KR20220099265A - 전동이동장치용 시뮬레이션 장치 및 이를 이용한 시뮬레이션 방법 - Google Patents

전동이동장치용 시뮬레이션 장치 및 이를 이용한 시뮬레이션 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 전동이동장치용 시뮬레이션 장치는 사용자가 주행 조작하기 위한 핸들모듈과, 시뮬레이터를 구현하기 위한 가상화면 및 구동상태를 실시간으로 디스플레이되는 디스플레이모듈과, 사용자가 안착되는 시트부과, 상기 핸들모듈을 통한 조작정보가 입력되고, 가상현실 이미지렌더링을 위한 메인컴퓨터를 포함하는 중앙제어모듈과, 상기 핸들모듈, 상기 디스플레이모듈，상기 시트부 및　상기 중앙제어모듈이 장착되는 본체부를 포함한다.

Description

전동이동장치용 시뮬레이션 장치 및 이를 이용한 시뮬레이션 방법{simulation apparatus for electronic moving machine and simulation method of the same}
본 발명은　전동이동장치용　시뮬레이션 장치 및 이를 이용한 시뮬레이션 방법에 관한 것이다.
일반적으로 전동 스쿠터와 전동휠체어는 신체활동이 불편한 장애인 또는 환자들이 사용하고 있다.
한편, 국내에서는 전동이동장치에 대한 처방 기준이 마련되어 있지만 이것이 실질적인 효용이 있는지에 대한 연구는 없는 실정이다.
다만, 캐나다의 Dalhousie 대학교 의학부 Wheelchair Skills Program에서는 실제 휠체어 운행에 필요한 기술을 세분화된 항목으로 구성한 평가도구를 개발하였음. 수동휠체어뿐 아니라 전동휠체어, 전동스쿠터에 대한 평가항목이 있으며, 각 25개의 항목으로 구성되어 있고 각 항목은 능숙하게 시행하는 정도에 따라 0~3점으로 점수를 매기게 됨. 평가항목이 매우 실질적이고 심지어는 휠체어로의 이동 동작까지 평가하지만, 장애물, 경사로 등을 구비한 공간이 필요하다는 단점이 있고, 실제 주행은 평가하지 못하는 문제점을 지니고 있다.
또한, 호주의 New South Wales 주에서 발간된 휠체어 처방에 관한 가이드라인에서는 환자의 행동·정신장애, 인지 및 인식 기능 등을 고려하여 전동휠체어를 처방하도록 되어 있음. 각기 다른 환경과 장시간 운전하는 경우에 대해서도 고려하도록 권고하고 있고, 장애물을 인지하고 충돌을 피하며, 속도를 조절하고 즉각적으로 반응하는지를 평가하도록 하고 있음. 시각, 시야 및 청각 기능도 고려하고 이에 대해 적절하게 보상하며, 실제 휠체어를 운행하는 환경에서 안정성이 평가되어야 함을 지적되고 있다.
또한, 국내의 가상 현실 콘텐츠 및 시뮬레이터 기술은 지난 10여 년간 급속히 성장하고 있지만, 자동차/항공기와 같은 국방 산업 기술 분야에 주류를 이루고 있으며, 휠체어/자전거와 같은 교통약자를 위한 시뮬레이터의 개발은 미진한 문제점을 지니고 있다.
본 발명은 시뮬레이션을 통해 사용자에게 주행조작에 대한 훈련 및 평가가 가능한 전동이동장치용 시뮬레이션 장치 및 이를 이용한 시뮬레이션 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 사용자에게 현실감 있는 운전체험을 제공함에 따라 훈련효율이 향상되고, 정확한 평가가 가능한 전동이동장치용 시뮬레이션 장치 및 이를 이용한 시뮬레이션 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 전동이동장치용 시뮬레이션 장치는 사용자가 주행 조작하기 위한 핸들모듈과, 시뮬레이터를 구현하기 위한 가상화면 및 구동상태를 실시간으로 디스플레이되는 디스플레이모듈과, 사용자가 안착되는 시트부과, 상기 핸들모듈을 통한 조작정보가 입력되고, 가상현실 이미지렌더링을 위한 메인컴퓨터를 포함하는 중앙제어모듈과, 상기 핸들모듈, 상기 디스플레이모듈，상기 시트부 및　상기 중앙제어모듈이 장착되는 본체부를 포함한다.
또한, 전동이동장치용 시뮬레이션 장치에 있어서, 상기 핸들모듈은 제1 핸들모듈과 제2 핸들모듈 중 적어도 하나이상을 포함하고, 상기 제1 핸들모듈은 양손으로　조작하는 조향핸들이고, 상기 제2 핸들모듈은 한손으로　조작하는　조이스틱　컨트롤러로 이루어질 수 있다.
또한, 전동이동장치용 시뮬레이션 장치에 있어서, 상기 제1 핸들모듈은 상기 시트부의 전방으로 위치되고, 상기 제2 핸들모듈은 상기 시트부의 후방으로 위치될 수 있다.
또한, 전동이동장치용 시뮬레이션 장치에 있어서, 상기 제1 핸들모듈은 그립부, 진행레버 및 바디부를 포함하고, 상기 그립부는 상기 바디부의 양측에 결합되고, 그립바디와 상기 그립바디의 외부에 결합되는 커버그립을 포함하고, 상기 진행레버는 전진래버와 후진레버를 포함하고, 상기 전진래버와 상기 후진래버를 통해 사용자의 조작신호를 입력받는다.
또한, 전동이동장치용 시뮬레이션 장치에 있어서, 상기 제1 핸들모듈은 사용자의 그립정보를 확인하기 위한 악력센서를 더 포함하고, 상기 악력센서는 상기 그립바디에 장착된다.
또한, 전동이동장치용 시뮬레이션 장치에 있어서, 상기 제1 핸들모듈은 사용자의 조작에 대한 진동을 제공하는 그립부 진동모듈을 더 포함한다.
또한, 전동이동장치용 시뮬레이션 장치에 있어서, 상기 시트부는 사용자의 팔을 지지하기 위한 팔지지부가 형성되고, 상기 제2 핸들모듈은 상기 팔지지부의 후방에 위치된다.
또한, 전동이동장치용 시뮬레이션 장치에 있어서, 상기 본체부에는 이동용 바퀴부가 장착되고, 장애인 차량 표시램프가 장착된다.
또한, 전동이동장치용 시뮬레이션 장치에 있어서, 상기 본체부에는 음향시스템이 장착되고, 상기 음향시스템은 상기 본체부에 결합된 상기 시트부의 하부에 위치되는 발판에 장착되고, 발판을 통하여 주행 시 발생하는 진동을 운전자의 발바닥 및 운전석 시트 중앙기둥을 통하여 전달한다.
또한, 전동이동장치용 시뮬레이션 장치에 있어서, 상기 본체부에는 주행시나리오, 주행상태를 감시하고 제어하기 위한 운영프로그램 구동하는 운영통제모니터가 장착된다.
본 발명의 일실시예에 따른 전동이동장치용 시뮬레이션 장치를 이용한 시뮬레이션 방법은 시뮬레이션 도면에 대하여 각 구간에서 운전조작하고, 평가기준을 통하여 미션 정도를 확인한다.
또한, 전동이동장치용 시뮬레이션 장치를 이용한 시뮬레이션 방법은 상기 시뮬레이션 도면에 의한 가상주행시나리오는 실내주행과 실외주행을 포함하고, 상기 실내주행은 주로 진단/처방을 위한 임상평가에 활용하도록 건물내에서 직면할 수 있는 엘리베이터, 건물내 이동 등의 시나리오를 포함하고, 상기 실외주행은 전동이동장치의 안전운행에 필요한 운전스킬을 습득하는 시나리오를 포함한다.
본 발명에 의하면 시뮬레이션을 통해 사용자에게 주행조작에 대한 훈련 및 평가가 가능하고, 사용자에게 현실감 있는 운전체험을 제공함에 따라 훈련효율이 향상되고, 정확한 평가가 가능한 전동이동장치용 시뮬레이션 장치 및 이를 이용한 시뮬레이션 방법을 얻을 수 있다.
도 １은 본 발명의 일실시예에 따른 전동이동장치용 시뮬레이션 장치의 개략적인 제１　구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전동이동장치용 시뮬레이션 장치의 개략적인 제２　구성도이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시한 전동이동장치용 시뮬레이션 장치에 있어서, 제１　핸들모듈을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 4는 도 3에 도시한 제1 핸들모듈의 개략적인 세부구성도이다.
도 5는 도 1 및 도 2에 도시한 전동이동장치용 시뮬레이션 장치에 있어서, 제2　핸들모듈을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 6은 도 1 및 도 2에 도시한 전동이동장치용 시뮬레이션 장치에 있어서, 음향시스템을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 전동이동장치용 시뮬레이션 장치를 이용한 시뮬레이션 방법을 구현하는 일실시예에 따른 개략적인 주행 시나리오 도면이다.
도 8은 도 7에 도시한 시뮬레이션 도면 중에서 실내주행 가상현실 공간 및 주행시나리오를 개략적으로 도시한 시뮬레이션 도면이다.
도 9a 내지 도 9h는 실내주행을 위한 가상공간을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 전동이동장치용 시뮬레이션 장치를 구현하는 일실시예에 따른 개략적인 실외주행 시나리오 도면이다.
도 11a 내지 도 11k는 도 10에 도시한 실외주행의 구현하는 시뮬레이션 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 일실시에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공 되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
또한 후술할 구성이 배경기술에서 설명한 구성과 동일한 기능을 갖는 경우 동일한 도면부호와 명칭을 사용하도록 한다.
도 １은 본 발명의 일실시예에 따른 전동이동장치용 시뮬레이션 장치의 개략적인 제１　구성도이고，　도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전동이동장치용 시뮬레이션 장치의 개략적인 제２　구성도이다.
도시한 바와 같이, 전동이동장치용 시뮬레이션 장치(1000)는 핸들모듈(1100, 1200)，　디스플레이모듈(1300)，시트부(1400),　중앙제어모듈(1500) 및 본체부(1600)를　포함한다．
핸들모듈은 사용자가 주행 조작하기 위한 것으로 제１　핸들모듈(1100)과　제２　핸들모듈(1200) 중에서 적어도 하나 이상 포함하여 이루어진다.
보다　구체적으로，　제1 핸들모듈(1100)은　양손으로　조작하는 조향핸들로　이루어지고，　제２　핸들모듈(1200)은　한손으로　조작하는　조이스틱　컨트롤러로　이루어진다
디스플레이모듈(1300)은 시뮬레이터를 구현하기 위한 가상화면 및 구동상태를 실시간으로 디스플레이된다.
시트부(1400)는 사용자가 안착되고, 시트부(1400)의 전방으로는 제１핸들모듈(1100)이 위치되고, 시트부(1400)의 측부에는 제２　핸들모듈(1200)이 위치된다.
또한, 시트부(1400)에는 제２　핸들모듈(1200)에 인접하게 팔지지부(1410)가 형성될 수 있다. 즉, 팔지지부(1410)는 제２　핸들모듈(1200)의 후방에 위치된다. 이에 따라 사용자는 팔지지부(1410)에 팔을 지지시킨 상태에서 제２　핸들모듈(1200)의 조작이 가능하게 된다.
중앙제어모듈(1500)은 디스플레이모듈(1300)을 통해 시뮬레이터를 구현하기 위한 것으로, 가상현실 이미지렌더링을 위한 메인 컴퓨터와 시뮬레이터에 장착된 제1 핸들모듈(1100) 또는 제2 핸들모듈(1200)로부터 각종 아날로그 입력(AI), 디지털입력(DI) 신호를 검출하는 메인컴퓨터에 전달하여 운전자의 입력에 따른 움직임을 제어한다.
또한, 중앙제어모듈(1500)은 전동이동장치 시뮬레이터를 구동시키는 핵심장비로 가상현실 이미지렌더링을 위한 메인컴퓨터와 시뮬레이터에 장착된 운전장치로부터 각종 아날로그 입력(AI), 디지털입력(DI) 신호를 검출하 메인컴퓨에 전달하여 운전자의 입력에 따른 전동이동장치의 움직임을 제어한다.
중앙제어모듈(1500)은 디스플레이모듈(1300), 음향시스템(1630), 운영통제모니터(1670)로 데이터를 출력출력한다. 또한, 중앙제어모듈(1500)은 가상주행 중의 운전자의 조작정보를 저장하는 데이터처리한다.
중앙제어모듈(1500)은 VR그래픽처리 및 운전조작장치의 입출력장치를 통합하여 콘솔내부에서 데이터를 송수신(RS232, RS422) 하면서 처리할 수 있다.
중앙제어모듈(1500)은 냉연강판 레이저 가공으로 제작되어 견고하며 VR기기에서 매우 중요한 효과적인 냉각을 위하여 내부 공기순환 및 전자파차폐 효과를 극대화하도록 설계된다.
본체부(1600)에는 제１　핸들모듈(1100)，　제２　핸들모듈(1200)，　디스플레이모듈(1300)，시트부(1400) 및　중앙제어모듈(1500)이 장착된다.
본체부(1600)에는 이동용 바퀴부(1610)가 장착되고, 장애인 차량 표시램프(1620)가 장착될 수 있다.
장애인 차량 표시램프(1620)는 주행시나리오 기동 후 출발준비가 되는 경우 램프가 점멸되어 진단/훈련중임을 표시하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 전동이동장치용 시뮬레이션 장치(1000)는 디스플레이모듈 거치부(1640), 제1 핸들모듈 거치부(1650), 음향시스템(1630), 운영통제모니터(1670), 슬라이딩 테이블(1680)을 더 포함하여 이루어질 수 있다.
디스플레이모듈 거치부(1640)는 디스플레이모듈(1300)을 본체부(1600)에 기립된 상태로 장착시키기 위한 것이다. 이를 위해 디스플레이모듈 거치부(1640)의 일단부는 본체부(1600)에 결합되고, 타단부에는 디스플레이모듈(1300)이 장착된다.
또한, 디스플레이모듈 거치부(1640)는 높이조절 및 각도조절이 가능하도록 이루어질 수 있고, 이는 본 발명의 기술분야 당업자에 의해 용이하게 구현될 수 있다.
제1 핸들모듈 거치부(1650)는 제1 핸들모듈(1100)을 본체부(1600)에 기립된 상태로 장착시키기 위한 것이다. 이를 위해 제1 핸들모듈 거치부(1650)의 일단부는 본체부(1600)에 결합되고, 타단부에는 제1 핸들모듈(1100)이 장착된다.
또한, 제1 핸들모듈 거치부(1650)는 높이조절 및 각도조절이 가능하도록 이루어질 수 있고, 이는 본 발명의 기술분야 당업자에 의해 용이하게 구현될 수 있다.
이에 대한 일례로서, 도 2에는 각도조절부(1651)와 길이조절부(1652)를 도시한 것이다. 즉, 각도조절부(1651)는 복수의 관통공이 형성된 지지판부와 관통홀에 삽입되는 탄성지지부가 형성된다.
음향시스템(1630)은 탑승자에게 다양한 음향을 제공하기 위한 것이고, 본체부(1600)에 장착된다. 또한, 음향시스템(1630)은 진동스피커로 이루어질 수 있다.
운영통제모니터(1670)는 주행시나리오, 주행상태를 감시하고 제어하기 위한 운영프로그램 구동하기 위한 것이다. 운영통제모니터(1670)는 정전식 터치모니터로 구현될 수 있고, 주행시나리오 선택, 차종선택(전동휠체어, 전동스쿠터), 주행평가(진단) 결과를 표시하는 기능, 시뮬레이터의 동작상태를 표시하고 점검하는 기능을 수행한다.
또한, 운영통제모니터(1670)는 전용 거치대가 본체부(1600)에 장착되어 모니터의 각도, 방향의 조절이 가능하여, 운영자가 의자에 앉아서 조작이 가능하도록 설계될 수 있다.
슬라이딩 테이블(1680)은 중앙제어모듈(1500)을 지지하고, 중앙제어모듈(1500)의 유지보수 및 정비성 향상시키기 위해 본체부(1600)에 슬라이딩 가능하도록 장착된다.
슬라이딩 테이블(1680)은 플레이트부와 리니어 레일을 포함한다.
이하, 도 3 내지 도 7을 참고하여 본 발명에 따른 전동이동장치용 시뮬레이션 장치의 세부기술구성 및 유기적 결합구조에 대하여 보다 자세히 기술한다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시한 전동이동장치용 시뮬레이션 장치에 있어서, 제１　핸들모듈을 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 4는 도 3에 도시한 제1 핸들모듈의 개략적인 세부구성도이다.
도시한 바와 같이, 제１　핸들모듈(1100)은 그립부(1110), 진행레버(1120) 및 바디부(1130)를 포함한다.
보다 구체적으로, 그립부(1110)는 바디부(1130)의 양측에 결합되고, 그립바디(1111)와 커버그립(1112)을 포함한다. 그립바디(1111)의 외부로 커버그립(1112)이 결합되고, 그립바디(1111)에는 악력센서(1111a)가 결합될 수 있다.
악력센서(1111a)를 통해 사용자의 그립정보를 확인할 수 있다.
또한, 악력센서(1111a)를 통해 사용자의 양손 정상사용여부를 진단할 수 있다. 예를 들어, 안내음성 또는 지시문에 따라 양쪽 핸들 그립을 잡고 가능한 한 최대의 악력으로 그립을 쥔 상태를 5초간 유지하고, 핸들 그립에 설치된 악력센서를 통하여 양손의 정상사용 여부를 진단한다.
진행레버(1120)는 전진래버(1121)와 후진레버(1122)를 포함하고, 전진래버(1121)와 후진레버(1122)의 조작을 통해 전진 및 후진에 대한 신호를 입력받을 수 있다.
제１　핸들모듈(1100)은 그립부 진동모듈(1140)을 더 포함할 수 있다. 진동모듈(1140)은 사용자의 조작에 대하여 다양한 진동을 제공한다.
상기한 바와 같이 이루어진 제１　핸들모듈(1100)을 통해 사용자는 전진 및 후진을 조작하면서 방향을 조작할 수 있다.
도 5는 도 1 및 도 2에 도시한 전동이동장치용 시뮬레이션 장치에 있어서, 제2　핸들모듈을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도시한 바와 같이, 제2　핸들모듈(1200)은 팔지지부(1410)에 인접하게 위치되고, 조이스틱부(1210)와 높이조절지지부(1220)를 포함한다.
보다 구체적으로, 조이스틱부(1210)는 사용자가 진행방향을 조작하기 위한 것이다. 조이스틱부(1210)는 높이조절지지부(1220)에 의해 시트부(1400)에 지지된다.
도 6은 도 1 및 도 2에 도시한 전동이동장치용 시뮬레이션 장치에 있어서, 음향시스템을 개략적으로 도시한 구성도이다.
음향시스템(1630)은 사용자에게 시뮬레이션 진행에 따른 다양한 음향정보를 전달하고, 이에 더하여 모터회전음향 및 전자브레이크 작동음향을 제공하기 위한 것이다. 이를 위해 음향시스템(1630)은 본체부(1600)에 결합된 시트부(1400)의 하부에 위치되는 발판에 장착되고, 발판을 통하여 주행 시 발생하는 진동을 운전자의 발바닥 및 운전석 시트 중앙기둥을 통하여 전달한다. 음향시스템(1630)은 진동스피커 및 증폭장치(AMP)로 구현될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 전동이동장치용 시뮬레이션 장치를 구현하는 일실시예에 따른 가상주행시나리오의 개략적인 시뮬레이션 도면이다.
보다 구체적으로, 시뮬레이션 도면에 따른 가상주행시나리오는 실내주행과 실외주행으로 구분될 수 있다.
실내주행은 주로 진단/처방을 위한 임상평가에 활용하도록 건물내에서 직면할 수 있는 엘리베이터, 장애인용 램프, 건물내 이동등과 같은 기본적인 전동이동장치의 조작하는데 신체적, 안전상의 조건을 충족하는지 판단하는 자료로 활용하기 위한 것이다.
실외주행은 사용자에게 전동이동장치의 안전운행에 필요한 운전스킬을 습득하도록 하기 위한 것이다.
즉, 실외주행은 운전스킬을 습득할 수 있도록 개발된 다양한 형태의 도로를 통과하는 훈련과 공원산책로를 심리적인 부담없이 즐겁게 이동할 수 있는 훈련을 포함한다.
또한, 가상주행시나리오를 통한 주행시 화면상에 후사경 화면을 별도 채널로 주행 중에 실시간으로 표시될 수 있다.
실내주행 가상현실 공간 및 주행시나리오에 따른 진단처방을 위한 기본적인 운전조작의 일례로서, 정지상태에서 출발, 엘리베이터안에서 현관으로 이동, 현관에서 엘리베이터 안으로 진입, 직각코너 회전, 원형기둥을 중심으로 8자로 회전, 경사로(장애인 램프) 이동으로 구현될 수 있다.
또한, 진단처방을 위한 기본적인 평가기준으로, 전동이동장치에 스스로 승하차 가능여부, 운전조작장치를 양손(전동스쿠터) 또는 한손(전동휠체어)으로 조작하면서 주행가능 여부, 실내가상공간에는 블록을 구분하여 제한시간내에 통과 가능여부(1미터 이동에 1초(시속3~4km)를 기준시간으로 하되, 제한시간은 3배수로 설정), 각 블록을 제한시간이내에 통과하지 못하거나, 주변 시설물과 2회이상 충돌하는 경우 해당 블록을 통과하지 못한 것으로 간주하고 자동으로 다음블럭 시작점으로 이동 (예, 5M구간을 15초이내에 통과하지 못하면 Mission Fail)로 구현될 수 있다.
도 8은 도 7에 도시한 시뮬레이션 도면 중에서 실내주행 가상현실 공간 및 주행시나리오를 개략적으로 도시한 시뮬레이션 도면이다.
도시한 바와 같이, 시뮬레이션 도면을 주행하기 위해 각 구간에서 운전조작하고, 이에 대한 평가기준을 통해 미션 수행정도를 확인한다.
이에 대한 일례로서, 탑승자의 운전조작은 정지상태에서 출발, 엘리베이터안에서 현관으로 이동, 현관에서 엘리베이터 안으로 진입, 각코너 회전, 원형기둥을 중심으로 8자로 회전, 경사로(장애인 램프) 이동 등을 포함한다.
또한, 진단처방을 위한 기본적인 평가기준은 전동이동장치에 스스로 승하차 가능여부, 운전조작장치를 양손(제1 핸들모듈) 또는 한손(제2 핸들모듈)으로 조작하면서 주행가능 여부, 실내가상공간에는 블록을 구분하여 제한시간내에 통과 가능여부(1미터 이동에 1초(시속3~4km)를 기준시간으로 하되, 제한시간은 3배수로 설정), 각 블록을 제한시간이내에 통과하지 못하거나, 주변 시설물과 2회이상 충돌하는 경우 해당 블록을 통과하지 못한 것으로 간주하고 자동으로 다음블럭 시작점으로 이동(예를들어, 5M구간을 15초이내에 통과하지 못하면 Mission Fail) 등을 포함할 수 있다.
도 9a 내지 도 9h는 실내주행을 위한 가상공간을 개략적으로 도시한 도면이다.
보다 구체적으로, 도 9a는 중앙현관 엘리베이터 승하차시 가상공간을 도시한 것이고, 도 9b는 중앙로비의 가상공간을 도시한 것이고, 도 9c는 중앙로비의 가상공간을 도시한 것이고, 도 9d는 중앙로비에서 휴게실 로비로 이동하는 제1 가상공간을 도시한 것이고, 도 9e는 중앙로비에서 휴게실로비로 이동하는 제2 가상공간을 도시한 것이고, 도 9f는 휴게실로비(로비내 원형기둥을 8자로 회전하면서 통과)의 가상공간을 도시한 것이고, 도 9g는 휴게실로비에서 엘리베이터(좁은현관)로 이동하는 가상공간을 도시한 것이고, 도 9h는 복도를 통과해서 엘리베이터 탑승(실외도로 이동)하는 가상공간을 도시한 것이다.
그리고 각 구간에서 탑승자의 운전조작을 통해 진단평가를 수행한다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 전동이동장치용 시뮬레이션 장치를 구현하는 일실시예에 따른 개략적인 실외주행 시나리오 도면이다.
도시한 바와 같이, 실외주행 시나리오를 통해 다양한 코스에 대한 주행을 연습하고, 각 구간의 미션을 수행한다.
이를 위해 도로폭은 1.8m로 설계될 수 있고, 컬러로 포장된 노면을 주행하면서 각종 도로형태를 극복하면서 주행한다.
실외주행 가상도로의 일례로서 각 경로는 하기와 같이 구성된다.
COT-01: 출발/종점 : 정지상태에서 출발
COT-02: 직각 회전구간
COT-03: S커브 연속통과
COT-04: 고원식 횡단보도 통과(과속방지턱 경사로 통과, 보행자가 이동)
COT-05: 지그재그 구간
COT-06: P턴구간(서행하여 통과)
COT-07 T코스(전방으로 진입후 T자로 후진하여 전진)
COT-08: 최대속도구간(전속력으로 주행하다가 적색신호등에서 급정지)
COT-09: 고원식 횡단보도
COT-10: S커브 연속통과
COT-11: 직각 회전구간
COT-12: 종점/출발
도 11a 내지 도 11k는 도 10에 도시한 실외주행의 구현하는 시뮬레이션 도면이다.
보다 구체적으로, 도 11a는 출발/종점 : 정지상태에서 출발지점의 시뮬레이션 도면이고, 도 11b는 직각 회전구간의 시뮬레이션 도면이고, 도 11c는 S커브 연속통과 구간의 시뮬레이션 도면이고, 도 11d는 고원식 횡단보도 통과(과속방지턱 경사로 통과, 보행자가 이동)구간의 시뮬레이션 도면이고, 도 11e는 지그재그 구간의 시뮬레이션 도면이고, 도 11f는 P턴구간(서행하여 통과)의 시뮬레이션 도면이고, 도 11g T코스(전방으로 진입후 T자로 후진하여 전진)의 시뮬레이션 도면이고, 도 11h는 최대속도구간(전속력으로 주행하다가 적색신호등에서 급정지)의 시뮬레이션 도면이고, 도 11i는 고원식 횡단보도의 제1 시뮬레이션 도면이고, 도 11j는 고원식 횡단보도의 제2 시뮬레이션 도면이고, 도 11k는 S커브 연속통과 구간의 시뮬레이션 도면이다.
그리고 탑승자는 실외주행 시나리오를 통해 다양한 코스에 대한 주행을 연습하고, 각 구간의 미션을 수행한다.
본 발명에 따른 전동이동장치용 시뮬레이션 장치를 통해 인지기능평가를 수행할 수 있다.
보다 구체적으로, 인지기능 평가 시나리오는 자동음성 또는 운영자의 안내(지시)에 따라 환자가 운전조작장치를 조작할 수 있는 능력을 종합적으로 평가한다.
예를들어, 시뮬레이터의 메인화면에 표시된 운전조작장치의 사진과 함께 하단에는 평가하고자 하는 운전장치 조작능력을 안내하는 지시문이 음성과 함께 제시된다.
사용자는 지시문 및 음성안내에 따라 해당 운전조작장치를 5초이내에 조작하여야 하며 그 성공여부를 저장한다.
본 발명에 따른 전동이동장치용 시뮬레이션 장치를 통한 운전조작장치 평가항목은 다음과 같이 구현될 수 있다.
조향능력평가는 안내음성 또은 지시문에 따라 핸들을 좌우로 돌려서 조작한다. (좌우 각 5회)
악력평가는 안내음성 또는 지시문에 따라 양쪽 핸들 그립을 잡고 가능한한 최대의 악력으로 그립을 쥔 상태를 5초간 유지하고, 핸들 그립에 설치된 악력센서를 통하여 양손의 정상사용 여부를 진단한다. (왼손, 오른손, 양손 각 1회 측정)
전진/후진 평가는 안내음성 또는 지시문에 따라 전진 3회(오른손), 후진 3회(왼손) 조작한다.
라이트조작 평가는 안내음성 또는 지시문에 따라 왼손으로 라이트 조작스위치를 좌에서 우로 슬라이드 하여 ‘OFF-1단-2단’순으로 조작 후 OFF상태로 복귀시킨다.
방향지시등 평가는 안내음성 또는 지시문에 따라 오른손으로 방향지시등을 ‘중앙(OFF)->좌측(ON)’, ‘중앙(OFF)->우측(ON)으로 조작한다.
본 발명의 일실시예에 따른 전동이동장치용 시뮬레이션 장치는 운영통제시스템으로 구현될 수 있다.
즉, 주치의 또는 작업치료사가 전동이동장치용 시뮬레이션 장치를 구동하는 환자의 진단하기 위한 운영통제시스템으로 구현될 수 있다.
즉, 중앙제어모듈(1500)과 내부 통신을 통하여 상호 연동되며 시뮬레이터에 각종 운영조작 명령을 전송하여 원격으로 제어하고, 시뮬레이터의 운행정보를 수신하여 운영자에게 감시기능을 제공할 수 있다.
또한, 주행 후에는 진단결과를 디스플레이모듈(1300)에 출력하고, 병원의 진료정보 기록 서버로 전송하는 기능을 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 전동이동장치용 시뮬레이션 장치는 신호점검기능을 더 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 신호점검기능은 운전조작장치의 동작상태를 확인하기 위한 것이다.
이를 위해, 운영통제시스템에서 ‘신호 점검’버튼을 클릭하면, 시뮬레이터의 메인화면에 전동스쿠터 및 전동휠체어의 운전조작장이 화면이 표시된다.
운영자의 안내에 따라 사용자가 운전조작장치를 조작하면 화면에 실시간으로 동작상태가 표시되고, 시나리오 선택화면의 인지기능평가와 연계되어 자동 음성안내 또는 운영자(주치의 또는 작업치료사)의 안내에 따라 운전장치를 조작하면 조작결과를 저장하여 진단결과표에 표시한다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 설명하였지만, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 고안이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1000: 전동이동장치용 시뮬레이션 장치
1100: 제１　핸들모듈
1110: 그립부
1111: 그립바디
1111a: 악력센서
1112: 커버그립
1120: 진행레버
1121: 전진래버
1122: 후진레버
1130: 바디부
1140: 진동모듈
1200: 제２　핸들모듈
1210: 조이스틱부
1220: 높이조절지지부
1300: 디스플레이모듈
1400: 시트부
1410: 팔지지부
1500: 중앙제어모듈
1600: 본체부
1610: 이동용 바퀴부
1620: 장애인 차량 표시램프
1630: 음향시스템
1651: 각도조절부
1652: 길이조절부
1670: 운영통제 모니터
1680: 슬라이딩 테이블

Claims (12)

  1. 사용자가 주행 조작하기 위한 핸들모듈;
    시뮬레이터를 구현하기 위한 가상화면 및 구동상태를 실시간으로 디스플레이되는 디스플레이모듈;
    사용자가 안착되는 시트부;
    상기 핸들모듈을 통한 조작정보가 입력되고, 가상현실 이미지렌더링을 위한 메인컴퓨터를 포함하는 중앙제어모듈; 및
    상기 핸들모듈, 상기 디스플레이모듈，상기 시트부 및　상기 중앙제어모듈이 장착되는 본체부를 포함하는
    전동이동장치용 시뮬레이션 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 핸들모듈은 제1 핸들모듈과 제2 핸들모듈 중 적어도 하나이상을 포함하고,
    상기 제1 핸들모듈은 양손으로　조작하는 조향핸들이고, 상기 제2 핸들모듈은 한손으로　조작하는　조이스틱　컨트롤러인
    전동이동장치용 시뮬레이션 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 핸들모듈은 상기 시트부의 전방으로 위치되고, 상기 제2 핸들모듈은 상기 시트부의 후방으로 위치되는
    전동이동장치용 시뮬레이션 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 핸들모듈은 그립부, 진행레버 및 바디부를 포함하고,
    상기 그립부는 상기 바디부의 양측에 결합되고, 그립바디와 상기 그립바디의 외부에 결합되는 커버그립을 포함하고,
    상기 진행레버는 전진래버와 후진레버를 포함하고, 상기 전진래버와 상기 후진래버를 통해 사용자의 조작신호를 입력받는
    전동이동장치용 시뮬레이션 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 핸들모듈은 사용자의 그립정보를 확인하기 위한 악력센서를 더 포함하고, 상기 악력센서는 상기 그립바디에 장착된
    전동이동장치용 시뮬레이션 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 핸들모듈은 사용자의 조작에 대한 진동을 제공하는 그립부 진동모듈을 더 포함하는
    전동이동장치용 시뮬레이션 장치.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 시트부는 사용자의 팔을 지지하기 위한 팔지지부가 형성되고, 상기 제2 핸들모듈은 상기 팔지지부의 후방에 위치되는
    전동이동장치용 시뮬레이션 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체부에는 이동용 바퀴부가 장착되고, 장애인 차량 표시램프가 장착되는
    전동이동장치용 시뮬레이션 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체부에는 음향시스템이 장착되고, 상기 음향시스템은 상기 본체부에 결합된 상기 시트부의 하부에 위치되는 발판에 장착되고, 발판을 통하여 주행 시 발생하는 진동을 운전자의 발바닥 및 운전석 시트 중앙기둥을 통하여 전달하는
    전동이동장치용 시뮬레이션 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체부에는 주행시나리오, 주행상태를 감시하고 제어하기 위한 운영프로그램 구동하는 운영통제모니터가 장착된
    전동이동장치용 시뮬레이션 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느한 항에 따른 전동이동장치용 시뮬레이션 장치를 이용한 시뮬레이션 방법으로서,
    시뮬레이션 도면에 대하여 각 구간에서 운전조작하고, 평가기준을 통하여 미션 정도를 확인하는
    전동이동장치용 시뮬레이션 장치를 이용한 시뮬레이션 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 시뮬레이션 도면에 의한 가상주행시나리오는 실내주행과 실외주행을 포함하고,
    상기 실내주행은 주로 진단/처방을 위한 임상평가에 활용하도록 건물내에서 직면할 수 있는 엘리베이터, 건물내 이동 등의 시나리오를 포함하고,
    상기 실외주행은 전동이동장치의 안전운행에 필요한 운전스킬을 습득하는 시나리오를 포함하는
    전동이동장치용 시뮬레이션 장치를 이용한 시뮬레이션 방법.
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KR102651985B1 (ko) * 2022-09-19 2024-03-26 배재대학교 산학협력단 가상 현실 기반 이동보조기기 체험 시스템

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