KR20200062500A - 매트 및 증강현실을 이용한 학습시스템 및 학습방법 - Google Patents

매트 및 증강현실을 이용한 학습시스템 및 학습방법 Download PDF

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Abstract

매트에 인쇄되어 있는 이미지를 이동단말로 촬영하면 대응하는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되는 매트 및 증강현실을 이용한 학습시스템이 개시된다. 상기 매트 및 증강현실을 이용한 학습시스템은, 상기 이동단말에서 촬영된 영상에서 상기 매트에 인쇄되어 있는 이미지를 인식하는 인식부, 상기 인식된 이미지에 대응하는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되도록 제어하는 표시제어부 및 상기 인식부에서 상기 매트의 제 1 이미지를 인식한 시점 직전의 시점에서 상기 이동단말의 화면에 표시된 증강현실 콘텐츠에 대응하는 상기 매트의 제 2 이미지가 상기 제 1 이미지와 매칭되는지 판단하는 비교부를 구비하고, 상기 표시제어부는 상기 제 1 이미지가 상기 제 2 이미지와 매칭되는 이미지인 경우 상기 제 1 이미지에 대응하는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되도록 제어할 수 있다.

Description

매트 및 증강현실을 이용한 학습시스템 및 학습방법{Education support system and method using mat and Augmented Reality}
본 발명은 매트 및 증강현실을 이용한 학습시스템 및 학습방법에 관한 것으로, 특히 매트에 인쇄된 이미지를 이용하여 증강현실 컨텐츠를 제공함으로써 놀이와 학습을 동시에 할 수 있는 매트 및 증강현실을 이용한 학습시스템 및 학습방법에 관한 것이다.
증강현실(Augmented Reality, AR)은 현실의 이미지나 배경에 3차원 가상 이미지를 겹쳐서 하나의 영상으로 보여 주는 기술을 말하며, 이와 같은 증강현실(AR)은 사용자가 눈으로 보는 현실세계에 가상의 콘텐츠를 겹쳐 보여주는 기술로 현실세계에 실시간으로 부가정보를 갖는 가상세계를 합쳐 하나의 영상으로 보여주므로 혼합현실(Mixed Reality, MR)이라고도 한다.
이처럼, 현실세계를 가상세계로 보완해주는 개념인 증강현실은 컴퓨터 그래픽으로 만들어진 가상환경을 사용하여 사용자가 보고 있는 실사 영상에 3차원 가상영상을 겹쳐서 제공하는 방법으로 많은 분야에서 사용되고 있다.
예를 들어, 전시관의 전시물 설명 제공, 교육용 콘텐츠 제공, 각종 정보 제공, 사물에 관한 정보 제공 등 현실세계의 대상에 대한 부가정보를 제공하는데 주로 이용되고 있다. 관련 종래기술로 대한민국 특허출원 제10-2012-0147219호 '증강현실 콘텐츠 재생 시스템' 등이 있다.
최근 층간 소음을 방지하고 안전을 위해서 아동이나 어린이를 위한 바닥 매트를 실내에 깔고 생활하게 되는 것이 일상적인 일이 되고 있다. 통상 영유아를 키우는 가정의 경우 거의 모든 집에서 거실이나 방에 바닥 매트를 깔고 생활하고 있다. 이와 같은 매트는 영유아들이 좋아하는 캐릭터, 숫자, 한글, 알파벳 등이 인쇄된다. 그러나, 종래 바닥 매트는 단순 매트 이상의 기능을 제공하지 못하고 있다. 관련 종래기술로 대한민국 특허출원 10-2011-0088359호 '하우스로 변형 가능한 매트' 등이 있다.
또한, 매트에 인쇄된 이미지를 이용하여 사용자에게 증강현실 콘텐츠를 제공하는 시스템 및 방법에 관한 것으로 대한민국 등록특허 제10-1522834호 '증강현실 마커가 인쇄된 바닥 매트 및 이를 포함하는 증강현실 시스템' 등이 있다. 그러나 이와 같은 종래기술은 단순히 매트에 인쇄된 이미지를 촬영하는 경우 대응하는 증강현실을 화면에 표시하여 주는 기술에 불과하여 사용자가 쉽게 흥미를 잃을 수 있고 학습 효과가 낮은 문제가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 매트에 인쇄된 이미지를 이용하여 증강현실 컨텐츠를 제공함과 동시에 흥미를 가지고 다음 이미지를 찾아갈 수 있도록 함으로써 놀이와 학습을 동시에 할 수 있는 매트 및 증강현실을 이용한 학습시스템 및 학습방법을 제공하는데 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 매트에 인쇄되어 있는 이미지를 이동단말로 촬영하면 대응하는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되는 매트 및 증강현실을 이용한 학습시스템은, 상기 이동단말에서 촬영된 영상에서 상기 매트에 인쇄되어 있는 이미지를 인식하는 인식부, 상기 인식된 이미지에 대응하는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되도록 제어하는 표시제어부 및 상기 인식부에서 상기 매트의 제 1 이미지를 인식한 시점 직전의 시점에서 상기 이동단말의 화면에 표시된 증강현실 콘텐츠에 대응하는 상기 매트의 제 2 이미지가 상기 제 1 이미지와 매칭되는지 판단하는 비교부를 구비하고, 상기 표시제어부는 상기 제 1 이미지가 상기 제 2 이미지와 매칭되는 이미지인 경우 상기 제 1 이미지에 대응하는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되도록 제어할 수 있다.
상기 매트 및 증강현실을 이용한 학습시스템은 상기 이미지간의 매칭관계가 저장되어 있는 매칭테이블을 더 구비하고, 상기 비교부는 상기 제 1 이미지 또는 상기 제 2 이미지의 매칭관계를 상기 매칭테이블에서 검색하고, 상기 매칭테이블에서 검색된 매칭관계를 이용하여 상기 제 1 이미지가 상기 제 2 이미지와 매칭되는지 판단할 수 있다.
상기 표시제어부는, 상기 제 1 이미지가 상기 제 2 이미지와 매칭되지 않는 이미지인 경우, 상기 제 1 이미지에 대응하는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되지 않도록 제어하거나 오류메시지가 포함된 이미지 또는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되도록 제어할 수 있다.
상기 표시제어부는, 상기 제 1 이미지에 대응하는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되도록 제어하는 경우, 상기 이동단말이 사용자 지시사항이 포함된 이미지 또는 음성을 제공하도록 제어하거나 상기 제 1 이미지에 대응하는 증강현실 콘텐츠에 상기 사용자 지시사항을 포함시켜 상기 이동단말의 화면에 표시되도록 제어할 수 있다.
상기 표시제어부는, 상기 매트에 인쇄되어 있는 이미지에 대응하는 증강현실 콘텐츠를 상기 이동단말의 화면에 표시하는 어플리케이션이 시작된 경우 또는 상기 인식부에서 상기 제 1 이미지를 인식한 시점 이전에 상기 이동단말의 화면에 표시된 증강현실 콘텐츠가 존재하지 않는 경우, 상기 제 1 이미지에 대응하는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되도록 제어할 수 있다.
상기 표시제어부는, 상기 매트에 인쇄되어 있는 모든 이미지들에 대한 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말로 전송된 경우 또는 상기 매트의 이미지들 중 종료용 이미지에 대응하는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시된 경우, 종료 메시지를 포함하는 이미지 또는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되도록 제어할 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 매트에 인쇄되어 있는 이미지를 이동단말로 촬영하면 대응하는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되는 매트 및 증강현실을 이용한 학습방법은, 상기 매트의 제 1 이미지를 상기 이동단말을 이용하여 촬영하는 경우, 비교부에서 상기 제 1 이미지를 촬영하기 직전에 상기 이동단말에 표시된 증강현실 콘텐츠에 대응하는 제 2 이미지가 상기 제 1 이미지와 매칭되는지 판단하는 단계 및 상기 제 1 이미지가 상기 제 2 이미지와 매칭되는 이미지인 경우 상기 표시제어부에서 상기 제 1 이미지에 대응하는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 매트 및 증강현실을 이용한 학습시스템 및 학습방법은 매트에 그려진 이미지를 이동단말로 촬영하면 대응하는 증강현실 콘텐츠가 이동단말에 표시되고 사용자는 표시된 증강현실 콘텐츠 또는 함께 표시되는 지시사항에 따라 다른 이미지를 찾을 수 있도록 함으로써 사용자가 흥미를 가지고 놀이와 학습을 동시에 수행할 수 있는 장점이 있다. 예를 들어, 상기 매트에 인쇄된 산수나 수학문제를 상기 이동단말로 촬영하면 대응하는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말에 표시되고, 사용자가 정답을 찾아 정답에 해당하는 이미지를 비추면 대응하는 증강현실 콘텐츠가 표시되고 틀린 이미지를 비추면 증강현실 콘텐츠가 표시되지 않거나 틀렸음을 알리는 이미지가 표시됨으로써 사용자는 놀이를 하면서 학습을 할 수 있는 장점이 있다. 다른 예로, 상기 매트에 인쇄된 동물을 상기 이동단말로 촬영하면 대응하는 증강현실 콘텐츠와 다른 동물을 찾도록 하는 내용이 상기 이동단말에 표시되고 상기 지시사항에 따라 다른 동물을 찾으면 그에 해당하는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말에 표시됨으로써 쉽고 재미있게 학습할 수 있는 장점이 있다. 또한, 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 매트 및 증강현실을 이용한 학습시스템 및 학습방법은 매트를 다시 구입하지 않아도 대응하는 증강현실 컨텐츠나 지시사항을 업데이트함으로써 동일한 매트에서 다른 이미지를 찾아갈 수 있도록 할 수 있어 지속적으로 사용자가 흥미를 가지고 학습을 할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 매트 및 증강현실을 이용한 학습시스템의 블록도이다.
도 2는 도 1의 매트 및 증강현실을 이용한 학습시스템을 이용하는 방법의 흐름도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 매트 및 증강현실을 이용한 학습시스템(100)의 블록도이다. 매트 및 증강현실을 이용한 학습시스템(100)은 매트에 인쇄되어 있는 이미지를 이동단말로 촬영하면 대응하는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되도록 할 수 있다.
도 1을 참조하면, 매트 및 증강현실을 이용한 학습시스템(100)은 인식부(110), 비교부(120) 및 표시제어부(130)를 구비하고, 매칭테이블(140)을 더 구비할 수 있다.
인식부(110)는 상기 이동단말에서 촬영된 영상에서 상기 매트에 인쇄되어 있는 이미지를 인식할 수 있다. 즉, 인식부(110)은 상기 이동단말에서 촬영된 영상에서 상기 매트에 인쇄된 이미지들 중 증강현실 콘텐츠에 대응하는 이미지를 인식할 수 있다. 인식부(110)는 상기 이동단말 내의 어플리케이션에서 동작될 수도 있고 상기 이동단말과 통신하는 서버에서 동작될 수도 있다. 예를 들어, 상기 이동단말 내의 대응하는 어플리케이션이 실행되면 상기 이동단말의 카메라로 상기 매트에 인쇄되어 있는 이미지를 촬영할 수 있고, 상기 어플리케이션 상의 인식부(110)는 상기 촬영된 영상에서 상기 매트에 인쇄되어 있는 이미지를 인식할 수 있다. 다른 예로, 상기 이동단말 내의 대응하는 어플리케이션이 실행되면 상기 이동단말의 카메라로 상기 매트에 인쇄되어 있는 이미지를 촬영할 수 있고, 상기 어플리케이션을 통하여 상기 촬영된 이미지를 상기 서버로 전송하면 상기 서버 상의 인식부(110)는 상기 촬영된 영상에서 상기 매트에 인쇄되어 있는 이미지를 인식할 수 있다.
인식부(110)는 상기 매트의 이미지에 대응하여 매트에 인쇄되어 있는 증강현실 마커를 인식함으로써 상기 이미지를 인식할 수 있다. 상기 증강현실 마커는 상기 매트의 이미지의 특징점일 수도 있고 이미지와 별도로 표시된 마커일 수도 있다. 예를 들어, 원숭이의 이미지가 상기 매트에 인쇄되어 있는 경우, 인식부(110)는 상기 촬영된 영상에서 상기 원숭이의 이미지 중 특징점을 추출하거나 상기 원숭이의 이미지 주변에 인쇄된 마커를 이용하여 상기 원숭이 이미지가 증강현실 컨텐츠에 대응하는 이미지임을 인식할 수 있다.
비교부(120)는 제 1 이미지와 제 2 이미지가 매칭되는지 판단할 수 있다. 상기 제 1 이미지는 인식부(110)에서 현재 인식한 이미지일 수 있다. 그리고 상기 제 2 이미지는 상기 제 1 이미지를 인식한 시점 직전의 시점에서 상기 이동단말의 화면에 표시된 증강현실 콘텐츠에 대응하는 상기 매트의 이미지일 수 있다. 즉, 제 1 시점에 상기 제 2 이미지를 인식부(110)에서 인식하여 상기 제 2 이미지에 대응하는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되었고, 이후 현재시점에 인식부(110)에서 상기 매트의 특정 이미지를 인식한 경우에 해당한다. 만약, 제 1 시점에 인식부(110)가 '원숭이' 이미지를 인식하여 대응하는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되었고, 제 1 시점 이후 시점인 제 2 시점에 인식부(110)가 '사자' 이미지를 인식하였으나 '사자' 이미지는 매칭되는 이미지가 아니여서 대응하는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되지 않았다면, 상기 제 1 이미지를 인식한 현재시점을 기준으로 상기 제 2 이미지는 '사자'가 아닌 '원숭이' 이미지가 된다. 즉, 상기 제 1 이미지를 인식한 시점에서 '사자'이미지를 인식한 시점이 더 가깝지만 '사자' 이미지는 증강현실 콘텐츠가 화면에 표시되지 않았으므로 제 1 시점이전에 증강현실 콘텐츠가 화면에 표시된 '원숭이' 이미지가 상기 제 2 이미지가 된다.
비교부(120)가 상기 제 1 이미지와 상기 제 2 이미지가 매칭되는 이미지인지 판단하기 위하여 매칭테이블(140)에 저장되어 있는 상기 이미지간의 매칭관계를 이용할 수 있다. 즉, 인식부(110)에서 상기 제 2 이미지가 먼저 인식되어 대응하는 증강현실 콘텐츠가 상기 화면에 표시된 이후 상기 제 1 이미지가 인식되면, 상기 제 1 이미지 또는 상기 제 2 이미지의 매칭관계를 매칭테이블(140)에서 검색하고, 매칭테이블(140)에서 검색된 매칭관계를 이용하여 상기 제 1 이미지가 상기 제 2 이미지와 매칭되는지 판단할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 이미지가 '5 - 3 = ?'이라는 이미지이고 상기 제 2 이미지와 매칭되는 이미지는 해당 문제의 답인 '2'인 경우, 비교부(120)는 상기 제 1 이미지가 '2'인 경우 상기 제 1 이미지와 상기 제 2 이미지가 매칭된다고 판단하고 상기 제 1 이미지가 '3'인 경우 상기 제 1 이미지와 상기 제 2 이미지가 매칭되지 않는다고 판단한다.
비교부(120)는 인식부(110)와 마찬가지로 상기 이동단말 내의 어플리케이션에서 동작될 수도 있고 상기 이동단말과 통신하는 서버에서 동작될 수도 있다. 마찬가지로, 매칭테이블(140)도 상기 이동단말 내의 어플리케이션에서 동작될 수도 있고 상기 이동단말과 통신하는 서버에 저장되어 있을 수도 있다. 예를 들어, 매칭테이블(140)이 상기 서버에 저장되어 있고 비교부(120)가 상기 이동단말 내의 어플리케이션에서 동작된다면, 비교부(120)는 상기 매칭관계를 서버에 요청하여 받아와 상기 제 1 이미지와 상기 제 2 이미지를 비교할 수 있다. 다른 예로, 매칭테이블(140)이 상기 서버에 저장되어 있고 비교부(120)도 상기 서버에서 동작된다면, 비교부(120)는 상기 서버에서 저장되어 있는 매칭테이블(140)의 매칭관계를 이용하여 상기 제 1 이미지와 상기 제 2 이미지를 비교할 수 있다.
표시제어부(130)는 상기 인식된 이미지에 대응하는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되도록 제어할 수 있다. 다만, 표시제어부(130)는 상기 이미지가 인식되기만 하면 항상 대응하는 증강현실 콘텐츠가 상기 화면에 표시되도록 제어하는 것은 아니며, 이하에서 설명하는 것과 같이 일정한 조건에 해당하는 경우에만 대응하는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되도록 제어할 수 있다.
표시제어부(130)는 상기 제 1 이미지가 상기 제 2 이미지와 매칭되는 이미지인 경우 상기 제 1 이미지에 대응하는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되도록 제어할 수 있다. 즉, 비교부(120)의 판단결과 상기 제 1 이미지가 상기 제 2 이미지에 매칭되는 경우, 표시제어부(130)는 상기 제 1 이미지에 대응하는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되도록 제어할 수 있다.
만약, 상기 제 1 이미지가 상기 제 2 이미지와 매칭되지 않는 이미지인 경우, 표시제어부(130)는 상기 제 1 이미지에 대응하는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되지 않도록 제어하거나 오류메시지가 포함된 이미지 또는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되도록 제어할 수 있다. 즉, 상기 제 1 이미지가 상기 제 2 이미지와 매칭되지 않는 이미지인 경우, 표시제어부(130)는 상기 제 1 이미지에 대응하는 증강현실 콘텐츠를 상기 이동단말의 화면에 표시하지 않게 된다. 그리고 필요에 따라 표시제어부(130)는 상기 제 1 이미지가 상기 제 2 이미지와 매칭되지 않음에 대한 알림이 포함된 오류메시지를 이미지 또는 증강현실 콘텐츠로 상기 이동단말의 화면에 표시하거나 음성으로 상기 이동단말을 통하여 알림을 줄 수도 있다.
표시제어부(130)는 상기 제 1 이미지에 대응하는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되도록 제어하는 경우, 상기 이동단말이 사용자 지시사항이 포함된 이미지 또는 음성을 제공하도록 제어하거나 상기 제 1 이미지에 대응하는 증강현실 콘텐츠에 상기 사용자 지시사항을 포함시켜 상기 이동단말의 화면에 표시되도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 이동단말이 '원숭이' 이미지를 촬영하는 경우 표시제어부(130)는 '원숭이' 이미지에 대응하는 증강현실 콘텐츠 안에 "코끼리에게 고민이 있대. 코끼리를 찾아서 도와주자!"라는 사용자 지시사항이 이미지 또는 음성으로 포함된 상태로 상기 이동단말이 제공하도록 제어할 수 있다. 따라서 사용자는 이와 같은 사용자 지시사항에 따라 '코끼리' 이미지를 찾아서 상기 이동단말로 촬영하면 '코끼리' 이미지에 대응하는 증강현실 콘텐츠가 다시 상기 화면에 표시될 수 있다. 다만, 이와 같은 사용자 지시사항은 이미지 자체에 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 매트에 '3 + 5 = ?'이라는 이미지가 있어 이를 촬영하여 대응하는 증강현실 콘텐츠가 상기 화면에 표시되는 경우, 별도의 사용자 지시사항이 없어도 정답을 찾으라는 지시사항이 이미 포함되어 있다고 사용자가 알 수 있으므로, 사용자는 정답에 해당하는 숫자를 찾아 촬영을 하면 된다.
표시제어부(130)는 상기 매트에 인쇄되어 있는 이미지에 대응하는 증강현실 콘텐츠를 상기 이동단말의 화면에 표시하는 어플리케이션이 시작된 경우 또는 인식부(110)에서 상기 제 1 이미지를 인식한 시점 이전에 상기 이동단말의 화면에 표시된 증강현실 콘텐츠가 존재하지 않는 경우, 상기 제 1 이미지에 대응하는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되도록 제어할 수 있다. 즉, 상기 어플리케이션이 시작된 경우 최초로 인식부(110)에서 인식한 이미지에 대응하는 증강현실 콘텐츠를 상기 이동단말의 화면에 표시할 수 있다. 또는, 상기 어플리케이션이 시작되면서 사용자 지시사항을 화면에 표시하여 주거나 음성으로 제공함으로써 상기 사용자 지시사항에 대응하는 이미지를 인식부(110)에서 인식하는 경우에만 상기 이미지에 대응하는 증강현실 콘텐츠를 상기 화면에 표시할 수도 있다. 또는, 상기 제 1 이미지를 인식한 시점에서 임계시간 이내에 상기 이동단말의 화면에 표시된 증강현실 콘텐츠가 존재하지 않는 경우, 상기 제 1 이미지에 대응하는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 이미지를 인식한 시점에서 과거 10분 이내의 시간동안 상기 화면에 표시된 증강현실 콘텐츠가 존재하지 않는 경우, 표시제어부(130)는 상기 제 1 이미지의 매칭 여부와 무관하게 상기 제 1 이미지에 대응하는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되도록 제어할 수 있다. 이외에도 다양한 방법에 의하여 시작시점을 설정할 수 있으며, 시작시점에서는 매칭관계를 확인하지 않고 대응하는 증강현실 콘텐츠를 상기 화면에 표시할 수 있다.
또한, 표시제어부(130)는 상기 매트에 인쇄되어 있는 모든 이미지들에 대한 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말로 전송된 경우 또는 상기 매트의 이미지들 중 종료용 이미지에 대응하는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시된 경우, 종료 메시지를 포함하는 이미지 또는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되도록 제어할 수 있다. 상기 매트의 이미지들을 따라가면서 촬영을 하다가 모든 이미지에 대하여 촬영이 되어 증강현실 콘텐츠가 화면에 표시된 경우 별도의 표시없이 어플리케이션을 종료시키거나 종료 메시지를 포함하는 이미지 또는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되도록 할 수 있다. 또는, 상기 매트의 이미지들 중 종료용 이미지에 대응하는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시된 경우 도의 표시없이 어플리케이션을 종료시키거나 종료 메시지를 포함하는 이미지 또는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되도록 할 수 있다. 이외에도 다양한 방법에 의하여 종료시점을 설정할 수 있다.
표시제어부(130)에서 상기 매트에 인쇄되어 있는 이미지에 대응하는 증강현실 콘텐츠를 상기 이동단말의 화면에 표시함에 있어, 상기 매트에 인쇄되어 있는 이미지의 3D 공간상의 정보를 이용하여 상기 이동단말의 화면 속의 가상 좌표 상에 대응하는 증강현실 콘텐츠를 표시할 수 있다. 예를 들어, 상기 매트에 인쇄되어 있는 '원숭이' 이미지에 대응하는 증강현실 콘텐츠에서는 '원숭이'가 손을 움직이면서 말을 한다고 가정하자. 이 경우, 상기 매트에 인쇄되어 있는 '원숭이' 이미지를 정면에서 촬영한 경우 표시제어부(130)는 '원숭이'가 손을 움직이는 증강현실 콘텐츠를 정면에서 보는 시점에서 상기 이동단말의 화면에 표시되도록 제어하고, 상기 매트에 인쇄되어 있는 '원숭이' 이미지를 우측에서 촬영한 경우 표시제어부(130)는 '원숭이'가 손을 움직이는 증강현실 콘텐츠를 우측에서 보는 시점에서 상기 이동단말의 화면에 표시되도록 제어할 수 있다.
이상에서 설명한 것과 같이 하나의 이미지를 촬영하여 대응하는 증강현실 콘텐츠가 화면에 표시되면 매칭된 다른 이미지를 찾아 촬영하여 대응하는 증강현실 콘텐츠가 화면에 표시되고 또 이에 매칭된 다른 이미지를 찾아 촬영하는 동작을 반복하면서 사용자가 놀이와 학습을 동시에 할 수 있다.
도 2는 도 1의 매트 및 증강현실을 이용한 학습시스템을 이용하는 방법의 흐름도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 매트 및 증강현실을 이용한 학습방법은 먼저 상기 매트의 제 1 이미지가 상기 이동단말을 이용하여 촬영될 수 있다(S310). S310 단계에서 촬영된 이미지는 인식부(110)에서 인식할 수 있다. 상기 인식된 이미지를 이용하여 비교부(120)에서는 매칭여부를 판단할 수 있는데, 도 1과 관련하여 설명한 것과 같이 비교부(120)는 상기 제 1 이미지를 촬영하기 직전에 상기 이동단말에 표시된 증강현실 콘텐츠에 대응하는 제 2 이미지가 상기 제 1 이미지와 매칭되는지 판단할 수 있다(S320). S320 단계는 상기 이미지간의 매칭관계가 저장되어 있는 매칭테이블(140)에서 상기 제 1 이미지의 매칭관계를 검색하는 단계 및 상기 검색된 매칭관계를 이용하여 상기 제 1 이미지가 상기 제 2 이미지와 매칭되는지 판단하는 단계를 포함할 수 있다. S320 단계에 대하여는 도 1의 비교부(120)와 관련하여 상세하게 설명하였으므로 이하 중복된 설명은 비교부(120)와 관련된 설명으로 대체한다.
S320 단계의 판단 결과 상기 제 1 이미지가 상기 제 2 이미지와 매칭되는 이미지인 경우, 표시제어부(130)는 상기 제 1 이미지에 대응하는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되도록 제어할 수 있다(S330). S320 단계의 판단 결과 상기 제 1 이미지가 상기 제 2 이미지와 매칭되지 않는 이미지인 경우, 표시제어부(130)는 상기 제 1 이미지에 대응하는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되지 않도록 제어하거나 오류메시지가 포함된 이미지 또는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되도록 제어할 수 있다(S340). S330 단계 및 S340 단계와 이상의 단계들이 시작되는 시점을 판단하는 방법 및 종료시점을 판단하는 방법 등에 대하여도 도 1과 관련하여 상세하게 설명하였으므로 이하 중복되는 설명은 도 1과 관련된 설명으로 대체한다.
이상의 단계들은 시작시점부터 종료시점까지 반복하여 수행될 수 있고 이와 같이 이미지를 찾아가는 과정에서 사용자는 놀이와 학습을 함께 수행할 수 있는 장점이 있다.
일 예로, '원숭이', '코끼리', '얼룩말','부엉이'의 이미지가 있는 동물그림 매트가 있고, 각각의 이미지는 대응하는 증강현실 콘텐츠가 있다고 가정하자. 사용자가 상기 이동단말에서 해당하는 어플리케이션을 실행시키고 에피소드를 플레이하면, 에피소드 시작과 함께 음성으로 '원숭이'를 찾아가도록 제안할 수 있다. 사용자가 '원숭이' 이미지를 찾아가서 이동단말로 촬영을 하면 '원숭이' 이미지에 해당하는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되고, 사용자가 '원숭이'가 아닌 '코끼리' 이미지를 찾아가서 이동단말로 촬영을 하면 증강현실 콘텐츠가 화면에 표시되지 않을 수 있다. '원숭이' 이미지에 해당하는 증강현실 콘텐츠가 상기 화면에 표시되면서 '코끼리'를 찾아가도록 미션을 줄 수 있다. 이 경우 이상에서 설명한 상기 제 1 이미지는 '코끼리'이미지가 되고 상기 제 2 이미지는 '원숭이' 이미지가 된다. 사용자가 '코끼리' 이미지를 찾아가서 이동단말로 촬영을 하면 비교부(120)에서는 '코끼리' 이미지와 '원숭이' 이미지가 매칭되어 있는지 판단하고, 양자가 매칭되어 있으므로 표시제어부(130)에서 '코끼리' 이미지에 해당하는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되면서 '얼룩말'을 찾아가도록 미션을 줄 수 있다. 이 경우 이상에서 설명한 상기 제 1 이미지는 '얼룩말'이미지가 되고 상기 제 2 이미지는 '코끼리' 이미지가 된다. 사용자가 '얼룩말' 이미지를 찾아가서 이동단말로 촬영을 하면 비교부(120)에서는 '얼룩말' 이미지와 '코끼리' 이미지가 매칭되어 있는지 판단하고, 양자가 매칭되어 있으므로 표시제어부(130)에서 '얼룩말' 이미지에 해당하는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되도록 제어한다. 즉, 매칭테이블(140)에는 제 2 이미지 '코끼리'가 제 1 이미지 '얼룩말'과 매칭되어 있고 제 1 이미지 '코끼리'가 제 2 이미지 '원숭이'와 매칭되어 있음을 알 수 있다. 이처럼 매칭테이블(140)에는 상기 제 1 이미지와 상기 제 2 이미지로 구분되어 매칭관계가 설정되어 있을 수 있다. '얼룩말' 이미지에 해당하는 증강현실 콘텐츠가 상기 화면에 표시된 후 '얼룩말'이 감사인사를 하며 에피소드가 마무리될 수 있다. 이상의 에피소드 결과 화면에는 해당 에피소드에서 찾았던 동물들이 로드맵 형식으로 나타날 수 있다.
다른 예로, 더하기와 빼기의 수식이미지와 다양한 숫자 이미지가 있는 그림매트가 있고, 각각의 이미지는 대응하는 증강현실 콘텐츠가 있다고 가정하자. 사용자가 상기 이동단말에서 해당하는 어플리케이션을 실행시키고 상기 매트의 수식이미지들 중 '4 + 7 = ?'이미지를 이동단말로 촬영하면 대응하는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되면서 해답을 찾도록 제안할 수 있다. 사용자는 매트에 인쇄된 많은 숫자들 중 '11'을 찾아가서 이동단말로 촬영을 하면 '11'이미지에 해당하는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되고, 사용자가 '11'이 아닌 다른 이미지를 찾아가서 이동단말로 촬영을 하면 증강현실 콘텐츠가 화면에 표시되지 않을 수 있다. 여기서 상기 제 2 이미지는 '4 + 7 = ?'이미지가 되고 상기 제 1 이미지는 '11' 이미지가 되고, 매칭테이블(140)에는 상기 제 2 이미지 '4 + 7 = ?'과 상기 제 1 이미지 '11'이 매칭되어 있음을 알 수 있다. 다음으로 사용자가 상기 매트의 수식이미지들 중 '15 - 11 = ?'이미지를 이동단말로 촬영하면 대응하는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되면서 해답을 찾도록 제안할 수 있다. 사용자는 매트에 인쇄된 많은 숫자들 중 '4'를 찾아가서 이동단말로 촬영을 하면 '4'이미지에 해당하는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되고, 사용자가 '4'가 아닌 다른 이미지를 찾아가서 이동단말로 촬영을 하면 증강현실 콘텐츠가 화면에 표시되지 않을 수 있다. 여기서 상기 제 2 이미지는 '15 - 11 = ?'이미지가 되고 상기 제 1 이미지는 '4' 이미지가 되며, 매칭테이블(140)에는 상기 제 2 이미지 '15 - 11 = ?'과 상기 제 1 이미지 '4'가 매칭되어 있음을 알 수 있다. 이와 같은 동작을 반복하면서 사용자는 재미를 느끼면서 산수공부를 할 수 있다.
이상의 예 뿐 아니라 매트에 다양한 그림, 문자, 숫자 등을 인쇄하여 놓고 이를 이미지로 인식하여 증강현실 콘텐츠를 이동단말에 표시하여 주고 다른 이미지로 자연스럽에 이동하면서 학습을 할 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (12)

  1. 매트에 인쇄되어 있는 이미지를 이동단말로 촬영하면 대응하는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되는 매트 및 증강현실을 이용한 학습시스템에 있어서,
    상기 이동단말에서 촬영된 영상에서 상기 매트에 인쇄되어 있는 이미지를 인식하는 인식부;
    상기 인식된 이미지에 대응하는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되도록 제어하는 표시제어부; 및
    상기 인식부에서 상기 매트의 제 1 이미지를 인식한 시점 직전의 시점에서 상기 이동단말의 화면에 표시된 증강현실 콘텐츠에 대응하는 상기 매트의 제 2 이미지가 상기 제 1 이미지와 매칭되는지 판단하는 비교부를 구비하고,
    상기 표시제어부는,
    상기 제 1 이미지가 상기 제 2 이미지와 매칭되는 이미지인 경우 상기 제 1 이미지에 대응하는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 매트 및 증강현실을 이용한 학습시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 매트 및 증강현실을 이용한 학습시스템은,
    상기 이미지간의 매칭관계가 저장되어 있는 매칭테이블을 더 구비하고,
    상기 비교부는,
    상기 제 1 이미지 또는 상기 제 2 이미지의 매칭관계를 상기 매칭테이블에서 검색하고, 상기 매칭테이블에서 검색된 매칭관계를 이용하여 상기 제 1 이미지가 상기 제 2 이미지와 매칭되는지 판단하는 것을 특징으로 하는 매트 및 증강현실을 이용한 학습시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 표시제어부는,
    상기 제 1 이미지가 상기 제 2 이미지와 매칭되지 않는 이미지인 경우, 상기 제 1 이미지에 대응하는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되지 않도록 제어하거나 오류메시지가 포함된 이미지 또는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 매트 및 증강현실을 이용한 학습시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 표시제어부는,
    상기 제 1 이미지에 대응하는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되도록 제어하는 경우, 상기 이동단말이 사용자 지시사항이 포함된 이미지 또는 음성을 제공하도록 제어하거나 상기 제 1 이미지에 대응하는 증강현실 콘텐츠에 상기 사용자 지시사항을 포함시켜 상기 이동단말의 화면에 표시되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 매트 및 증강현실을 이용한 학습시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 표시제어부는,
    상기 매트에 인쇄되어 있는 이미지에 대응하는 증강현실 콘텐츠를 상기 이동단말의 화면에 표시하는 어플리케이션이 시작된 경우 또는 상기 인식부에서 상기 제 1 이미지를 인식한 시점 이전에 상기 이동단말의 화면에 표시된 증강현실 콘텐츠가 존재하지 않는 경우, 상기 제 1 이미지에 대응하는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 매트 및 증강현실을 이용한 학습시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 표시제어부는,
    상기 매트에 인쇄되어 있는 모든 이미지들에 대한 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말로 전송된 경우 또는 상기 매트의 이미지들 중 종료용 이미지에 대응하는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시된 경우, 종료 메시지를 포함하는 이미지 또는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 매트 및 증강현실을 이용한 학습시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 인식부는,
    상기 매트에 인쇄된 각각의 이미지에 대응하여 상기 매트에 인쇄되어 있는 증강현실 마커를 인식하여 상기 이미지를 인식하는 것을 특징으로 하는 매트 및 증강현실을 이용한 학습시스템.
  8. 매트에 인쇄되어 있는 이미지를 이동단말로 촬영하면 대응하는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되는 매트 및 증강현실을 이용한 학습방법에 있어서,
    상기 매트의 제 1 이미지를 상기 이동단말을 이용하여 촬영하는 경우, 비교부에서 상기 제 1 이미지를 촬영하기 직전에 상기 이동단말에 표시된 증강현실 콘텐츠에 대응하는 제 2 이미지가 상기 제 1 이미지와 매칭되는지 판단하는 단계; 및
    상기 제 1 이미지가 상기 제 2 이미지와 매칭되는 이미지인 경우 상기 표시제어부에서 상기 제 1 이미지에 대응하는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되도록 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 매트 및 증강현실을 이용한 학습방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 매칭되는지 판단하는 단계는,
    상기 이미지간의 매칭관계가 저장되어 있는 매칭테이블에서 상기 제 1 이미지의 매칭관계를 검색하는 단계; 및
    상기 검색된 매칭관계를 이용하여 상기 제 1 이미지가 상기 제 2 이미지와 매칭되는지 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 매트 및 증강현실을 이용한 학습방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 이동단말의 화면에 표시되도록 제어하는 단계는,
    상기 제 1 이미지가 상기 제 2 이미지와 매칭되지 않는 이미지인 경우, 상기 제 1 이미지에 대응하는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되지 않도록 제어하거나 오류메시지가 포함된 이미지 또는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되도록 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 매트 및 증강현실을 이용한 학습방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 이동단말의 화면에 표시되도록 제어하는 단계는,
    상기 매트에 인쇄되어 있는 이미지에 대응하는 증강현실 콘텐츠를 상기 이동단말의 화면에 표시하는 어플리케이션이 시작된 경우 또는 상기 제 1 이미지를 촬영하기 직전에 상기 이동단말에 표시된 증강현실 콘텐츠가 존재하지 않는 경우, 상기 제 1 이미지에 대응하는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 매트 및 증강현실을 이용한 학습방법.
  12. 제8항에 있어서, 상기 이동단말의 화면에 표시되도록 제어하는 단계는,
    상기 매트에 인쇄되어 있는 모든 이미지들에 대한 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말로 전송된 경우 또는 상기 매트의 이미지들 중 종료용 이미지에 대응하는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시된 경우, 종료 메시지를 포함하는 이미지 또는 증강현실 콘텐츠가 상기 이동단말의 화면에 표시되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 매트 및 증강현실을 이용한 학습방법.
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