KR20160076547A - 자전거 시뮬레이션 장치 - Google Patents

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KR20160076547A
KR20160076547A KR1020140186655A KR20140186655A KR20160076547A KR 20160076547 A KR20160076547 A KR 20160076547A KR 1020140186655 A KR1020140186655 A KR 1020140186655A KR 20140186655 A KR20140186655 A KR 20140186655A KR 20160076547 A KR20160076547 A KR 20160076547A
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 시뮬레이션 장치(100)는, 자전거(110)의 뒷바퀴를 지지하고 뒷바퀴와의 마찰력에 의해 회전하도록 구성되는 롤러부(120), 회전하는 롤러부의 회전 속도를 감지하는 속도 감지부(미도시), 롤러부에 롤러부의 회전 방향과 반대 방향의 저항력을 가하는 저항부, 자전거의 앞바퀴를 지지하고 앞바퀴의 조향 및 기울임을 감지하는 조향 감지부(130), 롤러부 및 조향부가 결합되어 자전거를 지지하는 프레임부(140), 가상 트랙 정보 및 가상 운행 정보를 표시하는 디스플레이부(150), 사용자의 명령을 입력받기 위한 입력부(미도시), 입력부에 의해 입력된 사용자의 명령, 속도 감지부에 의해 감지된 롤러부의 회전 속도, 조향 감지부에 의해 감지된 앞바퀴의 조향 방향, 및 가상 트랙 정보에 기초하여 가상 운행 정보를 생성하는 운행 정보 생성부 및 가상 트랙 정보 및 가상 운행 정보에 기초하여 저항부 및 디스플레이부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 자전거 시뮬레이션 장치는, 실내에서도 마치 야외에서 자전거를 타는 듯한 느낌을 제공하여 자전거를 타는 사용자로 하여금 재미있게 운동할 수 있도록 하여 운동 효과를 증진시킬 수 있고, 협소한 실내 공간에서도 자전거 동호인들이 함께 자전거를 타는 듯한 느낌을 제공하여 실외의 기상 상태에 상관없이 자전거 동호회 활동을 가능하게 하는 효과가 있다.

Description

자전거 시뮬레이션 장치{AN APPARATUS FOR SIMULATING BICYCLE}
본 발명은 자전거 시뮬레이션 장치에 관한 관한 것으로, 보다 상세하게는 디스플레이 기기를 통해 제공되는 디지털 컨텐츠와 대응하여 사용자로 하여금 실제 자전거를 타고 달리는 것과 같은 현실감을 제공함으로써 실내에서도 재미있게 자전거를 탈 수 있도록 하는 게임장치 또는 운동기구로서 기능할 수 있는 자전거 시뮬레이션 장치에 관한 것이다.
번화한 도시에서 적당히 운동을 즐길 수 있는 공간이 드물고 또한 대기오염을 의식하여 그리고 실외 날씨에 상관없이 실내에서 운동을 하고자 사람들이 증가하고 있다. 이에 따라, 실내에서 운동할 수 있는 운동기구들이 지속적으로 개발되고 있으며 대표적으로 헬스 자전거를 들 수 있다.
이와 같은 헬스 자전거는 제한된 공간에서 단순한 운동을 반복적으로 해야 하므로 꾸준하게 운동을 하기가 쉽지 않으며 지루함과 답답함을 느끼는 단점과 운동을 하면서도 쉽게 흥미를 읽어버려 원하는 운동 목표를 달성하지 못하는 문제점이 있다. 즉, 기존의 헬스 자전거는 오로지 근력 운동을 위하여 제작된 자전거 운동기구로서 오로지 한 방향을 보면서 페달만 밟아 돌리는 운동이므로 그 지루함 때문에 운동을 지속적으로 하기 어렵다.
한편, 최근 동호회를 중심으로 자전거를 타는 사람들이 증가하고 있는데, 이러한 자전거 동호인들은 실외에서 함께 어울려 자전거를 타고자 하나, 실외의 기상 악화 등을 이유로 실외에서 자전거를 타기 어려운 경우, 자전거 동호회 활동을 하기 어렵고, 또한, 자신의 자전거를 실내에서 탈 수 있도록 자전거를 고정해 주는 장치가 있으나, 이러한 고정 장치는 헬스 자전거와 마찬가지로 지루할 뿐 아니라 협소한 실내 공간으로 인하여 동호인들과 함께 모여 타기 어려운 문제가 있다.
전술한 문제점들을 해결하기 위한 본 발명은, 실내에서도 마치 야외에서 자전거를 타는 듯한 느낌을 제공하여 자전거를 타는 사용자로 하여금 재미있게 운동할 수 있도록 하여 운동 효과를 증진시키고, 협소한 실내 공간에서도 자전거 동호인들이 함께 자전거를 타는 듯한 느낌을 제공하여 실외의 기상 상태에 상관없이 자전거 동호회 활동을 가능하게 하는 자전거 시뮬레이션 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 시뮬레이션 장치는, 자전거 시뮬레이션 장치로서, 상기 자전거의 뒷바퀴를 지지하고 상기 뒷바퀴와의 마찰력에 의해 회전하도록 구성되는 롤러부; 상기 회전하는 롤러부의 회전 속도를 감지하는 속도 감지부; 상기 롤러부에 상기 롤러부의 회전 방향과 반대 방향의 저항력을 가하는 저항부; 상기 자전거의 앞바퀴를 지지하고 상기 앞바퀴의 조향 및 기울임을 감지하는 조향 감지부; 상기 롤러부 및 상기 조향부가 결합되어 상기 자전거를 지지하는 프레임부; 가상 트랙 정보 및 가상 운행 정보를 표시하는 디스플레이부; 사용자의 명령을 입력받기 위한 입력부; 상기 입력부에 의해 입력된 사용자의 명령, 상기 속도 감지부에 의해 감지된 상기 롤러부의 회전 속도, 상기 조향 감지부에 의해 감지된 상기 앞바퀴의 조향 방향, 및 상기 가상 트랙 정보에 기초하여 상기 가상 운행 정보를 생성하는 운행 정보 생성부; 및 상기 가상 트랙 정보 및 가상 운행 정보에 기초하여 상기 저항부 및 상기 디스플레이부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 시뮬레이션 장치에서, 상기 롤러부는 상기 자전거의 뒷바퀴와의 접촉면이 상기 자전거의 뒷바퀴와 밀착하여 회전가능한 재질을 갖는 적어도 하나의 롤러를 포함할 수 있고, 상기 속도 감지부는 유도형 회전속도센서 또는 홀(Hall) 센서를 이용하여 상기 뒷바퀴의 회전 속도를 감지할 수 있으며, 상기 저항부가 가하는, 상기 롤러부에 상기 롤러부의 회전 방향과 반대 방향으로 가하는 저항력의 크기는 변경가능하다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 시뮬레이션 장치에서, 상기 조향 감지부는, 상기 자전거의 앞바퀴와의 접촉 부분에 상기 앞바퀴와 밀착되는 홈을 갖는 바퀴 지지부; 상기 프레임부와 결합하여 상기 프레임부에 상기 조향 감지부를 고정하기 위한 프레임 결합부; 상기 바퀴 지지부와 상기 프레임 결합부의 사이에 위치하여 상기 바퀴 지지부와 상기 프레임 결합부를 연결시키며, 상기 자전거를 지지한 상태로 상기 자전거의 앞바퀴의 조향 및 기울임이 가능하도록 회전하는 조향 회전부; 및 상기 자전거의 앞바퀴의 조향 및 기울임을 감지하는 센서부를 포함할 수 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 시뮬레이션 장치에서, 상기 프레임부는 상기 자전거의 전후 방향으로 길이의 조절이 가능하며, 상기 가상 트랙 정보는, 사용자에 의해 선택 및 편집이 가능하고 저장 장치에 저장되며, 상기 자전거를 가상으로 운행하기 위한 가상의 트랙의 경로 정보 및 경사도 정보를 포함할 수 있으며, 상기 가상 운행 정보는 상기 가상 트랙 정보를 이용하여 가상의 공간에서 생성한 가상 트랙에서 운행하는 자전거의 상기 가상 트랙 상의 위치 정보를 포함할 수 있고, 상기 가상 트랙에서 운행하는 자전거의 상기 가상 트랙 상의 위치 정보는, 상기 입력부에 의해 입력된 사용자의 출발 명령, 상기 속도 감지부에 의해 감지된 상기 롤러부의 회전 속도에 기초하여 결정되는 이동 거리, 및 상기 조향 감지부에 의해 감지된 상기 앞바퀴의 조향 방향에 기초하여 결정되는 이동 방향을 이용하여, 상기 가상 트랙 상에 상기 가상 트랙에서 운행하는 자전거의 위치를 맵핑함으로써 결정될 수 있고, 상기 제어부는 상기 가상 트랙 정보 및 상기 가상 운행 정보를 이용하여 상기 저항부가 상기 롤러부에 가하는 저항력의 크기를 결정할 수 있고, 상기 디스플레이부는 상기 가상 트랙에서 운행하는 자전거의 상기 가상 트랙 상의 위치 정보에 기초하여 상기 자전거 시뮬레이션 장치와 맵핑되는 가상의 자전거를 상기 가상 트랙과 함께 실시간으로 표시할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 시뮬레이션 장치는 다른 자전거 시뮬레이션 장치와 통신하기 위한 통신부를 더 포함할 수 있고, 상기 통신부는, 상기 다른 자전거 시뮬레이션 장치로부터 상기 가상 운행 정보를 수신하거나, 상기 다른 자전거 시뮬레이션 장치로 상기 가상 운행 정보를 송신할 수 있으며, 상기 디스플레이부는 상기 다른 자전거 시뮬레이션 장치와 맵핑되는 가상의 자전거를 상기 자전거 시뮬레이션 장치와 맵핑되는 가상의 자전거와 함께 실시간으로 표시할 수 있고, 상기 디스플레이부 및 상기 입력부는 헤드 마운티드 디스플레이(Head Mounted Display; HMD)를 이용하여 구현될 수 있다.
본 발명에서 개시된 기술은 다음과 같은 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명에 따른 자전거 시뮬레이션 장치는, 실내에서도 마치 야외에서 자전거를 타는 듯한 느낌을 제공하여 자전거를 타는 사용자로 하여금 재미있게 운동할 수 있도록 하여 운동 효과를 증진시킬 수 있고, 협소한 실내 공간에서도 자전거 동호인들이 함께 자전거를 타는 듯한 느낌을 제공하여 실외의 기상 상태에 상관없이 자전거 동호회 활동을 가능하게 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 시뮬레이션 장치의 개념도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 시뮬레이션 장치의 측면도 및 평면도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 시뮬레이션 장치의 정면도 및 조향 감지부를 확대한 것을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 시뮬레이션 장치의 블럭도를 나타낸다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
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. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
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 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
먼저, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 시뮬레이션 장치의 개념도를 나타낸 것이며, 도 4는 그 블럭도를 나타낸 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 시뮬레이션 장치(100)는, 자전거(110)의 뒷바퀴를 지지하고 뒷바퀴와의 마찰력에 의해 회전하도록 구성되는 롤러부(120), 회전하는 롤러부의 회전 속도를 감지하는 속도 감지부(미도시), 롤러부에 롤러부의 회전 방향과 반대 방향의 저항력을 가하는 저항부, 자전거의 앞바퀴를 지지하고 앞바퀴의 조향 및 기울임을 감지하는 조향 감지부(130), 롤러부 및 조향부가 결합되어 자전거를 지지하는 프레임부(140), 가상 트랙 정보 및 가상 운행 정보를 표시하는 디스플레이부(150), 사용자의 명령을 입력받기 위한 입력부(미도시), 입력부에 의해 입력된 사용자의 명령, 속도 감지부에 의해 감지된 롤러부의 회전 속도, 조향 감지부에 의해 감지된 앞바퀴의 조향 방향, 및 가상 트랙 정보에 기초하여 가상 운행 정보를 생성하는 운행 정보 생성부 및 가상 트랙 정보 및 가상 운행 정보에 기초하여 저항부 및 디스플레이부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
롤러부(120)는 자전거(110)의 뒷바퀴와의 접촉면이 자전거(110)의 뒷바퀴와 밀착하여 회전가능한 재질을 갖는 적어도 하나의 롤러를 포함할 수 있다. 자전거(110)는 본 발명의 자전거 시뮬레이션 장치와 일체가 될 수도 있고 또는 사용자의 자전거를 본 발명의 자전거 시뮬레이션 장치에 올려 놓음으로써 구성할 수도 있다. 롤러부(120)에 포함된 롤러는 프레임부(140)에 결합되어 외력에 의해 회전할 수 있으며, 자전거의 뒷바퀴와 밀착하여 자전거 바퀴의 고무 재질과의 마찰을 통해 자전거 바퀴와 함께 맞물려 회전할 수 있으며, 도 1에 도시한 바와 같은 실시예에서는 롤러가 2개가 사용되어 자전거의 뒷바퀴가 롤러 상에 놓여져 지지될 수 있고 롤러가 자전거의 뒷바퀴와 맞물려 회전할 수 있도록 구성된다.
한편, 도 1 및 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 롤러부(120)는 그 길이 방향으로 중심부로 갈수록 단면적이 좁아지게 하여(테이퍼지게 하여) 마치 모래 시계와 같은 형상으로 할 수 있으며, 이로 인하여, 자전거의 뒷바퀴가 롤러부(120)의 중앙부에 유지될 수 있도록 한다.
속도 감지부(미도시)는 유도형 회전속도센서 또는 홀(Hall) 센서를 이용하여 자전거 뒷바퀴의 회전 속도를 감지하도록 구성될 수 있다. 일반적으로 회전 속도를 측정하는데 유도형 회전속도센서 또는 홀(Hall) 센서가 이용되는데, 이 중 유도형 회전속도센서는 유도된 교류 전압의 주파수로부터 회전 속도를 측정하며, 홀 센서는 홀 효과(Hall Effect)를 이용한 것으로 유도센서에 비해 신호전압의 크기가 회전 속도와 관계 없기 때문에 아주 낮은 회전 속도도 감지할 수 있으므로 회전 속도의 측정에 많이 이용된다. 이러한 센서들을 이용하여 롤러부의 회전 속도를 감지함으로써 롤러부와 맞물려 회전하는 자전거 뒷바퀴의 회전 속도를 감지할 수 있으며, 이에 따라, 가상의 자전거의 운행 속도를 결정하는 데 이용될 수 있다.
저항부(미도시)가 롤러부(120)에 롤러부(120)의 회전 방향과 반대 방향으로 가하는 저항력의 크기는 변경가능하다. 따라서, 저항부에 의해 롤러부에 가하여지는 저항력의 크기에 따라 롤러부의 회전에는 더 큰 토크가 필요하며, 이로써 사용자는 저항력이 약한 경우보다 저항력이 강한 경우에는 더 강한 힘으로 페달을 밟아야 하므로 운동 효과가 증가한다. 또한, 이는 가상 트랙 정보에 따른 트랙의 경사도를 반영하기 위하여 저항력의 크기가 증감할 수 있으며, 이에 따라, 사용자는 디스플레이부에 표시되는 가상의 트랙이 오르막길인 경우 더 강하게 페달을 밟아야 하는 것을 느끼게 되므로, 마치 실제로 오르막길에서 자전거를 타는 것과 같은 현실감을 경험할 수 있게 된다.
한편, 조향 감지부(130)는, 자전거의 앞바퀴(111)와의 접촉 부분에 앞바퀴와 밀착되는 홈을 갖는 바퀴 지지부(131), 프레임부와 결합하여 프레임부에 조향 감지부를 고정하기 위한 프레임 결합부(133), 바퀴 지지부와 프레임 결합부의 사이에 위치하여 바퀴 지지부와 프레임 결합부를 연결시키며, 자전거를 지지한 상태로 자전거의 앞바퀴의 조향 및 기울임이 가능하도록 회전하는 조향 회전부(132), 및 자전거의 앞바퀴의 조향 및 기울임을 감지하는 센서부(미도시)를 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 시뮬레이션 장치의 측면도 및 평면도를 나타낸 것이며, 도 3은 정면도와 함께 조향 감지부(130)를 확대한 것을 나타낸다. 조향 감지부(130)에서는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 자전거(110)의 앞바퀴(111)가 바퀴 지지부(131)의 홈에 끼워져 앞바퀴와 밀착되어 지지되며, 바퀴 지지부(131)는 조향 회전부(132)와 회전가능하도록 결합되어 바퀴 지지부(131)의 홈에 끼워진 자전거 앞바퀴(111)가 회전할 수 있도록 구성되며, 조향 회전부(132)가 탄성체로 이루어지는 경우 자전거 앞바퀴(111)가 바퀴 지지부(131)의 홈에 끼워진 채로 회전과 기울임이 가능하다. 조향 회전부(132)는 프레임 결합부(133)와 결합되며, 프레임 결합부(133)를 통해 프레임(140)에 조향 감지부(130)가 고정된다. 또한, 자전거 앞바퀴의 자전거 좌우 방향으로의 조향 및 기울임 각도는 조향 감지부(130)에 포함되는 센서부(미도시)에 의해 감지되어 제어부로 전달될 수 있다.
프레임부(140)는 자전거(110)의 전후 방향으로 길이의 조절이 가능하며, 이를 위하여 프레임부(140)는 두 개의 봉 형태의 기구물이 결합되어 하나의 봉이 다른 하나의 봉에 삽입되어 움직일 수 있는 구조를 가질 수도 있다. 이에 따라, 자전거(110)는 크기에 무관하게 앞바퀴가 조향 감지부(130)에 의해 지지될 수 있고, 뒷바퀴는 롤러부(120)에 지지되어 자전거(110)가 전후 방향으로 이동하지 않도록 할 수 있으며, 뒷바퀴가 롤러부(120)에 밀착하여 회전할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 시뮬레이션 장치에서는, 가상 트랙 정보를 이용하여 자전거의 운행을 시뮬레이션할 수 있으며, 가상 트랙 정보는 자전거를 가상으로 운행하기 위한 가상의 트랙의 경로 정보 및 경사도 정보를 포함하는 것으로, 이는 사용자에 의해 선택 및 편집이 가능하고 저장 장치에 저장될 수 있다. 사용자는 자신이 운행하고자 하는 가상의 트랙을 디스플레이부(150)와 입력부를 이용하여 선택할 수 있으며, 제공되는 트랙 대신 사용자 자신이 직접 트랙을 편집, 저장하여 사용할 수도 있다. 경로 정보는 자전거를 가상으로 운행하기 위한 가상의 트랙에 대한 시작 지점, 종료 지점, 트랙의 형태에 관한 정보를 반영하는 것이며, 경사도 정보는 트랙과 매칭된 트랙 위치마다의 경사도를 반영하는 것으로, 이러한 경사도 정보를 이용하여 롤러부에 가해지는 저항력의 크기를 변경하여 롤러부와 접촉하는 자전거 뒷바퀴의 회전을 위해 필요한 토크를 변경함으로써 사용자는 디스플레이부에 표시된 트랙의 경사도를 페달을 통해 느낄 수 있게 된다.
가상 운행 정보는 가상 트랙 정보를 이용하여 가상의 공간에서 생성한 가상 트랙에서 운행하는 자전거의 가상 트랙 상의 위치 정보를 포함할 수 있다. 또한, 가상 트랙에서 운행하는 자전거의 가상 트랙 상의 위치 정보는, 입력부에 의해 입력된 사용자의 출발 명령, 속도 감지부에 의해 감지된 롤러부의 회전 속도에 기초하여 결정되는 이동 거리, 및 조향 감지부에 의해 감지된 앞바퀴의 조향 방향에 기초하여 결정되는 이동 방향을 이용하여, 가상 트랙 상에 가상 트랙에서 운행하는 자전거의 위치를 맵핑함으로써 결정될 수 있다.
사용자가 입력부에 의해 출발 명령을 입력하고 페달을 밟으면, 디스플레이부(150)에는 가상의 자전거가 가상의 트랙에서 운행하는 장면을 표시한다. 전술한 바와 같이 속도 감지부에서는 롤러부의 회전 속도가 감지되며, 이를 통해 이동 거리가 결정된다. 또한, 조향 감지부에서 감지되는 앞바퀴의 조향 방향에 의해 가상의 자전거의 이동 방향이 결정된다. 이러한 출발 명령, 이동 거리, 이동 방향을 이용하여, 가상의 트랙에서 운행하는 자전거의 위치를 가상의 트랙 상의 위치에 맵핑할 수 있으므로, 이로써 가상 트랙에서 운행하는 자전거의 가상 트랙 상의 위치 정보가 결정될 수 있다.
또한, 제어부는 가상 트랙 정보 및 가상 운행 정보를 이용하여 저항부가 롤러부에 가하는 저항력의 크기를 결정할 수 있는데, 구체적으로, 가상 트랙 정보로부터 트랙의 경사도를 결정하고, 가상 트랙 정보와 가상 운행 정보를 이용하면 가상 트랙 상의 사용자 캐릭터가 타고 있는 가상의 자전거의 위치를 결정할 수 있으므로, 그 위치에 해당하는 경사도를 반영하여, 저항부가 롤러부에 가하는 저항력의 크기를 조절하게 된다.
디스플레이부(150)에는 가상 트랙에서 운행하는 자전거의 가상 트랙 상의 위치 정보에 따라 자전거 시뮬레이션 장치와 맵핑되는 사용자 캐릭터가 타고 있는 가상의 자전거를 가상 트랙과 함께 실시간으로 표시된다. 이에 따라, 사용자는 자신이 가상의 트랙 상에서 실제 자전거를 타는 것과 같은 느낌을 경험할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 시뮬레이션 장치는, 다른 자전거 시뮬레이션 장치와 통신하기 위한 통신부를 더 포함할 수 있는데, 이로써 다른 자전거 시뮬레이션 장치로부터 가상 운행 정보를 수신하거나, 다른 자전거 시뮬레이션 장치로 가상 운행 정보를 송신할 수 있다. 이러한 통신부는 유선 또는 무선으로 구현될 수 있으며 이를 위해 이더넷이나 와이파이 등의 기술이 사용될 수 있다. 통신부를 통해 자전거 시뮬레이션 장치 간에 송수신하는 가상 운행 정보를 이용하여 다른 자전거 시뮬레이션 장치와 맵핑되는 가상의 자전거를 자신의 자전거 시뮬레이션 장치와 맵핑되는 가상의 자전거와 함께 실시간으로 표시하는 것이 가능하다.
구체적으로, 만일 사용자가 동호회 활동을 하는 사람인 경우, 다른 동호인들과 함께 자전거를 타고 싶은 욕구가 있을 수 있다. 그러나, 이는 반드시 실외로 나가야 하므로 기상 상태에 따라 제한될 가능성도 있으며, 실내에서 자전거 고정 장치를 이용하여 함께 모여서 탄다고 하더라도 실내는 장소가 협소한 경우 많은 인원을 수용하기 어려운 문제가 있다. 이와 같이 여러 사람이 함께 자전거를 타고자 하는 경우, 통신부를 통해 복수의 자전거 시뮬레이션 장치를 네트워크로 연결함으로써 하나의 가상 트랙에서 다수의 사용자들에 매칭되는 캐릭터가 함께 자전거를 타는 장면을 구현할 수 있다.
예시적인 시나리오로서, 어떤 사용자가 자신의 자전거 시뮬레이션 장치에서 새로운 라이딩 방을 개설하고, 다른 사용자는 자신의 자전거 시뮬레이션 장치를 통해 접속하여 라이딩에 참가한다. 참가를 원하는 사용자가 모두 접속하여 참가한 경우, 라이딩 방을 개설한 사용자가 라이딩 시작을 입력하여 라이딩을 시작하면, 라이딩에 참가한 사용자들의 캐릭터가 각 사용자들의 자전거 시뮬레이션 장치의 디스플레이부에 1인칭 또는 3인칭 방식으로 자신의 캐릭터를 중심으로 하여 표시되며, 이를 통해 라이딩에 참가한 모든 사용자들은 다른 사람들과 함께 자전거를 타는 것과 같은 현실감을 경험할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 시뮬레이션 장치는 도 1의 디스플레이부 대신 헤드 마운티드 디스플레이(Head Mounted Display; HMD)를 이용하여 디스플레이부 및 입력부가 구현될 수 있는데, 이를 통해 사용자로 하여금 마치 자신이 실제로 자전거를 타고 있는 것과 같은 생생한 현실감 및 몰입감을 더욱 크게 느끼게 할 것이다.
이상에서 전술한 바와 같은 자전거 시뮬레이션 장치의 일부 구성요소는 이를 구현하기 위한 프로그램 명령어를 이용하여 구현될 수도 있으며, 이러한 프로그램 명령어를 기록한 컴퓨터로 읽힐 수 있는 기록매체는, 일 예로, ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 미디어 저장장치 등이 있다.
또한 전술한 바와 같은 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽힐 수 있는 기록매체는 네트워크로 커넥션된 컴퓨터 장치에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 이 경우, 다수의 분산된 컴퓨터 중 어느 하나 이상의 컴퓨터는 상기에 제시된 기능들 중 일부를 실행하고, 그 결과를 다른 분산된 컴퓨터들 중 하나 이상에 그 실행 결과를 전송할 수 있으며, 그 결과를 전송받은 컴퓨터 역시 상기에 제시된 기능들 중 일부를 실행하여, 그 결과를 역시 다른 분산된 컴퓨터들에 제공할 수 있다.
본 발명의 각 실시예에 따른 장치 및 방법을 구동시키기 위한 프로그램인 애플리케이션을 기록한 기록매체를 읽을 수 있는 컴퓨터는, 일반적인 데스크 탑이나 노트북 등의 일반 PC뿐 만 아니라, 스마트 폰, 태블릿 PC, PDA(Personal Digital Assistants) 및 이동통신 단말 등의 모바일 단말을 포함할 수 있으며, 이뿐만 아니라, 컴퓨팅(Computing) 가능한 모든 기기로 해석되어야 할 것이다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체 (Computer Readable Storage Medium)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 등이 포함될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 자전거 시뮬레이션 장치로서,
    상기 자전거의 뒷바퀴를 지지하고 상기 뒷바퀴와의 마찰력에 의해 회전하도록 구성되는 롤러부;
    상기 회전하는 롤러부의 회전 속도를 감지하는 속도 감지부;
    상기 롤러부에 상기 롤러부의 회전 방향과 반대 방향의 저항력을 가하는 저항부;
    상기 자전거의 앞바퀴를 지지하고 상기 앞바퀴의 조향 및 기울임을 감지하는 조향 감지부;
    상기 롤러부 및 상기 조향부가 결합되어 상기 자전거를 지지하는 프레임부;
    가상 트랙 정보 및 가상 운행 정보를 표시하는 디스플레이부;
    사용자의 명령을 입력받기 위한 입력부;
    상기 입력부에 의해 입력된 사용자의 명령, 상기 속도 감지부에 의해 감지된 상기 롤러부의 회전 속도, 상기 조향 감지부에 의해 감지된 상기 앞바퀴의 조향 방향, 및 상기 가상 트랙 정보에 기초하여 상기 가상 운행 정보를 생성하는 운행 정보 생성부; 및
    상기 가상 트랙 정보 및 가상 운행 정보에 기초하여 상기 저항부 및 상기 디스플레이부를 제어하는 제어부를 포함하는, 자전거 시뮬레이션 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 롤러부는 상기 자전거의 뒷바퀴와의 접촉면이 상기 자전거의 뒷바퀴와 밀착하여 회전가능한 재질을 갖는 적어도 하나의 롤러를 포함하는, 자전거 시뮬레이션 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 속도 감지부는 유도형 회전속도센서 또는 홀(Hall) 센서를 이용하여 상기 뒷바퀴의 회전 속도를 감지하는, 자전거 시뮬레이션 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 저항부가 상기 롤러부에 상기 롤러부의 회전 방향과 반대 방향으로 가하는 저항력의 크기는 변경가능한, 자전거 시뮬레이션 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 조향 감지부는,
    상기 자전거의 앞바퀴와의 접촉 부분에 상기 앞바퀴와 밀착되는 홈을 갖는 바퀴 지지부;
    상기 프레임부와 결합하여 상기 프레임부에 상기 조향 감지부를 고정하기 위한 프레임 결합부;
    상기 바퀴 지지부와 상기 프레임 결합부의 사이에 위치하여 상기 바퀴 지지부와 상기 프레임 결합부를 연결시키며, 상기 자전거를 지지한 상태로 상기 자전거의 앞바퀴의 조향 및 기울임이 가능하도록 회전하는 조향 회전부; 및
    상기 자전거의 앞바퀴의 조향 및 기울임을 감지하는 센서부를 포함하는, 자전거 시뮬레이션 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 프레임부는 상기 자전거의 전후 방향으로 길이의 조절이 가능한, 자전거 시뮬레이션 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 가상 트랙 정보는,
    사용자에 의해 선택 및 편집이 가능하고 저장 장치에 저장되며,
    상기 자전거를 가상으로 운행하기 위한 가상의 트랙의 경로 정보 및 경사도 정보를 포함하는, 자전거 시뮬레이션 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 가상 운행 정보는 상기 가상 트랙 정보를 이용하여 가상의 공간에서 생성한 가상 트랙에서 운행하는 자전거의 상기 가상 트랙 상의 위치 정보를 포함하는, 자전거 시뮬레이션 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 가상 트랙에서 운행하는 자전거의 상기 가상 트랙 상의 위치 정보는,
    상기 입력부에 의해 입력된 사용자의 출발 명령, 상기 속도 감지부에 의해 감지된 상기 롤러부의 회전 속도에 기초하여 결정되는 이동 거리, 및 상기 조향 감지부에 의해 감지된 상기 앞바퀴의 조향 방향에 기초하여 결정되는 이동 방향을 이용하여, 상기 가상 트랙 상에 상기 가상 트랙에서 운행하는 자전거의 위치를 맵핑함으로써 결정되는, 자전거 시뮬레이션 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 가상 트랙 정보 및 상기 가상 운행 정보를 이용하여 상기 저항부가 상기 롤러부에 가하는 저항력의 크기를 결정하는, 자전거 시뮬레이션 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 디스플레이부는 상기 가상 트랙에서 운행하는 자전거의 상기 가상 트랙 상의 위치 정보에 기초하여 상기 자전거 시뮬레이션 장치와 맵핑되는 가상의 자전거를 상기 가상 트랙과 함께 실시간으로 표시하는, 자전거 시뮬레이션 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 자전거 시뮬레이션 장치는,
    다른 자전거 시뮬레이션 장치와 통신하기 위한 통신부를 더 포함하는, 자전거 시뮬레이션 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 통신부는, 상기 다른 자전거 시뮬레이션 장치로부터 상기 가상 운행 정보를 수신하거나, 상기 다른 자전거 시뮬레이션 장치로 상기 가상 운행 정보를 송신하는, 자전거 시뮬레이션 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 디스플레이부는 상기 다른 자전거 시뮬레이션 장치와 맵핑되는 가상의 자전거를 상기 자전거 시뮬레이션 장치와 맵핑되는 가상의 자전거와 함께 실시간으로 표시하는, 자전거 시뮬레이션 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이부 및 상기 입력부는 헤드 마운티드 디스플레이(Head Mounted Display; HMD)를 이용하여 구현되는, 자전거 시뮬레이션 장치.
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