KR20210127860A - 가상현실(vr) 무도 수련 시스템 - Google Patents

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KR20210127860A
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Abstract

본 발명은 가상현실(VR) 무도 수련 시스템에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 사용자 동작을 감지하여 기준 동작과 비교 판단하며, 그 차이값을 검출 및 보정하고 이를 영상으로 구성하여 디스플레이하는 가상현실(VR) 무도 수련 시스템에 관한 것으로, 입력부에서 사용자 정보를 입력받아 로그인시키고, 등급별 수련과정 또는 심사과정을 선택하여 데이터 저장부에 저장된 해당 수련과정 프로그램 또는 심사과정 프로그램을 구동시키고 동작 인식부에서 사용자 동작을 인식하고 위치 감지부에서 평면상에서 사용자 발의 이동 위치를 감지하여 사용자의 이동 위치를 감지하고 제어부에서 상기 동작 인식부에서 인식된 사용자 동작과 상기 위치 감지부에서 감지된 사용자의 위치를 참조하여 3D공간의 사용자 동작을 결정하고 상기 사용자 동작과 상기 데이터 저장부에 미리 저장된 기준 동작을 비교하여 그 차이값을 산출하고, 상기 차이값에 따라 사용자의 올바른 동작을 지시하는 보정값을 생성하거나 심사합격여부를 판정하고 미리 저장된 가상 캐릭터를 이용하여 사용자 동작영상을 생성하며, 상기 차이값과 보정값에 대한 보정영상 및 설명문구를 생성하고 메인영상 표시부에서 상기 제어부에서 생성된 사용자 동작영상에 상기 보정영상 및 설명문구를 합성하여 표시하는 것을 특징으로 한다.

Description

가상현실(VR) 무도 수련 시스템{Virtual Reality (VR) Martial Arts Training System}
본 발명은 가상현실(VR) 무도 수련 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자 동작을 감지하여 기준 동작과 비교 판단하고, 그 차이값을 검출 및 보정하여 입체 영상으로 구현함으로써 시간적 공간적 제약을 받지 않고 수련자가 혼자서도 자세 교정을 통한 무도 수련 및 심사 과정을 효과적으로 수행할 수 있도록 하는 가상현실(VR) 무도 수련 시스템에 관한 것이다.
본 발명에서 정의하는 무도(武道)란 태권도, 쿵푸, 공수도, 기공, 검도 및 마샬아트(Martial art) 등의 각종 무술들과, 권투, 레슬링, 격투기 등의 각종 격투 스포츠를 총괄하여 의미한다.
일반적으로 무도를 수련하려면, 수련자가 도장이나 학원으로 직접 찾아가야 하나, 시간 및 장소의 제한 때문에 바쁜 현대인들에게는 무도 수련에 많은 어려움이 있었다.
이러한 어려움을 해결하기 위한 종래기술로는 도장이나 학원에 다니지 않고도 교육용 동영상 자료를 전송받아 무술 또는 생활체육을 수련할 수 있고, 그 수련 성취도를 온라인 원격 심사에 의하여 알 수 있도록 하는 방법에 대한 공개특허공보 공개번호 특2002-0041688호(발명의 명칭 : 무술 및 생활체육에 대한 온라인 원격 교육 및 심사방법)가 공개되어 있다.
그러나, 이러한 종래기술은, 단순히 교육용 동영상을 재생하여 시청하는 일방적인 해설 위주의 수련교육 기능만을 제공하기 때문에 수련자와 장치간 실시간 상호 정보 교환이 이루어지지 못함으로써 수련자가 자세를 교정받 거나 심사 과정을 효과적으로 수행할 수 없는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 사용자 동작을 감지하여 기준 동작과 비교 판단하 고, 그 차이값을 검출 및 보정하여 입체 영상으로 구현함으로써 가정 또는 도장이나 학원에서 시간적 공간적 제약을 받지 않고, 수련자와 장치간 실시간 정보 교환 및 상호 작용이 이루어지도록 함으로써 혼자서도 자세 교정을 통한 무도 수련 및 심사 과정을 효과적으로 수행할 수 있도록 하는 가상현실(VR) 무도 수련 시스템을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가상현실 무도 수련장치는, 사용자 정보를 입력받아 로그인시키고, 등급별 수련과정 또는 심사과정을 선택하는 입력부, 사용자의 이동 속도, 거리, 위치 및 각도를 검출하여 동작을 인식하는 동작 인식부, 평면상에서 사용자 발의 이동 위치를 감지하는 위치 감지부, 상기 입력부의 선택에 대응되는 등급별 수련과정 프로그램과 심사과정 프로그램을 저장하며, 기준 동작에 대한 이동 속도, 거리, 위치및 각도를 미리 저장하고, 사용자 정보 및 판정 결과를 저장하는 데이터 저장부, 상기 수련과정 선택키 또는 상기 심사과정 선택키에서의 선택 결과에 따라 상기 데이터 저장부에 저장된 해당 수련과정 프로그램 또는 심사과정 프로그램을 구동시키는 프로그램 구동모듈, 상기 동작 인식부에서 인식된 사용자 동작과 상기 위치 감지부에서 감지된 사용자 발의 이동 위치를 참조하여 사용자 동작을 결정하는 동작결정모듈, 상기 동작결정모듈로부터 결정된 사용자 동작 데이터와 상기 데이터 저장부에 미리 저장된 기준 동작 데이터를 비교 판단하여 그 차이값을 검출하는 비교모듈, 수련과정일 경우에는 상기 비교모듈에서 산출된 차이값에 따라 사용자의 올바른 동작을 지시하는 보정값을 생성하고, 심사과정일 경우 상기 비교모듈에서 산출된 차이값에 따라 사용자의 심사 합격여 부를 판정하고 해당 등급을 결정하여 데이터 저장부에 저장시키는 판정모듈 및 미리 저장된 가상 캐릭터를 이용 하여 사용자 동작영상을 생성하고, 상기 비교모듈에서 산출된 차이값과 상기 판정모듈에서 생성된 보정값을 상기 보정영상으로 생성함과 아울러 해당 설명문구를 생성하는 영상생성모듈을 포함하여 구성되는 제어부 및 상기 제어부에서 생성된 상기 사용자 동작영상에 상기 보정영상 및 설명문구를 합성하여 표시하는 메인영상 표시부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 입력부는 사용자 정보를 입력받아 로그인시키는 로그인키, 미리 저장된 다수의 등급별 수련과정중 실행할 어느 하나의 수련과정을 선택하는 수련과정 선택키 및 미리 저장된 다수의 등급별 심사과정중 실행할 어느 하나의 심사과정을 선택하는 심사과정 선택키를 포함한다.
상기 동작 인식부는 사용자의 신체에 다수의 마커를 부착하고, 상기 마커의 동작을 적외선 촬영으로 검출하여 사용자 동작을 인식하는 다수의 모션 캡쳐 카메라로 구성된다.
상기 동작 인식부는 지자기의 방향을 감지하는 지자기 센서, 압전재료에 가속을 발생시켜 가속도를 감지하는 가속도 센서 및 회전하는 각의 수직힘을 통하여 회전각가속도를 감지하는 자이로 센서중 어느 하나를 사용자의 신체 또는 옷에 부착하거나, 또는 상기 센서들의 조합하여 부착할 수 있다.
상기 위치 감지부는 소정 면적을 갖으며, 압력부위에 저항이 발생하도록 겹쳐진 두장의 패널로 형성되어 사용 자의 발이 누르는 좌표의 위치를 측정하는 저항식 터치패드를 포함한다.
상기 영상생성모듈은 상기 메인영상 표시부의 사용자 동작영상에 따른 효과영상 및 배경영상을 더 생성하고, 상기 효과영상 및 배경영상을 평판디스플레이모듈에 표시하는 배경영상 표시부를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 판정모듈에서 생성된 보정값에 해당하는 설명음성을 생성하고, 효과음 및 배경음악을 생성 하는 음향생성모듈을 더 포함한다.
또한, 상기 생성된 설명음성, 효과음 및 배경음악을 스피커를 통하여 출력하는 음향 출력부를 더 포함한다.
상기 메인영상 표시부는 사용자가 착용하는 3D안경을 통하여 보여지는 3D 입체 영상을 화면에 디스플레이하는 3D 입체 영상 디스플레이모듈로 구성될 수 있다.
상기 메인영상 표시부는 홀로그래피의 원리를 이용하여 간섭 줄무늬를 만들어 연속적인 입체 영상을 재현하는 홀로그램 영상 디스플레이모듈로 구성될 수 있다.
상기 메인영상 표시부는 사용자의 머리에 착용하고, 구현된 영상을 HMD 화면에 디스플레이하는 HMD(Head Mounted Display)모듈로 구성될 수 있다.
본 발명은 사용자의 영상을 촬영하는 사용자 영상 촬영부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 사용자 영상 촬영 부에서 실제 촬영된 영상을 이용하여 사용자 동작영상을 생성하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 가상현실(VR) 무도 수련 시스템은, 입력부에서 사용자 정보를 입력받아 로그인시키고, 미리 저장된 다수의 등급별 수련과정중 실행할 어느 하나의 수련과정 또는 심사과정을 선택하는 1단계, 제어부에서 상기 입력 부의 선택 결과에 따라 상기 데이터 저장부에 저장된 해당 수련과정 프로그램 또는 심사과정 프로그램을 구동시 키는 2단계, 동작 인식부에서 사용자의 이동 속도, 거리, 위치 및 각도를 검출하여 사용자 동작을 인식하는 3단계, 위치 감지부에서 평면상에서 사용자 발의 이동 위치를 감지하는 4단계, 제어부에서 상기 동작 인식부에서 인식된 사용자 동작과 상기 위치 감지부에서 감지된 사용자 발의 이동 위치를 참조하여 사용자 동작을 결정하는 5단계, 제어부에서 상기 사용자 동작과 상기 데이터 저장부에 미리 저장된 기준 동작을 비교하여 그 차이값을 산출하는 6단계, 제어부에서 상기 차이값에 따라 사용자의 올바른 동작을 지시하는 보정값을 생성하거나 심사합 격여부를 판정하고 해당 등급을 결정하여 데이터 저장부에 저장시키는 7단계, 제어부에서 미리 저장된 가상 캐릭터를 이용하여 사용자 동작영상을 생성하며, 상기 보정값에 대한 보정영상 및 설명문구를 생성하는 8단계, 메인영상 표시부에서 상기 제어부에서 생성된 상기 사용자 동작영상에 상기 보정영상 및 설명문구를 합성하여 표시하는 9단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 1단계는 입력된 사용자 정보를 통해 진정한 사용자를 식별하여 로그인하고, 미리 저장된 다수의 등급별 수련과정중 실행할 어느 하나의 수련과정을 선택하거나 심사과정을 선택한다.
상기 3단계는 다수의 모션 캡쳐 카메라로 사용자의 신체에 다수의 마커를 부착하고, 상기 마커의 동작을 적외선 촬영으로 검출하여 사용자의 동작을 인식할 수 있다.
상기 3단계는 사용자의 신체 또는 옷에 부착된 지자기 센서를 이용하여 지자기의 방향을 감지하거나, 가속도 센서를 이용하여 압전재료에 가속을 발생시켜 가속도를 감지하거나 또는 자이로 센서를 이용하여 회전하는 각의 수직힘을 통하여 회전각가속도를 감지할 수 있다.
상기 4단계는 소정 면적을 갖으며, 압력부위에 저항이 발생하도록 겹쳐진 두장의 패널로 형성된 저항식 터치패 드를 이용하여 사용자의 발이 누르는 좌표의 위치를 측정한다.
상기 9단계는 상기 제어부에서 효과영상 및 배경영상을 더 생성하고, 상기 효과영상 및 배경영상을 배경영상 표시부에 표시하는 것이 바람직하다.
상기 9단계는 상기 제어부에서 상기 보정값에 해당하는 설명음성과 이에 따른 효과음 및 배경음악을 생성하며, 음향 출력부는 상기 설명음성, 효과음 및 배경음악을 스피커를 통하여 출력하는 것이 바람직하다.
상기 9단계는 3D 입체 영상 디스플레이모듈을 이용하여 사용자가 착용한 3D안경을 통해 보여지는 3D 입체 영상을 화면에 디스플레이하거나, 홀로그램 영상 디스플레이모듈을 이용하여 홀로그래피의 원리로 간섭 줄무늬를 만들어 연속적인 입체 영상을 재현하거나 또는 HMD(Head Mounted Display)모듈을 이용하여 사용자의 머리에 착용 하고, 구현된 영상을 HMD 화면에 디스플레이한다.
또한, 본 발명은, 입력부에서 사용자 정보를 입력받아 로그인시키고, 미리 저장된 다수의 등급별 수련과정중 실행할 어느 하나의 수련과정 또는 심사과정을 선택하는 단계, 제어부에서 상기 입력부의 선택 결과에 따라 상기 데이터 저장부에 저장된 해당 수련과정 프로그램 또는 심사과정 프로그램을 구동시키는 단계, 동작 인식부에서 사용자의 이동 속도, 거리, 위치 및 각도를 검출하여 사용자 동작을 인식하는 단계, 위치 감지부에서 평면상에서 사용자 발의 이동 위치를 감지하는 단계, 상기 제어부에서 상기 동작 인식부에서 인식된 사용자 동작과 상기 위치 감지부에서 감지된 사용자 발의 이동 위치를 참조하여 3D공간의 사용자 동작을 결정하는 단계, 상기 제어 부에서 상기 사용자 동작과 상기 데이터 저장부에 미리 저장된 기준 동작을 비교하여 그 차이값을 산출하는 단계, 상기 제어부에서 상기 차이값에 따라 사용자의 올바른 동작을 지시하는 보정값을 생성하거나 심사합격여부를 판정하고, 해당 등급을 결정하여 데이터 저장부에 저장시키는 단계, 상기 제어부에서 미리 저장된 가상 캐릭 터를 이용하여 사용자 동작영상을 생성하며, 상기 보정값에 대한 보정영상 및 설명문구를 생성하는 단계, 메인 영상 표시부에서 상기 제어부에서 생성된 상기 사용자 동작영상에 상기 보정영상 및 설명문구를 합성하여 표시 하는 단계를 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 가상현실(VR) 무도 수련 시스템을 제공한다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 가상현실(VR) 무도 수련 시스템에 의하면, 사용자 동작을 감지하여 기준 동작과 비교 판단하고, 그 차이값을 검출 및 보정한 결과를 입체 영상으로 구현함으로써 가정 또는 도장이나 학원에서 시간적 공간적 제약을 받지 않고, 수련자와 장치간 실시간 정보 교환 및 상호 작용이 이루어지도록 함으로써 혼자서도 자세 교정을 통한 무도 수련 및 심사 과정을 효과적으로 수행할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른가상현실(VR) 무도 수련 시스템을 나타낸 블록 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 가상현실(VR) 무도 수련 시스템의 일실시예를 구현하기 위한 개념을 나타낸 사시도.
도 3은 도 2의 평면도.
도 4는 홀로그램 디스플레이 모듈을 이용하여 영상을 구현한 예를 나타낸 개념도.
도 5는 3D 입체 영상 디스플레이 모듈을 이용하여 영상을 구현한 예를 나타낸 개념도.
도 6은 도 5의 3D 입체 안경의 일실시예를 나타낸 도면.
도 7은 HMD모듈을 이용한 예를 나타낸 개념도.
도 8은 도 7의 HMD모듈의 일실시예를 나타낸 도면.
도 9는 본 발명에 따른 사용자 동작 및 보정값을 영상으로 표시한 화면 구성도.
도 10은 본 발명에 따른 가상현실(VR) 무도 수련 시스템을 나타낸 제어 흐름도.
첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 가상현실(VR) 무도 수련 시스템을 나타낸 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 가상현실 무도 수련장치의 일실시예를 구현하기 위한 개념을 나타낸 사시도이며, 도 3은 도 2의 평면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명은 입력부(100), 로그인키(110), 수련과정 선택키(120), 심사과정 선택키(130), 동작 인식부(200), 모션 캡쳐 카메라(210), 지자기 센서(220), 가속도 센서(230), 자이로 센서(240), 위치 감지부 (300), 저항식 터치패드(310), 제어부(400), 프로그램 구동모듈(410), 동작결정모듈(420), 비교모듈(430), 판정 모듈(440), 영상생성모듈(450), 음향생성모듈(460), 데이터 저장부(500), 메인영상 표시부(600), 3D 입체 영상 디스플레이모듈(610), 홀로그램 영상 디스플레이모듈(620), HMD모듈(630), 배경영상 표시부(700), 평판디스플레 이모듈(710), 음향 출력부(800) 및 스피커(810)를 포함한다.
입력부(100)는 사용자 정보를 입력받아 로그인시키고, 등급별 수련과정 또는 심사과정을 선택한다.
이를 위하여, 상기 입력부(100)는 로그인키(110), 수련과정 선택키(120), 심사과정 선택키(130)로 구성된다.
로그인키(110)는 입력된 사용자 정보를 통해 진정한 사용자를 식별하여 로그인한다. 사용자는 로그인키(110)를 통하여 숫자, 문자 등을 입력하여 로그인할 수 있으며, 별도의 카드 또는 전자칩을 이용하여 로그인할 수도 있다.
수련과정 선택키(120)는 미리 저장된 다수의 등급별 수련과정중 실행할 어느 하나의 수련과정을 선택하고, 심사 과정 선택키(130)는 해당 등급별 심사과정을 선택한다.
동작 인식부(200)는 사용자 동작을 인식한다. 이를 위하여, 상기 동작 인식부(200)는 도 2에 도시된 바와 같이, 다수의 모션 캡쳐 카메라(210)로 구성될 수 있다.
다수의 모션 캡쳐 카메라(210)는 여러 각도에서 사용자를 촬영할 수 있도록 배치되고, 사용자의 신체에 다수의 마커를 부착하고, 상기 마커의 동작을 적외선 촬영으로 검출하여 사용자의 동작을 인식한다. 여기서 상기 마커는 사용자의 머리, 몸통, 양 손목 및 양 발목에 부착되며, 사용자의 신체는 링크 구조를 갖는 관절 모델 집합으로 해석되는 것이 바람직하다.
잘 알려진 바와 같이, 모션 캡쳐(motion capture)란 몸에 센서를 부착시켜 인체의 동작을 디지털 형태로 기록하는 작업을 말한다. 신체 여러 부분에 센서를 부착한 뒤에 센서의 위치값을 통해 가상캐릭터가 같은 동작으로 움직이게 하는 것이 이 기술의 핵심이다. 어떤 실제물체의 동작을 수치적 데이타로 저장하였다가 컴퓨터로 만든 가상의 물체에 동작 데이터를 넘겨주는 과정을 모션 캡쳐라 할 수 있다. 여기서 말하는‘모션 캡쳐’란 실제 물체의 동작을 컴퓨터에 입력해 수치적 데이터로 컴퓨터에 저장하는 것을 말한다. 간단히 과정을 살펴보면 동작을 감지할 수 있는 센서를 물체에 부착하고, 물체가 이동할 때의 수치 데이터를 일정 간격을 두고 저장하는 것이다. 이렇게 ‘동작 캡처’를 활용해 CG 처리된 영상은 부드러운 곡선을 그리며 보다 현실적인 동작으로 퀄리티 높은 영상을 보여주는 장점이 있다. 이러한 경우에는 사람의 관절에 '특수마커(센서)'를 부착시킨다. 그리고 마커들의 위치, 회전 데이터를 특수 장치에 의해 실시간으로 인식시켜 'motion data set' 혹은 '동작커브 (motion curve)'를 만들게 된다. 적외선 리플렉터 방식은 동작연기자의 관절 부위의 마커를 6∼8개의 카메라가 2차원적으로 포착하여 그 동작을 3차원적으로 추적하여 동작을 캡처하는 방식이다.
한편, 상기 동작 인식부(200)는 지자기 센서(220), 가속도 센서(230), 자이로 센서(240)중 어느 하나를 사용자의 신체에 부착하거나 또는 이들의 조합하여 부착할 수 있다.
지자기 센서(220)는 지자기의 방향을 감지한다. 상기 지자기 센서(220)는 지구의 자기장을 감지하여 나침반과 같이 동서남북을 정보를 알 수 있다.
가속도 센서(230)는 압전재료에 가속을 발생시켜 가속도를 감지한다. 상기 가속도 센서(230)는 통상의 압전재료에 가속을 발생시키면, 힘이 걸려서 전하가 발생하는 원리를 이용한다.
자이로 센서(240)는 회전하는 각의 수직힘을 통하여 회전각가속도를 감지한다. 상기 자이로 센서(240)는 회전하는 각의 수직방향으로 코리올리스 힘이 발생하게 되고, 이 수직힘을 가속도 센서와 마찬가지 원리로 감지하는 것이다.
위치 감지부(300)는 평면상에서 사용자 발의 이동 위치와 압력을 감지하여 사용자의 위치 및 무게 이동을 감지할 수 있다.
상기 위치 감지부(300)는 바닥면에 배치되는 발판 형태의 저항식 터치패드(310)가 적용될 수 있다.
저항식 터치패드(310)는 소정 면적을 갖으며, 압력부위에 저항이 발생하도록 겹쳐진 두장의 패널로 형성되어 사용자의 발이 누르는 좌표의 위치와 그 압력을 측정할 수 있다.
데이터 저장부(500)는 상기 입력부(100)의 선택에 대응되는 등급별 수련과정 프로그램과 심사과정 프로그램을 저장하며, 기준 동작에 대한 이동 속도, 거리, 위치 및 각도를 미리 저장하고, 사용자 정보 및 판정 결과를 저장한다.
상기 데이터 저장부(500)는 하드 디스크 기억 장치나 RAM 등의 각종 데이터 기억 수단에 의해 구성될 수 있다.
제어부(400)는 상기 입력부(100)의 선택 결과에 따라 상기 데이터 저장부(500)에 저장된 해당 수련과정 프로그램 또는 심사과정 프로그램을 구동시키고, 상기 동작 인식부(200)를 통하여 사용자 동작을 인식하며, 상기 위치 감지부(300)로부터 감지된 사용자의 이동 위치에 따라 상기 사용자의 정확한 동작을 결정하고, 결정된 사용자 동작과 상기 데이터 저장부(500)에 저장된 기준 동작에 대한 이동 속도, 거리, 위치 및 각도를 비교하여 그 차이값을 검출하며, 산출된 차이값에 따라 사용자의 올바른 동작을 지시하는 보정값을 생성하거나, 사용자의 심사 합격여부를 판정하고 해당 등급을 결정하여 데이터 저장부(500)에 저장시키고, 미리 저장된 가상 캐릭터를 이용 하여 사용자 동작영상을 생성하며, 상기 산출된 차이값과 보정값에 대한 보정영상을 생성하고 해당 설명문구를 출력한다.
이를 위하여 상기 제어부(400)는, 프로그램 구동모듈(410), 동작결정모듈(420), 비교모듈(430), 판정모듈(440), 영상생성모듈(450), 음향생성모듈(460)을 포함한다.
프로그램 구동모듈(410)은 상기 수련과정 선택모듈(120) 또는 상기 심사과정 선택모듈(130)에서의 선택 결과에 따라 상기 데이터 저장부(500)에 저장된 해당 수련과정 프로그램 또는 심사과정 프로그램을 구동시킨다.
동작결정모듈(420)은 상기 동작 인식부(200)를 통하여 사용자 동작을 인식하며, 상기 위치 감지부(300)로부터 감지된 사용자의 이동 위치에 따라 3D공간내에서 상기 사용자의 정확한 동작을 결정한다.
비교모듈(430)은 상기 동작결정모듈(420)로부터 결정된 사용자 동작과 상기 데이터 저장부(500)에 저장된 기준 동작에 대한 이동 속도, 거리, 위치 및 각도를 비교하여 그 차이값을 검출한다.
판정모듈(440)은 수련과정일 경우에는 상기 비교모듈(430)에서 산출된 차이값에 따라 사용자의 올바른 동작을 지시하는 보정값을 생성하고, 심사과정일 경우 상기 비교모듈(430)에서 산출된 차이값에 따라 사용자의 심사 합격여부를 판정하고 해당 등급을 결정하여 저장한다.
상기 판정모듈(440)은 산출된 차이값에 따라 사용자의 올바른 동작을 지시하는 보정값을 생성한다. 더욱 구체적 으로는 상기 보정값은 일정 범위를 갖으며, 사용자의 수련횟수를 카운트하여 그 수련횟수가 증가함에 따라 보정 값의 범위를 점차 줄여 그 정확도를 상승시키도록 하는 것이 바람직하다. 이에 따라 사용자는 신체에 무리가 가지 않도록 자연스럽게 기술 습득 및 기술 향상을 얻을 수 있다.
영상생성모듈(450)은 미리 저장된 가상 캐릭터를 이용하여 사용자 동작영상을 생성하고, 상기 비교모듈(430)에서 산출된 차이값과 상기 판정모듈(440)에서 생성된 보정값을 해당 보정영상 및 설명문구로 생성한다.
일 예로, 상기 보정영상은 보정값을 벡터형태로 표현한 도형일 수 있으며, 상기 설명문구는 그 보정값을 수식 또는 문장으로 기록한 것일 수 있다.
또한, 본 발명은 사용자의 영상을 촬영하는 사용자 영상 촬영부(900)를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 제어부 (400)는 상기 사용자 영상 촬영부(900)에서 실제 촬영된 영상을 이용하여 사용자 동작영상을 생성하는 것이 바람직하다.
음향생성모듈(460)은 상기 사용자 동작영상 및 보정영상에 해당하는 설명음성을 생성한다. 또한, 이에 따른 효과음 및 배경음악 등을 함께 생성할 수 있다.
메인영상 표시부(600)는 상기 제어부(400)에서 생성된 사용자의 영상에 상기 차이값과 보정값에 따라 생성된 보정영상 및 설명문구를 합성하여 표시한다.
상기 메인영상 표시부(600)는 3D 입체 영상 디스플레이모듈(610), 홀로그램 영상 디스플레이모듈(620), HMD모듈 (630)중 어느 하나가 적용될 수 있다.
또한, 본 발명은 효과영상 및 배경영상을 통상의 평판디스플레이모듈(710)에 표시하는 배경영상 표시부(700)를더 포함할 수 있다. 상기 효과영상 및 배경영상은 상기 영상생성모듈(450)에서 생성되며 이때, 상기 메인영상 표시부의 사용자 동작영상에 따른 효과영상 및 배경영상을 생성하는 것이 바람직하다.
예로서, 발치기 동작일 경우에는 파란색 별무늬를 효과영상으로 표시한다거나 정권 지르기 동작일 경우에는 빨간색 원형무늬를 효과영상으로 표시할 수 있으며, 또는 불꽃놀이 영상을 배경영상으로 표시하면서 각각의 효과 영상을 중첩표시할 수도 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 홀로그램 영상 디스플레이모듈(620)은 홀로그래피의 원리를 이용하여 간섭 줄무늬를 만들어 연속적인 입체 영상을 재현한다.
도 4는 홀로그램 디스플레이 모듈을 이용하여 영상을 구현한 예를 나타낸 개념도로서, 잘 알려진 바와 같이, 홀로그램은 영상이 3차원이고, 실물과 똑같이 입체적으로 보이는 사진으로서, 홀로그래피의 원리를 이용하여 만들 어지며, 입체상을 재현하는 간섭 줄무늬를 기록한 매체이다. 홀로그래피의 원리는 레이저에서 나온 광선을 2개로 나눠 하나의 빛은 직접 스크린을 비추게 하고, 다른 하나의 빛은 우리가 보려고 하는 물체에 비추는 것이다.
이때 직접 스크린을 비추는 빛을 기준광(reference beamㆍ참조광)이라고 하고, 물체를 비추는 빛을 물체광 (object beam)이라고 한다. 물체광은 물체의 각 표면에서 반사돼 나오는 빛이므로 물체 표면에 따라 위상차(물체 표면에서부터 스크린까지의 거리)가 각각 다르게 나타난다. 이때 변형되지 않은 기준광이 물체광과 간섭을 일으키며 이때의 간섭무늬가 스크린에 저장된다. 이러한 간섭무늬가 저장된 필름을 홀로그램이라고 한다. 저장된 영상을 다시 재현하려면 기록할 때 사용된 광선을 다시 스크린 건판에 쏘아야 한다. 재생 시 사용하는 광선은 기록 시와 같은 진동수를 가진 파동만이 3차원으로 재현되고, 파장과 위상이 다른 파들은 아무런 효과가 없이 저장된 홀로그램을 통과해 버리기 때문에 기록 시 사용된 기준광과 반드시 정확히 일치해야 한다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 3D 입체 영상 디스플레이모듈(610)은 사용자가 착용하는 3D안경(611)과 상기 3D안경(611)을 통하여 입체로 보여지는 3D 입체 영상을 화면에 디스플레이한다. 상기 메인영상 표시부(600)를 통상의 LCD, LED 또는 PDP 등의 평면 디스플레이 소자로 구성하고, 여기에 사용자가 착용하는 3D안경(611)을 더부가하여 3D 입체 영상을 화면에 디스플레이할 수 있다.
도 5는 3D 입체 영상 디스플레이 모듈을 이용하여 영상을 구현한 예를 나타낸 개념도이고, 도 6은 도 5의 3D 입체 안경의 일실시예를 나타낸 도면으로서, 상기 3D안경(611)은 편광안경 또는 액정셔터안경이 적용될 수 있다.
상기 편광안경은 2대의 카메라로 각각 촬영된 영상을 수직방향 및 수평방향의 빛 정보로 분리하여 보게 함으로써 입체를 느끼게 한다.
상기 액정셔터안경은 안경의 한쪽을 닫아서 한쪽씩 교대로 보게 하여 입체를 느끼게 하는 것으로 전력이 필요하 다. 본 발명에서는 별도의 배터리를 구비하여 충전식으로 구현할 수 있다.
본 발명의 상기 3D안경(611)은 안경다리가 형성되어 있으나, 상기 안경다리를 밴드형태로 형성하는 것도 바람직 하다.
도 7 및 도 8은 상기 메인영상 표시부(600)를 상기 HMD모듈(630)로 구성한 예를 나타낸다.
도 7은 HMD모듈을 이용한 예를 나타낸 개념도이고, 도 8은 도 7의 HMD모듈의 일실시예를 나타낸 도면으로써, 상기 HMD(Head Mounted Display)모듈(630)는 사용자의 머리에 착용하는 디스플레이 장치로서, 구현된 영상을 HMD 화면에 디스플레이한다.
상기 HMD는 모노와 스테레오 방식과 모양에 따라 개방형과 밀폐형으로 구분된다. 이것은 우리가 영화를 보는 것처럼 우리의 시야를 HMD로 막아줌으로써 몰입을 하는데 더욱더 큰 효과를 준다. 여기서 화면에는 CRT와 LCD를 쓰는데 주로 후자를 많이 쓴다. 이는 전력소비가 적기 때문이다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 배경영상 표시부(700)는 영상생성모듈(450)에서 생성된 효과영상 및 배경영상을 표시한다.
이를 위하여 상기 배경영상 표시부(700)는 통상의 평판디스플레이모듈(710)이 적용될 수 있다. 상기 평판디스플 레이모듈(710)은 LCD, LED 또는 PDP 등으로 구성된 통상의 평판 디스플레이(Flat Panel Display, FPD)를 의미한다.
음향 출력부(800)는 상기 음향생성모듈(460)에서 생성된 보정값에 해당하는 설명음성을 스피커(810)를 통하여 출력한다. 또한, 상기 설명음성과 함께 메인영상, 효과영상 및 배경영상에 대한 각각의 효과음 및 배경음악을 출력할 수도 있다.
본 발명의 도면에는 2개의 스피커를 도시하였으나, 바람직하기로는 5.1ch 등의 입체음향을 구현하기 위하여 다수개의 스피커를 배치할 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 사용자 동작 및 보정값을 영상으로 표시한 화면 구성도로서, 본 발명의 영상생성모듈 (450)에서는 미리 저장된 가상 캐릭터 또는 사용자 영상을 이용하여 사용자 동작영상을 생성하고, 상기 비교모 듈(430)에서 산출된 차이값과 상기 판정모듈(440)에서 생성된 보정값을 보정영상으로 생성하며 해당 설명문구를 출력할 수 있다. 즉, 도시된 바와 같이 메인영상의 각부에 각도, 속도, 파워 등의 데이터를 문자로 표시함으로써 사용자 스스로 동작의 정확도를 확인할 수 있다.
도 10은 본 발명에 따른 가상현실(VR) 무도 수련 시스템을 나타낸 제어 흐름도로서, 상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
먼저, 사용자는 입력부(100)의 로그인키(110)를 통해 사용자 정보를 숫자, 문자 등으로 입력하여 장치에 로그인 한다(S01). 또한, 사용자 정보가 입력된 별도의 IC카드 또는 전자칩을 이용하여 로그인할 수도 있다.
로그인이 완료되면, 수련과정 선택키(120)를 이용하여 미리 저장된 다수의 등급별 수련과정중 실행할 어느 하나의 수련과정을 선택할 수 있다. 한편, 심사과정을 선택할 경우에는 심사과정 선택키(130)를 이용하여 미리 저장된 다수의 등급별 심사과정중 실행할 어느 하나의 심사과정을 선택한다(S02).
상기 단계에서 선택이 완료되면, 제어부(400)의 프로그램 구동모듈(410)은 상기 수련과정 선택키(120) 또는 상기 심사과정 선택키(130)에서의 선택 결과에 따라 상기 데이터 저장부(500)에 저장된 해당 수련과정 프로그램 또는 심사과정 프로그램을 구동시킨다(S03~S04).
태권도의 수련과정을 일실시예로 설명하면, 최초 1레벨의 힌색띠 같은 경우에는 앞차기, 돌려차기, 옆차기, 기초형, 거리조절의 능력, 자세 및 몸의 코디네이션　등을 수련하고, 약 2달정도의 수련을 거쳐(16수업시간 참석) 심사를 보고, 다음 2레벨인 노랑색띠의 수련과정으로 올라가게 된다.
상기 각 레벨에서는 해당수련프로그램에 의하여 메인영상 표시부(600)의 영상 화면에 디스플레이되는 사이버 마스터(가상 캐릭터)가 앞차기, 돌려차기 또는 옆차기 등을 차라고 지시한다. 이때, 사이버 마스터의 시범 영상을 메인 영상 표시부(600)에 미리 디스플레이해줄 수 있다.
이후, 사용자가 상기 동작을 따라하면, 동작 인식부(200)는 사용자 동작을 인식한다(S05).
이때, 상기 동작 인식부(200)는 다수의 모션 캡쳐 카메라(210)로 구성되어 사용자의 신체에 다수의 마커를 부착 하고, 상기 마커의 동작을 적외선 촬영으로 검출하여 사용자의 동작을 인식할 수 있다.
다른 예로서, 상기 동작 인식부(200)는 지자기 센서(220), 가속도 센서(230), 자이로 센서(240)중 어느 하나를 사용자의 신체에 부착하거나 또는 이들의 조합하여 부착하고, 이를 통하여 사용자의 동작을 인식할 수 있다.
또한, 위치 감지부(300)는 평면상에서 사용자 발의 이동 위치를 감지하여 사용자의 정확한 이동 위치를 감지한 다(S06).
이후, 동작결정모듈(420)은 상기 동작 인식부(200)를 통하여 사용자 동작을 인식하며, 여기에 상기 위치 감지부 (300)로부터 감지된 사용자의 이동 위치를 참조하여 3D공간상에서 상기 사용자의 정확한 동작을 결정한다(S07).
즉, 상기 동작 인식부(200)로 인식된 사용자 동작으로 사용자의 위치를 예측할 수 있으나, 이때 발생하는 오차를 상기 위치 감지부(300)로부터 감지된 사용자의 이동 위치에 따라 보정함으로써 더욱 정확한 3D 위치에서의 동작을 인식할 수 있다.
이후, 비교모듈(430)은 상기 동작결정모듈(420)로부터 결정된 사용자 동작과 상기 데이터 저장부(500)에 저장된 기준 동작에 대한 이동 속도, 거리, 위치 및 각도를 비교하여 그 차이값을 검출한다(S08).
또한, 판정모듈(440)은 수련과정일 경우에는 상기 비교모듈(430)에서 산출된 차이값에 따라 사용자의 올바른 동작을 지시하는 보정값을 생성하고, 심사과정일 경우 상기 비교모듈(430)에서 산출된 차이값에 따라 사용자의 심사 합격여부를 판정하고 해당 등급을 결정하여 저장한다(S09~S10).
즉, 심사 결과 차이값이 일정 오차 범위 내에 있을 경우 합격판정을 하며, 합격 판정후 그 차이값의 크기에 따라 더욱 세부적으로 A,B,C등급으로 나누어 결정할 수 있다.
영상생성모듈(450)은 미리 저장된 가상 캐릭터를 이용하여 사용자 동작영상을 생성하고, 상기 비교모듈(430)에서 산출된 차이값과 상기 판정모듈(440)에서 생성된 보정값을 보정영상으로 생성한다(S11).
메인영상 표시부(600)는 상기 영상생성모듈(450)에서 생성된 사용자의 영상에 상기 차이값과 보정값에 따라 생성된 보정영상 및 설명문구를 합성하여 표시한다(S12).
이때, 상기 동작영상과 보정영상을 한 화면상에서 서로 중첩되게 표시하여 그 차이값을 육안으로 확인하도록 함으로써 사용자가 편리하게 동작 상태를 비교해볼 수 있도록 하는 것도 바람직하다.
또한, 배경영상 표시부(700)는 영상생성모듈(450)에서 생성된 효과영상 및 배경영상을 상기 메인영상 표시부 (600)에서 일정거리 떨어져서 표시하여, 상기 메인영상 표시부(600)에 의하여 디스플레이되는 사용자의 영상을 더욱 입체적으로 부각시킬 수 있다.
이때, 상기 메인영상 표시부(600)는 영상이 투영될 수 있는 홀로그램 또는 투명스크린으로 구성하고, 그 뒷쪽에 상기 배경영상 표시부(700)를 배치하는 것이 바람직하다.
이후, 음향생성모듈(460)은 상기 판정모듈(440)에서 생성된 보정값에 해당하는 설명음성을 생성하고, 음향 출력 부(800)는 상기 음향생성모듈(460)에서 생성된 설명음성과 함께, 해당 영상에 대한 효과음 및 배경음악을 스피 커(810)를 통하여 출력한다(S13).
이와 같이 구성된 본 발명은, 검출의 정확도에 따라 사용자의 체형, 키, 무게 등에 따른 동작에 상체의 각도, 무릎의 각도, 몸의 회전률, 발의 사용부분 등 보다 많은 부분의 차이값을 검출할 수 있다. 또한, 각각의 사람의 체형과 키, 무게 등에　따른 구분을 통해 수련자와 가장 가까운　모델의 스탠다드 동작을 기준으로 선정하여 차이값을 검출할 수도 있다.
또한, 일 예로, 영상 화면을 통하여 사이버 마스터의 동작을 미리 보여줄 수 있다. 만약, 앞차기라고 하면 구체 적으로 몸이 뒤로 가면서 앞차기를 할 수도 있지만 앞의 상대를 공격할때는 무게가 앞으로 가야 정확한 힘을 전달할 수 있다.
사이버 마스터가 자세를 취하면서 자신을 차보라는 음성을 출력한다. 경우에 따라서 다양한 단어를 출력할 수있지만, 예로서, "나를 차기 위해서는 몸이 앞으로 다가 와야합니다. 난 준비가 되었습니다. 나에게 다가오면서 차보세요. 얍!" 이라는 멘트로 음성 출력할 수 있다.　
그리고 사이버 마스터는 발차기에 맞는 동작과 강도에 대한 평을 다음과 같이 설명할 수 있다.
"아주 좋습니다. 이번에는 얼굴을 한번 공격해보세요 얍!", "공격시 무릎이 너무 낮습니다. 차기전에 조금만 더올려 보세요 다시 얼굴차기 얍!", "아주 좋은 공격이었습니다."
정확한 공격이면, 영상 화면상의 사이버 마스터가 넘어지거나 하는 동작을 취하면 강도에 대한 반응을 표시하게할 수 있다. 정확한 공격시 푸른 불이 안구경에 들어 온다거나 하는 색상으로 효과를 사용하는 것도 가능하다.
이와 같은 일련의 수련과정 또는 심사과정이 종료되면, 해당 판정 결과를 화면에 표시하고, 데이터를 저장한 후해당 프로그램을 종료한다(S14~S15).
따라서, 상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 사용자 동작을 감지하여 기준 동작과 비교 판단하며, 그 차이값을 검출 및 보정하고 이를 영상으로 구성하여 디스플레이함으로써 가정 또는 도장이나 학원에서 시간적 공간적 제약을 받지 않고 각종 무도 수련을 할 수 있으며, 장치와의 정보 교환을 통하여 실시간으로 상호 작용함으로써 혼자서도 효과적으로 자세를 교정 받거나 심사 과정을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명은 상술한 무도 분야 외에도 정형화된 몸동작을 익힐 수 있는 분야, 예로서, 각종 댄스, 체조, 스포츠 등의 다양한 분야에 응용될 수 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
100 : 입력부 110 : 로그인키
120 : 수련과정 선택키 130 : 심사과정 선택키
200 : 동작 인식부 210 : 모션 캡쳐 카메라
220 : 지자기 센서 230 : 가속도 센서
240 : 자이로 센서 300 : 위치 감지부
310 : 저항식 터치패드 400 : 제어부
410 : 프로그램 구동모듈 420 : 동작결정모듈
430 : 비교모듈 440 : 판정모듈
450 : 영상생성모듈 460 : 음향생성모듈
500 : 데이터 저장부 600 : 메인영상 표시부
610 : 3D 입체 영상 디스플레이모듈
611 : 3D안경 620 : 홀로그램 영상 디스플레이모듈
630 : HMD모듈 700 : 배경영상 표시부
710 : 평판디스플레이모듈 800 : 음향 출력부
810 : 스피커 900 : 사용자 영상 촬영부

Claims (20)

  1. 가상현실(VR) 무도 수련 시스템있어서 사용자 정보를 입력받아 로그인시키고, 등급별 수련과정 또는 심사과정을 선택하는 선택키를 구비한 입력부, 사용자의 이동 속도, 거리, 위치 및 각도를 검출하여 사용자 동작을 인식하는 동작 인식부, 평면상에서 사용자 발의 이동 위치를 감지하는 위치 감지부, 상기 입력부의 선택에 대응되는 등급별 수련과정 프로그램과 심사과정 프로그램을 저장하며, 기준 동작에 대한 이동 속도, 거리, 위치 및 각도를 미리 저장하고, 사용자 정보 및 판정 결과를 저장하는 데이터 저장부, 상기 수련과정 선택키 또는 상기 심사과정 선택키에서의 선택 결과에 따라 상기 데이터 저장부에 저장된 해당 수련과정 프로그램 또는 심사과정 프로그램을 구동시키는 프로그램 구동모듈, 상기 동작 인식부에서 인식된 사용자 동작과 상기 위치 감지부에서 감지된 사용자 발의 이동 위치를 참조하여 사용자 동작을 결정하는 동작결정 모듈, 상기 동작결정모듈로부터 결정된 사용자 동작 데이터와 상기 데이터 저장부에 미리 저장된 기준 동작 데이터를 비교 판단하여 그 차이값을 검출하는 비교모듈, 수련과정일 경우에는 상기 비교모듈에서 산출된 차이값에 따라 사용자의 올바른 동작을 지시하는 보정값을 생성하고, 심사과정일 경우 상기 비교모듈에서 산출된 차이 값에 따라 사용자의 심사 합격여부를 판정하고 해당 등급을 결정하여 데이터 저장부에 저장시키는 판정모듈 및미리 저장된 가상 캐릭터를 이용하여 사용자 동작영상을 생성하고, 상기 비교모듈에서 산출된 차이값과 상기 판정모듈에서 생성된 보정값을 상기 보정영상으로 생성함과 아울러 해당 설명문구를 생성하는 영상생성모듈을 포함하여 구성되는 제어부 및 상기 제어부에서 생성된 상기 사용자 동작영상에 상기 보정영상 및 설명문구를 합성하여 표시하는 메인영상 표시부를 포함하는 것을 특징으로 하는가상현실(VR) 무도 수련 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 입력부는 사용자 정보를 입력받아 로그인시키는 로그인키,
    미리 저장된 다수의 등급별 수련과정중 실행할 어느 하나의 수련과정을 선택하는 수련과정 선택키 및 미리 저장된 다수의 등급별 심사과정중 실행할 어느 하나의 심사과정을 선택하는 심사과정 선택키를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실(VR) 무도 수련 시스템.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 동작 인식부는 사용자의 신체에 다수의 마커를 부착하고, 상기 마커의 동작을 적외선 촬영으로 검출하여 사용자 동작을 인식하는 다수의 모션 캡쳐 카메라로 구성되는 것을 특징으로 하는 가상현실(VR) 무도 수련 시스템.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 동작 인식부는 지자기의 방향을 감지하는 지자기 센서,
    압전재료에 가속을 발생시켜 가속도를 감지하는 가속도 센서 및 회전하는 각의 수직힘을 통하여 회전각가속도를 감지하는 자이로 센서중 어느 하나를 사용자의 신체 또는 옷에 부착하거나, 또는 상기 센서들의 조합하여 부착하는 것을 특징으로 하는 가상현실(VR) 무도 수련 시스템.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 위치 감지부는 소정 면적을 갖으며, 압력부위에 저항이 발생하도록 겹쳐진 두장의 패널로 형성되어 사용자의 발이 누르는 좌표의 위치를 측정하는 저항식 터치패드를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실(VR) 무도 수련 시스템.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 영상생성모듈은 상기 메인영상 표시부의 사용자 동작영상에 따른 효과영상 및 배경영상을 더 생성하고, 상기 효과영상 및 배경영상을 평판디스플레이모듈에 표시하는 배경영상 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실(VR) 무도 수련 시스템.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 제어부는 상기 영상생성모듈에서 생성된 상기 메인영상, 효과영상 및 배경영상에 따른 효과음 및 배경음악을 생성하는 음향생성모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실(VR) 무도 수련 시스템.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 음향생성모듈에서 생성된 효과음 및 배경음악을 스피커를 통하여 출력하는 음향 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실(VR) 무도 수련 시스템.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 메인영상 표시부는 사용자가 착용하는 3D안경과 상기 3D안경을 통하여 입체로 보여지는 3D 입체 영상을 화면에 디스플레이하는 3D 입체 영상 디스플레이모듈로 구성되는 것을 특징으로 하는 가상현실(VR) 무도 수련 시스템.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 메인영상 표시부는 홀로그래피의 원리를 이용하여 간섭 줄무늬를 만들어 연속적인 입체 영상을 재현하는 홀로그램 영상 디스플레이 모듈로 구성되는 것을 특징으로 하는 가상현실(VR) 무도 수련 시스템.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 메인영상 표시부는 사용자의 머리에 착용하고, 구현된 영상을 HMD 화면에 디스플레이하는 HMD(Head Mounted Display)모듈로 구성되는 것을 특징으로 하는 가상현실(VR) 무도 수련 시스템.
  12. 제 1항에 있어서, 사용자의 영상을 촬영하는 사용자 영상 촬영부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 사용자 영상 촬영부에서 실제 촬영된 영상을 이용하여 사용자 동작영상을 생성하는 것을 특징으로 하는 가상현실(VR) 무도 수련 시스템.
  13. 입력부에서 사용자 정보를 입력받아 로그인시키고, 미리 저장된 다수의 등급별 수련과정중 실행할 어느 하나의 수련과정 또는 심사과정을 선택하는 1단계, 제어부에서 상기 입력부의 선택 결과에 따라 상기 데이터 저장부에 저장된 해당 수련과정 프로그램 또는 심사과정 프로그램을 구동시키는 2단계, 작 인식부에서 사용자의 이동 속도, 거리, 위치 및 각도를 검출하여 사용자 동작을 인식하는 3단계, 위치 감지부에서 평면상에서 사용자 발의 이동 위치를 감지하는 4단계, 상기 제어부에서 상기 동작 인식부에서 인식된 사용자 동작과 상기 위치 감지부에서 감지된 사용자 발의 이동 위치를 참조하여 3D공간의 사용자 동작을 결정하는 5단계, 상기 제어부에서 상기 사용자 동작과 상기 데이터 저장부에 미리 저장된 기준 동작을 비교하여 그 차이값을 산출하는 6단계, 상기 제어부에서 상기 차이값에 따라 사용자의 올바른 동작을 지시하는 보정값을 생성하거나 심사합격여부를 판정하고, 해당 등급을 결정하여 데이터 저장부에 저장시키는 7단계, 상기 제어부에서 미리 저장된 가상 캐릭터를 이용하여 사용자 동작영상을 생성하며, 상기 보정값에 대한 보정영상 및 설명문구를 생성하는 8단계, 메인영상 표시부에서 상기 제어부에서 생성된 상기 사용자 동작영상에 상기 보정영상 및 설명문구를 합성하여 표시하는 9단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실(VR) 무도 수련 시스템.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 1단계는 입력된 사용자 정보를 통해 진정한 사용자를 식별하여 로그인하고, 미리 저장된 다수의 등급별 수련과정중 실행할 어느 하나의 수련과정을 선택하거나 심사과정을 선택하는 것을 특징으로 하는 가상현실(VR) 무도 수련 시스템.
  15. 제 13항에 있어서, 상기 3단계는, 다수의 모션 캡쳐 카메라로 사용자의 신체에 다수의 마커를 부착하고, 상기 마커의 동작을 적외선 촬영으로 검출하여 사용자 동작을 인식하는 것을 특징으로 하는 가상현실(VR) 무도 수련 시스템.
  16. 제 13항에 있어서, 상기 3단계는, 사용자의 신체 또는 옷에 부착된 지자기 센서를 이용하여 지자기의 방향을 감지하거나, 가속도 센서를 이용하여 압전재료에 가속을 발생시켜 가속도를 감지하거나 또는 자이로 센서를 이용하여 회전하는 각의 수직힘을 통하여 회전각가속도를 감지하는 것을 특징으로 하는 가상현실(VR) 무도 수련 시스템.
  17. 제 13항에 있어서, 상기 4단계는, 소정 면적을 갖으며, 압력부위에 저항이 발생하도록 겹쳐진 두장의 패널로 형성된 저항식 터치패드를 이용하여 사용자의 발이 누르는 좌표의 위치를 측정하는 것을 특징으로 하는 가상현실(VR) 무도 수련 시스템.
  18. 제 13항에 있어서, 상기 9단계는, 상기 제어부에서 효과영상 및 배경영상을 더 생성하고, 상기 효과영상 및 배경영상을 배경영상 표시부에 표시하는 것을 특징으로 하는 가상현실(VR) 무도 수련 시스템.
  19. 제 13항에 있어서, 상기 9단계는, 상기 제어부에서 상기 보정값에 해당하는 설명음성을 생성하고, 이에 따른 효과음 및 배경음악을 생성하며, 음향 출력부는 상기 설명음성, 효과음 및 배경음악을 스피커를 통하여 출력하는 것을 특징으로 하는 가상현실(VR) 무도 수련 시스템.
  20. 제 13항에 있어서, 상기 9단계는, 3D 입체 영상 디스플레이모듈을 이용하여 사용자가 착용한 3D안경을 통하여 보여지는 3D 입체 영상을 화면에 디스플레이하거나, 홀로그램 영상 디스플레이모듈을 이용하여 홀로그래피의 원리로 간섭 줄무늬를 만들어 연속적인 입체 영상을 재현하거나 또는 HMD(Head Mounted Display)모듈을 이용하여 사용자의 머리에 착용하고, 구현된 영상을 HMD 화면에 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 가상현실(VR) 무도 수련 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114515411A (zh) * 2022-02-28 2022-05-20 河南工业和信息化职业学院 一种基于vr技术的武术训练设备
KR20230091329A (ko) * 2021-12-16 2023-06-23 서울올림픽기념국민체육진흥공단 홀로그램을 이용한 격투 트레이닝 장치

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