KR20230032310A - 스노우 슈즈 및 그의 작동 방법 - Google Patents

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Abstract

스노우 슈즈가 개시된다. 본 스노우 슈즈는 지지 플레이트, 프레임, IMU 센서, 하부에 배치되어 지면 접촉을 감지하는 접촉 감지 센서, 프레임의 헤드에 배치되어 지형을 향하여 RF 신호를 송신하는 하나 이상의 송신 안테나, RF 신호를 수신하는 수신 안테나 및 접촉 감지 센서를 통해, 스노우 슈즈의 지면 접촉이 감지되는 경우, IMU 센서를 통해 스노우 슈즈의 기울기를 측정하고, 송신 안테나를 통해 지형 방향으로 RF 신호를 송신하는 제어부를 포함한다. 이에 따라, 빙설 지역의 위험 영역(가령, 크레바스)이 사전 탐지되어 사고가 미연에 방지될 수 있다.

Description

스노우 슈즈 및 그의 작동 방법{SNOW SHOES AND OPERATING METHOD THEREFOR}
본 발명은 빙설 지형을 이동하기 위한 스노우 슈즈 및 그의 작동 방법에 관한 것이다.
이하에서 기술되는 내용은 본 발명의 실시 예와 관련되는 배경 정보를 제공할 목적으로 기재된 것일 뿐이고, 기술되는 내용들이 당연하게 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
빙설 지형에서는 빙하가 흐르는 과정에서 이동 속도가 다른 얼음 사이가 깨지면서 크레바스가 발생한다. 또한, 생성된 크레바스가 눈으로 덮이게 되면 육안으로는 확인할 수 없는 히든 크레바스가 되며 이를 인지하지 못한 채 히든 크레바스 위로 이동하게 될 경우 크레바스에 빠지게 되며, 이는 빙설지형을 탐사하는데 큰 장애가 된다.
크레바스 지역을 탐사하려면 크레바스 구조 훈련이 포함된 생존 교육을 받고 크레바스에 대비한 장비를 갖추어야 한다. 예컨대, 크레바스 지역을 지나가려면 사람들이 크레바스를 찾을 수 있는 피켈(pickel)을 가지고 신발에 크람폰(crampon)을 하고 허리를 로프로 연결한 다음 수 m의 거리를 두고 로프가 팽팽하게 유지한 채 걸어가야 한다. 그래야 앞의 사람이 빠져도 뒤의 사람이 버텨서 빠지지 않고 그를 구조할 수 있기 때문이다. 또 얼음을 팔 수 있는 도끼나 삽을 가지고 다니는 것이 만약의 경우에 대비한다는 점에서 반드시 필요하다.
상술한 방법도 빙설 지형을 탐사하는데 도움이 되나, 보다 근본적으로 탐사자의 안전을 보호하는 방법이 요청된다.
한편, 전술한 선행기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
대한민국 등록특허공보 제10-1460238호(등록일 : 2014.11.04)
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는 빙설 지형에 위치한 크레바스와 같은 위험 영역을 전자기파를 이용하여 탐지하는 스노우 슈즈를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 또 다른 과제는 지면과의 접촉 면적을 넓혀서 부유성을 향상시키는 스노우 슈즈를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 또 다른 과제는 인공지능 기반으로 기 학습된 지형 구조 모델을 이용하여 빙설 지형에 위치한 크레바스를 탐지하는 방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 스노우 슈즈는 지지 플레이트, 바디 및 상기 바디에서 상부 전방 사선 방향으로 연장된 일체형 헤드를 포함하고 상기 지지 플레이트가 고정되는 프레임, IMU(Inertial Measurement Unit) 센서, 하부에 배치되어 지면 접촉을 감지하는 접촉 감지 센서, 상기 프레임의 헤드에 배치되어 지형을 향하여 RF 신호를 송신하는 하나 이상의 송신 안테나, RF 신호를 수신하는 수신 안테나 및 상기 접촉 감지 센서를 통해, 상기 스노우 슈즈의 지면 접촉이 감지되는 경우, 상기 IMU 센서를 통해 상기 스노우 슈즈의 기울기를 측정하고, 상기 송신 안테나를 통해 지형 방향으로 RF 신호를 송신하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 학습을 통해 저장된 지형 구조 모델 및 지형을 구성하는 매질 별 유전율 차이에 따른 상기 수신 안테나의 RF 신호 수신 시점 차이에 기초하여, 이동 방향 상의 위험 영역을 인식할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 스노우 슈즈의 작동 방법은 접촉 감지 센서를 이용하여 상기 스노우 슈즈의 지면 접촉을 감지하는 단계, IMU 센서를 이용하여 상기 스노우 슈즈의 기울기를 측정하는 단계, 이동 방향 상의 지형 방향으로 RF 신호를 송신하고 RF 신호를 수신하는 단계 및 학습을 통해 기 저장된 지형 구조 모델 및 지형을 구성하는 매질 별 유전율 차이에 따른 상기 수신된 RF 신호의 수신 시점 차이에 기초하여, 이동 방향 상의 위험 영역을 인식하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 빙설 지형에 위치한 크레바스와 같은 위험 영역이 효과적으로 탐지됨으로써 탐사자의 안전이 지켜질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 지면과의 접촉 면적을 넓혀서 부유성을 향상시키는 스노우 슈즈가 제공됨으로써, 이동 안정성이 향상될 수 있으며, 사고 발생이 미연에 방지될 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스노우 슈즈를 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스노우 슈즈의 구성을 나타내는 블록도,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스노우 슈즈를 이용하여 빙설 지형의 크레바스를 인식하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스노우 슈즈의 작동 방법을 나타내는 시퀀스도, 그리고,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지형 구조 모델을 학습하는 방법을 나타내는 시퀀스도이다.
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 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다.
설명에 앞서 본 명세서에서 사용하는 용어의 의미를 간략히 설명한다. 그렇지만 용어의 설명은 본 명세서의 이해를 돕기 위한 것이므로, 명시적으로 본 발명을 한정하는 사항으로 기재하지 않은 경우에 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 의미로 사용하는 것이 아님을 주의해야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스노우 슈즈(100, Snow Shoes)를 설명하기 위한 도면이다.
스노우 슈즈(100)는 눈신으로, 빙설 지형을 이동하는 탐사자, 연구자 등에 의해 착용될 수 있으며, 부츠(B)와 일체형으로 구현될 수 있다. 선택적 실시 예로, 스노우 슈즈는 부츠(B)와 탈부착되는 형태(탈부착을 위한 구성(SPa)을 이용)로 구현될 수 있다.
스노우 슈즈(100)는 지형과의 접촉 면적을 부츠(B)의 바닥면보다 넓혀서 부유성을 향상시키며, 빙설 지형에 있는 위험 영역(가령, 크레바스)으로부터 탐사자를 보호할 수 있다.
스노우 슈즈(100)는 탐사자의 하중을 지지하는 지지 플레이트(SP)를 포함하고, 지지 플레이트(SP)의 둘레에 배치되어, 지지 플레이트(SP)를 고정하는 프레임(F)을 포함할 수 있다. 실시 예에서, 프레임(F)과 지지 플레이트(SP)는 별도의 결합 구성을 포함하거나, 일체형으로 형성될 수도 있다.
프레임(F)은 다양한 재료로 구현될 수 있으며, 바디(Bo)와 바디(Bo)에서 상부 전방 사선 방향으로 연장된 일체형 헤드(He)를 포함할 수 있다. 바디(Bo)와 헤드(He)는 가상 분리선(FD)에 의해 구분될 수 있으나, 실시 예가 이에 국한되는 것은 아니다.
헤드(He)는 보행에 불편을 주지 않기 위해 바디(Bo)의 상부 전방 사선 방향으로 연장되어 구현될 수 있다. 헤드(He)에는 복수의 안테나가 배치될 수 있는데, 복수의 안테나는 복수의 송신 안테나(110A1, 110A2)(110A)와 수신 안테나(110B)를 포함할 수 있다. 복수의 송신 안테나(110A1, 110A2)(110A)는 이동 방향에 위치한 지형 방향으로 RF(Radio Frequency) 신호를 송신할 수 있으며, 수신 안테나(110B)는 송신된 RF 신호가 지형에서 반사, 굴절, 회절 등의 과정을 거친 RF 신호를 수신할 수 있다.
복수의 송신 안테나(110A1, 110A2)(110A)는 빔포밍을 구현하기 위해 위상차를 달리하여 RF 신호를 (동시에) 송신할 수 있으며, 수신 안테나(110B)는 빔포밍된 RF 신호를 수신할 수 있다. 이에 따라, 위상차 조절에 따라 수신 안테나(110B) 측의 수신 세기가 조절될 수 있다.
지지 플레이트(SP)의 소정 영역에는 하우징(H)이 배치될 수 있으며, 하우징(H) 내부에는 다양한 전자 모듈이 배치될 수 있다. 가령, 하우징(H) 내부에는 배터리, IMU(Inertial Measurement Unit) 센서, 위치 정보 수신부, 제어부 등이 배치될 수 있다. 지지 플레이트(SP)의 전방에는 크람폰(Crampon)이 배치되어, 탐사자의 미끄러짐을 방지할 수 있다.
접촉 감지 센서(미도시)는 스노우 슈즈(100)의 하부(가령, 저면)에 배치될 수 있다. 여기서, 접촉 감지 시점은 지형과 수평 방향을 구성하는 시점이 될 수 있으나, 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스노우 슈즈(100)의 전자적 구성을 나타내는 블록도이다.
스노우 슈즈(100)는 통신부(110), IMU 센서(120A), 접촉 감지 센서(120B), 배터리(130), 위치 정보 수신부(140), 위험 알림부(150), 메모리(170) 및 제어부(190)를 포함할 수 있다. 다만, 상술한 구성들은 스노우 슈즈(100)를 구현하는데 필수적인 구성요소들은 아니므로, 스노우 슈즈(100)는 상술한 구성들보다 더 적은 또는 더 많은 구성들을 포함할 수 있다.
통신부(110)는 외부 기기와 통신하기 위한 모듈이며, 지형의 구조를 파악하기 위한 RF 신호를 송신하기 위한 모듈을 포함할 수 있다. 통신부(110)는 외부 기기(가령, 200)와 통신하기 위해 근거리 통신(가령, 블루투스, 와이파이, 비콘 등)에 관련된 모듈을 포함하거나 이동 통신에 관련된 모듈을 포함할 수 있다.
통신부(110)는 제1 송신 안테나(110A1)와 제2 송신 안테나(110A2)를 포함할 수 있으며, 수신 안테나(110B)를 포함할 수 있다. 제1 송신 안테나(110A1)와 제2 송신 안테나(110A2)는 헤드(He) 상에 대칭적으로 배치될 수 있으며, 지형을 향하여 RF 신호를 (동시에) 송신할 수 있다. 또한, 수신 안테나(110B)는 헤드(He) 상에 배치될 수 있으며, 제1 송신 안테나(110A1) 및 제2 송신 안테나(110A2) 사이의 중간 지점에 배치될 수 있으나, 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니다.
IMU 센서(120A)는 관성 측정을 위한 센서로 자이로스코프 센서, 가속도 센서, 지자기 센서 등을 포함할 수 있으며, 선택적 실시 예로, 6 축 센서 또는 9 축 센서로 구현될 수 있다. IMU 센서(120A)는 지형 구조물 상의 스노우 슈즈(100)의 위상 즉, 기울기(자세)를 측정할 수 있다.
접촉 감지 센서(120B)는 지지 플레이트(SP) 또는 스노우 슈즈(100)의 하부에 배치되어 스노우 슈즈(100)와 지형의 지면과의 접촉을 감지할 수 있다.
배터리(130)는 스노우 슈즈(100)의 전자 구성들에 전원을 공급하기 위한 모듈이며, 위치 정보 수신부(140)는 인공 위성 기반으로 스노우 슈즈의 위치(가령, 경도 및 위도)를 특정하기 위한 모듈일 수 있다.
위험 알림부(150)는 알람, 바이브레이터 등을 포함할 수 있으며, 선택적 실시 예로, 디스플레이에서 팝업 형태로 위험을 알릴 수 있다. 제어부(190)는 이동 방향 상의 위험 영역을 인식하는 경우, 상기 위험 알림부를 동작시킬 수 있다.
메모리(170)는 다양한 형태의 저장소를 망라하는 모듈이며, 메모리(170)는 인공 지능, 머신 러닝 또는 인공 신경망을 이용하여 연산을 수행하는데 필요한 정보를 저장할 수 있다. 메모리(170)는 다양한 학습 모델을 저장할 수 있는데, 상기 학습 모델들은 학습 데이터가 아닌 새로운 입력 데이터에 대하여 결과 값을 추론해 내는데 사용될 수 있고, 추론된 값은 어떠한 동작을 수행하기 위한 판단의 기초로 이용될 수 있다.
상기 학습 모델들은 레이블(Label) 정보에 기초하여, 학습이 수행될 수 있으며, 학습 정확도를 높이기 위해, 손실 함수가 목표의 값을 갖도록, 다양한 역전파(Backpropagation) 알고리즘이 적용될 수 있다.
메모리(170)는 지형 구조 모델(M1) 및 위험 영역 결정 모델(M2)을 포함할 수 있다.
제어부(190)는 하나 이상의 프로세서로 구현될 수 있다. 제어부(190)는 스노우 슈즈(100)의 구성들을 컨트롤하는 모듈이며, 제어부(190)는 프로그램 내에 포함된 코드 또는 명령으로 표현된 기능을 수행하기 위해 물리적으로 구조화된 회로를 갖는, 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치를 의미할 수 있다. 이와 같이 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치의 일 예로써, 마이크로프로세서(microprocessor), 중앙처리장치(central processing unit: CPU), 프로세서 코어(processor core), 멀티프로세서(multiprocessor), ASIC(application-specific integrated circuit), FPGA(field programmable gate array) 등의 처리 장치를 망라하여 포함할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 제어부(190)는 인공 지능 연산을 수행하기 위한 러닝 프로세서를 별도로 구비하거나, 자체적으로 러닝 프로세서를 구비할 수 있다.
제어부(190)는 하우징(H) 내부에 배치될 수 있는데, 하우징(H) 내부에는 IMU 센서(120A), 배터리(130), 위치 정보 수신부(140)도 배치될 수 있으나, 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니다.
제어부(190)는 맵에 기초하여 지형 구조 모델(M1)을 생성할 수 있다. 지형 구조 모델은 스노우 슈즈(190)가 위치 또는 위치할 가능성이 있는 영역에 대한 지형 구조를 나타내는 모델일 수 있다.
제어부(190)는 지형 구조에 대한 RF 신호의 전파 모델링에 기초하여 RF 수신 신호를 예측할 수 있다. 즉, 제어부(190)는 지형 구조 모델, 위치 정보 수신부(140)를 통해 수집된 스노우 슈즈(100)의 위치, 매질 별 유전율 정보(가령, 물: 81, 얼음: 3, 진공: 1 등), 매질 별 유전율에 따른 RF 신호의 속도 정보, 매질 간 이동 시 RF 신호의 반사, 회절 및 굴절 패턴 정보, RF 신호의 송신 방향, 빔포밍을 위한 송신 안테나 간의 위상차 정보 등을 이용하여, RF 수신 신호를 예측할 수 있다.
제어부(190)는 아래 [식 1]에 기초하여, RF 신호의 속도(v)를 산출할 수 있는데, 투자율(
Figure pat00001
및 유전율(
Figure pat00002
)이 사용될 수 있다.
[식 1]
Figure pat00003
제어부(190)는 유전율 차이에 의해 발생하는 1 차원의 빙설 구조 모델을 CNN 기반의 딥러닝 웨이브폼 인버젼 등의 방법을 이용하여 예측할 수 있다.
제어부(190)는 예측된 RF 수신 신호 및 실제 측정된 RF 수신 신호의 유사도에 기초하여, 상기 지형 구조 모델(M1)을 업데이트할 수 있다. 이때, 제어부(190)는 손실 함수에 기초한 오차가 소정 임계값을 만족하기까지 역전파 알고리즘을 이용할 수 있다. 선택적 실시 예로, RF 신호 간의 유사도는 COS 유사도에 의해, 신호의 패턴에 대해 분석될 수 있다.
실시 예에서, 제어부(190)는 위험 영역 결정 모델(M2)를 이용하여 이동 방향 상의 위험 영역을 인식할 수 있다.
여기서, 위험 영역 결정 모델(M2)은 기 저장된 지형 분석 정보, 상기 위치 정보 수신부를 통해 획득한 상기 스노우 슈즈(100)의 위치 정보, 매질 별 유전율 정보, 매질 별 유전율 정보에 따른 RF 신호의 속도 정보, 매질 간 이동시 RF 신호의 반사, 회절 및 굴절 패턴 정보 중 적어도 하나에 기초하여, 위험 영역을 인식하도록 학습될 수 있다.
또한, 제어부(190)는 빔포밍 기법을 이용할 수 있는데, 제1 송신 안테나(110A1) 및 제2 송신 안테나(110A2)는 서로 다른 위상으로 RF 신호를 동시에 송신할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스노우 슈즈(100)를 이용하여 빙설 지형의 크레바스를 인식하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3의 영상(300)은 디스플레이가 구비된 스노우 슈즈(100) 또는 스노우 슈즈(100)와 통신하는 이동 단말(200)에서 디스플레이될 수 있다.
해당 영상(300)은 복수의 숨겨진 크레바스를 출력할 수 있으며, 사용자 입력 등에 따라, 특정 영역(310)을 확대하여 숨겨진 크레바스를 출력할 수 있다. 해당 영상(300)의 지형 구조는 지형 구조 모델(M1)에 실시간 업데이터되어, 해당 지역을 이동하는 다양한 전자 기기에 제공될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스노우 슈즈(100)의 작동 방법을 나타내는 시퀀스도이다. 해당 방법은 S410 단계 내지 S440 단계를 순차적으로 수행할 수 있다.
먼저, 스노우 슈즈(100)는 접촉 감지 센서를 이용하여 상기 스노우 슈즈의 지면 접촉을 감지한다(S410).
그 후, 스노우 슈즈(100)는 IMU 센서를 이용하여 기울기를 측정한다(S420).
그 다음에, 스노우 슈즈(100)는 이동 방향 상의 지형 방향으로 RF 신호를 송신하고 RF 신호를 수신한다(S430).
여기서, 수신되는 RF 신호는 송신된 RF 신호가 반사, 굴절, 회절 등을 거쳐 스노우 슈즈(100)로 수신된 RF 신호일 수 있다.
그 후에, 스노우 슈즈(100)는 학습을 통해 기 저장된 지형 구조 모델 및 지형을 구성하는 매질 별 유전율 차이에 따른 RF 신호의 수신 시점 차이에 기초하여, 이동 방향의 위험 영역을 인식한다(S440).
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지형 구조 모델을 학습하는 방법을 나타내는 시퀀스도이다.
먼저, 스노우 슈즈(100)는 맵에 기초하여 지형 구조 모델을 생성하고, 지형 구조에 대한 RF 신호의 전파 모델링에 기초하여 RF 수신 신호를 예측한다(S510).
여기서, RF 신호의 전파 모델링은 송신 안테나(110A1, 110A2)의 배치 지점, 송신되는 RF 신호의 위상차 정보, 각 매질에 따른 유전율에 기초한 RF 신호의 송신 속도 등에 기초하여, RF 신호의 특성을 모델링할 수 있다.
스노우 슈즈(100)는 예측된 RF 수신 신호 및 실제 측정된 RF 수신 신호의 유사도에 기초하여, 지형 구조 모델을 업데이트한다(S520).
즉, 스노우 슈즈(100)는 이미 형성된 지형 구조에 RF 신호를 송신할 때의 RF 신호의 이동 패턴, 이동 속도 등을 고려하여 RF 수신 신호를 예측하고, 예측된 RF 수신 신호를 실제 측정한 RF 수신 신호와 비교할 수 있으며, 차이에 대해서 지형 구조 모듈을 업데이트할 수 있다.
이때, 스노우 수즈(100)는 이동 방향 상의 위험 영역을 인식하는 경우, 위험 알림부를 동작시킬 수 있다.
이상에서 전술한 본 발명의 일 실시 예에 따른 방법은, 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어 실행되기 위해 프로그램(또는 어플리케이션)으로 구현되어 매체에 저장될 수 있다. 여기서, 컴퓨터는 앞에서 설명한 스노우 슈즈(100) 또는 이동 단말(200)일 수 있다.
상기 전술한 프로그램은, 상기 컴퓨터가 프로그램을 읽어 들여 프로그램으로 구현된 상기 방법들을 실행시키기 위하여, 상기 컴퓨터의 프로세서(CPU)가 상기 컴퓨터의 장치 인터페이스를 통해 읽힐 수 있는 C, C++, Python, JAVA, 기계어 등의 컴퓨터 언어로 코드화된 코드(Code)를 포함할 수 있다. 이러한 코드는 상기 방법들을 실행하는 필요한 기능들을 정의한 함수 등과 관련된 기능적인 코드(Functional Code)를 포함할 수 있고, 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 소정의 절차대로 실행시키는데 필요한 실행 절차 관련 제어 코드를 포함할 수 있다. 또한, 이러한 코드는 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 실행시키는데 필요한 추가 정보나 미디어가 상기 컴퓨터의 내부 또는 외부 메모리의 어느 위치(주소 번지)에서 참조되어야 하는지에 대한 메모리 참조관련 코드를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터의 프로세서가 상기 기능들을 실행시키기 위하여 원격(Remote)에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 통신이 필요한 경우, 코드는 상기 컴퓨터의 통신 모듈을 이용하여 원격에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 어떻게 통신해야 하는지, 통신 시 어떠한 정보나 미디어를 송수신해야 하는지 등에 대한 통신 관련 코드를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예와 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어로 직접 구현되거나, 하드웨어에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로 구현되거나, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터 판독가능 기록매체에 상주할 수도 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100 : 스노우 슈즈, 200 : 이동 단말

Claims (11)

  1. 스노우 슈즈로서,
    지지 플레이트;
    바디 및 상기 바디에서 상부 전방 사선 방향으로 연장된 일체형 헤드를 포함하고 상기 지지 플레이트가 고정되는 프레임;
    IMU(Inertial Measurement Unit) 센서;
    하부에 배치되어 지면 접촉을 감지하는 접촉 감지 센서;
    상기 프레임의 헤드에 배치되어 지형을 향하여 RF 신호를 송신하는 하나 이상의 송신 안테나;
    RF 신호를 수신하는 수신 안테나; 및
    상기 접촉 감지 센서를 통해, 상기 스노우 슈즈의 지면 접촉이 감지되는 경우, 상기 IMU 센서를 통해 상기 스노우 슈즈의 기울기를 측정하고, 상기 송신 안테나를 통해 지형 방향으로 RF 신호를 송신하는 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는,
    학습을 통해 저장된 지형 구조 모델 및 지형을 구성하는 매질 별 유전율 차이에 따른 상기 수신 안테나의 RF 신호 수신 시점 차이에 기초하여, 이동 방향 상의 위험 영역을 인식하도록 구성되는, 스노우 슈즈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 송신 안테나는 제1 송신 안테나 및 제2 송신 안테나를 포함하며,
    제1 송신 안테나 및 제2 송신 안테나는 상기 헤드 상에 대칭적으로 배치되며,
    상기 수신 안테나는 상기 헤드 상에 배치되며, 제1 송신 안테나 및 제2 송신 안테나 사이의 중간 지점에 배치되는, 스노우 슈즈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 지지 플레이트의 소정 영역에 하우징이 배치되며,
    상기 하우징 내부에 전원 공급을 위한 배터리, 위치 정보 수신부, 상기 IMU 센서 및 상기 제어부가 배치되는, 스노우 슈즈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    맵에 기초하여 지형 구조 모델을 생성하고, 지형 구조에 대한 RF 신호의 전파 모델링에 기초하여 RF 수신 신호를 예측하고,
    상기 예측된 RF 수신 신호 및 실제 측정된 RF 수신 신호의 유사도에 기초하여, 상기 지형 구조 모델을 업데이트하도록 구성되는, 스노우 슈즈.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는 위험 영역 결정 모델를 이용하여 이동 방향 상의 위험 영역을 인식하며,
    상기 위험 영역 결정 모델은,
    기 저장된 지형 분석 정보, 상기 위치 정보 수신부를 통해 획득한 상기 스노우 슈즈의 위치 정보, 매질 별 유전율 정보, 매질 별 유전율 정보에 따른 RF 신호의 속도 정보, 매질 간 이동시 RF 신호의 반사, 회절 및 굴절 패턴 정보 중 적어도 하나에 기초하여, 상기 위험 영역을 인식하도록 학습되는, 스노우 슈즈.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 제1 송신 안테나 및 상기 제2 송신 안테나는 서로 다른 위상으로 RF 신호를 동시에 송신하도록 구성되는, 스노우 슈즈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 지지 플레이트의 전방에 위치한 크람폰(Crampon)을 더 포함하는, 스노우 슈즈.
  8. 제7항에 있어서,
    위험 알림부를 더 포함하며,
    상기 제어부는,
    이동 방향 상의 위험 영역을 인식하는 경우, 상기 위험 알림부를 동작하도록 구성되는, 스노우 슈즈.
  9. 스노우 슈즈의 작동 방법으로서,
    접촉 감지 센서를 이용하여 상기 스노우 슈즈의 지면 접촉을 감지하는 단계;
    IMU 센서를 이용하여 상기 스노우 슈즈의 기울기를 측정하는 단계;
    이동 방향 상의 지형 방향으로 RF 신호를 송신하고 RF 신호를 수신하는 단계: 및
    학습을 통해 기 저장된 지형 구조 모델 및 지형을 구성하는 매질 별 유전율 차이에 따른 상기 수신된 RF 신호의 수신 시점 차이에 기초하여, 이동 방향 상의 위험 영역을 인식하는 단계를 포함하는, 스노우 슈즈의 작동 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 위험 영역을 인식하는 단계 이전에,
    맵에 기초하여 지형 구조 모델을 생성하고, 지형 구조에 대한 RF 신호의 전파 모델링에 기초하여 RF 수신 신호를 예측하는 단계; 및
    상기 예측된 RF 수신 신호 및 실제 측정된 RF 수신 신호의 유사도에 기초하여, 상기 지형 구조 모델을 업데이트하는 단계를 포함하는, 스노우 슈즈의 작동 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    이동 방향 상의 위험 영역을 인식하는 경우, 위험 알림부를 통해 위험을 알리는 단계를 더 포함하는, 스노우 슈즈의 작동 방법.
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