KR20170112052A - 가상현실 다중 사격 훈련 시스템 - Google Patents

가상현실 다중 사격 훈련 시스템 Download PDF

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KR20170112052A
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이승건
김종남
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주식회사 지엔아이씨티
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Abstract

가상현실 다중 사격 훈련 시스템이 개시된다. 가상현실 다중 사격 훈련 시스템은 사용자가 탑승하여 자유로운 움직임이 가능하도록 구성된 트레드밀(Treadmill); 가상현실 영상이 디스플레이되는 헤드 마운티드 디스플레이(Head Mounted Display : HMD); 상기 헤드 마운티드 디스플레이에 가상현실 영상을 디스플레이하기 위한 가상현실 영상 전송부; 상기 사용자가 휴대하고, 상기 가상현실 영상 내의 타겟을 타격하기 위한 아케이드건; 및 상기 트레드밀 상에서의 사용자의 움직임, 상기 가상현실 영상 및 상기 아케이드건의 동작의 상호 작용을 제어하는 중앙제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이러한 가상현실 다중 사격 훈련 시스템을 이용하면, 훈련자의 더욱 현실감 있는 사격 훈련이 이루어질 수 있고, 더욱 향상된 동적 훈련이 가능해지고, 더욱 방대한 훈련 시나리오의 전개가 가능하고, 사격 훈련을 통한 적 대처 능력 및 사격 능력을 더욱 향상시킬 수 있으며, 자유롭게 훈련 인원을 구성하여 사격 훈련을 실시할 수 있는 이점이 있다.

Description

가상현실 다중 사격 훈련 시스템{VR MULTIPLE FIRE TRAINING SYSTEMS}
본 발명은 사격 훈련 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가상현실 영상을 이용한 가상현실 다중 사격 훈련 시스템에 관한 것이다.
현존하는 대다수의 슈팅 게임은 주로 단방향의 정보만을 획득하는 카메라와 같은 센서의 특성으로 인하여, 단일 방향으로 설치된 스크린에 발광장치를 이용하여 사용자가 조준한 위치를 인식하고, 그 좌표를 연산하여 타격하는 형태의 시스템이 주류를 이루고 있다. 일례로서 공개특허공보 공개번호 10-2008-0001067호에는 스크린을 이용한 사격시스템에 있어서, 박스내부의 일측에 위치하며, 박스의 전면에 설치된 스크린에 동영상 또는 정지영상을 발생하여 투사하는 프로젝터와, 상기 박스의 전면에 설치되어 상기 프로젝터로부터 투사되는 동영상 또는 정지영상표적물이 표시되는 스크린과, 상기 스크린에 투사된 표적물 동영상과 정지영상표적물을 향하여 사격자가 광선을 발사하는 광선총과, 박스내부의 일측에 위치하며, 상기 광선총의 발사신호에 기초하여 상기 프로젝터에 의하여 투사된 동영상 또는 정지영상표적물과 광선총에 의하여 발사된 광선이 도달한 스크린의 영상을 스캔하는 카메라와, 상기 카메라에서 스캔한 영상데이터의 빛의 강도에 기초하여 광선이 맞은 위치 또는 탄착위치를 컴퓨터 화면상의 좌표로 연산하여 스크린 상에 표시하는 시스템제어부를 구비한 광선총과 스크린을 이용한 사격시스템이 공개되어 있다.
그러나 이러한 시스템은 단순한 사격연습으로만 의미가 있으며, 방향성이 있는 실제 현실과 같은 시뮬레이션에 적용하기에는 부적합하였다.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 훈련자의 더욱 현실감 있는 사격 훈련이 이루어질 수 있고, 더욱 향상된 동적 훈련이 가능해지고, 더욱 방대한 훈련 시나리오의 전개가 가능하고, 사격 훈련을 통한 적 대처 능력 및 사격 능력을 더욱 향상시킬 수 있으며, 자유롭게 훈련 인원을 구성하여 사격 훈련을 실시할 수 있도록 한 가상현실 다중 사격 훈련 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가상현실 다중 사격 훈련 시스템은 사용자가 탑승하여 자유로운 움직임이 가능하도록 구성된 트레드밀(Treadmill); 가상현실 영상이 디스플레이되는 헤드 마운티드 디스플레이(Head Mounted Display : HMD); 상기 헤드 마운티드 디스플레이에 가상현실 영상을 디스플레이하기 위한 가상현실 영상 전송부; 상기 사용자가 휴대하고, 상기 가상현실 영상 내의 타겟을 타격하기 위한 아케이드건; 및 상기 트레드밀 상에서의 사용자의 움직임, 상기 가상현실 영상 및 상기 아케이드건의 동작의 상호 작용을 제어하는 중앙제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 가상현실 영상 전송부는, 하나 이상의 가상현실 영상 소프트웨어를 저장하고 있는 하나 이상의 영상 제공 단말기; 및 상기 영상 제공 단말기 및 상기 헤드 마운티드 디스플레이가 무선 또는 유선 통신하도록 하여, 상기 가상현실 영상 소프트웨어를 통해 제공되는 가상현실 영상을 상기 영상 제공 단말기로부터 상기 헤드 마운티드 디스플레이로 전송하기 위한 하나 이상의 게이트웨이를 포함할 수 있다.
상기 아케이드건은, 격발 스위치; 몸체 내에 내장된 자이로 센서; 및 통신모듈을 포함하고, 상기 격발 스위치 및 자이로 센서는 상기 통신모듈로 각 동작에 따른 신호를 입력하며, 상기 통신모듈은 상기 격발 스위치 및 자이로 센서 각각의 동작에 따라 입력된 신호를 상기 중앙제어부와 유선 또는 무선 통신하여 상기 중앙제어부로 신호를 전송할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 가상현실 다중 사격 훈련 시스템은, 상기 사용자가 착용하는 진동조끼를 더 포함하고, 상기 진동조끼는 진동모터 및 상기 진동모터를 제어하는 모터제어부를 포함하고, 상기 모터제어부는 상기 중앙제어부와 유선 또는 무선 통신하여 상기 중앙제어부의 제어를 통해 작동하여 상기 진동모터를 동작시킬 수 있다.
본 발명에 따른 가상현실 다중 사격 훈련 시스템에 의하면, 훈련자의 더욱 현실감 있는 사격 훈련이 이루어질 수 있고, 더욱 향상된 동적 훈련이 가능해지고, 더욱 방대한 훈련 시나리오의 전개가 가능하고, 사격 훈련을 통한 적 대처 능력 및 사격 능력을 더욱 향상시킬 수 있으며, 자유롭게 훈련 인원을 구성하여 사격 훈련을 실시할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가상현실 다중 사격 훈련 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가상현실 다중 사격 훈련 시스템을 구현하는 일 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가상현실 다중 사격 훈련 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 가상현실 다중 사격훈련 시스템에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 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. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
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 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 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 명세서 상에 기재된 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 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가상현실 다중 사격 훈련 시스템을 설명하기 위한 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가상현실 다중 사격 훈련 시스템을 구현하는 일 예를 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가상현실 다중 사격 훈련 시스템은 트레드밀(Treadmill)(110), 헤드 마운티드 디스플레이(Head Mounted Display : HMD)(120), 가상현실 영상 전송부(130), 아케이드건(140) 및 중앙제어부(150)를 포함한다.
트레드밀(110)은 사용자가 탑승 가능한 발판으로서, 사용자가 탑승하여 자유로운 움직임이 가능하도록 구성된다. 일 예로, 트레드밀(110)은 오목한 발판을 갖는 탑승부(111), 사용자의 허리에 착용되고 사용자의 움직임을 인식하는 동작인식부(112)를 포함할 수 있다. 동작인식부(112)는 중앙제어부(150)와 유선 또는 무선 통신하여 동작인식신호를 중앙제어부(150)로 전송할 수 있다.
헤드 마운티드 디스플레이(120)는 사용자의 머리에 착용되어 사용자에게 가상현실 영상을 제공한다. 헤드 마운티드 디스플레이(120)는 가상현실 영상이 디스플레이되는 디스플레이패널을 포함하고, 헤드 마운티드 디스플레이(120)는 디스플레이패널이 사용자의 시야의 정면에 위치하도록 사용자의 머리에 착용된다.
가상현실 영상 전송부(130)는 헤드 마운티드 디스플레이(120)에 가상현실 영상을 디스플레이한다. 가상현실 영상 전송부(130)는 영상 제공 단말기(131) 및 게이트웨이(132)를 포함한다.
영상 제공 단말기(131)는 하나 또는 하나 이상의 가상현실 영상 소프트웨어를 저장하고 있다. 가상현실 영상 소프트웨어는 헤드 마운티드 디스플레이(120)에 디스플레이되는 가상현실 영상을 제공하기 위한 것으로서, 예를 들면, 훈련 시나리오 및 가상 훈련장 및 가상 아바타, 애니메이션, 기상 및 기후 등의 영상 소스가 조합되어 상기 훈련 시나리오에 따라 구현되는 다양한 가상현실 영상을 제공할 수 있고, 사용자의 사격 훈련 과정의 각 상황에서의 결과를 종합하여 훈련 결과를 디스플레이하도록 구현될 수 있다. 일 예로, 영상 제공 단말기(131)는 PC일 수 있다.
게이트웨이(132)는 가상현실 영상 소프트웨어를 통해 제공되는 가상현실 영상을 상기 영상 제공 단말기(131)로부터 상기 헤드 마운티드 디스플레이(120)로 전송하기 위한 통신선로를 구성한다. 게이트웨이(132)는 상기 영상 제공 단말기(131) 및 상기 헤드 마운티드 디스플레이(120)가 무선 또는 유선 통신할 수 있도록 한다. 일 예로, 게이트웨이(132)는 와이파이(Wifi) 단말기일 수 있다. 이러한 경우, 영상 제공 단말기(131) 및 헤드 마운티드 디스플레이(120)는 와이파이 통신 가능한 무선 통신 모듈을 포함할 수 있다.
아케이드건(140)은 사용자가 휴대하고, 상기 가상현실 영상 내의 타겟을 타격하기 위해 구비된다. 아케이드건(140)은 격발 스위치(141), 자이로 센서(142) 및 통신모듈(143)을 포함할 수 있다.
격발 스위치(141)는 가상현실 영상 내의 타겟을 타격하기 위한 스위치이다. 예를 들면, 격발 스위치(141)는 총 형상의 아케이드건(140) 몸체의 방아쇠로서 구성될 수 있다.
자이로 센서(142)는 아케이드건(140)의 몸체 내에 내장되어 아케이드건(140)의 움직임 좌표를 출력한다.
통신모듈(143)은 아케이드건(140)의 몸체 내에 내장될 수 있고, 격발 스위치(141) 및 자이로 센서(142) 각각의 동작에 따른 신호를 입력받고, 입력된 격발 스위치(141) 및 자이로 센서(142) 각각의 동작에 따른 신호를 상기 중앙제어부(150)와 유선 또는 무선 통신하여 중앙제어부(150)로 신호를 전송할 수 있다. 일 예로, 통신모듈(143)은 무선 통신 가능한 형태일 수 있다.
중앙제어부(150)는 트레드밀(110) 상에서의 사용자의 움직임, 가상현실 영상 및 아케이드건(140)의 동작의 상호 작용을 제어한다. 즉, 트레드밀(110)의 동작인식부로부터 입력된는 사용자의 움직임에 따른 동작신호를 인지하여 가상현실 영상 내에서의 사용자 아바타를 사용자의 움직임에 동일하게 연동시키며, 아케이드건(140)의 격발 스위치(141) 및 자이로 센서(142)의 움직임을 통신모듈(143)로부터 입력받아 그에 따른 동작을 가상현실 영상 내에서 구현할 수 있다. 또한, 가상현실 영상 전송부(130)를 제어하여 가상현실 영상의 전송 및 종료를 제어할 수 있다.
이하에서는 이러한 본 발명의 가상현실 다중 사격 훈련 시스템을 이용하여 사격 훈련을 실시하는 과정을 설명한다. 사격 훈련은 1명 또는 1명 이상 다수의 인원이 실시할 수 있다.
1명의 사용자가 사격 훈련을 실시하는 경우, 사용자는 트레드밀(110)에 탑승한 후 헤드 마운티드 디스플레이(120)를 머리에 착용하여 헤드 마운티드 디스플레이(120)의 디스플레이패널이 사용자의 시야의 정면에 놓이도록 한다.
이러한 상태에서 관리자는 중앙제어부(150)를 통해 가상현실 영상 전송부(130)에 저장된 가상현실 영상 소프트웨어가 제공하는 가상현실 영상을 영상 전송부(130)로부터 헤드 마운티드 디스플레이(120)에 전송 및 디스플레이되도록 한다.
사용자는 헤드 마운티드 디스플레이(120)에 디스플레이된 가상현실 영상의 전개 상황에 따라 트레드밀(110) 상에서 걷기, 달리기, 점프, 앉기, 서기, 방향전환 등의 동작으로 움직이면서 상황에 대응한다. 예를 들면, 타겟 지점으로의 이동 및 적 출현 등에 따라 이동 및 타격할 수 있다.
타격의 경우, 사용자는 아케이드건(140)의 격발 스위치(141)를 눌러서 타격하며, 자이로 센서(142)에 의한 아케이드건(140)의 움직임 좌표 및 격발 스위치(141)의 동작은 중앙제어부(150)로 입력되고, 중앙제어부(150)는 타격에 따른 상황을 가상현실 영상 내에서 전개하며, 이어서 훈련시나리오에 따라 상황을 계속 전개시킬 수 있다.
훈련 시나리오 종료 시점에 도달하면 중앙제어부(150)는 이를 인식하여 종료 시점을 예측하고, 훈련 시나리오가 종료되면 가상현실 영상 전송부(130)가 사용자의 훈련 결과를 디스플레이하고, 중앙제어부(150)는 가상현실 영상 전송부(130)를 제어하여 가상현실 영상의 플레이를 중지시킬 수 있다.
훈련자가 다수인 경우, 훈련 인원에 맞는 개수로 트레드밀(110), 헤드 마운티드 디스플레이(120), 아케이드건(140), 가상현실 영상 전송부(130)의 영상 제공 단말기(131)를 구비하고, 가상현실 영상 전송부(130)의 게이트웨이(132)는 훈련 인원의 수에 대응하는 개수 또는 훈련 인원의 수보다 적은 수로 구비하여 영상 제공 단말기(131) 및 헤드 마운티드 디스플레이(120)가 무선 또는 유선 통신 가능하도록 구성한다.
또한 중앙제어부(150)는 각 훈련 인원이 사용하는 트레드밀(110), 헤드 마운티드 디스플레이(120), 아케이드건(140) 및 헤드 마운티드 디스플레이(120)와 통신하는 영상 제공 단말기(131) 간의 상호 작용을 통합 제어할 수 있다.
이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 가상현실 다중 사격 훈련 시스템을 이용하면, 대형 스크린을 배치하여 스크린에 나타나는 정지된 표적 및 시나리오 상의 적을 제압하는 형태로 구성된 종래의 사격 훈련 시스템에 비해 사용자, 즉 훈련자의 더욱 현실감 있는 사격 훈련이 이루어질 수 있다.
또한, 사용자는 헤드 마운티드 디스플레이(120)에 디스플레이된 가상현실 영상의 전개 상황에 따라 트레드밀(110) 상에서 걷기, 달리기, 점프, 앉기, 서기, 방향전환 등의 동작으로 움직이면서 상황에 대응하는 훈련이 가능하므로 더욱 향상된 동적 훈련이 가능해지는 이점이 있다.
또한, 대형 스크린을 배치하여 스크린에 나타나는 정지된 표적 및 시나리오 상의 적을 제압하는 형태로 구성된 종래의 사격 훈련 시스템에 비해 공간 제약이 없으며, 이에 따라 더욱 방대한 훈련 시나리오의 전개가 가능하고, 사격 훈련을 통한 적 대처 능력 및 사격 능력을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 훈련 공간의 제약이 없으므로 자유롭게 훈련 인원을 구성하여 사격 훈련을 실시할 수 있다. 예를 들면, 군부대에서 사용되는 경우, 소대 단위 및 부대 단위의 훈련이 가능해질 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가상현실 다중 사격 훈련 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
한편, 도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따라 가상현실 다중 사격 훈련 시스템은 진동조끼(160)를 더 포함할 수 있다.
진동조끼(160)는 사용자가 착용하게 되는 조끼이고, 조끼를 진동시키는 진동모터(161) 및 진동모터(161)를 제어하는 모터제어부(163)를 포함할 수 있다.
모터제어부(163)는 중앙제어부(150)와 유선 또는 무선 통신하여 중앙제어부(150)의 제어를 통해 작동하여 진동모터(161)를 동작시킬 수 있다.
사격 훈련 과정에서 사용자가 이러한 진동조끼(160)를 착용하여 훈련을 실시하면, 중앙제어부(150)는 가상현실 영상의 상황 전개에 따른 사용자의 타격 및 적에 의한 피격의 상황시 모터제어부(163)와 통신하여 모터제어부(163)가 진동모터(161)를 동작시키도록 제어할 수 있다.
이러한 진동조끼(160)를 사용하면 타격 및 피격의 상황에 따라 사용자에게 진동을 전달하여 현실감을 증대시킬 수 있다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

Claims (4)

  1. 사용자가 탑승하여 자유로운 움직임이 가능하도록 구성된 트레드밀(Treadmill);
    가상현실 영상이 디스플레이되는 헤드 마운티드 디스플레이(Head Mounted Display : HMD);
    상기 헤드 마운티드 디스플레이에 가상현실 영상을 디스플레이하기 위한 가상현실 영상 전송부;
    상기 사용자가 휴대하고, 상기 가상현실 영상 내의 타겟을 타격하기 위한 아케이드건; 및
    상기 트레드밀 상에서의 사용자의 움직임, 상기 가상현실 영상 및 상기 아케이드건의 동작의 상호 작용을 제어하는 중앙제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    가상현실 다중 사격 훈련 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가상현실 영상 전송부는,
    하나 이상의 가상현실 영상 소프트웨어를 저장하고 있는 하나 이상의 영상 제공 단말기; 및
    상기 영상 제공 단말기 및 상기 헤드 마운티드 디스플레이가 무선 또는 유선 통신하도록 하여, 상기 가상현실 영상 소프트웨어를 통해 제공되는 가상현실 영상을 상기 영상 제공 단말기로부터 상기 헤드 마운티드 디스플레이로 전송하기 위한 하나 이상의 게이트웨이를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    가상현실 다중 사격 훈련 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가상현실 다중 사격 훈련 시스템은, 상기 사용자가 착용하는 진동조끼를 더 포함하고,
    상기 진동조끼는 진동모터 및 상기 진동모터를 제어하는 모터제어부를 포함하고,
    상기 모터제어부는 상기 중앙제어부와 유선 또는 무선 통신하여 상기 중앙제어부의 제어를 통해 작동하여 상기 진동모터를 동작시키는 것을 특징으로 하는,
    가상현실 다중 사격 훈련 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 아케이드건은,
    격발 스위치;
    몸체 내에 내장된 자이로 센서; 및
    통신모듈을 포함하고,
    상기 격발 스위치 및 자이로 센서는 상기 통신모듈로 각 동작에 따른 신호를 입력하며,
    상기 통신모듈은 상기 격발 스위치 및 자이로 센서 각각의 동작에 따라 입력된 신호를 상기 중앙제어부와 유선 또는 무선 통신하여 상기 중앙제어부로 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는,
    가상현실 다중 사격 훈련 시스템.
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