KR20190079781A - 가상 현실 캐릭터의 이동 제어를 위한 이동 감지 장치 - Google Patents

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Abstract

가상 현실 (Virtual Reality, VR) 캐릭터의 이동 제어를 위한 이동 감지 장치가 제공된다. 이동 감지 장치는, 사용자의 발과 접촉할 수 있는 판상 지지대, 상기 판상 지지대의 하부에 배치되며, 상기 판상 지지대가 상하 방향 변위를 가지도록 하는 쿠션부, 상기 판상 지지대에 구비되어 상기 판상 지지대의 물리적 변화를 감지할 수 있는 감지 센서 및 상기 감지 센서의 출력 신호를 기반으로 상기 가상 현실 캐릭터의 이동에 대한 제어 명령을 생성하는 제어부를 포함한다. 따라서, 저비용으로 제작 가능하고 고장 발생의 빈도를 현저하게 감소시킬 수 있으며, 군사 훈련 시뮬레이터에 적용되었을 때 높은 훈련 효과를 유발할 수 있다.

Description

가상 현실 캐릭터의 이동 제어를 위한 이동 감지 장치{AN APPARATUS OF MOTION SENSING FOR CONTROL OF VIRTUAL REALITY CHARACTER}
본 발명은 이동 감지 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 가상 현실에 존재하는 캐릭터의 이동을 제어하기 위한 이동 감지 장치 및 신호 처리 방법에 관한 것이다.
가상현실 시스템은 온라인과 오프라인이 융합되어 온라인에서 개척되고 건설된 시설물을 오프라인에서 사람이 제한 없이 즐길 수 있는 고도의 기술집약적 시스템이다.
즉, 현실에서 실현되는 대부분의 경주나 경기, 게임, 군사 장비, 휴양지의 휴식시설 등을 가상의 공간에서 시스템으로 프로그램화 시키고, 프로그램화 된 상태에서 가상의 시스템이 현실에서 실현되도록 하는 것이다. 또한, 막대한 예산이나, 환경적 파괴나, 지역적 제한 등과 같이 시간적 또는 공간적인 제약을 벗어남으로써 보다 자유스러운 상태에서 경주나, 경기 등과 같은 스포츠를 실시하는 것이다.
이러한 가상 현실 시스템은 사용자에게 가상현실을 시각적으로 디스플레이하는 디스플레이장치와, 디스플레이장치의 앞에 설치되어 사용자가 가상현실 속에서 걷거나 뛰어다니면서 이동하는 상황을 체험할 수 있도록 하는 플랫폼과, 사용자의 움직임을 감지하고 사용자의 움직임을 실시간으로 가상현실 속에 반영하기 위한 센서들로 구성될 수 있다.
한편, 가상 현실 환경 속에 위치한 캐릭터의 이동을 제어하기 위한 플랫폼에 대해서는 예를 들어, '전방향성 마루를 이용한 가상현실 걷기체험 시스템 및 방법 (대한민국 등록특허 제1439175호)'과 같은 구조가 개시된 바 있다. 이외에도, 가상 현실 내에서 캐릭터의 이동 제어를 위해 트레드밀 형태의 구조체 또는 이를 더 발전시킨 다중 방향 제어를 위한 구조체가 사용되고 있다.
그러나, 상기와 같은 종래의 이동 제어를 위한 플랫폼들은 그 복잡한 구조로 인해 플랫폼의 규모가 지나치게 커지는 한편, 고장이 발생할 경우 유지 관리에 큰 어려움을 겪을 수 있었다. 또한, 가상 현실 캐릭터의 이동 제어를 위한 플랫폼의 구비에 고비용이 소모되어 가상 현실 시스템 구축의 진입 장벽이 높게 형성되는 문제점이 있었다.
한편, 가상 현실 기술은 군사 훈련 시뮬레이터 분야에도 널리 적용되고 있으며, 군사 훈련 시뮬레이터의 경우 실감나는 가상 현실의 구현은 물론 시뮬레이터 사용자로 하여금 실질적인 훈련 효과를 부여하는 것도 중요한 설계 요소이다. 즉, 군사 훈련 시뮬레이터 훈련자가 가상 현실을 통한 군사 훈련 시뮬레이터를 사용하였을 때, 실제로 물리적 움직임을 수행하도록 하여 실제 훈련을 수행한 것과 같은 운동 효과를 가지도록 하는 것이 중요하다.
한국 등록특허 제1439175호 (2014. 09. 17. 공고)
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 간결한 구조를 가지는 것에 의해 저비용으로 제작 가능하고 고장 발생의 빈도를 현저하게 감소시킬 수 있는, 가상 현실 환경에 존재하는 캐릭터의 움직임을 제어하기 위해 사용자의 움직임을 식별하는 이동 감지 장치를 제공하는 것이다.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은, 간결한 구조를 가지면서도 적절한 신호 처리를 수행하는 것에 의해 보다 정확하게 사용자의 움직임을 감지하여 뛰는 움직임과 걷는 움직임을 구별하여 제어할 수 있는, 가상 현실 환경에 존재하는 캐릭터의 움직임을 제어하기 위해 사용자의 움직임을 식별하는 이동 감지 장치를 제공하는 것이다.
또한, 전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은, 군사 훈련 시뮬레이터에 적용되었을 때 가상 현실 시스템 이용자가 실질적인 물리적 움직임을 수행하도록 함으로써 높은 훈련 효과를 유발할 수 있는, 가상 현실 환경에 존재하는 캐릭터의 움직임을 제어하기 위해 사용자의 움직임을 식별하는 이동 감지 장치를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 가상 현실 (Virtual Reality, VR) 캐릭터의 이동 제어를 위한 이동 감지 장치는, 사용자의 발과 접촉할 수 있는 판상 지지대, 상기 판상 지지대에 구비되어 상기 판상 지지대의 물리적 변화를 감지할 수 있는 감지 센서 및 상기 감지 센서의 출력 신호를 기반으로 상기 가상 현실 캐릭터의 이동에 대한 제어 명령을 생성하는 제어부를 포함할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 판상 지지대의 하부에 배치되며, 상기 판상 지지대가 상하 방향 변위를 가지도록 하는 쿠션부를 더 포함할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 제어부는, 상기 감지 센서의 출력 신호에 대한 크기 표시 값을 계산하고, 상기 크기 표시 값에 대한 미리 결정된 시간 구간 동안의 누적값을 계산하고, 상기 누적값이 미리 결정된 임계값 이상이라는 결정에 응답하여 상기 제어 명령을 생성할 수 있다.
여기서, 크기 표시 값은 예를 들어 제곱 평균 제곱근 (RMS) 값일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 제어부는, 상기 크기 표시 값을 계산하기 전에, 상기 감지 센서의 출력 신호에 하이 패스 필터 및 로우 패스 필터 중 적어도 하나를 적용하도록 할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 가상 현실 캐릭터의 이동 제어를 위한 이동 감지 장치는, 동작 개시 감지 우선 모드 및 동작 중단 감지 우선 모드 중 어느 하나로 동작하고, 상기 동작 개시 감지 우선 모드에서의 임계값은 상기 동작 중단 감지 우선 모드에서의 임계값보다 작은 값을 가지도록 결정될 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 감지 센서는, 가속도 센서, 관성 센서, IMU 센서 및 로드 셀 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 판상 지지대에 사용자의 발이 접촉하고 있는지 여부를 판별하는 접촉 센서를 더 구비할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 제어부는, 미리 결정된 시간 구간 동안 사용자의 적어도 하나의 발이 상기 판상 지지대에 접하는 시점과 사용자의 어떤 발도 상기 판상 지지대에 접하지 않는 시점이 모두 존재한다는 결정 및 상기 누적값이 미리 결정된 임계값 이상이라는 결정에 응답하여 상기 가상 현실 캐릭터에 대한 뛰기 제어 명령을 생성할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 제어부는, 미리 결정된 시간 구간 동안 사용자의 적어도 하나의 발은 상기 판상 지지대에 접하고 상기 누적값이 미리 결정된 임계값 이상이라는 결정에 응답하여 상기 가상 현실 캐릭터에 대한 걷기 제어 명령을 생성할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 접촉 센서는, 상기 판상 지지대에 접한 사용자의 발의 개수를 감지할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 접촉 센서는, 소정 간격으로 배치된 복수의 버튼식 스위치 엘리먼트를 포함하고, 작동된 버튼식 스위치 엘리먼트의 개수가 제 1 값 이하일 때 사용자의 어떤 발도 상기 판상 지지대에 접하지 않는다고 결정할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 접촉 센서는, 소정 간격으로 배치된 복수의 버튼식 스위치 엘리먼트를 포함하고, 작동된 버튼식 스위치 엘리먼트의 개수가 상기 제 1 값 이상 제 2 값 이하일 때 사용자의 하나의 발이 상기 판상 지지대에 접한다고 결정할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 접촉 센서는, 소정 간격으로 배치된 복수의 버튼식 스위치 엘리먼트를 포함하고, 작동된 버튼식 스위치 엘리먼트의 개수가 상기 제 2 값 이상일 때 사용자의 두 발이 상기 판상 지지대에 접한다고 결정할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 제어부는, 상기 누적값이 미리 결정된 걷기 임계값 이상 뛰기 임계값 미만이라는 결정에 응답하여 캐릭터에 대한 걷기 제어 명령을 생성할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 제어부는, 상기 누적값이 상기 뛰기 임계값 이상이라는 결정에 응답하여 캐릭터에 대한 뛰기 제어 명령을 생성할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 판상 지지대의 수평 방향으로 상이한 위치에 각각 배치된 복수의 로드 셀을 더 포함할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 제어부는, 상기 누적값이 상기 미리 결정된 임계값 미만이라는 결정 및 상기 복수의 로드 셀들 중 어느 하나로 하중이 집중된다는 결정에 응답하여, 캐릭터에 대한 상기 하중이 집중되는 로드 셀 방향으로의 걷기 제어 명령을 생성할 수 있다.
개시된 기술은 다음의 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.
전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 가상 현실 캐릭터의 이동 제어를 위한 이동 감지 장치에 따르면, 종래 트레드밀과 같은 복잡한 구조체에 비해 훨씬 간결한 기계적 구조를 가지는 이동 감지 장치를 구현할 수 있어, 저비용으로 제작 가능함은 물론 고장 발생의 빈도를 현저하게 감소시킬 수 있다.
또한, 간결한 기계적 구조를 가지면서도 이동 감지 장치에 의해 발생하는 신호에 대해서 적절한 신호 처리를 수행하도록 하여, 정확하게 사용자의 움직임을 감지할 수 있다. 따라서, 사용자가 뛰는 움직임과 걷는 움직임을 구별하여 가상 현실 캐릭터가 걷도록 제어하거나, 뛰도록 제어하는 구별된 제어 명령의 생성이 가능한다.
나아가, 사용자의 실제적인 물리적 움직임에 기반하여 가상 현실 캐릭터의 제어가 수행되도록 함으로써, 군사 훈련 시뮬레이터에 적용되었을 때 가상 현실 시스템 이용자가 현실 훈련을 수행하는 것에 근접한 높은 훈련 효과를 경험하도록 하는 것이 가능하다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 가상 현실 캐릭터의 이동 제어를 위한 이동 감지 장치의 개념도이다.
도 2 는 도 1 의 이동 감지 장치의 측면도이다.
도 3 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 감지 장치의 측면도이다.
도 4 는 감지 센서의 출력에 대한 시계열적 측정 결과의 예시도이다.
도 5 는 도 4 의 출력 신호의 제곱 평균 제곱근 (RMS) 값의 누적값에 대한 시계열적 측정 결과의 예시도이다.
도 6 은 도 5 의 임계값의 상향 조절에 대한 감응 지연 변화를 나타낸다.
도 7 은 도 5 의 임계값의 하향 조절에 대한 감응 지연 변화를 나타낸다.
도 8a 는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 감지 장치에 구비된 접촉 센서의 예시도이다.
도 8b 는 도 8a 의 접촉 센서에 두 발이 접촉될 경우의 스위치 변화를 나타낸다.
도 8c 는 도 8b 의 접촉 센서의 작동 현황을 나타낸다.
도 8d 는 도 8a 의 접촉 센서에 한 발이 접촉될 경우의 스위치 변화를 나타낸다.
도 8e 는 도 8d 의 접촉 센서의 작동 현황을 나타낸다.
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 가상 현실 캐릭터의 이동 제어를 위한 이동 감지 장치의 제어 명령 생성 절차를 나타내는 흐름도이다.
도 10 은 일 실시예에 따른 걷기/뛰기 명령 생성 절차에 대한 상세 흐름도이다.
도 11 은 다른 실시예에 따른 걷기/뛰기 명령 생성 절차에 대한 상세 흐름도이다.
도 12 는 이동 방향 제어를 위한 로드 셀이 구비된 이동 감지 장치의 예시도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제 1, 제 2 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 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
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.
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 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 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 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 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. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
가상 현실 캐릭터의 이동 제어를 위한 이동 감지 장치
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 가상 현실 (Virtual Reality, VR) 캐릭터의 이동 제어를 위한 이동 감지 장치의 개념도이다. 이하, 도 1 을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 가상 현실 캐릭터의 이동 제어를 위한 이동 감지 장치에 대해 상세히 설명한다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 가상 현실 캐릭터의 이동 제어를 위한 이동 감지 장치 (100) 는 판상 지지대 (110), 쿠션부 (120) 및 감지 센서 (130) 를 포함할 수 있다.
판상 지지대 (110) 는 사용자의 발과 접촉하여 사용자를 지지한다. 바람직하게는, 판상 지지대 (110) 는 사용자를 안정적으로 지지하기에 충분한 크기를 가지되 하나의 감지 센서 (130) 로도 사용자의 발과 판상 지지대 (110) 의 접촉 위치에 따른 센싱 결과의 편차가 과도하게 커지지 않도록 지나치게 큰 크기를 갖지 않도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 판상 지지대 (110) 는 30 cm × 30 cm 의 크기를 가지는 사각형의 상면을 가질 수 있다. 다만, 판상 지지대 (110) 의 크기 및 형상은 상기 예시적인 규격에 한정되는 것이 아니며, 사용자를 지지할 수 있는 임의의 형상 및 크기로 변형될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 판상 지지대 (110) 는 사용자가 포복 자세 또는 엎드려쏴 자세와 같이, 기립 자세 이외의 자세를 취하는 경우에도 사용자를 지지할 수 있는 크기로 형성될 수 있다. 사용자의 포복 자세 또는 엎드려쏴 자세와 같이 사용자의 사지가 판상 지지대 (110) 에 접한 상태에서 사용자의 움직임을 감지하도록 구성할 경우, 복수의 감지 센서 (130) 를 판상 지지대 (110) 의 상이한 수평 위치에 각각 배치할 수 있다.
쿠션부 (120) 는 판상 지지대 (130) 의 하부에 배치되며, 판상 지지대가 상하 방향 변위를 가질 수 있도록 한다. 도 2 는 도 1 의 이동 감지 장치의 측면도이고, 도 3 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 감지 장치의 측면도이다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 쿠션부 (120) 는 판상 지지대 (110) 의 하부 전체를 지지하도록 형성될 수 있고, 도 3 에 도시된 바와 같이 판상 지지대 (110) 의 하부 일부를 지지하도록 형성될 수도 있다. 판상 지지대 (110) 는 사용자가 안정감을 느낄 수 있는 강성을 가지도록 나무 또는 강화 플라스틱과 같은 소재로 만들어질 수 있고, 쿠션부 (120) 는 이와 같은 판상 지지대 (110) 의 하부에 소정 두께를 가지도록 형성됨으로써, 강성을 가지는 판상 지지대 (110) 가 사용자의 움직임에 따라 미리 정해진 거리 이내로 움직일 수 있게 하는 역할을 한다. 다만, 판상 지지대 (110) 의 상하 방향 변위는 소정 거리 이내로 제한되도록 하여 사용자가 불안감을 느끼지 않게 하며, 바람직하게는 0.5 cm 거리 이내로 상하 방향 변위를 제한할 수 있다. 상하 방향 변위의 범위는 쿠션부 (120) 의 재질, 쿠션부 (120) 의 두께, 쿠션부 (120) 가 판상 지지대 (110) 하부의 전체 또는 일부를 지지하는지 여부 중 적어도 하나 이상을 조절하는 것에 의해 제어될 수 있고, 이러한 쿠션부 (120) 는 판상 지지대의 재질에 따라 충분한 센서 감지가 이루어지는 경우 생략 가능하다.
감지 센서 (130) 는 판상 지지대 (110) 에 구비되어 판상 지지대 (110) 의 물리적 변화를 감지할 수 있다. 도 2 및 도 3 에 도시된 바와 같이, 감지 센서 (130) 는 판상 지지대 (110) 의 하면 중앙에 오목부를 형성하고, 상기 오목부에 삽입되도록 배치될 수 있다. 따라서, 사용자의 발과의 접촉에 따른 파손이나 이동 감지 장치 하부 지면과의 접촉에 따른 파손을 방지할 수 있다.
이동 감지 장치 구성에 따른 경제적 측면이나 고장 발생에 따른 유지 보수의 측면을 고려할 때, 감지 센서 (130) 는 판상 지지대 (110) 에 한 개 구비되는 것이 바람직할 수 있다. 다만, 판상 지지대 (110) 의 크기 또는 이동 감지 장치의 활용 분야에 따라 복수 개의 감지 센서 (130) 가 구비될 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 3 개의 감지 센서 (130) 가 정삼각형의 각 꼭지점을 이루도록 판상 지지대 (110) 에 배치될 수 있으며, 이 때 상기 3 개의 감지 센서 (130) 의 출력 신호에 대한 평균값을 제어 명령을 위한 감지 센서 출력 신호로서 사용할 수 있다.
여기서, 감지 센서 (130) 는, 가속도 센서, 관성 센서, IMU 센서 및 로드 셀 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 판상 지지대 (110) 의 상하 방향 변위 발생을 감지할 수 있는 임의의 센서로 구현될 수 있다. 상하 방향 변위만을 감지할 경우, 비용 절감을 위해 1 축 가속도 센서가 사용될 수도 있다.
일 측면에 따르면, 감지 센서 (130) 는 판상 지지대 (110) 의 상하 방향 변위를 감지하기 위한 변위 감지 센서일 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 가상 현실 캐릭터의 이동 제어를 위한 이동 감지 장치 (100) 는 제어부 (미도시) 를 더 포함할 수 있다. 제어부는 감지 센서 (130) 의 출력 신호를 기반으로 가상 현실에 위치하는 캐릭터의 이동에 대한 제어 명령을 생성한다. 여기서, 제어부는 판상 지지대 (110), 쿠션부 (120) 및 감지 센서 (130) 와 함께 구비된 프로세서일 수 있고, 별도로 구비된 컴퓨팅 디바이스가 사용될 수도 있다. 즉, 제어부는 감지 센서 (130) 로부터의 출력 신호를 처리하는 소형 프로세서로서 제작될 수도 있고, 기성 컴퓨팅 디바이스 상에서 구현되는 소프트웨어 모듈의 형태를 가질 수도 있다. 여기서, 컴퓨팅 디바이스는 퍼스널 컴퓨터, 게임 콘솔, 셋탑 박스와 같은 고정형 컴퓨팅 디바이스는 물론, 스마트폰, PDA 및 태블릿 PC 를 포함하는 이동형 컴퓨팅 디바이스일 수도 있다. 상기 제어부가 가상 현실을 구현하는 엔티티이거나, 제어부가 가상 현실을 구현하는 엔티티로 제어 명령을 송신할 수 있으며, 생성된 제어 명령에 따라 상기 엔티티가 가상 현실 내에 위치한 캐릭터의 움직임을 제어할 수 있다.
제어 명령 생성 절차
도 4 는 감지 센서의 출력에 대한 시계열적 측정 결과의 예시도이다. 가상 현실 시스템의 사용자가 이동 감지 장치를 이용하여 판상 지지대 (110) 상에서 움직일 때, 감지 센서 (130) 의 출력 신호는 도 4 에 도시된 바와 같은 형태를 가질 수 있다. 즉, 사용자의 움직임에 따라 판상 지지대 (110) 의 변위는 하향과 상향으로 번갈아 나타날 수 있으며 각각의 시점에서 미세 진동, 고주파 성분의 노이즈를 포함할 수 있다.
제어부는 이와 같은 감지 센서의 출력 신호를 기반으로 가상 현실에 위치한 캐릭터를 이동시키기 위한 제어 명령을 생성한다. 도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 가상 현실 캐릭터의 이동 제어를 위한 이동 감지 장치의 제어 명령 생성 절차를 나타내는 흐름도이며, 이하 도 9 를 참조하여 제어부가 이동 감지 장치의 제어 명령을 생성하는 방법을 보다 상세히 설명한다.
도 9 에 도시된 바와 같이, 제어부는 먼저 도 4 에 도시된 바와 같은 감지 센서 (130) 로부터의 출력 신호를 센싱할 수 있다 (단계 910). 센싱된 감지 센서 (130) 의 출력 신호에는 하이 패스 필터 및 로우 패스 필터 중 적어도 하나를 적용할 수 있다. 고주파 성분 및 저주파 성분을 적절히 제거하는 것에 의해 이용자의 움직임에 대한 감지 정확도를 향상시키고 감지 지연을 완화할 수 있다.
이후, 제어부는 감지 센서의 출력 신호에 대한 크기 표시 값을 계산 (단계 920) 하고, 이러한 크기 표시 값에 대해 미리 결정된 시간 구간 동안의 누적값을 계산할 수 있다 (단계 930). 감지 센서의 출력은 음, 양의 부호를 가지는 값인 바, 상기 크기 표시 값은 이러한 출력 신호의 음, 양의 크기와 상관 없이 출력 신호의 크기를 나타낼 수 있는 값을 의미할 수 있으며, 예를 들어 크기 표시 값은 제곱 평균 제곱근 (RMS) 값이 사용될 수 있다. RMS 값 이외에도 RMS 값에 상응하는 값이 사용될 수 있으나, 이하 설명의 편의를 위해 RMS 값을 예시하여 기술한다.
도 5 는 도 4 의 출력 신호의 제곱 평균 제곱근 (RMS) 값의 누적값에 대한 시계열적 측정 결과의 예시도이다. 도 5 에 도시된 바와 같이, 도 4 의 출력 신호에 대해서 각각의 시점별로 RMS 값을 산출한 뒤, 미리 결정된 소정의 시간 구간 (예를 들어, 0.5 초) 동안의 시간 구간에 대한 각각의 RMS 값들의 누적값을 계산하면 사용자의 운동 개시 시점 이후 일정 시간 동안 상승 이후 피크에 도달하고, 소정 진폭 이내의 등락을 반복하다가 사용자가 운동을 중단하면 일정 시간 동안 하강하는 신호를 얻을 수 있다.
제어부는, 도 5 에 도시된 바와 같은 출력 신호의 RMS 값에 대한 미리 결정된 시간 구간 동안의 누적값이, 미리 결정된 임계값 (Tm) 이상이라는 결정에 응답하여 가상 현실에 위치한 캐릭터가 이동하도록 하는 제어 명령을 생성할 수 있다 (단계 940). 이와 같은 임계값 (Tm) 은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 감지 장치가 군사 훈련 시뮬레이터인 가상 현실 시스템에 적용되었을 때, 가상 현실 시스템을 이용하는 훈련자가 가상 현실 내의 캐릭터를 이동시키기 위하여 일정 강도 이상의 실질적인 물리적 움직임을 수행함으로써 높은 훈련 효과를 유발할 수 있도록 결정될 수 있다.
한편, 임계값의 설정에 따라 사용자의 운동 개시 감지에 대한 지연 및 사용자의 운동 중단 감지에 대한 지연이 변화될 수 있으므로, 사용자가 운동을 개시하였을 때 이를 감지하는 것에 대한 지연 시간을 감소시키는 것이 중요한 경우와, 사용자가 운동을 중단하였을 때 이를 감지하는 것에 대한 지연 시간을 감소시키는 것이 중요한 경우를 각각 고려하여 임계값을 조절할 수 있다.
도 6 은 도 5 의 임계값의 상향 조절에 대한 감응 지연 변화를 나타낸다. 도 6 에 도시된 바와 같이, 종전 임계값 (Tm) 에 대해 더 큰 값을 가지는 상승된 임계값 (Ta) 를 설정할 경우, 종전 임계값 (Tm) 에서 사용자의 운동 개시를 감지하는 것에 비해 소정 시간 (Da1) 만큼 감지 지연 시간이 증가하게 된다. 반면에, 종전 임계값 (Tm) 에서 사용자의 운동 중단을 감지하는 것에 비해 소정 시간 (Da2) 만큼 감지 지연 시간이 감소하게 된다.
도 7 은 도 5 의 임계값의 하향 조절에 대한 감응 지연 변화를 나타낸다. 도 7 에 도시된 바와 같이, 종전 임계값 (Tm) 에 대해 더 작은 값을 가지는 하강된 임계값 (Tb) 를 설정할 경우, 종전 임계값 (Tm) 에서 사용자의 운동 개시를 감지하는 것에 비해 소정 시간 (Db1) 만큼 감지 지연 시간이 감소하게 된다. 반면에, 종전 임계값 (Tm) 에서 사용자의 운동 중단을 감지하는 것에 비해 소정 시간 (Db2) 만큼 감지 지연 시간이 증가하게 된다.
따라서, 사용자가 운동을 개시하였을 때 이를 감지하는 것에 대한 지연 시간을 감소시키는 것이 중요한 경우라면 비교적 작은 임계값을 가지도록 설정할 수 있고, 사용자가 운동을 중단하였을 때 이를 감지하는 것에 대한 지연 시간을 감소시키는 것이 중요한 경우라면 비교적 큰 임계값을 가지도록 설정할 수 있다.
일 실시예 따른 가상 현실 캐릭터의 이동 제어를 위한 이동 감지 장치는, 사용자의 선택에 따라 동작 개시 감지 우선 모드 및 동작 중단 감지 우선 모드 중 어느 하나로 동작하도록 구성될 수 있고, 동작 개시 감지 우선 모드에서의 임계값은 동작 중단 감지 우선 모드에서의 임계값보다 작은 값을 가지도록 설정될 수 있다.
한편, 임계값의 변경 없이, RMS 의 누적값에 대해 소정의 실수를 곱하는 것에 의해 지연 시간을 변경할 수도 있다. 즉, 본래의 임계값 (Tm) 의 변경 없이, 예를 들어 증폭기를 이용하여 RMS 의 누적값에 1 을 초과하는 실수를 곱하여 처리하는 경우, 운동 개시에 대한 감지 시간 지연을 단축할 수 있으며, 운동 중단에 대한 감지 지연 시간은 증가시킬 수 있다. 반면에, 본래의 임계값 (Tm) 의 변경 없이, RMS 의 누적값에 1 미만의 실수를 곱하여 처리하는 경우, 운동 개시에 대한 감지 시간 지연을 증가시킬 수 있으며, 운동 중단에 대한 감지 지연 시간은 감소시킬 수 있다.
따라서, 일 실시예 따른 가상 현실 캐릭터의 이동 제어를 위한 이동 감지 장치는, 사용자의 선택에 따라 동작 개시 감지 우선 모드, 노말 모드 및 동작 중단 감지 우선 모드 중 어느 하나로 동작하도록 구성될 수 있고, 동작 개시 감지 우선 모드에서 제어부가 처리하는 RMS 누적값에 대해서는 1을 초과하는 실수를 곱하고, 동작 중단 감지 우선 모드에서는 RMS 누적값에 1 미만의 실수를 곱하여 처리할 수 있다.
한편, RMS 누적값과 임계값에 동일한 실수를 곱하는 것에 의해, 감지 지연 시간에 변화를 일으키지 않으면서도 훈련 강도를 조절할 수 있다. 즉, RMS 누적값과 임계값에 동일한 1 초과의 실수를 곱하여, 사용자의 더 격렬한 운동에 대해서만제어 명령을 생성하도록 할 수 있으며, RMS 누적값과 임계값에 1 미만의 실수를 곱하여, 사용자가 더 낮은 강도로 운동하더라도 제어 명령을 생성하도록 할 수 있다.
일 측면에 따르면, 운동 개시의 감지에 대한 지연과 운동 중단의 감지에 대한 지연을 모두 감소시키기 위하여, 운동 개시의 감지 시점 이후 미리 결정된 시간 경과 후에 운동 중단의 감지 지연 시간을 감지시키도록 설정을 변경할 수 있다. 즉, 운동 개시의 감지 시점 이후 미리 결정된 시간이 경과하면 임계값을 상승시키거나, 운동 개시의 감지 시점 이후 미리 결정된 시간이 경과하면 누적된 RMS 값에 1 미만의 실수를 곱하여 처리할 수 있다.
걷기/뛰기 제어 명령의 생성
본 발명의 일 실시예에 따른 가상 현실 캐릭터의 이동 제어를 위한 이동 감지 장치에 따르면, 간결한 구조를 가지면서도 적절한 신호 처리를 수행하는 것에 의해 보다 정확하게 사용자의 움직임을 감지하여 뛰는 움직임과 걷는 움직임을 구별하여 제어하는 것이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가상 현실 캐릭터의 이동 제어를 위한 이동 감지 장치의 제어부는, 감지 센서 (130) 로부터의 출력 신호를 기반으로 가상 현실에 위치한 캐릭터의 이동에 대한 제어 명령을 생성할 수 있고, 여기서, 제어 명령은 캐릭터에 대한 걷기 제어 명령과 뛰기 제어 명령을 포함할 수 있다.
(제 1 실시예)
도 10 은 일 실시예에 따른 걷기/뛰기 명령 생성 절차에 대한 상세 흐름도이다. 도 10 에 도시된 바와 같이, 제어부는 앞서 설명한 바와 동일한 방식으로 감지 센서 (130) 로부터의 출력 신호를 센싱하여 각각의 시점별로 RMS 값을 구하고, 미리 결정된 시간 구간 동안의 RMS 값에 대한 누적값을 계산할 수 있다. 여기서, 누적 RMS 값이 임계값 이상인지 여부를 판단 (단계 1010) 하여, 누적 RMS 값이 임계값 이상인 것으로 결정되면 제어 명령을 생성하는 것으로 판단할 수 있다. 단, 누적 RMS 값이 임계값 이상인 경우에도, 사용자 운동 개시의 감지 시점 이후 제 1 시간 구간 이내에 사용자의 두 발이 판상 지지대 (110) 에서 떨어지는 시점이 존재하는지 여부를 판단 (단계 1020) 할 수 있고, 사용자의 두 발이 모두 떨어진 경우에만 뛰기 제어 명령을 생성 (단계 1030) 하여 가상 현실에 위치한 캐릭터가 뛰어가도록 제어할 수 있다.
훈련자가 뛰는지 또는 걷는지 여부는 훈련자의 두 발이 지면에서 모두 떨어지는지 여부로 결정할 수 있다. 훈련자가 정지 상태에서는 두 발 모두가 지면에 접촉하게 되고, 걷기 시작하면 두 발이 접촉된 상태에서 한발이 접촉된 상태와 두발이 접촉된 상태, 한발이 접촉된 상태가 반복될 수 있다. 이어서, 훈련자가 뛰기 시작하면 훈련자의 한발이 지면에 접촉된 상태, 훈련자의 두 발이 지면에서 모두 떨어진 상태, 훈련자의 다른 한발이 지면에 접촉된 상태가 반복될 수 있으며, 훈련자의 두 발이 지면에 모두 닫는 매우 짧은 시점이 포함될 수도 있다. 즉, 훈련자가 뛰는지 여부는 훈련자가 운동을 개시한 이후 소정의 제 1 시간 구간이 경과하는 동안, 훈련자의 적어도 하나의 발이 지면에 접촉하는 시점과 훈련자의 두 발이 모두 지면에서 떨어지는 시점이 모두 존재하는지 여부로 결정할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 가상 현실 캐릭터의 이동 제어를 위한 이동 감지 장치에서는, 제어부가 사용자의 발과 판상 지지대의 접촉 여부를 센싱할 수 있도록 함으로써, 미리 결정된 제 1 시간 구간 동안 사용자의 적어도 하나의 발이 판상 지지대 (110) 에 접하는 시점과 사용자의 어떤 발도 상기 판상 지지대에 접하지 않는 시점이 모두 존재하는 경우 사용자가 뛰고 있는 것으로 판정할 수 있다.
즉, 제어부는 i) 미리 결정된 제 1 시간 구간 동안 사용자의 적어도 하나의 발이 판상 지지대 (110) 에 접하는 시점과 사용자의 어떤 발도 상기 판상 지지대에 접하지 않는 시점이 모두 존재한다는 결정 및 ii) 누적값이 미리 결정된 임계값 이상이라는 결정을 모두 만족하는 경우에 가상 현실 캐릭터에 대한 뛰기 제어 명령을 생성하도록 할 수 있다.
한편, 다시 도 10 을 참조하면, 사용자의 두 발이 모두 떨어지지 않은 경우에는 걷기 제어 명령을 생성 (단계 1040) 하여 가상 현실에 위치한 캐릭터가 걸어가도록 제어할 수 있다. 앞서 살핀 바와 같이, 사용자가 걷는 경우에는 사용자의 적어도 하나의 발은 지면에 접하게 되므로, 제어부는 i) 미리 결정된 제 1 시간 구간 동안 사용자의 적어도 하나의 발은 판상 지지대 (110) 에 접하고 ii) 감지 센서 (130) 의 출력 신호에 대한 RMS 값의 소정 시간에 대한 누적값이 미리 결정된 임계값 이상이라는 결정에 응답하여 가상 현실 캐릭터에 대한 걷기 제어 명령을 생성하도록 할 수 있다.
전술한 바와 같은 사용자 발의 접촉 여부에 따른 걷기/뛰기 제어 명령의 생성을 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 가상 현실 캐릭터의 이동 제어를 위한 이동 감지 장치는 판상 지지대 (110) 에 사용자의 발이 접촉하고 있는지 여부를 판별하는 접촉 센서를 더 구비할 수 있다. 나아가, 이러한 접촉 센서는, 판상 지지대 (110) 에 접한 사용자의 발의 개수를 감지하도록 구성될 수도 있다.
일 측면에 따르면 상기 접촉 센서는 멀티 터치의 감지가 가능한 터치 패널이 사용될 수 있다. 터치 패널은 정전 용량식 및 저항막 방식을 포함하는 임의 방식의 터치 패널이 사용될 수 있으나, 상하 방향 변위를 감지하는 감지 센서 (130) 가 기 구비되어 있으며 판상 지지대 (110) 가 상하 이동을 수행한다는 점을 고려하여 감압에 대한 민감도가 더 적은 정전 용량식 터치 패널이 사용될 수 있다. 또 다른 일 측면에 따르면 접촉 센서는 마그네틱 센서일 수 있고, 사용자의 신발에 자석을 구비하도록 할 수도 있다.
한편, 일 측면에 따르면, 접촉 센서는 소정 간격으로 배치된 복수의 버튼식 스위치 엘리먼트로 구성될 수 있다. 도 8a 는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 감지 장치에 구비된 접촉 센서의 예시도이다. 도 8a 에 도시된 바와 같이, 판상 지지대 (110) 의 상면에 일정한 가로, 세로 간격으로 배치된 복수의 버튼식 스위치 엘리먼트 (111) 들로 접촉 센서를 구현할 수 있다.
도 8b 는 도 8a 의 접촉 센서에 두 발이 접촉될 경우의 스위치 변화를 나타내고, 도 8c 는 도 8b 의 접촉 센서의 작동 현황을 나타낸다. 도 8b 에 도시된 바와 같이, 사용자의 두 발이 판상 지지대 (110) 에 접하는 경우에 소정 개수의 작동된 버튼식 스위치 엘리먼트 (111a) 와 작동되지 않은 버튼식 스위치 엘리먼트 (111b) 로 스위치 엘리먼트들이 구분될 수 있다. 도 8c 를 참조하면, 작동된 버튼식 스위치 엘리먼트 (111a) 가 검정색으로 도시되며 작동되지 않은 버튼식 스위치 엘리먼트 (111b) 가 흰색으로 도시된다.
도 8d 는 도 8a 의 접촉 센서에 한 발이 접촉될 경우의 스위치 변화를 나타내고, 도 8e 는 도 8d 의 접촉 센서의 작동 현황을 나타낸다. 도 8d 에 도시된 바와 같이, 사용자의 한 발이 판상 지지대 (110) 에 접하는 경우에 소정 개수의 작동된 버튼식 스위치 엘리먼트 (111a) 와 작동되지 않은 버튼식 스위치 엘리먼트 (111b) 로 스위치 엘리먼트들이 구분될 수 있다. 도 8e 를 참조하면, 작동된 버튼식 스위치 엘리먼트 (111a) 가 검정색으로 도시되며 작동되지 않은 버튼식 스위치 엘리먼트 (111b) 가 흰색으로 도시된다.
이처럼, 복수의 버튼식 스위치 엘리먼트들 중에서, 작동된 버튼식 스위치 엘리먼트의 개수에 대한 임계값을 설정하는 것에 의해 사용자의 한 발이 판상 지지대 (110) 에 접하였는지, 사용자의 두 발이 판상 지지대 (110) 에 접하였는지 여부를 판별할 수 있다.
즉, 접촉 센서는 소정 간격으로 배치된 복수의 버튼식 스위치 엘리먼트 (111) 를 포함하고, 작동된 버튼식 스위치 엘리먼트 (111a) 의 개수가 제 1 값 이하일 때 사용자의 어떤 발도 판상 지지대 (110) 에 접하지 않는다고 결정할 수 있다. 제 1 값은 예를 들어 도 8d에 도시된 바와 같은 사용자의 한 발이 접촉되는 경우의 버튼식 스위치 엘리먼트의 개수의 1/2 로 설정될 수 있다.
한편, 접촉 센서는 소정 간격으로 배치된 복수의 버튼식 스위치 엘리먼트 (111) 를 포함하되, 작동된 버튼식 스위치 엘리먼트의 개수가 제 1 값 이상 제 2 값 이하일 때 사용자의 하나의 발이 판상 지지대 (110) 에 접한다고 결정할 수 있다. 제 2 값은 예를 들어 도 8d에 도시된 바와 같은 사용자의 한 발이 접촉되는 경우의 버튼식 스위치 엘리먼트의 개수의 3/2 로 설정될 수 있다.
또한, 접촉 센서는 소정 간격으로 배치된 복수의 버튼식 스위치 엘리먼트 (111) 를 포함하되, 작동된 버튼식 스위치 엘리먼트의 개수가 상기 제 2 값 이상일 때 사용자의 두 발이 판상 지지대 (110) 에 접한다고 결정할 수 있다.
상기와 같이 복수의 버튼식 스위치 엘리먼트를 기반으로 접촉 센서를 구비할 경우 저렴한 비용으로 사용자의 발이 판상 지지대 (110) 에 닫는지 여부와 몇 개의 발이 판상 지지대 (110) 에 닫는지 여부를 감지할 수 이는 접촉 센서를 구비하는 것이 가능하며, 사용자가 별도의 전용 신발과 같은 장비를 착용하지 않도록 하므로 이용 거부감을 줄이는 한편 장비의 분실을 방지하여 더욱 편리한 유지 보수가 가능하다.
(제 2 실시예)
도 11 은 다른 실시예에 따른 걷기/뛰기 명령 생성 절차에 대한 상세 흐름도이다. 도 11 에 도시된 바와 같이, 제어부는 앞서 설명한 바와 동일한 방식으로 감지 센서 (130) 로부터의 출력 신호를 센싱하여 각각의 시점별로 RMS 값을 구하고, 미리 결정된 시간 구간 동안의 RMS 값에 대한 누적값을 계산할 수 있다. 여기서, 누적 RMS 값이 걷기 임계값 이상인지 여부를 판단 (단계 1110) 하여, 누적 RMS 값이 걷기 임계값 이상인 것으로 결정되면 제어 명령을 생성하는 것으로 우선 판단할 수 있다. 단, 누적 RMS 값이 걷기 임계값 이상인 경우에도, 누적 RMS 값이 뛰기 임계값 이상인지 여부를 판단 (단계 1020) 할 수 있고, 누적 RMS 값이 뛰기 임계값 이상인 경우에만 뛰기 제어 명령을 생성 (단계 1030) 하여 가상 현실에 위치한 캐릭터가 뛰어가도록 제어할 수 있다. 반면에, 누적 RMS 값이 걷기 임계값 이상이지만 뛰기 임계값 보다는 작은 경우, 걷기 제어 명령을 생성 (단계 1040) 하여 가상 현실에 위치한 캐릭터가 걸어가도록 제어할 수 있다.
즉, 제어부는 누적 RMS 값이 미리 결정된 걷기 임계값 이상 뛰기 임계값 미만이라는 결정에 응답하여 캐릭터에 대한 걷기 제어 명령을 생성하고, 누적 RMS 값이 뛰기 임계값 이상이라는 결정에 응답하여 캐릭터에 대한 뛰기 제어 명령을 생성하도록 구성될 수 있다.
이동 방향 제어
일 실시예에 따르면, 가상 현실에 위치한 캐릭터의 이동 방향을 제어하기 위해서는 본 발명의 일 실시예에 따른 가상 현실 캐릭터의 이동 제어를 위한 이동 감지 장치 이외에 조이스틱 (예를 들어, 8 방향 조이스틱) 을 추가로 구비하는 것에 의해 사용자가 가상 현실에 위치한 캐릭터가 움직이는 방향을 제어하도록 할 수 있다.
일 측면에 따르면, 캐릭터의 이동 방향 역시 사용자의 발과 판상 지지대 (110) 의 상호작용에 의해 제어하도록 할 수 있다. 도 12 는 이동 방향 제어를 위한 로드 셀이 구비된 이동 감지 장치의 예시도이다. 도 12 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 감지 장치는 판상 지지대 (110) 의 수평 방향으로 상이한 위치에 각각 배치된 복수의 로드 셀 (135-1, 135-2, 135-3, 135-4, 135-5, 135-6, 135-7, 135-8) 을 포함할 수 있다. 일 측면에 따르면, 판상 지지대 (130) 상부에 상기 복수의 로드 셀들 각각에 대응하는 부분 판상 지지대들을 더 구비할 수 있고, 상기 부분 판상 지지대들 각각의 하중을 대응하는 각각의 로드 셀이 감지할 수 있다.
제어부는 앞서 도 9 를 참조하여 설명한 바와 같이 감지 센서 (130) 로부터의 출력 신호를 센싱하여 각각의 시점별로 RMS 값을 구하고, 미리 결정된 시간 구간 동안의 RMS 값에 대한 누적값을 계산할 수 있다. 여기서, 누적 RMS 값이 임계값 이상인지 여부를 판단한 결과, 누적 RMS 값이 임계값 미만이라고 결정되고, 복수의 로드 셀 (135-1, 135-2, 135-3, 135-4, 135-5, 135-6, 135-7, 135-8) 중 어느 하나로 하중이 집중된다는 결정에 응답하여, 캐릭터가 상기 하중이 집중되는 로드 셀이 지시하는 방향으로 걸어가도록 하는 걷기 제어 명령을 생성할 수 있다.
이 경우, 누적 RMS 값이 임계값 이상이라는 결정 및 복수의 로드 셀 (135-1, 135-2, 135-3, 135-4, 135-5, 135-6, 135-7, 135-8) 중 어느 하나로 하중이 집중된다는 결정에 응답하여 제어부는 뛰기 제어 명령을 생성함으로써 가상 현실에 위치한 캐릭터가 상기 하중이 집중되는 로드 셀이 지시하는 방향으로 뛰어가도록 할 수 있다.
상술한 본 발명에 따른 제어부의 제어 명령 생성 절차는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현되는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체로는 컴퓨터 시스템에 의하여 해독될 수 있는 데이터가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래시 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다. 또한, 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체는 컴퓨터 통신망으로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 읽을 수 있는 코드로서 저장되고 실행될 수 있다.
이상, 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위가 상기 도면 또는 실시예에 의해 한정되는 것을 의미하지는 않으며 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
구체적으로, 설명된 특징들은 디지털 전자 회로, 또는 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 또는 그들의 조합들 내에서 실행될 수 있다. 특징들은 예컨대, 프로그래밍 가능한 프로세서에 의한 실행을 위해, 기계 판독 가능한 저장 디바이스 내의 저장장치 내에서 구현되는 컴퓨터 프로그램 제품에서 실행될 수 있다. 그리고 특징들은 입력 데이터 상에서 동작하고 출력을 생성함으로써 설명된 실시예들의 함수들을 수행하기 위한 지시어들의 프로그램을 실행하는 프로그래밍 가능한 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 설명된 특징들은, 데이터 저장 시스템으로부터 데이터 및 지시어들을 수신하기 위해, 및 데이터 저장 시스템으로 데이터 및 지시어들을 전송하기 위해 결합된 적어도 하나의 프로그래밍 가능한 프로세서, 적어도 하나의 입력 디바이스, 및 적어도 하나의 출력 디바이스를 포함하는 프로그래밍 가능한 시스템 상에서 실행될 수 있는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들 내에서 실행될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 소정 결과에 대해 특정 동작을 수행하기 위해 컴퓨터 내에서 직접 또는 간접적으로 사용될 수 있는 지시어들의 집합을 포함한다. 컴퓨터 프로그램은 컴파일된 또는 해석된 언어들을 포함하는 프로그래밍 언어 중 어느 형태로 쓰여지고, 모듈, 소자, 서브루틴(subroutine), 또는 다른 컴퓨터 환경에서 사용을 위해 적합한 다른 유닛으로서, 또는 독립 조작 가능한 프로그램으로서 포함하는 어느 형태로도 사용될 수 있다.
지시어들의 프로그램의 실행을 위한 적합한 프로세서들은, 예를 들어, 범용 및 특수 용도 마이크로프로세서들 둘 모두, 및 단독 프로세서 또는 다른 종류의 컴퓨터의 다중 프로세서들 중 하나를 포함한다. 또한 설명된 특징들을 구현하는 컴퓨터 프로그램 지시어들 및 데이터를 구현하기 적합한 저장 디바이스들은 예컨대, EPROM, EEPROM, 및 플래쉬 메모리 디바이스들과 같은 반도체 메모리 디바이스들, 내부 하드 디스크들 및 제거 가능한 디스크들과 같은 자기 디바이스들, 광자기 디스크들 및 CD-ROM 및 DVD-ROM 디스크들을 포함하는 비휘발성 메모리의 모든 형태들을 포함한다. 프로세서 및 메모리는 ASIC들(application-specific integrated circuits) 내에서 통합되거나 또는 ASIC들에 의해 추가되어질 수 있다.
전술한 실시 예들의 조합은 전술한 실시 예에 한정되는 것이 아니며, 구현 및/또는 필요에 따라 전술한 실시예들 뿐 아니라 다양한 형태의 조합이 제공될 수 있다.
전술한 실시 예들에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로서 순서도를 기초로 설명되고 있으나, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 순서도에 나타난 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나, 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
전술한 실시 예는 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.

Claims (16)

  1. 가상 현실 (Virtual Reality, VR) 캐릭터의 이동 제어를 위한 이동 감지 장치로서,
    사용자의 발과 접촉할 수 있는 판상 지지대;
    상기 판상 지지대에 구비되어 상기 판상 지지대의 물리적 변화를 감지할 수 있는 감지 센서; 및
    상기 감지 센서의 출력 신호를 기반으로 상기 가상 현실 캐릭터의 이동에 대한 제어 명령을 생성하는 제어부를 포함하는, 가상 현실 캐릭터의 이동 제어를 위한 이동 감지 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 감지 센서의 출력 신호에 대한 크기 표시 값을 계산하고,
    상기 크기 표시 값에 대한 미리 결정된 시간 구간 동안의 누적값을 계산하고,
    상기 누적값이 미리 결정된 임계값 이상이라는 결정에 응답하여 상기 제어 명령을 생성하는, 가상 현실 캐릭터의 이동 제어를 위한 이동 감지 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 크기 표시 값을 계산하기 전에, 상기 감지 센서의 출력 신호에 하이 패스 필터 및 로우 패스 필터 중 적어도 하나를 적용하는, 가상 현실 캐릭터의 이동 제어를 위한 이동 감지 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 가상 현실 캐릭터의 이동 제어를 위한 이동 감지 장치는, 동작 개시 감지 우선 모드 및 동작 중단 감지 우선 모드 중 어느 하나로 동작하고,
    상기 동작 개시 감지 우선 모드에서의 임계값은 상기 동작 중단 감지 우선 모드에서의 임계값보다 작은 값을 가지는, 가상 현실 캐릭터의 이동 제어를 위한 이동 감지 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 감지 센서는,
    가속도 센서, 관성 센서, IMU 센서 및 로드 셀 중 적어도 하나를 포함하는, 가상 현실 캐릭터의 이동 제어를 위한 이동 감지 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 판상 지지대에 사용자의 발이 접촉하고 있는지 여부를 판별하는 접촉 센서를 더 구비하는, 가상 현실 캐릭터의 이동 제어를 위한 이동 감지 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    미리 결정된 제 1 시간 구간 동안 사용자의 적어도 하나의 발이 상기 판상 지지대에 접하는 시점과 사용자의 어떤 발도 상기 판상 지지대에 접하지 않는 시점이 모두 존재한다는 결정 및 상기 누적값이 미리 결정된 임계값 이상이라는 결정에 응답하여 상기 가상 현실 캐릭터에 대한 뛰기 제어 명령을 생성하는, 가상 현실 캐릭터의 이동 제어를 위한 이동 감지 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    미리 결정된 제 1 시간 구간 동안 사용자의 적어도 하나의 발은 상기 판상 지지대에 접하고 상기 누적값이 미리 결정된 임계값 이상이라는 결정에 응답하여 상기 가상 현실 캐릭터에 대한 걷기 제어 명령을 생성하는, 가상 현실 캐릭터의 이동 제어를 위한 이동 감지 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 접촉 센서는, 상기 판상 지지대에 접한 사용자의 발의 개수를 감지하는, 가상 현실 캐릭터의 이동 제어를 위한 이동 감지 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 접촉 센서는, 소정 간격으로 배치된 복수의 버튼식 스위치 엘리먼트를 포함하고, 작동된 버튼식 스위치 엘리먼트의 개수가 제 1 값 이하일 때 사용자의 어떤 발도 상기 판상 지지대에 접하지 않는다고 결정하는, 가상 현실 캐릭터의 이동 제어를 위한 이동 감지 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 접촉 센서는, 소정 간격으로 배치된 복수의 버튼식 스위치 엘리먼트를 포함하고, 작동된 버튼식 스위치 엘리먼트의 개수가 상기 제 1 값 이상 제 2 값 이하일 때 사용자의 하나의 발이 상기 판상 지지대에 접한다고 결정하는, 가상 현실 캐릭터의 이동 제어를 위한 이동 감지 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 접촉 센서는, 소정 간격으로 배치된 복수의 버튼식 스위치 엘리먼트를 포함하고, 작동된 버튼식 스위치 엘리먼트의 개수가 상기 제 2 값 이상일 때 사용자의 두 발이 상기 판상 지지대에 접한다고 결정하는, 가상 현실 캐릭터의 이동 제어를 위한 이동 감지 장치.
  13. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 누적값이 미리 결정된 걷기 임계값 이상 뛰기 임계값 미만이라는 결정에 응답하여 캐릭터에 대한 걷기 제어 명령을 생성하는, 가상 현실 캐릭터의 이동 제어를 위한 이동 감지 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 누적값이 상기 뛰기 임계값 이상이라는 결정에 응답하여 캐릭터에 대한 뛰기 제어 명령을 생성하는, 가상 현실 캐릭터의 이동 제어를 위한 이동 감지 장치.
  15. 제 2 항에 있어서,
    상기 판상 지지대의 수평 방향으로 상이한 위치에 각각 배치된 복수의 로드 셀을 더 포함하는, 가상 현실 캐릭터의 이동 제어를 위한 이동 감지 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 누적값이 상기 미리 결정된 임계값 미만이라는 결정 및 상기 복수의 로드 셀들 중 어느 하나로 하중이 집중된다는 결정에 응답하여, 캐릭터에 대한 상기 하중이 집중되는 로드 셀 방향으로의 걷기 제어 명령을 생성하는, 가상 현실 캐릭터의 이동 제어를 위한 이동 감지 장치.

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