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표제지
[참여 연구진]
제출문
목차
제1장 서론 14
1.1. 연구 배경 및 필요성 15
1.2. 연구 목적 및 범위 16
1.3. 연구 방법 및 절차 17
제2장 지형 AR 체험 시스템 장치 제작 19
2.1. 도시 홍수 물 순환 체험 장치 제작 21
2.1.1. 기존 지형 AR 체험 시스템 현황 21
2.1.2. 지형 AR 제작 22
2.1.3. 몸동작(posture) 및 손동작(gesture) 인식 23
2.2. Depth map 구축 SW 모듈 개발 26
2.2.1. Depth 측정 장치 26
2.2.2. Depth map 29
2.2.3. Depth 정보를 이용한 거리 측정 30
2.3. 물 / 지형 임계치 설정 모듈 개발 31
2.3.1. 기존 물 / 지형 임계치를 표시하는 표준 31
2.3.2. Depth 정보를 이용하여 임계치 설정 방법 33
2.4. Depth에 따른 지형물 디스플레이 SW 모듈 개발 35
2.4.1. Depth에 따른 색상 변화 35
2.4.2. 디스플레이용 컬러맵 제작 36
2.4.3. 실시간으로 범위 조정 38
2.4.4. 실제 구동 화면 43
2.5. 특정 손 제스처 입력을 이용한 지형 붕괴 44
2.5.1. 손을 이용한 지형 붕괴 44
2.6. 지형 붕괴에 따른 물 흐름 상황 출력 45
2.6.1. 물 흐름 개요 45
2.6.2. 물 흐름 정보 배열 45
2.6.3. 물 흐름 알고리즘 46
2.6.4. 지형 변경에 따른 물 흐름 알고리즘 48
2.7.모듈 통합 및 최적화 49
2.7.1. 모듈 통합 49
2.7.2. 최적화 50
제3장 실시간 동작 모사 로봇시스템 개발 51
3.1. 휴머노이드 프로그래머블 로봇 HW 구축 53
3.1.1. 휴머노이드 로봇 제작 53
3.1.2. 휴머노이드 로봇 개조 56
3.2. 몸동작 인식 SW 모듈 개발 58
3.2.1. NUI를 기반으로 한 몸동작 인식 58
3.2.2. 몸동작 61
3.2.3. 소스 코드 65
3.3. 로봇 동작 설정 SW 모듈 개발 70
3.3.1. 소스 코드 70
3.4. 모듈 통합 및 최적화 72
3.4.1. 모듈 통합 시스템 환경 72
3.4.2. 소스 코드 73
제4장 결론 및 시사점 77
제5장 Source Code 81
5.1. 지형 AR 시스템에 대한 Source Code(camera_viewer.cpp) 83
5.2. 몸동작 인식 SW 모듈에 대한 Source Code(body.cpp) 100
5.3. 로봇 동작 설정 SW 모듈에 대한 Source Code(MainWindow.xaml.cs) 106
참고문헌 111
서지자료(REPORT DOCUMENTATION PAGE) 116
판권기 118
표 2.1. SR300 공식 스펙 28
표 2.2. 축적에 따른 등고선 높이 차이 32
그림 1.1. 연구팀의 선행 연구 개발 내용 16
그림 2.1. 증강현실 신형 사판(Augmented REality Sand table, ARES) 21
그림 2.2. 지형 AR 시스템 컨셉 22
그림 2.3. Microsoft사의 Kinect를 통한 제스처 인식의 예 23
그림 2.4. Intel사의 RealSense를 통한 손동작 인식의 예 24
그림 2.5. Leap motion controller 24
그림 2.6. Logbar사의 Ring ZERO로 스마트폰을 조작하는 장면 25
그림 2.7. PRT를 이용한 거리 측정 방법 26
그림 2.8. 적외선을 이용한 거리 측정 방법 26
그림 2.9. 초음파를 이용하여 거리 측정 27
그림 2.10. Intel SR300 카메라 28
그림 2.11. Intel SR300 얻은 깊이(거리) 영상(흑백 영상) 29
그림 2.12. 깊이 정보 취득 Source Code 29
그림 2.13. 깊이 정보를 가지고 있는 2차원 배열 예시 30
그림 2.14. 등고선 예시 31
그림 2.15. 평면도와 단면도 비교 32
그림 2.16. 실제 거리 측정 범위와 실제 사용 범위 예시 33
그림 2.17. 실제 모래사판 이미지 33
그림 2.18. 원본영상(좌)과 스트레칭이후 영상(우) 34
그림 2,19. 실제 사용하는 거리 범위를 확대하기 위한 스트레칭 공식 34
그림 2.20. 스트레칭 기법을 이용하여 실제 사용 범위 확대 34
그림 2.21. OpenCV 라이브러리에서 제공하는 기본 컬러맵 35
그림 2.22. 이미지 툴을 이용하여 만든 컬러맵 36
그림 2.23. 이미지 툴의 그라데이션 기능을 이용하여 만든 컬러맵 예시 36
그림 2.24. 기본 등고선 컬러맵을 사용한 경우 37
그림 2.25. 마그마 컬러맵을 사용한 경우 37
그림 2.26. MAX 임계치 값 변경 코드 38
그림 2.27. MIN 임계치 값 변경 코드 39
그림 2.28. 임계치 값 변경에 따른 이미지 변화 1 40
그림 2.29. 임계치 값 변경에 따른 이미지 변화 2 40
그림 2.30. 임계치 값 변경에 따른 이미지 변화 3 40
그림 2.31. 등고선 간격 변경 코드 41
그림 2.32. 등고선 간격 변경에 따른 이미지 변화 1 42
그림 2.33. 등고선 간격 변경에 따른 이미지 변화 2 42
그림 2.34. 구동 시 PC화면에서의 이미지 43
그림 2.35. 구동 시 실제 모래사판 이미지 43
그림 2.36. 손이나 도구를 이용한 지형 붕괴 및 변경 44
그림 2.37. 높이를 탐색 마스크 예제(좌 : 3×3, 우 : 5×5) 45
그림 2.38. 탐색 전 3×3 마스크와 탐색 후 3×3 마스크 46
그림 2.39. 고지대에서 저지대로 물이 흐르는 모습 47
그림 2.40. 물 흐름 관련 코드 47
그림 2.41. 수로에 따른 물의 흐름 48
그림 2.42. 키스톤 기능을 이용하여 그림자 문제 해결 49
그림 3.1. LEGO MINDSTORMS EV3 전체 부품 53
그림 3.2. LEGO MINDSTORMS EV3 조립 종류 54
그림 3.3. LEGO MINDSTORMS EV3 프로그래밍 브릭 55
그림 3.4. LEGO MINDSTORMS EV3 모터 2가지((a) : 라지 모터(2개), (b) : 미디엄 모터) 55
그림 3.5. EV3STORMS의 모습(마인드스톰 사이트, https://www.lego.com) 56
그림 3.6. EV3STORMS의 개조된 모습 56
그림 3.7. 로봇을 통해 미러링 된 화면((a) : 정면, (b) : 우측면, (c) : 좌측면) 57
그림 3.8. NUI의 9가지 기술요소(NUI에 대한 블로그, http://story.pxd.co.kr/731) 59
그림 3.9. Kinect v2(MSDN 블로그, https://blogs.msdn.microsoft.com) 60
그림 3.10. Kinect v2의 각도 범위 60
그림 3.11. Kinect v2가 인식할 수 있는 25개 관절 61
그림 3.12. 로봇 제어를 위한 몸동작 명령의 온톨로지 62
그림 3.13. 전진 명령을 위한 몸동작 62
그림 3.14. 후진 명령을 위한 몸동작 63
그림 3.15. 정지 명령을 위한 몸동작 63
그림 3.16. 좌회전 명령을 위한 몸동작 64
그림 3.17. 우회전 명령을 위한 몸동작 65
그림 3.18. 발사 명령을 위한 몸동작 65
그림 3.19. 전진하는 로봇 동작을 위한 소스 코드 66
그림 3.20. 후진하는 로봇 동작을 위한 소스 코드 67
그림 3.21. 정지하는 로봇 동작을 위한 소스 코드 67
그림 3.22. 좌회전하는 로봇 동작을 위한 소스 코드 68
그림 3.23. 우회전하는 로봇 동작을 위한 소스 코드 69
그림 3.24. 발사하는 로봇 동작을 위한 소스 코드 69
그림 3.25. 블루투스로 Visual Studio 2015와 로봇을 연결하기 위한 소스 코드 70
그림 3.26. 로봇의 여섯 가지 동작을 제어하기 위한 코드 71
그림 3.28. 로봇을 제어하기 위한 시스템 환경 72
그림 3.29. 실행 화면 73
그림 3.30. 전진하는 로봇 동작을 위한 소스 코드 73
그림 3.31. 후진하는 로봇 동작을 위한 소스 코드 74
그림 3.32. 정지하는 로봇 동작을 위한 소스 코드 74
그림 3.33. 좌회전하는 로봇 동작을 위한 소스 코드 74
그림 3.34. 우회전 하는 로봇 동작을 위한 소스 코드 75
그림 3.35. 발사하는 로봇 동작을 위한 소스 코드 75
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가상서가
원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
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