KR102472579B1 - Motion capture system for virtual fire fighting and motion capture method using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 모션 캡쳐 시스템은 대상체에 배치되며, 복수의 마커를 포함하는 제1 위치 트래커; 소방도구 프로파일에 배치되며, 복수의 마커를 포함하는 제2 위치 트래커; 및 상기 제1 위치 트래커 및 상기 제2 위치 트래커에 대응하는 빛을 감지하여 생성된 트래킹 정보에 기초하여 상기 제1 위치 트래커에 대응하는 제1 강체 및 상기 제2 위치 트래커에 대응하는 제2 강체의 모션 정보를 산출하며, 상기 제1 강체 및 상기 제2 강체의 모션 정보에 기초하여 상기 대상체에 대응하는 제1 가상 객체와 상기 소방도구 프로파일에 대응하는 제2 가상 객체의 충돌 여부를 판단하고, 상기 충돌 여부의 판단 결과에 기초하여 상기 제1 가상 객체와 상기 제2 가상 객체의 모션을 구현하는 모션 캡쳐 장치;를 포함하고, 상기 소방도구 프로파일은, 대응하는 소방도구의 종류에 따라 상이한 형상을 가지고 상기 제2 위치 트래커의 부착 위치가 상이하다.A motion capture system according to an embodiment of the present invention includes a first position tracker disposed on an object and including a plurality of markers; A second location tracker disposed on the fire tool profile and including a plurality of markers; and a first rigid body corresponding to the first location tracker and a second rigid body corresponding to the second location tracker based on tracking information generated by detecting light corresponding to the first location tracker and the second location tracker. motion information is calculated, and based on the motion information of the first rigid body and the second rigid body, it is determined whether a first virtual object corresponding to the object collides with a second virtual object corresponding to the profile of the fire fighting tool; and a motion capture device that implements motions of the first virtual object and the second virtual object based on a result of determining whether or not to collide, wherein the fire fighting tool profile has a different shape depending on the type of the corresponding fire fighting tool. Attachment positions of the second position trackers are different.

Description

가상 소방 훈련을 위한 모션 캡쳐 시스템 및 이를 이용한 모션 캡쳐 방법{MOTION CAPTURE SYSTEM FOR VIRTUAL FIRE FIGHTING AND MOTION CAPTURE METHOD USING THE SAME}Motion capture system for virtual fire training and motion capture method using the same

실시 예는 가상 소방 훈련을 위한 모션 캡쳐 시스템 및 이를 이용한 모션 캡쳐 방법에 관한 것이다.The embodiment relates to a motion capture system for virtual fire training and a motion capture method using the same.

최근 복잡 다양해지는 재난 환경 속에서 업무를 수행하는 소방 공무원은 보다 강도가 높은 교육 훈련이 절실해지고 있다. 현재 소방 공무원이 모든 위험한 재난상황의 검험을 할 수 없기 때문에 다양한 안전사고 사례나 다양한 전술 훈련등을 통해 현장대응 능력을 향상시키고 있다. Recently, firefighters who perform their duties in a complex and diverse disaster environment are in dire need of more intensive training. Currently, firefighting officials are not able to inspect all dangerous disaster situations, so they are improving their on-site response capabilities through various safety accident cases and various tactical training.

가상현실(VR: Virtual Reality)은 현실세계를 인공적인 기술을 활용하여 실제로 얻기 힘든, 또는 얻을 수 없는 경험이나 환경 등을 제공해 인체의 오감을 자극함으로써 실제와 같이 체험하게 하는 기술을 말한다. 그리고 현실세계의 정보에 추가적인 가상 정보를 덧입혀 현실 경험을 증강시키는 시스템을 의미하는 증강현실(AR: Augmented Reality), 최근에 가장 주목받고 있는 미래의 가상·증강현실 기술이라고도 일컬어지는 혼합(융합)현실(MR:Mixed Reality)로 응용 영역을 확대 중에 있다.Virtual Reality (VR) refers to a technology that uses artificial technology to experience the real world as if it were real by stimulating the five senses of the human body by providing experiences or environments that are difficult or unattainable in reality. In addition, AR (Augmented Reality), which means a system that augments the experience of reality by adding additional virtual information to information in the real world, and mixed (convergence), also referred to as future virtual and augmented reality technologies that are attracting the most attention recently The application area is being expanded to reality (MR: Mixed Reality).

이러한 가상현실 기술을 소방 훈련에 접목하는 훈련 기법들이 개발되고 있으며, 보다 높은 현실감을 주는 가상훈련방식으로 현실·가상객체 연동을 통한 장비 사용 훈련법이 있다.Training techniques that combine these virtual reality technologies with fire drills are being developed, and as a virtual training method that gives a higher sense of reality, there is a training method for using equipment through linkage with reality and virtual objects.

다만, 현실 객체와 가상 객체 사이의 연동의 정밀함이 보장되지 못할 경우 가상현실에 기반한 소방 훈련의 효율이 떨어질 수 있다.However, if the precision of the linkage between the real object and the virtual object is not guaranteed, the efficiency of the virtual reality-based fire drill may decrease.

실시 예는 현실감 높은 가상 소방 훈련을 위한 모션 캡쳐 시스템 및 이를 이용한 모션 캡쳐 방법을 제공하기 위한 것이다. An embodiment is to provide a motion capture system for highly realistic virtual fire training and a motion capture method using the same.

실시 예에서 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것은 아니며, 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 포함된다고 할 것이다.The problem to be solved in the embodiment is not limited thereto, and it will be said that the solution to the problem described below or the purpose or effect that can be grasped from the embodiment is also included.

본 발명의 실시예에 따른 모션 캡쳐 시스템은 대상체에 배치되며, 복수의 마커를 포함하는 제1 위치 트래커; 소방도구 프로파일에 배치되며, 복수의 마커를 포함하는 제2 위치 트래커; 및 상기 제1 위치 트래커 및 상기 제2 위치 트래커에 대응하는 빛을 감지하여 생성된 트래킹 정보에 기초하여 상기 제1 위치 트래커에 대응하는 제1 강체 및 상기 제2 위치 트래커에 대응하는 제2 강체의 모션 정보를 산출하며, 상기 제1 강체 및 상기 제2 강체의 모션 정보에 기초하여 상기 대상체에 대응하는 제1 가상 객체와 상기 소방도구 프로파일에 대응하는 제2 가상 객체의 충돌 여부를 판단하고, 상기 충돌 여부의 판단 결과에 기초하여 상기 제1 가상 객체와 상기 제2 가상 객체의 모션을 구현하는 모션 캡쳐 장치;를 포함하고, 상기 소방도구 프로파일은, 대응하는 소방도구의 종류에 따라 상이한 형상을 가지고 상기 제2 위치 트래커의 부착 위치가 상이하다. A motion capture system according to an embodiment of the present invention includes a first position tracker disposed on an object and including a plurality of markers; A second location tracker disposed on the fire tool profile and including a plurality of markers; and a first rigid body corresponding to the first location tracker and a second rigid body corresponding to the second location tracker based on tracking information generated by detecting light corresponding to the first location tracker and the second location tracker. motion information is calculated, and based on the motion information of the first rigid body and the second rigid body, it is determined whether a first virtual object corresponding to the object collides with a second virtual object corresponding to the profile of the fire fighting tool; and a motion capture device that implements motions of the first virtual object and the second virtual object based on a result of determining whether or not to collide, wherein the fire fighting tool profile has a different shape depending on the type of the corresponding fire fighting tool. Attachment positions of the second position trackers are different.

상기 소방도구 프로파일은, 상기 대응하는 소방도구의 종류가 대해머이면, 소정의 길이를 가지는 막대 형상으로 구현되고, 상기 제2 위치 트래커가 하단으로부터 1/3 지점에 배치될 수 있다. The fire fighting tool profile, if the corresponding type of fire fighting tool is a hammer, implemented in a rod shape having a predetermined length, the second position tracker may be disposed at a point 1/3 from the bottom.

상기 소방도구 프로파일은, 상기 대응하는 소방도구의 종류가 소방도끼이면, 소정의 길이를 가지는 막대 형상으로 구현되되, 상단에 “ㄱ”형태의 구조체가 부착되고, 상기 제2 위치 트래커가 하단으로부터 1/3 지점에 배치될 수 있다. The firefighting tool profile, if the corresponding firefighting tool is a firefighting ax, is implemented in a rod shape having a predetermined length, an “a”-shaped structure is attached to the upper end, and the second position tracker is 1 from the lower end. Can be placed at /3 point.

상기 모션 캡쳐 장치는, 제1 시점에서 상기 제2 위치 트래커의 3차원 좌표값인 제1 좌표 세트를 이용하여 상기 제1 시점에서 상기 제2 강체의 제1 중심 좌표를 산출하고, 상기 제1 시점보다 늦은 시점인 제2 시점에서 상기 제2 위치 트래커의 3차원 좌표값인 제2 좌표 세트를 이용하여 상기 제2 시점에서 상기 제2 강체의 제2 중심 좌표를 산출할 수 있다. The motion capture device calculates a first central coordinate of the second rigid body at the first viewpoint using a first coordinate set that is a 3-dimensional coordinate value of the second position tracker at the first viewpoint, and the first viewpoint At a second time point, which is a later time point, the second center coordinates of the second rigid body may be calculated at the second time point using a second coordinate set that is a 3-dimensional coordinate value of the second location tracker.

상기 모션 캡쳐 장치는, 상기 제1 좌표 세트, 상기 제1 중심 좌표, 상기 제2 좌표 세트 및 상기 제2 중심 좌표에 기초하여 상기 제2 강체의 자세 정보를 산출할 수 있다. The motion capture device may calculate posture information of the second rigid body based on the first set of coordinates, the first center coordinates, the second set of coordinates, and the second center coordinates.

상기 모션 캡쳐 장치는, 아래의 수학식을 이용하여 상기 제2 강체의 위치 정보 및 자세 정보를 포함하는 모션 정보(t)를 산출할 수 있다. The motion capture device may calculate motion information t including position information and attitude information of the second rigid body using the following equation.

Figure 112020093132598-pat00001
Figure 112020093132598-pat00001

여기서, R은 상기 자세 정보를 의미하고, centroidA는 상기 제1 중심 좌표를 의미하고, centroidB는 상기 제2 중심 좌표를 의미한다. Here, R denotes the posture information, centroid A denotes the first center coordinates, and centroid B denotes the second center coordinates.

본 발명의 실시예에 따른 모션 캡쳐 방법은 대상체에 배치되는 제1 위치 트래커 및 소방도구 프로파일에 배치되는 제2 위치 트래커에 대응하는 빛을 감지하여 생성된 트래킹 정보에 기초하여 상기 제1 위치 트래커에 대응하는 제1 강체 및 상기 제2 위치 트래커에 대응하는 제2 강체의 모션 정보를 산출하는 단계; 상기 제1 강체 및 상기 제2 강체의 모션 정보에 기초하여 상기 대상체에 대응하는 제1 가상 객체와 상기 소방도구 프로파일에 대응하는 제2 가상 객체의 충돌 여부를 판단하는 단계; 및 상기 충돌 여부의 판단 결과에 기초하여 상기 제1 가상 객체와 상기 제2 가상 객체의 모션을 구현하는 단계;를 포함하고, 상기 소방도구 프로파일은, 대응하는 소방도구의 종류에 따라 상이한 형상을 가지고 상기 제2 위치 트래커의 부착 위치가 상이하다. A motion capture method according to an embodiment of the present invention detects light corresponding to a first location tracker disposed on an object and a second location tracker disposed on a profile of a firefighting tool, and detects the first location tracker based on tracking information generated. calculating motion information of a corresponding first rigid body and a second rigid body corresponding to the second position tracker; determining whether a first virtual object corresponding to the target object collides with a second virtual object corresponding to the profile of the firefighting tool based on motion information of the first rigid body and the second rigid body; and implementing motions of the first virtual object and the second virtual object based on a result of determining whether or not to collide, wherein the fire fighting tool profile has a different shape depending on the type of the corresponding fire fighting tool. Attachment positions of the second position trackers are different.

상기 소방도구 프로파일은, 상기 대응하는 소방도구의 종류가 대해머이면, 소정의 길이를 가지는 막대 형상으로 구현되고, 상기 제2 위치 트래커가 하단으로부터 1/3 지점에 배치될 수 있다. The fire fighting tool profile, if the corresponding type of fire fighting tool is a hammer, implemented in a rod shape having a predetermined length, the second position tracker may be disposed at a point 1/3 from the bottom.

상기 소방도구 프로파일은, 상기 대응하는 소방도구의 종류가 소방도끼이면, 소정의 길이를 가지는 막대 형상으로 구현되되, 상단에 “ㄱ”형태의 구조체가 부착되고, 상기 제2 위치 트래커가 하단으로부터 1/3 지점에 배치될 수 있다. The firefighting tool profile, if the corresponding firefighting tool is a firefighting ax, is implemented in a rod shape having a predetermined length, an “a”-shaped structure is attached to the upper end, and the second position tracker is 1 from the lower end. Can be placed at /3 point.

상기 제1 위치 트래커에 대응하는 제1 강체 및 상기 제2 위치 트래커에 대응하는 제2 강체의 모션 정보를 산출하는 단계는, 제1 시점에서 상기 제2 위치 트래커의 3차원 좌표값인 제1 좌표 세트를 이용하여 상기 제1 시점에서 상기 제2 강체의 제1 중심 좌표를 산출하는 단계, 및 상기 제1 시점보다 늦은 시점인 제2 시점에서 상기 제2 위치 트래커의 3차원 좌표값인 제2 좌표 세트를 이용하여 상기 제2 시점에서 상기 제2 강체의 제2 중심 좌표를 산출하는 단계를 포함할 수 있다. Calculating motion information of a first rigid body corresponding to the first position tracker and a second rigid body corresponding to the second position tracker may include first coordinates that are 3-dimensional coordinate values of the second position tracker at a first point of view. Calculating the first central coordinate of the second rigid body at the first viewpoint using a set, and the second coordinate, which is a 3-dimensional coordinate value of the second position tracker at a second viewpoint later than the first viewpoint and calculating second central coordinates of the second rigid body at the second viewpoint using the set.

상기 제1 위치 트래커에 대응하는 제1 강체 및 상기 제2 위치 트래커에 대응하는 제2 강체의 모션 정보를 산출하는 단계는, 상기 제1 좌표 세트, 상기 제1 중심 좌표, 상기 제2 좌표 세트 및 상기 제2 중심 좌표에 기초하여 상기 제2 강체의 자세 정보를 산출하는 단계를 포함할 수 있다. Calculating motion information of a first rigid body corresponding to the first position tracker and a second rigid body corresponding to the second position tracker may include the first coordinate set, the first center coordinate, the second coordinate set and The method may include calculating posture information of the second rigid body based on the second center coordinates.

상기 제1 위치 트래커에 대응하는 제1 강체 및 상기 제2 위치 트래커에 대응하는 제2 강체의 모션 정보를 산출하는 단계는, 아래의 수학식을 이용하여 상기 제2 강체의 위치 정보 및 자세 정보를 포함하는 모션 정보(t)를 산출할 수 있다. Calculating the motion information of the first rigid body corresponding to the first position tracker and the second rigid body corresponding to the second position tracker may include calculating the position information and posture information of the second rigid body using the following equation. The included motion information t may be calculated.

Figure 112020093132598-pat00002
Figure 112020093132598-pat00002

여기서, R은 상기 자세 정보를 의미하고, centroidA는 상기 제1 중심 좌표를 의미하고, centroidB는 상기 제2 중심 좌표를 의미한다. Here, R denotes the posture information, centroid A denotes the first center coordinates, and centroid B denotes the second center coordinates.

실시 예에 따르면, 가상 객체와 현실 객체 사이의 정합도를 높힘으로써 소방 훈련에서 효율성을 향상시킬 수 있다. According to the embodiment, it is possible to improve efficiency in fire drills by increasing the degree of matching between virtual objects and real objects.

본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.Various advantageous advantages and effects of the present invention are not limited to the above description, and will be more easily understood in the process of describing specific embodiments of the present invention.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 모션 캡쳐 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 대상체를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제1 강체를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 소방도구 프로파일을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제2 강체를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 소방도구 프로파일을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 제2 강체를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 모션 캡쳐 장치의 구성도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 가상 소방 훈련을 위한 모션 캡쳐 방법의 순서도이다.
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 가상 객체와 제2 가상 객체의 모션 구현을 나타낸 시뮬레이션 결과이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 제1 가상 객체와 제2 가상 객체의 모션 구현을 나타낸 시뮬레이션 결과이다. 1 is a block diagram of a motion capture system according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram for explaining an object according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram for explaining a first rigid body according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram for explaining a fire fighting tool profile according to a first embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining a second rigid body according to the first embodiment of the present invention.
6 is a diagram for explaining a fire fighting tool profile according to a second embodiment of the present invention.
7 is a view for explaining a second rigid body according to a second embodiment of the present invention.
8 is a configuration diagram of a motion capture device according to an embodiment of the present invention.
9 is a flow chart of a motion capture method for virtual firefighting training according to an embodiment of the present invention.
10 is a simulation result showing motion implementation of a first virtual object and a second virtual object according to the first embodiment of the present invention.
11 is a simulation result showing motion implementation of a first virtual object and a second virtual object according to a second embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments are illustrated and described in the drawings. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. Terms including ordinal numbers such as second and first may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a second element may be termed a first element, and similarly, a first element may be termed a second element, without departing from the scope of the present invention. The terms and/or include any combination of a plurality of related recited items or any of a plurality of related recited items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. It is understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in the middle. It should be. On the other hand, when an element is referred to as “directly connected” or “directly connected” to another element, it should be understood that no other element exists in the middle.

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.Terms used in this application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, the terms "include" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in the present application, they should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. don't

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, the embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or corresponding components regardless of reference numerals are given the same reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 모션 캡쳐 시스템의 구성도이다. 1 is a block diagram of a motion capture system according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 광학식 모션 캡쳐 시스템은 실감 기반의 소방 훈련을 제공하기 위한 것이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제1 위치 트래커(10), 제2 위치 트래커(20), 카메라(30), 통신장비(40) 및 모션 캡쳐 장치(50)를 포함할 수 있다. An optical motion capture system according to an embodiment of the present invention is to provide realistic-based firefighting training. Referring to FIG. 1 , it may include a first location tracker 10, a second location tracker 20, a camera 30, a communication device 40, and a motion capture device 50 according to an embodiment of the present invention. have.

제1 위치 트래커(10)는 대상체(1)에 부착될 수 있다. 제1 위치 트래커(10)는 대상체(1)의 특정 위치에 부착될 수 있다. 이때, 대상체(1)는 소방도구 프로파일(2)의 충돌 대상이 되는 객체를 의미할 수 있다. The first location tracker 10 may be attached to the object 1 . The first location tracker 10 may be attached to a specific location of the object 1 . At this time, the target object 1 may mean an object that is a collision target of the fire tool profile 2.

제1 위치 트래커(10)는 복수의 마커를 포함할 수 있다. 제1 위치 트래커(10)는 적어도 3개의 마커를 포함할 수 있다. 복수의 마커는 소정의 간격으로 이격되어 배치될 수 있다. The first location tracker 10 may include a plurality of markers. The first location tracker 10 may include at least three markers. A plurality of markers may be arranged spaced apart at predetermined intervals.

일 실시예에 따르면, 복수의 마커는 패시브 마커일 수 있다. 복수의 마커가 패시브 마커일 경우, 모션 캡쳐 시스템은 소정의 파장을 가진 빛을 출력하는 조명 장치를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 모션 캡쳐 시스템은 적외선 파장을 가진 빛을 출력하는 조명 장치를 더 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 복수의 마커는 액티브 마커일 수 있다. 복수의 마커가 액티브 마커일 경우, 복수의 머커는 소정의 파장을 가진 빛을 출력하거나, 소정의 색상을 가진 빛을 출력할 수 있다. 예를 들어, 복수의 마커는 적외선 파장의 빛을 출력하거나, 녹색광을 출력할 수 있다. According to one embodiment, the plurality of markers may be passive markers. When the plurality of markers are passive markers, the motion capture system may further include a lighting device that outputs light having a predetermined wavelength. For example, the motion capture system may further include a lighting device that outputs light having an infrared wavelength. According to another embodiment, the plurality of markers may be active markers. When the plurality of markers are active markers, the plurality of markers may output light having a predetermined wavelength or light having a predetermined color. For example, the plurality of markers may output light of an infrared wavelength or green light.

제2 위치 트래커(20)는 소방도구 프로파일(2)에 부착될 수 있다. 제2 위치 트래커(20)는 소방도구 프로파일(2)의 특정 위치에 부착될 수 있다. 소방도구 프로파일(2)은 화재 현장 등에서 이용될 수 있는 소방도구를 구현한 객체를 의미할 수 있다. The second position tracker 20 may be attached to the fire tool profile 2 . The second location tracker 20 may be attached to a specific location of the fire tool profile 2 . The firefighting tool profile 2 may mean an object that implements a firefighting tool that can be used at a fire site.

제2 위치 트래커(20)는 복수의 마커를 포함할 수 있다. 제2 위치 트래커(20)는 적어도 3개의 마커를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2 위치 트래커(20)에 포함된 마커의 개수는 제1 위치 트래커(10)에 포함된 마커의 개수와 상이할 수 있다. 복수의 마커는 소정의 간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2 위치 트래커(20)에서 복수의 마커 사이의 간격은 제1 위치 트래커(10)에 구비된 복수의 마커 사이의 간격과 상이할 수 있다. The second location tracker 20 may include a plurality of markers. The second location tracker 20 may include at least three markers. According to one embodiment, the number of markers included in the second location tracker 20 may be different from the number of markers included in the first location tracker 10 . A plurality of markers may be arranged spaced apart at predetermined intervals. According to one embodiment, the interval between the plurality of markers in the second location tracker 20 may be different from the interval between the plurality of markers provided in the first location tracker 10 .

일 실시예에 따르면, 복수의 마커는 패시브 마커일 수 있다. 복수의 마커가 패시브 마커일 경우, 모션 캡쳐 시스템은 소정의 파장을 가진 빛을 출력하는 조명 장치를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 모션 캡쳐 시스템은 적외선 파장을 가진 빛을 출력하는 조명 장치를 더 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 복수의 마커는 액티브 마커일 수 있다. 복수의 마커가 액티브 마커일 경우, 복수의 마커는 소정의 파장을 가진 빛을 출력하거나, 소정의 색상을 가진 빛을 출력할 수 있다. 예를 들어, 복수의 마커는 적외선 파장의 빛을 출력하거나, 녹색광을 출력할 수 있다. 이때, 제2 위치 트래커(20)에 구비된 복수의 마커는 제1 위치 트래커(10)에 구비된 복수의 마커와 다른 파장이나 색상의 빛을 출력할 수도 있다. According to one embodiment, the plurality of markers may be passive markers. When the plurality of markers are passive markers, the motion capture system may further include a lighting device that outputs light having a predetermined wavelength. For example, the motion capture system may further include a lighting device that outputs light having an infrared wavelength. According to another embodiment, the plurality of markers may be active markers. When the plurality of markers are active markers, the plurality of markers may output light having a predetermined wavelength or a predetermined color. For example, the plurality of markers may output light of an infrared wavelength or green light. At this time, the plurality of markers provided in the second location tracker 20 may output light of a wavelength or color different from that of the plurality of markers provided in the first location tracker 10 .

카메라(30)는 복수일 수 있다. 복수의 카메라(30)는 소정의 공간 내에 이격되어 배치될 수 있다. 복수의 카메라(30)는 소정의 공간의 외곽을 따라 배치될 수 있다. 복수의 카메라(30)는 렌즈부가 소정의 공간을 향하도록 배치될 수 있다. 복수의 카메라(30)는 배치된 위치에서 공간을 촬영하여 영상을 생성할 수 있다. The number of cameras 30 may be plural. The plurality of cameras 30 may be spaced apart and disposed within a predetermined space. A plurality of cameras 30 may be disposed along the periphery of a predetermined space. The plurality of cameras 30 may be disposed such that lens units face a predetermined space. The plurality of cameras 30 may generate an image by photographing a space at an arranged position.

카메라(30)는 특정 파장의 빛을 감지하는 카메라(30)일 수 있다. 예를 들어, 카메라(30)는 적외선 빛을 감지하는 카메라(30)일 수 있다. 카메라(30)는 이를 위해 특정 파장의 빛만을 수광하도록 하는 필터를 포함할 수 있다. 카메라(30)는 특정 색상의 빛을 감지하는 카메라(30) 일 수 있다. 예를 들어, 카메라(30)는 녹색광만을 감지하는 카메라(30)일 수 있다. 카메라(30)는 이를 위해 특정 색상의 빛만을 수광하도록 하는 필터를 포함할 수 있다. The camera 30 may be a camera 30 that detects light of a specific wavelength. For example, the camera 30 may be a camera 30 that detects infrared light. The camera 30 may include a filter for receiving only light of a specific wavelength for this purpose. The camera 30 may be a camera 30 that detects light of a specific color. For example, the camera 30 may be a camera 30 that detects only green light. For this purpose, the camera 30 may include a filter for receiving only light of a specific color.

통신장비(40)는 카메라(30)에서 생성된 영상 정보를 수신할 수 있다. 이를 위해, 통신장비(40)는 카메라(30)와 유선 또는 무선으로 통신 연결될 수 있다. 통신장비(40)는 영상 정보를 모션 캡쳐 장치(50)로 전달할 수 있다. 이를 위해, 통신장비(40)는 모션 캡쳐 장치(50)와 유선 또는 무선으로 통신 연결될 수 있다. The communication device 40 may receive image information generated by the camera 30 . To this end, the communication equipment 40 may be connected to the camera 30 through wired or wireless communication. The communication device 40 may transmit image information to the motion capture device 50 . To this end, the communication equipment 40 may be communicatively connected to the motion capture device 50 by wire or wirelessly.

모션 캡쳐 장치(50)는 카메라(30)에 의해 촬영된 영상을 통해 제1 위치 트래커(10) 및 제2 위치 트래커(20)의 좌표값을 산출할 수 있다. 모션 캡쳐 장치(50)는 제1 위치 트래커(10)에 포함된 복수의 마커에 대한 3차원 좌표값을 산출할 수 있다. 모션 캡쳐 장치(50)는 제2 위치 트래커(20)에 포함된 복수의 마커에 대한 3차원 좌표값을 산출할 수 있다. The motion capture device 50 may calculate coordinate values of the first location tracker 10 and the second location tracker 20 through an image captured by the camera 30 . The motion capture device 50 may calculate 3D coordinate values of the plurality of markers included in the first location tracker 10 . The motion capture device 50 may calculate 3D coordinate values for a plurality of markers included in the second location tracker 20 .

모션 캡쳐 장치(50)는 제1 위치 트래커(10) 및 제2 위치 트래커(20)의 좌표값에 기초하여 대상체(1)에 대응하는 제1 강체와 소방도구 프로파일(2)에 대응하는 제2 강체의 모션을 구현할 수 있다. 모션 캡쳐 장치(50)는 제1 강체의 모션과 제2 강체의 모션에 따른 충돌 여부를 판단할 수 있으며, 그 결과를 구현할 수 있다. The motion capture device 50 includes a first rigid body corresponding to the object 1 and a second rigid body corresponding to the fire tool profile 2 based on the coordinate values of the first position tracker 10 and the second position tracker 20. It is possible to implement the motion of a rigid body. The motion capture device 50 may determine whether the motion of the first rigid body collides with the motion of the second rigid body, and implement the result.

이를 위하여, 모션 캡쳐 장치(50)는 연산처리장치 및 메모리를 포함할 수 있다. 연산처리장치는 좌표값 산출이나 모션 구현 등의 결과를 생성하기 위하여 데이터를 처리하는 장치를 의미할 수 있다. 메모리는 좌표값 산출이나 모션 구현 등을 위한 알고리즘을 저장하고, 수신된 데이터 및 결과 데이터를 저장할 수 있다. 모션 캡쳐 장치(50)는 PC(personal computer)나 서버 등 연산처리장치 및 메모리를 포함하는 장치로 구현이 가능할 수 있다. To this end, the motion capture device 50 may include an arithmetic processing unit and a memory. The operation processing device may refer to a device that processes data to generate results such as coordinate value calculation or motion implementation. The memory may store algorithms for coordinate value calculation or motion implementation, and may store received data and result data. The motion capture device 50 may be implemented as a device including an arithmetic processing device and a memory, such as a personal computer (PC) or server.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 대상체를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제1 강체를 설명하기 위한 도면이다. 2 is a view for explaining an object according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a view for explaining a first rigid body according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 대상체(1)는 가벽일 수 있다. 대상체(1)는 소방 활동 시 장애물이 되는 출입문이나 창을 가정한 가벽일 수 있다. 대상체(1)는 소방 활동시 장애물이 되는 각종 벽체를 가정한 가벽일 수 있다. Referring to FIG. 2 , the object 1 may be a false wall. The object 1 may be a temporary wall assuming a door or window that becomes an obstacle during firefighting. The target object 1 may be a temporary wall assuming various walls that become obstacles during firefighting activities.

대상체(1)는 실제 소방도구의 크기를 고려하여 구성될 수 있다. 대상체(1)의 크기가 실제 소방도구에 비해 너무 크거나 작을 경우, 소방도구 프로파일(2)과의 충돌 등을 현실감있게 구현하지 못할 수 있다. 예를 들어, 대상체(1)의 크기가 소방도구 프로파일(2)에 비해 너무 작게 구성될 경우, 약한 충돌에도 대상체(1)의 이동량이 클 수 있어 현실감이 떨어질 수 있다. Object (1) may be configured in consideration of the size of the actual fire fighting tools. If the size of the target object (1) is too large or small compared to the actual fire fighting tool, it may not realistically implement a collision with the fire fighting tool profile (2). For example, when the size of the object 1 is configured too small compared to the profile 2 of the fire fighting tool, the amount of movement of the object 1 may be large even in a weak collision, which may decrease the sense of reality.

제1 위치 트래커(10)는 대상체(1)의 일측에 부착될 수 있다. 제1 위치 트래커(10)는 소방도구 프로파일(2)과의 충돌시 대상체(1)의 움직임을 추적할 수 있다. 이를 위해, 제1 위치 트래커(10)는 대상체(1)의 움직임을 반영할 수 있는 위치에 부착될 수 있다. 예를 들어, 제1 위치 트래커(10)는 가벽의 상단부에 부착될 수 있다. The first location tracker 10 may be attached to one side of the object 1 . The first location tracker 10 may track the movement of the target object 1 upon collision with the fire tool profile 2 . To this end, the first location tracker 10 may be attached to a location capable of reflecting the motion of the object 1 . For example, the first location tracker 10 may be attached to an upper end of a temporary wall.

도 3을 참조하면, 모션 캡쳐 장치는 대상체(1)에 대응하는 가상 객체를 저장할 수 있다. 모션 캡쳐 장치는 대상체(1)에 대응하는 제1 가상 객체(1000)의 모션을 구현할 수 있다. Referring to FIG. 3 , the motion capture device may store a virtual object corresponding to the object 1 . The motion capture device may implement motion of the first virtual object 1000 corresponding to the object 1 .

이를 위해, 모션 캡쳐 장치는 제1 위치 트래커(10)에 대응하는 강체를 형성할 수 있다. 모션 캡쳐 장치는 제1 위치 트래커(10)에 대응하는 제1 강체(100)와 제1 가상 객체(1000)를 연동시킴으로써 제1 가상 객체(1000)의 모션을 구현할 수 있다. To this end, the motion capture device may form a rigid body corresponding to the first position tracker 10 . The motion capture device may implement motion of the first virtual object 1000 by interlocking the first rigid body 100 corresponding to the first position tracker 10 with the first virtual object 1000 .

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 소방도구 프로파일을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제2 강체를 설명하기 위한 도면이다. 4 is a view for explaining a fire fighting tool profile according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a view for explaining a second rigid body according to the first embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 소방도구 프로파일(2)은 소방활동에 이용되는 소방도구를 구현한 프로파일일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 소방도구 프로파일(2)은 소방 활동 시 장애물을 파괴하는 대해머를 구현한 프로파일일 수 있다. 대해머는 화염의 영향을 받고 있는 알루미늄 재질 문의 경첩 부분을 강타하여 파괴하는 장비일 수 있다. 대해머는 블록이나 벽돌조로 만들어진 공동부분을 강타하여 파괴할 때 이용하는 장비일 수 있다. Referring to FIG. 4 , the firefighting tool profile 2 may be a profile that implements firefighting tools used in firefighting activities. According to one embodiment, the firefighting tool profile 2 may be a profile that implements a hammer that destroys obstacles during firefighting activities. The hammer may be a device that destroys the hinge part of an aluminum door affected by flame by striking it. A hammer may be a device used to destroy cavities made of blocks or masonry by striking them.

소방도구 프로파일(2)은 실제 소방도구의 크기를 고려하여 구성될 수 있다. 소방도구 프로파일(2)의 크기가 실제 소방도구에 비해 너무 크거나 작을 경우, 대상체(1)와의 충돌 등을 현실감있게 구현하지 못할 수 있다. The fire fighting tool profile 2 may be configured considering the size of the actual fire fighting tool. If the size of the fire fighting tool profile (2) is too large or small compared to the actual fire fighting tool, it may not realistically implement a collision with the object (1).

소방도구 프로파일(2)은 실제 소방도구의 형상을 고려하여 구성될 수 있다. 소방도구의 종류가 대해머인 경우, 소방도구 프로파일(2)은 소정의 길이를 가지는 막대 형상으로 구현될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 소방도구 프로파일(2)은 90cm 길이의 알루미늄 막대로 구현될 수 있다. The fire fighting tool profile 2 may be configured in consideration of the shape of an actual fire fighting tool. When the type of fire fighting tool is a hammer, the fire fighting tool profile 2 may be implemented in a rod shape having a predetermined length. According to one embodiment, the fire tool profile 2 may be implemented as a 90 cm long aluminum rod.

제2 위치 트래커(20)는 소방도구 프로파일(2)의 일측에 부착될 수 있다. 제2 위치 트래커(20)는 사용자의 소방 행위(예를 들어, 벽체 파괴 동작)시 소방도구 프로파일(2)의 움직임을 추적할 수 있다. 제2 위치 트래커(20)는 소방도구 프로파일(2)과의 충돌시 소방도구 프로파일(2)의 움직임을 추적할 수 있다. 이를 위해, 제2 위치 트래커(20)는 소방도구 프로파일(2)의 움직임을 반영할 수 있는 위치에 부착될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2 위치 트래커(20)는 소방도구 프로파일(2)의 하단으로부터 1/3 지점에 배치될 수 있다. 제2 위치 트래커(20)는 소방도구 프로파일(2)의 하단으로부터 1/3 지점을 포함하는 소정의 범위 내에 배치될 수 있다. 제2 위치 트래커(20)는 소방도구 프로파일(2)의 하단으로부터 2/9 내지 9/4 지점 범위 내에 배치될 수 있다. 이를 통해, 사용자의 대해머 그립 위치에 따른 소방도구 프로파일(2)의 움직임을 현실감있게 반영할 수 있을 뿐만 아니라, 대상체(1)와의 충돌시 소방도구 프로파일(2)의 반동 등을 현실감있게 반영할 수 있는 장점이 있다. The second position tracker 20 may be attached to one side of the fire tool profile 2 . The second location tracker 20 may track the movement of the firefighting tool profile 2 during a user's firefighting action (eg, a wall destruction action). The second position tracker 20 may track the movement of the fire fighting tool profile 2 upon collision with the fire fighting tool profile 2 . To this end, the second location tracker 20 may be attached to a position capable of reflecting the movement of the fire tool profile 2. According to one embodiment, the second position tracker 20 may be disposed at a point 1/3 from the bottom of the fire tool profile 2. The second position tracker 20 may be disposed within a predetermined range including a 1/3 point from the bottom of the fire tool profile 2. The second position tracker 20 may be disposed within a range of 2/9 to 9/4 points from the lower end of the fire tool profile 2 . Through this, it is possible not only to realistically reflect the movement of the firefighting tool profile (2) according to the user's grip position, but also to realistically reflect the recoil of the firefighting tool profile (2) upon collision with the object (1). There are advantages to being able to

도 5을 참조하면, 모션 캡쳐 장치는 소방도구 프로파일(2)에 대응하는 가상 객체를 저장할 수 있다. 모션 캡쳐 장치는 소방도구 프로파일(2)에 대응하는 제2 가상 객체(2000)의 모션을 구현할 수 있다. 모션 캡쳐 장치는 소방도구의 종류가 대해머인 소방도구 프로파일(2)에 대응하는 가상 객체를 저장할 수 있다. 모션 캡쳐 장치는 소방도구의 종류가 대해머인 소방도구 프로파일(2)에 대응하는 제2 가상 객체(2000)의 모션을 구현할 수 있다.Referring to FIG. 5 , the motion capture device may store a virtual object corresponding to the fire tool profile 2 . The motion capture device may implement the motion of the second virtual object 2000 corresponding to the fire tool profile 2 . The motion capture device may store a virtual object corresponding to the firefighting tool profile 2 in which the type of firefighting tool is Daemer. The motion capture device may implement the motion of the second virtual object 2000 corresponding to the firefighting tool profile 2 in which the type of firefighting tool is Daemer.

이를 위해, 모션 캡쳐 장치는 제2 위치 트래커(20)에 대응하는 강체를 형성할 수 있다. 모션 캡쳐 장치는 제2 위치 트래커(20)에 대응하는 제2 강체(200)(와 제2 가상 객체(2000)를 연동시킴으로써 제2 가상 객체(2000)의 모션을 구현할 수 있다. To this end, the motion capture device may form a rigid body corresponding to the second position tracker 20 . The motion capture device may implement the motion of the second virtual object 2000 by interlocking the second rigid body 200 (corresponding to the second position tracker 20) with the second virtual object 2000.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 소방도구 프로파일을 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 제2 강체를 설명하기 위한 도면이다. 6 is a view for explaining a fire tool profile according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a view for explaining a second rigid body according to a second embodiment of the present invention.

도 6를 참조하면, 소방도구 프로파일(2)은 소방활동에 이용되는 소방도구를 구현한 프로파일일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 소방도구 프로파일(2)은 소방 활동 시 장애물을 파괴하는 소방도끼를 구현한 프로파일일 수 있다. 소방도끼는 건축물의 화재나 산림화재 등에서 다양하게 사용되는 파괴 도구일 수 있다. 소방도끼는 자루부분과 머리부분으로 구성되는 도구일 수 있다. Referring to FIG. 6 , the firefighting tool profile 2 may be a profile that implements firefighting tools used in firefighting activities. According to one embodiment, the firefighting tool profile 2 may be a profile that implements a firefighting ax that destroys obstacles during firefighting activities. A fire ax may be a destructive tool that is used in various ways in building fires or forest fires. A fire ax may be a tool composed of a handle and a head.

소방도구 프로파일(2)은 실제 소방도구의 크기를 고려하여 구성될 수 있다. 소방도구 프로파일(2)의 크기가 실제 소방도구에 비해 너무 크거나 작을 경우, 대상체(1)와의 충돌 등을 현실감있게 구현하지 못할 수 있다. The fire fighting tool profile 2 may be configured considering the size of the actual fire fighting tool. If the size of the fire fighting tool profile (2) is too large or small compared to the actual fire fighting tool, it may not realistically implement a collision with the object (1).

소방도구 프로파일(2)은 실제 소방도구의 형상을 고려하여 구성될 수 있다. 소방도구의 종류가 소방도끼인 경우, 소방도구 프로파일(2)은 소정의 길이를 가지는 막대 형상으로 구현될 수 있다. 또한, 소방도구 프로파일(2)은 막대 형상의 부재 일측에 “ㄱ”형태의 구조체(2-1)가 부착될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 소방도구 프로파일(2)은 90cm 길이의 알루미늄 막대로 구현될 수 있으며, 상단에 “ㄱ” 형상의 구조체(2-1)가 부착될 수 있다. The fire fighting tool profile 2 may be configured in consideration of the shape of an actual fire fighting tool. When the type of firefighting tool is a fire axe, the firefighting tool profile 2 may be implemented in a rod shape having a predetermined length. In addition, in the fire fighting tool profile 2, the “a” shaped structure 2-1 may be attached to one side of a rod-shaped member. According to one embodiment, the fire tool profile 2 may be implemented as an aluminum rod with a length of 90 cm, and an “a” shaped structure 2-1 may be attached to the top.

제2 위치 트래커(20)는 소방도구 프로파일(2)의 일측에 부착될 수 있다. 제2 위치 트래커(20)는 사용자의 소방 행위(예를 들어, 벽체 파괴 동작)시 소방도구 프로파일(2)의 움직임을 추적할 수 있다. 제2 위치 트래커(20)는 소방도구 프로파일(2)과의 충돌시 소방도구 프로파일(2)의 움직임을 추적할 수 있다. 이를 위해, 제2 위치 트래커(20)는 소방도구 프로파일(2)의 움직임을 반영할 수 있는 위치에 부착될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2 위치 트래커(20)는 소방도구 프로파일(2)의 하단으로부터 1/3 지점에 배치될 수 있다. 제2 위치 트래커(20)는 소방도구 프로파일(2)의 하단으로부터 1/3 지점을 포함하는 소정의 범위 내에 배치될 수 있다. 제2 위치 트래커(20)는 소방도구 프로파일(2)의 하단으로부터 2/9 내지 9/4 지점 범위 내에 배치될 수 있다. 이를 통해, 사용자의 소방도끼 그립 위치에 따른 소방도구 프로파일(2)의 움직임을 현실감있게 반영할 수 있을 뿐만 아니라, 대상체(1)와의 충돌시 소방도구 프로파일(2)의 반동 등을 현실감있게 반영할 수 있는 장점이 있다. The second position tracker 20 may be attached to one side of the fire tool profile 2 . The second location tracker 20 may track the movement of the firefighting tool profile 2 during a user's firefighting action (eg, a wall destruction action). The second position tracker 20 may track the movement of the fire fighting tool profile 2 upon collision with the fire fighting tool profile 2 . To this end, the second location tracker 20 may be attached to a position capable of reflecting the movement of the fire tool profile 2. According to one embodiment, the second position tracker 20 may be disposed at a point 1/3 from the bottom of the fire tool profile 2. The second position tracker 20 may be disposed within a predetermined range including a 1/3 point from the bottom of the fire tool profile 2. The second position tracker 20 may be disposed within a range of 2/9 to 9/4 points from the lower end of the fire tool profile 2 . Through this, it is possible not only to realistically reflect the movement of the firefighting tool profile (2) according to the user's firefighting ax grip position, but also to realistically reflect the recoil of the firefighting tool profile (2) when colliding with the target object (1). There are advantages to being able to

도 7을 참조하면, 모션 캡쳐 장치는 소방도구 프로파일(2)에 대응하는 가상 객체를 저장할 수 있다. 모션 캡쳐 장치는 소방도구 프로파일(2)에 대응하는 제2 가상 객체(2000)의 모션을 구현할 수 있다. 모션 캡쳐 장치는 소방도구의 종류가 소방도끼인 소방도구 프로파일(2)에 대응하는 가상 객체를 저장할 수 있다. 모션 캡쳐 장치는 소방도구의 종류가 소방도끼인 소방도구 프로파일(2)에 대응하는 제2 가상 객체(2000)의 모션을 구현할 수 있다.Referring to FIG. 7 , the motion capture device may store a virtual object corresponding to the fire tool profile 2 . The motion capture device may implement the motion of the second virtual object 2000 corresponding to the fire tool profile 2 . The motion capture device may store a virtual object corresponding to the firefighting tool profile 2 in which the type of firefighting tool is a firefighting ax. The motion capture device may implement the motion of the second virtual object 2000 corresponding to the firefighting tool profile 2 in which the type of firefighting tool is a firefighting ax.

이를 위해, 모션 캡쳐 장치는 제2 위치 트래커(20)에 대응하는 강체를 형성할 수 있다. 모션 캡쳐 장치는 제2 위치 트래커(20)에 대응하는 제2 강체(200)와 제2 가상 객체(2000)를 연동시킴으로써 제2 가상 객체(2000)의 모션을 구현할 수 있다.To this end, the motion capture device may form a rigid body corresponding to the second position tracker 20 . The motion capture device may realize the motion of the second virtual object 2000 by interlocking the second rigid body 200 corresponding to the second position tracker 20 with the second virtual object 2000 .

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 모션 캡쳐 장치의 구성도이다. 8 is a configuration diagram of a motion capture device according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 모션 캡쳐 장치는 강체 모션 산출부(51), 충돌 판단부(52), 모션 구현부(53)를 포함할 수 있다. A motion capture device according to an embodiment of the present invention may include a rigid motion calculation unit 51 , a collision determination unit 52 , and a motion implementation unit 53 .

강체 모션 산출부(51)는 위치 트래커에 대응하는 트래킹 정보에 기초하여 위치 트래커에 대응하는 강체의 모션 정보를 산출할 수 있다. The rigid body motion calculation unit 51 may calculate motion information of a rigid body corresponding to the position tracker based on tracking information corresponding to the position tracker.

구체적으로, 강체 모션 산출부(51)는 제1 위치 트래커에 대응하는 빛을 감지한 제1 트래킹 정보에 기초하여 제1 위치 트래커에 대응하는 제1 강체의 모션 정보를 산출할 수 있다. 강체 모션 산출부(51)는 제2 위치 트래커에 대응하는 빛을 감지한 제2 트래킹 정보에 기초하여 제2 위치 트래커에 대응하는 제2 강체의 모션 정보를 산출할 수 있다. 모션 정보는 강체의 위치 정보 및 자세 정보를 포함할 수 있다. 위치 정보는 강체의 이동 정보를 포함할 수 있고, 자세 정보는 강체의 회전 정보를 포함할 수 있다. Specifically, the rigid body motion calculating unit 51 may calculate motion information of the first rigid body corresponding to the first position tracker based on first tracking information obtained by detecting light corresponding to the first position tracker. The rigid body motion calculation unit 51 may calculate motion information of the second rigid body corresponding to the second position tracker based on second tracking information obtained by detecting light corresponding to the second position tracker. Motion information may include position information and posture information of a rigid body. Position information may include movement information of a rigid body, and posture information may include rotation information of a rigid body.

강체 모션 산출부(51)는 제1 시점에서 제1 위치 트래커의 3차원 좌표값인 제1 좌표 세트를 이용하여 제1 시점에서 제1 강체의 제1 중심 좌표를 산출할 수 있다. 모션 산출부는 제1 시점에서 제2 위치 트래커의 3차원 좌표값인 제1 좌표 세트를 이용하여 제1 시점에서 제2 강체의 제1 중심 좌표를 산출할 수 있다. 모션 산출부는 아래의 수학식 1을 이용하여 제1 중심 좌표를 산출할 수 있다. The rigid body motion calculation unit 51 may calculate the first center coordinates of the first rigid body at the first viewpoint by using the first set of coordinates that are the 3D coordinate values of the first position tracker at the first viewpoint. The motion calculation unit may calculate the first center coordinates of the second rigid body at the first time point by using the first coordinate set that is the 3D coordinate value of the second location tracker at the first time point. The motion calculator may calculate the first central coordinates using Equation 1 below.

Figure 112020093132598-pat00003
Figure 112020093132598-pat00003

여기서, centroidA는 제1 강체(또는 제2 강체)의 제1 중심 좌표를 의미하고, N은 제1 위치 트래커(또는 제2 위치 트래커)에 포함된 마커의 개수를 의미하고, PA i는 i번째 마커의 제1 좌표를 의미한다. Here, centroid A means the first center coordinate of the first rigid body (or second rigid body), N means the number of markers included in the first position tracker (or second position tracker), and P A i is This means the first coordinate of the i-th marker.

강체 모션 산출부(51)는 제1 시점보다 늦은 시점인 제2 시점에서 제1 위치 트래커의 3차원 좌표값인 제2 좌표 세트를 이용하여 제2 시점에서 제1 강체의 제2 중심 좌표를 산출할 수 있다. 모션 산출부는 제1 시점보다 늦은 시점인 제2 시점에서 제2 위치 트래커의 3차원 좌표값인 제2 좌표 세트를 이용하여 제2 시점에서 제2 강체의 제2 중심 좌표를 산출할 수 있다. 모션 산출부는 아래의 수학식 2를 이용하여 제1 중심 좌표를 산출할 수 있다. The rigid body motion calculation unit 51 calculates the second center coordinates of the first rigid body at the second time point, using the second coordinate set that is the 3D coordinate value of the first position tracker at the second time point later than the first time point. can do. The motion calculator may calculate the second center coordinates of the second rigid body at the second time point, which is later than the first time point, by using the second coordinate set that is the 3D coordinate value of the second location tracker. The motion calculator may calculate the first central coordinates using Equation 2 below.

Figure 112020093132598-pat00004
Figure 112020093132598-pat00004

여기서, centroidB는 제1 강체(또는 제2 강체)의 제2 중심 좌표를 의미하고, N은 제1 위치 트래커(또는 제2 위치 트래커)에 포함된 마커의 개수를 의미하고, PBi는 i번째 마커의 제2 좌표를 의미한다. Here, centroidB means the second center coordinate of the first rigid body (or second rigid body), N means the number of markers included in the first position tracker (or second position tracker), and PBi is the ith marker Means the second coordinate of

강체 모션 산출부(51)는 제1 좌표 세트, 제1 중심 좌표, 제2 좌표 세트 및 제2 중심 좌표에 기초하여 제1 강체의 자세 정보를 산출할 수 있다. 강체 모션 산출부(51)는 제1 좌표 세트, 제1 중심 좌표, 제2 좌표 세트 및 제2 중심 좌표에 기초하여 제2 강체의 자세 정보를 산출할 수 있다. 강체 모션 산출부(51)는 특이값 분해(SVD)를 이용한 아래의 수학식 3 내지 수학식 5를 이용하여 자세 정보를 산출할 수 있다. The rigid body motion calculator 51 may calculate posture information of the first rigid body based on the first set of coordinates, the first center coordinates, the second set of coordinates, and the second center coordinates. The rigid body motion calculator 51 may calculate posture information of the second rigid body based on the first set of coordinates, the first center coordinates, the second set of coordinates, and the second center coordinates. The rigid body motion calculation unit 51 may calculate posture information using Equations 3 to 5 using singular value decomposition (SVD).

Figure 112020093132598-pat00005
Figure 112020093132598-pat00005

Figure 112020093132598-pat00006
Figure 112020093132598-pat00006

Figure 112020093132598-pat00007
Figure 112020093132598-pat00007

여기서, R은 자세 정보, 즉, 회전 정보를 나타내는 회전 행렬을 의미할 수 있다. Here, R may mean a rotation matrix representing attitude information, that is, rotation information.

강체 모션 산출부(51)는 수학식 6을 이용하여 제1 강체(또는 제2 강체)의 위치 정보 및 자세 정보를 포함하는 모션 정보(t)를 산출할 수 있다. The rigid body motion calculation unit 51 may calculate motion information t including position information and posture information of the first rigid body (or the second rigid body) using Equation 6.

Figure 112020093132598-pat00008
Figure 112020093132598-pat00008

충돌 판단부(52)는 제1 강체 및 제2 강체의 모션 정보에 기초하여 대상체에 대응하는 제1 가상 객체와 소방도구 프로파일에 대응하는 제2 가상 객체의 충돌 여부를 판단할 수 있다. 충돌 판단부(52)는 제1 강체의 모션 정보를 제1 가상 객체에 투영하고 제2 강체의 모션 정보를 제2 가상 객체에 투영하여 제1 가상 객체와 제2 가상 객체의 충돌 여부를 판단할 수 있다. The collision determination unit 52 may determine whether a first virtual object corresponding to the target object collides with a second virtual object corresponding to the profile of the firefighting tool based on the motion information of the first rigid body and the second rigid body. The collision determination unit 52 projects motion information of the first rigid body onto the first virtual object and projects motion information of the second rigid body onto the second virtual object to determine whether the first virtual object collides with the second virtual object. can

모션 구현부(53)는 충돌 여부의 판단 결과에 기초하여 제1 가상 객체와 제2 가상 객체의 모션을 구현할 수 있다. The motion implementation unit 53 may implement motions of the first virtual object and the second virtual object based on a result of determining whether or not to collide.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 가상 소방 훈련을 위한 모션 캡쳐 방법의 순서도이다. 9 is a flow chart of a motion capture method for virtual firefighting training according to an embodiment of the present invention.

우선, 모션 캡쳐 장치는 위치 트래커에 대한 트래킹 정보를 수신할 수 있다(S910). 트래킹 정보는 카메라에 의해 촬영된 영상 정보일 수 있다. First, the motion capture device may receive tracking information about the location tracker (S910). The tracking information may be image information captured by a camera.

그러면, 모션 캡쳐 장치는 대상체에 배치되는 제1 위치 트래커 및 소방도구 프로파일에 배치되는 제2 위치 트래커에 대응하는 빛을 감지하여 생성된 트래킹 정보에 기초하여 제1 위치 트래커에 대응하는 제1 강체 및 제2 위치 트래커에 대응하는 제2 강체의 모션 정보를 산출할 수 있다. Then, the motion capture device detects light corresponding to the first position tracker disposed on the object and the second position tracker disposed on the fire tool profile, and based on tracking information generated, the first rigid body corresponding to the first position tracker and Motion information of the second rigid body corresponding to the second position tracker may be calculated.

먼저, 모션 캡쳐 장치는 트래킹 정보에 포함된 제1 좌표 세트를 이용하여 제1 강체 및 제2 강체의 중심 좌표를 산출할 수 있다(S920). First, the motion capture device may calculate center coordinates of the first rigid body and the second rigid body using the first coordinate set included in the tracking information (S920).

구체적으로, 모션 캡쳐 장치는 제1 시점에서 제1 위치 트래커의 3차원 좌표값인 제1 좌표 세트를 이용하여 제1 시점에서 제1 강체의 제1 중심 좌표를 산출할 수 있다. 모션 캡쳐 장치는 제1 시점에서 제2 위치 트래커의 3차원 좌표값인 제1 좌표 세트를 이용하여 제1 시점에서 제2 강체의 제1 중심 좌표를 산출할 수 있다. Specifically, the motion capture device may calculate the first center coordinates of the first rigid body at the first time point using the first coordinate set that is the 3D coordinate value of the first position tracker at the first time point. The motion capture device may calculate the first center coordinates of the second rigid body at the first time point by using the first coordinate set that is the 3D coordinate value of the second position tracker at the first time point.

그리고, 모션 캡쳐 장치는 제1 시점보다 늦은 시점인 제2 시점에서 제1 위치 트래커의 3차원 좌표값인 제2 좌표 세트를 이용하여 제2 시점에서 제1 강체의 제2 중심 좌표를 산출할 수 있다. 모션 캡쳐 장치는 제1 시점보다 늦은 시점인 제2 시점에서 제2 위치 트래커의 3차원 좌표값인 제2 좌표 세트를 이용하여 제2 시점에서 제2 강체의 제2 중심 좌표를 산출할 수 있다. Also, the motion capture device may calculate the second central coordinates of the first rigid body at the second time point, using the second coordinate set that is the 3D coordinate value of the first location tracker at the second time point later than the first time point. have. The motion capture device may calculate the second center coordinates of the second rigid body at the second time point, which is later than the first time point, by using the second coordinate set that is the 3D coordinate value of the second position tracker.

그러면, 모션 캡쳐 장치는 제1 강체 및 제2 강체의 자세 정보를 산출할 수 있다(S930). 구체적으로, 모션 캡쳐 장치는 제1 좌표 세트, 제1 중심 좌표, 제2 좌표 세트 및 제2 중심 좌표에 기초하여 제1 강체의 자세 정보를 산출할 수 있다. 모션 캡쳐 장치는 제1 좌표 세트, 제1 중심 좌표, 제2 좌표 세트 및 제2 중심 좌표에 기초하여 제2 강체의 자세 정보를 산출할 수 있다. Then, the motion capture device may calculate posture information of the first rigid body and the second rigid body (S930). Specifically, the motion capture device may calculate posture information of the first rigid body based on the first set of coordinates, the first center coordinates, the second set of coordinates, and the second center coordinates. The motion capture device may calculate posture information of the second rigid body based on the first set of coordinates, the first center coordinates, the second set of coordinates, and the second center coordinates.

그리고, 모션 캡쳐 장치는 자세 정보, 제1 중심 좌표 및 제2 중심 좌표를 이용하여 강체의 모션 정보를 산출할 수 있다(S940). Then, the motion capture device may calculate motion information of the rigid body using the posture information, the first center coordinates, and the second center coordinates (S940).

다음으로, 모션 캡쳐 장치는 제1 강체 및 제2 강체의 모션 정보에 기초하여 대상체에 대응하는 제1 가상 객체와 소방도구 프로파일에 대응하는 제2 가상 객체의 충돌 여부를 판단할 수 있다(S950). 일 실시예에 따르면, 모션 캡쳐 장치는 제1 강체의 모션 정보에 기초한 제1 가상 객체와 제2 강체의 모션 정보에 기초한 제2 가상 객체의 공간상 교차가 발생할 경우 충돌이 발생한 것으로 판단할 수 있다. Next, the motion capture device may determine whether the first virtual object corresponding to the object collides with the second virtual object corresponding to the profile of the firefighting tool based on the motion information of the first rigid body and the second rigid body (S950). . According to an embodiment, the motion capture device may determine that a collision has occurred when a first virtual object based on motion information of a first rigid body and a second virtual object based on motion information of a second rigid body intersect in space. .

그러면, 모션 캡쳐 장치는 충돌 여부의 판단 결과에 기초하여 제1 가상 객체와 제2 가상 객체의 모션을 구현할 수 있다(S960). 일 실시예에 따르면, 모션 캡쳐 장치는 제1 강체의 모션 정보에 기초한 제1 가상 객체와 제2 강체의 모션 정보에 기초한 제2 가상 객체의 모션을 구현할 수 있다. 모션 캡쳐 장치는 제1 가상 객체와 제2 가상 객체의 충돌이 발생하였다고 판단할 경우 충돌 결과를 충돌 발생 지점에 나타낼 수 있다. 모션 캡쳐 장치는 제1 가상 객체와 제2 가상 객체의 이동 정도와 교차 정도에 따라 충돌의 강약을 나타낼 수도 있다. Then, the motion capture device may implement motions of the first virtual object and the second virtual object based on a result of determining whether or not to collide (S960). According to an embodiment, the motion capture device may implement motions of a first virtual object based on motion information of a first rigid body and a motion of a second virtual object based on motion information of a second rigid body. When the motion capture device determines that a collision between the first virtual object and the second virtual object has occurred, the motion capture device may display a collision result at a collision occurrence point. The motion capture device may indicate the intensity of the collision according to the degree of movement and intersection of the first virtual object and the second virtual object.

도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 가상 객체와 제2 가상 객체의 모션 구현을 나타낸 시뮬레이션 결과이다. 10 is a simulation result showing motion implementation of a first virtual object and a second virtual object according to the first embodiment of the present invention.

도 10은 소방도구의 종류가 대해머인 경우에 대한 시뮬레이션 결과이다. 도 10에 도시된 것처럼, 10번의 충돌 실험을 수행하였으며, 10번 모두 실제 대상체와 소방도구 프로파일이 충돌한 지점에 대해 충돌 발생 모션이 발생하였음을 알 수 있다. 10 is a simulation result for the case where the type of fire fighting tool is a hammer. As shown in FIG. 10 , 10 collision experiments were performed, and it can be seen that in all 10 collision motions occurred at points where the actual object and the firefighting tool profile collided.

도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 제1 가상 객체와 제2 가상 객체의 모션 구현을 나타낸 시뮬레이션 결과이다. 11 is a simulation result showing motion implementation of a first virtual object and a second virtual object according to a second embodiment of the present invention.

도 11은 소방도구의 종류가 소방도끼인 경우에 대한 시뮬레이션 결과이다. 도 11에 도시된 것처럼, 10번의 충돌 실험을 수행하였으며, 10번 모두 실제 대상체와 소방도구 프로파일이 충돌한 지점에 대해 충돌 발생 모션이 발생하였음을 알 수 있다. 11 is a simulation result for the case where the type of fire fighting tool is a fire axe. As shown in FIG. 11 , 10 collision experiments were performed, and in all 10 cases, it can be seen that collision occurrence motion occurred with respect to the point where the actual object and the firefighting tool profile collided.

본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-programmable gate array) 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.The term '~unit' used in this embodiment means software or a hardware component such as a field-programmable gate array (FPGA) or ASIC, and '~unit' performs certain roles. However, '~ part' is not limited to software or hardware. '~bu' may be configured to be in an addressable storage medium and may be configured to reproduce one or more processors. Therefore, as an example, '~unit' refers to components such as software components, object-oriented software components, class components, and task components, processes, functions, properties, and procedures. , subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables. Functions provided within components and '~units' may be combined into smaller numbers of components and '~units' or further separated into additional components and '~units'. In addition, components and '~units' may be implemented to play one or more CPUs in a device or a secure multimedia card.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. Although the above has been described with reference to the embodiments, this is only an example and does not limit the present invention, and those skilled in the art to which the present invention belongs will not deviate from the essential characteristics of the present embodiment. It will be appreciated that various variations and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment can be modified and implemented. And differences related to these modifications and applications should be construed as being included in the scope of the present invention as defined in the appended claims.

10 : 제1 위치 트래커
20 : 제2 위치 트래커
30 : 카메라
40 : 통신장비
50 : 모션 캡쳐 장치
51 : 강체 모션 산출부
52 : 충돌 판단부
53 : 모션 구현부 10: 1st location tracker
20: second location tracker
30: camera
40: communication equipment
50: motion capture device
51: rigid body motion calculation unit
52: collision judgment unit
53: motion implementation unit

Claims (12)

대상체에 배치되며, 복수의 마커를 포함하는 제1 위치 트래커;
소방도구 프로파일에 배치되며, 복수의 마커를 포함하는 제2 위치 트래커; 및
상기 대상체에 대응하는 제1 가상 객체 및 상기 소방도구 프로파일에 대응하는 제2 가상 객체를 저장하고, 상기 제1 위치 트래커에 대응하는 제1 강체 및 상기 제2 위치 트래커에 대응하는 제2 강체를 형성하고, 상기 제1 위치 트래커에 대응하는 빛을 감지하여 생성된 제1 트래킹 정보에 기초하여 상기 제1 강체의 모션 정보를 산출하고, 상기 제2 위치 트래커에 대응하는 빛을 감지하여 생성된 제2 트래킹 정보에 기초하여 상기 제2 강체의 모션 정보를 산출하며, 상기 제1 강체의 모션 정보 및 상기 제2 강체의 모션 정보에 기초하여 상기 제1 가상 객체와 상기 제2 가상 객체의 충돌 여부를 판단하고, 상기 충돌 여부의 판단 결과에 기초하여 상기 제1 가상 객체와 상기 제2 가상 객체의 모션을 구현하는 모션 캡쳐 장치;를 포함하고,
상기 소방도구 프로파일은,
대응하는 소방도구의 종류에 따라 상이한 형상을 가지고 상기 제2 위치 트래커의 부착 위치가 상이한 가상 소방 훈련을 위한 모션 캡쳐 시스템. a first location tracker disposed on the object and including a plurality of markers;
A second location tracker disposed on the fire tool profile and including a plurality of markers; and
A first virtual object corresponding to the target object and a second virtual object corresponding to the profile of the firefighting tool are stored, and a first rigid body corresponding to the first location tracker and a second rigid body corresponding to the second location tracker are formed. and calculating motion information of the first rigid body based on first tracking information generated by detecting light corresponding to the first position tracker, and calculating motion information of the first rigid body generated by detecting light corresponding to the second position tracker. Based on the tracking information, motion information of the second rigid body is calculated, and based on the motion information of the first rigid body and the motion information of the second rigid body, it is determined whether the first virtual object collides with the second virtual object. and a motion capture device implementing motions of the first virtual object and the second virtual object based on a result of determining whether or not the collision exists,
The fire fighting tool profile,
A motion capture system for virtual firefighting training in which the second position tracker has a different attachment position and has a different shape according to the type of corresponding firefighting tool. 제1항에 있어서,
상기 소방도구 프로파일은,
상기 대응하는 소방도구의 종류가 대해머이면, 소정의 길이를 가지는 막대 형상으로 구현되고, 상기 제2 위치 트래커가 하단으로부터 1/3 지점에 배치되는 가상 소방 훈련을 위한 모션 캡쳐 시스템. According to claim 1,
The fire fighting tool profile,
If the corresponding type of firefighting tool is a hammer, it is implemented in a rod shape having a predetermined length, and the motion capture system for virtual firefighting training in which the second position tracker is disposed at a point 1/3 from the bottom. 제1항에 있어서,
상기 소방도구 프로파일은,
상기 대응하는 소방도구의 종류가 소방도끼이면, 소정의 길이를 가지는 막대 형상으로 구현되되, 상단에 “ㄱ”형태의 구조체가 부착되고, 상기 제2 위치 트래커가 하단으로부터 1/3 지점에 배치되는 가상 소방 훈련을 위한 모션 캡쳐 시스템. According to claim 1,
The fire fighting tool profile,
If the type of the corresponding firefighting tool is a firefighting ax, it is implemented in a rod shape having a predetermined length, an “A” shaped structure is attached to the upper end, and the second position tracker is disposed at a point 1/3 from the lower end A motion capture system for virtual fire drills. 제1항에 있어서,
상기 모션 캡쳐 장치는,
제1 시점에서 상기 제2 위치 트래커의 3차원 좌표값인 제1 좌표 세트를 이용하여 상기 제1 시점에서 상기 제2 강체의 제1 중심 좌표를 산출하고,
상기 제1 시점보다 늦은 시점인 제2 시점에서 상기 제2 위치 트래커의 3차원 좌표값인 제2 좌표 세트를 이용하여 상기 제2 시점에서 상기 제2 강체의 제2 중심 좌표를 산출하고,
상기 제1 중심 좌표와 상기 제2 중심 좌표에 기초하여 상기 제2 강체의 위치 정보를 산출하는 가상 소방 훈련을 위한 모션 캡쳐 시스템. According to claim 1,
The motion capture device,
Calculating first central coordinates of the second rigid body at the first viewpoint using a first set of coordinates that are 3-dimensional coordinate values of the second position tracker at the first viewpoint;
Calculate second center coordinates of the second rigid body at the second time point using a second coordinate set that is a 3-dimensional coordinate value of the second position tracker at a second time point later than the first time point;
A motion capture system for virtual fire training that calculates location information of the second rigid body based on the first center coordinates and the second center coordinates. 제4항에 있어서,
상기 모션 캡쳐 장치는,
상기 제1 좌표 세트, 상기 제1 중심 좌표, 상기 제2 좌표 세트 및 상기 제2 중심 좌표에 기초하여 상기 제2 강체의 자세 정보를 산출하는 가상 소방 훈련을 위한 모션 캡쳐 시스템. According to claim 4,
The motion capture device,
A motion capture system for virtual fire training that calculates posture information of the second rigid body based on the first coordinate set, the first central coordinate, the second coordinate set, and the second central coordinate. 제5항에 있어서,
상기 모션 캡쳐 장치는,
아래의 수학식을 이용하여 상기 제2 강체의 위치 정보 및 자세 정보를 포함하는 모션 정보(t)를 산출하는 가상 소방 훈련을 위한 모션 캡쳐 시스템:
Figure 112020093132598-pat00009

여기서, R은 상기 자세 정보를 의미하고, centroidA는 상기 제1 중심 좌표를 의미하고, centroidB는 상기 제2 중심 좌표를 의미한다. According to claim 5,
The motion capture device,
A motion capture system for virtual fire training that calculates motion information (t) including position information and posture information of the second rigid body using the following equation:
Figure 112020093132598-pat00009

Here, R denotes the posture information, centroid A denotes the first center coordinate, and centroid B denotes the second center coordinate. 대상체에 대응하는 제1 가상 객체 및 소방도구 프로파일에 대응하는 제2 가상 객체를 저장하고, 상기 대상체에 배치되는 제1 위치 트래커에 대응하는 제1 강체 및 상기 소방도구 프로파일에 배치되는 제2 위치 트래커에 대응하는 제2 강체를 형성하며, 상기 제1 위치 트래커에 대응하는 빛을 감지하여 생성된 제1 트래킹 정보에 기초한 제1 강체의 모션 정보 및 상기 제2 위치 트래커에 대응하는 빛을 감지하여 생성된 제2 트래킹 정보에 기초한 상기 제2 강체의 모션 정보를 산출하는 단계;
상기 제1 강체의 모션 정보 및 상기 제2 강체의 모션 정보에 기초하여 상기 제1 가상 객체와 상기 제2 가상 객체의 충돌 여부를 판단하는 단계; 및
상기 충돌 여부의 판단 결과에 기초하여 상기 제1 가상 객체와 상기 제2 가상 객체의 모션을 구현하는 단계;를 포함하고,
상기 소방도구 프로파일은,
대응하는 소방도구의 종류에 따라 상이한 형상을 가지고 상기 제2 위치 트래커의 부착 위치가 상이한 가상 소방 훈련을 위한 모션 캡쳐 방법. A first virtual object corresponding to the object and a second virtual object corresponding to the profile of the firefighting tool are stored, and the first rigid body corresponding to the first location tracker disposed on the object and the second location tracker disposed on the profile of the firefighting tool are stored. A second rigid body corresponding to is formed, and motion information of the first rigid body based on the first tracking information generated by detecting light corresponding to the first position tracker and light corresponding to the second position tracker are detected and generated. calculating motion information of the second rigid body based on the second tracking information;
determining whether the first virtual object collides with the second virtual object based on the motion information of the first rigid body and the motion information of the second rigid body; and
Implementing motions of the first virtual object and the second virtual object based on a result of determining whether the collision exists;
The fire fighting tool profile,
A motion capture method for virtual firefighting training in which the attachment position of the second position tracker is different and has a different shape according to the type of corresponding firefighting tool. 제7항에 있어서,
상기 소방도구 프로파일은,
상기 대응하는 소방도구의 종류가 대해머이면, 소정의 길이를 가지는 막대 형상으로 구현되고, 상기 제2 위치 트래커가 하단으로부터 1/3 지점에 배치되는 가상 소방 훈련을 위한 모션 캡쳐 방법. According to claim 7,
The fire fighting tool profile,
If the corresponding type of firefighting tool is a hammer, it is implemented in a rod shape having a predetermined length, and the second position tracker is disposed at a point 1/3 from the bottom. Motion capture method for virtual firefighting training. 제7항에 있어서,
상기 소방도구 프로파일은,
상기 대응하는 소방도구의 종류가 소방도끼이면, 소정의 길이를 가지는 막대 형상으로 구현되되, 상단에 “ㄱ”형태의 구조체가 부착되고, 상기 제2 위치 트래커가 하단으로부터 1/3 지점에 배치되는 가상 소방 훈련을 위한 모션 캡쳐 방법. According to claim 7,
The fire fighting tool profile,
If the type of the corresponding firefighting tool is a firefighting ax, it is implemented in a rod shape having a predetermined length, an “A” shaped structure is attached to the upper end, and the second position tracker is disposed at a point 1/3 from the lower end A motion capture method for virtual fire drills. 제7항에 있어서,
상기 제1 위치 트래커에 대응하는 빛을 감지하여 생성된 제1 트래킹 정보에 기초한 제1 강체의 모션 정보 및 상기 제2 위치 트래커에 대응하는 빛을 감지하여 생성된 제2 트래킹 정보에 기초한 상기 제2 강체의 모션 정보를 산출하는 단계는,
제1 시점에서 상기 제2 위치 트래커의 3차원 좌표값인 제1 좌표 세트를 이용하여 상기 제1 시점에서 상기 제2 강체의 제1 중심 좌표를 산출하는 단계,
상기 제1 시점보다 늦은 시점인 제2 시점에서 상기 제2 위치 트래커의 3차원 좌표값인 제2 좌표 세트를 이용하여 상기 제2 시점에서 상기 제2 강체의 제2 중심 좌표를 산출하는 단계, 및
상기 제1 중심 좌표와 상기 제2 중심 좌표에 기초하여 상기 제2 강체의 위치 정보를 산출하는 단계;를 포함하는 가상 소방 훈련을 위한 모션 캡쳐 방법. According to claim 7,
Motion information of the first rigid body based on first tracking information generated by detecting light corresponding to the first position tracker and motion information of the second rigid body based on second tracking information generated by detecting light corresponding to the second position tracker The step of calculating the motion information of the rigid body,
Calculating first central coordinates of the second rigid body at the first viewpoint using a first set of coordinates that are 3-dimensional coordinate values of the second position tracker at the first viewpoint;
Calculating second center coordinates of the second rigid body at the second time point using a second coordinate set that is a 3-dimensional coordinate value of the second position tracker at a second time point later than the first time point; and
A motion capture method for virtual firefighting training comprising: calculating location information of the second rigid body based on the first center coordinates and the second center coordinates. 제10항에 있어서,
상기 제1 위치 트래커에 대응하는 빛을 감지하여 생성된 제1 트래킹 정보에 기초한 제1 강체의 모션 정보 및 상기 제2 위치 트래커에 대응하는 빛을 감지하여 생성된 제2 트래킹 정보에 기초한 상기 제2 강체의 모션 정보를 산출하는 단계는,
상기 제1 좌표 세트, 상기 제1 중심 좌표, 상기 제2 좌표 세트 및 상기 제2 중심 좌표에 기초하여 상기 제2 강체의 자세 정보를 산출하는 단계를 포함하는 가상 소방 훈련을 위한 모션 캡쳐 방법. According to claim 10,
Motion information of the first rigid body based on first tracking information generated by detecting light corresponding to the first position tracker and motion information of the second rigid body based on second tracking information generated by detecting light corresponding to the second position tracker The step of calculating the motion information of the rigid body,
and calculating posture information of the second rigid body based on the first coordinate set, the first central coordinate, the second coordinate set, and the second central coordinate. 제11항에 있어서,
상기 제1 위치 트래커에 대응하는 빛을 감지하여 생성된 제1 트래킹 정보에 기초한 제1 강체의 모션 정보 및 상기 제2 위치 트래커에 대응하는 빛을 감지하여 생성된 제2 트래킹 정보에 기초한 상기 제2 강체의 모션 정보를 산출하는 단계는,
아래의 수학식을 이용하여 상기 제2 강체의 위치 정보 및 자세 정보를 포함하는 모션 정보(t)를 산출하는 가상 소방 훈련을 위한 모션 캡쳐 방법:
Figure 112022046178262-pat00010

여기서, R은 상기 자세 정보를 의미하고, centroidA는 상기 제1 중심 좌표를 의미하고, centroidB는 상기 제2 중심 좌표를 의미한다.
According to claim 11,
Motion information of the first rigid body based on first tracking information generated by detecting light corresponding to the first position tracker and motion information of the second rigid body based on second tracking information generated by detecting light corresponding to the second position tracker The step of calculating the motion information of the rigid body,
Motion capture method for virtual fire training that calculates motion information (t) including position information and posture information of the second rigid body using the following equation:
Figure 112022046178262-pat00010

Here, R denotes the posture information, centroid A denotes the first center coordinates, and centroid B denotes the second center coordinates.
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