Void*capstone;

프로젝트 개요

기술개발 과제

국문 : 고홈

영문 : GoHome

과제 팀명

void* capstone;

지도교수

정형구 교수님

개발기간

2020년 3월 ~ 2020년 6월 (총 4개월)

구성원 소개

서울시립대학교 컴퓨터과학부 20159200** 김*호(팀장)

서울시립대학교 컴퓨터과학부 20155400** 강*성

서울시립대학교 컴퓨터과학부 20159200** 이*엽

서울시립대학교 컴퓨터과학부 20155400** 최*웅

서울시립대학교 컴퓨터과학부 20159200** 홍*표

서론

개발 과제의 개요

개발 과제 요약

GoHome은 심야 귀가 서비스로, 사용자에게 귀가경로 안내, 위치 공유 등의 서비스를 제공한다. 2020년 5월 현재, Google Maps, 네이버 지도, 카카오맵, 티맵 등 시중의 인기 지도 서비스는 따릉이와 연계되지 않으며 도보 경로를 제공하지 못하는 것도 있다. GoHome은 이 문제를 해결하고, 나아가 AR 도보 안내를 구현하여 길찾기 서비스에서 AR의 활용성을 확인한다.

개발 과제의 배경

◇ 배경

시중에 다양한 지도 어플리케이션이 존재하지만, 심야 귀가 인구를 집중 타겟으로 한 것은 찾아보기 어렵다. 또한 심야 귀가자는 주로 택시를 이용하여 비용 부담이 크다. 귀가 시 N버스(서울시 심야 버스)를 이용하는 방법이 있지만, 배차 간격이 길고 노선 수가 적으며 일부 정류장에만 정차하는 한계로 인해 이용하기 쉽지 않다. 이러한 상황을 해결하기 위해, N버스, 따릉이(서울시 공공자전거), 도보를 모두 고려한 귀가 경로를 제공하는 서비스가 필요하다.

◇ 효과

GoHome은 귀가자의 현 위치에서 자택까지의 적절한 경로를 탐색하여 제공한다. 또한 도보 경로에서는 AR(Augmented Reality)을 활용한 길 안내를 제공하여 보다 편하고 효과적인 경로 안내를 제공한다. 심야 귀가자의 안심 귀가를 위해 가족 및 지인에게 현 위치를 실시간 공유할 수 있는 서비스 또한 제공한다. 마지막으로 지하철 및 버스의 막차 시간을 볼 수 있도록 하여 사용자의 귀가 편의를 제공한다. 사용자들은 심야 시간에 편하고 빠르게 귀가할 수 있다. 또한 따릉이와 N버스의 접근성을 높여 심야 시간 대중교통 이용자가 증가할 것이다.

개발 과제의 목표 및 내용

◇ 대중교통 및 따릉이를 이용한 경로 탐색 - 사용자가 빠르고 편하게 집에 가는 경로를 찾을 수 있도록 한다. - 대중교통은 지하철과 버스, 야간 버스를 포함하고, 따릉이와 연계한 경로 탐색을 제공한다. - 지하철과 버스가 끊긴 시간엔 N버스(서울시 심야 버스), 따릉이, 도보를 이용해 귀가할 수 있도록 경로를 제공한다. - 따릉이 대여소에 잔여 자전거가 있는지 실시간으로 파악하여 이용 가능한 최적 경로를 찾는다.

◇ 막차 시간 알리미 - 지하철과 버스 시간표를 활용하여 막차 시간을 계산하여 알려준다. - 사용자가 대중교통 막차 시간을 놓치지 않도록 몇 분 전에 알림을 보낸다.

◇ AR 길 찾기 - 사용자가 밤 중에 길을 잃지 않게 AR로 도보 경로 안내를 돕는다. - 길 찾기 결과와 사용자의 현재 위치, 이동 방향을 이용해 AR 화면에 이동할 방향을 표시한다. - AR 화면과 지도를 함께 표시하여 사용자가 현 위치를 파악하기 쉽도록 한다.

◇ 빠른 길 찾기 - 앱을 실행하는 즉시 사용자의 집으로 가는 가장 빠른 경로를 알려준다.

관련 기술의 현황

관련 기술의 현황 및 분석(State of art)

전 세계적인 기술현황

◇ AR(Augmented Reality)

가상현실(VR)의 한 분야로 실제로 존재하는 환경에 가상의 사물이나 정보를 합성하여 마치 원래의 환경에 존재하는 사물처럼 보이도록 하는 컴퓨터 그래픽 기법이다. 국내 정책에서 2017년 ‘13대 혁신성장동력 추진계획’에서 선정되었으며, VR과 함께 ICT 사업에서 시장규모가 크게 증가할 것으로 예측되는 분야이다. AR을 경로 안내에 적용한 사례로는 Google Maps의 Live View가 있으며, 국내에서는 현재 네이버가 실내 길찾기 서비스를 개발 중이다. 현재 우리나라에서 AR을 통해 경로를 안내하는 서비스는 없다. AR을 눈에 직접 보여줄 안정된 장치, 높은 수준의 디지털 객체, 응용 프로그램, AR 생태계 등, 많은 기술발전이 필요하다. 현재 높은 수준의 안정된 장치의 보급과 5G 등 통신기술의 발전으로 앞으로 더 많은 AR 애플리케이션이 등장할 것으로 예상된다.

◇ Micro-Service Architecture(MSA)

마이크로서비스(microservice)는 애플리케이션을 느슨히 결합 된 서비스의 모임으로 구조화하는 서비스 지향 아키텍처(SOA) 스타일의 일종인 소프트웨어 개발 기법이다. 마이크로서비스 아키텍처에서 서비스들은 섬세하고 프로토콜은 가볍다. 애플리케이션을 조그마한 여러 서비스로 분해하여 모듈성을 개선하고 애플리케이션의 이해, 개발, 테스트를 더 쉽게 한다. 규모가 작은 자율적인 팀들이 팀별 서비스를 독립적으로 개발, 전개, 규모 확장을 할 수 있게 함으로써 병렬로 개발할 수 있게 한다. 또, 지속적인 리팩토링을 통해 개개의 서비스 아키텍처가 하나로 병합될 수 있게 한다.

◇ REST API

HTTP 통신에서 어떤 자원에 대한 CRUD 요청을 Resource와 Method로 표현하여 특정한 형태로 전달하는 방식이다. 문서 없이 REST API 메시지를 읽는 것만으로도 메시지가 의도하는 바를 명확하게 파악할 수 있다. 또한, HTTP 인프라를 그대로 사용하기 때문에, REST API 사용을 위한 별도의 인프라 구축이 필요하지 않다.

◇ 경로 탐색 알고리즘

출발점에서 목적지까지의 수많은 링크를 연결하여 여러 가지 경로를 구성하고, 편리하면서도 빠르게 목적지까지 도착할 수 있도록 계산한 최적의 경로를 안내하는 알고리즘을 구현한다. 기업마다 각각의 요소에 특정한 가중치를 두어 알고리즘을 구성하기 때문에, 같은 출발지/목적지에 대해서도 다른 경로로 안내가 될 수 있다. 각 기업들의 알고리즘은 대외비로 현재 알 수는 없으나, 경로 탐색에 AI와 실시간 교통정보를 반영하여 사용하는 것으로 알려져 있다.

특허조사 및 특허 전략 분석

◇ 고령자를 위한 길찾기 어플리케이션 제공방법

 - 출원번호 : 1020180004077
본 발명은 고령자의 신체에 착용하는 장치의 GPS 모듈을 통해, 고령자의 위치를 실시간으로 파악하여, 생활패턴을 파악한 건강 맞춤형 관리에 사용되거나, 낙상 등에 의한 신체 구조에 사용되며, 안내 정보 제공을 통해 노인의 고독사를 방지한다.

◇ AR을 이용한 내비게이션 신발(AR Navigate shoes)

 - 출원번호 : 2020170002011
본 발명은 AR을 이용한 내비게이션 신발에 관한 것이다. 내비게이션 신발을 신고 길을 걷다가 길을 잃거나 되돌아갈 때 AR을 이용해 발자국을 보여준다. 장소의 모습을 사진으로 찍어 저장함으로써 이후 다시 찾아오기 위한 내비게이션 기능도 포함한다.

기술 로드맵

월별 목표 - 3월: 계획수립 - 4월: 프로그램 개발 - 5월: 프로토타입 완성 - 6월: 테스트 및 피드백

핵심기술별 목표 - 경로탐색

- API Data 요청: 3월 ~ 4월
- 따릉이/도보 경로 탐색 구현: 4월 ~ 5월
- N버스 포함 경로 탐색 구현: 5월 ~ 6월
- 효율적인 경로 탐색 구현: 3월 ~ 6월

- AR 길 안내

- AR 이미지 구현: 3월
- 원하는 방향 및 위치에 AR 구현: 4월 ~ 5월
- 효율적인 AR 이미지 구현: 3월 ~ 6월

- MSA

- 각 서버 구현: 3월 ~ 4월
- 서버 간 통신 구현: 4월 ~ 5월
- 서버 - 클라이언트 통신 구현: 5월 ~ 6월

시장상황에 대한 분석

경쟁제품 조사 비교

◇ 막차 - 버스 및 지하철 등 대중교통의 막차 시간을 제공하고, 따릉이와 택시 등을 이용했을 때의 소요 시간을 비교하여 안내한다. - 사용자가 이동 수단별 경로를 선택할 수 있도록 한다. - 통금 시간에 맞는 막차를 알림으로 띄워준다. - 목적지 선택이 일부 장소에만 국한된다. - 이동 수단 각각(지하철, 버스, 지하철+버스, 택시, 따릉이)의 경로는 제공하나, 모든 이동 수단을 합쳐 최적 경로를 제공하지는 않는다.

◇ 네이버 지도, 카카오맵 - 지하철, 버스, N버스, 자동차, 자전거 및 도보 경로를 제공한다. - 따릉이 길 찾기는 제공하지 않는다. - 사용자의 집과 회사를 등록하고 길 찾기에 이용할 수 있다.

◇ Google Maps - 대중교통 경로를 제공한다. - 따릉이 길 찾기, 도보 경로 찾기 등은 제공하지 않는다. - 사용자의 집과 회사를 등록하고 길 찾기에 이용할 수 있다.

◇ 서울시 안심이 - 서울시에서 제공하는 안심 귀가 애플리케이션이다. - 스마트폰 위치 정보와 서울시 정보 인프라를 이용하여 각종 범죄 위협으로부터 시민 보호를 목적으로 한다. - 모니터링 및 긴급 신고 등의 기능을 제공한다. - 길 안내는 제공하고 있지 않다. - 복잡한 UI를 가지고 있다.

마케팅 전략 제시

◇ AR을 이용한 길 찾기 강조 - 도보 이동 시 AR로 가야 할 방향을 알려줌으로써 단순히 지도만 보는 것보다 편리하게 길을 찾을 수 있음을 강조한다. - 현재 AR을 이용한 상용 길 찾기 서비스가 국내에는 보급되지 않았기 때문에, 타 서비스 대비 경쟁력을 확보할 수 있다.

◇ 따릉이를 활용한 경로 탐색 - 현재 따릉이를 포함하여 길 찾기를 제공하는 애플리케이션은 거의 없다. 한국에서 가장 점유율이 높은 4개 지도 애플리케이션(네이버 지도, T map, Google Maps, 카카오맵) 역시 모두 따릉이를 사용한 길 찾기 서비스를 제공하지 않는다. - 심야 시간 귀가하는 사용자에게 GoHome을 이용하면 빠르게 귀가할 수 있음을 어필한다.

◇ 직관적인 UI/UX 강조 - 현재 귀가를 중점으로 하는 애플리케이션은 ‘막차’가 있다. ‘막차’는 이동 수단별 귀가 경로를 제공하지만, 모든 이동 수단을 통합한 최적 경로를 제공하고 있지는 않다. - GoHome은 N버스, 따릉이 등 모든 이동 수단을 통합한 최적 경로를 제공함으로써, 사용자에게 더 빠르고 편리한 귀가 경로를 제공함을 어필한다.

◇ SWOT 분석 1. Strengths (강점)

- 따릉이와 N버스를 이용하여 최적의 경로 안내를 제공한다.
- AR 기술을 적용하여 시각적인 경로 안내 서비스를 제공한다.

2. Weaknesses (약점)

- 따릉이 이용 시 추가 비용이 발생할 수 있다.
- 사용 가능 지역이 서울로 국한된다.

3. Opportunities (기회)

- 따릉이, N버스를 모두 포함하는 경로 안내 애플리케이션이 없다.
- N버스의 긴 배차 간격과 정류장 간격 때문에 심야에 어쩔 수 없이 택시를 이용하는 사용자가 많다.

4. Threats (위협)

- 주요 지도 애플리케이션의 점유율이 높아 출시 후 신규 사용자 유치가 어렵다.

개발과제의 기대효과

기술적 기대효과

◇ Micro Service Architecture를 통한 효율적인 개발 수행

Micro Service Architecture를 통해 연관성 낮은 서비스를 서로 분리함으로써 테스트 시간을 단축하고 유연하게 개발할 수 있다. 본 프로그램 개발에서는 로그인 서버를 Django, 로직 서버를 Node.js로 구분하여 효율적인 구현을 실현한다.

◇ AR(Augmented Reality)의 지도 분야 활용 가능성 검증

AR은 다양한 분야에서의 활용 가능성을 가진 신기술이다. 이러한 AR이 실제로 지도 분야에서 효율적으로 활용될 수 있는지 검증하고, AR에 대한 경험 및 미래의 증강 현실 사회에 대한 대비를 수행한다.

◇ 경로 탐색 알고리즘의 실제 적용 및 효율성 재고

따릉이, N Bus를 포함한 경로를 효율적으로 탐색하는 경로 탐색 알고리즘을 활용하여 사용자가 최단 시간으로 원하는 목표 지점에 도달할 수 있도록 구현한다. 이를 통해서 경로 탐색 알고리즘이 실제 길을 찾는 과정에서도 성공적으로 수행되는지 관찰하고, 효율성을 검증한다.

경제적, 사회적 기대 및 파급효과

◇ N버스, 따릉이를 포함한 경로 탐색을 통한 심야 귀가 시간 단축

기존의 심야 귀가 인원들은 N버스와 택시를 통해 귀가하였다. 하지만 이들은 각각 정거장의 부족한 개수, 긴 배차 간격과 부담스러운 요금으로 귀가 인원들에게 부담으로 다가갔다. 따라서 따릉이와 N버스를 결합한 경로를 제공함으로써 사용자의 귀가 시간 단축을 기대할 수 있다.

◇ 야간 따릉이 사용량 증가

서울시 공공자전거 서비스 따릉이는 연도를 거듭할수록 이용량이 증가하고 있다. 하지만 이용량이 출퇴근 시간에 많이 몰려 심야 이용량은 상대적으로 낮다. 심야 귀가 시 따릉이를 적절하게 이용하여 사용량 증가를 기대할 수 있다.

◇ 따릉이의 대중교통화

주간에는 버스 정류장의 수와 버스 노선 수가 많기 때문에, 따릉이와 대중교통을 연계하여 이동하는 경우가 별로 없다. 하지만 야간에는 따릉이를 이용하여 이동 시간을 크게 줄일 수 있다. 따릉이와 대중교통을 연계하여 따릉이의 인식을 대중교통으로 전환하고, 이를 통해 환승 서비스 또한 기대할 수 있다.

기술개발 일정 및 추진체계

개발 일정

내용

구성원 및 추진체계

내용

설계

설계사양

제품의 요구사항

현 위치에서 목적지까지 최적 경로를 얻는다.
AR(Augmented Reality)을 통한 경로 안내를 사용한다.
사용자 정보를 변경한다.
지인과 위치공유 기능을 사용한다.
버스, 지하철 등 대중교통 막차를 안내한다.
현재 위치를 지도에 표시한다.
주변 숙박업소를 검색한다.
맞춤형 안내 서비스를 사용한다.
Client Application의 로딩시간은 2초를 넘기지 않는다.
Client Application의 UI/UX가 통일감을 준다.
Client Application의 색상이 통일감을 준다.

사용자 요구사항 만족을 위한 기능 정의 및 기능별 정량목표

Client Application와 Gateway Server 간 통신
- 응답 시간: 1초 미만
Gateway Server와 Server 간 통신
- 응답 시간: 1초 미만
따릉이/N버스를 포함하는 경로 탐색
- 경로 탐색 시간: 5초 미만
- 경로 정확도(시간 오차): 경쟁 서비스 대비 110% 미만의 최적 경로 소요시간
AR로 도보 경로 표시
- 정확도: 실제와 미만의 오차로 정확한 방향/위치 표현
Client Application에서 페이지를 로드
- 시간: 각 1초 이내 (통신 시간 제외)
내 위치 공유
- 시간: 5초마다 위치 갱신

설계 사양

내용

개념설계안

내용

이론적 계산 및 시뮬레이션

내용

상세설계 내용

내용

결과 및 평가

완료 작품의 소개

프로토타입 사진 혹은 작동 장면

내용

포스터

내용

완료작품의 평가

내용

향후계획

내용

특허 출원 내용

내용