 각도 변화의 어느 하나 이상을 나타내는 유효 운동 신호들을 생성하고, 상기 유효 운동 신호들을 VR 애플리케이션(130)으로 전달하는 제어부(112)를 포함하여 구성된다.
한편, 가속도 센서에 대한 유효 운동 신호는 가속도 센서의 감지 신호를 LPF(Low Pass Filer), HPF(High Pass Filter), 적분 필터, LPF 및 적분 필터를 순차적으로 적용하여 이동 변위에 대해 생성하며, 자이로 센서에 대한 유효 운동 신호는 자이로 센서의 감지 신호를 LPF, HPF, 적분 필터를 순차적으로 적용하여 각도 변화에 대해 생성하게 된다.
HPF는 정적 혹은 느리게 변화하는 뚜렷하지 않은 노이즈를 감소시키고 더 높은 주파수 또는 과도 성분(transient components)을 강조하지만, LPF는 반대로 고주파수 대역의 노이즈를 걸러내고 저주파수 즉 완만하게 변화하는 신호를 통과시키므로 모바일 기기의 애플리케이션은 평활화 또는 평준화 기능의 LPF를 대체적으로 적용한다.
가속도 센서에 대한 유효 운동 신호를 생성하는 예를 들어 설명하면, 가속도 센서로 측정된 가속도 값을 직접 사용하여서는 사용자 신체 부위의 속도 변화, 이동 거리 변화 등을 추정할 수 없는 문제가 있다. 예를 들어 신체의 운동 거리가 일정한 범위를 움직이는 것을 측정하여야 적게 움직인 상태와 충분히 움직인 상태를 구분할 수 있게 되므로, 적분 필터를 1회 또는 2회 적용하여 가속도 센서로부터 측정된 가속도(ar)신호로부터 아래의 식과 같이 속도(v) 또는 변위(x) 신호를 구하게 된다.
Figure 112017022089902-pat00001
Figure 112017022089902-pat00002
적분 필터는 일정 주기로 입력값을 센서로부터 읽어서 샘플링 시간에 아래의 식을 수행하여 구현된다.
dyk = (KP * rdyk) + (KI * AccX_Sum)
AccX_Sum = AccX_Sum　+ rdyk;
여기서 rdyk는 입력값이고, dyk는 적분 필터의 출력값이며, KP, KI는 적분계산을 위한 상수이다.
한편, 적분 필터를 적용함에 있어서, 신호뿐만 아니라 잡음 성분이 같이 누적되어 적분 필터를 적용 후의 값이 발산되는 문제가 있으므로, 직류 성분의 잡음을 제거하기 위하여 LPF를 적용하였으며, 이렇게 필터링된 신호는 적분을 하여도 발산되지 않도록 하는 것이 가능해진다.
또한, 마지막에 추가된 LPF는 계산된 거리 신호를 y=0의 축 상으로 신호를 붙이는(평균값이 0으로 수렴하게 하는) 효과를 부여한다. 이는 계산된 거리 x값이 너무 커져서 현실 세계에서 존재할 수 있는 최대치 및 최소치 등의 극한치에 도달하게 되는 문제를 방지하며, 계산식이 선형성을 유지할 수 있도록 하는 효과를 부여하고, 또한 신호값의 최대/최소값을 관찰하기 쉽게 하여 사용자가 운동을 적절히 하였는지를 계수하기 용이하게 하기 위함이다. 예를 들어 사용자가 운동을 하여 계산된 값이 설정된 A값을 초과하고 다시 반대 방향으로 -A값보다 작아지는 경우에 계수를 하나 증가시킨다든가 하는 방식으로 운동의 횟수를 계수할 수 있다.
이때, LPF, HPF를 구현하기 위하여 사용된 식은 아래와 같다.
fyk = (fa0 * fxk + fp1k);
fp1k = ((fa1 * fxk) - (fb1 * fyk)) + fp2k
fp2k = ((fa2 * fxk) - (fb2 * fyk))
여기서, fxk는 입력이며, fyk는 출력값이며, 다른 상수들은 버터워스, 체브쉐프 등의 방식으로 계산된 필터의 매개변수 값으로, 통과시킬 신호와 저지시킬 신호의 주파수 값에 따라 계산된다.
한편, 이러한 속도, 변위의 추정을 위해 사용되는 가속도 센서 값은 중력의 영향을 보상하여 사용하는 것을 원칙으로 하며, 이를 위하여 통상적으로 사용할 수 있는 각종 필터를 이용할 수 있다.
VR 애플리케이션(130)은 스마트폰(110)에 장착되어 실행되는데, 설정 모듈(131), 저장 모듈(132), 운동 카운팅 모듈(133) 및 제어 모듈(134)을 포함하여 구성된다.
설정 모듈(131)은 다양한 운동 항목에 따른 운동 단계별, 연령별, 성별 운동 조건을 사용자가 설정할 수 있도록 하며, 운동 조건에 따른 운동 자세 및 운동 방법을 함께 사용자에게 제공하도록 한다.
저장 모듈(132)은 운동 이력 정보 및 사용자 정보 등을 저장한다.
운동 카운팅 모듈(133)은 스마트폰(110) 또는 별도로 구비되는 운동 조작 기구로부터의 유효 운동 신호들을 수신하는 모듈이다.
이때, 운동 카운팅 모듈(133)은 복수 개의 스마트폰(130)으로부터 독립적인 유효 운동 신호들을 수신할 수 있다. 즉, VR 애플리케이션(130)이 실행되는 스마트폰1은 스마트폰2, 스마트폰3, … 과 유무선 네트워크 또는 근거리 통신 등으로 연결되어서, 다른 스마트폰2, 스마트폰3, … 에서 감지되고 보정된 유효 운동 신호들을 스마트폰1에서 실행되는 VR 애플리케이션(130)의 운동 카운팅 모듈(133)이 수신할 수 있도록 한다. 따라서, 복수의 사용자의 운동 상태 정보에 따른 VR 이미지를 HMD(120)로 전달함으로써, 동시에 여러 명이 운동하고 있는 상태를 VR 이미지로 구현할 수 있게 된다. 또한, 통상적으로 서버를 경유하여 원격지에 있는 사용자들과 함께 운동하는 효과를 구현하도록 한다.
또한, 운동 조작 기구는 다양한 운동의 종류에 적합하게 사용되는 도구로서, 가속도 센서, 자이로 센서를 구비하며, 스마트폰(110) 또는HMD(120) 중 어느 하나 이상에 통신으로 연결되어 있을 수 있다.
제어 모듈(134)은 운동 카운팅 모듈(133)로부터 전달받은 유효 운동 신호들의 조합이 설정 모듈(131)에서 설정한 운동 조건 및 이에 따라 제시되는 운동 자세에 매칭되는 경우에는 운동 인정 정보로 구성하여 운동량을 카운트하고, 매칭되지 않는 경우에는 운동 불인정 정보로 구성하여 사용자의 운동 자세에 대한 교정 정보를 VR 이미지로 생성하여 HMD(120)로 전달함으로써, VR 영상 등을 구현할 수 있도록 한다.
도 3은 본 발명에 따른 VR을 이용한 운동 지원 장치를 이용한 운동 지원 방법을 나타내는 개략도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 스마트폰(110)을 소지하고 운동을 시작하게 되면, 스마트폰의 센서부(111)에 구비된 가속도 센서 및 자이로 센서는 스마트폰(110)의 움직임을 감지하도록 하고(S10), 센서 감지 신호는 제어부(112)로 전달되어 디지털 필터링 및 적분 과정을 거쳐 유효 운동 신호를 생성하게 된다(S20).
이렇게 생성된 유효 운동 신호는 VR 애플리케이션(130)의 운동 카운팅 모듈(133)로 전달되고, 제어 모듈(134)은 운동 카운팅 모듈(133)로부터 전달받은 유효 운동 신호들의 조합이 설정 모듈(131)에서 설정한 운동 조건 및 이에 따라 제시되는 운동 자세에 부합되는지 판단하게 된다(S30).
운동으로 인정되는 경우에는 운동량을 카운트하게 되고(S40), 페이크(fake) 등 운동으로 인정되지 않는 경우에는 운동량으로 카운트하지 않고 교정 정보를 생성하도록 한다(S42).
이렇게 카운트된 운동량 및 교정 정보를 포함하는 운동 상태 정보를 VR 이미지로 생성하여(S50), HMD(120)로 전달함으로써 사용자의 운동을 VR을 이용하여 지원하도록 한다(S60).
도 4는 본 발명에 따른 VR을 이용한 운동 지원 장치에서의 스마트폰의 안드로이드 좌표계를 나타내는 그림으로, 사용자가 스마트폰(110)을 세로로 소지한 상태에서 좌표계를 구성한 경우에 대한 그림이고, 도 5의 (a)와 (b)는 본 발명에 따른 VR을 이용한 운동 지원 장치에서 윗몸일으키기 운동 및 이때의 운동량을 카운트하는 방법을 나타내는 그림이며, 도 6(a), (b)는 본 발명에 따른 VR을 이용한 운동 지원 장치에서 스쿼트 운동 및 이때의 운동량을 카운트하는 방법을 나타내는 그림이다.
도 5(a)에 도시된 윗몸일으키기(situp) 운동의 경우, VR 장치 또는 HMD(120)의 착용을 감지하고 있는 상태에서, 사용자의 동작을 센서부(111)에서 감지하고 이것을 제어부(112)에서 보정하여 운동 카운팅 모듈(133)로 전달되는 유효 운동 신호 가운데에서 자이로 센서의 Y값, Z값 및 가속도 센서의 X값이 운동 카운팅 모듈(133)로 전달되지 않으면서 자이로 센서의 X값과 가속도 센서의 Z값이 전달된다면, 제어 모듈(134)은 정확한 운동으로 판단하여 운동량으로 카운트한다.
도 6(a)에 도시된 스쿼트(squat) 운동의 경우에, VR 장치 또는 HMD(120)의 착용을 스마트폰(110)의 근접 센서(미도시) 등으로 감지하고 있는 상태에서, 사용자의 동작을 센서부(111)에서 감지하고 이것을 제어부(112)에서 보정하여 운동 카운팅 모듈(133)로 전달하는 유효 운동 신호 가운데에서 자이로 센서의 X, Y, Z값과 가속도 센서의 X값이 운동 카운팅 모듈(133)로 전달되지 않으면서 가속도 센서의 Y값이 전달된다면, 제어 모듈(134)은 정확한 운동으로 판단하여 운동량을 카운트하게 된다.
한편, 자이로 센서 값, 가속도 센서 값을 측정히여 잘못된 운동인지를 판단하고 사용자에게 정보로 제공할 수 있다.
또한, 사용자가 본 시스템을 장착하고 줄넘기 또는 훌라호프 등을 수행할 수 있으며, 이 경우 사용자의 손 등에 파지되어 있는 조작 장치(운동 조작 기구)에 별도로 구비되는 운동 카운팅 모듈(133)로부터 사용자의 운동 횟수 또는 방향(각도 등)을 bluetooth 등을 통해 스마트폰(110)으로 받을 수 있다. 이때, 실제로 줄넘기 등을 수행하는 것과 같은 가상의 줄이 사용자의 HMD(120)에 동적으로 표출될 수 있다. 또한, 스쿼드, 푸쉬업, 윗몸일으키기 등과 같이 스마트폰 자체의 센서 신호를 받아, VR 기술로 실제 같이 표출하는 것이 가능 하다. 또한, 제어장치는 가상의 트레이너 등을 출현시켜 운동의 품질을 높힐 수 있는 여러 가지 제안 등을 들을 수 있다. 예를 들어, 천천히 해주세요. 자세를 바르게 해주세요. 머리를 들어 주세요. 위 아래 방향으로 더 많이 움직여 주세요. 등이 가능하다. 또한, 가상세계의 주위 환경은 헬스장과 같이 할 수도, 경기장이나, 바닷가나 산악 등반 등과 같이 다양한 공간을 사용자의 설정에 따라 변경할 수 있다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
110 : 스마트폰 120 : HMD
130 : VR 애플리케이션

Claims (8)

  1. VR(Virtual Reality)을 이용한 운동 지원 장치에 있어서,
    VR 애플리케이션(130)이 실행되는 스마트폰(110);
    상기 VR 애플리케이션(130)에 의해 제공되는 콘텐츠 및 관련 정보를 상기 스마트폰(110)으로부터 전달받아 출력하여 주는 HMD(Head Mounted Display)(120);를 포함하되,
    상기 VR 애플리케이션(130)은 원하는 운동 조건을 설정하는 설정 모듈(131);
    운동 이력 정보 및 사용자 정보를 저장하는 저장 모듈(132);
    상기 스마트폰(110) 또는 별도의 운동 조작 기구로부터의 유효 운동 신호들을 수신하는 운동 카운팅 모듈(133); 및
    상기 유효 운동 신호들을 이용하여 실시간으로 운동 상태 정보를 VR로 생성하여 상기 HMD(120)로 전달하도록 하는 제어 모듈(134)을 포함하여 구성되며,
    상기 스마트폰(110)은, 상기 스마트폰(110)을 소지하여 운동하는 사용자의 동작에 따른 상기 스마트폰(110)의 3축 방향의 가속도 및 각속도를 감지하는 가속도 센서 및 자이로 센서를 포함하는 센서부(111); 및
    상기 센서부(111)로부터 전달받은 감지 신호들로부터 상기 스마트폰(110)의 이동 변위 또는 각도 변화의 어느 하나 이상을 나타내는 상기 유효 운동 신호들을 생성하되, 상기 가속도 센서에 대한 상기 유효 운동 신호는 상기 가속도 센서의 감지 신호를 LPF(Low Pass Filer), HPF(High Pass Filter), 적분 필터, LPF 및 적분 필터를 순차적으로 적용하여 생성하며, 생성된 상기 유효 운동 신호들을 상기 VR 애플리케이션(130)으로 전달하는 제어부(112); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 VR을 이용한 운동 지원 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어 모듈(134)은 상기 유효 운동 신호들의 조합이 상기 운동 조건에 따라 제시되는 운동 자세에 매칭되는 경우에는 운동 인정 정보로 구성하여 운동량을 카운트하고, 매칭되지 않는 경우에는 운동 불인정 정보로 구성하여 사용자의 운동 자세에 대한 교정 정보를 VR로 생성하여 상기 HMD(120)로 전달하는 것을 특징으로 하는 VR을 이용한 운동 지원 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 설정 모듈(131)은 다양한 운동 항목에 따른 운동 단계별, 연령별, 성별 운동 조건을 설정하도록 하며, 상기 운동 조건에 따른 운동 자세 및 운동 방법을 제공하는 것을 특징으로 하는 VR을 이용한 운동 지원 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 자이로 센서에 대한 유효 운동 신호는 상기 자이로 센서의 감지 신호를 LPF, HPF, 적분 필터를 순차적으로 적용하여 생성하는 것을 특징으로 하는 VR을 이용한 운동 지원 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 운동 조작 기구는 가속도 센서, 자이로 센서를 구비하며, 다양한 운동의 종류에 적합하게 사용되는 도구로서, 상기 스마트폰(110) 또는 상기 HMD(120) 중 어느 하나 이상에 통신으로 연결되는 것을 특징으로 하는 VR을 이용한 운동 지원 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 VR 애플리케이션(130)이 탑재된 상기 스마트폰(110)은 하나 이상의 다른 사용자의 스마트폰과 유무선 네트워크 또는 근거리 통신으로 연결되어, 상기 다른 사용자의 스마트폰으로부터 수신되는 상기 유효 운동 신호들을 이용하여 다른 사용자의 운동 상태 정보를 VR로 생성하고 상기 HMD(120)로 전달함으로써, 복수의 사용자의 운동 상태 정보에 따른 VR 영상을 동시에 함께 상기 HMD(120)에서 구현하는 것을 특징으로 하는 VR을 이용한 운동 지원 장치.












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