KR102355733B1 - 가상현실 훈련 시스템 및 이를 위한 바닥유닛 - Google Patents

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Abstract

가상현실 훈련 시스템 및 이를 위한 바닥유닛이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 가상현실 훈련 시스템은, 소정 길이 및 너비를 가진 베이스를 포함하는 바닥시스템; 상기 바닥시스템에 탈착가능하게 설치되도록 구성된 객체부재; 상기 바닥시스템의 길이 및 너비 이하의 길이 및 너비를 가진 가상현실 공간 내에 객체의 위치에 해당하는 제1 위치를 지정하도록 구성된 입력부; 상기 바닥시스템에서 상기 가상현실 공간 내의 상기 제1 위치에 대응하는 위치로서 상기 객체부재가 설치되어야 하는 제2 위치를 산출하여 출력하는 매핑부를 포함할 수 있다.

Description

가상현실 훈련 시스템 및 이를 위한 바닥유닛{VIRTUAL REALITY TRAINING SYSTEM AND FLOOR UNIT THEREFOR}
본 발명은 가상현실 훈련 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로는 가상현실 훈련의 현실감을 증가시켜 실제 환경에서의 훈련에 더욱 가깝도록 가상현실 훈련의 효과를 증대할 수 있는 가상현실 훈련 시스템 및 이를 위한 바닥유닛에 관한 것이다.
가상현실(VR; virtual reality)이란 헤드셋을 통하여 사용자의 좌우측 눈에 영상을 제공하고 제공되는 영상과 연계하여 관련된 음향을 제공함으로써 입체적으로 인식되는 가상의 환경을 모의하여 사용자가 시청각 자극으로 경험할 수 있도록 하는 기술이다. 가상현실이 보편화되면서 이는 다양한 오락 및 훈련 용도로 사용되고 있다.
가상현실은 기본적으로 사용자의 시각 및 청각 자극을 제공하는 것을 기반으로 하며, 나머지 감각을 자극하는 데에는 한계가 있다. 훈련 및 오락의 맥락에서 후각과 미각 자극이 요구되는 경우는 많지 않을 수 있으나, 촉각 자극이 요구되는 경우는 상대적으로 빈번하게 발생하는 편이다. 예를 들어, 가상현실에서 어떤 물체나 구조물이 시각적으로 모의되었을 때, 사용자는 해당 물체를 손으로 잡거나 해당 구조물에 기대고자 할 수 있는데, 해당 물체 또는 구조물이 실제 환경 내에 존재하는 것이 아니므로 혼란을 겪거나 넘어지는 등의 사고가 발생할 수 있다.
특히, 가상현실을 통해 훈련을 수행하는 경우, 주변의 구조물과 상호작용하는 것이 훈련의 주요 부분에 해당할 수 있다. 예를 들어, 가상현실을 이용하여 테러진압 훈련을 수행하는 경우, 훈련생에게 있어 벽체 등의 구조물 뒤에 기대어 구조물을 은폐 수단 또는 방어 수단으로 이용하는 것은 훈련의 큰 부분에 해당할 수 있다. 이와 같은 경우, 가상현실이 시청각 자극으로만 제공되면 훈련생은 구조물과 상호작용할 수 없어 훈련의 완성도가 떨어질 수 밖에 없다.
따라서 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 가상현실 공간 내에 객체를 배치하면 해당 객체의 위치가 실제 공간 내의 어느 위치에 대응하는지를 판단하여 가상현실의 공간과 유사한 구조의 실제 공간을 구현할 수 있도록 하는 가상현실 훈련 시스템 및 이를 위한 바닥유닛을 제공하려는 것이다.
본 발명의 다른 목적들은 이하에 서술되는 실시예를 통하여 더욱 명확해질 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 가상현실 훈련 시스템은, 소정 길이 및 너비를 가진 베이스를 포함하는 바닥시스템; 상기 바닥시스템에 탈착가능하게 설치되도록 구성된 객체부재; 상기 바닥시스템의 길이 및 너비 이하의 길이 및 너비를 가진 가상현실 공간 내에 객체의 위치에 해당하는 제1 위치를 지정하도록 구성된 입력부; 상기 바닥시스템에서 상기 가상현실 공간 내의 상기 제1 위치에 대응하는 위치로서 상기 객체부재가 설치되어야 하는 제2 위치를 산출하여 출력하는 매핑부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 가상현실 훈련 시스템은 다음과 같은 실시예들을 하나 또는 그 이상 구비할 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 위치를 향해 가시광을 조사하거나 상기 제2 위치로부터 광을 조사하는 조명부를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 조명부는 상기 베이스로부터 소정 높이에 설치되어 상기 제2 위치를 향해 상기 가시광을 조사하도록 구성된 조명등을 포함할 수 있고, 상기 조명등 중 적어도 일부는 상기 베이스로부터 소정 높이에 설치된 구조물에 이동가능하게 장착되어 상기 제2 위치를 향해 상기 가시광을 조사할 수 있는 위치로 이동한 후 상기 가시광을 조사하도록 구성될 수 있다.
상기 바닥시스템은 상기 베이스에 형성된 복수의 슬롯을 더 포함할 수 있고, 상기 조명부는 상기 복수의 슬롯의 내측에 장착된 조명등을 포함할 수 있으며, 상기 조명부는 상기 제2 위치에 해당하는 조명등으로부터 상기 가시광을 조사할 수 있다.
상기 객체부재는 크기, 형상, 질감, 향기 중 적어도 하나가 서로 다른 복수의 유형을 포함할 수 있고, 상기 입력부는 상기 제1 위치에 대응하는 상기 객체의 유형을 함께 지정할 수 있고, 상기 매핑부는 상기 제2 위치에 대응하는 상기 객체부재의 유형을 함께 산출할 수 있으며, 상기 조명부는 상기 객체부재의 유형에 따라 상기 가시광의 색을 다르게 할 수 있다.
상기 바닥시스템은 상기 베이스의 상면 이하의 높이로부터 상기 상면 위의 소정 높이까지의 범위 내에서 상하 방향으로 이동가능한 복수의 돌출부 또는 상기 상면에 개폐가능하게 형성된 함몰부를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 객체부재는 상기 돌출부가 삽입되는 수용부 또는 상기 함몰부에 삽입되는 파일부를 포함할 수 있고, 상기 바닥시스템은 수신된 제어신호에 따라 상기 제2 위치에서 상기 돌출부를 상향 이동시키거나 상기 함몰부를 개방할 수 있다.
상기 바닥시스템은 상기 베이스에 형성된 복수의 슬롯을 포함할 수 있고, 상기 객체부재는 상기 슬롯에 삽입되는 고정부를 포함하여 상기 슬롯을 따라 이동가능하도록 설치될 수 있다. 이 경우, 상기 바닥시스템은 상기 복수의 슬롯 각각의 내측에 구비되어 해당 슬롯에 상기 객체부재가 설치되었는지 여부를 감지하도록 구성된 센서를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 객체부재는 표식부를 포함할 수 있고, 상기 센서는 상기 표식부를 통해 상기 객체부재의 유형, 크기, 식별번호 및 지정위치 중 적어도 하나를 식별할 수 있다.
상기 바닥시스템은 상기 슬롯의 내측에 구비되어 상기 슬롯을 따라 상기 객체부재를 이동시키도록 구성된 구동부를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 가상현실 훈련 시스템은 상기 바닥시스템의 가장자리에 인접하게 배치된 로딩 장치를 더 포함할 수 있는데, 상기 복수의 슬롯은 상기 가장자리에서 상기 바닥시스템의 측면으로 개방될 수 있고, 상기 로딩 장치는 상기 복수의 슬롯 중 상기 제2 위치에 대응하는 슬롯의 개방된 측면으로 상기 객체부재의 고정부를 삽입하도록 구성될 수 있다. 상기 객체부재는 양측 가장자리에 결합부를 포함하여 인접한 복수의 객체부재 사이의 간격을 적어도 부분적으로 이어줄 수 있다.
상기 입력부는 상기 가상현실 공간을 2차원적으로 또는 3차원적으로 표현하는 UI를 제공할 수 있으며, 사용자의 입력에 따라 상기 제1 위치를 지정할 수 있다. 상기 UI는 컴퓨팅장치의 디스플레이를 제공될 수 있는데, 여기에는 사용자가 착용하는 VR 헤드셋이 포함될 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면은 가상현실 훈련 시스템의 바닥시스템을 위한 바닥유닛을 제공할 수 있다. 상기 바닥 유닛은, 상기 바닥시스템의 격자 단위에 대응하는 길이로 일방향을 따라 연장되되 상면 및 양단부로 개방된 슬롯을 내측에 형성하는 본체; 및 상기 슬롯 내부에 설치된 조명등을 포함할 수 있는데, 상기 슬롯의 상부는 하부에 비해 더 좁은 폭을 가질 수 있다.
상기 바닥유닛은 상기 슬롯 내부에 회전가능하게 설치되어 상기 슬롯에 삽입되는 객체부재를 지지하도록 구성된 롤러를 더 포함할 수도 있다. 상기 바닥유닛은 또한 상기 슬롯의 내측에 구비되어 상기 슬롯에 삽입되는 객체부재를 이동시키도록 구성된 구동부를 더 포함할 수도 있다. 상기 바닥유닛은 또한 상기 슬롯에 삽입되는 객체부재를 감지하도록 구성된 센서를 더 포함할 수도 있다. 이 경우, 상기 센서는 상기 조명등의 광을 감지하도록 구성될 수 있고, 상기 슬롯에 객체부재가 삽입되는 경우 상기 객체부재는 상기 센서에 도달하는 상기 조명등의 광을 차단할 수 있으며, 상기 센서는 감지되는 광량의 감소를 기반으로 상기 객체부재의 존재 여부 감지할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면 다음과 같은 사항을 포함하는 다양한 효과를 기대할 수 있다. 다만, 본 발명은 아래의 효과를 모두 발휘해야 성립되는 것은 아니다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 사용자는 가상현실 공간 내에 하나 이상의 객체를 배치할 수 있고, 이에 대응하는 위치가 바닥시스템에도 표시되도록 하여 객체부재가 설치되어야 할 위치가 특정되게 할 수 있다. 그 결과, 훈련생이 가상현실 훈련을 수행할 때 가상현실 공간 내의 객체와 상호작용하는 경험을 모의할 수 있게 되며, 훈련의 효과를 크게 증가시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 가상현실 훈련을 위한 공간에 다양한 유형의 객체를 복잡한 구성으로 배치할 수 있고, 이러한 구성이 자동으로 조성되게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 높은 자유도로 가상현실 훈련을 위한 공간을 조성하여 훈련의 효과 및 가능한 훈련의 범위를 크게 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가상현실 훈련 시스템을 예시적으로 나타내는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 바닥유닛을 예시적으로 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 바닥유닛 및 이에 결합된 객체부재를 예시적으로 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 가상현실 훈련 시스템에서 바닥시스템에 객체부재가 설치된 모습을 예시적으로 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 가상현실 훈련 시스템의 로딩장치를 예시적으로 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 가상현실 훈련 시스템을 예시적으로 나타내는 개념도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 가상현실 훈련 시스템의 입력부에서 제공하는 UI를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 바닥유닛 및 이에 결합된 객체부재를 예시적으로 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 가상현실 훈련 시스템을 예시적으로 나타내는 개념도이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 가상현실 훈련 시스템의 바닥시스템과 객체부재를 예시적으로 나타내는 사시도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가상현실 훈련 시스템(1000)을 예시적으로 나타내는 개념도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 가상현실 훈련 시스템(1000)은 바닥시스템(100), 객체부재(200), 입력부(300), 매핑부(400), 제어부(500) 및 조명부(600)를 포함할 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 가상현실 훈련 시스템(1000)은 가상현실 체험 또는 훈련을 제공하기 위한 체험장/훈련장을 조성하기 위한 것이다. 본 명세서에서 "사용자"는 주로 훈련장 조성을 위해 객체부재(200)를 설치하거나 그 위치를 지정하는 자를 지칭하고, 이와 구분하여 "훈련생"은 조성된 훈련장에서 가상현실 체험 또는 훈련을 수행하는 자를 지칭한다. 물론, "사용자"가 "훈련생"일 수도 있고, "훈련생"이 "사용자"일 수도 있다.
바닥시스템(100)은 소정 길이 및 너비를 가진 베이스(110) 및 베이스(110)에 형성된 복수의 슬롯(150)을 포함할 수 있다. 바닥시스템(100)은 가상현실 훈련이 수행되는 공간 내에 위치하며, 훈련생이 훈련을 받는 공간의 바닥면을 이룰 수 있다. 더 구체적으로는, 훈련생은 바닥시스템(100) 위에서 가상현실을 위한 시청각 자극이 제공되는 VR 헤드셋 등을 착용하여 훈련을 수행할 수 있다. 베이스(110)는 훈련이 수행되는 공간의 바닥면을 이룰 수 있고, 슬롯(150)은 베이스(110)의 상면에 소정 깊이로 형성되어 객체부재(200)의 일부와 결합가능하도록 구성될 수 있다. 바닥시스템(100)에는 바닥시스템(100)에 대한 훈련생의 VR 헤드셋의 상대적 위치를 VR 헤드셋이 인식할 수 있게 하는 마커나 센서 등의 감지장치(미도시)가 구비될 수도 있다.
객체부재(200)는 바닥시스템(100)에 탈착가능하게 설치될 수 있다. 객체부재(200)는 베이스(110)에 대해 수직 방향으로 소정 높이 연장되는 부재로서, 벽체 등의 구조물을 모의하는 데 사용될 수 있다. 즉, 훈련생이 상호작용할 수 있는 벽체 등의 구조물이 가상현실 공간(311) 내에 존재하는 경우, 사용자는 바닥시스템(100)의 대응하는 위치에 객체부재(200)를 설치할 수 있다. 그 결과, 가상현실 공간(311) 내에서 훈련생에게 구조물이 존재하는 것으로 시각적으로 인지되는 위치에 실제로 객체부재(200)가 위치하게 되어 훈련생이 받는 가상현실 훈련의 효과가 크게 증가할 수 있게 된다.
입력부(300)는 가상현실 공간(311) 내에 객체(312)의 위치를 지정할 수 있다. 예를 들어, 입력부(300)는 사용자에게 가상현실 공간(311)을 2차원적으로 또는 3차원적으로 표현하는 UI(User Interface)(310)를 제공할 수 있고, 사용자는 UI(310)를 통해 가상현실 공간(311) 내에 하나 이상의 객체(312)를 특정 위치에 배치할 수 있다. 객체(312)는 가상현실 공간(311) 내에서 바닥면으로부터 수직 방향으로 소정 높이 연장되는 가상현실 객체일 수 있다.
입력부(300)가 사용자에게 제공하는 UI(310)는 예를 들어 컴퓨팅장치의 디스플레이를 통해 제공되는 UI일 수 있다. UI(310)는 가상현실 공간(311)을 평면도, 투시도 등의 형태로 묘사할 수 있다. 일부 실시예에서는 입력부(300)가 VR 헤드셋(미도시)과 사용자의 동작을 인식하는 센서를 포함하여 사용자의 입력 자체가 가상현실 공간(311) 내에서 이루어질 수도 있다.
물론, 입력부(300)가 반드시 사용자의 입력에 따라 객체(312)를 배치해야 하는 것은 아니며, 기존에 저장된 패턴 중 하나에 따라 객체(312)를 배치하거나 사전결정된 규칙에 따라 객체(312)의 배치를 위한 패턴을 새로 생성할 수도 있다.
후술되는 바와 같이 바닥시스템(100)에서 객체부재(200)가 설치가능한 위치가 격자 등의 특정 패턴으로 제한된 경우, 입력부(300)에서 지정할 수 있는 제1 위치도 이에 대응하는 패턴으로 제한될 수 있다.
매핑부(400)는 입력부(300)에서 지정한 객체(312)의 위치로부터 바닥시스템(100)에서 객체부재(200)가 설치되어야 하는 위치를 산출할 수 있다. 설명의 편의를 위해 가상현실 공간(311) 내에 배치된 객체(312)의 위치를 제1 위치라 지칭하고 이에 대응하여 객체부재(200)가 설치되어야 하는 위치를 제2 위치라 지칭하기로 한다.
가상현실 공간(311) 내에서 복수 개의 객체(312)가 배치되는 경우 입력부(300)는 복수의 제1 위치 값을 매핑부(400)에 전달할 수 있고, 매핑부(400)는 이에 따라 복수의 제2 위치 값을 산출할 수 있다. 매핑부(400)는 산출된 제2 위치를 출력하여 이를 제어부(500)에 전달할 수 있다. 물론, 별도의 제어부(500)가 구비되지 않은 실시예에서는 산출된 제2 위치가 조명부(600), 바닥시스템(100) 또는 기타 장치로 전달될 수도 있다.
제어부(500)는 매핑부(400)에서 산출한 제2 위치를 바탕으로 가상현실 훈련을 위한 공간의 조성과 관련된 제어 신호를 생성 및 전달할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 본 발명의 제1 실시예에서는 제어부(500)가 조명부(600)에 제어 신호를 전송하면, 조명부(600)는 제2 위치에 대응하는 조명등(160)으로부터 가시광을 조사할 수 있다.
물론, 입력부(300), 매핑부(400) 및 제어부(500)가 반드시 별도의 구성요소로 구현될 필요는 없으며, 이들 중 하나 이상은 하나의 컴퓨팅장치(550) 내에 통합된 형태로 구현될 수 있다.
조명부(600)는 하나 이상의 조명등(160)을 포함할 수 있으며, 제어부(500)로부터 수신된 제어 신호 또는 매핑부(400)로부터 수신된 제2 위치 관련 정보를 기초로 상기 제2 위치에 대응하는 조명등(160)을 점등시킬 수 있다. 제2 위치에 대응하는 조명등(160)이 점등하여 가시광을 조사하는 상태에서, 객체부재(200)가 수동으로 또는 자동으로 바닥시스템(100)에 설치될 수 있다.
객체부재(200)가 수동으로 설치되는 경우, 사용자는 조명등(160)의 점등을 통해 객체부재(200)가 바닥시스템(100)에 설치되어야 하는 위치를 쉽게 파악할 수 있다. 객체부재(200)가 자동으로 설치되는 경우, 객체부재(200)의 설치 전에 사용자가 켜진 조명등(160)을 확인하여 객체부재(200)의 배치가 바람직한지 확인한 후 객체부재(200)의 설치를 진행하게 할 수도 있고, 사용자의 확인과 무관하게 자동으로 설치될 수도 있다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 바닥유닛(120)을 예시적으로 나타내는 사시도이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 바닥유닛(120) 및 이에 결합된 객체부재(200)를 예시적으로 나타내는 사시도이다.
도 2와 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 가상현실 훈련 시스템(1000)에서 바닥시스템(100)은 베이스(110)와 바닥유닛(120)을 포함할 수 있다. 바닥유닛(120)은 슬롯(150)을 포함할 수 있으며, 복수 개의 바닥유닛(120)이 하나의 베이스(110)에 형성된 홈에 설치되거나 독립된 복수 개의 베이스(110) 사이사이에 결합될 수 있다.
바닥시스템(100)은 예를 들어 격자 형태로 형성될 수 있고(도 4 참조), 각각의 바닥유닛(120)은 상기 격자의 한 사각형의 일측 변에 대응할 수 있다. 즉, 복수 개의 바닥유닛(120)은 슬롯(150)들이 서로 직교하는 방향으로 격자를 이루도록 배치될 수 있다. 이 경우, 매핑부(400)에서 특정하는 제2 위치는 각각 하나의 바닥유닛(120)에 대응할 수 있다. 4개의 바닥유닛(120)의 중심에는 슬롯(150)들을 양방향으로 이어주는 십자형태의 슬롯이 구비될 수 있는데, 이는 베이스(110)에 형성될 수도 있고 별도의 연결부재(미도시)에 형성될 수도 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 바닥유닛(120)은 슬롯(150)을 내측에 형성하는 본체(130)를 포함할 수 있다. 본체(130)는 전술한 바와 같이 바닥시스템(100)의 격자에서 한 사각형의 일측 변에 대응하는 길이로 연장될 수 있다. 슬롯(150)은 객체부재(200)의 설치를 위해 본체(130)의 상면으로 개방될 수 있고, 복수의 바닥유닛(120)의 슬롯(150)이 서로 연결되도록 양단부로 개방될 수 있다.
객체부재(200)는 그 상부가 바닥유닛(120) 위로 소정 높이까지 연장되도록 구성될 수 있고, 그 하부에는 슬롯(150)에 삽입되는 고정부(250)를 포함할 수 있다. 객체부재(200)는 고정부(250)가 슬롯(150)에 삽입됨에 따라 바닥시스템(100)에 설치될 수 있다. 복수의 슬롯(150)이 서로 연결된 경우, 연결된 슬롯(150)들은 바닥시스템(100) 가장자리의 측면까지 이어질 수 있고, 내측에 위치한 바닥유닛(120)에 객체부재(200)를 설치하기 위해서는 바닥시스템(100)의 가장자리의 측면으로 개방된 슬롯(150)에 객체부재(200)의 고정부(250)를 삽입할 수 있다.
바닥유닛(120)의 슬롯(150)은 그 상부(152)의 폭이 하부(154)의 폭보다 좁게 형성될 수 있고, 이에 대응하여 객체부재(200)의 고정부(250) 역시 그 상부(252)의 두께가 하부(254)의 두께보다 좁을 수 있다. 이 경우, 객체부재(200)는 슬롯(150)의 개방된 단부를 통해 슬롯(150)의 연장 방향을 따라 슬라이딩에 의해 삽입될 수 있다. 도 3에서와 같이 고정부(250)의 하부(254)의 두께가 슬로(150)의 상부(152)의 폭보다 크므로, 객체부재(200)가 슬롯(150)으로부터 상하방향으로 이탈하는 것이 방지된다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 객체부재(200)에 바퀴(208, 258)를 형성하여 객체부재(200)와 슬롯(150) 사이의 마찰력을 감소시킬 수 있다. 도 3에 도시된 예에서는 객체부재(200)가 바닥유닛(120)의 상면에 접촉하는 부분에도 바퀴(208)가 형성되어 있고, 고정부(250)의 하면(256)에도 바퀴(258)가 형성되어 있다.
도시되지 않은 일실시예에서는 슬롯(150)의 하부(154)에 여유 공간을 두고 객체부재(200)의 바퀴(208, 258)가 하측으로 돌출되는 정도를 조절할 수 있는(즉, 바퀴(208, 258)를 기준으로 나머지 부분이 상측으로 이동하게 할 수 있는) 레버 등을 객체부재(200)에 구비할 수 있다. 예를 들어, 레버를 내리면 바퀴(208, 258)만이 바닥유닛(120)에 접촉하고 레버를 올리면 고정부(250)의 하면(256)이 슬롯(150)의 바닥면(158)에 접촉하도록 하여 필요에 따라 객체부재(200)와 바닥유닛(120) 사이의 마찰력을 조절할 수 있다.
물론, 바퀴(208, 258)를 이용하는 방법 외에도 객체부재(200)와 슬롯(150) 사이의 마찰력을 감소시키거나 마찰력을 조절하기 위한 여러 가지 다른 방법이 사용될 수 있다. 여기에는 객체부재(200)를 원하는 위치에 설치한 후 객체부재(200)를 고정하기 위한 다양한 잠금장치가 함께 적용될 수도 있다.
구체적으로 도시되지는 않았으나, 객체부재(200) 중 고정부(250) 이외의 부분, 즉 바닥시스템(100) 위로 연장되는 부분에는 인접한 객체부재(200)를 결합하기 위한 결합부가 형성될 수 있다. 바닥유닛(120)이 격자 패턴을 따라 가로세로 방향으로 배치되는 경우 길이 방향으로 인접한 바닥유닛(120) 사이에는 바닥유닛(120)의 폭에 대응하는 간격(즉, 전술한 십자 형태의 슬롯이 구비되는 부분)이 있을 것이다. 따라서 각각의 객체부재(200)가 바닥유닛(120)의 길이에 대응하는 길이로 형성되는 경우, 인접한 객체부재(200) 사이에도 간격이 생길 수 있다.
객체부재(200)의 양측 단부에 형성된 결합부는 예를 들어 인접한 객체부재(200)를 향해 연장되어 연결되는 형태로 구현될 수 있고, 이는 인접한 객체부재(200)가 서로를 구조적으로 지지하는 역할을 할 수 있다. 또 다른 예로서, 결합부가 평상시에는 단부에 접혀진 상태로 있다가 필요시에는 인접한 객체부재(200)를 향해 펼쳐지는 형태로 구현될 수도 있는데, 이는 구조적으로 지지하지는 않더라도 인접한 객체부재(200) 사이의 간격을 메워 끊이지 않는 평면을 이루는 역할을 할 수 있다. 또 다른 예로서, 결합부는 삼각 형상의 단면으로 객체부재(200) 사이 간격의 절반까지 연장되는 형태로 구현될 수도 있다. 이 경우 한 점을 중심으로 4개의 객체부재(200)가 서로 인접하게 설치되더라도 서로 방해받지 않고 설치될 수 있다.
물론, 객체부재(200) 사이의 간격이 각 객체부재(200)의 길이에 비해 매우 작은 경우 객체부재(200) 사이의 간격을 메우지 않은 채 놔두어도 가상현실 훈련에 큰 지장을 미치지 않을 수 있다.
바닥유닛(120)은 하나의 또는 복수의 조명등(160)을 구비할 수 있고, 이는 제어부(500)로부터 수신된 제어 신호 또는 매핑부(400)로부터 수신된 제2 위치 관련 정보를 기초로 작동할 수 있다. 관점에 따라 조명등(160)을 조명부(600)의 일부로 볼 수도 있고 바닥시스템(100) 또는 바닥유닛(120)의 일부로 볼 수도 있다.
조명등(160)은 바닥유닛(120)의 상면에 구비될 수도 있고, 슬롯(150) 내부에 구비될 수도 있다. 조명등(160)이 슬롯(150) 내부에 배치되면, 조명등(160)이 가시광을 조사할 때 가시광이 슬롯(150)의 내면에 반사되면서 슬롯(150) 전체로부터 가시광이 조사되는 듯한 효과를 연출할 수 있다. 조명등(160)을 슬롯(150)의 상부(152)에 구비하면 조명등(160)에서 조사되는 가시광 중 슬롯(150) 외부로 방사되는 비율을 더 높게 할 수 있다.
입력부(300)에서 지정된 제1 위치에 따라 제2 위치가 산출되면 제2 위치에 대응하는 조명등(160)은, 즉 제2 위치에 대응하는 바닥유닛(120)의 조명등(160)은 작동하여 가시광을 조사할 수 있고, 객체부재(200)가 수동으로 또는 자동으로 바닥시스템(100)에 설치될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 특정 바닥유닛(120)이 객체부재(200)의 설치가 요구되는 제2 위치에 대응하는 것으로 판단되면, 해당 바닥유닛(120)에 구비된 조명등(160)이 가시광을 조사할 수 있고, 객체부재(200)가 수동으로 또는 자동으로 해당 바닥유닛(120)에 설치될 수 있다.
객체부재(200)는 전술한 바와 같이 슬롯(150)의 개방된 단부를 통해 삽입될 수 있으며, 조명등(160)이 켜진 바닥유닛(120)에 객체부재(200)가 설치되면 객체부재(200)가 조명등(160)의 광을 차단하여 가시광이 외부로 노출되지 않도록 할 수 있다. 이로써 조명등(160)은 객체부재(200)의 설치가 요구되지만 아직 설치되지 않은 위치를 표시하는 기능도 하게 된다. 객체부재(200)가 모두 올바른 위치에 설치된 후에는, 조명부(600)가 사용자의 조작 또는 제어부(500)의 신호에 따라 조명등(160)을 소등할 수 있다.
바닥유닛(120)은 센서(180; 도 8 참조)를 포함할 수도 있다. 센서(180)는 해당 바닥유닛(120)의 슬롯(150)에 객체부재(200)가 올바로 설치되었는지 여부를 감지하도록 구성될 수 있다. 센서(180)는 다양한 방법을 이용하여 객체부재(200)를 감지할 수 있다. 예를 들어, 객체부재(200)는 고정부(250)에 별도의 표식부(280; 도 8 참조)를 포함할 수 있고, 객체부재(200)가 올바른 위치에 배치되면 센서(180)가 표식부(280)를 감지하게 할 수 있다. 또 다른 예에서는 센서(180)가 조명등(160)을 대향하는 감광 센서로 구현될 수 있고, 객체부재(200)가 슬롯(150)에 설치되면 고정부(250)가 조명등(160)이 조사하는 가시광을 차단하게 하여 센서(180)가 감지되는 광량의 감소를 기반으로 객체부재(200)의 존재 여부를 감지할 수 있다. 센서(180)가 객체부재(200)를 감지하면 해당 바닥유닛(120)의 조명등(160)이 조사하는 가시광의 밝기, 색상 등이 변경될 수도 있고, 조명등(160)이 소등될 수도 있다.
위에 제시된 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 사용자는 가상현실 공간(311) 내에 하나 이상의 객체(312)를 배치할 수 있고, 이에 대응하는 위치가 바닥시스템(100)에도 표시되도록 하여 객체부재(200)가 설치되어야 할 위치가 특정되게 할 수 있다. 그 결과, 훈련생이 가상현실 훈련을 수행할 때 가상현실 공간(311) 내의 객체(312)와 상호작용하는 경험을 모의할 수 있게 되며, 훈련의 효과를 크게 증가시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 가상현실 훈련 시스템(2000)에서 바닥시스템(100)에 객체부재(200)가 설치된 모습을 예시적으로 나타내는 사시도이고, 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 가상현실 훈련 시스템(2000)의 로딩장치(700)를 예시적으로 나타내는 사시도이다. 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 가상현실 훈련 시스템(2000)을 예시적으로 나타내는 개념도이고, 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 가상현실 훈련 시스템(2000)의 입력부(300)에서 제공하는 UI(310)를 예시적으로 나타내는 도면이며, 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 바닥유닛(120) 및 이에 결합된 객체부재(200)를 예시적으로 나타내는 단면도이다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 가상현실 훈련 시스템(2000)은 제1 실시예에 따른 가상현실 훈련 시스템(1000)과 많은 공통점을 가지며, 이러한 공통점 중 일부는 도면 및 설명에 생략되어 있다.
도 4 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 가상현실 훈련 시스템(2000)은 바닥시스템(100), 객체부재(200), 입력부(300), 매핑부(400), 제어부(500) 및 로딩장치(700)를 포함할 수 있다. 다만, 도 6에는 입력부(300), 매핑부(400) 및 제어부(500)가 하나의 컴퓨팅장치(550) 내에 통합된 것으로 묘사되어 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 가상현실 훈련 시스템(2000)은 전술한 제1 실시예에 따른 가상현실 훈련 시스템(1000)과 유사하되, 입력부(300)가 제1 위치를 지정한 후 매핑부(400)가 이에 대응하는 제2 위치를 산출하면, 제어부(500)는 제2 위치에 대응하는 조명등(160)이 점등되도록 제어 신호를 보내는 동시에, 복수의 객체부재(200)의 설치 순서를 판단한 후 이들을 자동으로 해당 제2 위치로 이동시킬 수 있다.
도 4를 참조하면, 바닥시스템(100)의 가장자리에는 로딩장치(700)가 배치될 수 있다. 로딩장치(700)는 바닥시스템(100)의 가장자리를 따라 연장되는 가이드레일(710)을 따라 이동하도록 구성되며, 바닥시스템(100)과 보관랙(720) 사이에 위치할 수 있다. 보관랙(720)은 설치 이전의 객체부재(200)를 보관할 수 있다.
바닥시스템(100)의 가장자리에 배치된 바닥유닛(120)은 그 슬롯(150)이 바닥시스템(100) 가장자리의 측면으로 개방될 수 있으며, 로딩장치(700)는 보관랙(720)으로부터 객체부재(200)를 인출하여 해당 객체부재(200)가 설치되어야 하는 제2 위치의 슬롯(150)에 도달할 수 있는 위치의 가장자리 슬롯에 객체부재(200)를 삽입할 수 있다.
도 5를 참조하면, 로딩장치(700)에는 바닥유닛(120)의 슬롯(150)과 동일 또는 유사한 형상을 가진 슬롯(750)이 형성될 수 있다. 보관랙(720) 또는 로딩장치(700)에는 보관랙(720)에 보관중인 객체부재(200)를 로딩장치(700)의 슬롯(750)에 삽입시키는 별도의 구조가 구비될 수 있다. 로딩장치(700) 상에 객체부재(200)가 인출되면, 로딩장치(700)는 가이드레일(710)을 따라 바닥시스템(100)의 필요한 위치로 이동하되, 로딩장치(700)의 슬롯(750)이 해당 위치의 바닥유닛(120)의 슬롯(150)과 정렬되게 할 수 있다. 이어서 로딩장치(700)는 객체부재(200)를 바닥유닛(120)의 슬롯(150)으로 이동시킬 수 있고, 객체부재(200)가 최종 위치(제2 위치)에 도달하기까지의 각 바닥유닛(120)의 구동부(140)는 객체부재(200)를 이동시킬 수 있다. 이를 위한 로딩장치(700) 및 바닥유닛(120)의 구조에 대해서는 이후 더 자세히 설명하기로 한다.
도 4에서와 같이 로딩장치(700)는 바닥시스템(100)의 인접한 2개의 가장자리 혹은 그 이상의 가장자리에 각각 배치될 수 있다. 제어부(500)는 객체부재(200)의 설치 순서를 판단할 수 있는데, 일반적으로 로딩장치(700)로부터의 거리가 먼 곳부터 객체부재(200)를 설치함으로써 다른 객체부재(200)의 설치가 방해받지 않도록 할 수 있을 것이다. 도 4에는 직선으로 배치된 가이드레일(710)을 따라 이동하는 2개의 로딩장치(700)가 도시되어 있으나, 가이드레일(710)이 서로 연결되고 1개의 로딩장치(700)만 구비되는 구성도 가능하며, 3개 또는 4개의 로딩장치(700)가 서로 다른 가장자리에 배치되는 구성도 가능하다.
도 6을 참조하면, 사용자는 입력부(300)에서 제공하는 UI(310)를 통해 가상현실 공간(311) 내에 객체(312)를 배치할 수 있다. 본 발명의 제1 및 제2 실시예에서와 같이 바닥시스템(100)에 객체부재(200)를 배치할 수 있는 영역이 격자 형태로 구현된 경우, 가상현실 공간(311) 내에 객체(312)를 배치할 수 있는 영역 역시 격자 형태로 제한될 수 있으며, 바닥시스템(100)의 격자와 동일한 격자가 사용될 수 있다.
격자 패턴 내에서 객체(312)가 배치될 수 있는 위치를 지정하는 방법에는 다양한 방법이 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 6에서는 격자의 각 선 및 선 사이의 구간 각각에 기호 및 숫자가 부여되어 있다. 즉, 도 6에 도시된 예에서 UI(310)에 표시된 가상현실 공간(311) 내의 객체(312) 중 좌측 하단에 배치된 일련의 객체는 A4, C4, E4, G4, I4, K4로 식별되는 위치에 연속으로 설치되어 하나의 벽체를 이루고 있다. 도 6의 좌측에 묘사된 바닥시스템(100)에서는 UI(310)의 M10~AE10로 지정된 제1 위치에 해당하는 제2 위치에 아직 객체부재(200)가 설치되지 않아 이에 대응하는 바닥유닛(120)의 조명등(160)이 점등된 상태이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에서 사용할 수 있는 UI(310)의 일례를 나타내고 있다. 도시된 바와 같이 UI(310)는 가상현실 공간(311) 및 배치된 객체(312)들을 3차원적 공간으로 모의하여 나타낼 수 있다. UI(310)는 사용자의 편의를 위해 가상현실 공간(311)을 3차원적 공간으로 표현하는 모드와 2차원적으로 표현하는 모드를 함께 제공하할 수도 있다. 전술한 바와 같이, UI(310)는 VR 헤드셋 및 동작 인식 센서를 통해 제공될 수도 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, UI(310)에는 바닥시스템(100)의 격자에 대응하는 격자가 표시될 수 있고, 사용자가 객체(312)를 배치하는 영역도 해당 격자로 한정될 수 있다.
도 7의 우측에 표현된 바와 같이, 객체(312)가 반드시 하나의 유형으로 한정되는 것은 아니며, 여러 가지 유형이 사용될 수 있다. 이러한 경우, 객체(312)를 모의하는 객체부재(200) 역시 복수의 유형으로 구비될 수 있다. 객체부재(200)는 예를 들어 크기, 형상, 질감, 향기 등에 차이를 두어 서로 다른 유형으로 구분할 수 있으며, 입력부(300)의 UI(310)는 사용가능한 객체부재(200)의 유형에 따라 객체(312)의 유형을 다르게 제공하고 각 객체부재(200) 유형의 특성을 반영하여 표시할 수도 있다. 이 경우, 입력부(300)는 제1 위치에 대응하는 객체(312)의 유형을 함께 지정할 수 있고, 매핑부(400)는 제2 위치에 대응하는 객체부재(200)의 유형을 함께 산출할 수 있다.
예를 들어, 객체부재(200)가 유형별로 크기에서 차이를 가진 경우, 유형에 따라 벽체 등의 높이 및/또는 두께가 다를 수 있다. 객체부재(200)가 유형별로 형상에서 차이를 가진 경우, 일부 유형은 벽체 등을 모의하고 일부 유형은 자동차, 가판대 등의 다른 물체를 모의할 수 있다. 객체부재(200)가 유형별로 질감에서 차이를 가진 경우, 유형에 따라 표면조도 등이 다를 수 있다. 객체부재(200)가 유형별로 향기에서 차이를 가진 경우, 가상현실 훈련의 맥락에 따라 연관되는 방향성 물질을 객체부재(200) 표면에 바를 수 있다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 바닥유닛(120) 및 이에 결합된 객체부재(200)를 예시적으로 나타내는 단면도이다. 본 발명의 제1 실시예와 유사하게, 바닥유닛(120)은 상부(152)보다 하부(154)의 폭이 넓은 슬롯(150)을 포함할 수 있고, 여기에는 상부(252)보다 하부(254)의 폭이 넓은 고정부(250)가 삽입될 수 있다. 또한, 객체부재(200)에는 바퀴(208, 258) 등을 구비하여 바닥유닛(120)과 객체부재(200) 사이에 적은 마찰력을 유지할 수 있다. 이로써, 객체부재(200)가 수직 방향으로는 고정되지만, 슬롯(150)의 길이 방향을 따르는 수평 방향으로는 자유로이 이동할 수 있다.
바닥유닛(120)은 구동부(140)를 포함할 수 있는데, 구동부(140)는 객체부재(200)를 이동시키는 역할을 할 수 있다. 구동부(140)는 객체부재(200)의 고정부(250)의 일측 또는 양측에 구비될 수 있고, 모터(미도시)의 구동력에 의해 회전되어 회전되는 방향에 따라 객체부재(200)를 길이 방향으로 이동시킬 수 있다. 구동부(140)는 예를 들어 롤러, 기어, 체인, 컨베이어 벨트 등으로 구현될 수 있으며, 고정부(250)와 구동부(140) 사이의 마찰력이 고정부(250)와 슬롯(150) 나머지 부분의 내측 표면 사이의 마찰력보다 크도록 구현될 수 있다.
바닥유닛(120)는 또한 센서(180)를 포함할 수 있고, 센서(180)는 해당 바닥유닛(120)의 슬롯(150)에 객체부재(200)가 올바로 설치되었는지 여부를 감지하도록 구성될 수 있다. 센서(180)는 전술한 바와 같이 조명등(160)을 대향하는 감광 센서로 구현될 수 있고, 객체부재(200)가 슬롯(150)에 설치되면 고정부(250)가 조명등(160)이 조사하는 가시광을 차단하게 하여 센서(180)가 감지되는 광량의 감소를 기반으로 객체부재(200)의 존재 여부를 감지하도록 할 수 있다.
객체부재(200)는 고정부(250)에 별도의 표식부(280)를 포함할 수 있고, 센서(180)는 표식부(280)를 감지하고 이로부터 정보를 수신할 수 있다. 표식부(280)는 예를 들어 RFID 태그로 구현될 수 있고, 보관랙(720) 또는 로딩장치(700)는 객체부재(200)의 표식부(280)에 정보를 기록하도록 구성될 수 있다.
표식부(280)에는 예를 들어 해당 객체부재(200)의 지정된 위치(제2 위치)에 관한 정보가 기록될 수 있다. 센서(180)는 표식부(280)의 정보를 판독하고 해당 바닥유닛(120)의 위치와 비교할 수 있고, 이와 연계하여 구동부(140)는 객체부재(200)를 해당 슬롯(150) 내에 고정시키거나 객체부재(200)를 특정 방향으로 이동시킬 수 있다. 도 6에 도시된 격자를 예로 들면, H25 위치에 설치되어야 하는 어느 객체부재(200)가 H31 위치의 슬롯에 로딩되면, H31 위치의 센서(180)는 표식부(280)에 기록된 H25 위치에 관한 정보를 판독할 수 있고, 제어부(500)는 이를 현재 위치인 H31 위치와 비교하여 객체부재(200)를 격자의 내측으로 이동시키도록 구동부(140)를 제어할 수 있다. 만약 H25 위치에 설치되어야 하는 객체부재(200)가 H25 위치에 도달할 수 없는 슬롯, 예를 들어 J31 위치의 슬롯에 로딩되었다면, 제어부(500)는 센서(180)를 통해 이를 파악하여 객체부재(200)를 다시 로딩장치(700)의 슬롯(750)으로 이동시킬 수 있다.
객체부재(200)가 복수의 유형으로 구분되는 경우, 각 객체부재(200)의 표식부(280)에는 객체부재(200)의 유형 또는 각 유형을 차별화하는 크기, 형상, 질감, 향기 등의 특성에 관한 정보가 기록될 수 있다. 예를 들어 객체부재(200)들이 제1 높이를 가진 제1 유형 벽체와 제2 높이를 가진 제2 유형 벽체로 구분되고 특정 위치에 제2 유형의 객체부재(200)가 배치되어야 하면, 표식부(280)에는 제2 유형 또는 제2 높이에 관한 정보가 기록될 수 있고, 로딩장치(700)가 객체부재(200)를 인출할 때 제2 유형의 객체부재(200)를 인출할 수 있다. 특정 위치의 바닥유닛(120)에 객체부재(200)가 설치되었으나 지정된 유형이 아닌 경우, 센서부(160)는 이를 감지할 수 있고, 제어부(500)는 필요한 조치를 취하거나 사용자에게 이를 표시할 수 있다. 객체부재(200)가 복수의 유형으로 구분되는 경우, 보관랙(720)은 각 유형별로 따로 구비될 수 있다.
바닥유닛(120)의 슬롯(150)에 구비되는 구동부(140) 및 센서(180)는 로딩장치(700)의 슬롯(750)에도 동일한 또는 유사한 방식으로 구비될 수 있다.
위에 제시된 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 사용자가 가상현실 공간(311) 내에 하나 이상의 객체(312)를 배치한 후 가상현실 훈련 시스템(2000)이 이에 대응하여 자동으로 바닥시스템(100)에 객체부재(200)를 설치할 수 있다. 객체부재(200)는 다양한 유형으로 구비될 수 있고, 사용자는 이를 선택하여 배치할 수 있다. 따라서 UI(310)에서 객체(312)를 복잡한 구성으로 배치하더라도 가상현실 훈련 시스템(2000)은 객체부재(200)를 자동으로 설치할 수 있고, 훈련생은 더 높은 현실감으로 구현된 가상현실 훈련을 수행할 수 있으므로 훈련의 효과를 크게 증가시킬 수 있다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 가상현실 훈련 시스템(3000)을 예시적으로 나타내는 개념도이고, 도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 가상현실 훈련 시스템(3000)의 바닥시스템(100)과 객체부재(200)를 예시적으로 나타내는 사시도이다. 본 발명의 제3 실시예에 따른 가상현실 훈련 시스템(3000)은 제1 및 제2 실시예에 따른 가상현실 훈련 시스템(1000, 2000)과 많은 공통점을 가지며, 이러한 공통점 중 일부는 도면 및 설명에 생략되어 있다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 가상현실 훈련 시스템(3000)은 바닥시스템(100), 객체부재(200), 입력부(300), 매핑부(400), 제어부(500) 및 조명부(600)를 포함할 수 있다. 입력부(300), 매핑부(400) 및 제어부(500)는 하나의 컴퓨팅장치(550) 내에 통합될 수 있다.
객체부재(200)는 바닥시스템(100)에 탈착가능하게 설치되도록 구성될 수 있고, 입력부(300)가 제1 위치를 지정한 후 매핑부(400)가 이에 대응하는 제2 위치를 산출하면, 제어부(500)는 이에 따라 조명부(600)를 제어할 수 있다. 여기서, 조명부(600)는 제1 실시예에서와 같이 제2 위치에 구비된 조명등(160)으로부터 가시광을 조사할 수도 있고, 다른 위치에 구비된 조명등(660)으로부터 제2 위치를 향해 가시광을 조사할 수도 있다.
예를 들어, 도 9를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 가상현실 훈련 시스템(3000)에서 조명부(600)는 바닥시스템(100)의 베이스(110)로부터 소정 높이에 설치된 구조물(610)에 장착되어 제2 위치를 향해 가시광을 조사하도록 구성된 조명등(660)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 실시예에서와 같이 객체부재(200)가 베이스(110)와 만나는 부분이 직선의 형상을 갖는 경우, 조명등(660)이 제2 위치에 조사하는 가시광도 베이스(110)에 직선을 그리도록 구성될 수 있다. 물론, 베이스(110)의 상면에 격자가 그려져 있는 경우에는 조명등(660)이 반드시 직선을 그리며 가시광을 조사하지 않아도 무방하다.
일부 실시예에서는 객체부재(200)가 설치가능한 위치 각각에 조명등(660)이 일대일 대응으로 구비되어 고정된 상태에서 점등 및 소등될 수 있다. 이 경우 각 조명등(660)은 정해진 각도로, 예컨대 수직 하향으로, 고정될 수 있다.
한편, 일부 실시예에서는 조명등(660) 중 적어도 일부가 구조물(610)에 이동가능하게 장착될 수 있다. 이 경우 조명등(660)은 입력부(300)의 UI(310)에서 허용하는 객체(312)의 최대수에 대응하는 수로 구비될 수 있고, 매핑부(400)에서 상기 최대수 이하의 개수로 제2 위치를 산출하면, 조명부(600)는 조명등(660)들이 제2 위치를 향해 가시광을 조사하게 할 수 있다. 조명등(660)이 이동가능하다 함은 조명등(660)이 구조물(610) 상에서 별도의 구동부(640)에 의해 평행이동하는 경우를 포함함은 물론, 조명등(660)이 특정 위치를 향하도록 각도를 회전하는 경우도 포함하는 개념이다. 일부 실시예는 고정된 조명등과 이동가능하게 장착된 조명등을 조합하여 사용할 수도 있다.
조명등(660)이 제2 위치에 가시광을 조사하는 상태에서, 객체부재(200)가 수동으로 또는 자동으로 바닥시스템(100)에 설치될 수 있다.
바닥시스템(100)에 객체부재(200)를 결합하기 위해, 전술한 제1 및 제2 실시예에서와 같이 바닥시스템(100)의 베이스(110)에 슬롯(150)을 구비하고 객체부재(200)에 고정부(250)를 형성하는 방법을 사용할 수 있지만, 그 외에도 다양한 결합구조를 베이스(110) 및 객체부재(200)에 적용할 수 있다.
예를 들어, 베이스(110)에 수많은 작은 홈(미도시)을 형성하고, 객체부재(200)의 하부에는 상기 홈에 대응하는 복수의 핀(미도시)을 형성할 수 있다. 베이스(110)에 형성된 홈은 베이스(110) 위를 걷는 사람의 걸음을 방해하지 않을 정도의 작은 크기로 형성될 수 있고, 객체부재(200)의 핀은 객체부재(200)를 충분한 강도로 고정시킬 정도의 강도, 직경 및 길이로 형성될 수 있다. 이와 같은 구성에 따르면 격자와 같은 특정 패턴의 슬롯을 사용하는 경우에 비해 객체부재(200)의 형상을 더 높은 자유도로 구성할 수 있다는 장점이 있어 맞춤형 형상이 가능하며, 조명부(600)가 이동가능한 조명등(660)을 포함하는 경우 조명부(600)가 조사하는 가시광도 이에 따라 맞춤형 형상으로 조사할 수 있다. 입력부(300)의 UI(310)는 사용가능한 객체부재(200)의 형상과 동일 또는 유사한 형상의 객체(312)를 사용자가 배치할 수 있도록 허용할 수 있다.
도 10에는 바닥시스템(100)에 객체부재(200)를 결합하기 위한 또 다른 구조가 도시되어 있다. 도 10을 참조하면, 바닥시스템(100)에서는 베이스(110)의 상면에 개폐가능한 함몰부(174)가 형성될 수 있고, 객체부재(200)에서는 그 하면에 함몰부(174)에 삽입되는 파일부(274)가 형성될 수 있다. 함몰부(174)는 평상시에는 폐쇄되어 베이스(110) 위를 걷는 사람의 걸음을 방해하지 않게 할 수 있다.
매핑부(400)에서 제2 위치를 산출하면, 제어부(500)는 조명부(600)가 가시광으로써 제2 위치를 표시하게 하는 동시에, 바닥시스템(100)이 해당 위치의 함몰부(174)를 개방하게 하는 제어 신호를 전달할 수 있다. 필요한 위치에서 함몰부(174)가 개방된 상태에서, 객체부재(200)의 파일부(274)가 수동으로 또는 자동으로 바닥시스템(100)의 함몰부(174)에 삽입될 수 있다.
도시되지 않은 실시예에서는, 바닥시스템(100)이 베이스(110)의 상면 이하의 높이로부터 상면 위의 소정 높이까지의 범위 내에서 상하 방향으로 이동가능한 복수의 돌출부(미도시)를 포함하고, 객체부재(200)는 그 하면에 상기 돌출부가 삽입되는 수용부(미도시)를 포함할 수 있다. 돌출부(미도시)는 평상시에는 베이스(110)의 상면 이하에 위치하여 베이스(110) 위를 걷는 사람의 걸음을 방해하지 않게 할 수 있다.
매핑부(400)에서 제2 위치를 산출하면, 제어부(500)는 조명부(600)가 가시광으로써 제2 위치를 표시하게 하는 동시에, 바닥시스템(100)이 해당 위치의 돌출부(미도시)를 상향으로 이동하게 하는 제어 신호를 전달할 수 있다. 필요한 위치에서 돌출부가 돌출된 상태에서, 객체부재(200)의 수용부에 돌출부가 삽입되도록 객체부재(200)가 수동으로 또는 자동으로 바닥시스템(100)에 설치될 수 있다.
함몰부(174) 또는 돌출부가 형성된 위치는 실질적으로 격자 패턴에 대응할 수 있다. 이러한 격자 패턴은 베이스(110)의 상면에 표시될 수도 있지만 표시되지 않아도 무방하다. 여기서, 함몰부(174) 또는 돌출부가 형성된 위치가 격자 패턴을 따르더라도 객체부재(200)가 반드시 격자 패턴을 따르는 배치로 설치되어야 하는 것은 아니며, 객체부재(200)의 파일부(274) 또는 수용부가 함몰부(174) 또는 돌출부에 결합될 수 있는 한도 내에서 객체부재(200)는 다양한 위치에 다양한 각도로 설치될 수 있다.
전술한 홈 및 핀의 결합구조에서는 베이스(110) 위를 걷는 사람의 걸음에 지장을 주지 않기 위해 홈의 크기가 제한되고, 이에 따라 핀의 직경이 제한되며, 결국 객체부재(200)의 결합 강도가 제한될 수 있다. 이에 반해 함몰부(174)와 파일부(274)의 결합구조 또는 돌출부와 수용부의 결합구조에서는 파일부(274) 또는 돌출부의 직경이 제한되지 않으므로 필요한 결합 강도를 용이하게 구현할 수 있다는 장점이 있다.
도 10을 참조하면, 객체부재(200)는 일측 단부에 결합돌기(221)를 포함하고 타측 단부에 결합홈(222)을 포함할 수 있다. 이는 인접한 객체부재(200)가 설치될 때 서로 결합되게 하기 위함이다. 본 발명의 제1 및 제2 실시예에서와 같이 홈(150)이 형성된 바닥유닛(120)을 베이스(110)에 설치하는 경우 같은 방향으로 연장되는 인접한 두 바닥유닛(120) 사이에는 간격(전술한 십자 형태의 슬롯이 구비되는 부분)이 형성되는데, 이로 인해 두 인접한 바닥유닛(120)에 설치되는 객체부재(200) 사이에도 간격이 형성될 수 있다. 이와는 달리 본 발명의 제3 실시예에서와 같이 바닥유닛(120)을 사용하지 않는 경우에는 인접한 객체부재(200) 사이에 간격이 형성되지 않으므로, 결합돌기(221)와 결합홈(222)을 이용하여 단순한 방법으로 이들을 서로 연결할 수 있다. 객체부재(200) 양단부의 결합부는 복수의 객체부재(200)가 서로 다른 각도로 만나는 경우를 감안하여 서로 다르게 형성될 수도 있다.
위에 제시된 본 발명의 제3 실시예에 따르면, 사용자는 가상현실 공간(311) 내에 하나 이상의 객체(312)를 배치할 수 있고, 이에 대응하는 위치가 바닥시스템(100)에도 표시되도록 하여 객체부재(200)가 설치되어야 할 위치가 특정되게 할 수 있다. 본 발명의 제3 실시예에 따른 가상현실 훈련 시스템(3000)은 더 높은 자유도로 객체(312)를 배치할 수 있게 하면서도 베이스(110) 위를 걷는 사람의 걸음을 방해하지 않게 할 수 있다. 결국, 본 발명의 제3 실시예에 따른 가상현실 훈련 시스템(3000)은 현저히 높은 자유도로 훈련장을 조성할 수 있게 하여 가능한 훈련의 범위를 크게 증가시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 일 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (20)

  1. 소정 길이 및 너비를 가진 베이스를 포함하는 바닥시스템;
    상기 바닥시스템에 탈착가능하게 설치되도록 구성된 객체부재;
    상기 바닥시스템의 길이 및 너비 이하의 길이 및 너비를 가진 가상현실 공간 내에 객체의 위치에 해당하는 제1 위치를 지정하도록 구성된 입력부;
    상기 바닥시스템에서 상기 가상현실 공간 내의 상기 제1 위치에 대응하는 위치로서 상기 객체부재가 설치되어야 하는 제2 위치를 산출하여 출력하는 매핑부를 포함하되,
    상기 바닥시스템은 상기 베이스에 형성된 복수의 슬롯을 포함하고,
    상기 객체부재는 상기 슬롯에 삽입되는 고정부를 포함하여 상기 슬롯을 따라 이동가능하도록 설치되고,
    상기 바닥시스템은 상기 복수의 슬롯 각각의 내측에 구비되어 해당 슬롯에 상기 객체부재가 설치되었는지 여부를 감지하도록 구성된 센서를 더 포함하며,
    상기 객체부재는 표식부를 포함하고,
    상기 센서는 상기 표식부를 통해 상기 객체부재의 유형, 크기, 식별번호 및 지정위치 중 적어도 하나를 식별하는 것을 특징으로 하는 가상현실 훈련 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 위치를 향해 가시광을 조사하거나 상기 제2 위치로부터 광을 조사하는 조명부를 더 포함하는 가상현실 훈련 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 조명부는 상기 베이스로부터 소정 높이에 설치되어 상기 제2 위치를 향해 상기 가시광을 조사하도록 구성된 조명등을 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실 훈련 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 조명등 중 적어도 일부는 상기 베이스로부터 소정 높이에 설치된 구조물에 이동가능하게 장착되어 상기 제2 위치를 향해 상기 가시광을 조사할 수 있는 위치로 이동한 후 상기 가시광을 조사하는 것을 특징으로 하는 가상현실 훈련 시스템.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 바닥시스템은 상기 베이스에 형성된 복수의 슬롯을 더 포함하고,
    상기 조명부는 상기 복수의 슬롯의 내측에 장착된 조명등을 포함하며,
    상기 조명부는 상기 제2 위치에 해당하는 조명등으로부터 상기 가시광을 조사하는 것을 특징으로 하는 가상현실 훈련 시스템.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 객체부재는 크기, 형상, 질감, 향기 중 적어도 하나가 서로 다른 복수의 유형을 포함하고,
    상기 입력부는 상기 제1 위치에 대응하는 상기 객체의 유형을 함께 지정하고,
    상기 매핑부는 상기 제2 위치에 대응하는 상기 객체부재의 유형을 함께 산출하며,
    상기 조명부는 상기 객체부재의 유형에 따라 상기 가시광의 색을 다르게 하는 것을 특징으로 하는 가상현실 훈련 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 바닥시스템은 상기 베이스의 상면 이하의 높이로부터 상기 상면 위의 소정 높이까지의 범위 내에서 상하 방향으로 이동가능한 복수의 돌출부 또는 상기 상면에 개폐가능하게 형성된 함몰부를 더 포함하고,
    상기 객체부재는 상기 돌출부가 삽입되는 수용부 또는 상기 함몰부에 삽입되는 파일부를 포함하고,
    상기 바닥시스템은 수신된 제어신호에 따라 상기 제2 위치에서 상기 돌출부를 상향 이동시키거나 상기 함몰부를 개방하는 것을 특징으로 하는 가상현실 훈련 시스템.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 바닥시스템은 상기 슬롯의 내측에 구비되어 상기 슬롯을 따라 상기 객체부재를 이동시키도록 구성된 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실 훈련 시스템.
  12. 소정 길이 및 너비를 가진 베이스를 포함하는 바닥시스템;
    상기 바닥시스템에 탈착가능하게 설치되도록 구성된 객체부재;
    상기 바닥시스템의 길이 및 너비 이하의 길이 및 너비를 가진 가상현실 공간 내에 객체의 위치에 해당하는 제1 위치를 지정하도록 구성된 입력부;
    상기 바닥시스템에서 상기 가상현실 공간 내의 상기 제1 위치에 대응하는 위치로서 상기 객체부재가 설치되어야 하는 제2 위치를 산출하여 출력하는 매핑부를 포함하되,
    상기 바닥시스템은 상기 베이스에 형성된 복수의 슬롯을 포함하고,
    상기 객체부재는 상기 슬롯에 삽입되는 고정부를 포함하여 상기 슬롯을 따라 이동가능하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 가상현실 훈련 시스템.
    상기 바닥시스템은 상기 슬롯의 내측에 구비되어 상기 슬롯을 따라 상기 객체부재를 이동시키도록 구성된 구동부를 더 포함하고,
    상기 바닥시스템의 가장자리에 인접하게 배치된 로딩 장치를 더 포함하되,
    상기 복수의 슬롯은 상기 가장자리에서 상기 바닥시스템의 측면으로 개방되고,
    상기 로딩 장치는 상기 복수의 슬롯 중 상기 제2 위치에 대응하는 슬롯의 개방된 측면으로 상기 객체부재의 고정부를 삽입하도록 구성된 것을 특징으로 하는 가상현실 훈련 시스템.
  13. 소정 길이 및 너비를 가진 베이스를 포함하는 바닥시스템;
    상기 바닥시스템에 탈착가능하게 설치되도록 구성된 객체부재;
    상기 바닥시스템의 길이 및 너비 이하의 길이 및 너비를 가진 가상현실 공간 내에 객체의 위치에 해당하는 제1 위치를 지정하도록 구성된 입력부;
    상기 바닥시스템에서 상기 가상현실 공간 내의 상기 제1 위치에 대응하는 위치로서 상기 객체부재가 설치되어야 하는 제2 위치를 산출하여 출력하는 매핑부를 포함하되,
    상기 바닥시스템은 상기 베이스에 형성된 복수의 슬롯을 포함하고,
    상기 객체부재는 상기 슬롯에 삽입되는 고정부를 포함하여 상기 슬롯을 따라 이동가능하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 가상현실 훈련 시스템.
    상기 바닥시스템은 상기 슬롯의 내측에 구비되어 상기 슬롯을 따라 상기 객체부재를 이동시키도록 구성된 구동부를 더 포함하고,
    상기 객체부재는 양측 가장자리에 결합부를 포함하여 인접한 복수의 객체부재 사이의 간격을 적어도 부분적으로 이어주도록 구성된 것을 특징으로 하는 가상현실 훈련 시스템.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력부는 상기 가상현실 공간을 2차원적으로 또는 3차원적으로 표현하는 UI를 제공하고 사용자의 입력에 따라 상기 제1 위치를 지정하는 것을 특징으로 하는 가상현실 훈련 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 UI는 상기 사용자가 착용하는 VR 헤드셋을 통해 제공되는 것을 특징으로 하는 가상현실 훈련 시스템.
  16. 삭제
  17. 가상현실 훈련 시스템의 바닥시스템을 위한 바닥유닛으로서,
    상기 바닥시스템의 격자 단위에 대응하는 길이로 일방향을 따라 연장되되 상면 및 양단부로 개방된 슬롯을 내측에 형성하는 본체; 및
    상기 슬롯 내부에 설치된 조명등을 포함하되,
    상기 슬롯의 상부는 하부에 비해 더 좁은 폭을 가지되,
    상기 슬롯 내부에 회전가능하게 설치되어 상기 슬롯에 삽입되는 객체부재를 지지하도록 구성된 롤러를 더 포함하는 바닥유닛.
  18. 가상현실 훈련 시스템의 바닥시스템을 위한 바닥유닛으로서,
    상기 바닥시스템의 격자 단위에 대응하는 길이로 일방향을 따라 연장되되 상면 및 양단부로 개방된 슬롯을 내측에 형성하는 본체; 및
    상기 슬롯 내부에 설치된 조명등을 포함하되,
    상기 슬롯의 상부는 하부에 비해 더 좁은 폭을 가지되,
    상기 슬롯의 내측에 구비되어 상기 슬롯에 삽입되는 객체부재를 이동시키도록 구성된 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥유닛.
  19. 가상현실 훈련 시스템의 바닥시스템을 위한 바닥유닛으로서,
    상기 바닥시스템의 격자 단위에 대응하는 길이로 일방향을 따라 연장되되 상면 및 양단부로 개방된 슬롯을 내측에 형성하는 본체; 및
    상기 슬롯 내부에 설치된 조명등을 포함하되,
    상기 슬롯의 상부는 하부에 비해 더 좁은 폭을 가지되,
    상기 슬롯에 삽입되는 객체부재를 감지하도록 구성된 센서를 더 포함하는 바닥유닛.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 센서는 상기 조명등의 광을 감지하도록 구성되고,
    상기 슬롯에 객체부재가 삽입되는 경우 상기 객체부재는 상기 센서에 도달하는 상기 조명등의 광을 차단하며,
    상기 센서는 감지되는 광량의 감소를 기반으로 상기 객체부재의 존재 여부 감지하는 것을 특징으로 하는 바닥유닛.
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