KR102338984B1 - System for providing 3D model augmented reality service using AI and method thereof - Google Patents

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KR102338984B1 KR1020200047210A KR20200047210A KR102338984B1 KR 102338984 B1 KR102338984 B1 KR 102338984B1 KR 1020200047210 A KR1020200047210 A KR 1020200047210A KR 20200047210 A KR20200047210 A KR 20200047210A KR 102338984 B1 KR102338984 B1 KR 102338984B1
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Abstract

본 발명은 인공지능을 활용한 3D 모형 증강현실 서비스 제공 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 사용자 단말로부터 3D 모형에 대한 모형 제작 요청 정보가 수신되면, 상기 모형 제작 요청 정보에 기반하여 3D 모형 설계 데이터를 제공하고, 상기 3D 모형 설계 데이터에 따른 3D 모형과 결합하여 동작되는 시나리오를 생성하며, 상기 생성된 시나리오에 따라 증강현실(Augmented Reality, AR) 콘텐츠를 제작하여 제공하는 콘텐츠 제공 서버; 및 상기 AR 콘텐츠를 재생하기 위한 AR 마커(Marker)가 부착된 3D A모형에서 인공 지능(AI) 기반의 마커 인식 알고리즘을 이용하여 상기 AR 마커를 인식하고, 상기 AR 마커에 동기화된 AR 콘텐츠에 따른 AR 영상을 제공하는 AR 서비스 제공 단말을 포함하는 시스템일 수 있다.The present invention relates to a system and method for providing a 3D model augmented reality service using artificial intelligence. a content providing server that provides, generates a scenario operated by combining with a 3D model according to the 3D model design data, and produces and provides augmented reality (AR) content according to the generated scenario; and using an artificial intelligence (AI)-based marker recognition algorithm in a 3D A model to which an AR marker is attached for reproducing the AR content, and recognizes the AR marker according to the AR content synchronized with the AR marker. It may be a system including an AR service providing terminal that provides an AR image.

Description

인공지능을 활용한 3D 모형 증강현실 서비스 제공 시스템 및 그 방법{ System for providing 3D model augmented reality service using AI and method thereof }A system for providing 3D model augmented reality service using artificial intelligence and a method thereof { System for providing 3D model augmented reality service using AI and method thereof }

본 발명은 3D 모형과 AR 콘텐츠를 결합하여 AR 영상을 제공할 수 있는 인공지능을 활용한 3D 모형 증강현실 서비스 제공 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a 3D model augmented reality service providing system and method using artificial intelligence that can provide AR images by combining 3D models and AR contents.

최근 제품의 디자인 및 외관이 중요시되는 세계적인 추세에 따라 가전, 자동차, 건축 등의 다양한 분야에서 스타일 검증을 위한 모형 제작이 큰 역할을 차지하고 있으며, 제작된 모형은 실제 제품의 형상, 색감, 및 질감을 잘 표현할 수 있어야 하며, 제작에 필요한 시간 및 비용 또한 적어야 한다.In accordance with the recent global trend in which product design and appearance are important, model production for style verification plays a major role in various fields such as home appliances, automobiles, and architecture. It should be able to express itself well, and the time and cost required for production should be small.

이때, 모형은 실물을 모방하여 만든 객체로서, 일반적으로 사용되는 넓은 범위의 모형을 의미하고, 산업모형, 인체모형, 지형모형, 단지모형 등의 다양한 분야에 적용될 수 있다.In this case, the model is an object made by imitating the real thing, meaning a wide range of models that are generally used, and can be applied to various fields such as industrial models, human body models, topographic models, and complex models.

가상현실 기술(Virtual Reality) 분야에서는 3차원 안경 등의 특수 장비를 이용하여 이미지에 입체감을 부여하는 기술 등이 개발되었으나, 이 기술은 사용이 번거롭고 입체감을 충족시키지 못하며 고가의 장비를 필요로 한다. 또한, 급속 조형 기술(Rapid Prototyping) 분야에서는 다양한 3차원 모형을 적층하여 모형을 손쉽게 제작하는 기술이 개발되었으나, 이 기술도 역시 선택할 수 있는 재질이 한정되어 있어 제품의 색감 및 질감을 표현하기가 어려워 도색 등의 후속적인 작업을 필요로 하기 때문에 추가적인 비용과 시간을 필요로 한다. In the field of virtual reality technology, a technology that gives a three-dimensional effect to an image using special equipment such as three-dimensional glasses has been developed, but this technology is cumbersome to use, does not satisfy the three-dimensional effect, and requires expensive equipment. In addition, in the field of rapid prototyping, a technology for easily manufacturing models by stacking various 3D models has been developed. Since it requires subsequent work such as painting, additional cost and time are required.

또한, 컴퓨터 이미지(Computer Graphics) 분야에서는 쉐이딩(Shading) 기술과 텍스쳐 맵핑(Texture mapping) 기술을 이용하여 제품의 형상 정보와 재질 정보로부터 현실적인 이미지를 생성하는데, 이 기술은 색감 및 질감을 잘 표현하는 장점이 있어 가전, 자동차, 건축 등의 분야에서 설계 검증용으로 많이 사용되고 있지만 입체감이 결여되는 단점이 있다. In addition, in the field of computer graphics, shading and texture mapping technologies are used to create realistic images from product shape information and material information. It has advantages and is widely used for design verification in the fields of home appliances, automobiles, architecture, etc., but has a disadvantage in that it lacks a three-dimensional effect.

따라서, 박물관, 전시장, 의료 현장, 산업 현장, 교육 현장 등의 다양한 분야에서 제작되고 있는 3D 모형은 사실적인 시각적 효과를 보여주기 위해 증강현실 기술을 적용하고, 단말 상에 3D 모형에 결합된 AR 콘텐츠가 끊김 없이 재생될 수 있도록 AR 마커의 인식율을 높일 수 있는 기술이 개발되어야 한다. Therefore, 3D models being produced in various fields, such as museums, exhibition halls, medical sites, industrial sites, and educational sites, apply augmented reality technology to show realistic visual effects, and AR contents combined with 3D models on the terminal A technology that can increase the recognition rate of AR markers should be developed so that they can be reproduced without interruption.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따라 사용자 요청에 따라 제작된 3D 모형에 부착된 AR 마커를 인공지능 기반의 마커 인식 알고리즘을 통해 인식하고, 3D 모형에 결합하여 동작되는 AR 콘텐츠를 재생할 수 있도록 하는 것에 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention recognizes an AR marker attached to a 3D model produced according to a user's request according to an embodiment of the present invention through an artificial intelligence-based marker recognition algorithm, and combines it with the 3D model. The purpose is to make it possible to play AR contents that are in operation.

다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.However, the technical task to be achieved by the present embodiment is not limited to the technical task as described above, and other technical tasks may exist.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서 본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능을 활용한 3D 모형 증강현실 서비스 제공 시스템은, 사용자 단말로부터 3D 모형에 대한 모형 제작 요청 정보가 수신되면, 상기 모형 제작 요청 정보에 기반하여 3D 모형 설계 데이터를 제공하고, 상기 3D 모형 설계 데이터에 따른 3D 모형과 결합하여 동작되는 시나리오를 생성하며, 상기 생성된 시나리오에 따라 증강현실(Augmented Reality, AR) 콘텐츠를 제작하여 제공하는 콘텐츠 제공 서버; 및 상기 AR 콘텐츠를 재생하기 위한 AR 마커(Marker)가 부착된 3D 모형에서 인공 지능(AI) 기반의 마커 인식 알고리즘을 이용하여 상기 AR 마커를 인식하고, 상기 AR 마커에 동기화된 AR 콘텐츠에 따른 AR 영상을 제공하는 AR 서비스 제공 단말을 포함하되, 상기 인공 지능 기반의 마커 인식 알고리즘은, 센서 또는 카메라로부터 획득한 원시 데이터를 통해 마커 정보를 추출하고, 기학습된 객체 검출 모델을 통해 상기 추출된 마커 정보에서 AR 마커를 인식하는 것이다. As a technical means for achieving the above technical task, the 3D model augmented reality service providing system using artificial intelligence according to an embodiment of the present invention receives model production request information for a 3D model from a user terminal, the model Based on the production request information, 3D model design data is provided, a scenario that is operated by combining with a 3D model according to the 3D model design data is generated, and Augmented Reality (AR) content is produced according to the generated scenario a content providing server provided by and using an artificial intelligence (AI) based marker recognition algorithm in a 3D model to which an AR marker is attached to reproduce the AR content, and recognizes the AR marker according to the AR content synchronized with the AR marker. An AR service providing terminal that provides an image, wherein the artificial intelligence-based marker recognition algorithm extracts marker information through raw data obtained from a sensor or camera, and the extracted marker through a pre-learned object detection model Recognizing AR markers in information.

인공지능을 활용한 3D 모형 증강현실 서비스 제공 시스템은, 상기 콘텐츠 제공 서버로부터 AR 마커 위치 정보가 포함된 3D 모형 설계 데이터가 수신되면, 상기 3D 모형 설계 데이터에 기반하여 3D 모형을 제작하고, 상기 AR 마커 위치 정보에 따라 상기 제작된 3D 모형에 상기 AR 마커를 부착하는 모형 제작 장치를 더 포함할 수 있다. 3D model augmented reality service providing system using artificial intelligence, when 3D model design data including AR marker location information is received from the content providing server, creates a 3D model based on the 3D model design data, and the AR The apparatus may further include a model making device for attaching the AR marker to the manufactured 3D model according to the marker position information.

상기 콘텐츠 제공 서버는, 상기 사용자 단말로 하나 이상의 예비 시나리오를 전송하고, 상기 사용자 단말로부터 상기 예비 시나리오에 대한 편집 요청 데이터가 수신되면 상기 편집 요청 데이터를 반영하여 시나리오를 결정하는 것이다. The content providing server transmits one or more preliminary scenarios to the user terminal, and when the edit request data for the preliminary scenario is received from the user terminal, reflects the edit request data to determine the scenario.

상기 AR 서비스 제공 단말은, 상기 인공 지능 기반의 마커 인식 알고리즘이 수행되어 영상 분석을 통해 객체 인식을 위한 후보 영역을 생성하고, 상기 생성된 후보 영역에서 하나 이상의 객체를 추출한 후 상기 객체 검출 모델을 통해 상기 추출된 하나 이상의 객체들 중에서 AR 마커를 분류하여 검출하는 AI 엔진; 및 상기 인식된 AR 마커에 의해 3D 모형에 상기 AR 콘텐츠를 결합하여 AR 영상을 디스플레이되도록 하는 AR 엔진을 포함할 수 있다.The AR service providing terminal generates a candidate area for object recognition through image analysis by performing the artificial intelligence-based marker recognition algorithm, extracting one or more objects from the generated candidate area, and then using the object detection model an AI engine for classifying and detecting an AR marker among the one or more extracted objects; and an AR engine for displaying an AR image by combining the AR content with a 3D model by the recognized AR marker.

이때, 상기 AR 엔진은, 상기 AR 콘텐츠에 따라 가상 장면과 가상 물체를 저작하는 편집 모듈; 상기 가상 물체의 형태를 만드는 형상 생성 모듈; 조명 정보와 카메라 정보에 기반하여 화면에 표현되는 장면을 생성하는 렌더링 모듈; 및 상기 가상 물체와 실환경 모형 간의 충돌을 검사하고, 상기 가상 물체와 실환경 모형 간의 물리적 반응을 생성하는 시뮬레이션 모듈을 포함한다.In this case, the AR engine may include: an editing module for authoring a virtual scene and a virtual object according to the AR content; a shape generating module that creates a shape of the virtual object; a rendering module for generating a scene displayed on the screen based on the lighting information and the camera information; and a simulation module that examines a collision between the virtual object and the real environment model and generates a physical reaction between the virtual object and the real environment model.

한편, 상기 AI 엔진은, R-CNN, Fast R-CNN, Faster R-CNN, Mask R-CNN, SSD, YOLO 중 적어도 하나 이상의 객체 검출용 CNN 모델을 사용할 수 있다. Meanwhile, the AI engine may use a CNN model for object detection of at least one of R-CNN, Fast R-CNN, Faster R-CNN, Mask R-CNN, SSD, and YOLO.

상기 콘텐츠 제공 서버는, 상기 AR 마커와 동기화된 AR 콘텐츠의 노출과 변조를 방지하기 위해 상기 AR 마커의 인증, 상기 인증된 AR 마커에 대한 비밀키 분배, 상기 분배된 비밀키를 기반으로 데이터를 암호화하는 경량 암호 알고리즘을 수행할 수 있다.The content providing server encrypts data based on authentication of the AR marker, distribution of a secret key for the authenticated AR marker, and the distributed secret key to prevent exposure and falsification of AR content synchronized with the AR marker A lightweight cryptographic algorithm can be implemented.

한편, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 인공지능을 활용한 3D 모형 증강현실 서비스 제공 방법은, 증강현실(Augmented Reality, AR) 콘텐츠를 제공하는 콘텐츠 제공 서버에 의해 수행되는 인공지능을 활용한 3D 모형 증강현실 서비스 제공 방법에 있어서, a) 사용자 단말이 소정의 애플리케이션을 실행하거나 소정의 웹사이트에 접속함에 따라 발생되는 콘텐츠 제공 서버의 접근 요청을 수신하고, 상기 사용자 단말에 3D 모형 서비스 제공 페이지를 제공하는 단계; b) 상기 사용자 단말로부터 상기 3D 모형 서비스 제공 페이지를 통해 3D 모형의 타겟 물체와 용도를 포함한 모형 제작 요청 정보를 수신하고, 상기 모형 제작 요청 정보에 기반하여 3D 모형 설계 데이터를 제공하는 단계; c) 상기 3D 모형 설계 데이터에 따른 3D 모형과 결합하여 동작되는 시나리오를 생성하며, 상기 생성된 시나리오에 따라 증강현실(Augmented Reality, AR) 콘텐츠를 제작하여 AR 마커에 등록하는 단계; 및 d) 상기 AR 마커 인식에 따른 AR 콘텐츠 요청 정보가 수신되면, 상기 AR 마커에 등록된 AR 콘텐츠를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. On the other hand, the 3D model augmented reality service providing method using artificial intelligence according to another embodiment of the present invention utilizes artificial intelligence performed by a content providing server that provides augmented reality (AR) content. A method for providing a 3D model augmented reality service, comprising: a) receiving an access request from a content providing server generated when a user terminal executes a predetermined application or accesses a predetermined website, and provides a 3D model service page to the user terminal providing; b) receiving model production request information including a target object and purpose of a 3D model through the 3D model service provision page from the user terminal, and providing 3D model design data based on the model production request information; c) generating a scenario to be operated by combining with a 3D model according to the 3D model design data, and registering Augmented Reality (AR) content according to the generated scenario to an AR marker; and d) when AR content request information according to the AR marker recognition is received, providing AR content registered to the AR marker.

상기 d) 단계는, 상기 AR 마커와 동기화된 AR 콘텐츠의 노출과 변조를 방지하기 위해 상기 AR 마커의 인증, 상기 인증된 AR 마커에 대한 비밀키 분배, 상기 분배된 비밀키를 기반으로 데이터를 암호화하는 경량 암호 알고리즘을 수행한다. In step d), authentication of the AR marker, distribution of a secret key to the authenticated AR marker, and data encryption based on the distributed secret key to prevent exposure and tampering of AR content synchronized with the AR marker It implements a lightweight cryptographic algorithm that

상기 d) 단계는, 상기 인공 지능 기반의 마커 인식 알고리즘을 수행하여 3D 모형에 부착된 AR 마커를 인식하고, 상기 인식된 AR 마커에 의해 3D 모형에 상기 AR 콘텐츠를 결합하여 AR 영상을 디스플레이되도록 하는 AR 서비스 제공 단말로부터 상기 AR 콘텐츠 요청 정보를 수신한다. In step d), the AR marker attached to the 3D model is recognized by performing the artificial intelligence-based marker recognition algorithm, and the AR content is combined with the 3D model by the recognized AR marker to display the AR image. The AR content request information is received from the AR service providing terminal.

상기 c) 단계는, 상기 사용자 단말로 하나 이상의 예비 시나리오를 전송하고, 상기 사용자 단말로부터 상기 예비 시나리오에 대한 편집 요청 데이터가 수신되면 상기 편집 요청 데이터를 반영하여 시나리오를 결정할 수 있다. In step c), one or more preliminary scenarios are transmitted to the user terminal, and when edit request data for the preliminary scenario is received from the user terminal, a scenario may be determined by reflecting the edit request data.

전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면, 전시장, 박물관, 산업, 교육, 의료 등의 다양한 분야에서 증강 현실 기반의 3D 모형을 제공할 수 있고, 3D 모형과 결합하여 사실적인 체험 형태의 서비스를 제공할 수 있다. According to the problem solving means of the present invention described above, it is possible to provide an augmented reality-based 3D model in various fields such as exhibition halls, museums, industry, education, and medical care, and provides a service in the form of a realistic experience by combining with the 3D model can do.

예를 들어, 박물관의 경우에 정적 상태의 모형을 관람하는 것보다 증강현실 기반의 3D 모형을 이용하여 시각적으로 사실적인 정보를 제공할 수 있고, 3D모형 자체에 대한 안내 정보도 제공할 수 있다. For example, in the case of a museum, rather than viewing a model in a static state, visually realistic information can be provided using an augmented reality-based 3D model, and guide information about the 3D model itself can be provided.

또한, 본 발명은 AR 마커 인증시 경량 암호 알고리즘을 이용하여 스마트 기기 등의 제한된 환경에서 경량화 암호 시스템의 구현이 가능하고, 해당 AR 마커와 동기화된 AR 콘텐츠의 노출과 변조를 방지할 수 있고, 인공지능 기반의 마커 인식 알고리즘을 통해 다양한 모양, 크기, 색상의 AR 마커를 정확하게 인식할 수 있어 마커 인식률을 높일 수 있고, 이렇게 인식된 AR 마커의 위치와 각도에 맞게 AR 콘텐츠를 지속적으로 증강시켜 줄 수 있다. In addition, the present invention can implement a lightweight encryption system in a limited environment such as a smart device by using a lightweight encryption algorithm during AR marker authentication, and can prevent exposure and tampering of AR content synchronized with the AR marker, and Through an intelligence-based marker recognition algorithm, AR markers of various shapes, sizes, and colors can be accurately recognized, increasing the marker recognition rate, and continuously augmenting AR content according to the position and angle of the recognized AR marker. have.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능을 활용한 3D 모형 증강현실 서비스 제공 시스템의 구성을 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 AR 서비스 제공 단말의 구성을 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능을 활용한 3D 모형 증강현실 서비스 제공 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 AR 서비스 제공 단말에 의한 AR 콘텐츠 재생을 설명하는 예시도이다.
1 is a view for explaining the configuration of a 3D model augmented reality service providing system utilizing artificial intelligence according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram for explaining the configuration of an AR service providing terminal according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a method of providing a 3D model augmented reality service using artificial intelligence according to an embodiment of the present invention.
4 is an exemplary diagram illustrating AR content reproduction by an AR service providing terminal according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily implement them. However, the present invention may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Throughout the specification, when a part is "connected" with another part, this includes not only the case of being "directly connected" but also the case of being "electrically connected" with another element interposed therebetween. . In addition, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated, and one or more other features However, it is to be understood that the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded in advance.

본 명세서에서 ‘단말’은 휴대성 및 이동성이 보장된 무선 통신 장치일 수 있으며, 예를 들어 스마트폰, 태블릿 PC 또는 노트북 등과 같은 모든 종류의 핸드헬드(Handheld) 기반의 무선 통신 장치일 수 있다. 또한, ‘단말’은 네트워크를 통해 다른 단말 또는 서버 등에 접속할 수 있는 PC 등의 유선 통신 장치인 것도 가능하다. 또한, 네트워크는 단말들 및 서버들과 같은 각각의 노드 상호 간에 정보 교환이 가능한 연결 구조를 의미하는 것으로, 근거리 통신망(LAN: Local Area Network), 광역 통신망(WAN: Wide Area Network), 인터넷 (WWW: World Wide Web), 유무선 데이터 통신망, 전화망, 유무선 텔레비전 통신망 등을 포함한다. In the present specification, a 'terminal' may be a wireless communication device with guaranteed portability and mobility, for example, any type of handheld-based wireless communication device such as a smartphone, tablet PC, or notebook computer. In addition, the 'terminal' may be a wired communication device such as a PC that can connect to another terminal or server through a network. In addition, the network refers to a connection structure capable of exchanging information between each node, such as terminals and servers, and includes a local area network (LAN), a wide area network (WAN), and the Internet (WWW). : World Wide Web), wired and wireless data networks, telephone networks, and wired and wireless television networks.

무선 데이터 통신망의 일례에는 3G, 4G, 5G, 3GPP(3rd Generation Partnership Project), LTE(Long Term Evolution), WIMAX(World Interoperability for Microwave Access), 와이파이(Wi-Fi), 블루투스 통신, 적외선 통신, 초음파 통신, 가시광 통신(VLC: Visible Light Communication), 라이파이(LiFi) 등이 포함되나 이에 한정되지는 않는다.Examples of wireless data communication networks include 3G, 4G, 5G, 3rd Generation Partnership Project (3GPP), Long Term Evolution (LTE), World Interoperability for Microwave Access (WIMAX), Wi-Fi, Bluetooth communication, infrared communication, ultrasound Communication, Visible Light Communication (VLC), LiFi, and the like are included, but are not limited thereto.

이하의 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 상세한 설명이며, 본 발명의 권리 범위를 제한하는 것이 아니다. 따라서 본 발명과 동일한 기능을 수행하는 동일 범위의 발명 역시 본 발명의 권리 범위에 속할 것이다.The following examples are detailed descriptions to help the understanding of the present invention, and do not limit the scope of the present invention. Accordingly, an invention of the same scope performing the same function as the present invention will also fall within the scope of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능을 활용한 3D 모형 증강현실 서비스 제공 시스템의 구성을 설명하는 도면이다. 1 is a view for explaining the configuration of a 3D model augmented reality service providing system utilizing artificial intelligence according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 인공지능을 활용한 3D 모형 증강현실 서비스 제공 시스템은, 콘텐츠 제공 서버(100), 모형 제작 장치(200), AR 서비스 제공 단말(300)을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다.'Referring to FIG. 1 , the 3D model augmented reality service providing system using artificial intelligence includes, but is not limited to, a content providing server 100 , a model making device 200 , and an AR service providing terminal 300 . '

콘텐츠 제공 서버(100)는 일반적인 의미의 서버용 컴퓨터 본체일 수 있고, 그 외에 서버 역할을 수행할 수 있는 다양한 형태의 장치로 구현될 수 있다. 구체적으로, 콘텐츠 제공 서버(100)는 통신 모듈(미도시), 메모리(미도시), 프로세서(미도시) 및 데이터베이스(미도시)를 포함하는 컴퓨팅 장치에 구현될 수 있고, 휴대폰이나 TV, PDA, 태블릿 PC, PC, 노트북 PC 및 기타 사용자 단말 등으로 구현될 수도 있다. The content providing server 100 may be a computer main body for a server in a general sense, or may be implemented as various types of devices capable of performing a server role. Specifically, the content providing server 100 may be implemented in a computing device including a communication module (not shown), a memory (not shown), a processor (not shown), and a database (not shown), and a mobile phone, TV, or PDA. , tablet PC, PC, notebook PC, and other user terminals may be implemented.

콘텐츠 제공 서버(100)는 사용자 단말(10)로부터 3D 모형에 대한 모형 제작 요청 정보가 수신되면, 모형 제작 요청 정보에 따라 3D 모형 설계 데이터를 제공하고, 3D 모형 설계 데이터에 따른 3D 모형과 결합하여 동작되는 시나리오를 생성하며, 이렇게 생성된 시나리오에 따라 증강현실(Augmented Reality, AR) 콘텐츠를 제작하여 제공한다.When the content providing server 100 receives the model making request information for the 3D model from the user terminal 10, it provides 3D model design data according to the model making request information, and combines it with the 3D model according to the 3D model design data. It creates an operating scenario, and creates and provides augmented reality (AR) content according to the generated scenario.

콘텐츠 제공 서버(100)는 AR 마커와 동기화된 AR 콘텐츠의 노출과 변조를 방지하기 위해 AR 마커의 인증, 인증된 AR 마커에 대한 비밀키 분배, 분배된 비밀키를 기반으로 데이터를 암호화하는 경량 암호 알고리즘을 수행한다. 경량 암호 알고리즘에는 스마트 기기 등의 제한된 환경에서 구현하기 위해 설계된 암호 기술로서, 대칭키 암호 알고리즘인 HIGHT(HIGh security and liht weigHT), LEA(Lightweight Encryption)와 해시함수인 LSH(Lightweight Secure Hash) 등이 있다. The content providing server 100 is a lightweight encryption method that encrypts data based on authentication of AR markers, distribution of secret keys to the authenticated AR markers, and distribution of secret keys to prevent exposure and falsification of AR content synchronized with AR markers run the algorithm. The lightweight encryption algorithm is an encryption technology designed to be implemented in limited environments such as smart devices, and includes symmetric key encryption algorithms such as HIGHT (HIGh security and liht weigHT), LEA (Lightweight Encryption), and hash function LSH (Lightweight Secure Hash). have.

모형 제작 장치(200)는 콘텐츠 제공 서버(100)로부터 AR 마커 위치 정보가 포함된 3D 모형 설계 데이터가 수신되면, 3D 모형 설계 데이터에 기반하여 3D 모형을 제작하고, AR 마커 위치 정보에 따라 3D 모형에 AR 마커를 부착한다. When the 3D model design data including the AR marker location information is received from the content providing server 100, the model making device 200 produces a 3D model based on the 3D model design data, and the 3D model according to the AR marker location information is received. Attach an AR marker to the

AR 서비스 제공 단말(300)은 AR 마커가 부착된 3D 모형에서 인공 지능(AI) 기반의 마커 인식 알고리즘을 이용하여 AR 마커를 인식하고, AR 마커에 동기화된 AR 콘텐츠에 따른 AR 영상을 제공한다. 이때, 인공 지능 기반의 마커 인식 알고리즘은, 센서 또는 카메라로부터 획득한 원시 데이터를 통해 마커 정보를 추출하고, 상기 추출된 마커 정보를 기학습된 객체 검출 모델을 통해 AR 마커를 인식할 수 있다. The AR service providing terminal 300 recognizes an AR marker using an artificial intelligence (AI) based marker recognition algorithm in a 3D model to which the AR marker is attached, and provides an AR image according to the AR content synchronized with the AR marker. In this case, the artificial intelligence-based marker recognition algorithm may extract marker information through raw data obtained from a sensor or camera, and recognize the AR marker through a pre-learned object detection model based on the extracted marker information.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 AR 서비스 제공 단말의 구성을 설명하는 도면이다.2 is a diagram for explaining the configuration of an AR service providing terminal according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, AR 서비스 제공 단말(300)은 AI 엔진(310) 및 AR 엔진(320)을 포함하지만, 통신 모듈(미도시), 메모리(미도시), 프로세서(미도시) 등을 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the AR service providing terminal 300 includes an AI engine 310 and an AR engine 320 , but further includes a communication module (not shown), a memory (not shown), a processor (not shown), and the like. may include

AI 엔진(310)은 GPS나 IMU(Inertial Measurement Unit)와 같은 센서로부터 얻은 데이터나 카메라로부터 얻은 카메라 영상으로부터 물체의 종류와 3차원 기하학적 정보인 마커 정보를 동시에 추출하고, 마커 정보에 따라 실환경 물체인 3D 모형에 대한 3차원 변형이나 3차원 가상 물체 추가를 수행한다. 이를 위해서 AI 엔진(310)은 물체 분석 모듈, 물체와 배경 분석 모듈, 평면/깊이 분석 모듈, 3차원 위치 추정 모듈, 렌더링 모듈 등의 모듈들을 구비한다. The AI engine 310 simultaneously extracts the type of object and the marker information, which is 3D geometric information, from data obtained from a sensor such as GPS or IMU (Inertial Measurement Unit) or from a camera image obtained from a camera, and according to the marker information, a real environment object Perform 3D transformation or addition of 3D virtual objects to the 3D model. To this end, the AI engine 310 includes modules such as an object analysis module, an object and background analysis module, a plane/depth analysis module, a 3D position estimation module, and a rendering module.

이러한 AI 엔진(310)은 인공 지능 기반의 마커 인식 알고리즘이 수행되어 영상 분석을 통해 객체 인식을 위한 후보 영역을 생성하고, 상기 생성된 후보 영역에서 하나 이상의 객체를 추출한 후 사전에 학습된 객체 검출 모델을 통해 추출된 하나 이상의 객체들 중에서 AR 마커를 인식한다. 객체 검출 모델은 R-CNN, Fast R-CNN, Faster R-CNN, Mask R-CNN, SSD, YOLO 중 적어도 하나 이상의 객체 검출용 CNN 모델을 사용한다.The AI engine 310 performs an artificial intelligence-based marker recognition algorithm to generate a candidate region for object recognition through image analysis, extracts one or more objects from the generated candidate region, and then a pre-trained object detection model AR markers are recognized among one or more objects extracted through The object detection model uses at least one CNN model for object detection among R-CNN, Fast R-CNN, Faster R-CNN, Mask R-CNN, SSD, and YOLO.

특히, R-CNN은 AR 마커 인식을 위한 후보 영역을 생성하고, 생성된 후보 영역을 기반으로 CNN을 학습시켜 영상 내 객체의 위치를 검출한다. 즉, 입력된 카메라 영상에서 선택적 탐색 알고리즘을 이용하여 후보 영역들을 생성하고, 생성된 각 후보 영역들을 동일한 크기로 변환한 후 CNN을 통해 특징을 추출하고, 추출된 특징을 이용하여 후보 영역 내의 객체를 SVM을 이용하여 분류한다. SSD(Single Shot Detector)는 후보 영역을 생성하기 위한 RPN(Resion Proposal Network), 즉 CNN을 따로 훈련시키지 않고 다양한 크기의 특징 맵을 이용하여 객체를 인식하는 것으로서, CNN 모델로부터 얻은 특징 맵과 같이 합성곱 층이 진행됨에 따라 크기가 줄어들게 된다. SSD는 이 과정에서 추출된 모든 특징 맵들을 추론 과정에서 사용하여 객체를 인식한다. In particular, R-CNN generates a candidate region for AR marker recognition, and detects the position of an object in an image by learning the CNN based on the generated candidate region. That is, candidate regions are generated from the input camera image using a selective search algorithm, each generated candidate region is converted to the same size, features are extracted through CNN, and objects in the candidate region are identified using the extracted features. Classify using SVM. SSD (Single Shot Detector) recognizes objects using RPN (Resion Proposal Network) for generating candidate regions, that is, using feature maps of various sizes without training CNN separately. As the product layer progresses, the size decreases. The SSD uses all the feature maps extracted in this process in the inference process to recognize the object.

이와 같이, 인공 지능 기반의 마커 인식 알고리즘은 대용량의 학습데이터셋을 이용하여 학습된 객체 검출 모델을 이용하여 다양한 AR 마커의 모양, 크기, 색상을 정확하게 인식할 수 있어 마커 인식률을 높일 수 있고, AR 마커의 위치와 각도에 맞게 AR 콘텐츠를 지속적으로 증강시켜 줄 수 있다. As such, the AI-based marker recognition algorithm can accurately recognize the shape, size, and color of various AR markers using an object detection model learned using a large-capacity learning dataset, thereby increasing the marker recognition rate. AR content can be continuously augmented according to the position and angle of the marker.

AR 엔진(320)은 AR 마커에 의해 실환경 모형에 AR 콘텐츠를 결합하여 디스플레이되도록 하는 것으로서, 편집 모듈(321), 형상 생성 모듈(322), 렌더링 모듈(323) 및 시뮬레이션 모듈(324)을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다. The AR engine 320 combines the AR content with the real environment model by the AR marker and displays it, and includes an editing module 321 , a shape generating module 322 , a rendering module 323 , and a simulation module 324 . However, the present invention is not limited thereto.

편집 모듈(321)은 AR 콘텐츠에 따라 가상 장면과 가상 물체를 저작하고, 형상 생성 모듈(322)은 가상 물체의 형태를 만들며, 렌더링 모듈(323은 조명 정보와 카메라 정보에 기반하여 화면에 표현되는 장면을 생성하고, 시뮬레이션 모듈(324)은 가상 물체와 실환경 모형 간의 충돌을 검사하고, 가상 물체와 실환경 모형 간에 적합한 물리적 반응을 생성한다. The editing module 321 authores a virtual scene and a virtual object according to the AR content, the shape generating module 322 creates the shape of the virtual object, and the rendering module 323 is displayed on the screen based on the lighting information and the camera information Creating a scene, the simulation module 324 examines the collision between the virtual object and the real environment model, and generates an appropriate physical reaction between the virtual object and the real environment model.

이러한 AR 서비스 제공 단말(300)은 AI 엔진(310)과 AR 엔진(320)이 탑재된 스마트폰, 태블릿 PC 또는 노트북 등과 같은 모든 종류의 핸드헬드(Handheld) 기반의 무선 통신 장치일 수 있다. The AR service providing terminal 300 may be any type of handheld-based wireless communication device, such as a smartphone, tablet PC, or notebook equipped with the AI engine 310 and the AR engine 320 .

3D 모형에 대한 모형 제작 요청 정보를 전송한 사용자 단말(10)이 AI 엔진(310)과 AR 엔진(320)이 탑재된 경우에, 해당 사용자 단말(10)은 AR 서비스 제공 단말(300)이 될 수 있다. When the user terminal 10 that has transmitted the model making request information for the 3D model is equipped with the AI engine 310 and the AR engine 320 , the user terminal 10 becomes the AR service providing terminal 300 . can

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능을 활용한 3D 모형 증강현실 서비스 제공 방법을 설명하는 흐름도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 AR 서비스 제공 단말에 의한 AR 콘텐츠 재생을 설명하는 예시도이다.3 is a flowchart illustrating a method of providing a 3D model augmented reality service using artificial intelligence according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an AR content reproduction by an AR service providing terminal according to an embodiment of the present invention. It is an example diagram to explain.

도 3 및 도 4를 참조하면, 인공지능을 활용한 3D 모형 증강현실 서비스 제공 방법은, 콘텐츠 제공 서버(100)는 사용자 단말(10)이 소정의 애플리케이션을 실행하거나 소정의 웹사이트에 접속함에 따라 발생되는 콘텐츠 제공 서버(100)에 접근 요청이 수신되면(S1), 사용자 단말(10)에 3D 모형 서비스 제공 페이지를 제공한다(S2).3 and 4, the 3D model augmented reality service providing method using artificial intelligence, the content providing server 100 as the user terminal 10 executes a predetermined application or accesses a predetermined website When an access request is received from the generated content providing server 100 (S1), a 3D model service provision page is provided to the user terminal 10 (S2).

사용자 단말(10)은 3D 모형 서비스 제공 페이지를 통해 3D 모형의 타겟 물체와 용도를 포함한 모형 제작 요청 정보를 콘텐츠 제공 서버(100)로 전송하고(S3), 콘텐츠 제공 서버(100)는 모형 제작 요청 정보에 기반하여 3D 모형 설계 데이터를 생성한 후 사용자 단말(10)의 요청에 따라 3D 모형 설계 데이터를 전송한다(S4). The user terminal 10 transmits the model making request information including the target object and purpose of the 3D model to the content providing server 100 through the 3D model service providing page (S3), and the content providing server 100 sends the model making request After generating 3D model design data based on the information, the 3D model design data is transmitted at the request of the user terminal 10 (S4).

콘텐츠 제공 서버(100)는 3D 모형 설계 데이터에 따른 3D 모형과 결합하여 동작되는 시나리오를 생성하며, 생성된 시나리오에 따라 AR 콘텐츠를 제작하여 AR 마커에 등록한다(S5, S6). 이때, 콘텐츠 제공 서버(100)는 시나리오에 따라 AR 마커가 부착될 AR 마커 위치 정보를 3D 모형 설계 데이터에 포함한다. 따라서, 모형 제작 장치(200)는 AR 마커 위치 정보가 포함된 3D 모형 설계 데이터에 따라 3D 모형을 제작한 후 AR 마커 위치 정보에 기초하여 3D 모형에 AR 마커를 부착한다. The content providing server 100 creates a scenario that is operated by combining with the 3D model according to the 3D model design data, and creates AR content according to the generated scenario and registers it in the AR marker (S5, S6). In this case, the content providing server 100 includes information on the location of the AR marker to which the AR marker is to be attached in the 3D model design data according to the scenario. Accordingly, the model making apparatus 200 attaches the AR marker to the 3D model based on the AR marker position information after manufacturing the 3D model according to the 3D model design data including the AR marker position information.

한편, 콘텐츠 제공 서버(100)는 사용자 단말(10)로 하나 이상의 예비 시나리오를 전송하고, 사용자 단말(10)로부터 예비 시나리오에 대한 편집 요청 데이터가 수신되면 편집 요청 데이터를 반영하여 시나리오를 결정한다. 이와 같이, 콘텐츠 제공 서버(100)는 사용자 단말(10)과의 협업을 통해 사용자 의견을 반영하여 최적의 시나리오를 생성할 수 있다. 특히, 산업 분야의 3D 모형인 경우에, 콘텐츠 제공 서버(100)는 공정 흐름, 기계 동작 과정 등의 전문적인 사용자 의견을 반영하여 시나리오를 생성할 수 있어 정확한 시각적 정보를 제공할 수 있다. Meanwhile, the content providing server 100 transmits one or more preliminary scenarios to the user terminal 10 , and when editing request data for the preliminary scenario is received from the user terminal 10 , the scenario is determined by reflecting the editing request data. In this way, the content providing server 100 may create an optimal scenario by reflecting the user's opinion through collaboration with the user terminal 10 . In particular, in the case of a 3D model in the industrial field, the content providing server 100 may generate a scenario by reflecting professional user opinions such as process flow, machine operation process, and the like, thereby providing accurate visual information.

AR 서비스 제공 단말(300)로부터 AR 마커 인식에 따른 AR 콘텐츠 요청 정보가 수신되면(S7, S8), 콘텐츠 제공 서버(100)는 AR 마커에 동기화된 AR 콘텐츠를 제공하고(S9), AR 서비스 제공 단말(300)은 도 4에 도시된 바와 같이 3D 모형과 결합하여 AR 콘텐츠에 따른 AR 영상을 출력한다(S10). When AR content request information according to AR marker recognition is received from the AR service providing terminal 300 (S7, S8), the content providing server 100 provides AR content synchronized with the AR marker (S9), and provides AR service The terminal 300 outputs an AR image according to AR content by combining it with a 3D model as shown in FIG. 4 ( S10 ).

이와 같이, 본 발명은 전시장, 박물관, 산업, 교육, 의료 등의 다양한 분야에서 증강 현실 기반의 3D 모형을 제공할 수 있고, 3D 모형과 결합하여 사실적인 체험 형태의 서비스를 제공할 수 있다. As described above, the present invention can provide an augmented reality-based 3D model in various fields such as exhibition halls, museums, industry, education, and medical care, and can provide a service in the form of a realistic experience by combining with the 3D model.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 이러한 기록 매체는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함하며, 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체를 포함하며, 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다.The embodiments of the present invention described above may also be implemented in the form of a recording medium including instructions executable by a computer, such as a program module executed by a computer. Such recording media includes computer-readable media, and computer-readable media can be any available media that can be accessed by a computer, and includes both volatile and nonvolatile media, removable and non-removable media. Computer readable media also includes computer storage media, which include volatile and nonvolatile embodied in any method or technology for storage of information, such as computer readable instructions, data structures, program modules, or other data. , including both removable and non-removable media.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustration, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a dispersed form, and likewise components described as distributed may be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention. do.

10 : 사용자 단말 100: 콘텐츠 제공 서버
200 : 모형 제작 장치 300 : AR 서비스 제공 단말
10: user terminal 100: content providing server
200: model making device 300: AR service providing terminal

Claims (12)

사용자 단말로부터 3D 모형에 대한 모형 제작 요청 정보가 수신되면, 상기 모형 제작 요청 정보에 기반하여 3D 모형 설계 데이터를 제공하고, 상기 3D 모형 설계 데이터에 따른 3D 모형과 결합하여 동작되는 시나리오를 생성하며, 상기 생성된 시나리오에 따라 증강현실(Augmented Reality, AR) 콘텐츠를 제작하여 제공하는 콘텐츠 제공 서버; 및
상기 AR 콘텐츠를 재생하기 위한 AR 마커(Marker)가 부착된 3D A모형에서 인공 지능(AI) 기반의 마커 인식 알고리즘을 이용하여 상기 AR 마커를 인식하고, 상기 AR 마커에 동기화된 AR 콘텐츠에 따른 AR 영상을 제공하는 AR 서비스 제공 단말을 포함하되,
상기 인공 지능 기반의 마커 인식 알고리즘은, 센서 또는 카메라로부터 획득한 원시 데이터를 통해 마커 정보를 추출하고, 기학습된 객체 검출 모델을 통해 상기 추출된 마커 정보에서 AR 마커를 인식하고,
상기 AR 서비스 제공 단말은,
상기 인공 지능 기반의 마커 인식 알고리즘이 수행되어 영상 분석을 통해 객체 인식을 위한 후보 영역을 생성하고, 상기 생성된 후보 영역에서 하나 이상의 객체를 추출한 후 상기 객체 검출 모델을 통해 상기 추출된 하나 이상의 객체들 중에서 AR 마커를 분류하여 검출하는 AI 엔진; 및
상기 인식된 AR 마커에 의해 3D 모형에 상기 AR 콘텐츠를 결합하여 AR 영상을 디스플레이되도록 하는 AR 엔진을 포함하고,
상기 AR 엔진은,
상기 AR 콘텐츠에 따라 가상 장면과 가상 물체를 저작하는 편집 모듈;
상기 가상 물체의 형태를 만드는 형상 생성 모듈;
조명 정보와 카메라 정보에 기반하여 화면에 표현되는 장면을 생성하는 렌더링 모듈; 및
상기 가상 물체와 실환경 모형 간의 충돌을 검사하고, 상기 가상 물체와 실환경 모형 간의 물리적 반응을 생성하는 시뮬레이션 모듈을 포함하는 인공지능을 활용한 3D 모형 증강현실 서비스 제공 시스템.
When the model production request information for the 3D model is received from the user terminal, 3D model design data is provided based on the model production request information, and a scenario that is operated in combination with the 3D model according to the 3D model design data is generated, a content providing server that creates and provides augmented reality (AR) content according to the generated scenario; and
Recognizes the AR marker using an artificial intelligence (AI) based marker recognition algorithm in a 3D A model with an AR marker attached to play the AR content, and AR according to the AR content synchronized with the AR marker Including an AR service providing terminal that provides an image,
The artificial intelligence-based marker recognition algorithm extracts marker information through raw data obtained from a sensor or camera, and recognizes an AR marker from the extracted marker information through a pre-learned object detection model,
The AR service providing terminal,
The artificial intelligence-based marker recognition algorithm is performed to generate a candidate region for object recognition through image analysis, extract one or more objects from the generated candidate region, and then extract one or more objects through the object detection model AI engine that classifies and detects AR markers from among; and
and an AR engine for displaying an AR image by combining the AR content with a 3D model by the recognized AR marker,
The AR engine is
an editing module for authoring virtual scenes and virtual objects according to the AR contents;
a shape generating module that creates a shape of the virtual object;
a rendering module for generating a scene displayed on the screen based on the lighting information and the camera information; and
3D model augmented reality service providing system using artificial intelligence including a simulation module that inspects a collision between the virtual object and the real environment model and generates a physical reaction between the virtual object and the real environment model.
제 1 항에 있어서,
상기 콘텐츠 제공 서버로부터 AR 마커 위치 정보가 포함된 3D 모형 설계 데이터가 수신되면, 상기 3D 모형 설계 데이터에 기반하여 3D 모형을 제작하고, 상기 AR 마커 위치 정보에 따라 상기 제작된 3D 모형에 상기 AR 마커를 부착하는 모형 제작 장치를 더 포함하는 것인, 인공지능을 활용한 3D 모형 증강현실 서비스 제공 시스템.
The method of claim 1,
When 3D model design data including AR marker location information is received from the content providing server, a 3D model is produced based on the 3D model design data, and the AR marker is placed on the manufactured 3D model according to the AR marker location information. 3D model augmented reality service providing system using artificial intelligence, which will further include a model making device for attaching a.
제 1 항에 있어서,
상기 콘텐츠 제공 서버는,
상기 사용자 단말로 하나 이상의 예비 시나리오를 전송하고, 상기 사용자 단말로부터 상기 예비 시나리오에 대한 편집 요청 데이터가 수신되면 상기 편집 요청 데이터를 반영하여 시나리오를 결정하는 것인, 인공지능을 활용한 3D 모형 증강현실 서비스 제공 시스템.
The method of claim 1,
The content providing server,
3D model augmented reality using artificial intelligence to transmit one or more preliminary scenarios to the user terminal, and to determine a scenario by reflecting the editing request data when editing request data for the preliminary scenario is received from the user terminal service delivery system.
삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 AI 엔진은,
R-CNN, Fast R-CNN, Faster R-CNN, Mask R-CNN, SSD, YOLO 중 적어도 하나 이상의 객체 검출용 CNN 모델을 사용하는 것인, 인공지능을 활용한 3D 모형 증강현실 서비스 제공 시스템.
The method of claim 1,
The AI engine is
R-CNN, Fast R-CNN, Faster R-CNN, Mask R-CNN, SSD, YOLO, which uses at least one CNN model for object detection, a 3D model augmented reality service providing system using artificial intelligence.
제 1 항에 있어서,
상기 콘텐츠 제공 서버는,
상기 AR 마커와 동기화된 AR 콘텐츠의 노출과 변조를 방지하기 위해 상기 AR 마커의 인증, 상기 인증된 AR 마커에 대한 비밀키 분배, 상기 분배된 비밀키를 기반으로 데이터를 암호화하는 경량 암호 알고리즘을 수행하는 것인, 인공지능을 활용한 3D 모형 증강현실 서비스 제공 시스템.
The method of claim 1,
The content providing server,
In order to prevent exposure and falsification of AR content synchronized with the AR marker, authentication of the AR marker, distribution of a secret key to the authenticated AR marker, and a lightweight encryption algorithm for encrypting data based on the distributed secret key are performed 3D model augmented reality service providing system using artificial intelligence.
증강현실(Augmented Reality, AR) 콘텐츠를 제공하는 콘텐츠 제공 서버에 의해 수행되는 인공지능을 활용한 3D 모형 증강현실 서비스 제공 방법에 있어서,
a) 사용자 단말이 소정의 애플리케이션을 실행하거나 소정의 웹사이트에 접속함에 따라 발생되는 콘텐츠 제공 서버의 접근 요청을 수신하고, 상기 사용자 단말에 3D 모형 서비스 제공 페이지를 제공하는 단계;
b) 상기 사용자 단말로부터 상기 3D 모형 서비스 제공 페이지를 통해 3D 모형의 타겟 물체와 용도를 포함한 모형 제작 요청 정보를 수신하고, 상기 모형 제작 요청 정보에 기반하여 3D 모형 설계 데이터를 제공하는 단계;
c) 상기 3D 모형 설계 데이터에 따른 3D 모형과 결합하여 동작되는 시나리오를 생성하며, 상기 생성된 시나리오에 따라 증강현실(Augmented Reality, AR) 콘텐츠를 제작하여 AR 마커에 등록하는 단계; 및
d) 상기 AR 마커 인식에 따른 AR 콘텐츠 요청 정보가 수신되면, 상기 AR 마커에 등록된 AR 콘텐츠를 제공하는 단계를 포함하고,
상기 d) 단계는,
상기 인공 지능 기반의 마커 인식 알고리즘을 수행하여 3D 모형에 부착된 AR 마커를 인식하고, 상기 인식된 AR 마커에 의해 3D 모형에 상기 AR 콘텐츠를 결합하여 AR 영상을 디스플레이되도록 하는 AR 서비스 제공 단말로부터 상기 AR 콘텐츠 요청 정보를 수신하며,
상기 AR 서비스 제공 단말은,
상기 인공 지능 기반의 마커 인식 알고리즘이 수행되어 영상 분석을 통해 객체 인식을 위한 후보 영역을 생성하고, 상기 생성된 후보 영역에서 하나 이상의 객체를 추출한 후 객체 검출 모델을 통해 상기 추출된 하나 이상의 객체들 중에서 AR 마커를 분류하여 검출하는 AI 엔진; 및
상기 인식된 AR 마커에 의해 3D 모형에 상기 AR 콘텐츠를 결합하여 AR 영상을 디스플레이되도록 하는 AR 엔진을 포함하고,
상기 AR 엔진은,
상기 AR 콘텐츠에 따라 가상 장면과 가상 물체를 저작하는 편집 모듈;
상기 가상 물체의 형태를 만드는 형상 생성 모듈;
조명 정보와 카메라 정보에 기반하여 화면에 표현되는 장면을 생성하는 렌더링 모듈; 및
상기 가상 물체와 실환경 모형 간의 충돌을 검사하고, 상기 가상 물체와 실환경 모형 간의 물리적 반응을 생성하는 시뮬레이션 모듈을 포함하는 인공지능을 활용한 3D 모형 증강현실 서비스 제공 방법.
In the method of providing a 3D model augmented reality service using artificial intelligence performed by a content providing server that provides augmented reality (AR) content,
a) receiving an access request from a content providing server generated when the user terminal executes a predetermined application or accesses a predetermined website, and provides a 3D model service provision page to the user terminal;
b) receiving model production request information including a target object and purpose of a 3D model through the 3D model service provision page from the user terminal, and providing 3D model design data based on the model production request information;
c) generating a scenario to be operated by combining with a 3D model according to the 3D model design data, and registering Augmented Reality (AR) content according to the generated scenario to an AR marker; and
d) when AR content request information according to the recognition of the AR marker is received, providing AR content registered to the AR marker;
Step d) is,
From the AR service providing terminal that recognizes the AR marker attached to the 3D model by performing the artificial intelligence-based marker recognition algorithm, and displays the AR image by combining the AR content with the 3D model by the recognized AR marker. Receive AR content request information,
The AR service providing terminal,
The artificial intelligence-based marker recognition algorithm is performed to generate a candidate region for object recognition through image analysis, and after extracting one or more objects from the generated candidate region, from among the one or more extracted objects through an object detection model AI engine that classifies and detects AR markers; and
and an AR engine for displaying an AR image by combining the AR content with a 3D model by the recognized AR marker,
The AR engine is
an editing module for authoring virtual scenes and virtual objects according to the AR contents;
a shape generating module that creates a shape of the virtual object;
a rendering module for generating a scene displayed on the screen based on the lighting information and the camera information; and
A method of providing a 3D model augmented reality service using artificial intelligence, comprising a simulation module that inspects a collision between the virtual object and the real environment model and generates a physical reaction between the virtual object and the real environment model.
제 8 항에 있어서,
상기 d) 단계는,
상기 AR 마커와 동기화된 AR 콘텐츠의 노출과 변조를 방지하기 위해 상기 AR 마커의 인증, 상기 인증된 AR 마커에 대한 비밀키 분배, 상기 분배된 비밀키를 기반으로 데이터를 암호화하는 경량 암호 알고리즘을 수행하는 것인, 인공지능을 활용한 3D 모형 증강현실 서비스 제공 방법.
9. The method of claim 8,
Step d) is,
In order to prevent exposure and falsification of AR content synchronized with the AR marker, authentication of the AR marker, distribution of a secret key to the authenticated AR marker, and a lightweight encryption algorithm for encrypting data based on the distributed secret key are performed A method of providing a 3D model augmented reality service using artificial intelligence.
삭제delete 제 8 항에 있어서,
상기 c) 단계는,
상기 사용자 단말로 하나 이상의 예비 시나리오를 전송하고, 상기 사용자 단말로부터 상기 예비 시나리오에 대한 편집 요청 데이터가 수신되면 상기 편집 요청 데이터를 반영하여 시나리오를 결정하는 것인, 인공지능을 활용한 3D 모형 증강현실 서비스 제공 방법.
9. The method of claim 8,
Step c) is,
3D model augmented reality using artificial intelligence to transmit one or more preliminary scenarios to the user terminal, and to determine a scenario by reflecting the editing request data when editing request data for the preliminary scenario is received from the user terminal HOW TO PROVIDE SERVICES.
제 8 항에 따른 인공지능을 활용한 3D 모형 증강현실 서비스 제공 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독가능 기록매체. A computer-readable recording medium in which a program for performing the method of providing a 3D model augmented reality service using artificial intelligence according to claim 8 is recorded.
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