KR20230091919A - 자전거 시뮬레이터 - Google Patents

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KR20230091919A
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virtual image
rider
bicycle
frame
processor
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KR1020237015215A
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이중식
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주식회사 리얼디자인테크
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Abstract

본 발명은 베이스부, 상기 베이스부에 일 방향을 따라 이동 가능하도록 연결되고, 거치된 자전거의 전륜과 후륜을 연결하는 상기 자전거의 프레임을 지지하는 프레임 지지부, 상기 자전거에 탑승한 라이더의 시선 정보를 획득하는 제1 센서부, 상기 제1 센서부에서 획득된 상기 라이더의 시선 정보에 따라 변화하는 가상 이미지를 생성하는 프로세서 및 상기 가상 이미지를 표시하는 디스플레이를 포함하는 자전거 시뮬레이터를 제공할 수 있다.

Description

자전거 시뮬레이터
본 발명은 가상 주행을 위한 자전거시뮬레이터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 실내공간에서 다양한 주행 경로를 가상적으로 체험할 수 있으며, 서로 다른 공간에 존재하는 라이더가 동일한 사이버 공간에서 자전거 주행 경험을 가상적으로 체험할 수 있는 자전거 시뮬레이터에 관한 것이다.
일반적으로 자전거 트레이너 또는 자전거 롤러라는 명칭의 자전거 운동기구는, 러닝머신과 함께 가장 널리 사용되는 실내 운동용 헬스기구로서, 회전 롤러나 거치대에 안착된 자전거에 탑승한 라이더가 페달을 이용하여 회전저항력(자력 등)이 가해진 휠을 회전시키도록 하는 방식으로 하체근력의 강화를 도모하게 된다. 종래 자전거 운동기구는, 밀폐된 실내공간 내에서 라이더 혼자 자전거 페달링만을 수행함으로써, 다른 라이더와 함께 자전거 주행 경험을 체험할 수 없는 문제가 있다.
최근 기술의 발전에 따라, 디스플레이를 통해 가상 오브젝트에 대한 시각적 정보를 제공함으로써 사용자에게 증강 현실 서비스를 제공할 수 있다. 이에 따라 사용자는 밀폐된 실내공간 내에서도, 실외 주행 환경에서 다른 라이더와 함께 주행하는 것과 동일한 주행 경험을 체험할 수 있다. 이때 디스플레이 상의 가상 오브젝트 또는 실제 공간 상의 실제 오브젝트와 사용자 간의 인터렉션을 위해 사용자의 시선이 이용될 수 있다.
본 발명의 목적은 자전거 거치대에 지지된 자전거를 주행하는 사용자의 시선 정보가 변화함에 따라 디스플레이에 구현되는 가상 이미지가 변화함으로써, 실내에서도 실외 주행 환경에서 주행하는 것과 동일한 주행 경험을 체험할 수 있는 자전거시뮬레이터를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 사용자 입력 정보 및 사용자의 시선 정보에 따라 결정되는 집중 가상 이미지를 표시함으로써 사용자에게 필요한 정보를 효과적으로 제공할 수 있는 자전거시뮬레이터를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 사용자 입력 정보 및 사용자의 시선 정보에 따라 결정되는 청각 정보를 효과적으로 제공할 수 있는 자전거시뮬레이터를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 자전거 거치대에 지지된 자전거의 주행 상태에 따라 디스플레이에 구현되는 가상 이미지가 변화함으로써, 실내에서도 실외 주행 환경에서 주행하는 것과 동일한 주행 경험을 체험할 수 있는 자전거시뮬레이터를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 시뮬레이터는 베이스부, 상기 베이스부에 일 방향을 따라 이동 가능하도록 연결되고, 거치된 자전거의 전륜과 후륜을 연결하는 상기 자전거의 프레임을 지지하는 프레임 지지부, 상기 자전거에 탑승한 라이더의 시선 정보를 획득하는 제1 센서부, 상기 제1 센서부에서 획득된 상기 라이더의 시선 정보에 따라 변화하는 가상 이미지를 생성하는 프로세서; 및
상기 가상 이미지를 표시하는 디스플레이를 포함할 수 있다.
상기 제1 센서부가 감지하는 상기 시선 정보는 상기 라이더의 시선 방향의 변화를 포함할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 라이더의 시선 방향의 변화에 따라 상기 가상 이미지의 프레임을 이동시킬 수 있다.
상기 프로세서는 상기 가상 이미지의 프레임이 이동함에 따라 생성되는 가상 이미지 영역에 집중 가상 이미지를 배치할 수 있다.
상기 라이더의 개인 정보를 입력하는 입력부; 및 하나 이상의 집중 가상 이미지를 저장하는 메모리;를 더 포함하며, 상기 프로세서는 상기 라이더의 개인 정보에 따라 상기 하나 이상의 집중 가상 이미지 중 집중 가상 이미지를 선택하고, 선택된 상기 집중 가상 이미지를 상기 가상 이미지 영역에 배치할 수 있다.
상기 가상 이미지는 자전거 아바타, 주행 도로 및 주변 대상물 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 집중 가상 이미지는 광고 이미지, 다른 라이더의 식별 정보, 경쟁 라이더 자전거의 속도, 거리, 충돌 위험 경고 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 베이스부에 고정되며 일 방향을 따라 연장된 슬라이드 가이드, 상기 프레임 지지부의 일 단부에 고정되며, 상기 일 방향을 따라 상기 슬라이드 가이드 상에서 이동 가능하도록 연결되는 슬라이드부; 및 상기 슬라이드 가이드 상에서 이동하는 상기 슬라이드부의 이동 방향 및 이동 거리를 감지하는 제2 센서부;를 더 포함할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 제2 센서부에서 획득된 상기 슬라이드부의 이동 방향 및 이동 거리의 변화에 따라 상기 가상 이미지의 프레임을 이동시킬 수 있다.
상기 프로세서는 상기 가상 이미지의 프레임이 이동함에 따라 생성되는 가상 이미지 영역에 집중 가상 이미지를 배치할 수 있다.
상기 제1 센서부가 감지하는 상기 시선 정보는 상기 라이더 양안의 초점 위치의 변화를 포함할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 라이더의 양안의 초점 위치의 변화에 따라 상기 가상 이미지의 프레임을 축소시키거나 확대시킬 수 있다.
상기 라이더의 양안의 초점 위치가 짧아지는 경우, 상기 프로세서는 집중 가상 이미지를 축소된 상기 가상 이미지의 프레임에 배치할 수 있다.
상기 라이더의 개인 정보를 입력하는 입력부; 및 하나 이상의 집중 가상 이미지를 저장하는 메모리;를 더 포함하며, 상기 프로세서는 상기 라이더의 개인 정보에 따라 상기 하나 이상의 집중 가상 이미지 중 집중 가상 이미지를 선택하고, 선택된 상기 집중 가상 이미지를 축소된 상기 가상 이미지의 프레임에 배치할 수 있다.
상기 가상 이미지는 자전거 아바타, 주행 도로 및 주변 대상물 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 집중 가상 이미지는 광고 이미지, 다른 라이더의 식별 정보, 경쟁 라이더 자전거의 속도, 거리, 충돌 위험 경고 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 자전거의 전륜을 지지하며, 상기 전륜의 회전에 따라 함께 회전하는 전륜 롤러, 상기 자전거의 후륜을 지지하며, 상기 후륜의 회전에 따라 함께 회전하는 후륜 롤러; 및 상기 전륜 롤러 및 상기 후륜 롤러 중 하나 이상의 회전 속도 또는 회전 거리를 감지하는 제3 센서부;를 더 포함할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 전륜 롤러 및 상기 후륜 롤러 중 하나 이상의 회전 속도의 변화에 따라 상기 가상 이미지의 프레임을 축소시키거나 확대시킬 수 있다.
상기 전륜 롤러 및 상기 후륜 롤러 중 하나 이상의 회전 속도가 증가함에 따라, 상기 프로세서는 집중 가상 이미지를 축소된 상기 가상 이미지의 프레임에 배치할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 제1 센서부에서 획득된 상기 라이더의 시선 정보에 따라 변화하는 청각 정보를 생성하며, 상기 청각 정보을 출력하는 청각 출력부;를 더 포함할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 라이더의 양안의 초점 위치의 변화에 따라 상기 가상 이미지의 프레임을 축소시키거나 확대시키며, 상기 프로세서는 상기 가상 이미지의 프레임이 축소됨에 따라 변화된 청각 정보를 생성할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 라이더의 양안의 초점 위치의 변화에 따라 상기 가상 이미지의 프레임을 축소시키거나 확대시키며, 상기 프로세서는 상기 가상 이미지의 프레임이 확대됨에 따라 변화된 청각 정보를 생성할 수 있다.
상기 제1 센서부는 상기 디스플레이의 상부에 배치될 수 있다.
상기 디스플레이는 라이더가 착장할 수 있는 웨어러블형 증강현실 디바이스이며, 상기 제1 센서부는 상기 증강현실 디바이스에 배치될 수 있다.
본 발명에 의하면, 자전거 거치대에 지지된 자전거를 주행하는 사용자의 시선 정보가 변화함에 따라 디스플레이에 구현되는 가상 이미지가 변화함으로써, 실내에서도 실외 주행 환경에서 주행하는 것과 동일한 주행 경험을 체험할 수 있게 되고, 이로 인해 라이더는 실내에서도 보다 현실감 있는 라이딩을 즐길 수 있다.
또한, 사용자 입력 정보 및 사용자의 시선 정보에 따라 결정되는 집중 가상 이미지를 표시함으로써, 사용자에게 필요한 정보를 효과적으로 제공할 수 있다.
또한, 사용자 입력 정보 및 사용자의 시선 정보에 따라 결정되는 청각 정보를 효과적으로 제공할 수 있다.
또한, 자전거 거치대에 지지된 자전거의 주행 상태에 따라 디스플레이에 구현되는 가상 이미지가 변화함으로써, 실내에서도 실외 주행 환경에서 주행하는 것과 동일한 주행 경험을 체험할 수 있게 되고, 이로 인해 라이더는 실내에서도 보다 현실감 있는 라이딩을 즐길 수 있다.
도 1a은 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거시뮬레이터의 측면도이다.
도 1b은 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거시뮬레이터의 평면도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거시뮬레이터의 블록도이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 입력부의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 센서부가 부착된 증강 현실 디바이스의 개략도이다.
도 4는 일 실시예에 따라 메모리에 저장된 가상 이미지이다.
도 5는 일 실시예에 따라 라이더 양안의 초점 위치 변화를 도시한 개략도이다.
도 6a는 일 실시예에 따라 라이더 양안의 초점이 제1 위치에 위치한 개략도이다.
도 6b는 일 실시예에 따라 라이더 양안의 초점이 제1 위치에 위치한 경우, 디스플레이에 표시되는 가상 이미지이다.
도 7a는 일 실시예에 따라 라이더 양안의 초점이 제2 위치에 위치한 개략도이다.
도 7b는 일 실시예에 따라 라이더 양안의 초점이 제2 위치에 위치한 경우, 디스플레이에 표시되는 가상 이미지이다.
도 8은 일 실시예에 따른 자전거시뮬레이터의 부분 사시도이다.
도 9a는 일 실시예에 따라 라이더의 시선 방향의 변화를 표시한 개략도이다.
도 9b는 일 실시예에 따라 라이더의 시선 방향의 변화하는 경우, 디스플레이에 표시되는 가상 이미지이다.
도 10a는 일 실시예에 따라 라이더의 시선 방향의 변화를 표시한 개략도이다.
도 10b는 일 실시예에 따라 라이더의 시선 방향의 변화하는 경우, 디스플레이에 표시되는 가상 이미지이다.
도 11a는 일 실시예에 따른 자전거시뮬레이터의 부분 사시도이다.
도 11b는 일 실시예에 따른 자전거시뮬레이터의 평면도이다.
도 12는 일 실시예에 따라 청각 정보가 디스플레이에 표시되는 가상 이미지이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 이하의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 실시예들은 다양한 변환을 가할 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 실시예들의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 내용들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 실시예들은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하의 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예들에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예들에서 방향을 지칭하는 상(위쪽), 하(아래쪽), 좌우(옆쪽 또는 측방), 전(정, 앞쪽), 후(배, 뒤쪽) 등은 권리의 한정의 용도가 아닌 설명의 편의를 위해서 도면 및 구성 간의 상대적 위치를 기준으로 정한 것으로, 이하에서 설명되는 각 방향은 이와 다르게 특별히 한정하는 경우를 제외하고, 이에 기초한 것이다.
이하의 실시예들에서 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 이하의 실시예들 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
본 명세서에 기술된 실시예는 전적으로 하드웨어이거나, 부분적으로 하드웨어이고 부분적으로 소프트웨어이거나, 또는 전적으로 소프트웨어인 측면을 가질 수 있다. 본 명세서에서 "부(unit)", "모듈(module)", "장치" 또는 "시스템" 등은 하드웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 또는 소프트웨어 등 컴퓨터 관련 엔티티(entity)를 지칭한다. 예를 들어, 본 명세서에서 부, 모듈, 장치 또는 시스템 등은 실행중인 프로세스, 프로세서, 객체(object), 실행 파일(executable), 실행 스레드(thread of execution), 프로그램(program), 및/또는 컴퓨터(computer)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 컴퓨터에서 실행중인 애플리케이션(application) 및 컴퓨터의 양쪽이 모두 본 명세서의 부, 모듈, 장치 또는 시스템 등에 해당할 수 있다.
도 1a은 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거시뮬레이터의 측면도이다. 도 1b은 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거시뮬레이터의 평면도이다. 도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거시뮬레이터의 블록도이다. 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 입력부의 개략도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 센서부가 부착된 증강 현실 디바이스의 개략도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 시뮬레이터(1)는, 자전거 시뮬레이터(1)에 지지된 자전거(10)에 탑승한 라이더(R)가 실제 주행 환경과 동일한 상태를 가상적으로 체험할 수 있게 되고, 이로 인해 실외 주행 환경과 상관 없이 현실감 있는 라이딩을 즐길 수 있게 된다.
위에서 언급한 자전거(10)는, 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 시뮬레이터(1)만을 위해 특별하게 제작된 것은 물론이고, 현재 다양한 제조회사에서 시판 중인 자전거(10)를 모두 포괄하는 개념이다. 이러한 자전거(10)는, 자전거(10)의 몸체를 이루는 자전거프레임(11)과, 자전거프레임(11)에 회전 가능하게 장착되는 전륜(12) 및 후륜(13)과, 라이더(R)의 페달링을 후륜(13)의 회전력으로 변환하는 구동계(크랭크, 체인, 변속기 등)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자전거 시뮬레이터(1)는, 상술한 바와 같은 기능 내지 작용을 구현하기 위해, 베이스부(20), 프레임 지지부(30), 전륜 롤러(40), 후륜 롤러(50), 제1 센서부(61), 제2 센서부(62), 제3 센서부(63), 입력부(71), 메모리(73), 통신 모듈(80), 프로세서(90), 디스플레이(95) 및 청각 출력부(96)를 포함할 수 있다.
이하에서는 상술한 각 구성에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1a 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 베이스부(20)는 지면에 고정되어 자전거(10)를 지지할 수 있는 지지 부재이다. 일 예로서, 베이스부(20)는 후술하게 될 전륜 롤러(40) 및 후륜 롤러(50)가 안착될 수 있는 사각 프레임 형상으로 마련될 수 있다. 다만, 본 개시가 이에 제한되는 것은 아니며, 전륜 롤러(40) 및 후륜 롤러(50)가 안착될 수 있는 임의의 지지부재로 마련되어도 무방하다. 또한, 일 예시에 따른 베이스부(20)에는 프레임 지지부(30)가 연결될 수 있는 지지 프레임(21)이 베이스부(20)의 양 측부를 가로질러 배치될 수 있다.
프레임 지지부(30)는 자전거 프레임(11)에 탈착 가능하도록 결합되어 자전거(10)의 위치를 안정적으로 고정하는 지지부재이다. 일 예로서, 프레임 지지부(30)는 일 방향을 따라 연장된 직선 로드 형상의 지지 부재로 구현될 수 있다.
프레임 지지부(30)의 일 단부에는 클램프 장치(310)가 배치되어 자전거프레임(11) 일측, 예를 들어 탑튜브 및 다운튜브 중 하나 이상을 탈착 가능하게 결합할 수 있다. 이때, 클램프 장치(310)는 자전거프레임(11) 일측이 탈착 가능하게 결합될 수 있도록 분리 가능한 형태로 마련될 수 있다. 다만, 본 개시가 이에 제한되는 것은 아니며, 자전거프레임(11)의 일측을 지지할 수 있는 다른 유형의 잠금 장치로 구현되어도 무방하다. 프레임 지지부(30)의 타 단부는 베이스부(20)에 마련된 지지 프레임(21)에 대해 일 방향을 따라 이동 가능하도록 배치될 수 있다.
전륜 롤러(40)는, 자전거시뮬레이터(1) 상에 거치된 자전거(10)의 전륜(12)을 지지하며 전륜(12)의 회전에 따라 함께 회전하는 원통 형상의 구성요소로서, 거치된 자전거(10)를 기준으로 전방 또는 후방으로 자유 회전할 수 있도록 양 단부가 베이스부(20)에 회전 가능하도록 연결될 수 있다.
후륜 롤러(50)는, 자전거시뮬레이터(1) 상에 거치된 자전거(10)의 후륜(13)을 지지하며 후륜(13)의 회전에 따라 함께 회전하는 원통 형상의 구성요소로서, 거치된 자전거(10)를 기준으로 전방 또는 후방으로 자유 회전할 수 있도록 양 단부가 베이스부(20)에 대해 회전 가능하도록 연결될 수 있다.
제1 센서부 내지 제3 센서부(61-63)는, 자전거 시뮬레이터(1)에 거치된 자전거(10)에 탑승한 라이더(R)의 시선 정보를 획득하거나, 자전거 시뮬레이터(1)에 거치된 자전거(10)의 주행 상태를 감지하기 위한 감지 장치이다. 일 예로서, 제1 센서부(61)는 자전거 시뮬레이터(1)에 거치된 자전거(10)에 탑승한 라이더(R)의 시선 정보를 획득할 수 있고, 제2 센서부(62)는 자전거(10)의 주행 방향을 감지할 수 있으며, 제3 센서부(63)는 자전거(10)의 주행 속도 및 주행 거리를 감지할 수 있다. 제1 센서부 내지 제3 센서부(61-63)를 이용하여 라이더(R)의 시선 정보 또는 자전거(10)의 주행 상태를 감지하는 것과 관련된 사항은 도 4 내지 도 12를 참조하여 보다 구체적으로 서술한다.
입력부(71)는, 자전거 시뮬레이터(1)를 제어하기 위한 라이더(R)의 명령 및 라이더(R)의 신체 정보, 예를 들어 성별, 나이, 신장, 인종, 머리색, 체중 등의 정보를 수신할 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 입력부(71)는, 자전거 시뮬레이터(1)에 거치되는 자전거(10)의 모델을 입력받을 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 자전거 시뮬레이터(1)는 프레임 지지부(30)의 하부에 무게 측정부(미도시)를 배치하여 입력부(71)를 이용한 입력 없이도 라이더(R)의 신체 정보를 확보할 수 있다.
일 실시예로서, 입력부(71)는 자전거 시뮬레이터(1)에 일체로 형성된 버튼, 키 패드, 마우스, 트랙볼, 조그 스위치, 놉(knop) 등을 조작하는 입력, 터치 패드나 터치 스크린을 터치하는 입력, 음성 입력, 모션 입력, 생체 정보 입력(예를 들어, 홍채 인식, 지문 인식 등) 등을 포함할 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 입력부(71)는 도 2b에 도시된 바와 같이 사용자의 휴대폰(71-1)으로 구현될 수 있다. 사용자의 휴대폰(71-1)은 통신 모듈(80)과 연결되어 사용자로부터 입력된 정보를 프로세서(90)에 전달할 수 있다.
메모리(73)는, 자전거 시뮬레이터(1)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(90) 또는　센서 모듈(60)에 의해 사용되는 다양한 데이터, 예를 들어, 소프트웨어 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 저장할 수 있다.　메모리(73)는, 휘발성　메모리 또는 비휘발성　메모리를 포함할 수 있다.
통신 모듈(80)은 자전거 시뮬레이터(1)와 외부 전자 장치(예: 다른 자전거 시뮬레이터(1-1), 또는 서버(2))간의 유선 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(80)은 프로세서(90)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되는, 유선 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 통신 모듈(80)은 무선 통신 모듈(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함하고, 그 중 해당하는 통신 모듈을 이용하여 네트워크(3)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크 또는 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 상술한 여러 종류의 통신 모듈(80)은 하나의 칩으로 구현되거나 또는 각각 별도의 칩으로 구현될 수 있다.
프로세서(90)는, 예를 들면, 소프트웨어를 구동하여 프로세서(90)에 연결된 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 프로세서(90)는 다른 구성요소(예:　제1 센서부 내지 제3 센서부(61-63) 또는 통신 모듈(80))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 메모리(73), 예를 들어 휘발성 메모리에 로드하여 처리하고, 결과 데이터를 메모리(73), 예를 들어 비휘발성 메모리 에 저장할 수 있다.
디스플레이(95)는 라이더(R)에게 광고 이미지, 자전거 대회의 코스 등에 대한 주행환경이나 운영체제 프로그램 등을 시각적으로 전달하는 구성요소로서, 도 1a에 도시된 바와 같이 라이더(R)의 전방에 배치되는 디스플레이 또는 도 3에 도시된 바와 같이 라이더(R)가 착용하는 웨어러블형 증강 현실 디바이스(95-1) 등으로 구현될 수 있다. 일 예로서, 디스플레이(95, 95-1)에는 자전거 주행 경로뿐만 아니라 다른 라이더(R) 및 장애물 등의 가상 이미지가 다양하게 표시될 수 있다. 일 예로서, 디스플레이(95)가 도 1a에 도시된 바와 같이 라이더(R)의 전방에 배치되는 경우, 제1 센서부(61)는 디스플레이(95)의 상부에 배치될 수 있다. 다른 예로서, 디스플레이(95)가 도 3에 도시된 바와 같이 웨어러블형 증강 현실 디바이스(95-1)로 구현되는 경우, 제1 센서부(61)는 증강 현실 디바이스의 일 측부에 배치될 수 있다. 다만, 본 개시가 이에 제한되는 것은 아니며, 제1 센서부(61)는 라이더(R)의 시선 정보를 획득할 수 있는 임의의 위치에 배치될 수도 있다.
청각 출력부(96)는 라이더(R)에게 자전거 대회의 코스 등에 대한 주행환경이나 운영체제 프로그램 등을 청각적으로 전달하는 구성요소이다. 일 예로서, 청각 출력부(96)는 라이더(R)에게 청각 정보를 전달할 수 있는 임의의 오디오 디바이스 등이 될 수 있다. 일 예로서, 청각 출력부(96)는 자전거 주행 환경 뿐만 아니라 라이더(R)에 대한 응원 또는 경고 등과 같은 기타 정보를 청각적으로 다양하게 표시할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따라 메모리에 저장된 가상 이미지이다.
도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 가상 이미지(1000)는 하나 이상의 대상체(1100) 및 집중 가상 이미지(1200)를 포함할 수 있다. 일 예로서, 하나 이상의 대상체(1100)는 자전거 주행 환경을 표시하기 위한 임의의 객체를 포함할 수 있다. 예를 들어 하나 이상의 대상체(1100)는 자전거를 주행하는 라이더를 표시하는 자전거 아바타(1110), 주행 도로(1120), 주변 대상물(1130) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 명세서에서는 자전거 아바타(1110)를 자전거 시뮬레이터(1)를 사용하는 라이더(R) 및 자전거 시뮬레이터(1)에 거치되는 자전거(10)에 대응하며, 디스플레이(95)에 표시되는 형상으로 정의한다. 또한, 주행 도로(1120)는 자전거 아바타(1110)가 주행할 수 있는 임의의 주행로로서, 디스플레이(95)에 표시되는 형상으로 정의한다. 예를 들어, 주행 도로(1120)는 일반도로, 밸로드롭, 산악 주행로 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 주변 대상물(1130)은 자전거 아바타(1110) 및 주행 도로(1120)를 제외한 일체의 대상물서, 디스플레이(95)에 표시되는 형상으로 정의한다. 예를 들어, 주변 대상물(1130)은 건물, 나무, 산, 강, 다리 등과 같은 주변 경관 대상체을 포함할 수 있다.
일 예로서, 자전거 아바타(1110)는 라이더(R)의 신체 정보 및 자전거(10)의 모델에 대응되는 사람의 형상 및 자전거의 형상을 이용하여 구현될 수 있다. 예를들어, 메모리(73)에는 입력부(71)를 통해 입력된 라이더(R)의 신체 정보 및 자전거(10)의 모델과 기타 감지부에 의해 감지된 라이더(R)의 신체 정보에 대응하는 사람 및 자전거의 형상이 유형별로 저장될 수 있다. 다른 예로서, 메모리(73)에는 인공지능 프로그램이 포함될 수 있다. 입력부(71)를 통해 입력된 라이더(R)의 신체 정보 및 자전거(10)의 모델과 기타 감지부에 의해 감지된 라이더(R)의 신체 정보를 이용하여, 인공지능 프로그램은 미리 저장되지 않은 사람의 형상 및 자전거의 형상을 포함하는 자전거 아바타(1110)를 형성할 수도 있다.
일 예로서, 자전거 아바타(1110)는 자전거 시뮬레이터(R)를 이용하는 라이터(R)에 대응되는 자전거 아바타 뿐만 아니라, 도 2a에 도시된 네트워크(3)를 이용하여 접속한 다른 라이더(미도시)에 대응되는 자전거 아바타, 및 라이더(R)에게 경쟁심을 느낄 수 있도록 가상으로 생성된 자전거 아바타를 포함할 수 있다.
일 예로서, 주행 도로(1120) 및 주변 대상물(1130)와 관련하여, 실제 존재하는 주행 도로 및 주변 대상물에 대한 이미지가 메모리(73)에 유형별로 저장될 수 있다. 또한, 실제 존재하는 주행 도로과 주변 대상물에 대한 이미지를 이용하여, 인공지능 프로그램은 미리 저장되지 않은 주행 도로 및 주변 대상물의 형상을 포함하는 주행 도로(1120) 및 주변 대상물(1130)을 형성할 수도 있다.
본 명세서에서, 집중 가상 이미지(1200)는, 자전거 시뮬레이터(1)를 사용하는 라이더(R) 및 자전거(10)의 주행 상태에 대응하여, 디스플레이(95)에 선택적으로 표시되는 형상으로 정의한다. 일 예로서, 집중 가상 이미지(1200)는 라이더(R)에게 제공하고자 하는 시선 정보를 포함하는 제1 집중 이미지(1210) 또는 자전거 주행 상태를 표시하기 위한 제2 집중 이미지(1220)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 집중 이미지(1210)는 광고 이미지, 다른 라이더의 식별 정보 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 제2 집중 이미지(1220)는 경쟁 라이더 자전거의 속도, 거리, 충돌 위험 경고 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
일 예로서, 제1 집중 이미지(1210) 및 제2 집중 이미지(1220)와 관련하여, 실제 존재하는 광고, 속도 및 거리 표시 정보 또는 경고 메시지에 대한 이미지가 메모리(73)에 유형별로 저장될 수 있다. 또한, 실제 존재하는 광고, 속도 및 거리 표시 정보 또는 경고 메시지에 대한 이미지를 이용하여, 인공지능 프로그램은 미리 저장되지 않은 광고, 속도 및 거리 표시 정보 또는 경고 메시지의 형상을 포함하는 제1 집중 이미지(1210) 및 제2 집중 이미지(1220)을 형성할 수도 있다.
이하에서는 상술한 라이더(R)의 시선 변화를 감지히고, 이에 따라 변화하는 가상 이미지(1000)에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 5는 일 실시예에 따라 라이더 양안의 초점 위치 변화를 도시한 개략도이다. 도 6a는 일 실시예에 따라 라이더 양안의 초점이 제1 위치에 위치한 개략도이다. 도 6b는 일 실시예에 따라 라이더 양안의 초점이 제1 위치에 위치한 경우, 디스플레이에 표시되는 가상 이미지이다. 도 7a는 일 실시예에 따라 라이더 양안의 초점이 제2 위치에 위치한 개략도이다. 도 7b는 일 실시예에 따라 라이더 양안의 초점이 제2 위치에 위치한 경우, 디스플레이에 표시되는 가상 이미지이다.
도 1a, 도 3 및 도 5를 참조하면, 일 예시에 따른 제1 센서부(61)는 자전거 시뮬레이터(1)에 거치된 자전거(10)에 탑승한 라이더(R)의 시선 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 제1 센서부(61)는 라이더(R)의 왼쪽 눈의 시선(O1) 및 라이더(R)의 오른쪽 눈의 시선(O2)을 추적할 수 있는 임의의 감지 장치가 사용될 수 있다. 일 예로서, 제1 센서부(61)는 라이더(R)의 동공에 빛을 반사하고, 반사된 빛을 감지하는 반사 방식, 라이더(R)의 동공의 이미지를 감지하는 이미지 감지 방식 등이 사용될 수 있으나, 본 개시가 이에 제한되는 것은 아니다.
일 예시에 따르면, 제1 센서부(61)는 라이더(R)의 왼쪽 눈의 시선(O1) 및 라이더(R)의 오른쪽 눈의 시선(O2)의 집중되는 초첨 위치(T)를 감지할 수 있다. 일 예로서, 라이더(R)의 초첨 위치(T)가 변화함에 따라, 프로세서(90)는 가상 이미지의 프레임(1500)을 축소시키거나 확대시킬 수 있다. 본 명세서에서, 가상 이미지의 프레임(1500)은 가상 이미지(1000) 중 디스플레이(95)에 표시되는 영역으로 정의한다. 예를 들어, 제1 센서부(61)에 의해 라이더(R)의 초첨 위치(T)가 제1 초점 위치(T1)로 감지되는 경우, 가상 이미지(1000) 중 가장 작은 영역의 가상 이미지의 제1 프레임(1501)이 디스플레이(95)에 표시될 수 있다. 또한, 제1 센서부(61)에 의해 라이더(R)의 초첨 위치(T)가 제2 초점 위치(T2)로 감지되는 경우, 가상 이미지(1000) 중 제2 프레임(1502)이 디스플레이(95)에 표시될 수 있다. 또한, 제1 센서부(61)에 의해 라이더(R)의 초첨 위치(T)가 제3 초점 위치(T3)로 감지되는 경우, 가상 이미지(1000) 중 가장 큰 가상 이미지의 제3 프레임(1503)이 디스플레이(95)에 표시될 수 있다.
보다 구체적으로 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 제1 센서부(61)에 의해 라이더(R)의 초첨 위치(T)가 제3 초점 위치(T3)로 감지되는 경우, 프로세서(90)는 도 4에 도시된 가상 이미지(1000) 중, 제3 초점 위치(T3)에 대응되도록 가상 이미지의 프레임(1503)을 결정할 수 있다.
또한, 도 7a 및 도 7b를 참조하면, 제1 센서부(61)에 의해 라이더(R)의 초첨 위치(T)가 제3 초점 위치(T3) 보다 짧은 제1 초점 위치(T1)로 감지되는 경우, 프로세서(90)는 도 4에 도시된 가상 이미지(1000) 중, 제1 초점 위치(T1)에 대응되도록 축소된 가상 이미지의 프레임(1501)을 결정할 수 있다.
도 6b에 도시된 가상 이미지의 프레임(1503)과 비교할 때, 도 7b에 도시된 가상 이미지의 프레임(1501)이 축소되었음을 확인할 수 있다. 이때, 라이더(R)의 집중도가 향상될 수 있으므로, 라이더(R)에 대한 정보 전달력이 향상될 수 있다. 일 예시에 따른 프로세서(90)는 축소된 가상 이미지의 프레임(1501)에 집중 가상 이미지(1200)를 배치시킬 수 있다. 일 예로서, 집중 가상 이미지(1200)는 하나 이상의 집중 가상 이미지(1200)를 포함할 수 있으며, 메모리(73)에 미리 저장될 수 있다. 예를 들어, 집중 가상 이미지(1200)는 제1 집중 이미지(1210) 또는 제2 집중 이미지(1220)를 포함할 수 있으며, 상기 제1 집중 이미지(1210) 또는 제2 집중 이미지(1220)는 메모리(73)에 미리 저장될 수 있다.
일 예로서, 프로세서(90)는 가상 이미지의 프레임(1501)의 축소 시점에 맞추어, 제1 집중 이미지(1210) 또는 제2 집중 이미지(1220)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(90)는 도 7b에 도시된 바와 같이 가상 이미지의 프레임(1501)이 축소되는 경우, 제1 집중 이미지(1210) 또는 제2 집중 이미지(1220)를 생성하여, 자전거 아바타(1110)의 후면부에 제1 집중 이미지(1210) 또는 제2 집중 이미지(1220)를 배치할 수 있다. 예를 들어 제1 집중 이미지(1210)는 입력부(71)를 이용하여 획득된 라이더(R)의 개인 정보에 따라 선택된 광고 이미지일 수 있다. 또한, 제2 집중 이미지(1220)는 경쟁 라이더 자전거와의 충돌 위험을 알리는 경고 메시지일 수 있다. 이에 따라 라이더(R)에 대한 광고 효과 및 경고 효과가 향상될 수 있다. 다만, 본 개시가 이에 제한되는 것은 아니며, 집중 가상 이미지(1200), 예를 들어 제1 집중 이미지(1210) 또는 제2 집중 이미지(1220)는 축소된 가상 이미지의 프레임(1501)의 임의의 영역에 배치되어도 무방하다.
도 7b에 도시된 가상 이미지의 프레임(1501)과 비교할 때, 도 6b에 도시된 가상 이미지의 프레임(1503)이 확대되었음을 확인할 수 있다. 이때, 라이더(R)의 시야가 확대될 수 있으므로, 라이더(R)에 대한 정보 전달력이 저하될 수 있다. 일 예시에 따른 프로세서(90)는 확대된 가상 이미지의 프레임(1503)에 집중 가상 이미지(1200)를 배치시킬 수 있다. 예를 들어, 프로세서(90)는 도 6b에 도시된 바와 같이 주변 대상물(1130), 예를 들어 건물 및 하늘에 제1 집중 이미지(1210) 또는 제2 집중 이미지(1220)를 배치할 수 있다. 이에 따라 상대적으로 넓은 영역에 집중 가상 이미지(1200)를 배치시킬 수 있다.
반면, 상술한 바와 같이 라이더(R)의 시야가 확대되어 라이더(R)에 대한 정보 전달력이 저하될 수 있으므로, 제1 집중 이미지(1210) 또는 제2 집중 이미지(1220)는 경고의 정도가 낮거나 낮은 가격의 광고 이미지가 배치될 수 있다. 예를 들어 제1 집중 이미지(1210)는 입력부(71)를 이용하여 획득된 라이더(R)의 개인 정보에 따라 결정된 상대적으로 낮은 가격의 광고 이미지일 수 있다. 또한, 제2 집중 이미지(1220)는 경쟁 라이더 자전거의 속도를 알리는 정보 메시지일 수 있다. 다만, 본 개시가 이에 제한되는 것은 아니며, 집중 가상 이미지(1200), 예를 들어 제1 집중 이미지(1210) 또는 제2 집중 이미지(1220)는 확대된 가상 이미지의 프레임(1503)의 임의의 영역에 배치되어도 무방하다.
도 8은 일 실시예에 따른 자전거시뮬레이터의 부분 사시도이다.
도 1a, 도 1b 및 도 8을 참조하면, 일 실시예에 따른 자전거 시뮬레이터(1)는 전륜 롤러(40) 및 후륜 롤러(50) 중 하나 이상의 회전 속도 및 회전 거리를 감지할 수 있는 제3 센서부(63)를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 제3 센서부(63)는 자속 센서를 포함하는 자기식 엔코더로 구현될 수 있다. 일 예로서, 서로 다른 극을 갖는 영구자석(미도시)이 후륜 롤러(50)의 외주면을 따라 교대로 착자된다. 이때, 영구자석(미도시)은, 후륜 롤러(50)의 절반이 N극으로 형성되고 다른 절반이 S극으로 형성된 일체형으로 형성되거나, 외주면를 따라 일정한 간격으로 배치되는 다수의 독립된 영구자석으로 형성될 수 있다. 일 예로서, 제3 센서부(63)는, 후륜 롤러(50)가 회전함에 따라 규칙적으로 변하는 영구자석(미도시)의 쇄교자속을 감지하여 전기적인 신호로 출력할 수 있다. 이후, 출력신호는 프로세서(90)로 인가되어, 후륜 롤러(50)의 회전 속도 및 회전 거리를 감지할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 제3 센서부(63)는 자속 센서를 포함하는 자기식 엔코더로 예시하였으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 일 예시에 따른 제3 센서부(63)는 후륜 롤러(50)뿐만 아니라 전륜 롤러(40)에 배치되거나, 전륜 롤러(40) 및 후륜 롤러(50)에 배치될 수도 있다.
상술한 바와 같이 제3 센서부(63)는 전륜 롤러(40) 및 후륜 롤러(50) 중 하나 이상의 회전 속도 및 회전 거리를 감지하여 이를 프로세서(90)에 전달할 수 있으며, 프로세서(90)는 전륜(12) 및 후륜(13)의 원주 크기 및 단위시간당 전륜(12) 및 후륜(13)의 회전수로부터 자전거(10)의 주행속력 및 주행 거리를 산출할 수 있다.
일 예시에 따르면, 제3 센서부(63)에 의해 측정된 전륜 롤러(40) 또는 후륜 롤러(50) 중 하나 이상의 회전 속도의 변화에 따라, 프로세서(90)는 가상 이미지의 프레임(1500)을 축소시키거나 확대시킬 수 있다. 예를 들어, 제3 센서부(63)에 의해 전륜 롤러(40) 또는 후륜 롤러(50) 중 하나 이상의 회전 속도가 증가하였음이 감지될 수 있다. 이때, 프로세서(90)는 도 7b에 도시된 것과 같이 가상 이미지(1000) 중 가장 작은 영역의 가상 이미지의 제1 프레임(1501)을 디스플레이(95)에 표시하도록 제어할 수 있다. 또한, 제3 센서부(63)에 의해 전륜 롤러(40) 또는 후륜 롤러(50) 중 하나 이상의 회전 속도가 감소하였음이 감지될 수 있다. 이때, 프로세서(90)는 도 6b에 도시된 것과 같이 가상 이미지(1000) 중 가장 작은 영역의 가상 이미지의 제3 프레임(1503)을 디스플레이(95)에 표시하도록 제어할 수 있다.
도 6b에 도시된 가상 이미지의 프레임(1503)과 비교할 때, 도 7b에 도시된 가상 이미지의 프레임(1501)이 축소되었음을 확인할 수 있다. 즉, 전륜 롤러(40) 또는 후륜 롤러(50) 중 하나 이상의 회전 속도가 증가하는 경우, 라이더(R)의 시야가 축소되는 반면, 라이더(R)의 집중도가 향상될 수 있으므로, 라이더(R)에 대한 정보 전달력이 향상될 수 있다. 일 예시에 따른 프로세서(90)는 축소된 가상 이미지의 프레임(1501)에 집중 가상 이미지(1200)를 배치시킬 수 있다. 이에 따라 라이더(R)에 대한 광고 효과 및 경고 효과가 향상될 수 있다.
도 7b에 도시된 가상 이미지의 프레임(1501)과 비교할 때, 도 6b에 도시된 가상 이미지의 프레임(1503)이 확대되었음을 확인할 수 있다. 즉, 전륜 롤러(40) 또는 후륜 롤러(50) 중 하나 이상의 회전 속도가 감소하는 경우, 라이더(R)의 시야가 확대되는 반면, 라이더(R)에 대한 정보 전달력이 저하될 수 있다. 일 예시에 따른 프로세서(90)는 확대된 가상 이미지의 프레임(1503)에 집중 가상 이미지(1200)를 배치시킬 수 있다. 이에 따라 상대적으로 넓은 영역에 집중 가상 이미지(1200)를 배치시킬 수 있다. 축소된 가상 이미지의 프레임(1501)과 확대된 가상 이미지의 프레임(1503) 및 집중 가상 이미지(1200)를 배치시키는 것과 관련된 사항은 도 6b 및 도 7b에 서술된 사항과 실질적으로 동일하므로 여기서는 서술을 생략한다.
도 9a는 일 실시예에 따라 라이더의 시선 방향의 변화를 표시한 개략도이다. 도 9b는 일 실시예에 따라 라이더의 시선 방향의 변화하는 경우, 디스플레이에 표시되는 가상 이미지이다. 도 10a는 일 실시예에 따라 라이더의 시선 방향의 변화를 표시한 개략도이다. 도 10b는 일 실시예에 따라 라이더의 시선 방향의 변화하는 경우, 디스플레이에 표시되는 가상 이미지이다.
도 1a, 도 3 및 도 9a 내지 도 10b를 참조하면, 일 예시에 따른 제1 센서부(61)는 자전거 시뮬레이터(1)에 거치된 자전거(10)에 탑승한 라이더(R)의 시선 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 제1 센서부(61)는 라이더(R)의 안구(O)의 시선 방향을 추적할 수 있는 임의의 감지 장치가 사용될 수 있다. 일 예로서, 제1 센서부(61)는 라이더(R)의 동공에 빛을 반사하고, 반사된 빛을 감지하는 반사 방식, 라이더(R)의 동공의 이미지를 감지하는 이미지 감지 방식 등이 사용될 수 있으나, 본 개시가 이에 제한되는 것은 아니다.
일 예시에 따르면, 제1 센서부(61)는 라이더(R)의 안구(O)의 시선 방향의 변화를 감지할 수 있다. 일 예로서, 라이더(R)의 안구(O)의 시선 방향이 변화함에 따라, 프로세서(90)는 가상 이미지의 프레임(1500)을 이동시킬 수 있다.
예를 들어, 제1 센서부(61)에 의해 라이더(R)의 안구(O)의 시선 방향이 좌측 또는 우측으로 이동하였음이 감지되는 경우, 가상 이미지의 제4 프레임(1504) 또한 좌측 또는 우측으로 이동할 수 있다. 이에 따라 좌측 또는 우측으로 이동된 새로운 가상 이미지의 프레임(1505, 1506)이 형성되어 디스플레이(95)에 표시될 수 있다. 이때, 이동된 가상 이미지의 프레임(1505, 1506)에는 프레임 이동에 따라 새로운 가상 이미지 영역(1505-1, 1506-1)이 생성될 수 있다.
보다 구체적으로 도 9a 및 도 9b를 참조하면, 제1 센서부(61)에 의해 라이더(R)의 안구(O)의 시선 방향이 좌측으로 이동하였음이 감지되는 경우, 가상 이미지의 제4 프레임(1504) 또한 좌측으로 이동할 수 있다. 이에 따라 가상 이미지의 제5 프레임(1505)이 형성되어 디스플레이(95)에 표시될 수 있다. 이때, 가상 이미지의 제5 프레임(1505)에는 프레임 이동에 따라 제1 가상 이미지 영역(1505-1)이 생성될 수 있다.
또한, 도 10a 및 도 10b를 참조하면, 제1 센서부(61)에 의해 라이더(R)의 안구(O)의 시선 방향이 우측으로 이동하였음이 감지되는 경우, 가상 이미지의 제4 프레임(1504) 또한 우측으로 이동할 수 있다. 이에 따라 가상 이미지의 제6 프레임(1506)이 형성되어 디스플레이(95)에 표시될 수 있다. 이때, 가상 이미지의 제6 프레임(1506)에는 프레임 이동에 따라 제2 가상 이미지 영역(1506-1)이 생성될 수 있다.
도 9b 및 도 10b를 참조하면, 제5 및 제6 가상 이미지의 프레임(1505, 1506)이 제4 가상 이미지의 프레임(1504)과 비교하여 좌측 또는 우측으로 이동하였음을 확인할 수 있다. 이때, 새롭게 생성된 가상 이미지 영역(1505-1, 1506-1)에 라이더(R)의 집중도가 향상될 수 있으므로, 라이더(R)에 대한 정보 전달력이 향상될 수 있다. 일 예시에 따른 프로세서(90)는 새롭게 생성된 가상 이미지 영역(1505-1, 1506-1)에 집중 가상 이미지(1200)를 배치시킬 수 있다. 일 예로서, 프로세서(90)는 가상 이미지의 프레임(1505, 1506)의 이동 시점에 맞추어, 가상 이미지 영역(1505-1, 1506-1)에 집중 가상 이미지(1200)를 배치할 수 있다. 이때, 집중 가상 이미지(1200)는 상술한 바와 같이, 제1 집중 이미지(1210) 또는 제2 집중 이미지(1220)를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 도 9b에 도시된 바와 같이 제4 가상 이미지의 프레임(1504)이 좌측으로 이동하여 제5 가상 이미지의 프레임(1505)이 생성되는 경우, 프로세서(90)는 제1 집중 이미지(1210) 또는 제2 집중 이미지(1220)를 제1 가상 이미지 영역(1505-1)에 배치할 수 있다. 또한, 도 10b에 도시된 바와 같이 제4 가상 이미지의 프레임(1504)이 우측으로 이동하여 제6 가상 이미지의 프레임(1506)이 생성되는 경우, 프로세서(90)는 제1 집중 이미지(1210) 또는 제2 집중 이미지(1220)를 제2 가상 이미지 영역(1506-1)에 배치할 수 있다. 예를 들어 제1 집중 이미지(1210)는 입력부(71)를 이용하여 획득된 라이더(R)의 개인 정보에 따라 선택된 광고 이미지 또는 경고 메시지 등일 수 있다. 제1 집중 이미지(1210) 및 제2 집중 이미지(1220)와 관련된 사항은 도 6b 및 도 7b에 서술한 사항과 실질적으로 동일하므로 여기서는 서술을 생략한다.
도 11a는 일 실시예에 따른 자전거시뮬레이터의 부분 사시도이다. 도 11b는 일 실시예에 따른 자전거시뮬레이터의 평면도이다.
도 11a 및 도 11b를 참조하면, 일 실시예에 따른 자전거 시뮬레이터(1)는 베이스부(20)의 양 측부 사이에 배치되는 슬라이드 가이드(210), 프레임 지지부(30)의 일 단부에 고정되며, 슬라이드 가이드(210)를 따라 이동 가능하도록 연결되는 슬라이드부(220) 및 슬라이드부(220)의 이동 방향 및 이동 거리를 감지할 수 있는 제2 센서부(62)를 더 포함할 수 있다.
슬라이드 가이드(210)는 일 방향을 따라 연장된 슬라이드 레일로 형성될 수 있다. 일 예로서, 슬라이드 가이드(210)는 베이스부(20)의 양 측부 사이에 고정되도록 배치될 수 있다. 슬라이드부(220)는, 프레임 지지부(30)의 일 단부에 고정되어 일 방향을 따라 프레임 지지부(30)와 함께 이동할 수 있다. 이에 따라 제2 센서부(62)는 슬라이드부(220)의 일 방향을 따르는 이동을 감지함으로써 프레임 지지부(30)의 일 방향을 따르는 이동을 감지할 수 있다. 이때, 슬라이드부(220)는 슬라이드 가이드(210)에 삽입되도록 배치될 수 있으며, 이에 따라 슬라이드부(220)는 슬라이드 가이드(210)를 따라 이동될 수 있다.
제2 센서부(62)는 슬라이드부(220)가 슬라이드 가이드(210)를 따라 이동하여 발생된 이동 간격을 감지 및 추적할 수 있는 거리 센서일 수 있다. 일 예로서, 제2 센서부(62)는 거리 센서의 일종인 ToF(Time-of-Flight) 센서일 수 있다. 예를 들어, 제2 센서부(62))가 ToF(Time-of-Flight) 센서로 구현된 경우, 제2 센서부(62)는, 소정의 광을 조사하는 광원(미도시)에서 조사된 광이 슬라이드부(220)의 일부에 반사되어 돌아오는 반사광을 검출(Detection)하도록 구성될 수 있다. 상술한 실시예에서는 제2 센서부(62)의 예시로서 ToF(Time-of-Flight) 센서를 개시하고 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 일 예시에 따른 제2 센서부(62)는, 베이스부(20)에 대한 슬라이드부(220)의 이동 간격을 감지 및 추적할 수 있는 임의의 감지 장치로 구현될 수도 있다.
일 예시에 따르면, 제2 센서부(62)는 베이스부(20)의 양 측부 중 하나 이상에 고정되도록 배치될 수 있다. 이에 따라 제2 센서부(62)는 베이스부(20)에 대한 슬라이드부(220)의 이동 거리 및 좌우 이동 방향을 감지할 수 있다. 제2 센서부(62)에 의해 감지된 슬라이드부(220)의 이동 방향에 따라 자전거(10)의 주행 방향이 감지될 수 있으며, 제2 센서부(62)에 의해 감지된 슬라이드부(220)의 이동 거리에 따라 자전거(10)의 주행 위치가 감지될 수 있다.
일 예시에 따르면, 제2 센서부(62)에 의해 측정된 슬라이드부(220)의 이동 방향 및 이동 거리의 변화에 따라, 프로세서(90)는 가상 이미지의 프레임(1500)을 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 도 11b에 도시된 바와 같이 제2 센서부(62)에 의해 슬라이드부(220)가 좌측 또는 우측으로 이동하였음이 감지될 수 있다. 이때, 프로세서(90)는 도 9b 및 도 10b에 도시된 바와 같이 가상 이미지의 제4 프레임(1504)을 좌측 또는 우측으로 이동시킬 수 있다. 이에 따라 좌측 또는 우측으로 이동된 새로운 가상 이미지의 프레임(1505, 1506)이 형성되어 디스플레이(95)에 표시될 수 있다. 이때, 이동된 가상 이미지의 프레임(1505, 1506)에는 프레임 이동에 따라 새로운 가상 이미지 영역(1505-1, 1506-1)이 생성될 수 있다. 일 예시에 따른 프로세서(90)는 새롭게 생성된 가상 이미지 영역(1505-1, 1506-1)에 집중 가상 이미지(1200)를 배치시킬 수 있다. 일 예시에 따라 프로세서(90)가 가상 이미지의 프레임(1505, 1506)을 이동시키는 것 및 가상 이미지 영역(1505-1, 1506-1)에 집중 가상 이미지(1200)를 배치시키는 것과 관련된 사항은, 도 9b 및 도 10b에 도시된 것과 실질적으로 동일하므로 여기서는 서술을 생략한다.
도 12는 일 실시예에 따라 청각 정보가 디스플레이에 표시되는 가상 이미지이다.
도 2a 및 도 12를 참조하면, 일 예시에 따른 청각 출력부(96)는 라이더(R)에게 광고, 주행 위험에 따른 경고 메시지, 자전거 대회의 코스 등에 대한 주행환경이나 운영체제 프로그램 등을 청각적으로 전달할 수 있다. 일 예로서, 청각 출력부(96)는 라이더(R)에게 청각 정보를 전달할 수 있는 임의의 오디오 디바이스 등이 될 수 있다.
도 1a, 도 3 및 도 5를 참조하면, 일 예시에 따른 제1 센서부(61)는 자전거 시뮬레이터(1)에 거치된 자전거(10)에 탑승한 라이더(R)의 왼쪽 눈의 시선(O1) 및 라이더(R)의 오른쪽 눈의 시선(O2)의 집중되는 초첨 위치(T)를 감지할 수 있다. 일 예로서, 라이더(R)의 초첨 위치(T)가 변화함에 따라, 프로세서(90)는 가상 이미지의 프레임(1500)을 축소시키거나 확대시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 센서부(61)에 의해 라이더(R)의 초첨 위치(T)가 제1 초점 위치(T1)로 감지되는 경우, 도 7b에 도시된 바와 같이 가상 이미지(1000) 중 가장 작은 영역의 가상 이미지의 제1 프레임(1501)이 디스플레이(95)에 표시될 수 있다. 이때, 라이더(R)의 집중도가 향상될 수 있으므로, 라이더(R)에 대한 정보 전달력이 향상될 수 있다.
일 예시에 따른 프로세서(90)는 가상 이미지의 프레임(1501)이 축소되는 경우, 집중도가 높은 청각 정보를 생성할 수 있다. 일 예로서, 프로세서(90)가 생성하는 청각 정보는 메모리(73)에 미리 저장될 수 있다. 예를 들어, 도 12에 도시된 바와 같이 프로세서(90)는, 가상 이미지의 프레임(1501)의 축소 시점에 맞추어, 집중도가 높은 청각 정보(96-1), 예를 들어 입력부(71)를 이용하여 획득된 라이더(R)의 개인 정보에 따라 선택된 광고 정보 또는 경쟁 라이더 자전거와의 충돌 위험을 알리는 경고 메시지를 출력할 수 있다.
또한, 일 예시에 따른 프로세서(90)는 도 6b에 도시된 바와 같이 가상 이미지의 프레임(1503)이 확대되는 경우, 집중도가 낮은 청각 정보를 생성할 수 있다. 일 예로서, 프로세서(90)는 가상 이미지의 프레임(1503)의 확대 시점에 맞추어, 집중도가 낮은 청각 정보(미도시), 예를 들어 입력부(71)를 이용하여 획득된 라이더(R)의 개인 정보에 따라 선택된 낮은 가격의 광고 정보 또는 주행 정보 등을 알리는 메시지를 출력할 수 있다. 다만, 본 개시가 이에 제한되는 것은 아니며, 가상 이미지의 프레임(1503)의 축소 또는 확대와 관계없이, 임의의 시점에 청각 정보가 출력될 수도 있다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시 되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

Claims (24)

  1. 베이스부;
    상기 베이스부에 일 방향을 따라 이동 가능하도록 연결되고, 거치된 자전거의 전륜과 후륜을 연결하는 상기 자전거의 프레임을 지지하는 프레임 지지부;
    상기 자전거에 탑승한 라이더의 시선 정보를 획득하는 제1 센서부;
    상기 제1 센서부에서 획득된 상기 라이더의 시선 정보에 따라 변화하는 가상 이미지를 생성하는 프로세서; 및
    상기 가상 이미지를 표시하는 디스플레이;를 포함하는
    자전거 시뮬레이터.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 센서부가 감지하는 상기 시선 정보는 상기 라이더의 시선 방향의 변화를 포함하는,
    자전거 시뮬레이터.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 라이더의 시선 방향의 변화에 따라 상기 가상 이미지의 프레임을 이동시키는,
    자전거 시뮬레이터.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 가상 이미지의 프레임이 이동함에 따라 생성되는 가상 이미지 영역에 집중 가상 이미지를 배치하는,
    자전거 시뮬레이터.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 라이더의 개인 정보를 입력하는 입력부; 및
    하나 이상의 집중 가상 이미지를 저장하는 메모리;를 더 포함하며,
    상기 프로세서는 상기 라이더의 개인 정보에 따라 상기 하나 이상의 집중 가상 이미지 중 집중 가상 이미지를 선택하고, 선택된 상기 집중 가상 이미지를 상기 가상 이미지 영역에 배치하는,
    자전거 시뮬레이터.
  6. 제2 항에 있어서,
    상기 가상 이미지는 자전거 아바타, 주행 도로 및 주변 대상물 중 하나 이상을 포함하는,
    자전거 시뮬레이터.
  7. 제4 항에 있어서,
    상기 집중 가상 이미지는 광고 이미지, 다른 라이더의 식별 정보, 경쟁 라이더 자전거의 속도, 거리, 충돌 위험 경고 중 하나 이상을 포함하는,
    자전거 시뮬레이터.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 베이스부에 고정되며 일 방향을 따라 연장된 슬라이드 가이드;
    상기 프레임 지지부의 일 단부에 고정되며, 상기 일 방향을 따라 상기 슬라이드 가이드 상에서 이동 가능하도록 연결되는 슬라이드부; 및
    상기 슬라이드 가이드 상에서 이동하는 상기 슬라이드부의 이동 방향 및 이동 거리를 감지하는 제2 센서부;를 더 포함하는,
    자전거 시뮬레이터.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제2 센서부에서 획득된 상기 슬라이드부의 이동 방향 및 이동 거리의 변화에 따라 상기 가상 이미지의 프레임을 이동시키는,
    자전거 시뮬레이터.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 가상 이미지의 프레임이 이동함에 따라 생성되는 가상 이미지 영역에 집중 가상 이미지를 배치하는,
    자전거 시뮬레이터.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 센서부가 감지하는 상기 시선 정보는 상기 라이더 양안의 초점 위치의 변화를 포함하는,
    자전거 시뮬레이터.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 라이더의 양안의 초점 위치의 변화에 따라 상기 가상 이미지의 프레임을 축소시키거나 확대시키는,
    자전거 시뮬레이터.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 라이더의 양안의 초점 위치가 짧아지는 경우, 상기 프로세서는 집중 가상 이미지를 축소된 상기 가상 이미지의 프레임에 배치하는,
    자전거 시뮬레이터.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 라이더의 개인 정보를 입력하는 입력부; 및
    하나 이상의 집중 가상 이미지를 저장하는 메모리;를 더 포함하며,
    상기 프로세서는 상기 라이더의 개인 정보에 따라 상기 하나 이상의 집중 가상 이미지 중 집중 가상 이미지를 선택하고, 선택된 상기 집중 가상 이미지를 축소된 상기 가상 이미지의 프레임에 배치하는,
    자전거 시뮬레이터.
  15. 제11 항에 있어서,
    상기 가상 이미지는 자전거 아바타, 주행 도로 및 주변 대상물 중 하나 이상을 포함하는,
    자전거 시뮬레이터.
  16. 제13 항에 있어서,
    상기 집중 가상 이미지는 광고 이미지, 다른 라이더의 식별 정보, 경쟁 라이더 자전거의 속도, 거리, 충돌 위험 경고 중 하나 이상을 포함하는,
    자전거 시뮬레이터.
  17. 제1 항에 있어서,
    상기 자전거의 전륜을 지지하며, 상기 전륜의 회전에 따라 함께 회전하는 전륜 롤러;
    상기 자전거의 후륜을 지지하며, 상기 후륜의 회전에 따라 함께 회전하는 후륜 롤러; 및
    상기 전륜 롤러 및 상기 후륜 롤러 중 하나 이상의 회전 속도 또는 회전 거리를 감지하는 제3 센서부;를 더 포함하는
    자전거 시뮬레이터.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 전륜 롤러 및 상기 후륜 롤러 중 하나 이상의 회전 속도의 변화에 따라 상기 가상 이미지의 프레임을 축소시키거나 확대시키는,
    자전거 시뮬레이터.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 전륜 롤러 및 상기 후륜 롤러 중 하나 이상의 회전 속도가 증가함에 따라, 상기 프로세서는 집중 가상 이미지를 축소된 상기 가상 이미지의 프레임에 배치하는,
    자전거 시뮬레이터.
  20. 제1 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제1 센서부에서 획득된 상기 라이더의 시선 정보에 따라 변화하는 청각 정보를 생성하며,
    상기 청각 정보을 출력하는 청각 출력부;를 더 포함하며,
    자전거 시뮬레이터.
  21. 제20 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 라이더의 양안의 초점 위치의 변화에 따라 상기 가상 이미지의 프레임을 축소시키거나 확대시키며,
    상기 프로세서는 상기 가상 이미지의 프레임이 축소됨에 따라 변화된 청각 정보를 생성하는,
    자전거 시뮬레이터.
  22. 제20 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 라이더의 양안의 초점 위치의 변화에 따라 상기 가상 이미지의 프레임을 축소시키거나 확대시키며,
    상기 프로세서는 상기 가상 이미지의 프레임이 확대됨에 따라 변화된 청각 정보를 생성하는,
    자전거 시뮬레이터.
  23. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 센서부는 상기 디스플레이의 상부에 배치되는,
    자전거 시뮬레이터.
  24. 제1 항에 있어서,
    상기 디스플레이는 라이더가 착장할 수 있는 웨어러블형 증강현실 디바이스이며,
    상기 제1 센서부는 상기 증강현실 디바이스에 배치되는,
    자전거 시뮬레이터.
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