KR20230060297A - 가스 정압기 설비 시뮬레이터 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고압의 가스를 수요처로 일정한 압력으로 공급하기 위한 정압기 설비를 관리하는 관리자를 대상으로 교육 또는 훈련을 하기 위한 시뮬레이터에 관한 것으로서, 다양한 정압기 설비 모델이 존재하고, 훈련 또는 교육 대상인 관리자의 정압기에 대한 이해도 수준이 다양한 상황을 고려하여 가상현실을 이용하여 시뮬레이터를 구성하였다.
상기 시뮬레이터는 작동원리 설명 모드, 정비교육 모드 그리고 고정/정비사례 모드로 구분되며, 각각에 해당하는 교육 및 훈련 DB를 서버에 저장하고, 이용자의 움직임과 동기화시킴으로써 가상현실을 구현한다.
본 발명에서 제공하는 상기 시뮬레이터는 간단히 인터넷망 등을 통해 서버에 연결될 수 있어 최소 장비만을 갖추고도 시간과 공간의 제약없이 많은 비용과 위험이 뒤따르는 정압기 설비에 대한 교육 및 훈련환경을 제공할 수 있다.
상기 시뮬레이터는 작동원리 설명 모드, 정비교육 모드 그리고 고정/정비사례 모드로 구분되며, 각각에 해당하는 교육 및 훈련 DB를 서버에 저장하고, 이용자의 움직임과 동기화시킴으로써 가상현실을 구현한다.
본 발명에서 제공하는 상기 시뮬레이터는 간단히 인터넷망 등을 통해 서버에 연결될 수 있어 최소 장비만을 갖추고도 시간과 공간의 제약없이 많은 비용과 위험이 뒤따르는 정압기 설비에 대한 교육 및 훈련환경을 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 고압 또는 불규칙한 압력으로 공급되는 가스를 수요처에 일정한 기준 압력으로 안정되게 공급할 때 사용하는 정압기 설비를 보다 효과적으로 유지 관리하기 위해, 가상기술이 적용된 정압기 시뮬레이터를 개발하고, 상기 시뮬레이터에 정압기 설비 관리자가 참여하여 상기 시뮬레이터로 구현된 작업장내에서 훈련, 교육, 정비, 평가 등을 시간 및 공간제약 없이 받을 수 있게 하는 시스템에 관한 것이다.
기화성 폭발성을 갖는 가스 등을 대량으로 공급하는 도시가스의 경우 수요처에 기준압력으로 일정하게 공급하는 것이 무엇보다 중요하다.
이에 일반적으로 가스 공급자는 정압기 설비를 사용하여 고압 및 불규칙하게 공급되는 공급측 가스를 기준압력으로 조정하여 일정하게 공급하기 위해 정압기 설비를 사용한다.
상기 정압기는 기화성, 폭발성 가스를 다루는 설비이므로 설치된 장소의 불의의 사고, 부적절한 유지보수 등 각종 이유로 오동작이 발생할 경우 공급자, 수요자 모두에게 큰 불편을 줄 수 있을 뿐 아니라 가스 누설로 이어질 경우 화재, 폭발에 인한 인명피해까지 발생할 수 있어 지속적인 관리가 필수적이다.
이에 가스 공급자들은 정압기 설비를 다루는 관리인들을 주기적으로 모아 보수교육 및 긴급 상황에 대비한 훈련 등을 계획실시하고 있으며, 새로운 정압기 설비가 도입될때에도 장비 운용교육 및 유지보수 교육을 관리인들에게 지속적으로 제공하고 있다.
그러나, 다음 네가지 요인들로 인해 가스 공급자들은 정압기에 대한 교육 또는 훈련을 하는데 곤란을 겪고있는 실정이다.
첫째, 도시가스 공급은 전국 단위로 이루어지고 있어, 모든 관리인들을 정해진 시간에 한곳에 모아 교육 및 훈련을 진행한다는 것은 동시에 관리인이 정압기 설비 운용 현장을 벗어나야 한다는 것을 의미하므로 위험 운영상 위험 부담이 발생할 수 있다.
둘째, 각 지역별 정압기 모델이 다양하므로, 정압기 모델별로 교육코스를 마련하고, 이에 맞춘 교육자 및 평가자를 준비해야한다는 것도 가스 공급자가 정압기 시설을 관리하는데 제한 요소로 작용한다.
셋째, 정압기 시설을 관리하는 관리자가 숙련 경력자부터 신규자까지 다양하여 교육훈련의 난이도를 조절하기 어렵고 신규자가 완전 숙달까지 할애해야 하는 시간을 구체화하기 어렵다는 점도 가스 공급자가 정압기 시설 유지보수하는데 큰 장애요소이다.
마지막으로 넷째는 다수의 인원을 모아 교육훈련시 시간 및 공간상 제약으로 인해 모든 관리자가 필요한 만큼 충분한 시간을 부여할 수 없고, 또 교육훈련의 성과가 어떠했는지 구체적으로 평가할 수 없다는 한계가 있다.
따라서, 전국에 산재하는 가스 정압기 시설 관리자들이 업무에 지장을 받지 않도록 시간 및 공간의 제약없이 교육훈련을 받을 수 있고, 자신의 업무 종류와 숙련도에 따라 교육 컨텐츠를 선별할 수 있음과 동시에, 사람 또는 AI로 구성된 평가자에게 교육결과에 대해 객관적이고 공정한 평가를 받아 피드백 받도록 하는 시스템에 대한 수요는 관련 산업계로부터 꾸준히 있었으나, 이를 구체화한 결과는 지금까지 전무한 상태이다.
(특허문헌 1) 공개특허공보 제10-2010-0083115호(2010.07.21.)
(특허문헌 2) 등록특허공보 제10-2269100호(2021.06.18.)
상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 상기 정압기 설비를 3차원 모델로 구현하고, 가상현실 기법을 활용하여 사용자가 상기 3차원 모델 내에 위치하며 이을 실제 설비와 같이 조작할 수 있게 하는 다목적 시뮬레이터를 제공하는 것이다.
상기 시뮬레이터는 정압기 설비를 운영하면서 관리자가 필수적으로 숙지하고 있어야할 내용, 즉, 운용원리 설명, 부품방법 교육, 비상시 대처방법 교육 등 다양한 모드로 구분하여 운영될 수 있다.
정압기 설비 관리자들은 업무에 지장을 주지않는 시간과 장소를 선택하여 자신의 수준에 맞는 컨텐츠를 상시 활용할 수 있다.
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.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 사용자의 시선변화, 몸의 움직임 및 손의 움직임을 감지한 제1 작동신호, 제2 작동신호 및 제3 작동신호를 생성하고, 3차원 모델링된 정압기 설비 시스템, 상기 사용자의 손, 몸 및 상기 시선 변화를 디스플레이하는 감지부; 상기 감지부로부터 전송되는 상기 제1 내지 제3 작동신호를 기반으로 사용자 모션정보를 생성하고, 상기 사용자 모션정보에 따라 작동원리 설명모드, 정비교육 모드 및 고장/정비 사례 모드 중 어느 하나의 모드가 결정되는 사용자 환경 서버; 상기 작동원리 설명모드, 상기 정비교육 모드 및 상기 고장/정비 사례 모드에 각각 상응하는 정압기 설비 운전결과가 기저장된 DB 저장매체, 정압기에 대한 형상정보가 기저장된 정압기 시스템 저장매체, 정압기 설비 기초자료에 대한 나래이션 자료가 기저장된 자료서버 및 평가기준이 기저장된 평가 자료 서버를 포함하는 DB부; 상기 작동원리 설명모드, 상기 정비교육 모드 및 상기 고장/정비 사례 모드 중 어느 하나의 모드에 상응하는 상기 정압기 설비 운전결과 및 상기 형상정보와 상기 사용자 모션정보를 동기화시킨 동기화정보를 생성하는 인터페이스부; 상기 작동원리 설명모드, 상기 정비교육 모드 및 상기 고장/정비 사례 모드 중 어느 하나의 모드에 상응하는 상기 정압기 설비 운전결과 및 상기 형상정보 중 어느 하나를 상기 사용자 모션정보에 따라 로딩하여 상기 인터페이스부로 전송하는 시뮬레이터 프로그램부; 상기 인터페이스부로부터 전송되는 상기 동기화정보를 영상으로 구현한 영상정보를 생성하는 영상지원부; 및 상기 영상지원부로부터 전송되는 상기 영상정보에 따라 상기 감지부에 디스플레이되는 감지영상을 출력하고 상기 평가 자료 서버로부터 전송되는 상기 평가기준에 따라 상기 감지영상을 분석하여 평가결과를 영상지원부로 전송하는 확인부;를 포함하고 상기 작동원리 설명모드, 상기 정비교육 모드 및 상기 고장/정비 사례 모드 중 어느 하나의 모드와 상응하는 상기 정압기 설비 운전결과 및 상기 형상정보 중 어느 하나를 상기 사용자 모션정보에 실시간으로 동기화시킴에 따라 상기 감지부를 통해 가상현실을 구현함으로써 작업장 내에서 정압기에 대한 상기 사용자의 훈련, 교육, 정비 및 평가를 지원하는 것을 특징으로 하는 정압기 설비 시뮬레이터.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 감지부는 사용자의 머리에 착용되어 시선변화를 제1작동신호로 생성하고, 상기 영상정보, 상기 감지영상 및 상기 평가결과 출력을 담당하는 시선처리부, 사용자의 양손에 착용되어 손 위치와 손가락 굽힘정도를 제2작동신호로 생성하는 햅틱글로브부 및 사용자 몸의 움직임을 감지하여 제3작동신호로 생성함으로써 가상현실 내 사용자의 이동 방향과 위치 안내를 담당하는 베이스 스테이션으로 구성된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 확인부에서 감지영상 분석은 사람 또는 AI에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 정압기 설비 시뮬레이터.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 햅틱그로브는 상기 사용자가 가상현실 속 정압기 설비와 상호작용할 경우 전기자극, 진동자극, 압력자극 및 온도자극 중 적어도 어느 하나를 상기 사용자의 손에 전달하는 것을 특징으로 하는 정압기 설비 시뮬레이터.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 시선처리부는 상기 사용자가 가상현실 속 정압기 설비와 상호작용할 경우 내장된 스피커로 음향정보를 출력하는 것을 특징으로 하는 정압기 설비 시뮬레이터
상기와 같은 구성에 따르는 본 발명의 효과는, 고압 또는 불규칙한 압력으로 공급되는 가스를 수요처에 일정한 기준 압력으로 안정되게 공급할 때 사용하는 정압기 설비를 보다 효율적으로 관리하기 위해 정압기 설비 시뮬레이터를 필요한 장소에 설치하여 운용한다.
첫째, 이 시뮬레이터를 사용함으로써 지역이 다른 곳에서 활동하는 가스 정압기 설비 관리인들을 한 곳에 모아 교육 또는 훈련을 진행할 필요 없이 관리인들이 참여하기 좋은 시간과 장소를 선택할 수 있게 되므로, 교육 및 훈련을 위해 정압기 설비 운용 현장을 관리인이 벗어남으로써 발생되는 위험을 줄일 수 있다.
둘째, 다양한 정압기 설비 모델에 대한 시뮬레이터를 준비하여 공유할 수 있어 실제 모델 준비를 위한 수고를 덜 수 있을 뿐 아니라 각 모델별 교육자 및 평가자를 선발하는 과정을 생략할 수 있다.
셋째, 정압기 설비에 대해 초보부터 전문가까지 다양한 업무 수준을 갖는 관리자의 특성을 감안하여 교육과 훈련 난이도를 조절할 수 있는 프로그램들을 DB로 구축하여 선택하여 활용할 수 있고, 시뮬레이터 운영 중 피드백을 통해 교육 또는 훈련 중인 관리자의 정압기 설비 지식 성취 정도를 지속적으로 파악하여 미비점에 대한 지시를 실시간으로 내릴 수 있다.
넷째, 교육에 필요한 공간 및 시간적 제약이 없으므로, 정압기 설비 교육 및 훈련이 필요한 곳이라면 간단한 시뮬레이터 설치만으로 목적 달성을 할 수 있어 시간 및 비용측면에서 유리하고, 관리자가 갖추어야 할 교육 및 훈련 목표가 달성되었는지 확인자가 구체적으로 평가할 수 있다는 시스템을 갖춤으로서 평가 결과에 대한 수용성을 높일 수 있다는 장점을 갖는다.
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 가스 공급을 위해 사용되는 정압기 설비이다.
도 2는 가스 공급을 위해 사용되는 일반적 정압기 설비 시스템의 구성을 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 시뮬레이터 운용시 시선처리부와 확인부에 표시되는 화면이다.
도4는 본 발명의 정압기 설비 시뮬레이터 운용 시스템의 개념도이다.
도5는 본 발명의 시뮬레이터가 구현하는 정압기 설비 형상정보와 실제 정압기 설비를 비교하여 도시한 것이다.
도6은 본 발명에서 시뮬레이터 사용자가 정압기 설비 형상정보로 세부 구성을 살필 때 구현되는 화면이다.
도7은 본 발명에서 시뮬레이터 사용자가 착용하는 시선처리부를 도시하고 있다.
도8은 본 발명에서 시뮬레이터 사용자가 착용하는 햅틱글로브를 도시하고 있다.
도9는 본 발명에서 시뮬레이터 사용자가 시선처리부와 햅틱글로브를 착용하고 사용자모션정보를 생성하는 것을 도시하고 있다.
도 2는 가스 공급을 위해 사용되는 일반적 정압기 설비 시스템의 구성을 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 시뮬레이터 운용시 시선처리부와 확인부에 표시되는 화면이다.
도4는 본 발명의 정압기 설비 시뮬레이터 운용 시스템의 개념도이다.
도5는 본 발명의 시뮬레이터가 구현하는 정압기 설비 형상정보와 실제 정압기 설비를 비교하여 도시한 것이다.
도6은 본 발명에서 시뮬레이터 사용자가 정압기 설비 형상정보로 세부 구성을 살필 때 구현되는 화면이다.
도7은 본 발명에서 시뮬레이터 사용자가 착용하는 시선처리부를 도시하고 있다.
도8은 본 발명에서 시뮬레이터 사용자가 착용하는 햅틱글로브를 도시하고 있다.
도9는 본 발명에서 시뮬레이터 사용자가 시선처리부와 햅틱글로브를 착용하고 사용자모션정보를 생성하는 것을 도시하고 있다.
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.
1. 제1 실시예: 작동원리 설명 모드
이하, 도 1 내지 도6을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 작동원리 설명 모드를 설명하도록 한다.
도1은 가스 공급관리소에 설치되는 정압기 설비를 도시한 것이다. 정압기 설비는 생산기지에서 기화되어 고압배관으로 들어온 가스를 원하는 압력으로 감압시켜 수용처에 안정적인 압력으로 공급하는 설비이다.
도2는 상기 정압기 설비의 일반적 구성 및 작동원리를 설명하는 개념도이다.
정압기 설비 시뮬레이터는 작동원리 설명모드로 구동될 수 있으며, 이때 설명되는 정압기 설비 시스템(900)은 다음과 같다.
먼저, 정압기 설비는 고압의 1차압력(910)으로 불규칙하게 공급되는 가스를 프리 레귤레이터(920)에서 1차 감압한 후 Pilot(930)으로 보낸다. Pilot는 정압기(940)에 작동압력을 제공하고 정압기는 상기 작동압력과 정압기 후단압력을 감지하여 2차압력(950)이 일정한 수준으로 감압되어 균일한 압력으로 수요자에게 공급되도록 한다.
이때 가스 2차 압력이 기준 수준 이상일 경우 정압기 설비 관리자는 슬랩셧 밸브(960)을 수동 또는 자동으로 폐쇄하여 가스가 수요처에 공급되는 것을 강제적으로 제한할 수 있다.
그리고 가스 2차 압력의 수준을 조정하고자 할 때 정압기 설비 관리자는 컨트롤룸(970)에서 리모트 세트(980)로 전기 신호를 보내 Pilot(930)의 스프링 장력을 조정하여 작동압력을 변경할 수 있다.
상기 시뮬레이터 사용자는 상술한 정압기 설비의 작동원리를 가상현실 속에서 교육받을 수 있다.
먼저 정압기 설비 시뮬레이터 사용자가 도3의 시뮬레이터 화면에서 작동원리 설명 모드를 햅틱글로브(120)로 선택할 경우 시뮬레이터는 도4와 같이 구동한다.
먼저 감지부는 사용자의 머리에 착용되어 시선변화를 제1작동신호로 생성하고, 영상정보, 감지영상 및 평가결과 출력을 담당하는 시선처리부(120), 사용자의 양손에 착용되어 손 위치와 손가락 굽힘정도를 제2작동신호로 생성하는 햅틱글로브부(130) 및 사용자 몸의 움직임을 감지하여 제3작동신호로 생성함으로써 가상현실 내 사용자의 이동 방향과 위치 안내를 담당하는 베이스 스테이션(110)으로 구성된다.
먼저 정압기 설비 시뮬레이터 사용자는 시선처리부(120)로 투영되는 메뉴 중 작동원리를 교육받고자 한다면, 햅틱글로브(130)로 가상공간 속 메뉴(작동원리 설명, 정비교육 및 고장/정비 사례 모드) 중 작동원리 모드를 선택하며 시작한다.
상기 감지부에서 생성되는 제1 내지 제3 작동신호는 사용자 환경서버(200)로 전달되고, 사용자 모션정보를 생성한다.
DB부는 상기 작동원리 설명모드, 상기 정비교육 모드 및 상기 고장/정비 사례 모드에 각각 상응하는 정압기 설비 운전결과가 기저장된 DB 저장매체(520), 정압기에 대한 형상정보가 기저장된 정압기 시스템 저장매체(530), 정압기 설비 기초자료에 대한 나래이션 자료가 기저장된 자료서버(510) 및 평가기준이 기저장된 평가 자료 서버(540)를 포함한다.
상기 사용자 모션정보는 시뮬레이터 프로그램부(400)를 통해 상기 작동원리 설명 모드에 상응하는 정압기 설비 운전결과를 DB저장매체(520)에서 그리고 정압기 형상정보를 정압기 시스템 저장매체(530)에서 로딩하는데 활용된다.
인터페이스부(300)는 상기 로딩된 정압기 설비 운전결과와 정압기 형상정보를 사용자 모션정보와 동기화하여 동기화 정보를 생성한다.
상기 동기화는 사용자가 시뮬레이터 내 가상현실 속에서 감지부(100)를 통해 정압기 형상정보와 상호작용(운전, 제어, 점검 등)을 할 경우 인터페이스부가 해당 모드에 해당하는 정보를 시뮬레이터 프로그램부(400)를 통해 DB부(500)에서 호출하여 이에 대응하는 업데이트된 가상현실을 지속적으로 만드는 것을 의미한다.
시뮬레이터 사용자가 작동원리 설명 모드 상 가상현실 속에서 정압기 설비 장치 중 하나를 모션정보를 통해 선택하면, 선택된 각 장치는 도5 및 도6에 도시된 것과 같이 하이라이트되거나 줌업되면서, DB부(500)의 자료서버(510)에 내장된 나래이션 정보가 시선처리부(120)에 내장된 스피커로 출력되고, DB저장매체(520)와 정압기 시스템 저장매체(530)에 각각 내장된 정압기 설비운전결과와 형상정보가 팝업창 또는 그래픽으로 시선 처리부(120)에 시각 및 음향정보로 출력되면서 각 장치의 명칭 및 역할 그리고 운전방법 등을 사용자에게 설명한다.
도5의 왼쪽 그림은 상기 작동원리 모드에서 사용자 조작에 따른 각 장치 내 가스 유동 변화를 시뮬레이터에서 화살표로 표시하여 사용자 시선 처리부(120)와 확인부(700)에 도시한 것을 보여주고 있다.
DB저장매체(520)에는 작동원리 설명 모드, 정비교육 모드, 고정/정비 시례 모드 등으로 구분되어 각 모드 특성에 맞게 시뮬레이터를 사용하는 이용자의 관리, 제어 또는 점검에 따른 정압기 설비 운전결과 구현에 필요한 정보를 모두 포함한다. 또한 상기 정압기 시스템 저장매체(530)는 각 정압기 모델별 형상 정보를 포함하여 사용자 또는 확인부의 지시에 의해 필요 모델을 로딩하여 가상현실을 구현하는데 사용된다.
영상지원부(600)는 상기 동기화 정보를 받아 이를 시각화한 영상정보를 생성한 후 상기 확인부(700)에 전송하며, 상기 확인부(700)는 상기 영상정보를 통해 이용자의 교육내용 중 별도 언급하거나 지시할 사항이 있을 경우 상기 영상정보에 지시정보를 추가한 감지영상을 송출할 수 있다.
또한, 확인부(700)는 필요시 DB부(500)의 평가자료 서버(540)으로부터 평가기준 정보를 받아 영상정보를 통해 평가를 수행하고 그 평가결과를 감지부(100)에 시각 또는 음향정보로 송출할 수 있다.
즉, 상술한 절차를 거쳐 시뮬레이터 사용자가 교육받고 싶어하는 정압기 설비 모델과 교육 종류 등을 선택하고 각 부품을 지정하면 인터페이스부에서 정압기 설비 운전결과 및 정압기 형상정보와 사용자 모션정보를 동기화하여 동기화정보를 생성하고, 상기 동기화 정보는 영상지원부(600)로 전송되어 감지부(100) 및 확인부(700)에 확인부에 필요정보가 전달될 수 있도록 한다.
2. 제2 실시예: 정비교육 모드
이하, 도 1 내지 도9를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 작동원리 설명 모드를 설명하도록 한다.
시뮬레이터 사용자가 시선 처리부(120), 베이스 스테이션(110) 및 햅틱글로브(130)를 이용하여 제1 내지 제3작동신호를 생성하고 이를 사용자 환경 서버(200)가 사용자 모션정보로 변환 생성하는 것은 제1실시예와 동일하다.
상기 시선 처리부(120)는 도7과 같이 사용자 머리에 착용되며 사용자의 시선을 제1작동정보로 변환하여 사용자 환경 서버(200)로 전송하고, 다시 확인부(700)로부터 영상정보를 받아 가상현실을 시뮬레이터 사용자에게 체험할 수 있게 해주는 기능을 수행한다.
상기 시선 처리부(120) 내부에는 스피커가 내장되어 있어 영상정보 뿐 아니라 음향정보를 출력할 수 있다.
상기 햅틱글로브(130)는 도8과 같이 이용자 손에 착용되는 것이며, 손의 위치와 손가락 굽힘 정도를 제2작동신호로 변환하여 사용자 환경 서버로 전송한다.
상기 햅틱글로브(130)는 상기 사용자가 가상현실 속 정압기 설비와 상호작용할 경우 전기자극, 진동자극, 압력자극 및 온도자극 중 적어도 어느 하나를 상기 사용자의 손에 전달하여 상기 사용자가 현실에서와 같이 정압기 설비 모델과 상호작용을 할 수 있도록 돕는 역할을 수행한다.
도9에는 시뮬레이터 사용자가 상기 감지부(100)를 사용하여 가상현실을 체험하는 모습이 도시되어 있다.
사용자가 상기 모션정보로 정비교육 모드를 선택하면, 인터페이스부(300)는 시뮬레이터 프로그램부(400)를 통해 DB 저장매체(520)에 저장된 정비교육 모드 DB를 로딩하고, 이와 동시에 교육받고자 하는 정압기 형상정보를 정압기 시스템 저장매체(530)에서 같이 로딩하여 동기화 정보를 생성한다.
상기 정비교육 모드는 준비단계, 분해, 조립 시운전단계로 구분되며, 시뮬레이터는 각 단계별 이용자가 사전 조치해야할 사항 및 유의사항들을 확인부(700)를 통해 시뮬레이터 사용자에게 지시할 수 있다.
또한 상기 사용자가 정압기 설비 각 부분을 정비하고자 선택하면, 인터페이스부(300)는 시뮬레이터 프로그램부(400)를 통해 정비 시 발생할 수 있는 정압기 설비 거동변화와 분해 순서 등의 정보를 DB부(500)로부터 수신하여 동기화 정보를 생성한다.
상기 확인부(700)는 사람 또는 AI가 제어를 담당할 수 있으며, 교육 내용에 대한 평가기준을 평가자료 서버(540)으로부터 전송받아 상기 사용자가 수행한 정비교육 충실도를 정량화하여 사용자에게 피드백 할 수 있다.
이외 각 시뮬레이터 각 구성의 역할 및 기능은 제1실시예와 동일하다.
3. 제3 실시예: 고장/정비사례 모드
이하, 도 1 내지 도9를 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 고장/정비사례 모드를 설명하도록 한다.
상기 실시예들과 같은 방법으로 시뮬레이터 사용자는 사용자 모션정보를 활용하여 고장/정비사례 모드를 선택할 수 있다.
이때, 인터페이스부(300)는 사용자 환경 서버(200)에서 전송받은 사용자 모션정보를 기준으로 시뮬레이터 프로그램부(400)을 통해 DB저장매체(520)에 저장된 고장/정비사례 모드 DB를 로딩하고, 이와 동시에 활용하고자 하는 정압기 설비 형상정보를 정압기 시스템 저장매체(530)에서 같이 로딩하여 동기화 정보를 생성한다.
상기 고장/정비사례 모드는 가스누출, 결빙현상 발생 및 소음발생으로 구분되고, 시뮬레이터 사용자들은 확인부(700)가 상기 3가지 중 하나 또는 복합상황을 제시하면 앞의 2가지 모드, 즉, 작동원리 및 정비교육 모드를 통해 습득한 지식을 활용하여 해당 상황을 해결하여야 한다.
상기 확인부(700)는 각 상황에 따른 시뮬레이터 사용자의 조치결과를 평가자료 서버(540)에 수록된 평가기준으로 평가하고 유의사항 또는 개선 필요사항이 있을 경우 감지부(100)에 감지영상 및 음향정보를 송출하여 이용자에게 상기 내용들을 전달할 수 있다.
소음발생 현상의 경우 사용자는 시뮬레이터 상에서 적절한 조치를 취했다면 소음이 현저히 줄어드는 것을 시선 처리부 내의 스피커 및 햅틱글로브의 진동센서로 피드백 받을 수 있다.
반대로 소음이 커지면서 상황이 악회되는 경우도 시선 처리부의 스피커와 햅틱글로브의 진동센서로 영상 및 음향신호가 사용자에게 피드백되어 현실에서 정압기 설비를 운전하는 것과 동일한 환경을 시뮬레이터 사용자에게 제공할 수 있다.
이외 각 시뮬레이터 각 구성의 역할 및 기능은 제1 및 2실시예와 동일하다.
100: 감지부
110: 베이스 스테이션
120: 시선처리부
130: 햅틱글로브
200: 사용자 환경 서버
300: 인터페이스부
400: 시뮬레이터 프로그램부
500: DB부
510: 자료서버
520: DB저장매체
530: 정압기 시스템 저장매체
540: 평가자료 서버
600: 영상지원부
700: 확인부
900: 정압기 설비 시스템
910: 1차 압력
920: 프리 레귤레이터
930: Pilot
940: 정압기
950: 2차 압력
960 슬랩셧 밸브
970: 컨트롤 룸
980: 리모트 세터
110: 베이스 스테이션
120: 시선처리부
130: 햅틱글로브
200: 사용자 환경 서버
300: 인터페이스부
400: 시뮬레이터 프로그램부
500: DB부
510: 자료서버
520: DB저장매체
530: 정압기 시스템 저장매체
540: 평가자료 서버
600: 영상지원부
700: 확인부
900: 정압기 설비 시스템
910: 1차 압력
920: 프리 레귤레이터
930: Pilot
940: 정압기
950: 2차 압력
960 슬랩셧 밸브
970: 컨트롤 룸
980: 리모트 세터
Claims (5)
- 사용자의 시선변화, 몸의 움직임 및 손의 움직임을 감지한 제1 작동신호, 제2 작동신호 및 제3 작동신호를 생성하고, 3차원 모델링된 정압기 설비 시스템, 상기 사용자의 손, 몸 및 상기 시선 변화를 디스플레이하는 감지부;
상기 감지부로부터 전송되는 상기 제1 내지 제3 작동신호를 기반으로 사용자 모션정보를 생성하고, 상기 사용자 모션정보에 따라 작동원리 설명모드, 정비교육 모드 및 고장/정비 사례 모드 중 어느 하나의 모드가 결정되는 사용자 환경 서버;
상기 작동원리 설명모드, 상기 정비교육 모드 및 상기 고장/정비 사례 모드에 각각 상응하는 정압기 설비 운전결과가 기저장된 DB 저장매체, 정압기에 대한 형상정보가 기저장된 정압기 시스템 저장매체, 정압기 설비 기초자료에 대한 나래이션 자료가 기저장된 자료서버 및 평가기준이 기저장된 평가 자료 서버를 포함하는 DB부;
상기 작동원리 설명모드, 상기 정비교육 모드 및 상기 고장/정비 사례 모드 중 어느 하나의 모드에 상응하는 상기 정압기 설비 운전결과 및 상기 형상정보와 상기 사용자 모션정보를 동기화시킨 동기화정보를 생성하는 인터페이스부;
상기 작동원리 설명모드, 상기 정비교육 모드 및 상기 고장/정비 사례 모드 중 어느 하나의 모드에 상응하는 상기 정압기 설비 운전결과 및 상기 형상정보 중 어느 하나를 상기 사용자 모션정보에 따라 로딩하여 상기 인터페이스부로 전송하는 시뮬레이터 프로그램부;
상기 인터페이스부로부터 전송되는 상기 동기화정보를 영상으로 구현한 영상정보를 생성하는 영상지원부;
및 상기 영상지원부로부터 전송되는 상기 영상정보에 따라 상기 감지부에 디스플레이되는 감지영상을 출력하고 상기 평가 자료 서버로부터 전송되는 상기 평가기준에 따라 상기 감지영상을 분석하여 평가결과를 영상지원부로 전송하는 확인부;를 포함하고
상기 작동원리 설명모드, 상기 정비교육 모드 및 상기 고장/정비 사례 모드 중 어느 하나의 모드와 상응하는 상기 정압기 설비 운전결과 및 상기 형상정보 중 어느 하나를 상기 사용자 모션정보에 실시간으로 동기화시킴에 따라 상기 감지부를 통해 가상현실을 구현함으로써 작업장 내에서 정압기에 대한 상기 사용자의 훈련, 교육, 정비 및 평가를 지원하는 것을 특징으로 하는 정압기 설비 시뮬레이터.
- 제1항에 있어서,
상기 감지부는 사용자의 머리에 착용되어 시선변화를 제1작동신호로 생성하고, 상기 영상정보, 상기 감지영상 및 상기 평가결과 출력을 담당하는 시선처리부, 사용자의 양손에 착용되어 손 위치와 손가락 굽힘정도를 제2작동신호로 생성하는 햅틱글로브부 및 사용자 몸의 움직임을 감지하여 제3작동신호로 생성함으로써 가상현실 내 사용자의 이동 방향과 위치 안내를 담당하는 베이스 스테이션으로 구성된 것을 특징으로 하는 정압기 설비 시뮬레이터.
- 제1항에 있어서,
상기 확인부에서 감지영상 분석은 사람 또는 AI에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 정압기 설비 시뮬레이터.
- 제1항에 있어서,
상기 햅틱글로브는 상기 사용자가 가상현실 속 정압기 설비와 상호작용할 경우 전기자극, 진동자극, 압력자극 및 온도자극 중 적어도 어느 하나를 상기 사용자의 손에 전달하는 것을 특징으로 하는 정압기 설비 시뮬레이터.
- 제1항에 있어서,
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 시선처리부는 상기 사용자가 가상현실 속 정압기 설비와 상호작용할 경우 내장된 스피커로 음향정보를 출력하는 것을 특징으로 하는 정압기 설비 시뮬레이터.
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| KR102182079B1 (ko) * | 2020-06-24 | 2020-11-24 | 대한민국 | 화학 사고 대응 훈련용 가상 현실 제어 시스템의 제어방법 |
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