KR20100060436A - System for inspecting and providing the virtual reality of train used for inspection and maintenance education - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전동차의 검증 및 정비 교육에 이용되는 전동차 가상현실 제공 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사용자가 마치 실제 전동차를 만지고 동작시키는 것처럼 가상현실로 구현된 전동차에 대하여 검증하고 정비 교육을 받는 가상현실 환경을 구현함으로써, 설계 의도대로 제작되었는지를 전동차의 실제작 전에 미리 검증하게 되어 전동차의 설계 오류를 극소화시키고, 실제와 동일한 환경에서 전동차에 대한 정비 교육을 받게 되어 전동차의 정비 교육의 효율성을 높일 수 있는, 검증 및 정비 교육용 전동차 가상현실 제공 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an electric vehicle virtual reality providing system used for the verification and maintenance education of the electric vehicle, and more particularly, a virtual that is trained and repaired for the electric vehicle implemented in virtual reality as if the user touches and operates an actual electric vehicle. By realizing the real environment, it is verified in advance of the actual operation of the electric vehicle to minimize the design error of the electric vehicle, and the maintenance training for the electric vehicle is provided in the same environment as the actual one, thereby improving the efficiency of the electric vehicle maintenance education. The present invention relates to an electric vehicle virtual reality providing system for verification and maintenance education.
최근 안전하고 빠른 대중 교통수단으로서 철도와 지하철의 이용이 계속 증가하고 있으며, 그로 인하여 철도와 지하철에 이용되는 열차와 전동차 장비의 제작 기술이 빠르게 진화하고 있다. 이러한 열차나 전동차 관련 기술의 빠른 진화로 인해, 철도와 지하철은 더욱 안전하고 빠른 교통 수단으로 되고 있으며, 일반 자동차 수단이나 항공기 수단보다 동 시간대에 더 많은 승객과 화물을 운반하는 교통수단 이 되고 있다.Recently, the use of railways and subways continues to increase as a safe and fast public means of transportation, and as a result, the technology of manufacturing train and electric vehicle equipment used for railways and subways is rapidly evolving. Due to the rapid evolution of technology related to trains and electric vehicles, railroads and subways are becoming safer and faster means of transportation, and they are becoming a means of transporting more passengers and cargo at the same time than ordinary car or aircraft means.
승객과 화물 운송량의 증가로 인하여 가장 중요한 부분은 무엇보다 안전한 전동차의 운행이며, 안전한 전동차의 운행을 위해서 가장 중요한 부분은 전동차의 제작시 체계화된 검증과 전동차 제작 후의 지속적인 유지보수이다.Due to the increase in passenger and cargo volume, the most important part is the safe operation of the electric vehicle, and the most important part for the safe operation of the electric vehicle is the systematic verification in the production of the electric vehicle and the continuous maintenance after the production of the electric vehicle.
그러나 이처럼 안전 운행에 있어서 중요한 제작 시의 검증 기술과 제작 후의 정비 기술은 전동차의 제작 기술보다 느리게 발전하고 있다.However, the verification technology during manufacturing and the maintenance technology after manufacturing, which are important for safe driving, are developing more slowly than the manufacturing technology of electric cars.
제작 시의 검증 기술은 각각 전동차가 설계한 의도대로 안전하게 제작되었는지 각 항목별로 체계적으로 수치화되어야 하며, 육안으로 확인하여 검증할 수 있어야 한다. 또한 제작 후의 정비 기술도 역시 전동차의 전장품들이 각기 제 기능을 발휘하고 있으며 내구성에 문제는 없는지 각 항목별로 체계적으로 수치화되어야 하고, 육안으로 확인할 수 있어야 한다.The verification technique at the time of manufacture should be systematically quantified by each item to see if the electric vehicle is safely manufactured as designed, and should be able to be verified by visual confirmation. In addition, the maintenance technology after manufacture should also be systematically quantified by each item and check with the naked eye whether the electric parts of electric vehicles are showing their functions and durability.
그러나 검증 기술 및 정비 기술은 모두 인력 의존도가 높은 분야로서 현재와 같은 검수원 또는 정비원 교육 방식으로서는 전동차를 체계적으로 검증하고 정비할 수 있는 기술을 전달하는 것이 쉽지 않다.However, both verification and maintenance technologies are highly dependent on manpower, and it is not easy to deliver technology to systematically verify and maintain electric vehicles in the current inspector or maintenance training method.
또한 간단한 검증 및 정비 교육을 하는 경우 실제의 전동차를 대상으로 검증 및 정비 교육을 하면 비용이 많이 소요되는 문제점이 있으며, 실제의 전동차가 아닌 책이나 말 또는 화면으로 교육하는 경우 교육의 효율성이 낮은 문제점이 있다.In addition, in the case of simple verification and maintenance training, there is a problem that the verification and maintenance training for the actual electric vehicle takes a lot of cost, and the education efficiency is low in the case of education by books, words or screens rather than the actual electric vehicle. There is this.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 다양한 종류의 열차나 전동차를 가상현실화 함으로써, 전동차가 설계 의도대로 제작되었는지를 실제로 제작하기 전에 미리 검증할 수 있게 하며, 전동차에 대한 정비 교육을 가능하게 하는, 전동차의 검증 및 정비 교육에 이용되는 전동차 가상현실 제공 시스템과을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, by virtualizing the various types of trains or trains, it is possible to verify in advance before the actual production whether the electric vehicle is designed as intended, maintenance training for the electric vehicle is possible The purpose of the present invention is to provide an electric vehicle virtual reality providing system section used for training and verification of electric vehicles.
상기한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 이용자의 조작에 따라 3차원 위치정보 및 가속도정보를 포함하는 조작정보를 생성하는 3D 입력장치; 전동차의 구조, 전장품, 및 동작 상황에 대한 정보를 저장한 전동차 DB를 포함하고, 전동차 DB를 검색하여 조작정보를 포함하는 설정정보에 따라 변경되는 전동차 상태정보를 생성하는 전동차상태 서버; 조작정보를 수신하고, 조작정보로부터 설정정보를 생성하여 전동차상태 서버로 송신하고, 전동차상태 서버로부터 전동차 상태정보를 수신하며, 설정정보 및 전동차 상태정보에 기초하여 영상색인 DB를 검색함으로써 영상 색인정보를 생성하는 중앙 서버; 및 전동차의 모델링 영상을 저장하고 있는 영상모델링 DB를 포함하고, 영상 색인정보를 수신하며, 영상 색인정보에 따라 영상모델링 DB를 검색함으로써 전동차의 검증 및 정비 교육과 관련된 가상현실을 구현하는데 이용되는 복수의 영상정보를 생성하는 영상처리 서버를 포함하며, 상기 전동차 상태정보는 전동차의 전기적 상태, 기계적 상태, 및 공기 제어 상태에 대한 정보를 포함하 는 것을 특징으로 하는 전동차 가상현실 제공 시스템을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention, a 3D input device for generating operation information including three-dimensional position information and acceleration information according to the user's operation; An electric vehicle state server including an electric vehicle DB storing information on a structure, electrical equipment, and operation state of the electric vehicle, and searching for the electric vehicle DB to generate electric vehicle state information changed according to setting information including operation information; Receive operation information, generate setting information from the operation information and send it to the vehicle status server, receive the vehicle status information from the vehicle status server, and search the image index DB based on the setting information and the vehicle status information to retrieve the image index information. Generating a central server; And an image modeling DB storing modeling images of the electric vehicle, receiving image index information, and retrieving the image modeling DB according to the image index information to implement virtual reality related to the verification and maintenance education of the electric vehicle. And an image processing server for generating image information of the electric vehicle state information, wherein the electric vehicle state information provides an electric vehicle virtual reality providing system comprising information on an electric state, a mechanical state, and an air control state of the electric vehicle.
본 발명에 의하면, 사용자가 마치 실제 전동차를 이용하여 검증하고 교육받는 듯한 가상현실 환경을 구현함으로써, 설계 의도대로 제작되었는지 확인할 수 있어 설계의 오류를 극소화시킬 수 있고, 실제와 유사한 환경에서 교육받을 수 있어 교육 효율을 높일 수 있다.According to the present invention, by realizing the virtual reality environment as if the user is verified and trained using a real electric vehicle, it is possible to confirm that the design is made as intended, thereby minimizing design errors and being trained in a similar environment. It can improve the training efficiency.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in the drawings denote like elements.
본 발명에 따른 검증 및 정비 교육용 전동차 가상현실 제공 시스템은 가상현실 공간에 투영된 가상의 전동차를 이용하여 전동차 검수나 검증 및 전동차의 전장품에 대한 정비 교육을 실시하기 위한 시스템이다. Electric vehicle virtual reality providing system for verification and maintenance training according to the present invention is a system for conducting electric vehicle inspection or verification and maintenance education for the electric equipment of the electric vehicle using a virtual electric vehicle projected in the virtual reality space.
사용자는 투영된 가상 전동차에 대한 검수/검증, 전기신호 교육, 기계 교육, 조치 교육, 정비 교육 등 다양한 과정을 진행하며, 3D 입력장치(40)를 이용하여 가상의 전동차에 대한 조작, 전장품 교체, 및 배선 교체 등의 행위를 수행함으로써 실제 전동차를 조작하는 느낌으로 전동차에 대한 검수/검증 및 정비 교육을 진행하게 된다.The user conducts various processes such as inspection / verification of the projected virtual electric vehicle, electric signal education, mechanical education, action education, maintenance education, and the like.The
3D 입력장치(40)는 사용자의 공간에서의 자유로운 조작 및 동작의 변경에 따라 조작정보를 생성하고, 가상현실 공간에 투영된 가상 전동차는 그 조작정보에 맞추어 화면이 변경됨으로써, 사용자는 마치 실제의 전동차를 만지고 조작하는 것처 럼 느낄 수 있다. 예를 들어, 전동차의 전기 배선에 대한 검수나 검증 및 정비 교육에 이용되는 경우, 본 발명에 따른 검증 및 정비 교육용 전동차 가상현실 제공 시스템은 가상현실 공간에 가상 전동차의 전기 배선을 표시하고 사용자가 직접 전기 배선을 결선하도록 하거나 커넥터를 직접 연결하게 함으로써 실제 전동차를 이용하여 검수나 검증 및 정비 교육을 수행하는 것과 동일한 효과를 낼 수 있다. 한편, 가상현실 공간에 투영된 가상의 전동차와는 별도로, 검증 및 교육 과정에 필요한 문구 및 각종 부가 정보를 제공하는 보조 윈도우 화면이 가상 현실 공간에 투영될 수 있다. The
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 검증 및 정비 교육용 전동차 가상현실 시스템을 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a virtual reality system for a train for verification and maintenance training according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 검증 및 정비 교육용 전동차 가상현실 제공 시스템은 중앙 서버(10), 전동차상태 서버(20), 영상처리 서버(30), 및 3D(3 dimension) 입력장치를 포함하며, 추가로 3D 영상시스템(50), 음향처리 서버(60), 관리 서버(70), 및 교육 서버(80) 중의 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 이하에서 각 구성요소에 대하여 상세히 설명하도록 한다.Referring to Figure 1, verification and maintenance training vehicle virtual reality providing system according to an embodiment of the present invention, the
3D 입력장치(40)는 이용자의 다양한 조작에 따라 조작정보를 생성하는 장치이다. 조작정보는 상기 3D 입력장치(40)가 3차원 공간 상에서 점유하는 위치와 3차원 공간상에서 이동하는 방향에 대한 정보를 포함한다. 3D 입력장치(40)는 공간상에서 자유로이 이동이 가능하며, 데이터 글러브(data glove)나 3D 마우스 등을 이용하여 구현될 수 있다.The
데이터 글러브는 각 손가락에 두개의 굴곡센서를 부착하고 손가락 사이에 외전센서를 부착함으로써, 투영된 가상 전동차의 각 전장품들을 만지고 이동시키고 선택하고 조이고 푸는데 사용된다. 3D 마우스는 가상공간에서 자유로운 방향으로 이동이 가능한 마우스 장비로서, 공간에서의 정밀한 움직임을 제공한다. The data glove is used to touch, move, select, tighten and loosen each electrical component of the projected virtual electric vehicle by attaching two bend sensors to each finger and an abduction sensor between the fingers. The 3D mouse is a mouse device that can move freely in a virtual space, and provides precise movement in space.
관리 서버(70)는 관리자가 전체 시스템을 관리하는데 이용되는 서버로서, 관리화면 생성부(72), 입력부(76) 및 목차 DB(74)를 포함한다.The
관리화면 생성부(72)는 관리화면을 관리자에게 제공함으로써, 관리자로 하여금 전체 시스템에 대한 관리를 가능하게 하고 사용자가 수행할 과정을 선택할 수 있게 한다.The management
목차 DB(74)는 전동차에 대한 검증 과정, 자동학습 과정(정해진 과정을 교육), 수동학습 과정(관리자가 원하는 교육을 그룹화하여 재구성한 후 교육) 및 실습 과정으로 구분되고, 상기 과정들의 하위로 각각 세부목차에 대한 정보를 가진 데이터베이스로 이뤄져 있다.Table of
입력부(76)는 관리자로부터 상기 목차 DB(74)에 포함된 과정 중에서 사용자가 수행할 과정 및 그 하위의 세부목차를 선택받아 과정선택정보를 생성한다. 생성된 과정선택정보는 전동차의 검수나 검증 과정과 정비 교육 과정의 시작에 필요한 초기값과 사용자의 신상에 관한 정보를 포함하는 사용자정보를 가지며, 중앙 서버(10)의 관리부(14)로 송신된다. The
중앙 서버(10)는 관리부(14), 중앙제어부(11), 및 영상 DB를 포함하며, 추가로 음향 DB, 및 교육 DB(84)를 더 포함할 수 있다.The
관리부(14)는 설정정보를 생성하여 이를 전동차상태 서버(20) 및 교육 서버(80)로 송신하며, 전동차상태 서버(20)로부터 전동차 상태정보를 수신하고, 교육 서버(80)로부터 교육 색인정보를 수신한다. 설정정보는 3D 입력장치(40)로부터 수신한 조작정보를 포함하며, 관리 서버(70)로부터 수신된 과정선택정보를 더 포함할 수 있다. The
중앙제어부(11)는 관리부(14)에서 생성된 설정정보, 전동차상태 서버(20)로부터 수신된 전동차 상태정보, 및 교육 서버(80)로부터 수신된 교육 색인정보에 기초하여 각각 영상 색인정보 및 음향 색인정보를 생성하는 역할을 하며, 영상제어부(12)와 음향제어부(13)를 포함한다.The
영상제어부(12)는 설정정보, 전동차 상태정보, 및 교육 색인정보를 기초로 영상색인 DB(16)를 검색하여 영상 색인정보를 추출하고, 이를 영상처리 서버(30)로 송신한다. 영상 색인정보란 후술할 영상처리 서버(30)가 전동차의 가상현실을 구현하는데 이용되는 3D 영상을 렌더링하는데 기초가 되는 색인정보이다. 가상현실 공간에서 투영되는 3D 영상은 관리자에 의해 선택된 과정, 사용자정보 및 사용자의 교육이력에 따라 상이하며, 또한 3D 입력장치(40)로부터 수신된 조작정보와 전동차상태 서버(20)로부터 수신된 전동차 상태정보와 교육 서버(80)로부터 수신된 교육 색인정보에 따라 투영되는 3D 영상이 변화한다. 따라서 영상 색인정보는 설정정보와 전동차 상태정보와 교육 색인정보를 모두 고려하여 추출되어야 하므로, 영상제어부(12)는 상기의 설정정보와 전동차 상태정보와 교육 색인정보를 기초로 하여 영상색인 DB(16)를 검색하여 영상 색인정보를 생성하게 된다. 한편 필요한 경우 영상 제어부(12)는 영상색인 DB(16)와 연동된 교육색인 DB(18)를 더 검색하여 영상 색인정보를 생성할 수 있다.The
음향제어부(13)는 설정정보, 전동차 상태정보, 및 교육 색인정보를 기초로 음향색인 DB(17)를 검색하여 음향 색인정보를 추출하고, 이를 음향처리 서버(60)로 송신한다. 가상현실 공간에서 출력되는 음향도 역시 3D 영상과 마찬가지로 관리자에 의해 선택된 과정, 사용자정보 및 사용자의 교육이력에 따라 상이하며, 또한 조작정보와 전동차 상태정보와 교육 색인정보에 따라 출력되는 음향이 변화한다. 결국, 음향 색인정보도 역시 설정정보와 전동차 상태정보와 교육 색인정보를 모두 고려하여 추출되어야 한다. 한편, 가상현실 공간에서 3D 영상과 음향이 서로 조화를 이루게 하기 위하여, 음향제어부(13)는 영상 색인정보와 동기화된 음향 색인정보를 생성한다. 또한 음향제어부(13)는 음향색인 DB(17)와 연동된 교육색인 DB(18)를 더 검색하여 영상 색인정보를 생성할 수 있다.The
영상색인 DB(16)와 음향색인 DB(17)는 설정정보와 전동차 상태정보와 교육 색인정보에 따라 각각 결정되는 영상 색인정보와 음향 색인정보를 저장하고 있는 데이터베이스이다. 설정정보에는 사용자에 의해 3D 입력장치(40)가 공간적으로 조작됨에 따라 생성된 조작정보와 사용자가 수행할 과정이 선택된 과정선택정보가 포함될 수 있는데, 상기 설정정보와 전동차 상태정보와 교육 색인정보에 따라 가상현실 공간에 구현되는 영상과 음향이 변경되므로, 이를 데이터베이스화하여 시시각각 변경되고 있는 영상 색인정보와 음향 색인정보를 실시간으로 추출하게 된다.The
교육색인 DB(18)는 영상색인 DB(16)와 음향색인 DB(17)와 연동되는 데이터베 이스로서, 영상제어부(12)와 음향제어부(13)가 각각 영상 및 음향의 색인정보를 추출할 때 이용될 수 있는 데이터베이스이다. 비록 영상색인 DB(16)와 음향색인 DB(17)는 교육 색인정보로도 색인화되어 있지만, 교육색인 DB(18)는 교육 내용의 변경에 따라 신속하게 영상과 음향의 색인정보를 추출하기 위하여 이용될 수 있다.The
교육 서버(80)는 사용자정보와 사용자의 교육이력과 각종 교육 내용에 대한 정보를 저장하고 있으며, 관리자에 의해 선택된 과정에 따라 교육 색인정보를 생성하는 역할을 하며, 교육관리부(82)와 교육 DB(84)를 포함한다.The
교육 DB(84)는 전동차에 대한 각종 검수나 검증 과정, 정비 교육 과정, 실습 과정, 및 실습 문제에 대한 내용을 색인화하여 저장하고 있으며, 또한 사용자정보 및 사용자가 이용한 이력에 대한 교육 이력정보를 더 저장하고 있다.The training DB 84 indexes and stores the contents of various inspection or verification processes, maintenance training courses, training courses, and training problems for the train, and also adds training history information about the user information and the history used by the user. Saving.
교육관리부(82)는 중앙 서버(10)로부터 설정정보를 수신하고, 설정정보에 따라 교육 DB를 검색하여 교육 색인정보를 추출하고 이를 중앙 서버(10)로 송신한다. 교육관리부(82)는 또한 설정정보에 포함된 사용자정보를 이용하여 각 사용자별로 이용한 이력을 교육 DB(84)에 저장시킨다.The
또한, 교육관리부(82)는 실습 과정 중 실습 문제에 대한 사용자의 조치 시간, 조치 방법, 조치 수순을 계산하여 실습 점수를 채점하고, 채점된 실습 점수와 조치 시간과 조치 방법과 조치 수순 등의 기록을 사용자별로 교육 DB(84)에 기록할 수 있다. In addition, the
전동차상태 서버(20)는 중앙 서버(10)로부터 설정정보와 교육 색인정보를 수신하고 수신된 설정정보와 교육 색인정보에 기초하여 전동차 DB(24)를 검색함으로 써 시시각각 변경되는 전동차 상태정보를 생성하는 역할을 하며, 상태연산부(22)와 전동차 DB(24)를 포함한다. The electric
전동차 DB(24)는 전동차의 구조, 전동차의 전기적 계통과 기계적 계통 및 그 상태, 전동차의 각종 전장품과 그 상태, 및 전동차의 동작 상태에 대한 각종 정보를 저장하고 있는 데이터베이스이다. The
전동차 DB(24)는 전동차의 구조, 전기적 계통, 기계적 계통, 공기 제어 계통, 각종 전장품에 대한 정보, 상기 계통 들의 상태에 대한 정보, 및 전동차의 동작 상태에 대한 정보를 모두 포함하여 저장하고 있다. 또한, 전동차 DB는 전기/전자적인 연결 상태, 기계적인 원인 동작과 그에 대한 반응 상태, 및 공기 제어 상태에 대하여 각각 코드화한 정보를 포함하여 저장하고 있다. The
전동차의 구조란 전동차의 외부 구조, 내부 구조, 객실 구조, 및 기관실 구조 등 전동차와 관련된 모든 구조를 포함한다. 전동차의 전기적 계통은 전기 장치, 전자 장치, 통신 장치 및 그에 대한 전기 배선을 포함한다. 전동차의 기계적 계통은 기계 장치, 예를 들어 도어 장치, 전동차 차륜, 하부 대차 장치의 기어, 판타그라프, 판타그라프 상부의 정차선과 닿는 답면, 및 전동차 모터 등을 포함한다. 또한 공기 제어 계통은 제동 장치, 출입문 장치, 에어 스프링, 및 판타그라프 상승/하강 제어 장치 등을 포함한다. The structure of the electric vehicle includes all structures related to the electric vehicle, such as the external structure, the internal structure, the cabin structure, and the engine room structure of the electric vehicle. The electric system of an electric vehicle includes an electric device, an electronic device, a communication device, and electrical wiring thereof. Mechanical systems of electric vehicles include mechanical devices such as door devices, electric vehicle wheels, gears of lower bogie devices, fantagraphs, treads in contact with the stop line above the fantagraphs, electric motors and the like. Air control systems also include braking devices, door devices, air springs, and fantagraph lift / lower controls.
상태연산부(22)는 중앙 서버(10)로부터 수신한 설정정보와 교육 색인정보에 기초하여 전동차 DB(24)를 검색하고 그에 따라 현재 가상현실 공간에 투영될 가상 전동차의 전동차 상태정보를 추출한다. The
여기서 전동차 상태정보는 전동차의 전기적 상태, 기계적 상태, 및 공기 제어 상태를 모두 포함하는 색인정보이다. 즉, 전동차 상태정보란 전동차의 전기적 계통(전기 장치, 전자 장치, 통신 장치 및 그에 대한 전기 배선 포함), 기계적 계통(기계 장치, 예를 들어 도어 장치, 전동차 차륜, 하부 대차 장치의 기어, 판타그라프, 판타그라프 상부의 정차선과 닿는 답면, 및 전동차 모터 등), 및 공기 제어 계통(제동 장치, 출입문 장치, 에어 스프링, 및 판타그라프 상승/하강 제어 장치 등)의 상태에 대한 정보를 색인화하여 나타낸 정보이다.Here, the electric vehicle state information is index information including all of an electric state, a mechanical state, and an air control state of the electric vehicle. In other words, the electric vehicle status information means the electric system of the electric vehicle (including electric devices, electronic devices, communication devices and electrical wiring thereof), mechanical systems (such as mechanical devices, such as door devices, electric wheels, gears of lower bogies, and fantagraphs). Information about the status of the top of the fantagraph and the contact with the stop line, the electric motors, etc., and the status of the air control system (braking, door devices, air springs, and fantagraph lift / lower controls, etc.). to be.
영상처리 서버(30)는 중앙 서버(10)로부터 수신한 영상 색인정보에 기초하여 복수의 영상정보를 생성하는 역할을 하며, 영상처리부(32)와 영상모델링 DB(34)를 포함한다. The
한편, 영상처리부(32)는 가상현실 공간에 부양되어 있는 보조 윈도우 화면이 영상 정보에 포함될 수 있도록 복수의 영상 정보를 생성할 수 있다. 따라서, 상기 영상정보는 가상현실 공간에 투영되는 보조 윈도우 화면을 포함하며, 보조 윈도우 화면은 검수 과정과 정비 교육 과정에 필요한 지시 문구와 이미지, 전동차 신호장치와 제어장치의 모니터 화면, 및 전동차의 계기류와 램프류 중의 적어도 하나를 포함한다. 이러한 보조 윈도우 화면은 검증 과정 및 교육 과정 중에 투영되거나, 항상 투영될 수도 있다. The
영상모델링 DB(34)는 영상 색인정보에 따라 가상현실 공간에 투영될 영상들을 모델링하여 저장해놓은 데이터베이스이다.The
영상처리부(32)는 중앙 서버(10)로부터 수신한 영상 색인정보에 기초하여 영 상모델링 DB(34)를 검색하고, 영상 색인정보에 따른 영상들을 추출하며 이들을 렌더링하여 가상현실 공간에 투영하기 위한 복수의 영상정보를 생성한다. 생성된 복수의 영상정보는 3D 영상시스템(50)으로 송신되어, 최종적으로 가상현실 공간에서 가상 전동차의 검수나 검증 및 정비 교육과 관련된 3D 영상으로 구현된다. The
음향처리 서버(60)는 중앙 서버(10)로부터 수신한 음향 색인정보에 기초하여 음향정보를 생성하는 역할을 하며, 음향처리부(62)와 음향소스 DB(64)를 포함한다.The
음향소스 DB(64)는 음향 색인정보에 따른 음향들을 저장한 데이터베이스로서, 음향처리부(62)는 음향 색인정보에 기초하여 음향소스 DB(64)를 검색하고, 음향 색인정보에 따른 음향정보를 생성한다. 생성된 음향정보는 스피커로 송신되어 전동차에 대한 검수/검증 및 정비 교육 과정에서 투영되는 3D 영상에 맞게 음향이 출력된다.The
도 2는 도 1에서의 3D 영상시스템(50)을 나타낸 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating the
3D 영상시스템(50)은 영상처리 서버(30)로부터 생성된 복수의 영상정보를 이용하여 가상현실 공간에 3D 영상을 투영하는 시스템으로서, 스테레오 인터페이스(stereo interface, 51)와 프로젝터(54)와 가상현실 공간을 구획하는 스크린(55)을 포함한다.The
스테레오 인터페이스(51)는 복수의 영상을 결합하기 위해 복수의 영상정보를 변환하여 복수의 3D 영상정보를 생성하는 매트릭스 스위치(matrix switch, 52)와, 입체감을 살리기 위해 3D 영상정보의 주파수를 조절하는 스테레오 에미터(stereo emitter, 53)를 포함한다.The
프로젝터(54)는 스테레오 인터페이스(51)로부터 3D 영상정보를 수신하여 스크린(55)에 투영함으로써 가상현실을 구현한다. 프로젝터(54)의 개수는 스크린(55)의 크기 및 가상현실 공간의 크기에 따라 적절하게 조절될 수 있다. 한편, 3D 영상 시스템에 의해 구현되는 가상현실 공간에서 사용자는 입체감을 느끼기 위해 편광 글래스 등을 이용할 수도 있다.The
도 3은 3D영상시스템(50)에서 가상현실이 구현되는 공간을 예시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a space in which virtual reality is implemented in the
본 발명의 실시예에 따른 3D 영상시스템(50)에서 가상현실 공간을 구획하는 스크린(55)은 전방(a), 하방(b), 좌측방(c), 우측방(d), 상방(e)에 모두 설치될 수 있으며, 상방(e)에는 하방(b) 스크린의 반 크기의 스크린이 설치될 수 있다. 총 7개의 프로젝터(54_1 ~ 54_7)가 각 스크린(55) 면에 3D 영상정보를 출력할 수 있다. In the
본 발명에서는 전동차의 실제 크기에 맞춰 가로 약 6m, 세로 약 3m, 높이 약 3m의 직육면체의 가상현실 공간이 형성되도록 스크린이 설치될 수 있으며, 각 프로젝터는 3m * 3m 크기의 스크린에 3D 영상을 투영하게 된다. 한편 가상현실 공간은상기 기재된 크기의 공간으로 한정되지 않고 다양한 크기 및 형상의 공간으로 형성될 수 있다. According to the present invention, a screen may be installed to form a virtual reality space of a rectangular parallelepiped having a width of about 6m, a length of about 3m, and a height of about 3m in accordance with the actual size of the electric vehicle, and each projector projects a 3D image on a screen having a size of 3m * 3m. Done. Meanwhile, the virtual reality space is not limited to the space of the size described above, but may be formed of a space of various sizes and shapes.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 검증 및 정비 교육용 전동차 가상현실 제공 시스템에서의 각종 정보의 이동경로를 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating a movement path of various information in a system for providing a virtual reality vehicle for verification and maintenance training according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 관리 서버(70)는 중앙 서버(10)로부터 관리자의 관리에 필요한 관리화면을 출력하기 위한 관리화면정보를 수신하며, 사용자가 수행할 과정을 관리자가 선택한 과정선택정보를 입력받아 중앙 서버(10)로 송신한다. 과정선택정 보는 가상현실 공간에 가상 전동차를 구현하기 위한 초기값과 사용자의 신상정보를 나타낸 사용자정보를 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 4, the
3D 입력장치(40)는 사용자의 다양한 조작 (예를 들어 데이터 글러브를 낀 경우의 손가락 조작 또는 3D 마우스를 이용하는 경우의 공간상의 움직임 조작 등)에 따라 조작정보를 생성하고, 이를 중앙 서버(10)로 송신한다.The
중앙 서버(10)는 관리 서버(70)로부터 과정선택정보를 수신하고 3D 입력장치로부터 조작정보를 수신하여, 과정선택정보 및 조작정보를 포함하는 설정정보를 생성한다. 생성된 설정정보는 교육 서버(80)로 송신되며, 교육 서버(80)는 설정정보에 기초한 교육 색인정보를 생성하여 중앙 서버(10)로 송신한다. The
중앙 서버(10)는 설정정보 및 교육 색인정보를 전동차상태 서버(20)로 송신하고, 전동차상태 서버(20)는 이용하여 설정정보 및 교육 색인정보에 따라 전동차 상태정보를 생성하고 이를 중앙 서버(10)로 송신한다. 중앙 서버(10)는 설정정보 및 교육 색인정보에 따라 영상 색인정보와 음향 색인정보를 생성하고, 이를 각각 영상처리 서버(30)와 음향처리 서버(60)로 송신한다.The
영상처리 서버(30)는 영상 색인정보를 이용하여 영상정보를 생성하고, 음향처리 서버(60)는 음향 색인정보를 이용하여 음향정보를 생성한다.The
본 발명에 따른 전동차 가상현실 제공 시스템을 이용한 구현예를 설명하도록 한다. It will be described an embodiment using the electric vehicle virtual reality providing system according to the present invention.
가상 전동차는 전동차의 모든 전기적 신호, 전장품 통신, 공기 제어 계통, 기계적 신호에 대하여 소프트웨어의 한 변수로 처리하여 각 변수들의 연결에 의해 구현된다. 전동차의 상태를 구현하기 위한 열차 로직은 검수를 위한 시스템으로서 실제 선의 연결상태와 콘넥터의 연결상태 및 장치의 상태를 구현해야함으로 이 모든 개소들을 시뮬레이션을 통해 자동으로 결과를 도출할 수 있도록 한다.Virtual electric vehicles are implemented by concatenating all of the electrical signals, electronics communications, air control systems, and mechanical signals of the train into one variable in software. The train logic to implement the state of the train is a system for inspection, and it is necessary to implement the state of connection of the actual line, the state of connection of the connector and the state of the device so that all these points can be automatically generated through the simulation.
전동차상태 서버에서 생성된 전동차 상태정보를 기초로 중앙 서버는 영상 색인정보를 생성하여 영상처리 서버로 송신한다. 영상처리 서버는 영상처리를 수행하여 3D 가상현실을 구현하기 위한 복수의 영상정보를 생성하고, 3D 영상시스템은 복수의 영상정보를 이용하여 가상의 전동차 및 그 상태를 이용자에게 보여준다.The central server generates image index information and transmits the image index information to the image processing server based on the vehicle state information generated by the vehicle state server. The image processing server performs image processing to generate a plurality of image information for implementing 3D virtual reality, and the 3D image system uses the plurality of image information to show a virtual electric car and its state to the user.
이용자에게 보여지는 영상은 교육의 상태에 따라 전동차의 외부를 표현하며 전기신호의 흐름을 표현할 때는 전동차 내부 구조 화면을 변경하여 내부에서 전기신호가 흘러가는 모습을 보여준다.The image shown to the user expresses the exterior of the electric vehicle according to the state of education, and when the electric signal flow is expressed, the electric signal flows inside by changing the electric vehicle internal structure screen.
전장품 간의 통신 상태 교육에서는 통신 케이블의 접속 상태를 내부 구조를 투영하여 보여주고 전장품의 실제 동작상태는 보조 윈도우 화면에서 확인한다. 전장품의 신호장치와 제어장치의 모니터 장치 또한 사용자의 선택에 의해 보조 윈도우 화면에서 확인할 수 있다. In the communication status training between electronic devices, the connection status of the communication cable is shown by projecting the internal structure, and the actual operation status of the electronic equipment is confirmed on the auxiliary window screen. The signal device of the electrical equipment and the monitor device of the control device can also be checked on the auxiliary window screen by the user's selection.
또한 이용자는 장비들을 조작할 때 실제 조작법과 최대한 동일한 효과를 주기 위해 배선의 결선 방법, 커넥터의 체결 방법까지 정확하게 조작해야 한다. 이는 가상의 공간에서 직접 데이터 글러브 등을 통해 가상 전동차를 만질 수 있으며, 이 행위는 실제와 동일하게 육안으로 확인을 하면서 조작한다.In addition, the user must precisely control the wiring connection method and the connector fastening method to give the same effect as the actual operation method when operating the equipment. It is possible to touch the virtual electric car through the data glove, etc. directly in the virtual space.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스 템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.The invention can also be embodied as computer readable code on a computer readable recording medium. Computer-readable recording media include all types of recording devices that store data that can be read by a computer system. Examples of the computer-readable recording medium include a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, an optical data storage device, and the like, and may be implemented in the form of a carrier wave (for example, transmission via the Internet) . The computer readable recording medium can also be distributed over network coupled computer systems so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion.
이상에서는 도면에 도시된 구체적인 실시예를 참고하여 본 발명을 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하므로, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 기술을 가진 자라면 이로부터 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하고, 그와 동등 및 균등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 보호 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention. Accordingly, the scope of protection of the present invention should be construed in accordance with the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents and equivalents thereof should be construed as being covered by the scope of the present invention.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 검증 및 정비 교육용 전동차 가상현실 시스템을 나타낸 블록도. 1 is a block diagram showing a virtual reality system for a train for verification and maintenance training according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에서의 3D 영상시스템(50)을 나타낸 도면.FIG. 2 shows a
도 3은 3D 영상시스템(50)에서 가상현실이 구현되는 공간을 예시한 도면.3 is a diagram illustrating a space in which virtual reality is implemented in the
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 검증 및 교육용 전동차 가상현실 시스템에서의 각종 정보의 이동경로를 나타낸 도면.4 is a view showing a movement path of various information in the virtual reality system for verification and education electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020080119025A KR20100060436A (en) | 2008-11-27 | 2008-11-27 | System for inspecting and providing the virtual reality of train used for inspection and maintenance education |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020080119025A KR20100060436A (en) | 2008-11-27 | 2008-11-27 | System for inspecting and providing the virtual reality of train used for inspection and maintenance education |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20100060436A true KR20100060436A (en) | 2010-06-07 |
Family
ID=42361350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020080119025A KR20100060436A (en) | 2008-11-27 | 2008-11-27 | System for inspecting and providing the virtual reality of train used for inspection and maintenance education |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20100060436A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101981701B1 (en) * | 2018-06-20 | 2019-05-23 | 주식회사 에스피지코리아 | Educational Training Apparatus and Methods Using Virtual Reality |
| CN111276015A (en) * | 2020-03-23 | 2020-06-12 | 上海工程技术大学 | Subway driver emergency disposal training system and method based on virtual reality |
| KR102183894B1 (en) * | 2019-06-28 | 2020-11-30 | 한화시스템 주식회사 | Computer based training estimation system using virtual reality and operating method of thereof |
| KR20230091388A (en) * | 2021-12-16 | 2023-06-23 | (주)아이앤시티 | Virtual reality training evaluation system for armored car maintenance in groups of 2 |
-
2008
- 2008-11-27 KR KR1020080119025A patent/KR20100060436A/en not_active Application Discontinuation
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