KR20220114129A - 스포츠 기술들에 대한 동기화된 디스플레이를 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스포츠 기술들에 대한 동기화된 디스플레이를 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.

Description

스포츠 기술들에 대한 동기화된 디스플레이를 위한 시스템 및 방법 {system and method for synchronized display of sports skills}

본 발명은 스포츠 기술들에 대한 동기화된 디스플레이를 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.

익스트림 스포츠의 인기("액션 스포츠" 또는 "어드벤처 스포츠"라고도 함)가 꾸준히 증가하고 있다. 특히, 스노우보딩, 스케이트보딩, 프리 스키, 서프 보딩, 스카이 다이빙, 윙수트 플라잉, 자전거 모터그로스(BMX), 및 기타의 스포츠들이 주류 스포츠가 되고 있(거나 현재 주류 스포츠이)다. 그러한 스포츠들은 다양한 언론 기관들에 의해 점점 더 많이 취재되고 있으며, 어떤 시합들(X-Games 같은 대회)은 익스트림 스포츠들에만 전념하고 있다.

많은 전통적인 스포츠들에서는 스코어(가령, 야구 경기에서 득점 수나 농구 시합에서의 포인트)나 시간(가령, 달리기 선수나 하강 스키 선수가 피니시 라인에 들어오는 시간)과 같은 객관적인 평가치들을 이용해 시합들이 평가 및 판정된다. 반대로 많은 익스트림 스포츠들에서는 선수들이 점프, 뒤집기, 회전 등과 같은 다양한 스포츠 기술(또는 "묘기")을 행하는 것으로 경합한다. 일례로서, 스노우보딩에서 수행되는 일반적인 묘기들에 대한 설명을 http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_snowboard_tricks에서 찾아볼 수 있고, 일반적인 스케이트보딩 묘기에 대한 설명은 http://skateboardingtrickslist.com에서 찾아볼 수 있다.

익스트림 스포츠의 많은 스포츠 기술들은 복잡하고도/하거나 매우 빠르게 수행된다. 따라서, 액션 스포츠 경기에서 행해지는 스포츠 기술들은 주로, 특정한 스포츠 기술의 난이도나 미학적인 것에 대한 개개인의 사적인 통찰을 포함한, 다양한 주관적 요소들에 기반하여 심판들 및 관중들에 의해 평가된다. 이것은 보통, 서로 다른 스포츠 기술들을 식별하는 것뿐 아니라 시합에서 그러한 기술들을 판정하고 평가함에 있어 문제로 이어진다. 예컨대 스키 점프 경기에서, 점프자의 동작이 너무 빨라서, 관중들이 점프자가 수행한 회전이나 뒤집기 횟수를 판단하지 못할 수 있다.

종래의 일부 시스템들은 관성 센서들을 이용하여 빠른 회전을 평가하고자 시도한다. 그러한 평가들은 통상적으로 센서 축과 관련하여 이루어지나, 절대 축과도 관련될 수가 있다. 그러나 그러한 종래의 시스템들은 센서의 측정치들이 스포츠 참가자들과 관중들에게 이해될 수 있게 하지 못하고 있다. 종래의 시스템들은 액션 스포츠 "묘기들"을 자동으로 인식 및 평가할 수 없으며, 그에 따라 그 액션 스포츠 참가자들 전용의 가상 경기들, 리더보드들, 및 소셜 네트워크들에 적합하지 못하다.

또한, 익스트림 스포츠에서 수행되는 많은 스포츠 기술들에 대해 가상 경기를 생성 및/또는 자동화시키는데 필요한 기준은 정의하기가 간단치 않다. 단순히 스코어, 속도, 또는 시간으로 평가될 수 있는 스포츠들과는 달리, 익스트림 스포츠에서 수행되는 스포츠 기술들은 보통 여러 복잡한 동작들을 수반한다. 종래의 일부 시스템들은 각자의 기술들을 수행한 서로 다른 두 행위자들의 비디오를 비교하여 그 두 행위자들이 동일한 "묘기"를 어떻게 수행하는지를 비교하고자 한다. 그러나 그러한 비교는 각각의 비디오의 관련 부분들을 수동으로 선택하여 그들을 함께 재생하는 것과 같은 상당량의 노동 집약적 동작들을 흔히 수반한다. 그러한 나란한 비디오 비교는 준비하기도 어렵거니와 보통은 서로 동기가 맞지 않는다. 다른 무엇보다, 그러한 것은 서로 다른 행위자들이 수행한 동일한 스포츠 기술에 대한 시각적 비교들, 또는 같은 행위자가 서로 다른 시점에 수행한 기술에 대한 비교에 대한 광범위한 사용을 못하게 막는다. 본 개시의 실시예들은 이러한 문제 및 기타 문제들을 다룬다.

본 발명의 일 실시예는 스포츠 기술들에 대한 동기화된 디스플레이를 위한 시스템 및 방법을 제공하는데 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 개시의 실시예들은 스포츠 기술들을 수행한 행위자나 행위자들의 여러 비디오 세그먼트들을 동기화하도록 돕는다. 다른 무엇보다, 다양한 실시예들은 스포츠 기술들에 대한 나란한 시각적 비교의 제공을 돕는다.

본 개시의 일 실시예에 따른 컴퓨터로 구현되는 방법은 컴퓨터 시스템에 의해, 제1시간 동안의 행위자의 모션 관련 제1센서 데이터 및 제2시간 동안의 행위자의 모션 관련 제2센서 데이터를 수신하는 단계; 상기 컴퓨터 시스템에 의해 상기 제1센서 데이터 및 상기 제2센서 데이터에 기반하여, 복수의 모션 특성들을 판단하는 단계; 상기 복수의 모션 특성들에 기반하여, 상기 제1시간 동안의 상기 행위자에 의한 상기 모션 및 상기 제2시간 동안의 상기 행위자에 의한 상기 모션 둘 모두와 관련된 스포츠 기술을 식별하는 단계; 상기 제1센서 데이터를 상기 제1시간 동안 수행된 상기 스포츠 기술의 시각적 디스플레이와 동기시키는 단계; 상기 제2센서 데이터를 상기 제1시간 동안 수행된 상기 스포츠 기술의 시각적 디스플레이와 동기시키는 단계; 및 상기 컴퓨터 시스템에 의해, 상기 제1시간 동안 수행된 상기 스포츠 기술의 상기 시각적 디스플레이 및 상기 제2시간 동안 수행된 상기 스포츠 기술의 상기 시각적 디스플레이를 동시에 제공하는 단계를 포함한다.

본 개시의 또 다른 실시예는 제1시간 동안의 행위자의 모션 관련 제1센서 데이터 및 제2시간 동안의 행위자의 모션 관련 제2센서 데이터를 수신하고; 상기 제1센서 데이터 및 상기 제2센서 데이터에 기반하여, 복수의 모션 특성들을 판단하고; 상기 복수의 모션 특성들에 기반하여, 상기 제1시간 동안의 상기 행위자에 의한 상기 모션 및 상기 제2시간 동안의 상기 행위자에 의한 상기 모션 둘 모두와 관련된 스포츠 기술을 식별하고; 상기 제1센서 데이터를 상기 제1시간 동안 수행된 상기 스포츠 기술의 시각적 디스플레이와 동기시키고; 상기 제2센서 데이터를 상기 제1시간 동안 수행된 상기 스포츠 기술의 시각적 디스플레이와 동기시키고; 상기 제1시간 동안 수행된 상기 스포츠 기술의 상기 시각적 디스플레이 및 상기 제2시간 동안 수행된 상기 스포츠 기술의 상기 시각적 디스플레이를 동시에 제공하는 수단을 포함한다.

본 개시는 그러한 방법들을 수행하는 데이터 프로세싱 시스템들, 및 데이터 프로세싱 시스템들 상에서 수행될 때 상기 시스템들이 그러한 방법들을 수행하도록 하는 명령어들을 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체를 포함하는, 상기 방법들을 수행하는 방법들 및 장치들을 포함한다.

첨부된 도면 및 이하의 상세한 설명으로부터 기타 특징들이 자명해 보일 것이다.

본 발명의 일 실시예는 개선된(enhanced) 스포츠 기술들에 대한 동기화된 디스플레이를 위한 시스템 및 방법을 제공할 수 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.

본 발명의 특정한 바람직한 실시예들의 상기에서 설명한 바와 같은 또한 다른 측면들과, 특징들 및 이득들은 첨부 도면들과 함께 처리되는 하기의 설명으로부터 보다 명백하게 될 것이다.
도 1은 다양한 실시예들에 따른 예시적 프로세스들을 보인 흐름도들이다.
도 2는 다양한 실시예들에 따른 예시적 시스템의 블록도이다.
도 3은 본 개시의 다양한 양태들에 따른 예시적 그래프들이다.
도 4는 본 개시의 다양한 양태들에 따른 예시적 그래프들이다.
도 5는 본 개시의 다양한 양태들에 따른 예시적 그래프들이다.
도 6a 및 6b는 본 개시의 다양한 양태들에 따른 예시적 그래프들이다.
상기 도면들을 통해, 유사 참조 번호들은 동일한 혹은 유사한 엘리먼트들과, 특징들 및 구조들을 도시하기 위해 사용된다는 것에 유의해야만 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.

마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.

또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.

이 때, 본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-Programmable Gate Array) 또는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.

본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명함에 있어서, 특정 시스템의 예를 주된 대상으로 할 것이지만, 본 명세서에서 청구하고자 하는 주요한 요지는 유사한 기술적 배경을 가지는 여타의 통신 시스템 및 서비스에도 본 명세서에 개시된 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 적용 가능하며, 이는 당해 기술분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다.

도 1은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 예시적 프로세스를 도시한다. 도 1에서, 방법(100)은 어떤 시간 동안의 어느 행위자에 의한 모션과 관련된 센서 데이터를 수신하는 단계(105) 및 센서 데이터에 기반하여 모션의 특징들을 판단하는 단계(110)를 포함한다. 방법(100)은 또한, 스포츠 기술에 대한 정의와 관련된 입력을 수신하는 단계(115), 하나 이상의 모션 특징들을 상기 정의와 관련시키는 단계(120), 및 상기 스포츠 기술 정의 및 관련 모션 특징들을 데이터베이스에 저장하는 단계(125)를 더 포함한다. 방법(100)은 상기 결정된 모션 특징들에 기반하여 하나 이상의 스포츠 기술들을 식별하는 단계(130), 상기 결정된 모션 특징들 및 상기 식별된 스포츠 기술(들)과 관련된 모션 특징들 사이의 유사도를 판단하는 단계(135), 및 소정 문턱치 미만인 유사도에 대해 경고(140)를 생성하는 단계를 더 포함한다. 방법(100)은 또한, 스포츠 기술과 관련된 정보를 그 스포츠 기술의 비디오와 결합하거나 오버레이하는 단계(145)를 포함한다. 상기 방법(100)의 단계들은 도 2에 도시된 예시적 컴퓨터 시스템(200)과 같은 컴퓨터 시스템 상에서 동작하는 소프트웨어를 통해 (전체나 일부가 어떤 바람직한 순서로) 구현될 수 있다.

본 개시의 실시예들은 센서 데이터를, 가속계, 자이로스코프, 자기계, 홀(Hall) 효과 센서, GPS(global positioning system), 초음파 센서, 광 센서, 및 이들의 조합과 같은 임의 개의 임의 타입 센서들로부터 직접적으로나 간접적으로 수신할 수 있다. 다양한 센서들로부터의 정보는 행위자 및/또는 행위자의 장비에 대한 다양한 모션 특징들을 판단하기 위해 함께, 또는 따로따로 사용될 수 있다. 이 명세서에서 사용되는, 어떤 스포츠 기술을 행하는 "행위자"는 어떤 사람(가령, 스키 선수, 스노우보드 선수, 사이클리스트, 다이버, 운동선수 등)뿐 아니라 사람과 관련되거나 사람이 조종하는 스포츠 장비를 의미하는 것일 수 있다. 그러한 스포츠 장비는 예컨대, 차량(자전거, 보트, 자동차, 모터사이클 등), 스케이트보드, 스키, 스노우보드, 낙하산, 및 기타 장비나 장치들을 포함할 수 있다.

예를 들어 가속계들 및 자이로스코프들의 한 집합으로부터의 데이터가 스턴트 자전거타기 선수가 수행하는 뒤집기 및 회전을 모니터링하고, 가속계들 및 자이로스코프들의 제2집합이 자전거 자체의 뒤집기 및 회전을 모니터링하는 동안, 홀 효과 센서들은 점프 이전, 도중, 이후 그 자전거타기 선수의 차륜의 속도를 모니터링하는데 사용될 수 있다. 광 센서(가령, 근접 센서)나 GPS와 같은 다른 센서들은 지면, 경사로, 다른 행위자들, 및 다른 객체들과 관련하여 행위자의 위치를 판단하는 것을 돕는데 사용될 수 있다. 다양한 실시예들은 행위자의 의복, 피부, 장비, 또는 주변(가령, 행위자가 점프를 수행하기 위해 이용되는 경사로)에 내장되거나 부착되는 센서들로부터의 데이터를 활용할 수 있다. 센서 데이터는 행위자 및/또는 행위자의 장비와 연결된 데이터 수집 시스템으로부터 무선 방식으로 수신하는 것과 같은 어떤 적절한 방식으로 수신될 수 있다. 기술이나 "묘기"가 수행될 때의 시간 인터벌은, 미국 특허 출원 제13/612,470(그 내용이 본 명세서에 참조 형식으로 포함됨)에 기술된 바와 같이 퍼지 로직을 이용하는 자이로 센서들의 특징적 사인을 모니터링하고 분석함으로써 점프를 식별하고 평가하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 도 7은 스케이트보드 선수에 의해 수행되는 기술들 중에 스케이트보드에 부착되어 있던 장치에 의해 기록된 가속계들 및 자이로 센서들로부터의 신호를 비교한다. 그러한 신호들의 분리를 돕기 위해, 가속계 놈(norm)이 1000 밀리-지(mili-g) 만큼 위로 이동되었다. 도 7은 가속계 신호가 보드 진동으로 인해 잡음이 많은 반면, 자이로 신호는 묘기 시간과 훨씬 잘 상관되는 것을 보여준다.

본 개시의 실시예들은 객관적 데이터에 기반하여 익스트림 스포츠에 있어서의 스포츠 기술들을 식별 및 특징지을 때 특히 효과적일 수 있다. 이외에 다양한 실시예들이 야구, 배구, 하키, 축구 및 미식축구와 같은 다양한 다른 스포츠 및 활동들과 관련하여 사용될 수 있다. 예를 들어 본 개시의 실시예들은 야구 선수의 배트와 결합된 센서들뿐 아니라 그 선수의 유니폼에 부착되고/거나 야구공에 내장되는 센서들로부터 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다. 그러한 한 실시예에서, 선수의 스윙 각도, 배트의 속도, 및 야구공을 칠 때의 힘과 같이, 야구공을 친 선수와 관련한 정보가 야구 경기의 관중들이나 선수의 스윙을 최적화하고자 모색하는 트레이너들과 같은 다양한 사용자들에게 제공될 수 있다. 이하에서 보다 상세히 논의되는 바와 같이, 그러한 정보는 공을 친 선수의 비디오와 함께, 비디오가 관중들에게 방송되는 것과 거의 실시간으로, 안타의 리플레이의 일부로서 제공될 수 있다. 이러한 방식으로 본 개시의 실시예들은 관중들의 경험을 고조시키고(가령, 420-풋 홈런을 칠 때 야구공에 인가되는 힘을 디스플레이함), 선수들, 트레이너들, 및 코치들이 객관적 정보에 기반하여 운동선수의 성적을 개선시키기 위한 정보를 제공할 수 있다.

임의 개의 서로 다른 모션 특징들이 판단될 수 있다(110). 모션 특징들은 위치, 속도, 가속도, 지향, 회전, 직선이동, 및 그에 대한 변경 및 조합과 같이, 행위자의 모션이나 행위자가 사용하는 장비에 관한 어떤 바람직한 정보를 포함할 수 있다. 본 개시의 실시예들은 행위자가 수행하는 스포츠 기술을 포함하는 시간 중에, 여러 모션 특징들을 판단할 수 있다. 예를 들어, 점프 도중에 복합적인 일련의 뒤집기들과 회전들을 수행하는 스노우보드 선수의 지향이 점프 이전에 시작하는 시간 동안과 점프 이후 종료하는 시간 동안 다양한 포인트들이나 시간들(가령, 매 밀리초)에서 모니터링될 수 있다.

모션 특징들은 행위자 및/또는 행위자의 장비의 움직임(또는 그 결핍)을 특징짓는 임의 개의 다양한 값들, 설명들, 및 기타 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 스포츠 기술과 관련된 모션 특징은 상기 시간(가령, 기술 이전, 도중, 또는 이후) 내 어느 시점에서의 행위자의 지향, 행위자의 로컬 축을 중심으로 한 회전 각도, 행위자의 로컬 축을 중심으로 한 행위자의 회전 방향, 행위자의 모션 평면에 대해 수직인 절대 축을 중심으로 한 회전 각도, 행위자의 모션 평면에 대해 수직인 절대 축을 도는 회전의 방향, 및 이들의 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

모션 특징들은 어떤 적절한 방식에 따라 판단될 수 있다. 예를 들어 모션 특징들은 두 개의 상이한 기준 프레임들인, 행위자와 무관하고 행위자의 모션과 무관한 절대 기준 프레임, 및 행위자와 관련된(즉, 연결되고 그와 연동하는) 로컬 기준 프레임에 기반하여 결정될 수 있다. 본 개시의 실시예들은 절대 및 로컬 기준 프레임들과 관련하여 평가된 모션 특징들의 조합을 분석함에 따라, 다양한 각종 스포츠 기술들을 특징짓고 평가할 수 있다.

본 개시의 실시예들은 또한, 다양한 모션 특징들을 결정함에 있어 다양한 센서들의 배치나 위치에 관한 정보를 활용할 수도 있다. 예를 들어, 행위자의 몸을 따라가는 축을 중심으로 한 회전에 대한 판단은 3차원 축들(x, y, 및 z) 중 한 축 상의 센서들이 동일하도록 서로 동일 직선상에서 위치하고 있는 센서들(가령, 가속계들 및 자이로스코프들)에 기반할 수 있다. 본 개시의 실시예들은 또한, 센서들의 제조 또는 행위자의 의복, 장비 등에 센서들을 설치하는 중에 수행되는 다양한 센서들의 눈금조정과 같은, 센서들로부터의 눈금 조정 정보를 활용할 수도 있다. 본 개시의 다양한 실시예들은 또한 다양한 센서들(이나 그와 연결된 제어 시스템들)과 통신하여 센서들의 눈금을 조정하도록 설정될 수도 있다. 그러한 눈금 조정은 어떤 적절한 방식에 따라 수행될 수 있다. 일 실시예에서, 예컨대 행위자 및/또는 행위자의 장비에 부착된 하나 이상의 관성 센서들은 그 센서들이 행위자 및/또는 장비가 움직이고 있지 않다고 가리킬 때 눈금 조정될 수 있다.

여러 개의 센서들이 행위자의 모션에 대한 많은 양의 정보를 제공하고, 모션 자체는 오일러 각도, 상하 진동, 좌우 진동, 및 한쪽 진동, 또는 회전 매트릭스로 표현될 수 있을 때, 그 정보는 행위자가 행하는 스포츠에서 일반적으로 수용되는 용어들 및 스포츠 전문 용어로 표현될 때에만 참가자들, 심판들, 및 관중들에 의해 이해된다. 본 개시의 실시예들은 그러한 전문용어를 이용하여 "묘기들"을 식별하도록 센서 관측치들을 변환한다. 본 개시의 실시예들은 각각의 묘기에 대한 핵심 모션들을 식별하고, 그러한 모든 모션들을 검출 및 평가하고, 그런 다음 그 검출된 모션들을 각각의 묘기에 대해 요구되는 만족할만한 모션들과 비교함으로써 묘기 및 그 품질 또는 난이도를 식별할 수 있다.

완전한 것은 아니지만, 서로 다른 묘기들을 정의하는 가장 일반적인 특징들은 묘기 이전 행위자의 지향(정면 마주하기, 뒤쪽 마주하기, 좌측 마주하기, 우측 마주하기), 묘기의 리딩 엣지(가령, 사용자 보드의 앞이나 끝에서 시작함), 묘기 도중 모션 방향에 수직인 수평적인 절대 축(뒤집기 축) 중심의 회전, 및 행위자의 몸과 관련된 축(자체 회전 축)을 중심으로 한 회전이다. 묘기를 특징지을 때, 어떤 축에 대한 회전 각도는 완전(full) 회전이어야 할 필요가 없고 어떤 특정 각도에서의 "앞뒤로 움직이는" 스윙일 수 있다(가령, "Shifty" 묘기).

다양한 실시예들에서, 행위자(나 행위자의 장비)의 지향을 일정 시간 동안 다양한 포인트에서 판단하는 것은 행위자의 자체 회전 각도를 판단하고 행위자의 뒤집기 각도를 판단하는 것을 포함한다. 예를 들어 점프를 수행하는 (스케이트보드 선수와 같은) 행위자는 행위자의 장비, 몸, 또는 의복에 연결된 3 개의 자이로스코프와 3 개의 가속계를 사용하여 모니터링될 수 있다. 이 예에서, 모든 센서들이 상술한 바와 같이 동일 선 상에 있도록 한 장치 안에 배치되어 있다고 가정한다. 고정 참조 프레임과 관련하여 시점 t에서 행위자의 지향은 4원수(quaternion) L(t)로 판단된다. 4원수 변화는 이하의 운동 방정식을 만족시킨다:

[수학식 1]

수학식 1에서, L_dot은 L(t)의 시간 미분이고, ω는 자이로스코프 센서들에 의해 측정된 몸의 각속도이다. 초기 조건으로서, L(0)(즉, 점프 전 행위자의 지향)가 결정될 수 있다. 이와 달리, 점프 직후의 행위자의 지향, 즉 L(t_max)가 결정될 수도 있으며, 이때 t_max는 행위자가 착지한 후의 시간이다. 행위자의 지향(기술 이전이나 이후 행위자의 마주보기/지향을 포함)은 센서 데이터로부터(가령, GPS 센서로부터) 산출된 속도 벡터의 방향 및 다른 센서 데이터로부터(가령, 자기계로부터) 산출된 행위자의 지향에 기반하는 것과 같은 방식으로 결정될 수 있다.

실제 시스템에서, L(t_max)의 결정은 중력과 반대 방향의 착지 쇼크(즉, 점프 이후 큰 가속)가 측정될 수 있는 경우 바람직할 수 있다. 점프 이후의 행위자의 지향이 주어질 때, 그에 따른 수식은 다음과 같이 된다:

여기서 "

"은 최종 4원수 L(t_max)와 관련된 어떤 에러가 존재할 수 있음을 의미하나, 이러한 근접은 점프 도중 회전들에 대한 계산에 스포츠맨의 절대 지향이 필요로 되지 않는 실용적 관점에서 볼 때 여전히 충분한 것일 수 있다.

점프 종료 시의 지향 L(t_max)이 주어질 때, 고전적인 코시(Cauchy) 공식에 따라 그 식들이 재형성될 수 있고(초기 조건을 가진 ODE), 새 변수 τ를 사용할 때 다음과 같다:

t=tmax-

상기 주어진 식을 수학식 1에 대입하여 다음 식을 얻는다:

d/dt L=-d/dτL=1/2*ω(tmax-τ)°L(tmax-τ).

따라서 스포츠맨의 지향은 이하의 코시 문제를 풀어서 결정될 수 있다:

(d/dτL～(

)=-1/2*ω～(τ)°L～(τ)

L～(0)=L(tmax);

τ∈[0;tmax];

이 예에서, 가령 점프 도중 행위자의 자체 회전 각도를 산출하기 위해 로컬 수직축이 결정될 수 있다. 로컬 수직축은 스포츠 기술 이전 하나 이상의 가속계들로부터의 센서 데이터 평균, 스포츠 기술 이후 하나 이상의 가속계들로부터의 센서 데이터 평균, 기술 후 수행된 착지와 같은 스포츠 기술의 일부와 관련된 하나 이상의 가속계들로부터의 센서 데이터, 하나 이상의 자기계들(가령, 이벤트의 위치에서 수직 관련 자기 벡터의 명목상의 지향과 함께) 하나 이상의 자기계들로부터의 센서 데이터, 및 이들의 조합에 기반하는 것을 포함하는 다양한 각종 방식들에 따라 결정될 수 있다. 도 3은 점프 후 행위자가 착지할 때의 영향에 대한 쇼크를 보여주는 3 개의 가속계들로부터 측정된 센서 데이터의 예시적 그래프를 도시한다. 이 그래프에서, 그래프의 수평축은 밀리초 단위의 시간을 나타내고, 수직축은 m/s^2 단위의 가속도를 나타낸다. 3 개의 가속계들은 x, y, 및 z 평면들 상에서의 가속에 대응한다.

행위자의 자체 회전 각도는 행위자와 관련된 로컬 기준 프레임에서, 행위자에 대한 로컬 수직 벡터에 직교하는 복수 개의 단위 벡터들 각각에 대한 경로를 산출하는 것을 포함하는 어떤 적절한 방식으로 결정될 수 있다. 행위자의 자체 회전 각도는 이때, 그러한 단위 벡터들 가운데에서 최대 회전 각도로서 선택될 수 있다.

마찬가지로, 행위자의 뒤집기 각도는 행위자와 관련된 전역(global) 기준 프레임에서 수직 벡터의 모션을 판단하고, 단위 수직 벡터의 이동 평면을 식별하고, 그 평면 상의 수직 벡터의 사영(projection)을 산출하고, 그러한 평면 상의 사영에 의해 이동한 호(arc)의 각도로서 행위자의 뒤집기 각도를 선택하는 것을 포함하는 어떤 바람직한 방식에 따라 산출될 수 있다.

도 4는 시간에 따른 자체 회전을 도시한 예시적 그래프이다. 이 예에서, 수평에 가까운 평면 상에서 수직에 가까운 축을 중심으로 회전되는 3 개의 자이로스코프 센서들로부터의 센서 데이터(도 3에서와 같이 x, y, 및 z 평면들에 대응)가 시간에 따라 도표화되어 있다. 이 그래프에서, 수직축은 rad/sec 단위의 회전 속도를 도시한다. 상술한 알고리즘을 사용하여, 이 데이터에 대해 산출된 자체 회전 각도는 약 363도이며, 뒤집기 각도는 1도 이하로 산출된다.

도 5는 시간에 따른 뒤집기 각도를 도시한 예시적 그래프이다. 이 예에서 뒤집힌(즉, 수평에 가까운 축을 중심으로 회전한) 자이로스코프 센서로부터의 센서 데이터가 시간에 따라 도표화되어 있다(밀리초 단위).

도 6a는 회전의 끝에서 수직 벡터와 일치하는 센서에 연결된 벡터의 궤적을 도시하고, 도 6b는 회전 평면 상에서의 궤적의 사영을 도시한다(이 예에서 원에 가까움). 이 예에서, 결과적인 뒤집기 회전 각도는 약 358도이고, 자체 회전 각도는 약 38도이다.

어떤 바람직한 스포츠 기술들에 대한 정의들이 수신될 수 있고(115), 하나 이상의 모션 특징들과 관련될 수 있으며(120), 추후 참조 및 검색을 위해 데이터베이스에 저장될 수 있다(125). 스포츠 기술에 대한 정의는 행위자, 행위자의 장비, 또는 이들의 조합에 의한 어떤 움직임 또는 움직임들의 그룹에 적용할 수 있다. 예를 들어 스노우보드 선수가 행하는 옆으로 뒤집기와 결합된 뒤로 뒤집기는 종종 "와일드캣"이라 불린다. 따라서 와일드캣 기술에 대한 정의는 기술의 이름(또는 별칭), 기술의 텍스트적 설명, 및 기술 관련 모션 특징(들)을 포함할 수 있다. 이 예를 계속 들면, 와일드캣과 관련된 모션 특징들은 행위자의 몸에 의한 회전의 여러 축들 및 이 축들을 중심으로 한 회전 각도들에 대한 지시자들을 포함할 수 있다. 행위자의 스노우보드나 행위자 몸의 일부에 발휘되는 통상적인 힘의 범위 및 스노우보드 선수가 공중에 떠있는 시간의 범위와 같은 다른 정보가 상기 정의와 결합되어, 평가된 모션 특징들을 데이터베이스 상의 와일드캣 점프 정의와 비교함으로써 추후 와일드캣 점프들을 식별하는 것을 도울 수 있다.

스포츠 기술에 대한 정의는 행위자 및/또는 행위자의 장비에 의한 임의 개의 복합 움직임들을 포함할 수 있다. 예를 들어 행위자(스케이트보드 선수 등)에게 부착된 센서들로부터의 센서 데이터가 행위자의 장비(스케이트보드 등)로부터의 센서 데이터와 함께 분석될 수 있다. 이러한 방식으로, 행위자가 수행하는 모든 동작들을 식별하고 수행된 기술의 온전하고도 정확한 특징을 제공하기 위해, 행위자의 회전, 뒤집기, 및 기타 동작들이 스케이트보드의 회전 및 뒤집기와 함께 분석될 수 있다. 본 개시의 실시예들은 그에 따라, 복잡하고/거나 빠르기 때문에 관중들과 심판들이 모든 수반된 동작들을 식별함에 있어 간단치 않은 기술들을 특징짓고 식별하는 데 있어 특히 효과적일 수 있다.

스포츠 기술에 대한 정의는 어떤 다른 바람직한 정보를 포함하거나 그와 연관될 수 있다. 예를 들어 어떤 기술을 수행하는 특정 운동선수들에 대한 통계(모션 특징들 포함)가 데이터베이스 내 해당 기술의 정의에 링크될 수 있어, 본 개시의 시스템 및 방법의 사용자들이 다양한 운동선수들이 해당 동작을 수행하는 방식을 비교할 수 있게 한다. 수행되는 기술의 비디오와 같은 다른 정보도 마찬가지로 해당 정의 안에 포함되거나 그에 링크될 수 있다.

하나 이상의 결정된 모션 특징들이 데이터베이스 내 기존 스포츠 기술들과 관련된 모션 특징들에 비교되어, 결정된 모션 특징들과 관련된 기술을 식별하도록 할 수 있다(130). 알려지지 않은 기술에 대해 결정된 모션 특징들은 어떤 적절한 방식에 따라 기존 기술들에 대한 모션 특징들에 비교될 수 있다. 예를 들어 행위자의 속도, 자체 회전 각도, 뒤집기 각도, 및 일정 시간 동안 지향의 변화를 기술하는 특징들이 알려진 기술들과 관련된 모션 특징들을 저장하는 관련 데이터베이스와 비교될 수 있다. 데이터베이스 내 기존 모션 특징들은 여러 행위자들이 서로 다른 물리적 특성들(가령, 키, 몸무게)을 가질 수 있고, 서로 다른 장비를 가질 수 있고, 동일한 기술을 다소 다르게 수행할 수 있고/있거나 다양한 다른 조건들 하에서(가령, 서로 다른 타입의 경사로들을 가지고) 기술을 수행할 수 있다는 것을 반영하는 명목상의 값들 및/또는 범위들로 표현될 수 있다.

데이터베이스는 서로 다른 파라미터 값들과 관련된 기술의 품질을 또한 특정할 수 있다. 예를 들어, 점프 중의 360도 완전 회전은 10 포인트의 값을 가질 수 있고, 점프 시작부터 착지까지 단 350도의 부분 회전은 단 9 포인트의 값을 가질 수 있다. 기술의 품질은 기술 난이도와 같은 어떤 바람직한 요소들에 따라 결정될 수 있다.

결정된 모션 특징들의 집합 및 기존의 명목상의 모션 특징들의 집합 사이의 유사도가 판단될 수 있다(135). 유사도는 복수의 모션 특징들 각각 마다 판단될 수 있다. 이와 달리(또는 추가적으로), 전체 기술에 대한 전반적 유사도가 판단될 수도 있다. 유사도(들)은 다양한 문턱치들과 비교될 수 있으며, 하나 이상의 유사도들이 문턱치를 만족시키지 못하면 경고가 발생될 수 있다. 이러한 방식으로 본 개시의 실시예들은 새로운(즉, 정의되지 않은) 기술들을 식별하고, 본 명세서에 기술되는 시스템 및 방법의 사용자들이 저장된 모션 특징들의 값들이나 관계들에서의 에러들을 식별하여 적절히 수정하는 것을 도울 수 있다.

Claims (1)

1. 컴퓨터 시스템에 의해, 제1시간 동안의 행위자의 모션 관련 제1센서 데이터 및 제2시간 동안의 행위자의 모션 관련 제2센서 데이터를 수신하는 단계와,
   상기 컴퓨터 시스템에 의해 상기 제1센서 데이터 및 상기 제2센서 데이터에 기반하여, 복수의 모션 특성들을 판단하는 단계와,
   상기 복수의 모션 특성들에 기반하여, 상기 제1시간 동안의 상기 행위자에 의한 상기 모션 및 상기 제2시간 동안의 상기 행위자에 의한 상기 모션 둘 모두와 관련된 스포츠 기술을 식별하는 단계와,
   상기 제1센서 데이터를 상기 제1시간 동안 수행된 상기 스포츠 기술의 시각적 디스플레이와 동기시키는 단계와,
   상기 제2센서 데이터를 상기 제1시간 동안 수행된 상기 스포츠 기술의 시각적 디스플레이와 동기시키는 단계와,
   상기 컴퓨터 시스템에 의해, 상기 제1시간 동안 수행된 상기 스포츠 기술의 상기 시각적 디스플레이 및 상기 제2시간 동안 수행된 상기 스포츠 기술의 상기 시각적 디스플레이를 동시에 제공하는 단계를 포함하는,
   스포츠 기술들에 대한 동기화된 디스플레이를 위한 방법.

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