KR20240028803A - 트레이닝 자세 교정 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

트레이닝 자세 교정 장치 및 방법이 개시된다. 트레이닝 자세 교정 방법은, 가이드 동작 영상을 재생하는 단계, 사용자 동작 영상을 획득하여 출력하는 단계, 재생되는 가이드 동작 영상과 획득된 사용자 동작 영상을 비교하는 단계, 비교 결과, 가이드 동작과 사용자 동작이 불일치하는 경우, 가이드 동작에 대한 사용자 동작의 지연시간을 산출하는 단계 및 산출된 지연시간에 따라 가이드 동작 영상의 재생속도를 조절하는 단계를 포함한다.

Description

트레이닝 자세 교정 장치 및 방법{Apparatus and method for correcting training posture}
본 발명은 트레이닝 자세 교정 장치 및 방법에 관한 것이다.
스포츠를 즐길 수 있는 여건의 확대로 인해, 많은 사람들이 각종 스포츠를 쉽게 즐기게 되었다. 다양한 스포츠가 존재하는 만큼 스포츠를 할 때의 자세 또한 천차만별이며, 개개인마다 적합한 스포츠 자세는 다르다. 자신에게 적합한 스포츠 자세를 익히는 가장 좋은 방법은 전문 트레이너를 통해 자세를 교정받는 것이다.
전문 트레이닝은 부정확한 자세로 인한 스포츠 부상을 미연에 방지할 수 있고 개인 맞춤형 교습으로 효율적인 운동 효과를 얻을 수 있는 장점이 있으나, 높은 비용이 동반되는 단점 또한 존재한다. 이러한 높은 비용이 수반되는 단점에 대해 조금 더 저렴하게 트레이닝의 효과를 구현하기 위하여, 사용자 스스로 자세를 교정할 수 있도록 도와주는 제품들이 많이 등장하고 있다.
기존의 트레이닝 시스템들은 사용자의 신체 특성을 고려하지 않고, 프로 선수와 같이 해당 운동에 최적화된 운동 능력을 가지고 있는 사람에 맞춰 사용자를 트레이닝 시킨다.
하지만, 대부분의 사용자들은 프로 선수만큼의 운동 능력을 가지고 있지 못하기 때문에, 기존의 트레이닝 시스템이 제공하는 서비스를 이용하는 경우, 따라하지 못하여 부정확한 자세를 하거나 무리하게 따라하다가 부상을 입을 수 있다.
대한민국공개특허공보 제10-2020-0074609호(2020.06.25)
본 발명은 사용자가 트레이닝 동작을 정확한 자세로 따라할 수 있는 가이드 동작 영상을 제공하는 트레이닝 자세 교정 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 가이드 동작 영상을 출력하는 제1 디스플레이, 사용자 동작 영상을 출력하는 제2 디스플레이 및 상기 사용자 동작 영상을 획득하는 카메라를 포함하는 트레이닝 자세 교정 장치가 수행하는 트레이닝 자세 교정 방법이 개시된다.
본 발명의 실시예에 따른 트레이닝 자세 교정 방법은, 상기 가이드 동작 영상을 재생하는 단계, 상기 사용자 동작 영상을 획득하여 출력하는 단계, 상기 재생되는 가이드 동작 영상과 상기 획득된 사용자 동작 영상을 비교하는 단계, 상기 비교 결과, 가이드 동작과 사용자 동작이 불일치하는 경우, 가이드 동작에 대한 사용자 동작의 지연시간을 산출하는 단계 및 상기 산출된 지연시간에 따라 상기 가이드 동작 영상의 재생속도를 조절하는 단계를 포함한다.
상기 사용자 동작 영상을 획득하여 출력하는 단계는, 상기 재생되는 가이드 동작 영상을 시청하여 트레이닝 동작을 따라하는 사용자의 모습을 상기 카메라로 촬영하여 상기 사용자 동작 영상을 획득한다.
상기 재생되는 가이드 동작 영상과 상기 획득된 사용자 동작 영상을 비교하는 단계는, 상기 가이드 동작 영상과 상기 사용자 동작 영상의 현 시점의 프레임의 유사도를 산출하고, 상기 산출된 유사도가 미리 설정된 임계치 미만인 경우, 상기 가이드 동작과 상기 사용자 동작이 불일치한다.
상기 지연시간을 산출하는 단계는, 상기 가이드 동작 영상의 현 시점의 프레임 및 현 시점으로부터 미리 설정된 이전 시간까지의 프레임들을 상기 사용자 동작 영상의 현 시점의 프레임과의 유사도를 산출하고, 상기 사용자 동작 영상의 현 시점의 프레임과 유사도가 가장 높은 가이드 동작 영상의 프레임의 시점까지의 시간을 상기 지연시간으로 산출한다.
상기 재생속도를 조절하는 단계는, 상기 지연시간 만큼 가이드 동작 영상의 재생 프레임 위치를 이동시켜 상기 지연시간의 프레임부터 다시 재생하고, 상기 지연시간의 크기에 상응하게 상기 가이드 동작 영상의 재생속도를 감소시킨다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 트레이닝 자세 교정 장치가 개시된다.
본 발명의 실시예에 따른 트레이닝 자세 교정 장치는, 가이드 동작 영상을 출력하는 제1 디스플레이, 사용자 동작 영상을 출력하는 제2 디스플레이, 상기 사용자 동작 영상을 획득하는 카메라, 명령어를 저장하는 메모리 및 상기 명령어를 실행하는 프로세서를 포함하되, 상기 명령어는, 상기 가이드 동작 영상을 재생하는 단계, 상기 사용자 동작 영상을 획득하여 출력하는 단계, 상기 재생되는 가이드 동작 영상과 상기 획득된 사용자 동작 영상을 비교하는 단계, 상기 비교 결과, 가이드 동작과 사용자 동작이 불일치하는 경우, 가이드 동작에 대한 사용자 동작의 지연시간을 산출하는 단계 및 상기 산출된 지연시간에 따라 상기 가이드 동작 영상의 재생속도를 조절하는 단계를 포함하는 트레이닝 자세 교정 방법을 수행한다.
본 발명의 실시예에 따른 트레이닝 자세 교정 장치 및 방법은, 사용자가 트레이닝 동작을 정확한 자세로 따라할 수 있는 가이드 동작 영상을 제공함으로써, 파킨슨병과 같은 병에 걸린 환자도 쉽게 따라할 수 있도록 하여 병치료에 도움을 줄 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 트레이닝 자세 교정 장치의 동작 개념을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 트레이닝 자세 교정 장치가 수행하는 트레이닝 자세 교정 방법을 나타낸 흐름도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 트레이닝 자세 교정 장치의 구성을 개략적으로 예시하여 나타낸 도면.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하, 본 발명의 다양한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상술하겠다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 트레이닝 자세 교정 장치의 동작 개념을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 트레이닝 자세 교정 장치는, 가이드 동작 영상을 출력하는 제1 디스플레이(30), 사용자 동작 영상을 출력하는 제2 디스플레이(40) 및 사용자 동작 영상을 획득하는 카메라(50)를 포함하여 구성될 수 있다.
즉, 트레이닝 자세 교정 장치는, 사용자가 트레이닝 동작을 따라할 수 있는 가이드 동작 영상을 제1 디스플레이(30)를 통해 출력하고, 가이드 동작 영상을 보고 트레이닝 동작을 따라하는 사용자의 모습을 카메라(50)로 촬영하여 사용자 동작 영상을 획득하고, 획득된 사용자 동작 영상을 제2 디스플레이(40)를 통해 출력할 수 있다.
그리고, 트레이닝 자세 교정 장치는 가이드 동작 영상과 사용자 동작 영상을 비교 분석하여 일치 여부를 판별하고, 불일치할 경우 가이드 동작 영상의 재생속도를 조절할 수 있다.
여기서, 가이드 동작 영상은 사전에 트레이닝 전문가의 동작을 촬영하여 획득되어 저장될 수 있다.
즉, 트레이닝 자세 교정 장치는 트레이닝 전문가의 동작을 촬영하여 다수의 가이드 동작 영상을 획득하여 저장하고, 저장된 다수의 가이드 동작 영상을 기계학습하여 트레이닝 동작에 대한 바른 자세 모델을 산출할 수 있다. 산출된 바른 자세 모델은 사용자 동작 영상과의 비교 분석에 사용될 수 있다.
예를 들어, 카메라(50)는 3차원 깊이 카메라일 수 있다. 그래서, 트레이닝 자세 교정 장치는 가이드 동작 영상 및 사용자 동작 영상을 3차원 이미지로 획득하고, 획득된 3차원 이미지로부터 사람의 동작에 대하여 골격 데이터(skeleton data)를 산출하여 기계학습을 수행할 수 있다.
이와 같은 트레이닝 자세 교정 장치가 수행하는 트레이닝 자세 교정 방법에 대하여 이후 도 2를 참조하여 상세히 후술하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 트레이닝 자세 교정 장치가 수행하는 트레이닝 자세 교정 방법을 나타낸 흐름도이다.
S210 단계에서, 트레이닝 자세 교정 장치는, 가이드 동작 영상을 재생한다. 여기서, 가이드 동작 영상은 트레이닝 동작을 하는 트레이닝 전문가를 촬영하여 획득되는 동영상일 수 있다.
트레이닝 자세 교정 장치는 카메라(50)로 트레이닝 동작을 트레이닝 전문가를 촬영하여 다수의 가이드 동작 영상을 획득하여 저장할 수 있으며, 저장된 다수의 가이드 동작 영상으로부터 각각 사람의 골격 데이터를 산출하고, 산출된 골격 데이터를 기계학습하여 바른 자세 모델을 산출할 수 있다.
예를 들어, 트레이닝 자세 교정 장치는 저장된 다수의 가이드 동작 영상의 목록을 출력하여 하나의 가이드 동작 영상을 선택받고, 선택된 가이드 동작 영상을 재생하여 제1 디스플레이(30)를 통해 출력할 수 있다.
S220 단계에서, 트레이닝 자세 교정 장치는, 사용자를 촬영하여 사용자 동작 영상을 획득하여 출력한다.
즉, 트레이닝 자세 교정 장치는 재생되는 가이드 동작 영상을 시청하여 트레이닝 동작을 따라하는 사용자의 모습을 카메라(50)로 촬영하여 사용자 동작 영상을 획득하고, 획득된 사용자 동작 영상으로 사람의 골격 데이터를 산출할 수 있다.
S230 단계에서, 트레이닝 자세 교정 장치는, 재생되는 가이드 동작 영상과 획득된 사용자 동작 영상을 비교한다.
즉, 트레이닝 자세 교정 장치는 산출된 바른 자세 모델을 이용하여 가이드 동작 영상과 사용자 동작 영상의 현 시점의 프레임에서의 골격 데이터의 유사도를 산출할 수 있다.
S240 단계에서, 트레이닝 자세 교정 장치는, 비교 결과, 가이드 동작과 사용자 동작이 불일치하는지 여부를 판단한다.
즉, 트레이닝 자세 교정 장치는 가이드 동작 영상과 사용자 동작 영상의 현 시점의 프레임의 유사도가 미리 설정된 임계치 미만인 경우, 가이드 동작과 사용자 동작이 불일치하는 것으로 판단할 수 있다.
만약, 유사도가 임계치 이상이 되어 일치하는 것으로 판단되는 경우, 트레이닝 자세 교정 장치는 S210 단계로 진입하여, 계속해서 가이드 동작 영상을 재생한다.
S250 단계에서, 트레이닝 자세 교정 장치는, 판단 결과, 불일치하는 경우, 가이드 동작에 대한 사용자 동작의 지연시간을 산출한다.
즉, 트레이닝 자세 교정 장치는 가이드 동작 영상의 현 시점의 프레임 및 현 시점으로부터 미리 설정된 이전 시간까지의 프레임들을 사용자 동작 영상의 현 시점의 프레임과의 유사도를 산출하고, 사용자 동작 영상의 현 시점의 프레임과 유사도가 가장 높은 가이드 동작 영상의 프레임의 시점까지의 시간을 지연시간으로 산출할 수 있다.
S260 단계에서, 트레이닝 자세 교정 장치는, 산출된 지연시간에 따라 가이드 동작 영상의 재생속도를 조절한다.
즉, 트레이닝 자세 교정 장치는 우선, 지연시간 만큼 가이드 동작 영상의 재생 프레임 위치를 이동시켜 지연시간의 프레임부터 다시 재생할 수 있다. 그리고, 트레이닝 자세 교정 장치는 지연시간의 크기에 상응하게 가이드 동작 영상의 재생속도를 감소시킬 수 있다.
즉, 트레이닝 자세 교정 장치는 미리 설정된 비율로 지연시간의 크기에 반비례하여 영상의 재생속도를 감소시킬 수 있다.
예를 들어, 트레이닝 자세 교정 장치는 지연시간이 1~3초인 경우, 0.9배속, 지연시간이 4~6초인 경우, 0.8배속, 지연시간이 7~9초인 경우, 0.7배속, 지연시간이 10~12초인 경우, 0.6배속 등으로 감소시킬 수 있다.
이를 통해, 트레이닝 자세 교정 장치는 파킨슨병과 같은 병에 걸린 환자의 병치료에 도움을 줄 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 트레이닝 자세 교정 장치의 구성을 개략적으로 예시하여 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 트레이닝 자세 교정 장치는, 프로세서(10), 메모리(20), 제1 디스플레이(30), 제2 디스플레이(40), 카메라(50), 통신부(60) 및 인터페이스부(70)를 포함한다.
프로세서(10)는 메모리(20)에 저장된 처리 명령어를 실행시키는 CPU 또는 반도체 소자일 수 있다.
메모리(20)는 다양한 유형의 휘발성 또는 비휘발성 기억 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(20)는 ROM, RAM 등을 포함할 수 있다.
예를 들어, 메모리(20)는 본 발명의 실시예에 따른 산림 바이오매스 측정 방법을 수행하는 명령어들을 저장할 수 있다.
제1 디스플레이(30)는 가이드 동작 영상을 출력한다.
제2 디스플레이(40)는 사용자 동작 영상을 출력한다.
카메라(50)는 사용자 동작 영상을 획득한다.
통신부(60)는 통신망을 통해 다른 장치들과 데이터를 송수신하기 위한 수단이다.
인터페이스부(70)는 네트워크에 접속하기 위한 네트워크 인터페이스 및 사용자 인터페이스를 포함할 수 있다.
한편, 전술된 실시예의 구성 요소는 프로세스적인 관점에서 용이하게 파악될 수 있다. 즉, 각각의 구성 요소는 각각의 프로세스로 파악될 수 있다. 또한 전술된 실시예의 프로세스는 장치의 구성 요소 관점에서 용이하게 파악될 수 있다.
또한 앞서 설명한 기술적 내용들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예들을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 하드웨어 장치는 실시예들의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
10: 프로세서
20: 메모리
30: 제1 디스플레이
40: 제2 디스플레이
50: 카메라
60: 통신부
70: 인터페이스부

Claims (6)

  1. 가이드 동작 영상을 출력하는 제1 디스플레이, 사용자 동작 영상을 출력하는 제2 디스플레이 및 상기 사용자 동작 영상을 획득하는 카메라를 포함하는 트레이닝 자세 교정 장치가 수행하는 트레이닝 자세 교정 방법에 있어서,
    상기 가이드 동작 영상을 재생하는 단계;
    상기 사용자 동작 영상을 획득하여 출력하는 단계;
    상기 재생되는 가이드 동작 영상과 상기 획득된 사용자 동작 영상을 비교하는 단계;
    상기 비교 결과, 가이드 동작과 사용자 동작이 불일치하는 경우, 가이드 동작에 대한 사용자 동작의 지연시간을 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 지연시간에 따라 상기 가이드 동작 영상의 재생속도를 조절하는 단계를 포함하는 트레이닝 자세 교정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 사용자 동작 영상을 획득하여 출력하는 단계는,
    상기 재생되는 가이드 동작 영상을 시청하여 트레이닝 동작을 따라하는 사용자의 모습을 상기 카메라로 촬영하여 상기 사용자 동작 영상을 획득하는 것을 특징으로 하는 트레이닝 자세 교정 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 재생되는 가이드 동작 영상과 상기 획득된 사용자 동작 영상을 비교하는 단계는,
    상기 가이드 동작 영상과 상기 사용자 동작 영상의 현 시점의 프레임의 유사도를 산출하고, 상기 산출된 유사도가 미리 설정된 임계치 미만인 경우, 상기 가이드 동작과 상기 사용자 동작이 불일치하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 트레이닝 자세 교정 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 지연시간을 산출하는 단계는,
    상기 가이드 동작 영상의 현 시점의 프레임 및 현 시점으로부터 미리 설정된 이전 시간까지의 프레임들을 상기 사용자 동작 영상의 현 시점의 프레임과의 유사도를 산출하고, 상기 사용자 동작 영상의 현 시점의 프레임과 유사도가 가장 높은 가이드 동작 영상의 프레임의 시점까지의 시간을 상기 지연시간으로 산출하는 것을 특징으로 하는 트레이닝 자세 교정 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 재생속도를 조절하는 단계는,
    상기 지연시간 만큼 가이드 동작 영상의 재생 프레임 위치를 이동시켜 상기 지연시간의 프레임부터 다시 재생하고, 상기 지연시간의 크기에 상응하게 상기 가이드 동작 영상의 재생속도를 감소시키는 것을 특징으로 하는 트레이닝 자세 교정 방법.
  6. 트레이닝 자세 교정 장치에 있어서,
    가이드 동작 영상을 출력하는 제1 디스플레이;
    사용자 동작 영상을 출력하는 제2 디스플레이;
    상기 사용자 동작 영상을 획득하는 카메라;
    명령어를 저장하는 메모리; 및
    상기 명령어를 실행하는 프로세서를 포함하되,
    상기 명령어는,
    상기 가이드 동작 영상을 재생하는 단계;
    상기 사용자 동작 영상을 획득하여 출력하는 단계;
    상기 재생되는 가이드 동작 영상과 상기 획득된 사용자 동작 영상을 비교하는 단계;
    상기 비교 결과, 가이드 동작과 사용자 동작이 불일치하는 경우, 가이드 동작에 대한 사용자 동작의 지연시간을 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 지연시간에 따라 상기 가이드 동작 영상의 재생속도를 조절하는 단계를 포함하는 트레이닝 자세 교정 방법을 수행하는 것을 특징으로 하는 트레이닝 자세 교정 장치.
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