KR20160049325A - Qr코드를 이용하는 증강현실 시스템의 작동 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 QR 코드를 이용한 증강현실 시스템의 작동 방법은 단말기에서 실행 중인 증강현실 애플리케이션이 카메라로부터 촬영된 QR 코드(quick response code)를 수신하는 단계, 상기 증강현실 애플리케이션이 수신한 상기 QR 코드에 포함된 정보를 검출하는 단계, 상기 증강현실 애플리케이션이 검출된 상기 QR 코드에 포함된 상기 정보를 이용하여, 서버로 메타데이터를 요청하는 단계, 상기 증강현실 애플리케이션이 상기 서버로부터 상기 메타데이터를 수신하고, 상기 메타데이터를 이용하여 상기 서버에 데이터를 요청하는 단계, 및 상기 증강현실 애플리케이션이 상기 서버로부터 상기 데이터를 수신하고 상기 데이터를 재생하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

QR코드를 이용하는 증강현실 시스템의 작동 방법{METHOD OF OPERATING REALITY SYSTEM USING QR CODE}
본 발명의 개념에 따른 실시 예는 QR 코드를 이용한 증강현실 시스템의 작동 방법에 관한 것으로, 특히, 마커 기반의 카메라 자세 추정 기법과 마커리스 기반의 카메라 자세 추정 기법을 함께 적용하는 카메라 자세 추정을 수행하고, 증강현실 콘텐츠 제작을 위해 메타데이터를 사용하여 다양한 콘텐츠를 제작하는 것이 가능한 QR 코드를 이용한 증강현실 시스템의 작동 방법에 관한 것이다.
오늘날 스마트 폰의 보급화와 성능의 발달로, 스마트폰의 연산 능력이 향상되었고, 다양한 센서들이 통합됨에 따라 증강현실을 수행하기에 알맞은 기기들로 진화하였다.
증강현실은 현실세계에 기존 정보들을 가상의 3차원 모델이나 그래픽을 이용하여 사용자가 인지하기 좋은 형태로 증강시켜주는 기술로서 미래에 주목받는 기술로 발전해왔다. 특히, 스마트폰의 대중화와 더불어 카메라와 디스플레이 및 연산장치가 통합되어 모바일 증강현실은 주목받는 기술로 발전했다.
증강현실을 위해서는 실세계에 대한 카메라 위치 정보를 추정하여야 한다. 카메라 위치 정보 추정 방식으로는 마커를 기초하는 방식과 마커없이 특징점을 기초하는 방식이 있다.
근래에는 마커를 사용하지 않는 특징점 기반의 증강현실 기술의 연구가 활발하다. 예컨대, 특징점 매칭을 이용하여 증강현실을 구현하고, 이를 통해 카메라 자세 추정을 수행할 수 있다.
다만, 마커를 사용하지 않는 특징점 기반의 방식은 정교한 매칭을 수행할 필요가 있어, 매칭을 수행하는데 많은 계산량을 소모하여 모바일 플랫폼에서 구현하기에 적합하지 않은 문제점이 있다.
공개특허공보 10-2013-0110443 (2013.10.10)
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는, 마커 기반의 카메라 자세 추정 기법과 마커리스 기반의 카메라 자세 추정 기법을 함께 적용하는 카메라 자세 추정을 수행하여 모바일 플랫폼에서 구현하기에 적합한 QR 코드를 이용한 증강현실 시스템의 작동 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 QR 코드를 이용한 증강현실 시스템의 작동 방법은 단말기에서 실행 중인 증강현실 애플리케이션이 카메라로부터 촬영된 QR 코드(quick response code)를 수신하는 단계, 상기 증강현실 애플리케이션이 수신한 상기 QR 코드에 포함된 정보를 검출하는 단계, 상기 증강현실 애플리케이션이 검출된 상기 QR 코드에 포함된 상기 정보를 이용하여, 서버로 메타데이터를 요청하는 단계, 상기 증강현실 애플리케이션이 상기 서버로부터 상기 메타데이터를 수신하고, 상기 메타데이터를 이용하여 상기 서버에 데이터를 요청하는 단계, 및 상기 증강현실 애플리케이션이 상기 서버로부터 상기 데이터를 수신하고 상기 데이터를 재생하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 QR 코드에 포함된 정보를 검출하는 단계는, 상기 증강현실 애플리케이션이 상기 QR 코드의 외각 사각형을 검출하는 경우에, 상기 QR 코드의 외각 사각형과 위치 패턴을 검출하는 단계, 및 상기 증강현실 애플리케이션이 상기 외각 사각형과 상기 위치 패턴을 이용하여 카메라 자세를 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 QR 코드에 포함된 정보를 검출하는 단계는, 상기 증강현실 애플리케이션이 상기 QR 코드의 외각 사각형을 검출하지 못한 경우에, 상기 카메라로부터 출력된 프레임간의 특징점을 추출하는 단계, 상기 증강현실 애플리케이션이 상기 프레임간 특징점을 매칭하는 단계, 및 상기 증강현실 애플리케이션이 상기 매칭된 특징점을 이용하여 카메라 자세를 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 데이터를 재생하는 단계는, 상기 카메라로부터 촬영된 상기 QR 코드와 상기 데이터를 정합하고 영상을 생성하는 단계, 및 상기 영상을 재생하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 QR 코드는 상기 서버를 나타내는 문구와 상기 서버에 접속하기 위한 주소를 포함할 수 있다.
상기 메타데이터는 콘텐츠의 이름, 콘텐츠의 타입, 콘텐츠의 저작 정보, 미디어 파일의 위치와 증강될 위치, 사용자 상호작용 유무, 또는 애니메이션을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 QR 코드를 이용한 증강현실 시스템의 작동 방법은 마커 기반의 카메라 자세 추정 기법과 마커리스 기반의 카메라 자세 추정 기법을 함께 적용하는 카메라 자세 추정을 수행하여 모바일 플랫폼에서 구현이 용이한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 QR 코드를 이용한 증강현실 시스템의 작동 방법은 증강현실 콘텐츠 제작을 위해 메타데이터를 사용하여 간편하게 다양한 콘텐츠를 제작할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 상세한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 QR 코드를 이용하는 증강현실 시스템의 작동방법에 대한 플로우 차트이다.
도 2는 카메라 자세를 추정하는 방법에 대한 플로우 차트이다.
도 3은 도 1에서 설명한 QR 코드에 대한 개략적인 블록도이다.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않은 채, 제1구성 요소는 제2구성 요소로 명명될 수 있고 유사하게 제2구성 요소는 제1구성 요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 작동, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 작동, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 명세서에 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다.
본 명세서에서, 애플리케이션 프로그램(애플리케이션 또는 앱(APP))이 신호(또는 데이터)는 전송하거나 수신한다 함은 상기 애플리케이션 프로그램이 실행되는 컴퓨팅 장치에 구현된 무선 통신 모듈(예컨대, 송신기와 수신기)이 상기 애플리케이션 프로그램 또는 프로세서의 제어에 따라 무선 통신 장치와 신호(또는 데이터)를 전송하거나 수신하는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 QR 코드를 이용하는 증강현실 시스템의 작동방법에 대한 플로우 차트이다.
상기 증강현실 시스템은 TV, DTV(digital TV), IPTV(internet protocol TV), PC(personal computer), 데스크 탑 컴퓨터, 랩-탑(lap-top) 컴퓨터, 컴퓨터 워크스테이션(computer workstation), 태블릿(tablet) PC, 비디오 게임 플랫폼(또는 비디오 게임 콘솔), 서버, 또는 휴대용 전자 장치로 구현될 수 있다.
상기 휴대용 전자 장치는 이동 전화기, 스마트 폰(smart phone), PDA (personal digital assistant), EDA(enterprise digital assistant), 디지털 스틸 카메라(digital still camera), 디지털 비디오 카메라(digital video camera), PMP (portable multimedia player), PND(personal navigation device 또는 portable navigation device), 모바일 인터넷 장치(mobile internet device(MID)), 웨어러블 컴퓨터, 사물 인터넷(internet of things(IoT)) 장치, 만물 인터넷(internet of everything(IoE)) 장치, 또는 e-북(e-book)으로 구현될 수 있다.
실시 예에 따라, 사용자는 단말기를 이용하여 상기 증강현실 시스템을 작동시킬 수 있다.
상기 단말기는 상기 휴대용 전자 장치로 구현될 수 있다.
상기 단말기는 이동 통신 기술이 가능한 통신 장치를 포함할 수 있다. 상기 이동 통신 기술은 LTE(long term evolution), 3G, WI-FI, 블루투스, Wibro, 및/또는 GPS 등 그 밖의 통신 기술을 이용할 수 있다.
상기 단말기에서 실행되는 증강현실 애플리케이션은 상기 단말기에 포함된 카메라를 이용하여 QR 코드(quick response code)를 촬영할 수 있다.
도 3을 참조하면 QR 코드(10)는 외각 사각형(20), 위치 패턴(30-1, 30-2, 및, 30-3), 데이터 영역(40)을 포함할 수 있다.
외각 사각형(20)은 QR 코드(10)의 외부에 위치한 사각형 모양을 의미할 수 있다.
위치 패턴(30-1, 30-2, 및, 30-3)은 QR 코드를 리드하기 위해 위치를 결정하는 패턴을 의미할 수 있다.
데이터 영역(40)은 QR 코드(10)에 포함된 정보를 포함하는 영역을 의미할 수 있다.
데이터 영역(40)에 포함된 정보는 서버를 나타내는 문구와 사기 서버에 접속하기 위한 주소를 포함할 수 있다.
상기 증강현실 애플리케이션은 상기 카메라로 QR 코드(10)를 촬영하고, 상기 카메라로부터 QR 코드(10)를 수신할 수 있다(S101).
상기 증강현실 애플리케이션은 수신한 QR코드에 포함된 정보를 검출할 수 있다(S103).
상기 증강현실 애플리케이션은 검출된 QR 코드에 포함된 정보를 이용하여 상기 서버에 메타데이터를 요청할 수 있다(S105).
상기 메타데이터는 대량의 정보 가운데에서 찾고 있는 정보를 효율적으로 찾아내서 이용하기 위해 일정한 규칙에 따라 콘텐츠에 대하여 부여되는 데이터이다. 즉, 다른 데이터를 설명해주는 데이터를 의미할 수 있다.
상기 메타데이터는 콘텐츠의 이름, 콘텐츠의 타입, 콘텐츠의 저작 정보, 미디어 파일의 위치와 증강될 위치, 사용자 상호작용 유무, 또는 애니메이션을 포함할 수 있다.
상기 증강현실 애플리케이션은 상기 메타데이터를 이용하여 상기 서버에 데이터를 요청할 수 있다(S107).
상기 데이터는 실제로 증강시킬 데이터를 의미할 수 있다. 예컨대, 실제로 증강시킬 콘텐츠 정보, 애니메이션 및/또는 미디어 파일 등을 의미할 수 있다.
상기 증강현실 애플리케이션은 상기 데이터를 상기 서버로부터 수신하고, 상기 데이터를 재생할 수 있다(S109).
도 2는 도 1에서 설명한 증강현실 시스템의 작동방법에서 카메라 자세를 추정하는 방법에 대한 플로우 차트이다.
상기 카메라 자세 추정은 상기 카메라로부터 수신되는 영상에서 마커(예컨대 QR 코드)를 인식하여 상기 마커와 상기 카메라 간의 자세를 추정하여 상기 마커 위에 재생된 데이터를 정합하기 위해 필요하다.
단말기에서 실행되는 증강현실 애플리케이션은 상기 단말기에 포함된 카메라를 이용하여 QR 코드(10)를 촬영할 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 QR 코드(10)는 도 1에서 설명한 QR 코드(10)와 실질적으로 동일할 수 있다.
상기 증강현실 애플리케이션은 상기 카메라로 촬영된 QR 코드(10)를 상기 카메라로부터 수신할 수 있다(S201).
상기 증강현실 애플리케이션은 수신된 QR 코드(10)의 외각 사각형(20)을 검출한다.
상기 증강현실 애플리케이션이 외각 사각형(20)을 검출하는 경우에는, QR 코드(10)의 외각 사각형(20)과 위치 패턴들(30-1, 30-2, 30-3)을 검출할 수 있다(S205).
상기 증강현실 애플리케이션은 외각 사각형(20)과 위치 패턴들(30-1, 30-2, 30-3)을 마커(marker)로 설정할 수 있고, 외각 사각형(20)과 위치 패턴들(30-1, 30-2, 30-3)을 이용하여 QR 코드(10)의 방향을 정할 수 있다.
상기 증강현실 애플리케이션은 마커로 설정된 외각 사각형(20)과 위치 패턴들(30-1, 30-2, 30-3)을 이용하여 상기 카메라의 자세를 추정할 수 있다(S207).
상기 증강현실 애플리케이션이 외각 사각형(20)을 검출하지 못한 경우에는, 상기 카메라로부터 수신한 프레임간 특징점들을 검출할 수 있다(S209).
상기 증강현실 애플리케이션은 상기 카메라로부터 수신된 전체 영상의 영역을 격자방식으로 나눈 뒤, 상기 전체 영상의 모션을 대표할 수 있는 영상의 주변에 위치한 영역에 대한 특징점을 기준으로 상기 특징점들을 검출할 수 있다.
상기 증강현실 애플리케이션은 검출한 프레임간 특징점들을 이용하여 상기 프레임간 특징점들을 매칭할 수 있다(S211)
상기 특징점들을 매칭하는 경우에, 상기 증강현실 애플리케이션은 검출된 특징점들만을 매칭 대상으로 결정하고, 상기 프레임간 특징점들을 매칭할 수 있다.
상기 증강현실 애플리케이션은 매칭된 상기 프레임간 특징점들을 이용하여 상기 카메라의 자세를 추정할 수 있다(S213)
상기 카메라의 자세를 추정한 후에, 상기 증강현실 애플리케이션은 추정된 카메라의 자세를 이용하여 데이터를 증강하여 재생할 수 있다(S215).
상기 데이터는 도 1에서 설명한 데이터와 실질적으로 동일할 수 있다.
즉, 상기 증강현실 애플리케이션은 상기 데이터를 상기 서버로부터 수신하고, 상기 추정된 카메라의 자세를 이용하여 상기 데이터를 증강하여 재생할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면, 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10: QR 코드
20: 외각 사각형
30-1, 30-2, 30-3: 위치 패턴
40: 데이터 영역

Claims (6)

  1. 단말기에서 실행 중인 증강현실 애플리케이션이 카메라로부터 촬영된 QR 코드(quick response code)를 수신하는 단계;
    상기 증강현실 애플리케이션이 수신한 상기 QR 코드에 포함된 정보를 검출하는 단계;
    상기 증강현실 애플리케이션이 검출된 상기 QR 코드에 포함된 상기 정보를 이용하여, 서버로 메타데이터를 요청하는 단계;
    상기 증강현실 애플리케이션이 상기 서버로부터 상기 메타데이터를 수신하고, 상기 메타데이터를 이용하여 상기 서버에 데이터를 요청하는 단계; 및
    상기 증강현실 애플리케이션이 상기 서버로부터 상기 데이터를 수신하고 상기 데이터를 재생하는 단계를 포함하는 QR 코드를 이용한 증강현실 시스템의 작동 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 QR 코드에 포함된 정보를 검출하는 단계는,
    상기 증강현실 애플리케이션이 상기 QR 코드의 외각 사각형을 검출하는 경우에, 상기 QR 코드의 외각 사각형과 위치 패턴을 검출하는 단계; 및
    상기 증강현실 애플리케이션이 상기 외각 사각형과 상기 위치 패턴을 이용하여 카메라 자세를 추정하는 단계를 포함하는 QR 코드를 이용한 증강현실 시스템의 작동 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 QR 코드에 포함된 정보를 검출하는 단계는,
    상기 증강현실 애플리케이션이 상기 QR 코드의 외각 사각형을 검출하지 못한 경우에, 상기 카메라로부터 출력된 프레임간의 특징점을 추출하는 단계;
    상기 증강현실 애플리케이션이 상기 프레임간 특징점을 매칭하는 단계; 및
    상기 증강현실 애플리케이션이 상기 매칭된 특징점을 이용하여 카메라 자세를 추정하는 단계를 포함하는 QR 코드를 이용한 증강현실 시스템의 작동 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 데이터를 재생하는 단계는,
    상기 카메라로부터 촬영된 상기 QR 코드와 상기 데이터를 정합하고 영상을 생성하는 단계; 및
    상기 영상을 재생하는 단계를 포함하는 QR 코드를 이용한 증강현실 시스템의 작동 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 QR 코드는 상기 서버를 나타내는 문구와 상기 서버에 접속하기 위한 주소를 포함하는 QR 코드를 이용한 증강현실 시스템의 작동 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 메타데이터는 콘텐츠의 이름, 콘텐츠의 타입, 콘텐츠의 저작 정보, 미디어 파일의 위치와 증강될 위치, 사용자 상호작용 유무, 또는 애니메이션을 포함하는 QR 코드를 이용한 증강현실 시스템의 작동 방법.
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