KR20180099177A - SNOWBOARD SELF-TRAINING SYSTEM USING IoT - Google Patents

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KR20180099177A
KR20180099177A KR1020170026275A KR20170026275A KR20180099177A KR 20180099177 A KR20180099177 A KR 20180099177A KR 1020170026275 A KR1020170026275 A KR 1020170026275A KR 20170026275 A KR20170026275 A KR 20170026275A KR 20180099177 A KR20180099177 A KR 20180099177A
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이은규
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Abstract

According to an embodiment of the present invention, a snowboard self-training system using an IoT technology comprises: a sub-control unit which measures the speed of a snowboarder who is sliding down along a slope based on sensed air pressure, provides an over-speed alarm when the measured speed exceeds a predetermined speed limit, and plays a voice file; and a main control unit which analyzes snowboarder′s pose based on motion information of a sensed snowboard, pressure information imposed on sensed snowboarder′s feet, and speed information received from the sub-control unit, identifies snowboarder′s habit or problems of the pose, provides self-training information to the snowboarder through the sub-control unit, estimates a current location based on signals from a plurality of beacons installed on the slope, and provides information about the speed, pose, current location coordinates, tumbling, and slope information to a cloud server. The snowboard self-training system can increase snowboarder′s skill and safety.

Description

사물인터넷을 활용한 스노보드 셀프 트레이닝 시스템{SNOWBOARD SELF-TRAINING SYSTEM USING IoT}SNOWBOARD SELF-TRAINING SYSTEM USING IOT BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a snowboard self-

본 발명은 사물인터넷을 활용한 스노보드 셀프 트레이닝 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a snowboard self-training system utilizing the Internet of things.

스노보드(snowboard)는 눈 위에서 탈 수 있는 넓은 스키 형태의 장비 또는 그 장비를 사용해 눈 덮인 슬로프를 내려오는 스포츠를 말한다. 보드 하나 당 1인이 사용할 수 있으며 주로 스키장의 슬로프 위에서 즐길 수 있다. 타는 방법은 스키와 비슷하지만 두 발이 하나의 판에 묶여 있어 스키보다 다소 위험할 수도 있다.Snowboarding refers to the use of large ski-type equipment that can ride on snow or snow-covered slopes using the equipment. One board per board is available and can be enjoyed on the slopes of the ski slopes. The method of burning is similar to skiing, but the two feet are tied to one plate and may be a bit more dangerous than skiing.

한편, 겨울 스포츠 중 하나인 ‘스노보드’라는 종목이 활성화됨에 따라 안전사고 예방 및 스노보더를 위한 자세교정이 요구되고 있다. 또한, 매년 스키장 이용객이 감소함에 따라 이용객 증대를 위해 새로운 재미 요소가 필요하고, 부상자가 매년 증가하고 있음에 따라 스키장에 안전 요소를 증가할 필요가 있다. 이에 따라 스키장에 스노보더들의 안전성을 향상시키고, 초보자에게는 실력향상을 숙련자에게는 새로운 재미를 제공해주는 솔루션에 대한 요구가 존재한다.On the other hand, as the 'snowboard', one of the winter sports, is activated, it is required to correct the posture for prevention of safety accidents and snowboarders. In addition, as the number of skiers decreases every year, new fun factors are needed to increase the number of passengers. There is therefore a need for a solution that improves the safety of snowboarders on the ski slope and provides new fun for experienced skiers to improve their skills.

특허문헌 1은 5DOF 엑츄에이터를 활용한 인터렉티브 체감형 가상현실 스노우보드 트레이닝 시스템을 개시하고 있다.Patent Document 1 discloses an interactive bodily-feeling virtual reality snowboard training system utilizing a 5 DOF actuator.

KRKR 10-2016-008265810-2016-0082658 AA

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 속도 측정, 자세분석 및 셀프 트레이닝을 통해 실력 향상과 안전을 향상시킴으로써 안전한 스키장 문화를 조성할 수 있고 기록과 랭킹 시스템을 통해 숙련자에게 엔터테인먼트 요소를 제공할 수 있는, 사물인터넷을 활용한 스노보드 셀프 트레이닝 시스템을 제공하는 것이다.A problem to be solved by the present invention is to provide a ski resort culture by improving speed and safety through speed measurement, posture analysis and self-training, thereby providing a safe skiing culture and providing an entertainment factor to a skilled person through a recording and ranking system. And to provide a snowboard self-training system utilizing the Internet.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 의한 사물인터넷을 활용한 스노보드 셀프 트레이닝 시스템은,According to an aspect of the present invention, there is provided a snowboard self-training system using the Internet,

센싱된 공기압에 기반하여 스노보더가 슬로프를 타고 내려오는 속도를 측정하며, 측정된 속도가 소정의 제한 속도를 초과하는 경우 속도 초과 알람을 제공하고, 음성파일을 재생하는 서브 제어부; 및A sub-controller for measuring a speed at which the snowboarder descends on the slope based on the sensed air pressure, providing an overspeed alarm when the measured speed exceeds a predetermined speed limit, and reproducing the voice file; And

센싱된 스노보드의 모션 정보와 센싱된 스노보더의 발에 가해지는 압력 정보 및 상기 서브 제어부로부터 수신된 속도 정보에 기반하여 상기 스노보더의 자세를 분석함으로써, 상기 스노보더의 버릇이나 자세의 문제점을 파악하여 상기 서브 제어부를 통해 상기 스노보더에게 셀프 트레이닝 정보를 제공하며, 슬로프에 설치된 복수의 비콘으로부터의 신호에 기반하여 현재의 위치를 추정하고, 속도, 자세, 현재의 위치 좌표, 넘어짐, 및 슬로프 정보를 클라우드 서버에 제공하기 위한 메인 제어부를 포함한다.By analyzing the posture of the snowboarder based on the motion information of the sensed snowboard, the pressure information applied to the foot of the sensed snowboarder, and the speed information received from the sub-control unit, And provides the self-training information to the snowboarder through the sub-control unit, estimates a current position based on a signal from a plurality of beacons installed in the slope, and calculates a current position, a velocity, an attitude, a current position coordinate, And a main control unit for providing information to the cloud server.

본 발명의 일 실시예에 의한 사물인터넷을 활용한 스노보드 셀프 트레이닝 시스템에 있어서, 상기 서브 제어부는,In the snowboard self-training system using the Internet of objects according to an embodiment of the present invention, the sub-

상기 공기압을 센싱하기 위한 공기압 센서;An air pressure sensor for sensing the air pressure;

상기 음성파일을 재생하기 위한 음성파일 재생부;An audio file reproducing unit for reproducing the audio file;

상기 메인 제어부와 통신하기 위한 제1 통신부;A first communication unit for communicating with the main control unit;

상기 공기압 센서에 의해 센싱된 공기압에 기반하여 상기 스노보더가 슬로프를 타고 내려오는 속도를 측정하고, 측정된 속도가 소정의 제한 속도를 초과하는 경우 속도 초과 알람 신호를 상기 음성파일 재생부에 제공하며, 상기 메인 제어부로부터 수신된 셀프 트레이닝 정보를 상기 음성파일 재생부에 제공하기 위한, 제1 제어부; 및And a speed over alarm signal is provided to the audio file playback unit when the measured speed exceeds a predetermined speed limit, A first controller for providing the self-training information received from the main controller to the audio file player; And

상기 음성파일 재생부에서 재생되는 음성을 출력하기 위한 스피커를 포함할 수 있다.And a speaker for outputting the audio reproduced by the audio file reproducing unit.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 사물인터넷을 활용한 스노보드 셀프 트레이닝 시스템에 있어서, 상기 메인 제어부는,In addition, in the snowboard self-training system utilizing the Internet of things according to an embodiment of the present invention,

상기 스노보드의 모션 정보를 센싱하기 위한 모션 센서;A motion sensor for sensing motion information of the snowboard;

상기 스노보더의 양발에 가해지는 압력을 센싱하기 위한 압력 센서;A pressure sensor for sensing a pressure applied to both feet of the snowboarder;

상기 서브 제어부와 통신하기 위한 제2 통신부;A second communication unit for communicating with the sub-control unit;

상기 클라우드 서버와 통신하기 위한 제3 통신부;A third communication unit for communicating with the cloud server;

상기 스노보더로부터의 모드 선택 및 비상알람 입력을 수신하기 위한 버튼부; 및A button unit for receiving mode selection and emergency alarm input from the snowboarder; And

상기 센싱된 스노보드의 모션 정보와 상기 센싱된 스노보더의 양발에 가해지는 압력 정보 및 상기 서브 제어부로부터 수신된 속도 정보에 기반하여 상기 스노보더의 자세를 분석함으로써, 상기 스노보더의 버릇이나 자세의 문제점을 파악하여 상기 서브 제어부를 통해 상기 스노보더에게 셀프 트레이닝 정보를 제공하고, 슬로프에 설치된 복수의 비콘으로부터의 신호에 기반하여 현재의 위치를 추정하며, 속도, 자세, 현재의 위치 좌표, 넘어짐, 및 슬로프 정보를 상기 제3 통신부를 통해 상기 클라우드 서버에 제공하고, 상기 모드 선택 또는 비상알람 입력을 처리하기 위한 제2 제어부를 포함할 수 있다.Analyzing the posture of the snowboarder based on the motion information of the sensed snowboard, the pressure information applied to the feet of the sensed snowboarder, and the speed information received from the sub-control unit, Finds a problem, provides self-training information to the snowboarder through the sub-controller, estimates a current position based on a signal from a plurality of beacons installed in the slope, and calculates a current position, And a second controller for providing the slope information to the cloud server through the third communication unit and processing the mode selection or emergency alarm input.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 사물인터넷을 활용한 스노보드 셀프 트레이닝 시스템에 있어서, 상기 메인 제어부는, 상기 모션 정보에 기반하여 상기 스노보드의 적정 기울기와 현재의 기울기를 비교하여 상기 스노보더의 버릇이나 자세의 문제점을 파악할 수 있다.In addition, in the snowboard self-training system utilizing the Internet of objects according to an embodiment of the present invention, the main controller compares the appropriate slope of the snowboard with the current slope based on the motion information, The problem of the habit and posture of the problem can be grasped.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 사물인터넷을 활용한 스노보드 셀프 트레이닝 시스템에 있어서, 상기 메인 제어부는, 3개 이상의 비콘 신호를 스캔하여 RSSI(Received Signal Strength Indication)값을 삼각 측량하고, 핑거프린트 기법을 이용하여 현재의 위치 좌표를 획득할 수 있다.In addition, in the snowboard self-training system using the Internet of objects according to an embodiment of the present invention, the main controller may triangulate a Received Signal Strength Indication (RSSI) value by scanning three or more beacon signals, The current position coordinates can be obtained using the printing technique.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 사물인터넷을 활용한 스노보드 셀프 트레이닝 시스템에 있어서, 상기 모션 센서는 자이로 센서, 가속도 센서, 지자기 센서를 통합한 9축 모션 센서를 포함하고,In the snowboard self-training system using the Internet of objects according to an embodiment of the present invention, the motion sensor includes a 9-axis motion sensor incorporating a gyro sensor, an acceleration sensor, and a geomagnetic sensor,

상기 모션 센서는 상기 스노보드의 기울기 및 회전각을 센싱하며,The motion sensor senses the tilt and the rotation angle of the snowboard,

상기 모션 센서의 롤(ROLL)값은 슬로프의 기울기를 나타내고, 상기 모션 센서의 피치(PITCH)값은 상기 스노보드의 기울기를 나타내며, 상기 모션 센서의 요(YAW)값은 상기 스노보드의 회전각을 나타낼 수 있다.Wherein the ROLL value of the motion sensor indicates a slope slope, the PITCH value of the motion sensor indicates a slope of the snowboard, and the YAW value of the motion sensor indicates a rotation angle of the snowboard Lt; / RTI >

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 사물인터넷을 활용한 스노보드 셀프 트레이닝 시스템에 있어서, 상기 압력 센서는 상기 스노보더의 양발의 정강이와 종아리 부분에 작용하는 압력을 센싱하고,According to another aspect of the present invention, there is provided a snowboard self-training system using the Internet, wherein the pressure sensor senses a pressure acting on a pair of shin and calf portions of the snowboard,

상기 메인 제어부는, 상기 센싱된 상기 스노보더의 양발의 정강이와 종아리 부분에 작용하는 압력에 기반하여 상기 스노보드에 가해지는 상기 스노보더의 외압을 측정할 수 있다.The main control unit may measure the external pressure of the snowboard, which is applied to the snowboard based on the pressure applied to the shin and calf portions of the feet of the sensed snowboarder.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 사물인터넷을 활용한 스노보드 셀프 트레이닝 시스템에 있어서, 상기 서브 제어부와 상기 메인 제어부는 저전력 블루투스(BLE: Bluetooth Low Energy) 페어링을 통해 속도 데이터와 명령 메시지를 주고받을 수 있다.Also, in the snowboard self-training system using the Internet of objects according to an embodiment of the present invention, the sub control unit and the main control unit provide speed data and a command message through low power Bluetooth (BLE) pairing Can receive.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 사물인터넷을 활용한 스노보드 셀프 트레이닝 시스템에 있어서, 상기 모드는 프리(Free) 모드, 펜듈럼(Pendulum) 모드, 턴(Turn) 모드, 및 레코드(Record) 모드를 포함하고,In the snowboard self-training system using the Internet of objects according to an embodiment of the present invention, the mode may be a free mode, a pendulum mode, a turn mode, and a record mode Lt; / RTI >

상기 프리 모드는 기본 모드로서, 실시간 속도 체크를 통해 과속 방지를 권고하며 1초에 1번씩 넘어짐을 확인하여 스노보더가 넘어질 시 최근 3초 동안의 데이터를 분석하여 넘어진 이유를 파악하는 모드이고,The pre-mode is a basic mode in which it is recommended to avoid overspeed through a real-time speed check and confirms that the snowboard has fallen once per second, and analyzes the data for the last three seconds when the snowboarder falls,

상기 펜듈럼 모드는 스노보드의 가장 기본 동작인 펜듈럼 동작 수행을 위한 초보자용 모드로서, 스노보더가 보딩(boarding)시 5초에 1번씩 자세를 판별하여 자세의 문제점을 파악하는 모드이며,The pendulum mode is a mode for the beginner to perform a pendulum operation which is the basic operation of the snowboard. The snowboarder determines a posture once every 5 seconds at the time of boarding,

상기 턴 모드는 스노보드의 동작 중 하나인 턴 동작 수행을 위한 중급자용 모드로서, 0.2초 주기로 상기 모션 센서의 피치(PICTCH)값과 요(YAW)값 및 상기 압력 센서의 압력값을 분석하여 회전속도, 기울기, 및 발의 압력을 분석하여 문제점을 파악하는 모드이며,The turn mode is an intermediate mode for performing a turn operation, which is one of the operations of the snowboard. The turn mode analyzes the PICTCH value, the YAW value, and the pressure value of the pressure sensor of the motion sensor every 0.2 seconds, Speed, tilt, and foot pressure,

상기 레코드 모드는 실시간 트레이닝 기능 없이 1회 동안 이용한 슬로프 정보를 스노보더간 공유 및 비교하여 실력을 평가하는 모드일 수 있다.The record mode may be a mode for evaluating the skill by sharing and comparing the slope information used for one time with the snowboarder without real-time training function.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 사물인터넷을 활용한 스노보드 셀프 트레이닝 시스템에 있어서, 상기 메인 제어부는 셀프 트레이닝 기능을 제공하고,In addition, in the snowboard self-training system utilizing the Internet of objects according to an embodiment of the present invention, the main control unit provides a self-training function,

상기 셀프 트레이닝 기능은,The self-

상기 압력 센서 및 모션 센서에 의해 센싱된 값들에 기반하여 에지 사용 여부에 따라 상기 스노보더의 방향을 판단하는 스노보드 에지 판별 기능,A snowboard edge determination function for determining a direction of the snowboard according to whether the edge is used or not based on the values sensed by the pressure sensor and the motion sensor,

슬로프 별로 설정된 안전 기울기와 현재의 기울기를 비교하여 상기 스노보더의 자세의 문제점을 파악하는 밸런스 판별 기능,A balance discriminating function for comparing a safety slope set for each slope with a current slope to determine a problem of the posture of the snowboarder,

스노보드의 롤(ROLL)값을 통해 스노보더가 넘어졌는지를 파악하여 횟수 및 타이밍을 파악하는 넘어짐 판별 기능,A fall determination function for determining whether the snowboarder has fallen due to the roll (roll) value of the snowboard and determining the number and timing of the snowboarder,

슬로프 이용의 권장 제한 속도를 정하고 그 이상일 경우 음성 알람을 제공하기 위한 안전속도 알람 기능, 및A safe speed alarm function for providing a voice alarm when the recommended limit speed of the slope usage is set or higher, and

밸런스 판별을 통해 자세의 문제점 및 안전속도를 초과할 경우 음성 알람을 제공하기 위한 음성지원 기능을 포함할 수 있다.And a voice support function for providing a voice alarm when the safe speed is exceeded.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 사물인터넷을 활용한 스노보드 셀프 트레이닝 시스템에 있어서, 상기 스노보더는 소정의 어플리케이션을 통해 상기 클라우드 서버에 저장된 정보에 기반하여 기록 기능을 제공받고,According to another aspect of the present invention, there is provided a snowboard self-training system using the Internet, wherein the snowboarder is provided with a recording function based on information stored in the cloud server through a predetermined application,

상기 기록 기능은,The recording function includes:

상기 4가지 모드에서 측정된 회원별 최근 데이터 확인, 시간별 속도, 자세, 넘어짐 여부를 확인하는 최근기록 확인 기능,A recent record checking function for checking the latest data of each member measured in the above four modes, a speed, an attitude,

회원별로 저장된 모든 데이터를 확인, 평점 및 넘어짐 횟수와 같은 개인 향상도를 체크하는 전체기록 확인 기능,Full history check that checks all data stored by each member, checks individual improvements such as rating and number of falls,

속도와 자세, 넘어진 횟수를 통해 0 내지 5점까지 점수를 책정하는 평점 기능, 및A rating function that scales from 0 to 5 points through speed, attitude, and number of falls; and

상기 레코드 모드를 통해 측정된 정보 중 슬로프별로 슬로보더간의 랭킹을 구분, 최고속도, 평균속도, 평점의 3가지로 구분하여 랭킹을 구분하는 랭킹 기능을 포함할 수 있다.A ranking function for dividing the ranking among the SLBs by the slope of the information measured through the record mode by dividing the ranking into three types of distinction, maximum speed, average speed, and rating.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 사물인터넷을 활용한 스노보드 셀프 트레이닝 시스템에 있어서, 상기 스노보더는 소정의 어플리케이션을 통해 상기 클라우드 서버에 저장된 정보에 기반하여 동선 추적 기능을 제공받고,According to another aspect of the present invention, there is provided a snowboard self-training system using the Internet, wherein the snowboarder is provided with a tracking function based on information stored in the cloud server through a predetermined application,

상기 동선 추적 기능은 시간별 측위된 좌표를 슬로프 이미지와 매핑하여 동선을 그려주는 기능이며,The copper wire trace function is a function to map copper wire coordinates by mapping the time-based coordinates to the slope image,

상기 메인 제어부는 상기 스노보더가 비상알람 버튼을 누르는 경우, 현재의 위치를 중앙 관리 서버에 제공할 수 있다.The main control unit may provide the current position to the central management server when the snowboarder presses the emergency alarm button.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 사물인터넷을 활용한 스노보드 셀프 트레이닝 시스템에 있어서, 상기 공기압 센서는 상기 스노보더의 헬멧에 장착되고, 상기 모션 센서는 상기 스노보드에 장착되며, 상기 압력 센서는 바인딩에 장착될 수 있다.In the snowboard self-training system using the Internet, the air pressure sensor is mounted on the helmet of the snowboarder, the motion sensor is mounted on the snowboard, Can be mounted on the binding.

본 발명의 일 실시예에 의한 사물인터넷을 활용한 스노보드 셀프 트레이닝 시스템에 의하면, 속도 측정, 자세분석 및 셀프 트레이닝을 통해 실력 향상과 안전을 향상시킴으로써 안전한 스키장 문화를 조성할 수 있고 기록과 랭킹 시스템을 통해 숙련자에게 엔터테인먼트 요소를 제공할 수 있다.According to the snowboard self-training system using the Internet of the object according to the embodiment of the present invention, safe skiing culture can be created by improving the skill and safety through speed measurement, posture analysis and self-training, To provide an entertainment element to the skilled person.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 사물인터넷을 활용한 스노보드 셀프 트레이닝 시스템을 설명하기 위한 스노보드 장비와 하드웨어를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 사물인터넷을 활용한 스노보드 셀프 트레이닝 시스템의 블록도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 사물인터넷을 활용한 스노보드 셀프 트레이닝 시스템의 예시적인 구성을 도시한 도면.
도 4는 삼각측량 기법을 설명하기 위한 도면.
도 5는 핑거프린트 기법을 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 사물인터넷을 활용한 스노보드 셀프 트레이닝 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면.
도 7은 트레이닝 모드의 예시적인 알고리즘을 도시한 도면.
도 8은 예시적인 밸런스 분석 알고리즘을 도시한 도면.
도 9는 웹 어플리케이션의 메인 화면을 도시한 도면.
도 10은 웹 어플리케이션의 회원관리 화면을 도시한 도면으로, 도 10a는 회원가입 화면, 도 10b는 로그인 화면, 도 10c는 프로필 화면, 도 10d는 장비등록 화면을 도시한 도면.
도 11은 웹 어플리케이션의 랭킹 화면을 도시한 도면.
도 12는 웹 어플리케이션의 통합정보 화면을 도시한 도면으로, 도 12a는 커뮤니티 화면, 도 12b는 스키장 정보 화면, 도 12c는 스노보드 교육 화면을 도시한 도면.
도 13은 안드로이드 어플리케이션의 메인 화면을 도시한 도면.
도 14는 안드로이드 어플리케이션의 회원관리 화면을 도시한 도면으로, 도 14a는 회원가입 화면, 도 14b는 로그인 화면, 도 14c는 장비등록 화면을 도시한 도면.
도 15는 안드로이드 어플리케이션의 기록 및 랭킹 화면을 도시한 도면으로, 도 15a는 최근기록 화면, 도 15b는 동선 화면, 도 15c는 전체기록 화면, 도 15d는 랭킹 화면을 도시한 도면.
도 16은 속도 정확도 그래프를 도시한 도면.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view illustrating snowboarding equipment and hardware for explaining a snowboard self-training system utilizing the Internet of objects according to an embodiment of the present invention; FIG.
2 is a block diagram of a snowboard self-training system utilizing the Internet of Things according to an embodiment of the present invention;
3 is a diagram illustrating an exemplary configuration of a snowboard self-training system utilizing the Internet of Things according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram for explaining a triangulation technique;
5 is a diagram for explaining a fingerprint technique;
FIG. 6 is a view for explaining the operation of a snowboard self-training system utilizing the Internet of Things according to an embodiment of the present invention; FIG.
Figure 7 illustrates an exemplary algorithm of a training mode;
8 illustrates an exemplary balance analysis algorithm;
9 is a view showing a main screen of a web application;
FIG. 10 shows a membership management screen of the web application, FIG. 10A shows a membership registration screen, FIG. 10B shows a login screen, FIG. 10C shows a profile screen, and FIG.
11 is a view showing a ranking screen of a web application;
FIG. 12 shows an integrated information screen of a web application. FIG. 12A shows a community screen, FIG. 12B shows a ski area information screen, and FIG. 12C shows a snowboard education screen.
13 is a view showing a main screen of an Android application;
FIG. 14 is a diagram showing a member management screen of the Android application. FIG. 14A is a member registration screen, FIG. 14B is a login screen, and FIG. 14C is a device registration screen.
15A and 15B illustrate a recording and ranking screen of the Android application. FIG. 15A shows a recent recording screen, FIG. 15B shows a copper screen, FIG. 15C shows an entire recording screen, and FIG. 15D shows a ranking screen.
16 is a graph showing a velocity accuracy graph.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The objectives, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.Prior to that, terms and words used in the present specification and claims should not be construed in a conventional and dictionary sense, and the inventor may properly define the concept of the term in order to best explain its invention Should be construed in accordance with the principles and the meanings and concepts consistent with the technical idea of the present invention.

본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.It should be noted that, in the present specification, the reference numerals are added to the constituent elements of the drawings, and the same constituent elements are assigned the same number as much as possible even if they are displayed on different drawings.

또한, "제1", "제2", "일면", "타면" 등의 용어는, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.Also, the terms "first", "second", "one side", "other side", etc. are used to distinguish one element from another, It is not.

이하, 본 발명을 설명함에 있어, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the following description of the present invention, a detailed description of known arts which may unnecessarily obscure the gist of the present invention will be omitted.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

겨울 스포츠 중 하나인 ‘스노보드’라는 종목이 활성화됨에 따라 안전사고 예방 및 스노보더를 위한 자세교정의 필요성이 증가하고 있다. 따라서, 안전 측면에서 속도 측정을 통한 과속방지, 위치 추적을 통한 응급 상황 대처, 헬멧 착용 및 바인딩 조임 강도 체크를 통한 안전향상이 필요하고, 교육 측면에서 자세와 알람 알고리즘 개발을 통해 스노보더가 스스로 실력향상이 가능한 셀프 트레이닝 서비스 제공이 필요하며, 재미 측면에서 슬로프를 이용하는 동안 측정된 개인 기록을 확인하고 공유 및 경쟁하며 새로운 재미 요소를 제공하는 것이 필요하다. 이에 따라 스키장에서 스노보더들의 안전성을 향상시키고, 초보자에게는 실력향상을 숙련자에게는 새로운 재미를 제공해주는 솔루션이 필요하다.As winter sports, called 'snowboard', is activated, the need for posture correction for prevention of safety accidents and for snowboarders is increasing. Therefore, it is necessary to improve the safety through speed measurement through velocity measurement, emergency response through position tracking, helmet wear and binding tightness check, and development of posture and alarm algorithm in education side, It is necessary to provide self-training services that can be improved, and in the interest of fun, it is necessary to identify, share, compete and provide new fun elements while measuring the slope. Accordingly, a solution that improves the safety of snowboarders in the ski area and provides new enjoyment to the skilled user for the beginner.

본 발명의 일 실시예에 의한 사물인터넷을 활용한 스노보드 셀프 트레이닝 시스템은 스노보드에서 사용하는 장비에 센서를 부착하여 데이터를 수집하고 데이터베이스에 저장하며 이를 분석, 처리하여 스노보드의 사용자인 스노보더에게 다양한 서비스를 창출한다.In the snowboard self-training system utilizing the Internet of objects according to the embodiment of the present invention, sensors are attached to equipment used in a snowboard, and data is collected and stored in a database, analyzed and processed, To create various services.

즉, 본 발명의 일 실시예에 의한 사물인터넷을 활용한 스노보드 셀프 트레이닝 시스템은 ‘스노보드’라는 스포츠에 IT 기술을 접목시킨 솔루션으로, 도 1에 도시된 바와 같이 스노보드 및 헬멧과 바인딩과 같은 기타 장비에 센서와 게이트웨이를 부착하여 밸런스 및 속도와 같은 다양한 정보를 측정하는 솔루션이다. 본 발명의 일 실시예에 의한 사물인터넷을 활용한 스노보드 셀프 트레이닝 시스템은 셀프 트레이닝을 통한 실력향상과 안전을 향상시킴으로 안전한 스키장 문화를 조성하고 다양한 엔터테인먼트 요소를 제공한다.That is, the snowboard self-training system utilizing the Internet of the object according to the embodiment of the present invention is a solution that combines IT technology with sports called 'snowboard', and as shown in FIG. 1, the snowboard, helmet, It is a solution to measure various information such as balance and speed by attaching sensors and gateways to other equipments. The snowboard self-training system using the Internet according to an embodiment of the present invention improves the skill through self-training and improves safety, thereby providing a safe skiing culture and providing various entertainment elements.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 사물인터넷을 활용한 스노보드 셀프 트레이닝 시스템의 블록도이다.2 is a block diagram of a snowboard self-training system that utilizes the Internet of Things according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 사물인터넷을 활용한 스노보드 셀프 트레이닝 시스템은, 센싱된 공기압에 기반하여 스노보드의 사용자인 스노보더가 슬로프를 타고 내려오는 속도를 측정하며, 측정된 속도가 소정의 제한 속도를 초과하는 경우 속도 초과 알람을 제공하고, 음성파일을 재생하는 서브 제어부(200), 및 센싱된 스노보드의 모션 정보와 센싱된 스노보더의 사용자의 발에 가해지는 압력 정보 및 상기 서브 제어부로부터 수신된 속도 정보에 기반하여 상기 스노보더의 자세를 분석함으로써, 상기 스노보더의 버릇이나 자세의 문제점을 파악하여 상기 서브 제어부를 통해 상기 스노보더에게 셀프 트레이닝 정보를 제공하며, 슬로프에 설치된 복수의 비콘(206_1 내지 206_n)으로부터의 신호에 기반하여 현재의 위치를 추정하고, 속도, 자세, 현재의 위치 좌표, 넘어짐, 및 슬로프 정보를 클라우드 서버(204)에 제공하기 위한 메인 제어부(202)를 포함한다.Referring to FIG. 2, a snowboard self-training system using the Internet of the object according to an embodiment of the present invention measures the speed at which a snowboarder, a user of a snowboard, descends on a slope based on sensed air pressure, A sub-control unit 200 for providing an overspeed alarm when the measured speed exceeds a predetermined speed limit, and for reproducing an audio file, and a sub-control unit 200 for applying the motion information of the sensed snowboard to the foot of the user of the sensed snowboard Analyzing the posture of the snowboarder based on the pressure information and the speed information received from the sub-control unit to identify the problem of the habit or posture of the snowboarder and provide the self-training information to the snowboarder through the sub- , Estimates the current position based on signals from a plurality of beacons 206_1 to 206_n provided on the slope, Three, and a main control unit 202 for providing the present position coordinates, and falling, and slope information of the server cloud 204. The

상기 서브 제어부(200)는, 상기 공기압을 센싱하기 위한 공기압 센서(208), 상기 음성파일을 재생하기 위한 음성파일 재생부(210), 상기 메인 제어부(202)와 통신하기 위한 제1 통신부(216), 상기 공기압 센서(208)에 의해 센싱된 공기압에 기반하여 상기 스노보더가 슬로프를 타고 내려오는 속도를 측정하고, 측정된 속도가 소정의 제한 속도를 초과하는 경우 속도 초과 알람 신호를 상기 음성파일 재생부(212)에 제공하며, 상기 메인 제어부(202)로부터 수신된 셀프 트레이닝 정보를 상기 음성파일 재생부(212)에 제공하기 위한, 제1 제어부, 및 상기 음성파일 재생부(212)에서 재생되는 음성을 출력하기 위한 스피커(210)를 포함한다.The sub-control unit 200 includes an air pressure sensor 208 for sensing the air pressure, a voice file reproduction unit 210 for reproducing the voice file, a first communication unit 216 for communicating with the main control unit 202, ), Measures the speed at which the snowboarder descends on the slope based on the air pressure sensed by the air pressure sensor (208), and outputs an overspeed alarm signal to the voice file A first control unit for providing the audio file playback unit 212 with the audio file playback unit 212 and providing the audio file playback unit 212 with the self-training information received from the main control unit 202, And a speaker 210 for outputting a sound.

상기 메인 제어부(202)는, 상기 스노보드의 모션 정보를 센싱하기 위한 모션 센서(218), 상기 스노보더의 양발에 가해지는 압력을 센싱하기 위한 압력 센서(220), 상기 서브 제어부(200)와 통신하기 위한 제2 통신부(222), 상기 클라우드 서버(204)와 통신하기 위한 제3 통신부(224), 상기 스노보더로부터의 모드 선택 및 비상알람 입력을 수신하기 위한 버튼부(228), 및 상기 센싱된 스노보드의 모션 정보와 상기 센싱된 스노보더의 양발에 가해지는 압력 정보 및 상기 서브 제어부(200)로부터 수신된 속도 정보에 기반하여 상기 스노보더의 자세를 분석함으로써, 상기 스노보더의 버릇이나 자세의 문제점을 파악하여 상기 서브 제어부(200)를 통해 상기 스노보더에게 셀프 트레이닝 정보를 제공하고, 슬로프에 설치된 복수의 비콘(206_1 내지 206_n)으로부터의 신호에 기반하여 현재의 위치를 추정하며, 속도, 자세, 현재의 위치 좌표, 넘어짐, 및 슬로프 정보를 상기 제3 통신부(224)를 통해 상기 클라우드 서버(204)에 제공하고, 상기 모드 선택 또는 비상알람 입력을 처리하기 위한 제2 제어부(226)를 포함한다.The main controller 202 includes a motion sensor 218 for sensing motion information of the snowboard, a pressure sensor 220 for sensing pressure applied to both feet of the snowboarder, A third communication unit 224 for communicating with the cloud server 204, a button unit 228 for receiving mode selection and emergency alarm input from the snowboarder, By analyzing the posture of the snowboarder based on the motion information of the sensed snowboard, the pressure information applied to both feet of the sensed snowboarder, and the speed information received from the sub-controller 200, And provides the self-training information to the snowboarder through the sub-control unit 200. Based on the signal from the plurality of beacons 206_1 to 206_n installed on the slope, And provides slope information to the cloud server 204 via the third communication unit 224, and transmits the mode selection or emergency alarm input through the third communication unit 224, And a second control unit 226 for processing.

상기 메인 제어부(202)는, 상기 모션 정보에 기반하여 스노보드의 적정 기울기와 현재의 기울기를 비교하여 상기 스노보더의 버릇이나 자세의 문제점을 파악하고, 3개 이상의 비콘 신호를 스캔하여 RSSI(Received Signal Strength Indication)값을 삼각 측량하고, 핑거프린트 기법을 이용하여 현재의 위치 좌표를 획득한다.The main controller 202 compares the appropriate slope of the snowboard with the current slope based on the motion information to identify problems of the habit or the posture of the snowboarder and scans three or more beacon signals for RSSI Signal Strength Indication) values are triangulated, and the current position coordinates are obtained using the fingerprint technique.

상기 모션 센서(218)는 자이로 센서, 가속도 센서, 지자기 센서를 통합한 9축 모션 센서를 포함하고, 상기 모션 센서(218)는 상기 스노보드의 기울기 및 회전각을 센싱하며, 상기 모션 센서(218)의 롤(ROLL)값은 슬로프의 기울기를 나타내고, 상기 모션 센서(218)의 피치(PITCH)값은 상기 스노보드의 기울기를 나타내며, 상기 모션 센서(218)의 요(YAW)값은 상기 스노보드의 회전각을 나타낸다.The motion sensor 218 includes a 9-axis motion sensor incorporating a gyro sensor, an acceleration sensor, and a geomagnetic sensor. The motion sensor 218 senses the tilt and the rotation angle of the snowboard. The motion sensor 218 The YOL value of the motion sensor 218 indicates the slope of the slope of the snowboard 218, the pitch of the motion sensor 218 indicates the slope of the snowboard, Represents the rotation angle of the board.

상기 압력 센서(220)는 상기 스노보더의 양발의 정강이와 종아리 부분에 작용하는 압력을 센싱하고, 상기 메인 제어부(202)는, 상기 센싱된 상기 스노보더의 양발의 정강이와 종아리 부분에 작용하는 압력에 기반하여 상기 스노보드에 가해지는 상기 스노보더의 외압을 측정한다.The pressure sensor 220 senses the pressure acting on the shin and the calf portions of the feet of the snowboarder and the main controller 202 controls the pressure applied to the shin and calf portions of the both feet of the sensed snowboarder The external pressure of the snowboard is applied to the snowboard.

상기 서브 제어부(200)와 상기 메인 제어부(202)는 저전력 블루투스(BLE: Bluetooth Low Energy) 페어링을 통해 속도 데이터와 명령 메시지를 주고받는다The sub control unit 200 and the main control unit 202 exchange speed data and command messages through low-power Bluetooth (BLE) pairing

상기 모드는 프리(Free) 모드, 펜듈럼(Pendulum) 모드, 턴(Turn) 모드, 및 레코드(Record) 모드를 포함하고, 상기 프리 모드는 기본 모드로서, 실시간 속도 체크를 통해 과속 방지를 권고하며 1초에 1번씩 넘어짐을 확인하여 상기 스노보더가 넘어질 시 최근 3초 동안의 데이터를 분석하여 넘어진 이유를 파악하는 모드이고, 상기 펜듈럼 모드는 스노보드의 가장 기본 동작인 펜듈럼 동작 수행을 위한 초보자용 모드로서, 스노보더가 보딩(boarding)시 5초에 1번씩 자세를 판별하여 자세의 문제점을 파악하는 모드이며, 상기 턴 모드는 스노보드의 동작 중 하나인 턴 동작 수행을 위한 중급자용 모드로서, 0.2초 주기로 상기 모션 센서(218)의 피치(PICTCH)값과 요(YAW)값 및 상기 압력 센서(220)의 압력값을 분석하여 회전속도, 기울기, 및 발의 압력을 분석하여 문제점을 파악하는 모드이며, 상기 레코드 모드는 실시간 트레이닝 기능 없이 1회 동안 이용한 슬로프 정보를 스노보더간 공유 및 비교하여 실력을 평가하는 모드이다.The mode includes a free mode, a pendulum mode, a turn mode, and a record mode. The free mode is a basic mode, And the reason for the fall is analyzed. The pendulum mode is a mode in which the pendulum operation, which is the basic operation of the snowboard, is performed for a beginner Mode is a mode in which a snowboarder identifies a posture by identifying the posture once every 5 seconds at the time of boarding, and the turn mode is an intermediate mode for performing a turn operation, which is one of the operations of the snowboard, The PICTCH value and the YAW value of the motion sensor 218 and the pressure value of the pressure sensor 220 are analyzed at intervals of 0.2 second to analyze the rotational speed, tilt, and foot pressure to identify problems Mode and the record mode is a mode to evaluate the ability by using the slope information for the one without training in real time, and shared function comparisons snowboarders.

상기 메인 제어부(202)는 셀프 트레이닝 기능을 제공하고, 상기 셀프 트레이닝 기능은, 상기 압력 센서(220) 및 모션 센서(218)에 의해 센싱된 값들에 기반하여 에지 사용 여부에 따라 스노보더의 방향을 판단하는 스노보드 에지 판별 기능, 슬로프 별로 설정된 안전 기울기와 현재의 기울기를 비교하여 스노보더의 자세의 문제점을 파악하는 밸런스 판별 기능, 스노보드의 롤(ROLL)값을 통해 스노보더가 넘어졌는지를 파악하여 횟수 및 타이밍을 파악하는 넘어짐 판별 기능, 슬로프 이용의 권장 제한 속도를 정하고 그 이상일 경우 음성 알람을 제공하기 위한 안전속도 알람 기능, 및 밸런스 판별을 통해 자세의 문제점 및 안전속도를 초과할 경우 음성 알람을 제공하기 위한 음성지원 기능을 포함한다.The main control unit 202 provides a self-training function, and the self-training function measures the direction of the snowboard according to whether the edge is used or not, based on the values sensed by the pressure sensor 220 and the motion sensor 218 Determination of the snowboard edge function, comparing the safety slope set for each slope with the current slope to determine the problem of the posture of the snowboard, a function of determining the balance, and determining whether the snowboarder has fallen through the ROLL value of the snowboard A fall detection function for detecting the number of times and timing, a safety speed alarm function for providing a voice alarm when the recommended limit speed of the slope is set or higher, and a voice alarm For example.

상기 스노보더는 소정의 어플리케이션을 통해 상기 클라우드 서버(204)에 저장된 정보에 기반하여 기록 기능을 제공받고, 상기 기록 기능은, 상기 4가지 모드에서 측정된 회원별 최근 데이터 확인 기능, 시간별 속도, 자세, 넘어짐 여부를 확인하는 최근기록 확인 기능, 회원별로 저장된 모든 데이터를 확인, 평점 및 넘어짐 횟수와 같은 개인 향상도를 체크하는 전체기록 확인 기능, 속도와 자세, 넘어진 횟수를 통해 0 내지 5점까지 점수를 책정하는 평점 기능, 및 상기 레코드 모드를 통해 측정된 정보 중 슬로프별로 스노보더간의 랭킹을 구분, 최고속도, 평균속도, 평점의 3가지로 구분하여 랭킹을 구분하는 랭킹 기능을 포함한다.The snowboarder is provided with a recording function based on the information stored in the cloud server 204 through a predetermined application, and the recording function includes a function of checking the latest data per member measured in the four modes, , A recent history check function to check whether a user has fallen down, a user to check all data stored by each member, an overall record check function to check individual improvements such as a rating and a number of falls, a score of 0 to 5 And a ranking function for dividing the ranking among the snowboarders for each slope among the information measured through the record mode into three types of distinction, maximum speed, average speed, and rating.

상기 스노보더는 소정의 어플리케이션을 통해 상기 클라우드 서버(204)에 저장된 정보에 기반하여 동선 추적 기능을 제공받고, 상기 동선 추적 기능은 시간별 측위된 좌표를 슬로프 이미지와 매핑하여 동선을 그려주는 기능이며, 상기 메인 제어부(202)는 스노보더가 버튼부(228)에 포함된 비상알람 버튼을 누르는 경우, 현재의 위치를 중앙 관리 서버에 제공한다. 본 실시예에서 중앙 관리 서버는 클라우드 서버(204)에 통합될 수 있다.The snowboarder is provided with a copper line tracking function based on information stored in the cloud server 204 through a predetermined application, and the copper line tracking function is a function of drawing a copper line by mapping coordinates, which are positioned by time, to a slope image, When the snowboarder presses the emergency alarm button included in the button unit 228, the main control unit 202 provides the current position to the central management server. In this embodiment, the central management server may be integrated into the cloud server 204. [

본 발명의 일 실시예에 의한 사물인터넷을 활용한 스노보드 셀프 트레이닝 시스템에서, 상기 공기압 센서(208)는 스노보더의 헬멧에 장착되고, 상기 모션 센서(218)는 상기 스노보드에 장착되며, 상기 압력 센서(220)는 바인딩에 장착된다.In the snowboard self-training system using the Internet, according to an embodiment of the present invention, the air pressure sensor 208 is mounted on a helmet of a snowboarder, the motion sensor 218 is mounted on the snowboard, The pressure sensor 220 is mounted on the binding.

본 발명의 일 실시예에 의한 사물인터넷을 활용한 스노보드 셀프 트레이닝 시스템에서는, 공기압 센서(208), 모션 센서(218), 및 압력 센서(220)를 사용하여 속도, 스노보드의 기울기 및 스노보더의 외압을 측정하고, 수집된 속도 및 밸런스 정보를 이용하여, 상황별 셀프 트레이닝 서비스와 안전 속도를 유지하도록 권고하여 안전성을 강화한다. 수집된 센서 데이터는 회원별로 데이터베이스에 누적되며, 웹 브라우저에 의해 구동되는 웹 어플리케이션 및 스마트 디바이스의 운영 체제에서 동작하는 어플리케이션을 통해 개인 로그 정보를 확인할 수 있다.In the snowboard self-training system using the Internet, according to an embodiment of the present invention, the air pressure sensor 208, the motion sensor 218, and the pressure sensor 220 are used to measure the velocity, the slope of the snowboard, , And it is recommended to maintain the self-training service and safe speed by using the collected speed and balance information to enhance the safety. The collected sensor data is accumulated in the database for each member, and the personal log information can be checked through the web application driven by the web browser and the application operating in the operating system of the smart device.

특히, 본 발명의 일 실시예에 의한 사물인터넷을 활용한 스노보드 셀프 트레이닝 시스템에서는, 기존의 시스템과 속도 측정 방식에서 큰 차이를 가지고 있다. 타 시스템은 GPS를 이용하여 속도를 측정하지만 본 발명에서는 공기압 센서(208)를 이용하여 속도를 측정한다. 이는 해외보다 협소한 스키장 환경을 고려할 수 있으며 GPS를 사용할 수 없는 실내에서도 속도를 측정할 수 있는 큰 장점을 갖고 있다. 또한 본 발명의 일 실시예에 의한 사물인터넷을 활용한 스노보드 셀프 트레이닝 시스템은 센서를 통해 수집한 데이터를 저장, 분석, 처리하여 스노보더 스스로 실력 향상이 가능한 셀프 트레이닝 기능을 제공한다.Particularly, in the snowboard self-training system using the Internet of things according to the embodiment of the present invention, there is a big difference in the existing system and the speed measurement method. The other system measures the velocity using GPS, but in the present invention, the velocity is measured using the air pressure sensor 208. This can consider a narrower skiing environment than overseas, and has the great advantage of measuring speed even in a room where GPS can not be used. In addition, the snowboard self-training system utilizing the Internet of objects according to an embodiment of the present invention provides a self-training function capable of improving the skill of a snowboarder by storing, analyzing and processing data collected through a sensor.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 사물인터넷을 활용한 스노보드 셀프 트레이닝 시스템의 예시적인 구성을 도시한 도면이다.FIG. 3 is a diagram illustrating an exemplary configuration of a snowboard self-training system using the Internet of Things according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 사물인터넷을 활용한 스노보드 셀프 트레이닝 시스템은, 서브 제어부(300), 메인 제어부(302), 및 클라우드 서버(304)를 포함한다.Referring to FIG. 3, a snowboard self-training system using the Internet of objects according to an embodiment of the present invention includes a sub-controller 300, a main controller 302, and a cloud server 304.

서브 제어부(300)로서 아두이노 나노(Arduino Nano)가 사용되고, 메인 제어부(302)로서 라즈베리파이3(RaspberryPi3)이 사용되며, 클라우드 서버(304)는 웹 서버(306) 및 데이터베이스(308)를 포함하고, 참조번호 310은 웹 브라우저에 의해 구동되는 웹 어플리케이션 또는 스마트 디바이스의 운영 체제에서 동작하는 어플리케이션이다. 본 발명의 일 실시예에서 스노보더와 스노보드를 사용하는 사용자는 동일한 의미로 사용된다.Arduino Nano is used as the sub control unit 300 and RaspberryPi3 is used as the main control unit 302. The cloud server 304 includes the web server 306 and the database 308 And reference numeral 310 denotes a web application driven by a web browser or an application operating in an operating system of a smart device. In an embodiment of the present invention, users using snowboarders and snowboards are used in the same sense.

센서sensor

공기압 센서(208)로서 MPXV7002DP가 사용되는데, 아두이노 나노(300)에서 공기 속도, 즉 공기압을 측정하여 이를 속도로 변환한다.MPXV7002DP is used as the air pressure sensor 208, which measures the air velocity, i.e., the air pressure, in the Adinonano 300 and converts it to a velocity.

모션 센서(218)로서 9축 모션 센서인 MPU-9250가 사용되는데, 라즈베리파이3(302)에서 스노보드의 기울기, 회전각 및 슬로프의 기울기를 측정한다.As the motion sensor 218, a 9-axis motion sensor MPU-9250 is used, and the slope of the snowboard, the rotation angle, and the slope of the snowboard are measured in the Raspberry Pipe 3 (302).

압력 센서(220)로서 FSR-406이 사용되는데, 라즈베리파이3(302)에서 양발에 작용하는 압력을 측정하여 스노보드에 가해지는 사용자의 외압을 측정한다.FSR-406 is used as the pressure sensor 220. The pressure applied to the feet of the raspberry pie 3 302 is measured to measure the user's external pressure applied to the snowboard.

통신Communication

블루투스 4.0(BLE): 아두이노 나노(300)는 BLE 모듈인 HM-10 모듈을 통해 측정된 속도 데이터를 라즈베리파이3(302)으로 전송한다. 또한 라즈베리파이3(302)은 비콘(도 2에서 206_1 내지 206_n)의 신호를 스캔하여 위치를 추적한다.Bluetooth 4.0 (BLE): The Adinano Nano 300 transmits the measured velocity data to the Raspberry Pi 3 302 through the HM-10 module, a BLE module. In addition, the raspberry pyramid 3 302 scans the beacons (206_1 to 206_n in FIG. 2) and tracks the position.

와이파이(Wi-Fi): 라즈베리파이3(302)은 RESTful API를 사용하여 수집한 데이터를 클라우드 서버(304)로 전송한다.Wi-Fi: Raspberry P 3 (302) transmits data collected using the RESTful API to the cloud server 304.

SPI: 라즈베리파이3(302)은 아날로그 값을 읽을 수가 없다. 따라서 아날로그-디지털 변환기(MCP3008)를 사용하여 값을 읽을 수 있으며 이때 SPI 통신을 사용한다.SPI: Raspberry Pi 3 (302) can not read analog values. Therefore, the value can be read using the analog-to-digital converter (MCP3008), which uses SPI communication.

I2C: 모션 센서(218, MPU-9250)의 데이터는 I2C 통신을 통해 값을 전송한다.I2C: The data of the motion sensor (218, MPU-9250) is transmitted through I2C communication.

음성지원Voice support

실시간으로 수집된 자세 정보 데이터를 분석하여 사용자에게 적합한 음성 서비스를 지원한다. 각 모드에서 설계된 알고리즘에 따라 아두이노 나노(300)에 연결된 MP3 플레이어 모듈인 DFPlayer mini 모듈에서 음성 파일을 실행시킨다.Analysis of posture information data collected in real time to support voice service suitable for users. The DFPlayer mini module, which is an MP3 player module connected to the AIDA Nano 300, executes an audio file according to an algorithm designed in each mode.

클라우드cloud 서버 server

아마존 웹 서비스(AWS: Amazon Web Services) 클라우드 서버(304)에 WAS(Tomcat 7.0), DBMS(MySQL)(308)를 설치하여 클라이언트(라즈베리파이3(302) 또는 어플리케이션(310))의 요청을 처리하고 데이터를 저장, 관리한다.The WAS (Tomcat 7.0) and the DBMS (MySQL) 308 are installed in the Amazon Web Services (AWS) cloud server 304 to process the requests of the clients (Raspberry 3 302 or application 310) And stores and manages the data.

웹 서버(306)는 전자정부 표준프레임워크인 스프링 프레임워크(Spring Framework)를 사용하여 모델(Model(JavaBeans)), 뷰(View(JSP)), 컨트롤러(Controller(Servlet))를 분리하고 프로젝트를 관리하며 3가지의 로직을 처리하는 서버(로그인 서버, 데이터 처리 서버, 동선 계산 서버)로 나누어진다.The Web server 306 separates the model (Model (JavaBeans), View (JSP), and Controller (Servlet)) using the Spring Framework (Log-in server, data processing server, and moving-line calculation server) which manage the three kinds of logic.

웹 서버(306)는 회원정보를 관리하며 SHA256 해시 알고리즘을 이용하여 암호화한다. 클라이언트의 요청에 따라 사용자를 구분하여 로그 데이터를 표출한다. 로그 데이터는 최근기록, 전체기록, 랭킹, 동선 및 그래프로 표출된다.The web server 306 manages the member information and encrypts it using the SHA256 hash algorithm. It distinguishes users according to client's request and displays log data. Log data is expressed in recent records, total records, ranking, copper lines and graphs.

웹 서버(306)에서는 라즈베리파이3(302)으로부터 수신한 로그 데이터를 저장하고 ID와 하드웨어 시리얼 번호를 매핑하여 데이터를 구분한다. 모바일, 웹 브라우저용으로 2개의 다른 해상도를 제공하며 세부 기능은 유사하다.The Web server 306 stores the log data received from the RaspberryPipe 3 302 and identifies the data by mapping the ID and the hardware serial number. It offers two different resolutions for mobile and web browsers, and the details are similar.

데이터베이스Database

데이터베이스(308)로는 MySQL을 사용하며 웹 서버(306)와 데이터베이스(308)의 원활한 통신을 위하여 myBatis 프레임워크를 사용한다. 데이터베이스(308)에는 3가지 테이블(계정(account) 테이블, 속도(speed) 테이블, 축(axis) 테이블)이 있다. DBMapper.xml에서 쿼리문을 관리한다.The database 308 uses MySQL, and the myBatis framework is used for smooth communication between the web server 306 and the database 308. The database 308 has three tables: an account table, a speed table, and an axis table. Manage the query statement in DBMapper.xml.

어플리케이션application

(1) 웹 어플리케이션(1) Web application

웹 브라우저를 통해 개인 로그 데이터를 확인할 수 있다. 회원관리, 장비등록, 기록, 통합 정보를 확인할 수 있다. 부트스트랩 템플릿(Bootstrap template)을 사용하여 반응형 웹을 구현하였다.You can check your personal log data via a web browser. Member management, equipment registration, records, and integrated information. The responsive web was implemented using a bootstrap template.

(2) 안드로이드 어플리케이션(2) Android applications

스키장에서 사용자의 편의 증가를 위한 안드로이드 모바일용 어플리케이션이다. 웹 어플리케이션보다 다소 간단한 동작을 수행하며 회원관리 및 최근, 전체기록을 확인 가능하다. 웹 뷰(Web view)를 이용하여 하이브리드 어플리케이션을 개발하였다.It is an application for Android mobile for increasing the convenience of users in the ski area. It performs a somewhat simpler operation than the web application, and it can check the membership management and the recent and total records. We developed a hybrid application using Web view.

기능function

소프트웨어 기능Software function

(1) 회원관리 기능: 데이터베이스 회원정보 테이블에 신규 회원정보를 저장하는 회원가입 기능, 어플리케이션 사용을 위해 회원정보 일치 여부를 확인하는 로그인 기능, 회원 ID와 하드웨어 정보를 매핑하여 하드웨어에서 수집된 데이터를 구분하는 장비 등록 기능, 개인 정보 및 기록을 간략하게 확인하는 프로필 기능, 및 SHA256 해시 알고리즘을 이용하여 개인정보를 암호화하는 암호화 기능을 포함한다.(1) Membership management function: Membership function to store new member information in database membership information table, login function to confirm membership information for application use, and data collected from hardware by mapping member ID and hardware information A device registration function for distinguishing, a profile function for briefly confirming personal information and records, and an encryption function for encrypting personal information using the SHA256 hash algorithm.

(2) 모드: 프리 모드(Free mode), 펜듈럼 모드(Pendulum mode), 턴 모드(Turn mode), 및 레코드 모드(Record mode)를 포함한다.(2) Mode: It includes a free mode, a pendulum mode, a turn mode, and a record mode.

프리 모드는 기본 모드로서, 넘어짐을 확인하여 넘어짐 현상이 발생하면 자세를 분석하여 문제점을 지적하고 실시간 속도체크를 통해 과속방지를 권고한다.The pre-mode is the basic mode. If it falls down, it will analyze the posture, point out the problem, and recommend speeding through real-time speed check.

펜듈럼 모드는 스노보드의 가장 기본 동작인 펜듈럼 동작 수행을 위한 초보자용 모드로서, 5초에 1번씩 자세를 판별하여 실시간으로 자세의 문제점을 파악한다.Pendulum mode is a beginner mode for performing the pendulum operation, which is the basic operation of the snowboard. It identifies the posture once every 5 seconds and grasps the problem of posture in real time.

턴 모드는 스노보드의 동작 중 하나인 턴 동작 수행을 위한 중급자용 모드로서, 회전속도, 기울기, 및 발의 압력을 분석하여 문제점을 파악한다.The turn mode is an intermediate mode for performing a turn operation, one of the operations of the snowboard, and analyzes the rotational speed, the inclination, and the foot pressure to identify the problem.

레코드 모드는 실시간 트레이닝 기능 없이 1회 동안 이용한 슬로프 정보를 사용자간 공유 및 비교하여 실력을 평가하는 모드이다.The record mode is a mode for evaluating the performance by sharing and comparing the slope information used for one time without using the real time training function among the users.

(3) 셀프 트레이닝: 보드 에지 판별, 밸런스 판별, 넘어짐 판별, 안전속도, 및 음성 지원 기능을 포함한다.(3) Self-training: includes board edge discrimination, balance discrimination, fall discrimination, safety speed, and voice support function.

보드 에지 판별 기능은 압력 센서(FSR-406) 및 모션 센서(MPU-9250)에 의해 측정된 값을 이용하여 에지 사용 여부에 따라 사용자의 방향을 판단한다.The board edge determination function uses the values measured by the pressure sensor (FSR-406) and the motion sensor (MPU-9250) to determine the direction of the user depending on whether the edge is used or not.

밸런스 판별 기능은 슬로프별로 설정된 안전 기울기와 현재의 기울기를 비교하여 사용자의 자세의 문제점을 파악한다.The balance discrimination function compares the safety slope set for each slope with the current slope to determine the problem of the user's attitude.

넘어짐 판별 기능은 스노보드의 롤(roll)값을 통해 사용자가 넘어졌는지를 파악하여 횟수 및 타이밍을 파악한다.The fall determination function determines whether the user has fallen through the roll value of the snowboard to determine the number and timing of the fall.

안전속도 기능은 슬로프 이용의 권장 제한 속도를 정하고 그 이상일 경우 음성 알람을 제공한다.The safe speed function sets the recommended speed limit for the use of the slope and provides a voice alarm if the speed limit is exceeded.

음성지원 기능은 밸런스 판별을 통해 자세의 문제점 및 안전속도를 초과할 경우 음성알람을 제공한다.The voice assist function provides voice alarm when the balance is judged to be over the problem of the attitude and the safe speed is exceeded.

(4) 기록: 최근기록 확인, 전체기록 확인, 평점, 및 랭킹 기능을 포함한다.(4) Recording: includes recent record confirmation, full record confirmation, rating, and ranking function.

최근기록 확인 기능은 4가지 모드에서 측정된 회원별 최근 데이터를 확인하고, 시간별 속도, 자세, 넘어짐 여부를 확인한다.The recent record check function checks the latest data for each member measured in 4 modes, and confirms the speed, posture, and fall time by time.

전체 기록 확인 기능은 회원별로 저장된 모든 데이터를 확인하고, 평점 및 넘어짐 횟수와 같은 개인 향상도를 체크한다.The full history check function checks all data stored for each member and checks individual improvements such as ratings and number of falls.

평점 기능은 속도와 자세, 넘어진 횟수를 통해 0~5점까지 점수를 책정한다.The rating function scales from 0 to 5 points based on speed, stance, and number of falls.

랭킹 기능은 레코드 모드를 통해 측정된 정보 중 슬로프별로 사용자간의 랭킹을 구분하고, 최고속도, 평균속도, 평점 3가지로 구분하여 랭킹을 구분한다.The ranking function distinguishes the ranking among the users according to the slope among the information measured through the record mode, and distinguishes the ranking by the highest speed, the average speed, and the rating point.

(5) 사용자 위치: 동선 추적, 비상알람 기능을 포함한다.(5) User location: Includes copper trace and emergency alarm function.

동선 추적 기능은 비콘의 BLE 신호를 스캔하여 삼각측량, 핑거프린트 기법을 이용하여 측위한다. 시간별 측위된 좌표를 슬로프 이미지와 매핑하여 동선을 그려준다.The copper line tracking function scans the beacon BLE signal and measures it using triangulation and fingerprinting. Map the time-based coordinates to the slope image to draw the copper line.

비상알람 기능은 사용자에게 위급한 상황이 발생했을 경우 비상알람 동작을 통하여 중앙 관리실로 알람을 주어 신속히 대처한다.Emergency alarm function responds quickly by giving alarm to central management room through emergency alarm operation when emergency situation occurs to user.

(6) 정보 제공: 스키장 정보, 교육 정보, 및 커뮤니티 기능을 포함한다.(6) Providing information: Includes skiing information, educational information, and community functions.

스키장 정보 제공 기능은 국내 스키장 정보를 종합하여 간편하게 확인가능하다.The ski resort information providing function can easily check the information of the domestic ski area.

교육정보 제공 기능은 유튜브에 등록된 스노보드 교육관련 동영상을 종합 제공한다.The educational information providing function provides a comprehensive video on snowboard education registered on YouTube.

커뮤니티 기능은 정보 공유 및 개인 로그 기록을 공유할 수 있도록 카페, 페이스북, 유튜브를 연동한다.The community feature works with cafes, Facebook, and YouTube to share information and personal log records.

하드웨어 기능Hardware Features

센서는 속도 측정, 기울기 측정, 및 압력 측정 기능을 수행한다. 공기압 센서(MPXV7002DP)에서 공기압을 측정하여 이를 속도로 변환하여 속도를 측정하고, 모션 센서(MPU-9250)에서 9축 모션 정보를 측정하며, 4개의 압력 센서(FSR-406)에서 발의 4가지 부위에서 압력을 측정한다.The sensor performs speed measurement, tilt measurement, and pressure measurement functions. Measuring 9-axis motion information from the motion sensor (MPU-9250), measuring the air pressure from the air pressure sensor (MPXV7002DP), converting it to velocity, Lt; / RTI >

버튼부(228)는 모드 버튼과 비상알람 버튼을 포함하며, 모드 버튼과 관련하여 4가지 모드별로 버튼을 눌러 시작과 끝을 판별하고, 비상알람 버튼과 관련하여 비상알람 버튼을 5초 이상 누르면 비상알람 기능이 작동된다.The button unit 228 includes a mode button and an emergency alarm button. When the emergency button is pressed for 5 seconds or more in relation to the emergency alarm button, The alarm function is activated.

음성파일 실행 기능과 관련하여 아두이노 나노(300)에서 DFPlayer mini를 사용하여 SD 카드에 저장된 음성파일을 실행한다.In connection with the voice file execution function, the audio file stored in the SD card is executed using the DFPlayer mini in the AIDA Nano (300).

비콘 신호 스캔 기능과 관련하여 0.1초마다 비콘의 BLE 신호를 스캔한다.Beacon Signal Scan the BLE signal of the beacon every 0.1 second in relation to the scan function.

통신 기능과 관련하여 라즈베리파이3(302)에서 WAS와 와이파이(Wi-Fi) 통신을 하고, 라즈베리파이3(302)과 아두이노 나노(300)는 BLE 통신을 하며, 라즈베리파이3(302)은 센서와 SPI, I2C 통신을 한다.The Rasberry Pie 3 302 and the Arduino Nano 300 are in a BLE communication and the Raspberry Pie 3 302 and the Rasberry Pie 3 302 communicate with each other through the WAS and Wi- It performs SPI and I2C communication with the sensor.

케이스는 방수와 탄력성이 좋은 실리콘 케이스로 형성한다.The case is made of a waterproof and resilient silicone case.

본 발명의 일 The invention 실시예에In the embodiment 의한 사물인터넷을 활용한 스노보드  Snowboarding using Internet 셀프self 트레이닝training 시스템의 동작 System behavior

1. 라즈베리파이3(202, 302)1. Raspberry pie 3 (202, 302)

(1) 기능(1) Function

- 자세분석: 모션 센서(218, MPU-9250), 압력 센서(220, FSR-406)에서 수집된 모션 정보와 압력정보를 이용하여 자세를 분석한다. 적정 기울기와 현재 기울기를 비교하여 사용자의 버릇이나 자세의 문제점을 파악한다.- Posture Analysis: Analyze the posture using motion information and pressure information collected from motion sensor (218, MPU-9250) and pressure sensor (220, FSR-406). Compares the appropriate slope with the current slope to determine the user's habit or posture problem.

- 모드 알고리즘 수행: 4가지 모드별로 설계된 알고리즘을 수행한다. 각 알고리즘에는 자세분석 타이밍과 알람 타이밍 등 상이한 로직을 가지고 있다.- Mode Algorithm Implementation: Performs the algorithm designed in 4 modes. Each algorithm has different logic such as attitude analysis timing and alarm timing.

- 측위: 라즈베리파이3(202, 302)에는 블루투스칩인 제2 통신부(222)가 내장되어 있다. 3개 이상의 비콘 신호를 스캔하여 RSSI 값을 삼각측량하고 핑거프린트 기법을 이용하여 정확도를 높인다.- Positioning: The second communication unit 222, which is a Bluetooth chip, is incorporated in the Raspberry Pi 3 (202, 302). Three or more beacon signals are scanned to triangulate the RSSI value and the accuracy is increased using the fingerprint technique.

- 게이트웨이 : 라즈베리파이3(202, 302)에서 속도, 자세, 좌표, 넘어짐, 슬로프 정보를 와이파이(Wi-Fi) 통신과 RESTfulAPI를 사용하여 클라우드 서버(204, 304)로 전송한다.- Gateway: transmits the speed, attitude, coordinates, tilt, and slope information to the cloud servers 204 and 304 using Wi-Fi communication and RESTfulAPI at Raspberry Pi 3 202 and 302.

(2) 측위 기법(2) Positioning technique

- 칼만 필터(Kalman Filter): 신호의 정확도는 측위에 매우 중요한 요소로 노이즈를 제거하기 위한 방법으로 칼만 필터(Kalman Filter)를 사용하였다.- Kalman Filter: The accuracy of the signal is very important for positioning, and Kalman Filter is used as a method to remove noise.

- 삼각측량 기법: 도 4에 도시된 바와 같이, 3개 이상의 이상의 기준점과 한 점과의 거리를 통해 좌표를 알아내는 방법이다. 3개의 기준점과의 거리를 반지름으로 원을 그려 교점을 찾아내 좌표를 얻을 수 있다.- Triangulation Technique: As shown in FIG. 4, the coordinates are obtained through a distance between three or more reference points and a point. You can get the coordinates by finding the intersection by drawing a circle with the distance from the three reference points to the radius.

- 핑거프린트 기법: 도 5에 도시된 바와 같이 핑거프린트 기법은 실제 환경에서 위치별로 RSSI값을 측정하여 테이블을 생성한다. 수신한 비콘(Beacon) 신호를 스캔하여 사전 테이블과 비교하여 위치한 지점을 찾을 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 비콘별로 수신한 RSSI값과 테이블 값을 비교하여 비용(Cost)을 구하여 가장 낮은 비용을 가진 지점의 좌표값을 얻었다.Fingerprint Technique: As shown in FIG. 5, the fingerprint technique generates a table by measuring RSSI values for each location in an actual environment. The received beacon signal can be scanned to find a point located in comparison with the dictionary table. In an embodiment of the present invention, the RSSI value received for each beacon is compared with the table value to obtain the cost, and the coordinates of the point having the lowest cost are obtained.

2. 아두이노 나노(200, 300)2. Arduino Nano (200, 300)

(1) 기능(1) Function

- 속도 측정: 공기압 센서(208, MPXV7002DP)를 통해 속도를 측정하여 1초 마다 블루투스 통신으로 라즈베리파이3(202, 302)으로 전송한다. 프리 모드의 경우 속도가 10m/s 이상이면 속도 경고 알람이 실행된다.- Velocity measurement: Velocity is measured through the air pressure sensor (208, MPXV7002DP) and transmitted to Raspberry Pi 3 (202, 302) by Bluetooth communication every second. In the free mode, speed warning alarm is executed when speed is over 10m / s.

- 음성 알람: 라즈베리파이3(202, 302)으로부터 음성파일 실행 메시지를 수신하는 경우 음성파일 재생부(212)인 DFPlayer mini 모듈을 사용하여 SD 카드에 저장된 해당 음성파일을 실행시킨다.Voice Alarm: When receiving the voice file execution message from the Raspberry Pi 3 (202, 302), the voice file playback unit 212 executes the corresponding voice file stored in the SD card using the DFPlayer mini module.

3. 센서3. Sensor

(1) 공기압 센서(208, MPXV7002DP)(1) Air pressure sensor (208, MPXV7002DP)

- 장비, 설치 오류에 대해 정확한 값을 측정하기 위하여 수학식 1과 같이 보정대기속도(CAS: Calibrated airspeed) 처리를 해준다.- Calibrated airspeed (CAS) process is performed as shown in Equation 1 to measure the correct value of equipment and installation error.

Figure pat00001
Figure pat00001

상기에서

Figure pat00002
는 보정 속도이고,
Figure pat00003
는 피토관 튜브(pitot tube) 압력이며,
Figure pat00004
는 표준 해수면에서의 정적 공기 압력으로서 29.92126 inchHg이고,
Figure pat00005
는 표준 해수면에서의 음속으로서, 661.4788 knots이다.In the above,
Figure pat00002
Is a correction speed,
Figure pat00003
Is the pitot tube pressure,
Figure pat00004
Is 29.92126 inches Hg as the static air pressure at standard sea level,
Figure pat00005
Is the sound velocity at standard sea level, 661.4788 knots.

(2) 모션 센서(218, MPU-9250)(2) Motion sensor (218, MPU-9250)

- 자이로 센서, 가속도 센서, 지자기 센서를 통합한 9축 모션 센서로서, 스노보드의 기울기 및 회전각을 측정한다. X, Y, Z축을 기준으로 회전하는 롤(ROLL), 피치(PITCH), 요(YAW)는, 다음과 같은 값을 의미한다.- A 9-axis motion sensor incorporating a gyro sensor, an acceleration sensor, and a geomagnetic sensor to measure the tilt and rotation angle of the snowboard. The roll (ROLL), pitch (PITCH), and yaw (YAW) that rotate around the X, Y, and Z axes mean the following values.

- 롤(ROLL): 슬로프의 기울기, 피치(PITCH): 스노보드의 기울기, 요(YAW): 스노보드의 회전각- ROLL: Slope of slope, PITCH: Slope of snowboard, Yaw: Yaw angle of snowboard

(3) 압력 센서(208, FSR-406)(3) Pressure sensor (208, FSR-406)

- 양발의 정강이와 종아리 부분에 작용하는 압력을 측정하여 스노보드에 가해지는 사용자의 외압을 측정한다.- Measure the external pressure of the user applied to the snowboard by measuring the pressure acting on the shin and calf parts of the feet.

(4) 비콘(Beacon)(4) Beacon

- ‘퍼플즈’회사의 iBeacon 솔루션인 RECO 비콘(Beacon)을 사용. 최소 3개 이상의 비콘 신호가 필요하다.- Use 'RECO Beacon', iBeacon solution of 'Purple's' company. At least three beacon signals are required.

4. 음성파일 재생부(212, DFPlayer mini 모듈)4. Audio file reproduction unit 212 (DFPlayer mini module)

(1) 기능(1) Function

- 현재 SD 카드에는 12가지의 속도알람과 6가지의 상황 분석 알람을 저장하고 있으며, 아두이노 나노(200, 300)에서 실행 명령을 통해 SD 카드에 저장된 MP3파일을 실행시킨다.- The current SD card stores 12 speed alarms and 6 situation analysis alarms, and executes MP3 files stored on the SD card via the execution command on the Adinano Nano (200, 300).

5. 클라우드 서버(204, 304)5. Cloud servers (204, 304)

(1) AWS(Amazon Web Services) 클라우드 서버 사용(1) use Amazon Web Services (AWS) cloud server

(2) 서버(2) Server

- AWS로 Tomcat7.0을 사용하였으며, 스프링 프레임워크(Spring Framework) 기반으로 웹서버를 구현하였다.- We used Tomcat 7.0 as AWS and implemented web server based on Spring Framework.

- 라즈베리파이3(202. 302)으로부터 데이터를 수신하여 데이터베이스(308)에 저장한다.- Receive data from Raspberry Pi 3 (202. 302) and store it in database (308).

- 클라이언트(Client)의 요청을 처리하여 데이터베이스(308)로부터 데이터를 가져와 어플리케이션에 표출한다.- Processes the request of the client and fetches data from the database 308 and exposes it to the application.

(3) 데이터베이스(308)(3) Database 308

- DBMS로 MySQL을 사용하고, 데이터베이스(DB) 프레임워크로는 MyBatis를 사용하였다.- I use MySQL as the DBMS, and MyBatis as the database (DB) framework.

6. 어플리케이션6. Application

(1) 안드로이드 어플리케이션(1) Android Applications

- 웹 뷰(Web view) 라이브러리를 이용하여 네이티브(Native) 기능과 웹(Web) 기능을 융합한 하이브리드(Hybrid) 어플리케이션을 개발하였다.- Developed a hybrid application that combines Native and Web functions using a Web view library.

(2) 웹 어플리케이션(2) Web applications

- 부트스트랩 템플릿(Bootstrap template)을 사용하여 대시보드 형태의 웹 페이지를 구성하였다.- A dashboard web page was constructed using a bootstrap template.

7. BLE 페어링7. BLE pairing

- 라즈베리파이3(202, 302)과 아두이노 나노(200, 300)는 BLE 페어링을 통해 실시간으로 속도 데이터와 명령 메시지를 주고받는다.- Raspberry Pi 3 (202, 302) and Arduino Nano (200, 300) send and receive velocity data and command messages in real time through BLE pairing.

8. 모드8. Mode

(1) 총 4가지의 모드(Free, Pendulum, Turn, Record) 설정 가능(1) Four modes (Free, Pendulum, Turn, Record) can be set

- 프리(Free) 모드: 기본 모드로, 제한 속도를 권고하며 1초에 1번씩 넘어짐을 확인하여 사용자가 넘어질 시 최근 3초 동안의 데이터를 분석하여 넘어진 이유를 파악한다.- Free mode: It is a basic mode. It recommends a speed limit. It confirms that it falls down once per second. When a user falls down, it analyzes the data for the last 3 seconds to understand why it fell.

- 펜듈럼(Pendulum) 모드: 보드의 가장 기본 동작인 펜듈럼(Pendulum) 동작 수행을 위한 모드로 초보자용 모드이다. 사용자가 보딩(boarding)시 5초에 1번씩 자세를 판별하여 실시간으로 자세의 문제점을 파악한다.- Pendulum mode: It is a mode for performing the pendulum operation which is the basic operation of the board, and it is a beginner mode. The user identifies the posture once every 5 seconds when boarding and identifies the problem of posture in real time.

- 턴(Turn) 모드: 스노보드의 동작 중 하나인 턴(Turn) 동작 수행을 위한 모드로 중급자용 모드이다. 0.2초 주기로 피치(PITCH)값과 요(YAW)값, 및 압력값을 분석하여 회전속도 및 기울기의 문제점을 파악한다.- Turn mode: It is a mode for performing the turn operation which is one of the operations of the snowboard, and is an intermediate mode. Analyze the PITCH value, YAW value, and pressure value every 0.2 second to understand the problem of rotational speed and slope.

- 레코드(Record) 모드: 실시간 트레이닝 기능 없이 1회 동안 이용한 슬로프 정보를 사용자간 공유 및 비교하여 실력을 평가하는 모드이다.- Record mode: It is a mode to evaluate the skill by sharing and comparing slope information used for one time without using real-time training function among users.

9. 분석9. Analysis

- 라즈베리파이3(202, 302)에서 자세분석 기능을 갖는 알고리즘을 수행한다.- Raspberry Pi 3 (202, 302) performs an algorithm with a posture analysis function.

- 비상알람 버튼을 5초 이상 누르고 있으면 현 상태를 종료하고 현재 위치를 중앙관리 서버로 전송한다.- Press and hold the emergency alarm button for more than 5 seconds to exit the current state and transfer the current location to the central management server.

10. 데이터 전송10. Data transmission

- 라즈베리파이3(202, 302)에서 속도, 자세, 좌표, 넘어짐, 슬로프 정보를 와이파이(Wi-Fi) 통신과 RESTful API를 사용하여 클라우드 서버(204, 304)로 전송한다.- Sends speed, attitude, coordinates, tilt, and slope information to the cloud servers 204 and 304 using Wi-Fi communication and RESTful API at Raspberry Pi 3 202 and 302.

셀프self 트레이닝training (Self-Training)(Self-Training)

1. 트레이닝 모드1. Training mode

다양한 보딩(boarding) 상황에서 각 상황별로 모든 데이터를 분석하기에는 어려움이 있다. 보딩(boarding) 실력과 기법에 따라 2가지의 특별한 모드를 제시하며, 기본 모드와 기록 모드를 추가하여 4가지의 트레이닝 모드를 가진다. In various boarding situations, it is difficult to analyze all the data in each situation. There are two special modes according to boarding ability and technique, and there are four training modes by adding basic mode and recording mode.

(1) 프리 모드(Free mode): 기본 모드로, 제한 속도를 권고하며 1초에 1번씩 넘어짐을 확인하여 사용자가 넘어질 시 최근 3초 동안의 데이터를 분석하여 넘어진 이유를 파악한다.(1) Free mode: It is a basic mode. It recommends a speed limit. It confirms that it falls down once per second. When the user falls down, it analyzes the data for the last 3 seconds to understand why it fell.

(2) 펜듈럼 모드(Pendulum mode): 스노보드의 가장 기본 동작인 펜듈럼(Pendulum) 동작 수행을 위한 모드로, 초보자용 모드이다. 사용자가 보딩(boarding)시 5초에 1번씩 자세를 판별하여 실시간으로 자세의 문제점을 파악한다.(2) Pendulum mode: Pendulum mode, which is the basic operation of the snowboard, is a beginner mode. The user identifies the posture once every 5 seconds when boarding and identifies the problem of posture in real time.

(3) 턴 모드(Turn mode): 스노보드의 동작 중 하나인 턴(Turn) 동작 수행을 위한 모드로 중급자용모드이다. 0.2초 주기로 피치(PITCH)값과 요(YAW)값, 및 압력값을 분석하여 회전속도 및 기울기의 문제점을 파악한다.(3) Turn mode: It is a mode for performing turn operation which is one of the operations of the snowboard, and is an intermediate mode. Analyze the PITCH value, YAW value, and pressure value every 0.2 second to understand the problem of rotational speed and slope.

(4) 레코드 모드(Record mode): 실시간 트레이닝 기능 없이 1회 동안 이용한 슬로프 정보를 사용자간 공유 및 비교하여 실력을 평가하는 모드이다.(4) Record mode: It is a mode to evaluate the skill by sharing and comparing the slope information used for one time without using real-time training function among users.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 사물인터넷을 활용한 스노보드 셀프 트레이닝 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 6 is a view for explaining the operation of the snowboard self-training system using the Internet of Things according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 단계 S618에서, 라즈베리파이3(600)과 아두이노 나노(602)는 저전력 블루투스(BLE: Bluetooth Low Energy) 페어링을 수행한다.Referring to FIG. 6, in step S618, Raspberry Pie 3 600 and Arduino nano 602 perform Bluetooth Low Energy (BLE) pairing.

단계 S620에서, 사용자에 의해 모드 설정이 입력되고, 단계 S622 내지 단계 S628에서, 프리 모드, 펜듈럼 모드, 턴 모드, 및 레코드 모드인지가 판별된다.In step S620, the mode setting is input by the user, and in steps S622 to S628, it is determined whether the mode is the free mode, the pendulum mode, the turn mode, and the record mode.

단계 S630에서, 속도 측정 시작이 결정되어 속도 측정 시작 메시지가 아두이노 나노(602)로 전송되고, 단계 S632에서, 센서(604) 및 비콘으로부터 실시간 데이터가 수집되고, 아두이노 나노(602)로부터 속도 측정 정보가 수집된다.In step S630, the start of velocity measurement is determined, and a velocity measurement start message is transmitted to the adinano nano 602. In step S632, real-time data is collected from the sensor 604 and the beacon, Measurement information is collected.

단계 S634에서 에지 판별이 수행되고, 단계 S636에서 밸런스가 체크되며, 단계 S638에서 측위가 수행된다.Edge determination is performed in step S634, balance is checked in step S636, and positioning is performed in step S638.

단계 S640에서 넘어짐 여부가 판단되고, 단계 S642에서 자세 분석이 수행되며, 단계 S644에서 모드 버튼이 푸시되었는지가 판단되고, 단계 S646에서 비상 버튼이 푸시되었는지가 판단된다.In step S640, it is determined whether or not the mode button has been pushed. In step S642, it is determined whether the emergency button has been pushed.

비상 버튼이 푸시된 경우, 단계 S650에서 현재의 위치 좌표를 중앙관리실이 통합되어 있는 클라우드 서버(608)로 전송한다.If the emergency button is pushed, the current position coordinates are transmitted to the cloud server 608 integrated with the central management room in step S650.

한편, 단계 S652에서, 속도 측정 시작 메시지가 수신되었는지가 판단된다. 속도 측정 시작 메시지가 수신된 경우, 단계 S654에서 공기압 센서(605)에 의해 센싱된 공기압에 기반하여 속도가 측정된다.On the other hand, in step S652, it is determined whether a speed measurement start message has been received. When the speed measurement start message is received, the speed is measured based on the air pressure sensed by the air pressure sensor 605 in step S654.

단계 S656에서, 현재 속도가 소정의 제한 속도인 10 m/s보다 큰 지가 판단된다. 현재 속도가 소정의 제한 속도인 10 m/s를 초과하는 경우, 단계 S662에서 속도 알람 음성파일이 실행된다.In step S656, it is determined whether the current speed is greater than a predetermined limit speed of 10 m / s. If the current speed exceeds the predetermined limit speed of 10 m / s, the speed alarm audio file is executed in step S662.

현재 속도가 소정의 제한 속도인 10 m/s 미만인 경우, 단계 S658에서 라즈베리파이3(600)으로부터 자세 컨설팅 음성파일 실행 메시지가 수신되었는지가 판단되고, 음성파일 실행 메시지가 수신된 경우, 단계 S664에서, 수신된 자세 컨설팅 음성파일을 실행한다.If the current speed is less than the predetermined limit speed of 10 m / s, it is determined in step S658 whether a posture consulting voice file execution message has been received from the raspberry pie 3 600. If the voice file execution message is received, , And executes the received posture consulting voice file.

단계 S660에서, 측정 종료가 수신되었는 지가 판단되고, 측정 종료가 수신된 경우, 단계 S648에서 저장 데이터를 종합하여 속도, 자세, 좌표, 넘어짐, 및 슬로프 정보를 클라우드 서버(608)로 전송한다.In step S660, it is determined whether or not the end of measurement has been received. When the end of measurement is received, in step S648, the stored data is combined to transmit the speed, attitude, coordinates, tilt, and slope information to the cloud server 608.

한편, 사용자는 어플리케이션(610)을 통해 회원가입을 할 수 있고 클라우드 서버(608)에 저장된 데이터를 확인할 수 있다.Meanwhile, the user can join the application through the application 610 and confirm the data stored in the cloud server 608.

단계 S662에서 신규회원인지가 판단되고, 신규회원인 경우 단계 S664에서 회원 가입 단계가 실행된다.It is determined in step S662 whether the new member is a new member, and in the case of a new member, the member joining step is executed in step S664.

신규회원이 아닌 경우, 단계 S666에서, 로그인이 수행되고, 단계 S668에서 등록된 장비가 존재하는지가 판단된다. 등록된 장비가 존재하는 경우, 단계 S670에서 데이터가 확인된다.If it is not a new member, login is performed in step S666, and it is determined in step S668 whether registered equipment exists. If the registered equipment exists, the data is confirmed in step S670.

한편, 도 7은 예시적인 트레이닝 모드 알고리즘을 도시한 것으로, 센싱 레이트(sensing rate)는 0.1s이다.Meanwhile, FIG. 7 illustrates an exemplary training mode algorithm, wherein the sensing rate is 0.1s.

2. 밸런스2. Balance

라즈베리파이3(202, 302)은 0.1초 주기로 모션 센서(218, MPU-9250)에서 모션 정보를 측정하고, 측정된 데이터를 통해 에지(Edge) 사용 여부를 판단한다. 이어서 스노보드의 기울기를 나타내는 피치(PITCH)값을 이용하여 현재 기울기와 안전 기울기를 비교하여 시간별 사용자의 밸런스를 저장한다. 모드별 알고리즘에 따라 밸런스 메소드가 실행되며 저장된 밸런스 정보를 토대로 사용자의 자세 문제점을 파악하여 알람 메소드를 실행시킨다. 도 8은 예시적인 밸런스 분석 알고리즘을 도시한 것이다.The Raspberry Pi 3 (202, 302) measures motion information in the motion sensor (218, MPU-9250) at intervals of 0.1 second, and determines whether the edge is used through the measured data. Then, using the PITCH value indicating the slope of the snowboard, the current slope and the safety slope are compared to store the balance of the user by time. The balance method is executed according to the algorithm of each mode, and the alarm method is executed by grasping the posture problem of the user based on the stored balance information. Figure 8 illustrates an exemplary balance analysis algorithm.

화면 설계Screen design

1. 웹 어플리케이션(Web application)1. Web application

도 9 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 웹 어플리케이션의 화면 구성은 크게 메인화면, 회원관리, 기록, 랭킹, 통합 정보 페이지로 구분된다.9 to 12, the screen configuration of the web application is divided into a main screen, a member management, a record, a ranking, and an integrated information page.

2. 안드로이드 어플리케이션(Android application)2. Android application

도 13 내지 도 15에 도시된 바와 같이, 안드로이드 어플리케이션의 화면 구성은 웹 어플리케이션과 유사하며 좀 더 간소한 화면을 제공한다.As shown in FIGS. 13 to 15, the screen configuration of the Android application is similar to that of the web application, and provides a simpler screen.

결론conclusion

1. 테스트 결과1. Test results

(1) 속도 정확도(1) Speed Accuracy

공기압 센서(208, MPXV7002DP)를 통해 얻은 속도 데이터의 정확도를 구하기 위하여 차량에 센서를 부착 후 내비게이션 GPS 속도 데이터와 비교하여 테스트를 수행하였다. 센서를 통해 얻은 데이터를 보정하여 오차를 줄였으며 최대 +10~-13Km/h의 오차를 보이며 저속의 경우 오차가 커짐을 보였다. 오차 평균 -2.45588Km/h, 절대 오차 평균 4.602941Km/h의 정확도를 확인하였다.In order to obtain the accuracy of the speed data obtained through the air pressure sensor (208, MPXV7002DP), a sensor was attached to the vehicle, and then the test was performed by comparing with the navigation GPS speed data. The error was reduced by correcting the data obtained by the sensor and showed an error of + 10 ~ -13Km / h at maximum and the error was increased at low speed. The accuracy of the average error of -2.45588 Km / h, and the absolute error of 4.602941 km / h.

표 1은 속도 정확도를 비교한 표이고, 도 16은 속도 정확도를 나타낸 그래프이다.Table 1 is a table comparing speed accuracy, and FIG. 16 is a graph showing speed accuracy.

Figure pat00006
Figure pat00006

2. 위치 정확도2. Position accuracy

위치 측정을 위해서 비콘 신호의 RSSI값을 이용한 삼각측량 기법과 핑거프린트 기법을 사용했다. 비콘 신호의 주기는 660ms이며, TX=-8dbm이다. 장애물이 없는 5M×6M 실내공간에서 테스트를 진행하였고, 삼각측량 기법과 핑거프린트 기법의 정확도는 다음과 같았다.We used triangulation method and fingerprint method using RSSI value of beacon signal for position measurement. The period of the beacon signal is 660 ms, and TX = -8 dbm. The test was carried out in a 5M × 6M indoor space without any obstacles. The accuracy of the triangulation method and the fingerprint method were as follows.

정확도accuracy 삼각측량 기법Triangulation technique 핑거프린트 기법Fingerprint technique 1M 이내 오차Error within 1M 12%12% 52%52% 2M 이내 오차Error within 2M 44%44% 71%71% 3M 이내 오차Error within 3M 74%74% 89%89% 4M 이내 오차Error within 4M 87%87% 97%97%

정확도를 높이기 위해 비콘 신호의 주기를 100ms로 증가시켰으며, 칼만 필터(Kalman Filter)를 적용하여 비콘 신호의 RSSI 오차를 줄였다. 그 결과 정확도가 향상됨을 확인하였다.In order to increase the accuracy, the beacon period is increased to 100 ms and the Kalman filter is applied to reduce the RSSI error of the beacon signal. As a result, we confirmed that the accuracy is improved.

기대효과 및 활용분야Expected Effects and Applications

1. 기대효과1. Expected Effect

(1) 사용자(1) User

- 속도, 동선, 밸런스와 같은 개인의 로그 데이터를 수집하여 빅데이터화하여 사용자의 향상도 및 문제점을 파악할 수 있다.- It collects individual log data such as speed, circulation, and balance, and makes big data, so that user's improvement and problem can be grasped.

- 기록과 랭킹 시스템을 통해 숙련자에게는 엔터테인먼트요소를 증강하고 자세 컨설팅을 통해 교육자에게는 편리한 교육 서비스를 제공해 준다.- Through the recording and ranking system, it enhances the entertainment elements for the experts and provides convenient educational service to the educator through attitude consulting.

- 자세 및 속도 데이터를 통해 좀 더 안전한 스키장 환경을 조성할 수 있다.- It is possible to create a safer skiing environment through posture and speed data.

- 스키장의 이용자수, 부대시설, 날씨 등 종합 정보를 제공해 주어 하나의 어플리케이션을 통해 보다 다양한 서비스를 제공받을 수 있다.- Provides comprehensive information such as the number of users in the ski area, facilities, weather, etc., and various services can be provided through one application.

(2) 사업자(2) Operator

- 초보자, 숙련자 모두가 사용가능한 스노보드로서 스키장에서는 프리미엄 가격으로 이를 대여하여 부가가치를 창출할 수 있다.- Snowboards available for both beginners and experienced skiers can be rented at a premium price to create added value.

- 위치 기반 서비스(LBS: Location Based Service) 기술로 스노보드 분실을 방지하고 응급환자의 빠른 대처가 가능하다.- LBS (Location Based Service) technology prevents the loss of snowboard and enables quick response of emergency patients.

2. 활용분야2. Field of application

(1) 범용장비와의 연동(1) Interlocking with general-purpose equipment

- 스노보드와 같은 스포츠에서 대중적으로 사용되는 액션캠인 고프로(GoPro)와 같은 비디오 장비와 연동하여 영상 및 실시간 정보를 융합할 수 있다.- Video and real-time information can be fused with video equipment such as GoPro, which is a popular action cam in sports such as snowboarding.

- 사용자의 안전으로 인해 슬로프를 이용하는 동안 스마트폰을 사용하기 어렵다. 이에, 구글 글라스(Google Glass), 스마트워치(Smart Watch)와 같은 웨어러블 디바이스와 연동하여 실시간 정보를 확인할 수 있다.- It is difficult to use the smartphone while using the slope due to user's safety. Therefore, real-time information can be checked in conjunction with wearable devices such as Google Glass and Smart Watch.

(2) 타 스포츠에의 응용(2) Application to other sports

- 본 발명의 일 실시예에서 사용하는 공기압 센서(208, MPXV7002DP)를 활용하면 다양한 환경에서 속도를 측정하고 서비스를 창출할 수 있다.- Using the air pressure sensor (208, MPXV7002DP) used in the embodiment of the present invention, speed can be measured and service can be created in various environments.

- 종목별로 간단히 알고리즘을 수정하면 스노보드뿐만 아니라 스키, 자전거, 스케이트보드 등 활용범위가 매우 넓다.- If you simply modify the algorithm for each item, you can use ski, bike, skateboard as well as snowboard.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It is clear that the present invention can be modified or improved.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로, 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의하여 명확해질 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

200 : 서브 제어부 202 : 메인 제어부
204 : 클라우드 서버 206_1 내지 206_n : 비콘
208 : 공기압 센서 210 : 스피커
212 : 음성파일 재생부 214 : 제1 제어부
216 : 제1 통신부 218 : 모션 센서
220 : 압력 센서 222 : 제2 통신부
224 : 제3 통신부 226 : 버튼부
300 : 아두이노 나노 302 : 라즈베리파이3
304 : 클라우드 서버 306 : 웹 서버
308 : 데이터베이스 310 : 어플리케이션
200: sub control unit 202: main control unit
204: Cloud servers 206_1 to 206_n: Beacons
208: air pressure sensor 210: speaker
212: audio file playback unit 214: first control unit
216: first communication unit 218: motion sensor
220: pressure sensor 222: second communication section
224: Third communication section 226: Button section
300: Arduino Nano 302: Raspberry Pie 3
304: Cloud server 306: Web server
308: Database 310: Application

Claims (13)

센싱된 공기압에 기반하여 스노보더가 슬로프를 타고 내려오는 속도를 측정하며, 측정된 속도가 소정의 제한 속도를 초과하는 경우 속도 초과 알람을 제공하고, 음성파일을 재생하는 서브 제어부; 및
센싱된 스노보드의 모션 정보와 센싱된 스노보더의 발에 가해지는 압력 정보 및 상기 서브 제어부로부터 수신된 속도 정보에 기반하여 상기 스노보더의 자세를 분석함으로써, 상기 스노보더의 버릇이나 자세의 문제점을 파악하여 상기 서브 제어부를 통해 상기 스노보더에게 셀프 트레이닝 정보를 제공하며, 슬로프에 설치된 복수의 비콘으로부터의 신호에 기반하여 현재의 위치를 추정하고, 속도, 자세, 현재의 위치 좌표, 넘어짐, 및 슬로프 정보를 클라우드 서버에 제공하기 위한 메인 제어부를 포함하는, 사물인터넷 기술을 활용한 스노보드 셀프 트레이닝 시스템.
A sub-controller for measuring a speed at which the snowboarder descends on the slope based on the sensed air pressure, providing an overspeed alarm when the measured speed exceeds a predetermined speed limit, and reproducing the voice file; And
By analyzing the posture of the snowboarder based on the motion information of the sensed snowboard, the pressure information applied to the foot of the sensed snowboarder, and the speed information received from the sub-control unit, And provides the self-training information to the snowboarder through the sub-control unit, estimates a current position based on a signal from a plurality of beacons installed in the slope, and calculates a current position, a velocity, an attitude, a current position coordinate, And a main control unit for providing information to the cloud server.
청구항 1에 있어서,
상기 서브 제어부는,
상기 공기압을 센싱하기 위한 공기압 센서;
상기 음성파일을 재생하기 위한 음성파일 재생부;
상기 메인 제어부와 통신하기 위한 제1 통신부;
상기 공기압 센서에 의해 센싱된 공기압에 기반하여 상기 스노보더가 슬로프를 타고 내려오는 속도를 측정하고, 측정된 속도가 소정의 제한 속도를 초과하는 경우 속도 초과 알람 신호를 상기 음성파일 재생부에 제공하며, 상기 메인 제어부로부터 수신된 셀프 트레이닝 정보를 상기 음성파일 재생부에 제공하기 위한, 제1 제어부; 및
상기 음성파일 재생부에서 재생되는 음성을 출력하기 위한 스피커를 포함하는, 사물인터넷 기술을 활용한 스노보드 셀프 트레이닝 시스템.
The method according to claim 1,
The sub-
An air pressure sensor for sensing the air pressure;
An audio file reproducing unit for reproducing the audio file;
A first communication unit for communicating with the main control unit;
And a speed over alarm signal is provided to the audio file playback unit when the measured speed exceeds a predetermined speed limit, A first controller for providing the self-training information received from the main controller to the audio file player; And
And a speaker for outputting a sound reproduced by the audio file reproducing unit.
청구항 2에 있어서,
상기 메인 제어부는,
상기 스노보드의 모션 정보를 센싱하기 위한 모션 센서;
상기 스노보더의 양발에 가해지는 압력을 센싱하기 위한 압력 센서;
상기 서브 제어부와 통신하기 위한 제2 통신부;
상기 클라우드 서버와 통신하기 위한 제3 통신부;
상기 스노보더로부터의 모드 선택 및 비상알람 입력을 수신하기 위한 버튼부; 및
상기 센싱된 스노보드의 모션 정보와 상기 센싱된 스노보더의 양발에 가해지는 압력 정보 및 상기 서브 제어부로부터 수신된 속도 정보에 기반하여 상기 스노보더의 자세를 분석함으로써, 상기 스노보더의 버릇이나 자세의 문제점을 파악하여 상기 서브 제어부를 통해 상기 스노보더에게 셀프 트레이닝 정보를 제공하고, 슬로프에 설치된 복수의 비콘으로부터의 신호에 기반하여 현재의 위치를 추정하며, 속도, 자세, 현재의 위치 좌표, 넘어짐, 및 슬로프 정보를 상기 제3 통신부를 통해 상기 클라우드 서버에 제공하고, 상기 모드 선택 또는 비상알람 입력을 처리하기 위한 제2 제어부를 포함하는, 사물인터넷 기술을 활용한 스노보드 셀프 트레이닝 시스템.
The method of claim 2,
The main control unit,
A motion sensor for sensing motion information of the snowboard;
A pressure sensor for sensing a pressure applied to both feet of the snowboarder;
A second communication unit for communicating with the sub-control unit;
A third communication unit for communicating with the cloud server;
A button unit for receiving mode selection and emergency alarm input from the snowboarder; And
Analyzing the posture of the snowboarder based on the motion information of the sensed snowboard, the pressure information applied to the feet of the sensed snowboarder, and the speed information received from the sub-control unit, Finds a problem, provides self-training information to the snowboarder through the sub-controller, estimates a current position based on a signal from a plurality of beacons installed in the slope, and calculates a current position, And a second controller for providing the slope information to the cloud server through the third communication unit and for processing the mode selection or the emergency alarm input.
청구항 3에 있어서,
상기 메인 제어부는,
상기 모션 정보에 기반하여 상기 스노보드의 적정 기울기와 현재의 기울기를 비교하여 상기 스노보더의 버릇이나 자세의 문제점을 파악하는, 사물인터넷 기술을 활용한 스노보드 셀프 트레이닝 시스템.
The method of claim 3,
The main control unit,
The snowboard self-training system utilizes the object Internet technology to compare the appropriate slope of the snowboard with the current slope based on the motion information to identify problems of the habit or posture of the snowboard.
청구항 3에 있어서,
상기 메인 제어부는, 3개 이상의 비콘 신호를 스캔하여 RSSI(Received Signal Strength Indication)값을 삼각 측량하고, 핑거프린트 기법을 이용하여 현재의 위치 좌표를 획득하는, 사물인터넷 기술을 활용한 스노보드 셀프 트레이닝 시스템.
The method of claim 3,
The main control unit scans three or more beacon signals to triangulate Received Signal Strength Indication (RSSI) values and acquires current position coordinates using a fingerprint technique. The main control unit performs snowboard self- system.
청구항 3에 있어서,
상기 모션 센서는 자이로 센서, 가속도 센서, 지자기 센서를 통합한 9축 모션 센서를 포함하고,
상기 모션 센서는 상기 스노보드의 기울기 및 회전각을 센싱하며,
상기 모션 센서의 롤(ROLL)값은 슬로프의 기울기를 나타내고, 상기 모션 센서의 피치(PITCH)값은 상기 스노보드의 기울기를 나타내며, 상기 모션 센서의 요(YAW)값은 상기 스노보드의 회전각을 나타내는, 사물인터넷 기술을 활용한 스노보드 셀프 트레이닝 시스템.
The method of claim 3,
The motion sensor includes a 9-axis motion sensor incorporating a gyro sensor, an acceleration sensor, and a geomagnetic sensor,
The motion sensor senses the tilt and the rotation angle of the snowboard,
Wherein the ROLL value of the motion sensor indicates a slope slope, the PITCH value of the motion sensor indicates a slope of the snowboard, and the YAW value of the motion sensor indicates a rotation angle of the snowboard , A snowboard self-training system utilizing the Internet technology of things.
청구항 3에 있어서,
상기 압력 센서는 상기 스노보더의 양발의 정강이와 종아리 부분에 작용하는 압력을 센싱하고,
상기 메인 제어부는, 상기 센싱된 상기 스노보더의 양발의 정강이와 종아리 부분에 작용하는 압력에 기반하여 상기 스노보드에 가해지는 상기 스노보더의 외압을 측정하는, 사물인터넷 기술을 활용한 스노보드 셀프 트레이닝 시스템.
The method of claim 3,
The pressure sensor senses the pressure acting on the shin and the calf portions of the legs of the snowboarder,
The main control unit measures the external pressure of the snowboard applied to the snowboard based on the pressure applied to the shin and calf portions of the feet of the sensed snowboarder. system.
청구항 3에 있어서,
상기 서브 제어부와 상기 메인 제어부는 저전력 블루투스(BLE: Bluetooth Low Energy) 페어링을 통해 속도 데이터와 명령 메시지를 주고받는, 사물인터넷 기술을 활용한 스노보드 셀프 트레이닝 시스템.
The method of claim 3,
Wherein the sub control unit and the main control unit exchange speed data and command messages through low-power Bluetooth (BLE) pairing.
청구항 3에 있어서,
상기 모드는 프리(Free) 모드, 펜듈럼(Pendulum) 모드, 턴(Turn) 모드, 및 레코드(Record) 모드를 포함하고,
상기 프리 모드는 기본 모드로서, 실시간 속도 체크를 통해 과속 방지를 권고하며 1초에 1번씩 넘어짐을 확인하여 스노보더가 넘어질 시 최근 3초 동안의 데이터를 분석하여 넘어진 이유를 파악하는 모드이고,
상기 펜듈럼 모드는 스노보드의 가장 기본 동작인 펜듈럼 동작 수행을 위한 초보자용 모드로서, 스노보더가 보딩(boarding)시 5초에 1번씩 자세를 판별하여 자세의 문제점을 파악하는 모드이며,
상기 턴 모드는 스노보드의 동작 중 하나인 턴 동작 수행을 위한 중급자용 모드로서, 0.2초 주기로 상기 모션 센서의 피치(PICTCH)값과 요(YAW)값 및 상기 압력 센서의 압력값을 분석하여 회전속도, 기울기, 및 발의 압력을 분석하여 문제점을 파악하는 모드이며,
상기 레코드 모드는 실시간 트레이닝 기능 없이 1회 동안 이용한 슬로프 정보를 스노보더간 공유 및 비교하여 실력을 평가하는 모드인, 사물인터넷 기술을 활용한 스노보드 셀프 트레이닝 시스템.
The method of claim 3,
The mode includes a free mode, a pendulum mode, a turn mode, and a record mode,
The pre-mode is a basic mode in which it is recommended to avoid overspeed through a real-time speed check and confirms that the snowboard has fallen once per second, and analyzes the data for the last three seconds when the snowboarder falls,
The pendulum mode is a mode for the beginner to perform a pendulum operation which is the basic operation of the snowboard. The snowboarder determines a posture once every 5 seconds at the time of boarding,
The turn mode is an intermediate mode for performing a turn operation, which is one of the operations of the snowboard. The turn mode analyzes the PICTCH value, the YAW value, and the pressure value of the pressure sensor of the motion sensor every 0.2 seconds, Speed, tilt, and foot pressure,
Wherein the record mode is a mode for sharing the slope information used for one time without using the real-time training function between the snowboarders, and comparing the slope information with the snowboarders to evaluate the performance of the snowboarder.
청구항 3에 있어서,
상기 메인 제어부는 셀프 트레이닝 기능을 제공하고,
상기 셀프 트레이닝 기능은,
상기 압력 센서 및 모션 센서에 의해 센싱된 값들에 기반하여 에지 사용 여부에 따라 상기 스노보더의 방향을 판단하는 스노보드 에지 판별 기능,
슬로프 별로 설정된 안전 기울기와 현재의 기울기를 비교하여 상기 스노보더의 자세의 문제점을 파악하는 밸런스 판별 기능,
스노보드의 롤(ROLL)값을 통해 스노보더가 넘어졌는지를 파악하여 횟수 및 타이밍을 파악하는 넘어짐 판별 기능,
슬로프 이용의 권장 제한 속도를 정하고 그 이상일 경우 음성 알람을 제공하기 위한 안전속도 알람 기능, 및
밸런스 판별을 통해 자세의 문제점 및 안전속도를 초과할 경우 음성 알람을 제공하기 위한 음성지원 기능을 포함하는, 사물인터넷 기술을 활용한 스노보드 셀프 트레이닝 시스템.
The method of claim 3,
The main control unit provides a self-training function,
The self-
A snowboard edge determination function for determining a direction of the snowboard according to whether the edge is used or not based on the values sensed by the pressure sensor and the motion sensor,
A balance discriminating function for comparing a safety slope set for each slope with a current slope to determine a problem of the posture of the snowboarder,
A fall determination function for determining whether the snowboarder has fallen due to the roll (roll) value of the snowboard and determining the number and timing of the snowboarder,
A safe speed alarm function for providing a voice alarm when the recommended limit speed of the slope usage is set or higher, and
A snowboard self-training system utilizing object-oriented Internet technology, which includes a posture problem through balance discrimination and a voice support function to provide a voice alarm when a safety speed is exceeded.
청구항 9에 있어서,
상기 스노보더는 소정의 어플리케이션을 통해 상기 클라우드 서버에 저장된 정보에 기반하여 기록 기능을 제공받고,
상기 기록 기능은,
상기 4가지 모드에서 측정된 회원별 최근 데이터 확인, 시간별 속도, 자세, 넘어짐 여부를 확인하는 최근기록 확인 기능,
회원별로 저장된 모든 데이터를 확인, 평점 및 넘어짐 횟수와 같은 개인 향상도를 체크하는 전체기록 확인 기능,
속도와 자세, 넘어진 횟수를 통해 0 내지 5점까지 점수를 책정하는 평점 기능, 및
상기 레코드 모드를 통해 측정된 정보 중 슬로프별로 슬로보더간의 랭킹을 구분, 최고속도, 평균속도, 평점의 3가지로 구분하여 랭킹을 구분하는 랭킹 기능을 포함하는, 사물인터넷 기술을 활용한 스노보드 셀프 트레이닝 시스템.
The method of claim 9,
Wherein the snowboarder is provided with a recording function based on information stored in the cloud server through a predetermined application,
The recording function includes:
A recent record checking function for checking the latest data of each member measured in the above four modes, a speed, an attitude,
Full history check that checks all data stored by each member, checks individual improvements such as rating and number of falls,
A rating function that scales from 0 to 5 points through speed, attitude, and number of falls; and
A ranking function for dividing the ranking among the slobbers by the slope of the information measured through the record mode into three types of distinction, maximum speed, average speed and rating, Training system.
청구항 11에 있어서,
상기 스노보더는 소정의 어플리케이션을 통해 상기 클라우드 서버에 저장된 정보에 기반하여 동선 추적 기능을 제공받고,
상기 동선 추적 기능은 시간별 측위된 좌표를 슬로프 이미지와 매핑하여 동선을 그려주는 기능이며,
상기 메인 제어부는 상기 스노보더가 비상알람 버튼을 누르는 경우, 현재의 위치를 중앙 관리 서버에 제공하는, 사물인터넷 기술을 활용한 스노보드 셀프 트레이닝 시스템.
The method of claim 11,
Wherein the snowboarder is provided with a tracing function of tracing based on information stored in the cloud server through a predetermined application,
The copper wire trace function is a function to map copper wire coordinates by mapping the time-based coordinates to the slope image,
Wherein the main control unit provides the current position to the central management server when the snowboarder presses the emergency alarm button.
청구항 3에 있어서,
상기 공기압 센서는 상기 스노보더의 헬멧에 장착되고, 상기 모션 센서는 상기 스노보드에 장착되며, 상기 압력 센서는 바인딩에 장착되는, 사물인터넷 기술을 활용한 스노보드 셀프 트레이닝 시스템.
The method of claim 3,
Wherein the air pressure sensor is mounted on the helmet of the snowboarder, the motion sensor is mounted on the snowboard, and the pressure sensor is mounted on the binding.
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