KR20110136013A - 중력을 적용하여 홀로그램 객체를 표시하는 증강현실 장치 - Google Patents

중력을 적용하여 홀로그램 객체를 표시하는 증강현실 장치

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KR20110136013A
KR20110136013A KR1020100055768A KR20100055768A KR20110136013A KR 20110136013 A KR20110136013 A KR 20110136013A KR 1020100055768 A KR1020100055768 A KR 1020100055768A KR 20100055768 A KR20100055768 A KR 20100055768A KR 20110136013 A KR20110136013 A KR 20110136013A
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Abstract

본 발명은 중력을 적용하여 홀로그램 객체를 표시하는 증강현실 장치에 관한 것으로서, 홀로그램 표시 장치와 연결되며, 현실세계의 고정 객체의 위치를 센싱하는 고정 객체 추적 센서와, 현실세계의 이동 객체의 위치를 센싱하는 이동 객체 추적 센서와, 현실세계에 출력되는 홀로그램 객체의 위치를 센싱하는 홀로그램 객체 추적 센서를 구비한 증강현실 장치에 있어서, 상기 고정 객체 추적 센서와 이동 객체 추적 센서 및 홀로그램 객체 추적 센서를 통해 추적되는 위치 값을 하나의 좌표계 상의 좌표 값으로 표시하는 통합 좌표계를 구성하는 좌표계 구성부와, 상기 통합 좌표계 상의 중력 방향을 결정하는 중력 방향 결정부와, 상기 고정 추적 센서를 통해 제1 내지 제N(N>1) 고정 객체의 위치를 추적하여 상기 통합 좌표계 상의 좌표 값에 대응하는 제1 내지 제N 고정 객체 위치 값을 산출하는 고정 객체 위치 산출부와, 상기 홀로그램 객체 추적 센서를 통해 상기 홀로그램 표시 장치를 통해 표시되는 홀로그램 객체의 위치를 추적하여 상기 통합 좌표계 상의 좌표 값에 대응하는 홀로그램 객체 위치 값을 산출하는 홀로그램 객체 위치 산출부와, 상기 홀로그램 객체 위치 값과 제1 고정 객체 위치 값을 비교하여 상기 홀로그램 객체 위치 값과 제1 고정 객체 위치 값이 접하여 표시되는지 확인하는 고정 위치 값 확인부와, 상기 홀로그램 객체 위치 값과 제1 고정 객체 위치 값이 접하지 않으면, 상기 홀로그램 객체를 중력 방향으로 이동하여 상기 제1 고정 객체의 면에 상기 홀로그램 객체를 접하여 표시하는 홀로그램 표시부를 구비한다.

Description

중력을 적용하여 홀로그램 객체를 표시하는 증강현실 장치{Augmented Reality Device to display Hologram Object using the Law of Gravity}
본 발명은 홀로그램 표시 장치를 통해 표시되는 홀로그램 객체에 중력 법칙을 적용하여 현실세계의 고정 객체 위에 표시하되, 현실세계 공간을 이동하는 객체와 상기 홀로그램 객체가 접하는 경우에 상기 홀로그램 객체를 상기 이동 객체의 이동 방향으로 이동시켜 표시하고, 상기 홀로그램 객체가 상기 고정 객체를 벗어나는 경우에 상기 홀로그램 객체에 중력 법칙을 적용하여 상기 홀로그램 객체의 이동 방향을 상기 이동 객체와 이동 방향과 중력 방향을 결합한 방향으로 이동시켜 표시하는 증강현실 장치를 제공하는 것이다.
디스플레이 장치를 통해 표시되는 현실은 카메라를 통해 실제 세계를 촬영한 실제현실(Full Reality)과 실제 세계에는 존재하지 않으나 컴퓨터를 통해 만들어진 가상 세계를 표현하는 가상현실(Virtual Reality)로 나뉘며, SF(Science Fiction) 영화와 같이 미리 정해진 장면 시나리오에 따라 블루스크린 앞에서 실제현실을 촬영하고 여기에 가상현실을 조합한 크로마키현실(Chroma-Key Reality)이 존재하며, 크로마키현실은 분류 상 가상현실에 속한다.
최근 정보 통신 지속적인 기술의 발전으로 실제현실 상의 객체에 실시간으로 가상현실 데이터를 표시하는 증강현실(Augmented Reality)이 제안되었다. 증강현실은 SF영화와 같이 미리 정해진 장면 시나리오가 없다는 점, 실제현실을 블루스크린 앞에서 촬영하지 않는 점에서 크로마키현실과 구분된다.
상기 증강현실에서 실제현실 상에 가상현실 데이터를 표시할 객체를 결정하는 방법으로는, 실제현실에 마커(Marker)를 표시한 후 상기 마커를 인식하여 상기 마커 상에 가상현실 데이터를 표시하는 마커 방식 증강현실과, 실제현실에 마커를 표시하지 않고 실제현실 상의 객체를 직접 인식하여 가상현실 데이터를 표시하는 마커리스(Markerless) 증강현실이 존재한다. 현재 마커 방식 증강현실은 각각의 마커를 이용하여 몇 가지 시범 서비스가 제공되고 있으나 마커 구성에 대한 표준화가 전혀 존재하지 않으며, 마커리스 증강현실은 스튜디오에서 미리 정해진 객체를 촬영한 실제현실을 이용하는 경우를 제외하고는 객체 인식의 불안정성으로 인해 시범되지 못하고 있다.
또한, 상기 증강현실에서 실제현실에 가상현실 데이터를 표시하는 방법으로는, 카메라를 통해 촬영되어 저장매체에 저장된 실제현실로부터 마커/마커리스 방식으로 객체를 인식하고 상기 인식된 객체 상에 가상현실 데이터를 표시하는 방법과, 카메라를 통해 실시간 촬영되는 실제현실로부터 마커/마커리스 방식으로 객체를 인식하고 상기 인식된 객체 상에 가상현실 데이터를 표시하는 방법이 존재하며, 상술된 방법 이외에 카메라를 통해 실제현실을 촬영하지 않고 인간의 눈이 그 너머의 실제현실을 바라보는 투명한 물건(예컨대, 안경, 고글, 유리창 등)을 투명 디스플레이로 이용하고 센서 기술을 통해 상기 인간의 눈이 투명 디스플레이 너머의 객체를 인식하여 상기 투명 디스플레이 상에 가상현실 데이터를 표시하는 방법이 이론적으로 존재한다.
한편, 상기와 같은 증강현실은 현실세계의 공간에 홀로그램을 표시하는 것도 포함할 수 있다. 상기 증강현실이 홀로그램을 포함하는 경우, 상기 홀로그램은 현실세계의 환경을 고려하여 표시되어야 한다. 그러나 불확정 요소가 많은 현실세계의 환경을 홀로그램에 적용하는 것은 매우 난해하다.
상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은, 홀로그램 표시 장치와 연결된 증강현실 장치에서 상기 홀로그램 표시 장치를 통해 표시되는 홀로그램 객체에 중력 법칙을 적용하여 현실세계의 고정 객체 위에 표시하되, 현실세계 공간을 이동하는 객체와 상기 홀로그램 객체가 접하는 경우에 상기 홀로그램 객체를 상기 이동 객체의 이동 방향으로 이동시켜 표시하고, 상기 홀로그램 객체가 상기 고정 객체를 벗어나는 경우에 상기 홀로그램 객체에 중력 법칙을 적용하여 상기 홀로그램 객체의 이동 방향을 상기 이동 객체와 이동 방향과 중력 방향을 결합한 방향으로 이동시켜 표시하는 것이다.
본 발명에 따른 중력을 적용하여 홀로그램 객체를 표시하는 증강현실 장치는, 홀로그램 표시 장치와 연결되며, 현실세계의 고정 객체의 위치를 센싱하는 고정 객체 추적 센서와, 현실세계의 이동 객체의 위치를 센싱하는 이동 객체 추적 센서와, 현실세계에 출력되는 홀로그램 객체의 위치를 센싱하는 홀로그램 객체 추적 센서를 구비한 증강현실 장치에 있어서, 상기 고정 객체 추적 센서와 이동 객체 추적 센서 및 홀로그램 객체 추적 센서를 통해 추적되는 위치 값을 하나의 좌표계 상의 좌표 값으로 표시하는 통합 좌표계를 구성하는 좌표계 구성부와, 상기 통합 좌표계 상의 중력 방향을 결정하는 중력 방향 결정부와, 상기 고정 추적 센서를 통해 제1 내지 제N(N>1) 고정 객체의 위치를 추적하여 상기 통합 좌표계 상의 좌표 값에 대응하는 제1 내지 제N 고정 객체 위치 값을 산출하는 고정 객체 위치 산출부와, 상기 홀로그램 객체 추적 센서를 통해 상기 홀로그램 표시 장치를 통해 표시되는 홀로그램 객체의 위치를 추적하여 상기 통합 좌표계 상의 좌표 값에 대응하는 홀로그램 객체 위치 값을 산출하는 홀로그램 객체 위치 산출부와, 상기 홀로그램 객체 위치 값과 제1 고정 객체 위치 값을 비교하여 상기 홀로그램 객체 위치 값과 제1 고정 객체 위치 값이 접하여 표시되는지 확인하는 고정 위치 값 확인부와, 상기 홀로그램 객체 위치 값과 제1 고정 객체 위치 값이 접하지 않으면, 상기 홀로그램 객체를 중력 방향으로 이동하여 상기 제1 고정 객체의 면에 상기 홀로그램 객체를 접하여 표시하는 홀로그램 표시부를 구비한다.
본 발명에 따른 중력을 적용하여 홀로그램 객체를 표시하는 증강현실 장치는, 상기 이동 객체 추적 센서를 통해 상기 통합 좌표계 상의 공간을 이동하는 이동 객의 위치를 추적하여 상기 통합 좌표계 상의 좌표 값에 대응하는 이동 객체 위치 값을 주기적으로 산출하는 이동 객체 위치 산출부와, 상기 이동 객체 위치 값과 홀로그램 객체 위치 값을 비교하여 상기 이동 객체 위치 값과 홀로그램 객체 위치 값이 접하여 표시되는지 확인하는 이동 위치 값 확인부를 구비하며, 상기 홀로그램 표시부는, 상기 이동 객체 위치 값과 홀로그램 객체 위치 값이 접하면, 상기 홀로그램 표시 장치를 통해 상기 이동 객체 좌표 값의 제1 이동방향으로 상기 홀로그램 객체를 이동시켜 표시한다.
본 발명에 따른 중력을 적용하여 홀로그램 객체를 표시하는 증강현실 장치에 있어서, 상기 제1 이동방향은, 상기 홀로그램 객체가 위치한 제1 고정 객체의 면과 평행한 방향을 포함한다.
본 발명에 따른 중력을 적용하여 홀로그램 객체를 표시하는 증강현실 장치에 있어서, 상기 홀로그램 표시부는, 상기 홀로그램 객체가 상기 제1 고정 객체의 면을 벗어나는 경우, 상기 홀로그램 객체를 이동객체의 이동방향과 상기 중력 방향을 결합한 제2 이동방향으로 이동시켜 표시한다.
본 발명에 따른 중력을 적용하여 홀로그램 객체를 표시하는 증강현실 장치는, 상기 홀로그램 객체에 대한 가상의 물질 상태 값-질량, 재질-을 확인하는 물질 상태 값 확인부를 더 구비하며, 상기 홀로그램 표시부는, 상기 홀로그램 객체가 상기 제1 고정 객체의 면을 벗어나는 경우, 상기 이동객체의 이동방향과 상기 중력 방향을 결합한 제2 이동방향으로 이동시켜 표시하고, 상기 제2 이동방향으로 이동하는 객체가 제2 고정 객체의 면과 접하는 경우, 상기 홀로그램 객체의 물질 상태 값을 기반으로 상기 홀로그램 객체의 상태를 유지시켜 상기 제2 고정 객체의 면에 고정하여 표시하거나, 또는 상기 홀로그램 객체의 상태를 변화시켜 상기 제2 고정 객체의 면에 고정하여 표시한다.
본 발명에 따르면, 홀로그램 표시 장치를 통해 표시되는 홀로그램 객체에 중력 법칙을 적용하여 홀로그램 객체가 현실세계의 실물 객체처럼 표시되도록 하는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시 방법에 따른 증강현실 장치 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 방법에 따라 홀로그램 객체 표시 과정을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시 방법에 따라 홀로그램 객체 표시 과정을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 또다른 일 실시 방법에 따라 홀로그램 객체 표시 과정을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 방법에 따라 홀로그램 객체를 표시하는 과정을 예시한 도면이다.
이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 방법 중에서 바람직한 실시 방법에 대한 것이며, 본 발명이 하기의 도면과 설명만으로 한정되는 것은 아니다. 또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 발명에서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
아울러 하기에 도시되는 실시예에서 본 발명의 기술적 특징을 보다 명확하게 설명하기 위해 각 용어의 서두에 "제1" 또는 "제2"와 같은 형태의 식별부호를 첨부하여 설명할 것이나, 상기 식별부호는 각 용어를 식별하기 위한 것일 뿐 상기 식별부호에 의해 각 용어가 다른 기능과 역할을 수행하는 것으로 구별 또는 한정되는 것은 결코 아님을 명백하게 밝혀두는 바이다.
결과적으로, 본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하 실시예는 진보적인 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.
도면1은 본 발명의 실시 방법에 따른 증강현실 장치(100) 구성을 도시한 도면이다.
보다 상세하게 본 도면1은 홀로그램 표시 장치(150)와 연결된 증강현실 장치(100)에서 상기 홀로그램 객체에 중력 법칙을 적용하여 현실세계의 고정 객체에 표시하는 구성을 도시한 것으로서, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 도면1을 참조 및/또는 변형하여 상기 증강현실 장치(100) 구성에 대한 다양한 실시 방법(예컨대, 일부 구성부가 생략되거나, 또는 세분화되거나, 또는 합쳐진 실시 방법)을 유추할 수 있을 것이나, 본 발명은 상기 유추되는 모든 실시 방법을 포함하여 이루어지며, 본 도면1에 도시된 실시 방법만으로 그 기술적 특징이 한정되지 아니한다.
본 발명의 증강현실 장치(100)는 홀로그램 데이터를 획득하는 기능, 홀로그램 표시 장치(150)를 통해 상기 홀로그램 데이터를 표시하여 출력하는 기능을 구비한 장치의 총칭으로서, 상기 홀로그램 데이터를 획득하는 방식, 상기 홀로그램 데이터를 표시하는 방식에 의해 한정되지 아니한다.
또한, 상기 증강현실 장치(100)는 장치를 구성하는 구조에 의해 한정되지 아니한다. 예를들어, 상기 증강현실 장치(100)는 하나의 케이스 내에 각 구성부가 통합 구비된 독립 장치 형태, 연결된 두개 이상의 장치에 각 구성부가 분리되어 구비된 연동 장치 형태, 특정 물건/건물/공간에 설치된 형태 등으로 구현될 수 있다.
도면1을 참조하면, 상기 증강현실 장치(100)는, 제어부(105), 메모리부(120), 출력부(125) 및 센서부(130)를 구비하며, 상기 홀로그램 데이터를 획득하는 방식에 따라 통신부(115)를 더 구비하고, 사용자 조작을 위한 조작부(110)를 더 구비할 수 있다.
상기 제어부(105)는 물리적으로 프로세서와 실행 메모리와 버스를 포함하며, 기능적으로 상기 증강현실 장치(100)에 구비된 프로그램이 상기 실행 메모리로 로드되어 상기 프로세서에 의해 연산되도록 처리하는 기록매체 기능을 수행한다. 이에 본 도면1은 상기 증강현실 장치(100)에 구비되는 프로그램 구성부를 편의상 상기 제어부(105) 내에 도시하여 설명하기로 한다.
상기 메모리부(120)는 비휘발성 메모리를 포함하며, 기능적으로 상기 제어부(105)로 로딩될 프로그램 코드와 상기 프로그램 코드가 사용하는 데이터 셋트를 저장/유지하는 저장매체 기능을 수행한다. 여기서, 상기 프로그램 코드는 상기 증강현실 장치(100)의 기본 동작을 운영/제어하는 시스템 프로그램 코드와, 상기 증강현실 장치(100)에 구비되는 각종 애플리케이션 서비스를 제공하는 응용 프로그램 코드를 포함한다.
본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 메모리부(120)는 상기 홀로그램 데이터를 저장할 수 있으며, 이 경우 상기 메모리부(120)는 상기 홀로그램 데이터를 획득하는 홀로그램 획득수단의 기능을 수행할 수 있다.
본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 메모리부(120)는 상기 홀로그램 데이터의 물질 상태 값을 상기 홀로그램 데이터와 연결하여 저장할 수 있다.
여기서, 상기 물질 상태 값은, 상기 홀로그램 데이터가 형상화하는 물질의 질량, 재질, 상태 변화 충격량 및 상기 상태 변화 충격량에 따라 상기 홀로그램 데이터의 상태를 변화시키는 상태변화 조건을 포함할 수 있다.
만약 상기 물질 상태 값에 하나 이상의 상태 변화 충격량과 상태변화 조건이 포함된 경우, 상기 홀로그램 데이터는 상태 변화 전의 원본 홀로그램 데이터와, 각 상태 변화 충격량과 상태변화 조건에 대응하는 상태 변화 후 홀로그램 데이터를 포함할 수 있다.
상기 출력부(125)는 홀로그램 표시 장치(150)를 통해 연결되어 현실세계의 공간에 홀로그램 객체를 출력하는 홀로그램 출력모듈을 포함하며, 실시 방법에 따라 상기 출력부(125)와 홀로그램 표시 장치(150)는 일체형으로 구현될 수 있다.
상기 통신부(115)는 어느 하나의 통신 규격과 프로토콜에 따라 유선 통신망과 무선 통신망 중 어느 하나의 통신망에 접속하는 통신모듈을 포함하며, 상기 통신망을 서버(또는 장치)와 통신채널을 연결하거나 또는 다른 증강현실 장치(100)와 통신채널을 연결하는 기능을 수행한다.
본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 통신부(115)는 통신망 상의 서버(또는 장치)에 저장된 홀로그램 데이터를 수신하는 홀로그램 획득수단의 기능을 수행할 수 있다.
상기 센서부(130)는 상기 홀로그램 표시 장치(150)를 통해 홀로그램 객체가 표시되는 현실세계 공간에 고정되어 잇는 고정 객체의 위치를 센싱하는 고정 객체 추적 센서(140)와, 현실세계의 이동 객체의 위치를 센싱하는 이동 객체 추적 센서(145)와, 현실세계에 출력되는 홀로그램 객체의 위치를 센싱하는 홀로그램 객체 추적 센서(135)로부터 센서 신호를 획득하는 센서 모듈을 포함한다.
본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 고정 객체 추적 센서(140)와 이동 객체 추적 센서(145)와 홀로그램 객체 추적 센서(135)는 하나의 센서로 통합되어 구성될 수 있으며, 별도의 센서로 구성될 수 있다.
또는, 상기 홀로그램 객체 추적 센서(135)는 별도의 센서를 이용하지 않고 상기 홀로그램 표시 장치(150)가 현실세계의 공간에 홀로그램 객체를 표시하는 홀로그램 표시 정보를 판독하여 상기 현실세계에 출력되는 홀로그램 객체의 위치를 센싱하는 것이 가능하다.
본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 고정 객체 추적 센서(140)와 이동 객체 추적 센서(145)와 홀로그램 객체 추적 센서(135)(단, 상기 홀로그램 객체 추적 센서(135)가 홀로그램 표시 장치(150)와 연동하는 경우 생략)는, 광학 방식, 화상 입력 방식, 전자파 방식, 사운드 판독 방식 중 어느 하나의 센서 방식을 통해 고정 객체, 이동 객체, 홀로그램 객체 중 어느 하나의 객체 위치를 추적한다.
여기서, 상기 광학 방식 객체 추적은 상기 객체 추적 센서에서 육안으로 식별이 난해하며 인체에 무해한 광선(예컨대, 적외선)을 현실세계 공간에 주사하고, 상기 현실세계 공간 내 객체를 통해 반사되는 광선을 인식하여 객체의 위치를 추적하는 방식이다.
상기 화상 입력 방식 객체 추적은 상기 객체 추적 센서에서 CCD(Charge Coupled Device) 소자를 포함하는 카메라를 통해 현실세계 공간 내 화상 데이터를 입력하고, 상기 화상 데이터를 판독하여 객체의 위치를 추적하는 방식이다.
상기 전자파 방식 객체 추적은 상기 현실세계 공간 내 고정 객체와 이동 객체에 구비된 전자파 송출장치에서 송출되는 전자파 신호를 수신하고, 삼각측량 방식으로 상기 객체의 위치를 추적하는 방식이다. 단, 홀로그램은 전자파 송출이 불가함으로 제외된다.
상기 사운드 판독 방식 객체 추적은 사람의 귀에는 들리지 않는 사운드(예컨대, 초음파)를 현실세계 공간에 주사하고, 상기 현실세계 공간 내 객체를 통해 반사되는 사운드를 인식하여 객체의 위치를 추적하는 방식이다. 단, 홀로그램은 사운드 반사가 불가함으로 제외된다.
그러나, 상기 각 객체 추적 센서가 객체의 위치를 추적하는 방식이 상술된 방식으로 한정되는 것은 결코 아니며, 당업자에 따라 다양하게 변형하여 실시할 수 있으며, 본 발명은 상기 변형 가능한 모든 실시예를 포함한다.
상기 조작부(110)는 상기 증강현실 장치(100)에 사용자 조작이 필요한 경우, 상기 사용자 조작을 입력받는 장치를 포함한다. 상기 조작부(110)는 키 버튼을 구비하여 사용자 조작에 필요한 정보를 키 입력받는 키 입력 모듈과, 상기 출력부(125)와 연동하여 통해 사용자 조작에 필요한 정보를 입력받는 터치 스크린 모듈을 포함한다.
도면1을 참조하면, 상기 증강현실 장치(100)는, 상기 고정 객체 추적 센서(140)와 이동 객체 추적 센서(145) 및 홀로그램 객체 추적 센서(135)를 통해 추적되는 위치 값을 하나의 좌표계 상의 좌표 값으로 표시하는 통합 좌표계를 구성하는 좌표계 구성부(155)와, 상기 통합 좌표계 상의 중력 방향을 결정하는 중력 방향 결정부(160)와, 상기 고정 추적 센서를 통해 제1 내지 제N(N>1) 고정 객체의 위치를 추적하여 상기 통합 좌표계 상의 좌표 값에 대응하는 제1 내지 제N 고정 객체 위치 값을 산출하는 고정 객체 위치 산출부(165)와, 상기 홀로그램 객체 추적 센서(135)를 통해 상기 홀로그램 표시 장치(150)를 통해 표시되는 홀로그램 객체의 위치를 추적하여 상기 통합 좌표계 상의 좌표 값에 대응하는 홀로그램 객체 위치 값을 산출하는 홀로그램 객체 위치 산출부(170)와, 상기 홀로그램 객체 위치 값과 제1 고정 객체 위치 값을 비교하여 상기 홀로그램 객체 위치 값과 제1 고정 객체 위치 값이 접하여 표시되는지 확인하는 고정 위치 값 확인부(175)와, 상기 홀로그램 객체 위치 값과 제1 고정 객체 위치 값이 접하지 않으면, 상기 홀로그램 객체를 중력 방향으로 이동하여 상기 제1 고정 객체의 면에 상기 홀로그램 객체를 접하여 표시하는 홀로그램 표시부(180)를 구비한다. 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 좌표계 구성부(155), 중력 방향 결정부(160), 고정 객체 위치 산출부(165), 홀로그램 객체 위치 산출부(170), 고정 위치 값 확인부(175), 홀로그램 표시부(180) 중 하나 이상의 구성부는 상기 제어부(105), 메모리부(120), 출력부(125), 센서부(130), 및 통신부(115)를 구비한 증강현실 장치(100)와 연결된 서버에 구비될 수 있으며, 실시 방법에 따라 일부 구성요소는 증강현실 장치(100)에 구비되고 나머지 구성부는 상기 서버에 구비될 수 있다.
상기 좌표계 구성부(155)는, 상기 고정 객체 추적 센서(140)와 이동 객체 추적 센서(145) 및 홀로그램 객체 추적 센서(135) 중 어느 하나의 센서를 통해 상기 홀로그램 표시 장치(150)를 통해 홀로그램 객체가 표시되는 현실세계의 3차원 공간을 검출하고(또는 사용자 조작에 의해 설정 가능), 상기 3차원 공간의 어느 한 특이점을 원점으로 결정하여 상기 고정 객체 추적 센서(140)와 이동 객체 추적 센서(145) 및 홀로그램 객체 추적 센서(135)를 통해 추적되는 각 위치 값을 하나의 좌표계 상의 좌표 값으로 표시하는 통합 좌표계를 구성한다.
상기 통합 좌표계가 구성되면, 상기 중력 방향 결정부(160)는 상기 통합 좌표계 상에서 어느 한 방향을 중력 방향으로 결정한다. 상기 중력 방향은 사용자 조작에 의해 결정되거나, 또는 상기 고객 객체 추적 센서를 통해 센싱되는 두개 이상의 고객 객체 위치를 비교(예컨대, 바닥 면과 바닥 위의 책상 등)하여 자동 결정될 수 있다.
상기 통합 좌표계가 구성되면, 상기 고정 객체 위치 산출부(165)는 상기 고정 추적 센서를 통해 현실세계 공간에 존재하는 제1 내지 제N(N>1) 고정 객체의 위치를 추적하여 상기 통합 좌표계 상의 좌표 값에 대응하는 제1 내지 제N 고정 객체 위치 값을 산출한다. 상기 산출된 제1 내지 제N 고정 객체 위치 값은 메모리부(120)에 저장될 수 있다.
상기 통합 좌표계가 구성된 후, 상기 홀로그램 표시 장치(150)가 현실세계의 공간에 홀로그램 객체를 표시하면, 상기 홀로그램 객체 위치 산출부(170)는 상기 홀로그램 객체 추적 센서(135)를 통해 상기 홀로그램 표시 장치(150)를 통해 표시되는 홀로그램 객체의 위치를 추적하여 상기 통합 좌표계 상의 좌표 값에 대응하는 홀로그램 객체 위치 값을 산출한다. 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 홀로그램 객체 위치 산출부(170)는 상기 홀로그램 표시 장치(150)로부터 홀로그램 표시 정보를 수신 및 판독하여 상기 통합 좌표계 상의 좌표 값에 대응하는 홀로그램 객체 위치 값을 산출할 수 있다.
상기 홀로그램 표시 장치(150)가 현실세계의 공간에 홀로그램 객체를 표시한 후, 상기 제1 내지 제N 고정 객체 위치 값과 홀로그램 객체 위치 값이 산출되면, 상기 고정 위치 값 확인부(175)는 상기 홀로그램 객체 위치 값과 제1 고정 객체 위치 값을 비교하여 상기 홀로그램 객체 위치 값과 제1 고정 객체 위치 값이 접하여 표시되는지 확인한다.
만약 상기 홀로그램 객체 위치 값과 제1 고정 객체 위치 값이 접하지 않으면, 상기 홀로그램 표시부(180)는 상기 홀로그램 객체를 중력 방향으로 이동하여 상기 제1 고정 객체의 면에 상기 홀로그램 객체를 접하여 표시되도록 처리한다.
도면1을 참조하면, 상기 증강현실 장치(100)는, 상기 이동 객체 추적 센서(145)를 통해 상기 통합 좌표계 상의 공간을 이동하는 이동 객의 위치를 추적하여 상기 통합 좌표계 상의 좌표 값에 대응하는 이동 객체 위치 값을 주기적으로 산출하는 이동 객체 위치 산출부(185)와, 상기 이동 객체 위치 값과 홀로그램 객체 위치 값을 비교하여 상기 이동 객체 위치 값과 홀로그램 객체 위치 값이 접하여 표시되는지 확인하는 이동 위치 값 확인부(190)를 구비하며, 상기 홀로그램 표시부(180)는, 상기 홀로그램 표시 장치(150)를 통해 상기 이동 객체 좌표 값의 제1 이동방향으로 상기 홀로그램 객체를 이동시켜 표시한다.
상기 통합 좌표계가 구성되면, 상기 이동 객체 위치 산출부(185)는 상기 이동 객체 추적 센서(145)를 통해 상기 현실세계 공간을 주기적으로 스캔하여 상기 현실세계 공간에서 이동하는 이동객체를 검출하고, 상기 이동 객체 추적 센서(145)를 통해 상기 통합 좌표계 상의 공간을 이동하는 이동 객의 위치를 추적하여 상기 통합 좌표계 상의 좌표 값에 대응하는 이동 객체 위치 값을 주기적으로 산출한다.
상기 홀로그램 표시 장치(150)가 현실세계의 공간에 홀로그램 객체를 표시한 후, 상기 이동 객체 위치 값과 홀로그램 객체 위치 값이 산출되면, 상기 이동 위치 값 확인부(190)는 상기 이동 객체 위치 값과 홀로그램 객체 위치 값을 비교하여 상기 이동 객체 위치 값과 홀로그램 객체 위치 값이 접하여 표시되는지 확인한다.
만약 상기 이동 객체 위치 값과 홀로그램 객체 위치 값이 접하면, 상기 홀로그램 표시부(180)는, 상기 홀로그램 표시 장치(150)를 통해 상기 이동 객체 좌표 값의 제1 이동방향으로 상기 홀로그램 객체를 이동시켜 표시한다.
여기서, 상기 제1 이동방향은, 상기 홀로그램 객체가 위치한 제1 고정 객체의 면과 평행한 방향을 포함한다.
상기 이동 위치 값 확인부(190)는 상기 홀로그램 객체가 상기 제1 고정 객체의 면을 벗어나는지 주기적으로 확인하며, 만약 상기 홀로그램 객체가 상기 제1 고정 객체의 면을 벗어나면, 상기 홀로그램 표시부(180)는, 상기 이동객체의 이동방향과 상기 중력 방향을 결합한 제2 이동방향으로 이동시켜 표시한다.
도면1을 참조하면, 상기 증강현실 장치(100)는, 상기 메모리부(120)에 상기 홀로그램 표시 장치(150)를 통해 표시되는 홀로그램 객체에 대한 가상의 물질 상태 값이 저장된 경우, 상기 홀로그램 객체에 대한 가상의 물질 상태 값을 확인하는 물질 상태 값 확인부(195)를 더 구비할 수 있다.
상기 이동 위치 값 확인부(190)에 의해 상기 홀로그램 객체가 상기 제1 고정 객체의 면을 벗어나는 것으로 확인되면, 상기 물질 상태 값 확인부(195)는 상기 홀로그램 객체에 대한 가상의 물질 상태 값을 확인하고, 상기 홀로그램 표시부(180)는 상기 홀로그램 객체가 상기 제1 고정 객체의 면을 벗어나는 경우, 상기 이동객체의 이동방향과 상기 중력 방향을 결합한 제2 이동방향으로 이동시켜 표시하되, 상기 제2 이동방향으로 이동하는 객체가 제2 고정 객체의 면과 접하는 경우, 상기 홀로그램 객체의 물질 상태 값을 기반으로 상기 홀로그램 객체의 상태를 유지시켜 상기 제2 고정 객체의 면에 고정하여 표시하거나, 또는 상기 홀로그램 객체의 상태를 변화시켜 상기 제2 고정 객체의 면에 고정하여 표시한다. 예를들어, 상기 고정 객체가 책상이고, 상기 홀로그램 객체가 상기 책상 위에 놓인 화분이라면, 상기 화분이 사람의 손(=이동 객체)에 의해 밀려 바닥에 떨어지는 경우, 상기 홀로그램 표시부(180)는 바닥에 떨어진 화분을 모양을 그대로 유지하여 표시하거나, 또는 상기 화분이 깨진 상태로 상태를 변화시켜 표시할 수 있다. 이 때 상기 화분이 깨지지 않더라도 옆으로 넘어진 상태도 상기 상태 변화의 범주에 포함된다.
도면2는 본 발명의 일 실시 방법에 따라 홀로그램 객체 표시 과정을 도시한 도면이다.
보다 상세하게 본 도면2는 홀로그램 표시 장치(150)와 연결된 증강현실 장치(100)에서 상기 홀로그램 객체에 중력 법칙을 적용하여 현실세계의 고정 객체에 표시하는 과정을 도시한 것으로서, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 도면2를 참조 및/또는 변형하여 상기 홀로그램 객체 표시 과정에 대한 다양한 실시 방법(예컨대, 일부 단계가 생략되거나, 또는 순서가 변경된 실시 방법)을 유추할 수 있을 것이나, 본 발명은 상기 유추되는 모든 실시 방법을 포함하여 이루어지며, 본 도면2에 도시된 실시 방법만으로 그 기술적 특징이 한정되지 아니한다.
도면2를 참조하면, 증강현실 장치(100)는 상기 고정 객체 추적 센서(140)와 이동 객체 추적 센서(145) 및 홀로그램 객체 추적 센서(135)를 통해 추적되는 위치 값을 하나의 좌표계 상의 좌표 값으로 표시하는 통합 좌표계를 구성하고(200), 상기 통합 좌표계 상의 중력 방향을 결정한다(205).
이후, 상기 증강현실 장치(100)는 상기 고정 추적 센서를 통해 제1 내지 제N(N>1) 고정 객체의 위치를 추적하여 상기 통합 좌표계 상의 좌표 값에 대응하는 제1 내지 제N 고정 객체 위치 값을 산출하여 메모리에 저장하고(210), 상기 홀로그램 표시 장치(150)를 통해 상기 통합 좌표계가 구성된 현실세계의 공간에 홀로그램 객체가 표시되는지 확인한다(215).
만약 상기 현실세계의 공간에 홀로그램 객체가 표시되면(220), 상기 증강현실 장치(100)는 상기 홀로그램 객체 추적 센서(135)를 통해 상기 홀로그램 표시 장치(150)를 통해 표시되는 홀로그램 객체의 위치를 추적하여 상기 통합 좌표계 상의 좌표 값에 대응하는 홀로그램 객체 위치 값을 산출하고(225)홀로그램 객체 위치 값과 제1 고정 객체 위치 값을 비교하여 상기 홀로그램 객체 위치 값과 제1 고정 객체 위치 값이 접하여 표시되는지 확인한다(230).
만약 상기 홀로그램 객체 위치 값과 제1 고정 객체 위치 값이 접하지 않으면(235), 상기 증강현실 장치(100)는 상기 홀로그램 객체를 중력 방향으로 이동하여 상기 제1 고정 객체의 면에 접하여 표시한다(240).
반면 상기 홀로그램 객체 위치 값과 제1 고정 객체 위치 값이 접하면(235), 상기 증강현실 장치(100)는 상기 제1 고정 객체의 면에 상기 홀로그램 객체를 접하여 표시한다(245).
도면3은 본 발명의 다른 일 실시 방법에 따라 홀로그램 객체 표시 과정을 도시한 도면이다.
보다 상세하게 본 도면3은 홀로그램 표시 장치(150)와 연결된 증강현실 장치(100)에서 상기 홀로그램 객체에 중력 법칙을 적용하여 현실세계의 고정 객체에 표시하되, 이동 객체의 이동방향으로 상기 홀로그램 객체를 이동시켜 표시하는 과정을 도시한 것으로서, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 도면3을 참조 및/또는 변형하여 상기 홀로그램 객체 표시 과정에 대한 다양한 실시 방법(예컨대, 일부 단계가 생략되거나, 또는 순서가 변경된 실시 방법)을 유추할 수 있을 것이나, 본 발명은 상기 유추되는 모든 실시 방법을 포함하여 이루어지며, 본 도면3에 도시된 실시 방법만으로 그 기술적 특징이 한정되지 아니한다.
도면3을 참조하면, 상기 도면2에 도시된 과정을 통해 통합 좌표계가 구성되고 중력 방향이 결정되면, 상기 증강현실 장치(100)는 현실세계의 공간을 이동하는 이동 객체를 검출하고(300), 상기 이동 객체가 검출되면(305), 상기 이동 객체 추적 센서(145)를 통해 상기 통합 좌표계 상의 공간을 이동하는 이동 객의 위치를 추적하여 상기 통합 좌표계 상의 좌표 값에 대응하는 이동 객체 위치 값을 주기적으로 산출한다(310).
만약 상기 이동 객체 위치 좌표 값이 산출되면(315), 상기 증강현실 장치(100)는 상기 이동 객체 위치 값과 홀로그램 객체 위치 값을 비교하여 상기 이동 객체 위치 값과 홀로그램 객체 위치 값이 접하는지 확인하고(320), 만약 상기 이동 객체 위치 값과 홀로그램 객체 위치 값이 접하면(325), 상기 홀로그램 표시 장치(150)를 통해 상기 이동 객체 좌표 값의 제1 이동방향으로 상기 홀로그램 객체를 이동시켜 표시한다(330).
도면4는 본 발명의 또다른 일 실시 방법에 따라 홀로그램 객체 표시 과정을 도시한 도면이다.
보다 상세하게 본 도면4는 홀로그램 표시 장치(150)와 연결된 증강현실 장치(100)에서 상기 홀로그램 객체에 중력 법칙을 적용하여 현실세계의 고정 객체에 표시하되, 이동 객체의 이동방향으로 상기 홀로그램 객체를 이동시키는 중 상기 중력 법칙에 따라 상기 홀로그램 객체의 상태를 변화시키는 과정을 도시한 것으로서, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 도면4를 참조 및/또는 변형하여 상기 홀로그램 객체 표시 과정에 대한 다양한 실시 방법(예컨대, 일부 단계가 생략되거나, 또는 순서가 변경된 실시 방법)을 유추할 수 있을 것이나, 본 발명은 상기 유추되는 모든 실시 방법을 포함하여 이루어지며, 본 도면4에 도시된 실시 방법만으로 그 기술적 특징이 한정되지 아니한다.
도면4를 참조하면, 상기 도면3에 도시된 과정을 통해 홀로그램 객체가 이동 객체 좌표 값의 제1 이동방향으로 이동하면, 상기 증강현실 장치(100)는 상기 홀로그램 객체가 상기 제1 고정 객체의 면을 벗어나는지 확인한다(400).
만약 상기 홀로그램 객체가 상기 제1 고정 객체의 면을 벗어나면(405), 상기 증강현실 장치(100)는 상기 이동 객체의 이동방향과 중력 방향을 결합한 제2 이동방향으로 상기 홀로그램 객체를 이동시켜 표시하고(410), 상기 홀로그램 객체의 위치 값과 제2 고정 객체 위치 값을 비교하여 상기 홀로그램 객체가 제2 고정 객체와 접하는지 확인한다(415).
만약 상기 제2 이동방향으로 이동하는 홀로그램 객체가 상기 제2 고정 객체와 접하면(420), 상기 증강현실 장치(100)는 상기 홀로그램 객체에 대한 가상의 물질 상태 값을 확인하고(425), 상기 물질 상태 값을 기반으로 상기 홀로그램 객체가 제2 고정 객체와 접하는 시점의 홀로그램 객체의 상태를 변화시킬지 결정한다(430).
만약 상기 홀로그램 객체의 상태를 변화시키지 않는다면(435), 상기 증강현실 장치(100)는 상기 홀로그램 객체를 제2 고정 객체에 접하여 표시한다(440).
반면 상기 홀로그램 객체의 상태를 변화시킨다면(435), 상기 증강현실 장치(100)는 상기 물질 상태 값을 기반으로 상기 홀로그램 객체의 상태를 변화시켜 상기 제2 고정 객체에 접하여 표시한다(445).
도면5는 본 발명의 실시 방법에 따라 홀로그램 객체를 표시하는 과정을 예시한 도면이다.
보다 상세하게 도면5의 (a)는 상기 도면2와 같이 홀로그램 객체에 중력 법칙을 적용하여 현실세계의 고정 객체 위에 홀로그램 객체를 표시하는 것을 예시한 것이고, 도면5의 (b)는 상기 도면3과 같이 현실세계의 고정 객체 위에 표시된 홀로그램 객체와 이동 객체가 접하는지 확인하고, 상기 이동 객체와 홀로그램 객체가 접하는 경우에 상기 홀로그램 객체를 이동 객체의 이동 방향으로 이동시켜 표시하는 것을 예시한 것이고, 도면5의 (c)는 상기 도면4와 같이 이동 객체의 이동 방향으로 이동하는 홀로그램 객체가 고정 객체를 벗어나는 경우에 중력 법칙을 적용하여 상기 이동 객체를 상기 이동 객체의 이동 방향과 중력 방향을 결합한 방향으로 이동시켜 표시하는 것을 예시한 것이다.
100 : 증강현실 장치 135 : 홀로그램 객체 추적 센서
140 : 고정 객체 추적 센서 145 : 이동 객체 추적 센서
150 : 홀로그램 표시 장치 155 : 좌표계 구성부
160 : 중력 방향 결정부 165 : 고정 객체 위치 산출부
170 : 홀로그램 객체 위치 산출부 175 : 고정 위치 값 확인부
180 : 홀로그램 표시부 185 : 이동 객체 위치 산출부
190 : 이동 위치 값 확인부 195 : 물질 상태 값 확인부

Claims (5)

  1. 홀로그램 표시 장치와 연결되며, 현실세계의 고정 객체의 위치를 센싱하는 고정 객체 추적 센서와, 현실세계의 이동 객체의 위치를 센싱하는 이동 객체 추적 센서와, 현실세계에 출력되는 홀로그램 객체의 위치를 센싱하는 홀로그램 객체 추적 센서를 구비한 증강현실 장치에 있어서,
    상기 고정 객체 추적 센서와 이동 객체 추적 센서 및 홀로그램 객체 추적 센서를 통해 추적되는 위치 값을 하나의 좌표계 상의 좌표 값으로 표시하는 통합 좌표계를 구성하는 좌표계 구성부;
    상기 통합 좌표계 상의 중력 방향을 결정하는 중력 방향 결정부;
    상기 고정 추적 센서를 통해 제1 내지 제N(N>1) 고정 객체의 위치를 추적하여 상기 통합 좌표계 상의 좌표 값에 대응하는 제1 내지 제N 고정 객체 위치 값을 산출하는 고정 객체 위치 산출부;
    상기 홀로그램 객체 추적 센서를 통해 상기 홀로그램 표시 장치를 통해 표시되는 홀로그램 객체의 위치를 추적하여 상기 통합 좌표계 상의 좌표 값에 대응하는 홀로그램 객체 위치 값을 산출하는 홀로그램 객체 위치 산출부;
    상기 홀로그램 객체 위치 값과 제1 고정 객체 위치 값을 비교하여 상기 홀로그램 객체 위치 값과 제1 고정 객체 위치 값이 접하여 표시되는지 확인하는 고정 위치 값 확인부;
    상기 홀로그램 객체 위치 값과 제1 고정 객체 위치 값이 접하지 않으면, 상기 홀로그램 객체를 중력 방향으로 이동하여 상기 제1 고정 객체의 면에 상기 홀로그램 객체를 접하여 표시하는 홀로그램 표시부;를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 중력을 적용하여 홀로그램 객체를 표시하는 증강현실 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 이동 객체 추적 센서를 통해 상기 통합 좌표계 상의 공간을 이동하는 이동 객의 위치를 추적하여 상기 통합 좌표계 상의 좌표 값에 대응하는 이동 객체 위치 값을 주기적으로 산출하는 이동 객체 위치 산출부;
    상기 이동 객체 위치 값과 홀로그램 객체 위치 값을 비교하여 상기 이동 객체 위치 값과 홀로그램 객체 위치 값이 접하여 표시되는지 확인하는 이동 위치 값 확인부;를 구비하며,
    상기 홀로그램 표시부는,
    상기 이동 객체 위치 값과 홀로그램 객체 위치 값이 접하면, 상기 홀로그램 표시 장치를 통해 상기 이동 객체 좌표 값의 제1 이동방향으로 상기 홀로그램 객체를 이동시켜 표시하는 것을 특징으로 하는 중력을 적용하여 홀로그램 객체를 표시하는 증강현실 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    제 1항에 있어서, 상기 제1 이동방향은,
    상기 홀로그램 객체가 위치한 제1 고정 객체의 면과 평행한 방향을 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 객체를 표시하는 증강현실 장치.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 홀로그램 표시부는,
    상기 홀로그램 객체가 상기 제1 고정 객체의 면을 벗어나는 경우, 상기 홀로그램 객체를 이동객체의 이동방향과 상기 중력 방향을 결합한 제2 이동방향으로 이동시켜 표시하는 것을 특징으로 하는 중력을 적용하여 홀로그램 객체를 표시하는 증강현실 장치.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 홀로그램 객체에 대한 가상의 물질 상태 값-질량, 재질-을 확인하는 물질 상태 값 확인부;를 더 구비하며,
    상기 홀로그램 표시부는,
    상기 홀로그램 객체가 상기 제1 고정 객체의 면을 벗어나는 경우, 상기 이동객체의 이동방향과 상기 중력 방향을 결합한 제2 이동방향으로 이동시켜 표시하고,
    상기 제2 이동방향으로 이동하는 객체가 제2 고정 객체의 면과 접하는 경우, 상기 홀로그램 객체의 물질 상태 값을 기반으로 상기 홀로그램 객체의 상태를 유지시켜 상기 제2 고정 객체의 면에 고정하여 표시하거나, 또는 상기 홀로그램 객체의 상태를 변화시켜 상기 제2 고정 객체의 면에 고정하여 표시하는 것을 특징으로 하는 중력을 적용하여 홀로그램 객체를 표시하는 증강현실 장치.
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