KR102598944B1 - 가상현실 훈련 시스템 - Google Patents

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Abstract

가상현실 훈련 시스템이 제공된다. 상기 가상현실 훈련 시스템은, 훈련자에게 훈련 시나리오에 따른 가상현실 이미지를 제공하여 상기 훈련자가 가상현실 훈련을 수행할 수 있도록 하는 가상현실 훈련 시스템으로, 상기 훈련 시나리오를 저장하고, 상기 훈련 시나리오에 따라 상기 가상현실 훈련을 제어하는 시스템 서버 및 상기 가상현실 훈련을 수행하기 위해 상기 훈련자가 착용하거나 휴대하는 장비를 포함하는 훈련수행 시스템을 포함하고, 상기 가상현실 이미지는 상기 훈련자가 상기 가상현실 훈련을 수행하는 훈련 공간에 대응하는 가상 이미지를 포함한다.

Description

가상현실 훈련 시스템{VIRTUAL REALITY TRAINING SYSTEM}
본 발명은 가상현실 훈련 시스템에 관한 것이다.
가상현실은 컴퓨터 등을 사용한 인공적인 기술로 만들어낸 실제와 유사하지만 실제가 아닌 어떤 특정한 환경이나 상황 또는 그 기술을 의미한다. 가상현실은 현실에 가까운 컴퓨터 그래픽 기술을 활용해 사용자들에게 몰입감과 실제와 같은 경험을 제공할 수 있어 가상현실을 활용하는 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나, 종래의 가상현실 기술은 특정 상황에 대한 그래픽 영상만을 제공하는 등 활용 범위가 매우 제한적이다.
본 발명은 가상현실 훈련을 효과적으로 수행할 수 있는 시스템을 제공한다.
본 발명의 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 첨부한 도면으로부터 명확해 질 것이다.
본 발명의 실시예들에 따른 가상현실 훈련 시스템은, 훈련자에게 훈련 시나리오에 따른 가상현실 이미지를 제공하여 상기 훈련자가 가상현실 훈련을 수행할 수 있도록 하는 가상현실 훈련 시스템으로, 상기 훈련 시나리오를 저장하고, 상기 훈련 시나리오에 따라 상기 가상현실 훈련을 제어하는 시스템 서버 및 상기 가상현실 훈련을 수행하기 위해 상기 훈련자가 착용하거나 휴대하는 장비를 포함하는 훈련수행 시스템을 포함하고, 상기 가상현실 이미지는 상기 훈련자가 상기 가상현실 훈련을 수행하는 훈련 공간에 대응하는 가상 이미지를 포함한다.
상기 훈련자는 임무가 서로 다른 둘 이상의 훈련자를 포함할 수 있고, 상기 둘 이상의 훈련자는 상기 훈련 공간에서 다중협업 훈련을 수행할 수 있으며, 상기 시스템 서버는 상기 둘 이상의 훈련자 각각에 대하여 훈련 내용을 저장하고 분석할 수 있다.
상기 시스템 서버는, 상기 둘 이상의 훈련자가 각각 상기 훈련 공간에서 상기 훈련 시나리오에 따라 자신의 임무를 수행하도록 훈련 상황을 제공할 수 있다.
상기 가상현실 이미지에서 상기 둘 이상의 훈련자는 임무에 따라 서로 다른 가상 훈련복을 착용하는 것으로 표시될 수 있다.
상기 훈련수행 시스템은, 상기 시스템 서버와 통신하고 상기 훈련자의 가상현실 훈련을 제어하는 훈련자 컴퓨터 장치, 상기 훈련자 컴퓨터 장치와 통신하고 상기 훈련자에게 상기 가상현실 이미지를 제공하는 훈련자 디스플레이 장치, 및 상기 훈련자 컴퓨터 장치와 통신하고 상기 가상현실 이미지에서 상기 훈련자가 사용하는 장비를 구현하는 훈련자 입력 장치를 포함할 수 있다.
상기 훈련수행 시스템은 상기 훈련자의 동작을 센싱하거나 위치를 추적하는 훈련자 센서를 포함할 수 있다.
상기 가상현실 훈련 시스템은, 상기 훈련 공간에 배치되고 상기 훈련자 센서를 통하여 상기 훈련자의 위치 및 동작을 감지하여 상기 시스템 서버에 제공하는 훈련통제용 감지 장치를 더 포함할 수 있다.
상기 가상현실 이미지는 상기 훈련 공간에 존재하지 않는 가상사물의 이미지와 상기 훈련 공간에 존재하는 실제사물의 이미지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 가상현실 이미지는 상기 훈련 공간에 존재하지 않는 가상인물의 이미지와 상기 훈련 공간에 존재하는 실제인물의 이미지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면 가상현실 훈련을 효과적으로 수행할 수 있다. 임무가 다른 복수의 훈련자들의 다중협업 훈련이 효과적으로 이루어질 수 있다. 또, 다양한 훈련 상황, 돌발 상황, 및 화학 테러 상황을 실감 있게 구현하여 상기 다중협업 훈련을 고도화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 가상현실 훈련 시스템의 구성을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 시스템 서버의 구성을 나타낸다.
도 3은 도 2의 시스템 서버의 저장부의 구성을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 훈련수행 시스템의 구성을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 훈련통제 시스템의 구성을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가상현실 훈련 방법을 나타낸다.
도 7 및 8은 본 발명의 실시예들에 따른 훈련 공간을 나타낸다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가상현실 훈련 방법을 나타낸다.
도 10 및 도 11은 도 9의 가상현실 훈련 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가상현실 훈련 방법을 나타낸다.
도 13 내지 도 17은 도 12의 가상현실 훈련 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 실시예들을 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 본 발명의 목적, 특징, 장점은 이하의 실시예들을 통해 쉽게 이해될 것이다. 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고, 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 따라서, 이하의 실시예들에 의하여 본 발명이 제한되어서는 안 된다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 요소들(elements)을 기술하기 위해서 사용되었지만, 상기 요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이러한 용어들은 단지 상기 요소들을 서로 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다.
도면들에서 요소의 크기, 또는 요소들 사이의 상대적인 크기는 본 발명에 대한 더욱 명확한 이해를 위해서 다소 과장되게 도시될 수 있다. 따라서, 본 명세서에서 개시된 실시예들은 특별한 언급이 없는 한 도면에 도시된 형상으로 한정되어서는 안 되며, 어느 정도의 변형을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 가상현실 훈련 시스템의 구성을 나타낸다. 도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 시스템 서버의 구성을 나타내고, 도 3은 시스템 서버의 저장부의 구성을 나타내고, 도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 훈련수행 시스템의 구성을 나타내며, 도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 훈련통제 시스템의 구성을 나타낸다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 가상현실 훈련 시스템(10)은 시스템 서버(100), 훈련수행 시스템(200), 및 훈련통제 시스템(300)을 포함한다. 시스템 서버(100), 훈련수행 시스템(200), 및 훈련통제 시스템(300)은 유선 및/또는 무선으로 서로 연결되어 통신할 수 있다.
시스템 서버(100)는 제어부(110), 감지부(120), 분석부(130), 저장부(140), 및 통신부(150)를 포함할 수 있다. 제어부(110), 감지부(120), 분석부(130), 저장부(140), 및 통신부(150)는 하나의 서버로 통합되어 구성되거나 둘 이상의 분리된 서버로 구성될 수 있으며, 서버 구성에 제한이 있는 것은 아니다.
제어부(110)는 시스템 서버(100)의 구성들을 제어하여 가상현실 훈련을 진행할 수 있게 한다. 제어부(110)는 감지부(120), 분석부(130), 저장부(140), 및 통신부(150)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(110)는 훈련통제자의 입력 신호 또는 제어 신호에 따라 가상현실 훈련 시스템 소프트웨어, 감지 시스템 소프트웨어, 모니터링 시스템 소프트웨어, 및 사후강평 시스템 소프트웨어를 구동시킬 수 있으며, 훈련 시나리오 및 돌발 상황 시나리오를 훈련수행 시스템(200)에 적용하여 훈련을 진행할 수 있다. 상기 가상현실 훈련 시스템 소프트웨어는 화학테러에 대응하기 위한 훈련을 실시할 수 있도록 개발되었으며 상기 훈련 시나리오는 다양한 화학테러 상황을 구현하도록 설계되었다.
감지부(120)는 감지 시스템 소프트웨어(예를 들어, 모티브 시스템), 훈련통제용 감지 장치(330), 및 훈련자 센서(250)를 이용하여 훈련자의 위치를 추적하고 훈련자의 동작을 감지할 수 있다. 감지부(120)는 훈련자의 위치 정보와 동작 정보를 실시간으로 훈련수행 시스템(200) 및 훈련통제 시스템(300)에 제공하여 가상현실 훈련이 효과적으로 수행될 수 있다. 감지부(120)는 복수의 훈련자들 각각의 위치 및 동작 데이터를 실시간으로 처리하여 동시에 일어나는 다양한 인터랙션(interaction) 정보를 제공할 수 있으며 복수의 훈련자들이 각각 다른 인터랙션에 따라 반응할 수 있게 함으로써 훈련을 고도화할 수 있다. 이에 의해, 임무가 다른 복수의 훈련자들의 다중협업 훈련을 효과적으로 구현할 수 있다. 훈련통제용 감지 장치(330)는 훈련 공간에 설치되며, 훈련자 센서(250)는 훈련자가 착용하는 훈련복과 장비에 장착될 수 있다. 훈련통제용 감지 장치(330)는 훈련자 센서(250)를 통하여 훈련자의 위치 및 동작을 감지할 수 있다.
분석부(130)는 모니터링 시스템 소프트웨어 및 사후강평 시스템 소프트웨어를 이용하여 훈련 상황을 모니터링하여 훈련 내용을 분석할 수 있고, 개인별/팀별로 훈련자의 훈련을 평가할 수 있으며, 훈련에 대한 강평을 제공할 수 있다.
상기 사후강평 시스템 소프트웨어는 화학테러 대응 훈련을 마친 후 훈련 결과에 대하여 리뷰, 분석, 평가를 수행하여 보다 효율적인 재훈련을 실시할 수 있도록 교육 훈련에 대한 전반적인 강평을 제공할 수 있다. 상기 사후강평 시스템 소프트웨어는 훈련기록, 재생 및 일시정지, 훈련조회, 훈련분석, 훈련평가로 구성될 수 있다. 상기 훈련기록은 훈련자의 위치 기록, 훈련자의 동작 기록, 사물의 위치 기록, 이벤트 기록을 포함할 수 있다. 상기 재생 및 일시정지는 훈련 재생, 훈련 정지, 훈련 종료, 시점 이동(1인칭, 3인칭 멀티화면 분할 시점)을 포함할 수 있다. 상기 훈련조회는 기간별 훈련 검색, 훈련자별 훈련 검색, 시나리오별 훈련 검색을 포함할 수 있다. 훈련분석은 훈련 진행 경과 시현, 훈련결과 및 정보 시현, 데이터 분석, 개인별/팀별 능력 분석을 포함할 수 있다. 상기 훈련 평가는 개인별 훈련 결과 평가서 작성, 평가서 저장 및 출력을 포함할 수 있다.
저장부(140)는 시스템 저장부(141) 및 훈련 데이터 저장부(142)를 포함할 수 있다. 시스템 저장부(141)는 훈련을 진행하는데 필요한 다양한 소프트웨어와 어플리케이션을 저장할 수 있다. 예를 들어, 상기 소프트웨어는 가상현실 훈련 시스템 소프트웨어, 감지 시스템 소프트웨어, 모니터링 시스템 소프트웨어, 및 사후강평 시스템 소프트웨어를 저장할 수 있다. 또, 시스템 저장부(141)는 다양한 훈련 상황에 따라 설정된 훈련 시나리오 및 돌발 상황 시나리오를 저장할 수 있다. 훈련 데이터 저장부(142)는 다양한 훈련 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어, 훈련 데이터 저장부(142)는 훈련자, 훈련 기간 및 시간, 훈련 기록, 훈련 분석, 훈련 평가에 관한 정보를 저장할 수 있다.
통신부(150)는 훈련수행 시스템(200) 및 훈련통제 시스템(230)과 유선 및/또는 무선으로 연결되며, 시스템 서버(100)는 통신부(150)를 통하여 훈련수행 시스템(200) 및 훈련통제 시스템(300)과 통신할 수 있다.
훈련수행 시스템(200)은 훈련자가 가상현실 훈련을 할 수 있도록 훈련자가 착용하거나 휴대하는 장비를 포함한다. 훈련수행 시스템(200)은 시스템 서버(100)에 연결되어 제어되며 다양한 정보와 신호를 주고받는다.
훈련수행 시스템(200)은 훈련자 컴퓨터 장치(210), 훈련자 디스플레이 장치(220), 훈련자 입력 장치(230), 훈련복(240), 훈련자 센서(250), 및 훈련자용 감지 장치(260)를 포함할 수 있다.
훈련자 컴퓨터 장치(210)는 훈련수행 시스템(200)의 다른 장치들과 유선 및/또는 무선으로 연결되어 통신할 수 있으며 상기 장치들을 제어할 수 있다. 훈련자 컴퓨터 장치(210)는 훈련자 디스플레이 장치(220), 훈련자 입력 장치(230), 훈련자 센서(250), 및 훈련자용 감지 장치(260)를 제어할 수 있으며, 상기 장치들과 정보 및 신호를 주고받을 수 있다.
훈련자 컴퓨터 장치(210)는 시스템 서버(100)와 무선으로 연결되어 통신할 수 있으며, 시스템 서버(100)에 의해 제어될 수 있다. 훈련자 컴퓨터 장치(210)는 훈련 소프트웨어가 설치되어 시스템 서버의 보조 서버로서 기능할 수 있다.
훈련자 컴퓨터 장치(210)는 백팩 등의 형태로 구성되어 훈련시 훈련자가 훈련자 컴퓨터 장치(210)를 등에 메고 훈련을 수행할 수 있다.
훈련자 디스플레이 장치(220)는 훈련자 컴퓨터 장치(210)에 유선 및/또는 무선으로 연결되어 훈련자에게 가상현실 이미지를 제공한다. 또, 훈련자 디스플레이 장치(220)는 훈련자에게 훈련에 필요한 다양한 시각 정보와 청각 정보를 제공할 수 있다. 훈련자 디스플레이 장치(220)는 시스템 서버(100)에 무선으로 연결되어 통신할 수 있다.
상기 가상현실 이미지는 훈련 시나리오의 상황에 맞춰 미리 설정되고, 실제 훈련 공간에 대응하는 가상공간을 나타내는 가상공간 이미지, 상기 가상공간 이미지에 가상사물로 표현되는 가상사물 이미지와 가상인물로 표현되는 가상인물 이미지, 훈련 공간에 실제로 배치된 사물이 상기 가상환경 이미지에 표현되는 실제사물 이미지, 및 훈련 공간의 훈련자가 가상환경 이미지에 표현되는 실제인물 이미지를 포함한다. 상기 가상현실 이미지는 다중이용시설, 불법제조시설 등 테러가 발생할 수 있는 시설이나 테러에 사용되는 화학물질을 불법으로 제조하는 시설 등을 표시할 수 있다. 상기 실제사물 이미지는 훈련을 실시하기 전에 시스템 서버(100)의 저장부(140)에 미리 저장한 후 훈련이 실시되는 동안 상기 실제사물이 배치된 훈련 공간에 대응하는 가상공간에 표현되도록 훈련자 디스플레이 장치(220)에 제공될 수 있다. 또, 훈련이 실시될 때 훈련통제용 감지 장치(330)와 훈련자용 감지 장치(260)에 의해 감지된 실제사물이 이미지(실제사물 이미지)로 변환되어 제공될 수 있다. 즉, 가상사물과 가상인물은 실제로 존재하지 않는 사물과 인물로서 가상현실 이미지에 가상사물 이미지와 가상인물 이미지로 표현되고, 실제사물과 실제인물은 훈련 공간에 실제로 존재하는 사물과 인물로서 가상현실 이미지에 실제사물 이미지와 실제인물 이미지로 표현된다. 따라서 훈련자는 가상사물인지 실제사물인지 여부와 가상인물인지 실제인물인지 여부를 구분하지 못한다. 따라서 가상사물을 이용하여 돌발 상황 시나리오를 구현할 수 있을 뿐만 아니라 실제사물을 이용하여 다양한 돌발 상황이나 이벤트를 구현할 수도 있다. 훈련이 실시될 때 훈련통제용 감지 장치(330)와 훈련자용 감지 장치(260)에 의해 획득한 실제사물 또는 실제인물에 대한 감지 정보가 실제사물 이미지 또는 실제인물 이미지로 변환된 후 훈련자 디스플레이 장치(220)에 제공될 수 있다.
훈련자 디스플레이 장치(220)는, 예를 들어, HMD(Head Mounted Display)일 수 있으며, 훈련자 헬멧에 결합하여 사용될 수 있다. 훈련자 디스플레이 장치(220)에 훈련자 센서(250)가 장착되거나 마커가 부착되어 훈련자의 위치와 동작을 정밀하게 추적할 수 있다. 훈련자 센서(250) 및/또는 마커는 훈련자의 위치 및 동작에 관한 정보를 훈련통제용 감지 장치(330)에 제공할 수 있고, 훈련통제용 감지 장치(330)는 훈련자 센서(250) 및/또는 마커를 통하여 훈련자의 위치 및 동작을 추적할 수 있다.
훈련자 입력 장치(230)는 훈련이 실시될 때 훈련자가 휴대하여 사용하는 장치로 훈련자의 임무에 따라 다양한 장비를 구현할 수 있다. 훈련자 입력 장치(230)는 훈련자의 입력 신호를 훈련자 컴퓨터 장치(210)에 제공하고, 훈련자 컴퓨터 장치(210)는 훈련자의 입력 신호를 반영한 가상현실 이미지를 훈련자 디스플레이 장치(220)에 제공한다. 훈련자 컴퓨터 장치(210)는 훈련자의 입력 신호를 시스템 서버(100)에 제공하고, 시스템 서버(100)는 훈련자의 훈련 기록을 저장하고 평가한다.
훈련자 입력 장치(230)는 실전에 사용되는 다양한 장비를 대체하여 훈련자를 훈련시킬 수 있다. 예를 들어, 훈련자 입력 장치(230)는 훈련자의 임무에 따라 총 등의 무기류, 가스나 독성물질의 감지 장치, 소방 장치 등의 이미지로 표현될 수 있다.
훈련복(240)은 실제 군복을 개조하여 제조될 수 있으며, 훈련복(240)에 훈련자 센서(250)가 장착되거나 마커가 부착되어 훈련자의 위치와 동작을 정밀하게 추적할 수 있다. 훈련을 시작할 때 각 훈련자의 훈련자 디스플레이 장치(220)에 훈련자의 직책이나 임무 등에 따른 다양한 가상 훈련복 이미지가 표시되며 훈련자는 자신의 임무에 맞는 가상 훈련복을 선정할 수 있다. 훈련자들은 실제 동일한 훈련복을 입고 훈련을 수행하지만 각 훈련자의 훈련자 디스플레이 장치(220)에는 훈련자의 소속, 직책, 임무 등에 따라 가상 훈련복 이미지가 다르게 표현된다. 훈련자들은 환경부 또는 화학물질안전원 소속의 환경요원, 경찰특공대 또는 폭발물 처리반 소속의 경찰대원, 소방서 또는 제독반 소속의 소방대원, 국가정보원 소속의 국정원요원, 군부대 소속의 군인 등을 포함할 수 있다. 훈련자들의 가상 훈련복 이미지는 환경요원, 경찰대원, 소방대원, 국정원요원, 군인에 따라 다르게 표현될 수 있다. 또, 같은 소속이라고 하더라도 직책이나 임무 등에 따라 가상 훈련복 이미지는 다르게 표현될 수 있다. 예를 들어, 환경대원은 팀장과 팀원의 직책에 따라 가상 훈련복 이미지가 다르게 표현될 수 있고, 경찰대원은 경찰특공대원과 폭발물 처리반원 등의 임무에 따라 가상 훈련복 이미지가 다르게 표현될 수 있으며, 소방대원은 소방관과 제독반 등의 임무에 따라 가상 훈련복 이미지가 다르게 표현될 수 있다. 훈련자들은 훈련자 디스플레이 장치(220)에 표현되는 가상 훈련복 이미지를 보고 다른 훈련자들을 구분할 수 있다.
훈련자 센서(250)는 훈련자 컴퓨터 장치(210), 훈련자 디스플레이 장치(220), 훈련자 입력 장치(230), 및 훈련복(240) 중 적어도 하나에 설치되어 훈련자의 동작을 센싱하거나 훈련자의 위치를 추적할 수 있다. 훈련자 센서(250)는 훈련자 컴퓨터 장치(210)에 유선 및/또는 무선으로 연결되어 센싱 신호를 훈련자 컴퓨터 장치(210)에 제공할 수 있다. 훈련자 컴퓨터 장치(210)는 훈련자 센서(250)의 센싱 신호를 시스템 서버(100)에 제공할 수 있다. 훈련자 컴퓨터 장치(210) 및 시스템 서버(100)는 센싱 신호가 반영된 가상현실 이미지를 훈련자에게 제공할 수 있다. 훈련자 센서(250)는 가속도 센서, 자이로 센서, 관성 센서, 광 센서, 조도 센서, 포토 센서, 적외선 센서, 깊이 센서, 전자파 센서 등을 포함할 수 있다
훈련자용 감지 장치(260)는 훈련자 디스플레이 장치(220)에 결합되어 실제사물 및 실제인물을 감지하여 실제사물 이미지 및 실제인물 이미지를 형성할 수 있고, 상기 실제사물 이미지 및 상기 실제인물 이미지를 훈련자 컴퓨터 장치(210)에 제공할 수 있다. 훈련자 컴퓨터 장치(210)는 상기 실제사물 이미지 및 상기 실제인물 이미지를 시스템 서버(100)에 제공할 수 있고, 시스템 서버(100)는 상기 실제사물 이미지 및 상기 실제인물 이미지를 훈련자 디스플레이 장치(220)에 가상현실 이미지로 제공할 수 있다.
훈련 공간에 실제사물이 배치되어 있는 경우 훈련 전에 시스템 서버(100)에 상기 실제사물에 대응하는 실제사물 이미지가 저장되고 훈련 중에 훈련자 디스플레이 장치(220)에 제공될 수 있다. 그러나, 훈련 전에 훈련 공간에 배치되어 있지 않고 훈련 중에 훈련통자제에 의해 훈련 공간에 제공되어 돌발 상황을 만드는 경우 훈련자용 감지 장치(260)는 훈련통제용 감지 장치(330)와 함께 실제사물을 감지하여 실제사물 이미지를 구현할 수 있다. 이에 의해 돌발 상황 시나리오로 저장되어 있는 돌발 상황뿐만 아니라 훈련상황에 따라 돌발 상황을 즉흥적으로 형성하여 훈련을 수행할 수 있다.
제1 훈련자와 제2 훈련자가 서로 마주보고, 제3 훈련자가 제1 훈련자와 제2 훈련자를 보고 있는 경우, 제1 훈련자의 훈련자용 감지 장치(260)는 제2 훈련자를 감지하여 제2 훈련자의 실제인물 이미지를 형성할 수 있고, 제2 훈련자의 실제인물 이미지는 제1 훈련자의 훈련자 컴퓨터 장치(210)와 시스템 서버(100)에 전송된 후 제1 훈련자의 훈련자 디스플레이 장치(220)에 제공될 수 있다. 제2 훈련자의 훈련자용 감지 장치(260)는 제1 훈련자를 감지하여 제1 훈련자의 실제인물 이미지를 형성할 수 있고, 제1 훈련자의 실제인물 이미지는 제2 훈련자의 훈련자 컴퓨터 장치(210)와 시스템 서버(100)에 전송된 후 제2 훈련자의 훈련자 디스플레이 장치(220)에 제공될 수 있다. 제3 훈련자의 훈련자용 감지 장치(260)는 제1 훈련자 및 제2 훈련자를 감지하여 제1 훈련자 및 제2 훈련자의 실제인물 이미지를 형성할 수 있고, 제1 훈련자 및 제2 훈련자의 실제인물 이미지는 제3 훈련자의 훈련자 컴퓨터 장치(210)와 시스템 서버(100)에 전송된 후 제3 훈련자의 훈련자 디스플레이 장치(220)에 제공될 수 있다.
훈련통제 시스템(300)은 가상현실 훈련을 통제하며, 훈련통제용 디스플레이 장치(310), 훈련통제용 입력 장치(320), 및 훈련통제용 감지 장치(330)를 포함한다.
훈련통제용 디스플레이 장치(310)는 훈련통제실에 배치되어 가상현실 훈련 상황에 관한 영상 정보를 표시한다. 훈련통제용 디스플레이 장치(310)은 가상현실 훈련에서 구현되는 가상현실 이미지를 표시할 수 있다. 예를 들어, 훈련통제용 디스플레이 장치(310)는 각 훈련자의 훈련자 디스플레이 장치(220)에 제공되는 가상현실 이미지를 그 훈련자의 관점에서 표시할 수 있다. 예를 들어, 제1 훈련자의 훈련자 디스플레이 장치(220)에 제공되는 가상현실 이미지를 제1 훈련자의 관점에서 관찰함으로써 제1 훈련자의 훈련을 효과적으로 통제할 수 있으며, 제1 훈련자의 훈련 내용을 분석하고 평가할 수 있다. 또, 훈련통제용 디스플레이 장치(310)는 가상현실 훈련이 실시되고 있는 훈련 공간에 대한 가상현실 이미지를 제3자의 관점에서 표시할 수도 있다. 상기 훈련 공간에 위치하고 있는 훈련자들을 통제할 수 있고, 상기 훈련 공간에서의 훈련자들의 훈련 내용을 분석하고 평가할 수 있다. 이와 같이, 가상현실 훈련의 진행 상황에 대하여 다양한 관점에서 관찰할 수 있어 훈련을 효과적으로 통제할 수 있으며, 훈련 내용을 분석하고 평가할 수 있다.
훈련통제용 입력 장치(320)는 훈련통제실에 배치되고 시스템 서버(100) 및 훈련자 컴퓨터 장치(210)에 연결되어 가상현실 훈련에 필요한 사항들을 입력할 수 있게 한다. 훈련통제용 입력 장치(320)는 컴퓨터, 태블릿PC, 휴대용 단말기, 스마트폰 등 다양한 장치를 포함할 수 있다. 훈련통제용 입력 장치(320)를 통해 시스템 서버(100)에 가상현실 훈련 시스템 소프트웨어, 감지 시스템 소프트웨어, 모니터링 시스템 소프트웨어, 및 사후강평 시스템 소프트웨어 등 다양한 훈련 소프트웨어를 입력하여 저장할 수 있고, 다양한 훈련 상황에 따라 설정된 훈련 시나리오 및 돌발 상황 시나리오를 입력하여 저장할 수 있다. 훈련을 실시하기 전에 훈련통제용 입력 장치(320)를 통해 훈련자 정보 등을 입력할 수 있고, 훈련 시나리오 등을 선택할 수 있으며, 훈련 중에 훈련통제자는 훈련통제용 입력 장치(320)를 통해 훈련을 진행하는데 필요한 다양한 사항들, 예를 들어, 훈련 시작 신호, 훈련 종료 신호, 돌발 상황 발생 등을 입력할 수 있다.
훈련통제용 감지 장치(330)는 훈련 공간에 배치되어 훈련자 센서(250)를 통하여 훈련자의 위치 및 동작을 감지할 수 있다. 훈련통제용 감지 장치(330)는 시스템 서버(100)와 통신할 수 있으며, 훈련자의 위치 정보 및 동작 정보를 시스템 서버(100)의 감지부(120)에 제공할 수 있다. 시스템 서버(100)의 분석부(130)는 훈련자의 위치 정보 및 동작 정보를 이용하여 훈련자의 훈련을 분석하고 평가할 수 있다. 훈련통제자는 훈련자의 위치 정보 및 동작 정보를 참고하여 훈련을 진행 및 통제할 수 있으며, 적절한 때에 돌발 상황을 만들어 훈련자에게 제공함으로써 돌발 상황 훈련이 효과적으로 이루어질 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가상현실 훈련 방법을 나타내고, 도 7 및 8은 본 발명의 실시예들에 따른 훈련 공간을 나타낸다.
도 1 내지 8을 참조하면, 상기 가상현실 훈련 방법은 본 발명의 가상현실 훈련 시스템을 이용하여 수행된다. 상기 가상현실 훈련 방법은 시스템 서버에 훈련 시나리오를 설정하는 단계(S11), 훈련자들을 훈련 공간에 배치하고 훈련을 준비하는 단계(S12), 훈련자들의 훈련자 디스플레이 장치에 훈련 시나리오에 따른 가상현실 이미지를 제공하여 가상현실 훈련을 실시하는 단계(S13), 훈련자들의 훈련 내용을 시스템 서버의 저장부에 저장하는 단계(S14), 및 훈련자들의 훈련 내용을 분석하고 평가하는 단계(S15)를 포함할 수 있다.
시스템 서버(100)에 훈련 시나리오를 설정한다(S11).
시스템 서버(100)의 시스템 저장부(141)는 훈련을 진행하는데 필요한 다양한 소프트웨어와 어플리케이션을 저장할 수 있다. 예를 들어, 상기 소프트웨어는 가상현실 훈련 시스템 소프트웨어, 감지 시스템 소프트웨어, 모니터링 시스템 소프트웨어, 및 사후강평 시스템 소프트웨어를 저장할 수 있다. 또, 시스템 저장부(141)는 다양한 훈련 상황에 따라 설정된 훈련 시나리오 및 돌발 상황 시나리오를 저장할 수 있다. 시스템 서버(100)의 제어부(110)는 훈련통제자의 입력 신호 또는 제어 신호에 따라 가상현실 훈련 시스템 소프트웨어, 감지 시스템 소프트웨어, 모니터링 시스템 소프트웨어, 및 사후강평 시스템 소프트웨어를 구동시킬 수 있으며, 훈련 시나리오 및 돌발 상황 시나리오를 훈련수행 시스템(200)에 적용하여 훈련을 진행할 수 있다. 상기 가상현실 훈련 시스템 소프트웨어는 화학테러에 대응하기 위한 훈련을 실시할 수 있도록 개발되었으며 상기 훈련 시나리오는 다양한 화학테러 상황을 구현하도록 설계되었다. 훈련통제자는 훈련자들에 따라 정해진 훈련 내용에 맞는 훈련 시나리오를 선택하여 시스템 서버(100)에 설정할 수 있고, 시스템 서버(100)는 선택된 훈련 시나리오에 따라 훈련을 진행할 수 있다.
훈련자들(T1,T2,T3)을 훈련 공간(400)에 배치하고 훈련을 준비한다(S12).
훈련자들(T1,T2,T3)은 임무가 다른 제1 훈련자(T1), 제2 훈련자(T2), 및 제3 훈련자(T3)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 훈련자(T1)는 환경부 또는 화학물질안전원 소속의 환경요원일 수 있고, 제2 훈련자(T2)는 경찰특공대 또는 폭발물 처리반 소속의 경찰대원일 수 있고, 제3 훈련자(T3)는 소방서 또는 제독반 소속의 소방대원일 수 있다. 국가정보원 소속의 국정원요원이나 군부대 소속의 군인도 훈련자로 훈련에 참여할 수 있다. 도면에는 제1 훈련자 내지 제3 훈련자(T1,T2,T3)가 각각 1명으로 도시되어 있으나 이에 한정되지 않으면 2명 이상의 인원을 포함할 수 있다. 예를 들어, 가상현실 훈련에 환경요원으로 팀장 1명과 팀원 1명이 참여할 수 있고, 경찰대원으로 경찰특공대 1명과 폭발물 처리반 1명이 참여할 수 있으며, 소방대원으로 소방관 1명과 제독반 1명이 참여할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 가상현실 훈련 시스템은 다양한 소속과 직책의 훈련자들이 팀을 이뤄 다중협업 훈련을 할 수 있게 한다. 이러한 훈련을 통하여 테러나 사고에 대응할 수 있는 훈련자들의 능력이 함양될 수 있다.
훈련 공간(400)은 훈련 대기 공간(410) 및 훈련 수행 공간(420)을 포함할 수 있다. 훈련 대기 공간(410)은 훈련자들(T1,T2,T3)이 훈련을 시작하기 전에 대기하는 공간으로 훈련자들(T1,T2,T3)은 훈련 대기 공간(410)에서 훈련 준비를 할 수 있다. 훈련자들(T1,T2,T3)은 훈련에 참여하는 팀원들을 확인하고, 훈련 임무를 확인하며, 훈련 장비를 착용하고 작동 여부를 점검한다. 훈련자들(T1,T2,T3)은 각각 훈련자 컴퓨터 장치(210), 훈련자 디스플레이 장치(220), 훈련자 입력 장치(230), 및 훈련복(240)을 착용한다. 훈련자 입력 장치(230)는 훈련을 수행하는 동안 훈련자로부터 이탈되지 않도록 손목이나 팔목에 결합되어 고정될 수 있다.
도면에 도시되지 않았지만, 훈련자 컴퓨터 장치(210), 훈련자 디스플레이 장치(220), 및/또는 훈련복(240)에 훈련자 센서가 장착되거나 마커가 부착되어 훈련자의 위치 및 동작이 감지되어 추적될 수 있다. 또, 훈련자 디스플레이 장치(220)에 훈련자용 감지 장치(260)가 결합될 수 있다. 훈련자용 감지 장치(260)는 실제사물 및 실제인물을 감지하여 실제사물 이미지 및 실제인물 이미지를 형성할 수 있고, 상기 실제사물 이미지 및 상기 실제인물 이미지를 훈련자 컴퓨터 장치(210)에 제공할 수 있다. 훈련자 컴퓨터 장치(210)는 상기 실제사물 이미지 및 상기 실제인물 이미지를 시스템 서버(100)에 제공할 수 있고, 시스템 서버(100)는 훈련자들(T1,T2,T3)의 훈련자 컴퓨터 장치(210)에 상기 실제사물 이미지 및 상기 실제인물 이미지를 제공할 수 있다. 훈련자 컴퓨터 장치(210)는 훈련자 디스플레이 장치(220)에 상기 실제사물 이미지 및 상기 실제인물 이미지를 표시할 수 있다.
훈련자들(T1,T2,T3)은 같은 종류의 훈련복(240)을 착용할 수 있지만, 훈련을 시작하기 전에 훈련자들(T1,T2,T3)의 훈련자 디스플레이 장치(220)에 훈련자의 소속과 직책 등에 따른 다양한 가상 훈련복 이미지가 표시되고 훈련자들(T1,T2,T3)는 자신의 소속과 직책에 맞는 가상 훈련복을 선택할 수 있다. 훈련복 선택 정보는 훈련자 컴퓨터 장치(210)를 통해 시스템 서버(100)에 전송되고 시스템 서버(100)는 훈련자들(T1,T2,T3)의 훈련자 컴퓨터 장치(210)에 다른 훈련자들의 훈련복 선택 정보를 제공한다. 훈련자 컴퓨터 장치(210)는 훈련자 디스플레이 장치(220)에 훈련자별로 선택된 가상 훈련복 이미지를 착용한 훈련자들을 이미지로 표시한다. 훈련자들(T1,T2,T3)은 훈련자 디스플레이 장치(220)에 표시되는 가상 훈련복 이미지를 보고 다른 훈련자들을 구분할 수 있다.
한편, 화학테러에 대한 화생방 훈련을 수행하기 위한 보호복(화학보호복)에 대하여도 훈련복과 마찬가지로 가상 보호복 이미지가 표현될 수 있다. 예를 들어, 훈련을 수행하는 동안 발생하는 화생방 상황에 대하여 보호복을 착용하여야 하는 경우 훈련자 디스플레이 장치(220)에 다양한 가상 보호복 이미지가 표시되고, 보호 등급에 따라 적절한 가상 보호복을 선택할 수 있다. 보호복 선택 정보는 훈련자 컴퓨터 장치(210)를 통해 시스템 서버(100)에 전송되고 시스템 서버(100)는 훈련자들(T1,T2,T3)의 훈련자 컴퓨터 장치(210)에 다른 훈련자들의 보호복 선택 정보를 제공한다. 훈련자 컴퓨터 장치(210)는 훈련자 디스플레이 장치(220)에 가상 훈련복 이미지를 가상 보호복 이미지로 교체하여 표시한다. 훈련자들(T1,T2,T3)이 보호 등급에 따라 적절한 보호복을 선택할 수 있는지 여부도 훈련 평가 사항에 포함될 수 있다.
훈련 수행 공간(420)은 훈련자들(T1,T2,T3)이 훈련을 수행하는 공간으로 하나 또는 둘 이상의 훈련 수행 공간을 포함할 수 있다. 예를 들어, 훈련 수행 공간(420)은 제1 훈련 수행 공간(421), 제2 훈련 수행 공간(422), 및 제3 훈련 수행 공간(423)을 포함할 수 있다. 훈련 수행 공간의 수는 훈련 내용에 따라 적절하게 선택될 수 있다.
훈련 수행 공간(420)에 훈련통제용 감지 장치(330)가 배치되고, 훈련통제용 감지 장치(330)는 훈련자 센서 및/또는 마커를 통하여 훈련자의 위치 및 동작을 감지할 수 있고 추적할 수 있다.
훈련 공간(400)에는 훈련 대기 공간(410)과 훈련 수행 공간(420)을 구분하고, 훈련 수행 공간(420)을 제1 내지 제3 훈련 수행 공간(421,422,423)으로 구분하는 경계벽(430)이 배치될 수 있다. 경계벽(430)은 훈련자 디스플레이 장치(220)에 가상사물로 표현될 수 있다. 경계벽(430)은 훈련 공간(400)에 실제사물로 설치될 수 있지만 다양한 훈련 수행 공간을 구분하여 설정하기 위해 실제사물로 설치되지 않고 훈련자 디스플레이 장치(220)에 제공되는 가상현실 이미지에 가상사물로만 표시될 수 있다. 경계벽(430)에는 제1 내지 제3 출입문(431,432,433)이 배치된다. 제1 출입문(431)은 훈련 대기 공간(410)과 제1 훈련 수행 공간(421)을 연결하고, 제2 출입문(432)은 제1 훈련 수행 공간(422)과 제2 훈련 수행 공간(422)을 연결하며, 제3 출입문(433)은 제2 훈련 수행 공간(422)과 제3 훈련 수행 공간(433)을 연결한다. 제1 내지 제3 출입문(431,432,433)은 훈련자 디스플레이 장치(220)에 가상사물로 표현될 수 있다. 또, 제1 내지 제3 출입문(431,432,433)은 실제사물로 설치될 수 있지만 다양한 훈련 수행 공간을 구분하여 설정하기 위해 실제사물로 설치되지 않고 가상사물로만 표현될 수 있다.
훈련자들(T1,T2,T3)의 훈련자 디스플레이 장치(220)에 훈련 시나리오에 따른 가상현실 이미지를 제공하여 가상현실 훈련을 실시한다(S13).
훈련자 디스플레이 장치(220)는 훈련자 컴퓨터 장치(210)에 유선 및/또는 무선으로 연결되어 훈련자에게 가상현실 이미지를 제공한다. 또, 훈련자 디스플레이 장치(220)는 훈련자에게 훈련에 필요한 다양한 시각 정보와 청각 정보를 제공할 수 있다. 훈련자 디스플레이 장치(220)는 시스템 서버(100)에 무선으로 연결되어 통신할 수 있다.
상기 가상현실 이미지는 훈련 시나리오의 상황에 맞춰 미리 설정되고, 훈련 공간(400)에 대응하는 가상공간을 나타내는 가상공간 이미지, 상기 가상공간 이미지에 가상사물로 표현되는 가상사물 이미지와 가상인물로 표현되는 가상인물 이미지, 훈련 공간(400)에 실제로 배치된 사물이 상기 가상환경 이미지에 표현되는 실제사물 이미지, 및 훈련 공간(400)의 훈련자가 가상환경 이미지에 표현되는 실제인물 이미지를 포함한다. 상기 실제사물 이미지는 훈련을 실시하기 전에 시스템 서버(100)의 저장부(140)에 미리 저장한 후 훈련이 실시되는 동안 상기 실제사물이 배치된 훈련 공간에 대응하는 가상공간에 표현되도록 훈련자 디스플레이 장치(220)에 제공될 수 있다. 또, 훈련이 실시될 때 훈련통제용 감지 장치(330)와 훈련자용 감지 장치(260)에 의해 감지된 실제사물이 이미지(실제사물 이미지)로 변환되어 제공될 수 있다. 즉, 가상사물과 가상인물은 실제로 존재하지 않는 사물과 인물로서 가상현실 이미지에 가상사물 이미지와 가상인물 이미지로 표현되고, 실제사물과 실제인물은 훈련 공간(400)에 실제로 존재하는 사물과 인물로서 가상현실 이미지에 실제사물 이미지와 실제인물 이미지로 표현된다. 따라서 훈련자들(T1,T2,T3)는 훈련자 디스플레이 장치(220)에 표시되는 이미지만으로는 가상사물인지 실제사물인지 여부와 가상인물인지 실제인물인지 여부를 구분하지 못한다. 따라서 가상사물을 이용하여 돌발 상황 시나리오를 구현할 수 있을 뿐만 아니라 실제사물을 이용하여 다양한 돌발 상황이나 이벤트를 구현할 수도 있다. 훈련이 실시될 때 훈련통제용 감지 장치(330)와 훈련자용 감지 장치(260)에 의해 획득한 실제사물 또는 실제인물에 대한 감지 정보가 실제사물 이미지 또는 실제인물 이미지로 변환된 후 훈련자 디스플레이 장치(220)에 제공될 수 있다.
시스템 서버(100)의 감지부(120)는 감지 시스템 소프트웨어(예를 들어, 모티브 시스템), 훈련통제용 감지 장치(330), 및 훈련자 센서(250)를 이용하여 훈련자의 위치를 추적하고 훈련자의 동작을 감지할 수 있다. 감지부(120)는 훈련자의 위치 정보와 동작 정보를 실시간으로 훈련수행 시스템(200) 및 훈련통제 시스템(300)에 제공하여 가상현실 훈련이 효과적으로 수행될 수 있다. 감지부(120)는 복수의 훈련자들 각각의 위치 및 동작 데이터를 실시간으로 처리하여 동시에 일어나는 다양한 인터랙션(interaction) 정보를 제공할 수 있으며 복수의 훈련자들이 각각 다른 인터랙션에 따라 반응할 수 있게 함으로써 훈련을 고도화할 수 있다. 이에 의해, 임무가 다른 복수의 훈련자들(T1,T2,T3)의 다중협업 훈련을 효과적으로 구현할 수 있다.
훈련자들(T1,T2,T3)의 훈련 내용을 시스템 서버(100)의 저장부(140)에 저장한다(S14).
시스템 서버(100)의 훈련 데이터 저장부(142)는 훈련자들(T1,T2,T3)의 훈련 내용을 실시간으로 저장할 수 있다. 또, 훈련 데이터 저장부(142)는 훈련자들(T1,T2,T3)의 훈련 내용을 훈련자별, 팀별, 기간별, 시나리오별, 훈련상황별 등으로 구분하여 저장할 수 있다. 따라서, 추후 저장된 훈련 내용을 쉽게 검색할 수 있고 분석, 평가, 사후 강평 등에 쉽고 편리하게 사용할 수 있다.
훈련자들(T1,T2,T3)의 훈련 내용을 분석하고 평가한다(S15).
시스템 서버(100)의 분석부(130)는 모니터링 시스템 소프트웨어 및 사후강평 시스템 소프트웨어를 이용하여 훈련 상황을 모니터링하여 훈련 내용을 분석할 수 있고, 개인별/팀별로 훈련자들(T1,T2,T3)의 훈련을 평가할 수 있으며, 훈련에 대한 강평을 제공할 수 있다.
상기 사후강평 시스템 소프트웨어는 화학테러 대응 훈련을 마친 후 훈련 결과에 대하여 리뷰, 분석, 평가를 수행하여 보다 효율적인 재훈련을 실시할 수 있도록 교육 훈련에 대한 전반적인 강평을 제공할 수 있다. 상기 사후강평 시스템 소프트웨어는 훈련기록, 재생 및 일시정지, 훈련조회, 훈련분석, 훈련평가로 구성될 수 있다. 상기 훈련기록은 훈련자의 위치 기록, 훈련자의 동작 기록, 사물의 위치 기록, 이벤트 기록을 포함할 수 있다. 상기 재생 및 일시정지는 훈련 재생, 훈련 정지, 훈련 종료, 시점 이동(1인칭, 3인칭 멀티화면 분할 시점)을 포함할 수 있다. 상기 훈련조회는 기간별 훈련 검색, 훈련자별 훈련 검색, 시나리오별 훈련 검색을 포함할 수 있다. 훈련분석은 훈련 진행 경과 시현, 훈련결과 및 정보 시현, 데이터 분석, 개인별/팀별 능력 분석을 포함할 수 있다. 상기 훈련 평가는 개인별 훈련 결과 평가서 작성, 평가서 저장 및 출력을 포함할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가상현실 훈련 방법을 나타내고, 도 10 및 도 11은 도 9의 가상현실 훈련 방법을 설명하기 위한 도면이다. 전술한 실시예와 중복되는 설명은 생략될 수 있다.
도 7 및 도 9 내지 도 11을 참조하면, 상기 가상현실 훈련 방법은 본 발명의 가상현실 훈련 시스템을 이용하여 수행된다. 상기 가상현실 훈련 방법은 시스템 서버에 돌발 상황의 훈련 시나리오를 설정하는 단계(S21), 훈련자들을 훈련 공간에 배치하고 훈련을 준비하는 단계(S22), 훈련자들의 훈련자 디스플레이 장치에 돌발 상황의 훈련 시나리오에 따른 가상현실 이미지를 제공하여 가상현실 훈련을 실시하는 단계(S23), 돌발 상황에 대한 훈련자들의 훈련 내용을 시스템 서버의 저장부에 저장하는 단계(S24), 및 돌발 상황에 대한 훈련자들의 훈련 내용을 분석하고 평가하는 단계(S25)를 포함할 수 있다.
시스템 서버(100)에 돌발 상황의 훈련 시나리오를 설정한다(S21).
시스템 서버(100)의 시스템 저장부(141)는 다양한 돌발 상황 시나리오를 저장할 수 있다. 시스템 서버(100)의 제어부(110)는 훈련통제자의 입력 신호 또는 제어 신호에 따라 돌발 상황 시나리오를 훈련수행 시스템(200)에 적용하여 훈련을 진행할 수 있다. 상기 돌발 상황은 훈련 수행 공간(420)에 부비트랩(510)이 설치된 상황을 포함할 수 있다. 부비트랩(510)은 구슬폭탄 부비트랩 또는 화학물질 부비트랩, 예를 들어, 황산 부비트랩을 포함할 수 있다.
훈련자들(T1,T2,T3)을 훈련 공간(400)에 배치하고 훈련을 준비한다(S22).
훈련자들(T1,T2,T3)은 임무가 다른 제1 훈련자(T1), 제2 훈련자(T2), 및 제3 훈련자(T3)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 훈련자(T1)는 환경부 또는 화학물질안전원 소속의 환경요원일 수 있고, 제2 훈련자(T2)는 경찰특공대 또는 폭발물 처리반 소속의 경찰대원일 수 있고, 제3 훈련자(T3)는 소방서 또는 제독반 소속의 소방대원일 수 있다. 훈련자들(T1,T2,T3)은 훈련 대기 공간(410)에서 훈련 준비를 한 후 훈련 수행 공간(420)으로 이동할 수 있다.
훈련자들(T1,T2,T3)의 훈련자 디스플레이 장치(220)에 돌발 상황의 훈련 시나리오에 따른 가상현실 이미지(225)를 제공하여 가상현실 훈련을 실시한다(S23).
훈련자들(T1,T2,T3)은 제1 훈련 수행 공간(421)으로 진입하기 위해 제1 출입문(431)을 통과한다. 경찰대원인 제2 훈련자(T2)가 제1 출입문(431)을 열고, 환경요원인 제1 훈련자(T1)와 소방대원인 제3 훈련자(T3)는 제2 훈련자(T2)를 뒤따른다. 위험 지역으로 진입하는 경우에는 경찰대원이 앞장서서 환경요원과 소방대원을 인솔하여야 하므로 제2 훈련자(T2)가 아닌 제1 훈련자(T1) 또는 제3 훈련자(T3)가 제1 출입문(431)을 여는 경우에는 훈련 평가에서 감점될 수 있다. 훈련자들(T1,T2,T3)은 훈련을 수행하는 동안 자신의 임무를 숙지하고 자신의 임무에 맞는 행동을 하여야 좋은 평가를 받을 수 있다.
가상현실 이미지(225)에는 경계벽(430)의 가상사물 이미지와 제1 출입문(431)의 가상사물 이미지가 표시된다. 제2 훈련자(T2)가 제1 출입문(431)을 열때 제2 훈련자(T2)의 훈련자 디스플레이 장치(220)에는 경계벽(430) 뒤에 설치된 부비트랩(510)의 일부가 표시될 수 있다.
제2 훈련자(T2)가 주의의무를 다하지 못하여 부비트랩(510)의 존재를 인식하지 못하고 제1 출입문(431)을 여는 경우 부비트랩(510)이 작동하여 폭발할 수 있다. 부비트랩(510)이 작동하여 폭발하는 경우 구슬폭탄 또는 화학물질이 사방으로 날아가는 것이 가상사물 이미지로 표현될 수 있고, 훈련자들(T1,T2,T3)이 구슬폭탄 또는 화학물질과 접촉하는 경우 부상을 입거나 전사되는 것으로 평가될 수 있다. 그리고, 구슬폭탄 또는 화학물질과의 접촉 정도에 따라 부상 정도는 다르게 평가될 수 있다.
제2 훈련자(T2)가 부비트랩(510)의 존재를 인식하는 경우 부비트랩(510)를 해체하거나 제거하기 위한 임무를 수행할 수 있다. 부비트랩(510)을 해체하기 위한 장비는 훈련자 입력 장치(230)를 통하여 선택되어 사용될 수 있다. 상기 장비는 가상현실 이미지(225)에 가상사물 이미지로 표시될 수 있고, 훈련자 입력 장치(230)의 조작에 의해 작동될 수 있다.
돌발 상황에 대한 훈련자들의 훈련 내용을 시스템 서버의 저장부에 저장한다(S24).
시스템 서버(100)의 훈련 데이터 저장부(142)는 부비트랩(510)의 돌발 상황에 대한 훈련자들(T1,T2,T3)의 훈련 내용을 실시간으로 저장할 수 있다.
돌발 상황에 대한 훈련자들의 훈련 내용을 분석하고 평가한다(S25).
시스템 서버(100)의 분석부(130)는 모니터링 시스템 소프트웨어 및 사후강평 시스템 소프트웨어를 이용하여 부비트랩(510)에 대한 훈련 상황을 모니터링하여 훈련 내용을 분석할 수 있고, 개인별/팀별로 훈련자의 훈련을 평가할 수 있으며, 훈련에 대한 강평을 제공할 수 있다. 제2 훈련자(T2)에 대하여 부비트랩(510)의 존재를 인식한 것에 가점을 부여하고 부비트랩(510)을 해체하거나 제거하는 임무를 평가할 수 있다. 부비트랩(510)의 종류, 구조, 연결 장치, 폭발 시간, 폭발 방법 등을 다르게 설정하여 훈련자를 평가하는 난이도를 조절할 수 있다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가상현실 훈련 방법을 나타내고, 도 13 내지 도 17은 도 12의 가상현실 훈련 방법을 설명하기 위한 도면이다. 전술한 실시예와 중복되는 설명은 생략될 수 있다.
도 12 내지 도 17을 참조하면, 상기 가상현실 훈련 방법은 본 발명의 가상현실 훈련 시스템을 이용하여 수행된다. 상기 가상현실 훈련 방법은 시스템 서버에 화학 테러의 훈련 시나리오를 설정하는 단계(S31), 훈련자들을 훈련 공간에 배치하고 훈련을 준비하는 단계(S32), 훈련자들의 훈련자 디스플레이 장치에 화학 테러의 훈련 시나리오에 따른 가상현실 이미지를 제공하여 가상현실 훈련을 실시하는 단계(S33), 화학 테러에 대한 훈련자들의 훈련 내용을 시스템 서버의 저장부에 저장하는 단계(S34), 및 화학 테러에 대한 훈련자들의 훈련 내용을 분석하고 평가하는 단계(S35)를 포함할 수 있다.
시스템 서버(100)에 화학 테러의 훈련 시나리오를 설정한다(S31).
시스템 서버(100)의 시스템 저장부(141)는 다양한 화학 테러 시나리오를 저장할 수 있다. 시스템 서버(100)의 제어부(110)는 훈련통제자의 입력 신호 또는 제어 신호에 따라 화학 테러 시나리오를 훈련수행 시스템(200)에 적용하여 훈련을 진행할 수 있다. 상기 화학 테러는 제1 훈련 수행 공간(421)에 화학 테러에 사용되는 화학물질(530)이 배치된 상황 및 제2 훈련 수행 공간(422)에 화학 테러를 준비하는 가상 적(E1)이 배치된 상황을 포함할 수 있다. 화학물질(530)은 화학 테러에 사용될 수 있는 위험 물질로 제1 훈련 수행 공간(421)에 분말 상태의 고체 또는 용기에 수용된 액체나 기체 형태로 제공될 수 있다. 예를 들어, 화학물질(530)은 염소, 질산암모늄, 질산, PETN(Pentaerythritol tetranitrate), TATP(Triacetone triperoxide), ANFO(Ammonium Nitrate Fuel Oil) 등을 포함할 수 있다.
훈련자들(T1,T2,T3)을 훈련 공간(400)에 배치하고 훈련을 준비한다(S32).
훈련자들(T1,T2,T3)은 임무가 다른 제1 훈련자(T1), 제2 훈련자(T2), 및 제3 훈련자(T3)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 훈련자(T1)는 환경부 또는 화학물질안전원 소속의 환경요원일 수 있고, 제2 훈련자(T2)는 경찰특공대 또는 폭발물 처리반 소속의 경찰대원일 수 있고, 제3 훈련자(T3)는 소방서 또는 제독반 소속의 소방대원일 수 있다. 훈련자들(T1,T2,T3)은 훈련 대기 공간(410)에서 훈련 준비를 한 후 훈련 수행 공간(420)으로 이동할 수 있다.
훈련자들(T1,T2,T3)의 훈련자 디스플레이 장치(220)에 화학 테러의 훈련 시나리오에 따른 가상현실 이미지(225)를 제공하여 가상현실 훈련을 실시한다(S33).
훈련자들(T1,T2,T3)은 제1 훈련 수행 공간(421)으로 진입하기 위해 제1 출입문(431)을 통과한다. 경찰대원인 제2 훈련자(T2)가 제1 출입문(431)을 열어 제1 훈련 수행 공간(421)으로 이동하고, 환경요원인 제1 훈련자(T1)와 소방대원인 제3 훈련자(T3)는 제2 훈련자(T2)를 뒤따른다. 가상현실 이미지(225)에는 경계벽(430)과 제1 출입문(431)은 가상사물 이미지로 표시될 수 있다.
제1 훈련 수행 공간(421)으로 이동한 훈련자들(T1,T2,T3)은 테이블(520)위에 놓여진 화학물질(530)을 발견한다. 테이블(520)과 화학물질(530)은 가상현실 이미지(225)에 가상사물 이미지로 표시될 수 있다. 또, 이와 달리 제1 훈련 수행 공간(421)에 배치된 실제사물이 이미지로 변환되어 가상현실 이미지(225)에 표시될 수 있다. 이와 같이 실제사물이 적절하게 사용됨으로써 훈련의 사실감을 향상시킬 수 있다.
환경요원인 제1 훈련자(T1)는 화학물질(530)을 분석한다. 일 실시예에서, 화학물질(530)은 TATP일 수 있다. 제1 훈련자(T1)는 훈련자 입력 장치(230)를 이용하여 수통을 선택할 수 있고, 상기 수통은 가상현실 이미지(225)에 가상사물 이미지로 표시될 수 있다. 훈련자 입력 장치(230)를 조작하여 상기 수통의 물을 화학물질(530)에 부어 TATP를 젖게 할 수 있고, 이에 의해 화학물질(530)에 대한 상황은 종료될 수 있다. 또, 제1 훈련자(T1)는 소방대원인 제3 훈련자(T3)에게 화학물질(530)의 수거를 요청할 수 있다. 제3 훈련자(T3)는 훈련자 입력 장치(230)를 이용하여 화학물질 제독장비를 선택할 수 있고, 상기 화학물질 제독장비는 가상현실 이미지(225)에 가상사물 이미지로 표시될 수 있다. 제3 훈련자(T3)는 훈련자 입력 장치(230)를 조작하여 상기 화학물질 제독장비를 작동시켜 화학물질(530)을 수거할 수 있다. 화학물질(530)이 수거되면 가상현실 이미지(225)에서 화학물질(530)의 가상사물 이미지는 제거된다. 또, 제1 훈련자(T1)는 화학물질(530)의 일부를 시료 병에 담아 채취한 후 분석을 요청할 수 있다. 상기 시료 병과 채취하기 위한 스푼은 가상현실 이미지(225)에 가상사물 이미지로 표시될 수 있다. 상기 수거 또는 채취 과정에서 화학물질(530)을 잘못 처리하여 폭발 등의 상황이 발생하는 경우 훈련 평가에서 감점될 수 있다.
제1 훈련자(T1) 및 제3 훈련자(T3)가 제1 훈련 수행 공간(421)에서 화학물질(530)을 처리하는 동안 제2 훈련자(T2)는 제2 훈련 수행 공간(422)으로 이동하여 자신의 임무를 수행할 수 있다. 제2 훈련자(T2)는 제2 훈련 수행 공간(422)에서 화학 테러를 준비하는 가상 적(E1)을 만나 대응할 수 있다. 가상 적(E1)은 제2 훈련자(T2)의 훈련자 디스플레이 장치(220)에 제공되는 가상현실 이미지(225)에 가상인물 이미지로 표시될 수 있다. 이와 달리, 실제인물을 제2 훈련 수행 공간(422)에 대항군으로 배치하여 훈련을 실시할 수 있고, 가상 적(E1)은 상기 실제인물이 이미지로 변환되어 가상현실 이미지(225)에 표시될 수 있다.
화학 테러에 대한 훈련자들의 훈련 내용을 시스템 서버의 저장부에 저장한다(S34).
시스템 서버(100)의 훈련 데이터 저장부(142)는 화학물질(530)과 가상 적(E1)에 의한 화학 테러에 대한 훈련자들(T1,T2,T3)의 훈련 내용을 실시간으로 저장할 수 있다.
화학 테러에 대한 훈련자들의 훈련 내용을 분석하고 평가한다(S35).
시스템 서버(100)의 분석부(130)는 모니터링 시스템 소프트웨어 및 사후강평 시스템 소프트웨어를 이용하여 화학 테러에 대한 훈련 상황을 모니터링하여 훈련 내용을 분석할 수 있고, 개인별/팀별로 훈련자의 훈련을 평가할 수 있으며, 훈련에 대한 강평을 제공할 수 있다. 제1 훈련자(T1)에 대하여 화학물질을 정확하게 파악하고 처리한 것에 가점을 부여하고 화학물질(530)을 수거하거나 채취하는 임무를 평가할 수 있다. 화학물질(530)의 종류, 성질, 처리방법 등을 다르게 설정하여 훈련자를 평가하는 난이도를 조절할 수 있다. 또, 제2 훈련자(T2)에 대하여 가상 적(E1)에 대응하는 임무를 평가할 수 있다. 가상 적(E1)의 수와 대항 능력 등을 다르게 설정하여 훈련자를 평가하는 난이도를 조절할 수 있다.
이제까지 본 발명에 대한 구체적인 실시예들을 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 가상현실 훈련 시스템 100 : 시스템 서버
110 : 제어부 120 : 감지부
130 : 분석부 140 : 저장부
150 : 통신부 200 : 훈련수행 시스템
210 : 훈련자 컴퓨터 장치 220 : 훈련자 디스플레이 장치
230 : 훈련자 입력 장치 240 : 훈련복
250 : 훈련자 센서 260 : 훈련자용 감지 장치
300 : 훈련통제 시스템 310 : 훈련통제용 디스플레이 장치
320 : 훈련통제용 입력 장치 330 : 훈련통제용 감지 장치
400 : 훈련 공간 410 : 훈련 대기 공간
420 : 훈련 수행 공간 430 : 경계벽
431,432,433 : 출입문 T1, T2, T3 : 훈련자
E1 : 가상 적

Claims (9)

  1. 훈련자에게 훈련 시나리오에 따른 가상현실 이미지를 제공하여 상기 훈련자가 가상현실 훈련을 수행할 수 있도록 하는 가상현실 훈련 시스템으로,
    상기 훈련 시나리오를 저장하고, 상기 훈련 시나리오에 따라 상기 가상현실 훈련을 제어하는 시스템 서버;
    상기 가상현실 훈련을 수행하기 위해 상기 훈련자가 착용하거나 휴대하는 장비를 포함하는 훈련수행 시스템; 및
    상기 가상현실 훈련을 통제하는 훈련통제 시스템을 포함하며,
    상기 훈련수행 시스템은,
    상기 시스템 서버와 통신하고 상기 훈련자의 가상현실 훈련을 제어하는 훈련자 컴퓨터 장치,
    상기 훈련자 컴퓨터 장치와 통신하고 상기 훈련자에게 상기 가상현실 이미지를 제공하는 훈련자 디스플레이 장치,
    상기 훈련자 컴퓨터 장치와 통신하고 상기 가상현실 이미지에서 상기 훈련자가 사용하는 장비를 구현하는 훈련자 입력 장치, 및
    상기 훈련자 디스플레이 장치에 결합되고 실제사물 및 실제인물을 감지하여 실제사물 이미지 및 실제인물 이미지를 형성하는 훈련자용 감지 장치를 포함하고,
    상기 훈련통제 시스템은,
    상기 가상현실 훈련을 통제하는 훈련통제실에 배치되어 상기 가상현실 훈련에 관한 영상 정보를 표시하는 훈련통제용 디스플레이 장치를 포함하며,
    상기 가상현실 이미지는 상기 훈련자가 상기 가상현실 훈련을 수행하는 훈련 공간에 대응하는 가상공간 이미지를 포함하고,
    상기 훈련자는 임무가 서로 다른 제1 훈련자 및 제2 훈련자를 포함하고,
    상기 훈련통제용 디스플레이 장치는, 상기 제1 훈련자 또는 상기 제2 훈련자의 훈련자 디스플레이 장치에 제공되는 가상현실 이미지를 표시하거나 상기 가상현실 훈련이 실시되고 있는 상기 훈련 공간에 대한 가상현실 이미지를 표시하고,
    상기 가상현실 훈련이 시작되기 전 또는 상기 가상현실 훈련이 실시되는 중에 상기 훈련자 디스플레이 장치에 서로 다른 복수의 가상 훈련복 이미지가 표시되고, 상기 제1 훈련자 및 제2 훈련자는 각각 상기 복수의 가상 훈련복 이미지 중 하나를 선택하며, 상기 가상현실 훈련이 실시되는 동안 상기 훈련자 컴퓨터 장치는 상기 훈련자 디스플레이 장치에 상기 제1 훈련자 및 제2 훈련자의 이미지를 상기 제1 훈련자 및 제2 훈련자가 각각 선택한 가상 훈련복을 착용한 이미지로 표시하는 것을 특징으로 하는 가상현실 훈련 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 시스템 서버는 상기 제1 훈련자 및 제2 훈련자 각각에 대하여 훈련 내용을 저장하고 분석하는 것을 특징으로 하는 가상현실 훈련 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 시스템 서버는, 상기 제1 훈련자 및 제2 훈련자가 각각 상기 훈련 공간에서 상기 훈련 시나리오에 따라 자신의 임무를 수행하도록 훈련 상황을 제공하는 것을 특징으로 하는 가상현실 훈련 시스템.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 훈련수행 시스템은 상기 훈련자의 동작을 센싱하거나 위치를 추적하는 훈련자 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실 훈련 시스템.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 가상현실 이미지는 상기 훈련 공간에 존재하지 않는 가상사물의 이미지와 상기 훈련 공간에 존재하는 실제사물의 이미지 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실 훈련 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 가상현실 이미지는 상기 훈련 공간에 존재하지 않는 가상인물의 이미지와 상기 훈련 공간에 존재하는 실제인물의 이미지 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실 훈련 시스템.
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