KR20210061161A - 가상공간에서의 교육을 위한 참관자 및 다자간 협업관리 시스템 및 동작 방법 - Google Patents
가상공간에서의 교육을 위한 참관자 및 다자간 협업관리 시스템 및 동작 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 가상공간에서의 교육훈련시에 협업할 수 있는 관리 시스템에 관한 것으로서, 일실시예에 따른 다자간 협업관리 시스템은 정비 종류에 따른 가상 훈련 시나리오를 저장하는 데이터베이스, 복수의 훈련자들이 착용하고 있는 복수의 웨어러블 단말기들에 대해 가상 클라우드로의 참여를 승인하는 승인 처리부, 및 상기 데이터베이스를 참고하여 상기 승인된 복수의 웨어러블 단말기들로, 선택된 정비 종류에 따른 가상 훈련 시나리오를 제공하고, 상기 가상 훈련 시나리오에 따라서 상기 복수의 웨어러블 단말기들 각각으로부터 전송되는 실제 신체 움직임을 가상 현실에서의 더미 신체 움직임으로 변환하여 상기 가상 훈련 시나리오에 반영하는 가상 훈련 제공부를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 가상공간에서의 교육훈련시에 협업할 수 있는 관리 시스템에 대한 것으로서, 구체적으로 가상 클라우드 서버를 기반으로 가상 공간에서 훈련자 30인 이상 접속 시에 동시 훈련이 가능한 환경을 구축하는 기술적 사상을 제공한다.
가상공간 상에서 구현되는 가상현실(virtual reality)은 인공현실(artificial reality), 사이버공간(cyberspace), 가상세계(virtual worlds)라고도 한다. 가장 먼저 가상현실 기법이 적용된 게임의 경우 입체적으로 구성된 화면 속에 게임을 하는 사람이 그 게임의 주인공으로 등장해 문제를 풀어나간다. 이러한 가상현실은 의학 분야에서는 수술 및 해부 연습에 사용되고, 항공/군사 분야에서는 비행조종 훈련에 이용되는 등 각 분야에 도입, 활발히 응용되고 있다.
가상현실(virtual reality)을 이용하기 위해서 사용자가 다양한 웨어러블 기기들을 이용할 수 있다. 일반적으로는 HMD(head mounted display)를 이용하여 가상현실에 참여할 수 있다. HMD(head mounted display)는 머리에 장착하는 디스플레이 디바이스로, 외부와 차단한 후 사용자의 시각에 가상세계를 보여주는 역할을 한다. 또한, HMD(head mounted display)는 눈앞에 디스플레이가 오도록 얼굴에 쓰는 형태로 마이크, 스테레오 스피커를 비롯해 여러 센서 등이 탑재돼 있다. 가상현실 헤드셋에 스마트폰을 탑재해 스마트폰 패널을 활용하는 기기는 다이브라고 부른다.
가상현실을 기반으로 하는 기존의 가상환경공간에서의 교육 훈련 시스템은 2인 이상 정비 훈련의 경우 PC를 활용할 경우 1개의 PC에서 1개의 훈련자만 가상 훈련을 하도록 되어 있다. 그러나 이 경우 1인 훈련만을 진행하여 다중 협업 훈련 시스템은 PC 환경내에서 구축하지 못하는 경우가 생겼다. 이를 해결하기 위해 네트워크 기반으로 한 접속 환경과 외부 서버를 활용한 정비 훈련 기능을 구축하여 문제를 해결하고자 한다.
본 발명은 가상공간에서의 교육훈련시에 협업관리 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 가상 클라우드 서버를 기반으로 가상 공간에서 훈련자 30인 이상 접속시에 동시 훈련이 가능한 환경을 구축하는 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 가상공간에서 훈련생의 집중도와 숙련 평가를 돕기 위해 가상공간에서 수행시, 컨트롤러의 조작방법을 트래킹하여 실시간으로 정보를 저장하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 실시간으로 트래킹된 정보를 이용해서 가상공간에서 협업을 하는 개발 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 군장비 정비를 위한 가상공간 교육훈련 및 항공 정비 교육 훈련과 가상공간에서의 협업 시스템을 활용한 게임을 제공하는 것을 목적으로 한다.
일실시예에 따른 다자간 협업관리 시스템은 정비 종류에 따른 가상 훈련 시나리오를 저장하는 데이터베이스, 복수의 훈련자들이 착용하고 있는 복수의 웨어러블 단말기들에 대해 가상 클라우드로의 참여를 승인하는 승인 처리부, 및 상기 데이터베이스를 참고하여 상기 승인된 복수의 웨어러블 단말기들로, 선택된 정비 종류에 따른 가상 훈련 시나리오를 제공하고, 상기 가상 훈련 시나리오에 따라서 상기 복수의 웨어러블 단말기들 각각으로부터 전송되는 실제 신체 움직임을 가상 현실에서의 더미 신체 움직임으로 변환하여 상기 가상 훈련 시나리오에 반영하는 가상 훈련 제공부를 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 상기 가상 훈련 제공부는, 상기 더미 신체 움직임에 따른 상기 가상 훈련 시나리오의 현재 스테이지에 포함된 정비 미션을 완수 하였는지 여부를 판단하고, 상기 정비 미션이 완수된 경우 다음 스테이지의 가상 훈련 시나리오를 제공할 수 있다.
일실시예에 따른 상기 가상 훈련 제공부는, 상기 복수의 웨어러블 단말기들로부터 단말기 식별정보 및 실제 신체 움직임이 매칭된 정보를 수신하고, 상기 실제 신체 움직임이 반영된 상기 가상 훈련 시나리오를 상기 단말기 식별정보로 구분되는 웨어러블 단말기들에 독립적으로 제공할 수 있다.
일실시예에 따른 상기 가상 훈련 제공부는, 상기 가상 훈련 시나리오에 따라 상기 웨어러블 디바이스에 제공하는 화면의 일측에 가상 훈련 성적이 기준 이상인 훈련자의 시점에 해당하는 화면을 표시할 수 있다.
일실시예에 따른 상기 가상 훈련 제공부는, 상기 복수의 훈련자들의 더미 신체 움직임이 반영된 상기 가상 훈련 시나리오를 상기 참여 중인 복수의 웨어러블 단말기들로 일괄 제공할 수 있다.
일실시예에 따른 다자간 협업관리 시스템의 동작 방법은 데이터베이스에 정비 종류에 따른 가상 훈련 시나리오를 저장하고 유지하는 단계, 승인 처리부에서, 상기 복수의 훈련자들이 착용하고 있는 복수의 웨어러블 단말기들에 대해 가상 클라우드로의 참여를 승인하는 단계, 가상 훈련 제공부에서, 상기 데이터베이스를 참고하여 상기 승인된 복수의 웨어러블 단말기들로, 선택된 정비 종류에 따른 가상 훈련 시나리오를 제공하는 단계, 및 상기 가상 훈련 제공부에서, 상기 가상 훈련 시나리오에 따라서 상기 복수의 웨어러블 단말기들 각각으로부터 전송되는 실제 신체 움직임을 가상 현실에서의 더미 신체 움직임으로 변환하여 상기 가상 훈련 시나리오에 반영하는 단계를 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 다자간 협업관리 시스템의 동작 방법은 상기 가상 훈련 제공부에서, 상기 더미 신체 움직임에 따른 상기 가상 훈련 시나리오의 현재 스테이지에 포함된 정비 미션을 완수 하였는지 여부를 판단하는 단계, 및 상기 정비 미션이 완수된 경우 다음 스테이지의 가상 훈련 시나리오를 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 다자간 협업관리 시스템의 동작 방법은 상기 가상 훈련 제공부에서, 상기 복수의 웨어러블 단말기들로부터 단말기 식별정보 및 실제 신체 움직임이 매칭된 정보를 수신하는 단계, 및 상기 실제 신체 움직임이 반영된 상기 가상 훈련 시나리오를 상기 단말기 식별정보로 구분되는 웨어러블 단말기들에 독립적으로 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 다자간 협업관리 시스템의 동작 방법은 상기 가상 훈련 제공부에서, 상기 가상 훈련 시나리오에 따라 상기 웨어러블 디바이스에 제공하는 화면의 일측에 가상 훈련 성적이 기준 이상인 훈련자의 시점에 해당하는 화면을 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 상기 가상 훈련 시나리오를 제공하는 단계는, 상기 복수의 훈련자들의 더미 신체 움직임이 반영된 상기 가상 훈련 시나리오를 상기 참여 중인 복수의 웨어러블 단말기들로 일괄 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
일실시예에 따르면, 가상공간에서의 교육훈련시에 협업관리 시스템을 제공할 수 있다.
일실시예에 따르면, 가상 클라우드 서버를 기반으로 가상 공간에서 훈련자 30인 이상 접속시에 동시 훈련이 가능한 환경을 구축하는 시스템을 제공할 수 있다.
일실시예에 따르면, 가상공간에서 훈련생의 집중도와 숙련 평가를 돕기 위해 가상공간에서 수행시, 컨트롤러의 조작방법을 트래킹하여 실시간으로 정보를 저장할 수 있다.
일실시예에 따르면, 실시간으로 트래킹된 정보를 이용해서 가상공간에서 협업을 하는 개발 방법을 제공할 수 있다.
일실시예에 따르면, 군장비 정비를 위한 가상공간 교육훈련 및 항공 정비 교육 훈련과 가상공간에서의 협업 시스템을 활용한 게임을 제공할 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 다자간 협업관리 시스템이 적용된 전체 시스템을 설명하는 도면이다.
도 2는 일실시예에 따른 다자간 협업관리 시스템을 설명하는 블록도이다.
도 3은 실제 신체를 더미 신체로 변환하는 구조를 설명하는 블록도이다.
도 4는 일실시예에 따른 다자간 협업관리 시스템에 있어 가상 네트워크 송수신 방법의 구체적인 시스템 설계 방법을 설명하는 도면이다.
도 5는 일실시예에 따른 다자간 협업관리 시스템의 동작 방법을 설명하는 도면이다.
도 2는 일실시예에 따른 다자간 협업관리 시스템을 설명하는 블록도이다.
도 3은 실제 신체를 더미 신체로 변환하는 구조를 설명하는 블록도이다.
도 4는 일실시예에 따른 다자간 협업관리 시스템에 있어 가상 네트워크 송수신 방법의 구체적인 시스템 설계 방법을 설명하는 도면이다.
도 5는 일실시예에 따른 다자간 협업관리 시스템의 동작 방법을 설명하는 도면이다.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
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. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 표현들, 예를 들어 "~사이에"와 "바로~사이에" 또는 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 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 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 특허출원의 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 일실시예에 따른 다자간 협업관리 시스템(102)이 적용된 전체 시스템을 설명하는 도면이다.
본 발명은 가상공간에서의 교육훈련시에 협업관리를 위한 시스템을 제공한다. 특히, 30명 이상의 훈련자들(101)이 참여하여 동시에 가상공간에서 교육훈련을 받을 수 있도록 가성 훈련 시나리오를 제공하는 기술에 관한 것이다.
예를 들어 일실시예에 따른 다자간 협업관리 시스템(102)은 가상 클라우드를 기반으로 하는 서버를 포함하며, 가상 공간에서 30인 이상의 훈련자(101)가 접속시에 동시 훈련이 가능한 환경을 구축하는 시스템을 제시한다.
구체적인 예로, 다자간 협업관리 시스템(102)은 군장비에 대한 정비를 위한 가상공간 교육훈련 및 항공 정비 교육과 같이 장비에 대한 접근이 쉽지 않고, 여러 명을 동시에 효율적으로 관리해야 하는 분야에 적용될 수 있다.
이 밖에도 다자간 협업관리 시스템(102)은 교육훈련 시스템을 활용하는 분야, 인터넷상의 교육 시스템 및 학교 학원 교육 시스템 등에 활용될 수 있다.
가상 클라우드(102)에는 정비의 종류(정비 A, 정비 B, 정비 C)에 따른 가상 훈련 시나리오가 기록 및 유지될 수 있다.
만약, 정비 A의 교육을 위해 다자간 협업관리 시스템(102)의 가상 클라우드에 접속된 훈련자들(훈련자 1, 2, 3)은 정비 A에 대한 가상 훈련 시나리오를 통해 가상 훈련을 진행할 수 있다.
이를 위해, 30인 이상의 훈련자들(101)은 교육을 희망하는 가상 훈련 시나리오를 이용하기 위해 가상 클라우드에서 정비의 종류(훈련의 종류)를 선택할 수 있다.
만약, 훈련자 1, 2, 3이 다자간 협업관리 시스템(102)이 제공하는 가상 클라우드에 접속하여 정비 A를 선택하면, 해당 훈련자들을 정비 A에 대한 가상 훈련 시나리오에 따라 교육 훈련을 받을 수 있다.
한편, 훈련자 1, 2, 3과 달리 훈련자 4, 5, 6은 정비 B에 대한 가상 훈련 시나리오를 수집하여 교육 훈련을 받을 수 있다.
30명 이상의 훈련자들이 동시에 교육 훈련 시나리오를 통해 교육 훈련을 받기 위해서는, 가상공간 상에서의 협업이나 동기화가 필요하다.
기존의 1개의 PC를 활용하여 1개의 HMD를 연결하여 구현하는 환경 조건을 가진 다자간 협업관리 시스템은 가상현실공간에서 동시에 협업 교육 시스템을 진행하기에 힘든 조건이 있다.
그러나 본 발명에 따른 다자간 협업관리 시스템 가상 클라우드를 활용하여 가상현실공간 협업 시스템을 사용하면 30인 이상의 훈련자가 가상공간에서 동시에 같은 컨텐츠로 가상 훈련을 받을 수 있다.
이를 위해 관리자1(104)를 포함하는 관리자 그룹은 각 훈련자들이 교육 훈련에 정상적으로 참여하고 있는지, 교육 훈련으로부터 제공 받은 평가의 관리를 진행할 수 있다. 또한, 훈련자들의 액션 또는 리액션이 가상의 훈련 교육 시나리오에 적절히 반영되는지 등을 확인할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명을 이용하면 가상공간에서의 교육훈련시에 협업관리 시스템을 제공할 수 있고, 가상 클라우드 서버를 기반으로 가상 공간에서 훈련자 30인 이상 접속시에 동시 훈련이 가능한 환경을 구축하는 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 가상공간에서 훈련생의 집중도와 숙련 평가를 돕기 위해 가상공간에서 수행시, 컨트롤러의 조작방법을 트래킹하여 실시간으로 정보를 저장할 수 있고, 실시간으로 트래킹된 정보를 이용해서 가상공간에서 협업을 하는 개발 방법을 제공할 수 있다.
도 2는 일실시예에 따른 다자간 협업관리 시스템(200)을 설명하는 블록도이다.
일실시예에 따른 다자간 협업관리 시스템(200)은 군장비 정비를 위한 가상공간 교육훈련 및 항공 정비 교육 훈련과 가상공간에서의 협업 기술을 활용한 게임을 제공할 수 있다. 또한, 가상공간에서 훈련자의 집중도와 숙련 평가를 돕기 위해 가상공간에서 수행시, 컨트롤러의 조작방법을 트래킹하여 실시간으로 정보를 저장할 수 있다. 이를 기반으로 다자간 협업관리 시스템(200)은 가상공간에서 협업할 수 있다.
이를 위해, 다자간 협업관리 시스템(200)은 데이터베이스(210), 승인 처리부(220), 및 가상 훈련 제공부(230)를 포함할 수 있다.
먼저, 일실시예에 따른 데이터베이스(210)는 복수의 훈련자들을 동시에 교육하기 위해 정비 종류에 따른 가상 훈련 시나리오를 저장할 수 있다.
예를 들면, 전투비행, 전투 모의 훈련, 크레인, 포크레인 굴착설비, 탄광작업, 대피훈련, 철도차량 운전, 정비훈련 등에 대한 가상 훈련 시나리오를 기록하고 이를 유지할 수 있다.
일실시예에 따른 승인 처리부(220)는 복수의 훈련자들이 착용하고 있는 복수의 웨어러블 단말기들에 대해 가상 클라우드로의 참여를 승인할 수 있다.
교육 훈련으로의 참여를 승인하기 위해, 각각의 웨어러블 단말기를 고유식별할 수 있는 단말기 식별정보를 통해 훈련자의 참여를 승인할 수 있다. 다른 예로, 훈련자는 사전에 설정한 아이디와 비밀번호와 같은 정보 등을 통해 가상 클라우드에 접속을 요청하고, 승인 처리부(220)에서 이를 승인할 수도 있다.
일실시예에 따른 가상 훈련 제공부(230)는 데이터베이스(210)를 참고하여 승인된 복수의 웨어러블 단말기들로, 선택된 정비 종류에 따른 가상 훈련 시나리오를 제공할 수 있다. 또한, 가상 훈련 제공부(230)는 가상 훈련 시나리오에 따라서 복수의 웨어러블 단말기들 각각으로부터 전송되는 실제 신체 움직임을 가상 현실에서의 더미 신체 움직임으로 변환하여 가상 훈련 시나리오에 반영할 수 있다.
예를 들어, 훈련자가 레버를 돌리는 경우, 레버를 움직임에 따라 전체 기기에 발생하는 움직임 또는 상태의 변화를 가상 훈련 시나리오에 반영하여 다른 훈련자들도 이러한 가상 훈련 시나리오의 변화를 인지할 수 있도록 한다. 즉, 특정 훈련자의 동작이 다른 훈련자에게 제공되는 가상 훈련 시나리오에 영향을 미치게 할 수 있다.
일실시예에 따른 가상 훈련 제공부(230)는 30인 이상의 훈련자들을 동시 접속시켜 협력정비 환경을 제공하기 위해, 지연시간 발생을 최적화하기 위한 알고리즘, 임무 배열 알고리즘 및 인터페이스, 매칭 정확도 알고리즘 등을 이용할 수 있다.
일실시예에 따른 가상 훈련 제공부(230)는 하나의 가상 훈련 시나리오를 스테이지로 구분하여 진행하고, 각 스테이지가 완료되는 경우에 다음 스테이지를 진행할 수 있도록 구현될 수 있다.
이를 위해, 가상 훈련 제공부(230)는 더미 신체 움직임에 따른 가상 훈련 시나리오의 현재 스테이지에 포함된 정비 미션을 완수 하였는지 여부를 판단하고, 정비 미션이 완수된 경우 다음 스테이지의 가상 훈련 시나리오를 제공할 수도 있다.
30인 이상의 훈련자가 동기화된 가상 훈련 시나리오를 이용하기 위해, 가상 훈련 제공부(230)는 레이턴시(Latency)의 최적화, 물체 렌더링, 움직임 트래킹의 최적화를 수행해야 한다.
이를 위해, 가상 훈련 제공부(230)는 5G 기반의 레이턴시 최적 코딩을 통해 기존의 속도(4G 80mbps)에 비해 약 7배 개선된 속도(5G 562mbps)를 이용할 수 있다.
또한, 가상 훈련 제공부(230)는 물체 렌더링을 위해 Lightweight Render Pipeline(LWRP) 알고리즘을 이용할 수 있다. 또한, 가상 훈련 제공부(230)는 움직임 트래킹을 최적화 하기 위해, 데이터 전송 빈도를 낮추고 네트워크 전송량은 줄이며 부드러움 움직임을 위한 보간법의 기술을 활용할 수 있다.
또한, 30인 이상의 훈련자 단말기와의 원활한 통신을 위해 UDP 방식의 압축 알고리즘을 제공하는 패킷 압축 기술이 사용될 수 있다.
일실시예에 따른 가상 훈련 제공부(230)는 30인 이상의 훈련자들로 가상 훈련 시나리오를 제공하기 위해, 공간 시각화 에뮬레이션, 콘텐츠 엔진, 공간설계 에뮬레이션을 위한 모듈들을 포함할 수 있다. 가상 훈련 제공부(230)는 이러한 모듈들을 활용하여 가상증강현실 콘텐츠 통합개발환경을 구축할 수 있다. 이를 기반으로 몰입형의 가상현실 정비교육, 군 장비 정비교육 및 지원, 신규 기기출시에 대한 교육 및 대응 등을 구현할 수 있다.
일실시예에 따른 가상 훈련 제공부(230)는 특정 스테이지에서는 훈련자별로 특화된 가상 교육을 독립적으로 제공할 수 있다.
이를 위해, 가상 훈련 제공부(230)는 복수의 웨어러블 단말기들로부터 단말기 식별정보 및 실제 신체 움직임이 매칭된 정보를 수신하고, 실제 신체 움직임이 반영된 상기 가상 훈련 시나리오를 단말기 식별정보로 구분되는 웨어러블 단말기들에 각각 독립적으로 제공할 수 있다.
또한, 가상 훈련 제공부(230)는 복수의 훈련자들의 더미 신체 움직임이 반영된 가상 훈련 시나리오를 참여 중인 복수의 웨어러블 단말기들로 일괄 제공할 수도 있다.
특정 훈련자는 가상 훈련을 따라오지 못할 수도 있다. 이러한 훈련자들은 관리자들이 1:1 가이드를 통해 가상 훈련의 이해를 제공할 수도 있지만, 가상 훈련을 모범적으로 진행하고 있는 다른 훈련자의 시점에서 바라보는 영상을 제공 함으로써 가이드가 가능하다.
이를 위해, 일실시예에 따른 가상 훈련 제공부(230)는 가상 훈련 시나리오에 따라 웨어러블 디바이스에 제공하는 화면의 일측에 가상 훈련 성적이 기준 이상인 훈련자의 시점에 해당하는 화면을 표시하도록 제어할 수 있다.
도 3은 실제 신체를 더미 신체로 변환하는 구조를 설명하는 블록도이다.
가상 훈련 시나리오를 원활히 제공하기 위해, 훈련자의 신체의 움직임(RealHand transform)(310)을 가상 공간 상의 신체 움직임(DummyHand transform)(320)으로의 빠른 변화가 필요하다. 또한, 가상 공간 상의 신체 움직임으로 변화된 정보들은 다자간 협업관리 시스템(300)을 통해 가상 훈련 시나리오에 반영되어 참여중인 모든 훈련자의 현재 교육 훈련에 반영될 수 있도록 적절한 시점에 가상 공간 상의 신체 움직임(DummyHand transform)(330)으로 출력될 수 있다.
도 4는 일실시예에 따른 다자간 협업관리 시스템에 있어 가상 네트워크 송수신 방법의 구체적인 시스템 설계 방법을 설명하는 도면이다.
일실시예에 따른 다자간 협업관리 시스템은 30인 이상의 훈련자에게 가상 훈련 시나리오를 제공하기 위한 교육 훈련에 특화된 다양한 모듈을 구동할 수 있다.
일례로, 다자간 협업관리 시스템은 훈련자들에 대한 전체적인 움직임이나 가상 훈련에 직접적으로 참여를 위한 신체 움직임 등을 관리하기 위한 플레이어 매니저(410), 가상현실의 객체에 직접적인 영향을 제공하는 훈련자의 손 동작을 관리하기 위한 플레이어 그랩 툴 매니저(420), 훈련자의 신체 이외에 훈련자가 사용하는 도구의 움직임, 도구의 움직임에 의한 작용을 가상현실의 작용으로 변형하는 툴(430) 등으로 구현될 수 있다.
이러한 모듈들을 통해 일실시예에 따른 다자간 협업관리 시스템은 다양하고 구체화된 기능들을 제공할 수 있다.
특히, 일실시예에 따른 다자간 협업관리 시스템은 현실과 동일한 환경의 교육 및 실습 환경을 제공할 수 있다. 또한, 다자간 협업관리 시스템은 국방 무기체계 등 정밀화/첨단화 정비교육에 특화된 가상 훈련 시나리오를 제공할 수 있고, 일반적인 교육/평가/체험이 가능한 산업재해 안전교육에 이용할 수 있다.
또한, 일실시예에 따른 다자간 협업관리 시스템은 햅틱피드백을 통한 실감형 콘텐츠를 제공할 수 있고, 다양한 가상 훈련 시나리오를 통한 대응능력을 강화할 수 있으며, 가상공간 상에서 교육훈련을 진행함으로써 운영유지비용의 절감효과를 기대할 수 있다. 뿐만 아니라, 다자간 협업관리 시스템은 애니메이션 등을 활용, 작동 모습 사전확인이 가능하고, 훈련자들 간 회의 기능을 통해 원거리 작업자간 상호 시연 영상공유가 가능하다.
도 5는 일실시예에 따른 다자간 협업관리 시스템의 동작 방법을 설명하는 도면이다.
일실시예에 따른 다자간 협업관리 시스템의 동작 방법은 30인 이상의 훈련자들을 동시에 교육하기 위한 방법을 제공한다.
먼저, 다자간 협업관리 시스템의 동작 방법은 데이터베이스에 정비 종류에 따른 가상 훈련 시나리오를 저장하고 유지할 수 있다(단계 501).
다음으로, 다자간 협업관리 시스템의 동작 방법은 복수의 훈련자들이 착용하고 있는 복수의 웨어러블 단말기들에 대해 가상 클라우드로의 참여를 승인할 수 있다(단계 502).
또한, 다자간 협업관리 시스템의 동작 방법은 데이터베이스를 참고하여 승인된 복수의 웨어러블 단말기들로, 선택된 정비 종류에 따른 가상 훈련 시나리오를 제공할 수 있다(단계 503).
다자간 협업관리 시스템의 동작 방법은 가상 훈련 시나리오에 따라서 복수의 웨어러블 단말기들 각각으로부터 전송되는 실제 신체 움직임을 가상 현실에서의 더미 신체 움직임으로 변환하여 가상 훈련 시나리오에 반영할 수 있다(단계 504).
일실시예에 따른 다자간 협업관리 시스템의 동작 방법은 더미 신체 움직임에 따른 가상 훈련 시나리오의 현재 스테이지에 포함된 정비 미션을 완수 하였는지 여부를 판단할 수 있다.
또한, 정비 미션이 완수된 경우 다음 스테이지의 가상 훈련 시나리오를 제공할 수 있다.
또한, 다자간 협업관리 시스템의 동작 방법은 복수의 웨어러블 단말기들로부터 단말기 식별정보 및 실제 신체 움직임이 매칭된 정보를 수신하고, 실제 신체 움직임이 반영된 상기 가상 훈련 시나리오를 상기 단말기 식별정보로 구분되는 웨어러블 단말기들에 독립적으로 제공할 수도 있다.
또한, 다자간 협업관리 시스템의 동작 방법은 가상 훈련 시나리오에 따라 웨어러블 디바이스에 제공하는 화면의 일측에 가상 훈련 성적이 기준 이상인 훈련자의 시점에 해당하는 화면을 표시할 수도 있다.
한편, 다자간 협업관리 시스템의 동작 방법은 가상 훈련 시나리오를 제공하기 위해, 복수의 훈련자들의 더미 신체 움직임이 반영된 가상 훈련 시나리오를 참여 중인 복수의 웨어러블 단말기들로 일괄 제공할 수 있다.
결국, 본 발명을 이용하면 가상 클라우드 서버를 기반으로 가상 공간에서 접속된 훈련자 30인 이상을 동시 훈련이 가능한 환경을 제공할 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
210: 데이터베이스
220: 승인 처리부
230: 가상 훈련 제공부
230: 가상 훈련 제공부
Claims (10)
- 복수의 훈련자들을 동시에 교육하는 다자간 협업관리 시스템에 있어서,
정비 종류에 따른 가상 훈련 시나리오를 저장하는 데이터베이스;
상기 복수의 훈련자들이 착용하고 있는 복수의 웨어러블 단말기들에 대해 가상 클라우드로의 참여를 승인하는 승인 처리부; 및
상기 데이터베이스를 참고하여 상기 승인된 복수의 웨어러블 단말기들로, 선택된 정비 종류에 따른 가상 훈련 시나리오를 제공하고,
상기 가상 훈련 시나리오에 따라서 상기 복수의 웨어러블 단말기들 각각으로부터 전송되는 실제 신체 움직임을 가상 현실에서의 더미 신체 움직임으로 변환하여 상기 가상 훈련 시나리오에 반영하는 가상 훈련 제공부;
를 포함하는 다자간 협업관리 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 가상 훈련 제공부는,
상기 더미 신체 움직임에 따른 상기 가상 훈련 시나리오의 현재 스테이지에 포함된 정비 미션을 완수 하였는지 여부를 판단하고, 상기 정비 미션이 완수된 경우 다음 스테이지의 가상 훈련 시나리오를 제공하는 다자간 협업관리 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 가상 훈련 제공부는,
상기 복수의 웨어러블 단말기들로부터 단말기 식별정보 및 실제 신체 움직임이 매칭된 정보를 수신하고, 상기 실제 신체 움직임이 반영된 상기 가상 훈련 시나리오를 상기 단말기 식별정보로 구분되는 웨어러블 단말기들에 독립적으로 제공하는 다자간 협업관리 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 가상 훈련 제공부는,
상기 가상 훈련 시나리오에 따라 상기 웨어러블 디바이스에 제공하는 화면의 일측에 가상 훈련 성적이 기준 이상인 훈련자의 시점에 해당하는 화면을 표시하는 다자간 협업관리 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 가상 훈련 제공부는,
상기 복수의 훈련자들의 더미 신체 움직임이 반영된 상기 가상 훈련 시나리오를 상기 참여 중인 복수의 웨어러블 단말기들로 일괄 제공하는 다자간 협업관리 시스템. - 복수의 훈련자들을 동시에 교육하는 다자간 협업관리 시스템의 동작 방법에 있어서,
데이터베이스에 정비 종류에 따른 가상 훈련 시나리오를 저장하고 유지하는 단계;
승인 처리부에서, 상기 복수의 훈련자들이 착용하고 있는 복수의 웨어러블 단말기들에 대해 가상 클라우드로의 참여를 승인하는 단계; 및
가상 훈련 제공부에서, 상기 데이터베이스를 참고하여 상기 승인된 복수의 웨어러블 단말기들로, 선택된 정비 종류에 따른 가상 훈련 시나리오를 제공하는 단계; 및
상기 가상 훈련 제공부에서, 상기 가상 훈련 시나리오에 따라서 상기 복수의 웨어러블 단말기들 각각으로부터 전송되는 실제 신체 움직임을 가상 현실에서의 더미 신체 움직임으로 변환하여 상기 가상 훈련 시나리오에 반영하는 단계
를 포함하는 다자간 협업관리 시스템의 동작 방법. - 제6항에 있어서,
상기 가상 훈련 제공부에서, 상기 더미 신체 움직임에 따른 상기 가상 훈련 시나리오의 현재 스테이지에 포함된 정비 미션을 완수 하였는지 여부를 판단하는 단계; 및
상기 정비 미션이 완수된 경우 다음 스테이지의 가상 훈련 시나리오를 제공하는 단계
를 포함하는 다자간 협업관리 시스템의 동작 방법. - 제6항에 있어서,
상기 가상 훈련 제공부에서, 상기 복수의 웨어러블 단말기들로부터 단말기 식별정보 및 실제 신체 움직임이 매칭된 정보를 수신하는 단계; 및
상기 실제 신체 움직임이 반영된 상기 가상 훈련 시나리오를 상기 단말기 식별정보로 구분되는 웨어러블 단말기들에 독립적으로 제공하는 단계
를 포함하는 다자간 협업관리 시스템의 동작 방법. - 제6항에 있어서,
상기 가상 훈련 제공부에서, 상기 가상 훈련 시나리오에 따라 상기 웨어러블 디바이스에 제공하는 화면의 일측에 가상 훈련 성적이 기준 이상인 훈련자의 시점에 해당하는 화면을 표시하는 단계
를 더 포함하는 다자간 협업관리 시스템의 동작 방법. - 제6항에 있어서,
상기 가상 훈련 시나리오를 제공하는 단계는,
상기 복수의 훈련자들의 더미 신체 움직임이 반영된 상기 가상 훈련 시나리오를 상기 참여 중인 복수의 웨어러블 단말기들로 일괄 제공하는 단계
를 포함하는 다자간 협업관리 시스템의 동작 방법.
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KR1020190149030A KR20210061161A (ko) | 2019-11-19 | 2019-11-19 | 가상공간에서의 교육을 위한 참관자 및 다자간 협업관리 시스템 및 동작 방법 |
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US11876865B2 (en) | 2021-11-22 | 2024-01-16 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Method of and apparatus for generating space for sharing augmented reality content among multiple participants |
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