KR102063395B1 - 가상 소방훈련 시뮬레이터 - Google Patents

가상 소방훈련 시뮬레이터 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시한 예에 따른 가상 소방훈련 시뮬레이터는, 디퓨저(12)와 트레드밀(20)과 특수 안경(30)을 포함하여 구성하고, 체험자가 트레이밀(20)에 올라서서 걷고 뛰는 등의 이동을 해동하지만 실제로 특정한 영역 내에 머무르도록 하고, 가상현실 속에서 화재를 인지하고, 소화기를 찾아 화재 장소로 이동하여 화재를 진압하며, 가상현실 속에서 화재가 발생하였을 때에 상기 디퓨저(12)를 통하여 냉풍, 온풍, 열풍, 화재 냄새가 포함된 공기 등을 제공함으로써, 체험자는 체감으로 그리고 후각으로 현실감 있게 화재 상황을 느끼며 소방 훈련에 임할 수 있다.

Description

가상 소방훈련 시뮬레이터 {Virtual fire training simulator}
본 발명은 가상현실에서 소방훈련을 할 수 있도록 하는 가상 소방훈련 시뮬레이터에 관한 것이다.
일반적으로 가상현실에 소방훈련을 하도록 하는 가상 소방훈련 시뮬레이터는, 가상현실 속에서 가상의 화재를 발생시키고, 가상의 소화기를 이용하여 화재를 진압하도록 한다.
그러나 종래에 알려진 가상 소방훈련 시뮬레이터는 체험자의 이동 범위가 제한되지 않고, 특히 특수 안경을 착용함으로써 체험자의 시야가 현실 세계와 차단된 상태이므로 체험자가 다치거나 넘어지는 등의 사고가 발생할 가능성이 있다.
또한, 가상현실 속의 영상은 단조롭거나 같은 영상 콘텐츠를 반복하는 것으로써 반복 훈련에는 훈련 효과가 반감되는 문제점이 있다.
또한, 현실에서는 화재가 발생하여 화재를 인식하고 소화기를 찾아서 화재 지점으로 이동하여 화재를 진압하지만, 종래의 가상 소방훈련 시뮬레이터에서는 소방 훈련을 개시하기 전부터 교육용 소화기를 손에 쥔 상태에서 시작하므로 소방 훈련과 실제 상황이 너무나도 차이가 큰 문제점이 있다.
또한, 현실에서는 화재 현장으로 뛰어가거나 방향을 전환하는 등 다양한 몸동작을 취할 수 있지만, 종래에 알려진 가상 소방훈련 시뮬레이터는 이러한 몸동작을 반영하기가 어렵고 대단히 소극적인 움직임만 가능한 문제가 있다.
또한, 특수 안경이나 교육용 소화기는 대부분 전기를 이용하여 작동하고 이로써 필연적으로 배터리가 필요하지만, 체험자의 피로 정도나 움직임 방해 정도를 고려하여 대용량으로 제작이 어렵고 이로써 한 명의 체험자가 체험을 종료한 다음에 다음 체험자가 체험하고자 할 때에, 배터리를 교체하여야 하는 등의 불편과 교육 시간 지연이 불가피한 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2017-0138206호(2017.12.15.) 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0066258호(2014.05.30.) 대한민국 등록특허공보 제10-1830793호(2018.02.13.)
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 가상현실 속에서 소방훈련을 할 때에, 현실에서 화재가 발생하고 그 화재를 인지한 다음에 소화기를 찾아 헤매고, 소화기를 찾아서 작동시키는 등의 일련의 과정을 섬세하게 묘사하고 체험할 수 있도록 하는 가상 소방훈련 시뮬레이터를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 화재가 발생하였을 때에, 후각과 촉감으로 느낄 수 있는 화재 상황을 체험자가 느낄 수 있도록 구현하는 가상 소방훈련 시뮬레이터를 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시한 예에 따른 가상 소방훈련 시뮬레이터는,
벽체와 내부 공간을 갖는 박스 유닛; 박스 유닛의 벽체에 배치되어, 공기를 박스 유닛의 내부 공간으로 제공하는 디퓨저; 박스 유닛의 바닥에 설치되고, 체험자가 올라서서 이동 행동을 취하더라도 체험자의 신체가 특정한 영역에 머무르게 하는 트레드밀; 체험자에게 영상을 보여주는 특수 안경; 및 외형적으로 실제 소화기와 동일하게 구성되고, 체험자가 조작함에 따라 조작된 행위에 따른 신호를 발생시키는 소화기를 포함하되;
상기 트레드밀은, 체험자의 신체에 장착되는 벨트 유닛; 벨트 유닛과 박스 유닛의 구석에 양쪽 끝 부분이 설치되는 밴드 유닛을 포함하고;
상기 밴드 유닛은, 길이가 외력에 의해 늘어나고 외력이 제거되면 길이가 줄어드는 탄력 구간; 외력이 작용하더라도 길이가 변하지 않는 비탄력 구간을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시한 예에 따른 가상 소방훈련 시뮬레이터는, 상기 디퓨저가 박스 유닛의 벽체에서 상측과 하측으로 떨어져 복수로 배치되는 것을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시한 예에 따른 가상 소방훈련 시뮬레이터는,
상기 디퓨저가 상온 온도의 공기, 냉각된 공기, 가열된 공기 및 화재 냄새가 포함된 공기 중에 어느 하나의 공기를 상기 내부 공간으로 제공하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시한 예에 따른 가상 소방훈련 시뮬레이터는, 상기 공기가 상기 복수의 디퓨저 중에 선택된 1개 또는 2개에서 제공되는 것을 포함할 수 있다.
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또한, 본 발명의 실시한 예에 따른 가상 소방훈련 시뮬레이터는,
벽체와 내부 공간을 갖는 박스 유닛; 박스 유닛의 벽체에 배치되어, 공기를 박스 유닛의 내부 공간으로 제공하는 디퓨저; 박스 유닛의 바닥에 설치되고, 체험자가 올라서서 이동 행동을 취하더라도 체험자의 신체가 특정한 영역에 머무르게 하는 트레드밀; 체험자에게 영상을 보여주는 특수 안경; 및 외형적으로 실제 소화기와 동일하게 구성되고, 체험자가 조작함에 따라 조작된 행위에 따른 신호를 발생시키는 소화기를 포함하되;
체험자가 등에 맬 수 있도록 제공되어, 특수 안경 또는 소화기에 전원을 공급하는 백팩 유닛이 보강 구비되고;
상기 백팩 유닛은 컴퓨터 시스템을 포함하며;
상기 컴퓨터 시스템은 트레드밀로부터 출력되는 체험자가 이동하는 변위 신호와, 방위 데이터 신호, 소화기로부터 출력되는 소화기 조작 신호와, 소화기 노즐의 방위 신호를 입력 받아서, 가상현실 속에서 체험자의 위치, 소화기 노즐의 방향이 가상현실의 영상에 반영되도록 연산 처리하여 특수 안경으로 출력하는 것을 특징으로 한다.
삭제
또한, 본 발명의 실시한 예에 따른 가상 소방훈련 시뮬레이터는,
벽체와 내부 공간을 갖는 박스 유닛; 박스 유닛의 벽체에 배치되어, 공기를 박스 유닛의 내부 공간으로 제공하는 디퓨저; 박스 유닛의 바닥에 설치되고, 체험자가 올라서서 이동 행동을 취하더라도 체험자의 신체가 특정한 영역에 머무르게 하는 트레드밀; 체험자에게 영상을 보여주는 특수 안경; 및 외형적으로 실제 소화기와 동일하게 구성되고, 체험자가 조작함에 따라 조작된 행위에 따른 신호를 발생시키는 소화기를 포함하되;
상기 박스 유닛은, 벽체에서 트레드밀 쪽으로 진퇴 하는 트레이 유닛을 포함하고;
상기 트레이 유닛에 소화기가 얹혀서 정렬되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시한 예에 따른 가상 소방훈련 시뮬레이터의 상기 트레이 유닛은, 가상현실 속에서 체험자가 팔을 뻗어 소화기를 잡아 올릴 수 있는 위치까지 접근하였을 때에 전진 작동하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시한 예에 따른 가상 소방훈련 시뮬레이터의 상기 박스 유닛은, 벽체에 구비되어 상기 트레이 유닛이 후퇴 위치에 있을 때에 닫히는 도어를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시한 예에 따른 가상 소방훈련 시뮬레이터는, 클라우드 서버 유닛과 네트워크로 연결되어 클라우드 서버 유닛으로부터 배경 영상 콘텐츠를 내려받아 저장하고, 체험자 또는 관리자가 선택한 특정한 배경 영상 콘텐츠를 상기 특수 안경에 제공하는 로컬 서버 유닛을 포함할 수 있다.
기타 실시한 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 실시한 예에 따른 가상 소방훈련 시뮬레이터는, 체험자가 트레이밀(20)에 올라서서 걷고 뛰는 등의 이동을 해동하지만 실제로 특정한 영역 내에 머무르도록 하고, 가상현실 속에서 화재를 인지하고, 소화기를 찾아 화재 장소로 이동하여 화재를 진압하며, 가상현실 속에서 화재가 발생하였을 때에 상기 디퓨저(12)를 통하여 냉풍, 온풍, 열풍, 화재 냄새가 포함된 공기 등을 제공함으로써, 체험자는 체감으로 그리고 후각으로 현실감 있게 화재 상황을 느끼며 소방 훈련에 임할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시한 예에 따른 가상 소방훈련 시뮬레이터를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시한 예에 따른 가상 소방훈련 시뮬레이터를 설명하기 위한 평면도면이다.
도 3은 본 발명의 실시한 예에 따른 가상 소방훈련 시뮬레이터에서 단체 훈련 및 배경 영상 콘텐츠를 확보하는 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시한 예에 따른 가상 소방훈련 시뮬레이터의 작용을 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시한 예에 대하여 상세하게 설명한다. 이하에서 설명되는 실시한 예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시한 예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 본 발명을 설명함에서 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 크기가 과장되게 도시 될 수 있다.
한편, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
다른 한편, 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 실시한 예에 따른 가상 소방훈련 시뮬레이터에 대해서 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시한 예에 따른 가상 소방훈련 시뮬레이터를 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 본 발명의 실시한 예에 따른 가상 소방훈련 시뮬레이터를 설명하기 위한 평면도면이다.
본 발명의 실시한 예에 따른 가상 소방훈련 시뮬레이터는, 박스 유닛(10), 디퓨저(12), 트레드밀(20), 특수 안경(30) 및 소화기(40)를 포함하여 구성할 수 있다.
상기 박스 유닛(10)은 벽체와 내부 공간을 갖는다. 벽체는 사방으로 형성될 수 있고, 사방의 벽체 중에 어느 한 곳에는 출입구가 구비될 수 있다.
한편으로, 상기 박스 유닛(10)은 벽체가 3면에 형성될 수 있고, 1면은 개방된 상태로 제공될 수 있으며, 체험자 또는 관리자가 개방된 곳을 통하여 상기 박스 유닛(10)의 내부로 출입할 수 있다.
상기 디퓨저(12)는, 상기 벽체에 배치될 수 있고, 공기를 상기 내부 공간으로 제공할 수 있다. 상기 공기는 냉풍, 온풍, 열풍, 화재 냄새가 포함된 공기 중에 어느 하나 또는 둘일 수 있다.
예컨대, 가상현실에서 화재가 발생하지 않은 일상인 배경이 재생되고 있다면, 냉풍 또는 온풍이 제공될 수 있고, 이로써 체험자는 가상현실에 좀 더 몰입할 수 있다.
상기 열풍 또는 화재 냄새가 포함된 공기는 가상현실에서 화재가 발생하였을 때를 제공되는 공기일 수 있고, 이로써 화재 상황을 좀 더 현실적으로 느낄 수 있도록 구현할 수 있다.
상기 디퓨저(12)는 덕트와 송풍기에 연결될 수 있고, 이러한 구성은 알려진 공조기 구성일 수 있다.
상기 화재 냄새가 포함된 공기는, 인체에 무해하다고 알려진 물질을 가열하여 연기 형태로 발생시킬 수 있고, 상기 덕트에서 냉풍, 온풍 및 열풍에 혼입하여 제공할 수 있다.
상기 트레드밀(20)은, 상기 박스 유닛(10)의 바닥에 설치될 수 있고, 체험자가 올라서서 이동 행동을 취하더라도 체험자의 신체가 특정한 영역에 머무르게 할 수 있다.
한편, 상기 트레드밀(20)은 체험자가 걷거나 뛰거나 돌아서는 등의 변위를 검출하여 이동 변위로 출력할 수 있고, 이러한 이동 변위는 전기적인 신호로 출력될 수 있다.
상기 특수 안경(30)은 체험자에게 영상을 보여주는 디스플레이 장비 일 수 있다. 상기 특수 안경(30)은 체험을 개시할 때에 적절한 안내 문구가 출력될 수 있고, 안내 문구의 예를 들면, 배경을 고르거나 팀원을 고를 수 있다.
상기 배경은, 체험자가 원하는 장소 또는 관리자가 지정하는 장소일 수 있다. 또는 가상 소방훈련을 주최하는 사업자가 있는 경우에, 해당 사업자 원하는 장소 예를 들면, 해당 사업자가 운영하는 사업장을 모델링하여 가상현실에서 배경으로 재현할 수 있다.
소화기(40)는 외형적으로 실제 소화기와 동일하게 구성될 수 있다. 예를 들면, 안전핀을 뽑거나, 레버를 움켜쥐거나, 노즐을 조작할 수 있다. 소화기(40)는 체험자가 소화기(40)를 조작함에 따라 조작된 행위에 따른 신호를 발생시킬 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 실시한 예에 따른 가상 소방훈련 시뮬레이터는, 체험자가 트레드밀(20)에 올라서서 특수 안경(30)을 착용하고 가상 소방훈련을 체험할 수 있다.
체험자 또는 관리자가 소망하는 배경 영상 콘텐츠를 선택하고, 소방훈련을 개시하면, 영상이 특수 안경(30)에서 재생되고, 체험자는 영상에서 지시하거나 표현되는 대로 이동하거나 뛰거나 방향을 전환하며 이동할 수 있다.
가상현실 내에서 화재가 발생하면, 체험자는 가상현실 내에서 소화기를 찾고, 가상현실 내에서 소화기를 가지려고 손을 뻗으면 현실 세계에서 소화기(40)를 촉감으로 만질 수 있다. 즉, 가상현실에서 소화기를 가지는 경우에 현실 세계에서도 소화기(40)를 가질 수 있다.
한편, 가상현실 내에서 화재가 발생한 상황이지만, 체험자가 화재 지점에 가까이 접근하는 과정에서 열풍 또는 화재 냄새가 포함된 공기가 디퓨저(12)를 통하여 제공될 수 있고, 이로써 체험자는 화재 상황을 더욱 현실감 있게 받아들일 수 있다.
소화기(40)는 실제 소화기의 사용 요령과 마찬가지로, 안전핀 제고, 노즐을 화재지점으로 조준, 레버 움켜쥠 등의 일련의 과정을 동일하게 수행할 수 있다.
체험자는 앞서 설명한 바와 같이 소화기(40)를 조작하면, 가상현실 내에서 가상의 소화기가 소화기(40)의 작동을 모사하여 작동할 수 있다.
소화기(40)의 레버를 움켜쥐면 가상현실 내에서 소화재가 화재 지점을 향하여 분사되고, 설정된 시간 소화제가 집중된 경우에 화재가 점차 진압될 수 있다. 화재가 진압되는 정도에 따라 디퓨저(12)를 통하여 열풍과 냄새가 포함된 공기의 농도는 점차 낮아질 수 있고, 화재가 완전하게 진압된 후에는 신선한 공기가 제공될 수 있다.
따라서 본 발명의 실시한 예에 따른 가상 소방훈련 시뮬레이터는, 화재를 진압하는 과정에서 체험할 수 있는 과정을 좀 더 현실적으로 몰입하여 체험할 수 있다. 특히, 소화기를 찾아 이동하는 과정을 재현할 수 있고, 화재 지점으로 이동할 수 있는 것으로써 소방 훈련의 품질을 더욱 향상시킬 수 있다.
한편으로, 상기 디퓨저(12)가 상기 박스 유닛(10)의 벽체에서 상측과 하측으로 떨어져 복수로 배치되는 것일 수 있다. 이로써 가상의 화재가 발생한 위치가 위쪽인지 아래쪽인지에 따라 다양한 가상 화재 상황을 연출할 수 있다.
특히, 가상현실에서 화재 발생 지점이 체험자의 옆이나 뒤쪽일 수 있는데, 이러한 상황을 돌발 상황으로 구현하여 체험자에게 인지력과 순발력을 교육할 수 있다.
다른 한편으로, 상기 디퓨저(12)가 상온 온도의 공기, 냉각된 공기, 가열된 공기 및 화재 냄새가 포함된 공기 중에 어느 하나의 공기를 상기 내부 공간으로 제공하는 것일 수 있다.
즉, 앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시한 예에 따른 가상 소방훈련 시뮬레이터는, 화재가 발생하지 않은 일상생활과, 화재가 발생한 상황을 현실감 있게 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시한 예에 따른 가상 소방훈련 시뮬레이터는, 일상생활의 단계부터 소방훈련을 개시하는 것으로써 현실 세계를 더욱 구체적으로 재현할 수 있다.
따라서 본 발명의 실시한 예에 따른 가상 소방훈련 시뮬레이터는, 가상현실에서 소방훈련을 받았을 때와, 실제 생활에서 화재가 발생하였을 때의 상황의 동질감을 향상시켜 소방 훈련의 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
또 다른 한편으로, 상기 공기가 상기 복수의 디퓨저(12) 중에 선택된 1개 또는 2개에서 제공되는 것일 수 있다. 이로써 체험자는 후각으로 화재 발생 지점의 방향을 짐작할 수 있고, 체험자는 자신이 화재 방향으로 짐작하는 방향으로 돌아서서 진행할 수 있어, 가상현실의 소방훈련에 현실감을 극대화할 수 있다.
상기 트레드밀(20)은, 벨트 유닛(22) 및 밴드 유닛(24)을 포함하여 구성할 수 있다.
상기 벨트 유닛(22)은 체험자의 신체에 장착될 수 있다.
상기 밴드 유닛(24)은 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 벨트 유닛(22)과 상기 박스 유닛(10)의 구석에 양쪽 끝 부분이 설치될 수 있다. 한편, 밴드 유닛(24)은 3개 이상이 방사형으로 구비된 경우에, 체험자의 이동 범위를 제한할 수 있다.
예를 들면, 체험자가 전진하는 방향으로 걷고 있을 때, 체험자의 뒤쪽에 배치된 밴드 유닛(24)에 의하여 체험자는 더 이상 진행할 수 없다.
한편으로, 트레드밀(20)은 바닥이 미끄럽게 형성될 수 있고, 체험자는 신발의 겉에 미끄러운 재질의 덧신을 신을 수 있다. 이로써 체험자는 뒤에서 당기어 더는 진행하지 못하고, 발은 미끄러짐으로써 결국 제자리에서 걷는 동작만 취할 수 있게 된다. 그리고 발이 미끄러지는 변위와 미끄러지는 방향을 검출함으로써 체험자가 이동하고자 하는 방향과 변위를 알 수 있고, 이러한 검출 값은 영상에 반영될 수 있다.
또한, 트레드밀(20)은 바닥에 구름이 자유로운 볼이 형성 촘촘하게 배치될 수 있고, 체험자는 자신의 신발을 신은 상태로 걷거나 뛰거나 방향을 전환하는 동작을 취할 수 있다. 한편, 밴드 유닛(24)에 의하여 체험자가 진행하고자 하는 방향으로 더는 진행하지 못할 때에, 발은 미끄러짐으로써 결국 제자리에서 걷는 동작만 취할 수 있게 된다. 그리고 발이 미끄러지는 변위와 미끄러지는 방향을 검출함으로써 체험자가 이동하고자 하는 방향과 변위를 알 수 있고, 이러한 검출 값은 영상에 반영될 수 있다.
한편으로, 상기 밴드 유닛(24)은, 길이가 외력에 의해 늘어나고 외력이 제거되면 길이가 줄어드는 탄력 구간 및 외력이 작용하더라도 길이가 변하지 않는 비탄력 구간을 포함하여 구성할 수 있다.
이로써 비탄력 구간에 의하여 밴드 유닛(24)의 전체 길이가 과도하게 길어지는 것을 방지할 수 있고, 탄력 구간에 의하여 밴드 유닛(24)의 체험자에게 작용할 충격을 완화시킬 수 있다.
다른 한편으로, 본 발명의 실시한 예에 따른 가상 소방훈련 시뮬레이터는, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 백팩 유닛(50)을 포함할 수 있다.
상기 백팩 유닛(50)은, 체험자가 등에 맬 수 있도록 제공될 수 있고, 상기 특수 안경(30) 또는 상기 소화기(40)에 전원을 공급할 수 있다.
특수 안경(30) 또는 소화기(40)는 전력 소비가 있으므로 배터리를 교체하거나 충전하여야 한다. 특수 안경(30) 또는 소화기(40)는 배터리가 방전된 경우에 더는 가상 소방 훈련을 할 수 없다. 즉, 전기가 있어야 하는 모든 전자기기는 배터리 전원에 한계를 가진다.
이러한 관점에서, 본 발명의 실시한 예에 따른 가상 소방훈련 시뮬레이터는, 백팩 유닛(50)에 배터리를 구비함으로써 대용량의 전력 용량을 가질 수 있고, 이로써 다수의 체험자를 수용할 수 있으며, 좀 더 긴 시간 동안 가상 소방훈련을 체험하게 할 수 있다.
또한, 백팩 유닛(50)은 배낭처럼 등에 맬 수 있는 것으로써, 가상 소방훈련을 하는 동안에 백팩 유닛(50)은 체험자의 움직임에 방해하지 않을 수 있고, 오히려 실생활에서 가방을 메고 다는 것과 동일한 느낌을 가질 수 있어 현실감을 더욱 향상시킬 수 있다.
다른 한편으로, 상기 백팩 유닛(50)은 컴퓨터 시스템을 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 시스템은 상기 트레드밀(20)로부터 출력되는 체험자가 이동하는 변위 신호와 방위 데이터 신호 및 상기 소화기(40)로부터 출력되는 소화기 조작 신호와 소화기 노즐의 방위 신호를 입력받을 수 있다. 그리고 상기 컴퓨터 시스템은 가상현실 속에서 체험자의 위치, 소화기 노즐의 방향이 가상현실의 영상에 반영되도록 연산 처리하여 상기 특수 안경(30)으로 출력할 수 있다.
가상 소방훈련 시뮬레이터는 데이터를 수집하고, 영상을 합성하고, 합성된 영상을 출력하는 과정에서 연산처리에 물리적인 시간이 필요한데, 본 발명의 실시한 예에 따른 가상 소방훈련 시뮬레이터는 백팩 유닛(50)과 특수 안경(30) 또는 소화기(40)와 물리적으로 거리가 매우 가까우므로 데이터 전송에 따른 속도가 빠르고, 데이터 손실이 적은 이점이 있다.
이러한 시간적 이득은, 현실에서 체험자가 소화기(40)를 조작하거나 체험자가 시선을 돌리거나 이동하는 등의 변위가 가상현실 속에서 좀 더 신속하게 반영될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시한 예에 따른 가상 소방훈련 시뮬레이터는, 체험자가 현실 세계에서 움직임이 가상현실에 신속하게 반응함으로써 괴리감을 줄일 수 있어 좀 더 자연스러운 가상현실을 구현할 수 있다.
또 다른 한편으로, 상기 박스 유닛(10)은, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이 트레이 유닛(60)을 포함하여 구성할 수 있다.
상기 트레이 유닛(60)은 상기 벽체에서 상기 트레드밀(20) 쪽으로 진퇴 할 수 있고, 상기 트레이 유닛(60)에 상기 소화기(40)가 얹혀서 정렬될 수 있다.
상기 트레이 유닛(60)은, 래크 기어와 피니언 기어 및 구동 모터의 구성을 포함하여 구성할 수 있고, 유압 또는 공압에 의하여 작동하는 실린더에 의하여 작동할 수 있으며, 전자석에 의한 솔레노이드에 의하여 작동할 수 있다.
상기 트레이 유닛(60)은 후퇴 위치이었으면 소화기(40)가 체험자의 손에 닿지 않은 위치에 배치되는 것일 수 있다. 이후, 가상현실 속에서 소화기를 찾아다니다가 가상의 소화기를 찾아서 접근하면 비로소 트레이 유닛(60)이 작동하여 소화기(40)를 체험자 가까이로 이동시킬 수 있다.
즉, 본 발명의 실시한 예에 따른 가상 소방훈련 시뮬레이터는, 소화기를 찾아다니는 행동까지 재현할 수 있는 것으로써, 실제 화재 상황에서 체험할 법한 상황까지 섬세하게 묘사할 수 있다.
한편으로, 상기 트레이 유닛(60)은, 가상현실 속에서 체험자가 팔을 뻗어 소화기를 잡아 올릴 수 있는 위치까지 접근하였을 때에 전진 작동하는 것일 수 있다. 좀 더 상세하게는 체험자가 가상현실 속에서, 가상 소화기를 찾아 팔을 뻗으면 닿을 수 있는 거리에 도달하면, 예컨대 대략 80센티미터 내지 100센티미터 내에 접근하는 경우에 상기 트레이 유닛(60)은 전진 위치로 전진 작동할 수 있다.
즉, 본 발명의 실시한 예에 따른 가상 소방훈련 시뮬레이터는, 체험자가 가상현실 속에서 이리저리 돌아다닐 때에, 현실에서 동일한 방향과 변위로 이동하는 행동을 취하는데, 가상현실 속에서 소화기를 발견하기 전까지는 실제 소화기(40)가 멀리 떨어져 있으므로 체험자가 소화기(40)에 부딪혀 다치거나 넘어지는 문제를 방지할 수 있다.
다른 한편으로, 상기 박스 유닛(10)은, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이 도어(62)를 구비할 수 있다. 상기 도어(62)는 상기 벽체에 구비되어 상기 트레이 유닛(60)이 후퇴 위치에 있을 때에 닫힐 수 있다.
또한, 상기 트레이 유닛(60)이 전진 작동을 시작하기 직전에 상기 도어(62)가 개방될 수 있다.
이로써 체험자는 소화기(40)의 위치를 모르는 상태에서 가상 소방훈련에 참여할 수 있고, 가상현실 속에서 소화기를 찾아다니는 과정에서 소화기(40)를 취득할 수 있어 가상 소방훈련을 좀 더 현실감 있게 재현할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시한 예에 따른 가상 소방훈련 시뮬레이터는, 도 3에 나타낸 바와 같이 로컬 서버 유닛(100)을 구비할 수 있다. 도 3은 본 발명의 실시한 예에 따른 가상 소방훈련 시뮬레이터에서 단체 훈련 및 배경 영상 콘텐츠를 확보하는 일례를 설명하기 위한 도면이다.
상기 로컬 서버 유닛(100)은 배경 영상 콘텐츠를 저장할 수 있고, 체험자 또는 관리자에 의하여 선택된 특정한 배경 영상 콘텐츠를 상기 특수 안경(30)에 제공할 수 있다.
한편, 로컬 서버 유닛(100)은 클라우드 서버 유닛(120)과 네트워크(110)로 연결될 수 있고, 상기 클라우드 서버 유닛(120)으로부터 새로운 배경 영상 콘텐츠를 내려 받아 저장할 수 있다.
이로써, 체험자 또는 관리자가 더욱 다양한 배경 영상 콘텐츠를 소비할 수 있다. 한편, 배경 영상 콘텐츠는 콘텐츠 전문 제작업체에 의하여 제작될 수 있고, 이로써 체험자는 더욱 고품질의 영상을 체험할 수 있다.
예를 들면, 체험자의 연령, 신체 특성에 따라 적합한 영상을 선택할 수 있어 선택의 폭을 넓힐 수 있다. 구체적으로 동일한 배경 영상일지라도, 나이가 어리거나 유독 겁이 많은 사람이었으면, 영상의 품질이 낮은 콘텐츠를 선택하게 할 수 있고, 신체능력이 뛰어난 사람이었으면 영상의 품질이 높은 콘텐츠를 선택하게 하여 몰입감을 높일 수 있다.
또한, 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시한 예에 따른 가상 소방훈련 시뮬레이터는 여러 대가 하나의 그룹으로 설정될 수 있다. 즉 체험자가 단체로 하나의 가상현실에 동시에 투입되어 합동으로 화재를 진압하는 훈련을 할 수 있다.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 실시한 예에 따른 가상 소방훈련 시뮬레이터의 작용을 설명한다. 도 4는 본 발명의 실시한 예에 따른 가상 소방훈련 시뮬레이터의 작용을 설명하기 위한 순서도이다.
먼저, 소화기(40)는 박스 유닛(10)의 벽체 내부에 수납된 상태에서 대기 될 수 있다. 이로써 체험자는 소화기(40)의 초기 위치를 알 수 없거나 신체를 이동시킬 때에 소화기(40)와 부딪히지 않을 수 있다.
이하, 단계별로 본 발명의 실시한 예에 따른 가상 소방훈련 시뮬레이터의 작동을 설명한다.
제1단계(S1): 제1단계(S1)는 영상 데이터를 불러오는 단계이다. 영상은 체험자의 연령이나 신체능력 또는 선호도에 따라 선택할 수 있다. 또한, 백팩 유닛(50) 또는 로컬 서버 유닛(100)에 저장되어 있는 영상에서 마음에 드는 영상이 없을 경우에, 클라우드 서버 유닛(120)에서 다른 영상을 선택하여 저장하고 불러올 수 있다.
제2단계(S2): 제2단계(S2)는 체험자가 실제로 훈련 시작을 선택하였는지 확인하는 단계이다. 즉, 체험자가 트레드밀(20)에 안정된 자세를 취하였는지 안전을 확인하고 마음의 준비가 된 후에 가상 소방훈련을 시작하는 것이다.
제3단계(S3): 제3단계(S3)는 앞서 제1단계(S1)에서 선택한 영상이 재생되는 단계이다. 이때 재생되는 영상은 화재가 발생하지 않은 일상적인 상황일 수 있다. 그리고 디퓨저(12)는 화재와 관련이 없는 냉풍 또는 온풍을 체험자 쪽으로 제공할 수 있다.
제4단계(S4): 제4단계(S4)는, 가상현실 속에서 화재가 발생하였을 때에, 체험자가 화재 상황을 인지하였는지 확인하는 단계이다. 화재가 발생하지 않은 상태라면 계속 일상적인 상황의 영상이 재생될 수 있다.
제5단계(S5): 제5단계(S5)는 디퓨저(12)에 의하여 화재 상황을 연출하는 단계이다. 디퓨저(12)에서는 화재 냄새가 포함된 공기 또는 열풍이 제공될 수 있고, 열풍의 온도는 점차 높아질 수 있으며 화재 냄새의 농도는 점차 진해질 수 있다.
제6단계(S6): 제6단계(S6)는 체험자가 화재를 인지한 후에 화재 상황을 주변에 전파하는지 확인하는 단계이다. 체험자는 특수 안경(30)에 표시되는 안내 문구에 따라 큰소리로 '불이야'라고 외칠 수 있다. 체험자가 음성으로 화재 사실을 전파하였는지는 마이크를 통하여 입력되는 음성을 분석하여 확인할 수 있다. 체험자가 화재 발생을 전파하지 않았으면, 특수 안경(30)에는 화재 전파를 수행하도록 안내 문구를 반복하여 출력하여 화재 사실을 전파하도록 유도할 수 있다.
제7단계(S7): 제7단계(S7)는 화재 사실을 전파한 후에 소화기를 찾아 헤매다가 가상현실 속에서 소화기를 발견하고, 가상 소화기에 접근하였을 때에 접근 정도를 판단하는 단계이다.
가상현실 속에서 체험자가 가상 소화기까지 제1거리 내에 접근하였다면, 예를 들어, 팔을 뻗어 손에 닿을 수 있는 거리까지 가까워졌는지 판단하고, 가깝지 않다면 가상현실 속에서 체험자가 가상 소화기까지 제1거리 내에 접근할 때까지 반복한다.
제8단계(S8): 제8단계(S8)는 체험자가 가상현실 속에서 가상 소화기를 가졌을 때에, 트레이 유닛(60)을 전진 작동시키는 단계이다. 트레이 유닛(60)이 작동되기 전에 도어(62)가 개방될 수 있다.
제9단계(S9): 제9단계(S9)는 체험자가 현실 세계에서 소화기(40)를 획득하였는지 판단하는 단계이다. 체험자가 소화기(40)를 취급하면 예컨대, 소화기(40)를 들어올리는 순간에 소화기의 노즐의 자세가 변화된 것이고 이러한 사실을 감지함으로써 소화기를 취득하였는지 판단할 수 있다.
또한, 체험자는 비록 특수 안경(30)에 의하여 시야가 가려져 현실 세계를 볼 수 없지만, 손의 감각으로 소화기(40)를 만질 수 있으므로, 쉽게 소화기(40)를 취득할 수 있으며, 특수 안경(30)의 내에서는 소화기(40)의 위치와 자세 등을 모사 하는 영상을 재생함으로써 더욱 쉽고 안전하게 소화기(40)를 획득할 수 있다.
제10단계(S10): 제10단계(S10)는 체험자가 소화기(40)를 획득하였다고 판단하였을 때에, 트레이 유닛(60)을 복귀 시키도록 작동시키는 단계이다.
제11단계(S11): 제11단계(S11)는 체험자가 손의 감각으로 소화기(40)를 작동시키는 단계이다. 체험자가 소화기(40)의 안전핀을 뽑고, 레버를 움켜쥐는 동작을 실행하면, 가상현실 속에서 가상의 소화기가 동일하게 안전핀이 뽑히고 레버가 움켜쥐는 영상이 출력될 수 있다.
제12단계(S12): 제12단계(S12)는 화재 진압을 하는 단계이다. 앞서 제11단계(S11) 단계에서 레버가 작동될 때에, 노즐이 화재 지점을 향하였는지 확인하고, 제1 설정 시간이 지났는지 판단한다. 즉, 소화기(40)의 레버가 작동됨으로써 가상현실 속의 가상의 소화기에서 소화재가 분사되고 화재 지점에 집중되는 시간을 확인하여 화재 진압 성공여부를 판정할 수 있다.
제13단계(S13): 제13단계(S13)는 화재 진압이 성공하였을 때에 단계이다. 화재 진압이 성공하면 특수 안경(30)에는 화재 진압 성공을 안내하고, 가상 소방훈련을 종료한다. 아울러 열풍 또는 화재 냄새가 포함된 공기는 점차 줄이고, 화재가 완전 진압된 상태이라면 열풍은 냉풍 또는 온풍으로 바뀔 수 있으며, 화재 냄새가 포함된 공기는 출력이 중지될 수 있다.
한편, 체험자는 특수 안경(30)을 벗고, 벨트 유닛(22)을 풀어내어 트레드밀(20)에서 벗어날 수 있으며, 소화기(40)는 한쪽에 내려놓거나 관리자가 수거할 수 있다. 이후 관리자는 다음 체험자를 위하여 소화기(40)를 트레이 유닛(60)에 올려놓고 대기할 수 있다.
물론 체험자가 소화기(40)를 트레이 유닛(60)에 직접 올려놓을 수 있고, 이 과정에서 체험자의 안전이 확보된 상태에서 트레이 유닛(60)이 전진 상태로 진행한 후에 소화기(40)를 트레이 유닛(60)에 올려놓을 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시한 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시한 예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명의 실시한 예에 따른 가상 소방훈련 시뮬레이터는 가상현실 속에서 소화기를 이용하여 화재를 진압하도록 하는 가상 소방훈련을 실시할 수 있다.
10: 박스 유닛 12: 디퓨저
20: 트레드밀 22: 벨트 유닛
24: 밴드 유닛 30: 특수 안경
40: 소화기 50: 백팩 유닛
60: 트레이 유닛 62: 도어
100: 로컬 서버 유닛 110: 네트워크
120: 클라우드 서버 유닛

Claims (12)

  1. 벽체와 내부 공간을 갖는 박스 유닛; 박스 유닛의 벽체에 배치되어, 공기를 박스 유닛의 내부 공간으로 제공하는 디퓨저; 박스 유닛의 바닥에 설치되고, 체험자가 올라서서 이동 행동을 취하더라도 체험자의 신체가 특정한 영역에 머무르게 하는 트레드밀; 체험자에게 영상을 보여주는 특수 안경; 및 외형적으로 실제 소화기와 동일하게 구성되고, 체험자가 조작함에 따라 조작된 행위에 따른 신호를 발생시키는 소화기를 포함하되;
    상기 트레드밀은, 체험자의 신체에 장착되는 벨트 유닛; 벨트 유닛과 박스 유닛의 구석에 양쪽 끝 부분이 설치되는 밴드 유닛을 포함하고;
    상기 밴드 유닛은, 길이가 외력에 의해 늘어나고 외력이 제거되면 길이가 줄어드는 탄력 구간; 외력이 작용하더라도 길이가 변하지 않는 비탄력 구간을 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 소방훈련 시뮬레이터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 디퓨저가 박스 유닛의 벽체에서 상측과 하측으로 떨어져 복수로 배치되는 것을 특징으로 하는 가상 소방훈련 시뮬레이터.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 디퓨저가 상온 온도의 공기, 냉각된 공기, 가열된 공기 및 화재 냄새가 포함된 공기 중에 어느 하나의 공기를 상기 내부 공간으로 제공하는 것을 특징으로 하는 가상 소방훈련 시뮬레이터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 공기가 상기 복수의 디퓨저 중에 선택된 1개 또는 2개에서 제공되는 것을 특징으로 하는 가상 소방훈련 시뮬레이터.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 벽체와 내부 공간을 갖는 박스 유닛; 박스 유닛의 벽체에 배치되어, 공기를 박스 유닛의 내부 공간으로 제공하는 디퓨저; 박스 유닛의 바닥에 설치되고, 체험자가 올라서서 이동 행동을 취하더라도 체험자의 신체가 특정한 영역에 머무르게 하는 트레드밀; 체험자에게 영상을 보여주는 특수 안경; 및 외형적으로 실제 소화기와 동일하게 구성되고, 체험자가 조작함에 따라 조작된 행위에 따른 신호를 발생시키는 소화기를 포함하되;
    체험자가 등에 맬 수 있도록 제공되어, 특수 안경 또는 소화기에 전원을 공급하는 백팩 유닛이 보강 구비되고;
    상기 백팩 유닛은 컴퓨터 시스템을 포함하며;
    상기 컴퓨터 시스템은 트레드밀로부터 출력되는 체험자가 이동하는 변위 신호와, 방위 데이터 신호, 소화기로부터 출력되는 소화기 조작 신호와, 소화기 노즐의 방위 신호를 입력 받아서, 가상현실 속에서 체험자의 위치, 소화기 노즐의 방향이 가상현실의 영상에 반영되도록 연산 처리하여 특수 안경으로 출력하는 것을 특징으로 하는 가상 소방훈련 시뮬레이터.
  9. 벽체와 내부 공간을 갖는 박스 유닛; 박스 유닛의 벽체에 배치되어, 공기를 박스 유닛의 내부 공간으로 제공하는 디퓨저; 박스 유닛의 바닥에 설치되고, 체험자가 올라서서 이동 행동을 취하더라도 체험자의 신체가 특정한 영역에 머무르게 하는 트레드밀; 체험자에게 영상을 보여주는 특수 안경; 및 외형적으로 실제 소화기와 동일하게 구성되고, 체험자가 조작함에 따라 조작된 행위에 따른 신호를 발생시키는 소화기를 포함하되;
    상기 박스 유닛은, 벽체에서 트레드밀 쪽으로 진퇴 하는 트레이 유닛을 포함하고;
    상기 트레이 유닛에 소화기가 얹혀서 정렬되는 것을 특징으로 하는 가상 소방훈련 시뮬레이터.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 트레이 유닛은,
    가상현실 속에서 체험자가 팔을 뻗어 소화기를 잡아 올릴 수 있는 위치까지 접근하였을 때에 전진 작동하는 것을 특징으로 하는 가상 소방훈련 시뮬레이터.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 박스 유닛은,
    벽체에 구비되어 상기 트레이 유닛이 후퇴 위치에 있을 때에 닫히는 도어를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 소방훈련 시뮬레이터.
  12. 제1항과 제8항 및 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    클라우드 서버 유닛과 네트워크로 연결되어 클라우드 서버 유닛으로부터 배경 영상 콘텐츠를 내려받아 저장하고, 체험자 또는 관리자가 선택한 특정한 배경 영상 콘텐츠를 상기 특수 안경에 제공하는 로컬 서버 유닛이 보강 구비된 것을 특징으로 하는 가상 소방훈련 시뮬레이터.
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