KR20220052587A - 가상 현실을 이용한 장애인/노인의 이동보조기기 시뮬레이터 시스템 - Google Patents

가상 현실을 이용한 장애인/노인의 이동보조기기 시뮬레이터 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일실시예는 안전 교육 컨텐츠, 운전 교육 컨텐츠 및 재난 상황 대응 컨텐츠 중 적어도 하나를 저장하는 저장부, 상기 저장부에 저장된 컨텐츠들 중 하나를 선택하여 실행하는 컨텐츠 실행부, 상시 선택된 컨텐츠를 실행하는 화면을 출력하는 HMD(Head Mounted Display), 사용자가 상기 컨텐츠에 상응하여 동작을 수행하는 모션 시뮬레이터 장치 및 상기 모션 시뮬레이터에서 입력되는 수행 동작과 컨텐츠에 설정된 동작을 비교하여 점수로 환산하는 판정부를 포함하는 가상 현실을 이용한 장애인/노인의 이동보조기기 시뮬레이터 시스템에 관한 것으로, 사용자가 전동 휠체어를 운전하기전에 가상 현실을 통해 미리 시뮬레이션을 수행하여 실제 전동 휠체어 운전시 도움을 줄 수 있는 가상 현실을 이용한 장애인/노인의 이동보조기기 시뮬레이터 시스템을 제공한다.

Description

가상 현실을 이용한 장애인/노인의 이동보조기기 시뮬레이터 시스템{Mobile Assist Device Simulator System For The Disabled/Elderly Using Virtual Reality}
본 발명은 가상 현실을 이용한 장애인/노인의 이동보조기기 시뮬레이터 시스템으로, 서버와 HMD 및 모션 시뮬레이터를 이용하여 가상 현실을 통해 상황별 컨텐츠를 제공하여 장애인이나 노인이 휠체어 등의 이동보조기기의 안전교육 및 운전교육을 받을 수 있는 가상 현실을 이용한 장애인/노인의 이동보조기기 시뮬레이터 시스템에 관한 것이다.
최근, 장애인이나 노인의 경우 이동보조기기인 전동 휠체어를 많이 사용하고 있다. 전동 휠체어는 실외에서 주로 사용되며, 조작부가 팔걸이에 부착되어 있어 사용자가 손가락으로 속도와 방향을 조절한다.
전동 휠체어는 도로교통법상 자동차가 아닌 보행자이므로 인도로만 다녀야 한다. 그러나, 사용자가 장애인이거나 고령자가 많아 안전의식이 부족해 사고가 많이 발생하고 있다.
또한, 화재 또는 지진 발생시 장애인이나 노인의 경우 일반인과 같이 신속한 대처가 어렵기 때문에 재난시 사망자 비율이 일반인에 비해 더 높은 실정이다.
장애인 시뮬레이터는 한국등록특허 10-1487228호(장애인용 운전시뮬레이터)가 개시되어 있다. 한국등록특허 10-1487228호는 자동차 주행 연습을 위한 운전시뮬레이터로서, 전방에 파노라마형 디스플레이가 설치되고 주행영상을 제공하여 실제 차량과 같이 운전연습을 수행하도록 돕는 구조를 가진다.
그러나, 한국등록특허 10-1487228호는 운전용 제작되어 크기가 매우 크고 고가의 장비이다. 따라서, 보급이 어려운 문제점이 있다. 또한, 운전 시뮬레이터로 자동차에 한정되어 있어 전동 휠체어의 시뮬레이션과 다른 시뮬레이션 방법이 사용된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 가상 현실로 구현된 다양한 안전 및 재난 대응 컨텐츠를 장애인 또는 노인 사용자에게 제공하여 상황에 맞는 안전 교육 및 운전교육을 제공할 수 있는 가상 현실을 이용한 장애인/노인의 이동보조기기 시뮬레이터 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 안전 교육 컨텐츠, 운전 교육 컨텐츠 및 재난 상황 대응 컨텐츠 중 적어도 하나의 컨텐츠를 저장하는 저장부; 상기 저장부에 저장된 컨텐츠들 중 하나를 선택하여 실행하는 컨텐츠 실행부; 상시 선택된 컨텐츠를 실행하는 화면을 출력하는 HMD(Head Mounted Display); 사용자가 상기 컨텐츠에 상응하여 동작을 수행하는 모션 시뮬레이터 장치; 및 상기 모션 시뮬레이터에서 입력되는 수행 동작과 컨텐츠에 설정된 동작을 비교하여 점수로 환산하는 판정부를 포함하는 가상 현실을 이용한 장애인/노인의 이동보조기기 시뮬레이터 시스템을 제공할 수 있다.
상기 가상 현실을 이용한 장애인/노인의 이동보조기기 시뮬레이터 시스템은 상기 사용자의 사용 이력 및 컨텐츠 수행 결과를 모니터링하는 모니터링부를 더 포함할 수 있다.
상기 모션 시뮬레이터는 장애인 또는 노인의 이동보조기기인 전동 휠체어 모형으로, 상기 장애인 또는 노인이 탑승하여 운전조작이 가능하고, 상기 운전조작에 상응하여 좌우방향으로 방향전환이 가능하도록 하부에 회전형 바디가 장착될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 가상 현실을 이용한 장애인/노인의 이동보조기기 시뮬레이터 시스템은 사용자가 전동 휠체어를 운전하기전에 가상 현실을 통해 미리 시뮬레이션을 수행하여 실제 전동 휠체어 운전시 도움을 줄 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 가상 현실을 이용한 장애인/노인의 이동보조기기 시뮬레이터 시스템은 실생활에서 발생가능한 재난 상황 등의 다양한 상황의 컨텐츠를 통해 미리 대처 방법을 습득하여, 재난 상황 발생시 안전하게 대응할 수 있는 역량을 제공할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 가상 현실을 이용한 장애인/노인의 이동보조기기 시뮬레이터 시스템을 도시한 시스템도.
도 2는 도 1에 도시된 서버의 구성을 도시한 블록도.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 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 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 가상 현실을 이용한 장애인/노인의 이동보조기기 시뮬레이터 시스템을 도시한 시스템도이고, 도 2는 도 1에 도시된 서버의 구성을 도시한 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 가상 현실을 이용한 장애인/노인의 이동보조기기 시뮬레이터 시스템은 모션 시뮬레이터(200), HMD(Head Mounted Display; 이하, HMD)(300) 및 서버(100)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 모션 시뮬레이터(200)는 전동 휠체어 형태를 가진다. 이때, 모션 시뮬레이터(200)는 바닥에 고정되게 설치된다. 이때, 사용자에게 현실감을 느끼도록 하기 위하여 좌우 회전이 가능하도록 회전형 바디가 장착된다. 모션 시뮬레이터(200)는 전동 휠체어와 같이, 사용자가 손가락으로 운전조작을 할 수 있도록 조작부가 장착된다. 모션 시뮬레이터(200)는 사용자의 운전조작에 상응하여 좌우방향 전환을 수행한다.
모션 시뮬레이터(200)는 조작부를 동작할 경우 동작시 발생되는 소음을 발생시킨다. 모션 시뮬레이터(200)는 회전형 바디를 통해 컨텐츠의 경사지에 맞는 각도로 기울어진다.
모션 시뮬레이터(200)는 출발 또는 정지시 후방 또는 전방으로 소정의 크기로 이동을 발생킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 모션 시뮬레이터(200)는 사용자가 VR 화면만을 보게될 경우 어지럼증을 느낄 수 있으므로, 최대한 실제 상황과 유사한 상황이 되도록 회전형 바디를 동작시킬 수 있다.
이때, 모션 시뮬레이터(200)의 동작범위는 롤(roll) 8도, 피치(pitch) 8도, 요(yaw) 30도로 설정될 수 있다. 그러나 모션 시뮬레이터(200)의 동작범위는 안전을 고려하여 가변될 수 있다.
모션 시뮬레이터(200)는 제자리에서 전방 및 후방 기울임 및 좌우 회전 등을 수행하므로, 안전장치인 안전밸트 등이 구비된다.
모션 시뮬레이터(200)는 사용자가 운전조작한 신호들을 실시간으로 서버(100)로 전송할 수 있다.
HMD(300)는 사용자가 안경 또는 고글처럼 착용할 수 있는 웨어러블 디스플레이 디바이스이다. HMD(300)는 서버(100)에서 제공하는 AR 또는 VR 등의 가상현실 컨텐츠를 디스플레이한다.
HMD(300)는 모션 시뮬레이터(200)와 페어링 되어 컨텐츠가 실행되는 동안 모션 시뮬레이터(200)에서 수신되는 조작신호에 반응하여 다음 화면이 진행되도록 한다.
서버(100)는 안전 교육 컨텐츠, 상황별 이동 요령 컨텐츠, 화재발생 행동 요령 컨텐츠, 지진 발생시 대피 컨텐츠 등의 컨텐츠를 저장하고, 선택된 컨텐츠를 실행시킬 수 있다. 또한, 서버(100)는 모션 시뮬레이터(200)에서 입력되는 수행 동작과 컨텐츠에 설정된 동작을 비교하여 점수로 환산하여 평가할 수 있다. 또한, 서버(100)는 컨텐츠 실행시 사용자의 조작 등을 실시간으로 모니터링할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 서버(100)는 저장부(120), 디스플레이부(130), 컨텐츠 실행부(140), 판정부(150), 통신부(160) 및 제어부(110)를 포함할 수 있다.
저장부(120)는 안전 교육 컨텐츠, 운전 교육 컨텐츠 및 재난 상황 대응 컨텐츠 등의 VR 컨텐츠를 저장한다.
예를 들면, 안전 교육 컨텐츠는 전동 휠체어의 운전 전후의 체크 사항, 보관 방법, 안전 운전 방법, 리프트 탑승 요령, 사고시 대응 요령 및 배터리 방전시 대응 요령 등을 영상 및 음성으로 제공한다.
이때, 안전 교육 컨텐츠는 사용자와 대화형으로 구성되며, 사용자의 반응에 따라 다음 화면으로 이동하는 방식일 수 있다. 예를 들면, 전동 휠체어의 운전 전후 체크 사항에 배터리 잔량 표시 확인의 컨텐츠가 전송된 후, 사용자의 인지 여부를 확인하고, 모션 시뮬레이터(200)의 조작부에서 신호가 수신될 경우 다음 화면을 이동한다. 이와 같은 방식으로 사용자가 컨텐츠를 확인하고 인지할 수 있도록 한다.
상황별 이동 요령 컨텐츠는 인도 통해 안내, 인도가 없는 경우 주행 요건, 횡단보도 이용, 오르막 또는 내리막 이동 방법 안내, 및 방전 시 대처 요령 등을 포함할 수 있다.
화재발생 행동 요령 컨텐츠는 대피 방법 및 대피 후 행동 요령 등을 포함할 수 있다.
예를 들면, 1화재 경고음, 안내방송, 비상벨 등을 통해 화재 인지 시 신속하게 대피.
2. 수평이동 가능한 경우 대피경로를 따라 대피(수직이동의 경우 지원자의 도움을 받아 대피)
3. 엘리베이터는 절대 사용하지 않음
4. 연기가 많을 경우 젖은 수건 등으로 코와 입을 막고 낮은 자세로 대피
5. 문을 열기 전에 손잡이를 손등으로 확인 후 뜨거우면 문을 열지 않고, 밖으로 대피하는 출구로 접근할 수 없는 경우 창문 및 베란다에서 구조 요청
등을 포함할 수 있다.
지진 발생시 대피 컨텐츠는 지진 발생시 대처 요령, 지진이 멈춘 후 행동 요령 등을 포함할 수 있다.
예를 들면, 1. 휠체어를 사용하는 경우, 문틀 밑 혹은 안쪽 구석으로 이동하여 휠체어를 고정하고 팔로 머리를 싸기
2. 휠체어에 단단하게 고정되어 있지 않은 모든 물건을 떼어내기
3. 단단한 식탁 혹은 책상 밑으로 피신
4. 외벽, 창문, 난로 및 벽에 부착되어 있는 물건에 가까이 가지 않기
5. 침대 혹은 의자에서 이동할 수 없는 경우, 담요 혹은 베개를 이용하여 떨어지는 물건으로부터 스스로를 보호
6. 실외에 있을 경우, 나무, 전봇대, 건물이 없는 열린 공간으로 이동하여 그 장소에서 대기
7. 잔해에 갇히게 되었다면 갇혀 있는 장소로 다른 이들의 관심을 유도
8. 배터리를 사용하는 TV 혹은 라디오를 켜고 응급상황에 대한 정보 및 지침을 확인
등을 포함할 수 있다.
디스플레이부(130) 서버(100)와 연결되어 상황을 모니터링 할 수 있다. 디스플레이부(130)는 사용자가 진행중인 컨텐츠를 출력하되, HMD(300)에서 진행되는 영상과 동일한 영상을 출력한다.
도 1 및 도 2에 도시되지 않았으나, 모션 시뮬레이터(200)의 외측을 촬영하는 카메라(미도시)에서 촬영되는 영상을 출력하여 관리자가 이를 모니터링 할 수 있게 한다.
통신부(160)는 HMD(300) 및 모션 시뮬레이터(200)와 통신을 수행한다. 예를 들면, 통신부(160)는 HMD(300)로 컨텐츠를 전송하고, 모션 시뮬레이터(200)로 회전 및 기울기 각도 정보를 전송한다.
컨텐츠 실행부(140)는 사용자에서 전송될 컨텐츠를 실행시킨다. 컨텐츠 실행부(140)는 저장부(120)에 저장된 컨텐츠 목록에서 하나가 선택되면, 이를 통신부(160)를 통해 HMD(300) 및 모션 시뮬레이터(200)로 전송한다.
판정부(150)는 실행되는 컨텐츠와 모션 시뮬레이터(200)에서 수신되는 조작신호를 비교한다. 판정부(150)는 비교결과를 점수화하여 평가점수를 산출할 수 있다.
판정부(150)는 상황별 이동 요령 컨텐츠가 실행되는 동안 다양한 요소의 상황별 대처 및 실행결과를 컨텐츠와 비교한다. 예를 들면, 판정부(150)는 횡단보도 이용에 대한 조작부 실행결과, 오르막 이동시 조작수 실행결과, 내리막 이동시 조작부 실행결과, 배터리 방전시 대처 결과 등의 각각의 상황별 조작부 실행결과를 컨텐츠와 동일하게 수행하는지 판단한다.
구체적으로, 판정부(150)는 상황별 이동 요령 컨텐츠 실행이 주행상황일 경우 사용자 조작결과 주행 가이드 라인을 따라 이동할 경우 설정된 점수를 부여한다. 그러나, 주행 가이드 라인을 벗어나는 조작결과를 수신할 경우에 감점을 수행한다.
판정부(150)는 상황별 이동 요령 컨텐츠의 누적 점수를 통해 합격 또는 불합격을 판정할 수도 있다. 판정부(150)는 설정된 점수를 획득할 경우 합격을 통지하고, 설정점수 이하일 경우 불합격 판정후 컨텐츠 실행 종료를 할 수 있다. 이때, 판정부(150)는 횡단보호 주행, 인도를 벗어난 주행 등의 안전과 밀접한 주행 요소에 대해서는 가중치를 더 부여하거나, 조작 실수 등이 나타날 경우 즉시 불합격하고 컨텐츠 수행을 종료할 수 있다.
상기의 예시는 상황별 이동 요령 컨텐츠를 실행한 것을 예를 들었으나, 다른 컨텐츠들의 실행도 상기와 마찬가지로 수행할 수 있다.
제어부(110)는 저장부(120)를 관리하며, 사용자 요청시 저장부(120)에 저장된 컨텐츠 리스트 정보를 디스플레이부(130)로 전달하여 표시되도록 할 수 있다. 제어부(110)는 선택된 컨텐츠를 수행하는 사용자 정보를 저장부(120)에 저장하여 사용자의 지속적 관리를 가능하게 한다.
제어부(110)는 컨텐츠 실행시 모션 시뮬레이터(200)에 동작 신호를 전송한다. 이때, 제어부(110)는 모션 시뮬레이터(200)의 사용자 조작 수행 결과를 수신하여 모션 시뮬레이터(200)를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(110)는 컨텐츠가 실행되면 영상에 표시될 주행 환경 정보에 상응하여 모션 시뮬레이터(200)의 자세 제어를 위한 제어신호를 전송할 수 있다.
한편, 제어부(110)는 사용자 안전을 위해 비상 정지 신호를 발생하여 모션 시뮬레이터(200)의 동작을 중지시킬 수 있다. 본 발명의 경우 장애인이나 노인을 대상으로 하는 장치이므로 긴급상황이 상시 발생할 수 있다. 따라서, 제어부(110)는 긴급 상황 발생시 모션 시뮬레이터(200)을 정지시키고, HMD(300)로 출력되는 신호를 차단할 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 가상 현실을 이용한 장애인/노인의 이동보조기기 시뮬레이터 시스템은 사용자가 전동 휠체어를 운전하기전에 가상 현실을 통해 미리 시뮬레이션을 수행하여 실제 전동 휠체어 운전시 도움을 줄 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 가상 현실을 이용한 장애인/노인의 이동보조기기 시뮬레이터 시스템은 실생활에서 발생가능한 다양한 컨텐츠를 통해 미리 대처 방법을 습득하여, 재난 상황 발생시 안전하게 대응할 수 있는 역량을 제공할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 서버
110: 제어부
120: 저장부
130: 디스플레이부
140: 컨텐츠 실행부
150: 판정부
160: 통신부
200: 모션 시뮬레이터
300: HMD(Head Mounted Display)

Claims (3)

  1. 안전 교육 컨텐츠, 운전 교육 컨텐츠 및 재난 상황 대응 컨텐츠 중 적어도 하나를 저장하는 저장부;
    상기 저장부에 저장된 컨텐츠들 중 하나를 선택하여 실행하는 컨텐츠 실행부;
    상시 선택된 컨텐츠를 실행하는 화면을 출력하는 HMD(Head Mounted Display);
    사용자가 상기 컨텐츠에 상응하여 동작을 수행하는 모션 시뮬레이터 장치; 및
    상기 모션 시뮬레이터에서 입력되는 수행 동작과 컨텐츠에 설정된 동작을 비교하여 점수로 환산하는 판정부를 포함하는 가상 현실을 이용한 장애인/노인의 이동보조기기 시뮬레이터 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 사용자의 사용 이력 및 컨텐츠 수행 결과를 모니터링하는 모니터링부를 더 포함하는 가상 현실을 이용한 장애인/노인의 이동보조기기 시뮬레이터 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 모션 시뮬레이터는
    장애인 또는 노인의 이동보조기기인 전동 휠체어 모형으로, 상기 장애인 또는 노인이 탑승하여 운전조작이 가능하고, 상기 운전조작에 상응하여 좌우방향으로 방향전환이 가능하도록 하부에 회전형 바디가 장착된 가상 현실을 이용한 장애인/노인의 이동보조기기 시뮬레이터 시스템.
KR1020200136709A 2020-10-21 2020-10-21 가상 현실을 이용한 장애인/노인의 이동보조기기 시뮬레이터 시스템 KR102512131B1 (ko)

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KR20090000545U (ko) * 2008-12-22 2009-01-20 안기환 교통안전교육 및 생활안전교육을 위한 안전교육용 3차원 디지털 게임 학습기
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