KR101847476B1 - Csf 플랫폼 연계를 통한 작업자 중심의 증강현실용 생체신호기반 스마트 작업헬멧 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 작업자의 위치 정보 및 생체 정보에 근거하여 작업자의 안전을 지원하고, 작업자의 작업 환경에 대한 정보 및 작업 내용을 네트워크를 통해 통지하여 작업자의 환경변화에 대하여 능동적으로 대응할 수 있는 CSF 플랫폼 연계를 통한 작업자 중심의 증강현실용 생체신호기반 스마트 작업헬멧에 관한 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 CSF 플랫폼 연계를 통한 작업자 중심의 증강현실용 생체신호기반 스마트 작업헬멧은 작업자의 생체 정보 및 환경 정보를 검출하여 전송하도록 구성되되, 작업자의 생체정보를 검출하는 생체정보 검출부; 상기 작업자의 환경정보를 검출하는 환경정보 검출부; 상기 관리서버로부터 전송된 영상을 출력하고, 음성 통신을 수행하는 영상통신부 및 상기 작업자의 주변 영상을 촬영하는 영상 촬영부를 포함하여 구성되며, 상기 헬멧에서 검출된 정보는 관리서버로 전송되는 것을 특징으로 한다.
상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 CSF 플랫폼 연계를 통한 작업자 중심의 증강현실용 생체신호기반 스마트 작업헬멧은 작업자의 생체 정보 및 환경 정보를 검출하여 전송하도록 구성되되, 작업자의 생체정보를 검출하는 생체정보 검출부; 상기 작업자의 환경정보를 검출하는 환경정보 검출부; 상기 관리서버로부터 전송된 영상을 출력하고, 음성 통신을 수행하는 영상통신부 및 상기 작업자의 주변 영상을 촬영하는 영상 촬영부를 포함하여 구성되며, 상기 헬멧에서 검출된 정보는 관리서버로 전송되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 CSF(Connected Smart Factory) 플랫폼 연계를 통한 작업자 중심의 증강현실용 생체신호기반 스마트 작업헬멧에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 작업자의 위치 정보 및 생체 정보에 근거하여 작업자의 안전을 지원하고, 작업자의 작업 환경에 대한 정보 및 작업 내용을 네트워크를 통해 통지하여 작업자의 환경변화에 대하여 능동적으로 대응할 수 있는 CSF 플랫폼 연계를 통한 작업자 중심의 증강현실용 생체신호기반 스마트 작업헬멧에 관한 것이다.
일반적으로 헬멧은 운전 또는 작업 및 특수임무 상황에 머리를 외부의 충격으로부터 보호하기 위하여 사용하는 것이다. 이러한 헬멧의 일반적인 구성은 머리수용부를 갖는 헬멧몸체와 상기 헬멧몸체의 개구된 안면부에 상하로 개폐 가능하게 구비되며 투광체로 이루어진 윈드실드로 구성된 것이다.
이에 따라 헬멧을 착용하고 운전 또는 작업중 외부에 충격이 가해지게 되면, 상기 헬멧몸체가 충격을 완충하여 머리에 가해지는 충격을 감소시켜 작업자의 머리 부상을 최소화하도록 구성된다. 특히, 헬멧은 특수임무활동 중 안전확보 용도로도 사용하고 있으며 대표적으로 불법어업을 단속하는 해양경찰의 부상을 방지하는 목적, 소방 및 치안활동 중 부상을 방지하는 목적 등 여러 방면에 사용되고 있다.
또한, 특수임무활동에 사용되는 헬멧은 안전확보의 목적 이 외의 예로 해양경찰에서 사용하는 헬멧의 경우에는 불법어업 단속과정의 채증 영상을 확보하기 위하여 헬멧몸체의 헤드부위에 카메라모듈을 구비한 카메라가 구비된 헬멧이 개발되어 사용되고 있으며, 일반인들의 스포츠 마니아들 사이에서는 탈착이 가능한 스포츠 카메라를 헬멧 상측 부위에 별도 장착하여 운행 중 여정과 스포츠 활동 촬영에 사용되고 있다.
아울러 근래에는 작업자의 현장 관리를 위한 다양한 헬멧이 개발되었으며, 이러한 헬멧 중의 하나로서, 공개특허공보 제10-2013-0052420호에 스마트 헬멧을 이용한 현장 작업 관리 시스템이 개시되었다.
상기 기술은 신호부와, 작업자 작업 환경을 촬영하는 영상부가 마련된 스마트 헬멧; 상기 영상부에서 촬영한 현장 작업 환경에 관한 데이터를 와이파이(Wi-Fi) 무선 통신 방식으로 전송받아 저장하는 스마트 벨트; 및 상기 스마트 벨트로부터 현장 작업 환경에 관한 데이터를 와이파이(Wi-Fi) 무선 통신 방식으로 전송받아 이러한 데이터를 기초로 현장 작업을 컨트롤하는 신호를 상기 스마트 벨트에 전송하는 제어부를 포함하는, 스마트 헬멧을 이용한 현장 작업 관리 시스템을 특징으로 한다.
그러나 상기의 기술은 건물 내부에 설치된 와이파이 접속 포인트가 정상적으로 동작해야 하는 것을 전제로 하기 때문에 관리 미비로 와이파이 접속 포인트가 정상적으로 동작하지 못하거나 화재 등의 재난에 의해 정상적인 동작을 하지 못하는 경우 위치추적 시스템은 정상적인 동작이 이루어지지 않는 문제점이 발생된다.
이에 더하여, 작업자의 생체 정보에 근거하여 작업의 생체 정보 및 건강 상태를 모니터링할 수 있는 스마트 작업헬멧이 요구되며, 작업자의 작업 상황에 대한 작업 지시를 수행할 수 있는 증강현실용 생체신호기반 스마트 작업헬멧이 요구되는 실정이다.
본 발명은 상기 종래기술이 갖는 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명에서 해소하고자 하는 과제는, 작업자의 생체정보를 측정하고, 측정된 생체 정보에 근거하여 작업자의 상태를 검출하며, 작업 환경에 대한 가상 현실을 제공할 수 있는 CSF 플랫폼 연계를 통한 작업자 중심의 증강현실용 생체신호기반 스마트 작업헬멧을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명에서 해결하고자 하는 다른 과제는 통신 AP 리더기를 통하여 작업자의 위치를 파악하고, 작업 내용을 지시할 수 있는 CSF 플랫폼 연계를 통한 작업자 중심의 증강현실용 생체신호기반 스마트 작업헬멧을 제공하는 데 있다.
상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 CSF 플랫폼 연계를 통한 작업자 중심의 증강현실용 생체신호기반 스마트 작업헬멧은 작업자의 생체 정보 및 환경 정보를 검출하여 전송하도록 구성되되, 작업자의 생체정보를 검출하는 생체정보 검출부; 상기 작업자의 환경정보를 검출하는 환경정보 검출부; 상기 관리서버로부터 전송된 영상을 출력하고, 음성 통신을 수행하는 영상통신부 및 상기 작업자의 주변 영상을 촬영하는 영상 촬영부를 포함하여 구성되며, 상기 헬멧에서 검출된 정보는 관리서버로 전송되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 헬멧과 상기 관리서버 사이에 구비되어 정보의 상호 이동을 중계하는 통신 AP 리더기가 구비될 수 있으며, 상기 통신 AP 리더기는 적어도 3개 이상으로 구성되고, 상기 헬멧으로 비컨(beacon)신호를 송출하며, 상기 송출된 비컨 신호에 대한 수신 시간을 산출한 비컨 시간정보를 상기 관리서버에 전송하고, 상기 관리서버는 상기 각각의 통신 AP 리더기로부터 전송된 비컨 시간정보에 근거하여 상기 헬멧의 위치를 검출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 작업자의 생체 정보에 따라 작업자의 건강 상태를 파악하여 작업에 투입할 수 있으므로, 작업의 안전을 확보할 수 있는 장점이 있다.
또한, 헬멧과 통신 AP 리더기를 직접 연결하여 무선 통신의 연결상태를 유지할 수 있고, 작업자의 작업 상황을 모니터링하여 작업 상황을 원격에서 지시할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 CSF 플랫폼 연계를 통한 작업자 중심의 증강현실용 생체신호기반 스마트 작업헬멧에서 헬멧의 대한 측면도.
도 2는 본 발명에 따른 CSF 플랫폼 연계를 통한 작업자 중심의 증강현실용 생체신호기반 스마트 작업헬멧이 채용된 작업자용 증강현실 시스템의 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 CSF 플랫폼 연계를 통한 작업자 중심의 증강현실용 생체신호기반 스마트 작업헬멧의 개략적인 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 CSF 플랫폼 연계를 통한 작업자 중심의 증강현실용 생체신호기반 스마트 작업헬멧에서 환경정보 검출부의 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 CSF 플랫폼 연계를 통한 작업자 중심의 증강현실용 생체신호기반 스마트 작업헬멧에서 영상 통신부의 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 CSF 플랫폼 연계를 통한 작업자 중심의 증강현실용 생체신호기반 스마트 작업헬멧이 채용된 작업자용 증강현실 시스템의 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 CSF 플랫폼 연계를 통한 작업자 중심의 증강현실용 생체신호기반 스마트 작업헬멧의 개략적인 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 CSF 플랫폼 연계를 통한 작업자 중심의 증강현실용 생체신호기반 스마트 작업헬멧에서 환경정보 검출부의 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 CSF 플랫폼 연계를 통한 작업자 중심의 증강현실용 생체신호기반 스마트 작업헬멧에서 영상 통신부의 구성도.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명은 작업자의 위치 정보 및 생체 정보에 근거하여 작업자의 안전을 지원하고, 작업자의 작업 환경에 대한 정보 및 작업 내용을 네트워크를 통해 통지하여 작업자의 환경변화에 대하여 능동적으로 대응할 수 있는 CSF 플랫폼 연계를 통한 작업자 중심의 증강현실용 생체신호기반 스마트 작업헬멧에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 CSF 플랫폼 연계를 통한 작업자 중심의 증강현실용 생체신호기반 스마트 작업헬멧에서 헬멧의 대한 측면도를 나타낸 것이다.
첨부된 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 CSF 플랫폼 연계를 통한 작업자 중심의 증강현실용 생체신호기반 스마트 작업헬멧은 본체(101) 및 안면보호 스크린(102)을 포함하여 구성된다.
상기 본체(101)는 작업자의 머리 부분이 씌워지는 부분으로서, 외측부의 쉘, 내부 라이너 및 턱끈을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 쉘(Shell)은 본체(101)의 외피에 해당되는 부분으로서, 단단한 합성수지로 구성된다. 이러한 쉘은 날카로운 물체로부터 머리를 보호하기 위하여 외부 충격을 본체 전체로 분산시키며 동시에 내부의 라이너가 파손되지 않도록 자체를 지지하게 된다.
상기 라이너(Liner)는 작업자의 두피와 직접적으로 접촉하는 부분으로서, 상기 쉘의 두께보다 상대적으로 두껍고 연질의 재질의 폴리스티렌 재질로 구성된다. 이에, 외부 충격이 쉘을 거쳐 라이너로 전달되면 라이너의 폴리스티렌은 압축되면서 충격을 흡수하게 된다. 이때 더욱 강한 외부 충격이 가해지는 경우, 상기 라이너 자체가 파손되면서 외부 충격이 상응하는 큰 에너지를 흡수하도록 구성될 수 있다.
상기 턱끈(Strap)은 작업자의 움직임에 의해 헬멧의 착용상태를 유지하기 위한 것으로서, 도면에 도시하지 않았으나 턱끈의 길이를 조절하는 턱끈 조절부와 턱끈을 연결하는 연결부를 포함하여 구성된다.
상기 안면보호 스크린(102)은 작업자의 눈을 보호하기 위한 부분으로서, 투명한 재질로 구성되고, 직사광선을 차단하는 코팅필름이 부착될 수 있다.
설계조건에 따라서, 상기 안면보호 스크린(102)은 상기 쉘(101)에 고정된 상태로 설치될 수 있으나, 회전가능하게 설치될 수도 있다.
상기의 구성에서, 상기 본체(101)의 외측에는 작업자의 시야를 조명하기 위한 조명부(150) 및 카메라(141)가 설치되고, 상기 안면보호 스크린(102)이 내측에는 제어신호의 입력에 따라 영상을 표시하는 영상표시패널(133)이 구비된다.
도 2는 본 발명에 따른 CSF 플랫폼 연계를 통한 작업자 중심의 증강현실용 생체신호기반 스마트 작업헬멧이 채용된 작업자용 증강현실 시스템의 구성도를 나타낸 도면이다.
첨부된 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 CSF 플랫폼 연계를 통한 작업자 중심의 증강현실용 생체신호기반 스마트 작업헬멧이 채용된 작업자용 증강현실 시스템은 헬멧(100), 통신 AP 리더기(200) 및 관리서버(300)를 포함하여 구성된다.
상기 헬멧(100)은 작업자가 착용한 상태에서 상기 작업자의 생체 정보 및 환경 정보를 검출하여 전송하고, 상기 관리서버(300)와 영상 통신이 가능하도록 구성되어 CSF 플랫폼 연계를 통한 작업자 중심의 증강현실용 생체신호기반 스마트 작업헬멧으로 이루어진다.
도 3은 본 발명에 따른 CSF 플랫폼 연계를 통한 작업자 중심의 증강현실용 생체신호기반 스마트 작업헬멧의 개략적인 구성도.
첨부된 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 CSF 플랫폼 연계를 통한 작업자 중심의 증강현실용 생체신호기반 스마트 작업헬멧은 생체정보 검출부(110), 환경정보 검출부(120), 영상통신부(130), 영상촬영부(140) 및 조명부(150)를 포함하여 구성된다.
상기 생체정보 검출부(110)는 상기 작업자의 생체정보를 검출하는 기능을 수행하는 것으로서, 헬멧(100)의 착용에 의해 두피 또는 피부와의 접촉에 의해 작업자의 생체정보를 검출할 수 있도록 구성된다.
이때, 검출되는 작업자의 생체정보는 심전도(ECG), 안전도(EOG) 및 뇌전도(EEG) 중에서 선택된 하나 이상으로 구성될 수 있다.
상기 심전도(Electrocardiogram, ECG)는 심장활동에 의해 국소적으로 발생하는 전기변화를 의미하는 것으로서, 상기 전기변화는 용적도체를 이루는 조직에 전해져 체표에 미치기 때문에 두부에서도 검출될 수 있다. 즉, 심전도는 심장 내부에서 발생하는 전기적 활동에 의해 수축하고 이완하는 물리적 운동을 두피에 전극을 부착해 전기적 활동으로 인한 신호를 검출할 수 있으며, 일반적으로 0.05~150Hz 주파수 대역에 분포하고 수 mV의 크기를 갖는다.
상기 안전도(Electrooculogram, EOG)는 각막과 망막 간에 약 0.4~1mV 정도의 일정한 전위차가 존재하는데, 안구의 움직임 및 눈의 깜빡임에 의한 전위 변화가 발생된다. 상기 안전도는 4Hz까지 주파수 대역을 가지고 뇌전도의 델타파와 대역이 중복된다.
상기 안전도는 작업자의 눈 부근에 전극을 배치하는 것으로 검출될 수 있다.
뇌전도(Electroencephalogram, EEG)는 대뇌 피질에 자극이 가해지면 신경세포 사이에 이온화된 전류가 흐르며 전기장과 자기장이 형성되는 데, 두피에 부착한 전극을 통해 미세한 전위 변화를 발생된다. 상기 뇌전도는 0~100Hz 주파수 대역에 분포하고, 20~200μV 정도의 크기를 갖는다.
상기 생체정보 검출부(110)는 제1 전극, 제2 전극 및 기준 전극으로 구성되는 3개의 전극으로 구성될 수 있으며, 별도의 전도성 젤 없이도 생체전극을 측정할 수 있는 건식 타입으로 구성될 수 있다.
상기 환경정보 검출부(120)는 상기 작업자의 환경정보를 검출하는 기능을 수행하는 것으로서, 상기 환경정보 검출부에서 검출되는 정보는 온도, 진동, 조도, 이산화탄소 및 질소 등으로 구성될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 CSF 플랫폼 연계를 통한 작업자 중심의 증강현실용 생체신호기반 스마트 작업헬멧에서 환경정보 검출부의 구성도이다.
첨부된 도 4를 참조하면, 본 발명의 헬멧에 적용된 환경정보 검출부는 온도를 검출하는 온도센서(121), 진동을 검출하는 진동센서(122), 주변의 밝기를 검출하는 조도센서(123), 이산화탄소의 농도를 검출하는 이산화탄소 센서(124) 및 질소의 농도를 검출하는 질소센서(125) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
상기의 센서 중에서 진동센서는 주변의 진동을 검출하는 기능을 수행하기도 하며, 위험, 돌발 상황 발생시 진동센서 자체가 진동하거나, 상기 관리서버(300)로부터 위험상황 신호를 전달받은 경우 진동센서에 의해 별도의 바이브레이터가 진동하도록 구성될 수 있으며, 이에 따라 헬멧(100)을 착용한 작업자는 손쉽게 자신의 주변에 위험 상황이 발생될 수 있음을 알 수 있게 된다.
상기 조도센서(123)는 주변 밝기를 검출하여 상기 관리서버(300)에 전송하도록 구성될 수 있으며, 주변 조도가 설정값 미만으로 검출되는 경우 조명부(150)를 자동으로 점등하도록 구성될 수 있다.
상기 이산화탄소 센서(124)는 작업자의 주변 공기 중에서 이산화탄소의 농도를 검출하도록 구성되는 데, 이산화탄소는 호흡을 조절하는 역할을 수행하는 것으로서, 공기 중에 6 ~ 7%에서 호흡이 최대로 촉진되나 25 ~ 30%에 이르면 최면효과가 나타나 서서히 호흡이 중지되게 되어 작업자에게 치명적이다.
또한, 질소 센서(125)는 작업자의 주변 공기 중에서 질소의 농도를 검출하도록 구성되는 데, 질소는 공기 중의 약 78%를 차지하며, 독성이 없지만 밀폐된 공간에 확산되면 산소 농도를 저하시켜 산소 결핍에 의한 질식 사고를 유발하게 된다.
이에, 상기 환경정보 검출부(120)는 작업자의 주변 환경에 대한 정보를 검출하여 상기 관리서버(300)로 전송하도록 하며, 설계조건에 따라서 작업자의 치명적인 환경이 노출되었을 경우에는 상기 자체적으로 경보신호를 발생시켜 작업자에게 주의를 환기(喚起)시키도록 구성될 수 있다.
상기 영상통신부(130)는 상기 관리서버로부터 전송된 영상을 출력하고, 음성 통신을 수행하는 기능을 수행한다.
도 5는 본 발명에 따른 CSF 플랫폼 연계를 통한 작업자 중심의 증강현실용 생체신호기반 스마트 작업헬멧에서 영상 통신부의 구성도를 나타낸 도면이다.
첨부된 도 5를 참조하면, 상기 영상 통신부(130)는 마이크(131), 스피커(132) 및 영상표시패널(133)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 영상표시패널(133)은 작업자의 눈 전면측에 배치되도록 구성되어, 상기 관리서버(300)로부터 전송된 영상신호가 표시되는 부분이다.
이때, 상기 영상표시패널(133)에 표시되는 영상신호의 밝기는 상기 조도센서(123)에서 검출된 조도 값에 따라 가변되어 표시되도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 주변 밝기가 충분한 경우에는 상기 영상표시패널(133)에 표시되는 영상신호의 밝기도 밝게 표시하고, 반대의 경우에는 상기 영상표시패널(133)에 표시되는 영상신호의 밝기를 어둡게 조절하여 영상신호의 육안 관찰이 용이하게 하며 작업자의 눈부심을 방지하도록 구성될 수 있다.
상기 영상촬영부(140)는 상기 작업자의 주변 영상을 촬영하는 기능을 수행하는 것으로서, 촬영된 영상은 상기 관리서버(300)로 전송된다.
상기 조명부(150)는 상기 헬멧(100)의 상부 또는 측면에 설치되어 작업자의 시선을 조명한다.
한편, 통신 AP 리더기(200)는 상기 헬멧과 상기 관리서버 사이에 구비되어 정보의 상호 이동을 중계하는 것으로서, 정보의 상호 이동 및 상기 헬멧(100)의 위치를 검출하기 위해 적어도 3개 이상 구비된다.
여기서, 상기 통신 AP 리더기(200)를 이용하여 상기 헬멧(100)의 위치 즉 작업자의 위치를 검출하기 위한 구성으로서, 본 발명에서는 비컨(beacon) 신호를 이용한다.
즉, 상기 통신 AP 리더기(200)는 적어도 3개 이상으로 구성되고, 상기 헬멧으로 비컨(beacon)신호를 송출하며, 상기 송출된 비컨 신호에 대한 수신 시간을 산출한 비컨 시간정보를 상기 관리서버에 전송하도록 구성된다.
상기 관리서버(300)는 상기 헬멧(100)으로부터 전송된 정보에 근거하여 작업 상황을 표시하고 저장 관리하는 기능을 수행한다.
또한, 작업관리자는 상기 관리서버(300)를 통해 상기 헬멧(100) 착용자인 작업자와 영상통신을 수행할 수 있으며, 상기 통신 AP 리더기(200)에서 전송된 비컨 신호의 전송 및 수신 시간에 근거하여 상기 헬멧(100)의 위치를 검출하게 된다.
이때, 비컨 신호의 전송 및 수신 시간에 근거한 상기 헬멧(100)의 위치 검출은 삼각측량방식으로 그 위치를 검출할 수 있다.
즉, 상기 통신 AP 리더기(200) 각각의 위치에 대한 비컨 신호의 응답신호에 대한 반경을 산출하고 상기 통신 AP 리더기(200)의 반경이 서로 중첩되는 위치를 상기 헬멧(100)의 위치로 검출되게 구성될 수 있다.
본 발명에 의하면, 작업자의 생체 정보에 따라 작업자의 건강 상태를 파악하여 작업에 투입할 수 있으므로, 작업의 안전을 확보할 수 있는 장점이 있다.
또한, 헬멧과 통신 AP 리더기를 직접 연결하여 무선 통신의 연결상태를 유지할 수 있고, 작업자의 작업 상황을 모니터링하여 작업 상황을 원격에서 지시할 수 있는 장점이 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능하다.
100: 헬멧 101: 본체
102: 안면보호 스크린 110: 생체정보 검출부
120: 환경정보 검출부 121: 온도 센서
122: 진동 센서 123: 조도 센서
124: 이산화탄소 센서 125: 질소 센서
130: 영상 통신부 140: 영상 촬영부
141: 카메라 150: 조명부
200: 통신 AP 리더기 300: 관리서버
102: 안면보호 스크린 110: 생체정보 검출부
120: 환경정보 검출부 121: 온도 센서
122: 진동 센서 123: 조도 센서
124: 이산화탄소 센서 125: 질소 센서
130: 영상 통신부 140: 영상 촬영부
141: 카메라 150: 조명부
200: 통신 AP 리더기 300: 관리서버
Claims (2)
- 작업자의 생체 정보 및 환경 정보를 검출하여 전송하는 헬멧, 상기 헬멧으로부터 전송된 정보에 근거하여 작업 상황을 표시하고 저장 관리하는 관리서버 및 상기 헬멧과 상기 관리서버 사이에 구비되어 정보의 상호 이동을 중계하는 통신 AP 리더기를 포함하여 구성되며,
상기 헬멧은,
상기 작업자의 머리 부분이 씌워지는 본체;
상기 작업자의 눈을 보호하고 제어신호의 입력에 따라 영상을 표시하는 영상표시패널이 구비되며, 투명한 재질로 이루어지고 직사광선을 차단하는 코팅필름이 부착되는 안면보호 스크린;
제1 전극, 제2 전극 및 기준전극의 건식 타입으로 구성되어 상기 작업자의 생체정보를 검출하는 생체정보 검출부;
상기 작업자의 환경정보를 검출하는 환경정보 검출부;
상기 관리서버로부터 전송된 영상을 출력하고, 음성 통신을 수행하는 영상통신부;
상기 본체의 외측에 설치되어 상기 작업자의 시선을 조명하는 조명부; 및
상기 작업자의 주변 영상을 촬영하고, 촬영된 영상은 상기 관리서버로 전송되도록 하는 영상촬영부;
를 포함하되,
상기 본체는,
단단한 합성수지로 구성되어 외피를 이루는 쉘(Shell);
작업자의 두피에 직접적으로 접촉하여 폴리스티렌 재질로 이루어지고, 외부 충격이 상기 쉘을 거쳐 전달되면 압축되거나 파손되어 상기 외부 충격의 에너지를 흡수하도록 구성된 라이너(liner); 및
작업자의 움직임에 의해 헬멧의 착용상태를 유지하고, 턱끈의 길이를 조절하는 턱끈 조절부와 턱끈을 연결하는 연결부를 포함하여 구성되는 턱끈;
을 포함하여 구성되고,
상기 작업자의 생체정보에는,
두피에 부착되어 심장 내부의 수축하고 이완하는 물리적 운동에 대한 0.05~150Hz 주파수와 수 mV의 전기적신호를 검출하는 심전도;
상기 작업자의 눈 부근에 배치되며 각막과 망막 간 안구의 움직임 및 눈의 깜빡임에 의해 발생되는 0.4~1mV의 전위차를 검출하는 안전도; 및
두피에 부착한 전극의 전류 흐름에 의해 형성된 전기장 및 자기장에 의한 100Hz 주파수 대역과 20~200μV의 전위 변화를 검출하는 뇌전도;
가 포함되고,
상기 환경정보 검출부는,
온도를 검출하는 온도센서;
주변의 진동을 검출하고, 위험 또는 돌발 상황 발생시 그 자체가 진동하거나, 상기 관리서버로부터 위험상황 신호를 전달받은 경우 바이브레이터가 진동하도록 구성되어 주변에 위험 상황이 발생됨을 인지시키는 진동센서;
주변의 밝기를 검출하며, 주변 조도가 설정값 미만으로 검출되는 경우 상기 조명부를 자동으로 점등하도록 구성되는 조도센서;
공기 중에 6 ~ 7%에서 호흡이 최대로 촉진되나 25 ~ 30%에 이르면 최면효과가 나타나 서서히 호흡이 중지되게 되어 작업자에게 치명적인 이산화탄소의 농도를 검출하는 이산화탄소 센서; 및
독성이 없지만 밀폐된 공간에 확산되면 산소 농도를 저하시켜 산소 결핍에 의한 질식 사고를 유발시키는 질소의 농도를 검출하는 질소센서;
를 포함하여 구성되어, 치명적인 환경이 노출되었을 경우에는 자체적으로 경보신호를 발생시켜 작업자에게 주의를 환기(喚起)시키도록 구성되고,
상기 통신 AP 리더기는,
적어도 3개 이상으로 구성되고, 상기 헬멧으로 비컨(beacon)신호를 송출하며, 상기 송출된 비컨 신호에 대한 수신 시간을 산출한 비컨 시간정보를 상기 관리서버에 전송하고,
상기 관리서버는,
각각의 상기 통신 AP 리더기로부터 전송된 비컨 시간정보에 근거하여 상기 헬멧의 위치를 검출하며,
상기 영상표시패널에 표시되는 영상신호의 밝기는,
주변 밝기가 충분한 경우에는 상기 영상표시패널에 표시되는 영상신호의 밝기를 밝게 표시하고, 반대의 경우에는 상기 영상표시패널에 표시되는 영상신호의 밝기를 어둡게 조절하여 영상신호의 육안 관찰이 용이하게 하며 작업자의 눈부심을 방지하도록 상기 조도센서에서 검출된 조도 값에 따라 가변되어 표시되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 CSF 플랫폼 연계를 통한 작업자 중심의 증강현실용 생체신호기반 스마트 작업헬멧.
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