실공간 위치기반의 다층 Mixed Reality 서비스 모델 = Multi-layer Mixed Reality Service Model based on Real Space Location

국문 초록 (Abstract)

모바일 스마트 디바이스가 보급되고 이를 통한 모바일 인터넷 접속이 활발해짐에 따라 사용자는 장소나 시간을 가리지 않고 정보를 요구하고 있다. 이러한 요구에 부응하여 실생활공간에 관련된 정보의 경우 사용자의 위치정보를 활용하여 주변의 정보를 검색하여 카메라 영상 위에 오버레이하는 Augmented Reality 기반의 서비스가 등장하였다. 하지만 카메라 영상 위에 POI 등의 정보를 중첩 표시하여 이를 사용자가 쉽게 인식하기 힘든 문제가 있다.
한편 실생활공간 객체(object)의 위치관계와 형상을 기반으로 실생활공간 객체와 잘 정합되는 정보 제공이 가능한 Mixed Reality가 있다. 하지만 검색 대상의 객체를 특정짓는데 기술적인 어려움이 있다.
본 논문은 디지털맵의 실생활공간 객체정보를 기반으로 사용자의 위치와 바라보는 방향을 이용하여 검색대상 객체를 특정짓는 방법을 고안하며, 이를 기반으로 객체의 실제 위치를 기반으로 하는 실공간 위치기반의 다층 Mixed Reality 서비스 모델을 제안한다. 그리고 Mixed Reality 서비스의 구현 예를 제안 모델을 기반으로 설명한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The popularization of mobile smart devices and the active access to the mobile Internet, users are demanding information regardless of location or time. In response to the demands, augmented reality service has emerged. It utilizes user's location information to search for surrounding information and overlay it on the display which shows real-time camera image. However, it is difficult for users to easily recognize POIs and other information.
On the other hand, based on the real space location relationship and shape of objects, there is mixed reality service that can provide information that is well-matched with real-life objects. However, there are technical difficulties in specifying objects to search.
This thesis proposes a multi-layer mixed reality service model based on the actual real space location of objects. Also this illustrates the implementation examples of mixed reality services based on the proposed model.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서 론 1
• 1.1 연구 배경 1
• 1.2 연구의 필요성 4
• 1.2.1 실외 이동 환경에서의 정보검색 4
• 1.2.2 실외 이동 환경에서의 정보생성 7
• 1.2.3 실내 환경에서의 정보검색 8
• 1.2.4 실내 환경에서의 정보생성 11
• 1.3 논문의 구성 15
• 제 2 장 관련 연구 16
• 2.1 가상 연속체 모델 16
• 2.2 증강현실(Augmented Reality) 기반 연구 및 서비스 17
• 2.2.1 Layar, Ovjet – 정적 정보 검색형 18
• 2.2.2 Sekai Camera, 포켓몬GO – 동적 상호작용형 21
• 2.3 혼합현실(Mixed Reality) 기반 연구 및 서비스 24
• 2.3.1 2010년 이전의 실생활공간 객체 인식 연구 24
• 2.3.2 Sony EyeToy, MS Kinect – 거치형 MR 26
• 2.3.3 MS Hololens – Standalone HDM형 MR 27
• 2.3.4 구글렌즈, 삼성빅스비 – 손 휴대형 MR 30
• 제 3 실공간 위치기반의 다층 Mixed Reality 서비스 모델 제안 33
• 3.1 제안 모델의 구현요소 34
• 3.1.1 실생활공간 레이어 35
• 3.1.2 객체 저장공간 레이어 36
• 3.1.3 정보 저장공간 레이어 38
• 3.1.4 정보 표시공간 레이어 39
• 3.2 제안 모델의 정보 검색 흐름 40
• 제 4 장 제안 모델의 각 레이어 구현방법 42
• 4.1 실생활공간 레이어의 구현 42
• 4.1.1 디지털맵을 활용한 실생활공간 객체의 인식 방법 42
• 4.2 객체 저장공간 레이어의 구현 46
• 4.2.1 R-tree를 활용한 실생활공간 객체 저장 및 검색 47
• 4.2.2 사용자가 바라보는 방향 기반의 검색 객체 결정 49
• 4.2.3 구현 서비스 예 57
• 4.2.3.1 수치지도 기반 3D 가상공간 내 항공대 구축 57
• 4.2.3.2 WebGL 기반 광역 지자체급 3D 지도 플랫폼 61
• 4.2.3.3 인도 3D PC 수집을 위한 MMS 시스템 65
• 4.3 정보 저장공간 레이어의 구현 70
• 4.3.1 구현 예 – 가상공간 내 항공대를 활용한 위치기반 서비스 71
• 4.3.2 구현 예 – 고양맵스 & 리니어 파노라마 74
• 4.4 정보 표시공간 레이어의 구현 76
• 4.4.1 구현 예 – HRTF 기반 상하구분 되는 3D 입체음향 77
• 4.4.2 구현 예 – BLE 비콘 기반 사용자 이동방향 인식 79
• 4.5 제안모델 내 정보검색의 흐름 92
• 제 5 장 제안 모델 기반의 서비스 구현 94
• 5.1 Ambient Browser 94
• 5.1.1 서비스의 흐름 94
• 5.1.2 고양시 범위의 DB 구축 95
• 5.1.3 서버-클라이언트 구축 95
• 5.1.4 정보검색의 흐름 97
• 5.2 사진을 활용한 O2O 기반의 지역정보 검색 서비스 99
• 5.2.1 서비스의 흐름 100
• 5.2.2 명소사진의 검색 및 표시 101
• 5.2.3 도보 내비게이션 (길 찾기) 103
• 5.2.4 사용자에 의한 사진 업로드 103
• 5.2.5 정보검색의 흐름 104
• 5.3 한국항공대학교 보물찾기 게임 106
• 5.3.1 정보검색의 흐름 109
• 제 6 장 결론 및 향후 연구 계획 110
• 참고 문헌 112
• SUMMARY 115