KR20160022482A - 원거리 군사 훈련 모니터링 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 증강현실 구현 시스템에 관한 것으로, 특히 증강현실을 이용하여 원거리 군사 훈련을 모니터링하는 시스템에 관한 것으로, 영상 획득부로부터 실제현실 영상을 수신하기 위한 실제현실 영상 수신부와, 수신된 실제현실 영상으로부터 병사 혹은 군 장비에 부착된 마커를 인식하기 위한 마커 인식부와,
인식된 마커에 대응하는 병사 혹은 군 장비 객체정보를 객체정보 DB에서 검색하여 독출하기 위한 객체정보 독출부와, 독출된 병사 혹은 군 장비 객체정보를 가상현실 데이터로서 상기 실제현실 영상에 중첩하여 증강현실 영상을 생성하기 위한 증강현실 처리부와, 생성된 증강현실 영상을 외부 표시장치로 출력하기 위한 증강현실 영상 출력부를 포함함을 특징으로 한다.

Description

원거리 군사 훈련 모니터링 시스템{MILITARY TRANING MONITORING SYSTEM}

본 발명은 증강현실 구현 시스템에 관한 것으로, 특히 증강현실을 이용하여 원거리 군사 훈련을 모니터링하는 시스템에 관한 것이다.

디스플레이 장치를 통해 표시되는 영상은 카메라를 통해 실제 세계를 촬영한 실제현실(Full Reality) 영상과 실제 세계에는 존재하지 않으나 컴퓨터를 통해 만들어진 가상 세계를 표현하는 가상현실(Virtual Reality) 영상으로 나뉘며, SF(Science Fiction) 영화와 같이 미리 정해진 장면 시나리오에 따라 블루 스크린 앞에서 실제현실을 촬영하고 여기에 가상현실 영상을 조합한 크로마키 현실(Chroma-Key Reality)이 존재하며, 크로마키 현실은 분류상 가상현실에 속한다.

영상처리 기술의 발전으로 실제 현실상의 객체에 실시간으로 가상현실 데이터를 중첩 표시하는 증강 현실(Augmented Reality) 기술이 제안 및 보급 전파되기에 이르렀다. 증강현실은 SF영화와 같이 미리 정해진 장면 시나리오가 없다는 점, 실제 현실을 블루 스크린 앞에서 촬영하지 않는다는 점에서 크로마키 현실과 구분된다.

증강현실 기술에서 실제 현실 영상에 가상현실 데이터를 표시할 객체를 결정하는 방법으로는, 실제현실에 마커(Marker)를 표시한 후 그 마커를 인식하여 마커 상에 가상현실 데이터를 표시해 주는 마커 방식 증강현실과, 실제현실에 마커를 표시하지 않고 실제현실 영상의 객체를 직접 인식하여 가상현실 데이터를 표시하는 마커리스(Markerless) 방식이 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 시현되지 못하고 있는 실정이다.

한편, 증강현실에서 실제현실에 가상현실 데이터를 표시하는 방법으로는, 카메라를 통해 촬영되어 저장매체에 저장된 실제현실로부터 마커/마커리스 방식으로 객체를 인식하고, 인식된 객체 상에 가상현실 데이터를 표시하는 방법과, 카메라를 통해 실시간 촬영되는 실제현실로부터 마커/마커리스 방식으로 객체를 인식하고 그 인식된 객체 상에 가상현실 데이터를 표시하는 방법이 존재하며, 상술한 방법 이외에 카메라를 통해 실제현실을 촬영하지 않고 인간의 눈이 그 너머의 실제현실을 바라보는 투명한 물건(예컨대, 안경, 고글, 유리창등)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.

도 1은 카메라가 부착되어 있는 스마트 폰 혹은 테블릿 PC에서 길 찾기나 주요 지점에 대한 정보를 제공할 수 있도록 설계된 증강현실 구현 기술의 한 예라 할 수 있는데, 이와 같이 증강현실 기술의 적용 분야가 극히 제한적이기 때문에, 증강현실 기술을 보다 폭넓은 산업분야에 접목할 수 있는 새로운 시스템 개발이 요구되는 바이다.

대한민국 등록특허공보 10-1216221

이에 본 발명의 목적은 상술한 필요성에 따라 창안된 발명으로써, 원거리에서도 효과적인 군사 훈련 지휘가 가능하도록 한 증강현실을 이용한 원거리 군사 훈련 모니터링 시스템을 제공함에 있으며,

더 나아가 본 발명의 또 다른 목적은 병사뿐만 아니라 군 장비에 대한 제원 및 화력정보의 별도 숙지 없이도 군 장비 및 병사의 개인정보, 특성 정보를 용이하게 파악하여 원활한 지휘 및 군 장비 사용이 가능한 증강현실을 이용한 원거리 군사 훈련 모니터링 시스템을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 증강현실을 이용한 원거리 군사 훈련 모니터링 시스템은,

영상 획득부로부터 실제현실 영상을 수신하기 위한 실제현실 영상 수신부와;

수신된 실제현실 영상으로부터 병사 혹은 군 장비에 부착된 마커를 인식하기 위한 마커 인식부와;

인식된 마커에 대응하는 병사 혹은 군 장비 객체정보를 객체정보 DB에서 검색하여 독출하기 위한 객체정보 독출부와;

독출된 병사 혹은 군 장비 객체정보를 가상현실 데이터로서 상기 실제현실 영상에 중첩하여 증강현실 영상을 생성하기 위한 증강현실 처리부와;

생성된 증강현실 영상을 외부 표시장치로 출력하기 위한 증강현실 영상 출력부;를 포함함을 특징으로 한다.

더 나아가 상술한 구성 외에 상기 영상 획득부로서 실제현실 영상을 획득하기 위한 전자 망원경과;

상기 독출된 병사 혹은 군 장비 객체정보를 가상현실 데이터로서 상기 전자 망원경으로 전송하기 위한 가상현실 데이터 전송부;를 더 포함하되, 상기 가상현실 데이터는 상기 실제현실 영상에 중첩되어 전자 망원경 표시뷰에 표시됨을 또 다른 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 전자 망원경과 같은 영상 획득부로부터 실제현실 영상을 획득하고 그로부터 병사 혹은 군 장비를 식별하기 위한 마커를 추출하여 그에 대응하는 가상현실 데이터를 중첩 표시해 줌으로써, 원거리에서도 효과적인 군사 훈련 지휘가 가능한 이점이 있으며,

지휘관 등은 증강현실 영상을 통해 병사뿐만 아니라 군 장비에 대한 제원 및 화력정보를 제공받을 수 있어 신참 혹은 새로 전입된 병사에 관한 특성, 인명 정보의 숙지 혹은 군 장비에 대한 특성정보를 숙지하지 않고서도 원거리에서 원활하게 병사 혹은 군 장비를 통제할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 스마트 폰 혹은 테블릿 PC 등에서 현재 시현되고 있는 증강현실 표시 영상 예시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 원거리 군사 훈련 모니터링 시스템의 주변 구성 예시도.
도 3은 도 2중 원거리 군사 훈련 모니터링 시스템의 상세 구성 예시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 원거리 군사 훈련 모니터링 시스템의 동작을 부연 설명하기 위한 도면.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

우선 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 원거리 군사 훈련 모니터링 시스템(200)의 주변 구성도를 예시한 것이며, 도 3은 도 2중 원거리 군사 훈련 모니터링 시스템(200)의 상세 구성도를 각각 예시한 것이다.

도시한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 원거리 군사 훈련 모니터링 시스템(200)은 컴퓨터 시스템에 탑재되어 구동 가능한 시스템으로서, 상기 컴퓨터 시스템은 독립된 형태의 군사 장비일 수 있으며, 영상신호 처리가 가능한 일반 컴퓨터 시스템일 수도 있다.

원거리 군사 훈련 모니터링 시스템(200)은 실제현실 영상을 얻기 위한 영상 획득부, 예를 들면 카메라, 전자 망원경(120)과 연결되어 사용 가능하며, 영상신호 처리된 증강현실 영상을 외부의 표시장치(300) 혹은 연결된 전자 망원경(120)으로 전송한다.

영상 획득부인 전자 망원경(120) 혹은 카메라는 실제현실 영상을 얻기 위한 장치로서, 병사의 철모 혹은 복장, 그리고 군 장비에 부착된 마커(QR코드 혹은 바코드 등)를 원거리에서 획득하는데 이용된다.

한편 원거리 군사 훈련 모니터링 시스템(200)은 도시된 바와 같이 영상 획득부, 예를 들면 도시된 전자 망원경(120) 혹은 카메라로부터 정보를 알고자 하는 병사 혹은 군 장비에 대한 실제현실 영상을 수신하기 위한 실제현실 영상 수신부(210)와, 수신된 실제현실 영상으로부터 병사 혹은 군 장비에 부착된 마커를 인식하기 위한 마커 인식부(220)와, 인식된 마커에 대응하는 병사 혹은 군 장비 객체정보를 객체정보 DB(260, 270)에서 검색하여 독출하기 위한 객체정보 독출부(230)와, 독출된 병사 혹은 군 장비 객체정보를 가상현실 데이터로서 상기 실제현실 영상에 중첩하여 증강현실 영상을 생성하기 위한 증강현실 처리부(240)와, 생성된 증강현실 영상을 외부 표시장치(300) 혹은 전자 망원경(120)으로 출력하기 위한 증강현실 영상 출력부(250)를 포함한다.

변형 실시예로서 원거리 군사 훈련 모니터링 시스템(200)은 영상 획득부로서 실제현실 영상을 획득하기 위한 전자 망원경(120) 혹은 카메라와,

객체정보 독출부(230)에서 독출된 병사 혹은 군 장비 객체정보를 가상현실 데이터로서 상기 전자 망원경(120)으로 전송하기 위한 가상현실 데이터 전송부를 더 포함하되, 상기 가상현실 데이터는 상기 실제현실 영상에 중첩되어 전자 망원경(120) 표시뷰에 표시되도록 원거리 군사 훈련 모니터링 시스템(200)을 설계할 수도 있을 것이다.

참고적으로 병사용 객체정보 DB(260)에는 병사의 소속, 개인성명, 임무, 특기, 군 이력정보와 같은 개인속성정보가 저장되며, 군 장비용 객체정보 DB(270)에는 군 장비에 대한 소속, 제원 및 화력 특성 정보, 운용 정보와 같은 장비속성정보가 저장되어 표시장치(300) 등에 제공된다.

이하 상술한 구성을 가지는 원거리 군사 훈련 모니터링 시스템(200)의 동작을 도 4를 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 원거리 군사 훈련 모니터링 시스템(200)의 동작을 부연 설명하기 위한 도면을 도시한 것이다.

도 4를 참조하면, 우선 원거리에서 군사 훈련을 지휘하는 통제관은 지휘하고자 하는 혹은 알고자 하는 병사 혹은 군 장비를 타겟으로 하여 전자 망원경(120)을 통해 실제현실 영상을 획득(S10단계)한다.

전자 망원경(120)을 통해 획득된 실제현실 영상은 원거리 군사 훈련 모니터링 시스템(200)의 실제현실 영상 수신부(210)로 전달됨으로써, 실제현실 영상 수신부(210)는 예를 들어 훈련중인 특정 병사의 실제현실 영상을 수신(S20단계)한다.

실제현실 영상 수신후 마커 인식부(220)는 수신된 실제현실 영상중 영상신호 처리기법을 통해 마커를 인식(S30단계)한다. 이러한 마커는 병사의 철모 후미 혹은 측면 혹은 의류, 기타 필수착용장비에 마킹되어 있기 때문에 어느 각도에서나 실제현실 영상으로 획득 가능하다.

마커 인식부(220)에 의해 마커의 인식이 이루어지면, 이후 객체정보 독출부(230)는 인식된 마커에 대응하는 병사에 대한 객체정보를 객체정보 DB(260)에서 검색하여 독출(S40단계)하고, 독출된 객체정보를 증강현실 처리부(240)로 전달한다.

이에 증강현실 처리부(240)는 독출된 병사의 객체정보를 가상현실 데이터로서 상기 수신된 실제현실 영상에 중첩하여 증강현실 영상을 생성(S50단계)한 후 이를 증강현실 영상 출력부(250)로 전달한다.

이에 증강현실 영상 출력부(250)는 전달된 증강현실 영상을 외부 표시장치(300)로 출력(S60단계)함으로써, 원거리 군사 훈련 모니터링 시스템(200)에 연결되는 표시장치에는 도 4에서와 같이 현재 관찰된 병사의 성명, 소속, 임무, 주특기, 기타 특이정보 등이 표시(S80단계)된다. 이에 원격지 군사 훈련 지휘소에 위치한 지휘관 혹은 통제관 등은 해당 병사의 특성을 파악하고 새로운 명령을 통신망을 통해 원거리에서 하달할 수 있다.

만약, 병사가 아닌 군 장비에 대한 실제현실 영상이 획득되었다면 표시장치에 표시되는 증강현실 영상에는 도 4의 S70에서와 같이 군 장비에 대한 객체정보가 가상현실 데이터로서 실제현실 영상과 중첩되어 증강현실 영상으로 표시될 것이다.

한편 본 발명의 실시예에서는 카메라 혹은 전자 망원경으로부터 획득된 실제현실 영상과 마커 인식된 객체정보가 중첩되어 증강현실 영상으로 외부의 표시장치(300)에 표시되는 것으로 설명하였으나, 전자 망원경(120)에서 병사 혹은 군 장비 객체정보를 가상현실 데이터로 전송받아 전자 망원경 표시부에 표시될 수도 있다.

따라서 본 발명은 전자 망원경과 같은 영상 획득부로부터 실제현실 영상을 획득하고 그로부터 병사 혹은 군 장비를 식별하기 위한 마커를 추출하여 그에 대응하는 가상현실 데이터를 중첩 표시해 줌으로써, 원거리에서도 효과적인 군사 훈련 지휘가 가능한 이점이 있으며,

지휘관 등은 증강현실 영상을 통해 병사뿐만 아니라 군 장비에 대한 제원 및 화력정보를 제공받을 수 있어 신참 혹은 새로 전입된 병사에 관한 특성, 인명 정보의 숙지 혹은 군 장비에 대한 특성정보를 숙지하지 않고서도 원거리에서 원활하게 병사 혹은 군 장비를 통제할 수 있는 이점이 있다.

이상 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (3)

1. 영상 획득부로부터 실제현실 영상을 수신하기 위한 실제현실 영상 수신부와;
   수신된 실제현실 영상으로부터 병사 혹은 군 장비에 부착된 마커를 인식하기 위한 마커 인식부와;
   인식된 마커에 대응하는 병사 혹은 군 장비 객체정보를 객체정보 DB에서 검색하여 독출하기 위한 객체정보 독출부와;
   독출된 병사 혹은 군 장비 객체정보를 가상현실 데이터로서 상기 실제현실 영상에 중첩하여 증강현실 영상을 생성하기 위한 증강현실 처리부와;
   생성된 증강현실 영상을 외부 표시장치로 출력하기 위한 증강현실 영상 출력부;를 포함함을 특징으로 하는 증강현실을 이용한 원거리 군사 훈련 모니터링 시스템.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 영상 획득부로서 실제현실 영상을 획득하기 위한 전자 망원경과;
   상기 독출된 병사 혹은 군 장비 객체정보를 가상현실 데이터로서 상기 전자 망원경으로 전송하기 위한 가상현실 데이터 전송부;를 더 포함하되, 상기 가상현실 데이터는 상기 실제현실 영상에 중첩되어 전자 망원경 표시뷰에 표시됨을 특징으로 하는 증강현실을 이용한 원거리 군사 훈련 모니터링 시스템.
   
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 병사 혹은 군 장비 객체정보는 적어도 병사의 소속, 개인성명, 임무, 군 장비에 대한 소속, 제원 및 화력 특성 정보 중 하나 이상 포함함을 특징으로 하는 증강현실을 이용한 원거리 군사 훈련 모니터링 시스템.

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