KR102067774B1 - 무빙 플레이트 - Google Patents

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Abstract

가상 훈련 장치와 연동되는 무빙 플레이트는 평판 형상을 가지고, 사용자의 발을 지지하는 발판부; 지면을 기준으로 상기 발판부의 상부면의 경사각을 조절하는 구동부; 및 사용자의 움직임을 가이드하는 가이드부를 포함하되, 상기 가이드부는, 상기 사용자의 일부에 장착되는 착용부재; 및 상기 발판부의 상부면에 배치되고, 상기 착용부재와 연결되어 상기 착용부재를 지지하는 연결부재를 포함하고, 사용자의 움직임에 따라 상기 연결부재와 상기 발판부가 이루는 연결각도와 상기 발판부와 상기 착용부재간의 이격거리에 대응하는 연결길이가 각각 조절되고, 상기 연결각도와 상기 연결길이에 기초하여 이동 제어 신호를 생성하는 제어부를 더 포함하고, 상기 이동 제어 신호는 상기 가상 훈련 장치에 의해 구현된 가상 공간 내에서 상기 사용자에 대응하여 생성되는 캐릭터의 이동을 제어하는데 이용되며, 상기 연결부재는 상기 발판부와 상기 착용부재 사이에 연결되되, 상호 대칭되도록 배치되는 제1 서브 연결부재 및 제2 서브 연결부재를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 제1 서브 연결부재의 제1 연결길이가 감소하고 상기 제1 서브 연결부재의 제1 연결각도가 제1 회전방향으로 증가하며 상기 제2 서브 연결부재의 제2 연결길이가 증가하고 상기 제2 서브 연결부재의 제2 연결각도가 상기 제1 회전방향으로 증가하는 경우 상기 가상공간 내 상기 캐릭터를 제1 방향으로 이동시키는 제1 이동 제어 신호를 생성하고, 상기 제1 연결길이가 증가하고 상기 제1 연결각도가 상기 제1 회전방향으로 증가하며 상기 제2 연결길이가 증가하고 상기 제2 연결각도가 상기 제1 회전방향으로 증가하는 경우 상기 가상공간 내 상기 캐릭터를 제1 회전방향으로 회전시키는 제1 회전 신호를 생성하며, 상기 제1 연결길이가 증가하고 상기 제1 연결각도가 기준 범위 이내에서 변화하며 상기 제2 연결길이가 증가하고 상기 제2 연결각도가 상기 기준 범위 이내에서 변화하는 경우 상기 가상공간 내 상기 캐릭터의 무게 중심의 높이를 변화시키는 제1 자세 전환 신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.

Description

무빙 플레이트{MOVING PLATE}
본 발명은 무빙 플레이트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가상 훈련 장치와 연동되는 무빙 플레이트에 관한 것이다.
최근에는 신체를 이용한 기능성 게임이나 가상 현실의 시뮬레이션 콘텐츠 등의 체감형 문화 콘텐츠들이 급증하여, 가상 현실을 체험할 수 있는 게임이나 체감형 기기들이 다양한 분야에서 요구되고 있다.
마이크로 소프트사의 X-Box, 닌텐도사의 게임큐브와 위(Wii), 소니사의 플레이 스테이션 시리즈 등 가상 현실을 시뮬레이션 콘텐츠를 이용한 체감형 게임기나 모션 트레킹 장치들이 다양한 분야에서 활용되고 있다.
한국공개특허 제10-2010-0116912호(2010.11.02.공개)에는 체감형 게임들을 운동 시스템에 접목시켜 체감형 게임과 운동 효과를 모두 기대할 수 있는 콘텐츠가 제시되고 있다. 아울러, 미국에서는 버투스옴니, 사이버리스 버철라이저 등 런닝 머신 위에서 워킹하듯 가상 현실을 체험하고, 사용자의 모션을 트레킹하여 게임 등으로 시뮬레이션할 수 있는 방식들이 상용화되고 있다.
한국등록특허 제1,695,365호(2017.01.11.공고)
본 발명의 일 목적은 새로운 방식으로 사용자의 모션을 감지하고 다양한 체험을 제공하는 무빙 플레이트를 제공하는 것이다.
상기 일 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예들에 따른 무빙 플레이트는, 가상 훈련 장치와 연동 될 수 있다. 무빙 플레이트는, 평판 형상을 가지고, 사용자의 발을 지지하는 발판부; 지면을 기준으로 상기 발판부의 상부면의 경사각을 조절하는 구동부; 및 사용자의 움직임을 가이드하는 가이드부를 포함 할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 발판부는 상기 사용자의 발과 접촉하는 제1 발판 및 상기 제1 발판의 하부에 배치되는 제2 발판을 포함 할 수 있다. 여기서, 상기 구동부는, 상기 제2 발판의 면적 중심을 기준으로 상기 제2 발판 상에 등간격을 가지고 이격되어 배치되며, 상기 제1 발판을 지지하는 복수의 높이조절부재들; 및 상기 높이조절부재들 각각의 길이를 가변시키는 구동장치를 포함 할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 가이드부는, 상기 사용자의 일부에 장착되는 착용부재; 및 상기 발판부의 상부면에 배치되고, 상기 착용부재와 연결되어 상기 착용부재를 지지하는 연결부재를 포함 할 수 있다. 여기서, 사용자의 움직임에 따라 상기 연결부재와 상기 발판부가 이루는 연결각도와 상기 발판부와 상기 착용부재간의 이격거리에 대응하는 연결길이가 각각 조절 될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 무빙 플레이트는, 상기 연결각도와 상기 연결길이에 기초하여 이동 제어 신호를 생성하는 제어부를 더 포함 할 수 있다. 여기서, 상기 이동 제어 신호는 상기 가상 훈련 장치에 의해 구현된 가상 공간 내에서 상기 사용자에 대응하여 생성되는 캐릭터의 이동을 제어하는데 이용 될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 연결부재는 상기 발판부와 상기 착용부재 사이에 연결되되, 상호 대칭되도록 배치되는 제1 서브 연결부재 및 제2 서브 연결부재를 포함 할 수 있다. 여기서, 상기 제어부는, 상기 제1 서브 연결부재의 제1 연결길이가 감소하고 상기 제1 서브 연결부재의 제1 연결각도가 제1 회전방향으로 증가하며 상기 제2 서브 연결부재의 제2 연결길이가 증가하고 상기 제2 서브 연결부재의 제2 연결각도가 상기 제1 회전방향으로 증가하는 경우 상기 가상공간 내 상기 캐릭터를 제1 방향으로 이동시키는 제1 이동 제어 신호를 생성하고, 상기 제1 연결길이가 증가하고 상기 제1 연결각도가 상기 제1 회전방향으로 증가하며 상기 제2 연결길이가 증가하고 상기 제2 연결각도가 상기 제1 회전방향으로 증가하는 경우 상기 가상공간 내 상기 캐릭터를 제1 회전방향으로 회전시키는 제1 회전 신호를 생성하며, 상기 제1 연결길이가 증가하고 상기 제1 연결각도가 기준 범위 이내에서 변화하며 상기 제2 연결길이가 증가하고 상기 제2 연결각도가 상기 기준 범위 이내에서 변화하는 경우 상기 가상공간 내 상기 캐릭터의 무게 중심의 높이를 변화시키는 제1 자세 전환 신호를 생성 할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 가이드부는, 상기 발판부의 가장자리를 따라 상호 등간격을 가지고 이격되어 상기 발판부 상에 배치되는 복수의 수직바(vertical bar)들; 및 상기 수직바들 각각에 배치되어 상기 발판부의 가장자리에 접근하는 객체를 감지하는 감지 센서를 더 포함 할 수 있다. 이 경우, 상기 제어부는 상기 객체가 감지되는 경우 상기 구동부의 동작을 정지시킬 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 가이드부는 상기 수직바들 중 적어도 하나에 배치되어 사용자의 자세를 감지하는 자세 감지 센서를 더 포함 할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 가이드부는 상기 수직바들 중 제1 수직바 내에 형성된 가이드 홈을 따라 상하 방향으로 이동하는 제1 이동고정부재를 더 포함하고, 상기 제1 서브 연결부재는 상기 제1 이동고정부재와 상기 착용부재 사이에 연결 될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 가이드부는 상기 착용부재의 내부면에 배치되고 상기 사용자의 움직임에 따라 발생되는 압력을 감지하는 복수의 압력 센서들을 포함하고, 상기 압력 센서들에서 생성되는 압력 신호는 상기 가상 훈련 장치에 의해 구현된 가상 공간 내에서 사용자에 대응하여 생성되는 캐릭터의 이동을 제어하는데 이용 될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 무빙 플레이트는, 발판부(또는, 제1 발판)의 경사를 변화시킴으로써, 사용자에게 다양한 체험(예를 들어, 지형 변화에 체감)이 가능하도록 할 수 있다.
또한, 무빙 플레이트는 가이드부(120)를 통해 사용자의 안전을 보장할 뿐만 아니라, 사용자의 움직임에 기초하여 입력 신호(또는, 가상 훈련 장치에 의해 구현된 가상공간 내 가상 캐릭터를 제어하는 제어 신호로서, 이동 제어 신호, 회전 신호, 자세 전환 신호)를 생성함으로써, 사용자로 하여금 가상공간 내 가상 캐릭터를 용이하게/직관적으로 제어할 수 있도록 할 수 있다.
나아가, 무빙 플레이트는 감지 센서들을 통해 외부 객체의 접근을 감지하여 무빙 플레이트(100)(또는, 구동부)의 동작을 제어함으로써, 안전 사고 발생을 방지할 뿐만 아니라, 사용자의 자세를 용이하게 인식할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 무빙 플레이트를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 무빙 플레이트에 포함된 구동부의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 무빙 플레이트의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 4는 도 3의 무빙 플레이트에 포함된 제어부의 동작을 설명하는 도면이다.
도 5는 도 1의 무빙 플레이트의 다른 일 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 1의 무빙 플레이트의 또 다른 일 예를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 무빙 플레이트를 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 무빙 플레이트에 포함된 구동부의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 무빙 플레이트(100)은 발판부(110), 구동부(230) 및 가이드부(120)를 포함할 수 있다. 무빙 플레이트(100)는 가상 훈련 장치(미도시, 예를 들어, 도 3의 프로세스(10))와 연동되고, 가상 훈련 장치에서 제공되는 경사 제어 신호에 기초하여 발판부(110)의 경사(즉, 지면을 기준으로 발판부(110)의 상부면이 이루는 경사)를 조절하며, 가이드부(120)를 통해 사용자로부터 입력된 입력 신호를 가상 훈련 장치에 제공할 수 있다.
도 2를 참조하면, 발판부(110)는 평판 형상을 가지고 사용자의 발을 지지할 수 있다. 예를 들어, 발판부(110)는 1m*1m 크기의 사각형의 평면을 가질 수 있다. 이는 예시적인 것으로, 발판부(110)가 이에 국한되는 것은 아니다. 예를 들어, 발판부(110)는 직경 1m의 원형의 평면을 가지거나, 다각형 형상을 가질 수 있다.
발판부(110)는 제1 발판(210) 및 제2 발판(220)을 포함할 수 있다. 제1 발판(210)은 사용자의 발과 접촉하여 사용자를 직접적으로 지지할 수 있다. 제2 발판(220)은 제1 발판(210)과 실질적으로 동일한 형상을 가지고, 제1 발판(210)의 하부에 배치될 수 있다.
구동부(230)는 지면을 기준으로 발판부(110)의 상부면의 경사각(즉, 지면을 기준으로 발판부(110)의 상부면이 이루는 경사각)을 조절할 수 있다. 구동부(230)는 제1 발판(210) 및 제2 발판(220) 사이에 배치될 수 있다.
구동부(230)는 높이조절부재들(231), 구동장치(232) 및 구동제어부(233)를 포함할 수 있다.
높이조절부재들(231)은 제2 발판(220)의 면적 중심을 기준으로 등간격을 가지고 이격되어 배치되며, 제1 발판(210)을 지지할 수 있다. 예를 들어, 구동부(230)는 3개의 높이조절부재들(231)을 포함하고, 높이조절부재들(231)은 제2 발판(220)의 가장자리와 인접하여 배치되며, 제2 발판(220)의 무게 중심을 기준으로 상호 120도 간격을 가지도록 배치될 수 있다. 이는 예시적인 것으로, 높이조절부재들(231)이 이에 국한되는 것은 아니다. 예를 들어, 구동부(230)는 4개 이상의 높이조절부재들(231)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 높이조절부재들(231)은 유압 방식 또는 공기압 방식으로 구동될 수 있다. 예를 들어, 구동장치(232)에 의해 형성된 유압 또는 공기압에 기초하여 높이조절부재들(231)의 길이(즉, 제3 방향(D3)으로의 길이)가 변화 할 수 있다.
구동장치(220)는 높이조절부재들(231) 각각의 길이를 가변시킬 수 있다. 예를 들어, 구동장치(220)는 유압 또는 공기압을 형성하는 모터로 구현될 수 있고, 높이조절부재들(231) 각각에 대응하여 복수의 모터들을 포함할 수 있다.
구동 제어부(233)는 가상 훈련 장치로부터 경사 제어 신호를 수신하고, 경사 제어 신호에 기초하여 높이조절부재들(231) 각각의 높이 또는 상기 높이에 대응하는 유압/공기압을 결정하며, 구동장치(220) 각각의 동작을 제어할 수 있다.
한편, 도 1 및 도 2에 도시되지 않았으나, 구동부(230)는 제1 발판(210)의 충격을 흡수하고, 제1 발판(210) 및 제2 발판(220)의 간격을 허용 간격이상으로 유지시키는 완충 부재(예를 들어, 스프링 부재) 등을 더 포함할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 가이드부(120)는 사용자(즉, 무빙 플레이트를 이용하는 사용자)의 움직임을 가이드할 수 있다.
가이드부(120)는 착용부재(121) 및 연결부재(122)를 포함할 수 있다.
착용부재(121)는 사용자의 일부에 장착될 수 있다. 예를 들어, 착용부재(121)는 환형으로 형성되고, 사용자의 허리에 장착되거나 착용될 수 있다. 사용자는 제2 방향(D2)(또는, 제2 방향(D2)의 반대 방향)을 향해 서 있을 수 있으며, 사용자의 허리 단면의 형상을 고려하여, 착용부재(121)의 제1 방향(D1)으로의 제1 폭은 착용부재(121)의 제2 방향(D2)으로의 제2 폭보다 클 수 있다.
착용부재(121)는 발판부(110)의 상부면(또는, 제1 발판(210))으로부터 기준 거리(예를 들어, 1.1m)만큼 이격되어 배치되며, 착용부재(121)의 무게 중심은 발판부(110)의 면적 중심(또는, 무게 중심)을 지나는 수직축(예를 들어, 제3 방향(D3)에 평행한 수직축) 상에 위치 할 수 있다. 착용부재(121)의 높이(즉, 제1 발판(210)으로부터 이격된 거리)는 사용자의 신체 특성(예를 들어, 사용자의 키 등)을 고려하여 자유롭게 설정될 수 있다.
연결부재(122)는 발판부(110)의 상부면에 배치되고, 착용부재(121)와 연결되어 착용부재(121)를 지지할 수 있다. 연결부재(122)는 연결부재(122)의 축 방향을 따라 하부 방향으로 일정 힘 이상을 지지하여, 착용부재(121)와 함께 사용자의 안전을 보장할 수 있다.
사용자의 움직임에 따라 연결부재(122)와 발판부(110)가 이루는 연결각도(A1)와 발판부(110)와 착용부재(121)간의 이격거리에 대응하는 연결길이(L1)가 조절될 수 있다.
예를 들어, 연결부재(122)는 원통형의 2개의 바(bar)들 및 2개의 회전연결부재들을 포함하고, 제1 바의 일단은 제1 회전연결부재를 통해 바닥부(110)와 연결되며, 제2 바는 제1 바의 직경보다 작은 직경을 가지며 제1 바의 내부에 삽입되고, 제2 바의 일단은 제1 바의 내부에 배치된 탄성 부재와 연결되어 제1 바의 타탄으로 돌출되거나 들어갈 수 있으며(즉, 제2 바의 돌출된 길이가 조절될 수 있으며), 제2 바의 타단은 제2 회전연결부재를 통해 착용부재(121)와 연결될 수 있다.
한편, 도 1에는 2개의 연결부재(122)들이 개시되어 있으나, 이는 예시적인 것으로 연결부재(122)가 이에 국한되는 것은 아니다. 예를 들어, 무빙 플레이트(100)는 1개의 연결부재 또는 3개 이상의 연결부재들을 포함할 수 있다.
연결부재(122)의 연결각도(A1)와 연결길이(L1)는 후술하는 제어부(320)(도 3 참조) 또는 가상 훈련 장치에서 이동 제어 신호를 생성하는데 이용될 수 있다. 여기서, 이동 제어 신호는 가상 훈련 장치에 의해 구현된 가상 공간 내에서 상기 사용자에 대응하여 생성되는 가상 캐릭터의 이동을 제어하는데 이용될 수 있다.
한편, 가이드부(120)는 착용부재(121)의 내부면에 배치되고 사용자의 움직임에 따라 발생되는 압력을 감지하는 복수의 압력 센서들(123)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 압력 센서들(123)은 착용부재(121)의 무게 중심을 기준으로 착용부재(121)의 내부면의 전/후/좌/우 방향에 배치되고, 사용자의 움직임(예를 들어, 허리의 전/후/좌/우 방향으로의 움직임)에 의해 발생되는 압력을 감지할 수 있다. 압력 센서들(123)에 의해 생성되는 압력 신호는 가상 캐릭터의 이동을 제어하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 사용자가 제1 방향(D1)으로 이동하기 위해 제1 방향(D1)으로 한쪽 발을 내딛는 경우, 사용자의 무게 중심과 사용자의 허리의 위치는 제1 방향(D1)으로 이동하고 제1 방향(D1)에 위치한 압력 센서에 압력이 가해질 수 있다. 이 경우, 가상 훈련 장치는 제1 방향(D1)에 위치한 압력 센서에 의해 감지된 압력에 기초하여 가상 캐릭터를 제1 방향(D1)으로 이동시킬 수 있다.
한편, 무빙 플레이트(100)는 연결부재(122)의 연결각도(A1)와 연결길이(L1)에 기초하여 이동 제어 신호를 생성할 수 있다. 이동 제어 신호를 생성하는 구성에 대해서는 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.
도 3은 도 1의 무빙 플레이트의 일 예를 나타내는 블록도이고, 도 4는 도 3의 무빙 플레이트에 포함된 제어부의 동작을 설명하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 무빙 플레이트(100)는 센서부(310), 제어부(320) 및 구동 제어부(233)를 포함할 수 있다.
센서부(310)는 사용자의 움직임과 사용자 주변 환경을 감지할 수 있다. 센서부(310)는 압력 센서(311), 가이드 센서(312) 및 감지 센서(313)를 포함할 수 있다.
압력 센서(311)는 도 1을 참조하여 설명한 압력 센서(123)와 실질적으로 동일하므로, 중복되는 설명은 반복하지 않기로 한다. 압력 센서(311)는 사용자의 움직임에 따라 발생하는 압력을 감지하여 압력 신호(S_CONTACT)를 생성할 수 있다. 압력 신호(S_CONTACT)는 압력이 발생한 방향에 대한 방향 정보와 압력의 크기에 대한 세기 정보를 포함할 수 있다.
이 경우, 제어부(320)는 압력 신호(S_CONTACT)에 기초하여 입력 신호(예를 들어, 사용자의 움직임에 기초하여 입력된 신호로서, 캐릭터의 이동 제어 신호를 생성하는데 이용되는 신호)를 생성하며, 입력 신호를 외부의 프로세서(10)(또는, 가상 훈련 장치)에 제공할 수 있다.
가이드 센서(312)는 연결부재(122)의 연결각도(A1)와 연결길이(L1)를 감지하고, 장력 신호(S_TENSION)과 각도 신호(S_ANGLE)를 생성할 수 있다.
도 4의 (a)를 참조하면, 무빙 플레이트(100)의 평면도가 도시되어 있다. 무빙 플레이트(100)는 제1 내지 제4 연결부재들(411 내지 414)(또는, 제1 내지 제4 서브 연결부재들)과, 제1 내지 제4 가이드 센서들(421 내지 424)(또는, 제1 내지 제4 서브 가이드 센서들)을 포함할 수 있다.
제1 내지 제4 연결부재들(411 내지 414)은, 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 발판부(110)와 착용부재(121) 사이에 연결되되, 발판부(110)의 무게 중심을 기준으로 상호 대칭되도록 배치될 수 있다.
제1 내지 제4 가이드 센서들(421 내지 424)는 제1 내지 제4 연결부재들(411 내지 414)의 일단(예를 들어, 발판부(110)와 연결되는 부분)에 배치되고, 제1 내지 제4 연결부재들(411 내지 414) 각각의 연결각도들(A1 내지 A4)과 연결길이들(L1 내지 L4)을 각각 측정할 수 있다.
이 경우, 제어부(320)는 연결각도들(A1 내지 A4)과 연결길이들(L1 내지 L4)에 기초하여 입력 신호(또는, 이동 제어 신호)를 생성하며, 생성된 입력 신호를 외부의 프로세서(10)(또는, 가상 훈련 장치)에 제공할 수 있다.
도 4의 (b)를 참조하여 예를 들면, 사용자는 제1 이동방향(MD1)으로 이동하기 위해 사용자의 한쪽 발을 제1 이동방향(MD1)으로 내딛는 경우, 사용자의 무게 중심과 사용자의 허리의 위치는 제1 이동방향(MD1)으로 이동하고 이에 따라 착용부재(121)가 제1 이동방향(MD1)으로 이동할 수 있다. 이 경우, 제1 연결부재(411)의 제1 연결길이(L1)가 감소하고 상기 제1 연결부재(411)의 제1 연결각도(A1)가 제1 회전방향(DR1)으로 증가하며 제2 연결부재(412)의 제2 연결길이(L2)가 증가하고 제2 연결부재(412)의 제2 연결각도(A2)가 제1 회전방향(DR1)으로 증가 할 수 있다. 따라서, 제어부(320)는 사용자가 가상공간 내 가상 캐릭터를 제1 방향(D1)으로 이동시키고자 하는 것으로 판단하고, 가상 캐릭터를 제1 방향(D1)으로 이동시키는 제1 이동 제어 신호를 생성 할 수 있다. 이와 유사하게, 제어부(320)는 제1 내지 제4 연결부재들(411 내지 414)의 연결길이들(L1 내지 L4) 및 연결각도들(A1 내지 A4) 중 적어도 2개의 변화에 기초하여 사용자의 의도(즉, 캐릭터를 특정 방향으로 이동시키고자 하는 의도)를 파악하여 이동 제어 신호를 생성할 수 있다.
도 4의 (c)를 참조하여 예를 들면, 사용자는 제1 회전방향(DR1)으로 시선 방향을 전환하기 위해 사용자의 몸을 제1 회전방향(DR1)으로 회전시키는 경우, 착용부재(121)가 제1 회전방향(DR1)을 따라 회전 할 수 있다. 이 경우, 제1 연결부재(411)의 제1 연결길이(L1)가 증가하고 제1 연결각도(A1)가 제1 회전방향(DR1)으로 증가하며 제2 연결부재(412)의 제2 연결길이(L2)가 증가하고 제2 연결각도(A2)가 제1 회전방향(DR1)으로 증가 할 수 있다. 따라서, 제어부(320)는 가상 캐릭터를 제1 회전방향(DR1)으로 회전시키는 제1 회전 신호(또는, 사용자에게 제공되는 영상을 제1 회전방향(DR1)으로 전환시키는 제1 회전 신호)를 생성 할 수 있다. 이와 유사하게, 제어부(320)는 제1 내지 제4 연결부재들(411 내지 414)의 연결길이들(L1 내지 L4) 및 연결각도들(A1 내지 A4) 중 적어도 2개의 변화에 기초하여 사용자의 의도(즉, 캐릭터를 특정 방향으로 회전시키고자 하는 의도)를 파악하여 회전 신호를 생성할 수 있다.
도 4의 (d)를 참조하여 예를 들면, 사용자는 서 있는 자세에서 앉은 자세로 자세를 바꾸는 경우, 착용부재(121)의 높이(즉, 발판부(110)부터부터 착용부재(121)까지의 거리)가 낮아질 수 있다. 제1 내지 제4 연결부재들(411 내지 414)의 연결길이들(L1 내지 L4)은 사용자가 서 있는 자세에서 최단 거리를 가지고, 사용자가 앉아 있는 자세에서 증가하며, 연결각도들(A1 내지 A4)은 수평 방향으로 변화하지 않을 수 있다. 즉, 제1 연결부재(411)의 제1 연결길이(L1)가 증가하고 제1 연결각도(A1)가 기준 범위 이내에서 변화하며(또는, 제1 연결각도(A1)의 수평 방향 성분이 변화하지 않으며) 제2 연결부재(412)의 제2 연결길이(L2)가 증가하고 제2 연결각도(A2)가 기준 범위 이내에서 변화할 수 있다. 따라서, 제어부(320)는 가상 캐릭터의 무게 중심의 높이를 변화시키는(또는, 가상 캐릭터의 자세를 변화시키거나, 사용자에게 표시되는 영상의 기준점의 고도를 변화시키는) 제1 자세 전환 신호를 생성 할 수 있다. 이와 유사하게, 제어부(320)는 제1 내지 제4 연결부재들(411 내지 414)의 연결길이들(L1 내지 L4) 및 연결각도들(A1 내지 A4) 중 적어도 2개의 변화에 기초하여 사용자의 자세 변화를 파악하여 자세 전환 신호를 생성할 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 감지 센서(313)는 무빙 플레이트(100)에 접근하는 객체 및/또는 사용자의 자세를 감지할 수 있다. 감지 센서(313)의 구체적인 구성에 대해서는 도 5를 참조하여 후술하기로 한다.
제어부(320)는 감지 센서(313)에서 측정된 감지 신호(S_INF)에 기초하여 구동부(230)의 동작을 제어하거나, 사용자의 자세에 대응하는 자세 변환 신호를 생성하며, 생성된 신호를 프로세서(10)에 제공할 수 있다.
도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 무빙 플레이트(100)는 발판부(110)(또는, 제1 발판(210))의 경사를 변화시켜 사용자에게 다양한 체험(예를 들어, 지형 변화에 체감)이 가능하도록 할 수 있다.
또한, 무빙 플레이트(100)는 가이드부(120)를 통해 사용자의 안전을 보장할 뿐만 아니라, 사용자의 움직임에 기초하여 입력 신호(또는, 가상 훈련 장치에 의해 구현된 가상공간 내 가상 캐릭터를 제어하는 제어 신호로서, 이동 제어 신호, 회전 신호, 자세 전환 신호)를 생성함으로써, 사용자로 하여금 가상공간 내 가상 캐릭터를 용이하게/직관적으로 제어할 수 있도록 할 수 있다.
도 5는 도 1의 무빙 플레이트의 다른 일 예를 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 가이드부(120)는 수직바들(vertical bars)(551 내지 554)(또는, 가이드 수직바들) 및 감지 센서(510 내지 540)를 포함할 수 있다.
수직바들(551 내지 554)은 발판부(110) 상에 배치되되, 발판부(110)의 가장자리를 따라 등간격을 가지고 상호 이격될 수 있다. 예를 들어, 수직바들(551 내지 554)은 발판부(110)의 코너들 각각에 배치될 수 있다. 수직바들(551 내지 554)은 특정 길이만큼 수직 방향(예를 들어, 제3 방향(D3))으로 연장되고, 예를 들어, 수직발들(551 내지 554) 각각의 높이는 1.5m 일 수 있다.
감지 센서들(510 내지 540)는 도 3을 참조하여 설명한 감지 센서(313)와 실질적으로 동일하며, 수직바들(510 내지 540) 각각에 배치되어 외부로부터 무빙 플레이트(100)에 접근하는 객체(또는, 발판부(110)의 가장자리에 접근하는 객체를 감지할 수 있다. 예를 들어, 감지 센서들(510 내지 540)은 발판부(110)를 기준으로 1m 높이에 위치할 수 있다.
제1 감지 센서(510)는 제11 및 제12 서브 센서들(511, 512)를 포함하고, 제2 감지 센서(520)는 제21 및 제22 서브 센서들(521, 522)를 포함하며, 제3 감지 센서(530)는 제31 및 제32 서브 센서들(531, 532)를 포함하고, 제4 감지 센서(540)는 제41 및 제42 서브 센서들(541, 542)를 포함 할 수 있다. 제11 내지 제42 서브 센서들(511 내지 542)는 적외선을 발산/수신하는 적외선 센서로 구현될 수 있다.
예를 들어, 제11 서브 센서(511)는 제22 서브 센서(522)를 향해 적외선을 발산하고, 제22 서브 센서(522)는 제11 서브 센서(511)로부터 발산되는 적외선을 수신할 수 있다. 외부로부터 객체(또는, 다른 사용자)가 접근하는 경우 제22 서브 센서(522)는 적외선을 수신하지 못할 수 있다. 이 경우, 제어부(320)(즉, 도 3을 참조하여 설명한 제어부(320))는 구동부(230)의 동작을 정지시킬 수 있다.
유사하게, 제21 서브 센서(521) 및 제32 센서(532)가 한 쌍을 이루어 동작하며, 제31 센서(531) 및 제42 센서(542)가 한 쌍을 이루어 동작하고, 제41 센서(541) 및 제12 센서(512)가 한 쌍을 이루어 동작 할 수 있다.
한편, 도 5를 참조하여 감지 센서들(510 내지 540)은 발판부(110)의 가장자리 또는 무빙 플레이트(100)의 가장자리를 따라 외부 객체의 접근을 감지하는 것으로 설명하였으나, 감지 센서들(510 내지 540)은 이에 국한되는 것은 아니다. 예를 들어, 감지 센서들(510 내지 540)은 근접 센서로 구현되고, 외부 방향(즉, 무빙 플레이트(100)의 무게 중심으로부터 외부로 발산되는 방향)을 향하여 배치되며, 무빙 플레이트(100)를 기준으로 특정 범위 이내에 객체가 접근하는 것을 감지할 수 있다.
일 실시예에서, 가이드부(120)는 수직바들(551 내지 554)) 중 적어도 하나에 배치되어 사용자의 자세를 감지하는 자세 감지 센서를 더 포함 할 수 있다.
도 5를 참조하여 예를 들면, 제1 감지 센서(510)는 제1 자세 감지 센서(513)를 포함하고, 제3 감지 센서(530)는 제2 자세 감지 센서(533)를 더 포함할 수 있다. 제1 자세 감지 센서(513)는 사용자(또는, 무빙 플레이트(100)의 무게 중심)를 향하여 적외선을 발산하며, 제2 자세 감지 센서(533)는 제1 자세 감지 센서(513)로부터 발산된 적외선을 수신할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 선 자세를 취하는 경우, 제2 자세 감지 센서(533)에서 적외선이 수신되지 않을 수 있고, 제어부(320)는 사용자의 선 자세를 인식할 수 있다. 다른 예를 들어, 사용자가 앉은 자세를 취하는 경우, 제2 자세 감지 센서(533)은 적외선을 수신할 수 있고, 제어부(320)는 사용자의 않은 자세를 인식할 수 있다.
도 5을 참조하여 설명한 바와 같이, 무빙 플레이트(100)는 감지 센서들(510 내지 540)을 통해 외부 객체의 접근을 감지하여 무빙 플레이트(100)(또는, 구동부(230))의 동작을 제어함으로써, 안전 사고 발생을 방지할 수 있다. 또한, 무빙 플레이트(100)는 자세 감지 센서들을 더 포함함으로써, 사용자의 자세를 용이하게 인식할 수 있다.
도 6은 도 1의 무빙 플레이트의 또 다른 일 예를 나타내는 도면이다.
도 1, 도 5 및 도 6을 참조하면, 무빙 플레이트(100)는 수직바들(551 내지 554) 및 연결부재들(610 내지 640)(또는, 서브 연결부재들)을 포함할 수 있다.
수직바들(551 내지 554) 각각은 가이드 홈(611)과 가이드 홈(611)을 따라 이동하는 이동고정부재(612)를 포함하고, 연결부재들(610 내지 640)는 수직바들(551 내지 554)(또는, 이동고정부재(612))과 착용부재(121) 사이에 연결될 수 있다.
예를 들어, 제1 가이드 홈(611)은 제1 수직바(551)의 내부에 수직 방향(또는, 제3 방향(D3))을 따라 형성되고, 제1 이동고정부재(612)는 제1 가이드 홈(611)을 따라 수직 방향을 따라 이동하며 특정 위치에서 고정될 수 있다. 사용자의 신체 조건(예를 들어, 남자 성인의 키, 10세 아이의 키 등)에 따라 착용부재(121)의 높이가 다르게 적용될 필요가 있으므로, 무빙 플레이트(100)는 제1 이동고정부재(612)를 사용자의 신체 조건에 기초하여 특정 위치로 이동 및 고정시킬 수 있다.
한편, 제1 연결부재(610)는 제1 이동고정부재(612)와 착용부재(121) 사이에 연결되며, 제1 연결부재(610)는 탄성 재질(예를 들어, 탄성을 가지는 줄)로 이루어질 수 있다. 유사하게, 제2 내지 제4 연결부재(620 내지 640) 각각은 이동고정부재(즉, 제2 내지 제4 수직바들(551 내지 554) 각각에 포함된 이동고정부재)와 착용부재(121) 사이에 연결되며, 탄성체로 형성될 수 있다.
이 경우, 도 3을 참조하여 설명한 가이드 센서(312)는 제1 연결부재(610)의 일단(예를 들어, 제1 수직바(551) 방향)에 배치되어 제1 연결부재(610)의 탄성력과 제1 연결부재(610)와 제1 수직바(551)가 이루는 각도를 측정할 수 있다. 유사하게, 가이드 센서(312)는 제2 내지 제4 연결부재들(620 내지 640) 각각의 일단에 배치되어 제2 내지 제4 연결부재들(620 내지 640)의 탄성력과 제2 내지 제4 연결부재(620 내지 640)와 제2 내지 제4 수직바들(552 내지 554)가 이루는 각도를 각각 측정할 수 있다.
여기서, 탄성력과 각도는, 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한 연결길이와 연결각도에 대응하며, 제어부(320)는 탄성력과 각도에 기초하여 캐릭터의 이동, 회전, 자세 변환에 관한 신호들을 생성할 수 있다.
본 발명은 가상 훈련 장치 및 가상 훈련 시스템에 적용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 것이다.
10: 프로세서 100: 무빙 플레이트
110: 발판부 120: 가이드부
121: 착용부재 122: 연결부재
123: 압력센서 210: 제1 발판
220: 제2 발판 230: 구동부
231: 높이조절부재들 232: 구동장치
233: 구동제어부 310: 센서부
311: 압력 센서 312: 가이드 센서
313: 감지 센서 320: 제어부
411 내지 414: 제1 내지 제4 연결부재들
421 내지 424: 제1 내지 제4 가이드 센서들
510 내지 540: 제1 내지 제4 감지 센서들
511 내지 542: 제11 내지 제42 서브 센서들
513: 제1 자세 감지 센서
533: 제2 자세 감지 센서
610 내지 640: 제1 내지 제4 연결부재들
611: 제1 가이드 홈
612: 제1 이동고정부재

Claims (9)

  1. 가상 훈련 장치와 연동되는 무빙 플레이트에서,
    평판 형상을 가지고, 사용자의 발을 지지하는 발판부;
    지면을 기준으로 상기 발판부의 상부면의 경사각을 조절하는 구동부; 및
    사용자의 움직임을 가이드하는 가이드부를 포함하되,
    상기 가이드부는,
    상기 사용자의 일부에 장착되는 착용부재; 및
    상기 발판부의 상부면에 배치되고, 상기 착용부재와 연결되어 상기 착용부재를 지지하는 연결부재를 포함하고,
    사용자의 움직임에 따라 상기 연결부재와 상기 발판부가 이루는 연결각도와 상기 발판부와 상기 착용부재간의 이격거리에 대응하는 연결길이가 각각 조절되고,
    상기 연결각도와 상기 연결길이에 기초하여 이동 제어 신호를 생성하는 제어부를 더 포함하고,
    상기 이동 제어 신호는 상기 가상 훈련 장치에 의해 구현된 가상 공간 내에서 상기 사용자에 대응하여 생성되는 캐릭터의 이동을 제어하는데 이용되며,
    상기 연결부재는 상기 발판부와 상기 착용부재 사이에 연결되되, 상호 대칭되도록 배치되는 제1 서브 연결부재 및 제2 서브 연결부재를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 제1 서브 연결부재의 제1 연결길이가 감소하고 상기 제1 서브 연결부재의 제1 연결각도가 제1 회전방향으로 증가하며 상기 제2 서브 연결부재의 제2 연결길이가 증가하고 상기 제2 서브 연결부재의 제2 연결각도가 상기 제1 회전방향으로 증가하는 경우 상기 가상공간 내 상기 캐릭터를 제1 방향으로 이동시키는 제1 이동 제어 신호를 생성하고,
    상기 제1 연결길이가 증가하고 상기 제1 연결각도가 상기 제1 회전방향으로 증가하며 상기 제2 연결길이가 증가하고 상기 제2 연결각도가 상기 제1 회전방향으로 증가하는 경우 상기 가상공간 내 상기 캐릭터를 제1 회전방향으로 회전시키는 제1 회전 신호를 생성하며,
    상기 제1 연결길이가 증가하고 상기 제1 연결각도가 기준 범위 이내에서 변화하며 상기 제2 연결길이가 증가하고 상기 제2 연결각도가 상기 기준 범위 이내에서 변화하는 경우 상기 가상공간 내 상기 캐릭터의 무게 중심의 높이를 변화시키는 제1 자세 전환 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 무빙 플레이트.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 발판부는 상기 사용자의 발과 접촉하는 제1 발판 및 상기 제1 발판의 하부에 배치되는 제2 발판을 포함하고,
    상기 구동부는,
    상기 제2 발판의 면적 중심을 기준으로 상기 제2 발판 상에 등간격을 가지고 이격되어 배치되며, 상기 제1 발판을 지지하는 복수의 높이조절부재들; 및
    상기 높이조절부재들 각각의 길이를 가변시키는 구동장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 무빙 플레이트.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 가이드부는
    상기 발판부의 가장자리를 따라 상호 등간격을 가지고 이격되어 상기 발판부 상에 배치되는 복수의 수직바(vertical bar)들; 및
    상기 수직바들 각각에 배치되어 상기 발판부의 가장자리에 접근하는 객체를 감지하는 감지 센서를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 객체가 감지되는 경우 상기 구동부의 동작을 정지시키는 것을 특징으로 하는 무빙 플레이트.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 가이드부는
    상기 수직바들 중 적어도 하나에 배치되어 사용자의 자세를 감지하는 자세 감지 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무빙 플레이트.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 가이드부는
    상기 수직바들 중 제1 수직바 내에 형성된 가이드 홈을 따라 상하 방향으로 이동하는 제1 이동고정부재를 더 포함하고,
    상기 제1 서브 연결부재는 상기 제1 이동고정부재와 상기 착용부재 사이에 연결되는 것을 특징으로 하는 무빙 플레이트.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 가이드부는
    상기 착용부재의 내부면에 배치되고 상기 사용자의 움직임에 따라 발생되는 압력을 감지하는 복수의 압력 센서들을 포함하고,
    상기 압력 센서들에서 생성되는 압력 신호는 상기 가상 훈련 장치에 의해 구현된 가상 공간 내에서 사용자에 대응하여 생성되는 캐릭터의 이동을 제어하는데 이용되는 것을 특징으로 하는 무빙 플레이트.
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