KR102483288B1

KR102483288B1 - 증강 현실 기반의 체험형 학습 시스템

Info

Publication number: KR102483288B1
Application number: KR1020220026790A
Authority: KR
Inventors: 김보영; 연승준; 박경하
Original assignee: 광주도시관리공사; 김보영; 연승준; 박경하
Priority date: 2022-03-02
Filing date: 2022-03-02
Publication date: 2023-01-02

Abstract

증강 현실 기반의 체험형 학습 시스템이 개시된다. 체험 학습을 위한 이미지가 표시된 이미지 보드; 상기 사용자 스마트폰으로 3차원 객체를 제공하는 AR 체험 학습 서비스 서버; 상기 AR 체험 학습 서버로부터 3차원 객체를 수신하는 사용자 스마트폰; 상기 사용자 스마트폰에서 수신된 3차원 객체를 이용하여 AR 영상을 출력하는 사용자 AR 글래스를 구성한다. 상술한 증강 현실 기반의 체험형 학습 시스템에 의하면, 전시관이나 공공기관 체험관에 게시된 이미지를 기반으로 AR 학습 영상을 구현하여 학생들이 가이드의 도움없이도 효율적으로 학습 정보에 접할 수 있게 함으로써, 학생들이 각자 정확하고 다양한 학습 정보를 자유롭게 학습을 취할 수 있는 효과가 있다. 특히, 감염병 환경에서도 학생들이 각자 격리하여 학습하고 학습 완료 후에는 체험 학습 완료 QR 코드를 이용하여 학습 완료 인증을 할 수 있도록 구성됨으로써, 전시관이나 공공기관 학습장의 방문 교육에 대한 효율성을 높일 수 있는 효과가 있다.

Description

증강 현실 기반의 체험형 학습 시스템{AUGMENTED REALITY-BASED EXPERIENTIAL LEARNING SYSTEM}

본 발명은 학습 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로는 증강 현실 기반의 체험형 학습 시스템에 관한 것이다.

최근에는 교과서 이외에도 학생들을 위한 학습용 동영상을 비롯한 다양한 학습 매체들이 개발되고 있다.

특히, 온라인 교육과 비대면 교육은 물론 체험 학습에 대한 요구가 늘어남에 따라 이를 위한 보다 효율적인 학습 매체에 대한 고심이 깊어지고 있다.

그 중에서 스마트폰 상의 증강 현실 기술을 이용한 학습에 대한 관심이 늘어나고 있으며, 책 속의 이미지에 증강 현실 기술을 접목하는 방식이 대표적이라 할 수 있다.

한편, 최근에는 전시관이나 박물관, 공공기관 학습장 등을 방문하여 학습하는 체험형 학습 방식에서도 증강 현실 기술에 대한 관심이 많아지고 있다. 학새들을 모아 놓고 가이드(guide)가 설명하는 방식은 감염병이 늘어나는 시기에 적합하지 않기 때문이다.

이에, 학생들 각자가 박물관, 전시관, 공공기관 체험관 등을 방문하여 학습을 하고 학습 인증을 할 수 있는 방안도 요구되고 있다.

등록특허공보 10-1530634 등록특허공보 10-1902315

본 발명의 목적은 증강 현실 기반의 체험형 학습 시스템을 제공하는 데 있다.

상술한 본 발명의 목적에 따른 증강 현실 기반의 체험형 학습 시스템은, 체험 학습을 위한 이미지가 표시된 이미지 보드; 상기 사용자 스마트폰으로 3차원 객체를 제공하는 AR 체험 학습 서비스 서버; 상기 AR 체험 학습 서버로부터 3차원 객체를 수신하는 사용자 스마트폰; 상기 사용자 스마트폰에서 수신된 3차원 객체를 이용하여 AR 영상을 출력하는 사용자 AR 글래스를 포함하도록 구성될 수 있다.

여기서, 상기 이미지 보드는, 상기 이미지의 전체의 학습을 위한 이미지 전체 QR 코드와, 상기 이미지의 각 스폿(spot)에 대응되는 학습을 위한 스폿 QR 코드가 표시되도록 구성될 수 있다.

그리고 상기 사용자 스마트폰은, 상기 이미지 보드의 이미지 전체 QR 코드 또는 스폿 QR 코드를 이용하여 상기 AR 체험 학습 서비스 서버로 3차원 객체를 요청하도록 구성될 수 있다.

그리고 상기 3차원 객체는, 상기 이미지 전체 또는 상기 스폿의 정상적인 동작을 위한 3차원 AR 영상을 동작시키기 위한 구성이 될 수 있다.

그리고 상기 이미지 보드는, 폐수 처리 시설 및 해당 공정의 학습을 위한 이미지가 표시되도록 구성될 수 있다.

상술한 증강 현실 기반의 체험형 학습 시스템에 의하면, 전시관이나 공공기관 체험관에 게시된 이미지를 기반으로 AR 학습 영상을 구현하여 학생들이 가이드의 도움없이도 효율적으로 학습 정보에 접할 수 있게 함으로써, 학생들이 각자 정확하고 다양한 학습 정보를 자유롭게 학습을 취할 수 있는 효과가 있다.

특히, 감염병 환경에서도 학생들이 각자 격리하여 학습하고 학습 완료 후에는 체험 학습 완료 QR 코드를 이용하여 학습 완료 인증을 할 수 있도록 구성됨으로써, 전시관이나 공공기관 학습장의 방문 교육에 대한 효율성을 높일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증강 현실 기반의 체험형 학습 시스템의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 보드의 예시도이다.
도 3 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 이미지 책자의 각 페이지의 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 스폿 QR 코드의 예시도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

제1, 제2, A, B 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. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증강 현실 기반의 체험형 학습 시스템의 블록 구성도이다. 그리고 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 보드의 예시도이고, 도 3 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 이미지 책자의 각 페이지의 예시도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 스폿 QR 코드의 예시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 증강 현실 기반의 체험형 학습 시스템은 이미지 보드(100), 사용자 스마트폰(200), 사용자 AR 글래스(300), AR 체험 학습 서비스 서버(400), QR 인식기(500)를 포함하도록 구성될 수 있다.

이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.

이미지 보드(100)는 체험 학습을 위한 이미지가 표시되도록 구성될 수 있다.

이미지 보드(100)는 박물관, 전시관, 체험 학습관, 공공기관 학습장 등에 전시되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 이미지 보드(100)에는 폐수 처리 시설의 학습장에서 폐수 처리 시설 및 폐수 처리 공정을 설명하기 위한 이미지가 표시될 수 있다. 다른 예로서, 이미지 보드(100)에는 인체의 대사 작용이나 혈류, 질병 감염 등에 대한 학습을 위한 이미지가 표시될 수도 있다.

그리고 이미지 보드(100)는 다수 개가 구비될 수 있다.

도 2를 참조하면, 이미지 보드(100)는 이미지 전체 QR 코드(101), 스폿 QR 코드(102), 스폿 LED(103), 스폿 LED 자동 제어 모듈(104)을 포함하도록 구성될 수 있다.

이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.

이미지 전체 QR 코드(101)는 이미지 보드(100)에 표시된 이미지 전체에 대응되는 AR 영상을 동작시키기 위한 구성이 될 수 있다. 예를 들어, 이미지가 폐수 처리인 경우, 이미지 전체 QR 코드(101)는 폐수 처리 전체 시설이나 전체 공정의 학습을 위한 AR 영상을 동작시키기 위한 구성이 될 수 있다.

스폿 QR 코드(102)는 이미지 전체의 각 스폿에 표시되어 각 스폿의 AR 영상을 동작시키기 위한 구성이 될 수 있다. 여기서, 스폿은 폐수 처리 시설 전체 중 각 시설이 될 수 있고, 인체 조직도인 경우에는 인체의 각 장기나 조직이 될 수 있다. 그리고 스폿 QR 코드(102)는 각 폐수 처리 시설의 동작을 학습하기 위한 AR 영상을 동작시키기 위한 구성이거나 인체의 각 장기나 조직의 대사 작용이나 질병 상태 등을 설명하기 위한 구성이 될 수 있다.

스폿 LED(103)는 이미지 전체의 각 스폿에 구비되도록 구성될 수 있다.

스폿 LED 자동 제어 모듈(104)은 AR 체험 학습 서비스 서버(300)의 고장/오류 시뮬레이션에 따라 스폿 LED(103)를 미리 정해진 색상별로 자동으로 구동 제어하도록 구성될 수 있다. 색상에 따라 해당 폐수 처리 시설이나 장기/조직의 오작동이나 질병 등을 지시할 수 있다.

사용자 스마트폰(200)은 이미지 보드(100)에 표시된 이미지의 각 스폿(spot)에 대응되는 3차원 객체를 수신하고, 다수의 이미지 보드(100)를 이용한 체험 학습이 완료된 경우 체험 학습 완료 QR 코드를 자동 생성하도록 구성될 수 있다.

여기서, 3차원 객체는 폐수 처리 시설이나 인체의 정상적인 동작의 학습을 위한 3차원 AR 영상 및 AR 음성과 고장/오류에 대한 학습을 위한 3차원 AR 영상 및 AR 음성을 동작시키기 위한 구성이 될 수 있다.

그리고 체험 학습 완료 QR 코드는 전시관이나 공공기관 학습장의 이미지 보드(100)들을 모두 학습한 경우에 자동 생성되도록 구성될 수 있다.

사용자 스마트폰(200)은 QR 인식 모듈(201), 서버 접속 모듈(202), 3차원 객체 수신 모듈(203), 3차원 객체 전달 모듈(204), 스폿별 고장/오류 수신 모듈(205), 스폿별 고장/오류 저장 모듈(206), 체험 학습 완료 확인 모듈(207), 체험 학습 완료 QR 생성 모듈(208), 체험 학습 완료 QR 표시 모듈(209)을 포함하도록 구성될 수 있다.

이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.

QR 인식 모듈(201)은 이미지 보드(100)의 이미지 전체 QR 코드(101) 또는 스폿 QR 코드(102)를 인식하도록 구성될 수 있다.

서버 접속 모듈(202)은 QR 인식 모듈(201)에서 이미지 전체 QR 코드(101) 또는 스폿 QR 코드(102)가 인식되면, AR 체험 학습 서비스 서버(300)로 접속하도록 구성될 수 있다.

3차원 객체 수신 모듈(203)은 AR 체험 학습 서비스 서버(300)로부터 3차원 객체를 수신하도록 구성될 수 있다.

3차원 객체 전달 모듈(204)은 3차원 객체 수신 모듈(203)로부터 수신된 3차원 객체를 사용자 AR 글래스(400)로 전달하도록 구성될 수 있다.

스폿별 고장/오류 수신 모듈(205)은 AR 체험 학습 서비스 서버(300)로부터 스폿별 고장/오류를 수신하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 스폿별 고장/오류는 폐수 처리 시설의 일부 시설의 고장/오류 또는 인체 중 특정 장기나 조직의 질병, 감염, 괴사 등이 될 수 있다.

스폿별 고장/오류 저장 모듈(206)은 스폿별 고장/오류 수신 모듈(205)에서 수신된 스폿별 고장/오류가 저장되도록 구성될 수 있다.

체험 학습 완료 확인 모듈(207)은 서버 접속 모듈(202)의 접속을 위한 이미지 전체 QR 코드(101), 3차원 객체 수신 모듈(203)에서 수신된 3차원 객체 및 사용자 AR 글래스(400)의 AR 영상 합성을 이용하여 다수의 이미지 보드(100)의 체험 학습 완료 여부를 확인하도록 구성될 수 있다.

체험 학습 완료 QR 생성 모듈(208)은 체험 학습 완료 확인 모듈(207)에서 다수의 이미지 보드(100)에 대한 체험 학습 완료가 확인된 경우, 체험 학습 완료 QR 코드를 자동 생성하도록 구성될 수 있다.

체험 학습 완료 QR 표시 모듈(209)은 체험 학습 완료 QR 생성 모듈(208)에서 자동 생성된 체험 학습 완료 QR 코드를 디스플레이 상에 자동 표시하도록 구성될 수 있다.

한편, 도 3 내지 도 7은 이미지 책자 형태의 각 페이지를 통해 체험 학습이 가능하게 만든 실시예를 나타낸다. 도 2 내지 도 7은 각각 소화조, 1차 침전지, 2차 침전지, 소독 설비, 최종 처분에 대한 각각의 동작을 나타내는 이미지를 도시하고 있다.

사용자 AR 글래스(300)는 사용자 스마트폰(200)에서 수신된 3차원 객체를 이용하여 AR 영상 및 AR 음성을 출력하도록 구성될 수 있다.

사용자 AR 글래스(300)는 접속 허용 모듈(301), 접속자 저장 제어 모듈(302), 접속자 데이터베이스(303), 3차원 객체 데이터베이스(304), 3차원 객체 추출 모듈(305), 3차원 객체 실시간 제공 모듈(306), 스폿별 고장/오류 데이터베이스(307), 스폿별 고장/오류 제공 모듈(308), 고장/오류 시뮬레이션 모듈(309), 접속자 체험 학습 확인 모듈(310)을 포함하도록 구성될 수 있다.

이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.

접속 허용 모듈(301)은 사용자 스마트폰(208)의 서버 접속 모듈(202)에 의한 접속을 허용하도록 구성될 수 있다.

접속자 저장 제어 모듈(302)은 접속 허용 모듈(301)의 허용에 따른 해당 접속자 정보를 저장하도록 제어하도록 구성될 수 있다.

접속자 데이터베이스(303)는 접속자 저장 제어 모듈(302)의 제어에 따라 해당 접속자 정보가 저장되도록 구성될 수 있다.

3차원 객체 데이터베이스(304)는 다수의 이미지 보드(100)의 각 이미지 및 각 스폿의 AR 구현을 위한 3차원 객체가 미리 저장되도록 구성될 수 있다.

3차원 객체 추출 모듈(305)은 접속 허용 모듈(301)에서 접속을 허용하는 경우, 해당 이미지 전체 QR 코드(201) 또는 스폿 QR 코드(202)에 대응되는 3차원 객체를 3차원 객체 데이터베이스(304)에서 검색하여 추출하도록 구성될 수 있다.

3차원 객체 실시간 제공 모듈(306)은 3차원 객체 추출 모듈(305)에서 추출된 3차원 객체를 사용자 스마트폰(200)으로 실시간 제공하도록 구성될 수 있다.

스폿별 고장/오류 데이터베이스(307)는 이미지의 각 스폿별 고장/오류가 미리 저장되도록 구성될 수 있다.

스폿별 고장/오류 제공 모듈(308)은 스폿별 고장/오류 데이터베이스(307)에 미리 저장된 스폿별 고장/오류를 사용자 스마트폰(200)으로 제공하도록 구성될 수 있다. 고장/오류 시뮬레이션 모듈(309)은 접속 허용 모듈(301)에서 접속을 허용하는 경우, 각 스폿 QR 코드(202)에 대응되는 고장/오류를 시뮬레이션하도록 구성될 수 있다.

접속자 체험 학습 확인 모듈(310)은 QR 인식기(500)에서 인식된 체험 학습 완료 QR 코드를 이용하여 접속자 데이터베이스(303)에 저장된 접속자 정보 별로 체험 학습 완료 여부를 확인하도록 구성될 수 있다.

여기서, QR 인식기(500)는 사용자 스마트폰(200)에서 생성된 체험 학습 완료 QR 코드를 인식하도록 구성될 수 있다. 체험 학습 완료 QR 코드의 인식을 통해 전시관이나 공공기관 학습장에서의 각 학생들의 체험 학습 완료 여부를 확인할 수 있으며, 각 학생들은 가이드없이 각자 전시관을 돌아다니면서 자유롭게 학습을 하고 학습 완료를 인증받을 수 있다.

QR 인식기(500)는 전시관 등의 출구에 구비될 수 있다. 출구에서 QR 인식이 되면, 해당 일에 체험 학습을 완료한 이미지 보드(100)에 대한 정보들이 AR 체험 학습 서비스 서버(300)에 업로드되어 기록될 수 있다.

AR 체험 학습 서비스 서버(400)는 사용자 스마트폰(200)으로 3차원 객체를 제공하도록 구성될 수 있다.

AR 체험 학습 서비스 서버(400)는 카메라 모듈(401), 영상 인식 모듈(402), AR 영상 합성 모듈(403), AR 영상 출력 모듈(404), AR 음성 출력 모듈(405), 스폿 LED 색상 확인 모듈(406), 스폿 고장/오류 확인 모듈(407), 스폿 고장/오류 적용 모듈(408)을 포함하도록 구성될 수 있다.

이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.

카메라 모듈(401)은 이미지 보드(100)에 표시된 이미지 및 스폿 LED(203)를 촬영하도록 구성될 수 있다.

영상 인식 모듈(402)은 카메라 모듈(401)에 의해 촬영된 이미지를 인식하도록 구성될 수 있다.

AR 영상 합성 모듈(403)은 영상 인식 모듈(402)에서 인식된 이미지와 사용자 스마트폰(200)의 3차원 객체 전달 모듈(204)에서 전달되는 3차원 객체를 이용하여 AR 영상으로 합성하도록 구성될 수 있다.

AR 영상 출력 모듈(404)은 AR 영상 합성 모듈(403)에서 합성된 AR 영상을 출력하도록 구성될 수 있다.

AR 음성 출력 모듈(405)은 사용자 스마트폰(200)의 3차원 객체 전달 모듈(204)에서 전달되는 3차원 객체를 이용하여 AR 음성을 출력하도록 구성될 수 있다.

스폿 LED 색상 확인 모듈(406)은 카메라 모듈(401)에 의해 촬영된 스폿 LED(202)의 색상을 확인하도록 구성될 수 있다.

스폿 고장/오류 확인 모듈(407)은 스폿 LED 색상 확인 모듈(406)에서 확인된 스폿 LED(202)의 색상에 대응되는 스폿 고장/오류를 확인하도록 구성될 수 있다. 즉, 미리 지정된 색상 별로 특정 고장 현상, 질병, 특정 오류 등이 미리 대응되어 있도록 구성될 수 있다.

스폿 고장/오류 적용 모듈(408)은 스폿 고장/오류 확인 모듈(407)에서 확인된 스폿 고장/오류를 AR 영상 합성 모듈(403)의 AR 영상 합성에 적용하도록 구성될 수 있다. 즉, 정상적인 동작을 나타내는 AR 영상에 특정 고장이나 특정 질병, 특정 오류의 영상이 적용되도록 구성될 수 있다.

한편, 전시관이나 공공기관 학습장에서 학생들은 어느 이미지 보드(100)를 학습했는지 어느 이미지 보드(100)의 학습을 놓쳤는지 확인하기 어려울 수 있다. 이에, 학생들이 학습 완료 또는 학습 미완료의 이미지 보드(100)들을 확인할 수 있는 방안이 필요하다.

이하에서, 이러한 방안에 대해 설명한다.

AR 체험 학습 서비스 서버(300)는 이미지 보드 맵 데이터베이스(미도시) 및 이미지 보드 맵 제공 모듈(미도시)을 더 포함하도록 구성될 수 있다.

여기서, 이미지 보드 맵 데이터베이스(미도시)는 다수의 이미지 보드(100)의 각 위치 정보를 포함하는 이미지 보드 맵이 저장되도록 구성될 수 있다.

그리고 이미지 보드 맵 제공 모듈(미도시)은 이미지 보드 맵 데이터베이스(미도시)에 저장된 이미지 보드 맵을 사용자 스마트폰(200)으로 제공하도록 구성될 수 있다.

사용자 스마트폰(200)은 이미지 보드 맵 수신 모듈(미도시) 및 이미지 보드 맵 출력 모듈(미도시)을 더 포함하도록 구성될 수 있다.

여기서, 이미지 보드 맵 수신 모듈(미도시)은 이미지 보드 맵 제공 모듈(미도시 )에서 제공되는 이미지 보드 맵을 수신하고, 이미지 보드 맵 출력 모듈(미도시)은 이미지 보드 맵 수신 모듈(미도시)에서 수신된 이미지 보드 맵을 출력하도록 구성될 수 있다.

이때, 체험 학습 완료 확인 모듈(207)은 이미지 보드 맵 출력 모듈(미도시)에서 출력된 이미지 보드 맵에서 각 이미지 보드(100)에 대한 체험 학습 완료 여부를 확인하고, 체험 학습이 완료되지 않은 이미지 보드(100)를 이미지 보드 맵에 표시하도록 구성될 수 있다.

한편, 체험 학습 완료 QR 코드 생성 모듈(208)은 체험 학습 완료 QR 코드에는 체험 학습을 완료한 이미지 보드에 대한 정보를 포함시켜 생성하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 전시관이나 박물관 또는 공공기관 학습장에 총 100개의 이미지 보드가 있는 경우 체험 학습을 완료한 이미지 보드에 대한 정보들이 포함될 수 있다. 만약 20개의 이미지 보드의 체험 학습을 완료한 경우, 해당 이미지 보드들에 대한 정보가 포함될 수 있다.

QR 인식기(500)는 전시관 등의 출구뿐만 아니라 입구에도 구비될 수 있다. 사용자가 나중에 나머지 체험 학습을 위해 다시 전시관이나 박물관, 공공기관 학습장을 찾아오는 경우, 입구에 설치된 QR 인식기(500)는 사용자 스마트폰(200)에 표시된 체험 학습 완료 QR 코드를 인식할 수 있으며, 이러한 경우 AR 체험 학습 서비스 서버(300)는 이미지 보드 맵 제공 모듈(미도시)을 통해 체험 학습을 완료하지 못한 이미지 보드(100)의 각 위치 정보를 나타내는 이미지 보드 맵을 사용자 스마트 폰(200)으로 제공할 수 있다. 사용자는 이미지 보드 맵을 보고 체험 학습을 완료하지 못한 이미지 보드(100)의 위치를 파악하여 쉽게 찾아갈 수 있다. 이에, 여러 날 동안 나누어 편리하게 체험 학습을 할 수 있다.

다른 한편, 학생들이 이미지 보드(100)에서 특정 시설이나 특정 장기 등을 나타내는 스폿의 고장이나 오류, 질병을 알고 싶을 때에는 해당 스폿 QR 코드(102)의 상하를 뒤집어 부착하여 확인할 수 있도록 구성될 수 있다.

이에, 스폿 QR 코드(102)는 이미지 보드 맵에 탈착되도록 구성되고, 스폿 QR 코드(102)의 상하 위치가 180도로 바뀌어 부착되는 경우 해당 스폿의 고장/오류를 의미하도록 구성될 수 있다.

이때, 고장/오류 시뮬레이션 모듈(309)은 사용자 스마트폰(200)의 QR 인식 모듈(201)에서 스폿 QR 코드(102)의 상하 위치가 180도로 바뀌어 인식되고, AR 체험 학습 서비스 서버(300)의 접속 허용 모듈(301)에서 상하 위치가 180도 바뀌어 인식된 스폿 QR 코드(202)에 의해 접속되는 경우 해당 스폿의 고장/오류를 시뮬레이션하도록 구성될 수 있다.

위 스폿 QR 코드(102)는 상부와 하부로 절반으로 나누어 상부만 의미 가능한 코드로서 인식될 수 있도록 구성될 수 있다. 이에, 스폿 QR 코드(102)의 상하를 뒤집어 부착하면 서로 다른 2개의 QR 코드로서 인식될 수 있다. 도 8은 이러한 상부와 하부로 양분되고 각각 뒤집어 부착되었을 때 상부만 인식되는 QR 코드를 예시하고 있다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100: 이미지 보드
101: 이미지 전체 QR 코드
102: 스폿 QR 코드
103: 스폿 LED
104: 스폿 LED 자동 제어 모듈
200: 사용자 스마트폰
201: QR 인식 모듈
202: 서버 접속 모듈
203: 3차원 객체 수신 모듈
204: 3차원 객체 전달 모듈
205: 스폿별 고장/오류 수신 모듈
206: 스폿별 고장/오류 저장 모듈
207: 체험 학습 완료 확인 모듈
208: 체험 학습 완료 QR 생성 모듈
209: 체험 학습 완료 QR 표시 모듈
300: 사용자 AR 글래스
301: 접속 허용 모듈
302: 접속자 저장 제어 모듈
303: 접속자 데이터베이스
304: 3차원 객체 데이터베이스
305: 3차원 객체 추출 모듈
306: 3차원 객체 실시간 제공 모듈
307: 스폿별 고장/오류 데이터베이스
308: 스폿별 고장/오류 제공 모듈
309: 고장/오류 시뮬레이션 모듈
310: 접속자 체험 학습 확인 모듈
400: AR 체험 학습 서비스 서버
401: 카메라 모듈
402: 영상 인식 모듈
403: AR 영상 합성 모듈
404: AR 영상 출력 모듈
405: AR 음성 출력 모듈
406: 스폿 LED 색상 확인 모듈
407: 스폿 고장/오류 확인 모듈
408: 스폿 고장/오류 적용 모듈
500: QR 인식기

Claims

전시관 내에 구비되며 하수 처리장의 체험 학습을 위한 이미지가 표시된 다수의 이미지 보드;
상기 이미지 보드에 표시된 이미지의 각 스폿(spot)에 대응되는 3차원 객체를 수신하고, 상기 다수의 이미지 보드를 이용한 체험 학습이 완료된 경우 체험 학습 완료 QR 코드를 자동 생성하는 사용자 스마트폰;
상기 사용자 스마트폰에서 수신된 3차원 객체를 이용하여 AR 영상 및 AR 음성을 출력하는 사용자 AR 글래스;
상기 사용자 스마트폰으로 3차원 객체를 제공하는 AR 체험 학습 서비스 서버;
상기 전시관의 출구에 구비되며, 상기 사용자 스마트폰에서 생성된 체험 학습 완료 QR 코드를 인식하는 QR 인식기를 포함하고,
상기 스폿은,
상기 하수 처리장의 각 하수 처리 시설에 해당되고,
상기 이미지 보드는,
상기 이미지 보드에 표시된 이미지 전체에 대응되는 AR 영상을 동작시키기 위한 이미지 전체 QR 코드;
상기 이미지 전체의 각 스폿에 표시되어 각 스폿의 AR 영상을 동작시키기 위한 스폿 QR 코드;
상기 이미지 전체의 각 스폿에 구비되는 스폿 LED;
상기 AR 체험 학습 서비스 서버의 고장/오류 시뮬레이션에 따라 상기 스폿 LED를 미리 정해진 색상별로 자동으로 구동 제어하는 스폿 LED 자동 제어 모듈을 포함하도록 구성되고,
상기 이미지 전체 QR 코드는,
상기 이미지의 전체의 학습을 위한 AR 영상을 동작시키기 위한 구성이고,
상기 스폿 QR 코드는,
상기 이미지의 각 스폿(spot)에 대응되는 학습을 위한 AR 영상을 동작시키기 위한 구성이고,
상기 사용자 스마트폰은,
상기 이미지 보드의 이미지 전체 QR 코드 또는 스폿 QR 코드를 인식하는 QR 인식 모듈;
상기 QR 인식 모듈에서 이미지 전체 QR 코드 또는 스폿 QR 코드가 인식되면, 상기 AR 체험 학습 서비스 서버로 접속하는 서버 접속 모듈;
상기 AR 체험 학습 서비스 서버로부터 3차원 객체를 수신하는 3차원 객체 수신 모듈;
상기 3차원 객체 수신 모듈로부터 수신된 3차원 객체를 상기 사용자 AR 글래스로 전달하는 3차원 객체 전달 모듈;
상기 AR 체험 학습 서비스 서버로부터 스폿별 고장/오류를 수신하는 스폿별 고장/오류 수신 모듈;
상기 스폿별 고장/오류 수신 모듈에서 수신된 스폿별 고장/오류가 저장되는 스폿별 고장/오류 저장 모듈;
상기 서버 접속 모듈의 접속을 위한 이미지 전체 QR 코드, 상기 3차원 객체 수신 모듈에서 수신된 3차원 객체 및 상기 사용자 AR 글래스의 AR 영상 합성을 이용하여 상기 다수의 이미지 보드의 체험 학습 완료 여부를 확인하는 체험 학습 완료 확인 모듈;
상기 체험 학습 완료 확인 모듈에서 상기 다수의 이미지 보드에 대한 체험 학습 완료가 확인된 경우, 체험 학습 완료 QR 코드를 자동 생성하는 체험 학습 완료 QR 생성 모듈;
상기 체험 학습 완료 QR 생성 모듈에서 자동 생성된 체험 학습 완료 QR 코드를 자동 표시하는 체험 학습 완료 QR 표시 모듈을 포함하도록 구성되고,
상기 3차원 객체는,
정상적인 동작에 대응되는 AR 영상 및 AR 음성과 고장/오류에 대응되는 AR 영상 및 AR 음성을 동작시키기 위한 구성이고,
상기 AR 체험 학습 서비스 서버는,
상기 사용자 스마트폰의 서버 접속 모듈에 의한 접속을 허용하는 접속 허용 모듈;
상기 접속 허용 모듈의 허용에 따른 해당 접속자 정보를 저장하도록 제어하는 접속자 저장 제어 모듈;
상기 접속자 저장 제어 모듈의 제어에 따라 해당 접속자 정보가 저장되는 접속자 데이터베이스;
상기 다수의 이미지 보드의 각 이미지 및 각 스폿의 AR 구현을 위한 3차원 객체가 미리 저장되는 3차원 객체 데이터베이스;
상기 접속 허용 모듈에서 접속을 허용하는 경우, 해당 이미지 전체 QR 코드 또는 스폿 QR 코드에 대응되는 3차원 객체를 상기 3차원 객체 데이터베이스에서 검색하여 추출하는 3차원 객체 추출 모듈;
상기 3차원 객체 추출 모듈에서 추출된 3차원 객체를 상기 사용자 스마트폰으로 실시간 제공하는 3차원 객체 실시간 제공 모듈;
상기 이미지의 각 스폿별 고장/오류가 미리 저장되는 스폿별 고장/오류 데이터베이스;
상기 스폿별 고장/오류 데이터베이스에 미리 저장된 스폿별 고장/오류를 상기 사용자 스마트폰으로 제공하는 스폿별 고장/오류 제공 모듈;
상기 접속 허용 모듈에서 접속을 허용하는 경우, 각 스폿 QR 코드에 대응되는 고장/오류를 시뮬레이션하는 고장/오류 시뮬레이션 모듈;
상기 QR 인식기에서 인식된 체험 학습 완료 QR 코드를 이용하여 상기 접속자 데이터베이스에 저장된 접속자 정보 별로 체험 학습 완료 여부를 확인하는 접속자 체험 학습 확인 모듈을 포함하도록 구성되고,
상기 사용자 AR 글래스는,
상기 이미지 보드에 표시된 이미지 및 스폿 LED를 촬영하는 카메라 모듈;
상기 카메라 모듈에 의해 촬영된 이미지를 인식하는 영상 인식 모듈;
상기 영상 인식 모듈에서 인식된 이미지와 상기 사용자 스마트폰의 3차원 객체 전달 모듈에서 전달되는 3차원 객체를 이용하여 AR 영상으로 합성하는AR 영상 합성 모듈;
상기 AR 영상 합성 모듈에서 합성된 AR 영상을 출력하는 AR 영상 출력 모듈;
상기 사용자 스마트폰의 3차원 객체 전달 모듈에서 전달되는 3차원 객체를 이용하여 AR 음성을 출력하는 상기 AR 음성 출력 모듈;
상기 카메라 모듈에 의해 촬영된 스폿 LED의 색상을 확인하는 스폿 LED 색상 확인 모듈;
상기 스폿 LED 색상 확인 모듈에서 확인된 스폿 LED의 색상에 대응되는 스폿 고장/오류를 확인하는 스폿 고장/오류 확인 모듈;
상기 스폿 고장/오류 확인 모듈에서 확인된 스폿 고장/오류를 상기 AR 영상 합성 모듈의 AR 영상 합성에 적용하는 스폿 고장/오류 적용 모듈을 포함하도록 구성되고,
상기 AR 체험 학습 서비스 서버는,
상기 다수의 이미지 보드의 각 위치 정보를 포함하는 이미지 보드 맵이 저장되는 이미지 보드 맵 데이터베이스;
상기 이미지 보드 맵 데이터베이스에 저장된 이미지 보드 맵을 상기 사용자 스마트폰으로 제공하는 이미지 보드 맵 제공 모듈을 더 포함하도록 구성되고,
상기 사용자 스마트폰은,
상기 이미지 보드 맵 제공 모듈에서 제공되는 이미지 보드 맵을 수신하는 이미지 보드 맵 수신 모듈;
상기 이미지 보드 맵 수신 모듈에서 수신된 이미지 보드 맵을 출력하는 이미지 보드 맵 출력 모듈을 더 포함하도록 구성되고,
상기 체험 학습 완료 확인 모듈은,
상기 이미지 보드 맵 출력 모듈에서 출력된 이미지 보드 맵에서 각 이미지 보드에 대한 체험 학습 완료 여부를 확인하고, 체험 학습이 완료되지 않은 이미지 보드를 상기 이미지 보드 맵에 표시하도록 구성되고,
상기 스폿 QR 코드는,
상기 이미지 보드 맵에 탈착되도록 구성되고, 상기 스폿 QR 코드의 상하 위치가 180도로 바뀌어 부착되는 경우 해당 스폿의 고장/오류를 의미하도록 구성되고,
상기 고장/오류 시뮬레이션 모듈은,
상기 사용자 스마트폰의 QR 인식 모듈에서 상기 스폿 QR 코드의 상하 위치가 180도로 바뀌어 인식되고, 상기 AR 체험 학습 서비스 서버의 접속 허용 모듈에서 상하 위치가 180도 바뀌어 인식된 스폿 QR 코드에 의해 접속되는 경우 해당 스폿의 고장/오류를 시뮬레이션하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 증강 현실 기반의 체험형 학습 시스템.
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