KR20210148493A - 체형정보를 이용한 단체 맞춤형 컨텐츠 제공시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 동일한 체형 유형을 갖는 적어도 2명 이상의 사용자들을 묶어서 스포츠 게임팀을 구성하고, 각 스포츠 게임팀의 체형 유형에 매칭되는 스포츠 게임 콘텐츠를 선별하여 실행하는 체형정보를 이용한 단체 맞춤형 컨텐츠 제공시스템으로서, 단체나 팀의 체형 유형에 맞는 게임 콘텐츠를 자동으로 찾아내고 실행하기 때문에 단체로 스포츠 게임을 수행하더라도 단체에 소속된 개별 사용자들의 몸매나 체형도 관리될 수 있어서 단체 스포츠의 단결력, 협동력, 흥미, 재미를 높이면서도 개인의 몸매 관리와 체형 교정도 꾀할 수 있다.

Description

체형정보를 이용한 단체 맞춤형 컨텐츠 제공시스템{Multimedia indoor sports game system for providing a team-customized-contents by using somatotype infomation}
본 발명은 대형스크린, 빔프로젝터, 카메라 등을 이용하여 실내에 스포츠 게임 환경을 제공하는 멀티미디어 실내 스포츠 게임 시스템에 관한 것으로서, 특히, 동일한 체형 유형을 갖는 다수의 참여자를 하나의 팀(Team)으로 묶고, 해당 팀(Team)의 체형 유형에 대응하는 맞춤형 팀 스포츠 게임을 매칭하여 실행하는 단체(팀)별 맞춤형 컨텐츠를 제공하는 시스템에 관한 것이다.
사용자의 신체는 평소 습관(예를 들어, 잘못된 자세)이나 질환 등에 따라 좌우앞뒤 밸런스가 맞지 않아 신체 불균형을 이루는 경우가 많다. 예를 들어, 장시간 책상에 앉아 컴퓨터를 이용하거나 운전을 할 때 잘못된 자세로 오랜 기간 앉아 있으면 신체 불균형을 초래하게 된다. 또한, 오른쪽 다리에 질환(또는 통증)이 있어 장시간 왼쪽 다리에 더 많은 힘을 주고 다니면 좌우 신체 밸런스가 맞지 않아 신체 불균형을 초래하게 된다.
이러한 신체 불균형을 장시간 방치하는 경우, 사용자의 건강에 나쁜 영향을 미칠 수 있는 바, 사용자의 체형(또는 자세)을 측정하여 사용자의 신체 밸런스 및 건강 상태를 분석하는 장비가 개발되었으며, 주로 피트니스 센터 등에 널리 이용되고 있다.
인체의 체형 분석에 있어서는 후면에서 발목의 각을 측정하여 외번인지 내번인지를 관찰하거나 무릎과 발목 사이의 간격을 비교하여 O자형 다리인지 X자형 다리인지를 판단하는 척도로 활용하고 있다. 더욱 상세하게는 전신 측면을 보고 귀 밑점을 기준으로 어깨, 골반, 무릎 그리고 발목에 이어지는 기울기의 정도로 체형을 분석하거나, 전신 후면을 보고 머리 중심인 두정점을 기준으로 좌우 어깨, 골반, 그리고 무릎의 기울어짐의 정도를 계산하여 체형을 분석하고 있다.
과거에는 체형 분석을 위해 격자무늬를 그려 놓고 벽에 기대어 서거나 카메라를 이용하여 촬영 후 분석하는 관찰자의 육안을 이용하였다. 육안을 이용한 검사는 경험이 많은 의사의 기존 지식을 토대로 환자의 체형을 관찰하고 치료를 결정하는 방법이다. 아직도 국내외적으로 많은 병원에서 이용되고 있으며, 그 유용성은 관찰 의사의 경험과 관찰 조건에 따라 달라질 수 있다. 또한, 우리 눈의 한계에 따라 보지 못하는 부분이 있고 검사 시 매번 다시 보아야 하는 단점이 있다. 실제로 비슷한 상태에서도 다른 시술이 행해지거나, 다른 상태이어도 비슷한 시술이 행해질 수 있는 위험이 있다. 또한 시간이 흐르면, 과거에 어떤 상태였는지 제대로 기억하기 어려우며, 치료 후 좋아졌는지 그렇지 않은지를 판단하기에도 적합하지 못한 많은 문제점을 지니고 있다.
이러한 문제점을 개선하기 위해서 체형 분석기가 개발되었다.
체형 분석기란 카메라를 이용하여 촬영된 체형 및 자세의 이미지 등 사용자의 신체 외형에 대한 이미지를 이용하여 체형을 분석하고, 운동이 가능한 범위를 분석하는 기기를 말한다. 체형 분석기는 개인마다 다른 신체의 특성을 고려하여 사용자의 현재 체형 상태를 파악하고, 분석된 사용자의 체형 상태에 따라 개인별 맞춤 운동법을 제안할 수 있다는 장점을 가지고 있다.
이러한 체형 분석기와 관련하여, 특허문헌 1(한국 공개특허공보 제 2010-0011714호)은 웹 카메라를 이용한 체형 분석기기 및 체형 분석방법을 개시하고 있다.
특허문헌 1의 체형 분석기는 웹 카메라를 상하로 움직일 수 있도록 하는 기기 등의 여러 장치들이 필요하므로, 공간을 많이 차지하며, 휴대성이 낮다는 불편함이 있었다. 또한, 개인의 신체적 특성의 분석에 오차가 발생할 수 있다는 단점을 가지고 있다.
이에 대해, 특허문헌 2(한국 공개특허공보 제 2018-0015858 호)는 사용자 단말에서 촬영한 신체 촬영 영상을 이용하여, 사용자의 신체를 분석하는 체형 분석 서버 및 체형 분석 방법을 제안한다.
특허문헌 2와 같은 체형 분석 방법을 이용하여 사용자의 체형을 분석하고, 이렇게 분석된 체형 정보에 근거하여 운동처방정보나 상품추천정보 등의 사용자 맞춤형 정보를 제공하는 기술들(특허문헌 3 및 특허문헌 4)도 제안되었다.
한편, 미세 먼지나 매연 등의 대기 오염과 자외선 등으로 인해 영·유아나 저연령 아동은 물론 성인들의 실외 활동까지 제약을 받고 있다. 이에, 외부 오염원들과 차단된 실내에서 체육 활동을 가능하게 하는 기술에 대한 관심과 요청이 급격히 증가하고 있다.
특허문헌 5(대한민국 등록특허 제 10-1966045 호)는 폭염, 폭우, 태풍, 미세먼지 등의 다양한 외부 환경요인에 구애 받지 않고 실내체육을 즐길 수 있는 교육용 터치스크린 시스템을 제안한다. 특허문헌 5에 따른 터치스크린 시스템은 도 11과 같이 스크린(12)과, 스크린(12)의 주변에 설치되며, 스크린(12) 상의 화면을 터치(touch)할 수 있도록 하는 터치센서 모듈(14)과, 터치센서 모듈(14)의 주변에 배치되며, 스크린(12) 전방의 상황을 촬영하는 카메라(15)와, 스크린(12)으로 소정의 컨텐츠 영상을 조사하는 빔 프로젝터(16)와, 스크린(12)의 주변에 배치되는 적어도 하나의 스피커(17)와, 이들의 컨트롤을 위한 컨트롤 장치를 포함한다. 특허문헌 5의 터치 스크린 시스템에 따르면, 다양한 컨텐츠를 활용할 수 있음은 물론 터치(Touch) 방식이라서 동시에 여러 학생들의 적극적인 참여를 이끌어낼 수 있기 때문에 기존의 수동적인 교육에서 탈피하여 학습 및 다양한 교내 활동 효과를 향상시킬 수 있다.
본 발명자는 상기 특허문헌 5의 터치 스크린 시스템을 활용하여 초, 중, 고 학생들이 실내에서 단체로 팀을 이루어서 스포츠 게임을 즐길 수 있는 멀티미디어 실내 스포츠 게임 시스템을 개발하고 이를 특허출원하여 특허권(특허문헌 6 : 한국 등록특허공보 제 10-2009977 호)을 획득한 바 있다.
KR 2010-0011714 A KR 2018-0015858 A KR 10-1402781 B1 KR 2017-0131062 A KR 10-1966045 B1 KR 10-2009977 B1
살펴본 바와 같이, 사용자들의 개인별 체형 유형을 판별하고, 이 체형 유형에 맞게 스포츠나 운동 종목을 추천하는 기술들은 종래에도 다수 존재하였다. 그러나, 여러명의 사용자를 모아서 팀을 구성하는 단체 스포츠 경기에 있어서는 개별 사용자들의 체형 유형에 부합되도록 스포츠 게임을 실행하기는 어려웠다. 이로 인해, 팀을 이루어 단체 스포츠 게임을 실행함으로써 단결력과 협동력 및 단체 경기의 흥미와 재미를 추구할 수는 있지만, 팀을 이루는 각 개인 사용자들의 몸매나 체형을 체계적으로 관리하기는 힘들었다.
상기 특허문헌 6의 멀티미디어 실내 스포츠 게임 시스템에 따르면, 다수의 학생들을 여러개의 팀(Team)으로 나누어서 단체 스포츠 게임(예를 들어, 박터뜨리기, 축구 등)을 경쟁적으로 진행할 수 있다.
그러나, 본 발명자들은 팀(Team)을 이루어서 멀티미디어 실내 스포츠 게임을 수행하는 경우 팀에 소속된 사용자간의 체형 차이로 인해서 팀 스포츠가 팀에 소속된 개별 사용자들의 몸매 관리나 체형 교정에는 큰 효과를 줄 수 없다는 점을 발견하였다.
예를 들어, 한 팀에 속하는 사용자의 체형이 한명은 비만이고, 다른 한명은 마른편인 경우, 이들을 한개의 팀으로 구성하여 동일한 팀 스포츠(비만 개선에 효과적인 스포츠)를 실행할 경우 비만인 사용자의 체형은 개선되지만, 마른편인 사용자의 근육량 개선에는 도움을 줄 수 없다. 즉, 비만인 사용자의 경우는 지방을 태울 수 있는 유산소 운동이 체형 개선에 도움을 주지만, 마른편인 사용자의 경우는 근육을 많이 사용하는 근육 운동이 체형 개선에 도움을 주게 된다.
따라서, 팀을 이루어 실내 팀 스포츠를 실행함에 있어서, 유사한 체형을 가지는 사용자들을 함께 묶어서 팀을 구성할 경우 해당 팀에 속하는 사용자들의 체형을 단체로 개선할 수 있는 잇점이 있다.
본 발명은 이러한 종래의 단체 실내 스포츠 게임 환경에서 갖게 되는 고유한 문제점을 해결하기 위해 탄생되었다.
본 발명은 여러명이 팀을 이루어 단체 실내 스포츠 게임을 수행함에 따라 팀에 소속된 팀원 개인들의 몸매와 체형도 자연스럽게 관리될 수 있도록 하는 것을 제 1의 기술적 과제로 한다.
이를 위해, 본 발명은 팀을 이루는 팀원들의 체형 유형을 동일하게 일치시켜 팀을 구성하고, 이렇게 구성된 팀의 체형을 관리하기에 최적화된 실내 스포츠 게임 콘텐츠를 자동으로 매칭시켜 실행하는 것을 특징으로 한다. 이로 인해, 팀 운동을 열심히 수행하는 것만으로도 개인의 몸매 관리나 체형 교정이 가능해진다.
또한, 본 발명은 실내 스포츠 게임에 참여하는 사용자들의 심전도, 맥박수, 체온, 혈압과 같은 생체정보를 사용자들이 착용하고 있는 스마트 밴드로부터 실시간으로 파악하고, 이 생체정보로부터 팀의 운동량을 계산한다. 그리고, 계산된 팀 운동량에 부합하는 난이도를 갖도록 스포츠 게임 콘텐츠를 실행하는 것을 제 2의 기술적 과제로 한다.
마지막으로, 본 발명은 단체 스포츠 게임에 참여하고 있는 사용자의 생체정보를 스마트 밴드로부터 실시간으로 체크하여 스포츠 게임 수행중에 발생할 수 있는 건강상 응급상황을 방지하는 것을 제 3의 기술적 과제로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제 1 양태에 따른 체형정보를 이용한 단체 맞춤형 컨텐츠 제공시스템은, 영상을 투사하는 빔 프로젝터, 음향을 발생시키는 음향 장치, 상기 빔 프로젝터를 통해 투사된 스포츠 게임 영상이 표시되는 스크린 장치, 상기 빔 프로젝터를 통해 상기 스포츠 게임 영상을 투사하고, 상기 음향 장치를 통해 상기 스포츠 게임 영상과 관련된 음향을 발생시키는 시스템 제어 장치 및 상기 사용자의 신체 촬영 영상을 생성하여 상기 시스템 제어 장치에 전송하는 카메라 장치를 포함하는데, 상기 시스템 제어장치는,
상기 카메라 장치로부터 수신한 상기 사용자의 신체 촬영 영상으로부터 사용자의 신체 영역을 검출하여 신체 영역의 무게중심과 복수의 특징 포인트까지의 거리에 기초하여 사용자의 체형 유형을 결정하는 체형 분석수단과; 동일한 체형 유형을 갖는 적어도 2명 이상의 사용자를 묶어서 적어도 하나 이상의 스포츠 게임팀을 구성하는 팀 구성수단과; 체형 유형에 대응되는 적어도 하나 이상의 스포츠 게임 콘텐츠를 매칭하여 저장 관리하는 게임 매칭 데이터베이스로부터 상기 스포츠 게임팀의 체형 유형에 대응되게 매칭되는 스포츠 게임 콘텐츠를 선별하는 콘텐츠 선별수단과; 상기 선별된 스포츠 게임 콘텐츠를 상기 빔 프로젝터를 통해 상기 스크린 장치에 투사하고, 상기 음향 장치를 통해 출력하는 콘텐츠 실행수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 제 2 양태에 따른 체형정보를 이용한 단체 맞춤형 컨텐츠 제공시스템은, 상기 제 1 양태의 상기 체형 분석수단이, 상기 카메라 장치로부터 사용자의 신체 촬영 영상을 수신하는 이미지 수신부와; 상기 이미지 수신부로부터 전달받은 상기 신체 촬영 영상으로부터 사용자의 신체 영역을 검출하고, 검출된 사용자의 신체영역으로부터 외곽선을 추출하는 신체영역 검출부와; 상기 검출된 사용자의 신체 영역으로부터 복수의 특징 포인트를 추출하는 추출부; 및 상기 사용자의 신체 영역의 무게 중심으로부터 복수의 상기 특징 포인트까지의 거리에 기초하여 사용자의 체형 유형을 결정하는 체형 결정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 제 3 양태에 따른 체형정보를 이용한 단체 맞춤형 컨텐츠 제공시스템은, 상기 제 2 양태의 단체 맞춤형 컨텐츠 제공시스템이, 사용자의 손목이나 발목에 착용되어 사용자의 맥박수, 심전도, 혈압, 체온 및 HRV와 같은 생체정보를 센싱하는 센서 유닛과 상기 생체정보를 상기 시스템 제어장치에 전송하는 통신 모듈을 포함하는 웨어러블 스마트밴드를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 제 4 양태에 따른 체형정보를 이용한 단체 맞춤형 컨텐츠 제공시스템은, 상기 제 3 양태의 상기 시스템 제어장치가, 상기 스마트밴드와 상기 생체정보를 포함하는 데이터를 송,수신하기 위한 통신 유닛과; 특정한 상기 스포츠 게임팀에 소속된 사용자들이 착용하고 있는 스마트밴드로부터 전송되는 상기 생체정보에 근거하여 상기 스포츠 게임팀의 팀별 운동량을 산출하는 팀 운동량 산출수단과; 스포츠 게임 콘텐츠별로 팀별 운동량에 대해 콘텐츠의 난이도 등급 및/또는 속도 등급을 매칭하여 저장 관리하는 난이도 매칭 데이터베이스를 참조하여 상기 스포츠 게임팀의 팀별 운동량에 부합하는 난이도 등급 및/또는 속도 등급을 산출하는 난이도 산출수단과; 상기 난이도 산출수단에 의해 산출된 난이도 등급 및/또는 속도 등급에 맞게 상기 선별된 스포츠 게임 콘텐츠를 변환하여 상기 콘텐츠 실행수단에 전달하는 콘텐츠 변환수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 제 5 양태에 따른 체형정보를 이용한 단체 맞춤형 컨텐츠 제공시스템은, 상기 제 4 양태의 상기 팀 구성수단이, 동일한 체형 유형을 갖는 2명 이상의 사용자들을 묶어서 적어도 하나 이상의 스포츠 게임팀을 구성하고, 이렇게 구성되는 각 스포츠 게임팀에 대해 각각 팀 식별정보를 부여하고, 소속된 사용자들의 스마트밴드를 할당하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 제 6 양태에 따른 체형정보를 이용한 단체 맞춤형 컨텐츠 제공시스템은, 상기 제 5 양태의 상기 콘텐츠 선택수단이, 특정 스포츠 게임팀의 체형 유형에 매칭되는 적어도 하나 이상의 스포츠 게임 콘텐츠들중 가장 매칭 우선 순위가 높은 하나의 스포츠 게임 콘텐츠만을 선별하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 제 7 양태에 따른 체형정보를 이용한 단체 맞춤형 컨텐츠 제공시스템은, 상기 제 6 양태의 상기 매칭 우선 순위는 체형 유형과 스포츠 게임 콘텐츠의 관련도를 나타내는 매칭 가중치와 실행 횟수를 고려하여 산출되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 제 8 양태에 따른 체형정보를 이용한 단체 맞춤형 컨텐츠 제공시스템은, 상기 제 7 양태의 상기 팀 운동량 산출수단은, 상기 스포츠 게임팀에 소속된 사용자들의 맥박수 데이터, 혈압 데이터, 체온 데이터를 이용하여 팀별 맥박수 평균값, 혈압 평균값, 체온 평균값을 계산하고, 이들 평균값들을 합산하는 것에 의해 상기 팀별 운동량을 계산하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 제 9 양태에 따른 체형정보를 이용한 단체 맞춤형 컨텐츠 제공시스템은, 상기 제 1 양태 내지 제 8 양태중 어느 한 양태의 단체 맞춤형 컨텐츠 제공시스템에 있어서, 상기 시스템 제어장치가 상기 선별된 스포츠 게임 콘텐츠가 실행되는 과정중에 스포츠 게임에 참여하는 사용자들의 생체정보 데이터를 체크하여 건강상 위험상태에 놓여 있는 사용자를 판별하고, 이를 관리자나 해당 사용자에게 경고하기 위한 위험성 판별수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 제 10 양태에 따른 체형정보를 이용한 단체 맞춤형 컨텐츠 제공시스템은, 상기 제 9 양태의 상기 위험성 판별수단은, 스포츠 게임에 참여하고 있는 사용자들의 심전도 데이터와 HRV 데이터를 분석하여 부정맥과 같은 심장 질환 이상을 갖는 사용자를 찾아내거나 사용자들의 맥박수 데이터, 혈압 데이터, 체온 데이터가 미리 설정되어 있는 위험값을 벗어나는 사용자를 찾아내는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 제 11 양태에 따른 체형정보를 이용한 단체 맞춤형 컨텐츠 제공시스템은, 상기 제 9 양태의 상기 콘텐츠 변환수단은, 상기 선별된 스포츠 게임 콘텐츠의 영상과 음향을 상기 산출된 난이도 등급 및/또는 속도 등급에 맞게 변환하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 제 12 양태에 따른 체형정보를 이용한 단체 맞춤형 컨텐츠 제공시스템은, 상기 제 1 양태 내지 제 8 양태중 어느 한 양태의 단체 맞춤형 컨텐츠 제공시스템에 있어서, 상기 시스템 제어장치는, 상기 터치 위치 정보를 통해 상기 표시된 스포츠 게임 영상의 타깃 영역에 발생한 유효 터치를 검출하고, 유효 터치의 검출 횟수에 따라 스포츠 게임 수행 평가를 실행하는 수행평가수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 제 13 양태에 따른 체형정보를 이용한 단체 맞춤형 컨텐츠 제공시스템은, 상기 제 12 양태의 상기 수행평가수단은, 상기 멀티 터치 스크린 장치로부터 상기 터치 위치 정보를 수신하여 상기 표시된 스포츠 게임 영상의 타깃 영역에 발생한 유효 터치를 검출하고, 유효 터치의 검출 횟수를 적산하여 적산값을 산출하고, 산출된 적산값이 미리 결정된 목표값에 도달하면 상기 빔 프로젝터를 통해 투사되는 영상 또는 상기 음향 장치를 통해 발생되는 음향에 이벤트를 발생시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 제 14 양태에 따른 체형정보를 이용한 단체 맞춤형 컨텐츠 제공시스템은, 상기 제 12 양태의 상기 콘텐츠 변환수단은, 상기 스포츠 게임 콘텐츠의 수행 평가를 위한 상기 목표값을 상기 팀별 난이도 등급에 맞게 높이거나 내리고, 또는, 상기 스포츠 게임 콘텐츠의 실행 속도나 상기 타깃 영역의 이동 속도를 상기 속도 등급에 맞게 높이거나 내리는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 여러명이 팀을 이루어 단체 실내 스포츠 게임을 수행함에 따라 팀 스포츠 게임이 갖는 단결력, 협동력, 흥미와 재미를 극대화하면서도 팀에 소속된 팀원 개인들의 몸매 관리와 체형 교정도 자연스럽게 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 각 팀에 소속된 사용자들의 생체정보를 스마트 밴드로 측정하여 팀 운동량을 산출하고, 이 팀 운동량에 대응되도록 실행되는 스포츠 게임 콘텐츠의 난이도와 속도를 조절할 수 있다. 즉, 본 발명은 팀의 운동량에 맞게 게임 콘텐츠가 실행되기 때문에 과도하게 어렵거나 과도하게 지루해지는 것을 방지할 수 있어서 게임의 흥미를 높이면서 불의의 응급사고도 방지할 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 체형정보를 이용한 단체 맞춤형 컨텐츠 제공시스템의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 X 부분을 나타낸 확대도이다.
도 3은 도 1에 도시된 멀티 터치 스크린 장치의 A-A´ 부분을 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 스크린 시트의 Y 부분을 나타낸 확대도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 웨어러블 스마트 밴드의 외부 사시도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 웨어러블 스마트 밴드의 내부 기능 블록도이다.
도 7은 도 1의 시스템 제어장치에 대한 내부 기능 블록도이다.
도 8은 도 7의 체형 분석 모듈에 대한 내부 기능 블록도이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 체형 유형 테이블의 일 예를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 체형정보를 이용한 단체 맞춤형 컨텐츠 제공 프로세스를 나타내는 흐름도이다.
도 11은 종래에 실내체육을 즐길 수 있는 빔 프로젝터 기반의 터치스크린 시스템에 대한 구성도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 또한, 본 발명의 도면과 명세서에서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 첨부된 도면은 축척에 의하여 도시되지 않았으며, 각 도면의 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 지칭한다.
도 1에는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 체형 정보를 이용한 단체 맞춤형 컨텐츠 제공시스템(10)이 도시되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 단체 맞춤형 컨텐츠 제공시스템(10)은, 영상을 투사하는 빔 프로젝터(100)와 음향을 발생시키는 음향 장치(200)를 이용하여 실내에 스포츠 게임 환경을 제공한다. 이를 위해, 단체 맞춤형 컨텐츠 제공시스템(10)은 멀티 터치 스크린 장치(300), 시스템 제어 장치(400) 및 카메라 장치(560)를 더 포함한다.
상기 시스템 제어 장치(400)는 예를 들어, 2 이상의 단체 사용자들(U)로 하여금 적어도 하나의 타깃 영역(T)을 일정 터치 수단(M)으로 터치하도록 하는 스포츠 게임 콘텐츠를 실행하여, 빔 프로젝터(100)를 통해 적어도 하나의 타깃 영역(T)을 포함하는 스포츠 게임 영상(I)을 투사하고, 음향 장치(200)를 통해 스포츠 게임 영상과 관련된 음향을 발생시킨다. 이 경우, 스포츠 게임 영상(I)에 포함된 타깃 영역(T)은 일 지점에 고정된 정적인 영역이거나 시간 경과에 따라 이동하는 동적인 영역일 수 있다. 본 실시예에서는 실행되는 스포츠 게임 콘텐츠를 '박 터뜨리기'와 같이 타깃 영역(T)을 일정 터치 수단(M)으로 터치하는 스포츠 게임으로 기술하고 있지만, 본 발명의 스포츠 게임 콘텐츠가 이러한 예로 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명에 따른 스포츠 게임 콘텐츠는 에어로빅, 이어달리기, 축구와 같은 구기종목 등의 다양한 스포츠 종목을 모두 포함할 수 있다.
상기 멀티 터치 스크린 장치(300)는, 빔 프로젝터(100)를 통해 투사된 스포츠 게임 영상이 표시되는 장치로서, 스포츠 게임 영상(I)이 표시된 영역에 복수의 터치 수단(M)에 의한 복수의 터치가 발생하는 경우 각각의 터치 위치를 감지하여 터치 위치 정보를 생성한다. 이러한 멀티 터치 스크린 장치(300)는 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 예컨대, 멀티 터치 스크린 장치(300)는 전자유도 방식, 정전용량 방식, 감압 방식 또는 광학적 방식 등으로 구현될 수 있다.
전자유도 방식은, 터치 수단 자체에서 방사되는 전자파 방사 강도의 평면 분포로부터 2차원 좌표를 구하여 터치 수단을 감지할 수 있다.
정전용량 방식은, 화면 내에 정전용량을 갖는 박막을 마련하여, 터치 수단이 화면에 접촉된 경우에 정전용량의 변화량을 측정함으로써, 터치 수단의 터치 좌표를 검출할 수 있다.
감압 방식은, 화면 내에 저항 박막을 마련하여 정전용량 방식과 유사한 방법으로 터치 수단을 인지한다.
광학적 방식은, 화면의 주변에 반사체를 배치하고, 화면의 모서리에서 광을 조사하고, 반사체에 의해 반사되어 돌아오는 반사광을 이용하는 것으로서, 터치 수단에 의해 차단되는 그림자로부터 터치 수단의 각도를 측정하고, 삼각 측량 원리를 적용하여 터치 수단의 위치 좌표를 산출한다
그러나, 전자유도 방식은 전자파를 방사하는 전용 터치 수단을 사용해야 하기 때문에 터치 수단이 제한되는 단점이 있다. 또한, 정전용량 방식과 감압 방식은 예리한 터치 수단이 사용되는 경우 화면이 손상되는 단점이 있다. 특히, 이러한 방식들은, 본 발명과 같이 빔 프로젝터를 이용하여 대형 스크린상에 영상을 투사하는 시스템에 적용될 경우, 제조 및 설치를 어렵게 하고 시스템 구축 비용을 지나치게 상승시키는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 단체 맞춤형 컨텐츠 제공시스템(10)은 광학적 방식의 멀티 터치 스크린 장치로 구현되는 것이 바람직하다.
즉, 멀티 터치 스크린 장치(300)는, 지지 프레임(110), 스크린 시트(120) 및 터치 감지 유닛(140)을 포함할 수 있으며, 실시예에 따라 다수의 탄성 부재(130)를 더 포함할 수 있다.
지지 프레임(110)은, 중공을 가진 사각 테두리 형태로 구성될 수 있다. 스크린 시트(120)는 지지 프레임(110)의 중공에 배치되며, 빔 프로젝터(100)를 통해 투사된 영상이 표시된다. 이 경우, 다수의 탄성 부재(130)는 각각 일단이 지지 프레임(110)에 결합되고 타단이 스크린 시트(120)에 결합되어, 스크린 시트(120)를 지지 프레임(110)의 중공에 고정시킬 수 있다.
터치 감지 유닛(140)은, 지지 프레임(110)의 상변 좌·우측 모서리에 배치되어 광을 조사하고 조사된 광의 반사광에 발생하는 변화를 식별하는 방식으로, 스크린 시트(120)의 영상 표시 영역을 터치한 터치 수단(M)의 터치 위치를 감지하여 터치 위치 정보를 생성한다.
도 2에는 도 1에 도시된 X 부분이 확대도로 도시되어 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 터치 감지 유닛(140)은 광원(142), 이미지 센서(144) 및 브래킷(146)을 포함할 수 있다.
광원(142)은, 적어도 지지 프레임(110)의 상변을 제외한 지지 프레임(110)의 좌·우변과 하변을 향해 광을 조사한다. 이 경우, 광원(142)은 적외선 발광 소자를 포함할 수 있다. 광원(142)에서 조사된 광은 지지 프레임(110)에 의해 재귀적으로 반사되어 이미지 센서(144)에 반사광이 입사된다.
스크린 시트(120)의 영상 표시 영역에 터치 수단(M)에 의한 터치가 발생하면, 이미지 센서(144)에 입사되는 반사광의 패턴이 터치 수단(M)에 의해 불연속적으로 변화된다. 이미지 센서(144)는 이러한 반사광의 변화를 식별하여 터치 수단(M)의 터치 위치 정보를 좌표 정보로 생성할 수 있다. 이 경우, 이미지 센서(144)는 A/D 컨버터 등을 별도로 구비하지 않고도 고속 동작이 가능한 CMOS 방식의 리니어 이미지 센서로 구성될 수 있다. 리니어 이미지 센서는 터치 수단(M)에 의한 터치 위치를 감지하는 과정에서 스크린 시트(120)의 면과 수직한 방향의 정보를 사용하지 않고 스크린 시트(120)의 면과 수평한 방향에서의 그림자 또는 광의 위치 정보를 사용하여 터치 위치를 감지하도록 설계될 수 있다.
브래킷(146)은, 광원(142) 및 이미지 센서(144)와 결합된 상태로 지지 프레임(110)에 결합되어 고정되도록 구성된다.
도 3에는 도 1에 도시된 멀티 터치 스크린 장치(300)의 A-A´ 부분이 단면도로 도시되어 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 멀티 터치 스크린 장치(300)의 지지 프레임(110)은, 반사면부(112)와 결합부(114)를 포함할 수 있다.
반사면부(112)는, 지지 프레임(110) 중공의 일 측 개구 부분에 형성되어, 터치 감지 유닛(140)에 의해 조사된 광을 재귀적으로 반사시키도록 구성된다.
결합부(114)는, 지지 프레임(110) 중공의 타 측 개구 부분에 형성되어, 복수의 탄성 부재(130) 각각의 일단(132)이 일정 간격을 두고 차례로 결합되도록 구성된다. 한편, 각각의 탄성 부재(130)의 타단(134)은 스크린 시트(120)의 테두리 부분에 결합된다.
일 실시예에 있어서, 각각의 탄성 부재(130)는 양 단에 후크 구조를 가지는 코일형 스프링으로 구성될 수 있다. 이 경우, 지지 프레임(110)의 결합부(114)는 탄성 부재(130)의 일단 후크 구조에 대응하는 걸림 홈 구조들을 포함하고, 스크린 시트(120)의 테두리 부분은 탄성 부재(130)의 타단 후크 구조가 삽입되는 관통홀들을 포함할 수 있다.
도 4에는 도 3에 도시된 스크린 시트(120)의 Y 부분이 확대도로 도시되어 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 스크린 시트(120)는 적층 구조를 가질 수 있다. 예컨대, 스크린 시트(120)는 제1 직물층(122a) 및 제2 직물층(122b) 사이에 탄성력과 흡음성을 가진 다공성 합성수지층(124)이 개재되어 적층된 적층 구조를 가질 수 있다. 이와 같이, 탄성력과 흡음성을 가진 다공성 합성수지층(124)을 포함한 스크린 시트(120)가 다시 탄성 부재(130)를 통해 지지 프레임(110)에 고정됨으로써, 멀티 터치 스크린 장치(300)의 충격 및 소음 흡수력과 안전성을 개선할 수 있다.
또한, 스크린 시트(120)는 제1 직물층(122a) 상에 염료층(126)이 적층되고, 염료층(126) 상에 다시 광투과성과 방수성을 가진 필름층(128)이 더 적층된 적층 구조를 가질 수 있다. 이와 같이, 스크린 시트(120)의 최외각에 광 투과성과 방수성을 가진 필름층을 적층함으로써, 멀티 터치 스크린 장치의 터치 감지에 의한 전자적 판서는 물론, 마커 펜(marker pen) 등에 의한 물리적 판서를 가능하게 한다.
또한, 본 발명에서 제공하는 스포츠 게임에 참여하는 적어도 2 이상의 사용자들(U)은 팔목이나 발목에 도 1에 도시된 바와 같이 웨어러블 스마트 밴드(600)를 착용하고 있다. 이 스마트 밴드(600)는 상기 시스템 제어장치(400)와 근거리 무선 통신을 통해 생체정보, 팀 식별정보, 알람 정보 등을 송,수신하는 웨어러블 IOT 스마트기기이다.
이하, 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 웨어러블 스마트밴드(600)의 구성과 기능에 대해서 상세하게 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 웨어러블 스마트밴드(600)의 외부 사시도이고, 도 6은 도 5의 웨어러블 스마트밴드(600)에 대한 내부 기능 블록도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 웨어러블 스마트밴드(600)는, 사용자(U)의 팔목이나 발목에 채워지는 밴드(611), 사용자(U)의 팔목이나 발목에 밀착되는 본체(612), 각종 정보가 표시되는 디스플레이(613)로 구성되는 밴드본체(610)와; 사용자(U)의 팔목이나 발목을 통하여 그 사용자(U)의 생체정보를 센싱하여 대응되는 생체신호를 발생하는 센서유닛(620)과; 상기 시스템 제어장치(400)와 무선으로 통신하기 위한 통신모듈(630)과; 상기한 구성들과 유기적으로 연결된 제어부(640);를 포함한다.
상기 밴드본체(610)는, 진동을 인가하기 위한 진동모터(614), 소리를 발생하기 위한 스피커(615) 및 소리를 입력하기 위한 마이크(616)를 더 포함할 수 있다.
상기 디스플레이(613)는 착용자의 체온, 맥박수(또는 심박수), 혈압, 심전도 등의 신체건강정보나 상기 시스템 제어장치(400)로부터 전송되는 팀(team) 식별정보와 알람(alarm)정보 등을 포함하는 다양한 정보들을 표시한다.
상기 통신모듈(630)은 블루투스 4.0 버젼 이상으로 되는데, 그 외에 지그비
(ZigBee), 적외선(infrared), UWB(Ultra Wide Band), 무선랜(WLAN), NFC(Near Field Communication)등의 근거리 무선통신규격을 실현한다.
상기 센서유닛(620)은 사용자(U)의 신체일부(팔목 또는 발목)에서 심전도 신호를 측정하는 ECG(Electrocardiogram)센서(621)와, 사용자(U)의 신체일부(팔목 또는 발목)에서 맥파신호를 측정하는 PPG(Photoplethysmography)센서(622)와, 사용자(U)의 체온을 측정하기 위한 체온센서(623)를 포함한다. 상기 센서유닛(620)의 각종 센서들(621, 622, 623)은 상기 본체(612)의 이면부에 설치되어 사용자(U)의 팔목이나 발목 피부와 직접 접촉되는 것이 바람직하다.
상기 ECG센서(621)는 금속 전극(+,-,GND)을 이용하여 1채널 Lead1 측정방식으로 측정하고, 상기 PPG센서(622)는 광센서를 이용하여 맥박수를 측정한다.
상기 제어부(640)는 상기 센서유닛(620)으로부터 전송된 ECG신호와 PPG신호를 분석하여 ECG신호로부터 심전도, 심박수 및 HRV(심박변이도) 데이터를 산출하고, PPG 신호로부터 맥박수를 산출하며, ECG신호와 PPG신호를 동시에 이용하여 연속혈압추정(수축기, 이완기) 데이터를 산출한다. 제어부(640)는 측정 내지 산출된 생체정보 데이터(심전도, 심박수, HRV, 맥박수, 연속혈압추정, 체온)를 통신모듈(630)을 경유하여 상기 시스템 제어장치(400)로 전송한다. 또한, 제어부(640)는 측정 내지 산출된 사용자(U)의 심전도, 체온, 맥박수(심박수), 혈압 등의 생체정보 데이터를 상기 디스플레이(613)를 통해 출력한다.
상기 웨어러블 스마트밴드(600)는 상술한 각종 기능 모듈들의 구동을 위한 전원공급부(650)를 더 포함하는데, 충전 가능한 배터리로 이루어지는 것이 바람직하다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 체형정보를 이용한 단체 맞춤형 컨텐츠 제공시스템(10)의 시스템 제어 장치(400)에 대한 기능 블록도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 시스템 제어 장치(400)는 단체 맞춤형 컨텐츠 제공시스템(10)의 전반적인 동작을 제어하며, 특히 사용자(U)로 하여금 적어도 하나의 타깃 영역을 일정 터치 수단으로 터치하도록 하는 스포츠 게임 콘텐츠를 실행하여, 빔 프로젝터(100)를 통해 타깃 영역을 포함하는 스포츠 게임 영상을 투사하고, 음향 장치(200)를 통해 스포츠 게임 영상과 관련된 음향을 발생시킬 수 있다.
아래에서 다시 설명하겠지만, 시스템 제어 장치(400)는 멀티 터치 스크린 장치(300)에서 수신된 터치 위치 정보를 통해, 멀티 터치 스크린 장치(300)에 표시된 스포츠 게임 영상의 타깃 영역에 발생한 유효 터치를 검출하고, 유효 터치의 검출 횟수에 따라 스포츠 게임 수행 평가를 실행할 수 있다.
이를 위해, 시스템 제어 장치(400)는 통신 유닛(430), 입력 유닛(422), 디스플레이 유닛(421), 저장 유닛(440) 및 제어 유닛(410)을 포함하는 컴퓨터 장치로 구성될 수 있다. 예컨대, 시스템 제어 장치(400)는 노트북, 데스크탑 컴퓨터 또는 랩탑 컴퓨터 등의 형태로 구성되거나, 터치 스크린 방식의 정보 전달 시스템인 키오스크(kiosk) 형태로 구성될 수 있다.
이 경우, 통신 유닛(430)은, 유·무선 통신 네트워크를 통해 다른 장치, 예를 들어, 웨어러블 스마트밴드(600), 서버, 시스템 등으로부터 전송된 데이터를 수신하여 제어 유닛(410)에 전달하거나, 제어 유닛(410)에서 처리된 제어 신호나 데이터를 웨어러블 스마트밴드(600)나 다른 장치, 서버, 시스템 등으로 전송하도록 구성된다. 이를 위해, 통신 유닛(430)은 유선 통신부(431)와 무선 통신부(432)를 포함할 수 있다. 예컨대, 유선 통신부(431)는 이더넷, RS-422, 또는 RS-485 등의 통신 프로토콜에 따라 빔 프로젝터(100), 음향 장치(200), 멀티 터치 스크린 장치(300), 카메라 장치(560) 등과 통신을 수행할 수 있다. 무선 통신부(432)는 근거리 무선 통신 방식인 적외선 통신(IrDA), 블루투스(Bluetooth), 또는 지그비(Zigbee) 등을 통해 웨어러블 스마트밴드(600), 빔 프로젝터(100), 음향 장치(200), 멀티 터치 스크린 장치(300), 카메라 장치(560) 등과 통신을 수행할 수 있다. 또한, 무선 통신부(432)는 WCDMA(Wideband CDMA), 무선랜, 와이파이(WiFi), 와이브로(WiBro) 또는 모바일 와이맥스(mobile WiMAX) 등의 통신 방식을 통해, 원격지에 위치한 관리 서버(미도시) 등과 통신을 수행할 수 있다.
상기 입력 유닛(422)은, 사용자(U) 또는 관리자의 명령이나 데이터를 입력받도록 구성된다. 이를 위해, 입력 유닛(422)은 키보드, 마우스, 또는 터치 스크린 등과 같은 입력 장치를 포함할 수 있다. 또한, 입력 유닛(422)은 USB 포트나 외부 장치의 데이터 전송 케이블이 연결되는 다른 입력 포트 등을 포함할 수도 있다.
상기 디스플레이 유닛(421)은, 스포츠 게임 콘텐츠 선택용 사용자 인터페이스, 다양한 선택 메뉴 등을 표시하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 디스플레이 유닛(421)은 모니터, TV, 또는 터치 스크린 등을 포함할 수 있다.
상기 저장 유닛(440)은, 시스템 제어 장치(400)의 동작에 필요한 데이터들을 저장하여 관리하도록 구성된다. 이를 위해, 저장 유닛(440)은 ROM, RAM, EEPROM, 레지스터, 플래시 메모리, CD-ROM, 자기 테이프, 하드 디스크, 플로피디스크, 광 데이터 기록장치 등의 다양한 저장 매체들을 1 또는 2 이상 선택적으로 포함할 수 있다. 이러한 저장 유닛(440)은 다양한 스포츠 게임 콘텐츠들을 저장 관리하는 콘텐츠정보 DB(441), 웨어러블 스마트밴드(600)로부터 전송되는 생체정보 데이터(맥박수, 심박수, 심전도, 혈압, 체온, HRV 등)를 스마트밴드(600)별로 저장 관리하는 생체정보 DB(442), 체형 유형에 대응되는 스포츠 게임 콘테츠를 매칭하여 저장하는 게임 매칭 DB(443), 스포츠 게임 콘텐츠를 함께 수행할 적어도 2이상의 사용자(U)들로 이루어지는 복수의 스포츠 게임팀 정보를 저장 관리하는 팀 정보 DB(444), 팀 운동량 데이터에 대응되는 스포츠 게임 콘텐츠의 난이도 등급 및/또는 속도 등급을 매칭하여 저장 관리하는 난이도 매칭 DB(445) 및 사용자별 체형 유형 정보를 저장 관리하는 체형정보 DB(446) 등을 운영할 수 있다.
상기 제어 유닛(410)은, 시스템 제어 장치(400)의 전반적인 동작을 제어하여 단체 맞춤형 컨텐츠를 제공하기 위한 다양한 소프트웨어 프로그램과 이 소프트웨어 프로그램을 실행하기 위한 하드웨어로 이루어진다. 제어 유닛(410)의 하드웨어는 제어 로직을 실행하기 위한 범용 프로세서, ASIC(application-specific integrated circuit), 그 밖의 다른 칩셋, 논리 회로, 레지스터, 메모리 등을 선택적으로 포함할 수 있다. 제어 유닛(410)의 소프트웨어 프로그램은 내부 메모리에 기록되는 펌웨어로서 제어 유닛(410)의 하드웨어를 통해 실행된다.
제어 유닛(410)의 소프트웨어 프로그램을 구성하는 기능 모듈로서는 도 7과 같이 체형 분석 모듈(411), 팀 구성 모듈(412), 팀 운동량 계산모듈(413), 콘텐츠 선택모듈(414), 콘텐츠 실행모듈(435), 수행 평가모듈(416) 및 위험성 판별 모듈(417) 등을 포함할 수 있다.
상기 체형 분석 모듈(411)은 카메라 장치(560)로부터 수신한 신체 촬영 영상으로부터 사용자의 신체 영역을 검출하여 신체 영역의 무게중심과 복수의 특징 포인트까지의 거리에 기초하여 사용자의 체형 유형을 결정하고, 이를 체형정보 DB(446)에 저장하는 기능 모듈로서, 도 8과 같이 이미지 수신부(411a), 신체영역 검출부(411b), 추출부(411c) 및 체형 결정부(411d)를 포함한다.
상기 이미지 수신부(411a)는 카메라 장치(560)로부터 사용자의 신체 촬영 이미지를 수신하고, 이를 임시 저장한다.
상기 신체영역 검출부(411b)는 상기 이미지 수신부(411a)로부터 전달받은 상기 신체 촬영 이미지로부터 사용자의 신체 영역을 검출하고, 검출된 사용자의 신체영역으로부터 외곽선을 추출한다. 즉, 신체영역 검출부(411b)는 사용자의 신체 영역을 검출하기 위해 Adaboost cascade 방식의 검출기를 이용할 수 있으며, MCT, LBP, mLBP, HOG, bHOG 등의 알고리즘을 이용할 수 있다. 예를 들어, 신체영역 검출부(411b)는 검출된 사용자의 신체 영역으로부터 전경부 이미지를 추출하고, 전경부 이미지로부터 외곽선을 추출한다. 보다 구체적으로, 신체영역 검출부(411b)는 엣지(edge) 등의 특성 또는 배경 분리 기술(Background Subtraction) 등을 이용하여 전경부 이미지를 추출할 수 있으며, 사용자의 신체 영역의 윤곽(contour), 실루엣(silhouette), 골격(skeleton) 등을 이용하여 외곽선을 추출할 수 있다.
상기 추출부(411c)는 검출된 사용자의 신체 영역으로부터 복수의 특징 포인트를 추출한다. 복수의 특징 포인트는 복수의 볼록 껍질 포인트 중 무게 중심으로부터 가깝고, 곡선의 기울기 변화가 두드러지는 점일 수 있다. 이를 위해, 추출부(411c)는 신체영역 검출부(411b)에서 검출된 외곽선의 좌표를 이용하여 적어도 하나 이상의 볼록 껍질 포인트(convex hull point)를 추출한다. 예를 들어, 추출부(411c)는 외곽선의 좌표 및 볼록 껍질 알고리즘(convex hull algorithm)을 이용하여 특징이 될만한 볼록 껍질 포인트의 좌표를 탐색한다. 특히, 추출부(411c)는 가로 길이로 설정된 x좌표의 범위 내에서 추출된 좌표만을 활용한다. 예를 들어, 추출부(411c)는 볼록 껍질 알고리즘을 무게 중심을 기준으로 상단부 및 하단부에 각각 적용하여 볼록 껍질 포인트를 추출한다.
또한, 추출부(411c)는 무게 중심으로부터 추출된 볼록 껍질 포인트까지의 거리에 기초하여 복수의 특징 포인트를 추출한다. 예를 들어, 추출부(411c)는 볼록 껍질 포인트 중 무게 중심의 상부에서 기설정된 범위 내에 위치하고, 무게 중심으로부터 가장 먼 거리에 위치한 볼록 껍질 포인트를 제 1 특징 포인트 및 제 2 특징 포인트로 추출하고, 무게 중심의 하부에서 기설정된 범위에 위치하고, 무게 중심으로부터 가장 가까운 거리에 위치한 볼록 껍질 포인트를 제 3 특징 포인트 및 제 4 특징 포인트로 추출할 수 있다. 무게 중심의 상부에서 기설정된 범위는 예를 들어, 무게 중심으로부터 상부의 세로축 1/4 범위 내에서 무게 중심과의 각이 양수 범위(0~90, 90~180)로 설정될 수 있으며, 무게 중심의 하부에서 기설정된 범위는 무게 중심과 볼록 껍질 포인트 사이의 각이 음수 범위(예를 들어, -180~-90, -90~0)로 설정될 수 있다. 이렇게, 추출부(411c)는 무게 중심으로부터 추출된 볼록 껍질 포인트 및 결함 포인트까지의 거리에 기초하여 복수의 특징 포인트를 추출할 수 있다. 예를 들어, 추출부(411c)는 볼록 껍질 포인트 중 근접하는 두 개의 볼록 껍질 포인트를 연결하는 직선과 외곽선 간의 거리가 가장 긴 경우에 해당하는 외곽선의 좌표를 결함 포인트(defect point)로 추출할 수 있다. 추출부(411c)는 기설정된 범위 내에 볼록 껍질 포인트가 없는 경우, 기설정된 범위 내에 위치하는 결함 포인트를 이용하여 특징 포인트를 추출할 수 있다.
상기 체형 결정부(411d)는 사용자의 신체 영역의 무게 중심으로부터 복수의 상기 특징 포인트까지의 거리에 기초하여 사용자의 체형 유형을 도 9의 테이블과 같이 결정한다. 이와 관련하여, 도 9를 참조하여 상세히 설명한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자의 신체 영역의 복수의 특징 포인트까지의 거리에 따라 사용자의 체형 유형을 결정하기 위한 조건을 포함하는 체형 유형 테이블의 예시적 도면이다. 도 9를 참조하면, 체형 결정부(411d)는 사용자의 신체 영역의 복수의 특징 포인트까지의 거리에 설정된 조건(520)에 기초하여 사용자의 체형 유형(500)을 A타입(530), B타입(540) 및 C타입(550)과 같이 3가지 대분류로 결정하거나 A1타입(531), A2타입(532), B1타입(541), B2타입(542), C1타입(551), C2타입(552)과 같이 6가지 소분류로 나누어서 결정할 수 있다.
상기 체형 결정부(411d)는 사용자의 신체 영역의 무게 중심으로부터 제 1 특징 포인트 내지 제 4 특징 포인트까지의 거리의 합이 제 1 거리 임계값 보다 크고(M1+M2+M3+M4 > Mth1), 사용자의 신체 영역에 대한 가로 대 세로의 비율이 제 1 비율 임계값보다 작은 경우(H/W<Th1), 사용자의 체형을 A타입(530)으로 결정할 수 있다. 체형 결정부(411d)는 무게 중심으로부터 제 1 특징 포인트 및 제 2 특징 포인트의 거리의 합이 무게 중심으로부터 제 3 특징 포인트 및 제 4 특징 포인트의 거리의 합보다 큰지 또는 작은 지(M1+M2>M3+M4 또는 M1+M2<M3+M4)에 따라 A타입 사용자의 체형을 A1타입(531) 또는 A2타입(532)으로 더 세분하여 나눌 수 있다.
상기 체형 결정부(450)는 사용자의 신체 영역의 무게 중심으로부터 제 1 특징 포인트 내지 제 4 특징 포인트까지의 거리의 합이 제 1 거리 임계값 보다 작고 제 2 거리 임계값 보다 크고(Mth2<M1+M2+M3+M4<Mth1), 무게 중심으로부터 제 1 특징 포인트 및 제 2 특징 포인트의 거리의 합이 무게 중심으로부터 제 3 특징 포인트 및 제 4 특징 포인트의 거리의 합보다 큰 경우(M1+M2>M3+M4), 사용자의 체형을 B타입(540)으로 결정할 수 있다. 이때, 체형 결정부(411d)는 무게 중심으로부터 최하단까지의 길이 대 최상단까지의 길이의 비가 임계값보다 큰지 또는 작은지 (D1/D2>Thd 또는 D1/D2<Thd)에 따라 B타입 사용자의 체형을 B1타입(541) 또는 B2타입(542)으로 세분하여 나눌 수 있다.
또한, 체형 결정부(411d)는 사용자의 신체 영역의 무게 중심으로부터 제 1 특징 포인트 내지 제 4 특징 포인트까지의 거리의 합이 제 2 거리 임계값 보다 작고(M1+M2+M3+M4<Mth2), 무게 중심으로부터 제 1 특징 포인트 및 제 2 특징 포인트의 거리의 합이 무게 중심으로부터 제 3 특징 포인트 및 제 4 특징 포인트의 거리의 합보다 작은 경우(M1+M2<M3+M4), 사용자의 체형을 C타입(550)으로 결정할 수 있다. 이때, 체형 결정부(411d)는 사용자의 신체 영역에 대한 가로 대 세로의 비율이 제 2 거리 임계값 보다 큰 지 또는 작은지(Th2<H/W 또는 Th1<H/W<Th2)에 따라 C타입 사용자의 체형을 C1타입(551) 또는 C2타입(552)으로 세분하여 나눌 수 있다.
도 9의 경우, 체형 유형을 크게 A,B,C 세가지 타입으로 나누고, 상세 체형 유형을 다시 A1, A2, B1, B2, C1, C2로 세분하여 여섯가지 타입으로 구분하고 있으나 본 발명의 체형 유형이 도 9에 예시된 형태로 한정되는 것은 아니며, 다양한 형태(9가지 타입이나 12가지 타입 등)로 변형이 가능하다.
도 9에서 A타입은 일반 사람들보다 뼈가 굵은 편에 속하고, 몸이 튼튼한 체형에 속하는 내배엽 체형으로서 기골이 장대한 몸 모양을 가진 체형으로 정의된다. 이러한 내배엽 체형은 유산소 운동으로 지방량을 뺀 후 근력 운동을 한다면 엄청난 효과를 느낄 수 있다. A타입의 상세 체형 유형인 A1타입은 상체 비만인 내배엽 체형을 의미하고, A2타입은 하체 비만인 내배엽 체형을 의미한다.
도 9에서 B타입은 몸의 균형이 잡혀 보이며, 근육의 질이 좋은 편에 속하는 체형으로서 마르지도 않고 살이 많이 찌지도 않은 중배형 체형으로 정의된다. 이러한 중배엽 체형은 중량 운동을 열심히 하여 근육량을 많이 확보한 후 점점 유산소 운동을 실시하여 체지방을 감소시키는 방법을 취하도록 하면 좋은 성과를 얻을 수 있다. B타입의 상세 체형 유형인 B1타입은 상체가 긴 편에 속하는 중배엽 체형을 의미하고, B2타입은 하체가 긴 편에 속하는 중배엽 체형을 의미한다.
도 9에서 C타입은 태어날 때부터 선천적으로 상체와 하체가 마르고 빼빼해서 몸 전체에 살이 없어 왜소하게 보이는 외배형 체형으로 정의된다. 이러한 외배엽 체형은 피하지방이 잘 늘어나지 않고 체중의 변화가 별로 없지만, 신진대사가 활발하여 근육량과 근력을 만들기가 무척 어려운 체형이다. 그러므로 운동은 고중량 소반복을 실행하는 것을 권장하고 인내심을 가지고 꾸준히 식사량과 운동량을 병행해야 한다. C타입의 상세 체형 유형인 C1타입은 마르편인 외배엽 체형을 의미하고, C2타입은 하체 비만인 외배엽 체형을 의미한다.
이와 같이, 체형별로 몸의 형태와 특징이 상이하기 때문에 몸을 관리하기 위한 운동방법도 각기 상이하다. 그러므로, 사용자의 체형을 판별하게 되면, 각 사용자별로 적합한 운동을 추천하는 것이 가능하다. 또한, 동일 내지 유사한 체형을 갖는 복수의 사용자들을 묶어서 하나의 팀을 구성하게 되면, 팀별 체형 유형이 결정되고, 이 팀별 체형 유형에 부합하는 스포츠 게임 콘텐츠를 매칭할 경우 스포츠 게임을 즐기면서 팀에 속한 각 사용자들의 몸매 관리 및 체형 교정을 더욱 극대화시킬 수 있다.
상기 팀 구성 모듈(412)은 상기 체형 정보 DB(446)로부터 동일한 체형 유형을 갖는 복수의 사용자(U)들(예를 들어, 5명)을 추출하고, 이들을 묶어서 하나의 스포츠 게임팀을 구성한다. 예를 들어, 도 9의 체형 유형 테이블을 참조하면, A타입 체형을 갖는 사용자들로 이루어진 스포츠 게임팀(A팀), B타입 체형을 갖는 사용자들로 이루어진 스포츠 게임팀(B팀), C타입 체형을 갖는 사용자들로 이루어진 스포츠 게임팀(C팀)으로 구성할 수도 있고, 아니면 상세 체형 유형에 따라 A1타입 체형을 갖는 사용자들로 이루어진 스포츠 게임팀(A1팀), A2타입 체형을 갖는 사용자들로 이루어진 스포츠 게임팀(A2팀), B1타입 체형을 갖는 사용자들로 이루어진 스포츠 게임팀(B1팀), B2타입 체형을 갖는 사용자들로 이루어진 스포츠 게임팀(B2팀), C1타입 체형을 갖는 사용자들로 이루어진 스포츠 게임팀(C1팀), C2타입 체형을 갖는 사용자들로 이루어진 스포츠 게임팀(C2팀)으로 구성할 수도 있다.
상기 팀 구성 모듈(412)은 이렇게 구성된 3개 또는 6개의 팀에 대해 각각 팀 식별정보를 생성하고, 각 팀 식별정보에 소속되는 사용자들의 스마트밴드들(600)을 할당한 후 이를 팀 정보 DB(444)에 저장함과 동시에 각 스마트밴드(600)로 소속 팀의 정보를 통보한다. 예를 들어, A팀에 소속된 사용자(U)들이 착용한 스마트밴드(600)로 A팀을 표시하는 도형(또는 색상)과 문자를 스마트밴드(600)의 디스플레이(613)상에 표시함과 아울러 스피커(615)를 통해 'A팀'임을 알리는 음성을 출력한다. 이에 따라, A팀에 속한 사용자들(U)은 자신의 팀명(A팀)과 소속된 팀원들에 대한 정보를 확인할 수 있게 된다. 또한, 상기 팀 구성 모듈(412)은 각 팀에 할당된 스마트밴드(600)의 식별정보에 근거하여 상기 생체정보 DB(442)로부터 각 팀에 소속된 스마트밴드(600)별 생체정보 데이터(심박수, 맥박수, 혈압, 체온, 심전도, HRV)를 불러오고, 이를 팀 별 그리고 스마트밴드(600)별로 상기 팀 정보 DB(444)에 저장 관리한다. 또한, 상기 팀 구성 모듈(412)은 상기 콘텐츠 선택 모듈(414)에 의해 선택된 특정 스포츠 게임 콘텐츠가 상기 콘텐츠 실행 모듈(415)에 의해 실행됨에 따라 스마트밴드(600)의 센서유닛(620)으로부터 전송되는 생체정보 데이터를 이용하여 상기 팀 정보 DB(444)에 저장된 스마트밴드(600)별 생체정보 데이터를 실시간으로 갱신한다.
따라서, 콘텐츠 실행모듈(415)에 의해 특정한 스포츠 게임 콘텐츠가 실행되기 전에는 스마트밴드(600)의 센서 유닛(620)으로부터 전송되는 생체정보 데이터를 상기 생체정보 DB(442)에 갱신하면서 관리하고, 스포츠 게임 콘텐츠가 실행된 후에는 스마트밴드(600)의 센서 유닛(620)으로부터 전송되는 생체정보 데이터를 상기 팀 정보 DB(444)에 갱신하면서 관리한다.
상기 팀 운동량 계산모듈(413)은 상기 팀 구성 모듈(412)에 의해 팀이 나누어지고 상기 팀 정보 DB(444)가 초기 생성 완료되면, 각 팀에 소속된 스마트밴드(600)별 심박수(맥박수)데이터, 혈압 데이터, 체온 데이터를 불러와서 각 팀별 심박수 평균값, 혈압 평균값, 체온 평균값을 계산하고, 이들 평균값들을 합산하는 것에 의해 팀별 운동량을 계산한다. 여기서, 평균값은 산술 평균을 의미한다. 이렇게 계산된 팀별 운동량은 팀 정보 DB(444)에 저장된다. 예를 들어, A팀의 심박수 평균값을 Mh라 하고, 혈압 평균값을 Mb라 하고, 체온 평균값을 Mt라고 하면, A팀의 운동량(Momentum) 'Am'은 Am=Mh+Mb+Mt가 된다.
상기 콘텐츠 선택모듈(414)은 상기 팀 정보 DB(444)로부터 특정 팀(예를 들어, A1팀)의 체형 유형 정보(예를 들어, A1타입)를 불러오고, 이 체형 유형 정보를 이용하여 상기 게임 매칭 DB(443)를 검색하여 해당 체형 유형에 매칭되는 적어도 하나 이상의 스포츠 게임 콘텐츠를 추출하여 디스플레이 유닛(421)을 통해 표시한다. 이에 따라, 관리자는 디스플레이 유닛(441)에 표시된 스포츠 게임 콘텐츠 리스트중에서 콘텐츠 실행모듈(415)을 통해 실행할 특정 스포츠 게임 콘텐츠(예를 들어, '박터트리기')를 선택한다. 상기 스포츠 게임 콘텐츠 리스트는 각 체형 유형별로 권장하는 스포츠 게임들의 권장 우선순위(매칭 가중치)에 따라 내림 차순으로 정리되어 표시된다. 따라서, 관리자는 스포츠 게임들의 순위에 따라 순차적으로 스포츠 게임 콘텐츠를 선택하는 것이 바람직하다.
또는, 상기 콘텐츠 선택모듈(414)은 상기 팀 정보 DB(444)로부터 특정 팀(예를 들어, A1팀)의 체형 유형 정보(예를 들어, A1타입)를 불러오고, 이 체형 유형 정보를 이용하여 상기 게임 매칭 DB(443)를 검색하여 해당 체형 유형에 매칭되는 적어도 하나 이상의 스포츠 게임 콘텐츠를 추출하고, 추출된 스포츠 게임 콘텐츠들중 가장 우선 순위가 높은 하나의 스포츠 게임 콘텐츠만을 선별하여 콘텐츠 실행모듈(415)에 전달할 수도 있다. 이때, 상기 우선 순위는 체형 유형별로 매칭 가중치(스포츠 게임 콘텐츠와 체형 유형의 관계도가 높은 것)가 높으면서 동시에 실행 횟수가 낮은 것이 높은 순위를 가지게 된다.
또한, 상기 콘텐츠 선택모듈(414)은 상기 팀 정보 DB(444)로부터 상기 팀별 운동량 데이터를 불러오고, 이 팀별 운동량 데이터를 이용하여 상기 난이도 매칭 DB(445)를 검색한다. 난이도 매칭 DB(445)에는 스포츠 게임 콘텐츠별로 운동량 데이터와 콘텐츠의 난이도 등급 및/또는 속도 등급이 매칭되어 있다. 예를 들어, 관리자나 프로그램 모듈(즉, 콘텐츠 선택모듈)에 의해 선택된 특정 스포츠 게임 콘텐츠가 '박터트리기'라고 하면, 이 '박터트리기'게임 콘텐츠가 난이도:10등급, 속도:10등급으로 나누어져 있고, 각 난이도 등급과 속도 등급별로 필요한 팀별 운동량이 매칭되어 있다. 따라서, 상기 콘텐츠 선택모듈(414)은 상기 팀별 운동량 데이터에 근거하여 상기 난이도 매칭 DB(445)를 검색하는 것에 의해 해당 팀에 매칭되는 '박터트리기'게임 콘텐츠의 난이도 등급(예를 들어, 8등급)과 속도 등급(예를 들어, 6등급)을 찾아내고 이를 상기 콘텐츠 실행모듈(415)에 전달한다.
상기 콘텐츠 실행모듈(415)은 관리자나 프로그램 모듈(즉, 콘텐츠 선택모듈)에 의해 선택된 상기 특정 스포츠 게임 콘텐츠(예를 들어, '박터트리기')를 상기 난이도 등급과 속도 등급에 맞게 영상처리부(415a)와 음향처리부(415b)를 통해 실행한다. 즉, 콘텐츠 정보 DB(442)로부터 선택된 상기 특정 스포츠 게임 콘텐츠(예를 들어, '박터트리기')를 불러와서 상기 영상처리부(415a)와 음향처리부(415b)에서 해당하는 난이도 등급(예를 들어, 난이도 8등급) 및/또는 속도 등급(예를 들어, 속도 6등급)에 맞게 변환한 후 스포츠 게임 영상은 빔 프로젝터(100)를 통해 멀티 터치 스크린 장치(300)에 표시하고, 스포츠 게임 영상과 동기화된 음향은 음향 장치(200)를 통해 발생시킨다. 이때 상기 특정 스프츠 게임 콘텐츠는 난이도 등급에만 맞게 변환되거나 또는 속도 등급에만 맞게 변환되거나 또는 난이도 등급과 속도 등급에 모두 맞게 변환될 수 있다.
상기 위험성 판별 모듈(417)은 스포츠 게임 콘텐츠가 팀별로 실행되는 과정에서 스포츠 게임에 참여하는 사용자중에 건강상 위험상태에 놓여 있는 사용자를 판별하고, 이를 관리자와 해당 사용자에게 경고하기 위한 것이다. 상기 위험성 판별모듈(417)은 스포츠 게임이 실행되는 과정중에 상기 팀 정보 DB(444)로부터 해당 팀에 소속된 스마트밴드(600)의 생체정보 데이터를 체크하여 건강 위험상태를 판별한다. 즉 스포츠 게임에 참여하는 사용자(U)들의 심전도 데이터와 HRV 데이터를 분석하여 부정맥 등의 심장 질환 이상을 찾아내고, 사용자(U)들의 심박수(맥박수) 데이터, 혈압 데이터(수축기 혈압, 이완기 혈압), 체온 데이터를 미리 설정되어 있는 위험값과 비교하여 스포츠 게임 콘텐츠를 계속 수행할 경우 건강상 위험을 초래할 수 있는 사용자(U)를 찾아낸다. 예를 들어, 상기 위험값은 체온 : 34℃ 이하이거나 39℃ 이상, 혈압 : 70mmHg이하이거나 200mmHg 이상, 맥박수(또는 심박수) : 50이하이거나 160이상으로 설정될 수 있는데, 이렇게 설정된 위험값은 스포츠 게임 콘텐츠를 수행할 사용자(U)의 나이, 성별이나 스포츠 게임 콘텐츠가 실행되는 장소나 환경(날씨, 습도, 온도 등) 등에 따라 변화될 수 있다. 즉, 상기 위험성 판별 모듈(417)은 단체 스포츠 게임에 참여하고 있는 사용자(U)의 맥박수가 위험값(50이하이거나 160이상)을 벗어나서 50 미만이나 160을 초과하는 것으로 나타나면 해당 사용자(U)를 건강 위험자로 판단하여 이를 디스플레이 유닛(421)에 표시하여 관리자에게 통지하고, 해당 스마트밴드(600)에 알람신호를 전송하여 해당 스마트밴드(600)의 디스플레이(613), 스피커(615) 또는 진동모터(614)를 통해 경고신호를 출력한다. 이에 따라, 관리자는 해당 스마트밴드(600)를 착용하고 있는 사용자(U)를 건강 위험자로 간주하여 스포츠 게임을 중단하고, 해당 사용자를 스포츠 게임 참여로부터 배제할 수 있다.
상기 수행 평가 모듈(416)은, 멀티 터치 스크린 장치(300)의 터치 위치 정보를 통해 멀티 터치 스크린 장치(300)에 표시된 스포츠 게임 영상의 타깃 영역에 발생한 유효 터치를 검출하고, 유효 터치의 검출 횟수에 따라 스포츠 게임 수행 평가를 실행할 수 있다. 이를 위해, 수행 평가부(416)는 터치 정보 수신부(416a), 유효 터치 검출부(416b), 유효 터치 적산부(416c) 및 이벤트 결정부(416d)를 포함할 수 있다.
상기 터치 정보 수신부(416a)는 유선 통신부(431) 또는 무선 통신부(432)를 통해 멀티 터치 스크린 장치(300)로부터 스크린 시트(120)의 영상 표시 영역 상의 터치 위치 정보를 실시간으로 수신하여 유효 터치 검출부(416b)에 전달할 수 있다.
상기 유효 터치 검출부(416b)는 전달된 터치 위치 정보를 이용하여 스포츠 게임 영상의 타깃 영역에 발생한 유효 터치를 검출할 수 있다. 이 경우, 유효 터치 검출부(416b)는 스포츠 게임 영상의 타깃 영역 좌표 정보와 터치 위치 정보에 포함된 좌표 정보를 비교하여 유효 터치 발생 여부를 판단할 수 있다. 실시예에 따라, 유효 터치 검출부(416b)는 타깃 영역에 대한 유효 터치를, 타깃 영역 중심과의 거리에 따라 복수 등급으로 구별하여 검출할 수 있다. 예컨대, 터치 수단(M)의 터치 위치가 타깃 영역의 중심 부분에 해당하는 경우, 유효 터치 검출부(416b)는 해당 터치를 상등급 유효 터치로 검출할 수 있다. 반면, 터치 수단(M)의 터치 위치가 타깃 영역의 경계 부분에 해당하는 경우, 유효 터치 검출부(416b)는 해당 터치를 하등급 유효 터치로 검출할 수 있다.
상기 유효 터치 적산부(416c)는, 유효 터치 검출부(416b)의 유효 터치 검출시마다 유효 터치의 검출 횟수를 적산하여 적산값을 산출할 수 있다. 유효 터치 검출부(416b)가 유효 터치를 복수 등급으로 구별하여 검출한 경우, 유효 터치 적산부(416c)는 유효 터치 검출 횟수의 가산치를 등급별로 차별화하여 검출 횟수를 적산할 수 있다. 예컨대, 현재 검출된 유효 터치가 상등급 유효 터치인 경우, 유효 터치 적산부(416c)는 기존 적산값에 1을 가산할 수 있다. 반면, 현재 검출된 유효 터치가 하등급 유효 터치인 경우, 유효 터치 적산부(416c)는 기존 적산값에 0.5만을 가산할 수 있다.
상기 이벤트 결정부(416d)는, 유효 터치 적산부(416c)에 의해 산출된 적산값을 미리 설정되어 있는 목표값들과 비교하여 해당 적산값이 특정한 목표값에 도달하면 해당 설정값에 대응하는 이벤트의 생성을 결정할 수 있다. 예컨대, 이벤트 결정부(416d)는 유효 터치 적산부(416c)의 적산값이 제 1 목표값에 도달하면 타깃 영역 이미지의 변경 및 제 1 음향 발생을 결정할 수 있다. 또한, 이벤트 결정부(416d)는 유효 터치 적산부(416c)의 적산값이 최종 목표값에 도달하면 미션 완료 이미지 표시 및 제 2 음향 발생을 결정할 수 있다. 이러한 제 1 목표값과 최종 목표값은 상기 콘텐츠 선택 모듈(414)에 의해 설정되는 난이도 등급에 종속될 수도 있다. 즉, 콘텐츠 실행모듈(415)의 영상 처리부(415a)와 음향 처리부(415b)에서 난이도 등급에 맞게 게임 콘텐츠를 변환하지 않고, 동일한 난이도의 게임 콘텐츠를 속도 등급에 맞게 타깃의 이동속도만 달리하여 실행하되 상기 제 1 목표값과 최종 목표값을 높이거나 낮추는 것에 의해 난이도 등급을 조절할 수도 있다.
이렇게 스포츠 게임 콘텐츠 시나리오 진행이 최종 완료되면, 수행 평가 모듈(416)은 팀별 스포츠 게임 수행 평과 결과를 산출하여 빔 프로젝터(100)를 통해 멀티 터치 스크린 장치(300) 상에 표시하거나 시스템 제어 장치(400)의 디스플레이 유닛(421)에 표시하고, 팀 정보 DB(444)에 저장할 수 있다.
이하, 상술한 본 발명의 시스템 구성을 참조하여 체형정보를 이용한 단체 맞춤형 컨텐츠를 제공하는 프로세스를 도 10을 참조하여 상세히 소개한다.
대표적으로 초등학교, 중학교, 고등학교 등의 실내(체육관 또는 교실)에 도 1과 같은 본 발명에 따른 체형정보를 이용한 단체 맞춤형 컨텐츠 제공시스템(10)을 설치한다. 여기에서는 본 발명의 시스템(10)이 초,중,고교와 같은 교육기관의 실내에 설치되는 것으로 설명하고 있으나, 유치원과 같은 유아교육기관, 정부기관이나 지방자체단체를 포함하는 공공기관, 연구소, 회사 등 미세먼지 등으로 인해 실내 스포츠를 권장하는 모든 단체의 실내에 적용할 수 있음은 물론이다.
본 발명의 시스템(10)이 설치된 상태에서 실내 스포츠 게임에 참여하고자 하는 학생들로 이루어진 사용자(U)들에게 무작위로 도 5의 웨어러블 스마트밴드(600)를 나누어주고 손목이나 발목에 착용시킨다. 이때, 필요에 따라 사용자(U)와 무관하게 무기명으로 스마트밴드(600)를 착용하게 할 수도 있고, 아니면 사용자와 스마트밴드(600)를 매칭시켜서 착용시킬 수도 있다. 즉, 사용자 식별정보(이름, 학번 등)와 스마트밴드(600) 식별정보를 서로 매칭시킬 수도 있다. 이 경우, 관리자인 선생님은 특정 스마트밴드(600)를 착용한 학생이 누구인지를 정확하게 파악할 수 있다.
실내 스포츠 게임에 참여하고자 하는 사용자들(U) 모두가 스마트밴드(600)를 착용하게 되면, 스마트밴드(600)의 센서유닛(620)의 ECG 센서(621), PPG 센서(622) 및 체온 센서(623)로부터 ECG신호, PPG신호 및 체온신호를 센싱한다. 또한, 스마트밴드(600)의 제어부(640)는 센싱된 ECG신호, PPG신호 및 체온신호로부터 심전도 데이터, 심박수 데이터(맥박수 데이터), HRV 데이터, 연속혈압추정 데이터(혈압 데이터), 체온 데이터를 산출하여 통신모듈(630)를 경유하여 시스템 제어장치(400)로 전송한다. 이때, 스마트밴드(600)의 제어부(640)는 상기 생체정보 데이터(심전도 데이터, 심박수 데이터(맥박수 데이터), HRV 데이터, 혈압 데이터, 체온 데이터 등)와 더불어 스마트밴드(600) 식별정보도 함께 시스템 제어장치(400)로 전송한다.
스마트밴드(600)로부터 스마트밴드(600) 식별정보와 더불어 상기 생체정보 데이터를 전송받은 시스템 제어장치(400)의 제어유닛(410)은 상기 생체정보 데이터를 상기 스마트밴드(600) 식별정보별로 생체정보 DB(442)에 저장한다(S110).
스마트 밴드(600)를 착용한 사용자(U)는 본 발명의 시스템 제어장치(422)에 연결되어 있는 카메라 장치(560)를 통해 신체 영상을 촬영한다. 이때, 신체 영상은 동영상으로 촬영할 수도 있고, 전면, 후면, 뒷면, 좌우옆면 등의 스틸 사진으로 촬영할 수도 있다. 이렇게 촬영된 신체 영상은 상기 스마트밴드(600) 식별정보와 함께 시스템 제어장치(400)의 체형 분석 모듈(411)로 전달된다.
시스템 제어장치(400)의 체형 분석 모듈(411)은 상기 카메라 장치(560)로부터 수신한 신체 촬영 영상으로부터 사용자의 신체 영역을 검출하여 신체 영역의 무게중심과 복수의 특징 포인트까지의 거리에 기초하여 사용자의 체형 유형을 결정하고, 이를 체형정보 DB(446)에 저장한다(S120).
이렇게 모든 사용자(U)들의 체형 유형 정보가 체형 정보 DB(446)에 저장 완료되면, 시스템 제어장치(400)의 팀 구성 모듈(412)은 체형 정보 DB(446)를 검색하여 동일한 체형 유형(도 9 참조)을 갖는 적어도 하나 이상의 사용자(U)들을 추출하고, 이들을 묶어서 하나의 스포츠 게임팀을 구성한다(S130). 이때, 스포츠 게임팀은 도 9와 같이 A, B, C 세팀으로 구성되거나 A1, A2, B1, B2, C1, C2의 6팀으로 구성될 수 있다. 이때, 스포츠 게임팀을 구성하는 사용자는 팀별로 동일한 숫자로 구성하는 것이 바람직하지만, 서로 다른 숫자로 구성될 수도 있다.
이렇게 체형 유형별로 적어도 하나 이상의 스포츠 게임팀이 구성되면, 상기 팀 구성 모듈(412)은 이렇게 구성된 M개의 팀에 대해 각각 팀 식별정보를 생성하고, 각 팀 식별정보에 소속되는 스마트밴드들(600)을 할당한 후 이를 팀 정보 DB(444)에 저장함과 동시에 각 스마트밴드(600)에 소속 팀의 정보를 통보한다(S140).
그리고, 상기 팀 구성 모듈(412)은 각 팀에 할당된 스마트밴드(600)의 식별정보에 근거하여 상기 생체정보 DB(442)로부터 각 팀에 소속된 스마트밴드(600)별 생체정보 데이터(심박수, 맥박수, 혈압, 체온, 심전도, HRV)를 불러오고, 이를 스마트밴드(600)별로 상기 팀 정보 DB(444)에 저장 관리한다(S150).
상기 단계 S130 내지 S150을 통해 팀 구성 모듈(412)에 의해 팀이 나누어지고 상기 팀 정보 DB(444)가 초기 생성 완료되면, 각 팀에 소속된 스마트밴드(600)별 심박수(맥박수)데이터, 혈압 데이터, 체온 데이터를 불러와서 각 팀별 심박수 평균값, 혈압 평균값, 체온 평균값을 계산하고(S160), 이들 평균값들을 합산하는 것에 의해 팀별 운동량 데이터를 계산하여 팀 정보 DB(444) 저장한다(S165).
상기 단계 S165를 통해 팀별 운동량 데이터가 산출된 후, 시스템 제어장치(400)의 콘텐츠 선택모듈(414)은 상기 팀 정보 DB(444)로부터 특정 팀(예를 들어, A1팀)의 체형 유형 정보(예를 들어, A1타입)를 불러오고, 이 체형 유형 정보를 이용하여 상기 게임 매칭 DB(443)를 검색하여 해당 체형 유형에 매칭되는 적어도 하나 이상의 스포츠 게임 콘텐츠를 추출하여 디스플레이 유닛(421)을 통해 표시한다. 이에 따라, 관리자는 디스플레이 유닛(441)에 표시된 스포츠 게임 콘텐츠 리스트중에서 콘텐츠 실행모듈(415)을 통해 실행할 특정 스포츠 게임 콘텐츠(예를 들어, '박터트리기')를 선택한다(S170).
택일적으로, 상기 S170에서, 상기 콘텐츠 선택모듈(414)은 상기 팀 정보 DB(444)로부터 특정 팀(예를 들어, A1팀)의 체형 유형 정보(예를 들어, A1타입)를 불러오고, 이 체형 유형 정보를 이용하여 상기 게임 매칭 DB(443)를 검색하여 해당 체형 유형에 매칭되는 적어도 하나 이상의 스포츠 게임 콘텐츠를 추출하고, 추출된 스포츠 게임 콘텐츠들중 가장 우선 순위가 높은 하나의 스포츠 게임 콘텐츠만을 선별하여 콘텐츠 실행모듈(415)에 전달할 수도 있다(S170). 이때, 상기 우선 순위는 체형 유형별로 매칭 가중치(스포츠 게임 콘텐츠와 체형 유형의 관계도가 높은 것)가 높으면서 동시에 실행 횟수가 낮은 것이 높은 순위를 가지게 된다.
상기 S170에서 팀별로 실행할 스포츠 게임 콘텐츠가 결정되면, 상기 콘텐츠 선택 모듈(414)은 상기 팀별 운동량 데이터에 근거하여 상기 난이도 매칭 DB(445)를 검색하는 것에 의해 해당 팀에 매칭되는 상기 특정 스포츠 게임 콘텐츠의 난이도 등급 및/또는 속도 등급을 찾아내고 이를 상기 콘텐츠 실행모듈(415)에 전달한다(S175).
상기 콘텐츠 실행모듈(415)은 관리자나 프로그램 모듈(즉, 콘텐츠 선택 모듈)에 의해 선택된 특정 스포츠 게임 콘텐츠를 상기 콘텐츠 선택 모듈(414)로부터전달된 난이도 등급 및/또는 속도 등급에 맞게 영상처리부(415a)와 음향처리부(415b)를 통해 실행한다(S180). 즉, 상기 콘텐츠 정보 DB(442)로부터 선택된 상기 특정 스포츠 게임 콘텐츠를 불러와서 상기 영상처리부(415a)와 음향처리부(415b)에서 해당하는 난이도 등급 및/또는 속도 등급에 맞게 변환한 후 스포츠 게임 영상은 빔 프로젝터(100)를 통해 멀티 터치 스크린 장치(300)에 표시하고, 스포츠 게임 영상과 동기화된 음향은 음향 장치(200)를 통해 출력시킨다.
한편, 택일적으로, 상기 단계 S180에서 콘텐츠 실행모듈(415)의 영상 처리부(415a)와 음향 처리부(415b)가 난이도 등급에 맞게 게임 콘텐츠를 변환하지 않고, 동일한 난이도의 게임 콘텐츠를 속도 등급에 맞게 타깃의 이동속도만 달리하여 실행하되 수행평가를 위한 상기 제 1 목표값 또는 최종 목표값만을 높이거나 낮추는 것에 의해 난이도 등급을 조절할 수도 있다.
상기 단계 S180을 통해 팀별 운동량에 대응되는 난이도 등급 및/또는 속도 등급을 갖는 스포츠 게임 콘텐츠가 실행되는 과정중에 상기 위험성 판별모듈(417)은 상기 팀 정보 DB(444)로부터 해당 팀에 소속된 스마트밴드(600)의 생체정보 데이터를 체크하여 건강 위험상태를 판별한다(S190). 즉 스포츠 게임에 참여하는 사용자(U)들의 심전도 데이터와 HRV 데이터를 분석하여 부정맥과 같은 심장 질환 이상을 찾아내고, 사용자(U)들의 심박수(맥박수) 데이터, 혈압 데이터(수축기 혈압, 이완기 혈압), 체온 데이터를 미리 설정되어 있는 위험값과 비교하여 스포츠 게임 콘텐츠를 계속 수행할 경우 건강상 위험을 초래할 수 있는 사용자(U)를 찾아낸다. 이에 따라, 관리자는 해당 스마트밴드(600)를 착용하고 있는 사용자(U)를 건강 위험자로 간주하여 스포츠 게임 참여로부터 배제한다.
또한, 시스템 제어장치(400)의 수행 평가 모듈(416)은, 멀티 터치 스크린 장치(300)의 터치 위치 정보를 통해 멀티 터치 스크린 장치(300)에 표시된 스포츠 게임 영상의 타깃 영역에 발생한 유효 터치를 검출하고, 유효 터치의 검출 횟수에 따라 스포츠 게임 수행 평가를 실행할 수도 있다.
이렇게 스포츠 게임 콘텐츠 시나리오 진행이 최종 완료되면, 수행 평가 모듈(416)은 팀별 스포츠 게임 수행 평과 결과를 산출하여 빔 프로젝터(100)를 통해 멀티 터치 스크린 장치(300)상에 표시하거나 시스템 제어 장치(400)의 디스플레이 유닛(421)에 표시하고, 팀 정보 DB(444)에 저장할 수 있다(S195).
이와 같이, 본 발명은 동일한 체형 유형을 갖는 복수의 사용자들을 묶어서 팀(단체)을 구성하고, 각 팀의 체형 유형 정보에 최적으로 매칭되는 스포츠 게임 콘텐츠를 선별하고, 각 팀에 소속된 사용자들의 생체정보를 스마트 밴드(600)로 측정하여 팀 운동량을 산출하고, 이 팀 운동량에 대응되도록 상기 선별된 스포츠 게임 콘텐츠의 난이도와 속도를 조절하여 실행하는 것을 특징으로 한다. 즉, 본 발명은 단체나 팀의 체형 유형에 부합하는 게임 콘텐츠를 자동으로 찾아내고 실행하기 때문에 팀의 구성원들의 몸매와 체형을 체계적으로 관리하는 것이 가능해진다.
또한, 팀의 운동량에 맞게 게임 콘텐츠가 실행되기 때문에 과도하게 어렵거나 과도하게 지루해지는 것을 방지할 수 있어서 게임의 흥미를 높이면서 불의의 응급사고를 방지할 수 있다.
또한, 체형이 다른 다수의 사용자들을 묶어서 팀을 구성하더라도 각 팀에 할당되는 게임 콘텐츠의 난이도와 속도를 팀의 능력에 맞게 조절함으로써 팀별 경쟁을 보다 공정하게 운영할 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
10 : 단체 맞춤형 컨텐츠 제공 시스템, 100 : 빔 프로젝터, 110 : 지지 프레임, 112 : 반사면부, 114 : 결합부, 120 : 스크린 시트, 130 : 탄성 부재, 140 : 터치 감지 유닛, 142 : 광원, 144 : 이미지 센서, 146 : 브라켓, 200 : 음향 장치, 300 : 멀티 터치 스크린 장치, 400 : 시스템 제어장치, 410 : 제어 유닛, 411 : 체형 분석 모듈, 411a : 이미지 수신부, 411b : 신체영역 검출부, 411c : 추출부, 411d : 체형 결정보, 412 : 팀 구성 모듈, 413 : 팀 운동량 계산모듈, 414 : 콘텐츠 선택모듈, 415 : 콘텐츠 실행모듈, 416 : 수행 평가모듈, 416a : 터치 정보 수신부, 416b : 유효 터치 검출부, 416c : 유효 터치 적산부, 416d : 이벤트 결정부, 417 : 위험성 판별모듈, 421 : 디스플레이 유닛, 422 : 입력 유닛, 430 : 통신 유닛, 431 : 유선 통신부, 432 : 무선 통신부, 440 : 저장 유닛, 441 : 콘텐츠 정보 DB, 442 : 생체정보 DB, 443 : 게임 매칭 DB, 444 : 팀 정보 DB, 445 : 난이도 ㅁ매칭 DB, 446 : 체형 정보 DB, 560 : 카메라 장치, 600 : 스마트 밴드, 610 : 밴드 본체, 611 : 밴드, 612 : 본체, 613 : 디스플레이, 614 : 진동 모터, 615 : 스피커, 616 : 마이커, 620 : 센싱 유닛, 621 : ECG 센서, 622 : PPG 센서, 623 : 체온센서, 630 : 통신 모듈, 640 : 제어부, 650 : 전원 공급부

Claims (14)

  1. 영상을 투사하는 빔 프로젝터, 음향을 발생시키는 음향 장치, 상기 빔 프로젝터를 통해 투사된 스포츠 게임 영상이 표시되는 스크린 장치, 상기 빔 프로젝터를 통해 상기 스포츠 게임 영상을 투사하고, 상기 음향 장치를 통해 상기 스포츠 게임 영상과 관련된 음향을 발생시키는 시스템 제어 장치 및 상기 사용자의 신체 촬영 영상을 생성하여 상기 시스템 제어 장치에 전송하는 카메라 장치를 포함하는 멀티미디어 실내 스포츠 게임 시스템에 있어서,
    상기 시스템 제어장치는,
    상기 카메라 장치로부터 수신한 상기 사용자의 신체 촬영 영상으로부터 사용자의 신체 영역을 검출하여 신체 영역의 무게중심과 복수의 특징 포인트까지의 거리에 기초하여 사용자의 체형 유형을 결정하는 체형 분석수단과;
    동일한 체형 유형을 갖는 적어도 2명 이상의 사용자를 묶어서 적어도 하나 이상의 스포츠 게임팀을 구성하는 팀 구성수단과;
    체형 유형에 대응되는 적어도 하나 이상의 스포츠 게임 콘텐츠를 매칭하여 저장 관리하는 게임 매칭 데이터베이스로부터 상기 스포츠 게임팀의 체형 유형에 대응되게 매칭되는 스포츠 게임 콘텐츠를 선별하는 콘텐츠 선별수단과;
    상기 선별된 스포츠 게임 콘텐츠를 상기 빔 프로젝터를 통해 상기 스크린 장치에 투사하고, 상기 음향 장치를 통해 출력하는 콘텐츠 실행수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 체형정보를 이용한 단체 맞춤형 컨텐츠 제공시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 체형 분석수단은,
    상기 카메라 장치로부터 사용자의 신체 촬영 영상을 수신하는 이미지 수신부와;
    상기 이미지 수신부로부터 전달받은 상기 신체 촬영 영상으로부터 사용자의 신체 영역을 검출하고, 검출된 사용자의 신체영역으로부터 외곽선을 추출하는 신체영역 검출부와;
    상기 검출된 사용자의 신체 영역으로부터 복수의 특징 포인트를 추출하는 추출부; 및
    상기 사용자의 신체 영역의 무게 중심으로부터 복수의 상기 특징 포인트까지의 거리에 기초하여 사용자의 체형 유형을 결정하는 체형 결정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 체형정보를 이용한 단체 맞춤형 컨텐츠 제공시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 사용자의 손목이나 발목에 착용되어 사용자의 맥박수, 심전도, 혈압, 체온 및 HRV와 같은 생체정보를 센싱하는 센서 유닛과 상기 생체정보를 상기 시스템 제어장치에 전송하는 통신 모듈을 포함하는 웨어러블 스마트밴드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 체형정보를 이용한 단체 맞춤형 컨텐츠 제공시스템.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 시스템 제어장치는,
    상기 스마트밴드와 상기 생체정보를 포함하는 데이터를 송,수신하기 위한 통신 유닛과;
    특정한 상기 스포츠 게임팀에 소속된 사용자들이 착용하고 있는 스마트밴드로부터 전송되는 상기 생체정보에 근거하여 상기 스포츠 게임팀의 팀별 운동량을 산출하는 팀 운동량 산출수단과;
    스포츠 게임 콘텐츠별로 팀별 운동량에 대해 콘텐츠의 난이도 등급 및/또는 속도 등급을 매칭하여 저장 관리하는 난이도 매칭 데이터베이스를 참조하여 상기 스포츠 게임팀의 팀별 운동량에 부합하는 난이도 등급 및/또는 속도 등급을 산출하는 난이도 산출수단과;
    상기 난이도 산출수단에 의해 산출된 난이도 등급 및/또는 속도 등급에 맞게 상기 선별된 스포츠 게임 콘텐츠를 변환하여 상기 콘텐츠 실행수단에 전달하는 콘텐츠 변환수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 체형정보를 이용한 단체 맞춤형 컨텐츠 제공시스템.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 팀 구성수단은,
    동일한 체형 유형을 갖는 2명 이상의 사용자들을 묶어서 적어도 하나 이상의 스포츠 게임팀을 구성하고, 이렇게 구성되는 각 스포츠 게임팀에 대해 각각 팀 식별정보를 부여하고, 소속된 사용자들의 스마트밴드를 할당하는 것을 특징으로 하는 체형정보를 이용한 단체 맞춤형 컨텐츠 제공시스템.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 콘텐츠 선택수단은,
    특정 스포츠 게임팀의 체형 유형에 매칭되는 적어도 하나 이상의 스포츠 게임 콘텐츠들중 가장 매칭 우선 순위가 높은 하나의 스포츠 게임 콘텐츠만을 선별하는 것을 특징으로 하는 체형정보를 이용한 단체 맞춤형 컨텐츠 제공시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 매칭 우선 순위는 체형 유형과 스포츠 게임 콘텐츠의 관련도를 나타내는 매칭 가중치와 실행 횟수를 고려하여 산출되는 것을 특징으로 하는 체형정보를 이용한 단체 맞춤형 컨텐츠 제공시스템.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 팀 운동량 산출수단은, 상기 스포츠 게임팀에 소속된 사용자들의 맥박수 데이터, 혈압 데이터, 체온 데이터를 이용하여 팀별 맥박수 평균값, 혈압 평균값, 체온 평균값을 계산하고, 이들 평균값들을 합산하는 것에 의해 상기 팀별 운동량을 계산하는 것을 특징으로 하는 체형정보를 이용한 단체 맞춤형 컨텐츠 제공시스템.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 시스템 제어장치는,
    상기 선별된 스포츠 게임 콘텐츠가 실행되는 과정중에 스포츠 게임에 참여하는 사용자들의 생체정보 데이터를 체크하여 건강상 위험상태에 놓여 있는 사용자를 판별하고, 이를 관리자나 해당 사용자에게 경고하기 위한 위험성 판별수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 체형정보를 이용한 단체 맞춤형 컨텐츠 제공시스템.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 위험성 판별수단은,
    스포츠 게임에 참여하고 있는 사용자들의 심전도 데이터와 HRV 데이터를 분석하여 부정맥과 같은 심장 질환 이상을 갖는 사용자를 찾아내거나 사용자들의 맥박수 데이터, 혈압 데이터, 체온 데이터가 미리 설정되어 있는 위험값을 벗어나는사용자를 찾아내는 것을 특징으로 하는 체형정보를 이용한 단체 맞춤형 컨텐츠 제공시스템.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 콘텐츠 변환수단은,
    상기 선별된 스포츠 게임 콘텐츠의 영상과 음향을 상기 산출된 난이도 등급 및/또는 속도 등급에 맞게 변환하는 것을 특징으로 하는 체형정보를 이용한 단체 맞춤형 컨텐츠 제공시스템.
  12. 제 1 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 시스템 제어장치는,
    상기 터치 위치 정보를 통해 상기 표시된 스포츠 게임 영상의 타깃 영역에 발생한 유효 터치를 검출하고, 유효 터치의 검출 횟수에 따라 스포츠 게임 수행 평가를 실행하는 수행평가수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 체형정보를 이용한 단체 맞춤형 컨텐츠 제공시스템.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 수행평가수단은,
    상기 멀티 터치 스크린 장치로부터 상기 터치 위치 정보를 수신하여 상기 표시된 스포츠 게임 영상의 타깃 영역에 발생한 유효 터치를 검출하고, 유효 터치의 검출 횟수를 적산하여 적산값을 산출하고, 산출된 적산값이 미리 결정된 목표값에 도달하면 상기 빔 프로젝터를 통해 투사되는 영상 또는 상기 음향 장치를 통해 발생되는 음향에 이벤트를 발생시키는 것을 특징으로 하는 체형정보를 이용한 단체 맞춤형 컨텐츠 제공시스템.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 콘텐츠 변환수단은,
    상기 스포츠 게임 콘텐츠의 수행 평가를 위한 상기 목표값을 상기 팀별 난이도 등급에 맞게 높이거나 내리고,
    또는, 상기 스포츠 게임 콘텐츠의 실행 속도나 상기 타깃 영역의 이동 속도를 상기 속도 등급에 맞게 높이거나 내리는 것을 특징으로 하는 체형정보를 이용한 단체 맞춤형 컨텐츠 제공시스템.
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