KR101694467B1 - Control apparatus for virtual reality indoor exercise equipment and method thereof - Google Patents
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Abstract
Translated fromKoreanDescription
Translated fromKorean본 발명은 체감형 실내 운동 기구 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실내 운동 기구의 구동 속도에 맞춰 실제 도로 영상을 제공하여 실외에서 운동하고 있는 것과 같은 실체감을 느끼게 해주는 체감형 실내 운동 기구 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.[0001] The present invention relates to a device and method for controlling a sensible indoor sports device, and more particularly, to a device and method for controlling a sensible indoor sports device that provide an actual road image in accordance with a driving speed of an indoor sports device, And a method thereof.
최근 운동에 대한 관심도가 높아짐에 따라 실내 또는 실외에서 사용할 수 있는 다양한 운동 기구가 출시되고 있다. 특히, 남녀노소 누구나 이용 가능한 자전거는 최근 들어 자전거 전용 도로의 확장과 개인 건강을 유지하기 위해 이용하는 사람이 많이 증가하고 있으나, 외부에서 자전거를 타기 위해서는 시간과 공간에 제약이 있는 단점이 있다.As recent interest in exercise has increased, a variety of fitness devices that can be used indoors or outdoors have been released. In particular, bicycles that can be used by anyone, both young and old, have been increasing in recent years to expand bicycle-only roads and maintain personal health. However, there are drawbacks in that there are restrictions on time and space for riding outside.
따라서, 이를 보완하기 위해 실내에서도 자전거 운동 효과를 느끼게 해 줄 수 있도록 실내용 자전거들이 출시되고 있다. 그러나 실내용 자전거는 시간과 공간의 제약 없이 자유롭게 운동을 할 수 있다는 장점은 있지만, 실내에서 페달만 반복적으로 구동시키기 때문에 실외에서 자전거를 타는 것에 비해 지루함을 빨리 느끼게 되는 단점이 있다.In order to compensate for this, indoor bicycles are being released to allow the user to feel the effects of bicycling in the room. However, indoor bicycles are advantageous in that they can freely exercise without restriction of time and space. However, since the pedal is repeatedly driven indoors, it is disadvantageous to feel bored quickly compared to riding a bicycle outdoors.
다시 말해, 실외에서 자전거를 탈 때는 주변 경관을 즐기면서 운동을 하기 때문에 장시간 운동해도 지루함을 느끼지는 않지만, 실내에서 실내용 자전거로 운동할 때는 고정된 위치에서 페달만 돌리기 때문에 운동 효과는 있으나 금방 지루함을 느끼게 되는 단점이 있다.In other words, when riding a bicycle outdoors, while exercising while enjoying the surrounding scenery, it does not feel bored even when exercising for a long time. However, when exercising indoors on an indoor bicycle, the pedal is only rotated at a fixed position, And the like.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 가상 현실 콘텐츠와 조명, 바람, 진동 장치들을 이용하여 좀 더 실감 있게 자전거를 즐길 수 있는 방법이 제안되었다.To solve this problem, a method of enjoying bicycle more realistically by using virtual reality contents and lighting, wind and vibration devices has been proposed.
하지만, 이러한 가상 현실 콘텐츠는 게임처럼 즐기기에는 적절할 수 있지만, 실제 실외에서 자전거를 타는 것과 같은 몰입감과 현실감을 주기에는 부족한 부분들이 많아 이 또한 점점 지루함을 느끼게 되는 단점이 있다.However, these virtual reality contents may be suitable for enjoying the game, but there are many deficiencies in realizing the immersive and realistic feeling of riding the bicycle in the outdoor environment.
본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0080054호(2015. 07. 09. 공개)에 개시되어 있다.The technique which is the background of the present invention is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2015-0080054 (published on May 27, 2015).
이에 따라 본 발명에서는 실내 운동 기구의 구동 속도에 맞춰 실제 촬영된 실외 도로 영상을 제공하여, 실외에서 운동하고 있는 것과 같은 실체감을 느끼게 해주는 체감형 실내 운동 기구 제어 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide an apparatus and method for controlling a sensible indoor sports apparatus that provides an actual outdoor road image in accordance with a driving speed of an indoor sports apparatus, have.
또한, 본 발명은 도로 영상의 실제 경사각에 비례하게 실내 운동 기구의 구동 부하량을 제어하여, 실제 도로 위를 주행하고 있는 것과 같은 실체감을 느끼게 해주는 체감형 실내 운동 기구 제어 장치 및 그 방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.In addition, the present invention provides an apparatus and method for controlling a bodily-feeling indoor exercise machine that controls the amount of driving load of an indoor exercise machine in proportion to an actual tilt angle of a road image, There is another purpose.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 실시예에 따른 실내 운동 기구와 연동하여 사용자에게 실감을 제공하기 위한 체감형 실내 운동 기구 제어 장치에 있어서, 도로별 3차원 영상데이터가 저장된 저장부; 상기 저장된 3차원 영상데이터 중 사용자로부터 선택된 도로에 대한 3차원 영상데이터에 포함된 해당 도로의 경사각에 대응하여 부하 제어 신호를 생성하고, 상기 부하 제어 신호를 상기 실내 운동 기구에 전송하는 부하 제어부; 및 상기 실내 운동 기구로부터 수신한 구동 속도에 대응하도록 상기 3차원 영상데이터의 재생 속도를 조절하여 디스플레이 장치로 전송하는 영상 제어부를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for controlling a body-insertable indoor exercise device for providing a sense of realism to a user in cooperation with an indoor exercise device according to an embodiment of the present invention. A load control unit for generating a load control signal corresponding to a tilt angle of the road included in the three-dimensional image data for the road selected from the user among the stored three-dimensional image data and transmitting the load control signal to the indoor exercise device; And an image controller for adjusting the reproduction speed of the 3D image data to correspond to the driving speed received from the indoor exercise device and transmitting the adjusted speed to the display device.
상기 부하 제어부는, 상기 실내 운동 기구의 구동시 가해지는 부하량이 상기 해당 도로의 경사각에 비례하도록 제어하는 상기 부하 제어 신호를 생성할 수 있다.The load control unit may generate the load control signal for controlling the amount of load applied when the indoor motion mechanism is driven to be proportional to the inclination angle of the road.
또한, 복수의 카메라를 통해 동일한 지점에 대하여 기 촬영된 도로 영상을 각각 수집하는 영상 수집부; 및 상기 수집한 도로 영상들로부터 해당 도로의 경사각을 추출하고 상기 도로 영상들을 동기화하여 해당 도로에 대한 상기 3차원 영상데이터를 생성하는 스테레오 영상 생성부를 더 포함한다.An image collecting unit for collecting the road images photographed at the same point through the plurality of cameras, respectively; And a stereo image generating unit for extracting a tilt angle of the road from the collected road images and generating the three-dimensional image data for the road by synchronizing the road images.
상기 스테레오 영상 생성부는, 제2 카메라로부터 촬영된 도로의 좌우 영상을 이용하여 상기 해당 도로의 경사각을 추출하고, 제1 카메라로부터 촬영된 도로의 전체 영상에 상기 추출된 해당 도로의 경사각을 반영하여 상기 3차원 영상데이터를 생성할 수 있다.The stereo image generation unit may extract the tilt angle of the road using the left and right images of the road taken by the second camera, and may reflect the tilt angle of the extracted road to the entire image of the road taken by the first camera, So that three-dimensional image data can be generated.
상기 디스플레이장치는, 상기 재생 속도에 따라 상기 3차원 영상데이터를 재생하고, 3D 디스플레이 또는 고글형 헤드업 디스플레이일 수 있다.The display device may reproduce the 3D image data according to the reproduction speed, and may be a 3D display or a goggles type head-up display.
상기 실내 운동 기구는 실내용 자전거를 포함하며, 상기 부하 제어 신호는 페달 부하량에 대한 제어 신호일 수 있다.The indoor fitness device includes an indoor bicycle, and the load control signal may be a control signal for the pedal load.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 실내 운동 기구와 연동하여 사용자에게 실감을 제공하기 위한 체감형 실내 운동 기구 제어 장치의 제어 방법은, 기 저장된 도로별로 3차원 영상데이터 중 사용자로부터 선택된 도로에 대한 3차원 영상데이터에 포함된 해당 도로의 경사각에 대응하도록 부하 제어 신호를 생성하고, 상기 부하 제어 신호를 상기 실내 운동 기구에 전송하는 단계; 실내 운동 기구를 이용하여 운동 중인 사용자에 의해 구동되는 상기 실내 운동 기구의 구동 속도를 수신하는 단계; 및 상기 수신한 구동 속도에 대응하도록 상기 3차원 영상데이터의 재생 속도를 조절하여 상기 3차원 영상데이터를 디스플레이 장치로 전송하는 단계를 포함한다.In addition, a method of controlling a tactile type indoor exercise device control device for providing a sense of reality to a user in cooperation with an indoor exercise device according to an embodiment of the present invention includes: Generating a load control signal corresponding to the inclination angle of the road included in the 3D image data, and transmitting the load control signal to the indoor exercise machine; Receiving a driving speed of the indoor exercise device driven by a user in motion using an indoor exercise device; And controlling the reproduction speed of the 3D image data to correspond to the received driving speed to transmit the 3D image data to the display device.
본 발명에 따른 체감형 실내 운동 기구 제어 장치 및 그 방법은 실내 운동 기구의 구동 속도에 맞춰 실제 촬영된 도로 영상을 제공함으로써 사용자로 하여금 실제 외부에서 촬영된 아름다운 경치를 즐기면서 운동하고 있는 것과 같은 느낌을 주어 지루함을 덜 느끼게 되고 이에 따라 운동 시간이 증가되도록 하는 효과가 있다.The apparatus and method for controlling a sensible indoor sports exercise apparatus according to the present invention can provide a user with a realistic photographed road image in accordance with the driving speed of the indoor sports apparatus, So that the exercise time is increased.
또한, 본 발명은 도로 영상의 실제 경사각에 비례하게 실내 운동 기구의 구동 부하량을 제어하여, 사용자가 실제 도로 위를 주행하고 있는 것과 같은 실체감을 느끼게 해줌으로써 사용자의 흥미와 운동 효과를 배가시킬 수 있다.In addition, the present invention can control the driving load of the indoor exercise device in proportion to the actual inclination angle of the road image, thereby allowing the user to feel an enthusiastic feeling as if the user is traveling on the actual road, thereby doubling the user's interest and exercise effect .
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 체감형 실내 운동 기구 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 체감형 실내 운동 기구 제어 장치를 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 체감형 실내 운동 기구 제어 방법의 동작 흐름을 도시한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 체감형 실내 운동 기구 제어 방법에서 3차원 영상데이터를 생성하기 위한 도로면의 깊이 영상을 추출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 체감형 실내 운동 기구 제어 방법에서 3차원 영상데이터를 생성하기 위한 도로의 경사각 추출 과정을 나타낸 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a configuration diagram of a haptic type indoor exercise machine system according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 2 is a block diagram showing a haptic type indoor exercise device control apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart showing an operation flow of the haptic type indoor exercise device control method according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram for explaining a process of extracting a depth image of a road surface for generating three-dimensional image data in the method of controlling a sensible indoor sports apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a view illustrating a process of extracting an inclination angle of a road for generating three-dimensional image data in the method of controlling a sensible indoor sports apparatus according to an embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 체감형 실내 운동 기구 제어 장치 및 그 방법을 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an apparatus and method for controlling a haptic type indoor exercise device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation.
또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Further, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 체감형 실내 운동 기구 시스템의 구성도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a configuration diagram of a haptic type indoor exercise machine system according to an embodiment of the present invention; FIG.
도 1에서와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 체감형 실내 운동 기구 시스템은 제1 카메라(110), 제2 카메라(120), 실내 운동기구(300)와 연동되는 체감형 실내 운동 기구 제어 장치(200) 및 디스플레이 장치(400)를 포함한다.1, the haptic type indoor exercise device system according to the embodiment of the present invention includes a
먼저 제1 카메라(110)는 도로의 전체 영상을 촬영하는 고화질 광각 스테레오 카메라가 적용될 수 있으며, 제2 카메라(120)는 도로의 좌우 영상을 촬영하는 협각 스테레오 카메라가 적용될 수도 있다.The
이때, 제1 카메라(110), 제2 카메라(120)는 각각 차량(미도시)과 같은 이동 객체에 설치되어 주행중인 차량 내에서 도로 영상을 스테레오 영상으로 촬영할 수도 있다.At this time, the
다음으로, 체감형 실내 운동 기구 제어 장치(200)는 제1 카메라(110) 및 제2 카메라(120)로부터 촬영된 도로 영상을 수집하고, 실내 운동기구(300)와 신호를 송수신하며, 디스플레이 장치(400)를 통해 사용자에게 실감을 제공하기 위한 3차원 영상데이터를 출력한다.Next, the sensible indoor sports
그리고, 실내 운동 기구(300)는 실내에서 사용자가 편리하게 운동할 수 있도록 장착된 기구로서, 도 1에 도시된 실내용 자전거 이외에도 러닝 머신, 실내 승마등과 같은 다양한 헬스 기구를 포함할 수도 있다.In addition, the
마지막으로, 디스플레이 장치(400)는 운동 중인 사용자의 정면에 설치되어 체감형 실내 운동 기구 제어 장치(200)에서 조절된 재생 속도에 따라 3차원 영상데이터를 재생한다. 따라서 디스플레이 장치(400)는 3D 디스플레이 모니터나 고글형 헤드업 디스플레이(Head-Up Display, HUD)가 적용될 수도 있다.Finally, the
이하에서는 도 2를 통해 본 발명의 실시예에 따른 체감형 실내 운동 기구 제어 장치에 대하여 자세히 설명한다.Hereinafter, a haptic type indoor exercise device control apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 체감형 실내 운동 기구 제어 장치를 나타낸 구성도이다.FIG. 2 is a block diagram showing a haptic type indoor exercise device control apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2에서와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 체감형 실내 운동 기구 제어 장치(200)는 영상 수집부(210), 스테레오 영상 생성부(220), 저장부(230), 통신부(240), 부하 제어부(250) 및 영상 제어부(260)를 포함한다.2, the haptic-type indoor exercise
영상 수집부(210)는 제1 카메라(110) 및 제2 카메라(120)를 통해 동일한 지점에 대하여 기 촬영된 도로 영상을 각각 수집한다.The
자세히는, 각각 차량과 같은 이동 객체에 설치된 제1 카메라(110) 및 제2 카메라(120)를 통해 주행중인 차량에서 기 촬영된 도로 영상을 각각 수집하는데, 이때, 제1 카메라(110)는 도로의 전체 영상을 촬영하는 고화질 광각 스테레오 카메라가 적용될 수 있으며, 제2 카메라(120)는 도로의 좌우 영상을 촬영하는 협각 스테레오 카메라가 적용될 수도 있다.More specifically, the
스테레오 영상 생성부(220)는 영상 수집부(210)에서 수집한 도로 영상들로부터 해당 도로의 경사각을 추출하고 도로 영상들을 동기화하여 해당 도로에 대한 3차원 영상데이터를 생성한다.The stereo
자세히는, 제2 카메라(120)로부터 촬영된 도로의 좌우 영상을 이용하여 해당 도로의 경사각을 추출하고, 제1 카메라(110)로부터 촬영된 도로 영상에 추출된 해당 도로의 경사각을 반영하여 3차원 영상데이터를 생성한다.More specifically, the tilt angle of the road is extracted using the left and right images of the road photographed by the
즉, 사용자는 차량에 설치된 광각 스테레오와 협각 스테레오로 구성된 스테레오 카메라를 이용하여, 주행하면서 외부 도로 환경을 촬영하는데, 이때 제2 카메라(120, 협각 카메라)는 도로 정보를 추출하기 위하여 촬영되며, 제1 카메라(110, 광각 카메라)는 실제 사용자에게 보여줄 고화질 영상을 촬영한다.That is, the user shoots the external road environment while driving by using a stereo camera composed of a wide-angle stereo and a narrow-angle stereo installed in the vehicle. At this time, the second camera 120 (narrow-angle camera) A camera (110, wide angle camera) shoots a high-quality image to be displayed to an actual user.
저장부(230)는 3차원 영상데이터를 촬영된 도로별로 각각 저장한다.The
통신부(240)는 실내 운동 기구(300)를 이용하여 운동 중인 사용자에 의해 구동되는 실내 운동 기구(300)의 구동 속도를 수신한다.The
부하 제어부(250)는 3차원 영상데이터에 포함된 해당 도로의 경사각에 대응하여 부하 제어 신호를 생성하고, 부하 제어 신호를 실내 운동 기구(300)에 전송한다.The
자세히는, 실내 운동 기구(300)의 구동시 가해지는 부하량이 해당 도로의 경사각에 비례하도록 제어하는 부하 제어 신호를 생성한다.More specifically, a load control signal is generated to control the load applied when the
이때, 실내 운동 기구(300)는 실내용 자전거를 포함하며, 부하 제어 신호는 페달 부하량에 대한 제어 신호이다.At this time, the
즉, 도로 경사각에 비례하는 페달 부하량을 실내용 자전거에 전송하여, 사용자가 도로의 오르막, 평지 및 내리막에 따른 부하를 느끼게 함으로써, 실제 도로위를 주행하고 있는 듯한 느낌을 가지게 할 수 있다.That is, the pedal load proportional to the road inclination angle is transmitted to the indoor bicycle, so that the user feels the load on the uphill, the flat, and the downhill of the road, thereby making the user feel as if they are traveling on the actual road.
영상 제어부(260)는 수신한 구동 속도에 대응하도록 3차원 영상데이터의 재생 속도를 조절하여 3차원 영상데이터를 디스플레이 장치(400)로 전달한다.The
이때, 영상 제어부(260)는, 저장부(230)에 저장된 3차원 영상데이터 중 사용자로부터 선택된 도로에 대한 3차원 영상데이터를 조절된 재생 속도에 따라 디스플레이장치(400)를 통해 출력할 수 있다.At this time, the
즉, 실내용 자전거의 주행 속도에 따라 출력되는 3차원 영상데이터의 프레임 속도(frame rate)를 조절해 줌으로써, 사용자가 실체감을 느끼면서 주행할 수 있도록 해준다.That is, by controlling the frame rate of the 3D image data output according to the running speed of the indoor bicycle, the user can feel driving feeling while feeling the reality.
이하에서는 도 3 내지 도 5를 통하여 본 발명의 실시예에 따른 체감형 실내 운동 기구 제어 장치의 제어 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a control method of the haptic type indoor exercise device control device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3 to FIG.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 체감형 실내 운동 기구 제어 방법의 동작 흐름을 도시한 순서도로서, 이를 참조하여 본 발명의 구체적인 동작을 설명한다.FIG. 3 is a flowchart showing an operational flow of a method of controlling a sensible indoor sports apparatus according to an embodiment of the present invention, and a specific operation of the present invention will be described with reference to the flowchart.
본 발명의 실시예에 따른 체감형 실내 운동 기구 제어 방법에 따르면, 먼저, 체감형 실내 운동 기구 제어 장치(200)는 제1 카메라(110) 및 제2 카메라(120)를 통해 동일한 지점에 대하여 기 촬영된 도로 영상을 각각 수집한다(S310).According to the method for controlling a sensible indoor sports apparatus according to an embodiment of the present invention, first, the haptic type indoor sports
자세히는, 각각 차량과 같은 이동 객체에 설치된 제1 카메라(110) 및 제2 카메라(120)를 통해 주행중인 차량에서 기 촬영된 도로 영상을 각각 수집하는데, 이때, 제1 카메라(110)는 도로의 전체 영상을 촬영하는 고화질 광각 스테레오 카메라가 적용될 수 있으며, 제2 카메라(120)는 도로의 좌우 영상을 촬영하는 협각 스테레오 카메라가 적용될 수도 있다.More specifically, the
그리고, 체감형 실내 운동 기구 제어 장치(200)는 S310 단계에서 수집된 도로 영상들로부터 해당 도로의 경사각을 추출하고 도로 영상들을 동기화하여 해당 도로에 대한 3차원 영상데이터를 생성한다(S320).In step S320, the
자세히는, 제2 카메라(120)로부터 촬영된 도로의 좌우 영상을 이용하여 해당 도로의 경사각을 추출하고, 제1 카메라(110)로부터 촬영된 도로 영상에 추출된 해당 도로의 경사각을 반영하여 3차원 영상데이터를 생성한다.More specifically, the tilt angle of the road is extracted using the left and right images of the road photographed by the
즉, 사용자는 차량에 설치된 광각 스테레오와 협각 스테레오로 구성된 스테레오 카메라를 이용하여, 주행하면서 외부 도로 환경을 촬영하는데, 이때 제2 카메라(120, 협각 카메라)는 도로 정보를 추출하기 위하여 촬영되며, 제1 카메라(110, 광각 카메라)는 실제 사용자에게 보여줄 고화질 영상을 촬영한다.That is, the user shoots the external road environment while driving by using a stereo camera composed of a wide-angle stereo and a narrow-angle stereo installed in the vehicle. At this time, the second camera 120 (narrow-angle camera) A camera (110, wide angle camera) shoots a high-quality image to be displayed to an actual user.
이하에서는 도 4 및 도 5를 통하여 S320 단계에서 도로의 경사각을 추출하고 3차원 영상 데이터를 생성하는 과정에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the process of extracting the tilt angle of the road and generating three-dimensional image data at step S320 will be described in more detail with reference to FIGS.
도 4는 도 3의 S320 단계에서 3차원 영상데이터를 생성하기 위한 도로면의 깊이 영상을 추출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 4 illustrates a process of extracting a depth image of a road surface for generating three-dimensional image data in step S320 of FIG.
더욱 자세히는, 도 4에서와 같이 제2 카메라(120)를 통해 촬영된 좌우 영상을 이용하여 도로 경사각을 추출하고, 깊이(depth) 영상은 스테레오 매칭 알고리즘을 이용하여 추출되며, 추출된 깊이 영상을 y축으로 축척(accumulation)시킴으로써, v-disparity 맵을 생성한다. 이때, v-disparity 상에서 사선에 해당되는 부분이 도로 정보를 나타내며, Hough 변환이나 RANSAC 알고리즘을 이용하여 도로 정보에 해당되는 라인 정보를 추정한다. 추정된 직선의 방정식을 이용하여, 아래 수학식 1에서와 같이 도로 경사각(θ)을 추정할 수 있다.More specifically, as shown in FIG. 4, the road inclination angle is extracted using the left and right images photographed through the
여기서,
도 5는 도 3의 S320 단계에서 3차원 영상데이터를 생성하기 위한 도로의 경사각 추출 과정을 나타낸 도면이다.FIG. 5 is a diagram illustrating a process of extracting an inclination angle of a road for generating three-dimensional image data in step S320 of FIG.
도 5에서와 같이 평지에서 제2 카메라(120)와 평지 사이의 각을 고려한 실제 도로 경사각 (θ )은 아래 수학식 2에서와 같다.As shown in FIG. 5, the actual road inclination angle? Considering the angle between the
여기서,
따라서, 수학식 2를 이용하여 제2 카메라(120)와 오르막 또는 내리막 사이의 각을 고려한 실제 도로 경사각 (θ ) 또한 추출할 수 있다.Accordingly, the actual road inclination angle? Considering the angle between the
그리고, 체감형 실내 운동 기구 제어 장치(200)는 S320 단계에서 생성된 3차원 영상데이터를 촬영된 도로별로 각각 저장한다(S330).Then, the sensible-type indoor exercise
따라서, 사용자가 원하는 도로를 선택하여 해당 도로의 3차원 영상데이터를 제공받을 수 있도록 할 수 있다.Accordingly, the user can select a desired road and be provided with three-dimensional image data of the road.
그리고, 체감형 실내 운동 기구 제어 장치(200)는 실내 운동 기구(300)를 이용하여 운동 중인 사용자에 의해 구동되는 실내 운동 기구(300)의 구동 속도를 수신한다(S340).The sensible-type indoor exercise
그리고, 체감형 실내 운동 기구 제어 장치(200)는 3차원 영상데이터에 포함된 해당 도로의 경사각에 대응하여 부하 제어 신호를 생성하고, 부하 제어 신호를 실내 운동 기구(300)에 전송한다(S350).The sensible-type indoor exercise
자세히는, 실내 운동 기구(300)의 구동시 가해지는 부하량이 해당 도로의 경사각에 비례하도록 제어하는 부하 제어 신호를 생성한다.More specifically, a load control signal is generated to control the load applied when the
이때, 부하 제어 신호는 페달 부하량에 대한 제어 신호로서, 체감형 실내 운동 기구 제어 장치(200)는 도로 경사각에 비례하는 페달 부하량을 실내용 자전거에 전송하여, 사용자가 도로의 오르막, 평지 및 내리막에 따른 부하를 느끼게 함으로써, 실제 도로위를 주행하고 있는 듯한 느낌을 가지게 할 수 있다.At this time, the load control signal is a control signal for the pedal load, and the
그리고, 체감형 실내 운동 기구 제어 장치(200)는 S340 단계에서 수신한 구동 속도에 대응하도록 3차원 영상데이터의 재생 속도를 조절한다(S360).Then, the
이때, S360 단계는 저장부(230)에 저장된 3차원 영상데이터 중 사용자로부터 선택된 도로에 대한 3차원 영상데이터의 재생 속도를 조절할 수도 있다.At this time, in step S360, the playback speed of the 3D image data for the road selected from the user among the 3D image data stored in the
즉, 실내용 자전거의 주행 속도에 따라 출력되는 3차원 영상데이터의 프레임 속도(frame rate)를 조절해 줌으로써, 사용자가 실체감을 느끼면서 주행할 수 있도록 해준다.That is, by controlling the frame rate of the 3D image data output according to the running speed of the indoor bicycle, the user can feel driving feeling while feeling the reality.
그리고, 체감형 실내 운동 기구 제어 장치(200)는 S360 단계에서 조절된 재생 속도에 따라 3차원 영상데이터를 디스플레이 장치(400)를 통해 출력한다(S370).Then, the sensible-type indoor exercise
예를 들어, 자전거 페달을 천천히 구동할 경우에는 재생 속도를 느리게 하여 실제로 저속으로 주행하고 있는 것처럼 느껴지도록 하고, 자전거 페달을 빠르게 구동할 경우에는 재생 속도를 빠르게 하여 실제로 고속으로 주행하고 있는 것처럼 느껴지도록 할 수 있다.For example, when the bicycle pedal is slowly driven, the reproduction speed is slowed down so that it feels as if it is actually running at a low speed. If the bicycle pedal is quickly driven, the reproduction speed is increased to make it feel as if it is actually traveling at high speed can do.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 체감형 실내 운동 기구 제어 장치 및 그 방법은 실내 운동 기구의 구동 속도에 맞춰 실제 촬영된 도로 영상을 제공함으로써 사용자로 하여금 실제 외부에서 촬영된 아름다운 경치를 즐기면서 운동하고 있는 것과 같은 느낌을 주어 지루함을 덜 느끼게 되고 이에 따라 운동 시간이 증가되도록 하는 효과가 있다.As described above, the apparatus and method for controlling a sensible indoor sports apparatus according to an embodiment of the present invention allow a user to enjoy a beautiful scenery photographed from the outside by providing an actual photographed road image in accordance with the driving speed of the indoor sports apparatus It gives the same feeling as exercise and less boredom, so that the exercise time is increased.
또한, 도로 영상의 실제 경사각에 비례하게 실내 운동 기구의 구동 부하량을 제어하여, 사용자가 실제 도로 위를 주행하고 있는 것과 같은 실체감을 느끼게 해줌으로써 사용자의 흥미와 운동 효과를 배가시킬 수 있다.Further, by controlling the amount of driving load of the indoor exercise device in proportion to the actual tilt angle of the road image, the user can feel the enthusiasm that the user is traveling on the actual road, thereby doubling the user's interest and exercise effect.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the invention as defined by the appended claims. will be. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the following claims.
110 : 제1 카메라120 : 제2 카메라
200 : 체감형 실내 운동 기구 제어 장치210 : 영상 수집부
220 : 스테레오 영상 생성부230 : 저장부
240 : 통신부250 : 부하 제어부
260 : 영상 제어부300 : 실내 운동 기구
400 : 디스플레이 장치110: first camera 120: second camera
200: a tactile type indoor exercise device control device 210:
220: Stereo image generating unit 230:
240: communication unit 250: load control unit
260: image control unit 300: indoor fitness equipment
400: display device
Claims (12)
Translated fromKorean복수의 카메라를 통해 동일한 지점에 대하여 기 촬영된 도로 영상을 각각 수집하는 영상 수집부;
상기 수집한 도로 영상들로부터 해당 도로의 경사각을 추출하고 상기 도로 영상들을 동기화하여 해당 도로에 대한 3차원 영상데이터를 생성하되, 제2 카메라로부터 촬영된 도로의 좌우 영상을 이용하여 깊이 영상을 생성하고, 생성된 깊이 영상으로부터 상기 해당 도로의 경사각을 추출하고, 제1 카메라로부터 촬영된 도로의 전체 영상에 상기 추출된 해당 도로의 경사각을 반영하여 상기 3차원 영상데이터를 생성하는 스테레오 영상 생성부;
상기 생성된 3차원 영상데이터를 도로별로 저장하는 저장부;
상기 저장된 3차원 영상데이터 중 사용자로부터 선택된 도로에 대한 3차원 영상데이터에 포함된 해당 도로의 경사각에 대응하여 부하 제어 신호를 생성하고, 상기 부하 제어 신호를 상기 실내 운동 기구에 전송하는 부하 제어부; 및
상기 실내 운동 기구로부터 수신한 구동 속도에 대응하도록 상기 3차원 영상데이터의 재생 속도를 조절하여 디스플레이 장치로 전송하는 영상 제어부를 포함하고,
상기 디스플레이장치는,
상기 재생 속도에 따라 상기 3차원 영상데이터를 재생하고, 3D 디스플레이 또는 고글형 헤드업 디스플레이인 체감형 실내 운동 기구 제어 장치.A tactile type indoor exercise device control device for providing a sense of realism to a user in cooperation with an indoor exercise device,
An image collecting unit for collecting, respectively, road images taken at the same point through a plurality of cameras;
Extracting a tilt angle of the road from the collected road images, generating three-dimensional image data for the road by synchronizing the road images, and generating a depth image using the left and right images of the road taken by the second camera A stereo image generating unit for extracting an inclination angle of the road from the generated depth image and generating the 3D image data by reflecting the inclination angle of the extracted road on the entire image of the road taken by the first camera;
A storage unit for storing the generated three-dimensional image data by road;
A load control unit for generating a load control signal corresponding to a tilt angle of the road included in the three-dimensional image data for the road selected from the user among the stored three-dimensional image data and transmitting the load control signal to the indoor exercise device; And
And an image controller for adjusting the reproduction speed of the three-dimensional image data to correspond to the driving speed received from the indoor exercise device and transmitting the adjusted reproduction speed to the display device,
The display device includes:
And a 3D display or a goggles type head-up display for reproducing the 3D image data according to the reproduction speed.
상기 부하 제어부는,
상기 실내 운동 기구의 구동시 가해지는 부하량이 상기 해당 도로의 경사각에 비례하도록 제어하는 상기 부하 제어 신호를 생성하는 체감형 실내 운동 기구 제어 장치.The method according to claim 1,
The load control unit includes:
And generates the load control signal for controlling the amount of load applied when the indoor exercise device is driven to be proportional to the inclination angle of the road.
상기 실내 운동 기구는 실내용 자전거를 포함하며, 상기 부하 제어 신호는 페달 부하량에 대한 제어 신호인 체감형 실내 운동 기구 제어 장치.The method according to claim 1,
Wherein the indoor exercise device includes an indoor bicycle, and the load control signal is a control signal for a pedal load.
복수의 카메라를 통해 동일한 지점에 대하여 기 촬영된 도로 영상을 각각 수집하는 단계;
상기 수집한 도로 영상들로부터 해당 도로의 경사각을 추출하고 상기 도로 영상들을 동기화하여 해당 도로에 대한 3차원 영상데이터를 생성하되, 제2 카메라로부터 촬영된 도로의 좌우 영상을 이용하여 깊이 영상을 생성하고, 생성된 깊이 영상으로부터 상기 해당 도로의 경사각을 추출하고, 제1 카메라로부터 촬영된 도로의 전체 영상에 상기 추출된 해당 도로의 경사각을 반영하여 상기 3차원 영상데이터를 생성하는 단계;
상기 생성된 3차원 영상데이터가 도로별로 저장되어, 상기 3차원 영상데이터 중 사용자로부터 선택된 도로에 대한 3차원 영상데이터에 포함된 해당 도로의 경사각에 대응하도록 부하 제어 신호를 생성하고, 상기 부하 제어 신호를 상기 실내 운동 기구에 전송하는 단계;
실내 운동 기구를 이용하여 운동 중인 사용자에 의해 구동되는 상기 실내 운동 기구의 구동 속도를 수신하는 단계; 및
상기 수신한 구동 속도에 대응하도록 상기 3차원 영상데이터의 재생 속도를 조절하여 상기 3차원 영상데이터를 디스플레이 장치로 전송하는 단계를 포함하고,
상기 디스플레이장치는,
상기 재생 속도에 따라 상기 3차원 영상데이터를 재생하고, 3D 디스플레이 또는 고글형 헤드업 디스플레이인 체감형 실내 운동 기구 제어 방법.A method of controlling a sensible type indoor exercise device control device for providing a sense of realism to a user in cooperation with an indoor exercise device,
Collecting road images photographed at the same point through a plurality of cameras, respectively;
Extracting a tilt angle of the road from the collected road images, generating three-dimensional image data for the road by synchronizing the road images, and generating a depth image using the left and right images of the road taken by the second camera Extracting a tilt angle of the corresponding road from the generated depth image, and generating the three-dimensional image data by reflecting the tilt angle of the extracted road on the entire image of the road taken by the first camera;
The generated three-dimensional image data is stored for each road to generate a load control signal corresponding to the inclination angle of the road included in the three-dimensional image data for the road selected from the user among the three-dimensional image data, To the indoor exercise equipment;
Receiving a driving speed of the indoor exercise device driven by a user in motion using an indoor exercise device; And
And controlling the reproduction speed of the 3D image data to correspond to the received driving speed to transmit the 3D image data to the display device,
The display device includes:
Wherein the controller is operable to reproduce the 3D image data in accordance with the playback speed, and to display the 3D display or goggles type head-up display.
상기 부하 제어 신호를 상기 실내 운동 기구에 전송하는 단계는,
상기 실내 운동 기구의 구동시 가해지는 부하량이 상기 해당 도로의 경사각에 비례하도록 제어하는 상기 부하 제어 신호를 생성하여 상기 실내 운동 기구에 전송하는 체감형 실내 운동 기구 제어 방법.8. The method of claim 7,
Wherein the step of transmitting the load control signal to the indoor fitness equipment comprises:
Wherein the control unit generates the load control signal for controlling the amount of load applied when the indoor exercise device is driven to be proportional to the inclination angle of the road, and transmits the generated load control signal to the indoor exercise device.
상기 실내 운동 기구는 실내용 자전거를 포함하며, 상기 부하 제어 신호는 페달 부하량에 대한 제어 신호인 체감형 실내 운동 기구 제어 방법.8. The method of claim 7,
Wherein the indoor exercise device includes an indoor bicycle, and the load control signal is a control signal for a pedal load.
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- 2015-10-22KRKR1020150147369Apatent/KR101694467B1/enactiveActive
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