KR102064795B1 - 자세 훈련 시스템 및 자세 훈련 시스템의 동작방법 - Google Patents

자세 훈련 시스템 및 자세 훈련 시스템의 동작방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자세 훈련 시스템 및 자세 훈련 시스템의 동작방법에 관한 것으로, 사용자의 자세 정보를 감지하는 센서, 상기 센서에서 획득된 상기 자세 정보를 분석하고, 사용자가 자세를 교정하기 위한 교정 정보를 생성하는 서버 그리고, 사용자가 착용 가능하게 구성되며, 사용자가 자세를 교정할 수 있도록 햅틱(haptic) 방식으로 상기 교정 정보를 전달하는 햅틱 유닛을 포함하는 자세 훈련 시스템을 제공한다.
본 발명에 의할 경우, 골프, 댄스, 요가, 양궁 등 다양한 스포츠 종목의 자세 훈련 과정에서 발생할 수 있는 트레이너의 주관적 판단에 의한 오류 및 트레이너가 전달하는 구두 표현에 따른 의미 모호성을 제거함으로써 트레이너의 도움 없이도 학습자 스스로 정확하고 직관적인 자세 훈련이 가능하여 훈련 비용 절감은 물론 훈련 효과를 극대화시킬 수 있다.

Description

자세 훈련 시스템 및 자세 훈련 시스템의 동작방법 {POSTURE TRAINING SYSTEM AND METHOD OF CONTROL THEREOF}
본 발명은 자세 훈련 시스템 및 자세 훈련 시스템의 동작방법에 관한 것으로, 보다 상세하데는 햅틱 기술을 적용한 자세 훈련 시스템 및 사제 훈련 시스템의 동작방법에 관한 것이다.
햅틱(haptic)은 일반적으로 피부가 물체 표면에 닿았을 때 느끼는 촉감(tactile feedback)과 관절과 근육의 움직임이 방해될 때 느껴지는 근 감각적인 힘(kinesthetic force)의 두 가지 힘을 일컫는다. 햅틱 기술은 1970 ~ 1980년대에는 주로 로보틱스 분야에서 많이 활용되었으며, 1990년대부터 컴퓨터 그래픽스, 가상 현실 분야로 활용분야가 확대되고 있다.
사용자가 햅틱 장치를 쥐거나 입고 가상의 물체를 인지, 조작하는 데 있어 햅틱 렌더링(haptic rendering)은 가상의 물체와 물리적인 장치 사이에서 사실적인 힘을 느끼게 하는 데 필요한 일련의 계산적인 모든 과정을 말하며, 물체의 성질과 상태 그리고 사람의 상호작용에 따라 힘을 계산하고 생성한다. 이때 햅틱 장치는 크게 근육이나 관절에 물리적인 힘을 전달해 주는 역감 장치(force feedback device)와 피부에 있는 기계 수용체를 통해 온도, 압력, 질감, 진동, 아픔 등과 같은 피부 자극을 전달하는 촉감 장치(tactile feedback device)가 있다. 이 중 역감 장치는 주로 가상현실, 원격조작, 게임, 시뮬레이션 등에 사용되는데, 근감각 자극을 줌으로써 물체의 기하학적인 특성을 파악하는 데 사용되며, 촉감 장치는 주로 진동 모터나 핀 배열 등의 액추에이터(actuator)를 이용해 질감을 표현하거나 특정 피부 감각을 피드백 해준다.
이러한 햅틱 기술은 다양한 분야에 응용되고 있으나, 현재까지는 가상 세계 또는 동영상 컨텐츠와 단순 연동하여 햅틱 관련 정보를 표현하는 정도에 국한되어 있으며, 새로운 햅틱 서비스 경험에 대한 소비자의 욕구를 충족시키지 못하는 한계가 있었다. 따라서, 기존의 햅틱 관련 서비스의 한계를 극복하고, 제스쳐와 같은 다양한 UI 기술과 융합하여 새로운 햅틱 관련 서비스를 제공하기 위한 방안이 요구된다.
KR 10-2010-0100384 A
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해, 햅틱 관련 서비스를 사용자의 자세 훈련 시스템에 적용한 것으로, 사용자가 자세 훈련 중 햅틱 방식으로 자세 교정에 대한 피드백을 받으면서 스스로 자세 교정 훈련을 진행할 수 있는 자세 훈련 시스템 및 이의 동작방법을 제공하기 위함이다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 사용자의 자세 정보를 감지하는 센서, 상기 센서에서 획득된 상기 자세 정보를 분석하고, 사용자가 자세를 교정하기 위한 교정 정보를 생성하는 서버 그리고, 사용자가 착용 가능하게 구성되며, 사용자가 자세를 교정할 수 있도록 햅틱(haptic) 방식으로 상기 교정 정보를 전달하는 햅틱 유닛을 포함하는 자세 훈련 시스템을 제공한다.
이러한 자세 훈련 시스템은 상기 센서, 상기 햅틱 유닛 및 상기 서버간에 정보를 송수신 할 수 있도록 구성되어, 상기 센서로부터 감지된 상기 자세 정보를 상기 서버로 전송하고, 상기 서버에서 생성된 상기 교정 정보를 상기 햅틱 유닛으로 전송하는 커넥티드 디바이스를 더 포함여 구성될 수 있다.
그리고, 상기 센서 및 상기 햅틱 유닛은 각각 별개로 구비되는 것도 가능하나, 상기 사용자가 착용할 수 있는 햅틱 장치에 일체로 구비될 수 있다. 이러한 햅틱 장치는 사용자가 착용 가능한 형태, 예를 들어 슈트, 조끼, 장갑, 관절 보호대 및 신발 중 적어도 어느 하나를 이용하여 구성할 수 있다. 상기 센서는 상기 햅틱 장치에 복수개로 구비되며, 위치 정보를 감지하는 위치 센서 및 압력 정보를 감지하는 압력 센서를 포함하여 구성되는 것도 가능하다.
그리고, 상기 서버는 햅틱 장치에 대한 데이터를 저장하는 햅틱 장치 데이터 베이스 및 자세 모델에 대한 데이터를 저장하는 자세 모델 데이터 베이스를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 서버는 상기 센서에서 감지된 상기 자세 정보와 상기 기 저장된 자세 모델을 비교하여 상기 교정 정보를 생성하는 자세 분석 및 교정 정보 생성부, 그리고 상기 교정 정보에 대응되는 상기 햅틱 장치의 구동 정보를 생성하는 교정 정보 변환부를 더 포함하여 구성될 수 있다.
나아가, 상기 커넥티드 디바이스는 영상을 재생할 수 있는 디스플레이 장치로 구성되어, 서버의 자세 훈련 동영상 데이터 베이스에서 선택된 동영상을 재생할 수 있도록 구성될 수 있다.
한편, 상기한 본 발명의 목적은 센서를 이용하여 사용자의 자세 정보를 감지하는 단계, 서버에 기 저장된 자세 모델과 상기 센서에서 감지된 자세 정보를 비교하여 교정 정보를 생성하는 단계, 상기 교정 정보를 사용자가 착용하는 햅틱 장치의 구동 정보로 변환하는 단계 그리고, 사용자의 자세를 교정시키기 위해, 상기 구동 정보에 근거하여 상기 햅틱 장치를 구동하는 단계를 포함하는 자세 훈련 시스템의 동작방법에 의해서도 달성될 수 있다.
여기서, 상기 센서에서 감지된 상기 자세 정보는 상기 서버와 네트워크 연결되는 커넥티드 디바이스를 통해 상기 서버로 전송하고, 상기 햅틱 장치의 상기 구동 정보는 상기 커넥티드 디바이스를 통해 상기 햅틱 장치로 전송하도록 구성될 수 있다.
나아가, 상기 서버는 상기 햅틱 장치에 대한 데이터를 저장하는 햅틱 장치 데이터베이스를 구비하여, 상기 햅틱 장치에서 전송되는 정보에 기반하여 사용자가 착용한 햅틱 장치의 종류를 감지하는 단계를 더 포함하고, 상기 교정 정보를 생성하는 단계 및 상기 햅틱 장치의 구동 정보로 변환하는 단계는 상기 햅틱 장치의 종류를 감지하는 단계에서 감지된 상기 햅틱 장치의 종류에 기초하여 수행될 수 있다.
본 발명에 의할 경우, 골프, 댄스, 요가, 양궁 등 다양한 스포츠 종목의 자세 훈련 과정에서 발생할 수 있는 트레이너의 주관적 판단에 의한 오류 및 트레이너가 전달하는 구두 표현에 따른 의미 모호성을 제거함으로써 트레이너의 도움 없이도 학습자 스스로 정확하고 직관적인 자세 훈련이 가능하여 훈련 비용 절감은 물론 훈련 효과를 극대화시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자세 훈련 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 개략도,
도 2는 도 1에서 햅틱 장치의 센서의 설치 위치를 표시한 사시도,
도 3은 도 1의 서버의 구성을 도시한 블록도이고,
도 4는 도 1의 자세 훈련 시스템의 동작방법을 도시한 순서도이다.
이하에서는 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 자세 훈련 시스템 및 이의 동작방법에 대해 구체적으로 설명하도록 한다. 아래의 설명에서 각 구성요소의 위치관계는 원칙적으로 도면을 기준으로 설명한다. 그리고 도면은 설명의 편의를 위해 발명의 구조를 단순화하거나 필요할 경우 과장하여 표시될 수 있다. 따라서 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 이 이외에도 각종 장치를 부가하거나, 변경 또는 생략하여 실시할 수 있음은 물론이다.
또한, 본 실시예에서는 골프 스윙 연습을 위한 자세 훈련 시스템 및 이의 동작방법을 중심으로 설명하나, 이는 일 예로서 본 발명이 이에 한정되는 것이 아니며, 이 이외에도 요가, 양궁, 댄스와 같이 정확한 자세가 요구되는 각종 스포츠 종목의 자세 훈련 시스템이나 의료 분야, 게임 분야, 방위 산업 분야, 항공 우주 분야 등 특정 목적을 위해 자세 훈련이 요구되는 다양한 분야에 적용될 수 있음을 밝혀둔다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자세 훈련 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 개략도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 자세 훈련 시스템은 사용자가 착용하는 햅틱 장치(100), 각종 정보를 저장하고 연산하는 서버(300) 및 상기 햅틱 장치와 상기 서버를 연결하는 커넥티드 디바이스(200)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 햅틱 장치(100)는 사용자가 착용 가능하게 형성되며, 사용자의 자세 정보를 감지할 수 있는 복수개의 센서(미도시) 및 사용자의 자세를 교정할 수 있도록 구동하는 햅틱 유닛(미도시)을 포함하여 구성된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 이러한 햅틱 장치(100)는 웨어러블 디바이스(wearable device) 형태로 구성된다. 본 실시예에서는 전신 슈트(suit)(100a)와 장갑(100b) 형태로 구성하고 있으나, 이는 일 예에 불과하며 자세 훈련 목적 및 자세에 따라 상의 슈트, 하의 슈트, 전신 슈트, 조끼, 장갑, 관절 보호대, 밴드, 신발과 같은 다양한 의복 구조를 활용하여 구성할 수 있음은 물론이다.
도 2는 도 1에서 햅틱 장치의 센서의 설치 위치를 표시한 사시도이다. 햅틱 장치(100)의 주요 위치에는 복수개의 센서가 구비된다. 특히, 복수개의 센서는 도 2에 도시된 바와 같이, 어깨, 팔꿈치, 손목, 허리, 무릎, 발목 등의 주요 관절 부위에 위치하도록 구성될 수 있다(도 2의 A 참조). 이러한 센서는 위치 센서로 구성되어, 사용자가 특정 포즈를 취하거나, 모션을 취하는 경우, 센서가 위치를 감지하는 방식으로 사용자의 자세 정보를 감지하는 것이 가능하다. 따라서, 도 2와 같이 사용자가 햅틱 장치(100)를 착용한 상태에서 스윙 훈련을 진행할 경우, 사용자의 스윙 궤적에 따른 자세의 변화 과정을 3차원 정보로 감지하는 것이 가능하다.
또한, 이런 복수개의 센서는 위치 센서 뿐 아니라, 압력 센서를 포함하여 구성될 수 있다. 골프 스윙 훈련은 몸의 자세 뿐 아니라 골프 클럽을 쥐는 방식 또한 중요한 요소일 수 있다. 따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 햅틱 장치의 장갑 부위에 복수개의 압력 센서를 구비함으로써, 스윙 훈련시 사용자의 그립(grip) 방식을 감지할 수 있다(도 2의 B 참조).
이와 같이, 복수개의 센서는 위치 센서 뿐 아니라 압력 센서를 장갑 또는 신발 등의 위치에 설치하여 구성함으로써, 자세 훈련 중 사용자가 기구를 움켜쥐는 방식 또는 훈련 중 무게 중심의 이동 방식 등 다양한 정보를 모니터링 하도록 응용하여 사용할 수 있다. 나아가, 위치 센서 및 압력 센서 이외에도, 자세 훈련의 목적 및 자세의 내용에 따라 다양한 센서를 이용하여 다양한 자세 정보를 감지하도록 구성할 수 있음은 물론이다.
다만 본 실시예에서는 사용자의 자세 정보를 감지하는 센서가 햅틱 장치(100)에 일체로 구비되도록 구성하였으나, 이는 일 예에 불과하며, 햅틱 장치와는 별도로 착용 가능한 센싱 장치를 구성하는 것도 가능하며, 훈련 공간 또는 커넥티드 디바이스에 설치된 센서를 이용하여 사용자의 자세 정보를 감지하도록 구성되는 것도 가능하다.
한편, 햅틱 장치(100)의 햅틱 유닛은 자세 훈련 중 사용자에게 교정 정보를 제공할 수 있도록 구성된다. 이러한 햅틱 유닛은 사용자의 신체와 접촉한 상태에서 물리적인 힘을 전달하거나, 압력, 진동, 온도 등과 같이 촉감을 제공하는 방식으로, 사용자에게 교정 정보를 전달하는 것이 가능하다. 이러한 햅틱 장치는 진동 모터, 핀 액추에이터 등 다양한 부재를 이용하여 구성할 수 있으며, 햅틱을 구현하기 위한 종전의 다양한 부재를 활용할 수 있으므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 햅틱 장치(100)는 사용자의 자세 훈련 중 센서를 이용하여 다양한 자세 정보에 대해 감지하고, 햅틱 유닛을 구동시킴으로써 사용자에게 자세 교정 정보를 제공하여 사용자가 스스로 자세를 교정하면서 자세 훈련을 진행하는 것이 가능하다.
한편, 커넥티드 디바이스(200)는 햅틱 장치(100)와 유선 또는 무선으로 연결되어 정보를 송수신 할 수 있도록 구성되며, 서버(300)와도 무선으로 연결되어 정보를 송수신 할 수 있도록 구성된다. 이러한 커넥티드 디바이스(200)는 햅틱 장치(100)의 센서로부터 감지된 자세 정보를 수신하여 서버 측으로 전송하고, 서버 측에서 전달되는 햅틱 구동 정보 등을 햅틱 장치(100)로 전송함으로써, 햅틱 유닛과 서버(300) 사이에서 각종 정보를 전달하는 매개체 역할을 수행한다.
구체적으로, 본 실시예에서는 커넥티드 디바이스(200)와 햅틱 장치(100)는 근거리 통신(near field communication) 방식으로 연결될 수 있고, 커넥티드 디바이스(200)와 서버(300)는 인터넷과 같은 네트워크로 연결될 수 있다. 다만, 이는 일 예로서 이 이외에도 다양한 신호 송수신 방식을 이용하여 각종 정보를 전달하는 것이 가능하다.
이러한 커넥티드 디바이스(200)는 다양한 기기를 이용하여 구성할 수 있으며, 본 실시예에서는 스마트 TV와 같은 디스플레이 장치를 이용하여 구성할 수 있다. 이러한 디스플레이 장치는 인터넷에 의해 서버(300)와 연결되며, NFC 방식으로 햅틱 장치(100)와도 연결될 수 있다. 그리고, 디스플레이 장치는 자세 훈련을 위한 에이전트를 실행하여 디스플레이 상에 표시함으로써, 사용자는 이를 이용하여 훈련 내용을 설정하고 훈련을 진행할 수 있다. 나아가, 이러한 디스플레이 장치는 서버(300)에 저장되어 있는 자세 훈련 동영상을 재생하는 것도 가능하며, 햅틱 장치에서 감지된 사용자의 자세 정보에 근거하여 사용자의 자세를 화면상에 표시하도록 구성하는 것도 가능하다.
그리고, 서버(300)는 자세 훈련과 관련된 각종 컨텐츠를 저장하며, 햅틱 장치(100)로부터 감지된 사용자의 자세 정보를 분석하여 교정 정보를 생성한다. 이하에서는 도 3을 참조하여 본 실시예에 따른 서버의 구성을 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 3은 도 1의 서버의 구성을 도시한 블록도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 서버(300)는 햅틱 장치 데이터 베이스(301), 자세 모델 데이터 베이스(302) 및 자세 훈련 동영상 데이터 베이스(303)를 포함하여 구성될 수 있다.
햅틱 장치 데이터 베이스(301)는 다양한 종류의 햅틱 장치에 대한 각종 정보가 저장될 수 있다. 햅틱 장치(100)는 자세 훈련의 종목 및 자세 훈련의 내용에 따라 다양한 종류로 구성될 수 있다. 따라서, 사용자가 착용한 햅틱 장치로부터 전송되는 ID 정보에 근거하여 현재 사용 중인 햅틱 장치(100)의 종류를 판단하고, 이를 고려하여 사용자의 자세 정보를 분석하는 것이 가능하다.
그리고, 자세 모델 데이터 베이스(302)는 자세 훈련의 교본이 되는 다양한 자세 모델 정보가 저장될 수 있다. 자세 모델 데이터 베이스(302)는 자세 훈련 종목 및 자세 훈련의 내용에 따라 다양한 종류의 데이터가 저장될 수 있으며, 동일한 자세 훈련에 대해서도 사용자가 원하는 모델을 선택할 수 있도록 다양한 자세 모델이 저장될 수 있다(예를 들어, 사용자가 선택한 스포츠 선수의 자세 모델).
그리고, 자세 훈련 동영상 데이터 베이스(303)는 자세 훈련 중 커넥티드 디바이스(200)를 통해 재생할 수 있는 다양한 자세 훈련 동영상을 저장할 수 있다.
한편, 이러한 서버(300)는 외부로부터 각종 정보를 수신할 수 있는 정보 수신부(310)가 구비된다. 본 실시예에서 정보 수신부(310)는 커넥티드 디바이스(200)를 통해 전송되는 정보를 수신하도록 구성되나, 이 이외에도 햅틱 장치(100)로부터 직접 정보를 수신하도록 구성되는 것도 가능하며, 커넥티드 디바이스(200) 및 햅틱 장치(100) 이외의 다른 구성요소로부터 정보를 수신하도록 구성될 수 있다.
여기서, 수신되는 정보는 사용자가 착용한 햅틱 장치의 ID 정보, 훈련 중 햅틱 장치로부터 전송되는 사용자의 자세 정보, 사용자가 선택한 자세 훈련 동영상 정보 등 다양한 정보를 포함할 수 있다. 그리고, 서버는 수신되는 정보의 종류에 따라 다양한 루틴으로 이를 처리할 수 있다.
구체적으로, 수신되는 정보가 햅틱 장치(100)의 ID 정보인 경우, 서버의 햅틱 장치 등록 처리부(350)는 수신된 햅틱 장치의 ID 정보와 햅틱 장치 데이터 베이스(301)에 저장된 정보를 비교하여 사용자가 착용한 햅틱 장치의 종류를 판정한다(도 3의 2 참조). 따라서, 슈트, 글러브, 조끼 등 다양한 종류의 햅틱 장치 중 사용자가 착용한 햅틱 장치가 무엇인지를 식별하는 것이 가능하다.
또한, 수신되는 정보가 센서에서 감지된 사용자의 자세 정보인 경우, 서버의 자세 정보 분석 및 교정 정보 생성부(320)는 햅틱 장치의 ID와 대응되는 데이터를 참고하여 사용자가 취하고 있는 자세 정보를 분석할 수 있다(도 3의 1 참조). 그리고, 자세 모델 데이터 베이스(302)에 저장된 자세 모델 데이터와 수치 비교 분석을 수행함으로서 자세 교정이 필요한 교정 정보를 생성할 수 있다.
그리고, 서버의 자세 교정 정보 변환부(330)는 위의 생성된 교정 정보를 해당 교정 정보에 대응되는 적합한 햅틱 구동 신호로 변환하는 과정을 수행할 수 있다. 예를 들어, 자세 분석 결과 골프 어드레스 자세에서 어깨가 지나치게 올라가서 어깨를 낮추도록 자세 교정이 필요한 것으로 판단한 경우, 사용자가 착용한 햅틱 장치(100) 중 어깨의 위쪽에 구비되는 햅틱 유닛을 통해 어깨를 낮춰야한다는 정보를 적절하게 표현할 수 있는 햅틱 구동 신호를 생성할 수 있다. 이와 같은 구동 신호는 햅틱 장치(100)의 햅틱 유닛의 구성에 따라 다양하게 형성될 수 있으며, 사용자는 햅틱 장치의 구동시 교정 정보를 인지하는 것이 가능하다. 이러한 햅틱 장치(100)의 구동은 사용자가 직관적으로 교정 내용을 인식할 수 있도록 제공하는 것도 가능하나, 사전 매뉴얼 교육을 통해 사용자가 인지할 수 있는 약속된 방식으로 햅틱 장치를 구동시킴으로써 교정 정보를 전달할 수도 있다.
이와 같이, 자세 교정 정보 변환부(330)에서 변환된 햅틱 구동 정보는 자세 교정 정보 송신부(340)를 통해 햅틱 장치로 전송될 수 있다. 도 3에서는 서버로부터 햅틱 장치로 직접 전송되는 것과 같이 도시되어 있으나, 이는 최종 전송 목적지를 의미하는 것으로 중간에 커넥티드 디바이스를 경유하는 단계를 생략한 것일 수 있다.
한편, 수신되는 정보가 사용자가 선택한 동영상 정보인 경우, 자세 훈련 동영상 검색부(360)는 자세 훈련 동영상 데이터 베이스(303)로부터 사용자가 선택한 동영상을 검색하여 선택한다. 그리고, 자세 훈련 동영상 송신부(370)는 커넥티드 디바이스(200)에서 재생할 수 있는 동영상 정보를 송신하도록 구성된다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 자세 훈련용 시스템의 서버(300)는 자세 훈련과 관련된 다양한 컨텐츠를 저장하며, 외부로부터 정보가 수신되면 수신된 정보의 종류에 따라 각각 저장된 데이터 및 연산 구조를 이용하여 처리하도록 구성될 수 있다. 본 실시예에서는 서버측에서 3가지 유형의 정보에 대해 처리하는 방식에 대해 설명하였으나, 이 이외에도 사용자의 자세 정보로부터 3차원 동영상을 생성하거나, 교정 정보를 커넥티드 디바이스 상에서 표시할 수 있도록 처리하는 등 주어진 정보를 다양한 방식으로 가공할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 자세 훈련용 시스템은 사용자가 착용한 햅틱 장치(100)로부터 사용자의 자세를 3차원 정보로 취득하여 이를 분석하고, 도출된 교정 정보를 훈련 중 사용자가 햅틱 방식으로 인식할 수 있도록 구성된다. 따라서, 종래의 자세 훈련 과정에서 발생할 수 있는 트레이너의 주관적 판단에 의한 오류 및 트레이너가 전달하는 구두 표현에 따른 의미의 모호성을 제거함으로써, 스스로 정확하고 직관적인 자세 훈련이 가능하다.
도 4는 도 1의 자세 훈련 시스템의 동작방법을 도시한 순서도이다. 이하에서는 도 4를 참조하여 본 실시예의 자세 훈련 시스템의 구체적인 동작 방법을 설명하도록 한다.
우선, 커넥티드 디바이스(200)에 해당하는 스마트 TV를 이용하여 자세 훈련용 에이전트를 실행한다(S10). 이러한 에이전트 실행을 통해 커넥티드 디바이스(200)는 인터넷 등을 통해 서버(300)와 연결된 상태를 유지한다.
에이전트가 실행되면, 커넥티드 디바이스는 인접한 위치에 온 상태를 유지하는 햅틱 장치(100)를 검색한다(S20). 그리고 커넥티드 디바이스(200)로부터 검색 신호가 감지되면 사용자가 착용하고 있는 햅틱 장치(100)는 자신의 ID 정보를 커넥티드 디바이스(200) 측으로 송신한다(S30). 이와 같은 커넥티드 디바이스(200)와 햅틱 장치(100) 사이의 통신은 근거리 통신 방식(NFC)에 의해 자동적으로 수행될 수 있다. 다만, 이 이외에도 사용자가 자신이 착용한 햅틱 장치에 대한 정보를 커넥티드 디바이스의 에이전트 메뉴로부터 직접 선택하는 방식으로 진행하는 것도 가능하다.
한편, 커넥티드 디바이스(200)는 사용자가 착용한 햅틱 장치(100)의 ID 정보가 감지되면 이러한 정보를 서버측으로 전송한다(S40). 그리고, 서버(300)의 햅틱 장치 등록 처리부(350)에서는 수신된 햅틱 장치(100)의 ID 정보를 햅틱 장치 데이터 베이스(301)로부터 검색하여 현재 사용 중인 햅틱 장치(100)를 인식하고(S50), 이를 반영하여 훈련 시스템을 운영한다.
그리고, 사용자는 커넥티드 디바이스(200)의 디스플레이를 통해 훈련시 참고하고자 하는 훈련 동영상을 요청하고(S60), 서버(300)의 자세 훈련 동영상 검색부(360)는 요청된 훈련 동영상을 자세 훈련 동영상 데이터 베이스(303)로부터 검색한다(S70). 그리고 검색된 동영상은 커넥티드 디바이스(200) 측으로 전송되며(S80), 커넥티드 디바이스(200)는 해당 동영상을 재생시킴으로써(S90) 사용자는 동영상을 참고하여 자세 훈련에 필요한 기본 정보를 습득하는 것이 가능하다.
한편, 사용자가 동영상을 참고하여 자세 훈련을 시작하면 햅틱 장치(100)는 장착된 복수개의 센서를 이용하여 자세 정보를 감지하고, 감지된 자세 정보를 커넥티드 디바이스(200)를 통해 실시간으로 서버(300)측에 전송한다(S100). 그리고, 서버의 자세 정보 분석 및 교정 정보 생성부(320)에서는 자세 모델 데이터 베이스(302)에 저장된 자세 모델과 전송된 자세 정보를 분석하여 교정 정보를 생성한다(S110). 이후, 서버의 자세 교정 정보 변환부(330)는 생성된 교정 정보를 이에 대응되는 햅틱 구동 정보로 변환하고(S120), 이러한 햅틱 구동 정보는 자세 교정 정보 송신부(340)를 통해 햅틱 장치(100)로 전송된다.(S130). 그리고, 햅틱 장치(100)는 해당 정보에 대응되도록 구동하여 사용자의 신체에 햅틱 방식을 통한 자극을 제공함으로써 사용자는 직관적으로 자신의 자세를 교정하는 것이 가능하다(S140).
이상에서 설명한 자세 훈련 시스템의 동작 방법은 전형적인 동작의 예를 중심으로 설명한 것으로, 일부 동작이 변형 실시되거나 추가되어 실시될 수 있다. 예를 들어, 전술한 동작 방법에서는 햅틱 장치의 센서로부터 감지된 자세 정보가 모두 서버로 전송되어 교정 정보를 생성하는 것으로 설명하고 있으나, 햅틱 글러브은 일부 햅틱 장치는 장착된 압력 센서로부터 손의 가압력을 감지하고 기 설정된 압력을 초과하는 경우 햅틱 유닛이 구동함으로써 햅틱 장치가 자체적으로 교정 정보를 생성하는 방식으로 동작하는 것도 가능하다. 또 다른 예로서, 전술한 동작 방법에서는 교정 정보가 햅틱 장치의 구동에 의해 사용자에게 전달되는 방식만을 설명하고 있으나, 커넥티드 디바이스의 디스플레이를 통해 교정 정보를 표시함으로써 사용자가 햅틱 방식 뿐 아니라 시각 적으로 교정 정보를 인식하도록 구성하는 것도 가능하다.
이와 같이, 전술한 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 일 예에 불과하며, 본 발명이 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명이 속하는 기술 분야에 대해 통상의 지식을 가진 사람이면, 첨부된 청구범위에 정의된 본 발명의 기술적 특징의 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음은 밝혀둔다.
100 : 햅틱 장치 200 : 커넥티드 디바이스
300 : 서버

Claims (20)

  1. 자세 훈련을 하는 사용자의 자세 정보를 감지하는 센서;
    햅틱 유닛의 ID 정보에 근거하여 상기 햅틱 유닛의 종류를 판단하고, 상기 센서에서 획득된 상기 자세 정보 및 상기 판단한 햅틱 유닛의 종류에 기초하여 상기 자세 훈련에 따른 상기 사용자의 자세를 교정하기 위한 교정 정보를 생성하는 서버; 그리고,
    상기 사용자가 착용 가능하게 구성되며, 상기 사용자가 상기 교정 정보에 따라 자세를 교정할 수 있도록 햅틱(haptic) 방식으로 상기 교정 정보를 전달하고, 상기 자세 훈련의 종목 및 상기 자세 훈련의 내용에 따라 구성되는 햅틱 유닛을 포함하는 자세 훈련 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서, 상기 햅틱 유닛 및 상기 서버간에 정보를 송수신 할 수 있도록 구성되어, 상기 센서로부터 감지된 상기 자세 정보를 상기 서버로 전송하고, 상기 서버에서 생성된 상기 교정 정보를 상기 햅틱 유닛으로 전송하는 커넥티드 디바이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자세 훈련 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 센서 및 상기 햅틱 유닛은 상기 사용자가 착용할 수 있는 햅틱 장치에 일체로 구비되는 것을 특징으로 하는 자세 훈련 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 햅틱 장치는 사용자가 착용 가능한 슈트, 조끼, 장갑, 관절 보호대 및 신발 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자세 훈련 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 센서는 상기 햅틱 장치에 복수개로 구비되며, 위치 정보를 감지하는 위치 센서 및 압력 정보를 감지하는 압력 센서를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자세 훈련 시스템.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 서버는 햅틱 장치에 대한 데이터를 저장하는 햅틱 장치 데이터 베이스 및 자세 모델에 대한 데이터를 저장하는 자세 모델 데이터 베이스를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자세 훈련 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 서버는 상기 센서에서 감지된 상기 자세 정보와 상기 기 저장된 자세 모델을 비교하여 상기 교정 정보를 생성하는 자세 분석 및 교정 정보 생성부, 그리고 상기 교정 정보에 대응되는 상기 햅틱 장치의 구동 정보를 생성하는 교정 정보 변환부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자세 훈련 시스템.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 커넥티드 디바이스는 영상을 재생할 수 있는 디스플레이 장치인 것을 특징으로 하는 자세 훈련 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 서버는 자세 훈련 동영상을 저장하는 자세 훈련 동영상 데이터베이스를 더 포함하고, 상기 커넥티드 디바이스는 상기 자세 훈련 동영상 데이터 베이스에서 선택된 동영상을 재생할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자세 훈련 시스템.
  10. 센서가 자세 훈련을 하는 사용자의 자세 정보를 감지하는 단계;
    서버가 햅틱 유닛의 ID 정보에 근거하여 상기 햅틱 유닛의 종류를 판단하는 단계;
    서버가 기 저장된 자세 모델, 상기 센서에서 감지된 자세 정보, 및 상기 판단한 햅틱 유닛의 종류에 기초하여 상기 자세 훈련에 따른 상기 사용자의 자세를 교정하기 위한 교정 정보를 생성하는 단계;
    서버가 상기 교정 정보를 사용자가 착용하는 햅틱 장치의 구동 정보로 변환하는 단계; 그리고,
    사용자의 자세를 교정시키기 위해, 상기 구동 정보에 근거하여 상기 햅틱 장치를 구동하는 단계;를 포함하고,
    상기 햅틱 장치는 상기 사용자가 착용 가능하게 구성되며, 상기 사용자가 상기 교정 정보에 따라 자세를 교정할 수 있도록 햅틱(haptic) 방식으로 상기 교정 정보를 전달하고, 상기 자세 훈련의 종목 및 자세 훈련의 내용에 따라 구성되는 햅틱 유닛을 포함하는 자세 훈련 시스템의 동작방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 센서에서 감지된 상기 자세 정보는 상기 서버와 네트워크 연결되는 커넥티드 디바이스를 통해 상기 서버로 전송하고,
    상기 햅틱 장치의 상기 구동 정보는 상기 커넥티드 디바이스를 통해 상기 햅틱 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 자세 훈련 시스템의 동작방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 센서는 상기 햅틱 장치에 일체로 구비되는 것을 특징으로 하는 자세 훈련 시스템의 동작방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 센서는 상기 햅틱 장치에 복수개로 구비되며, 위치 정보를 감지하는 위치 센서 및 압력 정보를 감지하는 압력 센서를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자세 훈련 시스템의 동작방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 서버는 상기 햅틱 장치에 대한 데이터를 저장하는 햅틱 장치 데이터베이스를 구비하여, 상기 햅틱 장치에서 전송되는 정보에 기반하여 사용자가 착용한 햅틱 장치의 종류를 감지하는 단계를 더 포함하고,
    상기 교정 정보를 생성하는 단계 및 상기 햅틱 장치의 구동 정보로 변환하는 단계는 상기 햅틱 장치의 종류를 감지하는 단계에서 감지된 상기 햅틱 장치의 종류에 기초하여 수행되는 것을 특징으로 하는 자세 훈련 시스템의 동작방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 서버는 상기 센서에서 감지된 상기 자세 정보와 상기 기 저장된 자세 모델을 비교하여 상기 교정 정보를 생성하는 자세 분석 및 교정 정보 생성부, 그리고 상기 교정 정보에 대응되는 상기 햅틱 장치의 구동 정보를 생성하는 교정 정보 변환부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자세 훈련 시스템의 동작방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 커넥티드 디바이스는 영상을 재생할 수 있는 디스플레이 장치인 것을 특징으로 하는 자세 훈련 시스템의 동작방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 서버는 자세 훈련 동영상을 저장하는 자세 훈련 동영상 데이터베이스를 더 포함하여, 상기 커넥티드 디바이스를 통해 상기 서버에 저장된 자세 훈련 동영상을 재생하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자세 훈련 시스템의 동작방법.
  18. 사용자가 착용 가능하게 구성되며, 자세 훈련을 하는 사용자의 자세 정보를 감지하는 복수개의 센서 및 상기 사용자가 상기 사용자의 자세를 교정하기 위한 교정 정보에 따라 자세를 교정할 수 있도록 햅틱(haptic) 방식으로 상기 교정 정보를 전달하고, 상기 자세 훈련의 종목 및 상기 자세 훈련의 내용에 따라 구성되는 햅틱 유닛을 구비하는 햅틱 장치;
    햅틱 장치의 ID 정보에 근거하여 상기 햅틱 장치의 종류를 판단하고, 상기 센서에서 획득된 상기 자세 정보 및 상기 판단한 햅틱 유닛의 종류에 기초하여 상기 교정 정보를 생성하는 서버; 그리고,
    상기 햅틱 장치 및 상기 서버와 연결되어, 상기 햅틱 장치로부터 수신된 정보를 상기 서버로 전송하고, 상기 서버로부터 수신된 정보를 상기 햅틱 장치로 전달하는 커넥티드 디바이스;를 포함하는 자세 훈련 시스템.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 커넥티드 디바이스는 상기 서버에 저장된 자세 훈련 동영상을 재생할 수 있는 디스플레이 장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 자세 훈련 시스템.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 서버는 상기 센서에서 감지된 상기 자세 정보와 기 저장된 자세 모델을 비교하여 상기 교정 정보를 생성하는 자세 분석 및 교정 정보 생성부, 그리고 상기 교정 정보에 대응되는 상기 햅틱 장치의 구동 정보를 생성하는 교정 정보 변환부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자세 훈련 시스템.
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