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연구개발 목표 및 내용
최종 목표
고정밀 GPS 기술 구현, GPS/관성센서 신호 통합기술 구현 알고리즘 개발, 스포츠 환경에 적합한 트랙커 제품 디자인 개발, 사용자 중심의 운동정보 제공 및 음성 피드백 구현, 시작품 사용성 검증 및 사업화모델 개발

전체 내용
● 정밀 GPS 기술 구현 및 성능 테스트
- 본 과제에서 적용하기로 결정한 NEO-M8P GPS 모듈의 성능 시험을 위해 NEO-M8P의 EVB와 고가(백만 원대)의 장치인 MBC의 RTK 솔루션을 확보하여 안양의 통합기준점 좌표에서 측정

연구개발 목표 및 내용
최종 목표
고정밀 GPS 기술 구현, GPS/관성센서 신호 통합기술 구현 알고리즘 개발, 스포츠 환경에 적합한 트랙커 제품 디자인 개발, 사용자 중심의 운동정보 제공 및 음성 피드백 구현, 시작품 사용성 검증 및 사업화모델 개발

전체 내용
● 정밀 GPS 기술 구현 및 성능 테스트
- 본 과제에서 적용하기로 결정한 NEO-M8P GPS 모듈의 성능 시험을 위해 NEO-M8P의 EVB와 고가(백만 원대)의 장치인 MBC의 RTK 솔루션을 확보하여 안양의 통합기준점 좌표에서 측정하여 정지 상태의 측위 오차를 확인하였고, 보행자 속도로 이동 시 MBC RTK 솔루션과 NEO-M8P EVB의 이동 측위 성능의 비교를 진행.
- GPS 안테나 위치를 사람의 허리와 머리에 착용했을 때의 정밀 GPS 성능에 영향이 있는지를 보기 위해 두 가지 경우를 고려하여 시험을 진행.

● 디자인 시장조사 및 분석
- 국내 등록 및 공개된 헬스 모니터, 스포츠 트래커 관련 기술 및 히어러블 스마트 제품 관련 기술 특허 동향을 살펴보기 위하여, 스포츠 트래커 및 모바일 헬스기기의 측정기술과 SW 구성을 기준으로 분석을 진행하고, 히어러블 디바이스의 음향 기술과 하드웨어 구성에 중점을 두고 분석을 진행

● 관성센서 활용 운동역학 모델 개발
- 관성 센서 데이터를 확장하는 모델 개발의 한 방향으로, 왼하완 회전 정보를 이용하여 미측정한 왼상완의 회전을 추정하는 모델을 수립하고 관성 센서를 내장한 왼손목 시계의 착용만으로 스윙 중 왼팔 전체의 운동을 추정

● 플랫폼 디바이스/히어러블 디바이스 시작품 제작
- 스포츠트랙커의 시제품의 성능 구현을 위해서 각 응용 파트의 스포츠를 고려하여 골프 프랙티스, 골프 필드, 조깅, 사커 등 4개의 모드를 각각 구성

● 스마트폰용 앱 개발
- 플랫폼디바이스에서 키 터치로 구현 가능한 기능을 모두 포함하고 각 모드에 맞는 내용을 디스플레이가 가능하도록 구현
- 앱은 기본적으로 플랫폼 디바이스의 모드나 동작을 제어하는 역할과 플랫폼디바이스로부터 받은 센서 데이터, 결과 데이터, GPS 데이터를 받아서 사용자에게 시각적으로 보여 줄 수 있도로 구성

● 데이터 분석 프로그램 개발
- 자체 서버 분석 프로그램을 개발하여 플랫폼 디바이스에 저장된 데이터로 사용자의 이동 궤적, 운동시간, 운동거리, 운동량, 운동속도, 최도속도 등의 운동 분석기능을 구현

● 사용성평가
- 스포츠트랙커 시제품을 활용하여 객관적인 선호도 측정을 위하여 사용성 평가를 진행하였으며, 골프, 조깅, 사커의 3가지 항목으로 평가를 진행

● RTK 기준국 및 중계서버 상용화 개발
- 플랫폼 디바이스, 히어러블 디바이스 모두 크기나 기능에 있어서 상용화가 가능한 수준까지 개발
- RTK 기준국과 기준국 보정정보 데이터를 전국망으로 관리하는 중계서버에 대한 상용화 수준 개발을 진행

● 3D 모델링 앱 개발
- 다양한 스윙타겟을 모델로 하여 단일 유니티 모델, 스윙 애니메이션 스윙 타겟에 맞게 애니메이션 리타겟티을 진행하였고, 리타겟팅 시 단일 유니티 모델 및 애니메이션 본 위치를 IK 알고리즘을 이용하여 계산하고 스윙포즈 정보를 이용하여 스윙타겟 데이터를 보정하는 방식으로 개발

● IMU-GPG 신호통합 기술구현
- IMU-GPS 신호통합 기술에 대한 기존 연구 결과들을 바탕으로 이를 실제로 구현하고 이를 실제 데이터에서 확인해보기 위해 플랫폼 디바이스를 착용하고 보행과 골프 스윙을 혼합한 필드 실험을 진행한 후 수집한 IMU 신호와 GPS 신호를 이용해 구현한 알고리즘을 적용

연구개발성과
● 고정밀 GPS와 관성센서 통합기술 개발을 통한 사용자 경험 증대시킴
● 기존 웨어러블 디바이스의 사용자 운동정보 취득의 한계를 넘어, 모션센서 활용 운동 역학 분석을 통해 사용자에게 보다 전문적인 운동정보를 제공할 수 있음
● 정밀 GPS 기술을 활용하여 스포츠 분석 정확도를 획기적으로 개선 가능하며, 정밀 GPS를 웨어러블 기기에 활용한 글로벌 최초 사례로서, 정밀 GPS 활용 스포츠선도 기업으로 발돋움할 수 있음
● 기존 디바이스의 한계점을 개선한 음성 피드백 방식의 히어러블 디바이스 개발을 통해, 신규 시장 창출을 통한 부가가치 창출 효과 및 스포츠산업 활성화에 기여할 수 있음
● 스마트워치(밴드) 위주의 웨어러블 시장에서 히어러블 디바이스로 시장의 확장을 통해, 스마트 웨어러블 디바이스 소재부품(통신모듈 등) 업체와의 상생 협업 모델을 구축가능
● 안전한 스포츠를 즐길 수 있는 스마트 웨어러블 기기의 개발로 스포츠/레저 시장 인프라 확대

연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
● RTK 보정정보 서비스 사업화
- 국토지리정보원에서 제공하는 보정서버는 설치 국소가 한정되어 있을 뿐만 아니라 모든 사용자에게 공용으로 제공하기 때문에 특정 국소에 사용자가 집중될 경우 안정적인 보정정보서비스를 보장하기는 어려움
- 과제를 통해 상용화 버전으로 개발한 RTK 기준국과 중계서버를 조금 더 발전 시켜 RTK 보정정보 서비스를 사업화하는 방안을 검토

● 정밀 GPS 동글형 모델 사업화 검토
- 골프, 조깅, 축구 등의 스포츠 중, 가장 효과적인 스포츠 트랙커 사업화 모델을 검토 중이며 골프의 다른 IT 기기와 접목하여 사용 가능한 형태인 동글 형태의 시제품 개발을 검토 중.

● 기대효과
- 신시장 창출을 통한 부가가치 창출 효과 기대
- 기존 디바이스의 한계점을 개선한 음성 피드백 방식의 히어러블 디바이스 개발을 통해, 신규 시장 창출을 통한 부가가치 창출 효과 및 스포츠산업 활성화에 기여할 것으로 기대됨
- 기성 웨어러블 디바이스(스마트 밴드, 태블릿 PC 등)와의 연동을 통한 새로운 서비스 영역의 확장 및 고도화 가능성을 도모함
- 스마트 웨어러블 소재부품 업체(통신모듈 등)와의 상생 가능
- 스마트워치(밴드) 위주의 웨어러블 시장에서 히어러블 디바이스로 시장의 확장을 통해, 스마트 웨어러블 디바이스 소재부품(통신모듈 등) 업체와의 상생 협업 모델을 구축할 것으로 예상됨

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 목차 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 8
• 1) 연구개발 목적 ... 8
• 2) 연구개발의 필요성 ... 8
• 3) 연구개발 범위 ... 9
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 11
• 1) 1차년도 과제 수행 과정 및 수행 내용 ... 11
• 2) 2차년도 과제 수행 과정 및 수행 내용 ... 35
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 72
• 1) 연구수행 결과 ... 72
• 2) 목표 달성 수준 ... 80
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 81
• 1) 목표 미달 원인(사유) 자체분석 내용 ... 81
• 2) 자체 보완활동 ... 81
• 3) 연구개발 과정의 성실성 ... 81
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 82
• 1) 기술적 측면 ... 82
• 2) 경제적, 산업적 측면 ... 82
• 3) 사회적 측면 ... 82
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 83
• 1) 1차년도 개발 요소기술 스윙템포를 상용제품 T8에 구현하여 사업화 적용 ... 83
• 2) RTK 보정정보 서비스 사업화 추진 ... 83
• 3) 정밀 GPS 동글형 모델 사업화 검토 ... 84
• 4) 수직지면 반력 요소기술 활용 사업화 검토 ... 85
• 5) 다양한 스포츠에 대한 데이터 수집 및 분석 진행 ... 86
• 별첨 자료 ... 88
• 끝페이지 ... 89