KR102101607B1

KR102101607B1 - 가상현실 기반 모션플랫폼 시스템

Info

Publication number: KR102101607B1
Application number: KR1020180043239A
Authority: KR
Inventors: 김도현
Original assignee: 주식회사 엔젤럭스
Priority date: 2018-04-13
Filing date: 2018-04-13
Publication date: 2020-04-17
Also published as: KR20190119808A

Abstract

가상현실 기반 모션플랫폼 시스템이 개시된다. 가상현실 기반 모션플랫폼 시스템은 사용자의 조종석이 마련되는 구형상의 하우징, 상기 하우징의 하단에 마련되어 상기 하우징의 움직임을 제어하는 베이스 지지대, 상기 조종석의 컨트롤 명령에 대응하여 기설정된 환경에서 상기 사용자의 움직임을 구현하는 가상현실 시뮬레이터 및 상기 시뮬레이터에서 구현하는 콘텐츠에 대응하여 상기 베이스 지지대의 동작을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

가상현실 기반 모션플랫폼 시스템{MOTION PLATFORM SYSTEM BASED ON VIRTUAL REALITY}

본 발명은 가상현실 기반 모션플랫폼 시스템에 관한 것으로 특히, 지지대의 3축 제어 동작을 적용하여 높은 동작 자유도를 구현하는 가상현실 기반 모션플랫폼 시스템에 관한 것이다.

최근 항공분야 레저 및 수상 레저 활동은 고부가 가치의 산업으로써 발전 가능성에 따라 급격히 활성화되는 추세에 있으며, 이러한 추세와 더불어 항공분야 레저 및 수상 레저의 동력 기구의 수요가 매년 증가하고 있다.

이러한 동력 기구는 조종 시 조종면허가 필요하고, 가격이 비싸며, 인명 및 재산 피해가 발생될 수 있다는 문제점이 있었다.

따라서, 동력 기구의 시각적, 청각적, 촉각적인 부분을 만족시킬 수 있으며, 실내에서도 즐길 수 있고, 인명피해의 위험이 없는 가상현실 기반 모션플랫폼 시스템에 관한 개발이 요구된다.

한국등록특허(제10-1734520)

본 발명은 항공 및 수상 레저 스포츠와 같이 역동적인 활동을 가상현실로 구현함으로써 장소적, 시간적, 비용적인 부분을 절감할 수 있으며, 이로 인해 사용자로 하여금 쉽게 항공 및 수상 레저 스포츠를 즐길 수 있는 가상현실 기반 모션플랫폼 시스템을 제공한다.

본 발명은 지지대의 움직임을 3축으로 제어하여 높은 동작 자유도를 구현함으로써 역동적인 동작을 구현하는 가상현실 기반 모션플랫폼 시스템을 제공한다.

본 발명은 하우징을 구형상의 공간 디자인으로 마련함으로써, 콘텐츠 제공 시 사용자의 몰입감을 높일 수 있는 가상현실 기반 모션플랫폼 시스템을 제공한다.

본 발명은 실제 항공기의 방향제어와 같은 방향제어를 실시하기 때문에 항공기관련 콘텐츠를 제공하는 경우, 현장감을 높일 수 있는 가상현실 기반 모션플랫폼 시스템을 제공한다.

본 발명의 일실시예 따른 가상현실 모션플랫폼 시스템은 사용자의 조종석이 마련되는 구형상의 하우징, 상기 하우징의 하단에 마련되어 상기 하우징의 움직임을 제어하는 베이스 지지대, 상기 조종석의 컨트롤 명령에 대응하여 기설정된 환경에서 상기 사용자의 움직임을 구현하는 가상현실 시뮬레이터 및 상기 시뮬레이터에서 구현하는 콘텐츠에 대응하여 상기 베이스 지지대의 동작을 제어하는 제어부를 포함 할 수 있다.

본 발명의 일측에 따르면, 상기 하우징은 현무암 섬유를 이용하여 진공성형(Vacuum Infusion) 공법으로 제조할 수 있다.

본 발명의 일측에 따르면, 상기 베이스 지지대는 상기 하우징을 각각 피치(pitch), 롤(roll), 요(yaw) 방향으로 각각 제어하되, 피치방향으로 360도, 롤 방향으로 360도, 요 방향으로 360도 범위 내에서 제어할 수 있다.

본 발명의 일측에 따르면, 상기 제어부는 상기 사용자의 조종석 컨트롤 명령과 상기 시뮬레이터에서 구현하는 콘텐츠를 반영하여 상기 베이스 지지대를 통해 상기 하우징의 회전제어 및 진동제어를 수행할 수 있다.

본 발명의 일측에 따르면, 상기 제어부는 상기 사용자의 몸무게에 대응하여 기설정된 롤, 피치, 요 제어의 임계값 범위 내에서 상기 베이스 지지대를 통해 상기 하우징의 회전을 제어할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 항공 및 수상 레저 스포츠와 같이 역동적인 활동을 가상현실로 구현함으로써 장소적, 시간적, 비용적인 부분을 절감할 수 있으며, 이로 인해 사용자로 하여금 쉽게 항공 및 수상 레저 스포츠를 즐길 수 있는 가상현실 기반 모션플랫폼 시스템이 제공된다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 지지대의 움직임을 3축으로 제어하여 높은 동작 자유도를 구현함으로써 역동적인 동작을 구현하는 가상현실 기반 모션플랫폼 시스템이 제공된다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 하우징을 구형상의 공간 디자인으로 마련함으로써, 콘텐츠 제공 시 사용자의 몰입감을 높일 수 있는 가상현실 기반 모션플랫폼 시스템이 제공된다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 실제 항공기의 방향제어와 같은 방향제어를 실시하기 때문에 항공기관련 콘텐츠를 제공하는 경우, 현장감을 높일 수 있는 가상현실 기반 모션플랫폼 시스템이 제공된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가상현실 기반 모션플랫폼 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 베이스 지지대를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가상현실 시뮬레이터의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제어부의 구성을 나타낸 블록도이다.

이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의　실시예들을 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가상현실 기반 모션플랫폼 시스템(1000)를 도시한 도면이다.

상기 도 1을 참고하면, 가상현실 기반 모션플랫폼 시스템(1000)은 하우징(100)및 베이스 지지대(200)를 포함할 수 있다.

상기 하우징(100)은 구(毬) 형상으로 마련될 수 있으며, 내부에 조종석이 내장되어 있을 수 있다.

상기 하우징(100)을 구형상의 공간 디자인으로 마련함으로써, 콘텐츠 제공 시 사용자의 몰입감을 높일 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 하우징(100)은 현무암 섬유를 이용하여 진공성형 공법으로 제조될 수 있다.

상기 현무암 섬유는 종래의 시뮬레이터 하우징 재질로 가장 많이 사용되고 있는 유리섬유에 비해 인체 유해성이 월등히 낮고, 비용이 저렴하며, 환경오염이 없는 친환경 소재이므로, 상기 하우징(100)은 원가를 절감할 수 있으며, 폐기하는 경우 2차적 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 하우징(100)은 1인승으로 설계될 수 있으며, 1인승으로 설계되는 경우에는 상기 하우징(100)의 부피 및 무게가 낮아지므로, 더욱 더 역동적인 움직임을 재현할 수 있다.

상기 베이스 지지대(200)는 상기 하우징(100)의 하단에 마련되어 상기 하우징의 움직임을 제어할 수 있다.

또한, 상기 베이스 지지대(200)는 피치(pitch), 롤(roll), 요(yaw) 방향으로 각각 제어될 수 있으며, 피치방향으로 360도, 롤 방향으로 360도, 요 방향으로 360도 범위 내에서 제어할 수 있다.

이하에서는 상기 베이스 지지대(200)의 구성을 도 2를 참고하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 베이스 지지대를 도시한 도면이다.

도 2를 참고하면, 상기 베이스 지지대(200)는 제1 고정프레임(210), 제2 고정프레임(220), 제1 롤러(230) 및 제2 롤러(240)를 포함할 수 있다.

상기 제1 고정프레임(210)은 지면과 밀착되어 있으며, 원형상의 구조로 마련될 수 있다.

상기 제2 고정프레임(220)은 상기 제1 고정프레임(210) 상단에 결합되어 있고, 중심부에서 멀어질수록 높이가 증가하는 X자 형상의 구조로 마련될 수 있다.

상기 제1 롤러(230)는 상기 제2 고정프레임(220) 상단에 마련되어 있으며, 피치 및 롤 방향으로 상기 하우징(100)을 이동시킬 수 있다.

상기 제2 롤러(240)는 상기 제1 고정프레임(210) 상단에 마련되어 있으며, 요 방향으로 상기 하우징(100)을 이동시킬 수 있다.

일예로, 사용자가 조종석에서 요 방향으로 90도, 롤 방향으로 60도로 이동하는 명령을 입력한 경우, 상기 제1 롤러(230)의 회전에 의해 하우징(100)이 롤 방향으로 60도 회전하게 되고, 상기 제2 롤러(240)의 회전에 의해 상기 하우징(100)이 요 방향으로 90도 회전한다.

또한, 상기 가상현실 기반 모션플랫폼(1000)은 가상현실 시뮬레이터(300) 및 제어부(400)를 포함할 수 있다.

상기 가상현실 시뮬레이터(300)는 상기 조종석의 컨트롤 명령에 대응하여 기설정된 환경에서 사용자의 움직임을 구현할 수 있다.

이하에서는 상기 가상현실 시뮬레이터(300)의 구성을 도 3를 참고하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가상현실 시뮬레이터(300)의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 3을 참고하면, 상기 가상현실 시뮬레이터(300)는 데이터 처리부(310) 및 모니터(320)를 포함할 수 있다.

상기 데이터 처리부(310)는 콘텐츠를 저장 할 수 있고, 상기 콘텐츠에 대응하는 디스플레이 신호를 생성하여 상기 모니터(320)에 전송할 수 있으며, 상기 콘텐츠에 대응하는 회전 신호 및 제어 신호를 생성하여 상기 제어부(400)에 전송할 수 있다.

또한 상기 데이터 처리부(310)는 상기 하우징(100) 내부에 마련된 조종석에서 생성된 명령신호에 대응하는 디스플레이 신호, 회전 신호 및 진동 신호로 변환하여 상기 모니터(320) 및 제어부(400)에 전송할 수 있다.

상기 모니터(320)는 안대 형상의 구조로 마련되거나, 하우징(100) 내벽에 마련될 수 있다.

상기 모니터(320)가 하우징(100) 내벽에 마련되고, 항공기 조종 콘텐츠가 제공되는 경우, 실제 항공기 조종석과 같은 환경을 제공되므로, 사용자로 하여금 현장감을 높일 수 있는 효과가 있다.

일예로, 상기 데이터 처리부(310)에 저장된 콘텐츠가 항공기 조종 콘텐츠이고, 사용자가 조종석에서 롤 방향으로 30도 이동하는 명령을 입력한 경우, 상기 조종석에서는 롤 방향 이동 명령신호를 생성하여 데이터 처리부(310)로 전송하고, 상기 데이터 처리부(310)에서는 이동 명령신호에 대응하는 디스플레이 신호, 회전 신호 및 진동 신호로 변환하여 모니터(320) 및 제어부(400)로 전송한다.

상기 제어부(400)에서는 롤 방향으로 30도 회전하는 제어신호를 생성하여 베이스 지지대(200)로 전송하고, 상기 베이스 지지대(200)에서는 상기 제어신호에 의해 하우징(100)을 롤 방향으로 30도 이동시킨다.

상기 모니터(320)에서는 상기 데이터 처리부(310)에서 입력 받은 디스플레이 신호에 의해 오른쪽으로 이동하는 화면이 디스플레이 된다.

상기 제어부(400)는 상기 가상현실 시뮬레이터(300)에서 구현되는 콘텐츠에 대응하여 상기 베이스 지지대(200)의 동작을 제어할 수 있다.

이하에서는 상기 제어부(400)의 구성을 도 4를 참고하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제어부의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 4를 참고하면, 상기 제어부(400)는 피치 제어부(410), 롤 제어부(420), 요 제어부(430) 및 진동 제어부(440)를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어부(400)는 사용자의 조종석 컨트롤 명령과 상기 가상현실 시뮬레이터(300)에서 구현하는 콘텐츠를 반영하여 상기 베이스 지지대(200)를 통해 상기 하우징(100)의 회전제어 및 진동제어를 수행할 수 있다.

상기 회전제어는 피치 제어부(410), 롤 제어부(420) 및 요 제어부(430)에서 실시되며, 상기 피치 제어부(410), 롤 제어부(420) 및 요 제어부(430)는 각각 제어신호를 개별로 생성하여 상기 하우징(100)을 다양한 각도로 조절할 수 있다.

상기 진동제어는 진동 제어부(440)에서 실시될 수 있으며, 상기 진동 제어부(440)는 제1 롤러(230) 및 제2 롤러(240)를 일정시간 내에 일정 각도 범위 내에서 이동을 반복하는 제어신호를 생성할 수 있다.

일예로, 상기 콘텐츠가 항공기를 조종하는 경우에 상기 사용자가 하우징(100) 내부에 마련된 조종석에 착석하여 조종을 하면 상기 제어부(400)에서는 상기 사용자가 조종석에서 입력된 명령을 입력 받아 상기 명령과 대응하는 회전제어 및 진동제어 신호를 생성하고, 상기 생성된 제어신호는 베이스 지지대(200)에 전송이 되어, 상기 베이스 지지대(200)의 제1 롤러(230) 및 제2 롤러(240)에 의해 상기 하우징(100)가 회전 또는 진동을 한다.

또한, 상기 제어부(400)는 콘텐츠의 환경 신호에 대응하는 회전제어 및 진동제어 신호를 생성할 수 있다.

이때, 콘텐츠의 환경 신호와 조종석의 명령 신호는 중첩이 될 수 있다.

일예로, 상기 콘텐츠에서 기설정된 환경 신호는 피치 방향으로 20도, 롤 방향으로 20도이고, 사용자가 상기 조종석에서 입력한 명령이 요 방향으로 60도, 피치 방향으로 10도 인 경우, 상기 제어부(400)에서는 환경 신호와 명령 신호를 중첩하여, 피치 방향으로 30도, 롤 방향으로 20도, 요 방향으로 60도로 회전하는 제어신호를 생성하여 상기 베이스 지지대(200)에 전송하여, 상기 하우징(100)이 피치 방향으로 30도, 롤 방향으로 20도, 요 방향으로 60도 회전하도록 한다.

실제 항공기의 경우에도 방향을 피치, 롤, 요 방향으로 제어하기 때문에 항공기 조종 콘텐츠를 실행하는 경우 실제 항공기의 움직임과 같은 움직임을 가상현실 기반 모션플랫폼 시스템(1000)에서 제공할 수 있다.

또한, 상기 제어부(400)는 사용자의 몸무게에 대응하여 기설정된 피치, 롤, 요 제어의 임계값 범위 내에서 상기 베이스 지지대(200)를 통해 상기 하우징(100)의 회전을 제어할 수 있다.

일예로, 하우징(100)에서 측정된 무게가 70kg 이하인 사용자 경우의 피치, 롤, 요 제어 임계값은 360도로 설정되며, 70kg 초과 및 100kg 이하인 사용자 경우의 피치, 롤, 요 제어 임계값은 330도로 설정되며, 100kg초과 130kg 이하인 사용자 경우의 피치, 롤, 요 제어 임계값은 300도로 설정되며, 130kg 초과 160kg 이하인 사용자의 경우는 피치, 롤, 요 제어 임계값은 270도로 설정되고, 160kg 초과인 사용자의 경우는 피치, 롤, 요 제어 임계값은 240도로 설정된다.

또한 상기처럼 몸무게에 대응하여 최대회전각도 임계값을 설정하는 실시예 이외에도 특정 각도 범위 내에서 회전을 허용 또는 제한하도록 설정할 수 있다.

또한, 상기 하우징(100)에 다수의 사용자가 탑승해 있거나, 내부에 사용자 외 다른 물체가 존재한다고 인식되는 경우, 안전을 위해서 제어신호를 생성하지 않아, 상기 하우징(100)이 회전을 하지 않는다.

상기와 같이 본 발명의 일실시예에 따르면, 항공 및 수상 레저 스포츠와 같이 역동적인 활동을 가상현실로 구현함으로써 장소적, 시간적, 비용적인 부분을 절감할 수 있으며, 이로 인해 사용자로 하여금 쉽게 항공 및 수상 레저 스포츠를 즐길 수 있는 가상현실 기반 모션플랫폼 시스템이 제공된다.

또한 본 발명의 일실시예에 따르면, 지지대의 움직임을 3축으로 제어하여 높은 동작 자유도를 구현함으로써 역동적인 동작을 구현하는 가상현실 기반 모션플랫폼 시스템이 제공된다.

또한 본 발명의 일실시예에 따르면, 하우징을 구형상의 공간 디자인으로 마련함으로써, 콘텐츠 제공 시 사용자의 몰입감을 높일 수 있는 가상현실 기반 모션플랫폼 시스템이 제공된다.

또한 본 발명의 일실시예에 따르면, 실제 항공기의 방향제어와 같은 방향제어를 실시하기 때문에 항공기관련 콘텐츠를 제공하는 경우, 현장감을 높일 수 있는 가상현실 기반 모션플랫폼 시스템이 제공된다.

또한 본 발명의 일실시예에 따른, 가상현실 기반 모션플랫폼 시스템은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.

이상과 같이 본 발명의 일실시예는 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 일실시예는 상기 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.　 따라서, 본 발명의 일실시예는 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

1000 : 가상현실 기반 모션플랫폼 시스템
100 : 하우징
200 : 베이스 지지대
210 : 제1 고정프레임
220 : 제2 고정프레임
230 : 제1 롤러
240 : 제2 롤러
300 : 가상현실 시뮬레이터
310 : 데이터 처리부
320 : 모니터
400 : 제어부
410 : 피치 제어부
420 : 롤 제어부
430 : 요 제어부
440 : 진동 제어부

Claims

사용자의 조종석이 마련되는 구형상의 하우징;
상기 하우징의 하단에 마련되어 상기 하우징의 움직임을 제어하는 베이스 지지대;
상기 조종석의 컨트롤 명령에 대응하여 기설정된 환경에서 상기 사용자의 움직임을 구현하는 가상현실 시뮬레이터; 및
상기 시뮬레이터에서 구현하는 콘텐츠 대응하여 상기 베이스 지지대의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 하우징은,
현무암 섬유를 이용하여 진공성형(Vacuum Infusion) 공법으로 제조하며,
상기 베이스 지지대는,
상기 하우징을 각각 피치(pitch), 롤(roll), 요(yaw) 방향으로 각각 제어하되, 피치방향으로 360도, 롤 방향으로 360도, 요 방향으로 360도 범위 내에서 제어하고,
상기 제어부는,
상기 사용자의 조종석 컨트롤 명령과 상기 시뮬레이터에서 구현하는 콘텐츠를 모두 반영하여 상기 베이스 지지대를 통해 상기 하우징의 회전제어 및 진동제어를 수행하며,
상기 제어부는,
상기 사용자의 몸무게에 대응하여 기설정된 롤, 피치, 요 제어의 임계값 범위 내에서 상기 베이스 지지대를 통해 상기 하우징의 회전을 제어하며,
상기 베이스 지지대는 제1 고정프레임, 제2 고정프레임, 제1 롤러 및 제2 롤러를 포함하고,
상기 제1 고정프레임은 지면과 밀착되며, 원형상의 구조로 마련되고,
상기 제2 고정프레임은 상기 제1 고정프레임 상단에 결합되고, 중심부에서 멀어질수록 높이가 증가하는 X자 형상의 구조로 마련되며,
상기 제1 롤러는 상기 제2 고정프레임 상단에 마련되며, 피치 및 롤 방향으로 상기 하우징을 이동시키고,
상기 제2 롤러는 상기 제1 고정프레임 상단에 마련되며, 요 방향으로 상기 하우징을 이동하고,
상기 가상현실 시뮬레이터는,
데이터 처리부 및 모니터를 포함하고,
상기 데이터 처리부는,
콘텐츠를 저장하고, 상기 콘텐츠에 대응하는 디스플레이 신호를 생성하여 상기 모니터에 전송하며, 상기 콘텐츠에 대응하는 회전 신호 및 제어 신호를 생성하여 상기 제어부에 전송하고,
상기 데이터 처리부는,
상기 하우징 내부에 마련된 조종석에서 생성된 명령신호를 디스플레이 신호, 회전 신호 및 진동 신호로 변환하여 상기 모니터 및 제어부에 전송하고,
상기 모니터는 상기 하우징 내벽에 마련되며,
상기 제어부는,
피치 제어부, 롤 제어부, 요 제어부를 포함하여 회전제어를 수행하고,진동 제어부를 포함하고, 상기 진동 제어부는 제1 롤러 및 제2 롤러를 일정시간 내에 일정 각도 범위 내에서 이동을 반복하는 제어신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 가상현실 기반 모션플랫폼 시스템.
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