KR100702534B1 - Id judgment method by using extension type visual marker including direrction information - Google Patents

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Abstract

방향정보를 포함하는 확장형 비주얼 마커를 이용한 아이디 판단 방법이 개시된다. 본 발명은 증강현실을 구현하는 시스템에서 영상기반 위치 인식을 위한 인식수단으로 이용되는 비주얼 마커와 상기 비주얼 마커의 인식을 통해 아이디를 판단하는 방법에 관한 것으로 종래 비주얼 마커에 비해 아이디의 확장이 용이하고, 카메라를 통해 취득된 영상을 통해 비주얼 마커를 인식하는 인식률의 높고, 상대적으로 인식된 비주얼 마커를 통해 아이디를 판단하는 계산량의 감소로 인한 빠른 증강현실 구현이 될 수 있는 확장형 비주얼 마커와 이를 이용한 아이디 판단 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 아이디영역과 정보영역을 포함하는 내부영역과 확장된 아이디영역을 사각영역의 외측에 접하도록 하여 비주얼 마커 인지 여부와 방향성 및 아이디를 동시에 표시할 수 있는 확장형 비주얼 마커와 이를 통해 아이디를 판단하는 방법을 제공한다. 따라서 카메라를 통해 취득된 영상에서 정확히 비주얼 마커를 검출하고 이를 통해 정확한 아이디를 결정할 수 있는 효과와 아이디 개수의 확장이 용이하고, 응용 또한 용이한 효과 및 정확한 비주얼 마커의 인식으로 증강현실 시스템을 안정적으로 운용할 수 있는 효과가 있다.Disclosed is an ID determination method using an extended visual marker including direction information. The present invention relates to a visual marker used as a recognition means for image-based location recognition in a system for implementing augmented reality and a method for determining an ID by recognizing the visual marker. Extended visual markers and IDs that can be used to implement augmented reality quickly due to a reduction in the amount of computation that judges IDs through high recognition rates of visual markers recognized by cameras and relatively recognized visual markers. It is an object to provide a judgment method. To this end, the inner area including the ID area and the information area and the extended ID area are in contact with the outside of the rectangular area so that the visual marker can be displayed at the same time. Provide a method. Therefore, it is possible to detect the visual marker accurately from the image acquired through the camera, and to determine the exact ID through this, and to easily expand the number of IDs. It is effective to operate.

증강현실, 비주얼 마커, 사각영역, 이진화, 영상보정, 방향성 Augmented Reality, Visual Marker, Square Area, Binarization, Image Correction, Directionality

Description

방향정보를 포함하는 확장형 비주얼 마커를 이용한 아이디 판단 방법{ID JUDGMENT METHOD BY USING EXTENSION TYPE VISUAL MARKER INCLUDING DIRERCTION INFORMATION}ID judging method using expandable visual marker including direction information {ID JUDGMENT METHOD BY USING EXTENSION TYPE VISUAL MARKER INCLUDING DIRERCTION INFORMATION}

도 1은 증강현실을 개념적으로 설명하기 위한 시스템 구성을 개념적으로 보인 도면.1 is a diagram conceptually showing a system configuration for conceptually explaining augmented reality.

도 2는 종래 비주얼 마커를 설명하기 위해 각각의 예를 보인 도면.Figure 2 shows an example of each for explaining the conventional visual markers.

도 3은 본 발명 방향정보를 포함하는 확장형 비주얼 마커를 이용한 아이디 판단 방법의 확장형 비주얼 마커의 구조를 설명하기 위한 도면.3 is a view for explaining the structure of the extended visual marker of the ID determination method using the extended visual marker including the present invention direction information.

도 4는 본 발명 방향정보를 포함하는 확장형 비주얼 마커를 이용한 아이디 판단 방법의 단계를 설명하기 위한 도면.4 is a view for explaining the step of the ID determination method using the extended visual marker including the present invention direction information.

도 5는 본 발명 방향정보를 포함하는 확장형 비주얼 마커를 이용한 아이디 판단 방법의 임계값 결정 단계를 설명하기 위한 도면.5 is a view for explaining a threshold value determination step of the ID determination method using the extended visual marker including the present invention direction information.

도 6은 본 발명 방향정보를 포함하는 확장형 비주얼 마커를 이용한 아이디 판단 방법의 사각영역 및 내부영역 꼭지점 검출 방법을 설명하기 위한 도면.FIG. 6 is a view for explaining a vertex detection method of a rectangular area and an inner area of an ID determination method using an extended visual marker including direction information of the present invention. FIG.

도 7은 본 발명 방향정보를 포함하는 확장형 비주얼 마커를 이용한 아이디 판단 방법의 사각영역 및 내부영역 꼭지점 검출 방법을 그림으로 설명하기 위한 도면.FIG. 7 is a diagram for explaining a method for detecting a vertex of a rectangular area and an inner area of a method for determining an ID using an extended visual marker including direction information according to the present invention. FIG.

도 8은 본 발명 방향정보를 포함하는 확장형 비주얼 마커를 이용한 아이디 판단 방법의 내부영역 영상보정 단계를 설명하기 위한 도면.8 is a view for explaining the internal region image correction step of the ID determination method using the extended visual marker including the present invention direction.

도 9는 본 발명 방향정보를 포함하는 확장형 비주얼 마커를 이용한 아이디 판단 방법의 확장 사각영역의 꼭지점 검출 방법을 그림으로 설명하기 위한 도면.9 is a view for explaining a vertex detection method of the extended rectangular area of the ID determination method using the extended visual marker including the direction information of the present invention.

본 발명은 증강현실을 구현하기 위한 비주얼 마커를 3차원으로 인식하여 상기 비주얼 마커에 해당하는 아이디를 판단하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for determining an ID corresponding to the visual marker by recognizing a visual marker for implementing augmented reality in three dimensions.

증강현실(Augmented Reality)은 가상현실(virtual reality)의 변화된 형태로 실제 환경에 가상의 물체를 첨가하여 보여줌으로써 사용자의 지각 및 현실과의 상호작용에 도움을 주는데 목적이 있다. 좀 더 상세히 설명하면, 도 1 증강현실을 개념적으로 설명하기 위한 시스템 구성을 개념적으로 보인 도면에 도시한 바와 같이 현실의 보드(1)에 비주얼 마커(2)를 부착하고, 상기 비주얼 마커(2)의 아이디에 해당하는 이미지정보(2`)를 컴퓨터(4) 또는 태블릿 컴퓨터(5) 또는 피디에이(6)에 저장한다. 이때 상기 컴퓨터(4) 또는 태블릿 컴퓨터(5) 또는 피디에이(6)에는 증강현실을 구현하는데 필요한 연산프로그램이 설치되어 있다.Augmented Reality is a modified form of virtual reality that aims to help users' perception and interaction with reality by adding virtual objects to the real environment. In more detail, as shown in the diagram conceptually showing a system configuration for conceptually explaining augmented reality in FIG. 1, a visual marker 2 is attached to the board 1 of the reality, and the visual marker 2 Image information (2`) corresponding to the ID of is stored in the computer 4 or tablet computer 5 or the media (6). At this time, the computer 4 or the tablet computer 5 or the PD 6 is provided with a calculation program necessary to implement augmented reality.

이와 같은 상태에서 카메라(3)를 통해 현실의 보드(1)와 현실의 보드(1)에 부착된 비주얼 마커(2)가 촬영되어 상기 컴퓨터(4) 또는 태블릿 컴퓨터(5) 또는 피디에이(6)로 전송되면, 상기 컴퓨터(4) 또는 태블릿 컴퓨터(5) 또는 피디에이(6)에서는 상기 카메라(3)를 통해 촬영된 이미지에서 비주얼 마커(2)의 아이디를 판단하고, 판단된 아이디에 해당하는 이미지정보(2`)를 독출하여 증강현실에 필요한 정보처리를 거쳐 최종적으로 도 1(b)에 도시한 바와 같이 화면(7)에 현실의 보드(1) 위에 가상의 집(2`)이 있는 것과 같은 합성영상을 출력한다. 이와 같은 증강현실은 의학, 산업, 오락, 군사 분야 등에 다양하게 응용되고 있다. 일반적인 증강현실은 광학(optical) 또는 영상(video) 기반 시스템으로 설계될 수 있으며 광학기반 시스템은 사용자가 HMD(Head-Mounted Display)의 반투명스크린을 통해 실제 환경을 직접 볼 수 있으며, HMD의 스크린에 가상의 물체를 투영하여 사용자에게 정보를 제공한다. 이에 반해 영상 기반 시스템은 카메라로부터 영상을 얻은 다음 이 영상에 가상의 정보를 합성한다. 이때 특정 사물의 위치를 3차원으로 인식하기 위해 비전 기술을 활용하여, 특정사물을 인식하는 것이 어려운 이유로 인식이 상대적으로 용이한 마커들이 개발되었다. 통상 마커는 태그(tag), 컨텍스트(context) 또는 비주얼 마커(visual marker)라고 일컫는다. 이하 비주얼 마커로 칭한다.In this state, the board 3 of the reality and the visual marker 2 attached to the board 1 of the reality are captured by the camera 3 so that the computer 4 or the tablet computer 5 or the media 6 can be photographed. Is transmitted, the ID of the visual marker 2 is determined by the computer 4, the tablet computer 5, or the PD 6, and the image corresponding to the determined ID is determined by the image captured by the camera 3. After reading the information 2` and processing information necessary for augmented reality, as shown in FIG. 1 (b), there is a virtual house 2` on the screen 7 of the real board 1 as shown in FIG. Output the same composite image. Such augmented reality has been applied to a variety of applications, such as medicine, industry, entertainment, military. General augmented reality can be designed as an optical or video based system, which allows the user to see the real environment directly through the translucent screen of the head-mounted display (HMD), Project information to a user by projecting a virtual object. In contrast, an image-based system obtains an image from a camera and then synthesizes virtual information into the image. At this time, by using vision technology to recognize the location of a specific object in three dimensions, markers that are relatively easy to recognize have been developed because it is difficult to recognize a specific object. Markers are commonly referred to as tags, contexts or visual markers. This is referred to as visual marker hereinafter.

각각의 비주얼 마커는 그 형태에 따라 임의로 지정된 고유 아이디(ID)를 가지고 있으며, 상기 비주얼 마커의 고유 아이디에는 해당하는 문자, 그래픽, 음향과 같은 데이터(Data)를 컴퓨터에 저장해 두고 상기 비주얼 마커를 인식함으로써 상기 데이터를 출력한다. 이와 같은 비주얼 마커는 방향성과 그 모양에 따라 여러 가지의 ID로 인식을 하게 되는데 종래의 대표적인 비주얼 마커로는 ArToolkit 마커, HOM 마커, IGD 마커, SCR 마커, Kobe 대학 마커 등이 있다.Each visual marker has a unique ID (ID) that is arbitrarily designated according to its shape, and the visual marker recognizes the visual marker by storing data such as text, graphics, and sound on a computer. This outputs the data. Such visual markers are recognized by various IDs according to their orientation and shape. Typical typical visual markers include ArToolkit markers, HOM markers, IGD markers, SCR markers, Kobe University markers, and the like.

도 2는 종래 비주얼 마커를 설명하기 위해 각각의 예를 보인 도면에 도시한 바와 같이 상기 ArToolkit 마커는 상기 도면에 도시한 바와 같이 마커 내의 사각영역 안에 패턴으로 템플리트 매칭 알고리즘을 통해 마커를 인식하고 . 즉 각각의 마커의 동/서/남/북 네 방향에 대한 템플리트 정보를 모두 비교하여, 마커의 모양 및 방향을 인식한다. 이와 같은 마커를 인식하는 방법과 시스템은 처리속도가 빠른 장점과 사각영역 안의 내용이 이미지 및 아이콘화하는 것이 가능하여 사용자에게 직관적인 아이디를 제공해 줄 수 있으나 실제 상용함에 있어 유사한 패턴이 동일한 패턴으로 인식될 가능성이 높다는 문제점과 마커의 개수가 다수일 경우에는 매칭 횟수가 증가하여 마커 선별 시간이 마커의 갯수에 비례하여 증가하는 문제점이 있다.FIG. 2 illustrates the ArToolkit marker to recognize the marker through a pattern matching algorithm as a pattern in a rectangular area within the marker, as shown in the drawings showing respective examples to explain a conventional visual marker. That is, by comparing all the template information for the east / west / south / north directions of each marker, it recognizes the shape and direction of the marker. The method and system for recognizing such a marker can provide the user with an intuitive ID because the advantages of the fast processing speed and the contents in the rectangular area can be imaged and iconized, but similar patterns are recognized as the same pattern in actual commercial use. If the number of markers is high and the number of markers increases, there is a problem in that the marker selection time increases in proportion to the number of markers.

상기 HOM 마커는 상기 도면에 도시한 바와 같이 주요 사각영역 이외에도 부가적으로 마커 인식의 신뢰를 높이기 위한 방법으로 마커의 한 변 외각에 6비트의 인코딩 영역을 포함한다. 따라서 인식할 수 있는 아이디(ID)의 양이 16비트에서 24비트까지 가능한 장점이 있으나 상기 ArToolkit 마커에 비해 마커가 크고, 마커를 인식하기 위한 인식 연산량이 많은 문제점이 있다.As shown in the figure, the HOM marker includes a 6-bit encoding region on the outer edge of one side of the marker as a method for increasing the reliability of marker recognition in addition to the main rectangular region. Therefore, although the amount of recognizable IDs is 16 to 24 bits, there is an advantage that the marker is larger than the ArToolkit marker, and there is a problem in that the amount of recognition computation for recognizing the marker is large.

상기 IGD 마커는 6×6의 사각틀로 구성되며 내부 4×4 사각틀이 마커의 원점 및 의미를 나타내게 되어 마커의 인식의 정확도와 처리속도가 빠른 장점이 있으나 아이디의 양이 16비트에 한정되는 문제점과 마커를 인식하기 위한 인식 연산량이 많은 문제점이 있다.The IGD marker is composed of a 6 × 6 square frame, and the internal 4 × 4 square frame shows the origin and meaning of the marker, so that the recognition accuracy and processing speed of the marker are fast, but the amount of ID is limited to 16 bits. There is a problem in that a large amount of recognition operations for recognizing a marker.

상기 SCR 마커는 사각영역 안에 마커의 의미가 코드화된다. 시간적인 트래킹 정보를 이용하기 때문에 비디어 시퀸스를 사용하는 시스템에서 우수한 성능을 나타내고, 마커의 갯수가 늘어나도 연산속도가 쉽게 떨어지지 않는 장점이 있으나, 아이디의 양이 16비트에 한정되는 문제점과 마커를 인식하기 위한 인식 연산량이 많은 문제점이 있다.The SCR marker is coded with the meaning of the marker in the rectangular region. Because it uses temporal tracking information, it shows excellent performance in the system using the video sequence, and the operation speed does not drop easily even if the number of markers is increased. There is a problem in that a large amount of recognition operations for recognizing.

상기 Kobe 대학 마커는 사각영역을 50개의 작은 삼각형 영역으로 나누고 이 삼각형들은 0 또는 1을 나타내기 위해 검정 혹은 흰색으로 이진화한다. 이때 마커의 방향인식은 코너 네 영역 중에 세부분 곧 6비트가 할당되고 그 사이 12비트는 에러 검출에 사용되어 데이터영역으로 32비트가 할당되어 아이디의 양은 32비트가 된다. 따라서 상기 Kobe 대학 마커는 아이디의 양이 많은 장점과 데이터오류를 위해 패리티 비트를 이용하는 장점이 있으나, 마커의 크기가 작을 경우 많은 분할로 인해 타 마커에 비해 인식이 어려운 문제점과 상기 ArToolkit 마커에 비해 마커를 인식하기 위한 인식 연산량이 많은 문제점이 있다.The Kobe University marker divides the rectangular area into 50 small triangular areas and binarizes these triangles to black or white to represent 0 or 1. At this time, the direction recognition of the marker is assigned 6 bits, which is the details of the four corners, and 12 bits are used for error detection, and 32 bits are allocated to the data area, and the amount of ID is 32 bits. Therefore, the Kobe University marker has an advantage of using a large amount of ID and using a parity bit for data error. However, when the size of the marker is small, it is difficult to recognize the marker due to many divisions and the marker compared to the ArToolkit marker. There is a problem in that a large amount of recognition operations for recognizing the.

본 발명은 상기와 같은 종래 비주얼 마커의 문제점을 개선하고, 상기 비주얼 마커를 인식하는 방법을 제공하기 위하여 창안된 것으로 사각영역의 외부영역을 데이터 영역으로 확장하여 아이디의 확장이 용이하고, 비주얼 마커 인지 여부 정보와 방향성 정보를 갖는 비주얼 마커를 제공하고, 상기 비주얼 마커를 통해 비주얼 마커의 인식에 따른 연산량을 줄이고, 비주얼 마커를 생성하는 생성규칙이 간결하여 비주얼 마커 생성툴의 제작이 용이한 비주얼 마커를 제공하고, 이를 통해 아이디를 정확하고 용이하게 판단할 수 있는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was developed to improve the problems of the conventional visual marker as described above and to provide a method for recognizing the visual marker. The ID is easily extended by extending the external region of the rectangular region to the data region, and visual marker recognition is possible. It provides a visual marker having information on whether or not and the directional information, and reduces the amount of calculation according to the recognition of the visual marker through the visual marker, and a simple generation rule for generating a visual marker is concise, making a visual marker easy to produce a visual marker generation tool The purpose of the present invention is to provide a method for accurately and easily determining an ID through this.

상기와 같은 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명 방향정보를 포함하는 확장형 비주얼 마커를 이용한 아이디 판단 방법은 사각영역과 상기 사각영역의 내부영역을 갖는 비주얼 마커를 통해 아이디를 판단하는 방법에 있어서, (a) 상기 내부영역은 방향정보 및 비주얼 마커 판단 정보를 표시하는 정보영역과 아이디정보를 표시하는 제1 아이디영역으로 구분되고, 상기 사각영역의 외측에 접하여 확장된 아이디정보를 표시하는 제2 아이디영역으로 구성된 확장형 비주얼 마커 생성 단계; (b) 상기 (a)단계에서 생성되어 소정의 위치에 존재하는 상기 확장형 비주얼 마커를 카메라를 통해 촬영하여 확장형 비주얼 마커가 포함된 영상을 획득하는 확장형 비주얼 마커 영상획득 단계; (c) 상기 (b)단계에서 획득된 RGB영상을 임계값을 이용한 이진화로 이진화된 영상으로 변환하는 RGB영상 이진화 단계; (d) 상기 (c)단계에서 이진화된 확장형 비주얼 마커가 포함된 획득 영상에서 사각영역의 꼭지점과 내부영역의 꼭지점을 검출하여 사각영역을 확정하는 사각영역 확정 단계; (e) 상기 (d)단계에서 확정된 사각영역 중에서 내부영역 영상을 직사각영역으로 펼치는 내부영역 영상보정 단계; (f) 상기 (e)단계에서 직사각화된 내부영역 영상에서 정보영역을 통해 비주얼 마커 인지를 판단하는 비주얼 마커 판단 및 방향성을 검사하는 정보영역 검사 단계; (g) 상기 (f)단계에서 방향성이 검사된 후 상기 직사각화된 내부영역 영상에서 제1 아이디영역을 분리하는 제1 아이디영역 추출 단계; (h) 상기 (g)단계 이후에 제2 아이디영역을 포함한 확장된 사각영역의 꼭 지점을 검출하여 확장된 사각영역을 확정하는 확장 사각영역 확정 단계; (i) 상기 (h)단계에서 확정된 확장 사각영역을 직사각영역으로 펼치는 확장 사각영역 영상보정 단계; (j) 상기 (i)단계에서 직사각화된 확장 사각영역 영상에서 제2 아이디영역을 분리하는 제2 아이디영역 추출 단계; 및 (k) 상기 (j)단계 이후에 상기 (g)단계에서 추출된 제1 아이디영역과 상기 (j)단계에서 추출된 제2 아이디영역을 통해 확장형 비주얼 마커의 아이디를 결정하는 아이디 결정 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the technical problem to be achieved by the present invention as described above, the ID determination method using the extended visual marker including the present invention direction information is a method for determining the ID through the visual marker having a rectangular area and the internal area of the rectangular area. (A) The inner area is divided into an information area displaying direction information and visual marker determination information and a first ID area displaying ID information, and displaying extended ID information in contact with the outside of the rectangular area. Generating an extended visual marker composed of a second ID area; (b) an extended visual marker image acquisition step of acquiring an image including an extended visual marker by photographing the extended visual marker generated in step (a) and existing at a predetermined position through a camera; (c) an RGB image binarization step of converting the RGB image obtained in step (b) into a binarized image by binarization using a threshold value; (d) a blind spot determining step of detecting a vertex of the blind spot and a vertex of the inner blind spot in the acquired image including the extended visual marker binarized in step (c) to determine the blind spot; (e) an inner region image correction step of spreading the inner region image into a rectangular region among the rectangular regions determined in the step (d); (f) an information region inspection step of inspecting visual marker determination and orientation determining whether the visual marker is recognized through the information region in the rectangular internal region image in step (e); (g) extracting a first ID area for separating a first ID area from the rectangularized internal area image after the directionality is checked in step (f); (h) an extended blind spot determination step of determining an extended blind spot by detecting a vertex of the extended blind spot including the second ID area after step (g); (i) an extended blind spot image correction step of expanding the extended blind spot determined in step (h) into a rectangular region; (j) a second ID area extraction step of separating a second ID area from the rectangular quadrangular rectangular image in step (i); And (k) an ID determining step of determining an ID of the extended visual marker through the first ID region extracted in step (g) and the second ID region extracted in step (j) after step (j); Characterized in that it comprises a.

이때, 상기 (a)단계의 상기 확장형 비주얼 마커의 내부영역은 정사각형으로 4분할되어 1/4영역은 정보영역이고, 3/4영역은 제1 아이디영역인 것;을 특징으로 하고, 상기 (a)단계의 상기 확장형 비주얼 마커의 제1 아이디영역은 12비트 표시 가능 영역으로 하고, 제2 아이디영역은 사각영역의 일면당 8비트씩 32비트 표시 가능 영역으로 한 것;을 특징으로 한다.In this case, the inner region of the extended visual marker of step (a) is divided into four squares, one-quarter region is an information region, and three-quarter region is a first ID region. The first ID area of the extended visual marker in step) is a 12-bit displayable area, and the second ID area is a 32-bit displayable area by 8 bits per side of the rectangular area.

또한, 상기 (c)단계의 임계값은 (c1) 상기 (b)단계에서 획득된 영상의 전체 픽셀의 평균값을 구하는 전체 평균값 연산 단계; (c2) 상기 (c1)단계에서 구해진 전체 픽셀의 평균값 미만의 픽셀들의 평균값을 구하는 미만 평균값 연산 단계; 및 (c3) 상기 전체 평균값과 상기 미만 평균값의 평균을 구하는 임계값 연산 단계;를 통해 결정되어 자동 조절되는 것을 특징으로 한다.In addition, the threshold value of step (c) may include (c1) an overall average value calculation step of obtaining an average value of all pixels of the image obtained in step (b); (c2) calculating a mean value less than the mean of pixels less than the mean value of all the pixels obtained in the step (c1); And (c3) a threshold calculation step of obtaining an average of the overall average value and the less than average value.

또한, 상기 (d)단계의 사각영역의 꼭지점과 내부영역의 꼭지점 검출은 (d1) 상기 (c)단계에서 이진화된 영상에서 사각영역의 후보영역을 라벨링하는 사각영역의 후보영역 라벨링 단계; (d2) 상기 (d1)단계에서 라벨링된 후보영역들의 연속된 점을 찾아 외곽선을 검출하는 외곽선 검출 단계; (d3) 상기 (d2)단계에서 검출된 외곽선의 교점을 통해 사각영역의 꼭지점을 검출하는 사각영역 꼭지점 결정 단계; 및 (d4) 상기 (d3)단계에서 결정된 사각영역의 꼭지점에서 벡터를 생성하여 안쪽으로 단위벡터만큼씩 이동하여 내부영역의 꼭지점을 검출하는 내부영역의 꼭지점 결정 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the detection of the vertex of the rectangular area and the vertex of the internal area of the step (d) may include (d1) a candidate area labeling step of labeling the candidate area of the rectangular area in the binarized image in step (c); (d2) an edge detection step of detecting an outline by finding consecutive points of candidate regions labeled in step (d1); (d3) a blind spot vertex determination step of detecting a vertex of the blind spot through the intersection of the outline detected in step (d2); And (d4) determining a vertex of the inner region for generating a vector at the vertex of the rectangular region determined in the step (d3) and moving the unit vector inwards to detect the vertex of the inner region.

또한, 상기 (h)단계의 확장된 사각영역의 꼭지점 검출은 상기 (d)단계에서 검출된 사각영역의 꼭지점에서 벡터를 생성하여 외측으로 단위벡터만큼씩 이동하여 확장된 사각영역의 꼭지점을 검출하는 확장된 사각영역의 꼭지점 결정 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the vertex detection of the extended rectangular area of the step (h) is to generate a vector at the vertex of the rectangular area detected in the step (d) to move by the unit vector to the outside to detect the vertex of the extended rectangular area by And determining a vertex of the extended rectangular region.

또한, 상기 (k)단계 이후에 상기 (d)단계에서 확정된 사각영역의 왜곡된 모양으로부터 3차원 위치정보를 추출하는 3차원 위치정보 결정 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, after the step (k), the step of determining the three-dimensional position information for extracting the three-dimensional position information from the distorted shape of the rectangular area determined in the step (d); characterized in that it further comprises.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명 방향정보를 포함하는 확장형 비주얼 마커를 이용한 아이디 판단 방법을 상세히 설명한다.Hereinafter, an ID determination method using an extended visual marker including direction information of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명 방향정보를 포함하는 확장형 비주얼 마커를 이용한 아이디 판단 방법의 확장형 비주얼 마커의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 상기 도 3에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 확장형 비주얼 마커는 도 3(a)에 바람직한 실시 예로 도시한 바와 같이 내부영역과 사각영역으로 이루어지고 상기 내부영역과 상기 사각영역의 외측에 아이디를 판별하기 위한 소정의 표시를 한다. 3 is a view for explaining the structure of the extended visual marker of the ID determination method using the extended visual marker including the present invention direction. As shown in FIG. 3, the extended visual marker according to the present invention includes an inner region and a rectangular region as shown in the preferred embodiment of FIG. 3 (a), and identifies an ID on the outside of the inner region and the rectangular region. A predetermined display is made.

구체적으로 살펴보면, 도 3(b)에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 확장형 비주얼 마커는 상기 내부영역은 방향정보 및 비주얼 마커 판단 정보를 표시하는 정보영역(A1)과 아이디정보를 표시하는 제1 아이디영역(A2)으로 구분되고, 상기 사각영역의 외측에 접하여 확장된 아이디정보를 표시하는 제2 아이디영역(A2)으로 구성된다. 이때 상기 내부영역은 정사각형으로 4분할되어 1/4영역은 정보영역(A1)이고, 3/4영역은 제1 아이디영역(A2)으로 지정한다. 이때 아이디정보를 표시할 수 있는 비트수는 제한하지 않지만 도시한 바와 같이 제1 아이디영역(A2)은 12비트 표시 가능 영역으로 하고, 제2 아이디영역(A3)은 사각영역의 일면당 8비트씩 32비트 표시 가능 영역으로 하는 것이 바람직하다.Specifically, as shown in FIG. 3 (b), the extended visual marker according to the present invention includes an information area A1 for displaying direction information and visual marker determination information and a first ID for displaying ID information. It is divided into an area A2, and consists of a second ID area A2 which displays extended ID information in contact with the outside of the rectangular area. In this case, the inner area is divided into four squares, and a quarter area is designated as an information area A1, and a third area is designated as a first ID area A2. At this time, the number of bits for displaying ID information is not limited, but as shown, the first ID area A2 is a 12-bit displayable area, and the second ID area A3 is 8 bits per side of the rectangular area. It is preferable to set it as a 32-bit displayable area.

따라서 상기 확장형 비주얼 마커는 기본적으로 12비트로 제1 아이디영역(A2)에서 4096개의 아이디를 표시할 수 있고, 확장된 제2 아이디영역(A3)를 포함하면 제1 아이디영역(A2)의 12비트와 제2 아이디영역(A3)의 32비트의 합인 44비트로 표시됨으로 최대 244개의 아이디를 표시할 수 있다.Accordingly, the extended visual marker can display 4096 IDs in the first ID area A2 by 12 bits, and includes 12 bits of the first ID area A2 when the extended second ID area A3 is included. A maximum of 2 44 IDs can be displayed by being displayed as 44 bits, which is the sum of 32 bits of the second ID area A3.

이때 상기 내부영역의 1/4을 차지하는 정보영역(A1)은 두가지의 정보를 가지고 있는데 그 중 하나는 카메라를 통해 영상을 획득했을 때 획득된 영상에 포함된 것이 비주얼 마커인가를 확인할 수 있는 것과 다른 하나는 비주얼 마커의 방향성이다. 즉 상기 정보영역(A1)은 도 3(c)에 도시한 바와 같이 정보영역(A1) 내에 표시된 패턴에 의해 비주얼 마커인가와 방향성을 알 수 있다. 예를 들어 설명하면 도시 한 바와 같은 네가지의 패턴이 있는 경우 일단 비주얼 마커임이 확인되고, 네가지 패턴에 따라 0도, 90도, 180도, 270도 회전됨을 확인할 수 있다. 따라서 종래 방향성 정보가 없는 비주얼 마커에 비해 연산량이 1/4로 감소한다.At this time, the information area (A1) occupying one quarter of the internal area has two types of information, one of which is different from whether the visual marker is included in the acquired image when the image is acquired through the camera. One is the orientation of the visual marker. That is, the information area A1 can know the visual marker application and the direction by the pattern displayed in the information area A1 as shown in FIG. For example, if there are four patterns as shown, it can be confirmed that the visual markers are rotated once, and that they are rotated by 0 degrees, 90 degrees, 180 degrees, and 270 degrees according to the four patterns. Therefore, the amount of calculation is reduced to 1/4 compared to the visual marker without the conventional directional information.

도 4는 본 발명 방향정보를 포함하는 확장형 비주얼 마커를 이용한 아이디 판단 방법의 단계를 설명하기 위한 도면이다. 상기 도면에 도시한 바와 같이 확장형 비주얼 마커를 이용한 아이디 판단 방법은 사각영역과 내부영역으로 이루어진 비주얼 마커를 통해 아이디를 판단하는 방법에 있어서, 확장형 비주얼 마커 생성 단계(S10), 확장형 비주얼 마커 영상획득 단계(S20), RGB영상 이진화 단계(S30), 사각영역 확정 단계(S40), 내부영역 영상보정 단계(S50), 정보영역 검사 단계(S60), 제1 아이디영역 추출 단계(S70), 확장 사각영역 확정 단계(S80), 확장 사각영역 영상보정 단계(S90), 제2 아이디영역 추출 단계(S100) 및 아이디를 결정하는 아이디 결정 단계(S110)를 포함한다. 더 나아가 상기 아이디 결정 단계(S110) 이후에 3차원 위치정보 결정 단계(S120)를 더 포함한다.4 is a view for explaining the step of the ID determination method using the extended visual marker including the present invention direction information. As shown in the drawing, the ID determination method using the extended visual marker is a method of determining an ID through a visual marker composed of a rectangular area and an inner area, an extended visual marker generation step (S10), and an extended visual marker image acquisition step. (S20), RGB image binarization step (S30), blind area determination step (S40), internal area image correction step (S50), information area inspection step (S60), first ID area extraction step (S70), extended blind area A determination step S80, an extended blind spot image correction step S90, a second ID area extraction step S100, and an ID determination step S110 for determining an ID are included. Further, after the ID determination step (S110) further comprises a three-dimensional location information determination step (S120).

상기 확장형 비주얼 마커 생성 단계(S10)는 상기 도 3에서 설명한 바와 같은 형태와 구조를 갖는 확장형 비주얼 마커를 생성하는 것으로 소정의 아이디와 방향성 정보를 갖도록 표시되어 특정 아이디에 해당하는 확장형 비주얼 마커를 생성하고, 이를 원하는 곳에 위치하도록 한다.The extended visual marker generation step (S10) is to generate an extended visual marker having a shape and a structure as described in FIG. 3 and is displayed to have a predetermined ID and directional information to generate an extended visual marker corresponding to a specific ID. Place it where you want it.

상기 확장형 비주얼 마커 영상획득 단계(S20)는 소정의 위치에 있는 확장형 비주얼 마커를 포함한 실제영상을 RGB정보로 획득하는 것으로 이는 가시광선을 RGB 신호로 변환하는 카메라를 통해 이루어진다. 이때 상기 카메라는 어느 특정된 카메라에 국한되는 것은 아니며 외부의 영상을 획득할 수 있는 모든 종류의 카메라가 될 수 있다. 따라서 만일 상기 확장형 비주얼 마커가 적외선을 발하는 적외선 비주얼 마커인 경우에는 상기 카메라는 적외선을 인식할 수 있는 적외선 카메라가 된다.The extended visual marker image acquisition step (S20) is to obtain an actual image including the extended visual marker at a predetermined position as RGB information, which is achieved by a camera converting visible light into an RGB signal. In this case, the camera is not limited to any particular camera and may be any kind of camera capable of acquiring an external image. Therefore, if the extended visual marker is an infrared visual marker emitting infrared rays, the camera becomes an infrared camera capable of recognizing infrared rays.

상기 RGB영상 이진화 단계(S30)는 상기 비주얼 마커 영상획득 단계(S20)에서 획득된 RGB영상 중에서 확장형 비주얼 마커를 정확히 검출하기 위해 확장형 비주얼 마커 부분과 그 이외의 부분을 명확하게 나누기 위한 것으로 이는 임계값를 이용하여 RGB영상을 이진화시킨다. 이때 상기 임계값이 임의로 설정된 고정된 값이라면 영상의 획득 시에 주변밝기에 따라 임계값은 큰 영향을 받기 때문에 상기 임계값은 획득된 영상에 따라 자동으로 임계값이 조절되도록 하는 것이 바람직하다.The RGB image binarization step S30 is for clearly dividing the extended visual marker part and other parts in order to accurately detect the extended visual marker from the RGB image acquired in the visual marker image acquisition step S20. Binarize the RGB image. In this case, if the threshold value is arbitrarily set to a fixed value, since the threshold value is greatly affected by the ambient brightness when the image is acquired, the threshold value may be automatically adjusted according to the acquired image.

도 5는 본 발명 방향정보를 포함하는 확장형 비주얼 마커를 이용한 아이디 판단 방법의 임계값 결정 단계를 설명하기 위한 도면의 도 5(a)에 도시한 바와 같이 상기 임계값이 자동으로 조절되는 방법은 카메라를 통해 획득된 영상의 전체 픽셀의 평균값을 구하는 전체 평균값 연산 단계(S310)와 상기 전체 평균값 연산 단계(S310)단계에서 구해진 전체 픽셀의 평균값 미만의 픽셀들의 평균값을 구하는 미만 평균값 연산 단계(S320) 및 상기 전체 평균값 연산 단계(S310)에서 연산된 전체 평균값과 상기 전체 픽셀의 평균값 미만의 픽셀들의 평균값을 구하는 미만 평균값 연산 단계(S320)에서 연산된 미만 평균값의 평균을 구하는 임계값 연산 단계(S330) 통해 임계값이 결정되어 카메라를 통해 획득된 RGB영상을 이진화한다. 예를 들면 8 비트로 나누어 '0'은 검정이라 하고 '255'는 흰색일 경우 도 5(b)에 도시한 바와 같은 영상은 전체 평균값과 미만 평균값의 평균으로 구해진 임계값에 의해 도 5(c)에 도시한 바와 같이 변환된다. 결국 도 5(b)와 도 5(c)에 도시된 것을 보면 경계가 명확해짐을 알 수 있다.FIG. 5 illustrates a method for automatically adjusting the threshold value as shown in FIG. 5 (a) of the figure for explaining a step of determining a threshold value of the ID determination method using the extended visual marker including the direction information of the present invention. A total average value calculating step (S310) for obtaining an average value of all pixels of the image acquired through S31 and a lower average value calculating step (S320) for obtaining an average value of pixels less than the average value of all pixels obtained in the total average value calculating step (S310); Through a threshold calculation step (S330) of calculating the average of the average value calculated in the total average value calculated in the step (S310) and the average value of the pixels less than the average value of the total pixel in the calculation step (S320) The threshold value is determined to binarize the RGB image acquired through the camera. For example, if '0' is black and '255' is white, the image as shown in FIG. 5 (b) is divided into 8 bits. As shown in FIG. As a result, it can be seen that the boundary becomes clear when the FIGS. 5 (b) and 5 (c) are shown.

상기 사각영역 확정 단계(S40)는 상기 RGB영상 이진화 단계(S30)에서 이진화된 획득영상에서 확장형 비주얼 마커 부분 중에서 사각영역과 내부영역에 해당하는 영역을 확정하는 것으로 사각영역의 꼭지점과 내부영역의 꼭지점을 검출하여 외부 및 내부영역을 확정한다. 이때 상기 사각영역의 꼭지점과 내부영역의 꼭지점을 검출하는 바람직한 방법은 도 6 본 발명 방향정보를 포함하는 확장형 비주얼 마커를 이용한 아이디 판단 방법의 사각영역 및 내부영역 꼭지점 검출 방법을 설명하기 위한 도면에 도시한 바와 같이 이진화된 영상에서 사각영역의 후보영역을 라벨링하는 사각영역의 후보영역 라벨링 단계(S410), 라벨링된 후보영역들의 연속된 점을 찾아 외곽선을 검출하는 외곽선 검출 단계(S420), 검출된 외곽선의 교점을 통해 사각영역의 꼭지점을 결정하는 사각영역 꼭지점 결정 단계(S430) 및 사각영역의 꼭지점에서 벡터를 생성하여 안쪽으로 단위벡터만큼씩 이동하여 내부영역의 꼭지점을 검출하는 내부영역의 꼭지점 결정 단계(S440)를 통해 검출한다. 즉, 도 6 본 발명 방향정보를 포함하는 확장형 비주얼 마커를 이용한 아이디 판단 방법의 꼭지점 검출 방법을 설명하기 위한 도면의 도 6(a)에 도시한 바와 같이 꼭지점 검출 방법은 이진화된 영상에서 사각영역이 될 수 있는 후보영역들을 나누는 사각영역의 후보영역 라벨링 단계(S410)를 거쳐 상기 사각영역의 후보영역 라벨링 단계(S410)에서 라벨 링된 후보영역에서 연속된 점을 찾아 외곽선을 검출하는 외곽선 검출 단계(S420)를 거치고 이때 4개의 외곽선이 검출된다., 상기 외곽선 검출 단계(S420)에서 검출된 4개의 외곽선의 교점을 사각영역의 꼭지점으로 결정하는 사각영역의 꼭지점 결정 단계(S430)를 통해 이루어진다.The blind spot determining step (S40) is to determine an area corresponding to the blind spot and the inner zone among the extended visual markers in the binary image obtained in the binarization of the RGB image (S30). To detect the external and internal areas. At this time, a preferred method for detecting the vertex of the blind area and the inner area is shown in the figure for explaining a method for detecting the blind spot and the inner area vertex of the ID determination method using the extended visual marker including the present invention direction information. As described above, the candidate region labeling step of labeling the candidate region of the rectangular region in the binarized image (S410), the edge detection step of detecting an outline by finding consecutive points of the labeled candidate regions (S420), the detected outline Step of determining the vertex of the rectangular area through the intersection of (S430) and the step of determining the vertex of the inner area to detect the vertex of the inner area by generating a vector from the vertex of the rectangular area and moving by unit vector inward. Detecting through (S440). That is, as shown in FIG. 6 (a) of the figure for explaining a vertex detection method of the ID determination method using the extended visual marker including the direction information, the vertex detection method of FIG. An edge detection step of detecting an outline by searching for consecutive points in the candidate region labeled in the candidate region labeling step S410 of the rectangular region through the candidate region labeling step S410 of dividing the candidate regions which may be possible (S420). At this time, four outlines are detected, and the vertex determination step (S430) of the rectangular region is performed to determine the intersections of the four outlines detected in the outline detecting step (S420) as vertices of the rectangular region.

즉, 도 7은 본 발명 방향정보를 포함하는 확장형 비주얼 마커를 이용한 아이디 판단 방법의 사각영역 및 내부영역 꼭지점 검출 방법을 그림으로 설명하기 위한 도면에 도시한 바와 같이 도 7(a)에 도시한 카메라에서 획득된 RGB영상은 임계값에 의한 이진화로 도 7(b)에 도시한 바와 같은 이진화된 영상이 되고, 이와 같이 이진화된 영상에 대해 사각영역이 될 수 있는 후보영역들을 나누는 사각영역의 후보영역 라벨링 단계(S410)와 각각의 후보영역에서 연속된 점을 찾아 외곽선을 검출하는 외곽선 검출 단계(S420)를 수행하고, 이후 도 7(c)에 도시한 바와 같이 검출된 4개의 외곽선의 교점을 찾아 이를 사각영역의 꼭지점으로 결정하는 사각영역의 꼭지점 결정 단계(S430)를 수행하고, 도 7(d)에 도시한 바와 같이 기 결정된 사각영역의 꼭지점을 통해 벡터를 생성하고, 상기 벡터를 안쪽으로 단위벡터만큼씩 이동하여 내부영역의 꼭지점을 검출한다. 이렇게 결정된 사각영역의 꼭지점과 내부영역의 꼭지점에 의해 사각영역이 확정된다.That is, FIG. 7 is a camera illustrated in FIG. 7A as illustrated in FIG. 7A to illustrate a method for detecting a rectangular area and an inner area of a vertex of an ID determination method using an extended visual marker including direction information of the present invention. The RGB image obtained at is a binarized image as shown in Fig. 7 (b) by binarization by a threshold value, and the candidate region of the rectangular region dividing the candidate regions which can become a rectangular region with respect to the binarized image as described above. The labeling step (S410) and the edge detection step (S420) for detecting an outline by finding consecutive points in each candidate region are performed. Then, the intersection points of the detected four outlines are found as shown in FIG. Perform the vertex determination step (S430) of the rectangular area to determine this as the vertex of the rectangular area, and generate a vector through the vertex of the predetermined rectangular area as shown in Figure 7 (d). And, as the mobile unit by the vector to the inside vector to detect the vertex of the interior region. The blind spot is determined by the vertex of the blind spot and the vertex of the inner zone.

상기 내부영역 영상보정 단계(S50)는 카메라를 통해 확장형 비주얼 마커를 포함한 영상을 획득시에 서로 마주보고 있는 경우를 제외하고는 도 8은 본 발명 방향정보를 포함하는 확장형 비주얼 마커를 이용한 아이디 판단 방법의 내부영역 영상보정 단계를 설명하기 위한 도면에 도시한 바와 같이 도 8(a)의 확장형 비주얼 마커는 카메라를 통해 도 8(b)와 같이 보여지고, 결국 도 8(c)와 같은 형태로 인식된다. 따라서 이와 같은 형태에서는 확장형 비주얼 마커가 포함하는 정보를 정확히 인식하기가 어렵기 때문에 왜곡된 내부영역만을 추출하고, 추출된 내부영역에 대하여 왜곡측정(DistortCalibration)모듈을 통해 직사각화한다. 결국 상기 도 8(c)에 도시된 것과 같은 사다리꼴 형태 내지 마름모꼴 형태의 내부영역은 상기 도 8(a)에 도시한 바와 같은 내부영역으로 형태가 변형된다.The internal region image correction step (S50) is an ID determination method using the extended visual marker including the direction information of the present invention, except that the image facing each other when acquiring an image including the extended visual marker through a camera. As shown in the figure for explaining the internal region image correction step of FIG. 8 (a), the extended visual marker is shown as shown in FIG. 8 (b) through a camera, and is recognized in the form as shown in FIG. 8 (c). do. Therefore, in such a form, since it is difficult to accurately recognize the information included in the extended visual marker, only the distorted inner region is extracted, and the extracted inner region is rectangular through the distortion calibration module. As a result, the trapezoidal to rhombic inner region as shown in FIG. 8 (c) is transformed into the inner region as shown in FIG. 8 (a).

상기 정보영역 검사 단계(S60)는 본 발명에 따른 확장형 비주얼 마커는 상기 도 3에서 설명한 바와 같이 내부영역이 정보영역을 포함하고 있으므로 상기 내부영역에 표시된 것을 검사하여 획득된 영상에 포함된 것이 확장형 비주얼 마커인지 여부를 확인하고, 방향성 또한 확인한다. 예를 들면 내부영역을 4등분하여 이를 마스크와 비교하여 검사를 할 수 있다.In the information area inspection step (S60), the extended visual marker according to the present invention includes an extended area as shown in FIG. 3, so that the extended visual marker is included in the image obtained by inspecting the displayed area. Check whether it is a marker and also check the orientation. For example, the internal area can be divided into four parts and compared with the mask for inspection.

상기 제1 아이디영역 추출 단계(S70)는 상기 내부영역에 포함되어 있는 제1 아이디영역으로부터 표시된 정보를 확인하여 아이디를 판단하기 위해 상기 내부영역 중에서 제1 아이디영역만을 분리해 낸다.In the extracting of the first ID area (S70), only the first ID area is separated from the internal area to determine the ID by checking the displayed information from the first ID area included in the internal area.

상기 확장 사각영역 확정 단계(S80)는 확장형 비주얼 마커에 포함되어 있는 제2 아이디영역을 추출하기 위해 사각영역을 제2 아이디영역이 포함되도록 확장하여 사각영역을 확정하는 것이다. 즉, 도 9 본 발명 방향정보를 포함하는 확장형 비주얼 마커를 이용한 아이디 판단 방법의 확장 사각영역의 꼭지점 검출 방법을 그림으로 설명하기 위한 도면에 도시한 바와 같이 도 9(a)에 도시한 카메라에서 획득된 RGB영상은 임계값에 의한 이진화로 도 9(b)에 도시한 바와 같은 이진화된 영상이 되고, 이와 같이 이진화된 영상에 대해 사각영역이 될 수 있는 후보영역들을 나누는 사각영역의 후보영역 라벨링 단계(S410)와 각각의 후보영역에서 연속된 점을 찾아 외곽선을 검출하는 외곽선 검출 단계(S420)를 수행하고, 이후 도 9(c)에 도시한 바와 같이 검출된 4개의 외곽선의 교점을 찾아 이를 사각영역의 꼭지점으로 결정하는 사각영역의 꼭지점 결정 단계(S430)를 수행한 상태에서 도 9(d)에 도시한 바와 같이 기 결정된 사각영역의 꼭지점을 통해 벡터를 생성하고, 상기 벡터를 제2 아이디영역쪽으로 단위벡터만큼씩 이동하여 확장된 사각영역의 꼭지점을 검출한다. 이렇게 결정된 확장된 사각영역의 꼭지점에 의해 제2 아이디영역을 포함하는 확장 사각영역이 확정된다.In the expanding dead area determination step (S80), the blind area is expanded to include the second ID area to extract the second ID area included in the extended visual marker to determine the blind area. That is, FIG. 9 is obtained by the camera shown in FIG. 9 (a) as illustrated in FIG. 9A to illustrate a method for detecting a vertex of an extended blind spot in the ID determination method using the extended visual marker including the direction information of the present invention. The RGB image is converted into a binarized image as shown in FIG. 9 (b) by binarization by a threshold value, and the candidate region labeling step of the rectangular region dividing the candidate regions that can become the rectangular region with respect to the binarized image as described above. (S410) and an outline detection step (S420) for detecting an outline by finding consecutive points in each candidate region, and then finding intersection points of four detected outlines as shown in FIG. 9 (c). As shown in FIG. 9 (d), a vector is generated through the vertices of the predetermined rectangular region as shown in FIG. 9 (d) in the state of determining the vertex of the rectangular region determined as the vertex of the region. And, to detect the vertex of the expanded rectangle to move by as much as the vector toward the second region identity unit vector. The extended dead zone including the second ID area is determined by the vertex of the extended dead zone determined as described above.

상기 확장 사각영역 영상보정 단계(S90)는 상기 내부영역 영상보정 단계(S50)에서 설명한 바와 같이 사다리꼴 형태 내지 마름모꼴 형태의 확장 사각영역을 상기 도 8(a)에 도시한 바와 같은 사각영역으로 형태를 변형한다.The extended blind spot image correction step (S90) may be configured as a quadrangular region as shown in FIG. 8 (a) by expanding an extended blind spot having a trapezoidal shape or a diamond shape as described in the inner region correcting image step (S50). Transform.

상기 제2 아이디영역 추출 단계(S100)는 상기 확장 사각영역 영상보정 단계(S90)에서 직사화각화된 확장 사각영역 영상에서 상기 확장 사각영역에 포함되어 있는 제2 아이디영역으로부터 표시된 정보를 확인하여 아이디를 판단하기 위해 상기 확장 사각영역 중에서 제2 아이디영역만을 분리해 낸다.The second ID area extracting step (S100) is performed by checking the information displayed from the second ID area included in the extended blind area in the extended blind area image correcting step (S90). Only the second ID area is separated from the extended blind area to determine.

상기 아이디를 결정하는 아이디 결정 단계(S110)는 상기 제1 아이디영역 추출 단계(S70)에서 추출된 제1 아이디영역과 상기 제2 아이디영역 추출 단계(S100)에서 추출된 제2 아이디영역을 통해 확장형 비주얼 마커가 표시하는 아이디를 결정한다. 이로써 확장형 비주얼 마커를 통해 상기 확장형 비주얼 마커에 소정의 아이 디를 식별하기 위해 표시된 것에 해당하는 아이디를 판단하다.The ID determining step (S110) of determining the ID is extended through the first ID area extracted in the first ID area extraction step (S70) and the second ID area extracted in the second ID area extraction step (S100). Determines the ID displayed by the visual marker. As a result, the ID corresponding to that displayed for identifying the predetermined ID on the extended visual marker is determined through the extended visual marker.

상기 3차원 위치정보 결정 단계(S120)는 상기에서 설명한 단계를 거쳐 아이디가 판단한 후 상기 (d)단계에서 확정된 사각영역의 왜곡된 모양으로부터 3차원 위치 추적 기술을 이용하여 3차원 위치 정보를 결정한다.In the determining of the three-dimensional position information (S120), after determining the ID through the above-described steps, the three-dimensional position information is determined from the distorted shape of the rectangular area determined in the step (d) by using the three-dimensional position tracking technique. do.

상기 기술한 바와 같이 본 발명에 따른 확장형 비주얼 마커는 표시영역을 내부영역과 외부영역으로 분리하고, 내부영역은 제1 아이디영역과 정보영역을 포함하며, 외부영역은 확장된 아이디영역으로 사각영역의 외측에 접하도록 하여 아이디의 확장이 용이한 효과와 비주얼 마커를 생성하는 생성규칙이 간결하여 비주얼 마커 생성툴의 제작이 용이한 효과가 있다.As described above, the extended visual marker according to the present invention divides the display area into an internal area and an external area, the internal area includes a first ID area and an information area, and the external area is an extended ID area of the rectangular area. It is easy to expand the ID by making contact with the outside, and the creation rule for generating the visual marker is concise, so that the production of the visual marker generating tool is easy.

또한 비주얼 마커의 표시영역에 있어 제 제1 아이디영역과 제2 아이디영역을 분리함으로써 인식이 용이한 효과가 있다. 또한 정보영역을 통해 비주얼 마커 인지 여부를 판단할 수 있는 기능이 부가된 효과와 상기 정보영역의 패턴을 통해 방향성을 판단하여 비주얼 마커를 인식함에 필요한 계산량 및 요구되는 정보량을 줄일 수 있는 효과가 있다.In addition, in the display area of the visual marker, the first ID area and the second ID area are separated to facilitate recognition. In addition, there is an effect of determining whether or not the visual marker through the information area has been added, and the amount of computation and the amount of information required to recognize the visual marker by reducing the direction through the pattern of the information area can be reduced.

따라서 카메라를 통해 취득된 영상에서 정확히 비주얼 마커를 검출하고 이를 통해 정확한 아이디를 결정할 수 있는 효과와 정확한 비주얼 마커의 인식으로 증강현실 시스템을 안정적으로 운용할 수 있는 효과가 있다.Therefore, there is an effect that can accurately detect the visual markers from the image acquired through the camera and determine the exact ID through this and stable operation of the augmented reality system by the recognition of the correct visual marker.

이상에서 살펴본 본 발명은 기재된 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었 으나 본 발명의 기술사상범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함 은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.Although the present invention described above has been described in detail only with respect to the specific examples described, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations are possible within the technical scope of the present invention, and such modifications and modifications belong to the appended claims. will be.

Claims (7)

사각영역과 상기 사각영역의 내부영역을 갖는 비주얼 마커를 통해 아이디를 판단하는 방법에 있어서,In the method for determining the ID through a visual marker having a rectangular area and the inner area of the rectangular area, (a) 상기 내부영역은 방향정보 및 비주얼 마커 판단 정보를 표시하는 정보영역과 아이디정보를 표시하는 제1 아이디영역으로 구분되고, 상기 사각영역의 외측에 접하여 확장된 아이디정보를 표시하는 제2 아이디영역으로 구성된 확장형 비주얼 마커 생성 단계;(a) The inner area is divided into an information area displaying direction information and visual marker determination information and a first ID area displaying ID information, and a second ID displaying extended ID information in contact with the outside of the rectangular area. Generating an expandable visual marker composed of regions; (b) 상기 (a)단계에서 생성되어 소정의 위치에 존재하는 상기 확장형 비주얼 마커를 카메라를 통해 촬영하여 확장형 비주얼 마커가 포함된 영상을 획득하는 확장형 비주얼 마커 영상획득 단계;(b) an extended visual marker image acquisition step of acquiring an image including an extended visual marker by photographing the extended visual marker generated in step (a) and existing at a predetermined position through a camera; (c) 상기 (b)단계에서 획득된 RGB영상을 임계값를 이용한 이진화로 이진화된 영상으로 변환하는 RGB영상 이진화 단계;(c) an RGB image binarization step of converting the RGB image obtained in step (b) into a binarized image by binarization using a threshold value; (d) 상기 (c)단계에서 이진화된 확장형 비주얼 마커가 포함된 획득 영상에서 사각영역의 꼭지점과 내부영역의 꼭지점을 검출하여 사각영역을 확정하는 사각영역 확정 단계;(d) a blind spot determining step of detecting a vertex of the blind spot and a vertex of the inner blind spot in the acquired image including the extended visual marker binarized in step (c) to determine the blind spot; (e) 상기 (d)단계에서 확정된 사각영역 중에서 내부영역 영상을 직사각영역으로 펼치는 내부영역 영상보정 단계;(e) an inner region image correction step of spreading the inner region image into a rectangular region among the rectangular regions determined in the step (d); (f) 상기 (e)단계에서 직사각화된 내부영역 영상에서 정보영역을 통해 비주얼 마커 인지를 판단하는 비주얼 마커 판단 및 방향성을 검사하는 정보영역 검사 단계;(f) an information region inspection step of inspecting visual marker determination and orientation determining whether the visual marker is recognized through the information region in the rectangular internal region image in step (e); (g) 상기 (f)단계에서 방향성이 검사된 후 상기 직사각화된 내부영역 영상에서 제1 아이디영역을 분리하는 제1 아이디영역 추출 단계;(g) extracting a first ID area for separating a first ID area from the rectangularized internal area image after the directionality is checked in step (f); (h) 상기 (g)단계 이후에 제2 아이디영역을 포함한 확장된 사각영역의 꼭지점을 검출하여 확장된 사각영역을 확정하는 확장 사각영역 확정 단계;(h) an extended blind spot determination step of determining an extended blind spot by detecting a vertex of the extended blind spot including the second ID area after step (g); (i) 상기 (h)단계에서 확정된 확장 사각영역을 직사각영역으로 펼치는 확장 사각영역 영상보정 단계;(i) an extended blind spot image correction step of expanding the extended blind spot determined in step (h) into a rectangular region; (j) 상기 (i)단계에서 직사각화된 확장 사각영역 영상에서 제2 아이디영역을 분리하는 제2 아이디영역 추출 단계; 및(j) a second ID area extraction step of separating a second ID area from the rectangular quadrangular rectangular image in step (i); And (k) 상기 (j)단계 이후에 상기 (g)단계에서 추출된 제1 아이디영역과 상기 (j)단계에서 추출된 제2 아이디영역을 통해 확장형 비주얼 마커의 아이디를 결정하는 아이디 결정 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방향정보를 포함하는 확장형 비주얼 마커를 이용한 아이디 판단 방법.(k) determining an ID of the extended visual marker through the first ID region extracted in step (g) and the second ID region extracted in step (j) after step (j); ID determination method using an extended visual marker including direction information comprising a. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 (a)단계의 상기 확장형 비주얼 마커의 내부영역은 정사각형으로 4분할되어 1/4영역은 정보영역이고, 3/4영역은 제1 아이디영역인 것;을 특징으로 하는 방향정보를 포함하는 확장형 비주얼 마커를 이용한 아이디 판단 방법.An inner region of the extended visual marker of step (a) is divided into four squares, a quarter region is an information region, and a third quarter region is a first ID region. ID determination method using visual marker. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 (a)단계의 상기 확장형 비주얼 마커의 제1 아이디영역은 12비트 표시 가능 영역으로 하고, 제2 아이디영역은 사각영역의 일면당 8비트씩 32비트 표시 가능 영역으로 한 것;을 특징으로 하는 방향정보를 포함하는 확장형 비주얼 마커를 이용한 아이디 판단 방법.The first ID area of the extended visual marker of step (a) is a 12-bit displayable area, and the second ID area is a 32-bit displayable area of 8 bits per side of the rectangular area; ID determination method using an extended visual marker including direction information. 제1항에 있어서, 상기 (c)단계의 임계값은The method of claim 1, wherein the threshold of step (c) is (c1) 상기 (b)단계에서 획득된 영상의 전체 픽셀의 평균값을 구하는 전체 평균값 연산 단계;a total average value calculating step of obtaining an average value of all pixels of the image obtained in the step (b); (c2) 상기 (c1)단계에서 구해진 전체 픽셀의 평균값 미만의 픽셀들의 평균값을 구하는 미만 평균값 연산 단계; 및 (c2) calculating a mean value less than the mean of pixels less than the mean value of all the pixels obtained in the step (c1); And (c3) 상기 전체 평균값과 상기 미만 평균값의 평균을 구하는 임계값 연산 단계;를 통해 결정되어 자동 조절되는 것을 특징으로 하는 방향정보를 포함하는 확장형 비주얼 마커를 이용한 아이디 판단 방법.(c3) a threshold calculation step of obtaining an average of the overall average value and the less than average value; ID determination method using the extended visual marker including the direction information, characterized in that is automatically adjusted. 제1항에 있어서, 상기 (d)단계의 사각영역의 꼭지점과 내부영역의 꼭지점 검출은The method of claim 1, wherein the detection of the vertex of the rectangular area and the vertex of the inner area of step (d) (d1) 상기 (c)단계에서 이진화된 영상에서 사각영역의 후보영역을 라벨링하는 사각영역의 후보영역 라벨링 단계;(d1) a candidate region labeling step of the rectangular region for labeling the candidate region of the rectangular region in the binarized image in step (c); (d2) 상기 (d1)단계에서 라벨링된 후보영역들의 연속된 점을 찾아 외곽선을 검출하는 외곽선 검출 단계;(d2) an edge detection step of detecting an outline by finding consecutive points of candidate regions labeled in step (d1); (d3) 상기 (d2)단계에서 검출된 외곽선의 교점을 통해 사각영역의 꼭지점을 검출하는 사각영역 꼭지점 결정 단계; 및(d3) a blind spot vertex determination step of detecting a vertex of the blind spot through the intersection of the outline detected in step (d2); And (d4) 상기 (d3)단계에서 결정된 사각영역의 꼭지점에서 벡터를 생성하여 안쪽으로 단위벡터만큼씩 이동하여 내부영역의 꼭지점을 검출하는 내부영역의 꼭지점 결정 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방향정보를 포함하는 확장형 비주얼 마커를 이용한 아이디 판단 방법.(d4) generating a vector at the vertex of the rectangular region determined in the step (d3) and determining the vertex of the inner region to detect the vertex of the inner region by moving the inner unit by a unit vector inward; ID determination method using an extended visual marker included. 제1항에 있어서, 상기 (h)단계의 확장된 사각영역의 꼭지점 검출은The method of claim 1, wherein the vertex detection of the extended rectangular area of the step (h) is 상기 (d)단계에서 검출된 사각영역의 꼭지점에서 벡터를 생성하여 외측으로 단위벡터만큼씩 이동하여 확장된 사각영역의 꼭지점을 검출하는 확장된 사각영역의 꼭지점 결정 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방향정보를 포함하는 확장형 비주얼 마커를 이용한 아이디 판단 방법.Determining a vertex of the extended rectangular region by generating a vector at the vertex of the rectangular region detected in step (d) and moving the unit vector outwards to detect the vertex of the extended rectangular region. ID determination method using an extended visual marker containing information. 제1항에 있어서, 상기 (k)단계 이후에The method of claim 1, wherein after step (k) 상기 (d)단계에서 확정된 사각영역의 왜곡된 모양으로부터 3차원 위치정보를 추출하는 3차원 위치정보 결정 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방향정보를 포함하는 확장형 비주얼 마커를 이용한 아이디 판단 방법.Determining the three-dimensional position information for extracting the three-dimensional position information from the distorted shape of the rectangular area determined in the step (d); ID determination method using an extended visual marker including the direction information .
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