KR20220056911A - 디지털 트윈 기반의 영유아 시설 모니터링 방법 및 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 현실 공간에서의 영유아 정보가 디지털 공간에서의 아바타 정보로 실시간으로 매칭되도록 하는 디지털 트윈 기술을 기반으로 영유아 시설을 모니터링 하는 방법과 그 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영유아 시설 모니터링 방법은, 현실 공간의 각각의 객체에 장착된 복합 센서로부터 생체 신호 및 동작 정보를 수신하는 단계; 수신된 생체 신호 및 동작 정보에 기초하여 현실 공간의 객체에 대응되는 디지털 공간의 객체를 현실 공간의 영유아 시설에 대한 상태가 투영된 디지털 영유아 시설 상에 아바타 형태로 표시하는 단계; 부모 단말로부터 상기 디지털 영유아 시설에 대한 접속 요청을 수신하는 단계; 상기 부모 단말에 대한 식별 정보에 기초하여 상기 식별 정보에 대응되는 아바타를 결정하는 단계; 및 상기 결정된 아바타를 상기 디지털 영유아 시설 상에서 표지하고, 표지 정보와 표지된 아바타의 생체 신호 및 동작 정보를 포함하는 영유아 상태 정보를 상기 부모 단말로 전송하는 단계; 를 포함한다.

Description

디지털 트윈 기반의 영유아 시설 모니터링 방법 및 시스템 {A method and system for monitoring infant facilities based on digital twin technology}

본 발명은 디지털 트윈 기반의 영유아 시설 모니터링 방법 및 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 현실 공간에서의 영유아 객체가 디지털 공간에서의 아바타 객체로 실시간으로 매칭되도록 하는 디지털 트윈 기술을 기반으로 영유아 시설을 모니터링 하는 방법과 그 시스템에 관한 것이다.

최근, 맞벌이 가정의 증가와 조기 교육의 중요성 등의 이유로 인하여 취학 전 아이들의 교육이 증가하는 실정이다. 특히 어린이집, 유치원 같은 영유아 시설에 대한 수요는 점차 증가하고 있는 추세이다. 영유아 시설에 자녀를 위탁하는 부모들은 자녀와의 소통과 연락이 원활하지 않기 때문에 원격으로 자녀의 행동 상태와 유아 시설의 업무 상태를 모니터링하고자 하는 요구가 크다.

이러한 부모들의 요구에 대응하여 일부 영유아 시설은 자체 홈페이지 또는 SNS 운영을 통하여 시설 내에서의 상황을 공유하곤 하지만, 영유아 시설에서의 다양한 활동 중 촬영한 일부 사진을 게시하는 정도의 일방향의 소통에 그치고 있는 실정이다. 또한 보육 교사의 업무 과중 등의 한계로 인하여, 영유아 시설 내 실시간의 양방향 소통은 사실상 불가한 상황이다.

시설 내 설치된 CCTV 등으로 자녀의 상태를 확인하는 방법도 고려할 수 있지만, 다수의 교사와 영유아들이 활동하는 공간이므로 개인정보 보호 문제에 저촉될 수밖에 없고, 관련 교사와 학부모의 대다수의 동의와 접근에 대한 엄격한 관리 방안이 없는 한 상용화되기 힘든 문제점이 있다.

또한 영유아 집단의 경우, 영유아의 의사소통이 명확하지 않기 때문에 영유아 시설과 부모 사이, 상호 부모들 사이의 소통이 상당히 중요할 수밖에 없다. 하지만 기존의 방식에 따르면 이러한 소통이 실시간으로 원활히 이루어질 수는 없으며, 전화 등의 일부 오프라인 방식으로 한정되는 문제점이 있다.

따라서 상술한 문제점 들을 해결하면서도, 부모가 실시간으로 자녀의 상태를 모니터링 할 수 있고, 영유아 시설과 부모 사이 또는 영유아 또래 집단의 부모 사이의 커뮤니케이션을 활성화할 수 있는 방법과 시스템의 개발이 필요한 실정이다.

선행 특허문헌 1(한국 특허 공개 제 10-2017-0025882호, 유아시설 관리 서비스 제공 시스템 및 방법)에 따르면, 부모가 자녀의 유아 시설에서의 생활을 밀접하게 확인할 수 있도록 지원하는 동시에 유아시설에 있는 자녀를 촬영할 수 있도록 하는 지원 서비스를 개시하고 있다.

이 발명에 따르면 영유아 시설에서의 자녀 상태를 실시간으로 모니터링 하고자 하는 부모의 니즈는 충족될 수 있으나, 영상을 기반으로 모니터링 하는 방식에 한정되어 있기 때문에, 자녀의 생체 정보에 대한 확인이 어려울 뿐만 아니라 다수의 영상이 동의 없이 노출되는 것에 대한 개인정보 보호의 저촉 문제가 발생할 수 있다.

1. 한국 특허 공개 제 10-2017-0025882호 (발명의 명칭 : 유아시설 관리 서비스 제공 시스템 및 방법)

이에, 본 발명의 디지털 트윈 기반의 영유아 시설 모니터링 방법 및 시스템은 현실 공간에서의 영유아 객체가 디지털 공간에서의 아바타 객체로 실시간으로 매칭되도록 하는 디지털 트윈 기술을 이용하여, 부모가 실시간으로 자녀의 다양한 상태를 종합적으로 모니터링 할 수 있는 기술을 제시함에 목적이 있다.

또한, 본 발명의 디지털 트윈 기반의 영유아 시설 모니터링 방법 및 시스템은, 모니터링 시 영상을 활용함에 있어 개인정보 보호에 저촉되는 문제를 해결할 수 있는 방안을 제시함에 목적이 있다.

또한, 본 발명의 디지털 트윈 기반의 영유아 시설 모니터링 방법 및 시스템은, 보육 교사와 같은 영유아 시설 담당자의 업무를 방해하거나 과중하게 하지 않으면서도, 원하는 시점에 실시간으로 자녀의 상태를 모니터링 할 수 있는 기술을 제시함에 목적이 있다.

또한, 본 발명의 디지털 트윈 기반의 영유아 시설 모니터링 방법 및 시스템은, 자녀의 활동을 모니터링 하는 중에 자신의 자녀와 밀접한 교류가 있는 영유아의 부모와의 소통을 원활히 할 수 있는 방안을 제시하여, 영유아 또래 집단의 교류가 활성화될 수 있도록 하는 방안을 제시함에 목적이 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 영유아 시설 모니터링 방법은, 현실 공간에서의 객체 정보가 디지털 공간에서의 객체 정보로 실시간으로 매칭되도록 하는 디지털 트윈 기술을 기반으로 영유아 시설을 모니터링 하는 방법에 있어서, 현실 공간의 각각의 객체에 장착된 복합 센서로부터 생체 신호 및 동작 정보를 수신하는 단계; 수신된 생체 신호 및 동작 정보에 기초하여 현실 공간의 객체에 대응되는 디지털 공간의 객체를 현실 공간의 영유아 시설에 대한 상태가 투영된 디지털 영유아 시설 상에 아바타 형태로 표시하는 단계; 부모 단말로부터 상기 디지털 영유아 시설에 대한 접속 요청을 수신하는 단계; 상기 부모 단말에 대한 식별 정보에 기초하여 상기 식별 정보에 대응되는 아바타를 결정하는 단계; 및 상기 결정된 아바타를 상기 디지털 영유아 시설 상에서 표지하고, 표지 정보와 표지된 아바타의 생체 신호 및 동작 정보를 포함하는 영유아 상태 정보를 상기 부모 단말로 전송하는 단계; 를 포함한다.

또한, 본 발명의 영유아 시설 모니터링 방법은, 상기 동작 정보는 객체의 위치 정보와, 객체에 장착된 가속도 센서 또는 자이로 센서로부터 획득된 움직임 정보를 포함하고, 상기 표지된 아바타의 위치 정보에 기초하여, 상기 표지된 아바타에 근접하여 위치하는 다른 영유아 아바타의 동작 정보를 획득하는 단계; 를 더 포함하고, 상기 부모 단말로 전송하는 단계는, 상기 표지 정보, 상기 영유아 상태 정보에 더하여 상기 다른 영유아 아바타의 동작 정보를 더 포함하여 전송할 수 있다.

또한, 본 발명의 영유아 시설 모니터링 방법은, 상기 표지된 아바타 및 상기 다른 영유아 아바타의 동작 정보에 기초하여, 상기 디지털 영유아 시설에서 상기 표지된 아바타가 상기 다른 영유아 아바타에 의해 중첩되지 않도록 아바타들의 표시 상태를 보정하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 영유아 시설 모니터링 방법은, 상기 표시 상태를 보정하는 단계는, 상기 표지된 아바타로부터 기설정된 거리 이내에 위치하는 다른 영유아 아바타의 위치를 상기 표지된 아바타의 위치를 기준으로 하여 보정할 수 있다.

또한, 본 발명의 영유아 시설 모니터링 방법은, 현실 공간의 영유아 시설에 설치된 복수의 영상 획득 장치로부터 상기 현실 공간의 영유아 시설의 영상을 수신하는 단계; 상기 부모 단말로부터 상기 디지털 영유아 시설에 대한 영상 표시 요청을 수신하는 단계; 상기 부모 단말의 식별 정보에 대응되는 영유아 객체를 결정하고, 상기 결정된 영유아 객체의 위치 정보에 기초하여 복수의 영상 획득 장치 중 적어도 하나의 영상 획득 장치로부터 상기 결정된 영유아 객체가 포함된 영상을 획득하는 단계; 및 상기 획득된 영상으로부터 상기 결정된 영유아 객체가 포함된 일부 영역을 추출하여 추출된 영상을 상기 부모 단말로 전송하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 영유아 시설 모니터링 방법은, 상기 추출된 영상을 상기 부모 단말로 전송하는 단계는, 상기 추출된 영상 중 상기 결정된 영유아 객체 이외의 다른 영유아 객체가 포함되는 경우, 상기 다른 영유아 객체의 적어도 일부를 모자이크 또는 블러 처리하는 단계; 를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 영유아 시설 모니터링 방법은, 현실 공간의 영유아 시설에 설치된 관리 장치로부터 상기 현실 공간의 영유아 시설의 환경 정보를 수신하는 단계; 및 상기 환경 정보 기초하여 상기 디지털 영유아 시설의 상태를 표시하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 영유아 시설 모니터링 방법은, 상기 부모 단말은, 현실 공간의 제1 영유아 객체 및 디지털 영유아 시설 상의 제1 아바타와 매칭된 제1 부모 단말이고, 상기 제1 부모 단말로부터 상기 제1 아바타와 구분되는 제2 아바타에 대한 식별 정보 표시 요청을 수신하는 단계; 상기 제2 아바타에 매칭된 제2 부모 단말에 상기 제1 부모 단말로부터 수신된 요청을 전송하는 단계; 및 상기 제2 부모 단말로부터 상기 식별 정보 표시 요청에 대응하는 승낙 신호가 수신되는 경우, 상기 제1 부모 단말 및 상기 제2 부모 단말로 상호의 아바타에 대한 영유아 식별 정보를 전송하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 영유아 시설 모니터링 방법은, 상기 제1 부모 단말로 상기 디지털 영유아 시설 상에서 상기 제1 아바타와 함께 상기 제2 아바타가 표지되도록, 상기 제1 아바타의 표지 정보와 상기 제2 아바타의 표지 정보를 전송하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 영유아 시설 모니터링 방법은, 부모 단말로부터 상기 디지털 영유아 시설에 대한 면담 요청을 수신하는 단계; 상기 부모 단말에 대한 식별 정보에 기초하여 상기 식별 정보에 대응하는 영유아 객체를 결정하는 단계; 관리자 단말로 결정된 영유아에 대한 면담 요청 신호를 전송하는 단계; 및 관리자 단말로부터 수신된 면담 시간 또는 면담 단말을 포함한 정보에 기초하여, 부모 단말로 면담 개시 신호를 전송하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 영유아 시설 모니터링 시스템은, 현실 공간에서의 객체 정보가 디지털 공간에서의 객체 정보로 실시간으로 매칭되도록 하는 디지털 트윈 기술을 기반으로 영유아 시설을 모니터링 하는 시스템에 있어서, 현실 공간의 각각의 객체에 장착된 복합 센서로부터 생체 신호 및 동작 정보를 수신하고, 수신된 생체 신호 및 동작 정보에 기초하여 현실 공간의 객체에 대응되는 디지털 공간의 객체를 디지털 영유아 시설 상에 아바타 형태로 표시하고, 부모 단말로부터 수신된 접속 요청에 대응하여 상기 부모 단말과 매칭된 아바타의 표지 정보와 해당 영유아의 상태 정보를 상기 부모 단말로 전송하는 디지털 트윈 서버; 및 현실 공간의 영유아 시설에 설치되어 상기 복합 센서로부터 수신된 센서 정보와 상기 현실 공간의 영유아 시설의 환경 정보를 상기 디지털 트윈 서버로 전송하는 관리 장치; 를 포함한다.

본 발명의 디지털 트윈 기반의 영유아 시설 모니터링 방법 및 시스템에 따르면, 부모가 실시간으로 현실 공간에서의 자녀의 생체 정보, 수업 집중도, 동작 정보와 같은 상태를 종합적으로 모니터링 할 수 있다.

또한, 본 발명의 디지털 트윈 기반의 영유아 시설 모니터링 방법 및 시스템에 따르면, 영상을 활용하여 영유아 시설을 모니터링 하는 경우 발생할 수 있는 개인정보 보호의 문제를 해결할 수 있다.

또한, 본 발명의 디지털 트윈 기반의 영유아 시설 모니터링 방법 및 시스템에 따르면, 보육 교사와 같은 영유아 시설 담당자의 업무를 방해하거나 과중하게 하지 않으면서도, 부모가 원하는 시점에 실시간으로 자녀의 상태를 모니터링 할 수 있다.

또한, 본 발명의 디지털 트윈 기반의 영유아 시설 모니터링 방법 및 시스템에 따르면, 자녀의 활동을 모니터링 하면서 자신의 자녀와 밀접한 교류가 있는 영유아의 부모와 소통을 원활히 할 수 있어, 온-오프라인 상의 영유아 또래 집단의 교류를 활성화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 트윈 기반의 영유아 시설 모니터링 시스템의 구성을 도시한 개략적인 블록도이다.
도 2는 본 발명의 모니터링 시스템의 일 구성인 디지털 트윈 서버를 도시한 개략적인 블록도이다.
도 3은 본 발명의 모니터링 시스템의 일 구성인 관리 장치를 도시한 개략적인 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 영유아 시설 모니터링 방법에서 부모 단말로부터의 디지털 영유아 시설 접속 요청을 처리하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 도 4의 과정에서 부모 단말에 표시되는 디지털 영유아 시설의 표시 화면을 도시한 개략적인 예시도이다.
도 6은 도 4의 과정에서 아바타들의 위치가 보정되는 과정을 설명하기 위한 개략적인 예시도이다.
도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 영유아 시설 모니터링 방법에서 부모 단말로부터의 영상 요청을 처리하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은 도 7의 과정에서 부모 단말에 표시되는 디지털 영유아 시설의 표시 화면을 도시한 개략적인 예시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 영유아 시설 모니터링 방법에서 제1 부모 단말로부터의 제2 아바타의 식별 정보 표시 요청을 처리하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10 은 도 9의 과정에서 부모 단말에 표시되는 디지털 영유아 시설의 표시 화면을 도시한 개략적인 예시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 영유아 시설 모니터링 방법에서 부모 단말로부터의 면담 요청을 처리하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 12는 도 11의 과정에서 영유아 시설 내 표시 장치에 표시되는 화면을 도시한 개략적인 예시도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.

도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 형태는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 디지털 트윈 기반의 영유아 시설 모니터링 방법 및 시스템에 대하여 자세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 트윈 기반의 영유아 시설 모니터링 시스템의 구성을 도시한 개략적인 블록도이고, 도 2는 본 발명의 모니터링 시스템의 일 구성인 디지털 트윈 서버를 도시한 개략적인 블록도이고, 도 3은 본 발명의 모니터링 시스템의 일 구성인 관리 장치를 도시한 개략적인 블록도이다.

본 발명의 영유아 시설 모니터링 시스템(1000)은 현실 공간에서의 영유아 객체가 디지털 공간에서의 영유아 아바타로 실시간으로 매칭되도록 하는 디지털 트윈 기술을 기반으로 영유아 시설을 모니터링 하는 시스템이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 영유아 시설 모니터링 시스템(1000)은 디지털 트윈 서버(100), 관리 장치(200), 영유아 단말(S), 부모 단말(300), 영상 획득 장치(400), 관리자 단말(500), 면담 단말(600)과 이를 연결하는 네트워크를 포함하여 구성된다.

디지털 트윈 서버(100)는 본 발명의 영유아 시설 모니터링 방법을 수행하는 서버로서, 구체적으로 현실 공간의 영유아 시설(A)의 객체에 장착된 영유아 단말(S)로부터 획득된 생체 신호 및 동작 정보를 수신한다. 디지털 트윈 서버(100)는 수신된 현실 공간의 객체의 정보에 기초하여 영유아 객체를 디지털 영유아 시설(B) 상에 아바타 형태로 표시함으로써 현실 공간에서의 영유아 객체가 디지털 공간에서의 영유아 아바타로 실시간으로 매칭되도록 한다.

또한 디지털 트윈 서버(100)는 부모 단말(300)로부터 디지털 영유아 시설에 대한 접속 요청을 수신하고, 부모 단말(300)에 대한 식별 정보에 기초하여 대응되는 아바타를 결정한다. 디지털 트윈 서버(100)는 결정된 아바타를 상기 디지털 영유아 시설 상에서 표지하고, 표지 정보와 영유아 상태 정보를 상기 부모 단말(300)로 전송하여 부모가 디지털 영유아 시설을 통해 현실 공간의 영유아 시설(A)에서의 자녀의 모습을 모니터링 할 수 있도록 한다.

한편, 디지털 트윈 서버(100)는 코로케이션 서버 (Co-location Server) 또는 클라우드 서버 (cloud server) 일 수 있고, 이러한 서버에 포함되는 장치일 수도 있고, 이에 제한되지는 않는 다양한 공지의 형태로 구현될 수도 있다. 외부 단말 (400) 공지된 모바일 단말일 수 있고, 이에 제한되지는 않는 다양한 공지의 형태로 구현될 수도 있다.

도 2를 참조하면, 디지털 트윈 서버(100)는 제어부(110), 통신부(120) 및 저장부(130)를 포함한다. 또한 도면에는 도시되지 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 트윈 서버(100)는 입/출력부, 프로그램 저장부 등을 더 포함할 수 있다.

제어부(110)는 프로세서(Processor)와 같이 데이터를 처리할 수 있는 모든 종류의 장치를 포함할 수 있다. 여기서, '프로세서(Processor)'는, 예를 들어 프로그램 내에 포함된 코드 또는 명령으로 표현된 기능을 수행하기 위해 물리적으로 구조화된 회로를 갖는, 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치를 의미할 수 있다. 이와 같이 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치의 일 예로써, 마이크로프로세서(Microprocessor), 중앙처리장치(Central Processing Unit: CPU), 프로세서 코어(Processor Core), 멀티프로세서(Multiprocessor), ASIC(Application-Specific Integrated Circuit), FPGA(Field Programmable Gate Array) 등의 처리 장치를 망라할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

통신부(120)는 디지털 트윈 서버(100)가 관리 장치(200), 부모 단말(300), 영상 획득 장치(400), 관리자 단말(500), 면담 단말(600)과 같은 다른 장치와 유무선 연결을 통해 제어 신호 또는 데이터 신호와 같은 신호를 송수신하기 위해 필요한 하드웨어 및 소프트웨어를 포함하는 장치일 수 있다.

저장부(130)는 디지털 트윈 서버(100)가 처리하는 데이터를 일시적 또는 영구적으로 저장하는 기능을 수행한다. 메모리는 자기 저장 매체(Magnetic Storage Media) 또는 플래시 저장 매체(Flash Storage Media)를 포함할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 가령 저장부(130)는 사용자에 의해 생성된 인공 신경망 모델과 관련된 파라미터들을 일시적 및/또는 영구적으로 저장할 수 있다.

디지털 트윈 서버(100) 및 이에 포함되는 제어부(110), 통신부(120) 및 저장부(130)의 각 구성이 수행하는 구체적인 영유아 시설 모니터링 방법의 다양한 실시예에 대해서는 이하 도 4 내지 도 12를 참조하여 후술한다.

관리 장치(200)는 현실 공간의 영유아 시설(A)에 설치되어 영유아 단말(S)에 포함된 복합 센서로부터 수신된 센서 정보와, 현실 공간의 영유아 시설(A)의 환경 정보를 디지털 트윈 서버(100)로 전송한다. 또한 도면에 도시되지는 않았지만, 관리 장치(200)는 디지털 트윈 서버(100)로 수신된 신호에 기초하여 현실 공간의 영유아 시설(A)에 비치된 각종 IoT 장치 예컨대, 에어컨, 공기청정기, 스피커 등을 제어할 수 있다.

도 3을 참조하면, 관리 장치(200)는 제어부(210), 센서부(220), 통신부(230) 및 저장부(240)를 포함한다.

제어부(210)는 프로세서(Processor)와 같이 데이터를 처리할 수 있는 모든 종류의 장치를 포함할 수 있다. 여기서, '프로세서(Processor)'는, 예를 들어 프로그램 내에 포함된 코드 또는 명령으로 표현된 기능을 수행하기 위해 물리적으로 구조화된 회로를 갖는, 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치를 의미할 수 있다. 이와 같이 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치의 일 예로써, 마이크로프로세서(Microprocessor), 중앙처리장치(Central Processing Unit: CPU), 프로세서 코어(Processor Core), 멀티프로세서(Multiprocessor), ASIC(Application-Specific Integrated Circuit), FPGA(Field Programmable Gate Array) 등의 처리 장치를 망라할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

센서부(220)는 현실 공간의 영유아 시설(A)의 온도, 습도, 조도, 소리 와 같은 환경 정보를 획득하는 구성으로 온도, 습도, 조도, 소리 등과 같은 물리적 신호들의 크기를 검출할 수 있는 각종 센서를 포함할 수 있다. 센서부(220)는 공지의 온도 센서, 습도 센서, 조도 센서 또는 소리 감지 센서를 포함할 수 있으며, 이러한 센서 종류는 예시적인 것이고 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 센서부(220)는 현실 공간의 영유아 시설(A)의 다양한 환경 정보를 획득할 수 있는 구성이면 상술한 것 이외에도 포함될 수 있음은 물론이다.

통신부(230)는 관리 장치(200)가 디지털 트윈 서버(100), 부모 단말(300), 영상 획득 장치(400), 관리자 단말(500), 면담 단말(600)과 같은 다른 장치와 유무선 연결을 통해 제어 신호 또는 데이터 신호와 같은 신호를 송수신하기 위해 필요한 하드웨어 및 소프트웨어를 포함하는 장치일 수 있다.

저장부(240)는 관리 장치(200)가 처리하는 데이터를 일시적 또는 영구적으로 저장하는 기능을 수행한다. 메모리는 자기 저장 매체(Magnetic Storage Media) 또는 플래시 저장 매체(Flash Storage Media)를 포함할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 가령 저장부(240)는 사용자에 의해 생성된 인공 신경망 모델과 관련된 파라미터들을 일시적 및/또는 영구적으로 저장할 수 있다.

관리 장치(200) 및 이에 포함되는 제어부(210), 센서부(220), 통신부(230) 및 저장부(240)의 각 구성이 수행하는 구체적인 영유아 시설 모니터링 방법의 다양한 실시예에 대해서는 이하 도 4 내지 도 12를 참조하여 후술한다.

영유아 단말(S)은 영유아의 신체에 착용될 수 있는 웨어러블 단말일 수 있다. 도 1은 영유아 단말(S)이 영유아 신체 중 손목에 장착된 웨어러블 단말인 것으로 예시하고 있으나, 본 발명의 범주가 이에 한정되는 것은 아니다. 영유아 단말(S)은 복합 센서와 통신 모듈을 포함한 다양한 단말의 형태로 구성될 수 있으며, 영유아 객체의 머리, 가슴, 허리 등의 다양한 신체에 착용될 수 있는 웨어러블 단말일 수 있다.

영유아 단말(S)은 체온, 심전도, 맥박, 근전도, 뇌파 등의 생체 신호를 측정할 수 있는 생체 센서와, 가속도 센서, 자이로 센서와 같이 객체의 동작 상태를 측정할 수 있는 동작 센서를 포함한다. 또한 영유아 단말(S) 은 비콘(beacon)과 같이 실내 근거리의 통신을 가능하게 하는 모듈을 포함하여 영유아 객체의 위치를 인식할 수 있게 한다.

이러한 영유아 단말(S)은 현실 공간의 영유아 시설(A)에 설치된 관리 장치(200) 또는 시설 여러 곳에 설치된 게이트 웨이(미도시)를 통해 영유아 객체의 생체 정보 및 위치 정보를 포함하는 동작 정보를 디지털 트윈 서버(100)로 전송한다.

부모 단말(300)은 유무선 통신 환경에서 웹 또는 모바일 서비스를 이용할 수 있는 통신 단말일 수 있다. 구체적으로, 부모 단말(300)은 프로세서, 저장부, 통신 모듈을 포함하는 디바이스 또는 단말기일 수 있고, 범용 (general purpose) 컴퓨터, 특수 목적용 컴퓨터, 스마트폰과 같은 모바일 단말, 데스크탑 또는 노트북 컴퓨터 등이거나 이들과 결합하여 사용하는 부속 장치일 수 있다. 부모 단말(300)은 화면을 표시하는 표시부, 사용자로부터 데이터를 입력받는 입력부, 영상을 촬영하는 영상 획득부, 마이크, 스피커와 같은 장치를 구비할 수 있다.

부모 단말(300)은 디지털 트윈 서버(100)로 디지털 영유아 시설(B)에 대한 접속을 요청하고, 디지털 트윈 서버(100)로부터 수신된 표지 정보, 영유아 상태 정보를 표시할 수 있다. 또한 부모 단말(300)은 디지털 트윈 서버(100)로부터 면담 단말(600)로의 접속이 승인되는 경우 현실 공간의 영유아 시설(A) 내의 자녀와 영상 면담을 수행할 수도 있다.

부모 단말(300)은 디지털 트윈 서버(100)와 통신하며 본 발명의 영유아 시설 모니터링 방법 및 서비스를 수행하거나 이러한 프로그램 또는 어플리케이션이 탑재될 수 있는 단말이라면 제한 없이 채용될 수 있다. 이하 명세서에서는 설명의 편의를 위해 부모 단말(300)을 본 발명의 영유아 시설 모니터링 방법을 수행하는 어플리케이션이 탑재된 스마트폰인 것으로 상정하고 설명하나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

부모 단말(300)이 디지털 트윈 서버(100)를 통해 수행하는 구체적인 영유아 시설 모니터링 방법의 다양한 실시예에 대해서는 이하 도 4 내지 도 12를 참조하여 후술한다.

영상 획득 장치(400)는 영상을 획득하여 다른 장치로 전송하는 다양한 장치일 수 있다. 영상 획득 장치(400)는 선택적으로 포함될 수 있다. 예컨대 영상 획득 장치(400)는 현실 공간의 영유아 시설(A) 내에 설치된 공지의 CCTV 장치일 수 있으며, 그 밖의 다양한 영상 획득 장치의 수단이 채용될 수 있음은 물론이다. 본 발명의 일 실시예에서, 영상 획득 장치(400)는 시스템의 구성에 따라 복수 개일 수 있다.

영상 획득 장치(400)는 의해 영유아 시설 내의 상황을 실시간으로 촬영할 수 있으며, 디지털 트윈 서버(100)의 제어 신호에 특정 영유아 객체를 추적하여 촬영할 수도 있다. 다만 이와 같은 영상 획득 장치(200)의 수량 및 용도는 예시적인 것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.

영상 획득 장치(400)가 디지털 트윈 서버(100)를 통해 수행하는 구체적인 영유아 시설 모니터링 방법의 다양한 실시예에 대해서는 이하 도 4 내지 도 12를 참조하여 후술한다.

관리자 단말(500)은 유무선 통신 환경에서 웹 또는 모바일 서비스를 이용할 수 있는 통신 단말일 수 있다. 구체적으로, 관리자 단말(500)은 프로세서, 저장부, 통신 모듈을 포함하는 디바이스 또는 단말기일 수 있고, 범용 (general purpose) 컴퓨터, 특수 목적용 컴퓨터, 스마트폰과 같은 모바일 단말, 데스크탑 또는 노트북 컴퓨터 등이거나 이들과 결합하여 사용하는 부속 장치일 수 있다. 부모 단말(300)은 화면을 표시하는 표시부, 사용자로부터 데이터를 입력받는 입력부, 영상을 촬영하는 영상 획득부, 마이크, 스피커와 같은 장치를 구비할 수 있다.

관리자 단말(500)은 예컨대 현실 공간의 영유아 시설(A)의 보육 교사 단말일 수 있으며, 디지털 트윈 서버(100)로 현실 공간의 영유아 시설(A)의 각종 정보를 전송할 수 있다. 또한 관리자 단말(500)은 디지털 트윈 서버(100)를 통한 면담 요청이 있는 경우 면담 시간과 조건 정보를 전송할 수 있으며, 디지털 트윈 서버(100)로 소정의 정보를 전달할 수도 있다.

관리자 단말(500)은 디지털 트윈 서버(100)와 통신하며 본 발명의 영유아 시설 모니터링 방법 및 서비스를 수행하거나 이러한 프로그램 또는 어플리케이션이 탑재될 수 있는 단말이라면 제한 없이 채용될 수 있다. 이하 명세서에서는 설명의 편의를 위해 관리자 단말(500)을 본 발명의 영유아 시설 모니터링 방법을 수행하는 어플리케이션이 탑재된 스마트폰인 것으로 상정하고 설명하나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

관리자 단말(500)이 디지털 트윈 서버(100)를 통해 수행하는 구체적인 영유아 시설 모니터링 방법의 다양한 실시예에 대해서는 이하 도 4 내지 도 12를 참조하여 후술한다.

면담 단말(600)은 유무선 통신 환경에서 웹 또는 모바일 서비스를 이용할 수 있는 통신 단말일 수 있다. 구체적으로, 면담 단말(600)은 프로세서, 저장부, 통신 모듈을 포함하는 디바이스 또는 단말기일 수 있고, 범용 (general purpose) 컴퓨터, 특수 목적용 컴퓨터, 스마트폰과 같은 모바일 단말, 데스크탑 또는 노트북 컴퓨터 등이거나 이들과 결합하여 사용하는 부속 장치일 수 있다. 면담 단말(600)은 화면을 표시하는 표시부, 사용자로부터 데이터를 입력받는 입력부, 영상을 촬영하는 영상 획득부, 마이크, 스피커와 같은 장치를 구비할 수 있다.

면담 단말(600)은 예컨대 현실 공간의 영유아 시설(A)에 설치된 카메라를 구비한 컴퓨터일 수 있으며, 디지털 트윈 서버(100)의 중재에 의해 부모 단말(300)과의 영상 면담을 수행할 수 있다.

면담 단말(600)은 디지털 트윈 서버(100)와 통신하며 본 발명의 영유아 시설 모니터링 방법 및 서비스를 수행하거나 이러한 프로그램 또는 어플리케이션이 탑재될 수 있는 단말이라면 제한 없이 채용될 수 있다. 이하 명세서에서는 설명의 편의를 위해 면담 단말(600)을 본 발명의 영유아 시설 모니터링 방법을 수행하는 어플리케이션이 탑재된 컴퓨터인 것으로 상정하고 설명하나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크는 시스템의 각 구성 간의 데이터 송수신을 매개하는 수단을 의미할 수 있다. 이와 같은 네트워크는 근거리 네트워크 (local area network; LAN), 광역 네트워크 (wide area network; WAN), 거대도시 네트워크 (metropolitan area network; MAN), 종합정보 네트워크 (Integrated Service Digital Network; ISDN) 등의 유선 네트워크, 3G나 LTE (Long Term Evolution), 5G 와 같은 이동통신이나 와이파이 (Wi-Fi), 와이파이 다이렉트 (Wi-Fi Direct), 위성통신 같은 무선 네트워크, 블루투스 (Bluetooth), 지그비 (Zigbee), 저전력 단거리 무선망 IPv6(6LoWPAN), 근거리장 통신(Near Field communication) 과 같은 단거리 무선 네트워크 (Wireless Personal Area Network) 중 어느 하나일 수 있고, 나아가 이들의 조합, 또는 임의의 다른 네트워크일 수도 있으며, 이들로 한정되는 것은 아니다.

이하에서는, 디지털 트윈 서버(100)가 관리 장치(200), 영유아 단말(S), 부모 단말(300), 영상 획득 장치(400), 관리자 단말(500) 및 면담 단말(600)와 통신하며 수행하는 본 발명의 영유아 시설 모니터링 방법의 다양한 실시예에 대하여 설명한다. 보다 상세한 설명을 위하여 도 4 내지 도 12를 함께 참조한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 영유아 시설 모니터링 방법에서 부모 단말(300)로부터의 디지털 영유아 시설(B)의 접속 요청을 처리하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 5는 도 4의 과정에서 부모 단말(300)에 표시되는 디지털 영유아 시설(B)의 표시 화면을 도시한 개략적인 예시도이고, 도 6은 도 4의 과정에서 아바타들의 위치가 보정되는 과정을 설명하기 위한 개략적인 예시도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 디지털 트윈 서버(100)는 본 발명의 일 실시예에 따른 영유아 시설 모니터링 방법을 통해 현실 공간의 영유아 시설(A)에서의 객체 정보가 디지털 공간의 영유아 시설(B)에서의 아바타 정보로 실시간으로 매칭되도록 하고, 부모 단말(300)로부터의 디지털 영유아 시설(B)의 접속 요청을 처리할 수 있다.

디지털 트윈 서버(100)는 현실 공간의 영유아 객체에 장착된 영유아 단말(S) 내의 복합 센서로부터 생체 신호 및 동작 정보를 수신할 수 있다. 여기서 생체 신호는 영유아의 온도, 맥박, 혈압, 뇌파 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 동작 정보는 영유아의 위치 정보와, 가속도 센서 또는 자이로 센서로부터 획득된 움직임 정보를 포함할 수 있다.

구체적으로 도 4를 참조하면, 영유아 단말(S)로부터 관리 장치(200)로 영유아 객체의 생체 신호, 위치 정보 및 움직임 정보 중 어느 하나를 포함한 정보가 전송되고(s41), 디지털 트윈 서버(100)는 관리 장치(200)로부터 영유아 객체의 생체 신호, 위치 정보 및 움직임 정보 중 어느 하나를 포함한 정보를 수신한다(s42).

디지털 트윈 서버(100)는 수신된 생체 신호 및 동작 정보에 기초하여, 현실 공간의 객체에 대응되는 디지털 공간의 객체 정보와 이에 대응되는 아바타를 설정한다(s43). 또한 디지털 트윈 서버(100)는 디지털 공간의 객체 정보와 이에 대응되는 아바타를 디지털 영유아 시설(B) 상에 아바타 형태로 표시할 수 있다.

여기서 디지털 영유아 시설(B)이라 함은, 현실 공간의 영유아 시설(A)에 대한 상태가 투영된 디지털 상의 공간을 의미하고, 공지의 3D모델링 기법에 의해 변환된 가상의 영유아 시설을 의미한다. 디지털 영유아 시설(B)에는 현실 공간의 영유아 시설(A)에 위치하는 각종 장치와 물품들이 모델링되어 포함될 수 있으며, 현실 공간의 영유아 시설(A)에 있는 교사 또는 영유아 객체들이 아바타의 형태로 모델링되어 포함된다.

디지털 트윈 서버(100)는 부모 단말(300)로부터 디지털 영유아 시설로의 접속 요청을 수신한다(s44).

디지털 트윈 서버(100)는 부모 단말(300)에 대한 식별 정보에 기초하여 상기 식별 정보에 대응되는 영유아 아바타를 결정하고(s45), 결정된 아바타의 표지 정보 및 영유아 상태 정보 생성한다(s46).

디지털 트윈 서버(100)는 부모 단말(300)로 표지 정보 및 영유아 상태 정보를 전송할 수 있고, 부모 단말(300)은 수신된 정보에 기초하여 도 5와 같은 표시 화면을 표시할 수 있다.

도 5를 참조하면, 부모 단말(300)에 표시되는 표시 화면(10)은 디지털 영유아 시설(B)이 표시되는 영역(11)을 포함할 수 있고, 디지털 영유아 시설(B) 상에 표지 정보(12)에 따라 표지된 아바타가 표시될 수 있다. 또한 표시 화면(10)은 현실 공간의 영유아 시설의 각종 정보와 표지된 아바타의 실제 영유아 객체로부터 수신된 영유아 상태 정보가 표시되는 알림 영역(13)을 포함할 수 있다. 여기서 알림 영역(13)은 관리자 단말(500)로부터 수신된 알림 사항이 게시되는 영역(13a)과 현실 공간의 영유아 시설의 환경 정보가 게시되는 영역(13b)을 포함할 수 있다. 이때 환경 정보는 상술한 관리 장치(200)의 센서부(220)로부터 수신된 각종 환경 정보가 표시될 수 있다. 예컨대 환경 정보는 현실 공간의 영유아 시설(A)의 온도, 습도, 조도, 미세먼지 농도, 대기 중 이산화탄소 농도, 소음 정보와, 현실 공간의 영유아 시설(A) 내부에 위치하는 사물에 대한 정보를 포함할 수 있다.

또한 알림 영역(13)은 표지된 아바타의 실제 영유아 객체로부터 수신된 영유아 상태 정보가 표시되는 영역(13c)을 포함할 수 있다. 이때 영유아 상태 정보는 상술한 영유아 단말(S)로부터 수신된 객체의 생체 신호 및 동작 정보가 포함될 수 있다.

도 5는 디지털 트윈 서버(100)로부터 수신된 정보에 의해 부모 단말(300)에 표시되는 표시 화면(10)을 나타내지만, 이는 예시적인 화면이고 본 발명의 범주는 이에 한정되지 않는다. 표시 화면(10)은 디지털 영유아 시설(B)이 표시되는 화면으로 다양한 형태로 구성될 수 있음은 물론이다.

한편, 디지털 트윈 서버(100)는 표지된 아바타 및 다른 영유아 아바타의 동작 정보에 기초하여, 디지털 영유아 시설(B)에서 표지된 아바타(12)가 다른 영유아 아바타에 의해 중첩되지 않도록 아바타들의 표시 상태를 보정할 수 있다.

도 4를 참조하면, 디지털 트윈 서버(100)는 표지된 아바타의 위치 정보에 기초하여 표지된 아바타의 근접 위치에 위치하는 다른 영유아 아바타의 동작 정보 획득하고(s47), 획득된 다른 영유아 아바타의 동작 정보에 기초하여 아바타들의 표시 상태 보정(s48)할 수 있다.

아바타들의 표시 상태를 보정하는 구체적인 방법은 도 6에 예시된다.

도 6을 참조하면, 표지된 아바타를 포함한 복수의 아바타는 현실 공간의 영유아 시설(A)과 표시 화면(10) 상의 스케일의 차이로 도 6의 좌측에 도시된 바와 같이 중첩되어 표시될 수 있다. 이때, 표지된 아바타 즉, 자녀의 아바타가 중첩되는 문제가 발생하게 되는데 이러한 문제를 해결하기 위하여 디지털 트윈 서버(100)를 통한 보정 단계가 수행될 수 있다.

디지털 트윈 서버(100)는 표지된 아바타 및 다른 영유아 아바타의 동작 정보에 기초하여, 디지털 영유아 시설(B)에서 표지된 아바타(12)가 다른 영유아 아바타에 의해 중첩되지 않도록 아바타들의 표시 상태를 보정할 수 있다.

구체적으로 디지털 트윈 서버(100)는 도 6에 도시된 바와 같이, 표지된 아바타로부터 기설정된 거리 이내에 위치하는 다른 영유아 아바타의 위치를 상기 표지된 아바타의 위치를 기준으로 하여 보정할 수 있다.

디지털 트윈 서버(100)는 아바타의 표지 정보, 영유아 상태 정보와 함께 표시 상태 보정 정보를 함께 부모 단말(300)로 전송할 수 있고(s49), 부모 단말(300)은 수신된 표지 정보, 영유아 상태 정보 및 표시 상태 보정 정보에 기초하여 디지털 영유아 시설(B)에 아바타들을 표시할 수 있다(s50).

한편, 도 4는 디지털 트윈 서버(100)에 의해 아바타들의 표시 상태의 보정이 수행되는 경우의 실시예를 예시하고 있지만, 이와 달리 아바타들의 표시 상태의 보정 단계는 부모 단말(300)의 프로세스에 의해 수행될 수도 있다.

이 경우 디지털 트윈 서버(100)는 표지된 아바타의 위치 정보에 기초하여, 표지된 아바타에 근접하여 위치하는 다른 영유아 아바타의 동작 정보를 획득하고, 획득된 다른 영유아 아바타의 동작 정보를 더 포함하여 부모 단말(300)로 전송할 수 있다.

부모 단말(300)은 표지된 아바타 및 다른 영유아 아바타의 위치 정보에 기초하여, 디지털 영유아 시설(B)에서 표지된 아바타(12)가 다른 영유아 아바타에 의해 중첩되지 않도록 아바타들의 표시 상태를 보정할 수 있다.

구체적으로 부모 단말(300)은 도 6에 도시된 바와 같이, 표지된 아바타로부터 기설정된 거리 이내에 위치하는 다른 영유아 아바타의 위치를 상기 표지된 아바타의 위치를 기준으로 하여 보정할 수 있다.

상술한 실시예의 영유아 시설 모니터링 방법에 따르면, 부모가 실시간으로 현실 공간에서의 자녀의 생체 정보, 수업 집중도, 동작 정보와 같은 상태를 종합적으로 모니터링 할 수 있다.

도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 영유아 시설 모니터링 방법에서 부모 단말로부터의 영상 요청을 처리하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 8은 도 7의 과정에서 부모 단말에 표시되는 디지털 영유아 시설의 표시 화면을 도시한 개략적인 예시도이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 디지털 트윈 서버(100)는 본 발명의 일 실시예에 따른 영유아 시설 모니터링 방법을 통해 부모 단말(300)로부터의 영상 표시 요청을 처리할 수 있다.

디지털 트윈 서버(100)는 현실 공간의 영유아 시설(A)에 설치된 영상 획득 장치(400)로부터 현실 공간의 영유아 시설의 영상을 수신할 수 있다. 영유아 시설(A)에 설치된 영상 획득 장치(400)는 복수 개 구비될 수 있다.

디지털 트윈 서버(100)는 부모 단말(300)로부터 디지털 영유아 시설에 대한 영상 표시 요청을 수신한다(s71). 디지털 트윈 서버(100)는 부모 단말(300)의 식별 정보에 대응되는 영유아 객체를 결정하고(s72), 결정된 영유아 객체의 위치 정보에 기초하여 복수의 영상 획득 장치 중 영상을 획득할 특정 영상 획득 장치를 결정할 수 있다(s73). 디지털 트윈 서버(100)는 결정된 영상 획득 장치(400)로 상기 영유아 객체가 포함된 영상을 요청하고(s74), 영상 획득 장치(400)로부터 상기 영유아 객체가 포함된 영상을 획득할 수 있다(s75).

디지털 트윈 서버(100)는 획득된 영상으로부터 상기 결정된 영유아 객체가 포함된 일부 영역을 추출할 수 있다(s76). 이때, 디지털 트윈 서버(100)는 상기 추출된 영상 중 결정된 영유아 객체 이외의 다른 영유아 객체가 포함되는 경우, 다른 영유아 객체의 적어도 일부를 모자이크 또는 블러 처리하는 단계(s77)를 선택적으로 수행할 수 있다.

디지털 트윈 서버(100)는 영상 추출 단계(s76)에서 추출된 영상 또는 영상 처리 단계(s77)에서 처리된 영상을 부모 단말(300)로 전송할 수 있다(s78). 부모 단말(300)은 수신된 영상을 디지털 영유아 시설(B) 및 아바타와 함께 도 8에 예시된 표시 화면(10)에 표시할 수 있다.

도 8을 참조하면, 디지털 트윈 서버(100)로부터 수신된 디지털 영유아 시설(B)은 도 5를 참조하여 설명한 바와 같이 표시될 수 있다. 추가로 부모 단말(300)은 디지털 트윈 서버(100)로부터 수신된 영상을 영상 표시 영역(14)에 표시할 수 있다.

영상 표시 영역(14)은 디지털 영유아 시설(B)의 아바타에 대응되는 영유아 객체의 실제 모습을 포함하고 있으며, 이처럼 부모는 본 발명의 일 실시예에 따른 영유아 시설 모니터링 방법을 통해 필요에 따라 요청하는 경우 디지털 영유아 시설(B)에 대응되는 현실 공간의 영유아 시설(A)의 모습을 확인할 수 있게 된다.

상술한 실시예의 영유아 시설 모니터링 방법에 따르면, 부모가 원하는 시점에 실시간으로 자녀의 상황을 모니터링 할 수 있으면서도, 영상을 활용하여 영유아 시설을 모니터링 하는 경우 발생할 수 있는 개인정보 보호의 문제를 해결할 수 있는 이점이 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 영유아 시설 모니터링 방법에서 제1 부모 단말로부터의 제2 아바타의 식별 정보 표시 요청을 처리하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 10 은 도 9의 과정에서 부모 단말에 표시되는 디지털 영유아 시설의 표시 화면을 도시한 개략적인 예시도이다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 디지털 트윈 서버(100)는 본 발명의 일 실시예에 따른 영유아 시설 모니터링 방법을 통해 제1 부모 단말(310)로부터의 요청에 의해 제2 부모 단말(320)과의 매칭을 수행할 수 있다.

여기서 제1 부모 단말(310)은 현실 공간의 제1 영유아 객체 및 디지털 영유아 시설 상의 제1 아바타와 매칭된 부모 단말이고, 제2 부모 단말(320)은 현실 공간의 제2 영유아 객체 및 디지털 영유아 시설 상의 제2 아바타와 매칭된 부모 단말이다.

디지털 트윈 서버(100)는 제1 부모 단말(310)로부터 제1 아바타와 구분되는 제2 아바타에 대한 식별 정보 표시 요청을 수신할 수 있다(s91). 디지털 트윈 서버(100)는 제2 아바타에 대응되는 제2 부모 단말을 확인하고(s92), 제2 부모 단말(320)로 제1 부모 단말(310)로부터 수신한 식별 정보 표시 요청을 전송할 수 있다(s93).

여기서 식별 정보 표시 요청이라 함은, 제1 부모 단말(310)에서 제2 아바타의 영유아 식별 정보를 확인할 수 있게 한다는 내용을 포함한다. 나아가 식별 정보 표시 요청은 제1 부모 단말(310)을 통해 제2 부모 단말(320)과의 소통이 이루어질 수 있도록 하는 매칭 요청일 수도 있다. 한편 영유아 식별 정보는, 영유아의 이름, 성별, 나이, 생년월일, 주소, 부모, 연락처 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.

디지털 트윈 서버(100)는 제2 부모 단말(320)로부터 식별 정보 표시 요청에 대응하는 승낙 정보를 수신하면(s94), 제1 아바타와 제2 아바타의 매칭 정보(혹은 제1 부모 단말(310)과 제2 부모 단말(320)의 매칭 정보)를 저장한다. 나아가 디지털 트윈 서버(100)는 제1 부모 단말(310)과 제2 부모 단말(320)에 표시할 각 아바타의 표지 정보와 식별 정보를 생성한다.

디지털 트윈 서버(100)는 제1 부모 단말(310)과 제2 부모 단말(320)로 생성된 표지 정보와 식별 정보를 전송하고, 제1 부모 단말(310)과 제2 부모 단말(320) 각각은 수신된 정보에 기초하여 도 10에 예시된 표시 화면(10)을 표시할 수 있다.

도 10을 참조하면, 디지털 트윈 서버(100)로부터 수신된 디지털 영유아 시설(B)은 도 5를 참조하여 설명한 바와 같이 표시될 수 있다. 추가로 부모 단말(300)은 디지털 트윈 서버(100)로부터 수신된 표지 정보와 식별 정보를 디지털 영유아 시설(B)이 표시되는 영역(11) 내의 표지 정보 및 식별 정보(15)로 표시할 수 있다. 이를 통해 제1 부모 단말(310)은 자녀인 제1 아바타의 외에 매칭된 제2 아바타의 식별 정보를 실시간으로 확인할 수 있다.

상술한 실시예의 영유아 시설 모니터링 방법에 따르면, 부모가 원하는 시점에 실시간으로 자녀의 상황을 모니터링 할 수 있으면서도, 자녀와 밀접한 교류가 있는 영유아에 대한 정보를 확인할 수 있게 된다. 또한 자신의 자녀와 밀접한 교류가 있는 영유아의 부모와 소통을 원활히 할 수 있어, 온-오프라인 상의 영유아 또래 집단의 교류를 활성화할 수 있다. 나아가, 상호의 요청과 승낙에 의해 맺어진 관계이므로 영유아 시설을 모니터링 하는 경우 발생할 수 있는 개인정보 보호의 문제를 해결할 수 있는 이점이 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 영유아 시설 모니터링 방법에서 부모 단말로부터의 면담 요청을 처리하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 12는 도 11의 과정에서 영유아 시설 내 표시 장치에 표시되는 화면을 도시한 개략적인 예시도이다.

도 11을 참조하면, 본 발명의 디지털 트윈 서버(100)는 본 발명의 일 실시예에 따른 영유아 시설 모니터링 방법을 통해 현실 공간의 영유아 시설(A) 내의 자녀와 면담이 가능하다.

디지털 트윈 서버(100)는 부모 단말(300)로부터의 면담 요청에 대응하여 부모 단말(300)과 현실 공간의 영유아 시설(A)에 설치된 면담 장치(600)와의 면담을 중개할 수 있다.

디지털 트윈 서버(100)는 부모 단말(300)로부터 자녀와의 면담 요청 신호를 수신할 수 있다(s111). 디지털 트윈 서버(100)는 부모 단말(300)로부터 면담 요청 신호가 수신되는 경우 부모 단말(300)의 식별 정보에 대응하는 영유아 객체를 결정하고(s112), 관리자 단말(500)로 결정된 영유아에 대한 면담 요청 신호를 전송할 수 있다(s113).

디지털 트윈 서버(100)는 관리자 단말(500)로부터 면담이 가능한 시간과 해당 시점에 면담이 가능한 단말에 대한 정보를 수신할 수 있고(s114), 수신된 정보에 기초하여 면담 시간과 면담 단말 정보를 포함한 면담 개시 신호를 생성할 수 있다(s115).

디지털 트윈 서버(100)는 설정된 면담 개시 신호를 부모 단말(300)과 면담 단말(600)로 전송하여 부모 단말(300)과 면담 단말(600)간의 통신이 개시되도록 할 수 있다.

면담 단말(600)은 도 12에 예시된 표시 화면(20)을 표시할 수 있다.

영유아는 별도로 단말을 소지하기 힘들기 때문에 부모가 외부에서 자녀와 소통할 방법이 용이하지 않은데, 상술한 실시예의 영유아 시설 모니터링 방법에 따르면 부모가 실시간으로 자녀의 상황을 모니터링 하면서 자녀와의 면담이 필요한 순간에 현실 공간의 영유아 시설 내에 설치된 단말을 통해 자녀와의 면담을 수행할 수 있다. 이와 같은 면담 단말을 통한 원격 이러한 모니터링 방법에 따르면 보육 교사와 같은 영유아 시설 담당자의 업무를 방해하거나 과중하게 하지 않으면서도, 원하는 시점에 실시간으로 자녀의 상태를 모니터링 할 수 있는 이점이 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따르면 면담 단말(600)이 별도로 구비된 것으로 예시하고 있지만, 이에 한정되지 않고 상술한 면담 단말(600)이 수행하는 단계는 관리자 단말(500)에 의해 수행될 수 있다. 다시 말해, 부모 단말(300)과 관리자 단말(500)에 의해 상술한 면담이 수행되는 것 역시 본 발명의 범주에 포함된다 할 것이다.

이상 설명된 본 발명에 따른 영유아 시설 모니터링 방법의 실시예는 컴퓨터 상에서 다양한 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 컴퓨터 프로그램의 형태로 구현될 수 있으며, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터로 판독 가능한 매체에 기록될 수 있다.

이때, 매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은, 프로그램 명령어를 저장하고 실행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다. 나아가, 매체는 네트워크 상에서 전송 가능한 형태로 구현되는 무형의 매체를 포함할 수 있으며, 예를 들어 소프트웨어 또는 애플리케이션 형태로 구현되어 네트워크를 통해 전송 및 유통이 가능한 형태의 매체일 수도 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1000 … 영유아 시설 모니터링 시스템
100 … 디지털 트윈 서버
110 … 제어부
120 … 통신부
130 … 저장부
200 … 관리 장치
210 … 제어부
220 … 센서부
230 … 통신부
240 ... 저장부
300 … 부모 단말
310 … 제1 부모 단말
320 … 제2 부모 단말
400 … 영상 획득 장치
500 … 관리자 단말
600 … 면담 단말
S … 영유아 단말
A … 현실 공간의 영유아 시설
B … 디지털 영유아 시설
10, 20 … 표시 화면

Claims (10)

1. 현실 공간에서의 객체 정보가 디지털 공간에서의 객체 정보로 실시간으로 매칭되도록 하는 디지털 트윈 기술을 기반으로 영유아 시설을 모니터링 하는 방법에 있어서,
   현실 공간의 각각의 객체에 장착된 복합 센서로부터 생체 신호 및 동작 정보를 수신하는 단계;
   수신된 생체 신호 및 동작 정보에 기초하여 현실 공간의 객체에 대응되는 디지털 공간의 객체를 현실 공간의 영유아 시설에 대한 상태가 투영된 디지털 영유아 시설 상에 아바타 형태로 표시하는 단계;
   부모 단말로부터 상기 디지털 영유아 시설에 대한 접속 요청을 수신하는 단계;
   상기 부모 단말에 대한 식별 정보에 기초하여 상기 식별 정보에 대응되는 아바타를 결정하는 단계; 및
   상기 결정된 표지 정보와 표지된 아바타의 생체 신호 및 동작 정보를 포함하는 영유아 상태 정보를 상기 부모 단말로 전송하는 단계; 를 포함하는, 영유아 시설 모니터링 방법.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 동작 정보는 객체의 위치 정보와, 객체에 장착된 가속도 센서 또는 자이로 센서로부터 획득된 움직임 정보를 포함하고,
   상기 표지된 아바타의 위치 정보에 기초하여, 상기 표지된 아바타에 근접하여 위치하는 다른 영유아 아바타의 동작 정보를 획득하는 단계; 를 더 포함하고,
   상기 부모 단말로 전송하는 단계는, 상기 표지 정보, 상기 영유아 상태 정보에 더하여 상기 다른 영유아 아바타의 동작 정보를 더 포함하여 전송하는, 영유아 시설 모니터링 방법.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 표지된 아바타 및 상기 다른 영유아 아바타의 동작 정보에 기초하여, 상기 디지털 영유아 시설에서 상기 표지된 아바타가 상기 다른 영유아 아바타에 의해 중첩되지 않도록 아바타들의 표시 상태를 보정하는 단계; 를 더 포함하는, 영유아 시설 모니터링 방법.
4. 제3 항에 있어서,
   상기 표시 상태를 보정하는 단계는,
   상기 표지된 아바타로부터 기설정된 거리 이내에 위치하는 다른 영유아 아바타의 위치를 상기 표지된 아바타의 위치를 기준으로 하여 보정하는, 영유아 시설 모니터링 방법.
5. 제1 항에 있어서,
   현실 공간의 영유아 시설에 설치된 복수의 영상 획득 장치로부터 상기 현실 공간의 영유아 시설의 영상을 수신하는 단계;
   상기 부모 단말로부터 상기 디지털 영유아 시설에 대한 영상 표시 요청을 수신하는 단계;
   상기 부모 단말의 식별 정보에 대응되는 영유아 객체를 결정하고, 상기 결정된 영유아 객체의 위치 정보에 기초하여 복수의 영상 획득 장치 중 적어도 하나의 영상 획득 장치로부터 상기 결정된 영유아 객체가 포함된 영상을 획득하는 단계; 및
   상기 획득된 영상으로부터 상기 결정된 영유아 객체가 포함된 일부 영역을 추출하여 추출된 영상을 상기 부모 단말로 전송하는 단계; 를 더 포함하는, 영유아 시설 모니터링 방법.
6. 제5 항에 있어서,
   상기 추출된 영상을 상기 부모 단말로 전송하는 단계는,
   상기 추출된 영상 중 상기 결정된 영유아 객체 이외의 다른 영유아 객체가 포함되는 경우, 상기 다른 영유아 객체의 적어도 일부를 모자이크 또는 블러 처리하는 단계; 를 포함하는, 영유아 시설 모니터링 방법.
7. 제1 항에 있어서,
   현실 공간의 영유아 시설에 설치된 관리 장치로부터 상기 현실 공간의 영유아 시설의 환경 정보를 수신하는 단계; 및
   상기 환경 정보 기초하여 상기 디지털 영유아 시설의 상태를 표시하는 단계; 를 더 포함하는, 영유아 시설 모니터링 방법.
8. 제1 항에 있어서,
   상기 부모 단말은, 현실 공간의 제1 영유아 객체 및 디지털 영유아 시설 상의 제1 아바타와 매칭된 제1 부모 단말이고,
   상기 제1 부모 단말로부터 상기 제1 아바타와 구분되는 제2 아바타에 대한 식별 정보 표시 요청을 수신하는 단계;
   상기 제2 아바타에 매칭된 제2 부모 단말에 상기 제1 부모 단말로부터 수신된 요청을 전송하는 단계; 및
   상기 제2 부모 단말로부터 상기 식별 정보 표시 요청에 대응하는 승낙 신호가 수신되는 경우, 상기 제1 부모 단말 및 상기 제2 부모 단말로 상호의 아바타에 대한 영유아 식별 정보를 전송하는 단계; 를 더 포함하는, 영유아 시설 모니터링 방법.
9. 제8 항에 있어서,
   상기 제1 부모 단말로 상기 디지털 영유아 시설 상에서 상기 제1 아바타와 함께 상기 제2 아바타가 표지되도록, 상기 제1 아바타의 표지 정보와 상기 제2 아바타의 표지 정보를 전송하는 단계; 를 더 포함하는, 영유아 시설 모니터링 방법.
10. 현실 공간에서의 객체 정보가 디지털 공간에서의 객체 정보로 실시간으로 매칭되도록 하는 디지털 트윈 기술을 기반으로 영유아 시설을 모니터링 하는 시스템에 있어서,
    현실 공간의 각각의 객체에 장착된 복합 센서로부터 생체 신호 및 동작 정보를 수신하고, 수신된 생체 신호 및 동작 정보에 기초하여 현실 공간의 객체에 대응되는 디지털 공간의 객체를 디지털 영유아 시설 상에 아바타 형태로 표시하고, 부모 단말로부터 수신된 접속 요청에 대응하여 상기 부모 단말과 매칭된 아바타의 표지 정보와 해당 영유아의 상태 정보를 상기 부모 단말로 전송하는 디지털 트윈 서버; 및
    현실 공간의 영유아 시설에 설치되어 상기 복합 센서로부터 수신된 센서 정보와 상기 현실 공간의 영유아 시설의 환경 정보를 상기 디지털 트윈 서버로 전송하는 관리 장치; 를 포함하는, 영유아 시설 모니터링 시스템.

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