KR102265707B1 - 스마트 풋볼 경기장 시스템 - Google Patents

스마트 풋볼 경기장 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스마트 풋볼 경기장 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 각팀 선수들에게 장착되며 선수 식별정보를 포함한 신호를 송출하는 복수의 제1 신호 발생기와, 볼에 장착되며 볼 식별정보를 포함한 신호를 송출하는 제2 신호 발생기와, 경기장에 적어도 3개 설치되며, 상기 제1 및 제2 신호 발생기의 송출 신호를 각각 수신하는 복수의 리더기와, 상기 복수의 리더기에 각각 수신된 신호를 분석하여 상기 각팀 선수들의 위치 및 볼의 위치를 실시간 산출하는 위치 산출기, 및 상기 산출된 위치를 기초로 상기 선수들과 볼의 움직임을 경기장 맵 상에 실시간 매핑하여 디스플레이를 통해 출력 제공하고, 경기장 맵 내 골라인 및 사이드라인의 위치를 기반으로 라인의 인아웃 여부 및 팀별 득점 현황을 출력하는 제어기를 포함하는 스마트 풋볼 경기장 시스템을 제공한다.
본 발명에 따르면, 선수들과 공의 움직임을 경기장 맵에 실시간 매핑하여 제공할 수 있고 볼과 선수의 트래킹 위치를 기반으로 골라인과 사이드라인의 인아웃 여부를 실시간 탐지하고 팀별 득점 현황을 포함한 다양한 분석 결과를 실시간 제공할 수 있다.

Description

스마트 풋볼 경기장 시스템{Smart football stadium system}
본 발명은 스마트 풋볼 경기장 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 풋볼 경기 중에 선수들과 공의 움직임을 트래킹하여 제공하고 다양한 분석 결과를 실시간 제공할 수 있는 스마트 풋볼 경기장 시스템에 관한 것이다.
오늘날 많은 사람들은 정신적, 신체적 긴장을 풀고 생활의 만족을 얻기 위해 여러 가지 여가 활동에 참여하고 있다. 생활체육은 신체적 가치는 물론 정신적, 사회문화적 가치를 지닌 유용한 여가활동의 하나이며, 개인의 삶의 질적 향상을 목적으로 추구되는 활동으로 볼 수 있다.
풋살은 생활체육의 하나로 소규모 경기장에서 축구공보다 작은 공을 사용하여 적은 인원으로 펼치는 경기로서, 직장 단위, 동호회, 단합대회, 체육행사 등의 각종 모임에서 풋볼 경기와 함께 건전한 스포츠 활동으로 자리매김 하고 있다.
풋살이나 풋볼 경기장은 각종 지자체 등에서 예약제 형식으로 운용되며, 주로 친목, 동호회 등의 목적으로 활용되므로 대부분의 경우 전문 심판이 부재된 상태에서 경기 진행이 이루어진다. 따라서, 각 팀별 선수들이 직접 득점 현황을 파악해야 하며 경우에 따라 심판 대신 각종 판정에도 관여해야 한다. 하지만 팀내 소속된 입장에서 선수들이 직접 중립적인 견해로 판정하기에는 한계가 따른다.
또한, 경기장 내에는 별도의 모니터링 수단 및 판정 수단이 부재되어 있기 때문에, 심판이 부재된 상태에서 경기를 진행하다 보면, 각종 판정에 있어 분쟁과 시비가 발생하는 경우가 빈번이 존재한다.
따라서, 경기장에서 현재의 경기 현황과 판정 결과를 실시간 제공하여 동호인들 간에 불필요한 분쟁과 각종 사고를 최소화할 수 있는 시스템의 개발이 시급한 실정이다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 한국등록특허 제0790065호(2008.01.02 공고)에 개시되어 있다.
본 발명은, 풋볼 경기 중에 선수들과 공의 움직임을 트래킹하여 제공할 수 있고 다양한 분석 결과를 실시간 제공할 수 있는 스마트 풋볼 경기장 시스템에 관한 것이다.
본 발명은, 각팀 선수들에게 장착되며 선수 식별정보를 포함한 신호를 송출하는 복수의 제1 신호 발생기와, 볼에 장착되며 볼 식별정보를 포함한 신호를 송출하는 제2 신호 발생기와, 경기장에 적어도 3개 설치되며, 상기 제1 및 제2 신호 발생기의 송출 신호를 각각 수신하는 복수의 리더기와, 상기 복수의 리더기에 각각 수신된 신호를 분석하여 상기 각팀 선수들의 위치 및 볼의 위치를 실시간 산출하는 위치 산출기, 및 상기 산출된 위치를 기초로 상기 선수들과 볼의 움직임을 경기장 맵 상에 실시간 매핑하여 디스플레이를 통해 출력 제공하고, 경기장 맵 내 골라인 및 사이드라인의 위치를 기반으로 라인의 인아웃 여부 및 팀별 득점 현황을 출력하는 제어기를 포함하는 스마트 풋볼 경기장 시스템을 제공한다.
또한, 상기 스마트 풋볼 경기장 시스템은, 상기 선수들의 운동화 전면에 각각 장착되고 충격량을 센싱하여 선수 식별정보와 연계하여 전송하는 충격 감지 센서를 더 포함하고, 상기 제어기는, 상기 충격량이 설정 이상으로 센싱된 선수 식별정보, 감지 시점, 상기 팀별 선수들 위치 및 볼 위치를 이용하여 오프사이드, 골킥, 사이드킥 중 적어도 하나를 판정할 수 있다.
또한, 상기 제어기는, 상기 충격 감지 센서로부터 충격이 감지된 시점과 상기 볼이 골라인 또는 사이드라인 밖으로 벗어난 시점을 비교하여, 어느 팀에게 공격 우선권을 주는지를 판정할 수 있다.
또한, 상기 디스플레이는, 상기 오프사이드, 골킥, 사이드킥 중 적어도 하나를 판정한 결과를 화면에 출력할 수 있다.
또한, 상기 위치 산출기는, 상기 복수의 리더기로부터 각각 수신한 신호에 대한 RSSI값(Received signal strength indicator)을 이용하여 상기 선수들과 상기 볼의 위치를 산출할 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 신호 발생기는 각각 RFID 태그일 수 있다.
본 발명에 따르면, 선수들과 공의 움직임을 경기장 맵에 실시간 매핑하여 제공할 수 있고 볼과 선수의 트래킹 위치를 기반으로 골라인과 사이드라인의 인아웃 여부를 실시간 탐지하고 팀별 득점 현황을 포함한 다양한 분석 결과를 실시간 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 골킥, 코너킥, 오프사이드 여부를 판정할 수 있어 심판의 판단 및 판정 오류를 보조할 수 있음은 물론, 실제로 심판이 부재한 환경에서도 심판을 대신하여 공정한 판정 결과를 제공함으로써 분쟁의 소지를 줄이고 원활하고 신속한 플레이를 지원할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 풋볼 경기장 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 설치 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 풋볼 경기장 시스템의 동작 방법을 설명하는 도면이다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 풋볼 경기장 시스템의 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 설치 예를 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 스마트 풋볼 경기장 시스템(100)은 제1 신호 발생기(110), 제2 신호 발생기(120), 리더기(130), 위치 측정기(140), 제어기(150) 및 충격 감지 센서(160)를 포함한다.
제1 신호 발생기(110)는 각팀 선수들에게 장착되며 선수 식별정보를 포함한 신호를 무선 송출한다. 여기서 선수 식별정보란, 선수 ID, 소속 팀, 주요 포지션 등의 정보를 포함할 수 있다.
도 1의 경우, A팀 선수에게 장착된 제1 신호 발생기는 100-1, B팀 선수에게 장착된 제1 신호 발생기는 100-2로 구분하여 도시하였다.
제2 신호 발생기(120)는 볼에 장착되어 볼 식별정보를 포함한 신호를 무선 송출한다.
제1 신호 발생기(110)는 선수들에게 직접적으로 부착되거나, 웨어러블 형태로 착용 가능할 수 있고, 선수의 유니폼에 장착될 수도 있다. 또한, 제2 신호 발생기(120)는 볼 내부나 외부에 칩 형태로 장착될 수 있다. 이러한 제1 및 제2 신호 발생기(120)는 통상의 RFID 태그의 형태로 구현될 수 있다.
복수의 리더기(130)는 풋볼 경기장에 적어도 3개 설치되며, 서로 다른 위치에 각각 분산 설치된다. 도 2의 경우 경기장 외곽을 따라 4개의 리더기가 설치된 모습을 나타낸다.
복수의 리더기(130)는 제1 및 제2 신호 발생기(120)에서 송출한 신호를 각각 무선 수신하며, 수신한 신호의 정보(신호 세기, 신호 도달 시간, RSSI 값 등)를 위치 산출기(140)로 전달하여 공유한다.
위치 산출기(140)는 복수의 리더기(130)와 무선 네트워크를 통하여 연결될 수 있으며, RF 통신, Wi-Fi 통신, 지그비 통신 등의 방식을 사용할 수 있다.
위치 산출기(140)는 복수의 리더기(130)에 각각 수신된 신호를 분석하여, 각팀 선수들의 위치 및 볼의 위치를 실시간 산출한다. 여기서, 위치 산출기(140)는 복수의 리더기(130)에 수신된 신호에 대한 RSSI값(Received signal strength indicator)을 이용하여 각 선수들과 볼의 위치를 산출할 수 있다.
즉, 위치 산출기(140)는 서로 다른 위치에 설치된 각각의 리더기(130)가 소정 RFID 태그(신호 발생기)로부터 수신한 신호에 대한 RSSI 값을 이용하여 소정 RFID 태그의 좌표를 추정할 수 있다. 복수의 리더기에서의 RSSI값에 기반한 위치 추정 기술은 기 공지된 기법에 해당하므로 상세한 설명은 생략한다.
물론, 이외에도, 위치 산출기(140)는 각각의 리더기(130)가 RFID 태그로부터 받은 신호의 도달 시간(TOA; Time of Arrival)을 이용하여 삼각측량법을 통해 태그의 좌표를 추정할 수 있고, 각각의 리더기(130)가 RFID 태그로부터 받은 신호의 상대적 도달 시간 차(TDOA; Time Difference of Arrival)을 이용하여 태그의 위치를 추정할 수도 있다.
위치 산출기(140)는 산출된 볼과 선수들의 위치를 기초로 움직임을 트래킹한 정보를 제어기(150)로 실시간 제공할 수 있다.
제어기(150)는 위치 산출기(140)에서 산출된 위치를 기초로 선수들과 볼의 움직임을 경기장 맵(MAP) 상에 실시간 매핑하여 디스플레이(이하, 디스플레이 기기)를 통해 출력 제공할 수 있다.
여기서 경기장 맵이란 실제의 풋볼 경기장의 시설물, 크기, 형태 등에 대응하여 2D 또는 3D 형태로 구현된 가상 경기장 맵에 해당할 수 있다. 여기서, 디스플레이 기기는 제어기(150)에 포함될 수도 있고 제어기(150)와 유무선 연결된 디스플레이 기기에 해당할 수도 있다.
제어기(150)는 현재 선수들과 볼의 움직임과 위치, 그리고 경기장 맵 내의 골라인 및 사이드라인의 위치를 비교하고 이를 기반으로 각 라인의 인아웃 여부와 팀별 득점 현황을 디스플레이를 통해 출력하여 제공할 수 있다.
따라서, 본 시스템에 따르면 경기장 내 실질적으로 심판이 존재하지 않는 환경에서도 보다 공정한 플레이가 가능하게 하여 분쟁의 여지를 최소화함은 물론 이를 통해 신속하고 원활한 게임 전개와 진행을 유도할 수 있다.
그 밖에도, 본 발명의 실시예는 충격 감지 센서(160)를 이용하여 오프사이드, 골킥, 코너킥 중 적어도 하나를 판정할 수 있다.
구체적으로, 충격 감지 센서(160)는 도 2와 같이 선수들의 운동화 전면(예: 앞코)에 각각 장착되어 충격량을 센싱하고 센싱한 충격량과 센싱 시점을 선수 식별정보와 연계하여 전송할 수 있다.
충격 감지 센서(160)는 충격이 센싱되면 센싱한 정보와 선수 식별정보를 제어기(150)로 직접 전달할 수도 있고, 별도의 무선망을 경유하여 전달할 수도 있다. 여기서, 무선망은 Wi-Fi, 지그비, RF 통신 등을 포함할 수 있다. 만일, 충격 감지 센서(160)가 통신 기능을 내장한 IoT(사물 인터넷) 모듈로 구현된 경우에는 Wi-Fi 망을 통해 제어기(150)로 정보를 무선 전송할 수 있다.
여기서, 제어기(150)는 충격량이 설정 이상으로 센싱된 선수 식별정보, 감지 시점, 팀별 선수들 위치 및 볼 위치를 이용하여 오프사이드, 골킥, 사이드킥 중 적어도 하나를 판정할 수 있다. 물론 디스플레이 기기는 해당하는 판정 결과를 실시간 시청각적으로 출력할 수 있다.
구체적으로 제어기(150)는 충격 감지 센서(160)로부터 충격이 감지된 시점과 볼이 골라인 또는 사이드라인 밖으로 벗어난 시점을 비교하여, 어느 팀에게 공격 우선권을 주는지를 판정할 수 있다.
만일, 현재 볼이 수비팀 선수의 발에서 충격된 후 골라인을 벗어난 경우에는 공격 팀에 대해 코너킥을 선언할 수 있고, 현재 볼이 공격팀 선수의 발에서 충격된 후 골라인을 벗어난 경우에는 수비팀에 대해 골킥을 선언할 수 있다.
또한, 공격팀 선수의 발에서 충격된 후의 실시간 볼의 위치와, 각팀 선수의 위치를 고려하여 오프사이드 여부를 판정할 수 있다. 물론, 경기 중에 볼이 사이드라인을 아웃한 경우에는 볼의 충격량과 관계없이 드로잉을 판정할 수 있다.
본 발명의 실시예에서 제어기(150)는 디스플레이 기기에 현재 출력 중인 화면을 유무선 네트워크 연결된 사용자 단말에게 제공할 수 있다.
또한 제어기(150)는 각 선수의 트래킹 정보를 기초로 선수의 활동량, 속도, 뛴거리 등을 추가로 분석하여 분석 결과를 디스플레이 기기로 제공하거나 각 선수에 대응한 사용자 단말로 제공할 수 있다.
사용자 단말은 풋볼 경기장 정보를 서비스하는 응용 프로그램(예: 모바일 앱)에 접속된 상태에서 관련 정보를 제공받을 수 있고 과거의 경기 이력을 검색하거나 조회할 수 잇다. 여기서, 사용자 단말은 스마트폰, 노트북, 태블릿 PC, 스마트 패드 등을 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 풋볼 경기장 시스템의 동작 방법을 설명하는 도면이다.
먼저, 복수의 리더기(130)는 각 신호 발생기(110,120)에서 송출된 신호를 수신하여 수신 신호의 정보를 위치 산출기(140)로 전달한다.
그러면, 위치 산출기(140)는 복수의 리더기(130)에 각각 수신된 신호를 분석하여(S310), 분석한 결과를 기초로 팀별 선수들의 위치 및 볼의 위치를 실시간 산출한다(S320).
여기서 위치 산출기(140)는 경기장 내 설치된 각각의 리더기(130)가 소정 신호 발생기(RFID 태그)로부터 수신한 신호에 대한 RSSI 값을 분석하여 해당 신호 발생기(RFID 태그)의 좌표를 추정하고 이를 기초로 설치 대상 객체(사람, 볼)의 위치를 추정할 수 있다.
제어기(150)는 위치 산출기(140)에서 제공한 정보를 기초로 선수들과 공의 움직임을 경기장 맵 상에 매핑하여 디스플레이를 통해 실시간 제공하며(S330), 선수들 및 볼의 위치 및 경기장 내 라인의 위치를 비교하여 경기 진행 중에 라인의 인아웃 여부, 득점 현황을 등을 출력 제공한다(S340).
여기서 물론, 제어기(150)는 충격 감지 센서(160)의 정보를 추가로 활용하여 골킥, 사이드킥를 판정할 수 있고 충격 후 볼의 실시간 위치 및 각팀 선수의 위치를 고려하여 오프사이드 여부를 판정할 수도 있다.
이러한 본 발명의 시스템은 풋볼 경기장에 적용된 것을 예시하고 있으나, 풋볼은 풋살(futsal)을 포함하므로 풋살 경기장에서도 동일한 원리로 적용 가능함은 물론이다.
이상과 같은 본 발명에 따르면, 볼과 선수에게 장착된 RFID 태그를 이용하여 위치를 정확하게 트래킹할 수 있으며, 볼과 선수의 트래킹 위치를 기반으로 경기장 내 골라인과 사이드라인의 인아웃 여부를 실시간 탐지할 수 있고 팀별 득점 현황을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 골킥, 코너킥, 오프사이드 여부를 판정할 수 있어 심판의 판단 및 판정 오류를 보조하는 도구로 활용 가능함은 물론, 실제로 심판이 부재한 환경에서도 심판을 대신하여 공정한 판정 결과를 제공함으로써 분쟁의 소지를 줄이고 원활하고 신속한 플레이를 지원할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 스마트 풋볼 경기장 시스템 110: 제1 신호 발생기
120: 제2 신호 발생기 130: 리더기
140: 위치 산출기 150: 제어기
160: 충격 감지 센서

Claims (6)

  1. 각팀 선수들에게 장착되며 선수 식별정보를 포함한 신호를 송출하는 복수의 제1 신호 발생기;
    볼에 장착되며 볼 식별정보를 포함한 신호를 송출하는 제2 신호 발생기;
    경기장에 적어도 3개 설치되며, 상기 제1 및 제2 신호 발생기의 송출 신호를 각각 수신하는 복수의 리더기;
    상기 선수들의 운동화 전면에 각각 장착되어 충격량을 센싱하고 센싱한 충격량 및 충격 감지 시점을 선수 식별정보와 연계하여 전송하는 충격 감지 센서;
    상기 복수의 리더기에 각각 수신된 신호를 분석하여 상기 각팀 선수들의 위치 및 볼의 위치를 실시간 산출하는 위치 산출기; 및
    상기 산출된 위치를 기초로 상기 선수들과 볼의 움직임을 경기장 맵 상에 실시간 매핑하여 디스플레이를 통해 출력 제공하고, 경기장 맵 내 골라인 및 사이드라인의 위치를 기반으로 라인의 인아웃 여부 및 팀별 득점 현황을 출력하는 제어기를 포함하며,
    상기 제어기는,
    상기 충격량이 설정 이상으로 센싱된 선수 식별정보, 충격 감지 시점, 그리고 상기 위치 산출기에 의해 산출된 팀별 선수들 위치 및 볼 위치를 이용하여, 오프사이드, 골킥 및 사이드킥을 판정하고, 상기 충격 감지 센서의 충격 감지 시점과 상기 볼이 골라인 또는 사이드라인 밖으로 벗어난 시점을 비교하여 어느 팀에게 공격 우선권을 주는지를 판정하며,
    상기 디스플레이는,
    상기 오프사이드, 골킥, 사이드킥 각각의 판정 결과를 화면에 출력하는 스마트 풋볼 경기장 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 위치 산출기는,
    상기 복수의 리더기로부터 각각 수신한 신호에 대한 RSSI값(Received signal strength indicator)을 이용하여 상기 선수들과 상기 볼의 위치를 산출하는 스마트 풋볼 경기장 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 및 제2 신호 발생기는 각각 RFID 태그인 스마트 풋볼 경기장 시스템.
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