WO2022103077A1 - Vr기반 스마트팜 교육플랫폼시스템 및 그 방법 - Google Patents

Vr기반 스마트팜 교육플랫폼시스템 및 그 방법 Download PDF

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WO2022103077A1
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server
mission
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cultivation
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한명석
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농업회사법인 보리누리주식회사
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    • H04N13/332—Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD]

Definitions

  • the present invention relates to a VR-based smart farm education platform system.
  • a server that provides a simulation corresponding to the cultivation information and a mission for growing crops based on the cultivation information, a user's hand
  • a VR glove mounted on the hood to recognize user motion, a display device that receives the cultivation information and transmits it to the server, and displays a VR image in which a virtual hand according to the user motion is applied to the simulation
  • a VR station including an HMD that receives and provides a VR image, and a manager terminal that monitors mission performance according to user motion of the VR glove and provides user-customized content to the display device through the server; characterized by comprising: VR-based smart farm education platform system.
  • Smart farms are called the third green revolution after plant breeding and genetics. Smart farms artificially control light, air, heat, and nutrients, which are the growth environments of living things, in a controlled facility, so that crops can be produced under a plan like industrial products. system agriculture.
  • Smart farms are developing further due to the application of the 4th industrial revolution technology, and by applying new technologies such as ICT, IoT, big data, cloud, and AI to crop growth, the environment required for the growth of the crops according to the real-time conditions inside the farm is developed. Many researchers are conducting research with the goal of automatically controlling it.
  • Such smart farms can contribute to improving the quality and production efficiency of products, and are emerging as a way to solve problems such as a decrease in the labor population and farmland, and extreme weather caused by climate change.
  • Smart farm operation requires knowledge about the overall facilities of the smart farm, the cultivation method of the selected crop, understanding the cultivation situation, and the operation of cultivation equipment.
  • modern people without crop cultivation experience grow crops, it is difficult to perform the work necessary for crop cultivation in a timely manner, and various information for facility facilities, selection of cultivated crops, and crop cultivation methods are directly collected.
  • information sharing is not easy, although it is necessary to seek advice from others.
  • the smart farm is systematized to minimize human intervention in a situation where it is automatically operated, human intervention is essential when a problem occurs or an unprogrammed situation occurs in the smart farm.
  • offline education was often provided, but there is a limit to education focusing on texts and pictures. Accordingly, there is a need for smart farm education that trainees receiving smart farm education can intuitively feel and understand. In addition, offline education is difficult in situations such as a pandemic, so a non-face-to-face solution is required.
  • An object of the present invention is to provide an intuitive and sensible cultivation education by simulating a virtual smart farm based on cultivation information selected by a user and performing a mission using a VR glove, and through user-customized content It is to provide a VR-based smart farm education platform system and method that can provide customized training.
  • the VR-based smart farm education platform system provides a simulation corresponding to the cultivation information when cultivation information including facility scale, crop type, and facility equipment is received. and a server that provides a mission for growing crops based on the cultivation information, a VR glove mounted on the user's hand to recognize user motion, and the cultivation information received and transmitted to the server, and virtual according to the user's motion
  • a VR station including a display device that displays a VR image applied to the simulation of a hand of a user, an HMD that receives and provides a VR image from the display device, and a user-customized content by monitoring mission performance according to the user's motion of the VR glove may include a manager terminal that provides to the display device through the server.
  • the VR glove enables selection and movement of objects included in the VR image
  • the server provides a virtual estimate when installing a smart farm according to the cultivation information, and is included in the VR image by the VR glove
  • a remote consultation can be requested from the manager terminal.
  • the manager terminal may provide consulting information and installation estimate for the smart farm in which the object location is set to the display device through the server.
  • the server provides a mission for at least one of a cultivation method and equipment operation according to the crop type and growth period, and when the user motion matches a preset operation, it is determined as a mission success, and when the mission fails, the guide hand can be provided to induce action.
  • the server may store step-by-step image content for explaining a cultivation method and equipment operation according to a crop type and growth period, and a step-by-step mission corresponding to the image content.
  • the manager terminal may provide a notification when a user's mission fails, receive at least one image content and a mission for additional learning as user-customized content, and remotely play it on the display device through the server.
  • the manager terminal may provide a list of video content and missions within a preset step range based on the user's learning step, and select the content searched for by the manager as a keyword customized content in the list.
  • the server receives a real-time crop price for each crop type from the manager terminal, determines a crop price trend for each crop type based on the accumulated crop price for each period, and when the user selects a cultivated crop, the real-time crop price for each crop type and market price trends can be provided visually.
  • the server may calculate and provide a virtual profit based on the cultivation information and pre-stored market prices of crops when the harvest mission is successful.
  • a VR glove mounted on a user's hand to recognize user motion an HMD mounted on the user's head to output a VR image
  • a display device for providing a VR image to the HMD may include the following steps.
  • the server When the server receives cultivation information including facility scale, crop type, and facility equipment from the VR station, providing a mission for crop cultivation based on a simulation corresponding to the cultivation information and the cultivation information; displaying, by a display device, a VR image in which a virtual hand corresponding to the user motion recognized through the VR glove is applied to the simulation, and simultaneously outputting to the HMD, and the manager terminal, according to the user motion of the VR glove It may include the step of monitoring the mission performance according to the user-customized content through the server to the display device.
  • the VR-based smart farm education platform system and method of the present invention simulate a virtual smart farm based on the cultivation information selected by the user and perform the mission using the VR glove.
  • a smart farm virtual estimate can be provided based on the cultivation information selected by the user, and consulting information and actual quotation can be provided through remote consultation of the manager terminal.
  • the market price can be grasped at a glance and can help in the selection of cultivated crops.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a schematic configuration of a VR-based smart farm education platform system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating the configuration of the VR station of FIG. 1 .
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating the configuration of the display device of FIG. 2 .
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating the configuration of the server of FIG. 1 .
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating the configuration of the manager terminal of FIG. 1 .
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a VR-based smart farm education providing method of a VR-based smart farm education platform system according to an embodiment of the present invention.
  • a VR-based smart farm education platform system (hereinafter referred to as a system) according to an embodiment of the present invention may include a VR station 100 , a server 200 , and an administrator terminal 300 . .
  • the user can train the smart farm education in the VR environment through the VR station 100 with the content received from the server 200, and the administrator monitors the user's training through the manager terminal 300. Users can be trained by remotely controlling user-customized content.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating the configuration of the VR station of FIG. 1 . 2 and 3
  • the VR station 100 may include an HMD 110 , a VR glove 120 , and a display device 130 .
  • the HMD 110 is worn on the user's head, and has a glasses-shaped display unit to output a 3D image received from the display apparatus 100 to the glasses-shaped display unit.
  • the HMD 110 may transmit a movement of the user's head (head tracking information) to the display apparatus 100 to receive a 3D image according to the movement.
  • the VR glove 120 may be mounted on both hands of the user to recognize the user's motion. At this time, the VR glove 120 is mounted on the user's hand, a motion sensor is mounted on the joint to recognize the user's joint movement, and a vibration sensor is provided to receive a notification according to the operation.
  • the VR glove 120 includes a laser and transmits a laser to the display unit 133 of the display device 130 to transmit an input signal, or to play an interface role such as touch, grab, and UI manipulation according to a preset operation. can also be done
  • the VR glove 120 generates reference position information when driving, and in this case, the reference position information becomes information that can display the VR glove 120 with a virtual hand on the display screen of the display unit 133 .
  • the virtual hand may be displayed on the display screen of the display unit 133 to correspond to the reference position information of the VR glove 120 .
  • the display device 130 is a terminal in which an app for providing smart farm education services is installed, and may provide smart farm education content through communication with the server 200 and provide a UI for controlling the app.
  • the display device 130 performs user authentication when running the app and logs in, receives cultivation information from the user or user-customized content provided by the manager terminal 300 through the UI, and transmits the selected input to the server 200, , it is possible to receive a simulated VR image that matches the user's request.
  • the display device 130 displays the VR image applied to the simulation received from the server 200 according to the user motion recognized from the VR glove 120 through the display unit 133, and the same VR image may also be displayed on the HMD 110 .
  • the VR image becomes a 360-degree image provided according to the movement of the HMD 110
  • the display unit 133 may mirror and output the image of the display unit provided in the HMD 110 .
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating the configuration of the display device of FIG. 2 .
  • the display device 130 may include a communication unit 131 , a memory 132 , a display unit 133 , a control unit 134 , and a remote provision unit 135 .
  • the display device 130 may transmit/receive data wirelessly to and from the server 200 through the communication unit 131 , and may transmit/receive data through a wired or wireless connection with the HMD 110 and the VR glove 120 .
  • the memory 132 may store data for driving an app, and VR image contents to be simulated and reproduced on the display unit 133 may be stored.
  • the display unit 133 mirrors and displays the VR image output to the HMD 110 under the control of the control unit 134 , and simulates the virtual content received from the server 200 corresponding to the movement of the VR glove 120 . It can be indicated by applying a hand.
  • the control unit 134 controls the overall driving of the display device 130, and controls the content received from the server 200 according to control commands (motion information, etc.) received from the HMD 110 and the VR glove 120. It can output to the HMD 110 and the display unit 133 .
  • the remote providing unit 135 supports remote control of the manager terminal 300 through the server 200, and if remote consultation is supported through the remote providing unit 135, or if help is needed when performing a mission, the manager terminal 300 ) may receive a guide on mission performance, and user-customized content executed by the manager terminal 300 may be reproduced through the display unit 133 .
  • the server 200 may include a DB 210 , a content providing unit 220 , a calculation unit 230 , and a remote support unit 240 .
  • the DB 210 may include a facility object DB, a crop price DB, an education content DB, a management DB, and the like.
  • the facility object DB may store information on various equipment materials and devices for building smart farm facilities.
  • equipment materials and devices include plastic houses, facilities, various sensors (temperature, humidity, CO 2 , infrared rays, irrigation, air volume, etc.), sensor-based driven devices (air conditioners, irrigation devices, air conditioners, nutrient solutions, etc.) , it may be a cultivation automation device used for growing crops.
  • the facility object DB stores three-dimensional images, actual prices, suitable placement locations, etc. for each object (various equipment materials and devices), and object information corresponding to each crop type by unit size can be divided and stored.
  • the crop price DB may store price information for each crop type.
  • the crop price may be inputted in real time from the manager terminal 300 , and the crop price DB may accumulate and store the real-time input price for each crop type in time series.
  • Education contents DB can store educational contents related to smart farm operation such as introduction by crop type, cultivation method by growth process and growth period, equipment operation method, sensor confirmation and equipment management method, etc. Step-by-step missions can be matched and stored.
  • the mission may be a preset operation induced according to the learning purpose of each content.
  • the educational contents may be various contents related to seedling planting, unmanned control, culture medium management, temperature management, growth management, harvest, and the like.
  • the management DB can store and manage member information such as member information, smart farm construction facilities for each affiliate/member, customized content management, and mission performance score and progress.
  • the content providing unit 220 provides the content requested from the VR station 100 and the content remotely played by the manager terminal 300 to the VR station 100, and is used to select crops and facilities for smart farm construction.
  • an object matching the cultivation information (facility scale, crop type, and facility facility) selected by the user among the objects stored in the facility object DB may be provided to the VR station 100 .
  • the selected object may be simulated and provided.
  • the object may be transmitted as it is and simulated in the VR station 100 .
  • the content providing unit 220 provides a UI for building a virtual smart farm to provide a user-desired facility scale, cultivated crop type, and facility Equipment can be selected.
  • cultivation information can be selected using the VR glove 120 .
  • the VR image displayed on the display unit 133 and the HMD 110 may be simulated 50 by being placed in a pre-stored position whenever an object is selected through the UI.
  • the object of the built virtual smart farm may be moved to a location according to a user setting by the VR glove 120 .
  • the content providing unit 220 may provide a list of contents to extract a plurality of image contents and missions necessary for cultivating a corresponding crop based on cultivation information to perform step-by-step learning.
  • the content list may include image content and missions for at least one of a cultivation method according to a growth period of a crop corresponding to the cultivation information, and operation of related equipment.
  • the content providing unit 220 determines that the mission is successful when the user motion according to the mission is matched with a preset operation, and when the mission fails, a guide hand (not shown) may be provided to induce the mission operation.
  • the guide hand may be provided as a hand-shaped VR image for performing a mission operation and superimposed on one area of the VR image output to the display unit 133 and the HMD 110 .
  • the guide hand for inducing the mission operation may be provided through the manager terminal 300 .
  • a related description will be given when the function of the manager terminal 300 of FIG. 5 is described.
  • the calculator 230 extracts the actual price information matched to the object selected by the user from the DB 210 to calculate and provide a smart farm virtual estimate.
  • the calculation unit 230 can provide the growth rate of the cultivated crop according to the mission success upon completion of learning or upon user request, and when the mission is crop cultivation, it is predicted when cultivating and harvesting the corresponding crop in the built smart farm.
  • Virtual revenue can be calculated and provided. In this case, the virtual profit can be predicted based on the market price of the corresponding crop.
  • the calculator 230 determines the crop price trend by crop type based on the crop price for each period accumulated in the crop price DB, and real-time crop price and market price for each crop type when the user selects a cultivated crop through the UI or requests a request By providing a trend, it can help users make a choice.
  • the remote support unit 240 provides an environment for remote control of the manager terminal 300 .
  • the remote control of the manager terminal 300 may be executed upon a user's request or when the manager terminal 300 provides user-customized content.
  • the remote support unit 240 transmits the smart farm information built by the user to the manager terminal 300, and requests remote consultation so that remote consultation between the VR station 100 and the manager terminal 300 is performed. make it happen
  • the consultation may be conducted in various forms such as real-time video chatting, voice chatting, text chatting, and the like.
  • the manager terminal 300 may include a monitoring unit 310 , a remote control unit 320 , and a customized training unit 330 .
  • the monitoring unit 310 may receive and monitor smart farm facilities and virtual estimates built in the VR station 100 through the server 200 .
  • the monitoring unit 310 provides information such as contents simulated in the VR station 100 and mission performance so that the administrator can check it, and when the mission fails, the administrator can check it through a notification.
  • remote control of the VR station 100 is possible through the remote control unit 320 .
  • the remote control unit 320 may control the playback content of the VR station 100 through the remote support unit 240 of the server 200 . Specifically, the remote control unit 320 may select and provide user-customized content and missions from the DB 210 , and may provide remote consultations on smart farm construction and facility quotations. In addition, when the user's mission failure repeats, an image (guide hand) in which the administrator performs the mission operation may be provided through the remote control unit 320 .
  • the user-customized content and mission may be content selected by the administrator as related content and similar missions for performing the mission that the user has failed, and may be the content determined by the administrator as learning that needs reinforcement even if the user succeeds in the mission. there is.
  • the customized training unit 330 may monitor mission performance, select at least one image content and a mission for additional learning as user-customized content, and may remotely reproduce it in the VR station 100 through the server 200 .
  • the customized training unit 330 may provide a user-related content collection and search service so that an administrator can easily select user-customized content.
  • the customized training unit 330 provides a list of video content and missions within a preset stage range based on the user's learning stage, and provides a keyword search within the list to allow the administrator to extract the customized content required for the user. can do.
  • keywords included in the corresponding content name or content description may be used, and other methods may also be applied.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a VR-based smart farm education providing method of a VR-based smart farm education platform system according to an embodiment of the present invention.
  • the VR-based smart farm education providing method according to an embodiment of the present invention is based on the VR-based smart farm education platform system of FIGS. 1 to 6 .
  • a user logs in through the execution of an app in the VR station 100, it is determined whether the user has a smart farm, and if the smart farm is not built, a UI for building a smart farm can be provided. On the other hand, when a smart farm is built, learning can be performed by playing user-customized content in the user's learning stage.
  • the display device 130 may transmit the selected cultivation information to the server 200 .
  • the server 200 provides a simulated object corresponding to the selected cultivation information (S20), and the VR station 100 may output a simulated VR image to the HMD 110 (S30). Also, the VR image of the HMD 110 may be mirrored and output to the display unit 133 .
  • the user may change the facility location by selecting and moving an object through the VR glove 120 (S40).
  • a virtual estimate may be requested (S50), and the server 200 may calculate and provide a virtual estimate based on the actual price of the object selected in the smart farm facility (S60).
  • the smart farm construction information may be transmitted to the manager terminal 300 through the server 200 .
  • the manager can check the smart farm facility facilities built by the user, and monitor the virtual estimate calculated by the server 200 (S70).
  • the manager terminal 300 may provide remote consultation for smart farm facility facility consulting and consulting-based quotation to the VR station 100 through the remote support of the server 200 (S80).
  • the manager terminal 300 may provide remote consultation for smart farm facility facility consulting and consulting-based quotation to the VR station 100 through the remote support of the server 200 (S80).
  • the VR station 100 may transmit facility facility completion information to the server 200 .
  • the server 200 may provide the cultivated crops and equipment-based image contents and missions selected by the user based on the cultivation information of the built smart farm (S100).
  • the user may learn through the VR image output to the HMD 110 and perform a mission operation using the VR glove 120 (S110).
  • a mission operation may be provided through a virtual hand.
  • the mission performance information (user's operation) is transmitted to the manager terminal 300 through the server 200, and the manager terminal 300 performs real-time monitoring, and remote control can be performed when the manager's help is needed ( S130).
  • the manager terminal 300 may simultaneously monitor the mission performance of at least one or more users. Accordingly, the administrator can check through a notification when the user's mission fails.
  • an image (guide hand) in which the administrator performs the mission operation may be provided to the VR station 100 through remote control.
  • the guide hand may be provided as a VR image pre-stored in the DB 210 by matching the mission.
  • the manager terminal 300 performs customized training by selecting user-customized content, such as related content for performing a mission that the user has failed, and content determined as learning that needs reinforcement from the manager's side, through monitoring the user's learning stage and mission performance. can be performed (S140).
  • user-customized content such as related content for performing a mission that the user has failed, and content determined as learning that needs reinforcement from the manager's side, through monitoring the user's learning stage and mission performance.
  • the administrator can easily select user-customized content through a collection of user-related content and a search service.
  • the user-customized content selected by the manager terminal 300 may be played in the VR station 100 through remote control, and the server 200 may select a mission matched with the corresponding content or a mission selected from the manager terminal 300 .
  • the manager terminal 300 When the user's learning and mission is performed, the manager terminal 300 performs monitoring and remote control in real time, and when the corresponding mission is completed (S160), when the learning is performed and the mission is successful, the VR station 100 sends the learning and mission completion to the server ( 200) (S170).
  • the server 200 may calculate and provide a cultivation growth rate or virtual profit according to whether or not a cultivated crop is harvested based on the user's learning stage (S180).
  • the growth rate of the cultivated crop grown through the current learning stage is provided as visual information such as due diligence and graph (S190), and after harvest, the market price of the crop and cultivation of the smart farm built by the user
  • a virtual profit may be calculated and provided based on the information (S200). Accordingly, it is possible to predict the profit when cultivating cultivated crops at the smart farm scale set by the user.
  • FIGS. 1 to 6 what has been described using FIGS. 1 to 6 above describes only the main points of the present invention, and as many designs are possible within the technical scope, the present invention is limited to the configuration of FIGS. 1 to 6 It is clear that it is not
  • HMD 120 VR glove
  • control unit 135 remote provision unit
  • DB 220 content providing unit
  • calculation unit 240 remote support unit
  • monitoring unit 320 remote control unit

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Abstract

본 발명은 VR기반 스마트팜 교육플랫폼시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 시설규모, 작물종류 및 시설 설비를 포함하는 재배정보가 수신되면 상기 재배정보에 대응되는 시뮬레이션을 제공하고, 상기 재배정보를 기반으로 작물 재배를 위한 미션을 제공하는 서버, 사용자의 손에 장착되어 사용자 모션을 인식하는 VR 글러브와, 상기 재배정보를 입력받아 상기 서버로 전송하고, 상기 사용자 모션에 따른 가상의 손을 상기 시뮬레이션에 적용한 VR 영상을 디스플레이하는 디스플레이장치와, 상기 디스플레이장치로부터 VR 영상을 수신하여 제공하는 HMD를 포함하는 VR 스테이션 및 상기 VR 글러브의 사용자 모션에 따른 미션 수행을 모니터링하여 사용자 맞춤형 콘텐츠를 상기 서버를 통해 상기 디스플레이장치로 제공하는 관리자 단말기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 VR기반 스마트팜 교육플랫폼시스템에 관한 것이다.

Description

VR기반 스마트팜 교육플랫폼시스템 및 그 방법
본 발명은 VR기반 스마트팜 교육플랫폼시스템에 관한 것이다.
보다 구체적으로, 시설규모, 작물종류 및 시설 설비를 포함하는 재배정보가 수신되면 상기 재배정보에 대응되는 시뮬레이션을 제공하고, 상기 재배정보를 기반으로 작물 재배를 위한 미션을 제공하는 서버, 사용자의 손에 장착되어 사용자 모션을 인식하는 VR 글러브와, 상기 재배정보를 입력받아 상기 서버로 전송하고, 상기 사용자 모션에 따른 가상의 손을 상기 시뮬레이션에 적용한 VR 영상을 디스플레이하는 디스플레이장치와, 상기 디스플레이장치로부터 VR 영상을 수신하여 제공하는 HMD를 포함하는 VR 스테이션 및 상기 VR 글러브의 사용자 모션에 따른 미션 수행을 모니터링하여 사용자 맞춤형 콘텐츠를 상기 서버를 통해 상기 디스플레이장치로 제공하는 관리자 단말기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 VR기반 스마트팜 교육플랫폼시스템에 관한 것이다.
농경지, 인력, 생산 비중 등의 감소로 어려움에 빠져 있는 국내 농업이 최근 첨단 기술과 융합해 스마트팜으로 변신하는 중이다.
스마트 팜은 식물의 육종 및 유전학 이후, 제3의 녹색혁명이라고 일컬어지고 있을만큼, 통제된 시설 내에서 생물의 생육환경인 빛, 공기, 열, 양분을 인공적으로 제어하여 공산품처럼 계획하에 작물 생산이 가능한 시스템 농업이다.
스마트 팜은 최근 4차 산업혁명 기술 적용으로 더욱 발전하고 있으며, ICT, IoT, 빅데이터, 클라우드, AI 등의 신기술을 농작물 생육에 적용하여 농장 내부의 실시간 상태에 따라 해당 작물의 생장에 요구되는 환경을 자동으로 제어하는 것을 목표로 많은 연구진이 연구를 수행하고 있다.
이러한 스마트팜은 생산물의 품질과 생산 효율을 높이는 데 기여할 수 있어, 노동인구 및 농지 감소, 기후변화에 따른 기상이변 등의 문제를 해결할 수 있는 방안으로 떠오르고 있다.
스마트팜 운용을 위해서는 스마트팜의 전반적인 설비, 선택한 재배작물의 재배방법, 재배상황파악, 재배 장비의 구동 등에 대한 지식이 필요하다. 하지만, 작물 재배 경험이 없는 현대인들이 작물을 재배하게 되는 경우, 시의적절하게 작물 재배에 필요한 작업을 수행하기가 어렵고, 시설 설비, 재배작물의 선택 및 작물 재배 방법 등을 위한 여러 정보를 직접 수집하거나 다른 사람들의 조언을 구해야 하나 정보공유도 쉽지 않다는 문제가 있다.
또한, 스마트팜은 자동으로 운용이 되는 상황에서 사람의 개입을 최소화하기 위해 시스템화했지만, 스마트팜에서 문제가 생기거나 프로그램되지 않은 상황(Situation)이 발생하는 경우에는 사람의 개입이 필수적이다.
이때, 스마트팜의 매커니즘을 이해하지 못한 채 스마트팜만 운용하는 농업인의 경우에는, 스마트팜을 관리할 수 있는 인력이 도착할 때까지 작물이 타들어가거나 말라죽는 것을 보고만 있어야 한다.
이에 따라, 스마트팜의 매커니즘을 이해할 수 있도록 스마트팜의 구동에 대한 매커니즘을 이해할 수 있는 교육 콘텐츠를 제공함으로써 다양한 상황에서 실제 작물의 피해 및 비용의 소요없이도 상황대처능력을 기를 수 있도록 하는 방법의 연구 및 개발의 필요성이 대두되고 있다.
이와 관련하여 오프라인 교육이 종종 있었으나, 텍스트, 그림 위주로 교육의 한계가 있다. 이에, 스마트팜 교육을 받는 훈련자가 직관적으로 체감하고 이해할 수 있는 스마트팜 교육이 필요하다. 또한, 팬데믹 등의 상황에서는 오프라인 교육이 어려우므로 비대면 솔루션이 요구된다.
본 발명의 목적은, 사용자에 의해 선택된 재배정보를 기반으로 가상 스마트팜을 시뮬레이션하고 VR글러브를 이용하여 미션을 수행하게 함으로써 직관적이고 체감할 수 있는 재배교육을 제공할 수 있고, 사용자 맞춤형 콘텐츠를 통해 맞춤형 트레이닝을 제공할 수 있는 VR기반 스마트팜 교육플랫폼시스템 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 VR기반 스마트팜 교육플랫폼시스템은 시설규모, 작물종류 및 시설 설비를 포함하는 재배정보가 수신되면 상기 재배정보에 대응되는 시뮬레이션을 제공하고, 상기 재배정보를 기반으로 작물 재배를 위한 미션을 제공하는 서버, 사용자의 손에 장착되어 사용자 모션을 인식하는 VR 글러브와 상기 재배정보를 입력받아 상기 서버로 전송하고, 상기 사용자 모션에 따른 가상의 손을 상기 시뮬레이션에 적용한 VR 영상을 디스플레이하는 디스플레이장치와 상기 디스플레이장치로부터 VR 영상을 수신하여 제공하는 HMD를 포함하는 VR 스테이션, 및 상기 VR 글러브의 사용자 모션에 따른 미션 수행을 모니터링하여 사용자 맞춤형 콘텐츠를 상기 서버를 통해 상기 디스플레이장치로 제공하는 관리자 단말기를 포함할 수 있다.
또한, 상기 VR 글러브는, 상기 VR 영상에 포함된 객체의 선택 및 이동이 가능하며, 상기 서버는 상기 재배정보에 따른 스마트팜 설치시 가상 견적을 제공하며, 상기 VR 글러브에 의해 상기 VR 영상에 포함된 객체의 위치 설정이 완료되면 상기 관리자 단말기로 원격상담을 요청할 수 있다.
또한, 상기 관리자 단말기는, 객체 위치가 설정된 스마트팜에 대한 컨설팅 정보 및 설치견적을 상기 서버를 통해 상기 디스플레이장치로 제공할 수 있다.
또한, 상기 서버는, 작물종류 및 성장시기에 따른 재배방법, 장비 작동 중 적어도 하나에 대한 미션을 제공하고, 상기 사용자 모션이 기설정된 동작에 매칭되면 미션 성공으로 판단하며, 미션 실패시 가이드 손을 제공하여 동작을 유도할 수 있다.
또한, 상기 서버는, 작물종류 및 성장시기에 따른 재배방법, 장비 작동을 설명하는 단계별 영상콘텐츠 및 상기 영상콘텐츠에 대응되는 단계별 미션을 저장할 수 있다.
또한, 상기 관리자 단말기는, 사용자의 미션 실패시 알림을 제공하고, 추가학습을 위한 적어도 하나의 영상콘텐츠 및 미션을 사용자 맞춤형 콘텐츠로 선택받아 상기 서버를 통해 상기 디스플레이장치에서 원격 재생시킬 수 있다.
이때, 상기 관리자 단말기는, 사용자의 학습단계를 기준으로 기설정 단계범위 내의 영상콘텐츠 및 미션을 목록으로 제공하고, 해당 목록 내에서 관리자에 의해 키워드 검색된 콘텐츠를 사용자 맞춤형 콘텐츠로 선택할 수 있다.
또한, 상기 서버는, 상기 관리자 단말기로부터 작물종류별 실시간 작물 시세를 입력받고, 누적된 시기별 작물시세를 기반으로 작물종류별 작물 시세 추이를 판단하며, 사용자의 재배작물 선택시, 상기 작물종류별 실시간 작물 시세 및 시세 추이를 시각적으로 제공할 수 있다.
또한, 상기 서버는, 수확 미션 성공시 상기 재배정보 및 기저장된 작물의 시세를 기반으로 가상 수익을 산출하여 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 사용자의 손에 장착되어 사용자 모션을 인식하는 VR 글러브, 상기 사용자의 머리에 장착되어 VR영상을 출력하는 HMD 및 상기 HMD로 VR 영상을 제공하는 디스플레이장치로 구성된 VR 스테이션, 상기 VR 스테이션에 콘텐츠를 제공하는 서버 및 관리자단말기를 포함하는 시스템의 VR기반 스마트팜 교육제공방법은 다음 단계를 포함할 수 있다.
상기 서버가, 상기 VR 스테이션으로부터 시설규모, 작물종류 및 시설 설비를 포함하는 재배정보를 수신하면, 상기 재배정보에 대응되는 시뮬레이션 및 상기 재배정보를 기반으로 작물 재배를 위한 미션을 제공하는 단계, 상기 디스플레이장치가, 상기 VR 글러브를 통해 인식되는 사용자 모션에 대응되는 가상의 손을 상기 시뮬레이션에 적용한 VR 영상을 디스플레이하며, 상기 HMD로 동시출력하는 단계 및 상기 관리자 단말기가, 상기 VR 글러브의 사용자 모션에 따른 미션 수행을 모니터링하여 사용자 맞춤형 콘텐츠를 상기 서버를 통해 상기 디스플레이장치로 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 VR기반 스마트팜 교육플랫폼시스템 및 그 방법은, 사용자에 의해 선택된 재배정보를 기반으로 가상 스마트팜을 시뮬레이션하고 VR글러브를 이용하여 미션을 수행하게 함으로써 직관적이고 체감할 수 있는 재배교육을 제공할 수 있다. 즉, 비대면 실감체감형 작물 재배 교육을 제공할 수 있다.
또한, 재배정보 선택시 단위규모별 재배작물별 선택 가능한 장비를 제공하고, 사용자에 의해 선택된 각 객체(단위규모, 재배작물, 장비 등)를 적합 위치에 자동배치한 스마트팜 시뮬레이션을 제공함으로써 사용자가 스마트팜 시설을 직관적으로 인지할 수 있다.
또한, 사용자가 선택한 재배정보를 기반으로 스마트팜 가상견적을 제공할 수 있고, 관리자단말기의 원격상담을 통해 컨설팅 정보 및 실제 견적을 제공받을 수 있다.
또한, 사용자의 미션 성공 및 실패시 글러브 진동 또는 효과음 등을 출력하여 직관적으로 인지하게 하며, 미션 실패시 가이드 손을 제공하여 미션 동작을 유도함으로써 학습효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 영상콘텐츠 및 미션을 통해 작물종류 및 성장시기에 따른 재배방법, 장비 작동을 단계별로 학습할 수 있고, 관리자의 모니터링을 통해 사용자에게 필요한 학습 콘텐츠들을 사용자 맞춤형 콘텐츠로 제공함으로써 강화 훈련을 제공할 수 있다.
또한, 작물종류별 실시간 작물 시세 및 시세 추이를 시각적으로 제공하여 시세를 한눈에 파악할 수 있으며, 재배작물의 선택에 도움을 줄 수 있다.
또한, 학습 및 미션 수행을 통해 재배작물을 가상수확시 사용자가 설정한 스마트팜 규모 및 재배작물 시세를 기반한 스마트팜 수익을 확인할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 VR기반 스마트팜 교육플랫폼시스템의 개략적인 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 VR 스테이션의 구성을 설명하기 위한 구성 블록도이다.
도 3은 도 2의 디스플레이장치의 구성을 설명하기 위한 구성 블록도이다.
도 4는 도 1의 서버의 구성을 설명하기 위한 구성 블록도이다.
도 5은 도 1의 관리자 단말기의 구성을 설명하기 위한 구성 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 VR기반 스마트팜 교육플랫폼시스템의 VR기반 스마트팜 교육제공방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 VR기반 스마트팜 교육플랫폼시스템의 개략적인 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 VR기반 스마트팜 교육플랫폼시스템(이하, 시스템이라함)은 VR 스테이션(100), 서버(200) 및 관리자 단말기(300)를 포함할 수 있다.
본 발명의 시스템은 서버(200)로부터 수신되는 콘텐츠를 VR 스테이션(100)을 통해 사용자가 VR 환경에서 스마트팜 교육을 트레이닝할 수 있고, 관리자 단말기(300)를 통해 관리자가 사용자의 트레이닝을 모니터링하여 사용자 맞춤형 콘텐츠를 원격제어함으로써 사용자를 훈련시킬 수 있다.
도 2는 도 1의 VR 스테이션의 구성을 설명하기 위한 구성 블록도이다. 도 2 및 도 3을 참고하면, VR 스테이션(100)은 HMD(110), VR 글러브(120) 및 디스플레이장치(130)를 포함할 수 있다.
HMD(110)는 사용자의 머리에 착용되며, 안경형상의 디스플레이부를 구비하여 디스플레이장치(100)로부터 수신되는 3차원 영상을 안경형상의 디스플레이부로 출력할 수 있다. 또한, HMD(110)는 사용자의 머리의 움직임(헤드 트레킹 정보)을 디스플레이장치(100)로 전송하여 움직임에 따른 3차원 영상을 수신할 수 있다.
VR 글러브(120)는 사용자의 양손에 각각 장착되어 사용자 모션을 인식할 수 있다. 이때, VR 글러브(120)는 사용자 손에 장착되어 사용자의 관절 움직임을 인식할 수 있도록 관절부위에 모션센서가 장착되고, 진동센서를 구비하여 동작에 따른 알림을 수신할 수 있다. 또한, VR 글러브(120)는 레이저를 구비하여 디스플레이장치(130)의 디스플레이부(133)에 레이저를 송신하여 입력신호를 전송하거나, 기설정 동작에 따른 터치, 그랩, UI 조작 등의 인터페이스 역할을 수행할 수도 있다.
이를 위해, VR 글러브(120)는 구동시 기준 위치정보를 생성하며, 이때 기준 위치정보는 디스플레이부(133)의 표시화면에 VR 글러브(120)를 가상의 손으로 표시할 수 있는 정보가 된다.
이때, VR 글러브의 이동이나 동작에 따른 움직임 발생시 VR 글러브(120)의 기준 위치정보를 기준으로 가상의 손이 대응되게 디스플레이부(133)의 표시화면에 표시될 수 있다.
디스플레이장치(130)는 스마트팜 교육 서비스 제공을 위한 앱이 설치된 단말기로 서버(200)와의 통신을 통해 스마트팜 교육 콘텐츠를 제공하며, 앱 제어를 위한 UI를 제공할 수 있다.
디스플레이장치(130)는 앱 실행시 사용자 인증을 수행하여 로그인하고, UI를 통해 사용자로부터 재배정보나 관리자단말기(300)에 의해 사용자 맞춤 제공된 사용자 맞춤형 콘텐츠 등을 선택 입력받아 서버(200)로 전송하며, 사용자 요청에 매칭되는 시뮬레이션 VR영상을 수신할 수 있다.
또한, 디스플레이장치(130)는 VR 글러브(120)로부터 인식되는 사용자 모션에 따른 가상의 손을 서버(200)로부터 수신한 시뮬레이션에 적용한 VR 영상을 디스플레이부(133)를 통해 표시하며, 동일한 VR영상을 HMD(110)에도 표시할 수 있다. 이때, VR영상은 HMD(110)의 움직임에 따라 제공되는 360도 영상이 되며, 디스플레이부(133)는 HMD(110)에 구비된 디스플레이부의 영상을 미러링 출력할 수 있다.
도 3은 도 2의 디스플레이장치의 구성을 설명하기 위한 구성 블록도이다.
디스플레이장치(130)는 통신부(131), 메모리(132), 디스플레이부(133), 제어부(134) 및 원격제공부(135)를 포함할 수 있다. 디스플레이장치(130)는 통신부(131)를 통해 서버(200)와 무선 데이터를 송수신할 수 있으며, HMD(110) 및 VR 글러브(120)와도 유선 또는 무선 연결되어 데이터를 송수신할 수 있다.
메모리(132)에는 앱 구동을 위한 데이터 등이 저장되고, 디스플레이부(133)에서 시뮬레이션 및 재생될 VR영상 콘텐츠들이 저장될 수 있다.
디스플레이부(133)는 제어부(134)의 제어에 따라 HMD(110)에 출력되는 VR영상을 미러링 표시하며, 서버(200)로부터 수신되는 시뮬레이션 콘텐츠에 VR 글러브(120)의 움직임에 대응되는 가상의 손을 적용하여 표시할 수 있다.
제어부(134)는 디스플레이장치(130)의 전반적인 구동을 제어하며, HMD(110) 및 VR 글러브(120)로부터 수신되는 제어명령(움직임 정보 등)에 따라 서버(200)로부터 수신된 콘텐츠를 제어하여 HMD(110) 및 디스플레이부(133)로 출력할 수 있다.
원격제공부(135)는 서버(200)를 통해 관리자 단말기(300)의 원격제어를 지원하며, 원격제공부(135)를 통해 원격상담을 지원받거나, 미션 수행시 도움이 필요한 경우 관리자 단말기(300)로부터 미션 수행 동작을 가이드 받을 수 있고, 관리자 단말기(300)에 의해 실행되는 사용자 맞춤형 콘텐츠를 디스플레이부(133)를 통해 재생시킬 수도 있다.
도 4는 도 1의 서버의 구성을 설명하기 위한 구성 블록도이다. 도 4를 참고하면, 서버(200)는 DB(210), 콘텐츠 제공부(220), 산출부(230) 및 원격지원부(240)를 포함할 수 있다.
DB(210)는 설비 객체 DB, 작물 시세 DB, 교육 콘텐츠 DB, 관리 DB 등을 포함할 수 있다.
설비 객체 DB는 스마트팜 시설 구축을 위한 각종 설비 자재 및 장치에 대한 정보를 저장할 수 있다. 일 예로, 설비 자재 및 장치는 비닐하우스, 시설대, 각종 센서(온도, 습도, CO2, 적외선, 관수, 풍량 등), 센서기반 구동되는 장치(냉난방기, 관수장치, 풍량기, 양액기 등), 작물재배에 이용되는 재배 자동화 장치 등이 될 수 있다.
설비 객체 DB는 각 객체(각종 설비 자재 및 장치)에 대한 3차원 이미지, 실제 가격, 적합 배치위치 등을 저장하며, 단위규모별 작물종류별 대응되는 객체정보가 구분되어 저장될 수 있다.
작물 시세 DB는 작물종류별 시세 정보를 저장할 수 있다. 이때, 작물시세는 관리자 단말기(300)로부터 실시간 입력될 수 있으며, 작물 시세 DB는 실시간 입력되는 작물종류별 시세를 시계열적으로 누적저장할 수 있다.
교육 콘텐츠 DB는 작물종류별 소개, 성장과정 및 성장시기별 재배방법, 장비 작동방법, 센서 확인 및 장비 관리 방법 등 스마트팜 운영과 관련된 교육 콘텐츠들을 저장할 수 있으며, 각 콘텐츠에는 학습유도 및 간접체험을 위한 단계별 미션이 매칭저장될 수 있다.
여기서 미션은 각 콘텐츠의 학습 목적에 따라 유도되는 기설정된 동작이 될 수 있다. 일 예로, 교육콘텐츠는 모종 심기, 무인방제, 배양액 관리, 온도관리, 성장관리, 수확 등에 관한 다양한 콘텐츠들이 될 수 있다.
관리 DB는 회원정보, 소속/회원별 스마트팜 구축시설, 맞춤형 콘텐츠관리, 미션수행 점수 및 진도 등의 회원관리정보를 저장관리할 수 있다.
콘텐츠 제공부(220)는 VR 스테이션(100)으로부터 요청된 콘텐츠 및 관리자 단말기(300)에 의해 원격 재생된 콘텐츠를 해당 VR 스테이션(100)으로 제공하며, 스마트팜 구축을 위한 작물 및 시설 설비 선택에 따른 콘텐츠 요청시에는 설비 객체 DB에 저장된 객체 중 사용자에 의해 선택된 재배정보(시설규모, 작물종류 및 시설 설비)에 매칭되는 객체를 VR 스테이션(100)으로 제공할 수 있다. 이때, 선택된 객체는 시뮬레이션되어 제공될 수 있다. 또는, 객체 그대로 전송되어 VR 스테이션(100)에서 시뮬레이션 될 수도 있다.
구체적으로, 콘텐츠 제공부(220)는 VR 스테이션(100)에서 앱을 실행한 후 구축된 스마트팜이 없다면, 가상 스마트팜 구축을 위한 UI를 제공하여 사용자가 희망하는 시설규모, 재배 작물 종류 및 시설설비 등을 선택받을 수 있다.
일 예로, 재배정보선택 및 재배정보에 따른 시뮬레이션 화면을 구현하고, 서버(200)에서 가상 스마트팜 구축을 위한 UI가 제공되면, VR 글러브(120)를 이용하여 재배정보를 선택할 수 있다.
이때, 단위규모별 시설규모를 선택할 수 있고, 해당 규모에서 재배할 수 있는 작물종류 중 적어도 하나를 선택할 수 있으며, 해당 작물 재배시 필요한 장비 등을 선택할 수 있다. 즉, 시설규모, 작물종류, 장비는 서로 관련있는 객체들이 제공되어 스마트팜 구축시 사용자 선택에 도움을 줄 수 있다.
이때, 디스플레이부(133) 및 HMD(110)에 디스플레이되는 VR 영상은 UI를 통해 객체가 선택될 때마다 기저장된 위치에 배치되어 시뮬레이션(50)될 수 있다. 또한, 구축된 가상 스마트팜의 객체는 VR 글러브(120)에 의해 사용자 설정에 따른 위치로 이동될 수도 있다.
이와 같이, 재배정보 선택시 단위규모별 재배작물별 선택 가능한 장비를 제공하고, 사용자에 의해 선택된 각 객체(단위규모, 재배작물, 장비 등)를 적합 위치에 자동 배치한 스마트팜 시뮬레이션을 제공함으로써 사용자가 스마트팜 시설을 직관적으로 인지할 수 있다.
콘텐츠 제공부(220)는 사용자의 스마트팜이 구축되면, 재배정보를 기반으로 해당 작물재배에 필요한 복수 개의 영상 콘텐츠 및 미션을 추출하여 단계별 학습을 수행할 수 있도록 콘텐츠 목록을 제공할 수 있다. 구체적으로, 콘텐츠 목록은 재배정보에 대응되는 작물의 성장시기에 따른 재배방법, 관련 장비 작동 중 적어도 하나에 대한 영상 콘텐츠 및 미션을 포함할 수 있다.
이때, 콘텐츠 제공부(220)는 미션 수행에 따른 사용자 모션이 기설정된 동작에 매칭되면 미션 성공으로 판단하며, 미션 실패시 가이드 손(미도시)을 제공하여 미션 동작을 유도할 수 있다. 여기서, 가이드 손은 미션 동작을 수행하는 손모양의 VR 영상으로 디스플레이부(133) 및 HMD(110)에 출력되는 VR영상의 일영역에 중첩제공될 수 있다.
한편, 미션 동작을 유도하는 가이드 손은 관리자 단말기(300)를 통해 제공될 수도 있다. 이와 관련된 설명은 도 5의 관리자 단말기(300)의 기능 설명시 하도록 한다.
산출부(230)는 VR 스테이션(100)을 통해 사용자가 가상 스마트팜을 구축하면, 사용자에 의해 선택된 객체에 매칭된 실제 가격정보를 DB(210)에서 추출하여 스마트팜 가상 견적을 산출하여 제공할 수 있다.
또한, 산출부(230)는 학습완료시 또는 사용자 요청시 미션성공에 따른 재배작물의 성장률을 제공할 수 있으며, 미션이 작물 재배인 경우 구축된 스마트팜에서 해당 작물을 재배하여 수확할시 예측되는 가상수익을 산출하여 제공할 수 있다. 이때, 가상수익은 해당 작물의 시세를 기반으로 예측될 수 있다.
또한, 산출부(230)는 작물 시세 DB에 누적된 시기별 작물시세를 기반으로 작물종류별 작물 시세 추이를 판단하고, UI를 통한 사용자의 재배작물 선택시 또는 시세요청시 작물종류별 실시간 작물 시세 및 시세추이를 제공하여 사용자의 선택에 도움을 줄 수 있다.
원격지원부(240)는 관리자 단말기(300)의 원격제어를 위한 환경을 제공한다. 이때, 관리자 단말기(300)의 원격제어는 사용자의 요청시 또는 관리자 단말기(300)의 사용자 맞춤형 콘텐츠 제공시 실행될 수 있다.
원격지원부(240)는 스마트팜 구축이 완료되면 관리자단말기(300)로 사용자에 의해 구축된 스마트팜 정보를 전송하고, 원격상담을 요청하여 VR 스테이션(100) 및 관리자단말기(300)간의 원격 상담이 이뤄질 수 있게 한다. 이때, 상담은 실시간 화상채팅, 음성채팅, 문자채팅 등의 다양한 형태로 이뤄질 수 있다.
도 5는 도 1의 관리자 단말기의 구성을 설명하기 위한 구성 블록도이다. 관리자 단말기(300)는 모니터링부(310), 원격제어부(320) 및 맞춤형 트레이닝부(330)를 포함할 수 있다.
모니터링부(310)는 서버(200)를 통해 VR 스테이션(100)에서 구축한 스마트팜 시설설비 및 가상 견적을 수신받아 모니터링하도록 제공할 수 있다. 또한, 모니터링부(310)는 VR 스테이션(100)에서 시뮬레이션되는 콘텐츠 및 미션 수행 등의 정보를 제공하여 관리자가 확인할 수 있게 하며, 미션 실패시 알림을 통해 관리자가 확인할 수 있게 한다. 이때, 실시간 모니터링되는 경우, 원격제어부(320)를 통해 VR 스테이션(100)에 대한 원격제어가 가능하다.
원격제어부(320)는 서버(200)의 원격지원부(240)를 통해 VR 스테이션(100)의 재생 콘텐츠를 제어할 수 있다. 구체적으로, 원격제어부(320)는 사용자 맞춤형 콘텐츠 및 미션을 DB(210)에서 선택하여 제공할 수 있고, 스마트 팜 구축에 대한 컨설팅 및 설비 견적 등을 원격 상담할 수 있다. 또한, 사용자의 미션 실패 반복시, 관리자가 미션 동작을 수행하는 영상(가이드 손)을 원격제어부(320)를 통해 제공할 수 있다.
여기서, 사용자 맞춤형 콘텐츠 및 미션은 사용자가 실패한 미션 수행을 위한 관련 콘텐츠 및 유사미션으로 관리자에 의해 선택된 콘텐츠가 될 수 있으며, 사용자가 미션을 성공하였어도 관리자 측면에서 보강이 필요한 학습으로 판단한 콘텐츠가 될 수 있다.
맞춤형 트레이닝부(330)는 미션 수행을 모니터링하여 추가학습을 위한 적어도 하나의 영상콘텐츠 및 미션을 사용자 맞춤형 콘텐츠로 선택하고, 서버(200)를 통해 VR 스테이션(100)에서 원격 재생시킬 수 있다.
이때, 맞춤형 트레이닝부(330)는 관리자가 사용자 맞춤형 콘텐츠를 용이하게 선택할 수 있도록 사용자관련 콘텐츠 모음 및 검색서비스를 제공할 수 있다. 일 예로, 맞춤형 트레이닝부(330)는 사용자의 학습단계를 기준으로 기설정 단계범위 내의 영상콘텐츠 및 미션을 목록으로 제공하고, 해당 목록 내에서 키워드 검색을 제공하여 관리자가 사용자에게 필요한 맞춤형 콘텐츠를 추출할 수 있다. 여기서, 키워드 검색은 해당 콘텐츠 명 또는 콘텐츠 설명 등에 포함된 키워드를 이용할 수 있으며, 이외에 다른 방법도 적용될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 VR기반 스마트팜 교육플랫폼시스템의 VR기반 스마트팜 교육제공방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 VR기반 스마트팜 교육제공방법은 도 1 내지 도 6의 VR기반 스마트팜 교육플랫폼시스템을 기반으로 한다.
도 6을 참고하면, VR 스테이션(100)에서 앱 실행을 통해 사용자가 로그인하면, 해당 사용자의 스마트팜 구축여부를 판단하여 스마트팜이 미구축된 경우 스마트팜 구축을 위한 UI를 제공할 수 있다. 한편, 스마트팜이 구축된 경우에는 사용자의 학습단계에 사용자 맞춤형 콘텐츠를 재생하여 학습을 수행할 수 있다.
사용자가 VR 글러브(120)를 이용하여 UI에서 재배정보로 시설규모, 작물종류 및 시설 설비를 선택하면(S10), 디스플레이장치(130)는 서버(200)로 선택된 재배정보를 전송할 수 있다.
다음으로, 서버(200)는 선택되는 재배정보에 대응되는 객체를 시뮬레이션하여 제공하고(S20), VR 스테이션(100)은 HMD(110)로 시뮬레이션 VR영상을 출력할 수 있다(S30). 또한, 디스플레이부(133)에는 HMD(110)의 VR영상이 미러링 출력될 수 있다.
다음으로, 사용자는 VR 글러브(120)를 통해 객체를 선택 및 이동시켜 설비 위치를 변경할 수도 있다(S40). 사용자에 의해 스마트팜 구축이 완료되면, 가상견적을 요청할 수 있으며(S50), 서버(200)는 스마트팜 설비에 선택된 객체의 실제 가격을 기반으로 가상견적을 산출하여 제공할 수 있다(S60).
또한, 사용자에 의해 상담요청이 있는 경우, 해당 스마트팜 구축 정보는 서버(200)를 통해 관리자 단말기(300)로 전송될 수 있다. 관리자단말기(300)를 통해 관리자는 사용자가 구축한 스마트팜 시설설비를 확인하고, 서버(200)에서 산출된 가상견적을 모니터링할 수 있다(S70).
다음으로, 관리자단말기(300)는 서버(200)의 원격지원을 통해 VR 스테이션(100)으로 스마트팜 시설 설비 컨설팅 및 컨설팅기반 견적을 원격상담 제공할 수 있다(S80). 여기서, 컨설팅을 통해 추가 또는 삭제해도 되는 장비 등을 조정하고, 배치 위치 등을 조정할 수 있다.
다음으로, 상담을 통해 스마트팜 구축이 완료되면, VR 스테이션(100)은 시설설비완료정보를 서버(200)로 전송할 수 있다. 서버(200)는 구축된 스마트팜의 재배정보를 기반으로 사용자가 선택한 재배작물 및 설비기반 영상콘텐츠 및 미션을 제공할 수 있다(S100).
사용자는 HMD(110)에 출력되는 VR영상을 통해 학습을 수행하고, VR 글러브(120))를 이용하여 미션 동작을 수행할 수 있다(S110). VR 스테이션(100)에서 미션 동작은 가상의 손을 통해 제공될 수 있다.
이때, 미션수행 정보(사용자의 동작)은 서버(200)를 통해 관리자 단말기(300)로 전송되며, 관리자 단말기(300)는 실시간 모니터링을 하며, 관리자 도움이 필요한 경우 원격제어를 수행할 수 있다(S130).
관리자 단말기(300)는 적어도 하나 이상의 사용자들의 미션 수행을 동시에 모니터링할 수도 있다. 이에, 사용자의 미션 실패시 알림을 통해 관리자가 확인할 수 있게 한다.
사용자의 미션 실패 반복시, 원격제어를 통해 관리자가 미션 동작을 수행하는 영상(가이드 손)을 VR 스테이션(100)으로 제공할 수 있다. 또는, 가이드 손은 미션에 매칭되어 DB(210)에 기저장되어 있는 VR영상으로 제공될 수도 있다.
다음으로, 관리자 단말기(300)는 사용자의 학습단계 및 미션 수행 모니터링을 통해, 사용자가 실패한 미션 수행을 위한 관련 콘텐츠, 관리자 측면에서 보강이 필요한 학습으로 판단한 콘텐츠 등을 사용자 맞춤형 콘텐츠 선택하여 맞춤형 트레이닝을 수행할 수 있다(S140). 이때, 관리자는 사용자관련 콘텐츠 모음 및 검색서비스를 통해 사용자 맞춤형 콘텐츠를 용이하게 선택할 수 있다.
다음으로, 관리자 단말기(300)에 의해 선택된 사용자 맞춤형 콘텐츠는 원격제어를 통해 VR 스테이션(100)에서 재생될 수 있으며, 서버(200)는 해당 콘텐츠에 매칭된 미션 또는 관리자 단말기(300)에서 선택한 미션을 맞춤형 트레이닝 미션으로 제공할 수 있다(S150).
사용자의 학습 및 미션 수행시 관리자단말기(300)는 모니터링 및 원격제어를 실시간 수행하며, 해당 미션이 완료되면(S160), 학습수행 및 미션 성공시 VR 스테이션(100)은 학습 및 미션완료를 서버(200)로 전송할 수 있다(S170).
다음으로, 서버(200)는 사용자의 완료정보가 수신되면, 해당 사용자의 학습단계를 기반으로 재배작물 수확 여부에 따라(S180), 재배성장률 또는 가상수익을 산출하여 제공할 수 있다.
사용자의 학습단계가 수확 전이면 현재 학습단계를 통해 재배된 재배작물의 성장률을 실사 및 그래프 등의 시각적 정보로 제공하고(S190), 수확 후이면 해당 작물의 시세 및 사용자가 구축한 스마트팜의 재배정보를 기반으로 가상 수익을 산출하여 제공할 수 있다(S200). 이에, 사용자가 설정한 스마트팜 규모에서 재배작물을 재배할 때 수익을 예측할 수 있다.
한편, 상기에서 도 1 내지 도 6을 이용하여 서술한 것은, 본 발명의 주요 사항만을 서술한 것으로, 그 기술적 범위 내에서 다양한 설계가 가능한 만큼, 본 발명이 도 1 내지 도 6의 구성에 한정되는 것이 아님은 자명하다.
[부호의 설명]
100 : VR 스테이션
110 : HMD 120 : VR 글러브
130 : 디스플레이장치 131 : 통신부
132 : 메모리 133 : 디스플레이부
134 : 제어부 135 : 원격제공부
200 : 서버
210 : DB 220 : 콘텐츠 제공부
230 : 산출부 240 : 원격지원부
300 : 관리자 단말기
310 : 모니터링부 320 : 원격제어부
330 : 맞춤형 트레이닝부

Claims (5)

  1. 시설규모, 작물종류 및 시설 설비를 포함하는 재배정보가 수신되면 상기 재배정보에 대응되는 시뮬레이션을 제공하고, 상기 재배정보를 기반으로 작물 재배를 위한 미션을 제공하는 서버;
    사용자의 손에 장착되어 사용자 모션을 인식하는 VR 글러브와, 상기 재배정보를 입력받아 상기 서버로 전송하고, 상기 사용자 모션에 따른 가상의 손을 상기 시뮬레이션에 적용한 VR 영상을 디스플레이하는 디스플레이장치와, 상기 디스플레이장치로부터 VR 영상을 수신하여 제공하는 HMD를 포함하는 VR 스테이션; 및
    상기 VR 글러브의 사용자 모션에 따른 미션 수행을 모니터링하여 사용자 맞춤형 콘텐츠를 상기 서버를 통해 상기 디스플레이장치로 제공하는 관리자 단말기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 VR기반 스마트팜 교육플랫폼시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 VR 글러브는, 상기 VR 영상에 포함된 객체의 선택 및 이동이 가능하며,
    상기 서버는,
    상기 재배정보에 따른 스마트팜 설치시 가상 견적을 제공하며, 상기 VR 글러브에 의해 상기 VR 영상에 포함된 객체의 위치 설정이 완료되면 상기 관리자 단말기로 원격상담을 요청하고,
    상기 관리자 단말기는,
    객체 위치가 설정된 스마트팜에 대한 컨설팅 정보 및 설치견적을 상기 서버를 통해 상기 디스플레이장치로 제공하는 것을 특징으로 하는 VR기반 스마트팜 교육플랫폼시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 서버는,
    작물종류 및 성장시기에 따른 재배방법, 장비 작동 중 적어도 하나에 대한 미션을 제공하고, 상기 사용자 모션이 기설정된 동작에 매칭되면 미션 성공으로 판단하며, 미션 실패시 동작을 유도하는 가이드 손을 제공하는 것을 특징으로 하는 VR기반 스마트팜 교육플랫폼시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 서버는, 작물종류 및 성장시기에 따른 재배방법, 장비 작동을 설명하는 단계별 영상콘텐츠 및 상기 영상콘텐츠에 대응되는 단계별 미션을 저장하며,
    상기 관리자 단말기는,
    사용자의 미션 실패시 알림을 제공하고, 추가학습을 위한 적어도 하나의 영상콘텐츠 및 미션을 사용자 맞춤형 콘텐츠로 선택받아 상기 서버를 통해 상기 디스플레이장치에서 원격 재생시키는 것을 특징으로 하는 VR기반 스마트팜 교육플랫폼시스템.
  5. 사용자의 손에 장착되어 사용자 모션을 인식하는 VR 글러브, 상기 사용자의 머리에 장착되어 VR영상을 출력하는 HMD 및 상기 HMD로 VR 영상을 제공하는 디스플레이장치로 구성된 VR 스테이션, 상기 VR 스테이션에 콘텐츠를 제공하는 서버 및 관리자단말기를 포함하는 시스템의 VR기반 스마트팜 교육제공방법에 있어서,
    상기 서버가, 상기 VR 스테이션으로부터 시설규모, 작물종류 및 시설 설비를 포함하는 재배정보를 수신하면, 상기 재배정보에 대응되는 시뮬레이션 및 상기 재배정보를 기반으로 작물 재배를 위한 미션을 제공하는 단계;
    상기 디스플레이장치가, 상기 VR 글러브를 통해 인식되는 사용자 모션에 대응되는 가상의 손을 상기 시뮬레이션에 적용한 VR 영상을 디스플레이하며, 상기 HMD로 동시출력하는 단계; 및
    상기 관리자 단말기가, 상기 VR 글러브의 사용자 모션에 따른 미션 수행을 모니터링하여 사용자 맞춤형 콘텐츠를 상기 서버를 통해 상기 디스플레이장치로 제공하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 VR기반 스마트팜 교육제공방법.
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