KR100946473B1 - 3차원 입체 데이터의 로딩 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 3차원 입체 데이터의 로딩 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 차량이 주행 중에 교차로에 진입함을 판단하는 단계; 상기 차량에 대한 주행에 따른 마스크 배열을 선정하는 단계; 상기 교차로에서 표시될 객체를 선택하고, 차량과 객체의 거리에 따라 상기 객체의 상세표시등급 배열을 선정하는 단계; 상기 마스크 배열에 상기 객체의 상세표시등급 배열을 오버랩하는 단계; 및 오버랩된 상기 객체의 상세표시등급에 따라 상기 객체를 표시하는 단계;를 포함하는 방법이다. 본 발명을 통하여 네이게이션상 지형, 지물 및 교차로 등에 대한 3차원 입체 데이터를 빠르게 로딩하고 네이게이션 성능을 향상시킬 수 있다.
항법시스템, 3차원 입체 데이터, 로딩, 맵핑, 버츄얼

Description

3차원 입체 데이터의 로딩 방법{Method for loading 3-D image data}
본 발명은 데이터 로딩 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 항법시스템의 3차원 입체 영상에 관한 데이터 로딩 방법에 관한 것이다.
일반적인 항법시스템은 차량이 주행하는 도중에 교차로(갈림길)이 나타나는 경우 운전자에게 주행해야 할 방향을 안내해준다. 여기서, '안내'는 운전자에게 차량의 진행방향에 대한 음성 정보외에 디스플레이 장치를 통하여 해당 교차로를 표시하는 것도 포함된다. 여기서, 디스플레이 장치는 해당 교차로를 별도의 확대 화면으로 출력하기도 한다.
도 1은 종래의 항법시스템에서의 교차로 확대도 표시례를 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 교차로에 대한 확대도는 디지털 지도를 단순하게 확대하거나(a), 별도로 제작된 도로 패턴이미지를 출력하거나(b), 해당 교차로의 모양을 사실적으로 묘사한 이미지를 출력하는 방법으로 표현되었다.
그러나, 이러한 표시례는 도로의 정보를 2차원적으로 표시할 뿐 현실적이지 못한 문제점이 있었다. 이에, 항법시스템(하드웨어 및 소프트웨어)에 대한 기술이 발전에 발맞추어 도로정보를 3차원 입체 이미지로 표시하는 기술이 선보이고 있다.
도 2는 항법시스템의 교차로에 대한 3차원 입체 표시례를 나타낸 도면이다. 도 2를 참조하면, 3차원 입체 데이터는 도로 형상과 도로 상황을 표시함에 현실적이라는 면에서는 운전자에게 편리함을 제공하고 있으나 해당 정보의 출력을 위하여 필요한 데이터의 크기와 데이터 처리 속도에 영향을 미치게 된다.
실제로 항법시스템에서 3차원 데이터로 지형, 지물을 표시하는데 큰 장애요소가 되고 있다. 또한, 데이터 처리 속도가 느려짐으로 인하여 차량이 해당지점을 통과하는 시점에서 해당 데이터를 로딩하는 시간이 지연되어 자연스러운 항법 서비스가 제공되지 않다는 어려움이 존재한다.
반면에, 즉, 지형, 지물 및 도로(이하, '객체'라 함)에 대한 3차원 입체 데이터를 동일하게 로딩하고 차량속도에 맞추어 실시간으로 출력되도록 하기 위하여 항법시스템은 고성능의 하드웨어가 필요하게 된 것이다
이러한 문제점을 해결하기 위하여 3차원 입체 영상 객체의 우선순위를 나누어 일정 순위 이상의 객체만을 로딩하는 방법이 선보였으나 이 또한 모든 객체에 대한 우선 순위를 점검해야하는 문제점으로 인하여 시스템에 큰 부담이 되고 있는 현실이다.
상술한 문제를 해결하기 위하여, 교차로에서 모든 지형 및 지물에 대한 3차원 입체 데이터를 동일하게 로딩하지 않고 차량의 주행 경로에 따라 차별화하여 데이터를 로딩하여 실시간으로 출력이 가능한 3차원 입체 데이터의 로딩 방법을 제공 하고자 한다.
본 발명에 따른 3차원 입체 데이터의 로딩 방법은 차량이 주행 중에 교차로에 진입함을 판단하는 단계; 상기 차량에 대한 주행에 따른 마스크 배열을 선정하는 단계;상기 교차로에서 표시될 객체를 선택하고, 차량과 객체의 거리에 따라 상기 객체의 상세표시등급 배열을 선정하는 단계; 상기 마스크 배열에 상기 객체의 상세표시등급 배열을 오버랩하는 단계; 및 오버랩된 상기 객체의 상세표시등급에 따라 상기 객체를 표시하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 3차원 입체 데이터의 로딩 방법은 차량의 거리의 변화에 따라 객체 갱신을 판단하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 상세표시등급 배열은 상기 객체 데이터의 헤더에 포함될 수 있다. 상술한 오버랩은 상기 마스크 배열과 상기 상세표시등급 배열의 'AND' 연산일 수 있다. 상기 상세표시등급 배열은 차량과 상기 객체간의 거리에 따라 별개로 구비될 수 있다.
특히, 상기 마스크 배열 및 상기 상세표시등급 배열의 행은 상기 교차로에서 차량이 진입하는 방향의 도로에 대한 인덱스를 나타내며, 열은 상기 교차로에서 차량이 진출하는 방향의 도로에 대한 인덱스를 나타낼 수 있다.
또한, 상기 마스크 배열의 셀 중 상기 교차로에서 차량이 진행할 방향에 대한 도로의 인덱스에 해당하는 셀에는 '1'이 기록될 수 있으며, 상기 상세표시등급 배열의 셀 중 차량이 이동할 수 있는 주행경로에 해당하는 셀에는 상세하게 표시될 정도의 값(이하, '상세표시등급값'이라 함)이 기록될 수 있다.
여기서, 상기 상세표시등급 배열의 셀은 상기 상세표시등급값 중 최대값에 대하여 1을 더한 값이 저장될 수 있는 저장영역으로 할당될 수 있다.
본 발명에 따르면 교차로에 있어서 현실감있는 3차원 입체 영상을 출력하는 항법시스템이 지형, 지물 등에 대한 3차원 입체 데이터를 빠르게 로딩할 수 있도록 함으로써 항법시스템의 성능을 향상시킬 수 있고 운전자에 대한 편의성을 증대시킬 수 있다.
본 발명에 대한 3차원 입체 데이터를 로딩하는 방법을 설명하기 위하여 본 발명에 사용되는 상세표시등급에 대하여 먼저 설명하도록 한다.
항법시스템에서 출력되는 지형 및 지물 등을 객체라 하며, 각 3차원 객체 데이터가 원근에 따라 얼마만큼 표시할 것인가를 나타내는 상세표시등급(level of detail: n(자연수)등급)으로 나누어짐을 전제로 본 발명에 대한 실시예를 설명한다. 예를 들어, 시스템에서 상세표시등급이 5등급으로 나누어지는 경우, 최상급의 표시등급은 5등급이며, 최하급의 표시등급은 0등급이 될 것이다.
또한, 각 3차원 객체 데이터는 헤더를 포함하고 있어 객체에 대한 고유한 정보(예를 들어, 객체 데이터의 크기, 객체 데이터의 순서, 객체 상세표시 등급 등)가 기록될 수 있는데, 상술한 상세표시등급에 대한 정보가 3차원 객체 데이터의 헤더에 배치된다.
이하 도면을 이용하여 본 발명에 따른 실시예를 구체적으로 설명하고자 한다.
도 3은 3차원 객체 데이터의 헤더에 할당되는 상세표시등급 배열구조이다. 도 3을 참조하면, 상세표시등급의 배열의 x축(열) 및 y축(행)은 교차로에 연결된 도로에 대한 인덱스이다. 즉, 교차로의 도로에는 각각 인덱스가 지정되는 이에 대한 정보를 이용하고자 한다.
더욱 상세하게는, x축(열)은 차량이 진입해야 할(들어가야 할) 도로의 인덱스이며, y축(행)은 차량이 진출(빠져나가야 할) 도로의 인덱스이다. 여기서, 교차로의 최대 도로수가 16개까지 지정 가능하며 상세표시등급 배열은 16*16의 배열이 된다.
다만, 상술한 도로 인덱스에 대한 행과 열이 의미하는 도로 인덱스 의미는 서로 변경 가능하다(즉, 행축이 진출도로 인덱스이고 열축이 진입도록 인덱스를 의미할 수도 있음). 또한, 이 진입도로 및 교차로에 대한 최대 도로수는 본 발명의 기술적 사상에 비추어 보아 변경 가능함은 자명하다 할 것이다.
즉, 상세표시등급 배열은 교차로에서 차량이 진입하고자 하는 도로와 진출하고자 하는 도로에 대한 정보가 저장된 데이터 저장 영역이라 할 수 있다.
또한, 상세표시등급 배열의 각 셀은 상술한 최대 상세표시등급+1의 정보를 저장할 수 있도록 저장공간을 가진다. 예를 들어, 상세표시등급을 5등급으로 나누는 경우, 각 셀의 저장 공간은 5 + 1 = 6의 값까지 저장될 수 있도록 3bit씩 할당된다.
결국, 각 셀에는 로딩되어야 할 상세표시등급값이 저장되며 0 내지 5의 값이 기록될 수 있다. 이는 상술한 0등급 내지 5등급을 의미하는 것이다.
만약 0등급이 지정된 경우에는 데이터를 로딩할 필요가 없음을 의미하며 지정된 도로로 주행하는 차량에서는 보이지 않는 객체임을 의미한다. 이에 대해서는 추후에 상세하게 설명한다. 이로 인하여 실제로 큰 건물에 가려지거나, 운전자의 시각에 등장하지 않는 객체의 경우 불필요하게 로딩되는 문제를 제거할 수 있어 3차원 교차로에 대한 화면 출력 성능을 향상시킬 수 있다.
반면에 객체는 5등급이 지정된 경우에는, 해당 도로(진입 도로 및 진출도로)를 주행하는 차량에게 상세하게 출력되어야 함을 의미한다.
도 4a는 주행 경로가 정해진 차량에 대한 마스크 배열을 나타낸 도면이다. 만약, 차량이 진입할 도로가 3번 도로이고 진출할 도로가 4번 도로인 경우, 해당 차량에 대한 마스크 배열의 셀 중 4행 3열에 있는 셀에 '1'이 기록된다.
반면에, 도 4b는 주행 경로가 정해지지 않은 차량에 대한 마스크 배열을 나타낸 도면이다. 만약, 차량이 진입할 도로가 3번 도로이나 진출한 도로가 정해지지 않는 경우 2번 도로(공사중이어서 진출이 불가능)를 제외한 1행 3열 셀, 3행 3열 셀 및 4행 3열의 셀에 '1'이 기록된다.
상술한 바와 같이, 도 3은 각 객체 데이터가 가지는 상세표시등급 배열이고, 도 4a 및 도 4b는 차량의 주행 경로에 따른 마스크 배열이다. 이 두 배열을 오버랩하고 각 셀에 대하여 'AND' 연산을 수행하면 마스크 배열에서 '1'이 기록된 셀에 해당 객체의 상세표시등급이 나타나게 된다.
도 5a는 나무 객체의 상세표시등급 배열과 차량의 주행경로 마스크 배열의 'AND' 연산과정을 나타낸 도면이며, 도 5b는 도 5a의 결과에 따라 나무가 표시된 일 예를 나타낸 도면이다. 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 나무 객체는 3번 도로로 진입하여 4번 도로로 진출하는 차량에 대하여 상세표시등급 '3'등급으로 화면상에 표시될 수 있다.
도 6은 거리축에 따른 상세표시등급의 변화를 나타낸 도면이다. 도 6을 참조하면, 객체와 차량의 거리에 따라 실제적으로 표시되는 등급도 달라짐을 반영한 것이다.
즉, z축은 객체와 차량의 거리에 따라 상세표시등급 배열이 다르게 표현되어야 함을 나타낸 것이다. 더욱 상세하게는, z축상으로 일정한 거리(도 6에서는 10m)마다 객체에 대한 상세표시등급 배열은 변경되며 이 방식을 이용하여 차량의 접근에 따른 객체의 현실감도 증가하게 된다.
도 7은 도 3 내지 도 6에서 설명한 객체 데이터에 대한 상세표시등급을 이용하여 항법시스템에서 3차원 입체 데이터를 로딩하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 7을 참조하여, 항법시스템에서 교차로에서 3차원 입체 데이터를 로딩하는 방법은, 차량이 주행 중에 교차로에 진입함을 판단하는 단계(S110); 상기 차량에 대한 주행에 따른 마스크 배열을 선정하는 단계(S120); 상기 교차로에서 표시될 객체를 선택하고, 차량과 객체의 거리에 따라 상기 객체의 상세표시등급 배열을 선정하는 단계(130); 상기 마스크 배열에 상기 객체의 상세표시등급 배열을 오버랩하는 단계(140); 및 오버랩된 상기 객체의 상세표시등급에 따라 상기 객체를 표시하는 단계(150);를 포함한다. 여기서, 차량의 거리의 변화에 따라 객체 갱신을 판단하는 단계(S160);를 더 포함할 수 있다.
여기서, 오버랩은 'AND'연산임 것임을 설명하였으나 별도의 연산 방식을 이용할 수 있음은 자명하다 할 것이다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며 그 기술적 사상은 균등한 범위까지 확장 가능함은 자명하다 할 것이다.
도 1은 종래의 항법시스템에서의 교차로 확대도 표시례를 나타낸 도면이다.
도 2는 항법시스템의 교차로에 대한 3차원 입체 표시례를 나타낸 도면이다.
도 3은 3차원 객체 데이터의 헤더에 할당되는 상세표시등급 배열구조이다.
도 4a는 주행 경로가 정해진 차량에 대한 마스크 배열을 나타낸 도면이다.
도 4b는 주행 경로가 정해지지 않은 차량에 대한 마스크 배열을 나타낸 도면이다.
도 5a는 나무 객체의 상세표시등급 배열과 차량의 주행경로 마스크 배열의 'AND' 연산과정을 나타낸 도면이다.
도 5b는 도 5a의 결과에 따라 나무가 표시된 일 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 거리축(z축)에 따른 상세표시등급의 변화를 나타낸 도면이다.
도 7은 교차로 있어서 객체 데이터에 대한 상세표시등급을 이용하여 항법시스템에서 3차원 입체 데이터를 로딩하는 방법을 나타낸 순서도이다.

Claims (9)

  1. 항법시스템에서 수행되는 3차원 입체 데이터 로딩 방법에 있어서,
    차량이 주행 중에 교차로에 진입함을 판단하는 단계;
    진입된 교차로에서 차량의 주행 경로가 정해진 경우 상기 차량의 진입할 도로와 진출할 도로에 해당하는 셀을 선택하고, 차량의 주행 경로가 정해지지 않은 경우 주행이 가능한 도로에 해당하는 셀을 선택함으로써 마스크 배열을 선정하는 단계;
    상기 교차로에서 표시될 객체를 선택하고, 객체는 주행하는 차량과의 접근 거리에 따라 상세표시등급 배열을 선정하는 단계;
    상기 마스크 배열에 상기 객체의 상세표시등급 배열을 오버랩하는 단계; 및
    오버랩된 상기 객체의 상세표시등급에 따라 상기 객체를 표시하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 입체 데이터의 로딩 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    객체와 주행하는 차량과의 거리의 변화에 따라 객체 갱신을 판단하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 입체 데이터의 로딩 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 상세표시등급 배열은 상기 객체 데이터의 헤더에 포함되는 것을 특징으로하는 3차원 입체 데이터의 로딩 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 오버랩은 상기 마스크 배열과 상기 상세표시등급 배열의 'AND' 연산인 것을 특징으로 하는 3차원 입체 데이터의 로딩 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 상세표시등급 배열은 차량과 상기 객체간의 거리에 따라 별개로 구비되는 것을 특징으로 하는 3차원 입체 데이터의 로딩 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 마스크 배열 및 상기 상세표시등급 배열의 행은 상기 교차로에서 차량이 진입하는 방향의 도로에 대한 인덱스를 나타내며, 열은 상기 교차로에서 차량이 진출하는 방향의 도로에 대한 인덱스를 나타내는 것을 특징으로 하는 3차원 입체 데이터의 로딩 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 마스크 배열의 셀 중 상기 교차로에서 차량이 진행할 방향에 대한 도로의 인덱스에 해당하는 셀에는 '1'이 기록되는 것을 특징으로 하는 3차원 입체 데이터의 로딩 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 상세표시등급 배열의 셀 중 차량이 이동할 수 있는 주행경로에 해당하 는 셀에는 상세하게 표시될 정도의 값(이하, '상세표시등급값'이라 함)이 기록되는 것을 특징으로 하는 3차원 입체 데이터의 로딩 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 상세표시등급 배열의 셀은 상기 상세표시등급값 중 최대값에 대하여 1을 더한 값이 저장될 수 있는 저장영역으로 할당되는 것을 특징으로 하는 3차원 입체 데이터의 로딩 방법.
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