KR20160150215A - 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동시스템 및 그 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 증강된 가상공간에서 인간의 감각과 인지를 유발하여 사람과 사물, 사람과 가상의 오브젝트가 인터랙션함으로써 실제와 유사한 경험 및 감성을 확장하는 실감형 인터랙티브 콘텐츠를 제공함으로써, 현실과 동질감을 느끼는 운동시스템과 그 방법을 제공하는 것에 관한 것이다.
Description
본 발명은 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 증강된 가상공간에서 인간의 감각과 인지를 유발하여 사람과 사물, 사람과 가상의 오브젝트가 인터랙션함으로써 실제와 유사한 경험 및 감성을 확장하는 실감형 인터랙티브 콘텐츠를 제공하여, 사용자가 현실과 동질감을 느끼며 운동할 수 있는 운동시스템과 이를 이용한 운동 제공 방법을 제시하고자 한다.
오늘날 성인병이 과거 어느 때보다 더 증가하고 있다. 성인병을 예방하기 위해서는 규칙적인 운동은 매우 중요하다. 하지만 대부분의 사람들이 신체 단련의 중요성을 알고 있지만 시간과 공간적인 제약 때문에 규칙적으로 체육관이나 헬스클럽을 찾아 운동을 하기는 쉽지 않다. 이러한 시간적, 공간적 제약의 해결방안으로 실감형 인터랙티브 콘텐츠가 활용될 수 있다.
먼저 실감형 콘텐츠는 ICT(Information and Communication Technology)를 기반으로 인간의 감각과 인지를 유발하여 실제와 유사한 경험 및 감성을 확장하기 위해서, 스포츠, 오락, 문화, 방송, 교육, 의료 등 다양한 분야에서 보고, 듣고, 만지고, 공감하는 체험형 콘텐츠이다. 특히, 사람과 사물, 사람과 가상의 오브젝트가 인터랙션하는 콘텐츠를 '실감형 인터랙티브 콘텐츠'라고 한다.
따라서 본 발명은 이러한 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반하여 증강된 가상공간에서 인간의 감각과 인지를 유발하여 실제와 유사한 경험 및 감성을 확장하는 실감형 인터랙티브 콘텐츠를 제공하여 현실과 동질감을 느낄 수 있는 운동시스템과 그 방법을 제안하고자 한다.
이러한 기술적 내용과 관련한 기존의 선행기술문헌으로, 한국공개특허 제2013-0061538호(2013.06.11.)는 가상현실 기반 콘텐츠 제공장치 및 그 방법에 관한 것으로, 착용형 디스플레이와 트레이닝 환경에서의 사용자 움직임에 대한 반응에 기반하여 사용자에게 현실감 있는 증강현실 콘텐츠를 제공하기 위한 가상현실 기반 콘텐츠 제공장치 및 그 방법을 제공 하는 것을 특징으로 하는 발명이다.
또한, 한국등록특허 제1461817호(2014.11.13.)는 실감형 자전거 시뮬레이터 시스템에 관한 것으로, 조명장치, 바람장치, 진동장치, 가상공간과 연동하는 역감장치를 포함하는 자전거 시뮬레이터와 연동하는 가상현실(Virtual Reality) 콘텐츠를 통해 사용자가 실제 자전거를 실외에서 주행할 때의 느낌을 실내에서 체감할 수 있는 실감형 콘텐츠 기반 자전거 시뮬레이터 시스템에 관한 것이다.
또한 한국공개특허 제2013-0116886호(2013.10.24.)는 자동화된 개인 훈련 방법 및 시스템에 관한 것으로, 운동을 수행하는 사용자를 모니터링하고 사용자의 아바타와 운동의 적절한 폼을 나타내는 가상 그림자를 생성하도록 된 시스템, 방법, 장치 및 컴퓨터 판독 가능 매체로 구성되며 가상 아바타와 가상 그림자 간의 중첩도를 판정하고 중첩도를 기초로 피드백 스코어를 생성하도록 하는 것을 특징으로 하는 발명이다.
상기 선행기술문헌들은 비록 가상공간을 형성하는 콘텐츠를 제공하여 사용자에게 현실감 있는 체험을 할 수 있도록 하는 장치나 방법에 대해서 제시하고 있으나, 사용자의 동작을 인식하기 위해 사용자의 몸에 추가적인 도구를 착용해야하는 번거로움과 바이크와 같은 보조 운동기구가 필요하고, 사용자와 사용자의 운동 공간을 고려한 운동프로그램에 대한 제시나 시사가 없고, 사용자의 동작을 직접 인식하지 못하여 사용자의 동작에 능동적으로 대응하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작 된 것으로서, 증강된 가상공간에 인간의 감각과 인지를 유발하여 사람과 사물, 사람과 가상의 오브젝트가 인터랙션 함으로써 실제와 유사한 경험 및 감성을 확장하는 실감형 인터랙티브 콘텐츠를 제공하여, 운동효과를 극대화하는 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동시스템 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 상기 실감형 인터랙티브 콘텐츠를 이용하여 사용자의 동작을 인식하기 위해 별도로 사용자의 신체에 추가적인 센서의 설치나 보조 운동기구를 조작할 필요가 없이, 순전히 사용자와 사용자의 운동공간을 자동으로 인식하여 시간과 장소에 구애됨이 없이 언제 어디서나 운동할 수 있는 운동시스템 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 상기 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동프로그램을 통해서, 사용자가 현실과 동질감을 느끼며 운동할 수 있는 운동시스템과 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동시스템은 사용자에게 운동공간을 제공하고, 운동프로그램에 따른 동작을 안내하는 프로젝터; 상기 프로젝터가 제공한 운동공간에서 사용자의 움직임을 감지하기 위한 동작인식센서; 및 상기 프로젝터와 상기 동작인식센서를 제어하여 운동프로그램을 제공하는 운동제어장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 운동제어장치는 프로젝터를 통해서 운동프로그램에 대한 사용자의 동작을 안내하는 운동인터페이스를 제공하는 운동인터페이스제공부, 적어도 하나 이상의 동작인식센서로부터 상기 안내에 따른 사용자의 움직임을 감지하는 동작인식부, 상기 사용자의 움직임을 상기 운동인터페이스와 동기화하는 시스템동기화부;를 포함하며, 상기 운동프로그램은 사용자의 움직임과 운동인터페이스가 상호 동질감을 느끼도록 하는 실감형 인터랙티브 콘텐츠인 것을 특징으로 한다.
또한 상기 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동시스템은 상기 사용자의 움직임에 따라 운동인터페이스가 적응적으로 가속 혹은 감속되도록 하여, 사용자로 하여금 자신의 체력에 따라 페이스를 자동적으로 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동시스템은 상기 사용자의 움직임에 따른 운동량 정보, 사용자 정보, 운동 평가 및 결과, 소모된 칼로리 정보, 개인의 헬스 정보, 자신의 운동내용 확인 또는 이들의 조합을 표시하여 사용자가 운동도중이나 운동후에 확인할 수 있는 디스플레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동시스템은 원격관리시스템을 통해서 각 개인의 운동정보를 관리하거나, 운동프로그램을 제공하거나 제공받을 수 있도록 하는 유무선인터페이스부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동시스템은 상기 유무선인터페이부를 통해 실시간으로 사용자를 인식하고, 해당 사용자의 정보와 공간정보를 상기 원격관리시스템과 송수신하여 사용자의 운동정보를 원격관리시스템에서 심리스하게 관리하는 것을 특징으로 한다.
아울러 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동 제공 방법은 프로젝터를 통해서 사용자에게 운동공간을 제공하고, 운동프로그램에 따른 동작을 안내하는 프로젝션 단계; 동작인식센서를 통해서 상기 프로젝터가 제공한 운동공간에서 사용자의 움직임을 감지하는 동작감지 단계; 및 운동제어장치를 통해서 상기 프로젝터와 상기 동작인식센서를 제어하여 운동프로그램을 제공하는 운동제어 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 운동제어 단계는 프로젝터를 통해서 운동프로그램에 대한 사용자의 동작을 안내하는 운동인터페이스를 제공하는 운동인터페이스제공 단계, 적어도 하나 이상의 동작인식센서로부터 상기 안내에 따른 사용자의 움직임을 감지하여 인식하는 동작인식 단계 및 상기 사용자의 움직임을 상기 운동인터페이스와 동기화하는 시스템동기화 단계를 포함하며, 상기 운동프로그램은 사용자의 움직임과 운동인터페이스가 상호 동질감을 느끼도록 하는 실감형 인터랙티브 콘텐츠인 것을 특징으로 한다.
또한 상기 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동시스템 제공 방법은 상기 사용자의 움직임에 따라 운동인터페이스가 적응적으로 가속 혹은 감속되도록 하여, 사용자로 하여금 자신의 체력에 따라 페이스를 자동적으로 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동시스템 제공 방법은 상기 사용자의 움직임에 따른 운동량 정보, 사용자 정보, 운동 평가 및 결과, 소모된 칼로리 정보, 개인의 헬스 정보, 자신의 운동내용 확인 또는 이들의 조합을 표시하여 사용자가 운동도중이나 운동후에 확인할 수 있는 디스플레이단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동시스템 제공 방법은 원격관리시스템을 통해서 각 개인의 운동정보를 관리하거나, 운동프로그램을 제공하거나 제공받을 수 있도록 하는 유무선통신 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동시스템 제공 방법은 상기 유무선통신 단계를 통해 실시간으로 사용자를 인식하고, 해당 사용자의 정보와 공간정보를 상기 원격관리시스템과 송수신하여 사용자의 운동정보를 원격관리시스템에서 심리스하게 관리하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 증강된 가상공간에 인간의 감각과 인지를 유발하여 사람과 사물, 사람과 가상의 오브젝트가 인터랙션함으로써 실제와 유사한 경험 및 감성을 확장하는 실감형 인터랙티브 콘텐츠를 제공하고, 이를 통해서 사용자가 현실과 동질감을 느끼며 시간과 장소에 구애 받지 않고 운동할 수 있는 환경을 제공함으로써, 건강을 증진시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동시스템의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동시스템에서 운동제어장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동시스템의 동작 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동시스템을 통한 사이드스텝 운동을 보여주는 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동시스템을 통한 버피운동을 보여주는 예시도이다.
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도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동시스템의 동작 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동시스템을 통한 사이드스텝 운동을 보여주는 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동시스템을 통한 버피운동을 보여주는 예시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. 또한 본 발명의 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동시스템의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동시스템(10)의 사용자에게 운동공간을 제공하고, 운동프로그램에 따른 동작을 안내하는 프로젝터(300), 상기 프로젝터가 제공한 운동공간에서 사용자의 움직임을 감지하여 인식하기 위한 동작인식센서(200) 및 상기 프로젝터와 상기 동작인식센서를 제어하여 운동프로그램을 제공하는 운동제어장치(100)를 포함하여 구성된다.
여기서 본 발명에 따른 상기 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동시스템(10)은 바닥을 운동공간으로 하여 프로젝터로 원하는 운동프로그램의 운동인터페이스를 투사함으로써, 하나의 운동시스템으로 사용자가 원하는 다양한 운동프로그램을 실행할 수 있도록 운동인터페이스를 제공한다.
상기 바닥에 프로젝터를 통해서 운동인터페이스를 투사하여 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동프로그램을 구현한 것은, 본 발명에서 착안한 핵심적인 기술적 사상으로 종래의 경우와 같이 사용자의 동작을 인식하기 위해 사용자의 몸에 추가적인 도구를 착용해야하는 번거로움과 바이크와 같은 보조 운동기구의 필요성을 제거한 것이다.
이러한 기술적 특징을 가진 본 발명의 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동시스템(10)은 프로젝터, 동작감지센서 및 이들의 동기화된 동작을 지원하여 한층 증강된 가상공간을 구현하고, 사용자로 하여금 상기 증강된 가상공간에서 다양한 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동프로그램을 즐길 수 있도록 한다.
즉, 상기 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동시스템(10)의 동작은 프로젝터(300)를 통해 사용자의 동작을 안내하는 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동프로그램을 사용자의 운동공간에 표시해 주고, 사용자가 운동프로그램에 따라 동작을 취하면 이를 동작인식센서(200)가 사용자의 움직임을 감지하여 상기 운동제어장치(100)에 전달해준다. 상기 운동제어장치(100)는 상기 운동프로그램과 사용자의 움직임을 동기화시켜 사용자가 현실과 동질감을 느낄 수 있는 운동환경을 제공한다.
또한 사용자는 전면에 설치된 모니터(400)를 통해 운동내용을 실시간으로 리뷰할 수 있으며, 원격관리시스템(20)에 유무선으로 연결되어 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동시스템의 사용자 정보관리, 운동프로그램 업데이트 등의 원격관리를 제공받을 수 있다. 따라서 상기 운동제어장치(100)는 상기 모니터를 통해서 프로젝터로 투사되는 내용과 사용자의 동작을 동작인식센서(200)로 인식한 결과(카메라로 촬영한 이미지)를 출력한다. 또한 상기 모니터는 사용자가 상기 운동제어장치(100)를 통해서 운동한 결과에 대한 기록정보를 실시간으로 출력하는 역할을 수행한다.
상기 프로젝터(300)에 의해 사용자의 운동공간에 투사되는 운동프로그램은 ICT를 기반으로 인간의 감각과 인지를 유발하여 실제와 유사한 경험 및 감성을 확장하고, 사람과 사물, 사람과 가상의 오브젝트가 인터랙션을 하는 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한다. 즉, 상기 운동프로그램은 사용자의 운동동작에 대한 시퀀스를 저장하고 있으며, 상기 운동제어장치(100)는 저장하고 있는 프로그램의 운동동작에 대한 시퀀스를 프로젝터를 통해서 출력하도록 한다. 상기 시퀀스는 테이블 형태, XML 형태의 마크업 언어(markup language), 데이터 구조와 같은 다양한 형태로 저장될 수 있다. 이렇게 저장된 프로그램은 상기 운동제어장치(100)에 의해서 해석되어 프로젝터를 통해서 출력되는 것이다.
상기 동작인식센서(200)는 적어도 하나 이상의 카메라, 뎁쓰 카메라, 적외선 센서 또는 이들의 조합으로 구성되어서 사용자와 사용자의 움직임을 전방에서 감지한다. 한편 사용자의 주위(전후좌우)에 복수의 상기 동작인식센서가 설치되어 멀티뷰 이미지를 생성하여 사용자의 동작을 인식할 수도 있다. 즉, 사용자의 운동공간을 3차원의 입체적 혹은 멀티뷰로 감지할 수 있다. 이렇게 수집된 사용자, 사용자의 움직임 및 공간 정보를 상기 운동제어장치(100)에 전송하여 사용자에게 최적화된 보다 생동감 있는 입체적인 운동인터페이스를 제공하고 정밀한 사용자의 동작인식을 가능케 한다. 상기 카메라는 3차원 영상을 생성하기 위해서 좌영상 및 우영상을 촬영하는 카메라일 수 있으며, 복수의 카메라를 이용하여 멀티뷰를 구현하는 것으로 볼 수도 있다. 또한 뎁쓰 카메라의 뎁쓰값이나 3차원 영상에서 좌우영상의 시차에 대한 데이터를 추출하여, 오브젝트와의 거리를 환산하는데 활용할 수 있다. 거리가 가까우면 뎁쓰값이 크고, 거리가 멀면 뎁쓰값이 작게 되는 원리를 이용한 것이다.
상기 실감형 인터랙티브 콘텐츠에는 운동프로그램에 따라 사용자가 취해야 할 동작을 유도하기 위한 가상의 오브젝트(예를 들어 팔을 굽혀다가 뛰는 전신 운동의 하나인 버피운동에서 팔을 굽혀을 때의 바닥에 손이 닿아야 하는 부분)에 대한 좌표정보와 순서, 좌표의 변화 간격등에 관한 정보를 담고 있다. 이 좌표정보는 사용자의 나이, 성별, 체력, 운동량, 훈련 중인 운동프로그램 등에 따라 사용자에 최적화되어 제공된다.
상기 좌표정보를 포함하는 가상의 오브젝트로 구성된 실감형 인터랙티브 콘텐츠를 프로젝터에 의해 사용자의 운동공간에 투사되고, 사용자는 상기 가상의 오브젝트에 따라 운동을 하면, 상기 동작인식센서에 의해 감지된 사용자의 동작을 바탕으로 상기 좌표정보에 따라 사용자가 정확히 자세를 취하였는지 평가하게 된다.
상기 동작인식센서는 데이터의 신속한 처리를 위해 상기 좌표정보를 중심으로 사용자의 주요 포인트(손, 발, 머리, 관절)를 인식하여 운동프로그램과 사용자의 동작이 일치하는지 평가한다.
상기 모니터(400)에는 사용자의 움직임에 따른 운동량 정보, 사용자 정보, 운동 평가 및 결과, 소모된 칼로리 정보, 개인의 헬스 정보, 자신의 운동내용 확인 또는 이들의 조합을 표시하여 사용자가 운동도중이나 운동 후에 확인할 수 있도록 하여 사용자가 보다 효율적으로 운동할 수 있는 환경을 제공한다.
또한 상기 원격관리시스템(20)은 각 개인의 운동정보를 원결관리시스템에 연결된 데이터베이스(30)에 저장하여 관리하고, 운동프로그램을 각 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동시스템에 제공하거나 사용자에 의해 제작된 운동프로그램을 제공받을 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동시스템에서 운동제어장치의 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 운동제어장치(100)는 유무선인터페이스부(110), 동작인식부(120), 운동인페이스제공부(130), 시스템동기화부(140), 디스플레이부(150)를 포함하여 구성된다.
상기 유무선인터페이스부(110)는 상기 원격관리시스템(20)에 유선 혹은 무선으로 연결되어 사용자 각 개인의 나이, 성별, 체력, 운동량, 훈련 중인 운동프로그램 등 다양한 사용자 정보와 실감형 인터랙티브 콘텐츠를 다운로드 받을 수 있도록 네트워크 인터페이스를 제공하는 것이다. 또한 역으로 사용자 정보의 입력, 수정 또는 사용자 각자가 제작한 운동프로그램을 상기 원격관리시스템(20)에 업로드할 수 있다. 또한 상기 동작인식센서(200), 프로젝트(300), 모니터(400) 등과의 유무선 인터페이스를 제공하여 서로 연동하도록 지원한다.
상기 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동프로그램은 본 발명에 따른 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동시스템을 통해서 직접 사용자에 의해서 제작될 수 있으며, 이렇게 제작된 운동프로그램은 저장매체에 저장되어 유통되거나 인터넷을 통해서 유통될 수 있다. 아울러 상기 운동프로그램은 원격관리시스템에 저장되어, 각각의 개별적인 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동시스템으로 제공될 수도 있다. 따라서 원격관리시스템은 각 개인의 운동정보를 관리할 수 있으며, 유무선인터페이스부를 통해서 운동프로그램을 제공하거나 제공받아 이를 유지 및 관리할 수 있다.
또한 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동시스템은 실시간으로 사용자를 인식하고, 해당 사용자의 정보와 공간정보를 상기 원격관리시스템과 송수신하여 사용자의 운동정보를 원격관리시스템에서 심리스하게 관리하는 것이 가능하다. 사용자가 별도의 조작을 할 필요 없이 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동시스템과 원격관리시스템이 연동하여 자동으로 심리스하게 사용자의 개인정보와 운동정보를 통해서 건강관리를 수행할 수 있게 되는 것이다.
상기 동작인식부(120)는 먼저 상기 적어도 하나 이상의 동작인식센서(200)에 의해 감지된 사용자를 인식하여 등록된 사용자 정보를 추출하고, 사용자에게 제공될 운동프로그램을 준비하는 기능을 구비한다. 또한 사용자의 동작을 인식하여 운동프로그램의 시작과 종료를 포함한 운동동작에 대한 시퀀스에 따라 사용자의 실제 운동프로그램에서의 동작을 인식하게 된다.
더욱 구체적으로는 적어도 하나 이상의 카메라, 뎁쓰 카메라, 적외선 센서 또는 이들의 조합으로 구성된 동작인식센서(200)로부터 입력되는 정보를 통해서 사용자와 사용자의 움직임을 전방에서 감지한다. 한편 사용자의 주위(전후좌우)에 설치된 복수의 상기 동작인식센서로부터 입력된 멀티뷰 이미지를 통해서 사용자의 동작을 인식할 수도 있다. 즉, 사용자의 운동공간을 3차원의 입체적 혹은 멀티뷰로 감지하는 기능을 수행한다. 또한 동작인식부(120)는 이렇게 수집된 사용자, 사용자의 움직임 및 공간 정보를 통해서 정밀한 사용자의 동작인식을 수행한다. 또한 좌우영상의 시차를 이용하거나 뎁쓰값을 통해서 오브젝트와의 거리를 환산하며, 이는 거리가 가까우면 뎁쓰값이 크고, 거리가 멀면 뎁쓰값이 작게 되는 원리를 이용한 것이다.
이전에 설명한 바와 같이, 상기 실감형 인터랙티브 콘텐츠에는 운동프로그램에 따라 사용자가 취해야 할 동작을 유도하기 위한 가상의 오브젝트(예를 들어 팔을 굽혀다가 뛰는 전신 운동의 하나인 버피운동에서 팔을 굽혀을 때의 바닥에 손이 닿아야 하는 부분)에 대한 좌표정보와 순서, 좌표의 변화 간격 등에 관한 정보를 담고 있다. 이 좌표정보는 사용자의 나이, 성별, 체력, 운동량, 훈련 중인 운동프로그램 등에 따라 사용자에 최적화되어 제공된다.
상기 좌표정보를 포함하는 가상의 오브젝트로 구성된 실감형 인터랙티브 콘텐츠가 프로젝터에 의해 사용자의 운동공간에 투사되고, 사용자는 상기 가상의 오브젝트에 따라 운동을 하면, 상기 동작인식부(120)는 상기 동작인식센서에 의해 감지된 사용자의 동작을 바탕으로 상기 좌표정보에 따라 사용자가 정확히 자세를 취하였는지 평가하게 된다.
또한 상기 동작인식부(120)는 데이터의 신속한 처리를 위해 상기 좌표정보를 중심으로 사용자의 주요 포인트(손, 발, 머리, 관절)를 인식하여 운동프로그램과 사용자의 동작이 일치하는지 평가한다.
상기 운동인터페이스제공부(130)는 상기 유무선인터페이스부(110)를 통해 다운로드한 사용자 정보를 바탕으로 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반하여 생성된 운동프로그램의 가상 오브젝트로 구성된 운동인터페이스를 제공한다. 또한 상기 운동인터페이스제공부(130)는 상기 동작인식센서(200)에 의해 감지된 사용자의 운동공간에 대한 3차원의 입체적 정보를 바탕으로 사용자 환경에 최적화된 보다 생동감 있는 입체적인 운동인터페이스를 제공한다.
따라서 상기 운동인터페이스제공부(130)는 프로젝터를 통해서 운동프로그램의 시퀀스에 따른 사용자와의 인터랙션을 위한 인터페이스를 제공하여 사용자의 동작을 유도하고, 또한 사용자의 동작에 따라 운동프로그램의 시작과 종료를 포함한 사용자의 동작을 받아들이는 역할을 수행한다.
상기 시스템동기화부(140)는 상기 동작인식센서(200)와 프로젝터(300)를 동기화하여, 운동인터페이스를 투사해 주는 프로젝터와 동작인식센서의 공간좌표 인식에 대한 동기화 프로세스를 제공하고, 운동 중 사용자의 위치나 방향 변화에 따른 움직임을 상기 운동인터페이스와 연동이 되어 동작하도록 한다.
또한 상기 시스템동기화부(140)는 사용자의 움직임에 따라 운동인터페이스가 적응적으로 가속 혹은 감속되도록 하여, 사용자의 성별이나 나이에 따라 운동인터페이스의 페이스를 설정 할 수 있으며, 또한 사용자의 체력, 컨디션에 따라 운동인터페이스의 페이스가 자동적으로 적응하여 조절되도록 할 수 있다.
즉, 사용자가 운동프로그램을 수행하는 스피드에 반응하여 점점 빠르게 동작하면 자동적으로 운동인터페이스의 반응을 가속시키고, 반면에 스피드가 느려지면 운동인터페이스의 반응 속도를 천천히 하여 사용자에게 최적화된 운동인터페이스를 제공한다.
상기 디스플레이부(150)는 사용자의 움직임에 따른 운동량 정보, 사용자 정보, 운동 평가 및 결과, 소모된 칼로리 정보, 개인의 헬스 정보, 자신의 운동내용 확인 또는 이들의 조합을 포함한 정보를 상기 모니터(400)에 표시하도록 하여 사용자가 운동도중이나 운동 후에 확인할 수 있도록 하여 사용자가 보다 효율적으로 운동할 수 있는 환경을 제공한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동시스템의 동작 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면, 먼저 상기 동작인식센서(200)에 의해 사용자에 대한 이미지 데이터를 바탕으로 사용자를 인식하여 사용자 정보를 추출한다(S110). 아울러 사용자 정보는 사용자가 개인의 태그정보나 ID를 입력함으로써 시스템이 인식할 수 있도록 할 수도 있다. 즉, 동작인식센서에 마련된 카메라를 통해서 촬영된 이미지를 바탕으로 사용자를 인식하기 위해 안면패턴인식 기술을 사용할 수 있으며, 간단하게 사용자가 착용하거나 휴대하고 있는 바코드, RFID 등을 통해서 사용자를 인식하는 것도 가능하다.
그리고 사용자가 운동하고자 하는 운동공간에 대한 정보를 추출한다(S120).
상기 S110단계와 S120단계에서 추출된 사용자 정보와 운동공간에 대한 정보를 바탕으로 사용자에게 제공될 운동프로그램을 상기 유무선인터페이스부(110)를 통해 상기 원격관리시스템(20)으로부터 다운로드하거나 자체 운동인터페이스제공부(130)에 저장되어 있는 실감형 인터랙티브 콘텐츠를 로딩하여 준비한다(S130).
상기 S130 단계에서 사용자와 사용자의 운동공간에 최적화된 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동인터페이스가 상기 프로젝터(300)에 의해 사용자의 운동공간의 바닥이나 벽에 투사되어 제공된다(S140).
이후 상기 프로젝터에 의해 로딩된 운동인터페이스를 통해 운동의 시작으로 인식되는 사용자의 움직임을 감지하여 운동프로그램이 시작된다(S150).
이후 상기 사용자의 전후좌우에 적어도 하나 이상 설치된 동작인식센서에 의해 사용자의 동작이 실시간으로 인식된다(S160).
이후 상기 S140단계에서 제공된 운동인터페이스와 상기 S160단계에서 인식된 사용자의 동작을 동기화한다(S170).
상기 S170단계에서 동기화된 정보를 바탕으로 사용자의 동작속도와 운동인터페이스의 가상 오브젝트의 진행(플레이)속도의 매칭여부를 판단하다(S180). 이는 사용자마다 체력이 다르고, 같은 사용자라고 해도 사용자의 컨디션에 따라 운동의 강도와 속도가 조절될 필요성이 있기 때문이다. 따라서 본 발명은 사용자의 움직임에 따라 운동인터페이스가 적응적으로 가속 혹은 감속되도록 하여, 사용자의 체력에 따라 페이스를 자동적으로 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다.
만약 사용자의 동작속도가 운동인터페이스의 진행속도와 맞지 않는다면 사용자의 페이스에 적응적으로 운동인터페이스의 진행속도가 조절된다(S190).
반면에 사용자의 동작속도와 운동인터페이스의 진행속도가 적절하다면 사용자가 운동인터페이스의 가상 오브젝트에 따라 운동을 하게 되고, 운동프로그램에 따라 사용자의 운동 정확도에 대한 평가가 매겨지며 정확도가 떨어진 동작들은 부분적으로 정확하게 재시도 할 수 있도록 피드백된다(S200).
이후 운동의 종료로 인식되는 사용자의 움직임을 감지하면 운동이 종료된다(S210).
따라서 본 발명에 따른 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동시스템 제공 방법은, 프로젝터를 통해서 운동프로그램에 대한 사용자의 동작을 안내하는 운동인터페이스를 제공하는 운동인터페이스제공 단계(S110~S140), 적어도 하나 이상의 동작인식센서로부터 상기 안내에 따른 사용자의 움직임을 감지하는 동작인식 단계(S150~S160), 및 상기 사용자의 움직임을 상기 운동인터페이스와 동기화하는 시스템동기화 단계(S170)를 포함하며, 상기 운동프로그램은 사용자의 움직임과 운동인터페이스가 상호 동질감을 느끼도록 하는 실감형 인터랙티브 콘텐츠이다.
여기서 상기 사용자의 움직임에 따라 운동인터페이스가 적응적으로 가속 혹은 감속되도록 하여, 사용자로 하여금 자신의 체력에 따라 페이스를 자동적으로 조절할 수 있으며, 상기 사용자의 움직임에 따른 운동량 정보, 사용자 정보, 운동 평가 및 결과, 소모된 칼로리 정보, 개인의 헬스 정보, 자신의 운동내용 확인 또는 이들의 조합을 표시하여 사용자가 운동도중이나 운동후에 확인할 수 있는 디스플레이단계(미도시)를 더 포함한다.
또한 상기 원격관리시스템을 통해서 각 개인의 운동정보를 관리하거나, 운동프로그램을 제공하거나 제공받을 수 있도록 하는 유무선통신 단계(미도시)를 더 포함한다.
특히, 본 발명은 실시간으로 사용자를 인식하고, 해당 사용자의 정보와 공간정보를 상기 원격관리시스템과 송수신하여 사용자의 운동정보를 원격관리시스템에서 심리스하게 관리하는 것이 가능하도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동시스템을 통한 사이드스텝 운동을 보여주는 예시도이다.
상기 사이드스텝은 스키를 타고 비탈길을 오르는 방법에서 유래된 운동으로, 도 4에 예시된 바와 같이 비탈길을 가로질러 위로 걸음을 옮기면서 계속 꾸준하게 올라가야 하는 스키의 사이드스텝을 모방한 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반하여 상기 프로젝터에 의해 운동공간의 바닥에 사용자가 옮겨야 할 걸음이 가상 오브젝트로 표시되고, 사용자는 이를 따라함으로써 현실감 있는 사이드스텝 운동을 하게 되는 것이다. 또한 사용자의 전면에 설치된 모니터에 사용자의 운동화면이 디스플레이됨으로써 동작의 정확도를 실시간 확인하며 운동할 수 있다.
먼저 사용자는 프로젝터를 통해서 바닥이나 벽 혹은 스크린에 표시된 시작 사인을 손이나 발로 터치하면 운동프로그램이 시작하게 되고, 이때부터 운동프로그램이 제공하는 해당 운동 시퀀스에 따라 사용자는 운동을 수행한다. 운동을 수행한 결과는 모니터에 출력하여 직접 확인할 수 있도록 함으로써, 사용자가 얼마나 정확한 동작으로 사이드스텝을 밟았는지, 그 결과를 화면에 출력하여 확인할 수 있도록 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동시스템을 통한 버피운동을 보여주는 예시도이다.
버피운동은 팔을 굽혀다가 뛰는 전신 운동의 하나로 빠르고 아주 효과적인 체력 강화 및 다이어트 운동법 중에 하나이다. 도 5에 예시된 바와 같이 버피운동을 포함하는 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반하여 상기 프로젝터에 의해 바닥에 사용자가 팔을 굽혀다가 뛰어야할 너비에 맞추어 가상 오브젝트가 표시되고, 사용자는 이를 따라함으로써 전신 운동을 하게 되는 것이다. 또한 도 3에서 설명된 바와 같이 사용자의 체력에 따라 팔을 굽혀다가 뛰어야 하는 스피드를 사용자의 성별, 나이, 체력, 컨디션에 따라 적응적으로 조절되도록 함으로써 운동효과를 높일 수 있다.
사용자가 엎드려 운동을 하는 경우, 사용자가 모니터를 통해서 운동정보를 확인할 수 없기 때문에, 프로젝터를 통해서 바닥에 운동정보를 출력할 수도 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 증강된 가상공간에 인간의 감각과 인지를 유발하여 사람과 사물, 사람과 가상의 오브젝트가 인터랙션 함으로써 실제와 유사한 경험 및 감성을 확장하는 실감형 인터랙티브 콘텐츠를 제공하여 현실과 동질감을 느끼며 장소에 구애 받지 않고 운동할 수 있어 건강을 증진시키는 효과가 있다.
이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 판단되어야 할 것이다.
10 : 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동시스템
20 : 원격관리시스템 30 : 데이터베이스
100 : 운동제어장치 200 : 동작인식센서
300: 프로젝터 400 : 모니터
110 : 유무선인터페이스부 120 : 동작인식부
130 : 운동인터페이스제공부 140 : 시스템동기화부
150 : 디스플레이부
20 : 원격관리시스템 30 : 데이터베이스
100 : 운동제어장치 200 : 동작인식센서
300: 프로젝터 400 : 모니터
110 : 유무선인터페이스부 120 : 동작인식부
130 : 운동인터페이스제공부 140 : 시스템동기화부
150 : 디스플레이부
Claims (10)
- 사용자에게 운동공간을 제공하고, 운동프로그램에 따른 동작을 안내하는 프로젝터;
상기 프로젝터가 제공한 운동공간에서 사용자의 움직임을 감지하기 위한 동작인식센서; 및
상기 프로젝터와 상기 동작인식센서를 제어하여 운동프로그램을 제공하는 운동제어장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 운동제어장치는,
프로젝터를 통해서 운동프로그램에 대한 사용자의 동작을 안내하는 운동인터페이스를 제공하는 운동인터페이스제공부;
적어도 하나 이상의 동작인식센서로부터 상기 안내에 따른 사용자의 움직임을 감지하여 인식하는 동작인식부; 및
상기 사용자의 움직임을 상기 운동인터페이스와 동기화하는 시스템동기화부;를 포함하며,
상기 운동프로그램은 사용자의 움직임과 운동인터페이스가 상호 동질감을 느끼도록 하는 실감형 인터랙티브 콘텐츠인 것을 특징으로 하는 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동시스템. - 청구항 2에 있어서,
상기 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동시스템은,
상기 사용자의 움직임에 따라 운동인터페이스가 적응적으로 가속 혹은 감속되도록 하여, 사용자로 하여금 자신의 체력에 따라 페이스를 자동적으로 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동시스템. - 청구항 2에 있어서,
상기 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동시스템은,
상기 사용자의 움직임에 따른 운동량 정보, 사용자 정보, 운동 평가 및 결과, 소모된 칼로리 정보, 개인의 헬스 정보, 자신의 운동내용 확인 또는 이들의 조합을 표시하여 사용자가 운동도중이나 운동후에 확인할 수 있는 디스플레이부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동시스템. - 청구항 2에 있어서,
상기 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동시스템은,
원격관리시스템을 통해서 각 개인의 운동정보를 관리하거나, 운동프로그램을 제공하거나 제공받을 수 있도록 하는 유무선인터페이스부;를 더 포함하며,
실시간으로 사용자를 인식하고, 해당 사용자의 정보와 공간정보를 상기 원격관리시스템과 송수신하여 사용자의 운동정보를 원격관리시스템에서 심리스하게 관리하는 것을 특징으로 하는 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동시스템. - 프로젝터를 통해서 사용자에게 운동공간을 제공하고, 운동프로그램에 따른 동작을 안내하는 프로젝션 단계;
동작인식센서를 통해서 상기 프로젝터가 제공한 운동공간에서 사용자의 움직임을 감지하는 동작감지 단계; 및
운동제어장치를 통해서 상기 프로젝터와 상기 동작인식센서를 제어하여 운동프로그램을 제공하는 운동제어 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동 제공 방법. - 청구항 6에 있어서,
상기 운동제어 단계는,
프로젝터를 통해서 운동프로그램에 대한 사용자의 동작을 안내하는 운동인터페이스를 제공하는 운동인터페이스제공 단계;
적어도 하나 이상의 동작인식센서로부터 상기 안내에 따른 사용자의 움직임을 감지하여 인식하는 동작인식 단계; 및
상기 사용자의 움직임을 상기 운동인터페이스와 동기화하는 시스템동기화 단계;를 포함하며,
상기 운동프로그램은 사용자의 움직임과 운동인터페이스가 상호 동질감을 느끼도록 하는 실감형 인터랙티브 콘텐츠인 것을 특징으로 하는 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동 제공 방법. - 청구항 7에 있어서,
상기 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동 제공 방법은,
상기 사용자의 움직임에 따라 운동인터페이스가 적응적으로 가속 혹은 감속되도록 하여, 사용자로 하여금 자신의 체력에 따라 페이스를 자동적으로 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동 제공 방법. - 청구항 7에 있어서,
상기 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동 제공 방법은,
상기 사용자의 움직임에 따른 운동량 정보, 사용자 정보, 운동 평가 및 결과, 소모된 칼로리 정보, 개인의 헬스 정보, 자신의 운동내용 확인 또는 이들의 조합을 표시하여 사용자가 운동도중이나 운동후에 확인할 수 있는 디스플레이단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동 제공 방법. - 청구항 7에 있어서,
상기 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동 제공 방법은,
원격관리시스템을 통해서 각 개인의 운동정보를 관리하거나, 운동프로그램을 제공하거나 제공받을 수 있도록 하는 유무선통신 단계;를 더 포함하며,
실시간으로 사용자를 인식하고, 해당 사용자의 정보와 공간정보를 상기 원격관리시스템과 송수신하여 사용자의 운동정보를 원격관리시스템에서 심리스하게 관리하는 것을 특징으로 하는 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동 제공 방법.
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| KR1020150087388A KR20160150215A (ko) | 2015-06-19 | 2015-06-19 | 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동시스템 및 그 방법 |
| PCT/KR2015/007424 WO2016204334A1 (ko) | 2015-06-19 | 2015-07-17 | 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동시스템 및 그 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020150087388A KR20160150215A (ko) | 2015-06-19 | 2015-06-19 | 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동시스템 및 그 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020150087388A KR20160150215A (ko) | 2015-06-19 | 2015-06-19 | 실감형 인터랙티브 콘텐츠에 기반한 운동시스템 및 그 방법 |
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