KR20130078839A - 스키 시뮬레이션 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 6자유도 모션 동작이 가능한 시뮬레이터 유니트를 이용하여 다양한 스키 동작 및 자세들을 체험할 수 있을 뿐만 아니라, 가상 현실을 기반으로 한 디스플레이부의 영상과 시뮬레이터 유니트의 동작들이 피드백에 의해 상호 연동되도록 한 스키 시뮬레이션 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
그 장치는 스키어의 동작에 따라 6자유도 모션 동작을 수행하는 시뮬레이터 유니트와, 입력되는 가상 지형 정보 데이터에 따라 상기 시뮬레이터 유니트의 동작들을 제어함과 아울러 스키어의 동작을 감지하는 센서부를 통해 입력된 상기 스키어의 동작들에 대한 가변 모션 정보를 신호화하여 외부로 출력하는 제어부와, 미리 입력된 지형 정보 데이터를 디스플레이함과 아울러 상기 제어부로부터 출력된 가변 모션 정보를 근거로 피드백 연동시켜 가변 영상 신호를 디스플레이하는 디스플레이부로 구성된다.

Description

스키 시뮬레이션 장치 및 그 방법{Ski simulation apparatus and simulation method of the same}

본 발명은 스키 시뮬레이션 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 6자유도 모션 동작이 가능한 시뮬레이터 유니트를 이용하여 다양한 스키 동작 및 자세들을 체험할 수 있을 뿐만 아니라, 가상 현실을 기반으로 한 디스플레이부의 영상과 시뮬레이터 유니트의 동작들이 피드백에 의해 상호 연동되도록 한 스키 시뮬레이션 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 스키는 눈이 적층된 슬로프를 스키 플레이트와 스키 부츠, 그리고 스키 플레이트와 부츠를 결합하는 바인딩 및 폴대를 이용하여 자유낙하 하는 운동이다.

상기 눈이 적층된 슬로프에서 스키를 타기 위해서는 스키의 기본 동작들을 익혀야 되는데, 예를 들어 방향을 전환하는 턴이나 주행중인 스키를 멈추는 정지동작을 익혀야된다.

그리고, 주행중 방향을 전환하는 턴의 경우에 스키 플레이트의 어떠한 면을 사용하는 경우에 따라서 수많은 턴의 방법들이 생기게 된다.

기본적으로 턴은 플레이트의 바닥면을 이용하여 턴을 하는 패러럴턴과 스키의 좌우 엣지를 사용하는 카빙턴으로 나뉘게 된다.

그리고, 상기와 같은 패러럴턴과 카빙턴은 각각의 트레이닝 방법이 다르고, 또한 그 방법에 따라서 취해야 하는 자세 또한 서로 다르다.

그런데, 상기와 같은 스키 기술들을 배우기 위해선 보다 많은 시간이 필요하게 되는데 우리나라의 경우에는 동계기간에만 스키를 배우고 탈 수 있게 됨으로 인해 동계기간이 아닌 기간에는 스키의 기술들을 트레이닝할 수 없음과 더불어 스키를 탈수 없는 문제점이 있다.

또한, 초급자나 유아들의 경우에는 실제 스키장에서 스키 또는 스노우보드를 배울 때 낙상으로 인한 안전사고 및 부상의 위험이 있으므로, 사고의 위험이 없는 가상 현실 시스템을 이용하여 기본적인 자세 및 기술들을 교육할 필요성이 있다.

이를 위한 선행기술로는 대한민국 특허공개번호 제 10-2010-0123064호 "스키 트레이닝 시스템"에 개시된 바와 같이, 컨트롤 박스와, 컨트롤 박스에 의해 제어되는 트레이닝 장치 및 컨트롤 박스의 영상을 디스플레이하기 위한 디스플레이를 구비한다.

트레이닝 장치는 지지판과 지지판의 상측에 구비되는 경사판 및 경사판에 체결되어 회전하는 회전판으로 구성된다.

지지판은 일측에 실린더가 구비되고 실린더의 일측에는 지지대가 구비된다.

기존의 선행기술은 단순히 컨트롤 박스에 미리 입력된 슬로프의 영상 데이터에 따라 실린더가 동작되어 경사판의 경사각이 가변 조절되고, 회전판이 좌,우 회전되어 다양한 경사의 슬로프를 체험할 수 있는 효과가 있으나, 이는 좌,우 회전 동작 및 미리 설정된 경사각으로만 활강할 수 있으므로, 한정된 각도 및 자세로만 동작이 가능하게 되어 가변되는 지형에 대한 순간 대응력이나 자세 및 기술을 체험할 수 없는 단점이 있다.

또한, 컨트롤 박스에 미리 입력된 데이터로만 움직이게 되므로, 사용자의 순간 대응 자세 및 다양한 동작에 대해 상호 연동되지 못하는 단점이 있다.

본 발명은 상기한 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 그 목적은 다음과 같다.

첫째, 가상현실을 기반으로 한 영상과 6자유도 모션이 가능한 시뮬레이터를 이용하여 다양한 모션의 자세 및 동작을 체험할 수 있도록 그 구조가 개선된 스키 시뮬레이션 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

둘째, 지형 등의 영상 정보 및 사용자의 동작 모션간의 다양한 정보 데이터들이 상호 연동형으로 피드백 제어되도록 그 구조가 개선된 스키 시뮬레이션 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 스키어의 동작에 따라 방향성을 갖도록 동작을 수행하는 시뮬레이터 유니트;

입력되는 가상 지형 정보 데이터에 따라 상기 시뮬레이터 유니트의 동작들을 제어함과 아울러, 상기 스키어의 동작을 감지하는 센서부를 통해 입력된 상기 스키어의 동작들에 대한 가변 모션 정보를 신호화하여 외부로 출력하는 제어부;

미리 입력된 지형 정보 데이터를 디스플레이함과 아울러, 상기 제어부로부터 출력된 가변 모션 정보를 근거로 피드백 연동시켜 가변 영상 신호를 디스플레이하는 디스플레이부;를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 시뮬레이터 유니트는 바닥에 서로 이격되게 고정되고 상부에 고정레일이 배치되는 양측 고정 프레임과,

상기 고정레일 상에 좌,우로 구름 이동 가능하게 안착되고 상기 양측 고정 프레임에 각각 탄성부재를 매개로 탄성 지지되어 복원력을 갖는 지면 플레이트와,

일측이 상기 지면 플레이트의 일측에 회전축을 매개로 회전 가능하게 연결되고 타측 부위가 상기 제어부에 의해 동작 제어되는 액츄에이터에 의해 상,하 경사각을 갖도록 승강 동작 가능한 조작 플레이트와,

상기 조작 플레이트상에 좌,우 회전 가능하도록 힌지축 결합되며 스키어의 발을 각각 바인딩하기 위한 발판으로 구성된다.

상기 고정레일은 양측 단부가 상기 양측 고정 프레임에 고정되어 만곡진 기울기를 갖도록 형성되고, 상기 지면 플레이트가 상기 고정레일의 중앙에 배치되도록 좌,우 양측에 연결된 상기 탄성부재에 의해 탄성 지지된 것이다.

상기 디스플레이부는 가상 스키어의 위치 및 경사각 정보를 포함한 지형 정보 데이터를 업데이트하여 상기 제어부로 출력하고,

상기 제어부는 인가되는 상기 지형 정보 데이터를 근거로 상기 액츄에이터의 동작을 제어하여 상기 조작 플레이트의 경사각을 제어하며,

상기 센서부는 상기 발판의 좌,우 회전각을 계측하고 계측된 회전각 정보를 상기 제어부를 통해 상기 디스플레이부 상의 가상 스키어 정보로 업데이트하여서,

스키어와 가상 스키어의 정보가 실시간으로 상호 연동되도록 된 것이다.

상기 시뮬레이터 유니트를 탑재하며 상기 시뮬레이터 유니트에 의한 스키어의 6자유도 모션을 수행하도록 상기 시뮬레이터 유니트의 동작 방향과 다른 방향의 동작을 수행하는 보조 시뮬레이터 유니트를 더 구비한다.

본 발명의 다른 특징적인 요소인 스키 시뮬레이션 방법은, 6자유도 모션 동작이 가능한 시뮬레이터 유니트 상에 스키어가 올라 탄 후에,

다양하게 설정된 경로상의 지형 정보 데이터들 중 하나를 선택하여 상기 시뮬레이터 유니트와 이격된 위치에 배치된 디스플레이부에 영상 신호로 출력함과 동시에 각각의 경로별로 최적화된 가상 스키어의 모션을 영상 신호로 출력하며,

상기 스키어의 신체 움직임 또는 시뮬레이터 유니트의 동작에 따른 가변 모션 정보를 센서부에서 감지하고 상기 센서부에서 감지된 신호들을 제어부로 출력한 후에,

상기 제어부에서 가변 모션 정보를 무선 또는 유선으로 상기 디스플레이부측으로 송신하여 상기 가상 스키어의 모션에 반영하도록 피드백시키는 것을 특징으로 한다.

상기 피드백된 가변 모션 정보를 근거로 상기 제어부에서 상기 시뮬레이터 유니트의 동작을 제어하는 단계를 더 구비하는 것이 바람직하다.

상기 디스플레이부가, 가상 스키어의 위치 및 경사각 정보를 포함한 지형 정보 데이터를 업데이트하여 상기 제어부로 출력하고,

상기 제어부가, 업데이트되는 지형 정보 데이터를 근거로 상기 액츄에이터의 동작을 제어하여 상기 시뮬레이터 유니트의 경사각을 제어하며,

상기 센서부가, 상기 시뮬레이터 유니트 상에 올라탄 스키어의 회전각을 계측하고 계측된 회전각 정보를 상기 제어부를 통해 상기 디스플레이부의 가상 스키어 정보로 업데이트하여서,

스키어와 가상 스키어의 정보가 실시간으로 상호 연동되도록 된 것이다.

첫째, 가상현실을 기반으로 한 영상과 6자유도 모션이 가능한 시뮬레이터를 이용하여 유아나 스키 초급자의 스키 체험시 부상의 위험없이 다양한 모션의 자세 및 동작을 체험할 수 있는 유용한 효과를 갖는다.

둘째, 가상 현실을 기반으로 한 영상과 시뮬레이터 유니트 간의 상호 연동형 피드백 제어시스템을 이용하여 실감나는 스키 체험을 얻을 수 있으며, 스키어의 가변 모션정보에 대해 영상으로 확인할 수 있으므로 피드백을 이용하여 스키 기술을 용이하게 향상시킬 수 있는 이점을 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 스키 시뮬레이션 장치의 개략적 구성을 나타낸 구성도.
도 2는 본 발명 시뮬레이터 유니트를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명 조작 플레이트의 경사각 조절과정을 보인 사용상태도.
도 4는 본 발명 지면 플레이트의 좌,우 움직임을 나타낸 사용상태도.
도 5는 본 발명에 따른 스키 시뮬레이션 방법의 개략적 구성을 보인 블럭도.

본 발명은 6자유도 모션 동작이 가능한 시뮬레이터 유니트를 이용하여 다양한 스키 동작 및 자세들을 체험할 수 있을 뿐만 아니라, 가상 현실을 기반으로 한 디스플레이부의 영상과 시뮬레이터 유니트의 동작들이 피드백에 의해 상호 연동되도록 한 스키 시뮬레이션 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 본 발명에 따른 스키 시뮬레이션 장치는, 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하면, 그 구성은 스키어의 동작에 따라 6자유도 모션 동작을 수행하는 시뮬레이터 유니트(100)와, 입력되는 가상 지형 정보 데이터에 따라 상기 시뮬레이터 유니트(100)의 동작들을 제어함과 아울러 스키어의 동작을 감지하는 센서부(410)를 통해 입력된 상기 스키어의 동작들에 대한 가변 모션 정보를 신호화하여 외부로 출력하는 제어부(300)와, 미리 입력된 지형 정보 데이터를 디스플레이함과 아울러 상기 제어부(300)로부터 출력된 가변 모션 정보를 근거로 피드백 연동시켜 가변 영상 신호를 디스플레이하는 디스플레이부(600)로 구성된다.

더 상세히 설명하면, 시뮬레이터 유니트(100)는 스키어가 올라 탄 상태로 6자유도 모션 동작을 수행할 수 있도록 된 것으로, 그 구성은 바닥에 서로 이격되게 고정되고 상부에 고정레일(120)이 배치되는 양측 고정 프레임(110)과, 고정레일(120) 상에 좌,우로 구름 이동 가능하게 안착되고 상기 양측 고정 프레임(110)에 각각 탄성부재(160)를 매개로 탄성 지지되어 복원력을 갖는 지면 플레이트(130)와, 일측이 지면 플레이트(130)의 일측에 회전축(132)을 매개로 회전 가능하게 연결되고 타측 부위가 상기 제어부(300)에 의해 동작 제어되는 액츄에이터(200)에 의해 상,하 경사각을 갖도록 승강 동작 가능한 조작 플레이트(140)와, 조작 플레이트(140) 상에 좌,우 회전 가능하도록 힌지축(155) 결합되며 스키어의 발을 각각 바인딩하기 위한 발판(150)으로 구성된 것이다.

탄성부재(160)는 일단부가 양측 고정 프레임(110)에 각각 고정되고, 타단부가 지면 플레이트(130)의 양측에 각각 고정되도록 연결된 구조를 가지며, 지면 플레이트(130)의 좌,우 이동 후에 중앙의 원 위치로 복귀하려는 복귀력을 부여하는 기능을 갖는다.

이를 위한 탄성부재(160)의 일 예로는 탄성밴드 또는 스프링 등을 채용할 수 있다.

조작 플레이트(140)는 지면 플레이트(130)의 중앙 내부에 수용 가능한 구조로 되어 있으며, 일측이 회전 가능하게 회전축(132)을 매개로 지면 플레이트(130)의 일측과 회전 가능하게 연결되고, 타측 하부면이 액츄에이터(200)와 연결되어 회전축(132)을 기준으로 회전되는 구조를 갖는다.

액츄에이터(200)는 조작 플레이트(140)의 타측 하부에 배치되어 제어부(300)의 신호에 따라 조작 플레이트(140)의 타측 부위를 승강시키는 기능을 수행하는 것으로, 일 예로 BLDC(BrushLess Direct Current) 모터를 채용할 수 있으나, 굳이 이에 한정되지 아니하고 실린더를 채용할 수도 있다.

액츄에이터(200)는 BLDC 모터를 채용하는 경우 모터의 좌,우 방향 구동에 따라 연동 회전되는 모터축이 나사 결합방식으로 조작 플레이트(140)의 타측 하부에 체결되어 모터의 구동에 따라 조작 플레이트(140)의 타측 부위가 승강되는 구조를 갖는다.

또한, 고정레일(120)은 양측 단부가 상기 양측 고정 프레임(110)에 고정되어 만곡진 기울기를 갖도록 형성되고, 지면 플레이트(130)가 평상시에는 최상단에 해당하는 고정레일(120)의 중앙에 배치되며, 스키어의 밸런스가 좌,우로 이동할 때 지면 플레이트(130)가 고정레일(120)의 경로 상에서 좌,우로 이동하도록 되어 있다.

지면 플레이트(130)는 고정레일(120) 상에 구름 이동 가능하도록 롤러바퀴(135)가 하부에 배치되어 있다.

즉, 지면 플레이트(130)는 스키어의 좌,우 밸런스 이동시 고정레일(120) 상에서 좌,우로 이동되고, 스키어의 밸런스 이동이 완료된 후에는 탄성부재(160)의 복원력에 의해 다시 중앙의 원 위치로 복귀하게 된다.

그리고 센서부(410)는 스키어의 움직임과 신체 모션 정보를 수집하기 위하여 스키어의 신체 또는 시뮬레이터 유니트(100)에 장착하거나, 스키어 및 시뮬레이터 유니트(100)에 장착하여 데이터를 수집하기 위한 것이다.

일 예로 센서부(410)는 회전축(132)의 경사각 각도 정보를 수집하기 위해 업솔루트(Absolute) 로타리 엔코더로 회전축(132)의 0~90°에 해당하는 각도를 일정 비율로 분할한 후에 MCU인 ATmega 128의 디지털 포트를 통해 엔코더에서 출력된 BCD 코드를 분석하여 각도 정보를 분석할 수 있다.

또한, 센서부(410)는 엔코더(Encoder)를 이용하여 조작 플레이트(140)의 움직임 각도를 측정할 수 있다.

발판(150)은 조작 플레이트(140) 상에 힌지축(155)을 매개로 좌,우 회전 가능하게 결합되어 있으며, 또한 스키 부츠나 스키어의 발 부위를 바인딩하도록 클램프가 배치될 수 있다.

그리고 시뮬레이터 유니트(100)의 3방향 움직임 외에 6자유도 모션을 지원하기 위해 시뮬레이터 유니트(100)가 탑재되며 시뮬레이터 유니트(100)에 의한 스키어의 6자유도 모션을 수행하도록 상기 시뮬레이터 유니트(100)의 동작 방향과 다른 방향의 동작을 수행하는 보조 시뮬레이터 유니트(50)를 더 구비한다.

이로 인해 스키어가 시뮬레이터 유니트(100)에 올라 탄 후에 6자유도 모션을 수행할 수 있으므로, 다양한 턴기술들을 시행 및 체험할 수 있게 된다.

이러한 구성을 갖는 시뮬레이션 장치는 스키어가 발판(150) 상에 오른 후에, 설정된 스키장들의 (초급, 중급, 상급)코스별 지형 정보 데이터들 중 하나를 선택하면, 디스플레이부(600)의 모니터 상에 입력된 스키장의 지형 정보 데이터에 적합한 경사각을 갖도록 액츄에이터(200)를 이용하여 조작 플레이트(140)의 경사각을 조절한다.

즉, 디스플레이부(600)의 모니터 화면 상에 디스플레이되는 슬로프의 경사각에 따라 제어부(300)가 액츄에이터(200)의 동작을 제어하여 조작 플레이트(140)의 경사각을 실시간으로 자동 조절할 수 있게 된다.

이때, 지면 플레이트(130)의 동작은 입력된 스키장의 지형 경로에 따라 모션을 취할 수 있다.

지면 플레이트(130)는 고정레일(120)의 경로를 따라 사활강 동작되고, 탄성부재(160)에 의해 좌,우 이동이 완료된 후에 복원 동작된다.

그리고 발판(150)은 스키어의 좌,우 밸런스 이동에 의해 힌지축(155)을 중심으로 좌,우 회전 동작된다.

이때, 센서부(410)는 발판(150)의 좌,우 회전각을 계측하고, 이 계측된 정보를 제어부(300)를 통해 디스플레이부(600)로 업데이트하고, 디스플레이부(600)는 이를 근거로 모니터 화면 상의 가상 스키어의 진행방향 및 위치를 실시간으로 가변시킨다.

이로 인해, 본 발명은 영상으로 표시되는 가상 스키어의 위치 및 경사각 정보를 포함한 지형 정보 데이터를 업데이트하고, 업데이트된 지형 정보 데이터를 근거로 제어부(300)에서 시뮬레이터 유니트(100)의 조작 플레이트(140)의 경사각을 자동으로 조절하고, 스키어의 움직임에 따른 발판(150)의 회전각을 계측하여 계측된 회전 각 정보를 디스플레이부(600)로 출력하여 디스플레이부(600)의 화면 모니터에 표시되는 가상 스키어의 진행방향 및 위치를 가변시킴으로써, 시뮬레이터 유니트(100)와 디스플레이부(600) 간의 상호 연동을 통해 실시간으로 스키어와 가상 스키어의 정보가 상호 연동되는 특성을 갖는다.

이러한 조작 플레이트(140)와 발판(150)의 동작에 의해 스키어의 플루크(V라인) 보겐 동작이 가능하게 된다.

또한 본 발명의 시뮬레이터 유니트(100)는 보조 시뮬레이터 유니트(50)의 동작과 연계 동작되어 x,y,z축 모션뿐만 아니라, 피치(pitch),요(yaw),롤(roll) 모션의 6자유도 모션 동작을 수행하게 되므로, 스키 초급자나 유아들의 스키 교육시 다양한 경로를 따라 다양하게 자세 및 턴기술등을 체험할 수 있게 된다.

한편, 본 발명에 따른 스키 시뮬레이션 방법은, 도 5에 도시된 바와 같이, 6자유도 모션 동작이 가능한 시뮬레이터 유니트(100) 상에 스키어가 올라 탄 후에, 지형 정보 처리부(420)에 저장되고 다양하게 설정된 경로상의 지형 정보 데이터들 중 하나를 선택하여 상기 시뮬레이터 유니트(100)와 이격된 위치에 배치된 디스플레이부(600)에 영상 신호로 출력함과 동시에 각각의 경로별로 최적화된 가상 스키어의 모션을 영상 신호로 출력하며, 스키어의 신체 움직임 또는 시뮬레이션 유니트(100)의 동작에 따른 가변 모션 정보를 센서부(410)에서 감지하고 상기 센서부(410)에서 감지된 신호들을 제어부(300)로 출력한 후에, 제어부(300)에서 가변 모션 정보를 인터페이스 송신부(550)를 이용하여 무선 또는 유선으로 상기 디스플레이부(600)측으로 송신하고 피드백 입력부(500)에서 상기 가상 스키어의 모션에 반영하도록 피드백시키는 과정으로 구성된다.

인터페이스 송신부(550)는 무선인 경우, 블루투스(bluetooth) 및 지그비(zigbee) 통신을 이용하여 송신할 수 있다.

피드백 입력부(500)는 피드백된 가변 모션 정보를 근거로 상기 제어부(300)로 신호를 출력함으로써, 상기 제어부(300)에서 액츄에이터(200)를 통해 상기 시뮬레이터 유니트(100)의 동작을 제어하도록 할 수도 있다.

또한, 본 발명은 디스플레이부(600)가 가상 스키어의 위치 및 경사각 정보를 포함한 지형 정보 데이터를 업데이트하여 상기 제어부(300)로 출력하고, 상기 제어부(300)가 업데이트되는 지형 정보 데이터를 근거로 상기 액츄에이터(200)의 동작을 제어하여 상기 시뮬레이터 유니트(100)의 경사각을 제어하며, 센서부(410)가 상기 시뮬레이터 유니트(100) 상에 올라탄 스키어의 회전각을 계측하고 계측된 회전각 정보를 상기 제어부(300)를 통해 상기 디스플레이부(600) 상의 가상 스키어 정보로 업데이트하여서, 스키어와 가상 스키어의 정보가 실시간으로 상호 연동되도록 할 수 있다.

즉, 디스플레이부 화면상의 지형 정보 데이터(슬로프의 경사각, 가상 스키어의 위치등)를 변동적으로 업데이트하여 실시간 변동되는 슬로프의 경사각을 계측한 후에, 이를 근거로 시뮬레이터 유니트(100)의 경사각을 액츄에이터(200)를 이용하여 자동으로 대응되도록 조절할 수 있다.

또한, 스키어의 움직임에 따라 가변되는 시뮬레이터 유니트(100)의 좌,우 회전각(장치에서의 발판 회전각)을 계측하여 실시간으로 디지털 신호로 변환한 후에, 실시간 변환되는 디지털 신호를 인터페이스 송신부(550)를 이용하여 무선으로 디스플레이부(600)에 송신하여 모니터 화면상에 표시되는 가상 스키어의 위치 및 진행 방향을 업데이트할 수 있다.

이로 인해 디스플레이부(600)의 가상 스키어 정보와 시뮬레이터 유니트(100) 간의 스키어 정보가 상호 연동되어 실감나는 스키 체험을 할 수 있게 된다.

한편, 스키와 스키어에 부착하여 동역학적 해석에 사용하는 가속도계와, 스키 부츠의 안창(insole)에 장착하여 족저압을 측정하는 압력센서와, 스키와 스키 부츠에 부착되어 스키와 스키어의 뒤틀림을 측정하는 자이로스코프(Gyroscope)와, 스키에 장착되어 스키어의 속도를 감지하는 도플러 레이더(Doppler-radar)와, 스키의 중요 요소인 엣지의 각도를 측정하는 IR(Infrared)센서등을 이용하여 스키어의 모션 데이터를 수집하고 이 데이터들을 디지털 신호로 변환한 후에 사용자에게 최적화된 영상 신호로 제공할 수 있다.

이러한 데이터와 영상은 사용자에게 피드백을 제공할 수 있는 자료로 제공할 수있으며, 이를 근거로 스키 기술 향상을 위한 트레이닝 메뉴를 작성할 수 있다.

따라서, 본 발명은 부상의 위험없이 초급자나 유아들이 다양한 스키 체험을 할 수 있을 뿐만 아니라, 가상 현실을 기반으로 한 영상과 시뮬레이터 유니트(100) 간의 상호 연동형 피드백 제어시스템을 이용하여 실감나는 스키 체험을 얻을 수 있으며 스키 기술을 향상시킬 수 있는 이점을 갖는다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 시뮬레이터 유니트 110 : (양측)고정 프레임
120 : 고정레일 130 : 지면 플레이트
132 : 회전축 135 : 롤러바퀴
140 : 조작 플레이트 150 : 발판
155 : 힌지축 160 : 탄성부재
200 : 액츄에이터 300 : 제어부
410 : 센서부 420 : 지형 정보 처리부
500 : 피드백 입력부 550 : 인터페이스 송신부
600 : 디스플레이부

Claims (8)

1. 스키어의 동작에 따라 방향성을 갖도록 동작을 수행하는 시뮬레이터 유니트(100);
   입력되는 가상 지형 정보 데이터에 따라 상기 시뮬레이터 유니트(100)의 동작들을 제어함과 아울러, 상기 스키어의 동작을 감지하는 센서부(410)를 통해 입력된 상기 스키어의 동작들에 대한 가변 모션 정보를 신호화하여 외부로 출력하는 제어부(300);
   미리 입력된 지형 정보 데이터를 디스플레이함과 아울러, 상기 제어부(300)로부터 출력된 가변 모션 정보를 근거로 피드백 연동시켜 가변 영상 신호를 디스플레이하는 디스플레이부(600);를 구비한 것을 특징으로 하는 스키 시뮬레이션 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 시뮬레이터 유니트(100)는 바닥에 서로 이격되게 고정되고 상부에 고정레일(120)이 배치되는 양측 고정 프레임(110)과,
   상기 고정레일(120) 상에 좌,우로 구름 이동 가능하게 안착되고 상기 양측 고정 프레임(110)에 각각 탄성부재(160)를 매개로 탄성 지지되어 복원력을 갖는 지면 플레이트(130)와,
   일측이 상기 지면 플레이트(130)의 일측에 회전축(132)을 매개로 회전 가능하게 연결되고 타측 부위가 상기 제어부(300)에 의해 동작 제어되는 액츄에이터(200)에 의해 상,하 경사각을 갖도록 승강 동작 가능한 조작 플레이트(140)와,
   상기 조작 플레이트(140)상에 좌,우 회전 가능하도록 힌지축(155) 결합되며 스키어의 발을 각각 바인딩하기 위한 발판(150)으로 구성된 것을 특징으로 하는 스키 시뮬레이션 장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 고정레일(120)은 양측 단부가 상기 양측 고정 프레임(110)에 고정되어 만곡진 기울기를 갖도록 형성되고, 상기 지면 플레이트(130)가 상기 고정레일(120)의 중앙에 배치되도록 좌,우 양측에 연결된 상기 탄성부재(160)에 의해 탄성 지지되는 것을 특징으로 하는 스키 시뮬레이션 장치.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 디스플레이부(600)는 가상 스키어의 위치 및 경사각 정보를 포함한 지형 정보 데이터를 업데이트하여 상기 제어부(300)로 출력하고,
   상기 제어부(300)는 인가되는 상기 지형 정보 데이터를 근거로 상기 액츄에이터(200)의 동작을 제어하여 상기 조작 플레이트(140)의 경사각을 제어하며,
   상기 센서부(410)는 상기 발판(150)의 좌,우 회전각을 계측하고 계측된 회전각 정보를 상기 제어부(300)를 통해 상기 디스플레이부(600) 상의 가상 스키어 정보로 업데이트하여서,
   스키어와 가상 스키어의 정보가 실시간으로 상호 연동되도록 된 것을 특징으로 하는 스키 시뮬레이션 장치.
5. 청구항 1 내지 청구항 4중 어느 한 항에 있어서,
   상기 시뮬레이터 유니트(100)를 탑재하며 상기 시뮬레이터 유니트에 의한 스키어의 6자유도 모션을 수행하도록 상기 시뮬레이터 유니트(100)의 동작 방향과 다른 방향의 동작을 수행하는 보조 시뮬레이터 유니트(50)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 스키 시뮬레이션 장치.
6. 6자유도 모션 동작이 가능한 시뮬레이터 유니트(100) 상에 스키어가 올라 탄 후에,
   다양하게 설정된 경로상의 지형 정보 데이터들 중 하나를 선택하여 상기 시뮬레이터 유니트(100)와 이격된 위치에 배치된 디스플레이부(600)에 영상 신호로 출력함과 동시에 각각의 경로별로 최적화된 가상 스키어의 모션을 영상 신호로 출력하며,
   상기 스키어의 신체 움직임 또는 시뮬레이터 유니트(100)의 동작에 따른 가변 모션 정보를 센서부(410)에서 감지하고 상기 센서부(410)에서 감지된 신호들을 제어부(300)로 출력한 후에,
   상기 제어부(300)에서 가변 모션 정보를 무선 또는 유선으로 상기 디스플레이부(600)측으로 송신하여 상기 가상 스키어의 모션에 반영하도록 피드백시키는 것을 특징으로 하는 스키 시뮬레이션 방법.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 피드백된 가변 모션 정보를 근거로 상기 제어부(300)에서 상기 시뮬레이터 유니트(100)의 동작을 제어하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 스키 시뮬레이션 방법.
8. 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
   상기 디스플레이부(600)가, 가상 스키어의 위치 및 경사각 정보를 포함한 지형 정보 데이터를 업데이트하여 상기 제어부(300)로 출력하고,
   상기 제어부(300)가, 업데이트되는 지형 정보 데이터를 근거로 상기 액츄에이터(200)의 동작을 제어하여 상기 시뮬레이터 유니트(100)의 경사각을 제어하며,
   상기 센서부(410)가, 상기 시뮬레이터 유니트(100) 상에 올라탄 스키어의 회전각을 계측하고 계측된 회전각 정보를 상기 제어부(300)를 통해 상기 디스플레이부(600)의 가상 스키어 정보로 업데이트하여서,
   스키어와 가상 스키어의 정보가 실시간으로 상호 연동되도록 된 것을 특징으로 하는 스키 시뮬레이션 방법.
   

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