고속 평면기반 카메라추적방법을 이용한 모바일 증강현실 구현

Abstract

모바일 증강현실을 구현하기 위해서는 서로 상충되는 특성인 높은 계산 속도와 안정성을 동시에 만족하는 카메라 추적 방법이 마련되어야 한다. 본 논문은 기존의 평면기반 카메라 추적 방법을 속도 및 안정성 면에서 크게 개선한 방법을 제안한다. 제안된 방법은 기존의 평면기반 카메라 추적 방법을 크게 네 가지 관점에서 개선한다. 첫째, 호모그래피를 반복적 갱신을 통해 계산한다. 둘째, 속도지향적인 특징점 추적 기술을 사용한다. 셋째, 군집화에 기반한 고속 특징점 매칭 방법을 도입한다. 넷째, 이웃 프레임간의 상대적 카메라 포즈를 추정하는 방법을 도입한다. 다양한 실험을 통해, 제안된 방법은 기존의 평면기반 카메라 추적 방법의 계산 속도를 37%, 안정성은 10% 정도 개선할 수 있음을 확인했으며, 상용 스마트 폰 상에서 15Hz의 속도로 신뢰도 높은 증강현실을 구현할 수 있었다.In implementing mobile augmented reality, we need a camera tracking method that satisfies two requirements, high computing speed and high robustness, simultaneously. In this paper, we propose a method that significantly improves the speed and robustness of existing plane-based camera tracking methods in four aspects. First, the proposed method computes homography by iterative refinement. Second, it exploits a speed-oriented feature tracking method. Third, it employs a fast feature matching method that is based on clustering. Fourth, it employs a method that estimates the differential camera pose between consecutive frames. Through various experiments, it was confirmed that the proposed method improves the speed and robustness of existing plane-based camera tracking methods by 37% and 10%, respectively, and we could implement augemented reality on a commercial smart phone with high fidelity at a speed of 15 Hz.