KR101954413B1 - 타깃 시뮬레이션 시스템의 자동 점수 계산 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 타깃 시뮬레이션 시스템의 자동 점수 계산 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 프로젝터를 통해 조사되는 과녁과 적외선 센서를 이용한 터치 위치 인식 수단을 적용하여 상기 과녁에 대응하는 영역 중 발사체가 부딪힌 위치를 인식하여 점수를 자동 계산하는 타깃 시뮬레이션 시스템의 자동 점수 계산 장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

타깃 시뮬레이션 시스템의 자동 점수 계산 장치 및 방법{Automatic score calculation apparatus in targeting simulation system and method thereof}
본 발명은 타깃 시뮬레이션 시스템의 자동 점수 계산 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 프로젝터를 통해 조사되는 과녁과 적외선 센서를 이용한 터치 위치 인식 수단을 적용하여 상기 과녁에 대응하는 영역 중 발사체가 부딪힌 위치를 인식하여 점수를 자동 계산하는 타깃 시뮬레이션 시스템의 자동 점수 계산 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 스크린 골프 등과 같은 가상 시뮬레이션 시스템이 상용화되어 많은 사람들이 실제 골프장에 가지 않고도 골프를 즐기고 있다.
골프를 즐기기 위해 비교적 먼 거리에 있는 골프장을 찾아가 치는 것은 많은 비용 및 시간이 소요되어 자주 즐길 수 없는데 반하여, 스크린 골프는 도심 가까운 곳의 스크린 골프장에서 저렴한 비용으로 골프를 즐길 수 있기 때문에 많은 사람들이 이용하고 있다.
이러한 스크린 골프의 성공에 힘입어 스크린 야구, 스크린 승마 등과 같은 다양한 스포츠들에 대한 가상 시뮬레이션 시스템들이 개발되어 적용되고 있는 추세이다.
또한, 많은 사람들은 스포츠로서 양궁, 석궁, 국궁, 사격 등(이하 "타깃 스포츠"라 함)을 좋아하나, 넓은 공간을 필요로 하고, 장비가 고가이고 잘못 다룰 경우 주변의 사람이 다칠 수 있는 위험성이 있어 매우 제한된 장소에만 이용할 수 있어 활성화되지 못하고 있다.
따라서 타깃 스포츠도 스크린 시뮬레이션 시스템으로 개발하려는 움직임이 스크린 골프의 상용화 이후 꽤 오래전부터 있어왔다.
종래 스크린 양궁 시뮬레이션 시스템은 실제 화살을 발사하는 방식을 적용하거나 대한민국 공개특허공보 10-2011-0022553(2011.03.07.공개) [가상화살을 이용한 스크린 체험 장치]에 개시되어 있는 것과 같이 레이저 광원을 이용한 가상의 활을 발사하는 방식을 적용하고 있다.
그러나 후자의 경우 화살, 총알 등의 발사체가 실제로 발사되지 않으므로 사람들의 흥미를 끌기 어려웠다.
그리고 전자는 재미를 느낄 수 있으나, 자신이 발사한 발사체에 의한 점수를 확인하기 위해 과녁으로 이동하여 과녁을 직접 유관으로 확인하고 맞춘 위치에 따른 점수를 수기로 계산하여야 하거나, 과녁지 이동 시설이 설치된 경우 과녁지를 자신의 앞으로 끌어당겨 눈으로 직접 확인하여 점수를 계산하여야 하므로, 과녁을 확인하는 데 많은 시간이 소요되고 직접 점수를 계산하여야 하므로 사용자 측면에서 불편한 점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 대한민국 등록특허공보 10-1865186(2018.05.31.등록) [양궁 점수 인식 시스템](이하 "선행특허2"라 함)은 과녁을 카메라로 촬영하여 과녁 영상을 획득하고, 획득된 과녁영상으로부터 화살이 꽂힌 과녁의 위치를 인식하여 점수를 자동 계산하는 시스템을 개시하고 있다.
그러나 선행특허2는 위치 인식 오류에 따른 점수 인식을 잘못하는 경우가 빈번한 문제점이 있다. 특히, 실외에서는 빛(태양의 위치 및 화살 발사 방향에 따른)의 간섭 등에 의해 인식률이 급격히 떨어지는 문제점이 있었다.
공개특허공보 제10-2011-0022553호(2011.03.07.공개) 등록특허공보 제10-1865186호(2018.05.31.등록)
따라서 본 발명의 목적은 프로젝터를 통해 조사되는 과녁과 적외선 센서를 이용한 터치 위치 인식 수단을 적용하여 상기 과녁에 대응하는 영역 중 화살이 꽂힌 위치를 인식하여 점수를 자동 계산하는 타깃 시뮬레이션 시스템의 자동 점수 계산 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 타깃 시뮬레이션 시스템의 자동 점수 계산 장치는: 과녁 영상이 디스플레이되는 과녁 스크린을 포함하고, 상기 과녁 스크린의 평면에 대해 수직되는 두 축으로 적외선을 조사하고, 상기 과녁 스크린에 발사체가 터치되면 터치된 위치에 대응하는 적외선 센서신호를 출력하는 적외선 터치스크린 모듈이 일정 높이에 설치되는 과녁 하우징; 상기 과녁 스크린에 과녁을 포함하는 과녁 영상을 조사하는 프로젝터; 및 사용자에 의해 선택된 콘텐츠 및 콘텐츠 난이도에 대응하는 상기 과녁을 포함하는 영상데이터를 상기 프로젝터로 전송하여 상기 과녁 영상을 상기 과녁 스크린에 표시시키고, 상기 적외선 터치스크린 모듈로부터 적외선 센서신호가 수신되면 수신되는 센서신호에 대응하는 과녁 스크린 상의 위치를 판단하고, 판단된 위치, 콘텐츠 및 콘텐츠 난이도에 따른 점수를 계산한 후 표시하는 제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 과녁 적외선 터치스크린 모듈은, 상기 과녁 스크린의 평면상에 XY축으로 일정 간격으로 다수의 적외선을 조사하는 다수의 적외선 센서를 포함하고, 발사체의 터치에 의해 차단되는 적외선을 조사한 적외선 센서에 대한 적외선 센서신호를 출력하는 적외선 센서모듈; 및 상기 프로젝터에 의해 조사되는 과녁 영상에 포함된 과녁이 표시되고, 발사체가 터치되는 과녁 스크린, 상기 과녁 스크린의 측면부에서 전면 방향으로 돌출되도록 상기 과녁 하우징에 고정되어 구성되고 상기 과녁 스크린의 평면 방향으로 대응하는 내측면을 따라 상기 적외선 센서모듈이 구성되는 적외선 터치스크린 프레임 및 상기 터치스크린 프레임을 따라 구성되어 상기 터치스크린 프레임을 보호하는 보호 프레임을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 과녁 스크린은, 상기 과녁 하우징에 고정되되, 착탈될 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 장치는: 적외선 터치스크린 모듈이 설치된 주변의 상기 과녁 하우징에 상기 적외선 터치스크린 모듈의 과녁 스크린에 대해 수직으로 일정 거리 돌출되는 돌출바; 및 상기 돌출바의 끝부에 설치되어 상기 과녁 스크린을 촬영하여 과녁 스크린 영상을 출력하는 카메라를 포함하는 보정 카메라 모듈을 더 포함하되, 상기 제어모듈은, 적외선 센서신호에 의한 위치 인식에 실패하는 오류 발생 시 상기 보정 카메라 모듈로부터 수신되는 과녁 스크린 영상을 분석하여 상기 발사체가 터치된 위치를 인식하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어모듈은, 상기 과녁을 포함하는 과녁 영상데이터를 상기 프로젝터를 출력한 후, 상기 보정 카메라 모듈을 구동하여 과녁 스크린 영상을 획득하여 선택된 콘텐츠에 대한 과녁 영상이 상기 과녁 스크린의 영역에 대응하여 표시되고 있는지를 검사하고, 과녁이 과녁 스크린의 영역을 벗어나 표시되는 경우 과녁 디스플레이 정렬을 수행하여 과녁이 과녁 스크린의 영역 내에 표시되도록 프로젝터를 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 적외선 터치스크린 모듈은, 상기 프로젝터에 의해 조사되는 영상에 포함된 과녁이 표시되고, 발사체가 터치되며, 상기 과녁 하우징에 착탈되는 과녁 스크린을 포함하되, 상기 제어모듈은, 콘텐츠의 종료 시 상기 보정 카메라 모듈을 구동하여 과녁 스크린 영상을 획득하고, 획득된 과녁 스크린 영상을 분석하여 과녁 스크린의 교체 여부를 판단하고, 교체 결정 시 과녁 스크린 교체 요청 메시지를 관리자에게 송신하는 것을 특징으로 한다.
상기 콘텐츠는 양궁이고, 상기 콘텐츠 난이도는 거리이며, 상기 제어모듈은 발사체가 터치된 과녁 스크린 상의 위치가 판단되면, 위치 및 거리에 따른 양궁 과녁의 점수를 계산하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 타깃 시뮬레이션 시스템의 자동 점수 계산 방법은: 사용자에게 콘텐츠 및 콘텐츠 난이도를 선택할 수 있는 콘텐츠 설정 사용자 인터페이스 수단을 제공하고, 상기 콘텐츠 설정 사용자 인터페이스 수단을 통해 콘텐츠 및 콘텐츠의 난이도를 선택받아 설정하는 콘텐츠 설정 과정; 상기 선택된 콘텐츠 및 난이도에 대응하는 과녁 영상데이터를 프로젝터로 출력하여 과녁을 과녁 하우징에 설치된 적외선 터치스크린 모듈의 과녁 스크린에 디스플레이하고, 상기 적외선 터치스크린 모듈로부터 발사체의 상기 과녁 스크린 터치에 따른 적외선 센서신호의 수신 여부를 모니터링하는 콘텐츠 실행 과정; 및 상기 적외선 센서신호가 수신되면 적외선 센서 신호에 대한 발사체 터치 위치를 판단하고, 발사체 터치 위치 및 난이도에 따른 점수를 계산하여 표시하는 점수 계산 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 점수 계산 과정은, 적외선 센서신호가 수신되면 XY좌표 위치 인식을 위한 X축 적외선 센서신호 및 Y축 적외선 센서신호 둘 모두 수신되는지를 검사하는 오류 여부 판단 단계; 둘 모두 수신되었으면 XY좌표상의 위치를 계산하는 위치 계산 단계; 위치가 계산되면 위치 및 상기 난이도에 따른 점수를 계산하는 점수 계산 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 점수 계산 과정은, 상기 X축 적외선 센서신호 및 Y축 적외선 센서신호 중 어느 하나만 수신되면 오류로 판단하여 보정 카메라 모듈을 구동하는 보정 카메라 모듈 구동 단계; 상기 보정 카메라 모듈을 통해 과녁 스크린을 촬영하여 과녁 스크린 영상을 획득하는 과녁 스크린 영상 획득 단계; 및 상기 과녁 영상으로부터 상기 발사체가 터치된 위치를 분석하는 보정 위치 분석 단계를 더 포함하여 발사체가 터치된 위치를 인식한 후 상기 점수 계산 단계를 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 방법은: 상기 콘텐츠의 종료를 판단하는 콘텐츠 완료 판단 과정; 콘텐츠의 종료가 판단되면 보정 카메라 모듈을 구동하여 과녁 영상을 획득하여 과녁 스크린의 상태에 따른 교체여부를 판단하는 과녁 스크린 교체 판단 과정; 및 과녁 스크린 교체 판단 시 미리 설정된 관리자에게 과녁 스크린의 교체를 지시하는 과녁 스크린 교체 통지 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 적외선을 이용한 터치 위치 인식 수단에 의해 발사체가 꽂히거나 터치되는 부분을 식별하므로 오류를 최소화하고 인식률을 향상시키며, 점수의 정확도를 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 적외선 센서 오류가 발생하는 경우 제한적으로 과녁 하우징의 측면에서 과녁을 촬영하도록 구성되는 카메라를 통해 발사체가 꽂히거나 맞은 위치를 인식하여 점수를 계산하므로 보다 정확하게 점수를 계산할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 과녁 하우징 측면에서 과녁 스크린을 촬영하는 카메라를 구비하므로 프로젝터에 의해 조사되는 과녁 영상이 과녁 하우징의 과녁 스크린에 정확하게 디스플레이되고 있는지를 확인하고, 이에 따른 정확한 프로젝터의 고장 여부를 판단할 수 있고 디스플레이 정렬을 수행할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 타깃 시뮬레이션 시스템의 자동 점수 계산 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 타깃 시뮬레이션 시스템의 자동 점수 계산 장치의 과녁 적외선 터치스크린 모듈의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 적외선 터치스크린 모듈의 프레임 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 타깃 시뮬레이션 시스템의 자동 점수 계산 장치가 적용된 과녁 하우징의 사시도 및 측면도를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 타깃 시뮬레이션 시스템의 자동 점수 계산 장치의 난이도 설정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 타깃 시뮬레이션 시스템의 자동 점수 계산 장치의 발사체가 꽂힌 위치 인식방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 자동 점수 계산 장치의 제어모듈의 구성을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 타깃 시뮬레이션 시스템의 자동 점수 계산 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 9는 본 발명에 따른 타깃 시뮬레이션 시스템의 자동 점수 계산 방법 중 콘텐츠 설정 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 10은 본 발명에 따른 타깃 시뮬레이션 시스템의 자동 점수 계산 방법 중 점수 계산 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 타깃 시뮬레이션 시스템의 자동 점수 계산 장치의 구성 및 동작을 상세히 설명하고, 상기 장치에서 자동 점수 계산 방법을 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 타깃 시뮬레이션 시스템의 자동 점수 계산 장치의 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 타깃 시뮬레이션 시스템의 자동 점수 계산 장치의 적외선 터치스크린 모듈의 구성을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 적외선 터치스크린 모듈의 프레임 구성을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 타깃 시뮬레이션 시스템의 자동 점수 계산 장치가 적용된 과녁 하우징의 사시도 및 측면도를 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 타깃 시뮬레이션 시스템의 자동 점수 계산 장치의 난이도 설정 방법을 설명하기 위한 도면이며, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 타깃 시뮬레이션 시스템의 자동 점수 계산 장치의 발사체가 꽂힌 위치 인식방법을 설명하기 위한 도면이다. 이하 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 타깃 시뮬레이션 시스템의 자동 점수 계산 장치는 적외선 터치스크린 모듈(110)이 설치되는 과녁 하우징(100), 프로젝터(200) 및 제어모듈(300)을 포함한다.
과녁 하우징(100)은 도 1, 도 3 및 도 4에서 보이는 바와 같이 다수의 프레임(1)들로 일정 높이의 직사각 형태로 구성될 수 있고, 사용자들의 평균키에 대응하는 높이에 적외선 터치스크린 모듈(110)이 고정되어 구성될 수 있을 것이다.
적외선 터치스크린 모듈(110)은 도 3 및 도 4에서 보이는 바와 같이 과녁 적외선 터치스크린(111) 및 상기 과녁 적외선 터치스크린(111)에 구성되는 Y축 광원센서(113), Y축 광원센서(114)를 포함하는 광원 센서모듈(112)을 포함한다.
상기 과녁 적외선 터치스크린(111)은 과녁 스크린(10), 적외선 터치스크린 프레임(20), 보호 프레임(40)을 포함하고, 실시예에 따라 합판 프레임(30)을 더 포함한다.
과녁 스크린(10)은 총알, 화살, 비비탄, 다트핀 등과 같은 발사체가 부딪쳐 떨어지거나 꽂히도록 구성될 수 있을 것이다. 상기 과녁 스크린(10)은 스티로폼 등으로 구성될 수도 있고, 화살 등이 꽂혀 홀에 삽입될 수 있도록 다수의 홀들이 형성되는 플라스틱으로 구성될 수도 있을 것이다.
상기 과녁 스크린(10)은 상기 프로젝터(200)가 조사하는 영상을 디스플레이한다.
적외선 터치스크린 프레임(20)은 상기 과녁 스크린(10)의 화면 전후좌우 모서리를 따라 돌출되도록 테두리를 형성하면서 구성되어, 도 2와 같이 과녁 스크린(10)의 화면에 대해 X축과 Y축으로 다수의 광원을 조사하는 상기 광원 센서모듈(112)의 X축 광원센서(113) 및 Y축 광원센서(114)가 구성된다.
상기 적외선센서(113, 114)들이 구성되는 적외선 터치스크린 프레임(20)을 보호하기 위해 보호 프레임(40)이 상기 적외선 터치스크린 프레임(20) 상부에 구성되며, 실시예에 따라 상기 적외선 터치스크린 프레임(20) 및 보호 프레임(40) 사이에 합판 프레임(30)이 더 구성될 수 있을 것이다. 상기 보호 프레임(40)은 스펀지, 고무 등과 같은 탄성체로 구성될 수 있을 것이다. 본 발명의 실시예에서는 상기 적외선 터치스크린 프레임(20)과 보호 프레임(40) 사이에 상기 합판 프레임(30)이 적용되는 경우를 나타내었으나, 다른 실시예로 합판 프레임(30) 대신 철판 프레임(미도시)이 적용될 수도 있을 것이다.
상기 적외선 터치스크린 프레임(20), 합판 프레임(30) 및 보호 프레임(40)은 일체로 구성되는 것이 바람직하며, 상기 과녁 스크린(10)은 별도로 구성되어 과녁 하우징(100)에 착탈될 수 있도록 구성되는 것이 바람직할 것이다. 이는 과녁 스크린(10)을 교체하기 쉽도록 하기 위한 것이다. 즉, 과녁 스크린(10)은 많은 발사체가 터치되거나 꽂히는 경우 지저분하해지거나 꽂힌 발사체들의 간섭을 받을 수 있으므로 쉽게 교체될 수 있도록 구성되는 것이 바람직할 것이다.
광원 센서모듈(112)은 상기 적외선 터치스크린 프레임(20)의 X축에 구성되는 X축 광원센서(114) 및 상기 적외선 터치스크린 프레임(20)의 Y축에 구성되는 Y축 광원센서(113)를 포함하여 과녁 스크린(10)상에 XY 축의 좌표를 구성하고, 과녁 스크린(10)에 발사체의 터치 시 터치된 과녁 스크린(10) 상의 위치(X, Y)에 대한 센서신호를 제어모듈(300)로 전송한다. 상기 광원은 적외선인 것이 바람직하며, 상기 광원센서(113, 114)는 적외선센서인 것이 바람직할 것이다. 이하 상기 광원센서(113, 114)는 적외선센서가 적용된 것으로 간주하여 설명한다. 또한, 이하 설명에서 광원센서는 적외선 센서로, 광원 센서모듈은 적외선 센서모듈로 설명한다.
또한, 과녁 하우징(100)에는 보정 카메라 모듈(120)이 더 구성될 수 있을 것이다.
보정 카메라 모듈(120)은 적외선 터치스크린 모듈(110) 주변의 과녁 하우징(100) 프레임(1)에 설치되어 적외선 터치스크린 모듈(110)의 과녁 스크린(10)을 촬영할 수 있도록 구성되어, 촬영된 과녁 스크린(10)에 대한 영상을 제어모듈(300)로 전송한다.
보정 카메라 모듈(120)은 카메라 고정부(121), 돌출바(122) 및 카메라(123)를 포함한다.
카메라 고정부(121)는 도 2에서 보이는 바와 같이 과녁 하우징(100)의 프레임(1)에 고정되고, 과녁 스크린(10)의 화면에 대해 수직으로 돌출되는 돌출바(122)를 회전시킬 수 있도록 구성된다. 상기 돌출바(122)는 360˚회전하도록 구성될 수도 있고, 과녁 스크린(10) 기준으로 120˚ 등의 일정 각도 내에서만 회전하도록 구성될 수도 있을 것이다. 상기 돌출바(122)의 회전은 모터(미도시)에 의해 이루어지며 이는 잘 알려져 있는 기술이므로 그 설명을 생략한다.
카메라(123)는 돌출바(122)의 끝 부분에 설치되고 과녁 스크린(10)을 향하도록 구성되어 과녁 스크린(10)을 촬영한 영상을 제어모듈(300)로 전송한다. 상기 카메라(123)는 인터넷 프로토콜(Internet Protocol: IP) 카메라일 수도 있을 것이다.
프로젝터(200)는 영상데이터를 수신받아 영상데이터에 대응하는 영상을 상기 과녁 스크린(10)에 조사하여 디스플레이한다. 상기 프로젝터(200)는 줌(Zoom)/아웃(Out) 기능 및 틸팅 기능을 구비한다.
제어모듈(300)은 선택된 콘텐츠에 대한 과녁 영상데이터를 상기 프로젝터(200)로 전송하여 과녁 스크린(10)에 표시시키고, 상기 적외선 센서모듈(112)로부터 적외선 센서신호를 수신하여 과녁 스크린(10)에서 발사체에 의해 터치된 위치를 인식하여 과녁 스크린(10)에 표시되는 콘텐츠에 따른 과녁 영상에 대응하는 점수를 계산하고, 계산된 점수 및 그에 대응하는 정보를 표시한다.
제어모듈(300)은 과녁 스크린(10)의 줌/아웃 및 틸팅을 제어하여 과녁 영상이 과녁 스크린(10)의 대응 영역에 정확히 표시되도록 제어한다.
상기 제어모듈(300)은 도 6에서 보이는 바와 같이 발사체의 터치 위치(503) 및 발사체의 굵기에 따라 501 위치에 대응하는 하나 이상의 X축 적외선센서(114)에 대한 X축 적외선센서신호 및 502 위치에 대응하는 하나 이상의 Y축 적외선센서(113)에 대한 Y축 적외선센서신호를 입력받을 수 있을 것이다.
상기 제어모듈(300)은 적외선 센서신호가 입력되었으나, 일축에 대한 적외선 센서신호만 입력되거나, X축 및 Y축 상호간 대응하지 않는 좌표값이 입력되는 등의 오류가 발생되는 경우 보정 카메라 모듈(120)을 구동하여 과녁 스크린(10)에 대한 영상을 촬영하고, 촬영된 영상을 분석하여 발사체의 터치된 부분에 대한 점수를 계산한다. 즉 제어모듈(300)은 적외선 센서모듈(112)에 의한 점수계산 실패 시 영상을 이용한 점수계산을 수행한다.
또한, 제어모듈(300)은 도 5의 예에서와 같이 콘텐츠가 양궁이 선택되고 난이도로서 거리가 선택되면 난이도에 따라 도 5의 403 및 404와 같이 그 과녁 영상을 조정하여 표시할 수 있으며, 난이도, 즉 거리에 따라 그 획득된 발사체의 터치 위치에 대응하는 점수를 계산한다. 즉, 발사체의 터치 위치가 동일하더라도 난이도에 따라 그 점수는 달라질 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 자동 점수 계산 장치의 제어모듈의 구성을 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하여 제어모듈(300)의 구성을 상세히 설명하면, 제어모듈(300)은 저장부(310), 입력부(330), 통신부(340), 영상 처리부(350), 오디오 처리부(360) 및 제어부(370)를 포함하고, 실시예에 따라 디스플레이부(320)를 더 포함할 수 있을 것이다.
저장부(310)는 양궁, 국궁, 사격, 풍선 터트리기, 다트 등과 같은 다양한 슈팅 콘텐츠들에 대한 과녁 영상 데이터들을 저장하고 있으며, 적외선센서신호별 X축 위치정보 및 Y축 위치정보를 포함하는 위치정보 테이블을 저장하고, 콘텐츠 및 난이도별 위치에 따른 점수 테이블을 저장한다.
디스플레이부(320)는 실시예에 따라 구성될 수도 있고, 구성되지 않을 수도 있으며, 구성되는 경우 콘텐츠 선택 및 난이도 선택 등을 위한 사용자 인터페이스 수단을 표시한다. 즉, 제어모듈(300)이 콘텐츠 및 난이도 선택 등의 사용자 인터페이스 수단을 프로젝터(200)를 통해 제공하는 경우 구성되지 않을 수도 있을 것이다.
입력부(330)는 사용자 인터페이스 수단을 통한 콘텐츠 및 난이도 선택을 위한 입력 수단을 제공한다. 상기 입력수단은 키보드, 마우스, 터치패드, 카메라를 이용한 제스처 인식 장치 등이 될 수 있을 것이다.
통신부(340)는 상기 적외선 센서모듈(112), 보정 카메라 모듈(120) 및 프로젝터(200)와 통신을 수행한다. 상기 적외선 센서모듈(112), 보정 카메라 모듈(120) 및 프로젝터(200)가 IP 통신을 지원하는 장치인 경우, 상기 통신부(340)는 IP 통신방식을 적용하여 상기 적외선 센서모듈(112), 보정 카메라 모듈(120) 및 프로젝터(200)와 데이터 통신을 수행하여 적외선센서신호, 영상신호를 수신하여 제어부(370)로 출력하고, 제어부(370)로부터 제어신호를 수신받아 해당 장치로 전송할 것이다. 또한, 통신부(340)는 적외선 센서모듈(112)과 통신을 수행하는 제1통신부(미도시), 보정 카메라 모듈(120)과 통신을 수행하는 제2통신부(미도시) 및 프로젝터(200)와 통신을 수행하는 제3통신부(미도시)를 포함할 수도 있으며, 제1통신부, 제2통신부 및 제3통신부는 서로 다른 통신방식을 지원하도록 구성될 수도 있고, 일부는 동일 방식을 지원하도록 구성될 수도 있을 것이다.
상기 통신부(340)가 IP방식을 지원하는 통신수단이고, 프로젝터(200)가 IP 방식을 지원하는 장치이면 프로젝터(200)와도 데이터 통신을 수행할 수 있으며, 제어부(370)로부터 입력되는 콘텐츠에 대한 과녁 영상데이터를 IP 통신방식을 통해 프로젝터(200)로 전송할 수도 있을 것이다.
영상 처리부(350)는 프로젝터(200)와 직접 연결되어 제어부(370)로부터 입력되는 과녁 영상 데이터를 직접 프로젝터(200)로 전송하거나 아날로그 신호로 변환하여 전송한다. 상기 영상 처리부(350)는 RGB 영상 전송 프로토콜, DVI(Digital Visual Interface) 영상 전송 프로토콜 및 HDMI(High Definition Multimedia Interface) 영상 전송 프로토콜 중 하나 이상을 지원할 수 있을 것이다.
오디오 처리부(360)는 스피커를 포함하여, 제어부(370)의 제어를 받아 제어부가 출력하는 오디오 데이터에 대한 오디오를 스피커를 통해 출력한다.
제어부(370)는 콘텐츠 설정부(371), 콘텐츠 플레이부(372), 영상 획득부(373), 스크린 정렬부(374) 및 점수 계산부(375)를 포함하여 본 발명에 따른 자동 점수 계산 장치의 전반적인 동작을 제어한다.
구체적으로 설명하면, 콘텐츠 설정부(371)는 입력부(330)를 통해 콘텐츠 설정 요청이 발생되면 저장부(310)에 저장되어 있는 콘텐츠들에 대한 콘텐츠 리스트를 프로젝터(200) 또는 디스플레이부(320)를 통해 표시하고, 콘텐츠 리스트의 콘텐츠 중 하나를 선택받는 콘텐츠 선택부(381) 및 콘텐츠 선택부(381)를 통해 선택된 콘텐츠에 대한 난이도를 선택받는 난이도 설정부(382)를 포함한다.
콘텐츠 플레이부(372)는 콘텐츠 설정부(371)에서 콘텐츠 및 난이도가 설정되면 콘텐츠 및 난이도에 따른 과녁 영상데이터를 저장부(310)로부터 로드하여 영상 처리부(350) 및 통신부(340) 중 어느 하나를 통해 프로젝터(200)로 전송하여 과녁 영상을 과녁 스크린(10)에 표시시킨다.
영상 획득부(373)는 콘텐츠 플레이부(372)를 통한 초기 과녁 영상 표시 시 또는 점수 계산부(375)의 요청 발생 시 통신부(340)를 통해 보정 카메라 모듈(120)을 제어하여 과녁 스크린(10)을 촬영한 영상을 획득하여 출력한다.
스크린 정렬부(374)는 초기 과녁 영상 표시 시 또는 입력부(330)를 통한 정렬 명령 발생 시 영상 획득부(373)로부터 출력되는 영상에 의해 과녁 스크린(10)에 과녁 영상이 정확하게 일치되어 디스플레이되고 있는지를 검사하고, 정확하게 일치되어 디스플레이되지 않으면 통신부(340)를 통해 프로젝터(200)의 틸팅 기능을 통해 과녁 영상이 과녁 스크린(10)에 정확하게 디스플레이되도록 정렬한다.
점수 계산부(375)는 통신부(340)를 통해 적외선 센서모듈(112)로부터 적외선센서신호가 수신되는지의 여부를 모니터링하여 과녁 영상이 디스플레이되고 있는 과녁 스크린(10)에 발사체가 터치되는지를 검사하고, 터치되어 X축 및 Y축 적외선센서신호가 수신되면 그 위치를 인식하는 위치 인식부(383) 및 그 위치에 따른 점수를 계산하는 슈팅점수 계산부(386)를 포함한다.
또한, 점수 계산부(375)는 위치 인식부(383)의 위치 인식 오류 발생 여부를 판단하고, 오류 발생 신호를 출력하는 오류 판단부(384) 및 상기 오류 판단부(384)로부터 오류 발생 신호 입력 시 영상 획득부(373)를 통해 보정 카메라 모듈(120)을 제어하여 과녁 스크린을 촬영한 영상을 획득하고, 획득된 영상을 분석하여 발사체가 터치된 위치를 인식하는 영상기반 위치 인식부(385)를 더 포함할 수도 있을 것이다.
즉 점수 계산부(375)는 적외선 센서모듈(112)에 의한 위치 인식 실패에 한 해 보정 카메라 모듈(120)을 통해 획득된 과녁 스크린(10)을 촬영한 영상에 의해 발사체가 터치된 부분에 대한 위치를 인식하여 점수를 계산한다.
도 8은 본 발명에 따른 타깃 시뮬레이션 시스템의 자동 점수 계산 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 제어모듈(300)은 콘텐츠 설정부(371)를 통해 콘텐츠를 선택하고, 선택된 콘텐츠의 난이도를 설정하여 콘텐츠 설정을 수행한다(S111).
콘텐츠 설정이 완료되면 제어모듈(300)은 콘텐츠 플레이부(372)를 통해 선택된 콘텐츠 및 난이도에 따른 콘텐츠를 저장부(310)로부터 로드하여 영상 처리부(350) 및 통신부(340) 중 어느 하나를 통해 프로젝터(200)로 전송하여 상기 콘텐츠에 대한 과녁 영상이 과녁 스크린(10)에 표시되도록 한다(S113).
콘텐츠가 표시되어 실행되면 제어모듈(300)은 적외선 센서모듈(112)을 통해 과녁 스크린(10)에 발사체가 터치되는지를 모니터링하고, 발사체가 터치되면 그 위치에 따른 점수를 계산한다(S115).
점수가 계산되면 제어모듈(300)은 계산된 점수를 디스플레이부(320) 및 과녁 스크린(10) 중 어느 하나에 표시한다. 이때, 제어모듈(300)은 계산된 점수에 따른 보상정보를 더 표시할 수도 있을 것이다(S117).
도 9는 본 발명에 따른 타깃 시뮬레이션 시스템의 자동 점수 계산 방법 중 콘텐츠 설정 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 9를 참조하여 좀 더 상세히 설명하면, 제어모듈(300)의 제어부(370)는 메뉴 설정 화면을 디스플레이부(320) 및 과녁 스크린(10) 중 어느 하나 이상에 표시한다(S211).
상기 제어부(370)는 상기 메뉴 설정화면에서 콘텐츠 선택 메뉴가 선택되는지를 모니터링하고(S213), 콘텐츠 선택 메뉴가 선택되면 콘텐츠 설정 화면을 디스플레이부(320) 및 과녁 스크린(10) 중 어느 하나 이상에 표시한다(S215).
콘텐츠 설정 화면이 표시되면 제어부(370)는 콘텐츠 설정부(371)를 활성화하고, 활성화된 콘텐츠 설정부(371)는 저장부(310)에 저장되어 있는 콘텐츠들에 대한 콘텐츠 리스트를 표시한 후 콘텐츠를 선택할 것을 요청한다(S217).
콘텐츠의 선택 요청 후 콘텐츠 설정부(371)는 콘텐츠가 선택되는지를 모니터링하고(S219), 콘텐츠가 선택되면 선택된 콘텐츠에 따른 난이도 선택 사용자 인터페이스 수단을 표시하여 난이도를 선택할 것을 요청한다(S221).
난이도 선택을 요청한 후 콘텐츠 설정부(371)는 난이도가 선택되는지를 모니 터링한다(S223).
난이도가 선택되면 콘텐츠 설정부(371)는 콘텐츠 플레이부(372)를 활성화하고, 활성화된 콘텐츠 플레이부(372)는 선택된 콘텐츠 및 난이도에 대응하는 과녁 영상을 저장부(310)로부터 로드하여 영상 처리부(350)를 통해 프로젝터(200)로 전송하여 과녁 스크린(10)에 표시되도록 제어한다(S225).
도 10은 본 발명에 따른 타깃 시뮬레이션 시스템의 자동 점수 계산 방법 중 점수 계산 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 10을 참조하면, 점수 계산부(375)는 통신부(340)를 통해 적외선센서신호가 입력되는지를 모니터링한다(S311).
적외선 센서신호가 입력되면 점수 계산부(375)는 입력된 적외선센서신호를 출력한 적외선 센서(113, 114)들의 식별번호를 검출하고, 식별번호에 대응하여 미리 정의된 위치정보 테이블의 위치정보에 의해 위치를 식별한다(S313). 이때, X축 적외선센서신호 및 Y축 적외선센서신호는 XY 좌표 분해능(조밀도) 및 발사체의 굵기에 따라 각각 복수개가 될 수도 있을 것이다.
점수계산부(375)는 적외선센서신호에 대한 위치 계산 중 위치 인식 오류가 발생하는지를 검사한다(S315). 상기 위치 인식 오류는 일축(X축 또는 Y축)에 대한 적외선센서신호만 입력되는 경우 발생될 수 있고, 군집을 형성하는 X축 및 Y축의 위치가 일정 거리 이상 벌어진 경우 발생될 수도 있을 것이다.
또한, 점수 계산부(375)는 발사체가 과녁 스크린(10)에 맞았으나, 꽂히지 않고 떨어지는 경우 떨어지면서 연속되는 적외선센서신호들을 출력할 수도 있을 것이다. 이 경우 점수 계산부(375)는 처음 발생된 적외선센서신호들을 추출하여 위치인식을 수행하도록 구성될 수도 있을 것이다.
위치 인식 오류가 발생하지 않고 위치가 인식되면 점수 계산부(375)는 선택 난이도를 로드한(S317) 후 위치(좌표값) 및 선택 난이도에 따른 점수를 계산한다(S319).
반면, 위치 인식 오류가 발생되면 점수 계산부(375)는 보정 카메라 모듈(120)을 구동하여(S321), 과녁 스크린(10)을 촬영한 과녁 스크린 영상을 획득하고(S323), 획득된 과녁 스크린 영상을 분석하여 발사체가 터치된 위치를 인식하고, 인식된 위치에 대한 점수를 계산한다(S325). 이때, 발사체는 화살과 같이 과녁 스크린(10)에 꽂힌 상태로 있을 수 있는 것이나, 총알과 같이 관통 구멍을 발생시킬 수 있는 것이 바람직할 것이다. 그렇지 않은 경우 발사체가 내부에 임의의 색을 가지는 잉크를 포함하고 과녁 스크린(10)에 터치 시 터져 터치 위치에 임의의 색이 표시될 수 있도록 구성되는 것이 바람직할 것이다.
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.
[부호의 설명]
10: 과녁 스크린 20: 적외선 터치스크린 프레임
30: 합판 프레임 40: 보호 프레임
100: 과녁 하우징 110: 적외선 터치스크린 모듈
111: 과녁 적외선 터치스크린 112: 광원 센서모듈
113: Y축 적외선 센서 114: X축 적외선 센서
120: 보정 카메라 모듈 121: 카메라 고정부
122: 돌출바 123: 카메라
200: 프로젝터 300: 제어모듈
310: 저장부 320: 디스플레이부
330: 입력부 340: 통신부
350: 영상 처리부 360: 오디오 처리부
370: 제어부 371: 콘텐츠 설정부
372: 콘텐츠 플레이부 373: 영상 획득부
374: 스크린 정렬부 375: 점수 계산부
381: 콘텐츠 선택부 382: 난이도 설정부
383: 위치 인식부 384: 오류 판단부
385: 영상기반 위치 인식부 386: 점수 계산부

Claims (11)

  1. 과녁 영상이 디스플레이되는 과녁 스크린을 포함하고, 상기 과녁 스크린의 평면에 대해 수직되는 두 축으로 적외선을 조사하고, 상기 과녁 스크린에 발사체가 터치되면 터치된 위치에 대응하는 적외선 센서신호를 출력하는 적외선 터치스크린 모듈이 일정 높이에 설치되는 과녁 하우징;
    상기 과녁 스크린에 과녁을 포함하는 과녁 영상을 조사하는 프로젝터; 및
    사용자에 의해 선택된 콘텐츠 및 콘텐츠 난이도에 대응하는 상기 과녁을 포함하는 영상데이터를 상기 프로젝터로 전송하여 상기 과녁 영상을 상기 과녁 스크린에 표시시키고, 상기 적외선 터치스크린 모듈로부터 적외선 센서신호가 수신되면 수신되는 센서신호에 대응하는 과녁 스크린 상의 위치를 판단하고, 판단된 위치, 콘텐츠 및 콘텐츠 난이도에 따른 점수를 계산한 후 표시하는 제어모듈을 포함하되,
    적외선 터치스크린 모듈이 설치된 주변의 상기 과녁 하우징에 상기 적외선 터치스크린 모듈의 과녁 스크린에 대해 수직으로 일정 거리 돌출되는 돌출바; 및
    상기 돌출바의 끝부에 설치되어 상기 과녁 스크린을 촬영하여 과녁 스크린 영상을 출력하는 카메라를 포함하는 보정 카메라 모듈을 더 포함하되,
    상기 제어모듈은,
    적외선 센서신호에 의한 위치 인식에 실패하는 오류 발생 시 상기 보정 카메라 모듈로부터 수신되는 과녁 스크린 영상을 분석하여 상기 발사체가 터치된 위치를 인식하는 것을 특징으로 하는 타깃 시뮬레이션 시스템의 자동 점수 계산 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적외선 터치스크린 모듈은,
    상기 과녁 스크린의 평면상에 XY축으로 일정 간격으로 다수의 적외선을 조사하는 다수의 적외선 센서를 포함하고, 발사체의 터치에 의해 차단되는 적외선을 조사한 적외선 센서에 대한 적외선 센서신호를 출력하는 적외선 센서모듈; 및
    상기 프로젝터에 의해 조사되는 과녁 영상에 포함된 과녁이 표시되고, 발사체가 터치되는 과녁 스크린,
    상기 과녁 스크린의 측면부에서 전면 방향으로 돌출되도록 상기 과녁 하우징에 고정되어 구성되고 상기 과녁 스크린의 평면 방향으로 대응하는 내측면을 따라 상기 적외선 센서모듈이 구성되는 적외선 터치스크린 프레임 및
    상기 터치스크린 프레임을 따라 구성되어 상기 터치스크린 프레임을 보호하는 보호 프레임을 포함하는 과녁 적외선 터치스크린을 포함하는 것을 특징으로 하는 타깃 시뮬레이션 시스템의 자동 점수 계산 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 과녁 스크린은,
    상기 과녁 하우징에 고정되되, 착탈될 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 타깃 시뮬레이션 시스템의 자동 점수 계산 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어모듈은,
    상기 과녁을 포함하는 과녁 영상데이터를 상기 프로젝터를 출력한 후, 상기 보정 카메라 모듈을 구동하여 과녁 스크린 영상을 획득하여 선택된 콘텐츠에 대한 과녁 영상이 상기 과녁 스크린의 영역에 대응하여 표시되고 있는지를 검사하고, 과녁이 과녁 스크린의 영역을 벗어나 표시되는 경우 과녁 디스플레이 정렬을 수행하여 과녁이 과녁 스크린의 영역 내에 표시되도록 프로젝터를 제어하는 것을 특징으로 하는 타깃 시뮬레이션 시스템의 자동 점수 계산 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 적외선 터치스크린 모듈은,
    상기 프로젝터에 의해 조사되는 영상에 포함된 과녁이 표시되고, 발사체가 터치되며, 상기 과녁 하우징에 착탈되는 과녁 스크린을 포함하되,
    상기 제어모듈은,
    콘텐츠의 종료 시 상기 보정 카메라 모듈을 구동하여 과녁 스크린 영상을 획득하고, 획득된 과녁 스크린 영상을 분석하여 과녁 스크린의 교체 여부를 판단하고, 교체 결정 시 과녁 스크린 교체 요청 메시지를 관리자에게 송신하는 것을 특징으로 하는 타깃 시뮬레이션 시스템의 자동 점수 계산 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 콘텐츠는 양궁이고, 상기 콘텐츠 난이도는 거리이며,
    상기 제어모듈은 발사체가 터치된 과녁 스크린 상의 위치가 판단되면, 위치 및 거리에 따른 양궁 과녁의 점수를 계산하는 것을 특징으로 하는 타깃 시뮬레이션 시스템의 자동 점수 계산 장치.
  8. 사용자에게 콘텐츠 및 콘텐츠 난이도를 선택할 수 있는 콘텐츠 설정 사용자 인터페이스 수단을 제공하고, 상기 콘텐츠 설정 사용자 인터페이스 수단을 통해 콘텐츠 및 콘텐츠의 난이도를 선택받아 설정하는 콘텐츠 설정 과정;
    상기 선택된 콘텐츠 및 난이도에 대응하는 과녁 영상데이터를 프로젝터로 출력하여 과녁을 과녁 하우징에 설치된 적외선 터치스크린 모듈의 과녁 스크린에 디스플레이하고, 상기 적외선 터치스크린 모듈로부터 발사체의 상기 과녁 스크린 터치에 따른 적외선 센서신호의 수신 여부를 모니터링하는 콘텐츠 실행 과정; 및
    상기 적외선 센서신호가 수신되면 적외선 센서 신호에 대한 발사체 터치 위치를 판단하고, 발사체 터치 위치 및 난이도에 따른 점수를 계산하여 표시하는 점수 계산 과정을 포함하되,
    상기 점수 계산 과정은,
    적외선 센서신호가 수신되면 XY좌표 위치 인식을 위한 X축 적외선 센서신호 및 Y축 적외선 센서신호 둘 모두 수신되는지를 검사하는 오류 여부 판단 단계;
    둘 모두 수신되었으면 XY좌표상의 위치를 계산하는 위치 계산 단계;
    위치가 계산되면 위치 및 상기 난이도에 따른 점수를 계산하는 점수 계산 단계;
    상기 X축 적외선 센서신호 및 Y축 적외선 센서신호 중 어느 하나만 수신되면 오류로 판단하여 돌출바의 끝부에 설치되어 상기 과녁 스크린을 촬영하여 과녁 스크린 영상을 출력하는 카메라를 포함하는 보정 카메라 모듈을 구동하는 보정 카메라 모듈 구동 단계;
    상기 보정 카메라 모듈을 통해 과녁 스크린을 촬영하여 과녁 스크린 영상을 획득하는 과녁 스크린 영상 획득 단계; 및
    상기 과녁 영상으로부터 상기 발사체가 터치된 위치를 분석하는 보정 위치 분석 단계를 더 포함하여 발사체가 터치된 위치를 인식한 후 상기 점수 계산 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 타깃 시뮬레이션 시스템의 자동 점수 계산 방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제8항에 있어서,
    상기 콘텐츠의 종료를 판단하는 콘텐츠 완료 판단 과정;
    콘텐츠의 종료가 판단되면 보정 카메라 모듈을 구동하여 과녁 영상을 획득하여 과녁 스크린의 상태에 따른 교체여부를 판단하는 과녁 스크린 교체 판단 과정; 및
    과녁 스크린 교체 판단 시 미리 설정된 관리자에게 과녁 스크린의 교체를 지시하는 과녁 스크린 교체 통지 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 타깃 시뮬레이션 시스템의 자동 점수 계산 방법.
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