KR101831797B1 - Virtual reality interactive bicycle riding system and simulation method thereof - Google Patents

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KR101831797B1
KR101831797B1 KR1020170000253A KR20170000253A KR101831797B1 KR 101831797 B1 KR101831797 B1 KR 101831797B1 KR 1020170000253 A KR1020170000253 A KR 1020170000253A KR 20170000253 A KR20170000253 A KR 20170000253A KR 101831797 B1 KR101831797 B1 KR 101831797B1
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이호석
성보경
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(주)피디케이리미티드
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Abstract

The present invention relates to an interactive virtual reality bicycle riding system and a simulation method thereof, and more particularly, to an interactive virtual reality bicycle riding system which can provide virtual reality in which a rider can feel like riding on an actual road by corresponding to operation of the rider while the rider is riding the bicycle indoor, and a simulation method thereof. The system of the present invention comprises: a display unit; a bicycle simulator; and a bicycle riding control unit.

Description

상호반응형 가상현실 자전거 라이딩 시스템 및 그 시뮬레이션 방법{Virtual reality interactive bicycle riding system and simulation method thereof}Technical Field [0001] The present invention relates to a virtual reality bicycle riding system and a simulation method thereof,

본 발명은 상호반응형 가상현실 자전거 라이딩 시스템 및 그 시뮬레이션 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실내에서 자전거를 타되, 자전거를 타는 사람(또는 "라이더"라 함)이 자신의 조작에 대응하여 실제 도로를 달리는 것과 같은 가상현실을 제공할 수 있는 상호반응형 가상현실 자전거 라이딩 시스템 및 그 시뮬레이션 방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to an interactive real-time virtual reality bicycle riding system and a simulation method thereof, and more particularly, The present invention relates to a virtual reality bicycle riding system and a simulation method thereof.

과학문명이 발달하기 이전에는 무리한 육체노동과 영양부족, 질병에 대한 이해 부족 등으로 인한 성장 장애, 자세 이상, 감염성 질환 등이 주요한 건강 저해 요인이었다.Prior to the development of scientific civilization, growth disorder, postural abnormality, infectious diseases caused by insufficient manual labor, malnutrition, lack of understanding about disease were major health inhibition factors.

그러나 현대인들은 경제수준의 향상과 과학의 발달로 과거의 건강 저해 요인은 상당부분 해소된 반면, 기계 문명의 발달로 인한 운동 부족, 정신적 스트레스, 영양 과잉 등으로 인한 비만이 건강 위해 요인으로 등장하였다.However, the improvement of the economic level and the science of modern people have overcome the health obstacles of the past, but the obesity due to the lack of exercise due to the development of machine civilization, mental stress, and nutritional overgrowth has appeared as a health risk factor.

이와 같이 비만을 방지하고 스트레스를 해소하기 위해 현대인들은 다양한 스포츠들을 즐기고 있다.In order to prevent obesity and to relieve stress, modern people enjoy various sports.

그러나 이 또한, 과중한 업무에 의한 시간 부족으로 주기적으로 하기 어려운 문제점이 있었다.However, this also has a problem that it is difficult to periodically perform due to lack of time due to heavy work.

이러한 문제점에 따라 현대인은 설치가 간편하고 비교적 저렴하며 유산소 운동을 할 수 있는 실내 헬스 자전거를 구매하여 집에서 타거나 헬스장에 설치되어 있는 실내 헬스 자전거를 많이 타고 있다.Due to these problems, Hyundai is purchasing an indoor fitness bike that is easy to install, relatively inexpensive, and able to exercise aerobic exercise, and rides a lot of indoor fitness bikes installed at the gym or at the gym.

실내 헬스 자전거는 상술한 바와 같이 설치 공간이 작고, 가격이 저렴하며, 꾸준히 사용하는 경우 운동 효과도 있어 많은 사람들이 구매하고 있으나, 사용자들은 한정된 공간인 실내에서 헬스 자전거를 타므로 금방 지루함을 느껴 오래 타지 못하는 경우가 많으며, 결국에는 타지 않거나 헬스 자전거를 창고에 넣어두는 경우가 많아지고 있다.As mentioned above, the indoor fitness bike has a small installation space, low cost, and a lot of people purchase it because of its exercise effect when it is used constantly. However, since users ride the fitness bicycle in a limited space indoors, There are many cases where they can not ride, and eventually they do not ride or put a bicycle in a warehouse.

등록특허 제10-1370833호(2014.02.28.)Registration No. 10-1370833 (Feb. 28, 2014)

따라서 본 발명의 목적은 실내에서 자전거를 타되, 라이더가 자신의 조작에 대응하여 실제 도로를 달리는 것과 같은 가상현실을 제공할 수 있는 상호반응형 가상현실 자전거 라이딩 시스템 및 그 시뮬레이션 방법을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide an interactive virtual reality bicycle riding system and its simulation method capable of providing a virtual reality such as a rider riding on a real road in response to an operation of the rider in an indoor environment.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 상호반응형 가상현실 자전거 라이딩 시스템은: 가상 라이딩 시뮬레이션 영상을 디스플레이하는 디스플레이부; 페달을 구비하는 자전거, 및 사용자의 조작에 따른 상기 자전거의 주행상태를 측정한 주행상태정보를 전송하고, 시뮬레이터 조작정보를 수신받고 상기 시뮬레이터 조작정보에 따라 상기 자전거의 기울기를 제어하고 상기 페달에 저항력을 부여하는 시뮬레이션 모듈을 포함하는 자전거 시뮬레이터; 및 서로 다른 자전거 경로정보 및 해당 경로에 대한 시뮬레이션 영상을 포함하는 다수의 콘텐츠를 저장하고 있으며, 사용자로부터 상기 콘텐츠들 중 하나를 선택받고, 선택된 콘텐츠의 시뮬레이션 영상에 상기 자전거 시뮬레이터로부터 입력되는 주행상태정보를 반영한 가상 라이딩 시뮬레이션 영상을 생성하여 상기 디스플레이부로 출력하고, 상기 콘텐츠의 경로정보에 포함된 도로 노면의 노면 상태정보 및 경사정보를 포함하는 시뮬레이터 조작정보를 상기 자전거 시뮬레이터로 전송하는 자전거 라이딩 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an interactive virtual reality bicycle riding system, comprising: a display unit for displaying a virtual riding simulation image; And a control unit that receives the simulator operation information and controls the inclination of the bicycle in accordance with the simulator operation information and controls the resistance of the pedal A bicycle simulator including a simulation module for giving a vehicle speed to the driver; And a plurality of contents including a different bicycle route information and a simulation image for the corresponding route, wherein one of the contents is selected from a user, and the driving state information inputted from the bicycle simulator To the display unit, and transmits the simulator operation information including the road surface state information and the gradient information of the road surface included in the route information of the contents to the bicycle simulator .

상기 디스플레이부는, 반구형으로 형성되어 내측의 오목한 면을 스크린으로 적용하여 상기 가상 라이딩 시뮬레이션 영상을 표시하는 돔 스크린; 및 상기 가상 라이딩 시뮬레이션 영상을 상기 돔 스크린의 스크린에 조사하는 프로젝터를 포함하되, 상기 자전거 라이딩 제어부는, 상기 주행상태정보를 반영한 가상 라이딩 시뮬레이션 영상을 상기 돔 스크린의 스크린면의 굴곡에 대응하도록 영상 처리하여 상기 프로젝터로 출력하는 것을 특징으로 한다.The display unit may include a dome screen formed in a hemispherical shape to display the virtual riding simulation image by applying an inner concave surface to a screen; And a projector for irradiating the virtual riding simulation image to a screen of the dome screen, wherein the bike riding control unit is configured to execute a virtual riding simulation image reflecting the running state information to image processing so as to correspond to bending of the screen surface of the dome screen And outputs it to the projector.

상기 디스플레이부는, 사용자의 양측 눈에 착용되도록 구성되어 상기 가상 라이딩 시뮬레이션 영상을 입체적으로 표시하는 헤드업 디스플레이 장치이되, 상기 자전거 라이딩 제어부는, 상기 주행상태정보를 반영한 가상 라이딩 시뮬레이션 영상을 상기 헤드업 디스플레이에 대응하도록 3차원 영상 처리를 수행하여 상기 헤드업 디스플레이로 출력하는 것을 특징으로 한다.Wherein the display unit is a head-up display device configured to be worn on both eyes of a user and three-dimensionally display the virtual riding simulation image, wherein the bike riding control unit displays a virtual riding simulation image reflecting the driving state information on the head- Dimensional image processing so as to correspond to the head-up display.

상기 시뮬레이션 모듈은, 자전거 라이딩 제어부와 통신을 수행하는 시뮬레이터 통신부; 상기 사용자의 조작에 따른 상기 자전거의 주행상태를 측정하여 주행상태정보를 출력하는 주행상태 측정부; 상기 자전거의 기울기를 제어하고 페달에 저항력을 부여하는 가상 주행 전달부; 및 상기 주행상태 측정부에 의해 측정된 주행상태정보를 상기 자전거 라이딩 제어부로 전송하고, 상기 자전거 라이딩 제어부로부터 시뮬레이터 조작정보를 수신받고 상기 시뮬레이터 조작정보에 따라 상기 가상 주행 전달부를 제어하는 시뮬레이터 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The simulation module includes: a simulator communication unit for performing communication with a bike riding control unit; A traveling state measuring unit for measuring a traveling state of the bicycle according to an operation of the user and outputting traveling state information; A virtual running transporter for controlling the inclination of the bicycle and imparting resistance to the pedal; And a simulator control unit for transmitting the traveling state information measured by the traveling state measuring unit to the bike riding control unit, receiving the simulator operating information from the bike riding control unit, and controlling the virtual traveling transmitting unit according to the simulator operating information .

상기 주행상태 측정부는, 상기 사용자가 상기 자전거의 브레이크 레버를 누르는 압력을 측정하여 출력하는 브레이크 레버 압력 측정부; 상기 사용자가 상기 페달을 돌리는 속도에 대응하는 주행속도를 측정하여 출력하는 회전 속도 측정부; 및 상기 자전거의 핸들의 회전각을 측정하여 출력하는 핸들 회전각 측정부를 포함하여 상기 브레이크 레버 압력정보, 주행속도정보, 핸들 회전각정보를 포함하는 주행상태정보를 상기 자전거 라이딩 제어부로 전송하는 것을 특징으로 한다.Wherein the running state measuring unit includes: a brake lever pressure measuring unit that measures and outputs a pressure at which the user presses the brake lever of the bicycle; A rotational speed measuring unit for measuring and outputting a running speed corresponding to a speed at which the user rotates the pedal; And a handle rotation angle measuring unit for measuring and outputting a rotation angle of the steering wheel of the bicycle, and transmitting driving state information including the brake lever pressure information, driving speed information, and steering wheel rotation angle information to the bicycle riding control unit .

상기 주행상태 측정부는, 상기 자전거를 탄 사용자의 정면을 촬영하는 카메라를 구비하여 자전거에 탄 사용자의 자세를 분석하여 자세분석정보를 출력하는 라이더 자세 분석부를 더 포함하여 상기 주행상태정보에 상기 자세분석정보를 더 포함하여 상기 자전거 라이딩 제어부로 전송하는 것을 특징으로 한다.Wherein the running state measuring unit further includes a rider posture analyzing unit having a camera for photographing a front side of a user who rides the bicycle and analyzing a posture of a user on the bicycle to output posture analysis information, Information to the bike riding control unit.

상기 가상 주행 전달부는, 상기 자전거를 상하로 진동하되 진동의 세기를 조절할 수 있는 진동부; 상기 페달의 크랭크 축 또는 상기 자전거의 휠에 구성되어 페달의 회전 및 휠의 회전에 저항력을 부여하는 라이딩 저항부; 상기 자전거의 전후 기울기를 조절하는 전후방 기울기 조절부; 및 상기 자전거의 좌우 기울기를 조절하는 좌우기울기 조절부를 포함하되, 상기 시뮬레이터 제어부는, 상기 시뮬레이터 조작정보의 노면 상태정보에 따라 상기 진동부의 진동 및 그 세기를 조절하고, 상기 시뮬레이터 조작정보의 도로 기울기(경사) 정보에 의해 상기 라이딩 저항부의 저항력 및 상기 전후방 기울기 조절부를 제어하여 전후방 기울기를 조절하며, 상기 주행상태 측정부로부터 입력되는 주행상태정보의 핸들 회전 각 정보에 의해 상기 좌우기울기 조절부를 제어하여 상기 자전거의 좌우 기울기를 제어하는 것을 특징으로 한다.The virtual traveling unit includes a vibration unit that vibrates the bicycle up and down and adjusts the intensity of vibration; A riding resistance part formed on the crankshaft of the pedal or the wheel of the bicycle to impart resistance to the rotation of the pedal and the rotation of the wheel; A forward / backward tilt adjusting unit for adjusting a forward / backward inclination of the bicycle; And a left and right tilt adjusting unit for adjusting the tilt of the bicycle, wherein the simulator control unit adjusts the vibration and intensity of the vibration unit according to the road surface state information of the simulator operation information, The controller controls the resistive force of the riding resistance part and the front / rear inclination adjusting part to control the front / rear inclination by the information of the steering angle of the running state information inputted from the running state measuring part, And controlling the inclination of the left and right of the bicycle.

상기 자전거 라이딩 제어부는, 서로 다른 경로정보, 해당 경로에 대한 시뮬레이션 영상을 포함하는 다수의 콘텐츠를 저장하는 콘텐츠 저장부; 상기 자전거 시뮬레이터와 데이터 통신을 수행하는 라이딩 통신부; 선택된 콘텐츠의 시뮬레이션 영상에 상기 자전거 시뮬레이터로부터 입력되는 주행상태정보를 반영한 가상 라이딩 시뮬레이션 영상을 생성하여 상기 디스플레이부로 출력하는 영상 처리부; 및 상기 콘텐츠의 경로정보에 포함된 도로 노면의 노면 상태정보 및 경사정보를 포함하는 시뮬레이터 조작정보를 상기 자전거 시뮬레이터로 전송하는 라이딩 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The bicycle riding control unit may include a content storage unit for storing a plurality of contents including different route information and a simulation image for the corresponding route; A riding communication unit for performing data communication with the bicycle simulator; An image processing unit for generating a virtual simulation image of the selected content reflecting the driving state information input from the bicycle simulator and outputting the simulation image to the display unit; And a riding controller for transmitting simulator operation information including road state information and inclination information of the road surface included in the path information of the contents to the bicycle simulator.

상기 라이딩 제어부는, 사용자에 의한 시뮬레이터 구동 명령 발생 시 상기 콘텐츠 저장부에 저장된 콘텐츠에 대한 리스트를 상기 디스플레이부를 통해 표시하고, 상기 콘텐츠들 중 하나를 선택받아 해당 콘텐츠를 상기 콘텐츠 저장부로부터 로드하는 콘텐츠 선택부; 상기 선택된 콘텐츠를 표시할 둘 이상의 디스플레이 수단 중 하나를 선택할 것을 요청하고 선택된 하나를 상기 가상 라이딩 시뮬레이션 영상을 표시할 디스플레이 수단으로 설정하는 디스플레이 수단 선택부; 선택된 콘텐츠의 시뮬레이션 영상에 상기 자전거 시뮬레이터로부터 입력되는 주행상태정보를 반영한 가상 라이딩 시뮬레이션 영상을 생성하여 상기 디스플레이부로 출력하고, 상기 콘텐츠의 경로정보에 포함된 도로 노면의 노면 상태정보 및 경사정보를 포함하는 시뮬레이터 조작정보를 상기 자전거 시뮬레이터로 전송하는 콘텐츠 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Wherein the riding control unit displays a list of contents stored in the contents storage unit through the display unit when a simulator driving instruction is issued by a user and selects one of the contents to load the contents from the contents storage unit A selection unit; A display means selection unit for requesting to select one of two or more display means for displaying the selected content and setting the selected one as a display means for displaying the virtual riding simulation image; A virtual simulation image of the selected content reflecting the driving state information input from the bicycle simulator is output to the display unit and the road surface state information and the gradient information of the road surface included in the path information of the content are included And a content driver for transmitting the simulator operation information to the bicycle simulator.

상기 콘텐츠 구동부는, 사용자로부터 직접 또는 상기 라이딩 통신부를 통해 날씨 제공 서버로부터 바람의 세기 및 방향 정보를 포함하는 날씨 정보를 수집하여 주행 환경 정보로 설정하는 콘텐츠 주행 환경 제어부; 상기 자전거 시뮬레이터로부터 입력되는 주행상태정보를 수집하는 시뮬레이션 정보 획득부; 선택된 콘텐츠의 시뮬레이션 영상에 상기 자전거 시뮬레이터로부터 입력되는 주행상태정보를 반영한 가상 라이딩 시뮬레이션 영상을 생성하여 상기 디스플레이부로 출력하는 콘텐츠 영상 제어부; 및 상기 콘텐츠의 경로정보에 포함된 도로 노면의 노면 상태정보, 경사정보, 바람의 세기 및 방향 정보를 포함하는 시뮬레이터 조작정보를 상기 자전거 시뮬레이터로 전송하는 시뮬레이션 제어부를 포함하되, 상기 자전거 시뮬레이터는, 상기 경사정보 및 상기 바람의 세기 및 방향 정보에 따른 저항력을 계산하고 계산된 저항력을 상기 페달에 부여하는 것을 특징으로 한다.The content driving unit may collect weather information including wind intensity and direction information from the weather providing server directly from the user or through the riding communication unit and set the weather information as traveling environment information; A simulation information acquisition unit for collecting driving state information input from the bicycle simulator; A content image control unit for generating a virtual simulation image of the selected content reflecting the driving state information input from the bicycle simulator and outputting the generated simulation image to the display unit; And a simulation controller for transmitting simulator operation information including road surface condition information, inclination information, wind intensity and direction information of the road surface included in the path information of the contents to the bicycle simulator, And calculating the resistance according to the inclination information and the wind intensity and direction information, and applying the calculated resistance to the pedal.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 상호반응형 가상현실 자전거 라이딩 방법은 라이딩 제어부가 사용자로부터 콘텐츠들 중 하나를 선택받고, 시뮬레이션 설정을 수행하는 설정 과정; 상기 라이딩 제어부가 상기 콘텐츠의 경로정보에 포함된 도로 노면의 노면 상태정보 및 경사정보를 포함하는 시뮬레이터 조작정보를 시뮬레이션 모듈로 전송하는 라이딩 제어 과정; 시뮬레이션 모듈이 상기 시뮬레이터 조작정보에 따라 상기 자전거의 기울기를 제어하고 페달에 저항력을 부여하는 시뮬레이터 조작정보 적용 과정; 상기 시뮬레이션 모듈이 시뮬레이터 조작정보가 적용된 상태에서 사용자의 조작에 따른 자전거의 주행상태를 측정하고, 측정된 주행상태정보를 상기 라이딩 제어부로 전송하는 주행상태정보 제공 과정; 및 상기 라이딩 제어부가 선택된 콘텐츠의 시뮬레이션 영상에 상기 자전거 시뮬레이터로부터 입력되는 주행상태정보를 반영한 가상 라이딩 시뮬레이션 영상을 생성하여 디스플레이부로 출력하는 가상 라이딩 시뮬레이션 영상 디스플레이 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for riding an interactive virtual reality bicycle, the method comprising: a riding controller selecting one of contents from a user and performing a simulation setting; A riding control process of transmitting the simulator operation information including the road surface state information and the slope information of the road surface included in the route information of the contents to the simulation module; A simulator operation information application step of the simulation module controlling the inclination of the bicycle and imparting resistance to the pedal according to the simulator operation information; A running state information providing step of the simulation module measuring a running state of the bicycle according to a user's operation in a state where the simulator operating information is applied and transmitting the measured running state information to the riding controller; And a virtual ride simulation image display step of generating a virtual ride simulation image reflecting driving state information inputted from the bicycle simulator on the simulation image of the selected content, and outputting the generated simulation image to the display unit.

상기 설정 과정은, 상기 라이딩 제어부가 사용자로부터 상기 콘텐츠들 중 하나를 선택받아 콘텐츠 저장부로부터 해당 콘텐츠를 로드하는 콘텐츠 선택 단계; 적어도 둘 이상의 디스플레이 수단 중 하나를 사용자로부터 선택받고, 선택된 디스플레이 수단에 대한 환경 설정을 수행하는 디스플레이 환경 설정 단계; 및 상기 선택된 콘텐츠에 적용할 바람의 방향 및 세기를 포함하는 날씨정보를 설정하는 시뮬레이션 환경 설정 단계를 포함하되, 상기 라이딩 제어부는 상기 라이딩 제어 과정에서 상기 시뮬레이션 환경 설정 단계에서 설정된 바람의 방향 및 세기 정보를 상기 시뮬레이터 조작정보에 포함하여 전송하고, 상기 시뮬레이터 조작정보 적용 과정에서 상기 시뮬레이션 모듈이 상기 자전거의 주행 방향과 상기 바람의 방향 및 세기를 고려한 저항력을 계산하여 상기 페달에 적용하는 것을 특징으로 한다.Wherein the setting step comprises: a content selection step of the riding controller selecting one of the contents from the user and loading the contents from the contents storage unit; A display environment setting step of selecting at least one of at least two display means from a user and setting a configuration for the selected display means; And a simulation environment setting step of setting weather information including directions and intensities of wind to be applied to the selected contents, wherein the riding control part sets the direction and intensity information of winds set in the simulation environment setting step in the riding control step And the simulation module calculates the resistance of the pedal in consideration of the running direction of the bicycle and the direction and intensity of the wind in the application of the simulator operation information.

상기 조작정보 적용 과정은, 상기 시뮬레이션 모듈이 상기 시뮬레이터 조작정보에 포함된 경로정보의 도로 도면 정보에 따라 자전거에 진동을 발생하는 도로 노면상태 적용 단계; 상기 시뮬레이션 모듈이 상기 시뮬레이터 조작정보에 포함된 경로정보의 도로 경사도에 따라 상기 자전거의 상하 기울기를 조절하는 도로 경사도 적용 단계; 및 상기 도로 경사도에 따라 상기 자전거의 페달에 저항력을 부여하는 저항력 적용 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Wherein the operation information application step includes: a road surface state applying step in which the simulation module generates vibration in a bicycle in accordance with road drawing information of path information included in the simulator operation information; Applying the road gradient to the simulation module to adjust a vertical gradient of the bicycle in accordance with a road gradient of path information included in the simulator operation information; And applying a resistance force to the pedal of the bicycle according to the road gradient.

상기 조작정보 적용 과정은, 상기 시뮬레이션 모듈이 상기 자전거의 주행 방향과 상기 바람의 방향 및 세기를 고려한 저항력을 계산하여 상기 페달에 적용하는 주행 환경 저항력 적용 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The operation information application step may further include applying a driving environment resistance force to the simulation module to calculate a resistance force in consideration of the running direction of the bicycle and the direction and intensity of the wind and apply the calculated resistance to the pedal.

상기 주행상태정보 제공 과정은, 상기 자전거의 브레이크 레버의 눌림 여부 및 눌렸을 때의 압력을 측정하여 압력정보를 출력하는 브레이크 눌림 압력 측정 단계; 상기 자전거의 페달의 회전속도에 대응하는 자전거의 주행속도를 측정하는 주행속도 측정 단계; 상기 자전거의 핸들의 회전각을 측정하는 핸들 회전각 측정 단계; 및 상기 측정된 브레이크 눌림에 따른 압력정보, 주행속도정보, 핸들 회전각 정보를 포함하는 주행상태정보를 상기 자전거 라이딩 제어부로 제공하는 주행상태정보 제공 단계를 포함하되, 상기 시뮬레이션 모듈은 상기 핸들 회전각 정보에 따라 좌우 기울기 조절부를 제어하여 자전거의 좌우 기울기를 제어하는 것을 특징으로 한다.The step of providing the running state information may include: a brake pressing pressure measuring step of measuring whether the brake lever of the bicycle is depressed or not, and outputting pressure information when the brake lever is depressed; A traveling speed measuring step of measuring a traveling speed of the bicycle corresponding to the rotational speed of the pedal of the bicycle; A handle rotation angle measurement step of measuring a rotation angle of the handle of the bicycle; And a driving state information providing step of providing driving state information including pressure information, traveling speed information, and steering wheel turning angle information according to the measured brake pressures to the bike riding control unit, And controls the left-right tilt adjusting unit according to the information to control the left-right tilt of the bicycle.

상기 주행상태정보 제공 과정은, 자전거를 탄 사용자의 모습을 정면에서 촬영한 영상으로부터 사용자의 자세를 분석하여 자세분석정보를 출력하는 라이더 자세 분석 단계를 더 포함하되, 상기 시뮬레이션 모듈은, 상기 자세분석정보를 더 반영한 상기 저항력을 계산하고, 계산된 저항력에 따라 라이딩 저항부를 제어하여 상기 페달에 상기 저항력을 부여하는 것을 특징으로 한다. The driving state information providing step may further include a rider posture analyzing step of analyzing the posture of the user from the image photographed from the front of the user who rides the bicycle to output posture analysis information, Calculating the resistance force that further reflects the information, and controlling the riding resistance section according to the calculated resistance force to impart the resistance force to the pedal.

본 발명은 헬스 자전거인 시뮬레이터를 탄 사용자의 자전거 조작에 따른 주행상태정보를 수집하고, 디스플레이 장치를 통해 상기 주행상태정보가 반영된 주행 구간에 대한 영상인 가상 라이딩 시뮬레이션 영상을 디스플레이하여 사용자에게 실제의 도로를 달리는 것과 같은 느낌을 제공하여 실내 자전거의 지루함을 없앨 수 있는 효과를 제공한다.The present invention collects driving state information according to a bicycle operation of a user wearing a simulator, which is a fitness bicycle, and displays a virtual riding simulation image, which is a video of a driving section in which the driving state information is reflected, So that the bike of the indoor bicycle can be eliminated.

또한, 본 발명은 서로 다른 노면 상태, 경사도, 굴곡을 가지는 다양한 자전거 라이딩 경로를 포함하는 다수의 콘텐츠를 구비하고, 사용자가 선택한 콘텐츠의 자전거 라이딩 경로에 따라 시뮬레이터를 전후좌우로 기울이거나, 진동을 주거나, 페달의 무게(또는 압력)를 조절하여 실제 경사의 도로를 주행하는 것과 같은 등판력을 제공할 수 있는 효과를 갖는다.In addition, the present invention provides a vehicle having a plurality of contents including various bicycle riding paths having different road surface conditions, inclination, and curvature, and capable of tilting the simulator forward, backward, leftward or rightward according to a bicycle riding route of user- , And the weight (or pressure) of the pedal is adjusted to provide a back plate force such as running on an actual slope road.

또한, 본 발명은 사용자가 선택한 콘텐츠의 경로에 대한 바람 방향 및 바람세기 등과 같은 시뮬레이션 환경을 설정하고, 상기 바람 방향 및 바람세기를 반영하여 주행 방향에 따른 페달의 무게 및 압력을 조절하거나 휠의 브레이크 구동력을 조절하여 실제 바람의 방향 및 세기에 따른 저항력을 제공할 수 있으므로 사용자가 실제 도로를 주행하는 것과 같은 느낌을 가질 수 있는 효과를 갖는다.Further, the present invention sets a simulation environment such as a wind direction and a wind strength for a path of a content selected by a user, adjusts the weight and pressure of the pedal according to the running direction in accordance with the wind direction and wind strength, It is possible to provide a resistance according to the direction and intensity of the actual wind by adjusting the driving force, so that the user has the effect of feeling like running on the actual road.

또한, 본 발명은 시뮬레이터, 즉 자전거를 타는 사용자의 자세를 촬영하고, 촬영된 자세에 따른 바람의 영향을 계산하여 페달 및 휠 중 적어도 어느 하나 이상에 저항력을 부가함으로써 사용자가 실제 자전거를 타는 것과 같은 느낌을 가질 수 있는 효과를 갖는다.The present invention also provides a simulator, that is, a posture of a user who rides a bicycle, calculates the influence of wind according to the photographed posture, and adds resistance to at least one of the pedal and the wheel, It has an effect of having a feeling.

상술한 바와 같이 본 발명은 시뮬레이터를 타는 라이더가 실제 자전거를 타고 실제 도로를 주행하는 것과 같은 가상현실을 제공하므로 실내에서도 지루함을 느끼지 않고 운동을 할 수 있는 효과를 갖는다.As described above, the present invention provides a virtual reality in which a rider riding a simulator rides on an actual road by riding on a real bicycle, so that it is possible to exercise without feeling bored in the room.

도 1은 본 발명에 따른 상호반응형 가상현실 자전거 라이딩 시스템의 구성 및 시스템 간 무선 연결 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 상호반응형 가상현실 자전거 라이딩 시스템 중 시뮬레이터의 시뮬레이션 모듈의 상세 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 시뮬레이션 모듈에 의해 제어되는 실내 자전거의 구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 상호반응형 가상현실 자전거 라이딩 시스템 중 자전거 라이딩 제어부의 상세 구성 및 동작을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 상호반응형 가상현실 자전거 라이딩 시스템의 시뮬레이션 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 본 발명에 따른 상호반응형 가상현실 자전거 라이딩 시스템의 시뮬레이션 모듈의 시뮬레이션 방법을 나타낸 흐름도이다.FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an interactive virtual reality bicycle riding system according to the present invention and an example of wireless connection between systems.
2 is a detailed block diagram of a simulation module of a simulator in an interactive real-time bike riding system according to the present invention.
3 is a view showing the structure of an indoor bicycle controlled by the simulation module according to the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating a detailed configuration and operation of a bike riding control unit in an interactive real-time virtual reality bicycle riding system according to the present invention.
5 is a flowchart illustrating a simulation method of an interactive virtual reality bicycle riding system according to the present invention.
6 is a flowchart illustrating a simulation method of a simulation module of an interactive virtual reality bicycle riding system according to the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 상호반응형 가상현실 자전거 라이딩 시스템의 구성 및 동작을 설명하고, 상기 시스템에서의 가상현실 자전거 시뮬레이션 방법을 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a configuration and operation of an interactive virtual reality bicycle riding system according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, and a virtual reality bicycle simulation method in the system will be described.

도 1은 본 발명에 따른 상호반응형 가상현실 자전거 라이딩 시스템의 구성 및 시스템 간 무선 연결 예를 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an interactive virtual reality bicycle riding system according to the present invention and an example of wireless connection between systems.

도 1을 참조하면 본 발명에 따른 가상현실 자전거 라이딩 시스템(1)은 자전거 시뮬레이터(100), 자전거 라이딩 제어부(200) 및 디스플레이부(300)를 포함한다. 상기 시뮬레이터(100)와 자전거 라이딩 제어부(200)는 유선 및 무선 중 적어도 하나 이상으로 연결되어 데이터 통신을 수행하며, 상기 자전거 라이딩 제어부(200)와 디스플레이부(300) 또한 유선 및 무선 중 적어도 하나로 연결되어 아날로그 및 데이터 통신 중 하나를 수행한다. Referring to FIG. 1, a virtual reality bicycle riding system 1 according to the present invention includes a bicycle simulator 100, a bicycle riding controller 200, and a display unit 300. The simulator 100 and the bicycle riding controller 200 are connected to each other by at least one of wire and wireless to perform data communication and the bike riding controller 200 and the display unit 300 are connected to each other through at least one of wired and wireless And performs either analog or data communication.

먼저 디스플레이부(300)를 설명하면, 디스플레이부(300)는 일반적인 액정디스플레이장치(Liquid Crystal Display: LCD) 등이 적용될 수도 있고, 액정디스플레이 장치의 화면에 터치패드가 구성된 터치스크린이 적용될 수도 있을 것이다.First, the display unit 300 may be a general liquid crystal display (LCD) or a touch screen including a touch pad on a screen of a liquid crystal display .

또한, 디스플레이부(300)는 반구형으로 형성되어 내측의 오목한 면을 스크린으로 사용하는 돔 스크린 및 상기 돔 스크린의 스크린에 영상을 조사하는 프로젝터를 포함하여 구성될 수도 있을 것이다.In addition, the display unit 300 may include a dome screen formed in a hemispherical shape using an inner concave surface as a screen, and a projector for irradiating an image to a screen of the dome screen.

상기 일반 디스플레이 수단인 액정표시장치 및 돔 스크린은 본 발명에 따른 가상현실 자전거 라이딩 시스템(1)의 자전거를 타는 사람, 즉 라이더의 앞에 배치되어 선택된 콘텐츠에 대응하는 자전거 도로, 풍경, 건물 등을 포함하는 가상 라이딩 시뮬레이션 영상을 표시할 것이다.The liquid crystal display device and the dome screen as the general display means include a bicycle road, a landscape, a building, and the like corresponding to the content selected and placed in front of a rider, that is, a rider of the virtual reality bicycle riding system 1 according to the present invention Will display the virtual riding simulation image.

또한, 디스플레이부(300)는 사용자의 양 눈에 착용하는 안경형 헤드업디스플레이(Head Up Display: HUD)가 적용될 수도 있을 것이다. 안경형 헤드업디스플레이가 적용되는 경우 헤드 트레킹에 따른 사용자 머리 위치 추적 정보를 자전거 라이딩 제어부(200)로 전송하도록 구성될 수도 있을 것이다.Also, the display unit 300 may be a head-up display (HUD) that is worn on both eyes of the user. And may transmit the user's head position tracking information according to the head trekking to the bicycle riding controller 200 when the head-up display is applied.

자전거 시뮬레이터(100)는 자전거(10) 및 시뮬레이션 모듈(40)을 포함한다.The bicycle simulator (100) includes a bicycle (10) and a simulation module (40).

시뮬레이션 모듈(40)은 자전거(10)를 탄 라이더의 자전거 조작에 따른 자전거(10)의 주행상태를 측정하여 주행상태정보를 생성한 후, 자전거 라이딩 제어부(200)로 전송하고, 자전거 라이딩 제어부(200)로부터 시뮬레이터 조작정보를 수신받고 상기 시뮬레이터 조작정보에 따라 상기 자전거(10)의 기울기를 조절하고 자전거(10)에 저항력을 부여한다.The simulation module 40 measures the traveling state of the bicycle 10 according to the bicycle operation of the bicycle 10 to generate the traveling state information and transmits the information to the bicycle riding controller 200. The bicycle riding controller 200 200 and adjusts the inclination of the bicycle 10 according to the simulator operation information and gives resistance to the bicycle 10. [

본 발명에 따른 자전거(10)의 구성 및 동작과, 시뮬레이션 모듈(40)의 구성 및 동작은 다음의 도 2 및 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.The configuration and operation of the bicycle 10 according to the present invention and the configuration and operation of the simulation module 40 will be described in detail with reference to FIG. 2 and FIG.

자전거 라이딩 제어부(200)는 서로 다른 자전거 경로정보 및 해당 경로에 대한 시뮬레이션 영상을 포함하는 다수의 콘텐츠들을 가지고 있으며, 사용자로부터 하나의 콘텐츠를 선택받고, 선택된 콘텐츠의 시뮬레이션 영상에 상기 자전거 시뮬레이터(100)로부터 입력되는 주행상태정보를 반영한 가상 라이딩 시뮬레이션 영상을 생성하여 상기 디스플레이부(300)로 출력한다.The bicycle riding controller 200 has a plurality of contents including different bicycle route information and a simulation image for the corresponding route. The bicycle riding controller 200 selects one content from the user, And outputs the generated virtual riding simulation image to the display unit 300. The display unit 300 displays the virtual driving simulation image,

자전거 라이딩 제어부(200)는 상기 콘텐츠의 경로정보에 포함된 도로 노면의 노면 상태정보, 경사정보 및 주행 환경 정보를 포함하는 시뮬레이터 조작정보를 상기 자전거 시뮬레이터로 전송한다.The bicycle riding controller 200 transmits simulator operation information including road surface state information, inclination information, and driving environment information of the road surface included in the path information of the contents to the bicycle simulator.

자전거 라이딩 제어부(200)의 상세 구성 및 동작은 후술할 도 4를 참조하여 상세히 설명한다.The detailed configuration and operation of the bicycle riding controller 200 will be described in detail with reference to FIG. 4 to be described later.

상기와 같이 구성되는 적어도 둘 이상의 가상현실 자전거 라이딩 시스템(1)들은 유무선 데이터 통신망(400)을 통해 상호 연결되어 데이터 통신을 수행할 수 있으며, 데이터 통신을 통해 복수의 사용자가 함께 가상의 라이딩을 수행할 수 있도록 구성될 수도 있고, 게임 형태의 가상 자전거 라이딩을 제공하도록 구성될 수도 있을 것이다.At least two or more virtual reality bicycle riding systems 1 configured as described above can perform data communication through a wired / wireless data communication network 400, and a plurality of users can perform virtual riding together through data communication Or may be configured to provide a virtual bike ride in the form of a game.

상기 유무선 데이터 통신망(400)은 와이파이(WiFi)망을 포함하는 인터넷망, 3세대(3Generation: 3G), 4세대(4Generation: 4G= Long Term Evolution: LTE), 5세대(5G) 등을 포함하는 이동통신망, 및 와이브로망이 결합된 망이 될 수 있으나, 인터넷망인 것이 바람직할 것이다.The wired / wireless data communication network 400 includes an Internet network including a WiFi network, a 3G network (3G), a 4G (Long Term Evolution) network, and a 5G network A mobile communication network, and a WiBro network, but it is preferable that the Internet network is an Internet network.

도 2는 본 발명에 따른 상호반응형 가상현실 자전거 라이딩 시스템 중 자전거 시뮬레이터의 시뮬레이션 모듈의 상세 구성을 나타낸 도면이고 도 3은 본 발명에 따른 시뮬레이션 모듈에 의해 제어되는 실내 자전거의 구조를 나타낸 도면이다.FIG. 2 is a detailed block diagram of a simulation module of a bicycle simulator among the interactive real-time virtual reality bicycle riding system according to the present invention, and FIG. 3 is a diagram illustrating a structure of an indoor bicycle controlled by a simulation module according to the present invention.

이하 도 2 및 도 3을 참조하면, 자전거(10)는 프레임(11), 프레임(11)의 헤드튜브에 연결되고 브레이크 레버(13)를 가지는 핸들(12), 포크(14), 제1전후 각도 조절부재(15) 및 제2전후 각도 조절부재(16)를 포함하는 전후 각도 조절부재(17), 페달(18)이 일측부에 결합되고 타측부가 프레임(11)의 비비(BB)에 연결되는 크랭크 축(20)이 구성되는 크랭크(19) 및 자전거의 바퀴에 대응하는 휠(21)을 포함한다.2 and 3, the bicycle 10 includes a frame 11, a handle 12 connected to the head tube of the frame 11 and having a brake lever 13, a fork 14, The front and rear angle adjusting members 17 including the angle adjusting member 15 and the second front and rear angle adjusting member 16 are arranged such that the pedal 18 is coupled to one side portion and the other side is connected to the frame BB A crank 19 constituting a connected crankshaft 20 and a wheel 21 corresponding to the wheel of the bicycle.

또한, 본 발명에 따른 자전거(10)는 시뮬레이션 모듈(40)의 제어를 받아 사용자가 페달(18)을 밟아 크랭크(19)를 회전시키는 데 소요되는 힘을 증가시키거나 감소시키기 위해 크랭크 축(20) 및 휠(21)에 저항력을 부여하기 위한 브레이크를 구비한다. 도 3에서는 휠(21)에 저항력을 부여하기 위해 휠(21)에 근접하여 형성되는 브레이크(22)가 구성되는 경우를 나타내었다.The bicycle 10 according to the present invention is also controlled by the simulation module 40 to control the crankshaft 20 to increase or decrease the force required by the user to step on the pedal 18 to rotate the crank 19. [ And a brake for imparting a resistance force to the wheel 21. [ 3 shows a case in which the brake 22 is formed in the vicinity of the wheel 21 so as to apply a resistance to the wheel 21. As shown in Fig.

또한, 자전거(10)는 자전거(10)의 전후 기울기(각도)를 조절하기 위해 굴곡을 가지도록 구성되는 제2 각도 조절부재(16)를 도 3의 화살표(23)를 따라 왕복 이동시키는 전후 각도 조절 구동부(30)를 포함한다.The bicycle 10 also includes a second angle regulating member 16 configured to have a bend in order to adjust the inclination angle of the bicycle 10 in the forward and backward directions And a regulating driver 30.

상기 전후 각도 조절 구동부(30)는 전후 각도 조절부재(17)의 제2전후 각도 조절부재(16)가 가이드되면서 왕복 이동할 수 있도록 하는 베이스(32) 및 상기 제2전후 각도 조절부재(16)를 전후로 왕복 운동시키는 직선 운동부(32)를 포함한다.The front and back angle adjusting drive unit 30 includes a base 32 for allowing the second front and back angle adjusting member 16 to reciprocate while being guided by the front and back angle adjusting member 17 and a second front and rear angle adjusting member 16 And a rectilinear motion part 32 that reciprocates back and forth.

또한, 도 3에서는 나타내지 않았으나, 전후 각도 조절 구동부(30)를 좌우로 회전시키는 좌우 각도 조절 구동부(미도시)를 더 구비하여 자전거(10)의 좌우 기울기를 조절할 수도 있을 것이다.Although not shown in FIG. 3, a left and right angle adjusting drive unit (not shown) that rotates the front-rear angle adjusting driving unit 30 to the left and right may be further provided to adjust the tilt of the bicycle 10.

또한, 본 발명의 자전거(10)는 제1전후 각도 조절부재(15)를 전후로 당겨 화살표(24)를 따라 자전거(10)의 전후 기울기(각도)를 조절하는 구성을 더 포함할 수도 있을 것이다.The bicycle 10 of the present invention may further include a configuration for adjusting the back and forth inclination (angle) of the bicycle 10 along the arrow 24 by pulling the first front-rear angle regulating member 15 back and forth.

자전거(10)의 브레이크 레버(13)에는 사용자가 브레이크 레버(13)를 당기는 압력을 측정하는 압력센서가 구비되고, 페달(18)의 회전속도 또는 휠(21)의 회전속도를 측정하기 위한 회전속도 측정센서가 페달(18)의 회전 궤적 내에 설치되거나 휠(21)의 회전 궤적 내에 설치되어야 할 것이다.The brake lever 13 of the bicycle 10 is provided with a pressure sensor for measuring the pressure at which the user pulls the brake lever 13 and detects the rotation speed of the pedal 18 or the rotation speed of the wheel 21 The speed measuring sensor may be installed in the rotational locus of the pedal 18 or in the rotational locus of the wheel 21. [

또한, 본 발명의 자전거(10)는 상술한 전후 각도 조절 구동부(30)를 통해 짧은 왕복 운동을 하도록 제어하여 자전거(10)를 탄 라이더에게 진동이 발생한 것과 같은 느낌을 제공할 수도 있고, 별도의 진동 수단을 구비하여 자전거(10)가 진동하도록 구성될 수도 있을 것이다. The bicycle 10 according to the present invention may be controlled to perform a short reciprocating motion through the front-rear angle adjusting drive unit 30 to provide a feeling of vibration to the rider on the bicycle 10, It may be constructed so that the bicycle 10 vibrates with the vibration means.

시뮬레이션 모듈(40)은 시뮬레이터 제어부(110), 시뮬레이터 통신부(120), 주행상태 측정부(130) 및 가상 주행 전달부(140)를 포함하여 자전거(10)의 주행상태를 측정하여 주행상태에 따른 주행상태정보를 자전거 라이딩 제어부(200)로 전송하고, 자전거 라이딩 제어부(200)로부터 입력되는 시뮬레이터 조작정보에 따라 자전거(10)를 제어한다.The simulation module 40 includes a simulator control unit 110, a simulator communication unit 120, a traveling state measurement unit 130 and a virtual traveling transmission unit 140. The simulation module 40 measures the traveling state of the bicycle 10, The driving state information is transmitted to the bicycle riding control unit 200 and the bicycle 10 is controlled in accordance with the simulator operation information input from the bicycle riding control unit 200. [

구체적으로 설명하면, 시뮬레이터 통신부(120)는 자전거 라이딩 제어부(200)와 무선으로 연결되어 무선 데이터 통신을 수행하는 시뮬레이터 무선통신부(121) 및 유자전거 라이딩 제어부(200)와 선으로 연결되어 데이터 통신을 수행하는 시뮬레이터 유선통신부(122)를 포함한다.Specifically, the simulator communication unit 120 is connected to the simulator wireless communication unit 121 and the bike riding control unit 200, which are wirelessly connected to the bike riding control unit 200 and perform wireless data communication, And a simulator wired communication unit 122 for performing the simulation.

상기 시뮬레이터 무선통신부(121)는 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), 초광대역무선통신(Ultra Wide Band: UWB), 다이렉트 와이파이 등 중 어느 하나가 적용될 수 있을 것이다.The simulator wireless communication unit 121 may be one of Bluetooth, Zigbee, Ultra Wide Band (UWB), and direct WiFi.

그리고 상기 시뮬레이터 유선통신부(122)는 RS-232C, RS-485, USB 등 중 적어도 하나가 적용될 수 있을 것이다.At least one of RS-232C, RS-485, and USB may be applied to the simulator wire communication unit 122.

주행상태 측정부(130)는 브레이크 레버 압력 측정부(131), 회전속도 측정부(132) 및 핸들 회전각 측정부(133)를 포함하고, 실시예에 따라 라이더 자세 분석부(134)를 더 포함할 수 있을 것이다.The running state measuring unit 130 includes a brake lever pressure measuring unit 131, a rotational speed measuring unit 132 and a handle rotation angle measuring unit 133. The rider posture analyzing unit 134 .

브레이크 레버 압력 측정부(131)는 상기 자전거(10)의 핸들(12)의 브레이크 레버(13)에 설치된 압력센서를 통해 사용자가 브레이크 레버(13)를 잡은 압력을 측정한다.The brake lever pressure measuring unit 131 measures the pressure that the user grips the brake lever 13 through the pressure sensor provided on the brake lever 13 of the handle 12 of the bicycle 10. [

회전 속도 측정부(132)는 페달(18) 또는 크랭크(19)의 회전속도를 측정하고 회전속도에 따른 주행속도를 계산한다.The rotational speed measuring unit 132 measures the rotational speed of the pedal 18 or the crank 19 and calculates the running speed according to the rotational speed.

핸들 회전각 측정부(133)는 프레임(11)의 헤드튜브에 구성되어 헤드튜브에 삽입된 핸들의 회전각을 측정한다. 회전각은 핸들(12)이 프레임(11)에 수직인 상태가 0ㅀ인 기준점이며, 기준점을 기준으로 핸들(12)이 우측으로 회전하면 +각도, 좌측으로 회전하면 ??각도로 정의될 수 있을 것이다.The handle rotation angle measuring unit 133 is configured on the head tube of the frame 11 to measure the rotation angle of the handle inserted in the head tube. The rotation angle is a reference point at which the handle 12 is perpendicular to the frame 11. When the handle 12 rotates to the right with respect to the reference point, There will be.

라이더 자세 분석부(134)는 자전거(10)의 앞쪽에서 자전거(10)를 탄 사용자와 자전거(10)의 핸들(12)이 포함되도록 촬영하는 카메라를 포함하고, 카메라를 통해 촬영되는 영상으로부터 라이더가 자전거에 탑승한 자세를 분석하고, 자세에 따른 저항력 조절 정보를 출력한다. 상기 라이더 자세 분석부(134)는 핸들(12)의 핸들 바의 수평라인과 얼굴의 간의 거리, 핸들 바, 얼굴 및 몸통간의 위치 관계(거리 관계) 또는 몸통의 식별에 따른 몸통의 넓이에 따라 사용자가 상체를 얼마나 숙이고 있는지 및 바람을 맞고 있는 몸통의 면적을 판단하고, 숙인 정도 및 몸통의 면적 중 적어도 하나 이상에 따라 저항력 조절 정보를 생성할 수 있을 것이다.The rider posture analyzing unit 134 includes a camera for photographing the user who rides the bicycle 10 and the handle 12 of the bicycle 10 in front of the bicycle 10, Analyzes the posture on board the bicycle, and outputs the resistance control information according to the posture. The rider's posture analyzer 134 calculates the rider's posture analyzer 134 based on the distance between the horizontal line of the handlebar of the handle 12 and the face, the positional relationship between the handlebar, the face and the body (distance relationship) It is possible to judge how much the upper body is leaning and the area of the body that is in contact with the wind, and generate the resistance force control information according to at least one of the degree of sagging and the area of the torso.

따라서 주행상태 측정부(130)는 압력정보, 주행속도 정보, 핸들 회전각 정보 및 저항력 조절 정보를 포함하는 주행상태정보를 시뮬레이터 제어부(110)로 출력한다.Therefore, the running state measuring unit 130 outputs the running state information including the pressure information, the traveling speed information, the steering angle information, and the resistance control information to the simulator control unit 110.

가상 주행 전달부(140)는 자전거(10)에 탑승한 사용자에게 실제 도로를 자전거로 라이딩하고 있는 것과 같은 느낌을 전달하기 위한 구성으로 진동부(141), 라이딩 저항부(142), 전후방 기울기 조절부(143) 및 좌우 기울기 조절부(144)를 포함한다.The virtual drive transmission unit 140 includes a vibration unit 141, a riding resistance unit 142, a forward / backward tilt adjustment unit 142, (143) and a left and right tilt adjusting unit (144).

진동부(141)는 시뮬레이터 제어부(110)의 제어를 받아 상기 도 3의 자전거(10)의 전후 각도 조절 구동부(30) 또는 별도의 진동수단을 통해 자전거(10)에 진동을 발생시킨다. 상기 시뮬레이터 제어부(110)는 시뮬레이터 통신부(120)를 통해 자전거 라이딩 제어부(200)로부터 수신되는 시뮬레이터 조작정보에 포함된 경로정보의 도로 노면 상태 정보에 따라 상기 진동부(141)를 제어할 수 있을 것이다. 예를 들어 상기 노면이 아스팔트 도로이면 시뮬레이터 제어부(110)는 진동부(141)를 제어하여 미세한 진동을 발생시키고, 상기 노면이 비포장도로이면 불규칙하고 비교적 큰 진동을 발생시킬 것이다.Under the control of the simulator control unit 110, the vibration unit 141 generates vibration in the bicycle 10 through the front-back angle adjusting drive unit 30 or the separate vibration means of the bicycle 10 shown in FIG. The simulator control unit 110 may control the vibration unit 141 according to the road surface state information of the route information included in the simulator operation information received from the bicycle riding control unit 200 through the simulator communication unit 120 . For example, if the road surface is an asphalt road, the simulator control unit 110 controls the vibration unit 141 to generate minute vibrations, and if the road surface is an unpaved road, the simulator control unit 110 generates irregular and relatively large vibrations.

라이딩 저항부(142)는 시뮬레이터 제어부(110)의 제어를 받아 크랭크 축(20) 또는 휠(21)에 브레이크를 걸어 사용자가 페달(18)을 밟아 회전시키는 회전력을 감소시키는 저항력을 발생시킨다. 상기 시뮬레이터 제어부(110)는 자전거 라이딩 제어부(200)로부터 수신되는 시뮬레이터 조작정보에 포함된 경로정보의 경사정보에 따라 라이딩 저항부(142)의 저항력을 조절하도록 구성될 수 있을 것이다. 예를 들어 경사도가 0ㅀ이면 저항력 0, 10ㅀ이면 저항력 30, 경사도가 20ㅀ을 저항력 70으로 설정할 수 있을 것이다.The riding resistance portion 142 under the control of the simulator control portion 110 applies a braking force to the crankshaft 20 or the wheel 21 to generate a resistance force for reducing the rotational force by which the user steps on the pedal 18 and rotates. The simulator control unit 110 may be configured to adjust the resistance of the riding resistance unit 142 according to the inclination information of the path information included in the simulator operation information received from the bicycle riding controller 200. [ For example, if the slope is 0., The resistivity will be 0, if 10., The resistance will be 30, and the slope will be 20 ㅀ.

전후방 기울기 조절부(143)는 시뮬레이터 제어부(110)의 제어를 받아 자전거(10)의 전후방 기울기를 제어한다. 상기 시뮬레이터 제어부(110)는 상기 경로정보의 도로 경사도에 따라 상기 전후방 기울기 조절부(143)를 제어할 수 있을 것이다.The forward / backward tilt adjusting unit 143 controls the forward / backward inclination of the bicycle 10 under the control of the simulator control unit 110. The simulator control unit 110 may control the front / rear tilt adjusting unit 143 according to the road inclination of the path information.

좌우 기울기 조절부(144)는 시뮬레이터 제어부(110)의 제어를 받아 자전거(10)의 좌우 기울기를 조절한다. 상기 시뮬레이터 제어부(110)는 핸들 회전각 측정부(133)로부터 입력되는 핸들 회전각에 따라 좌우 기울기 조절부(144)를 제어하여 자전거(10)를 좌측 또는 우측으로 기울어지도록 한다. 또한, 시뮬레이터 제어부(110)는 라이더 자세 분석부(134)로부터 입력되는 저항력 조절 정보를 더 반영하여 라이딩 저항부(142)를 제어할 수 있으며, 상기 라이더 자세 분석부(134)로부터 입력되는 자세 기울기 정보를 더 반영하여 좌우 기울기 조절부(144)를 제어할 수도 있을 것이다. The left and right tilt adjustment unit 144 controls the tilt of the bicycle 10 under the control of the simulator control unit 110. [ The simulator control unit 110 controls the left / right tilt adjusting unit 144 in accordance with the handle rotation angle input from the handle rotation angle measuring unit 133 to tilt the bicycle 10 to the left or right. The simulator control unit 110 may further control the riding resistance unit 142 to reflect the resistance force control information input from the rider posture analyzing unit 134, It may be possible to control the left-right tilt adjusting unit 144 to further reflect the information.

시뮬레이터 제어부(110)는 상술한 바와 같이 주행상태 측정부(130)로부터 입력되는 주행상태정보를 시뮬레이터 통신부(120)를 통해 자전거 라이딩 제어부(200)로 전송하거나 가상 주행 전달부(140)를 제어하고, 시뮬레이터 통신부(120)를 통해 자전거 라이딩 제어부(200)로부터 시뮬레이터 조작정보를 수신받아 가상 주행 전달부(140)를 제어하여 자전거(10)를 탄 사용자에게 실제 자전거를 타고 다양한 도로를 주행하는 것과 같은 느낌을 전달한다.The simulator control unit 110 transmits the traveling state information input from the traveling state measurement unit 130 to the bike riding control unit 200 through the simulator communication unit 120 or controls the virtual traveling transmission unit 140 , And receives the simulator operation information from the bicycle riding controller 200 through the simulator communication unit 120 and controls the virtual travel transit unit 140 to drive the user on the bicycle 10 on various roads Deliver a feeling.

도 4는 본 발명에 따른 상호반응형 가상현실 자전거 라이딩 시스템 중 자전거 라이딩 제어부의 상세 구성 및 동작을 나타낸 도면이다.FIG. 4 is a diagram illustrating a detailed configuration and operation of a bike riding control unit in an interactive real-time virtual reality bicycle riding system according to the present invention.

자전거 라이딩 제어부(200)는 라이딩 제어부(210), 콘텐츠 저장부(220), 라이딩 통신부(230), 영상 처리부(240) 및 오디오 처리부(250)를 포함한다. 상기 자전거 라이딩 제어부(200)는 콘텐츠의 선택, 디스플레이 환경 설정 등을 위한 다수의 키를 포함하는 입력부 및 별도의 디스플레이 수단을 구비할 수 있으나 자명한 기술이므로 도 4에서는 나타내지 않았다.The bicycle riding control unit 200 includes a riding control unit 210, a content storage unit 220, a riding communication unit 230, an image processing unit 240 and an audio processing unit 250. The bike riding controller 200 may include an input unit including a plurality of keys for selection of a content and a display environment, and a separate display unit, but is not shown in FIG. 4 because it is a self-explanatory technique.

콘텐츠 저장부(220)는 서로 다른 경로정보, 경로정보의 경로에 대한 시뮬레이션 영상을 포함하는 다수의 콘텐츠들을 저장한다. 상기 경로정보는 도로정보, 도로의 이벤트 지점 단위로 생성되는 노드정보, 노드별 거리정보, 노드별 경사정보, 노드별 회전방향 및 회전 각 정보, 노드별 도로 노면정보 등을 포함한다. 상기 이벤트 지점이란 도로의 경사도가 바뀌거나, 도로에서 갈림길이 생기거나, 도로의 방향 전환 지점 등과 같이 도로에 변화가 발생하는 지점 사이의 구간을 의미한다. The content storage unit 220 stores a plurality of contents including simulation images of paths of different path information and path information. The route information includes road information, node information generated on an event point basis of the road, distance information per node, gradient information per node, rotation direction and rotation angle information per node, road surface information per node, and the like. The event point is a section between a point where a gradient of a road changes, a road is cut off on the road, or a point where a change occurs on a road such as a direction change point of a road.

라이딩 통신부(230)는 상기 자전거 시뮬레이터(100)와 무선 데이터 통신을 수행하는 라이딩 제1무선통신부(231), 유무선 데이터 통신망(400)에 무선으로 연결되어 상기 유무선 데이터 통신망(400)에 연결된 다른 가상현실 자전거 라이딩 시스템(1) 및 날씨 정보 제공 서버(미도시) 등과 같은 다른 장치 및 시스템과 데이터 통신을 수행하는 라이딩 제2무선통신부(232) 및 유선으로 자전거 시뮬레이터(100)에 연결되는 라이딩 제1유선통신부(233) 및 유선으로 상기 유무서 데이터 통신망(400)에 접속하는 라이딩 제2유선통신부(244)를 포함한다.The riding communication unit 230 includes a riding first wireless communication unit 231 for performing wireless data communication with the bicycle simulator 100 and a second wireless communication unit 231 wirelessly connected to the wired / wireless data communication network 400, A riding second wireless communication unit 232 for performing data communication with other devices and systems such as a real bicycle riding system 1 and a weather information providing server (not shown), and a riding first A wired communication unit 233 and a riding second wired communication unit 244 connected to the presence / absence data communication network 400 via wired lines.

영상 처리부(240)는 라이딩 제어부(210)로부터 사용자에 의해 선택된 콘텐츠의 시뮬레이션 영상을 입력받고, 라이딩 제어부(210)의 제어를 받아 설정된 디스플레이부(300)의 종류에 대응하도록 시뮬레이션 영상을 영상 처리하여 디스플레이부(300)로 출력한다. 상기 영상 처리란 디스플레이부(300)가 돔 스크린인 경우 돔 스크린의 굴곡면에 대응하도록 일반 시뮬레이션 영상을 처리하는 것을 의미하고, 상기 디스플레이부(300)가 안경형 HUD이면 상기 일반 시뮬레이션 영상을 3D 영상으로 변환 처리하는 것을 의미한다.The image processing unit 240 receives the simulation image of the content selected by the user from the riding control unit 210 and under the control of the riding control unit 210 processes the simulation image corresponding to the set type of the display unit 300 And outputs it to the display unit 300. The image processing means processing a general simulation image so as to correspond to the curved surface of the dome screen when the display unit 300 is a dome screen. If the display unit 300 is a spectacular HUD, the general simulation image is converted into a 3D image Conversion process.

또한, 영상 처리부(240)는 라이딩 제어부(210)의 제어를 받아 주행상태정보를 반영한 가상 라이딩 시뮬레이션 영상을 생성하여 디스플레이부(300)로 출력할 것이다.In addition, the image processing unit 240 generates a virtual ride simulation image reflecting the driving state information under the control of the riding controller 210, and outputs the virtual ride simulation image to the display unit 300.

오디오 처리부(250)는 상기 콘텐츠에 포함된 오디오를 입력받고, 상기 라이딩 제어부(210)의 제어를 받아 미리 설정된 포맷 및 소리 크기 등을 처리하는 오디오 처리를 수행하여 스피커(미도시)를 통해 출력한다.The audio processing unit 250 receives audio included in the content, performs audio processing for processing a preset format and a sound size under the control of the riding controller 210, and outputs the audio through a speaker (not shown) .

라이딩 제어부(210)는 콘텐츠 선택부(211), 디스플레이 수단 선택부(212), 콘텐츠 구동부(213)를 포함하여 본 발명에 따른 자전거 라이딩 제어부(200)의 전반적인 동작을 제어한다.The riding controller 210 controls the overall operation of the bicycle riding controller 200 according to the present invention, including a content selector 211, a display means selector 212, and a content driver 213.

콘텐츠 선택부(211)는 콘텐츠 저장부(220)에 저장된 다수의 콘텐츠에 대한 리스트를 디스플레이부(300)를 통해 표시하여 임의의 콘텐츠 하나를 선택할 것을 요청하고, 사용자로부터 하나의 콘텐츠를 선택받아 해당 콘텐츠를 콘텐츠 저장부(220)로부터 로딩한다.The content selection unit 211 displays a list of a plurality of contents stored in the content storage unit 220 through the display unit 300 to request the user to select one of the contents, And loads the content from the content storage unit 220.

디스플레이 수단 선택부(212)는 일반 액정표시장치, 돔 스크린, 안경형 HUD 등과 같이 복수의 디스플레이 수단이 디스플레이부(300)로 구성될 수 있는 경우, 사용자에게 디스플레이 수단을 선택할 것을 디스플레이부(300) 또는 별도의 디스플레이 수단을 통해 요청하고, 사용자가 가상현실 자전거 라이딩 시뮬레이션에 사용할 디스플레이 수단을 선택하면 선택된 디스플레이 수단에 대응하는 디스플레이 환경 설정을 수행한다.The display unit selection unit 212 may be configured to display the display unit 300 or the display unit 300 in a case where a plurality of display units such as a general liquid crystal display, a dome screen, Requesting through a separate display means, and when the user selects the display means to be used for simulation of the virtual reality bicycle ride, the display environment setting corresponding to the selected display means is performed.

콘텐츠 구동부(213)는 콘텐츠 주행 환경 제어부(214), 시뮬레이션 정보 획득부(215), 콘텐츠 영상 제어부(216) 및 시뮬레이션 제어부(217)를 포함하여 선택된 콘텐츠에 대한 가상현실 자전거 라이딩 시뮬레이션의 전반적인 동작을 제어한다. The content driving unit 213 controls the overall operation of the virtual reality bicycle riding simulation for the selected content including the content traveling environment control unit 214, the simulation information obtaining unit 215, the content video control unit 216 and the simulation control unit 217 .

구체적으로 콘텐츠 주행 환경 제어부(214)는 콘텐츠 주행 환경 정보를 획득하여 주행 환경 정보로 설정한다. 상기 콘텐츠 주행 환경 정보는 콘텐츠에 적용할 바람 방향 및 바람세기를 포함하는 날씨정보가 될 수 있으며, 콘텐츠에 포함되어 있을 수도 있고, 사용자가 직접 설정할 수도 있으며 라이딩 제2무선통신부(232) 또는 라이딩 제2유선통신부(234)를 통해 유무선 데이터 통신망(400)에 접속해 있는 날씨 제공 서버(미도시)로부터 다운로드 받을 수 있을 것이다.Specifically, the content running environment control unit 214 acquires the content running environment information and sets it as the running environment information. The content running environment information may be weather information including wind direction and wind strength to be applied to the content, may be included in the content, may be directly set by the user, and may be set by the riding second wireless communication unit 232 or the riding (Not shown) connected to the wired / wireless data communication network 400 through the wired / wireless communication unit 234.

시뮬레이션 정보 획득부(215)는 자전거 시뮬레이터(100)로부터 주행상태정보를 수집한다.The simulation information acquisition unit 215 acquires the running state information from the bicycle simulator 100. [

콘텐츠 영상 제어부(216)는 선택된 콘텐츠의 시뮬레이션 영상에 상기 자전거 시뮬레이터로부터 입력되는 주행상태정보를 반영한 가상 라이딩 시뮬레이션 영상을 생성하여 영상 처리부(240)를 통해 디스플레이부(300)로 출력한다.The content image control unit 216 generates a virtual ride simulation image reflecting the driving state information input from the bicycle simulator into the simulation image of the selected content, and outputs the simulation image to the display unit 300 through the image processing unit 240.

시뮬레이션 제어부(217)는 상기 콘텐츠의 경로정보에 포함된 도로 노면의 노면 상태정보, 경사정보, 바람의 세기 및 방향 정보를 포함하는 시뮬레이터 조작정보를 라이딩 제1무선통신부(231) 및 라이딩 제1유선통신부(233) 중 하나를 통해 상기 자전거 시뮬레이터(100)로 전송한다.The simulation control unit 217 transmits simulator operation information including road surface state information, inclination information, wind intensity and direction information of the road surface included in the path information of the contents to the riding first wireless communication unit 231 and the riding first wired To the bicycle simulator (100) through one of the communication units (233).

도 5는 본 발명에 따른 상호반응형 가상현실 자전거 라이딩 시스템의 시뮬레이션 방법을 나타낸 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a simulation method of an interactive virtual reality bicycle riding system according to the present invention.

도 5를 참조하면, 자전거 라이딩 제어부(200)의 라이딩 제어부(210)는 시뮬레이터 구동 명령이 발생되는지를 모니터링한다(S111). 상기 시뮬레이터 구동 명령은 자전거 시뮬레이터(100)에 구성되는 시뮬레이터 구동 버튼(미도시)의 눌림 시 또는 페달(18)의 회전 시 자전거 시뮬레이터(100)에서 발생될 수 있을 것이다.Referring to FIG. 5, the riding controller 210 of the bicycle riding controller 200 monitors whether a simulator driving command is generated (S111). The simulator driving command may be generated in the bicycle simulator 100 when the simulator driving button (not shown) configured in the bicycle simulator 100 is pressed or when the pedal 18 is rotated.

시뮬레이터 구동 명령이 발생되면 라이딩 제어부(210)는 사용자로부터 콘텐츠를 선택받고, 선택된 콘텐츠를 로딩한다(S113).When the simulator drive command is generated, the riding controller 210 selects the content from the user and loads the selected content (S113).

콘텐츠가 선택되면 라이딩 제어부(210)는 사용자로부터 디스플레이 수단을 선택받고, 선택된 디스플레이 수단에 대응하는 디스플레이 환경을 설정한다(S115).When the contents are selected, the riding controller 210 selects the display means from the user and sets the display environment corresponding to the selected display means (S115).

디스플레이 환경이 설정되면 라이딩 제어부(210)는 콘텐츠 주행 환경 설정 정보를 획득하여 주행 환경을 설정한다(S117).When the display environment is set, the riding controller 210 acquires the content running environment setting information and sets the running environment (S117).

주행 환경이 설정되면 라이딩 제어부(210)는 로딩된 상기 콘텐츠로부터 시뮬레이션 영상, 오디오, 경로정보를 분리하고(S119), 분리된 시뮬레이션 영상을 상기 설정된 디스플레이 환경 설정에 따라 영상 처리부(240)에서 처리하여 디스플레이부(300)로 출력하고, 오디오를 오디오 처리부(250)에서 오디오 처리하여 스피커를 통해 출력하기 시작한 후, 시뮬레이터 개시 이벤트가 발생되는지를 검사한다(S121). 상기 시뮬레이터 개시 이벤트 또한 자전거 시뮬레이터(100)의 자전거(10)에 구성된 개시 버튼(미도시)의 눌림 시 또는 페달(18)의 회전 시 발생될 수 있을 것이다.When the driving environment is set, the riding controller 210 separates the simulation image, audio, and route information from the loaded content (S119), processes the separated simulation image in the image processing unit 240 according to the set display environment setting The audio processing unit 250 performs audio processing on the audio signal and outputs the audio signal through the speaker. Then, it is checked whether a simulator start event is generated (S121). The simulator start event may also be generated when the start button (not shown) configured on the bicycle 10 of the bicycle simulator 100 is pressed or when the pedal 18 is rotated.

라이딩 제어부(210)는 시뮬레이터 개시 이벤트가 발생되면 라이딩 제어부(210)는 경로정보로부터 사용자의 라이딩에 따른 노드의 경사정보, 주행 환경 정보 등을 포함하는 시뮬레이터 조작 정보를 수집하기 시작하고(S123), 수집되는 시뮬레이터 조작 정보, 경로정보 및 디스플레이 환경 설정 정보에 따른 시뮬레이션 영상을 처리하여 디스플레이부(300)로 출력한다(S125).When the simulator start event is generated, the riding controller 210 starts to collect simulator operation information including the inclination information of the node according to the user's riding and the travel environment information from the route information (S123) And outputs the processed simulation image to the display unit 300 (S125).

상기 시뮬레이션 영상이 표시되기 시작하면 라이딩 제어부(210)는 수집되는 시뮬레이터 조작정보를 자전거 시뮬레이터(100)의 시뮬레이션 모듈(40)로 전송하여 시뮬레이터 동작을 제어한다(S127).When the simulation image starts to be displayed, the riding controller 210 transmits the collected simulator operation information to the simulation module 40 of the bicycle simulator 100 to control the simulator operation (S127).

라이딩 제어부(210)는 시뮬레이터 종료 이벤트가 발생할 때까지 수집되는 시뮬레이터 조작 정보를 시뮬레이션 모듈(40)로 전송하여 상기 시뮬레이터 제어 동작을 수행할 것이다(S131).The riding controller 210 transmits the simulator operation information collected until the simulator end event occurs to the simulation module 40 to perform the simulator control operation (S131).

도 6은 본 발명에 따른 상호반응형 가상현실 자전거 라이딩 시스템의 시뮬레이션 모듈의 시뮬레이션 방법을 나타낸 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a simulation method of a simulation module of an interactive virtual reality bicycle riding system according to the present invention.

도6을 참조하면, 시뮬레이션 모듈(40)의 시뮬레이터 제어부(110)는 시뮬레이터 개시 이벤트가 발생되는지를 검사한다(S211). 상기 시뮬레이터 개시 이벤트는 상술한 도 5의 S121에 대응하여 발생하는 이벤트일 수도 있고, 상기 자전거 라이딩 제어부(200)로부터 첫 시뮬레이터 조작 정보가 입력될 때 발생되는 이벤트일 수도 있을 것이다.Referring to FIG. 6, the simulator control unit 110 of the simulation module 40 checks whether a simulator start event is generated (S211). The simulator start event may be an event generated in correspondence with S121 of FIG. 5 or an event generated when the first simulator operation information is inputted from the bicycle riding controller 200. FIG.

시뮬레이터 개시 이벤트가 발생되면 시뮬레이터 제어부(110)는 주행상태 측정부(130)를 구동하여(S213), 주행상태정보를 수집하기 시작하고(S215), 수집된 주행상태정보를 자전거 라이딩 제어부(200)로 전송한다(S217).When the simulator start event is generated, the simulator control unit 110 drives the traveling state measurement unit 130 (S213), starts collecting the traveling state information (S215), and transmits the collected traveling state information to the bicycle riding control unit 200 (S217).

시뮬레이터 제어부(110)는 주행상태정보가 수집되기 시작하면 주행상태정보의 핸들 회전각 및 자세정보에 따라 자전거 시뮬레이터, 즉 자전거(10)의 좌우 기울기를 제어한다(S218).When the running state information starts to be collected, the simulator control unit 110 controls the bike simulator, that is, the left-right inclination of the bicycle 10 according to the steering angle and posture information of the running state information (S218).

상기 주행상태정보가 전송되기 시작하면 시뮬레이터 제어부(110)는 자전거 라이딩 제어부(200)로부터 시뮬레이터 조작정보가 입력되는지를 모니터링하고(S219), 시뮬레이터 조작정보가 입력되면 시뮬레이터 조작정보의 도로 경사정보에 따라 자전거(10)의 전후방 기울기를 제어한다(S221).When the running state information starts to be transmitted, the simulator controller 110 monitors whether the simulator operation information is input from the bike riding controller 200 (S219). When the simulator operation information is inputted, The front and rear inclination of the bicycle 10 is controlled (S221).

또한, 시뮬레이터 제어부(110)는 시뮬레이터 조작정보의 경로정보의 도로 도면 정보에 따라 자전거(10)에 진동을 발생시키는 진동 제어를 수행한다(S223).In addition, the simulator control section 110 performs vibration control for generating vibration to the bicycle 10 in accordance with the road drawing information of the path information of the simulator operation information (S223).

또한, 시뮬레이터 제어부(110)는 시뮬레이터 조작정보의 경로정보의 도로 경사정보 및 주행 환경 정보인 바람 방향 및 세기정보와 시뮬레이션 영상 상에서의 자전거의 주행방향에 의해 저항력을 계산하고, 계산된 저항력을 크랭크 축(20) 또는 휠(21)에 적용한다(S225).Also, the simulator control unit 110 calculates the resistance of the bicycle on the basis of the wind direction and intensity information, which is the road inclination information of the path information of the simulator operation information, and the traveling environment information, and the running direction of the bicycle on the simulation image, To the wheel 20 or the wheel 21 (S225).

시뮬레이터 제어부(110)는 상기 자전거(10)의 제어 중에 라이딩 종료 이벤트의 발생 여부를 모니터링하고(S227), 상기 라이딩 종료 이벤트의 발생 전까지 상기 S217 이후를 반복 수행하여 자전거 제어를 수행한다.The simulator control unit 110 monitors whether or not a riding end event is generated during the control of the bicycle 10 (S227), and repeats the above steps S217 and subsequent steps until the riding end event occurs.

한편, 본 발명은 전술한 전형적인 바람직한 실시예에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체 또는 부가에 의한 실시가 이하의 첨부된 특허청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. It will be easily understood. It is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, it is intended to cover various modifications within the scope of the appended claims.

1: 상호반응형 가상현실 자전거 라이딩 시스템
10: 자전거 11: 프레임
12: 핸들 13: 브레이크 레버
14: 포크(서스펜션) 15: 제1전후 각도 조절부재
16: 제2전후 각도 조절부재 17: 전후 각도 조절부재
18: 페달 19: 크랭크
20: 크랭크 축 21: 휠
22: 저항부재 30: 전후 각도 조절 구동부
31: 베이스 32: 직선 운동부
33: 직선 운동 바 40: 시뮬레이션 모듈
100: 자전거 시뮬레이터 110: 시뮬레이터 제어부
120: 시뮬레이터 통신부 121: 시뮬레이터 무선통신부
122: 시뮬레이터 유선통신부 130: 주행상태 측정부
131: 브레이크 레버 압력 측정부 132: 회전 속도 측정부
133: 핸들 회전각 측정부 134: 라이더 자세 분석부
140: 가상 주행 전달부 141: 진동부
142: 라이딩 저항부 143: 전후방 기울기 조절부
144:좌우 기울기 조절부 200: 자전거 라이딩 제어부
210: 라이딩 제어부 211: 콘텐츠 선택부
212: 디스플레이 수단 선택부 213: 콘텐츠 구동부
214: 콘텐츠 주행 환경 제어부 215: 시뮬레이션 정보 획득부
216: 콘텐츠 영상 제어부 217: 시뮬레이션 제어부
220: 콘텐츠 저장부 230: 라이딩 통신부
231: 라이딩 제1무선통신부 232: 라이딩 제2무선통신부
233: 라이딩 제1유선통신부 234: 라이딩 제2유선통신부
240: 영상 처리부 250: 오디오 처리부1: Interactive Reality Bike Riding System
10: Bicycle 11: Frame
12: Handle 13: Brake lever
14: a fork (suspension) 15: a first front-
16: second front / rear angle adjusting member 17: front / back angle adjusting member
18: pedal 19: crank
20: crankshaft 21: wheel
22: Resistance member 30: Front /
31: base 32: linear motion part
33: Linear motion bar 40: Simulation module
100: bicycle simulator 110: simulator control unit
120: simulator communication unit 121: simulator wireless communication unit
122: a simulator wire communication unit 130:
131: brake lever pressure measuring unit 132: rotational speed measuring unit
133: Handle rotation angle measuring unit 134: Rider posture analyzing unit
140: virtual traveling transmission unit 141:
142: riding resistance part 143: front and rear tilt adjusting part
144: left and right tilt adjustment unit 200: bicycle riding control unit
210: riding control unit 211: content selection unit
212: Display means selection unit 213:
214: Content driving environment control unit 215: Simulation information acquisition unit
216: Content video control unit 217: Simulation control unit
220: content storage unit 230: riding communication unit
231: riding first wireless communication unit 232: riding second wireless communication unit
233: riding first wired communication unit 234: riding second wired communication unit
240: image processor 250: audio processor

Claims (16)

가상 라이딩 시뮬레이션 영상을 디스플레이하는 디스플레이부;
페달을 구비하는 자전거, 및 사용자의 조작에 따른 상기 자전거의 주행상태를 측정한 주행상태정보를 전송하고, 시뮬레이터 조작정보를 수신받고 상기 시뮬레이터 조작정보에 따라 상기 자전거의 기울기를 제어하고 상기 페달에 저항력을 부여하는 시뮬레이션 모듈을 포함하는 자전거 시뮬레이터; 및
서로 다른 자전거 경로정보 및 해당 경로에 대한 시뮬레이션 영상을 포함하는 다수의 콘텐츠를 저장하고 있으며, 사용자로부터 상기 콘텐츠들 중 하나를 선택받고, 선택된 콘텐츠의 시뮬레이션 영상에 상기 자전거 시뮬레이터로부터 입력되는 주행상태정보를 반영한 가상 라이딩 시뮬레이션 영상을 생성하여 상기 디스플레이부로 출력하고, 상기 콘텐츠의 경로정보에 포함된 도로 노면의 노면 상태정보 및 경사정보를 포함하는 시뮬레이터 조작정보를 상기 자전거 시뮬레이터로 전송하는 자전거 라이딩 제어부를 포함하되,
상기 자전거 라이딩 제어부는,
서로 다른 경로정보, 해당 경로에 대한 시뮬레이션 영상을 포함하는 다수의 콘텐츠를 저장하는 콘텐츠 저장부;
상기 자전거 시뮬레이터와 데이터 통신을 수행하는 라이딩 통신부;
선택된 콘텐츠의 시뮬레이션 영상에 상기 자전거 시뮬레이터로부터 입력되는 주행상태정보를 반영한 가상 라이딩 시뮬레이션 영상을 생성하여 상기 디스플레이부로 출력하는 영상 처리부; 및
상기 콘텐츠의 경로정보에 포함된 도로 노면의 노면 상태정보 및 경사정보를 포함하는 시뮬레이터 조작정보를 상기 자전거 시뮬레이터로 전송하는 라이딩 제어부를 포함하고,
상기 라이딩 제어부는,
사용자에 의한 시뮬레이터 구동 명령 발생 시 상기 콘텐츠 저장부에 저장된 콘텐츠에 대한 리스트를 상기 디스플레이부를 통해 표시하고, 상기 콘텐츠들 중 하나를 선택받아 해당 콘텐츠를 상기 콘텐츠 저장부로부터 로드하는 콘텐츠 선택부;
상기 선택된 콘텐츠를 표시할 둘 이상의 디스플레이 수단 중 하나를 선택할 것을 요청하고 선택된 하나를 상기 가상 라이딩 시뮬레이션 영상을 표시할 디스플레이 수단으로 설정하는 디스플레이 수단 선택부;
선택된 콘텐츠의 시뮬레이션 영상에 상기 자전거 시뮬레이터로부터 입력되는 주행상태정보를 반영한 가상 라이딩 시뮬레이션 영상을 생성하여 상기 디스플레이부로 출력하고, 상기 콘텐츠의 경로정보에 포함된 도로 노면의 노면 상태정보 및 경사정보를 포함하는 시뮬레이터 조작정보를 상기 자전거 시뮬레이터로 전송하는 콘텐츠 구동부를 포함하고,
상기 콘텐츠 구동부는,
사용자로부터 직접 또는 상기 라이딩 통신부를 통해 날씨 제공 서버로부터 바람의 세기 및 방향 정보를 포함하는 날씨 정보를 수집하여 주행 환경 정보로 설정하는 콘텐츠 주행 환경 제어부;
상기 자전거 시뮬레이터로부터 입력되는 주행상태정보를 수집하는 시뮬레이션 정보 획득부;
선택된 콘텐츠의 시뮬레이션 영상에 상기 자전거 시뮬레이터로부터 입력되는 주행상태정보를 반영한 가상 라이딩 시뮬레이션 영상을 생성하여 상기 디스플레이부로 출력하는 콘텐츠 영상 제어부; 및
상기 콘텐츠의 경로정보에 포함된 도로 노면의 노면 상태정보, 경사정보, 바람의 세기 및 방향 정보를 포함하는 시뮬레이터 조작정보를 상기 자전거 시뮬레이터로 전송하는 시뮬레이션 제어부를 포함하되,
상기 자전거 시뮬레이터는,
상기 경사정보 및 상기 바람의 세기 및 방향 정보에 따른 저항력을 계산하고 계산된 저항력을 상기 페달에 부여하는 것을 특징으로 하는 상호반응형 가상현실 자전거 라이딩 시스템.
A display unit for displaying a virtual ride simulation image;
And a control unit that receives the simulator operation information and controls the inclination of the bicycle in accordance with the simulator operation information and controls the resistance of the pedal A bicycle simulator including a simulation module for giving a vehicle speed to the driver; And
The bicycle simulator stores a plurality of contents including different bicycle route information and a simulation image for the route, selects one of the contents from the user, and displays driving state information inputted from the bicycle simulator in a simulation image of the selected contents A bicycle riding controller for generating a simulated virtual riding simulation image and outputting the simulated riding simulation image to the display unit and transmitting simulator operation information including road surface state information and inclination information of the road surface included in the path information of the contents to the bicycle simulator ,
The bicycle riding control unit
A content storage unit for storing a plurality of contents including different path information and a simulation image for the path;
A riding communication unit for performing data communication with the bicycle simulator;
An image processing unit for generating a virtual simulation image of the selected content reflecting the driving state information input from the bicycle simulator and outputting the simulation image to the display unit; And
And a riding controller for transmitting simulator operation information including road state information and inclination information of the road surface included in the path information of the contents to the bicycle simulator,
The riding control unit,
A content selection unit that displays a list of contents stored in the contents storage unit when the simulator driving instruction is generated by a user through the display unit and selects one of the contents and loads the contents from the contents storage unit;
A display means selection unit for requesting to select one of two or more display means for displaying the selected content and setting the selected one as a display means for displaying the virtual riding simulation image;
A virtual simulation image of the selected content reflecting the driving state information input from the bicycle simulator is output to the display unit and the road surface state information and the gradient information of the road surface included in the path information of the content are included And a content driver for transmitting simulator operation information to the bicycle simulator,
The content-
A content running environment controller for collecting weather information including wind intensity and direction information directly from a user or from the weather providing server through the riding communication unit and setting the information as traveling environment information;
A simulation information acquisition unit for collecting driving state information input from the bicycle simulator;
A content image control unit for generating a virtual simulation image of the selected content reflecting the driving state information input from the bicycle simulator and outputting the generated simulation image to the display unit; And
And a simulation control unit for transmitting simulator operation information including road surface state information, inclination information, wind strength and direction information of the road surface included in the path information of the contents to the bicycle simulator,
The bicycle simulator includes:
Wherein the controller calculates the resistance according to the inclination information and the wind intensity and direction information, and gives the calculated resistance to the pedal.
제1항에 있어서,
상기 디스플레이부는,
반구형으로 형성되어 내측의 오목한 면을 스크린으로 적용하여 상기 가상 라이딩 시뮬레이션 영상을 표시하는 돔 스크린; 및
상기 가상 라이딩 시뮬레이션 영상을 상기 돔 스크린의 스크린에 조사하는 프로젝터를 포함하되,
상기 자전거 라이딩 제어부는,
상기 주행상태정보를 반영한 가상 라이딩 시뮬레이션 영상을 상기 돔 스크린의 스크린면의 굴곡에 대응하도록 영상 처리하여 상기 프로젝터로 출력하는 것을 특징으로 하는 상호반응형 가상현실 자전거 라이딩 시스템.
The method according to claim 1,
The display unit includes:
A dome screen formed in a hemispherical shape to display the virtual riding simulation image by applying an inner concave surface to a screen; And
And a projector for irradiating the virtual riding simulation image to a screen of the dome screen,
The bicycle riding control unit
Wherein the virtual riding simulation image reflecting the driving state information is processed to correspond to the curvature of the screen surface of the dome screen and output to the projector.
제1항에 있어서,
상기 디스플레이부는,
사용자의 양측 눈에 착용되도록 구성되어 상기 가상 라이딩 시뮬레이션 영상을 입체적으로 표시하는 헤드업 디스플레이 장치이되,
상기 자전거 라이딩 제어부는,
상기 주행상태정보를 반영한 가상 라이딩 시뮬레이션 영상을 상기 헤드업 디스플레이에 대응하도록 3차원 영상 처리를 수행하여 상기 헤드업 디스플레이로 출력하는 것을 특징으로 하는 상호반응형 가상현실 자전거 라이딩 시스템.
The method according to claim 1,
The display unit includes:
Up display device configured to be worn on both eyes of a user and three-dimensionally display the virtual riding simulation image,
The bicycle riding control unit
Wherein the virtual running simulation image reflecting the driving state information is subjected to three-dimensional image processing so as to correspond to the head-up display and output to the head-up display.
제1항에 있어서,
상기 시뮬레이션 모듈은,
자전거 라이딩 제어부와 통신을 수행하는 시뮬레이터 통신부;
상기 사용자의 조작에 따른 상기 자전거의 주행상태를 측정하여 주행상태정보를 출력하는 주행상태 측정부;
상기 자전거의 기울기를 제어하고 페달에 저항력을 부여하는 가상 주행 전달부; 및
상기 주행상태 측정부에 의해 측정된 주행상태정보를 상기 자전거 라이딩 제어부로 전송하고, 상기 자전거 라이딩 제어부로부터 시뮬레이터 조작정보를 수신받고 상기 시뮬레이터 조작정보에 따라 상기 가상 주행 전달부를 제어하는 시뮬레이터 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 상호반응형 가상현실 자전거 라이딩 시스템.
The method according to claim 1,
The simulation module includes:
A simulator communication unit for performing communication with the bike riding control unit;
A traveling state measuring unit for measuring a traveling state of the bicycle according to an operation of the user and outputting traveling state information;
A virtual running transporter for controlling the inclination of the bicycle and imparting resistance to the pedal; And
And a simulator control unit for transmitting the traveling state information measured by the traveling state measuring unit to the bike riding control unit, receiving the simulator operating information from the bike riding control unit, and controlling the virtual traveling transmitting unit according to the simulator operating information Wherein the virtual reality bike riding system comprises:
제4항에 있어서,
상기 주행상태 측정부는,
상기 사용자가 상기 자전거의 브레이크 레버를 누르는 압력을 측정하여 출력하는 브레이크 레버 압력 측정부;
상기 사용자가 상기 페달을 돌리는 속도에 대응하는 주행속도를 측정하여 출력하는 회전 속도 측정부; 및
상기 자전거의 핸들의 회전각을 측정하여 출력하는 핸들 회전각 측정부를 포함하여 상기 브레이크 레버 압력정보, 주행속도정보, 핸들 회전각정보를 포함하는 주행상태정보를 상기 자전거 라이딩 제어부로 전송하는 것을 특징으로 하는 상호반응형 가상현실 자전거 라이딩 시스템.
5. The method of claim 4,
Wherein the running state measuring unit comprises:
A brake lever pressure measuring unit for measuring and outputting a pressure at which the user presses the brake lever of the bicycle;
A rotational speed measuring unit for measuring and outputting a running speed corresponding to a speed at which the user rotates the pedal; And
And a steering wheel rotation angle measuring unit for measuring and outputting a steering angle of the steering wheel of the bicycle, and transmits driving state information including the brake lever pressure information, driving speed information, and steering wheel rotation angle information to the bicycle riding control unit Interactive virtual reality bicycle riding system.
제5항에 있어서,
상기 주행상태 측정부는,
상기 자전거를 탄 사용자의 정면을 촬영하는 카메라를 구비하여 자전거에 탄 사용자의 자세를 분석하여 자세분석정보를 출력하는 라이더 자세 분석부를 더 포함하여 상기 주행상태정보에 상기 자세분석정보를 더 포함하여 상기 자전거 라이딩 제어부로 전송하는 것을 특징으로 하는 상호반응형 가상현실 자전거 라이딩 시스템.
6. The method of claim 5,
Wherein the running state measuring unit comprises:
Further comprising: a rider posture analyzer having a camera for photographing a front side of a user who rides the bicycle and analyzing a posture of a user on the bicycle to output posture analysis information, wherein the posture analysis information further includes the posture analysis information, To the bike riding control unit (100).
제4항에 있어서,
상기 가상 주행 전달부는,
상기 자전거를 상하로 진동하되 진동의 세기를 조절할 수 있는 진동부;
상기 페달의 크랭크 축 또는 상기 자전거의 휠에 구성되어 페달의 회전 및 휠의 회전에 저항력을 부여하는 라이딩 저항부;
상기 자전거의 전후 기울기를 조절하는 전후방 기울기 조절부; 및
상기 자전거의 좌우 기울기를 조절하는 좌우기울기 조절부를 포함하되,
상기 시뮬레이터 제어부는,
상기 시뮬레이터 조작정보의 노면 상태정보에 따라 상기 진동부의 진동 및 그 세기를 조절하고, 상기 시뮬레이터 조작정보의 도로 기울기(경사) 정보에 의해 상기 라이딩 저항부의 저항력 및 상기 전후방 기울기 조절부를 제어하여 전후방 기울기를 조절하며, 상기 주행상태 측정부로부터 입력되는 주행상태정보의 핸들 회전 각 정보에 의해 상기 좌우기울기 조절부를 제어하여 상기 자전거의 좌우 기울기를 제어하는 것을 특징으로 하는 상호반응형 가상현실 자전거 라이딩 시스템.
5. The method of claim 4,
The virtual-
A vibration unit that vibrates the bicycle up and down and adjusts the intensity of the vibration;
A riding resistance part formed on the crankshaft of the pedal or the wheel of the bicycle to impart resistance to the rotation of the pedal and the rotation of the wheel;
A forward / backward tilt adjusting unit for adjusting a forward / backward inclination of the bicycle; And
And a left-right inclination adjusting unit for adjusting a left-right inclination of the bicycle,
The simulator control unit,
And controlling the resistance of the riding resistance part and the front / rear inclination adjusting part based on the road inclination information of the simulator operating information to adjust the front and rear inclination by adjusting the vibration of the vibrating part according to the road surface state information of the simulator operation information, Wherein the control unit controls the left and right tilt adjusting unit according to the steering angle information of the driving state information inputted from the driving state measuring unit to control the inclination of the left and right tires of the bicycle.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 라이딩 제어부가 사용자로부터 콘텐츠들 중 하나를 선택받고, 시뮬레이션 설정을 수행하는 설정 과정;
상기 라이딩 제어부가 상기 콘텐츠의 경로정보에 포함된 도로 노면의 노면 상태정보 및 경사정보를 포함하는 시뮬레이터 조작정보를 시뮬레이션 모듈로 전송하는 라이딩 제어 과정;
상기 시뮬레이션 모듈이 상기 시뮬레이터 조작정보에 따라 자전거의 기울기를 제어하고 페달에 저항력을 부여하는 시뮬레이터 조작정보 적용 과정;
상기 시뮬레이션 모듈이 시뮬레이터 조작정보가 적용된 상태에서 사용자의 조작에 따른 자전거의 주행상태를 측정하고, 측정된 주행상태정보를 상기 라이딩 제어부로 전송하는 주행상태정보 제공 과정; 및
상기 라이딩 제어부가 선택된 콘텐츠의 시뮬레이션 영상에 상기 자전거 시뮬레이터로부터 입력되는 주행상태정보를 반영한 가상 라이딩 시뮬레이션 영상을 생성하여 디스플레이부로 출력하는 가상 라이딩 시뮬레이션 영상 디스플레이 과정을 포함하되,
상기 설정 과정은,
상기 라이딩 제어부가 사용자로부터 상기 콘텐츠들 중 하나를 선택받아 콘텐츠 저장부로부터 해당 콘텐츠를 로드하는 콘텐츠 선택 단계;
적어도 둘 이상의 디스플레이 수단 중 하나를 사용자로부터 선택받고, 선택된 디스플레이 수단에 대한 환경 설정을 수행하는 디스플레이 환경 설정 단계; 및
상기 선택된 콘텐츠에 적용할 바람의 방향 및 세기를 포함하는 날씨정보를 설정하는 시뮬레이션 환경 설정 단계를 포함하되,
상기 라이딩 제어부는 상기 라이딩 제어 과정에서 상기 시뮬레이션 환경 설정 단계에서 설정된 바람의 방향 및 세기 정보를 상기 시뮬레이터 조작정보에 포함하여 전송하고,
상기 시뮬레이터 조작정보 적용 과정에서 상기 시뮬레이션 모듈이 상기 자전거의 주행 방향과 상기 바람의 방향 및 세기를 고려한 저항력을 계산하여 상기 페달에 적용하는 것을 특징으로 하는 상호반응형 가상현실 자전거 라이딩 시스템의 시뮬레이션 방법.
A setting process of the riding controller selecting one of the contents from the user and performing a simulation setting;
A riding control process of transmitting the simulator operation information including the road surface state information and the slope information of the road surface included in the route information of the contents to the simulation module;
A simulator operation information application process in which the simulation module controls the slope of the bicycle and gives resistance to the pedal in accordance with the simulator operation information;
A running state information providing step of the simulation module measuring a running state of the bicycle according to a user's operation in a state where the simulator operating information is applied and transmitting the measured running state information to the riding controller; And
And a virtual ride simulation image display step of generating a virtual ride simulation image reflecting driving state information input from the bicycle simulator on the simulation image of the selected content, and outputting the generated simulation image to the display unit,
In the setting process,
A content selection step of the riding controller selecting one of the contents from the user and loading the contents from the contents storage;
A display environment setting step of selecting at least one of at least two display means from a user and setting a configuration for the selected display means; And
And setting weather information including a wind direction and intensity to be applied to the selected content,
The riding control unit transmits the wind direction and intensity information set in the simulation environment setting step in the riding control process in the simulator operation information,
Wherein the simula- tion module calculates the resistance force in consideration of the running direction of the bicycle and the direction and intensity of the wind in the application of the simulator operation information, and applies the resistive force to the pedal.
삭제delete 라이딩 제어부가 사용자로부터 콘텐츠들 중 하나를 선택받고, 시뮬레이션 설정을 수행하는 설정 과정;
상기 라이딩 제어부가 상기 콘텐츠의 경로정보에 포함된 도로 노면의 노면 상태정보 및 경사정보를 포함하는 시뮬레이터 조작정보를 시뮬레이션 모듈로 전송하는 라이딩 제어 과정;
상기 시뮬레이션 모듈이 상기 시뮬레이터 조작정보에 따라 자전거의 기울기를 제어하고 페달에 저항력을 부여하는 시뮬레이터 조작정보 적용 과정;
상기 시뮬레이션 모듈이 시뮬레이터 조작정보가 적용된 상태에서 사용자의 조작에 따른 자전거의 주행상태를 측정하고, 측정된 주행상태정보를 상기 라이딩 제어부로 전송하는 주행상태정보 제공 과정; 및
상기 라이딩 제어부가 선택된 콘텐츠의 시뮬레이션 영상에 상기 자전거 시뮬레이터로부터 입력되는 주행상태정보를 반영한 가상 라이딩 시뮬레이션 영상을 생성하여 디스플레이부로 출력하는 가상 라이딩 시뮬레이션 영상 디스플레이 과정을 포함하되,
상기 조작정보 적용 과정은,
상기 시뮬레이션 모듈이 상기 시뮬레이터 조작정보에 포함된 경로정보의 도로 도면 정보에 따라 자전거에 진동을 발생하는 도로 노면상태 적용 단계;
상기 시뮬레이션 모듈이 상기 시뮬레이터 조작정보에 포함된 경로정보의 도로 경사도에 따라 상기 자전거의 상하 기울기를 조절하는 도로 경사도 적용 단계;
상기 도로 경사도에 따라 상기 자전거의 페달에 저항력을 부여하는 저항력 적용 단계; 및
상기 시뮬레이션 모듈이 상기 자전거의 주행 방향과 바람의 방향 및 세기를 고려한 저항력을 계산하여 상기 페달에 적용하는 주행 환경 저항력 적용 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상호반응형 가상현실 자전거 라이딩 시스템의 시뮬레이션 방법.
A setting process of the riding controller selecting one of the contents from the user and performing a simulation setting;
A riding control process of transmitting the simulator operation information including the road surface state information and the slope information of the road surface included in the route information of the contents to the simulation module;
A simulator operation information application process in which the simulation module controls the slope of the bicycle and gives resistance to the pedal in accordance with the simulator operation information;
A running state information providing step of the simulation module measuring a running state of the bicycle according to a user's operation in a state where the simulator operating information is applied and transmitting the measured running state information to the riding controller; And
And a virtual ride simulation image display step of generating a virtual ride simulation image reflecting driving state information input from the bicycle simulator on the simulation image of the selected content, and outputting the generated simulation image to the display unit,
In the operation information application process,
A road surface state applying step in which the simulation module generates vibration in a bicycle in accordance with road drawing information of path information included in the simulator operation information;
Applying the road gradient to the simulation module to adjust a vertical gradient of the bicycle in accordance with a road gradient of path information included in the simulator operation information;
Applying resistive force to the pedal of the bicycle according to the road gradient; And
Wherein the simulating module further includes a driving environment resistance applying step of calculating a resistance force in consideration of the driving direction, wind direction and intensity of the bicycle, and applying the resistance force to the pedal. .
삭제delete 라이딩 제어부가 사용자로부터 콘텐츠들 중 하나를 선택받고, 시뮬레이션 설정을 수행하는 설정 과정;
상기 라이딩 제어부가 상기 콘텐츠의 경로정보에 포함된 도로 노면의 노면 상태정보 및 경사정보를 포함하는 시뮬레이터 조작정보를 시뮬레이션 모듈로 전송하는 라이딩 제어 과정;
상기 시뮬레이션 모듈이 상기 시뮬레이터 조작정보에 따라 자전거의 기울기를 제어하고 페달에 저항력을 부여하는 시뮬레이터 조작정보 적용 과정;
상기 시뮬레이션 모듈이 시뮬레이터 조작정보가 적용된 상태에서 사용자의 조작에 따른 자전거의 주행상태를 측정하고, 측정된 주행상태정보를 상기 라이딩 제어부로 전송하는 주행상태정보 제공 과정; 및
상기 라이딩 제어부가 선택된 콘텐츠의 시뮬레이션 영상에 상기 자전거 시뮬레이터로부터 입력되는 주행상태정보를 반영한 가상 라이딩 시뮬레이션 영상을 생성하여 디스플레이부로 출력하는 가상 라이딩 시뮬레이션 영상 디스플레이 과정을 포함하되,
상기 주행상태정보 제공 과정은,
상기 자전거의 브레이크 레버의 눌림 여부 및 눌렸을 때의 압력을 측정하여 압력정보를 출력하는 브레이크 눌림 압력 측정 단계;
상기 자전거의 페달의 회전속도에 대응하는 자전거의 주행속도를 측정하는 주행속도 측정 단계;
상기 자전거의 핸들의 회전각을 측정하는 핸들 회전각 측정 단계;
상기 측정된 브레이크 눌림에 따른 압력정보, 주행속도정보, 핸들 회전각 정보를 포함하는 주행상태정보를 상기 자전거 라이딩 제어부로 제공하는 주행상태정보 제공 단계; 및
자전거를 탄 사용자의 모습을 정면에서 촬영한 영상으로부터 사용자의 자세를 분석하여 자세분석정보를 출력하는 라이더 자세 분석 단계를 포함하되,
상기 시뮬레이션 모듈은 상기 핸들 회전각 정보에 따라 좌우 기울기 조절부를 제어하여 자전거의 좌우 기울기를 제어하고, 상기 자세분석정보를 더 반영한 상기 저항력을 계산하고, 계산된 저항력에 따라 라이딩 저항부를 제어하여 상기 페달에 상기 저항력을 부여하는 것을 특징으로 하는 상호반응형 가상현실 자전거 라이딩 시스템의 시뮬레이션 방법.A setting process of the riding controller selecting one of the contents from the user and performing a simulation setting;
A riding control process of transmitting the simulator operation information including the road surface state information and the slope information of the road surface included in the route information of the contents to the simulation module;
A simulator operation information application process in which the simulation module controls the slope of the bicycle and gives resistance to the pedal in accordance with the simulator operation information;
A running state information providing step of the simulation module measuring a running state of the bicycle according to a user's operation in a state where the simulator operating information is applied and transmitting the measured running state information to the riding controller; And
And a virtual ride simulation image display step of generating a virtual ride simulation image reflecting driving state information input from the bicycle simulator on the simulation image of the selected content, and outputting the generated simulation image to the display unit,
The driving state information providing process includes:
A brake pressing pressure measuring step of measuring pressure of the brake lever of the bicycle when the brake lever is pressed and pressed and outputting pressure information;
A traveling speed measuring step of measuring a traveling speed of the bicycle corresponding to the rotational speed of the pedal of the bicycle;
A handle rotation angle measurement step of measuring a rotation angle of the handle of the bicycle;
A running state information providing step of providing running state information including pressure information, running speed information, and steering wheel turning angle information according to the measured brake pressures to the bicycle riding controller; And
And a rider attitude analyzing step of analyzing the attitude of the user from the image photographed from the front of the user who rides the bicycle to output attitude analysis information,
The simulation module controls the left / right tilt of the bicycle by controlling the left / right tilt adjusting unit according to the steering angle information of the steering wheel, calculates the resistance force further reflecting the posture analysis information, and controls the riding resistance unit according to the calculated resistance force, And the resistance force is given to the virtual reality bike riding system. 삭제delete
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KR102127324B1 (en) * 2020-04-16 2020-06-26 한국기술교육대학교 산학협력단 Smart exercise system in autonomous vehicle and exercise method using the same

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