KR20220041374A - Smart glass for firefighting - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 소방용 스마트 글라스에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 깊이 정보가 포함된 3차원 맵을 열화상 센서가 센싱한 데이터에 매핑하여 출력할 수 있는 소방용 스마트 글라스에 관한 것이다.The present invention relates to smart glasses for fire fighting. More particularly, it relates to smart glasses for firefighting that can map and output a three-dimensional map including depth information to data sensed by a thermal image sensor.
소방용 헬멧은 화재 진압 현장에서 소방관의 안면과 머리를 보호하고, 소방 활동에 최적의 능률과 안전을 유지시켜 주는데 사용된다. 이러한 소방 헬멧은 통상 외피는 내충격용 폴리카보네이트로 제조되고. 헬멧 전면에는 상, 하로 위치 조절이 가능한 안면 보호 커버가 설치되어 있다. 그러나, 이와 같은 종래의 소방용 헬멧은 단순히 외부 충격으로부터 소방관을 보호할 뿐, 실제 화재 현장에서 필요한 다양한 요구사항들은 지원해주지 못하고 있다. 예를 들어, 화재 현장에 사람이나 동물이 존재하는지 등과 같은 정보는 실제 소방관이 화재 현장에 깊숙이 침투하여 눈으로 확인하고 이를 별도의 통신 수단을 통해 외부로 알려야만 한다. Firefighter helmets are used to protect the face and head of firefighters at the fire fighting site, and to maintain optimum efficiency and safety in firefighting activities. These firefighting helmets are usually made of a polycarbonate shell for impact resistance. A face protection cover that can be adjusted up and down is installed on the front of the helmet. However, such a conventional firefighting helmet simply protects a firefighter from an external impact, and does not support various requirements necessary at an actual fire site. For example, information such as whether people or animals exist at the scene of a fire must be confirmed by an actual firefighter by penetrating deeply into the scene of the fire and then reporting it to the outside through a separate communication means.
이를 해결하기 위해 소방용 열화상 카메라가 개발되었다. 열화상 카메라는 사람이나 동물의 신체에서 복사되는 적외선을 특수 센서로 센싱하여 화상으로 출력하는바, 도 1에서 열화상 카메라가 센싱하여 출력한 화상을 확인할 수 있다. 실제 소방관이 화재 현장에 깊숙이 침투하여 눈으로 확인하지 않더라도 사람이나 동물의 존재를 확인할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 소방용 열화상 카메라는 가격이 매우 비싸며, 부피가 크고 중량이 무겁기 때문에 소방관이 화재 현장에 들고 침투하기가 매우 불편하며, 손으로 직접 들고 센싱해야 하기 때문에 손이 자유롭지 않아 작업 능률이 떨어지는 문제점이 있다. 따라서 최근의 화재 현장에는 화재 진압을 하는 소방관과 별개로 소방용 열화상 카메라만을 들고 침투하는 별도의 인력이 함께 투입되고 있다. To solve this problem, a thermal imaging camera for firefighting has been developed. A thermal imaging camera senses infrared rays radiated from the body of a person or an animal with a special sensor and outputs an image. In FIG. 1 , an image sensed and output by the thermal imaging camera can be checked. It has the advantage of being able to confirm the existence of people or animals without actual firefighters penetrating deep into the scene of the fire. However, thermal imaging cameras for firefighting are very expensive, bulky and heavy, so it is very inconvenient for firefighters to hold and penetrate the fire scene. . Therefore, in recent fires, a separate manpower who carries only a thermal imaging camera for firefighting and penetrates separately from the firefighters who extinguish the fire is being put together.
아울러, 소방용 열화상 카메라는 단순히 열화상을 통해 사람이나 동물이 화재 현장에 존재하는지에 대해서만 출력할 수 있으며, 소방관의 현재 위치로부터 사람이나 동물까지의 구체적인 거리에 대한 깊이 정보(Depth Information)는 다루지 않기 때문에 소방관은 구조 활동에 어려움을 겪을 수 있으며, 충분하지 않은 소방 장비를 가지고 화재 현장에 진입하는 위험에 빠질 수도 있다. In addition, thermal imaging cameras for firefighting can only output whether people or animals are present at the scene of a fire through thermal imaging, and depth information about the specific distance from the firefighter’s current location to people or animals is not covered. Firefighters may experience difficulties in rescue operations and may be at risk of entering a fire scene with insufficient firefighting equipment.
따라서, 부피와 중량의 문제를 해결함과 동시에 소방관의 머리에 착용하는 형태로 제작함으로써 소방관의 손이 자유로워져 별도의 인력이 투입될 필요가 없고, 소방관의 현재 위치로부터 사람이나 동물까지의 구체적인 거리에 대한 깊이 정보까지 모두 다룰 수 있는 새롭고 진보적인 소방용 열화상 카메라가 요구된다. 본 발명은 이와 관련된 것이다.Therefore, it solves the problem of volume and weight and at the same time, it is manufactured in a form that is worn on the firefighter's head, thereby freeing the firefighter's hands and eliminating the need for additional manpower to be input. There is a need for a new and advanced thermal imaging camera for firefighting that can handle all depth information. The present invention relates to this.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 부피와 중량의 문제를 해결함과 동시에 소방관의 머리에 착용하는 형태로 제작함으로써 소방관의 손이 자유로워져 별도의 인력이 투입될 필요가 없는 소방용 스마트 글라스를 제공하는 것이다.The technical problem to be solved by the present invention is to solve the problem of volume and weight, and at the same time to provide a smart glass for firefighters that does not need to be put in a separate manpower because the hand of the firefighter is free by manufacturing it in a form that is worn on the fireman's head. will be.
본 발명의 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 소방관의 현재 위치로부터 사람이나 동물까지의 구체적인 거리에 대한 깊이 정보까지 출력할 수 있는 스마트 글라스를 제공하는 것이다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a smart glass capable of outputting even depth information about a specific distance from a firefighter's current location to a person or an animal.
본 발명의 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 다양한 종류의 소방용 헬멧에 호환이 되고, 장착과 탈착이 용이한 스마트 글라스를 제공하는 것이다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a smart glass that is compatible with various types of firefighting helmets and that is easy to attach and detach.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 소방용 스마트 글라스는, 사용자의 시야로부터 소정 거리 이격 배치되어 화상 이미지를 출력하는 디스플레이부, 상기 디스플레이부의 일단과 제1 연결부를 통해 연결되는 제어부, 상기 제어부에 결합되되, 소방용 헬멧의 후면을 감싸는 형태로 형성된 제2 연결부, 및 상기 소방용 헬멧과 맞닿는 상기 제어부의 내측 방향으로 클립 형태로 돌출되고, 상기 제어부를 상기 소방용 헬멧의 전방 측단에 클립 방식으로 결합시키는 결합부를 포함하되, 상기 제1 연결부는, 상기 디스플레이부가 상기 소방용 헬멧의 전방으로 돌출 및 상기 소방용 헬멧의 후방으로 후퇴하도록 단계적으로 조절되는 조절공이 형성되고, 상기 제1 연결부는, 상기 디스플레이가 상기 소방용 헬멧의 내측으로 꺾이거나 상기 소방용 헬멧의 외측으로 개방되도록 상기 제어부와 상기 디스플레이부를 힌지회전하는 각도조절부를 포함할 수 있다.Firefighting smart glasses according to an embodiment of the present invention for achieving the above technical problem, a display unit spaced apart from a user's field of view by a predetermined distance to output an image image, and a control unit connected to one end of the display unit and a first connection unit , Doedoe coupled to the control unit, a second connection portion formed in a shape surrounding the rear surface of the fire-fighting helmet, and protrudes in a clip form in the inner direction of the control unit in contact with the fire-fighting helmet, and the control unit is clipped to the front side end of the fire-fighting helmet Including a coupling part for coupling to a may include an angle adjusting unit for hinge-rotating the control unit and the display unit so as to be bent inwardly of the firefighting helmet or open to the outside of the firefighting helmet.
일 실시예에서, 상기 센서부는, 제1 초음파 센서, 제2 초음파 센서, 열화상 센서, 자이로 센서 및 카메라 센서 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.In an embodiment, the sensor unit may include any one or more of a first ultrasonic sensor, a second ultrasonic sensor, a thermal image sensor, a gyro sensor, and a camera sensor.
일 실시예에서, 상기 센서부는, 상기 제어부의 전면에 형성되어 상기 사용자가 소방용 스마트 글라스를 착용한 상태에서 상기 사용자의 시야가 향하는 방향과 동일한 방향을 센싱할 수 있다.In an embodiment, the sensor unit may be formed on the front surface of the control unit to sense the same direction as the direction in which the user's field of vision faces while the user wears the firefighting smart glasses.
일 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 사용자가 소방용 스마트 글라스를 착용한 상태에서 머리와 맞닿게 되는 저면에 형성되어, 상기 열화상 센서가 OFF된 경우 상기 깊이 정보를 음향으로 출력하는 스피커부를 포함할 수 있다.In one embodiment, the control unit, the user is formed on the bottom surface that comes into contact with the head while wearing the smart glasses for firefighting, when the thermal image sensor is OFF to include a speaker unit for outputting the depth information as a sound can
일 실시예에서, 상기 결합부는, 상기 소방용 헬멧의 내측에 접촉되는 고무 재질의 제1 미끄럼 방지부, 및 상기 제1 미끄럼 방지부에 인접하게 위치하는 자석을 포함할 수 있다.In an embodiment, the coupling part may include a first anti-skid part made of rubber that is in contact with the inner side of the firefighting helmet, and a magnet positioned adjacent to the first anti-skid part.
일 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 제1 미끄럼 방지부와 맞닿는 영역에 설치된 고무 재질의 제2 미끄럼 방지부를 포함할 수 있다.In an embodiment, the control unit may include a second non-slip part made of a rubber material installed in an area in contact with the first non-slip part.
일 실시예에서, 상기 디스플레이부는, 상기 각도조절부에 의해 상기 디스플레이부가 상기 소방용 헬멧의 내측으로 꺾이는 경우, 상기 디스플레이부의 굴곡을 상기 각도조절부의 각도에 따라 자동으로 완화시키는 완화부를 포함할 수 있다.In an embodiment, the display unit may include a relief unit for automatically alleviating the curvature of the display unit according to the angle of the angle adjusting unit when the display unit is bent inside the fire fighting helmet by the angle adjusting unit.
일 실시예에서, 상기 소방용 스마트 글라스는,상기 소방용 헬멧과 일체형으로 형성될 수 있다.In one embodiment, the smart glass for firefighting may be formed integrally with the firefighting helmet.
도 1은 열화상 카메라가 센싱하여 출력한 화상의 예시적인 모습을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 소방용 스마트 글라스의 외관을 나타낸 도면이다.
도 3은 디스플레이부가 사용자의 시야로부터 소정 거리 이격 배치된 모습을 나타낸 도면이다.
도 4는 디스플레이부와 제어부를 결합시키는 제1 연결부의 확대도이다.
도 5는 제어부의 각 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 내지 도 8은 자이로 센서, 제1 초음파 센서 및 제2 초음파 센서가 센싱한 데이터를 처리하는 방법을 나타낸 도면이다
도 9 및 도 10은 스마트 글라스와 소방용 헬멧을 결합시키는 결합부를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 제2 미끄럼 방지부를 별도로 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 소방용 스마트 글라스를 소방용 헬맷 위에 착용한 모습을 나타낸 도면이다.
도 12 및 도 13은 디스플레이부의 각도를 조절하는 각도조절부와 완화부를 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram illustrating an exemplary state of an image sensed and output by a thermal imaging camera.
2 is a view showing the exterior of the smart glass for fire fighting according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a state in which a display unit is disposed to be spaced apart from a user's field of view by a predetermined distance.
4 is an enlarged view of the first connection unit for coupling the display unit and the control unit.
5 is a diagram for explaining each configuration of the control unit.
6 to 8 are views illustrating a method of processing data sensed by a gyro sensor, a first ultrasonic sensor, and a second ultrasonic sensor;
9 and 10 are views for explaining a coupling unit for coupling the smart glass and the fire helmet.
10 is a view separately showing the second anti-slip part.
11 is a view showing a state in which the smart glass for firefighting according to an embodiment of the present invention is worn on a firefighting helmet.
12 and 13 are views for explaining an angle adjusting unit and a relief unit for adjusting the angle of the display unit.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Advantages and features of the present invention, and a method for achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments published below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the publication of the present invention to be complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention pertains It is provided to fully inform the possessor of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used with the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not to be interpreted ideally or excessively unless clearly defined in particular. The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 몇몇 실시예들을 설명한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 소방용 스마트 글라스(100)의 외관을 나타낸 도면이다. 2 is a view showing the exterior of the
본 실시 예에 따른 소방용 스마트 글라스(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 디스플레이부(10), 제1 연결부(20), 센서부(30), 제어부(40) 및 제2 연결부(50)를 포함할 수 있으며, 도면에는 도시되지 않았지만 제어부(40)의 내부에 형성된 화상 생성부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 뿐만 아니라 소방용 스마트 글라스(100)을 형성함에 있어 필요한 부가적인 구성들 모두가 포함될 수 있음은 물론이다.As shown in FIG. 2 , the
디스플레이부(10)는 사용자의 시야로부터 소정 거리 이격 배치되어 소정 화상을 출력한다. The
디스플레이부(10)는 화상이 출력되는 모니터와 같은 역할을 수행하기 때문에 예를 들어, 일반적인 LCD용 렌즈에 반투명 필름을 부착하거나 OLED(Organic Light Emitting Diode) 패널을 렌즈 내부에 표시하여 형성할 수 있으며, 뿐만 아니라 공지된 어떠한 재료를 사용하여 구성하여도 무방하다. 예를 들어, 디스플레이부(10)는 시판된 스마트 글라스의 디스플레이부와 동일한 재질의 것을 사용하여도 무방하다. Since the
이와 더불어 디스플레이부(10)에는 별도의 디스플레이 수단(미도시)을 더 포함할 수 있다. 상기 설명한 디스플레이부(10)가 모니터와 같은 역할을 수행한다면 모니터에 화상을 출력해줄 수 있는 별도의 수단이 필요하기 때문이다. 이러한 디스플레이 수단(미도시)은 스마트 글라스가 사용자의 머리에 착용하는 형태이기 때문에 디스플레이부(10)로부터 별도로 떨어진 위치에 형성되는 것보다는 디스플레이부(10) 내부에 형성되어 화상을 그대로 출력할 수 있도록 함이 바람직하다. In addition, the
도 3은 디스플레이부(10)가 사용자의 시야로부터 소정 거리 이격 배치된 모습을 나타내고 있는바, 디스플레이부(10)가 사용자의 시야로부터 너무 가깝게 배치되어 있다면 눈은 화상 식별을 위한 초점을 잡기가 어려운바, 화상 식별 자체가 불가능할 수 있다. 따라서 디스플레이부(10)는 사용자의 시야로부터 최소 3cm이상은 이격되는 것이 바람직하며, 이격된 소정 거리는 후술할 제1 연결부(20)를 통해 조절 가능하다. 3 shows a state in which the
한편, 도 2에 도시된 디스플레이부(10)는 가로가 긴 직사각형 형태로 되어 있는바, 이 경우 디스플레이부(100)의 세로 길이는 최소한 사용자의 눈의 세로 길이를 이상이 되도록 구현하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 사용자의 눈의 세로 길이가 2cm라 할 경우, 디스플레이부(100)의 세로 길이가 이보다 짧은 1.5cm라면 눈 기능의 한계로 인해 화상 식별이 어려워질 수 있기 때문이다. 아울러, 디스플레이부(100)의 세로 길이가 지나치게 짧은 경우 출력되는 화상 자체도 작아질 수밖에 없을 것이므로 화상 식별이 가능한 정도의 세로 길이를 갖는 것이 바람직할 것이다. On the other hand, the
이러한 직사각형 형태의 디스플레이부(10)는 하나의 실시 예일뿐이며, 디스플레이부(10)를 일반적인 안경과 같이 원형의 형상으로 구현하거나 사용자의 얼굴을 감싸는 고글 형상으로 구현할 수 있음은 물론이다. 즉, 디스플레이부(10)의 형상은 제한이 없다. Of course, the
제1 연결부(20)는 디스플레이부(10)와 후술할 제어부(40)를 연결한다. 여기서 제1 연결부(20)를 별도로 두는 이유는 디스플레이부(10)를 제어부(40)로부터 곧바로 연결되게 형성할 수도 있으나, 사용자에 따라 디스플레이부(10)를 시야 전방에 배치하는 소정 거리가 다를 수 있기 때문에 이를 조절하기 위해서이다. The
도 4를 참조하면, 제1 연결부(20)는 디스플레이(10)를 디스플레이부가 소방용 헬멧의 전방으로 돌출하거나 소방용 헬멧의 후방으로 후퇴하도록 단계적으로 조절되는 조절공이 형성될 수 있다. 제1 연결부(20)는 다단 형상으로 형성되어 디스플레이부(10)가 사용자의 시야로부터 이격된 소정 거리의 조절이 가능할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이부(10)가 제1 연결부(20)의 1단에 결합된 경우 사용자의 시야로부터 이격된 소정 거리는 3cm일 수 있으며, 2단에 결합된 경우 4cm, 3단에 결합된 경우 5cm 등이 될 수 있다. 여기서 1단은 후술할 제어부(40)와 가장 가까운 위치에 형성된 단을 기준으로 한다. Referring to FIG. 4 , the
더 나아가, 제1 연결부(20)는 다단 형상이 아니라 슬라이딩 방식의 레일로 형성할 수도 있다. 이 경우 제1 연결부(20)는 상기 설명한 단과 같이 사용자가 고정시키고자 하는 위치에 고정시킬 수 있도록 별도의 고정 부재를 포함해야 할 것이다.Furthermore, the
제어부(40)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 소방용 스마트 글라스(100)의 본체가 되는 구성으로서, 센서부(30)와 화상 생성부(미도시)를 포함한다. 우선, 센서부(30)에 대하여 설명하도록 한다.The
센서부(30)는 제1 초음파 센서, 제2 초음파 센서, 열화상 센서, 자이로 센서 및 카메라 센서 중 하나 이상을 포함할 수 있다.The
보다 구체적으로, 센선부(30)는 제1 초음파 센서, 제2 초음파 센서, 열화상 센서, 자이로 센서 및 카메라 센서 모두를 포함하는 것이 바람직하다. 후술할 화상 생성부(미도시)에 의해 깊이 정보가 포함된 화상을 출력함에 있어 화상 생성에 필요한 데이터를 센싱하기 때문이다.More specifically, the
제1 초음파 센서 및 제2 초음파 센서는 사람이나 동물을 포함하는 장애물과의 거리를 감지할 수 있는바, 초음파 송신부와 수신부를 구비하여 전방으로 초음파를 송신하고, 송신한 초음파가 장애물에 의해 반사되는 반사파를 수신부가 수신하며, 초음파를 송신한 시간으로부터 반사파를 수신할 때까지 걸리는 시간으로부터 장애물까지의 거리를 감지할 수 있다.The first ultrasonic sensor and the second ultrasonic sensor can detect a distance from an obstacle including a person or an animal, and includes an ultrasonic transmitter and a receiver to transmit ultrasonic waves forward, and the transmitted ultrasonic waves are reflected by the obstacle. The receiver receives the reflected wave, and it is possible to detect the distance from the time it takes from the time the ultrasonic wave is transmitted to the time it takes to receive the reflected wave to the obstacle.
열화상 센서는 사람이나 동물의 신체에서 복사되는 적외선을 특수 센서로 센싱하여 화상으로 출력하는바, 도 1에서 열화상 카메라가 센싱하여 출력한 화상을 확인할 수 있다.The thermal imaging sensor senses infrared rays radiated from the body of a person or an animal with a special sensor and outputs an image. In FIG. 1 , an image sensed and output by the thermal imaging camera can be checked.
자이로 센서는 사용자의 시야 방향에 대응하는 위치 좌표를 획득할 수 있는바, 중력가속도를 기준으로 x 축에 대한 회전, y축에 대한 회전, z축에 대한 회전을 나타내는 좌표를 획득할 수 있으며, 9축 자이로 센서를 사용하는 것이 바람직하다. The gyro sensor can acquire position coordinates corresponding to the user's viewing direction, and can acquire coordinates indicating rotation about the x-axis, rotation about the y-axis, and rotation about the z-axis based on the gravitational acceleration. It is preferable to use a 9-axis gyro sensor.
카메라 센서는 사용자의 시야 방향에 대응하는 화상을 획득할 수 있으며, 일반적인 디지털 카메라에서 사용하는 센서와 동일하다. The camera sensor may acquire an image corresponding to the user's viewing direction, and is the same as a sensor used in a general digital camera.
이러한 센서부(30)는 제어부(40)의 전면에 형성되어 사용자가 소방용 스마트 글라스(100)를 착용한 상태에서 사용자의 시야가 향하는 방향과 동일한 방향을 센싱할 수 있도록 함이 바람직하다. 즉, 센서부(30)는 사용자가 소방용 스마트 글라스(100)를 착용하였을 때, 전방을 바라볼 수 있는 위치에 형성되어야 한다. It is preferable that the
도 5는 제어부(40)를 별도로 나타낸 도면인바, 제어부(40)의 전면에 4개의 홀(Hole)이 형성된 것을 확인할 수 있다. 이러한 홀 내부에 센서부(40)가 형성될 수 있는바, 제1 초음파 센서를 가장 위의 홀 내부에, 카메라 센서를 그 아래 홀 내부에, 열화상 센서를 그 아래 홀 내부에, 제2 초음파 센서를 맨 아래 홀 내부에 배치할 수 있다. 여기서 제1 초음파 센서와 제2 초음파 센서를 가장 위의 홀 내부와 가장 아래 홀 내부에 각각 배치하는 것은 초음파 센서가 거리를 탐지하는 역할을 수행하기 때문이며, 사용자가 고개를 위 아래로 움직이는 경우까지 모두 포함하여 거리를 탐지하게 하기 위함이다.5 is a diagram separately illustrating the
여기서 센서들을 홀 내부에 배치하는 것은 비교적 고가의 부품인 센서를 외부로부터 보호하기 위함이며, 일부가 노출되어 있는 것은 센싱의 정확도 향상을 위함이다. 예를 들어, 제1 초음파 센서와 제2 초음파 센서가 홀 내부에 배치되어 센싱하는 것이 아니라 제어부(40)의 내부에 배치된다면 정확한 센싱이 어려울 것이다. 그러나 홀 내부에 배치된다면 노출된 부분으로 초음파를 송수신할 수 있으므로 센싱의 정확도가 현저하게 상승할 수 있을 것이다. Here, the arrangement of the sensors inside the hall is to protect the sensor, which is a relatively expensive component, from the outside, and the part that is exposed is to improve sensing accuracy. For example, if the first ultrasonic sensor and the second ultrasonic sensor are disposed inside the
한편, 자이로 센서의 경우 다른 센서들과 마찬가지로 제어부(40)의 전면 홀 내부에 배치할 수도 있을 것이나, 자이로 센서는 방위 변화인 각속도를 센싱하는 센서이기 때문에 굳이 제어부(40) 노출될 필요는 없을 것이다. 이 경우 자이로 센서는 제어부(40) 내부에 형성될 수 있다.On the other hand, in the case of the gyro sensor, like other sensors, it may be disposed inside the front hole of the
한편, 상기 설명한 센서들의 배치는 정확한 센싱을 위한 하나의 실시 예일 뿐이며, 다른 순서로 배치될 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 제1 초음파 센서를 가장 위의 홀 내부에, 열화상 센서를 그 아래 홀 내부에, 카메라 센서를 그 아래 홀 내부에, 제2 초음파 센서를 맨 아래 홀 내부에 배치할 수도 있다.Meanwhile, the arrangement of the sensors described above is only one embodiment for accurate sensing, and it goes without saying that they may be arranged in a different order. For example, the first ultrasonic sensor may be disposed in the uppermost hole, the thermal image sensor may be disposed in the lower hole, the camera sensor may be disposed in the lower hole, and the second ultrasonic sensor may be disposed in the lowermost hole.
화상 생성부(미도시)는 센서부(30)가 센싱한 데이터를 이용하여 디스플레이부(10)에 출력하는 화상을 생성한다.An image generating unit (not shown) generates an image to be output to the
여기서 화상 생성부(미도시)는 센서부(30)가 어떠한 센서를 포함하고 있는지에 따라 생성하는 화상이 상이해진다. 이하 설명하도록 한다.Here, the image generated by the image generating unit (not shown) is different depending on which sensor the
센서부(30)가 화상과 관련된 데이터를 생성할 수 있는 센서, 예를 들어, 열화상 센서나 카메라 센서만을 포함하고 있는 경우, 화상 생성부(미도시)는 열화상 센서나 카메라 센서가 센싱한 데이터를 화상 그대로 생성한다. 이 경우 디스플레이부(10)에는 열화상 센서나 카메라 센서가 센싱한 화상 데이터 그대로가 출력될 것이다.When the
센서부(30)가 제1 초음파 센서, 제2 초음파 센서 및 자이로 센서를 포함하는 경우, 화상 생성부(미도시)는 사용자가 디스플레이부(10)를 통해 바라보고 있는 전방에 대하여 제1 초음파 센서, 제2 초음파 센서 및 자이로 센서가 센싱한 데이터를 분석해 깊이 정보가 포함된 3차원 맵을 생성할 수 있다.When the
도 6은 자이로 센서가 센싱한 데이터를 도시한 도면이다. 자이로 센서에 의하면 사용자의 시야 방향에 대응하는 위치 좌표는 중간에 굵은 네모로 표시한 (1, 4, 0)으로 추출될 수 있다. 6 is a diagram illustrating data sensed by a gyro sensor. According to the gyro sensor, the position coordinates corresponding to the user's viewing direction may be extracted as (1, 4, 0) indicated by a thick square in the middle.
또한, 도 6을 참조하면 제1 초음파 센서가 감지하는 장애물의 위치는 (1, 0~10, 0)으로, 제2 초음파 센서가 감지하는 장애물의 위치는 (1, -10~0, 0)으로 추출할 수 있다. In addition, referring to FIG. 6 , the position of the obstacle detected by the first ultrasonic sensor is (1, 0 to 10, 0), and the position of the obstacle detected by the second ultrasonic sensor is (1, -10 to 0, 0) can be extracted with
도 7을 참조하면, 제1 초음파 센서는 장애물까지의 거리를 산출하여 (1, 0~10, 0)의 픽셀 값으로 추출하고, 제2 초음파 센서는 장애물까지의 거리를 산출하여 (1, -10~0, 0)의 픽셀 값으로 추출할 수 있다. 한편, 사용자가 본 발명의 일 실시 예에 따른 소방용 스마트 글라스를 착용한 상태에서 고개를 좌우로 저으면 보다 넓은 범위의 전방의 장애물 정보를 획득할 수 있다. Referring to FIG. 7 , the first ultrasonic sensor calculates the distance to the obstacle and extracts it as a pixel value of (1, 0 to 10, 0), and the second ultrasonic sensor calculates the distance to the obstacle and extracts the distance to the obstacle (1, - It can be extracted as a pixel value of 10 to 0, 0). On the other hand, if the user shakes his head left and right while wearing the smart glasses for firefighting according to an embodiment of the present invention, it is possible to obtain information about obstacles in a wider range in front.
마지막으로 도 8을 참조하면, 장애물의 위치 좌표의 y값이 0~10, -10~0인 경우 장애물까지의 거리는 200cm로 가정하면, 장애물까지의 거리인 200cm를 반영한 크기로 출력할 수 있다. Finally, referring to FIG. 8 , when the y values of the position coordinates of the obstacle are 0 to 10 and -10 to 0, assuming that the distance to the obstacle is 200 cm, a size reflecting 200 cm, which is the distance to the obstacle, may be output.
한편, 센서부(30)가 제1 초음파 센서, 제2 초음파 센서, 자이로 센서 및 열화상 센서를 포함하는 경우, 화상 생성부(미도시)는 깊이 정보가 포함된 3차원 맵을 열화상 센서가 센싱한 데이터에 매핑(Mapping)하여 디스플레이부(10)에 출력하는 화상을 생성할 수 있다. On the other hand, when the
이 경우 도면에 따로 도시하지는 않았지만, 디스플레이부(10)에 출력되는 화상은 사용자가 본 발명의 일 실시 예에 따른 소방용 스마트 글라스(100)를 착용한 상태에서 도 6에 도시된 풍경을 열화상 센서를 통해 센싱한 화상에 상기 도 8에 도시된 3차원 맵이 겹쳐진 형태가 될 것이다. In this case, although not separately shown in the drawing, the image output on the
이를 통해 사용자, 보다 구체적으로 화재 현장의 소방관은 현재 위치로부터 사람이나 동물까지의 구체적인 거리를 직접 확인할 필요가 없어지므로, 구조 활동의 편의성을 향상시킬 수 있으며, 충분하지 않은 소방 장비를 가지고 화재 현장에 진입하는 위험을 방지할 수 있을 것이다. This eliminates the need for users, more specifically firefighters at the scene of a fire, to directly check the specific distance from the current location to a person or animal, thus improving the convenience of rescue activities, This will prevent the risk of entering.
이상, 제어부(40)가 포함하는 센서부(30)와 화상 생성부(미도시)에 대하여 설명하였다. 이하, 제어부(40)가 포함하는 부가적인 구성에 대하여 설명하도록 한다. In the above, the
제어부(40)는 사용자가 본 발명의 일 실시 예에 따른 소방용 스마트 글라스(100)를 착용한 상태에서 머리와 맞닿게 되는 저면에 스피커부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 스피커부(미도시)는 제어부(40) 내부에 설치된 블루투스 모듈 또는 통신 모듈을 통해 다른 소방관이 착용한 소방용 스마트 글라스(100) 또는 화재 현장을 관장하는 중앙 관리 부서 등과 통신하는 내용이 음향으로 출력될 수 잇다.The
더 나아가, 열화상 센서가 OFF된 경우, 상기 설명한 3차원 맵에 포함된 깊이 정보를 음향으로 출력할 수 있다. 예를 들어, "전방 10m 앞에 장애물 존재", "우측 전방 15m 앞에 사람 발견" 등과 같이 3차원 맵에 포함된 깊이 정보가 음향으로 출력될 수 있다. 이 경우 사용자는 굳이 디스플레이부(10)에 출력된 화상을 확인하지 않더라도 스피커부(미도시)에서 출력되는 음향을 통해 장애물의 위치를 확인할 수 있을 것이며, 소방용 스마트 글라스(100)는 배터리를 통해 구동되기 때문에 열화상 센서가 OFF되어 보다 긴 시간 동안 구동이 가능해질 수 있을 것이다.Furthermore, when the thermal image sensor is turned off, depth information included in the above-described 3D map may be output as sound. For example, depth information included in the 3D map may be output as a sound, such as "there is an obstacle 10 m ahead" or "a person is found 15 m ahead on the right". In this case, the user will be able to confirm the location of the obstacle through the sound output from the speaker unit (not shown) even if the user does not necessarily check the image output on the
도 9 및 10과 같이 제어부(40)는 소방용 헬멧과 결합하기 위한 결합부를 포함할 수 있다. 결합부(41)는 소방용 헬멧과 맞닿는 상기 제어부의 내측 방향으로 클립 형태로 돌출될 수 있다. 제어부는 상기 소방용 헬멧의 전방 측단에 클립 방식으로 결합될 수 있다.9 and 10 , the
결합부(40)는, 소방용 헬멧의 내측에 접촉되는 고무 재질의 제1 미끄럼 방지부(42)와 제1 미끄럼 방지부(42)에 인접하게 위치하는 자석(43)을 포함할 수 있다.The
여기서, 제1 미끄럼 방지부(41)는 반드시 고무 재질일 필요는 없으며, 사용자의 머리에 착용된 상태에서 마찰력을 키워 흘러내리지 않을 수 있도록 하는 소재이면 어떤 것이든 무방하다 할 것이다.Here, the first
제어부(40)는 제1 미끄럼 방지부와 맞닿는 영역에 설치된 고무 재질의 제2 미끄럼 방지부(44)를 포함할 수 있다.The
소방용 스마트 글라스(100)는 제1 미끄럼 방지부(41) 및 제2 미끄럼 방지부(44)에 의해 소방용 헬멧에 착용된 상태에서 과도한 흔들림이 유발되더라도 사용자의 머리에서 흘러내리지 않을 수 있을 것이다. 또한, 소방용 스마트 글라스(100)는 자석(43)에 의해 소방용 헬멧과의 접촉력이 강화될 수 있다.The
여기서, 제2 미끄럼 방지부(51) 역시 제1 미끄럼 방지부(41)와 마찬가지로 는 반드시 고무 재질일 필요는 없으며, 사용자의 머리에 착용된 상태에서 마찰력을 키워 흘러내리지 않을 수 있도록 하는 소재이면 어떤 것이든 무방하다 할 것이다.Here, the second anti-skid unit 51 also does not have to be made of a rubber material like the first
한편, 제어부(40)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 소방용 스마트 글라스(100)의 구동 전반을 제어하므로, 전원 ON/OFF 버튼, 상기 언급한 블루투스 모듈 또는 통신 모듈, 배터리 등을 더 포함할 수 있을 것이다.On the other hand, since the
제2 연결부(50)는 제어부(40)의 타단과 일단이 연결되어 사용자의 머리를 감싸는 형상으로 굴곡 형성된다.The
본 발명의 일 실시 예에 따른 소방용 스마트 글라스(100)는 사용자의 머리를 감싸는 형태로 착용되기 때문에 제2 연결부(50)는 그에 따라 굴곡된 형상을 가지며, 사용자의 머리 둘레나 착용 형태에 따라 자유롭게 변형 가능한 고무 재질로 형성하는 것이 바람직하다.Since the
지금까지 본 발명의 일 실시 예에 따른 소방용 스마트 글라스(100)에 대하여 설명하였다. 소방용 스마트 글라스(100)에 의하여 화재 현장에 진입하는 소방관은 이를 착용한 채, 디스플레이부(10)에 출력되는 화상 또는 스피커부(미도시)에서 출력되는 음향만 확인하면서 화재 진압을 하면 충분하므로 So far, the
두 손이 자유로워져 열화상 촬영을 위한 별도의 인력이 투입될 필요가 없다. 또한, 소방관의 현재 위치로부터 사람이나 동물까지의 구체적인 거리에 대한 깊이 정보까지 출력할 수 있으므로 소방관이 직접 구체적인 거리를 확인할 필요가 없는바, 구조 활동의 편의성을 향상시킬 수 있으며, 충분하지 않은 소방 장비를 가지고 화재 현장에 진입하는 위험을 방지할 수 있다.Since both hands are free, there is no need for a separate manpower to take thermal images. In addition, since it is possible to output depth information about the specific distance from the firefighter's current location to a person or animal, there is no need for the firefighter to check the specific distance directly. to prevent the risk of entering the fire scene with
한편, 이러한 소방용 스마트 글라스(100)는 도 11에 도시된 바와 같이 소방용 헬멧 위에 착용될 수 있다. 소방용 스마트 글라스(100)는 소방용 헬멧에 착용되기 위하여 안면 보호 커버(g)의 내측, 또는 외측에 위치하여야 한다. 이 경우 스마트 글라스(100)는 소방용 헬멧의 안면 보호 커버(g)에 의해 착용이 간섭될 수 있다. 화재 상황, 또는 화재 출동 상황에서는 스마트 글라스(100)의 탈착이 순식간에 이루어져야 하는데, 만약 스마트 글라스(100)의 디스플레이부(10)의 각도가 고정되어 있고, 소방용 헬멧의 안면 보호 커버(g)의 각도도 고정되는 경우, 소방용 스마트 글라스(10)는 모든 소방용 헬멧에 호환되지 않게 된다. 이러한 문제점을 방지하기 위해 소방용 스마트 글라스(10)는 각도조절부(60) 및 완화부(도 12의 70)를 더 포함할 수 있다.On the other hand, the
각도조절부(60)는 디스플레이가 소방용 헬멧의 내측으로 꺾이거나 소방용 헬멧의 외측으로 개방되도록 제어부와 상기 디스플레이부를 힌지회전할 수 있다.The
도 12 및 도 13과 같이 디스플레이부(10)는 각도조절부(60)를 줌심으로 소방용 헬멧의 내측으로 꺾이거나 소방용 헬멧의 외측으로 개방될 수 있다. 이때, 완화부(70)는 각도조절부(60)에 의해 디스플레이부(10)가 소방용 헬멧의 내측으로 꺾이는 경우, 디스플레이부(10)의 굴곡을 각도조절부(60)의 각도에 따라 자동으로 완화시킬 수 있다. 예를 들어 디스플레이부(10)가 상기 소방용 헬멧의 내측으로 꺾이는 경우, 완화부(70)는 'ㄱ'자로 꺾여있는 디스플레이부(10)를 소정 각도 일자로 변형시킬 수 있다. 이때, 완화부(70)는 디스플레이부(10)가 내측으로 꺾인 각도(theta)만큼 전방으로 각도를 변형시킬 수 있다.As shown in FIGS. 12 and 13 , the
이 경우 디스플레이부(10)는 디스플레이부(10)가 얼만큼 꺽였는지와 무관하게 전방을 향할 수 있기 때문에, 소방용 헬멧을 쓴 상태에서 디스플레이부(10)에 간섭되지 않도록 디스플레이부(10)를 피하여 장착될 수 있으며, 완화부에 의해 디스플레이부(10)가 안면을 찌르는 것을 방해할 수 있다.In this case, since the
이에 의해 본 발명의 일 실시예에 따른 소방용 스마트 글라스(100)는 급박한 상황에서 소방관이 빠른 시간에 안면의 정확한 부위에 탈착될 수 있는 장점이 있다.Accordingly, the
또한, 본 발명에서 디스플레이부(10)와 소방용 헬멧의 안면 보호 커버(g)에 서로 같은 극의 자성체를 형성시키는 경우, 사용자가 소방용 스마트 글라스(100)를 착용할 때 자성에 의해 서로 미는 힘이 발생되고, 각도조절부에 의해 자동으로 디스플레이부(10)와 소방용 헬멧의 안면 보호 커버(g)가 서로 겹치지 않게 위치할 수 있으며, 완화부(70)에 의해 사용자의 안면을 찌르지 않고 안전하고 쉽게 장착될 수 있다.In addition, in the present invention, when magnetic materials of the same polarity are formed in the
다른 실시예에서 소방용 스마트 글라스(100)는 소방용 헬멧과 일체로 제작될 수도 있다. 이 경우 디스플레이부(10)는 보호용 헬멧의 안면 보호 커버(g)로 대체될 것이다. 즉, 안면 보호 커버에 화상이 출력될 것이다. 아울러, 본 발명의 일 실시 예에 따른 소방용 스마트 글라스(100)가 소방용 헬멧과 일체로 제작되는 경우 중복 서술을 방지하기 위해 자세한 설명은 생략하지만 상기 설명한 기술적 특징은 모두 포함할 수 있다.In another embodiment, the
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can realize that the present invention can be embodied in other specific forms without changing its technical spirit or essential features. can understand Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.
Claims (8)
상기 디스플레이부의 일단과 제1 연결부를 통해 연결되는 제어부;
상기 제어부의 전면에 형성되어 상기 사용자의 시야 전방을 향해서 센싱하는 센서부;
상기 제어부에 결합되되, 소방용 헬멧의 후면을 감싸는 형태로 형성된 제2 연결부; 및
상기 소방용 헬멧과 맞닿는 상기 제어부의 내측 방향으로 클립 형태로 돌출되고, 상기 제어부를 상기 소방용 헬멧의 전방 측단에 클립 방식으로 결합시키는 결합부를 포함하되,
상기 제1 연결부는,
상기 디스플레이부가 상기 소방용 헬멧의 전방으로 돌출 및 상기 소방용 헬멧의 후방으로 후퇴하도록 단계적으로 조절되는 조절공이 형성되고,
상기 제1 연결부는,
상기 디스플레이가 상기 소방용 헬멧의 내측으로 꺾이거나 상기 소방용 헬멧의 외측으로 개방되도록 상기 제어부와 상기 디스플레이부를 힌지회전하는 각도조절부를 포함하는,
소방용 스마트 글라스.a display unit arranged to be spaced apart from the user's field of view by a predetermined distance to output an image image;
a control unit connected to one end of the display unit through a first connection unit;
a sensor unit formed on the front side of the control unit to sense a front view of the user;
a second connection part coupled to the control unit and formed in a shape surrounding the rear surface of the fire helmet; and
Including a coupling part protruding in the form of a clip in the inner direction of the control unit in contact with the fire-fighting helmet, and coupling the control unit to the front side end of the fire-fighting helmet in a clip manner,
The first connection part,
An adjustment hole is formed that is adjusted in stages so that the display unit protrudes forward of the fire-fighting helmet and retreats to the rear of the fire-fighting helmet,
The first connection part,
Comprising an angle adjusting unit for hinge-rotating the control unit and the display unit so that the display is bent to the inside of the firefighting helmet or opened to the outside of the firefighting helmet,
Smart glass for fire fighting.
상기 센서부는,
제1 초음파 센서, 제2 초음파 센서, 열화상 센서, 자이로 센서 및 카메라 센서 중 어느 하나 이상을 포함하는,
소방용 스마트 글라스.According to claim 1,
The sensor unit,
Including any one or more of a first ultrasonic sensor, a second ultrasonic sensor, a thermal image sensor, a gyro sensor, and a camera sensor,
Smart glasses for fire fighting.
상기 센서부는,
상기 제어부의 전면에 형성되어 상기 사용자가 소방용 스마트 글라스를 착용한 상태에서 상기 사용자의 시야가 향하는 방향과 동일한 방향을 센싱할 수 있는,
소방용 스마트 글라스.According to claim 1,
The sensor unit,
It is formed on the front surface of the control unit and can sense the same direction as the direction in which the user's field of vision is directed while the user wears the firefighting smart glasses,
Smart glasses for fire fighting.
상기 제어부는,
상기 사용자가 소방용 스마트 글라스를 착용한 상태에서 머리와 맞닿게 되는 저면에 형성되어, 열화상 센서가 OFF된 경우 상기 디스플레이부에 표시되는 상기 화상 이미지의 깊이 정보를 이용하여 장애물을 판단하고, 상기 장애물에 대한 음향을 출력하는 스피커부를 포함하는,
소방용 스마트 글라스.According to claim 1,
The control unit is
It is formed on the bottom surface that comes into contact with the head while the user wears the smart glasses for firefighting, and when the thermal image sensor is turned off, the obstacle is determined using the depth information of the image image displayed on the display unit, and the obstacle is Including a speaker unit for outputting sound for
Smart glass for fire fighting.
상기 결합부는,
상기 소방용 헬멧의 내측에 접촉되는 고무 재질의 제1 미끄럼 방지부; 및
상기 제1 미끄럼 방지부에 인접하게 위치하는 자석을 포함하는,
소방용 스마트 글라스.According to claim 1,
The coupling part,
a first anti-slip part made of rubber that is in contact with the inside of the fire-fighting helmet; and
comprising a magnet positioned adjacent to the first anti-skid portion;
Smart glasses for fire fighting.
상기 제어부는,
상기 제1 미끄럼 방지부와 맞닿는 영역에 설치된 고무 재질의 제2 미끄럼 방지부를 포함하는,
소방용 스마트 글라스.6. The method of claim 5,
The control unit is
Including a second non-slip part made of rubber installed in the area in contact with the first non-slip part,
Smart glasses for fire fighting.
상기 디스플레이부는,
상기 각도조절부에 의해 상기 디스플레이부가 상기 소방용 헬멧의 내측으로 꺾이는 경우, 상기 디스플레이부의 굴곡을 상기 각도조절부의 각도에 따라 자동으로 완화시키는 완화부를 포함하는,
소방용 스마트 글라스.According to claim 1,
The display unit,
When the display unit is bent to the inside of the firefighting helmet by the angle adjusting unit, including a relief unit for automatically alleviating the curvature of the display unit according to the angle of the angle adjusting unit,
Smart glasses for fire fighting.
상기 소방용 스마트 글라스는,
상기 소방용 헬멧과 일체형으로 형성되는,
소방용 스마트 글라스.
According to claim 1,
The smart glass for firefighting,
Formed integrally with the firefighting helmet,
Smart glass for fire fighting.
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
KR1020200124490A KR102534948B1 (en) | 2020-09-25 | 2020-09-25 | Smart glass for firefighting |
KR1020230063456A KR20230074090A (en) | 2020-09-25 | 2023-05-17 | Smart glass for firefighting |
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KR1020200124490A KR102534948B1 (en) | 2020-09-25 | 2020-09-25 | Smart glass for firefighting |
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