KR20090129067A - 디지털 운동기구와 신체부착센서를 이용한 멀티게임 구동시스템 - Google Patents

디지털 운동기구와 신체부착센서를 이용한 멀티게임 구동시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 센서를 이용하여 이용자가 게임을 진행하고 그 결과를 반영하여 운동의 재미와 효과를 극대화하는 디지털 운동기구와 신체부착센서를 이용한 멀티게임 구동 시스템에 관한 것으로, 본 발명에 따른 디지털 운동기구와 신체부착센서를 이용한 멀티게임 구동 시스템은 이용자들의 하나 이상의 신체부위에 장착되어 이용자의 동작을 인식할 수 있는 정보를 발생시키는 하나 이상의 신체부착센서, 상기 신체부착센서로부터 발생되는 정보를 수집하여 이용자의 현재 상태와 동작을 인식하여 인식된 동작을 반영하여 게임 프로그램을 구동하고, 게임 프로그램의 출력 정보를 디지털 운동기구에 전달하는 개인정보처리기, 상기 개인정보처리기에 의해 운동량이 조절되는 디지털 운동기구 및 하나 이상의 상기 개인정보처리기와 네트워크로 연결되어 상기 게임 프로그램의 입출력 정보를 서로 연계하여 관리하는 게임구동서버를 포함하여 구성되어, 이용자가 게임을 통하여 운동의 재미를 극대화할 수 있고, 신체부착센서를 통해 이용자가 동작으로 게임을 진행할 수 있으며, 디지털 운동기구를 통하여 게임의 결과가 운동량에 반영되므로 재미와 동시에 운동의 효과를 높일 수 있는 효과가 있다.
건강관리센터, 운동기구, 센서, 게임, 게임 지원 시스템

Description

디지털 운동기구와 신체부착센서를 이용한 멀티게임 구동 시스템{Multi-Game Supporting System using Body-Attached Sensors and Digital Sport Equipments}
본 발명은 멀티게임 구동 시스템에 관한 것으로서, 특히 센서를 이용하여 이용자가 게임을 진행하고 그 결과를 반영하여 운동의 재미와 효과를 극대화하는 디지털 운동기구와 신체부착센서를 이용한 멀티게임 구동 시스템에 관한 것이다.
최근, 인터넷이 폭넓게 보급되면서 다수의 이용자가 인터넷을 통해 상호 게임을 할 수 있도록 해주는 네트워크 게임이 대량으로 개발 및 보급되고 있다. 현재, 보급되어 있는 네트워크 게임의 종류는 매우 다양하여, 바둑이나 장기 등의 두뇌 스포츠 게임과, 전쟁이나 전략 시뮬레이션 게임, 축구, 야구, 권투, 격투기 등의 스포츠를 게임화 한 스포츠 게임 등 많은 종류가 개발되고 있다.
이러한 네트워크 게임은 혼자하는 게임보다 더 많은 재미를 주지만, 이러한 네트워크 게임을 장시간 이용시 이용자의 건강을 오히려 해칠 수가 있다.
이용자들은 건강이나 체력을 향상시키기 위해 건강관리센터에서 운동을 하게 되는데, 현재 일반적인 운동기구들은 단순한 근력운동이나 유산소 운동을 반복하기 때문에 이용자들은 쉽게 운동에 재미를 느끼지 못하게 되고, 꾸준한 운동이 힘든 문제점이 있다.
따라서, 상기 네트워크 게임이 주는 재미를 건강관리센터의 운동에 접합시키면, 이용자가 보다 재미있게 운동을 즐길 수 있다.
관련된 특허로 한국등록특허(10-0526699-0000, 등록일 2005.10.31)는 네트워크 게임방법 및 시스템에 관한 발명으로, 기술 팩터를 고려하여 비슷한 게임레벨을 가진 사람간의 네트워크 게임이 가능하도록 하고, 체력 팩터를 고려하여 이용자가 장시간의 게임을 함으로써 건강에 무리가 가는 것을 방지하도록 구성된다.
이는 단순히 네트워크 게임이 가능하도록 할 뿐 이용자의 동작을 게임에 반영시키거나 게임 결과를 이용하여 운동기구를 조작할 수 없어, 실질적으로 이용자가 게임을 즐김과 동시에 체력을 증진시키는데는 도움이 되지 않는다.
본 발명과 관련된 또 다른 배경기술 중 하나는 운동기구를 이용하는 게임에 관한 것으로서, 기존의 기술들은 헬스 운동만을 게임으로 고려하거나, 트레드밀 등의 운동기구 자체에 프로그램된 게임만을 고려한다.
하지만 이러한 종래 기술들은 제한적인 게임만을 고려하므로 운동 중 플레이 할 수 있는 다양한 게임을 지원할 수 없고, 다른 사람과의 네트워크 게임을 수행할 수도 없다.
또한, 본 발명과 관련된 또 다른 배경 기술로는 사용자의 동작을 인식하는 방법에 관한 것으로서, 기존의 기술들은 특정한 구현 방법에 따라서 가속도 센서의 데이터를 그대로 사용한 게임기 조작 장치 자체나, 정보를 기존 입력 장치에 대응시키는 장치를 다루거나, 특정한 구현 방법에 따라서 카메라 등을 사용하여 인식된 동작을 게임의 입력으로 사용하는 장치를 다룬다.
하지만 이러한 종래 기술들은 단순한 입력 장치의 대체기술에 해당할 뿐 이용자의 건강 증진과는 무관한 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 건강관리센터 이용자들이 운동을 하면서 자신의 신체를 이용하여 게임을 진행하고 게임 결과를 운동기구에 전달하여 운동량에 반영하는 과정을 통해서 운동의 재미를 극대화 할 수 있는 디지털 운동기구와 신체부착센서를 이용한 멀티게임 구동 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 디지털 운동기구와 신체부착센서를 이용한 멀티게임 구동 시스템은 이용자들의 하나 이상의 신체부위에 장착되어 이용자의 동작을 인식할 수 있는 정보를 발생시키는 하나 이상의 신체부착센서, 상기 신체부착센서로부터 발생되는 정보를 수집하여 이용자의 현재 상태와 동작을 인식하여 인식된 동작을 반영하여 게임 프로그램을 구동하고, 게임 프로그램의 출력 정보를 디지털 운동기구에 전달하는 개인정보처리기, 상기 개인정보처리기에 의해 운동량이 조절되는 디지털 운동기구 및 하나 이상의 상기 개인정보처리기와 네트워크로 연결되어 상기 게임 프로그램의 입출력 정보를 서로 연계하여 관리하는 게임구동서버를 포함한다.
여기서, 상기 신체부착센서는 지자기 센서, 가속도 센서, 고도계, 자이로(Gyro)센서 중 하나 이상을 포함하는 동작인식센서가 될 수 있다.
또한, 상기 신체부착센서는 서로 간에 발생되는 무선신호강도를 측정하여 서 로 간의 거리 차를 계산할 수 있는 정보를 발생시키는 센서를 포함한다.
그리고, 상기 신체부착센서는 발생시킨 정보를 유선 혹은 무선으로 상기 개인정보처리기에 전송한다.
또한, 상기 개인정보처리기는 퍼스널 컴퓨터(personal computer), 노트북(notebook 혹은 lap-top computer), 피디에이(PDA: personal digital assistant), 휴대폰, 휴대용 게임기, 휴대용 MP3 플레이어, 휴대용 멀티미디어 플레이어 중 하나가 될 수 있다.
여기서, 상기 개인정보처리기는 상기 신체부착센서의 출력 정보를 분석하여 이용자의 현재 동작을 인식하고, 이를 게임 프로그램에서 사용되는 정보로 변환하는 장치 관리부, 상기 장치 관리부에서 변환된 정보를 상기 게임 프로그램의 입력 정보로 인가하고, 게임 프로그램의 출력 정보를 상기 디지털 운동기구의 동작에 반영하는 게임 관리부 및 상기 신체부착센서 및 상기 디지털 운동기구와의 데이터 통신을 제어하는 네트워크 관리부를 포함한다.
상기 장치 관리부는 상기 신체부착센서에서 나오는 실시간 가속도 정보를 고속 푸리에 변환 알고리즘을 이용하여 요소 주파수 형태로 변환하고, 변환된 요소 주파수 형태의 값들을 의사 결정 트리를 사용하여 이용자의 동작을 인식한다.
상기 개인정보처리기는 게임 프로그램의 진행 경과 및 게임 결과를 이용자에게 출력하는 디스플레이 장치를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 게임 관리부는 상기 게임 프로그램의 결과를 이용자가 사용중인 디지털 운동기구에 전달하여 이용자의 운동량을 실시간으로 조절한다.
그리고, 상기 네트워크 관리부는 이용자가 게임을 시작하거나, 하나 이상의 다른 이용자와 연계하여 게임 프로그램을 진행할 수 있도록 상기 게임구동서버와 유선 혹은 무선으로 상기 게임 프로그램에 입출력되는 정보를 통신한다.
상기 디지털 운동기구는 상기 개인정보처리기와 유선 혹은 무선으로 통신한다.
또한, 상기 디지털 운동기구는 런닝머신(treadmill), 헬스싸이클, 일립티컬, 스텝퍼, 바디슬렌더, 복근운동기구, 바벨, 벤치, 웨이트, 진동기구(덜덜이), 마사지기구, 승마운동기, 거꾸리 중 하나 이상을 포함하며, 디지털 인터페이스를 구비하여 상기 개인정보처리기를 통해 이용자의 운동 상태를 관찰하고 운동량을 조절한다.
상기 게임구동서버는 퍼스널 컴퓨터(personal computer), 노트북(notebook 혹은 lap-top computer), 서버용 컴퓨터 중 하나이다.
또한, 상기 게임구동서버는 다른 건강관리센터에 구비된 하나 이상의 타 게임구동서버와 네트워크로 연결되어 타 게임구동서버에 연결된 개인정보처리기와 게임 프로그램을 함께 수행한다.
또한, 상기 게임구동서버는 상기 개인정보처리기에서 송신된 게임 요청신호를 수신한 후, 상기 게임 저장부에서 요청된 게임을 찾아 실행시킨다.
상기 게임구동서버는 타 게임구동서버와 연결이 필요한 경우 타 게임구동서버에 요청신호를 송신하거나, 타 게임구동서버로부터 요청신호를 수신하여 자신 및 타 게임구동서버에 연결된 이용자들이 모두 게임시작 준비가 되면 게임 프로그램을 실행한다.
상기 게임구동서버는 하나 이상의 게임 프로그램이 저장되는 게임 저장부, 상기 개인정보처리기로부터 게임 프로그램의 진행에 필요한 입출력 정보를 전달받아 상기 게임 저장부에 저장된 게임 프로그램을 구동하고, 구동중인 게임 프로그램의 출력 정보를 상기 개인정보처리기로 전송하는 이용자 관리부 및 상기 개인정보처리기 및 타 게임구동서버와의 데이터 통신을 제어하는 네트워크 관리부를 포함한다.
상기 이용자 관리부는 상기 개인정보처리기를 통해 이용자로부터 게임 프로그램의 선택을 받고, 게임 프로그램 진행 중의 입출력 정보를 상기 개인정보처기 또는 다른 건강관리센터의 게임구동서버로 전송한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 디지털 운동기구와 신체부착센서를 이용한 멀티게임 구동 시스템은 이용자가 게임을 통하여 운동의 재미를 극대화할 수 있고, 신체부착센서를 통해 이용자가 동작으로 게임을 진행할 수 있으며, 디지털 운동기구를 통하여 게임의 결과가 운동량에 반영되므로 재미와 동시에 운동의 효과를 높일 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 신체부착센서와 디지털 운동기구를 이용하는 건강관리센터의 동작인식기반 운동량조절 게임 및 이를 지원하는 시스템을 제안한다.
상기 동작인식기반 운동량조절 게임은 지루한 운동 중 이용자가 동작을 통하여 게임을 진행할 수 있다는 것에 착안하여 개발되었으며, 게임의 결과를 디지털 운동기구를 통하여 운동량에 반영하는 피드백을 이용하여 운동의 효과와 재미를 극대화하는 방법으로 개발되었다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 내용 및 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 디지털 운동기구와 신체부착센서를 이용한 멀티게임 구동 시스템의 기본구성이 도시된 블럭도이며, 도 2는 다수의 건강관리센터의 멀티게임 구동 시스템 간에 연결구조가 도시된 도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 디지털 운동기구와 신체부착센서를 이용한 멀티게임 구동 시스템은 이용자가 장착하는 하나 이상의 신체부착센서(10), 개개의 이용자가 구비하는 개인정보처리기(20), 개개의 이용자가 사용하는 디지털 운동기구(30) 및 건강관리센터 내의 다수의 개인정보처리기(20)와 유선 또는 무선으로 연결되는 게임구동서버(100)를 포함한다.
상기와 같은 본 발명에 따른 멀티게임 구동 시스템은 도 2와 같이 제 1 건강관리센터의 제 1 게임구동서버가 다른 장소에 위치한 제 N 건강관리센터의 제 N 게임구동서버와 유선 또는 무선으로 네트워크를 형성하여 서로 게임 구동에 관한 정보를 교환한다.
구체적으로 본 발명에 따른 디지털 운동기구와 신체부착센서를 이용한 멀티게임 구동 시스템의 구성요소를 설명하면 다음과 같다.
상기 신체부착센서(10)는 이용자들의 하나 이상의 신체부위에 장착되어 이용자의 동작을 인식할 수 있는 정보를 발생시킨다. 즉, 신체부착센서(10)는 신체에 부착되어 현재 이용자의 동작이나 상태를 인식할 수 있는 정보를 발생하는 센서들이다. 신체부착센서는 그 크기와 용도 등에 따라 개인에 유선이나 무선형태로 모두 연결할 수 있다. 신체부착센서는 건강관리센터에서 이용자들에게 배포할 수도 있고, 이용자가 자신의 센서를 사용할 수도 있다.
상기 신체부착센서(10)는 지자기 센서, 가속도 센서, 고도계, 자이로(Gyro)센서 중 하나 이상을 포함하는 동작인식센서로 이루어져 이용자의 동작에 따라 발생되는 가속도를 포함하는 여러 정보를 발생시키고 이를 상기 개인정보처리기(20)에 전송한다. 즉, 상기 신체부착센서(10)는 장착된 신체 부위의 운동상태에 관한 정보를 유선 또는 무선으로 상기 개인정보처리기(20)로 전송한다.
상기 신체부착센서(10)는 하나 이상의 신체부위에 장착될 수 있고, 장착된 각 신체부위의 운동상태에 관한 정보를 상기 개인정보처리기(20)로 전송한다. 이 경우, 상기 신체부착센서(10)는 서로 간에 발생되는 무선신호강도를 측정하여 서로 간의 거리 차를 계산할 수 있는 정보를 발생시키는 센서를 포함할 수 있다. 즉, 신체에 장착된 여러 신체부착센서(10)들은 서로간의 거리 정보를 상기 개인정보처리기로(20)로 전송하고, 개인정보처리기(20)는 각 신체부착센서 간의 거리정보를 파악하여 이용자의 동작을 인식한다. 예를 들어 팔이나 다리를 웅크리고 있는지, 아 니면 오른팔이 오른다리에 가까운 위치에 있는지 등에 관한 정보를 파악하여 이용자가 어떠한 형태의 동작을 하고 있는지 인식할 수 있다.
본 발명의 일 실시예로 도 7과 같이 상기 신체부착센서(10)는 이용자가 장착할 수 있는 장갑과 같은 형태로 제작될 수 있다.
상기 개인정보처리기(20)는 상기 신체부착센서(10)로부터 발생되는 정보를 수집하여 이용자의 현재 상태와 동작을 인식하여 인식된 동작을 반영하여 게임 프로그램을 구동하고, 게임 프로그램의 출력 정보를 디지털 운동기구(30)에 전달한다.
상기 개인정보처리기(20)는 퍼스널 컴퓨터(personal computer), 노트북(notebook 혹은 lap-top computer), 피디에이(PDA: personal digital assistant), 휴대폰, 휴대용 게임기, 휴대용 MP3 플레이어, 휴대용 멀티미디어 플레이어 등이 될 수 있다.
상기 신체부착센서(10)는 가속도 센서를 포함할 수 있는데, 가속도 센서를 이용한 경우에 개인정보처리기(20)에서의 동작인식과정을 대략적으로 살펴보면 다음과 같다.
가속도 센서는 센서의 움직임을 파악하여 각 방향(x, y, z축)의 현재 가속도 값을 파악 및 전달한다. 가속도 센서는 그 종류에 따라 1-축, 2-축, 3-축 으로 나뉜다. 가속도 센서에서 나오는 데이터의 속성은 센서 혹은 센서를 포함한 장비가 각 축 별로 어느 정도의 가속도로 움직이고 있는지를 나타낸다. 또한, 가속도 정보 가 디지털화되어서 엔진으로 전달된다는 것은, 센서가 부착된 물체의 실제 가속도 정보를 센서를 통해 디지털화하여 엔진으로 전달한다는 것을 의미한다. 예를 들어, 가속도 센서가 x-축의 양의 방향으로 2G(중력 가속도의 2배)만큼으로 움직이면, 센서에서 출력하는 디지털 정보는 2.00 과 같이 나타난다.
이러한 가속도 센서의 정보를 수치해석하여 이용자의 동작을 인식할 수 있다.
센서를 통해 받은 가속도 값의 정보를 이용하여 실제 사람이 어떤 행동을 했는지를 판단하는 것이다. 이를 위해 센서를 통해 얻은 가속도 정보의 변화를 수치적으로 판단하기도 하고, 고속 후리에 변환(Fast Fourier Transform, 이하 FFT) 등의 해석 연산을 통하여 의미 있는 다른 정보로 변환한 뒤, 이를 수치적으로 판단하기도 한다. 여기에서, 수치적으로 판단한다는 것은, HMM(Hidden Markov Model), 결정 트리(Decision tree), 신경망(Neural Network) 등의 인공지능 알고리즘을 이용하거나, 임의의 휴리스틱(Heuristic) 모델링을 통하여 센서 데이터들로부터 이용자의 행동을 인식하는 것을 의미한다.
상기 개인정보처리기(20)는 게임 프로그램의 진행 경과 및 게임 결과를 이용자에게 출력하는 디스플레이 장치를 더 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 멀티게임 구동 시스템의 개인정보처리기의 구성의 일례가 도시된 블럭도이다.
도 3을 참조하면, 상기 개인정보처리기(20)는 장치관리부(21), 게임관리 부(22) 및 네트워크관리부(23)를 포함하여 구성된다.
상기 장치관리부(21)는 상기 신체부착센서(10)의 출력 정보를 분석하여 이용자의 현재 동작을 인식하고, 이를 게임 프로그램에서 사용되는 정보로 변환한다.
신체부착센서(10)로부터 발생하는 값은 2진수 형태의 가공되지 않은 데이터이기 때문에 게임관리부(22)에서 이 값을 사용할 수 없다. 예를 들어 이용자가 몸에 여러 개의 가속도 센서를 부착하고 게임 프로그램에서 이런 여러 개의 가속도 센서들을 이용해서 박수나 팔 흔들기와 같은 이용자의 동작을 이용하여 게임을 진행하게 된다면 정치관리부(21)에서는 여러 개의 가속도 센서로부터 나오는 2진수 형태의 가공되지 않은 정보들을 조합하고 처리하여 이용자의 현재 동작을 인식한다. 이런 센서로부터 나오는 가공되지 않은 정보들을 조합하고 처리하는 실시 예로는 고속 푸리에 변환(FFT) 알고리즘이 있다. 고속 푸리에 변환 알고리즘을 이용하여 가속도 신체부착센서에서 발생하는 실시간 가속도 값들을 요소 주파수 형태로 변환하고, 이 요소 주파수 형태의 값들을 이용하여 의사 결정 트리를 사용하여 이용자의 특정 행동을 인식할 수 있다.
예를 들어 이용자의 손 흔들기 동작을 인식하는 방법의 일례는 다음과 같다.
먼저, 가속도 센서의 데이터를 각 축 별로 초당 50회씩 샘플링하여 디지털 데이터를 얻는다.
그 다음, 이를 고속 푸리에 변환을 거쳐 주파수별 진폭 및 위상 정보를 얻는다. 이로부터, 각 주파수별 진폭을 평균한 값인 "에너지 정보" 와, 주파수별 진폭 의 무질서도를 나타내는 "정보 무질서도" 를 얻는다.
사용자가 손을 흔드는 행동을 할 때에는, 상기 에너지 정보 및 정보 무질서도가 특정 범위 내에 존재한다.
예를 들어, 고속 푸리에 변환의 샘플이 64회인 경우, 손을 흔드는 행동은 이용자에 따라 편차가 있지만 손바닥과 평행하고 중지에 수직인 축을 기준으로 한 에너지 정보의 경우 20 이상 40 미만, 중지와 평행한 축을 기준으로 한 정보 무질서도의 경우 3 미만이 된다. 개인정보처리기(20)는 에너지 정보와 정보 무질서도의 범위를 기준으로 사용자가 손을 흔들었는지를 판단할 수 있다.
이러한 에너지 정보 및 정보 무질서도의 범위를 기계적으로 파악하기 위하여 의사 결정 트리가 사용된다. 사용자의 행동에 따른 에너지 정보 및 정보 무질서도의 값은 한 가지로 고정되지 않고 여러 가지가 존재하는데, 손을 흔드는 행동과 그렇지 않은 행동으로부터 나타나는 에너지 정보 및 정보 무질서도의 값으로부터, 손을 흔드는 행동을 나타내는 에너지 정보 및 정보 무질서도의 범위를 정확도를 최대한 높이는 수준으로 추출한 것이 의사 결정 트리이다.
이를 만드는 알고리즘은 여러 가지가 존재하는데, 그 중 하나는 C4.5의 방식이다. [Quinlan, J. R. C4.5: Programs for Machine Learning. Morgan Kaufmann Publishers, 1993]
다음으로, 신체부착센서(10) 중 가속도 센서를 이용하여 주먹 내지르기 동작을 인식하는 방법은 다음과 같다. 주먹 내지르기의 경우 일반적으로 팔을 뻗은 방 향으로 주먹이 나아가게 된다. 따라서 손등에 가속도 센서를 부착할 경우 팔 뻗은 방향으로 손등이 얼마나 빠른 시간 동안 이동하였는지 여부를 체크하면 알 수 있다.
사용하는 데이터가 가속도이기 때문에 주먹 내지르기의 경우 가속도가 짧은 시간에 크게 증가하였다가 줄어들게 된다. 따라서 팔을 뻗는 방향의 가속도 값이 일정 시간 범위(예: 8ms) 동안 특정 값(예:2G, 19.8m/s^2) 이상으로 증가한 후 다시 감소할 경우 주먹 내지르기 동작으로 인식한다.
상기 게임관리부(22)는 게임에 필요한 작업을 처리한다. 게임을 수행하기 위해 개인이 처리해야 하는 일들을 관리한다. 즉, 상기 게임관리부(22)는 상기 장치 관리부(21)에서 변환된 정보를 상기 게임 프로그램의 입력 정보로 인가하고, 게임 프로그램의 출력 정보를 상기 디지털 운동기구(30)의 동작에 반영한다. 신체부착센서(10)로부터 유의미한 값을 받아들여 이를 게임 로직에 맞게 디지털 운동기기(30)의 동작에 반영하는 것이다.
상기 네트워크 관리부(23)는 개인정보처리기와 연결되는 신체부착센서(10)와 디지털 운동기기(30)와의 연결을 담당한다. 건강관리센터의 이용자는 개인정보처리기(20)를 휴대하고 게임에 필요한 신체부착센서(10)와 디지털 운동기기(30)를 동적으로 선택한다.
따라서 네트워크 관리부(23)는 개인정보처리기(20)와 연결될 수 있는 신체부 착센서(10)와 디지털 운동기기(30)를 인지하고 자신에게 필요한 것들과 유선 또는 무선으로 연결을 맺음으로써 개인정보처리기(20)가 신체부착센서(10)와 디지털 운동기기(30)와 통신할 수 있도록 관리한다.
또한, 상기 네트워크 관리부(23)는 이용자가 게임을 시작하거나, 하나 이상의 다른 이용자와 연계하여 게임 프로그램을 진행할 수 있도록 상기 게임구동서버(100)와 유선 혹은 무선으로 상기 게임 프로그램에 입출력되는 정보를 통신한다.
도 4는 본 발명에 따른 멀티게임 구동 시스템의 게임구동서버의 구성의 일례가 도시된 블럭도이다.
게임구동서버(100)는 하나 이상의 상기 개인정보처리기(20)와 네트워크로 연결되어 상기 게임 프로그램의 입출력 정보를 서로 연계하여 관리한다. 상기 게임구동서버(100)는 다른 건강관리센터에 구비된 하나 이상의 타 게임구동서버와 네트워크로 연결되어 타 게임구동서버에 연결된 개인정보처리기와 게임 프로그램을 함께 수행한다.
즉, 게임구동서버(100)는 이용자가 신체부착센서(10)와 디지털 운동기구(30)를 이용해서 타 이용자와 게임을 할 수 있도록 게임과 그 환경을 제공한다. 상기 게임구동서버(100)는 퍼스널 컴퓨터(personal computer), 노트북(notebook 혹은 lap-top computer), 서버용 컴퓨터 등이 될 수 있다.
상기 게임구동서버(100)는 도 4와 같이 하나 이상의 게임 프로그램이 저장되 는 게임 저장부(110), 상기 개인정보처리기(20)로부터 게임 프로그램의 진행에 필요한 입출력 정보를 전달받아 상기 게임 저장부(110)에 저장된 게임 프로그램을 구동하고, 구동중인 게임 프로그램의 출력 정보를 상기 개인정보처리기(20)로 전송하는 이용자 관리부(120) 및 상기 개인정보처리기(20) 및 타 게임구동서버와의 데이터 통신을 제어하는 네트워크 관리부(130)를 포함하여 구성된다.
구체적으로 설명하면, 건강관리센터 내의 이용자들이 플레이 하는 게임은 게임구동서버의 게임 저장부(110)에서 관리된다. 이로써 건강관리센터의 관리자는 전체 이용자의 모든 개인정보처리기를 대신하여 건강관리센터 내의 게임구동서버의 게임 저장부(110)만 관리함으로써 편리하게 새로운 게임을 추가하거나 필요 없는 게임을 삭제할 수 있다.
이용자 관리부(120)는 게임구동서버를 통해 플레이 하는 이용자들을 관리한다. 이용자 관리부(120)는 이용자들의 특정 게임 접속 요청이나 특정 게임을 끝내는 요청 등을 관리하여 이용자들을 관리한다. 또한 이용자의 개인정보처리기(20)로부터 게임에 필요한 입력 값을 받아 게임 저장부(110)에 넘기고 게임 저장소로부터 게임에 필요한 출력 값을 받아 이용자의 개인정보처리기(20)에게 다시 전달한다.
일예로, 상기 이용자 관리부(120)는 상기 개인정보처리기에서 송신된 게임 요청신호를 수신하여 요청된 게임을 상기 게임 저장부에서 찾아 실행시킨다.
다음으로, 네트워크 관리부(130)는 자신과 연결된 개인정보처리기(20) 또는 다수의 게임구동서버 간의 네트워크를 관리한다. 게임구동서버(100)는 건강관리센 터의 이용자 수나 게임 수에 따라 건강관리센터 별로 한 개 혹은 복수 개가 설치될 수 있다.
게임구동서버(100)는 동일 건강관리센터내의 게임구동서버들과 타 건강관리센터 내의 게임구동서버들과 인터넷 또는 전용망으로 연결된다. 게임구동서버(100) 내의 네트워크 관리부(130)는 이 연결을 관리한다.
이로써 게임구동서버(100)는 건강관리센터 내의 이용자가 게임구동서버에 접속하여 이용자가 혼자 혹은 다른 이용자들과 게임 할 수 있는 환경을 제공한다.
이러한 게임구동서버(100)는 상기 개인정보처리기(20) 내에 내장될 수 있다. 즉, 건강관리센터의 개인정보처리기(20) 중 어느 하나가 게임구동서버(100)의 기능을 하고, 나머지 다수의 개인정보처리기가 게임구동서버 기능을 하는 개인정보처리기에 연결되도록 구성할 수도 있다.
다음으로, 디지털 운동기기(30)에 대해 상세히 설명한다.
디지털 운동기기(30)는 런닝머신(treadmill), 헬스 싸이클, 일립티컬, 스텝퍼, 바디슬렌더, 복근운동기구, 바벨, 벤치, 웨이트, 진동기구(덜덜이), 마사지기구, 승마운동기, 거꾸리 중 하나 이상을 포함하며, 디지털 인터페이스를 구현하여 외부 장치(예를들면, 개인정보처리기 또는 게임구동서버)에 의해 이용자의 운동 상태를 관찰하고 운동량을 조절할 수 있는 기기이다.
디지털 운동기기(30)는 현재 이용자의 운동상태 정보를 개인정보처리기(20)에게 전송함으로써 이용자의 운동상태를 게임의 입력 정보 중 일부로 사용하여 게 임의 표현을 더욱 풍부히 할 수 있다.
또한 디지털 운동기기(30)는 게임의 출력 정보를 이용하여 상기 개인정보처리기(20)나 게임구동서버(100)에 의해 운동량이 제어될 수 있는데, 이를 이용해 이용자의 운동상태를 적절히 조정함으로써 게임을 더욱 재미있게 해준다. 예를 들면, 게임의 출력 정보에 따라 러닝 머신 또는 사이클의 경우에는 모터를 제어하여 속도가 빨라지거나 느려진다든지, 바벨이나 웨이트 기구 등의 경우 중량이나 마찰력을 조절한다든지, 진동기구의 진동 속도 조절 등의 방법에 의해 이용자의 운동량을 증가시키거나 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 디지털 운동기구(30)는 게임 프로그램의 진행 경과 및 게임 결과를 이용자에게 출력하는 디스플레이 장치를 더 포함할 수 있다. 이용자는 상기 디스플레이 장치를 통해 운동을 하면서 편안하게 게임의 진행과정을 알 수 있다.
다음으로, 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 개인정보처리기 및 게임구동서버의 동작을 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 개인정보처리기의 동작과정이 도시된 순서도이다.
도 5를 참조하면, 먼저, 개인정보처리기는 작동이 시작되면 우선 이용자의 정보를 확인한다(S21). 이용자의 정보는 수동으로 입력하거나 혹은 무선 인식 장치(RFID)등을 통해 자동으로 입력될 수 있다.
이후 사용자가 부착한 신체부착센서의 정보를 수집한다(S22). 신체부착센서 또한 건강관리센터 내에 위치한 모든 센서들 중에서 이용자가 필요로 하고 사용할 센서들만 개인정보처리기에 등록한다. 이 또한 이용자가 수동으로 입력하거나 센서 내의 정보를 통해 자동으로 입력할 수 있다.
신체부착센서의 정보를 모두 수집했으면 이용자가 실제 이용하는 디지털 운동기기를 인지한다(S23). 디지털 운동기기 또한 건강관리센터 내에 여러 개 존재하고 이용자가 이용하는 디지털 운동기기 또한 계속해서 변화하기 때문에 이를 동적으로 파악하고 관리하는 시스템이 필요하다. 디지털 운동기기 또한 이용자가 수동으로 입력하거나 디지털 운동기기기 내의 무선 인식장치(RFID)등을 통해 자동으로 입력될 수 있다.
개인정보처리기는 상기와 같이 신체부착센서 및 디지털운동기기를 모두 인식했으면 게임구동서버에 연결하여 가능한 게임의 종류를 인식하고 이용자에게 보여준다(S24).
이용자에 의해 게임이 선택되면, 개인정보처리기는 이용자가 지정한 게임을 수행한다(S25).
도 6은 본 발명에 따른 게임구동서버의 동작과정이 도시된 순서도이다.
도 6을 참조하면, 게임구동서버는 먼저 인터넷으로 연결되어 있는 동일의 건강관리센터 혹은 타 건강관리센터에 위치한 모든 게임구동서버의 목록을 확인한다(S11).
그리고 이용자로부터 요청신호를 수신한다(S12). 이를 통해 게임구동서버는 자신을 통해 게임을 수행하는 이용자들을 파악할 수 있으며 그들이 필요로 하는 상 대 게이머들이 위치한 게임구동서버를 알 수 있다.
이용자로부터 받은 요청신호를 통해 이용자가 필요로 하는 게임정보를 수집한다(S13). 전체 게임목록은 게임구동서버에 저장되어 있기 때문에, 이 때 이용자가 필요한 게임을 찾고 실행할 수 있도록 준비한다.
이 후 다른 게임구동서버와 연결이 필요한 경우 요청신호를 송신하고, 혹은 수신된 다른 게임구동서버로부터의 요청신호가 있으면 이를 수락한다(S14).
게임구동서버 내의 이용자들과 다른 게임구동서버 내의 이용자들이 모두 연결되면 게임을 실행한다(S15).
다음으로, 본 발명에서 사용되는 게임에 관하여 설명한다.
본 발명에서 언급하는 게임 프로그램(또는 게임)은 건강관리센터 내의 이용자가 디지털 운동기구(30)와 신체부착센서(10)를 이용하여 혼자 혹은 타인과 할 수 있는 게임을 지칭한다.
건강관리센터 내의 이용자는 신체부착센서(10)를 부착함으로써 다양한 상황과 게임 제어 방식을 만들어 낼 수 있고 이는 이용자가 하는 게임의 종류와 게임에서 나오는 결과물의 표현을 더욱 풍부히 함으로서 게임을 더욱 재미있게 할 수 있도록 도와준다. 또한 디지털 운동기구(30)를 통해 게임을 함으로써 디지털 운동기구(30)가 게임의 일부로서 동작하게 된다. 이로 인해 이용자는 더욱 재미있게 운동기구를 이용하게 되고 게임에서의 효과뿐 아니라 운동을 함에 있어서 더 나은 효과를 기대할 수 있다.
본 발명에서 언급하는 게임의 바람직한 실시 예를 도 8을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 본 발명에서 제안하는 시스템을 이용하여 건강관리센터 내에서 디지털 운동기구의 바람직한 실시 예로서 러닝머신을 이용하는 이용자들이 즐길 수 있는 새로운 게임의 실시 예를 기술한다.
기존의 건강관리센터에서 러닝머신을 장시간 이용하는 상황은 대부분의 이용자들이 지루하게 생각하여 음악을 듣거나 근처에 있는 텔레비전을 시청하며 시간을 보낸다.
본 발명이 제안하는 시스템을 이용할 경우 건강관리센터 내에서 러닝머신 위에서의 지루함을 본 실시 예의 게임을 통하여 해소할 수 있다. 본 실시 예를 위해서 모니터가 부착되고 속도를 조절할 수 있는 디지털 러닝머신과 사람의 팔의 움직임을 인식할 수 있는 가속도 신체부착센서가 필요하다.
게임의 규칙은 자신에게 돌아온 폭탄을 제한 시간 이내에 손을 흔들어 다른 이용자에게 폭탄을 넘기는 것이다. 폭탄은 개인 정보 처리기에 연결되어 있는 모니터에 표시된다.
제한 시간 이내에 폭탄을 다른 이용자에게 넘기지 못하거나 게임 시작 시 지정된 총 제한 시간에 도달할 경우 폭탄이 터지며, 폭탄이 터지면 벌칙을 받게 된다 벌칙은 수 분간 현재 러닝머신 위에서 달리고 있던 속력의 배로 달리는 것이다.
이용자가 러닝머신 위에서 손을 흔드는 행동은 가속도 신체부착센서를 통해 개인정보처리기에 전달되고 개인정보처리기는 이 정보를 게임구동서버에 전달한다.
게임구동서버는 개인정보처리기로부터 전달받은 정보를 통해 폭탄의 다음 위치나 각 개인간 벌칙 발생여부를 결정하고 결과값을 다시 개인정보처리기에게 전달한다.
개인정보처리기는 현재 이용자의 상황인 폭탄을 연결된 디지털 운동기기의 모니터에 표시한다.
다음으로, 도 2에 도시된 본 발명에 따른 디지털 운동기구와 신체부착센서를 이용한 멀티게임 구동 시스템 내의 데이터 흐름을 간략하게 설명한다.
게임구동서버는 타 게임구동서버의 위치와 연결상태, 게임에 필요한 개인정보처리기 사이의 정보를 송수신한다. 개인정보처리기는 게임구동서버와 자신의 위치, 연결상태 그리고 게임에 필요한 타 개인정보처리기와의 정보를 송수신한다.
개인정보처리기는 신체부착센서로부터 신체부착센서가 인지하여 발생하는 정보를 수신한다. 신체부착센서는 그 목적에 따라 온도나 습도등의 상태, 혹은 이용자의 부착된 신체 부위의 가속도 등의 값을 개인정보처리기에 전송한다.
개인정보처리기는 디지털운동기기로부터 이용자의 현재 운동상태를 수신하고, 게임에 의해 조절되는 이용자의 운동상태 정보를 디지털운동기기에게 수신한다.
이상과 같이 본 발명에 의한 디지털 운동기구와 신체부착센서를 이용한 멀티게임 구동 시스템을 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않고, 기술사상이 보호되는 범위 이내에서 응용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 디지털 운동기구와 신체부착센서를 이용한 멀티게임 구동 시스템의 기본구성이 도시된 블럭도,
도 2는 다수의 건강관리센터의 멀티게임 구동 시스템 간에 연결구조가 도시된 도,
도 3은 본 발명에 따른 멀티게임 구동 시스템의 개인정보처리기의 구성의 일례가 도시된 블럭도,
도 4는 본 발명에 따른 멀티게임 구동 시스템의 게임구동서버의 구성의 일례가 도시된 블럭도,
도 5는 본 발명에 따른 개인정보처리기의 동작과정이 도시된 순서도,
도 6은 본 발명에 따른 게임구동서버의 동작과정이 도시된 순서도,
도 7은 본 발명에 따른 신체부착센서가 장갑 형태로 구현된 예가 도시된 도,
도 8은 본 발명에 따른 디지털 운동기구와 신체부착센서를 이용한 멀티게임 구동 시스템을 이용하여 실제 게임을 진행하는 모습이 도시된 도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
10: 신체부착센서 20: 개인정보처리기
30: 디지털 운동기구 100: 게임구동서버

Claims (20)

  1. 이용자들의 하나 이상의 신체부위에 장착되어 이용자의 동작을 인식할 수 있는 정보를 발생시키는 하나 이상의 신체부착센서;
    상기 신체부착센서로부터 발생되는 정보를 수집하여 이용자의 현재 상태와 동작을 인식하여 인식된 동작을 반영하여 게임 프로그램을 구동하고, 게임 프로그램의 출력 정보를 디지털 운동기구에 전달하는 개인정보처리기;
    상기 개인정보처리기에 의해 운동량이 조절되는 디지털 운동기구; 및
    하나 이상의 상기 개인정보처리기와 네트워크로 연결되어 상기 게임 프로그램의 입출력 정보를 서로 연계하여 관리하는 게임구동서버를 포함하는 디지털 운동기구와 신체부착센서를 이용한 멀티게임 구동 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 신체부착센서는 지자기 센서, 가속도 센서, 고도계, 자이로(Gyro)센서 중 하나 이상을 포함하는 동작인식센서인 것을 특징으로 하는 디지털 운동기구와 신체부착센서를 이용한 멀티게임 구동 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 신체부착센서는 서로 간에 발생되는 무선신호강도를 측정하여 서로 간의 거리 차를 계산할 수 있는 정보를 발생시키는 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 운동기구와 신체부착센서를 이용한 멀티게임 구동 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 신체부착센서는 발생시킨 정보를 유선 혹은 무선으로 상기 개인정보처리기에 전송하는 것을 특징으로 하는 디지털 운동기구와 신체부착센서를 이용한 멀티게임 구동 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 신체부착센서는 이용자의 손의 움직임을 감지하도록 장갑에 부착되는 것을 특징으로 하는 디지털 운동기구와 신체부착센서를 이용한 멀티게임 구동 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 개인정보처리기는 퍼스널 컴퓨터(personal computer), 노트북(notebook 혹은 lap-top computer), 피디에이(PDA: personal digital assistant), 휴대폰, 휴 대용 게임기, 휴대용 MP3 플레이어, 휴대용 멀티미디어 플레이어 중 하나인 것을 특징으로 하는 디지털 운동기구와 신체부착센서를 이용한 멀티게임 구동 시스템.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 개인정보처리기는 상기 신체부착센서의 출력 정보를 분석하여 이용자의 현재 동작을 인식하고, 이를 게임 프로그램에서 사용되는 정보로 변환하는 장치 관리부;
    상기 장치 관리부에서 변환된 정보를 상기 게임 프로그램의 입력 정보로 인가하고, 게임 프로그램의 출력 정보를 상기 디지털 운동기구의 동작에 반영하는 게임 관리부; 및
    상기 신체부착센서 및 상기 디지털 운동기구와의 데이터 통신을 제어하는 네트워크 관리부를 포함하는 디지털 운동기구와 신체부착센서를 이용한 멀티게임 구동 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 장치 관리부는 상기 신체부착센서에서 나오는 실시간 가속도 정보를 고속 푸리에 변환 알고리즘을 이용하여 요소 주파수 형태로 변환하고, 변환된 요소 주파수 형태의 값들을 의사 결정 트리를 사용하여 이용자의 동작을 인식하는 것을 특징으로 하는 디지털 운동기구와 신체부착센서를 이용한 멀티게임 구동 시스템.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 개인정보처리기는 게임 프로그램의 진행 경과 및 게임 결과를 이용자에게 출력하는 디스플레이 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 운동기구와 신체부착센서를 이용한 멀티게임 구동 시스템.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 게임 관리부는 상기 게임 프로그램의 결과를 이용자가 사용중인 디지털 운동기구에 전달하여 이용자의 운동량을 실시간으로 조절하는 것을 특징으로 하는 디지털 운동기구와 신체부착센서를 이용한 멀티게임 구동 시스템.
  11. 청구항 7에 있어서,
    상기 네트워크 관리부는 이용자가 게임을 시작하거나, 하나 이상의 다른 이용자와 연계하여 게임 프로그램을 진행할 수 있도록 상기 게임구동서버와 유선 혹은 무선으로 상기 게임 프로그램에 입출력되는 정보를 통신하는 것을 특징으로 하는 디지털 운동기구와 신체부착센서를 이용한 멀티게임 구동 시스템.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 디지털 운동기구는 상기 개인정보처리기와 유선 혹은 무선으로 통신하는 것을 특징으로 하는 디지털 운동기구와 신체부착센서를 이용한 멀티게임 구동 시스템.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 디지털 운동기구는 런닝머신(treadmill), 헬스싸이클, 일립티컬, 스텝퍼, 바디슬렌더, 복근운동기구, 바벨, 벤치, 웨이트, 진동기구(덜덜이), 마사지기구, 승마운동기, 거꾸리 중 하나 이상을 포함하며, 디지털 인터페이스를 구비하여 상기 개인정보처리기를 통해 이용자의 운동 상태를 관찰하고 운동량을 조절하는 것을 특징으로 하는 디지털 운동기구와 신체부착센서를 이용한 멀티게임 구동 시스템.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 디지털 운동기구는 게임 프로그램의 진행 경과 및 게임 결과를 이용자에게 출력하는 디스플레이 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 운동기 구와 신체부착센서를 이용한 멀티게임 구동 시스템.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 게임구동서버는 퍼스널 컴퓨터(personal computer), 노트북(notebook 혹은 lap-top computer), 서버용 컴퓨터 중 하나인 것을 특징으로 하는 디지털 운동기구와 신체부착센서를 이용한 멀티게임 구동 시스템.
  16. 청구항 1에 있어서,
    상기 게임구동서버는 다른 건강관리센터에 구비된 하나 이상의 타 게임구동서버와 네트워크로 연결되어 타 게임구동서버에 연결된 개인정보처리기와 게임 프로그램을 함께 수행하는 것을 특징으로 하는 디지털 운동기구와 신체부착센서를 이용한 멀티게임 구동 시스템.
  17. 청구항 1에 있어서,
    상기 게임구동서버는 상기 개인정보처리기에 내장되는 것을 특징으로 하는 디지털 운동기구와 신체부착센서를 이용한 멀티게임 구동 시스템.
  18. 청구항 1에 있어서,
    상기 게임구동서버는 타 게임구동서버와 연결이 필요한 경우 타 게임구동서버에 요청신호를 송신하거나, 타 게임구동서버로부터 요청신호를 수신하여 자신 및 타 게임구동서버에 연결된 이용자들이 모두 게임시작 준비가 되면 게임 프로그램을 실행하는 것을 특징으로 하는 디지털 운동기구와 신체부착센서를 이용한 멀티게임 구동 시스템.
  19. 청구항 1에 있어서,
    상기 게임구동서버는 하나 이상의 게임 프로그램이 저장되는 게임 저장부;
    상기 개인정보처리기로부터 게임 프로그램의 진행에 필요한 입출력 정보를 전달받아 상기 게임 저장부에 저장된 게임 프로그램을 구동하고, 구동중인 게임 프로그램의 출력 정보를 상기 개인정보처리기로 전송하는 이용자 관리부; 및
    상기 개인정보처리기 및 타 게임구동서버와의 데이터 통신을 제어하는 네트워크 관리부를 포함하는 디지털 운동기구와 신체부착센서를 이용한 멀티게임 구동 시스템.
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