KR101655646B1 - 헤드마운트디스플레이와 음성인식기술을 이용한 선박운항시뮬레이터 및 이를 이용한 선박운항시뮬레이션 구현방법 - Google Patents

헤드마운트디스플레이와 음성인식기술을 이용한 선박운항시뮬레이터 및 이를 이용한 선박운항시뮬레이션 구현방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 헤드마운트디스플레이와 음성인식기술을 이용한 선박운항시뮬레이터에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 다양한 수요층에 대응하기 위하여 이동이 편리하고 설치 공간이 작으면서도 비용이 저렴한 선박운항시뮬레이터에 관한 것이다. 본 발명에 따른 선박운항시뮬레이터는 기존과는 달리 이동이 편리하고 설치 공간이 작으면서도 비용이 저렴하기 때문에, 해운업체나 학교 또는 선상훈련에 있어서 많은 수요가 있을 것으로 기대되며, 또한 언제든 선박운항 훈련이 가능하면서 항구에 입항하기 전 미리 선상에서 모의시험을 수행할 수도 있어서 선박의 안전운항에 많은 도움이 될 수 있다.

Description

헤드마운트디스플레이와 음성인식기술을 이용한 선박운항시뮬레이터 및 이를 이용한 선박운항시뮬레이션 구현방법{Ship Navigation Simulator and Design Method by using Head Mount Display and Voice Recognition Technology}
본 발명은 헤드마운트디스플레이와 음성인식기술을 이용한 선박운항시뮬레이터에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 다양한 수요층에 대응하기 위하여 이동이 편리하고 설치 공간이 작으면서도 비용이 저렴한 선박운항시뮬레이터에 관한 것이다.
기존의 선박운항시뮬레이터(도 1)는 선원의 교육 및 훈련, 그리고 항만이나 항로 설계안에 대한 평가 등을 위해 사용되며, 실제 선박과 유사한 조타실 모형과 3차원 영상을 통하여 가상적으로 구현된 운항해역, 자선의 3차원 형상, 조우하는 타선의 3차원 형상, 항만, 등대, 부표, 교각, 안벽 등의 운항환경으로 이루어져 있다.
그러나 기존의 선박운항시뮬레이터는 조타실 모형 및 기타 항해장비 등을 구비해야 하는 관계로 대단히 넓으면서도 높이 또한 6미터 정도가 되는 큰 공간이 필요하며, 각종 네트워크 장비 및 복잡한 케이블, 다양한 디스플레이 장비들로 이루어져 있어서 일단 한번 설치가 되면 이를 다시 이동하여 설치하는 것이 매우 어렵다. 또한 기존의 선박운항시뮬레이터는 큰 설치 공간을 확보하기 위한 비용을 포함하여 각종 고가의 장비들로 이루어져 있어서 대단히 높은 가격대를 형성하고 있으므로 판매시장이 극히 제한되어 있다.
실시간 선박 운항 데이터를 적용하는 선박 조종 시뮬레이터 시스템(특허출원 제10-2010-0109334호)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 다양한 수요층에 대응하기 위하여 이동이 편리하고 설치 공간이 작으면서도 비용이 저렴한 선박운항시뮬레이터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 시뮬레이션을 위한 시나리오를 정하고 선박운동을 계산하여 영상재현컴퓨터로 전달하는 한편 상기 영상재현컴퓨터와의 교신을 통해 헤드마운트디스플레이와 헤드셋의 작동을 통제하는 통제컴퓨터; 상기 통제컴퓨터와 연결되며 상기 통제컴퓨터로부터 전달받은 선박운동자료에 선박형상자료 및 해역형상자료를 결합한 시뮬레이션영상자료를 생성하여 상기 헤드마운트디스플레이에 전달하는 한편 상기 헤드셋으로부터 전달받은 육성명령어를 디지털명령어로 변환하여 상기 통제컴퓨터에 전달하는 영상재현컴퓨터; 상기 영상재현컴퓨터와 연결되며 상기 영상재현컴퓨터로부터 전달받은 시뮬레이션영상자료에 기초하여 3차원 형상의 시뮬레이션영상을 디스플레이 하는 헤드마운트디스플레이 및; 상기 영상재현컴퓨터와 연결되며 선박운항 시 사용되는 육성명령어를 상기 영상재현컴퓨터에 전달하는 헤드셋;을 포함하는, 헤드마운트디스플레이와 음성인식기술을 이용한 선박운항시뮬레이터를 제공한다.
본 발명은, 상기 통제컴퓨터, 상기 영상재현컴퓨터, 상기 헤드마운트디스플레이 및 상기 헤드셋을 모두 하나의 트렁크에 설치함으로써 선박운항시뮬레이터를 소형화하고 이동 가능하도록 한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 통제컴퓨터 및 상기 영상재현컴퓨터는 노트북으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 통제컴퓨터는, 선박, 해역, 해상조건, 초기위치, 타선배치와 같은 시나리오를 정하며 시뮬레이션 구현을 위한 자료 전달을 통제하는 통제소프트웨어; 선박의 조종운동방정식을 풀어서 선박의 가속도, 속도, 좌표를 실시간으로 계산한 선박운동자료를 생성하며 상기 선박운동자료를 상기 통제소프트웨어를 통하여 상기 영상재현컴퓨터에 전달하는 선박운동특성소프트웨어; 시나리오를 저장하며 시뮬레이션 구현 시 상기 통제소프트웨어가 정한 시나리오를 상기 통제소프트웨어에 전달하는 시나리오데이터베이스; 시나리오 상에 지정된 해역특성을 저장하며 대상 해역의 해도를 기초로 등대, 교각, 안벽, 수심과 같은 자료를 기록하여 상기 선박운동특성소프트웨어로 전달하는 해역특성데이터베이스 및; 선박의 조타기, 추진기, 쓰러스터, 앵커와 같은 제어기의 성능자료를 저장하며 상기 성능자료를 상기 선박운동특성소프트웨어에 전달하는 선박운동특성데이터베이스;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 영상재현컴퓨터는, 상기 통제소프트웨어로부터 선박운동자료를 전달받고 선박형상데이터베이스와 해역형상데이터베이스로부터 각각 선박형상자료 및 해역형상자료를 전달받아 이들을 결합한 시뮬레이션영상자료를 생성하여 상기 헤드마운트디스플레이에 전달하는 3차원그래픽소프트웨어; 3차원으로 된 선박형상자료를 저장하며 시뮬레이션 구현 시 상기 선박형상자료를 상기 3차원그래픽소프트웨어에 전달하는 선박형상데이터베이스; 3차원으로 된 해역형상자료를 저장하며 시뮬레이션 구현 시 상기 해역형상자료를 상기 3차원그래픽소프트웨어에 전달하는 해역형상데이터베이스 및; 상기 헤드셋으로부터 전달받은 육성명령어를 디지털명령어로 변환하여 상기 통제소프트웨어에 전달하는 음성인식소프트웨어;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 육성명령어와 상기 디지털명령어는 조타 및 엔진제어 관련 명령어를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 통제소프트웨어는 상기 디지털명령어를 상기 선박운동특성소프트웨어에 전달하며 상기 선박운동특성소프트웨어는 상기 디지털명령어를 상기 선박운동자료에 반영하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 통제소프트웨어는 계기판 정보를 상기 3차원그래픽소프트웨어에 전달하며 상기 3차원그래픽소프트웨어는 상기 계기판 정보를 상기 시뮬레이션영상자료에 반영하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 또한, 통제소프트웨어와 선박운동특성소프트웨어와 시나리오데이터베이스와 해역특성데이터베이스와 선박운동특성데이터베이스로 이루어지는 통제컴퓨터와, 3차원그래픽소프트웨어와 선박형상데이터베이스와 해역형상데이터베이스와 음성인식소프트웨어로 이루어지는 영상재현컴퓨터와, 헤드마운트디스플레이와, 헤드셋을 포함하는 선박운항시뮬레이터를 이용한 시뮬레이션 구현방법으로서, 상기 통제소프트웨어가 시뮬레이션 구현을 위하여 선박, 해역, 해상조건, 초기위치, 타선배치와 같은 시나리오를 정하면 상기 시나리오데이터베이스가 상기 통제소프트웨어가 정한 시나리오를 상기 통제소프트웨어에 전달하는 단계; 상기 해역특성데이터베이스가 시나리오 상에 지정된 대상 해역의 해도를 기초로 등대, 교각, 안벽, 수심과 같은 자료를 기록하여 상기 선박운동특성소프트웨어로 전달하는 단계; 상기 선박운동특성데이터베이스가 선박의 조타기, 추진기, 쓰러스터, 앵커와 같은 제어기의 성능자료를 상기 선박운동특성소프트웨어에 전달하는 단계; 상기 선박운동특성소프트웨어가 선박의 조종운동방정식을 풀어서 선박의 가속도, 속도, 좌표를 실시간으로 계산한 선박운동자료를 생성하며 상기 선박운동자료를 상기 통제소프트웨어를 통하여 상기 3차원그래픽소프트웨어에 전달하는 단계; 상기 선박형상데이터베이스가 3차원으로 된 선박형상자료를 상기 3차원그래픽소프트웨어에 전달하는 단계; 상기 해역형상데이터베이스가 3차원으로 된 해역형상자료를 상기 3차원그래픽소프트웨어에 전달하는 단계; 상기 3차원그래픽소프트웨어가 상기 선박운동자료와 상기 선박형상자료와 상기 해역형상자료를 결합한 시뮬레이션영상자료를 생성하여 상기 헤드마운트디스플레이에 전달하는 단계 및; 상기 헤드마운트디스플레이가 상기 시뮬레이션영상자료에 기초하여 3차원 형상의 시뮬레이션영상을 디스플레이 하는 단계;를 포함하는, 선박운항시뮬레이션 구현방법을 제공한다.
본 발명은, 상기 헤드셋이 선박운항 시 사용되는 육성명령어를 상기 음성인식소프트웨어에 전달하는 단계; 상기 음성인식소프트웨어가 상기 육성명령어를 디지털명령어로 변환하여 상기 통제소프트웨어를 통하여 상기 선박운동특성소프트웨어에 전달하는 단계 및; 상기 선박운동특성소프트웨어가 상기 디지털명령어를 반영하여 선박의 조종운동방정식을 풀어서 선박의 가속도, 속도, 좌표를 실시간으로 계산한 선박운동자료를 생성하며 상기 선박운동자료를 상기 통제소프트웨어를 통하여 상기 영상재현컴퓨터에 전달하는 단계;를 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 선박운항시뮬레이터는 기존과는 달리 이동이 편리하고 설치 공간이 작으면서도 비용이 저렴하기 때문에, 해운업체나 학교 또는 선상훈련에 있어서 많은 수요가 있을 것으로 기대되며, 또한 언제든 선박운항 훈련이 가능하면서 항구에 입항하기 전 미리 선상에서 모의시험을 수행할 수도 있어서 선박의 안전운항에 많은 도움이 될 수 있다.
도 1은 기존의 선박운항시뮬레이터를 보여준다.
도 2는 본 발명에 따른 선박운항시뮬레이터의 구성을 보여준다.
도 3은 본 발명에 따른 선박운항시뮬레이터의 기능 블록도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명에 따른 선박운항시뮬레이터의 구성을 보여준다.
본 발명은 이동이 편리하고 설치 공간이 작으면서도 비용이 저렴한 선박운항시뮬레이터를 제공하는 것을 목적으로 하는바, 이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 통제컴퓨터(10)와 영상재현컴퓨터(20)와 헤드마운트디스플레이(30)와 헤드셋(40)을 포함하여 이루어진다.
기존의 선박운항시뮬레이터는 일반적으로 통제실과 조타실의 두 공간으로 나누어져 넓은 면적을 차지하고 있는데, 본 발명에서는 기존 선박운항시뮬레이터에서의 통제실 및 조타실을 각각 통제컴퓨터(10) 1대와 영상재현컴퓨터(20) 1대로 대체하였다. 또한 기존의 선박운항시뮬레이터에서는 빔프로젝터디스플레이(Beam Projector Display)와 조타기 그리고 엔진텔레그래프가 특히나 많은 공간을 차지하고 있는데, 본 발명에서는 기존 선박운항시뮬레이터에서의 빔프로젝터디스플레이를 헤드마운트디스플레이(Head Mount Display)(30)로, 조타기와 엔진텔레그래프를 헤드셋(40)으로 대체하였다. 이를 통하여 본 발명은 선박운항시뮬레이터의 설치 공간을 최소화하였다.
또한, 본 발명은 상기 통제컴퓨터(10)와 영상재현컴퓨터(20)와 헤드마운트디스플레이(30)와 헤드셋(40)을 모두 하나의 트렁크(Trunk)에 설치함으로써 선박운항시뮬레이터를 소형화하고 언제든지 간단히 이동이 가능하도록 하였으며, 전원만 연결하면 바로 시뮬레이션을 수행할 수 있도록 하였다.
본 발명에서, 통제컴퓨터(10)는 기존 선박운항시뮬레이터에서의 통제실 역할을 하는 것으로, 시뮬레이션을 위한 시나리오를 정하고 선박운동을 계산하여 영상재현컴퓨터(20)로 전달하는 한편 영상재현컴퓨터(20)와의 교신을 통해 헤드마운트디스플레이(30)와 헤드셋(40)의 작동을 통제하는 기능을 한다.
그리고 영상재현컴퓨터(20)는 기존 선박운항시뮬레이터에서의 조타실 역할을 하는 것으로, 통제컴퓨터(10)로부터 전달받은 선박운동자료에 선박형상자료 및 해역형상자료를 결합하여 시뮬레이션영상자료를 생성하고 이를 헤드마운트디스플레이(30)에 전달하는 한편 헤드셋(40)으로부터 전달받은 육성명령어를 디지털명령어로 변환하여 통제컴퓨터(10)에 전달하는 기능을 한다.
통제컴퓨터(10)와 영상재현컴퓨터(20)는 네트워크로 연결되며, 통제컴퓨터(10)는 모니터를 필요로 하지만 영상재현컴퓨터(20)는 별도의 모니터를 필요로 하지 않는다. 왜냐하면, 영상재현컴퓨터(20)는 후술하는 바와 같이 헤드마운트디스플레이(30)를 통하여 시뮬레이션영상을 디스플레이 하기 때문이다.
한편, 통제컴퓨터(10)와 영상재현컴퓨터(20)는 데스크톱(Desktop)이나 노트북(Notebook) 중 어느 것을 사용해도 무방하나, 이동의 편의성을 위하여 중량을 줄이기 위해서는 노트북을 사용하는 것이 보다 바람직하다. 이와 관련하여, 본 발명에 따른 선박운항시뮬레이터는 하나의 트렁크에 설치하는바, 통제컴퓨터(10)와 영상재현컴퓨터(20)로 노트북을 사용할 경우 트렁크의 크기와 중량을 기내용 핸드 캐리어 가방의 크기와 중량 정도로 줄일 수 있어, 이동의 편리성을 증대시키고 특히 항공 이동 시 발생할 수 있는 손상을 방지할 수 있다.
본 발명에서, 헤드마운트디스플레이(30)는 사용자의 머리 부분에 장착되어 사용자의 눈앞에 직접 영상을 제공하는 디스플레이 장치로서, 영상재현컴퓨터(20)와 유선 또는 무선으로 연결된다. 이러한 헤드마운트디스플레이(30)는 영상재현컴퓨터(20)로부터 전달받은 시뮬레이션영상자료에 기초하여 3차원 형상의 시뮬레이션영상을 디스플레이 하는 기능을 한다.
그리고 헤드셋(40)은 영상재현컴퓨터(20)와 유선 또는 무선으로 연결되어 선박운항 시 사용되는 육성명령어를 영상재현컴퓨터(20)에 전달하는 기능을 한다. 본 발명은 기존의 선박운항시뮬레이터에서 조타실의 각종 장비가 차지하던 공간을 없애면서, 헤드셋(40)과 음성인식기술을 이용하여 실제 선박운항 시 사용자의 육성명령어(Command)로 선박을 조종하는 형식으로 시뮬레이션을 수행할 수 있도록 하였다.
도 3은 본 발명에 따른 선박운항시뮬레이터의 기능 블록도이다.
도 3에서 보는 것과 같이, 통제컴퓨터(10)와 영상재현컴퓨터(20)는 네트워크로 연결되어 상호 교신하는 과정을 통하여 시뮬레이션을 구현하게 된다. 이 경우, 헤드마운트디스플레이(30)와 헤드셋(40)은 영상재현컴퓨터(20)를 통하여 통제컴퓨터(10)와 교신한다(도 2).
한편, 통제컴퓨터(10)와 영상재현컴퓨터(20)는 각자의 기능을 수행하기 위한 다양한 소프트웨어 및 데이터베이스들을 구비하고 있으며 이러한 소프트웨어 및 데이터베이스들 간의 자료 전달을 통하여 시뮬레이션은 구현된다.
먼저, 통제컴퓨터(10)가 구비하는 소프트웨어 및 데이터베이스들의 기능에 대하여 설명한다. 통제컴퓨터(10)는 통제소프트웨어(11)와 선박운동특성소프트웨어(12)와 시나리오데이터베이스(13)와 해역특성데이터베이스(14)와 선박운동특성데이터베이스(15)를 구비하고 있다.
통제소프트웨어(11)는 본 발명에 따른 선박운항시뮬레이터에 의한 시뮬레이션을 통제하는 최상위 소프트웨어로, 시뮬레이션의 선박, 해역, 해상조건, 초기위치, 타선배치 등과 같은 시나리오를 정하며, 시뮬레이션 구현을 위한 각종 하위 소프트웨어 및 데이터베이스들 간의 자료 전달(데이터 전송)을 통제하는 기능을 한다.
선박운동특성소프트웨어(12)는 시뮬레이션 대상 선박의 조종운동방정식을 풀어서 선박의 가속도, 속도, 좌표를 실시간으로 계산한 선박운동자료를 생성하고 이를 통제소프트웨어(11)를 통하여 영상재현컴퓨터(20)에 전달하는 기능을 한다.
시나리오데이터베이스(13)는 시뮬레이션 대상 시나리오를 저장하는 데이터베이스로, 시뮬레이션 구현 시 통제소프트웨어(11)가 정한 시나리오를 통제소프트웨어(11)에 전달하는 기능을 한다. 이러한 시나리오데이터베이스(13)는 선박운항시뮬레이터를 이용한 훈련 등에서 미리 정해진 시나리오를 받아들여 시뮬레이션을 수행할 수 있도록 하는 역할을 한다.
해역특성데이터베이스(14)는 시뮬레이션을 수행할 시나리오 상에 지정된 해역특성을 저장하는 데이터베이스로, 시뮬레이션 구현 시 대상 해역의 해도를 기초로 등대, 교각, 안벽, 수심과 같은 자료를 기록하여 선박운동특성소프트웨어(12)로 전달함으로써, 선박운동특성소프트웨어(12)가 선박의 가속도, 속도, 좌표 등을 계산함에 있어서 충돌이나 수심의 영향 등을 고려하도록 하는 기능을 한다.
선박운동특성데이터베이스(15)는 선박의 조타기, 추진기, 쓰러스터, 앵커와 같은 제어기의 성능자료를 저장하는 데이터베이스로, 시뮬레이션 구현 시 상기 성능자료를 선박운동특성소프트웨어(12)에 전달함으로써, 선박운동특성소프트웨어(12)가 선박의 가속도, 속도, 좌표 등을 계산함에 있어서 이를 반영하도록 하는 기능을 한다.
다음으로, 영상재현컴퓨터(20)가 구비하는 소프트웨어 및 데이터베이스들의 기능에 대하여 설명한다. 영상재현컴퓨터(20)는 3차원그래픽소프트웨어(21)와 선박형상데이터베이스(22)와 해역형상데이터베이스(23)와 음성인식소프트웨어(24)를 구비하고 있다.
3차원그래픽소프트웨어(21)는 통제소프트웨어(11)로부터 선박운동자료를 전달받고 선박형상데이터베이스(22)와 해역형상데이터베이스(23)로부터 각각 선박형상자료 및 해역형상자료를 전달받아 이들을 결합한 시뮬레이션영상자료를 생성하여 헤드마운트디스플레이(30)에 전달하는 기능을 한다. 그러면 헤드마운트디스플레이(30)가 시뮬레이션영상자료에 기초하여 3차원 형상의 시뮬레이션영상을 디스플레이 한다. 따라서 헤드마운트디스플레이(30)의 시뮬레이션영상에는 선박과 해역이 3차원으로 묘사되어 나타나며 해당 선박은 가속도, 속도, 좌표 등이 실시간으로 계산되어져 실제 운항하는 상태로 표현된다. 이 경우, 통제소프트웨어(11)는 선박의 가속도, 속도, 좌표 등이 나타난 계기판 정보를 또한 3차원그래픽소프트웨어(21)에 전달하며 이에 따라 3차원그래픽소프트웨어(21)는 상기 계기판 정보를 시뮬레이션영상자료에 반영하므로, 헤드마운트디스플레이(30)의 시뮬레이션영상에는 선박의 실시간 가속도, 속도, 좌표 등을 표시한 계기판 영상이 함께 나타나게 된다.
선박형상데이터베이스(22)는 3차원으로 된 선박형상자료를 저장하는 데이터베이스로, 시뮬레이션 구현 시 시뮬레이션을 수행할 시나리오 상에 지정된 선박형상자료를 3차원그래픽소프트웨어(21)에 전달하는 기능을 한다.
해역형상데이터베이스(23)는 3차원으로 된 해역형상자료를 저장하는 데이터베이스로, 시뮬레이션 구현 시 시뮬레이션을 수행할 시나리오 상에 지정된 해역형상자료를 3차원그래픽소프트웨어(21)에 전달하는 기능을 한다.
음성인식소프트웨어(24)는 헤드셋(40)으로부터 전달받은 육성명령어를 음성인식기술을 이용, 디지털명령어로 변환하여 통제소프트웨어(11)에 전달하는 기능을 한다. 그러면 통제소프트웨어(11)는 디지털명령어를 선박운동특성소프트웨어(12)에 전달하여 선박운동특성소프트웨어(12)가 디지털명령어의 내용을 선박운동자료 생성에 반영하게끔 한다. 이 경우, 육성명령어와 디지털명령어는 조타 및 엔진제어 관련 명령어를 포함한다.
이하에서는, 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 선박운항시뮬레이션이 구현되는 과정에 대하여 상세히 설명한다.
먼저, 통제소프트웨어(11)가 시뮬레이션 구현을 위하여 선박, 해역, 해상조건, 초기위치, 타선배치와 같은 시나리오를 정하면, 시나리오데이터베이스(13)가 통제소프트웨어(11)가 정한 시나리오를 통제소프트웨어(11)에 전달한다.
다음으로, 해역특성데이터베이스(14)가 시나리오 상에 지정된 대상 해역의 해도를 기초로 등대, 교각, 안벽, 수심과 같은 자료를 기록하여 선박운동특성소프트웨어(12)로 전달하고, 선박운동특성데이터베이스(15)가 선박의 조타기, 추진기, 쓰러스터, 앵커와 같은 제어기의 성능자료를 선박운동특성소프트웨어(12)에 전달한다.
다음으로, 선박운동특성소프트웨어(12)가 선박의 조종운동방정식을 풀어서 선박의 가속도, 속도, 좌표를 실시간으로 계산한 선박운동자료를 생성하여 이를 통제소프트웨어(11)를 통하여 3차원그래픽소프트웨어(21)에 전달한다.
다음으로, 선박형상데이터베이스(22)가 3차원으로 된 선박형상자료를 3차원그래픽소프트웨어(21)에 전달하고, 해역형상데이터베이스(23)가 3차원으로 된 해역형상자료를 3차원그래픽소프트웨어(21)에 전달한다.
다음으로, 3차원그래픽소프트웨어(21)가 선박운동자료와 선박형상자료와 해역형상자료를 결합한 시뮬레이션영상자료를 생성하여 이를 헤드마운트디스플레이(30)에 전달한다.
마지막으로, 헤드마운트디스플레이(30)가 상기 시뮬레이션영상자료에 기초하여 3차원 형상의 시뮬레이션영상을 디스플레이 한다.
이상의 과정을 통하여 선박운항시뮬레이션이 구현되며, 사용자는 헤드셋(40)을 이용하여 실제 선박운항 시 사용자의 육성명령어로 선박을 조종하는 형식으로 시뮬레이션을 수행하게 된다. 이와 관련하여 사용자의 육성명령어가 시뮬레이션에 반영되는 과정은 다음과 같다.
먼저, 헤드셋(40)이 육성명령어를 음성인식소프트웨어(24)에 전달하면, 음성인식소프트웨어(24)가 육성명령어를 디지털명령어로 변환하여 통제소프트웨어(11)를 통하여 선박운동특성소프트웨어(12)에 전달한다.
다음으로, 선박운동특성소프트웨어(12)가 디지털명령어를 반영하여 선박의 조종운동방정식을 풀어서 선박의 가속도, 속도, 좌표를 실시간으로 계산한 선박운동자료를 생성하며 상기 선박운동자료를 통제소프트웨어(11)를 통하여 영상재현컴퓨터(20)에 전달한다.
따라서 만약 시뮬레이션 상황에서 사용자가 “좌현방향 5도 진행”(이러한 육성명령어는 한국어, 영어 등 다양한 언어로 이루어질 수 있으나 보다 바람직하게는 실제 선박의 운항 예에 맞추어 영어로 이루어지는 것이 보다 바람직하다)이라고 외치면 헤드셋(40)이 이러한 육성명령어를 영상재현컴퓨터(20)의 음성인식소프트웨어(24)로 전달한다. 그러면 음성인식소프트웨어(24)가 음성인식기술을 이용하여 해당 육성명령어를 디지털명령어로 변환한 후 통제소프트웨어(11)에 전달한다. 그러면 통제소프트웨어(11)가 이러한 디지털명령어를 선박운동특성소프트웨어(12)에 전달한다. 그러면 선박운동특성소프트웨어(12)가 명령어의 내용대로 선박이 좌현방향으로 5도만큼 진행하는 상태가 되도록 선박의 조종운동방정식을 풀어서 선박의 가속도, 속도, 좌표를 실시간으로 계산하고 이렇게 계산된 선박운동자료를 다시 통제소프트웨어(11)를 통하여 3차원그래픽소프트웨어(21)에 전달한다. 그러면 3차원그래픽소프트웨어(21)가 좌현방향으로 5도만큼 진행하는 상태가 된 선박의 시뮬레이션영상자료를 생성하여 헤드마운트디스플레이(30)에 전달한다. 그러면 헤드마운트디스플레이(30)가 사용자의 육성명령어에 맞게 변화된 선박의 운항 상태를 디스플레이 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 선박운항시뮬레이터는 기존과는 달리 이동이 편리하고 설치 공간이 작으면서도 비용이 저렴하기 때문에, 해운업체나 학교 또는 선상훈련에 있어서 많은 수요가 있을 것으로 기대되며, 또한 언제든 선박운항 훈련이 가능하면서 항구에 입항하기 전 미리 선상에서 모의시험을 수행할 수도 있어서 선박의 안전운항에 많은 도움이 될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 통제컴퓨터 11 : 통제소프트웨어
12 : 선박운동특성소프트웨어 13 : 시나리오데이터베이스
14 : 해역특성데이터베이스 15 : 선박운동특성데이터베이스
20 : 영상재현컴퓨터 21 : 3차원그래픽소프트웨어
22 : 선박형상데이터베이스 23 : 해역형상데이터베이스
24 : 음성인식소프트웨어 30 : 헤드마운트디스플레이
40 : 헤드셋

Claims (12)

  1. 시뮬레이션을 위한 시나리오를 정하고 선박운동을 계산하여 영상재현컴퓨터(20)로 전달하는 한편 상기 영상재현컴퓨터(20)와의 교신을 통해 헤드마운트디스플레이(30)와 헤드셋(40)의 작동을 통제하는 통제컴퓨터(10);
    상기 통제컴퓨터(10)와 연결되며 상기 통제컴퓨터(10)로부터 전달받은 선박운동자료에 선박형상자료 및 해역형상자료를 결합한 시뮬레이션영상자료를 생성하여 상기 헤드마운트디스플레이(30)에 전달하는 한편 상기 헤드셋(40)으로부터 전달받은 육성명령어를 디지털명령어로 변환하여 상기 통제컴퓨터(10)에 전달하는 영상재현컴퓨터(20);
    상기 영상재현컴퓨터(20)와 연결되며 상기 영상재현컴퓨터(20)로부터 전달받은 시뮬레이션영상자료에 기초하여 3차원 형상의 시뮬레이션영상을 디스플레이 하는 헤드마운트디스플레이(30) 및;
    상기 영상재현컴퓨터(20)와 연결되며 선박운항 시 사용되는 육성명령어를 상기 영상재현컴퓨터(20)에 전달하는 헤드셋(40);
    을 포함하되,
    상기 통제컴퓨터(10)는,
    선박, 해역, 해상조건, 초기위치, 타선배치와 같은 시나리오를 정하며 시뮬레이션 구현을 위한 자료 전달을 통제하는 통제소프트웨어(11);
    선박의 조종운동방정식을 풀어서 선박의 가속도, 속도, 좌표를 실시간으로 계산한 선박운동자료를 생성하며 상기 선박운동자료를 상기 통제소프트웨어(11)를 통하여 상기 영상재현컴퓨터(20)에 전달하는 선박운동특성소프트웨어(12);
    시나리오를 저장하며 시뮬레이션 구현 시 상기 통제소프트웨어(11)가 정한 시나리오를 상기 통제소프트웨어(11)에 전달하는 시나리오데이터베이스(13);
    시나리오 상에 지정된 해역특성을 저장하며 대상 해역의 해도를 기초로 등대, 교각, 안벽, 수심과 같은 자료를 기록하여 상기 선박운동특성소프트웨어(12)로 전달하는 해역특성데이터베이스(14) 및;
    선박의 조타기, 추진기, 쓰러스터, 앵커와 같은 제어기의 성능자료를 저장하며 상기 성능자료를 상기 선박운동특성소프트웨어(12)에 전달하는 선박운동특성데이터베이스(15);
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 헤드마운트디스플레이와 음성인식기술을 이용한 선박운항시뮬레이터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 통제컴퓨터(10), 상기 영상재현컴퓨터(20), 상기 헤드마운트디스플레이(30) 및 상기 헤드셋(40)을 모두 하나의 트렁크에 설치함으로써 선박운항시뮬레이터를 소형화하고 이동 가능하도록 한 것을 특징으로 하는, 헤드마운트디스플레이와 음성인식기술을 이용한 선박운항시뮬레이터.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 통제컴퓨터(10) 및 상기 영상재현컴퓨터(20)는 노트북으로 이루어진 것을 특징으로 하는, 헤드마운트디스플레이와 음성인식기술을 이용한 선박운항시뮬레이터.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 영상재현컴퓨터(20)는,
    상기 통제소프트웨어(11)로부터 선박운동자료를 전달받고 선박형상데이터베이스(22)와 해역형상데이터베이스(23)로부터 각각 선박형상자료 및 해역형상자료를 전달받아 이들을 결합한 시뮬레이션영상자료를 생성하여 상기 헤드마운트디스플레이(30)에 전달하는 3차원그래픽소프트웨어(21);
    3차원으로 된 선박형상자료를 저장하며 시뮬레이션 구현 시 상기 선박형상자료를 상기 3차원그래픽소프트웨어(21)에 전달하는 선박형상데이터베이스(22);
    3차원으로 된 해역형상자료를 저장하며 시뮬레이션 구현 시 상기 해역형상자료를 상기 3차원그래픽소프트웨어(21)에 전달하는 해역형상데이터베이스(23) 및;
    상기 헤드셋(40)으로부터 전달받은 육성명령어를 디지털명령어로 변환하여 상기 통제소프트웨어(11)에 전달하는 음성인식소프트웨어(24);
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 헤드마운트디스플레이와 음성인식기술을 이용한 선박운항시뮬레이터.
  6. 청구항 1 또는 청구항 5에 있어서,
    상기 육성명령어와 상기 디지털명령어는 조타 및 엔진제어 관련 명령어를 포함하는 것을 특징으로 하는, 헤드마운트디스플레이와 음성인식기술을 이용한 선박운항시뮬레이터.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 통제소프트웨어(11)는 상기 디지털명령어를 상기 선박운동특성소프트웨어(12)에 전달하며 상기 선박운동특성소프트웨어(12)는 상기 디지털명령어를 상기 선박운동자료에 반영하는 것을 특징으로 하는, 헤드마운트디스플레이와 음성인식기술을 이용한 선박운항시뮬레이터.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 통제소프트웨어(11)는 계기판 정보를 상기 3차원그래픽소프트웨어(21)에 전달하며 상기 3차원그래픽소프트웨어(21)는 상기 계기판 정보를 상기 시뮬레이션영상자료에 반영하는 것을 특징으로 하는, 헤드마운트디스플레이와 음성인식기술을 이용한 선박운항시뮬레이터.
  9. 통제소프트웨어(11)와 선박운동특성소프트웨어(12)와 시나리오데이터베이스(13)와 해역특성데이터베이스(14)와 선박운동특성데이터베이스(15)로 이루어지는 통제컴퓨터(10)와, 3차원그래픽소프트웨어(21)와 선박형상데이터베이스(22)와 해역형상데이터베이스(23)와 음성인식소프트웨어(24)로 이루어지는 영상재현컴퓨터(20)와, 헤드마운트디스플레이(30)와, 헤드셋(40)을 포함하는 선박운항시뮬레이터를 이용한 시뮬레이션 구현방법으로서,
    상기 통제소프트웨어(11)가 시뮬레이션 구현을 위하여 선박, 해역, 해상조건, 초기위치, 타선배치와 같은 시나리오를 정하면 상기 시나리오데이터베이스(13)가 상기 통제소프트웨어(11)가 정한 시나리오를 상기 통제소프트웨어(11)에 전달하는 단계;
    상기 해역특성데이터베이스(14)가 시나리오 상에 지정된 대상 해역의 해도를 기초로 등대, 교각, 안벽, 수심과 같은 자료를 기록하여 상기 선박운동특성소프트웨어(12)로 전달하는 단계;
    상기 선박운동특성데이터베이스(15)가 선박의 조타기, 추진기, 쓰러스터, 앵커와 같은 제어기의 성능자료를 상기 선박운동특성소프트웨어(12)에 전달하는 단계;
    상기 선박운동특성소프트웨어(12)가 선박의 조종운동방정식을 풀어서 선박의 가속도, 속도, 좌표를 실시간으로 계산한 선박운동자료를 생성하며 상기 선박운동자료를 상기 통제소프트웨어(11)를 통하여 상기 3차원그래픽소프트웨어(21)에 전달하는 단계;
    상기 선박형상데이터베이스(22)가 3차원으로 된 선박형상자료를 상기 3차원그래픽소프트웨어(21)에 전달하는 단계;
    상기 해역형상데이터베이스(23)가 3차원으로 된 해역형상자료를 상기 3차원그래픽소프트웨어(21)에 전달하는 단계;
    상기 3차원그래픽소프트웨어(21)가 상기 선박운동자료와 상기 선박형상자료와 상기 해역형상자료를 결합한 시뮬레이션영상자료를 생성하여 상기 헤드마운트디스플레이(30)에 전달하는 단계 및;
    상기 헤드마운트디스플레이(30)가 상기 시뮬레이션영상자료에 기초하여 3차원 형상의 시뮬레이션영상을 디스플레이 하는 단계;
    를 포함하는, 선박운항시뮬레이션 구현방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 헤드셋(40)이 선박운항 시 사용되는 육성명령어를 상기 음성인식소프트웨어(24)에 전달하는 단계;
    상기 음성인식소프트웨어(24)가 상기 육성명령어를 디지털명령어로 변환하여 상기 통제소프트웨어(11)를 통하여 상기 선박운동특성소프트웨어(12)에 전달하는 단계 및;
    상기 선박운동특성소프트웨어(12)가 상기 디지털명령어를 반영하여 선박의 조종운동방정식을 풀어서 선박의 가속도, 속도, 좌표를 실시간으로 계산한 선박운동자료를 생성하며 상기 선박운동자료를 상기 통제소프트웨어(11)를 통하여 상기 영상재현컴퓨터(20)에 전달하는 단계;
    를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는, 선박운항시뮬레이션 구현방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 육성명령어와 상기 디지털명령어는 조타 및 엔진제어 관련 명령어를 포함하는 것을 특징으로 하는, 선박운항시뮬레이션 구현방법.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 통제소프트웨어(11)는 계기판 정보를 상기 3차원그래픽소프트웨어(21)에 전달하며 상기 3차원그래픽소프트웨어(21)는 상기 계기판 정보를 상기 시뮬레이션영상자료에 반영하는 것을 특징으로 하는, 선박운항시뮬레이션 구현방법.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106652647A (zh) * 2016-11-23 2017-05-10 安徽汇宜智信科技有限公司 用于船舶航海训练模拟系统的本船分系统
CN107515587B (zh) * 2017-08-30 2020-07-07 工业和信息化部电子第五研究所华东分所 人机交互操作仿真的系统、方法、装置、设备和存储介质
CN108538122A (zh) * 2018-04-11 2018-09-14 镇江高等职业技术学校 一种自动评分的桌面式物联网实验平台
KR20190109351A (ko) 2019-09-16 2019-09-25 주식회사 테크인모션 Vr 교육 시스템
KR20220040805A (ko) 2020-09-24 2022-03-31 한국조선해양 주식회사 선박운항 분석정보 제공시스템
CN113554123B (zh) * 2021-09-18 2022-01-21 江苏禹治流域管理技术研究院有限公司 一种基于声光联动的采砂船自动识别方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009288519A (ja) * 2008-05-29 2009-12-10 Bb Co Ltd 学習システム、学習システムのサーバ、学習方法
KR101493614B1 (ko) 2013-11-01 2015-02-13 (주)세이프텍리서치 증강현실기술 기반 가상선교시스템을 이용한 선박운항시뮬레이터 및 이를 이용한 선박운항시뮬레이션 구현방법

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010233830A (ja) 2009-03-31 2010-10-21 Kureitsu:Kk ヘアーアイロン
KR20120047649A (ko) * 2010-11-04 2012-05-14 목포대학교산학협력단 실시간 선박 운항 데이터를 적용하는 선박 조종 시뮬레이터 시스템
KR20120101878A (ko) * 2011-03-07 2012-09-17 한국해양연구원 헤드 마운티드 디스플레이를 활용한 선박운항시뮬레이터용 망원경 장치 및 이를 이용한 선박운항시뮬레이터용 망원경 화면 구현방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009288519A (ja) * 2008-05-29 2009-12-10 Bb Co Ltd 学習システム、学習システムのサーバ、学習方法
KR101493614B1 (ko) 2013-11-01 2015-02-13 (주)세이프텍리서치 증강현실기술 기반 가상선교시스템을 이용한 선박운항시뮬레이터 및 이를 이용한 선박운항시뮬레이션 구현방법

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