KR100234276B1 - 다수 센서를 이용하는 가상 현실 시스템 장치 및그 동작방법 - Google Patents

다수 센서를 이용하는 가상 현실 시스템 장치 및그 동작방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가상 현실 시스템에 장치 및 동작 방법에 관한 것으로서 보다 상세하게는, 복수개의 센서에서 출력하는 여러 종류의 데이터를 실시간에 처리하여 가상 현실 시스템의 성능을 향상시키는 다수 센서를 이용하는 가상 현실 시스템 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다. 다수 센서를 이용하는 가상 현실 시스템 센서 장치 및 그 동작 방법은 다수 센서를 사용하여 지연 시간을 단축시키기 위한 가상 현실 시스템 장치에 있어서, 다수의 센서에서 감지된 위치 및 회전 정보를 각각 달리 저장하고 그 정보의 에러를 판별하는 서버, 상기 서버에 저장된 위치 및 회전 정보를 리드하여 서버에 에러가 발생하지 않을 경우 그 위치 및 회전 정보를 그래픽 데이터로 처리하는 주 제어부, 상기 주 제어부에서 출력되는 그래픽 데이터를 디스플레이 하는 디스플레이부를 포함한다. 본 발명에 따르면, 각 서버를 독립적으로 구동시키고 센서의 개수와 메모리의 개수를 같게 하기 때문에 센서 고유의 지연시간으로 인하여 센서가 생성하는 데이터를 실시간으로 처리할 수 있으며 시스템 사용 중에 특정 센서를 제거하거나 부착할 수 있고, 사용중인 디바이스의 오 동작이 시스템에 영향을 미치치 않는 효과가 있다.

Description

다수 센서를 이용하는 가상 현실 시스템 장치 및 그 동작 방법
본 발명은 가상 현실 시스템에 장치 및 동작 방법에 관한 것으로서 보다 상세하게는, 복수개의 센서에서 출력하는 여러 종류의 데이터를 실시간에 처리하여 가상 현실 시스템의 성능을 향상시키는 다수 센서를 이용하는 가상 현실 시스템 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다.
가상 현실(VR : Virtual Reality)은 인공 현실(Artificial Reality)이라고도 부르며 휴먼-컴퓨터 인터페이스(HCI : Human-Computer Interface)의 형태로써, 3차원 컴퓨터 그래픽, 입출력 센서, 디스플레이를 이용하여 꿈과 같은 가상의 세계를 컴퓨터로 인위적으로 만들어 자기 자신과 반응하는 상호 관계의 시스템이라고 할 수 있다.
도 1은 종래의 가상 현실 시스템 장치를 보이는 블록도 이다.
어떤 데이터를 디스플레이부(130)에 디스플레이 하기 위해 소요되는 시간은 전자기파나 초음파 등의 상이한 특성을 지닌 센서가 부착된 디바이스(100)가 센서로부터 감지한 위치 값을 디지털 데이터로 변환하여 버퍼부(110)에 저장하는데 걸리는 시간보다 길다. 여기서 버퍼부(110)에 저장되는 위치 값을 나타내는 디지털 데이터는 버퍼부(110)에 순서대로 저장된다. 이 경우 버퍼부(110)의 첫 번째 데이터(D1)를 사용하여 디스플레이 하는 동안에 사용자의 움직임으로 인하여 센서의 위치가 A에서 B로 변경되고 B의 센서 위치에서 발생되는 데이터는 D4가 된다. 여기서 D2와 D3은 센서의 이동 중에 발생하는 데이터이다. 따라서, 센서의 위치 A에서 D1을 버퍼 출력 처리부(120)에서 그래픽 처리하여 화면에 디스플레이하고 다음 동작 수행할 때에는 D2와 D3을 거치지 않고 센서의 위치 B에서 D4를 버퍼 출력 처리부(120)에서 그래픽 처리하여 화면에 디스플레이 해야 한다. 그러나 모든 데이터가 순차적으로 처리되기 때문에 D1, D2, D3, D4 등등 과 같이 순차적으로 처리되어 최근의 센서 데이터를 사용하지 못하는 경우가 발생하여 디스플레이 되는 내용과 실제 센서의 위치 사이에 괴리가 생기게 된다.
이와 같이 종래에는 센서 고유의 지연시간으로 인하여 센서가 생성하는 데이터를 실시간으로 처리하기가 어려웠고 또한 가상 현실 시스템 사용 중에 특정 센서를 제거하거나 부착이 곤란하였으며, 사용중인 디바이스가 오동작을 일으키게 되면 재 구동이 곤란한 문제점이 있었다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 복수개의 센서로부터 발생하는 지연 시간을 줄여 가장 최근의 센서 데이터를 사용하며, 시스템 사용 중에 새로운 디바이스의 부착과 제거의 용이 및 디바이스에서 발생하는 오동작의 영향이 시스템의 성능에 영향을 미치지 않게 하는 다수 센서를 이용하는 가상 현실 시스템 센서 장치를 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적인 과제는 복수개의 센서로부터 발생하는 지연 시간을 줄여 가장 최근의 센서 데이터를 사용하며, 시스템 사용 중에 새로운 디바이스의 부착과 제거의 용이 및 디바이스에서 발생하는 오동작의 영향이 시스템의 성능에 영향을 미치지 않게 하는 다수 센서를 이용하는 가상 현실 시스템의 동작 방법을 제공하는데 있다.
도 1은 종래의 가상 현실 시스템 장치를 보이는 블록도 이다.
도 2는 본 발명에 따른 다수 센서를 이용하는 가상 현실 시스템 장치를 보이는 블록도 이다.
도 3은 본 발명에 따른 다수 센서를 이용하는 가상 현실 시스템 동작 방법을 보이는 흐름도 이다.
본 발명의 기술적인 과제를 해결하기 위한 다수 센서를 이용하는 가상 현실 시스템 센서 장치 및 그 동작 방법은 다수 센서를 사용하여 지연 시간을 단축시키기 위한 가상 현실 시스템 장치에 있어서, 다수의 센서에서 감지된 위치 및 회전 정보를 각각 달리 저장하고 그 정보의 에러를 판별하는 서버; 상기 서버에 저장된 위치 및 회전 정보를 리드하여 서버에 에러가 발생하지 않을 경우 그 위치 및 회전 정보를 그래픽 데이터로 처리하는 주 제어부; 및 상기 주 제어부에서 출력되는 그래픽 데이터를 디스플레이 하는 디스플레이부를 포함하는 것이 바람직하다.
도 2는 본 발명에 따른 가상 현실 시스템 장치를 보이는 블록도 이다.
도 2에 도시된 장치는 제1 서버(Server)(200), 제2 서버(210), 제1 서버(200) 및 제2 서버(210)에서 출력되는 각각의 위치 및 회전 정보에 대한 디지털 데이터를 리드하여 서버의 에러 유무를 검사하고 그래픽 데이터로 처리하는 주 제어부(220), 주 제어부(220)에서 출력되는 그래픽 데이터를 디스플레이 하는 디스플레이부(230)로 구성된다. 본 발명에서 제1 서버(200)는 외부로부터 위치 및 회전 정보를 감지하는 제1 센서(Sensor)(201), 제2 센서(202), 제1 센서(201) 및 제2 센서(202)에서 감지한 위치 및 회전 정보를 디지털 데이터로 변환시키는 제1 디바이스(203), 제1 디바이스(203)에서 출력되는 위치 및 회전 정보에 대한 디지털 데이터의 순서를 판별하여 그 판별된 데이터를 저장하고 에러의 유무를 검출하는 제1 부 제어부(204), 제1 부제어부(204)로부터 출력되는 제1 센서(201)로 감지한 위치 및 회전 정보를 저장하는 제1 메모리(205), 제1 부제어부(204)로부터 출력되는 제2 센서(202)로 감지한 위치 및 회전 정보를 저장하는 제2 메모리(206)로 구성된다. 본 발명에서 제2 서버(210)는 제 3센서(211), 제3 센서(211)에서 감지한 위치 및 회전 정보를 디지털 데이터로 변환시키는 제2 디바이스(212), 제2 디바이스(212)에서 출력되는 위치 및 회전 정보에 대한 디지털 데이터의 순서를 판별하여 그 판별된 데이터를 저장하고 에러의 유무를 검출하는 제2 부 제어부(213), 제2 부제어부(213)로부터 출력되는 제3 센서(211)로 감지한 위치 및 회전 정보를 저장하는 제3 메모리(214)로 구성된다.
이어서, 도 2에 도시된 장치를 설명하면 다음과 같다.
가상 현실 시스템 장치는 크게 서버와 클라이언트(Client)로 나눌 수가 있다. 서버는 클라이언트의 요구에 의해 처리를 행하게 되며 클라이언트가 서버보다 처리 능력이 높다. 제1 서버(200)의 제1 센서(Sensor)(201) 및 제2 센서(202)는 외부 환경으로부터 위치 및 회전 정보를 감지한다. 제1 디바이스(203)는 제1 센서(201) 및 제2 센서(202)에서 감지한 위치 및 회전 정보를 디지털 데이터로 변환시킨다. 제1 부제어부(204)는 제1 디바이스(203)에서 출력되는 위치 및 회전 정보에 대한 디지털 데이터의 순서를 판별하여 그 판별된 디지털 데이터를 저장하고 에러의 유무를 검출한다. 제1 메모리(205)는 제1 부제어부(204)로부터 출력되는 제1 센서(201)로 감지한 위치 및 회전 정보를 저장한다. 제2 메모리(206)는 제1 부제어부(204)로부터 출력되는 제2 센서(202)로 감지한 위치 및 회전 정보를 저장한다. 제1 서버(200)는 동작 시에 항상 제1 디바이스(203)의 에러 유무를 검출하여 에러가 발생하면 제1 메모리(205) 및 제2 메모리(206)에 저장된 위치 및 회전 정보를 제거하고, 정보 데이터의 출력을 정지시킨다. 그리고 제1 부제어부(204)는 클라이언트의 명령에 따라서 파괴된다. 제2 서버(210)의 제3 센서(211)는 외부 환경으로부터 위치 및 회전 정보를 감지한다. 제2 디바이스(212)는 제3 센서(211)에서 감지한 위치 및 회전 정보를 디지털 데이터로 변환시킨다. 제2 부제어부(213)는 제2 디바이스(212)에서 출력되는 위치 및 회전 정보에 대한 디지털 데이터의 순서를 판별하여 그 판별된 데이터를 저장하고 에러의 유무를 검출한다. 제3 메모리(214)는 제2 부제어부(213)로부터 출력되는 제3 센서(211)로 감지한 위치 및 회전 정보를 저장한다. 제2 서버(200)도 역시 동작 시에 항상 제2 디바이스(212)의 상태를 점검하여 에러가 발생하면 제3 메모리(214)에 저장된 위치 및 회전 정보를 제거하고, 정보 데이터의 출력을 정지시킨다. 그리고 제2 부제어부(213)는 클라이언트의 명령에 따라서 파괴된다. 여기서 서버는 사용자가 임으로 부가하거나 제거할 수 있도록 되어 있다. 서버를 더 부가할 때에는 유저 인터페이스(User Interface)를 사용하여 해당 서버를 구동시킬 수 있다. 각 서버 내의 센서는 가상 시스템에 따라 그 숫자가 다른데 제1 메모리(205)에 제1 센서(201)에서 감지한 위치 및 회전 정보를 디지털로 변환시킨 데이터를 저장하고 제2 메모리(206)에 제2 센서(202)에서 감지한 위치 및 회전 정보를 디지털로 변환시킨 데이터를 저장하여 즉, 센서의 숫자와 메모리의 숫자를 같게 하여 센서 이동시에 데이터가 발생하지 않기 때문에 실시간으로 데이터를 처리할 수 있다. 주 제어부(220)는 제1 서버(200)의 제1 및 제2 메모리에 저장된 최근의 위치 및 회전 정보와 제2 서버(210)의 제3 메모리에 저장된 최근의 위치 및 회전 정보를 리드하여 서버의 에러 유무를 검사하고 그래픽 데이터로 처리한다. 또한 클라이언트의 중심이라고 할 수 있는 주 제어부(220)는 항상 각 서버(200,210)로부터 입력되는 각 디바이스의 상태에 관한 내용들을 점검해야 한다. 디바이스에 오 동작이 발생하였다는 보고가 있으면 서버 내에서 필요한 상황을 종료시킨 후에 서버를 시스템에서 제거한다. 또한 오 동작이 발생한 디바이스를 재 구동 하고자 하는 경우에는 해당 서버를 구동시켜 오동작이 발생하지 안은 경우에 데이터 획득을 시작하면 된다. 디스플레이부(230)는 주제어부(220)에서 리드한 위치 정보, 회전 정보 등에 대한 디지털 데이터를 그래픽으로 처리하여 화면에 디스플레이 한다.
도 3은 본 발명에 따른 가상 현실 시스템 동작 방법을 보이는 흐름 도이다.
도 3에 도시된 흐름도는 클라이언트에서 각 서버 내의 메모리에 저장된 외부의 위치 및 회전 정보를 센서로 감지하여 디바이스의 상태를 점검하는 단계(300), 디바이스의 상태를 점검하여 에러가 발생하였는지 판단하는 단계(305), 각 서버 내의 메모리에 저장된 위치 및 회전 정보를 리드하여 그래픽 처리하는 단계(310), 그래픽 처리한 데이터를 화면에 디스플레이 하는 단계(315), 클라이언트가 에러가 발생한 디바이스를 재 구동시키는 단계(320), 디바이스가 재 구동되는지 판단하는 단계(325), 서버에서 디바이스 상태를 재점검하는 단계(330), 디바이스 상태를 점검하여 에러가 발생되었는지 판단하는 단계(335), 해당 서버를 종료하는 단계(340), 디바이스에서 출력되는 위치 및 회전 정보를 리드하는 단계(345), 리드한 위치 및 회전 정보를 메모리에 저장하는 단계(350)로 구성된다.
이어서, 도 3에 도시된 흐름도를 설명하면 다음과 같다.
클라이언트에서 각 서버 내의 메모리 내에 저장된 다수의 센서로 감지한 위치 및 회전 정보를 디지털로 변환시킨 데이터를 리드하여 디바이스의 상태를 점검한다(300단계). 각 서버에는 복수개의 센서가 있을 수 있는데 이때 메모리 또한 복수개가 된다. 그러므로 클라이언트는 서버의 모든 메모리에 저장된 디지털 데이터를 리드하여 디바이스 상태를 점검한다. 디바이스 상태를 점검하여 디바이스에 에러가 발생되었는지 판단한다(305단계). 디바이스 상태를 점검하여 디바이스에 에러가 발생되지 않았을 경우에 메모리로부터 리드한 위치 정보, 회전 정보 등에 관한 데이터를 그래픽 데이터로 처리한다(310단계). 그래픽 데이터로 처리한 후에 화면에 디스플레이 한다(315단계). 디바이스 상태를 점검하여 디바이스에 에러가 발생되었을 경우 클라이언트는 에러가 발생한 서버 내의 메모리를 클리어시키고 디바이스를 재 구동시킨다(320단계). 메모리를 클리어시킨 디바이스가 재 구동되는지를 판단한다(325). 메모리를 클리어시킨 디바이스가 재 구동되지 않으면 해당 서버를 종료한다. 메모리를 클리어시킨 디바이스가 재 구동하면 서버에서 디바이스 상태를 재점검한다(330단계). 클라이언트가 디바이스를 재 구동시켜 디바이스가 구동되면 센서로 감지한 위치 및 회전 정보는 메모리에 저장되기 때문에 이 데이터 값으로 디바이스 상태를 재점검할 수 있다. 디바이스 상태를 재점검하여 에러가 발생되었는지 판단한다(335단계). 디바이스 상태를 재점검하여 에러가 발생되었을 경우 클라이언트에 디바이스 상태를 보고한 후 해당 서버를 종료한다(340단계). 디바이스 상태를 재점검하여 에러가 발생되지 않았을 경우 디바이스로부터 출력되는 위치 및 회전 정보를 리드한다(345단계). 디바이스로부터 출력되는 위치 및 회전 정보를 리드하여 메모리에 저장하고 처음으로 복귀한다(350단계). 메모리에 저장되는 위치 및 회전 정보들은 항상 최근의 데이터이다. 메모리에 저장된 최근의 위치 및 회전 정보를 클라이언트에서 리드하여 디바이스 상태를 점검하여 에러가 발생되지 않으면 그래픽 데이터로 처리되어 화면에 디스플레이 되고, 에러가 발생되면 해당 서버를 종료하게 되어 오 동작의 영향이 시스템에 미치지 않는다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 각 서버를 독립적으로 구동시키고 센서의 개수와 메모리의 개수를 같게 하기 때문에 센서 고유의 지연시간으로 인하여 센서가 생성하는 데이터를 실시간으로 처리할 수 있으며 시스템 사용 중에 특정 센서를 제거하거나 부착할 수 있고, 사용중인 디바이스의 오 동작이 시스템에 영향을 미치치 않는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 다수 센서를 사용하여 지연 시간을 단축시키기 위한 가상 현실 시스템 장치에 있어서,
    다수의 센서에서 감지된 위치 및 회전 정보를 각각 달리 저장하고 그 정보의 에러를 판별하는 서버;
    상기 서버에 저장된 위치 및 회전 정보를 리드하여 서버에 에러가 발생하지 않을 경우 그 위치 및 회전 정보를 그래픽 데이터로 처리하는 주 제어부; 및
    상기 주 제어부에서 출력되는 그래픽 데이터를 디스플레이 하는 디스플레이부를 포함하는 다수 센서를 이용하는 가상 현실 시스템 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 서버는
    상기 센서에서 감지된 위치 및 회전 정보를 디지털 데이터로 변환시키는 디바이스;
    상기 디바이스로부터 출력되는 위치 및 회전 정보에 대한 디지털 데이터를 저장하는 저장부;
    상기 디바이스에서 출력되는 위치 및 회전 정보 데이터의 순서를 판별하여 그 판별된 데이터를 저장하고 에러의 유무를 검출하는 부 제어부로 구성되는 것을 특징으로 하는 다수 센서를 이용하는 가상 현실 시스템 장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 부 제어부는 가장 최근의 데이터를 상기 저장부에 저장하도록 하는 것을 특징으로 하는 다수 센서를 이용하는 가상 현실 시스템 장치 및 그 동작 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 서버는 사용자의 선택에 의해 더 부가하거나 제거할 수 있는 것을 특징으로 하는 다수 센서를 이용하는 가상 현실 시스템 장치.
  5. 클라이언트 및 다수의 센서로 감지한 위치 및 회전 정보를 디지털 데이터로 변환하는 디바이스, 디바이스로부터 출력되는 위치 및 회전 정보 저장하는 저장부를 구비하는 서버들로 구성된 다수 센서를 이용하여 가상 현실 시스템을 동작시키는 방법에 있어서,
    상기 클라이언트가 각 서버 내에 위치한 상기 각 저장부에 저장된 위치 및 회전 정보를 리드하여 상기 디바이스의 에러 유무를 검출하는 제1단계;
    상기 제1단계에서 상기 디바이스에 에러가 발생하지 않은 경우 리드한 위치 및 회전 정보를 그래픽 처리하여 디스플레이 하는 제2단계;
    상기 제1단계에서 상기 디바이스에 에러가 발생한 경우 상기 저장부를 클리어 하고 상기 디바이스가 구동하는지 판단하는 제3단계; 및
    상기 제3단계에서 상기 디바이스가 구동하면 상기 서버에서 상기 디바이스의 에러 유무를 검출하여 에러가 발생하지 않은 경우 상기 디바이스로부터 출력되는 위치 및 회전 정보를 상기 저장부에 저장하는 제4단계를 포함하는 다수 센서를 이용하는 가상 현실 시스템의 동작 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 제2단계에서 상기 디바이스가 구동되지 못하거나 상기 제3단계서 상기 디바이스에 에러가 발생한 경우에는 해당 서버를 종료하는 단계를 더 포함하는 다수 센서를 이용하는 가상 현실 시스템의 동작 방법.
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