KR102106200B1 - Realistic biathlon simulator system - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 실감형 바이애슬론 시뮬레이터 시스템 실내에서 바이애슬론이라는 설상 스포츠를 사실적으로 체험하기 위해 바이애슬론 시뮬레이터의 동작을 분석하여 실제 바이애슬론 선수와의 유사도 비교를 통하여 시뮬레이터의 동작과 실감재현장치를 제어하는데 있다.
또한, 본 발명은 사용자가 바이애슬론의 시뮬레이터를 타고 제어함에 있어 사용자의 움직임을 카메라가 취득하여 이를 동작 데이터로 정형화하고, 이렇게 취득된 사용자 동작데이터는 기 취득된 표준 동작 데이터와 비교되어 유사도를 측정하며, 사용자의 동작이 전문 선수의 동작과 유사성이 높을수록 바이애슬론 시뮬레이터의 트래드밀이 정확하게 동작하여 VR 콘텐츠의 속도가 증가되고 그에 따른 바람속도 및 진동크기 등의 실감효과를 증대시키도록 하는는데 있다.Realistic biathlon simulator system according to the present invention In order to realistically experience a snow sports called biathlon in a room, the motion of the biathlon simulator is analyzed to control the motion of the simulator and the realistic reproducing apparatus by comparing similarities with actual biathlon players.
In addition, according to the present invention, when the user rides and controls the biathlon simulator, the camera acquires the user's movement and formats it into motion data, and the obtained user motion data is compared with previously acquired standard motion data to measure similarity. , The more the user's motion is similar to that of a professional player, the more accurate the treadmill of the biathlon simulator operates, thereby increasing the speed of VR contents and thereby increasing the sensory effects such as wind speed and vibration size.
Description
본 발명은 실감형 바이애슬론 시뮬레이터 시스템에 관한 것으로서, The present invention relates to a realistic biathlon simulator system,
좀 더 구체적으로는 실내에서 바이애슬론이라는 설상 스포츠를 사실적으로 체험하기 위해 바이애슬론 시뮬레이터의 동작을 분석하여 실제 바이애슬론 선수와의 유사도 비교를 통하여 시뮬레이터의 동작과 실감재현장치를 제어하도록 하는 실감형 바이애슬론 시뮬레이터 시스템에 관한 것이다.More specifically, in order to realistically experience the snow sports called biathlon indoors, we analyze the behavior of the biathlon simulator and compare the similarity with the actual biathlon player to control the motion of the simulator and the realistic replay device. It is about.
일반적으로, 가상현실 기술은 제한된 환경에서 특별히 설계된 장치 및 시스템을 통해 현실감을 경험하도록 하는 인간과 컴퓨터 사이의 인터페이스 기술을 기반으로 이루어지는 것이다.In general, virtual reality technology is based on interface technology between a human and a computer that allows a user to experience reality through specially designed devices and systems in a limited environment.
종래에 실시하고 있는 국내 특허 공개번호 제10-2017-0116437호(스키 시뮬레이터에서 사용자 자세 인식 장치 및 그 방법)가 개시되어 있는데, 이는 마커를 통해 사용자의 실시간 동작정보가 아닌 서있음자세, 무릅굽힘자세, 오른쪽 기울임, 왼쪽 기울림과 같은 순간의 정적인 형태정보만을 취득하는 것이다.Korean Patent Publication No. 10-2017-0116437 (a user's posture recognition device and method in a ski simulator), which has been implemented in the related art, has been disclosed, which is not a real-time motion information of a user through a marker, but a standing position, a bending position. , It is to acquire only static shape information at the moment such as right tilt, left tilt.
그러니, 바이애슬론과 같이 양발의 움직임이 빈번히 발생되고 갱신되는 스포츠의 경우 정확한 정보를 시뮬레이터로 전달하기 힘든 문제가 있다.So, in the case of sports in which bipedal movements are frequently generated and updated, there is a problem that it is difficult to transmit accurate information to the simulator.
따라서, 바이애슬론과 같이 양발의 보폭, 각발의 전진속도 등의 정보를 실시간으로 취득하여 이를 시뮬레이터에 전달하여 효과적으로 시뮬레이터를 운용할 수 없을 뿐더러 전체적으로 사용상의 한계가 있는 것이다.Therefore, like biathlon, the information such as the step length of both feet and the forward speed of each foot is acquired in real time and delivered to the simulator to effectively operate the simulator, and there is a limitation in use as a whole.
상기의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 실내에서 바이애슬론이라는 설상 스포츠를 사실적으로 체험하기 위해 바이애슬론 시뮬레이터의 동작을 분석하여 실제 바이애슬론 선수와의 유사도 비교를 통하여 시뮬레이터의 동작과 실감재현장치를 제어하도록 하는 실감형 바이애슬론 시뮬레이터 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention for solving the above-mentioned problems realizes the fact that the motion of the simulator and the realistic reproducing device are controlled by analyzing the motion of the biathlon simulator and comparing the similarity with a real biathlon player in order to realistically experience the snow sports called biathlon indoors. The purpose is to provide an older biathlon simulator system.
또한, 본 발명의 다른 목적은 사용자가 바이애슬론의 시뮬레이터를 타고 제어함에 있어 사용자의 움직임을 카메라가 취득하여 이를 동작 데이터로 정형화하고, 이렇게 취득된 사용자 동작데이터는 기 취득된 표준 동작 데이터와 비교되어 유사도를 측정하며, 사용자의 동작이 전문 선수의 동작과 유사성이 높을수록 바이애슬론 시뮬레이터의 트래드밀이 정확하게 동작하여 VR 콘텐츠의 속도가 증가되고 그에 따른 바람속도 및 진동크기 등의 실감효과를 증대시키도록 하는 실감형 바이애슬론 시뮬레이터 시스템을 제공하는데 있다.In addition, another object of the present invention is when the user rides and controls the biathlon simulator, the camera acquires the user's movement and formats it into motion data, and the user motion data thus obtained is compared with the previously acquired standard motion data. Measures, and the higher the user's motion is similar to that of a professional athlete, the more accurate the treadmill of the biathlon simulator operates, thereby increasing the speed of VR content and thereby increasing the sensory effects such as wind speed and vibration size. Providing an older biathlon simulator system.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 바이애슬론 시뮬레이터 사용자의 동작을 취득하여 운용서버로 전달하도록 하는 깊이카메라와, 상기 깊이카메라를 통해 취득한 바이애슬론 시뮬레이터 사용자의 동작(보행속도, 보폭 및 방향)에 따라 전진 및 후진 속도를 제어하도록 하는 트래드밀과, 상기 트래드밀을 통해 속도가 제어된 상태에서 사용자가 실제감을 느낄 수 있도록 바람 및 눈을 재현하도록 하는 실감재현장치와, 운용서버의 제어명령에 따라 바이애슬론 영상콘텐츠를 재생하도록 하는 디스플레이장치와, 상기 바이애슬론 시뮬레이터의 하단부에 구비되어 바이애슬론 경기장을 모델링하고 가상공간의 경사도에 대한 기울기를 제어하도록 하는 모션베이스로 이루어지는 것이다.;The present invention for achieving the above object is a depth camera to acquire the motion of the user of the biathlon simulator and deliver it to the operation server, and advance according to the motion (walking speed, stride length and direction) of the user of the biathlon simulator acquired through the depth camera. And a treadmill for controlling the reverse speed, and a realism reproduction device for reproducing the wind and snow so that the user can feel the real feeling while the speed is controlled through the treadmill, and the biathlon video content according to the control command of the operation server. It is made of a display device for playing, and a motion base provided at the lower end of the biathlon simulator to model the biathlon stadium and control the inclination of the inclination of the virtual space .;
이에, 상기 운용서버는 유사도 판별 알고리즘에 의해 사용자가 정확한 동작을 취하고 있는지를 판별하여 시뮬레이터로 피드백하고, 정확한 동작을 취했을 때 트래드밀의 속도 및 실감재현장치룰 통한 풍속을 높이고 부정확한 동작을 취했을 때 속도를 느려지게 제어하는 것이다.Accordingly, the operation server determines whether the user is taking the correct motion by the similarity determination algorithm, feeds it back to the simulator, increases the speed of the treadmill when the correct action is taken, and increases the wind speed through the sensory reproduction device rule, and the speed when the correct action is taken. Is to slow it down.
상기 실감재현장치는 트래드밀의 속도에 따라 풍속을 제어하는 것이다.The sensory reproduction device is to control the wind speed according to the speed of the treadmill.
상기 디스플레이장치는 디스플레이될 수 있는 메뉴를 통해 사용자가 원하는 바이애슬론 영상콘텐츠를 선택, 실행 및 종료할 수 있는 제어장치를 더 구성할 수 있는 것이다.The display device may further configure a control device capable of selecting, executing, and terminating the biathlon video content desired by the user through a menu that can be displayed.
또한, 상기 유사도 판별 알고리즘은 기 취득되어 있는 선수의 표준자세를 키네메틱스 모델로 생성하여 데이터베이스화하고 시뮬레이터 사용자의 자세를 깊이카메라를 이용하여 실시간으로 취득하며, 사용자의 자세에 대해 선수의 표준자세와 유사도를 비교하기 위해 선수의 신체정보에 따라 보정한 후 비교하여 운영서버에 전달하도록 하는 것이다.In addition, the similarity determination algorithm generates and database a standard attitude of a previously acquired athlete as a kinematics model, acquires the attitude of the simulator user in real time using a depth camera, and the standard attitude of the athlete with respect to the user's attitude. In order to compare the similarity with, it is corrected according to the athlete's body information and then compared and transmitted to the operation server.
상기와 같이 실시되는 본 발명은 사용자가 실제 바이애슬론 경기를 하는 경우와 유사한 효과를 제공한다.The present invention implemented as described above provides a similar effect to the case where the user actually plays a biathlon game.
즉, 본 발명은 시뮬레이터가 제공한 콘텐츠를 따라서 움직이는 수동적인 형태가 아닌 사용자가 자세나 동작에 의해 초보자인지 숙련자인지를 시뮬레이터가 판별하고 그에 따라 콘텐츠의 속도 등을 결정하여 난이도를 제어하는 능동적인 형태를 갖고, 이용하는 사용자의 숙련도에 따라 재현되는 장치, 바람생성장치, 진동장치, 눈 분사장치와 같은 실감재현효과가 달라짐으로써 콘텐츠의 몰입감과 현실감을 증대하는 효과를 갖는다.In other words, the present invention is an active form in which the simulator determines whether the user is a beginner or an expert by posture or motion, and determines the speed of the content, etc., rather than a passive form moving along the content provided by the simulator, thereby controlling the difficulty. It has the effect of increasing the immersiveness and realism of the content by changing the realistic reproducing effects, such as a reproducing device, a wind generating device, a vibration device, and a snow spraying device, according to the user's skill level.
도 1은 본 발명에 따라 실시되는 바이애슬론 시뮬레이터를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명에 의해 실시되는 바이애슬론 시뮬레이터를 보여주기 위한 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 유사도 판별 알고리즘의 실시 과정을 보여주기 위한 블럭 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram for explaining a biathlon simulator implemented according to the present invention.
2 is a block diagram showing a biathlon simulator implemented by the present invention.
3 is a block diagram for showing the implementation process of the similarity determination algorithm according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 아래의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하며 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. The embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art, and the following embodiments can be modified in various other forms, and the scope of the present invention is It is not limited to the following embodiments. Rather, these examples are provided to make the present disclosure more faithful and complete and to fully convey the spirit of the present invention to those skilled in the art.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. The terminology used herein is used to describe a specific embodiment and is not intended to limit the present invention. As used herein, singular forms may include plural forms unless the context clearly indicates otherwise.
또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, preferred embodiments are described in detail so that those skilled in the art to which the present invention pertains can easily implement the present invention. However, in the detailed description of a preferred embodiment of the present invention, when it is determined that a detailed description of related known functions or configurations may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted.
먼저, 도시된 도 1 및 도 2를 참조하여 살펴보면, 본 발명에 의해 실시되는 바이애슬론 시뮬레이터 시스템은 깊이카메라(101), 트래드밀(102), 실감재현장치(103), 디스플레이장치(104), 모션베이스(105) 및 운영서버(106)로 구성되어 이루어지는 것이다,First, referring to the illustrated FIGS. 1 and 2, the biathlon simulator system implemented by the present invention is a
여기에서, 상기 깊이카메라(101)는 바이애슬론 시뮬레이터를 사용하는 사용자의 동작을 취득하여 운용서버(106)로 전달하게 되는 것이다.Here, the
이때, 상기 트래드밀(102)에서는 사용자가 위치한 상태에서 깊이카메라(101)를 통해 취득한 사용자의 동작(보행속도, 보폭 및 방향)에 따라 전진 및 후진 속도를 제어할 수가 있는 것이다.At this time, the
그리고, 상기 실감재현장치(103)는 트래드밀(102)을 통해 속도가 제어된 상태에서 사용자가 실제감을 느낄 수 있도록 바람 및 눈을 재현할 수가 있는데, 이때 바람 및 눈에 대한 재현은 바람생성장치와 눈분사장치를 통해 실현이 가능한 것이다.In addition, the
또한, 상기 실감재현장치(103)는 트래드밀(102)의 속도에 따라 풍속을 제어할 수가 있는 것이다.In addition, the
상기의 디스플레이장치(104)는 와이드형으로, 운용서버(106)의 제어명령에 따라 바이애슬론 영상콘텐츠(VR콘텐츠)를 사용자가 확인이 가능하게 재생할 수가 있다.The
특히, 상기 디스플레이장치(104)에는 별도의 제어장치(미도시)가 더 구성되어 있는데, 이는 디스플레이될 수 있는 메뉴를 통해 사용자가 원하는 바이애슬론 영상콘텐츠를 선택, 실행 및 종료할 수 있도록 하기 위한 것이다.In particular, the
여기에서, 상기 운용서버(106)는 유사도 판별 알고리즘에 의해 사용자가 정확한 동작을 취하고 있는지를 판별한 다음 이를 시뮬레이터로 피드백하게 되고, 이때 사용자가 정확한 동작을 취하고 있을 때 트래드밀(102)의 속도와 실감재현장치(103)룰 통해 발생되는 풍속을 높이게 되고, 만약 부정확한 동작을 취하고 있을 때는 상기 속도 및 풍속을 느려지도록 제어하게 되는 것이다.Here, the
또한, 상기 운영서버(106)는 깊이카메라(101)를 통해 취득한 사용자의 동작정보와 트래드밀(102) 상의 위치를 파악한 다음 항상 중앙으로 사용자를 위치 시킬 수 있도록 트래드밀(102)의 속도와 방향을 제어할 수가 있는 것이다.In addition, the
상기 바이애슬론 시뮬레이터의 하단부에 구비되어 있는 모션베이스(105)는 가상으로 모델링된 바이애슬론 경기장의 경사도에 따라 가변적으로 시뮬레이터를 기울 수 있도록 제어하게 되는 것이다.The
한편, 첨부도면 도 3에 도시되어 있는 유사도 판별 알고리즘은 기 취득되어 있는 선수의 표준자세를 키네메틱스 모델로 생성하여 데이터베이스화되어 있고, 이때 시뮬레이터 사용자의 자세를 깊이카메라(101)를 이용하여 실시간으로 취득한 후에, 사용자의 자세와 선수의 표준자세에 대해 유사도를 비교하기 위해서 선수의 신체정보에 따라 보정한 다음 이를 비교하여 운영서버(106)에 전달하게 되는 것이다.On the other hand, the similarity determination algorithm shown in FIG. 3 of the accompanying drawings is a database generated by generating a standard attitude of a previously acquired player as a kinematics model, and in this case, the attitude of the simulator user using the
상기와 같이, 본 발명에 따른 실감형 바이애슬론 시뮬레이터 시스템은 사용자의 동작을 깊이카메라로 취득한 다음 취득한 동작 정보(양발 사이의 움직임 분석에 의한 보행속도, 양발 사이의 보폭, 양손의 위치 등)를 바탕으로, 보행속도와 보폭에 의해 트레드밀의 속도가 결정되고, 이는 전체적인 바이애슬론 콘텐츠를 제어하는 역할을 하게 되는 것이다.As described above, the tactile biathlon simulator system according to the present invention is based on motion information obtained after a user's motion is acquired with a depth camera (walking speed by analyzing motion between both feet, stride between both feet, position of both hands, etc.) , The speed of the treadmill is determined by the walking speed and the stride length, which serves to control the overall biathlon content.
즉, 사용자는 바이애슬론 시뮬레이터를 이용하여 디스플레이장치(104)에서 표시되는 실제 바이애슬론 선수의 표준자세를 취하게 되고, 이때 이를 판별하고 유사도에 따라 트레드밀(102)의 속도 및 방향을 제어하는 동시에 실감재현장치(103)를 제어할 수 있는 것으로, 이는 사용자가 실제 선수와 유사하게 바이애슬론 시뮬레이터를 이용하도록 유도하는 시스템으로서 실제 일반인이 경험할 수 없는 바이애슬론 경기를 가상 시스템을 통해 경험하고 이를 통해 콘텐츠의 몰입감과 현실감을 증대할 수가 있는 것이다.That is, the user takes the standard attitude of the actual biathlon player displayed on the
상기에서와 같이, 본 발명에 의해 실시되는 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.As described above, although specific embodiments implemented by the present invention have been described, it is obvious that various implementation modifications are possible without departing from the scope of the present invention.
그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 전해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, and should be defined not only by the claims described below but also by the claims and equivalents.
즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.That is, the above-described embodiment is illustrative in all respects, and should be understood as not limiting, and the scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description, and the meaning and scope of the claims and It should be construed that any altered or modified form derived from the equivalent concept is included in the scope of the present invention.
101 : 깊이카메라
102 : 트래드밀
103 : 실감재현장치
104 : 디스플레이장치
105 : 모션베이스
106 : 운용서버101: depth camera
102: treadmill
103: Reality Reproducing Device
104: display device
105: motion base
106: operation server
Claims (3)
상기 운용서버는 유사도 판별 알고리즘에 의해 사용자가 정확한 동작을 취하고 있는지를 판별하여 시뮬레이터로 피드백하고, 정확한 동작을 취했을 때 트래드밀의 속도 및 실감재현장치룰 통한 풍속을 높이고 부정확한 동작을 취했을 때 속도를 느려지게 제어하며,
상기 디스플레이장치는 디스플레이될 수 있는 메뉴를 통해 사용자가 원하는 바이애슬론 영상콘텐츠를 선택, 실행 및 종료할 수 있는 제어장치를 더 구성하고,
상기 유사도 판별 알고리즘은 기 취득되어 있는 선수의 표준자세를 키네메틱스 모델로 생성하여 데이터베이스화하고 시뮬레이터 사용자의 자세를 깊이카메라를 이용하여 실시간으로 취득하며, 사용자의 자세에 대해 선수의 표준자세와 유사도를 비교하기 위해 선수의 신체정보에 따라 보정한 후 비교하여 운영서버에 전달하도록 하는 것을 특징으로 하는 실감형 바이애슬론 시뮬레이터 시스템.
A depth camera to obtain the biathlon simulator user's motion and deliver it to the operation server; and a treadmill to control the forward and reverse speed according to the biathlon simulator user's motion (walking speed, stride length and direction) acquired through the depth camera, The realism reproduction device for reproducing the wind and snow so that the user can feel the real feeling while the speed is controlled through the treadmill, a display device for reproducing biathlon video contents according to the control command of the operation server, and the biathlon It is provided in the lower part of the simulator and consists of a motion base that models the biathlon stadium and controls the slope for the slope of the virtual space.
The operation server determines whether the user is taking the correct action by the similarity determination algorithm, feeds it back to the simulator, increases the speed of the treadmill when the correct action is taken, and increases the wind speed through the sensory reproduction device, and slows the speed when the correct action is taken. Control,
The display device further comprises a control device capable of selecting, executing and terminating the biathlon video content desired by the user through a menu that can be displayed,
The similarity determination algorithm generates and database a standard attitude of a previously acquired athlete as a kinematics model, acquires the attitude of the simulator user in real time using a depth camera, and the similarity of the athlete's standard attitude to the attitude of the user. Compensation according to the athlete's body information to compare and then compare and deliver it to the operation server, a realistic biathlon simulator system.
상기 실감재현장치는 트래드밀의 속도에 따라 풍속을 제어하는 것을 특징으로 하는 실감형 바이애슬론 시뮬레이터 시스템.According to claim 1,
The sensory reproduction device is a realistic biathlon simulator system, characterized in that for controlling the wind speed according to the speed of the treadmill.
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2018
- 2018-02-23 KR KR1020180021755A patent/KR102106200B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101579576B1 (en) * | 2014-06-17 | 2015-12-22 | 주식회사 위저드 | Ski jump simulator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20190101587A (en) | 2019-09-02 |
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Legal Events
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| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |