KR20190081034A - An augmented reality system capable of manipulating an augmented reality object using three-dimensional attitude information and recognizes handwriting of character - Google Patents

An augmented reality system capable of manipulating an augmented reality object using three-dimensional attitude information and recognizes handwriting of character Download PDF

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KR20190081034A KR1020170183293A KR20170183293A KR20190081034A KR 20190081034 A KR20190081034 A KR 20190081034A KR 1020170183293 A KR1020170183293 A KR 1020170183293A KR 20170183293 A KR20170183293 A KR 20170183293A KR 20190081034 A KR20190081034 A KR 20190081034A
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Abstract

According to the present invention, an augmented reality system capable of recognizing the writing of characters and manipulating an augmented reality object includes a mobile terminal. For displaying a three dimensional virtual image on the display, the mobile terminal displays a virtual object corresponding to the content of characters after recognizing the characters when a dotted line guide is displayed on the edge of the characters displayed on a display and writing is sensed along the dotted line guide; and when the virtual object is touched, reproduces the motion of a preset virtual object corresponding to the touched part.

Description

문자의 필기를 인식하고 증강현실 객체의 조작이 가능한 증강현실 시스템{An augmented reality system capable of manipulating an augmented reality object using three-dimensional attitude information and recognizes handwriting of character}[0001] The present invention relates to an augmented reality system capable of recognizing the handwriting of a character and manipulating the augmented reality object,

본 발명은 증강현실 시스템에 관한 것으로서, 더 상세하게는 문자의 필기를 인식하고 증강현실 객체의 조작이 가능한 증강현실 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an augmented reality system, and more particularly, to an augmented reality system capable of recognizing handwriting of a character and manipulating an augmented reality object.

최근 카메라 모듈을 이용한 촬영 시 현실의 공간에 다양한 정보를 덧씌워 보여 주는 증강 현실(augmented reality) 기법을 이용한 컨텐츠 제공이 활발히 연구되고 있다.Recently, contents are being actively researched using augmented reality technique in which various information is superimposed on a real space when photographing using a camera module.

증강현실(Augmented Reality, AR)이란 가상현실(Virtual Reality, VR)의 한 분야에 속하는 기술이며, 사용자가 감각으로 느끼는 실제환경에 가상환경을 합성하여 원래의 실제환경에 가상환경이 존재하는 것처럼 느끼게 하는 컴퓨터 기법이다.Augmented Reality (AR) is a technology belonging to one of the fields of Virtual Reality (VR). It combines a virtual environment with a real environment that a user feels in a sense, and feels as if a virtual environment exists in the original real environment Is a computer technique.

이러한 증강 현실은 가상의 공간과 사물만을 대상으로 하는 기존의 가상현실과 달리 현실 세계의 기반에 가상사물을 합성하여 현실 세계만으로는 얻기 어려운 부가적인 정보들을 보강해 제공할 수 있는 장점이 있다.This augmented reality is advantageous in that it can supplement and supplement additional information that is difficult to obtain only in the real world by synthesizing virtual objects on the basis of the real world, unlike the existing virtual reality which only targets virtual space and objects.

즉, 사용자가 보고 있는 실사 영상에 컴퓨터 그래픽으로 만들어진 가상환경, 예를 들면, 3차원 가상환경을 정합함으로써 구현된 현실을 증강현실이라고 할 수 있다. 여기서, 3차원 가상환경은 사용자가 바라보는 실사 영상에서 필요한 정보를 제공해주고, 3차원 가상영상은 실사영상과 정합되어 사용자의 몰입도를 높일 수 있다.That is, a realization realized by matching a virtual environment created by computer graphics to a real image viewed by a user, for example, a three-dimensional virtual environment, can be called an augmented reality. Here, the 3D virtual environment provides necessary information from the real image that the user views, and the 3D virtual image matches with the real image to increase the user's immersion.

이러한 증강현실은 단순 가상현실 기술에 비하여 3차원 가상환경에 실사영상도 같이 제공하여 현실환경과 가상환경과의 구분이 모호해지게 함으로써, 보다 나은 현실감을 제공할 수 있다.Such augmented reality can provide better realism by making the distinction between the real environment and the virtual environment be blurred by providing the real image in the three-dimensional virtual environment as well as the simple virtual reality technology.

이와 같은 증강현실 시스템의 장점에 기인하여, 최근 세계적으로 증강현실을 접목한 기술에 대해 활발한 연구/개발이 진행되고 있다. 예를 들어, 증강 현실 기술은 방송, 광고, 전시, 게임, 테마 파크, 군용, 교육 및 프로모션 등의 분야에서 실용화가 진행 중인 상태이다.Due to the advantages of such an augmented reality system, active research and development are currently under way for technologies that have been combined with augmented reality around the world. For example, augmented reality technology is being put into practical use in fields such as broadcast, advertisement, exhibition, game, theme park, military, education and promotion.

이동 단말기는 최근 휴대폰, PDA(personal digital assistants), UMPC(ultra mobile personalcomputer) 등 모바일 기기의 컴퓨팅 능력 향상 및 무선 네트워크 장치의 발달로 핸드헬드(handheld) 증강현실시스템이 가능해 졌다.Recently, the handheld augmented reality system has become possible by improving the computing ability of mobile devices such as mobile phones, personal digital assistants (PDAs), and ultra mobile personal computers (UMPCs) and wireless network devices.

이러한 시스템이 가능해지면서 모바일 기기를 사용한 증강현실 어플리케이션이 다수 개발되었다. 그리고 모바일 기기의 보급이 매우 빠르게 보편화되어 증강현실 어플리케이션을 접할 수 있는 환경이 조성되고 있는 상황이다.As these systems become available, many augmented reality applications using mobile devices have been developed. In addition, the spread of mobile devices is becoming very common and an environment for accessing augmented reality applications is being created.

더불어, 단말기의 증강현실을 이용한 다양한 부가서비스에 대한 사용자 요구가 증대하고 있으며, 이를 이용하여 단말기 사용자에게 다양한 증강현실 컨텐츠를 적용하려는 시도가 증가하고 있다.In addition, user demands for various supplementary services using an augmented reality of a terminal are increasing, and attempts to apply various augmented reality contents to a terminal user are increasing.

한국특허 공개번호 제10-2016-0092292호는 "광고물에 대한 증강현실 서비스 제공 시스템 및 방법"에 관한 것으로서, 광고물에 증강현실을 적용하여 광고 대상에 관련된 정보들을 피광고자가 손쉽게 취득할 수 있고 흥미롭게 몰입하여 습득할 수 있도록 하는 등 효과적으로 전달할 수 있는 시스템을 제안하고 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2016-0092292 relates to a system and method for providing an augmented reality service for an advertisement, and it is an object of the present invention to apply an augmented reality to an advertisement, And the system is able to communicate effectively by being intrigued and intriguing.

한편, 사용자의 몸에 착용할 수 있는 다양한 웨어러블 디바이스 제품이 출시되고 있다. 특히 모바일 기술과 투명 디스플레이 기술을 안경에 적용하여 사용자가 안경을 통해 다양한 정보를 확인할 수 있는 시스템이 개발되고 있다.Meanwhile, various wearable device products that can be worn on the body of the user are being released. In particular, a system has been developed in which mobile technology and transparent display technology are applied to glasses to allow users to check various information through glasses.

도 1은 종래의 증강현실 시스템에서 표시되는 가상객체를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a virtual object displayed in a conventional augmented reality system.

도 1을 참조하면, 종래의 증강현실 시스템은 안경의 투명 디스플레이에 너무 많은 가상객체를 표시하므로 사용자의 시선을 가리게 되며 이러한 이유로 인해 사용자가 필요한 정보를 인지하기 어려운 문제가 발생한다.Referring to FIG. 1, the conventional augmented reality system displays too many virtual objects in a transparent display of eyeglasses, thereby hindering the user's eyesight. For this reason, it is difficult for the user to recognize necessary information.

또한, 외형이 비슷한 실제객체가 다수 존재할 경우 중복 인식되거나, 할당되지 않은 가상객체가 표시되어 혼동을 유발할 수 있으므로 유사객체를 식별하여 중복 인식을 방지할 수 있는 기술이 요구되고 있다.In addition, if there are a plurality of actual objects having similar appearance, duplicate recognition or unassigned virtual objects may be displayed to cause confusion, so that a technology capable of identifying duplicate objects and preventing duplicate recognition is required.

또한, 모바일 단말기로 증강현실을 구동하여 가상객체를 이동/회전 조작을 하고자 하는 경우, 손가락으로 스마트폰의 터치스크린을 터치하여 가상객체를 조작해야 한다.In addition, when augmented reality is driven by a mobile terminal to move / rotate a virtual object, a virtual object must be operated by touching a touch screen of a smart phone with a finger.

터치 스크린(디스플레이)은 손가락 접촉 지점의 2차원 좌표만을 제공하기 때문에 가상객체를 2차원 평면상으로 수평 또는 수직으로 이동할 수 있다. 회전 조작의 경우에도 손가락 제스처를 통해 1차원 축을 기준으로 가상객체를 회전 할 수 있다.Since the touch screen (display) provides only two-dimensional coordinates of the finger touch point, the virtual object can be moved horizontally or vertically on a two-dimensional plane. In the case of the rotating operation, the virtual object can be rotated with respect to the one-dimensional axis through the finger gesture.

따라서 종래에는 제한된 1차원 또는 2차원의 조작만 가능하기 때문에 가상객체를 효율적으로 3차원 조작하는 것이 어려웠다. 가상객체를 다양한 자세로 변경하기 위해서는 이동 또는 회전 모드를 수시로 변경하여 여러 번 조작이 필요하므로 시간이 많이 걸리고 손가락을 많이 움직여야하는 단점이 있다.Therefore, in the conventional art, it is difficult to efficiently manipulate a virtual object three-dimensionally because only a limited one-dimensional or two-dimensional manipulation is possible. In order to change the virtual object to various poses, it is necessary to change the movement or rotation mode frequently, so that it takes much time and requires a lot of fingers.

한편, 문자를 인식하는 기술에는 사용자가 필기하는 동안 문자를 인식하는 방식인 온라인 문자 인식과, 이미 작성된 필기체 문자를 인식하는 방식인 오프라인 문자 인식이 있다.On the other hand, techniques for recognizing characters include online character recognition, which is a method of recognizing characters during writing by a user, and offline character recognition, which is a method of recognizing already created handwritten characters.

온라인 문자 인식은 필기의 시간적, 공간적인 동적 정보를 얻을 수 있으므로 획수, 획순, 필기 방향등의 정보를 알 수 있다. 이와 달리 오프라인 문자 인식은 동적 정보를 얻을 수 없고 이진화, 윤곽선 추출 후 형태 분석이나 템플릿 매칭 등의 과정을 통해 글자를 인식한다.Since online character recognition can obtain dynamic information of time and space of handwriting, information such as stroke number, stroke order, and handwriting direction can be known. On the other hand, offline character recognition can not obtain dynamic information, and recognizes characters through processes such as binarization, contour extraction, and shape analysis or template matching.

문자 인식을 기반으로 하는 증강 기술에서는 오프라인 문자 인식 방식을 주로 사용한다. 하지만, 오프라인 문자 인식 특성상, 필기된 문자가 학습 문자 모양과 다르면 인식률이 현저하게 떨어지는 문제가 있다. 특히 아동의 경우 표준적인 필기방식과 많이 다르므로 문자 인식률이 매우 낮아 대부분의 문자 학습 증강현실 애플리케이션은 글자 카드를 사용하는 것에 머물고 있다.In the enhancement technology based on character recognition, offline character recognition is mainly used. However, due to the characteristics of offline character recognition, there is a problem that the recognition rate is significantly lowered if the written character differs from the learning character shape. Especially for children, the character recognition rate is very different because it is very different from the standard writing method. Therefore, most of the character learning augmented reality applications are using character cards.

KRKR 10-2016-009229210-2016-0092292 AA

본 발명은 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 제안된 것으로, 디스플레이에 표시되는 문자의 테두리에 점선 가이드가 표시되며 점선 가이드를 따라 필기가 감지될 경우, 문자를 인식한 후 문자 내용에 해당하는 가상객체를 표시하는 증강현실 시스템을 제공한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in order to solve the above-described technical problems, and it is an object of the present invention to provide a game machine, Thereby providing an augmented reality system for displaying an object.

상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 디스플레이에 3차원 가상영상을 표시함에 있어서, 상기 디스플레이에 표시되는 문자의 테두리에 점선 가이드가 표시되며 상기 점선 가이드를 따라 필기가 감지될 경우, 상기 문자를 인식한 후 상기 문자 내용에 해당하는 가상객체를 표시하는 모바일 단말기를 포함하고, 상기 가상객체가 터치될 경우 터치된 부위에 해당하는 미리 설정된 상기 가상객체의 움직임이 재생되는 것을 특징으로 하는 증강현실 시스템이 제공된다.According to an embodiment of the present invention, when displaying a three-dimensional virtual image on a display, a dotted line guide is displayed on a border of a character displayed on the display, and a handwriting is detected along the dotted line guide And a mobile terminal for recognizing the character and displaying a virtual object corresponding to the character content. When the virtual object is touched, the motion of the preset virtual object corresponding to the touched portion is reproduced An augmented reality system is provided.

또한 본 발명에 포함되는 상기 모바일 단말기는 9축 센서를 구비하여 자신의 3차원 자세정보를 획득하고, 상기 모바일 단말기에서 선택된 적어도 하나 이상의 가상객체의 자세는 상기 3차원 자세정보에 동기되어 변경되는 것을 특징으로 한다.Also, the mobile terminal of the present invention includes a 9-axis sensor to acquire its own three-dimensional attitude information, and the attitude of at least one or more virtual objects selected in the mobile terminal is changed in synchronization with the three- .

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 사용자 주위의 영상을 촬영하여 실제영상정보를 획득하는 영상 카메라가 내장되며 디스플레이에 3차원 가상영상을 표시함에 있어서, 현재위치정보와 상기 실제영상정보에 대응하는 상기 3차원 가상영상을 상기 디스플레이에 표시하는 모바일 단말기를 포함하고, 상기 모바일 단말기는, 상기 3차원 가상영상의 명칭에 해당하는 문자를 상기 디스플레이에 표시하되, 상기 문자의 테두리에 점선 가이드가 표시되며 상기 점선 가이드를 따라 필기가 감지될 경우, 상기 문자를 인식한 후 상기 문자 내용에 해당하는 가상객체를 표시하고, 상기 가상객체가 터치될 경우 터치된 부위에 해당하는 미리 설정된 상기 가상객체의 움직임이 재생되는 것을 특징으로 하는 증강현실 시스템이 제공된다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a video camera for capturing an image of a user and acquiring real image information, and displaying a three-dimensional virtual image on a display, And displaying the 3D virtual image on the display, wherein the mobile terminal displays a character corresponding to a name of the 3D virtual image on the display, wherein a dotted line guide is displayed on a border of the character And when a handwriting is sensed along the dotted line guide, recognizing the character, a virtual object corresponding to the character content is displayed, and when the virtual object is touched, movement of a preset virtual object corresponding to a touched portion Is reproduced in the augmented reality system.

본 발명에 포함되는 모바일 단말기는 9축 센서를 구비하여 자신의 3차원 자세정보를 획득하고, 상기 모바일 단말기에서 선택된 적어도 하나 이상의 가상객체의 자세는 상기 3차원 자세정보에 동기되어 변경되는 것을 특징으로 한다.The mobile terminal includes a 9-axis sensor to acquire three-dimensional attitude information of the mobile terminal, and the attitude of at least one or more virtual objects selected in the mobile terminal is changed in synchronization with the three-dimensional attitude information. do.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 사용자 주위의 영상을 촬영하여 실제영상정보를 획득하는 영상 카메라가 내장되며 디스플레이에 3차원 가상영상을 표시함에 있어서, 현재위치정보와 상기 실제영상정보에 대응하는 상기 3차원 가상영상을 상기 디스플레이에 표시하는 모바일 단말기; 및 상기 모바일 단말기로부터 전송되는 상기 현재위치정보와 상기 실제영상정보에 대응되는 상기 3차원 가상영상을 상기 모바일 단말기에 실시간으로 제공하는 서버;를 포함하고, 상기 서버는 상기 실제영상정보의 실제객체를 식별하고 식별된 실제객체에 각각 할당된 상기 3차원 가상영상의 가상객체를 상기 모바일 단말기에 제공함에 있어서, 상기 모바일 단말기는, 상기 3차원 가상영상의 명칭에 해당하는 문자를 상기 디스플레이에 표시하되, 상기 문자의 테두리에 점선 가이드가 표시되며 상기 점선 가이드를 따라 필기가 감지될 경우, 상기 문자를 인식한 후 상기 문자 내용에 해당하는 가상객체를 표시하고, 상기 가상객체가 터치될 경우 터치된 부위에 해당하는 미리 설정된 상기 가상객체의 움직임이 재생되고, 상기 모바일 단말기는 9축 센서를 구비하여 자신의 3차원 자세정보를 획득하고, 상기 모바일 단말기에서 선택된 적어도 하나 이상의 가상객체의 자세는 상기 3차원 자세정보에 동기되어 변경되는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, there is provided an image display apparatus including a video camera for capturing an image of a user and acquiring real image information, and displaying a three-dimensional virtual image on a display, A mobile terminal for displaying the corresponding 3D virtual image on the display; And a server for providing the mobile terminal with the current location information and the 3D virtual image corresponding to the actual image information transmitted from the mobile terminal in real time, Wherein the mobile terminal displays a character corresponding to the name of the three-dimensional virtual image on the display, wherein the character corresponding to the name of the three-dimensional virtual image is displayed on the display, When a handwriting is sensed along the dotted line guide, a virtual object corresponding to the character content is displayed after recognizing the character, and when the virtual object is touched, The motion of the corresponding preset virtual object is reproduced, and the mobile terminal transmits the 9-axis sensor Dimensional attitude information of the mobile terminal, and the attitude of at least one or more virtual objects selected in the mobile terminal is changed in synchronization with the three-dimensional attitude information.

또한, 본 발명에 포함되는 상기 모바일 단말기에서 선택된 적어도 하나 이상의 가상객체의 좌표는, 상기 실제영상정보에 대한 공간 좌표계에서 상기 모바일 단말기의 모바일 좌표계로 변경되고, 선택 해제된 가상객체의 좌표는 상기 모바일 단말기의 모바일 좌표계에서 상기 실제영상정보에 대한 공간 좌표계로 변경되는 것을 특징으로 한다.The coordinates of the at least one virtual object selected in the mobile terminal included in the present invention are changed from the spatial coordinate system for the actual image information to the mobile coordinate system of the mobile terminal, And the spatial coordinate system for the actual image information is changed in the mobile coordinate system of the terminal.

본 발명의 실시예에 따른 증강현실 시스템은, 디스플레이에 표시되는 문자의 테두리에 점선 가이드가 표시되며 점선 가이드를 따라 필기가 감지될 경우, 문자를 인식한 후 문자 내용에 해당하는 가상객체를 표시할 수 있다.In the augmented reality system according to the embodiment of the present invention, when a handwriting is detected along a dotted line guide, a dotted line guide is displayed on a border of a character displayed on a display, and a virtual object corresponding to the character content is displayed .

즉, 사용자에게 점선 가이드를 제공하여 필기 연습을 할 수 있으며 점선 가이드의 문자 폰트는 정형화 되어 있기 때문에 문자 인식률이 높다. 특히 0 ~ 5세까지의 아이들은 성인들과 다르게 문자를 문자로 인식하지 않고, 객체 즉 그림 혹은 덩어리로 인식하는 관계로 특정한 문자체에 상관없이 학습할 수 있다. 글자를 쓰는 행위는 그리는 행위 혹은 색칠을 하는 행위로 연계되어 학습을 할 수 있다. 또한, 3차원 방식의 다감각적 정보를 활용하여 학습할 수 있다. 아이들은 보고, 듣고, 느끼는 방식으로 감각을 표현하며 발달시키는데, 본 발명에서는 다감각에 의존한 표현 방식을 통해 지각력을 높여 정보에 대한 감각적 몰두를 할 수 있게 한다.That is, the user can perform handwriting practice by providing a dotted line guide, and the character font of the dotted line guide is standardized, so that the character recognition rate is high. In particular, children between 0 and 5 years old can learn a specific character regardless of the character, because they recognize it as an object, that is, a picture or a lump, instead of recognizing a character as an adult. Writing letters can be done by drawing or coloring. In addition, learning can be done using multidisciplinary information in a three-dimensional manner. Children express, develop and express their senses in a way that they see, hear, and feel. In the present invention, it is possible to increase the perception ability through the expression method depending on the senses, thereby enabling sensory immersion for information.

여기에서 감각적 몰두는 사용자의 주의가 눈앞에 펼쳐지는 가상 세계의 정보에 얼마만큼 빠져 들어가 있는가를 말하는 것이며, 예를 들어 증강현실에서 사물이 증강 될 때 아이들은 집중하게 되고, 사물의 완전한 모습을 관찰하기 위해 손가락으로 화면을 터치하거나 카메라를 움직이는 행위를 하게 된다. 아이들이 구체적인 그리기(글자 쓰기 활동)활동을 통해 가상객체를 조작하는 실물형 인터페이스를 제공함으로써 학습상황에서의 자연스러운 행위 유발성을 가져와 학습 자체에 몰입할 수 있다.Here, the sensory immersion refers to how much the user's attention falls into the information of the virtual world before the eyes. For example, when the object is augmented in augmented reality, the children concentrate and observe the complete image of the object Touch the screen with your finger or move the camera. By providing a real-world interface that allows children to manipulate virtual objects through specific drawing (writing activities) activities, it can induce natural behavior in learning situations and immerse themselves in learning itself.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 증강현실 시스템은 선택된 적어도 하나 이상의 가상객체의 자세가 모바일 단말기의 3차원 자세정보에 동기되어 변경되므로, 최소한의 액션으로 가상객체의 자세를 다양하게 변경할 수 있다.In addition, since the attitude of at least one or more virtual objects selected in the augmented reality system according to the embodiment of the present invention is changed in synchronization with the three-dimensional attitude information of the mobile terminal, the attitude of the virtual object can be changed variously with a minimum of actions.

또한, 모바일 단말기의 3차원 이동/회전 정보를 이용하여, 선택된 가상객체를 3차원적으로 이동/회전 시킬 수 있다. 즉, 이동, 회전 조작 모드를 상호 변환하지 않고 터치 스크린(디스플레이)을 여러 번 접촉하지 않아도 모바일 단말기의 자세변경을 통해 쉽게 가상객체를 이동/회전 시킬 수 있다.In addition, the selected virtual object can be moved / rotated three-dimensionally using the three-dimensional movement / rotation information of the mobile terminal. That is, the virtual object can be easily moved / rotated by changing the attitude of the mobile terminal without touching the touch screen (display) many times without converting the moving and rotating operation modes.

또한, 가상객체의 움직임을 기록하여 저장하고 재생할 수 있도록 하여 증강현실 애니메이션 구현 등과 같은 활용도를 높일 수 있다.In addition, it is possible to record the motion of the virtual object, to store and reproduce the movement of the virtual object, and to improve the utilization such as the augmented reality animation implementation.

도 1은 종래의 증강현실 시스템에서 표시되는 가상객체를 도시한 도면
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 증강현실 시스템(1)의 구성도이고, 도 2a는 증강현실 시스템(1)의 동작 과정을 나타낸 순서도
도 3은 문자의 테두리에 점선 가이드가 표시된 예시도
도 4 및 도 5는 문자를 인식한 후 문자 내용에 해당하는 가상객체가 표시되는 예시도
도 6 및 도 6a는 증강현실 시스템(1)에서 가상객체를 움직이는 예시를 나타낸 도면
도 7은 증강현실 시스템(1)에서 가상객체를 움직이는 다른 예시를 나타낸 도면
도 8은 증강현실 시스템(1)에서 가상객체를 선택하는 조건을 나타낸 도면
도 9는 증강현실 시스템(1)에서 유사객체를 식별하기 위한 학습과정을 나타낸 순서도
도 9a는 증강현실 시스템(1)에서 유사객체를 식별하기 위한 추가인식영역을 선정하는 과정을 도시한 구성도
도 10은 증강현실 시스템(1)에서 유사객체를 식별하는 과정을 나타낸 순서도
도 11은 증강현실 시스템(1)에서 유사객체를 식별하는 상태를 나타낸 제1 예시도
도 12는 증강현실 시스템(1)에서 유사객체를 식별하는 상태를 나타낸 제2 예시도
도 13은 증강현실 시스템(1)의 다른 동작원리를 나타낸 도면
도 14 및 도 14a는 증강현실 시스템(1)의 또 다른 동작원리를 나타낸 도면
도 15는 증강현실 시스템(1)의 모바일 단말기(100)의 구성도
1 is a diagram showing a virtual object displayed in a conventional augmented reality system;
FIG. 2 is a configuration diagram of an augmented reality system 1 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2A is a flowchart showing an operation process of the augmented reality system 1. FIG.
FIG. 3 is a diagram showing an example in which a dotted line guide is shown at the edge of a character
FIGS. 4 and 5 illustrate an example in which a virtual object corresponding to text content is displayed after recognizing a character
6 and 6A are diagrams illustrating an example of moving a virtual object in the AR system 1
7 is a diagram showing another example of moving a virtual object in the augmented reality system 1
8 is a diagram showing a condition for selecting a virtual object in the AR system 1
9 is a flowchart showing a learning process for identifying similar objects in the augmented reality system 1. Fig.
9A is a diagram showing a process of selecting an additional recognition area for identifying a similar object in the AR system 1
10 is a flowchart showing a process of identifying similar objects in the augmented reality system 1
11 is a first example showing a state for identifying a similar object in the augmented reality system 1. Fig.
12 is a second exemplary diagram showing a state for identifying a similar object in the augmented reality system 1. Fig.
13 is a diagram showing another operation principle of the augmented reality system 1
Figs. 14 and 14A are diagrams showing another operation principle of the augmented reality system 1
15 is a configuration diagram of the mobile terminal 100 of the augmented reality system 1. Fig.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, in order to facilitate a person skilled in the art to easily carry out the technical idea of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 증강현실 시스템(1)의 구성도이고, 도 2a는 증강현실 시스템(1)의 동작 과정을 나타낸 순서도이다.FIG. 2 is a block diagram of an augmented reality system 1 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2A is a flowchart illustrating an operation process of an augmented reality system 1. Referring to FIG.

본 실시예에 따른 증강현실 시스템(1)은 제안하고자 하는 기술적인 사상을 명확하게 설명하기 위한 간략한 구성만을 포함하고 있다.The augmented reality system 1 according to the present embodiment includes only a brief configuration for clearly explaining the technical idea to be proposed.

도 2 및 도 2a를 참조하면, 증강현실 시스템(1)은 모바일 단말기(100)와, 서버(200)와, 복수의 센싱부(300)를 포함하여 구성된다. 여기에서 서버(200) 및 복수의 센싱부(300)는 실시예에 따라 증강현실 시스템(1)에 선택적으로 구비될 수 있는 구성이다.2 and 2A, the augmented reality system 1 includes a mobile terminal 100, a server 200, and a plurality of sensing units 300. Here, the server 200 and the plurality of sensing units 300 may be selectively provided in the augmented reality system 1 according to the embodiment.

본 발명의 실시예에 따른 증강현실 시스템(1)은 문자의 필기를 인식하고 증강현실 객체의 조작이 가능하도록 동작할 수 있다.The augmented reality system 1 according to the embodiment of the present invention can recognize the handwriting of a character and operate to enable manipulation of an augmented reality object.

즉, 모바일 단말기(100)는 디스플레이에 3차원 가상영상을 표시함에 있어서, 디스플레이에 표시되는 문자의 테두리에 점선 가이드가 표시되며 점선 가이드를 따라 필기가 감지될 경우, 문자를 인식한 후 문자 내용에 해당하는 가상객체를 표시한다.That is, when displaying the three-dimensional virtual image on the display, the mobile terminal 100 displays a dotted line guide on the edge of the character displayed on the display. When the handwriting is detected along the dotted line guide, the mobile terminal 100 recognizes the character, Displays the corresponding virtual object.

이때, 가상객체가 터치될 경우 터치된 부위에 해당하는 미리 설정된 가상객체의 움직임이 재생될 수 있다. 또한, 모바일 단말기(100)는 9축 센서를 구비하므로 자신의 3차원 자세정보를 획득하고, 모바일 단말기(100)에서 선택된 적어도 하나 이상의 가상객체의 자세는 3차원 자세정보에 동기되어 변경될 수 있다.At this time, when the virtual object is touched, the movement of the preset virtual object corresponding to the touched portion can be reproduced. Also, since the mobile terminal 100 includes the nine-axis sensor, it acquires its own three-dimensional attitude information, and the attitude of at least one or more virtual objects selected from the mobile terminal 100 can be changed in synchronization with the three- .

즉, 점선 가이드를 따라 사용자가 필기를 하면 문자를 인식하여 해당되는 콘텐츠를 증강되어 가상객체로 표시된다. 증강되는 콘텐츠는 이미지, 동영상, 애니메이션 3D 모델, 음성 등이 포함될 수 있는데, 반응형 콘텐츠일 경우 사용자가 만지는 등의 행동을 할 경우 콘텐츠가 애니메이션, 음성, 소리 등을 표현하도록 동작한다.That is, when the user writes along the dotted line guide, the character is recognized and the corresponding content is augmented and displayed as a virtual object. The content to be augmented may include an image, a moving image, an animated 3D model, and a voice. In the case of reactive content, when the user performs an action such as touching, the content operates to express animation, voice, sound,

한편, 모바일 단말기(100)는 사용자 주위의 영상을 촬영하여 실제영상정보를 획득하는 영상 카메라가 내장되며 디스플레이에 3차원 가상영상을 표시함에 있어서, 현재위치정보와 실제영상정보에 대응하는 3차원 가상영상을 디스플레이에 표시한다.Meanwhile, in the mobile terminal 100, an image camera for capturing an image of a user around the user and acquiring actual image information is built therein. In displaying the three-dimensional virtual image on the display, the mobile terminal 100 displays three- Display the image on the display.

서버(200)는 모바일 단말기(100)로부터 전송되는 현재위치정보와 실제영상정보에 대응되는 3차원 가상영상을 모바일 단말기(100)에 실시간으로 제공한다.The server 200 provides the mobile terminal 100 with real time 3D virtual images corresponding to the current location information and actual image information transmitted from the mobile terminal 100. [

이때, 모바일 단말기(100)는 서버(200)로부터 제공받은 3차원 가상영상을 바로 표시하지 않고, 3차원 가상영상의 명칭에 해당하는 문자를 디스플레이에 표시할 수 있다. At this time, the mobile terminal 100 can display the character corresponding to the name of the three-dimensional virtual image on the display without directly displaying the three-dimensional virtual image provided from the server 200. [

이때, 문자의 테두리에 점선 가이드가 표시되며 점선 가이드를 따라 사용자의 필기가 감지될 경우, 문자를 인식한 후 문자 내용에 해당하는 가상객체를 표시한다. 이때, 가상객체가 터치될 경우 터치된 부위에 해당하는 미리 설정된 가상객체의 움직임이 재생될 수 있다.At this time, the dotted line guide is displayed on the edge of the character, and when the handwriting of the user is detected along the dotted line guide, the character is recognized and then the virtual object corresponding to the character content is displayed. At this time, when the virtual object is touched, the movement of the preset virtual object corresponding to the touched portion can be reproduced.

모바일 단말기(100)는 기본적으로 위성위치정보를 현재위치정보로써 서버(200)에 제공하도록 구성된다. 모바일 단말기(100)에 통신모듈이 포함되어 있을 경우, 위성위치정보 뿐만 아니라 주변의 와이파이(Wi-Fi) 중계기의 위치, 기지국 위치 등이 현재위치정보로써 서버(200)에 추가로 제공될 수 있다.The mobile terminal 100 is basically configured to provide satellite position information to the server 200 as current position information. When the communication module is included in the mobile terminal 100, not only the satellite position information, but also the location of the nearby Wi-Fi repeater, the location of the base station, and the like can be additionally provided to the server 200 as the current location information .

예를 들어 특히 실내에서는 위성위치정보를 수신할 수 없는 경우가 많으므로, 모바일 단말기(100)는, 검색된 적어도 하나 이상의 와이파이(Wi-Fi) 중계기의 신호세기를 추가로 파악하여 서버(200)로 전달할 수 있다. 즉 실내에 위치한 와이파이(Wi-Fi) 중계기의 절대위치는 미리 서버(200)에 저장되어 있으므로, 모바일 단말기(100)가 검색된 와이파이(Wi-Fi) 중계기의 고유번호와 신호세기를 추가로 제공할 경우, 서버(200)에서는 모바일 단말기(100)의 상대적인 이동경로를 파악할 수 있다.For example, since the satellite position information can not be received indoors in particular, the mobile terminal 100 may further grasp the signal strength of at least one of the searched Wi-Fi repeaters and send it to the server 200 . That is, since the absolute position of the Wi-Fi repeater located indoors is previously stored in the server 200, the mobile terminal 100 may additionally provide the unique number and signal strength of the found Wi-Fi repeater , The server 200 can grasp the relative movement path of the mobile terminal 100.

즉, 모바일 단말기(100)와 와이파이(Wi-Fi) 중계기 사이의 상대적인 거리를 신호세기로써 확인할 수 있으며 이웃하는 와이파이(Wi-Fi) 중계기와의 신호세기 변화를 토대로 이동방향을 산출할 수 있다. 실내에서 현재위치정보를 획득하는 추가적인 방식에 대해서는 후술하기로 한다.That is, the relative distance between the mobile terminal 100 and the Wi-Fi repeater can be confirmed by the signal strength, and the moving direction can be calculated based on the change in the signal strength with the neighboring Wi-Fi repeater. An additional method for acquiring the current position information in the room will be described later.

따라서 서버(200)는 모바일 단말기(100)를 소지한 사용자의 현재위치정보와, 모바일 단말기(100)의 영상 카메라에서 촬영된 실제영상정보를 통해 각각의 실제객체에 할당된 가상객체를 파악하고, 이에 대한 정보를 모바일 단말기(100)로 실시간으로 전송한다.Therefore, the server 200 recognizes the virtual objects allocated to the respective real objects through the current location information of the user having the mobile terminal 100 and the actual image information captured by the video camera of the mobile terminal 100, And transmits the information to the mobile terminal 100 in real time.

서버(200)는 실제영상정보의 실제객체를 식별하고 식별된 실제객체에 각각 할당된 3차원 가상영상의 가상객체를 모바일 단말기(100)에 제공하는데, 이때 모바일 단말기(100)는 9축 센서를 구비하여 자신의 3차원 자세정보를 획득하고, 모바일 단말기(100)에서 선택된 적어도 하나 이상의 가상객체의 자세는 3차원 자세정보에 동기되어 변경될 수 있다.The server 200 identifies the actual objects of the actual image information and provides the virtual objects of the three-dimensional virtual images assigned to the identified actual objects to the mobile terminal 100, And attitude of at least one or more virtual objects selected in the mobile terminal 100 can be changed in synchronization with the three-dimensional attitude information.

이때, 모바일 단말기(100)에서 선택된 적어도 하나 이상의 가상객체의 좌표는, 실제영상정보에 대한 공간 좌표계에서 모바일 단말기(100)의 모바일 좌표계로 변경되고, 선택 해제된 가상객체의 좌표는 모바일 단말기(100)의 모바일 좌표계에서 실제영상정보에 대한 공간 좌표계로 변경된다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.At this time, the coordinates of at least one or more virtual objects selected from the mobile terminal 100 are changed from the spatial coordinate system for the real image information to the mobile coordinate system of the mobile terminal 100, and the coordinates of the de- ) To the spatial coordinate system of the actual image information in the mobile coordinate system. A detailed description thereof will be given later.

참고적으로 모바일 단말기(100)의 연산능력과, 저장 공간이 충분한 경우, 증강현실 시스템(1)은 서버(200)의 구성없이 모바일 단말기(100) 자체에서 서버(200)의 역할을 수행하도록 구성될 수도 있을 것이다. 즉, 모바일 단말기(100)는 사용자 주위의 영상을 촬영하여 실제영상정보를 획득하는 영상 카메라가 내장되며 디스플레이에 3차원 가상영상을 표시함에 있어서, 현재위치정보와 실제영상정보에 대응하는 3차원 가상영상을 디스플레이에 표시한다. 이때, 모바일 단말기(100)는 9축 센서를 구비하여 자신의 3차원 자세정보를 획득할 수 있다. 따라서 모바일 단말기(100)에서 선택된 적어도 하나 이상의 가상객체의 자세는 3차원 자세정보에 동기되어 변경된다.The augmented reality system 1 is configured to perform the role of the server 200 in the mobile terminal 100 itself without the configuration of the server 200 when the computing ability and the storage space of the mobile terminal 100 are sufficient . That is, the mobile terminal 100 has a built-in video camera that captures an image of a user around the user and acquires actual image information, and displays a three-dimensional virtual image on the display. The three- Display the image on the display. At this time, the mobile terminal 100 may be provided with a nine-axis sensor to obtain its three-dimensional attitude information. Therefore, the attitude of at least one or more virtual objects selected from the mobile terminal 100 is changed in synchronization with the three-dimensional attitude information.

사용자가 모바일 단말기(100)를 3차원적으로 움직일 경우, 선택된 가상객체는 그 3차원적인 움직임에 동기되어 자세가 자동 변경된다. 참고적으로 9축 센서는 가속도 3축, 관성 3축, 지자기 3축으로 총 9축의 값이 측정되기 때문에 9축 센서라고 지칭되며, 온도값에 대한 보정을 위해 온도센서가 추가로 구비될 수 있다. 9축 센서는 모바일 단말기의 3차원적인 움직임을 감지할 뿐만 아니라 사용자의 응시방향, 이동방향, 기울기 등을 감지할 수 있다.When the user moves the mobile terminal 100 three-dimensionally, the selected virtual object is automatically changed in posture in synchronization with the three-dimensional movement. For reference, a 9-axis sensor is referred to as a 9-axis sensor because a value of 9 axes is measured as three axes of acceleration, 3 axes of inertia and 3 axes of geomagnetism, and a temperature sensor may be additionally provided for correcting the temperature value . The 9-axis sensor not only senses the three-dimensional movement of the mobile terminal but also can sense the gaze direction, movement direction, tilt, etc. of the user.

도 3은 문자의 테두리에 점선 가이드가 표시된 예시도이다.Fig. 3 is a diagram showing an example in which a dotted line guide is displayed at the edge of a character.

도 3을 참조하면, 모바일 단말기(100)의 디스플레이에"elephant", "pig", "wolf", "eagle"이 영문으로 표시되며 각 문자의 테두리에 점선 가이드가 표시된다.3, "elephant", "pig", "wolf", and "eagle" are displayed in English on the display of the mobile terminal 100, and a dotted line guide is displayed on the rim of each character.

따라서 사용자가 점선 가이드를 따라 터치를 하거나 펜으로 그리는 등의 행위를 할 경우, 즉 점선 가이드를 따라 필기가 감지될 경우, 모바일 단말기(100)는 문자를 인식한 후 문자 내용에 해당하는 가상객체를 표시한다.Accordingly, when the user performs a touch operation or draws with the pen along the dotted line guide, that is, when the handwriting is detected along the dotted line guide, the mobile terminal 100 recognizes the character, Display.

이때, 언어의 종류는 다양하게 선택할 수 있도록 표시될 수 있다. 본 실시예에서는 영어, 한국어가 선택표시되고, 그에 해당하는 언어로 문자가 표시되는 예시를 보였으나, 실시예에 따라 영어 및 한국어를 포함한 다양한 언어를 선택할 수 있도록 구성될 수 있을 것이다.At this time, the type of the language can be displayed so that various choices can be made. In this embodiment, English and Korean are selectively displayed, and characters are displayed in the corresponding language. However, various languages including English and Korean may be selected according to the embodiment.

도 4 및 도 5는 문자를 인식한 후 문자 내용에 해당하는 가상객체가 표시되는 예시도이다.FIGS. 4 and 5 illustrate examples in which a virtual object corresponding to text content is displayed after recognizing a character.

도 4 및 도 5를 참조하면, 얼룩말(zebra) 및 늑대(wolf)에 대한 문자의 필기가 감지될 경우, 문자를 인식한 후 문자 내용에 해당하는 가상객체, 즉 얼룩말 또는 늑대가 가상객체로써 표시된다.4 and 5, when a handwriting of a character is detected for a zebra and a wolf, a virtual object corresponding to the character content, that is, a zebra or a wolf is displayed as a virtual object do.

이때, 가상객체가 터치될 경우 터치된 부위에 해당하는 미리 설정된 가상객체의 움직임이 재생될 수 있다. 예를 들면 얼룩말의 엉덩이를 터치할 경우, 얼룩말이 널뛰는 액션이 재생될 수 있고 얼룩말의 머리를 쓰다듬을 경우 머리를 위아래로 흔드는 액션이 재생될 수 있다.At this time, when the virtual object is touched, the movement of the preset virtual object corresponding to the touched portion can be reproduced. For example, if you touch the zebra's butt, the action of the zebra can be played, and when the zebra's head is stroked, the action of rocking the head up and down can be played.

또한, 얼룩말이 가상객체로 표시된 상태에서 "사랑" 라는 문자를 추가 필기할 경우, "사랑"이라는 의미가 얼룩말의 행동에 부여되어 미리 설정된 얼룩말의 "사랑"에 대한 액션이 재생될 수 있다. 이때, "사랑"이라는 문자의 테두리에도 점선 가이드가 표시된다.Further, when the character "love" is additionally handwritten while the zebra is displayed as a virtual object, the meaning of "love" is given to the action of the zebra, and the action for the "love" of the zebra set in advance can be reproduced. At this time, the dotted line guide is also displayed on the border of the character "love".

또한, 얼룩말이 가상객체로 표시된 상태에서 얼룩말의 엉덩이를 터치할 경우, 얼룩말이 널뛰는 액션이 재생되면서 "싫다", 또는 "놀람" 이라는 문자가 디스플레이에 표시될 수 있다.Also, when touching the zebra's hips with the zebra being displayed as a virtual object, the character "no" or "surprise" may be displayed on the display while the action of the zebra is played back.

한편, 모바일 단말기(100)에는 디스플레이 방향으로 사용자의 얼굴을 촬영할 수 있는 추가 카메라가 구비될 수 있다. 이 카메라는 3차원 영상을 촬영할 수 있어 사용자의 신체, 특히 얼굴의 3차원 영상(깊이 영상)을 파악할 수 있다.Meanwhile, the mobile terminal 100 may be provided with an additional camera capable of photographing the user's face in the display direction. This camera can capture three-dimensional images, so that the user's body, especially three-dimensional images (depth images) of the face can be grasped.

따라서 신체연동모드가 설정될 경우, 사용자의 얼굴표정이 감지될 수 있는데, 얼룩말이 가상객체로 표시된 상태에서 사용자의 웃는 표정이 감지된 경우, 미리 설정된 얼룩말의 "기쁨"에 대한 액션이 재생될 수 있다. 사용자의 우는 표정이 감지된 경우, 미리 설정된 얼룩말의 "슬픔"에 대한 액션이 재생될 수 있다. 사용자의 화난 표정이 감지된 경우, 미리 설정된 얼룩말의 "분노"에 대한 액션이 재생될 수 있을 것이다.Therefore, when the body interlocking mode is set, the facial expression of the user can be detected. If the smiling expression of the user is detected while the zebra is displayed as a virtual object, an action for the "joy" have. If the user's crying expression is detected, an action for the "grief" of the preset zebra can be reproduced. If an angry facial expression of the user is detected, the action for the "anger" of the preset zebra will be reproduced.

이와 같은 문자의 필기를 인식하고 증강현실 객체의 조작이 가능한 증강현실 시스템(1)은, 3차원 방식의 다감각적 정보를 활용하여 학습할 수 있다. 아이들은 보고, 듣고, 느끼는 방식으로 감각을 표현하며 발달시키는데, 본 발명에서는 다감각에 의존한 표현 방식을 통해 지각력을 높여 정보에 대한 감각적 몰두를 할 수 있게 한다.The augmented reality system 1 capable of recognizing the handwriting of the character and manipulating the augmented reality object can learn using the three-dimensional multi-sensory information. Children express, develop and express their senses in a way that they see, hear, and feel. In the present invention, it is possible to increase the perception ability through the expression method depending on the senses, thereby enabling sensory immersion for information.

도 6 및 도 6a는 증강현실 시스템(1)에서 가상객체를 움직이는 예시를 나타낸 도면이다.6 and 6A are views illustrating an example of moving a virtual object in the augmented reality system 1. In FIG.

도 6 및 도 6a를 참조하면, 제1 단계(STEP 1)에서 공간 좌표계를 기준으로 공간상에 가상객체들이 증강되어 모바일 단말기(100)의 디스플레이에 표시된다.6 and 6A, in a first step (STEP 1), virtual objects are augmented on the space based on the spatial coordinate system and displayed on the display of the mobile terminal 100. [

제2 단계(STEP 2)에서 사용자가 모바일 단말기(100)로 가상객체를 선택하는데, 사용자가 모바일 단말기(100)의 디스플레이(터치 스크린)에 표시된 어느 하나 이상의 가상객체를 터치하면, 선택된 가상객체가 모바일 단말기(100)와 연결된다. 여기에서 연결의 의미는 가상객체의 기준 좌표계를 공간 좌표계에서 모바일 단말기(100)의 좌표계로 변경하였다는 것을 의미한다.If the user touches one or more virtual objects displayed on the display (touch screen) of the mobile terminal 100 in the second step (STEP 2), the selected virtual object is selected by the user And is connected to the mobile terminal 100. Here, the meaning of the connection means that the reference coordinate system of the virtual object is changed from the spatial coordinate system to the coordinate system of the mobile terminal 100.

제3 단계(STEP 3)에서 가상객체를 터치한 상태로 모바일 단말기(100)를 이동/회전하면, 모바일 단말기(100)에 연결된 가상객체의 이동/회전 정보가 모바일 단말기(100)의 3차원 움직임에 동기에 3차원적으로 변경된다.When the mobile terminal 100 is moved / rotated in a state where the virtual object is touched in the third step (STEP 3), movement / rotation information of the virtual object connected to the mobile terminal 100 is transmitted to the mobile terminal 100 in three- In a synchronous manner.

제4 단계(STEP 4)에서 가상객체를 터치입력을 하지 않으면 가상객체가 모바일 단말기(100)에서 분리된다. 여기에서 분리는 가상객체의 기준 좌표계가 모바일 단말기(100)의 좌표계에서 공간 좌표계로 변경되었다는 것을 의미한다.If the virtual object is not touch input in the fourth step (STEP 4), the virtual object is separated from the mobile terminal 100. Here, the separation means that the reference coordinate system of the virtual object is changed from the coordinate system of the mobile terminal 100 to the spatial coordinate system.

제5 단계(STEP 5)에서 모바일 단말기(100)의 3차원 자세정보에 동기되어 변경되는 가상객체의 자세변화영상은 저장되어 추후 재생 가능하다. 즉, 가상객체의 자세변화영상이 저장이 되었다면 추후에 재생 버튼을 눌러서 기록된 정보를 불러와 재생할 수 있다.In the fifth step (STEP 5), the posture change image of the virtual object changed in synchronization with the three-dimensional posture information of the mobile terminal 100 is stored and can be reproduced later. That is, if the posture change image of the virtual object is stored, the recorded information can be retrieved and played back by pressing the play button in the future.

상술한 예시의 제2 단계(STEP 2) 내지 제4 단계(STEP 4)에서 가상객체가 터치된 상태를 유지하는 동안에만, 그 터치된 가상객체의 기준 좌표계가 공간 좌표계에서 모바일 단말기(100)의 좌표계로 변경되어 모바일 단말기(100)의 3차원 동작과 연동되는 예시를 설명하였으나,Only the reference coordinate system of the touched virtual object is stored in the spatial coordinate system of the mobile terminal 100 in the second step (STEP 2) to the fourth step (STEP 4) of the above- The description has been given of an example in which the coordinate system is changed to cooperate with the three-dimensional motion of the mobile terminal 100,

실시예에 따라 가상객체를 소정의 시간이상 터치하면 가상객체가 선택되고, 다시 소정의 시간이상 터치하면 가상객체의 선택이 해제되는 방식이 적용될 수 있을 것이다.According to an embodiment, when a virtual object is touched for a predetermined time or longer, a virtual object is selected, and when the user touches again for a predetermined time or longer, the selection of the virtual object is released.

도 7은 증강현실 시스템(1)에서 가상객체를 움직이는 다른 예시를 나타낸 도면이다.FIG. 7 is a diagram illustrating another example of moving a virtual object in the AR system 1. FIG.

도 7을 참조하면, 모바일 단말기(100)에서 증강 콘텐츠가 로딩되어 가상객체가 표시되면, 사용자가 가상객체를 선택하여 해당 가상객체의 좌표계를 모바일 좌표계로 변경한다. 이후 모바일 단말기(100)의 3차원 움직임에 연동되어 선택된 가상객체가 움직이게 된다.Referring to FIG. 7, when augmented content is loaded in the mobile terminal 100 and a virtual object is displayed, the user selects a virtual object and changes the coordinate system of the virtual object to the mobile coordinate system. Thereafter, the selected virtual object moves in conjunction with the three-dimensional movement of the mobile terminal 100.

도 8은 증강현실 시스템(1)에서 가상객체를 선택하는 조건을 나타낸 도면이다.8 is a diagram showing a condition for selecting a virtual object in the augmented reality system 1. Fig.

도 8을 참조하면, 모바일 단말기(100)의 디스플레이에 표시된 가상객체를 선택할 때, 가상객체를 소정의 시간(t0)이상 터치하면 가상객체가 선택되고, 다시 소정의 시간(t0)이상 터치하면 가상객체의 선택이 해제되는 방식이 적용될 수 있을 것이다.Referring to FIG. 8, when selecting a virtual object displayed on the display of the mobile terminal 100, a virtual object is selected when a virtual object is touched for a predetermined time t0 or more. When the virtual object is touched again for a predetermined time t0, The way in which the object is deselected may be applied.

이때, 디스플레이가 소정의 압력(k1)이상으로 터치되는 경우에만, 가상객체의 터치 유효구간으로 인정되도록 구성되는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the display is configured to be recognized as a touch valid period of the virtual object only when the display is touched with a predetermined pressure (k1) or more.

즉, 가상객체를 소정의 시간(t0)이상 터치하면 가상객체가 선택되어 그 터치된 가상객체의 기준 좌표계가 공간 좌표계에서 모바일 단말기(100)의 좌표계로 변경되어 모바일 단말기(100)의 3차원 동작과 연동된다.That is, when a virtual object is touched for a predetermined time t0 or more, a virtual object is selected, the reference coordinate system of the touched virtual object is changed from the spatial coordinate system to the coordinate system of the mobile terminal 100, .

이때, 소정의 시간(t0)이상 터치된 이후의 지속시간에 따라 가상객체의 자세변화영상이 저장되는 시간이 자동 설정될 수 있다.At this time, the time at which the posture change image of the virtual object is stored may be automatically set according to the duration after touching the predetermined time t0 or longer.

도 8에 도시된 바와 같이, 가상객체를 소정의 시간(t0)이상 터치한 이후에도 제1 시간(t1) 동안 터치를 지속하면 소정의 시간(t0)에서 제1 시간(t1)까지의 구간(P1)동안 저장시간이 자동 설정된다. 따라서 가상객체의 터치시간이 길어질수록 저장시간이 더욱 길어지며 터치시간의 배수형태로 저장시간이 설정된다. 이때, 저장시간은 가상객체의 최초 이동시점부터 카운트 된다.8, if the touch is continued for the first time t1 even after the virtual object is touched for the predetermined time t0, the interval P1 from the predetermined time t0 to the first time t1 ), The storage time is automatically set. Therefore, as the touch time of the virtual object becomes longer, the storage time becomes longer and the storage time is set as a multiple of the touch time. At this time, the storage time is counted from the initial movement time of the virtual object.

이때 자동 설정된 저장시간은 디스플레이에 시간바 형태로 표시되며 그 소요시간이 실시간으로 표시된다. 이때 사용자가 시간바를 드레그 하여 좌우로 이동할 경우 소요시간이 길어지거나 짧아지게 동작한다. 즉, 사용자의 드레그 동작에 의해 자동 설정된 저장시간이 늘어나거나 줄어들 수 있다.At this time, the automatically set storage time is displayed in the form of time bar on the display, and the required time is displayed in real time. At this time, when the user moves left and right by dragging the time bar, the time required is increased or shortened. That is, the storage time automatically set by the drag operation of the user can be increased or decreased.

한편, 모바일 단말기(100)에는 디스플레이 방향으로 사용자의 얼굴을 촬영할 수 있는 추가 카메라가 구비될 수 있다. 이 카메라는 3차원 영상을 촬영할 수 있어 사용자의 신체, 특히 얼굴의 3차원 영상(깊이 영상)을 파악할 수 있다.Meanwhile, the mobile terminal 100 may be provided with an additional camera capable of photographing the user's face in the display direction. This camera can capture three-dimensional images, so that the user's body, especially three-dimensional images (depth images) of the face can be grasped.

따라서 신체연동모드가 설정될 경우, 사용자의 머리 움직임이나, 손가락 움직임, 동공의 움직임 중 적어도 어느 하나 이상을 카메라가 3차원적으로 파악하여, 이러한 움직임에 동기되어 가상객체가 움직이도록 설정될 수 있다. 이때, 머리 움직임, 손가락 움직임, 동공의 움직임은 개별적으로 선택될 수 있고, 복수 개가 선택되어 움직임을 파악하도록 설정될 수 있을 것이다.Therefore, when the body interlocking mode is set, the camera can grasp at least one of the head movement of the user, the finger movement, and the movement of the pupil three-dimensionally, and the virtual object can be set to move in synchronization with the movement . At this time, the head movement, the finger movement, and the pupil movement can be individually selected, and a plurality of the head movement, the finger movement, and the pupil movement can be selected to grasp the movement.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 증강현실 시스템(1)은 추가인식영역을 선정하고, 추가인식영역의 영상 차이점을 토대로 고유 식별자를 실제객체에 각각 부여하여 유사객체를 식별할 수 있다.Meanwhile, the augmented reality system 1 according to the embodiment of the present invention can identify the similar object by selecting an additional recognition area and assigning a unique identifier to the actual object based on the image difference of the additional recognition area.

또한, 증강현실 시스템(1)은 추가인식영역의 영상 차이점을 토대로 각각의 실제객체에 부여된 고유 식별자와, 각 실제객체의 현재위치정보를 모두 고려하여 각각의 실제객체를 식별할 수 있다.In addition, the augmented reality system 1 can identify each real object by considering both the unique identifier given to each real object and the current position information of each real object based on the image difference in the additional recognition area.

따라서 유사성이 높은 실제객체가 배열되더라도 이를 식별하여 각각의 실제객체에 할당된 가상객체를 표시하여 사용자에게 혼동 없는 정보를 전달할 수 있다.Therefore, even if real objects having high similarity are arranged, it is possible to identify them and display the virtual objects allocated to the respective real objects, thereby conveying information without confusion to the user.

객체의 시각인지기술은 네 가지 단계로 구분할 수 있다. - DCRI (Detection, Classification, Recognition, and Identification) - The visual cognition description of an object can be divided into four steps. - DCRI (Detection, Classification, Recognition, and Identification) -

우선, 발견(Detection)은 객체가 있는지 없는지만 알 수 있는 단계이다.First, detection is a step that can detect whether or not an object exists.

다음으로, 분류(Classification)는 객체가 어떤 분류인지 알 수 있는 단계이다. - 예를 들면 사람인지 동물인지 분류할 수 있음 - Next, Classification is a step of knowing what classification an object is. - For example, it can be classified as human or animal -

다음으로, 인식(Recognition)은 객체의 개략적인 특성을 알 수 있는 단계이다. - 예를 들면 사람이 입고 있는 옷의 간략한 정보를 알 수 있음 - Next, Recognition is a step to know the approximate characteristics of the object. - For example, you can find brief information about clothes that a person wears -

마지막으로, 식별(Identification)은 객체의 세밀한 특성을 알 수 있는 단계이다. - 예를 들면 어떤 사람의 얼굴을 구분할 수 있고, 자동차 번호판의 숫자를 알 수 있음 - Finally, Identification is a step that allows to know the detailed characteristics of an object. For example, you can identify a person's face and know the number of the license plate.

본원발명의 증강현실 시스템(1)은 식별(Identification)단계가 구현되어 유사한 실제객체의 세부 특성을 구분할 수 있도록 동작한다.The augmented reality system 1 of the present invention operates so that an identification step can be implemented to distinguish detailed characteristics of similar real objects.

예를 들면 증강현실 시스템(1)은 유사한 모양을 갖는 설비(실제객체)에 부착된 문자를 인식하고 고유식별번호를 부여하거나, 차이가 있는 부분을 식별한 후 그 부분을 추가인식영역을 선정하고, 추가인식영역의 2D/3D 특징정보 차이와, 위성위치정보 및 와이파이 신호 등으로 계측된 현재위치정보를 모두 이용하여 유사도 값이 높은 실제객체를 각각 구분할 수 있도록 구성된다.For example, the augmented reality system 1 recognizes a character attached to a facility (real object) having a similar shape and assigns a unique identification number, or identifies a difference portion, and then selects the additional recognition region The 2D / 3D feature information difference of the additional recognition area, and the current position information measured by the satellite position information and the Wi-Fi signal, to distinguish real objects having high similarity values.

도 9는 증강현실 시스템(1)에서 유사객체를 식별하기 위한 학습과정을 나타낸 순서도이고, 도 9a는 증강현실 시스템(1)에서 유사객체를 식별하기 위한 추가인식영역을 선정하는 과정을 도시한 구성도이다.FIG. 9 is a flowchart illustrating a learning process for identifying similar objects in the AR system 1. FIG. 9A illustrates a process for selecting an additional recognition area for identifying similar objects in the AR system 1. FIG. .

도 9 및 도 9a를 참조하면, 서버(200)는 실제영상정보의 실제객체를 식별하고 식별된 실제객체에 각각 할당된 3차원 가상영상의 가상객체를 모바일 단말기(100)에 제공하도록 동작한다.9 and 9A, the server 200 operates to identify a real object of actual image information and to provide a virtual object of a three-dimensional virtual image, each of which is assigned to an identified real object, to the mobile terminal 100. [

즉, 서버(200)는 실제영상정보에 존재하는 복수의 실제객체 중에서 소정의 영상 유사도 값(d) 이상을 갖는 실제객체들은 각각의 실제영상정보를 차분하여 추가인식영역을 선정하고, 추가인식영역의 영상 차이점을 토대로 고유 식별자를 실제객체에 각각 부여한다.That is, the server 200 selects the additional recognition area by subtracting the actual image information from the actual objects having the predetermined image similarity value d or more among the plurality of actual objects existing in the actual image information, And assigns a unique identifier to the actual object based on the image difference of the object.

예를 들면 추가인식영역이 서로 다른 문자나, 숫자가 표시되어 있을 경우 서버(200)는 추가인식영역의 차이점을 토대로 각각의 실제객체에 고유 식별자를 부여한 후 이를 데이터베이스화하여 저장하고, 고유 식별자에 할당된 가상객체를 추가 모바일 단말기(100)로 전송할 수 있다.For example, when characters or numbers different from each other are displayed in the additional recognition area, the server 200 assigns a unique identifier to each of the actual objects based on the difference of the additional recognition areas, stores the database in a database, And may transmit the assigned virtual object to the additional mobile terminal 100.

즉, 복수의 실제객체가 소정의 영상 유사도 값(d) 이상을 가질 경우, 영상을 추상화하고 영상을 차분화하여 추가인식영역(추가 학습영역)을 설정한 후, 추가인식영역의 차이점을 식별하여 각각의 고유 식별자를 부여하는 것이다.That is, when a plurality of actual objects have a predetermined image similarity value (d) or more, the image is abstracted and the image is differentiated to set an additional recognition area (additional learning area) And each unique identifier is assigned.

도 10은 증강현실 시스템(1)에서 유사객체를 식별하는 과정을 나타낸 순서도이고, 도 11은 증강현실 시스템(1)에서 유사객체를 식별하는 상태를 나타낸 제1 예시도이다.FIG. 10 is a flowchart illustrating a process of identifying similar objects in the AR system 1, and FIG. 11 is a first exemplary view illustrating a state in which similar objects are identified in the AR system 1. FIG.

도 10 및 도 11을 참조하면, 모바일 단말기(100)로부터 실제영상정보가 전달되면, 서버(200)는 실제영상정보의 실제객체를 구분한 후, 유사 이미지가 존재하지 않을 경우(유사한 모양의 실제객체가 존재하지 않을 경우)에는 식별된 이미지에 해당하는 가상객체를 각각 할당한다.Referring to FIGS. 10 and 11, when actual image information is transmitted from the mobile terminal 100, the server 200 distinguishes real objects of actual image information, and then, when there is no similar image The virtual object corresponding to the identified image is allocated to each of the virtual objects.

이때, 서버(200)는 유사 이미지가 존재할 경우(유사한 모양의 실제객체가 존재할 경우) 추가인식영역의 정보를 비교하여 고유 식별자를 식별한 후, 고유 식별자에 해당하는 가상객체를 할당한다.At this time, the server 200 compares the information of the additional recognition area with the similar image (if a similar object exists), identifies the unique identifier, and then assigns the virtual object corresponding to the unique identifier.

즉, 도 11에 도시된 바와 같이, 유사한 모양의 설비(실제객체)가 이웃한 위치에 배치될 경우, 서버(200)는 모바일 단말기(100)로부터 전송된 실제영상정보에서 복수의 실제객체를 인식한 후, 각 실제객체의 추가인식영역의 정보를 비교하여 고유 식별자를 식별하고 고유 식별자에 해당하는 가상객체를 할당한다.11, when a facility (a real object) having a similar shape is disposed at a neighboring location, the server 200 recognizes a plurality of actual objects in the actual image information transmitted from the mobile terminal 100 Then, the information of the additional recognition area of each real object is compared to identify the unique identifier, and the virtual object corresponding to the unique identifier is allocated.

한편, 각 설비의 추가인식영역에 서로 다른 식별마커가 인쇄되어 있을 경우, 그 식별마커의 형태는 다음과 같이 구성될 수 있다.On the other hand, when different identification markers are printed in the additional recognition area of each facility, the shape of the identification markers can be configured as follows.

식별마커는 제1 식별마커 영역과, 제2 식별마커 영역과, 제3 식별마커 영역과, 제4 식별마커 영역을 포함하여 구성될 수 있다.The identification marker may be configured to include a first identification marker region, a second identification marker region, a third identification marker region, and a fourth identification marker region.

즉, 식별마커는 제1 식별마커 영역, 제2 식별마커 영역, 제3 식별마커 영역 및 제4 식별마커 영역을 하나의 식별자로써 인식한다. 즉, 모바일 단말기(100)는 기본적으로 제1 내지 제4 식별마커를 모두 촬영하여 서버(200)로 전송하고 서버(200)는 인식된 식별마커를 하나의 고유 식별자로써 인식한다.That is, the identification marker recognizes the first identification marker region, the second identification marker region, the third identification marker region, and the fourth identification marker region as one identifier. That is, the mobile terminal 100 basically captures all of the first to fourth identification markers and transmits them to the server 200, and the server 200 recognizes the recognized identification markers as one unique identifier.

이때, 제1 식별마커 영역은 가시광선 영역의 파장을 반사하도록 구성된다. 즉, 제1 식별마커 영역은 일반적인 도료로 인쇄되며 사람이 시각적으로 구분할 수 있도록 인쇄된다.At this time, the first identification marker region is configured to reflect the wavelength of the visible light region. That is, the first identification marker area is printed with a common paint and printed so that a human can visually distinguish it.

또한, 제2 식별마커 영역은 제1 적외선 파장을 반사하는데, 제1 적외선 파장을 반사하는 도료로 인쇄되며 사람이 시각적으로 구분할 수 없다.In addition, the second identification marker region reflects the first infrared wavelength, printed with a paint reflecting the first infrared wavelength, and can not be visually distinguished by a person.

또한, 제3 식별마커 영역은 제1 적외선 파장 보다 긴 파장의 제2 적외선 파장을 반사하는데, 제2 적외선 파장을 반사하는 도료로 인쇄되며 사람이 시각적으로 구분할 수 없다.Further, the third identification marker region reflects a second infrared wavelength of a wavelength longer than the first infrared wavelength, and is printed with a paint reflecting the second infrared wavelength, and can not be visually distinguished by a person.

또한, 제4 식별마커 영역은 제1 적외선 파장 및 제2 적외선 파장을 동시에 반사하는데, 제1 및 제2 적외선 파장을 반사하는 도료로 인쇄되며 사람이 시각적으로 구분할 수 없다.Further, the fourth identification marker region simultaneously reflects the first infrared wavelength and the second infrared wavelength, which is printed with a paint reflecting the first and second infrared wavelengths, and can not be visually distinguished by a person.

이때, 식별마커를 영상 촬영하는 모바일 단말기(100)의 카메라는 적외선 투과파장을 조절하는 분광필터가 장착되어 적외선 파장 영역을 촬영하여 인식할 수 있도록 구성된다.At this time, the camera of the mobile terminal 100 for photographing the identification marker is configured to be able to photograph and recognize an infrared wavelength region by mounting a spectral filter for controlling the infrared transmission wavelength.

따라서 설비에 인쇄된 식별마커 중 제1 식별마커 영역만이 사람이 시각적으로 확인할 수 있으며, 제2 식별마커 영역, 제3 식별마커 영역 및 제4 식별마커 영역은 사람이 시각적으로 확인할 수 없고 모바일 단말기(100)의 카메라를 통해 촬영될 수 있다. Therefore, only the first identification marker area printed on the facility can be visually confirmed by the person, and the second identification marker area, the third identification marker area and the fourth identification marker area can not be visually recognized by a person, (Not shown).

제1 식별마커 영역, 제2 식별마커 영역, 제3 식별마커 영역 및 제4 식별마커 영역의 상대적인 인쇄위치(좌우상하)도 하나의 구분자로써 이용될 수 있다. 식별마커 영역에는 숫자, 기호, 부호 등과 같이 다양한 문자들이 인쇄될 수도 있다. 또한, 식별마커는 QR 코드, 바코드 형태로 인쇄될 수도 있을 것이다.Relative printing positions (left, right, top and bottom) of the first identification marker region, the second identification marker region, the third identification marker region and the fourth identification marker region can also be used as one delimiter. In the identification marker area, various characters such as numbers, symbols, and symbols may be printed. In addition, the identification marker may be printed in the form of a QR code or a bar code.

도 12는 증강현실 시스템(1)에서 유사객체를 식별하는 상태를 나타낸 제2 예시도이다.12 is a second exemplary view showing a state in which similar objects are identified in the augmented reality system 1. [

도 12를 참조하면, 서버(200)는 추가인식영역의 영상 차이점을 토대로 각각의 실제객체에 부여된 고유 식별자와, 각 실제객체의 현재위치정보를 모두 고려하여 각각의 실제객체를 식별할 수 있다. 즉, 사용자(모바일 단말기(100))의 현재위치정보를 추가적으로 고려하여 실제객체를 식별할 수 있다.Referring to FIG. 12, the server 200 can identify each real object by considering both the unique identifier given to each real object and the current position information of each real object based on the image difference in the additional recognition area . That is, the actual object can be identified by further considering the current location information of the user (mobile terminal 100).

예를 들면 복수의 실제객체가 소정의 이격거리를 유지할 경우, 유사도 값이 높은 실제객체라 할지라도 사용자의 현재위치정보를 이용하여 이를 식별할 수 있다. 여기에서 현재위치정보는 사용자의 절대적인 위치정보, 상대적인 위치정보, 이동방향, 가속도 및 시선의 방향 등을 모두 포함한다고 가정한다.For example, when a plurality of actual objects maintain a predetermined distance, the user can identify the object using the current location information even if the actual object has a high similarity value. Herein, it is assumed that the current position information includes the absolute position information of the user, relative position information, the moving direction, the acceleration, and the direction of the line of sight.

이때, 서버(200)는 현재위치정보로도 식별되지 않는 실제객체들을 추가적으로 식별하기 위해 추가인식영역을 선정하고 이 영역을 인식하여 실제객체들의 차이를 식별할 수도 있을 것이다.At this time, the server 200 may select an additional recognition area to further identify actual objects not identified by the current location information, and recognize the difference to identify differences between actual objects.

또한, 서버(200)는 각 실제객체의 현재위치정보를 토대로 추가인식영역의 후보위치를 결정할 수 있다.Also, the server 200 can determine the candidate position of the additional recognition area based on the current position information of each actual object.

즉, 도 12를 참조하면, 사용자가 제1 위치(P1)에 위치하고 정면에 위치한 실제객체를 응시할 경우, That is, referring to FIG. 12, when the user looks at an actual object located at the first position Pl and located at the front,

서버(200)는 실제영상정보를 토대로 해당 실제객체와 사용자와의 이격거리를 판단한 후, 그 실제객체의 공간상의 좌표(x1,y1,z1)를 검출한다.The server 200 determines the distance between the real object and the user based on the actual image information, and then detects the coordinates (x1, y1, z1) on the space of the actual object.

공간상의 좌표(x1,y1,z1)에 위치하는 실제객체에는 복수의 추가인식영역이 미리 설정되어 있으므로, 서버(200)는 실제객체의 공간상의 좌표(x1,y1,z1), 즉 실제객체의 현재위치정보를 토대로 추가인식영역의 후보위치를 결정할 수 있다.Since the plurality of additional recognition areas are previously set in the actual object located at the coordinates (x1, y1, z1) on the space, the server 200 stores the coordinates (x1, y1, z1) The candidate position of the additional recognition area can be determined based on the current position information.

서버(200)는 공간상의 좌표(x1,y1,z1)에 미리 어떤 실제객체가 존재하는지와, 그 실제객체의 어떤 부분이 추가인식영역으로 지정되어 있는지를 미리 파악하고 있으므로, 단순히 추가인식영역의 후보위치만을 식별하여 객체를 식별할 수 있는 것이다. 이와 같은 방식은 추가인식영역을 식별하기 위한 연산량이 감소할 수 있는 장점이 있다.The server 200 grasps in advance which real object exists in the coordinates (x1, y1, z1) on the space and which part of the actual object is designated as the additional recognition area, It is possible to identify an object by identifying only a candidate position. Such a scheme has an advantage that the amount of calculation for identifying an additional recognition area can be reduced.

참고적으로, 실내공간이라고 가정하고 조명의 방향이 모두 일정하다고 가정하면, 유사한 실제객체라 할지라도 그 조명에 의한 그림자의 위치 및 크기는 서로 달라질 수 있다. 따라서 서버(200)는 사용자의 현재위치를 기준으로 각각의 실제객체의 그림자 위치 및 크기의 차이점을 추가정보로 이용하여 각각의 실제객체를 식별할 수도 있을 것이다.For reference, assuming indoor space and assuming that all directions of illumination are constant, the position and size of shadows due to the illumination may be different from each other even for similar real objects. Accordingly, the server 200 may identify each actual object using the difference between the shadow position and the size of each actual object as additional information based on the current position of the user.

한편, 실제영상정보의 실제객체에 각각 할당되어 표시되는 3차원 가상영상의 가상객체의 위치는, 실제객체와 소정의 이격거리를 유지하도록 자동 조절되어 모바일 단말기(100)에 표시된다.On the other hand, the position of the virtual object of the three-dimensional virtual image, which is allocated and displayed on the actual object of the actual image information, is automatically adjusted to be maintained at a predetermined distance from the actual object and displayed on the mobile terminal 100.

또한, 각각의 가상객체 사이의 위치도 소정의 이격거리를 유지하도록 자동 조절되어 모바일 단말기(100)에 표시된다.In addition, the position between each virtual object is automatically adjusted and displayed on the mobile terminal 100 so as to maintain a predetermined separation distance.

따라서 실제객체 및 가상객체간의 상호 위치관계를 고려하여 객체들이 서로 중첩되지 않도록 위치가 자동 조절되므로 사용자가 편리하게 원하는 가상객체의 정보를 확인할 수 있다. 즉, 가상객체를 집중력 있게 인지하는 시간이 길어지게 되어 광고효과가 상승할 수 있다.Therefore, since the position is automatically adjusted so that the objects are not overlapped with each other considering the mutual positional relationship between the actual object and the virtual object, the user can conveniently check the information of the desired virtual object. That is, it takes a long time to recognize the virtual objects with concentration, and the advertisement effect can be increased.

도 13은 증강현실 시스템(1)의 다른 동작원리를 나타낸 도면이다.13 is a view showing another operation principle of the augmented reality system 1. Fig.

도 13을 참조하여 증강현실 시스템(1)의 동작원리를 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.The operation principle of the augmented reality system 1 will be described in more detail with reference to FIG.

제1 가상객체(Virtual Object 1)와 실제객체(Physical Object) 사이의 이격거리(D2)는,The distance D2 between the first virtual object (Virtual Object 1) and the actual object (Physical Object)

제1 가상객체(Virtual Object 1)의 중심점과 제1 가상객체(Virtual Object 1)의 최외곽영역 사이의 거리(R1)와, 실제객체(Physical Object)의 중심점과 실제객체(Physical Object)의 최외곽영역 사이의 거리(R3)의 합보다 더 긴 거리를 갖도록 자동 설정된다.The distance R1 between the center point of the first virtual object 1 and the outermost area of the first virtual object 1 and the distance R1 between the center point of the actual object and the center of the physical object Is set to be longer than the sum of the distance R3 between the outer areas.

또한, 제2 가상객체(Virtual Object 2)와 실제객체(Physical Object) 사이의 이격거리(D1)는, 제2 가상객체(Virtual Object 2)의 중심점과 제2 가상객체(Virtual Object 2)의 최외곽영역 사이의 거리(R2)와, 실제객체(Physical Object)의 중심점과 실제객체(Physical Object)의 최외곽영역 사이의 거리(R3)의 합보다 더 긴 거리를 갖도록 자동 설정된다.The distance Dl between the second virtual object 2 and the physical object is a distance between the center point of the second virtual object 2 and the center of the second virtual object 2 The distance R2 between the outer regions and the distance R3 between the center point of the physical object and the outermost region of the physical object.

또한, 제1 가상객체(Virtual Object 1)와 제2 가상객체(Virtual Object 2) 사이의 이격거리(D1)는, 제1 가상객체(Virtual Object 1)의 중심점과 제1 가상객체(Virtual Object 1)의 최외곽영역 사이의 거리(R1)와, 제2 가상객체(Virtual Object 2)의 중심점과 제2 가상객체(Virtual Object 2)의 최외곽영역 사이의 거리(R2)의 합보다 더 긴 거리를 갖도록 자동 설정된다.The distance D1 between the first virtual object 1 and the second virtual object 2 is calculated by dividing the distance between the center point of the first virtual object 1 and the first virtual object 1 And a distance R2 between the center point of the second virtual object 2 and the outermost region of the second virtual object 2 (Virtual Object 2), which is longer than the sum of the distance R1 between the outermost region of the second virtual object .

제1 가상객체(Virtual Object 1) 및 제2 가상객체(Virtual Object 2)는 수평방향 및 수직방향으로 이동하며, 다른 객체와 중복되어 사용자의 시야에서 벗어나지 않도록 3차원 공간상에서 위치가 자동 조절 - x , y , z 축을 기준으로 위치가 조절됨 - 된다.The first virtual object (Virtual Object 1) and the second virtual object (Virtual Object 2) move in the horizontal direction and the vertical direction and are automatically overlapped with other objects to automatically adjust the position in the three-dimensional space so as not to deviate from the user's view. , the position is adjusted with respect to the y and z axes.

한편, 실제객체(Physical Object) 및 제1 가상객체(Virtual Object 1) 사이와, 실제객체(Physical Object) 및 제2 가상객체(Virtual Object 2) 사이에는 각각의 가상선(L1, L2)이 동적으로 생성되어 표시된다.On the other hand, between the physical object and the first virtual object 1, and between the physical object and the second virtual object 2, the virtual lines L1 and L2 are dynamic As shown in FIG.

가상선(L1, L2)은 많은 수의 가상객체가 화면상에 존재할 때, 실제객체(Physical Object)와의 연관성을 지시하기 위해 표시되며 가상선(L1, L2)의 굵기, 투명도, 색상은 사용자의 시선에 따라 자동으로 변경될 수 있다. When a large number of virtual objects exist on the screen, the virtual lines L1 and L2 are displayed to indicate the association with the physical object, and the thickness, transparency, and color of the virtual lines L1 and L2 are It can be changed automatically according to the line of sight.

예를 들면 사용자가 제1 가상객체(Virtual Object 1)를 소정의 시간 이상 응시할 경우 모바일 단말기(100)이 제1 가상객체(Virtual Object 1)의 응시여부를 감지한 후, 실제객체(Physical Object)와 제1 가상객체(Virtual Object 1) 사이의 가상선(L1)의 굵기를 다른 가상선(L2)보다 더 굵게 변경하고, 투명도도 더 낮게 변경하고, 색상도 붉은색 등과 같이 강조될 수 있는 색상으로 자동 변경하도록 동작할 수도 있다.For example, when the user gazes at the first virtual object (Virtual Object 1) for a predetermined time or more, the mobile terminal 100 detects whether the first virtual object (Virtual Object 1) The thickness of the virtual line L1 between the first virtual object 1 and the first virtual object 1 is changed to be thicker than the other virtual line L2 and the transparency is also changed to be lower, As shown in FIG.

이때, 실제객체(Physical Object)에 제1 가상객체(Virtual Object 1) 및 제2 가상객체(Virtual Object 2)가 모두 할당된다고 가정하면, 실제객체(Physical Object)에 할당된 복수의 가상객체의 거리는 상술한 바와 같이 소정의 이격거리(D2, D3)를 각각 유지하되, 더 세부적인 정보를 갖는 가상객체가 실제객체(Physical Object)에 상대적으로 더 가까이에 배치된다.At this time, assuming that the first virtual object 1 and the second virtual object 2 are all allocated to the physical object, the distance of the plurality of virtual objects allocated to the physical object is As described above, virtual objects having more detailed information are held closer to a physical object while maintaining a predetermined distance D2 and D3, respectively.

예를 들어 제1 가상객체(Virtual Object 1)의 정보가 더 세부적인 정보이고, 제2 가상객체(Virtual Object 2)의 정보는 상대적으로 개념적인 정보라고 가정하면,For example, if the information of the first virtual object (Virtual Object 1) is more detailed information and the information of the second virtual object (Virtual Object 2) is relatively conceptual information,

제1 가상객체(Virtual Object 1)와 실제객체(Physical Object) 사이의 이격거리(D2)보다 제2 가상객체(Virtual Object 2)와 실제객체(Physical Object) 사이의 이격거리(D3)가 더 길게 자동 설정되어, 사용자가 세부적인 정보를 빠르게 인지할 수 있다.The distance D3 between the second virtual object 2 and the physical object is longer than the distance D2 between the first virtual object 1 and the physical object It is automatically set up so that the user can quickly recognize detailed information.

또한, 실제객체(Physical Object)에 복수의 가상객체가 할당되어 있을 경우, 연관성이 높을수록 가상객체 사이의 거리가 더 가까이 배치되고, 연관성이 낮을수록 가상객체 사이의 거리가 더 멀리 자동 배치될 수 있다.Also, when a plurality of virtual objects are allocated to a physical object, the distance between the virtual objects is arranged closer to the virtual object, and the distance between the virtual objects is arranged more automatically have.

도 14 및 도 14a는 증강현실 시스템(1)의 또 다른 동작원리를 나타낸 도면이다.Figs. 14 and 14A are diagrams showing another operation principle of the augmented reality system 1. Fig.

도 14 및 도 14a를 참조하면, 실제영상정보의 실제객체에 각각 할당되어 표시되는 3차원 가상영상의 가상객체의 정보량은, 실제객체와 사용자와의 거리에 따라 동적으로 자동 조절되어 모바일 단말기(100)에 표시될 수 있다.14 and 14A, the amount of information of a virtual object of a three-dimensional virtual image allocated to and displayed on actual objects of actual image information is automatically dynamically adjusted according to a distance between a real object and a user, ). ≪ / RTI >

따라서 사용자가 객체에 가까이 접근하였을 때 가상객체가 좀 더 세부적인 정보를 표시하므로, 사용자가 편리하게 원하는 가상객체의 정보를 확인할 수 있다. 즉, 사용자가 해당 가상객체를 집중력 있게 인지하는 시간이 길어지게 되어 정보전달 효과가 상승할 수 있다.Therefore, when the user approaches the object, the virtual object displays more detailed information, so that the user can conveniently check the information of the desired virtual object. That is, the time for the user to concentrate on the virtual object is prolonged, and the information transfer effect can be increased.

일반적으로 사용자는 관심있는 객체에 대한 정보를 좀 더 가까이에서 보려하는 경향이 있으므로, 사용자가 관심 객체와 멀리 떨어져 있을 때는 추상적으로 정보를 표시하고, 사용자가 관심 객체에 근접할 경우 좀 더 상세한 정보를 표시하도록 동작한다.In general, the user tends to look closer at the information about the object of interest, so that when the user is far away from the object of interest, the information is abstractly displayed, and when the user is close to the object of interest, .

사용자와 실제객체 또는 가상객체 사이의 거리가 소정의 이격거리(D1) 내에 도달할 때부터 실제객체에 할당된 가상객체가 표시되기 시작하며, 사용자와 실제객체 또는 가상객체 사이의 거리가 가까워질수록 좀 더 세부적인 정보의 가상객체가 표시된다.A virtual object assigned to an actual object starts to be displayed from a time when a distance between a user and a real object or a virtual object reaches within a predetermined separation distance D1 and the closer the distance between the user and the actual or virtual object becomes A virtual object of more detailed information is displayed.

즉, 하나의 실제객체에 할당된 가상객체의 정보는 계층화되어 있다. 도 4a에 도시된 바와 같이, That is, information of a virtual object allocated to one real object is layered. As shown in FIG. 4A,

가장 추상적인 가상객체(A)는 사용자가 소정의 이격거리(D1)에 진입할 때 표시되고, 사용자가 실제객체 또는 가상객체에 좀 더 접근(D2)할 경우 좀 더 구체적인 정보를 갖는 가상객체(A1, A2)가 표시된다. 또한, 사용자가 실제객체 또는 가상객체에 가장 가까이 접근(D3)할 경우 가장 구체적인 정보를 갖는 가상객체(A1-1, A1-2, A2-1, A2-2)가 표시된다.The most abstract virtual object A is displayed when the user enters a predetermined separation distance D1 and becomes a virtual object having more specific information when the user approaches (D2) the actual or virtual object more A1, A2) are displayed. Also, when the user approaches (D3) closest to the actual object or the virtual object, the virtual objects (A1-1, A1-2, A2-1, A2-2) having the most specific information are displayed.

예를 들어 사용자의 전방에 실제객체로써 자동 판매기가 배치되어 있다고 가정하면,For example, assuming that a vending machine is placed as a real object in front of the user,

사용자가 소정의 이격거리(D1)내로 진입할 때, 자동 판매기에 할당된 가상객체가 표시된다. 여기에서 가상객체는 자동 판매기의 아이콘으로 가정한다.When the user enters the predetermined separation distance D1, the virtual object allocated to the vending machine is displayed. Here, the virtual object is assumed to be the icon of the vending machine.

다음으로 사용자가 자동 판매기에 좀 더 접근(D2)할 경우, 자판기에서 판매되고 있는 음료수 제품들의 아이콘이 더 상세한 정보의 가상객체로써 표시될 수 있다.Next, when the user approaches the vending machine more (D2), the icons of the vending products sold in the vending machine can be displayed as virtual objects of more detailed information.

마지막으로 사용자가 자동 판매기에 가장 가까이 접근(D3)할 경우, 각 음료수 제품의 칼로리, 성분 등이 더 상세한 정보의 가상객체로써 표시될 수 있다.Finally, when the user closest approaches the vending machine (D3), the calories, ingredients, etc. of each beverage product can be displayed as a virtual object of more detailed information.

다른 예를 들면, 사용자의 전방에 실제객체로써 자동차 판매점이 있다고 가정하면,As another example, assuming that there is an automobile store as a real object in front of the user,

사용자가 소정의 이격거리(D1)내로 진입할 때, 자동차 판매점에 할당된 가상객체가 표시된다. 여기에서 가상객체는 판매되는 자동차 브랜드 아이콘으로 가정한다.When the user enters the predetermined separation distance D1, the virtual object allocated to the car dealership is displayed. Here, the virtual object is assumed to be a car brand icon to be sold.

다음으로 사용자가 자동차 판매점에 좀 더 접근(D2)할 경우, 판매되고 있는 다양한 종류의 자동차 아이콘이 더 상세한 정보의 가상객체로써 표시될 수 있다. 이때, 현재 전시되어 있는 자동차, 즉 실제객체가 있을 경우 그 실제객체 주변에 가상객체가 표시될 수 있으며, 전시되어 있지 않는 자동차, 즉 실제객체가 없을 경우에도 주변영역에 가상객체가 표시될 수 있다.Next, when the user accesses the car dealer more (D2), the various kinds of car icons being sold can be displayed as virtual objects of more detailed information. At this time, a virtual object can be displayed in the vicinity of the currently displayed car, that is, an actual object if there is an actual object, and a virtual object can be displayed in the surrounding area even when the car is not displayed .

마지막으로 사용자가 자동차 판매점에 가장 가까이 접근(D3)할 경우, 판매되고 있는 자동차의 제원, 가격, 예상 출고일 등이 좀 더 상세한 정보의 가상객체로써 표시될 수 있다.Finally, when the user closest approach (D3) to the car dealership, the specification of the vehicle being sold, the price, and the expected date of shipment can be displayed as virtual objects of more detailed information.

한편, 모바일 단말기(100)는 사용자가 확인하고 싶은 가상객체 또는 실제객체를 응시한 상태에서 진동이 발생했을 경우, 진동의 변화율에 대응하는 이동거리를 산출한 후 응시방향과 산출된 이동거리를 토대로 가상객체의 정보량을 재설정하여 표시할 수 있다.On the other hand, when vibration occurs in a virtual object or an actual object that the user wants to check, the mobile terminal 100 calculates a movement distance corresponding to the rate of change of vibration, and then, based on the gazing direction and the calculated movement distance The amount of information of the virtual object can be reset and displayed.

즉, 사용자가 직접 이동하지 않고 진동을 통해 가상으로 이동했다고 가정하거나, 진동으로 이동거리에 가중치를 부여하고, 그 가상 이동거리에 따라 가상객체의 정보량을 재설정하여 표시할 수 있다.That is, it is assumed that the user has moved by virtual vibration without directly moving, or a weight is given to the movement distance by vibration, and the information amount of the virtual object is reset according to the virtual movement distance and displayed.

즉, 진동의 변화율이 크다는 것은 사용자가 달리거나 빠르게 움직이는 것이며, 진동의 변화율이 작다는 것은 사용자가 천천히 움직이는 것에 해당하는 것이므로, 이를 토대로 이동거리를 산출할 수 있다. 따라서 사용자가 실제 움직이지 않고 고개 등을 위 아래로 흔들면서 진동을 부여하여 가상의 이동거리를 반영할 수도 있을 것이다.That is, the large change rate of the vibration means that the user is running or moving fast, and the small change rate of the vibration corresponds to the user moving slowly, so that the travel distance can be calculated based on this. Therefore, the user may be able to reflect the virtual movement distance by imparting vibration while shaking the head up and down without actually moving.

사용자가 확인하고 싶은 방향을 응시한 상태, 예를 들어 사용자가 오른쪽으로 고개를 돌리고 오른쪽을 바라보는 동시에 진동이 계속해서 발생할 경우, 모바일 단말기(100)는 사용자의 응시방향과 진동을 토대로 이동방향 및 이동거리를 산출한다.When the user gazes at a direction to be checked, for example, when the user turns his / her head to the right and continues to vibrate while looking at the right, the mobile terminal 100 detects the moving direction Calculate the travel distance.

즉, 모바일 단말기(100)는 내장된 센서를 통해 사용자의 머리 회전을 감지하고, 진동을 감지한 후 가상의 현재위치를 산출하는데, 걷거나 뛰는 행동을 진동의 변화율을 통해 그 이동거리를 파악한다. That is, the mobile terminal 100 senses the head rotation of the user through the built-in sensor, calculates the virtual current position after detecting the vibration, and grasps the movement distance of the walking or running motion through the rate of change of vibration.

모바일 단말기(100)는 사용자가 응시한 방향을 감지할 때, 머리의 회전방향을 토대로 응시방향을 감지하도록 구성될 수 있고, 눈동자의 이동방향을 감지하여 응시방향을 감지하도록 구성될 수 있을 것이다.The mobile terminal 100 may be configured to sense the gazing direction based on the direction of rotation of the head when the direction of gazing by the user is sensed, and may be configured to sense the gazing direction by sensing the moving direction of the pupil.

또한, 머리의 회전방향 및 눈동자의 이동방향을 동시에 감지하고, 두 감지결과에 우선비중을 달리하여 응시방향을 보다 정밀하게 산출할 수 있다. 즉, 머리의 회전으로 인한 회전각도 감지에 50% 내지 100%의 비중을 부여하고, 눈동자의 이동방향에 0% 내지 60%의 비중을 부여하여 응시방향을 산출하도록 구성될 수 있을 것이다. Further, it is possible to simultaneously detect the rotational direction of the head and the moving direction of the pupil, and calculate the gaze direction more precisely by differentiating the specific gravity first from the two detection results. That is, it may be configured to give a specific gravity of 50% to 100% to the rotation angle detection due to the rotation of the head, and give a specific gravity of 0% to 60% to the moving direction of the pupil to calculate the gaze direction.

또한, 모바일 단말기(100)에서 이동거리확장 설정모드를 선택하고 실행하여, 산출된 가상 이동거리의 2배 내지 100배의 거리 가중치가 반영되도록 사용자가 설정할 수도 있다.In addition, the mobile terminal 100 may select and execute the movement distance extension setting mode so that the user can set the distance weight to be 2 to 100 times the calculated virtual movement distance.

또한, 모바일 단말기(100)는 진동의 변화율에 대응하는 이동거리를 산출함에 있어서, 노이즈 값을 제외하기 위해, 진동 크기의 상위값 10%와 하위값 20%를 제외하고, 나머지 진동값의 변화율을 토대로 이동거리를 산출할 수 있다.In calculating the moving distance corresponding to the rate of change of vibration, the mobile terminal 100 may calculate a moving distance corresponding to the rate of change of vibration by excluding the upper value 10% of the vibration magnitude and the lower value 20% The movement distance can be calculated based on the basis.

결과적으로 사용자는 실제로 실제객체 또는 가상객체로 접근하지 않거나, 아주 조금 접근하더라도 실제객체 또는 가상객체 바로 앞에 접근한 것과 같은 정보량을 갖는 가상객체를 확인할 수 있다.As a result, the user can identify a virtual object that has the same amount of information as a real object or a virtual object, even if the user does not actually access the actual object or the virtual object or approaches the virtual object.

도 15는 증강현실 시스템(1)의 모바일 단말기(100)의 구성도이다.15 is a configuration diagram of the mobile terminal 100 of the augmented reality system 1. Fig.

도 15를 참조하면, 모바일 단말기(100)는 디스플레이(110)와, 좌측 전방 카메라(121)와, 우측 전방 카메라(122)와, 좌측 3D센서(131)와, 우측 3D센서(132)와, 위성모듈(141)과, 통신모듈(142)과, 9축 센서(143)와, 배터리(144)와, 인식 카메라(145)와, 제어부(150)를 포함하여 구성된다.15, the mobile terminal 100 includes a display 110, a left front camera 121, a right front camera 122, a left 3D sensor 131, a right 3D sensor 132, A satellite module 141, a communication module 142, a nine axis sensor 143, a battery 144, a recognition camera 145, and a control unit 150.

디스플레이(110)는 투명한 재질의 디스플레이로써 모바일 단말기(100)의 표시영역을 구성한다.The display 110 constitutes a display area of the mobile terminal 100 as a transparent material display.

좌측 전방 카메라(121)는 단말기의 좌측에 탑재되어 전방의 실제영상정보를 획득한다. 또한, 우측 전방 카메라(122)는 단말기의 우측에 탑재되어 전방의 실제영상정보를 획득한다.The left front camera 121 is mounted on the left side of the terminal to acquire actual image information of the front side. Also, the right front camera 122 is mounted on the right side of the terminal to acquire actual image information of the front side.

좌측 3D센서(131) 및 우측 3D센서(132)는 좌측 전방 카메라(121) 및 우측 전방 카메라(122)와 연동되어 전방의 3D영상을 촬영할 수 있도록 동작한다. 즉 촬영된 3D 영상은 내장된 메모리에 저장되거나 서버(200)로 전송될 수 있다. 참고적으로 실시예에 따라 전방 카메라 및 3D센서가 하나씩 배치되어 실제영상정보를 획득하도록 구성될 수도 있을 것이다. 전방 카메라는 적외선 영역 및 가시광선 영역을 모두 촬영할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.The left 3D sensor 131 and the right 3D sensor 132 operate in conjunction with the left front camera 121 and the right front camera 122 so as to take a 3D image of the front side. In other words, the photographed 3D image can be stored in the built-in memory or transmitted to the server 200. For reference, the front camera and the 3D sensor may be arranged one by one according to the embodiment to obtain actual image information. It is preferable that the front camera is configured to be able to photograph both the infrared region and the visible light region.

위성모듈(141)은 위성위치정보를 획득하기 위해 구비되고, 통신모듈(142)은 와이파이(Wi-Fi) 통신모듈, 블루투스 통신모듈, 광대역(3G, 4G, LTE) 통신모듈이 탑재될 수 있다.The communication module 142 may be equipped with a Wi-Fi communication module, a Bluetooth communication module, and a broadband (3G, 4G, LTE) communication module .

9축 센서(143)는 가속도 3축, 관성 3축, 지자기 3축으로 총 9축의 값이 측정되기 때문에 9축 센서라고 지칭되며, 온도값에 대한 보정을 위해 온도센서가 추가로 구비될 수 있다. 9축 센서(143)는 모바일 단말기(100)의 3차원적인 움직임을 감지할 뿐만 아니라 사용자의 응시방향, 이동방향, 기울기 등을 감지할 수 있다.The 9-axis sensor 143 is referred to as a 9-axis sensor because the values of 9 axes, i.e., 3 axes of acceleration, 3 axes of inertia and 3 axes of geomagnetism are measured, and a temperature sensor may be additionally provided for correcting the temperature value . The 9-axis sensor 143 not only senses the three-dimensional movement of the mobile terminal 100, but also senses the gazing direction, the moving direction, and the tilt of the user.

배터리(144)는 모바일 단말기(100)에 구동전원을 공급할 수 있도록 구성되며 충전 가능한 리튬이온 배터리나, 의사 캐패시터로 구성될 수 있다.The battery 144 may be configured to be capable of supplying driving power to the mobile terminal 100 and may be a rechargeable lithium ion battery or a pseudo capacitor.

참고적으로, 배터리(144)는 복수의 의사 캐패시터(Pseudo Capacitor)로 구성될 수 있는데, 의사 캐패시터(Pseudo Capacitor)는 전극에서의 이차원적인 산화-환원 반응을 이용하므로 일반적인 캐패시터보다 우수한 축전용량을 가지며 수명이 상대적으로 긴 장점이 있다. For reference, the battery 144 may be composed of a plurality of pseudo capacitors. The pseudo capacitors use a two-dimensional oxidation-reduction reaction at the electrodes, The advantage is that the life span is relatively long.

인식 카메라(145)는 사용자의 눈동자의 움직임과, 눈동자의 응시방향, 눈의 크기변화를 감지한다. 인식 카메라(145)는 좌측 및 우측에 각각 배치되는 것이 가장 바람직하며 어느 한 방향에만 배치될 수도 있다. 기본적으로 인식 카메라(145)는 사용자의 눈이 위치한 방향을 촬영한다.The recognition camera 145 detects the movement of the user's eyes, the gazing direction of the eyes, and the size of the eyes. The recognition camera 145 is most preferably disposed on the left and right sides, respectively, and may be disposed in only one direction. Basically, the recognition camera 145 takes a direction in which the user's eyes are located.

제어부(150)는 디스플레이(110), 좌측 전방 카메라(121), 우측 전방 카메라(122), 좌측 3D센서(131), 우측 3D센서(132), 위성모듈(141), 통신모듈(142), 9축 센서(143), 배터리(144), 인식 카메라(145)의 동작을 제어한다.The control unit 150 includes a display 110, a left front camera 121, a right front camera 122, a left 3D sensor 131, a right 3D sensor 132, a satellite module 141, a communication module 142, Axis sensor 143, the battery 144, and the recognition camera 145, as shown in FIG.

한편, 제어부(150)는 충전전력의 크기에 따라 복수의 의사 캐패시터 중 적어도 어느 하나를 선택적으로 충전하도록 구성될 수 있다. 그 충전방식에 대해서 상세히 설명하면 다음과 같다.Meanwhile, the controller 150 may be configured to selectively charge at least one of the plurality of pseudo-capacitors according to the magnitude of the charging power. The charging method will be described in detail as follows.

복수의 의사 캐패시터가 3개 배치될 경우, 즉 제1 의사 캐패시터, 제2 의사 캐패시터 및 제3 의사 캐패시터가 배치된다고 가정한다. 이때 제1 의사 캐패시터의 충전용량이 가장 크고, 제2 의사 캐패시터의 충전용량은 제1 의사 캐패시터보다 작고, 제3 의사 캐패시터의 충전용량은 제2 의사 캐패시터보다 더 작다고 가정한다.It is assumed that when three pseudo-capacitors are arranged, that is, a first pseudo capacitor, a second pseudo capacitor, and a third pseudo capacitor are arranged. It is assumed that the charge capacity of the first pseudo capacitor is the largest, the charge capacity of the second pseudo capacitor is smaller than that of the first pseudo capacitor, and the charge capacity of the third pseudo capacitor is smaller than that of the second pseudo capacitor.

제어부(150)는 제1 의사 캐패시터, 제2 의사 캐패시터 및 제3 의사 캐패시터의 충전량을 감지한 후, 충전량이 가장 높은 순서대로 구동전력을 공급한다.The controller 150 detects the charged amount of the first pseudo capacitor, the second pseudo capacitor, and the third pseudo capacitor, and then supplies the driving power in the order of the highest charge amount.

예를 들면, 제1 의사 캐패시터의 충전량이 60%이고, 제2 의사 캐패시터의 충전량이 70%이고, 제3 의사 캐패시터의 충전량이 80%일 경우,For example, when the charge amount of the first pseudo capacitor is 60%, the charge amount of the second pseudo capacitor is 70%, and the charge amount of the third pseudo capacitor is 80%

제3 의사 캐패시터의 전력을 우선으로 공급하다가, 충전량이 40%에 도달하면 제3 의사 캐패시터의 전력공급을 차단하고 제2 의사 캐패시터의 전력을 공급한다. 또한, 제2 의사 캐패시터의 충전량이 40%에 도달하면 제2 의사 캐패시터의 전력공급을 차단하고 제1 의사 캐패시터의 전력을 공급한다.The power of the third pseudo capacitor is supplied first, and when the amount of charge reaches 40%, the power supply of the third pseudo capacitor is interrupted and the power of the second pseudo capacitor is supplied. Further, when the charged amount of the second pseudo capacitor reaches 40%, the power supply of the second pseudo capacitor is interrupted and the power of the first pseudo capacitor is supplied.

또한, 제1 내지 제3 의사 캐패시터의 충전량이 모두 40% 이하 일 경우, 제어부(150)는 제1 내지 제3 의사 캐패시터를 병렬로 연결하여 구동전력을 공급한다.If the first to third pseudo-capacitors are all charged at 40% or less, the controller 150 connects the first to third pseudo capacitors in parallel to supply the driving power.

또한, 증강현실 시스템(1)은 와이파이 통신모듈이 내장되며 실내의 공간에 일정한 간격으로 배치되는 복수의 센싱부(300)를 더 포함하여 구성될 수 있다.In addition, the augmented reality system 1 may further include a plurality of sensing units 300, each of which includes a Wi-Fi communication module and is disposed at a predetermined interval in a room.

복수의 센싱부(300)는 실내에서 모바일 단말기(100)의 위치를 감지할 수 있도록 선택적으로 배치될 수 있으며,The plurality of sensing units 300 may be selectively arranged to detect the position of the mobile terminal 100 in the room,

복수의 센싱부(300)는 모바일 단말기(100)에서 주기적으로 출력되는 와이파이 핫스팟(WIFI HOTSPOT) 신호를 감지할 때마다 그 감지정보를 서버(200)로 전송하여, 서버(200)에서 복수의 센싱부(300)의 절대위치를 기준으로 모바일 단말기(100)의 상대적 위치를 파악할 수 있을 것이다.Each of the plurality of sensing units 300 transmits the sensing information to the server 200 every time it senses a WIFI HOTSPOT signal periodically output from the mobile terminal 100, The relative position of the mobile terminal 100 can be grasped based on the absolute position of the mobile terminal 100.

상술한 바와 같이 제안한 시스템에서는 실외에서는 위성위치정보를 바탕으로 현재위치정보를 획득하고, 실내에서는 와이파이 신호를 이용하여 현재위치정보를 획득하는 방식을 설명하였다.As described above, in the proposed system, the present position information is acquired based on the satellite position information in the outdoor, and the current position information is acquired using the Wi-Fi signal in the room.

한편, 실내 및 실외에서 현재위치정보를 획득할 수 있는 추가적인 방식에 대해 설명하면 다음과 같다.An additional method for acquiring current position information in indoor and outdoor is described as follows.

와이파이 신호를 이용하는 방식은 기본적으로 삼각측량 및 핑거 프린팅 방식으로 구분할 수 있다.The method using the Wi-Fi signal can be basically divided into triangulation and fingerprinting.

우선, 삼각측량은 3개 이상의 AP(Access Point)로부터 신호강도(Received Signal Strength, RSS)를 측정하고 신호강도를 거리로 환산한 후 방정식을 통해 위치를 계산하는 방식이다.First, triangulation measures the received signal strength (RSS) from three or more access points (APs), converts the signal intensity to distance, and calculates the position through the equation.

다음으로, 핑거 프린팅 방식은 실내 공간을 작은 셀(cell)로 나누고 각 셀에서 직접 신호강도 값을 수집하고 데이터베이스화하여 라디오맵(Radio Map)을 구축한 후, 사용자 위치에서 수신된 신호강도 값을 데이터베이스와 비교하여 가장 유사한 신호 패턴을 보이는 셀을 사용자의 위치로 추정하는 방식이다.Next, in the fingerprinting method, the indoor space is divided into small cells, and signal intensity values are directly collected from each cell, and a database is constructed to form a radio map. Then, It estimates the cell that shows the most similar signal pattern compared with the database to the user's location.

다음으로, 주변에 스마트폰을 가진 다수의 사용자로부터 직간접적으로 와이파이 신호를 교환하면서 각 스마트폰의 위치 데이터를 수집하는 방식을 사용할 수도 있다.Next, a method of collecting position data of each smartphone while exchanging Wi-Fi signals directly or indirectly from a plurality of users having smart phones in the vicinity may be used.

또한, 모바일 단말기(100)의 통신모듈(142)은 블루투스 통신모듈을 포함하고 있으므로, 블루투스 통신을 이용하여 현재위치정보를 파악할 수 있다.In addition, since the communication module 142 of the mobile terminal 100 includes the Bluetooth communication module, the current location information can be grasped by using the Bluetooth communication.

우선, 실내공간에 복수의 비콘을 배치시킨 후 어느 하나의 비콘과 통신을 진행할 때 그 비콘 주변에 사용자가 위치하고 있다고 추정하는 방식이 있다.First of all, there is a method of estimating that a user is located around a beacon when communicating with any one beacon after arranging a plurality of beacons in an indoor space.

다음으로, 반구의 형태의 표면에 다수의 지향성 안테나가 배열된 수신기를 실내공간에 배치한 후, 모바일 단말기(100)에서 발신한 신호를 수신하는 특정 지향성 안테나의 식별을 통해 사용자의 위치를 추정하는 방식이 있다. 이때, 2개 이상의 수신기를 배치할 경우 사용자의 위치를 삼차원형태로 식별할 수도 있다.Next, a receiver having a plurality of directional antennas arranged on the surface of a hemispherical shape is disposed in an indoor space, and then a user's position is estimated through identification of a specific directional antenna that receives a signal transmitted from the mobile terminal 100 . In this case, when two or more receivers are arranged, the user's position may be identified in a three-dimensional form.

또한, 위성위치정보를 토대로 사용자의 현재위치정보를 파악하고 있다가, 위성위치정보의 음영지역에 진입할 경우, 9축 센서(143)의 정보를 이용하여 속도 및 이동방향을 추정하는 방식이다. 즉, 걸음 수 측정(Step counting), 보폭 추정(Stride length estimation), 방향 추정(Heading estimation)을 통해 실내에서 사용자의 위치를 추정할 수 있다. 이때, 추정정보의 정확성을 높이기 위해 사용자의 신체조건(키, 몸무게, 보폭) 등의 정보를 입력받아 위치추정 연산에 사용할 수도 있다. 9축 센서(143)의 정보를 이용할 때, 상술한 와이파이 통신을 이용한 위치추정기법을 결합하여 추정정보의 정확성을 향상시킬 수 있다.In addition, the current position information of the user is grasped based on the satellite position information, and the velocity and the moving direction are estimated using the information of the 9-axis sensor 143 when entering the shadow area of the satellite position information. That is, the position of the user can be estimated through indoor step counting, stride length estimation, and heading estimation. At this time, in order to increase the accuracy of the estimated information, information such as the user's physical condition (key, weight, stride) may be input and used for the position estimation calculation. When using the information of the 9-axis sensor 143, the accuracy of the estimated information can be improved by combining the position estimation technique using the Wi-Fi communication.

즉, 와이파이 기법으로 다소 정확도가 낮더라도 전역적으로(globally) 절대적인 좌표(absolute position)를 계산하고, 9축 센서(143)의 정보를 통해 지역적으로(locally) 높은 정확도의 상대 측위(relative position)를 결합하여 정확도를 향상 시킬 수 있다. 또한, 추가적으로 블루투스 통신방식을 적용하여 위치추정정보의 정확성을 보다 향상시킬 수도 있을 것이다.In other words, even if the accuracy is low with the Wi-Fi technique, the absolute position is globally calculated and the relative position of the locally high accuracy is obtained through the information of the 9- Can be combined to improve accuracy. In addition, the accuracy of the position estimation information may be further improved by further applying the Bluetooth communication method.

또한, 실내공간에는 위치를 구분할 수 있는 고유의 자기장 정보가 형성되어 있으므로, 각 공간의 자기장맵을 구축한 후, 와이파이를 이용한 핑거 프린팅 방식과 유사하게 현재위치를 추정하는 방법이 적용될 수 있다. 이때, 사용자가 이동하면서 발생하는 자기장의 변화추세를 추가적인 정보로 이용할 수도 있다.In addition, since the magnetic field information unique to the position is formed in the indoor space, a method of estimating the current position similarly to the fingerprinting method using Wi-Fi can be applied after constructing the magnetic field map of each space. At this time, the trend of the change in the magnetic field generated when the user moves can be used as additional information.

또한, 실내공간에 설치된 조명을 활용하는 방법이 있다. 즉, LED 조명을 사람이 식별할 수 없을 정도의 빠르기로 점멸하면서, 특정 위치 식별자를 출력하고 모바일 단말기(100)의 카메라가 특정 위치 식별자를 인식하여 위치를 추정하는 방식이 사용될 수 있다.There is also a method of utilizing the illumination installed in the indoor space. That is, a method of outputting a specific position identifier while blinking the LED illumination at a speed which the person can not identify, and the camera of the mobile terminal 100 recognizing the specific position identifier and estimating the position may be used.

또한, 실내공간의 여러 위치와 다양한 각도에서 찍은 이미지들을 데이터베이스화 한 다음 사용자 위치에서 찍은 사진을 매칭하는 기법이 있으며, 실내 공간의 다양한 랜드마크(간판, 상표, 방 번호, 표지판 등)를 추가 식별함으로써 위치를 교정하는 방식이 사용될 수 있다.In addition, there is a technique to database the images taken from various locations and various angles of the indoor space, and then to match the pictures taken at the user's location. In addition, various landmarks (signs, trademarks, room numbers, signs, etc.) A method of correcting the position can be used.

참고적으로 실내공간에서 현재위치정보를 획득하는 방식은 상술한 방식을 적어도 하나 이상 조합하여 정확도를 향상시키는 것이 가장 바람직하다.For reference, it is most preferable that the method of acquiring the current position information in the indoor space improves the accuracy by combining at least one of the above methods.

본 발명의 실시예에 따른 증강현실 시스템은, 디스플레이에 표시되는 문자의 테두리에 점선 가이드가 표시되며 점선 가이드를 따라 필기가 감지될 경우, 문자를 인식한 후 문자 내용에 해당하는 가상객체를 표시할 수 있다.In the augmented reality system according to the embodiment of the present invention, when a handwriting is detected along a dotted line guide, a dotted line guide is displayed on a border of a character displayed on a display, and a virtual object corresponding to the character content is displayed .

즉, 사용자에게 점선 가이드를 제공하여 필기 연습을 할 수 있으며 점선 가이드의 문자 폰트는 정형화 되어 있기 때문에 문자 인식률이 높다. That is, the user can perform handwriting practice by providing a dotted line guide, and the character font of the dotted line guide is standardized, so that the character recognition rate is high.

특히 0 ~ 5세까지의 아이들은 성인들과 다르게 문자를 문자로 인식하지 않고, 객체 즉 그림 혹은 덩어리로 인식하는 관계로 특정한 문자체에 상관없이 학습할 수 있다. 글자를 쓰는 행위는 그리는 행위 혹은 색칠을 하는 행위로 연계되어 학습을 할 수 있다. 또한, 3차원 방식의 다감각적 정보를 활용하여 학습할 수 있다. 아이들은 보고, 듣고, 느끼는 방식으로 감각을 표현하며 발달시키는데, 본 발명에서는 다감각에 의존한 표현 방식을 통해 지각력을 높여 정보에 대한 감각적 몰두를 할 수 있게 한다.In particular, children between 0 and 5 years old can learn a specific character regardless of the character, because they recognize it as an object, that is, a picture or a lump, instead of recognizing a character as an adult. Writing letters can be done by drawing or coloring. In addition, learning can be done using multidisciplinary information in a three-dimensional manner. Children express, develop and express their senses in a way that they see, hear, and feel. In the present invention, it is possible to increase the perception ability through the expression method depending on the senses, thereby enabling sensory immersion for information.

여기에서 감각적 몰두는 사용자의 주의가 눈앞에 펼쳐지는 가상 세계의 정보에 얼마만큼 빠져 들어가 있는가를 말하는 것이며, 예를 들어 증강현실에서 사물이 증강 될 때 아이들은 집중하게 되고, 사물의 완전한 모습을 관찰하기 위해 손가락으로 화면을 터치하거나 카메라를 움직이는 행위를 하게 된다. 아이들이 구체적인 그리기(글자 쓰기 활동)활동을 통해 가상객체를 조작하는 실물형 인터페이스를 제공함으로써 학습상황에서의 자연스러운 행위 유발성을 가져와 학습 자체에 몰입할 수 있다.Here, the sensory immersion refers to how much the user's attention falls into the information of the virtual world before the eyes. For example, when the object is augmented in augmented reality, the children concentrate and observe the complete image of the object Touch the screen with your finger or move the camera. By providing a real-world interface that allows children to manipulate virtual objects through specific drawing (writing activities) activities, it can induce natural behavior in learning situations and immerse themselves in learning itself.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 증강현실 시스템은 선택된 적어도 하나 이상의 가상객체의 자세가 모바일 단말기의 3차원 자세정보에 동기되어 변경되므로, 최소한의 액션으로 가상객체의 자세를 다양하게 변경할 수 있다.In addition, since the attitude of at least one or more virtual objects selected in the augmented reality system according to the embodiment of the present invention is changed in synchronization with the three-dimensional attitude information of the mobile terminal, the attitude of the virtual object can be changed variously with a minimum of actions.

또한, 모바일 단말기의 3차원 이동/회전 정보를 이용하여, 선택된 가상객체를 3차원적으로 이동/회전 시킬 수 있다. 즉, 이동, 회전 조작 모드를 상호 변환하지 않고 터치 스크린(디스플레이)을 여러 번 접촉하지 않아도 모바일 단말기의 자세변경을 통해 쉽게 가상객체를 이동/회전 시킬 수 있다.In addition, the selected virtual object can be moved / rotated three-dimensionally using the three-dimensional movement / rotation information of the mobile terminal. That is, the virtual object can be easily moved / rotated by changing the attitude of the mobile terminal without touching the touch screen (display) many times without converting the moving and rotating operation modes.

또한, 가상객체의 움직임을 기록하여 저장하고 재생할 수 있도록 하여 증강현실 애니메이션 구현 등과 같은 활용도를 높일 수 있다.In addition, it is possible to record the motion of the virtual object, to store and reproduce the movement of the virtual object, and to improve the utilization such as the augmented reality animation implementation.

이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Thus, those skilled in the art will appreciate that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the embodiments described above are to be considered in all respects only as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.

100 : 모바일 단말기
200 : 서버
300 : 센싱부
110 : 디스플레이
121 : 좌측 전방 카메라
122 : 우측 전방 카메라
131 : 좌측 3D센서
132 : 우측 3D센서
141 : 위성모듈
142 : 통신모듈
143 : 9축 센서
144 : 배터리
145 : 인식 카메라
150 : 제어부
100: mobile terminal
200: Server
300: sensing part
110: Display
121: Left front camera
122: Right front camera
131: Left 3D sensor
132: Right 3D sensor
141: Satellite module
142: Communication module
143: 9 axis sensor
144: Battery
145: Recognition camera
150:

Claims (6)

디스플레이에 3차원 가상영상을 표시함에 있어서, 상기 디스플레이에 표시되는 문자의 테두리에 점선 가이드가 표시되며 상기 점선 가이드를 따라 필기가 감지될 경우, 상기 문자를 인식한 후 상기 문자 내용에 해당하는 가상객체를 표시하는 모바일 단말기를 포함하고,
상기 가상객체가 터치될 경우 터치된 부위에 해당하는 미리 설정된 상기 가상객체의 움직임이 재생되는 것을 특징으로 하는 증강현실 시스템.
In displaying a three-dimensional virtual image on a display, a dotted line guide is displayed on a border of a character displayed on the display, and when a handwriting is sensed along the dotted line guide, The mobile terminal comprising:
Wherein when the virtual object is touched, movement of a predetermined virtual object corresponding to a touched portion is reproduced.
제1항에 있어서,
상기 모바일 단말기는 9축 센서를 구비하여 자신의 3차원 자세정보를 획득하고, 상기 모바일 단말기에서 선택된 적어도 하나 이상의 가상객체의 자세는 상기 3차원 자세정보에 동기되어 변경되는 것을 특징으로 하는 증강현실 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the mobile terminal comprises a 9-axis sensor to acquire its own 3-dimensional attitude information, and the attitude of at least one or more virtual objects selected in the mobile terminal is changed in synchronization with the 3-dimensional attitude information. .
사용자 주위의 영상을 촬영하여 실제영상정보를 획득하는 영상 카메라가 내장되며 디스플레이에 3차원 가상영상을 표시함에 있어서, 현재위치정보와 상기 실제영상정보에 대응하는 상기 3차원 가상영상을 상기 디스플레이에 표시하는 모바일 단말기를 포함하고,
상기 모바일 단말기는, 상기 3차원 가상영상의 명칭에 해당하는 문자를 상기 디스플레이에 표시하되, 상기 문자의 테두리에 점선 가이드가 표시되며 상기 점선 가이드를 따라 필기가 감지될 경우, 상기 문자를 인식한 후 상기 문자 내용에 해당하는 가상객체를 표시하고,
상기 가상객체가 터치될 경우 터치된 부위에 해당하는 미리 설정된 상기 가상객체의 움직임이 재생되는 것을 특징으로 하는 증강현실 시스템.
A method for displaying a three-dimensional virtual image on a display, the method comprising the steps of: displaying the current position information and the three-dimensional virtual image corresponding to the actual image information on the display; The mobile terminal comprising:
Wherein the mobile terminal displays a character corresponding to a name of the 3D virtual image on the display, a dotted line guide is displayed on an edge of the character, and when the handwriting is detected along the dotted line guide, Displaying a virtual object corresponding to the character content,
Wherein when the virtual object is touched, movement of a predetermined virtual object corresponding to a touched portion is reproduced.
제3항에 있어서,
상기 모바일 단말기는 9축 센서를 구비하여 자신의 3차원 자세정보를 획득하고, 상기 모바일 단말기에서 선택된 적어도 하나 이상의 가상객체의 자세는 상기 3차원 자세정보에 동기되어 변경되는 것을 특징으로 하는 증강현실 시스템.
The method of claim 3,
Wherein the mobile terminal comprises a 9-axis sensor to acquire its own 3-dimensional attitude information, and the attitude of at least one or more virtual objects selected in the mobile terminal is changed in synchronization with the 3-dimensional attitude information. .
사용자 주위의 영상을 촬영하여 실제영상정보를 획득하는 영상 카메라가 내장되며 디스플레이에 3차원 가상영상을 표시함에 있어서, 현재위치정보와 상기 실제영상정보에 대응하는 상기 3차원 가상영상을 상기 디스플레이에 표시하는 모바일 단말기; 및
상기 모바일 단말기로부터 전송되는 상기 현재위치정보와 상기 실제영상정보에 대응되는 상기 3차원 가상영상을 상기 모바일 단말기에 실시간으로 제공하는 서버;를 포함하고,
상기 서버는 상기 실제영상정보의 실제객체를 식별하고 식별된 실제객체에 각각 할당된 상기 3차원 가상영상의 가상객체를 상기 모바일 단말기에 제공함에 있어서,
상기 모바일 단말기는, 상기 3차원 가상영상의 명칭에 해당하는 문자를 상기 디스플레이에 표시하되, 상기 문자의 테두리에 점선 가이드가 표시되며 상기 점선 가이드를 따라 필기가 감지될 경우, 상기 문자를 인식한 후 상기 문자 내용에 해당하는 가상객체를 표시하고,
상기 가상객체가 터치될 경우 터치된 부위에 해당하는 미리 설정된 상기 가상객체의 움직임이 재생되고,
상기 모바일 단말기는 9축 센서를 구비하여 자신의 3차원 자세정보를 획득하고, 상기 모바일 단말기에서 선택된 적어도 하나 이상의 가상객체의 자세는 상기 3차원 자세정보에 동기되어 변경되는 것을 특징으로 하는 증강현실 시스템.
A method for displaying a three-dimensional virtual image on a display, the method comprising the steps of: displaying the current position information and the three-dimensional virtual image corresponding to the actual image information on the display; A mobile terminal; And
And a server for providing the mobile terminal with the current location information transmitted from the mobile terminal and the 3D virtual image corresponding to the actual image information in real time,
Wherein the server identifies a real object of the real image information and provides the virtual object of the three-dimensional virtual image assigned to the identified real object to the mobile terminal,
Wherein the mobile terminal displays a character corresponding to a name of the 3D virtual image on the display, a dotted line guide is displayed on an edge of the character, and when the handwriting is detected along the dotted line guide, Displaying a virtual object corresponding to the character content,
When the virtual object is touched, a predetermined movement of the virtual object corresponding to the touched portion is reproduced,
Wherein the mobile terminal comprises a 9-axis sensor to acquire its own 3-dimensional attitude information, and the attitude of at least one or more virtual objects selected in the mobile terminal is changed in synchronization with the 3-dimensional attitude information. .
제5항에 있어서,
상기 모바일 단말기에서 선택된 적어도 하나 이상의 가상객체의 좌표는, 상기 실제영상정보에 대한 공간 좌표계에서 상기 모바일 단말기의 모바일 좌표계로 변경되고, 선택 해제된 가상객체의 좌표는 상기 모바일 단말기의 모바일 좌표계에서 상기 실제영상정보에 대한 공간 좌표계로 변경되는 것을 특징으로 하는 증강현실 시스템.
6. The method of claim 5,
Wherein coordinates of at least one or more virtual objects selected in the mobile terminal are changed from a spatial coordinate system for the actual image information to a mobile coordinate system of the mobile terminal, and coordinates of the deselected virtual objects are changed in the mobile coordinate system of the mobile terminal And the spatial coordinate system for the image information.
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