KR20100131397A - 다기능 디지털 바닥 시스템 및 그 시스템의 제어 방법 - Google Patents

Abstract

다기능 디지털 바닥 시스템 및 그 시스템의 제어 방법이 개시된다.
다기능 디지털 바닥 시스템은 이용자에게 바닥을 제공하며, 이용자가 올라서는 경우 이용자의 체중에 의한 압력에 대응되는 전압값을 출력하는 둘 이상의 바닥 모듈로 이루어지는 바닥부를 포함한다. 바닥 상에는 이용자의 태그 정보를 수신하는 RFID부가 위치한다. 제어 서버는 RFID부를 통해 수신되는 이용자의 태그 정보에 의해 이용자의 신원을 파악하고, 바닥부의 둘 이상의 바닥 모듈로부터 출력되는 다수의 전압값에 의해 이용자의 위치 및 행동을 인식하며, 둘 이상의 바닥 모듈에 대한 이용자의 행동을 응답으로 하여 둘 이상의 바닥 모듈 각각 또는 모두를 집합적으로 제어하여 영상 및 음향을 출력한다.

Description

다기능 디지털 바닥 시스템 및 그 시스템의 제어 방법 {MULTIFUNCTIONAL DIGITAL FLOOR SYSTEM AND CONTROL METHOD IN THE SAME}

본 발명은 지능형 바닥 시스템(smart floor system)에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 바닥에서의 복합적 상황을 인지하여 다양한 기능을 수행할 수 있는 다기능 디지털 바닥 시스템 및 그 시스템에서의 제어 방법에 관한 것이다.

지능형 바닥 시스템은 사람들이 밟고 다니는 바닥에서의 이용자의 위치나 이용자의 신원 등을 인식하는 시스템이다.

지능형 바닥 시스템의 예로는, KIST(Korea Institute of Science and Technology)의 스마트 위치 트래킹 시스템이나 애리조나 대학의 실시간 무용동작 모니터링 바닥 시스템 등이 있다.

이와 같이, 여러 개발자들이 지능형 바닥 시스템을 개발해 온 바 있으며, 이러한 지능형 바닥 시스템에서는 주로 압전 센서를 이용해서 이용자의 위치를 파악하고 이를 이용하여 간단한 어플리케이션을 구동하는 형식으로 되어 있다.

종래의 지능형 바닥 시스템들은 주로 압전 센서에 의한 이용자의 위치 인식, 보행 패턴 인식, 체중 비교를 통한 이용자 신원 파악과 같은 단순 기능을 수행하며, 바닥을 통한 본격적인 복합적 상황인지는 시도되지 않고 있으며, 따라서, 다양한 기능을 수행할 수 있는 지능형 바닥 시스템은 사례를 찾아보기 어렵다.

또한, 멀티미디어 기능이 수용된 게임을 위한 지능형 바닥 시스템에서, 많이 설치된 천장 프로젝션의 경우는 카메라와 영상 인식 장치가 필요하고, 투사 방식 성격상 바닥 디스플레이 영상 일부가 가려질 수 있으며, 바닥 매립형 디스플레이의 경우는 LED나 면단위 픽셀로 구성되어 해상도가 매우 낮아 단순하고 복합적인 영상 및 이미지 구현이 어려다는 문제점이 있다. 그밖에 사용 재료나 부재 혹은 알고리즘 상의 효율 검증이나 표준화가 없으며 실제 유용한 지능형 바닥 시스템으로의 개발보다는 프로토타입에 그치고 있을 뿐이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 다양한 기능을 수행하는 다기능 디지털 바닥 시스템 및 그 시스템에서의 제어 방법을 제공하는 것이다.

또한, 바닥에서의 복합적 상황인지, 인터랙티브 멀티미디어 인터페이스라는 다기능성 시스템으로 구축하여 사용성을 극대화할 수 있는 다기능 디지털 바닥 시스템 및 그 시스템에서의 제어 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 하나의 특징에 따른 디지털 바닥 시스템은,

이용자에게 바닥을 제공하며, 이용자가 올라서는 경우 이용자에 의한 압력에 대응되는 전압값을 출력하는 둘 이상의 바닥 모듈로 이루어지는 바닥부; 상기 바닥부 상에 위치하는 이용자의 RFID(Radio-Frequency IDentification) 태그 정보를 수신하는 RFID부; 및 상기 RFID부를 통해 수신되는 이용자의 태그 정보에 의해 이용자의 신원을 파악하고, 상기 바닥부의 둘 이상의 바닥 모듈 중 하나의 바닥 모듈로부터 출력되는 다수의 전압값에 의해 상기 이용자의 행동을 인식하며, 상기 하나의 바닥 모듈로부터 감지되는 상기 이용자의 행동을 응답으로 하여 상기 둘 이상의 바닥 모듈 각각 또는 모두를 집합적으로 제어하여 영상 및 음향을 출력하는 제어 서버를 포함한다.

본 발명의 다른 특징에 따른 이용자 위치 인식 방법은,

이용자에게 바닥을 제공하며, 이용자가 올라서는 경우 압력 센서에 측정되는 전압값을 출력하는 둘 이상의 바닥 모듈과 상기 둘 이상의 바닥 모듈 각각으로부터 출력되는 전압값들에 의해 상기 둘 이상의 바닥 모듈 상에서의 이용자 위치를 인식하는 제어 서버를 포함하는 디지털 바닥 시스템에서 이용자 위치를 인식하는 방법으로서, 상기 압력 센서로부터 전압값을 수신하는 단계; 상기 바닥 모듈 내에 속하는 모든 압력 센서에 대해, 두 개씩 대응되는 압력 센서로부터 수신되는 전압값에 기초하여 이용자의 위치 좌표를 각각 추정하는 단계; 및 추정되는 상기 이용자의 위치 좌표들에 대한 평균값을 산출하여 상기 이용자의 최종 위치 좌표로 산출하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따르면, 디지털 바닥 시스템을 통해 복합적 상황 인지, 인터랙티브 멀티미디어 인터페이스라는 다기능성 시스템을 구축하여 사용성을 극대화할 수 있다.

또한, 바닥 모듈이라는 단위 바닥 시스템의 모듈화를 통한 확장성을 확보할 수 있다.

또한, 바닥 모듈이라는 단위 바닥 시스템의 모듈들의 결합과 이들을 통합적으로 제어하는 제어 시스템을 통해 디지털 바닥 시스템의 구축, 이용, 관리 및 업그레이드 용이성이 극대화된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디지털 바닥 시스템(10)을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 바닥 모듈의 구체적인 블록도이다.
도 3은 도 1에 도시된 바닥 모듈에서의 압력 센서의 배치를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 압력 센서를 이용하여 이용자의 위치를 추정하는 예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 디지털 바닥 시스템에서 바닥부 상에 위치하는 이용자의 위치를 인식하는 방법의 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 디지털 바닥 시스템에서 바닥부 상에 위치하는 이용자로부터의 응답을 인식하는 방법의 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 디지털 바닥 시스템에서 바닥부 상에 이용자가 서있는 상태와 누워있는 상태의 압력 분포를 나타내는 도면이다.
도 8은 도 1에 도시된 제어 서버의 구체적인 블록도이다.
도 9는 도 1에 도시된 바닥부를 통해 표시되는 초기 화면의 예를 도시한 도면이다.
도 10은 도 1에 도시된 바닥부를 통해 표시되는 메인 메뉴 화면의 예를 도시한 도면이다.
도 11은 도 1에 도시된 바닥부를 통해 표시되는 제어 메뉴 화면의 예를 도시한 도면이다.
도 12는 도 1에 도시된 바닥부를 통해 표시되는 게임 메뉴 화면의 예를 도시한 도면이다.
도 13은 도 1에 도시된 바닥부를 통해 표시되는 미디어 메뉴 화면의 예를 도시한 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현할 수 있다.

이제 본 발명의 실시예에 따른 다기능 디지털 바닥 시스템 및 그 시스템에서의 제어 방법에 대해 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디지털 바닥 시스템(10)을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 디지털 바닥 시스템(10)은 바닥부(100), RFID(Radio-Frequency IDentification)부(200) 및 제어 서버(300)를 포함한다.

바닥부(100)는 다수의 바닥 모듈(110, 120)로 이루어진다. 바닥부(100)는 다수의 바닥 모듈(110, 120)을 이용하여 이용자가 바닥부(100)에 위치하는 경우 이용자의 위치나 이용자의 상황을 인지하여 제어 서버(300)에게 전달하고, 제어 서버(300)로부터의 명령에 따라 이용자에 대한 다양한 기능을 수행한다. 이러한 기능에 대해서는 추후 설명한다.

RFID부(200)는 RFID 태그를 소지한 이용자가 바닥부(100)에 위치하는 경우 이용자의 RFID를 인식하여 인식 정보를 제어 서버(300)에게 전달한다.

RFID부(200)는 RFID 안테나(210)와 RFID 리더(220)를 포함한다. RFID 안테나(210)는 RFID 태그에서 송신되는 신호를 수신하여 RFID 리더(200)로 전달하고, RFID 리더(220)는 RFID 안테나(210)로부터 전달되는 RFID 태그의 신호를 수신하여 RFID 태그의 정보를 판독하여 제어 서버(300)에게 전달한다.

제어 서버(300)는 바닥부(100)에 이용자가 위치하는 경우, RFID부(200)에 의해 인식되는 정보에 기초하여 이용자의 신원을 파악하고, 바닥부(100)에 위치하는 이용자의 상황을 인식하여 대응되는 명령을 바닥부(100)에게 전달하는 제어를 수행한다.

또한, 제어 서버(300)는 외부의 TTS(Text to Speech) 서버(400)에 접속하여 음성합성 소프트웨어를 구동하여 필요한 음성 합성을 수행하고, 그 결과 합성된 음성을 바닥부(100)를 통해 이용자에게 제공한다.

또한, 제어 서버(300)는 인터넷(500)에 접속되며, 인터넷(500)을 통해 다양한 형태의 컨텐츠를 제공하는 외부의 웹서버에 접속하여 바닥부(100)를 통해 컨텐츠를 제공한다.

또한, 제어 서버(300)는 게임 등을 수행하는 외부 기기, 예를 들어 닌텐도(Nintendo)사의 위피트(Wii Fit)에 접속되며, 바닥부(100)를 입출력 인터페이스로 하여 외부 기기를 통한 게임 등이 가능하도록 제어를 수행한다.

이하, 도면을 참고하여 바닥부(100)를 구성하는 바닥 모듈(110, 120)에 대해 설명한다. 다수의 바닥 모듈(110, 120)이 바닥부(100)를 구성하고 있고, 이러한 다수의 바닥 모듈(110, 120)은 모두 동일한 구성요소를 가지고 있고, 동일한 기능을 수행하므로, 하나의 바닥 모듈(110)을 대상으로 하여 설명한다.

도 2는 도 1에 도시된 바닥 모듈(110)의 구체적인 구성 블록도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 바닥 모듈(110)은 강화 유리부(111), 압력 센서부(112), 디스플레이부(113), LED부(114) 및 스피커부(115)를 포함한다.

강화 유리부(111)는 외부의 물리적 충격, 예를 들어 이용자가 바닥 모듈(110)위로 올라섬으로 인한 충격에 대하여 바닥 모듈(111)의 구성요소들을 보호함과 동시에 이용자가 그 위에서 걸어다닐 수 있도록 수평면의 바닥을 형성한다. 따라서, 강화 유리부(111)는 이용자의 무게를 고려한 충격에 안전한 두께로 형성된다. 여기서, 강화 유리를 사용하는 것으로만 설명하고 있지만, 본 발명의 기술적 범위는 여기에 한정되지 않고, 강화 유리에 상응하는 투명하고 구조적 강도가 높은 덮개로 사용 가능한 소재인 경우 대체 가능하다.

압력 센서부(112)는 적어도 하나의 압력 센서로 이루어지며, 외부 무게에 의한 압력에 대응되는 전압값을 제어 서버(300)로 출력한다. 본 발명의 실시예에 따른 압력 센서는 원형 부분의 2개의 평평한 면 사이에 센서가 위치하여 면에 대한 외부 무게의 압력이 발생하는 경우 저항값이 변화하여 대응되는 전압값을 출력한다.

첨부한 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에서 압력 센서부(112)는 하나의 바닥 모듈(110)에 6개의 압력 센서(112-1, 112-2, 112-3, 112-4, 112-5, 112-6)를 배치한다. 즉, 직사각형인 바닥 모듈(110)의 강화 유리 모듈(111)의 하부 4개 꼭지점마다 1개씩의 압력 센서(112-1, 112-2, 112-3, 112-4)를 위치시켜서 바닥 모듈(110) 전체에서 고르게 압력값을 읽어낼 수 있도록 하고, 또한 직사각형의 장변의 중점에 각각 1개씩의 압력 센서(112-5, 112-6)를 위치시켜서 이용자의 위치 추정시 보조적으로 활용할 수 있도록 한다.

디스플레이부(113)는 제어 서버(300)의 제어에 의해 메뉴 정보, 사진이나 동영상 등의 멀티미디어 정보를 출력하여 바닥 모듈(110) 위에 위치한 이용자가 볼 수 있도록 한다. 디스플레이부(113)는 주로 LCD로 이루어지며 사람의 보폭을 고려한 크기를 기본 크기로 상정하여 LCD의 크기를 설정한다.

LED부(114)는 제어 서버(300)의 제어에 의해 바닥 모듈(110)에서 발생하는 이벤트에 따라 다른 색을 내는 표시자 역할을 수행한다. 이 LED부(114)는 바닥 모듈(110)에 한 개의 LED가 사용되며, 이벤트의 종류에 따라 점멸하는 색채 패턴을 서로 다르게 하기 위해 풀 칼라 LED가 사용된다. 풀 칼라 LED는 일반적인 R, G, B LED가 모두 포함된 형태의 LED이다. 이러한 풀 칼라 LED가 사용되는 경우 이벤트에 따라 다양한 형태의 색을 표시할 수 있다.

스피커부(115)는 1개의 스피커에 의해 구성되며, 바닥 모듈(110)에 1개의 스피커를 통해 제어 서버(300)의 제어에 의해 음향을 외부로 출력한다. 다수의 바닥 모듈(110, 120)에 각각 장착된 다수의 스피커를 통해 다양한 형태의 음향, 예를 들어 7.1 채널의 음향을 출력할 수 있다.

한편, 이용자가 소지하고 있는 RFID 태그를 인식하여 이용자의 신원을 확인하는 RFID부(200)는 태그의 인식률을 높이기 위해 바닥부(100)의 상부 1개소와 측면 1개소 총 2개소에 2방향으로 RFID 안테나(210)가 배치된다.

또한, 바닥 모듈(110)은 각 구성요소인 압력 센서부(112), 디스플레이부(113), LED부(114) 및 스피커부(115)가 철제 프레임 내부에 설치된 후 강화 유리부(111)가 상부에 배치되어 각 구성요소가 보호되는 동시에 수평면의 바닥을 형성한다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 디지털 바닥 시스템(10)의 제어 서버(300)가 바닥부(100) 상에 위치한 이용자의 행동을 인지하는 방법에 대해 설명한다.

먼저, 도 5를 참조하여 바닥부(100) 상에 위치하는 이용자의 위치를 인식하는 방법에 대해 설명한다.

이용자가 바닥부(100)의 강화 유리부(111) 상에 올라서면, 바닥 모듈(110)에 설치되어 있는 압력 센서부(112)에 의해 전압값이 발생한다. 이 전압값은 이용자의 몸무게, 걸음걸이 등에 의해 서로 다른 값을 나타내며, 같은 이용자라 할지라도 압력 센서 자체의 불안정성과 오차로 인해 다른 값을 나타낼 수 있다. 그러나, 일정 범위 내의 몸무게간에는 전압값이 다를지라도 그 차이가 크지 않으며, 이용자와 압력 센서간의 거리와 압력 센서에서 출력되는 전압값은 반비례한다.

물론, 압력 센서 자체의 오차 및 여러 가지 물리적, 전기적 오차 요인에 의해 정확한 반비례값을 가지지는 않으며, 바닥 모듈(110, 120)을 5개의 영역, 즉 5개의 그리드(Grid)로 보고, 이 그리드들을 세분화함에 따라 실험 등을 통해 정확한 반비례값을 가지는 보정값을 적용할 수 있다.

상기한 특징들에 기초하여, 첨부한 도 4에 도시된 바와 같이, 바닥 모듈(110, 120)들을 각각 5개의 그리드(좌상부, 우상부, 좌하부, 우하부, 중앙부)로 나누고, 여섯 개의 모서리에 배치되어 있는 압력 센서(112-1, 112-2, 112-3, 112-4, 112-5, 112-6)를 사용하여 이용자가 현재 위치한 그리드를 감지하는 방법을 사용한다.

우선, 일반 이용자별로 바닥 모듈(110, 120)에 위치하는 경우, 압력 센서(112-1, 112-2, 112-3, 112-4, 112-5, 112-6)에서 측정되는 전압값을 데이터베이스화한다(S100).

현재 데이터베이스화 되어있는 값들은 성인 남성의 평균 몸무게인 60~80kg, 성인 여성 평균 몸무게인 40~60kg에 적용 가능하며 이 범위 외의 몸무게를 가진 사람은 위치 인식의 정확도가 떨어질 수 있으나, 간단한 입력을 통해 데이터의 추가가 가능하다.

위치 계산을 위해 각 압력 센서(112-1, 112-2, 112-3, 112-4, 112-5, 112-6)별로 6개 모서리에서의 전압값을 초기값으로 가지고(이는 데이터 베이스화 되어 있어 별도의 입력이 필요하지는 않다(6 x 6= 36개의 값)), 이를 이용해 거리에 따른 압력 센서(112-1, 112-2, 112-3, 112-4, 112-5, 112-6)별 전압값의 반비례 식을 추출해낸다(S110).

즉, 각 변에 해당하는 센서들(2개 또는 3개)은 각각의 초기값에 의한 인터폴레이션(Interpolation)에 의해 [수학식 1]과 같이 각 변당 하나의 "거리, 전압 식"을 가지며, 이 식에 이용자의 현재 위치에 의한 전압값을 적용하여 현재 위치 좌표 (X,Y)를 추정한다.

[수학식 1]

여기서, N=1...7까지의 숫자이고, SensorN과 Sensor<N>은 하나의 바닥 모듈의 장변 또는 단변을 기준으로, 각변에서 서로 마주보고 있는 위치들을 점유하는 센서를 나타내며, X와 Y는 각각 단변과 장변의 길이이고, SensorValueN은 이용자가 Sensor<N>의 위치에 서 있을 때 상기 두 개의 압력 센서 중 하나인 SensorN의 초기 측정 전압값이고, SensorValue<N>은 이용자가 Sensor<N>의 위치에 서 있을 때 상기 두 개의 압력 센서 중 나머지 하나인 Sensor<N>의 초기 측정 전압값이며, Position.x는 이용자의 현재위치의 X좌표이며, Position.y는 이용자의 현재위치의 Y좌표이고, PresentValueN은 SensorN의 현재 이용자 위치에서의 측정 전압값이며, PresentValue(N+1)은 Sensor(N+1)의 현재 이용자 위치에서의 측정 전압값이다.

바닥 모듈(110)에 설치되어 있는 6개의 압력 센서(112-1, 112-2, 112-3, 112-4, 112-5, 112-6) 중에서 장방향 혹은 단방향 각 변에 설치되어 있는 마주보는 2개의 압력 센서에 대해 [수학식 1]의 연립방정식을 풀면 2개의 압력 센서에 의해 추정되는 이용자의 현재 위치 좌표가 얻어진다.

따라서, 6개의 압력 센서(112-1, 112-2, 112-3, 112-4, 112-5, 112-6)에 대해 적용하면 각 변당 하나의 좌표를 얻으며, 도 4에 도시된 바와 같이 바닥 모듈(110, 120)별로 최종 6개의 추정되는 위치 좌표((X1, Y1), (X2, Y2), (X3, Y3), (X4, Y4), (X5, Y5), (X6, Y6))를 얻게 된다. 그 후, 6개의 위치 좌표의 평균치를 계산하여 이용자의 현재 좌표를 얻는다. 평균값을 냄으로써 압력 센서별 오차 및 기계적, 물리적, 전기적 오차의 의한 영향을 감소시킨 값을 얻을 수 있다.

따라서, 제어 서버(300)는 바닥부(100)를 형성하는 바닥 모듈(110, 120) 각각에 설치되어 있는 압력 센서부(112)에게 압력 측정을 지시하고(S100), 압력 센서부(112)에 의해 측정되어 출력되는 전압값을 각각 수신한다.

그 후, 압력 센서부(112)에 속한 압력 센서(112-1, 112-2, 112-3, 112-4, 112-5, 112-6) 중 2개의 압력 센서별로 [수학식 1]을 적용하여 이용자의 위치 좌표를 각각 추정하고(S130), 추정되는 위치 좌표들을 평균화하여 이용자의 최종 위치 좌표를 산출한다(S140).

다음, 도 6을 참조하여 바닥부(100) 상에 위치하는 이용자로부터의 응답을 인식하는 방법에 대해 설명한다.

제어 서버(300)는 바닥부(100)의 디스플레이부(113)를 통해 각종의 메뉴 등을 표시하고, 이용자로부터 메뉴 선택, 퀴즈의 답, 게임 입력 등의 응답을 수신하여야 한다.

이러한 응답 중 하나로 "클릭" 응답을 인식한다.

클릭 응답은 이용자가 바닥부(100)의 어느 하나의 바닥 모듈 상에서 제자리 뛰기를 한 경우의 응답이다.

이용자가 바닥부(100) 위에서 제자리 뛰기를 하는 경우, 바닥부(100)에 설치되어 있는 압력 센서들이 출력하는 전압값에 출렁거림이 발생한다. 따라서, 압력 센서에서 출력되는 전압값의 최근 1초 가량 동안의 전압값의 평균이 측정되고(S200), 그 후 계속 측정되는 압력 센서의 측정 전압값이 이 평균값을 훨씬 상회하거나 하회하는 값이 측정될 경우 클릭 응답의 후보군으로 인식된다(S210, S220, S230). 여기서, 평균값을 훨씬 상회하거나 하회하는 경우에 대해서는 실험이나 통계를 통해 상한 임계값과 하한 임계값을 설정하고, 평균값에 상한 임계값을 넘는 경우를 훨씬 상회하는 것으로 보고, 또한 평균값에서 하한 임계값을 뺀 값보다 적어지는 경우를 훨씬 하회하는 것으로 본다.

단, 평범한 걸음의 경우에도, 클릭 응답으로 인식될 우려가 있다. 따라서, 후보군 가운데서 클릭 응답을 걸러내기 위해서는, 이용자의 위치 인식을 이용한다. 즉, 클릭 응답의 후보군이라고 생각되는 이벤트가 발생하기 전과 발생한 이후의 이용자의 위치를 비교하여(S240), 서로 같을 경우는 이용자가 제자리에서 뛰기를 했다고 판단하여 클릭 응답으로 간주한다(S250). 그 외의 경우에는, 이용자가 어느 위치에서 다른 위치로 이동하는 과정 중에 나타나는 현상이라고 판단하여 클릭 응답으로 간주하지 않는다. 이와 같이 이용자의 위치에 기반하여 실제로 원하는 클릭 응답을 구분해 낸다.

다음, 이용자가 바닥부(100) 상에서 누워있는 상태를 인식하는 방법에 대해 설명한다.

누워있는 상태란, 이용자가 두 발이 아니라 온몸을 이용해서 바닥부(100) 상에서 자신의 체중을 지탱하고 있는 상태를 말한다.

첨부한 도 7에 도시되어 있는 바와 같이, 이용자가 바닥부(100) 상에서 서있는 상태에서 두 발로 체중을 지탱할 때는 바닥부(100)의 압력 센서들이 특정한 한 곳 혹은 두 곳에서 큰 압력을 인지하게 된다.

그러나, 이용자가 바닥부(100) 상에 누어 있어서 온몸을 이용하여 지탱하는 경우에는 한두 군데를 초과한 여러 곳에서 두 발로 지탱할 때보다는 작은 압력이 인지된다.

이와 같이, 압력 센서들을 통해서 인지된 분포를 분석하여 군소집중이 아닌 연속적(일직선 혹은 s자 분포 등)인 분포라고 판단이 되면 이용자가 누워있는 상태로 인식을 한다.

상기와 같이, 압력 센서들을 통해서 인지된 압력의 분포를 분석하여 이용자가 누워있는 상태로 인식하기 위해서는 다수의 실험과 실험 결과의 통계를 통해 판단 근거를 구축할 수 있다.

다음, 이용자가 바닥부(100) 상에서 돌아다니는 상태를 인식하는 방법에 대해 설명한다.

이용자가 바닥부(100) 상에서 돌아다니는 경우, 바닥부(100)의 압력 센서들을 통해서 인지되는 압력의 분포가 시간이 흘러감에 따라 변화하게 된다. 즉, 바닥부(100) 위에 올라선 이용자는 일반적으로 하나의 바닥 모듈(110)에서 인접한 바닥 모듈(120)로만 이동을 한다고 전제하는 경우(즉, 바닥부(100)에서는 바닥 모듈을 건너뛰거나 하는 경우가 드물다고 가정함), 시간대에 따라 나타나는 압력의 분포가 인접한 곳으로 이동하게 되는 경우에 이용자가 돌아다니는 상태라고 인식한다.

또한, 바닥부(100) 상에 한 명이 아닌 다수의 이용자가 있는 것으로 파악되는 상황에서, 시간대에 따라 나타나는 압력의 분포가 인접한 곳에서 발생하는 분포가 아닐 경우, 두 명 이상의 이용자가 돌아다니고 있는 상태로 인식한다.

상기와 같이, 압력 센서들을 통해서 인지된 시간대에 따른 압력의 분포를 분석하여 한 명 또는 다수의 이용자가 돌아다니는 상태로 인식하기 위해서는 다수의 실험과 실험 결과의 통계를 통해 판단 근거를 구축할 수 있다.

한편, 제어 서버(300)는 일반적인 서버 시스템의 구성을 구비한다. 예를 들어, CPU(Central Processing Unit), 디스플레이 및 디스플레이 제어부, 메모리, 하드디스크, 입출력부 등을 포함한다. 이러한 구성에 대해서는 이미 잘 알려져 있으므로 구체적인 설명은 생략한다.

다만, 본 발명의 실시예에 따른 제어 서버(300)의 구성요소들은 바닥부(100)에 이용자가 위치하는 경우 RFID부(200)에 의해 인식되는 정보에 기초하여 이용자의 신원을 파악하고, 바닥부(100)에 위치하는 이용자의 상황, 예를 들어 서 있는 상황, 누워 있는 상황, 돌아다니는 상황 등을 인식하여 해당 상황에 대응되는 명령을 바닥부(100)에게 전달하는 제어를 수행하는 특징을 추가로 구비한다.

또는, 제어 서버(300)의 주요 구성이 본 발명의 실시예에 따른 디지털 바닥 시스템(10) 전용으로 구성될 수 있다.

예를 들어, 첨부한 도 8에 도시된 바와 같이, 제어 서버(300)는 상황 인지부(310), 데이터베이스부(320), 통신부(330), 디바이스 제어부(340), 이용자 인터페이스부(350) 및 시스템 통합 운영부(360)를 포함한다.

상황 인지부(310)는 이용자의 상황을 인지하며, 신원 확인부(311) 및 행동 인지부(312)를 포함한다.

신원 확인부(311)는 RFID부(200)를 통해 인식되는 이용자의 태그 정보에 근거하여 이용자의 신원을 확인한다. 이러한 이용자의 신원은 이용자의 태그 정보에 대응하여 데이터베이스부(320)에 미리 설정되어 있는 것을 가정한다.

행동 인지부(312)는 바닥부(100)의 압력 센서들로부터 측정되는 전압값과 데이터베이스부(320)에 미리 설정되어 있는 기준 전압값들에 기초하여 바닥부(100) 상에 있는 이용자의 위치 인식, 클릭 응답 인식, 누워있는 상태 인식, 돌아다니는 상태 인식 등과 같이 이용자의 행동을 인지한다.

데이터베이스부(320)는 이용자의 신원 확인, 이용자의 행동 인지 등 디지털 바닥 시스템(10)이 이용자에 대해 제공하는 다양한 기능을 수행하는데 사용되는 각종의 데이터들을 저장한다.

통신부(330)는 외부에 있는 바닥부(100) 및 RFID부(200)와의 내부 통신을 수행하는 내부 통신부(331)와 외부 기기, 예를 들어 외부의 TTS 서버(400) 및 인터넷(500)과의 통신을 위한 외부 통신부(332)를 포함한다.

디바이스 제어부(340)는 바닥부(100)에 있는 디스플레이부(113)에 대한 제어를 수행하는 디스플레이 제어부(341), LED부(114)에 대한 제어를 수행하는 LED 제어부(342) 및 스피커부(115)에 대한 제어를 수행하는 스피커 제어부(343)를 포함한다. 또한, 디바이스 제어부(340)는 외부에 있는 가전기기에 대한 제어를 수행하는 가전기기 제어부(도시되지 않음)를 더 포함한다. 외부의 가전기기에 대한 제어는 프린터 포트를 이용하여 수행될 수 있다.

이용자 인터페이스부(350)는 바닥부(100) 상에 위치하는 이용자에 대한 인터페이스 화면을 제공하기 위한 제어를 수행하는 인터랙션 인터페이스부(351) 및 외부의 TTS 서버(400)를 이용하여 바닥부(100)를 통해 출력할 음성을 합성하는 음성 합성부(352)를 포함한다.

인터랙션 인터페이스부(351)는 바닥부(100) 상에서 이용자가 발로 반응하기 위해 인식이 용이하고 발터치에 거부감이 없는 아이콘을 적정 크기로 표시하기 위한 인터페이스를 제공한다. 예를 들어, 기본 아이콘의 크기를 500mm 내외로 터치에 부담없도록 디자인하여 제공한다.

인터랙션 인터페이스부(351)는 메뉴의 단계를 나누어서 제공한다. 예를 들어, 1단계에서는 초기 화면 아이콘으로 표시하고, 2단계에서는 서브 메뉴 화면 아이콘으로 표시하며, 3단계에서는 메뉴 실행 화면을 제공하는 방식으로 제어한다.

이 경우, 바닥부(100)의 바닥 모듈(110, 120)에 표시되는 아이콘을 통해서 메뉴를 이동한 후 시간지연 없이 즉각적인 반응이 일어나도록 반응 시간을 조절하여 제공한다.

또한, 바닥 모듈(110, 120)에 대한 이용자의 발 접촉시 아이콘의 크기와 소리가 역동적으로 반응하여 촉감적인 감흥이 연출되도록 이용자 인터페이스를 제공한다.

음성 합성부(352)는 예를 들어, 코어보이스사의 CoreTTS를 사용하며, 이용자에게 제공될 시나리오를 파악하여 대응되는 음성을 바닥부(100)의 스피커부(115)를 통해 이용자에게 제공한다. 각 시나리오상의 음성 정보는 데이터베이스부(320)에 텍스트형식으로 저장되어 있으며, 이를 이용하여 TTS 서버(400)에 TCP/IP 프로토콜을 이용해 텍스트를 전달하고 음성 스트림으로 수신하여 이용자에게 제공할 수 있다.

시스템 통합 운영부(360)는 제어 서버(300)의 각종 제어를 수행하는데 사용되는 각종의 소프트웨어를 포함한다.

예를 들어, 시스템 통합 운영부(360)는 LED부(114)의 제어, RFID부(200)의 제어, 압력 센서부(112)의 제어 등을 수행하는 소프트웨어를 포함한다.

또한, 음성 합성부(352)에서 수행되는 음성 합성 및 출력 소프트웨어, 상황 인지부(310)에서의 이용자의 신원 확인, 행동 인지 등을 수행하는 소프트웨어를 포함한다.

또한, 외부 인터넷(500)에의 접속을 위한 소프트웨어를 포함한다.

또한, 이용자 인터페이스부(350)의 인터랙션 인터페이스 제어를 위한 소프트웨어를 포함한다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 디지털 바닥 시스템(10)의 기능에 대해 상세하게 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 디지털 바닥 시스템(10)은 종래의 단순한 지능형 바닥 시스템처럼 이용자의 위치를 인식하고, 이용자의 신원을 인식하는 시스템과는 차별되는, 이용자들과의 상호작용이 가능한 바닥 모듈(110, 120)이 결합되어 형성되는 바닥부(100)에 기반하여 다양한 기능을 수행할 수 있다.

먼저, 메뉴 선택 인터페이스 기능에 대해 설명한다.

이용자가 본 발명의 실시예에 따른 디지털 바닥 시스템(10)을 이용하기 위해 바닥부(100)에 올라서면, RFID부(200)에 의해 이용자가 소지하고 있는 RFID 태그 정보가 수신되고, 이 정보는 제어 서버(300)로 전달된다. 따라서, 제어 서버(300)는 바닥부(100)에 올라선 이용자의 신원을 데이터베이스(320)를 통해 확인할 수 있다. 그 후, 제어 서버(300)는 TTS 서버(400)를 통한 음성 합성을 수행한 후 예를 들어 "유비(UBIquitous) 플로어는 xxx님을 맞이하게 되어 반갑습니다"라는 음성을 바닥부(100)의 스피커부(115)를 통해 출력하여 환영 인사말을 하면서, 첨부한 도 9에 도시된 바와 같은 초기 화면을 이용자가 올라선 바닥 모듈에 위치한 디스플레이부(113)를 통해 표시한다.

이와 같이 초기 화면이 표시된 후, 이용자가 올라선 바닥 모듈에서 클릭 응답을 하거나 또는 바닥 모듈들을 시계 방향으로 한 바퀴 도는 등의 동작을 하는 경우, 제어 서버(300)는 본 발명의 실시예에 따른 디지털 바닥 시스템(10)의 기능을 사용할 수 있는 메인 메뉴를 첨부한 도 10에 도시된 바와 같이, 주변 바닥 모듈들에 표시한다.

이와 같이, 메인 메뉴가 주변 바닥 모듈들에 표시된 후, 이용자가 원하는 메뉴가 표시된 바닥 모듈로 이동하여 해당 메뉴 아이콘의 위치를 발로 클릭하면 제어 서버(300)는 이용자가 해당 메뉴를 선택한 것으로 인정하여 해당 메뉴 모드로 전환된다. 이 때, 제어 서버(300)는 TTS 서버(400)를 이용하여 바닥부(100)의 스피커부(115)를 통해 "xxx님이 yy 모드를 선택하셨습니다"라는 멘트를 출력한다.

한편, 주변 바닥 모듈들에 표시되는 메인 메뉴의 예로는 8개의 메뉴가 예시된다. 예를 들어, 기기 제어 메뉴(control), 게임 메뉴(game), 인포메이션 메뉴(information), 미디어 메뉴(media), 메시지 메뉴(message), 네비게이션 메뉴(navigation), 응답 메뉴(response), 여행 메뉴(travel) 등이 메인 메뉴이다.

기기 제어 메뉴는 온도, 조도, 습도 등 환경에 관련된 가전 기기를 제어할 수 있도록 하는 메뉴이고, 게임 메뉴는 퀴즈, 퍼즐 등의 컴퓨터 게임과 위(Wii)와 같은 별도로 연결된 게임 기기를 통해 게임을 수행할 수 있도록 하는 메뉴이며, 인포메이션 메뉴는 주가, 뉴스, 날씨 등의 생활 관련 정보를 표시할 수 있도록 하는 메뉴이고, 미디어 메뉴는 뮤직 비디오, 영화, 음악, 사진 등의 컨텐츠를 재생할 수 있도록 하는 메뉴이며, 메시지 메뉴는 이메일, 텍스트, 메모, 영상 메시지 등을 출력할 수 있도록 하는 메뉴이고, 네비게이션 메뉴는 구글 어스(Google Earth)를 조작할 수 있도록 하는 메뉴이며, 응답 메뉴는 응급 상황, 걷기, 가만히 서있기 등의 이용자의 상황 인지에 따른 이벤트 응답을 연출할 수 있도록 하는 메뉴이고, 여행 메뉴는 우주, 바닷속, 협곡, 폭포 등 환경에 관련된 영상과 음향을 출력할 수 있도록 하는 메뉴이다.

그러면, 이용자가 상기한 메인 메뉴들을 선택하는 경우 대응되는 동작을 제공하는 기능에 대해 설명한다.

먼저, 이용자가 기기 제어 메뉴를 선택하는 경우에 대해 설명한다.

이용자가 기기 제어 메뉴를 선택하면, 제어 서버(300)는 그 주변의 바닥 모듈들에 선택 가능한 기기 제어 옵션들을 심볼 형식으로 표시한다. 첨부한 도 11을 참조하면, 조명 제어는 전구 모양(LIGHT)으로 표시되어 있다.

그리고, 각 기기 제어 옵션들이 표시된 바닥 모듈의 모서리들에는 해당 기기를 구체적으로 제어할 수 있는 옵션들, 예를 들어 증가, 감소, 점등, 소등 등이 표시되고, 이용자가 제어를 원하는 옵션이 표시된 모서리로 이동하여 클릭 응답을 하는 경우, 제어 서버(300)는 연결되어 있는 해당 주변 기기에 대해 이용자가 요청한 제어를 수행하기 위한 신호를 출력한다.

한편, 해당 기기 제어 옵션이 표시된 바닥 모듈로 이동한 이용자가 어떠한 응답 동작 없이 일정 시간, 예를 들어 1분이 경과하는 경우, 제어 서버(300)는 이용자가 해당 기기에 대한 제어를 수행하지 않는 것으로 판단하여 무입력 상태라는 것을 표시하기 위한 무입력 상태 모드를 수행한다.

여기서, 무입력 상태 모드는 인터넷 자료 기반의 계절, 시간, 날씨에 적절한 동영상(음향 포함)을 전체 바닥부(100)에 표시하는 모드이다. 예를 들어, 봄인 경우에는 얼음 녹는 개천의 동영상을 재생하고, 여름이면 시원한 계곡과 새소리를 재생한다.

다음, 이용자가 게임 메뉴를 선택하는 경우에 대해 설명한다.

이용자가 게임 메뉴를 선택하면, 첨부한 도 12에 도시된 바와 같이 제어 서버(300)는 이용자가 현재 위치한 바닥 모듈을 중심으로 그 주변 모듈들에 선택 가능한 게임들의 소개 이미지나 동영상을 표시한다.

이용자가 원하는 게임이 표시된 바닥 모듈로 이동하여 해당 서브 메뉴를 발로 클릭하면, 제어 서버(300)는 이용자가 이동한 바닥 모듈에 표시된 게임을 이용자가 선택한 것으로 판단하고, 바닥 모듈을 이용자 인터페이스로 해당 게임을 실행한다.

두 가지 게임의 예를 들어 본다.

1) 바닥 모듈에 OX 퀴즈가 표시되고, 답이 맞는 주변의 바닥 모듈로 이용자가 이동하여 'O'나 'X'를 발로 클릭하면, 제어 서버(300)는 딩동댕 소리와 함께 화면을 파란색으로 깜박이도록 제어하고, 만약 이용자가 틀린 답이 표시된 바닥 모듈로 이동하여 서면, 삐 소리와 함께 화면을 빨갛게 변하도록 제어한다. 그 후, 제어 서버(300)는 득점을 계산하여 "xx님은 zz점을 획득하셨습니다."라는 멘트를 출력한다.

2) 이용자가 스키나 밸런싱 게임 등을 선택하는 경우, 제어 서버(300)는 해당 게임의 입력 인터페이스를 특정 바닥 모듈에서의 압력 센서들을 이용해서 수행할 수 있도록 제어한다.

한편, 게임 메뉴에서도 이용자가 어떠한 응답 동작 없이 일정 시간, 예를 들어 1분이 경과하는 경우, 제어 서버(300)는 이용자가 게임을 수행하지 않는 것으로 판단하여 무입력 상태 모드를 수행한다.

다음, 이용자가 인포메이션 메뉴를 선택하는 경우에 대해 설명한다.

이용자가 인포메이션 메뉴를 선택하면, 제어 서버(300)는 이미 파악된 이용자의 신원에 따라 이용자가 평소 관심있는 정보 아이템들을 이용자 주변의 바닥 모듈들에 표시해 준다. 이용자가 평소 관심있는 정보들에 대해서는 이미 데이터베이스(320)에 설정되어 있다.

해당 바닥 모듈들에 표시된 정보들 중에서 이용자가 하나의 정보를 선택하면, 제어 서버(300)는 다시 이용자 주변의 바닥 모듈들에 해당 정보를 표시한다. 이 때, 특정 정보에 대한 부분을 확대 혹은 상세하게 보고 싶은 경우, 이용자가 해당 바닥 모듈로부터 시계 방향으로 주변 바닥 모듈들을 한 바퀴 돌면 제어 서버(300)가 이를 인식하여 해당 정보를 크게 확대하여 표시하고, 다시 시계 반대 방향으로 돌면 해당 정보를 축소하여 표시한다.

또한, 제어 서버(300)는 이용자의 신원에 따라 지리정보(예를 들면 구글 어스), 주가 정보, 뉴스 정보, 날씨 정보, 쇼핑 정보, 건강 정보, 교육 정보 등을 표시할 수 있고, 표시 형식은 글이나 이미지 혹은 동영상이 될 수 있다.

여기서, 지리 정보, 즉 구글 어스 정보의 경우에는 이용자가 걷는 방향에 따라 구글맵이 연속적으로 확장되도록 제어 서버(300)가 제어한다.

한편, 인포메이션 메뉴에서도 이용자가 어떠한 응답 동작 없이 일정 시간, 예를 들어 1분이 경과하는 경우, 제어 서버(300)는 이용자가 인포메이션을 원하지 않는 것으로 판단하여 무입력 상태 모드를 수행한다.

다음, 이용자가 미디어 메뉴를 선택하는 경우에 대해 설명한다.

이용자가 미디어 메뉴를 선택하면, 제어 서버(300)는 첨부한 도 13에 도시된 바와 같이, 이용자의 파악된 신원을 기반으로 현재 위치한 바닥 모듈을 중심으로 선호하는 뮤직 비디오 혹은 영화 콘텐츠 옵션을 표시한다.

이용자가 표시된 옵션들 중에서 특정 컨텐츠가 표시된 바닥 모듈로 이동하여 원하는 컨텐츠 아이콘을 발로 클릭하면 해당 컨텐츠를 선택한 것으로 보고, 제어 서버(300)는 선택된 컨텐츠를 재생한다.

미디어 컨텐츠로는 예를 들면 노인의 경우 트롯토 가요 뮤직 비디오, 장년은, 가곡 비디오, 청년은 소녀시대의 지지지, 아동은 뽀로로 만화영화 클립 같은 것일 수 있다.

한편, 선택된 컨텐츠 재생 종료 후 이용자의 응답없이 일정시간, 예를 들어 1분이 지나면 제어 서버(300)는 이용자가 추가 미디어 재생을 원하지 않는 것으로 판단하여 무입력 상태 모드를 수행한다.

다음, 이용자가 메시지 메뉴를 선택하는 경우에 대해 설명한다.

이용자가 메시지 메뉴를 선택하면, 제어 서버(300)는 이용자의 파악된 신원을 기반으로 현재 위치한 바닥 모듈을 중심으로 이용자에게 남겨진 미리 준비된 비디오 메시지를 표시한다.

이용자가 이 중에서 특정 메시지가 표시된 바닥 모듈로 이동하여 원하는 메시지의 아이콘을 발로 클릭하면, 제어 서버(300)는 해당 메시지를 선택한 것으로 보고, 선택된 영상 메시지가 음성과 함께 재생되도록 제어한다. 이 때 특정 영상 메시지에 대한 부분을 확대 혹은 상세하게 보고 싶은 경우, 이용자가 해당 바닥 모듈로부터 시계 방향으로 한 바퀴 도는 경우, 제어 서버(300)는 해당 정보를 크게 확대하고, 만약 다시 확대된 영상 메시지 디스플레이 중 하나의 바닥 모듈로부터 시계 반대 방향으로 도는 경우, 제어 서버(300)는 해당 메시지를 다시 축소하여 표시한다.

한편, 특정 장소의 비디오 재생 종료 후 이용자의 응답없이 일정 시간, 예를 들어 1분이 지나는 경우, 제어 서버(300)는 이용자가 추가 메시지 재생을 원하지 않는 것으로 판단하여 무입력 상태 모드를 수행한다.

다음, 이용자가 네비게이션 메뉴를 선택하는 경우에 대해 설명한다.

이용자가 네비게이션 메뉴를 선택하면, 제어 서버(300)는 구글 어스를 실행시킬 수 있는 아이콘을 표시한다. 이 때 아이콘은 집 근처, 도나 시 영역, 국가 영역 등 다양한 스케일에서 시작할 수 있도록 다수의 단계, 예를 들어 5-6단계로 나뉘어 표시한다. 이용자는 이와 같이 표시되는 바닥 모듈들을 계속 선택함으로써 구글 어스를 통한 네비게이션을 수행할 수 있다.

그리고, 바닥 모듈 가운데 위치한 이용자를 중심으로 주변 바닥 모듈들에 상하좌우 이동과 화면의 확대 및 축소를 할 수 있는 메뉴를 표시하고, 해당 바닥 모듈을 이용자가 밟는 경우에 대응되는 동작이 수행되도록 제어한다.

한편, 네비게이션 메뉴에서 이용자의 응답없이 일정시간, 예를 들어 1분이 지나면 제어 서버(300)는 이용자가 추가 네비게이션 수행을 원하지 않는 것으로 판단하여 무입력 상태 모드를 수행한다.

다음, 응답 메뉴에 대해 설명한다.

응답 메뉴는 이용자의 선택에 의해 수행될 수도 있으나, 기본적으로 응답 메뉴는 별도의 선택없이 메인 메뉴나 기타 다른 메뉴에서 미리 설정된 이벤트가 감지되는 경우, 이에 기반한 대응 반응을 수반하는 자동화 모드로 전환되어 수행된다.

예를 들어, 이용자가 쓰러지거나 갑자기 눕게 되는 상황이 압력 센서들을 통한 제어 서버(300)에 의해 감지되고, 그러한 상황이 일정 시간, 예를 들어 5초 이상 지속되는 경우 응급 상황으로 인식하여, 제어 서버(300)는 모든 바닥 모듈들의 LED부(114)를 제어하여 빨간색으로 표시하면서 깜빡거리도록 제어하고, 스피커부(115)를 통해 사이렌 소리와 함께 "응급상황이 감지됐습니다. 필요한 연락을 취합니다" 라는 멘트가 나가도록 제어하고, 동시에 이용자의 신원 파악에 의거 보호자의 핸드폰이나 컴퓨터로 알람 메시지를 전송한다.

또한, 이용자가 특정 바닥 모듈에 앉은 채 일정 시간, 예를 들어 10초 이상 움직이지 않는 것으로 인식되면, 제어 서버(300)는 이용자가 요가나 명상을 하는 것으로 간주해 인도 음악과 평온한 초원의 동영상을 재생한다.

또한, 두 사람 이상이 바닥에 올라가 이리 저리 뛰어다니는 것으로 인식되는 경우, 제어 서버(300)는 이용자 또는 이용자들이 춤을 추는 것으로 간주해 디스코와 같은 경쾌한 음악을 재생하면서 현란한 사이키 조명이 바닥에 비친 것 같은 동영상을 표시한다.

다음, 이용자가 여행 메뉴를 선택하는 경우에 대해 설명한다.

이용자가 여행 메뉴를 선택하면, 제어 서버(300)는 이용자의 파악된 신원을 기반으로 현재 위치한 바닥 모듈을 중심으로 선호하는 여행지 혹은 장소의 옵션들을 표시한다.

이용자가 이 중에서 특정 장소가 표시된 바닥 모듈을 선택하면, 제어 서버(300)는 선택된 장소를 담은 비디오를 재생한다다. 장소나 여행지는 예를 들어 북극, 카리브 바닷가, 파리의 상젤리제 골목, 코랄해협 바닷속, 우주광경 등과 이들에 동반되는 사운드가 될 수 있다.

특정 장소의 비디오 재생 종료 후 이용자의 응답없이 일정 시간, 예를 들어 1분이 지나면 제어 서버(300)는 이용자가 추가 여행 메뉴의 사용을 원하지 않는 것으로 판단하여 무입력 상태 모드를 수행한다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (13)

1. 이용자에게 바닥을 제공하며, 이용자가 올라서는 경우 이용자의 체중에 의한 압력에 대응되는 전압값을 출력하는 둘 이상의 바닥 모듈로 이루어지는 바닥부;
   상기 바닥부 상에 위치하는 이용자의 RFIF(Radio-Frequency IDentification) 태그 정보를 수신하는 RFID부; 및
   상기 RFID부를 통해 수신되는 이용자의 RFID 태그 정보에 의해 이용자의 신원을 파악하고, 상기 바닥부의 둘 이상의 바닥 모듈들로부터 출력되는 다수의 전압값에 의해 상기 이용자의 위치와 행동을 인식하며, 상기 둘 이상의 바닥 모듈에 대한 상기 이용자의 행동을 응답으로 하여 상기 둘 이상의 바닥 모듈 각각 또는 모두를 집합적으로 제어하여 영상 및 음향을 출력하는 제어 서버
   를 포함하는 디지털 바닥 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제어 서버는 외부의 TTS(Text to Speech) 서버에 접속되며, 상기 TTS 서버를 통한 음성 합성을 수행한 후 합성된 음성을 상기 바닥부를 통해 이용자에게 제공하는 것을 특징으로 하는 디지털 바닥 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제어 서버는 외부의 네트워크에 접속되며, 상기 이용자의 행동에 의한 응답에 기초하여 상기 네트워크를 통해 접속되는 외부의 컨텐츠 서버로부터 제공되는 컨텐츠를 상기 바닥부를 통해 이용자에게 출력하는 것을 특징으로 하는 디지털 바닥 시스템.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제어 서버는 외부의 게임 기기에 접속되어 상기 바닥부를 사용자 인터페이스로 하며, 상기 이용자의 행동에 의한 응답에 기초하여 상기 외부의 게임 기기에 의한 게임이 실행되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 디지털 바닥 시스템.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제어 서버는 외부의 가전 기기에 접속되며, 상기 바닥부를 통한 이용자의 행동에 의한 응답에 기초하여 상기 외부의 가전 기기를 제어하는 것을 특징으로 하는 디지털 바닥 시스템.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 바닥 모듈은,
   적어도 하나의 압력 센서를 포함하며, 외부 무게에 의한 압력에 대응되는 전압값을 상기 제어 서버로 출력하는 압력 센서부;
   상기 제어 서버에 의해 제어되어 이용자에게 표시하고자 하는 영상을 출력하는 디스플레이부;
   상기 제어 서버에 의해 제어되어 이용자에게 이벤트의 발생을 알리는 LED부;
   적어도 하나의 스피커를 포함하며, 상기 제어 서버에 의해 제어되어 이용자에게 음향을 출력하는 스피커부; 및
   외부의 물리적 충격으로부터 상기 압력 센서부, 디스플레이부, LED부 및 스피커부를 보호하며, 이용자가 밟고 걸어다닐 수 있는 수평면의 바닥을 형성하는 강화 유리부;
   를 포함하는 디지털 바닥 시스템.
7. 제6항에 있어서,
   상기 압력 센서부는 6개의 압력 센서로 이루어지며,
   상기 바닥 모듈의 4개의 꼭지점마다 1개씩 위치하고, 상기 바닥 모듈의 장변의 중점에 각각 1개씩 위치하는 것을 특징으로 하는 디지털 바닥 시스템.
8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제어 서버는,
   상기 바닥부 상에 위치하는 이용자의 신원 및 행동을 인지하는 상황 인지부;
   이용자의 신원 확인이나 행동 인지를 위해 미리 설정된 데이터를 저장하는 데이터베이스부;
   상기 바닥부 및 RFID부와의 내부 통신 및 외부 기기와의 통신을 수행하는 통신부;
   상기 바닥부에 포함되어 있는 구성요소를 제어하는 동시에 외부 기기에 대한 제어를 수행하는 디바이스 제어부;
   상기 바닥부 상에 위치하는 이용자에 대한 인터페이스 화면을 상기 바닥부를 통해 제공하며, 상기 바닥부를 통한 이용자의 행동 응답을 입력으로 하는 인터페이스를 제공하는 이용자 인터페이스부; 및
   상기 각종의 장치를 제어하는데 사용되는 소프트웨어를 포함하는 시스템 통합 운영부
   를 포함하는 디지털 바닥 시스템.
9. 이용자에게 바닥을 제공하며, 이용자가 올라서는 경우 압력 센서에 측정되는 전압값을 출력하는 둘 이상의 바닥 모듈과 상기 둘 이상의 바닥 모듈로부터 출력되는 전압값에 의해 상기 둘 이상의 바닥 모듈 상에서의 이용자 위치를 인식하는 제어 서버를 포함하는 디지털 바닥 시스템에서 이용자 위치를 인식하는 방법에 있어서,
   상기 압력 센서로부터 전압값을 수신하는 단계;
   상기 바닥 모듈 내에 속하는 모든 압력 센서에 대해, 두 개씩 대응되는 압력 센서로부터 수신되는 전압값에 기초하여 이용자의 위치 좌표를 각각 추정하는 단계; 및
   추정되는 상기 이용자의 위치 좌표들에 대한 평균값을 산출하여 상기 이용자의 최종 위치 좌표로 산출하는 단계
   를 포함하는 이용자 위치 인식 방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 수신하는 단계 전에,
    이용자의 몸무게별로 상기 압력 센서에서 측정되는 전압값을 해당 압력 센서의 초기값으로 데이터베이스화하는 단계를 더 포함하며,
    상기 추정하는 단계에서,
    두 개의 압력 센서로부터 수신되는 전압값에 기초하여 추정되는 이용자의 위치 좌표는 다음의 관계식
    

    

    
    여기서, N=1...7까지의 숫자이고,
    SensorN과 Sensor<N>은 하나의 바닥 모듈의 장변 또는 단변을 기준으로, 각변에서 서로 마주보고 있는 위치들을 점유하는 센서를 나타내며,
    X와 Y는 각각 단변과 장변의 길이이고,
    SensorValueN은 이용자가 Sensor<N>의 위치에 서 있을 때 상기 두 개의 압력 센서 중 하나인 SensorN의 초기 측정 전압값이며,
    SensorValue<N>은 이용자가 Sensor<N>의 위치에 서 있을 때 상기 두 개의 압력 센서 중 나머지 하나인 Sensor<N>의 초기 측정 전압값이며,
    Position.x는 이용자의 현재위치의 X좌표이며,
    Position.y는 이용자의 현재위치의 Y좌표이고,
    PresentValueN은 SensorN의 현재 이용자 위치에서의 측정 전압값이며,
    PresentValue(N+1)은 Sensor(N+1)의 현재 이용자 위치에서의 측정 전압값임
    에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 이용자 위치 인식 방법.
11. 제9항에 있어서,
    상기 산출하는 단계 후에,
    상기 압력 센서로부터 일정 시간 동안 측정되는 전압값의 평균값을 산출하는 단계;
    상기 압력 센서로부터 측정되는 전압값이 상기 평균값보다 상한 임계값 이상 크거나 상기 평균값보다 하한 임계값 이상으로 적은지를 판단하는 단계; 및
    상기 압력 센서로부터 측정되는 전압값이 상기 평균값보다 상한 임계값 이상 크거나 상기 평균값보다 하한 임계값 이상으로 적은 것으로 판단되는 경우, 상기 이용자가 상기 제어 서버에 의해 상기 바닥 모듈에 표시되는 메뉴에 대한 응답을 표시하기 위한 제자리뛰기를 한 것으로 판단하는 단계를 포함하며,
    상기 판단하는 단계에서, 상기 이용자가 동일한 바닥 모듈 내에 계속 위치하는 경우에 상기 제자리뛰기를 한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 이용자 위치 인식 방법.
12. 제9항에 있어서,
    상기 산출하는 단계 후에,
    상기 압력 센서로부터 전압값을 수신하는 단계;
    상기 전압값에 기초하여 상기 이용자에 의해 인지되는 압력 분포를 파악하는 단계; 및
    상기 압력 분포가 일직선 또는 S자 분포인 것으로 판단되는 경우 상기 이용자가 상기 둘 이상의 바닥 모듈 상에 누워있는 상태로 인식하는 단계
    를 포함하는 이용자 위치 인식 방법.
13. 제9항에 있어서,
    상기 산출하는 단계 후에,
    상기 압력 센서로부터 전압값을 수신하는 단계;
    상기 전압값에 기초하여 상기 이용자에 의해 인지되는 압력 분포를 시간의 흐름에 기초하여 파악하는 단계; 및
    상기 시간의 흐름에 기초하여 상기 압력 분포가 상기 바닥 모듈에 대해 인접한 바닥 모듈로 이동하는 것으로 판단되는 경우 상기 이용자가 상기 적어도 둘 이상의 바닥 모듈 상에서 돌아다니는 상태인 것으로 인식하는 단계
    를 포함하는 이용자 위치 인식 방법.

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