KR102046918B1 - 서브모터를 이용한 모션 입력 장치 및 모션 입력 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 서브모터를 이용한 모션 입력 장치 및 모션 입력 방법을 제공한다. 이와 같은 본 발명에 따른 서브모터를 이용한 모션 입력 장치 및 모션 입력 방법은 사용자가 실제와 유사한 공간적 시간적 체험을 필요로 하는 가상현실과 4D 모션이 접목되어 현실과 상상의 경계를 자유롭게 드나들게 하는 몰입형 콘텐츠 플랫폼의 개발이 용이하고, 실제 콘텐츠에 부합하는 모션행위에 해당하는 모션베이스의 각 축의 구동을 통해 체감, 또는 실감을 극대화하려는 게임이나 애니메이션 등의 가상현실 콘텐츠들에 있어서 몰입감을 증대시킬 수 있으며, 특히 사용자가 특정 시점에서의 모션데이터를 직접 확인하면서 바로 수정이 가능하여 모션데이터의 생성
뿐만 아니라 수정을 통해 전체 콘텐츠에 대한 모션의 재구성이 용이하도록 사용자가 영상 또는 게임 등을 보면서 영상 또는 게임 등에서의 모션행위에 대하여 직접적으로 입력하거나 전문적으로 모션행위를 수행하면서 발생하는 영상 또는 게임과 같은 콘텐츠에서의 모션의 변화에 대하여 직접적으로 모션행위를 입력받아 적외선센서를 이용하여 해당 모션베이스를 구동할 각 축에 대한 활용거리값의 범위내에서 자이로센서와 가속도센서를 통해 발생하는 모션의 변화의 각도 및 속도를 측정하여 모션베이스를 구동한 각 축에 대한 모션데이터를 생성하여 모션행위의 시간에 따른 모션데이터를 저장하고, 저장된 모션데이터를 사용자에게 그래프 등으로 출력하며, 사용자가 원하는 시점에서의 모션데이터를 제시하고, 사용자로부터 수정을 입력받아 다시 저장할 수 있도록 하여 관객들에게 영상콘텐츠 등에서 발생하는 모션에 대하여 보다 더 사실적이며 현실감을 느끼며, 영상콘텐츠 등에 몰입할 수 있는 기술적 특징을 갖는다.

Description

서브모터를 이용한 모션 입력 장치 및 모션 입력 방법{Motion Input Device Using Survomotorsand Motoin Input Method thereof}
본 발명은 서브모터를 이용한 모션 입력 장치 및 모션 입력 방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 장치에 대하여 4D 영화관과 같은 입체형의 체험관에 있어서 관객들에게 영화, 게임 등에서 이루어지는 액션에 따른 각도와 속도의 변화에 대하여 보다 더 현실감과 몰입감을 느낄 수 있도록 영화 또는 게임에 이루어지는 액션에 대하여 사용자가 동일하게 모션행위를 수행하면, 상기 수행된 사용자의 모션행위를 입력으로 하여 해당 모션에 대한 변화에 따른 각도와 속도를 자이로센서와 가속도센서를 통해 측정하고, 관객에게 모션을 전달할 모션베이스를 구동할 각 축에 대하여 적외선센서를 통해 측정한 활용거리값을 기준으로 모션에 대한 각도와 속도에 부합하는 각 축을 구동할 모션데이터를 생성하여 순차적으로 저장하고, 상기 저장된 모션데이터를 통해 모션의 변화와 속도를 사용자에게 시각적으로 출력하고, 사용자로부터 특정시점에서 모션데이터를 출력하여 확인 후, 수정이 가능하도록 하여 관객들에게 영화, 게임에 대하여 보다 더 사실감을 느낄 수 있도록 하는 새로운 서브모터를 이용한 모션 입력 장치 및 모션 입력 방법에 관한 것이다.
최근 콘텐츠의 개발로 인하여 사람들이 2차원 적인 영상을 보던 시대에서 점점 더 현실화되어 공간적, 시간적 체험을 통한 가상현실 또는 4D 모션이 접목된 다양한 장치와의 연동을 통해 사실감과 몰입감이 증대된 콘텐츠에 대한 관심이 많아지고 있다.
그리고 콘텐츠뿐만 아니라 실생활에서도 보다 더 풍요로운 삶을 위해 가정에서나 어디에서든 가상현실이나 증강현실을 이용하여 숲속에서나 휴양지에서와 같이 평온한 생활을 실감할 수 있도록 하고자 한다.
이에 잠을 자는 침대에서도 숙면을 위하여 향을 피운다거나 안마의자에서도 사람이 편안하게 할 수 있도록 하기 위한 수단을 연구하고, 또한 게임이나 문화콘텐츠에 있어서도 사람들이 보다 더 몰입감을 느낄 수 있도록 4D 모션이 가능한 관람의자를 제공하는 등 많은 연구가 이루어지고 있다.
종래의 등록특허번호 제10-0596199호 움직임 센서를 이용한 컴퓨터 인터페이스 장치 및 방법은 사용자의 신체에 장착한 신체의 움직임신호를 계측하여 물체의 움직임을 감지하는 움직임센서부; 상기 움직임 센서부로부터 감지한 상기 움직임신호를 시선데이터에 포함하여 필터링하고 증폭시켜 전송하는 신호처리부; 상기 움직임신호에 대응하는 신호를 입력받아 유무선 수신부로 전송하기 위한 유·무선송신부; 상기 유·무선 송신부로부터 입력받아 메시지를 생성하여 단말기 드라이버에 전송하는 수신부; 단말기의 OS에 메시지를 전송하는 드라이버로 이루어져 있다.
하지만 종래의 특허는 물체의 움직임을 감지하는 움직임센서부를 통해 신체의 움직임을 계측하여 이를 유무선송신부를 통해 단말기로 전달하는 것으로 움직임센서부를 통해 사람의 머리의 모션을 측정하는 것으로, 움직임에 대한 측정은 가능하나 그 대상이나 이를 이용하여 측정된 데이터의 한계가 있다.
이에 종래의 등록특허번호 제10-1800795호 이동 디바이스 모션 센서 입력을 갖는 웹 기반 게임 플랫폼은 모션 센서들을 갖는 이동 디바이스들(10) (예를 들어, 스마트폰)이 게임의 입력 컨트롤러들로서 사용된다. 클라우드 기반 게이밍 규칙 엔진(110)은 게임에서의 다수의 플레이어들 및 디스플레이에 대한 콘텐츠를 관리한다. 게임 출력은 이동 디바이스(10)와 물리적으로 별개인 임의의 웹-이용 가능 디스플레이(20) 상에 디스플레이된다. 다수의 플레이어들은 다수의 지리적 위치들에서 동일한 게임 또는 상이한 게임들을 동시에 플레이할 수 있는 것이다.
하지만 이와 같은 기술은 종래의 스마트폰에 장착되어 있는 모션 센서를 그대로 활용하는 점에서 스마트폰의 사양에 따라 입력을 받지 못하는 문제가 발생할 수 있고, 게임의 종류에 따라서 적용해야할 범위가 다른 경우가 있지만 이를 반영할 수 없는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0596199호 “움직임 센서를 이용한 컴퓨터 인터페이스 장치 및 방법” 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1800795호 “이동 디바이스 모션 센서 입력을 갖는 웹 기반 게임 플랫폼”
따라서 본 발명은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 개선하고자, 사용자가 영상 또는 게임 등을 보면서 영상 또는 게임 등에서의 모션행위에 대하여 직접적으로 입력하거나 전문적으로 모션행위를 수행하면서 발생하는 영상 또는 게임과 같은 콘텐츠에서의 모션의 변화에 대하여 직접적으로 모션행위를 입력받아 적외선센서를 이용하여 해당 모션베이스를 구동할 각 축에 대한 활용거리값의 범위내에서 자이로센서와 가속도센서를 통해 발생하는 모션의 변화의 각도 및 속도를 측정하여 모션베이스를 구동한 각 축에 대한 모션데이터를 생성하여 모션행위의 시간에 따른 모션데이터를 저장하고, 저장된 모션데이터를 사용자에게 그래프 등으로 출력하며, 사용자가 원하는 시점에서의 모션데이터를 제시하고, 사용자로부터 수정을 입력받아 다시 저장할 수 있도록 하여 관객들에게 영상콘텐츠 등에서 발생하는 모션에 대하여 보다 더 사실적이며 현실감을 느끼며, 영상콘텐츠 등에 몰입할 수 있도록 하는 서브모터를 이용한 모션 입력 장치 및 모션 입력 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 사용자로부터 모션행위에 대한 모션데이터를 생성하여 모션구동부(200)에 전송하는 모션입력부(100);와 상기 모션입력부(100)로부터 전송받은 모션데이터에 따라 모션베이스(300)를 구동하는 모션구동부(200); 및 상기 모션구동부(200)에 의해 움직이는 모션베이스(300);를 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 서브모터를 이용한 모션 입력 장치를 제공한다.
이와 같은 본 발명에 따른 서브모터를 이용한 모션 입력 장치의 상기 모션입력부(100)는 사용자가 콘텐츠에서의 모션행위를 직접 수행하는 모션운전기(110);와 상기 모션운전기(110)를 통해 발생하는 모션행위에 대하여 각도, 속도 및 활용거리값을 측정하는 센서기(120);와 상기 센서기(120)로부터 측정된 각도, 속도 및 활용거리값을 이용하여 모션데이터를 생성하는 모션데이터생성기(130);와 상기 모션데이터생성기(130)로부터 생성된 모션데이터에 대응하는 각 축의 높이값을 순차적으로 저장하는 모션데이터저장기(140); 및 상기 모션데이터저장기(140)에 저장된 모션데이터에 대응하는 각 축의 값의 시간에 따른 변화값을 사용자에게 시각적으로 출력하는 모션데이터변화출력기(150);를 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 서브모터를 이용한 모션 입력 장치의 모션데이터생성기(130)는 적외선센서(124)로부터 측정된 각 축의 최대높이와 최저높이로부터 각 축이 변할 수 있는 활용거리값을 생성하는 활용거리값생성기(131);와 상기 활용거리값생성기(131)에 의해 생성된 활용거리값을 기준으로 자이로센서(121)로부터 측정된 모션행위에 따른 변경된 각도에 부합하도록 모션베이스(300)를 구성하는 각 축의 높이값을 생성하는 높이값생성기(132); 및 가속도센서(123)로부터 측정된 모션행위가 이루어지는 속도에 부합하도록 모션베이스(300)를 구성하는 각 축의 변화에 대한 속도값을 생성하는 속도값생성기(133);를 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 서브모터를 이용한 모션 입력 장치의 모션데이터변화출력기(150)는 사용자로부터 특정시점을 입력받는 경우, 해당 시점에서의 모션데이터에 대응하는 각 축의 높이값을 사용자에게 출력하는 모션데이터출력기(151); 및 상기 모션데이터출력기(151)에서 출력된 각 축별로 또는 기울임의 각도에 대하여 사용자로부터 새로운 입력값을 입력받아 수정된 각 축의 값을 모션데이터저장기(140)에 저장하는 모션데이터수정기(152);를 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 서브모터를 이용한 모션 입력 장치의 모션입력부(100)는 사용자가 모션운전기(110)를 이용하여 모션행위를 수행할 수 있도록 영상콘텐츠를 출력하는 영상출력기(160);를 더 포함하는 구성으로 이루어지는 것 더 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 서브모터를 이용한 모션 입력 방법은 사용자로부터 모션운전기(110)를 통해 콘텐츠에 따른 모션행위를 입력받는 모션행위입력단계(S110);와 자이로센서(121), 가속도센서(123) 및 적외선센서(124)를 통해 상기 모션행위입력단계(S110)를 통해 입력되는 모션행위에 대한 각도, 속도 및 모션베이스(300)의 최고높이, 최저높이를 측정하는 모션행위측정단계(S120);와 상기 모션행위측정단계(S120)에서 측정된 각도, 속도, 최고높이 및 최저높이로부터 각 축에 대한 모션데이터를 모션데이터생성기(130)에 통해 생성하는 모션데이터생성단계(S130);와 상기 모션데이터생성단계(S130)에서 생성된 모션데이터에 대응하는 각 축의 높이값을 순차적으로 모션데이터저장기(140)에 저장하는 모션데이터저장단계(S140);와 상기 모션데이터저장단계(S140)에서 저장된 각 축의 높이값을 모션데이터변화출력기(150)를 통해 사용자에게 시각적으로 출력하는 모션데이터출력단계(S150);와 상기 모션데이터출력단계(S150)에서 사용자로부터 특정시점에 대한 입력을 받으면 해당 시점에서의 모션데이터에 대응하는 각 축별 높이 또는 기울임의 각도를 모션데이터출력기(151)를 통해 출력하는 시점축값출력단계(S160); 및 상기 시점축값출력단계(S160)에서 사용자로부터 출력된 각 축별 높이 또는 기울임의 각도에 대하여 사용자로부터 새로운 입력값을 입력받아 수정된 각 축의 높이값을 모션데이터저장기(140)에 저장하는 모션데이터수정단계(S170);을 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 서브모터를 이용한 모션 입력 장치 및 모션 입력 방법에 의하면, 사용자가 직접 영상 또는 게임 등의 콘텐츠를 보거나 오랜 경험에 의해 관객의 입장에서 해당 콘텐츠에 대하여 보다 더 사실감을 가지는 모션베이스의 움직임이 생성할 수 있도록 모션행위를 입력하고, 입력된 모션행위에 대하여 보다 더 정확한 모션베이스의 각 축 구동을 위하여 적외선센서, 자이로센서 및 가속도센서를 이용하여 모션의 변화에 대하여 순차적으로 모션데이터를 생성하고, 생성된 모션데이터를 그래프 등을 이용하여 순차적으로 확인하며, 필요에 따라 수정이 가능하게 됨으로써, 사용자가 실제와 유사한 공간적 시간적 체험을 필요로 하는 가상현실과 4D 모션이 접목되어 현실과 상상의 경계를 자유롭게 드나들게 하는 몰입형 콘텐츠 플랫폼의 개발이 용이하고, 실제 콘텐츠에 부합하는 모션행위에 해당하는 모션베이스의 각 축의 구동을 통해 체감, 또는 실감을 극대화하려는 게임이나 애니메이션 등의 가상현실 콘텐츠들에 있어서 몰입감을 증대시킬 수 있으며, 특히 사용자가 특정 시점에서의 모션데이터를 직접 확인하면서 바로 수정이 가능하여 모션데이터의 생성할 뿐만 아니라 수정을 통해 전체 콘텐츠에 대한 모션의 재구성이 용이할 수 있는 장점이 있다.
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도 1은 본 발명의 실시예에 따른 서브모터를 이용한 모션 입력 장치의 구성도;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 서브모터를 이용한 모션 입력 장치의 모션입력부에 대한 구성도;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 서브모터를 이용한 모션 입력 장치의 모션입력부에 대한 예시도;
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 서브모터를 이용한 모션 입력 장치의 센서부에 대한 구성도;
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 서브모터를 이용한 모션 입력 장치의 모션데이터생성기에 대한 구성도;
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 서브모터를 이용한 모션 입력 장치의 활용거리값생성기에 대한 예시도;
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 서브모터를 이용한 모션 입력 장치의 모션데이터변화출력기에 대한 구성도;
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 서브모터를 이용한 모션 입력 장치의 모션데이터변화출력기에서 변화값에 대한 그래프에 대한 도면;
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 서브모터를 이용한 모션 입력 장치의 모션데이터출력기에서 3축의 경우에 대한 화면예시도;
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 서브모터를 이용한 모션 입력 장치의 3축 모션데이터출력기에 대한 화면예시도;
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 서브모터를 이용한 모션 입력 장치의 모션입력부에 대한 구성도;
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 서브모터를 이용한 모션 입력 방법에 대한 순서도이다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도 1 내지 도 12에 의거하여 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공 되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 한편, 도면과 상세한 설명에서 모션행위, 모션구동부, 모션베이스 및 센서기 등 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성 및 작용에 대한 도시 및 언급은 간략히 하거나 생략하였다. 특히, 도면의 도시 및 상세한 설명에 있어서 본 발명의 기술적 특징과 직접적으로 연관되지 않는 요소의 구체적인 기술적 구성 및 작용에 대한 상세한 설명 및 도시는 생략하고, 본 발명과 관련되는 기술적 구성만을 간략하게 도시하거나 설명하였다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 서브모터를 이용한 모션 입력 장치의 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 모션 입력 장치(100)는 모션입력부(100), 모션구동부(200) 및 모션베이스(300)를 포함하는 구성으로 이루어진다. 모션 입력 장치(100)는 영상 또는 게임 등 다양한 컨텐츠에서 사용자가 컨텐츠의 움직임에 대하여한 모션을 수행하여 다양한 센서를 통해 해당 콘텐츠로에 대하여 관객들에게 보다 더 사실감 또는 몰입감을 제공할 수 있도록 4D의자 등의 모션베이스를 구동하는 각 축에 대한 모션데이터를 생성하여 사용자에게 출력하고, 수정할 수 있도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 서브모터를 이용한 모션 입력 장치의 모션입력부에 대한 구성도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 서브모터를 이용한 모션 입력 장치의 모션입력부에 대한 예시도이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 모션입력부(100)는 모션운전기(110), 센서기(120), 모션데이터생성기(130), 모션데이터저장기(140) 및 모션데이터변화출력기(150)를 포함하는 구성으로 이루어진다.
모션입력부(100)는 사용자로부터 모션행위에 대한 모션데이터를 생성하여 모션구동부(200)에 전송한다. 모션입력부(100)는 사용자가 영상 또는 게임 등의 콘텐츠를 직접보거나 사용자의 오랜 경험을 통해 관객에게 콘텐츠에서 발생하는 모션에 대하여 최대한 체감할 수 있도록 모션행위를 수행하여 모션데이터를 생성하여 모션베이스(300)를 구동시킬 수 있도록 한다.
모션운전기(110)는 사용자가 관객들이 시청하거나 체감하게 될 컨텐츠에서의 모션행위를 수행한다. 모션운전기(110)는 사용자가 양손으로 잡고, 영상 또는 게임 등의 콘텐츠를 보면서 콘텐츠에서 발생하는 움직임, 예를 들어 말을 타고 가는 경우, 말안장에서 느끼는 진동 또는 비행기가 이륙하는 경우에 비행기 조종사가 상승하면서 느끼는 시야가 움직이는 변화에 따른 각도 및 속도에 따라 움직임 즉 모션행위를 수행하는 개체이다.
모션운전기(110)는 양손으로 잡고 움직이는 별도의 플레이어일 수도 있으나, 자동차 핸들의 형태이거나 비행조종사의 손잡이 형태일 수도 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 서브모터를 이용한 모션 입력 장치의 센서부에 대한 구성도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 센서기(120)는 자이로센서(121), 지자계센서(122), 가속도센서(122) 및 적외선센서(124)를 포함하는 구성으로 이루어진다. 센서기(120)는 상기 모션운전기(110)를 통해 발생하는 모션행위에 대하여 각도, 속도 및 활용거리값을 측정한다.
자이로센서(121)는 상기 모션운전기(110)의 모션행위에 대한 현재의 각속도와 기울기를 측정한다. 자이로센서(121)를 통해 사용자가 모션운전기(110)를 이용하여 모션행위를 수행하게 될 때 그 모션행위의 각도도 측정하게 된다. 모션운전기(110)에서의 모션행위에서 발생하는 각도에 따라 관객들이 콘텐츠에 대하여 몰입감을 느끼게 될 4D의자와 같은 모션베이스(300)가 기울어지는 각도가 결정되고, 상기 결정된 각도를 모션베이스(300)의 각도를 형성하기 위하여 모션베이스(300)의 하단에 설치된 3축 내지 6축의 각 축들의 높낮이가 결정되게 된다.
지자계센서(122)는 상기 모션운전기(110)의 모션행위에 대한 현재의 방향을 측정한다. 지자계센서(122)를 통해 방향이 확인되어야 관객들이 체감하는 모션베이스(300)의 기울어질 방향이 결정될 수 있다. 다만 상기 자이로센서(121)를 통해 모션베이스(300)의 방향도 결정할 수 있으나 보다 더 정확한 방향을 위해 지자계센서(122)는 보조적으로 활용할 수 있다.
가속도센서(123)는 상기 모션운전기(110)의 모션행위에 대한 현재의 속도를 측정한다. 가속도센서(123)를 통해 사용자가 모션운전기(110)를 이용하여 모션행위를 하는 속도를 측정하여 관객들이 콘텐츠를 체감하는 장치인 모션베이스(300)의 움직임의 속도를 결정하게 된다.
적외선센서(124)는 모션베이스(300)가 모션행위에 대응할 수 있는 최대높이와 최저높이를 측정한다. 적외선센서(124)는 관객들에게 콘텐츠를 실감할 수 있도록 하는 모션베이스(300)를 구동하는 각 축은 관객의 체감을 위해 상하로 움직이게 되는데 상하로 움직이는 범위의 한계, 즉 활용거리값을 측정할 필요가 있다. 왜냐하면 관객들에게 콘텐츠를 제공하는 장소의 환경에 따라 설치된 모션베이스(300)의 각 축이 다르기 때문이다.
따라서 적외선센서(124)를 통해 모션행위를 표현할 최대높이와 최저높이를 측정한 활용거리값을 기준으로 사용자의 모션행위에 대응하는 모션데이터를 생성하는데 있어, 모션베이스(300)를 움직이는 각 축 변화의 폭에 대한 기준이 된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 서브모터를 이용한 모션 입력 장치의 모션데이터생성기에 대한 구성도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 모션데이터생성기(130)는 활용거리값생성기(131), 높이값생성기(132) 및 속도값생성기(133)를 포함하는 구성으로 이루어진다. 모션데이터생성기(130)는 상기 센서기(120)로부터 측정된 각도, 속도 및 활용거리값을 이용하여 모션데이터를 생성한다.
활용거리값생성기(131)는 상기 적외선센서(124)로부터 측정된 각 축의 최대높이와 최저높이로부터 각 축이 변할 수 있는 활용거리값을 생성한다. 관객들이 영상등의 콘텐츠를 통해 실감나는 체험을 위해서 모션베이스(300)를 구동하는 각 축의 범위인 축의 최저높이와 최대높이의 범위내에서 모션베이스(300)가 구동할 수밖에 없다.
따라서 상기 적외선센서(124)를 통해 모션베이스(300)가 구동할 수 있는 최고높이와 최저높이의 차인 활용거리값을 기준으로 모션데이터를 생성하게 된다. 활용거리값생성기(131)를 통해 생성된 활용거리값을 기반으로 모션행위에 따른 모션데이터를 생성하게 된다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 서브모터를 이용한 모션 입력 장치의 활용거리값생성기에 대한 예시도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 활용거리값생성기(131)는 상기 적외선센서(124)를 통해 측정된 최고높이와 최저높이의 중간인 중간지점을 설정하고, 관객들에게 제공되어 착석하는 4D 의자를 모션베이스(300)로 하는 경우, 관객들이 앉는 일반적인 높이를 중간지점에 두고, 최상위지점인 최고높이 900mm와 최하위지점인 최저높이인 마이너스(-)900mm를 하여 활용거리값을 설정한다.
예를 들어, 적외선센서(124)를 통해 측정된 축이 변할 수 있는 폭이 900mm인 경우에는, 활용거리값생성기(131)는 중간값인 450mm를 중간지점으로 설정하고, 0mm를 최저지점으로, 900mm를 최상위지점으로 설정하여 활용거리값을 생성한다.
높이값생성기(132)는 상기 활용거리값생성기(131)에 의해 생성된 활용거리값을 기준으로 상기 자이로센서(121)로부터 측정된 모션행위에 따른 변경된 각도에 부합하도록 모션베이스(300)를 구성하는 각 축의 높이값을 생성한다. 높이값생성기(132)에 의해 생성된 순차적으로 입력되는 센서기(120)를 통해 입력된 모션의 변화에 대하여 해당하는 모션행위에 부합하는 모션베이스(300)의 진동, 기울임 등의 작동을 위해 움직이는 각 축의 높이값이 결정되게 된다.
이러한 높이값생성기(132)에 의해 생성된 각 축의 높이값은 축의 수에 따라 다를 수 있다. 예를 들어 모션운전기(110)에서 비행기가 수직상승의 표현을 위해 앞이 올라가고, 뒤가 내려가면 이러한 모션행위의 각도를 자이로센서(121)에서 센싱하고, 센싱된 값을 표현하기 위하여 모션베이스(300)의 하부에 3축인 경우에는 전방의 2축의 높이가 점점 높아지고, 후방의 1축의 높이는 점점 낮아져서 관객들에게 콘텐츠를 보면서도 관객이 비행기의 수직상승의 현실감을 나타내게 할 수 있다.
속도값생성기(133)는 상기 가속도센서(122)로부터 측정된 모션행위가 이루어지는 속도에 부합하도록 모션베이스(300)를 구성하는 각 축의 변화에 대한 속도값을 생성한다. 따라서 속도값생성기(133)에서 생성된 각 축의 변화의 속도에 따라 비행기에서 상승하는 콘텐층 영상의 경우, 모션베이스(300)의 각 축의 상승 또는 하강 속도를 속도값생성기(133)에서 생성된 속도로 각 축을 구동하여 급격한 상승 또는 부드러운 상승과 같은 차이를 느낄 수 있다.
모션데이터저장기(140)는 상기 모션데이터생성기(130)로부터 생성된 모션데이터에 대응하는 각 축의 높이값을 순차적으로 저장한다. 모션데이터저장기(140)는 모션데이터생성기(130)에서 생성된 순차적으로 흐르가는 모션행위의 변화에 따른 각 축의 높이값, 다시 말해 모션베이스(300)를 움직이는 활용거리값의 범위내에서의 시간에 따른 각 축의 높이 변화 및 변화속도에 대한 모션데이터를 순차적으로 저장한다.
모션데이터저장기(140)는 모션데이터를 저장할 수 있는 비휘발성 메모리(Non-volatile memory, NVM)로써 전원이 공급되지 않아도 저장된 데이터를 계속 유지하며 삭제되지 않으며, 플래시 메모리(Flash Memory), MRAM(Magnetic Random Access Memory), PRAM(Phase-change Random Access memory: 상변화 램), FRAM(Ferroelectric RAM: 강유전체 램) 등으로 구성될 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 서브모터를 이용한 모션 입력 장치의 모션데이터변화출력기에 대한 구성도이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 서브모터를 이용한 모션 입력 장치의 모션데이터변화출력기에서 변화값에 대한 그래프에 대한 도면이다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 모션데이터변화출력기(150)는 모션데이터출력기(151) 및 모션데이터수정기(152)를 포함하는 구성으로 이루어진다. 모션데이터변화출력기(150)는 상기 모션데이터저장기(140)에 저장된 모션데이터에 대응하는 각 축의 값의 시간에 따른 변화값을 사용자에게 시각적으로 출력한다. 모션데이터변화출력기(150)는 x축을 시간의 단위 또는 순서의 단위로 하고, y축은 각 축의 높이값을 나타내며, 각 축마다 동일한 색깔로 그래프의 형태로 표시한다. 그리고 생성된 그래프에서 y축 간의 시간적인 간격을 통해 변화의 속도를 확인할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 서브모터를 이용한 모션 입력 장치의 모션데이터출력기에서 3축의 경우에 대한 화면예시도이고, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 서브모터를 이용한 모션 입력 장치의 3축 모션데이터출력기에 대한 화면예시도이다.
도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 모션데이터출력기(151)는 사용자로부터 특정시점을 입력받는 경우, 해당 시점에서의 모션데이터에 대응하는 각 축의 값을 사용자에게 출력한다. 모션데이터출력기(151)는 상기 모션데이터변화출력기(150)에서 사용자가 특정시점을 선택하게 되면 특정시점에서의 각 축의 높이와 높이에 따른 기울임의 각도를 사용자가 시각적으로 확인할 수 있어 모션베이스(300)가 어떻게 높여 있는지 확인할 수 있다.
모션데이터수정기(152)는 상기 모션데이터출력기(151)에서 출력된 각 축별 높이 또는 기울임의 각도에 대하여 사용자로부터 새로운 입력값을 입력받아 각 축의 값 또는 수정된 기울임의 각도에 따른 수정된 각 축의 값을 모션데이터저장기(140)에 저장한다.
사용자는 상기 모션데이터생성기(130)를 통해 생성된 모션데이터에 대하여 너무 급격한 축 높이의 변경이나 변화속도가 관객들에게 불편할 수 있다고 판단되는 경우나 사실감 또는 몰입감에 방해가 될 수 있다고 판단되는 경우, 일정한 수정이 필요하다.
모션데이터수정기(152)는 이러한 모션데이터의 수정이 필요한 경우, 종래의 모션데이터에 의해 생성된 각 축의 값을 정확히 사용자에게 제시하고, 미세한 변화까지도 반영할 수 있도록 사용자에게 모션데이터를 수정할 수 있도록 한다.
상기 모션데이터수정기(152)를 통해 사용자로부터 수정된 모션데이터는 모션데이터저장기((140)에 저장되어 모션데이터변화출력기(150)를 통해 사용자에게 수정된 모션데이터에 대한 그래프 형태로 다시 출력되게 된다. 따라서 사용자가 수정된 모션데이터에 대한 각 축들의 값을 확인할 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 서브모터를 이용한 모션 입력 장치의 모션입력부에 대한 구성도이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 모션입력부(100)는 사용자가 모션운전기(110)를 이용하여 모션행위를 수행할 수 있도록 영상콘텐츠를 출력하는 영상출력기(160);를 더 포함하는 구성으로 이루어진다. 사용자가 능숙한 모션행위의 전문가로써 모션베이스(300) 구동의 기초가 되는 모션행위를 바로 수행할 수도 있다. 그러나 사용자가 초보자이거나 관객들에게 보다 더 사실감있도록 하기 위해 관객들이 보게 될 영상콘텐츠를 직접 볼 수 있도록 영상출력기(160)는 관객들이 시청할 영상콘텐츠를 출력한다.
모션구동부(200)는 상기 모션입력부(100)로부터 전송받은 모션데이터에 따라 모션베이스(300)를 구동한다. 모션구동부(200)는 모션베이스(300)의 하부에 위치하며, 모션베이스(300)를 받치는 3축 이상의 다축으로 이루어져 모션베이스(300)에 진동을 발생시키거나 앞뒤좌우로 기울어지는 등 영상콘텐츠에 부합하는 모션을 수행한다.
모션구동부(200)는 상기 모션입력부(100)로부터 생성된 모션데이터에 따라 모션베이스(300)를 구동하는 각 축의 높*j이의 변화에 따른 상하 운동 및 상하운동에 있어 속도에 따라 각 축을 구동한다.
모션베이스(300)는 상기 모션구동부(200)에 의해 움직인다. 모션베이스(300)는 4D 영화관에서 관객들이 착석하게 되는 4D의자이거나 게임장에서 게임을 즐기는 고객이 착석하는 의자 또는 등받이에서 진동 또는 물결굴곡을 형성하는 침대 등 관객 또는 고객에게 가상현실이나 시뮬레이션과 같은 콘텐츠에 직접 반응할 수 있는 회전, 진동 또는 기울임 등의 액션을 수행할 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 서브모터를 이용한 모션 입력 방법에 대한 순서도이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 모션 입력 방법은 모션행위입력단계(S110), 모션행위측정단계(S120), 모션데이터생성단계(S130), 모션데이터저장단계(S140), 모션데이터출력단계(S150), 시점축값출력단계(S160) 및 모션데이터수정단계(S170)를 포함하는 구성으로 이루어진다.
모션행위입력단계(S110)는 사용자로부터 모션운전기(110)를 통해 콘텐츠에 따른 모션행위를 입력받는다.
모션행위측정단계(S120)는 자이로센서(121), 가속도센서(123) 및 적외선센서(124)를 통해 상기 모션행위입력단계(S110)를 통해 입력되는 모션행위에 대한 각도, 속도 및 모션베이스(300)의 최고높이, 최저높이를 측정한다.
모션데이터생성단계(S130)는 상기 모션행위측정단계(S120)에서 측정된 각도, 속도, 최고높이 및 최저높이로부터 각 축에 대한 모션데이터를 모션데이터생성기(130)에 통해 생성한다.
모션데이터저장단계(S140)는 상기 모션데이터생성단계(S130)에서 생성된 모션데이터에 대응하는 각 축의 높이값을 순차적으로 모션데이터저장기(140)에 저장한다.
모션데이터출력단계(S150)는 상기 모션데이터저장단계(S140)에서 저장된 각 축의 높이값을 모션데이터변화출력기(150)를 통해 사용자에게 시각적으로 출력한다.
시점축값출력단계(S160)는 상기 모션데이터출력단계(S150)에서 사용자로부터 특정시점에 대한 입력을 받으면 해당 시점에서의 모션데이터에 대응하는 각 축별 높이 또는 기울임의 각도를 모션데이터출력기(151)를 통해 출력한다.
모션데이터수정단계(S170)는 상기 시점축값출력단계(S160)에서 사용자로부터 출력된 각 축별 높이 또는 기울임의 각도에 대하여 사용자로부터 새로운 입력값을 입력받아 수정된 각 축의 높이값을 모션데이터저장기(140)에 저장한다.
상술한 바와 같은, 본 발명의 실시 예에 따른 서브모터를 이용한 모션 입력 장치 및 모션 입력 방법을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
100 : 모션입력부 110 : 모션운전기
120 : 센서기 121 : 자이로센서
122 : 지자계센서 123 : 가속도센서
124 : 적외선센서 130 : 모션데이터생성기
131 : 활용거리값생성기 132 : 높이값생성기
133 : 속도값생성기 140 : 모션데이터저장기
150 : 모션데이터변화출력기 151 : 모션데이터출력기
152 : 모션데이터수정기 160 : 영상출력기
200 : 모션구동부 300 : 모션베이스

Claims (6)

  1. 사용자로부터 모션행위에 대한 모션데이터를 생성하여 모션구동부(200)에 전송하는 모션입력부(100)와, 상기 모션입력부(100)로부터 전송받은 모션데이터에 따라 모션베이스(300)를 구동하는 모션구동부(200) 및 상기 모션구동부(200)에 의해 움직이는 모션베이스(300)를 포함하는 서브모터를 이용한 모션 입력 장치에 있어서,
    상기 모션입력부(100)는 사용자가 콘텐츠에서의 모션행위를 직접 수행하는 모션운전기(110)와 ; 상기 모션운전기(110)를 통해 발생하는 모션행위에 대하여 각도, 속도 및 활용거리값을 측정하는 센서기(120)와; 상기 센서기(120)로부터 측정된 각도, 속도 및 활용거리값을 이용하여 모션데이터를 생성하는 모션데이터생성기(130)와; 상기 모션데이터생성기(130)로부터 생성된 모션데이터에 대응하는 각 축의 높이값을 순차적으로 저장하는 모션데이터저장기(140) 및 상기 모션데이터저장기(140)에 저장된 모션데이터에 대응하는 각 축의 값의 시간에 따른 변화값을 사용자에게 시각적으로 출력하는 모션데이터변화출력기(150)를 포함하하고,
    상기 모션데이터생성기(130)는 적외선센서(124)로부터 측정된 각 축의 최대높이와 최저높이로부터 각 축이 변할 수 있는 활용거리값을 생성하는 활용거리값생성기(131)와; 상기 활용거리값생성기(131)에 의해 생성된 활용거리값을 기준으로 자이로센서(121)로부터 측정된 모션행위에 따른 변경된 각도에 부합하도록 모션베이스(300)를 구성하는 각 축의 높이값을 생성하는 높이값생성기(132) 및 가속도센서(123)로부터 측정된 모션행위가 이루어지는 속도에 부합하도록 모션베이스(300)를 구성하는 각 축의 변화에 대한 속도값을 생성하는 속도값생성기(133)를 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 서브모터를 이용한 모션 입력 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 모션데이터변화출력기(150)는,
    사용자로부터 특정시점을 입력받는 경우, 해당 시점에서의 모션데이터에 대응하는 각 축의 높이값을 사용자에게 출력하는 모션데이터출력기(151); 및
    상기 모션데이터출력기(151)에서 출력된 각 축별로 또는 기울임의 각도에 대하여 사용자로부터 새로운 입력값을 입력받아 수정된 각 축의 값을 모션데이터저장기(140)에 저장하는 모션데이터수정기(152);를 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 서브모터를 이용한 모션 입력 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 모션입력부(100)는,
    사용자가 모션운전기(110)를 이용하여 모션행위를 수행할 수 있도록 영상콘텐츠를 출력하는 영상출력기(160);를 더 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 서브모터를 이용한 모션 입력 장치.
  6. 제 1 항, 제 4 항 및 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 서브모터를 이용한 모션 입력 장치의 모션 입력 방법에 있어서,
    사용자에 의해 조작되는 모션운전기(110)를 통해 콘텐츠에 따른 모션행위를 입력받는 모션행위입력단계(S110);
    상기 모션행위입력단계(S110)를 통해 입력되는 모션행위에 대한 각도, 속도 및 모션베이스(300)의 최고높이, 최저높이를 자이로센서(121), 가속도센서(123) 및 적외선센서(124)를 통해 측정하는 모션행위측정단계(S120);
    상기 모션행위측정단계(S120)에서 측정된 각도, 속도, 최고높이 및 최저높이로부터 각 축에 대한 모션데이터를 모션데이터생성기(130)에 통해 생성하는 모션데이터생성단계(S130);
    상기 모션데이터생성단계(S130)에서 생성된 모션데이터에 대응하는 각 축의 높이값을 순차적으로 모션데이터저장기(140)에 저장하는 모션데이터저장단계(S140);
    상기 모션데이터저장단계(S140)에서 저장된 각 축의 높이값을 모션데이터변화출력기(150)를 통해 사용자에게 시각적으로 출력하는 모션데이터출력단계(S150);
    상기 모션데이터출력단계(S150)에서 사용자로부터 특정시점에 대한 입력을 받으면 해당 시점에서의 모션데이터에 대응하는 각 축별 높이 또는 기울임의 각도를 모션데이터출력기(151)를 통해 출력하는 시점축값출력단계(S160); 및
    상기 시점축값출력단계(S160)에서 사용자로부터 출력된 각 축별 높이 또는 기울임의 각도에 대하여 사용자로부터 새로운 입력값을 입력받아 수정된 각 축의 높이값을 모션데이터저장기(140)에 저장하는 모션데이터수정단계(S170);를 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 서브모터를 이용한 모션 입력 장치의 모션 입력 방법.
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