KR20210065402A - 회전형 시뮬레이터를 이용한 어지러움증 개선용 vr 제공 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 사용자의 보행 속도와 시선에 따라 가상 콘텐츠를 제공하고, 동시에 운동 기구의 구동 속도와 회전을 제어하여 현실감 있는 운동 현장을 제공하는 회전형 시뮬레이터를 이용한 어지러움증 개선용 VR 제공 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 사용자의 신체에 착용되어 가상 콘텐츠를 제공하는 가상현실 제공 유닛; 사용자의 두피에 접하도록 상기 가상현실 제공 유닛의 일측에 구비되고, 사용자의 뇌파 수치를 측정하는 뇌파 측정 유닛; 상기 가상현실 제공 유닛과 연결되고, 상기 가상 콘텐츠 상에서 상기 사용자의 보행 속도에 따라 구동되는 런닝 벨트와 상기 런닝 벨트의 하부에 배치되어 상기 가상 콘텐츠 상에서 상기 사용자의 시선 정보를 기초로 회전하는 회전 플레이트로 이루어지는 운동 제공 유닛; 및 상기 사용자의 보행 속도와 시선 정보를 기초로 상기 가상 콘텐츠를 생성하고, 상기 런닝 벨트의 구동 속도와 상기 회전 플레이트의 회전 방향 및 속도를 제어하며, 상기 뇌파 수치를 기초로 일반 피로도 단계를 판단하여 상기 일반 피로도 단계에 따라 상기 가상 콘텐츠의 시각 효과에 대한 보정 단계를 결정하는 제어 유닛을 포함한다.
본 발명은 광주전남 SW융합클러스터 사업의 일환으로 광주정보문화산업진흥원의 지원을 받아 제안된 것이다.
본 발명은 광주전남 SW융합클러스터 사업의 일환으로 광주정보문화산업진흥원의 지원을 받아 제안된 것이다.
Description
본 발명은 회전형 시뮬레이터를 이용한 어지러움증 개선용 VR 제공 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자의 보행 속도와 시선에 따라 가상 콘텐츠를 제공하고, 동시에 운동 기구의 구동 속도와 회전을 제어하여 현실감 있는 운동 현장을 제공할 수 있는 회전형 시뮬레이터를 이용한 어지러움증 개선용 VR 제공 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 광주전남 SW융합클러스터 사업의 일환으로 광주정보문화산업진흥원의 지원을 받아 제안된 것이다.
최근 가상현실(Virtual Reality; VR) 콘텐츠가 연구자들, 산업계, 소비자들로부터 실제 현실과 같은 차세대 콘텐츠로 주목받고 있다. 특히, VR 콘텐츠는 게임, 방송, 엔터테인먼트, 트레이닝 등 다양한 어플리케이션으로의 활용 가능성이 높아 관련 시장 규모가 빠르게 확대되고 있다.
VR 콘텐츠는 원형 공간으로 촬영된 360도 영상을 제공함으로써, 사용자에게 마치 실제 영상 공간 속에 존재하는 것과 같은 몰입감과 현실감을 제공할 수 있다. 따라서, 사용자는 넓은 시야각의 영상을 인지할 수 있고, 몸을 움직여 원형 공간으로 촬영된 360도 영상을 모두 둘러볼 수 있다.
다만, VR 콘텐츠에 대한 관심이 높아질수록 사용자들의 시청 안전에 대한 우려도 함께 증폭되고 있다. 예를 들면, 사용자가 몰입감이 높은 VR 콘텐츠를 시청할 때, 대부분의 사용자는 심한 피로와 함께 사이버 멀미(Cybersickness) 또는 VR 멀미(VR sickness)를 느끼는 문제점이 있다.
따라서, 가상현실을 이용하면서 발생하는 피로 및 멀미를 완화시킬 수 있는 시스템이 필요한 실정이다.
따라서 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 본 발명은 사용자의 보행 속도와 시선에 따라 가상 콘텐츠를 제공하고, 동시에 운동 기구의 구동 속도와 회전을 제어하여 현실감 있는 운동 현장을 제공할 수 있는 회전형 시뮬레이터를 이용한 어지러움증 개선용 VR 제공 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 가상현실 제공 유닛을 사용하는 사용자가 피로도를 느낄 때 시각 효과를 보정하여 피로도를 완화시킬 수 있는 회전형 시뮬레이터를 이용한 어지러움증 개선용 VR 제공 시스템을 제공하는데 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 사용자의 보폭 변화에 따라 보행 속도를 예측하여 운동 기구의 구동 속도를 자동으로 제어하고, 보폭 변화가 크게 발생하면 운동 기구의 구동을 멈추도록 제어하여 안전한 운동 환경을 제공할 수 있는 회전형 시뮬레이터를 이용한 어지러움증 개선용 VR 제공 시스템을 제공하는데 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 타사용자와 동일한 가상 콘텐츠를 공유하여 함께 운동하는 기분을 느낄 수 있도록 하여 운동에 흥미를 제공할 수 있는 회전형 시뮬레이터를 이용한 어지러움증 개선용 VR 제공 시스템을 제공하는데 다른 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적들은 이하에 서술되는 실시예를 통하여 더욱 명확해질 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 회전형 시뮬레이터를 이용한 어지러움증 개선용 VR 제공 시스템은 사용자의 신체에 착용되어 가상 콘텐츠를 제공하는 가상현실 제공 유닛; 사용자의 두피에 접하도록 상기 가상현실 제공 유닛의 일측에 구비되고, 사용자의 뇌파 수치를 측정하는 뇌파 측정 유닛; 상기 가상현실 제공 유닛과 연결되고, 상기 가상 콘텐츠 상에서 상기 사용자의 보행 속도에 따라 구동되는 런닝 벨트와 상기 런닝 벨트의 하부에 배치되어 상기 가상 콘텐츠 상에서 상기 사용자의 시선 정보를 기초로 회전하는 회전 플레이트로 이루어지는 운동 제공 유닛; 및 상기 사용자의 보행 속도와 시선 정보를 기초로 상기 가상 콘텐츠를 생성하고, 상기 런닝 벨트의 구동 속도와 상기 회전 플레이트의 회전 방향 및 속도를 제어하며, 상기 뇌파 수치를 기초로 일반 피로도 단계를 판단하여 상기 일반 피로도 단계에 따라 상기 가상 콘텐츠의 시각 효과에 대한 보정 단계를 결정하는 제어 유닛을 포함한다.
본 발명에 따른 회전형 시뮬레이터를 이용한 어지러움증 개선용 VR 제공 시스템은 다음과 같은 실시예들을 하나 또는 그 이상 구비할 수 있다.
예를 들면, 상기 런닝 벨트는 구동 본체부; 상기 구동 본체부에 수평 방향으로 연결되어 사용자의 보행에 따라 구동되는 구동 벨트부; 상기 구동 벨트부의 내측에서 사용자의 보행 보폭을 센싱하는 보폭 센서부; 상기 구동 본체부에 수직 방향으로 연결되는 지지부; 및 상기 가상 콘텐츠를 표시하는 디스플레이부를 포함할 수 있다.
상기 회전 플레이트는 모터부; 상부에 안착되는 상기 런닝 벨트를 상기 모터부에 의해 지면과 수평 방향으로 회전시키는 회전부; 및 상기 회전부의 높이와 경사를 제어하는 경사 제어부를 포함할 수 있다.
상기 제어 유닛은 상기 뇌파 수치를 기 설정된 기준 값과 비교하여 사용자의 일반 피로도 단계를 판단하는 피로도 판단부; 상기 뇌파 수치가 기 설정된 기준 시간보다 빠른 시간 내에 특정 피로도 단계에 도달하면 상기 일반 피로도 단계를 더욱 높은 재설정 피로도 단계로 재설정하는 피로도 재설정부; 및 상기 재설정 피로도 단계의 생성 여부에 따라 상기 일반 피로도 단계 또는 상기 재설정 피로도 단계에 대응하는 보정 단계로 상기 가상 콘텐츠의 시각 효과를 보정하는 보정부를 포함할 수 있다.
상기 보정부는 상기 보정 단계에 따라 상기 가상 콘텐츠의 밝기, 선명도, 시야각, 입체감, 색상 조절, 채도 조절, 색도 조절, 흑백 효과 중 적어도 어느 하나에 대한 시각 효과를 보정하고, 상기 가상 콘텐츠에 포함된 3차원 객체의 중요도를 설정하여 상기 일반 피로도 단계 또는 상기 재설정 피로도 단계가 높아질수록 상기 가상 콘텐츠 상에서 상기 중요도가 낮은 3차원 객체부터 순차적으로 제거할 수 있다.
본 발명에 따른 회전형 시뮬레이터를 이용한 어지러움증 개선용 VR 제공 시스템은 다음과 같은 효과를 제공한다.
본 발명은 사용자의 보행 속도와 시선에 따라 가상 콘텐츠를 제공하고, 동시에 운동 기구의 구동 속도와 회전을 제어하여 현실감 있는 운동 현장을 제공할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 가상현실 제공 유닛을 사용하는 사용자가 피로도를 느낄 때 시각 효과를 보정하여 피로도를 완화시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 사용자의 보폭 변화에 따라 보행 속도를 예측하여 운동 기구의 구동 속도를 자동으로 제어하고, 보폭 변화가 크게 발생하면 운동 기구의 구동을 멈추도록 제어하여 안전한 운동 환경을 제공할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 타사용자와 동일한 가상 콘텐츠를 공유하여 함께 운동하는 기분을 느낄 수 있도록 하여 운동에 흥미를 제공할 수 있는 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 회전형 시뮬레이터를 이용한 어지러움증 개선용 VR 제공 시스템을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 회전형 시뮬레이터를 이용한 어지러움증 개선용 VR 제공 시스템을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 회전형 시뮬레이터를 이용한 어지러움증 개선용 VR 제공 시스템을 도시한 블록도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
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.
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.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하 본 발명의 실시예들에 따른 회전형 시뮬레이터를 이용한 어지러움증 개선용 VR 제공 시스템에 대하여 도 1 및 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 회전형 시뮬레이터를 이용한 어지러움증 개선용 VR 제공 시스템을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 회전형 시뮬레이터를 이용한 어지러움증 개선용 VR 제공 시스템을 도시한 블록도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 회전형 시뮬레이터를 이용한 어지러움증 개선용 VR 제공 시스템(100)은 가상현실 제공 유닛(110), 운동 제공 유닛(120, 130), 제어 유닛(140), 및 뇌파 측정 유닛(150)을 포함한다.
가상현실 제공 유닛(110)은 사용자의 신체에 착용되어 가상 콘텐츠를 제공하는 기기로, 통상에서 사용되는 VR(Virtual Reality) 기기에 해당할 수 있다. 가상현실 제공 유닛(110)은 제어 유닛(140)에서 생성되는 가상 콘텐츠를 사용자에게 제공할 수 있으며, 예를 들어, 가상현실 제공 유닛(110)은 사용자의 안면부에 착용될 수 있다.
가상현실 제공 유닛(110)은 유선 또는 무선으로 운동 제공 유닛과 연결되고, 사용자의 보행 속도 및 시선 정보에 따라 운동 제공 유닛과 상호작용하도록 구축될 수 있다.
일 실시예에서, 가상현실 제공 유닛(110)은 운동 제공 유닛의 런닝 벨트(120)에 수직 방향으로 연장되되, 사용자의 키에 따라 높이를 조절할 수 있도록 형성되는 가상기기 고정대(미도시)에 의해 높이가 고정될 수 있다. 가상기기 고정대는 런닝 벨트(120)로부터 연장되어 높이 조절되는 수직 연장부와, 수직 연장부의 일단에서 수평 방향으로 연장되는 수평 연장부, 및 수평 연장부의 내측에 구비되어 가상현실 제공 유닛(110)의 회전을 가능하도록 하는 베어링부로 이루어질 수 있다.
일반적으로 사용하는 가상현실 제공 유닛(110)은 무게감이 있기 때문에 사용자의 안면부를 압박하여 가상 콘텐츠 수행시 사용자의 피로감을 증대시키고, 사용자가 계속적으로 움직임에 따라 가상 콘텐츠를 수행할 수 있는 최적의 안면부 위치에서 이동하게 되는 문제점이 있다.
이에, 가상기기 고정대는 가상현실 제공 유닛(110)을 지지하여 가상현실 제공 유닛(110)의 높이를 일정하게 유지시키고, 사용자가 고개를 돌리면 베어링을 통해 가상현실 제공 유닛(110)을 회전시켜 사용자가 가상현실 제공 유닛(110)에 대한 무게감을 느끼지 않으면서 가상 콘텐츠를 수행하도록 할 수 있다.
가상현실 제공 유닛(110)은 사용자의 색맹 또는 색약 여부에 따라 교정 필터를 적용하여 색각(색을 구별하여 인식하는 능력) 이상을 보정할 수 있다. 사용자의 색맹 또는 색약 테스트는 가상 콘텐츠를 제공하기 전에 별도의 장치를 통해 진행될 수 있다.
가상현실 제공 유닛(110)은 복수의 교정 필터를 구비하고 있고, 색맹 또는 색약 정도에 따라 특정 교정 필터를 적용하여 사용자 관점에서 가상 콘텐츠에 대한 색의 분별력이 높아지도록 할 수 있다.
뇌파 측정 유닛(150)은 사용자의 두피 또는 관자놀이에 접하도록 가상현실 제공 유닛(110)의 일측에 구비되고, 사용자의 뇌파 수치를 측정할 수 있다. 일 실시예에서, 뇌파 측정 유닛(150)은 가상현실 제공 유닛(110)과 별도로 형성되어 유선 또는 무선 네트워크를 통해 가상현실 제공 유닛(110)과 연결될 수 있다.
뇌파 측정 유닛(150)은 사용자의 뇌파를 측정하기 위한 복수의 전극 센서를 포함할 수 있다. 사용자는 가상현실 제공 유닛(110)을 통해 가상 콘텐츠를 이용할 때 직선 이동 또는 회전 이동에 따른 어지러움증, 시각 자극의 괴리감으로 인한 어지러움증 등과 같은 피로도를 느낄 수 있으며, 복수의 전극 센서를 통해 이러한 피로도가 측정될 수 있다.
뇌파 측정 유닛(150)은 전극 센서를 통해 사용자가 가상 콘텐츠로부터 피로도를 느꼈을 때 방출하는 베타파를 검출할 수 있다. 여기에서 베타파는 13 ~ 30 Hz 대역의 뇌파로서 스트레스파라고도 하며, 불안, 긴장 등의 상태에서 방출되는 특성을 갖는다.
운동 제공 유닛은 가상현실 제공 유닛(110)과 연결되고, 사용자의 보행 및 시선에 대한 움직임에 따라 구동되어 가상 콘텐츠를 수행하는 사용자에게 현실감을 제공할 수 있다.
운동 제공 유닛은 가상 콘텐츠 상에서 사용자의 보행 속도에 따라 구동되는 런닝 벨트(120)와 런닝 벨트(120)의 하부에 배치되어 가상 콘텐츠 상에서 사용자의 시선 정보를 기초로 회전하여 런닝 벨트(120)를 회전시키는 회전 플레이트(130)로 이루어질 수 있다.
런닝 벨트(120)는 구동 본체부(121), 구동 벨트부(122), 보폭 센서부(123), 지지부(124), 디스플레이부(125), 및 제어판부(126)으로 이루어질 수 있다.
구동 본체부(121)는 런닝 벨트(120)의 바닥 외형을 형성하는 부분으로 구동 벨트부(122) 및 지지부(124)와 연결될 수 있다.
구동 벨트부(122)는 구동 본체부(121)에 수평 방향으로 연결되어 사용자가 올라가서 걷거나 뛰도록 수평 회전할 수 있다. 구동 벨트부(122)는 수동 모드와 자동 모드로 구분될 수 있고, 수동 모드시 사용자에 의해 회전 속도가 조절되고, 자동 모드시 사용자의 보폭 및 보행 속도에 따라 자동으로 회전 속도가 조절될 수 있다.
예를 들어, 구동 벨트부(122)는 속도 센서(미도시)와 연동되고, 속도 센서를 통해 일정 시간동안 측정되는 사용자의 보행 속도에 대한 평균값을 기초로 회전 속도가 조절될 수 있다.
다른 예를 들어, 구동 벨트부(122)는 보폭 센서부(123)와 연동되고, 보폭 센서부(123)를 통해 일정 시간동안 측정되는 사용자의 보폭에 대한 평균값을 기초로 회전 속도가 조절될 수 있다. 즉, 구동 벨트부(122)는 현재 사용자의 보폭에 대한 평균값이 이전 보폭에 대한 평균값보다 크면 현재의 회전 속도를 빠르게 조절하고, 현재 사용자의 보폭에 대한 평균값이 이전 보폭에 대한 평균값보다 작으면 현재의 회전 속도를 느리게 조절할 수 있다.
구동 벨트부(122)는 사용자가 보행할 때 신체에 무리가 가지 않도록 쿠션감 및 탄성이 있는 소재로 형성될 수 있다.
보폭 센서부(123)는 구동 벨트부(122)의 내측에 구비되어 사용자의 보행 보폭을 센싱할 수 있다. 보폭 센서부(123)는 사용자의 앞발 뒤꿈치부터 뒷발 뒤꿈치까지의 길이를 기초로 보행 보폭을 센싱하여 구동 벨트부(122)의 회전 속도를 조절하는데 사용될 수 있다.
지지부(124)는 구동 본체부(121)에 수직 방향, 즉 직립하도록 연결되어 디스플레이부(125)와 제어판부(126)를 지지할 수 있으며, 필요에 따라 사용자가 잡을 수 했는 손잡이가 형성될 수 있다.
디스플레이부(125)는 지지부(124)에 의해 구동 본체부(121)로부터 지지되고, LCD(Liquid Crystal Display) 모니터, CRT(Cathode Ray Tube) 모니터, OLED(Organic Light Emitting Diodes) 모니터 등과 같은 가상 콘텐츠를 출력할 수 있는 장치에 해당한다.
제어판부(126)는 지지부(124)에 의해 구동 본체부(121)로부터 지지되고, 터치 패널과 다수의 버튼으로 이루어져 구동 온오프, 구동 벨트부(122)의 속도, 비상 정지, 디스플레이부(125)의 온오프 등을 제어하는데 사용될 수 있다.
회전 플레이트(130)는 런닝 벨트(120)의 하부에 배치되어 가상 콘텐츠 상에서 사용자의 시선 정보를 기초로 회전할 수 있다. 회전 플레이트(130)는 사용자가 가상현실 제공 유닛(110)을 착용한 상태에서 왼쪽으로 고개를 돌리면 왼쪽 방향으로 회전하여 사용자가 실제로 회전한 것처럼 느끼게 하고, 오른쪽으로 고개를 돌리면 오른쪽 방향으로 회전하여 사용자가 실제로 회전한 것처럼 느끼게 할 수 있다.
회전 플레이트(130)는 모터부(131), 회전부(132), 및 경사 제어부(133)로 이루어질 수 있다.
모터부(131)는 전원을 공급받으면 회전부(132)에 회전 동력을 제공할 수 있다. 모터부(131)는 지면에 설치되어 회전부(132)가 지면으로부터 이격되어 배치되도록 할 수 있다. 예를 들어, 모터부(131)는 회전부(131)보다 작게 형성되어 회전부(132)의 중심 하부에 연결되거나, 회전부(132)의 크기에 대응하도록 형성되어 회전부(132)의 하부에 연결될 수 있다.
회전부(132)는 모터부(131)에 의해 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있는 플레이트에 해당하고, 모터부(131)에 의해 회전하여 런닝 벨트(120)를 회전시킬 수 있다.
일 실시예에서, 회전부(132)는 원형 또는 사각형으로 형성될 수 있으며, 런닝 벨트(120)로부터 전달되는 진동을 저감할 수 있도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 회전부(132)는 두개의 플레이트와, 두개의 플레이트 사이에 형성되는 복수의 탄성 부재로 이루어져 런닝 벨트(120)로부터 전달되는 진동을 탄성 ㅂ부재를 통해 저감할 수 있다.
경사 제어부(133)는 회전부(132)의 하부에 설치되어 가상 콘텐츠에 따라 높낮이와 경사(기울기)를 제어할 수 있다. 경사 제어부(133)는 가상 콘텐츠의 환경에 따라 회전부(132)를 상하로 이동시켜서 런닝 벨트(120)의 높이를 조절하고, 좌우 방향의 경사각을 자유롭게 변경할 수 있다.
제어 유닛(140)은 국내 및 해외 유명 장소에 대한 로드뷰를 기초로 해당 위치에 실제로 존재하는 도로, 언덕, 나무, 상점 등으로 가상 콘텐츠를 미리 생성할 수 있다. 예를 들어, 가상 콘텐츠는 도시, 해안가, 산길, 런닝 트랙 등이 될 수 있으며, 그래픽으로 만들거나 실제 존재하는 지역의 실사 영상으로 생성될 수 있다. 가상 콘텐츠는 비 오는 날씨, 눈 오는 날씨, 더운 날씨, 바람부는 날씨 등 현재의 실제 날씨가 그래픽으로 적용된 상태로 제공되어 현실감 있는 환경을 제공하도록 할 수 있으며, 사용자 관점의 1인칭 시점으로 제공될 수 있다.
제어 유닛(140)은 사용자의 보행 속도와 시선 정보를 기초로 가상 콘텐츠의 환경을 변화시킬 수 있다. 제어 유닛(140)은 사용자의 보행 속도에 대응하는 속도로 가상 콘텐츠의 영상 흐름을 제어하고, 사용자의 시선 정보로서 눈동자의 이동이나 고개 돌림을 센싱하여 가상 콘텐츠의 영상 방향을 제어할 수 있다.
제어 유닛(140)은 사용자의 보행 속도, 보행 보폭, 시선 정보에 따라 가상 콘텐츠를 재구성함과 동시에, 보행 속도와 보행 보폭에 따라 런닝 벨트(120)의 구동 속도를 제어하고, 시선 정보에 따라 회전 플레이트(130)의 회전 방향 및 회전 속도를 제어할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 회전형 시뮬레이터를 이용한 어지러움증 개선용 VR 제공 시스템(100)은 사용자가 런닝 벨트(120)에서 뛰면서 회전도 같이 할 수 있기 때문에 제자리에서 360도에 해당하는 가상 콘텐츠 환경을 경험할 수 있는 특징이 있다.
일 실시예에서, 제어 유닛(140)은 가상 콘텐츠 상에서 사용자의 동선을 추적하여 사용자가 소유하고 있는 사용자 단말에 설치된 어플리케이션을 통해 사용자의 동선 경로를 제공할 수 있다. 여기에서 동선 경로는 사용자가 해당 동선에서 머문 시간을 포함할 수 있다.
제어 유닛(140)은 뇌파 수치를 기초로 사용자에 대한 피도로를 레벨화한 일반 피로도 단계를 판단하고, 일반 피로도 단계에 따라 가상 콘텐츠의 시각 효과에 대한 보정 단계를 결정할 수 있다. 이를 위하여 제어 유닛(140)은 피로도 판단부(141), 피로도 재설정부(142), 및 보정부(143)를 포함할 수 있다.
피로도 판단부(141)는 뇌파 수치를 기 설정된 기준 값과 비교하여 사용자의 일반 피로도 단계를 판단할 수 있다. 일반 피로도 단계는 사용자가 피로를 느낀 정도를 나타내는 지표로, 가상 콘텐츠의 시각 효과를 단계별로 보정하기 위한 데이터로 사용될 수 있다.
피로도 판단부(141)는 일반 피로도 단계를 1레벨부터 N레벨까지 설정하고, 각 레벨에 대응하는 피로도 범위 중 뇌파 측정 유닛(150)에서 측정된 뇌파 수치가 포함된 특정 레벨을 추출하여 일반 피로도 단계를 결정할 수 있다. 일반 피로도 단계는 1레벨에서 N레벨로 갈수록 피로도가 높은 것으로 표현될 수 있다.
피로도 재설정부(142)는 뇌파 수치가 기 설정된 기준 시간보다 빠른 시간 내에 특정 피로도 단계에 도달하면 일반 피로도 단계를 더욱 높은 재설정 피로도 단계로 재설정할 수 있다.
피로도 재설정부(142)는 사용자의 뇌파 수치가 레벨a의 일반 피로도 단계로 측정되었으나, 기 설정된 기준 시간보다 빠른 시간 내에 레벨a의 일반 피로도 단계에 도달하면 사용자의 피로도가 급속도로 증가한 것으로 판단하여 재설정 피로도 단계로서 레벨a+x(여기에서, a 및 x는 자연수)로 재설정할 수 있다.
예를 들어, 피로도 재설정부(142)는 피로를 느끼기 시작한 시간부터 레벨1의 일반 피로도 단계로 판단되는 뇌파 수치까지 도달하는 기준 시간을 10분으로 설정하였을 때, 사용자가 피로를 느끼기 시작한 순간부터 레벨1의 일반 피로도 단계로 판단되는 뇌파 수치까지 도달한 시간이 기준 시간 10분보다 빠른 5분이라면, 사용자의 일반 피로도 단계를 재설정 피로도 단계로 레벨1보다 한 단계 높은 레벨2로 재설정할 수 있다.
즉, 피로도 재설정부(142)는 동일한 뇌파 수치를 가지는 사용자라도 해당 일반 피로도 단계에 도달한 시간을 기초로 다른 재설정 피로도 레벨을 가지도록 설정할 수 있다.
보정부(143)는 재설정 피로도 단계의 생성 여부에 따라 일반 피로도 단계 또는 재설정 피로도 단계에 대응하는 보정 단계로 가상 콘텐츠의 시각 효과를 보정할 수 있다. 즉, 보정부(143)는 재설정 피로도 단계가 생성된 경우 재설정 피로도 단계에 대응하는 보정 단계로 가상 콘텐츠의 시각 효과를 보정하고, 재설정 피로도 단계가 생성되지 않은 경우 일반 피로도 단계에 대응하는 보정 단계로 가상 콘텐츠의 시각 효과를 보정할 수 있다. 여기에서 보정 단계는 재설정 피로도 단계 또는 일반 피로도 단계의 레벨에 대응하는 단계로 결정될 수 있다.
보정부(143)는 보정 단계에 따라 가상 콘텐츠의 밝기, 선명도, 시야각, 입체감, 색상 조절, 채도 조절, 색도 조절, 흑백 효과 중 적어도 어느 하나에 대한 시각 효과를 보정할 수 있다. 보정부(143)는 이와 같은 가상 콘텐츠의 시각 효과를 보정하여 사용자가 느끼는 시각적 자극을 감소시켜 피로도를 완화시킬 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 회전형 시뮬레이터를 이용한 어지러움증 개선용 VR 제공 시스템(100)은 동일한 피로도에 대한 뇌파 수치를 가지더라도 짧은 시간 내에 급격한 피로를 느끼는 사용자에게는 더욱 높은 단계의 가상 콘텐츠 보정을 함으로써 사용자의 피로도를 효율적으로 완화시킬 수 있다.
제어 유닛(140)은 가상현실 제공 유닛(110)에 대한 고유 식별 번호를 인증한 후 가상현실 제공 유닛(110)과 연결되어 가상 콘텐츠를 제공할 수 있다.
제어 유닛(140)은 다른 가상현실 제공 유닛(110), 즉 다른 사용자로부터 동일한 가상 콘텐츠에 대한 연동 요청을 수신하면 해당 가상현실 제공 유닛(110)에 대한 고유 식별 코드를 인증하고, 인증이 완료되면 다른 사용자에 대한 가상 아바타를 생성하여 2인칭 시점으로 사용자의 가상 콘텐츠에 제공할 수 있다.
이때 제어 유닛(140)은 런닝 벨트(120)의 구동 속도, 회전 플레이트(130)의 회전 방향 및 회전 속도에 따라 가상 아바타의 위치, 크기 및 이동 속도를 가변하여 가상 콘텐츠 상에 표시할 수 있다. 예를 들면, 제어 유닛(140)은 런닝 벨트(120)의 구동 속도가 가상 아바타 방향으로 빨라지면 가상 아바타의 크기를 크게 적용하고, 회전 플레이트(130)의 회전 방향이 시계 방향으로 향하면 이에 대응하도록 가상 아바타의 형상을 가변할 수 있다.
본 발명에 따른 회전형 시뮬레이터를 이용한 어지러움증 개선용 VR 제공 시스템(100)은 사용자의 직선 이동에 따른 직선 운동뿐만 아니라 회전 이동에 회전 운동도 제공하여 가상현실을 보다 사실적으로 느낄 수 있도록 하고, 사용자가 선택한 지도 상의 위치에 실제로 존재하는 도로, 언덕, 나무, 상점 등으로 생성되는 가상 콘텐츠를 제공하여 사용자가 실제로 해당 장소에 있는 듯한 느낌을 받도록 할 수 있다.
제어 유닛(140)은 가상 콘텐츠에 포함된 3차원 객체의 중요도를 설정하고, 일반 피로도 단계 또는 재설정 피로도 단계가 높아질수록 가상 콘텐츠 상에서 중요도가 낮은 배경 또는 3차원 객체부터 순차적으로 제거할 수 있다. 3차원 객체의 중요도는 사용자의 현재 위치를 기준으로 한 설정, 사용자와 연관된 객체를 기준으로 한 설정 등에 따라 결정될 수 있다.
제어 유닛(140)은 가상 콘텐츠 상에서 사용자를 기준으로 멀리 위치된 배경, 가까이 위치된 배경, 인접한 위치의 객체, 사용자와 연동된 객체 등에 대한 중요도를 설정한 후 피로도 단계에 따라 중요도가 낮은 배경 또는 객체부터 순차적으로 제거하여 사용자의 시각에 보여지는 객체의 수를 감소시킴으로써 피로를 최소화시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 일 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 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.
100: 회전형 시뮬레이터를 이용한 어지러움증 개선용 VR 제공 시스템
110: 가상현실 제공 유닛
120: 런닝 벨트
121: 구동 본체부
122: 구동 벨트부
123: 보폭 센서부
124: 지지부
125: 디스플레이부
130: 회전 플레이트
131: 모터부
132: 회전부
133: 경사 제어부
140: 제어 유닛
141: 피로도 판단부
142: 피로도 재설정부
143: 보정부
150: 뇌파 측정 유닛
110: 가상현실 제공 유닛
120: 런닝 벨트
121: 구동 본체부
122: 구동 벨트부
123: 보폭 센서부
124: 지지부
125: 디스플레이부
130: 회전 플레이트
131: 모터부
132: 회전부
133: 경사 제어부
140: 제어 유닛
141: 피로도 판단부
142: 피로도 재설정부
143: 보정부
150: 뇌파 측정 유닛
Claims (5)
- 사용자의 신체에 착용되어 가상 콘텐츠를 제공하는 가상현실 제공 유닛;
사용자의 두피에 접하도록 상기 가상현실 제공 유닛의 일측에 구비되고, 사용자의 뇌파 수치를 측정하는 뇌파 측정 유닛;
상기 가상현실 제공 유닛과 연결되고, 상기 가상 콘텐츠 상에서 상기 사용자의 보행 속도에 따라 구동되는 런닝 벨트와 상기 런닝 벨트의 하부에 배치되어 상기 가상 콘텐츠 상에서 상기 사용자의 시선 정보를 기초로 회전하는 회전 플레이트로 이루어지는 운동 제공 유닛; 및
상기 사용자의 보행 속도와 시선 정보를 기초로 상기 가상 콘텐츠를 생성하고, 상기 런닝 벨트의 구동 속도와 상기 회전 플레이트의 회전 방향 및 속도를 제어하며, 상기 뇌파 수치를 기초로 일반 피로도 단계를 판단하여 상기 일반 피로도 단계에 따라 상기 가상 콘텐츠의 시각 효과에 대한 보정 단계를 결정하는 제어 유닛을 포함하는
회전형 시뮬레이터를 이용한 어지러움증 개선용 VR 제공 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 런닝 벨트는
구동 본체부;
상기 구동 본체부에 수평 방향으로 연결되어 사용자의 보행에 따라 구동되는 구동 벨트부;
상기 구동 벨트부의 내측에서 사용자의 보행 보폭을 센싱하는 보폭 센서부;
상기 구동 본체부에 수직 방향으로 연결되는 지지부; 및
상기 가상 콘텐츠를 표시하는 디스플레이부를 포함하는
회전형 시뮬레이터를 이용한 어지러움증 개선용 VR 제공 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 회전 플레이트는
모터부;
상부에 안착되는 상기 런닝 벨트를 상기 모터부에 의해 지면과 수평 방향으로 회전시키는 회전부; 및
상기 회전부의 높이와 경사를 제어하는 경사 제어부를 포함하는
회전형 시뮬레이터를 이용한 어지러움증 개선용 VR 제공 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 제어 유닛은
상기 뇌파 수치를 기 설정된 기준 값과 비교하여 사용자의 일반 피로도 단계를 판단하는 피로도 판단부;
상기 뇌파 수치가 기 설정된 기준 시간보다 빠른 시간 내에 특정 피로도 단계에 도달하면 상기 일반 피로도 단계를 더욱 높은 재설정 피로도 단계로 재설정하는 피로도 재설정부; 및
상기 재설정 피로도 단계의 생성 여부에 따라 상기 일반 피로도 단계 또는 상기 재설정 피로도 단계에 대응하는 보정 단계로 상기 가상 콘텐츠의 시각 효과를 보정하는 보정부를 포함하는
회전형 시뮬레이터를 이용한 어지러움증 개선용 VR 제공 시스템. - 제4항에 있어서,
상기 보정부는
상기 보정 단계에 따라 상기 가상 콘텐츠의 밝기, 선명도, 시야각, 입체감, 색상 조절, 채도 조절, 색도 조절, 흑백 효과 중 적어도 어느 하나에 대한 시각 효과를 보정하고, 상기 가상 콘텐츠에 포함된 3차원 객체의 중요도를 설정하여 상기 일반 피로도 단계 또는 상기 재설정 피로도 단계가 높아질수록 상기 가상 콘텐츠 상에서 상기 중요도가 낮은 3차원 객체부터 순차적으로 제거하는
회전형 시뮬레이터를 이용한 어지러움증 개선용 VR 제공 시스템.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190154071A KR102290067B1 (ko) | 2019-11-27 | 2019-11-27 | 회전형 시뮬레이터를 이용한 어지러움증 개선용 vr 제공 시스템 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190154071A KR102290067B1 (ko) | 2019-11-27 | 2019-11-27 | 회전형 시뮬레이터를 이용한 어지러움증 개선용 vr 제공 시스템 |
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2019
- 2019-11-27 KR KR1020190154071A patent/KR102290067B1/ko active IP Right Grant
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|---|---|
| KR102290067B1 (ko) | 2021-08-17 |
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