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KR20130123117A - 스마트 헬멧 - Google Patents

스마트 헬멧 Download PDF

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KR20130123117A
KR20130123117A KR1020120046289A KR20120046289A KR20130123117A KR 20130123117 A KR20130123117 A KR 20130123117A KR 1020120046289 A KR1020120046289 A KR 1020120046289A KR 20120046289 A KR20120046289 A KR 20120046289A KR 20130123117 A KR20130123117 A KR 20130123117A
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KR
South Korea
Prior art keywords
information
image
helmet
external
camera
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
KR1020120046289A
Other languages
English (en)
Inventor
임대운
이남희
정윤근
임창주
김연진
Original Assignee
동국대학교 산학협력단
(주) 미디어인터랙티브
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 동국대학교 산학협력단, (주) 미디어인터랙티브 filed Critical 동국대학교 산학협력단
Priority to KR1020120046289A priority Critical patent/KR20130123117A/ko
Publication of KR20130123117A publication Critical patent/KR20130123117A/ko
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Abstract

본 발명은 스마트 헬멧에 관한 것으로서, 헬멧의 전방을 촬영하는 카메라, 상기 카메라가 촬영한 외부영상에 대한 정보를 입력받고, 상기 정보를 상기 외부영상과 일치시킨 정보영상을 생성하는 처리부, 및 상기 정보영상을 출력하고, 사용자가 상기 정보영상과 상기 헬멧의 전방을 겹쳐서 볼 수 있는 시스루 디스플레이를 포함하며 외부환경이나, 사용자가 작업하는 장치 등의 정보 등을 얻을 수 있어 업무의 효율을 높일 수 있다.

Description

스마트 헬멧{smart helmet}
본 발명은 헬멧에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시스루(see-through) 디스플레이를 이용하여 외부영상에 대한 정보를 제공하는 스마트 헬멧에 관한 것이다.
하지만, 오늘날 IT 기술이 발전되면서, 다양한 분야에 IT 기술을 접목하는 시도가 이루어지고 있다. 냉장고, 세탁기, 또는 차량과 같이, 기존 IT 기술과 무관하다고 생각되어 오던 장치에도 IT 기술이 접목되어 장치 자체의 기능뿐만 아니라, 사용자의 편의를 위한 다양한 기능을 수행하고 있다. 기존 IT 기술이 적용되지 않았던 장치들에 IT 기술을 적용하여 사용자의 편의와 업무의 효율을 높이고자 하는 수요가 늘어나고 있다.
모터사이클을 사용하는 운전자 또는 산업현장에서 작업을 수행하는 작업자는 헬멧을 착용하여야 한다. 상기 헬멧은 사용자의 머리 보호를 위한 역할에 그치고 있다. 하지만, 상기 헬멧은 사용자가 작업 중 항상 착용하고 있는 것인바, 작업의 효율을 높이기 위한 다양한 시도가 필요하다.
본 발명이 해결하고자 하는 첫 번째 과제는 시스루 디스플레이를 이용하여 정보를 제공하는 헬멧을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 첫 번째 과제를 달성하기 위하여, 헬멧의 전방을 촬영하는 카메라; 상기 카메라가 촬영한 외부영상에 대한 정보를 입력받고, 상기 정보를 상기 외부영상과 일치시킨 정보영상을 생성하는 처리부; 상기 정보영상을 출력하고, 사용자가 상기 정보영상과 상기 헬멧의 전방을 겹쳐서 볼 수 있는 시스루 디스플레이를 포함하는 헬멧을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 처리부는, 상기 카메라의 위치와 상기 사용자 눈 위치의 차이를 이용하여 상기 정보영상의 배치를 조정하는 것을 특징으로 하는 헬멧일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 정보는, 상기 외부영상에 포함되어 있는 지형, 사람, 또는 이동경로에 대한 정보이거나, 상기 외부영상에 포함되어 있는 장치의 조작 방법 또는 조작 순서에 대한 정보인 것을 특징으로 하는 헬멧일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 외부 장치와 통신하는 통신부를 더 포함하고, 상기 통신부는 상기 외부영상을 상기 외부 장치에 전송하고, 상기 외부 장치가 처리한 상기 외부영상에 대한 정보를 상기 외부 장치로부터 수신하는 것을 특징으로 하는 헬멧일 수 있다.
본 발명에 따르면, 시스루 디스플레이를 이용하여 사용자가 전방과 전방의 외부환경에 대한 정보를 겹쳐서 볼 수 있는바, 헬멧을 착용한 상태로 정보를 제공받을 수 있다. 또한, 외부환경이나, 사용자가 작업하는 장치 등의 정보 등을 얻을 수 있어 업무의 효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 헬멧의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스마트 헬멧을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예를 나타낸 것이다.
도 4a 내지 4d는 처리부가 생성한 정보영상을 예시한 도면이다.
본 발명에 관한 구체적인 내용의 설명에 앞서 이해의 편의를 위해 본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결 방안의 개요 혹은 기술적 사상의 핵심을 우선 제시한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 헬멧은 헬멧의 전방을 촬영하는 카메라, 상기 카메라가 촬영한 외부영상에 대한 정보를 입력받고, 상기 정보를 상기 외부영상과 일치시킨 정보영상을 생성하는 처리부, 및 상기 정보영상을 출력하고, 사용자가 상기 정보영상과 상기 헬멧의 전방을 겹쳐서 볼 수 있는 시스루 디스플레이(see-through display)를 포함한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 의하여 제한되지 않는다는 것은 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결 방안을 명확하게 하기 위한 발명의 구성을 본 발명의 바람직한 실시예에 근거하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하되, 도면의 구성요소들에 참조번호를 부여함에 있어서 동일 구성요소에 대해서는 비록 다른 도면상에 있더라도 동일 참조번호를 부여하였으며 당해 도면에 대한 설명시 필요한 경우 다른 도면의 구성요소를 인용할 수 있음을 미리 밝혀둔다. 아울러 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명 그리고 그 이외의 제반 사항이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다 (comprises)" 또는 "포함하는 (comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 헬멧의 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 헬멧은 카메라(110), 처리부(120), 및 시스루 디스플레이(130)을 포함하고, 통신부(140)를 더 포함할 수 있다.
카메라(110)는 헬멧의 전방을 촬영한다.
보다 구체적으로, 카메라(110)는 헬멧의 전방에 위치하여 헬멧의 전방의 외부를 촬영한다. 카메라(110)는 사용자 시선의 방향과 동일한 방향을 촬영한다. 사용자가 헬멧을 쓴 상태에서 머리의 방향을 바꾸는 경우, 그에 따른 정보가 실시간으로 변경되어야 하는바, 연속적으로 헬멧의 전방을 촬영한다. 카메라(110)는 RGB 카메라일 수 있다.
처리부(120)는 카메라(110)가 촬영한 외부영상에 대한 정보를 입력받고, 상기 정보를 상기 외부영상과 일치시킨 정보영상을 생성한다.
보다 구체적으로, 카메라(110)가 촬영한 외부영상에 대한 정보를 입력으로 받아, 시스루 디스플레이(130)에 출력할 정보영상을 생성한다. 상기 외부영상은 사용자가 주시하고 있는 전방의 외부와 동일한 영상이고, 상기 정보는 전방에 위치한 외부환경에 대한 정보이다.
상기 정보는 외부에 대한 단순정보일 수 있다. 즉, 상기 외부영상에 포함되어 있는 지형, 사람, 또는 이동경로에 대한 정보일 수 있다. 사용자가 모터사이클 등의 운전자인 경우, 상기 정보는 운전에 필요한 이동경로, 지형, 건물의 이름, 건물의 특징, 사거리의 이름 등의 단순정보들일 수 있다. 급커브와 같이, 지형의 특징에 따라 사용자의 위험이 감지되면, 이를 미리 경고하는 정보일 수 있고, 안개와 같이, 전방 시야 확보가 어려운 경우, 도로의 가이드라인을 포함하는 정보일 수도 있다.
사용자가 산업현장 등에서 일하는 작업자인 경우, 상기 정보는 외부영상에 포함되어 있는 장치의 조작 방법 또는 조작 순서에 대한 정보일 수 있다. 카메라(110)가 촬영한 외부영상에 사용자가 작업을 수행할 장치가 포함되어 있는 경우, 상기 정보는 상기 장치의 메뉴얼의 정보일 수 있다. 상기 장치의 각 부분의 정보뿐만 아니라 조작 방법 또는 조작 순서에 대한 정보이거나, 또는 상기 장치의 시뮬레이션 정보일 수도 있다.
처리부(110)는 상기 외부영상에 대한 정보를 상기 외부영상과 일치시킨 정보영상을 생성한다. 사용자가 전방을 주시하면서 정보영상을 함께 보기 위해서 증강 현실(AR)을 이용한다. 상기 증강현실을 이용하여 시스루 디스플레이(130)를 통해 전방을 봄과 동시에, 시야로 들어오는 전방의 외부환경과 겹쳐진 정보영상을 함께보는 것이다. 상기 증강현실을 구현하기 위하여, 카메라(110)가 촬영한 외부영상을 이용한다. 처리부(120)는 상기 정보를 상기 외부영상과 위치를 일치하고, 정보가 표현된 정보영상으로 생성한다. 상기 정보영상은 정보가 표시된 영상으로 정보 이외의 영상부분은 투명하게 생성된다.
처리부(120)는 카메라(110)의 위치와 상기 사용자 눈 위치의 차이를 이용하여 상기 정보영상의 배치를 조정할 수 있다. 증강현실을 구현하기 위해선, 카메라가 촬영하는 외부영상과 상기 사용자가 전방을 주시하는 외부환경이 일치하여야 한다. 하지만, 카메라(110)의 위치와 사용자 눈 위치가 일치하지 않을 수 있는바, 상기 외부영상과 사용자의 시야와 일치시키기 위하여, 카메라(110)의 위치와 사용자 눈 위치의 차이만큼 상기 정보영상의 배치를 조정할 수 있다. 상기 사용자 눈 위치를 측정하기 위하여, 사용자 눈을 촬영하는 별도의 카메라를 더 포함할 수 있으며, 또는 헬멧에 따라 사용자 눈 위치로 추정되는 위치를 미리 정하여, 상기 카메라(110)와의 위치차이를 미리 산출하여 적용할 수 있다.
또한, 처리부(120)는 자체적으로 카메라(110)가 촬영한 영상으로부터 상기 외부영상에 대한 정보를 분석할 수 있다. 상기 외부영상을 분석하기 위하여, 위치를 측정할 수 있는 GPS를 포함할 수 있으며, 정보를 저장하고 있는 데이터베이스를 더 포함할 수 있다.
시스루 디스플레이(130)는 상기 정보영상을 출력하고, 상기 사용자가 상기 정보영상과 상기 헬멧의 전방을 겹쳐서 볼 수 있는 것을 특징으로 한다.
보다 구체적으로, 시스루 디스플레이(130)는 한 쪽면에서 다른 면이 보이는 디스플레이다. 사용자는 시스루 디스플레이(130)에 출력되는 상기 정보영상과 상기 헬멧의 전방을 동시에 볼 수 있으며, 상기 정보영상과 상기 헬멧의 전방을 겹쳐서 봄으로써, 상기 전방에 대한 정보를 바로 알 수 있다. 시스루 디스플레이(130)는 상기 헬멧의 종래 사용되던 사용자 시야를 보호하던 기존의 투명 강화플라스틱 또는 유리부분인 안면커버를 대체할 수 있으며, 또는 별도의 시스루 디스플레이를 연결하여 사용자에게 정보영상을 제공할 수 있다. 시스루 디스플레이(130)를 이용함으로써 사용자는 운전 또는 작업 시 시선의 방향을 바꾸지 않고도 전면 디스플레이로 유용한 정보들을 확인할 수 있어, 생활과 업무에 효율성과 안전성이 향상된다.
통신부(140)는 상기 외부영상을 상기 외부 장치에 전송하고, 상기 외부 장치가 처리한 상기 외부영상에 대한 정보를 상기 외부장치로부터 수신한다.
보다 구체적으로, 통신부(140)는 유선 또는 무선으로 외부 장치와 연결되어 상기 외부영상과 정보를 주고받는다. 통신부(140)는 카메라(110)가 촬영한 외부영상을 상기 외부 장치에 전송하고, 상기 외부 장치로부터 상기 외부영상에 대한 정보를 수신한다. 상기 외부 장치는 스마트폰일 수 있다. 상기 스마트폰의 스마트 헬멧용 어플리케이션에서 처리한 상기 외부영상에 대한 정보를 통신부(140)가 수신하여 처리부(120)로 전달한다. 통신부(140)는 상기 외부 장치와 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다.
또한, 통신부(140)는 외부영상에 대한 정보뿐만 아니라, 상기 외부 장치가 이동단말인 경우와 같이, 외부 장치의 오디오 신호의 출력 또는 음성 통화를 송수신할 수 있다. 상기 오디오 신호의 음성 통화를 위하여 스피커 및 마이크를 더 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스마트 헬멧을 개략적으로 나타낸 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 스마트 헬멧(100)은 RGB 카메라(110)를 통해 사용자의 시선방향인 헬멧의 전방을 촬영한다. 또한, 외부 장치인 스마트 폰(150)과 유선 또는 무선으로 연결되어 있을 수 있다. 상기 카메라(110)가 촬영한 외부영상에 대한 정보를 외부 장치(150)로부터 입력받아 상기 외부영상과 위치를 일치시킨 정보영상을 시스루 디스플레이(see-through display, 130)에 출력한다. 또한, 외부 장치(150)로부터 수신된 오디오의 출력과 음성 통화를 위하여 이어폰 및 마이크(210)를 포함할 수 있다. 상기와 같은 구성으로 헬멧의 기본 기능인 작업(운전, 산업현장) 시 머리를 보호함과 동시에 작업의 효율을 높일 수 있는 정보를 사용자에게 제공할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예를 나타낸 것이다.
스마트 헬멧은 고정된 형태가 아닌 다양한 실시예로 구현될 수 있다. 참조번호 310과 같이, 기존 헬멧의 투명 강화플라스틱 또는 유리를 시스루 디스플레이로 대체하여 구현할 수 있다. 또는 참조번호 320과 같이, 기존 헬멧에 사용자에게 정보를 제공할 수 있는 표시부를 별도로 장착하는 형태로 구현할 수 있다. 상기 참조번호 310 내지 320 이외에도 다양한 실시예로 구현될 수 있음은 물론이다.
도 4a 내지 4d는 처리부가 생성한 정보영상을 예시한 도면이다.
모터사이클이나 자전거를 이용하는 사용자는 머리보호를 위해 헬멧을 착용한다. 개인 이동수단 이외에도 택배 등을 위해 모터사이클을 이용하는 경우, 이동 중에도 업무처리를 하는 경우가 있다. 또한, 공사현장을 포함한 산업현장에서 머리를 보호하는 헬멧의 착용은 필수적이다. 본 발명의 실시예에 따른 스마트 헬멧은 이러한 헬멧의 1차적인 머리보호기능 이외에 사용자에게 다양한 정보를 제공함으로써 업무효율과 안전을 향상시킬 수 있다.
도 4a는 운전자에게 단순정보영상을 제공하는 경우를 예시한 도면이다.
보다 구체적으로, 모터사이클 또는 자전거 운전자 헬멧에서 전방 시스루 디스플레이에 출력될 수 있는 정보영상으로 기존 길 찾기 정보뿐만 아니라 전화 및 메시지 통신기능이 화면에 출력되며, 증강현실(AR)을 이용한 목적지의 위치정보가 3차원상에서 아이콘형태로 출력될 수 있다. 기존의 운전자가 각종 정보를 확인하려면 사용자가 휴대한 각종 기기의 화면을 주시해야하기 때문에 운전사고의 위험이 있다. 이러한 문제를 스마트 헬멧으로 해결함과 동시에 사용성이 향상되어 작업효율성이 높아질 수 있다.
도 4b는 운전자에게 지형파악 정보영상을 제공하는 경우를 예시한 도면이다.
보다 구체적으로, 모터사이클 또는 자전거 운전자는 전방 시야 확보가 중요하다. 악천후 시에도 운전작업을 해야 할 필요가 있는바, 스마트 헬멧은 도로의 윤곽정보와 전방에 위험요소를 분석하여 시스루 디스플레이에 출력할 수 있다. 기존 헬멧은 사고가 발생하였을 때 사용자의 신체를 보호하는 역할만 하지만 스마트 헬멧은 사고를 미연에 방지하며 전방에 사고발생시 사용자가 좀 더 능동적으로 대처할 수 있도록 할 수 있다.
도 4c는 작업자에게 작업 메뉴얼 정보영상을 제공하는 경우를 예시한 도면이다.
보다 구체적으로, 공사현장과 같이 산업현장에서 작업자들은 머리보호를 위하여 안전헬멧을 착용한다. 스마트 헬멧은 기존의 안전헬멧에 선글라스 형태의 시스루 디스플레이를 장착하여 작업 초보자들에게는 작업메뉴얼과 같은 정보를 제공함으로써 인터렉티크 학습용 기기로 활용될 수 있으며, 숙력된 작업자에게는 작업의 효율을 높일 수 있는 정보와 편리 기능들을 제공할 수 있다.
도 4d는 작업자에게 인적자원 관리 정보영상을 제공하는 경우를 예시한 도면이다.
보다 구체적으로, 산업현장에는 많은 구성원들이 작업하고 있다. 건설공사와 같은 현장에서는 인력들이 많으며, 관리 또한 쉽지 않다. 스마트 헬멧은 작업 구성원들과 함께 자신의 인적정보와 작업사항, 작업률과 같은 정보를 정보영상으로 제공함으로써, 상기 정보들을 서로 공유할 수 있도록 할 수 있다. 이러한 환경에서 작업능률이 향상될 수 있으며, 현장에서 상급자가 인력관리 시 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예들을 구현하는 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체 (magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체 (optical media), 플롭티컬 디스크 (floptical disk)와 같은 자기-광 매체 (magneto-optical media), 및 롬 (ROM), 램 (RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
110: 카메라
120: 처리부
130: 시스루 디스플레이
140: 통신부
150: 이동단말
210: 스피커 및 마이크

Claims (6)

  1. 헬멧의 전방을 촬영하는 카메라;
    상기 카메라가 촬영한 외부영상에 대한 정보를 입력받고, 상기 정보를 상기 외부영상과 일치시킨 정보영상을 생성하는 처리부; 및
    상기 정보영상을 출력하고, 사용자가 상기 정보영상과 상기 헬멧의 전방을 겹쳐서 볼 수 있는 시스루 디스플레이를 포함하는 헬멧.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리부는,
    상기 카메라의 위치와 상기 사용자 눈 위치의 차이를 이용하여 상기 정보영상의 배치를 조정하는 것을 특징으로 하는 헬멧.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 정보는,
    상기 외부영상에 포함되어 있는 지형, 사람, 또는 이동경로에 대한 정보인 것을 특징으로 하는 헬멧.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 정보는,
    상기 외부영상에 포함되어 있는 장치의 조작 방법 또는 조작 순서에 대한 정보인 것을 특징으로 하는 헬멧.
  5. 제 1 항에 있어서,
    외부 장치와 통신하는 통신부를 더 포함하고,
    상기 통신부는 상기 외부영상을 상기 외부 장치에 전송하고, 상기 외부 장치가 처리한 상기 외부영상에 대한 정보를 상기 외부 장치로부터 수신하는 것을 특징으로 하는 헬멧.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 외부 장치와의 통신을 통해 수신된 오디오 신호의 출력 또는 음성 통화를 위한 스피커 및 마이크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 헬멧.
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