KR102266216B1 - 정밀 위치 측위를 이용한 트레이닝 시스템 - Google Patents

정밀 위치 측위를 이용한 트레이닝 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 높은 정밀도를 가지는 초광대역통신(UWB) 기술을 이용하여 비접촉으로도 트레이닝 중 정확한 반응 상태를 확인하며, 간단한 설정만으로도 다양한 트레이닝이 가능하도록 한 정밀 위치 측위를 이용한 트레이닝 시스템에 관한 것으로서, 초광대역 통신(UWB) 기술을 활용하여 가볍고 정밀한 측위가 가능한 태그와 반응 목표 제공을 위한 발광부를 포함한 복수의 센싱 단말들을 구성하고, 훈련자 역시 태그를 포함하여 위치 측위가 가능한 착용 태그를 휴대하도록 하여 센싱 단말에 인접하는 훈련자의 반응 상태를 통해 목표 달성 여부를 비접촉 방식으로 확인함과 아울러 반응 목표 달성을 위한 훈련자의 움직임을 확인하여 목표 달성이나 훈련 상태를 다시 구분하도록 하여 정확하면서도 다양한 트레이닝을 원하는 대로 쉽게 변경하여 수행할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Description

정밀 위치 측위를 이용한 트레이닝 시스템{Trainning system using accurate location determination}
본 발명은 정밀 위치 측위를 이용한 트레이닝 시스템에 관한 것으로, 높은 정밀도를 가지는 초광대역통신(UWB) 기술을 이용하여 비접촉으로도 트레이닝 중 정확한 반응 상태를 확인하며, 간단한 설정만으로도 다양한 트레이닝이 가능하도록 한 정밀 위치 측위를 이용한 트레이닝 시스템에 관한 것이다.
체계적인 스포츠 트레이닝에 대한 관심이 높아지면서 다양한 운동능력을 개선하기 위한 여러 트레이닝 기법들이 등장하였다.
하지만 상황에 맞추어 목표로 하는 정확한 트레이닝을 수행하기 위해서는 트레이너의 지속적인 참여가 요구되었으며 트레이닝 목표를 직접 제시하거나 그에 대한 반응을 직접 확인하는 과정이 필요하였다.
자주 사용되는 특정한 트레이닝의 효율을 높이기 위해서 그에 맞춘 전용 장비들이 활용되기도 하는데, 이들 중 순발력 트레이닝 시스템은 미리 한 조를 이루는 여러개의 발광 터치 센서들을 이용한다. 이러한 여러 발광 터치 센서들을 필드에 분산 배치하고 이들 중 하나의 발광 색상이 변화되면 이를 터치하고, 해당 터치에 따라 다른 센서들 중 하나가 발광하면 해당 센서를 터치하는 방식으로 동작한다.
이러한 종래의 발광 터치 센서를 활용하는 트레이닝 시스템은 반드시 훈련자가 해당 센서를 터치해야 하므로 제한된 트레이닝만 가능할 뿐 도구를 이용하는 구기 종목의 훈련자가 특정 공간을 빠르게 지나가거나 패스하는 등의 행동을 확인하는 방식의 훈련은 불가능하였다.
나아가, 미리 설정된 한 조의 터치 센서들은 가능한 트레이닝의 종류가 제한되므로 한정된 트레이닝 외에 다양한 트레이닝에 활용하기가 어려운 문제가 있고, 특정 훈련 상황들이 순차적으로 배치되는 경우 역시 대응하기가 어려운 문제가 있다. 따라서, 이러한 고가의 장치들을 제한된 트레이닝을 위해 도입하기가 어렵다.
그 외에 범용적인 기능을 가지는 단말들을 포함하는 시스템을 구성하고 이러한 각 단말의 여러 기능들을 재구성하는 방식으로 다양한 단일 또는 순차적 트레이닝에 활용할 수 있는 시스템을 구성할 수도 있으나, 이 경우 트레이닝 종류를 변경할 때마다 시스템 재설정에 많은 시간이 요구되며 전문성이 필요하여 실제 트레이닝 환경에서 즉각적으로 적용되기 어렵고, 필요에 따라 대상과 숫자를 변경하는 등의 요구에도 쉽게 대응하기 어려울 뿐만 아니라 다양한 대응을 위해서 단말의 크기와 전력 소모 및 비용이 높아지는 한계가 있다.
따라서, 높지 않은 비용으로 다양한 종류의 접촉 혹은 비접촉 방식 트레이닝이 가능하면서도 여러 종류의 단일 혹은 순차적 트레이닝이 가능하고, 이러한 트레이닝 방식 변경에 따른 설정이 간단하도록 함으로써 일선 스포츠 트레이닝 환경에 적용하기 용이한 새로운 종류의 트레이닝 시스템이 필요한 실정이다.
한국 등록특허 제10-2053359호 [인터렉티브 트레이닝 시스템] 한국 공개특허 제10-1459298호 [스포츠 트레이닝 장치]
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 초광대역 통신(UWB) 기술을 활용하여 가볍고 정밀한 측위가 가능한 태그와 반응 목표 제공을 위한 발광부를 포함한 복수의 센싱 단말들을 구성하고, 훈련자 역시 태그를 포함하여 위치 측위가 가능한 착용 태그를 휴대하도록 하여 센싱 단말에 인접하는 훈련자의 반응 상태를 통해 목표 달성 여부를 비접촉 방식으로 확인함과 아울러 반응 목표 달성을 위한 훈련자의 움직임을 분석함으로써 정확하면서도 다양한 트레이닝이 가능하도록 한 정밀 위치 측위를 이용한 트레이닝 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 센싱 단말에 태그와 발광부 외에 터치나 진동을 측정할 수 있는 센서들을 더 부가하여 비접촉과 접촉에 따른 훈련이 모두 가능하도록 함과 아울러, 센싱 단말에 결합부를 구성하여 다양한 기존 훈련 수단에 쉽게 탈착할 수 있도록 하여 신속하게 트레이닝 환경을 설정하고 목표로 하는 반응 훈련이 가능하도록 한 정밀 위치 측위를 이용한 트레이닝 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 다양한 단말을 통해 서버에 접속하여 복수의 센싱 단말들을 훈련 단계에 따른 그룹으로 구분하고, 각 그룹에 속한 센싱 단말의 반응 제공을 위한 설정을 간단하게 지정하는 것 만으로 단일 종류의 트레이닝 뿐만 아니라 이전 반응에 후속하는 순차적인 트레이닝 역시 대단히 용이하게 수행할 수 있도록 한 정밀 위치 측위를 이용한 트레이닝 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 단순한 센싱 단말 반응 목표의 달성 여부 만이 아닌 트레이닝 과정에서의 훈련자 움직임 동선과 센싱 단말들의 위치 및 반응 상태를 모두 수집하므로 이를 통해서 트레이닝 결과를 분석하여 훈련자에 대한 분석 결과 제공이나 효율적 동선이나 위치 선정 정보를 추천하는 정밀 위치 측위를 이용한 트레이닝 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 정밀 위치 측위를 이용한 트레이닝 시스템은 광대역 무선 통신(UWB) 방식으로 태그와 통신하며 트레이닝 공간에 분산 배치된 복수의 위치 억세스 포인트(Location Access Point:LAP)와, 상기 복수의 LAP를 통합 관리하는 수집부와, 상기 수집부를 통해 수집한 LAP의 태그 통신 결과를 통해 태그의 위치를 검출하는 서비스 서버 및 상기 서비스 서버와 통신하는 사용자 단말을 포함하는 정밀 위치 측위를 이용한 트레이닝 시스템으로서, 상기 태그와 반응 목표 및 결과를 제공하기 위한 발광부를 포함하는 복수의 센싱 단말과; 상기 태그를 포함하며 훈련자가 휴대하는 착용 태그를 포함하며, 상기 서비스 서버는 사용자 단말로부터 센싱 단말에 대한 그룹 설정과 그룹별 센싱 단말의 반응 목표 제공을 위한 설정을 수신하여 수신된 설정을 상기 센싱 단말에 맞추어 제공하고, 그룹 내 센싱 단말의 목표 달성을 상기 착용 태그와 센싱 단말의 위치를 기반으로 판단하여 목표 달성 시 다음 그룹의 센싱 단말을 랜덤하게 동작시켜 반응 목표 제공하며, 모든 그룹의 반응 목표가 순차적으로 달성되면 최초 그룹 부터 다시 트레이닝을 반복한다.
일례로서, 센싱 단말은 터치나 진동을 측정하는 센싱부를 더 포함하고, 상기 센싱부의 측정 정보를 상기 LAP와 수집부를 통해 서비스 서버에 제공하며, 서비스 서버는 상기 센싱부의 측정 정보를 반응 목표 달성 여부 판단에 더 적용할 수 있다.
일례로서, 반응 목표 제공을 위한 설정은 센싱 단말의 평상시 발광부 동작이나 표시 색상 설정, 반응 목표 제공 시 발광부 동작이나 표시 색상 설정, 반응 목표 달성 판단을 위한 근접이나 센싱부 동작 여부 설정, 반응 목표 달성 시 발광부 동작이나 표시 색상 설정, 반응 목표 달성 시 발광부 변경 유지 시간, 반응 목표 달성 시 다음 단계 트레이닝을 위한 지연 시간 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
일례로서, 서비스 서버는 각 LAP의 신호 수신 시간을 기준으로 TDoA(Time Difference of Arrival) 방식이나 TWR(Two Way Ranging) 방식을 통해 Cm 단위 정밀도로 훈련자와 센싱 단말의 위치를 측정할 수 있다.
일례로서, 서비스 서버는 훈련자 착용 태그와 반응 목표가 설정된 센싱 단말의 위치를 기준으로 반응 목표 달성여부를 판단하되, 훈련자 착용 태그의 움직임 방향과 속도를 더 고려하여 오차 범위 이내에서 센싱 단말에 대한 반응 목표 달성 여부를 판단할 수 있다.
일례로서, 서비스 서버는 사용자 단말로부터 수신한 센싱 단말의 그룹 설정이 복수의 그룹인 경우 제 1 그룹에 속한 센싱 단말 중 하나의 반응 목표 달성이 확인되면 다음 그룹에 속한 센싱 단말 중 하나를 랜덤하게 선택하여 해당 센싱 단말이 반응 목표를 제공하도록 하고, 해당 센싱 단말의 반응 목표 달성을 확인하는 과정을 설정된 그룹의 수에 맞추어 순차적으로 수행하되, 더 이상 설정된 그룹이 없는 경우 처음부터 다시 시작할 수 있다.
일례로서, 서비스 서버는 사용자 단말로부터 수신한 센싱 단말의 그룹 설정이 단일 그룹이고 해당 그룹에 포함된 센싱 단말이 복수인 경우 랜덤하게 센싱 단말을 선택하여 해당 센싱 단말이 반응 목표를 제공하도록 하고, 해당 센싱 단말의 반응 목표 달성을 확인하면 다시 해당 그룹 내에서 랜덤하게 센싱 단말을 선택하는 과정을 반복할 수 있다.
일례로서, 센싱 단말은 센싱 단말을 훈련 도구에 결합하기 위한 벨트, 접착부, 점착부, 자석부 중 적어도 하나를 포함하는 결합부를 더 포함할 수 있다.
일례로서, 서비스 서버는 센싱 단말에 포함된 태그의 식별 정보를 등록하는 태그 등록부, 착용 태그와 해당 착용 태그를 착용하는 훈련자에 대한 정보를 등록하는 선수 등록부, 태그의 위치를 측위하여 훈련장의 위치로 변환하는 정밀 측위부, 센싱 단말에 포함되는 센싱부의 측정 정보를 확인하는 센서 검출부, 사용자 단말로부터 제공되는 센싱 단말에 대한 그룹 정보를 수집하는 그룹 등록부, 그룹 등록된 센싱 단말에 대한 반응 목표 제공을 위한 설정을 수집하는 설정 등록부, 정밀 측위부를 통한 센싱 단말 및 착용 태그의 위치를 통해 훈련자의 반응 상태를 결정하는 행동 분석부, 상기 그룹 등록부 및 설정 등록부의 설정 정보를 센싱 단말에 제공하고 그룹별 센싱 단말을 랜덤하게 선택하여 반응 목표를 제공한 후 행동 분석부 및 센서 검출부를 통해 반응 목표 달성여부를 판단하여 다음 그룹에 대한 트레이닝을 순차 제공하는 실행부를 포함할 수 있다.
나아가 행동 분석부는 신경망 기반 학습부를 더 포함하며, 정밀 측위부와 센서 검출부를 통해 훈련자 움직임 동선과 센싱 단말들의 위치 및 반응 상태를 수집하고, 센서 검출부의 측정 정보와 훈련자와 센싱 단말의 위치 및 훈련자의 동선을 학습하여 근접 여부 판단 정확도를 개선하고, 훈련자별 트레이닝 성과와 동선 또는 최적 반응 위치를 학습하여 트레이닝 성과가 낮은 훈련자에 대해 제안 동선 이나 반응 위치 정보를 사용자 단말에 제공할 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따른 정밀 위치 측위를 이용한 트레이닝 시스템은 초광대역 통신(UWB) 기술을 활용하여 가볍고 정밀한 측위가 가능한 태그와 반응 목표 제공을 위한 발광부를 포함한 복수의 센싱 단말들을 구성하고, 훈련자 역시 태그를 포함하여 위치 측위가 가능한 착용 태그를 휴대하도록 하여 센싱 단말에 인접하는 훈련자의 반응 상태를 통해 목표 달성 여부를 비접촉 방식으로 확인함과 아울러 반응 목표 달성을 위한 훈련자의 움직임을 분석함으로써 정확하면서도 다양한 트레이닝을 원하는 대로 쉽게 변경하여 수행할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 센싱 단말에 태그와 발광부 외에 터치나 진동을 측정할 수 있는 센서들을 더 부가하여 비접촉과 접촉에 따른 훈련이 모두 가능하도록 함과 아울러, 센싱 단말에 결합부를 구성하여 다양한 기존 훈련 수단에 쉽게 탈착할 수 있도록 하여 신속하게 트레이닝 환경을 설정하고 목표로 하는 반응 훈련이 가능하도록 함으로써 여러 종류의 트레이닝을 모든 훈련자에게 균일하게 제공할 수 있는 효과가 있다.
더불어, 본 발명은 다양한 단말을 통해 서버에 접속하여 복수의 센싱 단말들을 훈련 단계에 따른 그룹으로 구분하고, 각 그룹에 속한 센싱 단말의 반응 제공을 위한 설정을 간단하게 지정하는 것 만으로 단일 종류의 트레이닝 뿐만 아니라 이전 반응에 후속하는 순차적인 트레이닝 역시 대단히 용이하게 설정하여 수행할 수 있어 트레이닝 시스템의 활용도를 높일 수 있는 효과가 있다.
그 외에도 본 발명은 단순한 센싱 단말 반응 목표의 달성 여부 만이 아닌 트레이닝 과정에서의 훈련자 움직임 동선과 센싱 단말들의 위치 및 반응 상태를 모두 수집하므로 이를 통해서 트레이닝 결과를 분석하여 훈련자에 대한 분석 결과 제공이나 효율적 동선이나 위치 선정 정보를 추천하여 트레이닝의 효과를 극대화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 정밀 위치 측위를 이용한 트레이닝 시스템의 기반이 되는 정밀 위치 측위 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 정밀 위치 측위를 이용한 트레이닝 시스템의 적용 예시.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 센싱 단말의 구성예.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 센싱 단말을 훈련 도구에 적용한 예.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 정밀 위치 측위를 이용한 트레이닝 시스템의 구성 및 복수 그룹 트레이닝 방식의 예.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 정밀 위치 측위를 이용한 트레이닝 시스템의 동작 과정을 보인 순서도.
도 9 및 도 10은 단일 및 2개 그룹을 설정한 경우의 트레이닝 수행을 설명하기 위한 예시.
본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서 "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 발명에서 사용되는 제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만 구성 요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성 요소는 제 2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성 요소도 제 1 구성 요소로 명명될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
본 발명의 실시예에서 언급되는 사용자 단말이나 서버는 메모리 등의 저장부, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서 등의 하드웨어, 명령어 세트를 포함하는 소프트웨어 내지 이들의 조합 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 기반으로 구성될 수 있으며, 클라우드와 같은 네트워크 기반으로 구성될 수도 있다.
나아가, 광대역 무선 통신 방식으로 통신하는 태그와 위치 억세스 포인트(LPA) 외에, LPA와 통신하는 수집부, 수집부와 통신하는 서버, 서버와 통신하는 사용자 단말 간의 통신은 유/무선 통신망을 포함할 수 있으며, 이러한 무선 통신망의 일례로 무선랜(Wireless LAN: WLAN), DLNA(Digital Living Network Alliance), 와이브로(Wireless Broadband: Wibro), 와이맥스(World Interoperability for Microwave Access: Wimax), GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multi Access), CDMA2000(Code Division Multi Access 2000), EV-DO(Enhanced Voice-Data Optimized or Enhanced Voice-Data Only), WCDMA(Wideband CDMA), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), IEEE 802.16, 롱 텀 에볼루션(Long Term Evolution: LTE), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced), 광대역 무선 이동 통신 서비스(Wireless Mobile Broadband Service: WMBS), 5G 이동통신 서비스, 블루투스(Bluetooth), LoRa(Long Range), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association: IrDA), UWB(Ultra Wideband), 지그비(ZigBee), 인접 자장 통신(Near Field Communication: NFC), 초음파 통신(Ultra Sound Communication: USC), 가시광 통신(Visible Light Communication: VLC), 와이 파이(Wi-Fi), 와이 파이 다이렉트(Wi-Fi Direct) 등이 포함될 수 있다. 또한, 유선 통신망으로는 유선 LAN(Local Area Network), 유선 WAN(Wide Area Network), 전력선 통신(Power Line Communication: PLC), USB 통신, 이더넷(Ethernet), 시리얼 통신(serial communication), 광/동축 케이블 등이 포함될 수 있다.
초광대역 통신(UWB) 기술을 활용하여 정밀한 위치 측위가 가능하도록 하는 다양한 솔루션들이 등장하고 있으나, 대부분 차량 내 구성된 태그의 위치를 측위하여 주차장을 관리하거나 특정 대상의 움직임을 추적(예컨대 로봇의 위치 측위)하는 등의 특정 대상에 대한 특정 공간(실외 혹은 실내) 내 움직임 확인 용도에 그치고 있다.
하지만 본 발명의 실시예에서는 이러한 UWB 기술을 이용한 정밀 측위 기술을 스포츠 트레이닝을 위해서 활용하는 것으로, 단순히 정밀 측위 기술을 적용한 것이 아니라 이러한 정밀 측위 기술을 통한 비접촉식 반응 목표 달성 훈련과 추가적인 센서를 이용한 접촉식 반응 목표 달성 훈련을 제공하되, 특정 목표를 달성하면 후속 트레이닝이 수행되는 순차적 트레이닝이 가능하면서도 여러 종류의 트레이닝을 단순한 몇가지 설정만으로 간단하게 전환하여 수행할 수 있도록 하여 실제 스포츠 트레이닝 환경에서 누구나 쉽게 활용할 수 있도록 한 것에 특징이 있는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 정밀 위치 측위를 이용한 트레이닝 시스템의 기반이 되는 정밀 위치 측위 시스템(1)의 구성도이다.
UWB 기반 정밀 측위는 도시된 바와 같이 UWB 신호를 발생시키는 태그(10)와, 위치 측위를 위해 해당 태그(10)의 신호를 수집하는 앵커의 기능을 포함하는 복수의 위치 억세스 포인트(Location Access Point:LAP)(20)와, 복수의 LAP(20)를 통합 관리하는 수집부(30)와, 수집부(30)를 통해 수집한 LAP(20)의 태그 통신 결과를 통해 태그의 위치를 검출하는 서비스 서버(40) 및 서비스 서버(40)와 통신하는 사용자 단말(50)을 포함한다.
UWB 기반 정밀 측위는 태그(10)가 제공하는 신호를 수신하는 복수 LAP(20)의 수신 시간차를 통해 태그(10)의 위치를 계산하는 방식을 이용하는데, TDoA(Time Difference of Arrival) 방식이나 TWR(Two Way Ranging) 방식 중 적어도 하나를 이용하여 Cm 단위 정밀도로 태그(10)의 위치를 측정할 수 있다.
TDoA(Time Difference of Arrival) 방식은 모든 LAP(20)가 정밀하게 시간 동기된 상태에서 태그(10)가 제공하는 일방 신호를 수신하여 태그의 위치를 측정하는 방식이고, TWR(Two Way Ranging) 방식은 LAP(20) 간의 정밀 시간 동기가 되지 않더라도 각각 태그(20)와 지정된 메시지를 교환하면서 신호의 도달 시간을 측정하는 방식을 이용한다.
어떠한 방식을 이용하더라도 트레이닝 환경에 적용할 경우 Cm 수준의 정밀도를 제공할 수 있으며, LAP(20)의 배치 숫자와 위치, LAP(20)의 시간 측정 정밀도 등에 의해 위치 정확도는 더 높아질 수 있다.
본 발명은 도시된 태그(10)를 트레이닝을 위한 센싱 단말에 포함시켜 트레이닝 환경을 조성하고 각 센싱 단말의 위치를 특정하며, 훈련자가 휴대하도록 하여 훈련자의 위치와 훈련 상태를 파악할 수 있도록 한다.
수집부(30)는 복수의 LAP(20)가 수집하는 각 태그(10)에 대한 위치 측위용 측정 정보 및 해당 태그(10)를 포함하는 센싱 단말의 상태 정보를 모아서 서비스 서버(40)에 제공하고, 서비스 서버(40)가 제공하는 각종 제어 정보를 LAP(20)를 통해서 태그(10)나 해당 태그(10)를 포함하는 센싱 단말에 전달할 수 있다.
서비스 서버(40)는 LAP(20)가 수신하는 태그(10)의 신호 측정 시간차 정보를 통해서 해당 LAP(20)가 배치된 트레이닝 공간에 대한 위치를 연산한 후 정확한 공간 상 위치를 파악하며, 트레이닝 시 센싱 단말의 태그와 훈련자가 휴대하는 태그의 위치와 동선 등을 기반으로 트레이닝 목표 달성 여부를 비접촉 방식으로 파악할 수 있다.
해당 서비스 서버(40)는 다양한 트레이닝 설정 기능과 트레이닝 수행 기능을 포함하며, 사용자 단말(50)은 유무선으로 해당 서비스 서버(40)에 접속하여 원하는 트레이닝 환경을 간단하게 설정하고 그 결과를 확인할 수 있다.
사용자 단말(50)은 전용 어플리케이션을 설치한 후 서비스 서버(40)에 접속하여 각종 설정을 제공하고 트레이닝 상태 및 결과를 확인할 수 있으며, 전용 어플리케이션을 설치하지 않고 내장된 브라우저 등을 통해 서비스 서버(40)가 제공하는 웹페이지에 접속하여 각종 설정을 제공하고 트레이닝 상태 및 결과를 확인할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 정밀 위치 측위를 이용한 트레이닝 시스템의 적용 예를 보인 것이다.
도시된 바와 같이 훈련장에 복수의 LAP(20)를 배치하고, 훈련장 내의 태그 포함 센싱 단말(110)과 훈련자가 착용하는 것으로 태그를 포함하는 착용 태그(120)의 위치를 정밀 추적한다.
도시된 예시의 센싱 단말(110)은 도 3에 도시된 구성과 같이 트레이닝을 위한 반응 목표 제공을 위한 발광부(112)를 포함하며, 필요에 따라 해당 센싱 단말(110)을 훈련 도구에 결합하기 위한 벨트, 접착부, 점착부, 자석부 중 적어도 하나를 포함하는 결합부(119)를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 센싱 단말(110)은 도 4에 도시된 바와 같이 LAP(20)과 UWB 방식으로 통신을 수행하여 위치 측위를 위한 신호를 제공하고 트레이닝 목표 설정이나 목표 달성을 포함하는 트레이닝 제어 정보를 주고 받기 위한 UWB 통신부(111)와, 적어도 하나 이상의 컬러로 표시되어 반응 목표 제공과 반응 목표 달성을 나타내는 발광부(112)와, 필요에 따라 선택적으로 구성되어 훈련자의 터치나 설정 크기 이상의 진동을 측정하는 센싱부(114)와, UWB 통신부(111)를 통해 태그 기능을 수행하고, 서비스 서버(40)로부터 반응 목표 제공에 대한 정보를 수신하면 반응 목표 제공을 위해 특정한 색상이나 패턴으로 발광부(112)를 동작시키고, 센싱부(114)의 측정 정보를 서비스 서버(40)에 제공하며, 반응 목표 달성 시 발광부(112)를 반응 목표 달성을 나타내기 위한 색상이나 패턴으로 동작시키는 제어부(113)를 포함한다. 제어부(113)는 서비스 서버(40)로부터 비접촉 방식의 반응 목표 달성 정보를 수신하여 발광부(112)를 제어할 수도 있다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 센싱 단말(110)은 내부적으로 태그 기능을 수행하기 위한 구성 외에 서비스 서버(40)와 연동하여 반응 목표 제공 및 그 달성을 발광부(112)로 표시하는 기능만 제공하므로 비교적 저렴하게 구성할 수 있으며, 전력 소모 역시 크지 않아 충전식으로도 충분히 동작 가능하다. 도시된 센싱 단말(110)의 구성에서 일반적인 전원부는 생략하였으나 유선(전원 연결)이나 무선(배터리) 방식 중 적어도 하나를 포함하는 전원부가 구성된다.
즉, 센싱 단말(110)은 트레이닝 공간에서 자신의 위치를 서비스 서버(40)에 제공하고, 서비스 서버(40)의 제어에 따라 발광부(112)를 동작시켜 반응 목표를 제시하며, 훈련자가 이에 반응하여 근접하거나 혹은 센싱부(114)로 측정 가능한 액션(터치, 진동 제공)를 수행하면 반응 목표 달성을 발광부(112)로 표시하고, 이러한 센싱 단말(110)과 정보를 주고 받는 서비스 서버(40)가 트레이닝 상태와 과정을 관리한다.
훈련자가 휴대하는 착용 태그는 기본적으로 훈련자의 위치를 확인하기 위한 것이므로 태그와 착용 수단(밴드, 목걸이, 착용 클립 등)으로 구성될 수 있으며, 센싱 단말(110)과 실질적으로 동일한 구성을 가질 수도 있다. 이 경우 훈련자가 자신이 작용한 착용 태그(센싱 단말)의 센싱부를 터치하는 것으로 트레이닝을 시작하도록 하는 등으로 활용할 수도 있다.
도 5는 센싱 단말이 훈련 도구에 적용되는 구성을 보인 것으로, 도시된 바와 같이 일반적으로 사용되는 칼라 콘에 센싱 단말을 결합(도 5a)하거나, 폴에 센싱 단말을 결합(도 5b)하거나, 목표 패널에 센싱 단말을 장착(도 5c)하거나 혹은 박스에 센싱 단말을 배치(도 5d)할 수도 있다.
이를 통해서 특정한 색상으로 발광될 경우 해당 센싱 단말에 근접하거나, 센싱 단말을 터치하거나, 혹은 센싱 단말이 배치된 훈련 도구를 스포츠 용품(공, 배트 등)을 통해 타격하여 진동을 제공하는 등의 방식으로 반응 목표를 달성할 수 있다.
다시 도 2의 구성을 보면, 훈련자(1)는 센싱 단말(110)이 장착된 복수의 칼라콘(A, B, C)이 있을 때 칼라콘 A를 지나는 순간 기본 반응 목표 달성(시작)이 확인되며 일정한 시간 후 3개의 칼라콘 중 임의의 칼라콘에 구성된 센싱 단말(110)의 색상이 반응 목표 제공에 따라 변경된다. 도시된 예에서 칼라콘 C의 센싱 단말(110)의 발광부 색상이 변경되는 경우 훈련자(1)는 해당 위치로 공을 드리블하여 이동하며, 충분한 거리로 인접한 경우 서비스 서버(40)가 반응 목표 달성으로 판정하며 해당 칼라콘 C의 센싱 단말(110)의 발광부는 목표 달성을 나타내기 위해 동작(점멸, 다른 색상 표시 등)한다. 이러한 과정은 랜덤하게 반복되어 훈련자에 대한 트레이닝이 수행된다. 이 과정에서 훈련자(1)의 움직임 궤적(P) 역시 지속적으로 추적된다.
이를 통해서 서비스 서버(40)는 트레이닝을 수행하면서 훈련자(1)의 반응 목표 달성 수준을 파악하고, 움직임 궤적(P)을 통해 반응 목표 달성 효율을 개선하기 위한 동선의 낭비, 적절한 위치 선정 등에 대한 분석 결과나 제안 정보를 제공할 수 있게 된다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 정밀 위치 측위를 이용한 트레이닝 시스템의 구성 및 복수 그룹 트레이닝 방식의 예를 보인 것이다.
본 발명에서 실질적으로 트레이닝 방식을 결정하고 트레이닝 과정을 관리하는 주체는 서비스 서버(40)가 되며, 사용자는 사용자 단말(50)을 통해 서비스 서버(40)에 트레이닝할 센서 단말을 설정하고, 단일 종류의 트레이닝을 수행할 것인지 복수 단계의 순차적 트레이닝을 수행할 것인지(즉, 하나의 목표를 달성하면 이를 확인한 후 다음 단계의 트레이닝을 수행)를 설정하며, 반응 목표 제공을 위한 발광부의 색상, 동작 등을 설정하고, 이러한 설정을 기반으로 서비스 서버(40)는 설정된 복수의 센싱 단말(110)을 제어하여 원하는 트레이닝이 이루어지도록 하함과 아울러 트레이닝 과정에서의 훈련자 행동을 분석한다.
즉, 도시된 바와 같이 LAP(20), 수집부(30), 서비스 서버(40) 및 사용자 단말(50)로 구성된 트레이닝 환경과 가변적 트레이닝 상황에 맞추어 동적으로 참여하는 태그를 포함한 센싱 단말(110) 및 착용 태그(120)로 정밀 위치 측위를 이용한 트레이닝 시스템을 구성한다.
여기서 서비스 서버(40)는 사용자 단말(50)로부터 센싱 단말(110)에 대한 그룹 설정과 그룹별 센싱 단말의 반응 목표 제공을 위한 설정을 수신하여 수신된 설정을 센싱 단말(110)에 맞추어 제공하고, 그룹 내 센싱 단말(110)의 목표 달성을 착용 태그(120)와 센싱 단말(110)의 위치를 기반으로 판단하여 목표 달성 시 다음 그룹의 센싱 단말을 랜덤하게 동작시켜 반응 목표 제공하며, 모든 그룹의 반응 목표가 순차적으로 달성되면 최초 그룹 부터 다시 트레이닝을 반복하도록 동작할 수 있다.
도시된 센싱 단말(110)은 터치나 진동을 측정하는 센싱부를 더 포함하고, 센싱부의 측정 정보를 LAP(20)와 수집부(30)를 통해 서비스 서버(40)에 제공하고, 서비스 서버(40)는 센싱부의 측정 정보를 반응 목표 달성 여부 판단에 더 적용할 수 있다.
도시된 서비스 서버(40)의 예시적 구성을 좀 더 살펴보면, 도시된 바와 같이 센싱 단말(110)에 포함된 태그의 식별 정보를 등록하는 태그 등록부(41), 착용 태그(120)와 해당 착용 태그를 착용하는 훈련자에 대한 정보를 등록하는 선수 등록부(42), 태그의 위치를 측위하여 훈련장의 위치로 변환하는 정밀 측위부(43), 센싱 단말(110)에 포함되는 센싱부의 측정 정보를 확인하는 센서 검출부(44), 사용자 단말(50)로부터 제공되는 센싱 단말(110)에 대한 그룹 정보를 수집하는 그룹 등록부(45), 그룹 등록된 센싱 단말(110)에 대한 반응 목표 제공을 위한 설정을 수집하는 설정 등록부(46), 정밀 측위부(43)를 통한 센싱 단말(110) 및 착용 태그(120)의 위치를 통해 훈련자의 반응 상태를 결정하는 행동 분석부(48), 그룹 등록부(45) 및 설정 등록부(46)의 설정 정보를 센싱 단말(110)에 제공하고 그룹별 센싱 단말(110)을 랜덤하게 선택하여 반응 목표를 제공한 후 행동 분석부(48) 및 센서 검출부(44)를 통해 반응 목표 달성여부를 판단하여 다음 그룹에 대한 트레이닝을 순차 제공하는 실행부(47)를 포함한다.
여기서 태그 등록부(41)는 각각 식별 정보를 구비한 각 센싱 단말(110)을 구분하기 위한 것으로서, 시스템에 적용될 수 있는 센싱 단말(110)에 대한 식별 정보를 등록하는 기능과, 이러한 등록된 센싱 단말(110)에 대한 정보를 제공하여 트레이닝에 사용할 센싱 단말(110)을 선택할 수 있도록 하는 기능을 제공할 수 있다.
선수 등록부(42)는 착용 태그(120)에 대한 정보와 이를 착용하는 훈련자에 대한 정보를 등록하여 트레이닝 결과를 훈련자에 맞추어 분석할 수 있도록 구분하기 위한 것이다.
그룹 등록부(45)는 단일 트레이닝이나 앞선 트레이닝의 반응 목표가 달성되면 후속되는 트레이닝을 순차 수행하는 방식들을 설정하기 위한 것이다. 예컨대 동일한 트레이닝이 반복되는 것이라면 사용되는 모든 센싱 단말(110)을 하나의 그룹으로 설정하고, 특정한 센싱 단말(110)이나 센싱 단말들에 대한 반응 목표가 달성되면 다음 센싱 단말들이 랜덤하게 동작하는 방식이라면 센싱 단말들을 순서에 맞추어 그룹으로 설정한다.
설정 등록부(46)는 그룹 등록된 센싱 단말(110)에 대한 반응 목표 제공을 위한 설정을 등록 받는 부분으로서, 반응 목표 제공을 위한 설정은 센싱 단말(110)의 평상시 발광부 동작이나 표시 색상 설정, 반응 목표 제공 시 발광부 동작이나 표시 색상 설정, 반응 목표 달성 판단을 위한 근접이나 센싱부 동작 여부 설정, 반응 목표 달성 시 발광부 동작이나 표시 색상 설정, 반응 목표 달성 시 발광부 변경 유지 시간, 반응 목표 달성 시 다음 단계 트레이닝을 위한 지연 시간 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
예컨대 평시에는 초록색으로 발광부가 동작하다가 반응 목표 제공 시 붉은색으로 발광부가 동작하고, 착용 태그가 근접하거나 훈련자가 터치 센서를 누를 경우 1초간 깜빡이거나 노란색이 표시될 수 있고, 총 2초간의 대기시간 후 다음 그룹(단일 그룹인 경우 동일 그룹)의 랜덤 선택된 센싱 단말이 동작할 수 있다.
행동 분석부(48)는 기본적으로 센싱 단말(110) 및 착용 태그(120)의 위치를 통해 훈련자의 반응 상태를 결정하는데, 기준 이하로 위치가 인접할 경우 반응 목표 달성으로 판단할 수 있다. 한편, 정밀 위치 측위라 하더라도 오차가 발생할 수 있고, 위치 측정 시점에서 지연이 있을 수 있으며, 착용 태그의 착용 위치와 트레이닝 목표 신체 부위가 다를 수 있기 때문에 훈련자 착용 태그의 움직임 방향과 속도를 더 고려하여 오차 범위 이내에서 센싱 단말에 대한 반응 목표 달성 여부를 판단할 수 있다. 즉, 훈련자의 움직임 방향과 속도를 통해서 움직임 방향이 반응 목표가 표시된 센싱 단말쪽으로 이동하다가 그 이동 위치가 급격하기 변경된 경우 훈련자가 실제 센싱 단말에 충분히 인접한 다음에 다음 반응을 위해 위치를 변경한 것일 수 있으므로 이 경우 목표 달성으로 판단할 수 있다. 나아가, 해당 센싱 단말(110)이 센싱부를 구비하여 물리적인 반응 목표 달성을 측정할 수 있다면 착용 태그(120)의 위치 변화와 센싱 단말(110)의 센싱부 측정 결과를 통해 위치를 보정하거나 비접촉 반응 목표 달성을 위한 오차 범위를 재설정할 수 있다.
나아가 행동 분석부(48)는 신경망 기반 학습부를 더 포함하며, 정밀 측위부(43)와 센서 검출부(44)를 통해 훈련자 움직임 동선과 센싱 단말들의 위치 및 반응 상태를 수집하고, 센서 검출부(44)의 측정 정보와 훈련자(착용 태그)(120)와 센싱 단말(110)의 위치 및 훈련자의 동선을 학습하여 근접 여부 판단 정확도를 개선하고, 훈련자별 트레이닝 성과와 동선 또는 최적 반응 위치를 학습하여 트레이닝 성과가 낮은 훈련자에 대해 제안 동선 이나 반응 위치 정보를 사용자 단말에 제공할 수 있다.
예컨대 트레이닝 성과가 높은 훈련자가 주로 반응에 대비하기 위해서 머무는 위치 선정 정보를 제공한다거나, 반응성을 높이기 위한 동선을 제시하는 등의 분석 정보 제공이나 제안이 가능한데, 각 선수의 개인 정보와 트레이닝 상태 정보등을 신경망 학습을 통해 학습한 후 각 선수별 최적 선정 위치와 동선을 예측하여 제공할 수 있고, 실제 그에 대한 반영 정보를 신경망이 지속적으로 학습함으로써 트레이닝 성과를 높이기 위한 분석이나 제안의 정확도를 높일 수 있다.
도 7은 도 6에 도시된 구성을 이용하여 트레이닝 환경을 설정하는 과정인 보인 순서도이다.
도시된 바와 같이 사용자 단말(50)이 서비스 서버(40)에 접속한 후 태그와 선수 정보를 등록한다. 즉 사용할 센싱 단말(110) 및 착용 태그(120)에 대한 정보를 태그 등록부(41)에 등록하거나 기 등록된 리스트에서 사용할 것으로 선택하며, 착용 태그(120)를 착용한 선수에 대한 정보를 선수 등록부(42)에 등록하거나 기 등록된 리스트에서 선택한다.
이후 트레이닝을 위해서 등록된 센싱 단말(110)을 배치한다. 다양한 훈련 도구에 결합하여 배치할 수 있고, 트레이닝 종류에 맞추어 단일 그룹이나 복수 그룹으로 구분하여 배치할 수 있다. 이러한 센싱 단말(110)의 배치는 각종 설정 이전에 수행될 수 있고, 설정 이후에 수행될 수 있으므로 배치 과정의 순서는 중요하지 않다.
사용자 단말(50)은 서비스 서버(40)에 접속하여 그룹 등록부(45)에서 센싱 단말(110)에 대한 그룹을 설정한다. 도 6의 예시에서는 총 9개의 센싱 단말(110a 내지110g)과 착용 태그(120)가 태그 등록부(41)에 등록되며, 해당 센싱 단말 중 하나(110a)를 그룹 1로 등록하고, 3개(110b 내지 110d)를 제 2 그룹으로 등록하며, 3개(110e 내지 110g)를 제 3 그룹으로 등록한다.
이후 사용자 단말(50)은 각 그룹별 센싱 단말에 대한 반응 목표 제공 방식을 설정하는데, 이러한 설정은 각 그룹에 대해서 한번 씩만 설정하면 되고, 기본적인 설정은 미리 등록되어 있을 수 있다.
예컨대 제 1 그룹의 센싱 단말에 대해서 평시 청색 발광, 반응 목표 제공 시 적색 발광, 반응 목표 달성 시 1초 점멸, 다음 반응까지 대기 시간 2초를 설정할 수 있고, 제 2 그룹의 센싱 단말 역시 동일하게 설정하고, 제 3 그룹의 센싱 단말 역시 동일하게 설정할 수 있다. 나아가 제 1 그룹의 센싱 단말(110a)은 비접촉 반응 목표 달성을 설정하고, 제 2 그룹의 센싱 단말(110b 내지 110d) 역시 비접촉 반응 목표 달성을 설정하며, 제 3 그룹의 센싱 단말(110e 내지 110g)은 접속(진동) 반응 목표 달성을 설정할 수 있다.
도 8은 설정이 완료된 후 트레이닝의 실행 과정은 보인 순서도이다. 도시된 바와 같이, 복수 그룹이 설정된 경우, 제 1 그룹의 센싱 단말 중 임의의 단말에 반응 목표를 제시한다. 만일 제 1 그룹 센싱 단말이 단일하다면 해당 센싱 단말이 무조건 반응 목표를 제시하고 그에 대한 반응을 대기한다. 즉, 제 1 그룹은 트레이닝의 시작을 결정하는 수단으로 동작할 수 있다.
도 6의 예시에서 훈련자(1a)가 제 1 그룹의 센싱 단말(110a)을 공을 드리블하면서 스쳐 지나가면 서비스 서버(40)의 정밀 측위부(43) 및 행동 분석부(48)가 반응 목표 달성을 확인한다. 실행부(47)는 해당 센싱 단말(110a)에 반응 목표 달성에 대한 정보를 제공하고 해당 센싱 단말(110a)은 설정된 대로 발광부를 동작시켜 반응 목표 달성에 따른 발광부 제어, 즉 반응 후 동작을 수행하며 서비스 서버(40)는 해당 트레이닝에 대한 훈련자(1a)의 위치 궤적 정보를 수집한다. 제 1 그룹의 경우 트레이닝의 시작을 알리는 것이 된다.
이후 실행부(47)는 다음 그룹인 제 2 그룹의 센싱 단말들(110b 내지 110d)에서 임의의 센싱 단말을 선택한 후 선택 정보를 선택된 센싱 단말(예컨대 110d)에 제공하며, 해당 센싱 단말(110d)은 발광부 색상을 적색으로 표시한다.
훈련자(1a)는 드리블을 유지하면서 해당 센싱 단말(110d)을 스쳐 지나가며 해당 서비스 서버(40)가 정밀 측위부(43) 및 행동 분석부(48)를 통해 이를 확인하면 반응 목표 달성에 대한 정보를 해당 센싱 단말(110d)에 제공하고 해당 선수에 대한 정보를 수집한다. 센싱 단말(110d)은 반응 목표 달성에 따라 발광부를 1초간 점멸시킴으로써 반응 후 동작을 수행한다.
실행부(47)는 그 다음 그룹인 제 3 그룹의 센싱 단말들(110e 내지 110g)에서 임의의 센싱 단말을 선택한 후 선택 정보를 선택된 센싱 단말(예컨대 110e)에 제공하며, 해당 센싱 단말(110e)은 발광부 색상을 적색으로 표시한다.
훈련자(1a)는 해당 센싱 단말(110e) 배치된 칼라콘을 공으로 맞춤으로써 센싱 단말(110e)이 센싱부를 통해 해당 진동 정보를 서비스 서버(40)에 제공하며,서비스 서버(40)는 센서 검출부(44)를 통해서 반응 목표 달성을 확인한다. 이 경우 센싱 단말(110e)은 스스로 반응 목표 달성을 알 수 있으므로 미리 설정된 대로 반응 후 동작으로 발광부를 1초간 점멸 시킨다.
실행부(47)는 제 2 그룹까지 트레이닝이 완료되었으므로 다시 그룹 1에 속한 센싱 단말(110a)에 반응 목표 제공을 위한 정보를 제공하는 것으로 후속 훈련자(1b)에 대한 트레이닝이 시작된다.
이와 같이 본 발명은 대단히 간단한 그룹 설정 및 반응 목표 제공 관련 설정을 통해서 다양한 종류의 트레이닝을 쉽게 변경할 수 있게 된다.
도 9 및 도 10은 단일 및 2개 그룹을 설정한 경우의 트레이닝 수행을 설명하기 위한 예시이다.
도 9는 단일 그룹을 설정한 경우로서 센싱 단말 5개를 모두 단일 그룹으로 설정하고 평시 청색, 반응 목표 제공 시 적색, 반응 목표 달성 시 점멸 0.5초, 지연시간 2초로 설정하며, 반응 목표 달성을 터치로 설정한 경우, 훈련자가 센싱 단말을 터치하면 0.5초간 점멸하고 2초가 지나면 임의의 센싱 단말의 발광부가 적색이 되는 방식으로 반복 트레이닝이 가능하게 된다.
도 10은 2개 그룹으로 설정한 경우로서, 센싱 단말 중 하나(A)를 제 1 그룹으로 설정하고 나머지 센싱 단말들(B 내지 E)을 제 2 그룹으로 설정하며 제 1 그룹의 목표 달성을 비접촉, 제 2 그룹의 목표 달성을 진동으로 설정하며 나머지는 기본(평시 청색, 반응 목표 제공시 적색, 반응 목표 달성시 0.5초 점멸)으로 설정할 수 있다.
이 경우 제 1 훈련자가 제 1 그룹의 센싱 단말(A)을 지나면서 공을 제 2 훈련자에게 패스하고, 제 2 훈련자는 제 2 그룹의 센싱 단말들(B 내지 E) 중 랜덤하게 적색으로 점등되는 센싱 단말의 목표 패널에 공을 패스하여 그 진동에 따라 반응 목표 달성이 확인된다. 이후 다시 제 1 그룹의 센싱 단말(A)이 접근을 대기하게 된다.
이와 같이 상기 서비스 서버는 사용자 단말로부터 수신한 센싱 단말의 그룹 설정이 단일 그룹이고 해당 그룹에 포함된 센싱 단말이 복수인 경우 랜덤하게 센싱 단말을 선택하여 해당 센싱 단말이 반응 목표를 제공하도록 하고, 해당 센싱 단말의 반응 목표 달성을 확인하면 다시 해당 그룹 내에서 랜덤하게 센싱 단말을 선택하는 과정을 반복할 수 있다. 나아가 사용자 단말로부터 수신한 센싱 단말의 그룹 설정이 복수의 그룹인 경우 제 1 그룹에 속한 센싱 단말 중 하나의 반응 목표 달성이 확인되면 다음 그룹에 속한 센싱 단말 중 하나를 랜덤하게 선택하여 해당 센싱 단말이 반응 목표를 제공하도록 하고, 해당 센싱 단말의 반응 목표 달성을 확인하는 과정을 설정된 그룹의 수에 맞추어 순차적으로 수행하되, 더 이상 설정된 그룹이 없는 경우 처음부터 다시 시작하도록 할 수 있다.
이처럼 간단한 방식으로 다양한 트레이닝에 대한 설정 및 적용이 가능하며 접촉 및 비접촉 반응 목표 달성 확인이 가능하므로 정확한 목표 달성 확인 및 터치 등을 위해 폼을 무너뜨리지 않고도 목표 달성 확인으로 트레이닝 효과를 높일 수 있다.
전술된 내용은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 태그 20: 위치 억세스포인트(LAP)
30: 수집부 40: 서비스 서버
41: 태그 등록부 42: 선수 등록부
43: 정밀 측위부 44: 센서 검출부
45: 그룹 등록부 46: 설정 등록부
47: 실행부 48: 행동 분석부
50: 사용자 단말 110: 센싱 단말
111: UWV 통신부 112: 발광부
113: 제어부 114: 센싱부

Claims (10)

  1. 광대역 무선 통신(UWB) 방식으로 태그와 통신하며 트레이닝 공간에 분산 배치된 복수의 위치 억세스 포인트(Location Access Point:LAP)와, 상기 복수의 LAP를 통합 관리하는 수집부와, 상기 수집부를 통해 수집한 LAP의 태그 통신 결과를 통해 태그의 위치를 검출하는 서비스 서버 및 상기 서비스 서버와 통신하는 사용자 단말을 포함하는 정밀 위치 측위를 이용한 트레이닝 시스템으로서,
    상기 태그와 반응 목표 및 결과를 제공하기 위한 발광부를 포함하는 복수의 센싱 단말과;
    상기 태그를 포함하며 훈련자가 휴대하는 착용 태그를 포함하며,
    상기 서비스 서버는 사용자 단말로부터 센싱 단말에 대한 그룹 설정과 그룹별 센싱 단말의 반응 목표 제공을 위한 설정을 수신하여 수신된 설정을 상기 센싱 단말에 맞추어 제공하고, 그룹 내 센싱 단말의 목표 달성을 상기 착용 태그와 센싱 단말의 위치를 기반으로 판단하여 목표 달성 시 다음 그룹의 센싱 단말을 랜덤하게 동작시켜 반응 목표 제공하며, 모든 그룹의 반응 목표가 순차적으로 달성되면 최초 그룹 부터 다시 트레이닝을 반복하는 정밀 위치 측위를 이용한 트레이닝 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 센싱 단말은 터치나 진동을 측정하는 센싱부를 더 포함하고, 상기 센싱부의 측정 정보를 상기 LAP와 수집부를 통해 서비스 서버에 제공하며, 서비스 서버는 상기 센싱부의 측정 정보를 반응 목표 달성 여부 판단에 더 적용하는 것을 특징으로 하는 정밀 위치 측위를 이용한 트레이닝 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 반응 목표 제공을 위한 설정은 센싱 단말의 평상시 발광부 동작이나 표시 색상 설정, 반응 목표 제공 시 발광부 동작이나 표시 색상 설정, 반응 목표 달성 판단을 위한 근접이나 센싱부 동작 여부 설정, 반응 목표 달성 시 발광부 동작이나 표시 색상 설정, 반응 목표 달성 시 발광부 변경 유지 시간, 반응 목표 달성 시 다음 단계 트레이닝을 위한 지연 시간 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 정밀 위치 측위를 이용한 트레이닝 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 서비스 서버는 상기 각 LAP의 신호 수신 시간을 기준으로 TDoA(Time Difference of Arrival) 방식이나 TWR(Two Way Ranging) 방식을 통해 Cm 단위 정밀도로 훈련자와 센싱 단말의 위치를 측정하는 것을 특징으로 하는 정밀 위치 측위를 이용한 트레이닝 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 서비스 서버는 상기 훈련자가 휴대하는 착용 태그와 반응 목표가 설정된 센싱 단말의 위치를 기준으로 반응 목표 달성여부를 판단하되, 상기 훈련자가 휴대하는 착용 태그의 움직임 방향과 속도를 더 고려하여 오차 범위 이내에서 센싱 단말에 대한 반응 목표 달성 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 정밀 위치 측위를 이용한 트레이닝 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 서비스 서버는 상기 사용자 단말로부터 수신한 센싱 단말의 그룹 설정이 복수의 그룹인 경우 제 1 그룹에 속한 센싱 단말 중 하나의 반응 목표 달성이 확인되면 다음 그룹에 속한 센싱 단말 중 하나를 랜덤하게 선택하여 해당 센싱 단말이 반응 목표를 제공하도록 하고, 해당 센싱 단말의 반응 목표 달성을 확인하는 과정을 설정된 그룹의 수에 맞추어 순차적으로 수행하되, 더 이상 설정된 그룹이 없는 경우 처음부터 다시 시작하는 것을 특징으로 하는 정밀 위치 측위를 이용한 트레이닝 시스템.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 서비스 서버는 상기 사용자 단말로부터 수신한 센싱 단말의 그룹 설정이 단일 그룹이고 해당 그룹에 포함된 센싱 단말이 복수인 경우 랜덤하게 센싱 단말을 선택하여 해당 센싱 단말이 반응 목표를 제공하도록 하고, 해당 센싱 단말의 반응 목표 달성을 확인하면 다시 해당 그룹 내에서 랜덤하게 센싱 단말을 선택하는 과정을 반복하는 것을 특징으로 하는 정밀 위치 측위를 이용한 트레이닝 시스템.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 센싱 단말은 센싱 단말을 훈련 도구에 결합하기 위한 벨트, 접착부, 점착부, 자석부 중 적어도 하나를 포함하는 결합부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정밀 위치 측위를 이용한 트레이닝 시스템.
  9. 청구항 2에 있어서, 상기 서비스 서버는
    센싱 단말에 포함된 태그의 식별 정보를 등록하는 태그 등록부와;
    착용 태그와 해당 착용 태그를 착용하는 훈련자에 대한 정보를 등록하는 선수 등록부와;
    태그의 위치를 측위하여 훈련장의 위치로 변환하는 정밀 측위부와;
    센싱 단말에 포함되는 센싱부의 측정 정보를 확인하는 센서 검출부와;
    사용자 단말로부터 제공되는 센싱 단말에 대한 그룹 정보를 수집하는 그룹 등록부와;
    그룹 등록된 센싱 단말에 대한 반응 목표 제공을 위한 설정을 수집하는 설정 등록부와;
    정밀 측위부를 통한 센싱 단말 및 착용 태그의 위치를 통해 훈련자의 반응 상태를 결정하는 행동 분석부와;
    상기 그룹 등록부 및 설정 등록부의 설정 정보를 센싱 단말에 제공하고 그룹별 센싱 단말을 랜덤하게 선택하여 반응 목표를 제공한 후 행동 분석부 및 센서 검출부를 통해 반응 목표 달성여부를 판단하여 다음 그룹에 대한 트레이닝을 순차 제공하는 실행부를 포함하는 것을 특징으로 하는 정밀 위치 측위를 이용한 트레이닝 시스템.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 행동 분석부는 신경망 기반 학습부를 더 포함하며, 상기 정밀 측위부와 센서 검출부를 통해 훈련자 움직임 동선과 센싱 단말들의 위치 및 반응 상태를 수집하고, 상기 센서 검출부의 측정 정보와 훈련자와 센싱 단말의 위치 및 훈련자의 동선을 학습하여 근접 여부 판단 정확도를 개선하고, 훈련자별 트레이닝 성과와 동선 또는 최적 반응 위치를 학습하여 트레이닝 성과가 낮은 훈련자에 대해 제안 동선 이나 반응 위치 정보를 사용자 단말에 제공하는 것을 특징으로 하는 정밀 위치 측위를 이용한 트레이닝 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101459298B1 (ko) 2010-10-01 2014-11-07 비쿨, 에스.엘. 스포츠 트레이닝 장치
KR20170112862A (ko) * 2016-03-28 2017-10-12 한양대학교 산학협력단 Gps 및 uwb 기술을 접목하여 차량의 위치를 감지하는 측위 시스템 및 방법
KR102053359B1 (ko) 2018-05-19 2019-12-06 주식회사 스마트피트코리아 인터렉티브 트레이닝 시스템

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101459298B1 (ko) 2010-10-01 2014-11-07 비쿨, 에스.엘. 스포츠 트레이닝 장치
KR20170112862A (ko) * 2016-03-28 2017-10-12 한양대학교 산학협력단 Gps 및 uwb 기술을 접목하여 차량의 위치를 감지하는 측위 시스템 및 방법
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