KR20190106306A - Vr 서비스를 제공하는 서버, 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

클라우드 서버 및 엣지 컴퓨팅 서버를 포함하는 엣지 컴퓨팅(Edge computing) 시스템을 활용한 VR 서비스를 제공하기 위한 엣지 컴퓨팅 서버는 제 1 VR 디바이스 시스템으로부터 모델 정보를 포함하는 제 1 VR 디바이스의 정보 및 위치 정보를 수신하는 디바이스 정보 수신부, 제 1 VR 디바이스의 정보 및 기설정된 캘리브레이션 테이블(Calibration table)에 기초하여 위치 정보를 정규화하는 정규화부 및 정규화된 위치 정보에 기초하여 VR 서비스를 제 1 VR 디바이스에게 제공하는 VR 서비스 제공부를 포함할 수 있다.

Description

VR 서비스를 제공하는 서버, 시스템 및 방법{SERVER FOR PROVIDING VIRTUAL REALITY SERVICE, SYSTEM AND METHOD}
본 발명은 VR 서비스를 제공하는 서버, 시스템 및 방법에 관한 것이다.
가상 현실(VR; Virtual Reality) 기술은 3차원 그래픽을 활용하여 사용자에게 현실감 있는 가상의 세계를 체험하게 하는 기술이다. 최근에는 컴퓨터가 만든 가상 세계에서 사용자가 현실과 유사한 체험을 할 수 있도록 하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.
이러한 가상 현실 기술을 이용한 실시간 VR 서비스가 제공되기 위해서는 실시간으로 대용량의 그래픽 렌더링 작업을 처리할 수 있는 고성능 PC 및 클라우드 기반 서버가 필요하다.
즉, 도 1과 같이 기존의 클라우드 구조에서는 복수의 VR 디바이스(20)가 중앙 클라우드 센터에 위치한 클라우드 서버(10)와 연결되어 클라우드 서버(10)로부터 VR 서비스를 제공받는다.
하지만, 이러한 기존의 클라우드 구조에서는 중앙 클라우드 서버(10)가 가상 환경을 렌더링한 후에 각 복수의 VR 디바이스(20)에게 전달하는데 소요되는 시간이 길기 때문에 실시간 멀티 VR 서비스를 제공하기 어렵다.
또한, 복수의 VR 디바이스(20) 마다 연결된 네트워크 환경과 위치 센싱 디바이스의 사양이 다르기 때문에 각 VR 디바이스(20)의 각 사용자가 체감하는 VR 서비스가 다를 수 있다.
만일 VR 서비스를 제공받는 사용자가 기대하는 위치에서의 VR 컨텐츠 화면과 출력되는 VR 컨텐츠 화면 간의 차이가 커질 경우, 실제 사용자의 시각과 괴리가 발생하고, 이에 따라 심한 멀미감을 유발하는 문제점이 있다.
한편, 가상 공간에서의 멀티 VR 컨텐츠 서비스는 일정한 물리적 공간을 복수의 사용자가 공유하면서 가상 공간을 체험하도록 하는 제 1 멀티 VR 서비스 방식과 복수의 사용자 각각이 독립적인 물리적 공간에서 위치하여 동일한 가상 공간을 체험하도록 하는 제 2 멀티 VR 서비스 방식이 있다.
제 1 멀티 VR 서비스 방식의 경우, 동일한 물리적 공간에 동일한 센서와 마커 시스템으로 구성되어 있어, 각 VR 디바이스에 대한 위치 정보의 정확도는 크게 차이가 없으나, 제 2 멀티 VR 서비스 방식의 경우, 서로 다른 물리적 공간에 설치된 다른 센서와 마커 시스템으로 인해 각 VR 디바이스 간의 위치 정보의 정확도는 환경(예컨대, 설치된 센서의 종류, VR 디바이스가 접속된 네트워크 환경 등)에 따라 달라질 수 있다.
또한, VR 디바이스의 위치 정보는 센서에 의해 측정되는데 위치 정보의 정확도 튜닝을 위한 내부 캘리브레이션 값이 센서의 종류 별로 상이하기 때문에 동일한 가상 공간 내에서도 다중의 사용자들 간의 원활한 인터렉션이 정확하게 진행되기 어렵다.
한국등록특허공보 제10-1713223호 (2017.02.28. 등록)
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, VR 디바이스 시스템으로부터 수신된 VR 디바이스의 정보 및 기설정된 캘리브레이션 테이블(Calibration table)에 기초하여 VR 디바이스의 위치 정보를 정규화하고, 정규화된 위치 정보를 보정함으로써 보정된 위치에 따라 VR 서비스를 VR 디바이스에게 제공하고자 한다. 다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면에 따른 클라우드 서버 및 엣지 컴퓨팅 서버를 포함하는 엣지 컴퓨팅(Edge computing) 시스템을 활용한 VR 서비스를 제공하기 위한 엣지 컴퓨팅 서버는 제 1 VR 디바이스 시스템으로부터 모델 정보를 포함하는 제 1 VR 디바이스의 정보 및 위치 정보를 수신하는 디바이스 정보 수신부; 상기 제 1 VR 디바이스의 정보 및 기설정된 캘리브레이션 테이블(Calibration table)에 기초하여 상기 위치 정보를 정규화하는 정규화부; 및 상기 정규화된 위치 정보에 기초하여 상기 VR 서비스를 상기 제 1 VR 디바이스에게 제공하는 VR 서비스 제공부를 포함할 수 있다.
본 발명의 제 2 측면에 따른 클라우드 서버 및 엣지 컴퓨팅 서버를 포함하는 엣지 컴퓨팅(Edge computing) 시스템을 활용한 VR 서비스를 제공하는 VR 디바이스 시스템은 상기 엣지 컴퓨팅 서버에게 모델 정보를 포함하는 VR 디바이스의 정보 및 위치 정보를 전송하는 정보 전송부; 및 정규화된 위치 정보에 기초하여 상기 VR 서비스를 상기 엣지 컴퓨팅 서버로부터 제공받는 VR 서비스 제공부를 포함하고, 상기 정규화된 위치 정보는 상기 VR 디바이스의 정보 및 기설정된 캘리브레이션 테이블(Calibration table)에 기초하여 정규화될 수 있다.
본 발명의 제 3 측면에 따른 클라우드 서버 및 엣지 컴퓨팅 서버를 포함하는 엣지 컴퓨팅(Edge computing) 시스템을 활용한 VR 서비스를 제공하는 방법은 복수의 VR 디바이스 시스템 각각으로부터 모델 정보를 포함하는 VR 디바이스의 정보 및 위치 정보를 수신하는 단계; 상기 복수의 VR 디바이스 시스템 각각에 대하여 상기 VR 디바이스의 정보 및 기설정된 캘리브레이션 테이블(Calibration table)에 기초하여 상기 복수의 VR 디바이스 시스템 각각에 대한 상기 위치 정보를 정규화하는 단계; 및 상기 복수의 VR 디바이스 시스템 각각의 상기 정규화된 위치 정보에 기초하여 상기 VR 서비스를 상기 복수의 VR 디바이스 시스템에게 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본 발명을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 본 발명은 VR 디바이스 시스템으로부터 수신된 VR 디바이스의 정보 및 기설정된 캘리브레이션 테이블(Calibration table)에 기초하여 VR 디바이스의 위치 정보를 정규화하고, 정규화된 위치 정보를 보정함으로써 보정된 위치에 따라 VR 서비스를 VR 디바이스에게 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 VR 디바이스의 종류 및 VR 디바이스가 접속된 네트워크 환경에 따라 VR 디바이스의 위치 정보를 균일화하고 보정하는 작업을 통해 가상 공간 상에서 체험하는 VR 컨텐츠를 지연없이 실시간으로 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 VR 서비스를 제공하는 클라우드 컴퓨팅 시스템의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, VR 서비스 제공 시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 2에 도시된 제 1 엣지 컴퓨팅 서버의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 캘리브레이션 테이블을 이용하여 VR 디바이스의 위치 정보를 정규화하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 제 1 엣지 컴퓨팅 서버에서 VR 서비스를 제공하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 2에 도시된 제 1 VR 디바이스의 블록도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서 '부(部)'란, 하드웨어에 의해 실현되는 유닛(unit), 소프트웨어에 의해 실현되는 유닛, 양방을 이용하여 실현되는 유닛을 포함한다. 또한, 1 개의 유닛이 2 개 이상의 하드웨어를 이용하여 실현되어도 되고, 2 개 이상의 유닛이 1 개의 하드웨어에 의해 실현되어도 된다.
본 명세서에 있어서 단말 또는 디바이스가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부는 해당 단말 또는 디바이스와 연결된 서버에서 대신 수행될 수도 있다. 이와 마찬가지로, 서버가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부도 해당 서버와 연결된 단말 또는 디바이스에서 수행될 수도 있다.
이하, 첨부된 구성도 또는 처리 흐름도를 참고하여, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, VR 서비스 제공 시스템의 구성도이다.
도 2를 참조하면, VR 서비스 제공 시스템은 복수의 엣지 컴퓨팅 서버(100, 102), 클라우드 서버(120) 및 복수의 VR 디바이스 시스템(110, 112, 114, 116)을 포함할 수 있다. 다만, 이러한 도 2의 VR 서비스 제공 시스템은 본 발명의 일 실시예에 불과하므로 도 2를 통해 본 발명이 한정 해석되는 것은 아니며, 본 발명의 다양한 실시예들에 따라 도 2와 다르게 구성될 수도 있다.
일반적으로, 도 2의 VR 서비스 제공 시스템의 각 구성요소들은 네트워크(미도시)를 통해 연결된다. 네트워크는 단말들 및 서버들과 같은 각각의 노드 상호 간에 정보 교환이 가능한 연결 구조를 의미하는 것으로, 근거리 통신망(LAN: Local Area Network), 광역 통신망(WAN: Wide Area Network), 인터넷 (WWW: World Wide Web), 유무선 데이터 통신망, 전화망, 유무선 텔레비전 통신망 등을 포함한다. 무선 데이터 통신망의 일례에는 3G, 4G, 5G, 3GPP(3rd Generation Partnership Project), LTE(Long Term Evolution), WIMAX(World Interoperability for Microwave Access), 와이파이(Wi-Fi), 블루투스 통신, 적외선 통신, 초음파 통신, 가시광 통신(VLC: Visible Light Communication), 라이파이(LiFi) 등이 포함되나 이에 한정되지는 않는다.
복수의 엣지 컴퓨팅 서버(100, 102) 각각은 각 엣지 컴퓨팅 서버(100, 102)에 그룹핑된 적어도 하나의 셋톱 박스(130, 132, 134, 136)를 통해 VR 디바이스 시스템(110, 112, 114, 116)의 VR 디바이스(140, 142, 144, 146)에게 VR 서비스를 제공할 수 있다. 이 때, 복수의 엣지 컴퓨팅 서버(100, 102) 각각은 지역단위로 적어도 하나의 셋톱 박스를 그룹핑하여 관리하고, 그룹핑된 셋톱 박스를 통해 VR 디바이스(140, 142, 144, 146)에게 VR 서비스를 제공할 수 있다.
예를 들면, 제 1 엣지 컴퓨팅 서버(100)는 제 1 엣지 컴퓨팅 서버(100)에 그룹핑된 제 1 셋톱 박스(130)에 연결된 제 1 VR 디바이스 시스템(110) 및 제 2 셋톱 박스(132)에 연결된 제 2 VR 디바이스 시스템(112)에게 VR 서비스를 제공할 수 있다. 즉, 제 1 엣지 컴퓨팅 서버(100)는 제 1 VR 디바이스(140)와 제 2 VR 디바이스(142)에게 VR 서비스를 제공할 수 있다.
제 1 엣지 컴퓨팅 서버(100)는 제 1 VR 디바이스 시스템(110)으로부터 제 1 VR 디바이스(140)의 정보(제 1 VR 디바이스(140)의 모델 정보를 포함) 및 위치 정보를 수신하고, 제 2 VR 디바이스 시스템(112)로부터 제 2 VR 디바이스(142)의 정보(제 2 VR 디바이스(142)의 모델 정보를 포함) 및 위치 정보를 수신할 수 있다. 여기서, 제 1 VR 디바이스(140)와 제 2 VR 디바이스(142)는 서로 다른 종류의 디바이스일 수 있다.
제 1 엣지 컴퓨팅 서버(100)는 제 1 VR 디바이스(140)의 정보 및 기설정된 캘리브레이션 테이블(Calibration table)에 기초하여 제 1 VR 디바이스(140)의 위치 정보를 정규화하고, 제 2 VR 디바이스(142)의 정보 및 기설정된 캘리브레이션 테이블에 기초하여 제 2 VR 디바이스(142)의 위치 정보를 정규화할 수 있다.
이후, 제 1 엣지 컴퓨팅 서버(100)는 정규화된 제 1 VR 디바이스(140)의 위치 정보에서 누락된 위치 정보를 추정한 후에 추정된 위치 정보를 정규화된 제 1 VR 디바이스(140)의 위치 정보에 추가함으로써 추정된 위치 정보를 보정할 수 있다.
제 1 엣지 컴퓨팅 서버(100)는 보정된 제 1 VR 디바이스(140)의 위치 정보에 대응하는 VR 서비스를 제 1 VR 디바이스 시스템(110)의 제 1 VR 디바이스(140)에게 제공할 수 있다. 또한, 제 1 엣지 컴퓨팅 서버(100)는 정규화된 제 2 VR 디바이스(142)의 위치 정보에서 누락된 위치 정보를 추정한 후에 정규화된 제 2 VR 디바이스(142)의 위치 정보에 추정된 위치 정보를 추가함으로써 추정된 위치 정보를 보정할 수 있다.
제 1 엣지 컴퓨팅 서버(100)는 보정된 위치 정보에 대응하는 VR 서비스를 제 2 VR 디바이스 시스템(112)의 제 2 VR 디바이스(142)에게 제공할 수 있다.
클라우드 서버(120)는 사용자의 정보를 관리하며, 복수의 VR 서비스 각각에 대한 가상 공간의 정보 및 VR 컨텐츠의 정보를 관리할 수 있다.
예를 들어, 클라우드 서버(120)는 복수의 엣지 컴퓨팅 서버(100, 102)의 요청에 따라 사용자의 인증 여부를 확인하거나 복수의 엣지 컴퓨팅 서버(100, 102)에서 요청한 VR 서비스에 대한 가상 공간의 정보 및 VR 컨텐츠의 정보를 복수의 엣지 컴퓨팅 서버(100, 102)에게 전송할 수 있다.
본 발명에 따르면, 동일한 가상 공간에 제 1 VR 디바이스(140)와 제 2 VR 디바이스(142)가 접속한 경우, 제 1 VR 디바이스(140)와 제 2 VR 디바이스(142)가 이종의 디바이스이거나, 제 1 트래킹 센서(141) 및 제 2 트래킹 센서(143)가 서로 다른 종류의 센서일지라도 제 1 엣지 컴퓨팅 서버(100)는 이종의 제 1 VR 디바이스(140)와 제 2 VR 디바이스(142) 각각에 대한 위치 정보를 정규화하고, 상이한 네트워크 환경 및 트래킹 센서의 정보를 반영하여 각 위치 정보를 보정하기 때문에 동일한 가상 공간에서의 특정 시점에서도 제 1 VR 디바이스(140)와 제 2 VR 디바이스(142) 모두에게 동일한 VR 서비스를 제공할 수 있다.
또한, 클라우드 서버(120) 및 복수의 엣지 컴퓨팅 서버(100, 102)를 포함하는 엣지 컴퓨팅(Edge computing) 시스템을 활용하여 VR 서비스를 제공하기 때문에 복수의 VR 디바이스(140, 142, 144, 146)가 동일한 가상 공간에 접속하더라도 복수의 VR 디바이스(140, 142, 144, 146) 각각이 그룹핑된 각 엣지 컴퓨팅 서버(110, 102)에서 각 VR 디바이스(140, 142, 144, 146)로 VR 서비스를 제공하기 때문에 VR 서비스에 대한 지연 시간을 최소화할 수 있다.
이하에서는 도 2의 VR 서비스 제공 시스템의 각 구성요소의 동작에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 2에 도시된 제 1 엣지 컴퓨팅 서버(100)의 블록도이다.
도 2 및 도 3을 함께 참조하면, 제 1 엣지 컴퓨팅 서버(100)는 사용자 인증부(300), VR 정보 수신부(310), 디바이스 정보 수신부(320), 정규화부(330), 위치 에러 보정부(340), 네트워크 환경 모니터링부(350) 및 VR 서비스 제공부(360)를 포함할 수 있다. 다만, 도 3에 도시된 엣지 컴퓨팅 서버(100)는 본 발명의 하나의 구현 예에 불과하며, 도 3에 도시된 구성요소들을 기초로 하여 여러 가지 변형이 가능하다.
디바이스 정보 수신부(320)는 제 1 물리적 공간에 위치한 제 1 VR 디바이스 시스템(110)으로부터 제 1 VR 디바이스(140)의 정보 및 위치 정보를 수신할 수 있다.
여기서, 제 1 VR 디바이스 시스템(110)은 제 1 VR 디바이스(140) 및 적어도 하나의 제 1 트래킹 센서(141)를 포함하며, 제 1 VR 디바이스(140) 및 적어도 하나의 제 1 트래킹 센서(141)는 제 1 물리적 공간에 위치한 제 1 셋톱 박스(130)에 연결될 수 있다. 예를 들면, 제 1 VR 디바이스 시스템(110)은 USB(Universal Serial Bus) 및 HDMI(High Definition Multimdeia Interface)를 포함하는 연결 장치 케이블을 통해 제 1 셋톱 박스(130)에 연결될 수 있다. 여기서, 제 1 트래킹 센서(141)는 예를 들면, Passive 방식의 자이로 센서, 가속도 센서 등을 포함할 수 있다.
구체적으로, 디바이스 정보 수신부(320)는 제 1 셋톱 박스(130)를 통해 제 1 엣지 컴퓨팅 서버(100)로 접속된 제 1 VR 디바이스(140)로부터 모델 정보를 포함하는 제 1 VR 디바이스(140)의 정보를 수신할 수 있다.
또한, 디바이스 정보 수신부(320)는 제 1 셋톱 박스(130)로부터 적어도 하나의 제 1 트래킹 센서(141)에서 측정한 제 1 VR 디바이스(140)의 위치 정보를 수신할 수 있다.
이 때, 제 1 VR 디바이스(140)의 위치 정보는 제 1 VR 디바이스(140)의 6DoF(Degree of Freedom) 값을 포함할 수 있다. 제 1 VR 디바이스(140)의 6DoF 값은 예를 들면, 제 1 VR 디바이스(140)가 위치한 X 축, Y 축 및 Z 축 방향에서의 좌표 정보(X 값, Y 값, Z 값) 및 각 축을 중심으로 회전하는 Pitch 축, Roll 축 및 Yaw 축에 대한 좌표 정보(P 값, R 값, Y 값)를 포함할 수 있다.
디바이스 정보 수신부(320)는 제 2 물리적 공간에 위치한 제 2 VR 디바이스 시스템(112)으로부터 제 2 VR 디바이스(142)의 정보(제 2 VR 디바이스(142)의 모델 정보) 및 위치 정보(2 VR 디바이스(142)의 6DoF 값)를 수신할 수 있다. 이 때, 제 2 VR 디바이스 시스템(112)은 제 1 VR 디바이스 시스템(110)과는 다른 독립적인 환경에 위치하고 있으며 제 2 VR 디바이스 시스템(112)에 포함된 제 2 디바이스(144)는 제 1 디바이스(140)와는 다른 종류의 디바이스이다.
여기서, 제 2 VR 디바이스 시스템(112)은 제 2 VR 디바이스(142) 및 제 2 트래킹 센서(143)를 포함하며, 제 2 VR 디바이스(142) 및 제 2 트래킹 센서(143)는 제 2 물리적 공간에 위치한 제 2 셋톱 박스(132)에 연결될 수 있다. 여기서, 제 2 트래킹 센서(143)는 제 1 트래킹 센서(141)와 다른 종류의 센서일 수 있다. 제 2 트래킹 센서(143)는 예를 들면, Active 방식의 파장 성질을 이용한 IR 센서, 초음파 센서, RF 센서 등을 포함할 수 있다.
사용자 인증부(300)는 클라우드 서버(120)에게 제 1 VR 디바이스(140) 및 제 2 VR 디바이스(142) 각각의 정보를 전송하여 제 1 VR 디바이스(140) 및 제 2 VR 디바이스(142) 각각의 사용자의 인증 여부를 요청하고, 클라우드 서버(120)로부터 제 1 VR 디바이스(140) 및 제 2 VR 디바이스(142)에 대한 사용자 인증 결과를 수신할 수 있다.
이 때, 클라우드 서버(120)는 사용자의 정보를 관리하며, 사용자 정보 데이터베이스에 저장된 복수의 사용자의 정보를 이용하여 제 1 VR 디바이스(140) 및 제 2 VR 디바이스(142) 각각의 정보에 대응하는 사용자의 인증 여부를 확인할 수 있다.
VR 정보 수신부(310)는 클라우드 서버(120)로부터 VR 서비스에 대한 가상 공간의 정보 및 VR 컨텐츠 화면의 정보를 수신할 수 있다. 여기서, 클라우드 서버(120)는 복수의 VR 서비스 각각에 대한 가상 공간의 정보 및 VR 컨텐츠의 정보를 관리한다.
정규화부(330)는 동일한 가상 공간 상에 접속된 제 1 VR 디바이스(140) 및 제 2 VR 디바이스(142)의 사용자가 해당 가상 공간을 동일하게 인식 가능하도록 하기 위해 제 1 VR 디바이스(140) 및 제 2 VR 디바이스(142) 각각의 위치 정보를 월드 위치 좌표로 정규화할 수 있다.
구체적으로, 정규화부(330)는 제 1 VR 디바이스(140)의 정보 및 기설정된 캘리브레이션 테이블(Calibration table)에 기초하여 제 1 VR 디바이스(140)의 위치 정보를 정규화할 수 있다.
또한, 정규화부(330)는 제 2 VR 디바이스(142)의 정보 및 기설정된 캘리브레이션 테이블에 기초하여 제 2 VR 디바이스(142)의 위치 정보를 정규화할 수 있다.
여기서, 기설정된 캘리브레이션 테이블은 이종의 VR 디바이스의 모델 정보에 기초하여 이종의 VR 디바이스 별로 구축된 6DoF에 대한 데이터 모델로부터 생성된 테이블일 수 있다.
잠시, 도 4를 참조하면, 기설정된 캘리브레이션 테이블은 이종 모델의 디바이스 및 사용자의 아이디 별로 6DoF의 각 요소(400)에 대한 가중치를 포함할 수 있다.
예를 들어, 기설정된 캘리브레이션 테이블에는 이종 모델마다 6DoF의 각 요소(400)에 대한 가중치가 다르게 설정되어 있다. 6DoF의 각 요소(400)에는 X 축, Y 축, Z 축, Pitch 축, Roll 축 및 Yaw 축이 포함되고, 6DoF의 각 요소(400)에 대한 무게 가중치(w) 및 편향 가중치(b)가 다르게 설정되어 있다.
정규화부(330)는 제 1 VR 디바이스(140)의 모델 정보(402)에 기초하여 기설정된 캘리브레이션 테이블에서 제 1 VR 디바이스(140)의 모델 정보(402)에 대응하는 6DoF 의 각 요소(400)에 대한 무게 가중치 및 편향 가중치를 추출하고, 추출된 무게 가중치 및 편향 가중치를 수신된 제 1 VR 디바이스(140)의 위치 정보에 포함된 6DoF 값에 반영함으로써 제 1 VR 디바이스(140)의 위치 정보를 정규화할 수 있다.
제 1 VR 디바이스(140)의 X 좌표값에 대한 정규화(
Figure pat00001
)는 [수학식 1]과 같이 계산되고, 제 1 VR 디바이스(140)의 Y 좌표값에 대한 정규화(
Figure pat00002
)는 [수학식 2]와 같이 계산되고, 제 1 VR 디바이스(140)의 Z 좌표값에 대한 정규화(
Figure pat00003
)는 [수학식 3]과 같이 계산되고, 제 1 VR 디바이스(140)의 Pitch 좌표값에 대한 정규화(
Figure pat00004
)는 [수학식 4]와 같이 계산되고, 제 1 VR 디바이스(140)의 Roll 좌표값에 대한 정규화(
Figure pat00005
)는 [수학식 5]와 같이 계산되고, 제 1 VR 디바이스(140)의 Yaw 좌표값에 대한 정규화(
Figure pat00006
)는 [수학식 6]과 같이 계산될 수 있다.
Figure pat00007
여기서,
Figure pat00008
: X 축에 대한 무게 가중치,
Figure pat00009
: X 축에 대한 편향 가중치
Figure pat00010
여기서,
Figure pat00011
: Y축에 대한 무게 가중치,
Figure pat00012
: Y 축에 대한 편향 가중치
Figure pat00013
여기서,
Figure pat00014
: Z 축에 대한 무게 가중치,
Figure pat00015
: Z 축에 대한 편향 가중치
Figure pat00016
여기서,
Figure pat00017
: Pitch 축에 대한 무게 가중치,
Figure pat00018
: Pitch 축에 대한 편향 가중치
Figure pat00019
여기서,
Figure pat00020
: Roll 축에 대한 무게 가중치,
Figure pat00021
: Roll 축에 대한 편향 가중치
Figure pat00022
여기서,
Figure pat00023
: Yaw 축에 대한 무게 가중치,
Figure pat00024
: Yaw 축에 대한 편향 가중치
정규화부(330)는 기설정된 캘리브레이션 테이블에서 제 2 VR 디바이스(142)의 모델 정보(404)에 대응하는 6DoF 의 각 요소(400)에 대한 무게 가중치 및 편향 가중치를 추출하고, 추출된 무게 가중치 및 편향 가중치를 수신된 제 2 VR 디바이스(142)의 위치 정보에 포함된 6DoF 값에 반영하여 제 2 VR 디바이스(142)의 위치 정보를 정규화할 수 있다.
이처럼, 캘리브레이션 테이블을 이용하여 각 VR 디바이스의 위치 정보를 정규화함으로써 이종의 VR 디바이스를 이용하여 VR 서비스를 제공받더라도 VR 디바이스의 특성에 따른 차이를 최소화할 수 있다.
다시 도 3으로 돌아오면, 네트워크 환경 모니터링부(350)는 제 1 VR 디바이스 시스템(110)에 대응하는 네트워크 환경을 모니터링하고, 제 2 VR 디바이스 시스템(112)에 대응하는 네트워크 환경을 모니터링할 수 있다.
위치 에러 보정부(340)는 정규화된 제 1 VR 디바이스(140)의 위치 정보에서 누락된 위치 정보를 추정하고, 정규화된 제 2 VR 디바이스(142)의 위치 정보에서 누락된 위치 정보를 추가할 수 있다.
예를 들어, 위치 에러 보정부(340)는 제 1 VR 디바이스 시스템(110)에 대응하는 네트워크 환경에 기초하여 정규화된 제 1 VR 디바이스(140)의 위치 정보에 대하여 포지션 필터링을 수행하여 제 1 VR 디바이스(140)의 위치 정보에서 누락된 위치 정보를 추정하고, 추정된 위치 정보를 정규화된 제 1 VR 디바이스(140)의 위치 정보에 추가할 수 있다.
여기서, 포지션 필터링은 제 1 VR 디바이스(140)의 모델 정보 및 제 1 트래킹 센서(141)의 정보를 이용하여 제 1 VR 디바이스(140)의 위치 정보에서 누락된 위치 정보를 추정할 수 있다. 포지션 필터링을 이용함으로써 실시간 보정에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다.
또한, 위치 에러 보정부(340)는 제 2 VR 디바이스 시스템(112)에 대응하는 네트워크 환경에 기초하여 정규화된 제 2 VR 디바이스(142)의 위치 정보에 포지션 필터링을 수행하여 제 2 VR 디바이스(142)의 위치 정보에서 누락된 위치 정보를 추정하고, 추정된 위치 정보를 정규화된 제 2 VR 디바이스(142)의 위치 정보에 추가할 수 있다.
VR 서비스 제공부(360)는 보정된 제 1 VR 디바이스(140)의 위치 정보에 따라 VR 서비스를 제 1 VR 디바이스(140)에게 제공하고, 보정된 제 2 VR 디바이스(142)의 위치 정보에 따라 VR 서비스를 제 2 VR 디바이스(142)에게 제공할 수 있다.
구체적으로, VR 서비스 제공부(360)는 정규화된 제 1 VR 디바이스(140)의 위치 정보에 추가된 제 1 VR 디바이스(140)의 위치 정보에 대응하는 VR 컨텐츠 화면을 렌더링하여 제 1 VR 디바이스(140)에게 제공할 수 있다. 또한, VR 서비스 제공부(360)는 정규화된 제 2 VR 디바이스(142)의 위치 정보에 추가된 제 2 VR 디바이스(142)의 위치 정보에 대응하는 VR 컨텐츠 화면을 렌더링하여 제 2 VR 디바이스(142)에게 제공할 수 있다.
이와 같이, 동일한 가상 공간에 접속한 제 1 VR 디바이스(140) 및 제 2 VR 디바이스(142)이 서로 독립적인 물리적 환경에서 위치하고, 제 1 VR 디바이스(140) 및 제 2 VR 디바이스(142)가 이종의 디바이스더라도 제 1 VR 디바이스(140) 및 제 2 VR 디바이스(142) 각각은 가상 공간 상에서 체험하는 VR 컨텐츠를 지연없이 동일한 VR 서비스를 실시간으로 제공받을 수 있다. 또한, 고가의 PC로의 연결 대신에 연결 장치 케이블을 이용하여 제 1 VR 디바이스(140) 및 제 2 VR 디바이스(142)를 각 셋톱 박스(130, 132)에 연결하는 것만으로 간편하게 고가의 PC에서 제공하는 VR 서비스 체험을 제공할 수 있다.
한편, 당업자라면, 사용자 인증부(300), VR 정보 수신부(310), 디바이스 정보 수신부(320), 정규화부(330), 위치 에러 보정부(340), 네트워크 환경 모니터링부(350) 및 VR 서비스 제공부(360) 각각이 분리되어 구현되거나, 이 중 하나 이상이 통합되어 구현될 수 있음을 충분히 이해할 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 제 1 엣지 컴퓨팅 서버(100)에서 VR 서비스를 제공하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 단계 S501에서 제 1 엣지 컴퓨팅 서버(100)는 복수의 VR 디바이스 시스템(110, 112) 각각으로부터 모델 정보를 포함하는 VR 디바이스(140, 142)의 정보 및 위치 정보를 수신할 수 있다. 구체적으로, 제 1 엣지 컴퓨팅 서버(100)는 제 1 VR 디바이스 시스템(110)으로부터 제 1 VR 디바이스(140)의 정보 및 위치 정보를 수신하고, 제 2 VR 디바이스 시스템(112)으로부터 제 2 VR 디바이스(142)의 정보 및 위치 정보를 수신할 수 있다.
단계 S503에서 제 1 엣지 컴퓨팅 서버(100)는 복수의 VR 디바이스 시스템(110, 112) 각각에 대하여 VR 디바이스(140, 142)의 정보 및 기설정된 캘리브레이션 테이블(Calibration table)에 기초하여 복수의 VR 디바이스 시스템(110, 112) 각각의 VR 디바이스(140, 142)에 대한 위치 정보를 정규화할 수 있다. 구체적으로, 제 1 엣지 컴퓨팅 서버(100)는 제 1 VR 디바이스(140)의 모델 정보 및 기설정된 캘리브레이션 테이블에 기초하여 제 1 VR 디바이스(140)의 위치 정보를 정규화하고, 제 2 VR 디바이스(142)의 모델 정보 및 기설정된 캘리브레이션 테이블에 기초하여 제 2 VR 디바이스(142)의 위치 정보를 정규화할 수 있다.
단계 S505에서 제 1 엣지 컴퓨팅 서버(100)는 복수의 VR 디바이스 시스템(110, 112) 각각의 VR 디바이스(140, 142)의 정규화된 위치 정보에서 보정된 위치 정보에 따라 VR 서비스를 복수의 VR 디바이스 시스템(110, 112) 각각의 VR 디바이스(140, 142)에게 제공할 수 있다. 구체적으로, 제 1 엣지 컴퓨팅 서버(100)는 제 1 VR 디바이스(140)의 정규화된 위치 정보에 포지션 필터링에 의해 추정된 누락된 제 1 VR 디바이스(140)의 위치 정보를 추가함으로써 보정된 위치 정보에 따라 VR 컨텐츠 화면을 렌더링하여 제 1 VR 디바이스(140)에게 제공하고, 제 2 VR 디바이스(142)의 정규화된 위치 정보에 포지션 필터링에 의해 추정된 누락된 제 2 VR 디바이스(142)의 위치 정보를 추가함으로써 보정된 위치 정보에 따라 VR 컨텐츠 화면을 렌더링하여 제 2 VR 디바이스(142)에게 제공할 수 있다.
상술한 설명에서, 단계 S501 내지 S505는 본 발명의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 2에 도시된 제 1 VR 디바이스(140)의 블록도이다.
도 2 및 도 6을 참조하면, 제 1 VR 디바이스(140)는 연결부(600), 정보 전송부(610) 및 VR 서비스 제공부(620)를 포함할 수 있다. 다만, 도 6에 도시된 제 1 VR 디바이스 시스템(110)은 본 발명의 하나의 구현 예에 불과하며, 도 6에 도시된 구성요소들을 기초로 하여 여러 가지 변형이 가능하다.
연결부(600)는 제 1 셋톱 박스(130)에 제 1 VR 디바이스(140)를 연결할 수 있다. 구체적으로, 연결부(600)는 연결 장치 케이블을 이용하여 제 1 VR 디바이스(140)를 제 1 셋톱 박스(130)에 연결할 수 있다. 여기서, 연결 장치 케이블은 예를 들면, USB(Universal Serial Bus) 및 HDMI(High Definition Multimdeia Interface)를 포함할 수 있다.
정보 전송부(610)는 제 1 VR 디바이스(140)와 연결된 제 1 셋톱 박스(130)을 통해 제 1 엣지 컴퓨팅 서버(100)에게 제 1 VR 디바이스(140)의 모델 정보를 포함하는 제 1 VR 디바이스(140)의 정보를 전송할 수 있다. 이 때, 제 1 VR 디바이스(140)의 위치 정보를 측정하는 제 1 트래킹 센서(141)에서 제 1 VR 디바이스(140)의 6DoF 값을 포함하는 위치 정보를 제 1 엣지 컴퓨팅 서버(100)에게 전송할 수 있다.
VR 서비스 제공부(620)는 보정된 제 1 VR 디바이스(140)의 위치 정보에 기초한 VR 서비스를 제 1 엣지 컴퓨팅 서버(100)로부터 제공받을 수 있다. 여기서, 보정된 제 1 VR 디바이스(140)의 위치 정보는 제 1 VR 디바이스(140)의 모델 정보 및 기설정된 캘리브레이션 테이블에 기초하여 정규화된 제 1 VR 디바이스(140)의 위치 정보에 제 1 VR 디바이스 시스템(110)에 대응하는 네트워크 환경에 기초하여 포지션 필터링에 의해 추정된 누락된 제 1 VR 디바이스(140)의 위치 정보를 추가한 정보이다. 이 때, 포지션 필터링은 제 1 VR 디바이스(140)의 모델 정보 및 제 1 트래킹 센서(141)의 정보에 기초하여 정규화된 제 1 VR 디바이스(140)의 위치 정보를 보정하는 작업이다.
VR 서비스 제공부(620)는 보정된 제 1 VR 디바이스(140)의 위치 정보에 대응하는 렌더링된 VR 컨텐츠 화면을 제 1 엣지 컴퓨팅 서버(100)로부터 스트리밍받을 수 있다.
한편, 당업자라면, 연결부(600), 정보 전송부(610) 및 VR 서비스 제공부(620) 각각이 분리되어 구현되거나, 이 중 하나 이상이 통합되어 구현될 수 있음을 충분히 이해할 것이다.
본 발명의 일 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 제 1 엣지 컴퓨팅 서버
102: 제 2 엣지 컴퓨팅 서버
110: 제 1 VR 디바이스 시스템
112: 제 2 VR 디바이스 시스템
114: 제 3 VR 디바이스 시스템
116: 제 4 VR 디바이스 시스템
120: 클라우드 서버
130: 제 1 셋톱 박스
132: 제 2 셋톱 박스
134: 제 3 셋톱 박스
136: 제 4 셋톱 박스
140: 제 1 VR 디바이스
141: 제 1 트래킹 센서
142: 제 2 VR 디바이스
143: 제 2 트래킹 센서
144: 제 3 VR 디바이스
145: 제 3 트래킹 센서
146: 제 4 VR 디바이스
147: 제 4 트래킹 센서

Claims (18)

  1. 클라우드 서버 및 엣지 컴퓨팅 서버를 포함하는 엣지 컴퓨팅(Edge computing) 시스템을 활용한 VR 서비스를 제공하기 위한 엣지 컴퓨팅 서버에 있어서,
    제 1 VR 디바이스 시스템으로부터 모델 정보를 포함하는 제 1 VR 디바이스의 정보 및 위치 정보를 수신하는 디바이스 정보 수신부;
    상기 제 1 VR 디바이스의 정보 및 기설정된 캘리브레이션 테이블(Calibration table)에 기초하여 상기 위치 정보를 정규화하는 정규화부; 및
    상기 정규화된 위치 정보에기초하여 상기 VR 서비스를 상기 제 1 VR 디바이스에게 제공하는 VR 서비스 제공부
    를 포함하는 것인, 엣지 컴퓨팅 서버.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 VR 디바이스 시스템은 상기 제 1 VR 디바이스 및 상기 제 1 VR 디바이스의 위치 정보를 추적하는 트래킹 센서를 포함하고, 셋톱 박스와 연결됨으로써, 상기 VR 서비스를 제공받는 것인, 엣지 컴퓨팅 서버.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 위치 정보는 상기 트래킹 센서에 의해 측정된 6DoF(Degree of Freedom) 값을 포함하는 것인, 엣지 컴퓨팅 서버.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 기설정된 캘리브레이션 테이블은 이종 모델마다 상기 6DoF 의 각 요소에 대한 가중치를 포함하는 것인, 엣지 컴퓨팅 서버.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 정규화부는 상기 모델 정보에 기초하여 상기 기설정된 캘리브레이션 테이블에서 상기 제 1 VR 디바이스의 정보에 대응하는 상기 6DoF 의 각 요소에 대한 가중치를 추출하고,
    상기 추출된 가중치를 상기 수신된 위치 정보에 포함된 6DoF 값에 반영하여 상기 제 1 VR 디바이스의 위치 정보를 정규화하는 것인, 엣지 컴퓨팅 서버.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 VR 디바이스 시스템에 대응하는 네트워크 환경을 모니터링하는 네트워크 환경 모니터링부
    를 더 포함하는 것인, 엣지 컴퓨팅 서버.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 네트워크 환경에 기초하여 상기 정규화된 위치 정보에 포지션 필터링을 수행하여 상기 위치 정보에서 누락된 위치 정보를 추정하고, 상기 추정된 위치 정보를 상기 정규화된 위치 정보에 추가하는 위치 에러 보정부
    를 더 포함하는 것인, 엣지 컴퓨팅 서버.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 VR 서비스 제공부는 상기 정규화된 위치 정보에 추가된 위치 정보에 대응하는 VR 컨텐츠 화면을 렌더링하여 상기 제 1 VR 디바이스에게 제공하는 것인, 엣지 컴퓨팅 서버.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 정보 수신부는 제 2 VR 디바이스 시스템으로부터 모델 정보를 포함하는 제 2 VR 디바이스의 정보 및 위치 정보를 수신하고,
    상기 정규화부는 상기 제 2 VR 디바이스의 정보 및 상기 기설정된 캘리브레이션 테이블에 기초하여 상기 제 2 VR 디바이스의 위치 정보를 정규화하고,
    상기 VR 서비스 제공부는 상기 정규화된 제 2 VR 디바이스의 위치 정보에기초하여 상기 VR 서비스를 상기 제 2 VR 디바이스에게 제공하는 것인, 엣지 컴퓨팅 서버.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 VR 디바이스 및 상기 제 2 VR 디바이스는 이종 디바이스인 것인, 엣지 컴퓨팅 서버.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 VR 디바이스 시스템 및 제 2 VR 디바이스 시스템은 서로 독립적인 물리 환경에 설치된 것인, 엣지 컴퓨팅 서버.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 클라우드 서버에게 상기 제 1 VR 디바이스의 정보를 전송하고, 상기 클라우드 서버로부터 상기 제 1 VR 디바이스에 대한 사용자 인증 결과를 수신하는 사용자 인증부를 더 포함하는 것인, 엣지 컴퓨팅 서버.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 클라우드 서버로부터 상기 VR 서비스에 대한 가상 공간의 정보 및 VR 컨텐츠 화면의 정보를 수신하는 VR 정보 수신부를 더 포함하는 것인, 엣지 컴퓨팅 서버.
  14. 클라우드 서버 및 엣지 컴퓨팅 서버를 포함하는 엣지 컴퓨팅(Edge computing) 시스템을 활용한 VR 서비스를 제공하는 VR 디바이스 시스템에 있어서,
    상기 엣지 컴퓨팅 서버에게 모델 정보를 포함하는 VR 디바이스의 정보 및 위치 정보를 전송하는 정보 전송부; 및
    정규화된 위치 정보에기초하여 상기 VR 서비스를 상기 엣지 컴퓨팅 서버로부터 제공받는 VR 서비스 제공부를 포함하고,
    상기 정규화된 위치 정보는 상기 VR 디바이스의 정보 및 기설정된 캘리브레이션 테이블(Calibration table)에 기초하여 정규화되는 것인, VR 디바이스 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 VR 디바이스 시스템은 상기 VR 디바이스 및 트래킹 센서를 포함하는 것인, VR 디바이스 시스템.
  16. 제 14 항에 있어서,
    셋톱 박스에 상기 VR 디바이스 시스템을 연결하는 연결부를 더 포함하는 것인, VR 디바이스 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 연결부는 USB(Universal Serial Bus) 또는 HDMI(High Definition Multimdeia Interface)를 이용하여 상기 셋톱 박스와 연결하는 것인, VR 디바이스 시스템.
  18. 클라우드 서버 및 엣지 컴퓨팅 서버를 포함하는 엣지 컴퓨팅(Edge computing) 시스템을 활용한 VR 서비스를 제공하는 방법에 있어서,
    복수의 VR 디바이스 시스템 각각으로부터 모델 정보를 포함하는 VR 디바이스의 정보 및 위치 정보를 수신하는 단계;
    상기 복수의 VR 디바이스 시스템 각각에 대하여 상기 VR 디바이스의 정보 및 기설정된 캘리브레이션 테이블(Calibration table)에 기초하여 상기 복수의 VR 디바이스 시스템 각각에 대한 상기 위치 정보를 정규화하는 단계; 및
    상기 복수의 VR 디바이스 시스템 각각의 상기 정규화된 위치 정보에 기초하여 상기 VR 서비스를 상기 복수의 VR 디바이스 시스템에게 제공하는 단계
    를 포함하는 것인, VR 서비스 제공 방법.
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