KR101094858B1

KR101094858B1 - Real-Time Virtual Realrity Sports Platform Apparutus Using Feedback Motion Base and Power Feedback Health Equipments

Info

Publication number: KR101094858B1
Application number: KR1020090012039A
Authority: KR
Inventors: 김영대
Original assignee: (주)다림시스템
Priority date: 2008-05-26
Filing date: 2009-02-13
Publication date: 2011-12-15
Also published as: KR20090122875A

Abstract

본 발명은 실시간 가상 현실 스포츠 플랫폼 장치에 관한 것으로, 3차원 운동 경로 정보를 포함하는 3차원 게임 또는 가상 현실 프로그램이 설치되어 구동되는 주 제어 수단(200)과, 상기 주 제어 수단(200)과 연결되며, 상기 주제어수단(200)에서 전달된 3차원 운동 경로 정보와 가상 공간에서의 사용자와 운동 장치(110)의 3차원 위치 및 방향 속도, 가속도, 이동 거리, 일률, 소모 에너지, 등의 물리량 정보에 따라 가상현실상에서 사용자가 실제로 느낄 수 있는 부하량과 같도록 사용자가 구동하는 피드 백 구동 수단(310)에 가해지는 부하량을 제어하는 피드 백 제어 수단(330) 및 상기 동력 피드백 구동 수단에 사용자가 가하는 운동 부하를 측정하는 구동 센싱 수단(320)으로 구성되는 동력 피드백 수단(300)과, 상기 주 제어 수단(200)과 연결되며, 상기 주제어수단(200)에서 전달된 3차원 운동 경로 정보와 물리량 정보에 따라 가상현실 상에서 사용자가 실제로 느낄 수 있는 자세와 진동으로 운동 체감 재현 장치(420)의 자세와 진동을 제어하는 모션 제어 수단(410)으로 구성되는 모션 재현 수단(400)과, 상기 주 제어 수단(200)과 연결되며, 상기 주제어 수단에 사용자의 조작 입력을 받아 전달하는 조작 입력 수단(500)과, 상기 주 제어 수단(200)과 연결되며, 상기 주제어 수단(200)에서 전달된 3차원 운동 경로 정보를 이용하여 3차원 영상 정보를 발생시키는 3차원 그래픽 엔진(610)과, 상기 3차원 그래픽 엔진의 영상 정보를 표시하는 하나 이상의 이차원 또는 3차원 디스플레이(620)로 구성되는 영상재현 수단(600)과, 상기 주 제어 수단(200)과 연결되며, 상기 주제어 수단(200)에서 전달된 음향 정보를 표현하는 음향재현 수단(700)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 실시간 가상 현실 스포츠 플랫폼 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a real-time virtual reality sports platform device, connected to the main control means 200, the main control means 200 is installed and driven three-dimensional game or virtual reality program including the three-dimensional motion path information, the main control means 200 3D movement path information transmitted from the main control means 200 and physical quantity information such as 3D position and direction velocity, acceleration, moving distance, power, energy consumption, etc. of the user and the exercise apparatus 110 in the virtual space. By the user to the feedback control means 330 and the power feedback driving means for controlling the load applied to the feedback driving means 310 driven by the user to be equal to the load actually felt by the user in the virtual reality A power feedback means 300 comprising a drive sensing means 320 for measuring an exercise load and the main control means 200, and the main control means 2. 00) consists of motion control means 410 for controlling the posture and vibration of the motion haptic reproducing apparatus 420 with the posture and vibration that the user can actually feel in virtual reality according to the 3D motion path information and the physical quantity information transmitted from 00). Is connected to the motion reproducing means 400, the main control means 200, the operation input means 500 for receiving and transmitting the user's operation input to the main control means, and is connected to the main control means 200 A three-dimensional graphics engine 610 for generating three-dimensional image information using the three-dimensional motion path information transmitted from the main control means 200, and one or more two-dimensional or three for displaying image information of the three-dimensional graphics engine. An image reproducing means 600 composed of a dimensional display 620 and an acoustic reproducing means 700 connected to the main control means 200 and expressing sound information transmitted from the main control means 200. It relates to a real-time virtual reality sports platform device characterized in that it comprises a.

본 발명에 의하는 경우, 눈과 귀를 통하여 전달되는 시각 및 음향에 의한 3D 그래픽을 중심으로 하는 실시간 가상현실 기술에 더하여, 모션 재현 수단에 의해 인간의 자세 감지 센서인 세반고리관과 가속 운동의 체감 효과를 느끼게 하는 4D 가상현실을 제공하여 인간들이 실제 현실처럼 가상의 세계에 사용자가 빠져드는 듯한 완벽한 그래픽 및 체감을 느끼게 되는 것이 가능하게 된다. 또한, 인간의 손과 발 등 신체의 근육을 이용하여 실제로 조작하는 힘을 센서를 통하여 입력받아 가상 현실 공간상의 운동에 대한 입력으로 사용하는 것은 물론, 이러한 실제 조작 입력에 대한 가상 현실 공간상의 환경에 따른 각종 반작용력을 포스 피드백(Force Feedback)수단을 이용하여 사용자의 신체에 직접적으로 운동 부하로 전달되는 포스 피드백 (Force Feedback)을 느끼며 운동하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 가상현실 속의 다양한 콘텐츠의 물체를 움직이는 스포츠 게임과 같은 사이버 공간을 자신이 참여하고 경쟁하는 공간으로 만드는 것이 가능하게 되어, 운동의 몰입도 및 효과를 극히 높일 수 있다는 효과가 있다.According to the present invention, in addition to the real-time virtual reality technology centering on 3D graphics by visual and sound transmitted through the eyes and ears, the motion reproducing means of the sensation ring sensor, which is a human posture sensor, and the haptic effect By providing 4D virtual reality that makes people feel, it is possible for humans to feel the perfect graphic and immersive feeling as if the user is immersed in the virtual world. In addition, the force that is actually manipulated using the muscles of the body, such as human hands and feet, is input through the sensor and used as an input for the motion in the virtual reality space. According to various reaction forces according to the force feedback (Force Feedback) means it is possible to exercise while feeling the force feedback (Force Feedback) that is directly transmitted to the exercise load to the user's body. Therefore, it is possible to make a cyber space, such as a sports game, which moves objects of various contents in virtual reality, into a space in which one participates and competes, thereby effectively increasing the immersion and effect of exercise.

운동, 모션 베이스, 모션 피드백, 동력 피드백, 가상 현실, 헬스장치, 스포츠 Exercise, Motion Base, Motion Feedback, Power Feedback, Virtual Reality, Fitness, Sports

Description

Real-Time Virtual Realrity Sports Platform Apparutus Using Feedback Motion Base and Power Feedback Health Equipments}

본 발명은 실시간 가상 현실 기술을 이용하여 헬스 장치를 입력으로 하는 실제 근육을 써서 운동을 하고 그 입력이 가상현실 속의 가상물체를 움직이고 이 움직임을 모션 발생기로 체감하고 동시에 가상물체의 부하가 운동헬스 장치에 인가되는 가상 현실 스포츠 플랫폼에 관한 것으로, 3차원 운동 경로 정보를 포함하는 3차원 게임 또는 가상 현실 프로그램이 설치되어 구동되는 주 제어 수단(200)과, 상기 주 제어 수단(200)과 연결되며, 상기 주제어수단(200)에서 전달된 3차원 운동 경로 정보와 가상 공간에서의 사용자와 운동 장치(110)의 3차원 위치 및 방향 속도, 가속도, 이동 거리, 일률, 소모 에너지, 등의 물리량 정보에 따라 가상현실상에서 사용자가 실제로 느낄 수 있는 부하량과 같도록 사용자가 구동하는 피드 백 구동 수단(310)에 가해지는 부하량을 제어하는 피드 백 제어 수단(330) 및 상기 동력 피드백 구동 수단에 사용자가 가하는 운동 부하를 측정하는 구동 센싱 수단(320)으로 구성되는 동력 피드백 수단(300)과, 상기 주 제어 수단(200)과 연결되며, 상기 주제어수단(200)에서 전달된 3차원 운동 경로 정보와 물리량 정보에 따라 가상현실 상에서 사용자가 실제로 느낄 수 있는 자세와 진동으로 운동 체감 재현 장치(420)의 자세와 진동을 제어하는 모션 제어 수단(410)으로 구성되는 모션 재현 수단(400)과, 상기 주 제어 수단(200)과 연결되며, 상기 주제어 수단에 사용자의 조작 입력을 받아 전달하는 조작 입력 수단(500)과, 상기 주 제어 수단(200)과 연결되며, 상기 주제어 수단(200)에서 전달된 3차원 운동 경로 정보를 이용하여 3차원 영상 정보를 발생시키는 3차원 그래픽 엔진(610)과, 상기 3차원 그래픽 엔진의 영상 정보를 표시하는 하나 이상의 이차원 또는 3차원 디스플레이로 구성되는 영상재현 수단(600)과, 상기 주 제어 수단(200)과 연결되며, 상기 주제어 수단(200)에서 전달된 음향 정보를 표현하는 음향재현 수단(700)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 실시간 가상 현실 스포츠 플랫폼 장치에 관한 것이다. The present invention uses a real-time virtual reality technology to exercise the exercise using the real muscles as input, the input moves the virtual object in the virtual reality and feels this movement with a motion generator and at the same time the load of the virtual object exercise health device The present invention relates to a virtual reality sports platform applied to a main control means (200), which is installed and driven by a three-dimensional game or a virtual reality program including three-dimensional motion path information, and is connected to the main control means (200), According to the three-dimensional motion path information transmitted from the main control means 200 and the physical quantity information such as the three-dimensional position and direction of the user and the exercise device 110 in the virtual space, the speed, acceleration, moving distance, power, energy consumption, etc. The amount of load applied to the feedback driving means 310 driven by the user to be equal to the load actually felt by the user in virtual reality. A power feedback means 300 comprising a feedback control means 330 for controlling and a driving sensing means 320 for measuring an exercise load applied by the user to the power feedback driving means, and the main control means 200. Motion control for controlling the posture and vibration of the motion sensation reproducing apparatus 420 with posture and vibration that the user can actually feel in virtual reality according to the 3D motion path information and the physical quantity information transmitted from the main control means 200. A motion reproducing means 400 comprising a means 410, an operation input means 500 connected to the main control means 200, for receiving and transmitting a user's operation input to the main control means, and the main control means. A three-dimensional graphics engine 610 connected to the 200 and generating three-dimensional image information using the three-dimensional motion path information transmitted from the main control means 200, and the three-dimensional graphics engine; Image reproducing means 600 composed of one or more two-dimensional or three-dimensional display for displaying the image information of the real, and the sound connected to the main control means 200, representing the sound information transmitted from the main control means 200 Real-time virtual reality sports platform device characterized in that it comprises a reproduction means 700.

상기 구성의 본 발명은, 사람의 팔다리 등의 실제 운동을 통해 가상 현실속의 물체를 움직이게 하고 이들 물체의 운동환경을 실제 사람에게 느끼도록 하는 가상현실 스포츠 장치에 대한 장치이다. 즉 손과 발을 통해 가상현실 속의 자동차, 비행기 , 새, 등 가상 대상(Virtual Object) 을 움직이게 하고 이들 가상 대상들의 움직임을 스스로 체감할 수 있도록 되는 능동형 모션 구동장치를 다축 플랫폼을 통해 구현을 시킨다. 이를 통하여 도 2에 도시한 것과 같이 실제 사용자가 가상 현실상의 자동차,혹은 비행기, 새를 자신의 근육으로 조작하여 움직이게 하고, 그에 따른 그래픽, 오디오, 바람 등을 느낄 수 있도록 하는 가상현실게임을 가능하게 하여, 실제 근육과 사람의 센서 즉 눈을 통한 그래픽, 귀를 통한 소리, 그리고 전정 기관을 통한 자세, 피부 등을 통한 가속도 및 중력 센싱, 바람 등을 통한 촉각 센싱이 모두 가상현실로부터 본 발명을 통해 사람의 감각기관으로 느끼게 함으로서 운동을 한 손과 발의 운동량이 가상현실 속에서 나타나고 이 가상현실 속의 부하 조건이 그대로 근육의 운동에 부과되어 힘을 느끼도록 하는 헬스 및 스포츠 환경을 의미하고 있다.The present invention of the above configuration is a device for a virtual reality sports device to move the objects in the virtual reality through the actual movement, such as the human limbs and to feel the movement environment of these objects to the real person. In other words, the multi-axis platform implements an active motion driving device that enables the movement of virtual objects such as cars, airplanes, birds, etc. in virtual reality through hands and feet, and allows them to feel the movements of these virtual objects on their own. As a result, as shown in FIG. 2, a virtual reality game enables a real user to move and manipulate a car, plane, or bird in virtual reality by using his muscles, and to feel graphics, audio, and wind accordingly. Thus, real muscle and human sensors, ie graphics through eyes, sounds through ears, posture through vestibular organs, tactile sensing through acceleration, gravity through wind, etc., all through the present invention from virtual reality. The sense of human senses means that the exercise of hands and feet is shown in virtual reality, and the conditions of load in the virtual reality are imposed on the exercise of muscles, meaning a health and sports environment.

기존의 스포츠 장비 즉 자전거, 배 등의 장치를 사용하는 운동 환경을 기능적으로 표시해 보면 도 1에 도시한 것과 같이 표현할 수 있다. 즉 운동하는 사람의 생각 속에 있는 프로그램, 게임의 원칙 등을 주로 사람의 몸을 움직이는 동력계 즉 근육이 사람 몸과 장치의 무게와 움직이는 가속도에 해당하는 힘과 운동거리로 에너지를 소모하며 공이나 자전거를 움직이면 이것으로 나타나는 물리적 변화를 체감하여 다시 반응하는 구조를 가지고있다. 이러한 스포츠 장비를 헬스 기구에서는 간단한 기계식 혹은 전기식 기구로 실제 장비의 부하를 대신할 수 있도록 하는 방식을 사용하고 있다.Functional display of the existing sports equipment, that is, the exercise environment using a device such as a bicycle, can be expressed as shown in FIG. In other words, the program and the principles of the game in the thinking of the exerciser are mainly used as a dynamometer that moves a person's body, ie, the muscle consumes energy with the force and distance that corresponds to the weight of the body and the device and the acceleration of movement. When you move, you have a structure that reacts again to feel the physical change that appears as this. Such sports equipment uses a method of replacing a load of actual equipment with a simple mechanical or electric equipment.

이에 대하여, 새로운 스포츠 장치의 한 유형으로 u-스포츠 (Ubiquitous-Sports) 장치 또는 가상현실(VR:Virtual Reality) 스포츠 장치의 개념을 새로이 제안할 수 있다. 유비쿼터스 Sports(Ubiquitous Sports, u-Sports) 또는 가상현실(VR:Virtual Reality) 스포츠는 가상공간(Virtual Environment)과 현실세계의 Sports 환경을 가상현실(Virtual Reality)로 실생활과 접목되는 Sports의 일종을 의미하는 개념으로 정의할 수 있다. u-스포츠 또는 가상현실(VR:Virtual Reality) 스포츠 장치는 현재 단순한 온라인 게임기능을 가지는 e-스포츠에 대응하는 개념으로, 도 2에 도시한 것과 같은 구성의 개념을 가진다. 즉 사람의 머리 속에 새로운 가상공간속의 환경을 가지고 사람의 근육의 움직임이 실제 자신의 몸이나 물체를 움직이는 힘을 포함하여 포스 피드백이 되는 동력계와 같은 장치 혹은 헬스기로부터의 힘을 부가하게 되는 점이 기본적으로 다르게 된다. 즉 실제 스포츠에서는 몸을 운동장 혹은 눈, 물 속에서 움직이는 데 필요한 힘이 대부분의 부하로 작용이 되지만 u-Sports에서는 콘텐츠에 의해 혹은 헬스 장비에 장착된 일정의 원칙 즉 콘텐츠에 의해 만들어 지는 힘을 사람이 실제 근육으로 움직이게 되고 이 움직이는 양이 하나 이상의 센서들 또는 센서 네트워크를 통해 콘텐츠의 세계 즉 가상의 세계(Virtual Reality World)에 전달되어 콘텐츠 속의 일정 원칙에 의해 때로는 비행기 동력학을, 때로는 자동차나 우주선의 프로그램 된 동력학대로 구동이 되어 이를 움직이는 혹은 조정하는 파라미터가 되어 가상세계 속에 변화를 만들고 이 결과가 그래픽, 오디오 그리고 모션 플랫폼 또는 모션 베이스의 모션 운동을 발생시켜 이것을 실제 운동하는 사람이 체감하고 볼 수 있게 되는 구조의 환경을 일반적으로 갖게 된다.In this regard, the concept of a u-sport (Ubiquitous-Sports) device or a virtual reality (VR) sport device may be newly proposed as a type of a new sport device. Ubiquitous Sports (U-Sports) or VR (Virtual Reality) sports means a kind of Sports that combines the virtual environment and the sports environment of the real world with the real world. It can be defined as a concept. u-Sports or Virtual Reality (VR) sports devices currently correspond to e-sports with simple online game functions and have the concept of configuration as shown in FIG. In other words, with the new virtual environment in the human head, the movement of human muscles adds force from a device or fitness device, such as a dynamometer, which is a force feedback, including the force that actually moves the body or object. Will be different. In actual sports, the force required to move the body in the playground, snow, and water is the most load, but in u-Sports, the force generated by the content or by a certain principle that is mounted on the fitness equipment It moves into this real muscle and this amount of movement is transmitted through the one or more sensors or sensor networks to the world of content, or the virtual reality world, whereby aerodynamics are sometimes driven by certain principles within the content, Driven with programmed dynamics, it is a moving or adjusting parameter that makes a change in the virtual world, and the result is a graphic, audio and motion platform or motion-based motion motion that can be seen and felt by the actual person. Generally the structure of the It is good.

이러한 새로운 환경은 실제 운동장과 실제 공과 같은 기구를 사용하거나 운동장이나 스키장과 같은 실제 환경을 사용하지 않고 새로운 기구물과 장치 소위 u- Sports 장비를 사용하며 여기에 사람이 느끼는 가상의 세계를 위한 그래픽, 촉각, 후각, 자세 (전정고리관) 등의 4D 입력을 모두 새롭게 만들어 내는 가상현실 공간속에 뉴톤의 제2법칙의 관성계의 세계가 아닌 콘텐츠에 부가하는 새로운 운동역학의 세계 속의 시간, 공간을 초월하는 새로운 콘텐츠 가상 세계 속에 새로운 룰을 적용시킨 스포츠를 할 수 있게 하면서 이것을 네트워크로 상호 연계를 통한 종합 경기를 가상세계 속에서 하게 하는 것이다. This new environment uses new instruments and devices, so-called u-Sports equipment, without the use of real playgrounds and devices such as balls, or the use of real worlds such as playgrounds or ski resorts, and the graphics, tactile sense for the virtual world that humans feel. New timeless space in the world of new kinematics that adds to content other than the world of inertial systems of Newton's second law in virtual reality spaces that newly create 4D inputs such as, olfactory, and posture (vestibular loop tube) It is possible to play sports with new rules applied to the content virtual world, and to play a comprehensive game in the virtual world through the interconnection through the network.

그동안 이러한 u-스포츠 장치는 실제적으로 종합적인 VR기능을 탑재하고 운동을 하도록 하는 시도가 되어 지지 못하였다. 그중에 몰입효과를 주는 u-스포츠 장비는 사람의 몸과 근육을 움직이는 동력환경이 필요하기 때문에 간단한 게임기와 같은 구조로 불가능하며, 실제 사람의 몸을 마음껏 움직이는 모션 베이스를 사용하는 u-스포츠의 시도를 해본 예가 없었다. 이러한 시스템은 컴퓨터 그래픽에서 서보 모터 제어까지 최첨단 종합기술이 필요하면서 사실상 고도의 기술을 필요로 하는 고가 장비가 아니고서는 불가능했기 때문이다. 이러한 u-Sports 장비의 요소 기술들이 지금까지 개발된 내용을 요소 기술별로 살펴보면 그래픽부분이 가장 상용화 수준에 앞서게 개발이 되었다고 볼 수 있으며, 이중 스포츠 장비로 필요한 모션 큐잉 부분과 가상의 Vehicle 다이내믹 부분, 그리고 운동 장비와 연결되는 동력계와 운동 측정 센서부를 통한 콘텐츠 개발관련 부분이 아직도 체계적으로 만들어 지지 않았다. 모션 베이스 즉 모션 시뮬레이터 기술은 주로 군사용으로 개발이 되 어져 왔고 항공 시뮬레이터 등에 적용이 되어 왔으나 본격적 대중화 시장에는 이러한 기능을 가지는 장치가 존재하지 않다는 문제가 있었다. In the meantime, these u-sports devices have not been attempted to actually exercise with comprehensive VR functions. Among them, the immersive u-sport equipment is not possible with a simple game console because it requires a power environment to move the human body and muscles. There was no example. These systems require state-of-the-art comprehensive technology, from computer graphics to servo motor control, and are virtually impossible without expensive equipment that requires high technology. When the element technologies of these u-Sports equipments have been developed so far, it can be seen that the graphic parts were developed before the commercialization level, and the motion queuing parts required by the dual sports equipment, the virtual vehicle dynamic parts, and Content development related parts through dynamometers and motion measurement sensors connected to exercise equipment have not been made systematically. Motion base, that is, motion simulator technology has been developed mainly for military use and has been applied to aviation simulators, but there was a problem that no device having such a function exists in the full-scale popularization market.

상기한 기존 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 비교적 저렴하고 간단한 구조의 실시간 가상 현실 스포츠 플랫폼 장치를 제공하여, 눈과 귀의 3D 그래픽을 중심으로 한 실시간 가상현실 기술에 인간의 자세 감지 센서인 세반고리관과 가속 운동의 체감 효과를 느끼게 하는 4D 가상현실을 제공하여 인간들이 실제 현실처럼 가상의 세계에 자신을 빠트리는 완벽한 그래픽 및 체감을 주게 되는 것이 가능하고, 손과 발의 근육을 이용한 힘 즉 반작용 되는 포스 피드백 (Force Feedback)을 느끼며 하는 운동 즉 손발의 운동이 이 가상현실속의 다양한 콘텐츠의 물체를 움직이는 스포츠 게임과 같은 사이버 공간을 자신이 참여하고 경쟁하는 공간으로 만들게 되어, 운동의 몰입도 및 효과를 극히 높일 수 있도록 하는 것을 그 과제로 한다.In order to solve the problems of the existing technology, the present invention provides a real-time virtual reality sports platform device of a relatively inexpensive and simple structure, a human posture detection sensor in the real-time virtual reality technology centered on the 3D graphics of the eyes and ears By providing 4D virtual reality that makes you feel the sensation effect of the semicircular canal and the acceleration movement, it is possible to give humans the perfect graphic and sensation that immerses themselves in the virtual world like the real world, and the force of the muscles of the hands and feet The movement that feels force feedback, that is, the movement of the hands and feet, makes cyber spaces such as sports games that move objects of various contents in this virtual reality into a space where one participates and competes, thereby improving the immersion and effect of the movement. The task is to make it extremely high.

상기한 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시간 가상 현실 스포츠 플랫폼 장치은 3차원 운동 경로 정보를 포함하는 3차원 게임 또는 가상 현실 프로그램이 설치되어 구동되는 주 제어 수단(200)과, 상기 주 제어 수단(200)과 연결되며, 상기 주제어수단(200)에서 전달된 3차원 운동 경로 정보와 가상 공간에서의 사용자와 운동 장치(110)의 3차원 위치 및 방향 속도, 가속도, 이동 거리, 일률, 소모 에너지, 등의 물리량 정보에 따라 가상현실상에서 사용자가 실제로 느낄 수 있는 부하 량과 같도록 사용자가 구동하는 피드 백 구동 수단(310)에 가해지는 부하량을 제어하여 사용자가 느끼는 부하량을 조절하는 피드 백 제어 수단(330) 및 상기 동력 피드백 구동 수단에 사용자가 가하는 운동 부하를 측정하는 구동 센싱 수단(320)으로 구성되는 하나 이상의 동력 피드백 수단(300)과, 상기 주 제어 수단(200)과 연결되며, 상기 주제어수단(200)에서 전달된 3차원 운동 경로 정보와 물리량 정보에 따라 가상현실 상에서 사용자가 실제로 느낄 수 있는 자세와 진동으로 운동 체감 재현 장치(420)의 자세와 진동을 제어하는 모션 제어 수단(410)으로 구성되는 모션 재현 수단(400)과, 상기 주 제어 수단(200)과 연결되며, 상기 주제어 수단에 사용자의 조작 입력을 받아 전달하는 조작 입력 수단(500)과, 상기 주 제어 수단(200)과 연결되며, 상기 주제어 수단(200)에서 전달된 3차원 운동 경로 정보를 이용하여 3차원 영상 정보를 발생시키는 3차원 그래픽 엔진(610)과, 상기 3차원 그래픽 엔진의 영상 정보를 표시하는 하나 이상의 이차원 또는 3차원 디스플레이로 구성되는 영상재현 수단(600)과, 상기 주 제어 수단(200)과 연결되며, 상기 주제어 수단(200)에서 전달된 음향 정보를 표현하는 음향재현 수단(700)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the real-time virtual reality sports platform apparatus of the present invention is the main control means 200 is installed and driven three-dimensional game or virtual reality program including three-dimensional motion path information, and the main control means ( 200, the three-dimensional movement path information transmitted from the main control means 200 and the three-dimensional position and direction velocity, acceleration, moving distance, power, energy consumption of the user and the exercise device 110 in the virtual space, Feedback control means for controlling the amount of load felt by the user by controlling the amount of load applied to the feedback driving means 310 driven by the user to be equal to the load actually felt by the user in the virtual reality according to the physical quantity information such as 330 and one or more power units comprising drive sensing means 320 for measuring an exercise load applied by the user to the power feedback drive means. Connected to the feedback means 300 and the main control means 200, according to the three-dimensional motion path information and physical quantity information transmitted from the main control means 200 to the posture and vibration that the user can actually feel on the virtual reality Motion reproducing means 400 comprising motion control means 410 for controlling posture and vibration of the movement haptic reproducing apparatus 420 and the main control means 200, and inputting a user's manipulation to the main control means. A three-dimensional graphic connected to the operation input means 500 and the main control means 200 to receive and transmit the received information, and generating three-dimensional image information using the three-dimensional motion path information transmitted from the main control means 200. An image reproducing means 600 composed of an engine 610, one or more two-dimensional or three-dimensional displays displaying image information of the three-dimensional graphics engine, and connected to the main control means 200, wherein the subject It is characterized in that it comprises a sound reproducing means 700 for representing the sound information transmitted from the fish means 200.

또한, 상기 모션제어장치(420)는 운동 장치(110)가 장착되는 장착 플랫폼(421)과, 상기 장착 플랫폼의 3 측면에 연결되는 모션 구동 장치(422) 및 상기 모션 구동 장치(422)가 가 3 측면에 연결되는 베이스 플랫폼(423)으로 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the motion control device 420 includes a mounting platform 421 on which the exercise device 110 is mounted, a motion driving device 422 and a motion driving device 422 connected to three sides of the mounting platform. It is characterized by consisting of the base platform 423 connected to the three sides.

또한, 상기 모션 구동 장치(422)는 고성능 모터를 이용한 리니어 실린더 또는 유압 서보 실린더로 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the motion drive device 422 is characterized by consisting of a linear cylinder or a hydraulic servo cylinder using a high-performance motor.

또한, 상기 영상 재현수단(600)은 상기 주 제어 수단(200) 및 상기 3차원 그래픽 엔진(610)과 연결되며, 사용자의 모습을 비디오카메라를 통해 입력받아 크로마키 후 가상공간서 가상현실 속에 보여 주거나 오브젝트 트랙킹을 통하여 캐릭터화한 사용자를 상기 디스플레이(620)에 표현할 수 있는 크로마키 재현수단(630)을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. In addition, the image reproducing means 600 is connected to the main control means 200 and the three-dimensional graphics engine 610, and receives the user's state through a video camera to display in the virtual space virtual reality after chroma key It is characterized in that it further comprises a chroma key reproducing means 630 that can be expressed on the display 620 to give or characterize the user through the object tracking.

또한, 상기 주 제어 수단(200)과 연결되며, 상기 주제어 수단(200)에서 전달된 3차원 운동 경로 정보와 물리량 정보에 따른 풍향 정보를 이용하여 가상현실상에서 사용자가 실제로 느낄 수 있는 풍속을 재현하는 풍속재현 수단(800)을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, it is connected to the main control means 200, by using the three-dimensional motion path information and the wind direction information according to the physical quantity information transmitted from the main control means 200 to reproduce the wind speed that the user can actually feel in the virtual reality It is characterized in that it further comprises a wind speed reproduction means (800).

또한, 상기 풍속재현 수단(800)은 하나 이상 설치된 송풍 팬(810)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the wind speed reproducing means 800 is characterized in that it comprises a blower fan 810 is installed at least one.

그 일 실시예로, 상기 운동 장치(110)는 시트(112)와 차체(111)로 구성되는 바이크(bike)형상을 가지며, 상기 차체(111)의 전면에는 사용자의 방향 전환 조작 을 입력받으며 조작 부하를 사용자가 느낄 수 있도록 하는 핸들센서/구동 수단(520)이 설치되며, 상기 동력 피드백 구동 수단(310)에 사용자가 구동하는 페달(311)이 장착되는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the exercise device 110 has a bike shape consisting of a seat 112 and the vehicle body 111, the front of the vehicle body 111 receives a user's direction change operation input A handle sensor / driving means 520 is provided to allow a user to feel a load, and a pedal 311 driven by a user is mounted on the power feedback driving means 310.

또한, 상기 조작 입력 수단(500)은 사용자가 필요한 조작 신호를 입력하는 조작 버튼(510)과 상기 핸들 센서/구동 수단(520)에 설치되며 사용자의 브레이크 조작을 감지하는 브레이크 센서(511) 및 바이크의 감속비를 조절하거나 자동 변속을 선택할 수 있는 기어 변속 선택 버튼(512)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the manipulation input means 500 is installed on the manipulation button 510 for inputting a manipulation signal required by the user and the handle sensor / drive means 520, and the brake sensor 511 and the bike for detecting a user's brake manipulation. It characterized in that it comprises a gear shift selection button 512 that can adjust the reduction ratio or select the automatic shift.

한편, 다른 실시예로 상기 운동 장치(110)는 시트와 선체로 구성되는 카누(canoe)형상을 가지며, 상기 선체(113)의 양 측면에는 노(oar)형 핸들이 부착된 상기 동력 피드백 구동 수단(310)이 각각 설치되는 것을 특징으로 한다. Meanwhile, in another embodiment, the exercise device 110 has a canoe shape consisting of a seat and a hull, and the power feedback driving means having an oar handle attached to both sides of the hull 113. It is characterized in that the 310 is installed respectively.

본 발명에 의하는 경우, 눈과 귀의 3D 그래픽을 중심한 실시간 가상현실 기술에 인간의 자세 감지 센서인 세반고리관과 가속 운동의 체감 효과를 느끼게 하는 4D 가상현실을 제공하여 인간들이 실제 현실처럼 가상의 세계에 자신을 빠트리는 완벽한 그래픽 및 체감을 주게 되는 것이 가능하고, 손과 발의 근육을 이용한 힘 즉 반작용 되는 포스 피드백 (Force Feedback)을 느끼며 하는 운동 즉 손발의 운동이 이 가상현실속의 다양한 콘텐츠의 물체를 움직이는 스포츠 게임과 같은 사이버 공간을 자신이 참여하고 경쟁하는 공간으로 만들게 되어, 운동의 몰입도 및 효과를 극히 높일 수 있다는 효과가 있다.According to the present invention, the real-world virtual reality technology centering on the 3D graphics of the eyes and ears provides a 4D virtual reality that allows the human body to feel the sensation effect of the secular ring sensor and the acceleration movement, which is a human's virtual reality like the real world. It is possible to give a perfect graphic and bodily sensation to oneself, and exercise that feels the force using the muscles of the hands and feet, or force feedback, which is the reaction of the hands and feet. By making cyberspace such as a moving sports game into a space where one participates and competes, there is an effect that the immersion and effect of exercise can be extremely increased.

즉, 헬스 장비 등이 게임 동작 조이스틱 등의 휴먼 인터페이스(Human Interface) 입력 장치가 되게 하여 실제 근육을 통해 게임기 조작이 됨과 동시에 게임속의 가상환경에 따른 부하가 헬스 운동장치에 부가되어 체감효과를 만들고, 동시에 다축 모션 베이스에 의한 가상 현실속의 모션 피드백을 체감시킴으로서 완벽한 가상현실 운동장치를 제공하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 사용자가 직접 신체의 근육을 사용하고 머리로 생각하며 가상세계에서 네트워크를 통해 경쟁하고 즐길 수 있게 하는 헬스 장치를 이용한 새로운 가상 현실 스포츠 장치를 다양하게 만들 수 있는 플랫폼을 제공하여 새로운 스포츠 운동장치가 만들어질 수 있어, 더 이상 힘든 헬스 장치가 아닌 신나게 운동하고 즐기는 것이 가능하고 시간과 공간의 제약이 없는 운동 장치가 만들어 지게 된다.In other words, the health equipment is a human interface input device such as a game action joystick, so that the game machine can be manipulated through actual muscles, and the load according to the virtual environment in the game is added to the fitness exercise device to create a haptic effect, At the same time, it is possible to provide a perfect virtual reality exercise device by experiencing motion feedback in the virtual reality by the multi-axis motion base. Thus, it provides a platform to create a variety of new virtual reality sports devices using fitness devices that allow users to directly use the muscles of their bodies, think as their heads, and compete and enjoy over networks in the virtual world. It can be made, it is no longer a tough fitness device, it is possible to exercise and enjoy excitingly, and the exercise device without time and space constraints is made.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 실시간 가상 현실 스포츠 플랫폼 장치을 설명한다.Hereinafter, a real-time virtual reality sports platform device according to an embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시간 가상 현실 스포츠 플랫폼 장치은 도 5에 도시한 것과 같이 주 제어 수단(200), 피드 백 제어 수단(330) 및 구동 센싱 수단(320)으로 구성되는 동력 피드백 수단(300), 운동 체감 재현 장치(420)의 자세와 진동을 제어하는 모션 제어 수단(410)으로 구성되는 모션 재현 수단(400), 조작 입력 수단(500), 3차원 그래픽 엔진(610)과, 상기 3차원 그래픽 엔진의 영상 정보를 표시하는 하나 이상의 이차원 또는 3차원 디스플레이(620)로 구성되는 영상재현 수단(600) 및 음향재현 수단(700)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. The real-time virtual reality sports platform device of the present invention, as shown in FIG. 5, the power feedback means 300, which is composed of the main control means 200, the feedback control means 330, and the driving sensing means 320, reproduces the feeling of movement. Motion reproducing means 400, manipulation input means 500, three-dimensional graphics engine 610, and images of the three-dimensional graphics engine, comprising motion control means 410 for controlling the attitude and vibration of the apparatus 420. It is characterized in that it comprises the image reproducing means 600 and the acoustic reproducing means 700 composed of one or more two-dimensional or three-dimensional display 620 for displaying information.

먼저, 주 제어 수단(200)에 관하여 설명한다. 상기 주 제어 수단(200)은 3차원 운동 경로 정보를 포함하는 3차원 게임 또는 가상 현실 프로그램이 설치되어 구동되어, 상기 주제어수단(200)과 연결되는 다른 구성 요소들을 제어하는 기능을 가진다. 상기 주 제어 수단(200)에서 구동되는 3차원 운동 경로 정보를 포함하는 3차원 게임 또는 가상 현실 프로그램은 표준화된 그래픽개발환경, 동력학 모델링, 그리고 헬스장치 구동장치/센서 네트워크, 다축 4D 시뮬레이터 모션 플랫폼상의 종합 개발환경에서의 VR Sports 시스템 개발을 위한 저작도구를 이용하여 개발되도록 하는 것이 바람직하다. 상기 주 제어 수단(200)은 범용적으로 사용되는 CPU를 이용한 컴퓨터를 이용하거나, 별도로 본 발명의 기능에 특화되도록 제작된 칩 보드 또는 SOC(System On Chip) 개념의 원칩 프로세서로 구현하는 것이 가능하다.First, the main control means 200 will be described. The main control means 200 has a function of controlling the other components connected to the main control means 200 is installed and driven by a three-dimensional game or a virtual reality program including three-dimensional motion path information. The three-dimensional game or virtual reality program including the three-dimensional motion path information driven by the main control means 200 is a standardized graphic development environment, dynamic modeling, fitness device drive / sensor network, multi-axis 4D simulator motion platform It is desirable to be developed using the authoring tool for VR Sports system development in a comprehensive development environment. The main control means 200 may be implemented using a computer using a CPU that is used universally, or a one-chip processor having a chip board or system on chip (SOC) concept that is manufactured to be specialized in the functions of the present invention. .

다음으로, 동력 피드백 수단(300)에 관하여 설명한다. 상기 동력 피드백 수 단(300)은 도 5에 도시한 것과 같이 상기 주 제어 수단(200)과 연결되며, 상기 주제어수단(200)에서 전달된 3차원 운동 경로 정보와 가상 공간에서의 사용자와 운동 장치(110)의 3차원 위치 및 방향 속도, 가속도, 이동 거리, 일률, 소모 에너지, 등의 물리량 정보에 따라 가상현실상에서 사용자가 실제로 느낄 수 있는 부하량과 같도록 사용자가 구동하는 피드 백 구동 수단(310)에 가해지는 부하량을 제어하는 피드 백 제어 수단(330) 및 상기 동력 피드백 구동 수단에 사용자가 가하는 운동 부하를 측정하는 구동 센싱 수단(320)으로 구성된다. Next, the power feedback means 300 is demonstrated. The power feedback stage 300 is connected to the main control means 200, as shown in Figure 5, the three-dimensional motion path information transmitted from the main control means 200 and the user and the exercise device in the virtual space Feed back driving means 310 driven by the user to be equal to the load actually felt by the user in the virtual reality according to the physical quantity information such as the three-dimensional position and direction speed, acceleration, movement distance, power, energy consumption, etc. of the 110 Feed back control means 330 for controlling the amount of load applied to the) and drive sensing means 320 for measuring the exercise load applied to the power feedback drive means.

상기 동력 피드백 수단(300)은 첫째, 기존 포스 피드백 조이스틱 같이 운전 체감을 높이기 위한 기능을 가지며, 두 번째로 운동을 입력하는 구동부 기능을 담당하게 된다. 운전 체감은 주로 고주파 진동의 느낌으로 엔진의 진동 또는 노면의 요철에 의한 진동과 같은 승차 진동을 제공하고 동시에 가상 물체의 상승, 하강, 회전, 가속, 감속 등의 느낌을 고 응답(High Response) 다축 모션 베이스로 체감효과를 주도록 운동 피드백을 시켜주는 것이 주된 요소이며, 구동부는 페달 회전이나 노젓기, 상승 하강 등의 조작을 위하여 부하를 필요로 하도록 하고 이 운동량을 측정하는 방식이 된다. The power feedback means 300, first, has a function for increasing the driving experience, such as the existing force feedback joystick, and secondly it is responsible for the drive unit function for inputting the movement. Driving sensation is mainly a feeling of high frequency vibration and provides riding vibration such as vibration of the engine or unevenness of the road surface, and at the same time, high response multi-axis which feels the rising, falling, rotation, acceleration and deceleration of virtual objects. The main factor is to give exercise feedback to the motion base to give a haptic effect, and the driving part requires a load for manipulating pedal rotation, rowing, ascending and descending, and measuring the amount of exercise.

상기 피드백 구동수단(310)을 구현하는 방법에는 외부에서 전력신호가 인가되는 경우 그에 상응하는 구동을 하고, 구동을 입력받는 경우에는 그에 상응하는 전력신호를 출력하는 수단이 사용되며, 그 일례로 직류 또는 교류 모터와 같은 모터를 사용하는 것이 가능하다. 이 경우 일반적으로 몇백~몇만 rpm 사이의 고회전 특성을 가지는 상기 모터의 회전수 특성과, 분당 수회~수백회사이에 위치하는 사용자의 운동 구동력/부하를 고려할 때 상기 모터에는 감속 기어 등의 적절한 감속 수단이 부착되어 사용하는 것이 바람직하다. 한편, 상기 구동 센싱 수단(320)은 상기 피드 백 구동 수단(310)의 회전수와 구동토크를 측정하여 물리량 계산에 사용하기 위한 것으로, 발명의 실시례에 따라 홀 센서등을 이용한 알피엠 센서(RPM sensor)와 토크 센서(Torquesensor)의 조합과 같은 센서 조합으로 구성하는 것이 일반적이겠으나, 상기 피드 백 구동 수단(310)에서 출력되는 전압/전류의 량과 그 변동값을 이용하여 계산하는 구성도 가능하다.In the method of implementing the feedback driving means 310, a means for driving a corresponding power when an external power signal is applied, and for outputting a corresponding power signal when a driving signal is received, is used as an example. Or it is possible to use a motor such as an alternating current motor. In this case, considering the rotational characteristics of the motor having a high rotational characteristic generally between several hundreds and tens of thousands of rpm, and the driving force / load of a user located at several hundreds per minute and hundreds of companies, the motor has suitable deceleration means such as a reduction gear. It is preferable to attach and use. On the other hand, the drive sensing means 320 is used to calculate the physical quantity by measuring the rotational speed and the drive torque of the feed back drive means 310, in accordance with an embodiment of the present invention using an Hall sensor or the like (RPM sensor (RPM) It is common to configure a sensor combination such as a combination of a sensor and a torque sensor. However, a configuration may be calculated by using the amount of the voltage / current output from the feedback driving means 310 and its variation value. .

다음으로, 모션 재현 수단(400)에 관하여 설명한다. 상기 모션 재현 수단(400)은 상기 주 제어 수단(200)과 연결되며, 상기 주제어수단(200)에서 전달된 3차원 운동 경로 정보와 물리량 정보에 따라 가상현실 상에서 사용자가 실제로 느낄 수 있는 자세와 가감속감 및 진동으로 운동 체감 재현 장치(420)의 자세와 진동을 제어하는 모션 제어 수단(410)으로 구성된다. 즉, 가상 현실상에서 사용자와 운동 장치(110)가 우측으로 기울어지는 경우 실제로 상기 운동 장치(110)를 우측으로 기울이고, 가상 현실상에서 사용자와 운동 장치(110)가 가속되는 경우 중력의 방향에 의해 가속도를 유사하게 느낄 수 있도록 실제로 상기 운동 장치(110)를 후방으로 기울이는 등의 자세 변경기능을 수행한다. 또한, 상기 모션 재현 수단(400)은 가상 현실상에서 사용자와 상기 운동장치(110)가 지형의 고저/굴곡이 있는 경로를 주행하거나 파도를 넘나드는 경로로 운행하는 경우 상기 지형의 고저/굴곡이나 파고를 사용자가 실감할 수 있도록 도록 실제 공간에서 사용자와 상기 운동장치(110) 를 상/하로 구동하는 기능을 가진다. 한편, 상기 모션 재현 수단(400)은 가상 현실상에서 사용자와 상기 운동장치(110)가 험로를 주행하는 경우 험한 지형에 의한 주행 진동을 느낄수 있도록 수 Hz 정도의 진동수를 갖는 진동을 재현한다. 이러한 기능이 가능한 상기 모션 재현 수단(400)을 가능하게 하기 위하여 상기 모션 재현 수단(400)의 일 구성요소를 이루는 상기 모션 제어장치(420)를 구성하는 방법은 여러 가지가 있을 수 있으나, 그 일 실시예로는 도 4 및 도 4_2에 도시한 것과 같이 운동 장치(110)가 장착되는 장착 플랫폼(421)과, 상기 장착 플랫폼의 3 측면 이상에 연결되는 모션 구동 장치(422) 및 상기 모션 구동 장치(422)가 가 3 측면 이상에 연결되는 베이스 플랫폼(423)으로 구성되는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 모션 제어장치(420)는 도 9에 도시한 것과 같이 각각의 상기 모션 구동 장치(422)를 연동하여 제어함으로서, 원하는 움직임을 재현하는 것이 가능하게 된다. 상기 모션 구동 장치(422)는 사용자와 상기 운동 장치의 중량을 고려할 때 약 200Kg 내외의 질량을 구동하여야 하는 중간 중량 부하 작동 영역에 속하고, 수 Hz의 진동까지 재현하여야 하는 높은 시스템 응답특성이 요구된다는 점을 고려할 때 수 Hz의 응답특성을 가지는 리니어 액튜에이터로 구성되는 것이 바람직하며, 특히 고성능 모터를 이용한 리니어 실린더 또는 유압 서보 실린더로 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 이러한 기능이 가능한 상기 모션 재현 수단(400)을 가능하게 하기 위하여, 상기 모션 재현 수단(400)의 일 구성요소를 이루는 상기 모션 제어 수단(410)은 디지털 제어방식으로 키네메틱, 필터 및 실시간 제어기를 이용하여 구현하여 시스템의 성능과 개발 환경을 유연하게 만들고 각종 파라미터 조정과 콘텐츠와의 운동정보변경을 용이하도록 하는 것이 바람직하다. 이러한 상기 모션 제어 수단(410)은 범용적으로 사용되는 CPU를 이용한 컴퓨터를 이용하거나, 별도로 본 발명의 기능에 특화되도록 제작된 칩 보드 또는 SOC(System On Chip) 개념의 원칩 프로세서로 구현하는 것이 가능하다.Next, the motion reproducing means 400 will be described. The motion reproducing means 400 is connected to the main control means 200, and the posture and the subtraction that the user can actually feel on the virtual reality according to the 3D motion path information and the physical quantity information transmitted from the main control means 200. Motion control means 410 for controlling the posture and vibration of the movement haptic reproducing apparatus 420 by the sense of speed and vibration. That is, when the user and the exercise device 110 are tilted to the right in the virtual reality, the exercise device 110 is actually tilted to the right, and when the user and the exercise device 110 are accelerated in the virtual reality, the acceleration is caused by the direction of gravity. To perform a posture change function such as tilting the exercise device 110 to the rear so as to feel similar. In addition, the motion reproducing means 400 in the virtual reality when the user and the exercise device 110 is traveling on the path of high or low of the terrain or traveling in a path crossing the waves, the height of the terrain / bend or wave It has a function of driving the user and the exercise device 110 up and down in a real space so that the user can feel. On the other hand, the motion reproducing means 400 reproduces the vibration having a frequency of about several Hz so that the user and the exercise device 110 in the virtual reality to drive the driving vibration due to the rough terrain. In order to enable the motion reproducing means 400 capable of such a function, there may be various methods for configuring the motion control device 420 constituting one component of the motion reproducing means 400, but the work 4 and 4_2, the mounting platform 421 on which the exercise device 110 is mounted, the motion driving device 422 connected to three or more sides of the mounting platform, and the motion driving device are illustrated. It is preferred that 422 be composed of a base platform 423 connected to at least three sides. In this case, as shown in FIG. 9, the motion control device 420 controls each of the motion driving devices 422 in conjunction with each other, thereby reproducing a desired motion. The motion driving device 422 belongs to an intermediate weight load operating area that must drive a mass of about 200 kg when considering the weight of the user and the exercise device, and requires a high system response characteristic that must be reproduced up to several Hz of vibration. In consideration of the fact that it is preferable that the linear actuator having a response characteristic of several Hz, it is preferable to be composed of a linear cylinder or a hydraulic servo cylinder using a high-performance motor. In addition, in order to enable the motion reproducing means 400 capable of such a function, the motion control means 410 constituting a component of the motion reproducing means 400 is a kinematic, a filter and a real time in a digital control manner. It is desirable to implement by using a controller to make the performance and development environment of the system flexible, and to adjust various parameters and change the motion information with the content. The motion control means 410 may be implemented as a one-chip processor using a computer using a CPU that is used universally, or a chip board or system on chip (SOC) concept manufactured to be specialized in the functions of the present invention. Do.

다음으로, 조작 입력 수단(500)에 관하여 설명한다. 상기 조작 입력 수단(500)은 도 5에 도시한 것과 같이 상기 주 제어 수단(200)과 연결되며, 상기 주제어 수단에 장치의 작동/정지, 프로그램 선택, 난이도 선택, 부하량 조절 등과 같은 사용자의 조작 입력을 받아 전달하는 기능을 가진다. 한편, 상기 조작 입력 수단(500)은 본 발명의 실시례에 따라 바이크의 핸들 형상 또는 브레이크 기어변속과 같은 입력 형태를 가지는 등 다양한 변형이 가능하다. 또한, 본 발명은 상기 조작 입력 수단(500)과 더불어, 도 10에 도시한 것과 같이 상기 동력 피드백 수단(300)과 같은 구성을 가지고, 사용자의 방향 전환 조작을 입력받으며 조작 부하를 사용자가 느낄 수 있도록 하는 핸들센서/구동 수단(520)을 하나 이상 더 포함하여 구성되도록 하여, 사용자의 조작 입력은 물론 가상현실상에서 사용자가 실제로 느낄 수 있는 부하량과 같도록 사용자에게 포스 피드백을 전달해 줄 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 핸들센서/구동 수단(520)을 조작하는 핸들은 도 10에 도시한 것과 같이 본 발명의 실시예에 따라 바이크의 핸들 형상의 바이크형 핸들(521)이나 자동차형 핸들(522)중 어느 하나를 포함하여 구성되거나, 상기 바이크형 핸들(521)이나 상기 자동차형 핸들(522)을 착탈식으로 간편하게 교체하여 상기 핸들센서/구동 수단(520)에 장착하는 것이 가능하도록 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 핸들센서/구동 수단(520)은 도 10에 도시한 것과 같이 하나 이상 포함되어 구성되도록 하여, 핸들의 조작에 의한 좌우 회전은 물론 전후 방향으로 밀거나 당기는 조작도 가능하도록 하는 것이 바람직하다. Next, the operation input means 500 will be described. The manipulation input means 500 is connected to the main control means 200 as shown in FIG. 5, and inputs manipulations of the user to the main control means such as operation / stop of the device, program selection, difficulty selection, and load adjustment. It has a function to receive and deliver. On the other hand, the manipulation input means 500 may be modified in various ways, such as having an input form such as the handle shape of the bike or the shift of the brake gear in accordance with an embodiment of the present invention. In addition, the present invention has the same configuration as the power feedback means 300, as shown in Figure 10, in addition to the operation input means 500, the user can feel the operation load while receiving the user's direction change operation It may be configured to include one or more handle sensor / drive means 520 so that the user can input the force feedback to the user to be equal to the load that the user can actually feel in the virtual reality as well as the user input. desirable. In this case, the handle for manipulating the handle sensor / drive means 520 is one of the handle-type bike handle 521 or the vehicle-shaped handle 522 of the bike according to the embodiment of the present invention as shown in FIG. It may be configured to include any one, or to be configured to be mounted to the handle sensor / drive means 520 by simply replacing the bike handle 521 or the car handle 522 detachably. In addition, it is preferable that the handle sensor / drive means 520 is configured to include one or more as shown in FIG. .

다음으로, 영상 재현 수단(600)에 관하여 설명한다. 상기 영상재현 수단(600)은 도 5에 도시한 것과 같이 상기 주 제어 수단(200)과 연결되며, 상기 주제어 수단(200)에서 전달된 3차원 운동 경로 정보를 이용하여 3차원 영상 정보를 발생시키는 3차원 그래픽 엔진(610)과, 상기 3차원 그래픽 엔진의 영상 정보를 표시하는 하나 이상의 이차원 또는 3차원 디스플레이(620)로 구성된다. 한편, 상기 영상재현 수단(600)은 도 5에 도시한 것과 같이 상기 주 제어 수단(200) 및 상기 3차원 그래픽 엔진(610)과 연결되며, 사용자의 모습을 비디오카메라를 통해 입력받아 크로마키 후 가상공간서 가상현실 속에 보여 주거나 오브젝트 트랙킹(Object Traking)을 통하여 캐릭터화한 사용자를 상기 디스플레이(620)에 표현할 수 있는 크로마키 재현수단(630)을 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다. Next, the image reproducing means 600 will be described. The image reproducing means 600 is connected to the main control means 200 as shown in FIG. 5, and generates three-dimensional image information using the three-dimensional motion path information transmitted from the main control means 200. 3D graphics engine 610 and one or more two-dimensional or three-dimensional display 620 for displaying the image information of the three-dimensional graphics engine. On the other hand, the image reproducing means 600 is connected to the main control means 200 and the three-dimensional graphics engine 610 as shown in Figure 5, after receiving the user's appearance through a video camera after chroma key It is preferable that the apparatus further comprises a chroma key reproducing means 630 capable of displaying on the display 620 a user who has been shown in virtual reality in virtual reality or through object tracking.

한편, 상기 크로마키 재현수단(630)은 실감 있는 u-Sports로서 참여형 운동환경을 만들기 위해 그래픽 및 게임 참여자의 모습을 비디오카메라를 통해 입력받아 크로마키 후 가상공간서 가상현실 속에 보여 주는 기능과 오브젝트 트랙킹을 통한 캐릭터를 대신 보여 주는 모드를 지원하게 하여 이를 네트워크로 공유하는 실 감형 인터페이스 및 에이전트로 구성되는 것이 바람직하다. 이를 위하여 상기 크로마키 재현수단(630)은 크로마키가 지원되는 고화질 알파 비디오 입력 스트림기능을 가지며, 3D 환경 속에서 비디오 스트림을 실시간 지원하고, 실시간 캐릭터와 모션데이터의 연계, 인버스키네매틱 지원, Shader기법을 이용한 파티클, Skin 등 특수 효과 실시간으로 지원하며, 가상 물체와 라이브비디오를 텍스튜어링 기법으로 Transparency를 지원하는 고성능 실시간 3D 그래픽 처리기능을 가지는 것이 바람직하다. On the other hand, the chroma key reproducing means 630 is a realistic u-Sports function and object to show the graphics and game participants through the video camera to create a participatory sports environment in the virtual space after the chroma key in virtual reality It is preferable to configure a realistic interface and an agent to support a mode that shows a character through tracking instead of sharing it on a network. To this end, the chroma key reproducing means 630 has a high-definition alpha video input stream function that supports chroma keys, supports a video stream in a 3D environment in real time, and connects real-time characters and motion data, supports inverse kinematics, and shaders. Special effects such as particles and skin using techniques are supported in real time, and it is desirable to have a high performance real time 3D graphics processing function that supports transparency with texturing techniques for virtual objects and live video.

다음으로, 음향재현 수단(700)에 관하여 설명한다. 상기 음향재현 수단(700)은 도 5에 도시한 것과 같이 상기 주 제어 수단(200)과 연결되며, 상기 주제어 수단(200)에서 전달된 배경음/효과음/경고음/배경음악 등 음향 정보를 표현하는 기능을 가진다. 상기 음향재현 수단(700)은 하나 이상의 스피커(710)를 포함되어 구성 되며, 스테레오/5.1채널 등 다양하고 현장감 있는 음향을 표현하도록 하는 것이 바람직하다. Next, the acoustic reproducing means 700 will be described. The sound reproducing means 700 is connected to the main control means 200 as shown in FIG. 5, and expresses sound information such as background sound / effect sound / warning sound / background music transmitted from the main control means 200. Has The sound reproducing means 700 is configured to include one or more speakers 710, it is preferable to represent a variety of realistic sounds, such as stereo / 5.1 channel.

다음으로, 풍속 재현 수단(800)에 관하여 설명한다. 상기 풍속 재현 수단(800)은 도 5에 도시한 것과 같이 상기 주제어 수단(200)에서 전달된 3차원 운동 경로 정보와 물리량 정보에 따른 풍향 정보를 이용하여 가상현실상에서 사용자가 실제로 느낄 수 있는 풍속을 재현하는 기능을 가진다. 이를 위하여 상기 풍속재현 수단(800)은 도 6에 도시한 것과 같이 하나 이상 설치된 송풍 팬(810)을 포함하여 구성되는 것이 바람직하며, 전면, 후면, 좌/우측 및 상/하면의 6개소에 설치되어 각각의 송풍 팬(810)의 풍속을 조절하여 풍속은 물론 풍향까지 변경할 수 있도록 하여 사용자가 가상현실 공간을 실제로 느끼는 효과를 극대화하는 것이 더 바람직하다. Next, the wind speed reproducing means 800 will be described. As shown in FIG. 5, the wind speed reproducing means 800 uses the three-dimensional motion path information transmitted from the main control means 200 and the wind direction information according to the physical quantity information to determine the wind speed that the user can actually feel in the virtual reality. Has the ability to reproduce. To this end, the wind speed reproducing means 800 is preferably configured to include one or more blowing fan 810, as shown in Figure 6, installed in six places of the front, rear, left / right and top / bottom It is more preferable to maximize the effect that the user actually feels the virtual reality space by adjusting the wind speed of each blowing fan 810 to be able to change the wind direction as well as the wind direction.

이하에서는 본 발명의 일실시예에 의한 바이크형 실시간 가상 현실 스포츠 플랫폼 장치에 관하여 설명한다. 상기 바이크형 실시간 가상 현실 스포츠 플랫폼 장치는 도 4 및 도 7에 도시한 것과 같이 상기 운동 장치(110)는 시트(112)와 차체(111)로 구성되는 바이크(bike)형상을 가지며, 상기 차체(111)의 전면에는 사용자의 방향 전환 조작을 입력받으며 조작 부하를 사용자가 느낄 수 있도록 하는 핸들센서/구동 수단(520)이 설치되며, 상기 동력 피드백 구동 수단(310)에 사용자가 구동하는 페달(311)이 장착되는 것을 특징으로 한다. 이 경우, 상기 조작 입력 수단(500)은 실제 바이크를 탑승하는 경우와 유사한 조작감을 사용자에게 제공하기 위하여, 사용자가 필요한 조작 신호를 입력하는 조작 버튼(510)과 상기 핸들 센서/구동 수단(520)에 설치되며 사용자의 브레이크 조작을 감지하는 브레이크 센서(511) 및 바이크의 감속비를 조절하거나 자동 변속을 선택할 수 있는 기어 변속 선택 버튼(512)을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다. 한편, 상기 핸들센서/구동 수단(520)은 간단하게 스프링 등의 장력을 이용하여 사용자에게 작동 부하를 감지하게 하는 것이 가능하며, 상기한 동력 피드백 수단(300)을 하나 더 구비하여 상기 핸들센서/구동 수단(520)의 기능을 수행하는 것도 가능하다. Hereinafter, a bike-type real-time virtual reality sports platform device according to an embodiment of the present invention will be described. The bike type real-time virtual reality sports platform device as shown in Figures 4 and 7 the exercise device 110 has a bike shape consisting of a seat 112 and the vehicle body 111, the vehicle body ( A handle sensor / drive means 520 is provided on the front surface of the 111 to receive a user's direction change operation and allow the user to feel the operation load, and a pedal 311 driven by the user in the power feedback driving means 310. ) Is mounted. In this case, the manipulation input means 500 may include a manipulation button 510 for inputting a manipulation signal required by the user and the handle sensor / driving means 520 in order to provide a user with a feeling of operation similar to that in a real motorcycle. It is preferably configured to include a brake sensor 511 for detecting the user's brake operation and the gear shift selection button 512 to adjust the reduction ratio of the bike or to select the automatic shift. On the other hand, the handle sensor / drive means 520 can simply enable the user to sense the operating load by using a tension, such as a spring, and the power feedback means 300 further comprises the handle sensor / It is also possible to perform the function of the drive means 520.

한편, 본 발명의 다른 실시예로 상기 운동 장치(110)는 도 11에 도시한 것과 같이 시트와 선체로 구성되는 카누(canoe)형상을 가지며, 상기 선체(113)의 양 측면에는 노(oar)형 핸들이 부착된 상기 동력 피드백 구동 수단(310)이 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 카누형 실시간 가상 현실 스포츠 플랫폼 장치도 가능하다. On the other hand, in another embodiment of the present invention the exercise device 110 has a canoe (canoe) shape consisting of a seat and the hull, as shown in Figure 11, both sides of the hull (oar) Canoe type real-time virtual reality sports platform device is characterized in that each of the power feedback drive means 310 is attached to the handle is installed.

아하에서는, 본 발명의 일실시예에 의한 바이크형 실시간 가상 현실 스포츠 플랫폼 장치의 작동을 통하여 본 발명의 실시간 가상 현실 스포츠 플랫폼 장치의 작동을 설명한다. In the following, the operation of the real-time virtual reality sports platform device of the present invention through the operation of the bike type real-time virtual reality sports platform device according to an embodiment of the present invention.

주 제어 수단에 내장된 프로그램에 의해 3차원 가상 현실 영상이 영상재현 수단에 표현되며, 이에 상응하는 효과음이나 배경음악 등의 음향이 음향 재현 수단을 통해 출력된다. 이때 사용자가 자신의 체중(질량)을 조작 입력 수단을 통해 주 제어 수단에 입력하여 가상 사이클의 질량과 함께 동역학 계산에 필요한 질량으로 세팅된다. 그 후, 사용자는 실제로 사이클을 타는 것처럼 페달을 밟아 운동을 시작한다. 이때 페달의 회전 속도와 동력이 구동 센신 수단을 통하여 측정되어 주 제어 수단에 입력되며, 주 제어 수단은 저장된 3차원 경로 정보를 이용하여 운동하는 물체의 각각의 물리량의 동역학 계산을 실시간으로 수행하여 도 6에 도시한 것과 같이 시간에 대한 사이클 및 사용자의 물체의 운동속도, 가속도, 위치 및 방향 등이 계산되어 지고, 이를 이용하여 구름 저항, 공기 저항, 경사 저항, 관성 저항 등이 계산되어 사이클의 페달에 가해질 부하와 사이클의 기울어짐 등의 자세와 진동요소가 계산된다. 이렇게 계산된 페달에 가해질 부하는 동력 피드백 수단의 피드백 제어수단에 의해 피드백 구동수단의 부하를 제어하여 사용자가 페달에 가할 부하를 제어하도록 한다. 이러한 부하 제어 과정을 통해 가상 현실 3차원 경로 상에서 언덕을 오르거나 내려갈 때 비록 속도가 같은 페달을 밟아도 힘을 다르게 느껴 지도록 하는 부하 제어가 가능하게 되며, 이에 대응하여 사용자가 페달을 밟는 힘과 회전수가 구동 센싱 수단을 통하여 측정되어 주 제어 수단의 가상 현실 프로그램에 입력되어 가상 현실 프로그램을 제어하게 된다. 한편, 핸들 센서/구동 수단을 통하여 핸들의 조작 각도를 측정하며, 브레이크 센서를 통하여 브레이크 조작 여부 및 정도를 측정하여 가상현실 3차원 경로에서의 사이클의 진행 방향 및 속도 조절의 입력으로 사용한다. 한편, 상기 조작 입력 수단의 구성으로 상기 동력 피드백 수단과 같은 구성을 가지도록 하는 경우, 사용자의 조작 입력은 물론 가상현실상에서 사용자가 핸들을 돌리는 경우 가상 현실상의 지형이나 속도에 따라 실제로 느낄 수 있는 부하량과 같도록 사용자에게 포스 피드백을 전달해 줄 수 있게 된다. 또한, 계산된 사이클의 자세는 모션 재현 수단으로 전달되어 모션 제어 수단이 운동 체감 재현 장치를 전달된 자세 및 진동 등에 대응하여 차체의 자세를 조절하여 더욱 실감나는 운동이 가능하도록 한다. 이러한 과정을 통해 사용자는 3차원 가상 현실 경로 상을 실제로 움직이는 것처럼 느끼며 현실감 있게 운동에 몰입하여 운동을 하게 된다. The 3D virtual reality image is expressed in the image reproducing means by a program embedded in the main control means, and sound such as effect sound or background music is output through the sound reproducing means. At this time, the user inputs his weight (mass) to the main control means through the manipulation input means and is set to the mass required for the dynamic calculation along with the mass of the virtual cycle. After that, the user presses the pedal as if to actually ride the cycle and starts the exercise. At this time, the rotational speed and the power of the pedal are measured by the driving sensor unit and input to the main control means. The main control means performs dynamic calculation of each physical quantity of the moving object using the stored three-dimensional path information in real time. As shown in Fig. 6, the cycle over time and the movement speed, acceleration, position, and direction of the user's object are calculated, and rolling resistance, air resistance, slope resistance, inertia resistance, etc. are calculated using the cycle pedal. Attitudes and vibration factors, such as the load to be applied and the tilt of the cycle, are calculated. The load to be applied to the pedal thus calculated is controlled by the feedback control means of the power feedback means so that the user controls the load to be applied to the pedal. Through this load control process, the load control enables the user to feel the force differently even when the same speed pedal is pushed up or down the hill in the virtual reality 3D path. Measured by the driving sensing means and input to the virtual reality program of the main control means to control the virtual reality program. Meanwhile, the steering angle of the steering wheel is measured through the steering wheel sensor / driving means, and whether or not the brake operation is measured through the brake sensor is used as an input for adjusting the direction and speed of the cycle in the virtual reality 3D path. On the other hand, when the configuration of the operation input means to have the same configuration as the power feedback means, the load amount that can be actually felt according to the terrain or speed in the virtual reality when the user turns the steering wheel in the virtual reality as well as the user's operation input Force feedback can be delivered to the user so that In addition, the calculated posture of the cycle is transmitted to the motion reproducing means so that the motion control means adjusts the posture of the vehicle body in response to the transmitted posture and vibration, etc., to allow a more realistic exercise. Through this process, the user feels as if they are actually moving on the 3D virtual reality path and realistically immerses themselves in the exercise.

이상에서는 도면과 명세서에서 최적 실시 예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. In the foregoing description, optimal embodiments have been disclosed in the drawings and the specification. Although specific terms have been used herein, they are used only for the purpose of describing the present invention and are not used to limit the scope of the present invention as defined in the meaning or claims. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

U-Sports에 관련된 기술개발을 위한 4D MMI 생성기 및 스크립트 SW 패키지를 포함하는 저작도구와 서비스 SW 들의 개발은 그동안 눈과 귀의 3D 그래픽을 중심한 실시간 가상현실 기술에 인간의 자세 감지 센서인 세반고리관과 가속 운동의 체감 효과를 느끼게 하는 4D 가상현실을 제공하여 인간들이 실제 현실처럼 가상의 세계에 자신을 빠트리는 완벽한 그래픽 및 체감을 주게 되는 기술을 제공한다. 여기에 손과 발의 근육을 이용한 힘 즉 반작용 되는 포스 피드백 (Force Feedback)을 느끼며 하는 운동 즉 손발의 운동이 이 가상현실속의 다양한 콘텐츠의 물체를 움직이는 스포츠 게임과 같은 사이버 공간을 자신이 참여하고 경쟁하는 공간으로 만들게 되는 필요한 요소기술이 개발이 된다. 이러한 기술들을 요소별로 체계적인 모듈로 개발하여 기술 표준화가 용이하게 만들어 향후 국제 표준을 만드는 초석이 될 것이다. 이런 기술들이 세계 최초로 체계적으로 우리나라에서 만들어 짐으로서 기술을 선도할 수 있게 되고 관련 분야를 선점함으로서 방대한 차세대 스포츠, 헬스 시장을 선점하게 되는 유리한 고지를 점거할 수 있게 된다.The development of authoring tools and service software including 4D MMI generator and script SW package for U-Sports related technology development has been developed for the real-time virtual reality technology centered on 3D graphics of the eyes and ears, and the semicircular tube, which is a human postural sensor, It provides 4D virtual reality that makes people feel the effects of motion, and provides the technology that gives humans the perfect graphic and immersion that immerses them in the virtual world like real life. In addition, the exercise of feeling the force using the muscles of the hands and feet, that is, the reaction of force feedback, that is, the movement of the hands and feet, participates and competes in the cyber space like a sports game that moves objects of various contents in this virtual reality. Necessary element technology to be made into space is developed. These technologies will be developed as a systematic module for each element, making technology standardization easier, and will be the cornerstone for future international standards. As these technologies are made in Korea for the first time in the world, they can lead the technology and take advantage of the high ground to occupy the vast next generation sports and fitness market by preoccupying related fields.

도 1: 기존발명의 일 실시 예에 의한 헬스 장치의 사용 개념도.1 is a conceptual diagram of a fitness device according to an embodiment of the present invention.

도 2: 본 발명의 일 실시 예에 의한 실시간 가상 현실 스포츠 플랫폼 장치이 사용되는 u-스포츠의 개념도.2 is a conceptual diagram of u-sports using the real-time virtual reality sports platform device according to an embodiment of the present invention.

도 3: 본 발명의 일 실시 예에 의한 실시간 가상 현실 스포츠 플랫폼 장치의 사용 개념도.3 is a conceptual diagram of use of a real-time virtual reality sports platform device according to an embodiment of the present invention.

도 4: 본 발명의 일 실시 예에 의한 실시간 가상 현실 스포츠 플랫폼 장치의 외관 개략도.4 is a schematic view of a real-time virtual reality sports platform device according to an embodiment of the present invention.

도 5: 본 발명의 일 실시 예에 의한 실시간 가상 현실 스포츠 플랫폼 장치의 구성 블록 다이어그램.5 is a block diagram of a device for real-time virtual reality sports platform according to an embodiment of the present invention.

도 6: 본 발명의 일 실시 예에 의한 바이크형 실시간 가상 현실 스포츠 플랫폼 장치의 물리량 계산 그래프.6 is a physical quantity calculation graph of a bike type real-time virtual reality sports platform device according to an embodiment of the present invention.

도 7: 본 발명의 일 실시 예에 의한 바이크형 실시간 가상 현실 스포츠 플랫폼 장치의 외관 참고도 7: Appearance reference diagram of the bike-type real-time virtual reality sports platform device according to an embodiment of the present invention

도 8: 본 발명의 일 실시 예에 의한 가상 현실 스포츠 플랫폼 장치의 모션 제어 수단의 외관 참고도8 is an appearance reference diagram of a motion control means of a virtual reality sports platform device according to an embodiment of the present invention;

도 9: 본 발명의 일 실시 예에 의한 가상 현실 스포츠 플랫폼 장치의 모션 제어 수단의 작동 제어 원리도9 is an operation control principle diagram of the motion control means of the virtual reality sports platform apparatus according to an embodiment of the present invention

도 10: 본 발명의 일 실시 예에 의한 가상 현실 스포츠 플랫폼 장치의 핸들 센서/구동수단의 구성도10 is a block diagram of the handle sensor / driving means of the virtual reality sports platform apparatus according to an embodiment of the present invention

도 11: 본 발명의 다른 실시 예에 의한 카누형 실시간 가상 현실 스포츠 플랫폼 장치의 운동 체감 재현 장치 외관 참고도11 is a view illustrating an appearance of an apparatus for reproducing an exercise haptic in a canoe type real-time virtual reality sport platform device according to another embodiment of the present invention

<도면의 주요부에 사용된 기호의 설명><Description of Symbols Used in Main Parts of Drawing>

100: 실시간 가상 현실 스포츠 플랫폼 장치100: real time virtual reality sports platform device

110: 운동 장치 111: 차체110: exercise device 111: body

112: 시트 113: 선체112: sheet 113: hull

200: 주 제어 수단 200: main control means

300: 동력 피드백 수단 310: 동력 피드백 구동 수단300: power feedback means 310: power feedback drive means

320: 구동 센싱 수단 330: 피드백 제어수단320: drive sensing means 330: feedback control means

400: 모션 재현 수단 410: 모션 제어 수단400: motion reproduction means 410: motion control means

420: 운동 체감 재현 장치 421: 장착 플랫폼420: motion sensation reproduction device 421: mounting platform

422: 모션 구동 장치 423: 베이스 플랫폼422: motion drive 423: base platform

500: 조작 입력 수단 510: 조작버튼500: operation input means 510: operation button

511: 브레이크 센서 512: 기어변속 버튼511: brake sensor 512: gear shift button

520: 핸들 센서/구동수단 521: 바이크형 핸들520: handle sensor / drive means 521: bike handle

522: 자동차형 핸들522: car handle

600: 영상 재현 수단 610: 3차원 그래픽 엔진600: image reproduction means 610: three-dimensional graphics engine

620: 디스플레이 630: 크로마키(Chroma-key) 재현수단620: Display 630: Chroma-key reproduction means

700: 음향 재현 수단 710: 스피커700: sound reproduction means 710: speaker

800: 풍속 재현 수단 810: 송풍 팬800: wind speed reproduction means 810: blowing fan

Claims

delete

A main control means 200 in which a three-dimensional game or a virtual reality program including three-dimensional motion path information is installed and driven;

It is connected to the main control means 200, the three-dimensional movement path information transmitted from the main control means 200 and the three-dimensional position and direction of the user and the exercise device 110 in the virtual space, the direction, acceleration, moving distance, The feed adjusts the load amount felt by the user by controlling the load amount applied to the feedback driving means 310 driven by the user to be equal to the load amount actually felt by the user in virtual reality according to physical quantity information such as power, energy consumption, and the like. One or more power feedback means (300) comprising back control means (330) and drive sensing means (320) for measuring an exercise load applied by the user to the feedback drive means (310);

Connected to the main control means 200, the motion haptic reproducing apparatus 420 with posture and vibration that the user can actually feel in virtual reality according to the three-dimensional motion path information and physical quantity information transmitted from the main control means 200 Motion reproducing means 400 consisting of motion control means 410 for controlling the posture and vibration of the;

A manipulation input means (500) connected to the main control means (200), the manipulation input means (500) transmitting and receiving a user's manipulation input to the main control means;

A three-dimensional graphics engine 610 connected to the main control means 200 and generating three-dimensional image information by using three-dimensional motion path information transmitted from the main control means 200; Image reproducing means (600) consisting of one or more two-dimensional or three-dimensional displays (620) for displaying image information;

Sound reproduction means (700) connected to the main control means (200) and expressing sound information transmitted from the main control means (200); Characterized in that configured to include,

The exercise haptic reproducing apparatus 420 includes a mounting platform 421 on which the exercise device 110 is mounted, a motion driving device 422 and a motion driving device 422 connected to three or more sides of the mounting platform. Real-time virtual reality sports platform device, characterized in that consisting of the base platform 423 connected to at least three sides.

The method according to claim 2,

The motion driving device 422 is a real-time virtual reality sports platform device, characterized in that consisting of a linear cylinder or a hydraulic servo cylinder using a high-performance motor.

The method according to any one of claims 2 to 3,

The image reproducing means 600 is connected to the main control means 200 and the three-dimensional graphics engine 610, receives the user's state through a video camera and displays the object in a virtual reality in a virtual space after chroma key or an object. And a chroma-key reproducing means (630) capable of expressing a user characterized through tracking on the display (620).

The method according to claim 4,

Wind speed reproduction is connected to the main control means 200, and reproduces the wind speed that the user can actually feel in the virtual reality using the three-dimensional motion path information and the wind direction information according to the physical quantity information transmitted from the main control means 200 Means 800; Real-time virtual reality sports platform device characterized in that it further comprises.

The method according to claim 5,

The wind speed reproducing means (800) is a real-time virtual reality sports platform device, characterized in that it comprises one or more installed blowing fan (810).

The method according to claim 6,

The exercise device 110 has a bike shape consisting of a seat 112 and the vehicle body 111,

The front surface of the vehicle body 111 has the same configuration as the power feedback means 300, the handle sensor / drive means 520 for receiving the user's direction change operation and the user can feel the operating load is installed,

Bike-type real-time virtual reality sports platform device, characterized in that the user-driven pedal 311 is mounted on the power feedback drive means (310).

The method of claim 7,

The manipulation input means 500 is provided on a manipulation button 510 for inputting a manipulation signal required by a user and a reduction ratio of a brake sensor 511 and a bike which are installed at the handle sensor / drive means 520 to sense a user's brake manipulation. Bike type real-time virtual reality sports platform device, characterized in that it comprises a gear shift selection button 512 that can adjust or select the automatic shift.

The method according to claim 6,

The exercise device 110 has a canoe (canoe) shape consisting of the seat and the hull 113,

Canoe type real-time virtual reality sports platform device, characterized in that the power feedback drive means 310, each of which is attached to the oar handle (312) is installed on both sides of the hull (113).