KR101880701B1

KR101880701B1 - 가상현실 실시간 모션 시뮬레이터

Info

Publication number: KR101880701B1
Application number: KR1020170081092A
Authority: KR
Inventors: 이형준
Original assignee: 이형준; 주식회사 풀다이브테크놀로지
Priority date: 2017-06-27
Filing date: 2017-06-27
Publication date: 2018-07-20

Abstract

베이스와 상부에 설치되는 발판과, 베이스와 발판 사이에 회전 가능하게 설치되는 회전모듈과, 발판의 주변에 위치하도록 회전모듈에 설치되어 함께 회전되는 복수의 지지기둥과, 지지기둥에 승강 가능하게 설치되는 승강모듈과, 발판에 위치한 사용자의 허리위치를 추적하는 제1트랙킹모듈과, 제1트랙킹모듈과 승강모듈을 연결하는 연결부와, 사용자의 무릎의 모션을 트랙킹하는 제2트랙킹모듈 및, 제1트랙킹모듈에서 검출되는 사용자의 모션정보를 근거로 회전모듈과 승강모듈의 구동을 제어하는 제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실 실시간 모션 시뮬레이터가 개시된다.

Description

가상현실 실시간 모션 시뮬레이터{A MOTION SIMULATOR}

본 발명은 실시간 모션 시뮬레이터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 VR을 착용한 사용자의 움직임(걷기, 뛰기, 높이뛰기, 앉기, 엎드리기 등)을 실시간으로 감지하여 사용자가 콘텐츠 속 아바타와 매칭시켜 움직일 수 있도록 도와주는 가상현실 실시간 모션 시뮬레이터에 관한 것이다.

일반적으로 시뮬레이터는 현실은 아니지만 거의 현실과 같은 상황을 구현해 내어 사용자(체험자)가 가상현실을 체험할 수 있도록 하는 장비이다.

예를 들어 자동차 운전, 열차 운전, 전투기, 헬기, 각종 운전 장비를 실제 타보는 것은 현실적으로 어렵지만, 시뮬레이터를 통해서 실제로 차량 등에 탑승하여 운전하는 체험을 할 수 있다. 이를 위해 시뮬레이터의 종류에 따라서 체험자가 탑승하여 앉는 시트를 포함하여, 실제 차량 등의 속도감, 진동, 기울기 등을 실제처럼 제공하기 위한 영상을 제공하는 모니터 및 실제 차량 등을 조작하는 것과 동일한 조작체험을 제공하는 운전조작부 등이 제공된다.

이러한 시뮬레이터는 직접 운전 장비 등을 조작하는 방식인데, 최근에는 사용자가 머리에 직접 착용하는 HMD와 같은 VR기기를 이용하여 각종 가상현실을 체험하는 시뮬레이터가 다양하게 개발되어 제공되고 있다.

종래의 VR 기기를 이용한 시뮬레이터의 경우에는, 정해진 시뮬레이션 구역에서 사용자가 VR 기기(HMD)를 착용한 상태에서, VR 기기(HMD)를 통해 제공되는 가상현실을 체험하면서 이동하도록 구성되어 있다.

이때, VR 기기(HMD)에 설치된 센서와 시뮬레이터의 바닥에 설치된 센서 등을 통해 사용자의 위치를 감지하고, 사용자의 위치나 자세에 따라서 가상현실에 변화를 주어 제공하는 것이 일반적이다.

그런데 상기와 같은 종래의 기술에 의하면, 사용자의 자세나 모션을 신속하고 정확하게 감지하는 것이 어렵기 때문에, 사용자에게 제공되는 가상현실을 현실감 있게 제공하는데 한계가 있다.

또한, 특정 영역을 돌아다니면서 가상현실을 체험하여야 하므로, 많은 공간을 차지하게 되며, 이 경우 사용자는 멀미를 느끼거나 안정감을 잃고 자세가 불안정하여 가상현실을 효과적으로 체험하는데 한계가 있었다.

이로 인해, 가상현실을 통해 제공되는 아바타의 움직임과 체험자의 움직임을 동기화하는데 큰 어려움이 있었다.

대한민국 공개특허 제10-2017-0048684호

본 발명은 상술한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, VR을 체험하는 사용자가 콘텐츠 속의 아바타와 매칭되는 움직임이 자유로우면서도 안정적으로 체험할 수 있도록 하는 가상현실 실시간 모션 시뮬레이터에 관한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 가상현실 실시간 모션 시뮬레이터는, 베이스와; 상기 베이스 상부에 설치되는 발판; 상기 베이스와 발판 사이에 회전 가능하게 설치되는 회전모듈; 상기 발판의 주변에 위치하도록 상기 회전모듈에 설치되어 함께 회전되는 복수의 지지기둥; 상기 지지기둥에 승강 가능하게 설치되는 승강모듈; 상기 발판에 위치한 사용자의 허리위치를 추적하는 제1트랙킹모듈; 상기 제1트랙킹모듈과 상기 승강모듈을 연결하는 연결부; 상기 사용자의 무릎의 모션을 트랙킹하는 제2트랙킹모듈; 및 상기 제1트랙킹모듈에서 검출되는 사용자의 모션정보를 근거로 상기 회전모듈과 상기 승강모듈의 구동을 제어하는 제어모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이로써, 사용자의 모션을 실시간으로 추적하여 가상현실 영상의 화면과 캐릭터(아바타)의 움직임을 연동시켜 동기화할 수 있게 되어 더욱 현실감 있게 가상현실을 체험할 수 있다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 가상현실 실시간 모션 시뮬레이터는, 베이스와; 상기 베이스 상부에 설치되는 발판; 상기 베이스와 발판 사이에 회전 가능하게 설치되는 회전모듈; 상기 발판의 주변에 위치하도록 상기 회전모듈에 설치되어 함께 회전되는 복수의 지지기둥; 상기 지지기둥에 승강 가능하게 설치되는 승강모듈; 상기 발판에 위치한 사용자의 허리위치를 추적하는 제1트랙킹모듈; 상기 제1트랙킹모듈과 상기 승강모듈을 연결하는 연결부; 및 상기 제1트랙킹모듈에서 검출되는 사용자의 모션정보를 근거로 상기 회전모듈과 상기 승강모듈의 구동을 제어하는 제어모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 가상현실 실시간 모션 시뮬레이터는, 베이스와; 상기 베이스 상부에 설치되는 발판; 상기 베이스와 발판 사이에 회전 가능하게 설치되는 회전모듈; 상기 사용자의 무릎의 모션을 트랙킹하는 제2트랙킹모듈; 및 상기 제2트랙킹모듈에서 검출되는 사용자의 모션정보를 근거로 사용자의 움직임에 대응하여 가상현실 영상이 매칭되어 제공되도록 제어하는 제어모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 발판은 원형의 판 구조를 가지며, 외측 테두리부분에서 중앙부분으로 점진적으로 경사져서 함몰된 구조를 갖는 것이 좋다. 이로써, 사용자는 체험 위치를 벗어나는 것을 방지하면서 초기위치로 용이하게 복귀할 수 있어서 체험 공간의 제약을 확장할 수 있고, 좁은 공간에서 최대한 넓은 가상현실을 체험할 수 있다.

또한, 상기 회전모듈은, 상기 베이스와 발판 사이에 회전 가능하게 설치되는 회전체; 및 상기 회전체를 양방향 회전 구동시키는 회전구동부;를 포함하는 것이 좋다. 이로써, 사용자가 올라선 발판의 움직임과는 별도로 회전모듈을 회전시킴으로써 사용자의 회전방향 및 자세에 따라서 지지기둥과 승강모듈을 용이하게 회전시켜서 트랙킹 할 수 있다.

또한, 상기 승강모듈은, 상기 지지기둥에 승강 가능하게 설치되며, 상기 연결부에 연결되는 승강부재; 및 상기 제어모듈에 의해 구동제어되어 상기 승강부재를 승강 구동시키는 승강 구동부;를 포함하는 것이 좋다.

이로써, 사용자의 상하 움직임에 따라서 승강모듈을 용이하게 승강 이동시켜서 크랙킹할 수 있다.

또한, 상기 제1트랙킹모듈은, 사용자의 허리에 착용되며, 상기 연결부에 연결되는 착용벨트; 상기 승강모듈에 설치되어 상기 착용벨트의 위치정보를 추적하여 감지하고, 감지된 정보를 상기 제어모듈로 전송하는 제1감지부; 상기 제1감지부에서 감지된 정보를 상기 제어모듈로 전송하는 통신부; 상기 착용벨트의 동작상태를 표시하기 위한 출력부; 및 상기 착용벨트의 동작상태 표시를 위한 전원을 공급하는 전원공급부;를 포함하는 것이 좋다.

이로써, 착용벨트의 움직임을 추적하여 승강모듈의 승강 운동을 제어함으로써 사용자의 상하로의 움직임에 대응하여 가상현실 영상을 용이하게 연동하여 제공하고, 사용자의 상하 움직임에 대하여 안정적으로 지지할 수 있는 이점이 있다.

또한, 상기 제2트랙킹모듈은, 사용자의 무릎에 착용할 수 있는 모듈 본체; 상기 모듈 본체에 설치되어 상기 모듈 본체의 위치를 추적 감지하는 제2감지부; 상기 제2감지부에서 감지된 정보를 상기 제어모듈로 전송하는 통신부; 상기 모듈 본체의 상태표시를 하기 위한 출력부; 및 상기 모듈 본체에 설치되는 전원공급부;를 포함하는 것이 좋다.

이로써, 사용자의 무릎의 위치를 추적하여 사용자의 상하움직임은 물론, 좌우방향으로의 움직임과, 걷기, 뛰기, 높이뛰기, 앉기, 엎드리기 등 다양한 모션을 추적할 수 있으며, 그로 인해 회전모듈과 승강모듈을 효과적으로 구동시켜서 사용자의 움직임을 트랙킹 할 수 있게 된다.

또한, 상기 발판의 표면에는 사용자와의 마찰면적을 줄이기 위한 홈이 형성된 것이 좋다. 이로써, 사용자의 발과 발판 사이의 마찰력을 줄일 수 있게 사용자가 발판의 중앙부분으로의 복귀가 용이하고 중앙으로의 몰입감을 증대시킴은 물론, 이로 인해서 가상현실 체험을 위해 필요한 공간을 최소화할 수 있다.

또한, 상기 발판의 하부에는 주파수를 발생시키는 진동모듈이 설치되는 것이 좋다. 이로써, 발판의 중앙부분으로부터 소정의 진동주파수가 발생되어 사용자에게 몰입감을 증대시켜 줄 수 있게 된다.

본 발명에 따른 가상현실 실시간 모션 시뮬레이터는, 사용자의 허리의 움직임을 추적하는 제1트랙킹모듈과, 사용자의 무릎의 움직임을 추적하는 제2트랙킹모듈을 이용하여 사용자의 모션을 정밀하고 신속하게 추적할 수 있다.

또한, 제2트랙킹모듈을 이용하여 사용자의 모션을 추적함과 동시에 제1트랙킹모듈로 회전모듈과 승강모듈을 구동제어할 수 있게 됨으로써, 사용자의 모션을 안정적으로 지지할 수 있음은 물론 제공되는 가상현실 영상을 사용자의 모션에 대응하여 출력하여 보여 줌으로써, 멀미감을 없애고 더욱 현실감 있는 가상현실 체험을 할 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가상현실 실시간 모션 시뮬레이터를 사용자가 체험하고 있는 상태를 나타내 보인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가상현실 실시간 모션 시뮬레이터를 나타내 보인 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 가상현실 실시간 모션 시뮬레이터를 나타내 보인 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가상현실 실시간 모션 시뮬레이터를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 5는 도 2에 도시된 가상현실 실시간 모션 시뮬레이터의 회전모듈을 설명하기 위한 부분 단면 구성도이다.
도 6은 도 2에 도시된 가상현실 실시간 모션 시뮬레이터의 승강모듈을 설명하기 위한 부분 단면 구성도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발판 구조를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 가상현실 실시간 모션 시뮬레이터를 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 가상현실 실시간 모션 시뮬레이터(100)는, 베이스(110), 베이스(110)의 상부에 설치되는 발판(120), 상기 베이스(110)와 발판 (120) 사이에서 회전운동 가능하게 설치되는 회전모듈(130), 상기 회전모듈(130)에 설치되어 함께 이동되는 복수의 지지기둥(140), 상기 지지기둥(140)에 상하 이동 가능하게 설치되는 승강모듈(150), 사용자의 허리에 착용한 착용벨트(161)를 추적하는 한 쌍의 제1트랙킹모듈(160), 제1트랙킹모듈(160)과 상기 승강모듈(150)을 연결하는 연결부(170), 사용자의 무릎에 착용한 무릎 착용부재(181)를 추적하여 사용자의 모션을 감지하는 제2트랙킹모듈(180), 상기 제1트랙킹모듈(160)에서 감지된 트랙킹값에 따라서 상기 회전모듈(130)과 상기 승강모듈(150)의 구동을 제어하는 제어모듈(200)을 구비한다.

상기 베이스(110)는 지지면에 설치되며, 그 상부에는 상기 발판(130)이 소정 간격 이격되게 설치된다. 베이스(110)의 중앙 부분에는 발판(130)을 베이스(110)에 대해 이격되게 지지하기 위해 소정 높이로 돌출된 발판 지지부(111)가 설치된다. 발판 지지부(111)는 베이스(110) 또는 발판(120)에 일체로 형성될 수도 있고, 별도로 마련되어 결합될 수도 있다.

상기 발판(120)은 바람직하게는 원반형상을 갖는 것이 좋으며, 그 상면은 중앙부분(121)이 주변 테두리(123)보다 낮게 함몰된 구조를 갖는다. 따라서 발판(120)의 중앙부분에 사용자가 위치한 상태에서 걷기 운동을 하거나, 다양한 모션을 취할 때 자연스럽게 초기위치(발판의 중앙부분)로 복귀하도록 유도할 수 있고, 복귀하기 쉬운 이점이 있다.

상기 회전모듈(130)은 베이스(110)와 발판(120) 사이에 설치되는 회전체(131)와, 상기 회전체(131)를 양방향 회전 구동시키는 회전구동부(133)를 구비한다.

회전체(131)는 원형의 도넛 구조를 가지며, 발판(120)과 베이스(110) 사이에서 회전 가능하게 설치된다. 회전체(131)는 베이스(110)와 발판(120) 사이의 복수 위치에 설치되는 가이드부(132)에 지지되어 회전될 수 있으며, 가이드부(132)는 베어링을 포함할 수 있다.

상기 회전구동부(133)는 구동모터(131)와, 상기 구동모터(133a)의 회전력을 상기 회전체(131)로 전달하는 동력 전달부(133b)를 구비한다. 상기 복수의 구동모터(133a)는 발판(120)과 베이스(110) 사이에 설치되며, 서로 이격되게 복수 설치될 수 있다.

상기 동력전달부(133b)는 구동모터(133a)의 축에 설치되는 구동기어(135a)와, 상기 구동기어(135a)에 기어 연결되도록 회전체(131)에 설치되는 기어부(135b)를 구비한다. 기어부(135b)는 회전체(131)의 원주 방향을 따라 연속적으로 설치되며, 바람직하게는 회전체(131)에 일체로 형성되는 것이 좋다.

물론, 이와 반대로 구동모터(133a)를 회전체(131)에 설치하고, 베이스(110) 또는 발판(120)에 회전 방향으로 기어부를 설치함으로써, 구동모터(133a)의 구동시 회전체(131)가 베이스(110)와 발판(120)에 대해 상대적으로 회전되도록 할 수도 있다. 이 경우 회전체(131)에 구동모터(133a)를 설치할 경우 구동모터(133a)로 전원을 공급하기 위해서 슬립링을 적용할 수 있다.

상기 지지기둥(140)은 상기 회전체(131)의 외측 테두리 부분에 설치된다. 지지기둥(140)은 서로 인접되게 배치된 두 개가 한 쌍을 이루도록 배치되며, 두 쌍이 서로 이격되게 배치될 수 있다. 지지기둥(140)은 수직으로 배치되며, 대략 사용자의 허리에서 가슴높이 정도의 높이로 배치되는 것이 좋다. 이러한 지지기둥(140)의 하단부가 회전체(131)의 테두리에 연결되어 회전체(131)와 일체로 회전될 수 있다.

여기서, 바람직하게는 상기 지지기둥(140)은 사용자가 발판(120)에 올라선 상태를 기준으로 할 때, 사용자의 후방에 위치하도록 배치된다. 따라서, 사용자의 상체와 팔의 움직임이 방해를 받지 않게 되어 자유도 높은 동작을 구현할 수 있게 된다.

상기 승강모듈(150)은 상기 지지기둥(140)에 승강 이동 가능하게 설치되는 승강부재(151)와, 상기 승강부재(151)를 승강 구동시키는 승강 구동부(153)를 구비한다.

상기 승강부재(151)는 상기 한 쌍의 기둥(140) 각각에 승강 가능하게 설치되는 한 쌍의 승강가이드부(151a)와 한 쌍의 승강가이드부(151a)로부터 기둥(140)의 외측으로 연장되어 서로 연결되는 연장부(151b)를 가진다. 연장부(151b)는 발판(120)의 대략 중앙 상부까지 연장되며, 단부에는 상기 연결부(170)가 연결된다.

승강구동부(153)는 구동모터(153a)와, 구동모터(153a)의 동력을 전달받아 정방향 및 역방향 주행하는 구동벨트(153b)와, 구동벨트(153b)를 지지하는 구동풀리(153c)를 구비한다. 구동벨트(153b)는 기둥(140)의 내부에 상하로 정방향 및 역방향 주행 가능하게 설치되며, 상기 승강 가이드부(151a)와 연결되어 승강 가이드부(151a)를 함께 승강 이동시킨다. 구동풀리(153c)는 기둥(140)의 상부 및 하부 각각에 설치되어 구동벨트(153b)를 주행 가능하게 지지한다. 구동풀리(153c)와 구동모터(153a) 사이에는 기어열(153d)이 배치되어 구동모터(153a)의 회전력을 구동풀리(153c)로 전달할 수 있다.

또한, 바람직하게는 기둥(140)에는 승강가이드부(151a)의 승강 이동을 가이드 하는 가이드부재로서 가이드레일 또는 가이드봉(미도시)이 설치될 수 있다.

상기 제1트랙킹모듈(160)은 사용자의 허리에 착용하는 착용벨트(161)와, 상기 착용벨트(161)의 위치정보를 원격에서 추적할 수 있도록 승강모듈(140)에 설치 가능한 모듈 본체(162)를 포함한다. 상기 모듈 본체(162)에는 착용벨트(161)의 위치를 추적하여 감지하는 제1감지부(163), 통신부(165), 출력부(167) 및 전원공급부(169)가 설치될 수 있다.

상기 착용벨트(161)는 상기 연결부(170)에 착탈 가능하게 연결되며, 사용자의 허리를 감싸도록 착용할 수 있도록 설치된다. 이러한 착용벨트(161)의 위치를 추적하기 위한 제1감지부(163)는 상기 연장부(151b)의 끝단에 설치될 수 있으며, 착용 벨트(161)를 촬영하여 촬영된 이미지들의 좌표값을 실시간으로 산출하여 착용 벨트(161)의 위치를 추적할 수 있다. 즉, 제1감지부(163)는 착용 벨트(161)를 촬영한 이미지의 x,y,z, 좌표값을 근거로 위치변화, 방향, 이동속도 등을 실시간으로 산출할 수 있으며, 산출된 데이터는 제어모듈(200)로 전달된다. 이를 위해 제1감지부(163)는 이미지센서를 포함할 수 있으며, 이외에도 다양한 종류의 감지센서가 적용될 수 있다.

상기 통신부(165)는 제1감지부(163)가 설치된 위치에 설치될 수 있으며, 감지된 정보를 제어모듈(200)로 유선 또는 무선으로 전송하는 역할을 한다.

상기 출력부(167)는 착용벨트(161)에 구비될 수 있으며, 착용벨트(161)의 착용상태와 동작상태에 따라서 RGB 컬러광을 선택적으로 발광하도록 하는 LED를 포함할 수 있다.

상기 전원공급부(169)는 착용벨트(161)에 설치되어 출력부(167)의 구동을 위한 전원을 공급하며, 충전식 배터리를 포함할 수 있다.

한편, 사용자의 모션에 따른 회전제어를 정확하게 할 수 있도록 제1트랙킹모듈(160)의 모듈 본체(162)는 한 쌍이 구비되어 사용자의 양측에 배치되는 것이 바람직하다. 이러한 제1트랙킹모듈(160)에서 감지된 트랙킹값(회전, 전방 및 후방에 대한 움직임)은 제1트랙킹모듈(160)을 통해 판독한 사용자의 좌, 우 허리위치를 감지한 트랙킹값들과 함께 보완하여 보다 정확하게 시뮬레이터를 제어할 수 있게 된다.

여기서 상기 연결부(170)는 사용자의 움직임에 따라서 길이 조절이 가능한 구조를 가질 수 있으며, 신축성을 가지는 소재로 형성될 수도 있다. 이와 같이 실이 가변 및 변형 가능한 다양한 재질 및 형상으로 연결부(170)를 구성할 수 있으며, 그 구체적인 구성에 의해 본 발명이 한정되지는 않는다.

또한, 연결부(170)의 단부는 착용벨트(161)에 착탈 가능하게 연결될 수 있다. 이를 위해 연결부(170)와 착용벨트(161)의 연결부분에는 상호 결합되는 커플러가 마련되거나, 마그네트를 이용하여 연결 가능한 구조가 마련될 수 있다. 또한, 이외에도 연결부(170)와 착용벨트(161)의 착탈구조는 다양한 공지의 구성이 적용될 수 있다.

상기 제2트랙킹모듈(180)은 사용자의 무릎에 착용할 수 있는 모듈 본체(181)와, 모듈 본체(181)에 설치되어 모듈 본체(181)의 위치를 추적 감지하는 제2감지부(183)와, 제2감지부(183)에서 감지된 정보를 원격의 제어모듈(200)로 전송하는 통신부(185)와, 상태표시를 하기 위한 출력부(187) 및 전원공급부(189)가 설치될 수 있다.

상기 모듈 본체(181)는 사용자의 한쪽 무릎에 착탈 가능하게 설치될 수 있다. 이러한 모듈 본체(181)는 밴드타입 또는 일반적인 무릎 보호대의 구조를 가질 수 있다. 이러한 모듈 본체(181)에는 제2감지부(183)가 설치되어 위치를 추적한다. 상기 제2감지부(183)로는 가속도를 측정하는 가속도센서와 각속도를 검출할 수 있는 각속도 센서, 그리고 위치를 추적하는 위치추적센서를 포함할 수 있다. 상기 제2감지부(183)에서 감지하고 산출된 위치정보는 통신부(185)를 통해 원격의 제어모듈(200)로 전송된다.

또한, 모듈 본체(181)에는 출력부(187)가 설치되어 상태를 표시할 수 있다. 즉, 출력부(187)는 모듈 본체(181)에 설치되는 LED를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 RGB 색상별 LED가 구비되어서 동작 상태별로 구분하여 점등될 수 있다.

물론, 상기 모듈 본체(181)를 복수 지점에서 발산된 빛의 신호를 분석하여 모듈 본체(181)의 위치를 추적할 수도 있음은 당연하다.

상기 제어모듈(200)은 상기 제1트랙킹모듈(160)을 통해 사용자의 자세와 움직임방향 등을 포함하는 전체적인 모션을 추적한 데이터를 근거로 상기 회전모듈(130)과, 상기 승강모듈(150)을 구동제어한다. 따라서 사용자의 모션에 실시간으로 연동하여 회전모듈(130)을 회전시키고, 승강부재(151)를 승강 구동시킬 수 있다.

그리고 이와 같이 사용자의 모션에 반응하여 실시간으로 트랙킹하여 구동되는 회전모듈(130)과 승강모듈(150)의 트랙킹정보를 근거로 사용자에게 제공되는 가상현실 영상 속 캐릭터와 배경화면도 사용자의 모션에 따라 변경되어 제공되도록 할 수 있다.

따라서 사용자의 다양한 움직임(좌우 회전, 앞뒤 이동, 높이뛰기, 앉기, 걷기 등)과 가상현실 영상 속의 아바타의 모션을 동기화하여 제공할 수 있게 되어 보다 현실감 있는 가상현실 체험을 제공할 수 있게 된다.

또한, 상기 발판(120)의 하부에는 진동모듈(190)이 더 설치되는 것이 바람직하다. 상기 진동모듈(190)은 사용자가 시뮬레이터를 이용하는 동안 소정의 진동주파수를 발생시킴으로써, 사용자의 발에 진동을 느끼게 하여 몰입감을 줄 수 있다. 특히, 발판(120)과 베이스(110)의 연결부분 즉, 발판(120)의 중앙부분에 설치되어 소위 '우퍼' 기능을 제공함으로써, 사용자가 발판(120)의 중앙부분을 쉽게 찾을 수 있으며, 가상현실을 체험하는 동안 몰입감이 증대되는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 발판(120')의 상면에는 사용자의 발바닥(신발면)과 발판(120')의 표면과의 접촉면을 최소화하여 마찰력을 줄일 수 있도록 소정 패턴의 홈(120a)이 형성되는 것이 좋다. 이러한 홈(120a)은 바람직하게는 발판(120')의 중앙부분을 기준으로 방사상으로 연장되게 형성되는 것이 좋다. 이와 같이 형성된 홈(120a)에 의해 사용자의 발바닥(신발면)과의 접촉면을 줄일 수 있게 되고, 발판(120')의 중앙부분을 벗어난 사용자는 중앙부분으로 쉽게 복귀할 수 있게 된다. 따라서 사용자가 발판(120') 위에서 걷거나 이동하더라도 마찰력이 적기 때문에 경사진 테두리 쪽에서 중앙 쪽으로 자연스럽게 복귀되면서 걷기, 뛰기 등의 모션을 취할 때 실제 필요한 반경을 최소화할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 모션 시뮬레이터(100)는 발판(120)의 중앙의 함몰된 부분을 중심으로 다방향으로 이동되었다가 자연스럽게 중심으로 복귀할 수 있는 구성을 가지므로, 거리의 제한을 해소할 수 있게 된다.

또한, 승강모듈(150)과 제1트랙킹모듈(60)에 의해 사용자의 허리 부분을 지지하여 주고, 모션에 따라 실시간으로 트랙킹하여 콘텐츠 속의 아바타와 매칭시켜서 움직일 수 있도록 도와줌으로써, 멀미를 감소시킬 수 있으며 안정성을 증대시킬 수 있다. 또한, 가상현실 콘텐츠를 체험하면서 그 몰입감을 증대시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 본발명의 경우 지지기둥(140)과 승강모듈(150)의 위치가 사용자가 위치하는 발판(120)의 중앙을 기준으로 후방측으로 치우치게 배치된 구성을 가진다. 이와 같이, 지지기둥(140) 등이 사용자의 후방측에 위치하도록 배치하게 되면, 사용자가 다양한 모션을 취할 때 상체의 팔과 몸의 움직임이 기기에 방해를 받지 않게 되어 자유도 높은 동작을 구현할 수 있는 이점이 있다.

또한, 이상에서는 제1 및 제2트랙킹모듈(160,180)이 모두 설치된 구성에 대해서만 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 제2트랙킹모듈(180)만 적용하여 사용자의 모션을 트랙킹하면서 시스템을 구현할 수 있다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

100..모션 시뮬레이터 110..베이스
120..발판 130..회전모듈
140..지지기둥 150..승강모듈
160..제1트랙킹모듈 170..연결부
180..제2트랙킹모듈 190..진동모듈
200..제어모듈

Claims

베이스와;
상기 베이스 상부에 설치되는 발판;
상기 베이스와 발판 사이에 회전 가능하게 설치되는 회전모듈;
상기 발판의 주변에 위치하도록 상기 회전모듈에 설치되어 함께 회전되는 복수의 지지기둥;
상기 지지기둥에 승강 가능하게 설치되는 승강모듈;
상기 발판에 위치한 사용자의 허리위치를 추적하는 제1트랙킹모듈;
상기 제1트랙킹모듈과 상기 승강모듈을 연결하는 연결부;
상기 사용자의 무릎의 모션을 트랙킹하는 제2트랙킹모듈; 및
상기 제1트랙킹모듈에서 검출되는 사용자의 모션정보를 근거로 상기 회전모듈과 상기 승강모듈의 구동을 제어하는 제어모듈;을 포함하고,
상기 승강모듈은,
상기 지지기둥에 승강 가능하게 설치되며, 상기 연결부에 연결되는 승강부재; 및
상기 제어모듈에 의해 구동제어되어 상기 승강부재를 승강 구동시키는 승강 구동부;를 포함하며,
상기 승강부재는,
상기 지지기둥에 승강 가능하게 설치되는 승강가이드부; 및
상기 승강가이드부로부터 상기 지지기둥의 외측으로 연장되어 상기 연결부에 연결되는 연장부;를 포함하고,
상기 승강 구동부는,
구동모터;
상기 구동모터의 동력을 전달받아 정방향 및 역방향 주행하는 구동벨트; 및
상기 지지기둥의 상부 및 하부 각각에 설치되어 상기 구동벨트를 주행 가능하게 지지하고, 상기 구동모터의 회전력으로 회전되는 구동풀리;를 포함하며,
상기 구동벨트는, 상기 지지기둥의 내부에 상하로 정방향 및 역방향 주행 가능하게 설치되고, 상기 승강가이드부와 연결되어 상기 승강가이드부를 승강 이동시키는 것을 특징으로 하는 가상현실 실시간 모션 시뮬레이터
베이스와;
상기 베이스 상부에 설치되는 발판;
상기 베이스와 발판 사이에 회전 가능하게 설치되는 회전모듈;
상기 발판의 주변에 위치하도록 상기 회전모듈에 설치되어 함께 회전되는 복수의 지지기둥;
상기 지지기둥에 승강 가능하게 설치되는 승강모듈;
상기 발판에 위치한 사용자의 허리위치를 추적하는 제1트랙킹모듈;
상기 제1트랙킹모듈과 상기 승강모듈을 연결하는 연결부; 및
상기 제1트랙킹모듈에서 검출되는 사용자의 모션정보를 근거로 상기 회전모듈과 상기 승강모듈의 구동을 제어하는 제어모듈;을 포함하고,
상기 승강모듈은,
상기 지지기둥에 승강 가능하게 설치되며, 상기 연결부에 연결되는 승강부재; 및
상기 제어모듈에 의해 구동제어되어 상기 승강부재를 승강 구동시키는 승강 구동부;를 포함하며,
상기 승강부재는,
상기 지지기둥에 승강 가능하게 설치되는 승강가이드부; 및
상기 승강가이드부로부터 상기 지지기둥의 외측으로 연장되어 상기 연결부에 연결되는 연장부;를 포함하고,
상기 승강 구동부는,
구동모터;
상기 구동모터의 동력을 전달받아 정방향 및 역방향 주행하는 구동벨트; 및
상기 지지기둥의 상부 및 하부 각각에 설치되어 상기 구동벨트를 주행 가능하게 지지하고, 상기 구동모터의 회전력으로 회전되는 구동풀리;를 포함하며,
상기 구동벨트는, 상기 지지기둥의 내부에 상하로 정방향 및 역방향 주행 가능하게 설치되고, 상기 승강가이드부와 연결되어 상기 승강가이드부를 승강 이동시키는 것을 특징으로 하는 가상현실 실시간 모션 시뮬레이터.
삭제
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 발판은 원형의 판 구조를 가지며, 외측 테두리부분에서 중앙부분으로 점진적으로 경사져서 함몰된 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 가상현실 실시간 모션 시뮬레이터.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 회전모듈은,
상기 베이스와 발판 사이에 회전 가능하게 설치되는 회전체; 및
상기 회전체를 양방향 회전 구동시키는 회전구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실 실시간 모션 시뮬레이터.
삭제
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1트랙킹모듈은,
사용자의 허리에 착용되며, 상기 연결부에 연결되는 착용벨트;
상기 승강모듈에 설치되어 상기 착용벨트의 위치정보를 추적하여 감지하고, 감지된 정보를 상기 제어모듈로 전송하는 제1감지부;
상기 제1감지부에서 감지된 정보를 상기 제어모듈로 전송하는 통신부;
상기 착용벨트의 동작상태를 표시하기 위한 출력부; 및
상기 착용벨트의 동작상태 표시를 위한 전원을 공급하는 전원공급부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실 실시간 모션 시뮬레이터.
제1항에 있어서, 상기 제2트랙킹모듈은,
사용자의 무릎에 착용할 수 있는 모듈 본체;
상기 모듈 본체에 설치되어 상기 모듈 본체의 위치를 추적 감지하는 제2감지부;
상기 제2감지부에서 감지된 정보를 상기 제어모듈로 전송하는 통신부;
상기 모듈 본체의 상태표시를 하기 위한 출력부; 및
상기 모듈 본체에 설치되는 전원공급부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실 실시간 모션 시뮬레이터.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 발판의 표면에는 사용자와의 마찰면적을 줄이기 위한 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 가상현실 실시간 모션 시뮬레이터.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 발판의 하부에는 주파수를 발생시키는 진동모듈이 설치되는 것을 특징으로 하는 가상현실 실시간 모션 시뮬레이터.