Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society (한국산학기술학회논문지)

The Korea Academia-Industrial cooperation Society (한국산학기술학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

The Development of Game Simulator for Snowboard

스노우보드 게임 시뮬레이터 개발

  • Received : 2019.01.30
  • Accepted : 2019.04.05
  • Published : 2019.04.30
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

In this paper, a snowboard simulator that measures the user's motion and makes the user feel physical changes and enjoy actual snowboarding was developed. The speed and direction of the snowboard are determined by the user's center of gravity. The developed simulator is equipped with four springs on the snowboard plate, so that the slope can change according to the change in the user's weight center and be felt directly. The slope due to the change in the center of gravity of the user is measured using a three-axis acceleration sensor. The friction of the slope generated by the rotation of the snowboard is made possible by the user using the BLDC motor, and the rotation of the snowboard is measured using the hole sensor. For rapid data processing of the simulator, two MCUs are used to transfer the measured data to the PC using the acceleration sensor and motor separately. The developed simulator can experience slopes and friction of the slope directly, and wear measured data and HMD to enjoy more realistic snowboarding.

본 논문에서는 사용자의 동작을 측정하고 물리적인 변화를 사용자에게 느끼게 하여 실제 스노우보드를 즐기는 것 같은 스노우보드 시뮬레이터를 개발하였다. 스노우보드는 사용자의 무게중심에 따라 속도와 방향이 결정된다. 개발된 시뮬레이터는 스노우보드 플레이트에 4개의 스프링을 장착하여 사용자의 무게 중심의 변화에 따라 기울기를 변화시켜 스노우보드의 기울기 변화를 직접 느낄 수 있게 하였다. 사용자의 무게중심의 변화에 따른 기울기는 3축 가속도센서를 사용하여 측정하였다. 스노우보드의 회전에 따라 발생하는 슬로프의 마찰을 BLDC 모터를 사용하여 사용자가 느낄 수 있도록 하였고, 스노우보드의 회전은 홀센서를 사용하여 측정하였다. 시뮬레이터의 빠른 데이터 처리를 위해 두 개의 MCU를 사용하여 가속도 센서와 모터를 별도로 사용하여 측정된 데이터를 PC로 전송하였다. 개발된 시뮬레이터는 슬로프의 경사 및 마찰을 직접 경험할 수 있으며, 측정된 데이터와 HMD를 착용하여 보다 현실감이 있는 스노우보드를 즐길 수 있도록 하였다.

Keywords

SHGSCZ_2019_v20n4_510_f0001.png 이미지

Fig. 1. Snowboard acceleration and deceleration

SHGSCZ_2019_v20n4_510_f0002.png 이미지

Fig. 2. Snowboard centripetal force

SHGSCZ_2019_v20n4_510_f0003.png 이미지

Fig. 3. Rotating shaft

SHGSCZ_2019_v20n4_510_f0004.png 이미지

Fig. 4. System configuration

SHGSCZ_2019_v20n4_510_f0005.png 이미지

Fig. 5. Snowboard simulator

SHGSCZ_2019_v20n4_510_f0006.png 이미지

Fig. 6. Four springs

SHGSCZ_2019_v20n4_510_f0007.png 이미지

Fig. 7. Circuit configuration

SHGSCZ_2019_v20n4_510_f0008.png 이미지

Fig. 8. Simulator program

SHGSCZ_2019_v20n4_510_f0009.png 이미지

Fig. 9. Roll Before and After Applying Offset

SHGSCZ_2019_v20n4_510_f0010.png 이미지

Fig. 10. LPF Flowchart

SHGSCZ_2019_v20n4_510_f0011.png 이미지

Fig. 11. Roll Before and After Applying Offset and LPF

SHGSCZ_2019_v20n4_510_f0012.png 이미지

Fig. 12. Roll data

SHGSCZ_2019_v20n4_510_f0013.png 이미지

Fig. 13. Simulator test

SHGSCZ_2019_v20n4_510_f0014.png 이미지

Fig. 14. Snowboard Games

References

  1. Kim Mi Suk, 2014 sports white pater, pp.127, Ministry of Culture, sports and Tourism, 2015.
  2. Park Soo Jung, Kim Ji Hye, Yoon Jee In, "A meditation role of coping and safety on the relationship between perception of crowding and feelings of enhoyment", The korean journal of physical Education, Vol.53, No.3, pp.485-497, 2014.
  3. Hyun Moo Sung, Lee Sang Ho, Jung Yeon Sung, Joung Ki Hong, Kim Hee Kyoung, Lee Seong Cheol, Ha Sung Il, Min Byung Nam, "The Comparison of Injury Types and Cause in First Time Skiers and Snowboarders", Korea society for Wellness, Vol.6, No.2, pp.425-434, 2011.
  4. Park Sunwoo, Ahn Soonjae, Kim Jongman, Shin Isu, Choi Eunkyoung, Kim Youngho, "Kienmatic Study of Lower Extremity Movements in Unskilled and Expert snow boarders During Snowboard Simulator Exercises", Journal of Biomedical Engineering Research, Vol.36, No.4, pp.109-114, 2015. DOI: https://doi.org/10.9718/JBER.2015.36.4.109
  5. Swinson D. B, "Physics and snowboarding", The Physics Teacher Vol.32, No.9, pp. 530-534, 1994. DOI: https://doi.org/10.1119/1.2344103
  6. D. Tufts, J. Francis, "Designing digital low-pass filters - Comparison of some methods and criteria", IEEE Transactions On Audio and Electroacoustics, Vol.18, No.4, pp.487-494, 1970. DOI: https://doi.org/10.1109/TAU.1970.1162148
  7. T. Wada, N. Yoshii, K. Tsukamoto, S. Tan aka, Development of virtual reality snowboard system for therapeutic exercise, IEEE, pp.2277-2282 2004. DOI: https://doi.org/10.1109/IROS.2004.1389748
  8. John Zumerchik, Encyclopedia of sports science, Macmillan Library Reference USA, 1997.
  9. David Lind, Sanders, Scott P., The physics of skiing : skiing at the triple point, AIP Press, 2013.