[한국기술뉴스] 서강대학교 전자공학과 강석주 교수 연구팀은 사용자의 움직임을 정밀하게 측정하는 HMD 자기보정장치를 개발했다. 개발된 기술은 서강대학교 산학협력단을 통해 2018년 03월 13일 특허를 출원(출원번호 제1020180029426호)했다. 특허 명칭은 '헤드 마운티드 디스플레이의 자기 보정 장치 및 방법’이다. 현재 특허 등록이 완료돼 산업에서 기술을 활용할 수 있도록 기술이전을 추진할 계획이다.

[기자]

HMD는 이름 그대로 머리에 쓰는 디스플레이 기기입니다. 머리를 회전하며 가상현실을 체험할 수 있습니다. HMD 내부에 관성 센서와 외부 움직임 추적 센서가 탑재되어 사용자의 자세를 추정합니다. 각각의 센서를 사용하여 사용자의 자세를 간단히 추정할 수 있지만 정밀성이 낮기 때문에 센서 퓨전을 사용합니다. 센서 퓨전은 자이로스코프, 가속도계 등의 센서를 융합하여 각 센서의 특징과 단점을 보완하고 정밀하게 사용자의 자세를 추정하는 기술입니다.

그런데 MEMS 형태로 구성된 관성 측정 장치에서 출력되는 데이터는 다양한 요인으로 오차가 발생하여 각각의 센서 데이터를 보정하는 여러 필터가 사용되고 있습니다. 이 방법은 필터 정보에 대응하는 파라미터를 초기 설정하여 설정값에 기초해 사용자의 움직임을 추정합니다. 하지만 초기 파라미터값은 개발자의 경험에 의해 결정되기 때문에 사용 환경에 따라서 자세 추정에 악영향을 줄 수 있습니다.

서강대학교 강석주 교수 연구팀은 센서 퓨전 파라미터 설정에 가이드를 줄 수 있는 자기 보정 장치를 발명했습니다.

초기 세팅을 위해 HMD를 착용한 사용자가 설정 가이드에 맞춰 고개를 좌우로 회전합니다. 사용자의 움직임에 따라 HMD에 탑재된 센서들이 사용자의 운동 데이터를 수집합니다. 이후 사용자의 위치를 추정하기 위해 선택된 필터의 파라미터를 랜덤하게 생성하고 운동 데이터와 사용자의 시선 움직임의 정확도를 산출합니다. 자기 보정 장치는 이 작업을 반복하며 최적의 파라미터값을 산출합니다.

본 기술을 활용하면 외부 기준 좌표계 없이 내부 파라미터의 조정이 가능하여 간단한 방식으로 정밀한 자세 추정이 가능할 것으로 기대됩니다.