KR102015791B1 - 스마트 디바이스를 이용한 골프 코칭 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스마트 디바이스를 이용한 골프 코칭 시스템에 관한 것으로서, 정위치한 학습자의 기본자세를 측정하여 디폴트 값을 생성하고, 디폴트 값을 기준으로 좌표 변화량을 계측하는 자이로센서 모듈; 좌표 변화량을 기 등록된 스윙 교본정보와 비교하여 학습자의 스윙 회전각도, 좌우 기울기, 및 앞뒤로 숙이거나 서있는 자세의 차이를 포함하는 산출정보를 생성하는 제어모듈; 및 좌표 변화량을 기 설정된 패턴의 그래픽 정보로 변환하고, 그래픽 정보, 스윙 교본정보 또는 산출정보 중에 어느 하나를 화면에 출력하는 표시모듈을 포함하되, 스윙 교본정보는, 골프 스윙 시 골반의 좌우 회전을 나타내는 Turn 동작과, 앞뒤 방향으로 회전하는 Bend 동작 및 좌우 방향으로 회전하는 Side Bend 동작에 의한 스윙 각도와, 스윙 과정에서의 학습자의 오른 발 및 왼 발의 체중 분산 정도를 측정한 데이터를 포함한다.

Description

스마트 디바이스를 이용한 골프 코칭 시스템 및 그 방법{System for coaching golf using smart device and method therefor}
본 발명은 스마트 디바이스를 이용한 골프 코칭 시스템 및 그 방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 테크놀로지 교수내용지식(TPCK)의 역량을 향상시키는데 도움이 되는 컨텐츠 및 스마트 디바이스의 6축 자이로센서로 구성된 골프 교습 도구를 제공하여 골프를 쉽고 간단하게 배울 수 있도록 하는 기술이다.
먼저, 내용교수지식(PCK : Pedagogical Content Knowledge)이란 교사가 학습자의 이해를 촉진시키고 학습을 증진시키기 위하여 가르치는 방법에 대한 교사의 지식으로 1986년 Shulman에 의해 제안되었다. 체육과에서의 내용교수지식(PCK)은 교과로서 체육에 대한 지식, 체육과 교수법 지식, 체육과 평가 지식, 신체활동에 대한 학습자 지식, 체육과 교육과정 지식, 체육과 교육환경지식 등으로 구성된 것을 말한다.
또한, 테크놀로지내용교수지식(TPCK : Technological Pedagogical Content Knowledge)이란 내용교수지식(PCK), 테크놀로지내용지식(TCK), 및 테크놀로지교수지식(TPK)등 3가지 경험에 통합적 지식이며, 체육교과에서는 학생들에게 체육의 기초적 이해와 교과내용을 가르치기 위해 테크놀로지를 적절히 사용할 수 있는 지식을 말한다. 이 세가지 지식은 역동적으로 영향을 주고받아야 하며 융합되어야 하는 지식이다.
이러한 TPCK이론에 따르면, 교사가 테크놀로지를 활용하여 효율적인 교수활동을 하기 위해서는 PK, CK, TK 등의 세 가지 하위요소에 대해서 풍부한 지식을 가지고 있어야 하며 특히 각 지식요소 간의 상호작용을 이해하고 이를 바탕으로 교수환경에 적합한 세 가지 지식요소를 종합적이며 통합적으로 사용할 수 있는 지식요소인 TPCK이 가장 중요하다고 보았다(Mishra & Koehler, 2006).
즉, TPCK은 PK, CK, TK의 단순한 합이 아닌 변형적 지식으로서 세 가지 핵심지식요소가 통합되어 구성되는 독립적인 교사지식요소로 인식되고 있다(Chai, Koh, & Tsai, 2010).
도 1에 도시된 모형은 Mishra와 Koehler(2006)가 Shulman(1986)이제시한 PCK(Pedagogy Content Knowledge) 개념을 기반으로 하여 처음 제시한 모형이며 이는 교사들이 교육적인 테크놀로지를 어떻게 이해하고 있고, 이러한 이해가 테크놀로지를 결합한 효과적인 교수-학습을 위하여 PCK와 어떤 식으로 상호작용하는 지를 보여주고 있다.
TPCK모형은 도 1에 도시된 바와 같이 내용지식, 교수지식, 테크놀로지 지식 등 핵심적인 지식요소들과 각 요소의 관계들로 구성되어 있다. 이 모형에 따르면 PK(교수 지식), CK(내용 지식), TK(테크놀로지 지식)와 두 가지의 요소의 교집합인 PCK(교수내용지식), TCK(테크놀로지 내용지식), TPK(테크놀로지 교수지식) 그리고 세 가지 요소의 교집합인 TPCK(테크놀로지 교수내용지식)이 유기적으로 상호작용하며 TPCK은 단순히 각 부분들의 합만을 이야기 하는 것이 아니라 하나의 고유한, 합성된 지식으로 보아야 한다고 하였으며(Gess-Newsome, 1999 ; Koh, Chai & Tsai, 2010), Harris와 Hofer(2009)는 테크놀로지 내용교수학적 지식은 각각의 지식들은 상호독립적인 것인 아닌 통합된 지식이며 각 지식간의 역동적으로 영향을 주는 특징이 있다고 하였다.
Mishra와 Koehler(2009)는 TPCK의 구성요소에 대해서 교수지식(Pedagogical Knowledge), 내용지식(Content Knowledge), 테크놀로지 지식(Technological Knowledge), 교수내용지식(Pedagogical Content Knowledge), 테크놀로지 내용지식(Technological Content Knowledge), 테크놀로지 교수지식(Technological Pedagogical Knowledge) 및 테크놀로지 교수내용지식(Technology Pedagogy Content Knowledge)을 포함하는 7 가지로 정리하여 제안하고 있다.
근래에 테크놀로지를 기반으로 하는 지식을 체육교과에 활용하기 위해서는 현장에서의 교육뿐만 아니라 스마트 도구들을 활용하는 사례가 보고되고 있으나 이를 지원하기 위한 컨텐츠 개발은 미비한 실정이다.
이에 본 출원인은 TPCK 모형을 기반으로 테크놀로지 활용과 관련된 복잡한 상황들을 분석하고 개발하는 데 도움이 될 뿐 아니라 교사, 연구자, 교육 종사자로 하여금 테크놀로지를 단순히 기존 지식의 더하는 개념이 아닌 수업 상황에서 내용과 교수 방법 등이 상호작용하는 생태학적인 관점에서, 컨텐츠 및 스마트 디바이스의 6축 자이로센서로 구성된 골프 교습 도구를 제공하여 골프를 쉽고 간단하게 습득할 수 있는 시스템을 제안하고자 한다.
대한민국 등록특허 제10-1399655호(2014.05.20.공고)
본 발명의 목적은, 스마트 디바이스를 통해 정위치한 학습자의 기본자세를 측정하여 디폴트 값을 생성하고, 이를 기준으로 학습자의 움직임에 따른 6축 좌표 변화량을 계측하여 산출한 골프 스윙시 회전각도, 좌우 기울인 정도, 및 앞뒤로 숙이거나 서있는 차이를 화면에 표시함으로써, 학습자가 자신의 골프 스윙 자세를 인지하도록 하는데 있다.
본 발명의 목적은, 스마트 디바이스에 내장된 자이로센서 모듈을 통해 어드레스, 백스윙탑, 임팩트, 팔로스로 또는 피니쉬 중에 어느 하나의 선택신호와 대응하는 학습자의 움직임을 산출하고, 산출한 움직임이 선택신호와 대응하도록 기 설정된 각도와 부합하는 경우 기 설정된 사운드를 출력함으로써, 학습자의 골프 스윙 자세에 대한 자가진단이 가능하게 하는데 있다.
본 발명의 목적은, 각 항목별로 학습자의 골프 스윙 훈련에 대한 자세교정 피드백을 제공하고, 훈련 횟수 카운팅을 통해 설정된 목표 도달시 기 설정된 보상정보를 제공함으로써, 학습자 스스로 골프 스윙 자세교정이 가능하고, 골프 스윙 훈련의 동기를 부여하는데 있다.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는 스마트 디바이스를 이용한 골프 코칭 시스템으로서, 정위치한 학습자의 기본자세를 측정하여 디폴트 값을 생성하고, 디폴트 값을 기준으로 좌표 변화량을 계측하는 자이로센서 모듈; 좌표 변화량을 기 등록된 스윙 교본정보와 비교하여 학습자의 스윙 회전각도, 좌우 기울기, 및 앞뒤로 숙이거나 서있는 자세의 차이를 포함하는 산출정보를 생성하는 제어모듈; 및 좌표 변화량을 기 설정된 패턴의 그래픽 정보로 변환하고, 그래픽 정보, 스윙 교본정보 또는 산출정보 중에 어느 하나를 화면에 출력하는 표시모듈을 포함하되, 스윙 교본정보는, 골프 스윙 시 골반의 좌우 회전을 나타내는 선회(Turn) 동작과, 앞뒤 방향으로 회전하는 휨(Bend) 동작 및 좌우 방향으로 회전하는 옆으로 휨(Side Bend) 동작에 의한 스윙 각도와, 스윙 과정에서의 학습자의 오른 발 및 왼 발의 체중 분산 정도를 측정한 데이터를 포함한다.
바람직하게는, 자이로센서 모듈은 학습자의 좌우 회전 움직임인 선회(Turn) 동작과, 학습자의 앞뒤로 숙이고 서는 자세인 휨(Bend) 동작과, 학습자의 좌측과 우측으로 골반을 기울이는 자세인 옆으로 휨(Side Bend) 동작을 검출하되, 동작의 방향을 + 및 -로 설정하여 X, Y 및 Z축 각각 2가지씩 총 6가지의 움직임에 따른 좌표 변화량을 계측하는 것을 특징으로 한다.
제어모듈은, 디폴트 값 및 좌표 변화량을 인가받고, 기 등록된 스윙 교본정보를 색인하며, 좌표 변화량과 스윙 교본정보를 비교하여 스윙 회전각도, 좌우 기울기, 및 앞뒤로 숙이거나 서있는 자세의 차이를 포함하는 산출정보를 생성하되, 입력받은 어드레스, 백스윙탑, 임팩트, 팔로스로 또는 피니쉬 중에 어느 하나의 선택신호와 대응하는 스윙 교본정보를 색인하는 것을 특징으로 한다.
표시모듈은, 좌표 변화량을 기 설정된 패턴의 그래픽 정보로 변환하여 출력하고, 그래픽 정보와 스윙 교본정보 또는 산출정보 중에 어느 하나를 중첩시켜서 화면에 출력하되, 그래픽 정보는, 산출정보를 직선 형태의 그래픽에 의한 기울기 각도, 반원 형태의 그래픽에 의한 회전각도 및 수치 데이터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 시스템을 기반으로 하는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 디바이스를 이용한 골프 코칭 방법은, 자이로센서 모듈이 학습자의 움직임에 대한 좌표 변화량을 계측하는 (a) 단계; 제어모듈이 계측된 좌표 변화량을 기 등록된 스윙 교본정보와 비교하여 그 차이를 포함하는 산출정보를 생성하는 (b) 단계; 및 표시모듈이 계측된 좌표 변화량을 기 설정된 패턴의 그래픽 정보로 변환하여 화면에 출력하는 (c) 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 (a) 단계는, 자이로센서 모듈이 정위치한 학습자의 기본자세를 측정하여 디폴트 값을 생성하는 (a-1) 단계; 및 자이로센서 모듈이 디폴트 값을 기준으로 학습자의 움직임에 대한 6축의 좌표 변화량을 계측하는 (a-2) 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
(b) 단계는 제어모듈이 계측된 좌표 변화량을 기 등록된 스윙 교본정보와 비교하는 (b-1) 단계; 및 제어모듈이 스윙 회전각도, 좌우 기울기, 및 앞뒤로 숙이거나 서있는 자세 각각의 차이 값을 포함하는 산출정보를 생성하는 (b-2) 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
(c) 단계 이후, 보조모듈이 그래픽 정보와 실시간으로 생성한 산출정보의 중첩시키는 (d) 단계; 보조모듈이 중첩된 정보의 오차가 기 설정된 기준 미만인지 여부를 판단하는 (e) 단계; (f) 단계의 판단결과, 오차가 기 설정된 기준 미만인 경우, 보조모듈이 제1 멜로디를 출력하는 (f) 단계; 및 (f) 단계의 판단결과, 오차가 기 설정된 기준 이상인 경우, 보조모듈이 제2 멜로디를 출력하는 (g) 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 스마트 디바이스를 통해 정위치한 학습자의 기본자세를 측정하여 디폴트 값을 생성하고, 이를 기준으로 학습자의 움직임에 따른 6축 좌표 변화량을 계측하여 산출한 골프 스윙시 회전각도, 좌우 기울인 정도, 및 앞뒤로 숙이거나 서있는 차이를 화면에 표시함으로써, 학습자가 자신의 골프 스윙 자세를 인지할 수 있다.
본 발명에 따르면, 스마트 디바이스에 내장된 자이로센서 모듈을 통해 어드레스, 백스윙탑, 임팩트, 팔로스로 또는 피니쉬 중에 어느 하나의 선택신호와 대응하는 학습자의 움직임을 산출하고, 산출한 움직임이 선택신호와 대응하도록 기 설정된 각도와 부합하는 경우 기 설정된 사운드를 출력함으로써, 학습자의 골프 스윙 자세에 대한 자가진단이 가능하다.
본 발명에 따르면, 각 항목별로 학습자의 골프 스윙 훈련에 대한 자세교정 피드백을 제공하고, 훈련 횟수 카운팅을 통해 설정된 목표 도달시 기 설정된 보상정보를 제공함으로써, 학습자 스스로 골프 스윙 자세교정이 가능하고, 골프 스윙 훈련의 동기를 부여하는 효과가 있다.
도 1은 테크놀로지 교수내용지식(TPCK) 개념을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 디바이스를 이용한 골프 코칭 시스템을 도시한 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 디바이스를 이용한 골프 코칭 시스템의 자이로센서 모듈을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 디바이스를 이용한 골프 코칭 시스템의 데이터 측정 알고리즘 흐름을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 디바이스를 이용한 골프 코칭 시스템의 제어모듈과 표시모듈을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 디바이스를 이용한 골프 코칭 시스템의 보조모듈, 관리모듈, 경고모듈 및 보상모듈을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 디바이스를 이용한 골프 코칭 방법을 도시한 순서도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 디바이스를 이용한 골프 코칭 방법의 제S100단계의 세부과정을 도시한 순서도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 디바이스를 이용한 골프 코칭 방법의 제S200단계의 세부과정을 도시한 순서도.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 디바이스를 이용한 골프 코칭 방법의 제S300단계 이후과정을 도시한 순서도.
본 발명의 구체적인 특징 및 이점들은 첨부 도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.
도 2를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 디바이스를 이용한 골프 코칭 시스템(100)은, 정위치한 학습자의 기본자세를 측정하여 디폴트 값을 생성하고, 디폴트 값을 기준으로 6축의 좌표 변화량을 계측하는 자이로센서 모듈(102)과, 계측된 좌표 변화량을 기 등록된 스윙 교본정보와 비교하여 학습자의 스윙 회전각도, 좌우 기울기, 및 앞뒤로 숙이거나 서있는 자세의 차이를 포함하는 산출정보를 생성하는 제어모듈(104) 및 계측된 좌표 변화량을 기 설정된 패턴의 그래픽 정보로 변환하고, 그래픽 정보, 스윙 교본정보 또는 산출정보 중에 어느 하나를 화면에 출력하는 표시모듈(106)을 포함한다.
여기서, 스윙 교본정보는 골프 스윙 시 골반의 회전각도 및 기울기 각도와 이에 따라 학습자의 체중이 분산되는 데이터를 포함한다. 즉, 골반의 좌우 회전을 나타내는 선회(Turn) 동작과, 앞뒤 방향으로 회전하는 휨(Bend) 동작 및 좌우 방향으로 회전하는 옆으로 휨(Side Bend) 동작에 의한 스윙 각도와, 스윙 과정에서의 학습자의 오른 발 및 왼 발의 체중 분산 정도를 측정한 정보를 의미한다.
이하에서는 그 구체적인 언급을 생략하겠으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 디바이스를 이용한 골프 코칭 시스템(100)의 세부 구성들은 정보통신망을 통해 접속된 서버와 통신이 가능한 태블릿, 노트북 또는 스마트폰 중에 어느 하나의 스마트 디바이스에 내장되며, 온라인을 통해 배포되어 설치된 어플리케이션에 의해 구동된다.
도 3을 참조하면 자이로센서 모듈(102)은 학습자의 좌우 회전 움직임 즉, 선회(Turn) 동작과, 학습자의 앞뒤로 숙이고 서는 자세 즉, 휨(Bend) 동작과, 학습자의 좌측과 우측으로 골반을 기울이는 자세인 옆으로 휨(Side Bend) 동작을 검출하되 동작의 방향을 +, -로 설정하여 X, Y 및 Z축 각각 2가지씩 총 6가지의 움직임에 따른 좌표 변화량을 계측한다.
또한, 자이로센서 모듈(102)은 Z축을 중심으로 회전된 방위각, X축을 중심으로 회전된 Pitch, Y축을 중심으로 회전된 Roll 값을 측정하고, 그 중에서 방위각은 센서 고유 값이 아닌 안드로이드 자체에서 Rotation Matrix를 이용하여 계산된 값이며, 이는 가속도 센서와 지자계 센서 값을 융합 및 계산을 통해 도출한다. 따라서 방위각은 지자계 센서 값을 이용하기 때문에 자기력의 영향을 받게 되며, 이에 따라 오리엔테이션 센서의 방위각은 초기 방향 판별에만 사용한다.
자이로센서 모듈(102)은 정위치한 학습자의 기본자세를 측정하여 디폴트 값을 생성한 이후 즉, 초기 방향 판별 이후의 이동 방향 판별에는 자이로스코프 센서를 사용한다. 이때, 자이로스코프 센서는 각속도를 나타내므로 센서 값의 적분을 통해 도출한 라디안 값으로 학습자가 이동한 방향에 대한 각도를 구하게 된다.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 디바이스를 이용한 골프 코칭 시스템(100)의 데이터 측정 알고리즘 흐름에 대해 살피면 아래와 같다.
먼저, 자이로센서 모듈(102)이 학습자의 움직임에 의한 가속도 센서 신호를 버터워스 필터(Butterworth filter)를 통해 필터링한다.
이어서, 자이로센서 모듈(102)이 필터링된 가속도 센서 신호를 자력계(magnetometer) 및 가속도계(accelerometer) 및 자이로스코프(gyroscope)를 통해 보정한다.
그리고, 자이로센서 모듈(102)이 노이즈 제거 및 보정된 가속도 센서 신호를 이중 적분하여 거리를 측정한다.
이때, 자이로센서 모듈(102)은 출력되는 모션 센서 값이 이동과 관련된 값인지 다른 돌발 행동에 관한 값인지 판별하도록 구성된다. 예를 들어 사용자가 스마트 디바이스를 보며 걸어가던 중 전화를 받는 경우, 스마트 디바이스를 귀에 가져가는 순간에 가속도 센서 값과 자이로스코프 값은 큰 값을 나타내며 부정확한 측정하게 된다. 이러한 예외 상황을 처리기 위해 자이로센서 모듈(102)에는 사용자의 돌발 행동 판별 알고리즘이 추가된다.
도 5를 참조하면, 제어모듈(104)은 자이로센서 모듈(102)로부터 디폴트 값 및 좌표 변화량을 인가받고, 기 등록된 스윙 교본정보를 색인하며, 좌표 변화량과 스윙 교본정보를 비교하여 학습자의 스윙 회전각도, 좌우 기울기, 및 앞뒤로 숙이거나 서있는 자세의 차이를 포함하는 산출정보를 생성한다.
이때, 제어모듈(104)은 학습자로부터 입력받은 어드레스, 백스윙탑, 임팩트, 팔로스로 또는 피니쉬 중에 어느 하나의 선택신호와 대응하는 스윙 교본정보를 색인하고, 자이로센서 모듈(102)로부터 인가받은 좌표 변화량과 선택신호와 대응하는 스윙 교본정보를 비교하여 산출정보를 생성한다.
표시모듈(106)은 제어모듈(104)로부터 인가받은 좌표 변화량, 스윙 교본정보 또는 산출정보 중에 어느 하나를 화면에 출력하되, 좌표 변화량을 기 설정된 패턴의 그래픽 정보로 변환하여 출력하고, 그래픽 정보와 스윙 교본정보 또는 산출정보 중에 어느 하나를 중첩시켜서 화면에 출력한다.
또한, 표시모듈(106)은 제어모듈(104)에 의해 생성된 산출정보를 직선 형태의 그래픽에 의한 기울기 각도, 반원 형태의 그래픽에 의한 회전각도 및 수치 데이터를 포함하는 그래픽 정보를 생성한다.
도 6을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 디바이스를 이용한 골프 코칭 시스템(100)은 제어모듈(104)에 의해 생성된 그래픽 정보와 실시간으로 생성한 산출정보의 중첩에 따른 오차가 기 설정된 기준 미만인 경우 기 설정된 제1 멜로디를 출력하고, 오차가 기 설정된 기준 이상인 경우, 기 설정된 제2 멜로디를 출력하는 보조모듈(108)을 더 포함하여 구성된다.
즉, 보조모듈(108)이 학습자의 움직임이 선택신호와 대응하도록 기 설정된 각도와 부합하는 경우 기 설정된 사운드를 출력하게 되며, 이에 따라 학습자가 골프 스윙 자세에 대한 자가진단이 가능하다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 도 6에 도시된 바와 같이, 제어모듈(104)로부터 실시간으로 인가받은 산출정보를 데이터베이스에 축적하여 저장 및 관리하고, 훈련 횟수 및 훈련 기록을 포함하는 학습정보와 오차를 분석하여 보완해야할 자세에 대한 데이터를 포함하는 교정정보를 출력하는 관리모듈(110)을 더 포함하여 구성된다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 도 6에 도시된 바와 같이, 제어모듈(104)에 의해 생성된 그래픽 정보와 실시간으로 생성한 산출정보의 중첩에 따른 오차가 기 설정된 기준을 초과하는 경우 실시간으로 경고음 및 경고영상을 출력하는 경고모듈(112)을 더 포함하여 구성된다.
그리고, 본 발명의 일 실시예는 도 6에 도시된 바와 같이, 관리모듈(110)로부터 훈련 횟수 및 훈련 기록을 포함하는 학습정보를 인가받고, 학습정보에 포함된 데이터가 설정된 목표 도달하는 경우 기 설정된 보상정보를 생성하는 보상모듈(114)을 더 포함하여 구성된다.
전술한 구성에 의하면, 각 항목별로 사용자의 골프 스윙 훈련에 대한 자세교정 피드백을 제공하고, 훈련 횟수 카운팅을 통해 설정된 목표 도달시 기 설정된 보상정보를 제공함에 따라 학습자 스스로 골프 스윙 자세교정이 가능하고, 골프 스윙 훈련의 동기를 부여하게 된다.
전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 디바이스를 이용한 골프 코칭 시스템(100)을 이용한 교습과정의 세부사항은 아래의 [표 1]과 같다.
지도 단계 중심요소 활동 및 과정 학습 내용
도입 ①스마트폰 어플리케이션 실행
②훈련 프로그램 선택
(어드레스, 백스윙탑, 임팩트, 팔로스로, 피니쉬 중 택일)
③정자세로 준비
④흉추 앞에 스마트폰을 위치하여 양손을 X자로 만들기
⑤3초 동안 calibration 진행
⑥자세 유지		 사전에 준비 운동

훈련 목표 인지

훈련 tutorial을 사전에 공지

골프 스윙 동작 구성의 이해		 어플리케이션 실행과 더불어 교습과정 전반을 이해하기 위한 영상 확인
전개 ①선택한 자세대로 몸을 기울임
②어드레스 선택은 몸을 정면으로 45도 숙이면 스마트폰에서 멜로디로 피드백
③사운드로 피드백을 받고 5초 or 10초 동안 해당 자세를 유지하도록 함
 ①단계별 훈련(3세트)
②반복 연습
③기능 습득
④자가 관찰(거울)		 수행할 자세에 대한 이해

수행에 대한 피드백

자세 교정 수준의 확인
정리 ①훈련한 자세를 취해봄
②기존과 자세가 달라진 부분이 있는지 거울이나 비디오 등의 자료를 활용하여 비교
③학습 내용의 평가
④학습 내용의 정리		 ①훈련 목표 도달점 확인
②정리 및 피드백		 성공에 대한 보상(포인트 제공)
이하, 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 디바이스를 이용한 골프 코칭 방법에 대해 살피면 아래와 같다.
먼저, 자이로센서 모듈이 학습자의 움직임에 대한 6축의 좌표 변화량을 계측한다(S100).
이어서, 제어모듈이 계측된 좌표 변화량을 기 등록된 스윙 교본정보와 비교하여 그 차이를 포함하는 산출정보를 생성한다(S200).
그리고, 표시모듈이 계측된 좌표 변화량을 기 설정된 패턴의 그래픽 정보로 변환하고, 그래픽 정보, 스윙 교본정보 또는 산출정보 중에 어느 하나를 화면에 출력한다(S300).
이하, 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 디바이스를 이용한 골프 코칭 방법의 제S100단계의 세부과정에 대해 살피면 아래와 같다.
먼저, 자이로센서 모듈이 정위치한 학습자의 기본자세를 측정하여 디폴트 값을 생성한다(S102).
이어서, 자이로센서 모듈이 디폴트 값을 기준으로 학습자의 움직임에 대한 6축의 좌표 변화량을 계측한다(S104).
이하, 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 디바이스를 이용한 골프 코칭 방법의 제S200단계의 세부과정에 대해 살피면 아래와 같다.
제S100단계 이후, 제어모듈이 계측된 좌표 변화량을 기 등록된 스윙 교본정보와 비교한다(S202).
그리고, 제어모듈이 스윙 회전각도, 좌우 기울기, 및 앞뒤로 숙이거나 서있는 자세 각각의 차이 값을 포함하는 산출정보를 생성한다(S204).
이하, 도 10을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 디바이스를 이용한 골프 코칭 방법의 제S300단계 이후과정에 대해 살피면 아래와 같다.
제S300단계 이후, 보조모듈이 그래픽 정보와 실시간으로 생성한 산출정보의 중첩시킨다(S402).
이어서, 보조모듈이 중첩된 정보의 오차가 기 설정된 기준 미만인지 여부를 판단한다(S404).
제S404단계의 판단결과, 오차가 기 설정된 기준 미만인 경우, 보조모듈이 제1 멜로디를 출력한다(S406).
제S404단계의 판단결과, 오차가 기 설정된 기준 이상인 경우, 보조모듈이 제2 멜로디를 출력한다(S408).
이러한 보조모듈의 구성에 의해 학습자가 멜로디를 통해 골프 스윙 자세에 대한 자가진단이 가능하다.
이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등 물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
100: 스마트 디바이스를 이용한 골프 코칭 시스템
102: 자이로센서 모듈
104: 제어모듈
106: 표시모듈
108: 보조모듈
110: 관리모듈
112: 경고모듈
114: 보상모듈

Claims (8)

  1. 정위치한 학습자의 기본자세를 측정하여 디폴트 값을 생성하고, 디폴트 값을 기준으로 좌표 변화량을 계측하는 자이로센서 모듈;
    상기 좌표 변화량을 기 등록된 스윙 교본정보와 비교하여 학습자의 스윙 회전각도, 좌우 기울기, 및 앞뒤로 숙이거나 서있는 자세의 차이를 포함하는 산출정보를 생성하는 제어모듈;
    상기 좌표 변화량을 기 설정된 패턴의 그래픽 정보로 변환하고, 그래픽 정보, 스윙 교본정보 또는 산출정보 중에 어느 하나를 화면에 출력하는 표시모듈;
    상기 제어모듈에 의해 생성된 그래픽 정보와 실시간으로 생성한 산출정보의 중첩에 따른 오차가 기 설정된 기준 미만인 경우 기 설정된 제1 멜로디를 출력하고, 오차가 기 설정된 기준 이상인 경우, 기 설정된 제2 멜로디를 출력하는 보조모듈;
    상기 제어모듈로부터 실시간으로 인가받은 산출정보를 데이터베이스에 축적하여 저장 및 관리하고, 훈련 횟수 및 훈련 기록을 포함하는 학습정보와 오차를 분석하여 보완해야할 자세에 대한 데이터를 포함하는 교정정보를 출력하는 관리모듈;
    상기 제어모듈에 의해 생성된 그래픽 정보와 실시간으로 생성한 산출정보의 중첩에 따른 오차가 기 설정된 기준을 초과하는 경우 실시간으로 경고음 및 경고영상을 출력하는 경고모듈; 및
    상기 관리모듈로부터 훈련 횟수 및 훈련 기록을 포함하는 학습정보를 인가받고, 학습정보에 포함된 데이터가 설정된 목표 도달하는 경우 기 설정된 보상정보를 생성하는 보상모듈을 포함하되,
    상기 스윙 교본정보는,
    골프 스윙 시 골반의 좌우 회전을 나타내는 선회(Turn) 동작과, 앞뒤 방향으로 회전하는 휨(휨(Bend)) 동작 및 좌우 방향으로 회전하는 옆으로 휨(옆으로 휨(Side 휨(Bend))) 동작에 의한 스윙 각도와, 스윙 과정에서의 학습자의 오른 발 및 왼 발의 체중 분산 정도를 측정한 데이터를 포함하고,
    상기 자이로센서 모듈은,
    학습자의 좌우 회전 움직임인 선회(Turn) 동작과, 학습자의 앞뒤로 숙이고 서는 자세인 휨(Bend) 동작과, 학습자의 좌측과 우측으로 골반을 기울이는 자세인 옆으로 휨(Side 휨(Bend)) 동작을 검출하되, 동작의 방향을 + 및 -로 설정하여 X, Y 및 Z축 각각 2가지씩 총 6가지의 움직임에 따른 좌표 변화량을 계측하며,
    가속도 센서와 지자계 센서 값을 융합 및 계산을 통해 Z축을 중심으로 회전된 방위각, X축을 중심으로 회전된 피치, 및 Y축을 중심으로 회전된 롤 값을 측정하고, 정위치한 학습자의 기본자세를 측정하여 디폴트 값을 생성한 이후, 계측한 센서 값에 대한 적분을 통해 도출한 라디안 값으로 학습자가 이동한 방향에 대한 각도를 계산하며,
    학습자의 움직임에 의한 가속도 센서 신호를 버터워스 필터(Butterworth filter)를 통해 필터링하고, 필터링된 가속도 센서 신호를 자력계(magnetometer) 및 가속도계(accelerometer) 및 자이로스코프(gyroscope)를 통해 보정하고, 노이즈 제거 및 보정된 가속도 센서 신호를 이중 적분하여 거리를 측정하고, 학습자의 움직임에 의한 가속도 센서 값과 자이로스코프 값이 기 설정된 값을 초과하는 경우 돌발 행동에 관한 값으로 판별하며,
    상기 제어모듈은,
    상기 디폴트 값 및 좌표 변화량을 인가받고, 기 등록된 스윙 교본정보를 색인하며, 좌표 변화량과 스윙 교본정보를 비교하여 스윙 회전각도, 좌우 기울기, 및 앞뒤로 숙이거나 서있는 자세의 차이를 포함하는 산출정보를 생성하되, 입력받은 어드레스, 백스윙탑, 임팩트, 팔로스로 또는 피니쉬 중에 어느 하나의 선택신호와 대응하는 스윙 교본정보를 색인하는 것을 특징으로 하는 스마트 디바이스를 이용한 골프 코칭 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 표시모듈은,
    상기 좌표 변화량을 기 설정된 패턴의 그래픽 정보로 변환하여 출력하고, 그래픽 정보와 스윙 교본정보 또는 산출정보 중에 어느 하나를 중첩시켜서 화면에 출력하되,
    상기 그래픽 정보는,
    상기 산출정보를 직선 형태의 그래픽에 의한 기울기 각도, 반원 형태의 그래픽에 의한 회전각도 및 수치 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 디바이스를 이용한 골프 코칭 시스템.
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