KR20210065329A - Virtual Reality Projectile Launching Device Using Inertial Measuring Device - Google Patents
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Abstract
Description
전기전자electrical and electronic
가상현실 기술은 엔터테인먼트, 교육, 훈련과 같은 분야에서 많이 활용되고 있으며 종래의 기술에 비해서 많은 장점들을 보여주고 있다. 가상현실은 현실세계를 모방하는 것이 가장 우선되는 목표다. 현실세계를 모방하려면 시각, 청각, 촉각, 평행감각 등 인간의 오감을 자극하는 인터페이스 기술이 필수적이다. 가상현실 사용자에게 마치 현실세계에서 현실의 물체와 상호작용하듯 착각을 불러일으켜 가상세계에서도 현실세계의 경험에 기반을 두어 임무를 수행할 수 있도록 한다. 가상현실을 위한 인터페이스들로는 디스플레이 장치, 촉각장치, 방향이동장치, 음향장치, 조이스틱과 같이 다양한 종류가 있다. 하지만 아직 고무줄이나 스프링과 같은 탄성체를 이용하여 현실세계의 기구들을 모방할 수 있는 인터페이스 장치는 알려진 바 없다. 탄성체를 이용한 새총, 활, 석궁, 작살 같은 도구들을 가상공간에서 실감나게 조작할 수 있는 인터페이스가 필요하다.Virtual reality technology is widely used in fields such as entertainment, education, and training, and shows many advantages over the conventional technology. Virtual reality aims to imitate the real world. To imitate the real world, interface technology that stimulates human five senses, such as sight, hearing, touch, and parallel sense, is essential. It creates the illusion of virtual reality users interacting with real objects in the real world, allowing them to perform tasks in the virtual world based on the experience of the real world. There are various types of interfaces for virtual reality, such as a display device, a tactile device, a direction moving device, a sound device, and a joystick. However, there is still no known interface device that can imitate real-world instruments using elastic bodies such as rubber bands or springs. We need an interface that can realistically manipulate tools such as slingshots, bows, crossbows, and harpoons using elastic bodies in virtual space.
가상현실 기술을 활용한 콘텐츠는 다양한 사용자 입력방법이 필요하다. 특히 게임이나 훈련을 위한 콘텐츠에서 사용자가 적을 공격하는 상황에서 필요한 방법들이 있다. 공격에 사용되는 기구들의 종류로는 총기류, 창검류, 투척류와 그 외 별개의 것들이 있다. 종래의 기술들은 2차원 영상 인식(일반 카메라), 3차원 영상인식(볼륨카메라), 레이저나 적외선 센서, 관성측정장치로 만든 손에 쥐는 장치(오큘러스 터치, VIVE 콘트롤러 등)들이 있다. 하지만 이들은 탄성을 이용한 '투척류'를 모의하기에는 한계가 따른다. 특히 스프링이나 지렛대, 고무줄의 탄성을 이용한 투척류를 모의하고자 하는 경우는 그 한계가 더욱 분명하다. 이 발명은 전술한 문제를 해결하고자 하며, 특히 새총, 곡사포, 대포, 활, 석궁과 같은 모의에 강인함을 갖는다.Content using virtual reality technology requires a variety of user input methods. In particular, there are methods necessary in a situation where the user attacks the enemy in the content for games or training. Types of tools used for attack include firearms, spears, throwing weapons, and others. Conventional technologies include two-dimensional image recognition (general camera), three-dimensional image recognition (volume camera), hand-held devices (Oculus Touch, VIVE controller, etc.) made of laser or infrared sensors, and inertial measurement devices. However, they have limitations in simulating 'throwing flow' using elasticity. In particular, in the case of simulating a throwing flow using the elasticity of a spring, a lever, or a rubber band, the limitation is more obvious. This invention is intended to solve the above-mentioned problems, and has particularly robustness against simulations such as slingshots, howitzers, cannons, bows, and crossbows.
탄성 있는 고무나 스프링, 이를 지지할 수 있는 지지대, 탄성체에 고정된 관성측정장치, 관성측정장치의 측정자료를 무선으로 수신할 수신기와 기타 일반적인 가상현실 환경구축이 요구된다. 지지대에 장착된 탄성체(고무, 스프링 등)에 고정시킨 관성측정장치를 손이나 기타 기구로 힘을 가하여 관성측정장치가 탄성의 회복에 의해 움직이는 데이터를 컴퓨터로 분석하여 가상공간에 표현하는 방법으로 과제를 해결한다.Elastic rubber or spring, a support that can support it, an inertial measurement device fixed to an elastic body, a receiver to receive the measurement data of the inertial measurement device wirelessly, and other general virtual reality environments are required. The task is to apply force to the inertia measuring device fixed to the elastic body (rubber, spring, etc.) mounted on the support with a hand or other device, and analyze the data that the inertial measuring device moves by restoring elasticity with a computer and expressing it in a virtual space. solve the
HMD를 착용한 상황이건 그렇지 않고 스크린을 가상공간 디스플레이로 사용하는 상황이건 상관없이 투척류의 운동특성을 실제 탄성체(고무, 스프링, 지렛대 등)를 사용하기 때문에 매우 현실감있는 게임이나 교육, 훈련이 이루어질 수 있다. 관성측정장치로부터 전달된 움직임 데이터를 소프트웨어적으로 정제하여 새총, 곡사포, 대포, 활, 석궁과 같은 각각의 모의 환경에 맞게 가공하면 실제 물리환경에서 해당 장치를 사용하는 것과 매우 유사한 체험이 가능하다.Regardless of whether the HMD is worn or the screen is used as a virtual space display, very realistic games, education, and training can be performed because the actual elastic body (rubber, spring, lever, etc.) can If the motion data transmitted from the inertial measurement device is refined by software and processed according to each simulated environment such as a slingshot, howitzer, cannon, bow, and crossbow, an experience very similar to using the device in an actual physical environment is possible.
도 1
가상현실 투척류 발사장치 3D-1
도 2
가상현실 투척류 발사장치 3D-2
도 3
가상현실 투척류 발사장치 측면도
도 4
가상현실 투척류 발사장치 정면도
도 5
가상현실 투척류 발사장치 평면도
도 6
투척류 발사 장치 3D-1
도 7
투척류 발사 장치 3D-2
도 8
회전형 의자 3D-1
도 9
회전형 의자 3D-2Figure 1 Virtual Reality Throwing Launcher 3D-1
Figure 2 Virtual reality throwing-type launcher 3D-2
3 is a side view of the virtual reality throwing type launcher
4 is a front view of the virtual reality throwing type launcher
5 is a plan view of the virtual reality throwing type launcher
Fig. Projectile launch device 3D-1
Fig. Throwing-type launcher 3D-2
Fig. Swivel chair 3D-1
Fig. Swivel chair 3D-2
[도 1]에서와 같이 관성측정장치를 이용한 투척류 발사장치는 크게 회전형 의자와 회전형 의자에 부착되는 탄성체를 이용한 투척류 발사장치로 구성된다. 회전형 의자는 회전의자 발판(130)과 회전축 파이프(120), 안장(170)과 안전쿠션(160), 안장지지 파이프(180)로 구성되며 이 구성은 제작자의 의도에 따라 모양이 변화될 수 있다. 그리고 회전형 의자는 회전하는 기능을 제외한 나머지 구성들은 더해지거나 삭제될 수 있다. 투척류 발사장치는 탄성체 지지대(100)와 회전형 의자와 탄성체 지지대를 고정하는 지지대 고정뭉치(110)로 구성된다. 투척류 뭉치는 탄성체(140)와 탄성체 고정뭉치(210), 관성측정장치(200), 투척손잡이(220)로 구성된다.As shown in [Fig. 1], the throwing-type launcher using the inertial measuring device is largely composed of a rotating chair and a thrown-type launcher using an elastic body attached to the rotating chair. The swivel chair consists of a swivel
탄성체지지대(100)는 탄성 있는 고무나 스프링을 고정하고, 이를 지지할 수 있는 지지대이다. 탄성체(140)에 고정된 관성측정장치(200)는 일반적으로 9자유도를 갖는 가속도계, 회전속도계, 자력계의 조합으로 구성한다. 물론 이 조합을 선택적으로 사용할수도 그렇지 않을수도 있다. 이 관성측정장치는 내부에 무선 송신기를 포함하고 있어서 자료를 무선으로 전송한다. 전송된 자료는 가상현실 전문 장비 또는 일반적인 컴퓨터에서 무선으로 수신한다. 따라서 데이터의 무선 전송이 가능한 관성측정장치와, 데이터를 받아서 처리할 일련의 컴퓨터 장치가 요구된다. 탄성체지지대(100)에 장착된 고무나 스프링 같은 탄성체(140)에 고정시킨 관성측정장치(200)를 손이나 기타 기구로 힘을 가하여 관성측정장치가 탄성의 회복에 의해 움직이는 데이터를 컴퓨터로 분석하여 가상공간에 표현하는 방법으로 과제를 해결한다.The
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