KR102299346B1 - 머리 착용형 디스플레이 장치의 시야를 공유하는 전술 훈련 시스템 - Google Patents

머리 착용형 디스플레이 장치의 시야를 공유하는 전술 훈련 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 머리 착용형 디스플레이 장치의 시야를 공유하는 전술 훈련 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 복수의 사용자가 참여하는 증강현실 전술 훈련을 위해 각각의 사용자의 신체에 착용되어, 상기 증강현실 전술 훈련에 참여하는 복수의 사용자 사이에 시야를 공유할 수 있는 복수의 머리 착용형 디스플레이 장치를 포함하며, 상기 머리 착용형 디스플레이 장치는, 사용자가 머리에 착용할 수 있는 HMD 프레임; 상기 HMD 프레임을 착용한 사용자의 양안의 전방에 배치되며, 사용자의 시야를 통한 실제 세계가 투과되어 보일 수 있도록 하는 광학계; 상기 광학계를 통해 투과되어 보이는 실제 세계와 함께, 상기 훈련 콘텐츠에 따른 훈련 정보가 사용자에게 최적화된 화면으로 제공될 수 있도록 영상 광을 출력하는 디스플레이; 상기 사용자와 상기 훈련 콘텐츠와의 상호 작용에 따라 피드백 정보 및 이펙트를 생성하는 피드백 생성부; 상기 사용자가 인식할 수 있는 훈련 정보가 제공되도록 영상 정보를 생성하여 상기 디스플레이로 전송 제어하되, 상기 피드백 생성부에서 생성된 피드백 정보 및 이펙트가 상기 훈련 콘텐츠와 연동하여 상기 사용자에게 제공되도록 제어하는 제어부; 및 상기 훈련 콘텐츠의 진행에 따라 사용자에게 제공되는 실제 세계와 상기 훈련 정보의 결합에 의한 증강현실 시야가, 상기 증강현실 전술 훈련에 참여하는 다른 사용자와 공유되도록 전파하고, 다른 사용자의 증강현실 시야가 상기 사용자와 공유되도록 전파받는 시야 공유부를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하고 있는 머리 착용형 디스플레이 장치의 시야를 공유하는 전술 훈련 시스템에 따르면, 복수의 사용자가 참여하는 증강현실 전술 훈련을 위해 훈련 콘텐츠에 따른 증강현실을 제공하는 머리 착용형 디스플레이 장치를 각각의 사용자가 착용하고, 훈련 콘텐츠의 진행에 따라 사용자에게 제공되는 증강현실 시야를 다른 사용자와 공유함으로써, 각각의 사용자가 처한 상황을 다른 사용자가 쉽게 파악하여, 원활한 증강현실 전술 훈련을 할 수 있다.
또한, 본 발명에서 제안하고 있는 머리 착용형 디스플레이 장치의 시야를 공유하는 전술 훈련 시스템에 따르면, 복수의 사용자 중 어느 하나에 의해 마커가 비치되면 마커의 위치를 수신하고, 마커의 위치에 인접한 복수의 머리 착용형 디스플레이 장치 사이에 증강현실 시야를 공유하거나, 마커의 위치에 인접한 머리 착용형 디스플레이 장치의 증강현실 시야를 멀리 위치한 다른 사용자와 공유함으로써, 전술 훈련 시의 필요에 따라 마커를 비치하여 원하는 지점의 상황을 공유해 작전상황을 효과적으로 파악하고 대응할 수 있다.

Description

머리 착용형 디스플레이 장치의 시야를 공유하는 전술 훈련 시스템{TACTICAL TRAINING SYSTEM SHARING THE VIEW FIELD OF HEAD MOUNTED DISPLAY APPARATUS}
본 발명은 전술 훈련 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 머리 착용형 디스플레이 장치의 시야를 공유하는 전술 훈련 시스템에 관한 것이다.
디지털 디바이스의 경량화 및 소형화 추세에 따라 다양한 웨어러블 디바이스(wearable device)들이 개발되고 있다. 이러한 웨어러블 디바이스의 일종인 헤드 마운티드 디스플레이(Head Mounted Display)는 사용자가 머리에 착용하여 멀티미디어 컨텐츠 등을 제공받을 수 있는 각종 디바이스를 의미한다. 여기서, 헤드 마운티드 디스플레이(HMD)는 사용자의 신체에 착용 되어 사용자가 이동함에 따라서 다양한 환경에서 사용자에게 영상을 제공하게 된다. 이러한 헤드 마운티드 디스플레이(HMD)는 투과(see-through)형과 밀폐(see-closed)형으로 구분되고 있으며, 투과형은 주로 증강현실(Augmented Reality, AR)용으로 사용되고, 밀폐형은 주로 가상현실(Virtual Reality, VR)용으로 사용되고 있다.
도 1은 일반적인 안경 형태의 헤드 마운티드 디스플레이(HMD)의 개략적인 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 일반적인 밴드 형태의 헤드 마운티드 디스플레이(HMD)의 개략적인 구성을 도시한 도면이다. 도 1 및 도 2에 각각 도시된 바와 같이, 일반적인 안경 형태 또는 밴드 형태의 헤드 마운티드 디스플레이는 사용자의 안면 또는 두부에 착용되어 투과되는 렌즈를 통해 실제 세계에 증강현실(AR)의 영상 정보를 투영하여 사용자에게 제공하게 된다.
한편, 최근에는 군사 훈련에도 가상현실, 증강현실 등이 사용되고 있다. 군사 훈련은 준비 및 실행에 큰 비용이 소요되므로, 가상현실이나 증강현실을 이용하면, 적은 비용으로 효과적으로 군사 훈련을 하면서도, 보다 유연하게 다양한 시나리오에 따라 군사 훈련을 할 수 있는 장점이 있다.
복수의 병사들이 군사 훈련이나 작전상황에 참여하는 경우, 여러 병사 사이의 상호 커뮤니케이션이 매우 중요하다. 특히, 원활한 작전 수행, 상황 파악, 안전 확보 등을 위해서는, 각각의 병사가 처한 상황을 다른 병사가 쉽게 파악할 수 있어야 한다. 그러나 종래의 장비로는 정확한 정보를 전달하는 데 한계가 있으며, 육성이나 수신호에 의한 방법으로는 정확한 정보 공유가 어렵고 작전상황이 노출될 염려가 있어, 군사 훈련이나 작전상황에 효과적인 대응을 할 수 없는 문제가 있다.
한편, 본 발명과 관련된 선행기술로서, 등록특허 제10-1653735호(발명의 명칭: 모의수류탄, 모의크레모어 및 이벤트 컨트롤용 키패드부를 이용한 모의전투훈련 시스템, 등록일자: 2016년 08월 29일) 등이 개시된 바 있다.
본 발명은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 복수의 사용자가 참여하는 증강현실 전술 훈련을 위해 훈련 콘텐츠에 따른 증강현실을 제공하는 머리 착용형 디스플레이 장치를 각각의 사용자가 착용하고, 훈련 콘텐츠의 진행에 따라 사용자에게 제공되는 증강현실 시야를 다른 사용자와 공유함으로써, 각각의 사용자가 처한 상황을 다른 사용자가 쉽게 파악하여, 원활한 증강현실 전술 훈련을 할 수 있는, 머리 착용형 디스플레이 장치의 시야를 공유하는 전술 훈련 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 복수의 사용자 중 어느 하나에 의해 마커가 비치되면 마커의 위치를 수신하고, 마커의 위치에 인접한 복수의 머리 착용형 디스플레이 장치 사이에 증강현실 시야를 공유하거나, 마커의 위치에 인접한 머리 착용형 디스플레이 장치의 증강현실 시야를 멀리 위치한 다른 사용자와 공유함으로써, 전술 훈련 시의 필요에 따라 마커를 비치하여 원하는 지점의 상황을 공유해 작전상황을 효과적으로 파악하고 대응할 수 있는, 머리 착용형 디스플레이 장치의 시야를 공유하는 전술 훈련 시스템을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 머리 착용형 디스플레이 장치의 시야를 공유하는 전술 훈련 시스템은,
복수의 사용자가 참여하는 증강현실 전술 훈련을 위해 각각의 사용자의 신체에 착용되어, 상기 증강현실 전술 훈련에 참여하는 복수의 사용자 사이에 시야를 공유할 수 있는 복수의 머리 착용형 디스플레이 장치를 포함하며,
상기 머리 착용형 디스플레이 장치는,
사용자가 머리에 착용할 수 있는 HMD 프레임;
상기 HMD 프레임을 착용한 사용자의 양안의 전방에 배치되며, 사용자의 시야를 통한 실제 세계가 투과되어 보일 수 있도록 하는 광학계;
상기 광학계를 통해 투과되어 보이는 실제 세계와 함께, 상기 훈련 콘텐츠에 따른 훈련 정보가 사용자에게 최적화된 화면으로 제공될 수 있도록 영상 광을 출력하는 디스플레이;
상기 사용자와 상기 훈련 콘텐츠와의 상호 작용에 따라 피드백 정보 및 이펙트를 생성하는 피드백 생성부;
상기 사용자가 인식할 수 있는 훈련 정보가 제공되도록 영상 정보를 생성하여 상기 디스플레이로 전송 제어하되, 상기 피드백 생성부에서 생성된 피드백 정보 및 이펙트가 상기 훈련 콘텐츠와 연동하여 상기 사용자에게 제공되도록 제어하는 제어부; 및
상기 사용자에게 제공되는 실제 세계와 상기 훈련 정보의 결합에 의한 증강현실 시야가, 상기 증강현실 전술 훈련에 참여하는 다른 사용자와 공유되도록 전파하고, 다른 사용자의 증강현실 시야가 상기 사용자와 공유되도록 전파받는 시야 공유부를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 훈련 콘텐츠는,
목표 타격 훈련, 모의 전투 훈련, 및 모의 전술 훈련 중 어느 하나를 위한 콘텐츠일 수 있다.
바람직하게는,
상기 피드백 생성부는, 그래픽, 사운드 및 햅틱을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상의 종류의 이펙트를 생성하고,
상기 제어부는, 상기 이펙트의 종류에 따라 상기 디스플레이, 상기 머리 착용형 디스플레이 장치와 연결된 음향 출력 장치 및 햅틱 출력 장치 중 적어도 어느 하나와 연동하여 상기 이펙트가 사용자에게 제공되도록 제어할 수 있다.
바람직하게는, 상기 시야 공유부는,
미리 설정된 거리 이내에 서로 인접하여 위치하는 복수의 머리 착용형 디스플레이 장치 사이에, 상기 증강현실 시야가 공유되도록 전파하고 전파받을 수 있다.
바람직하게는,
상기 제어부의 제어 하에 상기 증강현실 전술 훈련에 참여하는 다른 머리 착용형 디스플레이 장치와 상기 증강현실 시야를 송수신하기 위한 데이터 통신을 수행하는 통신부를 더 포함하며,
상기 통신부는,
복수의 사용자 중 어느 하나에 의해 마커가 비치되면, 상기 마커의 위치가 상기 훈련 정보로 사용자에게 제공되도록 상기 마커의 위치를 수신할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 시야 공유부는,
상기 마커의 위치로부터 미리 설정된 거리 이내에 위치하는 복수의 머리 착용형 디스플레이 장치 사이에, 상기 증강현실 시야가 공유되도록 전파하고 전파받을 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 시야 공유부는,
상기 마커의 위치로부터 미리 설정된 거리 이내에 위치하는 상기 머리 착용형 디스플레이 장치에서 사용자에게 제공되는 증강현실 시야가, 상기 마커의 위치로부터 미리 설정된 거리보다 멀리 위치하는 다른 사용자의 머리 착용형 디스플레이 장치와 공유되도록 전파할 수 있다.
바람직하게는, 상기 시야 공유부는,
상기 피드백 생성부에서 생성된 피드백 정보 및 이펙트가 상기 증강현실 전술 훈련에 참여하는 다른 사용자와 공유되도록 전파하고, 다른 사용자와 상기 훈련 콘텐츠와의 상호 작용에 따라 생성된 피드백 정보 및 이펙트가 상기 사용자와 공유되도록 전파받아 상기 제어부에 전달하며,
상기 제어부는,
상기 시야 공유부를 통해 전파받은 다른 사용자에 의해 생성된 피드백 정보 및 이펙트를 상기 사용자의 상황에 따라 상기 사용자에게 제공되도록 제어할 수 있다.
본 발명에서 제안하고 있는 머리 착용형 디스플레이 장치의 시야를 공유하는 전술 훈련 시스템에 따르면, 복수의 사용자가 참여하는 증강현실 전술 훈련을 위해 훈련 콘텐츠에 따른 증강현실을 제공하는 머리 착용형 디스플레이 장치를 각각의 사용자가 착용하고, 훈련 콘텐츠의 진행에 따라 사용자에게 제공되는 증강현실 시야를 다른 사용자와 공유함으로써, 각각의 사용자가 처한 상황을 다른 사용자가 쉽게 파악하여, 원활한 증강현실 전술 훈련을 할 수 있다.
또한, 본 발명에서 제안하고 있는 머리 착용형 디스플레이 장치의 시야를 공유하는 전술 훈련 시스템에 따르면, 복수의 사용자 중 어느 하나에 의해 마커가 비치되면 마커의 위치를 수신하고, 마커의 위치에 인접한 복수의 머리 착용형 디스플레이 장치 사이에 증강현실 시야를 공유하거나, 마커의 위치에 인접한 머리 착용형 디스플레이 장치의 증강현실 시야를 멀리 위치한 다른 사용자와 공유함으로써, 전술 훈련 시의 필요에 따라 마커를 비치하여 원하는 지점의 상황을 공유해 작전상황을 효과적으로 파악하고 대응할 수 있다.
도 1은 일반적인 안경 형태의 헤드 마운티드 디스플레이(HMD)의 개략적인 구성을 도시한 도면.
도 2는 일반적인 밴드 형태의 헤드 마운티드 디스플레이(HMD)의 개략적인 구성을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 머리 착용형 디스플레이 장치의 시야를 공유하는 전술 훈련 시스템을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 머리 착용형 디스플레이 장치의 시야를 공유하는 전술 훈련 시스템에서, 사용자 장치의 구성을 예를 들어 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 머리 착용형 디스플레이 장치의 시야를 공유하는 전술 훈련 시스템에서, 머리 착용형 디스플레이 장치의 세부적인 구성을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 머리 착용형 디스플레이 장치의 시야를 공유하는 전술 훈련 시스템에서, 증강현실 시야가 머리 착용형 디스플레이 장치를 통해 사용자에게 제공되는 모습을 예를 들어 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 머리 착용형 디스플레이 장치의 시야를 공유하는 전술 훈련 시스템에서 마커를 이용해 증강현실 시야가 공유되는 모습을 예를 들어 도시한 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 ‘연결’ 되어 있다고 할 때, 이는 ‘직접적으로 연결’ 되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 ‘간접적으로 연결’ 되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 ‘포함’ 한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 머리 착용형 디스플레이 장치(100)의 시야를 공유하는 전술 훈련 시스템을 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 머리 착용형 디스플레이 장치(100)의 시야를 공유하는 전술 훈련 시스템은, 복수의 사용자가 참여하는 증강현실 전술 훈련을 위해 각각의 사용자의 신체에 착용되어, 증강현실 전술 훈련에 참여하는 복수의 사용자 사이에 시야를 공유할 수 있는 복수의 머리 착용형 디스플레이 장치(100)를 포함하여 구성될 수 있다. 훈련 콘텐츠의 진행에 따라 실제 세계와 훈련 정보의 결합에 의한 증강현실 시야가 사용자에게 제공되는데, 증강현실 전술 훈련에 참여하는 머리 착용형 디스플레이 장치(100)들이 증강현실 시야를 서로 공유함으로써, 다른 사용자의 상황을 시각적으로 쉽게 파악할 수 있도록 하고, 여러 사용자가 협력하여 작전을 수행하거나 전술 훈련을 하도록 할 수 있다.
여기서, 훈련 콘텐츠는, 목표 타격 훈련, 모의 전투 훈련, 또는 모의 전술 훈련 중 어느 하나를 위한 콘텐츠일 수 있으며, 군사 훈련의 목적에 따라 다양한 훈련 콘텐츠가 개발 및 제공될 수 있다.
머리 착용형 디스플레이 장치(100)에서, 훈련 콘텐츠에 따른 훈련 정보가 사용자에게 제공된다는 것은, 훈련 콘텐츠에 따라 사용자가 인식할 수 있는 훈련 정보가 제공되는 것을 의미하는데, 훈련 정보는 가상 적군 및 타격 대상을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상의 훈련 오브젝트를 포함할 수 있으며, 주변 상황 지도, 다른 사용자의 위치 정보, 현재 시각, 사용 가능한 수류탄이나 탄환 등 무기의 수, 지시사항, 가상 장애물, 가상 참호 등 다양한 정보를 더 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 머리 착용형 디스플레이 장치(100)의 시야를 공유하는 전술 훈련 시스템에서, 사용자 장치의 구성을 예를 들어 도시한 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 머리 착용형 디스플레이 장치(100)의 시야를 공유하는 전술 훈련 시스템에서는, 효과적인 훈련을 위해 머리 착용형 디스플레이 장치(100) 이외에도, 배터리나 컴퓨터 등이 수납된 배낭, 훈련 콘텐츠와의 상호 작용을 위한 총 등의 사용자 장치를 더 포함할 수 있다. 즉, 증강현실 전술 훈련에 참여하는 사용자는, 머리 착용형 디스플레이 장치(100)와 배낭을 착용하고, 총을 이용해 전술 훈련을 수행할 수 있다. 그밖에, 센서나 햅틱 액추에이터가 부착된 수트 등 웨어러블 장치를 더 포함하여 다양한 피드백 및 이펙트를 제공할 수 있고, 총 이외의 수류탄 등의 무기를 더 포함할 수도 있다. 이때, 총이나 수류탄은, 실제 작동하는 무기가 아닌 훈련 콘텐츠와의 상호 작용을 위해 제작된 것일 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 머리 착용형 디스플레이 장치(100)의 시야를 공유하는 전술 훈련 시스템에서, 머리 착용형 디스플레이 장치(100)의 세부적인 구성을 도시한 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 머리 착용형 디스플레이 장치(100)의 시야를 공유하는 전술 훈련 시스템의 머리 착용형 디스플레이 장치(100)는, HMD 프레임(110), 광학계(120), 디스플레이(130), 피드백 생성부(140), 제어부(150) 및 시야 공유부(160)를 포함하여 구성될 수 있으며, GPS 모듈(170), 카메라(180), 전원 공급부(190), 스위치부(200) 및 통신부(210)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
HMD 프레임(110)은, 증강현실 전술 훈련을 위해 사용자가 머리에 착용할 수 있는 머리 착용형 디스플레이 장치(100)의 프레임 구성이다. 이러한 HMD 프레임(110)은, 사용자가 머리에 착용한 상태에서 빛이 들어올 수 있는 프레임 구조를 갖는 헬멧(helmet) 형태 또는 고글(goggles) 형태로 구성될 수 있다. 여기서, HMD 프레임(110)이 헬멧 형태로 이루어지는 경우, 사용자의 머리에 착용되는 헬멧(미도시)과 헬멧의 전방에 배치되는 디스플레이(130) 프레임(미도시) 구조로 구성될 수 있으며, 헬멧은 안전한 군사 작전 수행을 위한 군모 형태일 수 있다. 또한, HMD 프레임(110)이 고글 형태로 구성되는 경우, 사용자의 머리에 착용될 수 있는 밴드 프레임(미도시)과, 밴드 프레임에 체결 고정되는 고글 프레임(미도시) 구조로 구성될 수 있다.
광학계(120)는, HMD 프레임(110)을 착용한 사용자의 양안의 전방에 배치되며, 사용자의 시야를 통한 실제 세계(real world)가 투과되어 보일 수 있도록 하는 구성이다. 이러한 광학계(120)는 사용자의 시야를 통한 실제 세계가 투과되어 보일 수 있는 글라스 형태로서, 가시광선 영역의 빛을 투과 및 반사시킬 수 있는 재질의 렌즈, 미러, 빔스플리터 등으로 구성될 수 있다.
디스플레이(130)는, 광학계(120)를 통해 투과되어 보이는 실제 세계와 함께, 훈련 콘텐츠에 따른 훈련 정보가 사용자에게 최적화된 화면으로 제공될 수 있도록 영상 광을 출력할 수 있다. 이러한 디스플레이(130)는 후술하게 될 제어부(150)의 제어 하에, 훈련 콘텐츠에 따른 훈련 정보를 증강현실 기반으로 출력하면서, 사용자와 훈련 콘텐츠의 상호 작용에 따른 피드백 정보 및 이펙트가 사용자에게 제공되도록 영상 광을 출력할 수 있다.
피드백 생성부(140)는, 사용자와 훈련 콘텐츠와의 상호 작용에 따라 피드백 정보 및 이펙트를 생성할 수 있다. 여기서, 피드백 정보 및 이펙트는, 사용자와 훈련 콘텐츠와의 상호 작용의 종류에 따라 서로 상이할 수 있다. 또한, 피드백 정보는, 상호 작용의 종류, 성패, 위치 및 결과를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함할 수 있으며, 피드백 생성부(140)는, 그래픽, 사운드 및 햅틱을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상의 종류의 이펙트를 생성할 수 있다.
예를 들어, 사용자가 가상 적군을 타격한 경우, 피드백 정보는 타격 성공 여부, 타격 위치, 적군 부상/사망 결과 등을 포함할 수 있으며, 이펙트는 가상 적군이 쓰러지거나 피를 흘리는 그래픽, 총소리와 비명 등의 사운드, 총을 쏘는 타격감 등의 햅틱 등을 포함할 수 있다.
또한, 머리 착용형 디스플레이 장치(100)는, 카메라(180), 센서 등을 이용해 사용자와 훈련 콘텐츠와의 상호 작용을 인식할 수 있으며, 실시예에 따라서는 총이나 배낭 등 사용자 장치에 구비된 센서를 더 이용할 수 있다. 인식된 사용자와 훈련 콘텐츠와의 상호 작용은, 피드백 생성부(140)에 전달되어 피드백 정보 및 이펙트 생성에 사용될 수 있다.
제어부(150)는, 사용자가 인식할 수 있는 훈련 정보가 제공되도록 영상 정보를 생성하여 디스플레이(130)로 전송 제어하되, 피드백 생성부(140)에서 생성된 피드백 정보 및 이펙트가 훈련 콘텐츠와 연동하여 사용자에게 제공되도록 제어할 수 있다. 즉, 피드백 정보와 이펙트 중 그래픽으로 제공되는 것은, 제어부(150)가 디스플레이(130)를 통해 사용자에게 제공되도록 제어할 수 있다.
또한, 제어부(150)는, 이펙트의 종류에 따라 디스플레이(130), 머리 착용형 디스플레이 장치(100)와 연결된 음향 출력 장치 및 햅틱 출력 장치 중 적어도 어느 하나와 연동하여 이펙트가 사용자에게 제공되도록 제어할 수 있다. 즉, 이펙트 중에는, 사운드나 햅틱으로 제공되는 이펙트가 포함되므로, 제어부(150)는 이펙트의 종류에 따라 출력 장치를 선택하여 제공할 수 있다. 이때, 머리 착용형 디스플레이 장치(100)는 청각적 이펙트 제공을 위해 HMD 프레임(110)에 스피커 등을 더 포함할 수 있고, 다른 사용자와 음성 통신으로 서로 교신이 가능한 마이크도 포함할 수 있다. 또한, 수트나 배낭 등의 웨어러블 장치, 총 등을 햅틱 출력 장치로 사용하여, 이펙트를 사용자에게 제공할 수 있다.
시야 공유부(160)는, 훈련 콘텐츠의 진행에 따라 사용자에게 제공되는 실제 세계와 훈련 정보의 결합에 의한 증강현실 시야가, 증강현실 전술 훈련에 참여하는 다른 사용자와 공유되도록 전파하고, 다른 사용자의 증강현실 시야가 사용자와 공유되도록 전파받을 수 있다. 즉, 머리 착용형 디스플레이 장치(100)들에서 각각의 사용자에게 제공되는 뷰 필드(view field) 즉, 증강현실 시야를 복수의 사용자들이 상호 공유할 수 있다. 이때, 각각의 머리 착용형 디스플레이 장치(100)의 시야 공유부(160)는 직접 통신부(210)를 통해 통신하여 데이터의 공유 처리를 할 수 있으며, 서버와의 통신으로 공유 처리를 할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 머리 착용형 디스플레이 장치(100)의 시야를 공유하는 전술 훈련 시스템에서, 증강현실 시야(10)가 머리 착용형 디스플레이 장치(100)를 통해 사용자에게 제공되는 모습을 예를 들어 도시한 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 머리 착용형 디스플레이 장치(100)의 시야를 공유하는 전술 훈련 시스템에서는, 머리 착용형 디스플레이 장치(100)를 착용한 사용자의 뷰 필드를 통해, 광학계(120)를 통해 투과되어 보이는 실제 세계(11)와 디스플레이(130)를 통해 제공되는 훈련 정보(12)가 결합된 증강현실 시야(10)가 제공될 수 있다. 시야 공유부(160)는 이와 같은 증강현실 시야(10)를 다른 사용자와 공유되도록 전파하고, 다른 사용자의 증강현실 시야(10)를 공유 및 전파받을 수 있다. 다른 사용자의 공유된 증강현실 시야(20)는 제어부(150)의 제어 하에 디스플레이(130)를 통해 증강 정보로 출력되어, 도 6에 도시된 바와 같이 뷰 필드를 통해 시각적으로 확인할 수 있다.
실시예에 따라서는, 사용자의 버튼 입력, 수신호, 음성 명령 등의 입력 신호에 따라, 공유된 증강현실 시야(20)의 크기나 표시 위치, 표시 방식, 확대/축소 등을 조절할 수 있다. 또한, 공유된 증강현실 시야(20)가 다수인 경우, 사용자의 뷰 필드를 지나치게 차지하지 않는 범위에서 복수 개의 공유된 증강현실 시야(20)를 표시할 수 있으며, 사용자의 입력 신호 또는 미리 정해진 시간 간격에 따라 여러 개의 공유된 증강현실 시야(20)가 순서대로 전환되어 표시되도록 할 수도 있다.
한편, 시야 공유부(160)는, 미리 설정된 거리 이내에 서로 인접하여 위치하는 복수의 머리 착용형 디스플레이 장치(100) 사이에, 증강현실 시야(10)가 공유되도록 전파하고 전파받을 수 있다. 즉, 서로 인접한 사용자 사이에 증강현실 시야(10)를 공유하도록 함으로써, 인접한 위치에서 함께 작전을 수행하는 사용자 사이에 정보가 원활하게 공유되도록 할 수 있다.
실시예에 따라서는, 머리 착용형 디스플레이 장치(100)를 착용한 사용자의 사용자 정보를 이용해 사용자 인증을 수행하고, 시야 공유부(160)는 사용자 인증 결과를 이용해, 증강현실 전술 훈련에 참여하는 복수의 사용자 중 인증된 사용자들, 또는 사전 등록된 사용자들 간에 증강현실 시야(10)가 공유되도록 전파하고 전파받을 수 있다. 즉, 군사 훈련이나 작전상황에서는, 개별 사용자의 상황이나 작전이 유출되지 않는 것이 중요하므로, 사용자 인증 및 인증된 사용자로 제한된 증강현실 시야(10) 공유를 통해 원활한 작전의 수행과 안전을 도모할 수 있다. 여기서, 사용자 인증은, 홍채 인식 등 생체 정보를 이용할 수 있으며, 머리 착용형 디스플레이 장치(100)의 장치 정보를 이용할 수도 있다.
또한, 시야 공유부(160)는, 피드백 생성부(140)에서 생성된 피드백 정보 및 이펙트가 증강현실 전술 훈련에 참여하는 다른 사용자와 공유되도록 전파하고, 다른 사용자와 훈련 콘텐츠와의 상호 작용에 따라 생성된 피드백 정보 및 이펙트가 사용자와 공유되도록 전파받아 제어부(150)에 전달할 수 있다. 즉, 시야 공유부(160)는 증강현실 시야(10)뿐 아니라, 피드백 정보 및 이펙트도 복수의 사용자들이 공유할 수 있도록 함으로써, 더욱 현장감 있는 훈련 콘텐츠를 제공할 수 있다. 제어부(150)는, 시야 공유부(160)를 통해 전파받은 다른 사용자에 의해 생성된 피드백 정보 및 이펙트를, 사용자의 상황에 따라 사용자에게 최적화되어 제공되도록 제어할 수 있다. 보다 구체적으로, 각 사용자의 위치, 주변 상황, 훈련 콘텐츠 등에 따라, 공유된 피드백 정보만을 텍스트나 이미지 등으로 증강 정보로 제공할 수 있고, 피드백 정보와 이펙트가 사용자에게 최적화되어 제공되도록 할 수도 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 머리 착용형 디스플레이 장치(100)의 시야를 공유하는 전술 훈련 시스템의 머리 착용형 디스플레이 장치(100)는, HMD 프레임(110)에 장착되어 위치 정보를 제공하기 위한 GPS 모듈(170), HMD 프레임(110)에 장착되어 사용자의 시선 방향의 영상을 촬영하기 위한 카메라(180), 머리 착용형 디스플레이 장치(100)의 구동을 위한 전원을 공급하기 위한 전원 공급부(190), 전원 공급부(190)의 온/오프를 위한 스위치부(200), 및 제어부(150)의 제어 하에 증강현실 전술 훈련에 참여하는 다른 머리 착용형 디스플레이 장치(100)와 증강현실 시야(10)를 송수신하기 위한 데이터 통신을 수행하는 통신부(210)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
또한, GPS 모듈(170)은 증강현실 전술 훈련에 참여하는 사용자의 현재 위치 정보를 제공할 수 있다. 스위치부(200)는 전원 공급부(190)의 온/오프를 위한 스위치를 HMD 프레임(110)의 일 측에 설치하거나, 또는 HMD 프레임(110)과 유선으로 연결되는 별도의 디바이스 즉, 배낭 등에 형성될 수 있다.
카메라(180)는, HMD 프레임(110)에 장착되어 사용자의 시선 방향의 영상을 촬영하고, 마커를 인식할 수 있다. 훈련 필요에 따라 실제 세계에 마커가 비치될 수 있는데, 카메라(180)는 비치된 마커를 인식하여 제어부(150)에 전달할 수 있다. 제어부(150)는, 인식한 마커의 정보에 따른 훈련 정보(12)가 제공되도록 영상 정보를 생성하여 디스플레이(130)로 전송 제어할 수 있다. 예를 들어, 특정 위치에 QR코드, 바코드, 로고 등의 마커를 비치하고, 사용자가 해당 마커가 비치된 영역을 바라볼 때, 카메라(180)가 마커를 인식하여 제어부(150)에 전달하면, 대응하는 훈련 정보(12)가 사용자에게 제공되도록 할 수 있다. 이때, 훈련 정보(12)는 훈련 오브젝트, 상황 정보 등을 포함할 수 있다.
또한, 통신부(210)는 증강현실 전술 훈련에 참여하는 다른 머리 착용형 디스플레이 장치(100)의 통신부(210)와 연동하여 연결 접속되고, 증강현실 시야(10)가 서로 공유될 수 있도록 데이터 통신을 수행할 수 있다. 실시예에 따라서는, 복수의 머리 착용형 디스플레이 장치(100)의 통신부(210)는, 서버를 통해 증강현실 시야(10)가 서로 공유되도록 데이터 통신을 수행할 수도 있다. 여기서, 통신부(210)는 인터넷 접속이 가능한 3G/4G/5G 및 LTE를 포함하는 다양한 무선 통신 방식이 적용되는 것으로 이해될 수 있다.
통신부(210)는, 복수의 사용자 중 어느 하나에 의해 마커가 비치되면, 마커의 위치가 훈련 정보(12)로 사용자에게 제공되도록 마커의 위치를 수신할 수 있다. 즉, 마커는 전술 훈련을 하는 실제 세계(11)에 미리 비치될 수 있으나, 훈련 콘텐츠를 이용한 전술 훈련 도중에 필요에 따라 사용자에 의해 비치될 수도 있다. 예를 들어, 마커를 비치한 사용자가 착용한 머리 착용형 디스플레이 장치(100)의 GPS 모듈(170)에서 수집된 위치 정보를 통신부(210)를 통해 다른 사용자와 공유함으로써, 마커의 위치를 공유하여 증강현실 전술 훈련에 참여하는 복수의 사용자가 마커의 위치를 확인하고 훈련에 활용할 수 있다. 이때, 마커는 훈련 정보(12)의 제공을 위한 것일 수 있으며, 각종 정보의 공유, 훈련에 필요한 전략적 위치 표시 등의 역할을 할 수도 있다. 마커는, QR코드, 바코드, 로고 등일 수 있으나, 비콘 장치일 수도 있다.
시야 공유부(160)는, 마커의 위치로부터 미리 설정된 거리 이내에 위치하는 복수의 머리 착용형 디스플레이 장치(100) 사이에, 증강현실 시야(10)가 공유되도록 전파하고 전파받을 수 있다. 또한, 시야 공유부(160)는, 마커의 위치로부터 미리 설정된 거리 이내에 위치하는 머리 착용형 디스플레이 장치(100)에서 사용자에게 제공되는 증강현실 시야(10)가, 마커의 위치로부터 미리 설정된 거리보다 멀리 위치하는 다른 사용자의 머리 착용형 디스플레이 장치(100)와 공유되도록 전파할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 머리 착용형 디스플레이 장치(100)의 시야를 공유하는 전술 훈련 시스템에서 마커를 이용해 증강현실 시야(10)가 공유되는 모습을 예를 들어 도시한 도면이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 머리 착용형 디스플레이 장치(100)의 시야를 공유하는 전술 훈련 시스템에서는, 마커로부터 미리 설정된 거리 이내에 위치하는 머리 착용형 디스플레이 장치(100)의 증강현실 시야(10)를, 마커로부터 멀리 떨어져 있는 머리 착용형 디스플레이 장치(100)에 전파하여 공유할 수 있다. 따라서 마커를 이용해 전략적으로 중요한 위치를 표시하고, 마커 위치의 주변에 한 명의 사용자만 있더라도, 해당 사용자의 증강현실 시야(10)를 공유하여 멀리 떨어진 위치에 있는 사용자들도 마커 주변의 상황을 쉽게 파악할 수 있다.
본 발명에서 제안하고 있는 머리 착용형 디스플레이 장치(100)의 시야를 공유하는 전술 훈련 시스템에 따르면, 복수의 사용자가 참여하는 증강현실 전술 훈련을 위해 훈련 콘텐츠에 따른 증강현실을 제공하는 머리 착용형 디스플레이 장치(100)를 각각의 사용자가 착용하고, 훈련 콘텐츠의 진행에 따라 사용자에게 제공되는 증강현실 시야(10)를 다른 사용자와 공유함으로써, 각각의 사용자가 처한 상황을 다른 사용자가 쉽게 파악하여, 원활한 증강현실 전술 훈련을 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 복수의 사용자 중 어느 하나에 의해 마커가 비치되면 마커의 위치를 수신하고, 마커의 위치에 인접한 복수의 머리 착용형 디스플레이 장치(100) 사이에 증강현실 시야(10)를 공유하거나, 마커의 위치에 인접한 머리 착용형 디스플레이 장치(100)의 증강현실 시야(10)를 멀리 위치한 다른 사용자와 공유함으로써, 전술 훈련 시의 필요에 따라 마커를 비치하여 원하는 지점의 상황을 공유해 작전상황을 효과적으로 파악하고 대응할 수 있다.
이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 증강현실 시야
11: 실제 세계
12: 훈련 정보
20: 공유된 증강현실 시야
100: 머리 착용형 디스플레이 장치
110: HMD 프레임
120: 광학계
130: 디스플레이
140: 피드백 생성부
150: 제어부
160: 시야 공유부
170: GPS 모듈
180: 카메라
190: 전원 공급부
200: 스위치부
210: 통신부

Claims (8)

  1. 복수의 사용자가 참여하는 증강현실 전술 훈련을 위해 각각의 사용자의 신체에 착용되어, 상기 증강현실 전술 훈련에 참여하는 복수의 사용자 사이에 시야를 공유할 수 있는 복수의 머리 착용형 디스플레이 장치(100)를 포함하며,
    상기 머리 착용형 디스플레이 장치(100)는,
    사용자가 머리에 착용할 수 있는 HMD 프레임(110);
    상기 HMD 프레임(110)을 착용한 사용자의 양안의 전방에 배치되며, 사용자의 시야를 통한 실제 세계(11)가 투과되어 보일 수 있도록 하는 광학계(120);
    상기 광학계(120)를 통해 투과되어 보이는 실제 세계(11)와 함께, 훈련 콘텐츠에 따른 훈련 정보(12)가 사용자에게 제공될 수 있도록 영상 광을 출력하는 디스플레이(130);
    상기 사용자와 상기 훈련 콘텐츠와의 상호 작용에 따라 피드백 정보 및 이펙트를 생성하는 피드백 생성부(140);
    상기 사용자가 인식할 수 있는 훈련 정보(12)가 제공되도록 영상 정보를 생성하여 상기 디스플레이(130)로 전송 제어하되, 상기 피드백 생성부(140)에서 생성된 피드백 정보 및 이펙트가 상기 훈련 콘텐츠와 연동하여 상기 사용자에게 제공되도록 제어하는 제어부(150); 및
    상기 사용자에게 제공되는 실제 세계(11)와 상기 훈련 정보(12)의 결합에 의한 증강현실 시야(10)가, 상기 증강현실 전술 훈련에 참여하는 다른 사용자와 공유되도록 전파하고, 다른 사용자의 증강현실 시야(10)가 상기 사용자와 공유되도록 전파받는 시야 공유부(160); 및
    상기 제어부(150)의 제어 하에 상기 증강현실 전술 훈련에 참여하는 다른 머리 착용형 디스플레이 장치(100)와 상기 증강현실 시야(10)를 송수신하기 위한 데이터 통신을 수행하는 통신부(210)를 포함하며,
    상기 통신부(210)는,
    복수의 사용자 중 어느 하나에 의해 마커가 비치되면, 상기 마커의 위치가 상기 훈련 정보(12)로 사용자에게 제공되도록 상기 마커의 위치를 수신하고,
    상기 시야 공유부(160)는,
    상기 마커의 위치로부터 미리 설정된 거리 이내에 위치하는 상기 머리 착용형 디스플레이 장치(100)에서 사용자에게 제공되는 증강현실 시야(10)가, 상기 마커의 위치로부터 미리 설정된 거리보다 멀리 위치하는 다른 사용자의 머리 착용형 디스플레이 장치(100)와 공유되도록 전파하는 것을 특징으로 하는, 머리 착용형 디스플레이 장치(100)의 시야를 공유하는 전술 훈련 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 훈련 콘텐츠는,
    목표 타격 훈련, 모의 전투 훈련, 및 모의 전술 훈련 중 어느 하나를 위한 콘텐츠인 것을 특징으로 하는, 머리 착용형 디스플레이 장치(100)의 시야를 공유하는 전술 훈련 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 피드백 생성부(140)는, 그래픽, 사운드 및 햅틱을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상의 종류의 이펙트를 생성하고,
    상기 제어부(150)는, 상기 이펙트의 종류에 따라 상기 디스플레이(130), 상기 머리 착용형 디스플레이 장치(100)와 연결된 음향 출력 장치 및 햅틱 출력 장치 중 적어도 어느 하나와 연동하여 상기 이펙트가 사용자에게 제공되도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 머리 착용형 디스플레이 장치(100)의 시야를 공유하는 전술 훈련 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 시야 공유부(160)는,
    미리 설정된 거리 이내에 서로 인접하여 위치하는 복수의 머리 착용형 디스플레이 장치(100) 사이에, 상기 증강현실 시야(10)가 공유되도록 전파하고 전파받는 것을 특징으로 하는, 머리 착용형 디스플레이 장치(100)의 시야를 공유하는 전술 훈련 시스템.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 시야 공유부(160)는,
    상기 마커의 위치로부터 미리 설정된 거리 이내에 위치하는 복수의 머리 착용형 디스플레이 장치(100) 사이에, 상기 증강현실 시야(10)가 공유되도록 전파하고 전파받는 것을 특징으로 하는, 머리 착용형 디스플레이 장치(100)의 시야를 공유하는 전술 훈련 시스템.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서, 상기 시야 공유부(160)는,
    상기 피드백 생성부(140)에서 생성된 피드백 정보 및 이펙트가 상기 증강현실 전술 훈련에 참여하는 다른 사용자와 공유되도록 전파하고, 다른 사용자와 상기 훈련 콘텐츠와의 상호 작용에 따라 생성된 피드백 정보 및 이펙트가 상기 사용자와 공유되도록 전파받아 상기 제어부(150)에 전달하며,
    상기 제어부(150)는,
    상기 시야 공유부(160)를 통해 전파받은 다른 사용자에 의해 생성된 피드백 정보 및 이펙트를 상기 사용자의 상황에 따라 상기 사용자에게 제공되도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 머리 착용형 디스플레이 장치(100)의 시야를 공유하는 전술 훈련 시스템.
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