KR101974911B1 - 트램펄린을 이용한 증강현실 기반 스포츠 게임 시스템 - Google Patents

트램펄린을 이용한 증강현실 기반 스포츠 게임 시스템 Download PDF

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이창훈
이상기
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Abstract

본 발명은 트램펄린을 이용한 증강현실 기반 스포츠 게임 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 사용자가 점프를 할 수 있도록 돕는 트램펄린; 상기 트램펄린을 이용하는 사용자의 이미지와 스포츠 게임 콘텐츠를 포함하는 증강현실을 출력하는 출력부; 및 상기 트램펄린을 이용하는 사용자의 점프 동작을 이용하여 상기 출력부로 출력되는 스포츠 게임 콘텐츠를 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는, 카메라 모듈을 통해 상기 트램펄린을 이용하는 사용자의 점프 동작을 감지하는 동작 감지 모듈; 상기 동작 감지 모듈에서 감지한 상기 사용자의 점프 동작으로부터 3차원의 사용자 동작 데이터를 추출하는 동작 데이터 추출 모듈; 및 상기 출력부를 통해 출력되는 스포츠 게임 콘텐츠를 제어하며, 상기 동작 데이터 추출 모듈에서 추출한 사용자 동작 데이터를 이용하여 상기 스포츠 게임 콘텐츠를 제어하는 스포츠 게임 제어 모듈을 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하고 있는 트램펄린을 이용한 증강현실 기반 스포츠 게임 시스템에 따르면, 트램펄린을 이용하는 사용자의 점프 동작에 의해 스포츠 게임 콘텐츠를 제어함으로써, 스포츠 게임의 플레이를 위하여 사용자가 지속적으로 점프하게 되므로 지루함 없이 운동을 하도록 유도하고, 트램펄린을 이용하는 사용자의 이미지를 포함하는 증강현실을 제공함으로써, 사용자가 스포츠 게임 내에서 플레이를 하는 자신의 모습을 확인하여 점프 동작을 정확하게 하도록 하고 추가적인 재미를 줄 수 있다.
또한, 본 발명에서 제안하고 있는 트램펄린을 이용한 증강현실 기반 스포츠 게임 시스템에 따르면, 사용자의 신체에 착용되어 신체 측정 데이터를 수집하는 웨어러블 기기를 더 포함함으로써, 스포츠 게임을 플레이하는 사용자의 운동량을 분석할 수 있고, 신체 측정 데이터의 분석 결과를 이용해 스포츠 게임 콘텐츠를 제어하여 사용자가 적절한 운동을 하도록 조절할 수 있다.

Description

트램펄린을 이용한 증강현실 기반 스포츠 게임 시스템{AUGMENTED REALITY BASED SPORTS GAME SYSTEM USING TRAMPOLINE}
본 발명은 스포츠 게임 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 트램펄린을 이용한 증강현실 기반 스포츠 게임 시스템에 관한 것이다.
현대인들은 의자에 앉아 있는 시간이 늘고, 여가 시간에는 휴대 단말기나 컴퓨터를 사용해 게임을 하거나 영화를 보는 등 여가를 즐길 때에도 앉아있는 경우가 많아서, 신체 활동이 부족한 문제가 있다. 특히, 활발한 신체 활동이 필요한 어린이/청소년들도 학업 및 여가 시간에 충분히 신체 활동을 하지 못하는 경우가 많다. 또한, 급격한 날씨 변화와 환경오염, 미세먼지 등으로 야외 활동이 제한되면서, 실내에서 충분한 신체 활동을 할 수 있는 기술이 필요하다.
트램펄린(Trampoline)은 스프링이 달린 사각형의 탄력 있는 매트 위에서 뛰어오르거나 공중회전 등의 동작을 펼치는 체조 경기 또는 그 경기에 사용되는 기구를 가리키며, 2000년부터 올림픽 정식종목으로 채택되었다. 그러나 아직까지 국내에는 아동용 놀이기구나 일반인의 운동기구로 보급되어 있다.
특히, 종래에 트램펄린은, 그 위에서 단순히 점프를 반복하는 놀이로서, 유아나 아동들의 놀이기구로 취급받아왔다. 그러나 최근 들어 좁은 공간에서도 효과적인 운동을 할 수 있고, 어린이들의 성장이나 성인들의 다이어트에도 효과가 있다고 알려지면서, 가정용 트램펄린이나 실내 트램펄린장 등이 도입되고 있다.
그러나 트램펄린은 단순 반복되는 점프 놀이만 할 수 있기 때문에, 쉽게 지루함을 느끼게 되는 문제가 있다. 따라서 트램펄린을 이용한 점프 이외의 재미를 느낄 수 있도록 하여, 충분한 운동 효과를 얻을 수 있도록 하는 기술의 개발이 필요한 실정이다.
한편, 본 발명과 관련된 선행기술로서, 공개특허 제10-2012-0077957호(발명의 명칭: 스포츠게임을 제공하는 게임서버, 방법, 및 기록매체, 공개일자: 2012년 07월 10일), 공개특허 제10-2016-0116839호(발명의 명칭: 트램폴린, 공개일자: 2016년 10월 10일) 등이 개시된 바 있다.
본 발명은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 트램펄린을 이용하는 사용자의 점프 동작에 의해 스포츠 게임 콘텐츠를 제어함으로써, 스포츠 게임의 플레이를 위하여 사용자가 지속적으로 점프하게 되므로 지루함 없이 운동을 하도록 유도하고, 트램펄린을 이용하는 사용자의 이미지를 포함하는 증강현실을 제공함으로써, 사용자가 스포츠 게임 내에서 플레이를 하는 자신의 모습을 확인하여 점프 동작을 정확하게 하도록 하고 추가적인 재미를 줄 수 있는, 트램펄린을 이용한 증강현실 기반 스포츠 게임 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 사용자의 신체에 착용되어 신체 측정 데이터를 수집하는 웨어러블 기기(wearable device)를 더 포함함으로써, 스포츠 게임을 플레이하는 사용자의 운동량을 분석할 수 있고, 신체 측정 데이터의 분석 결과를 이용해 스포츠 게임 콘텐츠를 제어하여 사용자가 적절한 운동을 하도록 조절할 수 있는, 트램펄린을 이용한 증강현실 기반 스포츠 게임 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 트램펄린을 이용한 증강현실 기반 스포츠 게임 시스템은,
사용자가 점프를 할 수 있도록 돕는 트램펄린;
상기 트램펄린을 이용하는 사용자의 이미지와 스포츠 게임 콘텐츠를 포함하는 증강현실을 출력하는 출력부; 및
상기 트램펄린을 이용하는 사용자의 점프 동작을 이용하여 상기 출력부로 출력되는 스포츠 게임 콘텐츠를 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 제어부는,
카메라 모듈을 통해 상기 트램펄린을 이용하는 사용자의 점프 동작을 감지하는 동작 감지 모듈;
상기 동작 감지 모듈에서 감지한 상기 사용자의 점프 동작으로부터 3차원의 사용자 동작 데이터를 추출하는 동작 데이터 추출 모듈; 및
상기 출력부를 통해 출력되는 스포츠 게임 콘텐츠를 제어하며, 상기 동작 데이터 추출 모듈에서 추출한 사용자 동작 데이터를 이용하여 상기 스포츠 게임 콘텐츠를 제어하는 스포츠 게임 제어 모듈을 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 출력부는,
프로젝션 맵핑 기술을 이용하여, 상기 트램펄린 상 및 상기 트램펄린 주변에 설치된 스크린 중 적어도 하나 이상에 상기 스포츠 게임 콘텐츠를 출력할 수 있다.
바람직하게는, 상기 동작 감지 모듈은,
카메라 모듈을 통해 입력되는 영상에서 사용자의 신체 부위가 등록되면, 등록된 신체 부위를 트래킹하여 상기 사용자의 점프 동작을 감지할 수 있다.
바람직하게는, 상기 스포츠 게임 제어 모듈은,
상기 동작 데이터 추출 모듈에서 추출된 3차원의 사용자 동작 데이터를 기반으로 3D 인체 모델을 생성하고, 생성된 3D 인체 모델로부터 제어 신호를 추출하여 상기 스포츠 게임 콘텐츠를 제어할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 제어 신호는,
상기 생성된 3D 인체 모델로부터 추출되는 손의 위치, 발의 위치, 점프 높이 및 점프 자세를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상일 수 있다.
바람직하게는,
상기 사용자의 신체에 착용되어 신체 측정 데이터를 수집하는 웨어러블 기기를 더 포함하며,
상기 제어부는,
상기 웨어러블 기기로부터 신체 측정 데이터를 수집하여 분석하는 데이터 분석 모듈을 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 스포츠 게임 제어 모듈은,
상기 데이터 분석 모듈에서 상기 신체 측정 데이터를 분석한 분석 결과를 전달받고, 상기 분석 결과를 이용하여 상기 스포츠 게임 콘텐츠를 제어할 수 있다.
본 발명에서 제안하고 있는 트램펄린을 이용한 증강현실 기반 스포츠 게임 시스템에 따르면, 트램펄린을 이용하는 사용자의 점프 동작에 의해 스포츠 게임 콘텐츠를 제어함으로써, 스포츠 게임의 플레이를 위하여 사용자가 지속적으로 점프하게 되므로 지루함 없이 운동을 하도록 유도하고, 트램펄린을 이용하는 사용자의 이미지를 포함하는 증강현실을 제공함으로써, 사용자가 스포츠 게임 내에서 플레이를 하는 자신의 모습을 확인하여 점프 동작을 정확하게 하도록 하고 추가적인 재미를 줄 수 있다.
또한, 본 발명에서 제안하고 있는 트램펄린을 이용한 증강현실 기반 스포츠 게임 시스템에 따르면, 사용자의 신체에 착용되어 신체 측정 데이터를 수집하는 웨어러블 기기를 더 포함함으로써, 스포츠 게임을 플레이하는 사용자의 운동량을 분석할 수 있고, 신체 측정 데이터의 분석 결과를 이용해 스포츠 게임 콘텐츠를 제어하여 사용자가 적절한 운동을 하도록 조절할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 트램펄린을 이용한 증강현실 기반 스포츠 게임 시스템의 구성을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 트램펄린을 이용한 증강현실 기반 스포츠 게임 시스템의 구현 예를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 트램펄린을 이용한 증강현실 기반 스포츠 게임 시스템에서, 제어부의 세부적인 구성을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 트램펄린을 이용한 증강현실 기반 스포츠 게임 시스템에서, 동작 데이터의 추출을 예를 들어 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 트램펄린을 이용한 증강현실 기반 스포츠 게임 시스템에서, 사용자 동작 데이터에 의해 생성된 3D 인체 모델을 예를 들어 도시한 도면.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 트램펄린을 이용한 증강현실 기반 스포츠 게임 시스템에서 출력되는 스포츠 게임 화면을 예를 들어 도시한 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 ‘연결’ 되어 있다고 할 때, 이는 ‘직접적으로 연결’ 되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 ‘간접적으로 연결’ 되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 ‘포함’ 한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 트램펄린(100)을 이용한 증강현실 기반 스포츠 게임 시스템의 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 트램펄린(100)을 이용한 증강현실 기반 스포츠 게임 시스템의 구현 예를 도시한 도면이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 트램펄린(100)을 이용한 증강현실 기반 스포츠 게임 시스템은, 트램펄린(100), 출력부(200) 및 제어부(300)를 포함하여 구성될 수 있으며, 웨어러블 기기(400)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
즉, 본 발명은, 트램펄린(100)을 이용하는 사용자(10)의 점프 동작을 카메라 모듈(20)로 인식하여, 사용자(10)의 동작에 의해 스포츠 게임 콘텐츠를 제어함으로써, 스포츠 게임의 플레이를 위하여 사용자(10)가 지속적으로 점프하게 되므로 지루함 없이 운동을 하도록 유도하고, 트램펄린(100)을 이용하는 사용자(10)의 이미지를 포함하는 증강현실을 출력부(200)를 통해 제공함으로써, 사용자(10)가 스포츠 게임 내에서 플레이를 하는 자신의 모습을 확인하여 점프 동작을 정확하게 하도록 하고 추가적인 재미를 줄 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일실시예에 따른 트램펄린(100)을 이용한 증강현실 기반 스포츠 게임 시스템을 구성하는 각 구성요소에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
트램펄린(100)은, 사용자(10)가 점프를 할 수 있도록 돕는 기구로서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 단일한 사각형의 탄력성 매트일 수 있으나, 여러 개의 탄력성 매트가 연결된 형태일 수 있으며, 원형이나 타원형 등 다양한 형태일 수도 있다. 즉, 본 발명의 트램펄린(100)은, 탄력을 이용해 사용자(10)가 점프를 하도록 돕는 역할을 할 수 있다면, 구체적인 형태에 제한되지 않는다.
출력부(200)는, 트램펄린(100)을 이용하는 사용자(10)의 이미지와 스포츠 게임 콘텐츠를 포함하는 증강현실을 출력할 수 있다. 여기서, 스포츠 게임 콘텐츠는, 트램펄린(100)을 이용해 운동을 하면서 게임을 즐길 수 있도록, 스포츠와 게임을 결합한 게임 콘텐츠로서, 게임 플레이에 필요한 각종 이미지를 포함할 수 있다. 또한, 스포츠 게임 콘텐츠는, 복수의 미션을 포함하여 미션을 수행하는 플레이를 통해 사용자(10)가 운동을 하면서 게임을 즐길 수 있도록 할 수 있다. 스포츠 게임 콘텐츠는 사용자(10)의 수준에 따라 복수의 레벨로 이루어질 수 있다.
출력부(200)는, 카메라 모듈(20)을 이용해 촬영된 사용자(10)의 이미지와 스포츠 게임 콘텐츠를 합성하여 증강현실로 스포츠 게임 콘텐츠를 출력함으로써, 도 2에 도시된 바와 같이, 사용자(10)가 스포츠 게임 콘텐츠 내에 들어가 있는 자신의 모습을 보면서 게임을 플레이하도록 할 수 있다. 보다 구체적으로는, 출력부(200)는, 프로젝션 맵핑(Projection Mapping) 기술을 이용하여, 트램펄린(100) 상 및 트램펄린(100) 주변에 설치된 스크린 중 적어도 하나 이상에 스포츠 게임 콘텐츠를 출력할 수 있다. 즉, 출력부(200)는 증강현실을 출력하기 위한 프로젝터와 스크린 또는 스크린 역할을 하는 벽면이나 트램펄린(100) 등을 포함할 수 있으며, 사물 위에 프로젝터의 컴퓨터 그래픽스 영상을 정합시키는 프로젝션 맵핑 기술을 이용하여, 나안(bare-eye) 상태에서 사용자(10)의 이미지 및 스포츠 게임 콘텐츠가 포함된 증강현실을 구현할 수 있다. 특히, 출력부(200)는, 프로젝션 맵핑 기술을 이용하여, 스크린 뿐 아니라, 트램펄린(100) 위에도 스포츠 게임 콘텐츠의 출력이 가능하므로, 트램펄린(100)을 이용해 다양한 미션을 제공하는 스포츠 게임을 구현할 수 있다. 실시예에 따라서, 출력부(200)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 한 면에 증강현실을 출력할 수 있으나, 트램펄린(100)의 측면에 구비된 여러 벽면/스크린에 증강 현실을 출력하거나, 트램펄린(100) 위 및 벽면/스크린을 모두 활용하여 현실감을 높일 수 있다.
제어부(300)는, 트램펄린(100)을 이용하는 사용자(10)의 점프 동작을 이용하여 출력부(200)로 출력되는 스포츠 게임 콘텐츠를 제어할 수 있다. 즉, 사용자(10)의 점프 동작을 입력 신호로 스포츠 게임 콘텐츠를 제어하는 제어 신호를 추출하고 제어함으로써, 사용자(10)의 점프 동작에 의해 스포츠 게임이 플레이되도록 할 수 있다. 보다 구체적으로는, 스포츠 게임 콘텐츠가 제공하는 미션에 따라, 사용자(10)의 손의 위치, 발의 위치, 점프 높이, 점프 자세 등이 제어 신호로 추출될 수 있으며, 이를 이용하여 게임이 플레이될 수 있다. 제어부(300)의 세부적인 구성에 대해서는 추후 도 3을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
웨어러블 기기(400)는, 사용자(10)의 신체에 착용되어 신체 측정 데이터를 수집할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 웨어러블 기기(400)는 사용자(10)의 손목에 착용 가능한 밴드형일 수 있으나, 발목 착용형, 스포츠 조끼에 삽입되는 소형의 원반 또는 사각판 등의 형태로 구현될 수 있으며, 스마트 워치, 손이나 다리에 착용하는 형태, 센서가 삽입된 신발, 모자, 헤어밴드, 복수의 센서가 부착된 수트 등 다양한 형태로 구현될 수 있다. 또한, 웨어러블 기기(400)는 트램펄린(100)에서 점프를 하는 사용자(10)의 신체에 착용되기 위한 것으로서, 경량화 된 소형의 장치일 수 있다.
한편, 웨어러블 기기(400)는, 심박 센서, 가속도 센서, 맥박 센서 등을 포함할 수 있다. 또한, 웨어러블 기기(400)에서 수집되는 신체 측정 데이터는, 적어도 심박수를 포함할 수 있으며, 맥박, 체지방, 근육 수축 정도, 걸음 수, 위치, 이동 거리, 운동 시간 등을 수집할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 트램펄린(100)을 이용한 증강현실 기반 스포츠 게임 시스템에서, 제어부(300)의 세부적인 구성을 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 트램펄린(100)을 이용한 증강현실 기반 스포츠 게임 시스템의 제어부(300)는, 동작 감지 모듈(310), 동작 데이터 추출 모듈(320) 및 스포츠 게임 제어 모듈(330)을 포함하여 구성될 수 있으며, 데이터 분석 모듈(340)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
동작 감지 모듈(310)은, 카메라 모듈(20)을 통해 트램펄린(100)을 이용하는 사용자(10)의 점프 동작을 감지할 수 있다. 보다 구체적으로, 동작 감지 모듈(310)은, 카메라 모듈(20)을 통해 입력되는 영상에서 사용자(10)의 신체 부위가 등록되면, 등록된 신체 부위를 트래킹하여 사용자(10)의 점프 동작을 감지할 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 트램펄린(100)을 이용한 증강현실 기반 스포츠 게임 시스템의 동작 감지 모듈(310)은, 트램펄린(100)을 이용하는 사용자(10)가 복수인 경우, 카메라 모듈(20)을 통해 입력되는 영상에서 복수의 사용자(10)의 신체 부위가 각각 등록되면, 등록된 신체 부위를 트래킹하여 복수의 사용자(10)의 점프 동작을 각각 감지할 수 있다. 따라서 복수의 사용자(10)의 신체 부위를 각각 트래킹하여, 하나의 카메라 모듈(20)을 사용하면서도 복수의 사용자(10)를 구분하고 움직임을 추적하여, 효과적으로 사용자(10)의 점프 동작을 감지할 수 있다. 실시예에 따라서는, 복수의 카메라 모듈(20)을 사용할 수 있으며, 2개의 카메라 모듈(20)을 이용해 2명의 사용자(10)의 점프 동작을 각각 감지할 수도 있다.
이와 같이, 동작 감지 모듈(310)은, 등록된 신체 부위를 트래킹하여 별도의 마커 없이도 사용자(10)의 점프 동작을 감지할 수 있다. 그러나 실시예에 따라서는, 보다 정확한 점프 동작 감지를 위해 마커를 이용하여 사용자(10)의 점프 동작을 감지할 수도 있다.
동작 데이터 추출 모듈(320)은, 동작 감지 모듈(310)에서 감지한 사용자(10)의 점프 동작으로부터 3차원의 사용자 동작 데이터를 추출할 수 있다. 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 트램펄린(100)을 이용한 증강현실 기반 스포츠 게임 시스템에서, 동작 데이터의 추출을 예를 들어 도시한 도면이다. 본 발명의 일실시예에 따른 트램펄린(100)을 이용한 증강현실 기반 스포츠 게임 시스템은, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 동작 감지 모듈(310)에서 카메라 모듈(20)을 통해 감지한 사용자(10)의 점프 동작으로부터, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 3차원의 사용자 동작 데이터를 추출할 수 있다.
즉, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 동작 감지 모듈(310)에서 카메라 모듈(20)을 통해 감지되는 사용자(10)의 점프 동작은 2차원의 영상 정보에 해당한다. 그러나 보다 정확하게 사용자(10)의 점프 동작에 대한 정보를 파악하기 위해서는 3차원의 데이터가 요구된다. 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 동작 데이터 추출 모듈(320)은, 신체 주요 부위에 대한 공간상의 x, y, z값을 추출하여 3차원의 사용자 동작 데이터를 추출한다. 카메라 입력영상을 이용하여 3차원의 데이터를 추출하는 방법에 대한 기술은 대한민국 특허 출원번호 제10-2016-0023271호, ‘단일 카메라 입력 영상을 이용한 실측 사이즈의 3차원 모델링 제작 기술 및 방법’에 개시되어 있으므로, 통상의 기술자에 의해 이해될 수 있을 것이다. 해당 특허는 본 출원인이 한국전자통신연구원(ETRI)으로부터 기술이전을 받은 특허이다.
스포츠 게임 제어 모듈(330)은, 출력부(200)를 통해 출력되는 스포츠 게임 콘텐츠를 제어하며, 동작 데이터 추출 모듈(320)에서 추출한 사용자 동작 데이터를 이용하여 스포츠 게임 콘텐츠를 제어할 수 있다. 보다 구체적으로는, 스포츠 게임 제어 모듈(330)은, 동작 데이터 추출 모듈(320)에서 추출된 3차원의 사용자 동작 데이터를 기반으로 3D 인체 모델을 생성하고, 생성된 3D 인체 모델로부터 제어 신호를 추출하여 스포츠 게임 콘텐츠를 제어할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 트램펄린(100)을 이용한 증강현실 기반 스포츠 게임 시스템에서, 사용자 동작 데이터에 의해 생성된 3D 인체 모델을 예를 들어 도시한 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 트램펄린(100)을 이용한 증강현실 기반 스포츠 게임 시스템의 스포츠 게임 제어 모듈(330)은, 3차원의 사용자 동작 데이터를 기반으로 스켈레톤 형태의 3D 인체 모델을 생성할 수 있다.
스포츠 게임 제어 모듈(330)은, 이와 같은 3D 인체 모델로부터 스포츠 게임 콘텐츠의 제어를 위한 제어 신호를 추출할 수 있다. 이때, 제어 신호는, 생성된 3D 인체 모델로부터 추출되는 손의 위치, 발의 위치, 점프 높이 및 점프 자세를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상일 수 있다. 스포츠 게임 제어 모듈(330)이 추출하는 제어 신호는, 스포츠 게임 콘텐츠에 따라 상이할 수 있으며, 동일한 스포츠 게임 콘텐츠이더라도 레벨이나 미션에 따라 상이할 수 있다. 스포츠 게임 제어 모듈(330)은, 추출된 제어 신호를 이용하여 스포츠 게임 콘텐츠를 제어할 수 있으며, 제어 신호에 대응하여 스포츠 게임 콘텐츠가 진행되도록 함으로써, 사용자(10)와의 상호작용에 의해 게임이 플레이되도록 할 수 있다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 트램펄린(100)을 이용한 증강현실 기반 스포츠 게임 시스템에서 출력되는 스포츠 게임 화면을 예를 들어 도시한 도면이다. 도 6은 트램펄린(100) 위에서 사방으로 점프를 하면서, 나타나는 바다생물 등의 타깃을 터치하여 점수를 획득하는 게임이다. 따라서 스포츠 게임 제어 모듈(330)은, 손의 위치 또는 발의 위치를 제어 신호로 추출할 수 있으며, 손의 위치 또는 발의 위치가 타깃의 위치와 일치하거나 타깃의 영역에 포함되면 미리 정해진 점수를 사용자(10)에게 부여할 수 있다. 이때, 손에 의한 터치와 발에 의한 터치 점수는 상이하게 설정되어 있을 수 있다. 실시예에 따라서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 줄 위에서 점프를 하는 것과 같은 느낌을 주면서, 사용자(10)의 위치에 따라 줄의 형태를 변형시켜 출력함으로써, 사용자(10)에게 추가적인 재미를 줄 수도 있다.
도 7은 돌 형태의 발판 영상이 움직이는 타이밍에 맞춰 트램펄린(100) 위에서 제자리 점프를 하면서, 징검다리를 건너는 미션을 수행하여 많은 거리를 이동하는 게임이다. 따라서 스포츠 게임 제어 모듈(330)은, 발의 위치를 제어 신호로 추출할 수 있으며, 발의 위치가 징검다리 영역을 벗어나면 미션 수행에 실패한 것으로 보고, 발의 위치가 징검다리 영역 내에 있으면 이동 거리를 카운트하여 미리 정해진 점수를 사용자(10)에게 부여할 수 있다.
또한, 도 8은 프램펄린 위에서 점프를 하여, 땅 위에서 시작하여 나뭇가지나 구름 등의 이미지로 구현된 발판을 차례로 밟아 높은 곳으로 이동하는 게임이다. 따라서 스포츠 게임 제어 모듈(330)은, 점프 높이 및 발의 위치 등을 제어 신호로 추출할 수 있으며, 사용자(10)의 점프 높이에 따라 한 번에 하나 또는 여러 개의 발판을 이동할 수 있으며, 점프를 높이 하였더라도 발의 위치가 발판 위가 아니면 미션 수행에 실패한 것으로 처리할 수도 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 트램펄린(100)을 이용한 증강현실 기반 스포츠 게임 시스템은, 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같은 스포츠 게임 콘텐츠 이외에도, 다양한 게임으로 구현될 수 있다.
데이터 분석 모듈(340)은, 웨어러블 기기(400)로부터 신체 측정 데이터를 수집하여 분석할 수 있다. 즉, 데이터 분석 모듈(340)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 사용자(10)의 신체에 착용된 웨어러블 기기(400)로부터 신체 측정 데이터를 수집하고 분석할 수 있다. 데이터 분석 모듈(340)은, 웨어러블 기기(400)로부터 실시간으로 신체 측정 데이터를 수집할 수 있으나, 실시예에 따라서는, 스포츠 게임 콘텐츠가 종료된 후에 신체 측정 데이터를 수집할 수도 있다.
여기서, 데이터 분석 모듈(340)은, 블루투스 등의 근거리 무선 통신을 이용해 웨어러블 기기(400)로부터 신체 측정 데이터를 수신할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며 다양한 네트워크를 사용할 수 있다. 즉, 네트워크는 근거리 통신망(Local Area Network; LAN), 광역 통신망(Wide Area Network; WAN) 또는 부가가치 통신망(Value Added Network; VAN) 등과 같은 유선 네트워크나 이동 통신망(Mobile Radio Communication Network), 위성 통신망, WIBRO(Wireless Broadband Internet), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등과 같은 모든 종류의 무선 네트워크를 포함할 수 있으며, 유선 네트워크를 포함할 수도 있다.
수집된 신체 측정 데이터는, 심박 센서, 가속도 센서, 맥박 센서 등에서 수집된 데이터일 수 있으며, 데이터 분석 모듈(340)은, 웨어러블 기기(400)의 특성을 고려하여 신체 측정 데이터를 처리할 수 있고, 필터를 이용해 노이즈를 제거하고 데이터를 통합 분석할 수 있다. 이때, 데이터 분석 모듈(340)의 구체적인 분석 방법은, 웨어러블 기기(400)에 따라 상이할 수 있으며, 각 웨어러블 기기(400)의 크기, 센싱 특성, 바이어스 등을 고려하여 데이터를 처리할 수 있다.
한편, 데이터 분석 모듈(340)은, 신체 측정 데이터로부터 심박수 변화량, 맥박 변화, 칼로리 소비량, 운동 시간 등을 분석할 수 있다. 특히, 사용자(10)의 활동량은, 심박수 변화량으로 분석될 수 있다. 보다 구체적으로는, 데이터 분석 모듈(340)는, 과거의 활동량 데이터와 현재의 활동량 데이터를 비교하여 활동량 변화를 증가, 감소 또는 동일 중 어느 하나의 상태로 분석할 수 있다. 이때, 데이터 분석 모듈(340)은, 특정 사용자(10)에 대하여 활동량 데이터를 미리 정해진 기준으로 과거 또는 현재의 활동량 데이터로 구분할 수 있다. 예를 들어, 미리 정해진 기준이 스포츠 게임 콘텐츠인 경우, 이전에 했던 스포츠 게임 콘텐츠 플레이 시에 수집된 지난 활동량 데이터는 과거의 활동량 데이터로 구분될 수 있다. 따라서 데이터 분석 모듈(340)은, 스포츠 게임 콘텐츠를 기준으로 활동량 변화가 증감하는지 여부를 판단할 수 있다. 또한, 실시예에 따라서는, 사용자(10)의 연령, 성별, 키, 몸무게 등 신체 정보에 따른 평균 활동량 정보를 저장하고, 평균 활동량 정보를 기준으로 사용자(10)의 활동량 변화의 증감을 판단할 수도 있다.
한편, 스포츠 게임 제어 모듈(330)은, 데이터 분석 모듈(340)에서 신체 측정 데이터를 분석한 분석 결과를 전달받고, 분석 결과를 이용하여 스포츠 게임 콘텐츠를 제어할 수 있다. 예를 들어, 칼로리 소비량이나 운동 시간이 미리 정해진 기준을 초과하면 보너스 점수를 부여하는 등으로 스포츠 게임 콘텐츠를 제어할 수 있다. 또한, 활동량을 이용해 스포츠 게임 콘텐츠의 난이도나 레벨 등을 조절할 수도 있다. 예를 들어, 운동 시 사용자(10)의 심박수가 최대 심박수 대비 81~84%에 해당하는 경우, NML(No Man's Land) 구간에 해당하여 생리학적으로 아무런 운동 효과가 없다. 따라서 스포츠 게임 제어 모듈(330)은, 데이터 분석 모듈(340)에서 분석한 활동량을 이용해, 사용자(10)의 스포츠 게임 플레이 시 심박수가 최대 심박수 대비 60~80%에 해당할 수 있도록 스포츠 게임 콘텐츠의 난이도를 조절할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명에서 제안하고 있는 트램펄린(100)을 이용한 증강현실 기반 스포츠 게임 시스템은, 사용자(10)의 신체에 착용되어 신체 측정 데이터를 수집하는 웨어러블 기기(400)를 더 포함함으로써, 스포츠 게임을 플레이하는 사용자(10)의 운동량을 분석할 수 있고, 신체 측정 데이터의 분석 결과를 이용해 스포츠 게임 콘텐츠를 제어하여 사용자(10)가 적절한 운동을 하도록 조절할 수 있다.
이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 사용자
20: 카메라 모듈
100: 트램펄린
200: 출력부
300: 제어부
300: 제어부
310: 동작 감지 모듈
320: 동작 데이터 추출 모듈
330: 스포츠 게임 제어 모듈
340: 데이터 분석 모듈
400: 웨어러블 기기

Claims (7)

  1. 사용자(10)가 점프를 할 수 있도록 돕는 트램펄린(100);
    상기 트램펄린(100)을 이용하는 사용자(10)의 이미지와 스포츠 게임 콘텐츠를 포함하는 증강현실을 출력하는 출력부(200);
    상기 트램펄린(100)을 이용하는 사용자(10)의 점프 동작을 이용하여 상기 출력부(200)로 출력되는 스포츠 게임 콘텐츠를 제어하는 제어부(300); 및
    상기 사용자(10)의 신체에 착용되어 적어도 심박수를 포함하는 신체 측정 데이터를 수집하는 웨어러블 기기(400)를 포함하며,
    상기 제어부(300)는,
    카메라 모듈(20)을 통해 상기 트램펄린(100)을 이용하는 사용자(10)의 점프 동작을 감지하는 동작 감지 모듈(310);
    상기 동작 감지 모듈(310)에서 감지한 2차원의 영상 정보인 상기 사용자(10)의 점프 동작으로부터 3차원의 사용자 동작 데이터를 추출하는 동작 데이터 추출 모듈(320);
    상기 출력부(200)를 통해 출력되는 스포츠 게임 콘텐츠를 제어하며, 상기 동작 데이터 추출 모듈(320)에서 추출한 사용자 동작 데이터를 이용하여 상기 스포츠 게임 콘텐츠를 제어하는 스포츠 게임 제어 모듈(330); 및
    상기 웨어러블 기기(400)로부터 신체 측정 데이터를 수집하여 적어도 사용자(10)의 활동량을 분석하는 데이터 분석 모듈(340)을 포함하며,
    상기 스포츠 게임 제어 모듈(330)은,
    상기 동작 데이터 추출 모듈(320)에서 추출된 3차원의 사용자 동작 데이터를 기반으로 스켈레톤 형태의 3D 인체 모델을 생성하고, 생성된 3D 인체 모델로부터 제어 신호를 추출하여 상기 스포츠 게임 콘텐츠를 제어하고,
    상기 제어 신호는,
    상기 생성된 3D 인체 모델로부터 추출되는 손의 위치, 발의 위치, 점프 높이 및 점프 자세를 포함하는 군에서 스포츠 게임 콘텐츠 및 미션에 따라 선택된 적어도 하나 이상이며,
    상기 스포츠 게임 제어 모듈(330)은,
    상기 데이터 분석 모듈(340)에서 상기 신체 측정 데이터를 분석한 분석 결과를 전달받고, 상기 사용자(10)의 활동량을 포함하는 상기 분석 결과를 이용하여 상기 스포츠 게임 콘텐츠의 난이도 또는 레벨을 제어하는 것을 특징으로 하는, 트램펄린(100)을 이용한 증강현실 기반 스포츠 게임 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 출력부(200)는,
    프로젝션 맵핑 기술을 이용하여, 상기 트램펄린(100) 상 및 상기 트램펄린(100) 주변에 설치된 스크린 중 적어도 하나 이상에 상기 스포츠 게임 콘텐츠를 출력하는 것을 특징으로 하는, 트램펄린(100)을 이용한 증강현실 기반 스포츠 게임 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 동작 감지 모듈(310)은,
    카메라 모듈(20)을 통해 입력되는 영상에서 사용자(10)의 신체 부위가 등록되면, 등록된 신체 부위를 트래킹하여 상기 사용자(10)의 점프 동작을 감지하는 것을 특징으로 하는, 트램펄린(100)을 이용한 증강현실 기반 스포츠 게임 시스템.
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