KR19990071097A

KR19990071097A - Tilt Effect Generation Device by Handle Rotation in Terrain Tracking Simulator

Info

Publication number: KR19990071097A
Application number: KR1019980006339A
Authority: KR
Inventors: 신광성; 이인묵
Original assignee: 전주범; 대우전자 주식회사
Priority date: 1998-02-27
Filing date: 1998-02-27
Publication date: 1999-09-15

Abstract

본 발명은 지형 추적 모의실험기에서의 핸들 회전에 따른 기울어짐 효과 생성장치에 관한 것으로서, 지형추적(Terrain Following) 시뮬레이션을 수행하는 모의실험기의 핸들이 회전한 각도를 판단하는 핸들각도 판단부, 모의실험기의 진행속도를 판단하는 진행속도 판단부, 모의실험기의 바퀴사이의 거리를 판단하는 바퀴거리 판단부, 및 핸들각도 판단부에서 판단된 핸들의 회전각도, 진행속도 판단부에서 판단된 현재의 진행속도, 바퀴거리 판단부에서 판단된 바퀴사이의 거리를 이용하여 모의실험기가 지면에 대하여 기울어지는 각도를 계산하는 기울기 계산부로 이루어진다.The present invention relates to a device for generating a tilt effect according to a handle rotation in a terrain tracking simulator, wherein the handle angle determination unit and the simulation device determine a rotation angle of a handle of a simulator that performs a terrain following simulation. Progress speed judging unit for judging the speed of movement, wheel distance judging unit for judging the distance between the wheels of the simulator, and the current rotation speed determined in the rotation angle of the steering wheel, the judging speed judging In this case, the simulator uses a tilt calculator to calculate the angle of inclination of the ground using the distance between the wheels determined by the wheel distance determiner.

본 발명에 따른 지형 추적 모의실험기에서의 핸들 회전에 따른 기울어짐 효과 생성장치를 사용하면, 지형추적 모의실험기에 현재 얼마만큼의 힘이 가해지고 있는가에 관한 사항인 동력학적 측면을 적용시켜서, 모의실험기의 지면에 대한 기울어짐을 실현시킬 수 있으므로, 지형추적 환경을 시뮬레이션하는 기구의 사용자에게 좀 더 사실적인 움직임을 느낄 수 있도록 해줄 수 있는 효과가 있다.Using the tilt effect generation device according to the handle rotation in the terrain tracking simulator according to the present invention, by applying the dynamic aspect, which is a matter of how much force is currently applied to the terrain tracking simulator, Since the tilt of the ground can be realized, the user of the apparatus simulating the terrain tracking environment can feel more realistic movement.

Description

A declination effect generator for handle moving in terrain following simulator

본 발명은 핸들의 회전에 따른 기울어짐 효과 생성장치에 관한 것으로서, 특히 지형추적 환경에서 자동차나 자전거 등 탈 것의 동작을 시뮬레이션(Simulation)하는 놀이기구나 오락기구 등(이하 모의실험기라 한다.)에 사용되어, 사용자가 모의실험기의 핸들을 조작(회전)시켰을 때, 실제로 탈 것의 핸들을 조작하였을 경우에 받는 느낌과 근사한 느낌을 가질 수 있도록, 동력학을 고려하여 모의실험기가 지면에 대하여 기울어지는 효과를 생성시킬 수 있는 장치인 지형 추적 모의실험기에서의 핸들 회전에 따른 기울어짐 효과 생성장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for generating an inclination effect according to the rotation of a steering wheel, and more particularly, to a playground equipment or an amusement equipment (hereinafter referred to as a simulator) for simulating the motion of a vehicle or a vehicle in a terrain tracking environment. When the user operates (rotates) the handle of the simulator, the simulator is inclined with respect to the ground in consideration of dynamics so that the user can have a feeling similar to that obtained when the handle of the vehicle is actually operated. The present invention relates to a device for generating a tilt effect according to a handle rotation in a terrain tracking simulator that can be generated.

종래에는 지형추적 환경에서 자동차나 자전거 등 탈 것의 동작을 시뮬레이션 할 때, 운동학(Kinematics)적인 측면만을 고려하였으므로, 모의실험기의 사용자는 움직이고 있다는 느낌을 받을 수는 있었으나, 사실적인 움직임의 느낌을 주기에는 미흡한 문제점이 있었다.Conventionally, when simulating the movement of a vehicle such as a car or a bicycle in a terrain tracking environment, only the kinematics side was taken into consideration, so the user of the simulator could feel that they were moving, but it was not possible to give a realistic feeling of movement. There was an inadequate problem.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 지형추적 환경에서 자동차나 자전거 등 탈 것의 동작을 시뮬레이션하는 도중, 모의실험기의 사용자가 모의실험기의 핸들을 돌렸을 때, 모의실험기에 현재 얼마만큼의 힘이 가해지고 있는가에 관한 사항인 동력학(Dynamics)적 측면을 적용시켜서, 모의실험기가 지면에 대하여 기울어지는 각도를 판단하여 실제로 그만큼 기울여 주어서, 모의실험기의 사용자가 좀 더 사실적인 움직임을 느낄 수 있도록 해주는 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and when the user of the simulator rotates the handle of the simulator while simulating the operation of the vehicle, such as a vehicle in a terrain tracking environment, how much is currently in the simulator. By applying the dynamics aspect, which is a matter of how much force is being applied, the simulator determines the angle of inclination with respect to the ground and actually tilts it so that the user of the simulator feels more realistic movement. Its purpose is to provide a device that enables this.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 지형 추적 모의실험기에서의 핸들 회전에 따른 기울어짐 효과 생성장치는 지형추적(Terrain Following) 시뮬레이션을 수행하는 모의실험기의 핸들이 회전한 각도를 판단하는 핸들각도 판단부; 모의실험기의 진행속도를 판단하는 진행속도 판단부; 모의실험기의 바퀴사이의 거리를 판단하는 바퀴거리 판단부; 및 상기의 핸들각도 판단부에서 판단된 핸들의 회전각도, 진행속도 판단부에서 판단된 현재의 진행속도, 바퀴거리 판단부에서 판단된 바퀴사이의 거리를 이용하여 모의실험기가 지면에 대하여 기울어지는 각도를 계산하는 기울기 계산부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the tilt effect generation device according to the handle rotation in the terrain tracking simulator according to the present invention is to determine the angle of rotation of the handle of the simulator to perform a terrain following (Terrain Following) simulation Handle angle determination unit; A progress speed determination unit for determining a progress speed of the simulator; Wheel distance determination unit for determining the distance between the wheels of the simulator; And an angle at which the simulator is inclined with respect to the ground by using the rotation angle of the steering wheel determined by the steering wheel angle determination unit, the current traveling speed determined by the moving speed determination unit, and the distance between the wheels determined by the wheel distance determination unit. Characterized in that it comprises a slope calculation unit for calculating the.

도 1은 2륜 구동 원동기를 시뮬레이션하는 기구에 대한 정면도,1 is a front view of a mechanism for simulating a two-wheel drive prime mover;

도 2는 2륜 구동 원동기를 시뮬레이션하는 기구에 대한 우측면도,2 is a right side view of a mechanism for simulating a two-wheel drive prime mover;

도 3은 실제 자전거의 속도와 회전반경과의 관계를 나타낸 개요도,3 is a schematic diagram showing the relationship between the actual bicycle speed and the rotation radius,

도 4는 본 발명에 따른 지형 추적 모의실험기에서의 핸들 회전에 따른 기울어짐 효과 생성장치에 관한 블록도이다.4 is a block diagram of a device for generating a tilt effect according to a handle rotation in a terrain tracking simulator according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

400: 지형 추적 모의실험기에서의 핸들 회전에 따른 기울어짐 효과 생성장치400: tilting effect generator according to the handle rotation in the terrain tracking simulator

410: 핸들각도 판단부 420: 진행속도 판단부410: the handle angle determination unit 420: the progress speed determination unit

430: 바퀴거리 판단부 440: 기울기 계산부430: wheel distance determination unit 440: slope calculation unit

이하에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 자세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 2륜 구동 원동기를 시뮬레이션하는 기구에 대한 정면도이고, 도 2는 2륜 구동 원동기를 시뮬레이션하는 기구에 대한 우측면도로서, 모의실험기는 핸들(110), 모의실험기의 몸체(120), 앞바퀴(121), 뒷바퀴(122), 지지판(130), 우측 높이조절기(131), 및 좌측 높이조절기(132)로 이루어져 있고, 모의실험기의 정면에는 기구 사용자가 볼 수있도록 모의실험기가 진행하고 있다는 사실감을 줄 수있는 지형추적 환경에 대한 화면이 나타나고 있다고 가정한다.1 is a front view of a mechanism for simulating a two-wheel drive prime mover, and FIG. 2 is a right side view of a mechanism for simulating a two wheel drive prime mover, wherein the simulator has a handle 110, a body 120 of the simulator, and a front wheel. (121), the rear wheel 122, the support plate 130, the right height adjuster 131, and the left height adjuster 132, the front of the simulator, the sense of the fact that the simulator is in progress so that the user of the instrument can see Suppose that a screen for a terrain tracking environment that can give

모의실험기의 핸들(110)은 모의실험기의 진행방향을 결정하기 위하여 사용되며, 모의실험기의 몸체(120)는 사용자(100)의 탑승부분과 핸들(110), 가속페달, 및 제동장치 등으로 구성되고, 모의실험기의 몸체(120)의 아래쪽에는 바퀴가 두 개(121,122) 달려있다. 또한 지지판(130)은 사용자(100), 모의실험기의 몸체(120), 및 바퀴들(121,122)을 지탱해 주는 부분이며, 지지판(130)의 좌우측에는 모의실험기의 몸체(120)를 지면에 대하여 기울여줄 수있도록, 지지판(130)의 좌우측 높이를 조절할 수 있는 우측 높이조절기(131), 및 좌측 높이조절기(132)가 장착되어 있다. 모의실험기 사용자는 모의실험기의 동작이 시작되면, 가속페달이나 제동페달 등을 이용하여, 모의실험기의 속도를 임의대로 조정하고, 핸들(110)을 돌려 자신이 원하는 진행방향을 설정할 수 있다.The handle 110 of the simulator is used to determine the running direction of the simulator, the body 120 of the simulator consists of a riding portion and the handle 110, the accelerator pedal, and the braking device of the user 100, etc. In the lower part of the body 120 of the simulator, two wheels 121 and 122 hang. In addition, the support plate 130 is a part supporting the user 100, the body 120 of the simulator, and the wheels 121, 122, the left and right sides of the support plate 130 to the body 120 of the simulator to the ground To be able to tilt, the right height adjuster 131 and the left height adjuster 132, which can adjust the height of the left and right sides of the support plate 130, are mounted. When the simulator user starts the operation of the simulator, he / she may arbitrarily adjust the speed of the simulator using an accelerator pedal or a brake pedal, and turn the handle 110 to set a desired direction of travel.

모의실험기는 사용자가 모의실험기를 조정함에 따라, 그에 따른 음향효과를 발생시키고, 기구 사용자의 전면에 있는 지형추적 시뮬레이션 화면에는 사용자의 움직임을 사실화 시키기 위하여, 모의실험기의 진행방향에 대한 화면이 나타나게 된다. 만일 직진방향으로 진행하는 시뮬레이션이 진행되는 도중, 사용자(100)가 모의실험기의 진행 방향을 우측으로 변경시키기 위하여, 핸들(110)을 우측방향으로 돌리면, 시뮬레이션 화면에는 현재 진행방향에서 우측으로 이동하는 화면이 나타나게 될 것이다. 즉 우측에 바로 바다가 위치한 도로를 직진하고 있는 시뮬레이션 화면이 나타나고 있는 도중, 사용자(100)가 모의실험기의 핸들(110)을 우측으로 돌리면, 시뮬레이션 화면은 핸들의 회전각도에 따른 회전반경으로 바다로 접근하는 화면으로 바뀌게 된다. 이로서 사용자(100)는 시각적으로 모의실험기가 실제 움직이고 있다는 느낌을 어느 정도는 받을 수 있다.The simulator generates sound effects according to the user's adjustment of the simulator, and the screen for the direction of the simulator is displayed on the terrain tracking simulation screen on the front of the instrument user to make the user's movements realistic. . If the user 100 rotates the handle 110 to the right in order to change the running direction of the simulator to the right while the simulation proceeds in the straight direction, the simulation screen moves to the right from the current running direction. The screen will appear. That is, while the simulation screen is straight ahead of the road where the sea is located on the right side, when the user 100 turns the handle 110 of the simulator to the right, the simulation screen goes to the sea with the rotation radius according to the rotation angle of the handle. You will be taken to the screen you are accessing. As a result, the user 100 may visually feel to some extent that the simulator is actually moving.

그러나 사용자가 실제로 자전거를 타고 진행하고 있다고 하면, 사용자가 자전거의 핸들을 우측으로 돌렸을 경우, 자전거의 몸체와 기구 사용자의 몸은 우측으로 기울어지게 될 것이다. 만일 사용자가 자전거의 핸들을 약간 우측으로 돌린 상태에서 계속 진행한다면, 사용자의 몸과 자전거의 몸체는 지면에 대하여 기울어진 상태로 핸들의 회전각도에 따른 반지름을 가지고 원운동을 하게 될 것이다.However, if the user is actually riding a bicycle, when the user rotates the handlebar of the bicycle to the right, the body of the bicycle and the user of the apparatus will be inclined to the right. If the user proceeds while turning the handlebar of the bicycle slightly to the right, the user's body and the body of the bicycle will be inclined with respect to the ground and will have a circular motion with a radius according to the rotation angle of the handlebar.

도 3은 실제 자전거의 속도와 회전반경과의 관계를 나타낸 개요도로서, 기구 사용자가 핸들을 돌린 각도를 θ , 자전거의 두 바퀴사이의 거리를 l, 그리고 핸들 각도 θ 에 따라 자전거가 원운동할 때의 반지름을 R이라고 하면, 회전반지름 R은 다음 수학식 1과 같다.3 is a schematic view showing the relationship between the actual bicycle speed and the radius of rotation, the angle at which the mechanism user turned the handle θ , The distance between the two wheels of the bike, and the steering wheel angle θ According to the radius of the bicycle when the circular motion, R, the radius of rotation R is expressed by the following equation (1).

또한 기구사용자와 자전거의 몸체가 지면을 향하여 기울어지는 각도를 ψ 라고 하면, ψ 는 다음의 수학식 2에 같다.In addition, the angle of inclination of the user and the body of the bicycle toward the ground ψ Speaking of ψ Is equal to the following equation (2).

여기서 v 는 현재속도, g 는 중력가속도를 의미한다.here v Is the current speed, g Means gravitational acceleration.

그러므로 모의실험기를 조정하고 있는 사용자(100)가 모의실험기의 핸들(110)을 θ 만큼 회전시켰을 때, 이에 따라서 모의실험기를 지면에 대하여 ψ 만큼 기울여 주어야 사용자(100)는 좀 더 사실적인 움직임의 느낌을 받을 것이다. 물론 이 경우, 시뮬레이션 화면에는 사용자(100)가 지면에 대하여 기울어진 정도에 대한 시뮬레이션 화면이 출력되어야 할 것이다.Therefore, the user 100 who is adjusting the simulator changes the handle 110 of the simulator. θ When rotated by, rotate the simulator to ground ψ Tilt as much as the user 100 will feel a more realistic movement. Of course, in this case, a simulation screen for the degree to which the user 100 is inclined with respect to the ground should be output on the simulation screen.

도 4는 본 발명에 따른 지형 추적 모의실험기에서의 핸들 회전에 따른 기울어짐 효과 생성장치(400)에 관한 블록도로서, 핸들의 회전각도를 감지하는 핸들각도 감지부(410), 모의실험기에 구비되어 있는 속도 조정장치의 상태에 의하여 현재 모의실험기의 속도를 판단하는 진행속도 판단부(420), 모의실험기의 바퀴축간의 거리를 판단하는 바퀴거리 판단부(430), 및 기울기 계산부(440)로 이루어진다.Figure 4 is a block diagram of the tilt effect generating device 400 according to the handle rotation in the terrain tracking simulator according to the present invention, the handle angle detection unit 410 for detecting the rotation angle of the handle, provided with a simulator Progress speed determination unit 420 for determining the speed of the current simulator according to the state of the speed adjustment device, the wheel distance determination unit 430 for determining the distance between the wheel shaft of the simulator, and the slope calculation unit 440 Is made of.

핸들각도 판단부(410)는 모의실험기의 진행방향 조정장치(핸들)가 회전한 정도를 감지하여, 현재의 핸들 회전각도를 판단하는 기능을 수행한다.The handle angle determination unit 410 detects the degree of rotation of the driving direction adjusting device (handle) of the simulator and performs a function of determining the current handle rotation angle.

진행속도 판단부(420)는 모의실험기의 진행속도 조정장치(가속페달이나 브레이크 등)의 상태를 감지하여, 현재 모의실험기의 진행속도를 판단한다.The moving speed determination unit 420 detects the state of the driving speed adjusting device (acceleration pedal, brake, etc.) of the simulator, and determines the running speed of the current simulator.

바퀴거리 판단부(430)는 모의실험기의 바퀴간 거리 조정장치의 상태를 감지하여 현재 바퀴간의 거리를 판단한다. 즉 모의실험기가 모의실험기의 바퀴간 거리를 임의로 설정할 수있는 장치를 장착하고 있다면, 사용자는 이 장치를 조정하여 모의실험기의 바퀴간 거리를 임의대로 설정하게 될 것이다.The wheel distance determining unit 430 detects the state of the wheel distance adjusting device of the simulator to determine the current distance between the wheels. That is, if the simulator is equipped with a device that can arbitrarily set the distance between the wheels of the simulator, the user will adjust the device to set the distance between the wheels of the simulator at random.

기울기 계산부(440)는 상기의 핸들각도 판단부(410)에서 판단된 핸들의 회전각도, 진행속도 판단부(420)에서 판단된 현재 속도, 및 바퀴거리 판단부(430)에서 판단된 바퀴간의 거리를 입력받은 후, 상기의 수학식 1을 이용하여 모의실험기가 회전하는 반지름을 계산하고, 수학식 2를 이용하여 모의실험기가 지면에 대하여 기울어지는 각도를 계산한다.The tilt calculator 440 may determine the rotation angle of the steering wheel determined by the steering wheel angle determination unit 410, the current speed determined by the moving speed determination unit 420, and the wheels determined by the wheel distance determination unit 430. After receiving the distance, the radius of the simulation is rotated using the equation 1 to calculate the rotation, and using the equation (2) to calculate the angle of inclination with respect to the ground.

모의실험기가 회전하는 반지름은 시뮬레이션 화면의 생성에 사용될 수있으며, 모의실험기가 지면에 대하여 기울어지는 각도는 모의실험기의 지지축 구동부(500)를 제어하기 위하여 사용된다. 지지축 구동부(500)는 기울기 계산부(440)로부터 입력되는 신호, 즉 모의실험기가 지면에 대하여 기울어지는 각도를 나타내는 신호를 입력받아서, 우측 높이조절기(131)나 좌측 높이조절기(132)의 높이를 조절하여 모의실험기를 지면에 대하여 기울여주게 된다.The radius at which the simulator rotates may be used to generate the simulation screen, and the angle at which the simulator is inclined with respect to the ground is used to control the support shaft driver 500 of the simulator. The support shaft driver 500 receives a signal input from the inclination calculator 440, that is, a signal indicating an angle at which the simulator is inclined with respect to the ground, so that the height of the right height controller 131 or the left height controller 132 is increased. By tilting the simulator to the ground.

본 발명에 따른 지형 추적 모의실험기에서의 핸들 회전에 따른 기울어짐 효과 생성장치(400)를 사용하면, 모의실험기에 현재 얼마만큼의 힘이 가해지고 있는가에 관한 사항인 동력학(Dynamics)적 측면을 적용시켜서, 모의실험기의 지면에 대한 기울어짐을 실현시킬 수 있으므로, 지형추적 환경을 시뮬레이션하는 기구의 사용자에게 좀 더 사실적인 움직임을 느낄 수 있도록 해줄 수있는 효과가 있다.Using the tilt effect generation device 400 according to the handle rotation in the terrain tracking simulator according to the present invention, applying the dynamics aspect that is how much force is currently applied to the simulator In order to realize the inclination of the simulator to the ground, the user of the apparatus simulating the terrain tracking environment can feel more realistic movement.

Claims

A steering wheel angle determination unit to determine an angle of rotation of the steering wheel of the simulator for performing Terrain Following simulation;

A progress speed determination unit for determining a progress speed of the simulator;

Wheel distance determination unit for determining the distance between the wheels of the simulator; And

The angle at which the simulator is inclined with respect to the ground using the rotation angle of the steering wheel determined by the steering wheel angle determination unit, the current traveling speed determined by the moving speed determination unit, and the distance between the wheels determined by the wheel distance determination unit. Tilt effect generation device according to the handle rotation in the terrain tracking simulator, characterized in that it comprises a slope calculation unit for calculating.