KR20230100651A

KR20230100651A - 운동 자세 분석 장치 및 이를 포함하는 스마트 운동 기기

Info

Publication number: KR20230100651A
Application number: KR1020220182178A
Authority: KR
Inventors: 유선경
Original assignee: 주식회사 디랙스
Priority date: 2021-12-28
Filing date: 2022-12-22
Publication date: 2023-07-05

Abstract

실시예에 따른 운동 자세 분석 장치는, 운동 기구를 이용한 사용자의 운동 자세를 분석하는 장치로서, 운동 기구를 이용하여 운동하는 사용자를 촬영하여 사용자의 운동 영상을 획득하는 촬영부; 상기 운동 기구의 움직임 및 길이 중 적어도 하나에 관련된 운동 기구 관련 정보를 검출하도록 구성된 기구 검출부; 및 상기 운동 영상에 기초하여, 상기 사용자의 신체 부위의 회전 각도를 산정하고, 산정된 상기 신체 부위의 회전 각도에 기초하여 상기 사용자의 운동 자세를 파악하는 분석부;를 포함할 수 있다.

Description

운동 자세 분석 장치 및 이를 포함하는 스마트 운동 기기 {Exercise posture analysis device and smart exercise apparatus}

본 발명은 사용자가 적합한 운동 자세로 운동하고 있는지를 판단할 수 있는 운동 자세 분석 장치 및 이를 포함하는 스마트 운동 기기에 관한 것이다.

운동 기구는 근력을 높이기 위한 신체 부위나 사용 목적 등에 따라 다양한 형태로 제공되고 있으며, 주로 손이나 발을 이용하여 신체 부위, 예를 들어, 상체 또는 하체를 단련시키도록 이루어진다. 사용자는 운동 기구의 운동 구조물을 통해 선택된 무게를 이동시킴으로써 운동을 실시할 수 있다.

다만, 해당 운동 기구를 이용하는 사용자의 신체 조건, 해당 운동에 대한 사용자의 배경 지식 등이 서로 다르기 때문에, 해당 운동 기구를 이용한 사용자의 운동 자세가 다양할 수 있다. 그러나, 사용자가 운동 기구를 자신의 신체적 특성, 운동 수행능력 또는 운동 기구의 목적에 맞게 적합하게 사용하고 있는지 확인하기가 어려운 문제가 있다.

본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 운동 자세 분석 장치 및 스마트 운동 기기는 사용자의 운동 자세를 정확히 판단하여, 사용자에게 부정확한 피드백이 전달되는 것을 방지할 수 있다.

일 실시예에 따른 운동 기구를 이용한 사용자의 운동 자세를 분석하는 장치는, 운동 기구를 이용하여 운동하는 사용자를 촬영하여 사용자의 운동 영상을 획득하는 촬영부; 상기 운동 기구의 움직임 및 길이 중 적어도 하나에 관련된 운동 기구 관련 정보를 검출하도록 구성된 기구 검출부; 및 상기 운동 영상에 기초하여, 상기 사용자의 신체 부위의 회전 각도를 산정하고, 산정된 상기 신체 부위의 회전 각도에 기초하여 상기 사용자의 운동 자세를 파악하는 분석부;를 포함할 수 있다.

상기 분석부는, 상기 사용자의 운동 영상에 기초하여, 상기 사용자의 복수의 관절 부위에 대응하는 복수의 특징점을 추출하는 특징점 추출부와, 상기 복수의 특징점을 연결하여 사용자의 신체 부위에 대응하는 복수의 골격 라인을 생성하며, 상기 복수의 골격 라인 중 적어도 하나의 골격 라인의 회전 각도를 산정하는 각도 산정부와, 상기 운동 기구 관련 정보에 기초하여, 상기 각도 산정부에 의해 산정된 회전 각도를 보정하는 각도 보정부와, 사용자의 운동 자세를 파악하도록 상기 각도 보정부에 의해 보정된 회전 각도가 기준 회전 각도로부터 일탈한 정도를 판단하는 자세 판단부를 포함할 수 있다.

상기 촬영부는 상기 운동 기구의 일 측부를 향하도록 설치된 하나의 카메라일 수 있다.

상기 운동 기구는 복수의 중량 판과, 사용자에게 상기 중량 판의 부하를 전달하는 운동 구조물을 포함하는 웨이트 운동 기구이며, 상기 기구 검출부는, 상기 중량 판의 이동 거리를 직접 또는 간접적으로 검출하도록 구성된 제1 센서를 포함할 수 있다.

상기 각도 보정부는, 상기 제1 센서에 의해 검출된 상기 중량 판의 이동 거리에 기초하여, 상기 운동 구조물의 이동 거리 및 회전 각도 중 적어도 하나를 산정하며, 상기 운동 구조물의 이동 거리 및 각도 변화 중 적어도 하나에 기초하여, 상기 각도 산정부에 의해 산정된 회전 각도를 보정할 수 있다.

상기 운동 기구는 지지 바와 상기 지지 바의 양 단부에 끼워지는 중량판을 포함하는 바벨 운동 기구이며, 상기 기구 검출부는, 상기 바벨 운동 기구의 길이 또는 움직임을 획득하도록 구성될 수 있다.

상기 기구 검출부는 상기 바벨 운동 기구에 설치되어, 상기 바벨 운동 기구의 이동을 검출하도록 구성된 제2 센서를 포함할 수 있다.

상기 각도 보정부는, 상기 제2 센서에 의해 검출된 결과에 기초하여, 상기 바벨 운동 기구의 이동 거리를 검출하며, 상기 바벨 운동 기구의 이동 거리에 기초하여, 상기 각도 산정부에 의해 산정된 회전 각도를 보정할 수 있다.

상기 제2 센서는 상기 지지 바에 배치될 수 있다.

상기 촬영부는 상기 바벨 운동 기구의 상기 지지 바를 촬영하여 상기 지지 바의 이미지를 획득하며, 상기 각도 보정부는 상기 지지 바의 이미지에 기초하여 상기 지지 바의 길이를 산정하며, 상기 지지 바의 길이에 기초하여, 상기 각도 산정부에 의해 산정된 회전 각도를 보정할 수 있다.

다른 실시예에 따른 스마트 운동 기기는, 운동 기구와, 상기 운동 기구를 이용한 사용자의 운동 자세를 분석하는 운동 자세 분석 장치를 포함하는 것으로서, 상기 운동 자세 분석 장치는, 운동 기구를 이용하여 운동하는 사용자를 촬영하여 사용자의 운동 영상을 획득하는 촬영부; 상기 운동 기구의 움직임 및 길이 중 적어도 하나에 관련된 운동 기구 관련 정보를 검출하도록 구성된 기구 검출부; 및 상기 운동 영상에 기초하여, 상기 사용자의 운동 중 신체 부위의 회전 각도를 산정하고, 산정된 상기 신체 부위의 회전 각도에 기초하여 상기 사용자의 운동 자세를 파악하는 분석부;를 포함할 수 있다.

다른 실시예에 따른 운동 자세 분석 방법은, 촬영부에 의해 획득된 사용자의 운동 영상에 기초하여, 상기 사용자의 복수의 관절 부위에 대응하는 복수의 특징점을 추출하는 단계; 상기 복수의 특징점을 연결하여 사용자의 신체 부위에 대응하는 복수의 골격 라인을 생성하며, 상기 복수의 골격 라인 중 적어도 하나의 골격 라인의 회전 각도를 산정하는 단계; 기구 검출부에 의해 검출된 운동 기구 관련 정보에 기초하여, 산정된 상기 회전 각도를 보정하는 단계; 및 사용자의 운동 자세를 파악하도록 보정된 상기 회전 각도가 기준 회전 각도로부터 일탈한 정도를 판단하는 단계;를 포함할 수 있다.

다른 실시예에 따른 운동 자세 분석 방법을 수행하는 하나 이상의 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는, 촬영부에 의해 획득된 사용자의 운동 영상에 기초하여, 상기 사용자의 복수의 관절 부위에 대응하는 복수의 특징점을 추출하는 명령어들; 상기 복수의 특징점을 연결하여 사용자의 신체 부위에 대응하는 복수의 골격 라인을 생성하며, 상기 복수의 골격 라인 중 적어도 하나의 골격 라인의 회전 각도를 산정하는 명령어들; 기구 검출부에 의해 검출된 운동 기구 관련 정보에 기초하여, 산정된 상기 회전 각도를 보정하는 명령어들; 및 사용자의 운동 자세를 파악하도록 보정된 상기 회전 각도가 기준 회전 각도로부터 일탈한 정도를 판단하는 명령어들;을 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 운동 자세 분석 장치 및 이를 포함하는 스마트 운동 기기는 사용자의 운동 영상을 활용하여 사용자의 운동 자세를 분석하되, 사용자와 독립적인 별도의 수단을 이용하여 오차를 보완함으로써, 사용자에게 운동 자세에 대한 정확한 피드백을 제공할 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 스마트 운동 기기를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 실시예에 따른 스마트 운동 기기의 일부를 나타낸 사시도이다.
도 3 및 도 4는 도 2의 스마트 운동 기기에서 사용자의 운동 자세를 검출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 운동 자세 분석 장치의 작동을 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 5에 개시된 골격 라인의 회전 각도를 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 8은 다양한 신체 조건에 따른 골격 라인의 회전 각도를 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 실시예에 따른 운동 자세 분석 장치의 기구 검출부의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 실시예에 따른 사용자 인터페이스 유닛의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 11 및 도 12는 다른 실시예에 따른 운동 기구에 적용된 운동 자세 분석 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 도 11의 운동 기구에 적용된 기구 검출부의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 14은 도 11의 운동 기구에 적용된 기구 검출부의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 다른 실시예에 따른 기구 검출부의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 다른 실시예에 따른 기구 검출부를 포함하는 운동 자세 분석 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 17은 실시예에 따른 복수의 스마트 운동 기기가 제공되는 스마트 짐 환경을 설명하기 위한 도면이다.

이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 여러 실시예에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 일 실시예에 따른 스마트 운동 기기(1)를 설명하기 위한 블록도이다. 도 2는 실시예에 따른 스마트 운동 기기(1)의 일부를 나타낸 사시도이다. 도 3 및 도 4는 도 2의 스마트 운동 기기(1)에서 사용자(USER)의 운동 자세를 검출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 실시예에 따른 스마트 운동 기기(1)는 운동 기구(2)와, 운동 자세 분석 장치(100)를 포함할 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 운동 기구(2)는 사용자(USER)의 웨이트 운동에 따라 움직임이 발생하는 운동 기구일 수 있다. 운동 기구(2)는 웨이트 운동 기구일 수 있다.

예를 들어, 운동 기구(2)는 복수의 중량 판(21), 이러한 복수의 중량 판(21)이 중력 방향 및 그 반대 방향, 예를 들어 상하 방향으로 이동 가능하도록 지지하는 프레임 구조물(23) 및 사용자(USER)의 신체 부위와 접촉하며 사용자(USER)에게 중량 판(21)의 부하를 전달하는 운동 구조물(26)을 포함할 수 있다.

복수의 중량 판(21)은 상하 방향을 따라 순차적으로 적층된다. 복수의 중량 판(21) 각각은 소정의 무게를 가진다. 중량 판(21)의 무게는 서로 동일하거나 다를 수 있다. 일 예로서, 복수의 중량 판(21) 각각의 무게는 5 kg로, 서로 동일할 수 있다. 다른 예로서, 복수의 중량 판(21)의 일부는 5 kg이며, 복수의 중량 판(21)의 일부는 10 kg일 수 있다. 이 외에도, 복수의 중량 판(21)의 무게는 다양할 수 있다.

프레임 구조물(23)은 베이스 프레임(231)과, 복수의 중량 판(21)이 상하 방향을 따라 이동하도록 상하 방향을 따라 연장되며 상기 베이스 프레임(231)에 설치된 한 쌍의 가이드 레일(233)을 포함할 수 있다. 한 쌍의 가이드 레일(233)은 복수의 중량 판(21)을 관통하도록 배치될 수 있다. 프레임 구조물(23)은 사용자(USER)가 가하는 힘이 중량 판(21)으로 전달하도록 구성된 연결 라인(235)을 포함한다.

실시예에 따른 운동 기구(2)에서, 사용자(USER)는 운동 구조물(26)에 힘을 가하여, 선택된 중량에 대응하는 중량 판(21)을 중력 방향과 반대 방향으로 이동시키거나, 중력 방향으로 이동시키게 된다. 운동 구조물(26)은 운동하고자 하는 신체 부위에 따라 다양한 형태로 구현될 수 있다.

일 예로서, 운동 기구(2)는 레그 익스텐션(leg extension)일 수 있다. 운동 구조물(26)은 사용자(USER)의 발목(또는 정강이 아래)에 접촉하도록 구성된 패드가 소정의 축을 중심으로 회동하도록 구성될 수 있다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 운동 기구(2)가 레그 익스텐션인 경우, 사용자(USER)는 운동 기구(2)의 의자에 앉아, 운동 구조물(26)에 발목을 접촉시킨 상태에서, 무릎을 폈다 구부리는 왕복 동작을 실시함으로써, 사용자(USER)의 허벅지 근육을 자극할 수 있다.

다만, 이러한 운동 효과는 해당 운동 구조물(26)의 목적에 맞는 기준 자세로 운동할 때 나타날 수 있다. 예를 들어, 사용자(USER)가 의자의 등받이(261)에 등이 접촉하도록 의자에 앉아, 양 손으로 손잡이(263)를 잡아 엉덩이가 의자의 시트(262)로부터 떨어지지 않는 상태에서, 정강이와 발 사이의 각도가 90도를 유지하는 자세로 무릎을 폈다 구부리는 왕복 동작을 실시하는 기준 자세로 운동할 때 원하는 운동 효과에 도달할 수 있다.

그러나, 트레이너(trainer)의 도움 없이, 사용자(USER)가 해당 운동 기구(2)에 혼자서 운동하는 경우, 사용자(USER)마다 신체 조건이 다르고 해당 운동에 대한 배경 지식 등이 상이하기 때문에, 해당 운동 기구(2)에서 운동하는 사용자(USER)들 중 일부 사용자(USER)들이 기준 자세와 다른 잘못된 운동 자세로 운동을 실시할 수 있다.

운동 기구(2)에 설정된 중량 판(21)의 개수가 동일하고 운동 구조물(26)이 정해진 궤적을 따라 이동하더라도, 사용자(USER)의 운동 자세에 따라 운동 효과가 다를 수 있다. 다시 말해서, 중량 판(21)의 무게 및 중량 판(21)의 이동 거리가 동일하더라도, 실제로 사용자(USER)가 목표하는 신체 부위, 예를 들어, 허벅지에 가해지는 부하가 다를 수 있다.

더불어, 사용자(USER)의 운동 자세가 기준 자세와 다를 경우, 운동 기구(2)에서 의도한 신체 부위가 아닌 다른 신체 부위에 부하가 가해질 수 있으며, 이는 사용자(USER)의 부상을 초래할 수 있다. 예를 들어, 사용자(USER)가 잘못된 운동 자세로 운동할 경우, 허벅지가 아닌 무릎에 부하가 가해질 수 있으며, 이는 사용자(USER)의 무릎 부상을 초래할 수 있다. 설정한 중량 판(21)의 개수가 증가할수록, 사용자(USER)의 부상 위험은 더 커질 수 있다.

이러한 점을 고려하여, 실시예에 따른 운동 자세 분석 장치(100)는 사용자(USER)가 기준 자세에 대응하는 운동 자세로 운동을 하고 있는지 여부를 분석할 수 있다. 이를 위한 예로서, 운동 자세 분석 장치(100)는 촬영부(110) 및 분석부(120)를 포함할 수 있다.

도 5는 일 실시예에 따른 운동 자세 분석 장치(100)의 작동을 개념적으로 설명하기 위한 도면이며, 도 6은 도 5에 개시된 골격 라인(B)의 회전 각도를 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 촬영부(110)는 운동 기구(2)를 이용하여 운동하는 사용자(USER)를 촬영하여, 사용자(USER)의 운동 영상을 획득할 수 있다.

촬영부(110)는 운동 기구(2)를 이용하는 사용자(USER)의 운동을 측정하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 촬영부(110)는 운동 기구(2)의 일 측에 배치될 수 있다. 예를 들어, 촬영부(110)는 운동 기구(2)의 정면 측에 배치될 수 있다. 촬영부(110)는 운동 기구(2)의 측면 측에 배치될 수 있다.

촬영부(110)는 사용자(USER)가 운동 기구(2)를 이용하여 운동하는 사용자(USER)의 운동 영상을 연속적으로 촬영할 수 있다. 촬영부(110)는 n 개의 영상 프레임을 연속적으로 획득할 수 있다. 이를 통해, 운동 기구(2)를 이용하여 운동하는 사용자(USER)의 운동 영상을 연속적으로 획득할 수 있다.

촬영부(110)는 하나의 카메라일 수 있다. 촬영부(110)는 사용자(USER) 또는 운동 기구(2)로부터 소정 거리(D)만큼 이격되도록 배치될 수 있다. 하나의 카메라를 이용하여 촬영을 진행함으로써, 복수의 카메라를 이용하는 촬영부(110)에 비해 제품 단가를 낮출 수 있으며, 그에 따라 운동 자세 분석 장치(100)의 가격 경쟁력을 확보할 수 있다.

분석부(120)는 운동 영상에 기초하여, 사용자(USER)의 운동 중 신체 부위의 회전 각도를 산정할 수 있다. 분석부(120)는 산정된 신체 부위의 회전 각도에 기초하여 사용자(USER)의 운동 자세를 파악할 수 있다. 이를 위한 구성의 예로서, 분석부(120)는 특징점 추출부(120), 각도 산정부(132), 각도 보정부(141) 및 자세 판단부(142)를 포함할 수 있다.

특징점 추출부(120)는 사용자(USER)의 운동 영상에 기초하여, 사용자(USER)의 복수의 관절 부위에 대응하는 복수의 특징점(C)을 추출할 수 있다. 예를 들어, 특징점 추출부(120)는 사용자(USER)의 어깨, 팔꿈치, 팔목, 골반, 무릎, 발목, 발에 대응하는 특징점(C)을 추출할 수 있다. 특징점(C)을 추출하는 과정 자체는 해당 기술 분야에 알려진 기술 내용이므로, 구체적인 설명은 생략한다.

도 1, 도 5 및 도 6을 참조하면, 각도 산정부(132)는 특징점 추출부(120)에 의해 추출된 복수의 특징점(C)을 연결하는 골격 라인(B)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 골반에 대응하는 제1 특징점(C1)과 무릎에 대응하는 제2 특징점(C2)을 연결하는 제1 골격 라인(B1)과, 무릎에 대응하는 제2 특징점(C2)과 발목에 대응하는 제3 특징점(C3)을 연결하는 제2 골격 라인(B2), 발목에 대응하는 제3 특징점(C3)과 발에 대응하는 제4 특징점(C4)을 연결하는 제3 골격 라인(B3)을 생성할 수 있다.

도 1 및 도 6을 참조하면, 각도 산정부(132)는 사용자(USER)가 운동하는 과정에서 복수의 골격 라인(B) 중 적어도 하나의 골격 라인(B)의 회전 각도를 산정할 수 있다. 예를 들어, 각도 산정부(132)는 제1 골격 라인(B1)에 대한 제2 골격 라인(B2)의 회전 각도(θ1)를 산정할 수 있다. 예를 들어, 각도 산정부(132)는 제2 골격 라인(B2)에 대한 제3 골격 라인(B3)의 회전 각도를 산정할 수 있다.

이상적인 조건에서는, 상기 각도 산정부(132)에 의해 산정된 회전 각도(또는 각도 변화)는 실제 사용자(USER)의 신체 부위가 회전한 회전 각도에 정확하게 매칭될 수 있다. 그러나, 실제 조건에서는, 단일의 카메라를 이용한 촬영부(110), 사용자(USER)의 다양한 신체 조건 등 다양한 요인으로 인해, 각도 산정부(132)에 의해 산정된 골격 라인(B)의 회전 각도는 실제 사용자(USER)의 신체 부위가 회전한 회전 각도와 다를 수 있다.

예를 들어, 촬영부(110)가 단일의 카메라를 이용하여 사용자(USER)의 운동을 촬영할 경우, 3차원 구조의 사용자(USER)의 관절 부위에 대응하는 특징점(C)의 추출하는 과정에서 오차가 발생할 수 있다. 예를 들어, 도 7 및 도 8과 같이, 사용자(USER)마다 신체 조건이 다를 수 있으며, 사용자(USER)와 촬영부(110) 사이의 거리(D1, D2)가 다를 수 있다. 특징점(C)을 추출하는 과정에서 실제 사용자(USER)의 관절의 위치와 오차가 발생할 수 있으며, 특징점(C)에 기초한 골격 라인(B)의 생성 과정에서도 실제 사용자(USER)의 신체 부위의 위치와 오차가 발생할 수 있다. 그에 따라, 각도 산정부(132)에 의해 산정된 회전 각도가 실제 사용자(USER)의 신체 부위가 회전한 회전 각도와 오차가 발생할 수 있다.

이와 같이, 각도 산정부(132)에서 산정된 회전 각도와 실제 사용자(USER)의 신체 부위의 회전 각도 사이에 오차가 나타날 경우, 사용자(USER)의 운동 자세가 기준 자세에 부합하는지에 대한 정확한 판단이 어려울 수 있다. 다른 표현으로, 사용자(USER)의 운동 자세가 기준 자세에 부합하는지에 대해 부정확한 판단이 발생할 수 있다. 일 예로, 사용자(USER)의 운동 자세가 기준 자세와 맞지 않는 잘못된 자세임에도 불구하고, 기준 자세에 맞는 올바른 자세라고 판단할 수 있다. 다른 예로, 사용자(USER)의 운동 자세가 기준 자세와 맞는 올바른 자세임에도 불구하고, 기준 자세에 맞지 않는 잘못된 자세라고 판단할 수 있다.

이러한 부정확한 판단이 반복적으로 나타날 경우, 운동 자세 분석 장치(100)에 대한 신뢰도가 낮아져, 사용자(USER)가 해당 운동 자세 분석 장치(100) 자체를 사용하지 않는 결정적인 원인으로 작용할 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 실시예에 따른 운동 자세 분석 장치(100)는, 사용자(USER)의 운동 자세에 대한 정확한 피드백을 제공하기 위한 기구 검출부(150), 각도 보정부(141) 및 자세 판단부(142)를 포함한다.

기구 검출부(150)는 운동 기구(2)의 움직임 및 길이 중 적어도 하나에 관련된 운동 기구(2) 관련 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 기구 검출부(150)는 운동 기구(2)의 움직임 관련 정보를 획득할 수 있다. 기구 검출부(150)에 대한 구체적인 설명은 도 9에서 후술하기로 한다.

각도 보정부(141)는, 운동 기구(2) 관련 정보에 기초하여 각도 산정부(132)에 의해 산정된 회전 각도를 보정할 수 있다. 각도 보정부(141)는 촬영부(110)의 영상 정보와 독립적인 정보에 기초하여 촬영부(110)에 의해 촬영된 운동 영상에 기초하여 산정된 회전 각도의 오차를 보정할 수 있다.

도 9는 실시예에 따른 운동 자세 분석 장치(100)의 기구 검출부(150)의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.

도 1, 도 2 및 도 9를 참조하면, 실시예에 따른 기구 검출부(150)는 중량 판(21)의 이동을 검출하도록 구성된 제1 센서(151)를 포함할 수 있다. 제1 센서(151)는 중량 판(21)의 이동을 직접적으로 검출하거나, 중량 판(21)과 함께 이동하는 다른 구성의 이동을 검출하여 중량 판(21)의 이동을 간접적으로 검출할 수 있다.

일 예로서, 제1 센서(151)는 적어도 하나의 레이저 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 센서(151)는 핀 구조물(25)의 이동을 검출하도록 배치될 수 있다. 핀 구조물(25)은 중량 판(21) 또는 중량 판(21) 사이에 삽입되는 삽입 영역(251)과 삽입 영역(251)에 연결된 홀더 영역(253)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 센서(151)는 핀 구조물(25)의 홀더 영역(253)에 레이저 빔(L)을 조사하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 센서(151)는 홀더 영역(253)에 중력 방향으로 중첩되도록 배치될 수 있다. 제1 센서(151)는 핀 구조물(25)의 이동을 검출하여, 중량 판(21)의 이동을 간접적으로 검출할 수 있다. 다만, 제1 센서(151)의 측정 대상 및 배치는 이에 한정되지 아니하며, 필요에 따라 다양할 수 있다.

제1 센서(151)는 중량 판(21)의 이동 거리를 검출할 수 있다. 각도 보정부(141)는 중량 판(21)의 이동 거리에 기초하여, 운동 구조물(26)의 이동 거리 및 회전 각도 중 적어도 하나를 산정할 수 있다. 예를 들어, 운동 구조물(26)이 회전 가능한 구조일 경우, 중량 판(21)의 이동 거리에 기초하여, 운동 구조물(26)이 회전한 회전 각도를 산정할 수 있다. 예를 들어, 도시하지 않았으나, 운동 구조물(26)이 직선 이동하는 구조일 경우, 중량 판(21)의 이동 거리에 기초하여, 운동 구조물(26)이 직선 이동한 이동 거리를 산정할 수 있다.

각도 보정부(141)는 이러한 운동 구조물(26)의 회전 각도에 기초하여, 사용자(USER)가 운동 구조물(26)에 접촉하는 신체 부위의 회전 각도를 산정할 수 있다. 예를 들어, 촬영부(110)와 독립적인 제1 센서(151)에 의해 검출된 정보에 기초하여, 사용자(USER)가 운동하는 과정에서 운동 구조물(26)과 접촉하는 발목 또는 정강이의 회전 각도를 산정할 수 있다.

각도 보정부(141)는 제1 센서(151)에 의해 검출된 정보에 기초하여 사용자(USER)의 일부 신체 부위에 대한 회전 각도를 산정할 수 있을 뿐, 나머지 신체 부위에 대한 회전 각도를 산정하기 어려울 수 있다. 예를 들어, 각도 보정부(141)는 제1 센서(151)에 의해 검출된 정보에 기초하여, 사용자(USER)의 정강이의 회전 각도를 산정할 수 있을 뿐, 사용자(USER)의 다른 신체 부위의 자세를 산정할 수 없다.

그러나, 제1 센서(151)에 의해 검출된 정보에 기초하여 산정된 회전 각도는 촬영부(110)에 의해 촬영된 운동 영상에 기초하여 산정된 회전 각도에 비해 상대적으로 정확할 수 있다. 다른 표현으로, 제1 센서(151)에 의해 검출된 정보에 기초하여 산정된 회전 각도는 촬영부(110)에 의해 촬영된 운동 영상에 기초하여 산정된 회전 각도에 비해 상대적으로 오차가 작을 수 있다. 즉, 제1 센서(151)에 의해 검출된 정보에 기초하여 산정된 회전 각도는 촬영부(110)에 의해 검출된 정보에 기초하여 산정된 회전 각도에 비해, 측정 가능한 신체 부위가 더 적지만, 측정 정확도가 더 높을 수 있다.

이러한 정확도의 차이를 고려하여, 각도 보정부(141)는 제1 센서(151)에 의해 검출된 정보에 기초하여 산정된 회전 각도를 이용하여, 각도 산정부(132)에 의해 산정된 회전 각도의 오차를 산정할 수 있다. 각도 보정부(141)는, 산정된 오차를 반영하도록, 각도 산정부(132)에 의해 산정된 회전 각도를 보정할 수 있다.

예를 들어, 제1 센서(151)에 기초하여 산정된 신체 부위의 회전 각도와 촬영부(110)에 기초하여 산정된 신체 부위의 회전 각도 사이에 오차가 발생한 경우, 이러한 오차가 보정되는 위치로 특징점들(C)의 위치를 전체적으로 수정할 수 있다. 예를 들어, 촬영부(110)에 기초하여 산정된 정강이의 회전 각도와 제1 센서(151)에 기초하여 산정된 정강이의 회전 각도 사이에 오차를 반영하도록 제1 특징점(C1), 제2 특징점(C2) 및 제3 특징점(C3)의 위치를 수정할 수 있다. 제1 특징점(C1), 제2 특징점(C2), 제3 특징점(C3)의 위치를 수정할 때, 나머지 특징점(C)들, 예를 들어, 제4 특징점(C4)의 위치를 수정할 수 있다. 제4 특징점(C4)의 위치는, 제1 특징점(C1), 제2 특징점(C2), 제3 특징점(C3)의 수정 거리 및 수정 비율에 대응하도록 수정될 수 있다. 이러한 특징점(C)들의 위치 수정에 의해, 오차가 검출된 해당 신체 부위에 대응하는 골격 라인(B)은 물론, 오차가 검출되지 않은 다른 신체 부위에 대응하는 골격 라인(B)의 길이 및 각도 중 적어도 하나를 수정할 수 있다. 예를 들어, 제1 센서(151)에 의해 검출된 정보에 기초하여, 정강이에 대응하는 제2 골격 라인(B2)의 길이를 보정할 뿐만 아니라, 발에 대응하는 제3 골격 라인(B3)의 길이를 보정할 수 있다.

자세 판단부(142)는, 사용자(USER)의 운동 자세를 파악하도록 각도 보정부(141)에 의해 보정된 회전 각도를 기준 회전 각도로부터 일탈한 정도를 판단할 수 있다.

기준 회전 각도는 다양한 방식으로 설정될 수 있다. 일 예로서, 기준 회전 각도는, 트레이너가 해당 운동 기구(2)에서 기준 자세로 운동하는 운동 영상에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 트레이너의 운동 영상에서 복수의 특징점(C)을 추출하고, 추출된 복수의 특징점(C)을 연결하는 골격 라인(B)의 회전 각도에 기초하여, 기준 회전 각도가 결정될 수 있다.

자세 판단부(142)는 골격 라인(B)의 보정된 회전 각도와 기준 회전 각도와 비교할 수 있다. 보정된 회전 각도와 기준 회전 각도가 미리 설정된 기준 범위를 벗어나는지 여부를 판단할 수 있다. 이로부터 사용자(USER)의 운동 자세가 기준 자세로부터 일탈한 정도를 파악할 수 있다.

자세 판단부(142)에 의해 판단될 결과에 기초하여, 사용자(USER)에게 운동 자세가 정확한지에 대해 피드백을 제공할 수 있다.

예를 들어, 사용자(USER)의 운동 자세가 기준 자세에 기준 범위 내에서 매칭되었다고 판단될 경우, 사용자(USER)의 운동 자세가 정확하다는 내용의 안내를 제공할 수 있다. 예를 들어, 사용자(USER)의 운동 자세가 기준 자세에 기준 범위를 벗어났다고 판단될 경우, 사용자(USER)의 운동 자세가 부정확하다는 내용의 안내를 제공할 수 있다.

상술한 운동 자세 분석 장치(100)에 의해 다음과 같은 단계들을 포함하는 운동 자세 분석 방법이 수행될 수 있다. 예를 들어, 운동 자세 분석 방법은 촬영부(110)에 의해 획득된 사용자(USER)의 운동 영상에 기초하여, 사용자(USER)의 복수의 관절 부위에 대응하는 복수의 특징점(C)을 추출하는 단계와, 상기 복수의 특징점(C)을 연결하여 사용자(USER)의 신체 부위에 대응하는 복수의 골격 라인(B)을 생성하며, 상기 복수의 골격 라인(B) 중 적어도 하나의 골격 라인(B)의 회전 각도를 산정하는 단계와, 기구 검출부(150)에 의해 검출된 운동 기구(2) 관련 정보에 기초하여, 산정된 상기 회전 각도를 보정하는 단계와, 사용자(USER)의 운동 자세를 파악하도록 보정된 상기 회전 각도가 기준 회전 각도로부터 일탈한 정도를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

다시 도 1를 참조하면, 실시예에 따른 운동 자세 분석 장치(100)는, 운동 기구(2)에서 사용자(USER)의 운동 상태를 측정하고, 그 결과를 피드백하기 위한 구성을 더 포함한다.

예를 들어, 운동 자세 분석 장치(100)는 기구 검출부(150), 사용자 인터페이스 화면을 출력하는 사용자 인터페이스 유닛(160), 적어도 하나의 명령어들을 저장하는 메모리(170) 및 사용자 인터페이스 유닛(160)을 제어하는 프로세서(120)를 포함한다.

기구 검출부(150)는 사용자(USER)의 운동 자세를 분석할 때 그 정확도를 보완하는 기능 외에도, 사용자(USER)의 운동 상태를 검출하는 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 기구 검출부(150)는 중량 판(21)의 이동 거리 및 이동 속도를 검출하여, 사용자(USER)의 운동 속도를 검출할 수 있다.

사용자 인터페이스 유닛(160)은 사용자(USER)로부터 운동 기구(2)의 작동을 위한 입력이나 설정을 위한 입력 등을 수신하기 위한 입력부와, 운동 상태 또는 운동 결과 등의 정보를 표시하기 위한 출력부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자 인터페이스 유닛(160)은 터치 스크린 형태일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

프로세서(120)는 메모리(170)에 저장된 적어도 하나의 명령어들을 실행함으로써, 웨이트 운동 기기(1)가 제공하는 각종 기능이나 사용자(USER)의 운동 상태를 관리하기 위한 정보를 관리할 수 있다. 사용자(USER)의 운동 상태란 사용자(USER)가 운동을 한 횟수나 시간, 운동 레벨, 운동 속도, 사용자(USER)의 신체가 움직이는 궤적 등을 포함하는 의미일 수 있다. 프로세서(120)는 상술한 분석부(120)를 포함할 수 있다.

프로세서(120)는 적어도 하나의 프로세싱 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 중앙 처리 장치(Central Processing Unit), 마이크로 프로세서(120) (microprocessor), 그래픽 프로세서(120) (Graphic Processing Unit), ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSP(Digital Signal Processor), 및 FPGAs(Field Programmable Gate Arrays) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 프로세서(120)는 사용자 인터페이스 유닛(160)를 통해 수신한 사용자(USER) 입력에 대응되는 기능을 수행하도록 운동 기구(2)에 포함된 다른 구성들을 제어할 수 있다. 프로세서(120)는 메모리(170)에 저장된 명령어들이나 소프트웨어 모듈 또는 프로그램을 실행시키거나, 메모리(170)에 저장된 데이터 또는 파일을 읽어오거나, 새로운 프로그램이나 애플리케이션을 메모리(170)에 저장할 수도 있다.

메모리(170)는 적어도 하나의 명령어들을 저장할 수 있다. 프로세서(120)는 메모리(170)에 저장된 명령어들을 실행할 수 있는 컴퓨터의 일 예에 해당할 수 있다. 메모리(170)는 명령어들이나 소프트웨어 모듈 또는 프로그램을 저장할 수 있다. 메모리(170)는 램(RAM, Random Access Memory), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ROM, Read-Only Memory), 플래시 메모리(170)(flash memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리(170), 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

메모리(170)에는 사용자 인터페이스(UI, User Interface) 모듈과 운동 관리 모듈이 저장될 수 있다. 사용자 인터페이스 모듈과 운동 관리 모듈은 적어도 하나의 명령어들을 포함하고 있는 소프트웨어 모듈 또는 프로그램일 수 있으며, 다른 프로그램의 일부에 해당할 수 있다. 프로세서(120)는 사용자 인터페이스 모듈과 운동 관리 모듈을 메모리(170)로부터 불러와 해당 명령어들을 실행시킬 수 있다.

사용자 인터페이스 모듈은 사용자 인터페이스 입출력 모듈 및 사용자 인터페이스 구성 모듈을 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스 입출력 모듈은 사용자 인터페이스 유닛(160)에 표시된 사용자 인터페이스 화면에 대한 사용자(USER)의 입력을 확인하고, 사용자 인터페이스 구성 모듈에서 생성되거나 변경되는 사용자 인터페이스 엘리먼트의 출력을 제어할 수 있다. 사용자 인터페이스 구성 모듈은 운동 관리 모듈이나 사용자 인터페이스 유닛(160), 센서 모듈(100) 등을 통해 확인된 정보에 따라, 사용자 인터페이스 유닛(160)에 표시될 사용자 인터페이스 엘리먼트를 생성하거나 변경할 수 있다.

도 10은 실시예에 따른 사용자 인터페이스 유닛(160)의 일 예를 나타내는 도면이다.

도 1, 도 9 및 도 10을 참조하면, 프로세서(120)는 기구 검출부(150)가 검출한 운동 기구(2)의 움직임에 대응하는 사용자(USER)의 운동 상태를 나타내는 사용자 인터페이스 엘리먼트를 사용자 인터페이스 화면에 표시하도록 사용자 인터페이스 유닛(160)을 제어할 수 있다. 프로세서(120)는 운동 기구(2)를 이용한 운동 시에 권장되는 운동 가이드를 나타내는 제2 사용자 인터페이스 엘리먼트를 사용자 인터페이스 엘리먼트와 함께 사용자 인터페이스 화면에 표시하도록 사용자 인터페이스 유닛(160)을 제어할 수 있다.

이와 같이, 운동 기구(2)를 사용하는 사용자(USER)는 사용자 인터페이스 화면에 표시된 데이터(또는 정보)를 이용하여 중량 설정 상태 및 운동상태를 인지할 수 있다. 이를 통해, 사용자(USER)는 보다 효율적인 운동을 실시할 수 있다.

운동 자세 분석 장치(100)는 통신 인터페이스 유닛(180)을 더 포함할 수 있다. 통신 인터페이스 유닛(180)은 다른 장치 또는 네트워크와 유무선 통신을 수행할 수 있다. 이를 위해, 통신 인터페이스 유닛(180)은 다양한 유무선 통신 방법 중 적어도 하나를 지원하는 통신 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, Wi-Fi(Wireless Fidelity)와 같은 근거리 통신, 3G, 4G, 5G 등과 같은 다양한 종류의 이동 통신 또는 초광대역 통신을 수행하는 통신 모듈이나 동축 케이블이나 광케이블 등을 이용하는 유선 통신을 수행하는 통신 모듈이 포함될 수 있으며, 이에 제한되지 않고, 통신 기술의 발전에 따른 다양한 종류의 통신 모듈을 포함할 수 있다. 통신 인터페이스 유닛(180)은 운동 기구(2)의 외부에 위치한 장치와 연결되어 신호 또는 데이터를 포함하는 메시지를 송수신할 수 있다. 운동 자세 분석 장치(100)는 통신 인터페이스 유닛(180)를 통해 스마트 짐 서버(200)나 웨어러블 디바이스, 스마트 폰과 같은 형태의 단말기(320) 또는 PC, 노트북, 스마트 폰과 같은 형태의 관리자 단말기(300)나 외부 서버(310)와 통신을 수행할 수 있다.

상술한 실시예에서는, 운동 기구(2)의 예시로서, 복수의 중량 판(21)을 포함하는 웨이트 운동 기구를 중심으로 설명하였으나, 운동 자세 분석 장치(100)의 적용 대상은 이에 한정되지 아니하며, 다양한 운동 기구(2)에 적용될 수 있다.

도 11 및 도 12는 다른 실시예에 따른 운동 기구(2A)에 적용된 운동 자세 분석 장치(100)를 설명하기 위한 도면이다. 도 13은 도 11의 운동 기구(2A)에 적용된 기구 검출부(150)의 일 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 14은 도 11의 운동 기구(2A)에 적용된 기구 검출부(150)의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.

도 1, 도 11 및 도 12를 참조하면, 운동 기구(2A)는 바벨 운동 기구일 수 있다. 예를 들어, 운동 기구(2A)는 양 단부에 중량 판(21A)이 끼워질 수 있는 지지 바(27)를 포함할 수 있다.

실시예에 따른 운동 기구(2A)를 이용하여 하체 운동을 하고자 할 경우, 사용자(USER)는 지지 바(27)를 어깨에 안착시킨 상태에서, 허리를 편 상태에서 무릎을 구부렸다가 펴는 동작을 실시할 수 있다.

실시예에 따른 운동 자세 분석 장치(100)는 촬영부(110), 기구 검출부(150) 및 분석부(120)를 포함할 수 있다. 분석부(120)는 특징점 추출부(120), 각도 산정부(132), 각도 보정부(141) 및 자세 판단부(142)를 포함할 수 있다. 촬영부(110) 및 분석부(120)는 상술한 실시예에서 언급한 내용과 중복되므로, 차이점인 기구 검출부(150)를 중심으로 설명한다.

운동 기구(2A)가 바벨 운동 기구를 포함할 경우, 기구 검출부(150)는 바벨 운동 기구에 설치된 제2 센서(151)를 포함할 수 있다. 제2 센서(151)는 바벨 운동 기구의 이동을 검출하도록 구성될 수 있다.

제2 센서(152)는 가속도 센서 및 자이로 센서 중 적어도 하나일 수 있다. 다만, 제2 센서(152)는 이에 한정되지 아니하며, 바벨 운동 기구의 이동을 검출 가능한 것이라면 다양하게 변형될 수 있다.

도 13을 참조하면, 제2 센서(152)는 지지 바(27)에 설치될 수 있다. 그에 따라, 사용자(USER)가 운동하는 과정에서 지지 바(27)의 이동 거리를 검출할 수 있다. 검출된 지지 바(27)의 이동 거리에 기초하여, 사용자(USER)의 정강이의 회전 각도를 추정할 수 있다.

도 13에서는 제2 센서(152)가 지지 바(27)에 설치된 예를 중심으로 설명하였으나, 제2 센서(152)의 배치는 이에 한정되지 아니하며, 다양할 수 있다. 예를 들어, 도 14와 같이, 제2 센서(152)는 중량 판(21A) 각각에 배치될 수도 있다.

한편, 실시예에서는 기구 검출부(150)의 구성 중 하나로 제1 센서(151) 또는 제2 센서(152)를 예시하였으나, 기구 검출부(150)는 별도의 센서를 포함하지 않을 수 있다.

도 15는 다른 실시예에 따른 기구 검출부(150)의 일 예를 설명하기 위한 도면이며, 도 16은 다른 실시예에 따른 기구 검출부(150)를 포함하는 운동 자세 분석 장치(100A)를 설명하기 위한 블록도이다.

도 15 및 도 16을 참조하면, 실시예에 따른 스마트 운동 기기(1-1)는 운동 자세 분석 장치(100A)와 운동 기구(2)를 포함할 수 있다.

기구 검출부(150)는 별도의 센서를 포함하지 않으며, 촬영부(110)에 의해 촬영된 정보 중 사용자(USER)의 신체 부위가 아닌 주변 구성에 대한 정보에 기초하여 운동 기구(2) 관련 정보를 획득할 수 있다.

예를 들어, 기구 검출부(150)는 촬영부(110)에 의해 촬영된 바벨 운동 기구에 대한 영상에서 지지 바(27)의 길이를 검출할 수 있다. 예를 들어, 지지 바(27)에는 일정 간격으로 소정의 패턴(28)이 마련될 수 있으며, 그에 따라 지지 바(27)의 패턴(28)을 기초로, 중량 판(21A)이 끼워지고 남은 지지 바(27)의 단부 길이(RL)를 산정할 수 있다. 지지 바(27)의 단부 길이(RL)는, 정해진 패턴(28) 사이의 간격과 패턴(28)의 개수에 대응하여 산출된 길이기 때문에, 상대적으로 정확하게 산정 가능하다.

이와 같이, 기구 검출부(150)는 촬영부(110)에 의해 촬영된 운동 영상에서 지지 바(27)의 길이를 검출할 수 있으며, 각도 보정부(141)는 이러한 지지 바(27)의 길이에 기초하여, 각도 산정부(132)에 의해 산정된 회전 각도를 보정할 수 있다. 예를 들어, 지지 바(27)의 길이에 기초하여, 특징점 추출부(131)에 의해 추출된 특징점(C)의 오차를 검출할 수 있으며, 검출된 특징점(C)의 오차에 기초하여, 회전 각도를 보정할 수 있다.

도 17은 실시예에 따른 복수의 스마트 운동 기기가 제공되는 스마트 짐 환경을 설명하기 위한 도면이다.

도 17을 참조하면, 복수의 스마트 운동 기기(1A, 1B, 1C, 1N)이 네트워크를 통해 스마트 짐 서버(200)에 연결되어 있다. 트레이너나 스마트 짐 책임자와 같은 관리자는 관리자 단말(300)을 통해 스마트 짐 서버(200)에 접속할 수 있다.

스마트 짐에 운동을 하러 온 사용자들(USER A, USER B, USER C, USER N) 각각은 스마트 짐 출입 시에 웨어러블 디바이스나 스마트 폰 등의 단말기(320)을 이용하여 본인 확인을 거친 후 스마트 짐 내로 들어올 수 있다. 예를 들어, 사용자는 스마트 짐 출입구에 있는 키오스크와 같은 무인 단말기에 단말기(320)를 NFC(Near Field Communication)나 RFID(Radio Frequency IDentification) 방식으로 태깅함으로써, 회원 확인을 거친 후 출입이 가능하다. 회원 확인이 이루어진 사용자에 대한 정보가 스마트 짐 서버(200)에서 네트워크를 통해 스마트 운동 기기 (1A, 1B, 1C, 1N) 중 적어도 하나로 전송될 수 있다.

사용자(USER)가 스마트 운동 기기(1A, 1B, 1C, 1N) 중 어느 하나에 접근하여, 해당 스마트 운동 기기(1)에 웨어러블 디바이스를 태깅하면, 해당 스마트 운동 기기(1)는 스마트 짐 서버(330)로부터 수신된 정보에 기초하여, 사용자의 능력치와 운동 수행 이력에 맞춤화된 운동 프로그램을 자동으로 설정할 수 있다.

스마트 짐 서버(330)는 복수의 사용자들(USER A, USER B, USER C, USER N)의 사용자 정보, 스마트 운동 기기들(1A, 1B, 1C, 1N)의 디바이스 정보, 그 외 시설물이나 스마트 짐 운영에 이용되는 정보들을 저장할 수 있다.

트레이너와 같은 관리자가 관리자 단말(300)에서 사용자에 맞춤화된 운동 프로그램을 등록하면, 스마트 짐 서버(200)에 저장된 운동 프로세스 정보가 업데이트될 수 있다. 스마트 운동 기기들(1A, 1B, 1C, 1N)은 네트워크를 통해 연결된 스마트 짐 서버(200)로부터 운동 프로세스 정보를 수신할 수 있다. 한편, 상술한 실시예에서는 스마트 운동 기기(1A, 1B, 1C, 1N)의 운동 기구로서 허벅지를 강화시키기 위한 레그 익스텐션을 예시하였으나, 이에 한정되지 아니하며, 운동을 위한 운동 기구라면 다양하게 적용될 수 있다.

본 발명에 따른 실시예는 컴퓨터 상에서 다양한 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 컴퓨터 프로그램의 형태로 구현될 수 있으며, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체에 기록될 수 있다.

상술한 운동 자세 분석 장치는 프로세서에 의하여 실행 가능한 명령어들을 저장하는 적어도 하나의 프로그램을 포함하는 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장 매체의 형태로 구현될 수 있다. 컴퓨터는 저장 매체로부터 저장된 명령어를 호출하고, 호출된 명령어에 따라 개시된 예에 따른 동작이 가능한 장치로서, 개시된 예들에 따른 운동 자세 분석 장치를 포함할 수 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장 매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은, 프로그램 명령어를 저장하고 실행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다. 나아가, 저장 매체는 네트워크 상에서 전송 가능한 형태로 구현되는 무형의 매체를 포함할 수 있으며, 예를 들어 소프트웨어 또는 애플리케이션 형태로 구현되어 네트워크를 통해 전송 및 유통이 가능한 형태의 매체일 수도 있다.

한편, 상기 컴퓨터 프로그램은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 예에는, 컴파일러에 의하여 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함될 수 있다.

이제까지 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

1 : 스마트 운동 기기 2, 2A : 운동 기구
21, 21A : 중량 판 23 : 프레임 구조물
25 : 핀 구조물 251 : 삽입 영역
253 : 홀더 영역 26 : 운동 구조물
27 : 지지 바 28 : 패턴
100 : 운동 자세 분석 장치 110 : 촬영부
120 : 프로세서 130 : 분석부
131 : 특징점 추출부 132 : 각도 산정부
141 : 각도 보정부 142 : 자세 판단부
150 : 기구 검출부 151 : 제1 센서
152 : 제2 센서 160 : 사용자 인터페이스 유닛
170 : 메모리 180 : 통신 인터페이스 유닛
310 : 외부 서버 320 : 단말기
330 : 스마트 짐 서버 340 : 관리자 단말
C, C1, C2, C3, C4 : 특징점 B, B1, B2, B3 : 골격 라인

Claims

운동 기구를 이용한 사용자의 운동 자세를 분석하는 장치로서,
운동 기구를 이용하여 운동하는 사용자를 촬영하여 사용자의 운동 영상을 획득하는 촬영부;
상기 운동 기구의 움직임 및 길이 중 적어도 하나에 관련된 운동 기구 관련 정보를 검출하도록 구성된 기구 검출부; 및
상기 운동 영상에 기초하여, 상기 사용자의 신체 부위의 회전 각도를 산정하고, 산정된 상기 신체 부위의 회전 각도에 기초하여 상기 사용자의 운동 자세를 파악하는 분석부;를 포함하며,
상기 분석부는,
상기 사용자의 운동 영상에 기초하여, 상기 사용자의 복수의 관절 부위에 대응하는 복수의 특징점을 추출하는 특징점 추출부와,
상기 복수의 특징점을 연결하여 사용자의 신체 부위에 대응하는 복수의 골격 라인을 생성하며, 상기 복수의 골격 라인 중 적어도 하나의 골격 라인의 회전 각도를 산정하는 각도 산정부와,
상기 운동 기구 관련 정보에 기초하여, 상기 각도 산정부에 의해 산정된 회전 각도를 보정하는 각도 보정부와,
사용자의 운동 자세를 파악하도록 상기 각도 보정부에 의해 보정된 회전 각도가 기준 회전 각도로부터 일탈한 정도를 판단하는 자세 판단부를 포함하는, 운동 자세 분석 장치.
제1 항에 있어서,
상기 촬영부는 상기 운동 기구의 일 측부를 향하도록 설치된 하나의 카메라인, 운동 자세 분석 장치.
제1 항에 있어서,
상기 운동 기구는 복수의 중량 판과, 사용자에게 상기 중량 판의 부하를 전달하는 운동 구조물을 포함하는 웨이트 운동 기구이며,
상기 기구 검출부는, 상기 중량 판의 이동 거리를 직접 또는 간접적으로 검출하도록 구성된 제1 센서를 포함하는, 운동 자세 분석 장치.
제3 항에 있어서,
상기 각도 보정부는,
상기 제1 센서에 의해 검출된 상기 중량 판의 이동 거리에 기초하여, 상기 운동 구조물의 이동 거리 및 회전 각도 중 적어도 하나를 산정하며,
상기 운동 구조물의 이동 거리 및 각도 변화 중 적어도 하나에 기초하여, 상기 각도 산정부에 의해 산정된 회전 각도를 보정하는, 운동 자세 분석 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 운동 기구는 지지 바와 상기 지지 바의 양 단부에 끼워지는 중량판을 포함하는 바벨 운동 기구이며,
상기 기구 검출부는, 상기 바벨 운동 기구의 길이 또는 움직임을 획득하도록 구성된, 운동 자세 분석 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 기구 검출부는 상기 바벨 운동 기구에 설치되어, 상기 바벨 운동 기구의 이동을 검출하도록 구성된 제2 센서를 포함하는, 운동 자세 분석 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 각도 보정부는, 상기 제2 센서에 의해 검출된 결과에 기초하여, 상기 바벨 운동 기구의 이동 거리를 검출하며,
상기 바벨 운동 기구의 이동 거리에 기초하여, 상기 각도 산정부에 의해 산정된 회전 각도를 보정하는, 운동 자세 분석 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 제2 센서는 상기 지지 바에 배치된, 운동 자세 분석 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 촬영부는 상기 바벨 운동 기구의 상기 지지 바를 촬영하여 상기 지지 바의 이미지를 획득하며,
상기 각도 보정부는,
상기 지지 바의 이미지에 기초하여 상기 지지 바의 길이를 산정하며,
상기 지지 바의 길이에 기초하여, 상기 각도 산정부에 의해 산정된 회전 각도를 보정하는, 운동 자세 분석 장치.
운동 기구와, 상기 운동 기구를 이용한 사용자의 운동 자세를 분석하는 운동 자세 분석 장치를 포함하는 스마트 운동 기기로서,
상기 운동 자세 분석 장치는,
운동 기구를 이용하여 운동하는 사용자를 촬영하여 사용자의 운동 영상을 획득하는 촬영부;
상기 운동 기구의 움직임 및 길이 중 적어도 하나에 관련된 운동 기구 관련 정보를 검출하도록 구성된 기구 검출부; 및
상기 운동 영상에 기초하여, 상기 사용자의 운동 중 신체 부위의 회전 각도를 산정하고, 산정된 상기 신체 부위의 회전 각도에 기초하여 상기 사용자의 운동 자세를 파악하는 분석부;를 포함하며,
상기 분석부는,
상기 사용자의 운동 영상에 기초하여, 상기 사용자의 복수의 관절 부위에 대응하는 복수의 특징점을 추출하는 특징점 추출부와,
상기 복수의 특징점을 연결하여 사용자의 신체 부위에 대응하는 복수의 골격 라인을 생성하며, 상기 복수의 골격 라인 중 적어도 하나의 골격 라인의 회전 각도를 산정하는 각도 산정부와,
상기 운동 기구 관련 정보에 기초하여, 상기 각도 산정부에 의해 산정된 회전 각도를 보정하는 각도 보정부와,
사용자의 운동 자세를 파악하도록 상기 각도 보정부에 의해 보정된 회전 각도가 기준 회전 각도로부터 일탈한 정도를 판단하는 자세 판단부를 포함하는, 스마트 운동 기기.
제10항에 있어서,
상기 촬영부는 상기 운동 기구의 일 측부를 향하도록 설치된 하나의 카메라인, 스마트 운동 기기.
제11 항에 있어서,
상기 운동 기구는 복수의 중량 판과, 사용자에게 상기 중량 판의 부하를 전달하는 운동 구조물을 포함하는 웨이트 운동 기구이며,
상기 기구 검출부는, 상기 중량 판의 이동 거리를 직접 또는 간접적으로 검출하도록 구성된 제1 센서를 포함하는, 스마트 운동 기기.
제 11 항에 있어서,
상기 운동 기구는 지지 바와 상기 지지 바의 양 단부에 끼워지는 중량판을 포함하는 바벨 운동 기구이며,
상기 기구 검출부는, 상기 바벨 운동 기구의 길이 또는 움직임을 획득하도록 구성된, 스마트 운동 기기.
제 13 항에 있어서,
상기 기구 검출부는 상기 바벨 운동 기구에 설치되어, 상기 바벨 운동 기구의 이동을 검출하도록 구성된 제2 센서를 포함하는, 스마트 운동 기기.
촬영부에 의해 획득된 사용자의 운동 영상에 기초하여, 상기 사용자의 복수의 관절 부위에 대응하는 복수의 특징점을 추출하는 단계;
상기 복수의 특징점을 연결하여 사용자의 신체 부위에 대응하는 복수의 골격 라인을 생성하며, 상기 복수의 골격 라인 중 적어도 하나의 골격 라인의 회전 각도를 산정하는 단계;
기구 검출부에 의해 검출된 운동 기구 관련 정보에 기초하여, 산정된 상기 회전 각도를 보정하는 단계; 및
사용자의 운동 자세를 파악하도록 보정된 상기 회전 각도가 기준 회전 각도로부터 일탈한 정도를 판단하는 단계;를 포함하는 운동 자세 분석 방법.