20. MAXST VPS 맵 구축 파이프라인 소개 (2/2)

안녕하세요, MAXST에서 VPS 를 연구하고 있는 이형민입니다.

그림 1. MAXST VPS 맵 구축 파이프라인

MAXST VPS 맵은 단순히 점 군을 생성하는데 그치지 않고, 사용자들이 쉽게 VPS 맵을 이용하여 다양한 AR 서비스로 확장시켜 나갈 수 있도록 여러 작업을 추가로 수행합니다. 그 중 대표적인 두 가지 과정에 대해 설명드리도록 하겠습니다.

첫 번째는 VPS 맵의 좌표계 조정입니다. 영상 정보만을 이용하여 3차원 공간을 복원하는 Structure-from-Motion 기술 특성상 생성된 점 군의 좌표계는 임의의 스케일과 축 방향을 가지는데, 이는 우리가 현실 속에서 익숙하게 사용하는 스케일 및 축 방향과 괴리가 있습니다. 따라서 VPS 맵을 현실 공간과 더 쉽게 연동하여 사용하기 위해 좌표계를 재조정하는 작업을 순차적으로 진행합니다. 먼저 맨하탄 월드(Manhattan World) 가정을 이용한 중력 방향 자동 정렬을 수행합니다. VPS 맵 구축에 사용된 영상 속에서 직선 성분들을 분석하고 3개의 대표 소실점을 검출하여 중력 방향이라 추정되는 벡터를 찾습니다. 그리고 해당 벡터 방향이 VPS 맵의 Z축 방향과 일치되도록 VPS 맵을 회전시키면 VPS 맵의 Z축은 중력 방향과 일치하게 됩니다. 이어서 VPS 맵의 스케일을 미터(meter) 스케일로 조정하는 작업을 진행하는데, 실외의 경우 주로 지도를, 실내의 경우는 설계도 등을 활용하여 VPS 맵과의 매핑쌍을 찍습니다. 매핑쌍 정보를 이용하여 VPS 맵의 스케일을 변환해주면 VPS 맵이 현실의 미터 스케일과 완전히 동일한 스케일을 가지게 되므로 중력 방향과 나란한 축 방향을 가지면서 스케일은 미터와 동일하게 표현되는 VPS 맵을 만들 수 있습니다. 또한, 이 과정에서 위경도 혹은 설계도 정보와 VPS 맵이 완전하게 결합되기 때문에 위경도 혹은 설계도 정보를 AR 서비스에 추가적으로 활용할 수 있습니다.

[embed]Video 1. MAXST 실내 내비게이션

두 번째는 AR 내비게이션 서비스를 위한 토폴로지 추출입니다. AR 내비게이션 서비스를 사용하기 위해서는 사람이 통행할 수 있는 보행로 정보가 미리 VPS 맵에 맞춰 구축되어 있어야하며, 이러한 보행로 정보를 토폴로지라고 부릅니다. 넓은 VPS 맵에 대해 기초 정보 없이 토폴로지를 구축하기에는 많은 어려움이 따르는데, 이를 해결하기 위하여 MAXST에서는 공간맵 구축 시 실제 촬영했던 영상을 이용하여 기초 토폴로지를 자동 생성하여 제공합니다. 공간맵 구축 시 사용된 촬영 영상의 위치 정보를 컴퓨터 그래프 자료 형태로 변환하고 경로를 분석하여 그림 2와 같은 하나의 통합된 형태의 기초 토폴로지를 생성합니다. 사용자는 이러한 기초 토폴로지를 기반으로 약간의 수정 및 보완 작업만을 통해 AR 내비게이션 서비스를 이용할 수 있습니다.

그림 2. MAXST VPS 맵 초기 토폴로지

감사합니다.

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