KR102279594B1 - 스포츠 전문가 코칭 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스포츠 전문가 코칭 장치, 방법 및 시스템에 관한 것으로, 전문가의 자세 정보와 사용자의 자세 정보를 비교 분석하여 사용자에 적합한 최적 모델링 정보를 제공할 수 있도록 하는 스포츠 전문가 코칭 장치, 방법 및 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 스포츠 전문가 코칭 장치는 전문가 및 사용자의 자세 정보를 획득하는 입력부, 상기 전문가 및 사용자의 자세 정보를 비교 분석한 정보를 추출하여 상기 사용자에 적합한 최적 모델링 정보를 생성하는 제어부, 상기 분석 정보와 상기 최적 모델링 정보를 제공하는 출력부를 포함할 수 있다.

Description

스포츠 전문가 코칭 장치 및 방법{SPORTS COACHING DEVICE AND METHOD}

본 발명은 스포츠 전문가 코칭 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스포츠 전문가의 자세를 데이터화하여 사용자의 자세 정보와 비교, 분석하여 사용자에 적합하도록 생성된 최적 모델링 정보를 제공하여 자세를 보정할 수 있도록 도움을 주는 스포츠 전문가 코칭 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근 스포츠 활동에 대한 관심이 증가되고, 스포츠 활동에 직접 참여하는 사람들이 증가하고 있다. 구기 종목 등을 포함한 대부분의 스포츠는 올바른 자세를 갖추게 되면, 경기력 향상 뿐만 아니라 부상으로부터 신체를 보호할 수 있으므로, 올바른 자세를 갖추기 위하여 교정 및 반복적인 연습이 필요하다.

골프, 사격, 야구, 탁구 등의 스포츠는 올바른 자세를 통한 힘과 안정적인 운동 조절력이 발현되며, 경기력 향상을 기대할 수 있다. 이와 같은 안정적인 자세를 갖추기 위해서 보통은 코치를 통해서 자세를 교정하게 된다.

최근 스포츠 활동을 하는 데 있어서, 시간과 장소의 제약이 있으므로, 실내에서 기준이 되는 자세를 영상으로 보면서 스스로 교정을 하게 되는 경우가 많다.

그러나, 이렇게 단순히 전문가의 영상을 보면서 자세를 연습하기 보다는 다양한 스포츠 분야의 전문가의 자세를 사용자에게 적합하도록 최적화시킨 자세를 모델링하여 사용자의 자세 교정을 할 수 있는 방법이 요청된다.

한국등록특허 제10-1618443호 (2016.04.28.)

본 발명의 목적은 스포츠 전문가의 자세 정보와 사용자의 자세 정보를 비교 분석하여 사용자에 적합한 최적 모델링 정보를 제공할 수 있는 스포츠 전문가 코칭 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 목적은 사용자에게 적합한 최적 모델링 정보를 제공하여 사용자가 최적 모델링 정보에 의한 피드백을 받아 자세를 교정할 수 있도록 하는 스포츠 전문가 코칭 장치를 제공하는 데 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스포츠 전문가 코칭 장치는 영상을 촬영하기 위한 카메라모듈과, 화면을 표시하기 위한 표시모듈과, 상기 표시모듈을 통해 사용자의 신체조건 및 운동신경에 맞춰 전문가 자세 영상을 변형하여 생성한 기준 영상을 표시하는 기준영상처리부와, 상기 카메라모듈로부터 상기 기준 영상을 모방한 사용자의 모방 자세 영상을 수집한 후, 상기 기준 영상과 상기 모방 자세 영상의 기 설정된 비교 영역을 비교하여 상기 비교 영역 중 상기 모방 자세 영상과 상기 기준 영상과의 차이가 소정 수치 이상인 부분을 교정 영역으로 도출하는 교정영역처리부를 포함한다.

상기 교정영역처리부는 상기 교정 영역과 상기 교정 영역의 상기 모방 자세 영상과 상기 기준 영상과의 차이의 비율인 교정 비율을 상기 표시모듈을 통해 표시하는 것을 특징으로 한다.

상기 스포츠 전문가 코칭 장치는 사용자의 신체 중 상기 비교 영역에 착용되는 햅틱 장치와, 상기 햅틱 장치와 무선으로 통신하기 위한 통신부를 더 포함하며, 상기 교정영역처리부는 상기 비교 영역에 착용된 햅틱 장치 중 상기 교정 영역에 착용된 햅틱 장치가 상기 교정 영역의 상기 모방 자세 영상과 상기 기준 영상과의 차이의 비율인 교정 비율에 따른 세기로 햅틱 요소를 출력하도록 상기 통신부를 통해 상기 교정 영역에 착용된 햅틱 장치로 교정 신호를 전송하는 것을 특징으로 한다.

상기 기준영상처리부는 상기 카메라모듈을 통해 사용자의 자세 영상을 수집하고, 사용자의 자세 영상으로부터 사용자의 신체조건 및 운동신경을 도출하고, 상기 도출된 사용자의 신체조건 및 운동신경에 맞춰 전문가의 자세 영상을 변경하여 상기 기준 영상을 생성하는 것을 특징으로 한다.

상기 기준영상처리부는 상기 교정 영역 및 상기 교정 비율이 줄어들수록 상기 기준 영상의 난이도를 증가시켜 제공하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스포츠 전문가 코칭 방법은 기준영상처리부가 사용자의 신체조건 및 운동신경에 맞춰 전문가 자세 영상을 변형하여 생성한 기준 영상을 표시하는 단계와, 교정영역처리부가 상기 기준 영상을 모방한 사용자의 모방 자세 영상을 수집하는 단계와, 상기 교정영역처리부가 상기 기준 영상과 상기 모방 자세 영상의 기 설정된 비교 영역을 비교하여 상기 비교 영역 중 상기 모방 자세 영상과 상기 기준 영상과의 차이가 소정 수치 이상인 부분을 교정 영역으로 도출하는 단계를 포함한다.

상기 교정 영역으로 도출하는 단계는 상기 교정영역처리부가 상기 교정 영역과 상기 교정 영역의 상기 모방 자세 영상과 상기 기준 영상과의 차이의 비율인 교정 비율을 도출하는 단계를 포함하며, 상기 교정 영역으로 도출하는 단계 후, 상기 교정영역처리부가 상기 교정 영역과 상기 교정 비율을 표시하는 단계를 더 포함한다.

상기 교정 영역으로 도출하는 단계는 상기 교정영역처리부가 상기 교정 영역과 상기 교정 영역의 상기 모방 자세 영상과 상기 기준 영상과의 차이의 비율인 교정 비율을 도출하는 단계를 포함하며, 상기 교정 영역으로 도출하는 단계 후, 상기 교정영역처리부가 상기 비교 영역에 착용된 햅틱 장치 중 상기 교정 영역에 착용된 햅틱 장치가 상기 교정 영역의 상기 모방 자세 영상과 상기 기준 영상과의 차이의 비율인 교정 비율에 따른 세기로 햅틱 요소를 출력하도록 상기 교정 영역에 착용된 햅틱 장치로 교정 신호를 전송하는 단계를 더 포함한다.

상기 기준 영상을 표시하는 단계 전, 상기 기준영상처리부가 사용자의 자세 영상을 수집하는 단계와, 상기 기준영상처리부가 상기 사용자의 자세 영상으로부터 사용자의 신체조건 및 운동신경을 도출하는 단계와, 상기 기준영상처리부가 상기 도출된 사용자의 신체조건 및 운동신경에 맞춰 전문가의 자세 영상을 변경하여 상기 기준 영상을 생성하는 단계를 더 포함한다.

상기 교정 영역으로 도출하는 단계는 상기 교정영역처리부가 상기 교정 영역과 상기 교정 영역의 상기 모방 자세 영상과 상기 기준 영상과의 차이의 비율인 교정 비율을 도출하는 단계를 포함하며, 상기 교정 영역으로 도출하는 단계 후, 상기 기준영상처리부는 상기 교정 영역 및 상기 교정 비율이 줄어들수록 상기 기준 영상의 난이도를 증가시켜 제공하는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전문가 및 사용자의 자세 정보를 획득하는 입력부; 상기 전문가 및 사용자의 자세 정보를 비교 분석한 정보를 추출하여 상기 사용자에 적합한 최적 모델링 정보를 생성하는 제어부; 상기 비교 분석 정보와 상기 최적 모델링 정보를 제공하는 출력부;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 자세 정보는 정지상태 프레임, 동작상태의 분할 프레임 및 상기 동작상태의 분할 프레임별 시간 간격에 관한 정보를 포함할 수 있다.

또한, 상기 최적 모델링 정보는 상기 전문가 및 상기 사용자의 정지상태 프레임과 동작상태의 분할 프레임을 각각 보간하여 보간 프레임을 생성하여 획득한 정보일 수 있다.

또한, 상기 출력부는. 상기 비교 분석 정보 또는 상기 최적 모델링 정보를 영상 또는 음성으로 출력하는 미디어 출력부; 및 상기 사용자의 자세 교정을 위해, 인체에 부착되어 상기 최적 모델링 정보에 대응한 감각을 전달하는 피드백 표현부;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 스포츠 전문가 코칭 방법은, 입력부가 전문가 및 사용자의 자세 정보를 획득하는 단계; 제어부가 상기 전문가의 자세 정보와 상기 사용자의 자세 정보를 비교 분석한 정보를 추출하여 상기 사용자의 자세에 적합한 최적 모델링 정보를 생성하는 단계; 및 출력부가 상기 비교 분석 정보와 상기 최적 모델링 정보를 제공하는 단계;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 최적 모델링 정보를 생성하는 단계는, 상기 제어부가 상기 전문가 및 사용자의 정지상태 프레임과 동작상태의 분할 프레임을 추출하여 비교 분석하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 전문가 및 사용자의 정지상태 프레임과 동작상태의 분할 프레임을 각각 보간하여 보간 프레임을 생성하는 단계;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 스포츠 전문가 코칭 시스템은, 전문가 및 사용자의 자세 정보를 획득하여, 상기 전문가 및 사용자의 자세 정보를 비교 분석한 정보를 추출하여 상기 사용자의 자세에 적합한 최적 모델링 정보를 생성하여 제공하는 서비스 장치; 및 상기 사용자의 자세 정보를 제공하여 획득한 상기 비교 분석 정보 또는 상기 최적 모델링 정보를 출력하는 사용자 단말;을 포함할 수 있다.

또한, 상기 사용자의 자세 교정을 위해, 인체에 부착되어 상기 최적 모델링 정보에 대응한 감각을 전달하는 피드백 표현장치를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 피드백 표현장치는 상기 사용자의 관절에 부착되어 상기 사용자의 자세 정보와 상기 최적 모델링 정보에 관한 송수신이 가능한 스마트링일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 스포츠 전문가 코칭 장치는 스포츠 전문가의 자세 정보와 사용자의 자세 정보를 비교, 분석하여 사용자에 적합한 최적 모델링 정보를 제공하는 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 스포츠 전문가 코칭 장치는 사용자에게 적합한 최적 모델링 정보를 제공하여 사용자가 이를 감각을 통하여 피드백 받아서 자세를 교정하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 스포츠 전문가 코칭 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 출력부의 블록도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스포츠 전문가 코칭 방법의 흐름도 및 세부 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스포츠 전문가 코칭 시스템의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 스포츠 전문가 코칭 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 사용자 단말의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 기준 영상을 생성하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 스포츠 전문가 코칭 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

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 과제 해결 수단의 특징 및 이점을 보다 명확히 하기 위하여, 첨부된 도면에 도시된 본 발명의 특정 실시예를 참조하여 본 발명을 더 상세하게 설명한다.

다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면 전체에 걸쳐 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일한 도면 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위한 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하기 위해 사용하는 것으로, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 뿐, 상기 구성요소들을 한정하기 위해 사용되지 않는다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2구성요소는 제1구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1구성요소도 제2구성요소로 명명될 수 있다.

더하여, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급할 경우, 이는 논리적 또는 물리적으로 연결되거나, 접속될 수 있음을 의미한다. 다시 말해, 구성요소가 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속되어 있을 수 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있으며, 간접적으로 연결되거나 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

또한, 본 명세서에서 기술되는 "포함한다" 또는 "가지다"등의 용어는 명세서상에서 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.

또한, 명세서에 기재된 "부", "기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사어는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.

이제, 본 발명의 일 실시예에 따른 스포츠 전문가 코칭 장치에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 스포츠 전문가 코칭 장치의 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 스포츠 전문가 코칭 장치(100)는 입력부(10), 제어부(30) 및 출력부(50)를 포함한다.

입력부(10)는 전문가 및 사용자의 자세 정보를 획득한다.

예를 들어 야구, 골프, 탁구를 하는 경우에 입력부(10)에 입력되는 해당분야의 전문가 및 사용자의 자세 정보는 공과 도구(배트, 채, 라켓 등)와 타격되는 부분의 각도, 공과 타격시의 충격량 또는 운동량 등의 각종 정보 등이 있다.

이때, 자세 정보는 정지상태 프레임, 동작상태의 각각의 분할 프레임 및 상기 동작상태의 각각의 분할 프레임별 시간 간격에 관한 정보를 포함할 수 있다.

전문가의 자세 정보는 해당 분야의 전문가에 대한 자세 데이터이고, 사용자의 자세 정보는 사용자가 해당 자세를 취함에 있어서, 축적된 자세 데이터에 해당한다. 사용자의 자세 정보는 사용자가 자세를 취할 때 각종 센서를 통해 획득할 수 있고, 사용자로부터 직접 입력받을 수 있으며, 자세 정보 중 영상 관련 정보는 카메라와 같은 영상 획득 장치를 통하여 획득할 수 있다.

제어부(30)는 입력부(10)를 통해 획득한 전문가 및 사용자의 자세 정보를 비교 분석한 정보를 추출하여 사용자에 적합한 최적 모델링 정보를 생성한다.

예를 들어, 공에 대한 스윙 동작에 있어서, 스윙 전의 스탠스는 정지상태 프레임에 해당한다. 스윙 동작을 하는 경우, 시간의 흐름에 따라서 전문가 또는 사용자의 동작상태는 연속적으로 나타나게 되며, 연속 동작을 복수개로 분할한 분할 프레임을 생성할 수 있다. 이때 각각의 분할 프레임 간의 시간 간격에 대한 정보를 추출할 수 있다.

비교 분석 정보는 해당 분야의 해당 동작별로 입력된 전문가의 자세 데이터와 사용자의 자세 데이터를 비교 분석한 정보이다. 비교 분석 정보는 출력부(50)를 통해 전문가의 자세와 사용자의 자세의 비교 분석한 분석 영상, 사용자의 일치도, 정확도 등으로 표현될 수 있다.

한편, 이와 같이 전문가의 자세 정보 및 사용자의 자세 정보를 입력하여, 최적 모델링 정보를 생성할 수 있다.

본 발명에 따른 일 실시예에 따라 생성되는 최적 모델링 정보는 다음과 같이 생성된다.

전문가의 특정 자세에 관한 정지상태 프레임 및 동작상태의 분할 프레임을 생성하여, 각각의 프레임에 대하여 제1-1프레임, 제1-2프레임,...제1-n프레임이라고 명명한다.

사용자의 특정 자세에 관한 정지상태 프레임 및 동작상태의 분할 프레임을 생성하여 각각의 프레임에 대하여 제2-1프레임, 제2-2프레임,... 제2-n프레임이라고 명명한다.

이때, 해당 특정 자세에 대한 전문가의 각각의 프레임과 사용자의 각각의 프레임이 서로 대응된다.

즉, 특정 자세에 해당하는 제1-1프레임과 제2-1프레임, 제1-2프레임과 제2-2프레임, ... 제1-n프레임과 제2-n프레임이 대응된다. 대응되는 제1-n프레임과 제2-n프레임 간의 자세의 위치 및 시간 간격 등에 대하여 보간을 수행하여, 보간 프레임인 제3-n프레임을 생성한다. 이와 같은 방법으로 제3-1프레임, 제3-2프레임,..., 제3-n프레임...등의 보간 프레임이 생성된다.

이와 같은 방법으로 보간 프레임을 생성하여, 사용자에 적합한 최적 모델링 정보를 획득한다. 사용자에 적합한 최적 모델링 정보를 획득하는 방법에는 이와 같이 전문가 및 사용자의 자세 프레임을 보간하여 보간 프레임을 생성하는 방법에 국한되지 않고, 인공지능 등을 이용한 다양한 방법이 포함될 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 출력부의 블록도이다.

도 2를 참조하면, 출력부(50)는 비교 분석 정보와 최적 모델링 정보를 제공하며, 미디어 출력부(51)와 피드백 표현부(53)를 포함할 수 있다.

미디어 출력부(51)는 비교 분석 정보와 최적 모델링 정보를 영상 또는 음성으로 출력한다. 미디어 출력부(51)는 영상으로 출력할 수 있는 디스플레이 수단을 이용하여 시각적으로 정보를 출력할 수 있다.

예를 들어, 미디어 출력부(51)는, 방전광 디스플레이(ELD), 진공 형광 디스플레이(VFD), 액정 디스플레이 장치(LCD: Liquid crystal display), 발광 다이오드 디스플레이, 플라스마 디스플레이 패널(PDP), 유기 발광 다이오드(OLED) 등과 같은 다양한 2차원 디스플레이 수단뿐만 아니라, 홀로그래피 또는 레이저 빔과 같은 3차원 디스플레이 수단으로 구현될 수 있다.

또한, 미디어 출력부(51)는 음성 출력이 가능한 스피커 또는 마이크로폰 등을 이용하여 경고음 또는 안내 메시지 등을 출력할 수 있다.

피드백 표현부(53)는 사용자의 자세 교정을 위해, 인체에 부착되어 상기 최적 모델링 정보에 대응한 감각을 전달할 수 있다.

예를 들어, 피드백 표현부(53)는 사용자의 관절 또는 근육 등에 링 형상 등으로 부착되어 전문가의 자세와 사용자의 자세에 맞도록 최적 모델링 정보에 대한 신호를 수신할 수 있도록 부착되어, 부착된 관절 또는 근육에 해당하는 부위의 자세 교정에 도움을 줄 수 있다.

따라서, 사용자는 특정 운동의 자세를 취함에 있어서 미디어 출력부(53)에서 나오는 영상 또는 음성을 통하여, 시각적 또는 청각적으로 전문가의 자세와 비교하면서 해당 자세를 취할 수 있으며, 피드백 표현부(53)를 통한 진동 등을 통하여 직접적으로 감각을 전달받아 교정하면서, 해당 자세를 취할 수 있다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스포츠 전문가 코칭 방법의 흐름도 및 세부 흐름도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스포츠 전문가 코칭 방법은 다음과 같다.

S10단계에서, 입력부(10)가 전문가 및 사용자의 자세 정보를 획득한다.

자세 정보는 정지상태 프레임, 동작상태의 각각의 분할 프레임 및 상기 동작상태의 각각의 분할 프레임별 시간 간격에 관한 정보를 포함한다.

S20단계에서, 제어부(30)가 전문가의 자세 정보와 상기 사용자의 자세 정보를 비교 분석한 정보를 추출하여 상기 사용자의 자세에 적합한 최적 모델링 정보를 생성한다.

이때, 구체적으로 제어부(30)가 전문가의 자세 정보 및 사용자의 정지상태 프레임과 동작상태의 분할 프레임을 추출하여 비교 분석한다(S21).

위에서 설명한 바와 같이 제어부(30)가 전문가 및 사용자의 정지상태 프레임과 동작상태의 분할 프레임을 각각 보간하여 보간 프레임을 생성한다(S23). 이와 같이 보간 프레임을 생성하는 방법에 대하여는 전술하였다.

S30단계는 출력부(50)가 전문가 및 사용자의 자세의 비교 분석 정보와 최적 모델링 정보를 제공한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스포츠 전문가 코칭 시스템의 구성도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 스포츠 전문가 코칭 시스템은 사용자 단말(200), 서비스 장치(300), 통신망(400)을 포함하며, 피드백 표현장치(미도시)를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말(200) 및 서비스 장치(300)는 통신망(400)을 통해 관련된 다양한 정보를 송수신하게 되며, 이때의 통신망(400)은 WLAN(Wireless LAN), 와이파이(Wi-Fi), 와이브로(Wibro), 와이맥스(Wimax), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등의 무선 통신 방식을 이용하는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니며, 시스템 구현 방식에 따라 이더넷(Ethernet), xDSL(ADSL, VDSL), HFC(Hybrid Fiber Coaxial Cable), FTTC(Fiber to The Curb), FTTH(Fiber To The Home) 등의 유선 통신 방식을 이용할 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말(200)은 통신망(400)을 통해 사용자의 자세 정보를 제공하여, 서비스 장치(300)로부터 사용자의 자세 정보에 적합한 최적 모델링 정보를 제공받을 수 있다.

사용자 단말(200)에 입력한 사용자의 자세 정보를 통신망(400)을 통해 서비스 장치(300)로 전송하고, 입력한 사용자의 자세 정보에 대응하여 서비스 장치(300)로부터 전문가의 자세 정보와 사용자의 자세 정보를 비교 분석하여, 사용자의 자세 정보에 적합한 최적 모델링 정보를 제공받을 수 있다.

서비스 장치(300)는 전문가 및 사용자의 자세 정보를 획득하여 전문가 및 사용자의 자세 정보를 비교 분석한 정보를 추출하여 사용자의 자세에 적합한 최적 모델링 정보를 생성하여 제공하는 장치이다.

이를 위해 사용자 단말(200)은 사용자의 자세 정보를 제공하고, 서비스 장치(300)를 통하여 제공되는 비교 분석 정보와 사용자의 자세에 적합한 최적 모델링 정보를 생성하여 출력한다.

본 발명의 실시예에 따른 사용자 단말(200)은 다양한 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에서 기술되는 사용자 단말(200)은 스마트 폰(smart phone), 타블렛 PC(Tablet PC), PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), MP3 Player 등의 이동 단말기는 물론, 스마트 TV(Smart TV), 데스크탑 컴퓨터 등과 같은 고정 단말기가 사용될 수도 있다.

사용자 단말(200)은 디지털 기기의 컨버전스(convergence) 추세에 따라 휴대 기기의 변형이 매우 다양하여 모두 열거할 수는 없으나, 상기 언급된 유닛들과 동등한 수준의 유닛이 본 발명의 실시예에 따른 사용자 단말(200)로 사용될 수도 있으며, 통신망(400)을 통해 서비스 장치(300)와 정보를 송수신할 수 있는 장치라면, 그 어떠한 장치도 본 발명의 사용자 단말(200)로 적용 가능하다.

피드백 표현장치는 사용자의 자세 교정을 위해, 인체에 부착되어 최적 모델링 정보에 대응한 감각을 전달할 수 있다. 특히, 피드백 표현장치는 사용자의 관절에 부착되어 사용자의 자세 정보를 서비스 장치(300)에 제공하고, 서비스 장치(300)로부터 사용자에 적합한 최적 모델링 정보에 관하여 수신할 수 있도록 송수신이 가능한 스마트링일 수 있다. 스마트링은 이와 같은 정보를 직접 송수신하여 사용자의 관절에 감각을 전달하는 것을 효과적으로 수행할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 스포츠 전문가 코칭 시스템에 대해서 설명하기로 한다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 스포츠 전문가 코칭 시스템을 설명하기 위한 도면이다 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 스포츠 전문가 코칭 시스템은 사용자 단말(200), 서비스 장치(300) 및 햅틱 장치(500)를 포함한다.

서비스 장치(300)는 전문가가 운동할 때의 자세인 복수의 전문가 자세 영상을 저장하고 제공한다.

사용자 단말(200)은 사용자가 운동할 때의 자세를 나타내는 사용자 자세 영상을 수집하고, 사용자 자세 영상으로부터 사용자의 신체조건 및 운동신경을 도출할 수 있다. 그리고 사용자 단말(200)은 서비스 장치(300)로부터 복수의 전문가 자세 영상 중 선택된 전문가의 자세 영상을 수신하고, 사용자 자세 영상에 맞춰 전문가 자세 영상을 변형하여 기준 영상을 생성할 수 있다. 또한, 사용자 단말(200)은 기준 영상을 재생하고, 이를 모방한 사용자의 자세를 나타내는 모방 자세 영상을 수집하고, 기준 영상과 모방 자세 영상을 비교하여 사용자가 교정해야 할 부분과 그 정도를 나타내는 교정 영역 및 교정 비율을 사용자가 인지하도록 출력할 수 있다.

햅틱장치(500)는 패치, 패드, 링 등과 같은 웨어러블 기기이며, 햅틱 요소, 예컨대, 진동, 열, 전기 자극 등을 출력하기 위한 장치이다. 사용자는 자세 교정에 필요한 위치, 예컨대, 무릎, 발목, 골반, 허리, 손목, 머리, 목 등과 같은 관절에 햅틱 장치(500)를 착용할 수 있다. 햅틱 장치(500)가 장착되는 관절 부분은 사용자 단말(200)의 키넥트(Kinect) 센서를 통해 감지되며, 비교 영역이라고 칭하기로 한다.

전술한 바와 같이, 사용자 단말(200)은 기준 영상과 모방 자세 영상을 비교하여 사용자가 교정해야 할 부분과 그 정도를 나타내는 교정 영역 및 교정 비율을 도출한다. 사용자 단말(200)은 교정 영역에 장착된 햅틱 장치(500)로 교정 영역 및 교정 비율을 포함하는 교정 신호을 전송할 수 있다. 그러면, 해당 교정 영역의 착용된 햅틱 장치(500)는 교정 신호에 따라 교정 비율에 따른 세기로 햅틱 요소를 출력한다.

그러면, 전술한 사용자 단말(200)의 구성에 대해서 보다 상세하게 설명하기로 한다. 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 사용자 단말의 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 도 7을 참조하면, 사용자 단말(200)은 통신모듈(210), 카메라모듈(220), 입력모듈(230), 표시모듈(240), 저장모듈(250) 및 제어모듈(260)을 포함한다.

통신모듈(210)은 서비스 장치(300) 및 햅틱 장치(500)와 통신을 위한 것이다. 통신모듈(210)은 송신되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF(Radio Frequency) 송신기(Tx) 및 수신되는 신호를 저 잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기(Rx)를 포함할 수 있다. 그리고 통신모듈(210)은 송신되는 신호를 변조하고, 수신되는 신호를 복조하는 모뎀(Modem)을 포함할 수 있다.

카메라모듈(220)은 영상을 촬영하기 위한 것이다. 카메라모듈(220)은 이미지 센서를 포함하며, 이미지 센서는 피사체에서 반사되는 빛을 입력받아 전기신호로 변환하며, CCD(Charged Coupled Device), CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 등을 기반으로 구현될 수 있다. 카메라모듈(220)은 아날로그-디지털 변환기(Analog to Digital Converter)를 더 포함할 수 있으며, 이미지 센서에서 출력되는 전기신호를 디지털 수열로 변환하여 각 픽셀의 픽셀값(예컨대, RGB값)을 출력할 수 있다. 특히, 카메라모듈(220)은 3D 센서를 포함한다. 3D 센서는 비접촉 방식으로 영상의 각 픽셀에 대한 3차원 좌표를 획득하기 위한 센서이다. 카메라모듈(220)은 객체를 촬영함과 동시에 3D 센서를 통해 촬영된 영상의 각 픽셀에 대한 3차원 좌표의 좌표값(예컨대, x, y, z값)을 검출할 수 있다. 이때, 3차원 좌표의 좌표값은 카메라모듈(220)의 초점을 0점으로 하였을 때의 좌표값이다. 이러한 3D 센서는 TOP(Time of Flight), 위상변위(Phase-shift) 및 Online Waveform Analysis 중 어느 하나를 이용하는 레이저 방식 3차원 스캐너, 광 삼각법을 이용하는 레이저 방식 3차원 스캐너, 백색광 혹은 변조광을 이용하는 광학방식 3차원 스캐너, Handheld Real Time 방식의 PHOTO, 광학방식 3차원 스캐너, Pattern Projection 혹은 Line Scanning을 이용하는 광학방식, 레이저 방식 전신 스캐너, 사진 측량(Photogrammetry)을 이용하는 사진방식 스캐너, 키네틱(Kinect Fusion)을 이용하는 실시간(Real Time) 스캐너 등을 예시할 수 있다. 이하, 본 발명의 실시예에 따른 3D 센서는 키네틱(Kinect Fusion)을 이용하는 실시간(Real Time) 스캐너를 이용하는 키네틱 센서(Kinect sensor)인 것으로 가정하여 설명할 것이지만, 본 발명을 이에 한정하는 것은 아니다. 전술한 바와 같이, 다양한 종류의 3D 센서를 이용할 수도 있다.

입력모듈(230)은 사용자 단말(200)의 각 종 기능, 동작 등을 제어하기 위한 사용자의 키 조작을 입력받고 입력 신호를 생성하여 제어모듈(260)에 전달한다. 입력모듈(230)은 전원을 켜거나, 끄기 위한 전원 키를 비롯하여, 사용자 단말(200)에 특정 입력을 위한 문자 키, 숫자 키, 방향키 등의 다양한 키를 포함할 수 있다. 입력모듈(230)의 기능은 표시모듈(240)이 터치스크린으로 구현된 경우, 표시모듈(240)에서 이루어질 수 있으며, 표시모듈(240)만으로 모든 기능을 수행할 수 있는 경우, 입력모듈(230)은 생략될 수도 있다.

표시모듈(240)은 카메라모듈(220) 혹은 제어모듈(260)로부터 화면 표시를 위한 데이터를 수신하여 수신된 데이터를 화면으로 표시할 수 있다. 표시모듈(240)은 사용자 단말(200)의 메뉴, 데이터, 기능 설정 정보 및 기타 다양한 정보를 사용자에게 시각적으로 제공할 수 있다. 표시모듈(240)이 터치스크린으로 형성되는 경우, 입력모듈(230)의 기능의 일부 또는 전부를 대신 수행할 수 있다. 표시모듈(240)은 액정표시장치(LCD, Liquid Crystal Display), 유기 발광 다이오드(OLED, Organic Light Emitting Diodes), 능동형 유기 발광 다이오드(AMOLED, Active Matrix Organic Light Emitting Diodes) 등으로 형성될 수 있다.

저장모듈(250)은 사용자 단말(200)의 동작에 필요한 각 종 데이터, 애플리케이션, 사용자 단말(200)의 동작에 따라 발생된 각 종 데이터를 저장한다. 이러한 저장모듈(250)은 스토리지, 메모리 등이 될 수 있다. 특히, 저장모듈(250)은 선택적으로, 사용자 단말(200)의 부팅(booting) 및 운영(operation)을 위한 운영체제(OS, Operating System), 본 발명의 실시예에 따라 필요한 동작을 수행하는 애플리케이션을 저장할 수 있다. 저장모듈(250)에 저장되는 각 종 데이터는 사용자의 조작에 따라, 삭제, 변경, 추가될 수 있다.

제어모듈(260)은 사용자 단말(200)의 전반적인 동작 및 사용자 단말(200)의 내부 블록들 간 신호 흐름을 제어하고, 데이터를 처리하는 데이터 처리 기능을 수행할 수 있다. 이러한 제어모듈(260)은 중앙 처리 장치(Central Processing Unit : CPU), 애플리케이션 프로세서(Application Processor), GPU(Graphic Processing Unit) 등이 될 수 있다. 제어모듈(260)은 기준영상처리부(261) 및 교정영역처리부(263)를 포함한다. 기준영상처리부(261) 및 교정영역처리부(263)를 포함하는 제어모듈(260)의 동작은 아래에서 보다 상세하게 설명될 것이다.

다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 스포츠 전문가 코칭 방법에 대해서 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예에 따르면 사용자의 운동 자세를 교정하기 위하여 기준 영상을 생성해야 한다. 따라서 기준 영상 생성 방법에 대해서 설명하기로 한다. 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 기준 영상을 생성하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 8을 참조하면, 제어모듈(260)의 기준영상처리부(261)는 S110 단계에서 카메라모듈(120)을 통해 사용자의 운동 자세를 촬영하여 그 사용자의 운동 자세를 나타내는 사용자 자세 영상을 수집한다.

그런 다음, 기준영상처리부(261)는 S120 단계에서 전문가의 운동 자세를 나타내는 전문가 자세 영상을 수집한다. 전술한 바와 같이, 서비스 장치(300)는 복수의 전문가 자세 영상을 저장하며, 기준영상처리부(261)는 통신모듈(210)을 통해 서비스 장치(300)에 접속하여 복수의 전문가 자세 영상 중 필요한 전문가 자세 영상을 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 사용자가 입력모듈(220)을 통해 자신이 원하는 전문가를 선택하면, 기준영상처리부(261)는 서비스 장치(300)로부터 해당 전문가의 전문가 자세 영상을 가져온다. 다른 실시예에 따르면, 기준영상처리부(261)는 통신모듈(210)을 통해 서비스 장치(300)에 접속하여 사용자 자세 영상과 가장 유사한 전문가 자세 영상을 검색하여 수신할 수 있다.

다음으로, 기준영상처리부(261)는 S130 단계에서 사용자 자세 영상으로부터 사용자의 신체조건 및 운동신경을 도출하고, 도출된 사용자의 신체조건 및 운동신경에 맞춰 전문가 자세 영상을 변경하여 기준 영상을 생성한다.

다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 스포츠 전문가 코칭 방법에 대해서 설명하기로 한다. 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 스포츠 전문가 코칭 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 9를 참조하면, 입력모듈(230)을 통해 운동 자세 연습을 시작하고자 하는 사용자의 시작 입력을 감지하면, 제어부(260)의 기준영상처리부(261)는 S210 단계에서 표시모듈(240)을 통해 기준 영상을 재생한다. 이러한 기준 영상은 앞서 도 8에서 설명된 실시예를 통해 생성된 영상이다.

이러한 기준 영상을 시청하는 사용자는 기준 영상을 모방하여 운동 자세를 연습할 수 있다. 그러면,

제어부(260)의 교정영역처리부(263)는 S220 단계에서 카메라모듈(220)을 통해 상기 기준 영상을 모방하는 사용자의 운동 자세를 촬영하여 상기 기준 영상을 모방하는 사용자의 운동 자세를 나타내는 모방 자세 영상을 수집한다.

그런 다음, 교정영역처리부(263)는 S230 단계에서 기준 영상과 모방 자세 영상의 기 설정된 비교 영역을 비교하여 비교 영역 중 모방한 사용자의 자세 영상에서 기준 영상과의 차이가 소정 수치 이상인 부분을 교정 영역으로 도출하고, 그 교정 영역의 모방 자세 영상과 기준 영상과의 차이의 비율인 교정 비율을 도출한다.

이어서, 교정영역처리부(263)는 S230 단계에서 교정 영역 및 교정 비율 출력한다. 여기서, 일 실시예에 따르면, 교정영역처리부(263)는 표시모듈(240)을 통해 교정 영역과 교정 비율을 표시할 수 있다. 특히, 다른 실시예에 따르면, 교정영역처리부(263)는 비교 영역에 착용된 햅틱 장치(500) 중 교정 영역에 착용된 햅틱 장치(500)가 교정 비율에 따른 세기로 햅틱 요소를 출력하도록 통신모듈을 통해 교정 영역에 착용된 햅틱 장치(500)로 교정 신호를 전송한다. 그러면, 햅틱 장치(500)는 교정 신호에 따라 햅틱 요소의 세기를 조절하여 출력할 것이다.

한편, 기준영상처리부(261)는 S250 단계에서 기준 영상의 교체가 필요한지 여부에 대해서 판단한다. 교정 영역 및 교정 비율이 기 설정된 수치 이상 감소하면, 기준 영상의 교체가 필요한 것으로 판단할 수 있다.

상기 S250 단계의 판단 결과, 기준영상처리부(261)는 교정 영역 및 교정 비율이 기 설정된 수치 이상 감소하여 기준 영상의 교체가 필요한 것으로 판단되면, S260 단계로 진행하여 기준 영상을 교체한다. 이때, 기준영상처리부(261)는 교정 영역 및 교정 비율이 줄어들수록 기준 영상의 난이도를 증가시킨다. 그런 다음, S210 단계에서 교체된 기준 영상을 재생하여 전술한 S210 단계 내지 S250 단계를 반복할 수 있다.

반면, 상기 S250 단계의 판단 결과, 기준영상처리부(261)는 교정 영역 및 교정 비율이 기 설정된 수치 이상 감소하여 기준 영상의 교체가 필요하지 않은 것으로 판단되면, 기준 영상을 교체하지 않고, 전술한 S210 단계 내지 S250 단계를 반복할 수 있다.

전술한 도 9를 참조로 하는 방법은 입력모듈(230)을 통해 운동 자세 연습을 종료하고자 하는 사용자의 종료 입력을 감지하면, 그 프로세스가 종료된다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 스포츠 전문가 코칭 방법은 컴퓨터 프로그램 명령어와 데이터를 저장하기에 적합한 컴퓨터로 판독 가능한 매체의 형태로 제공될 수도 있다. 이러한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있으며, 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media) 및 롬(ROM, Read Only Memory), 램(RAM, Random Access Memory), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것은 아니며, 기술적 사상의 범주를 이탈함없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

10 : 입력부
30 : 제어부
50 : 출력부
51 : 미디어 출력부
53 : 피드백 표현부
100 : 스포츠 전문가 코칭 장치
200 : 사용자 단말
210 : 통신모듈
220 : 카메라모듈
230 : 입력모듈
240 : 표시모듈
250 : 저장모듈
260 ; 제어모듈
300 : 서비스 장치
400 : 통신망
500 ; 햅틱 장치

Claims (10)

1. 스포츠 전문가 코칭 장치에 있어서,
   영상을 촬영하기 위한 카메라모듈;
   화면을 표시하기 위한 표시모듈;
   복수의 전문가 중 사용자가 원하는 전문가의 전문가 자세 영상을 선택하는 입력모듈;
   상기 표시모듈을 통해 사용자의 신체조건 및 운동신경에 맞춰 상기 사용자가 선택한 전문가에 대한 전문가 자세 영상을 변형하여 생성한 기준 영상을 표시하는 기준영상처리부; 및
   상기 카메라모듈로부터 상기 기준 영상을 모방한 사용자의 모방 자세 영상을 수집한 후, 상기 기준 영상과 상기 모방 자세 영상의 기 설정된 비교 영역을 비교하여 상기 비교 영역 중 상기 모방 자세 영상과 상기 기준 영상과의 차이가 소정 수치 이상인 부분을 교정 영역으로 도출하는 교정영역처리부;를 포함하고,
   상기 기준영상처리부는
   상기 카메라모듈을 통해 사용자의 자세 영상을 수집하고, 사용자의 자세 영상으로부터 사용자의 신체조건 및 운동신경을 도출하고, 상기 도출된 사용자의 신체조건 및 운동신경에 맞춰지도록 상기 사용자가 선택한 전문가 자세 영상을 변경하여 상기 기준 영상을 생성하되, 상기 기준 영상은 전문가의 특정 자세에 관한 정지상태 프레임 및 동작상태의 분할 프레임을 사용자의 특정 자세에 관한 정지상태 프레임 및 동작상태의 분할 프레임과 대응시키고, 대응되는 프레임 간의 자세 위치 및 시간 간격에 대한 보간을 수행하여 생성된 보간 프레임을 기반으로 생성되며,
   상기 교정 영역 및 상기 교정 영역의 상기 모방 자세 영상과 상기 기준 영상과의 차이의 비율인 교정 비율이 기 설정된 수치 이상 감소하면 상기 기준 영상을 교체하고, 상기 교정 영역 및 상기 교정 비율이 줄어들수록 상기 기준 영상의 난이도를 증가시키며,
   상기 교정영역처리부는,
   상기 교정 영역과 상기 교정 비율을 상기 표시모듈을 통해 표시하거나,
   상기 비교 영역에 착용된 햅틱 장치 중 상기 교정 영역에 착용된 햅틱 장치가 상기 교정 영역의 모방 자세 영상 및 기준 영상과의 차이의 비율인 교정 비율에 따른 세기로 햅틱 요소를 출력하도록 통신부를 통해 상기 교정 영역에 착용된 햅틱 장치로 교정 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는
   스포츠 전문가 코칭 장치.
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