모바일 시스템 수업을 듣고 - 증강현실, 위치기반 서비스, NFC, 타이젠

증강현실

로널드 아즈마(Ronald Azuma)의 증강현실에 대한 정의
현실과 가상의 합성 : 물리공간/객체와 컴퓨터 공간/객체의 공존
실시간 상호작용 : 사용자 인터페이스를 통한 상호작용
3D 콘텐츠 : 인식된 공간/객체와 합성된 3D 콘텐츠 제공

증강현실(AR, Augmented Reality)

• 현실을 기반으로 가상정보를 실시간으로 결합하여 보여주는 기술
• 실제환경에 가상 사물이나 정보를 합성
• 원래의 환경에 존재하는 사물처럼 보이도록 하는 컴퓨터 그래픽 기법
• 실제 존재하는 환경을 카메라 또는 모니터를 통해 보면서 실제 환경에 추가 적으로 중첩된 가상의 정보(객체)를 얻게 됨
• 혼합현실(Mixed Reality) 중의 하나임 증강현실은 현실과 가상을 결합한 혼합현실에 속함
• 증강현실(Augmentation Reality) : 현실을 기반으로 가상정보를 결합
• 증강가상(Augmentation Virtuality) : 가상을 기반으로 현실정보를 결합
• 현실의 확장된 형태라는 의미에서 일본에서는 확장현실이라고 함
• 상황인식 컴퓨터를 위한 인터페이스
• 이용자 주변의 상황을 컴퓨터가 인지하여 최적의 정보를 제공하는 Context-Aware Computing 실현을 위한 하나의 인터페이스라고 정의하 기도 함

증강현실의 조건

• 현실(real-world elements)의 이미지와 가상의 이미지를 결합한 것
• 실시간으로 인터랙션(interaction)이 가능한 것 3차원의 공간 안에 놓인 것
• 증강현실(Augmentation Reality) 요소 기술*
  마커 검출(Marker Detection) : 기준 좌표 역할을 하는 사각형의 마커를 인식, 마커를 기준점으로 하는 기술
  마커 정합(Marker Registration) :보다 더 자연스러운 증강현실을 위해 마커가 없는 마커리스 트래킹 분야
  특징 점 기반의 트래킹(Feature based Tracking) 영상 내에서 특징 점들을 추출하고 이 특징 점들을 기반으로 좌표 계를 추출해 냄 특징 점을 이용하기 때문에 사용자가 정의한 특정 패턴을 마커로 이용 할 수 있음. 증강현실 기술에 있어서 가장 난이도 있으며, 점차 더 중요한 기술이 될 것 같음
• 트래킹(Tracking): 추적기술
• 3D 오브젝트 랜더링(Rendering)

	센서 기반	영상 기반	하이브리드
기반 기술	GPS, 자이로, 가속도 센서	컴퓨터 비전 openGL	비전 + 센서
장점	개발 쉬움	마커 기반 마커리스	트레킹을 놓치면 센서로 보안
단점	실내 동작 어려움, 오차율 큼	자체 기술 개발 어려움 에러에 취약 콘테츠 부족	개발 어려움 콘텐츠 부족

위치기반서비스(LBS ; Location-Based Service)이동통신을 기반으로 사람이나 사물의 위치를 정확하게 파악
핵심기술

• 위치측위기술 : 모바일 단말의 위치를 측정하기 위한 기술 통신망의 기지국 수신신호를 이용하는 네트워크기반 방식과 단말기에 장착된 GPS 수신기 등을 이용하는 단말기기 방식으로 구분
• 안정된 플랫폼 설계 및 제작 기술
• 지도매칭 기법 : 실제로 위치를 지도상에 정확하게 표현해주는 기법

위치측위기술
Cell ID 방식 이통사의 기지국마다 Cell ID가 있는데, 이용자가 속한 기지국의 Cell ID를 통해 거리를 측정하는 방식 기지국의 전파 coverage(cell 반경)만큼이 동시에 오차의 범위가 되는 문제점으 로 현실에서는 단독으로 사용하기 힘든 측위 방식 Enhanced Cell ID 방식 Cell ID 방식에 기지국과 단말기간의 거리정보를 추가하여 정확도를 높인 측위 방식 GSM방식의 이동전화에서 사용되는 기술 국내에서는 Signal Strength 정보를 추가하여 좀 더 정확한 정보를 제공함

위치측위기술
삼각법(Triangulation) / 삼각측량법
다수(보통 3개)의 기지국으로부터 위치를 받아 이를 통해 측위하는 방식 AOA, TOA, TDOA 등의 방식이 이에 속함
AOA(Angle of Arrival)
이용자의 단말기로부터 들어오는 전파의 도래각을 기지국에서 측정하여 위치측위 하는 방식 Cell ID 방식에서 전파가 어느 방향에서는 오는지 파악(측위정밀도 높아짐) 2개의 기지국만으로 위치를 판단할 수 있으나, 기지국마다 다각도의 전파를 수신 할 수 있는 안테나가 필요하여 상용화 하기 힘듬 ? 장점 : 2개의 기지국만으로 측위가능 ? 단점 : 안테나가 많은 송수신 시스템 구축에 따른 비용이 큼

TOA(Time of Arrival) 단말기로부터 신호를 수신한 1개의 기지국을 중심으로 다른 두개의 기지국에서 수신한 신호와의 신호도달 시간을 이용하여 측위하는 방식 단말기와 기지국 모두 절대적인 시간이 동기화되어야 됨. 역시 상용화가 힘듬

• 장점 : 삼각측량 중 가장 좋은 방법으로 평가
• 단점 : 단말기와 모든 기지국간 시간 동기화 필요, 다중경로로 인한 오차 발생

TDOA(Time Difference of Arrival)
현재 이동통신기술에서 사용하는 기술. 이용자가 속한 기지국의 신호와 인접 기지국들로 부터의 신호 도달 시간 차이를 이용하는 기술로, TOA와 달리 기준시간이 필요없음. AP의 시간 동기화는 필요하며, 기지국과 이용자사이에 중계기 등을 통하는 경우 에는 값이 길게 잡혀 오차의 원인이 되고 있음

• 장점 : 시간차를 이용하기에 원거리 측정 가능, 실외나 장애물이 없는 경우
• 단점 : AP간 시간 동기화 필요, 다중경로로 인한 오차 발생 LBS 서비스의 종류와 품질에 큰 영향을 끼치는 핵심 기술
  이동통신 기지국을 이용하는 Cell-ID 방식, 위성항법장치를 활용한 GPS 방식이 대표적 Cell-ID 방식은 휴대폰 이용자가 속한 이동통신 기지국의 정보를 사용해 이 용자의 위치를 파악하는 기술 기존에 구축된 이동통신망을 활용하고 별도의 단말기를 구매할 필요 없이 일반 휴대폰을 이용할 수 있는 장점이 있음 GPS 방식은 GPS 위성으로부터 수신된 신호를 이용하는 방식임 Cell-ID 방식에 비해 정확도가 높은 것이 장점임 단말기에 GPS 모듈을 탑재해야하고 위성신호가 약한 실내나 건물 밀집 지역에서 는 수신율이 낮아지는 단점이 있음

NFC
RFID 기술의 일종 비접촉식 통신 기술(20cm 이하, 실제 4cm 이하) : 통신거리가 짧기 때문에, 상대적으로 보안이 우수하고 가격이 저렴 별도의 의식없이 장치간 접근시 바로 통신 하나의 단말로 리더기와 태그의 기능을 동시에 구현 가능 RFID와의 차이점 리더기와 태그가 분리 리더기에서 무선 전파를 이용하여 해당 태그의 고유한 ID를 식별 NFC 통신 방식 수동 통신 모드(Passive Communication Mode) - 리더가 명령어와 데이터를 송신하고 태그는 리더의 RF Field에 부하 변조 (Load Modulation) 방식으로 응답 Data를 송신 ? 시동 기기가 캐리어 필드 제공 타켓 기기는 제공된 필드를 변조 하면서 동작 타켓 기기는 동작전원을 시동 장치가 제공하는 전자기 필드에서 획득하며 이로 인해 타켓 기기도 송수신기로 동작 가능

• 자체 전원공급 미 지원 능동 통신 모드(Active Communication Mode) - 하나는 리더, 다른 하나는 태그가 되어 RF 신호 전송 시동 및 타겟 기기가 상호적으로 자체 전자기 필드를 생성해 통신 하나의 기기는 상대의 데이터가 들어올 때 까지 자신의 RF 필드를 해체 자체 전원공급 지원 NFC 하드웨어
• NFC 모뎀(NFC 칩셋) : 데이터 송수신 , NFC 동작 제어
• NFC 안테나 : RF(주파수)를 송수신, 전자기 유도 작용 사용
• NFC USIM ?: 정보보관
• 타이젠*
• 특징*
• HTML 5 기반으로 만들어진 오픈 소스 모바일 운영체제
• 장점*
  iOS용, Andorid용 어플을 따로 개발할 필요 없이 HTML5에 기반한 모바일 웹 하나만 개발하면 어느 플랫폼에서 사용 가능하기 때문에 개발비와 운영비 등을 줄일 수 있음
• 코어서비스*
  Application Framework : 패키지 이름, URI, MIME형식을 사용하여 다른 응용 프로그램을 실행을 포함 하여 어플레케이션 관리를 제공 메모리 부족 이벤트, 낮은 배터리, 화면 방향의 변경, 푸시 통지 등 일반적인 이벤트의 어플레케이션을 알려줌
  Base : 데이터베이스 지원, XML 구문분석과 같은 주요 기능을 제공하는 리눅스 기본 필수적인 시스템 라이브러리가 포함 Graphics & UI : X11 기반의 윈도우 관리시스템, 입력방식, OpenGL를 포함하는 시스템의 그 래픽 및 UI 스택으로 구성 그래픽 구성요소와 관련 라이브러리 모음 : UI 해상도에 대해 쉽고 풍부한 그 래픽을 만드는 것