가상 건축물 뷰어를 위한 클라이언트 중심의 모바일 증강현실 시스템 = Client-Centered Mobile Augmented Reality System for Virtual Building Simulation

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Recently meaningful researches have been carried out to examine buildings before construction or cultural assets under recovery using computer graphic technology. However, most of researches on virtual buildings are based on Web3D on the desktop computer, so they cannot be directly applicable to the field and their reality is low. Augmented reality can solve these problems to some degree, but because previous researches on augmented reality calculate the transformation of virtual objects every time in the server, they may cause server overload, and so are not suitable for the examination of virtual buildings.
Thus, recognizing that necessity of a new method that reduces server load by distributing part of the transformation of virtual objects in the server to clients, the present study purposed to propose a new method. This research implemented a virtual building viewer using a mobile device, GPS fixed on the mobile device, and an accelerometer. This method, first, exploits the portability and practicality of a mobile device and, second, reduces server load and enhances throughput by calculating the transformation of virtual objects not in the server by in a client using a sensor.
The proposed method takes the following procedure. The server determines position and direction through imaging processing, which compares the position information of GPS obtained from the client with 3D objects predefined in the server. Then, if it sends the client information about the virtual building in the calculated position and direction and matching information, the client receives the information and matches it on the camera screen. In addition, the client can perform the transformation of virtual buildings according to the user’s movement detected by the accelerometer independently without additional connection to the server.

국문 초록 (Abstract)

최근 컴퓨터 그래픽 기술을 이용하여 시공 전의 건축물이나 복원중인 문화재를 확인하기 위한 의미 있는 연구들이 진행되어 왔다. 그러나 대부분의 가상 건축물 확인을 위한 연구들은 매번 서버에서 가상 객체의 변환을 계산하므로, 서버 부하가 우려되어 가상 건축물 확인에 적합하지 않았다. 그러므로 서버에서의 가상 객체 변환을 클라이언트에서 일부 처리함으로서 서버의 부하를 줄이는 새로운 방법이 필요하다는 것을 인식하고, 본 논문에서는 이러한 방법에 초점을 맞추어 제안하고자 하였다. 본 논문의 시스템은 클라이언트로부터 얻은 GPS의 위치정보와 카메라의 영상정보를 미리 정의되어 있는 3D 객체와의 영상처리를 통하여 위치와 방향을 판단한다. 그리고 계산된 위치와 방향의 가상 건축물 정보와 정합정보를 클라이언트로 전송하면 이를 받아 카메라 영상 위에 정합하는 과정을 거친다. 또한, 이후 추가적인 서버와의 접속 없이 클라이언트 자체 내에서 가속도 센서로 감지한 사용자의 움직임에 따라 가상 건축물의 변환을 수행할 수 있었다.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서론 = 1
• 1.1. 연구 배경 및 목적 = 1
• 1.2. 논문 구성 = 3
• 제 2 장 관련 연구 = 4
• 2.1. 데스크탑 환경의 가상현실 시스템 = 4
• 2.2. 이동성을 위한 증강현실 시스템 = 5
• 2.2.1. 장비 기반 증강현실 시스템 = 6
• 2.2.2. 비전 기반 증강현실 시스템 = 7
• 2.3. 모바일 기기를 이용한 증강현실 = 9
• 제 3 장 시스템 목표 및 구성 = 13
• 3.1. 타겟 시스템 = 13
• 3.2. 시스템 구성 = 14
• 제 4 장 시스템 설계 및 구현 = 18
• 4.1. 서버에서의 영상정합 = 18
• 4.1.1. GPS를 이용한 초기 위치 및 방향 판단 = 18
• 4.1.2. 영상처리를 이용한 위치 보정 = 22
• 4.1.3. 가상 객체 검색 및 전송 = 28
• 4.2. 클라이언트에서의 뷰포인트 변환 = 29
• 4.2.1. 가속도 센서를 이용한 변환 = 29
• 4.2.2. 누적된 오차 보정 = 33
• 제 5 장 구현 결과 및 결과 분석 = 35
• 5.1. 구현 결과 = 35
• 5.2. 결과 분석 = 37
• 제 6 장 결론 = 41