스마트 디바이스를 이용한 VPS기반 도서 검색 시스템
VPS-based Book Retrieval System for Smart Devices
- 발행기관 서강대학교 가상융합전문대학원
- 지도교수 박상훈
- 발행년도 2026
- 학위수여년월 2026. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 가상융합전문대학원 메타버스테크놀로지
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000082744
- UCI I804:11029-000000082744
- 본문언어 한국어
- 저작권 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록(요약문)
GPS(Global Positioning System)는실외에서차량내비게이션에폭넓게활용되 지만, 건물 내부에서는 신호가 차단되어 위치 추정이 어렵다. 본 연구에서는 GPS 신호가 도달하지 않는 실내 환경에서 카메라 영상 기반 비주얼 포지셔닝 시스템 (VPS:Visual Positioning System)을 활용한 실시간 실내 위치 추정 시스템을 구현 하였다. 본 시스템은 Meta Aria 스마트 글래스, Meta Quest 3, 스마트폰 등 다양한 디바이스를지원한다.데이터구축단계에서는 360도카메라로대학교도서관서고 를 촬영하여 14,652장의 참조 이미지 기반 COLMAP 3D 모델을 구축하고, 도서관 OPAC 시스템에서 서지정보를 웹 크롤링(crawling)하여 도서 데이 터베이스를 구 축하였다. VPS 서버에서는 HyperIQA로 저품질 이미지를 필터링하고, DINOv2가 전역 이미지 특징을 추출하여 FAISS로 유사 이미지를 검색한다. 검색된 참조 이 미지에 대해 Reloc3r 모델이 상대 카메라 포즈를 추정하고, 이동 평균을 통해 최종 위치를결정한다.또한도서관공간을 54개클러스터로분할하고그래프구조로연 결하여,이전위치기반인접클러스터내에서만검색을수행함으로써검색속도와 정확도를향상시켰다.사용자가음성또는텍스트로도서를검색하면현재위치기 반경로안내를제공받는다.본연구를통해별도의인프라없이카메라만으로실내 위치 추정이 가능함을 확인하였으며, 도서관, 박물관, 대형 쇼핑몰 등 다양한 실내 공간에적용가능한범용 VPS기술의가능성을제시하였다. 키워드: VPS,스마트디바이스,실내위치추정,도서검색 학 번: V2024105
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감사의글 4
요약 i
제 1장 서론 1
1.1 연구배경 1
1.1.1 도서관서고내도서검색의비효율성문제 1
1.1.2 GPS기반실외내비게이션의한계및실내환경의특수성 . 1
1.1.3 실내내비게이션기술동향및한계 4
1.1.4 실내위치기반서비스의응용분야및연구동향 5
1.2 연구목표및내용 7
1.3 연구범위및제한사항 9
1.4 논문의구성 11
제 2장 선행연구 12
2.1 실내위치추정시스템 12
2.1.1 GPS기반실외시스템의한계와실내환경적용의어려움 . 12
2.1.2 Wi-Fi/BLE비콘, UWB한계점 12
2.2 Visual Positioning System (VPS) 13
2.2.1 VPS의기본원리 13
2.2.2 기존 VPS방법론의처리시간비교 15
2.3 스마트글래스및 VPS관련핵심기술 17
2.3.1 Meta Aria 1의주요특징및연구활용 17
2.3.2 Reloc3r모델의작동원리및실내환경적용사례 19
2.4 대규모 3D맵관리및검색기술 20
2.4.1 COLMAP기반 3D맵구축 20
2.4.2 NetVLAD기반장소인식 21
2.4.3 DINOv2기반이미지특징추출 22
2.4.4 FAISS를통한이미지비교 23
2.4.5 HyperIQA를이용한이미지화질평가 24
2.4.6 그래프구조 24
제 3장 연구방법론 28
3.1 전체연구프로세스개요 28
3.2 데이터수집및환경 28
3.2.1 도서관서고데이터수집 28
3.2.2 도서관서고데이터전처리 30
3.3 시스템설계및구축 32
3.3.1 스마트글래스사용에서의한계 32
3.3.2 스마트글래스기반 VPS시스템 32
3.3.3 Reloc3r모델을이용한실시간 6DoF추정알고리즘 33
3.3.4 카메라이미지캡처및 Top-K특징점매칭기법 33
3.3.5 Aria gen1의한계점극복에대한파이프라인 34
3.3.6 실시간사용 35
3.4 서버구축및시스템아키텍처 37
3.4.1 서버환경구성 37
3.4.2 서버서비스구성 38
3.4.3 VPS API서버구조 38
3.5 성능평가방법론 39
3.5.1 실험용데이터셋및실험환경 39
3.5.2 평가지표정의 41
3.6 실험설계 41
3.6.1 실험 1: VPS파이프라인성능분석 42
3.6.2 실험 2:클러스터기반검색 44
3.6.3 실험 3:사용성테스트 44
제 4장 실험결과및분석 46
4.1 실험 1: VPS파이프라인성능분석 46
4.1.1 실험 1-A: NetVLAD vs DINOv2성능비교 46
4.1.2 실험 1-B: Top-K최적화및Motion Averaging 47
4.1.3 실험 1-C: HyperIQA품질분석 48
4.1.4 실험 1-D: DINOv2 Retrieval품질분석 51
4.2 실험 2:클러스터기반검색결과 54
4.2.1 전역검색대비클러스터검색성능 57
4.2.2 최적파라미터결정 58
4.2.3 확장성을위한메모리관리 59
4.3 실험 3:사용성테스트결과 61
4.3.1 사용자가탐색할책의구성 61
4.3.2 도서탐색시간비교결과 62
4.3.3 탐색효율성개선 63
4.3.4 System Usability Scale (SUS)평가 64
4.3.5 인지된길찾기용이성 64
4.3.6 기존방식과의비교 65
4.3.7 서비스사용의향 66
4.3.8 참가자피드백및개선의견 66
4.3.9 사용성평가종합 67
제 5장 결론및연구의한계 69
5.1 결론 69
5.2 연구의한계 70
5.3 향후연구방향 71
ABSTRACT 77
