KR102225649B1 - 센서를 이용하여 사용자의 운동 능력과 관련되는 지표를 측정하는 방법 및 측정 시스템 - Google Patents

센서를 이용하여 사용자의 운동 능력과 관련되는 지표를 측정하는 방법 및 측정 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 운동 능력 측정 시스템을 개시한다.
또한 본 발명의 일 실시예는 센서를 이용하여 사용자의 운동 능력과 관련되는 지표를 측정하는 방법 및 측정 시스템에 대하여 제안한다.
또한 본 발명은 상기 적어도 하나의 운동 중 적어도 일부가 복수의 사용자들 간의 경쟁에 의해 이루어지는 개인전을 구성하는 경우: 상기 관리부는, 상기 측정부로부터 전송되는 상기 사용자의 운동 능력과 관련된 지표를 상기 사용자의 개인전 기록에 반영하고, 상기 컨텐츠는 상기 개인전 기록을 포함하고, 상기 개인전 기록은 상기 사용자의 운동 능력과 관련된 지표를 점수화한 결과, 상기 개인전에 참가하는 다른 사용자들과 비교하여 상기 점수화한 결과의 순위를 도출한 결과, 및 상기 개인전의 전체 진행 과정을 촬영한 영상을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

Description

센서를 이용하여 사용자의 운동 능력과 관련되는 지표를 측정하는 방법 및 측정 시스템 {method and measurement system for measuring index related to user's athletic ability using sensor}
본 발명은 운동 능력 측정 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자의 운동 능력과 관련된 지표를 측정하고 사용자의 요청에 따라 운동 능력과 관련된 정보를 사용자에게 전송하는 시스템에 관한 것이다.
또한 본 발명은 센서를 이용하여 사용자의 운동 능력과 관련되는 지표를 측정하는 방법 및 측정 시스템에 관한 것이다.
기술의 발달에 따라 스포츠산업 또한 그 트렌드가 변화하고 있다. 4차 산업혁명 시대 핵심기술인 5G, 증강현실(Augmented Reality, AR), 가상현실(Virtual Reality, VR), 빅데이터(big data) 등의 기술에 접목됨으로써, 스포츠 활동을 보조하고, 가상의 스포츠 환경을 체험하고, 스포츠 활동의 결과를 측정 및 정량화하는 등, 여러 방면에서 스포츠산업의 발달이 이루어지고 있다.
예컨대, 선수의 기량과 경기력 향상을 위하여 빅데이터가 활발히 이용되고 있다. 운동 강도, 자세 효율성, 관절 각도, 회전율, 속도, 심박수 등의 선수 상태를 측정하고 분석하여 훈련에 적용하고 경기 결과를 예측하여 전략을 수립하는 데 이용하기도 하며, 특히 조정 종목과 같이 풍향과 풍속, 온도 등 날씨와 환경의 영향을 많이 받는 종목의 경우 빅데이터의 활용 범위가 크게 증가하고 있다.
다만, 프로 선수들과는 대조적으로, 아직까지 일반인을 위하여 운동 능력과 관련된 지표를 측정하고, 운동 능력과 관련된 정보를 사용자에게 전달하는 플랫폼의 개발이 부족한 실정이다. 특히, 유아들의 운동 능력과 관련된 지표를 측정하고, 운동 능력과 관련된 정보를 사용자에게 전달하는 플랫폼이 필요하다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 운동 능력 측정 시스템을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 운동 능력 측정 시스템을 제공한다.
운동 능력 측정 시스템은, 사용자와 관련된 RFID(Radio-Frequency Identification) 팔찌가 태그됨에 기초하여 사용자의 식별자(identifier, ID)를 식별하는 인식부; 상기 사용자가 수행하는 하나 이상의 운동에 기초하여 상기 사용자의 운동 능력과 관련된 지표를 측정하기 위한 측정부; 상기 하나 이상의 운동 중 적어도 일부에 대한 상기 사용자의 수행 과정을 촬영하기 위한 촬영부; 및 상기 사용자의 식별자 및 상기 사용자의 운동 능력과 관련된 정보를 관리하는 관리부를 포함하고, 상기 관리부는, 상기 인식부로부터 전송되는 상기 사용자의 식별자를 수신하고, 상기 측정부로부터 전송되는 상기 사용자의 운동 능력과 관련된 지표를 수신하고, 상기 촬영부로부터 전송되는 상기 수행 과정을 촬영한 영상을 수신하고, 상기 사용자의 식별자와 연동하여 상기 사용자의 운동 능력과 관련된 지표를 저장하고, 상기 사용자의 식별자와 연동하여 상기 수행 과정을 촬영한 영상을 저장하고, 상기 측정부는, 상기 수행 과정을 촬영한 영상에 기초하여 상기 사용자의 운동 능력과 관련된 지표 중 적어도 일부를 측정하고, 상기 사용자로부터 상기 사용자의 운동 능력과 관련된 정보에 대한 전송 요청이 있는 경우, 상기 관리부는 상기 사용자의 운동 능력과 관련된 지표 및 상기 수행 과정을 촬영한 영상을 포함하는 컨텐츠(contents)를 클라우드 서버(cloud server)를 통하여 상기 사용자와 관련된 단말에 저장된 플랫폼(platform)으로 전송한다.
상기 하나 이상의 운동 중 적어도 일부가 복수의 사용자들 간의 경쟁에 의해 이루어지는 개인전을 구성하는 경우, 상기 관리부는, 상기 측정부로부터 전송되는 상기 사용자의 운동 능력과 관련된 지표를 상기 사용자의 개인전 기록에 반영하고, 상기 컨텐츠는 상기 개인전 기록을 포함하고, 상기 개인전 기록은 상기 사용자의 운동 능력과 관련된 지표를 점수화한 결과, 상기 개인전에 참가하는 다른 사용자들과 비교하여 상기 점수화한 결과의 순위를 도출한 결과, 및 상기 개인전의 전체 진행 과정을 촬영한 영상을 포함할 수 있다.
상기 개인전은 상기 사용자가 트랙(track)을 통과하면서 상기 하나 이상의 운동 중 적어도 일부를 순차적으로 수행하도록 구성될 수 있다.
상기 하나 이상의 운동 중 적어도 일부가 두 개 이상의 팀들 간의 경쟁에 의해 이루어지는 단체전을 구성하는 운동일 경우, 상기 관리부는, 상기 단체전에 참여하는 복수의 사용자들을 상기 두 개 이상의 팀들 중 어느 하나로 분류하고, 상기 수신된 식별자에 기초하여 상기 사용자가 상기 두 개 이상의 팀들 중 어느 팀에 속하는지를 판단하고, 상기 측정부로부터 전송되는 상기 사용자의 운동 능력과 관련된 지표를 상기 사용자가 속한 팀의 단체전 기록에 반영하고, 상기 컨텐츠는 상기 단체전 기록을 포함하고, 상기 단체전 기록은 상기 사용자가 속한 팀의 기록, 상기 사용자가 속한 팀에 대한 상기 사용자의 공헌도, 상기 두 개 이상의 팀들 중 상기 사용자가 속한 팀의 순위, 및 상기 단체전의 전체 진행 과정을 촬영한 영상을 포함할 수 있다.
상기 인식부는 RFID 리더 장치에 대응할 수 있다.
상기 측정부는 하나 이상의 측정 센서를 포함하고, 상기 하나 이상의 측정 센서는 상기 사용자가 수행하는 운동과 관련하여 소요된 시간, 상기 사용자가 수행하는 운동과 관련하여 특정 조건의 만족 여부 및 상기 특정 조건의 만족 확률, 상기 사용자가 수행하는 운동과 관련한 운동 수행 수준, 및 상기 사용자가 수행하는 운동과 관련하여 발생시키는 동력 중 적어도 하나를 측정할 수 있다.
상기 하나 이상의 운동은 사이드 스탭, 높이뛰기, 멀리뛰기, 스크린 터치, 장애물 회피, 농구 자유투, 및 달리기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 하나 이상의 운동은 사이클링(cycling) 및 로잉(rowing) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 사용자가 유아인 경우, 상기 사용자와 관련된 단말은 상기 사용자의 보호자의 단말일 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따른 운동 능력 측정 시스템을 이용함으로써, 사용자가 운동 능력과 관련된 지표 및 운동의 수행 과정을 촬영한 영상을 단말을 통하여 편리하게 확인할 수 있다. 또한, 타인의 지표와 비교한 결과를 제공함으로써 경쟁 요소를 제공할 수 있다.
나아가, 본 발명에 따른 운동 능력 측정 시스템의 사용자가 유아인 경우, 보호자가 휴대폰 단말을 통해서 자녀인 사용자의 운동 능력, 건강 점수, 신체 발달 추이 등을 확인할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 특정한 바람직한 실시예들의 상기에서 설명한 바와 같은 또한 다른 측면들과, 특징들 및 이득들은 첨부 도면들과 함께 처리되는 하기의 설명으로부터 보다 명백하게 될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 운동 능력 측정 시스템에 대한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 개인전 상황에서 운동 능력 측정 시스템이 동작하는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단체전 상황에서 운동 능력 측정 시스템이 동작하는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인식부 및 측정부를 포괄하는 디바이스의 구성을 나타낸 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 운동 능력 측정 시스템의 컨텐츠가 사용자와 관련된 단말에 출력된 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 파형을 설명하기 위한 도면이다.
상기 도면들을 통해, 유사 참조 번호들은 동일한 혹은 유사한 엘리먼트들과, 특징들 및 구조들을 도시하기 위해 사용된다는 것에 유의해야만 한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. '및/또는'이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 운동 능력 측정 시스템에 대한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 운동 능력 측정 시스템(100)은 사용자와 관련된 RFID(Radio-Frequency Identification) 팔찌가 태그됨에 기초하여 사용자의 식별자(identifier, ID)를 식별하는 인식부(110), 사용자가 수행하는 적어도 하나의 운동에 기초하여 사용자의 운동 능력과 관련된 지표를 측정하기 위한 측정부(120), 적어도 하나의 운동 중 적어도 일부에 대한 사용자의 수행 과정을 촬영하기 위한 촬영부(130), 및 상기 사용자의 식별자와 상기 사용자의 운동 능력과 관련된 정보 등을 관리하는 관리부(140)를 포함한다.
예를 들면, 사용자가 수행하는 적어도 하나의 운동은 사이드 스탭, 높이뛰기, 멀리뛰기, 스크린 터치, 장애물 회피, 농구 자유투, 달리기, 사이클링(cycling) 및 로잉(rowing) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 사용자가 수행하는 적어도 하나의 운동 중 적어도 일부는 복수의 사용자들 간의 경쟁에 의해 이루어지는 개인전을 구성할 수 있다. 또한, 사용자가 수행하는 적어도 하나의 운동 중 적어도 일부는 두 개 이상의 팀들 간의 경쟁에 의해 이루어지는 단체전을 구성하는 운동일 수 있다.
개인전을 구성하는 운동 및 단체전을 구성하는 운동은 반드시 배타적일 필요는 없다. 예를 들어, 사이클링(cycling)은 개인전을 구성하는 운동인 동시에 단체전을 구성하는 운동일 수 있다. 또한, 모든 운동이 개인전 또는 단체전 중 하나를 구성하여야 하는 것은 아니다. 예를 들어, 장애물 회피는 개인전 및 단체전 중 어느 하나에도 속하지 않을 수 있다.
사용자와 관련된 RFID 팔찌가 태그됨에 기초하여 사용자의 식별자를 식별한 인식부(110)는 관리부(140)로 사용자의 식별자를 전송한다. 예를 들면, 인식부(110)는 RFID 리더 장치에 대응할 수 있다.
사용자의 운동 능력과 관련된 지표를 측정한 측정부(120)는 사용자의 운동 능력과 관련된 지표를 관리부(140)로 전송한다.
측정부(120)는 적어도 하나의 측정 센서를 포함할 수 있다.
예를 들면, 적어도 하나의 측정 센서는 사용자가 수행하는 운동과 관련하여 소요된 시간, 사용자가 수행하는 운동과 관련하여 특정 조건의 만족 여부 및 특정 조건의 만족 확률, 사용자가 수행하는 운동과 관련한 운동 수행 수준, 및 사용자가 수행하는 운동과 관련하여 발생시키는 동력 중 적어도 하나를 측정할 수 있다. 일 예로, 사용자가 복수의 사용자들 간의 경쟁에 의해 이루어지는 개인전 형식의 운동을 수행하였고, 그 종목이 농구 자유투인 경우, 측정부(120)의 적어도 하나의 측정 센서는 특정 조건의 만족 여부(예; 자유투 성공 여부) 및 성공 확률(예; 총 시도 횟수 대비 자유투 성공 횟수의 비율)을 측정할 수 있다. 예를 들면, 측정부(120) 및/또는 관리부(140)는 자유투의 총 시도 횟수 대비 자유투 성공 횟수의 비율이 소정의 임계치 이상인 경우에만 상기 특정 조건이 만족된 것으로 판단할 수 있다.
사용자가 수행하는 운동과 관련하여 소요된 시간은 특정 조건을 만족하기까지 소요된 시간일 수도 있고, 특정 조건을 만족하는 상태를 유지한 시간일 수도 있으며, 단순히 운동을 수행한 시간일 수도 있다. 일 예로, 사용자가 두 개 이상의 팀들 간의 경쟁에 의해 이루어지는 단체전 형식의 운동을 수행하였고 그 종목은 사이클링(cycling)인 경우, 측정부(120)의 적어도 하나의 측정 센서는 사용자가 수행하는 운동과 관련하여 소요된 시간을 측정할 수 있는데, 경우에 따라 “사용자가 1km를 주파하기까지 소요된 시간”을 측정할 수도 있고, “사용자가 30km/h의 속도를 유지한 시간”을 측정할 수도 있으며, 혹은 단순히 “사용자가 페달을 밟은 시간”을 측정할 수도 있다. 상기 적어도 하나의 측정 센서가 어떤 시간을 측정하는지는 해당 운동이 개인전인지 단체전인지, 해당 운동이 개인전 또는 단체전과 관련하여 어떠한 지표에 따라 점수화가 이루어지는지, 및 해당 운동의 특성이 어떠한지 등을 종합적으로 고려하여 결정될 수 있다.
측정부(120)는 수행 과정을 촬영한 영상에 기초하여 사용자의 운동 능력과 관련된 지표 중 적어도 일부를 측정한다. 예를 들어, 사용자가 농구 자유투를 수행하는 경우, 측정부(120)는 사용자의 자유투 수행 과정을 촬영한 영상을 수신하고, 영상을 분석함으로써 사용자의 자유투 시도 횟수 및 사용자의 자유투 성공 횟수를 측정할 수 있다.
사용자의 수행 과정을 촬영한 촬영부(130)는 수행 과정을 촬영한 영상을 관리부(140)로 전송한다.
관리부(140)는 인식부(110)로부터 전송되는 사용자의 식별자를 수신하고, 측정부(120)로부터 전송되는 사용자의 운동 능력과 관련된 지표를 수신하고, 촬영부(130)로부터 전송되는 수행 과정을 촬영한 영상을 수신한다. 관리부(140)는 사용자의 식별자와 연동하여, 사용자의 운동 능력과 관련된 지표 및 수행 과정을 촬영한 영상을 저장한다.
사용자로부터 사용자의 운동 능력과 관련된 정보에 대한 전송 요청이 있는 경우, 관리부(140)는 사용자의 운동 능력과 관련된 지표 및 운동 수행 과정을 촬영한 영상을 포함하는 컨텐츠(contents)를 클라우드 서버(cloud server)(150)를 통하여 상기 사용자와 관련된 단말(160)에 저장된 플랫폼(platform)으로 전송한다.
컨텐츠는 사용자의 운동 능력과 관련된 지표 및 운동 수행 과정을 촬영한 영상을 포함할 뿐만 아니라, 사용자의 운동 능력과 관련된 지표 및 운동 수행 과정을 촬영한 영상 중 적어도 일부를 분석 및 가공하여 획득된 추가적인 정보를 포함할 수 있다.
예를 들면, 사용자가 복수의 사용자들 간의 경쟁에 의해 이루어지는 개인전 형식의 운동을 수행한 경우, 관리부(140)는 상기 측정부(120)로부터 전송되는 사용자의 운동 능력과 관련된 지표를 사용자의 개인전 기록에 반영하고, 컨텐츠는 개인전 기록을 포함할 수 있다. 개인전 기록은 사용자의 운동 능력과 관련된 지표를 점수화한 결과, 개인전에 참가하는 다른 사용자들과 비교하여 점수화한 결과의 순위를 도출한 결과, 및 개인전의 전체 진행 과정을 촬영한 영상을 포함할 수 있다.
일 예로, 농구 자유투가 개인전 종목에 해당하는 경우(명확성을 위해서 개인전이 하나의 운동만을 포함하는 상황을 가정함), 사용자의 운동 능력과 관련된 지표는 “시도 10회, 성공 4회”이고, 이를 점수화한 결과는 “40점(=100*(4/10))”이며, 개인전에 참여하는 다른 사용자들의 지표가 각각 “시도 5회, 성공 0회”, “시도 10회, 성공 6회”, “시도 10회, 성공 2회”인 경우, 점수화한 결과의 순위는 “2등”일 수 있다. 또한, 개인전의 전체 진행 과정을 촬영한 영상은 ① 사용자의 자유투 수행 영상만을 포함할 수도 있고, ② 사용자의 자유투 수행 영상뿐만 아니라 개인전에 참여하는 다른 사용자들의 자유투 수행 영상 또한 포함할 수 있다.
예를 들면, 사용자가 두 개 이상의 팀들 간의 경쟁에 의해 이루어지는 단체전 형식의 운동을 수행한 경우, 관리부(140)는 단체전에 참여하는 복수의 사용자들을 두 개 이상의 팀들 중 어느 하나로 분류하고, 인식부(110)로부터 수신된 식별자에 기초하여 사용자가 두 개 이상의 팀들 중 어느 팀에 속하는지를 판단하고, 측정부(120)로부터 전송되는 사용자의 운동 능력과 관련된 지표를 사용자가 속한 팀의 단체전 기록에 반영할 수 있다. 이 경우, 컨텐츠는 단체전 기록을 포함하며, 단체전 기록은 사용자가 속한 팀의 기록, 사용자가 속한 팀에 대한 사용자의 공헌도, 두 개 이상의 팀들 중 사용자가 속한 팀의 순위, 및 단체전의 전체 진행 과정을 촬영한 영상을 포함할 수 있다.
일 예로, 사이클링이 단체전 종목에 해당하는 경우(명확성을 위해서 단체전이 하나의 운동만을 포함하는 상황을 가정함), 사용자의 운동 능력과 관련된 지표는 “300초, 운동량 10kW”이고, 단체전의 같은 팀에 속한 다른 두 사용자들의 운동 능력과 관련된 지표는 각각 “300초, 운동량 5kW” 및 “300초, 운동량 2kW”이고, 상대 팀에 속한 세 사용자들의 운동 능력과 관련된 지표는 각각 “300초, 운동량 1kW”, “300초, 운동량 2kW”, “300초, 운동량 2kW”일 수 있다. 이 경우, 사용자가 속한 팀의 기록은 “900초, 운동량 17kW”이며, 사용자의 공헌도는 약 58.8%(=100*(10/(10+5+2))) 이며, 팀의 순위는 1등((10+5+2)>(1+2+2)이므로)일 수 있다. 또한, 단체전의 전체 진행 과정을 촬영한 영상은 ① 사용자의 사이클링 수행 영상만을 포함할 수도 있고, ② 사용자가 속한 팀의 사이클링 영상까지 포함할 수도 있고, ③ 사용자가 속한 팀 및 단체전에 참여하는 나머지 팀들의 사이클링 영상까지 포함할 수도 있다.
예를 들면, 사용자는 유아(kid)일 수 있다. 이 경우, 관리부(140)는 사용자의 운동 능력과 관련된 지표 및 운동 수행 과정을 촬영한 영상을 포함하는 컨텐츠를 클라우드 서버(150)를 통하여 사용자의 보호자의 단말(160)에 저장된 플랫폼으로 전송할 수도 있다.
*도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 개인전 상황에서 운동 능력 측정 시스템이 동작하는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 사용자는 개인전을 수행하기 위하여 RFID 팔찌(210)('웨어러블 디바이스')를 RFID 리더 장치(도 1의 인식부(110)에 대응)에 태그할 수 있다. 사용자와 관련된 RFID 팔찌(210)가 태그됨에 기초하여 사용자의 식별자를 식별한 RFID 리더 장치는 사용자의 식별자를 관리부(140)에게 전송할 수 있다.
일 실시예에 따른 사용자가 수행하는 개인전은 사용자가 트랙(track)을 통과하면서 적어도 하나의 운동을 순차적으로 수행하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 사용자가 수행하는 개인전은 트랙을 통과하면서 사이드 스텝 5회, 높이뛰기, 멀리뛰기, 스크린 터치, 장애물 회피, 농구 자유투, 및 달리기 50M를 순차적으로 수행하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따른 측정부(120)는 사이드 스텝 5회, 높이뛰기, 멀리뛰기, 스크린 터치, 장애물 회피, 농구 자유투, 및 달리기 50M와 관련하여 사용자의 운동 능력과 관련된 지표를 측정하고, 이를 관리부(140)로 전송할 수 있다. 사용자로부터 사용자의 운동 능력과 관련된 정보에 대한 전송 요청이 있는 경우, 일 실시예에 따른 관리부(140)는 사용자의 운동 능력과 관련된 지표 및 개인전의 전체 진행 과정을 촬영한 영상을 포함하는 컨텐츠를 사용자와 관련된 단말(160)에 저장된 플랫폼으로 전송하되, 컨텐츠는 개인전 기록을 포함하며, 개인전 기록은 사용자의 운동 능력과 관련된 지표를 점수화한 결과, 및 개인전에 참가하는 다른 사용자들과 비교하여 점수화한 결과의 순위를 도출한 결과를 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단체전 상황에서 운동 능력 측정 시스템이 동작하는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 사용자가 수행하는 단체전은 단체 사이클링 운동에 대응할 수 있다. 관리부(140)는 단체전에 참여하는 복수의 사용자들을 두 개 이상의 팀들 중 어느 하나로 분류하고, 인식부(110)로부터 수신된 식별자에 기초하여 사용자가 두 개 이상의 팀들 중 어느 팀에 속하는지를 판단하고, 측정부(120)로부터 전송되는 사용자의 운동 능력과 관련된 지표를 사용자가 속한 팀의 단체전 기록에 반영할 수 있다.
예를 들면, 하나의 디바이스(310)가 인식부(110) 및 측정부(120)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 단체 사이클링 운동이 바닥에 고정된 사이클링 머신(machine)에 의하여 순차적으로 수행되는 경우, 사이클링 머신은 RFID 태그부를 포함하는 동시에 사용자의 운동 능력과 관련된 지표(운동 시간, 페달을 밟는 속도, 운동량 등)도 측정할 수 있도록 구성될 수 있다.
하나의 디바이스(310)가 인식부(110) 및 측정부(120)를 포함하는 경우의 그 예시적 구성은 도 4에서 보다 상세히 설명한다.
설명의 편의를 위하여, 하나의 디바이스(310)가 인식부(110) 및 측정부(120)를 포함하는 경우에 대하여 단체전 운동을 예시로 들어 설명하였으나, 이는 단체전뿐만 아니라 개인전, 또는 단체전과 개인전 그 어느 쪽에도 속하지 않는 개별 운동에도 적용될 수 있다. 하나의 디바이스(310)가 인식부(110) 및 측정부(120)를 포함하는 경우에도, 앞서 설명한 인식부(110) 및 측정부(120)의 역할 및 기능은 달라지지 않으며, 다만 하나의 디바이스(310) 내에서 인식부(110) 및 측정부(120)가 모두 구현됨으로써 편리한 설계 운동 수행이 가능할 수 있다.
예를 들면, 측정부(120)를 포함하는 하나의 디바이스(310)는 사이클링과 관련하여 사용자의 운동 능력과 관련된 지표를 측정하고, 이를 관리부(140)로 전송할 수 있다. 사용자로부터 사용자의 운동 능력과 관련된 정보에 대한 전송 요청이 있는 경우, 일 실시예에 따른 관리부(140)는 사용자의 운동 능력과 관련된 지표 및 단체전의 전체 진행 과정을 촬영한 영상을 포함하는 컨텐츠를 사용자와 관련된 단말(160)에 저장된 플랫폼으로 전송하되, 컨텐츠는 단체전 기록을 포함하며, 단체전 기록은 사용자가 속한 팀의 기록, 사용자가 속한 팀에 대한 상기 사용자의 공헌도, 및 두 개 이상의 팀들 중 상기 사용자가 속한 팀의 순위를 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인식부 및 측정부를 포괄하는 디바이스의 구성을 나타낸 개념도이다.
도 4를 참조하면, 인식부(110) 및 측정부(120)를 포괄하는 하나의 디바이스(310)는 인식부(110)에 대응하는 RFID 리더 모듈(410), 및 측정부(120)에 대응하는 타이머 모듈(430) 및 메모리 모듈(440)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 하나의 디바이스(310)가 바닥에 고정된 사이클링 머신에 부착된 디바이스인 경우, 타이머 모듈(430)은 머신의 페달이 움직이는 시간(즉, 사용자가 운동을 지속한 시간)을 측정할 수 있고, 메모리 모듈(440)은 페달을 밟는 속도에 기초하여 운동량을 계산하는 프로그램을 내장하며, 이에 기초하여 운동량을 측정할 수 있다.
그 외에, 일 실시예에 따른 하나의 디바이스(310)는 와이파이 모듈(420), LED 모듈(450), 배터리(460), 및 파워 차징 모듈(power charging module)(470) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
와이파이 모듈(WiFi module)(420)은 관리부(140)와 통신하거나 메모리 모듈(440)에 저장된 프로그램을 업데이트하는 등 외부와의 통신을 수행하기 위한 모듈이며, LED 모듈(450)은 사용자의 운동 수행과 관련하여 실시간 상태를 전자 화면에 출력하기 위한 모듈이고, 배터리(460) 및 파워 차징 모듈(470)은 하나의 디바이스(310)가 구동을 지속할 수 있도록 전력을 공급하기 위한 모듈들일 수 있다.
한편, RFID 리더 모듈(410), 와이파이 모듈(420), 타이머 모듈(430), 메모리 모듈(440), LED 모듈(450)은 배터리(460)의 충전 전력에 의해 구동될 수도 있다.
또한 하나의 디바이스(310)는 RFID 팔찌(210)('웨어러블 디바이스')의 배터리(미도시, 제2 배터리)의 충전 전력을 나타내는 정보를 상기 RFID 팔찌(210)로부터 수신 및/또는 획득할 수 있다. 상기 RFID 팔찌(210)는 배터리(미도시, 제2 배터리)의 충전 전력에 의해 구동될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 운동 능력 측정 시스템의 컨텐츠가 사용자와 관련된 단말에 출력된 예시도이다.
도 5를 참조하면, 사용자의 운동 능력과 관련된 정보에 대한 전송 요청이 있는 경우, 관리부(140)는 사용자의 운동 능력과 관련된 지표 및 운동 수행 과정을 촬영한 영상을 포함하는 컨텐츠를 클라우드 서버(150)를 통하여 상기 사용자와 관련된 단말(160)에 저장된 플랫폼으로 전송한다.
예를 들면, 사용자는 컨텐츠를 통하여 운동 능력 결과를 확인할 수 있다(510). 구체적으로, 컨텐츠는 운동 능력과 관련된 지표를 단순히 포함할 수도 있지만, 운동 능력과 관련된 지표를 점수화한 결과, 점수화한 결과의 순위를 도출한 결과, (단체전인 경우) 사용자가 속한 팀의 기록 및 사용자가 속한 팀에 대한 사용자의 공헌도, (단체전인 경우) 사용자가 속한 팀의 순위 등을 더 포함할 수도 있다. 뿐만 아니라, 컨텐츠는 운동 능력과 관련된 지표를 가공하여 사용자의 운동 능력을 분석하는 자료를 더 제공할 수 있다. 예를 들어, 컨텐츠는 근력, 심폐지구력, 유연성, 근지구력 등을 포함하는 건강체력이나, 순발력, 민첩성, 평형성, 교치성, 협응성, 스피드 등을 포함하는 운동체력에 대한 분석자료를 더 포함할 수 있다.
예를 들면, 사용자는 컨텐츠를 통하여 게임 동영상을 확인할 수 있다(520). 구체적으로, 컨텐츠는 운동 수행 과정을 촬영한 영상을 포함할 수 있으며, 이는 개인전을 촬영한 영상, 단체전을 촬영한 영상, 및 양쪽 어디에도 속하지 않는 운동들의 수행 과정을 촬영한 영상을 모두 포함할 수 있다.
예를 들면, 컨텐츠는 랭킹에 따른 리워드를 제공할 수 있다(530). 랭킹은 개인전의 순위, 단체전의 순위, 및 양쪽 어디에도 속하지 않는 운동들의 수행 결과 중 적어도 일부에 기초하여 정해질 수 있다. 또한, 리워드는 랭킹에 따라 차등적으로 지급됨으로써, 더욱 향상된 운동 수행 결과를 도출할 수 있도록 사용자를 격려할 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따른 운동 능력 측정 시스템(100)을 이용함으로써, 사용자가 운동 능력과 관련된 지표 및 운동의 수행 과정을 촬영한 영상을 단말(160)을 통하여 편리하게 확인할 수 있다. 또한, 타인의 지표와 비교한 결과를 제공함으로써 경쟁 요소를 제공할 수 있다.
나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 운동 능력 측정 시스템(100)의 사용자가 유아인 경우, 부모님 등 보호자가 휴대폰 단말(160)을 통해서 자녀인 사용자의 운동 능력, 건강 점수, 신체 발달 추이 등을 확인할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 파형을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 측정부(120)는 적어도 하나의 마이크로웨이브 센서를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 적어도 하나의 마이크로웨이브 센서가 발산하여 적어도 하나의 사용자(예; 제1 사용자, 제2 사용자, 제1 선수, 제2 선수 등)에 부딪혀 반사된 신호를 이용하여 상기 적어도 하나의 사용자가 상기 측정부(120)(및/또는 마이크로웨이브 센서)에 접근하고 있음을 식별 및/또는 인식할 수 있다.
또한 마이크로웨이브 센서는, 상기 마이크로웨이브 센서에서 발생하는 송신 신호(610)를 연속적으로 송신하는 제1 단계; 상기의 송신 신호(610)가 감지 대상, 즉 차량 A(300)(및/또는 차량 B(500))에 반사되어 마이크로웨이브 센서에 입력되는 수신 신호(620)를 수신하는 제2 단계; 상기의 송신 신호(610)와 수신 신호(620)를 믹싱하여 감지 대상의 주파수 파형(630)을 생성하는 제3 단계; 상기의 주파수 파형(630)을 차량 식별 및 경고 시스템(100)의 저장 모듈(예; 메모리)에 저장하는 제4 단계를 수행할 수 있다. 여기서의 '수신 신호(620)'는 '반사 신호'로 호칭될 수도 있다.
또한 마이크로웨이브 센서는, 상기의 제1 단계 내지 제4 단계를 반복 수행하여 메모리 모듈(440)에 저장된 복수 개의 주파수 파형(630)을 이용하여 감지 대상이 상기 적어도 하나의 사용자(예; 제1 사용자, 제2 사용자, 제1 선수, 제2 선수 등)인지 다른 객체(예; 기타 생명체, 기타 물체)인지에 따라 분류하여 감지 대상 데이터 베이스를 구축하는 제5단계; 마이크로웨이브 센서에 감지 대상이 접근하면 상기의 제1 단계 내지 제3 단계를 수행하여 생성되는 주파수 파형(630)을 상기의 데이터 베이스에 저장되어 있는 주파수 파형(630)과 대비하여 감지 대상이 상기 적어도 하나의 사용자인지 다른 객체인지 식별하는 제6 단계(S60)를 포함할 수도 있다.
예를 들면, 상기의 송신 신호(610)와 수신 신호(620)의 사용 주파수는 약 10.525GHz 정도이고, 획득된 신호는 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 변조를 통하여 도 6의 상단에 도시된 그래프와 같이 연속적인 시간에 따른 주파수 변화를 그래프로 출력할 수 있다.
이때, 송신 신호(610)가 마이크로웨이브 센서에서 송신되어 감지 대상에 반사된 수신 신호(620)가 마이크로웨이브 센서로 입력되는 사이에 걸리는 시간은 t=2R/c로 표현될 수 있다. 여기서 R은 마이크로웨이브 센서와 감지 대상 사이의 거리이며, c는 광속으로 약 3*108 [m/s]이다.
그리고, 이를 통하여 전술한 제3 단계에서 송신 신호(610)와 수신 신호(620)를 믹싱할 때, 시간 지연에 의해 발생하는 주파수 변화(ft)와 도플러 효과에 의하여 발생하는 주파수 변화(fv)의 합(sum)과 차를 통하여 감지 대상의 거리(R)와 속도(Vr)정보를 생성하며 도 6의 하단에 도시된 그래프와 같이 송신 신호(610)와 수신 신호(620)가 혼합된 주파수 파형(630)을 생성한다.
또한, 도 6의
Figure 112021012036885-pat00001
는 라운드 트립 지연(round trip delay)으로, 송신 신호(610)가 마이크로웨이브 센서에서 송신되어 감지 대상(즉, 상기 적어도 하나의 사용자)에 반사된 수신 신호(620)가 마이크로웨이브 센서로 입력되는 사이에 걸리는 시간이며, 도 6의 상단에 도시된 그래프에서 Tm은 주파수 변화 단위 시간(sweep time)으로, 송신 신호(610) 또는 수신 신호(620)의 주파수가 최소 주파수(minimum frequency)인 f0에서 증가하여 첨두치(Peak level)까지 걸리는 시간이다.
또한, 도 6의 하단에 도시된 그래프에서 ft는 시간 지연에 의하여 발생하는 주파수 변화(frequency shift to time delay)이며, fv는 도플러 효과에 의하여 발생하는 주파수 변화(Doppler frequency)이다.
그리고, 상기의 제3 단계에서 송신 신호(610)와 수신 신호(620)를 믹싱(mixing)할 때, 시간 지연에 의해 발생하는 주파수 변화(ft)와 도플러 효과에 의하여 발생하는 주파수 변화(fv)의 합과 차를 통하여 감지 대상의 거리(R)와 접근 속도(Vr)정보를 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 감지 대상의 거리(R)는
Figure 112021012036885-pat00002
이고, 감지 대상의 접근 속도(Vr)는
Figure 112021012036885-pat00003
인 것을 특징으로 할 수 있다. 여기서 B는 주파수 변화 대역폭(sweep bandwidth)이고, Tm이 주파수 변화 단위 시간(sweep time)이고, ft는 시간 지연에 의하여 발생하는 주파수 변화(frequency shift to time delay)이며, fv는 도플러 효과에 의하여 발생하는 주파수 변화(Doppler frequency)이고, c는 광속(3*108 mm/s)이며,
Figure 112021012036885-pat00004
은 주파수 파장(wavelength)일 수 있다. 이 때 n은 정수일 수 있으며, 일 예로 n은 2일 수 있다.
상기 제3 단계에서 도플러 효과에 의하여 발생하는 주파수 변화(Doppler frequency) 값 fv 가 60~150Hz 범위에서 수렴 감지될 시 이는 감지 대상을 상기 적어도 하나의 사용자(예; 제1 사용자, 제2 사용자, 제1 선수, 제2 선수 등)로 구분하여 정보를 저장하고 상기 제4 단계에서 감지 대상의 거리(R)와 접근 속도(Vr) 정보를 획득할 시 접근 속도(Vr)는 1~10Km/h의 범위를 상기 적어도 하나의 사용자(예; 제1 사용자, 제2 사용자, 제1 선수, 제2 선수 등)의 이동 속도로 한정하여 이를 통해 0~200Hz 범주 외 측정된 수치의 도플러 주파수 fv 는 노이즈로 처리할 수 있다. 이와 같이 감지 대상의 도플러 주파수 변화 값을 실제 측정 값을 통해 사람으로 구분될 수 있는 정보를 한정함으로써 정확도를 향상시킬 수 있도록 하고 이를 통해 오인식률을 개선할 수 있다.
그리고, 전술한 제4 단계에서는 감지 대상의 거리에 따른 각각의 송신 신호(610)와 수신 신호(620)의 진폭(Amplitude), 너비(Duration), 첨두치(Peak level), 극성(Polarity), 상승 시간(Rise time)이 주파수 파형(630)과 함께 저장되고, 상기의 제5 단계에서 주파수 파형(630)과 함께 감지 대상이 상기 적어도 하나의 사용자(예; 제1 사용자, 제2 사용자, 제1 선수, 제2 선수 등)인지 아니면 다른 객체(다른 생명체 또는 다른 물체)인지에 따라 분류되어 데이터 베이스에 저장되며, 상기의 제6 단계에서 감지 대상이 접근하면 제1 단계 내지 제3 단계가 수행되어 해당 감지 대상 거리에 따른 송신 신호(610)와 수신 신호(620)의 진폭(Amplitude), 너비(Duration), 첨두치(Peak level), 극성(Polarity), 상승 시간(Rise time) 및 주파수 파형(630)을 데이터 베이스의 분류되어 있는 각각의 데이터와 대비하여 감지 대상이 상기 적어도 하나의 사용자인지 아니면 다른 객체인지 식별하는 것을 특징으로 한다.
전술한 제6 단계에서 주파수 대역을 출력 시 각 진폭의 첨두치가 주파수 11Hz에서 142, 18Hz에서 77.9, 26Hz에서 65.5, 29Hz에서 74.6의 값을 가질 때 이를 사람의 기준 패턴 정보로 구분되어 저장될 수 있다.
전술한 진폭(Amplitude), 너비(Duration), 첨두치(Peak level), 극성(Polarity), 상승 시간(Rise time) 및 주파수 파형(630)을 데이터 베이스의 분류되어 있는 각각의 데이터는 감지 대상의 움직임이 상기 적어도 하나의 사용자(예; 제1 사용자, 제2 사용자, 제1 선수, 제2 선수 등)인지 아니면 다른 객체인지에 따라 분류될 수 있을 정도로 독특한 신호 파형의 시퀀스를 생성하고 이를 통하여 빅데이터를 구축할 수 있다.
또한 측정부(120)는 상기 마이크로웨이브 센서를 통하여 획득되는 반사 신호(620), 주파수 파형(630) 및/또는 감지 대상이 상기 적어도 하나의 사용자(예; 제1 사용자, 제2 사용자, 제1 선수, 제2 선수 등)인지 아니면 다른 객체(다른 생명체 또는 다른 물체)인지를 나타내는 정보에 기반하여 본 발명의 시스템(100)의 동작 모드를 상이하게 설정할 수도 있다.
또한 본 발명의 시스템(100)은 상기 마이크로웨이브 센서를 통하여 감지 대상의 거리(R)와 감지 대상의 접근 속도(Vr)를 실시간으로 획득할 수 있으며(즉, 복수의 거리(R) 값과 복수의 접근 속도(Vr) 값을 측정할 수 있으며), 이에 기반하여 소정의 벡터 정보를 생성할 수 있다.
예를 들면, 본 발명의 시스템(100)은 제1 시점에 상기 마이크로웨이브 센서를 통하여 제1 감지 대상에 대한 i) 제1 거리(R1) 및 ii) 제1 접근 속도(Vr1) 그리고 iii) 제1 감지 대상으로부터 반사되어 수신된 수신 신호의 제1 수신 방향을 측정할 수 있으며, 제2 시점에 상기 제1 감지 대상에 대한 제2 거리(R2) 및 제2 접근 속도(Vr2) 그리고 iii) 제1 감지 대상으로부터 반사되어 수신된 수신 신호의 제2 수신 방향을 측정할 수 있다.
일 예로, 본 발명의 시스템(100)는 제1 거리, 제1 접근 속도, 제1 수신 방향, 제2 거리, 제2 접근 속도 및 제2 수신 방향에 기반하여 상기 제1 감지 대상에 대한 벡터 정보를 생성할 수 있다. 상기 제1 감지 대상에 대한 벡터 정보는 상기 제1 감지 대상의 이동 방향 및 이동 속도에 대한 정보를 포함할 수 있다. 여기서 제1 감지 대상의 이동 속도는 상기 제1 감지 대상이 이동 방향을 향하여 이동하는 속도를 나타내는 것과는 달리 제1 접근 속도는 상기 제1 감지 대상이 측정부(120) 및/또는 마이크로웨이브 센서에 접근하는 속도를 나타낸다는 점에서 상이하다.
다른 예로, 본 발명의 시스템(100)는 제1 거리, 제1 수신 방향, 제2 거리, 및 제2 수신 방향에 기반하여 상기 제1 감지 대상에 대한 벡터 정보를 생성할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예는 다음과 같은 특징을 더 포함할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 측정부(120)는 제1 경기장(예; TRACK 1) 및/또는 제2 경기장(예; TRACK 2)을 관찰 및/또는 모니터링할 수 있다.
예를 들면, 측정부(120)는 마이크로웨이브 센서가 전송 및/또는 수신한 신호를 통하여 제1 경기장 및/또는 제2 경기장에 소정의 객체(또는 상기 적어도 하나의 사용자, 관찰 대상, 차량, 다른 객체 등)가 위치하고 있음 및/또는 위치하지 않고 있음을 식별할 수 있다.
예를 들면, 측정부(120)는 제1 경기장 및/또는 제2 경기장에 상기 소정의 객체가 한번도 식별되지 않은 시간을 카운트(count)할 수 있으며, i) 상기 카운트된 연속 시간이 제1 임계치를 넘거나 ii) 상기 카운트된 총 시간(즉, 연속되지 않은 시간도 포함)이 제2 임계치를 넘는 경우에 상기 하나의 디바이스(310)를 재설정 모드(reset mode)로 설정할 수 있다. (한편, ii) 상기 카운트된 총 시간과 관련하여, 상기 재설정 모드가 실행(및/또는 구현)된 경우, 다시 처음부터 카운트를 다시 시작할 수 있다.)
또한 상기 재설정 모드는 배터리(460)의 충전 전력이 제1 임계치를 넘으며, RFID 팔찌(210)('웨어러블 디바이스')의 배터리(미도시, 제2 배터리)의 충전 전력이 제2 임계치를 넘는 경우에만 실행될 수도 있다.
예를 들면, 측정부(120)의 적어도 하나의 마이크로웨이브 센서는 제1 경기장 및/또는 제2 경기장의 제1 지점(예; 도 2의 Start 지점)에 설치되고, 제1 경기장 및/또는 제2 경기장의 제2 지점(예; 도 2의 Finish 지점)에는 상기 적어도 하나의 마이크로웨이브 센서가 발산하는 신호를 반사할 수 있는 소정의 반사 부재(또는 반사 객체)가 설치될 수 있다.
상기 하나의 디바이스(310)가 재설정 모드로 설정되는 경우, 상기 제1 지점에 설치되는 측정부(120)의 적어도 하나의 마이크로웨이브 센서는 상기 제2 지점에 설치되는 상기 반사 부재(또는 반사 객체)를 향하여 마이크로웨이브 신호를 송신(및 반사 신호를 수신) 할 수 있다. 또한 도 6 및
Figure 112021012036885-pat00005
에 기반하여 산출된 제1 지점과 제2 지점 간의 추정 거리(R)(또는 측정부(120)와 반사 부재 간의 추정 거리(R))를 산출할 수 있다.
또한 측정부(120)는 상기 제1 경기장 및/또는 제2 경기장의 제1 지점(예; 도 2의 Start 지점)과 제2 지점(예; 도 2의 Finish 지점) 사이의 거리를 나타내는 정보를 외부(예; 외부 서버, 단말)로부터 수신 및/또는 획득할 수 있다. 이때 상기 제1 경기장(TRACK 1)의 제1 지점(예; 도 2의 Start 지점)과 제2 지점(예; 도 2의 Finish 지점) 사이의 거리는 R1으로 표현되고, 상기 제2 경기장(TRACK 2)의 제1 지점(예; 도 2의 Start 지점)과 제2 지점(예; 도 2의 Finish 지점) 사이의 거리는 R2로 표현될 수 있다.
한편, 마이크로웨이브 센서 기반의 거리 추정 및 속도 추정의 정확도를 높이기 위하여, 측정부(120)는 아래의 수학식 1, 2에 기반하여 소정의 가중치(w1, w2)를 결정할 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112021012036885-pat00006
[수학식 2]
Figure 112021012036885-pat00007
또한 측정부(120)는 아래의 수학식 5, 6, 7에 기반하여 본 발명의 측정부(120)(및/또는 제1 지점)와 적어도 하나의 사용자의 이동 속도(또는 거리)를 산출할 수 있다.
[수학식 3]
Figure 112021012036885-pat00008
[수학식 4]
Figure 112021012036885-pat00009
[수학식 5]
Figure 112021012036885-pat00010
본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함될 수 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
또한, 상술한 방법 또는 장치는 그 구성이나 기능의 전부 또는 일부가 결합되어 구현되거나, 분리되어 구현될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (1)

  1. 운동 능력 측정 시스템에 있어서,
    사용자와 관련된 RFID(Radio-Frequency Identification) 팔찌가 태그됨에 기초하여 사용자의 식별자(identifier, ID)를 식별하는 인식부;
    상기 사용자가 경기장에서 수행하는 적어도 하나의 운동에 기초하여 상기 사용자의 운동 능력과 관련된 지표를 측정하기 위한 측정부;
    상기 적어도 하나의 운동 중 적어도 일부에 대한 상기 사용자의 수행 과정을 촬영하기 위한 촬영부; 및
    상기 사용자의 식별자 및 상기 사용자의 운동 능력과 관련된 정보를 관리하되, 상기 인식부로부터 전송되는 상기 사용자의 식별자를 수신하고, 상기 측정부로부터 전송되는 상기 사용자의 운동 능력과 관련된 지표를 수신하고, 상기 촬영부로부터 전송되는 상기 수행 과정을 촬영한 영상을 수신하고, 상기 사용자의 식별자와 연동하여 상기 사용자의 운동 능력과 관련된 지표를 저장하고, 상기 사용자의 식별자와 연동하여 상기 수행 과정을 촬영한 영상을 저장하는 관리부; 를 포함하고,
    상기 측정부는 적어도 하나의 측정 센서를 포함하고, 상기 적어도 하나의 측정 센서는 상기 사용자가 수행하는 운동과 관련하여 소요된 시간, 상기 사용자가 수행하는 운동과 관련하여 특정 조건의 만족 여부 및 상기 특정 조건의 만족 확률, 상기 사용자가 수행하는 운동과 관련한 운동 수행 수준 및 상기 사용자가 수행하는 운동과 관련하여 발생시키는 동력을 측정하는 것을 특징으로 하고,
    상기 측정부는,
    i) 상기 경기장의 일단에 설치되는 제1 마이크로웨이브 센서와 상기 경기장의 타단에 설치되는 제2 마이크로웨이브 센서를 포함하고,
    ii) 상기 제1 마이크로웨이브 센서로부터 송신되어 상기 사용자에게 부딪혀 반사되어 상기 제1 마이크로웨이브 센서에 의해 수신되는 제1 반사 신호를 분석하고, 상기 제1 반사 신호와 아래의 수학식 1에 기반하여 상기 사용자의 추정 이동 속도(Vesti)를 산출하되, - fv는 도플러 효과에 의하여 발생하는 주파수 변화(Doppler frequency)를 나타내고, λ는 상기 제1 반사 신호에 상응하는 주파수 파장(wavelength)을 나타내고, n은 소정의 정수 값이고, R1은 미리 측정된 상기 제1 마이크로웨이브 센서가 설치된 제1 위치로부터 상기 제2 마이크로웨이브 센서가 설치된 제2 위치까지의 거리를 나타내고, R2는 아래의 수학식 2에 의해 산출되는 상기 제1 마이크로웨이브 센서로부터 상기 제2 마이크로웨이브 센서까지의 추정 거리를 나타내고, ft는 상기 제1 마이크로웨이브 센서로부터 송신되어 상기 제2 마이크로웨이브 센서에 부딪혀 반사되어 상기 제1 마이크로웨이브 센서에 의해 수신되는 제2 반사 신호에 상응하는 시간 지연에 의하여 발생하는 주파수 변화(frequency shift to time delay)를 나타내고, c는 광속을 나타내고, Tm은 상기 제2 반사 신호에 상응하는 주파수 변화 단위 시간(sweep time)이고, B는 상기 제2 반사 신호에 상응하는 주파수 변화 대역폭(sweep bandwidth)임 -
    [수학식 1]
    Figure 112021012036885-pat00011

    [수학식 2]
    Figure 112021012036885-pat00012

    iii) 상기 수행 과정을 촬영한 영상과 상기 추정 이동 속도에 기초하여 상기 사용자의 운동 능력과 관련된 지표 중 적어도 일부를 측정하는 것을 특징으로 하고,
    상기 관리부는,
    상기 사용자의 운동 능력과 관련된 지표 및 상기 수행 과정을 촬영한 영상을 포함하는 컨텐츠(contents)를 상기 사용자와 관련된 단말에게 전송하고,
    상기 적어도 하나의 운동 중 적어도 일부가 복수의 사용자들 간의 경쟁에 의해 이루어지는 개인전을 구성하는 경우:
    상기 관리부는,
    상기 측정부로부터 전송되는 상기 사용자의 운동 능력과 관련된 지표를 상기 사용자의 개인전 기록에 반영하고,
    상기 컨텐츠는 상기 개인전 기록을 포함하고,
    상기 개인전 기록은 상기 사용자의 운동 능력과 관련된 지표를 점수화한 결과, 상기 개인전에 참가하는 다른 사용자들과 비교하여 상기 점수화한 결과의 순위를 도출한 결과, 및 상기 개인전의 전체 진행 과정을 촬영한 영상을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    시스템.
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