KR101151054B1 - 가상 현실 세계에서의 이동 체험 서비스 시스템 및 방법 - Google Patents

가상 현실 세계에서의 이동 체험 서비스 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 3차원 가상현실 세계를 사용자에게 제공할 때, 사용자의 시선에 따라 3차원 가상현실 세계의 이동 방향이 결정되고, 가상 세계의 지면 경사에 따라 사용자가 실제로 걷고 있는 워킹벨트의 기울기를 조정하여 경사 이동을 물리적으로 느낄 수 있도록 하며, 사용자의 걸음 속도에 따라 사용자가 걷고 있는 워킹벨트의 회전 속도를 제공함으로써, 사용자가 현실과 똑같은 체험을 가상 현실 세계에서 경험할 수 있도록 하는, 가상 현실 세계에서의 이동 체험 서비스 시스템 및 방법에 관한 것으로서,
본 발명에 따른 가상 세계 이동 체험 서비스 시스템은, 가상 세계 영상을 제공하는 가상세계 영상 제공부; 상기 제공된 가상 세계 영상을 디스플레이하는 표시 장치; 상기 디스플레이되는 가상 세계 영상을 바라보는 사용자에게 회전 방식으로 걸을 수 있는 걸음판을 제공하는 워킹 벨트 장치; 상기 사용자의 시선을 감지하여 시선 방향 정보를 출력하는 시선 감지부; 상기 사용자의 걸음 속도를 측정하기 위한 걸음 속도 측정부; 상기 가상 세계 영상으로부터 지면에 대한 경사 정보를 획득하는 경사정보 획득부; 및 상기 시선 방향 정보에 근거해 상기 워킹 벨트 장치의 방향을 전환시키며, 상기 측정된 사용자의 걸음 속도에 따라 상기 걸음판의 회전 속도를 제어하며, 상기 획득된 경사 정보에 대응되도록 상기 워킹 벨트 장치의 기울기를 조절하는 구동 제어 장치를 포함하고, 상기 구동 제어 장치는, 상기 시선 방향 정보에 근거해 상기 가상 세계 영상의 장면을 바꾸어 상기 워킹 벨트 장치의 방향을 전환시킨다.
본 발명에 의하면, 사용자가 걷거나 뛰는 실제적인 움직임이 제한된 공간에서도 걸음판을 통해 가상 세계에서 걷거나 뛰는 체험을 할 수 있다.
또한, 사용자의 시선에 따라 가상 세계에서의 사용자 진행 방향이 결정되며, 가상 세계의 지면 경사에 따라 걸음판의 기울기가 자동으로 조절됨으로써 가상 세계에서 실제적인 이동 및 경사 이동을 체험할 수 있다.
그리고, 사용자는 가상 세계와 실제 장치와의 인터페이스를 통해 가상 현실 서비스를 보다 실제적이고 몰입감 있는 서비스로 제공받아 현실에서 경험하기 힘든 다양한 경험을 가상 현실 서비스에서 매우 현실적으로 경험할 수 있다.
가상 현실, 워킹 벨트, 기울기, 이동 체험, 시선 감지, 방향

Description

가상 현실 세계에서의 이동 체험 서비스 시스템 및 방법{Method and system for servicing moving experiences in virtual reality world}
본 발명은 가상 현실 세계에서의 이동 체험 서비스 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 3차원 가상현실 세계를 사용자에게 제공할 때, 사용자의 시선에 따라 3차원 가상현실 세계의 이동 방향이 결정되고, 가상 세계의 지면 경사에 따라 사용자가 실제로 걷고 있는 워킹벨트의 기울기를 조정하여 경사 이동을 물리적으로 느낄 수 있도록 하며, 사용자의 걸음 속도에 따라 사용자가 걷고 있는 워킹벨트의 회전 속도를 제공함으로써, 사용자가 현실과 똑같은 체험을 가상 현실 세계에서 경험할 수 있도록 하는, 가상 현실 세계에서의 이동 체험 서비스 시스템 및 방법에 관한 것이다.
최근, 그래픽 기술의 발달에 따라서 비디오 게임 장치 및 컴퓨터 게임 장치의 경우에 3차원의 입체적인 화상 표시를 사용한 가상현실 게임이 점차 일반화되고 있다.
가상 현실(Virtual Reality)은 3차원의 그래픽을 활용하여 사용자에게 현실감 있는 가상의 세계를 제공하는 기술이다. 컴퓨터가 만든 가상 세계에서 사용자가 현실과 똑같은 체험을 간접 경험할 수 있도록 디스플레이, 3D, 그래픽, 모션인식,촉감(Haptic) 등 가상 현실 세계에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
지금까지 기존 연구의 촛점은 가상 현실 세계를 어떻게 현실처럼 볼 수 있게 할 것인가, 또는 어떻게 사용자의 동작을 가상 현실 세계에 적용할 것인가, 그리고 물체를 어떻게 느낄 것인가 하는 등의 분야였다.
그렇기 때문에 사용자는 의자에 앉거나 제자리에 서서 입력 장치의 조작으로 가상 현실 세계에서 자신을 대리하는 캐릭터를 움직일 수 밖에 없었다. 즉, 사용자는 가상 공간 상에서 자신의 캐릭터를 산악지형이나 야외 등의 격자형 방식의 공간에서 복도나 실내 등의 비격자형 방식의 공간으로 이동하거나, 비격자형 공간에서 격자형 공간으로 이동시켜, 캐릭터를 통해 간접적으로 체험하였다.
따라서, 현실적인 공간의 제약에 따라 현실 세계에서의 이동이라는 체험은 가상 현실 세계에서 매우 극복하기 어려운 문제점이 되고 있다.
전술한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 사용자의 시선에 따라 3차원 가상현실 세계의 이동 방향이 결정되고, 가상 세계의 지면 경사에 따라 사용자가 실제로 걷고 있는 워킹벨트의 기울기를 조정하여 경사 이동을 물리적으로 느낄 수 있도록 하며, 사용자의 걸음 속도에 따라 사용자가 걷고 있는 워킹벨트의 회전 속도를 제공함으로써, 사용자가 현실과 똑같은 체험을 가상 현실 세계에서 경험할 수 있도록 하는, 가상 현실 세계에서의 이동 체험 서비스 시스템 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가상 세계 이동 체험 서비스 시스템은, 가상 세계 영상을 제공하는 가상세계 영상 제공부; 상기 제공된 가상 세계 영상을 디스플레이하는 표시 장치; 상기 디스플레이되는 가상 세계 영상을 바라보는 사용자에게 회전 방식으로 걸을 수 있는 걸음판을 제공하는 워킹 벨트 장치; 상기 사용자의 시선을 감지하여 시선 방향 정보를 출력하는 시선 감지부; 상기 사용자의 걸음 속도를 측정하기 위한 걸음 속도 측정부; 상기 가상 세계 영상으로부터 지면에 대한 경사 정보를 획득하는 경사정보 획득부; 및 상기 시선 방향 정보에 근거해 상기 워킹 벨트 장치의 방향을 전환시키며, 상기 측정된 사용자의 걸음 속도에 따라 상기 걸음판의 회전 속도를 제어하며, 상기 획득된 경사 정보에 대응되 도록 상기 워킹 벨트 장치의 기울기를 조절하는 구동 제어 장치를 포함한다.
또한, 상기 표시 장치는, 헤드 마운티드 디스플레이어나 휴대용 디스플레이 장치, 대형 스크린 장치 중 하나일 수 있다.
또한, 상기 구동 제어 장치는, 상기 시선 방향 정보에 근거해 상기 가상 세계 영상의 장면을 바꾸어 상기 워킹 벨트 장치의 방향을 전환시키게 된다.
또한, 상기 경사 정보 획득부는, 가로(x), 세로(y), 높이(h)를 갖는 3 차원 그래픽 영상으로 제공되는 상기 가상 세계 영상에서, 경사진 부분의 각 포인트마다 설정되어 있는 기울기 각도 정보를 얻거나, 상기 가상 세계 영상에 위치하는 피사체의 높이 좌표 값이 증가 또는 감소하는 것에 따라 경사 정보를 얻을 수 있다.
또한, 상기 시선 감지부는, 카메라를 이용해 상기 사용자의 시선을 추적하여 상기 시선 방향 정보를 획득하거나, 상기 사용자의 머리 방향을 인식하는 머리 추적 기능을 이용하여 상기 시선 방향 정보를 획득하거나, 상기 사용자의 눈동자의 움직임을 추적하여 인식하는 홍채 인식 기능을 이용하여 상기 시선 방향 정보를 획득하게 된다.
그리고, 상기 걸음 속도 측정부는, 카메라 또는 적외선 센서를 이용하여 상기 사용자의 걸음걸이의 시작과 끝 및 속도를 산출하고, 산출된 상기 사용자의 걸음 속도를 상기 구동 제어 장치로 전달하게 된다.
한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가상 현실 세계 이동 체험 서비스 방법은, 사용자에게 걸을 수 있는 걸음판을 회전력으로 제공하는 워킹 벨트 장치를 구비하는 시스템의 가상 세계 이동 체험 서비스 방법에 있어서, (a) 가상 세계를 디스플레이하는 단계; (b) 상기 디스플레이되는 가상 세계를 바라보며 상기 워킹 벨트 장치 상에서 걷고 있는 사용자의 시선을 감지하여 시선 방향 정보를 획득하는 단계; 및 (c) 상기 시선 방향 정보를 근거로 상기 워킹 벨트 장치의 방향을 전환하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 (b) 단계는, 카메라를 이용해 상기 사용자의 시선을 추적하여 상기 시선 방향 정보를 획득하게 된다.
또한, 상기 (b) 단계는, 상기 사용자의 머리 방향을 인식하는 머리 추적 기능을 이용하여 상기 시선 방향 정보를 획득하게 된다.
또한, 상기 (b) 단계는, 상기 사용자의 눈동자의 움직임을 추적하여 인식하는 홍채 인식 기능을 이용하여 상기 시선 방향 정보를 획득하게 된다.
그리고, 상기 (c) 단계는, 상기 시선 방향 정보에 따라 상기 가상 세계의 장면을 바꾸어 상기 워킹 벨트 장치의 방향을 전환시키게 된다.
한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가상 현실 세계 이동 체험 서비스 방법은, 사용자에게 걸을 수 있는 걸음판을 회전력으로 제공하는 워킹 벨트 장치를 구비하는 시스템의 가상 세계 이동 체험 서비스 방법에 있어서, (a) 가상 세계를 디스플레이하는 단계; (b) 상기 디스플레이되는 가상 세계의 지면 경사 정보를 획득하는 단계; 및 (c) 상기 지면 경사 정보에 대응되게 상기 워킹 벨트 장치의 기울기를 조절하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 (c) 단계는, 상기 가상 세계에 위치하는 피사체의 높이 좌표 값이 증가 또는 감소하는 것에 따라 상기 지면 경사 정보를 획득하고, 획득한 상기 지면 경사 정보에 대응되게 상기 워킹 벨트 장치의 기울기를 조절하게 된다.
그리고, 상기 (c) 단계는, 가로(x), 세로(y), 높이(h)를 갖는 3 차원 그래픽 영상으로 제공되는 상기 가상 세계에서, 경사진 부분의 각 포인트마다 설정되어 있는 기울기 각도 정보를 통해 상기 지면 경사 정보를 획득하고, 획득한 상기 지면 경사 정보에 대응되게 상기 워킹 벨트 장치의 기울기를 조절하게 된다.
한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가상 현실 세계 이동 체험 서비스 방법은, 사용자에게 걸을 수 있는 걸음판을 회전력으로 제공하는 워킹 벨트 장치를 구비하는 시스템의 가상 세계 이동 체험 서비스 방법에 있어서, (a) 가상 세계를 디스플레이하는 단계; (b) 상기 디스플레이되는 가상 세계를 바라보며 상기 워킹 벨트 장치 상에서 걷고 있는 사용자의 걸음 속도를 측정하는 단계; 및 (c) 상기 측정된 걸음 속도에 따라 상기 걸음판의 회전 속도를 조정하는 단계를 포함한다.
그리고, 상기 (b) 단계는, 카메라 또는 적외선 센서를 이용하여 상기 사용자의 걸음걸이의 시작과 끝 및 속도를 측정하여 상기 사용자의 걸음 속도를 산출하게 된다.
한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 워킹 벨트 장치는, 사용 자의 발바닥이 닿는 부분을 회전력에 따라 제공하는 걸음판; 상기 사용자의 걸음 속도에 따라 상기 걸음판의 회전 속도를 조정하는 이동속도 조정부; 상기 걸음판의 방향을 전환하는 방향 전환부; 및 상기 걸음판의 기울기를 조절하는 기울기 조절부를 포함한다.
그리고, 상기 방향 전환부는 상기 회전력을 제공하는 모터 시스템에 연결되어, 모터의 회전 구동에 따라 상기 걸음판을 좌방향 또는 우방향으로 회전시켜 상기 방향을 전환하게 된다.
또한, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기록 매체는, 가상 세계 영상이 표시 장치로 디스플레이 되도록 하는 과정; 상기 가상 세계 영상을 바라보는 사용자에게 걸음판을 제공하는 워킹 벨트 장치에 대해, 상기 사용자의 시선을 감지한 시선 방향 정보에 따라 상기 워킹 벨트 장치의 방향을 전환시키도록 하는 과정; 상기 사용자의 걸음 속도를 측정하고, 측정된 상기 걸음 속도에 따라 상기 걸음판의 회전 속도를 조정하는 과정; 및 상기 가상 세계 영상의 지면에 대한 경사 정보를 획득하고, 획득한 상기 경사 정보에 따라 상기 워킹 벨트 장치의 기울기를 조절하는 과정을 처리하는 프로그램이 기록되어 있다.
본 발명에 의하면, 사용자가 걷거나 뛰는 실제적인 움직임이 제한된 공간에서도 걸음판을 통해 자유롭게 가상 세계를 바라보며 움직일 수 있으며, 이러한 움 직임이 직접 가상 현실 세계에 적용되어 디스플레이 및 모션 센싱 기술과 더불어 현실과 동일한 인터페이스를 경험할 수 있다.
또한, 사용자의 시선에 따라 가상 세계에서의 사용자 진행 방향이 결정되고, 가상 세계의 지면 경사에 따라 걸음판의 기울기가 자동으로 조절됨으로써 가상 세계에서 실제적인 이동 및 경사 이동을 체험할 수 있다.
그리고, 사용자는 가상 세계와 실제 장치와의 인터페이스를 통해 가상 현실 서비스를 보다 실제적이고 몰입감 있는 서비스로 제공받아 현실에서 경험하기 힘든 다양한 경험을 가상 현실 서비스에서 매우 현실적으로 경험할 수 있다.
본 발명의 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 명세서에 첨부된 도면에 의거한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실 세계에서의 이동 체험 서비스 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 이동 체험 서비스 시스템(100)은, 가상세계 영상 제공부(102), 표시 장치(110), 워킹 벨트 장치(Walking belt unit)(120), 시선 감지부(130), 걸음 속도 측정부(140), 구동 제어 장치(150) 및 경사정보 획득부(160)를 포함한다.
가상세계 영상 제공부(102)는 3 차원 그래픽 영상으로 된 가상 세계 영상을 제공한다. 이때, 가상세계 영상 제공부(102)는 가로(x), 세로(y), 높이(h)를 갖는 가상 세계 영상을 각 컨텐츠 분야에 따라 다수로 저장하고 있다가 사용자의 요청에 따라 해당 가상 세계 영상을 제공한다. 또한, 가상세계 영상 제공부(102)는 인터넷이나 위성 통신 등의 통신망에 연결되어, 해당 통신망으로부터 가상 세계 영상을 수신하여 표시 장치(110)로 제공할 수 있다.
표시 장치(110)는 가상 세계 영상을 3 차원(3D) 형태로 디스플레이한다. 여기서, 표시 장치(110)는 헤드 마운티드 디스플레이(Head Mounted Display, 이하 HMD)나 휴대용 디스플레이 장치, 대형 스크린 장치 중 하나일 수 있다. 여기서, 표시 장치(110)는 사용자가 보기에 용이하도록 TV 장치나 대형 멀티비전 형태로 제공할 수 있다.
워킹 벨트 장치(120)는 사용자의 발바닥이 닿아 사용자에게 걸을 수 있는 걸음판 또는 런닝 벨트(Running belt)를 제공하며, 걸음판 또는 런닝 벨트를 모터의 회전 동력에 의해 회전하는 방식으로 제공한다.
시선 감지부(130)는 사용자의 시선을 감지하여 시선 방향 정보를 출력한다. 시선 감지부(130)는 예컨대, 카메라를 이용해 사용자의 시선을 추적(eye gaze tracking)하거나, 사용자의 머리 방향을 인식하는 머리 추적(Head Tracking) 기능을 이용하여 사용자의 시선을 감지할 수 있다. 이때, 사용자의 시선 방향을 인식하는 기술은 사용자의 눈동자의 움직임 방향을 추적하여 인식하는 홍채 인식 기능도 포함한다.
걸음 속도 측정부(140)는 워킹 벨트 장치(120) 상의 걸음판 위를 걷고 있는 사용자의 걸음 속도를 측정한다. 이를 위해 걸음 속도 측정부(140)는 카메라와 적외선 센서를 이용해 사용자의 걸음 걸이의 시작과 끝 및 속도를 분석하여 걸음 속도 정보를 얻으며, 걸음 속도 정보를 구동 제어 장치(160)로 전달한다.
경사정보 획득부(150)는 가상 세계 영상으로부터 지면에 대한 경사 정보를 획득하여 구동 제어 장치(160)로 전달한다. 즉, 경사정보 획득부(150)는 가로(x), 세로(y), 높이(h)를 갖는 가상 세계 영상에서 사용자가 위치한 곳의 지면에 대한 높이 정보나, 경사를 이루는 부분의 기울기 각도 정보를 획득하여 구동 제어 장치(160)로 전달한다.
구동 제어 장치(160)는 시선 감지부(130)로부터 출력된 시선 방향 정보에 근거해 워킹 벨트 장치(120)의 방향을 전환시키며, 걸음 속도 측정부(140)에 의해 측정된 사용자의 걸음 속도에 따라 워킹 벨트 장치(120)의 걸음판의 회전 속도를 제어하며, 경사정보 획득부(150)를 통해 획득한 경사 정보에 대응되도록 워킹 벨트 장치(120)의 기울기를 조절하게 된다.
여기서, 구동 제어 장치(160)는 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실 세계 이동 체험 서비스에 관한 구동 제어 프로그램이 설치된 컴퓨터 장치일 수 있다. 또한 구동 제어 장치(160)는 사용자의 시선을 감지하여 워킹 벨트 장치(120)의 방향을 전환시키거나 사용자의 걸음 속도를 측정하여 그에 따라 워킹 벨트 장치(120)의 회전 속도를 제어하거나 가상 세계 영상의 지면 경사에 따라 워킹 벨트 장치(120)의 기울기를 조절하도록 제어하는 기능을 가진 별도의 독립된 장치일 수 있다.
구동 제어 장치(160)는, 시선 감지부(130)로부터 출력된 시선 방향 정보에 따라 가상 세계 영상의 장면을 바꾸어 워킹 벨트 장치(120)의 방향을 전환시킬 수 있다.
구동 제어 장치(160)는, 가로(x), 세로(y), 높이(h)를 갖는 3 차원 그래픽 영상으로 제공되는 가상 세계 영상에서, 경사 정보 획득부(150)를 통해 경사진 부분의 각 포인트마다 설정되어 있는 기울기 각도 정보를 얻거나, 가상 세계 영상에 위치하는 피사체의 높이 좌표 값이 증가 또는 감소하는 것에 따라 경사 정보를 획득한다.
구동 제어 장치(160)는 가상세계 영상 제공부(102)로부터 가상 세계 영상이 표시 장치(110)로 제공되어 표시 장치(110) 상에서 디스플레이 되도록 하는 프로그램과, 사용자의 시선을 감지한 시선 감지부(130)로부터 출력된 시선 방향 정보에 따라 워킹 벨트 장치(120)의 방향을 전환하도록 하는 프로그램, 걸음속도 측정부(140)로부터 측정된 걸음 속도에 따라 걸음판의 회전 속도를 제어하는 프로그램, 및 경사 정보 획득부(150)에 의해 획득된 경사 정보에 따라 워킹 벨트 장치(120)의 기울기를 조절하는 프로그램을 각각의 선택 메뉴로 구비하는 하나의 구동 제어 프로그램으로 제공하거나, 각각 별개의 프로그램으로 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 이동 체험 서비스 시스템(100)을 이루는 각 구성 요소에서, 표시 장치(110)를 제조하는 회사와, 워킹 벨트 장치(120)를 제조하는 회사 및 구동 제어 장치(160)를 제조하는 회사 등이 각각 다를 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 워킹 벨트 장치의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 워킹 벨트 장치(120)는 회전력에 따라 사용자에게 걸을 수 있는 걸음판(210)을 제공하는 물리적인 장치로써, 걸음판(210)의 방향을 전환하는 방향 전환부(220), 걸음판(210)의 기울기를 조절하는 기울기 조절부(230) 및 걸음 속도 측정부(140)에 의해 측정된 사용자의 이동 속도에 따라 걸음판(210)의 회전 속도를 조정하는 이동속도 조정부(240)를 포함한다.
걸음판(210)은 사용자의 발바닥이 닿는 부분으로 모터의 회전력에 따라 사용자에게 걸을 수 있는 바닥을 제공하게 되고, 워킹 벨트 장치(120)와 별개의 걸음판(210)으로 구현할 수 있다.
방향 전환부(220)는 시선 감지부(130)로부터 출력된 시선 방향 정보에 따라 워킹 벨트 장치(120)를 좌회전 또는 우회전하여 방향을 전환하게 된다. 이를 위해, 방향 전환부(220)는 회전력을 제공하는 모터 시스템에 연결되어, 모터의 회전 구동에 따라 워킹 벨트 장치(120)와 일체로 된 걸음판(210)을 좌 또는 우 방향으로 회전시켜 그 방향을 전환시킬 수 있다.
또한, 방향 전환부(220)는 워킹 벨트 장치(120)와 모터 시스템을 통해 연결되지 않고, 표시 장치(110)에 표시된 가상 세계 영상에 대해 시선 감지부(130)로부터 출력된 시선 방향 정보에 따라 방향 전환된 장면 정보를 산출하여 구동 제어 장치(160)로 전달할 수 있다.
기울기 조절부(230)는 가상 세계 영상의 지면 경사에 따라 워킹 벨트 장 치(120)의 기울기를 조절하게 된다. 즉, 기울기 조절부(230)는 모터 시스템을 통해 연결되어, 경사 정보에 따라 모터의 회전력에 의해 걸음판(210)을 상하로 움직이게 하는 구성을 갖는다.
이동속도 조정부(240)는 걸음 속도 측정부(140)를 통해 측정된 사용자의 걸음을 분석하여 사용자의 이동 속도를 산출하고, 산출된 이동 속도에 따라 걸음판(210)의 회전 속도를 조정하게 된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실 세계에서의 이동 체험 서비스 방법에서 사용자의 시선 감지에 따른 이동 체험 서비스 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 이동 체험 서비스 시스템(100)은, 사용자의 요청에 따라 가상세계 영상 제공부(102)로부터 3차원의 가상 세계 영상을 표시 장치(110)로 공급하여, 표시 장치(100)를 통해 가상 세계 영상을 디스플레이한다(S310).
여기서, 이동 체험 서비스 시스템(100)은 HMD나 휴대용 디스플레이 장치 또는 대형 스크린 장치 중 하나의 표시 장치에 가상 세계 영상을 디스플레이한다.
사용자는 표시 장치(110)를 통해 디스플레이되는 가상 세계 영상을 바라보면서 워킹 벨트 장치(120) 상의 걸음판(210)에서 걷고 있으며, 사용자의 시선은 표시 장치(110) 상에 디스플레이 되고 있는 가상 세계 영상을 향하고 있다.
이때, 사용자가 이용하는 표시 장치(110)가 HMD인 경우에, 머리 추적 기능의 시선 감지부(130)가 HMD에 부착되어 사용자의 시선 방향을 감지하거나, 홍채 인식 기능의 시선 감지부(130)가 HMD에 부착되어 사용자의 시선 방향을 감지할 수 있다.
또한, 사용자가 이용하는 표시 장치(110)가 휴대용 디스플레이 장치이거나 대형 스크린 장치일 경우에, 카메라를 이용해 사용자의 시선을 추적하는 시선 감지부(130)를 통해 사용자의 시선 방향을 감지할 수 있다.
현재 시선 감지부(130)를 통해 출력되고 있는 시선 방향 정보는 사용자가 가상 세계 영상을 정면으로 바라보고 있기 때문에 정면 방향 정보이다.
따라서, 구동 제어 장치(160)는 시선 감지부(130)를 통해 사용자의 시선 방향에 변화가 있는지를 판단한다(S320).
걸음판(210) 위에서 가상 세계 영상을 정면으로 바라보며 걷고 있던 사용자가 고개를 왼쪽 방향 또는 오른쪽 방향으로 살짝 돌림으로써 사용자의 시선 방향이 달라지는 경우가 있다.
이때, 시선 감지부(130)는 카메라를 이용하는 추적 기능이나, 머리 추적 기능 및 홍채 인식 기능 중 하나를 통해 사용자의 시선을 추적하여 시선 방향 정보를 출력한다.
따라서, 시선 감지부(130)로부터 왼쪽 방향 또는 오른쪽 방향에 관한 시선 방향 정보가 출력되어 구동 제어 장치(160)로 입력됨으로써, 구동 제어 장치(160)는 시선 방향에 변화가 있는 것으로 판단한다(S330).
구동 제어 장치(160)는 시선 감지부(130)로부터 시선 방향 정보가 입력되어, 사용자의 시선 방향에 변화가 발생한 것으로 판단되면, 시선 감지부(130)로부터 입 력된 시선 방향 정보를 근거로 워킹 벨트 장치(120)의 방향을 전환하게 된다(S340).
즉, 구동 제어 장치(160)는 시선 방향 정보가 왼쪽 방향 또는 오른쪽 방향으로 전환하는 정보일 경우, 정면 방향을 향하고 있는 워킹 벨트 장치(120)를 시선 방향 정보에 따라 왼쪽 방향 또는 오른쪽 방향으로 전환되도록 함으로써, 사용자의 이동 방향을 전환시키게 된다.
또한, 구동 제어 장치(160)는 표시 장치(110)를 통해 디스플레이되는 가상 세계 영상을 시선 방향 정보를 근거로 시선의 방향과 반대 방향으로 이동시키면서 워킹 벨트 장치(120)가 사용자 시선의 방향으로 향하도록 할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실 세계에서의 이동 체험 서비스 방법에서 지면 경사 정보에 따른 이동 체험 서비스 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 이동 체험 서비스 시스템(100)은, 사용자의 요청에 따라 가상세계 영상 제공부(102)로부터 3차원의 가상 세계 영상을 표시 장치(110)로 공급하여, 표시 장치(100)를 통해 가상 세계 영상을 디스플레이한다(S410).
전술한 바와 마찬가지로, 사용자는 표시 장치(110)를 통해 디스플레이되는 가상 세계 영상을 바라보면서 워킹 벨트 장치(120) 상의 걸음판(210)에서 걷고 있다.
이때, 걸음판(210)의 기울기는 현재 표시 장치(110)를 통해 디스플레이되고 있는 가상 세계 영상의 지면 경사에 대응된 기울기를 가지며, 경사정보 획득부(150)는 가상세계 영상 제공부(102)에서 제공되는 가상 세계 영상에 대한 지면 경사 정보를 획득한다.
구동 제어 장치(160)는 표시 장치(110)를 통해 디스플레이되고 있는 가상 세계 영상에 대하여 경사정보 획득부(150)를 통해 지면 경사에 변화가 있는지를 판단한다(S420).
즉, 구동 제어 장치(160)는 가로(x), 세로(y), 높이(h)를 갖는 가상 세계 영상에서 경사정보 획득부(150)를 통해 현재 사용자가 위치하고 있는 곳의 높이 정보나 지면의 경사에 대해 일정한 각 포인트마다 설정되어 있는 기울기 각도 정보를 획득하여, 현재 디스플레이되는 가상 세계 영상에서의 지면 경사의 각도가 증가하는지 또는 감소하는지를 판단한다.
이어, 구동 제어 장치(160)는 현재 표시 장치(110)를 통해 디스플레이되고 있는 가상 세계 영상에 대한 지면 경사에 변화가 있는 것으로 판단되면(S430-YES), 경사정보 획득부(150)로부터 인가된 가상 세계 영상의 지면에 대한 경사 정보에 따라 워킹 벨트 장치(120)의 기울기를 조절한다(S440).
즉, 구동 제어 장치(160)는 가상 세계 영상의 지면 경사에 대해 가상 세계에 위치하는 피사체의 높이 좌표 값이 증가 또는 감소하는 것에 따라 획득한 경사 정보를 근거로 이 경사 정보에 대응되게 모터의 회전력에 의해 워킹 벨트 장치(120)의 기울기를 상방향 또는 하방향으로 조절하게 된다.
이에 따라, 사용자는 표시 장치(110)를 통해 현재 디스플레이되는 가상 세계의 지면 경사에 따라 올라가는 동작이나 내려가는 동작을 실제적인 느낌으로 체험할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실 세계에서의 이동 체험 서비스 방법에서 사용자의 걸음 속도에 따른 이동 체험 서비스 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 이동 체험 서비스 시스템(100)은, 가상세계 영상 제공부(102)로부터 3차원의 가상 세계 영상을 표시 장치(110)로 공급하여, 표시 장치(100)를 통해 가상 세계 영상을 디스플레이한다(S510).
전술한 바와 마찬가지로, 사용자는 표시 장치(110)를 통해 디스플레이되는 가상 세계 영상을 바라보면서 워킹 벨트 장치(120) 상의 걸음판(210)에서 걷고 있으며, 사용자의 시선은 표시 장치(110) 상에 디스플레이 되고 있는 가상 세계 영상을 향하고 있다.
이때, 걸음 속도 측정부(140)는 카메라를 이용하거나 적외선 센서를 이용하여, 워킹 벨트 장치(120)의 걸음판(210)을 따라 걷고 있는 사용자의 걸음 걸이의 시작과 끝 및 속도를 분석하여 걸음 속도 정보를 획득하고, 획득한 걸음 속도 정보를 구동 제어 장치(160)로 전달한다.
구동 제어 장치(160)는 걸음속도 측정부(140)로부터 인가된 걸음 속도 정보를 근거로 사용자의 걸음 속도에 변화가 있는지를 판단한다(S520).
구동 제어 장치(160)는 걸음속도 측정부(140)로부터 인가된 걸음 속도 정보를 근거로 사용자의 걸음 속도에 변화가 있는 것으로 판단되면(S530-YES), 걸음속도 측정부(140)로부터 인가받은 걸음 속도 정보를 워킹 벨트 장치(120)의 이동속도 조정부(240)로 전달하여, 이동속도 조정부(240)를 통해 걸음 속도 정보에 따라 사용자가 걷고 있는 워킹 벨트 장치(120)의 걸음판(210)의 회전 속도를 조정한다(S540).
따라서, 사용자는 워킹 벨트 장치(120) 상에서 자신의 걸음 속도에 알맞게 회전하는 걸음판(210)을 통해 자신의 걸음 속도를 계속 유지할 수 있다.
전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 사용자의 시선에 따라 3차원 가상현실 세계의 이동 방향이 결정되고, 가상 세계의 지면 경사에 따라 사용자가 실제로 걷고 있는 워킹벨트의 기울기를 조정하여 경사 이동을 물리적으로 느낄 수 있도록 하며, 사용자의 걸음 속도에 따라 사용자가 걷고 있는 워킹벨트의 회전 속도를 제공함으로써, 사용자가 현실과 똑같은 체험을 가상 현실 세계에서 경험할 수 있도록 하는, 가상 현실 세계에서의 이동 체험 서비스 시스템 및 방법을 실현할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명은 사용자에게 3 차원의 가상 세계를 제공하는 가상 공간 제공 시스템에 적용할 수 있다.
또한, 가상 공간 상에서 이동을 현실감 있게 체험할 수 있는 가상현실 체험 시스템에 적용할 수 있다.
그리고, 가상 세계에 대해 사용자의 시선에 따라 가상 세계의 장면이 바뀌도록 하거나, 가상 세계의 지면 경사에 따라 오르고 내리는 이동을 체험할 수 있는 3차원 가상 체험 서비스를 제공하는 시스템에 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실 세계에서의 이동 체험 서비스 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 워킹 벨트 장치의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 구성도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실 세계에서의 이동 체험 서비스 방법에서 사용자의 시선 감지에 따른 이동 체험 서비스 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실 세계에서의 이동 체험 서비스 방법에서 지면 경사 정보에 따른 이동 체험 서비스 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가상 현실 세계에서의 이동 체험 서비스 방법에서 사용자의 걸음 속도에 따른 이동 체험 서비스 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100 : 이동 체험 서비스 시스템 102 : 가상세계 영상 제공부
110 : 표시 장치 120 : 워킹 벨트 장치
130 : 시선 감지부 140 : 걸음 속도 측정부
150 : 경사정보 획득부 160 : 구동 제어 장치
210 : 걸음판 220 : 방향 전환부
230 : 기울기 조절부 240 : 이동속도 조정부

Claims (20)

  1. 가상 세계 영상을 제공하는 가상세계 영상 제공부;
    상기 제공된 가상 세계 영상을 디스플레이하는 표시 장치;
    상기 디스플레이되는 가상 세계 영상을 바라보는 사용자에게 회전 방식으로 걸을 수 있는 걸음판을 제공하는 워킹 벨트 장치;
    상기 사용자의 시선을 감지하여 시선 방향 정보를 출력하는 시선 감지부;
    상기 사용자의 걸음 속도를 측정하기 위한 걸음 속도 측정부;
    상기 가상 세계 영상으로부터 지면에 대한 경사 정보를 획득하는 경사정보 획득부; 및
    상기 시선 방향 정보에 근거해 상기 워킹 벨트 장치의 방향을 전환시키며, 상기 측정된 사용자의 걸음 속도에 따라 상기 걸음판의 회전 속도를 제어하며, 상기 획득된 경사 정보에 대응되도록 상기 워킹 벨트 장치의 기울기를 조절하는 구동 제어 장치;를 포함하고,
    상기 구동 제어 장치는, 상기 시선 방향 정보에 근거해 상기 가상 세계 영상의 장면을 바꾸어 상기 워킹 벨트 장치의 방향을 전환시키는 것을 특징으로 하는 가상 세계 이동 체험 서비스 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시 장치는, 헤드 마운티드 디스플레이(Head Mounted Display)나 휴대용 디스플레이 장치, 대형 스크린 장치 중 하나인 것을 특징으로 하는 가상 세계 이동 체험 서비스 시스템.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 경사 정보 획득부는, 가로(x), 세로(y), 높이(h)를 갖는 3 차원 그래픽 영상으로 제공되는 상기 가상 세계 영상에서, 경사진 부분의 각 포인트마다 설정되어 있는 기울기 각도 정보를 얻거나, 상기 가상 세계 영상에 위치하는 피사체의 높이 좌표 값이 증가 또는 감소하는 것에 따라 경사 정보를 얻는 것을 특징으로 하는 가상 세계 이동 체험 서비스 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 시선 감지부는, 카메라를 이용해 상기 사용자의 시선을 추적하여 상기 시선 방향 정보를 획득하거나, 상기 사용자의 머리 방향을 인식하는 머리 추적 기 능을 이용하여 상기 시선 방향 정보를 획득하거나, 상기 사용자의 눈동자의 움직임을 추적하여 인식하는 홍채 인식 기능을 이용하여 상기 시선 방향 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 가상 세계 이동 체험 서비스 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 걸음 속도 측정부는, 카메라 또는 적외선 센서를 이용하여 상기 사용자의 걸음걸이의 시작과 끝 및 속도를 산출하고, 산출된 상기 사용자의 걸음 속도를 상기 구동 제어 장치로 전달하는 것을 특징으로 하는 가상 세계 이동 체험 서비스 시스템.
  7. 사용자에게 걸을 수 있는 걸음판을 회전력으로 제공하는 워킹 벨트 장치를 구비하는 시스템의 가상 세계 이동 체험 서비스 방법에 있어서,
    (a) 가상 세계를 디스플레이하는 단계;
    (b) 상기 디스플레이되는 가상 세계를 바라보며 상기 워킹 벨트 장치 상에서 걷고 있는 사용자의 시선을 감지하여 시선 방향 정보를 획득하는 단계; 및
    (c) 상기 시선 방향 정보를 근거로 상기 워킹 벨트 장치의 방향을 전환하는 단계;를 포함하고,
    상기 (b) 단계는, 카메라를 이용해 상기 사용자의 시선을 추적하여 상기 시선 방향 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 가상 세계 이동 체험 서비스 방법.
  8. 삭제
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는, 상기 사용자의 머리 방향을 인식하는 머리 추적 기능을 이용하여 상기 시선 방향 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 가상 세계 이동 체험 서비스 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는, 상기 사용자의 눈동자의 움직임을 추적하여 인식하는 홍채 인식 기능을 이용하여 상기 시선 방향 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 가상 세계 이동 체험 서비스 방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는, 상기 시선 방향 정보에 따라 상기 가상 세계의 장면을 바꾸어 상기 워킹 벨트 장치의 방향을 전환시키는 것을 특징으로 하는 가상 세계 이동 체험 서비스 방법.
  12. 사용자에게 걸을 수 있는 걸음판을 회전력으로 제공하는 워킹 벨트 장치를 구비하는 시스템의 가상 세계 이동 체험 서비스 방법에 있어서,
    (a) 가상 세계를 디스플레이하는 단계;
    (b) 상기 디스플레이되는 가상 세계의 지면 경사 정보를 획득하는 단계; 및
    (c) 상기 지면 경사 정보에 대응되게 상기 워킹 벨트 장치의 기울기를 조절하는 단계;를 포함하고,
    상기 (c) 단계는, 상기 가상 세계에 위치하는 피사체의 높이 좌표 값이 증가 또는 감소하는 것에 따라 상기 지면 경사 정보를 획득하고, 획득한 상기 지면 경사 정보에 대응되게 상기 워킹 벨트 장치의 기울기를 조절하는 것을 특징으로 하는 가상 세계 이동 체험 서비스 방법.
  13. 삭제
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는, 가로(x), 세로(y), 높이(h)를 갖는 3 차원 그래픽 영상으로 제공되는 상기 가상 세계에서, 경사진 부분의 각 포인트마다 설정되어 있는 기울기 각도 정보를 통해 상기 지면 경사 정보를 획득하고, 획득한 상기 지면 경사 정보에 대응되게 상기 워킹 벨트 장치의 기울기를 조절하는 것을 특징으로 하는 가상 세계 이동 체험 서비스 방법.
  15. 사용자에게 걸을 수 있는 걸음판을 회전력으로 제공하는 워킹 벨트 장치를 구비하는 시스템의 가상 세계 이동 체험 서비스 방법에 있어서,
    (a) 가상 세계를 디스플레이하는 단계;
    (b) 상기 디스플레이되는 가상 세계를 바라보며 상기 워킹 벨트 장치 상에서 걷고 있는 사용자의 걸음 속도를 측정하는 단계; 및
    (c) 상기 측정된 걸음 속도에 따라 상기 걸음판의 회전 속도를 조정하는 단계;를 포함하고,
    상기 (b) 단계는, 카메라 또는 적외선 센서를 이용하여 상기 사용자의 걸음걸이의 시작과 끝 및 속도를 측정하여 상기 사용자의 걸음 속도를 산출하는 것을 특징으로 하는 가상 세계 이동 체험 서비스 방법.
  16. 삭제
  17. 사용자의 발바닥이 닿는 부분을 회전력에 따라 제공하는 걸음판;
    상기 사용자의 걸음 속도에 따라 상기 걸음판의 회전 속도를 조정하는 이동속도 조정부;
    상기 걸음판의 방향을 전환하는 방향 전환부; 및
    상기 걸음판의 기울기를 조절하는 기울기 조절부;를 포함하고,
    상기 방향 전환부는 상기 회전력을 제공하는 모터 시스템에 연결되어, 모터의 회전 구동에 따라 상기 걸음판을 좌방향, 우방향, 상방향 또는 하방향 중 어느 한 방향으로 회전시켜 상기 방향을 전환하는 것을 특징으로 하는 워킹 벨트 장치.
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 가상 세계 영상이 표시 장치로 디스플레이 되도록 하는 과정;
    상기 가상 세계 영상을 바라보는 사용자에게 걸음판을 제공하는 워킹 벨트 장치에 대해, 상기 사용자의 시선을 감지한 시선 방향 정보에 따라 상기 워킹 벨트 장치의 방향을 전환시키도록 하는 과정;
    상기 사용자의 걸음 속도를 측정하고, 측정된 상기 걸음 속도에 따라 상기 걸음판의 회전 속도를 조정하는 과정; 및
    상기 가상 세계 영상의 지면에 대한 경사 정보를 획득하고, 획득한 상기 경사 정보에 따라 상기 워킹 벨트 장치의 기울기를 조절하는 과정;을 처리하고,
    상기 가상 세계 영상의 지면에 대한 경사 정보를 획득하고, 획득한 상기 경사 정보에 따라 상기 워킹 벨트 장치의 기울기를 조절하는 과정은, 가상 세계 영상의 피사체 높이 좌표 값이 증가 또는 감소하는 것에 따라 상기 지면에 대한 경사 정보를 획득하고, 획득한 상기 지면에 대한 경사 정보에 대응되게 상기 워킹 벨트 장치의 기울기가 조절되도록 하는 프로그램이 기록되어 있는 기록 매체.
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