KR20040048584A - 가상 현실 체감용 모션 시뮬레이터 및 그 제어방법 - Google Patents

가상 현실 체감용 모션 시뮬레이터 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전원을 인가하여 초기화시킨 후, 시스템의 동작상태가 양호할 경우에 탑승자가 제2 롤링부재에 탑승하고, 탑승자가 탑승한 후에 안전벨트를 착용하고 또한 도어록을 착용한 후에 제어판넬(또는 퍼스널 컴퓨터의 키보드)에 설치된 각종 제어스위치를 작동시켜서 전원을 인가하고, 퍼스널 컴퓨터의 서버에 미리 기억되어 있는 화상 제어신호를 오버헤드 프로젝터에서 받아 스크린에 표출한 영상화면을 관찰함과 동시에, 배경화면에 따른 스피커에서 출력되는 음향을 들으면서 상기 퍼스널 컴퓨터의 서버에 미리 설정된 일정시간동안 상기 퍼스널 컴퓨터의 서버에 미리 저장된 프로그램에 따라 제1 롤링부재를 전후방향으로 360도씩 일정회수 선회시킴과 동시에, 상기 제2 롤링부재를 상기 제1 롤링부재를 중심으로 해서 좌우측 방향으로 360도씩 일정회수 선회시키도록 구성되어 있다.
따라서, 본 발명은 탑승자가 전방의 화면을 보면서 직접 조작(운전)하여 가상환경을 스릴있게 체험할 수 있음과 동시에, 제1 및 제2 롤링부재가 전후, 좌우방향으로 360도 선회할 수 있고, 또한 안전사고의 발생을 방지할 수 있다.

Description

가상 현실 체감용 모션 시뮬레이터 및 그 제어방법{MOTION SIMULATOR FOR EXPERIENCING ASSUME ACTUALITY AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 가상 현실 체감용 모션 시뮬레이터에 관한 것으로서, 오락실 등에 설치되어 탑승자가 탑승해서 화면에 표출되는 배경을 보면서 조정하여 실제 탑승하였을 경우와 같이 체감으로 느낄 수 있는 가상 현실 체감용 모션 시뮬레이터에 관한 것이다.
이와 같은 종류의 모의 영상 오락 시스템으로서는 한국 공개특허공보 공개번호 특1999-0043649호(공개일 ; 1999년 6월 15일)에 개시되어 있다.
상기 한국 공개특허공보 특1999-0043649호에 개시되어 있는 가상현실 체감용 시뮬레이터는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 받침판(1)의 받침봉(2) 상단부에 하부 지지판(10)이 고정되고, 상기 하부 지지판(10)의 상부에 설치되는 유동판(20)의 주연부에 복수개의 회전봉(30;31,32;33,34;35,36)이 회전 가능하게 결합되어 있으며, 상기 하부 지지판(10)과 유동판(20) 사이에는 원형봉과 같은 복수개의 작동요소(50)가 연결되어 있다.
상기 작동요소(50)는 상기 회전봉(30;31,32;33,34;35,36)에 상단부가 각각유니버셜 조인트(60)로 연결되고, 하단부는 상기 하부 지지판(10)에 볼 죠인트(70)로 각각 연결되어 있으며, 구동수단(90)에 의해 유동되도록 되어 있다. 그리고, 상기유동판(20)의 상면에는 의자(100)등이 고정되어 있다.
상기 볼 죠인트(70)는 상기 하부 지지판(10)에 고정되는 볼 쇼켓(71)내에 볼(72)이 삽입되어 있고, 상기 작동요소(50)를 작동시키기 위한 구동수단(90)은 상기 하부 지지판(10)의 상부에 배치되는 중간 지지판(91)의 상부에 결합되는 복수개의 모터(92)와, 상기 모터(92)의 출력축(93)에 일단부가 축착되고, 타단부가 상기 작동요소(50)의 중간부에 축착되는 레버(94)로 구성되어 있다.
상기 모터(92)는 감속모터가 사용되고, 상기 모터(92)의 출력축(93)은 모터(92)의 로터에 직결되어 있거나 동력을 연결 및 차단하기 위한 전자 클러치 등을 개재하고 결합되어 있다.
이와 같이 구성된 종래의 가상현실 체감용 시뮬레이터는 구동수단(90)의 모터(91)가 회전하게 되면, 복수 모터(92)의 출력축(93)에 일단이 축착된 레버(94)가 회동하면서 작동요소(50)를 움직이고, 또 각 모터(92)의 회전량을 조절하여 각 모터(92)에 연결된 레버(94)의 회동량에 변화를 주면, 각 작동요소(50)가 궤적의 범위에서 다양한 운동을 하게 되고, 복수개 모터(92)를 제어함에 따라 의자(100)의 운동을 다이나믹하게 재현할 수 있다. 그리고, 이와 같이 각 작동요소(50)가 서로 다른 방향으로 작동되어도 각 작동요소(50)의 상단부가 유동판(20)에 유니버셜 조인트(60)를 개재해서 연결되고, 하단부는 하부 지지판(10)에 볼 죠인트(70)를 개재해서 연결되어 있으므로 원활하게 동작된다.
그런데, 종래의 가상현실 체감용 시뮬레이터는 구동수단에 의해 복수개의 작동요소를 선택적으로 구동시켜 의자의 위치를 3차원 공간에서 다양하게 변위시킬 수 있게 되므로 이용자가 다채로운 진동을 느낄 수 있으므로, 가상환경을 실감있게 체험할 수 있고, 전기모터만으로 구동되는 것이므로 작업환경을 청결하게 유지할 수 있고 소음을 방지할 수 있다는 효과가 있기는 하나, 가상현실 체감용 시뮬레이터를 탑승하는 사람이 직접 조작할 수 없어 가상환경을 충분하게 또한 스릴있게 체감할 수 없다는 등의 여러가지 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 감안해서 이루어진 것으로써, 본 발명의 목적은 탑승자가 전방의 화면을 보면서 직접 조작(운전)하면서 가상환경을 스릴있게 체험할 수 있는 가상 현실 체감용 모션 시뮬레이터를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 제1 및 제2 롤링부재가 전후, 좌우방향으로 360도 선회할 수 있는 가상 현실 체감용 모션 시뮬레이터를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 안전사고의 발생을 방지할 수 있는 가상 현실 체감용 모션 시뮬레이터를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 지지 브래킷의 지지축을 중심으로 전후 방향으로 360도 선회가능하게 설치된 제1 롤링부재와, 탑승자가 탑승하여 앉을 수 있도록 의자가 내부에 설치되며, 상기 제1 롤링부재를 중심으로 해서 좌우 방향으로 360도 선회가능하게 상기 제1 롤링부재에 설치된 제2 롤링부재와, 배경화면 및 효과음을 기억하며, 상기 제1 및 제2 롤링부재의 전후방향, 좌우방향으로 선회 제어신호를 입력하는 퍼스널 컴퓨터와, 상기 퍼스널 컴퓨터에서 출력되는 배경화면의 영상신호를 받아서 스크린에 영상으로 표출시키는 오버헤드 프로젝터와, 상기 스크린에 표출되는 영상신호에 동기되어서 상기 퍼스널 컴퓨터에서 출력되는 효과음을 받아 음향을 출력함과 동시에, 이상발생시에 경보음을 출력하는 스피커(160)와, 상기 퍼스널 컴퓨터에서 출력되는 전후선회 제어신호를 받아서 상기 제1 롤링부재를 전후방향으로 선회시키도록 구동되는 제1 구동수단과, 상기 퍼스널 컴퓨터에서 출력되는 좌우선회 제어신호를 받아서 상기 제2 롤링부재를 좌우방향으로 선회시키도록 구동되는 제2 구동수단과, 상기 제1 구동수단의 회전축에 외감되며, 상기 지지브래킷의 지지축에 각각 고정설치되어 상기 제1 롤링부재의 샤프트를 전후측 방향으로 선회가능하도록 지지하는 좌우 한쌍의 베어링과, 상기 제2 롤링부재의 샤프트에 각각 고정설치되어 상기 제2 롤링부재를 좌우측 방향으로 각각 선회가능하게 지지하는 한쌍의 베어링과, 상기 제1 롤링부재의 전후 영점위치를 검출하는 제1 영점검출센서와, 상기 제2 롤링부재의 좌우 영점위치를 검출하는 제2 영점검출센서와, 이상발생시에 점멸하여 이상상태임을 표시하는 경보등과, 상기 제1 및 제2 구동수단 및 제1 및 제2 롤링부재에 구동전원을 공급하는 제1 및 제2 슬립링과, 상기 제2 롤링부재내에 탑승한 탑승자가 동작 명령을 입력하는 제어판넬로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다
또한, 본 발명에 의한 가상 현실 체감용 모션 시뮬레이터의 제어방법은 조작자가 퍼스널 컴퓨터의 키보드를 조작하여 초기화시키는 초기화스텝과, 상기 초기화스텝에서 초기화된 후, 제1 및 제2 롤링부재의 선회동작 또는 음향을 들으면서 동작상태가 양호한지 여부를 판별하는 동작판별스텝과, 상기 동작판별스텝의 판별에 의해 동작상태가 양호하다고 판별하였을 경우 탑승자가 도어를 열고 제2 롤링부재내에 탑승하는 탑승스텝과, 상기 탑승스텝에서 탑승자가 탑승한 후, 탑승자가 안전벨트를 착용하였는지 여부를 판별하는 안전벨트 착용판별스텝과, 상기 안전벨트 착용판별스텝에서 탑승자가 안전벨트를 착용하였다고 판별하였을 경우 도어록이 잠겼는지 여부를 판별하는 도어록 잠김판별스텝과, 상기 도어록 잠김판별스텝의 판별 결과 도어록이 잠겼있다고 판별하였을 경우, 제어판넬의 메인스위치를 스위칭 온하여 전원을 인가하고, 자동제어 스위치를 작동시킨 다음 조이스틱 스위치를 작동시키면서 제1 롤링부재 또는 제2 롤링부재를 동작하여 운전하는 운전스텝과, 상기 운전스텝에서 운전을 개시하고 나서 퍼스널 컴퓨터의 서버에 미리 기억되어 있는 화상 제어신호를 오버헤드 프로젝터에서 받아 스크린에 표출한 영상화면을 관찰함과 동시에, 배경화면에 따른 스피커에서 출력되는 음향을 들으면서 상기 퍼스널 컴퓨터의 서버에 미리 설정된 일정시간동안 상기 퍼스널 컴퓨터의 서버)에 미리 저장된 프로그램에 따라 제1 롤링부재를 전후방향으로 360도씩 일정회수 선회시킴과 동시에, 상기 제2 롤링부재를 상기 제1 롤링부재를 중심으로 해서 좌우측 방향으로 360도씩 일정회수 선회시키는 선회스텝과, 상기 선회스텝의 운전 중에 동작에 이상상태가 발생하였는지 여부를 판별하는 이상상태 판별스텝과, 상기 이상상태 판별스텝의 판별결과 이상상태가 발생하지 않았을 경우 운전을 종료하기 위하여 제어판넬의 운전정지스위치를 누르면, 제1 롤링부재 및 제2 롤링부재가 최초의 위치로 복귀시키는 복귀스텝과, 상기 복귀스텝에서 제1 롤링부재의 영점위치를 제1 영점검출센서에 의해 검출하고, 제2 롤링부재의 영점위치를 제2 영점검출센서에 의해 검출하여 영점위치의 이상이 있는지 여부를 판별하는 영점판별스텝과, 상기 영점판별스텝에서 영점위치에 이상이 없을 경우에 전원스위치 오프하여 전원을 차단하는 전원차단스텝과, 상기 전원차단스텝에서 전원이 차단되고 나서 탑승자가 제2 롤링부재로 부터 하차하는 하차스텝으로 이루어진 것을 특징으로 한다
도 1은 종래의 가상현실 체감용 시뮬레이터의 일부분 사시도,
도 2는 도 1의 정면도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 가상 현실 체감용 모션 시뮬레이터를 개략적으로 도시한 구성도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 가상 현실 체감용 모션 시뮬레이터의 제1 및 제2 롤링부재에 있어서 외부하우징 및 도어를 제거한 상태의 전면 좌측에서 본 사시도,
도 5는 도 4의 배면 좌측에서 본 사시도,
도 6은 도 4의 배면 우측에서 본 사시도,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 가상 현실 체감용 모션 시뮬레이터에 있어서 커버를 제거한 후, 제2 롤링부재 및 그 내부를 개략적으로 도시한 사시도,
도 8은 도 7의 제2 롤링부재의 내부에서 도어내측의 도어골재를 본 일부 절결사시도,
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 가상 현실 체감용 모션 시뮬레이터의 제어방법을 설명하는 플로챠트,
도 10은 도 9에서 이상발생시의 제어방법을 설명하는 플로챠트이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110:지지 브래킷 112:지지축
120:제1 롤링부재 122a:샤프트
130:제2 롤링부재 131:의자
132a:샤프트 140:퍼스널 컴퓨터
141:서버 142:키보드
143:모니터 144:마우스
150:오버헤드 프로젝터 152:스크린
160:스피커 170:제1 구동수단
171:모터 드라이버 172:서보모터
173:감속기 180:제2 구동수단
181:모터 드라이버 182:서보모터
183:감속기 190:베어링
200:베어링 210:제1 영점검출센서
220:제2 영점검출센서 230:경보등
240:제1 슬립링 250:제2 슬립링
260:제어판넬 261:메인스위치
262:비상정지 스위치 263:도어스위치
264:자동제어 스위치 265:수동제어 스위치
266:조이스틱 스위치 267:운전정지 스위치
268:비상버튼
이하, 본 발명의 일실시예에 따른 가상 현실 체감용 모션 시뮬레이터에 대하여 첨부도면을 참조하면서 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 가상 현실 체감용 모션 시뮬레이터를 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 가상 현실 체감용 모션 시뮬레이터의 제1 및 제2 롤링부재에 있어서 외부하우징 및 도어를 제거한 상태의 전면 좌측에서 본 사시도이고, 도 5는 도 4의 배면 좌측에서 본 사시도이고, 도 6은 도 4의 배면 우측에서 본 사시도이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 가상 현실 체감용 모션 시뮬레이터에 있어서 커버를 제거한 후, 제2 롤링부재 및 그 내부를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 8은 도 7의 제2 롤링부재의 내부에서 도어내측의 도어골재를 본 일부 절결사시도이다.
도 3 내지 도 8에 도시한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 가상 현실 체감용 모션 시뮬레이터는 지지 브래킷(110)의 지지축(112)을 중심으로 전후 방향으로 360도 선회가능하게 설치된 제1 롤링부재(120)와, 탑승자가 탑승하여 앉을 수 있도록 의자(131)가 내부에 설치되며, 상기 제1 롤링부재(120)를 중심으로 해서 좌우 방향으로 360도 선회가능하게 상기 제1 롤링부재(120)내에 설치된 제2 롤링부재(130)와, 배경화면 및 효과음을 기억하며, 상기 제1 및 제2 롤링부재(120,130)의 전후방향, 좌우방향으로 선회 제어신호를 입력하는 퍼스널 컴퓨터(140)와, 상기 퍼스널 컴퓨터(140)에서 출력되는 배경화면의 영상신호를 받아서 스크린(152)에 영상으로 표출시키는 오버헤드 프로젝터(150)를 구비하고 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 가상 현실 체감용 모션 시뮬레이터는 상기 스크린(152)에 표출되는 영상신호에 동기되어서 상기 퍼스널 컴퓨터(140)에서 출력되는 효과음을 받아 음향을 출력함과 동시에, 이상발생시에 경보음을 출력하는 스피커(160)와, 상기 퍼스널 컴퓨터(140)에서 출력되는 전후선회 제어신호를 받아서 상기 제1 롤링부재(120)를 전후방향으로 선회시키도록 구동되는 제1 구동수단(170)과, 상기 퍼스널 컴퓨터(140)에서 출력되는 좌우선회 제어신호를 받아서 상기 제2 롤링부재(130)를 좌우방향으로 선회시키도록 구동되는 제2 구동수단(180)과, 상기 제1 구동수단(170)의 회전축에 외감되며, 상기 지지브래킷(110)의 지지축(112)에 각각 고정설치되어 상기 제1 롤링부재(120)의 샤프트(122a,122a)를 전후측 방향으로 선회가능하도록 지지하는 좌우 한쌍의 베어링(190,190)과, 상기 제2 롤링부재(130)의 샤프트(132a,132a)에 각각 고정설치되어 상기 제2 롤링부재(130)를 좌우측 방향으로 각각 선회가능하게 지지하는 한쌍의 베어링(200,200)과, 상기 제1 롤링부재(120)의 전후 영점위치를 검출하는 제1 영점검출센서(210)와, 상기제2 롤링부재(130)의 좌우 영점위치를 검출하는 제2 영점검출센서(220)와, 이상발생시에 점멸하여 이상상태임을 표시하는 경보등(230)과, 상기 제1 및 제2 구동수단(170,180) 및 제1 및 제2 롤링부재(120,130)에 구동전원을 공급하는 제1 및 제2 슬립링(240,250)과, 상기 제2 롤링부재(130)내에 탑승한 탑승자가 동작 명령을 입력하는 제어판넬(260)로 구성되어 있다.
상기 제1 및 제2 구동수단(170,180)은 구동신호를 출력하는 모터 드라이버(171,181)와, 상기 모터 드라이버(171,181)에서 출력되는 구동신호를 받아서 정역회전되는 서보모터(172,182)와, 상기 서보모터(172,182)의 회전축에 결합되어 회전속도를 감속하여 상기 제1 롤링부재(120)를 전후방향으로 선회시킴과 동시에, 상기 제2 롤링부재(130)를 좌우방향으로 선회시키는 감속기(173,183)로 구성되어 있다.
상기 제어판넬(260)은 전원을 온/오프하는 메인스위치(261)와, 이상발생시에 동작을 정지시키는 비상정지 스위치(262)와, 도어(251)를 개방/폐쇄시키는 도어스위치(263)와, 동작을 자동으로 제어하는 자동제어 스위치(264)와, 동작을 수동으로 제어하는 수동제어 스위치(265)와, 제1 롤링부재(120)를 전후방향으로 수동 선회시킴과 동시에, 제2 롤링부재(130)를 좌우방향으로 수동 선회시키는 조이스틱 스위치(266)와, 상기 제1 및 제2 롤링부재(120,130)의 동작을 정지시키는 운전정지 스위치(267)와, 비상시에 급정지시키는 비상버튼(268)으로 구성되어 있다.
상기 퍼스널 컴퓨터(140)는 통상의 퍼스널 컴퓨터로서, 실행프로그램이 저장되고, 영상화면데이터 및 효과음이 저장된 서버(141)와, 상기 서버(141)에 조작자의 명령을 외부에서 입력하는 키보드(142)와, 상기 키보드(142)에서 입력되는 조작자의 명령에 따라 영상화면을 표출시키는 모니터(143)와, 상기 모니터(143)에 표출되는 영상화면에서 특정부분을 지칭하는 커서를 이동시키는 마우스(144)로 구성되어 있다.
도면에 있어서 미설명 부호 125는 제1 롤링부재(120)를 좌측 및 우측에서 회전 가능하게 각각 지지하는 한쌍의 제1 지지부재이고, 127은 제2 롤링부재(130)를 전후에서 회전 가능하게 각각 지지하는 한쌍의 제2 지지부재이고, 128은 상기 제1 롤링부재(120)를 지지하는 제1 원형지주이고, 129는 상기 제2 롤링부재(130)를 지지하는 제2 원형지주이다.
다음에, 이와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 따른 가상 현실 체감용 모션 시뮬레이터의 작용 및 효과에 대하여 설명한다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 가상 현실 체감용 모션 시뮬레이터의 제어방법을 설명하는 플로챠트이고, 도 10은 도 9에서 이상발생시의 제어방법을 설명하는 플로챠트이다. 도 9 및 도 10에 있어서, S는 스텝(STEP)을 표시한다.
먼저, 조작자가 퍼스널 컴퓨터(140)의 키보드(142)를 조작하여 본 발명의 가상 현실 체감용 모션 시뮬레이터가 정상동작하도록 조작자가 퍼스널 컴퓨터(140)의 키보드(142)를 조작하여 초기화시키고(스텝S1;초기화스텝), 스텝S2로 나아가서 동작상태가 양호한지 여부를 제1 및 제2 롤링부재(120,130)의 선회동작 또는 음향을 들으면서 판별(동작판별스텝)하여 동작상태의 양호를 판별하였을 경우(YES일 경우), 스텝S3으로 나아가서, 도 8에서 탑승자가 도어(251)를 화살표 방향으로 밀어서 열고 제2 롤링부재(130)내에 탑승하여 의자(131)에 앉는다(탑승스텝).
다음에 스텝S4로 나아가서 안전벨트(131a)를 착용하였는지 여부를 판별(안전벨트 착용판별스텝)하여 안전벨트(131a)를 착용하였을 경우(YES일 경우), 스텝S5로 나아가서 도어록(253)이 잠겼는지 여부를 판별(도어록 잠김판별스텝)하여 도어록(253)이 잠겼을 경우(YES일 경우)에는 스텝S6으로 나아가서 제어판넬(260)의 메인스위치(261)를 스위칭 온하여 전원을 인가하고, 자동제어 스위치(264)를 작동시킨 다음, 조이스틱 스위치(266)를 작동시키면서 제1 롤링부재(120) 또는 제2 롤링부재(130)를 동작시켜 운전(운전스텝)을 개시하여 상기 퍼스널 컴퓨터(140)의 서버(141)에 미리 설정된 일정시간(예를 들면 5분 또는 10분)동안 상기 퍼스널 컴퓨터(140)의 서버(141)에 미리 저장된 프로그램에 따라 제1 롤링부재(120)를 전후방향으로 360도씩 일정회수 선회시킴과 동시에, 상기 제2 롤링부재(130)를 상기 제1 롤링부재(120)를 중심으로 해서 좌우측 방향으로 360도씩 일정호수 선회시킨다(운전스텝). 이때, 상기 오버헤드 프로젝터(150)는 퍼스널 컴퓨터(140)의 키보드(142)에서 입력되는 화상 제어신호를 받아서 스크린(152)에 배경화면이 표출되므로, 탑승자가 전방에 표출되는 배경화면을 관찰함과 동시에, 배경화면에 따른 음향을 들으면서 직접 조작(운전)하므로 가상환경을 스릴있게 체험할 수 있다.
이와 같이 운전하고 있는 중에 스텝S7로 나아가서 동작에 이상상태가 발생하였는지 여부를 판별(이상상태 판별스텝)하여 이상상태가 발생하지 않았을 경우(NO일 경우), 스텝S8로 나아가서 운전을 종료하기 위하여 제어판넬(260)의 운전정지스위치(267)를 누르면, 제1 롤링부재(120) 및 제2 롤링부재(130)가 최초의 위치로 복귀된다.
이와 같이 제1 롤링부재(120) 및 제2 롤링부재(130)가 최초의 위치로 복귀되면, 스텝S9로 나아가서 제1 롤링부재(120)의 영점위치(최초의 위치)를 제1 영점검출센서(210)에 의해 검출하고, 제2 롤링부재(130)의 영점위치(최초의 위치)를 제2 영점검출센서(220)에 의해 검출하여 영점위치의 이상(영점위치가 어긋남)이 있는지 여부를 판별(영점판별스텝)하여 영점위치에 이상이 없을 경우(NO일 경우)에 스텝S10으로 나아가서 전원스위치 오프하여 전원을 차단(전원차단스텝)하고, 스텝S12 로 나아가서 탑승자가 제2 롤링부재(130)로 부터 하차(하차스텝)하고, 동작을 종료한다.
한편, 상기 스텝S2의 동작판별스텝에서 동작상태가 양호하지 않을 경우(NO일 경우), 스텝S20으로 나아가서 결함부품을 교체하고, 스텝S1로 복귀하여 스텝S1이하의 동작을 반복해서 행하고, 상기 스텝S4의 착용판별스텝에서 안전벨트(131a)를 착용하지 않았을 경우(NO일 경우), 스텝S30으로 나아가서 안전벨트(131a)를 착용하고 스텝S4로 복귀하여 스텝S4이하의 동작을 반복해서 행하고, 상기 스텝S5의 도어록 잠김판별스텝에서 도어록(253)이 잠기지 않았을 경우(NO일 경우), 스텝S40으로 나아가서 도어록(253)을 잠근 다음, 스텝S5로 복귀하여 스텝S5이하의 동작을 반복해서 행하고, 상기 스텝S9의 영점판별스텝에서 제1 롤링부재(120) 및 제2 롤링부재(130) 중 어느 하나의 영점에 이상이 있을 경우(YES일 경우), 스텝S60으로 나아가서 상기 제어판넬(260)의 수동제어스위치(265)를 스위칭 온하여 수동모드로 영점위치가 일치하지 않은 상기 제1 롤링부재(120) 또는 제2 롤링부재(130)의 영점을 수동으로 조절하여 일치시킨다.
또한, 상기 스텝S7의 이상상태 판별스텝에서 동작에 이상상태가 발생하였음을 판별하였을 경우(YES일 경우) 도 9의 스텝S51로 나아가서 기계적 결함이 있는지 여부를 판별(기계적 결함판별스텝)하여 기계적 결함이 있었을 경우(YES일 경우), 스텝S52로 나아가서 상기 제어판넬(260)의 수동제어스위치(265)를 스위칭 온하여 수동모드로 변환하고(수동모드스텝), 스텝S53으로 나아가서 제1 및 제2 롤링부재(120,130)를 서행으로 영점위치로 복귀시키고(영점복귀스텝), 스텝S54로 나아가서 탑승자가 제2 롤링부재(130)로 부터 하차하고(하차스텝), 상기 스텝S51의 기계적 결함판별스텝에서 기계적 결함이 아닐 경우(NO일 경우), 스텝S55로 나아가서 안전벨트(131a)가 풀렸는지 여부를 판별하여(안전벨트 판별스텝) 안전벨트(131a)가 풀렸을 경우(YES일 경우)에는 상기 스텝S52의 수동모드스텝으로 나아가서 수동모드스텝 이하의 동작을 행한다.
그리고, 상기 스텝S55의 안전벨트 판별스텝에서 안전벨트(131a)가 풀리지 않았을 경우(NO일 경우) 스텝S56으로 나아가서 도어록(253)이 해제되었는지 여부를 판별하여(도어록 해제판별스텝) 도어록(253)이 해제되었을 경우(YES 일 경우) 상기 스텝S52의 수동모드스텝으로 나아가서 수동모드스텝 이하의 동작을 행하고, 상기 스텝S56의 도어록 해제판별스텝에서 도어록(253)이 해제되지 않았을 경우 스텝S57 로 나아가서 비상버튼(268)이 작동하였는지 여부를 판별(비상버튼 작동판별스텝)하여 비상버튼(268)이 작동하였을 경우(YES 일 경우) 상기 스텝S52의 수동모드스텝으로 나아가서 수동모드스텝 이하의 동작을 행하고, 상기 스텝S57의 비상버튼 작동판별스텝에서 비상버튼(268)이 작동하지 않았을 경우에는 스텝S51로 복귀하여 스텝S51의 기계적 결함판별스텝 이하의 동작을 행한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 가상 현실 체감용 모션 시뮬레이터를 제어판넬(260)의 자동제어스위치(264)를 작동시켜서 자동동작 중에 이상상태가 발생하였을 경우에는 수동모드로 동작시킬 수 있을 뿐만 아니라, 제어판넬(260)의 비상정지스위치(262)를 작동시켜서 시스템을 비상정지시킬 수도 있으므로 안전사고의 발생을 미리 방지할 수 있다.
상기 설명에 있어서, 탑승자가 제어판넬(260)을 직접 작동시켜서 본 발명의 가상 현실 체감용 모션 시뮬레이터를 동작시키는 것을 예로 들어서 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 외부에서 퍼스널 컴퓨터(140)의 키보드(142)를 작동시켜서 탑승자가 아닌 제3자에 의해서 본 발명의 가상 현실 체감용 모션 시뮬레이터를 동작시킬 수 있는 것은 물론이다.
상기 설명에 있어서, 상기 퍼스널 컴퓨터(140)의 모니터(143)에 표출되는 영상화면 출력신호는 상기 서버(141)를 통해서 오버헤드 프로젝터(150)에도 출력되므로, 제2 롤링부재(130)내에 설치된 스크린(152)에 표출되는 영상화면과 같은 것은 물론이다.
상기 설명에 있어서, 가상 현실 체감용 모션 시뮬레이터를 예로 들어서 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 자동차 경주 시뮬레이터, 행글라이드 시뮬레이터, 모터 보트 시뮬레이터 또는 오토바이 운전 시뮬레이터, 전투기 시뮬레이터에도 적용할 수 있는 것은 물론이다.
상기 설명에 있어서, 특정 실시예를 들어서 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 본 발명의 개념을 이탈하지 않는 범위내에서 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 여러가지로 설계변경할 수 있음은 물론이다.
앞에서 설명한 바와 같이 본 발명의 가상 현실 체감용 모션 시뮬레이터에 의하면, 전원을 인가하여 초기화시킨 후, 시스템의 동작상태가 양호할 경우에 탑승자가 제2 롤링부재에 탑승하고, 탑승자가 탑승한 후에 안전벨트를 착용하고 또한 도어록을 잠근 후에 제어판넬(또는 퍼스널 컴퓨터의 키보드)에 설치된 각종 제어스위치를 작동시켜서 전원을 인가하고, 퍼스널 컴퓨터의 서버에 미리 기억되어 있는 화상 제어신호를 오버헤드 프로젝터에서 받아 스크린에 표출한 영상화면을 관찰함과 동시에, 배경화면에 따른 스피커에서 출력되는 음향을 들으면서 상기 퍼스널 컴퓨터의 서버에 미리 설정된 일정시간동안 상기 퍼스널 컴퓨터의 서버에 미리 저장된 프로그램에 따라 제1 롤링부재를 전후방향으로 360도씩 일정회수 선회시킴과 동시에, 상기 제2 롤링부재를 상기 제1 롤링부재를 중심으로 해서 좌우측 방향으로 360도씩 일정회수 선회시키도록 구성되어 있으므로, 탑승자가 전방의 화면을 보면서 직접 조작(운전)하여 가상환경을 스릴있게 체험할 수 있음과 동시에, 제1 및 제2 롤링부재가 전후, 좌우방향으로 360도 선회할 수 있고, 또한 안전사고의 발생을 방지할 수 있다는 매우 뛰어난 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 지지 브래킷(110)의 지지축(112)을 중심으로 전후 방향으로 360도 선회가능하게 설치된 제1 롤링부재(120)와, 탑승자가 탑승하여 앉을 수 있도록 의자(131)가 내부에 설치되며, 상기 제1 롤링부재(120)를 중심으로 해서 좌우 방향으로 360도 선회가능하게 상기 제1 롤링부재(120)내에 설치된 제2 롤링부재(130)와, 배경화면 및 효과음을 기억하며, 상기 제1 및 제2 롤링부재(120,130)의 전후방향, 좌우방향으로 선회 제어신호를 입력하는 퍼스널 컴퓨터(140)와, 상기 퍼스널 컴퓨터(140)에서 출력되는 배경화면의 영상신호를 받아서 스크린(152)에 영상으로 표출시키는 오버헤드 프로젝터(150)와, 상기 스크린(152)에 표출되는 영상신호에 동기되어서 상기 퍼스널 컴퓨터(140)에서 출력되는 효과음을 받아 음향을 출력함과 동시에, 이상발생시에 경보음을 출력하는 스피커(160)와, 상기 퍼스널 컴퓨터(140)에서 출력되는 전후선회 제어신호를 받아서 상기 제1 롤링부재(120)를 전후방향으로 선회시키도록 구동되는 제1 구동수단(170)과, 상기 퍼스널 컴퓨터(140)에서 출력되는 좌우선회 제어신호를 받아서 상기 제2 롤링부재(130)를 좌우방향으로 선회시키도록 구동되는 제2 구동수단(180)과, 상기 제1 구동수단(170)의 회전축에 외감되며, 상기 지지브래킷(110)의 지지축(112)에 각각 고정설치되어 상기 제1 롤링부재(120)의 샤프트(122a,122a)를 전후측 방향으로 선회가능하도록 지지하는 좌우 한쌍의 베어링(190,190)과, 상기 제2 롤링부재(130)의 샤프트(132a,132a)에 각각 고정설치되어 상기 제2 롤링부재(130)를 좌우측 방향으로 각각 선회가능하게 지지하는 한쌍의 베어링(200,200)과, 상기 제1 롤링부재(120)의 전후 영점위치를 검출하는 제1 영점검출센서(210)와, 상기 제2 롤링부재(130)의 좌우 영점위치를 검출하는 제2 영점검출센서(220)와, 이상발생시에 점멸하여 이상상태임을 표시하는 경보등(230)과, 상기 제1 및 제2 구동수단(170,180) 및 제1 및 제2 롤링부재(120,130)에 구동전원을 공급하는 제1 및 제2 슬립링(240,250)과, 상기 제2 롤링부재(130)내에 탑승한 탑승자가 동작 명령을 입력하는 제어판넬(260)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 가상 현실 체감용 모션 시뮬레이터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 구동수단(170,180)은 구동신호를 출력하는 모터 드라이버(171,181)와, 상기 모터 드라이버(171,181)에서 출력되는 구동신호를 받아서 정역회전되는 서보모터(172,182)와, 상기 서보모터(172,182)의 회전축에 결합되어 회전속도를 감속하여 상기 제1 롤링부재(120)를 전후방향으로 선회시킴과 동시에, 상기 제2 롤링부재(130)를 좌우방향으로 선회시키는 감속기(173,183)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 가상 현실 체감용 모션 시뮬레이터.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어판넬(260)은 전원을 온/오프하는 메인스위치(261)와, 이상발생시에 동작을 정지시키는 비상정지 스위치(262)와, 도어를 개방/폐쇄시키는 도어스위치(263)와, 동작을 자동으로 제어하는 자동제어 스위치(264)와, 동작을 수동으로 제어하는 수동제어 스위치(265)와, 제1 롤링부재(120)를 전후방향으로 수동 선회시킴과 동시에, 제2 롤링부재(130)를 좌우방향으로 수동 선회시키는 조이스틱 스위치(266)와, 상기 제1 및 제2 롤링부재(120,130)의 동작을 정지시키는 운전정지 스위치(267)와, 비상시에 급정지시키는 비상버튼(268)으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 가상 현실 체감용 모션 시뮬레이터.
  4. 조작자가 퍼스널 컴퓨터(140)의 키보드(142)를 조작하여 초기화시키는 초기화스텝과,
    상기 초기화스텝에서 초기화된 후, 제1 및 제2 롤링부재(120,130)의 선회동작 또는 음향을 들으면서 동작상태가 양호한지 여부를 판별하는 동작판별스텝과,
    상기 동작판별스텝의 판별에 의해 동작상태가 양호하다고 판별하였을 경우 탑승자가 도어(251)를 열고 제2 롤링부재(130)내에 탑승하는 탑승스텝과,
    상기 탑승스텝에서 탑승자가 탑승한 후, 탑승자가 안전벨트(131a)를 착용하였는지 여부를 판별하는 안전벨트 착용판별스텝과,
    상기 안전벨트 착용판별스텝에서 탑승자가 안전벨트를 착용하였다고 판별하였을 경우 도어록(253)이 잠겼는지 여부를 판별하는 도어록 잠김판별스텝과,
    상기 도어록 잠김판별스텝의 판별 결과 도어록(253)이 잠겼있다고 판별하였을 경우, 제어판넬(260)의 메인스위치(261)를 스위칭 온하여 전원을 인가하고, 자동제어 스위치(264)를 작동시킨 다음 조이스틱 스위치(266)를 작동시키면서 제1 롤링부재(120) 또는 제2 롤링부재(130)를 동작하여 운전하는 운전스텝과,
    상기 운전스텝에서 운전을 개시하고 나서 퍼스널 컴퓨터(140)의 서버(141)에 미리 기억되어 있는 화상 제어신호를 오버헤드 프로젝터(150)에서 받아 스크린(152)에 표출한 영상화면을 관찰함과 동시에, 배경화면에 따른 스피커(160)에서 출력되는 음향을 들으면서 상기 퍼스널 컴퓨터(140)의 서버(141)에 미리 설정된 일정시간동안 상기 퍼스널 컴퓨터(140)의 서버(141)에 미리 저장된 프로그램에 따라 제1 롤링부재(120)를 전후방향으로 360도씩 일정회수 선회시킴과 동시에, 상기 제2 롤링부재(130)를 상기 제1 롤링부재(120)를 중심으로 해서 좌우측 방향으로 360도씩 일정회수 선회시키는 선회스텝과,
    상기 선회스텝의 운전 중에 동작에 이상상태가 발생하였는지 여부를 판별하는 이상상태 판별스텝과,
    상기 이상상태 판별스텝의 판별결과 이상상태가 발생하지 않았을 경우 운전을 종료하기 위하여 제어판넬(260)의 운전정지스위치(267)를 누르면, 제1 롤링부재(120) 및 제2 롤링부재(130)가 최초의 위치로 복귀시키는 복귀스텝과,
    상기 복귀스텝에서 제1 롤링부재(120)의 영점위치를 제1 영점검출센서(210)에 의해 검출하고, 제2 롤링부재(130)의 영점위치를 제2 영점검출센서(220)에 의해 검출하여 영점위치의 이상이 있는지 여부를 판별하는 영점판별스텝과,
    상기 영점판별스텝에서 영점위치에 이상이 없을 경우에 전원스위치 오프하여 전원을 차단하는 전원차단스텝과,
    상기 전원차단스텝에서 전원이 차단되고 나서 탑승자가 제2 롤링부재(130)로부터 하차하는 하차스텝으로 이루어진 것을 특징으로 하는 가상 현실 체감용 모션 시뮬레이터의 제어방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 이상상태 판별스텝에서 동작에 이상상태가 발생하였다고 판별하였을 경우 기계적 결함이 있는지 여부를 판별하는 기계적 결함판별스텝과,
    상기 기계적 결함판별스텝의 판별결과 기계적 결함이 있었을 경우 상기 제어판넬(260)의 수동제어스위치(265)를 스위칭 온하여 수동모드로 변환하는 수동모드스텝과,
    상기 수동모드스텝에서 수동모드로 변환함에 따라 상기 제1 및 제2 롤링부재(120,130)를 수동에 의해 서행으로 영점위치로 복귀시키는 영점복귀스텝과,
    상기 영점복귀스텝에 상기 제1 및 제2 롤링부재(120,130)를 영점위치로 복귀시키고 나서 탑승자가 제2 롤링부재(130)로 부터 하차하는 하차스텝과,
    상기 기계적 결함판별스텝에서 기계적 결함이 아닐 경우에 안전벨트(131a)가 풀렸는지 여부를 판별하는 안전벨트 판별스텝으로 이루어진 것을 특징으로 하는 가상 현실 체감용 모션 시뮬레이터의 제어방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 안전벨트 판별스텝의 판별결과 안전벨트(131a)가 풀렸을 경우에는 상기 수동모드스텝으로 복귀하여 수동모드스텝 이하의 동작을 행하고,
    상기 안전벨트 판별스텝에서 안전벨트(131a)가 풀리지 않았을 경우에는 도어록 해제판별스텝에서 도어록(253)이 해제되었는지 여부를 판별하고, 상기 도어록 해제판별스텝의 판별결과 도어록(253)이 해제되었을 경우에는 상기 수동모드스텝 이하의 동작을 행하고,
    상기 도어록 해제판별스텝에서 도어록(253)이 해제되지 않았을 경우 비상버튼 작동판별스텝에서 비상버튼(268)이 작동하였는지 여부를 판별하고, 상기 비상버튼 작동판별스텝에서 판별결과 비상버튼(268)이 작동하였을 경우에는 수동모드스텝 이하의 동작을 행하고,
    상기 비상버튼 작동판별스텝의 판별결과 비상버튼(268)이 작동하지 않았을 경우에는 기계적 결함판별스텝으로 복귀하여 기계적 결함판별스텝 이하의 동작을 행하는 것을 특징으로 하는 가상 현실 체감용 모션 시뮬레이터의 제어방법.
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