KR20090079434A - 6축 센서를 이용한 휴대단말기의 볼링 게임 동작인식 방법 - Google Patents

6축 센서를 이용한 휴대단말기의 볼링 게임 동작인식 방법 Download PDF

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Abstract

6축 센서를 탑재한 휴대단말기로 볼링 게임의 인터페이스로 사용하는데 그 목적이 있다
사용자의 동작을 6축 센서를 탑재한 휴대 단말기로부터 제공받아 소정의 동작 범위 내에서 동작하는지를 판단하고, 그 움직임에 기초하여 볼의 이동경로를 계산하여 게임 화면 상에 계산된 이동경로로 볼이 이동함으로써 종래의 게임기 인터페이스들이 제공할 수 없는 더욱 현실감 있고 체감적인, 새로운 차원의 게임 환경을 사용자에게 제공한다
6축 센서, 지자기 센서, 가속도 센서, 볼링 게임, 휴대 게임기

Description

6축 센서를 이용한 휴대단말기의 볼링 게임 동작인식 방법{Bowling Game Motion recognition method of the handheld terminal uses the SIX-AXIS SENSOR}
본 발명은 사용자의 동작을 인식하는 3축 지자기 센서와 3축 가속도 센서를 탑재한 휴대 단말기를 이용하여 볼링게임 인터페이스로 사용자의 동작을 인식하는 방법에 관한 것이다.
볼링 게임은 어깨를 회전축, 팔을 진자로 하여 시계추와 같이 볼을 잡고 신체를 중심으로 팔을 뒤로하였다가 진자 운동의 원리와 같이 앞으로 향하게 함과 동시에 다리를 이동시키며 자신이 임의로 정한 지점에 볼을 놓음으로써 지정된 목표물(핀)로 굴러가게 하는 원리이다. 볼링 게임을 실제로 즐기기 위해서는 볼링을 할 수 있는 시설이 갖추어진 장소가 필요하고, 혹은 다른 선수를 모아야 하므로, 손쉽게 즐긴다고는 할 수 없다.
최근에는 보다 손쉽게 볼링 게임을 즐길 수 있도록 콘솔 게임에 있어서, 볼링 게임이 실용화되고 있다. 이 종류의 콘솔 게임에서는 게임 소프트를 로드한 콘솔 게임기를 텔레비전이나 모니터에 접속하고, 그 모니터 화면상에 볼링장을 표시하여 게임 플레이어는 인터페이스에 있는 스위치를 조작하여 화면상의 볼이나 선수 등의 가동 캐릭터를 제어하도록 하고 있다.
종래의 콘솔 게임에서는 게임 플레이어는 단순히 조작 스위치를 조작하는 것만으로, 실제로 볼을 투구하는 것은 아니므로 볼링 게임을 하고 있다는 실감이 부족하다.
따라서 본 발명의 목적은 사용자의 동작을 인식하는 6축 센서(3축 가속도 센서, 3축 지자기 센서)를 탑재한 휴대 단말기를 이용하여 볼링 게임을 하는 데 있어 스윙, 스핀, 릴리스 등의 동작을 인식할 수 있는 방법을 제공함에 있다.
모바일 게임 이용자가 폭발적으로 증가하고 있고, 또한 휴대용 콘솔게임기, 그리고 가정용 게임기까지 일상 생활 속에서 간편한 휴대 형태로 게임을 즐기고 있다. 그러나 사용자 입장에서 제한된 버튼, 제한된 기능만으로 되어 있어 항상 같은 패턴으로 입력하는 방식으로 되어 있다. 그래서 입력을 다양화하고, 신체적응적 느낌을 가지고 있는 6축 센서의 공간상 움직임으로 입력을 대신하여 현실감 있는 볼링 게임을 할 수 있다는 이점이 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한, 본 발명의 동작인식 방법은 3축 가속도 센서(209)에서 감지되는 신호를 측정하여 사용자의 움직임에 대한 (x,y,z)방향의 가속도를 감지하여 샘플링한 다음 소정의 동작 범위 내에서 동작하는지 판단하기 위해 미리 학습된 동작 모델과 비교한다. 비교 결과, 가장 높은 확률 값의 동작 모델을 선택하고, 선택된 동작 모델에 해당하는 동작을 현재의 동작으로 인식한다.
3축 지자기 센서(208)에서 감지되는 신호를 측정하여 사용자 움직임에 대한 (x,y,z)방향의 방위각과 롤각 및 피치값을 감지하여 소정의 동작 범위 내에서 동작하는지 판단하고 소정의 동작 범위 내에서 동작한다면 볼링공의 진행 방향 및 스핀 동작을 결정한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 학습된 동작 모델의 데이터를 추출하는 방법이다.
미리 학습된 동작 모델 데이터를 추출하기 위해 100명의 프로볼링게임 선수와 일반 실험자의 몸에 움직임을 감지할 수 있는 센서를 부착하여 투구동작(푸쉬 어웨이(push away), 다운 스윙(down swing), 백 스윙(back swing), 포워드 스윙(forward swing), 릴리즈(release), 팔로스루(follow through)) 등을 반복 수행하여 추출한다.
도 2은 본 발명의 일 실시 예에 따른 휴대용 단말기의 내부 구성도이다. 상기 도 2에서 휴대용 단말기는 제어부(201), 키입력부(207), 표시부(204), 메모리(202), 센서부(203), 데이터처리부(205), 오디오처리부(206)를 구성으로 한다.
상기 키입력부(207)는 숫자 및 문자 정보를 입력하기 위한 키들 및 각종 기능들을 설정하기 위한 기능키들을 구비한다. 또한, 상기 키입력부(207)는 본 발명의 실시 예에 따라 위치를 이동시키기 위한 네비게이션키, 게임모드키, 환경설정모드키, 게임진행모드키,게임선택키, 게임설명키 등의 기능키들을 포함할 수 있다. 상기 게임 모드키는 게임모드로 전환하기 위한 키이고, 상기 환경설정모드키는 게임을 진행시키기 위한 환경을 설정하는 키이고, 상기 게임선택키는 게임의 종류를 표시하고 진행할 게임을 선택하기 위한 키이고, 상기 게임설명키는 게임의 설명을 표시하기 위한 키이다. 이 이외의 기능키들은 하기에서 설명하기로 한다.
상기 메모리(202)는 프로그램 메모리 및 데이터 메모리들로 구성될 수 있다. 상기 프로그램 메모리에는 휴대용 단말기의 일반적인 동작을 제어하기 위한 프로그램들이 저장된다. 또한, 상기 데이터 메모리에는 게임을 진행시키기 위한 프로그램 또는 상기 프로그램들을 수행하는 중에 발생되는 데이터들을 일시 저장하는 기능을 수행한다. 상기 제어부(201)는 휴대용 단말기의 전반적인 동작을 제어하는 기능을 수행한다. 또한 상기 제어부(201)는 상기 데이터처리부(205)를 포함할 수 있으며, 3축 가속도 센서(209) 및 3축 지자기 센서(208)를 이용하여 게임을 실행할 수 있도록 제어한다. 즉, 상기 제어부(201)는 상기 센서부(203)로부터 입력되는 가속도 신호 및 지자기 신호를 입력으로 방향과 움직임을 판단하고 게임을 진행할 수 있도록 제어한다.
상기 센서부(203)는 3축 가속도 센서(209)와 3축 지자기 센서(208)를 구비하고 있으며, 가속도 센서와 지자기 센서에서 나오는 신호를 상기 제어부(201)로 전달한다. 여기서, 지자기는 지구가 지니고 있는 자기로서, 불변하는 것이 아니라 주기적 또는 불규칙적으로 변화한다. 어떤 지점의 지구자계를 결정하기 위해서는 3개의 독립된 성분이 필요한데 보통 수평 분력과 방위각 및 복각을 사용한다. 여기서, 상기지구 자계를 결정하기 위해, 본 발명은 가로센서(x축), 세로센서(y축), 제트축센 서(z축)를 사용한다. 즉, 상기 가로센서와 상기 세로센서는 휴대용 단말기의 좌, 우 방향을 감지하고, 상기 제트축센서는 상기 휴대용 단말기의 상, 하 방향을 감지한다.
상기 표시부(204)는 상기 제어부(201)의 제어 하에 프로그램 수행중 발생되는 메시지들을 표시한다. 상기 표시부(204)는 LCD 등을 사용할 수 있으며, 이런 경우 상기 표시부(204)는 LCD 제어부(LCD controller), 데이터를 저장할 수 있는 메모리 및 LCD 표시소자 등을 구비할 수 있다. 여기서 상기 LCD를 터치스크린(touch screen) 방식으로 구현할경우, 상기 키입력부(207)와 상기 LCD는 입력부가 될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 휴대용 단말기에서 6축 센서를 이용하여 게임하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 게임이 시작되면 301단계에서 센서부(203)에 있는 3축 가속도 센서(209)와 3축 지자기 센서(208)의 데이터를 초기화 한다. 다음 단계 302에서 사용자의 움직임에 대한 정보를 수집하기 위해 가속도 센서에서 나오는 신호의 정보를 메모리(202)에 수집한다.
303에서 수집된 정보가 있는지 판단하여 수집된 정보가 있으면 다음 단계 304에서 수집된 정보를 샘플링한다. 305단계에서 샘플링된 데이터와 미리 학습된 동작 모델과 비교한다. 비교결과 가장 높은 확률값의 동작 모델을 선택하여 사용자가 어떤 동작을 하고 있는지 결정한다. 307단계에서 볼의 방향과 볼의 스핀상태의 정보를 수집하기 위해 3축 지자기 센서(208)로부터 신호를 입력 받는다. 수집된 정보가 있다면(308) 다음단계 309에서 수집된 정보를 바탕으로 방위각과 롤각, 피치값을 계 산한다. 310 단계에서 계산된 값이 소정의 동작 범위 내에서의 동작인지 분석한 다음 동작 범위 내라면 311단계에서 볼링공의 진행 방향과 스핀 동작을 결정한다
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 학습된 동작 모델의 데이터를 추출하는 방법
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 휴대용 단말기의 내부 구성도
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 휴대용 단말기에서 6축 센서를 이용하여 게임하는 방법을 설명하기 위한 흐름도.

Claims (1)

  1. 6축 센서(3축 가속도 센서, 3축 지자기 센서)를 탑재하고 게임의 진행을 표시하는 표시부를 가지는 휴대단말기에서, 상기 센서를 이용하여 볼링 게임을 하는 방법에 있어서 상기 센서부가 감지한 가속도 신호 및 지자기 신호를 입력으로 공간상의 사용자 움직임을 인식하여 게임을 진행하는 방법
KR1020080005389A 2008-01-17 2008-01-17 6축 센서를 이용한 휴대단말기의 볼링 게임 동작인식 방법 KR20090079434A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107041732A (zh) * 2016-02-05 2017-08-15 南京国雅信息科技有限公司 动物体温监测系统以及基于机器学习的体温状态识别方法
KR102611954B1 (ko) * 2023-07-11 2023-12-11 서동원 볼링 플랫폼 서비스를 제공하기 위한 방법, 장치 및프로그램

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