KR20200078816A - 기 작성된 3d 모델을 활용한 가상현실을 이용한 설비 교육 훈련 시스템 - Google Patents

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KR20200078816A
KR20200078816A KR1020180168042A KR20180168042A KR20200078816A KR 20200078816 A KR20200078816 A KR 20200078816A KR 1020180168042 A KR1020180168042 A KR 1020180168042A KR 20180168042 A KR20180168042 A KR 20180168042A KR 20200078816 A KR20200078816 A KR 20200078816A
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Abstract

본 발명은 사전에 작성된 3D 모델 데이터를 기반으로 구현된 가상현실을 이용한 설비 교육 훈련 시스템에 있어서, 가상현실의 가상환경을 구현하고, 상기 가상환경 상에서 사용자에게 설비 정보 컨텐츠 및 설비 운용 컨텐츠를 제공하는 프로세스 모듈; 및 상기 3D 모델 데이터, 상기 설비 정보 컨텐츠, 상기 설비 운용 컨텐츠 및 사용자 훈련 데이터가 저장된 저장 모듈; 을 포함하고, 상기 프로세스 모듈은 상기 사용자의 입력 데이터를 수신하고, 상기 가상환경에 반영하는 가상현실을 이용한 설비 교육 훈련 시스템을 개시한다.

Description

기 작성된 3D 모델을 활용한 가상현실을 이용한 설비 교육 훈련 시스템{FACILITY EDUCATION AND TRAINING SYSTEM USING VIRTUAL REALITY USING THE CREATED 3D MODEL}
본 발명은 가상현실을 이용한 설비 교육 훈련 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 설비의 설계 및 제작 단계에서 기존에 작성된 3D 모델을 변환하여 설비 교육 훈련용 가상현실 콘텐츠로 사용 가능한 기술에 관한 것이다.
컴퓨터 기술의 발전에 따라, 가상현실(VR: Virtual Reality) 기술도 비약적으로 발전되었으며, 실제 다양한 영역에 적용되고 있다. 최근에는, 게임 영역 및 엔터테인먼트 영역을 넘어 교육, 쇼핑 등 점점 그 적용 영역을 넓혀가고 있다. 따라서, 가상현실 컨텐츠에 대한 수요도 점점 증가하고 있는 실정이다.
한편, 실무자가 설비 운용 및 정비에 관한 교육 훈련을 위해서 실제 현장에서 설비 정보 및 정비 절차를 학습하는 것은 비효율적이고, 현장에서 미숙자에 의한 사고가 빈번히 발생하는 상황이다.
본 발명은 건조/제작/건설 단계에서 사전에 작성된 기술정보와 3D 모델을 가상현실에 재활용함으로써 가상현실 상에서 사용자가 설비의 운용 절차와 설비의 정비 절차를 학습하는 것이 용이한 가상현실을 이용한 설비 교육 훈련 시스템을 제작하는 것을 목적으로 한다.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가상현실을 이용한 설비 교육 훈련 시스템은 사전에 작성된 3D 모델 데이터를 기반으로 구현된 가상현실을 이용한 설비 교육 훈련 시스템에 있어서, 가상현실의 가상환경을 구현하고, 상기 가상환경 상에서 사용자에게 설비 정보 컨텐츠, 설비 운용 컨텐츠를 제공하는 프로세스 모듈; 및 상기 3D 모델 데이터, 상기 설비정보 컨텐츠, 상기 설비 운용 컨텐츠 및 사용자 훈련 데이터가 저장된 저장 모듈; 을 포함하고, 상기 프로세스 모듈은 상기 사용자의 입력 데이터를 수신하고, 상기 사용자의 입력 데이터를 상기 가상환경에 반영할 수 있다.
상기 설비 정보 컨텐츠는 형상 컨텐츠 및 비형상 컨텐츠를 포함하고, 상기 설비 운용 컨텐츠는 구동 컨텐츠, 고장 컨텐츠, 정비 컨텐츠 및 툴 컨텐츠를 포함할 수 있다.
상기 형상 컨텐츠는 설비 형상 데이터 및 설비 내 부품 형상 데이터를 포함하고, 상기 비형상 컨텐츠는 설비 설계 데이터, 계통도 데이터, 제조사 데이터 및 설비 주변 환경 데이터를 포함할 수 있다.
상기 구동 컨텐츠는 설비 및 부품의 구동 데이터, 각 부품의 연결 관계 데이터 및 설비 내 유체의 유동 데이터를 포함하고, 상기 고장 컨텐츠는 설비의 고장 유형 데이터를 포함하고, 상기 정비 컨텐츠는 설비의 고장 유형에 따른 정비 절차 데이터 및 단독 정비 가능 여부 안내 데이터를 포함하고, 상기 툴 컨텐츠는 설비의 정비에 필요한 툴 안내 데이터 및 툴 사용 절차 안내 데이터를 포함할 수 있다.
상기 프로세스 모듈은 상기 가상환경 상에 설비의 형상 컨텐츠를 구현하고. 상기 각 설비의 형상 데이터의 구현 공간과 인접한 공간에 가상의 디스플레이 화면을 구현하고, 상기 프로세스 모듈은 상기 디스플레이 화면에 상기 설비 정보 컨텐츠의 비형상 컨텐츠 및 상기 설비 운용 컨텐츠 중 적어도 하나를 구현할 수 있다.
상기 프로세스 모듈은 상기 가상환경 상에 가상의 인물을 구현하고, 상기 가상의 인물은 상기 설비 정보 컨텐츠의 비형상 컨텐츠 및 상기 설비 운용 컨텐츠 중 적어도 하나를 사용자에게 시각적 형태 및 청각적 형태 중 적어도 어느 하나의 형태로 제공할 수 있다.
상기 프로세스 모듈은 상기 사용자의 입력 데이터를 기반으로 상기 가상환경 상에서 상기 사용자의 학습 레벨 및 정비 레벨을 평가하여 생성한 상기 사용자 훈련 데이터를 상기 저장 모듈에 저장할 수 있다.
복수의 사용자가 접속 가능한 서버를 더 포함하고, 상기 복수의 사용자는 제1사용자 및 제2사용자를 포함하고, 상기 프로세스 모듈은 상기 서버를 통해 상기 제1사용자 및 제2사용자에게 동일한 가상환경을 제공할 수 있다.
상기 제2사용자는 자신의 단말을 통해 상기 서버에 접속하며, 상기 제2사용자는 자신의 가상환경 내에서 상기 제1사용자의 친구 초대 이벤트를 승낙하면, 상기 프로세스 모듈에서 제공하는 제1사용자의 가상환경을 제공받을 수 있다.
상기 제2사용자는 제1사용자의 가상환경에서, 상기 제1사용자의 학습 절차 및 정비 절차를 코칭하거나 또는 협업할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 건조/제작/건설 단계에서 사전에 작성된 기술정보와 3D 모델을 가상현실에 재활용함으로써 가상현실 상에서 사용자가 설비의 운용 절차와 설비의 정비 절차를 학습하는 것이 용이할 수 있다.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1a은 본 발명의 일 실시예에 따른 가상현실을 이용한 설비 교육 훈련 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이고, 도 1b는 도 1a에서 단말의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이고,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가상현실을 이용한 설비 교육 훈련 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가상현실을 이용한 설비 운용 훈련 방법의 예시적인 흐름도이고,
도 4 내지 도 11은 가상현실을 이용한 설비 운용 시스템에 제공하는 예시적인 가상환경의 화면이다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제작되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제작되는 것이다.
또한, 이하의 도면에서 각 구성은 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면 상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는" 는 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1a은 본 발명의 일 실시예에 따른 가상현실을 이용한 설비 교육 훈련 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이고, 도 1b는 도 1a에서 단말의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이고,
우선, 도 1a 및 도 1b를 참조하면, 가상현실을 이용한 설비 교육 훈련 시스템은 단말(100), 출력부(200) 및 입력부(300)를 포함한다.
여기서, 단말(100)은 설비의 설계 및 제작 단계에서 사전에 작성된 3D 모델 데이터를 활용하여 가상현실을 구현할 수 있다.
단말(100)은 프로세서와 메모리를 포함하는 컴퓨팅 장치로서, 일 예로 태블릿 PC와 같은 이동 단말기일 수 있다.
한편, 단말(100)은 이동 단말기로 제한되지 않고, 프로세서와 메모리를 포함하는 한 임의의 컴퓨터(예컨대, 개인용 컴퓨터)일 수도 있다.
또한, 도시하지 않았지만 단말(100)은 정보 입력을 위한 입력 유닛, 정보를 출력하기 위한 출력 유닛, 정보를 저장하기 위한 저장 유닛 및 정보를 외부로 전송하기 위한 통신 유닛을 포함할 수 있다.
입력 유닛은 데이터를 입력 받는 입력 장치로서, 일 예로 터치 패드, 키보드, 마우스, 터치 펜 등을 포함할 수 있다.
출력 유닛은 데이터를 화면에 표시하는 표시 장치로서, 일 예로 LCD 등을 포함할 수 있다.
한편, 입력 유닛이 터치 패드이고 이 터치 패드가 출력 유닛과 결합된다면, 입력 유닛과 출력 유닛은 터치 스크린을 구성할 수 있다.
저장 유닛은 파일 또는 데이터 처리 프로그램 등의 데이터를 저장하는 저장 장치로서, 일 예로 HDD, SSD, RAM, ROM, 캐쉬, 레지스터 등을 포함할 수 있다.
여기서, 단말(100)에는 가상현실과 관련된 기반 데이터 및 가상현실의 가상환경 내에서 녹화된 가상현실 컨텐츠가 저장될 수 있다.
단말(100)에는 가상현실 컨텐츠를 편집 또는 포맷을 변환하기 위한 프로그램이 내장될 수 있으며, 사용자는 해당 프로그램을 실행하여 가상현실 컨텐츠를 편집하거나 포맷을 변환할 수 있다.
단말(100)은 프로세스 모듈(110) 및 저장 모듈(120)을 포함할 수 있다.
프로세스 모듈(110)은 예를 들어, 프로세서, 또는 MCU(Micro Controller Unit)를 포함할 수 있다.
프로세스 모듈(110)은 가상현실의 가상환경을 구현하고, 가상환경 상에서 가상현실 컨텐츠를 생성할 수 있다.
여기서, 프로세스 모듈(110)은 상술한 바와 같이, 설비의 설계 및 제작 과정에서 사전에 작성된 3D 모델 데이터를 기반으로 가상현실의 가상환경을 구현할 수 있다.
가상현실 컨텐츠는 특정 가상환경에서의 객체(플랜트, 설비 및 부품)의 종류, 각 프레임 상에서의 객체의 위치 및 가상 캐릭터 정보, 각 프레임 상에서의 캐릭터의 위치 값 및 동작 데이터 정보 등을 포함할 수 있다.
본 발명에서 가상현실 컨텐츠는 설비 정보 컨텐츠 및 설비 운용 컨텐츠를 포함할 수 있다.
여기서, 설비 정보 컨텐츠는 특정 플랜트 또는 선박 등에 구축된 각 설비와 배관의 형상을 3D, 2D 또는 단면 형태로 구현한 형상 데이터와 설비의 설계 데이터, 계통도 데이터, 제조사 데이터 및 설비 주변 환경 데이터 등의 스펙 정보를 포함하는 비형상 컨텐츠를 포함할 수 있다.
또한, 설비 운용 컨텐츠는 설비 및 부품의 구동 데이터, 각 부품의 연결 관계 데이터 및 설비 내 유체의 유동 데이터를 포함하는 구동 컨텐츠, 설비의 고장 유형 데이터를 포함하는 고장 컨텐츠, 설비의 고장 유형에 따른 정비 절차 데이터 및 단독 정비 가능 여부 안내 데이터를 포함하는 정비 컨텐츠, 및 설비의 정비에 필요한 툴 안내 데이터 및 툴 사용 절차 안내 데이터를 포함하는 툴 컨텐츠를 포함할 수 있다.
한편, 프로세스 모듈(110)은 설비 정보 컨텐츠와 설비 운용 컨텐츠를 단일 가상환경에서 구현하여 사용자에게 제공할 수 있다.
예컨대, 프로세스 모듈(110)은 형상 데이터를 기반으로 가상환경 상에 설비의 형상 컨텐츠를 구현하고. 각 설비의 형상 데이터의 구현 공간과 인접한 공간에 가상의 디스플레이 화면을 구현할 수 있다.
디스플레이 화면에는 설비 정보 컨텐츠의 비형상 컨텐츠 및 설비 운용 컨텐츠 중 적어도 하나가 구현될 수 있다.
즉, 사용자는 단일 가상 공간에서 설비의 형상 및 구동 과정을 살펴보거나, 실제 정비 절차를 훈련 받을 수 있으며, 해당 설비의 스펙 테이터를 동시에 확인할 수 있다.
프로세스 모듈(110)은 가상현실에서 사용자에게 목록 화면을 제공할 수 있다. 여기서, 목록 화면은 플랜트 또는 선박 등의 목록, 설비 목록, 미션 목록, 친구 목록 및 사용자의 학습 또는 정비 목록을 포함할 수 있다.
플랜트 또는 선박 목록 및 설비 목록은 상하 계층 구조로 구현될 수 있고, 동시 또는 단계 별로 제공되는 플랜트 및 설비에 관한 정보를 썸네일과 함께 표시할 수 있다.
미션 목록은 사용자에게 규칙적으로 제공되는 학습 또는 정비에 관련하여 수행해야 될 리스트를 표시할 수 있다.
친구 목록은 저장된 적어도 하나의 친구를 캐릭터 썸네일과 함께 표시하며, 해당 친구의 온라인 또는 오프라인 정보를 함께 표시할 수 있다.
사용자의 학습 또는 정비 목록은 특정 설비에 관한 사용자의 학습 레벨 및 정비 레벨을 수치화하여 표시할 수 있다.
목록 화면은 가상환경 내에서 사용자에게 UI(user interface)로 표시될 수 있다.
사용자가 가상환경 내에서 플랜트 또는 선박 목록 및 설비 항목을 선택하면, 프로세스 모듈(110)은 가상환경 상에 해당 플랜트 또는 선박 및 설비 각각이 구현된 가상현실을 사용자에게 제공할 수 있다.
한편, 프로세스 모듈(110)은 사용자의 입력 데이터를 기반으로 가상환경 상에서 사용자의 학습 레벨 및 정비 레벨을 평가할 수 있으며, 이를 통해 생성한 사용자 훈련 데이터를 저장 모듈(120)에 저장할 수 있다.
이를 통해, 사용자는 학습 레벨 및 정비 레벨을 평가 받을 수 있으며, 가상현실을 이용한 설비 교육 훈련 시스템에서 제공하는 모든 과정을 숙지 및 해결하면, 숙련자로 인정받아 실전에 투입될 수 있다.
저장 모듈(120)은 파일 또는 데이터 처리 프로그램 등의 데이터를 저장하는 저장 장치로서, 일 예로 HDD, SSD, RAM, ROM, 캐쉬, 레지스터 등을 포함할 수 있다.
저장 모듈(120)은 설비의 설계 및 제작 단계에서 사전에 작성된 3D 모델 데이터 저장할 수 있다.
또한, 저장 모듈(120)은 사용자의 로그인 정보에 기반한 사용자 데이터를 저장할 수 있다. 사용자 데이터는 친구 데이터, 미션 진행 상황 데이터, 학습 레벨 및 정비 레벨 데이터 등을 포함할 수 있다.
친구 데이터는 친구명, 친구의 대표 캐릭터 이미지, 친구의 로그인 정보 등을 포함할 수 있다.
미션 진행 상황 데이터는 학습 또는 정비에 관련하여 수행해야 될 리스트의 진행 상황 데이터 등을 포함할 수 있다.
학습 레벨 및 정비 레벨 데이터는 수치화된 특정 설비에서의 사용자의 학습 레벨 및 정비 레벨 데이터 등을 포함할 수 있다.
출력부(200)는 단말(100)에서 제공받은 가상현실의 가상환경 화면을 재생하여 착용한 사용자에게 제공할 수 있다.
출력부(200)는 단말(100)에서 제공받은 가상현실의 디지털 신호를 영상과 음성으로 출력할 수 있다.
한편, 출력부(200)는 머리 장착형 장치(HMD; Head-Mounted Device)로 구현되는 것이 바람직하며, 영상 출력을 위한 디스플레이 및 음성 출력을 위한 헤드셋을 포함할 수 있다.
입력부(300)는 통상의 가상현실 장치에서 사용되는 컨트롤러로써, 일 예로 게임 패드, HTC Vive Controller, 태티컬햅틱스 컨트롤러(TacticalHaptics controller)등과 같은, 가상현실에서 표시되는 아바타의 특정 동작을 지시하기 위한 작동 신호를 발생시키는 유선 또는 무선(wireless)장치일 수 있다.
예컨대, 입력부(300)는 사용자의 손에 의해 파지 되는 파지부를 포함할 수 있으며, 파지부의 상 측에는 중공이 형성될 수 있다. 또한, 입력부(300)는 전원 공급을 위한 내장된 배터리를 포함할 수 있다.
입력부(300)는 제1입력부(310)와 제2입력부(320)를 포함할 수 있으며, 제1입력부(310)는 사용자의 왼손에 의해 작동 신호를 입력 받을 수 있으며, 제2입력부(320)는 사용자의 오른손에 의해 작동 신호를 입력 받을 수 있다.
여기서, 작동 신호는 홈 이동 신호, 가상현실 영상 녹화 신호, 목록 화면 호출 신호, 선택 신호 및 포인트 이동 신호를 포함할 수 있다.
예컨대, 제1입력부(310)에서 홈 이동 신호, 가상현실 영상 녹화 신호, 목록 화면 호출 신호 또는 선택 신호를 입력 받을 수 있고, 제2입력부(320)에서 포인트 이동 신호를 입력 받을 수 있다. 다만, 본 발명에서 제1입력부(310) 및 제2입력부(320) 각각에서 입력 받는 신호 정보를 한정하는 것은 아니다.
한편, 도 2를 참조하면 본 발명의 다른 실시예에 따른 가상현실을 이용한 설비 교육 훈련 시스템은 서버(500)를 통해 복수의 사용자가 동일한 가상현실 상에 접속하는 것이 가능하다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가상현실을 이용한 설비 교육 훈련 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 가상현실을 이용한 설비 교육 훈련 시스템은 서버(500)와 복수의 사용자 환경(10, 10a, 10b)을 포함할 수 있다.
복수의 사용자 환경(10, 10a, 10b)은 독립적인 가상현실을 이용한 설비 교육 훈련 시스템을 제공하는 환경일 수 있다.
서버(500)는 접속되는 각각의 단말(100)의 로그인/로그아웃 이력과 가상현실 영상을 관리해주는 중앙 시스템으로서, 주요한 기능으로는 네트워크(400)를 통한 복수의 사용자 접속상태를 관리하며, 사용자의 단말(100)의 기반 데이터를 통해 가상현실의 가상환경을 공유하여, 각자의 사용자의 출력부(200)에 제공할 수 있다.
즉, 복수의 사용자 각각은 자신의 사용자 환경(10, 10a, 10b)에서 요청한 친구의 가상환경을 제공받을 수 있다.
이하에서는 도 3 내지 도 11을 참조하여, 가상현실을 이용한 설비 운용 훈련 방법 및 이에 따른 가상환경의 화면에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가상현실을 이용한 설비 운용 훈련 방법의 예시적인 흐름도이고, 도 4 내지 도 11은 가상현실을 이용한 설비 운용 시스템에 제공하는 예시적인 가상환경의 화면이다.
우선, 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가상현실을 이용한 설비 운용 훈련 방법은 적어도 하나의 친구 사용자(이하, 제2사용자)를 자신의 가상환경에 초대하여 코칭 또는 협업을 통해 설비 운용 과정을 훈련할 수 있다.
이에 따라, 제1사용자는 로그인 단계(S11), 설비 정보 컨텐츠 및 설비 운용 컨텐츠 수신 단계(S21), 친구 초대 단계(S31), 학습 절차 및 정비 절차 훈련 단계(S41) 및 로그 아웃 단계(S51)를 포함하는 방법으로 설비 운용 과정을 훈련할 수 있으며, 제2사용자는 로그인 단계(S12), 친구 초대 승낙 단계(S32), 학습 절차 및 정비 절차 코칭 또는 협업 단계(S42) 및 로그 아웃 단계(S52)를 통해 제1사용자의 설비 운용 과정을 훈련에 협조할 수 있다.
또한, 제2사용자는 로그인 단계(S21), 친구 초대 승낙 단계(S31), 학습 절차 및 정비 절차 코칭 또는 협업 단계(S42) 및 로그 아웃 단계(S51)를 포함하는 방법으로 제1사용자와 협업하여 설비 운용 과정을 훈련하거나, 제1사용자의 훈련 과정을 코칭하여 제1사용자의 학습 레벨 및 정비 레벨을 향상시킬 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 로그인 단계(S11, S21)에서는 복수의 사용자 각각이 각자의 단말(100)을 통해 서버(500)에 접속할 수 있다.
단말(100)에서는 출력 유닛을 통해 사용자에게 ID 입력창과 PASSWORD 입력창을 포함하는 로그인 화면을 제공할 수 있다.
로그인 화면에서는 친구 추가창을 제공하며, 이를 통해 제1사용자가 친구를 추가할 수 있다.
도 4를 참조하면, 제1사용자는 로그인 후, 출력부(200)를 장착하여 메인 화면이 표시된 가상환경을 제공받을 수 있다.
메인 화면에는 이전 훈련 목록(101) 및 훈련 가능 메뉴(102)가 표시될 수 있다.
도 5을 함께 참조하면, 설비 정보 컨텐츠 및 설비 운용 컨텐츠 수신 단계(S21)에서는 제1사용자가 가상환경 상 메인 화면에서 이전 훈련 목록(101) 및 훈련 가능 메뉴(102) 중 하나를 선택하여, 관련 플랜트 또는 선박 및 설비가 구현된 가상환경에 접속할 수 있으며, 이후, 해당 플랜트 또는 선박 및 설비에 관한 설비 정보 컨텐츠 및 설비 운용 컨텐츠를 수신할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 프로세스 모듈(110)은 설비 정보 컨텐츠와 설비 운용 컨텐츠를 단일 가상환경에서 구현하여 사용자에게 제공할 수 있다.
프로세스 모듈(110)은 형상 데이터를 기반으로 가상환경 상에 설비의 형상 컨텐츠(103를 구현하고, 각 설비의 형상 데이터의 구현 공간과 인접한 공간에 가상의 디스플레이 화면(104)을 구현할 수 있다.
디스플레이 화면(104)에는 설비 정보 컨텐츠의 비형상 컨텐츠 및 설비 운용 컨텐츠 중 적어도 하나가 구현될 수 있다.
즉, 제1사용자는 단일 가상 공간에서 설비의 형상 및 구동 과정을 살펴보거나, 실제 정비 절차를 훈련 받을 수 있으며, 해당 설비의 스펙 테이터를 동시에 확인할 수 있다.
여기서, 정비 절차는 해체, 조립, 교체 등의 절차를 포함할 수 있다.
또한, 프로세스 모듈(110)은 가상환경 상에 가상의 컨트롤러(106)를 구현할 수 있으며, 가상의 컨트롤러(106)의 형상은 실제 입력부에 대응될 수 있다.
또한, 프로세스 모듈(110)은 가상환경 상에, 가상의 인물(105)을 구현하여, 제1사용자에게 설비 정보 컨텐츠의 비형상 컨텐츠 및 설비 운용 컨텐츠 중 적어도 하나를 시각적 형태 및 청각적 형태 중 적어도 어느 하나의 형태로 제공할 수 있다.
특히, 가상의 인물(105)은 플랜트, 선박 등의 설비의 운용에 관한 전 과정이 입력된 AI로 구현될 수 있으며, 사용자에게 설비 운용 및 정비 절차 과정을 설명하고, 정비 절차 방법 및 툴 사용 방법 등을 음성 또는 대화창 같은 형식으로 제공할 수 있다.
이로써, 제1사용자는 보다 직관으로 해당 플랜트, 선박 및 설비의 운용 절차 및 정비 절차를 숙지할 수 있다.
한편, 도 6 내지 도 10을 참조하면, 제1사용자는 가상환경 상에서, 가상의 컨트롤러(106)를 조정함으로써, 가상 화면 전환, 화면 이동, 메뉴 선택, 툴 선택, 위치 이동, 가상의 인물과의 대화, 설비 정보 컨텐츠 및 설비 운용 컨텐츠 확인 등의 동작을 수행할 수 있다.
여기서, 가상환경 상에서는 가상의 컨트롤러(106)에서 방출된 가상의 레이저(106a)가 구현될 수 있다.
한편, 가상환경의 바닥은 가상의 가로/세로 구획선(107a)으로 구획된 복수의 단위 영역(107)을 포함할 수 있다. 여기서, 제1사용자는 가상의 레이저(106a) 포인트를 이용해 특정 단위 영역(107)을 선택하면 해당 단위 영역(107)의 위치로 이동하는 것이 가능하다.
또한, 가상의 컨트롤러(106)는 가상의 다이얼(106b)을 포함하며, 제1사용자는 가상의 다이얼(106b)을 돌려 현재 진행 중인 절차에서 필요한 동작을 수행할 수 있다.
예컨대, 도 9 및 도 10을 참조하면, 제1사용자가 정비 절차를 수행 중이면, 제공되는 복수의 툴(108)에서, 현재 진행 중인 절차에 필요한 툴(108)을 선택하고, 실제 환경에서 툴 사용 방법과 동일하게 해당 툴(108)을 사용할 수 있다.
한편, 제1사용자는 툴(108)을 선택하면 선택된 툴(108)은 하이라이트를 통해 색상이 변경될 수 있다.
다만, 제1사용자가 선택한 해당 툴(108)이 현재 진행 중인 절차에 부합하지 않는 툴이면, 해당 툴(108)은 선택되지 않거나 오류가 발생되는 특정 색상으로 변할 수 있다.
여기서, 특정 툴(108)을 사용하는 경우에는 가상의 컨트롤러(106)가 가상의 손 형상으로 변경 될 수 있다.
친구 초대 단계(S31) 에서는 제1사용자는 가상의 컨트롤러(106)를 제어하여, 친구 목록을 실행한 후, 친구 목록에 있는 친구 초대 UI를 선택하여, 자신의 가상환경에 제2사용자를 초대할 수 있다.
이로써, 제1사용자는 자신의 가상환경에 제2사용자를 초대하여, 하나의 가상환경 상에서 제1사용자와 제2사용자가 협업 또는 상호 코칭으로 학습 절차 또는 정비 절차를 수행할 수 있다.
즉, 제2사용자는 로그인 단계(S21)를 통해 서버(500)에 로그인 하여 온라인 상태를 유지하여야 친구 초대 이벤트를 요청 받을 수 있으며, 친구 초대 이벤트에 대하여 초대 승낙 단계(S32)를 수행하면, 제1사용자의 가상환경을 제공받는 것이 가능하다.
다만, 제1사용자는 불필요하게 제2사용자를 초대할 필요가 없는 경우에는 친구 초대 단계(S31)를 건너뛰고 제1사용자의 학습 절차 및 정비 절차 훈련 단계(S41)를 수행할 수 있다.
제1사용자는 프로세스 모듈(110)에서 가상현실 상에 구현한 설비 정보 컨텐츠와 설비 운용 컨텐츠를 통해, 설비 형상 데이터, 설계 데이터, 계통도 데이터, 제조사 데이터 및 설비 주변 환경 데이터, 설비 및 부품의 구동 데이터, 각 부품의 연결 관계 데이터 및 설비 내 유체의 유동 데이터, 설비의 고장 유형 데이터, 설비의 고장 유형에 따른 정비 절차 데이터 및 단독 정비 가능 여부 안내 데이터, 설비의 정비에 필요한 툴 안내 데이터 및 툴 사용 절차 안내 데이터를 확인하고, 이에 관해 학습 및 훈련할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 제1사용자는 가상환경 상 가상의 인물(105) 또는 제2사용자에게 특정 문제 또는 문의 사항을 전달할 수 있고, 이에 대한 해답을 시각적 형태 또는 청각적 형태로 제공받을 수 있다.
여기서, 프로세스 모듈(110)은 제1사용자의 학습 레벨 및 정비 레벨을 평가하고, 이를 통해 사용자 훈련 데이터를 생성하고 이를 저장 모듈(120)에 저장할 수 있다.
사용자 훈련 데이터는 각 사용자가 단말(100)을 통해 확인 가능하며, 제출을 위해 다른 형식의 데이터로 가공 가능하다.
한편, 제2사용자는 제1사용자의 친구 초대를 승낙하여 제1사용자의 가상현실을 제공받으며, 제1사용자의 가상현실 상에서 제1사용자와 협업하여 설비 운용 과정을 훈련하거나, 제1사용자의 훈련 과정을 코칭하여 제1사용자의 학습 레벨 및 정비 레벨을 향상시킬 수 있다.
한편, 도 11을 참조하면, 프로세스 모듈(110)은 플랜트 또는 선박 상의 배관(109) 설비에 관한 컨텐츠를 사용자에게 제공하여, 해당 배관에 관한 학습 절차와 정비 절차를 훈련시킬 수 있다.
이후, 제1사용자와 제2사용자는 각자 로그 아웃 단계(S51, S52)를 수행함으로써, 가상환경에서 로그 아웃할 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 가상현실을 이용한 설비 교육 훈련 시스템을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100: 단말
200: 출력부
300: 입력부
500: 서버

Claims (10)

  1. 사전에 작성된 3D 모델 데이터를 기반으로 구현된 가상현실을 이용한 설비 교육 훈련 시스템에 있어서,
    가상현실의 가상환경을 구현하고, 상기 가상환경 상에서 사용자에게 설비 정보 컨텐츠 및 설비 운용 컨텐츠를 제공하는 프로세스 모듈; 및
    상기 3D 모델 데이터, 상기 설비 정보 컨텐츠, 상기 설비 운용 컨텐츠 및 사용자 훈련 데이터가 저장된 저장 모듈; 을 포함하고,
    상기 프로세스 모듈은 상기 사용자의 입력 데이터를 수신하고, 상기 가상환경에 반영하는 가상현실을 이용한 설비 교육 훈련 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 설비 정보 컨텐츠는
    형상 컨텐츠 및 비형상 컨텐츠를 포함하고,
    상기 설비 운용 컨텐츠는
    구동 컨텐츠, 고장 컨텐츠, 정비 컨텐츠 및 툴 컨텐츠를 포함하는 가상현실을 이용한 설비 교육 훈련 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 형상 컨텐츠는 설비 형상 데이터 및 설비 내 부품 형상 데이터를 포함하고,
    상기 비형상 컨텐츠는 설비 설계 데이터, 계통도 데이터, 제조사 데이터 및 설비 주변 환경 데이터를 포함하는 가상현실을 이용한 설비 교육 훈련 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 구동 컨텐츠는 설비 및 부품의 구동 데이터, 각 부품의 연결 관계 데이터 및 설비 내 유체의 유동 데이터를 포함하고,
    상기 고장 컨텐츠는 설비의 고장 유형 데이터를 포함하고,
    상기 정비 컨텐츠는 설비의 고장 유형에 따른 정비 절차 데이터 및 단독 정비 가능 여부 안내 데이터를 포함하고,
    상기 툴 컨텐츠는 설비의 정비에 필요한 툴 안내 데이터 및 툴 사용 절차 안내 데이터를 포함하는 가상현실을 이용한 설비 교육 훈련 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 프로세스 모듈은 상기 가상환경 상에 설비의 형상 컨텐츠를 구현하고. 상기 각 설비의 형상 데이터의 구현 공간과 인접한 공간에 가상의 디스플레이 화면을 구현하고,
    상기 프로세스 모듈은 상기 디스플레이 화면에 상기 설비 정보 컨텐츠의 비형상 컨텐츠 및 상기 설비 운용 컨텐츠 중 적어도 하나를 구현하는 가상현실을 이용한 설비 교육 훈련 시스템.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 프로세스 모듈은 상기 가상환경 상에 가상의 인물을 구현하고,
    상기 가상의 인물은 상기 설비 정보 컨텐츠의 비형상 컨텐츠 및 상기 설비 운용 컨텐츠 중 적어도 하나를 사용자에게 시각적 형태 및 청각적 형태 중 적어도 어느 하나의 형태로 제공하는 가상현실을 이용한 설비 교육 훈련 시스템.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 프로세스 모듈은 상기 사용자의 입력 데이터를 기반으로 상기 가상환경 상에서 상기 사용자의 학습 레벨 및 정비 레벨을 평가하여 생성한 상기 사용자 훈련 데이터를 상기 저장 모듈에 저장하는 가상현실을 이용한 설비 교육 훈련 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    복수의 사용자가 접속 가능한 서버를 더 포함하고,
    상기 복수의 사용자는 제1사용자 및 제2사용자를 포함하고,
    상기 프로세스 모듈은 상기 서버를 통해 상기 제1사용자 및 제2사용자에게 동일한 가상환경을 제공하는 가상현실을 이용한 설비 교육 훈련 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2사용자는 자신의 단말을 통해 상기 서버에 접속하며,
    상기 제2사용자는 자신의 가상환경 내에서 상기 제1사용자의 친구 초대 이벤트를 승낙하면, 상기 프로세스 모듈에서 제공하는 제1사용자의 가상환경을 제공받는 가상현실을 이용한 설비 교육 훈련 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2사용자는 제1사용자의 가상환경에서,
    상기 제1사용자의 학습 절차 및 정비 절차를 코칭하거나 또는 협업하는 가상현실을 이용한 설비 교육 훈련 시스템.
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KR20230079932A (ko) 2021-11-29 2023-06-07 제이나인 주식회사 객체인식을 이용한 휴대용 군정비 교육 시스템

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