KR101981701B1 - 가상현실을 이용한 교육실습 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에서는 가상현실을 이용한 교육실습 장치에 있어서, 실습자(110)가 실제 실습장치에서 실습하는 것과 동일하게 가상현실에서 구현되도록 실제의 실습환경에서 느끼는 감각을 느낄 수 있도록 지원하는 제1 가상현실 장비(60) - 상기 제1 가상현실 장비(60)는 제1 가상현실 장비 영상표시장치(61), 제1 가상현실 장비 왼손 컨트롤러(62) 및 제1 가상현실 장비 오른손 컨트롤러(63)으로 구성됨; 상기 제1 가상현실 장비(60)를 이용하여 실습자(110)가 가상의 실습 장비를 배치 및 연결하는 가상현실 실습장치(200); 상기 가상현실 실습장치(200)에 대응하는 실습 컨텐츠를 제공하는 운영서버(210); 상기 실습자(110)가 가상현실 실습장치(200)에서 실습 진행시 운영서버(210)와 연동되어 실제 실습장비의 전기적 연결이 표시되는 플렉시블 디스플레이(120); 상기 실습자(110)의 실제 실험이 가능한 복수의 실제 실습장비(119); 상기 실제 실습장비(119)의 전기적인 연결을 결정하는 제1 트랜지스터(Transistor) 어레이(128); 상기 제1 트랜지스터(Transistor) 어레이(128) 내부의 제1 내지 제4 트랜지스터(131 내지 134)의 제어를 결정하는 제1 트랜지스터 컨트롤 회로(129);를 포함하며, 상기 제1 내지 제4 트랜지스터(131 내지 134)는 중성점(135)을 중심으로 전기적인 연결을 통하여 상기 실제 실습장비(119)의 전기적인 연결을 결정하는 것을 특징으로 하는 가상현실을 이용한 교육실습 장치를 제안한다.
Description
본 발명은 가상현실을 이용한 교육실습 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가상현실의 교육실습 장치에서 실습자가 실습을 진행하면 실제 실습 장비에서도 실습 결과 및 정상 작동여부를 확인 할 수 있으며 다양한 작업 환경 및 사용자 중심의 요구 사항을 수용하여 교육 과정 및 난이도별 실습을 통하여 효율적으로 훈련 과정을 수행 할 수 있는 가상현실을 이용한 교육실습 장치 및 방법에 관한 것이다.
실제 도구를 이용한 기존의 훈련 방법은 제한된 훈련 공간, 부대 시설 관리 문제, 초보자의 안전사고 위험 및 훈련에 대한 소극적 대응 등 많은 어려움이 존재한다. 이러한 문제점들을 해결하기 위해, 실제 작업 환경과 동일한 가상의 환경을 조성하고, 조성된 가상의 환경에서 상기한 문제점들로 인해 발생하는 어려움을 최소화하며 실습자가 훈련을 수행 할 수 있도록 하는 가상현실을 이용한 교육 실습 장치가 개발되었다.
본 발명과 관련한 종래기술로는 대한민국 공개특허공보 제10-2018-0046313호, 공개일 2018.05.08.(이하 [특허문헌1]이라함)에서는 글로브 모형을 이용한 3D 및 VR기반의 교육용 콘텐츠 장치를 공개하였다. [특허문헌1]에서는 스마트기기의 어플리케이션을 실행한 후, 음성인식을 통해 나라이름 또는 도시이름을 말하면, 글로브 모형에서 해당 나라이름 또는 도시이름에 해당되는 3D 홀로그램 영상이 출력되도록 함으로써, 주변의 사람들은 교육용 컨텐츠를 제공받을 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 대한민국 등록특허공보 제10-0912369호, 공고일 2009.08.19.(이하 [특허문헌2]이라함)에서는 현장 체험 안내 서비스 시스템 및 방법을 공개하였다. [특허문헌2]에서는 이용자가 휴대 정보단말기를 가지고 특정지역을 방문하면 특정지역의 체험 장애에 구애받지 않고 혼합현실 기법의 도움을 받아 체험적인 안내와 정보를 제공 받을 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 대한민국 등록특허공보 제10-0721713호, 공고일 2007.05.25.(이하 [특허문헌3]이라함)에서는 몰입형 활선작업 교육시스템 및 그 방법을 공개하였다. [특허문헌3]에서는 좁은 공간 내에서 실제 상환과 같은 활선작업을 반복적으로 훈련할 수 있도록 한다. 이로써, 활선작업이 실제 활선작업에 투입되기 전에 충분한 실습과정을 거칠 수 있도록 함으로써 활선 작업원의 안전에 보다 기여할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 대한민국 등록특허공보 제10-1262848호, 공고일 2013.05.09.(이하 [특허문헌4]이라함)에서는 가상현실 기반 훈련 시뮬레이터를 위한 가변형 플랫폼 장치를 공개하였다. [특허문헌4]에서는 실제 작업 환경과 동일한 훈련 시스템을 구축 하는데 필요한 비용 및 훈련용 재료의 소비에 따른 소모성 비용을 가상현실 데이터로 대체함으로써, 비용절감을 통한 경제적 이득을 도모할 수 있으며, 초보자의 안전사고에 대한 위험을 감소시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.
하지만, 기존의 [특허문헌1] 내지 [특허문헌4]에서는 실습과정별로 모든 상황에 유동적으로 대응 할 수 있는 다양한 시나리오를 제시하고 있지 못하며, 가상현실에서의 내용이 실제 실습환경에서의 검증 결과를 확인 할 수 있는 플렉시블 디스플레이(Flexible Display) 실습 장치에서 연동되지 않는다는 문제점을 가지고 있었다.
본 발명에서는 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 발명된 것으로, 첫째, 사용자 중심의 요구 사항을 수용하여 다양한 작업 현장 및 상황에 능동적으로 대처할 수 있는 가상현실을 이용한 교육실습 장치를 제공하고자 하며, 둘째, 가상의 실습을 구체적으로 제시함으로 실습자에 맞춰서 과정 및 난이도별로 실습을 진행 할 수 있도록 하며, 셋째, 가상현실 장치에서 실습을 진행하면, 플렉시블 디스플레이(Flexible Display) 실습 장치에서 연동되어 실제 실습환경에서의 정상 작동여부 및 실습 결과를 확인 할 수 있는 가상현실을 이용한 교육실습 장치를 제안하며, 넷째, 가상현실 장치에서 실습을 진행하면, 실제의 실습 장비가 연동되어서 연결의 적절성 여부와 함께 실제 동작까지 확인할 수 있는 복수의 트랜지스터 어레이(128 내지 128-1) 및 복수의 트랜지스터 컨트롤 회로(129 내지 129-2)를 이용하여 실제 실습 장비의 연결을 하며, 디스플레이 화면(121)을 통하여 표시됨을 통하여 가상현실 장치에서 실습이 실제 실습 장비까지 연동시킬 수 있는 장치 및 방법을 본 발명에서 해결하려는 과제로 한다.
본 발명에 따른 가상현실을 이용한 교육실습 장치는, 실제의 작업환경에 상응하는 다양한 학습과정을 관리하며, 상기 가상현실을 이용한 교육실습 장치에서 운영될 컨텐츠의 시나리오를 결정하는 VR 실습 과정 메뉴(150); 실습자에 의해 선택된 VR 실습 과정을 실제 장치와 같이 구현 할 수 있는 가상현실 실습장치(200); 실제 실습에서 사용되는 실습 도구와 유사한 실습 도구를 기반으로, 상기 가상현실 실습장치(200)를 통해서 실습자가 실제의 실습 환경에서 느끼는 감각을 느낄 수 있도록 시각, 청각, 촉각을 지원하는 제1,2 가상현실 장비(60, 70); 상기 제1,2 가상현실 장비(60,70)를 통하여 운영서버(210)에 있는 가상의 실습장비를 실습을 진행하며, 상기 운영서버를 통하여 실습장비를 가상현실 실습장치(200)에 배치하면, 복수의 트랜지스터 어레이(128 내지 128-1) 및 복수의 트랜지스터 컨트롤 회로(129 내지 129-2)를 이용하여 실제 실습 장비의 연결을 하며, 디스플레이 화면(121)을 통하여 표시됨을 통하여 가상현실 장치에서 실습이 실제 실습 장비까지 연동시키며, 이를 플렉시블 디스플레이(120)에서 확인 할 수 있다. 더불어 가상의 실습장비가 정상 배치되었는지 확인 할 수 있도록 표시된다. 이때 오류 배치된 실습장비가 있다면, 정상 배치된 다른 실습장비와 다르게 표시되어 이를 확인 하여 올바른 방법으로 배치 및 실습을 진행 할 수 있도록 안내가 되는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.
제안된 발명은 실제 작업 환경과 동일한 실습 시스템을 구축 하는데 필요한 비용, 및 실습용 재료의 소비에 따른 소모성 비용을 가상현실 데이터로 대체함으로, 비용절감을 통한 경제적 이득을 도모할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예로 제시하는 실습과정의 시뮬레이터의 경우, 다양한 실습 장비에 따른 훈련 공간, 실습 준비 시간, 실습 후 정리 시간 등을 보다 효율적으로 활용할 수 있게 하고, 또 초보자의 안전사고에 대한 위험을 감소시킬 수 있으며, 실습을 통해 전문가 양성에 도움이 될 수 있다. 또한, 본 발명은 교육 및 실습 과정이 필요한 임의의 실습 현장을 가상현실 기반으로 가시화 시켜줌으로써, 사용자의 활동을 통해서 실습과정을 진행시키는 분야에 폭넓게 활용될 수 있는 상승된 효과가 있다.
도 1은 실제 유압 응용 실습장치
도 2는 실제 실습장치의 사용 상태도
도 3은 가상현실 장비 개념도
도 4는 가상현실 영상표시장치 개념도
도 5는 가상현실 영상표시장치 세부 구성도
도 6은 제1 가상현실 장비 구성도
도 7은 컨트롤러 세부 구성도
도 8은 제2 가상현실 장비 구성도
도 9는 결합 실습장치 구성도
도 10은 플렉시블 디스플레이(Flexible Display) 세부 구성도
도 11은 결합 실습장치 제1 실시예
도 12는 결합 실습장치 제2 실시예
도 13은 가상현실 교육실습 장치 구성도1
도 14는 가상현실 교육실습 장치 구성도2
도 15는 가상현실 교육실습 장치 세부 구성도
도 16은 가상현실 교육실습 장치 연동 상태도(제1 실시예)
도 17은 가상현실 교육실습 장치 연동 상태도(제2 실시예)
도 18은 가상현실 교육실습 과정 선택 메뉴
도 19는 가상현실 교육실습 세부 내용 및 난이도 선택 메뉴
도 20은 제1 VR 실습과정 장비 선택화면 구성도
도 21은 제2 VR 실습과정 장비 선택화면 구성도
도 22는 본 발명에 따른 가상현실을 이용한 교육실습 장치의 실습 방법을 도시한 흐름도
도 2는 실제 실습장치의 사용 상태도
도 3은 가상현실 장비 개념도
도 4는 가상현실 영상표시장치 개념도
도 5는 가상현실 영상표시장치 세부 구성도
도 6은 제1 가상현실 장비 구성도
도 7은 컨트롤러 세부 구성도
도 8은 제2 가상현실 장비 구성도
도 9는 결합 실습장치 구성도
도 10은 플렉시블 디스플레이(Flexible Display) 세부 구성도
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도 13은 가상현실 교육실습 장치 구성도1
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도 15는 가상현실 교육실습 장치 세부 구성도
도 16은 가상현실 교육실습 장치 연동 상태도(제1 실시예)
도 17은 가상현실 교육실습 장치 연동 상태도(제2 실시예)
도 18은 가상현실 교육실습 과정 선택 메뉴
도 19는 가상현실 교육실습 세부 내용 및 난이도 선택 메뉴
도 20은 제1 VR 실습과정 장비 선택화면 구성도
도 21은 제2 VR 실습과정 장비 선택화면 구성도
도 22는 본 발명에 따른 가상현실을 이용한 교육실습 장치의 실습 방법을 도시한 흐름도
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 실제 유압 응용 실습장치를 나타낸다.
도시된 실제 실습 장치(100)는 유압 응용 과정의 실습 장치이며, 유압 응용 과정에 필요한 실습 장비로 구성되어 있으며, 실제 실습 장치(100)에 전원 공급기 모듈(77), 비상 스위치 모듈(78), 푸쉬 버튼 스위치 모듈(79), 릴레이 모듈(80), 디지털 타이머 모듈(81), 디지털 카운터 모듈(82), 복동 실린더(83), 카운터밸런스 밸브(84), 유압 모터(85), 편솔레노이드 밸브(86), 액주관(87), 양솔레노이드 밸브(88), 압력 게이지(89), 호스(90), 전기 리미트 스위치(91), 체크 밸브(92), 양방향 유량제어 밸브(93), 압력 릴리프 밸브(94), 유압 펌프 유닛(95), 압력 제거기(96), 압력 스위치(97) 등의 장비를 구비하고 있다.
도 2는 실제 실습장치의 사용 상태도를 나타낸다.
도 2에 도시된 바와 같이, 실제 실습장치가 2대로 제1 실습장치(101)와 제2 실습장치(102)가 있으며, 이에 실습 하려는 실습자는 제1 실습자 내지 제n 실습자(110-1 내지 110-n)까지 실습장치 보다 다수의 실습자가 실습 장치를 사용대기 하게 된다. 이 경우 제한된 실습 공간, 실습 장비 관리 문제 등 여러 가지 문제가 발생될 수 있다.
도 3은 가상현실 장비 개념도를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 사용자의 움직임에 따라 자이로 센서와 가속센서, 자력계로 좌표 추출(10)단계를 거쳐서 사용자의 자표에 따라서 화면에 표시될 영상을 실시간으로 렌더링(Rendering)(20)단계를 거쳐 영상표시장치 HMD(Head Mounted Display)(30)를 통하여 사용자에게 움직임에 따른 영상을 제공하는 것을 나타낸다.
도 4는 가상현실 영상표시장치 개념도를 나타낸다.
가상현실 영상표시장치를 사용자가 장착하여 입체감을 느끼는 요인은 양안(兩眼)에 의한 입체감이다. 양안(兩眼)에 의한 입체감은 눈과 물체가 이루는 특정각과 양안(兩眼)의 시차에 의해서 느끼게 된다.
상기 도 4를 참조하면, 동공(45)을 통해 빛과 함께 들어온 사물의 모습이 망막의 적용범위(40)에 상이 맺히게 되는데, 실제의 왼쪽 화면과 오른쪽 화면(41,42)과 가상의 왼쪽 화면과 오른쪽 화면(43, 44)의 사이에 가상현실 영상표시장치를 통해 시야를 왜곡하는 렌즈를 배치하면 실제 시야와 유사하게 왼쪽 눈과 오른쪽 눈이 다르게 보이는 상이 합쳐지면서 실제 환경과 동일한 입체감을 느끼는 가상의 화면(46)을 보게되는 것을 나타낸다.
도 5는 가상현실 영상표시장치 세부 구성도를 나타낸다.
도 5를 참조하면, VR장비 구성(50)으로 영상표시장치 세부 구성도는 렌즈(51), 하우징(52), 제1 액정 표시장치(53), 제2 액정 표시장치(54), 드라이버 전자장치(55), 백라이트(Backlight)(56), 스페이서(Spacer)(57)로 구성되어 있는 것을 나타낸다.
도 6은 제1 가상현실 장비 구성도를 나타낸다.
가상현실에서 실습자가 실습하기 위한 장비로 제1 가상현실 장비 영상표시장치(61)를 머리에 장착하고 양손에는 제1 가상현실 장비 컨트롤러(62,63)를 가지고 실습을 진행할 수 있도록 하는 것을 나타낸다.
상기 머리에 장착된 제1 가상현실 장비 영상표시장치(61)를 통하여 실습자의 움직임에 따른 영상을 제공받게 되며, 상기 제1 가상현실 장비 컨트롤러(62,63)의 작동을 통하여 양손의 움직임에 따른 동작이 구현되는 것을 특징으로 한다.
도 7은 컨트롤러 세부 구성도를 나타낸다.
도 7(a)를 참조하면, 제1 가상현실 장비 컨트롤러(62,63)의 구성은 메뉴 버튼(64)를 통하여 메뉴 화면을 불러올 수 있으며, 트랙 패드(65)를 통해서 화면에서의 커서 이동 및 선택을 진행 할 수 있으며, 복수의 트래킹 센서(66)를 통하여 컨트롤러의 움직임을 감지 할 수 있으며 VR장비의 연결상태를 표시하는 상태표시등(67)을 나타낸다. 또한 도 7(b)도시된 컨트롤러의 구성은 그립 버튼(Grip Button)(68)이 있어서 손으로 컨트롤러를 쥐면서 버튼을 작동하거나 트리거(Trigger)(69)를 통하여 방아쇠를 당기듯이 작동하는 방식의 작동 방법이 있음을 나타낸다.
도 8은 제2 가상현실 장비 구성도를 나타낸다.
도 8을 참조하면, 제2 가상현실 장비(70)의 구성은 제2 가상현실 장비 영상표시장치(71)를 머리에 장착하고 상기 머리에 장착된 제2 가상현실 장비 영상표시장치(67)를 통하여 실습자의 움직임에 따른 영상을 제공받게 되며, 양손에 장갑 형태로 구성된 제2 가상현실 장비 컨트롤러(72, 73)를 구비하며, 컨트롤러의 손목 부분에는 제2 가상현실 장비 센서(74)를 통하여 손과 팔의 방향과 위치 변화를 센싱하며, 제2 가상현실 장비 압력 센서(75)를 통해 손의 움직임과 움켜쥐는 동작을 센싱하며, 제1 내지 제5 터치 센서(76-1 내지 76-5)와 제6 내지 제10 터치 센서를 통하여 손가락의 터치 동작을 센싱하는 것을 특징으로 한다.
도 9는 결합 실습장치 구성도를 나타낸다.
도 9를 참조하면, 도 9(a)와 같이 제1 내지 제6 실습장비(111-1 내지 111-6)가 실습장비 배치 공간(111)에 배치된 실제 실습장치(100)를 나타내며, 도 9(b)에서는 플렉시블 디스플레이(Flexible Display)(120)의 디스플레이 화면(121)에 실습진행에 관한 안내 화면인 실습장비 배치 완성도(121-1)가 디스플레이 되어 있으며, 실습시에는 실습진행에 관한 안내화면이 구성되고, 평소에는 투명하게 화면이 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 도 9(c)와 같이 실제 실습장치(100)와 플렉시블 디스플레이(120)가 결합한 결합 실습장치를 구현할 수 있으며, 결합 실습장치의 디스플레이 화면(121)은 제1 실습장비 배치 내지 제6 실습장비 배치(231 내지 236)에 실제 실습장비가 배치되어 있는 것을 나타내며, 배치된 실습 장비의 전기적 연결 여부를 확인 할 수 있고 실습장비 배치 완성도(121-1)가 화면에 같이 구성되어 실습장비를 정상 배치 및 전기적 연결 완성시 해당 실습 결과를 확인 할 수 있는 것을 기술적 특징으로 한다.
도 10은 플렉시블 디스플레이(Flexible Display) 세부 구성도를 나타낸다.
도 10을 참조하면, 플렉시블 디스플레이(Flexible Display)가 다음과 같은 구성을 가지고 있다. 디스플레이 화면(121), 캡슐화 유리(126), 컬러 필터(127), 제1 트랜지스터(Transistor) 어레이(Array)(128), 제1 트랜지스터 컨트롤 회로(129), 제2 트랜지스터(Transistor) 어레이(Array)(128-1), 제2 트랜지스터 컨트롤 회로(129-1), 제3 트랜지스터(Transistor) 어레이(Array)(128-2), 제3 트랜지스터 컨트롤 회로(129-2)로 구성되어 있으며, 트랜지스터(Transistor)기판에는 트랜지스터(Transistor)(130) 그룹(Group)이 구성되어 있고, 상기 트랜지스터(Transistor)(130) 그룹(Group)은 중성점(135)을 중심으로 제1 내지 제4 트랜지스터(Transistor)(131 내지 134)가 각각의 실습장비에 전기적 연결 여부를 결정한다. 또한, 상기 제1 내지 제4 트랜지스터(Transistor)(131 내지 134)의 전기적 연결을 제어하는 제1 내지 제3 트랜지스터 컨트롤 회로(129 내지 129-2)가 배치되어 있으며, 이를 통하여 실습장비의 전기적 연결 실습을 진행 할 수 있는 것을 가장 큰 기술적 특징으로 한다.
도 11은 결합 실습장치 제1 실시예를 나타낸다.
도 11을 참조하면, 도 11(a)는 실제 실습장치(100)를 나타내며, 도 11(b)는 플렉시블 디스플레이(120)를 나타내고, 도 11(c)는 이를 결합한 결합 실습장치를 도시하고 있다. 상기 디스플레이 화면(121)에는 실습장비의 배치 위치를 A 내지 L을 통하여 나타내고 있으며, 각각의 실제 실습장비의 전기적 연결 여부(122) 및 정상 연결 표시(123)와 오류 연결 표시(124)를 통하여 연결 상태를 확인 할 수 있어서 어느 위치에 오류 연결이 되었는지 알 수 있다.
또한, 도 11(c)와 도 11(d)에 도시된 실습장비 배치 위치 H에 해당하는 실습장비가 오류 연결되어 있는 것을 확인 할 수 있어서 실습자의 현재 실습 상태 또는 실습 결과를 확인 할 수 있으며, 이를 확인 후 실습장비 배치 및 전기적 연결을 재구성하여 오류 연결된 실습장비를 정상 연결이 되도록 실습을 진행 할 수 있는 것을 특징으로 한다.
도 12는 결합 실습장치 제2 실시예를 나타낸다.
도 12를 참조하면, 도 12(a)의 가상현실 실습장치(200)에서 실습자가 실습장비 배치 및 연결 실습 진행시 결합 실습장치와 연동되어 도 12(c)에 도시된 바와 같이, 플렉시블 디스플레이(Flexible Display)(120)의 디스플레이 화면(121)을 통해 각각의 실습장비에 전기적 결합(122)상태가 표시된다. 상기 플렉시블 디스플레이(120)의 복수의 트랜지스터(Transistor)와 복수의 트랜지스터 컨트롤러를 통해 구현되어 전기적 결합(122) 상태를 디스플레이 할 수 있다.
또한, 실습장비의 전기적 결합 여부 확인시 정상 연결 표시(123)를 통하여 정상 연결 장비(123-1)를 확인 할 수 있으며, 오류 연결 표시(124)를 통하여 오류 연결 장비(124-1)를 확인 할 수 있고 이는 플렉시블 디스플레이(120)에서 도 12(b)와 같이 전기적 결합(122)상태가 표시되고 도 12(d)와 같이 정상 연결 표시(123)과 오류 연결 표시(124)를 진행할 수 있다.
도 13은 가상현실 교육실습 장치 구성도1를 나타낸다.
복수의 제1 실습자 내지 제n 실습자(110-1 내지 110-n)의 실습자가 실습진행시 실제 실습장비로 진행하게 되면 제한된 실습 공간과 부대 시설 관리 문제 동시에 실습을 진행하게 되지 못하여 실습 시간 지연 및 초보자의 안전사고 위험 등 여러 가지 어려움이 존재한다.
이를 위해 도 13을 참조하면, 복수의 제1 실습자 내지 제n 실습자(110-1 내지 110-n)의 실습자가 실습진행시 복수의 제1 VR 실습장치 내지 제n VR 실습장치(200-1 내지 200-n)를 통하여 실습자가 제1 가상현실 장비(60) 또는 제2 가상현실 장비(70)를 착용하고 실제 실습 장치와 동일하게 시뮬레이션(Simulation)이 가능하며 운영서버(210)를 통해 각종 실습 과정 및 실습자에 맞는 난이도에 따라 실습 진행이 가능하다.
또한, 가상현실 실습 장치(200)를 통하여 실습자(110)가 실습을 진행하게 되면 실제의 실습장비가 전기적인 결합 상태를 확인 할 수 있는 것을 기술적 특징으로 한다.
도 14는 가상현실 교육실습 장치 구성도2를 나타낸다.
복수의 제1 실습자 내지 제n 실습자(110-1 내지 110-n)의 실습자가 복수의 제1 VR 실습장치 내지 제n VR 실습장치(200-1 내지 200-n)를 통하여 실습자가 실제 실습 장치(100)와 동일하게 시뮬레이션(Simulation)이 가능하며 운영서버(210)를 통해 각종 실습 과정 및 실습자에 맞는 난이도에 따라 실습 진행이 가능하다.
또한, 가상현실 실습 장치(200)에서 실습자(110)가 실습장비 배치 및 연결 실습 진행시 이와 연동된 플렉시블 디스플레이(Flexible Display)(120)의 디스플레이 화면(121)을 통해 실습 상태를 확인 할 수 있는 것을 기술적 특징으로 한다.
도 15는 가상현실 교육실습 장치 세부 구성도를 나타낸다.
도 15를 참조하면, 실습자가(110)가 가상현실 실습장치(200)에서 운영서버(210)를 통하여 실습과정과 난이도를 선택한 후 해당 선택과정에 맞는 실습단계가 진행된다.
이에 실습자(110)는 제1 가상현실 장비(60)또는 제2 가상현실 장비(70)를 통하여 운영서버(210)의 각종 실습 장비를 가상현실 실습장치(200)에서 구현할 수 있는 것을 나타낸다.
또한, 운영서버(210)의 각종 실습 장비 중 원하는 가상의 a 실습장비(210-a)를 제1 가상현실 장비(60)또는 제2 가상현실 장비(70)를 통하여 선택하고 가상현실 실습장치(200)에서 실제 실습장비와 같은 형태로 배치 및 연결 등의 실습을 구현할 수 있는 것을 나타낸다.
또한, 상기 실습자(110)가 가상의 실습 장비를 상기 가상현실 실습장치(200)에 배치 및 연결시 가상의 실습 장비는 실제 실습 장비와 크기와 형태 및 작동방식이 동일하게 구현되며 이를 정상적으로 배치 및 연결하면 해당 실습 장비의 움직임과 장비의 작동에 따른 소리가 구현된다.
또한, 상기 제1,2 가상현실 장비(60,70)의 센서를 통해 상기 실습자(110)의 실습 환경 상태를 실시간 추적하여 상기 가상현실 실습장치(200)를 통하여 가상의 실습장비와 관련된 시각, 청각, 촉각의 감각 피드백 정보를 상기 실습자(110)에게 전달하며 기초, 중급, 전문가 난이도에 따라 피드백 되는 정보의 경우의 수(기초>중급>전문가)가 다르며, 기초 난이도에서는 피드백 되는 정보의 경우의 수가 많고 중급, 전문가 난이도 순으로 상대적으로 적은 수의 피드백 정보가 제공되어 해당 난이도별 피드백 정보를 통하여 실습자(110)가 숙련될 수 있도록 실습을 진행하는 것을 기술적 특징으로 한다.
또한, 감각 피드백 정보는 시각의 경우 장비의 명칭과 재질 등 장비의 세부 정보와 장비의 작동시 움직임 정보가 같이 제공될 수 있으며, 청각의 경우 장비의 작동 소리 및 장비의 명칭이 제공될 수 있으며, 촉각의 경우 장비의 무게에 따라 컨트롤러의 움직임이 무거울 경우 둔해지고 가벼울 경우 빨라지는 방식으로 피드백 정보가 제공 될 수 있다.
도 16 및 도 17은 가상현실 교육실습 장치 연동 상태도(제1,2 실시예)를 나타낸다.
도 16을 참조하면, 도 16(a)의 실습자(110)가 제1 가상현실 장비(60)를 착용한 실시예이다. 상기 제1 가상현실 장비(60)는 제1 가상현실 장비 영상표시장치(61), 제1 가상현실 장비 왼손 컨트롤러(62) 및 제1 가상현실 장비 오른손 컨트롤러(63)으로 구성되고 있다. 상기 실습자(110)는 제1 가상현실 장비(60)를 착용하고 운영서버(210)의 각종 실습 장비 중 원하는 가상의 a 실습장비(210-a)를 선택하여 가상현실 실습장치(200)에서 실제 실습장비와 같은 형태로 실습을 진행하면, 도 16(b)와 같이 플렉시블 디스플레이(Flexible Display)의 디스플레이 화면(121)에서 가상의 a 실습장비(210-a)가 배치된 것을 확인 할 수 있으며, 이는 도 16(c)에서 플렉시블 디스플레이(Flexible Display)(120)에서 배치된 실제 실습장비(119)가 정상적으로 전기적 연결되었는지 확인 할 수 있도록 표시된다. 이때 정상 연결된 실습장비(123-1)와 다르게 오류 연결된 실습장비가 있다면, 오류 연결 장비(124-1)와 같이 오류 연결 표시되어 이를 확인 하여 올바른 방법으로 연결 및 실습을 진행 할 수 있도록 안내가 되는 것을 기술적 특징으로 한다.
도 17을 참조하면, 도 17(a)의 실습자(110)가 제2 가상현실 장비(70)를 착용한 실시예이다. 상기 제2 가상현실 장비(70)는 제2 가상현실 장비 영상표시장치(71), 제1 내지 제5 터치 센서(76-1 내지 76-5)를 구비한 제2 가상현실 장비 왼손 컨트롤러(72) 및 제6 내지 제10 터치 센서(76-6 내지 76-10)를 구비한 제2 가상현실 장비 오른손 컨트롤러(73)으로 구성되고 있다. 상기 실습자(110)는 제2 가상현실 장비(70)를 착용하고 운영서버(210)의 각종 실습 장비 중 원하는 가상의 a 실습장비(210-a)를 선택하여 가상현실 실습장치(200)에서 실제 실습장비와 같은 형태로 실습을 진행하면, 도 17(b)와 같이 플렉시블 디스플레이(Flexible Display)의 디스플레이 화면(121)에서 상기 가상의 a 실습장비(210-a)가 배치된 것을 확인 할 수 있으며, 이는 도 17(c)에서 플렉시블 디스플레이(Flexible Display)(120)에서 배치된 실제 실습장비(119)가 정상적으로 전기적 연결되었는지 확인 할 수 있도록 표시된다. 이때 정상 연결된 실습장비(123-1)와 다르게 오류 연결된 실습장비가 있다면, 오류 연결 장비(124-1)와 같이 오류 연결 표시되어 이를 확인 하여 올바른 방법으로 연결 및 실습을 진행 할 수 있도록 안내가 되는 것을 기술적 특징으로 한다.
도 18은 가상현실 교육실습 과정 선택 메뉴를 나타낸다.
도 18을 참조하면, VR 실습 과정 메뉴(150)화면을 통하여 실습자(110)가 원하는 가상현실 교육실습 과정을 선택 할 수 있으며, 스마트 모빌리티(151), 자동화 시스템(152), 공압/유압(153), 전기/전자(154), 신재생 에너지(155), 사물인터넷/마이크로 컨트롤러 유닛/센서(156), 인쇄 배선 회로 기판/ 표면 실장 기술 시스템(157), 계측기(158), 방화/통신(159) 등 실습자가 원하는 교육실습 과정을 선택할 수 있는 것이 기술적 특징이다.
도 19는 가상현실 교육실습 세부 내용 및 난이도 선택 메뉴를 나타낸다.
도 19를 참조하면, VR 실습 과정 난이도 선택(150-1)화면을 통해서 실습자가 원하는 과정의 난이도를 선택할 수 있으며, 해당 세부 과정별 난이도를 선택할 수 있어 공압/유압(153)과정 중 전기공압 /응용 실습장비(153-1), 유압/전기응용 실습장비(153-2), 포터블 스마트 전기공압/ 유압 실습장비(153-3) 등 세부 항목에 대한 기초, 중급, 전문가 난이도 선택이 가능하며, 도 19(a)는 기초 난이도, 도 19(b)는 중급 난이도, 도 19(c)는 전문가 난이도로 설정이 가능한 것을 특징으로 한다.
도 20은 제1 VR 실습과정 장비 선택화면 구성도를 나타낸다.
도 20을 참조하면, 제1 VR 실습 과정 장비 선택화면(160)을 통하여 해당 실습과정의 장비를 선택할 수 있으며, 제1 해당 과정 영상 및 선택 장비 작동 영상화면(160-1)을 통하여 선택 장비의 작동방식을 구체적으로 확인 할 수 있는 화면이 제공되며, 해당 과정의 각종 장비를 선택할 수 있는 화면(161 내지 169)을 통하여 실습자가 배치 또는 동작할 장비를 선택할 수 있으며, 실습자(110)가 가상의 실습 장비를 상기 가상현실 실습장치(200)에 배치 및 연결시 가상의 실습 장비는 실제 실습 장비와 크기와 형태 및 작동방식이 동일하게 구현되며 이를 정상적으로 배치 및 연결하면 해당 실습 장비의 움직임과 장비의 작동에 따른 소리가 구현되는 것을 특징으로 한다.
도 21은 제2 VR 실습과정 장비 선택화면 구성도를 나타낸다.
도 21을 참조하면, 제2 VR 실습 과정 장비 선택화면(170)을 통하여 해당 실습과정 장비를 선택할 수 있으며, 제2 해당 과정 영상 및 선택 장비 작동 영상화면(170-1)을 통하여 해당 과정의 전체적인 구성을 구체적으로 확인 할 수 있는 화면이 제공되며, 해당 과정의 각종 장비를 선택할 수 있는 화면(171 내지 179)을 통하여 실습자가 배치 또는 동작할 장비를 선택할 수 있는 것을 기술적 특징으로 한다.
도 22는 본 발명에 따른 가상현실을 이용한 교육실습 장치의 실습 방법을 도시한 흐름도를 나타낸다.
상기 가상현실을 이용한 교육실습 장치의 실습 방법은 VR 실습 시작(E1)의 바로 다음은 제1 단계: VR실습 과정 선택(A1)을 거친다. 실습자가 진행하고자 하는 실습 과정을 선택한다. 그 이후에 제2 단계: 해당과정 난이도 선택(A2)을 거친다. 난이도 선택은 기초, 중급, 전문가로 구분되어 실습자가 진행하고자 하는 난이도를 선택한다. 그 다음은 선택된 과정과 난이도에 따른 3단계: 실습장비 선택 및 배치(A3)를 진행하게 된다. 과정 및 난이도별 선택할 수 있는 실습물품의 경우의 수가 다르며, 배치하는 방법의 경우의 수도 다르게 진행될 수 있다. 그 다음은 선택된 실습장비를 전기적 연결 할 수 있는 4단계: 실습장비 연결(A4)를 진행하게 된다. 그 다음은 배치 및 연결된 실습장비가 정상 작동하는 경우 다음 단계로 넘어가 실습 평가 결과를 확인 할 수 있으며, 정상 작동하지 않고 이상(異常)이 있는 경우, 실습장비 선택 및 배치 단계(A3)로 이동하거나 실습장비 연결(A4)단계로 이동하여 이상(異常)이 있어서 오류 작동하는 부분을 재배치하거나 재연결할 수 있도록 하는 제1 선택 단계: 정상작동 여부 확인 단계(S1)를 진행하게 된다. 그 다음은 제1 선택 단계인 정상작동 여부 확인 단계(S1)에서 실습장비가 모두 정상 작동하여 실습이 완료 되었을 때 실습 평가 및 점수를 확인 할 수 있는 실습평가 및 점수 확인 단계(A5)를 진행하게 된다. 그 다음은 제2 선택단계로 실습평가 및 점수 확인 단계(A5)진행 후 다른 실습 과정을 진행하는 경우 제1단계인 VR실습 과정 선택 단계(A1)로 진행하며, 다른 실습 과정 진행을 하지 않는 경우 실습이 종료되도록 하는 것을 기술적 특징으로 한다.
본 발명에서는 가상현실을 이용한 교육실습 장치의 실습 방법을 정리하면, 다음과 같다.
- 제1 단계 : VR실습 과정 중 실습자가 진행하고자 하는 실습 과정을 선택할 수 있는 VR실습 과정 선택 단계(A1);
- 제2 단계 : 상기 제1 단계에서 선택된 과정에서 기초, 중급, 전문가로 구분되어 있는 난이도를 선택하는 해당과정 난이도 선택 단계(A2);
- 제3 단계 : 실제 실습 장치처럼 구현된 VR실습 장치에서 실습 장비를 선택하여 배치하는 실습장비 선택 및 배치 단계(A3);
- 제4 단계 : 상기 제3 단계에서 배치된 실습장비가 상호 연결될 수 있도록 하는 실습장비 연결 단계(A4);
- 제1 선택단계 : 상기 배치된 실습장비가 정상 작동하는 경우 다음 단계로 넘어가 실습 평가 결과를 확인 할 수 있으며, 정상 작동하지 않고 이상(異常)이 있는 경우, 실습장비 선택 및 배치 단계(A3)로 이동하거나 실습장비 연결(A4)단계로 이동하여 이상(異常)이 있어서 오류 작동하는 부분을 재배치하거나 재연결할 수 있도록 하는 정상작동 여부 확인 단계(S1);
- 제 5단계 : 상기 제1 선택단계인 정상작동 여부 확인 단계(S1)에서 실습장비가 모두 정상 작동하여 실습이 완료 되었을 때 실습 평가 및 점수를 확인 할 수 있는 실습평가 및 점수 확인 단계(A5)
- 제2 선택단계 : 상기 실습평가 및 점수 확인 단계(A5)진행 후 다른 실습 과정을 진행하는 경우 제1단계인 VR실습 과정 선택 단계(A1)로 진행하며, 다른 실습 과정 진행을 하지 않는 경우 실습이 종료되는 것을 기술적 특징으로 한다.
본 발명에서는 가상현실을 이용한 교육실습 장치에 있어서, 실습자(110)가 실제 실습장치에서 실습하는 것과 동일하게 가상현실에서 구현되도록 실제의 실습환경에서 느끼는 감각을 느낄 수 있도록 지원하는 제1 가상현실 장비(60) - 상기 제1 가상현실 장비(60)는 제1 가상현실 장비 영상표시장치(61), 제1 가상현실 장비 왼손 컨트롤러(62) 및 제1 가상현실 장비 오른손 컨트롤러(63)으로 구성됨; 상기 제1 가상현실 장비(60)를 이용하여 실습자(110)가 가상의 실습 장비를 배치 및 연결하는 가상현실 실습장치(200); 상기 가상현실 실습장치(200)에 대응하는 실습 컨텐츠를 제공하는 운영서버(210); 상기 실습자(110)가 가상현실 실습장치(200)에서 실습 진행시 운영서버(210)와 연동되어 가상의 실습장비의 배치 상태와 실제 실습장비의 전기적 연결이 표시되는 플렉시블 디스플레이(120); 상기 실습자(110)의 실제 실험이 가능한 복수의 실제 실습장비(119); 상기 실제 실습장비(119)의 전기적인 연결을 결정하는 제1 트랜지스터(Transistor) 어레이(128); 상기 제1 트랜지스터(Transistor) 어레이(128) 내부의 제1 내지 제4 트랜지스터(131 내지 134)의 제어를 결정하는 제1 트랜지스터 컨트롤 회로(129);를 포함하며 상기 제1 내지 제4 트랜지스터(131 내지 134)는 중성점(135)을 중심으로 전기적인 연결을 통하여 상기 실제 실습장비(119)의 전기적인 연결을 결정하며; 상기 플렉시블 디스플레이(120)는 가상의 실습장비의 정상 배치 여부를 확인 할 수 있도록 표시하며, 실제 실습 장비의 정상 연결 및 오류 연결을 표시하여 실제 실습장비의 전기적 결합 상태를 확인하고 오류 연결된 실습장비를 정상 연결될 수 있도록 안내하는 것을 특징으로 하는 가상현실을 이용한 교육실습 장치를 제안하고자 한다.
또한, 본 발명에서는 가상현실을 이용한 교육실습 장치에 있어서, 실습자(110)가 실제 실습장치에서 실습하는 것과 동일하게 가상현실에서 구현되도록 실제의 실습환경에서 느끼는 감각을 느낄 수 있도록 지원하는 제2 가상현실 장비(70) - 상기 제2 가상현실 장비(70)는 제2 가상현실 장비 영상표시장치(71), 제1 내지 제5 터치 센서(76-1 내지 76-5)를 구비한 제2 가상현실 장비 왼손 컨트롤러(72) 및 제6 내지 제10 터치 센서(76-6 내지 76-10)를 구비한 제2 가상현실 장비 오른손 컨트롤러(73)으로 구성됨; 상기 제2 가상현실 장비(70)를 이용하여 실습자(110)가 가상의 실습 장비를 배치 및 연결하는 가상현실 실습장치(200); 상기 가상현실 실습장치(200)에 대응하는 실습 컨텐츠를 제공하는 운영서버(210); 상기 실습자(110)가 가상현실 실습장치(200)에서 실습 진행시 운영서버(210)와 연동되어 가상의 실습장비의 배치 상태와 실제 실습장비의 전기적 연결이 표시되는 플렉시블 디스플레이(120); 상기 실습자(110)의 실제 실험이 가능한 복수의 실제 실습장비(119); 상기 실제 실습장비(119)의 전기적인 연결을 결정하는 제1 트랜지스터(Transistor) 어레이(128); 상기 제1 트랜지스터(Transistor) 어레이(128) 내부의 제1 내지 제4 트랜지스터(131 내지 134)의 제어를 결정하는 제1 트랜지스터 컨트롤 회로(129);를 포함하며 상기 제1 내지 제4 트랜지스터(131 내지 134)는 중성점(135)을 중심으로 전기적인 연결을 통하여 상기 실제 실습장비(119)의 전기적인 연결을 결정하며; 상기 플렉시블 디스플레이(120)는 가상의 실습장비의 정상 배치 여부를 확인 할 수 있도록 표시하며, 실제 실습 장비의 정상 연결 및 오류 연결을 표시하여 실제 실습장비의 전기적 결합 상태를 확인하고 오류 연결된 실습장비를 정상 연결될 수 있도록 안내하는 것을 특징으로 하는 가상현실을 이용한 교육실습 장치를 제안하고자 한다.
또한, 본 발명에서는 가상현실을 이용한 교육실습 장치에 있어서, 실습자(110)가 실제 실습장치에서 실습하는 것과 동일하게 가상현실에서 구현되도록 실제의 실습환경에서 느끼는 감각을 느낄 수 있도록 지원하는 가상현실 장비(60,70); 상기 가상현실 장비(60,70)를 이용하여 실습자(110)가 가상의 실습 장비를 배치 및 연결하는 가상현실 실습장치(200); 상기 가상현실 실습장치(200)에 대응하는 실습 컨텐츠를 제공하는 운영서버(210); 상기 실습자(110)가 가상현실 실습장치(200)에서 실습 진행시 운영서버(210)와 연동되어 가상의 실습장비의 배치 상태와 실제 실습장비의 전기적 연결이 표시되는 플렉시블 디스플레이(120); 상기 실습자(110)의 실제 실험이 가능한 복수의 실제 실습장비(119); 상기 실제 실습장비(119)의 전기적인 연결을 결정하는 트랜지스터(Transistor) 어레이(128)를 포함하며; 상기 플렉시블 디스플레이(120)는 가상의 실습장비의 정상 배치 여부를 확인 할 수 있도록 표시하며, 실제 실습 장비의 정상 연결 및 오류 연결을 표시하여 실제 실습장비의 전기적 결합 상태를 확인하고 오류 연결된 실습장비를 정상 연결될 수 있도록 안내하는 것을 특징으로 하는 가상현실을 이용한 교육실습 장치를 제안하고자 한다.
또한, 본 발명에서는 가상현실을 이용한 교육실습 장치에 있어서, 실습자(110)가 실제 실습장치에서 실습하는 것과 동일하게 가상현실에서 구현되도록 실제의 실습환경에서 느끼는 감각을 느낄 수 있도록 지원하는 가상현실 장비(60,70); 상기 가상현실 장비(60,70)를 이용하여 실습자(110)가 가상의 실습 장비를 배치 및 연결하는 가상현실 실습장치(200); 상기 가상현실 실습장치(200)에 대응하는 실습 컨텐츠를 제공하는 운영서버(210); 상기 실습자(110)가 가상현실 실습장치(200)에서 실습 진행시 운영서버(210)와 연동되어 상기 가상의 실습 장비의 전기적 연결이 표시되는 플렉시블 디스플레이(120); 상기 플렉시블 디스플레이(120)는 상기 실습자(110)가 배치 및 연결한 상기 가상의 실습 장비의 정상 연결 또는 오류 연결 여부를 확인 할 수 있는 것을 특징으로 하는 가상현실을 이용한 교육실습 장치를 제안하고자 한다.
본 발명은 이 분야의 통상의 지식을 가진자가 다양한 변형에 의하여 가상현실을 이용한 교육실습 장치 및 방법에 적용시킬 수 있으며, 기술적으로 용이하게 변형시키는 기술의 범주도 본 특허의 권리범위에 속하는 것으로 인정해야 할 것이다.
10 : 좌표 추출
20 : 렌더링(Rendering)
30 : 영상표시장치 HMD(Head Mounted Display)
35 : 가상현실 영상표시장치 VR HMD(Virtual Reality Head Mounted Display)
40 : 망막 적용범위
41 : 실제 왼쪽 화면
42 : 실제 오른쪽 화면
43 : 가상의 왼쪽 화면
44 : 가상의 오른쪽 화면
45 : 동공
46 : 실제 환경과 동일한 입체감을 느끼는 가상의 화면
50 : VR장비 구성
51 : 렌즈(Lenses)
52 : 하우징(Housing)
53 : 제1 액정 표시 장치
54 : 제2 액정 표시 장치
55 : 드라이버 전자장치(Driver Electronics)
56 : 백라이트(Backlight)
57 : 스페이서(Spacer)
60 : 제1 가상현실 장비
61 : 제1 가상현실 장비 영상표시장치
62 : 제1 가상현실 장비 왼손 컨트롤러
63 : 제1 가상현실 장비 오른손 컨트롤러
64 : 메뉴 버튼(Menu Button)
65 : 트랙 패드(Track Pad)
66 : 트래킹 센서(Tracking Sensor)
67 : 상태표시등
68 : 그립 버튼(Grip Button)
69 : 트리거(Trigger)
70 : 제2 가상현실 장비
71 : 제2 가상현실 장비 영상표시장치
72 : 제2 가상현실 장비 왼손 컨트롤러
73 : 제2 가상현실 장비 오른손 컨트롤러
74 : 제2 가상현실 장비 센서
75 : 제2 가상현실 장비 압력 센서
76 : 제2 가상현실 장비 터치 센서
76-1 : 제1 터치 센서
76-2 : 제2 터치 센서
76-3 : 제3 터치 센서
76-4 : 제4 터치 센서
76-5 : 제5 터치 센서
76-6 : 제6 터치 센서
76-7 : 제7 터치 센서
76-8 : 제8 터치 센서
76-9 : 제9 터치 센서
76-10 : 제10 터치 센서
77 : 전원 공급기 모듈
78 : 비상 스위치 모듈
79 : 푸쉬 버튼 스위치 모듈
80 : 릴레이 모듈
81 : 디지털 타이머 모듈
82 : 디지털 카운터 모듈
83 : 복동 실린더
84 : 카운터밸런스 밸브
85 : 유압 모터
86 : 편솔레노이드 밸브
87 : 액주관
88 : 양솔레노이드 밸브
89 : 압력 게이지
90 : 호스
91 : 전기 리미트 스위치
92 : 체크 밸브
93 : 양방향 유량제어 밸브
94 : 압력 릴리프 밸브
95 : 유압 펌프 유닛
96 : 압력 제거기
97 : 압력 스위치
100 : 실제 실습장치
101 : 제1 실습장치
102 : 제2 실습장치
110 : 실습자
110-1 : 제1 실습자
110-2 : 제2 실습자
110-3 : 제3 실습자
110-4 : 제4 실습자
110-n : 제n 실습자
111 : 실제 실습장비 배치
111-1 : 실제 실습장비 제1 배치
111-2 : 실제 실습장비 제2 배치
111-3 : 실제 실습장비 제3 배치
111-4 : 실제 실습장비 제4 배치
111-5 : 실제 실습장비 제5 배치
111-6 : 실제 실습장비 제6 배치
119 : 실제 실습장비
120 : 플렉시블 디스플레이(Flexible Display)
121 : 디스플레이 화면
121-1 : 플렉시블 디스플레이 배치 완성도
122 : 전기적 연결
123 : 정상 연결 표시
123-1 : 정상 연결 장비
124 : 오류 연결 표시
124-1 : 오류 연결 장비
126 : 캡슐화 유리
127 : 컬러 필터
128 : 제1 트랜지스터(Transistor) 어레이
128-1 : 제2 트랜지스터(Transistor) 어레이
128-2 : 제3 트랜지스터(Transistor) 어레이
129 : 제1 트랜지스터 컨트롤 회로
129-1 : 제2 트랜지스터 컨트롤 회로
129-2 : 제3 트랜지스터 컨트롤 회로
130 : 트랜지스터(Transistor) 그룹(Group)
131 : 제1 트랜지스터(Transistor)
132 : 제2 트랜지스터(Transistor)
133 : 제3 트랜지스터(Transistor)
134 : 제4 트랜지스터(Transistor)
135 : 중성점
150 : VR 실습 과정 메뉴
150-1 : VR 실습 과정 난이도 선택
151 : 스마트 모빌리티(Smart Mobility)
152 : 자동화 시스템(Automation System)
153 : 공압 / 유압(Pneumatic / Hydraulic)
153-1 : 전기공압 / 응용 실습장비
153-2 : 유압 / 전기응용 실습장비
153-3 : 포터블 스마트 전기공압 / 유압 실습장비
154 : 전기 / 전자(Electricty / Electronics)
155 : 신재생 에너지(New Renewable Energy)
156 : 사물인터넷 / 마이크로 컨트롤러 유닛 / 센서(IoT/ MCU / SENSOR)
157 : 인쇄 배선 회로 기판 / 표면 실장 기술 시스템(PCB / SMT SYSTEM)
158 : 계측기(Measuring Instrument)
159 : 방화 / 통신(Fire Protection / Communication)
160 : 제1 VR 실습 과정 장비 선택화면
160-1 : 제1 해당 과정 영상 및 선택 장비 작동 영상화면
161 : 복동 실린더 장비 선택화면
162 : 유압 모터 장비 선택화면
163 : 양방향 유량 밸브 장비 선택화면
164 : 일방향 유량 밸브 장비 선택화면
165 : 간접 작동형 체크밸브 장비 선택화면
166 : 액주관 장비 선택화면
167 : 압력 제거기 장비 선택화면
168 : T형 커넥터 장비 선택화면
169 : 호스 장비 선택화면
170 : 제2 VR 실습 과정 장비 선택화면
170-1 : 제2 해당 과정 영상 및 선택 장비 작동 영상화면
171 : 차동식 열감지기 장비 선택화면
172 : 정온식 스포트형 열감지기 장비 선택화면
173 : 연기 감지기 장비 선택화면
174 : 경종 장비 선택화면
175 : 발신기 장비 선택화면
176 : 시각경보기 장비 선택화면
177 : 표시등 장비 선택화면
178 : 피난 유도등 장비 선택화면
179 : 인체 감지 경보 장비 선택화면
200 : 가상현실(VR=Virtual Reality)실습장치
200-1 : 제1 VR 실습장치
200-2 : 제2 VR 실습장치
200-3 : 제3 VR 실습장치
200-n : 제n VR 실습장치
200-C : 가상현실 실습장비의 장착 위치 C
210 : 운영서버
210-a : 가상의 a 실습장비
231 : 실습장비 제1 배치
232 : 실습장비 제2 배치
233 : 실습장비 제3 배치
234 : 실습장비 제4 배치
235 : 실습장비 제5 배치
236 : 실습장비 제6 배치
20 : 렌더링(Rendering)
30 : 영상표시장치 HMD(Head Mounted Display)
35 : 가상현실 영상표시장치 VR HMD(Virtual Reality Head Mounted Display)
40 : 망막 적용범위
41 : 실제 왼쪽 화면
42 : 실제 오른쪽 화면
43 : 가상의 왼쪽 화면
44 : 가상의 오른쪽 화면
45 : 동공
46 : 실제 환경과 동일한 입체감을 느끼는 가상의 화면
50 : VR장비 구성
51 : 렌즈(Lenses)
52 : 하우징(Housing)
53 : 제1 액정 표시 장치
54 : 제2 액정 표시 장치
55 : 드라이버 전자장치(Driver Electronics)
56 : 백라이트(Backlight)
57 : 스페이서(Spacer)
60 : 제1 가상현실 장비
61 : 제1 가상현실 장비 영상표시장치
62 : 제1 가상현실 장비 왼손 컨트롤러
63 : 제1 가상현실 장비 오른손 컨트롤러
64 : 메뉴 버튼(Menu Button)
65 : 트랙 패드(Track Pad)
66 : 트래킹 센서(Tracking Sensor)
67 : 상태표시등
68 : 그립 버튼(Grip Button)
69 : 트리거(Trigger)
70 : 제2 가상현실 장비
71 : 제2 가상현실 장비 영상표시장치
72 : 제2 가상현실 장비 왼손 컨트롤러
73 : 제2 가상현실 장비 오른손 컨트롤러
74 : 제2 가상현실 장비 센서
75 : 제2 가상현실 장비 압력 센서
76 : 제2 가상현실 장비 터치 센서
76-1 : 제1 터치 센서
76-2 : 제2 터치 센서
76-3 : 제3 터치 센서
76-4 : 제4 터치 센서
76-5 : 제5 터치 센서
76-6 : 제6 터치 센서
76-7 : 제7 터치 센서
76-8 : 제8 터치 센서
76-9 : 제9 터치 센서
76-10 : 제10 터치 센서
77 : 전원 공급기 모듈
78 : 비상 스위치 모듈
79 : 푸쉬 버튼 스위치 모듈
80 : 릴레이 모듈
81 : 디지털 타이머 모듈
82 : 디지털 카운터 모듈
83 : 복동 실린더
84 : 카운터밸런스 밸브
85 : 유압 모터
86 : 편솔레노이드 밸브
87 : 액주관
88 : 양솔레노이드 밸브
89 : 압력 게이지
90 : 호스
91 : 전기 리미트 스위치
92 : 체크 밸브
93 : 양방향 유량제어 밸브
94 : 압력 릴리프 밸브
95 : 유압 펌프 유닛
96 : 압력 제거기
97 : 압력 스위치
100 : 실제 실습장치
101 : 제1 실습장치
102 : 제2 실습장치
110 : 실습자
110-1 : 제1 실습자
110-2 : 제2 실습자
110-3 : 제3 실습자
110-4 : 제4 실습자
110-n : 제n 실습자
111 : 실제 실습장비 배치
111-1 : 실제 실습장비 제1 배치
111-2 : 실제 실습장비 제2 배치
111-3 : 실제 실습장비 제3 배치
111-4 : 실제 실습장비 제4 배치
111-5 : 실제 실습장비 제5 배치
111-6 : 실제 실습장비 제6 배치
119 : 실제 실습장비
120 : 플렉시블 디스플레이(Flexible Display)
121 : 디스플레이 화면
121-1 : 플렉시블 디스플레이 배치 완성도
122 : 전기적 연결
123 : 정상 연결 표시
123-1 : 정상 연결 장비
124 : 오류 연결 표시
124-1 : 오류 연결 장비
126 : 캡슐화 유리
127 : 컬러 필터
128 : 제1 트랜지스터(Transistor) 어레이
128-1 : 제2 트랜지스터(Transistor) 어레이
128-2 : 제3 트랜지스터(Transistor) 어레이
129 : 제1 트랜지스터 컨트롤 회로
129-1 : 제2 트랜지스터 컨트롤 회로
129-2 : 제3 트랜지스터 컨트롤 회로
130 : 트랜지스터(Transistor) 그룹(Group)
131 : 제1 트랜지스터(Transistor)
132 : 제2 트랜지스터(Transistor)
133 : 제3 트랜지스터(Transistor)
134 : 제4 트랜지스터(Transistor)
135 : 중성점
150 : VR 실습 과정 메뉴
150-1 : VR 실습 과정 난이도 선택
151 : 스마트 모빌리티(Smart Mobility)
152 : 자동화 시스템(Automation System)
153 : 공압 / 유압(Pneumatic / Hydraulic)
153-1 : 전기공압 / 응용 실습장비
153-2 : 유압 / 전기응용 실습장비
153-3 : 포터블 스마트 전기공압 / 유압 실습장비
154 : 전기 / 전자(Electricty / Electronics)
155 : 신재생 에너지(New Renewable Energy)
156 : 사물인터넷 / 마이크로 컨트롤러 유닛 / 센서(IoT/ MCU / SENSOR)
157 : 인쇄 배선 회로 기판 / 표면 실장 기술 시스템(PCB / SMT SYSTEM)
158 : 계측기(Measuring Instrument)
159 : 방화 / 통신(Fire Protection / Communication)
160 : 제1 VR 실습 과정 장비 선택화면
160-1 : 제1 해당 과정 영상 및 선택 장비 작동 영상화면
161 : 복동 실린더 장비 선택화면
162 : 유압 모터 장비 선택화면
163 : 양방향 유량 밸브 장비 선택화면
164 : 일방향 유량 밸브 장비 선택화면
165 : 간접 작동형 체크밸브 장비 선택화면
166 : 액주관 장비 선택화면
167 : 압력 제거기 장비 선택화면
168 : T형 커넥터 장비 선택화면
169 : 호스 장비 선택화면
170 : 제2 VR 실습 과정 장비 선택화면
170-1 : 제2 해당 과정 영상 및 선택 장비 작동 영상화면
171 : 차동식 열감지기 장비 선택화면
172 : 정온식 스포트형 열감지기 장비 선택화면
173 : 연기 감지기 장비 선택화면
174 : 경종 장비 선택화면
175 : 발신기 장비 선택화면
176 : 시각경보기 장비 선택화면
177 : 표시등 장비 선택화면
178 : 피난 유도등 장비 선택화면
179 : 인체 감지 경보 장비 선택화면
200 : 가상현실(VR=Virtual Reality)실습장치
200-1 : 제1 VR 실습장치
200-2 : 제2 VR 실습장치
200-3 : 제3 VR 실습장치
200-n : 제n VR 실습장치
200-C : 가상현실 실습장비의 장착 위치 C
210 : 운영서버
210-a : 가상의 a 실습장비
231 : 실습장비 제1 배치
232 : 실습장비 제2 배치
233 : 실습장비 제3 배치
234 : 실습장비 제4 배치
235 : 실습장비 제5 배치
236 : 실습장비 제6 배치
Claims (12)
- 가상현실을 이용한 교육실습 장치에 있어서,
실습자(110)가 실제 실습장치에서 실습하는 것과 동일하게 가상현실에서 구현되도록 실제의 실습환경에서 느끼는 감각을 느낄 수 있도록 지원하는 제1 가상현실 장비(60) - 상기 제1 가상현실 장비(60)는 제1 가상현실 장비 영상표시장치(61), 제1 가상현실 장비 왼손 컨트롤러(62) 및 제1 가상현실 장비 오른손 컨트롤러(63)으로 구성됨;
상기 제1 가상현실 장비(60)를 이용하여 실습자(110)가 가상의 실습 장비를 배치 및 연결하는 가상현실 실습장치(200);
상기 가상현실 실습장치(200)에 대응하는 실습 컨텐츠를 제공하는 운영서버(210);
상기 실습자(110)가 가상현실 실습장치(200)에서 실습 진행시 운영서버(210)와 연동되어 가상의 실습장비의 배치 상태와 실제 실습장비의 전기적 연결이 표시되는 플렉시블 디스플레이(120);
상기 실습자(110)의 실제 실험이 가능한 복수의 실제 실습장비(119);
상기 실제 실습장비(119)의 전기적인 연결을 결정하는 제1 트랜지스터(Transistor) 어레이(128);
상기 제1 트랜지스터(Transistor) 어레이(128) 내부의 제1 내지 제4 트랜지스터(131 내지 134)의 제어를 결정하는 제1 트랜지스터 컨트롤 회로(129);를 포함하며
상기 제1 내지 제4 트랜지스터(131 내지 134)는 중성점(135)을 중심으로 전기적인 연결을 통하여 상기 실제 실습장비(119)의 전기적인 연결을 결정하며;
상기 플렉시블 디스플레이(120)는 가상의 실습장비의 정상 배치 여부를 확인 할 수 있도록 표시하며, 실제 실습 장비의 정상 연결 및 오류 연결을 표시하여 실제 실습장비의 전기적 결합 상태를 확인하고 오류 연결된 실습장비를 정상 연결될 수 있도록 안내하는 것을 특징으로 하는 가상현실을 이용한 교육실습 장치.
- 가상현실을 이용한 교육실습 장치에 있어서,
실습자(110)가 실제 실습장치에서 실습하는 것과 동일하게 가상현실에서 구현되도록 실제의 실습환경에서 느끼는 감각을 느낄 수 있도록 지원하는 제2 가상현실 장비(70) - 상기 제2 가상현실 장비(70)는 제2 가상현실 장비 영상표시장치(71), 제1 내지 제5 터치 센서(76-1 내지 76-5)를 구비한 제2 가상현실 장비 왼손 컨트롤러(72) 및 제6 내지 제10 터치 센서(76-6 내지 76-10)를 구비한 제2 가상현실 장비 오른손 컨트롤러(73)으로 구성됨;
상기 제2 가상현실 장비(70)를 이용하여 실습자(110)가 가상의 실습 장비를 배치 및 연결하는 가상현실 실습장치(200);
상기 가상현실 실습장치(200)에 대응하는 실습 컨텐츠를 제공하는 운영서버(210);
상기 실습자(110)가 가상현실 실습장치(200)에서 실습 진행시 운영서버(210)와 연동되어 가상의 실습장비의 배치 상태와 실제 실습장비의 전기적 연결이 표시되는 플렉시블 디스플레이(120);
상기 실습자(110)의 실제 실험이 가능한 복수의 실제 실습장비(119);
상기 실제 실습장비(119)의 전기적인 연결을 결정하는 제1 트랜지스터(Transistor) 어레이(128);
상기 제1 트랜지스터(Transistor) 어레이(128) 내부의 제1 내지 제4 트랜지스터(131 내지 134)의 제어를 결정하는 제1 트랜지스터 컨트롤 회로(129);를 포함하며
상기 제1 내지 제4 트랜지스터(131 내지 134)는 중성점(135)을 중심으로 전기적인 연결을 통하여 상기 실제 실습장비(119)의 전기적인 연결을 결정하며;
상기 플렉시블 디스플레이(120)는 가상의 실습장비의 정상 배치 여부를 확인 할 수 있도록 표시하며, 실제 실습 장비의 정상 연결 및 오류 연결을 표시하여 실제 실습장비의 전기적 결합 상태를 확인하고 오류 연결된 실습장비를 정상 연결될 수 있도록 안내하는 것을 특징으로 하는 가상현실을 이용한 교육실습 장치
- 삭제
- 청구항 제1항 또는 청구항 제2항에 있어서,
상기 플렉시블 디스플레이(120)는 유연하게 휘어지는 것을 특징으로 하는 가상현실을 이용한 교육실습 장치 - 청구항 제1항 또는 청구항 제2항에 있어서,
상기 실습자(110)가 복수일 경우, 가상현실 실습장치(200)가 실습자(110) 수(數)에 맞춰서 운영할 수 있는 것을 특징으로 하는 가상현실을 이용한 교육실습 장치 - 청구항 제1항 또는 청구항 제2항에 있어서,
상기 실제 실습장비(119)의 전기적인 연결을 결정하는 제2,3 트랜지스터(Transistor) 어레이(128-1,128-2);
상기 제2,3 트랜지스터(Transistor) 어레이(128-1,128-2) 내부의 제1 내지 제4 트랜지스터(131 내지 134)의 제어를 결정하는 제2,3 트랜지스터 컨트롤 회로(129-1,129-2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실을 이용한 교육실습 장치 - 청구항 제1항 또는 청구항 제2항에 있어서,
상기 운영서버(210)의 실습 컨텐츠 과정에 따라 입체 영상 장치의 크기 및 배치 구조를 결정하는 가상현실 실습장치(200);
상기 운영서버(210)와 연동되며 영상의 3차원적인 공간에 가상현실 기술을 기반으로 추가 정보를 표현하는 가상현실 기반 플렉시블 디스플레이(120)인 것을 특징으로 하는 가상현실을 이용한 교육실습 장치 - 가상현실을 이용한 교육실습 장치에 있어서,
실습자(110)가 실제 실습장치에서 실습하는 것과 동일하게 가상현실에서 구현되도록 실제의 실습환경에서 느끼는 감각을 느낄 수 있도록 지원하는 가상현실 장비(60,70);
상기 가상현실 장비(60,70)를 이용하여 실습자(110)가 가상의 실습 장비를 배치 및 연결하는 가상현실 실습장치(200);
상기 가상현실 실습장치(200)에 대응하는 실습 컨텐츠를 제공하는 운영서버(210);
상기 실습자(110)가 가상현실 실습장치(200)에서 실습 진행시 운영서버(210)와 연동되어 가상의 실습장비의 배치 상태와 실제 실습장비의 전기적 연결이 표시되는 플렉시블 디스플레이(120);
상기 실습자(110)의 실제 실험이 가능한 복수의 실제 실습장비(119);
상기 실제 실습장비(119)의 전기적인 연결을 결정하는 트랜지스터(Transistor) 어레이(128)를 포함하며;
상기 플렉시블 디스플레이(120)는 가상의 실습장비의 정상 배치 여부를 확인 할 수 있도록 표시하며, 실제 실습 장비의 정상 연결 및 오류 연결을 표시하여 실제 실습장비의 전기적 결합 상태를 확인하고 오류 연결된 실습장비를 정상 연결될 수 있도록 안내하는 것을 특징으로 하는 가상현실을 이용한 교육실습 장치 - 삭제
- 청구항 제8항에 있어서,
상기 실습자(110)가 배치 및 연결한 상기 가상의 실습 장비의 정상 연결 또는 오류 연결에 따라서 소리가 발생하는 것을 특징으로 하는 가상현실을 이용한 교육실습 장치 - 청구항 제8항의 가상현실을 이용한 교육실습 장치를 이용한 가상현실의 실습 방법에 있어서,
상기 가상현실을 이용한 교육실습 장치의 실습 방법에서 VR실습 과정 중 실습자가 진행하고자 하는 실습 과정을 선택할 수 있는 VR실습 과정 선택(A1)하는 제1 단계;
상기 VR실습 과정 선택(A1) 제1 단계에서 선택된 과정에서 기초, 중급, 전문가로 구분되어 있는 난이도를 선택하는 해당과정 난이도 선택(A2)하는 제2 단계;
상기 가상현실을 이용한 교육실습 장치에서 실제 실습 장치처럼 구현된 실습 장비를 선택하여 배치하는 실습장비 선택 및 배치(A3)하는 제3 단계;
상기 실습장비 선택 및 배치(A3)단계에서 배치된 실습장비가 상호 연결될 수 있도록 하는 실습장비 연결(A4)하는 제4 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실을 이용한 교육실습 장치의 실습 방법 - 청구항 제11항에 있어서,
상기 실습장비 선택 및 배치(A3)단계에서 배치된 실습장비가 정상 작동하는 경우 다음 단계로 넘어가 실습 평가 결과를 확인 할 수 있으며, 정상 작동하지 않고 이상(異常)이 있는 경우, 실습장비 선택 및 배치 단계(A3)로 이동하거나 실습장비 연결(A4)단계로 이동하여 이상(異常)오류 작동하는 부분을 재배치하거나 재연결할 수 있도록 하는 정상작동 여부 확인(S1) 하는 제1 선택 단계;
상기 정상작동 여부 확인 단계(S1)에서 실습장비가 모두 정상 작동하여 실습이 완료 되었을 때 실습 평가 및 점수를 확인 할 수 있는 실습평가 및 점수 확인(A5)하는 제5 단계;
상기 실습평가 및 점수 확인(A5) 단계 진행 후 다른 실습 과정을 진행하는 경우 제1단계인 VR실습 과정 선택 단계(A1)로 진행하며, 다른 실습 과정을 진행하지 않는 경우 실습이 종료(E2)되는 제2 선택단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실을 이용한 교육실습 장치의 실습 방법
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180070813A KR101981701B1 (ko) | 2018-06-20 | 2018-06-20 | 가상현실을 이용한 교육실습 장치 및 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180070813A KR101981701B1 (ko) | 2018-06-20 | 2018-06-20 | 가상현실을 이용한 교육실습 장치 및 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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