KR102383412B1 - 도장 시뮬레이션 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도장 시뮬레이션 시스템에 관한 것으로, 자세하게는 조선 산업 및 자동차 산업에 필수적인 도장 작업을 수행할 수 있는 전문 인력 양성에 도움을 주는 도장 시뮬레이션 시스템에 관한 것으로, 빔프로젝터를 통해 피도장체에 빛을 조사하여 도장색을 구현하는 도장시뮬레이션장치와, 상기 도장시뮬레이션장치를 제어하고 운용하는 클라이언트부 및 상기 클라이언트부에 도장시뮬레이션 프로그램과 페인트정보 서비스를 제공하는 메인서버부를 포함하여 구성된다.

Description

도장 시뮬레이션 시스템{Simulation system for painting}

본 발명은 도장 시뮬레이션 시스템에 관한 것으로, 자세하게는 조선 산업 및 자동차 산업에 필수적인 도장 작업을 수행할 수 있는 전문 인력 양성에 도움을 주는 도장 시뮬레이션 시스템에 관한 것이다.

조선 산업에서 선박 도장은 선체의 내구성 및 선박 수명 향상을 위한 가장 효과적인 방법으로 평가 받고 있으며, 그 중 도장작업은 선박의 품질을 좌우하는 매우 중요한 조선기자재 산업중의 하나이다.

IMO(국제해사기구, International Maritime Organization)는 2016년 선박 황산화물(SOx) 배출 규제를 승인하였으며, 이에 따라 2020년 1월부터 전 세계 모든 선박의 연료가 기존 벙커C유에서 MGO(Marine Gas Oil) 혹은 LNG(Liquefied Natural Gas)선으로 교체되어야 한다고 발표하였다. 이러한 선박 연료의 변경은 대규모 선박 교체 수요를 유발하여 선박용 도장 산업에도 긍정적인 영향을 미칠 것으로 기대할 수 있다.

한편, 자동차 도장을 비롯한 여러 분야에서 친환경 수용성 도장 시스템이 의무화 되고 있다. 수용성 페인트는 품질과 내구성이 높은 반면 고품질 도색작업의 난이도가 높아 도장 작업자의 교육과 훈련이 중요 시 되고 있다.

이에 따라 한국산업인력공단, 대학 및 교육원, 자동차정비조합 등 여러 기관에서 도장 교육을 확대하고 있으며, 자동차 메이커에서도 전문성을 갖춘 자동차 보수도장 기술 인력을 양성하기 위해 훈련생을 모집하고 있다.

뿐만 아니라 건축 자재, 전기전자 부품, 플라스틱 부품, PCM, 그리고 다양한 코팅 등 여러 분야에서 숙련된 도장 기술이 요구되고 있다.

이러한 상황 속에 숙달된 도장 전문인력의 수요는 커져가지만 수요에 따른 인력의 확충은 쉽지 않은 실정이다.

실제 도장 교육을 위해서는 도료, 도장 부스 가동을 위한 연료와 전기, 물 등 막대한 비용이 발생하게 된다.

또한, 유독성 페인트를 사용하기 때문에 환경문제를 고려해야 하며 장시간 교육하는 것이 불가능하였다.

또한, 방독 마스크를 착용하기 때문에 대화가 어려우며 실습 지도에 제한이 있었다.

또한, 도료를 건조하고 도막 두께 등 도장 결함을 확인해야 하므로 대기 시간이 지연되고 한 번 사용된 교보재(페인팅 되어지는 물체, 피도장체)는 재활용이 어려우므로 지속적인 훈련이 불가능하였다.

또 다른 한편, 전술한 문제점들을 해결하기 위해 다양한 도장 시뮬레이터 및 시스템이 개발되어 오고 있다.

기존의 도장 시뮬레이터는 VR 헤드셋과 평면 스크린을 이용하는 두 가지 방식이 있다.

VR 헤드셋을 이용하는 방식은 현실과의 괴리감이 크며 10분 이상 착용하였을 때, 어지러움, 구토 등의 부정적인 현상이 발생되는 사례가 많아 실제 훈련에서는 많이 사용되지 못하는 실정이다.

또한, 평면 스크린 방식은 평면 피도장체 훈련용으로 사용하기에는 적합하나 실제 피도장체의 굴곡이나 3차원 형태를 구현하기에는 어려움이 있다.

또한, 가상의 방식으로 도장 훈련을 실시한다고 하더라도 각 피도장체에 적합한 훈련 방법과 훈련 평가를 제공하는 시스템에 부재한 문제점이 있었다.

종래의 기술, 대한민국 공개특허 제10-2009-0003079호는, 가상 페인팅 훈련 시스템 및 방법에 관한 것으로, 가상화면을 표시하는 디스플레이 장치; 교육자가 상기 가상 화면에 대하여 반응하는 동작부; 및 상기 교육자의 반응을 처리하는 데이터 처리부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 가상 페인팅 훈련 시스템을 제공한다. 사용자가 현장 상황과 동일한 체험을 얻을 수 있도록, 입출력 장치 및 스프레이 페인팅 시뮬레이션의 실시간 재현 및 가시화를 통해, 현물을 사용하는 훈련 시스템이 가진 훈련 재료의 낭비를 가상 페인트 분사 및 가시화로 제거하고, 특수 페인트의 유독성 단점을 가상 페인트로 대체하여 마스크 착용의 불편함을 덜어 줌으로써 교사와 학생 사이의 원활한 의사소통을 가능한 것을 주요 특징으로 하나, 가상 화면을 통해 훈련을 하는 방식으로, 실제 현실 피도장체 형태 및 도료 적층 형태와는 괴리감이 크다는 문제점을 극복하지 못하는 문제점이 있었다.

대한민국 공개특허 제10-2009-0003079호

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 가상이 아닌 실제 형태를 갖춘 피도장체를 훈련에 사용함으로써, 현실과의 괴리감을 줄인 도장 시뮬레이션 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 도장 훈련 과정에 있어서, 편리하게 훈련 방법과 훈련 결과 평가를 제공받을 수 있는 도장 시뮬레이션 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 도장 시뮬레이션 시스템은, 빔프로젝터를 통해 피도장체에 빛을 조사하여 도장색을 구현하는 도장시뮬레이션장치와, 상기 도장시뮬레이션장치를 제어하고 운용하는 클라이언트부 및 상기 클라이언트부에 도장시뮬레이션 프로그램과 페인트정보 서비스를 제공하는 메인서버부를 포함하여 구성된다.

바람직하게는, 상기 메인서버부는 상기 클라이언트부로 가입되는 회원의 정보를 관리하는 회원관리모듈과, 상기 피도장체의 형태 및 재질을 포함한 종류에 따른 상기 페인트정보와 도장순서를 포함하는 교육정보를 상기 클라이언트부에 제공하는 콘텐츠제공모듈 및 상기 클라이언트부의 소프트웨어를 최신으로 유지할 수 있게 업데이트를 제공하는 업데이트지원모듈을 포함하여 구성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 피도장체는 선박 또는 차량에서 도장이 필요한 일부 파츠의 형태로 마련되고, 상기 콘텐츠제공모듈은 해당하는 상기 피도장체의 형태에 따른 교육정보를 상기 클라이언트부로 제공하는 것을 특징으로 할 수 있다.

바람직하게는, 상기 도장시뮬레이션장치는 빔으로 상기 피도장체에 도장색을 구현하는 도장구현부와, 상기 피도장체에 빔을 조사할 위치를 지정하는 스프레이건 및 상기 스프레이건의 3D 위치를 해석하여 그 결과 값에 따라 상기 도장구현부에 빔 조사 명령을 전송하는 중앙제어부를 포함하여 구성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 클라이언트부는 상기 도장시뮬레이션장치의 도장 결과를 상기 메인서버부로 전송하고, 상기 메인서버부는 그 결과를 기설정된 기준에 따라 평가하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 도장 시뮬레이션 시스템은, 빔프로젝터를 통해 피도장체에 빛을 조사하여 도장색을 구현하는 도장시뮬레이션장치에 의해, 가상이 아닌 실제 형태를 갖춘 피도장체를 훈련에 사용함으로써, 현실과의 괴리감을 줄이는 효과가 있다.

본 발명에 따른 도장 시뮬레이션 시스템은, 메인서버부의 콘텐츠제공모듈을 통해 도장 훈련 과정에 있어서, 편리하게 훈련 방법과 훈련 결과 평가를 제공받을 수 있는 효과가 있다.

도 1은, 본 발명에 의한 도장 시뮬레이션 시스템의 일 실시예에 따른 전체 구성을 나타낸 것이다.
도 2는, 본 발명에 따른 도장 시뮬레이션 시스템의 일 실시예에 따른 메인서버부의 구성을 나타낸 것이다.
도 3은, 본 발명에 따른 도장 시뮬레이션 시스템의 일 실시예에 따른 적용예를 흐름도로 나타낸 것이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것이 아니다. 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 한편, 해당 기술분야의 통상적인 지식을 가진자로부터 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 도시 및 상세한 설명은 간략히 하거나 생략하고 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 상세히 설명하도록 한다.

우선, 도 1은, 본 발명에 의한 도장 시뮬레이션 시스템의 일 실시예에 따른 전체 구성을 나타낸 것으로 본 시스템은 도장시뮬레이션장치(3)와 클라이언트부(2) 및 메인서버부(1)가 연계되어 운영된다.

도 2는, 본 발명에 따른 도장 시뮬레이션 시스템의 일 실시예에 따른 메인서버부(1)의 구성을 나타낸 것이다.

도 3은, 본 발명에 따른 도장 시뮬레이션 시스템의 일 실시예에 따른 콘텐츠 활용 적용예를 흐름도로 나타낸 것이다.

본 발명에 따른 도장 시뮬레이션 시스템은, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 빔프로젝터를 통해 피도장체에 빛을 조사하여 도장색을 구현하는 도장시뮬레이션장치(3)와, 상기 도장시뮬레이션장치(3)를 제어하고 운용하는 클라이언트부(2) 및 상기 클라이언트부(2)에 도장시뮬레이션 프로그램과 페인트정보 서비스를 제공하는 메인서버부(1)를 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 실시예의 적용이 가능하며, 다음과 같은 다양한 실시예의 적용 또한 가능함은 물론일 것이다.

먼저, 상기 도장시뮬레이션장치(3)는 빔프로젝터를 통해 피도장체에 빛을 조사하여 도장색을 구현할 수 있다.

구체적으로, 상기 도장시뮬레이션장치(3)는 도장구현부, 스프레이건 및 중앙제어부를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 도장구현부는 빔으로 상기 피도장체에 도장색을 구현할 수 있다.

또한, 상기 스프레이건은 상기 피도장체에 빔을 조사할 위치를 지정할 수 있다.

또한, 상기 중앙제어부는 상기 스프레이건의 3D 위치를 해석하여 그 결과 값에 따라 상기 도장구현부에 빔 조사 명령을 전송할 수 있다.

다음으로, 상기 클라이언트부(2)는 상기 도장시뮬레이션장치(3)를 제어하고 운용할 수 있다.

또한, 상기 클라이언트부(2)는 상기 도장시뮬레이션장치(3)의 도장 결과를 상기 메인서버부(1)로 전송하고, 상기 메인서버부(1)는 그 결과를 기설정된 기준에 따라 평가할 수 있다.

구체적으로, 상기 클라이언트부(2)는 상기 메인서버부(1)에 개인정보 또는 단체정보를 제공하여 본 시스템에 회원으로 가입되고, 상기 메인서버부(1)로부터 콘텐츠를 제공받아 상기 도장시뮬레이션장치(3)에 적용하는 역할을 할 수 있다.

더욱 상세하게는, 상기 클라이언트부(2)는 상기 중앙제어부에 적용되는 프로그램의 패치를 상기 메인서버부(1)로부터 다운받아 상기 중앙제어부에 적용시키는 역할을 할 수 있다.

다음으로, 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 메인서버부(1)는 상기 클라이언트부(2)에 도장시뮬레이션 프로그램과 페인트정보 서비스를 제공할 수 있다.

구체적으로, 상기 메인서버부(1)는 회원관리모듈(11), 콘텐츠제공모듈(12) 및 업데이트지원모듈(13)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 회원관리모듈(11)은 상기 클라이언트부(2)로 가입되는 회원의 정보를 관리할 수 있다.

구체적으로, 상기 회원관리모듈(11)은 회원의 등급 및 회원 유지 기간을 저장하는 역할을 할 수 있다.

상기 회원관리모듈(11)의 기 지정된 등급에 따라 하기의 콘텐츠제공모듈(12)이 제공하는 콘텐츠의 양과 품질에 차등을 수 있다.

상기 콘텐츠제공모듈(12)은 상기 피도장체의 형태 및 재질을 포함한 종류에 따른 상기 페인트정보와 도장순서를 포함하는 교육정보를 상기 클라이언트부(2)에 제공할 수 있다.

더욱 상세하게는, 상기 피도장체는 선박 또는 차량에서 도장이 필요한 일부 파츠의 형태로 마련되고, 상기 콘텐츠제공모듈(12)은 해당하는 상기 피도장체의 형태에 따른 교육정보를 상기 클라이언트부(2)로 제공할 수 있다.

일 실시예로, 상기 콘텐츠제공모듈(12)은 선박 도장 맞춤형 콘텐츠 또는 차량 도장 맞춤형 콘텐츠를 상기 클라이언트부(2)에 제공할 수 있으며, 상기 클라이언트부(2)는 제공 받은 콘텐츠의 커리큘럼에 따라 도장 훈련을 보조할 수 있다.

상기 업데이트지원모듈(13)은 상기 클라이언트부(2)의 소프트웨어를 최신으로 유지할 수 있게 업데이트를 제공할 수 있다.

도 3에 도시한 바와 같고, 상술한 바와 같은, 본 발명에 따른 도장 시뮬레이션 시스템의 적절한 적용예는 다음과 같다.

먼저, 상기 클라이언트부(2)로부터 상기 메인서버부(1)에 회원가입이 요청되면 상기 메인서버부(1)의 상기 회원가입모듈에서 회원가입을 진행한다.

다음으로, 기 지정된 회원등급에 따라 상기 콘텐츠제공모듈(12)에서 상기 클라이언트부(2)에 콘텐츠를 제공한다.

상기 클라이언트부(2)는 제공받은 콘텐츠를 상기 도장시뮬레이션장치(3)에 공유하여 패치시킨다.

이때, 제공받은 콘텐츠는 차량 도장 훈련용 또는 선박 도장 훈련용이 될 수 있으며, 이에 한정하지 않고, 갖가지 공산품, 건축물, 구조물 등을 도장 훈련할 수 있는 콘텐츠가 제공될 수 있다.

또한, 상기 콘텐츠제공모듈(12)이 제공하는 콘텐츠는 상기 도장시뮬레이션장치(3)에 적용할 수 있는 페인트종류, 색, 구현 가능한 도장 질감, 상기 스프레이건의 분사 유체 해석 등의 정보를 포함할 수 있다.

상기 도장시뮬레이션장치(3)를 통한 도장 훈련이 시행되고 난 후, 상기 클라이언트부(2)는 도장 결과를 상기 메인서버부(1)에 전송할 수 있다.

상기 메인서버부(1)는 상기 도장 결과를 기 설정된 기준에 따라 평가하여 상기 클라이언트부(2)로 평가 결과를 전송할 수 있다.

한편, 상기 메인서버부(1)의 상기 업데이트지원모듈(13)은 최신화된 펌웨어를 상기 클라이언트부(2)에 제공함으로써, 상기 클라이언트부(2)는 항상 최신화된 시스템을 유지할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 도장 시뮬레이션 장치는 상기 메인서버부(1)와 상기 클라이언트부(2)에 의해 별도의 교육자가 없더라도, 콘텐츠를 따라 도장 과정을 숙달할 수 있으며, 만약 상기 클라이언트부(2) 사용자가 교육자가 될 경우, 도장 훈련 과정을 콘텐츠에 따라 짜임새 있게 지도할 수 있으며, 상기 메인서버부(1)에 의해 도장 결과 평가를 받을 수 있으므로, 각 훈련자의 능숙도를 평가하기에 용이하다.

또 다른 한편 본 발명에 따른 도장 시뮬레이션 시스템에는 다음과 같은 상기 도장시뮬레이션장치(3)가 적용된다. 이하 기술하는 내용은 도장 시뮬레이션 시스템에 적용할 수 있는 일실시예로서 이에 한정되는 것은 아니며, 기 설정된 훈련 코스나 난이도에 따라 다양한 장치가 적용될 수 있다.

상기 도장시뮬레이션장치(3)는 피도장체가 고정되는 마운트가 형성되는 거치대와, 상기 피도장체에 빛을 조사하는 도장구현부와, 상기 피도장체에 빛의 조사 위치를 지정하는 스프레이건과, 상기 거치대의 일측에 마련되어 상기 스프레이건의 위치를 실시간으로 추적하는 카메라를 포함하는 영상인식부 및 상기 스프레이건과 상기 영상인식부와 연계하여 상기 스프레이건의 위치를 추적하고, 상기 스프레이건이 지정한 빛의 조사 위치에 따라 상기 도장구현부가 상기 피도장체에 빛을 조사하도록 제어하는 중앙제어부를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 거치대에는 피도장체가 고정되는 마운트가 형성된다.

또한, 상기 거치대에는 리니어 레일이 마련될 수 있다.

상기 마운트는 상기 거치대에 마련되는 상기 리니어 레일을 따라 유동적으로 이동할 수 있다.

일 실시예로, 상기 거치대는 세 개의 기둥이 마련되는 형태일 수 있다.

각 기둥은 삼각 형태로 기립되어 있으며, 두 개의 기둥에는 상기 도장구현부와 상기 영상인식부가 구비되고, 나머지 하나의 기둥에는 상기 리니어 레일 및 상기 마운트가 마련될 수 있다.

상기 리니어 레일은 기둥의 길이방향을 따라 형성되고, 따라서 상기 마운트는 상기 리니어 레일에 고정되어 상하 방향으로 유동이 가능하다.

다음으로, 상기 도장구현부는 상기 피도장체에 빛을 조사할 수 있다.

구체적으로, 상기 도장구현부는 빔프로젝터모듈을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 빔프로젝터모듈은 상기 거치대 일측에 마련되어 상기 피도장체에 빛을 조사할 수 있다.

더욱 상세하게는 상기 빔프로젝터모듈은 상기 거치대에 복수 개 설치 될 수 있다.

상기 빔프로젝터모듈이 조사한 빛은 상기 피도장체 표면에서 실제 페인트 대신에 색을 구현하는 역할을 하게 된다.

다음으로, 상기 스프레이건은 상기 피도장체에 빛의 조사 위치를 지정하는 역할을 할 수 있다.

구체적으로, 상기 스프레이건에는 분사모듈이 마련될 수 있다.

상기 분사모듈은 방아쇠, 즉 트리거로서, 상기 스프레이건의 분사구를 상기 피도장체로 향하게 하고 상기 분사모듈을 작동시키면 상기 도장구현모듈이 상기 피도장체에 빛을 조사하게 된다.

또한, 상기 스프레이건에는 IMU센서(Inertia Measurement Unit, 관성센서)가 탑재되고, 움직임에 따른 각축의 가속도가 상기 중앙제어부로 전송될 수 있다.

구체적으로, 상기 스프레이건은 상기 중앙제어부와 연계하여 상기 동장구현부가 상기 피도장체에 빛을 조사하게 하는 것으로, 상기 중앙제어부에 현재 상기 IMU센서에 의한 상기 스프레이건의 위치정보와 상기 분사모듈에 의한 빛을 조사하고자 하는 위치를 포함하는 분사정보를 전송하는 것이 바람직하다.

일 실시예로, 상기 스프레이건은 상기 중앙제어부와 유선으로 연결될 수 있다. 유선을 통해 상기 스프레이건의 위치정보 및 상기 분사정보가 상기 중앙제어부로 전송된다.

일 실시예로, 상기 스프레이건은 상기 중앙제어부와 무선으로 네트워크 상에서 연결될 수 있다. 이때, 상기 스프레이건에는 무선통신모듈이 더 마련되는 것이 바람직하다.

상기 무선통신모듈은 블루투스모듈 또는 와이파이모듈로 구성될 수 있다. 즉, 상기 스프레이건은 상기 무선통신모듈을 통해 상기 중앙제어부에 상기 위치정보와 상기 분사정보를 상기 중앙제어부에 전송할 수 있다.

또한, 상기 스프레이건에는 제2페인트선택모듈이 마련될 수 있다.

상기 제2페인트선택모듈은 상기 스프레이건에서 상기 도장구현부가 구현할 페인트의 종류, 색 및 질감을 포함하는 페인트정보를 선택하는 것으로, 상기 스프레이건 상의 버튼식 또는 터치식으로 마련될 수 있으며, 현재 선택된 상기 페인트정보를 가시적으로 보여주는 디스플레이가 더 마련될 수 있다.

또한, 상기 제2페인트선택모듈이 선택한 상기 페인트정보는 상기 중앙제어부로 전송된다. 다음으로, 상기 중앙제어부는 상기 도장구현부가 상기 페인트정보에 해당하는 도장 색 및 도장 표면 형태를 구현하도록 제어를 할 수 있다.

다음으로, 상기 영상인식부는 상기 거치대의 일측에 마련되어 상기 스프레이건의 위치를 실시간으로 추적하는 카메라를 포함할 수 있다.

상기 영상인식부는 상기 스프레이건의 위치를 촬영한 촬영정보를 실시간으로 상기 중앙제어부로 전송하게 되고, 상기 중앙제어부는 상기 촬영정보를 바탕으로 상기 스프레이건의 위치를 좌표 값으로 변환한다.

다음으로, 상기 중앙제어부는 상기 스프레이건 및 상기 영상인식부와 연계하여 상기 스프레이건의 위치를 추적하고, 상기 스프레이건이 지정한 빛의 조사 위치에 따라 상기 도장구현부가 상기 피도장체에 빛을 조사하도록 제어할 수 있다.

또한, 상기 중앙제어부는 상기 도장구현부가 조사하는 빛의 색 및 빛의 농도를 제어할 수 있다.

또한, 상기 중앙제어부는 제1페인트선택모듈을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 제1페인트제어모듈은 상기 도장구현부가 구현할 페인트의 종류, 색 및 질감을 포함하는 페인트정보를 선택하는 것으로, 선택된 페인트정보에 따라 상기 도장구현부의 상기 빔프로젝터모듈이 상기 피도장체에 빛을 조사하게 된다.

본 발명에 따른 도장 시뮬레이션 시스템에 적용되는 상기 도장시뮬레이션장치(3)는 VR머신을 사용하지 않아 어지러움의 우려가 없으며, 실제 형태의 피도장체를 교보재로 사용할 수 있으므로 실제 현장과의 괴리감을 줄일 수 있다. 또한, 실제로 페인트를 사용하지 않고, 피도장체에 조사되는 빛으로 색을 구현함으로써 건강에 해가 되는 요소가 없으며, 지도자와 수련자간의 의사소통이 원활하게 이루어질 수 있다. 또한, 훈련을 위해 사용되는 페인트 비용을 절약할 수 있는 경제적인 측면도 있다. 또한, 도장 훈련 중에 페인트의 건조단계를 생략할 수 있으므로, 시간적 효율이 상승하고, 실제 페인트를 이용한 훈련보다 보다 다수의 인원을 단기간에 훈련시키기에 적합하다.

상기 거치대는 상기 피도장체를 고정할 수 있는 상기 마운트를 포함하는 것으로, 상기 마운트가 상기 거치대의 길이 방향으로 움직일 수 있게 상기 리니어 레일을 함께 포함하여 구성된다. 즉, 상기 리니어 레일을 통해 상기 마운트는 유동이 가능하며, 훈련하기 적합한 자리에 상기 피도장체가 위치하게 할 수 있다.

이때, 상기 피도장체는 단순한 평면뿐만 아니라 굴곡진 형태의 구조물로 마련될 수 있으므로, 현장의 도색 대상물과의 괴리감을 줄일 수 있다.

그리고, 상기 스프레이건은 실제 페인트를 분사하는 기구가 아니라 도장하고자 하는 상기 피도장체의 표면을 지정하는 역할을 하게 된다.

일 실시예로, 상기 스프레이건은 에어 컴프레셔와 연결되어 공기를 분사하게 마련될 수도 있다. 이는, 도장 수련자가 조금 더 현실감 있는 도장 체험을 하게 하기 위해 공기를 분사함으로써 실제 페인트를 분사하는 것과 유사한 촉감을 제공하기 위해 마련되는 것이다.

다음으로, 상기 스프레이건에는 상기 제2페인트선택모듈이 마련된다.

상기 제2페인트선택모듈은 상기 스프레이건에서 페인트정보를 설정하기 위해 마련되는 것으로, 훈련자가 도색 훈련 중 즉각적으로 구현할 페인트의 종류를 선택할 수 있으므로, 사용 편리성이 향상된다.

또한, 상기 스프레이건은 상기 중앙제어부와 유선으로 연결될 수 있다, 또한, 상기 스프레이건은 상기 중앙제어부와 상기 무선통신모듈을 통해 무선으로 연결될 수 있어 훈련자의 활동이 더 원활해질 수 있다.

여기에서, 상기 중앙제어부는 본 발명에 따른 도장 시뮬레이션 장치에 있어 중앙 컴퓨터 역할을 하는 것으로, 훈련에 적합한 소프트웨어가 구비되는 것이 바람직하다. 상기 중앙제어부에 구비되는 소프트웨어는 상기 스프레이건의 위치정보를 바탕으로 상기 도장구현부가 상기 피도장체에 적합한 부위를 조준하게 하고, 페인트정보에 따라 상기 도장구현부가 적합한 빔을 상기 피도장체에 조사하게 한다.

또한, 상기 중앙제어부에는 상기 제1페인트선택모듈이 마련된다. 상기 제1페인트선택모듈은 상기 제1페인트선택모듈과 마찬가지로 페인트정보를 선택하는 것으로, 상기 제1페인트모듈 또는 상기 제2페인트모듈 중 마지막으로 입력된 값에 따라 페인트정보가 설정되게 된다. 즉, 상기 제1페인트선택모듈에서 설정한 페인트정보를 상기 제2페인트선택모듈에서 변경할 수 있으며, 반대로 상기 제2페인트선택모듈에서 선택한 페인트정보를 상기 제1페인선택모듈에서 변경할 수 있다. 이는 훈련에 있어서, 직접 훈련에 참가하는 훈련자의 편의성과 도장을 교육하는 지도자의 편의성을 위해 마련되는 구성이다.

또한, 상기 스프레이건은 상기 분사모듈을 포함하여 구성된다. 상기 분사모듈은 상기 스프레이건에 마련되는 방아쇠를 작동시킴으로써 활성화 되는 것으로, 분사신호를 실시간으로 상기 중앙제어부에 전송하고, 상기 중앙제어부는 해당되는 상기 피도장체의 위치를 상기 도장구현부에 전송하여 상기 도장구현부가 상기 피도장체에 빛으로 된 도장을 구현하게 할 수 있다.

이때, 상기 분사모듈은 방아쇠 동작과 동시에 상기 에어 컴프레셔가 동작하게 할 수 있다. 즉 이를 통해 훈련자는 실제 페인트를 분사하는 페인트건과 유사한 촉감을 체험할 수 있는 것이다.

한편, 상기 도장구현부는 상기 거치대 상에 복수 개 마련되는 것이 바람직하다. 이는, 복수 개의 상기 빔프로젝터모듈이 상기 피도장체에 빛을 조사하면서 실제 페인트를 칠한 것과 같은 가시효과를 내기 위해서이다.

이를 위해, 상기 빔프로젝터모듈은 상기 중앙제어부의 명령에 따라 빛의 초점 및 빛의 색, 광도를 가변 할 수 있게 마련되는 것이 바람직하다.

일 실시예로, 상기 도장구현부에 적용되는 빔프로젝터는 초단초점 빔프로젝터 일 수 있다.

초단초점 빔프로젝터 기술은 수직거리 20cm 이상에서 120인치의 디스플레이가 가능하므로 도장 작업자의 움직임에 간섭 없이 구현이 가능하다. 또한, 일반 빔프로젝터 보다 투영 거리가 짧아 최대 2,700안시 루멘의 밝기를 구현하며 4K 디스플레이를 지원하므로 다양한 도장의 색감을 나타낼 수 있다.

일 실시예로, 초단초점 빔프로젝터를 포함하는 상기 빔프로젝터모듈은 복수 개 마련될 수 잇으며, 상기 피도장체의 도장 난이도에 따라 4개 이상으로 마련될 수 있다.

또한, 상기 중앙제어부는 상기 도장구현부가 상기 피도장체에 현실감 있는 도장을 구현하게 하기 위해 각 페인트 종류에 따른 색, 질감 등을 포함한 해석 소프트웨어를 포함하는 것이 바람직하다. 그리고 그 해석 값에 따라 상기 도장구현부가 정확한 초점을 잡고 적합한 광도와 색으로 도장을 구현하게 명령할 수 있다.

또한, 상기 스프레이건은 IMU센서를 포함하고, 상기 영상인식부에서 상기 스프레이건의 위치를 인식하여 위치정보를 상기 중앙제어부로 전송할 수 있다.

즉, 상기 스프레이건 자체에 IMU 센서가 있으므로 Roll, Pitch, Yaw와 각축의 가속도를 측정하고 상기 영상인식부에서 위치를 인식하여 상기 중앙제어부로 전송하게 된다. 상기 중앙제어부는 상기 스프레이건의 IMU센서와 상기 영상인식부를 통해 상기 스프레이건이 향하는 조준점을 분석하고, 상기 분사모듈 동작 시, 상기 피도장체에서 해당되는 지점에 상기 도장구현부가 도장을 구현하도록 명령을 내리는 것이다.

전술한 내용은 후술할 발명의 청구범위를 더욱 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 상술하였다. 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1 : 메인서버부
11 : 회원관리모듈
12 : 콘텐츠제공모듈
13 : 업데이트지원모듈
2 : 클라이언트부
3 : 도장시뮬레이션장치

Claims (5)

1. 빔프로젝터를 통해 피도장체에 빛을 조사하여 도장색을 구현하는 도장시뮬레이션장치;
   상기 도장시뮬레이션장치를 제어하고 운용하는 클라이언트부; 및
   상기 클라이언트부에 도장시뮬레이션 프로그램과 페인트정보 서비스를 제공하는 메인서버부;를 포함하며,
   상기 도장시뮬레이션장치는, 피도장체가 고정되는 마운트가 형성되는 거치대와, 상기 피도장체에 빛을 조사하는 도장구현부와, 상기 피도장체에 빛의 조사 위치를 지정하는 스프레이건과, 상기 거치대의 일측에 마련되어 상기 스프레이건의 위치를 실시간으로 추적하는 카메라를 포함하는 영상인식부 및 상기 스프레이건과 상기 영상인식부와 연계하여 상기 스프레이건의 위치를 추적하고, 상기 스프레이건이 지정한 빛의 조사 위치에 따라 상기 도장구현부가 상기 피도장체에 빛을 조사하도록 제어하는 중앙제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도장 시뮬레이션 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 메인서버부는,
   상기 클라이언트부로 가입되는 회원의 정보를 관리하는 회원관리모듈;
   상기 피도장체의 형태 및 재질을 포함한 종류에 따른 상기 페인트정보와 도장순서를 포함하는 교육정보를 상기 클라이언트부에 제공하는 콘텐츠제공모듈; 및
   상기 클라이언트부의 소프트웨어를 최신으로 유지할 수 있게 업데이트를 제공하는 업데이트지원모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 도장 시뮬레이션 시스템.
3. 제2항에 있어서,
   상기 피도장체는 선박 또는 차량에서 도장이 필요한 일부 파츠의 형태로 마련되고, 상기 콘텐츠제공모듈은 해당하는 상기 피도장체의 형태에 따른 교육정보를 상기 클라이언트부로 제공하는 것을 특징으로 하는 도장 시뮬레이션 시스템.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 클라이언트부는 상기 도장시뮬레이션장치의 도장 결과를 상기 메인서버부로 전송하고, 상기 메인서버부는 그 결과를 기설정된 기준에 따라 평가하는 것을 특징으로 하는 도장 시뮬레이션 시스템.

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