본 논문에서는 스마트폰의 대중화로 인하여, 증강현실 기술 적용에 적합한 스마트폰용 위치기반 어플리케이션으로 골프정보시스템을 개발하였다. 골프는 목적지나 장애물까지의 정확한 거리와 모양 등을 정확히 알아야 하는 스포츠로서 증강현실기술 적용에 적합한 스포츠이다. 골프 스포츠의 대중화로 골프 인구는 지속적으로 증가하고 있으나 현재 출시된 골프관련 스마트폰용 앱들은 2D 이미지와 GPS기반으로만 구축되어 현장감 사실감이 많이 부족한 상황이다. 이에 골프장의 실제 환경에 따른 다양한 정보를 제공해 줄 수 있는 증강현실 기반 시스템으로 증강현실용 오픈소스인 Mixare를 골프스포츠에 유용하게 수정 보완하여 골프정보시스템을 개발하고 실제 골프장에의 적용에 대하여 기술하였다.
본 논문에서는 스마트폰의 대중화로 인하여, 증강현실 기술 적용에 적합한 스마트폰용 위치기반 어플리케이션으로 골프정보시스템을 개발하였다. 골프는 목적지나 장애물까지의 정확한 거리와 모양 등을 정확히 알아야 하는 스포츠로서 증강현실기술 적용에 적합한 스포츠이다. 골프 스포츠의 대중화로 골프 인구는 지속적으로 증가하고 있으나 현재 출시된 골프관련 스마트폰용 앱들은 2D 이미지와 GPS기반으로만 구축되어 현장감 사실감이 많이 부족한 상황이다. 이에 골프장의 실제 환경에 따른 다양한 정보를 제공해 줄 수 있는 증강현실 기반 시스템으로 증강현실용 오픈소스인 Mixare를 골프스포츠에 유용하게 수정 보완하여 골프정보시스템을 개발하고 실제 골프장에의 적용에 대하여 기술하였다.
Recently, with the popularization of smartphones, augmented reality has become even more familiar to the public as an application that can provide realistic images as a tool for location-based services. Therefore, as a location-based application for smartphones that is appropriate for the applicatio...
Recently, with the popularization of smartphones, augmented reality has become even more familiar to the public as an application that can provide realistic images as a tool for location-based services. Therefore, as a location-based application for smartphones that is appropriate for the application of augmented reality technology, the study develops a golf information system. Golf is the sport for which we should exactly know the accurate shape or distance to the destinations or obstacles, so the sport is suitable for applying the augmented reality technology. Even though the sport of golf has constantly increasing population to play it with the popularization of it, presently released golf-related smartphone apps are established as 2D images or in GPS basis; thus, they lack a sense of realism unfortunately. Thereupon, this study develops a golf information system by modifying and complementing usefully Mixare, the open source for augmented reality, for the sport of golf into an augmented reality-based system that can provide various information according to the actual environment of the golf course and describes how to apply it actually to the golf course.
Recently, with the popularization of smartphones, augmented reality has become even more familiar to the public as an application that can provide realistic images as a tool for location-based services. Therefore, as a location-based application for smartphones that is appropriate for the application of augmented reality technology, the study develops a golf information system. Golf is the sport for which we should exactly know the accurate shape or distance to the destinations or obstacles, so the sport is suitable for applying the augmented reality technology. Even though the sport of golf has constantly increasing population to play it with the popularization of it, presently released golf-related smartphone apps are established as 2D images or in GPS basis; thus, they lack a sense of realism unfortunately. Thereupon, this study develops a golf information system by modifying and complementing usefully Mixare, the open source for augmented reality, for the sport of golf into an augmented reality-based system that can provide various information according to the actual environment of the golf course and describes how to apply it actually to the golf course.
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문제 정의
따라서 스마트 디바이스의 일종인 스마트폰에 내장된 여러 가지 기능을 활용한 증강현실 용용시스템을 구현함으로써 모바일 환경에서 증강현실 기술적용의 필요성을 확인하고자 한다.
본 연구는 최근 스마트폰이 보급이 급증함에 따라 스마트폰에 적합한 서비스로 등장하고 있는 위치기반 서비스를 기반으로 한 증강현실 기술을 활용하는 스마트 폰용 앱 ‘골프정보시스템’의 개발 및 구현에 관하여 기술하였다.
이에 따라 골프게임에 실제 적용할 경우 장애물의 위치나 “ㄱ” “ㄴ”자 홀에 따른 그린위치 판별 문제, 그린까지의 거리에 대한 정보, 현장에서 골프 클럽에 따른 정보, 바람 등의 기상정보의 부재 같은 문제점에 대한 해결책을 제시하였다.
이에 따라 본 연구는 골프 스포츠의 대중화로 골프 인구는 지속적으로 증가하고 있으며, 골프장의 실제 환경에 따른 다양한 정보를 제공해 주어 골프를 하는 일반인들이 실제 골프장에서 경기를 하면서 직면하는 어려움과 애로사항을 덜어 주기위한 시스템개발에 그 목적을 두었다. 물론 현재 출시된 골프관련 스마트폰용 App들은 다수 나와 있지만, 이는 골프장의 2D 이미지와 GPS 기반으로 구성되어 있어 현장감·사실감이 아주 부족하며 이를 대체할 수 있는 증강현실 기술이 접목된 App이 필요하다.
제안 방법
본 연구에서는 모바일 증강현실 응용시스템으로서 목적지나 장애물까지의 정확한 거리와 모양 등이 정확히 필요한 골프정보시스템 애플리케이션(앱)을 적용하였다.
안드로이드와 아이폰 3G 이상에서 사용할 수 있는 무료 증강현실 오픈소스이며 증강현실에 대한 기본적인 기능들이 구현되어 있는 Mixare AR[7]을 기반으로 하여 개발하였다. 오픈소스가 많은 영상기반 증강현실과 다르게 위치기반 증강현실에는 Mixare가 거의 유일한 오픈소스이므로 이를 분석, 수정 보완하여 Mixare-G를 개발, 구현하였다[8].
증강현실 응용서비스를 위한 앱(Application, App)은 골프장의 환경을 골프 App에 구현된 AR(증강현실) 기술을 통하여 골프코스와 1:1로 매칭되는 다양한 정보를 출력하여 실제 골프 코스화면과 가상의 골프정보를 최대한 정확히 정합시켜 제공하는 서비스를 구현하도록 하였다. 이를 위해 개발되는 앱에는 AR(증강현실) 모듈, 자이로스코프 센싱 기술, GPS 검출 및 적용 알고리즘과 GPS 오차범위를 보정할 수 있는 GPS Map Utility를 적용하였다.
Mixare AR 모듈은 그림 2와 같이 스마트폰 카메라 view에 overlay 되는 object들이 특정한 원형라인을 따라 동작하므로 Mixare-G는 시각적 효과를 위해 overlay 되는 object들의 아이콘의 사이즈를 거리에 따라 변경토록 알고리즘 적용 및 호출하였다. 즉, 목표지점(장애물)에 따른 아이콘의 위치와 정확성을 증가시키기 위해 삼각측량 방위각을 활용한 알고리즘을 적용하였다. 구글 어스를 통해 방위각의 오차정도를 비교 분석·결과 표 3과 같이 두 지점간의 방위각을 통해 거리 및 위치상의 정확성이 향상되었다.
증강현실 개발 오픈소스인 Mixare를 수정 보완하여 개발된 Mixare-G, 자이로스코프 센싱기술의 적용과, GPS 계산 및 편차보정을 통하여 증강현실응용시스템 으로서 골프정보시스템(Golf Vill) 메뉴는 표 5의 대분류, 중분류와 같이 구성하였다.
현재 내 휴대폰 위치와 카메라가 향하고 있는 목표지점(장애물)의 GPS 좌표 데이터를 호출하여 그 목표지점까지의 방향 데이터를 취득하도록 하였다. 취득된 방향 데이터와 기기내 방향 데이터의 센서값에 따른 Object 위치 알고리즘을 적용하였다.
대상 데이터
본 개발의 핵심이라고 할 수 있는 증강현실 메뉴는 메인 화면에 있는 골프빌캐디 메뉴의 하위 메뉴에 구성되었으며, 그림 6의 골프빌캐디(증강현실)화면에 장애물(목적지)까지의 거리가 순서대로 표시되어 있다.
이론/모형
현재 내 휴대폰 위치와 카메라가 향하고 있는 목표지점(장애물)의 GPS 좌표 데이터를 호출하여 그 목표지점까지의 방향 데이터를 취득하도록 하였다. 취득된 방향 데이터와 기기내 방향 데이터의 센서값에 따른 Object 위치 알고리즘을 적용하였다.
성능/효과
구글 어스를 통해 방위각의 오차정도를 비교 분석·결과표 3과 같이 두 지점간의 방위각을 통해 거리 및 위치상의 정확성이 향상되었다.
스마트폰의 GPS는 기기의 특성에 따라 그림 4와 같이 기본적인 오차범위는 약 5∼10m 내외 오차를 포함하고 있음에 따라 실제 거리와 구글맵의 위치의 차이를 계산하는 알고리즘을 개발하고, 이를 해결하기 위하여 프로그램에서 GPS를 보정할 수 있는 기능을 그림 5와같이 구성한 결과 표 4와 같이 오차가 5m정도로 축소되었다.
후속연구
또한 스마트폰 칩셋에 AR기술이 기본 탑재되면 현재보다 진일보된 AR 애플리케이션(앱) 개발이 더 쉽게 용이하게 될 것이다.
따라서 증강현실을 이용하여 각 골프장의 실제 환경에 따른 다양한 정보를 제공함으로써 일반인들이 실제 골프장에서 경기를 하면서 직면하는 어려움과 애로사항을 스마트폰의 센서와 AR기술을 활용해서 해소할 수 있다. 실제 골프장의 영상을 정합된 골프장의 정보를 보여주는 증강현실 영상을 함께 보여줌으로써 그 유용성이 더욱 더 증대된다.
이는 지금까지 증강현실 기술을 관광이나 지역정보 제공에 주로 이용되어 왔으나, 본 논문에서 제안한 위치기반 서비스와 영상인식기술을 바탕으로 한 시스템을 활용하여 영상검색, 커뮤니케이션, 엔터테인먼트, 레저활동 등의 다양한 형태의 비즈니스 모델로 범위를 확대시킬 수 있을 것이다.
향후 AR기술은 추적기술 측면에서는 마커(Marker) 등을 통해 정보를 제공하는 비전 기반 및 GPS 등 위치 기반 AR에서 이미지 인식으로 진화하고 나아가 구글의 ‘Project Glass’와 같이 실제 3D 환경을 인지하고 관련 환경의 맥락을 이해하는 맥락 인식 기반 AR로 발전할 것으로 전망된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
증강현실이란 무엇인가?
증강현실(Augmented Reality, AR)은 가상현실 (Virtual Reality, VR)의 한 분야로서 현실공간에서 가상의 물체를 부분적으로 결합하거나 정보를 추가해 실시간으로 보여주는 기술로 현실세계와 가상의 체험을 결합하는 기술을 의미한다. 이는 현실세계의 영상을 부가정보를 갖는 가상세계를 합쳐 실시간으로 하나의 영상으로 보여주므로 혼합현실(Mixed Reality, MR)이라 고도 한다.
추적(Tracking) 모듈 중 센서기반기술에 대한 특징은 무엇인가?
센서기반기술은 모바일 디바이스에서 활용 가능한 GPS, 가속도 센서, 자이로센서 등을 이용하여 사물의 움직임, 위치, 방향 등을 추적하여 화면에 증강 위치를 파악하여 관련 콘텐츠를 시각화하는 기술을 말하며 비교적 쉽게 구현할 수 있기 때문에 많이 활용되고 있으나 특정 위치에서 정확한 정보 증강이 어렵다는 단점이 있다.
골프는 어떠한 스포츠인가?
본 논문에서는 스마트폰의 대중화로 인하여, 증강현실 기술 적용에 적합한 스마트폰용 위치기반 어플리케이션으로 골프정보시스템을 개발하였다. 골프는 목적지나 장애물까지의 정확한 거리와 모양 등을 정확히 알아야 하는 스포츠로서 증강현실기술 적용에 적합한 스포츠이다. 골프 스포츠의 대중화로 골프 인구는 지속적으로 증가하고 있으나 현재 출시된 골프관련 스마트폰용 앱들은 2D 이미지와 GPS기반으로만 구축되어 현장감 사실감이 많이 부족한 상황이다.
참고문헌 (8)
CMAR(Car MObile Augumented Reality) http://dnldf1234.blog.me/401488633421
Nikkei Communications, Revolution by the Smartphones and the Web, Everything on Augmented Reality, Translation by Hana Ryu, Mentor, 2010.
W. S. Jang, Y. G. Ji, "Usability Evaluation for Smart Phone Augmented Reality Application User Interface," Society for e-Business Studies, No 16, Vol 1, pp.35-47, 2011.
J. H. Jun, "Standardization mobile augmented reality," TTA Journal, pp.81-86, Jan. 2012.
B. H. Jo, "Mobile Augmented Reality Technology Trends," IT planning series, NIPA, pp.16-23, Jan. 2013.
Mixare, http://mixare.org/
J. G. Son. B. K. Ju, "Development of Location Information Service App Using an Open Source for Augmented Reality," Society for e-Business Studies, No 13, Vol 1, pp.267-272, Jan. 2013.
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