KR102436240B1 - Paper toy-based AR interactive system - Google Patents
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Abstract
본발명은 페이퍼토이 기반 AR인터랙티브 시스템에 관한 것으로, 페이퍼토이에서 실제 손으로 색칠한 컬러가 3D모델에 적용되어 개인만의 유일한 토이를 생성해내고, 조작할 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 페이퍼토이 이미지를 스마트폰의 카메라를 통해 인식하여 일정한 크기의 이미지를 저장하고, 저장된 이미지는 UV좌표 매칭을 통해 3D모델의 텍스쳐로 사용되는 것으로,
본발명은 페이퍼토이 등에서 실제 손으로 색칠한 컬러가 3D모델에 적용되어 개인만의 유일한 토이를 생성해내고, 조작할 수 있으며 또한, 3D모델을 여러조각의 퍼즐로 구성하여 인터랙티브하게 퍼즐을 맞춰 3D모델을 완성하고 HMD 나 헤드셋을 통해 나만의 3D모델을 감상할 수 있는 현저한 효과가 있다.The present invention relates to a paper toy-based AR interactive system, characterized in that the color actually painted by hand in the paper toy is applied to a 3D model to create and manipulate a unique toy for an individual.
In addition, the paper toy image is recognized through the camera of the smartphone to store an image of a certain size, and the stored image is used as a texture of a 3D model through UV coordinate matching,
In the present invention, actual hand-painted colors such as paper toys are applied to a 3D model to create and manipulate a unique toy for an individual There is a remarkable effect that you can complete the model and enjoy your own 3D model through the HMD or headset.
Description
본발명은 페이퍼토이 기반 AR인터랙티브 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 페이퍼토이 등에서 실제 손으로 색칠한 컬러가 3D모델에 적용되어 개인만의 유일한 토이를 생성해내고, 조작할 수 있으며 또한, 3D모델을 여러조각의 퍼즐로 구성하여 인터랙티브하게 퍼즐을 맞춰 3D모델을 완성하고 HMD 나 헤드셋을 통해 나만의 3D모델을 감상할 수 있는 페이퍼토이 기반 AR인터랙티브 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a paper toy-based AR interactive system, and more specifically, a color painted by hand on a paper toy etc. is applied to a 3D model to create and manipulate an individual's unique toy, and also a 3D model It is about a paper-toy based AR interactive system that consists of several pieces of puzzle, completes the 3D model by interactively matching the puzzle, and allows you to enjoy your own 3D model through an HMD or headset.
최근 가상현실(VR), AR(증강현실) 기술을 접목한 게임과 교육용 콘텐츠가 많이 개발되고 있다. 대부분의 APP는 컴퓨터그래픽의 기술을 적용해서 가상의 세계를 리얼하게 표현하는 형태나, 실제 세계에 가상의 CG를 접목하여 정보를 전달하는 일반적인 App이 대부분이다.Recently, many games and educational contents incorporating virtual reality (VR) and AR (augmented reality) technologies are being developed. Most of the APPs are in the form of realistically expressing the virtual world by applying the technology of computer graphics, or general apps that transfer information by grafting virtual CG to the real world.
그리고 종래특허기술의 일례로서 등록특허공보 등록번호 10-2145748호에는 And as an example of prior patent technology, in the registered patent publication No. 10-2145748,
각 페이지 마다 다양한 주제를 가지고, 채색되지 않은 도안화된 밑그림이 그려지고, 상기 밑그림은 메인이미지를 중심으로 주변에 적어도 하나 이상의 기능식 이미지가 전개되어 있는 컬러링북;A coloring book in which at least one functional image is developed around the main image as the main image as the main image as the main image;
컬러링북과 무선통신을 통해 연동되어, 컬러링북을 소정 간격을 두고 인식하면 컬러링북의 메인도면에 기능식도 면이 정적으로 전개된 상태에서 동적인 상태로기능이 발현되도록 하고, 메인이미지와 기능식이미지가 서로 연동되어 구현되는 스마트기기를 포함하고, 스마트기기는 컬러링북에 도안화된 이미지를 인식하는 촬영모듈, 촬영모듈에 의해 인식된 이미지를 추출하되, 도안화된 밑그림에서 채색되지 않은 영역과 채색된 영역 모두 추출하는 이미지 추출모듈, 이미지 추출모듈에 의해 추출된 이미지를 선택하면 메인이미지와 기능식이미지가 결합되어 동적인 상태로 구현되거나 메인이미지와 기능식이미지가 각각 독립적으로 움직임을 구현하고, 배경은 실제를 그대로 투영하여 실제 배경에 객체가 출력되는 증강현실 구현모듈을 포함하고, 스마트기기에 구현된 기능식이미지는 자동으로 메인이미지에 결합되거나 사용자의 선택에 의해 메인이미지에 선택적으로 결합되어 특정 기능이 수행될 수 있고, 기능식이미지가 메인이미지의 위치로 이동하여 기능식이미지와 메인이미지가 결합된 상태로 특정 기능이 구현되며, 스마트기기는 컬러링북에 스마트기기를 소정 간격을 두고 위치시키면 이미지를 인식하고 인식된 이미지에 대응되는 주제 및 내용에 관련된 제1 텍스트가 출력되고, 전개된 기능식이미지가 모두 기능을 구현하게 되면 스마트기기의 디스플레이에 당해 페이지에서 전달하고자 하는 결론이 포함된 요약 문구인 제2 텍스트가 출력되면서 애니메이션의 구현이 완료되고, 컬러링북은 각 페이지 별로 고유식별코드가 부여되어 스마트기기가 각 페이지를 식별하고, 상기 고유식별코드는 고유의 패턴화된 형태로 형성되고 컬러링북 상에 스티커 방식으로 부착되거나 프린팅되는 것It is linked with the coloring book through wireless communication, and when the coloring book is recognized at a predetermined interval, the function is expressed in a dynamic state from a statically developed functional diagram in the main drawing of the coloring book, and the main image and functional formula It includes a smart device in which images are implemented by interlocking with each other, and the smart device is a photographing module that recognizes an image designed in a coloring book, and extracts the image recognized by the photographing module, When the image extracted by the image extraction module and image extraction module is selected to extract all colored areas, the main image and the functional image are combined and implemented in a dynamic state, or the main image and the functional image independently realize movement. , the background includes an augmented reality implementation module that projects the reality as it is and outputs an object on the actual background, and the functional image implemented in the smart device is automatically combined with the main image or selectively combined with the main image by the user's selection a specific function can be performed, the functional image is moved to the position of the main image, and a specific function is realized in a state where the functional image and the main image are combined. When positioned, the image is recognized and the first text related to the subject and content corresponding to the recognized image is output, and when all the developed functional images realize the function, the display of the smart device includes the conclusion to be conveyed on the page The implementation of the animation is completed as the second text, which is the summarized text, is output, and the coloring book is given a unique identification code for each page so that the smart device identifies each page, and the unique identification code is a unique patterned form. Formed and affixed or printed as a sticker on a coloring book
을 포함하는 증강현실을 기반으로 한 컬러링북 구현 서비스 제공 시스템이 공개되어 있다.A system for providing a coloring book implementation service based on augmented reality including
또한 등록특허공보 등록번호 10-2005437호에는 색상을 갖는 다수의 제1이미지(11)와, 상기 제1이미지(11)의 정보를 인식하기 위해 QR코드(15)를 포함In addition, the number of first images 11 having a color and a QR code 15 for recognizing information on the first image 11 are included in the Registration Patent Publication No. 10-2005437 No.
하는 컬러링북(10); 상기 제1이미지(11)의 정보를 포함하고, 구비된 카메라를 이용하여 상기 QR코드(15)를 인식하여 연동되며 상기 제1이미지(11)와 대응하는 증강현실컨텐츠를 제공하는 어플리케이션(21)이 구성되고, 상기 카메라를 통해 상기 제1이미지(11)를 획득한 후, 그에 대응하는 증강현실컨텐츠를 제공하는 스마트단말기(20);a coloring book 10 to do; An application 21 that includes the information of the first image 11, recognizes the QR code 15 using a provided camera, and provides augmented reality content corresponding to the first image 11 by interworking This is configured and after acquiring the first image 11 through the camera, a smart terminal 20 that provides augmented reality content corresponding thereto;
로 구성되는 증강현실 기반 컬러링북 시스템에 있어서, 상기 컬러링북(10)에는 상기 제1이미지(11)와 유사, 동일, 다른 형태 중 어느 하나의 형태를 가지되, 사용자가 선택적으로 색칠할 수 있도록 흰색 바탕을 가지는 하나 또는 다수의 제2이미지(13)가 구성되어 상기 QR코드(15)의 정보에 포함되고, 상기 어플리케이션(21)은, 상기 제1이미지(11), 제2이미지(13), 사용자에 의해 색칠된 제3이미지(14) 중 어느 하나의 이미지를 인식하여 그와 대응하는 증강현실컨텐츠를 출력한 후, 출력된 최종 위치에서 스마트단말기(20)가 그 위치를 벗어나게 될 경우, 해당 위치의 방향을 표시하는 방향표시가이드부(21a)와,In the augmented reality-based coloring book system consisting of One or a plurality of second images 13 having a white background are configured and included in the information of the QR code 15 , and the application 21 includes the first image 11 and the second image 13 . , after recognizing any one of the images of the third image 14 colored by the user and outputting the corresponding augmented reality content, when the smart terminal 20 deviates from the position at the output final position, A direction indication guide part (21a) for indicating the direction of the corresponding position;
아동의 심리 분석을 위해 심리분석 시 기준이 되는 색상심리분석가이드(21b)와, 제1이미지(11), 상기 제2이미지(13), 제3이미지(14)중 어느 하나의 이미지를 인식하여 그에 대응하는 증강현실컨텐츠를 출력하되, 상기 제3이미지(14)를 인식한 후 색상을 분석하여, 그에 대응하는 색상이 입혀진 증강현실컨텐츠를 제공하는 증강현실컨텐츠제공부(21c)와, 상기 제3이미지(14)를 인식한 후 색상분포도를 파악하고 상기 색상심리분석가이드(21b)와 대비하여 비교분석하는 분석부(21d)와, 상기 분석부(21d)에 의해 사용자의 심리상태가 분석된 데이터(d)를 해당 날짜 및 시간을 포함하여 도감형태로 보일 수 있도록 저장하는 저장부(21e)와, 사용자가 상기 저장부(21e)에 저장된 데이터(d)를 선택하면 해당 날짜 및 시간을 포함하며 심리상태를 확인할 수 있도록 문자 또는 이미지형태로 결과물(p)을 제공하는 심리상태결과제공부(21f)가 구성되는 것을 특징으로 하는 증강현실 기반 아동용 컬러링북을 이용한 심리분석 시스템이 공개되어 있다.For psychological analysis of children, the color psychological analysis guide 21b, which is a standard for psychological analysis, and any one image among the first image 11, the second image 13, and the third image 14 are recognized. An augmented reality content providing unit 21c for outputting augmented reality content corresponding thereto, analyzing the color after recognizing the third image 14, and providing augmented reality content coated with a color corresponding thereto; 3 After recognizing the image 14, an analysis unit 21d that grasps the color distribution map and compares and analyzes it with the color psychological analysis guide 21b, and the psychological state of the user is analyzed by the analysis unit 21d A storage unit 21e that stores the data (d) so that it can be viewed in the form of an illustrated book including the corresponding date and time, and the user selects the data (d) stored in the storage unit 21e, including the corresponding date and time and a psychological analysis system using an augmented reality-based coloring book for children, characterized in that the psychological state result providing unit 21f that provides the result (p) in the form of text or image so as to check the psychological state is disclosed.
또한 공개특허공보 공개번호 10-2020-0077049호에는 촬영부로부터 물체를 촬영한 이미지를 수신하는 영상수신부;In addition, Laid-Open Patent Publication No. 10-2020-0077049 discloses an image receiving unit for receiving an image of an object photographed from the photographing unit;
상기 이미지로부터 상기 물체의 특징점을 추출하고 미리 저장된 기준 특징점과 비교하여 상기 물체를 식별하고 상기 물체의 정보를 상기 이미지에 중첩시켜 증강현실 이미지를 생성하는 영상처리부; 및an image processing unit that extracts feature points of the object from the image, identifies the object by comparing it with reference feature points stored in advance, and creates an augmented reality image by superimposing information on the object on the image; and
표시부로 상기 증강현실 이미지를 출력하는 영상출력부를 포함하는, 마커리스 방식의 증강현실 제공장치가 공개되어 있다.An apparatus for providing augmented reality of a markerless method, including an image output unit for outputting the augmented reality image to a display unit, is disclosed.
또한 공개특허공보 공개번호 10-2017-0134277호에는 1) 사용자 단말에서 서비스 앱을 실행하고 서버로부터 색칠할 이미지를 선택하여 다운로드하는 단계;In addition, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2017-0134277 discloses: 1) executing a service app in a user terminal, selecting an image to be colored from the server, and downloading;
2) 상기 서비스 앱에서 제공된 툴을 이용하여 다운로드 받은 이미지에 특정 패턴으로 채색하는 단계;2) coloring the downloaded image with a specific pattern using a tool provided by the service app;
3) 채색된 이미지를 인쇄하는 단계;3) printing the colored image;
4) 상기 서비스 앱을 실행하고 채색된 이미지의 인쇄물을 스캔하여 마커를 인식하고 상기 이미지의 좌표에 따른4) Execute the service app and scan the printed image of the colored image to recognize the marker and
색상정보를 추출하는 단계;extracting color information;
5) 추출된 상기 색상정보에 따라 상기 서버에서 제공되는 증강현실 컨텐츠를 채색하여 사용자가 채색한 이미지를 기반으로 하는 채색 증강현실 컨텐츠를 생성하는 단계; 및5) generating colored augmented reality content based on an image colored by a user by coloring the augmented reality content provided by the server according to the extracted color information; and
7) 상기 사용자 단말의 표시부에 상기 칼라 증강현실 컨텐츠를 디스플레이하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 색칠놀이를 위한 증강현실 서비스 방법이 공개되어 있다. 그러나 상기 종래기술들은 AR기술을 활용하여 3D모델의 텍스쳐를 실시간으로 적용하기가 곤란하고, 오브젝트를 제어하는데 불편이 있어서 창의 교육에 활용하기가 어려운 문제점이 여전히 있었다.7) Displaying the color augmented reality content on the display unit of the user terminal; Augmented reality service method for coloring game, characterized in that it includes. However, the prior arts still had problems in that it was difficult to apply the texture of the 3D model in real time by using AR technology, and it was inconvenient to control the object, so that it was difficult to utilize it for creative education.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 본발명은 페이퍼토이 등에서 실제 손으로 색칠한 컬러가 3D모델에 적용되어 개인만의 유일한 토이를 생성해내고, 조작할 수 있으며 또한, 3D모델을 여러조각의 퍼즐로 구성하여 인터랙티브하게 퍼즐을 맞춰 3D모델을 완성하고 HMD 나 헤드셋을 통해 나만의 3D모델을 감상할 수 있는 페이퍼토이 기반 AR인터랙티브 시스템을 제공하고자 하는 것이다.Therefore, the present invention has been devised to solve the above problems, and the present invention is to create and manipulate an individual's unique toy by applying a color actually painted by hand on a paper toy, etc. to a 3D model The goal is to provide a paper-toy based AR interactive system that composes a model into several pieces of puzzle, completes the 3D model by interactively matching the puzzle, and allows you to enjoy your own 3D model through an HMD or headset.
본발명은 페이퍼토이 기반 AR인터랙티브 시스템에 관한 것으로, 페이퍼토이에서 실제 손으로 색칠한 컬러가 3D모델에 적용되어 개인만의 유일한 토이를 생성해내고, 조작할 수 있는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a paper toy-based AR interactive system, characterized in that the color actually painted by hand in the paper toy is applied to a 3D model to create and manipulate a unique toy for an individual.
또한, 상기 페이퍼토이 이미지를 스마트폰의 카메라를 통해 인식하여 일정한 크기의 이미지를 저장하고, 저장된 이미지는 UV좌표 매칭을 통해 3D모델의 텍스쳐로 사용되는 것을 특징으로 한다.In addition, it is characterized in that the paper toy image is recognized through the camera of the smartphone, an image of a certain size is stored, and the stored image is used as a texture of the 3D model through UV coordinate matching.
따라서 본발명은 페이퍼토이 등에서 실제 손으로 색칠한 컬러가 3D모델에 적용되어 개인만의 유일한 토이를 생성해내고, 조작할 수 있으며 또한, 3D모델을 여러조각의 퍼즐로 구성하여 인터랙티브하게 퍼즐을 맞춰 3D모델을 완성하고 HMD 나 헤드셋을 통해 나만의 3D모델을 감상할 수 있는 현저한 효과가 있다.Therefore, according to the present invention, actual hand-painted colors such as paper toys are applied to the 3D model to create and manipulate a unique toy for each individual. There is a remarkable effect that you can complete the 3D model and enjoy your own 3D model through the HMD or headset.
도 1은 본발명의 페이퍼토이 전개도
도 2는 본발명의 페이퍼토이 AR적용위한 색칠하기
도 3은 본발명의 페이퍼토이 AR원리설명도
도 4는 본발명의 페이퍼토이 3D퍼즐게임도1 is an exploded view of a paper toy of the present invention;
Figure 2 is a coloring for application of the paper toy AR of the present invention
Figure 3 is a paper toy AR principle explanatory diagram of the present invention
4 is a paper toy 3D puzzle game diagram of the present invention.
본발명은 페이퍼토이 기반 AR인터랙티브 시스템에 관한 것으로, 페이퍼토이에서 실제 손으로 색칠한 컬러가 3D모델에 적용되어 개인만의 유일한 토이를 생성해내고, 조작할 수 있는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a paper toy-based AR interactive system, characterized in that the color actually painted by hand in the paper toy is applied to a 3D model to create and manipulate a unique toy for an individual.
또한, 상기 페이퍼토이 이미지를 스마트폰의 카메라를 통해 인식하여 일정한 크기의 이미지를 저장하고, 저장된 이미지는 UV좌표 매칭을 통해 3D모델의 텍스쳐로 사용되는 것을 특징으로 한다.In addition, it is characterized in that the paper toy image is recognized through the camera of the smartphone, an image of a certain size is stored, and the stored image is used as a texture of the 3D model through UV coordinate matching.
또한, 상기 3D모델과 텍스처를 분리하여 사용함으로써, 인터랙티브하게 퍼즐조각을 맞춰서 최종적인 3D모델을 완성할 수 있는 게임으로 활용되는 것을 특징으로 한다.In addition, by using the 3D model and texture separately, it is characterized in that it is used as a game that can interactively match puzzle pieces to complete the final 3D model.
또한, 3D모델을 여러조각의 퍼즐로 구성하여 인터랙티브하게 퍼즐을 맞춰 3D모델을 완성하고 HMD 나 헤드셋을 통해 3D모델을 감상할 수 있는 애플리케이션을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the 3D model is composed of several pieces of puzzle, and the 3D model is completed by interactively matching the puzzle.
또한, 상기 페이퍼토이는 제어기가 설치되되, 상기 제어기는 입출력부, 블루투스 통신부, 제어부를 포함하여 구성된 전용보드장치로서, 스마트폰과 블루투스통신이 가능한 것을 특징으로 한다.In addition, the paper toy is equipped with a controller, and the controller is a dedicated board device configured to include an input/output unit, a Bluetooth communication unit, and a control unit, and is characterized in that it is capable of Bluetooth communication with a smartphone.
본발명을 첨부도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 1은 본발명의 페이퍼토이 전개도, 도 2는 본발명의 페이퍼토이 AR적용위한 색칠하기, 도 3은 본발명의 페이퍼토이 AR원리설명도, 도 4는 본발명의 페이퍼토이 3D퍼즐게임도이다.The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings as follows. Figure 1 is a paper toy development of the present invention, Figure 2 is a coloring for application of the paper toy AR of the present invention, Figure 3 is a paper toy AR principle explanatory diagram of the present invention, Figure 4 is a paper toy 3D puzzle game diagram of the present invention .
본 발명은 실제 세계에 가상의 CG를 증강시키는 것에 추가하여, 페이퍼토이 등에서 실제 손으로 색칠한 컬러가 3D모델에 적용되어 개인만의 유일한 토이를 생성해내고, 조작할 수 있는 발명이다. 또한, 3D모델을 여러조각의 퍼즐로 구성하여 인터랙티브하게 퍼즐을 맞춰 3D모델을 완성하고 HMD 나 헤드셋을 통해 나만의 3D모델을 감상할 수 있는 애플리케이션에 관한 발명이다.In addition to augmenting the virtual CG in the real world, the present invention is an invention that can create and manipulate an individual's unique toy by applying real hand-painted colors on a paper toy or the like to a 3D model. In addition, it is an invention about an application that composes a 3D model into several pieces of puzzle, completes the 3D model by interactively matching the puzzle, and allows you to enjoy your own 3D model through an HMD or headset.
본발명의 페이퍼토이는 종이 특히 발사우드와 같은 우드(Wood)소재를 사용한다. 페이퍼토이는 소방차 등이다.The paper toy of the present invention uses a wood material such as paper, particularly balsa wood. Paper toys are fire trucks, etc.
본발명의 이미지 인식 및 텍스처 생성기능 : 모바일 폰의 카메라을 통해 이미지를 인식하여 일정한 크기(예, 1000x1000 픽셀크기의 이미지를 저장하고, 저장된 이미지는 UV좌표 매칭을 통해 3D모델의 텍스쳐로 사용된다.Image recognition and texture generation function of the present invention: An image of a certain size (eg, 1000x1000 pixel size) is stored by recognizing an image through the camera of a mobile phone, and the stored image is used as a texture of a 3D model through UV coordinate matching.
본발명의 인터랙티브 3D퍼즐 기능은 3D모델과 텍스처를 분리하여 사용함으로써, 인터랙티브하게 퍼즐조각을 맞춰서 최종적인 3D모델을 완성할 수 있는 게임으로 활용되는 것이다.The interactive 3D puzzle function of the present invention is to be utilized as a game in which the final 3D model can be completed by interactively matching the puzzle pieces by using the 3D model and the texture separately.
그리고 본발명은 페이퍼토이에 색칠완성도에 대한 체크 및 피드백 기능을 가지고 있는 것으로, 유아나 초등학생의 경우 모서리나 간격이 좁은 구간에 색칠을 하기가 어려운 부분을 감안하여, 기존 칠하던 색상과 연결하여 자동으로 칠해주는 기능과, 덜 채색된 구간이 발생할 경우, 이미지 인식기능에서 메시지를 띄워 채색을 계속토록 유도하는 것이다.In addition, the present invention has a check and feedback function on the completeness of coloring in the paper toy, and in the case of infants or elementary school students, considering the difficult part to color in the corners or narrow sections, it is automatically connected to the existing color to be painted. The function to paint with , and if a less colored section occurs, a message is displayed in the image recognition function to induce the coloring to continue.
본발명은 부품 퍼즐들을 수작업으로 조립하여 제작된 페이퍼토이;The present invention is a paper toy produced by manually assembling the puzzle parts;
상기 페이퍼토이를 화면에 증강현실로 나타내는 스마트폰;으로 이루어진다. 스마트폰에는 교구 구현 서비스를 제공하는 애플리케이션이 설치되고, 교구와 무선통신을 통해 연동되어, 교구를 소정 간격을 두고 촬영하면 교구에 도안화된 밑그림을 인식하도록 한다.and a smartphone that displays the paper toy in augmented reality on the screen. An application that provides a parish implementation service is installed on the smartphone, and it is linked with the parish through wireless communication.
스마트폰은 교구에 채색된 도면을 인식하여 정적으로 전개된 이미지가 동적인 형태로 발현될 수 있도록 한다.The smartphone recognizes the colored drawings in the teaching aid so that the statically developed image can be expressed in a dynamic form.
본발명에 적용되는 AR컬러링 기술은 AR컬러링 기술을 이용하여 3D모델의 텍스쳐를 실시간으로 생성하여 나만의 3D모델을 생성해 내는 기술이다.The AR coloring technology applied to the present invention is a technology that creates your own 3D model by generating the texture of the 3D model in real time using the AR coloring technology.
본발명은 가령 4륜 구동 전용보드를 통한 블루투스 통신 APP로서, I/O장치, 블루투스, 모터드라이브가 일체화된 전용보드를 제공함으로써, 블루투스를 통해 자동차 모듈의 조작 및 타센서 적용시 기능확장이 용이하다.The present invention is, for example, a Bluetooth communication APP through a four-wheel drive board, and by providing a dedicated board in which I/O device, Bluetooth, and motor drive are integrated, it is easy to expand functions when operating a vehicle module and applying other sensors through Bluetooth. do.
그리고 웹을 기반으로 블록코딩 언어를 지원하므로, 아두이노 제어와 안드로이드 앱으로 제작할 수 있다.And since it supports a web-based block coding language, it can be produced with Arduino control and Android apps.
블록형 프로그래밍언어 스크래치를 기반으로 코딩교육 플랫폼 코드노리(Codenori)를 제공하여, 교구를 제어할 수 있는 기능구현가능, 또한 블록코딩 언어로 개발한 프로그램을 안드로이드 실행파일인 Apk로 자동생성하여 모바일 기기에서 교구를 제어할 수 있다.By providing the coding education platform Codenori based on the block-type programming language Scratch, it is possible to implement the function to control the teaching aids. Also, the program developed in the block coding language is automatically generated as an Android executable file Apk for mobile devices. can control the parish.
스마트폰에는 교구 구현 서비스를 제공하는 애플리케이션이 설치되고, 교구와 무선통신을 통해 연동되어, 교구를 소정 간격을 두고 촬영하면 교구를 인식하도록 한다. 스마트폰은 채색된 교구를 인식하여 정적으로 전개된 이미지가 동적인 형태로 발현될 수 있도록 한다.An application that provides a parish implementation service is installed on the smartphone, and the parish is linked through wireless communication, so that the parish is recognized when the parish is photographed at a predetermined interval. The smartphone recognizes the colored teaching materials so that the statically developed image can be expressed in a dynamic form.
카메라에 의해 교구를 인식하는 과정에서, 스마트폰의 화면 상에 인식된 이미지에 대응되는 주제 및 내용에 관련된 텍스트가 출력될 수 있다. 이는 교구에 스마트폰을 가져다 댔을 경우 텍스트가 출력되는 것이다.In the process of recognizing the teaching aid by the camera, text related to the subject and content corresponding to the recognized image may be output on the screen of the smartphone. This means that text is output when you bring your smartphone to the parish.
곧, 교구는 각 부품 별로 고유식별코드가 부여되어 스마트폰이 각 페이지를 식별할 수 있도록 한다. 곧 스마트폰을 통해 고유식별코드를 인식하면 해당 촬영이미지에 대응되는 텍스트가 스마트폰 상에 출력되도록 한다. 상기 고유식별코드는 각 부품 별로 고유의 패턴화된 형태로 형성되고 부품 상에 스티커 방식으로 부착되거나 프린팅될 수 있다. 상기 텍스트는 사용자에게 특정 페이지에서 전달하고자 하는 내용 및 주제와 관련한 문구로 이루어진다.In other words, the teaching aid is given a unique identification code for each part so that the smartphone can identify each page. Soon, when the unique identification code is recognized through the smartphone, the text corresponding to the corresponding photographed image is output on the smartphone. The unique identification code may be formed in a unique patterned form for each part and may be attached or printed on the part in a sticker manner. The text consists of a phrase related to the content and topic to be delivered to the user on a specific page.
본발명의 영상수신부는 카메라로부터 이미지를 수신하여 영상처리부가 처리가능한 형식으로 변환한다. 영상수신부는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다.The image receiving unit of the present invention receives the image from the camera and converts it into a format that the image processing unit can process. The image receiver converts an analog signal into a digital signal.
영상처리부는 영상수신부를 통해 카메라에 의해 촬상된 이미지를 처리한다. 영상처리부는 카메라에 의해 특정 이미지가 획득되면 획득된 이미지로부터 추출할 영역을 산출하여 추출된 영역을 스마트폰의 화면에 출력한다.영상처리부는 교구표면의 채색되지 않은 영역과 채색된 영역 모두 추출 가능하다. The image processing unit processes the image captured by the camera through the image receiving unit. When a specific image is obtained by the camera, the image processing unit calculates the area to be extracted from the obtained image and outputs the extracted area on the screen of the smartphone. The image processing unit can extract both the uncolored area and the colored area of the teaching surface do.
영상처리부는 교구를 식별하는 과정에서 물체에 정해진 고유식별코드인 마커가 존재하지 않더라도 교구를 식별할 수 있다. 영상처리부는 교구가 촬영된 이미지에서 교구를 식별하는 기준이 되는 특징점을 추출하고 미리 저장된 기준 특징점과 비교함으로써 물체를 식별하는 마커리스 방식(makerless type)을 이용할 수 있다. 이때 영상처리부는 특징점 추출 알고리즘을 이용하여 이미지로부터 교구의 특징점을 추출하는 특징점 추출부, 교구의 특징점과 특징점 DB에 미리 저장된 기준 특징점을 비교하여 교구가 무엇인지 식별하는 매칭부를 포함한다.The image processing unit can identify the teaching aid even if there is no marker, which is a unique identification code determined on the object, in the process of identifying the teaching aid. The image processing unit may use a markerless type of identifying an object by extracting a feature point that is a standard for identifying a teaching aid from an image taken by the teaching tool and comparing it with a pre-stored reference key point. At this time, the image processing unit includes a keypoint extraction unit that extracts the keypoints of the teaching aid from the image using a keypoint extraction algorithm, and a matching unit that compares the keypoints of the teaching tool with the reference keypoints stored in advance in the keypoint DB to identify what the teaching tool is.
특징점 추출부는 특징점 추출 알고리즘을 이용한다. 특징점 추출 알고리즘은 교구가 촬영된 이미지에서 교구의 특징점을 추출한다. 특징점 추출 알고리즘은 기준 특징점을 획득하는데 사용된 알고리즘과 동일한 알고리즘을 사용할 수 있다. 특징점 추출부는 서로 다른 복수의 특징점 추출 알고리즘을 이용하여 하나의 교구에 대하여 서로 다른 종류의 복수의 특징점을 추출할 수 있다. 곧 특징점 추출 알고리즘은 이미지에서 픽셀의 명도 또는 채도가 상이한 지점을 특징점으로 추출하거나 이미지를 복수의 영역으로 구분하여 영역마다 특징점을 추출한다.The key point extraction unit uses a key point extraction algorithm. The key point extraction algorithm extracts the key points of the teaching aid from the image taken. The feature point extraction algorithm may use the same algorithm as the algorithm used to obtain the reference feature point. The keypoint extraction unit may extract a plurality of different types of keypoints for one teaching tool by using a plurality of different keypoint extraction algorithms. That is, the key point extraction algorithm extracts a point in an image where the brightness or saturation of pixels is different as a key point, or divides the image into a plurality of areas and extracts a key point for each area.
특징점 저장부는 다양한 교구의 기준 특징점과 교구에 관한 정보를 저장한다. 기준 특징점은 특징점 획득 알고 리즘을 통하여 미리 획득된 교구의 특징점이다. 하나의 교구를 촬영한 방향이나 카메라의 종류에 따라 이미지에 나타나는 물체의 외형이 다르게 표시될 수 있으므로, 하나의 교구에 서로 다른 복수의 기준 특징점이 맵핑되어 저장부에 저장될 수 있다. The feature point storage unit stores information about the reference feature points and parishes of various parishes. The reference feature point is the feature point of the precinct acquired in advance through the feature point acquisition algorithm. Since the appearance of the object appearing in the image may be displayed differently depending on the direction in which one teaching aid was shot or the type of camera, a plurality of different reference feature points may be mapped to one teaching aid and stored in the storage unit.
매칭부는 특징점 추출부에서 추출된 물체의 특징점과 저장부에 미리 저장된 기준 특징점을 비교하여 물체를 식별한다. 매칭부는 저장부에 저장된 다양한 물체들의 기준 특징점들을 읽어들여 교구의 특징점과 비교하고 유사한 기준 특징점이 존재하는지 판단한다. 매칭부는 유사한 기준 특징점을 발견하면 저장부에서 해당 물체에 관련된 정보를 읽어들여 증강현실구현부로 출력할 수 있다.영상처리부는 필터링, 보정, 칼러부를 포함한다.The matching unit identifies the object by comparing the key points of the object extracted by the key point extraction unit with the reference key points stored in advance in the storage unit. The matching unit reads the reference characteristic points of various objects stored in the storage unit, compares them with the characteristic points of the teaching aid, and determines whether a similar reference characteristic point exists. When the matching unit finds similar reference feature points, it reads information related to the object from the storage unit and outputs it to the augmented reality realization unit. The image processing unit includes a filtering, correction, and color unit.
증강현실 구현부는 영상처리부에 의해 추출된 이미지를 선택하면 동적인 상태로 구현된다. 증강현실 구현부는 증강현실을 기반으로 사용자가 채색한 영역을 입체형상으로 출력하고, 배경은 실제를 그대로 투영하여 실제 배경에 채색된 객체 교구가 동시에 출력되도록 한다.The augmented reality implementation unit is implemented in a dynamic state when the image extracted by the image processing unit is selected. The augmented reality implementation unit outputs the area colored by the user as a three-dimensional shape based on augmented reality, and the background is projected as it is in reality so that the colored object teachings are simultaneously output on the actual background.
증강현실 구현부는 식별된 교구에 관한 정보를 이미지에 중첩하여 증강현실 이미지를 생성한다. 교구에 관한 정보는 교구의 이름, 종류를 포함할 수도 있다. 증강현실 구현부는 특징점이 추출된 부분과 정보가 겹쳐져서 정보가 물체를 가리지 않도록 이미지 상에서 정보를 배치하여 증강현실 이미지를 생성한다. 증강현실 구현부는 생성된 증강현실 이미지를 영상출력부로 출력할 수 있다.The augmented reality implementation unit creates an augmented reality image by superimposing the information on the identified parish on the image. Information about the parish may include the name and type of the parish. The augmented reality implementation unit generates an augmented reality image by arranging information on the image so that the information overlaps the extracted feature point and the information does not cover the object. The augmented reality implementation unit may output the generated augmented reality image to the image output unit.
한편, 본발명은 저장부는 사용자가 색칠한 객체를 보관하고, 이를 마찬가지로 다른 사용자가 색칠한 객체를 보관하며, 만일 여러 사용자중 한명이 본인이 아닌 다른 사용자가 작성한 객체를 사용을 희망할때는, 상기 희망자는 터치스크린, 터치키등의 입력부를 통해 신호를 입력하면 제어부는 저장부를 통해 해당 다른 사용자가 작성한 객체 사용을 희망하는 사용자의 스마트폰의 영상처리부를 통해 객체를 띄우게 된다. 이를 구현하기 위해 스마트폰 앱은 웹서버나 클라우드에 통신부를 통해 접속하여 실시간으로 데이터베이스로부터 타인의 객체를 받거나 자기 객체를 올릴 수 있다. On the other hand, in the present invention, the storage unit stores the objects colored by the user, and also stores the objects colored by other users. When a signal is input through an input unit such as a touch screen or a touch key, the control unit displays the object through the image processing unit of the user's smartphone who desires to use the object created by the other user through the storage unit. To implement this, the smartphone app can access the web server or the cloud through the communication unit to receive other people's objects from the database in real time or upload their own objects.
그리고 다른 실시례로서, 본발명은 정합기능이 있는 것으로, 제어부는 사용자가 객체를 불러오기 위한 매개체로 사용하기 위해 증강 현실 마커로 사용하기 위해 선택하여 촬영하고 저장한 이미지를 비추지 않거나 장소를 벗어나더라도 제어부는 정합부를 통해 사용자가 저장부에 처음 저장시킨 객체를 스마트폰이 비추는 처음과 다른 장소나 임의의 장소에 계속 증강하여 나타나게 한다.이때 웹서버나 클라우드와 통신부를 통해 접속하여 처음 저장시킨 객체를 띄우게 된다. And as another embodiment, the present invention has a matching function, and the control unit does not illuminate the image that the user selects to use as an augmented reality marker to use as a medium for calling an object, and shoots and stores the image or goes out of place. However, through the matching unit, the control unit continuously augments and displays the object stored in the storage unit by the user in a place different from the first illuminated by the smartphone or at an arbitrary place. will launch
본발명의 교재로서 차량제작 및 작동순서를 기재하면 다음과 같다. 우드(Wood)소재를 사용하여, 차량부품을 만드는 단계As the teaching materials of the present invention, the vehicle manufacturing and operation sequence are described as follows. Steps to make vehicle parts using wood material
상기 차량부품에 칼라로 색상을 칠하는 색칠단계;a coloring step of painting the vehicle parts with color;
차량을 조립하는 조립단계;an assembly step of assembling a vehicle;
스마트폰을 차량에 비추어서 AR영상을 나타내는 단계;를 포함한다. 상기 색칠단계와 조립단계는 순서를 반대로 하여 조립후 외면을 색칠 할 수 있다.Displaying an AR image by illuminating the smartphone to the vehicle; includes. The coloring step and the assembling step may be performed in reverse order to color the outer surface after assembly.
따라서 본발명은 페이퍼토이 등에서 실제 손으로 색칠한 컬러가 3D모델에 적용되어 개인만의 유일한 토이를 생성해내고, 조작할 수 있으며 또한, 3D모델을 여러조각의 퍼즐로 구성하여 인터랙티브하게 퍼즐을 맞춰 3D모델을 완성하고 HMD 나 헤드셋을 통해 나만의 3D모델을 감상할 수 있는 현저한 효과가 있다. Therefore, according to the present invention, actual hand-painted colors such as paper toys are applied to the 3D model to create and manipulate a unique toy for each individual. There is a remarkable effect that you can complete the 3D model and enjoy your own 3D model through the HMD or headset.
Claims (3)
상기 페이퍼토이에 색칠완성도에 대한 체크 및 피드백 기능을 가지고 있는 것으로, 모서리나 간격이 좁은 구간에 색칠을 하기가 어려운 부분을 감안하여, 기존 칠하던 색상과 연결하여 자동으로 칠해주는 것으로, 덜 채색된 구간이 발생할 경우, 이미지 인식기능에서 메시지를 띄워 채색을 계속토록 유도하는 것이며,
사용자가 색칠한 객체를 저장부에서 보관하고, 마찬가지로 다른 사용자가 색칠한 객체도 보관하여, 여러 사용자중 한명이 본인이 아닌 다른 사용자가 작성한 객체를 사용을 희망할때는, 상기 희망자는 터치스크린, 또는 터치키 입력부를 통해 신호를 입력하면 제어부는 저장부에 저장된 해당 다른 사용자가 작성한 객체 사용을 희망하는 사용자의 스마트폰의 영상처리부를 통해 객체를 띄우게 되는 것으로, 스마트폰 앱은 웹서버나 클라우드에 통신부를 통해 접속하여 실시간으로 데이터베이스로부터 타인의 객체를 받거나 자기 객체를 올릴 수 있게 하며,
제어부는 사용자가 객체를 불러오기 위한 매개체로 사용하기 위해 증강 현실 마커로 사용하기 위해 선택하여 촬영하고 저장한 이미지를 비추지 않거나 장소를 벗어나더라도 제어부는 정합기능을 위해 정합부를 통해 사용자가 저장부에 처음 저장시킨 객체를 스마트폰이 비추는 처음과 다른 장소나 임의의 장소에 계속 증강하여 나타나게 하는 것으로, 이때 웹서버나 클라우드와 통신부를 통해 접속하여 처음 저장시킨 객체를 띄우게 되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 페이퍼토이 기반 AR인터랙티브 시스템The actual hand-painted color in the paper toy is applied to the 3D model to create and manipulate the individual's unique toy. and the stored image is used as a texture of the 3D model through UV coordinate matching, and by using the 3D model and texture separately, the paper used as a game that can interactively match puzzle pieces to complete the final 3D model In the toy-based AR interactive system,
The paper toy has a check and feedback function on the completeness of the coloring. Considering that it is difficult to color in a section with a narrow edge or gap, it is automatically painted by connecting it with the existing color, which is less colored. When a section occurs, a message is displayed in the image recognition function to induce the coloring to continue,
When an object colored by a user is stored in the storage unit, and an object colored by another user is also stored, and one of several users wants to use an object created by a user other than the user, the applicant can use the touch screen or touch screen. When a signal is input through the key input unit, the control unit floats the object through the image processing unit of the user's smartphone who wishes to use the object created by the other user stored in the storage unit. It allows you to receive other people's objects or upload your own objects from the database in real time by accessing them through
The control unit allows the user to select and use as an augmented reality marker to use as a medium for retrieving an object, even if the captured and stored image is not lit or out of the place, the control unit allows the user to enter the storage unit through the registration unit for the registration function. It is characterized in that the initially stored object is continuously augmented and displayed in a place different from the first illuminated by the smartphone or at an arbitrary place, in which the first stored object is displayed by accessing the web server or the cloud and the communication unit. Paper Toy based AR interactive system
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