KR20010005392A - 가상 공간 운동 지원 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 정보 검색과 운동을 효과적으로 지원하기 위한 운동 기구(예로, 자전거 혹은 스텝 머쉰, 런닝 머쉰등의 헬스용 피트니스 기구)의 센서 및 액츄에이터 정보 처리방법에 관한 것으로, 특히 여러 사람이 가상 공간에서 만나서 함께 운동을 할 수 있도록 하는 가상 공간 운동 지원 장치에 관한 것이다. 그리고 정보 검색을 하면서 운동을 할 수 있도록 하는 3차원 정보 검색 방법에 관한 것이다.
이러한 본 발명은, 사용자가 운동 기구로 운동을 할 때에 센서를 통하여 사용자의 운동 데이터를 수집하고, 수집된 운동 데이터를 해석하여 사용자 및 운동 장면을 가상 공간에 표현하고, 가상 공간의 지형/환경 정보 및 사용자의 가상 공간에서의 상태 정보를 운동 기구 장치로 전달하여 사용자가 가상 공간에서 운동하는 감각을 가질 수 있도록 하기 위한 가상 현실 소프트웨어 블록과 운동 기구 제어 장치 하드웨어 블록으로 구성된다.

Description

가상 공간 운동 지원 장치{Exercise Supporting System In Virtual Space}
본 발명은 정보 검색과 운동을 효과적으로 지원하기 위한 운동 기구(예로, 자전거 혹은 스텝 머쉰, 런닝 머쉰등의 헬스용 피트니스 기구)의 센서 및 액츄에이터 정보 처리방법에 관한 것으로, 특히 여러 사람이 가상 공간에서 만나서 함께 운동을 할 수 있도록 하는 가상 공간 운동 지원 장치에 관한 것이다. 그리고 정보 검색을 하면서 운동을 할 수 있도록 하는 3차원 정보 검색 방법에 관한 것이다.
종래의 기술로 네트워크 접속형 운동 장치[US5466200, US5690582, US5785630, US5890995 공히 명칭은 Interactive Exercise Apparatus]가 있으나 컴퓨터, 소프트웨어와 운동 장치를 일체화한 방법으로 필수적으로 높은 실시 가격이 소요된다. 동 기술은 사용자의 신체 운동은 지원하지만 인터넷 정보 검색은 제공하지 않는다. 또한 동 기술은 주로 하드웨어 중심의 기술을 제공하고 있으며, 동시 참여 사용자수의 규모에 관한 소프트웨어 기술은 제공하지 않는다.
본 발명은 가상 공간에서 여러 사람이 함께 운동을 할 수 있도록 지원하는 운동 장치를 저 가격으로 실시할 수 있도록 장치 구성 방법을 모듈화하며, 운동 중에 인터넷 정보 검색을 병행하여 수행할 수 있으며, 동시 참여 사용자 수도 수십명 이상으로 증가시키기 위한 소프트웨어 기술을 제공한다. 더욱이, 여러 종류의 운동기구(예로, 자전거, 골프, 에어로빅, 스텝 머쉰 및 런닝 머쉰 등)의 동시 지원이 가능하다.
운동 기구를 통하여 사용자의 움직임 및 동작을 수집하여 3차원 가상 공간에 매핑 시켜 사용자의 액션을 3차원 공간상에 반영하도록 하고, 사용자에게 3차원 공간상의 네비게이션 결과를 피드백시키며 이를 사용자의 운동 활동과 동기화 한다. 또한 3차원 가상 공간에서는 사용자를 대신하는 아바타를 생성하여 사용자의 행동과 움직임을 가시화한다.
사용자의 운동 활동을 추출하고 포지션을 트랙킹하여 데이터를 수집하고 사용자에게 피드백을 전달하기 위한 제어 정보를 프로토콜에 따라 처리한다. 또한 운동 기구 장치에 센서, 제어 장치를 부착하고, 운동 기구 장치에 진동 등의 리액션을 부가하기 위한 제어기를 구현한다.
기존의 기술은 그 실시에 있어 높은 가격이 요구되므로 이를 낮은 가격으로 실시하기 위해 지원 장치를 블록화한다. 누구라도 컴퓨터와 운동 기구를 가지고 있으면, 그 컴퓨터와 운동 기구에 블록을 장착하여 가상 공간 운동 장치를 실시할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시 예에 따른 가상 공간 운동 지원 장치 개념도,
도 2은 본 발명의 한 실시 예에 따른 가상 공간 운동 지원 장치 블록도,
도 3은 본 발명의 한 실시 예에 따른 운동 기구 제어 장치 블록도,
도 4은 본 발명의 한 실시 예에 따른 가상현실 소프트웨어 블록도,
도 5는 본 발명의 한 실시 예에 따른 가상 공간 운동 지원 장치의 흐름도,
도 6는 본 발명의 한 실시 예에 따른 3차원 정보 검색 시스템,
상기의 목적을 달성하기 위하여 가상 공간 운동 지원 장치는 가상 공간 운동 지원용 가상 현실 소프트웨어 블록과 운동 기구 제어 장치 하드웨어 블록으로 구성된다.
가상현실 소프트웨어는 시스템에 참여하는 여러 사용자들을 관리하는 다수 사용자 관리서버 모듈, 사용자의 운동 기구의 상태 정보를 가상 공간에 반영하며, 가상 공간의 상태 정보에 따라 운동 기구를 제어하며 동시에, 가상 공간의 상태 정보를 사용자에게 제시하는 시뮬레이터 소프트웨어 모듈로 구성된다. 다수 사용자 관리서버에서 지형 DB 관리기 서브모듈은 3차원 지형 데이터를 관리하며 이 지형 데이터를 사용자 컴퓨터로 사용자 컴퓨터 접속 서브모듈을 통하여 전송하는 기능을수행한다. 사용자 관리 서브모듈에서는 가상 공간에 여러 사용자가 참여 할 수 있도록 서버 자원을 관리하며, 이를 사용자 정보를 관리하기 위한 profile 관리 서브모듈, 사용자간 음성/영상/텍스트를 통한 통신을 담당하는 채팅 관리 서브모듈, 그리고 사용자간 그룹 통신 및 협동 작업을 지원하는 그룹 관리 서브모듈과 함께 수행한다. 각각의 사용자 컴퓨터의 시뮬레이터와 사용자 컴퓨터 접속 서브모듈을 통하여 접속하여 각 사용자 운동 기구의 상태 정보/제어 정보/사용자 관리 정보를 송신/수신한다.
사용자 컴퓨터 상의 시뮬레이터는 먼저 서버 접속 서브모듈을 통하여 다수 사용자 관리 서버 모듈과 접속하여 자신 및 다른 사용자들의 운동 기구의 상태 정보/제어 정보/사용자 관리 정보를 송신/수신하며, 운동 기구 제어 장치 블록을 통하여 운동 기구의 상태를 감시 및 제어한다. 시뮬레이터는 사용자의 가상 공간 운동 환경을 제공하기 위한 로컬 지형 DB를 관리하며, 지형 항해 및 관리 서브 모듈에서는 가상 공간에서 사용자 아바타를 이용하여 지형 항해 및 인터넷 정보 검색을 진행하며 아바타의 움직임과 동작을 관리한다. 충격 처리 서브모듈에서는 가상 공간을 항해하는 아바타의 주변 지형/환경 정보에 따라 아바타의 동작을 제어하며 동시에 충격 제어 정보를 운동 기구 제어 장치에 발생시킨다. 감속 처리 서브모듈에서는 사용자의 실제 운동량을 지형/환경 정보와 충격 처리 서브모듈의 결과를 반영하여 운동 기구가 운동 감속 효과를 내도록 하는 제어 정보를 운동 기구 제어 장치에 전달한다. 속도 처리 서브모듈은 가상 공간 아바타의 운동 속도를 관리하며 디스플레이를 통하여 실시간 랜더링 처리하며, 사용자가 감속 및 가속의 효과를 체감할 수 있도록 운동 기구 제어 장치를 통하여 운동 기구를 제어한다. 운동 강도 조절 서브 모듈은 사용자의 운동 능력을 고려하여 안정한 운동 환경을 능력 단계별로 제시하며, 사용자의 심박수를 고려하여 적절한 운동 강도 정보를 운동 기구 제어 장치에 전달하도록 한다.
운동 기구 제어 장치는 사용자의 운동 상태를 인식하기 위하여 운동 기구에 부착된 각종 속도 센서, 회전각 센서, 심박 측정 장치 혹은 포지션 트랙커 등으로 부터 데이타를 획득하여 이를 시뮬레이터에 전달하며 휠, 롤러 감속 장치, 충격 전달 장치, 프레임 균형제어 장치 혹은 스텝머쉰 압력 제어 장치를 통하여 사용자에게 가상 공간의 지형/환경 특성 정보 및 운동 강도를 피드백한다.
또한 전기 발생 장치 및 축전지 모듈에서는 전기 발생 장치를 이용하여 사용자의 운동량을 전기량으로 축전지에 저장하며, 이렇게 충전된 전기를 시스템 구동에 활용하게 된다.
3차원 정보 검색 시스템은 가상 공간 운동 중에 정보 검색을 지원하며 사용자로부터 정보 검색 파라미터를 입력받아 인터넷 정보를 회수하여 로컬메모리에 저장하며, 이를 분석 및 분류하고 유형 별로 클러스터링하며, 가상 공간의 지형 지물 객체로 은유하여 가상 공간에 매핑한다. 그리고 시뮬레이션 가능한 객체에 대하여 사용자와의 상호 작용에 따라 시뮬레이션 처리한 후 가상 공간에 표현한다.
본 발명으로, 가상 공간 운동 장치를 경제적으로 실시할 수 있으며, 운동 중에 인터넷 정보 검색을 병행하여 수행하며, 동시 참여 사용자 수도 수십명 이상으로 증가시킬 수 있는 방법이 제공된다. 더욱이, 여러 종류의 운동 기구(예로, 자전거, 골프, 에어로빅, 스텝 머쉰 및 런닝 머쉰 등)의 동시 지원이 가능하다.
한편, 사용자가 기 보유하고 있는 자전거, 헬스용 피트니스 기구를 인터넷검색과 가상 현실 운동 장치로서 재활용하는 방법이 제공된다. 또한, 인터넷 정보검색과 운동을 동시에 수행할 수 있도록 하는 종합 인터넷 서비스가 가능하게 되며, 사용자간의 통신으로 정보 공유 효과를 극대화 한다.

Claims (9)

  1. 컴퓨터 네트웍을 통한 1인 이상이 함께 운동을 하면서 정보를 검색하는 장치에 있어서,
    상기 운동장치에 사용된 운동기구의 센서, 엑츄에이터, 제어수단로 구성된 장치,
    상기 센서의 데이터를 처리하여 지형 공간을 시각화하는 수단, 상기 데이터와 지형 공간의 물리적 특징을 함께 처리하는 수단, 다른 참여자의 컴퓨터와 통신 및 상기 운동기구를 제어하여 함께 운동을 하는 것을 느낄수 있도록 하는 수단으로 구성된 상기 장치를 지원하는 가상현실 컴퓨터 소프트웨어로 구성된 것을 특징으로하는 장치
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 컴퓨터 네트웍으로서 인터넷을 이용하는 것을 특징으로 하는 상호운동장치
  3. 1대의 컴퓨터를 이용하여 1인 이상이 함께 운동을 하는 장치에 있어서,
    상기 운동장치에 사용된 운동기구의 센서, 엑츄에이터, 제어수단로 구성된 장치,
    상기 센서의 데이터를 처리하여 지형 공간을 시각화하는 수단, 상기 데이터와 지형 공간의 물리적 특징을 함께 처리하는 수단으로 구성된 상기 장치를 지원하는 가상현실 컴퓨터 소프트웨어로 구성된 것을 특징으로 하는 상호운동장치
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 운동을 하면서 정보검색을 하는 것을 특징으로 하는 상호운동장치
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 정보 검색을 위해 3차원 정보 검색 시스템을 이용하는 것을 특징으로 하는 상호운동장치
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 운동기구로서 자전거를 사용하는 것을 특징으로 하는 상호운동장치
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 자전거에 휠 속도 센서, 회전각 센서, 휠 감속 장치, 충격 전달 장치 및 프레임 균형 제어 장치를 부착한 것을 특징으로 하는 상호운동장치
  8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 운동기구로서 헬스용 피트니스 기구를 사용하는 것을 특징으로 하는 상호운동장치
  9. 제 9항에 있어서,
    상기 헬스용 피트니스 기구에 휠 속도 센서, 회전각 센서, 포지션 트랙커, 휠 감속 장치, 롤러 속도 센서, 롤러 감속 장치, 충격 전달 장치 및 프레임 균형 제어 장치를 부착하는 것을 특징으로하는 상호운동장치
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