증강현실(AR, Augmented Reality)기술에 기반된 내비게이션 기술동향
작성자 : nhk2050 분류 : 연구개발 | IT 작성일 : 2018.02.22 10:54:40 조회 : 1399 키워드 : 4차산업혁명,네비게이션,전자지도,기술동향,AR
(질문배경)
실제 환경에 가상사물을 합성하여 원래의 환경에 존재하는 사물처럼 보이도록 하는 컴퓨터그래픽 기법인 증강현실(Augmented Reality)이 내비게이션에도 이용된다한다. 자동차, 선박 등에 가장 많이 쓰이는 내비게이션에 증강현실이 이용되면, 파격적인 시장이 형성되므로 본 기술에 관련된 사항을 창업자에게 필요하다.
그림1. 증강현실기반의 LookSea 네비게이션
(내비게이션의 증강현실AR 적용기술동향)
(국외 기술 동향) A증강현실기법을 통해 실사 영상을 단말에 보여주면서 경로 안내 정보를 제공하는 내비게이션(Navigation)으로서 ‘LookSea’제품이 최초의 상용화된 제품이다. ‘LookSea’는 미국 정부가 개발한 시스템으로, 야간 및 안개 등으로 인하여 시야가 확보되지 않은 환경에서 증강 현실 기법을 이용하여 선박 경로와 해안선을 비롯하여 선박항해에 도움이 되는 지형지물에 대한 정보를 영상위에 중첩하여 표현할 수 있도록 하는 제품이다. 상기의 그림은 증강현실 기반으로 구현된 Looksea를 보여주고 있다. 좌측 그림은 실제영상이며, 중간 그림은 선박경로를 나타내는 가상객체이다. 이를 토대로 오른쪽 그림과 같은 증강현실 영상이 표현된다. 자동차용 내비게이션 시스템에 대한 연구로서는 INSTAR와 VICNA 등이 있다. INSTAR는 독일의 Siemens와 Linz 대학 등이 산학연 공동연구를 통해 개발한 차세대 내비게이션으로서, 3차원의 가상 경로(3D virtual path)를 도로의 주행 차로를 따라 중첩되게 표현함으로써 효과적인 경로 안내 정보를 제공하고 있다. 3차원 가상 경로와 실제의 주행 차로가 잘 일치하기 위해서는 자동차의 현재 위치 및 자세에 대한 정보가 가상공간에서의 정보와 정밀하게 일치해야 하기 때문에 위치 정보 획득을 위하여 GPS, indoor-tracking systems, wheel sensor 등을 사용하고, 자세 정보 획득을 위해 gyroscope, electric-compass 등을 사용한다. 영상을 인식하여 표현하는 시스템이 아니므로 주야간의 상황에 무관하고 터널 속에서도 안내가 가능하다는 장점이 있다. VICNAS는 일본의 Kumamoto 대학에서 제안한 실사 영상 기반의 내비게이션 시스템으로 카메라의 3차원적인 위치와 자세 정보를 이용하여 실시간 동영상 위에 경로 안내 정보를 제공한다. 카메라의 위치와 자세는 DGPS, 3D gyroscope, 영상 센서로부터 얻어지는 정보를 융합하여 구하게 된다. DGPS와 3D gyroscope 센서로부터 충분히 정밀한 위치 정보를 얻은 다음, 영상 센서에서 취득되는 실시간 동영상을 인식하여 얻어지는 도로의 선형 정보와 전자 지도로부터 얻어지는 도로의 선형 정보를 융합하여 최적의 자세 정보를 구하게 된다. 즉, DGPS와 3D gyroscope 센서에서 얻어지는 정보를 이용하여 세계 좌표(world coordinate)에서의 자동차의 절대 위치를 구하고, 전자지도에서 얻어지는 도로의 선형 모델과 영상 인식에서 얻어지는 도로의 선형 정보를 정합한 결과로서 구해지는 gyroscope의 회전 변화율 데이터를 이용하여 자세를 구하게 된다. 마지막으로 가상공간에서 이러한 위치와 자세에 맞도록 3차원 가상 경로를 그린 다음, 실세계의 영상에 중첩하게 된다.
그림2. 증강현실기반 VICNAS 내비게이션
(국내 기술 동향) 국내에서는 한국전자통신연구원(ETRI)를 중심으로 2005년부터 증강현실 관련 기술을 연구/개발 중에 있다. 실사 영상 기반 실감 내비게이션은 자동차에 장착된 카메라를 통해 실시간으로 얻어지는 영상 위에 경로 안내 정보를 중첩하여 운전자에게 진행 방향 안내는 물론 차선 변경 안내까지도 제공하도록 되어 있다. 운전자가 보는 그대로 이해할 수 있는 서비스 및 지도에 익숙하지 않은 운전자 까지도 고려한 서비스를 제공하기 위하여 차선에 맞추어 진행 방향을 안내하고 운전자의 시야에 보이는 교차로, 분기점, 건물의 위치에 맞추어 길을 안내하며, 중요한 정보만 표시한 간소화된 지도를 통해 간편하게 이해할 수 있는 길안내를 제공한다. 자동차의 전방을 보도록 장착된 카메라를 통해 실시간 도로 동영상을 획득한 다음, 정해진 최단 경로에 따른 진행 방향 안내를 그래픽 객체로 생성하여 실시간으로 영상에 중첩하여 보여주는 실감 표현을 통해 실감 내비게이션 서비스를 제공한다.
Tip
가상/증강현실기술이 최근 많은 분야에서 활용되고 있다. VR 및 AR기술에 관심이 있는 창업자는 본 VR 및 AR기반의 네비게이션 기술동향을 알아두자.
<참고자료>☞ 본문 답변과 관련된 사이트, 문헌자료
gift.kisti.re.kr/data/MISO/files/future4_1208235893047.pdf
<전문용어>
증강현실, 네비게이션, 영상센서, 도로의 선형 정보, 전자 지도