Community-Based Travel Information System Using Augmented Reality

증강현실을 이용한 커뮤니티 기반 여행 정보 시스템

Abstract

When people go to travel, sometimes one writes many articles about the destination. Existing travel information services such as Blog, Internet Cafe, and SNS are difficult to provide realistic information since the provided information may not be a place directly on the road. This paper presents a travel information system including recommended courses, theme courses, and travel map. In addition, the proposed system can provide the functions of writing, reading, and deleting a message note that stores the travel information based on the augmented reality if a defined marker among the community members is recognized in a smartphone App. Therefore, this paper can present an implementation method for new community system using augmented reality and image processing as well as providing the conventional travel information services, and allows the user to take advantage of the realistic and accurate information.

1. 서 론

현대사회에서는 친구나 동료와의 추억을 남기기 위해 또는 일상생활 속에서 쌓인 스트레스를 풀기 위해 여행을 떠나려는 사람들이 많다. 막상 여행을 떠나려면, 여행 장소 및 숙박시설 등을 정하는데 많은 시간을 사용하게 된다. 여행 정보는 장소, 숙박시설, 관공서 등 다양한 기관에서 인터넷 홈페이지에서 제공하고 있다. 기존 연구에서는 유비쿼터스 환경에서 여행자가 필요로 하는 다양한 정보의 획득을 돕기 위하여 단일 상품 묶음을 통한 복합 상품 구성과 시맨틱 웹 서비스에 기반을 두어 정보를 구축한 시스템이 제안되고 있다[1]. 또한, 스마트폰 보급이 증가함을 고려하여 스마트폰 환경에서 사용자의 시간과 공간 정보에 기반을 둔 맞춤형 여행 정보를 제공하는 시스템이 제안되고 있다[2,3]. 사용자가 여행할 수 있는 시간과 현재의 위치 정보를 중심으로 여행 가능한 목적지 정보를 제공해 준다. 또한, 지도 트래킹을 통해 실제로 목적지까지의 왕복 시간과 관람 시간도 제공하도록 설계되고 있다.

여행은 실제로 여행을 다녀온 사람이 남기는 리뷰 글이나, 추천 등이 중요한 선택 요인이 될 수 있다. 기존 웹페이지 시스템에서는 다양한 형태로 추천 글이나 후기 등을 담고 있다. 그러나 이러한 시스템은 특정으로 규격화된 양식에 맞추어 텍스트 형태에 사진 업로드 등의 아주 제한된 형태를 갖고 있다.

본 논문에서는 스마트폰 모바일 응용 프로그램을 이용하여 여행 정보 시스템에 접속할 수 있는 방법을 제시하고, 여행을 할 때 특정 장소의 사용자들끼리 시간을 달리하는 커뮤니티를 구성하는 방법으로 증강현실을 도입하는 방법을 제안한다. 현재 제공되고 있는 서비스는 기존 웹상의 카페, 블로그, SNS, 모바일 응용 프로그램 등이 대표적이다. 기존 서비스가 제공하는 기능은 특정 장소에 대해 정보를 제공하고, 그 정보에 대해 사용자끼리 의사소통할 수 있도록 제공한다. 하지만 정보 제공자가 직접 가보고 제공한 정보가 아닐 수 있다는 점에서 잘못된 정보를 제공할 수 있고 사용자는 그것을 확인하기 어렵다는 문제점이 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 보안하여 기존 서비스의 정보 제공 기능을 그대로 이용할 수 있으며, 다른 서비스와는 차별화된 여행정보를 제공 하는 시스템을 구현한다. 본 연구에 사용된 기술인 증강현실(Augmented Reality)은 사용자가 현실세 계에서 가상의 객체를 통하여 여러 가지 부가적인 정보를 얻을 수 있는 기술로서, 의료, 게임, 전시, 예술 등 다양한 분야에 접목되고 있다[4]. 특히 여행 장소에 대한 증강현실을 통해 여행 경험을 증대시키는 연구가 진행되어 왔다[5-7]. 본 연구에서는 표식 인식을 기반에 둔 증강현실을 이용한 것으로서, 기존에 제공되는 서비스에서 GPS만을 이용하여 커뮤니티 서비스를 추가로 제공하기 때문에 기존에 제공되는 서비스와는 차별화된 기능을 사용하며, 이로 인해 사용자들이 흥미를 유발할 수 있다. 또한 쪽지라는 서비스를 통해 국한된 커뮤니티를 형성하였고 이를 통하여 정확한 정보 교류가 가능할 것으로 기대된다.

본 논문의 구성은 다음과 같다. 2장은 증강현실을 이용하여 커뮤니티 기반으로 여행정보를 제공하는 방법에 대해 설명한다. 3장에서는 실제로 구현한 제안한 방법에 대해 살펴본다. 마지막으로 4장에서는 결론을 맺는다.

 

2. 제안하는 증강현실을 이용한 커뮤니티 기반의 여행정보 방법

제안하는 여행정보시스템에 대해 Fig. 1에 나타낸다. 여행정보 시스템에서는 추천여행, 주제여행, 지도 서비스 등의 정보를 제공해 준다. 이러한 정보는 스마트폰으로 시스템에 접속하여 정보를 검색하고 제공받을 수 있다. 여행정보를 바탕으로 실제 여행지에 여행하는 경우에 커뮤니티로 형성된 회원 사이에는 특정 여행 장소에서 여행 후기를 쪽지로 담아놓고, 서로 정보를 공유할 수 있다. 이러한 쪽지는 증강 현실을 바탕으로 구현된다. 특정 여행 장소에서 지정한 표식이 부착되어 있으면, 스마트폰으로 표식을 동영상으로 촬영하고, 그 표식이 인식됨과 동시에 증강 현실로 쪽지가 표시된다. 쪽지는 여행 후기를 쓰기, 읽기, 삭제 기능이 제공된다.

Fig. 1.Proposed travel information system with community based on augmented reality.

본 논문에서 증강현실은 기존에 사용하는 표식 인식 기반 증강현실 ARToolKit을 M·SOFT에서 다양한 플랫폼에서 사용 가능하도록 제작한 NyARToolKit을 사용한다[8]. Fig. 2는 작동원리를 간략화한 시스템 개념도로 스마트폰 환경에서 응용 프로그램이 실행되면 카메라가 동영상을 촬영하게 되고, 카메라 촬영 안에 존재하는 표식의 이미지를 검색하고 이미지가 표식으로 인식되면 표식의 3차원 좌표와 방향을 찾아내게 된다. 검색된 표식이 시스템에 이미 등록된 표식 데이터와 일치하는지 비교하게 되고, 검색한 이미지 표식과 등록된 표식 데이터가 일치하게 되면, 해당 표식 위에 그려질 객체의 3차원 좌표와 방향을 찾아 카메라 프레임 내부에 객체를 렌더링하게 된다.

Fig. 2.System flow of NyARToolKit, (a) Searching a marker inside a camera frame, (b) Calculating 3D coordinates after marker recognition, (c) Consistent determination with registered markers, (d) Calculating 3D coordinates of a message note, (e) Rendering an object inside the camera frame.

카메라 영상의 화면에서 커뮤니티 쪽지를 삽입하기 위해서는 표식을 인식한 상태에서 쪽지 외의 영역을 선택하면 새로운 데이터, 즉 쪽지를 쓸 수 있도록 한다. 사용자의 감성을 추가하기 위해 그림판 형식의 보드에 데이터를 쓸 수 있도록 구현한다. 그림판 형식의 보드에는 선택하여 글·그림 입력, 스마트폰에 저장된 사진첩의 사진 입력 등을 통하여 사용자의 감성을 추가할 수 있어 기존에 제공되는 서비스와는 차별화된 기능과 사용자 편리성을 제공한다.

데이터 입력 시 선택 위치를 X축, Y축 그리고 표식을 중심으로 한 표식과의 간격에 따라 쪽지의 위치를 저장한다. 그 값들을 계산하여 출력 시 그 위치에 쪽지를 표시하게 된다. 쪽지 선택 시 서버의 데이터베이스에 저장된 쪽지 위치 데이터와 선택한 쪽지 위치 데이터를 비교한다. 비교하여 위치 값이 일치하는 쪽지가 있다면 그 쪽지가 가지고 있는 데이터를 보여준다. 기존에 제공되는 여행정보 서비스와 본 논문의 가장 큰 차이인 사용자 감성과 편리성을 부여하기 위하여 쪽지의 데이터는 쓰기, 읽기, 삭제 기능만을 제공한다.

구체적으로 쪽지 쓰기를 위해서는 사용자가 카메라 영상에서 3D 모델이 없는 빈 공간을 선택한다. 시스템은 그림판 형식의 입력창을 생성한다. 사용자는 내용을 입력한다. 이벤트 순서로는 ① 사용자가 카메라 영상의 임의의 곳을 선택한다. ② 시스템은 그림판 형식의 입력창을 생성한다. ③ 사용자가 쪽지에 내용을 입력한다. ④ 시스템은 입력된 내용을 저장한다. 대체 이벤트로는 이미 출력된 3D 모델을 선택했을 경우 ‘쪽지 읽기’ 기능을 실행한다. Fig. 3은 쪽지 쓰기 시스템의 순차 다이어그램을 나타낸다.

Fig. 3.System sequence diagram for writing a message note.

쪽지 쓰기의 통신 다이어그램은 Fig. 4에 나타낸다.

Fig. 4.Communication diagram for writing a message note.

쪽지 읽기를 위해서는 사용자가 3D 모델을 선택한다. 시스템은 해당하는 저장된 3D 모델의 내용을 출력한다. 이벤트 순서로는 ① 사용자가 화면에 출력된 3D 모델을 선택한다. ② 시스템은 선택된 좌표를 받아 해당 객체에 저장된 내용을 출력한다. ③ 사용자는 출력된 내용을 읽는다. 대체 이벤트로는 3D 모델이 출력되지 않은 곳을 선택하면 ‘쪽지 쓰기’ 기능을 실행한다. Fig. 5와 Fig. 6은 쪽지 읽기에 대한 시스템 순차 다이어그램과 통신 다이어그램을 나타낸다.

Fig. 5.System sequence diagram for reading a message note.

Fig. 6.Communication diagram for reading a message note.

쪽지 삭제는 사용자가 3D 모델을 선택한다. 시스템은 해당하는 3D 모델에 해당하는 내용을 출력한다. 사용자가 삭제를 선택한다. 시스템이 삭제를 처리한다. 이벤트 순서는 ① 사용자가 화면에 출력된 3D 모델을 선택한다. ② 시스템은 선택된 좌표를 받아 해당 3D 모델에 저장된 내용을 출력한다. ③ 사용자가 삭제 버튼을 선택한다. ④ 시스템은 화면에서 3D 모델을 삭제한다. ⑤ 시스템은 서버에 저장된 내용을 삭제한다. 대체 이벤트 사용자가 본인이 아닐 경우 삭제 버튼이 생성되지 않는다. Fig. 7과 Fig. 8은 쪽지 삭제에 대한 시스템 순차 다이어그램과 통신 다이어그램을 나타낸다.

Fig. 7.System sequence diagram for deleting a message note.

Fig. 8.Communication diagram for deleting a message note.

 

3. 구현 및 결과

구현 환경으로 모바일 응용 프로그램을 개발하기 위해 JAVA를 사용하였고, 데이터베이스는 MySql을 사용하였다. 안드로이드 스마트폰 환경에서 프로그램 모바일 응용 프로그램에서 기본적으로 추천여행, 주제여행, 여행지도로 분류된다. 추천여행은 특정 여행지에서 꼭 가봐야 할 여행지를 추천해 주고, 주제여행은 휴일이나 휴가가 짧은 직장인에게는 여행하기 좋은 장소를 소개한다.

추천여행, 주제여행을 선택하면 Fig. 10의 좌측 화면과 같이 추천여행의 사진이 화면에 뜨게 되고, 그 사진을 선택하면 해당 장소에 대한 여행 정보가 우측 화면처럼 보여주게 된다. 또한, 추천 여행지의 위치는 구글 맵을 통한 지도와 함께 찾아가는 방법이 설명된다.

Fig. 9.Main screen of travel information system.

Fig. 10.Detail information for travel.

커뮤니티 기능과 관련하여 커뮤니티로 형성된 회원 사이에는 특정 장소를 방문하고 느낀 후기에 대한 정보를 서로 공유할 수 있다. 서로 정보를 공유하는 방법으로 정해진 표식이 특정 장소에 부착되어 있고, 해당 장소에 회원이 방문하여 카메라로 표식 부분을 촬영하고 표식이 올바르게 인식되면, 다른 회원이 남겨놓은 후기에 대한 쪽지를 화면에 출력하여 볼 수 있다. Fig. 12는 특정 표식을 인식한 경우, 다른 회원 3명이 남겨 놓은 쪽지가 화면에 출력되는 것을 나타낸다.

Fig. 11.Map information.

Fig. 12.Reading a message note written by another member.

다른 회원이 남겨놓은 쪽지를 볼 수 있으며, 만약 본인이 후기를 남겨놓기 위하여 쪽지를 작성하고 싶다면, 3D 모델이 출력되지 않은 빈 공간을 선택하면 Fig. 13과 같이 입력 화면이 나타난다. 입력 화면은 그림판 형식이 지원된다.

Fig. 13.Writing new message note, (a) Before, (b) After.

내용을 입력하고, 확인 버튼을 클릭하면 입력한 정보가 서버에 저장되게 된다. 그리고, 저장된 쪽지 화면에서 한 곳을 선택하면, 저장된 내용이 출력된다. 만약 사용자 본인이 작성한 쪽지이면, 삭제 버튼이 생성되고, 다른 사용자가 작성한 쪽지이면, 삭제 버튼은 생성되지 않는다. 다른 사용자 쪽지는 읽기 기능만 가능하다.

또한, 쪽지에서 사용자 본인이 작성한 것과 다른 회원이 작성한 것을 구분하기 위한 기능을 제공한다. 스마트 폰의 메뉴 버튼을 선택하면 작성자에 따라 쪽지를 구분해서 출력할 수 있도록 Fig. 15와 같이 메뉴를 띄운다.

Fig. 14.Deleting a message note, (a) Message note written by user oneself, (b) Message note written by another user.

Fig. 15.Menu for writer classification.

자신이 작성한 쪽지만을 출력(MINE), 다른 사람이 작성한 쪽지만 출력(OTHERS), 작성자에 관계없이 모두 출력(ALL)의 세 가지 메뉴가 지원되며, 각각에 대한 출력 결과를 Fig. 16에 나타낸다.

Fig. 16.Note display according to classified writers.

본 논문에서 제안하는 시스템은 기존의 블로그, 카페, SNS, 모바일 응용 프로그램과 기능 측면에서 Table 1과 같이 차이를 갖는다. 블로그는 개인이 손쉽게 다양한 형태의 정보를 생산하고 이를 올릴 수 있는 기술적인 접근성이 매우 매력적이며[9], 이용자들 간의 긴밀한 심리적 유대관계를 형성할 수 있다는 점에서 많은 네티즌들로부터 각광을 받고 있고, 다각적 대화를 통해 활발한 교류가 이루어질 수 있다[10]. 또한, 카페는 정보를 제공하며 사용자들끼리 자유롭게 대화가 가능하다. 카페가 블로그와 다른 점은 특정 사용자끼리 공간을 만들어 외부에서의 접근을 제한하여 정보를 주고받으며 유대관계를 형성한다는 것이다. SNS는 자유로운 공간에서 정보를 주고받으며 유대관계를 형성할 수 있고, 플랫폼을 개방하여 타 서비스와의 연계를 강화해 다양한 외부 서비스에서 인맥을 활용하고 연계할 수 있는 기반을 제공한다. 모바일 응용 프로그램은 언제 어디서든 정보를 주고받을 수 있고, 사용자들 간에 유대관계 형성이 가능하다. 일부 모바일 응용 프로그램은 기기 특성을 이용하여 그림 형식의 글을 작성하여 유대관계를 형성하는 게 가능하다. 본 논문에서 제안하는 시스템은 모바일 응용 프로그램의 정보 제공 기능을 가능하게 하며 기존에 없던 증강현실을 이용하고 쪽지라는 개념을 도입하여 커뮤니티를 구현하였다.

Table 1.Comparison of conventional and proposed methods

 

4. 결 론

본 논문에서는 특정 장소의 여행에 필요한 여행지를 추천해주며 바쁜 직장인에겐 주제여행으로 여행을 즐길 수 있도록 스마트폰에서 실행되는 여행정보 시스템을 구현하였다. 또한, 안드로이드 운영체제에서 영상처리와 증강현실을 통하여 기존 여행 정보제공 서비스와는 다른 커뮤니티 시스템을 구현하였다. 여행 장소에서 커뮤니티 회원 사이에서 여행 후기 정보를 담는 쪽지 쓰기, 쪽지 읽기, 쪽지 삭제 기능을 바탕으로 사실적인 여행이 가능할 것이다. 특정 여행 장소마다 회원 사이 서로가 정해놓은 표식을 부착해 놓으면, 스마트폰으로 표식을 인식하고, 스마트폰에서 구동되는 여행정보시스템에서 회원은 누구든지 여행 후기 쪽지를 작성해 저장해 놓을 수 있다. 이후에 방문하는 회원은 이전 방문한 회원의 여행 후기 쪽지를 읽어서 실제적인 여행 정보를 얻을 수 있다. 또한, 현재 회원은 본인의 여행 후기를 별도로 작성해 저장해 놓을 수 있다. 이러한 실시간 영상처리와 증강현실을 이용한 커뮤니티 시스템을 통하여 여행하는 사용자에게 흥미를 유발하여 여행하는데 재미를 주고, 국한된 커뮤니티를 통해 사용자에게 사실적이고 정확한 정보를 제공하여 유익한 여행정보를 얻을 수 있을 것이다. 이러한 커뮤니티 시스템은 여행 분야뿐만 아니라 훼손을 하면 안 되는 장소 또는 일상생활 등의 많은 장소에서 적용이 가능하며, 영상처리와 증강현실을 이용한 기술은 다양한 응용 분야에 적용이 가능할 것으로 기대된다.