KR102116795B1 - 가상현실을 이용한 카누 시뮬레이터 - Google Patents

가상현실을 이용한 카누 시뮬레이터 Download PDF

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KR102116795B1
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Abstract

본 발명은 가상현실을 이용한 카누 시뮬레이터(1)에 관한 것이다. 그러한 가상현실장치를 이용한 카누 시뮬레이터(1)는 카누선체(3)와; 카누선체(3)에 배치되어 카누선체(3)의 움직임을 감지하는 센서부(8)와; 카누 선체(3)를 사용자의 움직임에 따라 연동하여 구동하기 위한 모션유닛(7)과; 사용자가 잡고 실제로 젖는 경우 움직임이 제어부(9)로 전송되어 카누의 움직임에 반영되는 패들(6)과; 급류에서 느낄 수 있는 바람, 물, 진동 등의 환경 요인을 실감나게 구현할 수 있는 이펙터(F,W)와; 고글방식의 가상현실기(5)와; 모션유닛(7)과, 센서부(8)와, 패들(6)과, 이펙터(F,W)를 제어하는 제어부(9)를 포함한다.

Description

가상현실을 이용한 카누 시뮬레이터{Canoe simulator using Virtual Reality}
본 발명은 가상현실을 이용한 카누 시뮬레이터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 카누와, 모션 플랫폼과, 가상 현실기(VR device)를 연동시킴으로써 가상현실에서 카누 래프팅을 감각적이고 시각적으로 실제와 유사한 환경에서 체험해볼 수 있고, 또한 각 사용자의 신체조건을 반영함으로써 맞춤형 체험을 실시할 수 있어서 보다 효과적인 체험이 가능한 기술에 관한 것이다.
일반적으로 카누(canoe)는 키, 용골 등을 쓰지 않고 원시적으로 만든 길쭉한 배를 의미한다. 이러한 카누는 초기에는 통나무를 파서 만든 배를 의미하였지만 근래에는 다양한 구조의 카누가 개발되었다.
특히, 최근에는 급류 등에서 카누를 타는 래프팅이 널리 보급되고 있다.
이와 같이 카누 래프팅이 널리 보급됨에 따라 보다 다양한 방식의 카누 래프팅이 제시되었는 바, 카누 시뮬레이터가 그 일예이다.
즉, 카누선체와, 다양한 센서와, 카누를 롤링(rolling), 피칭(pitching) 및 요잉(yawing)시키는 구동유닛을 서로 연동시키는 방식이다.
이러한 방식의 카누 시뮬레이터는 사용자가 카누선체에 착석한 상태에서 몸을 일정 방향으로 기울이면 센서가 이를 감지하고 구동유닛을 작동시킴으로써 카누선체도 해당 방향으로 같이 기울어짐으로써 사용자가 실제로 카누를 타는 느낌을 체험할 수 있도록 한다.
그러나, 이러한 종래의 카누 시뮬레이터는 실내 공간에 설치된 시뮬레이터에 의하여 체험을 하는 방식으로서 사용자의 움직임에 따라 카누도 같이 움직이는 단순한 방식이므로 시각적인 효과는 기대하기 어려우므로 사용자가 실제로 하천에서 카누를 타는 느낌을 느끼기에는 한계가 있는 문제점이 있다.
(문헌 1) 한국특허출원 제10-2014-28928호 (명칭:탑승식 체험형 시뮬레이터)
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 카누와, 모션 플랫폼과, 가상 현실기(VR device)를 연동시킴으로써 가상현실에서 카누 래프팅을 실제로 체험해볼 수 있어서 감각적이고 시각적인 효과를 높일 수 있는 카누 시뮬레이터를 제공하는 것이다.
또한, 각 사용자의 신체조건을 반영함으로써 실제로 카누를 체험하는 것과 유사한 환경을 구현함으로써 맞춤형 체험을 실시할 수 있어서 보다 효과적으로 카누 래프팅 체험을 할 수 있는 카누 시뮬레이터를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 일 실시예는,
카누선체(3)와;
카누선체(3)에 배치되어 카누선체(3)의 움직임을 감지하는 센서부(8)와;
카누 선체(3)를 사용자의 움직임에 따라 연동하여 구동하기 위한 모션유닛(7)과;
사용자가 잡고 실제로 젖는 경우 움직임이 제어부(9)로 전송되어 카누의 움직임에 반영되는 패들(6)과;
급류에서 느낄 수 있는 바람, 물, 진동 등의 환경 요인을 실감나게 구현할 수 있는 이펙터(F,W)와;
사용자가 착용하며 고글방식의 가상현실기(5)와; 그리고
모션유닛(7)과, 센서부(8)와, 패들(6)과, 이펙터(F,W)와, 가상현실기(5)를 제어하는 제어부(9)를 포함하는 가상현실장치를 이용한 카누 시뮬레이터(1)를 제공한다.
이러한 가상현실을 이용한 카누 시뮬레이터는 카누와, 모션 플랫폼과, 가상 현실기(VR device)를 연동시킴으로써 가상현실에서 카누 래프팅을 실제로 체험해볼 수 있어서 감각적이고 시각적인 효과를 높일 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 제 1연산모듈을 통하여 카누선체의 변동량을 1차적으로 연산하고, 제 2연산모듈이 패들의 자세 데이터를 연산하고 이를 제 1연산모듈의 출력값과 연동함으로써 카누선체의 변동량을 2차적으로 연산하고, 제 3연산모듈이 로드셀 및 신장측정센서와 연동하고, 제 1 및 제 2연산모듈의 출력값을 반영함으로써 카누선체의 변동량을 3차적으로 제어함으로써 실제 래프팅 상황과 유사한 환경을구현하여 체험할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 가상현실을 이용한 카누 시뮬레이터를 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 카누 시뮬레이터의 구조를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 카누 시뮬레이터의 센서부와, 패들과, 제어부의 구조를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 센서부의 구조를 개략적으로 보여주는 블럭도이다.
도 5는 도 1에 도시된 가상현실기를 보여주는 사시도이다.
도 6은 도 2에 도시된 가상현실기의 구조를 보여주는 블록도이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 가상현실을 이용한 카누 시뮬레이터를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명은 가상현실을 이용한 카누 시뮬레이터(1)에 관한 것으로서, 카누와 가상현실기(5)를 서로 연동시켜서 실제로 카누를 타는 것과 같은 느낌을 느낄 수 있도록 하기 위한 시스템이다.
도 1을 참조하면, 가상현실장치를 이용한 카누 시뮬레이터(1)는 카누선체(3)와; 카누선체(3)에 배치되어 카누선체(3)의 움직임을 감지하는 센서부(8)와; 카누 선체(3)를 사용자의 움직임에 따라 연동하여 구동하기 위한 모션유닛(7)과; 사용자가 잡고 실제로 젖는 경우 움직임이 제어부(9)로 전송되어 카누의 움직임에 반영되는 패들(6)과; 급류에서 느낄 수 있는 바람, 물, 진동 등의 환경 요인을 실감나게 구현할 수 있는 이펙터(F,W)와; 래프팅 장소의 영상을 재현하는 고글방식의 가상현실기(5)와; 모션유닛(7)과, 센서부(8)와, 패들(6)과, 이펙터(F,W)를 제어하는 제어부(9)를 포함한다.
이러한 카누 시뮬레이터(1)에 있어서,
카누선체(3)는 실제의 카누와 동일한 형상을 갖는다. 따라서, 사용자는 카누선체(3)에 착석함으로써 실제 카누를 타는 것과 같은 느낌을 느낄 수 있다.
센서부(8)는 카누 선체(3)의 움직임을 감지하고 신호를 제어부(9)에 전송하여 모션유닛(7)을 통하여 피드백하기 위한 목적을 갖는다.
이러한 센서부(8)는 카누선체(3)의 진동을 감지하는 진동센서(S1)와, 온도센서(S2) 및 습도센서(S4)와, 풍속계(S3), 방향 및 기울기를 측정하기 위한 자이로센서(S5)를 포함한다.
진동센서(S1)(vibration sensor)는 카누선체(3)의 진동을 검출하는 센서로서, 진동원 및 주파수에 따라 응용할 수 있는 센서가 결정된다. 이러한 진동센서(S1)는 다양한 방식의 센서가 있으며, 예를 들면 압전가속도 방식 및 외팔보 진동방식이 있다.
풍속계(S3)는 카누선체(3) 주위의 배치된 팬(Fan;f)에서 분사된 바람의 속도를 측정한다. 이때, 팬(F)은 후술하는 바와 같이 실감나는 래프팅 분위기를 구현하기 위하여 카누선체(3) 주위에 팬(F)을 배치하고 바람을 분사하는 바, 풍속계(S3)는 이러한 바람의 속도를 측정하여 제어부(9)에 신호를 전송함으로써 제어부(9)가 팬(F)의 회전속도를 조절할 수 있도록 한다.
로드셀(S6)은 사용자의 몸무게를 측정한다. 이러한 로드셀(S6)은 카누의 내측 바닥에 장착됨으로써 사용자가 카누선체(3)에 탑승하는 경우 자동적으로 사용자의 몸무게를 측정한다. 그리고, 측정된 몸무게는 제어부(9)에 전송된다.
신장측정센서(S7)는 사용자의 키를 측정한다. 이러한 신장측정센서(S7)는 카누선체(3)의 인접위치에 배치되며, 초음파 방식이나, 레이저 방식이다. 그리고, 신장측정센서(S7)는 사용자의 머리 상부에 배치되어 초음파 혹은 레이저를 머리의 상부에 조사하여 반사되는 시간을 측정함으로써 사용자의 신장을 측정할 수 있다.
따라서, 사용자가 카누선체(3)에 접근하는 경우, 사용자의 신장을 자동으로 측정하고, 측정된 신장값은 제어부(9)로 전송될 수 있다.
자이로 센서(Gyro Sensor)는 카누 선체(3)에 장착되어 X축, Y축 방향의 기울기, 선회방향을 감지한다. 이러한 자이로 센서는 카누선체(3)의 기울기 및 선회방향을 감지하고 신호를 제어부(9)에 전송한다.
따라서, 제어부(9)는 현재의 카누 상태를 실시간으로 파악할 수 있다.
상기한 바와 같이, 센서부(8)에서 감지된 신호는 제어부(9)로 전송되며, 제어부(9)는 이를 연산하여 카누의 움직임을 동력학적, 기구학적으로 분석하고 모션유닛(7)에 신호를 전송하여 적절하게 구동시킨다.
이러한 제어부(9)는 도 3에 도시된 바와 같이, 가상현실기(5)로부터 수신된 동영상 데이터와, 센서부(8)에서 전송된 데이터가 입력되는 입력모듈(M)과; 입력모듈(M)을 통하여 입력된 동영상 데이터에 의하여 카누선체(3)의 X,Y,Z축 변동량을 1차적으로 연산하는 제 1연산모듈(M1)과; 패들의 자이로센서(S5)로부터 수신된 신호에 의하여 패들의 위치 및 속도를 파악하고 이를 제 1연산모듈(M1)의 출력값과 연동시킴으로써 패들의 움직임을 반영한 카누선체(3)의 X,Y,Z축 변동량을 2차적으로 연산하는 제 2연산모듈(M2)과; 제 1 및 제 2연산모듈(M2)에 의하여 연산된 X,Y,Z축 변동값에 의하여 모션유닛(7)을 제어하는 출력모듈(M4)을 포함한다.
이러한 제어부에 있어서,
가상현실기(5)로부터 수신되는 동영상 데이터, 즉 카누가 래프팅하는 하천에 대한 동영상 데이터는 이미지 데이터 뿐만 아니라, 급류의 방향, 속도, 세기에 대한 데이터도 포함된다.
따라서, 제 1연산모듈(M1)은 이러한 동영상 데이터에 포함된 급류 데이터에 의하여 카누선체(3)의 X,Y,Z축 이동량을 연산한다. 그리고, 연산된 결과값은 출력모듈(M4)을 통하여 제어부(9)로 전송되고, 제어부(9)는 제 2 및 제 3연산모듈(M3)의 결과값을 반영하여 모션유닛(7)에 전송하고 모션유닛(7)이 구동함으로써 카누선체(3)가 급류의 상태에 대응하여 움직일 수 있다.
즉, 제 2연산모듈(M2)은 패들(6)의 자이로센서(S5)로부터 수신된 신호에 의하여 패들(6)의 현재 위치, 속도들 파악하고, 이 결과를 제 1연산모듈(M1)에 의하여 연산된 X,Y,Z축 이동량에 반영한다.
예를 들면, 사용자가 패들(6)을 왼쪽으로 젖는 경우, 제어부(9)는 이를 반영하여 카누선체(3)의 방향을 왼쪽으로 전환시키되, 왼쪽에 급류가 카누선체(3)의 방향과 역 방향으로 흐르는 경우, 전환되는 방향 및 속도를 줄임으로써 급류의 영향을 실제 카누선체(3)의 움직임에 반영하게 된다.
물론, 반대로 왼쪽 급류가 카누선체(3)의 진행방향과 동일 방향으로 흐르는 경우, 이를 반영하여 카누선체(3)의 전환방향 및 속도를 증가시키게 된다.
이와 같이, 패들(6)의 움직임에 따라 카누선체(3)의 방향 및 기울기도 제어하는 동시에, 동영상에 구현되는 급류와 같은 외부 환경적인 요인들도 반영함으로써 실제 카누를 타는 것과 근사한 느낌을 체험할 수 있다.
그리고, 제어부(9)는 제 2연산모듈(M2)의 출력값에 로드셀(S6)과 신장측정센서(S7)로부터 수신된 몸무게와 신장값를 적용시킴으로써 사용자의 신체조건을 반영한 카누선체(3)의 X,Y,Z축 변동량을 3차적으로 연산하는 제 3연산모듈(M3)을 추가로 포함한다.
이러한 제 3연산모듈(M3)은 카누 탑승자의 신체 조건을 반영하여 카누선체(3)를 롤링(rolling), 피칭(pitching) 및 요잉(yawing)시킬 수 있다.
즉, 각 탑승자는 각자 신체조건이 다르므로 탑승자가 카누에 탑승한 상태에서 일측으로 몸을 기울이는 경우, 카누가 기울어지는 각도 및 속도는 차이가 있는 바, 이러한 데이터를 시뮬레이션에 반영함으로써 각 탑승자에 적합한 체험을 할 수 있다.
이와 같이 각 신체조건을 차별적으로 적용하기 위하여, 로드셀(S6) 및 신장측정센서(S7)로부터 수신된 데이터를 제 3연산모듈(M3)이 연산함으로써 카누의 기울어짐 및 회전속도를 연산할 수 있다.
예를 들면, 탑승자가 몸을 왼쪽으로 15도 기울이는 경우, 카누도 왼쪽으로 기울어지는 바, 몸무게가 가볍고 키가 작은 탑승자가 기울이는 경우와, 무겁고 키가 큰 탑승자가 기울이는 경우에 있어서 카누의 기울어지는 정도 및 회전속도도 차이가 발생한다.
또한, 카누가 기울어진 상태에서 패들을 젖는 경우, 몸무게가 가볍고 키가 작은 탑승자가 패들을 젖는 경우와, 몸무게가 무겁고 키가 큰 탑승자가 패들을 젖는 경우에 카누가 반응하는 정도에 있어서 차이가 발생한다.
따라서, 본 발명은 로드셀(S6) 및 신장측정센서(S7)가 제 3연산모듈(M3)과 연동하게 되고, 제어부는 이러한 제 3연산모듈(M3)의 신호에 의하여 모션유닛을 제어함으로써 카누는 실제 탑승자의 신체조건에 상응하도록 작동할 수 있다.
한편, 상기 모션유닛(7)은 X,Y,Z축의 3축 모션을 구현함으로써 카누선체(3)를 롤링(rolling), 피칭(pitching) 및 요잉(yawing)시킬 수 있다.
이러한 모션유닛(7)은 베이스(11)와; 베이스(11)상에 상부로 돌출되어 카누의 선체(3)에 연결되어 전진 및 수축운동을 함으로써 카누선체(3)를 X,Y,Z축의 3축 모션을 구현하여 롤링, 피칭 및 요잉시킬 수 있는 다수의 실린더(13)를 포함한다.
상기 실린더(13)는 공압, 유압 실린더(13)를 포함하며, 제어부(9)에 연결됨으로써 제어부(9)의 신호에 의하여 서로 각자 작동하게 된다.
즉, 일측 실린더(13)는 Z축 방향을 따라 상향으로 전진하고, 타측 실린더(13)는 Z축 방향을 따라 하향으로 전진하는 경우, 카누선체(3)는 이에 따라 기울어지게 된다.
이와 같이 다수의 실린더(13)가 서로 다른 전후진 궤적을 따라 구동함으로써 카누선체(3)도 다양한 방향으로 기울어지거나 선회할 수 있다.
따라서, 사용자는 카누선체(3)에 착석한 상태에서 실제 카누를 타는 것 같은 느낌을 가질 수 있다.
한편, 사용자가 패들(6)은 잡고 젖게 되는 바, 이 패들(6)의 움직임이 제어부(9)로 전송되어 카누의 움직임에 반영될 수 있다.
즉, 패들(6)에도 자이로센서(S5)가 장착되며, 이 자이로센서(S5)는 무선방식에 의하여 제어부(9)와 연결된다. 따라서, 사용자가 패들(6)을 젖는 경우, 이 움직임에 대한 신호가 제어부(9)에 전송됨으로써 제어부(9)는 실시간으로 패들(6)의 위치, 움직임을 파악할 수 있다.
그리고, 제어부(9)는 이 패들(6)의 위치를 파악하고, 카누선체(3)의 움직임에 반영하는 바, 예를 들면 패들(6)을 왼쪽으로 젖는 경우, 카누선체(3)도 왼쪽으로 방향이 전환될 수 있도록 모션유닛(7)을 제어할 수 있다.
한편, 제어부(9)는 이와 같이, 패들(6)의 위치 및 방향에 의하여 카누선체(3)의 방향전환 및 기울어짐을 반영하여 모션유닛(7)을 구동시킴으로써 카누선체(3)를 이에 대응되도록 기울이거나 방향을 선회하는 바, 이 과정에 급류의 세기 및 흐름도 반영한다.
즉, 가상현실기(5)에 구현되는 하천 동영상에서 급류의 세기 및 흐름에 대한 데이터가 제어부(9)에 전송되고, 제어부(9)는 이를 반영하여 모션유닛(7)을 작동을 제어하게 된다.
예를 들면, 사용자는 패들(6)을 왼쪽으로 젖고, 제어부(9)는 이를 반영하여 모션유닛(7)을 구동시킴으로써 카누선체(3)의 방향을 왼쪽으로 전환시키는 경우, 왼쪽에 급류가 카누선체(3)의 방향과 역 방향으로 흐르는 경우, 전환되는 방향 및 속도를 줄임으로써 급류의 영향을 실제 카누선체(3)의 움직임에 반영하게 된다.
물론, 반대로 왼쪽 급류가 카누선체(3)의 진행방향과 동일 방향으로 흐르는 경우, 이를 반영하여 카누선체(3)의 전환방향 및 속도를 증가시키게 된다.
이와 같이, 패들(6)의 움직임에 따라 카누선체(3)의 방향 및 기울기도 제어하는 동시에, 동영상에 구현되는 급류와 같은 외부 환경적인 요인들도 반영함으로써 실제 카누를 타는 것과 근사한 느낌을 체험할 수 있다.
한편, 상기 이펙터(F,W)는 급류에서 느낄 수 있는 바람, 물, 진동 등의 환경 요인을 실감나게 구현할 수 있다. 이러한 이펙터(F,W)는 바람을 불게 하는 팬(F)과, 물 보라를 날릴 수 있는 물 분사기(W)로 구성되며, 이러한 구성들은 제어부(9)와 연동된다.
따라서, 제어부(9)는 동영상에서 구현되는 하천 상태, 예를 들면 급류의 세기 등을 실제로 구현하기 위하여 물분사기(W)를 작동시킴으로써 물보라를 날리게 하고, 또한 팬(F)을 구동시킴으로써 바람이 불게할 수 있다.
이때, 제어부(9)는 동영상에 포함된 급류데이터 및 카누선체의 자세 데이터를 참조하여 물분사기(W), 팬을 구동시킴으로써 실제와 유사한 환경에서 물보라 및 바람을 재현할 수 있다.
이와 같이, 이펙터(F,W)는 카누 래프팅을 하는 경우 실제 환경을 그대로 구현함으로써 보다 실감하게 체험할 수 있도록 한다.
한편, 상기 가상현실기(5)는 실제 동강 래프팅 코스를 3D 가상공간으로 재현하며, 고품질 텍스쳐 및 고폴리곤 매쉬를 이용하여 실제 동강의 공간을 재현한다.
이러한 가상현실기(5)를 보다 상세하게 설명하면, 가상현실기(5)는 안경 형상으로 머리에 착용할 수 있는 프레임(60)과; 프레임의 내측에 장착되며 하천의 이미지 혹은 동영상(이하, 영상) 데이터를 처리하는 영상 처리부(62)와; 처리된 영상 데이터를 표시하는 디스플레이부(64)와; 화면상에서 영상을 파노라마 형식으로 3차원 형상의 동영상으로 디스플레이하기 위한 3D 이미지 처리부(66)와; 화면상에 문자 등의 정보를 표시하고, 하천을 선택하기 위한 인터페이스부(68)를 포함한다.
이러한 가상현실기(5)는 사용자가 착용한 상태에서, 특정 래프팅 장소를 선택하게 되면 해당 래프팅 장소에 대한 실제 영상을 디스플레이함으로써 해당 장소를 체험할 수 있다.
이때, 각 구성은 가상현실기(5) 서버에 탑재된 운용 프로그램에 연동됨으로써 해당 관광지에 대한 영상을 제공할 수 있다.
이때, 3D 영상을 제공하기 위하여 플레쉬픽스(FlashPix), IIP(Internet Image Protocol), Photo Vista, Object Modeler, Reality Studio의 기술이 사용되며, 3차원 가상공간 제작을 위한 ShapeSnatcher 기술이 사용되며, 3차원 가상공간 구축을 위한 Cult3D 기술이 사용된다.
또한, 오브젝트 모델링 옵티마이징을 통해 시각적 Quality를 향상시킬 수 있으며, Bump, Normal Map을 이용, Texturing을 최적화할 수 있다. 그리고, 최적화된 LOD 알고리즘 개발 및 적용을 통해 Performance를 최적화하였고, OOD(Object on Demand) 방식의 동적 객체 적용 기술을 적용하였다.
그리고, 기어360 또는 고프로형 다시점 촬영 장비를 통해 동강 래프팅 중 360도 영상을 획득, 360도로 돌려보는 양방향 동영상 콘텐츠로 사용자가 실제 장소에 있는 것처럼 생생한 현장감을 느낄 수 있다.
그리고, 다수의 카메라를 통해 획득된 영상들을 하나의 영상으로 이어 붙여 넓은 시야의 영상을 제공함으로써 증대된 현장감과 몰입감을 제공하며 사용자 시점의 자유도를 증가시켰다.
이때, 영상을 생성하기 위해서는 360도 배경을 여러 각도로 세분하여 앞장과 뒷장의 사진이 3분에 1정도 서로 겹치게 돌아가면서 촬영을 하고 이들 각각의 이미지를 스티치(stitch) 알고리즘을 적용시켜 매끄럽게 이어 360 파노라마 영상을 생성할 수 있다.
사용자는 이러한 가상현실기(5)를 착용한 상태에서, 사용자 인터페이스부(68)를 통하여 목표하는 하천을 선택하게 되고, 서버의 가상현실부(5)는 선택된 하천에 대한 데이터를 가상현실기(5)에 전송한다.
가상현실기(5)는 수신된 하천 데이터를 디스플레이상에 구현함으로써 사용자는 해당 하천에 대하여 래프팅 체험을 하게 된다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 카누 시뮬레이터의 작동과정을 보다 상세하게 설명한다.
카누 래프팅을 하는 경우, 먼저 카누선체(3)에 탑승하는 바, 이때 로드셀(S6) 및 신장측정센서(S7)에 의하여 자동으로 탑승자의 몸무게와 신장이 측정되어 제어부(9)로 전송된다.
탑승한 후, 가상현실기(5)를 착용한 상태에서, 사용자 인터페이스부(68)를 통하여 목표하는 하천을 선택하게 된다.
가상현실기(5)는 해당 하천에 대한 동영상 데이터를 디스플레이상에 구현하게 된다.
그리고, 탑승자는 구현된 하천의 흐름을 따라 가기 위하여 패들(6)을 잡고, X,Y,Z축 방향으로 적절하게 젖게 된다. 또한, 탑승자는 카누를 적절하게 기울임으로써 급류를 따라 래프팅을 하게 된다.
이때, 제어부(9)는 입력모듈을 통하여 수신되는 디스플레이 되는 동영상 데이퍼에 포함된 급류의 방향, 속도, 세기에 대한 급류 데이터에 따라 모션유닛(7)을 구동시킴으로써 카누선체(3)를 급류에 따라 1차적으로 방향을 전환시키거나 기울인다.
그리고, 탑승자가 패들(6)을 젖거나, 몸을 기울이는 경우, 패들(6)의 자이로센서(S5) 및 카누선체(3)에 부착된 자이로센서(S5)로부터 위치 신호가 제어부(9)에 전송된다. 그리고 제어부(9)는 제 2연산모듈(M2)에 의하여 위치신호와 급류 데이터를 연산하여 모션유닛(7)을 통하여 카누선체(3)를 제어함으로써 1차적으로 방향전환이나 기울어지는 카누선체(3)의 변동량을 2차적으로 보정한다.
예를 들면, 사용자가 패들(6)을 왼쪽으로 젖는 경우, 제어부(9)는 이를 반영하여 카누선체(3)의 방향을 왼쪽으로 전환시키되, 왼쪽에 급류가 카누선체(3)의 방향과 역 방향으로 흐르는 경우, 전환되는 방향 및 속도를 줄임으로써 급류의 영향을 실제 카누선체(3)의 움직임에 반영하게 된다.
물론, 반대로 왼쪽 급류가 카누선체(3)의 진행방향과 동일 방향으로 흐르는 경우, 이를 반영하여 카누선체(3)의 전환방향 및 속도를 증가시키게 된다.
따라서, 1차적으로는 급류에 따라 카누선체(3)가 방향전환 및 기울어지게 되고, 탑승자가 패들(6)을 젖거나 몸을 기울임으로써 2차적으로 카누선체(3)의 방향 및 기울어지는 경우를 반영하여 카누선체(3)의 자세를 조절할 수 있다.
그리고, 이와 같이 1차 및 2차에 걸쳐서 카누선체(3)의 방향전환 및 기울기를 보정한 후, 제어부(9)는 로드셀(S6) 및 신장측정센서(S7)로부터 수신된 탑승자의 몸무게 및 신장을 반영하여 3차적으로 카누선체(3)를 제어하게 된다.
즉, 각 탑승자의 신체조건에 따라 차별적으로 적용하기 위하여, 로드셀(S6) 및 신장측정센서(S7)로부터 수신된 데이터를 제 3연산모듈(M3)이 연산함으로써 카누의 기울어짐 및 회전속도를 연산할 수 있다.
예를 들면, 탑승자가 몸을 왼쪽으로 15도 기울이는 경우, 카누도 왼쪽으로 기울어지는 바, 몸무게가 가볍고 키가 작은 탑승자가 기울이는 경우와, 무겁고 키가 큰 탑승자가 기울이는 경우에 있어서 카누의 기울어지는 정도 및 회전속도도 차이가 발생한다.
또한, 카누가 기울어진 상태에서 패들(6)을 젖는 경우, 몸무게가 가볍고 키가 작은 탑승자가 패들(6)을 젖는 경우와, 몸무게가 무겁고 키가 큰 탑승자가 패들(6)을 젖는 경우에 카누가 반응하는 정도에 있어서 차이가 발생한다.
따라서, 본 발명은 로드셀(S6) 및 신장측정센서(S7)가 제 3연산모듈(M3)과 연동하게 되고, 제어부(9)는 이러한 제 3연산모듈(M3)의 신호에 의하여 모션유닛(7)을 제어함으로써 카누는 실제 탑승자의 신체조건에 상응하도록 작동할 수 있다.
이와 같이, 제어부(9)는 1 내지 3차에 걸쳐서 카누선체(3)의 자세를 조정함으로써 탑승자가 실제와 유사한 환경에서 래프팅을 체험할 수 있도록 한다.
한편, 본 발명은 이러한 래프팅 체험 시뮬레이션중에 실제로 급류에서 느낄 수 있는 바람, 물, 진동 등의 환경 요인을 실감나게 구현할 수 있다.
즉, 제어부(9)는 동영상에서 구현되는 하천 상태, 예를 들면 급류의 세기 등을 실제로 구현하기 위하여 물분사기(W)를 작동시킴으로써 물보라를 날리게 하고, 또한 팬(F)을 구동시킴으로써 바람이 불게할 수 있다.

Claims (7)

  1. 카누선체(3)와;
    카누선체(3)에 배치되어 카누선체(3)의 움직임을 감지하는 센서부(8)와;
    카누 선체(3)를 사용자의 움직임에 따라 연동하여 구동하기 위한 모션유닛(7)과;
    사용자가 잡고 실제로 젖는 경우 움직임이 제어부(9)로 전송되어 카누의 움직임에 반영되는 패들(6)과;
    급류에서 느낄 수 있는 바람, 물, 진동의 환경 요인을 구현할 수 있는 이펙터(F,W)와;
    래프팅 장소의 영상을 재현하는 고글방식의 가상현실기(5)와; 그리고
    모션유닛(7)과, 센서부(8)와, 패들(6)과, 이펙터(F,W)와, 가상현실기(5)를 제어하는 제어부(9)를 포함하며,
    센서부(8)는 카누선체(3)의 진동을 감지하는 진동센서(S1)와, 온도 및 습도센서(S4)와, 풍속계(S3), 방향 및 기울기를 측정하기 위한 자이로센서(S5)와, 무게를 측정하는 로드셀(S6)과, 키를 측정하는 신장측정센서(S7)를 포함하고,
    제어부(9)는 가상현실기(5)로부터 수신된 동영상 데이터와, 센서부(8)에서 전송된 데이터가 입력되는 입력모듈(M)과; 입력모듈(M)을 통하여 입력된 동영상 데이터에 의하여 카누선체(3)의 X,Y,Z축 변동량을 1차적으로 연산하는 제 1연산모듈(M1)과; 패들의 자이로센서(S5)로부터 수신된 신호에 의하여 패들의 위치 및 속도를 파악하고 이를 제 1연산모듈(M1)의 출력값과 연동시킴으로써 패들의 움직임을 반영한 카누선체(3)의 X,Y,Z축 변동량을 2차적으로 연산하는 제 2연산모듈(M2)과; 제 2연산모듈(M2)의 출력값에 로드셀(S6)과 신장측정센서(S7)로부터 수신된 몸무게와 신장값을 적용시킴으로써 사용자의 신체조건을 반영한 카누선체(3)의 X,Y,Z축 변동량을 3차적으로 연산하는 제 3연산모듈(M3)과; 제 1 및 제 2연산모듈(M2)에 의하여 연산된 X,Y,Z축 변동값에 의하여 모션유닛(7)을 제어하는 출력모듈(M4)을 포함하며,
    급류의 세기 및 흐름에 대한 데이터가 제어부(9)에 전송되고, 제어부(9)는 이에 의하여 모션유닛(7)을 제어하고,
    패들(6)에는 자이로센서(S5)가 장착되며, 이 자이로센서(S5)는 무선방식에 의하여 제어부(9)와 연결됨으로써 사용자가 패들(6)을 젖는 경우, 이 움직임에 대한 신호가 제어부(9)에 전송됨으로써 제어부(9)는 실시간으로 패들(6)의 위치, 움직임을 파악할 수 있는 가상현실장치를 이용한 카누 시뮬레이터(1).
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    모션유닛(7)은 베이스와, 베이스상에 상부로 돌출되어 카누의 선체(3)에 연결되어 전진 및 수축운동을 함으로써 카누선체(3)를 X,Y,Z축의 3축 모션을 구현하여 롤링, 피칭 및 요잉시킬 수 있는 다수의 실린더(13)를 포함하는 가상현실장치를 이용한 카누 시뮬레이터(1).
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    이펙터(F,W)는 바람을 불게 하는 팬(F)과, 물 보라를 날릴 수 있는 물 분사기(W)를 포함하며, 제어부(9)에 의하여 물분사기(W)를 작동시킴으로써 물보라를 날리게 하고, 또한 팬(F)을 구동시킴으로써 바람이 불게할 수 있는 가상현실장치를 이용한 카누 시뮬레이터(1).
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