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증강현실을 이용한 실물과 가상모델 사이의 거리측정 시스템에 있어서, 항공기, 군함 또는 지상 차량의 실물(real object); 및 상기 실물(real object)에 장착되는 외부 장착물에 대하여 장비 설계 단계에서 3차원 설계 데이터를 이용하여 상기 실물과 상기 외부 장착물의 장착 적합성을 미리 검증하기 위해 증강현실 기반의 모델링과 시뮬레이션(M0026#S:Modeling 0026# Simulation) 기술을 적용하여 외부 장착물 장비 장착 전 실물 크기의 CAD 데이터를 증강현실로 나타내고 실물과 외부 장착물의 이격 거리를 계산하여 장착 적합성을 분석하는 가상 물체 동기화 인터페이스로 구성되고, 상기 가상 물체 동기화 인터페이스는 실물에 대한 실물(real object) 영상을 제공하기 위한 인지장치; 상기 인지장치로부터 들어오는 실물 영상과 외부 장착물의 가상 모델 영상을 합성한 후 마커(Marker)를 이용하여 실물과 외부 장착물의 두 물체 사이의 거리를 측정하는 거리측정 알고리즘이 구현된 프로그램을 구동하는 AR 모의장치; 운용자의 위치와 시선 방향을 판단하기 위해 마커를 이용한 입력장치; 상기 마커가 부착된 실물(real object) 영상에 새로이 장착하기 위한 장착물 장비의 3차원 CAD설계 데이터(전산 목업 데이터)를 로딩하는 장착물 전산 목업; 및 증강현실 영상과 실물(real object)과 장착물의 가상 모델(virtual model)의 거리 측정 결과를 화면에 출력하는 시현장치를 포함하며,상기 AR모의장치는, 상기 인지 장치로부터 상기 실물 영상을 획득하고, 상기 입력장치에 의해 실물 영상에 마커(Marker)를 부착하며, 상기 장착물 전산 목업으로부터 장착물(장착 장비)의 전산 목업 데이터를 로딩받아 실제 크기로 마커가 부착된 실물 영상과 장착물 영상을 합성하여 증강 현실 렌더링을 수행하며 두 물체 사이의 이격 거리를 추출하여 상기 시현장치로 장착 적합성 결과 리포트 파일을 출력하는 데이터 입출력 모듈; 카메라 캘리브레이션(Camera calibration, 특징점 검출 및 실시간 추적), 마커 인식 및 추적, 마커 기하정보 계산(특징점 매칭을 통해 3D position, orientation 계산), 상기 인지장치의 제스처 및 이벤트 인식, 2차원 영상과 그래픽 모델 합성(실물 영상과 장착물의 가상 모델의 기하정보를 적용하여 증강현실 합성) 기능을 제공하는 영상 처리 모듈; 및 상기 실물 영상과 장착물의 가상모델이 정합된 모델과 주위 물체(실물)사이의 거리 측정, 및 실물 장비와 장착물 장비와의 이격거리를 계산하여 장착 적합 여부 판단하는 적합성 검사 모듈로 구성되는 것을 특징으로 하는 증강현실을 이용한 실물과 가상모델 사이의 거리측정 시스템
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제1항에 있어서,상기 인지장치는, 소형 카메라를 사용하여 실시간 영상을 입력받고, 운용자가 움직임을 자유롭게 하기 위해 무게나 크기를 고려하여 성능면에서 실시간 입출력이 가능하며, 색 균형(Auto WhiteBalance)과 초점(Focus), 대비(Contrast)기능을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 증강현실을 이용한 실물과 가상모델 사이의 거리측정 시스템
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제1항에 있어서, 상기 AR모의장치는, 컴퓨터 또는 노트북을 사용하며, 상기 인지장치로부터 입력된 화면영상을 영상처리를 통해 실시간으로 증강시키고, 증강현실을 이용하여 마커가 부착된 실물 영상과 장착물과의 거리측정 및 지면과의 거리를 실시간으로 처리하는 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 증강현실을 이용한 실물과 가상모델 사이의 거리측정 시스템
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제1항에 있어서, 상기 장착물 전산 목업은, 상기 실물(real object)에 장착될 상기 장착물을 가상으로 볼 수 있도록, 장착물의 3차원 디지털 CAD 데이터를 제공하는 것을 특징으로 하는 증강현실을 이용한 실물과 가상모델 사이의 거리측정 시스템
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제1항에 있어서,상기 시현장치는, See-Through 타입의 HMD(Head Mounted Display), 핸드헬드 뷰어(HandHeld Viewer), 모니터 중 어느 하나를 사용하며, 상기 실물에 장착할 장비(장착물)를 증강현실로 보고자 할 때 영상을 출력하고, 상기 실물(real object)과 상기 장착물의 가상 물체(virtual object)와의 거리측정 결과를 화면에 출력하는 기능을 제공하는 것을 특징으로 하는 증강현실을 이용한 실물과 가상모델 사이의 거리측정 시스템
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제7항에 있어서,상기 핸드헬드 뷰어(Handheld Viewer)는,인체 공학적인 사용자 인터페이스를 고려한 카메라와 터치스크린의 일체형 치구 시스템이고, 사용자가 항공기에 장착할 장비를 증강현실로 보기 위한 입출력 방식 일체형 치구로써, 시스템 입력방식인 USB카메라와 프로그램 운용을 위한 입출력 방식인 터치스크린을 일체형으로 통합하여 사용자가 보고자 하는 부분을 촬영과 동시에 터치스크린 상으로 확인하며 치구양쪽에 손잡이를 두고, 앞쪽에 프로그램 실행 및 옵션설정, 결과물을 디스플레이할 수 있는 터치스크린이 있으며 바깥쪽에 USB카메라가 부착되어 있는 제작 치구를 사용하는 것을 특징으로 하는 증강현실을 이용한 실물과 가상모델 사이의 거리측정 시스템
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제1항 또는 제4항에 있어서,상기 AR 모의 장치는,마커(Marker) 기반의 증강현실(Augmented Reality)기법을 이용하여 마커가 부착된 실물과 가상 장착장비(장착물)의 거리측정 알고리즘을 이용한 최단거리 측정하는 것을 특징으로 하는 증강현실을 이용한 실물과 가상모델 사이의 거리측정 시스템
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증강현실을 이용한 실물(real object)과 장착물의 가상모델(virtual object) 사이의 거리측정 방법에 있어서,(a) 항공기, 군함 또는 지상 차량의 실물(real object)에 입력장치인 마커(Marker)를 부착시키고, 인지장치로 사용되는 카메라를 이용하여 상기 마커가 부착된 실물 영상을 촬영하며, 카메라의 USB 통신을 통해 실물 영상을 AR모의장치로 전송하는 단계; (b) 장착물 전산 목업으로부터 상기 마커가 부착된 실물 영상에 새로이 장착하기 위한 장착물 장비의 3차원 CAD설계데이터(장착물의 전산 목업 데이터)를 AR 모의장치로 로딩하는 단계; (c) 상기 AR모의장치에 의해 카메라로부터 전송된 실물 영상을 영상처리 알고리즘을 통해 미리 정의해 놓은 ID와 비교 분석하고, 비교 분석된 ID와 마커ID와 매칭되는 것을 찾으며, 매칭된 마커 ID에 맞는 3차원 설계 데이터를 장착물 전산 목업에 따라 위치, 크기, 방향을 판단하여 실제 크기로 마커가 부착된 실물 영상과 상기 장착물의 가상모델 영상을 합성하고 증강현실 렌더링을 수행하는 단계; (d) 상기 AR모의장치에 의해 증강현실을 이용한 실물(real object)과 장착물의 가상 물체(virtual object)의 거리측정 알고리즘을 이용하여, 상기 실물 영상에 부착된 마커(Marker)를 기준으로 증강된 장착물의 가상 물체(장착 장비)의 최단 거리를 측정하며, 지면과의 거리를 측정하는 단계; 및 (e) 증강현실 영상 및 상기 실물(real object)과 장착물의 가상 물체(virtual object)의 거리 측정 결과를 시현장치의 화면에 출력하는 단계; 를 포함하는 증강현실을 이용한 실물과 가상모델 사이의 거리측정 방법
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제10항에 있어서,상기 단계(d)에서,상기 증강현실을 이용한 실물(real object)과 장착물의 가상 물체(virtual object)의 거리측정 알고리즘은 항공기에 장착할 장비 대신 카메라로 촬영된 실물 에 마커(Marker)를 장착시키고, 실물 영상의 마커의 위치와 방향에 따라 디지털 전산 목업에 의해 생성된 장착물의 3차원 가상장비 데이터를 합성하여 증강시키고, 증강시킨 3차원 가상 장비 데이터의 Vertex 위치정보와 거리측정 기준이 되는 마커의 위치정보를 실시간으로 계산해 상대좌표로 거리를 추출하고, 여러 지점을 거리 스캔(Distance Scan)하였을 때 최단 거리의 위치좌표와 거리를 저장하는 것을 특징으로 하는 증강현실을 이용한 실물과 가상모델 사이의 거리측정 방법
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제10항에 있어서,상기 단계 (d)는,상기 증강현실을 이용한 실물(real object)과 장착물의 가상물체(virtual object) 사이의 거리측정 알고리즘은 실제 실물인 항공기를 기준으로 마커(Marker)가 부착된 지점으로부터 운용자가 지정한 장착물의 위치까지의 거리를 계산하며, 수치계산 및 영상 보정의 연산처리를 통해 실시간으로 거리를 계산하고, 항공기의 위치 및 Tire Flat시의 돌발 상황에도 거리 측정 알고리즘은 마커(Marker)의 위치 및 자세보정 알고리즘에 의해 자동으로 가상 장비(장착물)와 실제 장비(실물), 가상 장비와 지면과의 거리측정을 실시간으로 계산하는 것을 특징으로 하는 증강현실을 이용한 실물과 가상모델 사이의 거리측정 방법
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제10항에 있어서,상기 단계 (e)에서의 상기 시현장치는,See-Through 타입의 HMD(Head Mounted Display), 핸드헬드 뷰어(HandHeld Viewer), 모니터 중 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 증강현실을 이용한 실물과 가상모델 사이의 거리측정 방법
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제10항에 있어서,상기 실물(real object)로 항공기를 사용하는 경우, 항공기 Tire Flat 상황에 따른 가상 장착장비의 자동 위치연산 및 거리 측정 알고리즘은 1) 정상상태, 2) Right Tire Flat, 3) Left Tire Flat, 4) Nose Tire Flat, 5) Left-Right Tire Flat, 6) Left-Nose Tire Flat, 7) Right-Nose Tire Flat, 8) All Tire(Left-Right-Nose) Flat상황에 따라 장착장비 위치 및 지면과의 거리연산을 실시간으로 처리가 가능하며, 상기 항공기 Tire Flat 상황을 고려한 장비체계 장착여부를 검증하기 위한 것으로써, 항공기 Tire Flat 상황에서 항공기(실물)에 부착될 장착 장비(장착물)와 지면의 거리가 얼마만큼 떨어져 있는지 판단하도록 실시간 연산 및 지면과의 거리를 측정하는 것을 특징으로 하는 증강현실을 이용한 실물과 가상모델 사이의 거리측정 방법
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증강현실을 이용한 실물(real object)과 장착물의 가상모델(virtual object) 사이의 거리측정 방법을 구현하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 있어서, (a) 항공기, 군함 또는 지상 차량의 실물(real object)에 입력장치인 마커(Marker)를 부착시키고, 인지장치로 사용되는 카메라를 이용하여 상기 마커가 부착된 실물 영상을 촬영하며, 카메라의 USB 통신을 통해 실물 영상을 AR모의장치로 전송하는 기능; (b) 장착물 전산 목업으로부터 상기 마커가 부착된 실물 영상에 새로이 장착하기 위한 장착물 장비의 3차원 CAD설계데이터(장착물의 전산 목업 데이터)를 AR 모의장치로 로딩하는 기능; (c) 상기 AR모의장치에 의해 카메라로부터 전송된 실물 영상을 영상처리 알고리즘을 통해 미리 정의해 놓은 ID와 비교 분석하고, 비교 분석된 ID와 마커ID와 매칭되는 것을 찾으며, 매칭된 마커 ID에 맞는 3차원 설계 데이터를 장착물 전산 목업에 따라 위치, 크기, 방향을 판단하여 실제 크기로 마커가 부착된 실물 영상과 상기 장착물의 가상모델 영상을 합성하고 증강현실 렌더링을 수행하는 기능; (d) 상기 AR모의장치에 의해 증강현실을 이용한 실물(real object)과 장착물의 가상 물체(virtual object)의 거리측정 알고리즘을 이용하여, 상기 실물 영상에 부착된 마커(Marker)를 기준으로 증강된 장착물의 가상 물체(장착 장비)의 최단 거리를 측정하며, 지면과의 거리를 측정하는 기능; 및 (e) 증강현실 영상 및 상기 실물(real object)과 장착물의 가상 물체(virtual object)의 거리 측정 결과를 시현장치의 화면에 출력하는 기능; 을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체
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