모바일 GIS 편집을 위한 IMU센서 활용 가상입력시스템 설계 = #VALUE!
저자
이정규 ( Jungkyu Lee ) ; 손연규 ( Yeonkyu Son ) ; 이동훈 ( Donghoon Lee ) 연구자관계분석
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2019
작성언어
-주제어
KDC
500
자료형태
학술저널
수록면
526-526(1쪽)
제공처
농촌 진흥청에서는 전국 단위의 토양 정보를 전산자원화 하여 농작지의 수요에 알맞은 정보를 제공해주는 GIS 기반 토양 정보 서비스를 시행 중이다. 오랜 기간 구축되고 보완되어 현지의 상황에 상응하는 정보 제공이 지속적으로 이루어지고 있으나 토양 조사, 수치 지도 입력, 정보 수정, 정보 검증 등의 여러 단계를 거치는 현행의 토양 정보 제공 시스템은 시간적으로 수요자의 요구에 부합하기에 다소 애로가 있다. 특히 현장 확인을 통해 수정된 GIS 정보 중 벡터 정보의 경우 기존에는 수작업에 의존하여 정보 자원으로 보완되기에 인력 투입이 불가피하였다. 현장에서 GIS 편집소프트웨어를 효율적으로 활용수 없는 시스템적인 한계가 있기 때문이기도 하다. 본 연구에서는 현장에서 관찰자의 목적에 따라 GIS 편집 도구를 활용할 수 있는 방안을 연구하였다. 이를 위하여 일반적인 입력 도구인 마우스의 입력 기능과 상사적으로 대응가능한 가상입력시스템 설계를 위하여 다수의 IMU(Inertia measurement unit)센서를 활용하였다. 일반적으로 GIS 편집 소프트웨어는 마우스와 보조적으로 키보드를 이용하여 마우스 이동, 마우스 버튼 누름, 버튼 해제, 더블클릭, 스크롤등의 사용자 입력을 받아 점단위의 생성/삭제/이동, 선 단위의 생성/삭제/이동/분할, 면단위의 분할, 이동 등을 수행한다. 현장에서는 사무실에서와 같이 안정된 입력시스템을 구성하기에 애로가 있으며, 특히 한 손은 모바일 장비를 지지해야 하므로 활용할 수 있는 사용자 입력 도구는 나머지 한손이 남게 된다. 따라서 한손에 있는 손가락을 최대한 이용하면서 실제적으로 운용이 가능한 입력 시스템을 설계하기 위하여 2식의 IMU 센서를 사용하였다. GY-86(SMG, Sanghai, China) IMU 센서는 MPU6050 + HMC5883L + MS5611과 기압센서로 구성된 10축 비행제어 센서이다. 지자기 센서, 자이로 센서, 가속도 센서를 이용하여 이동, 회전, 지시 방향을 I2C 디지털 인터페이스를 통해 디지털 형태로 정보를 제공한다. 마우스의 1) 이동, 2) 좌버튼 클릭, 3) 우버튼 클릭, 4) 더블클릭 등에 상사적으로 대응하기 위하여 검지와 중지 말단부에 IMU 센서를 설치하고 신호를 해석하기 위하여 ARM64 기반 임베디드 마이크로프로세서를 이용하였다. 생성된 신호를 마우스 신호와 연결하기 위하여 마우스 입력 프로그램을 검출할 수 있는 검사 소프트웨어를 활용하여 입력 신호의 무결성 여부를 검증하였다. 두 손가를 이용하여 1) 붙여서 동시에 움직이는 경우, 2) 검지를 위아래로 움직이는 경우, 3) 중지를 위아래로 움직이는 경우, 4) 검지와 중지를 교차시키는 경우를 이용하여 마우스의 4가지 변화를 상사적으로 구현하였다. 한편, GIS 편집에서 대표적으로 쓰이는 map extent 기능을 위하여 두 손가락을 벌리거나 오므리는 동작으로 구현하였다. 일상적인 움직임과 구별하기 위하여 가속도의 경우 최소 3G를 운동의 기준으로 삼았으며, 회전의 경우 30 도, 지자기 각도의 경우 10도를 기준으로 변화 유무를 판정하였다. 두 손가락을 교체 시키는 경우 최소환 차이값이 ±20% 범위에 대하여 교차 동작을 인지하도록 하였다. 가상 입력시스템의 입력 성능을 살펴보기 위하여 임베디드 시스템에서 신호 처리 결과를 RS232 통신을 통하여 PC에 전송한 후 비교하였다. 동일한 작동을 연속적으로 20회, 무작위로 4가지 동작을 20회 수행하였으며 각 실험간 지연 시간은 1초로 하였다. 평가 결과, 마우스 이동의 동작을 제외하고 나머지 세가지 동작에 의한 마우스 입력 상황재현은 100% 일치하였으나, 마우스 이동의 경우 마우스의 움직임과 상이한 형태의 이동이 발견되었다. 이는 동작의 방향과 동작의 정도를 판별함에 있어 가속도 센서에 의존하고 있는 시스템 적인 특성에 기인한 것이라 볼 수 있다. Zero point calibration이 난해한 가속도 센서의 특성을 깊게 살펴 현장에서 GIS편집을 수행할 수 있는 사용자 가상입력시스템 보완이 필요하다.
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