KR20160093990A - Exercise equipment apparatus for controlling animation in virtual reality and method for method for controlling virtual reality animation - Google Patents
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Abstract
Description
본 명세서는 가상현실 애니메이션 제어 가능한 자유궤도 운동기구 장치 및 가상현실 애니메이션 제어 방법에 관한 것으로서, 사용자의 움직임을 제1축 및 제2축 방향으로 입력받아 가상현실 애니메이션 제어 가능한 자유궤도 운동기구 장치 및 가상현실 애니메이션 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a free-orbit motion mechanism device and a virtual reality animation control method capable of controlling a virtual reality animation, and more particularly, to a free-orbit motion mechanism device capable of receiving a user's motion in a first axis direction and a second axis direction, And a real-time animation control method.
최근 운동 체감형 콘솔게임기나 스크린 골프와 같이 게임과 운동을 동시에 즐길 수 있는 운동 기구가 대중에 많이 알려지고 있다. 이러한 운동기구를 엑서게임(Exergame) 운동기구라고 부르기도 한다.Recently, a lot of exercise equipment which can enjoy game and exercise at the same time, such as a sense of motion type console game machine and screen golf, is widely known to the public. These exercise equipment is called Exergame exercise equipment.
보통 실내 운동 기구는 회전 왕복 또는 직선 왕복을 하는 기계 구조를 지니고 있으며, 이 구조물의 왕복 속도를 측정하여 게임 등의 콘텐츠를 이용할 수 있게 해주는 장비로 적용할 수 있다.In general, indoor fitness equipment has a mechanical structure that makes a round trip or a round trip, and it can be applied as a device that enables the contents such as games to be measured by measuring the reciprocating speed of the structure.
최근 게임의 개발 및 공급 시장은 몇 개의 대형 업체가 선도하던 이전과는 다르게 소형 기업 또는 개인들도 스스로 개발하여 퍼블리싱(publishing)이 가능하도록 스마트 디바이스 및 애플리케이션 시장이 발달하고 있다. 따라서 앞으로 엑서게임 시장도 중소의 많은 업체로부터 다양한 이기종의 하드웨어 장비와 게임 콘텐츠(또는 애플리케이션)가 출시될 것으로 예상된다.Recently, the development and supply market of games has been developed by smart devices and applications market which small companies or individuals can develop and publish by themselves, unlike the previous several leading companies. In the future, the explay market is expected to come from a variety of small to medium sized hardware devices and game contents (or applications).
현재의 엑서게임 운동기구는 주로 게임 아바타의 이동을 하드웨어 장비로 제어하는 기술들이며, 대부분 엑서게임 운동기구의 제어부에 임베디드된 펌웨어(firmware)에서 직접 게임 콘텐츠(애플리케이션)에 일정한 신호를 보내어 제어한다. Current exergy game exercise devices are mainly technologies that control the movement of the game avatar with hardware devices, and most of them control the game contents (application) by sending a constant signal directly from the firmware embedded in the control part of the exergy game exercise device.
이러한 엑서게임 운동기구에는 자전거 또는 일립티컬 운동기구(Elliptical training machine) 등 정해진 고정 궤도에서만 운동할 수 있는 운동기구들이 있다. 엑서게임 운동기구의 제어부는 고정 궤도 운동기구의 스피드 및 운동부하만을 이용하여 게임 애플리케이션의 게임 캐릭터를 제어하고 있다. 사용자가 실제로 움직이는 궤도가 아닌 정해진 궤도에서 움직이는 스피드 및 운동부하만이 이용되고 있다.These exercise equipment include a bike or an elliptical training machine, which can exercise only in a fixed orbit. The control unit of the exercise apparatus controls the game character of the game application using only the speed and the exercise load of the fixed orbit exercise apparatus. Only the speed and motion loads that are moving in a fixed orbit other than the actual moving orbit are used.
따라서 이러한 고정궤도 운동기구를 이용한 게임 제어 방법은 사용자의 실제 움직임을 표현하기 어렵기 때문에 사용자가 게임에 몰입하는데 한계가 있다.Therefore, since the game control method using the fixed orbital motion mechanism is difficult to express the actual motion of the user, there is a limit in immersing the user in the game.
최근, 운동기구 중에서 사용자가 고정궤도가 아닌 자유궤도로 운동할 수 있는 자유궤도 운동기구(AMT: Adaptive Motion Trainer)가 이용되고 있다. 하지만, 고정궤도 운동기구를 이용한 게임 제어 방법은 자유궤도 운동기구의 운동 모션을 분석할 수 없다. 자유궤도 운동기구는 엑서게임에 이용되지 못하고 있는 실정이다.In recent years, an adaptive motion trainer (AMT) has been used which allows a user to exercise in a free orbit rather than a fixed orbit. However, the game control method using the fixed orbital motion mechanism can not analyze the motion motion of the free orbital motion mechanism. Free-orbit exercise equipment is not available for exor game.
본 명세서의 일부의 실시 예는 제1축 및 제2축(예컨대, X축 및 Y축) 프레임과 연결된 로프를 구비한 자유궤도 운동기구에서 운동하는 사용자의 제1축 및 제2축 운동 정보를 측정하고 그 측정된 정보를 분석하여 사용자의 움직임과 가상현실 애니메이션을 일치하도록 가상현실 애니메이션을 재생할 수 있는, 가상현실 애니메이션 제어 가능한 자유궤도 운동기구 장치 및 가상현실 애니메이션 제어 방법을 제공하고자 한다.Some embodiments herein provide first and second axis motion information of a user moving in a free orbital motion mechanism with a rope connected to a first axis and a second axis (e.g., X and Y axis) And a virtual reality animation control method capable of controlling a virtual reality animation so as to match a user's motion with a virtual reality animation by analyzing the measured information.
한편, 본 명세서의 일부의 실시 예는 제1축 및 제2축(예컨대, X축 및 Y축) 프레임과 연결된 로프를 구비한 자유궤도 운동기구에서 운동하는 사용자의 제1축 및 제2축 운동 정보를 측정하고 사용자 신체의 운동 궤적의 축별 범위 차이를 분석하여 사용자 신체의 운동 궤적과 가장 유사한 게임 캐릭터 애니메이션을 재생함으로써, 처리 용량을 최소화하고 다수의 사용자가 엑서게임을 이용할 수 있는, 가상현실 애니메이션 제어 가능한 자유궤도 운동기구 장치 및 가상현실 애니메이션 제어 방법을 제공하고자 한다.On the other hand, some embodiments of the present disclosure include a first axis and a second axis of motion of a user moving in a free-orbit motion mechanism having a rope connected to a first axis and a second axis (e.g., X and Y axis) A virtual reality animation in which the processing capacity is minimized and a large number of users can use the exergy game by reproducing the game character animation most similar to the motion trajectory of the user body by analyzing the information and analyzing the range difference range of the motion trajectory of the user body, A controllable free-orbit motion mechanism device and a virtual reality animation control method.
또한, 본 명세서의 일부의 실시 예는 가상현실의 다양한 조건을 자유궤도 운동기구에 피드백함으로써 실제 환경과 유사한 가상체험을 할 수 있는 가상현실 애니메이션 제어 가능한 자유궤도 운동기구 장치 및 가상현실 애니메이션 제어 방법을 제공하고자 한다.In addition, some embodiments of the present invention may provide a free orbit motion mechanism device and a virtual reality animation control method capable of controlling a virtual reality animation capable of providing a virtual experience similar to an actual environment by feeding various conditions of a virtual reality to a free- .
본 명세서의 제1 실시 예에 따르면, 사용자의 움직임을 제1축 및 제2축 방향으로 입력받아 가상현실 애니메이션 제어가능한 자유궤도 운동기구 장치에 있어서, 사용자의 제1축 및 제2축 움직임을 기계적 패턴으로 형성시키는 제1축 및 제2축 프레임, 상기 제2축 프레임과 연결되는 로프 및 상기 로프와 연결되어 사용자의 움직임을 전달하는 전달부로 이루어진 운동 기구부; 상기 운동 기구부를 통해 전달된 사용자의 움직임을 감지하여 사용자의 제1축 및 제2축의 운동 정보를 측정하는 운동 측정부; 상기 측정된 제1축 및 제2축의 운동 정보를 이용하여 기 정의된 좌표 평면상에서 사용자 신체의 운동 궤적을 산출하는 궤적 산출부; 게임 캐릭터의 복수 애니메이션 중에서 상기 산출된 운동 궤적에 대응되는 게임 캐릭터 애니메이션을 선택하는 애니메이션 제어부; 및 상기 선택된 게임 캐릭터 애니메이션을 재생하는 애니메이션 재생부를 포함하고, 상기 제1축 프레임 및 상기 제2축 프레임은 기설정된 각도로 상호 연결되고 상기 제2축 프레임의 다른 끝단은 페달과 연결되며, 상기 애니메이션 제어부는 상기 산출된 운동 궤적의 왕복 주기 또는 상기 산출된 운동 궤적의 선속도에 따라 상기 재생되는 게임 캐릭터 애니메이션의 재생 속도를 제어하는 자유궤도 운동기구 장치가 제공될 수 있다.According to a first embodiment of the present invention, there is provided a free-orbit motion mechanism device capable of receiving a user's motion in a first axis direction and a second axis direction and controlling a virtual reality animation, A first shaft and a second shaft frame formed in a pattern, a rope connected to the second shaft frame, and a conveying mechanism connected to the rope and transmitting a movement of a user; A movement measuring unit for measuring movement information of the user on the first axis and the second axis by sensing movement of the user transmitted through the exercise mechanism unit; A trajectory calculation unit for calculating a trajectory of the user's body on the predefined coordinate plane using the measured motion information of the first axis and the second axis; An animation controller for selecting a game character animation corresponding to the calculated motion trajectory among a plurality of animations of the game character; And an animation reproducing unit for reproducing the selected game character animation, wherein the first axis frame and the second axis frame are interconnected at a predetermined angle, and the other end of the second axis frame is connected to a pedal, The control unit may be provided with a free-orbit motion mechanism device for controlling the reproduction speed of the game character animation to be reproduced according to the reciprocating period of the calculated motion locus or the linear velocity of the calculated motion locus.
본 명세서의 제2 실시 예에 따르면, 사용자의 움직임을 제1축 및 제2축 방향으로 입력받아 가상현실 애니메이션 제어가능한 자유궤도 운동기구 장치에 있어서, 사용자의 제1축 및 제2축 움직임을 기계적 패턴으로 형성시키는 제1축 및 제2축 프레임, 상기 제2축 프레임과 연결되는 로프 및 상기 로프와 연결되어 사용자의 움직임을 전달하는 전달부로 이루어진 운동 기구부; 상기 운동 기구부를 통해 전달된 사용자의 움직임을 감지하여 사용자의 제1축 및 제2축의 운동 정보를 측정하는 운동 측정부; 상기 측정된 제1축 및 제2축의 운동 정보를 이용하여 기 정의된 좌표 평면상에서 사용자 신체의 운동 궤적의 축별 범위를 산출하는 궤적 산출부; 게임 캐릭터의 복수 애니메이션 중에서 상기 산출된 운동 궤적의 축별 범위에 대응되는 게임 캐릭터 애니메이션을 선택하는 애니메이션 제어부; 및 상기 선택된 게임 캐릭터 애니메이션을 재생하는 애니메이션 재생부를 포함하고, 상기 제1축 프레임 및 상기 제2축 프레임은 기설정된 각도로 상호 연결되고, 상기 제2축 프레임의 다른 끝단은 페달과 연결되며, 상기 애니메이션 제어부는 상기 산출된 운동 궤적의 왕복 주기 또는 상기 산출된 운동 궤적의 선속도에 따라 상기 재생되는 게임 캐릭터 애니메이션의 재생 속도를 제어하는 자유궤도 운동기구 장치가 제공될 수 있다.According to a second aspect of the present invention, there is provided a free-orbit motion mechanism device capable of receiving a user's motion in a first axis direction and a second axis direction and controlling a virtual reality animation, A first shaft and a second shaft frame formed in a pattern, a rope connected to the second shaft frame, and a conveying mechanism connected to the rope and transmitting a movement of a user; A movement measuring unit for measuring movement information of the user on the first axis and the second axis by sensing movement of the user transmitted through the exercise mechanism unit; A trajectory calculation unit for calculating an axis range of a motion trajectory of the user's body on a predefined coordinate plane using the measured motion information of the first axis and the second axis; An animation controller for selecting a game character animation corresponding to an axis range of the calculated motion trajectory from a plurality of animations of the game character; And an animation reproducing unit for reproducing the selected game character animation, wherein the first axis frame and the second axis frame are interconnected at a predetermined angle, the other end of the second axis frame is connected to a pedal, The animation control unit may be provided with a free-orbit motion mechanism device for controlling the reproduction speed of the game character animation to be reproduced according to the reciprocating period of the calculated motion locus or the linear velocity of the calculated motion locus.
본 명세서의 제3 실시 예에 따르면, 사용자의 움직임을 제1축 및 제2축 방향으로 입력받아 가상현실 애니메이션을 제어하는 가상현실 애니메이션 제어 방법에 있어서, 제1축 및 제2축 프레임을 통해 사용자의 제1축 및 제2축 움직임을 기계적 패턴으로 형성시키고 제2축 프레임과 연결되는 로프를 통해 사용자의 움직임을 전달하는 단계; 상기 전달된 사용자의 움직임을 감지하여 사용자의 제1축 및 제2축의 운동 정보를 측정하는 단계; 상기 측정된 제1축 및 제2축의 운동 정보를 이용하여 기 정의된 좌표 평면상에서 사용자 신체의 운동 궤적을 산출하는 단계; 게임 캐릭터의 복수 애니메이션 중에서 상기 산출된 운동 궤적에 대응되는 게임 캐릭터 애니메이션을 선택하는 단계; 상기 선택된 게임 캐릭터 애니메이션을 재생하는 단계; 및 상기 산출된 운동 궤적의 왕복 주기 또는 상기 산출된 운동 궤적의 선속도에 따라 상기 재생되는 게임 캐릭터 애니메이션의 재생 속도를 제어하는 단계를 포함하는 가상현실 애니메이션 제어 방법이 제공될 수 있다.According to a third embodiment of the present invention, there is provided a virtual reality animation control method for controlling a virtual reality animation by receiving a user's movement in a first axis direction and a second axis direction, Forming a first axis and a second axis of movement in a mechanical pattern and communicating a movement of a user through a rope connected to the second axis frame; Measuring movement information of the user on the first axis and the second axis by sensing movement of the user; Calculating a motion locus of the user's body on the predefined coordinate plane using the measured motion information of the first axis and the second axis; Selecting a game character animation corresponding to the calculated motion trajectory from a plurality of animations of the game character; Reproducing the selected game character animation; And controlling the reproduction speed of the game character animation to be reproduced according to the reciprocating period of the calculated motion locus or the linear velocity of the calculated motion locus.
본 명세서의 제4 실시 예에 따르면, 사용자의 움직임을 제1축 및 제2축 방향으로 입력받아 가상현실 애니메이션을 제어하는 가상현실 애니메이션 제어 방법에 있어서, 제1축 및 제2축 프레임을 통해 사용자의 제1축 및 제2축 움직임을 기계적 패턴으로 형성시키고 제2축 프레임과 연결되는 로프를 통해 사용자의 움직임을 전달하는 단계; 상기 전달된 사용자의 움직임을 감지하여 사용자의 제1축 및 제2축의 운동 정보를 측정하는 단계; 상기 측정된 제1축 및 제2축의 운동 정보를 이용하여 기 정의된 좌표 평면상에서 사용자 신체의 운동 궤적의 축별 범위를 산출하는 단계; 게임 캐릭터의 복수 애니메이션 중에서 상기 산출된 운동 궤적의 축별 범위에 대응되는 게임 캐릭터 애니메이션을 선택하는 단계; 상기 선택된 게임 캐릭터 애니메이션을 재생하는 단계; 및 상기 산출된 운동 궤적의 축별 범위의 왕복 주기 또는 상기 산출된 운동 궤적의 선속도에 따라 상기 재생되는 게임 캐릭터 애니메이션의 재생 속도를 제어하는 단계를 포함하는 가상현실 애니메이션 제어 방법이 제공될 수 있다.According to a fourth embodiment of the present invention, there is provided a virtual reality animation control method for controlling a virtual reality animation by receiving a movement of a user in a first axis direction and a second axis direction, Forming a first axis and a second axis of movement in a mechanical pattern and communicating a movement of a user through a rope connected to the second axis frame; Measuring movement information of the user on the first axis and the second axis by sensing movement of the user; Calculating an axial range of a motion locus of the user's body on a predefined coordinate plane using the measured motion information of the first axis and the second axis; Selecting a game character animation corresponding to an axis range of the calculated motion trajectory from a plurality of animations of the game character; Reproducing the selected game character animation; And controlling the reproduction speed of the game character animation to be reproduced according to the reciprocating period of the axis range of the calculated motion locus or the linear velocity of the calculated locus of motion.
본 명세서의 일부의 실시 예에 따르면 제1축 및 제2축(예컨대, X축 및 Y축) 프레임과 연결된 로프를 구비한 자유궤도 운동기구에서 운동하는 사용자 신체(예컨대, 발 등)의 운동 궤적을 게임 캐릭터 애니메이션과 동기화시켜 자유궤도 운동기구에서 사용자가 걷거나 달리는 운동 동작을 자연스럽게 게임 캐릭터 애니메이션으로 표현할 수 있다.According to some embodiments of the present disclosure, the motion locus of a user's body (e.g., a foot, etc.) that is moving in a free orbital motion mechanism with a rope connected to a first axis and a second axis (e.g., X and Y axis) Can be synchronized with the game character animation so that the motion of the user walking or running in the free-orbit exercise device can be expressed naturally as a game character animation.
또한, 본 명세서의 일부의 실시 예에 따르면 제1축 및 제2축(예컨대, X축 및 Y축) 프레임과 연결된 로프를 구비한 자유궤도 운동기구에서 운동하는 사용자의 운동 동작을 게임 캐릭터 애니메이션과 일치시키는 것이 아니라, 사용자 신체의 운동 궤적을 2축으로 나누어 분석하여 사용자 신체의 운동 궤적과 가장 유사한 게임 캐릭터 애니메이션을 재생할 수 있다.Also, according to some embodiments of the present invention, the motion of a user who is moving in a free-orbital motion mechanism having a rope connected to a first axis and a second axis (e.g., X-axis and Y-axis) It is possible to reproduce the game character animation most similar to the motion trajectory of the user's body by analyzing the motion trajectory of the user's body divided into two axes.
또한, 본 명세서의 일부의 실시 예에 따르면 컴퓨터의 처리능력에 과부하를 주지 않으면서 저부하의 처리 용량에 맞게 다수의 사용자가 온라인에서 실감형 가상현실 게임을 실감나게 즐길 수 있게 할 수 있다.In addition, according to some embodiments of the present invention, a large number of users can realistically enjoy a realistic virtual reality game on-line in accordance with a processing capacity of a low load without overloading the processing capability of the computer.
또한, 본 명세서의 일부의 실시 예에 따르면 가상현실의 다양한 조건을 자유궤도 운동기구에 피드백함으로써 사용자가 게임을 운영하면서 접하는 조건을 체험하도록 하여 흥미를 느끼고 운동효과를 극대화할 수 있다.In addition, according to some embodiments of the present invention, various conditions of the virtual reality may be fed back to the free-orbit exercise device, thereby allowing the user to experience the conditions in contact with the game while operating the game, thereby maximizing the exercise effect.
도 1은 본 명세서의 제1 및 제2 실시 예에 따르는 가상현실 애니메이션 제어 가능한 자유궤도 운동기구 장치가 적용된 엑서게임 시스템의 구성도이다.
도 2 및 도 3은 본 명세서의 실시 예에 따른 자유궤도 운동기구 장치에서의 운동 기구부의 구조도이다.
도 4 내지 도 6은 도 2의 운동 기구부에 대한 상하 및 좌우 운동 상태에 대한 설명도이다.
도 7은 본 명세서의 제1 실시 예에 따른 궤적 산출부에서의 운동 궤적에 대한 설명도이다.
도 8은 본 명세서의 제2 실시 예에 따른 궤적 산출부에서의 운동 궤적의 축별 범위에 대한 설명도이다.
도 9는 본 명세서의 실시 예에 따른 애니메이션 제어부에서의 애니메이션 재생 속도 제어 과정에 대한 설명도이다.
도 10은 본 명세서의 제1 실시 예에 따른 자유궤도 운동기구를 이용한 애니메이션 제어 방법에 대한 흐름도이다.
도 11은 본 명세서의 제2 실시 예에 따른 자유궤도 운동기구를 이용한 애니메이션 제어 방법에 대한 흐름도이다.
도 12는 본 명세서의 일 실시예에 따른 가상현실의 다양한 조건이 피드백될 수 있는 자유궤도 운동기구를 이용한 가상현실 피드백 제어 장치가 적용된 운동 관리 시스템의 블록도이다.
도 13은 본 명세서의 일 실시예에 따른 부하 발생부의 구조를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 14는 본 명세서의 일 실시예에 따른 가상현실 상의 게임 캐릭터의 체형, 착용 아이템, 상기 가상현실의 이동경로의 경사도 및 이동경로의 상태에 따라서 각각 부하량의 값이 설정된 테이블을 도시한 도면이다.
도 15 및 도 16은 본 명세서의 일 실시에에 따른 자유궤도 운동기구를 이용한 가상현실 피드백 제어 방법에 대한 흐름도이다.
도 17은 본 명세서의 일 실시예에 따른 가상현실의 다양한 조건이 발생되는 일례를 도시한 도면이다.FIG. 1 is a block diagram of an exergy game system to which a free-running exercise machine device capable of controlling a virtual reality animation according to the first and second embodiments of the present invention is applied.
FIG. 2 and FIG. 3 are structural diagrams of a exercise machine in the free-orbit exercise device according to the embodiment of the present invention.
4 to 6 are explanatory views of the up and down and left and right movement states of the exercise machine unit of FIG.
7 is an explanatory diagram of a motion locus in the locus calculating unit according to the first embodiment of the present invention.
8 is an explanatory diagram of a range of motion trajectories in the locus calculating section according to the second embodiment of the present invention.
9 is an explanatory diagram of a process of controlling the animation reproduction speed in the animation control unit according to the embodiment of the present invention.
10 is a flowchart illustrating a method of controlling animation using a free-orbit motion mechanism according to the first embodiment of the present invention.
11 is a flowchart illustrating a method of controlling animation using a free-orbit motion mechanism according to a second embodiment of the present invention.
12 is a block diagram of a motion management system to which a virtual reality feedback control apparatus using a free-orbit exercise mechanism capable of feeding back various conditions of a virtual reality according to an embodiment of the present invention is applied.
13 is a block diagram schematically showing a structure of a load generating unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a view showing a table in which values of load amounts are set according to the body shape of the game character on the virtual reality, the wear item, the inclination of the movement path of the virtual reality, and the state of the movement path according to the embodiment of the present invention.
15 and 16 are flowcharts of a virtual reality feedback control method using a free-orbit exercise mechanism according to an embodiment of the present invention.
17 is a diagram illustrating an example in which various conditions of a virtual reality are generated according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 명세서의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
실시 예를 설명함에 있어서 본 명세서가 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 명세서와 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 명세서의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.In describing the embodiments, descriptions of techniques which are well known in the technical field to which this specification belongs and which are not directly related to this specification are not described. This is for the sake of clarity without omitting the unnecessary explanation and without giving the gist of the present invention.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.For the same reason, some of the components in the drawings are exaggerated, omitted, or schematically illustrated. Also, the size of each component does not entirely reflect the actual size. In the drawings, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals.
도 1은 본 명세서의 제1 및 제2 실시 예에 따르는 가상현실 애니메이션 제어 가능한 자유궤도 운동기구 장치가 적용된 엑서게임 시스템의 구성도이다.FIG. 1 is a block diagram of an exergy game system to which a free-running exercise machine device capable of controlling a virtual reality animation according to the first and second embodiments of the present invention is applied.
도 1을 참조하면, 본 명세서의 실시 예에 따른 엑서게임 시스템은 운동 관리 서버(10), 게임 관리 서버(20) 및 자유궤도 운동기구 장치(100)를 포함한다. 여기서, 본 명세서의 제1 및 제2 실시 예에 따른 자유궤도 운동기구 장치(100)는 운동 기구 모듈과 애니메이션 제어 모듈로 이루어진다. 운동 기구 모듈은 자유궤도 운동기구에 구현되는 운동 측정부(110) 및 운동 기구부(160)를 포함한다. 또한, 애니메이션 제어 모듈은 클라이언트 디바이스에 구현되는 궤적 산출부(120), 애니메이션 재생부(130), 애니메이션 제어부(140) 및 데이터 저장부(150)를 포함한다. 여기서, 자유궤도 운동기구 장치(100)의 각 구성요소는 자유궤도 운동기구와 클라이언트 디바이스에 구분되어 구현될 수 있지만, 자유궤도 운동기구에 일체형으로 구현될 수 있다. 또한, 자유궤도 운동기구 장치(100)와 연계되는 운동 관리 서버(10) 및 게임 관리 서버(20)는 모두 또는 일부가 물리적으로 같은 하드웨어 내에 있을 수도 있으며, 모두가 다른 하드웨어에 내에 있을 수 있다.Referring to FIG. 1, the exergy game system according to the embodiment of the present invention includes a
엑서게임 시스템은 운동 기구부(160)와 다양한 게임 콘텐츠(또는 게임 애플리케이션) 사이에 자유궤도 운동기구 장치(100)를 구현하여 운동 기구부(160)와 게임 애니메이션 간의 각종 신호를 중개하는 역할을 수행한다. 자유궤도 운동기구 장치(100)는 운동 기구부(160) 및 운동 측정부(110)를 통해 측정된 운동 속도, 요동 각속도 범위, 움직임 각도, 심장 박동수 측정값을 보정하여 게임 애플리케이션에 또는 운동 데이터를 관리하는 운동 관리 서버(10)로 표준화된 신호를 전달할 수 있다.The exercise system implements a free
자유궤도 운동기구 장치(100)의 애니메이션 제어 모듈은 서버 & 클라이언트 환경에서 클라이언트 디바이스(PC, TV, 전화기, 이외 휴대용 단말)에 구현이 되며, 클라이언트 디바이스에 유무선으로 연결된 자유궤도 운동기구에도 통합되어 구현될 수 있다. 따라서 자유궤도 운동기구 장치(100)의 애니메이션 제어 모듈 역시 클라이언트 디바이스의 일부라고 볼 수도 있다. 자유궤도 운동기구 장치(100)의 애니메이션 제어 모듈은 수많은 종류의 운동 기구부(160)의 표준화되지 않은 하드웨어나 소프트웨어가 운용될 수 있도록 제어할 수 있다.The animation control module of the free-
구체적으로 살펴보면, 애니메이션 제어 모듈은 일종의 소프트웨어로서, 사용자 단말인 컴퓨터와 같은 클라이언트 디바이스에 설치되거나 또는 운동 기구부(160)와 연결된 제어 장치에 설치될 수 있다. 여기서, 클라이언트 디바이스는 PC, TV, 개인휴대단말 등과 같은 사용자 단말 또는 게이트웨이(gateway) 등이 될 수 있다. 애니메이션 제어 모듈은 외부로부터 운동 기구부(160)의 기종 넘버와 각종 측정 정보를 제공받을 수 있다. 이때의 제공 방법은 유무선의 통신으로 시리얼 및 HID 등의 상용화된 통신 채널을 이용할 수 있다. Specifically, the animation control module may be installed in a client device such as a computer, which is a user terminal, as a kind of software, or may be installed in a control device connected to the
한편, 게임 애플리케이션은 게임 및 특정 콘텐츠를 제공하는 응용프로그램 자체를 나타낼 수 있다. 게임 애플리케이션은 일반적으로 클라이언트 디바이스인 애니메이션 제어 모듈에 설치되지만, 클라우드 서비스인 경우 외부의 게임 관리 서버(20)에 설치되는 경우도 있다. 이러한 게임 애플리케이션이 외부의 게임 관리 서버(20)로부터 서비스될 때 게임 애플리케이션에 전달할 HID 신호는 게임 애플리케이션이 설치된 외부의 게임 관리 서버(20)에까지 전달될 수 있다.On the other hand, the game application may represent the game itself and the application itself providing the specific content. The game application is generally installed in an animation control module as a client device, but it may be installed in an external
이러한 기본적인 기능 이외에 가상현실 애니메이션 제어 가능한 자유궤도 운동기구 장치(100)는 사용자의 움직임을 제1축 및 제2축 방향으로부터 입력받아 가상현실 애니메이션을 제어한다. 이러한 자유궤도 운동기구 장치(100)를 제1 및 제2 실시 예로 나누어서 살펴보면 다음과 같다.In addition to the basic functions, the free-or-
본 명세서의 제1 실시 예에 따른 자유궤도 운동기구 장치(100)는 제1축 및 제2축(예컨대, X축 및 Y축) 프레임과 연결된 로프를 구비한 운동 기구부(160)에서 운동하는 사용자 신체의 움직임에 대한 운동 정보를 측정하여 사용자 신체의 운동 궤적을 기정의된 좌표 평면상에서 산출한다. 그리고 본 명세서의 제1 실시 예에 따른 자유궤도 운동기구 장치(100)는 그 사용자 신체의 운동 궤적에 대응되는 게임 캐릭터 애니메이션을 선택하여 재생하되, 그 선택된 게임 캐릭터 애니메이션의 재생 속도를 운동 궤적의 왕복 주기 또는 운동 궤적의 일정구간 선속도에 따라 제어한다.The free-
한편, 본 명세서의 제2 실시 예에 따른 자유궤도 운동기구 장치(100)는 제1 실시 예에서의 운동 궤적의 축별 범위를 이용한다. 즉, 본 명세서의 제2 실시 예에 따른 자유궤도 운동기구 장치(100)는 제1축 및 제2축(예컨대, X축 및 Y축) 프레임과 연결된 로프를 구비한 운동 기구부(160)에서 운동하는 사용자 신체의 움직임에 대한 운동 정보를 측정하여 사용자 신체의 운동 궤적의 축별 범위를 산출한다. 그리고 본 명세서의 제2 실시 예에 따른 자유궤도 운동기구 장치(100)는 그 사용자 신체의 운동 궤적의 축별 범위에 대응되는 게임 캐릭터 애니메이션을 선택하여 재생하되, 그 선택된 게임 캐릭터 애니메이션의 재생 속도를 운동 궤적의 축별 범위에 대한 왕복 주기 또는 선속도에 따라 제어한다.On the other hand, the free-running
이하, 본 명세서의 제1 실시 예에 따른 가상현실 애니메이션 제어 가능한 자유궤도 운동기구 장치(100)의 구성요소와 동작에 대하여 살펴보기로 한다.Hereinafter, the components and operation of the free-running
우선, 운동 기구부(160)부터 살펴보면, 운동 기구부(160)는 사용자의 제1축 및 제2축 움직임을 기계적 패턴으로 형성시키는 제1축 및 제2축 프레임, 제1축 및 제2축 프레임과 연결되는 로프 및 로프와 연결되어 사용자의 움직임을 전달하는 전달부를 포함한다. 여기서, 전달부는 롤러, 좌측 풀리 파트 및 우측 풀리 파트를 포함할 수 있다. 운동 기구부(160)는 사용자가 제2축 프레임에 부착된 페달을 자유롭게 움직일 수 있는 운동 기구로서, 페달을 좌우 또는 상하로 움직이게 한다.First, from the
운동 측정부(110)는 운동 기구부(160)의 제1축 프레임 및 제2축 프레임 중 어느 하나의 지점에 위치하여 운동 기구부(160)에서 운동하는 사용자의 운동으로 작동하는 제1축 및 제2축의 운동 정보를 측정한다. 운동 정보에는 사용자의 운동으로 작동하는 제1축 및 제2축의 운동 위치와 속도가 포함될 수 있다.The
궤적 산출부(120)는 운동 측정부(110)에서 측정된 제1축 및 제2축의 운동 정보를 분석하여 사용자 신체(예컨대, 사용자의 발 또는 다리 등)의 운동 궤적을 기정의된 좌표 평면상에서 산출한다.The
애니메이션 제어부(140)는 게임 캐릭터의 복수 애니메이션 중에서 궤적 산출부(120)에서 산출된 운동 궤적에 대응되는 게임 캐릭터 애니메이션을 선택한다. 예를 들어, 애니메이션 제어부(140)는 정지, 제자리걷기, 제자리 뛰기, 걷기, 1속 뛰기, 2속 뛰기, 3속 뛰기, 4속 뛰기, 5속 뛰기, 계단 오르기 및 점프하기 애니메이션 중 적어도 하나가 포함된 게임 캐릭터의 복수 애니메이션 중에서 궤적 산출부(120)에서 산출된 운동 궤적에 대응되는 게임 캐릭터 애니메이션을 선택할 수 있다. 이때, 애니메이션 제어부(140)는 사용자의 신장, 성별, 인종 및 나이 중 적어도 하나가 포함된 사용자 정보에 따라 상기 산출된 운동 궤적을 사용자 유형별 운동 궤적으로 판단하고 그 판단된 사용자 유형별 운동 궤적에 대응되는 게임 캐릭터 애니메이션을 선택할 수 있다. 애니메이션 제어부(140)는 동일한 운동 궤적이라도 사용자의 신장, 성별, 인종 및 나이 중 적어도 하나가 포함된 사용자 정보에 따라 게임 캐릭터 애니메이션을 다르게 선택할 수 있다. 예를 들어, 애니메이션 제어부(140)는 동일한 운동 궤적이라도 남성인 사용자인 경우에 2속 뛰기의 게임 캐릭터 애니메이션을 선택하는 반면, 여성인 사용자인 경우에 4속 뛰기의 게임 캐릭터 애니메이션을 선택할 수 있다. The
이어서, 애니메이션 재생부(130)는 애니메이션 제어부(140)에서 선택된 게임 캐릭터 애니메이션을 재생한다. 이때, 애니메이션 제어부(140)는 애니메이션 재생부(130)에서 재생되는 게임 캐릭터 애니메이션의 재생 속도를 궤적 산출부(120)에서 산출된 운동 궤적의 왕복 주기 또는 산출된 운동 궤적의 선속도에 따라 제어한다. 예를 들어, 애니메이션 제어부(140)는 사용자의 오른 발이 왕복 운동하는 왕복 주기와 게임 캐릭터 애니메이션의 오른발이 왕복 운동하는 재생 주기를 일치시켜 사용자와 게임 캐릭터를 더욱 일체화시킬 수 있다.Then, the
이후, 애니메이션 제어부(140)는 각각의 게임 캐릭터 애니메이션을 선택하고 변경할 때, 게임 캐릭터 애니메이션이 끊기는 느낌을 보정하는 보간 기술을 이용하여 게임 캐릭터 애니메이션을 보정할 수 있다. 이러한 보간 기술은 이미 널리 사용되고 있기 때문에 본 명세서에서는 생략하기로 한다.Thereafter, the
한편, 데이터 저장부(150)는 운동 기구부(160)에서 운동하는 사용자의 아이디에 따른 신체의 운동 궤적 패턴을 미리 저장하여 애니메이션 제어부(140)에서 애니메이션을 선택할 때 보다 빠른 계산을 하기 위한 학습 자료를 저장한다. 또한, 데이터 저장부(150)는 정지, 제자리 걷기, 제자리 뛰기, 걷기, 1속 뛰기, 2속 뛰기, 3속 뛰기, 4속 뛰기, 5속 뛰기, 계단 오르기 및 점프하기 애니메이션 중 적어도 하나가 포함된 게임 캐릭터의 복수 애니메이션에 대한 애니메이션 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 데이터 저장부(150)는 사용자의 신장, 성별, 인종 및 나이 중 적어도 하나가 포함된 사용자 정보를 저장할 수 있다. 또한, 데이터 저장부(150)는 개인 정보, 운동 정보, 기록 정보가 포함된 사용자 정보를 저장할 수 있다.Meanwhile, the
한편, 본 명세서의 제2 실시 예에 따른 가상현실 애니메이션 제어 가능한 자유궤도 운동기구 장치(100)의 구성요소와 동작에 대해서 살펴보기로 한다.Hereinafter, components and operations of the free-running
운동 측정부(110)는 운동 기구부(160)의 제1축 프레임 및 제2축 프레임 중 어느 하나의 지점에 위치하여 운동 기구부(160)에서 운동하는 사용자의 제1축 및 제2축의 운동 정보를 측정한다. 운동 정보에는 사용자의 운동으로 작동하는 제1축 및 제2축의 운동 위치와 속도가 포함될 수 있다.The
궤적 산출부(120)는 운동 측정부(110)에서 측정된 제1축 및 제2축의 운동 정보를 분석하여 사용자 신체의 운동 궤적의 축별 범위를 기정의된 좌표 평면상에서 산출한다.The
애니메이션 제어부(140)는 게임 캐릭터의 복수 애니메이션 중에서 궤적 산출부(120)에서 산출된 운동 궤적의 축별 범위에 대응되는 게임 캐릭터 애니메이션을 선택한다. 예를 들어, 애니메이션 제어부(140)는 정지, 제자리 걷기, 제자리 뛰기, 걷기, 1속 뛰기, 2속 뛰기, 3속 뛰기, 4속 뛰기, 5속 뛰기, 계단 오르기 및 점프하기 애니메이션 중 적어도 하나가 포함된 게임 캐릭터의 복수 애니메이션 중에서 궤적 산출부(120)에서 산출된 운동 궤적의 축별 범위에 대응되는 게임 캐릭터 애니메이션을 선택할 수 있다. 이때, 애니메이션 제어부(140)는 사용자의 신장, 성별, 인종 및 나이 중 적어도 하나가 포함된 사용자 정보에 따라 상기 산출된 운동 궤적의 축별 범위를 사용자 유형별 운동 궤적의 축별 범위로 판단하고 그 판단된 사용자 유형별 운동 궤적의 축별 범위에 대응되는 게임 캐릭터 애니메이션을 선택할 수 있다.The
이어서, 애니메이션 재생부(130)는 애니메이션 제어부(140)에서 선택된 게임 캐릭터 애니메이션을 재생한다. 이때, 애니메이션 제어부(140)는 애니메이션 재생부(130)에서 재생되는 게임 캐릭터 애니메이션의 속도를 궤적 산출부(120)에서 산출된 운동 궤적의 축별 범위에 대한 왕복 주기 또는 선속도에 따라 제어한다. 예를 들어, 애니메이션 제어부(140)는 사용자의 오른 발이 왕복 운동하는 축별 범위에 대한 왕복 주기와 게임 캐릭터 애니메이션의 오른발이 왕복 운동하는 주기를 일치시켜 사용자와 게임 캐릭터를 더욱 일체화시킬 수 있다.Then, the
이후, 애니메이션 제어부(140)는 각각의 게임 캐릭터 애니메이션을 선택하고 변경할 때, 게임 캐릭터 애니메이션이 끊기는 느낌을 보정하는 보간 기술을 이용하여 게임 캐릭터 애니메이션을 보정할 수 있다. 이러한 보간 기술은 이미 널리 사용되고 있기 때문에 본 명세서에서는 생략하기로 한다.Thereafter, the
도 2 및 도 3은 본 명세서의 실시 예에 따른 자유궤도 운동기구 장치에서의 운동 기구부의 구조도이다.FIG. 2 and FIG. 3 are structural diagrams of a exercise machine in the free-orbit exercise device according to the embodiment of the present invention.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 운동 기구부(160)는 제1축 프레임(101), 제2축 프레임(102), 로프(103) 및 전달부를 포함한다. 여기서, 전달부는 롤러(104), 우측 풀리 파트(105) 및 좌측 풀리 파트(106)를 포함하고, 로프(103)와 연결되어 사용자의 움직임을 전달한다. 우측 풀리 파트(105) 및 좌측 풀리 파트(106) 사이에 발전기(801)가 연결되어 있다. 좌측 풀리 파트(106)는 우측 풀리 파트(105)와 동일한 기능을 하며, 용이한 설명을 위해 좌측과 우측으로 나눈 것이지 꼭 발전기(801)를 중심으로 대칭될 필요는 없다. 2 and 3, the
제1축 프레임(101)은 사용자의 제1축 움직임을 기계적 패턴으로 형성시킨다. 제1축 프레임(101)에는 사용자가 잡을 수 있는 핸들이 설치될 수 있다. 또한, 제1축 프레임(101)은 사용자 발의 운동 궤적을 좌우로 움직이게 해주는 바(Bar) 형태로 이루어질 수 있다. 제2축 프레임(102)은 사용자의 제2축 움직임을 기계적 패턴으로 형성시킨다. 제2축 프레임(102)의 끝단에는 사용자의 발을 지지할 수 있는 페달이 설치될 수 있다. 또한, 제1축 프레임(101)은 사용자 발의 운동 궤적을 상하로 움직이게 해주는 바(Bar) 형태로 이루어질 수 있다. 즉, 제1축 프레임(101)은 핸들 또는 페달을 좌우로 움직이게 해주고, 제2축 프레임(102)은 페달을 상하로 움직이게 해준다. 제1축 프레임(101) 및 제2축 프레임(102)은 도면에 도시되어 있지 않지만 각각 우측 페달 및 좌측 페달을 각각 구비한다.The
여기서, 제1축 프레임(101)은 고정 조인트(Fixed joint)(107)를 통해 자유궤도 운동기구와 연결되어 있다. 고정 조인트(107)는 자유궤도 운동기구 본체에 제1축을 고정시킨다. 제1축 프레임(101)과 제2축 프레임(102)은 끝단이 소정의 각도(예컨대, 90도±a도)를 형성하며 상호 연결된다. 제2축 프레임(102)은 자유 조인트(Free joint)(108)를 통해 제1축 프레임(101)과 연결되어 있다. 자유 조인트(108)는 제1축 프레임(101) 및 제2축 프레임(102)을 서로 연결하면서 자유롭게 회전 가능하게 한다.Here, the
로프(103)는 제1축 프레임(101) 및 제2축 프레임(102)의 수직 방향으로 ㄱ자 형태로 연결된다. 로프(103)는 제2축 프레임(102)에 구비된 우측 페달 또는 좌측 페달의 운동 속도와 힘을 발전기(801) 등 부하 장치에 전달한다. 여기서, 로프(103)는 제2축 프레임(102)에 연결되어 발전기(801)로 사용자의 운동 부하를 우측 풀리 파트(105) 및 좌측 풀리 파트(106)를 통해 전달한다. 이때, 롤러(104)는 우측 풀리 파트(105) 및 좌측 풀리 파트(106)에 위치하여 로프(103)의 방향을 변화시킨다. The
우측 풀리 파트(105) 및 좌측 풀리 파트(106)는 로프(103)의 운동 속도 및 크기를 발전기(801)에 변환하여 전달한다. 우측 풀리 파트(105)는 사용자의 운동으로 작동하는 로프(103)의 운동 방향 및 힘을 크기를 변화시켜 발전기(801)에 전달하게 하는 적어도 하나 이상의 풀리(Pulley)로 이루어질 수 있다. 좌측 풀리 파트(106)는 우측 풀리 파트(105)와 동일한 기능을 하며, 용이한 설명을 위해 좌측과 우측으로 나눈 것이지 꼭 발전기(801)를 중심으로 대칭될 필요는 없다.The
운동 측정부(110)는 속도 센서 또는 변위 센서(115)와 자이로 및 가속도 센서(116)를 포함할 수 있다. 여기서, 속도 센서 또는 변위 센서(115)는 삼각형(▲)으로 도 3에 표시되어 있고, 자이로 및 가속도 센서(116)는 원형(●)으로 도 3에 표시되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 속도 센서 또는 변위 센서(115)는 제1축 및 제2축 프레임(101, 102), 로프(103), 롤러(104), 풀리, 발전기(801) 등에 설치되어 피사체 및 피사체 표면의 정방향 속도, 역방향 속도와 이동 변위 정도를 측정한다. 예를 들면, 속도 센서 또는 변위 센서(115)는 피사체의 속도 또는 변위 정도를 측정할 수 있는 위치에 설치되고, 피사체 및 피사체 표면의 식별 가능한 패턴이나 모양 등을 광학적으로 인식할 수 있다. 또한, 운동 측정부(110)는 발전기(801)에서 발생하는 전자기적 신호를 인식할 수 있다. 또한, 운동 측정부(110)는 피사체나 피사체 표면에 개재된 자석을 홀센서 등으로 인식 할 수 있다. 가속도 및 자이로 센서(116)는 6축 가속도 센서로서 제1축 프레임(101)의 좌우 움직임 및 제2축 프레임(102)의 움직임 각도를 측정할 수 있다. 가속도 및 자이로 센서(116)는 가속도 센서와 자이로 센서가 통합되거나 분리되어 구성될 수 있다. 속도 센서 또는 변위 센서(115)는 제1축 프레임(101)의 각도를 측정할 수 있는 각도 센서를 포함할 수 있다.The
운동 측정부(110)는 제1축 및 제2축 프레임(101 및 102) 간의 고정 및 자유 조인트(107 및 108), 좌측 및 우측 풀리 파트(105 및 106), 발전기(801) 중 적어도 하나의 지점에 위치하여 페달의 상하 또는 좌우 운동 정보를 측정할 수 있다. 여기서, 운동 정보에는 측정 피사체 또는 피사체 표면의 변위 정도, 정방향 속도, 역방향 운동 속도, 요동 각속도 범위 및 각도 변위 정도 등이 포함될 수 있다.The
또한, 운동 측정부(110)는 자이로 및 가속도 센서(116)를 통해 페달의 상하 운동 및 좌우 운동을 측정할 수 있다. 이때, 페달의 좌우 운동과 관련된 측정 대상은 제1축 프레임(101)이 좌우로 움직일 때 자유 조인트(108)의 변위 및 속도를 가속도 센서로 측정한다. 또한, 페달의 상하 운동과 관련된 측정 대상은 제2축 프레임(102)에서 발생하는 요동 각을 자유 조인트(108)의 자이로 센서로 측정한다. In addition, the
이러한 운동 측정부(110)는 제1축 프레임(101) 및 제2축 프레임(102)의 자유 조인트(107)에 설치된 자이로 센서를 통해 제2축 프레임의 요동 각속도 범위를 측정할 수 있다. 또한, 운동 측정부(110)는 로프(103) 및 로프(103)가 감겨서 회전하게 되는 하나 이상의 풀리(Pulley), 롤러(104), 좌측 및 우측 풀리 파트(105 및 106), 발전기(801) 중 어느 하나의 지점에 설치된 속도 센서 또는 변위 센서(115)를 통해 제2축 프레임(102)의 요동 각속도와 위치를 측정할 수 있다. The
또한, 운동 측정부(110)는 제1축 프레임(101) 및 제2축 프레임(102)의 자유 조인트(108)에 설치된 가속도 센서를 통해 제1축 프레임(101) 및 제2축 프레임(102)의 자유 조인트(108)의 좌우 운동 속도를 측정할 수 있다. 또한, 운동 측정부(110)는 제1축 프레임에 설치된 각도 센서를 통해 제1축 프레임(101)의 움직임 각도를 측정할 수 있다.The
도 4 내지 도 6은 도 2의 운동 기구부에 대한 상하 및 좌우 운동 상태에 대한 설명도이다.4 to 6 are explanatory views of the up and down and left and right movement states of the exercise machine unit of FIG.
운동 기구부(160)의 제1축 프레임(101) 및 제2축 프레임(102)은 롤러(104)를 거쳐 연결된 로프(103)를 통해 좌우 및 상하 운동을 하게 된다.The
도 4에 도시된 바와 같이, 제2축 프레임(102)의 끝단에 위치한 우측 및 좌측 페달은 상하 방향으로 Ya만큼 움직인다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제1축 프레임(101)의 끝단에 위치한 핸들은 좌우 방향으로 Xa각도만큼 요동한다.4, the right and left pedal is located at the end of the
도 5에 도시된 바와 같이, 제2축 프레임(102)의 끝단에 위치한 우측 및 좌측 페달은 상하 방향으로 Ya만큼 움직인다.As shown in Fig. 5, the right and left pedals located at the ends of the
도 6에는 제1축 프레임(101) 및 제2축 프레임(102)이 상하 및 좌우 방향으로 움직이는 상태가 겹쳐진 상하 및 좌우 운동이 표시되어 있다. 여기서, 제1축 프레임(101)은 고정 조인트(107)에 고정되어 좌우 방향으로 Xa각도만큼 움직이게 된다. 또한, 제2축 프레임(102)은 자유 조인트(108)를 통해 제1축 프레임(101)과 연결되어 상하 방향으로 Ya만큼 움직이게 된다.6, the
도 7은 본 명세서의 제1 실시 예에 따른 궤적 산출부에서의 운동 궤적에 대한 설명도이다.7 is an explanatory diagram of a motion locus in the locus calculating unit according to the first embodiment of the present invention.
도 7에 도시된 궤적은 본 명세서의 궤적 산출부(120)에 산출된 궤적에 대한 하나의 일 예로서, 그 궤적의 모양은 차이가 있을 수 있다.7 is one example of a trajectory calculated in the
궤적 산출부(120)는 운동 측정부(110)에서 측정된 제1축 및 제2축의 운동 정보를 분석하여 사용자 신체의 운동 궤적을 도 7에 도시된 좌표 평면상에서 산출할 수 있다. 도 7에는 5가지의 운동 궤적 1 내지 5(201 내지 205)가 나타나 있다.The
이러한 각각의 운동 궤적들은 사용자가 운동 기구부(160)를 이용하는 사용자 신체의 운동 동작들과 각각 대응될 수 있다. 예를 들어, 사용자가 운동 기구부(160)에서 제자리 걷기 동작, 제자리 뛰기 동작을 하는 경우는 도 7의 운동 궤적 1(201) 또는 운동 궤적 2(202)과 대응될 수 있다. 또한, 사용자가 운동 기구부(160)에서 걷기 동작, 5속 뛰기 동작을 하는 경우는 도 7의 운동 궤적 3(203) 또는 운동 궤적 4(204)와 대응될 수 있다. 또한, 사용자가 운동 기구부(160)에서 계단 오르기 동작을 하는 경우는 도 7의 운동 궤적 5(205)와 대응될 수 있다.Each of these motion trajectories may correspond to the user's exercise motions of the user's body using the exercising
이후, 애니메이션 제어부(140)는 궤적 산출부(120)에서 산출된 운동 궤적과 대응되는 운동 궤적 패턴을 확인하고 그 확인된 운동 궤적 패턴과 대응되는 게임 캐릭터 애니메이션을 선택한다. 여기서, 데이터 저장부(150)는 운동 기구부(160)에서 운동하는 사용자 신체의 운동 궤적 패턴을 미리 저장한다. 예를 들어, 궤적 산출부(120)에서 검출된 사용자 신체의 운동 궤적이 도 7의 운동 궤적 5(205)인 경우, 애니메이션 제어부(140)는 운동 궤적 5(205)와 대응되는 운동 궤적 패턴이 계단 오르기 동작인 것을 확인하고, 그 확인된 계단 오르기 동작 패턴과 대응되는 계단 오르기 애니메이션을 선택할 수 있다. 그러면, 애니메이션 재생부(130)는 애니메이션 제어부(140)에서 선택된 계단 오르기 애니메이션을 재생한다. 이때, 궤적 산출부(120)는 데이터 저장부(150)에 미리 저장된 운동기구의 운동 궤적 패턴과 산출된 운동 궤적을 비교하여 사용자 신체의 운동 궤적이 정상 궤적이 아닌 경우에 애니메이션 재생부(130)는 게임 캐릭터 애니메이션을 재생하지 않고 사용자에게 비정상 궤적 알림을 출력할 수 있다.Thereafter, the
한편, 운동 궤적의 선속도를 도 7에 도시된 운동 궤적 4(204)를 일례로 살펴보기로 한다.On the other hand, the linear velocity of the motion locus will be described as an example of the motion locus 4 (204) shown in FIG.
애니메이션 제어부(140)는 궤적 산출부(120)에서 산출된 운동 궤적 상의 지점별 선속도 중에서 가장 빠른 선속도를 계산하거나, 미리 다수의 구간으로 구분된 운동 궤적의 구간별 선속도 중에서 가장 빠른 선속도를 계산할 수 있다.The
지점별 선속도를 살펴보면, 애니메이션 제어부(140)는 사용자 신체가 궤적 산출부(120)에서 산출된 운동 궤적 상의 특정 지점을 이동할 경우 그 지점에서의 가속도 접선방향의 속도 성분 즉, 운동 궤적 상의 지점별 선속도(212)를 계산한다. 그리고 애니메이션 제어부(140)는 계산된 운동 궤적의 다수의 지점별 선속도(212) 중에서 가장 빠른 선속도를 계산할 수 있다.When the user's body moves at a specific point on the motion locus calculated by the
구간별 선속도를 살펴보면, 애니메이션 제어부(140)는 궤적 산출부(120)에서 산출된 운동 궤적을 미리 정해진 다수의 구간(211)으로 나눈다. 이어서, 애니메이션 제어부(140)는 사용자 신체가 운동 궤적 상에서 미리 정해진 다수의 구간(211)을 이동할 경우 그 운동 궤적 상의 구간별 선속도(212)를 계산한다. 그리고 애니메이션 제어부(140)는 계산된 운동 궤적의 다수의 구간(211)별 선속도(212) 중에서 가장 빠른 선속도를 계산할 수 있다.The
그리고 애니메이션 제어부(140)는 계산된 운동 궤적의 선속도에 따라 게임 캐릭터 애니메이션의 재생 속도를 제어할 수 있다. 이때, 애니메이션 제어부(140)는 동일한 걷기 동작의 게임 캐릭터 애니메이션인 경우에 운동 궤적의 선속도에 따라 미세한 속도 차이를 가감하여 애니메이션의 재생 속도를 제어할 수 있다.The
도 8은 본 명세서의 제2 실시 예에 따른 궤적 산출부에서의 운동 궤적의 축별 범위에 대한 설명도이다.8 is an explanatory diagram of a range of motion trajectories in the locus calculating section according to the second embodiment of the present invention.
궤적 산출부(120)는 운동 측정부(110)에서 검출된 2축 방향의 가속도를 분석하여 사용자 신체의 운동 궤적의 축별 범위를 도 8에 도시된 좌표 평면상에서 산출할 수 있다.The
궤적 산출부(120)는 2축 방향의 가속도를 분석하여 획득되는 도 8의 좌표 평면상의 X 좌표 및 Y 좌표의 최대값 및 최소값 간의 차이의 절대값을 하기의 [수학식 1]과 같이 산출한다.The
여기서, 및 는 좌표 평면상의 X 좌표의 최대값 및 최소값, 는 X 좌표의 최대값 및 최소값 간의 차이의 절대값, 및 는 좌표 평면상의 Y 좌표의 최대값 및 최소값, 는 Y 좌표의 최대값 및 최소값 간의 차이의 절대값을 나타낸다.here, And The maximum value and the minimum value of the X coordinate on the coordinate plane, Is an absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the X coordinate, And The maximum value and the minimum value of the Y coordinate on the coordinate plane, Represents the absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the Y coordinate.
이러한 각각의 운동 궤적의 축별 범위들은 사용자가 운동 기구부(160)를 이용하는 사용자 신체의 운동 동작들과 하기의 [표 1]과 같이 각각 대응될 수 있다. 이러한 [표 1]은 데이터 저장부(150)에 저장될 수 있다.The axis ranges of the respective motion trajectories may correspond to the motion operations of the user's body using the
[표 1]과 같이, X축 범위 차이()는 최소 거리, 소 거리, 중 거리 및 대 거리 중 어느 하나의 값이 될 수 있다. 또한, Y축 범위 차이()는 최소 거리, 소 거리, 중 거리 및 대 거리 중 어느 하나의 값이 될 수 있다.As shown in [Table 1], the X-axis range difference ( ) May be a value of any one of a minimum distance, a small distance, a medium distance, and a large distance. Also, the Y-axis range difference ( ) May be a value of any one of a minimum distance, a small distance, a medium distance, and a large distance.
한편, 본 명세서의 제2 실시 예에 따른 데이터 저장부(150)는 제1 실시 예와 다르게 자유궤도 운동기구(101)에서 운동하는 사용자 신체의 운동 궤적의 축별 범위 패턴을 사용자의 신장, 성별, 인종 및 나이를 고려하여 상기의 [표 1]과 같이 미리 저장할 수 있다.The
애니메이션 제어부(140)는 정지, 제자리 걷기, 제자리 뛰기, 걷기, 1속 뛰기, 2속 뛰기, 3속 뛰기, 4속 뛰기, 5속 뛰기, 계단 오르기 및 점프하기 애니메이션 중에서 궤적 산출부(120)에서 산출된 운동 궤적의 축별 범위에 대응되는 게임 캐릭터 애니메이션을 선택한다. 예를 들어, 궤적 산출부(120)에서 산출된 운동 궤적의 X축 범위 차이()가 소 거리이고, Y축 범위 차이()가 대 거리인 경우, 애니메이션 재생부(130)는 X축 범위 차이()가 소 거리이고, Y축 범위 차이()가 대 거리에 대응하는 계단 오르기 애니메이션을 선택하고 그 선택된 계단 오르기 애니메이션을 재생할 수 있다.The
도 9는 본 명세서의 실시 예에 따른 애니메이션 제어부에서의 애니메이션 재생 속도 제어 과정에 대한 설명도이다.9 is an explanatory diagram of a process of controlling the animation reproduction speed in the animation control unit according to the embodiment of the present invention.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 명세서의 제1 실시 예에 따른 애니메이션 제어부(140)는 궤적 산출부(120)에서 산출된 운동 궤적을 시간 기준으로 분석하여 운동 궤적의 왕복 주기(T)를 계산한다. 예를 들어, 애니메이션 제어부(140)는 운동 기구부(160)에서 운동하는 사용자 왼발 또는 오른발의 운동 궤적을 이용하여 사용자가 가상의 지면 상에 걸어서 원점으로 되돌아오는 한 번의 걷기 동작이 발생한 시간을 계산하여 운동 궤적의 왕복 주기(T)를 계산할 수 있다. 그리고 계산된 운동 궤적의 왕복 주기(T)와 애니메이션 재생부(130)에서 재생되는 게임 캐릭터 애니메이션의 주기가 일치될 수 있다.9, the
한편, 본 명세서의 제2 실시 예에 따른 애니메이션 제어부(140)는 궤적 산출부(120)에서 산출된 운동 궤적의 축별 범위를 시간 기준으로 분석하여 운동 궤적의 축별 범위에 대한 왕복 주기(T)를 계산할 수 있다. 예를 들어, 애니메이션 제어부(140)는 X좌표 또는 Y좌표의 최대값 및 최소값 간의 범위 차이를 모니터링하여 동일한 범위 차이를 가지는 시간을 계산하여 운동 궤적의 축별 범위에 대한 왕복 주기(T)를 계산할 수 있다.Meanwhile, the
도 10은 본 명세서의 제1 실시 예에 따른 자유궤도 운동기구를 이용한 애니메이션 제어 방법에 대한 흐름도이다.10 is a flowchart illustrating a method of controlling animation using a free-orbit motion mechanism according to the first embodiment of the present invention.
애니메이션 제어부(140)는 사용자로부터 게임 캐릭터를 선택받는다(S502).The
그리고 애니메이션 제어부(140)는 사용자로부터 사용자의 신장, 성별, 인종 및 나이가 포함된 사용자 정보를 입력받아 데이터 저장부(150)에 저장한다(S504).The
운동 측정부(110)는 운동 기구부(160)의 제1축 프레임 및 제2축 프레임 중 어느 하나의 지점에 위치하여 운동 기구부(160)에서 운동하고 있는 사용자 신체의 움직임을 감지한다(S506).The
운동 측정부(110)는 운동 기구부(160)에서 운동하는 사용자의 제1축 및 제2축의 운동 정보를 측정한다(S508).The
궤적 산출부(120)는 운동 측정부(110)에서 측정된 제1축 및 제2축의 운동 정보를 분석하여 사용자 신체의 운동 궤적을 좌표 평면상에서 산출한다(S510).The
이때, 궤적 산출부(120)는 데이터 저장부(150)에 미리 저장된 운동기구의 운동 궤적 패턴과 운동 궤적을 비교하여 사용자 신체의 운동 궤적이 정상 궤적인지 여부를 확인한다(S512).At this time, the
상기 확인 결과(S512), 사용자 신체의 운동 궤적이 정상 궤적이면, 애니메이션 제어부(140)는 게임 캐릭터의 복수 애니메이션 중에서 사용자 신체의 운동 궤적에 대응되는 게임 캐릭터 애니메이션을 선택한다(S514). 반면, 상기 확인 결과(S512), 사용자 신체의 운동 궤적이 비정상 궤적이면, 사용자에게 비정상 궤적 알림을 출력하거나 애니메이션 제어 방법을 종료할 수 있다.If the motion trajectory of the user's body is a normal trajectory, the
애니메이션 재생부(130)는 애니메이션 제어부(140)에서 선택된 게임 캐릭터 애니메이션을 운동 기구부(160)와 연동된 화면상에 재생한다(S516).The
이때, 애니메이션 제어부(140)는 사용자 신체의 운동 궤적의 왕복 주기 또는 선속도를 계산하고 그 계산된 운동 궤적의 왕복 주기 또는 선속도에 따라 애니메이션의 재생 속도를 제어한다(S518).At this time, the
이후, 애니메이션 제어부(140)는 사용자 신체의 운동 궤적의 왕복 주기 또는 선속도가 변경되는지 여부를 모니터링한다(S520).Thereafter, the
상기 모니터링 결과(S520), 사용자 신체의 운동 궤적의 왕복 주기 또는 선속도가 변경되는 경우, 애니메이션 제어부(140)는 변경된 운동 궤적의 왕복 주기 또는 선속도에 맞추어 게임 캐릭터 애니메이션의 재생속도를 변경한다(S522).When the monitoring result (S520) and the reciprocating period or the linear velocity of the motion trajectory of the user's body are changed, the
도 11은 본 명세서의 제2 실시 예에 따른 자유궤도 운동기구를 이용한 애니메이션 제어 방법에 대한 흐름도이다.11 is a flowchart illustrating a method of controlling animation using a free-orbit motion mechanism according to a second embodiment of the present invention.
애니메이션 제어부(140)는 사용자로부터 게임 캐릭터를 선택받는다(S602).The
그리고 애니메이션 제어부(140)는 사용자로부터 사용자의 신장, 성별, 인종 및 나이가 포함된 사용자 정보를 입력받아 데이터 저장부(150)에 저장한다(S604).The
운동 측정부(110)는 운동 기구부(160)의 제1축 프레임 및 제2축 프레임 중 어느 하나의 지점에 위치하여 운동 기구부(160)에서 운동하고 있는 사용자 신체의 움직임을 감지한다(S606).The
운동 측정부(110)는 운동 기구부(160)에서 운동하는 사용자의 제1축 및 제2축의 운동 정보를 측정한다(S608).The
궤적 산출부(120)는 운동 측정부(110)에서 측정된 제1축 및 제2축의 운동 정보를 분석하여 사용자 신체의 운동 궤적의 범위 차이를 좌표 평면상에서 산출한다(S610).The
이때, 궤적 산출부(120)는 데이터 저장부(150)에 미리 저장된 운동기구의 운동 궤적 패턴의 범위 차이와 운동 궤적의 범위 차이를 비교하여 사용자 신체의 운동 궤적의 범위 차이가 정상 범위인지 여부를 확인한다(S612).At this time, the
상기 확인 결과(S612), 사용자 신체의 운동 궤적의 범위 차이가 정상 범위이면, 애니메이션 재어부(140)는 게임 캐릭터의 복수 애니메이션 중에서 사용자 신체의 운동 궤적의 축별 범위에 대응되는 게임 캐릭터 애니메이션을 선택한다(S614). 반면, 상기 확인 결과(S612), 사용자 신체의 운동 궤적의 범위 차이가 비정상 범위이면, 사용자에게 비정상 궤적 알림을 출력하거나 애니메이션 제어 방법을 종료할 수 있다.If the range of the motion trajectory of the user's body is in the normal range, the
애니메이션 재생부(130)는 애니메이션 재어부(140)에서 선택된 게임 캐릭터 애니메이션을 운동 기구부(160)와 연동된 화면상에 재생한다(S616).The
이때, 애니메이션 제어부(140)는 사용자 신체의 운동 궤적의 축별 범위에 대한 왕복 주기 또는 선속도를 계산하고 그 계산된 운동 궤적의 축별 범위에 대한 왕복 주기에 따라 애니메이션의 재생 속도를 제어한다(S618).In operation S618, the
이후, 애니메이션 제어부(140)는 사용자 신체의 운동 궤적의 축별 범위에 대한 왕복 주기 또는 선속도가 변경되는지 여부를 모니터링한다(S620).Thereafter, the
상기 모니터링 결과(S620), 사용자 신체의 운동 궤적의 축별 범위에 대한 왕복 주기 또는 선속도가 변경되는 경우, 애니메이션 제어부(140)는 운동 궤적의 축별 범위에 대한 왕복 주기 또는 선속도에 맞추어 게임 캐릭터 애니메이션의 재생 속도를 변경한다(S622).If the round trip period or the linear velocity for the range of the axis of the motion trajectory of the user's body is changed, the
도 12는 본 명세서의 일 실시예에 따른 가상현실의 다양한 조건이 피드백될 수 있는 자유궤도 운동기구를 이용한 가상현실 피드백 제어 장치가 적용된 운동 관리 시스템의 블록도이다.12 is a block diagram of a motion management system to which a virtual reality feedback control apparatus using a free-orbit exercise mechanism capable of feeding back various conditions of a virtual reality according to an embodiment of the present invention is applied.
앞서, 도 1에서는 게임 캐릭터 애니메이션을 제어하는 실시예와 관련된 제어 장치를 애니메이션 제어 장치로 지칭하였으나, 본 실시예에서는 가상현실의 다양한 조건을 운동부하로 피드백 제어하는 기능을 위주로 설명하기 위하여 관련된 제어 장치를 가상현실 피드백 제어 장치로 편의상 지칭하기로 한다. 그러나, 가상현실 피드백 제어 장치는 앞서 설명한 실시예와 마찬가지로 게임 캐릭터의 애니메이션을 제어하는 기능을 수행할 수 있으므로 애니메이션 제어 장치로 명칭을 혼용하여 사용할 수도 있으며, 앞서 사용한 애니메이션 제어 장치도 마찬가지로 가상현실 피드백 제어 기능을 수행할 수 있으므로 가상현실 피드백 제어 장치로 명칭을 혼용하여 사용할 수도 있다.1, the control device related to the embodiment for controlling the game character animation is referred to as an animation control device. However, in this embodiment, in order to explain the function of feedback control of various conditions of the virtual reality to the exercise load, Will be referred to as a virtual reality feedback control device for convenience. However, since the virtual reality feedback control device can perform the function of controlling the animation of the game character as in the above-described embodiment, it is also possible to use a mixture of names with the animation control device, Function, it is possible to use a mixture of names with the virtual reality feedback control device.
도 12에 도시된 실시예는 앞서 도 1을 참조하여 설명한 제1 및 제2 실시예와 비교하여, 게임 캐릭터 애니메이션 제어와 관련된 구성과 동작은 동일하며 사용자가 가상현실의 다양한 조건을 피드백 받아서 실제 환경과 유사한 가상체험을 할 수 있는 구성이 추가적으로 구성되어 동작된다.The embodiment shown in FIG. 12 is similar to the first and second embodiments described above with reference to FIG. 1, except that the configuration and operation of the game character animation control are the same and the user receives various conditions of the virtual reality, A virtual experience similar to the virtual experience can be constructed and operated.
즉, 도 12에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 가상현실을 체험할 수 있는 자유궤도 운동기구를 이용한 가상현실 피드백 제어 장치는 운동 측정부(110), 궤적 산출부(120), 애니메이션 재생부(130), 애니메이션 제어부(140), 데이터 저장부(150), 부하량 계산부(170) 및 부하 발생부(800)를 포함한다.That is, a virtual reality feedback control apparatus using a free-orbit motion mechanism capable of experiencing a virtual reality according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 12 includes a
또한, 상기 가상현실 피드백 제어 장치는, 도시된 바와 같이, 통신망을 통해서 운동 관리 서버(10) 및 게임 관리 서버(20)와 연동되어 운동기구를 통한 게임 캐릭터의 애니메이션을 제어할 수 있도록 각종 데이터를 주고 받으며, 사용자의 움직임 및 각종 정보를 관리한다. 또한, 게임을 수행하면서 발생하는 가상현실의 다양한 조건이 운동기구를 통해서 사용자가 피드백 받을 수 있도록 한다. 그러나, 가상현실 피드백 제어 장치와 연계되는 운동 관리 서버(10) 및 게임 관리 서버(20)는 모두 또는 일부가 물리적으로 같은 하드웨어 내에 있을 수도 있으며, 모두가 다른 하드웨어 내에 있을 수도 있다. As shown in the figure, the virtual reality feedback control apparatus interworks with the
이하에서는, 게임 캐릭터 애니메이션 제어와 관련된 구성과 동작은 그 상세한 설명은 생략하며, 사용자가 가상현실의 다양한 조건을 피드백받아서 실제 환경과 유사한 가상체험을 할 수 있는 구성에 대해서 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation related to the game character animation control will not be described in detail, and a configuration in which the user can receive various conditions of the virtual reality and experience a virtual experience similar to the actual environment will be described in detail.
데이터 저장부(150)는 게임 관리 서버 또는 게임 애플리케이션으로부터 게임 캐릭터의 체형, 착용 아이템, 가상현실의 이동경로의 경사도 및 이동경로의 상태에 따른 기 설정된 부하량 값 등의 정보가 저장된다.The
부하량 계산부(170)는 데이터 저장부(150)의 정보를 이용하여 게임 캐릭터의 특징 및 가상현실의 환경 조건에 따른 다양한 조건의 부하량을 계산한다. 즉, 사용자가 선택한 게임 캐릭터의 체형, 게임 캐릭터가 착용한 아이템의 종류, 게임 캐릭터가 이동하는 가상현실의 이동경로의 경사도 및 상태 등을 각각 구별하여 그에 따른 다양한 조건을 사용자가 운동을 하면서 실제 체감할 수 있도록 부하량을 계산한다. The
부하 발생부(800)는 부하량 계산부(170)에서 계산된 부하량을 운동기구의 저항값으로 반영하여 운동 부하를 발생시킨다. 따라서, 사용자가 선택한 캐릭터의 종류와 캐릭터가 가상현실에서 이동하는 경로 등의 특성을 운동기구의 부하로 발생시킴으로써 사용자가 게임을 수행하면서 좀더 현실감을 느낄 수 있게 된다.The
도 13은 본 명세서의 일 실시예에 따른 부하 발생부의 구조를 개략적으로 도시한 블록도이다.13 is a block diagram schematically showing a structure of a load generating unit according to an embodiment of the present invention.
부하 발생부(800)는 설명의 편의상 도 12에서는 운동기구와 연결된 가상현실 피드백 제어 장치에 구성되는 것으로 도시하였으나, 운동기구(101)내에 포함되거나 또는 운동기구(101)에 별도로 장착될 수 있는 모듈로 구성할 수도 있다.12, the
부하 발생부(800)는 고정자와 회전자가 전자석으로 구성되는 발전기(801)와 상기 발전기(801)에 인가되는 전류의 양을 제어하는 발전기 제어부(803)를 포함한다. 발전기 제어부(803)는 인버터 등을 사용할 수도 있다.The
발전기(801)의 고정자와 회전자는 모두 전자석으로 구성되어 로프(103)의 끝단과 우측 및 좌측 풀리 파트(105 및 106)의 사이에 연결되어 사용자의 움직임에 비례되는 전류 또는 전압을 생성한다. 그리고 발전기(801)는 발전기(801)에 인가되는 전류의 양을 인버터와 같은 전류 제어 수단으로 조절함으로써 그에 따른 자기장의 강도 변화를 통하여 운동기구에 발생되는 부하량을 조절할 수 있다.The stator and the rotor of the
즉, 부하량 계산부(170)에서 계산된 부하량은 고정자 또는 회전자에 인가되는 전류의 값에 비례하게 된다. 예를 들어, 부하량 계산부(170)에서 계산된 부하량이 작을 경우에는 발전기(801)의 회전자 또는 고정자에 인가되는 전류의 양이 작아지도록 조절함으로서 발전기(801)의 자기장이 약해지고, 따라서 사용자에게 전달되는 운동부하는 작아진다. 반대로, 부하량 계산부(170)에서 계산된 부하량이 클 경우에는 발전기(801)의 회전자 또는 고정자에 인가되는 전류의 양이 많아지도록 조절함으로서 발전기(801)의 자기장이 강해지고, 따라서 사용자에게 전달되는 운동부하는 크게 된다.That is, the load calculated by the
한편, 부하 발생부(800)에서 발생되는 부하는 자유궤도 운동기구의 2축 방향으로 발생될 수 있으며, 운동기구의 사용자 인터페이스가 페달인 경우 페달의 수직 및 수평의 2축 방향으로 운동 저항값이 발생되도록 운동부하를 형성할 수 있다.On the other hand, the load generated in the
운동기구에 부가되는 부하량은 부하량 계산부(170)에서 결정되며, 본 발명의 일 실시예에 따르면 데이터 저장부(150) 또는 게임 관리 서버(20)에는 게임 캐릭터의 체형, 착용 아이템, 상기 가상현실의 이동경로의 경사도 및 이동경로의 상태에 따라서 각각 부하량의 값이 설정된 테이블이 저장된다.According to an embodiment of the present invention, the
도 14는 본 명세서의 일 실시예에 따른 가상현실 상의 게임 캐릭터의 체형, 착용 아이템, 상기 가상현실의 이동경로의 경사도 및 이동경로의 상태에 따라서 각각 부하량의 값이 설정된 테이블을 도시한 도면이다.FIG. 14 is a view showing a table in which values of load amounts are set according to the body shape of the game character on the virtual reality, the wear item, the inclination of the movement path of the virtual reality, and the state of the movement path according to the embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 부하량 값이 설정된 테이블은 각각 캐릭터, 아이템, 경로 타입 및 경사도 등 게임이 수행되는 가상현실의 조건에 따른 카테고리별로 부하량이 기 설정된다.As shown in the table, the load amount is preset for each category according to the conditions of the virtual reality in which the game is performed, such as character, item, path type, and slope.
캐릭터의 경우는 캐릭터의 크기 또는 성질에 따라서 캐릭터를 이동시키기 위해 사용자에게 요구되는 파워가 모두 다를 수 있으며 이를 고려하여 부하량을 설정한다. 예를 들어, 사용자가 선택한 캐릭터가 마법사일 경우 부하량은 상대적으로 적은 '-1'로 설정하고, 몬스터 캐릭터를 선택한 경우에는 부하량은 상대적으로 높은 '+10'으로 설정하고, 전사 캐릭터를 선택한 경우에는 부하량은 '+5'로 설정하고, 요정 캐릭터를 선택한 경우에는 부하량을 '-2'로 설정함으로써 사용자가 선택한 캐릭터의 특성에 따라서 캐릭터를 이동시키는데 사용자에게 요구되는 입력 파워가 동일하지 않으며, 선택된 게임 캐릭터의 특성이 반영될 수 있도록 한다.In the case of a character, the power required by the user for moving the character may be different according to the size or nature of the character, and the load is set in consideration of the power. For example, if the character selected by the user is a wizard, the load is set to a relatively low value of '-1'. If a monster character is selected, the load is set to a relatively high value '+10' The loading amount is set to '+5', and when the fairy character is selected, the load amount is set to '-2' so that the input power required for the user to move the character according to the characteristic of the character selected by the user is not the same, So that the characteristics of the character can be reflected.
또한, 사용자가 게임을 운영하면서 아이템을 캐릭터에 착용한 경우에도 이를 고려하여 부하량을 더 부가할 수 있다. 예를 들어, 아이템이 착용되지 않은 경우에는 캐릭터의 부하량이 유지되도록 부하량을 '0'으로 설정하고, 칼, 신발 또는 방패 등의 아이템을 추가로 착용할 경우에는 그에 상응하는 부하량이 가산되도록 부하량이 설정된다.In addition, when a user wears an item on a character while a game is running, the load can be further added in consideration of this. For example, when the item is not worn, the load is set to '0' so that the load of the character is maintained, and when the item such as a knife, shoe, or shield is additionally worn, Respectively.
또한, 캐릭터가 이동하는 경로의 타입이나 경사도도 고려하여 이에 대한 부하량이 가산 또는 감산될 수 있다. 예를 들어 캐릭터가 이동하는 경로가 늪지이고 경사도가 '+5°'일 경우에는 테이블을 참조하여 늪지에 해당하는 부하량 '+5'와 경사도 '+5°'에 해당되는 부하량 '-1'을 각각 부가하여 전체적으로 부하량 '+4'가 운동기구에 부가된다.In addition, the load on the character can be added or subtracted in consideration of the type and inclination of the path on which the character moves. For example, if the path through which the character moves is a swamp and the slope is '+ 5 °', refer to the table to determine the load '+5' corresponding to the swamp and the load '-1' corresponding to the slope '+ 5 °' + 4 'is added to the exercise device as a whole.
이와 같이, 부하량 계산부(170)는 선택된 게임 캐릭터, 아이템 착용유무, 착용 아이템의 종류, 상기 이동경로의 경사도 및 이동경로의 상태에 따라서, 데이터 저장부(150)의 테이블 값을 참조하여 실시간으로 부하량을 계산한다. 그러나, 게임 관리 서버(20)에서 사용자의 게임 운영 환경을 실시간으로 업데이트 하여 전체 부하량을 계산하여 가상현실 피드백 제어 장치로 전송하는 것도 가능하다.In this way, the
도 15 및 도 16은 본 명세서의 일 실시예에 따른 자유궤도 운동기구를 이용한 가상현실 피드백 제어 방법에 대한 흐름도이다.15 and 16 are flowcharts of a virtual reality feedback control method using a free-orbit motion mechanism according to an embodiment of the present invention.
우선, 도 15을 참조하면 애니메이션 제어부(140)는 사용자로부터 게임 캐릭터를 선택받고, 사용자로부터 사용자의 신장, 성별, 인종 및 나이가 포함된 사용자 정보를 입력받아 데이터 저장부(150)에 저장한다.15, the
이후, 선택된 캐릭터의 체형, 아이템 착용 유무, 캐릭터의 가상공간상의 이동 경로 등 다양한 환경 조건을 확인한다(S101).Thereafter, various environmental conditions such as the body shape of the selected character, whether or not the item is worn, and the movement path in the virtual space of the character are checked (S101).
부하량 계산부(170)는 선택된 게임 캐릭터, 아이템 착용유무, 착용 아이템의 종류, 상기 이동경로의 경사도 및 이동경로의 상태에 따라서, 데이터 저장부(150)의 테이블 값을 참조하여 실시간으로 부하량을 계산한다(S103).The
부하 발생부(800)는 부하량 계산부에서 계산된 부하량을 운동기구의 운동부하로 발생하기 위하여 발전기의 입력 전류를 제어하여 운동부하를 발생시킨다(S105).The
따라서 사용자는 가상현실의 다양한 조건을 운동부하로 피드백 받으면서 인터렉티브한 체감형 운동을 수행할 수 있다.Therefore, the user can perform interactive tactile exercise while being fed back to various conditions of the virtual reality as the exercise load.
운동 측정부(110)는 운동 기구부(160)의 제1축 프레임 및 제2축 프레임 중 어느 하나의 지점에 위치하여 운동 기구부(160)에서 운동하고 있는 사용자 신체의 움직임을 감지한다(S506).The
운동 측정부(110)는 운동 기구부(160)에서 운동하는 사용자의 제1축 및 제2축의 운동 정보를 측정한다(S508).The
궤적 산출부(120)는 운동 측정부(110)에서 측정된 제1축 및 제2축의 운동 정보를 분석하여 사용자 신체의 운동 궤적을 좌표 평면상에서 산출한다(S510).The
이때, 궤적 산출부(120)는 데이터 저장부(150)에 미리 저장된 운동기구의 운동 궤적 패턴과 운동 궤적을 비교하여 사용자 신체의 운동 궤적이 정상 궤적인지 여부를 확인한다(S512).At this time, the
상기 확인 결과(S512), 사용자 신체의 운동 궤적이 정상 궤적이면, 애니메이션 제어부(140)는 게임 캐릭터의 복수 애니메이션 중에서 사용자 신체의 운동 궤적에 대응되는 게임 캐릭터 애니메이션을 선택한다(S514). 반면, 상기 확인 결과(S512), 사용자 신체의 운동 궤적이 비정상 궤적이면, 사용자에게 비정상 궤적 알림을 출력하거나 애니메이션 제어 방법을 종료할 수 있다.If the motion trajectory of the user's body is a normal trajectory, the
애니메이션 재생부(130)는 애니메이션 제어부(140)에서 선택된 게임 캐릭터 애니메이션을 운동 기구부(160)와 연동된 화면상에 재생한다(S516).The
이때, 애니메이션 제어부(140)는 사용자 신체의 운동 궤적의 왕복 주기 또는 선속도를 계산하고 그 계산된 운동 궤적의 왕복 주기 또는 선속도에 따라 애니메이션의 재생 속도를 제어한다(S518).At this time, the
이후, 애니메이션 제어부(140)는 사용자 신체의 운동 궤적의 왕복 주기 또는 선속도가 변경되는지 여부를 모니터링한다(S520).Thereafter, the
상기 모니터링 결과(S520), 사용자 신체의 운동 궤적의 왕복 주기 또는 선속도가 변경되는 경우, 애니메이션 제어부(140)는 변경된 운동 궤적의 왕복 주기 또는 선속도에 맞추어 게임 캐릭터 애니메이션의 재생속도를 변경한다(S522).When the monitoring result (S520) and the reciprocating period or the linear velocity of the motion trajectory of the user's body are changed, the
도 16은 본 명세서의 다른 일 실시예에 따른 자유궤도 운동기구를 이용한 가상현실 피드백 제어 방법에 대한 흐름도이다.16 is a flowchart illustrating a virtual reality feedback control method using a free-orbit motion mechanism according to another embodiment of the present invention.
도 15과 마찬가지로, 애니메이션 제어부(140)는 사용자로부터 게임 캐릭터를 선택받고, 사용자로부터 사용자의 신장, 성별, 인종 및 나이가 포함된 사용자 정보를 입력받아 데이터 저장부(150)에 저장한다.15, the
이후, 선택된 캐릭터의 체형, 아이템 착용 유무, 캐릭터의 가상공간상의 이동 경로 등 다양한 환경 조건을 확인한다(S101).Thereafter, various environmental conditions such as the body shape of the selected character, whether or not the item is worn, and the movement path in the virtual space of the character are checked (S101).
부하량 계산부(170)는 선택된 게임 캐릭터, 아이템 착용유무, 착용 아이템의 종류, 상기 이동경로의 경사도 및 이동경로의 상태에 따라서, 데이터 저장부(150)의 테이블 값을 참조하여 실시간으로 부하량을 계산한다(S103).The
부하 발생부(800)는 부하량 계산부에서 계산된 부하량을 운동기구의 운동부하로 발생하기 위하여 발전기의 입력 전류를 제어하여 운동부하를 발생시킨다(S105).The
따라서 사용자는 가상현실의 다양한 조건을 운동부하로 피드백 받으면서 인터렉티브한 체감형 운동을 수행할 수 있다.Therefore, the user can perform interactive tactile exercise while being fed back to various conditions of the virtual reality as the exercise load.
운동 측정부(110)는 운동 기구부(160)의 제1축 프레임 및 제2축 프레임 중 어느 하나의 지점에 위치하여 운동 기구부(160)에서 운동하고 있는 사용자 신체의 움직임을 감지한다(S606).The
운동 측정부(110)는 운동 기구부(160)에서 운동하는 사용자의 제1축 및 제2축의 운동 정보를 측정한다(S608).The
궤적 산출부(120)는 운동 측정부(110)에서 측정된 제1축 및 제2축의 운동 정보를 분석하여 사용자 신체의 운동 궤적의 범위 차이를 좌표 평면상에서 산출한다(S610).The
이때, 궤적 산출부(120)는 데이터 저장부(150)에 미리 저장된 운동기구의 운동 궤적 패턴의 범위 차이와 운동 궤적의 범위 차이를 비교하여 사용자 신체의 운동 궤적의 범위 차이가 정상 범위인지 여부를 확인한다(S612).At this time, the
상기 확인 결과(S612), 사용자 신체의 운동 궤적의 범위 차이가 정상 범위이면, 애니메이션 재어부(140)는 게임 캐릭터의 복수 애니메이션 중에서 사용자 신체의 운동 궤적의 축별 범위에 대응되는 게임 캐릭터 애니메이션을 선택한다(S614). 반면, 상기 확인 결과(S612), 사용자 신체의 운동 궤적의 범위 차이가 비정상 범위이면, 사용자에게 비정상 궤적 알림을 출력하거나 애니메이션 제어 방법을 종료할 수 있다.If the range of the motion trajectory of the user's body is in the normal range, the
애니메이션 재생부(130)는 애니메이션 재어부(140)에서 선택된 게임 캐릭터 애니메이션을 운동 기구부(160)와 연동된 화면상에 재생한다(S616).The
이때, 애니메이션 제어부(140)는 사용자 신체의 운동 궤적의 축별 범위에 대한 왕복 주기 또는 선속도를 계산하고 그 계산된 운동 궤적의 축별 범위에 대한 왕복 주기에 따라 애니메이션의 재생 속도를 제어한다(S618).In operation S618, the
이후, 애니메이션 제어부(140)는 사용자 신체의 운동 궤적의 축별 범위에 대한 왕복 주기 또는 선속도가 변경되는지 여부를 모니터링한다(S620).Thereafter, the
상기 모니터링 결과(S620), 사용자 신체의 운동 궤적의 축별 범위에 대한 왕복 주기 또는 선속도가 변경되는 경우, 애니메이션 제어부(140)는 운동 궤적의 축별 범위에 대한 왕복 주기 또는 선속도에 맞추어 게임 캐릭터 애니메이션의 재생 속도를 변경한다(S622).If the round trip period or the linear velocity for the range of the axis of the motion trajectory of the user's body is changed, the
도 17은 본 명세서의 일 실시예에 따른 가상현실의 다양한 조건이 발생되는 일례를 도시한 도면이다.17 is a diagram illustrating an example in which various conditions of a virtual reality are generated according to an embodiment of the present invention.
사용자는 게임 캐릭터(C1, C2)와 아이템 등을 선택하고 운동기구의 입력 수단을 통해서 게임 캐릭터를 제어하며 게임을 운영한다. 이때, 운영되는 게임 상태는 운동기구에 마련된 디스플레이를 통해서 실시간으로 확인이 가능하여 인터렉티브한 게임 운영이 가능하다. 또한, 게임이 진행되는 가상현실 상에서 사용자가 운영하는 캐릭터가 이동하는 경로(R1, R2)의 다양한 조건이 부하량으로 실시간으로 반영되어 운동기구로 전달된다. 따라서, 사용자는 가상현실의 게임 캐릭터와 실질적으로 동일한 환경을 느끼면서 운동기구를 통해서 운동을 수행할 수 있다.The user selects a game character (C1, C2) and an item, controls the game character through the input means of the exercise machine, and operates the game. At this time, the state of the game being operated can be confirmed in real time through the display provided in the fitness equipment, so that an interactive game operation is possible. In addition, various conditions of the paths (R1, R2) on which a character operated by a user moves on a virtual reality in which the game is performed are reflected in real time as loads and transmitted to a fitness device. Accordingly, the user can exercise the exercise through the exerciser while feeling the environment substantially the same as the game character of the virtual reality.
본 명세서 상에서 설명하는 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다. It will be appreciated that the combinations of blocks and flowchart illustrations in the process flow diagram illustrations described herein may be performed by computer program instructions. These computer program instructions may be loaded into a processor of a general purpose computer, special purpose computer, or other programmable data processing apparatus, so that those instructions, which are executed through a processor of a computer or other programmable data processing apparatus, Thereby creating means for performing functions. These computer program instructions may also be stored in a computer usable or computer readable memory capable of directing a computer or other programmable data processing apparatus to implement the functionality in a particular manner so that the computer usable or computer readable memory The instructions stored in the block diagram (s) are also capable of producing manufacturing items containing instruction means for performing the functions described in the flowchart block (s). Computer program instructions may also be stored on a computer or other programmable data processing equipment so that a series of operating steps may be performed on a computer or other programmable data processing equipment to create a computer- It is also possible for the instructions to perform the processing equipment to provide steps for executing the functions described in the flowchart block (s).
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.In addition, each block may represent a module, segment, or portion of code that includes one or more executable instructions for executing the specified logical function (s). It should also be noted that in some alternative implementations, the functions mentioned in the blocks may occur out of order. For example, two blocks shown in succession may actually be executed substantially concurrently, or the blocks may sometimes be performed in reverse order according to the corresponding function.
본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.The term " part " used in this embodiment refers to a hardware component such as software or an FPGA or an ASIC, and 'part' performs certain roles. However, 'part' is not meant to be limited to software or hardware. &Quot; to " may be configured to reside on an addressable storage medium and may be configured to play one or more processors. Thus, by way of example, 'parts' may refer to components such as software components, object-oriented software components, class components and task components, and processes, functions, , Subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables. The functions provided in the components and components may be further combined with a smaller number of components and components or further components and components. In addition, the components and components may be implemented to play back one or more CPUs in a device or a secure multimedia card.
본 명세서가 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 명세서가 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 명세서의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 명세서의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It will be understood by those skilled in the art that the present specification may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present specification is defined by the appended claims rather than the foregoing detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are included in the scope of the present specification Should be interpreted.
한편, 본 명세서와 도면에는 본 명세서의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 명세서의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 명세서의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 명세서의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 명세서가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It is not intended to limit the scope of the specification. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.
100: 애니메이션 제어 장치
110: 운동 측정부
120: 궤적 산출부
130: 애니메이션 재생부
140: 애니메이션 제어부
150: 데이터 저장부
160: 운동 기구부
170: 부하량 계산부
10: 운동 관리 서버
20: 게임 관리 서버
101: 제1축 프레임
102: 제2축 프레임
103: 로프
104: 롤러
105: 우측 풀리 파트
106: 좌측 풀리 파트
107: 고정 조인트
108: 자유 조인트
115: 속도 센서 또는 변위 센서
116: 가속도 및 자이로 센서
800: 부하 발생부
801: 발전기
803: 발전기 제어부
C1: 캐릭터 1
C2: 캐릭터 2
R1: 경로 1
R2: 경로 2100: animation control device 110: motion measurement unit
120: locus calculating section 130: animation reproducing section
140: animation control unit 150: data storage unit
160: a motion mechanism unit 170: a load calculation unit
10: exercise management server 20: game management server
101: first axis frame 102: second axis frame
103: rope 104: roller
105: Right pulley part 106: Left pulley part
107: Fixed joint 108: Free joint
115: speed sensor or displacement sensor 116: acceleration and gyro sensor
800: load generating unit 801: generator
803: Generator control section
C1:
R1:
Claims (19)
사용자의 제1축 및 제2축 움직임을 기계적 패턴으로 형성시키는 제1축 및 제2축 프레임, 상기 제2축 프레임과 연결되는 로프 및 상기 로프와 연결되어 사용자의 움직임을 전달하는 전달부로 이루어진 운동 기구부;
상기 운동 기구부를 통해 전달된 사용자의 움직임을 감지하여 사용자의 제1축 및 제2축의 운동 정보를 측정하는 운동 측정부;
상기 측정된 제1축 및 제2축의 운동 정보를 이용하여 기 정의된 좌표 평면상에서 사용자 신체의 운동 궤적을 산출하는 궤적 산출부;
게임 캐릭터의 복수 애니메이션 중에서 상기 산출된 운동 궤적에 대응되는 게임 캐릭터 애니메이션을 선택하는 애니메이션 제어부; 및
상기 선택된 게임 캐릭터 애니메이션을 재생하는 애니메이션 재생부를 포함하고,
상기 제1축 프레임 및 상기 제2축 프레임은 기설정된 각도로 상호 연결되고 상기 제2축 프레임의 다른 끝단은 페달과 연결되며, 상기 애니메이션 제어부는 상기 산출된 운동 궤적의 왕복 주기 또는 상기 산출된 운동 궤적의 선속도에 따라 상기 재생되는 게임 캐릭터 애니메이션의 재생 속도를 제어하는 자유궤도 운동기구 장치.1. A free-orbit motion device capable of receiving a user's motion in a first axis direction and a second axis direction and controlling a virtual reality animation,
A first axis and a second axis frame forming a first axis and a second axis movement of the user in a mechanical pattern, a rope connected to the second axis frame, and a movement connected to the rope to transmit a movement of the user Mechanism section;
A movement measuring unit for measuring movement information of the user on the first axis and the second axis by sensing movement of the user transmitted through the exercise mechanism unit;
A trajectory calculation unit for calculating a trajectory of the user's body on the predefined coordinate plane using the measured motion information of the first axis and the second axis;
An animation controller for selecting a game character animation corresponding to the calculated motion trajectory among a plurality of animations of the game character; And
And an animation reproducing unit for reproducing the selected game character animation,
Wherein the first axis frame and the second axis frame are interconnected at predetermined angles and the other end of the second axis frame is connected to the pedal, and the animation control unit controls the reciprocating period of the calculated motion locus or the calculated motion And controls the reproduction speed of the game character animation to be reproduced according to the linear velocity of the locus.
사용자의 제1축 및 제2축 움직임을 기계적 패턴으로 형성시키는 제1축 및 제2축 프레임, 상기 제2축 프레임과 연결되는 로프 및 상기 로프와 연결되어 사용자의 움직임을 전달하는 전달부로 이루어진 운동 기구부;
상기 운동 기구부를 통해 전달된 사용자의 움직임을 감지하여 사용자의 제1축 및 제2축의 운동 정보를 측정하는 운동 측정부;
상기 측정된 제1축 및 제2축의 운동 정보를 이용하여 기 정의된 좌표 평면상에서 사용자 신체의 운동 궤적의 축별 범위를 산출하는 궤적 산출부;
게임 캐릭터의 복수 애니메이션 중에서 상기 산출된 운동 궤적의 축별 범위에 대응되는 게임 캐릭터 애니메이션을 선택하는 애니메이션 제어부; 및
상기 선택된 게임 캐릭터 애니메이션을 재생하는 애니메이션 재생부를 포함하고,
상기 제1축 프레임 및 상기 제2축 프레임은 기설정된 각도로 상호 연결되고, 상기 제2축 프레임의 다른 끝단은 페달과 연결되며, 상기 애니메이션 제어부는 상기 산출된 운동 궤적의 왕복 주기 또는 상기 산출된 운동 궤적의 선속도에 따라 상기 재생되는 게임 캐릭터 애니메이션의 재생 속도를 제어하는 자유궤도 운동기구 장치.1. A free-orbit motion device capable of receiving a user's motion in a first axis direction and a second axis direction and controlling a virtual reality animation,
A first axis and a second axis frame forming a first axis and a second axis movement of the user in a mechanical pattern, a rope connected to the second axis frame, and a movement connected to the rope to transmit a movement of the user Mechanism section;
A movement measuring unit for measuring movement information of the user on the first axis and the second axis by sensing movement of the user transmitted through the exercise mechanism unit;
A trajectory calculation unit for calculating an axis range of a motion trajectory of the user's body on a predefined coordinate plane using the measured motion information of the first axis and the second axis;
An animation controller for selecting a game character animation corresponding to an axis range of the calculated motion trajectory from a plurality of animations of the game character; And
And an animation reproducing unit for reproducing the selected game character animation,
Wherein the first axis frame and the second axis frame are interconnected at predetermined angles and the other end of the second axis frame is connected to the pedal and the animation control unit controls the reciprocating period of the calculated motion locus, And controls the reproduction speed of the game character animation to be reproduced according to the linear velocity of the motion locus.
상기 운동 측정부는
상기 제1축 및 제2축 프레임 간의 고정 및 자유 조인트, 좌측 및 우측 풀리 파트, 발전기 중 적어도 하나의 지점에 위치하여 페달의 상하 또는 좌우 운동 정보를 측정하는 자유궤도 운동기구 장치.3. The method according to claim 1 or 2,
The motion measuring unit
A free and orbital motion mechanism device for measuring up / down or left / right motion information of the pedal by being positioned at at least one of fixed and free joints between the first shaft and the second shaft frame, left and right pulley parts, and generator.
상기 운동 측정부는
제1축 및 제2축 프레임, 로프, 롤러, 발전기 및 풀리(Pulley) 중 적어도 하나가 포함된 피사체 및 피사체 표면의 정방향 속도, 역방향 속도 또는 이동 변위 정도를 측정하는 자유궤도 운동기구 장치.3. The method according to claim 1 or 2,
The motion measuring unit
A free-orbit motion mechanism device for measuring a forward velocity, a reverse velocity or a displacement of a moving object including a first axis and a second axis frame, a rope, a roller, a generator, and a pulley.
상기 운동 측정부는
상기 제1축 프레임 및 상기 제2축 프레임의 자유 조인트(Free joint)에 설치된 자이로 센서를 통해 제2축 프레임의 요동 각속도 범위를 측정하고, 상기 로프가 감겨서 회전하게 되는 하나 이상의 풀리, 롤러, 좌측 및 우측 풀리 파트 중 어느 하나의 지점에 설치된 속도 센서 또는 변위 센서를 통해 상기 로프의 운동으로 회전하는 발전기 회전체의 운동 속도를 측정하는 자유궤도 운동기구 장치.3. The method according to claim 1 or 2,
The motion measuring unit
A first shaft frame and a second shaft frame, a gyro sensor disposed on a free joint of the second shaft frame, and measuring a range of angular velocity of rotation of the second shaft frame, And a speed sensor or a displacement sensor installed at any one of the left and right pulley parts to measure the speed of motion of the generator rotor rotating by the motion of the rope.
상기 운동 측정부는
상기 제1축 프레임 및 상기 제2축 프레임의 자유 조인트에 설치된 가속도 센서를 통해 상기 제1축 프레임 및 상기 제2축 프레임의 자유 조인트 의 좌우 운동 속도를 측정하고, 상기 제1축 프레임에 설치된 각도 센서를 통해 상기 제1축 프레임의 움직임 각도를 측정하는 자유궤도 운동기구 장치.3. The method according to claim 1 or 2,
The motion measuring unit
Wherein the first axis frame and the second axis frame measure the lateral movement speed of the free joints of the first axis frame and the second axis frame through an acceleration sensor provided at a free joint of the second axis frame, And measures a movement angle of the first axis frame through a sensor.
상기 게임 캐릭터의 특징 및 상기 가상현실의 환경 조건에 따라서 부하량을 계산하는 부하량 계산부; 및
상기 부하량 계산부에서 계산된 부하량을 상기 운동기구의 저항으로 반영하여 운동 부하를 발생시키는 부하 발생부
를 포함하는 자유궤도 운동기구 장치.3. The method according to claim 1 or 2,
A load calculation unit for calculating a load according to characteristics of the game character and environmental conditions of the virtual reality; And
A load generating unit for generating a motion load by reflecting the load calculated by the load calculating unit to the resistance of the exercise device,
Wherein the free orbital movement mechanism device comprises:
상기 부하량 계산부는
원격 게임 서버로부터 상기 게임 캐릭터의 체형, 착용 아이템, 상기 가상현실의 이동경로의 경사도 및 이동경로의 상태에 따른 부하량 값을 실시간으로 전달받아서, 총 부하량을 계산하는 것을 특징으로 하는 자유궤도 운동기구 장치.8. The method of claim 7,
The load calculation unit
Wherein the controller receives the load value according to the body shape of the game character, the wear item, the inclination of the moving path of the virtual reality, and the state of the moving path in real time from the remote game server, and calculates the total load amount .
상기 부하 발생부는
제1축 및 제2축의 2축 방향으로 부하가 발생되는 것을 특징으로 하는 자유궤도 운동기구 장치.8. The method of claim 7,
The load generator
Wherein a load is generated in two axial directions of the first shaft and the second shaft.
상기 부하 발생부는
고정자와 회전자가 전자석으로 구성되어 상기 로프의 끝단과 풀리 파트의 사이에 연결되어 사용자의 움직임에 비례되는 전류 또는 전압을 생성하되, 상기 부하량 계산부에서 계산된 부하량을 상기 운동기구의 저항으로 반영하여 운동 부하를 발생시키는 발전기; 및
상기 발전기에 인가되는 전류의 양을 제어하는 발전기 제어부를 포함하는 자유궤도 운동기구 장치.8. The method of claim 7,
The load generator
The stator and the rotor are electromagnetically connected to each other between the end of the rope and the pulley part to generate a current or a voltage proportional to the motion of the user. The load calculated in the load calculator is reflected in the resistance of the exercise machine A generator for generating a motion load; And
And a generator control unit for controlling the amount of current applied to the generator.
제1축 및 제2축 프레임을 통해 사용자의 제1축 및 제2축 움직임을 기계적 패턴으로 형성시키고 제2축 프레임과 연결되는 로프를 통해 사용자의 움직임을 전달하는 단계;
상기 전달된 사용자의 움직임을 감지하여 사용자의 제1축 및 제2축의 운동 정보를 측정하는 단계;
상기 측정된 제1축 및 제2축의 운동 정보를 이용하여 기 정의된 좌표 평면상에서 사용자 신체의 운동 궤적을 산출하는 단계;
게임 캐릭터의 복수 애니메이션 중에서 상기 산출된 운동 궤적에 대응되는 게임 캐릭터 애니메이션을 선택하는 단계;
상기 선택된 게임 캐릭터 애니메이션을 재생하는 단계; 및
상기 산출된 운동 궤적의 왕복 주기 또는 상기 산출된 운동 궤적의 선속도에 따라 상기 재생되는 게임 캐릭터 애니메이션의 재생 속도를 제어하는 단계
를 포함하는 가상현실 애니메이션 제어 방법.A virtual reality animation control method for controlling a virtual reality animation by receiving a user's movement in a first axis direction and a second axis direction,
Forming a user's first and second axis movements in a mechanical pattern through a first axis and a second axis frame and conveying a user's movement through a rope connected to the second axis frame;
Measuring movement information of the user on the first axis and the second axis by sensing movement of the user;
Calculating a motion locus of the user's body on the predefined coordinate plane using the measured motion information of the first axis and the second axis;
Selecting a game character animation corresponding to the calculated motion trajectory from a plurality of animations of the game character;
Reproducing the selected game character animation; And
Controlling the reproduction speed of the game character animation to be reproduced according to the reciprocating period of the calculated motion locus or the linear velocity of the calculated motion locus
Wherein the virtual reality animation control method comprises:
제1축 및 제2축 프레임을 통해 사용자의 제1축 및 제2축 움직임을 기계적 패턴으로 형성시키고 제2축 프레임과 연결되는 로프를 통해 사용자의 움직임을 전달하는 단계;
상기 전달된 사용자의 움직임을 감지하여 사용자의 제1축 및 제2축의 운동 정보를 측정하는 단계;
상기 측정된 제1축 및 제2축의 운동 정보를 이용하여 기 정의된 좌표 평면상에서 사용자 신체의 운동 궤적의 축별 범위를 산출하는 단계;
게임 캐릭터의 복수 애니메이션 중에서 상기 산출된 운동 궤적의 축별 범위에 대응되는 게임 캐릭터 애니메이션을 선택하는 단계;
상기 선택된 게임 캐릭터 애니메이션을 재생하는 단계; 및
상기 산출된 운동 궤적의 축별 범위의 왕복 주기 또는 상기 산출된 운동 궤적의 선속도에 따라 상기 재생되는 게임 캐릭터 애니메이션의 재생 속도를 제어하는 단계
를 포함하는 가상현실 애니메이션 제어 방법.A virtual reality animation control method for controlling a virtual reality animation by receiving a user's movement in a first axis direction and a second axis direction,
Forming a user's first and second axis movements in a mechanical pattern through a first axis and a second axis frame and conveying a user's movement through a rope connected to the second axis frame;
Measuring movement information of the user on the first axis and the second axis by sensing movement of the user;
Calculating an axial range of a motion locus of the user's body on a predefined coordinate plane using the measured motion information of the first axis and the second axis;
Selecting a game character animation corresponding to an axis range of the calculated motion trajectory from a plurality of animations of the game character;
Reproducing the selected game character animation; And
Controlling the reproduction speed of the game character animation to be reproduced according to the reciprocating period of the calculated range of the motion trajectory or the linear velocity of the calculated trajectory of motion
Wherein the virtual reality animation control method comprises:
상기 제1축 및 제2축의 운동 정보를 측정하는 단계는
상기 제1축 및 제2축 프레임, 로프, 롤러, 발전기 및 풀리 중 적어도 하나가 포함된 피사체 및 피사체 표면의 정방향 속도, 역방향 속도 또는 이동 변위 정도를 측정하는 가상현실 애니메이션 제어 방법.13. The method according to claim 11 or 12,
Wherein measuring the motion information of the first and second axes comprises:
Wherein the forward velocity, the reverse velocity, or the degree of displacement of the object and the object surface including at least one of the first axis and the second axis frame, the rope, the roller, the generator, and the pulley are measured.
상기 제1축 및 제2축의 운동 정보를 측정하는 단계는
상기 제1축 프레임 및 상기 제2축 프레임의 자유 조인트에 설치된 자이로 센서를 통해 제2축 프레임의 요동 각속도 범위를 측정하고, 상기 로프, 상기 로프가 감겨서 회전하게 되는 하나 이상의 풀리 및 롤러 중 어느 하나의 지점에 설치된 속도 센서 또는 변위 센서를 통해 상기 로프의 운동으로 회전하는 발전기 회전체의 운동 속도를 측정하는 가상현실 애니메이션 제어 방법.13. The method according to claim 11 or 12,
Wherein measuring the motion information of the first and second axes comprises:
Wherein a range of angular velocity of rotation of the second shaft frame is measured through a gyro sensor provided in a free joint of the first shaft frame and the second shaft frame, and the one or more pulleys and rollers rotated by the rope Wherein the moving speed of the rotating body of the generator rotating by the movement of the rope is measured through a speed sensor or a displacement sensor installed at one point.
상기 제1축 및 제2축의 운동 정보를 측정하는 단계는
상기 제1축 프레임 및 상기 제2축 프레임의 자유 조인트에 설치된 가속도 센서를 통해 상기 제1축 프레임 및 상기 제2축 프레임의 자유 조인트 의 좌우 운동 속도를 측정하고, 상기 제1축 프레임에 설치된 각도 센서를 통해 상기 제1축 프레임의 움직임 각도를 측정하는 가상현실 애니메이션 제어 방법.13. The method according to claim 11 or 12,
Wherein measuring the motion information of the first and second axes comprises:
Wherein the first axis frame and the second axis frame measure the lateral movement speed of the free joints of the first axis frame and the second axis frame through an acceleration sensor provided at a free joint of the second axis frame, Wherein the motion angle of the first axis frame is measured through a sensor.
상기 게임 캐릭터의 특징 및 상기 가상현실의 환경 조건에 따라서 부하량을 계산하는 단계; 및
상기 계산된 부하량을 상기 운동기구의 저항으로 반영하여 운동 부하를 발생시키는 단계
를 더 포함하는 가상현실 애니메이션 제어 방법.13. The method according to claim 11 or 12,
Calculating a load according to the characteristics of the game character and the environmental condition of the virtual reality; And
Generating a motion load by reflecting the calculated load to the resistance of the exercise device
Wherein the virtual reality animation control method further comprises:
사용자의 신장, 성별, 인종 및 나이 중 적어도 하나가 포함된 사용자 정보에 따라 상기 산출된 운동 궤적 또는 상기 산출된 운동 궤적의 축별 범위를 각각 사용자 유형별 운동 궤적 또는 사용자 유형별 운동 궤적의 축별 범위로 판단하는 단계를 더 포함하고,
상기 게임 캐릭터 애니메이션을 선택하는 단계는 상기 판단된 사용자 유형별 운동 궤적 또는 상기 판단된 사용자 유형별 운동 궤적의 축별 범위에 대응되는 게임 캐릭터 애니메이션을 선택하는 가상현실 애니메이션 제어 방법.13. The method according to claim 11 or 12,
The range of the calculated motion locus or the axis range of the calculated locus locus is determined as the range of the motion locus of each user type or the range of the motion locus of each user type according to user information including at least one of the user's height, sex, race, and age Further comprising:
Wherein the step of selecting the game character animation selects a game character animation corresponding to a range of the determined motion trajectory for each user type or an axis of the determined motion trajectory for each user type.
상기 산출된 운동 궤적의 왕복 주기 또는 상기 산출된 운동 궤적의 선속도가 변경된 경우, 상기 변경된 운동 궤적의 왕복 주기 또는 상기 변경된 운동 궤적의 선속도와 게임 캐릭터 애니메이션의 재생 주기를 일치시키는 단계
를 더 포함하는 가상현실 애니메이션 제어 방법.13. The method according to claim 11 or 12,
If the calculated reciprocating period of the trajectory of the motion or the calculated linear velocity of the trajectory of the trajectory is changed, reconciling the reciprocating period of the changed trajectory or the linear velocity of the changed trajectory and the reproduction period of the game character animation
Wherein the virtual reality animation control method further comprises:
상기 게임 캐릭터 애니메이션의 재생 속도를 제어하는 단계는
상기 산출된 운동 궤적 상의 지점별 선속도 중에서 가장 빠른 선속도를 계산하거나, 미리 다수의 구간으로 구분된 운동 궤적 상의 구간별 선속도 중에서 가장 빠른 선속도를 계산하고, 상기 계산된 지점별 선속도 중에서 가장 빠른 선속도 또는 상기 계산된 구간별 선속도 중에서 가장 빠른 선속도에 따라 게임 캐릭터 애니메이션의 재생 속도를 제어하는 가상현실 애니메이션 제어 방법.13. The method according to claim 11 or 12,
The step of controlling the reproduction speed of the game character animation
Calculates the fastest linear velocity among the linear velocities of the points on the calculated motion locus, or calculates the fastest linear velocity among the linear velocities of the sections on the motion locus divided into the plurality of sections in advance, And controlling the reproduction speed of the game character animation according to the fastest linear velocity or the linear velocity which is the fastest among the calculated linear velocities according to the interval.
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