KR101931637B1

KR101931637B1 - 가상 화살 슈팅기를 이용한 스크린 양궁 시뮬레이션 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR101931637B1
Application number: KR1020180041061A
Authority: KR
Inventors: 성보경; 방그린; 고일주; 길영익
Original assignee: (주)피디케이리미티드; 숭실대학교 산학협력단
Priority date: 2018-04-09
Filing date: 2018-04-09
Publication date: 2018-12-21

Abstract

본 발명은 스크린 양궁 시뮬레이션 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자가 실제 활을 들고 실제 화살이 장전된 활시위를 당겨 화살을 발사하되, 화살이 활에서 발사되지 않도록 하면서 사용자가 활을 들고 있는 위치 및 자세에 따른 활 자세 및 사용자가 화살을 당겨 발사한 화살의 속도를 반영한 화살 비행궤적을 계산한 후, 계산된 화살 비행 궤적에 대한 화살의 화살 비행 영상을 시뮬레이션 영상에 합성하여 표시하는 가상 화살 슈팅기를 이용한 스크린 양궁 시뮬레이션 시스템 및 방법에 관한 것이다.

Description

가상 화살 슈팅기를 이용한 스크린 양궁 시뮬레이션 시스템 및 방법{Screen archery simulation system using virtual arrow shooter}

최근 스크린 골프 등과 같은 가상 시뮬레이션 시스템이 상용화되어 많은 사람들이 실제 골프장에 가지 않고도 골프를 즐기고 있다.

골프를 즐기기 위해 비교적 먼 거리에 있는 골프장을 찾아가 치는 것은 많은 비용 및 시간이 소요되어 자주 즐길 수 없는데 반하여, 스크린 골프는 도심 가까운 곳의 스크린 골프장에서 저렴한 비용으로 골프를 즐길 수 있기 때문에 많은 사람들이 이용하고 있다.

이러한 스크린 골프의 성공에 힘입어 스크린 야구, 스크린 승마 등과 같은 다양한 스포츠들에 대한 가상 시뮬레이션 시스템들이 개발되어 적용되고 있는 추세이다.

또한, 많은 사람들은 스포츠로서 양궁, 석궁, 국궁(이하 통칭하여 "양궁"이라 함) 등을 좋아하나, 넓은 공간을 필요로 하고, 장비가 고가이고 잘못 다룰 경우 주변의 사람이 다칠 수 있는 위험성이 있어 매우 제한된 장소에만 이용할 수 있어 활성화되지 못하고 있다.

따라서 양궁도 스크린 시뮬레이션 시스템으로 개발하려는 움직임이 스크린 골프의 상용화 이후 꽤 오래전부터 있어왔다.

그러나 종래 스크린 양궁 시뮬레이션 시스템은 실제 화살을 발사하는 방식을 적용하거나 대한민국 공개특허공보 10-2011-0022553(2011.03.07.공개) [가상화살을 이용한 스크린 체험장치]에 개시되어 있는 것과 같이 레이저 광원을 이용한 가상의 활을 발사하는 방식을 적용하고 있다.

전자의 경우, 실제 발사된 화살과 시뮬레이션 영상의 화살의 궤적이 일치하지 않아 몰입감을 떨어트리고 재미를 떨어트릴 수 있는 문제점이 있었으며, 이 또한, 화살촉에 안전장치를 하더라도 주변의 사람을 다치게 할 수 있는 문제점이 있었다.

후자의 경우, 실제 화살을 발사하지 않으므로 사용자는 실제 화살을 쏘는 것과 같은 느낌을 느낄 수 없어 양궁의 재미를 떨어트릴 수 있는 문제점이 있었다.

공개특허공보 제10-2011-0022553호(2011.03.07.공개)

따라서 본 발명의 목적은 사용자가 실제 활을 들고 실제 화살이 장전된 활시위를 당겨 화살을 발사하되, 화살이 활에서 발사되지 않도록 하면서 사용자가 활을 들고 있는 위치 및 자세에 따른 활 자세 및 사용자가 화살을 당겨 발사한 화살의 속도를 반영한 화살 비행궤적을 계산한 후, 계산된 화살 비행 궤적에 대한 화살의 화살 비행 영상을 시뮬레이션 영상에 합성하여 표시하는 가상 화살 슈팅기를 이용한 스크린 양궁 시뮬레이션 시스템 및 방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가상 화살 슈팅기를 이용한 스크린 양궁 시뮬레이션 시스템은: 활로, 사용자가 활시위에 걸린 화살과 활시위를 당겨 발사 시 발사된 화살을 가이드하는 화살 가이드 원통 바 및 상기 화살 가이드 원통 바의 관의 전면 출구에 구성되어 발사된 상기 화살이 상기 관을 따라 이동하여 외부로 발사되는 것을 차단하는 슈팅 방지부를 포함하는 화살 슈팅기; 상기 화살 슈팅기에 구성되어 상기 화살 슈팅기의 움직임에 대한 활 방향정보 및 사용자에 의해 발사되어 상기 화살 가이드 원통 바의 관 내측을 통해 진행하는 화살의 속도에 대한 화살 속도정보를 생성하여 전송하는 활 센서 모듈; 시뮬레이션 영상이 표시되는 스크린에 대응하여 설치되어 사용자가 들고 있는 상기 화살 슈팅기의 상기 스크린 및 슈팅영역에 대한 위치를 측정하고 측정된 위치에 대한 위치정보 및 광 방향정보를 포함하는 자세정보를 출력하는 슈팅기 자세 검출부; 및 상기 슈팅기 자세 검출부로부터 출력되는 화살 슈팅기의 위치 및 광 방향정보를 포함하는 자세정보 및 상기 화살 슈팅기로부터 출력되는 활 방향정보에 의해 상기 스크린에 대한 상기 화살 슈팅기의 활 겨냥 방향을 결정하고, 상기 화살 슈팅기의 활 겨냥 방향 및 상기 화살 속도정보에 의해 화살의 비행 궤적에 대한 화살 비행 영상을 시뮬레이션 영상에 합성한 후 상기 스크린에 표시시키는 제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 화살 슈팅기는, 손잡이 및 손잡이 위로 길이 방향에 대해 수직으로 형성되는 화살받침을 포함하는 활 몸체; 상기 활 몸체의 길이 방향의 양측 끝단부에서 양쪽으로 길게 연장되도록 고정되는 두 개의 활대; 상기 두 개의 활대 끝 단부에 연결되는 활시위; 상기 화살받침에 가이드 되어 상기 활 몸체에 대해 수직으로 길게 배치되되, 상기 활시위 방향에 화살이 삽입되는 입구가 형성되고 그 반대편에 출구가 형성되는 길이 방향으로 길게 관이 형성되는 화살 가이드 원통 바; 및 상기 화살 가이드 원통 바의 관의 출구에 구성되어 활시위에 의해 발사된 상기 화살이 상기 관을 따라 이동하되 상기 화살이 외부로 발사되는 것을 차단하는 상기 슈팅 방지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 활 센서 모듈은, 상기 제어모듈과 통신을 수행하는 센서 통신부; 상기 화살 슈팅기의 움직임 방향에 따른 방향정보를 측정하여 출력하는 활 방향 측정부; 상기 화살 슈팅기의 화살 가이드 원통 바의 관 내측에 구성되어 상기 화살 가이드 원통 바의 내측 관을 통해 발사된 화살의 속도를 측정하여 출력하는 화살 속도 측정부; 및 상기 활 방향 측정부로부터 입력되는 활 방향정보 및 상기 화살 속도 측정부로부터 입력되는 화살 속도정보를 상기 센서 통신부를 통해 상기 제어모듈로 전송하는 센서 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 활 센서 모듈은, 상기 화살 가이드 원통 바 내부에 구성되어 화살이 일정 거리 이상 당겨지는지를 검사하고 일정거리 이상 당겨지는 경우 장전신호를 출력하는 장전센서를 더 포함하되, 상기 센서 제어부는 상기 장전신호에 대한 장전정보를 제어모듈로 더 전송하고, 상기 제어모듈은, 상기 장전정보가 수신되지 않는 경우 입력되는 화살 속도정보는 무시하고, 상기 장전정보의 수신 이후 입력되는 화살 속도정보의 입력 시 화살이 발사된 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

상기 활 센서 모듈은, 상기 화살 슈팅기의 전방 및 하부로 적외선 조명을 조사하는 조명부를 더 포함하되, 상기 슈팅기 자세검출부는, 상기 조명부가 조사하는 적외선에 조명에 의해 상기 화살 슈팅기의 위치를 판단하는 것을 특징으로 한다.

상기 조명부는, 상기 화살 슈팅기의 화살 가이드 원통 바의 슈팅 방지부 앞단에 구성되어 전방 하단으로 적외선을 조사하는 제1조명부; 상기 화살 가이드 원통 바의 하부에 구성되어 바닥으로 적외선을 조사하는 제2조명부; 및 상기 제2조명부의 위치와 다른 위치의 화살 가이드 원통 바 하부에 구성되어 바닥으로 적외선을 조사하는 제3조명부를 포함하고, 상기 슈팅기 자세검출부는, 상기 제1조명이 조사하는 적외선을 인식하여 제1자세정보를 제어모듈로 전송하는 제1광 인식부; 및 상기 제2조명부 및 제3조명부가 조사하는 적외선들을 인식하여 제2자세정보를 상기 제어모듈로 전송하는 제2광 인식부를 포함하고, 상기 제어모듈은 상기 제1자세정보 및 제2자세정보를 반영하여 상기 화살 슈팅기의 위치 및 방향을 결정하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어모듈은, 상기 스크린에 상기 시뮬레이션 영상 또는 화살 비행 영상이 합성된 시뮬레이션 영상을 표시시키는 디스플레이부; 상기 활 센서 모듈과 통신을 수행하는 통신부; 적어도 하나 이상의 시나리오에 대한 시뮬레이션 영상을 저장하는 저장부; 및 상기 슈팅기 자세 검출부로부터 출력되는 화살 슈팅기의 자세정보 및 상기 화살 슈팅기로부터 출력되는 활 방향정보 및 화살 속도정보를 상기 통신부를 통해 수신하고, 상기 자세정보 및 활 방향정보에 의해 상기 스크린에 대한 상기 화살 슈팅기의 위치 및 활 겨냥 방향을 포함하는 자세를 판단하고, 상기 화살 슈팅기의 자세 및 상기 화살 속도정보에 의해 화살의 비행 궤적에 대한 화살 비행 영상을 상기 저장부에 저장된 시뮬레이션 영상 중 선택된 시뮬레이션 영상에 합성한 후 상기 스크린에 표시시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는, 상기 통신부를 통해 상기 활 센서 모듈로부터 화살 속도정보 및 활 방향정보와, 상기 슈팅기 자세 검출부로부터 광 방향정보 및 활의 위치정보를 포함하는 자세정보를 수집하는 센서정보 획득부; 상기 슈팅기 자세 검출부로부터 수집된 자세정보 및 활 센서 모듈로부터 수신된 활 방향정보에 의해 상기 화살 슈팅기의 위치 및 활 겨냥 방향을 포함하는 상기 화살 슈팅기의 자세를 계산하는 활 자세 계산부; 상기 활 자세 계산부를 통해 계산된 화살 슈팅기의 자세에 대한 화살 슈팅기 자세정보와 화살 속도정보에 의해 화살의 비행 궤적을 계산하는 화살 비행 궤적 계산부; 및 상기 계산된 화살 비행 궤적에 대한 화살 비행 영상을 생성하고 선택된 상기 시뮬레이션 영상에 합성하여 최종 시뮬레이션 영상을 생성하여 디스플레이부를 통해 상기 스크린에 표시시키는 시뮬레이션 영상 생성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 화살은 일부 또는 전체가 자성체로 구성되고, 상기 화살 가이드 원통 바는, 내측에 구성되어 상기 관을 이동하는 상기 화살에 일정 힘의 자장을 가하여 상기 화살의 속도를 일정하게 줄이는 자석을 더 포함하되, 상기 제어부의 화살 비행 궤적 계산부는, 상기 자석에 의해 감소한 속도를 반영하여 화살 비행 궤적을 계산하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가상 화살 슈팅기를 이용한 스크린 양궁 시뮬레이션 방법은: 제어모듈이 시뮬레이션 영상이 표시되는 스크린에 대응하여 설치되는 슈팅기 자세 검출부로부터 출력되는 화살 슈팅기의 위치정보 및 광 방향정보를 포함하는 자세정보 및 상기 화살 슈팅기로부터 출력되는 활 방향정보에 의해 스크린에 대한 상기 화살 슈팅기의 자세를 판단하는 자세 판단 과정; 상기 제어모듈이 화살 슈팅기의 손잡이 몸체의 화살받침을 따라 손잡이 몸체에 수직으로 길게 형성되는 화살 가이드 원통 바의 내측 관을 통해 발사되는 화살의 속도를 측정하는 활 센서 모듈의 화살 속도 측정부를 통해 화살 속도정보를 수집하는 화살 속도 측정 과정 ; 및 상기 제어모듈이 상기 화살 슈팅기의 자세 및 상기 화살 속도정보에 의해 화살의 비행 궤적에 대한 화살 비행 영상을 시뮬레이션 영상에 합성한 후 상기 스크린에 표시시키는 시뮬레이션 영상 표시 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 자세 판단 과정은, 상기 제어모듈이 활 센서 모듈로 광 조사 신호를 활 센서 제어 모듈로 전송하여 상기 활 센서 모듈의 센서 제어부가 조명부를 통해 화살 슈팅기의 전방 하단 및 화살 슈팅기의 아래로 적외선을 조사시키는 적외선 조사 단계; 상기 제어모듈이 상기 스크린에 대응하여 설치되고 상기 전방 하단으로 조사되는 적외선을 인식하는 상기 슈팅기 자세 검출부의 제1광 인식부로부터 상기 화살 슈팅기의 제1위치정보를 수집하는 제1위치정보 수집 단계; 상기 제어모듈이 상기 스크린에 대응하는 바닥의 슈팅영역에 설치되고 하단으로 조사되는 적외선을 인식하는 상기 슈팅기 자세 검출부의 제2광 인식부로부터 상기 화살 슈팅기의 제2위치정보를 수집하는 제2위치정보 수집 단계; 상기 제어모듈이 상기 화살 슈팅기의 움직임에 따른 활 방향정보를 출력하는 화살 슈팅기로부터 활 방향정보를 수집하는 활 방향정보 수집단계; 상기 제어모듈이 상기 제1위치정보, 제2위치정보 및 활 방향정보에 의해 상기 화살 슈팅기의 위치 및 화살 슈팅기의 화살 가이드 원통 바가 지시하는 활 겨냥 방향을 포함하는 슈팅기 자세 판단 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 화살 속도 측정 과정은, 상기 제어모듈이 상기 활 센서 모듈의 장전센서를 통해 상기 화살 가이드 원통 바 내측 관에 삽입된 화살이 일정 거리 이상 당겨져 장전이 되는지를 판단하는 정전 모니터링 단계; 상기 활 센서 모듈의 화살 측정부를 통해 측정된 화살 속도정보가 입력되는지를 검사하는 화살 속도정보 수집단계; 화살 속도정보가 입력되면 상기 장전된 상태에서 입력된 것인지를 판단하는 화살 발사 판단단계; 및 상기 화살 속도정보가 장전된 상태에서 입력된 것이면 상기 화살 속도정보를 저장하는 화살 속도정보 수집 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 화살 속도 측정 과정은, 상기 화살 속도정보가 장전되지 않은 상태에서 입력된 것이면 폐기하는 발사 오류 제거 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 화살 속도정보 수집단계는, 상기 화살 가이드 원통 바의 내측 관을 통해 발생된 화살이 화살 발사 방향을 기준으로 상기 화살 가이드 원통 바 내측 끝부분에 설치된 화살속도 측정부인 진동센서를 통해 화살의 발사 속도에 따른 진동신호를 입력받는 진동 측정 단계; 및 상기 진동신호의 세기를 화살 속도로 변환하는 세기 속도 변환 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어모듈이 상기 화살 속도정보 수집단계의 세기 속도 변환 단계 시 상기 화살 가이드 원통 바 내측 관의 내주면을 따라 형성되어 상기 화살 가이드 원통 바의 관을 통해 발사된 화살에 일정 힘의 자력을 가하는 자석에 의해 감쇠된 속도를 반영하여 상기 측정된 진동신호의 세기를 속도로 변환하는 것을 특징으로 한다.

상기 시뮬레이션 영상 표시 과정은, 상기 제어모듈이 상기 화살 슈팅기의 자세 및 상기 화살 속도정보에 의해 화살 비행 궤적을 계산하는 화살 비행 궤적 계산 단계; 상기 계산된 화살 비행 궤적에 대한 화살 비행 영상을 생성하는 화살 비행 영상 생성 단계; 상기 생성된 화살 비행 영상을 시뮬레이션 영상에 합성하는 합성 단계; 및 상기 화살 비행 영상이 합성된 시뮬레이션 영상을 상기 스크린에 표시시키는 시뮬레이션 영상 표시 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 실제로 화살과 활시위를 잡고 활시위를 당겨 화살을 발사하므로 사용자에게 실제 양궁을 하는 것과 같은 현실감과 재미를 줄 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 사용자가 실제로 화살과 활시위를 당겨 화살을 발사하지만 발사된 활이 활 가이드 원통 바 내에서만 움직일 뿐 외부로 발사되지 않으므로 안정성을 확보할 수 있으며, 발사된 화살이 외부로 발사되지 않으므로 시뮬레이션 영상을 통해 비행하는 화살과 실제 화살과의 비행 궤적 불일치에 따른 사용자의 몰입감을 떨어트리는 것을 방지할 수 있는 효과를 갖는다. 즉, 본 발명은 더 현실감 있고 몰입할 수 있는 양궁 시뮬레이션을 제공할 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 가상 화살 슈팅기를 이용한 스크린 양궁 시뮬레이션 시스템의 기구적 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 가상 화살 슈팅기를 이용한 스크린 양궁 시뮬레이션 시스템의 스크린 및 슈팅기 자세 검출부의 배치 구조를 나타낸 정면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 가상 화살 슈팅기를 이용한 스크린 양궁 시뮬레이션 시스템의 스크린 및 슈팅기 자세 검출부의 배치 구조를 나타낸 평면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 가상 화살 슈팅기를 이용한 스크린 양궁 시뮬레이션 시스템의 전자적 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 가상 화살 슈팅기를 이용한 스크린 양궁 시뮬레이션 시스템의 제어모듈의 상세 구성을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 스크린 양궁 시뮬레이션 시스템의 속도센서의 시간에 따른 출력을 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명에 따른 가상 화살 슈팅기를 이용한 스크린 양궁 시뮬레이션 방법을 나타낸 흐름도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 가상 화살 슈팅기를 이용한 스크린 양궁 시뮬레이션 시스템의 구성 및 동작을 상세히 설명하고, 상기 시스템에서의 스크린 양궁 시뮬레이션 방법을 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 가상 화살 슈팅기를 이용한 스크린 양궁 시뮬레이션 시스템의 기구적 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 가상 화살 슈팅기를 이용한 스크린 양궁 시뮬레이션 시스템의 스크린 및 슈팅기 자세 검출부의 배치 구조를 나타낸 정면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 가상 화살 슈팅기를 이용한 스크린 양궁 시뮬레이션 시스템의 스크린 및 슈팅기 자세 검출부의 배치 구조를 나타낸 평면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 가상 화살 슈팅기를 이용한 스크린 양궁 시뮬레이션 시스템의 전자적 구성을 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 가상 화살 슈팅기를 이용한 스크린 양궁 시뮬레이션 시스템은 활인 화살 슈팅기(1), 활 센서 모듈(100), 슈팅기 자세 검출부(200), 제어모듈(300)을 포함한다.

화살 슈팅기(1)는 활 몸체(10), 활대(20), 활시위(30), 화살 가이드 원통 바(40) 및 슈팅 방지부(50)를 포함한다.

활 몸체(10)는 일정 곡률을 가지는 원호가 되도록 길게 형성되고, 사용자가 손으로 쉽게 잡을 수 있도록 손잡이(12)가 형성되며, 상기 손잡이(12) 위로 활 몸체(10)의 길이방향에 대해 수직으로 형성되어 상기 화살 가이드 원통 바(40)가 놓이는 화살받침(11)을 포함한다.

활대(20)는 상기 활 몸체(10)의 길이 방향의 양측 끝단부에서 양쪽으로 활 몸체(10)의 원호에 대응하는 원호를 유지하면서 길게 연장되도록 고정된다.

활시위(30)는 상기 두 개의 활대(20) 끝 단부를 연결한다. 상기 활대(20)의 끝 단부에는 활시위(30)의 장력을 조절하기 위한 장치가 구성될 수 있을 것이다.

화살 가이드 원통 바(40)는 상기 화살받침(11)에 가이드 되어 상기 활 몸체(10)에 대해 수직으로 길게 배치되되 길이 방향으로 관통되는 관이 형성된다.

상기 화살 가이드 원통 바(40)는 상기 화살받침(11)에 고정되도록 구성되며, 활시위(30) 방향에 화살(2)이 삽입되는 입구가 형성되고 반대편에 출구가 형성된다.

상기 화살 가이드 원통 바(40)의 출구에는 상기 활시위(30)를 떠난 화살(2), 즉 발사된 화살(2)이 화살 가이드 원통 바의 내측 관을 빠른 속도로 이동하되 외부로 발사되지 않도록 차단하는 슈팅 방지부(50)가 연결된다.

사용자가 화살(2)을 상기 관에 삽입한 후 상기 활시위에 걸린 화살(2)을 당길 때 상기 화살(2)은 상기 관 내측을 따라 이동하고, 사용자가 활시위를 당겼다가 놓을 때 화살(2)은 빠른 속도로 관을 따라 이동하여 상기 슈팅 방지부(50)에 부딪치게 될 것이다.

따라서 상기 슈팅 방지부(50)는 화살이 부딪치는 부분에 충격을 흡수하기 위한 충격 흡수판(미도시)을 포함하는 것이 바람직할 것이다.

상기 화살(2)은 분실 및 파손을 방지하기 위해 상기 화살 가이드 원통 바에서 분리되지 않도록 구성되는 것이 바람직할 것이다.

상기 슈팅방지부(50)는 화살 가이드 원통 바(40)가 향하는 방향의 전면부가 전면 하단을 향사도록 대각선 또는 삼각형 형상으로 형성될 수 있을 것이다. 상기 전면 하단을 향하도록 형성된 대각선의 기울기 또는 삼각형의 기울기는 45˚인 것이 바람직할 것이다.

활 센서 모듈(100)은 화살 속도 측정부(120), 활 방향 측정부(130), 조명부(140), 센서 제어부(150) 및 센서 통신부(160)를 포함하고, 실시예에 따라 장전센서(110)를 더 포함하여 상기 화살 슈팅기(1)에 구성되어 상기 화살 슈팅기(1)의 움직임에 대한 방향정보 및 사용자에 의해 발사되어 상기 화살 가이드 원통 바(40)의 관 내측을 통해 진행하는 화살의 속도에 대한 화살 속도정보를 생성하여 제어모듈(300)로 전송한다.

상기 장전센서(110)는 화살의 뒤로 일정 거리 당겨지는지를 측정하는 센서일 수도 있고, 활대 또는 활시위의 장력을 측정하는 센서일 수도 있을 것이다.

상기 화살 속도 측정부(120)는 화살 가이드 원통 바의 관을 이동하는 화살의 속도를 측정하고, 측정된 속도에 대한 화살 속도정보를 센서 제어부(150)로 출력한다.

상기 화살 속도 측정부(120)는 일정 거리 떨어진 두 지점에 설치된 광센서, 초음파센서 등 통해 상기 두 지점을 지나는 화살(2)의 시간을 측정하는 측정 신호를 화살 속도정보로 출력할 수도 있고, 진동센서에 의해 발사된 화살이 진동센서에 부딪치는 힘, 즉 세기정보를 화살 속도 정보로 출력하도록 구성될 수도 있을 것이다. 이 경우 제어모듈(300)이 수신된 두 지점간의 시간 차 및 두 지점간의 거리에 의해 실제 화살 속도를 계산하거나, 진동세기를 속도정보로 변환하여 실제 화살 속도를 계산하여야 할 것이다.

진동센서가 적용되는 경우 진동센서는 화살 가이드 원통 바(40)의 내측 관이 슈팅 방지부(50)에 접하는 부분, 즉 화살이 부딪치는 부분에 구성되는 것이 바람직할 것이다.

또한, 화살 속도 측정부(120)가 직접 두 지점의 시간에 의해 실제로 계산된 화살 속도정보를 전송하도록 구성될 수도 있고, 진동센서의 세기값을 속도로 변환한 화살 속도정보를 계산하여 전송하도록 구성될 수도 있을 것이다.

활 방향 측정부(130)는 활 몸체(10)의 손잡이(12) 하단 부분 등과 같이 사용자가 활시위를 당겨 화살을 발사하는 데 지장을 주지 않는 위치에 구성되어 화살의 이동 방향에 대한 방향정보를 제공한다.

상기 활 방향 측정부(130)는 6축 자이로 가속도 센서 등이 적용되어 3축 회전 각도에 대한 활 방향정보를 제공한다.

조명부(140)는 화살 슈팅기(1)의 전방 및 아래로 조명을 조사하는 것으로, 전방 하단으로 제1조명을 조사하는 제1조명부(141), 화살 슈팅기(1)의 아래로 제2조명을 조사하는 제2조명부(142) 및 제3조명을 조사하는 제3조명부(143)를 포함한다.

제1조명부(141)는 슈팅 방지부(50)의 전면에 구성되어 스크린 방향으로 조명을 조사하되 45˚의 전방 하단으로 조명을 조사하도록 구성되는 것이 바람직할 것이다. 제1조명부(141)는 화살 슈팅기(1)의 화살 가이드 원통 바(40)가 어느 방향으로 조준되고 있는지, 화살 슈팅기(1)가 어느 위치에서 스크린 방향을 향해 조준되고 있는지 등을 판단하는 기준을 제공한다.

그리고 제2조명부(142) 및 제3조멍부(143)는 화살 가이드 원통 바(40)의 하부를 따른 일직선상의 서로 다른 위치에 설치되어 화살 가이드 원통 바(40)의 아래로 제2조명 및 제3조명을 조사하도록 구성된다.

상기 제2조명부(142) 및 제3조명부(143) 또한 서로 다른 위치에서 하단부로 조사되는 조명에 의해 형성되는 두 지점에 의해 화살 슈팅기(1)의 위치 및 화살 슈팅기(1)가 스크린에 대해 어떤 방향으로 어느 정도 기울어져 있는지 등을 판단하는 기준을 제공한다.

상기 각 조명부들은 적어도 하나 이상의 적외선 LED를 포함하도록 구성될 수 있으며, 4개 적외선 LED로 구성되는 것이 바람직할 것이다.

센서 제어부(150)는 조명부(140)의 제1조명부(141), 제2조명부(142) 및 제3조명부(143)의 온/오프 제어를 수행하고, 상기 활 방향 측정부(130)에서 발생하는 드리프트 현상을 제거하기 위한 캘리브레이션을 수행한다.

또한, 센서 제어부(150)는 1/100초 주기로 장전 센서(110), 화살 속도 측정부(120) 및 활 방향 측정부(130)로부터 입력되는 장전정보, 화살 속도정보 및 활 방향정보를 센서 통신부(160)를 통해 제어모듈(300)로 전송한다.

센서 통신부(160)는 상기 제어모듈(300)과 통신을 수행하는 것으로 RS232C, RS-485, 범용직렬버스(Universal Serial Bus: USB) 등과 같은 유선 통신수단이 적용될 수도 있고, 블루투스(Bluetooth), 와이파이(WiFi), 와이파이 다이렉트, 지그비(Zigbee), 광대역무선통신(Ultra Wide Band: UWB) 등과 같은 무선통신수단이 적용될 수도 있을 것이다.

슈팅기 자세 검출부(200)는 도 1, 도 2 및 도 3에서 보이는 바와 같이 시뮬레이션 영상이 디스플레이되는 스크린(3)에 대응하는 위치에 설치되어 상기 제1조명부(141)가 조사하는 제1조명, 즉 하나 이상의 적외선을 인식하여 제1위치정보를 제어모듈(300)로 전송하는 제1광 인식부(210) 및 상기 스크린(3)에 대응하는 바닥의 슈팅영역(4)에 설치되어 상기 제2조명부(142) 및 제3조명부(143)가 조사하는 제2조명 및 제3조명을 인식하여 제2위치정보를 제어모듈(300)로 전송하는 제2광 인식부(220)를 포함한다. 상기 제2위치정보는 도 3에 표시한 바와 같이 제2조명에 의해 형성되는 제1조명 지점(5-x-1)과 제2조명에 의해 형성되는 제2조명 지점(5-x-2)의 슈팅영역(4)상의 좌표정보일 수 있을 것이다. 두 지점의 좌표를 알 수 있으므로 화살 슈팅기(1)의 화살 겨냥 방향이 스크린(3)에 대해 어느 방향으로 형성되는지를 알 수 있을 것이다.

상기 제1광 인식부(210) 및 제2광 인식부(220)로는 픽시캠(Pixy Cam) 등과 같은 적외선 카메라가 적용될 수 있을 것이다.

상기 제1광 인식부(210) 및 제2광 인식부(220) 또한 유선 통신수단 및 무선통신수단을 포함하도록 구성될 수 있으며, 구성된 통신수단에 따라 제어모듈(300)로 위치정보를 전송하도록 구성될 수 있으나, 사용자가 들고 움직이는 화살 슈팅기(1)의 동작에 영향을 받지 않으므로 유선으로 구성되는 것이 바람직할 것이다.

제어모듈(300)은 상기 활 센서 모듈(100)로부터 장전정보, 화살 속도정보 및 활 방향정보를 수신받고, 슈팅기 자세 검출부(200)로부터 제1위치정보 및 제2위치정보를 수신받아, 사용자가 화살 슈팅기(1)를 들고 스크린(3)을 기준으로 슈팅영역(4)의 어느 위치에서 어느 방향으로 서 있는지를 판단하고, 상기 위치에서 상기 화살 슈팅기(1)의 조준 방향, 즉 화살 가이드 원통 바(40)가 상하좌우 어느 방향을 향하고 있는지를 판단하며, 이에 대한 정보인 자세정보를 생성하고, 자세정보에 따른 화살(2)의 비행 궤적인 화살 비행 궤적을 계산하며, 계산된 화살 비행 궤적에 대한 화살 비행 영상을 생성한 후 기본 시뮬레이션 영상에 합성하여 스크린(3)에 표시한다.

상기 제어모듈(300)은 데스크톱 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 서버 등으로 구성될 수 있을 것이다.

제어모듈(300)의 상세 구성은 하기 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 가상 화살 슈팅기를 이용한 스크린 양궁 시뮬레이션 시스템의 제어모듈의 상세 구성을 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 스크린 양궁 시뮬레이션 시스템의 속도센서의 시간에 따른 출력을 나타낸 그래프이다. 이하 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다.

제어모듈(300)은 저장부(310), 통신부(320), 디스플레이부(330), 입력부(340) 및 제어부(400)를 포함한다.

저장부(310)는 시나리오별 시뮬레이션 영상을 저장한다. 상기 시나리오는 컴파운드 양궁, 국궁 등과 같은 양궁의 종류별, 게임 방식 별 시나리오가 될 수 있을 것이다.

통신부(320)는 활 센서 모듈(100), 제1광 인식부(210) 및 제2광 인식부(220) 중 어느 하나 이상과 유선으로 통신하기 위한 유선 통신부(321) 및 상기 활 센서 모듈(100), 제1광 인식부(210) 및 제2광 인식부(220) 중 어느 하나 이상과 무선으로 통신하기 위한 무선 통신부(322)를 포함한다. 예를 들어 제1광 인식부(210) 및 제2광 인식부(220)와는 유선통신부(321)를 통해 유선 통신을 수행하고, 활 센서 모듈(100)과는 무선통신부(322)를 통해 무선통신을 수행하도록 구성될 수 있을 것이다.

디스플레이부(330)는 대형 스크린(3)을 구비하여 스크린(3)에 시뮬레이션 영상을 디스플레이하는 액정표시장치 등과 같은 디스플레이장치가 될 수도 있고, 종이, 벽 등의 스크린(3)에 시뮬레이션 영상을 조사하여 표시하는 프로젝터가 될 수도 있을 것이다.

입력부(340)는 본 발명에 따른 제어모듈(300)에 시뮬레이션의 선택, 명령 입력, 동작 설정 등과 같은 다양한 정보를 사용자로부터 입력받아 제어부(400)로 출력하는 입력장치로서, 키보드, 마우스 등이 될 수 있을 것이다.

제어부(400)는 본 발명에 따라 센서정보 획득부(410), 활 자세 계산부(420), 화살 비행 궤적 계산부(430) 및 시뮬레이션 영상 생성부(440)를 포함한다.

센서정보 획득부(410)는 활 위치 획득부(411), 활 방향 획득부(412), 장전 검출부(413) 및 화살 속도 획득부(414)를 포함한다.

상기 활 위치 획득부(411)는 스크린에 대응하는 슈팅기 자세 검출부(200)의 제1광 인식부(210) 및 제2광 인식부(220)로부터 인식된 제1조명, 제2조명, 제3조명의 인식 좌표 정보에 따른 화살 슈팅기(1)의 위치정보 및 방향정보(활 방향정보와 구분하기 위해 이하 "광 방향정보"라 함)를 획득하고 활인 화살 슈팅기(1)의 위치를 결정한다. 활 방향 획득부(412)는 활 센서 모듈(100)로부터 수신되는 활 방향정보 및 활 위치 획득부(411)로부터 획득되는 광 방향정보에 의해 화살 슈팅기(1)가 겨냥하는 활 겨냥 방향을 결정한다.

장전 검출부(413)는 활 센서 모듈(100)로부터 수신되는 장전정보가 설정되어 있는지를 검출하여 화살의 장전여부를 검출한다.

화살 속도 획득부(414)는 화살 가이드 원통 바(40)의 내측 관을 이동하는 화살의 속도정보인 화살 속도정보를 획득하고 화살의 속도를 결정한다.

상기 화살 속도 획득부(414)는 도 4에서 보이는 바와 같이 화살 속도 측정부(120)에서 측정되는 센서값(속도값) 중 상기 장전정보가 검출되지 않은 속도값은 무시하고 폐기처분하도록 구성될 수 있을 것이다.

즉 화살 속도 획득부(414)는 상기 장전정보를 통해 화살이 장전된 것으로 판단될 때 센서값을 화살 속도값으로 결정하고 화살 속조정보를 저장한다.

상기 센서정보 획득부(410)는 1/100초 주기로 통신부(320)를 통해 정보를 수집하도록 구성되는 것이 바람직할 것이다.

활 자세 계산부(420)는 상기 활 위치 획득부(411)를 통해 획득된 화살 슈팅기(1)의 위치정보, 광 방향정보 및 활 방향 획득부(412)에서 획득된 활 방향정보에 의해 사용자가 화살 슈팅기(1)를 가지고 서 있는 위치에 대한 위치정보 및 화살 슈팅기(1)의 겨냥점이 향하는 활 겨냥 방향 정보를 포함하는 활 자세를 계산하고 그에 따른 활 자세정보를 생성한다.

화살 비행 궤적 계산부(430)는 활 자세 계산부(420)에서 계산된 활 자세정보의 위치정보 및 활 겨냥 방향 정보와, 상기 화살 속도 획득부(414)를 통해 획득된 화살의 속도를 반영하여 화살이 어떤 높이로 어떤 경로를 통해 어떤 속도로 비행하는지를 나타내는 화살 비행 궤적을 계산한다.

상기 화살 비행 궤적 계산부(430)는 상기 화살 비행 궤적 계산 시 시나리오에 따른 바람방향, 바람세기 등을 더 고려하여 화살 비행 궤적을 계산하도록 구성될 수도 있을 것이다.

시뮬레이션 영상 생성부(440)는 상기 화살 비행 궤적 계산부(430)로부터 화살 비행 궤적 정보를 입력받고, 입력된 화살 비행 궤적 정보에 대응하는 화살 비행 영상을 생성하는 화살 비행 영상 생성부(441), 저장부(310)로부터 선택된 시나리오에 대한 시뮬레이션 영상을 로드하는 시뮬레이션 영상 로드부(442) 및 상기 시뮬레이션 영상 로드부(442)에서 로드된 시뮬레이션 영사에 화살 비행 영상 생성부(441)에서 생성된 화살 비행 영상을 합성하여 디스플레이부(330)를 통해 스크린에 상기 화살 비행 영상이 합성된 시뮬레이션 영상을 표시시키는 영상 합성부(443)를 포함한다.

도 7은 본 발명에 따른 가상 화살 슈팅기를 이용한 스크린 양궁 시뮬레이션 방법을 나타낸 흐름도이다.

제어모듈(300)의 제어부(400)는 시뮬레이션 개시 이벤트가 발생되는지를 모니터링한다(S111). 상기 시뮬레이션 개시 이벤트는 입력부(340)를 통해 시뮬레이션 시나리오가 선택되거나 시뮬레이션 개시 명령이 발생되는 경우에 발생될 수도 있고, 통신부(320)를 통해 화살 슈팅기(1)의 활 방향정보, 광 방향정보, 장전정보 중 어느 하나 이상이 수신되는 경우 발생될 수도 있을 것이다.

시뮬레이션 개시 이벤트가 발생되면 제어모듈(300)의 제어부(400)는 통신부(320)를 통해 활 센서 모듈(100)로 조명을 조사할 것을 요청하고, 통신부(320)를 통해 상기 제1광 인식부(210) 및 제2광 인식부(220)로부터 수신되는 광 좌표정보에 의해 화살 슈팅기(1)의 위치를 추적하기 시작한다(S113).

또한, 제어부(400)는 상기 광 좌표정보에 의한 광 방향정보를 계산하고, 활 센서 모듈(100)로부터 수신되는 활 방향정보 및 상기 광 방향정보 둘 모두를 반영하여 화살 슈팅기(1)가 겨냥하는 활 겨냥 방향을 추적한다(S115).

화살 슈팅기(1)의 위치 및 활 겨냥 방향이 추적되기 시작하면 제어부(400)는 화살 슈팅기(1)의 자세를 계산하여 화살 슈팅기(1)의 자세를 결정하고, 화살 슈팅기(1)의 자세에 따른 시뮬레이션 영상을 생성하여 스크린(3)에 표시하기 시작한다(S117).

시뮬레이션 영상이 스크린에 표시되기 시작하면, 제어부(40)는 화살이 장전되는지를 검사하고(S119), 화살이 장전되면 화살 속도 측정부(120)의 속도 측정 센서인 진동센서로부터 진동 세기 신호가 수신되는지를 검사한다(S121).

진동세기 신호가 수신되면 제어부(40)는 진동세기에 따른 화살 발사 속도를 계산하여 화살 속도정보를 생성한다(S123).

화살 속도가 계산되면 제어부(400)는 화살속도, 화살 겨냥 방향, 활 위치, 시뮬레이션의 바람방향, 바람속도를 고려한 화살 비행 궤적을 계산한다(S125).

화살 비행 궤적이 계산되면 제어부(400)는 계산된 화살 비행 궤적에 대한 화살 비행 영상을 생성하고(S127), 생성된 화살 비행 영상을 선택된 시나리오의 기본 시뮬레이션 영상에 합성한(S129) 후, 시뮬레이션 합성 영상을 디스플레이부(330)를 통해 스크린에 표시한다(S131).

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.

1: 화살 슈팅기(활) 2: 화살
3: 스크린 4: 슈팅영역
10: 활 몸체 11: 화살받침
12: 손잡이 20: 활대
30: 활시위(활줄) 40: 화살 가이드 원통 바
50: 슈팅 방지부 100: 활 센서 모듈
110: 장전센서 120: 화살 속도 측정부
130: 활 방향 측정부 140: 조명부
141: 제1조명부 142: 제2조명부
143: 제3조명부 150: 센서 제어부
160: 센서 통신부 200: 슈팅기 자세 검출부
210: 제1광 인식부 220: 제2광 인식부
300: 제어모듈 310: 저장부
320: 통신부 321: 유선통신부
322: 무선통신부 330: 디스플레이부
340: 입력부 400: 제어부
410: 센서정보 획득부 411: 활 위치 획득부
412: 활 방향 획득부 413: 장전 검출부
414: 화살 속도 획득부 420: 활 자세 계산부
430: 화살 비행 궤적 계산부 440: 시뮬레이션 영상 생성부
441: 화살 비행 영상 생성부 442: 시뮬레이션 영상 로드부
443: 영상 합성부

Claims

사용자가 활시위에 걸린 화살과 활시위를 당겨 발사 시 발사된 화살을 가이드하는 화살 가이드 원통 바 및 상기 화살 가이드 원통 바의 관의 전면 출구에 구성되어 발사된 상기 화살이 상기 관을 따라 이동하여 외부로 발사되는 것을 차단하는 슈팅 방지부를 포함하는 화살 슈팅기;
상기 화살 슈팅기에 구성되어 상기 화살 슈팅기의 움직임에 대한 활 방향정보 및 사용자에 의해 발사되어 상기 화살 가이드 원통 바의 관 내측을 통해 진행하는 화살의 속도에 대한 화살 속도정보를 생성하여 전송하는 활 센서 모듈;
시뮬레이션 영상이 표시되는 스크린에 대응하여 설치되어 사용자가 들고 있는 상기 화살 슈팅기의 상기 스크린 및 슈팅영역에 대한 위치를 측정하고 측정된 위치에 대한 위치정보 및 광 방향정보를 포함하는 자세정보를 출력하는 슈팅기 자세 검출부; 및
상기 슈팅기 자세 검출부로부터 출력되는 화살 슈팅기의 위치 및 광 방향정보를 포함하는 자세정보 및 상기 화살 슈팅기로부터 출력되는 활 방향정보에 의해 상기 스크린에 대한 상기 화살 슈팅기의 활 겨냥 방향을 결정하고, 상기 화살 슈팅기의 활 겨냥 방향 및 상기 화살 속도정보에 의해 화살의 비행 궤적에 대한 화살 비행 영상을 시뮬레이션 영상에 합성한 후 상기 스크린에 표시시키는 제어모듈을 포함하되,
상기 활 센서 모듈은,
상기 제어모듈과 통신을 수행하는 센서 통신부;
상기 화살 슈팅기의 움직임 방향에 따른 방향정보를 측정하여 출력하는 활 방향 측정부;
상기 화살 슈팅기의 화살 가이드 원통 바의 관 내측에 구성되어 상기 화살 가이드 원통 바의 내측 관을 통해 발사된 화살의 속도를 측정하여 출력하는 화살 속도 측정부;
상기 화살 가이드 원통 바 내부에 구성되어 화살이 일정 거리 이상 당겨지는지를 검사하고 일정거리 이상 당겨지는 경우 장전신호를 출력하는 장전센서;
상기 화살 슈팅기의 전방 및 하부로 적외선 조명을 조사하는 조명부; 및
상기 활 방향 측정부로부터 입력되는 활 방향정보, 상기 화살 속도 측정부로부터 입력되는 화살 속도정보 및 상기 장전신호에 대한 장전정보를 상기 센서 통신부를 통해 상기 제어모듈로 전송하는 센서 제어부를 포함하고,
상기 제어모듈은,
상기 장전정보가 수신되지 않는 경우 입력되는 화살 속도정보는 무시하고, 상기 장전정보의 수신 이후 입력되는 화살 속도정보의 입력 시 화살이 발사된 것으로 판단하고,
상기 조명부는,
상기 화살 슈팅기의 화살 가이드 원통 바의 슈팅 방지부 앞단에 구성되어 전방 하단으로 적외선을 조사하는 제1조명부;
상기 화살 가이드 원통 바의 하부에 구성되어 바닥으로 적외선을 조사하는 제2조명부; 및
상기 제2조명부의 위치와 다른 위치의 화살 가이드 원통 바 하부에 구성되어 바닥으로 적외선을 조사하는 제3조명부를 포함하고,
상기 슈팅기 자세검출부는,
상기 제1조명이 조사하는 적외선을 인식하여 제1자세정보를 제어모듈로 전송하는 제1광 인식부; 및
바닥에 설치되어 상기 제2조명부 및 제3조명부가 조사하는 적외선들을 인식하여 제2자세정보를 상기 제어모듈로 전송하는 제2광 인식부를 포함하고,
상기 제어모듈은
상기 제1자세정보 및 제2자세정보를 반영하여 상기 슈팅영역에서의 화살 슈팅기의 위치 및 방향과, 상기 스크린에 대한 화살 슈팅기의 방향을 결정하는 것을 특징으로 하는 가상 화살 슈팅기를 이용한 스크린 양궁 시뮬레이션 시스템.
제1항에 있어서,
상기 화살 슈팅기는,
손잡이 및 손잡이 위로 길이 방향에 대해 수직으로 형성되는 화살받침을 포함하는 활 몸체;
상기 활 몸체의 길이 방향의 양측 끝단부에서 양쪽으로 길게 연장되도록 고정되는 두 개의 활대;
상기 두 개의 활대 끝 단부에 연결되는 활시위;
상기 화살받침에 가이드 되어 상기 활 몸체에 대해 수직으로 길게 배치되되, 상기 활시위 방향에 화살이 삽입되는 입구가 형성되고 그 반대편에 출구가 형성되는 길이 방향으로 길게 관이 형성되는 화살 가이드 원통 바; 및
상기 화살 가이드 원통 바의 관의 출구에 구성되어 활시위에 의해 발사된 상기 화살이 상기 관을 따라 이동하되 상기 화살이 외부로 발사되는 것을 차단하는 상기 슈팅 방지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 화살 슈팅기를 이용한 스크린 양궁 시뮬레이션 시스템.
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삭제
제2항에 있어서,
상기 제어모듈은,
상기 스크린에 상기 시뮬레이션 영상 또는 화살 비행 영상이 합성된 시뮬레이션 영상을 표시시키는 디스플레이부;
상기 활 센서 모듈과 통신을 수행하는 통신부;
적어도 하나 이상의 시나리오에 대한 시뮬레이션 영상을 저장하는 저장부; 및
상기 슈팅기 자세 검출부로부터 출력되는 화살 슈팅기의 자세정보 및 상기 화살 슈팅기로부터 출력되는 활 방향정보 및 화살 속도정보를 상기 통신부를 통해 수신하고, 상기 자세정보 및 활 방향정보에 의해 상기 스크린에 대한 상기 화살 슈팅기의 위치 및 활 겨냥 방향을 포함하는 자세를 판단하고, 상기 화살 슈팅기의 자세 및 상기 화살 속도정보에 의해 화살의 비행 궤적에 대한 화살 비행 영상을 상기 저장부에 저장된 시뮬레이션 영상 중 선택된 시뮬레이션 영상에 합성한 후 상기 스크린에 표시시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 화살 슈팅기를 이용한 스크린 양궁 시뮬레이션 시스템.
제7항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 통신부를 통해 상기 활 센서 모듈로부터 화살 속도정보 및 활 방향정보와, 상기 슈팅기 자세 검출부로부터 광 방향정보 및 활의 위치정보를 포함하는 자세정보를 수집하는 센서정보 획득부;
상기 슈팅기 자세 검출부로부터 수집된 자세정보 및 활 센서 모듈로부터 수신된 활 방향정보에 의해 상기 화살 슈팅기의 위치 및 활 겨냥 방향을 포함하는 상기 화살 슈팅기의 자세를 계산하는 활 자세 계산부;
상기 활 자세 계산부를 통해 계산된 화살 슈팅기의 자세에 대한 화살 슈팅기 자세정보와 화살 속도정보에 의해 화살의 비행 궤적을 계산하는 화살 비행 궤적 계산부; 및
상기 계산된 화살 비행 궤적에 대한 화살 비행 영상을 생성하고 선택된 상기 시뮬레이션 영상에 합성하여 최종 시뮬레이션 영상을 생성하여 디스플레이부를 통해 상기 스크린에 표시시키는 시뮬레이션 영상 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 화살 슈팅기를 이용한 스크린 양궁 시뮬레이션 시스템.
제8항에 있어서,
상기 화살은 일부 또는 전체가 자성체로 구성되고,
상기 화살 가이드 원통 바는,
내측에 구성되어 상기 관을 이동하는 상기 화살에 일정 힘의 자장을 가하여 상기 화살의 속도를 일정하게 줄이는 자석을 더 포함하되,
상기 제어부의 화살 비행 궤적 계산부는,
상기 자석에 의해 감소한 속도를 반영하여 화살 비행 궤적을 계산하는 것을 특징으로 하는 가상 화살 슈팅기를 이용한 스크린 양궁 시뮬레이션 시스템.
제어모듈이 시뮬레이션 영상이 표시되는 스크린에 대응하여 설치되는 슈팅기 자세 검출부로부터 출력되는 화살 슈팅기의 위치정보 및 광 방향정보를 포함하는 자세정보 및 상기 화살 슈팅기로부터 출력되는 활 방향정보에 의해 스크린에 대한 상기 화살 슈팅기의 자세를 판단하는 자세 판단 과정;
상기 제어모듈이 화살 슈팅기의 손잡이 몸체의 화살받침을 따라 손잡이 몸체에 수직으로 길게 형성되는 화살 가이드 원통 바의 내측 관을 통해 발사되는 화살의 속도를 측정하는 활 센서 모듈의 화살 속도 측정부를 통해 화살 속도정보를 수집하는 화살 속도 측정 과정 ; 및
상기 제어모듈이 상기 화살 슈팅기의 자세 및 상기 화살 속도정보에 의해 화살의 비행 궤적에 대한 화살 비행 영상을 시뮬레이션 영상에 합성한 후 상기 스크린에 표시시키는 시뮬레이션 영상 표시 과정을 포함하되,
상기 자세 판단 과정은,
상기 제어모듈이 활 센서 모듈로 광 조사 신호를 활 센서 제어 모듈로 전송하여 상기 활 센서 모듈의 센서 제어부가 조명부를 통해 화살 슈팅기의 전방 하단 및 화살 슈팅기의 아래로 적외선을 조사시키는 적외선 조사 단계;
상기 제어모듈이 상기 스크린에 대응하여 설치되고 상기 전방 하단으로 조사되는 적외선을 인식하는 상기 슈팅기 자세 검출부의 제1광 인식부로부터 상기 화살 슈팅기의 제1위치정보를 수집하는 제1위치정보 수집 단계;
상기 제어모듈이 상기 스크린에 대응하는 바닥의 슈팅영역에 설치되고 하단으로 조사되는 적외선을 인식하는 상기 슈팅기 자세 검출부의 제2광 인식부로부터 상기 화살 슈팅기의 제2위치정보를 수집하는 제2위치정보 수집 단계;
상기 제어모듈이 상기 화살 슈팅기의 움직임에 따른 활 방향정보를 출력하는 화살 슈팅기로부터 활 방향정보를 수집하는 활 방향정보 수집단계;
상기 제어모듈이 상기 제1위치정보, 제2위치정보 및 활 방향정보에 의해 상기 화살 슈팅기의 위치 및 화살 슈팅기의 화살 가이드 원통 바가 지시하는 활 겨냥 방향을 포함하는 슈팅기 자세 판단 단계를 포함하고,
상기 화살 속도 측정 과정은,
상기 제어모듈이 상기 활 센서 모듈의 장전센서를 통해 상기 화살 가이드 원통 바 내측 관에 삽입된 화살이 일정 거리 이상 당겨져 장전이 되는지를 판단하는 정전 모니터링 단계;
상기 활 센서 모듈의 화살 측정부를 통해 측정된 화살 속도정보가 입력되는지를 검사하는 화살 속도정보 수집단계;
화살 속도정보가 입력되면 상기 장전된 상태에서 입력된 것인지를 판단하는 화살 발사 판단단계; 및
상기 화살 속도정보가 장전된 상태에서 입력된 것이면 상기 화살 속도정보를 저장하는 화살 속도정보 수집 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 화살 슈팅기를 이용한 스크린 양궁 시뮬레이션 방법.
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제10항에 있어서,
상기 화살 속도 측정 과정은,
상기 화살 속도정보가 장전되지 않은 상태에서 입력된 것이면 폐기하는 발사 오류 제거 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 화살 슈팅기를 이용한 스크린 양궁 시뮬레이션 방법.
제10항에 있어서,
상기 화살 속도정보 수집단계는,
상기 화살 가이드 원통 바의 내측 관을 통해 발생된 화살이 화살 발사 방향을 기준으로 상기 화살 가이드 원통 바 내측 끝부분에 설치된 화살속도 측정부인 진동센서를 통해 화살의 발사 속도에 따른 진동신호를 입력받는 진동 측정 단계; 및
상기 진동신호의 세기를 화살 속도로 변환하는 세기 속도 변환 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 화살 슈팅기를 이용한 스크린 양궁 시뮬레이션 방법.
제14항에 있어서,
상기 제어모듈이 상기 화살 속도정보 수집단계의 세기 속도 변환 단계 시 상기 화살 가이드 원통 바 내측 관의 내주면을 따라 형성되어 상기 화살 가이드 원통 바의 관을 통해 발사된 화살에 일정 힘의 자력을 가하는 자석에 의해 감쇠된 속도를 반영하여 상기 측정된 진동신호의 세기를 속도로 변환하는 것을 특징으로 하는 가상 화살 슈팅기를 이용한 스크린 양궁 시뮬레이션 방법.
제10항에 있어서,
상기 시뮬레이션 영상 표시 과정은,
상기 제어모듈이 상기 화살 슈팅기의 자세 및 상기 화살 속도정보에 의해 화살 비행 궤적을 계산하는 화살 비행 궤적 계산 단계;
상기 계산된 화살 비행 궤적에 대한 화살 비행 영상을 생성하는 화살 비행 영상 생성 단계;
상기 생성된 화살 비행 영상을 시뮬레이션 영상에 합성하는 합성 단계; 및
상기 화살 비행 영상이 합성된 시뮬레이션 영상을 상기 스크린에 표시시키는 시뮬레이션 영상 표시 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 화살 슈팅기를 이용한 스크린 양궁 시뮬레이션 방법.