In this study, we present the first actual working system that can project content onto a tunnel wall from a moving subway train so that passengers can enjoy the display of digital content through a train window. Our stand-alone system can be easily deployed to existing trains because it does not assume any specific type of interface requiring data transfer with the train. To effectively estimate the position of the train in a tunnel, we propose counting sleepers, which are installed at regular interval along the railway, using a distance sensor. In the preprocessing step, the side depth variation along the tunnel is stored in synchronization with the train location in a tunnel profile. The tunnel profile is constructed using pointclouds captured by a depth camera installed next to the projector. The tunnel profile is used to identify projectable sections that will not contain too much interference by possible occluders. The tunnel profile is also used to retrieve the depth at a specific location so that a properly warped content can be projected for viewing by passengers through the window when the train is moving at runtime. Here, we show that the proposed system can operate on an actual train and evaluate the quality of the projection results through simulation.
본 연구는 움직이는 지하철 열차에서 승객들이 열차의 창을 통해 디지털 콘텐츠의 디스플레이를 즐길 수 있도록 터널 벽에 콘텐츠를 투사할 수 있는 실제로 동작하는 최초의 시스템을 제안한다. 우리의 시스템은 기존의 열차에서 필요한 정보를 가정하지 않고 독립적으로 동작하기 때문에 기존 기차에 쉽게 배포할 수 있다. 터널 내에서 열차의 위치를 효과적으로 추정하기 위해서 열차 밑에 설치된 거리 센서를 이용하여 일정한 간격으로 설치된 침목을 인식하는 방법을 제안한다. 전처리 단계에서는 터널에서 열차의 위치에 따라 터널의 깊이가 동기화되어 터널 프로파일에 저장된다. 터널 프로파일은 프로젝터 옆에 설치된 깊이 카메라로 캡처한 포인트 클라우드를 사용하여 생성된다. 터널 프로파일은 장애물의 간섭이 많이 일어나지 않는 프로젝터가 투영 가능한 섹션을 식별하는 데 사용된다. 또한 터널 프로파일은 터널 내의 열차의 특정 위치에서 터널의 깊이를 획득하는데 사용되므로 열차가 실제로 이동할 때 승객이 창을 통해 왜곡없는 콘텐츠를 볼 수 있도록 적절하게 와핑된 콘텐츠 투영에 필요한 정보를 제공한다. 우리는 제안하는 시스템이 실제 열차에서 작동할 수 있음을 보여주고 시뮬레이션을 통해 투영 결과의 품질을 평가하였다.
