Journal of IKEEE (전기전자학회논문지)

Institute of Korean Electrical and Electronics Engineers (한국전기전자학회)
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Realization of Fairy Tale - Robot Aquarium Display System with Visitor Interaction

관람객과 상호 교감하는 전래동화-로봇의 수중무대 연출시스템 구현

  • Shin, Kyoo-Jae (Dept. of Electronics and Robotics Engineering, Busan University of Foreign Studies)
  • Received : 2018.12.12
  • Accepted : 2018.12.17
  • Published : 2018.12.31
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Abstract

This paper had implemented the underwater stage through interaction with fish robots and visitors in the background of traditional fairy tales using 3D floating hologram in an aquarium. The recognition of the object position of the spectator and the underwater robot were performed using the color recognition algorithm. Also, the position tracking algorithm was proposed to follow the object of the visitor and the original fairy tale. This experimental system consists of fish robot, camera, KIOSK for underwater robot control and beam project for underwater imaging. This experiment was carried out by the National Busan Science Museum, and it had satisfied the performance of the underwater stage.

본 논문은 수족관에서 유사 3D 플로팅 홀로그램로 구현되는 전래동화를 배경으로 물고기 로봇과 관람객이 상호 교감하는 수중무대를 구현한다. 색상인식 알고리즘을 이용하여 관람객과 수중로봇의 개체 위치인식을 수행하였고, 관람객과 전래동화의 개체를 추종하기 위한 위치 추종 알고리즘을 제안하였다. 본 실험장치는 수중로봇 제어를 위한 물고기로봇, 카메라, KIOSK와 수중영상을 연출하기 위한 빔 프로젝트로 구성된다. 본 실험은 전래동화와 수중로봇을 기반으로 관람객과 상호 교감하는 수중무대 구현을 국립부산과학관에서 수행한 결과 성능이 우수함을 확인하였다.

Keywords

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Fig. 1. Configuration of aquarium stage display system. 그림 1. 수중무대 연출시스템 구성

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Fig. 2. Designed Fish Robot. 그림 2. 설계된 물고기 로봇

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Fig. 3. Aacting axes of fish robot. 그림 3. 설계된 물고기 로봇

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Fig. 5. HSV color space model. 그림 5. HSV 색상 공간 모델

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Fig. 6. Detecting Robots using proposed color segment algorithm (a) original video, (b) green fish (c) red fish, (d) black fish, (e) blue fish. 그림 6. 제안된 색상인식알고리즘을 이용한 물고기로봇 위치 검출 (a) 원본영상, (b) 녹색물고기, (c) 적색물고기, (d) 흑색 물고기, (e) 청색물고기

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Fig. 7. Proposed object position tracking algorithm. 그림 7. 제안된 개체인식 위치 추종 알고리즘

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Fig. 8. Test result of the proposed object position tracking algorithm. 그림 8. 제안된 위치 추종 알고리즘의 시연 결과

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Fig. 9. Manufactured aquarium stage and fairy tales. 그림 9. 제작된 수중무대와 전래동화(신별주부전)

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Fig. 10. Image result of the proposed similar 3D hologram. 그림 10. 제안된 유사 3D 홀로그램의 영상 결과

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Fig. 11. Realization of aquarium display stage (Busan National Science Museum). 그림 11. 전래동화와 수중로봇 상호교감 구현을 위한 수중무대 (국립부산과학관)

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Fig. 12. Display fairy tales using 3D hologram. 그림 12. 유사 3D 홀로그램 전래동화 시연

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Fig. 13. Experimental results of the proposed object tracking algorithm. 그림 13. 제안된 개체인식 위치 추종 알고리즘의 실험결과

Table 1. Physical parameters of fish robot. 표 1. 물고기 로봇의 물리적 파라미터

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References

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