KR101695365B1 - Treadmill motion tracking device possible omnidirectional awarenessand move - Google Patents

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KR101695365B1
KR101695365B1 KR1020150129723A KR20150129723A KR101695365B1 KR 101695365 B1 KR101695365 B1 KR 101695365B1 KR 1020150129723 A KR1020150129723 A KR 1020150129723A KR 20150129723 A KR20150129723 A KR 20150129723A KR 101695365 B1 KR101695365 B1 KR 101695365B1
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    • G06K9/00335—

Abstract

The present invention relates to a treadmill motion tracking device allowing omnidirectional recognition and movement. The treadmill motion tracking device includes: a virtual reality headset including at least one motion detection sensor unit for generating and outputting a motion detection signal according to a direction change motion of a user and displaying a simulation of virtual reality provided according to the motion detection signal or a video and sound according to a virtual content or a virtual reality game; a working signal sensing unit for generating and outputting a walking sensing signal corresponding to a walking operation by providing a signal sensing circuit for real-time sensing of vibrations and shocks according to a walking operation of a user; and a signal processing unit for supplying the virtual reality headset with video and audio content generated in response to the motion detection signal and the walking detection signal, so that the user can directly control a direction in the virtual reality simulation, the virtual content, and the virtual reality game. It is possible to recognize omnidirectional according to the motion of the user in a safer and simpler manner and to support the user to move in all directions desired by the user, thereby improving the convenience and safety of the user and improving the utilization.

Description

전방향 인식 및 이동이 가능한 트레드밀 모션 트레킹 장치{TREADMILL MOTION TRACKING DEVICE POSSIBLE OMNIDIRECTIONAL AWARENESSAND MOVE}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a treadmill motion tracking device capable of recognizing omnidirectional movements,

본 발명은 가상 현실 콘텐츠를 접하기 위한 트레드밀 모션 트레킹 장치에 관한 것으로, 상세하게는 보다 안전하고 간단한 방식으로 사용자 모션에 따른 모든 방향을 인식하고 사용자가 원하는 전방향으로 이동할 수 있도록 지원함으로써, 사용자의 편의성과 안전성을 높이고 그 활용도를 향상시킬 수 있도록 한 전방향 인식 및 이동이 가능한 트레드밀 모션 트레킹 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a treadmill motion trekking apparatus for accessing virtual reality contents. More particularly, the present invention relates to a treadmill motion trekking apparatus for recognizing all directions of a user's motion in a safer and simpler manner, And more particularly, to a treadmill motion trekking device capable of recognizing and moving the omnidirectional vehicle so as to enhance convenience and safety and to improve its utilization.

최근에는 신체를 이용한 기능성 게임이나 가상 현실의 시뮬레이션 콘텐츠 등의 체감형 문화 콘텐츠들이 급증하여, 가상 현실을 체험할 수 있는 게임이나 체감형 기기들이 다양한 분야에서 요구되고 있다. 특히, 학습이나 훈련, 사회 변화 등을 이끌어내기 위한 수단으로 활용하려 하고 있기 때문에, 차세대 기술과 콘텐츠를 선도할 수 있는 분야로 성장할 것을 전망하고 있다. In recent years, haptic cultural contents such as a functional game using a body or a simulation content of a virtual reality have rapidly increased, and a game or a sensible game device capable of experiencing a virtual reality has been desired in various fields. In particular, it is expected to grow into a field that can lead the next generation of technology and contents because it is used as a means to lead learning, training, and social change.

이미, 마이크로 소프트사의 X-Box, 닌텐도사의 게임큐브와 위(Wii), 소니사의 플레이 스테이션 시리즈 등 가상 현실을 시뮬레이션 콘텐츠를 이용한 체감형 게임기나 모션 트레킹 장치들이 다양한 분야에서 활용되고 있다. 예를 들어, 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0116912호(2010.11.02. 공개)에는 체감형 게임들을 운동 시스템에 접목시켜 체감형 게임과 운동 효과를 모두 기대할 수 있는 콘텐츠가 제시되고 있다. 아울러, 미국에서는 버투스옴니, 사이버리스 버철라이저 등 런닝 머신 위에서 워킹하듯 가상 현실을 체험하고, 사용자의 모션을 트레킹하여 게임 등으로 시뮬레이션할 수 있는 방식들이 상용화되고 있다. Experience game machines and motion trekking devices using virtual reality simulated contents such as Microsoft's X-Box, Nintendo's GameCube, Wii, Sony's PlayStation series and so on are being used in various fields. For example, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2010-0116912 (published on November 22, 2010) discloses a content capable of expecting both a sensible game and a movement effect by incorporating sensible games into an exercise system. In addition, in the US, virtual reality is experienced as if walking on a treadmill, such as the Bertus Omni, Cyberrisver Riser, etc., and methods for trekking the user's motion to simulate the game are being commercialized.

하지만, 종래 기술에 따른 가상 현실 체험 콘텐츠나 모션 트레킹 방식들은 사용자의 모션을 최대한 많이 감지하고 활용하기 위해, 가상 현실 헤드셋 외에도 바닥에 트레드밀 장치를 설치하거나, 트레드밀 신발을 착용하도록 하는 등 다양한 장비 착용을 요구하고 있다. 또한, 안전 사고에 대비해 사용 연령대가 제한되거나 골반과 상체 고정을 위한 고정 장치 등을 추가 장착해야 하는 사례도 있어 그 활용도와 안정성이 떨어질 수밖에 없었다. However, in order to detect and utilize the motion of the user as much as possible, in addition to the virtual reality headset, the virtual reality experiencing contents and the motion trekking methods according to the related art use various equipment such as a treadmill device installed on the floor, . Also, in case of safety accidents, there is a case where the age of use is limited or a fixing device for fixing the pelvis and upper body should be additionally installed.

공개특허공보 제10-2010-0116912호(2010.11.02. 공개)Open Patent Publication No. 10-2010-0116912 (published on November 2, 2010)

따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 트레드밀 모션 트레킹 장치의 이용시, 보다 안전하고 간단한 방식으로 사용자 모션에 따른 모든 방향을 인식하고 사용자가 원하는 전방향으로 이동할 수 있도록 지원함으로써, 사용자의 편의성과 안전성을 높이고 그 활용도를 향상시킬 수 있도록 한 전방향 인식 및 이동이 가능한 트레드밀 모션 트레킹 장치를 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and an object of the present invention is to provide a treadmill motion trekking apparatus, And a treadmill motion trekking device capable of recognizing omnidirectionally and moving the trekking motion trekking device.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 전방향 인식 및 이동이 가능한 트레드밀 모션 트레킹 장치는 적어도 하나의 모션 감지 센서부를 구비하여 사용자의 방향 전환 모션에 따른 모션 감지 신호를 생성 및 출력하고 모션 감지 신호에 따라 제공되는 가상 현실의 시뮬레이션이나 가상 콘텐츠 또는 가상 현실 게임에 따른 영상과 음향을 표시하는 가상 현실 헤드셋, 사용자의 워킹 동작에 따른 진동과 충격을 실시간 감지하는 신호 감지회로를 구비하여 워킹 동작에 대응하는 워킹 감지신호를 생성 및 출력하는 워킹 신호 감지부, 및 모션 감지 신호와 워킹 감지신호에 대응하여 생성되는 영상과 음향 콘텐츠를 가상 현실 헤드셋으로 공급하여 사용자가 가상 현실의 시뮬레이션이나 가상 콘텐츠 및 가상 현실 게임 안에서 방향을 직접적으로 제어할 수 있도록 지원하는 신호 처리부를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a treadmill motion trekking device capable of recognizing and moving omnidirectionally, comprising at least one motion detection sensor unit for generating and outputting a motion detection signal according to a direction change motion of a user, A virtual reality headset for displaying a virtual reality simulation or an image and sound according to a virtual reality game or a virtual reality game provided in accordance with a motion detection signal, and a signal sensing circuit for real time sensing vibrations and impacts caused by a user's walking motion A walking signal detection unit for generating and outputting a walking detection signal corresponding to a walking operation and a video and sound content generated in response to the motion detection signal and the walking detection signal to a virtual reality headset, Directly in the content and virtual reality game direction And a signal processor that enables controlled.

상기에서 설명한 본 발명의 전방향 인식 및 이동이 가능한 트레드밀 모션 트레킹 장치에 의하면 보다 안전하고 간단한 방식으로 사용자 모션에 따른 모든 방향을 인식하고 사용자가 원하는 전방향으로 이동할 수 있도록 지원함으로써, 사용자의 편의성과 안전성을 높이고 그 활용도를 향상시킬 수 있다. According to the treadmill motion trekking apparatus of the present invention described above, it is possible to recognize all the directions according to the user's motion in a safer and simpler manner and support the user to move in all directions desired by the user, The safety can be enhanced and the utilization thereof can be improved.

아울러, 바닥을 미끄럽지 않게 형성하거나 미끄러짐 방지 부재를 형성하되, 추가적으로 전용 신발이나 기기 등을 장착하지 않고도 이용할 수 있도록 하여 간편하면서도 위생적으로 트레드밀 모션 트레킹 장치를 이용 및 관리할 수 있다. In addition, it is possible to use and manage the treadmill motion trekking device conveniently and hygienically without forming a slip on the floor or forming a slip prevention member, and without using additional shoes or devices.

또한, 스위칭 소자나 압전 소자 그리고 진동 소자 등 단순하고 콤팩트한 회로와 신호처리 구성을 이용하여 경량 박형화된 형태로 워킹을 인식하는 모션 트레킹 장치가 제작되도록 함으로써, 원가 절감 효과를 이루면서도 더욱 다양한 종류의 트레드밀 모션 트레킹 장치에 보다 용이하게 장착될 수 있도록 하여 그 시장성을 높일 수 있다. In addition, it is possible to manufacture a motion trekking device which recognizes walking in a light and thin shape by using a simple and compact circuit such as a switching device, a piezoelectric device and a vibration device, and a signal processing configuration, The treadmill motion trekking device can be more easily mounted on the treadmill motion trekking device, thereby enhancing the marketability thereof.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전방향 인식 및 이동이 가능한 트레드밀 모션 트레킹 장치를 나타낸 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 트레드밀 모션 트레킹 장치의 실제 적용 예를 나타낸 구성도이다.
도 3은 도 1 및 도 2의 트레드밀 모션 트레킹 장치의 방향 모션 및 워킹 동작 검출에 따른 화면 이동 변화를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 워킹 신호 감지부의 세부 구성을 나타낸 다른 구성도이다.
도 5는 도 4의 트레드밀 모션 트레킹 장치의 방향 모션 및 워킹 동작 검출에 따른 화면 이동 변화를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 4에 도시된 워킹 신호 감지부 구성에 따라 사용자가 후방으로 후진하고자 하는 동작을 판단하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 1 is a block diagram of a treadmill motion trekking apparatus capable of recognizing and moving in all directions according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a block diagram showing an actual application example of the treadmill motion trekking apparatus shown in Fig. 1. Fig.
FIG. 3 is a diagram showing a screen movement change according to detection of a directional motion and a walking motion of the treadmill motion trekking apparatus of FIGS. 1 and 2. FIG.
FIG. 4 is a block diagram showing a detailed configuration of the working signal detecting unit shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a diagram showing a screen movement change according to detection of a directional motion and a walking motion of the treadmill motion trekking apparatus of FIG.
FIG. 6 is a diagram for explaining a method for the user to determine an operation to backward backward according to the configuration of the working signal sensing unit shown in FIG.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전방향 인식 및 이동이 가능한 트레드밀 모션 트레킹 장치를 나타낸 구성도이다. 그리고, 도 2는 도 1에 도시된 트레드밀 모션 트레킹 장치의 실제 적용 예를 나타낸 구성도이다. FIG. 1 is a block diagram of a treadmill motion trekking apparatus capable of recognizing and moving in all directions according to an embodiment of the present invention. 2 is a block diagram showing an actual application example of the treadmill motion trekking apparatus shown in FIG.

도 1 및 도 2에 도시된, 전방향 인식 및 이동이 가능한 트레드밀 모션 트레킹 장치는 사용자의 방향 전환 모션을 감지하는 가상 현실 헤드셋(100), 사용자의 워킹 동작을 감지하는 워킹 신호 감지부(200), 및 사용자의 방향 전환 모션과 워킹 동작에 대응하는 영상과 음향 콘텐츠를 가상 현실 헤드셋(100)으로 공급하여 사용자가 가상 현실의 시뮬레이션이나 및 가상 현실 게임 안에서 방향을 직접적으로 제어할 수 있도록 지원하는 신호 처리부(300)를 포함한다. 1 and 2, a treadmill motion trekking device capable of recognizing and moving in all directions includes a virtual reality headset 100 for sensing a direction change motion of a user, a walking signal detecting portion 200 for detecting a walking operation of a user, And a signal that supports the user to directly control the direction in the virtual reality simulation and the virtual reality game by supplying the virtual reality headset 100 with video and sound contents corresponding to the direction change motion and the walking operation of the user And a processing unit 300.

가상 현실 헤드셋(100)은 적어도 하나의 모션 감지 센서부를 구비하여 사용자의 방향 전환 모션에 따른 모션 감지 신호를 생성 및 출력하고 상기 모션 감지 신호에 따라 제공되는 가상 현실의 시뮬레이션이나 가상 콘텐츠 또는 가상 현실 게임에 따른 영상과 음향을 표시한다. The virtual reality headset 100 includes at least one motion detection sensor unit for generating and outputting a motion detection signal according to a direction change motion of a user, and for simulating a virtual reality provided according to the motion detection signal, And displays the image and sound according to the display.

가상 현실 헤드셋(100)에는 적어도 하나의 자이로 센서와 위치 감지 센서 또는 전자기 센서 등으로 이루어지는 모션 감지 센서부가 구비되어, 사용자의 방향 전환 모션에 따른 전방향의 모션 감지신호를 생성하고 신호 처리부(300)로 공급한다. 즉, 가상 현실 헤드셋(100)을 착용한 사용자의 움직임에 따라 상/하, 좌/우 등의 주시 방향을 실시간 감지하고 상/하, 좌/우의 방향 모션에 따른 전방향의 모션 감지신호를 실시간 생성하여 신호 처리부(300)로 공급하게 된다. The virtual reality headset 100 is provided with a motion detection sensor unit including at least one gyro sensor and a position detection sensor or an electromagnetic sensor to generate a forward motion detection signal in accordance with a user's direction change motion, . In other words, the virtual reality headset 100 detects real-time directions of up / down and left / right according to the movement of the user wearing the virtual reality headset 100 and realizes motion detection signals in all directions according to the upward / And supplies it to the signal processing unit 300.

가상 현실 헤드셋(100)은 사용자의 눈이나 머리에 착용하는 디스플레이 글래스 등을 포함하여 구성될 수 있다. 즉, 가상 현실의 시뮬레이션이나 가상 콘텐츠 또는 가상 현실 게임에 따른 영상을 표시하는 디스플레이 글래스와 음향 기기가 구성되어, 감지된 모션 감지신호를 반영하여 생성된 가상 현실의 시뮬레이션이나 가상 콘텐츠 또는 가상 현실 게임에 따른 영상과 음향을 사용자가 인지하도록 표시한다. 이와 아울러, 가상 현실 헤드셋(100)은 게임 기기나 컴퓨터 등을 통해 지원되는 가상 현실의 배경 화면이나 시뮬레이션 화면들을 표시할 수 있으며, 모션 감지신호를 반영하여 생성된 가상 현실의 시뮬레이션이나 가상 콘텐츠 또한 사용자가 인지하도록 표시한다. The virtual reality headset 100 may include a display glass or the like worn on the user's eyes or head. That is, a display glass and a sound device for displaying a virtual reality simulation, a virtual content, or a video according to a virtual reality game are constituted, and the virtual reality simulation or virtual reality or virtual reality game generated by reflecting the sensed motion sense signal And displays a corresponding image and sound to the user. In addition, the virtual reality headset 100 can display a background screen or simulation screens of a virtual reality supported by a game device, a computer, or the like. Further, simulation of a virtual reality generated by reflecting a motion sense signal, To be recognized.

워킹 신호 감지부(200)는 트레드밀 모션 트레킹 장치를 이루는 스테이지 부분 즉, 사용자가 올라서서 모션을 취하고 워킹 동작을 하게 되는 스테이지 바닥에 패드 형태로 실장 되거나 내장될 수 있다. 이러한 워킹 신호 감지부(200)는 사용자 워킹 동작에 의한 진동과 충격에 따라 스위칭 되어 사용자의 워킹 동작을 실시간 감지하는 적어도 하나의 신호 감지회로(210)를 구비하여 구성된다. 적어도 하나의 신호 감지회로(210)는 스테이지 부분에 올라선 사용자의 워킹 모션과 워킹 속도에 대응하는 워킹 감지신호를 실시간 생성하여, 워킹 감지신호를 신호 처리부(300)로 공급한다. 즉, 워킹 신호 감지부(200)에 내장된 적어도 하나의 신호 감지회로(210)는 사용자가 올라서서 걷거나 뛰는 등의 워킹 동작에 의해 발생되는 진동과 충격 정도에 따라 스위칭되어, 사용자의 워킹 모션과 워킹 속도에 대응하는 워킹 감지신호를 생성하고 실시간 신호 처리부(300)로 공급하게 된다. The walking signal sensing unit 200 may be mounted or embedded in a pad shape on a stage portion constituting a treadmill motion trekking apparatus, that is, on a stage floor where a user takes a motion and performs a walking operation. The working signal sensing unit 200 includes at least one signal sensing circuit 210 that is switched according to vibration and shock caused by a user walking operation and detects a walking operation of the user in real time. At least one signal detection circuit 210 generates a walking detection signal corresponding to the walking motion and the walking speed of the user on the stage and supplies the walking detection signal to the signal processing unit 300. That is, at least one signal detection circuit 210 incorporated in the working signal detection unit 200 is switched according to the vibration and the degree of impact generated by a walking operation such as walking or running, And generates a working sensing signal corresponding to the working speed and supplies the working sensing signal to the real time signal processor 300.

워킹 신호 감지부(200)에 내장된 적어도 하나의 신호 감지회로(210)에는 사용자의 워킹 동작에 따른 진동과 충격 정도에 의해 턴-온되어 워킹 속도와 모션에 대응하는 워킹 감지신호를 통전 시키는 제 1 스위치(210a), 및 제 1 스위치(210a)와는 병렬 구조로 연결되어 통전되는 워킹 감지신호를 충방전시킴으로써 워킹 감지신호에 가중치를 인가하는 적어도 하나의 가변 축전 소자(210b)를 구비한다. 이때 가중치를 갖는 워킹 감지신호는 신호 처리부(300)로 공급된다. 여기서, 제 1 스위치(210a)는 도면으로 설명한 스위칭 소자뿐 아니라 압전 소자, 진동 소자, 압력 감지 센서, 모션 감지 센서부 등의 다양한 전기 소자나 센서 중 적어도 어느 한 구성 요소로 구성될 수 있다. 이하에서는 제 1 스위치(210a)가 가장 단순한 형태의 스위칭 소자로 구성된 예를 설명하기로 한다. The at least one signal sensing circuit 210 incorporated in the working signal sensing unit 200 is turned on by the vibration and the degree of impact according to the walking operation of the user and outputs the walking sensing signal corresponding to the walking speed and the motion 1 switch 210a and at least one variable power storage device 210b connected in parallel with the first switch 210a to apply a weight to the walking detection signal by charging / discharging the working sensing signal to be energized. At this time, a working detection signal having a weight is supplied to the signal processing unit 300. Here, the first switch 210a may be constituted by at least any one of various electric elements and sensors such as a piezoelectric element, a vibration element, a pressure sensing sensor, a motion sensing part, and the like as well as the switching elements described in the drawings. Hereinafter, an example in which the first switch 210a is the simplest type of switching element will be described.

신호 처리부(300)는 가상 현실 헤드셋(100)으로부터 공급되는 모션 감지 신호 및 워킹 신호 감지부(200)로부터 공급되는 워킹 감지신호에 대응하도록 영상과 음향 콘텐츠를 생성하고 생성된 영상과 음향 콘텐츠를 다시 가상 현실 헤드셋(100)으로 공급한다. 즉, 신호 처리부(300)는 모션 감지 신호를 통해 사용자가 주시하거나 향하고 있는 방향을 인지하고, 워킹 감지신호를 통해서는 사용자의 워킹 동작과 워킹 속도 등을 인지하게 된다. 그리고, 사용자가 향하는 방향과 워킹 속도 등을 감안하여 그에 대응하는 영상과 음향 콘텐츠를 생성하고 생성된 영상과 음향 콘텐츠가 가상 현실 헤드셋(100)에서 표현되도록 지원한다. 이에, 사용자는 모션 트레드밀 장치에서의 워킹 동작을 수행하면서도 가상 현실 헤드셋(100)을 통해서는 가상 현실의 시뮬레이션이나 가상 콘텐츠 및 가상 현실 게임 안에서 방향을 직접적으로 제어하는 등의 체험을 즐길 수 있게 된다. The signal processing unit 300 generates video and audio content corresponding to the motion detection signal supplied from the virtual reality headset 100 and the walking detection signal supplied from the working signal detection unit 200, To the virtual reality headset 100. That is, the signal processing unit 300 recognizes the direction that the user is watching or directing through the motion detection signal, and recognizes the walking operation and the walking speed of the user through the walking detection signal. Then, in consideration of a direction and a walking speed of the user, the video and audio contents corresponding thereto are generated, and the generated video and audio contents are displayed in the virtual reality headset 100. Accordingly, the user can enjoy the experience of simulating virtual reality through the virtual reality headset 100 or directly controlling the direction in the virtual reality game and the virtual reality game while performing the walking operation in the motion treadmill.

도 1에 도시된 바와 같이, 신호 처리부(300)는 가상 현실 헤드셋(100) 및 워킹 신호 감지부(200)와 유/무선 통신을 수행하여 모션 감지 신호 및 워킹 감지신호를 각각 수신하는 송수신 모듈(310), 모션 감지 신호 및 워킹 감지신호를 A/D 변환하여 출력하는 A/D 변환 모듈(320), A/D 변환된 모션 감지 신호를 통해 사용자의 상/하, 좌/우 주시 방향을 인지하고 A/D 변환된 모션 감지 신호 및 워킹 감지신호를 통해서는 사용자의 전/후 워킹 방향과 속도를 인지하는 방향 처리 모듈(330), 방향 처리 모듈(330)에서 인지된 사용자의 상/하, 좌/우 주시 방향과 사용자의 전/후 워킹 방향 및 워킹 속도를 반영하여 그에 대응하는 영상과 음향 콘텐츠를 생성하고 생성된 영상과 음향 콘텐츠가 가상 현실 헤드셋(100)에서 표현되도록 지원하는 영상 처리 모듈(340), 및 영상 처리 모듈(340)로 가상 현실의 시뮬레이션이나 가상 콘텐츠 및 가상 현실 게임 화면을 지원하는 데이터 베이스(350)를 포함한다. 1, the signal processing unit 300 includes a transceiving module (not shown) for performing a wired / wireless communication with the virtual reality headset 100 and the working signal sensing unit 200 to receive a motion sensing signal and a working sensing signal, respectively 310), an A / D conversion module 320 for A / D converting the motion detection signal and the walking detection signal, and outputting the A / D converted motion detection signal. A direction processing module 330 for recognizing the walking direction and speed of the user through the A / D-converted motion detection signal and the walking detection signal, an up / down / A video processing module that generates video and audio contents corresponding to the left / right viewing direction, the user's front / back walking direction and walking speed, and supports the generated video and audio contents to be displayed in the virtual reality headset 100 (340), and an image processing module (340) And a database 350 that supports simulations of virtual reality or virtual content and virtual reality game screens.

구체적으로, 송수신 모듈(310)은 가상 현실 헤드셋(100) 및 워킹 신호 감지부(200)와 유/무선 통신을 수행하여 모션 감지 신호 및 워킹 감지신호를 각각 수신함과 아울러, 영상 처리 모듈(340)로부터의 생성된 영상과 음향 콘텐츠를 가상 현실 헤드셋(100)으로 송출한다. Specifically, the transmission / reception module 310 performs wire / wireless communication with the virtual reality headset 100 and the working signal sensing unit 200 to receive the motion sensing signal and the walking sensing signal, respectively, To the virtual reality headset (100).

A/D 변환 모듈(320)은 모션 감지 신호 및 워킹 감지신호를 각각 A/D 변환 처리하게 되고, 방향 처리 모듈(330)은 A/D 변환 처리된 모션 감지 신호 및 워킹 감지신호를 디코딩하고 디지털 코드로 변환함으로써, 사용자의 상/하, 좌/우 주시 방향을 포함한 사용자의 전/후 워킹 방향과 속도를 인지한다. The A / D conversion module 320 A / D-converts the motion detection signal and the working detection signal, and the direction processing module 330 decodes the A / D-converted motion detection signal and the walking detection signal, Code, thereby recognizing the user's walking direction and speed including the up / down and left / right viewing directions.

영상 처리 모듈(340)은 방향 처리 모듈(330)에서 인지된 사용자의 상/하, 좌/우 주시 방향과 사용자의 전/후 워킹 방향 및 워킹 속도를 반영하여 그에 대응하는 영상과 음향 콘텐츠를 생성한다. 그리고 워킹 방향과 워킹 속도가 반영된 영상과 음향 콘텐츠가 가상 현실 헤드셋(100)에서 표현되도록 지원한다. The image processing module 340 generates image and sound contents corresponding to the user's upward / downward and left / right viewing directions recognized by the direction processing module 330 and the forward / backward walking direction and the walking speed of the user do. In addition, the virtual reality headset 100 supports video and audio contents reflecting the walking direction and the walking speed in the virtual reality headset 100.

데이터 베이스(350)는 가상 현실 헤드셋(100)과 호환될 수 있도록 기기들의 등록 정보 및 인터페이스 정보를 저장하고 지원함과 아울러 가상 현실의 시뮬레이션이나 가상 콘텐츠 및 가상 현실 게임 화면을 저장하고 지원한다. 그리고, 좌/우 방향, 후면 방향, 전면 방향 등의 모션 감지 신호 및 워킹 감지신호들이 송출될 수 있도록 호환 프로그램과 인터페이스 정보를 제공하기도 한다. The database 350 stores and supports the registration information and interface information of the devices so as to be compatible with the virtual reality headset 100, and also supports simulation of the virtual reality, and storage and support of the virtual content and the virtual reality game screen. It also provides compatible programs and interface information so that motion detection signals and working detection signals such as left / right direction, rear direction, and front direction can be transmitted.

이러한 구성에 의해 신호 처리부(300)는 사용자가 모션 트레드밀 장치에서의 워킹 동작을 수행하면서도 가상 현실 헤드셋(100)을 통해서는 가상 현실의 시뮬레이션이나 가상 콘텐츠 및 가상 현실 게임 안에서 방향을 직접적으로 제어하는 등의 체험을 즐길 수 있도록 지원한다. According to such a configuration, the signal processing unit 300 can perform the walking operation in the motion treadmill, while directly controlling the direction in the virtual reality simulation or the virtual content and the virtual reality game through the virtual reality headset 100 To enjoy the experience of.

도 3은 도 1 및 도 2의 트레드밀 모션 트레킹 장치의 방향 모션 및 워킹 동작 검출에 따른 화면 이동 변화를 나타낸 도면이다. FIG. 3 is a diagram showing a screen movement change according to detection of a directional motion and a walking motion of the treadmill motion trekking apparatus of FIGS. 1 and 2. FIG.

도 3을 참조하면, 사용자는 가상 현실 헤드셋(100)을 착용한 상태에서 상/하 방향이나 좌측 또는 우측 방향이나 전방을 주시함으로써, 가상 현실 헤드셋(100)을 통해서는 방향성을 나타내는 모션 감지신호가 출력되도록 한다. 이때, 사용자는 주시하고 있는 방향으로 걸어가거나 뛰어가는 등의 워킹 동작을 수행함으로써 워킹 신호 감지부(200)를 통해서는 워킹 감지신호가 출력되도록 한다. Referring to FIG. 3, when a user is looking up / down or left or right or front while wearing the virtual reality headset 100, a motion sense signal indicating directionality through the virtual reality headset 100 Output. At this time, the user performs a walking operation such as walking or jumping in a direction in which the user is watching, thereby outputting a working detection signal through the working signal detector 200.

이에, 신호 처리부(300)는 모션 감지 신호를 통해 사용자가 주시하거나 향하고 있는 방향을 인지하고, 워킹 감지신호를 통해서는 사용자의 워킹 동작과 워킹 속도 등을 인지하게 된다. 그리고, 도 3과 같이, 사용자가 향하는 방향과 워킹 속도 등을 감안하여 그에 대응하는 영상과 음향 콘텐츠를 생성하고, 생성된 영상과 음향 콘텐츠가 가상 현실 헤드셋(100)에서 표현되도록 지원한다. 이에, 사용자는 모션 트레드밀 장치에서의 워킹 동작을 수행하면서도 가상 현실 헤드셋(100)을 통해서는 가상 현실의 시뮬레이션이나 가상 콘텐츠 및 가상 현실 게임 안에서 방향을 직접적으로 제어하는 등의 체험을 즐길 수 있게 된다. Accordingly, the signal processing unit 300 recognizes the direction that the user is watching or directing through the motion detection signal, and recognizes the walking operation and the walking speed of the user through the walking detection signal. Then, as shown in FIG. 3, video and audio contents corresponding to the user's direction, walking speed, and the like are taken into consideration, and the generated video and audio contents are displayed in the virtual reality headset 100. Accordingly, the user can enjoy the experience of simulating virtual reality through the virtual reality headset 100 or directly controlling the direction in the virtual reality game and the virtual reality game while performing the walking operation in the motion treadmill.

도 4는 도 1에 도시된 워킹 신호 감지부의 세부 구성을 나타낸 다른 구성도이다. 그리고, 도 5는 도 4의 트레드밀 모션 트레킹 장치의 방향 모션 및 워킹 동작 검출에 따른 화면 이동 변화를 나타낸 도면이다. FIG. 4 is a block diagram showing a detailed configuration of the working signal detecting unit shown in FIG. 1. FIG. FIG. 5 is a diagram showing changes in screen movement according to detection of a directional motion and a walking motion of the treadmill motion trekking apparatus of FIG.

도 4에 도시된 바와 같이, 워킹 신호 감지부(200)에는 사용자 워킹 동작에 의한 진동과 충격에 따라 스위칭 됨으로써 사용자의 워킹 동작을 실시간 감지하는 신호 감지회로(210)가 워킹 신호 감지부(200)의 중심부 및 주변부를 따라 복수개 배열되도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 워킹 신호 감지부(200)는 사용자가 올라서서 워킹 동작을 수행하는 스테이지 부분에 구성되지만, 이때 사용자의 워킹 동작을 실시간 감지하는 신호 감지회로(210)는 스테이지부의 중심부 및 주변부를 따라 복수개 배열되어 구성될 수 있다. 이러한 구성에 따라 복수개의 신호 감지회로(210) 중 적어도 하나씩의 신호 감지회로(210)는 가장 큰 신호 레벨로 워킹 감지신호를 출력할 수 있게 된다. 4, the working signal sensing unit 200 is switched according to the vibration and the shock caused by the user walking operation, so that the signal sensing circuit 210 that senses the user's walking operation in real time is connected to the working signal sensing unit 200, And may be arranged along a central portion and a peripheral portion of the substrate. Specifically, the working signal sensing unit 200 is configured in a stage portion where the user performs the walking operation while the user operates the signal sensing circuit 210. In this case, the signal sensing circuit 210, which senses the user's walking operation in real time, As shown in FIG. According to this configuration, at least one signal sensing circuit 210 of the plurality of signal sensing circuits 210 can output a walking sensing signal at the highest signal level.

이에, 신호 처리부(300)는 모션 감지 신호를 통해서는 사용자가 주시하거나 향하고 있는 방향을 인지하되, 가장 큰 신호 레벨로 워킹 감지신호를 발생하는 어느 한 신호 감지회로(210)의 위치에 따라 사용자가 후방으로 후진 즉, 뒷걸음질하고자 하는 의도를 판단할 수 있게 된다. Accordingly, the signal processing unit 300 recognizes the direction in which the user is looking or heading through the motion detection signal, and determines whether or not the user It is possible to judge the intention to backward, that is, backward.

도 6은 도 4에 도시된 워킹 신호 감지부 구성에 따라 사용자가 후방으로 후진하고자 하는 동작을 판단하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 6 is a diagram for explaining a method for the user to determine an operation to backward backward according to the configuration of the working signal sensing unit shown in FIG.

신호 처리부(300)의 방향 처리 모듈(330)은 모션 감지신호를 통해 사용자의 상/하, 좌/우 주시 방향을 인지하고 모션 감지신호 및 워킹 감지신호를 통해서는 사용자의 전/후 워킹 방향과 속도를 인지한다. 이때, 방향 처리 모듈(330)은 모션 감지신호에 따라 인식되는 사용자의 주시 방향과 반대되는 방향에 배치된 어느 한 신호 감지회로(210)에서 워킹 감지신호가 입력되면, 워킹 감지신호가 입력된 신호 감지회로(210)가 위치한 방향 즉, 사용자의 주시 방향과 반대되는 방향으로 후진하는 것으로 인식한다. The direction processing module 330 of the signal processing unit 300 recognizes the direction of the user's up / down and left / right viewing through the motion detection signal, and detects the user's front / back working direction through the motion detection signal and the walking detection signal Know the speed. At this time, when the walking detection signal is input to any one of the signal detection circuits 210 arranged in a direction opposite to the user's direction of sight recognized according to the motion detection signal, It is recognized that it is backward in the direction in which the detection circuit 210 is located, that is, in the direction opposite to the user's gaze direction.

워킹 신호 감지부(200)의 신호 감지회로(210)들은 워킹 신호 감지부(200)의 중심부 및 주변부를 따라 복수개 배열되어 구성되는바, 사용자가 워킹 동작을 수행하는 과정에서 주시하고 있는 방향과는 반대 방향으로 후진하게 되면, 사용자의 주시 방향과 반대되는 방향에 배치된 어느 한 신호 감지회로(210)에서 워킹 감지신호가 감지된다. 이에, 신호 처리부(300)의 방향 처리 모듈(330)은 사용자의 주시 방향과 반대되는 방향으로 후진하는 것으로 인식하고, 영상 처리 모듈(340)은 후진 속도를 반영한 영상을 영상과 음향 콘텐츠를 생성하게 된다. A plurality of the signal detecting circuits 210 of the working signal detecting unit 200 are arranged along the central portion and the peripheral portion of the working signal detecting unit 200. The direction in which the user performs the walking operation When the signal is reversed in the opposite direction, a signal sensing circuit 210 detects a walking sensing signal in a direction opposite to the direction of the user's gaze. Accordingly, the direction processing module 330 of the signal processing unit 300 recognizes the backward direction as being opposite to the direction of the user's viewing, and the image processing module 340 generates the image and the sound content reflecting the backward speed do.

이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명의 전방향 인식 및 이동이 가능한 트레드밀 모션 트레킹 장치에 의하면 보다 안전하고 간단한 방식으로 사용자 모션에 따른 모든 방향을 인식하고 사용자가 원하는 전방향으로 이동할 수 있도록 지원함으로써, 사용자의 편의성과 안전성을 높이고 그 활용도를 향상시킬 수 있다. 아울러, 바닥을 미끄럽지 않게 형성하거나 미끄러짐 방지 부재를 형성하되, 추가적으로 전용 신발이나 기기 등을 장착하지 않고도 이용할 수 있도록 하여 간편하면서도 위생적으로 트레드밀 모션 트레킹 장치를 이용 및 관리할 수 있다. As described above, according to the treadmill motion trekking apparatus of the present invention, omnidirectional recognition and movement are possible, it is possible to recognize all directions according to the user's motion in a safer and simpler manner, The convenience and safety of the user can be enhanced and the utilization thereof can be improved. In addition, it is possible to use and manage the treadmill motion trekking device conveniently and hygienically without forming a slip on the floor or forming a slip prevention member, and without using additional shoes or devices.

또한, 스위칭 소자나 압전 소자 그리고 진동 소자 등 단순하고 콤팩트한 회로와 신호처리 구성을 이용하여 경량 박형화된 형태로 워킹을 인식하는 모션 트레킹 장치가 제작되도록 함으로써, 원가 절감 효과를 이루면서도 더욱 다양한 종류의 트레드밀 모션 트레킹 장치에 보다 용이하게 장착될 수 있도록 하여 그 시장성을 높일 수 있다. In addition, it is possible to manufacture a motion trekking device which recognizes walking in a light and thin shape by using a simple and compact circuit such as a switching device, a piezoelectric device and a vibration device, and a signal processing configuration, The treadmill motion trekking device can be more easily mounted on the treadmill motion trekking device, thereby enhancing the marketability thereof.

상기에서는 본 발명의 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the following claims And changes may be made without departing from the spirit and scope of the invention.

100: 가상 현실 헤드셋 200: 워킹 신호 감지부
210: 신호 감지회로 300: 신호 처리부
310: 송수신 모듈 320: A/D 변환 모듈
330: 방향 처리 모듈 340: 영상 처리 모듈
350: 데이터 베이스100: Virtual reality headset 200: Working signal detection unit
210: Signal detection circuit 300: Signal processing section
310: Transmitting / receiving module 320: A / D conversion module
330: direction processing module 340: image processing module
350: database

Claims (7)

적어도 하나의 모션 감지 센서부를 구비하여 사용자의 방향 전환 모션에 따른 모션 감지 신호를 생성 및 출력하고 상기 모션 감지 신호에 따라 제공되는 가상 현실의 시뮬레이션이나 가상 콘텐츠 또는 가상 현실 게임에 따른 영상과 음향을 표시하는 가상 현실 헤드셋;
사용자의 워킹 동작에 따른 진동과 충격을 실시간 감지하는 신호 감지회로를 구비하여 워킹 동작에 대응하는 워킹 감지신호를 생성 및 출력하는 워킹 신호 감지부; 및
상기 모션 감지 신호와 상기 워킹 감지신호에 대응하여 생성되는 영상과 음향 콘텐츠를 상기 가상 현실 헤드셋으로 공급하여 사용자가 가상 현실의 시뮬레이션이나 가상 콘텐츠 및 가상 현실 게임 안에서 방향을 직접적으로 제어할 수 있도록 지원하는 신호 처리부;를 포함하고,
상기 신호 처리부는
상기 모션 감지 신호를 통해 상기 사용자가 주시하거나 바라보고 있는 방향을 인식하고, 상기 워킹 감지신호를 통해서는 상기 사용자의 워킹 동작과 워킹 속도를 인지하며,
상기 사용자가 바라보고 있는 방향과 워킹 속도를 감안하여 워킹 속도와 워킹 방향에 대응하는 영상과 음향 콘텐츠를 생성하고 상기 생성된 영상과 음향 콘텐츠가 가상 현실 헤드셋에서 표현되도록 지원하고,
상기 신호 처리부는
상기 가상 현실 헤드셋 및 상기 워킹 신호 감지부와 유/무선 통신을 수행하여 상기 모션 감지 신호 및 상기 워킹 감지신호를 각각 수신하는 송수신 모듈;
상기 모션 감지 신호 및 상기 워킹 감지신호를 A/D 변환하여 출력하는 A/D 변환 모듈;
상기 A/D 변환된 모션 감지 신호를 통해 상기 사용자의 상/하, 좌/우 주시 방향을 인지하고, 상기 A/D 변환된 모션 감지 신호 및 상기 워킹 감지신호를 통해서는 상기 사용자의 전/후 워킹 방향과 속도를 인지하는 방향 처리 모듈;
상기 방향 처리 모듈에서 인지된 상기 사용자의 상/하, 좌/우 주시 방향과 사용자의 전/후 워킹 방향 및 워킹 속도를 반영하여 그에 대응하는 영상과 음향 콘텐츠를 생성하고 상기 생성된 영상과 음향 콘텐츠가 상기 가상 현실 헤드셋에서 표현되도록 지원하는 영상 처리 모듈; 및
상기 영상 처리 모듈로 가상 현실의 시뮬레이션이나 가상 콘텐츠 및 가상 현실 게임 화면을 지원하는 데이터 베이스;
를 포함하는 전방향 인식 및 이동이 가능한 트레드밀 모션 트레킹 장치.
And at least one motion detection sensor unit is provided to generate and output a motion detection signal according to a direction change motion of the user and to simulate the virtual reality provided according to the motion detection signal and to display images and sound according to the virtual content or the virtual reality game A virtual reality headset;
A walking signal detecting unit for detecting a vibration and an impact of the user in accordance with a walking operation of the user, the walking signal detecting unit generating and outputting a walking detection signal corresponding to the walking operation; And
A video and sound content generated in response to the motion detection signal and the walking detection signal is supplied to the virtual reality headset so that the user can directly control the direction in the virtual reality simulation or the virtual content and the virtual reality game And a signal processing unit,
The signal processing unit
Recognizing a direction in which the user is looking or looking through the motion detection signal, recognizing a walking operation and a walking speed of the user through the walking detection signal,
The method comprising: generating video and audio contents corresponding to a walking speed and a walking direction in consideration of a direction and a walking speed that the user is looking at, supporting the generated video and audio contents in a virtual reality headset,
The signal processing unit
A transceiving module for performing wired / wireless communication with the virtual reality headset and the working signal sensing unit to receive the motion sensing signal and the walking sensing signal, respectively;
An A / D conversion module for performing A / D conversion on the motion detection signal and the working detection signal and outputting the result;
The A / D conversion unit senses the direction of the user's up / down and left / right viewing through the A / D-converted motion detection signal, A direction processing module for recognizing a walking direction and a speed;
The direction and direction of the user, the forward / backward walking direction and the walking speed of the user recognized by the direction processing module and generates a corresponding image and sound content, and outputs the generated image and the sound content An image processing module for supporting the virtual reality headset to be represented in the virtual reality headset; And
A database for supporting a virtual reality simulation, a virtual content, and a virtual reality game screen with the image processing module;
Wherein the treadmill is capable of recognizing and moving in all directions.
삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 워킹 신호 감지부는
사용자가 올라서서 워킹 동작을 수행하는 스테이지 부분에 구성되되, 상기 사용자의 워킹 동작에 의한 진동과 충격에 따라 스위칭됨으로써 사용자의 워킹 동작을 실시간 감지하는 신호 감지회로가 상기 워킹 신호 감지부의 중심부 및 주변부를 따라 복수개 배열되도록 구성되며,
상기 복수개의 신호 감지회로 중 상기 사용자의 워킹 동작에 의한 진동과 충격이 가장 트게 감지되는 어느 하나의 신호 감지회로는 가장 큰 신호 레벨로 워킹 감지신호를 출력하는 전방향 인식 및 이동이 가능한 트레드밀 모션 트레킹 장치.
The method according to claim 1,
The working signal sensing unit
A signal detecting circuit for detecting a user's walking operation in real time by being switched according to vibration and shock caused by the walking operation of the user is disposed at a central portion and a peripheral portion of the walking signal detecting portion, And a plurality of light emitting elements,
One of the plurality of signal detecting circuits, in which vibrations and shocks caused by the user's walking operation are most likely to be detected, includes a treadmill motion trekking function capable of recognizing omnidirectional movement and outputting a walking detection signal at a maximum signal level Device.
제 4 항에 있어서,
상기 신호 처리부는
상기 사용자가 워킹 동작을 수행하는 과정에서 주시하고 있는 방향과는 반대 방향으로 후진하게 되면, 사용자의 주시 방향과 반대되는 방향에 배치된 어느 한 신호 감지회로에서 감지되는 워킹 감지신호에 따라 상기 사용자가 주시하는 방향과 반대되는 방향으로 후진하는 것으로 인식하고,
후진 속도를 반영한 영상을 영상과 음향 콘텐츠를 생성하는 전방향 인식 및 이동이 가능한 트레드밀 모션 트레킹 장치.
5. The method of claim 4,
The signal processing unit
When the user moves backward in a direction opposite to the direction of interest in the course of performing the walking operation, the user may move in a direction opposite to the user's viewing direction, It is recognized that it is backward in the direction opposite to the direction of watching,
A treadmill motion trekking device capable of omnidirectional recognition and movement to generate video and audio contents reflecting the backward speed.
제 1 항에 있어서,
상기 가상 현실 헤드셋은
적어도 하나의 자이로 센서와 위치 감지 센서 및 전자기 센서 중 적어도 하나의 센서를 구비하여 사용자의 방향 전환 모션에 따른 모션 감지 신호를 생성 및 출력하는 상기의 모션 감지 센서부;
상기 가상 현실의 시뮬레이션이나 가상 콘텐츠 또는 가상 현실 게임에 따른 영상을 표시하는 디스플레이 글래스;
상기 가상 현실의 시뮬레이션이나 가상 콘텐츠 또는 가상 현실 게임에 따른 음향을 출력하는 음향 기기;
를 포함한 전방향 인식 및 이동이 가능한 트레드밀 모션 트레킹 장치.
The method according to claim 1,
The virtual reality headset
The motion sensing unit comprising at least one sensor of at least one gyro sensor, a position sensing sensor, and an electromagnetic sensor to generate and output a motion sensing signal according to a user's direction switching motion;
A display glass for displaying a simulation according to the virtual reality or an image according to the virtual content or the virtual reality game;
A sounder for outputting sound according to the simulation of the virtual reality, the virtual content, or the virtual reality game;
And a treadmill motion trekking device capable of omnidirectional recognition and movement.
제 1 항에 있어서,
상기 워킹 신호 감지부에 내장된 적어도 하나의 신호 감지회로는
상기 사용자의 워킹 동작에 따른 진동과 충격 정도에 의해 턴-온되어 워킹 속도와 모션에 대응하는 워킹 감지신호를 통전 시키는 제 1 스위치, 및
상기 제 1 스위치와는 병렬 구조로 연결되어 통전되는 워킹 감지신호를 충방전시킴으로써 상기 워킹 감지신호에 가중치를 인가하는 적어도 하나의 가변 축전 소자;
를 포함한 전방향 인식 및 이동이 가능한 트레드밀 모션 트레킹 장치.
The method according to claim 1,
The at least one signal sensing circuit incorporated in the working signal sensing unit
A first switch which is turned on by the vibration and the degree of impact according to the walking operation of the user to energize the walking detection signal corresponding to the walking speed and the motion,
At least one variable power storage device connected in parallel with the first switch for applying a weight to the working sensing signal by charging / discharging the working sensing signal to be energized;
And a treadmill motion trekking device capable of omnidirectional recognition and movement.
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