KR102648467B1 - 첨단소방훈련체계를 위한 실감기반 훈련공간 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 첨단소방훈련체게를 위해 광학식 모션 캡쳐 장비와 센서식 모션 캡쳐 장비를 융합한 모션 캡쳐 시스템과 냄새, 진동, 온도 등의 오감체험 기술을 결합한 첨단소방훈련체계를 위한 실감기반 훈련공간 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 실감기반 훈련공간 시스템은 소방 훈련을 위해 훈련 공간을 제공하는 시스템으로서, 소방 훈련을 실시하는 공간에 설치되어, 소방 훈련을 실시하는 훈련자에게 조명, 음향, 열기, 냄새, 진동을 포함하는 실감 기반의 훈련 환경을 제공하는 훈련공간 실감장치(100)와; 상기 훈련공간 실감장치(100)의 동작을 제어하고 관리하며, 훈련공간 실감장치(100)에서 훈련을 실시하는 훈련자의 위치 및 모션을 파악하여 모니터링 하는 소방훈련 서버(200);를 포함하여 이루어져, 화재 상황을 보다 현실감 있게 구현하여 소방 훈련 효율을 높일 수 있도록 제공된다.
본 발명에 따른 실감기반 훈련공간 시스템은 소방 훈련을 위해 훈련 공간을 제공하는 시스템으로서, 소방 훈련을 실시하는 공간에 설치되어, 소방 훈련을 실시하는 훈련자에게 조명, 음향, 열기, 냄새, 진동을 포함하는 실감 기반의 훈련 환경을 제공하는 훈련공간 실감장치(100)와; 상기 훈련공간 실감장치(100)의 동작을 제어하고 관리하며, 훈련공간 실감장치(100)에서 훈련을 실시하는 훈련자의 위치 및 모션을 파악하여 모니터링 하는 소방훈련 서버(200);를 포함하여 이루어져, 화재 상황을 보다 현실감 있게 구현하여 소방 훈련 효율을 높일 수 있도록 제공된다.
Description
본 발명은 실감기반 훈련공간 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 첨단소방훈련체게를 위해 광학식 모션 캡쳐 장비와 센서식 모션 캡쳐 장비를 융합한 모션 캡쳐 시스템과 냄새, 진동, 온도 등의 오감체험 기술을 결합한 첨단소방훈련체계를 위한 실감기반 훈련공간 시스템에 관한 것이다.
현대 사회에 들어 사회양상의 다변화 및 인구 과밀화, 건축물 밀집, 국제화 등 재난환경의 변화에 따라 단순 화재 사고가 대규모 복합화재로 확대될 수 있는 환경이 조성되고 있다. 즉, 도시화에 따른 인구 밀집화, 시설물 대형화, 심층화, 복합화로 대형화재 및 연계사고 등 인적재난으로 인한 대형피해가 발생할 수 있다.
이러한 복합화재는 예측이 불가능하며, 피해대상과 범위를 확정하기 곤란하고, 피해규모가 광범위하여, 수습 및 복구에 많은 시간이 요구된다. 화재발생으로 인한 피해의 축소는 화재대응을 위한 사회적 기반과 소방역량에 절대적으로 의존하고 있으며, 화재피해의 감소는 화재예방이 가장 중요한 요인이나 현실적으로 화재예방을 완벽하게 할 수 없는 실정이다.
화재발생시 인력과 자원을 효과적으로 화재현장에 투입하여 화재를 진압할 수 있는 소방훈련체계의 수립이 필요한데, 현대 사회의 화재환경변화로 인해 화재환경이 대규모 복합재난으로 확대됨에 따라 소방훈련체계 및 현장대응역량의 문제점이 대두되고 있다.
한편, 근래에는 HMD(Head Mounted Display)와 기본 컨트롤러 등의 VR(Virtual Reality, 가상현실) 장비를 이용하여 화재에 대응하는 가상훈련을 수행하고 하는데, 가상훈련은 현실 세계에서 직접 경험하지 못하는 상황을 체험하도록 함으로써 화재 현장대응역량을 향상시킬 수 있도록 하고 있다.
이러한 VR 장비와 컨트롤러를 이용한 가상훈련은 몰입감과 일부 상호작용을 제공하지만, 화재 상황과 같은 특수한 재난의 훈련은 그보다 더 높은 실제와 같은 상황이 요구되기 때문에, 소방 훈련을 위한 보다 현실감 있는 가상훈련 시스템이 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 종래 소방 훈련 방법의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 가상현실을 위한 모션 캡쳐 시스템에 냄새, 진동, 온도 등과 같은 오감을 체험할 수 있는 실감 기술을 결합하여 현실감 있는 화재 훈련 환경을 제공할 수 있는 실감기반 훈련공간 시스템을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 실감기반 훈련공간 시스템은 소방 훈련을 위해 훈련 공간을 제공하는 시스템으로서, 소방 훈련을 실시하는 공간에 설치되어, 소방 훈련을 실시하는 훈련자에게 조명, 음향, 열기, 냄새, 진동을 포함하는 실감 기반의 훈련 환경을 제공하는 훈련공간 실감장치와; 상기 훈련공간 실감장치의 동작을 제어하고 관리하며, 훈련공간 실감장치에서 훈련을 실시하는 훈련자의 위치 및 모션을 파악하여 모니터링 하는 소방훈련 서버;를 포함한다.
상기 훈련공간 실감장치에는 훈련 공간의 천장에 조명과 크레인, 음향장비가 설치되는 천장 실감부와, 바닥과 천장 사이의 공간에 레일이 설치되고, 레일을 따라 복수의 광학식 모션캡쳐 카메라와 CCTV가 설치되어 훈련자를 촬영하는 공간 실감부와, 바닥에 통신을 위한 메쉬형 무선 라우터와, 훈련자가 착용한 장비에 부착된 모션센서의 움직임을 감지하는 센서식 모션캡쳐 스테이션 및 음향장비가 설치되는 바닥 실감부와, 바닥 아래에 진동 발생장치가 설치되는 지하 실감부와, 상기 각 실감부와 통신을 수행하여, 각 실감부를 통하여 획득되는 데이터를 소방훈련 서버에 전송하고, 소방훈련 서버의 제어 신호를 해당 실감부에 전송하여 각 실감부의 동작을 제어하는 스위칭 허브가 구비된다.
여기서, 상기 공간 실감부에는 열기 및 냄새 발산장비가 설치되고, 훈련자의 충돌에 따른 피해를 방지하기 위한 가변벽 및 안전 범퍼가 설치된다.
한편, 상기 소방훈련 서버에는 훈련공간 실감장치의 공간 실감부에 설치된 광학식 모션캡쳐 카메라를 통하여 촬영되는 영상을 분석하여 훈련자의 위치를 추적하는 위치 트레킹 서버와, 상기 훈련공간 실감장치의 바닥 실감부에 설치된 센서식 모션캡쳐 스테이션을 통하여 감지되는 모션센서 신호를 분석하여 훈련자의 모션을 추적하는 모션센서 데이터 서버와, 상기 위치 트레킹 서버와 모션센서 데이터 수집서버를 통하여 분석되는 데이터를 통하여 훈련자의 위치 및 모션을 추적하고 융합하여 인체 모션으로 재현하며, 훈련자의 위치 및 모션에 따라 훈련공간 실감장치에 설치된 각 실감부의 동작을 제어하는 통합 관제서버가 구비된다.
또한, 상기 소방훈련 서버에는 통합 관제서버로부터 전송되는 훈련자의 위치 및 모션 데이터를 화면에 표출하여 모니터링하는 안전 모니터링 서버와, 훈련자가 소방 훈련을 수행할 수 있도록 훈련 컨텐츠를 생성하여 통합 관제서버에 제공하는 소방훈련 컨텐츠 서버가 더 구비된다.
상기 통합 관제서버는 위치 트레킹 서버와 모션센서 데이터 수집서버를 통하여 분석되는 훈련자의 위치 및 모션을 추적하여, 훈련공간 실감장치에서 훈련하는 훈련자의 움직임을 감지하여 가상 공간과 1:1 정합한 데이터를 생성하며, 생성되는 다중 훈련자의 위치 및 모션 데이터를 안전 모니터링 서버 및 소방훈련 컨텐츠 서버에 제공하게 된다.
또한, 상기 통합 관제서버는 소방 훈련을 수행하는 훈련자가 착용하는 장비를 통해 온도, 진동, 냄새를 체험할 수 있도록 열감 및 냉감, 진동 및 냄새를 출력하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 실감기반 훈련공간 시스템은 넓은 훈련공간에서 소방 훈련을 수행하는 훈련자의 온몸의 모션 캡쳐가 가능하며, 특수 재난 상황을 체험하기 위한 온도, 진동, 냄새와 같은 개인용 오감 피드백을 적용함으로써, 화재 상황을 보다 현실감 있게 구현하여 소방 훈련 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 실감기반 훈련공간 시스템의 전체적인 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 실감기반 훈련공간 시스템의 설치 개념도,
도 3은 본 발명에 따른 소방훈련 서버의 블록 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 광학식 모션캡쳐 시스템과 센서식 모션캡쳐 시스템을 융합한 하이브리드 모션캡쳐 시스템의 개념도,
도 5는 본 발명에 따른 하이브리드 모션캡쳐 시스템의 장치 개념도,
도 6은 본 발명에 따른 가상환경에서 온도 체험을 위한 장비의 착용 일례,
도 7은 본 발명에 따른 가상현실에서 진동 체험을 위한 장비의 착용 일례,
도 8은 본 발명에 따른 가상현실에서 냄새 체험을 위한 장비의 착용 일례를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 실감기반 훈련공간 시스템의 설치 개념도,
도 3은 본 발명에 따른 소방훈련 서버의 블록 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 광학식 모션캡쳐 시스템과 센서식 모션캡쳐 시스템을 융합한 하이브리드 모션캡쳐 시스템의 개념도,
도 5는 본 발명에 따른 하이브리드 모션캡쳐 시스템의 장치 개념도,
도 6은 본 발명에 따른 가상환경에서 온도 체험을 위한 장비의 착용 일례,
도 7은 본 발명에 따른 가상현실에서 진동 체험을 위한 장비의 착용 일례,
도 8은 본 발명에 따른 가상현실에서 냄새 체험을 위한 장비의 착용 일례를 나타낸 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 실감기반 훈련공간 시스템의 전체적인 구성도이고, 도 2는 실감기반 훈련공간 시스템의 설치 개념도를 나타낸 것이다.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 실감기반 훈련공간 시스템은 소방 훈련공간에 설치되어 소방 훈련을 실시하는 훈련자에게 실감기반의 훈련 환경을 제공하는 훈련공간 실감장치(100)와, 소방 훈련자가 실감기반의 소방 훈련을 실시할 수 있도록 상기 훈련공간 실감장치(100)의 동작을 제어하는 소방훈련 서버(200)를 포함한다.
상기 훈련공간 실감장치(100)에는 훈련공간의 천정에 설치되는 천장 실감부(110)와, 바닥과 천장 사이에 설치되는 공간 실감부(120)와, 바닥에 설치되는 바닥 실감부(130)와, 바닥 아래에 매설되어 설치되는 지하 실감부(140)와, 상기 각 실감부와 통신을 수행하는 스위칭 허브(150)가 구비된다.
상기 천장 실감부(110)에는 천장에 설치되는 조명과 크레인, 음향장비가 구비되어, 스위칭 허브(150)를 통해 전송되는 소방훈련 서버(200)의 제어에 따라 소방 훈련시 조명과 음향 효과를 제공하고, 인명 구조를 위해 상하로 이동하는 크레인을 구동시키게 된다.
상기 공간 실감부(120)에는 지상으로부터 약 2.5m 전후 지점에 레일을 설치한 후 레일에 복수의 광학식 모션캡쳐 카메라와 CCTV를 설치하는데, 이 모션캡쳐 카메라와 CCTV는 소방 훈련을 하는 훈련자를 촬영하여 스위칭 허브(150)를 통해 소방훈련 서버(200)에 전송하게 된다. 상기 광학식 모션캡쳐 카메라는 훈련공간을 모두 캡쳐할 수 있도록 충분한 스펙과 수를 갖추어 구성되며, CCTV는 훈련 상황을 실시간으로 촬영하여 소방훈련 서버(200)에서 모니터링 할 수 있도록 제공한다. 소방훈련 서버(200)는 이 공간 실감부(120)에 설치된 광학식 모션캡쳐 카메라와 CCTV 촬영 데이터를 통해 훈련자의 이동 및 움직임을 파악하게 된다. 또한, 공간 실감부(120)에는 지상으로부터 약 1m 전후 지점(사람 허리 높이)에 열기 및 냄새 발산장비와 가변벽, 안전 범퍼 등을 설치하는데, 이 열기 및 냄새 발산장비는 소방 훈련시 소방훈련 서버(200)의 제어에 의해 구동된다. 상기 가변벽 및 안전 범퍼는 가상현실 장비를 착용한 훈련자가 훈련 중 부딪혔을 때 훈련자를 보호하는 역할을 수행하게 된다.
상기 바닥 실감부(130)에는 메쉬형 무선 라우터와 센서식 모션캡쳐 스테이션, 음향장비 등이 설치되어, 소방 훈련시 소방훈련 서버(200)의 제어에 의해 구동된다. 가상현실 장비에 필수적인 Wi-Fi는 공간이 넓어질수록 통신속도가 줄어들기 때문에, 본 발명에서는 여러 대의 무선 라우터를 메쉬형으로 연결하여 메쉬형 무선 라우터를 구현함으로써, 훈련공간에서의 무선 통신이 원활하게 이루어질 수 있도록 지원하게 된다. 한편, 소방 훈련을 수행하는 훈련자들은 모션센서가 부착된 장비(옷이나 신발, 장갑 등)를 착용하게 되는데, 센서식 모션캡쳐 스테이션은 훈련자가 착용한 모션센서를 무선으로 감지하여 훈련자의 모션을 추적하고, 추적되는 훈련자 모션센서 모션 정보를 스위칭 허브(150)를 통해 소방훈련 서버(200)에 전송하게 된다. 이러한 센서식 모션 캡쳐 시스템에서는 Wi-Fi처럼 복잡한 통신을 하지 않는 기본적인 RF통신을 사용하기 때문에 센서식 모션 스테이션이 메쉬망을 구성할 필요는 없으며, Wi-Fi보다 통신속도는 느리지만 한 개 채널의 대역폭이 그만큼 작기 때문에 많은 사람들에게 할당할 수 있는 충분한 채널(약, 80개 채널)을 갖추게 된다.
상기 지하 실감부(140)에는 진동 발생장치가 설치되는데, 이 진동 발생장치는 소방훈련 서버(200)의 제어에 따라 소방 훈련시 진동 효과를 제공하게 된다.
상기 스위칭 허브(150)는 훈련공간 실감장치(100)의 각 실감부에 구비된 장치들과 이더넷을 통해 연결되어 통신을 수행하는데, 이 스위칭 허브(150)는 각 실감부를 통하여 획득되는 데이터를 소방훈련 서버(200)에 전송하고, 소방훈련 서버(200)의 제어 신호를 해당 실감부 장치에 전송하여 구동시키는 중계 역할을 수행하게 된다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 소방훈련 서버의 블록 구성도를 나타낸 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 소방훈련 서버(200)는 위치 트레킹 서버(210), 모션센서 데이터 수집서버(220), 통합 관제서버(230), 안전 모니터링 서버(240), 소방훈련 컨텐츠 서버(250)를 포함하는 총 5개의 서버로 구현되는데, 이러한 각 서버는 기능별로 구분한 것으로 하나의 서버 시스템으로 통합되어 구현될 수도 있다.
상기 위치 트레킹 서버(210)는 훈련공간 실감장치(100)의 공간 실감부(120)에 설치된 광학식 모션캡쳐 카메라를 통하여 촬영되는 영상을 분석하여 훈련자의 위치를 추적하는 시스템으로, 광학식 모션캡쳐 카메라/마커 인식, 다중 카메라 보정, 강체(Ridid-body) 전송 등의 기능을 수행하게 된다.
상기 모션센서 데이터 수집서버(220)는 훈련공간 실감장치(100)의 바닥 실감부(130)에 설치된 센서식 모션캡쳐 스테이션을 통하여 감지되는 모션센서 신호를 분석하여 훈련자의 모션을 추적하는 시스템으로, 훈련자가 착용한 자이로/가속도/지자기 센서 등의 모션센서 신호를 분석하여 훈련자의 모션을 추적하게 된다.
상기 통합 관제서버(230)는 위치 트레킹 서버(210)와 모션센서 데이터 수집서버(220)를 통하여 분석되고 추적되는 데이터를 통하여 훈련자의 위치 및 움직임을 추적하여 융합하고, 이를 인체 모션으로 재현하며, 훈련자의 위치 및 모션에 따라 훈련공간 실감장치(100)에 설치된 각 실감부의 장치를 제어하는 시스템이다. 상기 통합 관제서버(230)는 모션센서를 이용한 Full-body 모션 캡쳐, 훈련자가 착용하는 장비, 예를 들면 스마트 글러브나 소방 가상현실 컨트롤러, 광학식 위치 트레킹을 융합함으로써 훈련공간 실감장치(100)에서 훈련하는 훈련자의 움직임을 감지하여 가상 공간과 1:1 정합한 데이터를 생성하게 된다. 이렇게 생성되는 다중 인원의 위치 및 모션 데이터는 안전 모니터링 서버(240)에 제공되어 개별 훈련자 간의 충돌 위험 감지를 수행하게 된다. 또한, 생성되는 다중 인원의 위치 및 모션 데이터는 소방훈련 컨텐츠 서버(250)에 제공되고, 개별 훈련자의 위치 및 모션 데이터는 훈련자가 이용하는 소방훈련 클라이언트(300)로 전송되어 서로 간의 상호작용이 적용될 수 있도록 한다.
상기 안전 모니터링 서버(240)는 통합 관제서버(230)로부터 전송되는 다중 훈련자의 위치 및 모션 데이터를 가상현실 실감체험 안전 모니터링 프로그램을 통해 표출하여, 훈련자의 안전을 위해 실시간 모니터링을 수행하는 시스템이다.
상기 소방훈련 컨텐츠 서버(250)는 훈련자가 소방 훈련을 수행할 수 있도록 훈련 컨텐츠를 제공하는 시스템으로, 이 소방훈련 컨텐츠 서버(250)는 지휘 통제소 훈련, 현장 지휘관 훈련, 소방대원 훈련, 국민 체험 훈련 등 다양한 소방 훈련 컨텐츠를 생성하여 통합 관제서버(230)에 제공하여, 통합 관제서버(230)의 제어에 의해 훈련공간 실감장치(100)를 통해 소방 훈련이 이루어질 수 있도록 한다.
상기 통합 관제서버(230)에서 모션센서를 이용한 인체 모델링 구성 시 전체 모션 데이터의 위치 이동정보는 존재하지 않기 때문에 자세측정센서 기반의 모션 캡쳐는 제자리에서 움직이는 동작만을 캡쳐하게 된다. 따라서, 본 발명에서는 광학식 위치측정 시스템과 모션센서 기반의 모션 캡쳐의 융합을 통하여 실제 공간에서 움직이며 이동하는 훈련자의 동작을 인체 모델 데이터로 저장하게 되는데, 도 4는 이러한 광학식 모션캡쳐 시스템과 센서식 모션캡쳐 시스템을 융합한 하이브리드 모션캡쳐 시스템의 개념을 나타낸 것이다.
한편, 모션센서 기반의 인체 모델은 머리에 부착된 모션센서를 기준으로 팔과 다리 그리고 몸이 Topology로 연결되어 있기 때문에, 머리에 부착한 모션센서에 반사 마커를 부착하여 광학식 위치측정 시스템으로 배우의 머리 위치를 측정하고 센서 정보와 마커의 위치정보를 융합하여 실제 움직임을 재현하게 된다. 이때, 모션센서로 구현된 인체 골격 구조와 반사 마커의 위치 정보 간 부정합 오차 때문에 발이 미끄러지는 등 인체 모션이 흔들리는 현상이 발생하게 되는데, 본 발명에서는 이를 해결하기 위해 다리를 고정하여 허리를 회전하는 동작을 수행하여 머리에 부착된 반사 마커의 궤적과 모션센서로 구현한 머리의 궤적 간의 차이를 닫힌 운동형상학적 사슬(Closed kinematic chain)로 계산함으로써 인체 골격 구조를 재구성하게 된다.
이러한 하이브리드 모션 캡쳐 시스템은 센서식 모션캡쳐 시스템과 인체 각 관절의 회전값을 측정하는 모션센서 모듈과, 손가락의 움직임을 위한 리모트 버튼이 포함된 스마트글러브, 충전 및 데이터 수집을 위한 마스터 스테이션, 마커뭉치가 부착된 HMD로 구성될 수 있는데, 도 5는 이러한 하이브리드 모션캡쳐 시스템의 장치 개념도를 나타낸 것이다.
한편, 본 발명의 실시 예에서는 소방 훈련을 수행하는 훈련자가 착용하는 HMD나 장갑, 조끼 등의 장비를 통해서도 훈련자가 온도와 진동, 냄새 등을 체험할 수 있도록 제공한다.
도 6은 가상환경에서 온도 체험을 위한 장비의 착용 일례를 나타낸 것이다. 본 발명에서는 온도 체험을 위해 열전 소자를 이용하는데, 열전 소자를 훈련자가 착용하는 VR 기기, 장갑, 소매 장착 디스플레이 등의 장비에 적용함으로써, 훈련자들은 열전소자를 통해 화면 속의 열기, 냉기, 고통을 느낄 수 있도록 구현된다. 즉, 훈련 소방 컨텐츠에서 소방관이 화재 현장을 지나가는 경우 훈련자는 화재의 열기를 느낄 수 있고, 물에 빠졌다면 차가움을 느낄 수 있도록 구현된다.
도 7은 가상현실에서 진동 체험을 위한 장비의 착용 일례를 나타낸 것이다. 본 발명에서는 진동 체험을 위해 진동 조끼를 이용하는데, 진동 조끼는 컨트롤러를 확장한 개념의 제품으로 몸통과 어깨 등에 장치를 붙여 진동을 느낄 수 있는 기기이다. 이러한 진동 조끼는 컨텐츠와 연동되어 상대가 내 몸을 때리면 정확하게 타격된 부위가 진동하면서 반응이 오게 된다. FPS(First-Person Shooter) 장르의 경우 상대가 총으로 몸을 맞추면 역시 특정 부분에 진동이 오며, 검으로 내 몸을 긋는다면 어깨부터 배 아랫쪽까지 순서대로 진동이 발생하게 된다.
도 8은 가상현실에서 냄새 체험을 위한 장비의 착용 일례를 나타낸 것이다. 후각의 경우 가상현실 HMD 장비 아래 코 부근에 방독면 필터를 교체하듯 냄새 발산을 위한 카트리지 충전식 기기가 사용될 수 있는데, 가상 환경에서 VR 움직임과 입력을 냄새 출력으로 변환하게 된다.
이와 같이, 본 발명에서는 훈련공간 실감장치(100)를 통해 조명, 음향, 크레인, 열기, 냄새, 진동 등을 훈련자가 체감하면서 소방 훈련을 실시할 수 있으며, 훈련자의 위치 및 모션을 하이브리드 모션 캡쳐 시스템을 통해 파악하여 가상공간에 정합하여 훈련자의 위치 및 모션을 모니터링 할 수 있도록 제공한다. 또한, 훈련자가 착용하는 장비를 통해 온도, 진동, 냄새 등과 같은 느낌을 체험할 수 있도록 하여 훈련자에게 현실감 있는 화재 훈련 환경을 제공하게 된다.
이러한 본 발명은 상술한 실시 예에 한정되는 것은 아니며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구 범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
100 : 훈련공간 실감장치 110 : 천장 실감부
120 : 공간 실감부 130 : 바닥 실감부
140 : 지하 실감부 150 : 스위칭 허브
200 : 소방훈련 서버 210 : 위치 트레킹 서버
220 : 모션센서 데이터 수집서버 230 : 통합 관제서버
240 : 안전 모니터링 서버 250 : 소방훈련 컨텐츠 서버
300 : 소방훈련 클라이언트
120 : 공간 실감부 130 : 바닥 실감부
140 : 지하 실감부 150 : 스위칭 허브
200 : 소방훈련 서버 210 : 위치 트레킹 서버
220 : 모션센서 데이터 수집서버 230 : 통합 관제서버
240 : 안전 모니터링 서버 250 : 소방훈련 컨텐츠 서버
300 : 소방훈련 클라이언트
Claims (7)
- 소방 훈련을 실시하는 공간에 설치되어 소방 훈련을 실시하는 훈련자에게 조명, 음향, 열기, 냄새, 진동을 포함하는 실감 기반의 훈련 환경을 제공하는 훈련공간 실감장치(100)와, 상기 훈련공간 실감장치의 동작을 제어하고 관리하며, 훈련공간 실감장치(100)에서 훈련을 실시하는 훈련자의 위치 및 모션을 파악하여 모니터링 하는 소방훈련 서버(200)를 포함하는 실감기반 훈련공간 시스템으로서,
상기 훈련공간 실감장치(100)에는 훈련 공간의 천장에 조명과 크레인, 음향장비가 설치되는 천장 실감부(110)와, 바닥과 천장 사이의 공간에 레일이 설치되고, 레일을 따라 복수의 광학식 모션캡쳐 카메라와 CCTV가 설치되어 훈련자를 촬영하는 공간 실감부(120)와, 바닥에 통신을 위한 메쉬형 무선 라우터와, 훈련자가 착용한 장비에 부착된 모션센서의 움직임을 감지하는 센서식 모션캡쳐 스테이션 및 음향장비가 설치되는 바닥 실감부(130)와, 바닥 아래에 진동 발생장치가 설치되는 지하 실감부(140)와, 상기 각 실감부와 통신을 수행하여, 각 실감부를 통하여 획득되는 데이터를 소방훈련 서버(200)에 전송하고, 소방훈련 서버(200)의 제어 신호를 해당 실감부에 전송하여 각 실감부의 동작을 제어하는 스위칭 허브(150)가 구비되되,
상기 공간 실감부(120)에는 열기 및 냄새 발산장비가 설치되고, 훈련자의 충돌에 따른 피해를 방지하기 위한 가변벽 및 안전 범퍼가 설치되고,
상기 소방훈련 서버(200)에는 상기 훈련공간 실감장치(100)의 공간 실감부(120)에 설치된 광학식 모션캡쳐 카메라를 통하여 촬영되는 영상을 분석하여 훈련자의 위치를 추적하는 위치 트레킹 서버(210)와, 상기 훈련공간 실감장치(100)의 바닥 실감부(130)에 설치된 센서식 모션캡쳐 스테이션을 통하여 감지되는 모션센서 신호를 분석하여 훈련자의 모션을 추적하는 모션센서 데이터 수집서버(220)와, 상기 위치 트레킹 서버(210)와 모션센서 데이터 수집서버(220)를 통하여 분석되는 데이터를 통하여 훈련자의 위치 및 모션을 추적하고 융합하여 인체 모션으로 재현하며, 훈련자의 위치 및 모션에 따라 훈련공간 실감장치(100)에 설치된 각 실감부의 동작을 제어하는 통합 관제서버(230)와, 상기 통합 관제서버(230)로부터 전송되는 훈련자의 위치 및 모션 데이터를 화면에 표출하여 모니터링하는 안전 모니터링 서버(240)와, 훈련자가 소방 훈련을 수행할 수 있도록 훈련 컨텐츠를 생성하여 통합 관제서버(230)에 제공하는 소방훈련 컨텐츠 서버(250가 구비되는 것을 특징으로 실감기반 훈련공간 시스템.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 통합 관제서버(230)는
위치 트레킹 서버(210)와 모션센서 데이터 수집서버(220)를 통하여 분석되는 훈련자의 위치 및 모션을 추적하여, 훈련공간 실감장치(100)에서 훈련하는 훈련자의 움직임을 감지하여 가상 공간과 1:1 정합한 데이터를 생성하며, 생성되는 다중 훈련자의 위치 및 모션 데이터를 안전 모니터링 서버(240) 및 소방훈련 컨텐츠 서버(250)에 제공하는 것을 특징으로 하는 실감기반 훈련공간 시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 통합 관제서버(230)는
소방 훈련을 수행하는 훈련자가 착용하는 장비를 통해 온도, 진동, 냄새를 체험할 수 있도록 열감 및 냉감, 진동 및 냄새를 출력하는 것을 특징으로 하는 실감기반 훈련공간 시스템.
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| KR1020210067578A KR102648467B1 (ko) | 2021-05-26 | 2021-05-26 | 첨단소방훈련체계를 위한 실감기반 훈련공간 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1020210067578A KR102648467B1 (ko) | 2021-05-26 | 2021-05-26 | 첨단소방훈련체계를 위한 실감기반 훈련공간 시스템 |
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| KR20220159677A KR20220159677A (ko) | 2022-12-05 |
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