KR20180097088A - 증강 현실을 이용한 관광 안내 장치 및 그 방법 - Google Patents

증강 현실을 이용한 관광 안내 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 증강 현실을 이용한 관광 안내 장치에 관한 것으로, 관광지에 대한 합성 영상을 표시하는 표시부 및 상기 관광지에 대한 실제 영상에 상기 관광지에 대한 정보를 포함하는 가상 영상을 합성하여 합성 영상을 생성하여 상기 표시부에 전송하는 제어부를 포함할 수 있다.
이러한 증강 현실을 이용한 관광 안내 장치에 의하여, 관광지의 실제 영상에 관광지에 대한 정보를 포함하는 가상 영상을 합성한 합성 영상을 관광객에게 제공할 수 있어, 관광 안내에 매우 효과적이다.

Description

증강 현실을 이용한 관광 안내 장치 및 그 방법{Sightseeing Guide Apparatus for Using Augmented Reality Technology and Method Thereof}
본 발명은 증강 현실을 이용한 관광 안내 장치 및 그 방법에 대한 것으로, 상세하게는 관광객이 관광지를 관광할 때, 관광객에게 해당 관광지에 대한 정보를 증강 현실 기술을 이용하여 제공함으로써 관광객의 편의를 도모하고자 하는 것이다.
종래에는 관광객은 관광지를 관광할 때 그에 관련된 역사, 지명이 생기게 된 이유 등의 세부 정보는 관광 안내 책자, 유인물, 브로셔 등을 통하여 획득해야 했다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 증강 현실(Augmented Reality)과 위치 정보를 융합한 관광 안내 어플리케이션 등을 배포하여 관광객이 자신의 스마트폰 등에 다운로드 하여 이용할 수 있게 하는 기술이 있다. 그러나, 이는 관광객이 직접 어플리케이션을 다운로드 하여 설치해야 하고, 위치 정보 및 특정 오브젝트의 설명에 그치는 한계가 있다.
한편, 웨어러블 디바이스를 이용한 관광 안내 방법 및 시스템[특허문헌 1]이 제시되었다. 그러나, 이 또한 디바이스를 별도로 휴대하여야 하는 번거로움이 있어, 관광안내에 효과적이지 못한 문제점이 있다.
한편, 증강 현실(Augmented Reality) 기술이란, 가상 현실(Virtual Reality) 기술에서 파생된 기술로서, 실세계에 대한 인지도를 향상시키기 위해 실시간 처리를 바탕으로 미리 구축된 실세계 정보가 특수 인터페이스 장치를 통해 실제로 관찰되는 실세계의 영상에 겹쳐서 표현되고, 실세계와의 상호 작용을 제공하도록 함으로써 관찰자가 실세계 관찰 지역에 대한 신속한 상황 판단을 할 수 있도록 하는 기술을 말한다.
[특허문헌 1] 한국공개특허 제 10-2016-0012578호
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 그 목적은 관광지의 실제영상과, 관광지에 대한 정보를 포함하는 가상 영상을 합성한 합성 영상을 관광객에게 제공하는 증강 현실을 이용한 관광 안내 장치 및 그 방법을 제공하기 위함이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 증강 현실을 이용한 관광 안내 장치는, 관광지에 대한 합성 영상을 표시하는 표시부; 및 상기 관광지에 대한 실제 영상에 상기 관광지에 대한 정보를 포함하는 가상 영상을 합성하여 합성 영상을 생성하여 상기 표시부에 전송하는 제어부; 를 포함할 수 있다.
상기 증강 현실을 이용한 관광 안내 장치는, 관광객에게 음성정보를 제공하기 위한 음성 출력 장치를 더 포함할 수 있다.
상기 실제 영상은, 일정시간 미리 촬영되어 상기 제어부에 저장된 상기 관광지의 기촬영 영상일 수 있다.
상기 증강 현실을 이용한 관광 안내 장치는, 상기 관광지의 실시간 영상을 촬영하는 카메라를 더 포함할 수 있다.
상기 실제 영상은, 상기 카메라로부터 촬영된 상기 관광지의 실시간 영상일 수 있다.
상기 표시부는 적어도 하나의 축을 기준으로 회전가능하며, 상기 증강 현실을 이용한 관광 안내 장치는, 상기 표시부가 회전한 각도를 측정하여 상기 제어부로 측정된 각도값을 전송하는 측정부를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 합성 영상을 생성할 때, 상기 측정된 각도값에서의 실제 영상과 상기 측정된 각도값에서의 가상 영상을 합성하여 합성 영상을 생성할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 합성 영상을 생성할 때, 상기 측정된 각도값을 이용하여 증강 정보를 위치시키며, 상기 증강 정보는, 상기 관광지에 대한 정보를 포함하는 가상 영상에 나타나는 객체에 관한 정보일 수 있다.
상기 제어부는, 상기 합성 영상을 생성할 때, 상기 실제 영상에 나타나는 실제 물체의 삼차원 메쉬(3D Mesh)를 생성하고, 상기 삼차원 메쉬를 상기 실제 물체와 정합하고, 상기 삼차원 메쉬가 합성 영상에는 표시되지 않도록 처리할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 증강 현실을 이용한 관광 안내 방법은, (A) 관광지에 대한 정보를 구축하는 단계; (B) 상기 구축된 정보에 기반하여 상기 관광지에 대한 정보를 포함하는 가상 영상을 생성하는 단계; (C) 상기 생성된 가상 영상과 상기 관광지의 실제 영상을 합성하여 합성 영상을 생성하는 단계; 및 (D) 상기 합성된 영상을 표시부에 전송하는 단계; 를 포함할 수 있다.
상기 (C) 단계는, 상기 실제 영상에 촬영된 실제 물체의 삼차원 메쉬를 생성하는 단계; 상기 삼차원 메쉬를 상기 실제 물체와 정합하는 단계; 및 상기 삼차원 메쉬가 상기 합성된 영상에 표시되지 않도록 처리하는 단계; 를 포함할 수 있다.
본 발명은 증강 현실을 이용한 관광 안내 장치를 이용하여 관광지의 실제 영상에 관광지에 대한 정보를 포함하는 가상 영상을 합성한 합성 영상을 관광객에게 제공할 수 있어, 관광 안내에 매우 효과적이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증강 현실을 이용한 관광 안내 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 증강 현실을 이용한 관광 안내 장치의 표시부 및 카메라부의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 증강 현실을 이용한 관광 안내 장치의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 증강 현실을 이용한 관광 안내 장치에 의한 증강 방법의 예시이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 증강 현실을 이용한 관광 안내 방법의 흐름도이다.
본 명세서에서 제1 및/또는 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 즉, 구성요소들을 상기 용어들에 의해 한정하고자 함이 아니다.
본 명세서에서 '포함하다' 라는 표현으로 언급되는 구성요소, 특징, 및 단계는 해당 구성요소, 특징 및 단계가 존재함을 의미하며, 하나 이상의 다른 구성요소, 특징, 단계 및 이와 동등한 것을 배제하고자 함이 아니다.
본 명세서에서 단수형으로 특정되어 언급되지 아니하는 한, 복수의 형태를 포함한다. 즉, 본 명세서에서 언급된 구성요소 등은 하나 이상의 다른 구성요소 등의 존재나 추가를 의미할 수 있다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함하여, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(“통상의 기술자”) 에 의하여 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다.
즉, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 다만, 통상의 기술자라면, 본 발명이 이들 제한된 실시 예를 넘어 확장되기 때문에, 이들 도면과 관련하여 본 명세서에 주어진 발명의 설명이 예시를 위한 것임을 용이하게 잘 알 것이다. 또한, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계 없는 부분은 생략하였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증강 현실을 이용한 관광 안내 장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 증강 현실을 이용한 관광 안내 장치의 표시부 및 카메라부의 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 증강 현실을 이용한 관광 안내 장치의 블록도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 증강 현실을 이용한 관광 안내 장치에 의한 증강 방법의 예시이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 증강 현실을 이용한 관광 안내 장치는, 관광지에 대한 합성 영상을 표시하는 표시부(10), 관광지에 대한 실제 영상에 관광지에 대한 정보를 포함하는 가상 영상을 합성하여 합성 영상을 생성하여 표시부에 전송하는 제어부(20), 표시부(10)가 회전한 각도를 측정하고, 그 측정값을 제어부(20)로 전송하는 측정부(30), 관광지의 실시간 영상을 촬영하는 카메라(40), 본체부(50), 표시부(10)와 본체부(50)을 연결하는 연결부(60) 및 관광객에게 음성정보를 제공하기 위한 음성 출력 장치(미도시)를 포함할 수 있다.
또한, 장치 내부에 물이 들어가는 것을 방지하기 위한 방수 수단(미도시) 또는 방진을 위한 방진 수단(미도시)이 포함될 수 있다. 본체부(50)에는 제어부(20) 및 전원공급장치(미도시)가 마련될 수 있다. 전원공급장치는 배터리 일 수 있으며, 배터리는 분리하여 충전이 가능할 수 있다.
본 발명에 의한 증강 현실을 이용한 관광 안내 장치(100)는 관광지의 소정의 위치에 설치될 수 있다. 소정의 위치란, 실내외를 모두 포함하며, 역사적으로 주요 사건이 발생하였던 곳, 해당 관광지의 경치를 잘 관광할 수 있는 곳, 해당 관광지의 현재 상황 등을 잘 표현할 수 있는 곳 등을 의미할 수 있다.
표시부(10)에는 관광객에게 관광지에 관한 영상을 표시하는 디스플레이부가 마련될 수 있다. 표시부(10)는 설치된 위치로부터 관광지까지의 거리에 따라 다른 형태를 지닐 수 있으며, 특히, 관광지까지의 거리가 멀 경우, 관광객의 관람에 도움이 될 수 있도록 먼 거리까지 볼 수 있는 쌍안경 형태로 이루어질 수도 있다.
증강 현실을 이용한 관광 안내 장치(100)에는 표시부(10)를 관광객이 회전시킬 수 있도록 하는 장치가 마련될 수 있다. 즉, 표시부(10)는 적어도 하나의 축을 기준으로 하여 회전가능하게 마련된다.
제어부(20)에는 관광지에 대한 정보가 미리 저장되고 관리될 수 있다. 여기서, 관광지에 대한 정보는 관광지의 역사, 시대상황, 지명이 생기게 된 이유 등 관광객이 관광지를 폭넓게 이해하는데 도움이 되는 정보를 의미한다.
제어부(20)는 관광지에 대한 정보를 포함하는 가상 영상을 생성할 수 있다. 제어부(20)는 관광지에 대한 실제 영상에, 가상 영상을 합성하여 합성 영상을 생성할 수 있다. 제어부(20)는 이 합성 영상을 표시부(10)로 전송하며, 관광객은 표시부(10)에 마련된 디스플레이부를 통해 합성 영상을 시청할 수 있다.
가상 영상은 관광지에 대한 정보에 기초하여 생성된 문자 정보, 정지 영상, 동영상, 애니메이션, 3D 컨텐츠 및 음성 정보 등의 멀티미디어를 의미할 수 있다.
또한, 제어부(20)는 관광지에 대한 정보를 포함하는 음성 정보를 음성 출력 장치에 전송할 수 있다. 음성 출력 장치는 스피커, 이어폰 등일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 관광객은 음성 출력 장치를 통하여 관광지에 관한 정보를 제공 받을 수 있다.
측정부(30)는 표시부(10)가 기준 위치로부터 회전한 각도를 측정하고, 그 측정값을 제어부(20)로 전송한다. 기준 위치란, 표시부(10)의 초기 위치를 의미한다. 즉, 제어부(20)는 표시부(10)가 기준 위치로부터 얼마나 회전하였는지에 따라서 현재 실제 영상이 어떤 영상일지에 대해서 선택할 수 있는 것이다.
실제적으로 보면, 제어부(20)는 측정값(측정된 각도값)을 바탕으로 관광객의 시점을 판단할 수 있다. 제어부(20)에는 측정값과 비교하여 관광객의 시점을 판단하기 위한 각도값이 미리 저장될 수 있다.
예를 들어, 관광지의 실제 영상에 촬영된 특정 건물에는 60 °, 특정 나무에는 90°의 값이 부여될 수 있다. 측정값이 60 °라면, 제어부(20)는 관광객의 시점이 특정 건물에 위치한다는 것을 판단할 수 있다. 반면, 측정값이 90 ° 라면, 제어부는(20)는 관광객의 시점이 특정 나무에 위치한다는 것을 판단할 수 있다.
제어부(20)가 합성 영상을 생성함에 있어서, 판단된 관광객의 시점이 이용될 수 있다. 즉, 가상 영상을 실제 영상에 합성할 때, 관광지의 실제 영상 어디에 관광객의 시점이 위치하는지 실시간으로 판단하고, 그 위치에 맞도록 가상 영상을 합성할 수 있다. 이로써, 시점이 달라져도 증강 정보(V)를 실제 영상의 적절한 위치에 표현할 수 있는 효과가 있다. 이로써, 관광객은 보다 생동감 넘치는 증강 현실 체험이 가능한 효과가 있다.
가상 영상에는 관광지에 대한 정보를 포함하는 가상 영상에 나타나는 객체에 관한 정보, 즉, 증강 정보(V)가 포함될 수 있다. 증강 정보(V)는 관광지에 대한 정보에 기초하여 생성된 문자 정보, 정지 영상, 동영상, 애니메이션, 3D 컨텐츠 및 음성 정보 등의 멀티미디어를 포함할 수 있다.
이때, 증강 현실의 백그라운드(background)가 되는 관광지의 실제 영상은 일정 시간 동안 미리 촬영되어 제어부(20)에 저장되어 있는 관광지의 기촬영 영상일 수 있다. 바람직하게는, 기촬영된 영상은 VR 영상일 수 있으며, 보다 바람직하게는, 360° VR 영상 또는 180° VR 영상 중 어느 하나 일 수 있다.
일정 시간이란, 관광객이 증강 현실을 이용한 관광 안내 장치를 이용한 관광을 즐기기에 적합한 시간을 의미한다. 관광지의 기촬영 영상 정보는 표시부(10)가 설치될 관광지의 소정의 위치에서 촬영된 관광지의 모습, 풍경 등을 의미할 수 있다.
혹은, 관광지의 실제 영상은 증강 현실을 이용한 관광 안내 장치에 마련되어 있는 카메라(40)를 통해 촬영된 실시간 영상일 수 있다. 바람직하게는, 카메라(40)는 표시부(10)에 마련될 수 있으며, 더욱 바람직하게는, 카메라(40)는 표시부(10)에 마련된 디스플레이부의 반대편에 마련될 수 있다.
오클루전(occlusion)이란, 다른 오브젝트(제1 오브젝트)에 가려져 가상의 카메라에 비치지 않게 되는 오브젝트(제2 오브젝트)의 렌더링을 무효화 하는 기능을 말한다. 제어부(20)는 관광객이 디스플레이부를 통해 보게 되는 합성 영상에 입체감을 부여하기 위하여 오클루전을 이용할 수 있다. 이하 구체적으로 설명한다.
제어부(20)는 관광지의 실제 영상에 촬영된 실제 물체에 대한 삼차원 메쉬(3D Mesh, D)를 생성한다. 삼차원 메쉬(D)를 생성할 때에는, 해당 지역을 삼차원 스캔(3D Scan)하는 방법, 사진측량 기법을 이용하는 방법, 모델링 툴을 이용하여 직접 모델링하는 방법 등이 이용될 수 있다.
다음으로, 제어부(20)는 삼차원 메쉬(D)를 촬영된 실제 물체와 겹쳐지도록 정확히 같은 곳에 위치(정합)시킨다. 제어부(20)는 삼차원 메쉬(D)가 합성 영상에는 표시되지 않도록 처리한다.
본래, 증강 정보(V)는 백그라운드 영상 위에 레이어드(layered)되어 출력된다. 따라서, 증강 정보(V)가 실제 물체의 뒤에 나타나도록 표현할 수 없다. 그러나, 본 발명은 삼차원 메쉬(D)를 제1 오브젝트, 증강 정보(V)를 제2 오브젝트로 보아 오클루전을 적용한다.
즉, 증강 현실을 이용한 관광 안내 장치(100)가 설치된 위치에 가상의 카메라가 존재한다고 보고, 제2 오브젝트가 제1 오브젝트에 가려져 겹치게 되어 가상의 카메라에 비치지 않게 되면, 겹쳐진 제2 오브젝트 일부분의 렌더링을 무효화 한다. 제1 오브젝트는 디스플레이부에 표시되지 않으므로, 증강 정보(V)가 실제 물체의 뒤에서 나타나는 것처럼 관광객에게 보이게 된다. 이로써, 합성 영상에 입체감이 부여되어 관광객은 보다 생동감 넘치는 증강 현실 체험이 가능한 효과가 있다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 증강 현실을 이용한 관광 안내 방법의 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 증강 현실을 이용한 관광 안내 방법은, (A) 관광지에 대한 정보를 구축하는 단계(S10); (B) 구축된 정보에 기반하여 관광지에 대한 정보를 포함하는 가상 영상을 생성하는 단계(S20); (C) 생성된 가상 영상과 관광지에 대한 실제 영상에 대한 합성 영상을 생성하는 단계(S30); (D) 합성된 영상을 표시부에 전송하는 단계(S40); 를 포함할 수 있다.
단계 (A)는, 관광지에 대한 정보를 미리 수집하여 제어부(20)에 저장하는 과정을 의미할 수 있다.
(C) 단계에는 앞서 설명한 오클루전을 적용하기 위한 과정이 포함될 수 있다. 구체적으로, 실제 영상에 촬영된 실제 물체의 삼차원 메쉬를 생성하는 단계, 삼차원 메쉬를 실제 물체와 정합하는 단계 및 삼차원 메쉬가 합성된 영상에 표시되지 않도록 처리하는 단계가 포함될 수 있다.
본 발명이 몇 가지 양호한 실시 예의 관점에서 기술되어 있지만, 변경, 치환 및 등가물은 본 발명의 범위 내에 속한다.
또한, 유의할 점은 본 발명의 방법 및 장치를 구현하는 많은 대안의 방식이 있다는 것이다. 따라서, 이하의 첨부된 청구항이 본 발명의 진정한 정신 및 범위 내에 속하는 이러한 변경, 치환 및 등가물 전부를 포함하는 것으로 해석되어야만 한다.
10 : 표시부 40 : 카메라
20 : 제어부 50 : 본체부
30 : 측정부 60 : 연결부
D : 삼차원 메쉬 V : 증강 정보

Claims (10)

  1. 관광지에 대한 합성 영상을 표시하는 표시부; 및
    상기 관광지에 대한 실제 영상에 상기 관광지에 대한 정보를 포함하는 가상 영상을 합성하여 합성 영상을 생성하여 상기 표시부에 전송하는 제어부;
    를 포함하는,
    증강 현실을 이용한 관광 안내 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 증강 현실을 이용한 관광 안내 장치는,
    관광객에게 음성정보를 제공하기 위한 음성 출력 장치를 더 포함하는,
    증강 현실을 이용한 관광 안내 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 실제 영상은,
    일정시간 미리 촬영되어 상기 제어부에 저장된 상기 관광지의 기촬영 영상 인,
    증강 현실을 이용한 관광 안내 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 증강 현실을 이용한 관광 안내 장치는,
    상기 관광지의 실시간 영상을 촬영하는 카메라를 더 포함하고,
    상기 실제 영상은, 상기 카메라로부터 촬영된 상기 관광지의 실시간 영상인,
    증강 현실을 이용한 관광 안내 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 표시부는 적어도 하나의 축을 기준으로 회전가능하며,
    상기 증강 현실을 이용한 관광 안내 장치는,
    상기 표시부가 회전한 각도를 측정하여 상기 제어부로 측정된 각도값을 전송하는 측정부를 더 포함하는,
    증강 현실을 이용한 관광 안내 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 합성 영상을 생성할 때, 상기 측정된 각도값에서의 실제 영상과 상기 측정된 각도값에서의 가상 영상을 합성하여 합성 영상을 생성하는,
    증강 현실을 이용한 관광 안내 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 합성 영상을 생성할 때, 상기 측정된 각도값을 이용하여 상기 합성 영상 내에 증강 정보를 위치시키며,
    상기 증강 정보는, 상기 관광지에 대한 정보를 포함하는 가상 영상에 나타나는 객체에 관한 정보인,
    증강 현실을 이용한 관광 안내 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 합성 영상을 생성할 때,
    상기 실제 영상에 나타나는 실제 물체의 삼차원 메쉬(3D Mesh)를 생성하고, 상기 삼차원 메쉬를 상기 실제 물체와 정합하고, 상기 삼차원 메쉬가 합성 영상에는 표시되지 않도록 처리하는,
    증강 현실을 이용한 관광 안내 장치.
  9. (A) 관광지에 대한 정보를 구축하는 단계;
    (B) 상기 구축된 정보에 기반하여 상기 관광지에 대한 정보를 포함하는 가상 영상을 생성하는 단계;
    (C) 상기 생성된 가상 영상과 상기 관광지의 실제 영상을 합성하여 합성 영상을 생성하는 단계; 및
    (D) 상기 합성된 영상을 표시부에 전송하는 단계;
    를 포함하는,
    증강 현실을 이용한 관광 안내 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 (C) 단계는,
    상기 실제 영상에 촬영된 실제 물체의 삼차원 메쉬를 생성하는 단계;
    상기 삼차원 메쉬를 상기 실제 물체와 정합하는 단계; 및
    상기 삼차원 메쉬가 상기 합성된 영상에 표시되지 않도록 처리하는 단계;
    를 포함하는,
    증강 현실을 이용한 관광 안내 방법.
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