(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2015년11월13일
(11) 등록번호 10-1565739
(24) 등록일자 2015년10월29일
(51) 국제특허분류(Int. Cl.)
G01C 23/00 (2006.01) A63B 69/36 (2006.01)
G06T 7/20 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2013-7020212
(22) 출원일자(국제) 2012년04월26일
심사청구일자 2013년07월30일
(85) 번역문제출일자 2013년07월30일
(65) 공개번호 10-2013-0125799
(43) 공개일자 2013년11월19일
(86) 국제출원번호 PCT/CN2012/074734
(87) 국제공개번호 WO 2012/146182
국제공개일자 2012년11월01일
(30) 우선권주장
201110111602.0 2011년04월29일 중국(CN)
(56) 선행기술조사문헌
US20050261073 A1*
US20100305480 A1
US20070135225 A1
*는 심사관에 의하여 인용된 문헌
(73) 특허권자
지프 랩스 인코포레이티드
미합중국, 캘리포니아주 95030, 로스가토스 스위
트 102 산타크루즈 애비뉴 에스. 20
(72) 발명자
한, 정
중국 100020 베이징 차오양 디스트릭트 베이위엔
로드 170 # A-1-603
(74) 대리인
특허법인리온
전체 청구항 수 : 총 28 항 심사관 : 김형근
(54) 발명의 명칭 공류운동의 동작식별방법, 장치와 동작보조설비
(57) 요 약
본 발명은 공류운동동작 식별방법, 장치와 동작보조설비를 제공한다. 그 중 운동동작 식별방법은 한 단계의 동작
에 대응되는 각 샘플링 시각의 운동파라미터를 획득하는 절차； 획득한 운동파라미터를 이용하여 예정된 특징점
식별책략에 의하여 특징점을 추출하는 절차, 특징점식별책략은 적어도 조력궤적(助力軌跡: power assisting
path)의 초기에 대응되는 특징점, 동작의 최고점에 대응되는 특징점 및 격구 시각에 대응되는 특징점의 세가지
특징점의 식별책략을 포함한다；추출된 특징점이 예정된 공류운동유형의 특징점요구를 만족하는지 여부를 판단하
고 만족하는 경우에는 그 단계의 동작이 예정된 공류운동유형에 속함을 식별하는 절차를 포함한다. 본 발명을 통
하여 운동파라미터로부터 운동동작을 식별할 수 있다.
등록특허 10-1565739
- 1 -
대 표 도 - 도5
등록특허 10-1565739
- 2 -
명 세 서
청구범위
청구항 1
공류운동의 동작식별방법으로서,
A. 한 단계의 동작에 대응되는 각 샘플링 시각의 운동파라미터를 획득하는 절차；
B. 획득한 상기 운동파라미터를 이용하여 예정된 특징점식별책략에 의하여 특징점을 추출하는 절차, 그중 상기
특징점식별책략은 적어도 조력궤적(助力軌跡: power assisting path)의 초기에 대응되는 특징점, 동작의 최고점
에 대응되는 특징점과 격구 시각에 대응되는 특징점의 세가지 특징점의 식별책략을 포함한다；
C. 추출된 특징점이 예정된 공류운동유형의 특징점요구를 만족하는지 여부를 판단하고 만족하는 경우에는 상기
한 단계의 동작이 예정된 공류운동유형에 속함을 식별하는 절차를 포함하고,
상기 조력궤적(助力軌跡: power assisting path)의 초기에 대응되는 특징점식별책략은 제1지정차원에서의 속도
와 각각 기타 2개의 차원에서의 속도의 비례가 모두 예정된 조력궤적(助力軌跡: power assisting path)의 초기
특징점비례를 초과하는 것이고,
상기 동작 최고점에 대응되는 특징점식별책략은 제2지정차원에서의 속도가 예정된 동작 최고점속도의 역치보다
작은 것이고,
상기 격구 시각에 대응되는 특징점식별책략은,
샘플링 시각 t에 대응되는 의 값이 예정된 격구 시각특징점의 역
치보다 작으면, 실제 격구는 아니고 시뮬레이션 연습 동작에 대응되는 격구 시각에 대응되는 특징점임을 식별하
고, 그중 α와 β는 예정된 파라미터 값이고, Xt는 샘플링 시각 t에 대응되는 위치이고, Xinit는 상기 한 단계의
동작의 최초시각 t0에 대응되는 위치이고, Tt는 샘플링 시각 t에 대응되는 자세이고, Tinit는 상기 한 단계의 동
작의 최초시각 t0에 대응되는 자세인 것; 및
임의의 샘플링 시각의 가속도 변화율이 예정된 격구 시각의 가속도의 변화율의 역치를 초과하면, 실제 격구에
대응하는 격구 시각특징점임을 식별하는 것을 특징으로 하는 공류운동의 동작식별방법.
청구항 2
청구항1에 있어서,
상기 각 샘플링 시각의 운동파라미터는 센싱장치가 샘플링한 각 샘플링 시각의 운동데이터에 근거하여 획득한
것이고,
상기 센싱장치는 3축가속도감지기, 3축자이로와 3축자기장센서를 포함하며,
상기 운동파라미터는 가속도, 속도, 자세와 위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 공류운동의 동작식별방법.
청구항 3
청구항1에 있어서,
상기 절차A는 구체적으로
A1. 각 샘플링 시각의 운동파라미터를 획득하는 절차；
A2. 각 샘플링 시각의 가속도를 이용하여 운동정지검측을 진행하여 한 단계의 운동상태의 개시시각 t0과 완료시
각 te을 확정하는 절차;
등록특허 10-1565739
- 3 -
A3. 상기 개시시각 t0부터 상기 완료시각 te까지의 운동파라미터를 확정하는 절차를 포함하는 것을 특징으로 하
는 공류운동의 동작식별방법.
청구항 4
청구항3에 있어서,
상기 절차A2는 구체적으로
샘플링 시각의 순서에 따라 각 샘플링 시각에 대하여 예정된 운동시각 확정책략에 의하여 판단을 진행하고, 샘
플링 시각 t0이 상기 운동시각 확정책략을 만족하고 샘플링 시각 t0-1이 상기 운동시각 확정책략을 만족하지 않
으면, t0은 운동개시시각임을 확정하고, 샘플링 시각 te이 상기 운동시각 확정책략을 만족하고 샘플링 시각 te 1
이 상기 운동시각 확정책략을 만족하지 않으면 te은 운동완료시각임을 확정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하
는 공류운동의 동작식별방법.
청구항 5
청구항4에 있어서,
상기 운동시각 확정책략은
샘플링 시각 tx부터 그 전의 T개의 샘플링 시각까지의 가속도의 스칼라량을 얻은 후의 평균평방오차 av가 예정된
가속도평균평방오차의 역치 이상이고 샘플링 시각 tx의 가속도의 스칼라량을 얻은 a0가 예정된 운동가속도의 역
치 이상이면 상기 샘플링 시각 tx은 운동시각임을 확정하고 그중 T는 예정된 정정수인 것을 특징으로 하는 공류
운동의 동작식별방법.
청구항 6
삭제
청구항 7
청구항 1에 있어서,
상기 예정된 공류운동유형이 골프스윙인 경우,
상기 제1지정차원은 수평방향 차원이고 상기 제2지정차원은 수직방향 차원이며,
상기 조력궤적(助力軌跡: power assisting path) 초기특징점비례는 4이상의 값이고 상기 동작 최고점속도의 역
치는 0.1 m/s이하의 값이며 상기 α와 β가 모두 0.5일 때 상기 격구 시각특징점의 역치는 0.1 이하의 값이고
상기 가속도 변화율은 10 m/s
2
이상의 값임을 특징으로 하는 공류운동의 동작식별방법.
청구항 8
청구항 1에 있어서,
상기 예정된 공류운동유형이 골프스윙인 경우 상기 특징점식별책략은 적어도
특징점1식별책략：속도는 0이다;
특징점3식별책략：수직방향 차원에서의 제1방향의 속도와 각각 기타 2개 차원의 속도의 비례가 예정된 제3특징
점비례를 초과한다;
특징점5식별책략：수직방향 차원에서 제2방향의 속도와 각각 기타 2개 차원의 속도의 비례가 모두 예정된 제5특
징점비례를 초과하고, 그중 제1방향과 제2방향이 상호 반대되고 상기 제5특징점비례가 상기 제3특징점비례보다
크다;
특징점7식별책략：속도는 0이다;
중의 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 공류운동의 동작식별방법.
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- 4 -
청구항 9
청구항8에 있어서,
상기 제3특징점비례는 4 이상의 값이고 상기 제5특징점비례는 8 이상의 값인 것을특징으로 하는 공류운동의 동
작식별방법.
청구항 10
청구항1에 있어서,
상기 예정된 공류운동유형의 특징점요구는
추출된 특징점이 예정된 순서와 수량의 요구에 부합되는 것； 또는
추출된 특징점이 예정된 순서에 부합되고 추출된 특징점에 대응되는 예정된 가중치에 근거하여 상기 한 단계의
동작에 부여한 점수가 예정된 점수 요구에 부합되는 것을 특징으로 하는 공류운동의 동작식별방법.
청구항 11
청구항10에 있어서,
상기 조력궤적(助力軌跡: power assisting path)의 초기에 대응되는 특징점, 동작의 최고점에 대응되는 특징점
및 격구 시각에 대응되는 특징점의 예정된 가중치가 상기 조력궤적(助力軌跡: power assisting path)의 초기에
대응되는 특징점, 동작의 최고점에 대응되는 특징점 및 격구 시각에 대응되는 특징점을 추출할 때 상기 한 단계
의 동작에 부여한 점수가 예정된 점수 요구에 부합되게 하는 것을 특징으로 하는 공류운동의 동작식별방법.
청구항 12
청구항8에 있어서,
상기 특징점요구는
추출된 특징점이 예정된 순서와 수량의 요구에 부합된다； 또는
추출된 특징점이 예정된 순서에 부합되고 추출된 특징점에 대응되는 예정된 가중치에 근거하여 상기 한 단계의
동작에 부여한 점수가 예정된 점수 요구에 도달한다； 이고
그중 상기 예정된 순서는 상기 특징점1, 상기 조력궤적(助力軌跡: power assisting path)의 초기에 대응되는 특
징점, 상기 특징점3, 상기 동작의 최고점에 대응되는 특징점, 상기 특징점5, 상기 격구 시각에 대응되는 특징점
과 상기 특징점7이고 상기 수량의 요구 N는 4≤N≤7인 것을 특징으로 하는 공류운동의 동작식별방법.
청구항 13
청구항3에 있어서,
상기 완료시각 te와 다음 한 단계의 동작의 개시시각이 제1예정특징점과 제2예정특징점 사이에 있으면 상기 완료
시각 te와 다음 한 단계의 동작의 개시시각을 고려하지 않고 상기 개시시각 t0과 상기 다음 한 단계의 동작의 완
료시각 사이의 운동파라미터를 한 단계의 동작으로 확정하는 것을 특징으로 하는 공류운동의 동작식별방법.
청구항 14
공류운동의 동작식별장치에 있어서,
한 단계의 동작에 대응되는 각 샘플링 시각의 운동파라미터를 획득하는 파라미터 획득수단；
상기 파라미터 획득수단이 획득한 상기 운동파라미터를 이용하여 예정된 특징점식별책략에 의하여 특징점을 추
출하는 특징점추출수단, 그중 상기 특징점식별책략은 적어도 조력궤적(助力軌跡: power assisting path)의 초기
에 대응되는 특징점, 동작의 최고점에 대응되는 특징점 및 격구 시각에 대응되는 특징점의 3가지 특징점의 식별
책략을 포함한다；
상기 특징점추출수단이 추출한 특징점이 예정된 공류운동유형의 특징점요구를 만족하는지 여부를 판단하고 만족
등록특허 10-1565739
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하는 경우에는 상기 한 단계의 동작이 예정된 공류운동유형에 속함을 식별하는 동작식별수단을 포함하고,
상기 조력궤적(助力軌跡: power assisting path)의 초기에 대응되는 특징점식별책략은 제1지정차원의 속도와 각
각 기타 2개의 차원의 속도의 비례가 모두 예정된 조력궤적(助力軌跡: power assisting path) 초기특징점비례를
초과하는 것이고,
상기 동작 최고점에 대응되는 특징점식별책략은 제2지정차원의 속도가 예정된 동작 최고점속도의 역치보다 작은
것이고,
상기 격구 시각에 대응되는 특징점식별책략은,
샘플링 시각 t에 대응되는 의 값이 예정된 격구 시각특징점의 역
치보다 작으면, 실제 격구는 아니고 시뮬레이션 연습 동작에 대응되는 격구 시각에 대응되는 특징점이라고 식별
하고, 그 중 α와 β는 예정된 파라미터 값이고, Xt는 샘플링 시각 t에 대응되는 위치이고, Xinit는 상기 한 단계
의 동작의 최초시각 t0에 대응되는 위치이고, Tt는 샘플링 시각 t에 대응되는 자세이고, Tinit는 상기 한 단계의
동작의 최초시각 t0에 대응되는 자세인 것； 및
임의의 샘플링 시각의 가속도 변화율이 예정된 격구 시각의 가속도 변화율의 역치를 초과하면, 실제 격구에 대
응하는 격구 시각특징점이라고 식별하는 것을 특징으로 하는 공류운동의 동작식별장치.
청구항 15
청구항14에 있어서,
상기 동작식별장치는 운동파라미터 확정장치에 연결되고；
상기 파라미터 획득수단은 상기 운동파라미터 확정장치에서 각 샘플링 시각의 운동파라미터를 획득하고；
상기 운동파라미터 확정장치는 센싱장치가 샘플링한 각 샘플링 시각의 운동데이터에 근거하여 가속도, 속도, 자
세와 위치를 포함한 각 샘플링 시각의 운동파라미터를 획득하고；
상기 센싱장치는 3축가속도센서, 3축자이로와 3축자기장센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 공류운동의 동작식
별장치.
청구항 16
청구항14에 있어서,
상기 파라미터 획득수단은 구체적으로
각 샘플링 시각의 운동파라미터를 획득하는 파라미터 접수 부차수단；
각 샘플링 시각의 가속도를 이용하여 운동정지검측을 진행하여 한 단계의 운동상태의 개시시각 t0과 완료시각 te
을 확정하는 정지검측 부차수단;
상기 개시시각 t0부터 상기 완료시각 te까지의 운동파라미터를 확정하는 파라미터획득 부차수단;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 공류운동의 동작식별장치.
청구항 17
청구항16에 있어서,
상기 정지검측 부차수단은 샘플링 시각의 순서에 따라 각 샘플링 시각에 대하여 예정된 운동시각 확정책략에 의
하여 판단을 진행하고, 샘플링 시각 t0이 상기 운동시각 확정책략을 만족하고 샘플링 시각 t0-1이 상기 운동시각
확정책략을 만족하지 않으면, t0는 운동개시시각이라고 확정하고； 샘플링 시각 te이 상기 운동시각 확정책략을
만족하고 샘플링 시각 te 1이 상기 운동시각 확정책략을 만족하지 않으면 te는 운동완료시각이라고 확정하는 것
을 특징으로 하는 공류운동의 동작식별장치.
등록특허 10-1565739
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청구항 18
청구항17에 있어서,
상기 운동시각 확정책략은
샘플링 시각 tx부터 그 전의 T개의 샘플링 시각까지의 가속도의 스칼라량을 얻은 후의 평균평방오차 av가 예정된
가속도 평균평방오차의 역치 이상이고 샘플링 시각 tx의 가속도의 스칼라량을 얻은 a0가 예정된 운동가속도의 역
치 이상이면 상기 샘플링 시각 tx은 운동시각이라고 확정하고, T는 예정된 정정수인 것을 특징으로 하는 공류운
동의 동작식별장치.
청구항 19
삭제
청구항 20
청구항 14에 있어서,
상기 예정된 공류운동유형이 골프스윙인 경우,
상기 제1지정차원은 수평방향 차원이고, 상기 제2지정차원은 수직방향 차원이고；
상기 조력궤적(助力軌跡: power assisting path) 초기특징점비례는 4이상의 값이고, 상기 동작 최고점속도의 역
치는 0.1 m/s 이하의 값이고, 상기 α와 β는 모두 0.5일 때 상기 격구 시각특징점의 역치는 0.1 이하의
값이고, 상기 가속도 변화율은 10 m/s
2
이상의 값인 것을 특징으로 하는 공류운동의 동작식별장치.
청구항 21
청구항 14에 있어서,
상기 예정된 공류운동유형이 골프스윙인 경우, 상기 특징점식별책략은 적어도
특징점1식별책략：속도가 0이다；
특징점3식별책략：수직방향 차원에서 제1방향의 속도와 각각 기타 2개의 차원의 속도의 비례가 예정된 제3특징
점비례를 초과한다；
특징점5식별책략： 수직방향 차원에서 제2방향의 속도와 각각 기타 2개 차원의 속도의 비례가 모두 예정된 제5
특징점비례 이상인 것, 그중 제1방향과 제2방향은 상호 반대이고 상기 제5특징점비례가 상기 제3특징점비례보다
크다;
특징점7식별책략：속도는 0이다;
중의 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 공류운동의 동작식별장치.
청구항 22
청구항21에 있어서,
상기 제3특징점비례는 4 이상의 값이고 상기 제5특징점비례는 8 이상의 값인 것을 특징으로 하는 공류운동의 동
작식별장치.
청구항 23
청구항14에 있어서,
상기 동작식별수단은 상기 특징점추출수단이 추출한 특징점이 예정된 순서와 수량의 요구에 부합됨을 판단해냈
거나 상기 특징점추출수단이 추출한 특징점이 예정된 순서 요구에 부합되고 추출된 특징점에 대응되는 예정된
가중치에 근거하여 상기 한 단계의 동작에 부여한 점수가 예정된 점수 요구에 도달하면 상기 한 단계의 동작은
예정된 공류운동유형에 속함을 식별해내는 것
등록특허 10-1565739
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을 특징으로 하는 공류운동의 동작식별장치.
청구항 24
청구항23에 있어서,
상기 조력궤적(助力軌跡: power assisting path)의 초기에 대응되는 특징점, 동작의 최고점에 대응되는 특징점
및 격구 시각에 대응되는 특징점의 예정된 가중치는 상기 조력궤적(助力軌跡: power assisting path)의 초기에
대응되는 특징점, 동작의 최고점에 대응되는 특징점 및 격구 시각에 대응되는 특징점을 추출할 때 상기 한 단계
의 동작에 부여한 점수가 예정된 점수 요구에 도달하게 하는 것
을 특징으로 하는 공류운동의 동작식별장치.
청구항 25
청구항21에 있어서,
상기 동작식별수단은 상기 특징점추출수단이 추출한 특징점이 예정된 순서와 수량의 요구에 부합됨을 판단해내
거나, 또는 상기 특징점추출수단이 추출한 특징점이 예정된 순서에 부합되고 추출된 특징점에 대응되는 예정된
가중치에 근거하여 상기 한 단계의 동작에 부여한 점수가 예정된 점수 요구에 도달함을 판단한 경우에는 상기
한 단계의 동작은 골프스윙 동작이라고 식별하고,
상기 예정된 순서는 상기 특징점1, 상기 조력궤적(助力軌跡: power assisting path)의 초기에 대응되는 특징점,
상기 특징점3, 상기 동작의 최고점에 대응되는 특징점, 상기 특징점5, 상기 격구 시각에 대응되는 특징점과 상
기 특징점7이고 상기 수량의 요구 N는 4≤N≤7인 것을 특징으로 하는 공류운동의 동작식별장치.
청구항 26
청구항16에 있어서,
상기 동작식별수단은 상기 완료시각 te과 다음 한 단계의 동작의 개시시각이 제1예정특징점과 제2예정특징점 사
이에 있음을 확정하면 상기 완료시각 te와 다음 한 단계의 동작의 개시시각을 고려하지 않고 상기 개시시각 t0와
상기 다음 한 단계의 동작의 완료시각 사이의 운동파라미터를 한 단계의 동작으로 확정하는 것을 특징으로 하는
공류운동의 동작식별장치.
청구항 27
동작보조설비에 있어서,
센싱장치, 운동파라미터 확정장치, 청구항14~18 및 20~26중 임의의 1항에 기재한 동작식별장치를 포함하고,
상기 센싱장치는 피식별물체의 각 샘플링 시각의 적어도 피식별물체의 가속도를 포함한 운동데이터를 샘플링하
고,
상기 운동파라미터 확정장치는 상기 센싱장치가 샘플링한 운동데이터에 근거하여 상기 피식별물체의 각 샘플링
시각의 운동파라미터를 확정하고 상기 동작식별장치에 발송하는 것
을 특징으로 하는 동작보조설비.
청구항 28
청구항27에 있어서,
상기 센싱장치는
피식별물체의 가속도를 샘플링하는 3축가속도센서;
피식별물체의 각속도를 샘플링하는 3축자이로; 및
피식별물체의 3차원 지자기좌표계에 상대되는 협각을 샘플링하는 3축자기장센서를 포함하는 것을 특징으로 하는
동작보조설비.
등록특허 10-1565739
- 8 -
청구항 29
청구항27에 있어서,
상기 동작보조설비는 상기 센싱장치에서 운동데이터를 읽어내고 예정된 전송 프로토콜에 따라 상기 운동파라미
터 확정장치에 전송하는 프로세서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동작보조설비.
청구항 30
청구항27에 있어서,
상기 동작보조설비는 상기 동작식별장치가 식별해낸 예정된 운동 유형의 운동파라미터를 상기 동작보조설비의
외부장치에 전송하는 데이터 전송 포트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동작보조설비.
발명의 설명
기 술 분 야
본 출원은 2011년 04월 29일에 중국특허청에 출원한 No.201110111602.0(발명명칭은 “공류운동의 동작식별방법,[0001]
장치와 동작보조설비”) 중국특허출원의 우선권을 주장한다.
본 발명은 운동식별기술에 관한 것으로, 특히는 공류운동의 동작식별방법, 장치와 동작보조설비에 관한 것이다.[0002]
배 경 기 술
공간가속운동의 궤적 및 자세식별은 물체의 운동과정 중의 매 시각의 위치와 전향각을 검측하는 동시에 물체의[0003]
실시간 속도를 얻는 것이다. 공간가속운동궤적, 자세식별기술과 인체동작을 상호 결합하여 인체 각 부위의 운동
을 검측하는 것은 스포츠, 게임, 영화, 의료 시뮬레이션 또는 동작기능훈련 등 분야에서 광범히 응용되고 있다.
일반적으로 운동하는 물체의 가속도, 속도와 위치정보 등 운동파라미터를 얻은 후, 한 단계의 완전한 동작을 추[0004]
출하고 그 단계의 완전한 동작의 운동파라미터에 근거하여 궤적표시 또는 전문가 평가 등을 진행하여야 한다.
골프스윙을 예로 하면, 골프는 동작과 기술 컨트롤 능력에 대한 요구가 높은 아웃도어 운동으로서 프로선수 또
는 아마추어들에 있어서 골프스윙 동작을 한 후 완전한 동작의 운동파라미터를 획득하여 동작의 품질을 장악하
고 나아가서 그 동작에 대한 평가를 얻을 것을 희망한다.
일반적으로 운동하는 물체를 검측하여 얻은 운동파라미터에는 운동동작의 운동파라미터가 포함되어 있는 외에[0005]
기타 비운동동작도 포함할 가능성이 있으며, 운동동작을 용이하게 표시, 분석 또는 평가하기 위하여서는 일반적
으로 한 단계의 운동동작을 식별하여야 한다. 여전히 골프스윙을 예로 들면, 골프스윙 동작에 대응되는 운동물
체는 골프 클럽 또는 선수의 장갑 등일 수 있으며, 운동물체에 대하여 운동검측을 진행하여 운동파라미터를 획
득하는 과정에서 선수가 골프스윙 동작 외에도 음수, 휴식 또는 전화통화 등 동작도 할 가능성이 있으므로 운동
파라미터에 근거하여 골프스윙 동작을 식별해내야 한다.
발명의 내용
해결하려는 과제
본 발명은 운동파라미터로부터 운동동작을 식별해내는 공류운동의 동작식별방법, 장치와 동작보조설비를 제공한[0006]
다.
과제의 해결 수단
구체적인 기술방안은 아래와 같다.[0007]
공류운동의 동작식별방법으로서,[0008]
A. 한 단계의 동작에 대응되는 각 샘플링 시각의 운동파라미터를 획득하는 절차；[0009]
B. 획득한 상기 운동파라미터를 이용하여 예정된 특징점식별책략에 의하여 특징점을 추출하는 절차, 그중 상기[0010]
특징점식별책략은 적어도 조력궤적(助力軌跡: power assisting path)의 초기에 대응되는 특징점, 동작의 최고점
에 대응되는 특징점과 격구 시각에 대응되는 특징점의 세가지 특징점의 식별책략을 포함한다；
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C. 추출된 특징점이 예정된 공류운동유형의 특징점요구를 만족하는지 여부를 판단하고 만족하는 경우에는 상기[0011]
한 단계의 동작이 예정된 공류운동유형에 속함을 식별하는 절차
를 포함한다.[0012]
공류운동의 동작식별장치에 있어서,[0013]
한 단계의 동작에 대응되는 각 샘플링 시각의 운동파라미터를 획득하는 파라미터 획득수단；[0014]
상기 파라미터 획득수단이 획득한 상기 운동파라미터를 이용하여 예정된 특징점식별책략에 의하여 특징점을 추[0015]
출하는 특징점추출수단, 그중 상기 특징점식별책략은 적어도 조력궤적(助力軌跡: power assisting path)의 초기
에 대응되는 특징점, 동작의 최고점에 대응되는 특징점과 격구 시각에 대응되는 특징점의 3가지 특징점의 식별
책략을 포함한다；
상기 특징점추출수단이 추출한 특징점이 예정된 공류운동유형의 특징점요구를 만족하는지 여부를 판단하고 만족[0016]
하는 경우에는 상기 한 단계의 동작이 예정된 공류운동유형에 속함을 식별하는 동작식별수단을 포함하는 것을
특징으로 하는 공류운동의 동작식별장치.[0017]
동작보조설비에 있어서, 그 동작보조설비는 센싱장치, 운동파라미터 확정장치 및 상기 동작식별장치를[0018]
포함하고,
상기 센싱장치는 피식별물체의 각 샘플링 시각의 적어도 피식별물체의 가속도를 포함한 운동데이터를 샘플링하[0019]
고,
상기 운동파라미터 확정장치는 상기 센싱장치가 샘플링한 운동데이터에 근거하여 상기 피식별물체의 각 샘플링[0020]
시각의 운동파라미터를 확정하고 상기 동작식별장치에 발송하는 것
을 특징으로 한다.[0021]
발명의 효과
이상의 기술방안에서 보다시피 본 발명은 한 단계의 동작에 대응되는 각 샘플링 시각의 운동파라미터를 획득한[0022]
후, 예정된 특징점식별책략에 의하여 특징점을 식별한다. 특징점식별책략은 적어도 조력궤적(助力軌跡: power
assisting path)의 초기에 대응되는 특징점, 동작의 최고점에 대응되는 특징점과 격구 시각에 대응되는 특징점
의 3가지 특징점의 식별책략을 포함한다. 추출해낸 특징점이 예정된 공류운동유형의 특징점요구를 만족하는지
여부에 근거하여 그 단계의 동작이 공류운동유형인지 여부를 식별한다. 본 발명을 통하여 비공류운동유형의 동
작과 공류운동유형의 동작 사이의 식별을 구현할 수 있다.
도면의 간단한 설명
도1 a은 본 발명의 실시예에서 제공하는 식별시스템의 구성 모식도이다.[0023]
도1b은 본 발명의 실시예에서 제공하는 동작보조설비의 모식도이다.
도2는 본 발명의 실시예에서 제공하는 3축자기장센서가 출력하는 회전각 모식도이다.
도3은 본 발명의 실시예에서 제공하는 프로세서가 발송한 데이터 패킷의 포맷 모식도이다.
도4는 본 발명의 실시예에서 제공하는 운동파라미터 확정방법의 흐름도이다.
도5는 본 발명의 실시예에서 제공하는 동작식별방법의 흐름도이다.
도6a는 본 발명의 실시예에서 제공하는 골프스윙과 축구동작의 궤적 모식도이다.
도6b는 본 발명의 실시예에서 제공하는 배드민턴동작의 궤적 모식도이다.
도7은 본 발명의 실시예에서 제공하는 동작식별장치의 구성도이다.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
본 발명의 목적, 기술방안과 장점을 더 명확히 하기 위하여 아래에서는 도면과 구체적인 실시예를 이용하여 본[0024]
발명을 상세히 설명한다.
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본 발명의 실시예는 도1a에 표시한 주로 미세전자기계시스템（MEMS）센싱장치(100), 프로세서(110), 데이터 전[0025]
송 포트(120) 및 운동파라미터 확정장치(130)을 포함하며, 나아가서 동작식별장치(140), 파라미터 표시장치
(150) 및 전문가 평가장치(160)도 포함하는 식별시스템을 이용할 수 있다. MEMS 센싱장치(100), 프로세서(110)
와 데이터 전송 포트(120)는 하나의 단말기장치로 패키징하여 피식별물체에 설치할 수 있다. 예를 들면, 골프스
윙 과정에서 손은 줄곧 클럽을 잡고 있으므로 손과 골프클럽의 상대적인 위치관계는 변하지 않고 손의 위치, 자
세는 각각 클럽 헤드의 위치, 자세와 상호 대응된다. 그러므로 MEMS 센싱장치(100), 프로세서(110)와 데이터
전송 포트(120)를 하나의 휴대식 운동검측설비로 패키징하여 피식별물체 예를 들면 골프선수의 장갑, 클럽 등에
설치할 수 있다. 일반적으로 손목 이상의 부위에 설치하지 않으므로 운동검측설비가 골프스윙 자세를 정확히 검
측하게끔 보증하며, 그 휴대식 운동검측설비의 무게는 몇십그람 밖에 안되여 피식별물체의 동작에 거의 영향을
미치지 않는다.
MEMS 센싱장치(100)는 피식별물체의 적어도 각 샘플링 시각의 가속도를 포함하는 운동데이터를 샘플링한다.[0026]
프로세서(110)는 일정한 빈도로 MEMS 센싱장치(100)가 샘플링한 운동데이터를 읽어내어 일정한 전송 프로토콜에[0027]
의하여 운동파라미터 확정장치(130)에 발송한다.
이외에 프로세서(110)는 데이터 전송 포트(120)가 발송하여 온 배치명령을 접수하고 그 배치명령을 분석하고,[0028]
분석하여 얻은 배치정보에 근거하여 MEMS 센싱장치(100)를 배치한다. 예를 들면 샘플링 정밀도의 배치, 샘플링
빈도와 측정범위의 배치 등을 실행한다. 프로세서(110)는 접수한 운동데이터를 수정할 수도 있다. 바람직하게는
프로세서(110)는 저소비전력의 프로세서를 이용하여 구동시간을 유효하게 연장할 수 있다.
MEMS 센싱장치(100)는 직렬버스 또는 AD 포트를 통하여 프로세서(110)와 통신한다.[0029]
데이터 전송 포트(120)는 유선 및 무선 두가지 통신전송방식을 지원한다. 유선포트는 USB. 직렬포트, 병렬포트,[0030]
화이어와이어(Firewire) 등 여러가지 프로토콜을 이용할 수 있고, 무선 포트는 블루투스, 적외선 등 프로토콜을
이용할 수 있다. 도 1a에서는 USB 포트(121)와 /또는 블루투스 모듈(122)을 포함하는 장치를 예로 제시한다.
USB 포트(121)를 이용하여 MEMS 센싱장치(100), 프로세서(110)와 데이터 전송 포트(20)를 하나의 단말기장치로
패키징한 경우의 충전과 기타 장치와의 쌍방향 통신을 구현할 수 있다. 블루투스 모듈(122)을 이용하여 상기 단
말기장치와 블루투스의 메인 설비 사이의 쌍방향 통신을 구현할 수 있다.
상기 운동파라미터 확정장치(130), 동작식별장치(140), 파라미터 표시장치(150)와 전문가 평가장치(160)는 USB[0031]
포트를 통하여 상기 단말기장치 중의 프로세서(110)와 연결(도 1a에는 미도시）되며 블루투스 메인 설비는 블루
투스 모듈(122)을 통하여 상기 단말기장치 중의 프로세서(110)와 연결한다.
운동파라미터 확정장치(130)는 접수한 운동데이터를 이용하여 가속도정보, 속도정보, 위치정보, 자세정보를 포[0032]
함한 운동파라미터를 확정한다.
동작식별장치(140)는 동작 피라미터 확정장치(130)가 확정한 운동파라미터를 이용하여 운동의 동작유형을 식별[0033]
하여 모종 운동유형의 한 단계의 동작에 대응되는 운동파라미터를 추출한다.
파라미터 표시장치(150)는 운동파라미터 확정장치(130)가 확정한 운동파라미터를 모종 형식으로 표시하거나（도[0034]
면에는 그 경우의 연결관계를 미제시）, 동작식별장치(140)가 추출한 운동파라미터를 모종 형식으로 제시한다.
예를 들면 3D 궤적의 형식으로 피식별물체의 위치정보를 표시하고, 표 또는 곡선의 형식으로 피식별물체의 속도
정보 등을 나타낸다. 이 파라미터 표시장치(150)는 예를 들면 컴퓨터, 핸드폰, PDA 등 표시기능이 있는 임의의
단말기일 수 있다.
전문가 평가장치(160)는 운동파라미터 확정장치(130)가 확정한 운동파라미터(도 1a에는 그 경우의 연결관계를[0035]
미도시）, 또는 파라미터 표시장치(150)의 표시결과에 근거하여 피식별물체의 동작에 평가를 부여한다. 그 평가
는 진실한 전문가로부터 부여한 것일 수도 있고, 장치가 사전에 준비한 운동파라미터 데이터베이스에 근거하여
자동적으로 부여한 것일 수도 있다.
상기 MEMS 센싱장치(100), 운동파라미터 확정장치(130)와 동작식별장치(140)는 하나의 동작보조설비로 패키징할[0036]
수 있다. 도 1b에서와 같이 운동파라미터 확정장치(130)는 직접 MEMS 센싱장치(100)가 샘플링한 운동데이터를
획득하고 피식별물체의 각 샘플링 시각의 운동파라미터를 확정하여 동작식별장치(140)에 발송하여 동작식별장치
(140)가 동작을 식별하게 할 수도 있다.
상기 동작보조설비에서는 프로세서(110)가 설정된 빈도로 MEMS 센싱장치(100)에서 운동데이터를 읽어내고 예정[0037]
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된 전송프로토콜에 따라 운동파라미터 확정장치(130)에 전송할 수도 있다.
나아가서 데이터 전송 포트(120)를 대외 포트로 설치하여 동작식별장치(140)를 연결할 수도 있고 상기 데이터[0038]
전송 포트(120)도 USB 포트(121) 또는 블루투스 포트(122)일 수도 있다. 데이터 전송 포트(120)는 동작식별장치
(140)가 식별해낸 예정된 운동유형의 운동파라미터를 기타 장치 예를 들면 파라미터 표시장치 또는 전문가 평가
장치에 발송할 수도 있다.
또는 데이터 전송 포트(120)는 도 1a에 표시한 방식으로 프로세서와 운동파라미터 확정장치(130) 사이에 설치[0039]
할 수도 있다.
상기 운동파라미터 확정장치(130)는 여러가지 방식을 이용하여 피식별물체의 운동파라미터를 확정할 수도 있다.[0040]
기존의 운동파라미터 확정방식은 아래의 2가지 방식을 포함할 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
1. 적외선 배열과 3축가속도센서로 구성된 MEMS 센싱장치를 이용한다. 미국 특허문헌(공개번호는[0041]
US2008/0119269A1. 발명명칭은 “GAME SYSTEM AND STORAGE MEDIUM STORING GAME PROGRAM”)을 참조하면 3축가
속도센서를 이용하여 각 샘플링 시각의 피식별물체의 가속도를 획득하고, 피식별물체의 양단에 적외선발생기를
설치하여 적외선발생기가 생성한 신호의 강약 및 상대적 거리에 근거하여 신호접수단의 평면과 평행되는 2차원
평면에서의 위치를 계산한다.
2. 미국 특허문헌(공개번호는 US2008/0049102A1. 발명명칭은 “MOTION DETECTION SYSTEM AND METHOD”)을 참조[0042]
하면 가속도 센서와 자이로로 구성된 MEMS 센싱장치를 이용하거나 고정된 간격의 2개의 가속도 센서를 이용하여
완전한 6차원 운동파라미터(3차원 운동와 3차원 회전)를 획득한다.
기존의 운동파라미터 확정방식 외에 도 1a과 도 1b에 제시한 MEMS 센싱장치(100)를 이용할 수도 있다.[0043]
MEMS 센싱장치(100)는 3축가속도센서(101), 3축자이로(102) 및 3축자기장센서(103)를 포함한다.[0044]
3축가속도센서(101)는 피식별물체의 각 샘플링 시각의 가속도를 샘플링한다. 상기 가속도는 3차원 공간에서의[0045]
가속도로서, 각 샘플링 시각에 대응되는 가속도 데이터는 X축, Y축과 Z축의 가속도치를 포함한다.
3축자이로(102)는 피식별물체의 각 샘플링 시각의 각속도를 샘플링한다. 상기 각속도도 3차원 공간에서의 각속[0046]
도로서, 각 샘플링 시각에 대응되는 각속도 데이터는 X축, Y축과 Z축의 각속도치를 포함한다.
3축자기장감지기(103)는 피식별물체의 각 샘플링 시각에 3차원 지자기좌표계에 상대되는 전향각을 샘플링한다.[0047]
각 샘플링 시각에 대응되는 전향각 데이터는 Roll, Yaw와 Pitch를 포함한다. Roll은 피식별물체의 X축과 3차원
지자기좌표계에서의 XY평면 사이의 협각이고, Yaw는 피식별물체의 Y축이 3차원 지자기좌표계의 XY평면에 투영된
벡터와 3차원 지자기좌표계의 Y축의 정방향 사이의 협각이고, Pitch는 피식별물체의 Y축과 3차원 지자기좌표계
의 XY평면 사이의 협각이다. 도 2에서와 같이 Xmag, Ymag와 Zmag는 각각 3차원 지자기좌표계의 X축, Y축과 Z축
이며, Xsen, Ysen와 Zsen는 각각 피식별물체의 X축, Y축과 Z축이다.
여기서 프로세서(110)는 일정한 빈도로 MEMS 센싱장치(100) 중의 3축가속도센서(101), 3축자이로(102)와 3축자[0048]
기장센서(103)가 샘플링한 운동데이터를 읽어내어 일정한 전송프로토콜에 의하여 운동파라미터 확정장치(130)에
발송한다. 도 3은 프로세서가 발송한 운동데이터를 포함하는 데이터 패킷의 1가지 포맷이다. 태그필드에는 데이
터의 완전성과 안전성을 보증하는 검증정보를 포함할 수 있고, 패킷헤드필드에는 운동데이터를 전송하는데 사용
하는 프로토콜 패킷 헤드를 포함할 수 있다.
운동파라미터 확정장치(130)에서 구현한 운동파라미터 확정방법은 도4에서와 같이 아래의 절차를 포함할 수 있[0049]
다.
절차 401: 3축가속도센서가 샘플링한 피식별물체의 가속도, 3축자이로가 샘플링한 피식별물체의 각속도와 3축자[0050]
기장센서가 샘플링한 피식별물체와 3차원 지자기좌표계 사이의 협각을 포함하는 각 샘플링 시각의 운동데이터를
샘플링한다.
각 샘플링 시각의 운동데이터를 획득한 후 MEMS 센싱장치의 샘플링 빈도가 충분히 높지 않은 경우에는 후속의[0051]
가속도, 속도와 위치 등 운동파라미터를 계산하는 정밀도를 제고하기 위하여 획득한 운동데이터에 대하여 보간
처리 예를 들면 선형 보간 또는 스프라인 보간처리를 진행할 수도 있다.
절차 402: 얻은 운동데이터에 대하여 전처리를 진행한다.[0052]
상기 절차에서의 전처리는 획득한 운동데이터를 필터링하여 MEMS 센싱장치가 샘플링한 운동데이터의 노이즈를[0053]
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저하시키는 것이다. 여러가지 필터링 방식 예를 들면 16 포인트의 고속 푸리에 변환（FFT）필터링을 사용할 수
있으나, 여기서 구체적인 필터링 방식을 제한하지 않는다.
상기 보간처리와 전처리는 고정된 선후순서가 없고, 임의의 순서에 따라 선후로 실행할 수 있다. 또는 양자에서[0054]
하나를 선택하여 실행할 수 있다.
절차 403: 전처리 후의 운동데이터에 대하여 데이터 검증을 실행한다.[0055]
이 절차에서는 주로 3축가속도센서가 샘플링한 가속도를 검증하고 3축가속도센서의 영점이동 을[0056]
이용하여, 획득한 각 샘플링 시각의 가속도에서 영점이동 를 제거하여 수정 후의 각 샘플링 시각의 가속
도를 얻는다. 3축가속도센서의 영점이동 는 정지물체의 가속도를 샘플링하여 얻은 것이다.
절차 402와 절차 403는 본 발명의 실시예 중의 바람직한 절차로서 절차 402와 절차 403를 실행하지 않고 직접[0057]
절차 401에서 획득한 운동데이터를 완충 기억할 수도 있다.
절차 404: 수정 후의 각 샘플링 시각의 운동데이터에 대하여 완충 기억을 실행한다.[0058]
최신 획득한 N개의 샘플링 시각의 운동데이터를 완충기억영역에 기억한다. 완충기억영역에 기억하는 운동데이터[0059]
는 최신의 1의 샘플링 시각부터 그 전의 N-1개의 샘플링 시각까지의 운동데이터를 포함함으로서, 다시 말하면
완충기억영역에는 N개의 샘플링 시각의 운동데이터를 기억한다. 새로운 샘플링 시각의 운동데이터를 완충기억영
역에 기억할 때 최초의 샘플링 시각의 운동데이터는 일출된다. 바람직하게는 N는 3이상의 정수이고 일반적으로
2의 정수 제곱으로 설치하며, 예를 들면 N의 값은 16 또는 32로 선정하여 완충기억영역에 0.1s~0.2s 길이의 운
동데이터를 기억하여 유지한다. 완충기억영역의 데이터 구조는 1의 큐(queue)로서 샘플링 시각에 따라 차례로
배열되고, 최신의 1의 샘플링 시각의 운동데이터는 큐의 최후에 배열된다.
절차 405: 각 샘플링 시각의 가속도를 이용하여 운동정지검측을 진행하여 한 단계의 운동상태의 개시시각 t0과[0060]
완료시각 te을 확정한다.
개시시각 t0은 정지상태부터 운동상태에로의 임계 샘플링 시각이고 완료시각 te은 그 운동상태부터 정지상태에로[0061]
의 임계 샘플링 시각이다.
샘플링 시각의 순서에 따라 각 샘플링 시각에 대하여 예정된 운동시각 확정책략에 의하여 판단을 진행하여 t0이[0062]
운동시각 확정책략을 만족하고 샘플링 시각 t0-1이 운동시각 확정책략을 만족하지 않으면 t0은 운동개시 시각이
라고 확정한다. te이 운동시각 확정책략을 만족하고 샘플링 시각 te 1이 운동시각 확정책략을 만족하지 않으면
te은 운동완료 시각이라고 확정한다.
구체적으로 상기 운동시각 확정책략은 샘플링 시각 tx부터 그 전의 T개의 샘플링 시각까지의 가속도의 스칼라량[0063]
을 얻은 후의 평균평방오차 av가 예정된 가속도평균평방오차의 역치 이상이고 샘플링 시각 tx의 가속도의 스칼라
량을 얻은 a0가 예정된 운동가속도의 역치 이상이면 샘플링 시각 tx은 운동시각이라고 인정한다. 다시 말하면,
임의의 샘플링 시각이 상기 운동시각책략을 만족하면 그 샘플링 시각이 운동상태에 진입하였다고 인정하고 그렇
지 아니하면 여전히 정지상태에 있다고 인정한다.
상기 운동시각 확정책략은 단시간의 떨림을 효과적으로 필터링하여 단시간의 정지와 완전한 운동의 끊음을 방지[0064]
한다. 여기서 피식별물체의 운동의 격렬 정도에 따라 가속도평균평방오차의 역치와 운동가속도의 역치를 융통성
있게 설치할 수 있다. 피식별물체의 운동이 격렬할 수록 가속도평균평방오차의 역치와 운동가속도의 역치를 더
높게 설치할 수 있다.
완충기억영역 중의 개시시각 t0과 완료시각 te 사이의 각 샘플링 시각을 각각 현재 샘플링 시각으로 하여 절차[0065]
406~411를 실행한다.
절차 406： 완충기억영역 중의 3축자기장센서가 샘플링한 운동데이터에 근거하여 그 운동개시시각 t0의 지자기좌[0066]
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표계에서의 최초 자세매트릭스 를 확정한다.
, (1)[0067]
, [0068]
,[0069]
[0070]
, 와 는 3축자기장센서가 샘플링한 샘플링 시각 t0의 각도이다.[0071]
절차 407： 피식별물체가 운동상태에 있을 때 3축자이로가 현재 샘플링 시각과 그 전의 샘플링 시각에 샘플링한[0072]
각속도 데이터에 근거하여 전의 샘플링 시각부터 현재 샘플링 시각에로의 자세변화 매트릭스 를 확정
한다.
수선으로 3축자이로가 현재 샘플링 시각의 전의 샘플링 시각에 샘플링한 각속도 데이터는[0073]
이고, 현재 샘플링 시각에 샘플링한 각속도 데이터는
이고, 인접한 샘플링 시각 사이의 간격은 t임을 확정하면, 전의 샘플링 시각부터
현재 샘플링 시각에로의 자세변화 매트릭스 는 임을 확정한다.
RZ, RY, RZ는 각각 wP가 Z축, Y축, X축에 상대하여 , ,[0074]
회전한 자세변환 매트릭스이다.
절차 408: 전의 샘플링 시각이 t0에 대비되는 자세변환 매트릭스 과 를 이용하여 현재 시각[0075]
이 상기 t0에 대비되는 피식별물체의 자세변환 매트릭스 를 확정하고 기록한다.
t0을 운동개시시각으로 하는 한 단계의 운동에서, 이미 확정된 각 샘플링 시각이 상기 t0에 대비되는 자세변환[0076]
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매트릭스를 전부 기록하므로, 수선, 기록된 전의 샘플링 시각의 자세변환 매트릭스 를 획득하면
는 아래와 같을 수 있다.
（2）[0077]
절차 409: 현재 샘플링 시각에 3차원 지자기좌표계에 상대되는 자세 매트릭스 는[0078]
임을 확정한다.
절차 407, 절차 408과 절차 409에서 알 수 있다시피 실제상 현재 샘플링 시각에 3차원 지자기좌표계에 상대되는[0079]
자세 매트릭스 를 계산할 때 “역추적”식 반복알고리즘, 즉
을 이용하며 Cur는 현재 샘플링 시각을 표시하고, Init는 운동개시시각
t0을 표시하고, 는 샘플링 시각 x부터 샘플링 시각 x 1로의 자세변화 매트릭스를 표시한다.
절차 410: 공식 에 의하여 현재 샘플링 시각의 가속도 a
cur
에서 중력 가속도[0080]
의 영향을 소거하여 현재 샘플링 시각의 실제 가속도 를 얻는다.
정지상태에 있는 물체를 이용하여 3차원 지자기좌표계에서의 중력 가속도 를 확정할 수 있다.[0081]
구체적으로 3축가속도센서를 이용하여 정지상태에 있는 물체에 대하여 연속적으로 M개의 샘플링 시각에 샘플링[0082]
하고 연속적으로 M개의 샘플링 시각의 지자기좌표계에서의 중력 가속도 평균치를 현재 지자기좌표계에서의 실제
중력 가속도 로 한다. 즉 는 공식（3）에 의하여 확정할 수 있다.
（3）[0083]
M는 예정된 정정수, i는 정지상태의 물체를 샘플링한 최초의 샘플링 시각이다.
삭제[0084]
（4）[0085]
은 3축가속도센서가 샘플링 시각 j에 샘플링한 가속도이고, 은 샘플링 시각 j에 상기 정지상태[0086]
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에 있는 물체의 자세 매트릭스이고, 상기 는 3축자기장센서가 샘플링한 샘플링 시각 j의 각도에 근거하
여 확정한다. 구체적으로는 아래와 같다.
, （5）[0087]
, [0088]
, [0089]
, [0090]
Rollj, Yawj와 Pitchj는 3축자기장센서가 샘플링한 샘플링 시각 j의 각도이다.[0091]
절차 411: t0부터 현재 샘플링 시각까지의 실제 가속도를 적분하여 현재 샘플링 시각의 실시간 속도를 얻고, t0[0092]
부터 현재 샘플링 시각까지의 실시간 속도를 적분하여 현재 샘플링 시각의 위치를 얻는다.
이 절차에서 적분의 방식을 통하여 실시간 속도와 위치를 얻는 방법은 공지기술로서 여기서 중복하여 설명하지[0093]
않는다.
개시시각 t0과 완료시각 te 사이의 각 샘플링 시각의 가속도, 실시간 속도와 위치 중의 적어도 하나를 데이터 베[0094]
이스에 한 단계의 운동의 운동파라미터로 저장한다.
상기 흐름에서 운동정지검측을 진행할 때 한 단계의 운동상태의 완료시각과 다음 한 단계의 운동상태의 개시시[0095]
각 사이의 시간간격이 예정된 시간 길이의 역치보다 작으면 두 단계의 운동상태는 한 단계의 운동상태라고 인정
하며 운동을 “연결”하여야 한다. 즉 절차 405에서 확정한 운동개시시각 t0과 위의 한 단계의 운동상태완료의
샘플링 시각 t' 사이의 시간간격이 예정된 시간 길이의 역치보다 작으면 t'의 자세 매트릭스를 t0의 최초 자세
매트릭스 로 하고 그렇지 아니하면 공식（1）에 따라 t0의 최초 자세 매트릭스 를
확정한다.
이하에서는 도 1에 표시한 동작식별장치(140)에서 구현한 동작식별방법에 대하여 상세히 설명한다. 도 5에서와[0096]
같이 이 방법은 아래의 절차를 포함한다.
절차 501: 상기 각 샘플링 시각의 운동파라미터를 획득한다.[0097]
이 절차에서 얻은 각 샘플링 시각의 운동파라미터는 각 샘플링 시각의 가속도, 속도, 자세와 위치를 포함한다.[0098]
각 운동파라미터는 운동파라미터 확정장치(130)에서 획득한 것이다.
절차 502: 각 샘플링 시각의 가속도를 이용하여 운동정지검측을 진행하여 한 단계의 운동상태의 개시시각 t0과[0099]
완료시각 te을 확정한다.
개시시각 t0은 정지상태로부터 운동상태에로의 임계 샘플링 시각이고 완료시각 te은 그 단계의 운동상태로부터[0100]
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정지상태에로의 임계 샘플링 시각이다.
샘플링 시각의 순서에 따라 각 샘플링 시각에 예정된 운동시각 확정책략에 근거하여 판단을 진행하고, t0이 운동[0101]
시각 확정책략을 만족하고 샘플링 시각 t0-1이 운동시각 확정책략을 만족하지 않으면 t0은 운동개시시각이라고
확정한다. te이 운동시각 확정책략을 만족하고 샘플링 시각 te 1이 운동시각 확정책략을 만족하지 않으면 te은
운동완료시각이라고 확정한다.
구체적으로 상기 운동시각 확정책략은 샘플링 시각 tx부터 그 전의 T개의 샘플링 시각까지의 가속도의 스칼라량[0102]
을 얻은 후의 평균평방오차 av가 예정된 가속도평균평방오차의 역치 이상이고 샘플링 시각 tx의 가속도의 스칼라
량을 얻은 a0가 예정된 운동가속도의 역치 이상이면 샘플링 시각 tx은 운동시각이라고 인정하고 T는 예정된 정정
수라고 인정한다. 다시 말하면 임의의 샘플링 시각이 상기 운동시각책략을 만족하면 그 샘플링 시각이 운동상태
에 진입하였다고 인정하고 그렇지 아니하면 여전히 정지상태에 있다고 인정한다.
상기 운동시각 확정책략은 단시간의 떨림을 효과적으로 방지하여 단시간의 정지와 완전한 운동의 끊음을 방지한[0103]
다. 여기서 피식별물체의 운동의 격렬정도에 근거하여 가속도평균평방오차의 역치와 운동가속도의 역치를 융통
성 있게 설치할 수 있다. 피식별물체의 운동이 격렬할 수록 가속도평균평방오차의 역치와 운동가속도의 역치를
더 높게 설치할 수 있다.
얻은 운동파라미터가 한 단계의 동작의 운동파라미터이면, 다시 말하면 MEMS 센싱장치가 한 단계의 동작의 최초[0104]
로부터 운동데이터를 수집하기 시작하여 그 단계의 동작이 완료될 때까지 수집하거나, 운동파라미터 확정장치가
이미 개시시각 t0과 완료시각 te을 확정하였다면 절차 502를 실행할 필요가 없으며 개시시각은 실제상 첫번째 샘
플링 시각이고 완료시각은 최후의 1의 샘플링 시각이다.
절차 503: 얻은 운동파라미터를 이용하여 예정된 특징점식별책략에 의하여 개시시각 t0부터 특징점을 추출한다.[0105]
예정된 운동 유형에 대하여 예정된 특징점식별책략을 설치하여 여러가지 특징점을 식별할 수 있다. 서로 다른[0106]
특징점은 각각 다른 특징점식별책략에 대응될 수 있다.
여전히 골프스윙 동작을 예로 들면 골프스윙 동작에는 테이크 백-백 스윙, 다운 스윙-격구 및 격구 후의 관성적[0107]
인 휘두름(flow throw)의 세 부분을 포함한다. 각 부분은 모두 격구 효과에 영향을 미친다. 세밀하게 나누면 전
체 스윙 과정에는 최초시각의 정지 자리 맞춤, 테이크 백 시의 수평 휘두름, 백 스윙 과정에서 수직 휘두름, 정
점 도달, 단시간의 정지 또는 직접 다운 스윙하여 격구 준비, 격구, 격구 후의 관성적 휘두름의 7개의 특징점을
포함한다. 상기 7개의 특징점은 상기 순서에 따라 차례로 존재하여야 하며 개시시각 t0과 완료시각 te 사이에서
상기 순서에 따라 차례로 상기 7개의 특징점을 식별하면 그 단계의 운동파라미터가 한 단계의 골프스윙 동작임
을 확정할 수 있다.
각 특징점을 식별할 때 각 특징점에 대응되는 식별책략에 의하여 식별하여야 하며, 각 특징점에 대응되는 식별[0108]
책략은 구체적으로 아래와 같을 수 있다.
특징점1：속도는 0. 이 특징점은 최초시각의 정지 자리 맞춤에 대응된다.[0109]
특징점2：수평방향 차원에서의 속도와 각각 기타 2개의 차원에서의 속도의 비례가 모두 예정된 제2특징점비례를[0110]
초과하면 특징점2라고 식별한다. 제2특징점비례는 경험치 또는 실험치를 선정할 수 있고, 바람직하게는 4 이상
의 값을 선정할 수 있다. 오른손 선수에 있어서 그 수평방향 차원에서의 속도는 우쪽 방향을 향하고 왼손 선수
에 있어서는 그 수평방향 차원에서의 속도는 좌쪽 방향을 향한다. 그 특징점2는 골프스윙의 테이크 백에 대응되
며, 이때 스윙동작은 거의 수평을 이룬다.
그 특징점2의 식별책략 중의 기타 2개의 차원은 (1)수직방향 차원과 (2)수평방향 차원과 수직방향 차원에 수직[0111]
되는 차원이다.
특징점3：수직방향 차원에서 제1방향의 속도의 각각 기타 2개의 차원에서의 속도에 상대되는 비례가 모두 예정[0112]
된 제3특징점비례를 초과하면 특징점3으로 식별한다. 제3특징점비례도 경험치 또는 실험치를 선정할 수 있으며,
바람직하게는 4 이상의 값을 선정할 수 있다. 그 특징점3은 백 스윙에 대응되며 백 스윙의 절반에서 방향이 거
의 지면과 수직된다.
그 특징점3의 식별책략 중의 기타 2개의 차원은 (1)수평방향 차원과 (2)수평방향 차원과 수직방향 차원에 수직[0113]
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되는 차원이다.
특징점4：수직방향 차원에서의 속도가 예정된 제4 특징점속도의 역치보다 작으면 특징점4라고 식별하며, 더욱[0114]
바람직하게는 수직방향 차원의 속도가 예정된 제4 특징점의 속도의 역치보다 작고 높이와 가속도가 모두 예정된
제4 특징점의 요구를 만족시키면 특징점4라고 식별한다. 바람직하게는 제4특징점속도의 역치는 0.1m/s 이하의
값을 선정할 수 있고, 제4 특징점의 요구는 높이가 0.5m 이상의 값을 선정할 수 있고 가속도는 0.1 m/s
2
이상의
값을 선정할 수 있다. 그 특징점4는 테이크 백부터 정점까지에 대응되고, 이때의 수직방향 차원에서의 속도는
거의 0이고 이때의 손의 높이와 자세에는 일정한 한정이 있다.
특징점4에서 즉 데이크 백으로부터 정점에 도달한후 잠시간의 정지가 나타날 수 있는데 이런 경우 운동완료로[0115]
판단될 수 있다. 이러한 틀린 판단을 방지하기 위하여 특징점을 추출한 후 한 단계의 동작의 완료시각(te)과 다
음 한 단계의 동작의 개시시각이 제1 예정특징점과 제2 예정특징점 사이에 있으면 그 단계 동작의 완료시각(te)
과 다음 한 단계의 동작의 개시시각을 고려하지 않고 두 단계의 동작을 한 단계의 동작으로 식별한다. 즉 개시
시각(t0)과 다음 한 단계의 동작의 완료시각 사이의 운동파라미터를 한 단계의 동작으로 확정한다. 이러한 골프
스윙 동작에 대하여 제1 예정특징점은 특징점4이고, 제2 예정특징점은 특징점5이다.
특징점5：수직방향 차원의 제2 방향의 속도의 각각 기타 2개 차원의 속도에 상대되는 비례가 모두 예정된 제5[0116]
특징점비례를 초과하고, 제1 방향과 제2 방향이 상호 반대이고 제5 특징점비례가 제3 특징점비례보다 크면, 특
징 점5라고 식별한다. 제5 특징점비례로는 경험치 또는 실험치를 선정할 수 있고 바람직하게는 8 이상의 값을
선정할 수 있다. 상기 특징점 5는 다운 스윙-격구 준비에 대응되며 이 과정은 백스윙과 유사하지만 운동속도가
더 빠르고 운동방향이 반대된다.
상기 특징점5의 식별책략 중의 기타 2개 차원은 (1)수평방향 차원과 (2)수평방향 차원과 수직방향 차원에 수직[0117]
되는 차원이다.
특징점6：이 특징점은 2가지 경우로 나뉜다. 첫번째 경우는 선수가 단지 스윙 연습만 즉 골프클럽을 휘두르기만[0118]
하고 격구하지 않는 경우이다. 골프스윙의 가장 이상적인 궤적은 다운 스윙-격구의 궤적과 백스윙의 궤적이 중
첩되지만 속도는 더 빠른 것으로서, 이로서 격구 시각과 최초시각에 자리를 맞춘 클럽 자세가 동일하여 가장 적
합한 격구 방향을 얻을 수 있기 때문에, 스윙 연습시 최초시각의 위치자세에 가장 접근하는 것은 가장 적합한
격구 위치이다. 두번째 경우는 선수가 격구 동작을 하고 격구 시각에 클럽과 골프공이 고속으로 부딛쳐 가속도
가 급속히 변하는 경우이다.
첫번째 경우에 대응되는 특징점6의 식별책략: 샘플링 시각 t에 대응되는[0119]
의 값이 예정된 제6 특징점의 역치보다 작고 Xt는 샘플링 시각 t
에 대응되는 위치이고, Xinit는 최초시각 t0에 대응되는 위치이고, Tt는 샘플링 시각 t에 대응되는 자세이고, Tinit
은 최초시각 t0에 대응되는 자세이면, 특징점6임을 식별한다. α와 β는 예정된 파라미터 값 예를 들면 각각
0.5와 0.5을 선택한다. 제6특징점의 역치도 경험치 또는 실험치 예를 들면 0.1 이하의 값을 선택할 수 있다.
Tinit와 Tt는 각각 샘플링 시각 t0과 t의 피식별물체의 회전 상황이다.[0120]
도 1에 표시한 MEMS 센싱장치로 운동데이터를 수집한 후 운동파라미를 확정하면 Tinit는 개시시각 t0의 지자기좌[0121]
표계에서의 최초 자세 매트릭스이다. Tt는 샘플링 시각 t의 지자기좌표계에서의 최초 자세 매트릭스이다.
, [0122]
, [0123]
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, [0124]
[0125]
, 와 는 3축자기장센서가 샘플링한 샘플링 시각 t0의 각도이다.[0126]
,[0127]
, [0128]
, [0129]
[0130]
, 와 는 3축자기장센서가 샘플링한 샘플링 시각 t의 각도이다.[0131]
두번째 경우에 대응되는 특징점6의 식별책략: 임의의 시각의 가속도 변화율이 예정된 제6특징점 가속도 변화율[0132]
의 역치를 초과하면 특징점6이라고 식별하고 이런 경우는 격구 동작에 대응된다. 보다 바람직하게는 골프스윙
동작에 있어서 격구 시각에 대응되는 각속도의 변화율에도 급격한 변화가 일어나므로 어느 시각에 가속도 변화
율이 예정된 제6특징점 각속도 변화율의 역치를 초과함을 확정할 수 있다. 바람직하게는 제6특징점 가속도 변화
율의 역치와 제6특징점 각속도 변화율의 역치는 경험치 또는 실험치 예를 들면 10 m/s
2
와 10000°/s
2
이상의 값을
선택할 수도 있다.
특징점7：속도는 0이다.[0133]
골프스윙 운동외에도 기타 공류운동도 일반적으로 어떤 특징점을 구비하고 있으며 이러한 특징점은 모두 임의의[0134]
대응되는 동작의 궤적에 근거하여 얻는 것이므로 그 공통점은 한 단계의 동작에 거의 중첩되나 방향이 상호 반
대되는 2개의 궤적이 존재하는 것이다. 그중 하나의 궤적은 격구를 위한 조력궤적(助力軌跡: power assisting
path)으로서 일반적으로 동작의 최저점으로부터 동작의 최고점까지이고, 다른 하나의 궤적은 격구 궤적으로서
일반적으로 동작의 최고점으로부터 동작의 최저점에 돌아와서 격구 동작을 발생한다. 예를 들면 축구, 배구, 배
드민턴 등이다.
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이러한 공류운동의 동작에서 조력궤적(助力軌跡: power assisting path)의 초기, 동작 최고점, 격구 시각에 각[0135]
각 대응되는 특징점이 가장 중요한 3개의 특징점이다.
조력궤적(助力軌跡: power assisting path)의 초기에 대응되는 특징점식별책략: 제1지정차원에서의 속도가 각각[0136]
기타 2개의 차원에서의 속도와 대비되는 비례가 모두 예정된 조력궤적(助力軌跡: power assisting path)의 초기
특징점비례를 초과한다.
동작 최고점에 대응되는 특징점식별책략: 제2지정차원에서의 속도가 예정된 동작 최고점속도의 역치보다 작고,[0137]
높이와 가속도가 예정된 동작 최고점의 요구를 만족시킨다.
격구 시각에 대응되는 특징점식별책략: 샘플링 시각 t에 대응되는[0138]
의 값이 예정된 격구 시각특징점의 역치보다 작으면 샘플링 시각
t이 격구 시각특징점(시뮬레이션 연습동작에 대응되고 실제 격구는 아니다）에 대응된다고 식별한다. 그 중 Xt는
샘플링 시각 t에 대응되는 위치이고, Xinit는 최초시각 t0에 대응되는 위치이고, Tt는 샘플링 시각 t에 대응되는
자세이고, Tinit는 최초시각 t0에 대응되는 자세이다. 또는 임의의 샘플링 시각의 가속도 변화율이 예정된 격구
시각의 가속도 변화율의 역치를 초과하면 격구 시각 특징점(실제 격구 동작에 대응된다) 이라고 식별한다.
예를 들면 상기 골프동작에 있어서 특징점2는 조력궤적(助力軌跡: power assisting path)의 초기에 대응되는 특[0139]
징점이고, 특징점4는 동작의 최고점에 대응되는 특징점이고, 특징점6은 격구 시각에 대응되는 특징점이다.
축구에 있어서 발들기 시작, 정점도달, 축구차기 이러한 과정이 있고, 발들기 시작의 시각은 조력궤적(助力軌[0140]
跡: power assisting path)의 초기에 대응되는 특징점이고, 제1지정차원은 수평방향 차원, 정점도달 시각은 동
작의 최고점에 대응되는 특징점이고, 제2지정차원은 수직방향 차원이고, 축구차기 훈련 또는 축구차기 동작의
시각은 격구 시각에 대응되는 특징점이다. 축구동작과 골프스윙 동작은 단지 특징점의 역치를 축구운동의 특성
에 따라 설치할 뿐 도 6a에서와 같이 유사하다.
배드민턴에 있어서 라켓 올리기 시작, 정점도달, 라켓을 내려서 격구 등 과정이 있고, 라켓 올리기 시작의 시각[0141]
은 조력궤적(助力軌跡: power assisting path)의 초기에 대응되는 특징점이고, 그중 제1지정차원은 수직방향에
서의 차원이다. 정점도달 시각은 동작의 최고점에 대응되는 특징점이고, 그중 제2지정차원은 수평방향
차원이다. 라켓 내려서 격구 시각은 격구 시각에 대응되는 특징점이다. 배드민턴 동작의 궤적도 도 6b에서와 같
이 배드민턴 운동의 특성에 따라 대응되는 특징점의 역치를 선정한다. 배구동작과 배드민턴 동작은 유사하다.
상기 3개의 특징점 외에 각 운동 유형의 동작에는 기타 특징점이 존재할 수 있다. 즉 기타 특징점추출책략이 존[0142]
재할 수 있으며 구체적인 운동 유형의 특성에 근거하여 확정할 수 있다. 여기서 일일이 중복적으로 설명하지 않
는다.
절차 504：추출된 특징점이 예정된 운동유형의 특징점요구를 만족하는지 여부를 판단하고 만족하는 경우에는 그[0143]
단계의 동작이 예정된 운동 유형에 속함을 식별한다.
여기서 예정된 운동유형의 특징점요구는 아래의 몇가지를 포함하지만 이에 제한되지 않는다.[0144]
1. 추출된 특징점이 예정된 순서와 수량의 요구에 부합된다.[0145]
일반적으로 한 단계의 운동 유형의 동작의 특징점은 일정한 순서 요구에 부합된다. 상기 골프스윙 동작을 예로[0146]
들면 상기 7개의 특징점이 특징점1~특징점7의 선후순서에 따라 나타나야 한다. 예를 들면 추출된 특징점이 특징
점2, 특징점3, 특징점6, 특징점7이면 예정된 순서에 부합되지만 추출된 특징점이 특징점3, 특징점2, 특징점7,
특징점6이면 예정된 순서에 부합되지 않는다.
수량의 요구란 추출된 특징점이 적어도 몇개인 경우에 예정된 운동 유형이라고 인정하는지를 말한다. 여전히 상[0147]
기 골프스윙 동작을 예로 들면 동작식별의 고도의 정확성을 보장할 필요가 있는 경우에는 수량의 요구를 7개의
특징점으로 설치할 수 있다. 즉 7개의 특징점을 순서에 따라 전부 추출해내야만 그 단계의 동작을 골프스윙 동
작이라고 인정할 수 있다. 각 골프선수가 스윙하는 습관과 정확도가 동일하지 않고 차이가 비교적 크기때문에 1
개의 골프스윙 동작을 식별할 때 상기 7개의 특징점을 반드시 만족할 것을 요구할 필요는 없으며 대량의 실험을
거쳐 그중 4개의 특징점을 만족하기만 하면 골프스윙이라고 인정할 수 있다. 즉 수량의 요구는 N은 4≤N≤7로
설정할 수 있다.
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2. 추출된 특징점이 예정된 순서 요구에 부합되고, 추출된 특징점에 대응되는 예정된 가중치에 근거하여 그 단[0148]
계의 동작에 부여한 점수가 예정된 점수 요구에 도달한다.
예정된 운동 유형의 각 특징점에 사전에 일정한 가중치를 부여하고, 추출해낸 각 특징점의 가중치를 이용하여[0149]
그 단계의 동작의 총점수를 얻으며, 그 단계의 동작의 총점수가 예정된 점수 요구에 도달하면 그 단계의 동작이
예정된 운동유형임을 식별한다.
상기 절차503중의 관련기재에서 알 수 있다시피 조력궤적(助力軌跡: power assisting path)의 초기, 동작 최고[0150]
점, 격구 시각에 각각 대응되는 특징점은 공류운동동작이 보편적으로 구비하는 특징점이므로 이 3개의 특징점에
비교적 높은 가중치를 부여하여 이 3개의 특징점을 추출해 내면 그 동작이 예정된 운동동작에 속함을 식별할 수
있게끔 할 수 있다. 여전히 골프스윙 동작을 예로 들면 예정된 점수 요구를 6점으로 하고 특징점2, 4, 6에 대응
되는 가중치는 2이고 기타 특징점의 가중치는 각각 1이라고 하면 일단 특징점2, 4, 6을 추출해 내면 예정된 점
수 요구에 도달할 수 있고, 특징점1, 4, 5, 6을 추출해 내어도 여전히 예정된 점수 요구에 도달할 수 있어 그
동작은 골프스윙 동작임을 식별해 낸다.
이하에서는 도5에 표시한 방법에 대응되는 동작식별장치를 상세히 설명한다. 도7에서와 같이 그 장치는 파라미[0151]
터 획득수단(700), 특징점추출수단(710)과 동작식별수단(720)를 포함할 수 있다.
파라미터 획득수단(700)은 한 단계의 동작에 대응되는 각 샘플링 시각의 운동파라미터를 획득한다.[0152]
특징점추출수단(710)은 파라미터 획득수단(700)이 얻은 운동파라미터를 이용하여 예정된 특징점식별책략에 의하[0153]
여 특징점을 추출한다. 조력궤적(助力軌跡: power assisting path)의 초기에 대응되는 특징점, 동작의 최고점에
대응되는 특징점과 격구 시각에 대응되는 특징점은 일반적으로 공류운동에서 공동으로 구비하는 특징점이므로
특징점식별책략은 적어도 조력궤적(助力軌跡: power assisting path)의 초기에 대응되는 특징점, 동작의 최고점
에 대응되는 특징점과 격구 시각에 대응되는 특징점의 3가지 특징점의 식별책략을 포함한다.
동작식별수단(720)은 특징점추출수단(710)이 추출해낸 특징점이 예정된 공류운동유형의 특징점요구를 만족하는[0154]
지 여부를 판단하고 만족하는 경우에는 한 단계의 동작이 예정된 공류운동유형에 속한다고 식별한다.
도7에 표시한 동작식별장치는 운동파라미터 확정장치에 연결할 수 있고 파라미터 획득수단(700)은 운동파라미터[0155]
확정장치로부터 각 샘플링 시각의 운동파라미터를 획득할 수 있다.
운동파라미터 확정장치는 MEMS 센싱장치가 샘플링한 각 샘플링 시각의 운동데이터에 근거하여 가속도, 속도, 자[0156]
세와 위치를 포함한 각 샘플링 시각의 운동파라미터를 획득한다. 각 샘플링 시각의 운동파라미터를 획득하는 방
법은 도4에 표시한 절차를 이용할 수 있다.
MEMS 센싱장치는 3축가속도감지기, 3축자이로와 3축자기장센서를 포함한다.[0157]
파라미터 획득수단(700)은 구체적으로 파라미터 접수 부차수단(701), 정지검측 부차수단(702)와 파라미터획득[0158]
부차수단(703)을 포함한다.
파라미터 접수 부차수단(701)은 각 샘플링 시각의 운동파라미터를 획득한다.[0159]
정지검측 부차수단(702)는 각 샘플링 시각의 가속도를 이용하여 운동정지검측을 진행하여 한 단계의 운동상태의[0160]
개시시각(t0)과 완료시각(te)을 확정한다.
구체적으로 정지검측 부차수단(702)은 샘플링 시각의 순서에 따라 각 샘플링 시각에 대하여 예정된 운동시각 확[0161]
정책략에 의하여 판단을 진행하고, 샘플링 시각 t0이 운동시각 확정책략을 만족하고 샘플링 시각 t0-1이 운동시
각 확정책략을 만족하지 않으면, t0는 운동개시시각임을 확정하고, 샘플링 시각 te이 운동시각 확정책략을 만족
하고 샘플링 시각te 1이 운동시각 확정책략을 만족하지 않으면 te는 운동완료시각임을 확정한다.
운동시각 확정책략은 샘플링 시각 tx부터 그 전의 T개의 샘플링 시각까지의 가속도의 스칼라량을 얻은 후의 평균[0162]
평방오차 av가 예정된 가속도 평균평방오차의 역치 이상이고, 샘플링 시각 tx의 가속도의 스칼라량을 얻은 a0가
예정된 운동가속도의 역치 이상이면 샘플링 시각 tx는 운동시각임을 확정한다. T는 예정된 정정수이다.
파라미터획득 부차수단(703)은 개시시각 t0부터 완료시각 te까지의 운동파라미터를 확정하는데 사용된다.[0163]
조력궤적(助力軌跡: power assisting path)의 초기에 대응되는 특징점식별책략: 제1지정차원에서의 속도가 각[0164]
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각 기타 2개의 차원에서의 속도에 대비되는 비례가 모두 예정된 조력궤적(助力軌跡: power assisting path)의
초기특징점비례를 초과한다.
동작 최고점에 대응되는 특징점식별책략: 제2지정차원에서의 속도가 예정된 동작 최고점속도의 역치보다 작다.[0165]
격구 시각에 대응되는 특징점식별책략: 샘플링 시각 t에 대응되는[0166]
의 값이 예정된 격구 시각특징점의 역치보다 작으면 격구 시각에
대응되는 특징점이라고 식별하고, α와 β는 예정된 파라미터 값이고, Xt는 샘플링 시각 t에 대응되는 위치이고,
Xinit는 한 단계의 동작의 최초시각 t0에 대응되는 위치이고, Tt는 샘플링 시각 t에 대응되는 자세이고, Tinit은 한
단계의 동작의 최초시각 t0에 대응되는 자세이다. 또는 임의의 샘플링 시각의 가속도 변화율이 예정된 격구 시각
의 가속도의 변화율의 역치를 초과하면 격구 시각특징점이라고 식별한다.
,
삭제[0167]
, [0168]
, [0169]
[0170]
, 와 는 3축자기장센서가 샘플링한 샘플링 시각 t0의 각도이다.[0171]
,[0172]
, [0173]
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, [0174]
[0175]
, 와 는 3축자기장센서가 샘플링한 샘플링 시각 t의 각도이다.[0176]
특히 예정된 공류운동유형이 골프스윙인 경우 상기 제1지정차원은 수평방향 차원이고 제2지정차원은 수직방향[0177]
차원이다. 바람직하게는 조력궤적(助力軌跡: power assisting path)의 초기특징점비례는 4이상의 값이고, 동작
최고점속도의 역치는 0.1 m/s이하의 값이다. α와 β가 모두 0.5인 경우, 격구 시각특징점의 역치는 0.1이하의
값이고 가속도 변화율은 10 m/s
2
이상의 값이다.
예정된 공류운동유형이 골프스윙인 경우 특징점식별책략은 아래의 책략 중의 적어도 하나를 포함한다.[0178]
특징점1식별책략：속도는 0이다.[0179]
특징점3식별책략：수직방향 차원에서 제1방향의 속도의 각각 기타 2개의 차원의 속도에 대비되는 비례가 예정된[0180]
제3특징점비례를 초과한다. 제3특징점비례는 4 이상의 값을 선정할 수 있다.
특징점5식별책략：수직방향 차원에서 제2방향의 속도가 각각 기타 2개의 차원의 속도에 대비되는 비례가 모두[0181]
예정된 제5특징점비례를 초과하고, 제1방향과 제2방향이 상호 반대되고 제5특징점비례가 제3특징점비례보다 크
다. 제5특징점비례는 8 이상의 값을 선정할 수 있다.
특징점7의 식별책략：속도는 0이다.[0182]
이외에 동작식별수단(720)는 특징점추출수단(710)이 추출해낸 특징점이 예정된 순서와 수량의 요구에 부합됨을[0183]
판단해내거나 특징점추출수단(710)이 추출한 특징점이 예정된 순서 요구에 부합됨을 판단해내고, 추출된 특징점
에 대응되는 예정된 가중치에 근거하여 한 단계의 동작에 부여한 점수가 예정된 점수 요구에 도달함을 판단해내
면 한 단계의 동작이 예정된 공류운동유형임을 식별한다.
바람직하게는 조력궤적(助力軌跡: power assisting path)의 초기에 대응되는 특징점, 동작의 최고점에 대응되는[0184]
특징점과 격구 시각에 대응되는 특징점의 중요성을 고려하여 이 3개의 특징점의 예정된 가중치의 설치는 조력궤
적(助力軌跡: power assisting path)의 초기에 대응되는 특징점, 동작의 최고점에 대응되는 특징점과 격구 시각
에 대응되는 특징점을 추출할 때 한 단계의 동작에 부여한 점수가 예정된 점수 요구에 도달하게 한다.
골프스윙 동작에 있어서 상기 예정된 순서는 특징점1, 조력궤적(助力軌跡: power assisting path)의 초기에 대[0185]
응되는 특징점, 특징점3, 동작의 최고점에 대응되는 특징점, 특징점5, 격구 시각에 대응되는 특징점과 특징점7
이다. 상기 수량의 요구 N는 4≤N≤7이다.
이외에 어떤 운동동작에는 단시간의 정지가 존재할 수 있다. 그 단시간의 정지가 운동완료로 잘못 판단되는 것[0186]
을 방지하기 위하여 동작식별수단(720)는 완료시각 te과 다음 한 단계의 동작의 개시시각이 제1예정특징점과 제2
예정특징점 사이에 있음을 확정하면 그 완료시각 te과 다음 한 단계의 동작의 개시시각을 고려하지 않고 상기 개
시시각 t0과 다음 한 단계의 동작의 완료시각 사이의 운동파라미터를 한 단계의 동작이라고 확정한다.
골프스윙 동작을 예로 들면 상기 제1예정특징점은 특징점4일 수 있고, 제2예정특징점은 특징점5일 수 있다.[0187]
도5에 표시한 흐름도 또는 도7에 표시한 장치를 이용하여 한 단계의 동작이 예정된 운동 유형임을 식별한 후 진[0188]
일보 아래의 응용에 사용할 수 있다.
1）그 단계의 동작의 운동파라미터를 파라미터 표시장치（도1 중의 파라미터 표시장치(150)）에 전송하면, 파라[0189]
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미터 표시장치는 상기 각 샘플링 시각의 위치정보에 근거하여 표의 형식으로 표시하거나, 피식별물체의 3D운동
궤적을 표시하거나, 각 샘플링 시각의 속도 정보에 근거하여 표의 형식 또는 곡선의 형식으로 피식별물체의 속
도정보를 표시한다. 사용자는 그 파라미터 표시장치를 이용하여 피식별물체의 구체적인 운동내역 예를 들면 운
동의 실시간 속도, 위치, 위치의 시간분포, 속도의 시간분포 등을 볼 수 있다.
골프스윙 동작을 예로 들면 한 단계 동작이 골프스윙 동작임을 식별한 후 그 단계 동작의 운동데이터를 iphone[0190]
（파라미터 표시장치로 한다）에 발송하면 iphone에 그 골프스윙 동작의 3D궤적을 표시할 수 있으며 사용자는
iphone에서 구체적인 내역 예를 들면 격구 시각의 속도, 자세 등을 볼 수 있다. 복수의 단계 동작의 궤적을 동
시에 표시하여 사용자가 대비하게 하여 동작의 기준형과 일치성을 확정하게 할 수 있다. 예를 들면 사용자의 여
러회의 골프스윙 동작의 궤적을 동시에 표시한다.
2）그 단계의 동작의 운동파라미터를 전문가 평가장치에 제공하거나, 또는 파라미터 표시장치의 표시결과를 전[0191]
문가 평가장치에 제공하여 전문가 평가장치가 평가를 부여하게 한다.
전문가 평가장치는 자동평가 기능이 있는 장치 일 수 있다. 이때 전문가 평가장치는 각종 운동파라미터에 대응[0192]
되는 평가정보를 저장하고 있는 사전에 준비한 운동파라미터 데이터베이스를 검색하여 각 시각의 가속도, 실시
간 속도와 위치정보에 대응되는 평가를 부여한다.
전문가 평가장치는 유자 포트 일 수도 있다. 유자 포트를 통하여 운동파라미터를 전문가에게 제공하고 전문가가[0193]
운동파라미터에 근거하여 인공적으로 평가를 부여한다. 바람직하게는 유자 포트가 전문가가 입력한 평가정보를
얻은 후 평가정보를 단말기장치에 전송하여 그 단말기장치의 사용자가 보고 참고하게 할 수 있다.
3）직접 각 시각의 가속도, 실시간 속도와 위치정보 등 운동파라미터를 1 이상의 단말기장치에 예를 들면 복수[0194]
의 사용자의 iphone에 발송하여 복수의 단말기장치의 사용자가 그 운동파라미터를 공유하여 복수의 사용자 사이
의 교류를 증가시킨다.
본 발명의 실시예에서는 모두 MEMS 센싱장치를 예로 들어 설명하였지만 이로서 본 발명을 제한하지 않으며,[0195]
MEMS 센싱장치를 제외한 기타 센싱장치를 사용할 수도 있으며 본 발명의 실시예 중의 운동데이터를 샘플링할 수
만 있다면 된다.
상기 내용은 단지 본 발명의 바람직한 실시예 일뿐 본 발명을 제한하지 아니한다. 본 발명의 기술적 사상과 원[0196]
칙내에서 진행한 임의의 수정, 동등치환, 개량 등은 모두 본 발명이 보호하는 청구범위에 속한다.
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도면
도면1a
도면1b
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도면2
도면3
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도면4
도면5
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도면6a
도면6b
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도면7
【심사관 직권보정사항】
【직권보정 1】
【보정항목】청구범위
【보정세부항목】청구항 11
【변경전】
것 특징으로 하는
【변경후】
것을 특징으로 하는
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