JP7304394B2 - 仮想現実トレーニングシステム及び床ユニット - Google Patents

Description

本発明は仮想現実トレーニングシステムに関し、特に仮想現実トレーニングの現実感を増加させ実際環境からのトレーニングにより似ているように仮想現実トレーニングの効果を増大できる仮想現実トレーニングシステム及びそのための床ユニットに関する。

仮想現実（ＶＲ；Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ）とはヘッドセットに通じ使用者の左右側の目に映像を提供し提供される映像に連係し関連の音響を提供することにより立体的に認識される仮想の環境を模擬し使用者が視聴覚刺激で経験できるようにする技術である。仮想現実が一般化されながらこれは多様なアミューズメント及びトレーニングの用度に使用されている。

仮想現実は基本的に使用者の視覚及び聴覚刺激を提供することを基盤にし、その他の感覚を刺激することには限界がある。
トレーニング及びアミューズメントの脈絡から嗅覚と味覚の刺激が要求される場合は多くはないであるが、触覚刺激が要求される場合は相対的に頻繁に発生した方である。例えば、仮想現実である物体や構造物が視覚的に模擬された際、使用者は当該物体を手で握ったり当該構造物に寄ったりすることができ、当該物体又は構造物が実際環境の内に存在することではないので迷ったり転んだりするなどの事故が発生できる恐れがある。

特に、仮想現実を通じトレーニングを遂行する場合、周辺の構造物に相互作用することがトレーニングの主要部分に該当する。例えば、仮想現実を利用しテロ鎮圧トレーニングを遂行する場合、トレーニング者において壁体などの構造物の後ろに寄り構造物を隠蔽手段又は防御手段に利用することはトレーニングの主な部分に該当することができる。このような場合、仮想現実が視聴覚刺激のだけに提供されるとトレーニング者は構造物との相互作用ができないトレーニングの完成度が落ちることは必至である。

よって本発明は前述の問題点を解決するためにだされたものであって、仮想現実空間内に客体を配置すると当該客体の位置が実際空間の内のある位置に対応するかを判断し仮想現実の空間に類似な構造の実際空間を具現できるようにする仮想現実トレーニングシステム及びこれのための床ユニットを提供することである。

本発明の他の目的は以下に述べられる実施例を通じより明確になるだろう。

本発明の一つの側面に係る仮想現実トレーニングシステムは、
所定の長さ及び幅を持つベースを含む床システムと、前記床システムに脱着自在に設置されるように構成された客体部材と、前記床システムの長さ及び幅の以下の長さ及び幅を持つ仮想現実空間内に客体の位置に該当する第１位置を指定するように構成された入力部と、前記床システムから前記仮想現実空間内の前記第１位置に対応する位置として前記客体部材が設置されるべき第２位置を算出し出力するマッピング部と、を含むことができる。

本発明に係る仮想現実トレーニングシステムは次のような実施例を一つ又はそれ以上具備することができる。例えば、前記第２位置に向かい可視光を照射するとか前記第２位置から光を照射する照明部と、をさらに含むことができる。この場合、前記照明部は前記ベースから所定の高さに設置され前記第２位置に向かい前記可視光を照射するように構成された照明灯と、を含むことができ、前記照明灯中少なくとも一部は前記ベースから所定の高さに設置された構造物に移動自在に装着され前記第２位置に向かい前記可視光を照射できる位置に移動した後前記可視光を照射するように構成されることができる。

前記床システムは前記ベースに形成された複数のスロットと、をさらに含み、前記照明部は前記複数のスロットの内側に装着された照明灯と、を含み、前記照明部は前記第２位置に該当する照明灯から前記可視光を照射することができる。

前記客体部材は大きさ、形状、質感、香り中少なくとも一つが互いに違う複数の類型を含み、前記入力部は前記第１位置に対応する前記客体の類型を共に指定することができ、前記マッピング部は前記第２位置に対応する前記客体部材の類型を共に算出することができ、前記照明部は前記客体部材の類型により前記可視光の色が異なるようにすることができる。

前記床システムは前記ベースの上面の以下の高さから前記上面の上の所定の高さまでの範囲内で上下方向に移動自在な複数の突出部又は前記上面に開閉自在になるように形成された陥没部と、をさらに含ことができる。
この場合、前記客体部材は前記突出部が挿入される収容部又は前記陥没部に挿入されるパイル部と、を含むことができ、前記床システムは受信された制御信号により前記第２位置から前記突出部を上向移動させるとか前記陥没部を開放させることができる。

前記床システムは前記ベースに形成された複数のスロットと、を含むことができ、前記客体部材は前記スロットに挿入される固定部を含んで前記スロットに沿って移動自在になるように設置されることができる。この場合、前記床システムは前記複数のスロットの各々の内側に備われ当該スロットに前記客体部材が設置されたかの可否を感知するように構成されたセンサーと、をさらに含むことができる。また、前記客体部材は表式部と、を含むことができ、前記センサーは前記表式部を通じ前記客体部材の類型、大きさ、識別番号及び指定位置中少なくとも一つを識別することができる。

前記床システムは前記スロットの内側に備われ前記スロットに沿って前記客体部材を移動させるように構成された駆動部と、をさらに含むことができる。本発明の一つの実施例に係る仮想現実トレーニングシステムは前記床システムの縁に隣接するように配置されたローディング装置と、をさらに含み、前記複数のスロットは前記縁から前記床システムの側面に向かい開放され、前記ローディング装置は前記複数のスロット中前記第２位置に対応するスロットの開放された側面に前記客体部材の固定部を挿入するように構成されたことができる。前記客体部材は両側縁に結合部を含み隣接した複数の客体部材の間の間隔を少なくとも部分的に繋げることができる。

前記入力部は前記仮想現実空間を２次元的に又は３次元的に表現するＵＩを提供することができ、使用者の入力により前記第１位置を指定することができる。前記ＵＩはコンピューティング装置のディスプレーを提供することができ、ここには使用者が着用するVＲヘッドセットが含まれることができる。

本発明の他の一つの側面は仮想現実トレーニングシステムの床システムのための床ユニットを提供することができる。前記床ユニットは、前記床システムの格子単位に対応する長さで一方向に沿って延長され上面及び両端部に開放されたスロットを内側に形成する本体と、及び、前記スロットの内部に設置された照明灯と、を含むことができ、前記スロットの上部は下部に比べより狭い幅を持つことができる。

前記床ユニットは前記スロットの内部に回転自在に設置され前記スロットに挿入される客体部材を支持するように構成されたローラーと、をさらに含むこともできる。前記床ユニットはまた前記スロットの内側に備われ前記スロットに挿入される客体部材を移動させるように構成された駆動部と、をさらに含むこともできる。前記床ユニットはまた前記スロットに挿入される客体部材を感知するように構成されたセンサーと、をさらに含むこともできる。この場合、前記センサーは前記照明灯の光を感知するように構成され、前記スロットに客体部材が挿入される場合前記客体部材は前記センサーに到達する前記照明灯の光を遮断することができ、前記センサーは感知される光量の減少に基盤にし前記客体部材の存在の可否を感知することができる。

以上のような本発明の課題解決手段によると次のような事項を含む多様な効果を期待できる。但し、本発明は以下の効果を全部発揮しなければ成り立つことではない。

本発明の一つの実施例によると、使用者は仮想現実空間内に一つ以上の客体を配置することができ、ここに対応する位置が床システムにも表示されるようにし客体部材が設置されるべき位置が特定されるようにすることができる。その結果、トレーニング者が仮想現実トレーニングを遂行する際仮想現実空間の内の客体との相互作用する経験を模擬することができるようになり、トレーニングの効果を大きく増加させることができる。

また、本発明の一つの実施例によると、仮想現実トレーニングのための空間に多様な類型の客体を複雑な構成に配置できるし、このような構成が自動に造成されるようにすることができる。

また、本発明の一つの実施例によると、高い自由度で仮想現実トレーニングのための空間を造成しトレーニングの効果及び可能なトレーニングの範囲を幅広く増加させることができる。

本発明の第１実施例に係る仮想現実トレーニングシステムを例示的に示す概念図である。 本発明の第１実施例に係る床ユニットを例示的に示す斜視図である。 本発明の第１実施例に係る床ユニット及びここに結合された客体部材を例示的に示す斜視図である。 本発明の第２実施例に係る仮想現実トレーニングシステムから床システムに客体部材が設置された様を例示的に示す斜視図である。 本発明の第２実施例に係る仮想現実トレーニングシステムのローディング装置を例示的に示す斜視図である。 本発明の第２実施例に係る仮想現実トレーニングシステムを例示的に示す概念図である。 本発明の第２実施例に係る仮想現実トレーニングシステムの入力部から提供するＵＩを例示的に示す図面である。 本発明の第２実施例に係る床ユニット及びここに結合された客体部材を例示的に示す断面図である。 本発明の第３実施例に係る仮想現実トレーニングシステムを例示的に示す概念図である。 本発明の第３実施例に係る仮想現実トレーニングシステムの床システムと客体部材を例示的に示す斜視図である。

本発明は、様々な変換ができ多数の実施例を有し得るので、特定の実施例を図面に例示し詳細な説明で詳細に説明する。しかし、これは本発明を特定した実施形態に対し限定するものではない、本発明の思想および技術範囲に含まれるすべての変換、均等物ないし代替物を含むように理解されるべきである。本発明を説明することにおいて関与の公知技術に対する具体的な説明が本発明を要旨を白濁し得ると判断された場合にはその詳細な説明は省略する。

本出願で用いられる用語は、但し特定の実施例を説明するために使用されるだけであり、本発明を限定するものではない。単数の表現は、文脈で明確に違うように意味しない限り、複数の表現を含む。本出願において、「含む」または「持つ」などの用語は、明細書に記載されている特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらの組み合わせたものが存在することを指定しようとするので、一つ又はそれ以上の他の特徴たちや数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらの組み合わせたものたちの存在又は付加の可能性を予め排除しないことに理解するべきである。

第１、第２などの用語は、多様な構成要素を説明することに使用できるが、前記構成要素は前記用語により制限されるべきではいけない。前記用語は一つの構成要素を別の構成要素から区別する目的だけ使用される。

以下、添付された図面を参照し、本発明に係る実施例について詳細に説明するが、添付図面を参照し説明することにおいて図面符号に関係せず同一または対応する構成要素は、同一な参照番号を与え、これに対する重複説明は省略する。

図１は本発明の第１実施例に係る仮想現実トレーニングシステム１０００を例示的に示す概念図である。図１を参照すると、本発明の第１実施例に係る仮想現実トレーニングシステム１０００は床システム１００、客体部材２００、入力部３００、マッピング部４００、制御部５００及び照明部６００を含むことができる。

本発明の第１実施例に係る仮想現実トレーニングシステム１０００は仮想現実体験又はトレーニングを提供するための体験場／トレーニング場を造成するためのことである。本明細書において「使用者」は主にトレーニング場の造成するために客体部材２００を設置するとかその位置を指定する者を指称し、これと区分し「トレーニング者」は造成されたトレーニング場で仮想現実体験又はトレーニングを遂行する者を指称する。勿論、「使用者」が「トレーニング者」であることもでき、「トレーニング者」が「使用者」であることもできる。

床システム１００は所定の長さ及び幅を持つベース１１０及びベース１１０に形成された複数のスロット１５０を含むことができる。床システム１００は仮想現実トレーニングが遂行される空間内に位置し、トレーニング者がトレーニングを受ける空間の床面になることができる。もう具体的には、トレーニング者は床システム１００の上で仮想現実のための視聴覚刺激が提供されるVＲヘッドセットなどを着用しトレーニングを遂行することができる。ベース１１０はトレーニングが遂行される空間の床面になることができ、スロット１５０はベース１１０の上面に所定の深さに形成され客体部材２００の一部に結合可能するように構成されることができる。床システム１００には床システム１００に対するトレーニング者のVＲヘッドセットの相対的な位置をVＲヘッドセットが認識できるようにするマーカーやセンサーなどの感知装置（図示せず）が具備されることもできる。

客体部材２００は床システム１００に脱着自在に設置されることができる。客体部材２００はベース１１０に対し垂直方向に所定の高さに延長される部材とし、壁体などの構造物を模擬することに使用されることができる。即ち、トレーニング者が相互作用できる壁体などの構造物が仮想現実空間３１１の内に存在する場合、使用者は床システム１００の対応する位置に客体部材２００を設置することができる。その結果、仮想現実空間３１１の内でトレーニング者に構造物が存在することに視覚的に認知される位置に実際に客体部材２００が位置されることになりトレーニング者が受ける仮想現実トレーニングの効果が大きく増加できるようになる。

入力部３００は仮想現実空間３１１の内に客体３１２の位置を指定することができる。例えば、入力部３００は使用者に仮想現実空間３１１を２次元的に又は３次元的に表現するＵＩ３１０（ＵｓＥｒ ＩｎｔＥｒｆＡＣＥ）を提供できるし、使用者はＵＩ３１０を通じ仮想現実空間３１１の内に一つ以上の客体３１２を特定位置に配置することができる。客体３１２は仮想現実空間３１１の内で床面から垂直方向に所定の高さに延長される仮想現実客体であることもできる。

入力部３００が使用者に提供するＵＩ３１０は例えばコンピューティング装置のディスプレーを通じ提供されるＵＩであることができる。ＵＩ３１０は仮想現実空間３１１を平面図、透視図などの形態に描写することができる。一部の実施例からは入力部３００がVＲヘッドセット（図示せず）と使用者の動作を認識するセンサーを含み使用者の入力自体が仮想現実空間３１１の内でなれることもできる。

勿論、入力部３００が必ず使用者の入力により客体３１２を配置するべきことはない、既存に貯蔵されたパターン中一つにより客体３１２を配置するとか事前に決定された規則により客体３１２の配置するためのパターンを新たに生成することもできる。

後術するように床システム１００で客体部材２００が設置可能な位置が格子などの特定パターンに制限された場合、入力部３００から指定できる第１位置もここに対応するパターンに制限されることができる。

マッピング部４００は入力部３００から指定した客体３１２の位置から床システム１００で客体部材２００が設置されるべき位置を算出することができる。説明の便宜のため仮想現実空間３１１の内に配置された客体３１２の位置を第１位置と指称し、これに対応し客体部材２００が設置されるべき位置を第２位置と指称することにする。

仮想現実空間３１１の内で複数個の客体３１２が配置される場合入力部３００は複数の第１位置の価をマッピング部４００に伝達することができ、マッピング部４００はこれにより複数の第２位置の値を算出することができる。マッピング部４００は算出された第２位置を出力しこれを制御部５００に伝達することができる。勿論、別の制御部５００が具備されなかった実施例では算出された第２位置が照明部６００、床システム１００又はその他の装置に伝達されることもできる。

制御部５００はマッピング部４００で算出した第２位置に基づいて仮想現実トレーニングのための空間の組み合わせに関連する制御信号を生成及び伝達することができる。例えば、図１に図示の本発明の第１実施例からは制御部５００が照明部６００に制御信号を伝送すると、照明部６００は第２位置に対応する照明灯１６０から可視光を照射することができる。

勿論、入力部３００、マッピング部４００及び制御部５００が必ず別の構成要素に具現される必要はない、これらの中一つ以上は一つのコンピューティング装置５５０の内に統合された形態に具現されることができる。

照明部６００は一つ以上の照明灯１６０を含むことができ、制御部５００から受信された制御信号又はマッピング部４００から受信された第２位置の関連情報を基礎とし前記第２位置に対応する照明灯１６０を点灯させることができる。第２位置に対応する照明灯１６０が点灯し可視光を照射する状態から、客体部材２００が受動に又は自動に床システム１００に設置されることができる。

客体部材２００が受動に設置される場合、使用者は照明灯１６０の点灯を通じ客体部材２００が床システム１００に設置されるべき位置を容易に把握することができる。客体部材２００が自動に設置される場合、客体部材２００の設置前に使用者がオンされた照明灯１６０を確認し客体部材２００の配置が色よいかを確認した後客体部材２００の設置を進行させることもでき、使用者の確認とは無関係に自動に設置されることもできる。

図２は本発明の第１実施例に係る床ユニット１２０を例示的に示す斜視図であり、図３は本発明の第１実施例に係る床ユニット１２０及びここに結合された客体部材２００を例示的に示す斜視図である。

図２と図３を参照すると、本発明の第１実施例に係る仮想現実トレーニングシステム１０００から床システム１００はベース１１０と床ユニット１２０とを含むことができる。床ユニット１２０はスロット１５０を含むことができ、複数個の床ユニット１２０が一つのベース１１０に形成された溝に設置されるとか独立された複数個のベース１１０の隙間隙間に結合されることができる。

床システム１００は例えば格子形態に形成されることができ（図４参照）、各々の床ユニット１２０は前記格子の一つの四角形の一側の辺に対応することができる。即ち、複数個の床ユニット１２０はスロット１５０群が互いに直交する方向に格子を成すように配置されることができる。この場合、マッピング部４００から特定する第２位置は、各々一つの床ユニット１２０に対応することができる。４個の床ユニット１２０の中心にはスロット１５０たちを両方向に繋げる十字形態のスロットが具備されることができ、これはベース１１０に形成されることもでき別の連結部材（図示せず）に形成されることもできる。

本発明の第１実施例に係る床ユニット１２０はスロット１５０を内側に形成する本体１３０を含むことができる。本体１３０は前述のように床システム１００の格子から一つの四角形の一側の辺に対応する長さで延長されることができる。スロット１５０は客体部材２００の設置のため本体１３０の上面に開放されることができ、複数の床ユニット１２０のスロット１５０が互いに連結されるように両端部に開放されることができる。

客体部材２００はその上部が床ユニット１２０の上に所定の高さまで延長されるように構成されることができ、その下部にはスロット１５０に挿入される固定部２５０を含むことができる。客体部材２００は固定部２５０がスロット１５０に挿入されることにより床システム１００に設置されることができる。複数のスロット１５０が互いに連結された場合、連結されたスロット１５０たちは床システム１００の縁の側面まで繋がることができ、内側に位置した床ユニット１２０に客体部材２００を設置するためには床システム１００の縁の側面に開放されたスロット１５０に客体部材２００の固定部２５０を挿入することができる。

床ユニット１２０のスロット１５０はその上部１５２の幅が下部１５４の幅より狭く形成されることができ、ここに対応し客体部材２００の固定部２５０もその上部２５２の厚さが下部２５４の厚さより狭いことができる。この場合、客体部材２００はスロット１５０の開放された端部を通じスロット１５０の延長方向に沿って摺動することにより挿入されることができる。図３のように固定部２５０の下部２５４の厚さがスロット１５０の上部１５２の幅より大きいため、客体部材２００がスロット１５０から上下方向に離脱することが防止できる。

本発明の一つの実施例によると、客体部材２００にホイール２０８、２５８を形成し客体部材２００とスロット１５０との間の摩擦力を減少させることができる。図３に図示された例からは客体部材２００が床ユニット１２０の上面に接触する部分にもホイール２０８が形成されていて、固定部２５０の下面２５６にもホイール２５８が形成されている。

図示されていない一つの実施例からはスロット１５０の下部１５４に余裕空間を持ち客体部材２００のホイール２０８、２５８が下側に突出される程度の調節ができる（即ち、ホイール２０８、２５８を基準に残りの部分が上側に移動させることができる）レバーなどを客体部材２００に具備することができる。例えば、レバーを下げるとホイール２０８、２５８だけが床ユニット１２０に接触しレバーを上げると固定部２５０の下面２５６がスロット１５０の床面１５８に接触するようにし必要により客体部材２００と床ユニット１２０との間の摩擦力を調節することができる。

勿論、ホイール２０８、２５８を利用する方法以外にも客体部材２００とスロット１５０との間の摩擦力を減少させるか摩擦力を調節するための様々な他の方法が使用されることができる。ここには客体部材２００を希望する位置に設置した後客体部材２００を固定するための多様なロッキング装置が共に適用されることもできる。

具体的に図示されなかったが、客体部材２００の中固定部２５０に以外の部分、即ち床システム１００の上に延長される部分には隣接した客体部材２００を結合するための結合部が形成されることができる。床ユニット１２０が格子パターンに沿って縦横方向に配置される場合長さ方向に隣接した床ユニット１２０の間には床ユニット１２０の幅に対応する間隔（即ち、前述の十字形態のスロットが具備される部分）があることである。よって各々の客体部材２００が床ユニット１２０の長さに対応する長さで形成される場合、隣接した客体部材２００の間にも間隔が生ずることができる。

客体部材２００の両側端部に形成された結合部は例えば隣接した客体部材２００に向かい延長され連結される形態に具現されることができ、これは隣接した客体部材２００が互いに構造的に支持する役割をすることができる。また他の例として、結合部が平常時には端部に折られた状態にいて必要時には隣接した客体部材２００に向かい開ける形態に具現さることもでき、これは構造的に支持していないけど隣接した客体部材２００の間の間隔を埋め絶えない平面を成す役割をすることができる。また他の例として、結合部は三角形状の断面に客体部材２００の間の間隔の半分まで延長される形態に具現されることもできる。この場合一つの点を中心に４個の客体部材２００が互いに隣接に設置されても互いに妨害されない設置されることができる。

勿論、客体部材２００の間の間隔が各客体部材２００の長さに比べ非常に小さい場合客体部材２００の間の間隔を埋めないまま置いても仮想現実トレーニングに大きい影響を与えることはない。

床ユニット１２０は一つの又は複数の照明灯１６０を具備することができ、これは制御部５００から受信された制御信号又はマッピング部４００から受信された第２位置に対する関連情報を基礎に作動することができる。観点により照明灯１６０を照明部６００の一部であるとみられるし床システム１００又は床ユニット１２０の一部であるとみられる。

照明灯１６０は床ユニット１２０の上面に具備されることもでき、スロット１５０の内部に具備されることもできる。照明灯１６０がスロット１５０の内部に配置されると、照明灯１６０が可視光を照射する際可視光がスロット１５０の内面に反射されながらスロット１５０の全体から可視光が照射されるような効果を演出することができる。照明灯１６０がスロット１５０の上部１５２に具備されると照明灯１６０から照射される可視光中スロット１５０の外部に放射される比率をより高くすることができる。

入力部３００から指定された第１位置により第２位置が算出されると第２位置に対応する照明灯１６０は、即ち第２位置に対応する床ユニット１２０の照明灯１６０は作動し可視光を照射することができ、客体部材２００が受動に又は自動に床システム１００に設置されることができる。図３に図示されたように、特定床ユニット１２０が客体部材２００の設置が要求される第２位置に対応することであると判断されると、当該床ユニット１２０に具備された照明灯１６０が可視光を照射することができ、客体部材２００が受動に又は自動に当該床ユニット１２０に設置されることができる。

客体部材２００は前述のようにスロット１５０の開放された端部を通じ挿入されることができ、照明灯１６０がオンされた床ユニット１２０に客体部材２００が設置されると客体部材２００が照明灯１６０の光を遮断し可視光が外部に露出されないようにすることができる。これにより照明灯１６０は客体部材２００の設置が要求されるがまだ設置されなかった位置を表示する機能もすることになる。客体部材２００が全部色よい位置に設置された後には、照明部６００が使用者の操作又は制御部５００の信号により照明灯１６０を消灯することができる。

床ユニット１２０はセンサー１８０（図８参照）を含むこともできる。センサー１８０は当該床ユニット１２０のスロット１５０に客体部材２００が正しく設置されたかの可否を感知するように構成されることができる。センサー１８０は多様な方法を利用し客体部材２００を感知することができる。例えば、客体部材２００は固定部２５０に別の表式部２８０（図８参照）を含むことができ、客体部材２００が正しい位置に配置されるとセンサー１８０が表式部２８０を感知するようにすることができる。また他の例としてはセンサー１８０が照明灯１６０を、対向する感光センサーに具現されることができ、客体部材２００がスロット１５０に設置されると固定部２５０は照明灯１６０が照射する可視光を遮断するようにしセンサー１８０が感知される光量の減少を基盤とし客体部材２００の存在の可否を感知することができる。センサー１８０が客体部材２００を感知すると当該床ユニット１２０の照明灯１６０が照射する可視光の明るさ、色などが変更されることもでき、照明灯１６０が消灯されることもできる。

前述された本発明の第１実施例によると、使用者は仮想現実空間３１１の内に一つ以上の客体３１２を配置することができ、ここに対応する位置が床システム１００にも表示されるようにし客体部材２００が設置されるべき位置が特定されるようにすることができる。その結果、トレーニング者が仮想現実トレーニングを遂行する際仮想現実空間３１１内の客体３１２と相互作用する経験を模擬することができるようになり、トレーニングの効果を大きく増加させることができる。

図４は本発明の第２実施例に係る仮想現実トレーニングシステム２０００から床システム１００に客体部材２００が設置された模様を例示的に示す斜視図であり、図５は本発明の第２実施例に係る仮想現実トレーニングシステム２０００のローディング装置７００を例示的に示す斜視図である。図６は本発明の第２実施例に係る仮想現実トレーニングシステム２０００を例示的に示す概念図であり、図７は本発明の第２実施例に係る仮想現実トレーニングシステム２０００の入力部３００から提供するＵＩ３１０を例示的に示す図面であり、図８は本発明の第２実施例に係る床ユニット１２０及びここに結合された客体部材２００を例示的に示す断面図である。本発明の第２実施例に係る仮想現実トレーニングシステム２０００は第１実施例に係る仮想現実トレーニングシステム１０００と多い共通点を持ち、このような共通点中一部は図面及び説明に省略されている。

図４乃至図８を参照すると、本発明の第２実施例に係る仮想現実トレーニングシステム２０００は床システム１００、客体部材２００、入力部３００、マッピング部４００、制御部５００及びローディング装置７００を含むことができる。但し、図６には入力部３００、マッピング部４００及び制御部５００が一つのコンピューティング装置５５０の内に統合されたものに描写されている。

本発明の第２実施例に係る仮想現実トレーニングシステム２０００は前述の第１実施例に係る仮想現実トレーニングシステム１０００に類似であり、入力部３００が第１位置を指定した後マッピング部４００がここに対応する第２位置を算出すると、制御部５００は第２位置に対応する照明灯１６０が点灯されるように制御信号を送ると共に、複数の客体部材２００の設置順番を判断した後これらを自動に当該第２位置に移動させることができる。

図４を参照すると、床システム１００の縁にはローディング装置７００が配置されることができる。
ローディング装置７００は床システム１００の縁に沿って延長されるガイドレール７１０に沿って移動するように構成され、床システム１００と保管ラック７２０との間に位置することができる。保管ラック７２０は設置以前の客体部材２００を保管することができる。

床システム１００の縁に配置された床ユニット１２０はそのスロット１５０が床システム１００の縁の側面に開放されることができ、ローディング装置７００は保管ラック７２０から客体部材２００を引き出し当該客体部材２００が設置されるべき第２位置のスロット１５０に到達できる位置の縁のスロットに客体部材２００を挿入することができる。

図５を参照すると、ローディング装置７００には床ユニット１２０のスロット１５０と同一又は類似な形状を持つスロット７５０が形成されることができる。保管ラック７２０又はローディング装置７００には保管ラック７２０に保管中である客体部材２００をローディング装置７００のスロット７５０に挿入させる別の構造が具備されることができる。ローディング装置７００の上に客体部材２００が引き出されると、ローディング装置７００はガイドレール７１０に沿って床システム１００の必要な位置に移動し、ローディング装置７００のスロット７５０が当該位置の床ユニット１２０のスロット１５０に対し整列されるようにすることができる。続いてローディング装置７００は客体部材２００を床ユニット１２０のスロット１５０に移動させることができ、客体部材２００が最終位置（第２位置）に到達するまでの各床ユニット１２０の駆動部１４０は客体部材２００を移動させることができる。このためのローディング装置７００及び床ユニット１２０の構造に対しては以後もう詳しく説明する。

図４のようにローディング装置７００は床システム１００の隣接した２個の縁又はそれ以上の縁に各々配置されることができる。制御部５００は客体部材２００の設置順番を判断することができ、一般的にローディング装置７００からの距離が遠いところから客体部材２００を設置することにより他の客体部材２００の設置が妨害されないようにすることができる。図４には直線に配置されたガイドレール７１０に沿って移動する２個のローディング装置７００が図示されているが、ガイドレール７１０が互いに連結され１個のローディング装置７００だけ具備される構成も可能であり、３個又は４個のローディング装置７００が互いに違う縁に配置される構成も可能である。

図６を参照すると、使用者は入力部３００から提供するＵＩ３１０を通じ仮想現実空間３１１の内に客体３１２を配置することができる。本発明の第１及び第２実施例のように床システム１００に客体部材２００を配置できる領域が格子形態に具現された場合、仮想現実空間３１１の内に客体３１２を配置できる領域もまた格子形態に制限されることができ、床システム１００の格子と同一な格子が使用されることができる。

格子パターンの内で客体３１２が配置されることができる位置を指定する方法には多様な方法が使用されることができる。例えば、図６には格子の各線及び線の間の区間の各々に記号及び数字が与えられている。即ち、図６に図示された例でＵＩ３１０に表示された仮想現実空間３１１内の客体３１２中左側下端に配置された一連の客体はＡ４、Ｃ４、Ｅ４、Ｇ４、Ｉ４、Ｋ４と識別される位置に連続に設置され一つの壁体を成している。図６の左側に描写された床システム１００にはＵＩ３１０のＭ１０～ＡＥ１０と指定された第１位置に該当する第２位置にまだ客体部材２００が設置されなかったのでここに対応する床ユニット１２０の照明灯１６０が点灯された状態である。

図７は本発明の一つの実施例で使用できるＵＩ３１０の一例を示している。図示されたようにＵＩ３１０は仮想現実空間３１１及び配置された客体３１２たちを３次元的空間に模擬し示すことができる。ＵＩ３１０は使用者の便宜のため仮想現実空間３１１を３次元的空間に表現するモードと２次元的に表現するモードとを共に提供することもできる。前述のように、ＵＩ３１０はVＲヘッドセット及び動作認識センサーを通じ提供されることもできる。図７に図示されたように、ＵＩ３１０には床システム１００の格子に対応する格子が表示されることができ、使用者が客体３１２を配置する領域も当該格子に限定されることができる。

図７の右側に表現されたように、客体３１２が必ず一つの類型に限定される
ことではない、様々な類型が使用されることができる。このような場合、客体３１２を模擬する客体部材２００もまた複数の類型に具備されることができる。客体部材２００は例えば大きさ、形状、質感、香りなどに差異を持って互いに違う類型に区分することができ、入力部３００のＵＩ３１０は使用可能な客体部材２００の類型により客体３１２の類型を違うように提供し各客体部材２００類型の特性を反映し表示することもできる。この場合、入力部３００は第１位置に対応する客体３１２の類型を共に指定することができ、マッピング部４００は第２位置に対応する客体部材２００の類型を共に算出することができる。

例えば、客体部材２００が類型別に大きさから差異がある場合、類型により壁体などの高さ及び／又は厚さが違うことができる。客体部材２００が類型別に形状の差異がある場合、一部類型は壁体などを模擬し一部類型は自動車、売り台などの他の物体を模擬することができる。客体部材２００が類型別に質感から差異がある場合、類型により表面粗度などが違うことができる。客体部材２００が類型別に香りから差異がある場合、仮想現実トレーニングの脈絡により連関される芳香性物質を客体部材２００の表面に塗ることができる。

図８は本発明の第２実施例に係る床ユニット１２０及びここに結合された客体部材２００を例示的に示す断面図である。本発明の第１実施例に類似に類似に、床ユニット１２０は上部１５２より下部１５４の幅が広いスロット１５０を含むことができ、ここには上部２５２より下部２５４の幅が広い固定部２５０が挿入されることができる。また、客体部材２００にはホイール２０８、２５８などを具備し床ユニット１２０と客体部材２００との間に小さい摩擦力を維持することができる。これによって、客体部材２００が垂直方向には固定されるが、スロット１５０の長さ方向に沿っている水平方向には移動自在になることができる。

床ユニット１２０は駆動部１４０を含むことができ、駆動部１４０は客体部材２００を移動させる役割をすることができる。駆動部１４０は客体部材２００の固定部２５０の一側又は両側に具備されることができ、モーター（図示せず）の駆動力により回転され、回転される方向により客体部材２００を長さ方向に移動させることができる。駆動部１４０は例えばローラー、ギヤ、チェーン、コンベアベルトなどに具現されることができ、固定部２５０と駆動部１４０との間の摩擦力が固定部２５０とスロット１５０の残りの部分の内側表面の間の摩擦力より大きくなるように具現されることができる。

床ユニット１２０は又センサー１８０を含むことができ、センサー１８０は当該床ユニット１２０のスロット１５０に客体部材２００が正しく設置されたかの可否を感知するように構成されることができる。センサー１８０は前述のように照明灯１６０の代わりの感光センサーに具現されることができ、客体部材２００がスロット１５０に設置されると固定部２５０は照明灯１６０が照射する可視光を遮断するようにしセンサー１８０が感知される光量の減少を基盤とし客体部材２００の存在の可否を感知するようにすることができる。

客体部材２００は固定部２５０に別の表式部２８０を含むことができ、センサー１８０は表式部２８０を感知しこれから情報を受信することができる。表式部２８０は例えばＲＦＩＤタッグに具現されることができ、保管ラック７２０又はローディング装置７００は客体部材２００の表式部２８０に情報を記録するように構成されることができる。

表式部２８０には例えば当該客体部材２００の指定された位置（第２位置）に関する情報が記録されることができる。センサー１８０は表式部２８０の情報を判読し当該床ユニット１２０の位置に比較することができ、これに連係し駆動部１４０は客体部材２００を当該スロット１５０の内に固定させるとか客体部材２００を特定方向に移動させることができる。図６に図示された格子を例とすると、Ｈ２５位置に設置されるべきある客体部材２００がＨ３１位置のスロットにローディングされると、Ｈ３１位置のセンサー１８０は表式部２８０に記録されたＨ２５位置に関する情報を判読することができ、制御部５００はこれを現在位置であるＨ３１位置に比較し客体部材２００を格子の内側に移動させるように駆動部１４０を制御することができる。もしＨ２５位置に設置されるべき客体部材２００がＨ２５位置に到達できないスロット、例えばＪ３１位置のスロットにローディングされると、制御部５００はセンサー１８０を通じこれを把握し客体部材２００を再びローディング装置７００のスロット７５０に移動させることができる。

客体部材２００が複数の類型に区分される場合、各客体部材２００の表式部２８０には客体部材２００の類型又は各類型を差別化する大きさ、形状、質感、香りなどの特性に関する情報が記録されることができる。例えば客体部材２００たちが第１高さを持つ第１類型の壁体と第２高さを持つ第２類型の壁体とに区分され特定位置に第２類型の客体部材２００が配置されるべきであると、表式部２８０には第２類型又は第２高さに関する情報が記録されることができ、ローディング装置７００が客体部材２００を引き出す際第２類型の客体部材２００を引き出すことができる。特定位置の床ユニット１２０に客体部材２００が設置されたが指定された類型ではない場合、センサー部１６０はこれを感知することができ、制御部５００は必要な措置を取るとか使用者にこれを表示することができる。客体部材２００が複数の類型に区分される場合、保管ラック７２０は各類型別に別に具備されることができる。

床ユニット１２０のスロット１５０に具備される駆動部１４０及びセンサー１８０はローディング装置７００のスロット７５０にも同一な又は類似な方式に具備されることができる。

前述された本発明の第２実施例によると、使用者が仮想現実空間３１１の内に一つ以上の客体３１２を配置した後仮想現実トレーニングシステム２０００がここに対応し自動に床システム１００に客体部材２００を設置することができる。客体部材２００は多様な類型に具備されることができ、使用者はこれを選択し配置することができる。よってＵＩ３１０から客体３１２を複雑な構成に配置しても仮想現実トレーニングシステム２０００は客体部材２００を自動に設置することができ、トレーニング者はもっと高い現実感で具現された仮想現実トレーニングを遂行できるのでトレーニングの効果を大きく増加させることができる。

図９は本発明の第３実施例に係る仮想現実トレーニングシステム３０００を例示的に示す概念図、図１０は本発明の第３実施例に係る仮想現実トレーニングシステム３０００の床システム１００と客体部材２００とを例示的に示す斜視図である。本発明の第３実施例に係る仮想現実トレーニングシステム３０００は第１及び第２実施例に係る仮想現実トレーニングシステム１０００、２０００と多い共通点を持ち、このような共通点中一部は図面及び説明に省略されている。

図９を参照すると、本発明の第３実施例に係る仮想現実トレーニングシステム３０００は床システム１００、客体部材２００、入力部３００、マッピング部４００、制御部５００及び照明部６００を含むことができる。入力部３００、マッピング部４００及び制御部５００は一つのコンピューティング装置５５０の内に統合されることができる。

客体部材２００は床システム１００に脱着自在に設置されるように構成されることができ、入力部３００が第１位置を指定した後マッピング部４００がここに対応する第２位置を算出すると、制御部５００はこれにより照明部６００を制御することができる。ここで、照明部６００は第１実施例のように第２位置に具備された照明灯１６０から可視光を照射することもでき、他の位置に具備された照明灯６６０から第２位置に向かい可視光を照射することもできる。

例えば、図９を参照すると、本発明の第３実施例に係る仮想現実トレーニングシステム３０００から照明部６００は床システム１００のベース１１０から所定の高さに設置された構造物６１０に装着され第２位置に向かい可視光を照射するように構成された照明灯６６０を含むことができる。第１及び第２実施例のように客体部材２００がベース１１０に会う部分が直線の形状を持つ場合、照明灯６６０が第２位置に照射する可視光もベース１１０に直線を描くように構成されることができる。勿論、ベース１１０の上面に格子が描いている場合には照明灯６６０が必ず直線を描きながら可視光を照射しなくても構わない。

一部の実施例では客体部材２００が設置可能な位置の各々に照明灯６６０が一対一の対応に具備され固定された状態から点灯及び消灯されることができる。この場合各照明灯６６０は決まった角度に、例えば垂直下向に、固定されることができる。

一方、一部の実施例では照明灯６６０中少なくとも一部が構造物６１０に移動自在に装着されることができる。この場合照明灯６６０は入力部３００のＵＩ３１０から許容する客体３１２の最大数に対応する数に具備されることができ、マッピング部４００から前記最大数の以下の個数に第２位置を算出すると、照明部６００は照明灯６６０たちが第２位置に向かい可視光を照射させることができる。照明灯６６０が移動自在であるということは照明灯６６０が構造物６１０の上で別の駆動部６４０により平行移動する場合を含むことは勿論、照明灯６６０が特定位置に向かうように角度を回転する場合も含む概念である。一部の実施例は固定された照明灯に移動自在に装着された照明灯を組み合わせ使用することもできる。

照明灯６６０が第２位置に可視光を照射する状態から、客体部材２００が受動に又は自動に床システム１００に設置されることができる。

床システム１００に客体部材２００を結合するため、前述の第１及び第２実施例のように床システム１００のベース１１０にスロット１５０を具備し客体部材２００に固定部２５０を形成する方法を使用できるが、それ以外にも多様な結合構造をベース１１０及び客体部材２００に適用することができる。

例えば、ベース１１０に多数の小さい溝（図示せず）を形成し、客体部材２００の下部には前記溝に対応する複数のピン（図示せず）を形成することができる。ベース１１０に形成された溝はベース１１０も上を歩く人の歩みを妨害しないほどの小さい大きさに形成されることができ、客体部材２００のピンは客体部材２００を十分な強度に固定させる程度の強度、直径及び長さで形成されることができる。このような構成によると格子のような特定パターンのスロットを使用する場合に比べ客体部材２００の形状をもっと高い自由度に構成できる長点がありオーダーメード形状が可能であり、照明部６００が移動可能な照明灯６６０を含む場合照明部６００が照射する可視光もこれによりオーダーメード形状に照射することができる。入力部３００のＵＩ３１０は使用可能な客体部材２００の形状と同一又は類似な形状の客体３１２を使用者が配置できるように許容することができる。

図１０には床システム１００に客体部材２００を結合するためのまた別の構造が図示されている。図１０を参照すると、床システム１００ではベース１１０の上面に開閉可能な陥没部１７４が形成されることができ、客体部材２００ではその下面に陥没部１７４に挿入されるパイル部２７４が形成されることができる。陥没部１７４は平常時には閉鎖されベース１１０の上を歩く人の歩みを妨害しないようにすることができる。

マッピング部４００から第２位置を算出すると、制御部５００は照明部６００が可視光により第２位置を表示させると共に、床システム１００が当該位置の陥没部１７４を開放させる制御信号を伝達することができる。必要な位置で陥没部１７４が開放された状態から、客体部材２００のパイル部２７４が受動に又は自動に床システム１００の陥没部１７４に挿入されることができる。

図示しない実施例では、床システム１００がベース１１０の上面の以下の高さから上面の上の所定の高さまでの範囲の内で上下方向に移動自在な複数の突出部（図示せず）と、を含み、客体部材２００はその下面に前記突出部が挿入される収容部（図示せず）を含むことができる。突出部（図示せず）は平常時にはベース１１０の上面の以下に位置しベース１１０の上を歩く人の歩みを妨害しないようにすることができる。

マッピング部４００から第２位置を算出すると、制御部５００は照明部６００が可視光により第２位置を表示させると共に、床システム１００が当該位置の突出部（図示せず）を上向に移動させる制御信号を伝達することができる。必要な位置で突出部が突出された状態から、客体部材２００の収容部に突出部が挿入されるように客体部材２００が受動に又は自動に床システム１００に設置されることができる。

陥没部１７４又は突出部が形成された位置は実質的に格子パターンに対応することができる。このような格子パターンはベース１１０の上面に表示されることもできるが表示されなくても構わない。ここで、陥没部１７４又は突出部が形成された位置が格子パターンを従っても客体部材２００が必ず格子パターンに沿っている配置に設置されるべきことではない、客体部材２００のパイル部２７４又は収容部が陥没部１７４又は突出部に結合されることができる限度の内で客体部材２００は多様な位置に多様な角度に設置されることができる。

前述の溝及びピンの結合構造ではベース１１０の上を歩く人の歩みに妨害しないように溝の大きさが制限され、これによりピンの直径が制限され、結局客体部材２００の結合強度が制限されることができる。これに比べ陥没部１７４とパイル部２７４との結合構造又は突出部と収容部との結合構造ではパイル部２７４又は突出部の直径が制限されないので必要な結合強度を容易に具現できる長点がある。

図１０を参照すると、客体部材２００は一側端部に結合突起２２１と、を含み他側端部に結合溝２２２を含むことができる。これは隣接した客体部材２００が設置される際互いに結合されるようにするためである。本発明の第１及び第２実施例のように溝１５０が形成された床ユニット１２０をベース１１０に設置する場合同じ方向に延長される隣接した二つの床ユニット１２０の間には間隔（前述の十字形態のスロットが具備される部分）が形成され、これにより二つの隣接した床ユニット１２０に設置される客体部材２００の間にも間隔が形成されることができる。これとは違い本発明の第３実施例のように床ユニット１２０を使用しない場合には隣接した客体部材２００の間に間隔が形成されないので、結合突起２２１と結合溝２２２とを利用し単純な方法でこれらを互いに連結することができる。客体部材２００両端部の結合部は複数の客体部材２００が互いに違う角度に会う場合を勘案し互いに異なるように形成されることもできる。

前述された本発明の第３実施例によると、使用者は仮想現実空間３１１の内に一つ以上の客体３１２を配置することができ、ここに対応する位置が床システム１００にも表示されるようにし客体部材２００が設置されるべき位置が特定されるようにすることができる。本発明の第３実施例に係る仮想現実トレーニングシステム３０００はもっと高い自由度に客体３１２を配置できるようにしながらもベース１１０の上を歩く人の歩みを妨害しないようにすることができる。結局、本発明の第３実施例に係る仮想現実トレーニングシステム３０００は著しく高い自由度にトレーニング場を造成できるようにし可能なトレーニングの範囲を大きく増加させることができる。

前述では本発明の一つの実施例を参照し説明したのであるが、当該技術分野で通常の知識を持つ者であると下記の特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から外れない範囲の内で本発明を多様に修正及び変更させることができる点を理解できるだろう。

Claims (14)

1. 所定の長さ及び幅を持つベースを含む床システムと、
   前記床システムに脱着自在に設置されるように構成された客体部材と、
   前記床システムの長さ及び幅の以下の長さ及び幅を持つ仮想現実空間内に客体の位置に該当する第１位置を指定するように構成された入力部と、
   前記床システムから前記仮想現実空間内の前記第１位置に対応する位置として前記客体部材が設置されるべき第２位置を算出し出力するマッピング部と、
   前記第２位置に向かい可視光を照射する或いは前記第２位置から光を照射する照明部と、を含む、
   仮想現実トレーニングシステム。
2. 前記照明部は、前記ベースから所定の高さに設置され前記第２位置に向かい前記可視光を照射するように構成された照明灯と、を含むことを特徴とする、請求項１に記載の仮想現実トレーニングシステム。
3. 前記照明灯の少なくとも一部は、前記ベースから所定の高さに設置された構造物に移動自在に装着され前記第２位置に向かい前記可視光を照射できる位置に移動した後前記可視光を照射することを特徴とする、請求項２に記載の仮想現実トレーニングシステム。
4. 前記床システムは、前記ベースに形成された複数のスロットと、をさらに含み、
   前記照明部は、前記複数のスロットの内側に装着された照明灯と、を含み、
   前記照明部は、前記第２位置に該当する照明灯から前記可視光を照射することを特徴とする、
   請求項１に記載の仮想現実トレーニングシステム。
5. 前記客体部材は、大きさ、形状、質感、香り中少なくとも一つが互いに違う複数の類型を含み、
   前記入力部は、前記第１位置に対応する前記客体の類型を共に指定し、
   前記マッピング部は、前記第２位置に対応する前記客体部材の類型を共に算出し、
   前記照明部は前記客体部材の類型により前記可視光の色が異なるようにすることを特徴とする、
   請求項１に記載の仮想現実トレーニングシステム。
6. 前記床システムは、前記ベースの上面の以下の高さから前記上面の上の所定の高さまでの範囲内で上下方向に移動自在な複数の突出部又は前記上面に開閉自在になるように形成された陥没部と、をさらに含み、
   前記客体部材は、前記突出部が挿入される収容部又は前記陥没部に挿入されるパイル部と、を含み、
   前記床システムは、受信された制御信号により前記第２位置から前記突出部を上向移動させるとか前記陥没部を開放させることを特徴とする、
   請求項１に記載の仮想現実トレーニングシステム。
7. 前記床システムは、前記ベースに形成された複数のスロットと、を含み、
   前記客体部材は、前記スロットに挿入される固定部を含んで前記スロットに沿って移動自在になるように設置されることを特徴とする、
   請求項１に記載の仮想現実トレーニングシステム。
8. 前記床システムは、前記複数のスロットの各々の内側に備われ当該スロットに前記客体部材が設置されたかの可否を感知するように構成されたセンサーと、をさらに含むことを特徴とする、請求項７に記載の仮想現実トレーニングシステム。
9. 前記客体部材は、表式部を含み、
   前記センサーは、前記表式部を通じ前記客体部材の類型、大きさ、識別番号び指定位置中少なくとも一つを識別することを特徴とする、
   請求項８に記載の仮想現実トレーニングシステム。
10. 前記床システムは、前記スロットの内側に備えられ前記スロットに沿って前記客体部材を移動させるように構成された駆動部と、をさらに含むことを特徴とする、請求項７に記載の仮想現実トレーニングシステム。
11. 前記床システムの縁に隣接するように配置されたローディング装置と、をさらに含み、
    前記複数のスロットは、前記縁から前記床システムの側面に向かい開放され、
    前記ローディング装置は、前記複数のスロット中前記第２位置に対応するスロットの開放された側面に前記客体部材の固定部を挿入するように構成されたことを特徴とする、
    請求項１０に記載の仮想現実トレーニングシステム。
12. 前記客体部材は、両側縁に結合部を含み隣接した複数の客体部材の間の間隔を少なくとも部分的に繋げるように構成されたことを特徴とする、請求項１に記載の仮想現実トレーニングシステム。
13. 前記入力部は、前記仮想現実空間を２次元的に又は３次元的に表現するＵＩを提供し使用者の入力により前記第１位置を指定することを特徴とする、請求項１に記載の仮想現実トレーニングシステム。
14. 前記ＵＩは、前記使用者が着用するVＲヘッドセットを通じ提供されることを特徴とする、請求項１３に記載の仮想現実トレーニングシステム。

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