KR20210028412A - 오디오 신호를 이용하여 사용자 운동 위치를 특정 가능한 운동 시스템, 위치 트래킹 방법 및 위치 트래킹 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 지정된 제1 위치에 설치되는 제1 위치 생성기 및 지정된 제2 위치에 설치되는 제2 위치 생성기를 포함하고, 제1 위치 생성기 및 제2 위치 생성기는 지정 주파수를 이용하여 일련의 디지털 오디오 스트림을 구성하고 출력하는 제어부, 디지털 오디오 스트림을 아날로그 신호로 변환하는 디지털-아날로그 변환부 및 아날로그 신호를 진동 신호인 오디오 신호로 출력하는 스피커를 포함하는, 오디오 신호를 이용하여 사용자 운동 위치를 특정 가능한 운동 시스템, 위치 트래킹 방법 및 위치 트래킹 시스템에 관한 것이다.

Description

오디오 신호를 이용하여 사용자 운동 위치를 특정 가능한 운동 시스템, 위치 트래킹 방법 및 위치 트래킹 시스템{LOCATION TRACKING SYSTEM, LOCATION TRACKING METHOD AND SPORTS SYSTEM ABLE TO SPECIFY PLAYER LOCATION, USING AUDIO SIGNAL}

본 발명은 오디오 신호를 이용하여 사용자 운동 위치를 특정 가능한 운동 시스템, 위치 트래킹 방법 및 위치 트래킹 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로는 트랙이나 마라톤 코스 내에서 서로 다른 위치를 각각 나타내는 오디오 신호들을 출력하고 위치-시각 매칭 단말에서 오디오 신호의 인식을 통해 참가자의 현재 위치를 특정할 수 있는, 운동 시스템, 위치 트래킹 방법 및 위치 트래킹 시스템에 관한 것이다.

실내, 실외 육상 경기장, 스피드 스케이트장, 자전거 경기장, 공원, 산책로 등은 운동, 레이싱, 건강 등을 위해 뛰거나 운동할 수 있는 트랙을 구비할 수 있다. 트랙은 일반적으로 하나 이상의 레인 표시를 가지고 레인 내에서 각종 육상 경기 등이 이루어질 수 있다.

트랙 내에서의 운동이나 마라톤 등의 경기에서 트랙이나 마라톤 코스 내의 참가자(운동자)의 현재 위치를 특정할 수 있으면 바람직하다. 예를 들어, 트랙이나 마라톤 코스 내에서 현재 위치와 시각을 매칭시킬 수 있다면 다양한 장점을 제공할 수 있다. 참가자가 트랙이나 마라톤 경기에서의 구간별 소요시간, 구간별 속도 등과 같은 정보를 얻을 수 있다면 자신의 장단점과 보안점을 용이하게 인식할 수 있다. 참가자는 구간별 소요시간, 속도 등의 정보를 통해 훈련의 효율성을 높일 수 있고 훈련에 따른 성과를 획득할 수 있다.

육상 선수나 스케이트 선수 등의 코치는 트랙 외부나 마라톤 코스의 특정 위치에서 트랩의 랩 타임이나 소요 시간을 적어 참가자에게 알릴 수 있으나 참가자의 특성 분석을 위해서는 그 한계가 존재한다.

트랙 경기장이나 마라톤 코스 내에 다수의 블루투스 비콘을 설치하고 참가자가 구비한 위치-시각 매칭 단말에서 비콘 신호의 인식으로 참가자의 현재 위치를 특정할 수도 있으나 블루투스 신호의 신호 반경으로 참가자의 위치 특정이 부정확한 한계가 존재하고 개별적인 블루투스 인터페이스를 추가로 구비해야 한다.

이와 같이, 트랙이나 마라톤 코스 등에서 참가자의 위치를 정확하게 특정하여 참가자의 운동 특성을 분석 가능토록 하는 오디오 신호를 이용하여 사용자 운동 위치를 특정 가능한 운동 시스템, 위치 트래킹 방법 및 위치 트래킹 시스템이 필요하다.

10-2009-0104231(A), 2009년10월06일

본 발명은, 상술한 문제점을 해결하기 위해서 안출한 것으로서, 서로 다른 위치에서 지정된 주파수를 이용하여 오디오 신호를 생성 및 출력하고 서로 다른 오디오 신호의 인식을 통해 트랙이나 마라톤 코스 내의 여러 위치에서 참가자를 인식 가능한, 오디오 신호를 이용하여 사용자 운동 위치를 특정 가능한 운동 시스템, 위치 트래킹 방법 및 위치 트래킹 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 서로 다른 위치에서 서로 다른 주파수를 이용하여 생성되는 비가청 오디오 신호를 출력하고 출력된 오디오 신호의 비가청 주파수 인식으로 트랙이나 마라톤 코스 내에서 참가자의 특정 위치에서의 통과 시각을 정확하게 특정할 수 있는, 오디오 신호를 이용하여 사용자 운동 위치를 특정 가능한 운동 시스템, 위치 트래킹 방법 및 위치 트래킹 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 연속적으로 출력되는 오디오 신호로부터 트랙이나 마라톤 코스 내에서의 일련의 위치 ID를 하나 이상 인식하고 오디오 신호의 상대적인 신호 크기에 따라 인식된 일련의 동일한 위치 ID 중 하나의 위치 ID에 인식 시각을 매칭시켜 위치 ID에 따른 지정 위치에 통과 시각을 정확하게 특정할 수 있는, 오디오 신호를 이용하여 사용자 운동 위치를 특정 가능한 운동 시스템, 위치 트래킹 방법 및 위치 트래킹 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 운동 중 참가자의 움직임을 반영하여 정확하게 지정 위치에 참가자의 통과 시각을 특정할 수 있는, 오디오 신호를 이용하여 사용자 운동 위치를 특정 가능한 운동 시스템, 위치 트래킹 방법 및 위치 트래킹 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 일 양상에 따른 오디오 신호를 이용하여 사용자 운동 위치를 특정 가능한 운동 시스템은 지정된 제1 위치에 설치되는 제1 위치 생성기 및 지정된 제2 위치에 설치되는 제2 위치 생성기를 포함하고, 제1 위치 생성기 및 제2 위치 생성기는 지정 주파수를 이용하여 일련의 디지털 오디오 스트림을 구성하고 출력하는 제어부, 디지털 오디오 스트림을 아날로그 신호로 변환하는 디지털-아날로그 변환부 및 아날로그 신호를 오디오 신호로 출력하는 스피커를 포함한다.

상기한 운동 시스템에 있어서, 제1 위치 생성기의 제어부는 프리앰블, 제1 페이로드 및 에러코드를 포함하는 데이터 패킷을 지정 주파수를 이용하여 일련의 디지털 오디오 스트림으로 구성하고 구성된 디지털 오디오 스트림을 제1 위치 생성기의 디지털-아날로그 변환부로 출력하고, 제2 위치 생성기의 제어부는 프리앰블, 제2 페이로드 및 에러코드를 포함하는 데이터 패킷을 지정 주파수를 이용하여 일련의 디지털 오디오 스트림으로 구성하고 구성된 디지털 오디오 스트림을 제2 위치 생성기의 디지털-아날로그 변환부로 출력하며, 지정 주파수는 15 KHz 이상에서 선택되는 주파수이고 제1 페이로드는 제1 위치 생성기를 나타내는 식별자를 포함하고 제2 페이로드는 제2 위치 생성기를 나타내는 식별자를 포함한다.

상기한 운동 시스템에 있어서, 제1 위치 생성기의 제어부는 제1 지정 주파수를 나타내는 일련의 디지털 오디오 스트림을 구성하고 구성된 상기 디지털 오디오 스트림을 제1 위치 생성기의 디지털-아날로그 변환부로 출력하고, 제2 위치 생성기의 제어부는 제1 지정 주파수와 상이한 제2 지정 주파수를 나타내는 일련의 디지털 오디오 스트림을 구성하고 생성된 디지털 오디오 스트림을 제2 위치 생성기의 디지털-아날로그 변환부로 출력하며, 서로 상이한 주파수인 제1 지정 주파수와 제2 지정 주파수는 비가청 주파수이다.

본 발명에 일 양상에 따른 오디오 신호를 이용한 위치 트래킹 시스템은 지정된 제1 위치에 설치되어 오디오 신호를 출력하는 제1 위치 생성기, 지정된 제2 위치에 설치되어 오디오 신호를 출력하는 제2 위치 생성기 및 구비된 마이크를 통해 오디오 신호를 수신하고 수신된 오디오 신호에서 제1 위치 생성기 또는 제2 위치 생성기를 특정 가능한 식별자를 결정하고 결정된 식별자에 대응하는 위치에 사용자의 위치 시각을 매칭시키는 위치-시각 매칭 단말을 포함하며, 제1 위치 생성기와 제2 위치 생성기 각각은 지정 주파수를 이용하여 오디오 신호를 생성하여 출력한다.

상기한 위치 트래킹 시스템에 있어서, 위치-시각 매칭 단말은, 오디오 신호를 수신하는 마이크, 마이크로부터의 오디오 신호를 일련의 디지털 오디오 스트림으로 변환하는 아날로그-디지털 변환부 및 변환된 일련의 디지털 오디오 스트림으로부터 지정 주파수를 인식하고 인식된 지정 주파수에 기초하여 위치 생성기의 식별자를 결정하고 결정된 식별자에 맵핑되어 있고 트랙 또는 마라톤 코스 내에 설치된 위치 생성기에 대응하는 위치에 오디오 신호를 수신한 시각을 매칭시켜 저장하는 제어부를 포함한다.

상기한 위치 트래킹 시스템에 있어서, 위치-시각 매칭 단말은 사용자의 움직임에 따라 지정 방향의 가속도를 측정하는 가속도 센서를 더 포함하고, 제어부는 가속도 센서로부터 측정된 가속도 데이터가 지정된 가속도 범위 내에서의 오디오 신호에 대응하는 일련의 디지털 오디오 스트림을 주파수 도메인 상의 주파수 데이터로 변환하고 변환된 일련의 지정 주파수의 데이터 중 가장 높은 진폭을 가지는 오디오 신호의 수신 시각에 지정 주파수에 대응하는 위치 생성기의 위치에 매칭시켜 저장한다.

상기한 위치 트래킹 시스템에 있어서, 제어부는 일련의 디지털 오디오 스트림을 주파수 도메인상의 주파수 데이터로 변환하고 변환에 따라 식별되는 하나 이상의 지정 주파수 중에서 복수 회 이상 연속적으로 인식되고 설정된 임계치 이상이면서 가장 높은 진폭을 가지는 지정 주파수에 대응하는 위치 생성기의 식별자를 매칭에 이용될 식별자로 결정한다.

상기한 위치 트래킹 시스템에 있어서, 제어부는 일련의 디지털 오디오 스트림으로부터 지정 주파수를 이용하여 동기화하여 페이로드를 추출하고 추출된 페이로드에 포함된 식별자를 매칭에 이용되는 식별자로 결정하며, 지정 주파수는 비가청 주파수이다.

본 발명에 일 양상에 따른 오디오 신호를 이용한 위치 트래킹 방법은 트랙 또는 마라톤 코스의 제1 위치에 설치되는 제1 위치 생성기가 지정 주파수를 이용하여 구성되는 제1 오디오 신호를 출력하는 단계 및 트랙 또는 마라톤 코스의 제2 위치에 설치되는 제2 위치 생성기가 지정 주파수를 이용하여 구성되는 제2 오디오 신호를 출력하는 단계를 포함하고, 제1 위치 생성기에서 출력되는 제1 오디오 신호는 제1 오디오 신호를 인식한 위치-시각 매칭 단말로 하여금 제1 위치 생성기의 식별자를 특정할 수 있도록 하고 제2 위치 생성기에서 출력되는 제2 오디오 신호는 제2 오디오 신호를 인식한 위치-시각 매칭 단말로 하여금 제2 위치 생성기의 식별자를 특정할 수 있도록 한다.

상기한 위치 트래킹 방법에 있어서, 제1 오디오 신호를 출력하는 단계는 제1 지정 주파수를 나타내는 일련의 디지털 오디오 스트림을 구성하고 구성된 디지털 오디오 스트림을 아날로그 신호로 변환하여 변환된 제1 오디오 신호를 스피커를 통해 출력하고, 제2 오디오 신호를 출력하는 단계는 제1 지정 주파수와 상이한 제2 지정 주파수를 나타내는 일련의 디지털 오디오 스트림을 구성하고 구성된 디지털 오디오 스트림을 아날로그 신호로 변환하여 변환된 제2 오디오 신호를 스피커를 통해 출력하며, 제1 지정 주파수와 제2 지정 주파수는 15KHz 이상에서 지정되는 주파수이다.

상기한 위치 트래킹 방법에 있어서, 위치-시각 매칭 단말이 구비된 마이크를 통해 오디오 신호를 수신하는 단계, 위치-시각 매칭 단말이 수신된 오디오 신호를 디지털 오디오 스트림으로 변환하는 단계, 위치-시각 매칭 단말이 변환된 디지털 오디오 스트림에서 지정 주파수의 인식을 통해 제1 위치 생성기 또는 제2 위치 생성기를 특정 가능한 식별자를 결정하는 단계 및 위치-시각 매칭 단말이 결정된 식별자에 대응하는 위치에 사용자의 위치 시각을 매칭시켜 저장하는 단계를 더 포함한다.

상기한 위치 트래킹 방법에 있어서, 식별자를 결정하는 단계는 변환된 일련의 디지털 오디오 스트림을 주파수 도메인 상의 주파수 데이터로 변환하고 변환에 따라 식별되는 하나 이상의 지정 주파수 중에서 복수 회 이상 연속적으로 인식되고 설정된 임계치 이상이면서 가장 높은 진폭을 가지는 지정 주파수에 대응하는 위치 생성기의 식별자를 매칭에 이용될 식별자로 결정하고, 위치 시각을 매칭시켜 저장하는 단계는 지정 주파수의 복수 회 연속적으로 인식된 시각 중 지정 주파수에 대해 가장 높은 진폭이 인식된 시각을 사용자의 위치 시각으로 매칭시켜 위치-시각 매칭 단말 내에 저장한다.

상기와 같은 본 발명에 따른 오디오 신호를 이용하여 사용자 운동 위치를 특정 가능한 운동 시스템, 위치 트래킹 방법 및 위치 트래킹 시스템은 서로 다른 위치에서 지정된 주파수를 이용하여 오디오 신호를 생성 및 출력하고 서로 다른 오디오 신호의 인식을 통해 트랙이나 마라톤 코스 내의 여러 위치에서 참가자를 인식 가능한 효과가 있다.

또한, 상기와 같은 본 발명에 따른 오디오 신호를 이용하여 사용자 운동 위치를 특정 가능한 운동 시스템, 위치 트래킹 방법 및 위치 트래킹 시스템은 서로 다른 위치에서 서로 다른 주파수를 이용하여 생성되는 비가청 오디오 신호를 출력하고 출력된 오디오 신호의 비가청 주파수 인식으로 트랙이나 마라톤 코스 내에서 참가자의 특정 위치에서의 통과 시각을 정확하게 특정할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기와 같은 본 발명에 따른 오디오 신호를 이용하여 사용자 운동 위치를 특정 가능한 운동 시스템, 위치 트래킹 방법 및 위치 트래킹 시스템은 연속적으로 출력되는 오디오 신호로부터 트랙이나 마라톤 코스 내에서의 일련의 위치 ID를 하나 이상 인식하고 오디오 신호의 상대적인 신호 크기에 따라 인식된 일련의 동일한 위치 ID 중 하나의 위치 ID에 인식 시각을 매칭시켜 위치 ID에 따른 지정 위치에 통과 시각을 정확하게 특정할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기와 같은 본 발명에 따른 오디오 신호를 이용하여 사용자 운동 위치를 특정 가능한 운동 시스템, 위치 트래킹 방법 및 위치 트래킹 시스템은 운동 중 참가자의 움직임을 반영하여 정확하게 지정 위치에 참가자의 통과 시각을 특정할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 예시적인 위치 트래킹 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 하나 이상의 위치 생성기를 포함하여 구성되는 예시적인 운동 시스템을 도시한 도면이다.
도 3은 하나 이상의 위치 생성기를 포함하여 구성되는 다른 예시적인 운동 시스템을 도시한 도면이다.
도 4는 위치 생성기의 예시적인 블록도를 도시한 도면이다.
도 5는 위치-시각 매칭 단말의 예시적인 블록도를 도시한 도면이다.
도 6은 위치 생성기의 식별자의 일 유형에 따라 식별자를 추출하는 예를 도시한 도면이다.
도 7은 오디오 신호를 이용하여 사용자 운동 위치를 특정하는 예시적인 트래킹 방법을 설명하기 위한 도면이다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술 되어 있는 상세한 설명을 통하여 더욱 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 예시적인 위치 트래킹 시스템을 도시한 도면이다.

도 1에 따르면, 오디오 신호를 이용하여 육상 트랙이나 마라톤 코스 등에서 사용자의 위치를 동적으로 트래킹하는 위치 트래킹 시스템은 하나 이상의(바람직하게는 복수의) 위치 생성기(100) 및 하나 이상의 위치-시각 매칭 단말(200)을 포함하고 분석 장치(300)를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 위치 트래킹 시스템은 육상 트랙, 마라톤 코스뿐 아니라 다양한 운동/체육 시설 나아가 공원 등에 설치될 수 있다. 예를 들어, 위치 트래킹 시스템은 경륜/싸이클 경기장(벨로드롬 등), 스피드 스케이트 경기장, 쇼트트랙 경기장, 경보 경기장, 수영 경기장, 나아가 공원 등에 설치되어 설치된 경기장 내에서 사용자의 위치 시각을 매칭시킬 수 있다. 바람직하게는 본 발명에 따른 위치 트래킹 시스템은 지정된 거리(400m, 800m 등)에 대한 소요 시간 측정으로 이루어지는 경기의 경기장에 설치되어 각 지정 위치별 도착 시각, 구간별 소요 시간 등을 측정하고 분석 가능하도록 한다.

위치 생성기(100)는 육상 트랙이나 마라톤 코스(또는 스피드 스케이트장, 자전거 경기장, 공원, 산책로 등) 내의 지정된 위치에 설치되어 설치된 위치를 나타내기 위한 위치 신호를 생성하여 스피커(115)를 통해 출력한다. 하나의 위치 생성기(100)는 육상 트랙이나 마라톤 코스 내의 특정 한 지점(위치)에 설치되어 해당 위치 생성기(100) 또는 해당 지점을 나타내기 위한 식별자를 포함하거나 나타내는 오디오 신호를 출력할 수 있다. 다른 하나의 위치 생성기(100)는 육상 트랙이나 마라톤 코스 내의 다른 특정 한 지점(위치)에 설치되어 해당 위치 생성기(100) 또는 해당 다른 특정 지점을 나타내기 위한 식별자를 포함하거나 나타내는 오디오 신호를 출력할 수 있다.

예를 들어, 육상 트랙에 설치되는 위치 생성기(100)는 기준 위치로부터 트랙 내에서 예를 들어 100m, 200m, 300m 및 400m(또는 0m, 기준 위치)에 설치되어 설치된 위치를 나타내는 오디오 신호를 출력할 수 있다. 마라톤 코스에 설치되는 위치 생성기(100)는 시작 위치로부터 마라톤 코스 상의 5Km, 10Km, 15Km, 20Km 등의 위치에 설치되어 해당 위치를 나타내는 오디오 신호를 출력할 수 있다.

위치 생성기(100)는 특정 지정 주파수를 이용하여 오디오 신호를 생성 및 출력하고 바람직하게는 일반 사용자가 들을 수 없거나 어려운 주파수를 이용하여 오디오 신호를 생성 및 출력한다. 예를 들어, 위치 생성기(100)는 15KHz 이상에서(나아가 44KHz 이하에서) 선택되는(지정되는) 지정 주파수(예를 들어, 17KHz, 18KHz, 22KHz 등)를 이용하여 오디오 신호를 생성 및 출력할 수 있다. 위치 생성기(100)는 비가청 주파수인 울트라 사운드(예를 들어 20KHz 이상)에서 선택되는 지정 주파수를 이용하여 오디오 신호를 생성 및 출력할 수도 있다.

위치 생성기(100) 각각은 설계 예에 따라 동일한 지정 주파수를 이용하여 오디오 신호를 생성 및 출력하거나 서로 다른 지정 주파수를 이용하여 오디오 신호를 생성 및 출력할 수 있다. 이와 같이, 지정 주파수는 15KHz 이상에서 44KHz 이하 등에서 선택(지정)되어 일반 사용자가 들을 수 없거나 매우 어려운 오디오 신호를 생성 및 출력할 수 있도록 한다.

위치 생성기(100)에서 출력되는 오디오 신호는 일반 사용자가 들을 수 없거나 어렵게 구성된다. 각각의 위치 생성기(100)는 서로 다른 오디오 신호를 출력하고 각각의 위치 생성기(100)에서 출력되는 오디오 신호는 각 위치 생성기(100) 또는 해당 설치 위치를 나타낼 수 있는 식별자를 포함하거나 인식할 수 있도록 구성된다.

위치 생성기(100)들은 육상 트랙이나 마라톤 코스 외에도 다양한 체육 시설, 운동 경기장, 운동 코스, 공원 등에 설치될 수 있다. 예를 들어, 위치 생성기(100)는 경륜/싸이클 경기장, 스피드 스케이팅 경기장, 쇼트트랙 경기장, 경보 경기장, 심지어 수영장이나 공원등에 설치될 수 있다.

위치 생성기(100)에 대해서는 도 2 내지 도 4 등을 통해 좀 더 상세히 살펴보도록 한다.

위치-시각 매칭 단말(200)은 육상 트랙이나 마라톤 코스 등을 이용하거나 운동 경기 등에 참여하는 사용자가 이용하는 단말이다. 위치-시각 매칭 단말(200)은 사용자가 휴대, 거치 또는 착용 가능한 기기로서 예를 들어, 스마트 워치, 스마트 고글, 넥 밴드, 스포츠 암밴드, 허리 밴드, 스마트폰, 태블릿 PC 등일 수 있다.

위치-시각 매칭 단말(200)은 마이크(201)를 구비하고 사용자가 미리 설정되거나 등록된 육상 트랙이나 마라톤 코스 등을 이용하는 경우에 구비된 마이크(201)를 통해 오디오 신호를 수신한다. 위치-시각 매칭 단말(200)은 수신된 오디오 신호에 육상 트랙이나 마라톤 코스 등에 설치된 복수의 위치 생성기(100) 중 하나의 위치 생성기(100)를 특정할 수 있는 식별자를 결정하고 결정된 식별자에 대응하는 위치에 사용자의 위치한 시각을 매칭시켜 저장한다.

위치-시각 매칭 단말(200)은 식별된 위치(의 식별자)에 사용자가 위치한 시각을 매칭시키고 일련의 위치-시각의 페어를 구비된 비휘발성 메모리 등에 저장할 수 있다.

위치-시각 매칭 단말(200)에 대해서는 도 5 이하에서 좀 더 상세히 살펴보도록 한다.

분석 장치(300)는 위치-시각 매칭 단말(200)에 유선이나 무선 네트워크를 통해 연결되어 위치-시각 매칭 단말(200)에 저장되어 있는 일련의 위치-시각 페어를 이용하여 사용자를 운동 특성을 분석한다.

예를 들어, 분석 장치(300)는 일련의 위치-시각 페어와 나아가 위치-시각 매칭 단말(200)에서 더 추출 가능한 정보(예를 들어, GPS 정보 등)를 이용하여 운동 거리, 운동 시간, 구간별(예를 들어, 100m 별, 400m별, 5Km별) 속도, 스텝 넘버, 보속(step frequency) 등을 산출하고 이를 출력할 수 있다.

분석 장치(300)는 위치-시각 매칭 단말(200)과 블루투스, USB, 유선랜 및/또는 무선랜 등을 통해 연결되어 위치-시각 매칭 단말(200) 내에 저장된 위치-시각 페어를 포함하는 각종 정보를 이용하여 사용자의 운동 특성을 분석할 수 있다.

도 2 및 도 3 각각은 하나 이상의 위치 생성기(100)를 포함하여 구성되는 예시적인 운동 시스템을 도시한 도면이다.

도 2의 운동 시스템은 육상 트랙에 구현되는 운동 시스템을 나타내고 도 3의 운동 시스템은 마라톤 코스에 구현되는 운동 시스템을 나타낸다. 그 외, 다른 스포츠 경기장, 공원, 체육 시설 등에 본 발명에 따른 운동 시스템이 설치되고 위치-시각 매칭 단말(200)을 통해 기록된 정보를 이용하여 사용자의 운동 특성이 분석될 수 있다.

운동 시스템은 육상 트랙 내에 고정 설치되거나 마라톤 코스 등의 지점된 위치에 설치될 수 있다.

도 2의 운동 시스템은 육상 트랙에서 설치되는 운동 시스템을 나타내는 데, 오디오 신호를 이용하여 사용자의 운동 위치를 특정 가능한 운동 시스템은 육상 트랙 내에 설치되는 복수의 위치 생성기(100)를 포함한다.

위치 생성기(100) 각각은 육상 트랙에서 지정된 위치에 고정 설치되어 고정 설치된 지점에서 지정 주파수를 이용하여 생성되는 오디오 신호를 구비된 스피커(115)를 통해 출력한다.

예를 들어, 하나의 위치 생성기(100)는 육상 트랙의 0m(또는 400m) 지점에 설치되고, 다른 하나의 위치 생성기(100)는 육상 트랙의 50m 지점에 설치되고 나머지 위치 생성기(100)들도 각각의 지정된 위치에 고정 설치될 수 있다. 위치 생성기(100)는 육상 트랙 내에 매설될 수 있다. 육상 트랙 내에 매설되는 위치 생성기(100)는 예를 들어 트랙 레인(1~9번 레인) 중 1번 트랙의 안쪽(내측)의 여유 (지)면 아래에 매설될 수 있다. 매설되는 경우 위치 생성기(100)는 태양전지판(101)을 포함하는 태양열 발전 시스템을 구비하여 필요한 전원을 자동 생성할 수 있다. 또는, 위치 생성기(100)는 육상 트랙의 지정된 위치 위(상)에 설치될 수 있다. 위치 생성기(100)는 스피커 형상을 가지고 스피커(115)를 통해 오디오 신호를 외부로 출력할 수 있다.

도 3의 운동 시스템은 마라톤 코스에 설치되는 운동 시스템을 나타내는 데, 마라톤 코스에 설치되는 운동 시스템은 설정된 마라톤 코스 내에 복수의 위치 생성기(100)가 설치된다.

각각의 위치 생성기(100)는 지정된 위치에 고정 설치되고 고정 설치된 지점에서 지정 주파수를 이용하여 생성되는 오디오 신호를 구비된 스피커(115)를 통해 출력한다.

예를 들어, 하나의 위치 생성기(100)는 시작 및 종료 지점(0Km, 42.195Km)에 설치되고, 다른 하나의 위치 생성기(100)는 5Km 지점에서 설치되고 또 다른 위치 생성기(100)는 10Km 지점에 설치되고 나머지 위치 생성기(100)들도 각각의 지정된 위치에 설치될 수 있다.

마라톤 코스에 설치되는 위치 생성기(100)는 매설되거나 지정 위치 위(상)에 설치될 수 있다. 바람직하게는 이 위치 생성기(100)는 스피커 형상을 가지고 스피커(115)를 통해 오디오 신호를 외부로 출력할 수 있다.

도 4는 위치 생성기(100)의 예시적인 블록도를 도시한 도면이다.

도 4에 따르면, 위치 생성기(100)는 태양전지판(101), 충전부(103), 배터리(105), 입력부(107), 메모리(109), 제어부(111), 디지털-아날로그 변환부(113) 및 스피커(115)를 포함한다. 설계 변형 예에 따라, 위치 생성기(100)는 특정 블록을 생략하여 구성되거나 도 4에 도시되지 않은 다른 블록을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 위치 생성기(100)는 태양전지판(101), 충전부(103), 배터리(105)나 입력부(107) 등의 구성이 생략되거나 로컬 통신을 위한 통신 인터페이스를 더 포함할 수도 있다.

도 4의 구성 요소를 살펴보면, 태양전지판(101)은 태양의 빛에너지를 전기에너지로 변환한다. 태양전지판(101)은 하나 이상의 태양전지셀을 구비하여 태양으로부터의 빛에너지를 전기에너지로 변환하여 내부 출력한다. 태양전지판(101)은 실리콘 반도체나 화합물 반도체 등을 재료로 이용하여 구성될 수 있다.

충전부(103)는 태양전지판(101)으로부터의 전기에너지를 배터리(105)에 충전한다. 충전부(103)는 각종 RLC 회로와 충전을 위한 전기 부품을 구비하여 전기에너지를 배터리(105) 충전을 위한 지정된 전압레벨의 전기신호로 변환하여 이를 배터리(105)로 출력한다. 충전부(103)는 배터리(105)의 상태(완충이나 방전 등과 같이 배터리(105)로부터 출력되는 전압 레벨)를 모니터링하고 모니터링 상태에 따라 충전을 진행하거나 충전을 중단할 수 있도록 구성된다.

배터리(105)는 충전부(103)로부터 출력되는 전기 에너지를 저장한다. 배터리(105)는 리튬이온, 리튬폴리머 등과 같이 축전 가능하도록 구성되어 충전부(103)로부터 출력되는 전기신호에 따른 전기에너지를 저장한다.

입력부(107)는 각종 입력을 수신할 수 있다. 입력부(107)는 버튼, 스위치, 설정을 위한 각종 입력 수단을 구비하여 출력할 수 있다. 입력부(107)로부터의 입력 신호는 제어부(111)로 출력될 수 있다. 설계 예에 따라, 입력부(107)는 생략될 수도 있다.

메모리(109)는 각종 데이터와 프로그램을 저장한다. 메모리(109)는 예를 들어 비휘발성 메모리일 수 있고 오디오 신호의 생성에 이용될 설정 데이터나 프로그램을 등을 저장한다. 메모리(109)는 디지털-아날로그 변환부(113)를 통해 출력되는 디지털의 오디오 파일(데이터)을 더 포함거나 저장할 수도 있다.

제어부(111)는 프로그램의 명령어를 실행할 수 있는 실행 유닛(Execution Unit)을 포함하고 메모리(109)의 프로그램을 로딩하여 프로그램의 명령어에 따라 위치 생성기(100)를 제어하여 위치 생성기(100)를 특정 가능한 오디오 신호를 출력 제어한다.

제어부(111)는 CPU, MPU, 마이컴, 중앙 처리 장치 등을 나타내거나 이를 포함한다. 구성 예에 따라, CPU, MPU, 마이컴 등은 메모리(109)를 같이 내장할 수 있다. 제어부(111)는 메모리(109)나 입력부(107)를 통해 설정되는 설정 데이터에 따라 지정 주파수를 이용하여 일련의 디지털 오디오 스트림을 구성하고 디지털-아날로그 변환부(113)로 출력한다.

디지털-아날로그 변환부(113)(Digital-Analog Converter : DAC)는 제어부(111)로부터 입력되는 일련의 연속적인 디지털 오디오 스트림을 아날로그 신호로 변환한다. 예를 들어, 디지털-아날로그 변환부(113)는 I2S, SPDIF 인터페이스를 통해 지정된 샘플링 레이트(예를 들어, 44KHz, 48KHz, 192KHz, 384KHz, 2.8MHz 등)마다 일련의 16비트 또는 32비트의 디지털 오디오 데이터를 수신하고 이를 1V 또는 지정된 전압레벨의 아날로그 신호로 변환하여 출력한다.

스피커(115)는 디지털-아날로그 변환부(113)로부터 아날로그 신호를 수신하고 아날로그 신호를 구비된 진동판을 통해 진동 신호인 오디오 신호를 출력한다. 본 발명에 따른 위치 생성기(100)는 사용자가 청각적으로 인식하기 어렵거나 불가능한 지정 주파수를 이용하여 오디오 신호를 생성하고 이를 스피커(115)를 통해 출력할 수 있도록 구성된다.

예를 들어, 위치 생성기(100)는 가청 주파수 중 초음파(ultra sound) 주파수에 인접한 주파수(예를 들어 15KHz 이상에서 20KHz 사이의 주파수)를 나타내거나 이용하는 오디오 신호를 구성하여 출력할 수 있다. 또는 위치 생성기(100)는 비가청 주파수인 초음파 주파수 범위(예를 들어 20KHz 이상에서 44KHz 이하) 내의 주파수를 나타내거나 이용하는 오디오 신호를 구성하여 출력할 수 있다.

이에 따라, 운동 시스템을 이용하는 사용자는 오디오 신호를 통한 방해 없이 트랙이나 마라톤 코스에서 경기, 운동, 연습 등을 실시할 수 있고 위치-시각 매칭 단말(200)은 비 가청 또는 난청의 오디오 신호를 인식하여 특정 (운동 )지점에 사용자의 위치 시각을 매칭시켜 이를 바탕으로 이후 사용자의 운동 특성 등을 분석할 수 있다.

제어부(111)를 통해 오디오 신호의 생성 과정의 다양한 예를 좀 더 구체적으로 살펴보면, 예를 들어, 운동 시스템의 위치 생성기(100)들 각각은 단일의 동일한 지정 주파수를 이용하여 오디오 신호를 생성 및 출력할 수 있다.

각각의 위치 생성기(100)의 제어부(111)는 17KHz, 22KHz 등의 단일 지정 주파수를 이용하여 프리앰블, 페이로드 및 에러코드(예를 들어, CRC 코드 등)를 포함하는 데이터 패킷을 구성한다. 제어부(111)는 메모리(109)에 저장되어 있는 오디오 파일로부터 데이터 패킷을 구성하거나 제어부에서 수행되는 프로그램에 데이터 패킷이 미리 내장될 수 있다. 나아가 제어부(111)는 입력부(107)를 통한 설정 입력에 따라 데이터 패킷의 페이로드 등과 에러코드를 변경할 수 있다.

구성되는 데이터 패킷은 바이너리(binary) 데이터로 표현될 수 있다. 예를 들어, 데이터 패킷은 일련의 비트 '1'로 구성된 7비트의 프리앰블과 위치 생성기(100)를 나타내고 지정된 비트(예를 들어 4비트 등)내에 표현된 식별자를 포함하는 페이로드와 페이로드에 대해서 계산된 지정된 비트수의 CRC 코드 또는 패리티 비트로 구성될 수 있다.

제어부(111)는 바이너리 데이터로 표현된 데이터 패킷을 지정 주파수를 이용하여 데이터 패킷에 대응하는 디지털 오디오 스트림을 생성한다. 예를 들어, 제어부(111)는 데이터 패킷의 일련의 비트 데이터 각각을 지정 주파수를 이용하여 디지털 오디오 데이터로 변환한다.

예를 들어, 제어부(111)는 비트 '1'을 지정 주파수를 나타내는 2개, 4개, 8개 또는 16개 등의 16비트 또는 32 비트의 디지털 오디오 데이터로 변환(예를 들어, 8개의 디지털 오디오 데이터(PCM 데이터)로 지정 주파수를 표현함)하고 비트 '0'을 비트 '1'과 다른 디지털 오디오 데이터로 변환한다. 비트 '0'을 표현하는 디지털 오디오 데이터들은 비트 '1'과는 다르고 예를 들어, FM, AM, FSK, DPSK 등의 디지털 변조 기술에 따라 서로 달리 표현될 수 있다. 비트 '1'이나 비트 '0을 나타내는 일련의 디지털 오디오 데이터는 샘플링 레이트의 주기와 지정 주파수와의 관계에 따라 복수 개 있을 수 있다.

비트 '0' 또는 '1'을 나타내기 위해서 디지털 오디오 데이터에 표현되는 지정 주파수의 진폭은 바람직하게는 최대치로 설정될 수 있고 디지털 변조 기술에 따라 최대치는 비트 값별로 서로 달리 구성될 수 있다.

제어부(111)는 데이터 패킷의 각 비트 데이터로부터 디지털 오디오 데이터를 구성하고 데이터 패킷에 대응하는 일련의 디지털 오디오 데이터들을 포함하는 디지털 오디오 스트림을 구성하고 순차적으로 디지털-아날로그 변환부(113)로 출력한다. 제어부(111)는 데이터 패킷에 대응하는 일련의 디지털 오디오 스트림을 반복적으로 계속 디지털-아날로그 변환부(113)로 출력할 수 있다.

동일한 지정 주파수를 이용하여 데이터 패킷에 대응하는 오디오 신호를 출력하는 각각의 위치 생성기(100)의 제어부(111)는 서로 다른 페이로드를 구성하여 오디오 신호로 출력할 수 있다. 예를 들어, 한 위치 생성기(100)에서 출력되는 페이로드는 이 위치 생성기(100)를 나타내기 위한 식별자를 포함하고 다른 위치 생성기(100)에서 출력되는 페이로드는 다른 위치 생성기(100)를 나타내기 위한 식별자를 포함한다. 식별자는 지정된 비트 수(예를 들어, 4비트, 8비트 등)로 표현될 수 있다. 동일한 지정 주파수는 15KHz 이상에서 선택되거나 지정되는 주파수일 수 있다. 예를 들어, 지정 주파수는 운동 시스템에서의 설정에 따라 정의되는 17KHz, 18KHz, 22KHz 등일 수 있다.

제어부(111)는 디지털 오디오 스트림의 동적인 생성 대신에 메모리(109)에 저장되어 있는 오디오 파일에서 출력될 디지털 오디오 스트림을 추출하고 추출된 디지털 오디오 스트림을 디지털-아날로그 변환부(113)로 반복 출력할 수도 있다.

다른 예로서, 운동 시스템의 위치 생성기(100)들 각각은 서로 다른 지정 주파수를 이용하여 오디오 신호를 생성 및 출력할 수 있다.

각각의 위치 생성기(100)의 제어부(111)는 각 위치 생성기(100)에 설정된 지정 주파수를 나타내는 일련의 디지털 오디오 스트림을 구성하고 구성된 디지털 오디오 스트림을 각 위치 생성기(100)의 디지털-아날로그 변환부(113)로 출력한다. 각각의 위치 생성기(100)에 설정된 지정 주파수는 서로 다를 수 있고 바람직하게는 15KHz 이상에서 바람직하게는 44KHz 이하에서 선택되거나 지정되는 주파수이다. 이러한 주파수는 15KHz 이상의 주파수에서 선택되는 주파수이거나 22KHz 이상에서 선택되는 비가청 주파수일 수 있다.

예를 들어, 한 위치 생성기(100)는 18KHz의 지정 주파수를 나타내는 오디오 신호를 생성 및 출력하고 다른 위치 생성기(100)는 19KHz의 지정 주파수를 나타내는 오디오 신호를 생성 및 출력하고 또 다른 위치 생성기(100)는 20KHz 이상에서 선택되는 서로 다른 지정 주파수를 나타내는 오디오 신호를 생성 및 출력할 수 있다.

각 위치 생성기(100)의 제어부(111)는 메모리(109), 입력부(107) 등을 통해 미리 설정된 각 지정 주파수에 대응하는 디지털 오디오 스트림을 동적으로 생성하거나 메모리(109)에 미리 저장하고 이를 추출하여 디지털 오디오 스트림을 구성할 수 있다.

각 위치 생성기(100)의 제어부(111)는 지정 주파수를 이용하여 디지털 오디오 스트림을 구성할 수 있는 데, 제어부(111)는 지정 주파수를 나타내는 2개, 4개, 8개 또는 16개 등의 16비트 또는 32 비트의 디지털 오디오 데이터로 변환(예를 들어, 16개 등의 디지털 오디오 데이터(PCM 데이터)로 지정 주파수를 표현함)하고 변환된 디지털 오디오 데이터를 연속적으로 복수 개 이상 포함하는 일련의 디지털 오디오 스트림을 구성하여 디지털-아날로그 변환부(113)로 출력할 수 있다.

이와 같이, 각각의 위치 생성기(100)는 지정 주파수를 활용하거나 나타내는 오디오 신호를 출력하여 운동 시스템 내에서 각 위치 생성기(100)에 대응하는 위치를 임의의 위치-시각 매칭 단말(200)기가 인식할 수 있도록 한다.

살펴본 바와 같이, 각 위치 생성기(100)에서 출력되는 오디오 신호는 위치 생성기(100)별로 서로 다르도록 구성되어 위치-시각 매칭 단말(200)은 오디오 신호로부터 특정 위치나 특정 위치 생성기(100)를 나타내는 식별자를 추출할 수 있고 이로부터 인식 위치에 위치한 시각을 매칭 가능하다.

도 5는 위치-시각 매칭 단말(200)의 예시적인 블록도를 도시한 도면이다.

도 5에 따르면, 위치-시각 매칭 단말(200)은 마이크(201), 아날로그-디지털 변환부(203), 입력부(205), 센싱부(207), 통신부(209), 저장부(211), 출력부(213) 및 제어부(215)를 포함한다. 위치-시각 매칭 단말(200)은 적용되는 제품 유형에 따라 도 5에 도시되지 않은 다른 블록을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 스마트워치나 스마트폰 등의 위치-시각 매칭 단말(200)은 DAC(Digital Analog Converter)(또는 CODEC)와 스피커, 이어폰 인터페이스 등을 더 포함하여 내부 음원 등을 외부로 출력할 수 있다.

도 5를 통해, 위치-시각 매칭 단말(200)을 구체적으로 살펴보면, 마이크(201)는 위치-시각 매칭 단말(200) 외부의 오디오 신호를 수신한다. 마이크(201)는 진동판 등을 구비하여 진동판을 통해 외부의 오디오 신호를 인식하고 인식된 오디오 신호에 대응하는 전기 신호로 변환하여 이를 출력할 수 있다.

아날로그-디지털 변환부(203)(Analog-Digital Converter : ADC)는 마이크(201)에서 인식된 오디오 신호를 일련의 디지털 오디오 스트림으로 변환하여 출력한다. 예를 들어, 아날로그-디지털 변환부(203)는 지정된 샘플링 레이트(예를 들어, 44KHz, 48KHz, 384KHz, 2.8MHz 등)에 따라 인식된 오디오 신호를 샘플링하고 샘플링된 오디오 신호의 크기값(예를 들어, 샘플의 전압 레벨값)을 나타내는 16비트 또는 32비트의 디지털 오디오 데이터를 생성한다. 샘플링 레이트는 인식이 요구되는 지정 주파수보다 적어도 2배 이상(바람직하게는 4배 이상)으로 설정될 수 있다.

아날로그-디지털 변환부(203)는 샘플링 레이트에 따라 생성되는 일련의 디지털 오디오 데이터를 I2S나 SPDIF 포맷에 따른 디지털 오디오 스트림으로 구성하여 출력한다.

입력부(205)는 사용자 입력을 수신한다. 입력부(205)는 버튼, 터치 패널, 터치 센서 등을 구비하여 사용자 입력을 수신한다. 입력부(205)는 마이크(201)를 통해 사용자 입력을 수신할 수 있다. 입력부(205)는 운동, 연습, 참가 등을 할 육상 트랙이나 마라톤 코스를 지정하기 위한 사용자 입력을 수신할 수 있다.

센싱부(207)는 각종 데이터를 센싱한다. 센싱부(207)는 GPS 센서, 가속도 센서, 지자계 센서, 심박수 센서, 심전도 센서 등을 구비하여 사용자의 내부 상태와 움직임 상태, 위치 등의 정보를 센싱할 수 있다. 센싱부(207)는 센싱된 각종 데이터를 제어부(215)로 출력할 수 있다.

센싱부(207)는 사용자의 움직임에 따라 지정 방향의 가속도를 측정하는 가속도 센서를 포함할 수 있고 가속도 센서로부터의 1축 내지 3축의 가속도 데이터를 주기적으로 제어부(215)로 출력할 수 있다. 가속도 센서는 3축 방향의 가속도를 측정할 수 있도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 가속도 센서는 X축, Y축 및 Z축의 가속도 데이터를 측정할 수 있다. 가속도 센서의 하나의 축 또는 복수의 축의 조합으로 구성되는 축의 가속도 데이터는 이후 위치 생성기(100)와의 위치 및 시각 매칭에 이용될 수 있다. 예를 들어, X축이나 X축과 Y축의 조합으로 구성되는 가속도 데이터의 값을 이용하여 위치 생성기(100)에 대응하는 정확한 위치에 사용자가 존재하는 시각을 매칭시킬 수 있도록 구성된다.

GPS 센서는 사용자의 현재 위치를 특정 가능한 GPS 데이터(위도 및 경도 데이터)를 측정하여 출력할 수 있고 지자계 센서는 3축의 지자계 데이터를 측정하여 출력할 수 있다. 심박수 센서는 주기적으로 심박 데이터를 측정하여 출력할 수 있다. 심전도 센서는 사용자의 심전도를 측정하여 출력할 수 있다.

통신부(209)는 네트워크를 통해 데이터를 송수신한다. 통신부(209)는 블루투스, 지그비 및/또는 무선 랜 등의 근거리 통신 인터페이스를 구비하여 근거리의 다른 장치나 기기(예를 들어, 분석 장치(300))와 지정된 프로토콜에 따른 무선 패킷을 송수신할 수 있다. 통신부(209)는 블루투스 등의 근거리 통신 인터페이스를 통해 분석 장치(300)에 연결되어 각종 데이터를 송수신할 수 있다. 설계 예에 따라, 통신부(209)는 LTE, 5G 등의 이동통신망에 데이터를 송수신하기 위한 이동통신 인터페이스를 더 포함할 수도 있다.

저장부(211)는 각종 데이터와 프로그램을 저장한다. 저장부(211)는 휘발성 메모리 및/또는 비휘발성 메모리를 포함하여 센싱부(207)를 통해 센싱된 각종 데이터와 제어부(215)에서 이용 가능한 제어 프로그램 등을 저장한다.

저장부(211)는 그 외 하나 이상의 육상 트랙 정보나 마라톤 코스 정보를 저장한다. 육상 트랙 정보 및 마라톤 코스 정보 각각은 경기장 식별자를 포함하고 하나 이상의 위치-생성기 정보를 포함한다. 경기장 식별자는 해당 육상 트랙이나 마라톤 코스를 다른 육상 트랙이나 마라톤 코스와 구별하기 위한 데이터로서 예를 들어 경기장 명칭, 대회 명칭 등이거나 하나 이상의 숫자와 문자의 조합으로 구성될 수 있다.

하나 이상의 위치-생성기 정보 각각은 위치-생성기 식별자와 함께 육상 트랙이나 마라톤 코스 등 내의 상대적인 위치 정보를 포함한다. 위치-생성기 식별자는 각각의 위치 생성기(100)(의 위치)를 다른 위치 생성기(100)(의 위치)와 구별하기 위한 데이터이다. 위치-생성기 식별자는 특정 지정 주파수 값 및/또는 특정 지정 주파수를 나타내는 값 또는 페이로드에 포함되는 식별자(예를 들어 바이너리 데이터)일 수 있다. 위치-생성기 식별자는 적어도 각각의 위치 생성기(100)에서 출력된 오디오 신호의 인식을 통해 해당 위치 생성기(100)(의 위치)를 특정하기 위한 데이터를 포함한다.

설계 예에 따라, 위치-생성기 식별자는 위치 생성기(100)별 서로 다른 지정 주파수 값이나 서로 다른 지정 주파수를 특정하는 값을 포함할(나타낼) 수 있다. 또는 위치-생성기 식별자는 페이로드 내에 포함되는 바이너리 데이터를 포함할(나타낼) 수 있다. 바이너리 데이터를 포함하는 경우, 바이너리 데이터를 인코딩할 동일 지정 주파수와 데이터 인코딩 방식(예를 들어, AM, FM, DPSK, FSK 등)을 해당 육상 트랙 정보나 마라톤 코스 정보가 더 포함할 수도 있다. 지정 주파수는 15KHz 이상에서 선택되는 주파수로서 바람직하게는 비가청 주파수(예를 들어, 20KHz 이상의 주파수)일 수 있다.

위치-생성기 위치 정보는 육상 트랙 또는 마라톤 코스 등의 경기장 내에서 해당 위치 생성기(100)가 설치된 위치를 나타내는 데이터이다. 위치-생성기 위치 정보는 트랙 내의 기준 위치(시작점)로부터의 상대적인 거리를 나타내거나 마라톤 코스의 기준 위치(시작 위치)로부터의 거리를 나타낼 수 있다.

출력부(213)는 제어부(215)의 제어에 따라 각종 신호를 출력한다. 출력부(213)는 스피커, LED, 부저, 디스플레이 패널 등을 구비하고 이러한 구성요소를 통해 제어부(215)로부터의 신호를 시각적으로 또는 청각적으로 인식 가능하도록 출력한다.

제어부(215)는 프로그램의 명령어를 실행할 수 있는 실행 유닛(Execution Unit)을 포함하고 저장부(211)의 프로그램을 로딩하여 프로그램의 명령어에 따라 위치-시각 매칭 단말(200)을 제어한다.

예를 들어, 제어부(215)는 GPS 센서로부터 GPS 데이터를 수신하고 수신 시각에 매칭하여 저장부(211)에 저장하고 심박수 센서로부터 심박수 데이터를 수신하고 심박수 데이터에 따라 심박수를 산출하여 산출된 심박수를 저장부(211)에 저장하거나 갱신할 수 있다.

또한, 제어부(215)는 입력부(205) 등을 통해 육상 트랙이나 마라톤 코스를 특정한다. 예를 들어, 제어부(215)는 입력부(205)를 통한 특정 육상 트랙이나 마라톤 코스의 선택 입력을 수신하고 선택된 출력부(213)로 선택된 경기장(육상 트랙 정보 및 마라톤 코스 정보)의 경기장 식별자를 출력부(213)로 출력하여 운동, 연습 또는 게임이 진행될 경기장을 특정할 수 있다.

제어부(215)는 마라톤 코스 등의 선택에 따라, 선택된 육상 트랙 정보나 마라톤 코스 정보의 하나 이상의 위치-생성기 정보를 저장부(211)에서 추출하고 하나 이상의 위치-생성기 정보를 이용하여 육상 트랙이나 마라톤 코스에서의 사용자의 위치를 위치 생성기(100)의 인식 시각에 매칭시켜 저장부(211)에 저장할 수 있다.

구체적으로, 진행될 육상 트랙이나 마라톤 코스가 결정됨에 따라 제어부(215)는 마이크(201)를 통해 수신되는 오디오 신호로부터 아날로그-디지털 변환부(203)를 통해 변환된 일련의 디지털 오디오 스트림으로부터 지정 주파수를 인식하고 인식된 지정 주파수에 기초하여 위치 생성기(100)의 식별자를 결정한다. 제어부(215)는 선택된 육상 트랙이나 마라톤 코스 내에 설치되 있는 위치 생성기(100)들 중 결정된 식별자에 맵핑되어 있는 위치 생성기(100)의 위치에 지정 주파수의 인식에 이용된 오디오 신호를 수신한 시각을 매칭시켜 저장부(211)에 저장한다.

위치 및 시각의 페어에서의 위치는 선택된 육상 트랙이나 마라톤 코스에서 식별된 위치 생성기(100)의 위치를 나타내는 데이터를 포함하고 예를 들어 위치 생성기(100)의 식별자나 선택된 육상 트랙이나 마라톤 코스 내에 상대적 또는 절대적 위치 데이터를 포함한다.

위치 생성기(100)의 식별자의 유형에 따라, 위치 생성기(100)의 인식 방식은 서로 다를 수 있다. 위치 생성기(100)의 식별자의 유형 예에 따른 식별자 인식 방식과 그에 따른 인식 시각 매칭 방식을 살펴보면, 각각의 위치 생성기(100)들이 서로 다른 지정 주파수(예를 들어, 22KHz, 23KHz, 24KHz... 등)를 가지는 경우에, 마이크(201)로부터의 오디오 신호(도 6의 (a) 참조)는 아날로그-디지털 변환부(203)에 의해 샘플링 레이트(예를 들어, 48KHz, 92KHz, 192KHz 등과 같이 적어도 지정 주파수보다 2배, 바람직하게는 4배, 이상 큰 주기)에 따라 샘플링되고 샘플링된 일련의 디지털의 오디오 데이터는 디지털 오디오 스트림으로 제어부(215)로 출력된다.

제어부(215)는 일련의 디지털 오디오 스트림을 저장부(211)에 저장한다. 예를 들어, 제어부(215)는 일련의 디지털 오디오 스트림을 16비트 또는 32비트 등의 디지털 오디오 데이터(도 6의 (b) 참조)로 재구성하여 이를 저장부(211)에 저장할 수 있다. 저장되는 일련의 디지털 오디오 스트림 또는 데이터는 수신된 시각으로 마킹되어 저장될 수 있다.

제어부(215)는 저장되어 있는 일련의 디지털 오디오 스트림을 주파수 도메인상의 주파수 데이터로 변환하고 변환된 주파수 중에서 위치 생성기(100)의 식별자로 설정된 하나 이상의 지정 주파수를 위치-생성기 정보의 위치-생성기 식별자와의 비교 등을 통해 인식 시도한다.

제어부(215)는 지정 주파수 중 복수 회(예를 들어, 4회 등) 이상 연속적으로 인식되는 지정 주파수로서 설정된 임계치 이상이면서 가장 높은 진폭을 가지는 지정 주파수를 결정하고 결정된 지정 주파수에 대응하는 위치 생성기(100)의 식별자를 매칭에 이용될 식별자로 결정한다. 결정된 식별자에 인식 시각을 매칭시켜 위치 및 시각의 페어를 구성하여 저장부(211)에 저장할 수 있다.

위치 및 시각 페어의 위치 데이터는 결정된 식별자나 선택된 육상 트랙이나 마라톤 코스 내에 상대적 또는 절대적 위치 데이터를 포함할 수 있다. 위치 및 시각 페어의 인식 시각은 연속적으로 인식된 지정 주파수의 FFT 샘플 데이터 중 가장 높은 진폭을 가지는 FFT 샘플 데이터에 매칭되어 있는 인식 시각일 수 있다.

도 6과 연계하여 좀 더 구체적으로 살펴보면, 제어부(215)는 샘플링되어 저장되어 있는 일련의 디지털 오디오 데이터로부터 일련의 FFT 샘플 데이터를 구성한다. FFT 샘플 데이터들은 FFT 사이즈에 따라 그 개수가 설정되고, 예를 들어, FFT 사이즈는 256, 512, 1024, 4096, 32768 등일 수 있다. 제어부(215)는 주파수 도메인 변환에 이용되는 인접하는 (후속하는) FFT 샘플 데이터가 서로 중첩(overlap)하도록 구성할 수 있다.

예를 들어, 제어부(215)는 설정된 FFT 간격(예를 들어, 1, 10, 100, 200 샘플 데이터 개수 또는 중첩 퍼센티지로 결정되는 개수 등)을 두고 샘플링 레이트에 따른 FFT 사이즈 개수의 FFT 샘플 데이터를 구성(도 6의 (c) 및 (d) 참조)한다. 또한, 제어부(215)는 FFT 샘플 데이터 각각에 대해 해당 FFT 샘플 데이터의 수신 시각을 매칭시킨다. 예를 들어, 제어부(215)는 FFT 샘플 데이터 중 첫번째, 마지막, 중앙 또는 지정된 위치의 디지털 오디오 데이터의 수신 시각을 FFT 샘플 데이터의 수신 시각으로 설정한다.

제어부(215)는 각각의 FFT 샘플 데이터에 대해 FFT(Fast Fourier Transform or Discrete Fast Fourier Transform) 알고리즘에 따라 주파수 도메인상의 데이터로 변환하고 각 FFT 샘플 데이터로부터 변환된 주파수와 진폭을 포함하는 주파수 데이터를 획득할 수 있다. 제어부(215)는 각각의 FFT 샘플 데이터에 대응하는 주파수 데이터 중에서 변환된 주파수의 진폭이 설정된 임계치(임계 진폭) 이하인 모든 주파수 데이터를 필터링(제거)할 수 있다. 임계치는 미리 설정될 수 있고 실험 등이나 트랙이나 코스의 환경에 따라 그 값이 변경 설정될 수 있다. 또한, 제어부(215)는 각각의 FFT 샘플 데이터 중 선택된 트랙이나 코스에서 이용되는 지정 주파수를 제외한 나머지 주파수 데이터를 필터링(예를 들어, 도 6의 (c) FFT 샘플 데이터로부터 변환된 주파수 데이터)할 수 있다.

제어부(215)는 FFT 샘플 데이터에 대응하는 주파수 데이터 중에서 임계치 이상의 지정 주파수를 가지는 FFT 샘플 데이터들을 결정할 수 있다. 결정되는 FFT 샘플 데이터는 바람직하게는 서로 인접한다. 예를 들어, 3개 이상의 서로 인접하는 일련의 FFT 샘플 데이터(도 6의 (d) 등 참조)가 임계치 이상의 진폭을 가지는 지정 주파수를 하나 이상 가질 수 있다.

결정된 일련의 FFT 샘플 데이터들은 바람직하게는 단일의 지정 주파수를 가질 수 있다. 설계 예에 따라, 위치 생성기(100)의 설치 거리와 오디오 신호의 출력 신호 크기에 따라 여러 지정 주파수를 가질 수도 있다. 제어부(215)는 일련의 FFT 샘플 데이터 중 동일한 지정 주파수를 가지면서 가장 높은 진폭을 가지는 지정 주파수를 위치 생성기(100)를 특정하기 위한 식별자로 결정하고 가장 높은 진폭을 가지는 FFT 샘플 데이터의 수신 시각을 결정된 식별자에 매칭시켜 위치 및 시각 페어로 구성하여 저장부(211)에 저장할 수 있다.

단일의 지정 주파수를 가지는 FFT 샘플 데이터들은 사용자가 해당 위치에 근접함에 따라 해당 지정 주파수의 진폭의 크기가 커지고 해당 위치에서 멀어짐에 따라 해당 지정 주파수의 진폭의 크기는 작아진다. 제어부(215)는 지정 주파수의 크기의 변동 추이에 따라 가장 근접한 위치에서의 수신 시각에 인식된 위치를 페어링하여 저장할 수 있다.

또한, 제어부(215)는 센싱부(207)의 가속도 센서로부터 측정된 가속도 데이터를 수신하고 수신된 가속도 데이터에 더 기초하여 인식된 지정 주파수를 위치 생성기(100)의 위치에 매칭시켜 저장할 수 있다.

제어부(215)는 가속도 센서의 특정 한 축(X,Y,Z 축 중 육상 트랙이나 마라톤 코스의 운동 방향에 대응하는 축 또는 X,Y,Z 축의 하나 이상의 조합으로 생성되는 축)에서 측정된 특정 시각의 가속도 값이 설정된 가속도 범위 내의 값인 경우에 해당 특정 시각에 수신한 FFT 샘플 데이터에 대해 앞서 살펴본 바와 같이 주파수 데이터로 변환하고 가장 높은 진폭을 가지는 오디오 신호의 수신 시각에 식별된 지정 주파수에 대응하는 위치 생성기(100)의 위치에 매칭시켜 저장부(211)에 저장한다. 이러한 매칭 과정을 통해 제어부(215)가 위치 생성기(100)에 가장 근접하여 정확한 위치에 수신 시각을 매칭시킬 수 있고 사용자의 일정한 움직임 상태에서 정확하게 사용자 위치를 해당 시각에 매칭시킬 수 있다. 이에 따라 분석 장치(300) 등은 사용자의 운동이나 상태에 따른 오차 없이(를 줄이면서) 정확히 분석 가능하다.

예를 들어, 제어부(215)는 가속도 센서로부터 수신된 X축의 가속도 값이 +10~-10 범위의 값(또는 +10%~-10%의 값)을 가지는 시각에 수신한 FFT 샘플 데이터들 각각을 주파수 데이터로 변환하고 변환된 주파수 데이터에서 지정 주파수들을 검출하고 지정 주파수 중 가장 높은 진폭을 가지는 FFT 샘플 데이터의 오디오 신호 수신 시각을 가장 높은 진폭을 가지는 지정 주파수에 대응하는 위치 생성기(100)의 위치에 매칭시켜 위치 및 시각 페어로 구성할 수 있다.

이와 같이, 제어부(215)는, FFT 간격을 이용하는 대신에 또는 FFT 간격을 이용과 함께, 가속도 센서의 가속도 범위를 이용하여 사용자가 특정 위치 생성기(100)에 위치하는 시각을 특정할 수 있다. 스마트 워치 등과 같이 일정한 패턴과 같은 움직임이 존재하는 위치-시각 매칭 단말(200)은 사용자의 특정 움직임 영역에서 오디오 신호를 인식하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 사용자의 가슴 위치에 인접하는 곳에서 오디오 신호를 인식하는 것이 정확한 운동 시각 측정에 바람직할 것이다.

각각의 위치 생성기(100)들이 동일한 지정 주파수(예를 들어, 22KHz 등)를 가지고 약속된 포맷에 따른 데이터 패킷을 오디오 신호를 통해 송출하는 경우에, 마이크(201)로부터의 오디오 신호는 아날로그-디지털 변환부(203)에 의해 샘플링 레이트(예를 들어, 지정 주파수보다 2배 또는 4배의 주기)에 따라 샘플링되고 샘플링된 일련의 디지털 오디오 데이터는 디지털 오디오 스트림으로 제어부(215)로 출력된다.

제어부(215)는 일련의 디지털 오디오 스트림을 저장부(211)에 저장한다. 예를 들어, 제어부(215)는 일련의 디지털 오디오 스트림을 16비트 또는 32비트 등의 디지털 오디오 데이터로 재구성하여 이를 저장부(211)에 순차적으로 저장할 수 있다. 저장되는 일련의 디지털 오디오 스트림 또는 데이터는 수신된 시각으로 마킹되어 저장될 수 있다.

제어부(215)는 약속된 동일 지정 주파수를 이용하여 저장된 디지털 오디오 스트림과 동기화하고 동기화된 디지털 오디오 스트림에서 페이로드를 추출하고 추출된 페이로드에 포함되는 식별자를 매칭에 이용될 식별자로 결정한다.

예를 들어, 제어부(215)는 지정 주파수를 이용하여 구성되는 프리앰블을 저장된 디지털 오디오 스트림에서 검색(동기화)할 수 있다. 검색 과정에서 제어부(215)는 주파수 도메인으로의 변환을 통해 변환된 주파수 데이터에서 지정 주파수를 이용하여 구성되는 프림앰블을 찾거나 디지털 오디오 스트림 자체에서 지정 주파수로 표현된 프리앰블(이 경우, 샘플링 레이트는 지정 주파수의 배수로 설정되고 바람직하게는 4배, 8배 등으로 설정된다)을 찾을 수 있다. 주파수 도메인 대신에 디지털 오디오 스트림 자체에서 프리앰블을 검색하는 경우, 위치 생성기(100) 각각은 오디오 신호가 중첩되지 않는 위치에 바람직하게 설치된다.

프리앰블의 검색에 후속하여, 제어부(215)는 후속하는 디지털 오디오 스트림에서 페이로드와 에러 코드를 추출하고 에러 코드를 이용하여 페이로드의 유효성을 검증(인증)할 수 있다. 제어부(215)는 약속된 포맷에 따라 구성되는 페이로드와 에러 코드를 주파수 도메인으로의 변환과 지정 주파수의 인식(예를 들어, AM, FM, FSK, DPSK 등)을 통해 구성하거나 타임 도메인 상의 디지털 오디오 스트림 자체에서 인식하고 인식된 페이로드를 에러 코드(예를 들어, 패리티, CRC 코드 등)를 이용하여 인증할 수 있다.

에러 코드를 통해 페이로드가 유효한 경우, 제어부(215)는 페이로드에서 식별자를 추출하고 추출된 식별자에 대응하는 위치 생성기(100)의 위치에 매칭시켜 위치 및 시각 페어로 구성할 수 있다. 매칭되는 시각은 데이터 패킷을 수신한 최초 시각, 마지막 시각, 중간 시각 또는 지정된 시각 등일 수 있다.

제어부(215)가 동일한 페이로드(식별자)를 가지는 데이터 패킷을 여러 개 수신할 수 있다. 이 경우, 제어부(215)는 동일한 페이로드를 가지는 일련의(연속적인) 복수의 데이터 패킷 중 가장 높은 진폭이나 신호 세기를 가지는 데이터 패킷을 수신한 시각에 페이로드의 식별자에 대응하는 위치 생성기(100)의 위치에 매칭시켜 위치 및 시각 페어로 구성 및 저장할 수 있다.

또한, 제어부(215)는 센싱부(207)의 가속도 센서로부터 측정된 가속도 데이터를 수신하고 수신된 가속도 데이터에 더 기초하여 인식된 지정 주파수를 위치 생성기(100)의 위치에 매칭시켜 저장할 수 있다.

예를 들어, 제어부(215)는 가속도 센서의 특정 한 축(X,Y,Z 축 중 육상 트랙이나 마라톤 코스의 운동 방향에 대응하는 축 등)에서 측정된 특정 시각의 가속도 값이 설정된 가속도 범위 내의 값인 경우에 데이터 패킷의 인식을 시도하고 인식된 데이터 패킷의 페이로드 상의 식별자를 추출하여 식별된 지정 주파수에 대응하는 위치 생성기(100)의 위치에 매칭시켜 저장부(211)에 저장할 수 있다.

이상으로 상술한 바와 같은 오디오 신호를 통한 식별자 추출 외에 지정된 주파수를 활용하여 다양한 다른 방식으로 식별자를 추출할 수도 있다.

도 7은 오디오 신호를 이용하여 사용자 운동 위치를 특정하는 예시적인 트래킹 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 7의 예는 육상 트랙에서 이루어지는 트래킹 방법을 도시하고 있는 데, 육상 트랙 외에 마라톤 코스나 다른 운동장이나 공원 등에서도 동일하거나 유사한 트래킹 방법이 적용될 수 있다. 도 7을 통해 설명되는 트래킹 방법은 위치 생성기(100)의 제어부(111)에 의한 제어와 위치-시각 매칭 단말(200)의 제어부(215)에 의한 제어를 통해 바람직하게 이루어진다.

이미, 도 1 내지 도 6을 통해 그 제어와 구성에 대해서 상세히 살펴보았으므로 이하에서는 흐름과 선후 관계를 위주로 간략히 살펴보도록 한다. 특히, 도 5와 도 6을 통해 설명된 내용은 이하의 설명에서도 동일하게 적용될 수 있다.

먼저, 도 7의 육상 트랙의 트랙 레인 안측에는 위치 생성기(100) 각각이 트랙 내에 고정 설치되고 태양전지판(101)을 통해 내부에 전원을 공급한다.

각각의 위치 생성기(100)는 지정 주파수를 이용하여 오디오 신호를 생성하고 생성된 오디오 신호를 출력(도 7의 ① 참조)한다.

예를 들어, 육상 트랙이나 마라톤 코스의 특정(예를 들어, 기준 위치나 지정된 위치)에 설치되어 있는 제1 위치 생성기(100)(도 7의 ①-1 등 참조)는 설정되는 지정 주파수를 이용하여 제1 오디오 신호를 생성하고 이를 스피커를 통해 출력한다. 또한, 육상 트랙이나 마라톤 코스에서 제1 위치 생성기(100)의 위치와 다른 위치에 설치되어 있는 제2 위치 생성기(100)(예를 들어, 50m, 100m, 200m 등, 도 7의 ①-2 내지 ①-8 등 참조)는 설정되는 지정 주파수를 이용하여 제2 오디오 신호를 생성하고 이를 스피커(115)를 통해 출력한다. 제1 위치 생성기(100)와 제2 위치 생성기(100)에서 이용되는 지정 주파수는 설계 예에 따라 동일하거나 서로 상이할 수 있다.

제1 위치 생성기(100)에 의한 제1 오디오 신호의 생성과 출력 과정에서, 제1 위치 생성기(100)는 기준 위치의 위치 생성기(100)에 설정된 제1 지정 주파수를 나타내는 일련의 디지털 오디오 스트림을 생성하고 생성된 디지털 오디오 스트림을 아날로그 신호로 변환하여 변환된 제1 오디오 신호를 스피커(115)를 통해 출력할 수 있다.

또한, 다른 위치의 제2 위치 생성기(100)에 의한 제2 오디오 신호의 생성과 출력 과정에서, 제2 위치 생성기(100)는 제1 위치 생성기(100)의 제1 지정 주파수와는 상이한 제2 지정 주파수를 나타내는 일련의 디지털 오디오 스트림을 생성하고 생성된 디지털 오디오 스트림을 아날로그 신호로 변환하여 변환된 제2 오디오 신호를 스피커(115)를 통해 출력할 수 있다. 출력되는 제1 지정 주파수와 제2 지정 주파수는 15KHz 이상에서 지정되는 주파수로서 비가청 주파수일 수 있다.

또는, 제1 위치 생성기(100)와 제2 위치 생성기(100)는 동일한 지정 주파수를 이용하여 프리앰블, 페이로드 및 에러 코드를 포함하는 데이터 패킷을 구성하여 데이터 패킷을 오디오 신호로 출력할 수 있다.

적어도, 제1 위치 생성기(100)에서 출력되는 제1 오디오 신호는 육상 트랙이나 마라톤 코스 등에서 경기, 연습, 운동 등을 하는 사용자의 제1 오디오 신호를 인식한 위치-시각 매칭 단말(200)로 하여금 제1 위치 생성기(100)의 식별자를 특정할 수 있도록 한다. 또한, 제2 위치 생성기(100)에서 출력되는 제2 오디오 신호는 육상 트랙이나 마라톤 코스 등에서 경기, 연습, 운동 등을 하는 사용자의 제2 오디오 신호를 인식한 위치-시각 매칭 단말(200)로 하여금 제2 위치 생성기(100)의 식별자를 특정할 수 있도록 한다.

각각의 위치에 설치되는 위치 생성기(100)들은 지정된 주파수를 이용하여 생성되는 오디오 신호를 반복하여 출력할 수 있다. 즉, 위치 생성기(100)들은 지정된 주파수를 계속 출력하거나 지정된 주파수를 이용하여 구성되는 데이터 패킷을 반복하여 계속 출력할 수 있다. 해당 위치 생성기(100)에 인접하거나 위치하는 위치-시각 매칭 단말(200)은 이 오디오 신호에서 식별자를 추출하고 추출된 식별자에 대응하는 지점(위치)에 위치 시각을 매칭시켜 저장할 수 있다.

육상 트랙이나 마라톤 코스 내에서 운동하는 사용자는 위치-시각 매칭 단말(200)을 휴대, 거치 또는 착용하고 육상 트랙이나 마라톤 코스 내에서 운동할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 육상 트랙의 레인을 따라 뛰거나 걸을 수 있고 지정된 마라톤 코스를 따라 뛰거나 걸을 수 있다.

위치-시각 매칭 단말(200)은 운동에 따른 육상 트랙이나 마라톤 코스 내의 위치 이동에 따라 위치 생성기(100)의 근접시 지정 주파수를 이용하여 출력되는 오디오 신호를 인식하고 인식된 오디오 신호에서 위치 생성기(100)의 식별자를 추출하고 식별자에 인식 시각을 매칭시켜 저장(도 7의 ②-1 내지 ②-3 등 참조)할 수 있다. 이러한 인식 및 매칭 과정은 시간이나 위치의 이동에 따라 반복적으로 수행되어 육상 트랙이나 마라톤 코스 내에서 사용자의 위치를 계속 추적할 수 있다.

좀 더 구체적으로 살펴보면, 사용자의 위치-시각 매칭 단말(200)은 육상 트랙이나 마라톤 코스 내의 현재 위치에서 마이크(201)를 통해 오디오 신호를 수신한다. 위치-시각 매칭 단말(200)은 수신된 오디오 신호를 아날로그-디지털 변환부(203)를 통해 디지털 오디오 스트림으로 변환하고 변환된 디지털 오디오 스트림(의 디지털 오디오 데이터)을 저장부(211)에 수신 시각에 마킹하여 저장한다.

위치-시각 매칭 단말(200)은 변환된 디지털 오디오 스트림에서 지정 주파수의 인식을 통해 위치 생성기(100)를 특정할 수 있는 식별자를 결정한다. 위치-시각 매칭 단말(200)은 육상 트랙이나 마라톤 코스 내의 여러 위치 생성기(100)들 중에서 사용자에 가장 근접한 위치에 있는 위치 생성기(100)를 특정 가능한 식별자를 디지털 오디오 스트림에서 지정 주파수 인식을 통해 결정할 수 있다.

예를 들어, 위치-시각 매칭 단말(200)은 변환된 일련의 디지털 오디오 스트림을 주파수 도메인 상의 주파수 데이터로 변환하고 변환에 따라 식별되는 하나 이상의 지정 주파수 중에서 복수 회 이상 연속적으로 인식되고 설정된 임계치 이상이면서 가장 높은 진폭을 가지는 지정 주파수에 대응하는 위치 생성기(100)의 식별자를 매칭에 이용될 식별자로 결정한다.

또는, 위치-시각 매칭 단말(200)은 저장된 일련의 디지털 오디오 스트림으로부터 지정 주파수를 이용하여 동기화하여 페이로드를 추출하고 추출된 페이로드에 포함된 식별자를 매칭에 이용되는 식별자로 결정한다.

식별자의 결정 과정에서 위치-시각 매칭 단말(200)은 센싱부(207)의 가속도 센서로부터 측정된 가속도 데이터를 이용하여 해당 식별자를 결정할 수도 있다.

위치-시각 매칭 단말(200)은 결정된 식별자에 대응하는 위치에서 사용자가 해당 위치에 위치한 시각을 매칭시켜 저장한다. 위치-시각 매칭 단말(200)은 디지털 오디오 스트림으로부터 식별자로 이용되는 지정 주파수를 복수 회 연속 인식한 경우에 가장 높은 진폭을 가지는 지정 주파수를 인식한(또는 수신한) 시각을 대응하는 위치 생성기(100)에 위치한 시각으로 매칭시켜 저장부(211)에 저장할 수 있다. 또는, 위치-시각 매칭 단말(200)은 디지털 오디오 스트림으로부터 식별자로 이용되는 페이로드를 포함하는 데이터 패킷을 복수 회 연속 인식한 경우에 가장 높은 진폭이나 신호 세기를 가지는 데이터 패킷을 인식한(또는 수신한) 시각을 대응하는 위치 생성기(100)에 위치한 시각으로 매칭시켜 저장부(211)에 저장할 수 있다.

위치-시각 매칭 단말(200)을 휴대, 거치 또는 착용한 사용자는 육상 트랙을 다수 회 뛰거나 걸을 수 있다. 위치-시각 매칭 단말(200)은 육상 트랙 내에서 위치 생성기(100)에서 가장 근접한(수직방향으로 으로 근접한) 위치에서 가장 큰 오디오 신호를 인식하여 위치 생성기(100)의 설치 위치와 위치 시각을 정확히 매칭시켜 저장할 수 있다. 이에 따라, 위치-시각 매칭 단말(200)은 육상 트랙 내의 각각의 위치별로 사용자가 위치한 시각을 기록할 수 있다.

위치 생성기(100)의 설치 거리에 따라 일부 다른 위치 생성기(100)의 오디오 신호가 같이 인식될 수도 있으나, 오디오 신호에 대한 필터링 과정과 육상 트랙 내의 이동 특성과 오디오 신호의 인식 특성을 반영하여 정확히 위치 생성기(100)를 특정하고 사용자의 위치를 식별할 수 있도록 구성된다.

마찬가지로 위치-시각 매칭 단말(200)은 마라톤 코스 등 내에서 설치되는 위치 생성기(100)에 가장 근접한 위치에서 가장 큰 오디오 신호를 인식(멀어질 수록 작은 진폭의 오디오 신호를 인식)하여 위치 생성기(100)의 설치 위치와 위치 시각을 매칭시켜 저장할 수 있다.

육상 트랙이나 마라톤 코스 내에서 지정된 훈련, 운동 등을 마친 사용자의 위치-시각 매칭 단말(200)은 분석 장치(300)에 근거리 통신(예를 들어, 블루투스)을 통해 연결되어 저장되어 있는 일련의 위치-시각의 페어들과 센싱부(207) 등을 통해 센싱된 데이터를 분석 장치(300)로 전송할 수 있다.

분석 장치(300)는 일련의 위치-시각의 페어들을 이용하여 구간별 속도, 운동 거리별 속도 추이, 스텝수(step number), 보속(step frequency), 운동 시간, 운동 거리, 운동한 트랙수 등을 분석할 수 있다. 나아가, 분석 장치(300)는 센싱 데이터를 이용하여 운동 트랙수, 심박수 변화, 건강 상태 변화 등을 분석할 수도 있다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

100 : 위치 생성기
101 : 태양전지판 103 : 충전부
105 : 배터리 107 : 입력부
109 : 메모리 111 : 제어부
113 : 디지털-아날로그 변환부 115 : 스피커
200 : 위치-시각 매칭 단말
201 : 마이크 203 : 아날로그-디지털 변환부
205 : 입력부 207 : 센싱부
209 : 통신부 211 : 저장부
213 : 출력부 215 : 제어부
300 : 분석 장치

Claims (12)

1. 오디오 신호를 이용하여 사용자 운동 위치를 특정 가능한 운동 시스템으로서,
   지정된 제1 위치에 설치되는 제1 위치 생성기; 및
   지정된 제2 위치에 설치되는 제2 위치 생성기;를 포함하고,
   상기 제1 위치 생성기 및 상기 제2 위치 생성기는,
   지정 주파수를 이용하여 일련의 디지털 오디오 스트림을 구성하고 출력하는 제어부;
   상기 디지털 오디오 스트림을 아날로그 신호로 변환하는 디지털-아날로그 변환부; 및
   상기 아날로그 신호를 오디오 신호로 출력하는 스피커;를 포함하는,
   운동 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 위치 생성기의 제어부는 프리앰블, 제1 페이로드 및 에러코드를 포함하는 데이터 패킷을 상기 지정 주파수를 이용하여 일련의 디지털 오디오 스트림으로 구성하고 구성된 상기 디지털 오디오 스트림을 상기 제1 위치 생성기의 디지털-아날로그 변환부로 출력하고,
   상기 제2 위치 생성기의 제어부는 프리앰블, 제2 페이로드 및 에러코드를 포함하는 데이터 패킷을 상기 지정 주파수를 이용하여 일련의 디지털 오디오 스트림으로 구성하고 구성된 상기 디지털 오디오 스트림을 상기 제2 위치 생성기의 디지털-아날로그 변환부로 출력하며,
   상기 지정 주파수는 15 KHz 이상에서 선택되는 주파수이고 상기 제1 페이로드는 상기 제1 위치 생성기를 나타내는 식별자를 포함하고 상기 제2 페이로드는 상기 제2 위치 생성기를 나타내는 식별자를 포함하는,
   운동 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 위치 생성기의 제어부는 제1 지정 주파수를 나타내는 일련의 디지털 오디오 스트림을 구성하고 구성된 상기 디지털 오디오 스트림을 상기 제1 위치 생성기의 디지털-아날로그 변환부로 출력하고,
   상기 제2 위치 생성기의 제어부는 상기 제1 지정 주파수와 상이한 제2 지정 주파수를 나타내는 일련의 디지털 오디오 스트림을 구성하고 구성된 상기 디지털 오디오 스트림을 상기 제2 위치 생성기의 디지털-아날로그 변환부로 출력하며,
   서로 상이한 주파수인 상기 제1 지정 주파수와 상기 제2 지정 주파수는 비가청 주파수인,
   운동 시스템.
4. 오디오 신호를 이용한 위치 트래킹 시스템으로서,
   지정된 제1 위치에 설치되어 오디오 신호를 출력하는 제1 위치 생성기;
   지정된 제2 위치에 설치되어 오디오 신호를 출력하는 제2 위치 생성기; 및
   구비된 마이크를 통해 오디오 신호를 수신하고 수신된 오디오 신호에서 제1 위치 생성기 또는 제2 위치 생성기를 특정 가능한 식별자를 결정하고 결정된 식별자에 대응하는 위치에 사용자의 위치 시각을 매칭시키는 위치-시각 매칭 단말;을 포함하며,
   상기 제1 위치 생성기와 상기 제2 위치 생성기 각각은 지정 주파수를 이용하여 오디오 신호를 생성하여 출력하는,
   위치 트래킹 시스템.
5. 제4항에 있어서,
   상기 위치-시각 매칭 단말은,
   오디오 신호를 수신하는 마이크;
   마이크로부터의 오디오 신호를 일련의 디지털 오디오 스트림으로 변환하는 아날로그-디지털 변환부; 및
   변환된 일련의 상기 디지털 오디오 스트림으로부터 지정 주파수를 인식하고 인식된 지정 주파수에 기초하여 위치 생성기의 식별자를 결정하고 결정된 식별자에 맵핑되어 있고 트랙 또는 마라톤 코스 내에 설치된 위치 생성기에 대응하는 위치에 상기 오디오 신호를 수신한 시각을 매칭시켜 저장하는 제어부;를 포함하는,
   위치 트래킹 시스템.
6. 제5항에 있어서,
   상기 위치-시각 매칭 단말은 사용자의 움직임에 따라 지정 방향의 가속도를 측정하는 가속도 센서;를 더 포함하고,
   상기 제어부는 상기 가속도 센서로부터 측정된 가속도 데이터가 지정된 가속도 범위 내에서의 오디오 신호에 대응하는 일련의 디지털 오디오 스트림을 주파수 도메인 상의 주파수 데이터로 변환하고 변환된 일련의 지정 주파수의 데이터 중 가장 높은 진폭을 가지는 오디오 신호의 수신 시각에 상기 지정 주파수에 대응하는 위치 생성기의 위치에 매칭시켜 저장하는,
   위치 트래킹 시스템.
7. 제5항에 있어서,
   상기 제어부는 일련의 상기 디지털 오디오 스트림을 주파수 도메인상의 주파수 데이터로 변환하고 변환에 따라 식별되는 하나 이상의 지정 주파수 중에서 복수 회 이상 연속적으로 인식되고 설정된 임계치 이상이면서 가장 높은 진폭을 가지는 지정 주파수에 대응하는 위치 생성기의 식별자를 매칭에 이용될 식별자로 결정하는,
   위치 트래킹 시스템.
8. 제5항에 있어서,
   상기 제어부는 일련의 상기 디지털 오디오 스트림으로부터 지정 주파수를 이용하여 동기화하여 페이로드를 추출하고 추출된 페이로드에 포함된 식별자를 매칭에 이용되는 식별자로 결정하며,
   상기 지정 주파수는 비가청 주파수인,
   위치 트래킹 시스템.
9. 오디오 신호를 이용한 위치 트래킹 방법으로서,
   트랙 또는 마라톤 코스의 제1 위치에 설치되는 제1 위치 생성기가 지정 주파수를 이용하여 구성되는 제1 오디오 신호를 출력하는 단계; 및
   상기 트랙 또는 상기 마라톤 코스의 제2 위치에 설치되는 제2 위치 생성기가 지정 주파수를 이용하여 구성되는 제2 오디오 신호를 출력하는 단계;를 포함하고,
   상기 제1 위치 생성기에서 출력되는 제1 오디오 신호는 상기 제1 오디오 신호를 인식한 위치-시각 매칭 단말로 하여금 제1 위치 생성기의 식별자를 특정할 수 있도록 하고 상기 제2 위치 생성기에서 출력되는 제2 오디오 신호는 상기 제2 오디오 신호를 인식한 위치-시각 매칭 단말로 하여금 제2 위치 생성기의 식별자를 특정할 수 있도록 하는,
   위치 트래킹 방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 오디오 신호를 출력하는 단계는 제1 지정 주파수를 나타내는 일련의 디지털 오디오 스트림을 구성하고 구성된 상기 디지털 오디오 스트림을 아날로그 신호로 변환하여 변환된 제1 오디오 신호를 스피커를 통해 출력하고,
    상기 제2 오디오 신호를 출력하는 단계는 상기 제1 지정 주파수와 상이한 제2 지정 주파수를 나타내는 일련의 디지털 오디오 스트림을 구성하고 구성된 상기 디지털 오디오 스트림을 아날로그 신호로 변환하여 변환된 제2 오디오 신호를 스피커를 통해 출력하며,
    상기 제1 지정 주파수와 상기 제2 지정 주파수는 15KHz 이상에서 지정되는 주파수인,
    위치 트래킹 방법.
11. 제9항에 있어서,
    위치-시각 매칭 단말이 구비된 마이크를 통해 오디오 신호를 수신하는 단계;
    상기 위치-시각 매칭 단말이 수신된 오디오 신호를 디지털 오디오 스트림으로 변환하는 단계;
    상기 위치-시각 매칭 단말이 변환된 디지털 오디오 스트림에서 지정 주파수의 인식을 통해 제1 위치 생성기 또는 제2 위치 생성기를 특정 가능한 식별자를 결정하는 단계; 및
    상기 위치-시각 매칭 단말이 결정된 식별자에 대응하는 위치에 사용자의 위치 시각을 매칭시켜 저장하는 단계;를 더 포함하는,
    위치 트래킹 방법.
12. 제11항에 있어서,
    상기 식별자를 결정하는 단계는 변환된 일련의 디지털 오디오 스트림을 주파수 도메인 상의 주파수 데이터로 변환하고 변환에 따라 식별되는 하나 이상의 지정 주파수 중에서 복수 회 이상 연속적으로 인식되고 설정된 임계치 이상이면서 가장 높은 진폭을 가지는 지정 주파수에 대응하는 위치 생성기의 식별자를 매칭에 이용될 식별자로 결정하고,
    상기 위치 시각을 매칭시켜 저장하는 단계는 상기 지정 주파수의 복수 회 연속적으로 인식된 시각 중 상기 지정 주파수에 대해 가장 높은 진폭이 인식된 시각을 사용자의 위치 시각으로 매칭시켜 위치-시각 매칭 단말 내에 저장하는,
    위치 트래킹 방법.

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