KR100538082B1 - 증강현실기반의 건물정보 통합관리 시스템 - Google Patents

Abstract

증강현실기반의 건물정보 통합관리 시스템이 게시된다. 본 발명의 증강현실기반의 건물정보 통합관리 시스템은 건물 정보를 특성별로 분류하고 분류된 정보를 효과적이고 체계적으로 관리할 수 있는 데이터구조와 이를 기반으로 하여 건물관리정보의 통합 데이터베이스를 구축한다. 통합 데이터베이스를 통해 제공되는 다양한 건물정보를 사용자들이 좀 더 직관적이고 효과적으로 획득할 수 있도록 증강현실기반에서 다양한 형태의 마커를 통하여 건물 정보를 획득할 수 있는 환경을 제공한다.

Description

증강현실기반의 건물정보 통합관리 시스템{INTEGRATED BUILDING INFORMATION MANAGEMENT SYSTEM BASED ON AUGMENTED REALITY}

본 발명은 건축물 정보를 통합적으로 관리하기 위한 건물정보 통합관리시스템에 관한 것으로, 구체적으로는 건물정보의 통합 데이터베이스 구축을 위한 데이터구조와 이를 통해 제공되는 다양한 건물정보를 사용자들이 좀 더 직관적이고 효과적으로 획득할 수 있는 증강현실기반의 건물정보 통합관리 시스템에 관한 것이다.

현재 전 세계적인 주요 관심사 중의 하나인 환경문제를 해결하기 위해 건축 분야에서도 다양한 연구가 계속되고 있다. 그 중 전산지원 시설관리(CAFM: Computer Aided Facility Management: 건물관리 비용을 절감하고 업무환경의 쾌적성과 지적 생산성 향상을 통해 사회적, 경제적 가치를 높이기 위한 자동화된 시설운영 관리수단)와 같은 건물의 효과적인 관리 방안을 모색함으로서 건물의 수명을 연장함과 동시에 환경적으로도 건전한 접근 방식이 선택되고 있다. 또한 가상의 물체를 실제 환경에 중첩시켜 표현하는 증강현실(AR: Augmented Reality)에 대한 관심이 증대되고 있다.

지금까지 건물정보의 체계적 관리에 관한 기술개발은 전산기술이 건축분야에 도입된 이후 빠르게 진행되며 발전되어 왔다. 특히 건축 데이터베이스의 구축, 시스템 간 인터페이스, 표준 레이어 체계 구축 등에 대한 연구가 주를 이루고 있다. 또한, 객체지향형 통합모델링 기술을 개발하려는 시도들이 급증하고 있으며, 동시에 시스템간의 객체정보교환을 위한 모델표준을 CAD시스템과 연동하려는 노력도 이루어지고 있다.

한편, 현실세계와 흡사한 가상공간 내에서 사용자가 몰입하여 가상의 환경이나 물체를 조작하는 가상현실과는 달리 증강현실은 현실과 가상환경이 결합된 환경을 일컫는다. 지금까지 건축분야 등에서 시도되고 있는 증강현실기술은 예를 들어, 완공된 건축물의 구조의 일부를 그래픽으로 재현해 주는 방식이 있었으며, 옥외공간에서 특정 오브젝트를 이용한 길찾기 및 오브젝트의 정보를 제공받고 탐색하는 시스템 등이 제안된 바 있다. 그러나 지금까지의 대부분 증강현실 기술은 공간 내 특정 영역에만 국한하여 적용하거나, 단지 건축정보를 가시화하기 위한 하나의 표현 기법으로만 사용되었다는 한계가 있다.

건축물은 생명체와 마찬가지로 생애주기(Life Cycle)를 가지고 있으며, 앞으로는 이러한 생애주기 전반에 걸쳐 생산되는 모든 건물정보를 쉽게 탐색할 수 있어야 한다. 이에 본 발명자는 건물정보의 통합 DB 구축을 위한 데이터구조와 이를 통해 제공되는 다양한 건물정보를 사용자들이 좀 더 직관적이고 효과적으로 획득할 수 있는 증강현실기반의 건물정보 통합관리 시스템을 제공하자 한다.

따라서 본 발명은 건물정보의 통합 데이터베이스 구축을 위한 데이터구조와 이를 통해 제공되는 다양한 건물정보를 사용자들이 좀 더 직관적이고 효과적으로 획득할 수 있는 증강현실기반의 건물정보 통합관리 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 증강현실기반의 건물정보 통합관리 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 증강현실기반의 건물정보 통합관리 시스템은: 건물정보가 물리적 요소와 사용/관리적 요소로 분류되어 저장되는 통합 데이터베이스 및 통합 데이터베이스가 저장된 원격지 서버; 통합 데이터베이스에 저장된 건물정보와 실제 환경을 연계하기 위하여 매개체로 활용되는 것으로 실제 건물의 하나 이상의 특정된 장소에 설치되는 다중 인식 마커; 마커를 인식하기 위한 카메라를 구비하고, 카메라를 통해 촬영되는 건물의 공간 영상과 마커의 영상을 표시하기 위한 브라우저와 브라우저에 표시된 마커 영상에 해당되는 각종 건물 정보를 통합 데이터베이스로부터 호출하여 브라우저나 자신의 속성창에 표시하고, 사용자로부터 선택된 메뉴에 대한 세부정보를 속성창으로 표시하며, 시스템의 전반적인 관리 기능을 제공하는 AR 빌딩 메니저가 탑재되는 이동형 단말기를 포함한다.

바람직하게는, 상기 통합 데이터베이스에 분류 저장되는 건물 정보의 물리적 요소는: 건물의 구조와 설비 등에 관한 형태 요소; 공간 정보에 관한 공간 요소; 및 내/외장재, 가구/장비 등에 관한 설치물 요소를 포함하고, 상기 통합 데이터베이스에 분류 저장되는 건물 정보의 사용/관리적 요소는: 소유주와 사용자 등의 인적 요소; 및 유지 관리 요소를 포함한다.

바람직하게는, 상기 통합 데이터베이스에 분류 저장되는 건물 정보의 물리적 요소 및 사용/관리적 요소는 객체 지향형으로 구성된다.

바람직하게는, 상기 마커는: 관리 대상이 될 건물과 건물 내 방 호수를 인식하여 관리에 필요한 건물 정보들을 호출하기 위한 위치 인식 마커와 특정 공간 안에서 실제적으로 건물 정보를 열람할 수 있도록 보조하기 위한 건물 정보 가시화를 위한 마커로 구성된다.

바람직하게는, 상기 위치 인식 마커는 공간을 호출하기 위해 사용될 건물 인식 마커와 건물 내 호수(방번호) 호출을 위해 사용될 숫자 마커를 포함하고, 상기 건물 정보 가시화를 위한 마커는 액자 형상의 액자 마커, 슬라이드 타입의 슬라이더 마커 또는 다면체 구조의 규빅 마커 중 어느 하나를 사용한다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시예에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다. 각 도면을 이해함에 있어서, 동일한 부재는 가능한 한 동일한 참조부호로 도시하고자 함에 유의하여야 한다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

(실시예)

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명의 증강현실기반의 건물정보 통합관리 시스템을 상세히 설명한다.

본 발명의 건물정보 통합관리 시스템은 건물 정보를 특성별로 분류하고 분류된 정보를 효과적고 체계적으로 관리할 수 있는 데이터구조와 이를 기반으로 하여 건물관리정보의 통합 데이터베이스를 구축한다. 그리고 본 발명은 건물 관리자 또는 사용자가 좀 더 자연스럽고 직관적으로 건물 유지를 위한 관련 정보를 이해할 수 있도록 증강현실 기반의 건물정보 통합관리 시스템을 제공한다.

도 1은 본 발명의 건물정보 통합관리 시스템을 이용한 건축물 관리 과정의 일 예를 보여주는 흐름도이다. 도 1을 참조하여, 일반적으로 건물의 관리 및 그 유지 보수 과정에서 본 시스템은 다음과 같은 과정에서 효과적으로 사용된다.

먼저, 관리자는 정기적으로 건축물 유지관리를 위해 건축 설비 및 관련 장치에 관한 점검을 실시하고(S10) 이상 여부를 판단한다(S20). 이 과정에서는 다소 복잡한 여러 장치들에 관한 부가설명이나 이 전의 관리 기록 열람 뿐 아니라, 해당 설비정보에 대한 관리일자 및 관리 사항 등에 대해 관람을 하고 관리 상황에 관해 기재를 하게 된다.

만약 검침 결과 아무 이상이 없다면, 검침 결과 및 소견을 시스템에 기록(S30)하고 다음 검침 날짜에 맞춰 정기적으로 실시한다. 그러나 검침 과정에서 이상한 점이 발견되거나, 관리자 혼자 문제를 해결 할 수 없는 상황에 처했을 경우에는 기술자를 호출(S40)하게 된다. 호출을 받고 건물 현장에 도착한 기술자는 관리자의 설명을 듣고 건물 상태 이상 여부를 판단(S50)한다.

이때, 본 시스템을 사용하면 굳이 설비 도면 등을 일일이 꺼내보지 않아도 설비의 위치 파악 및 대략적인 상태를 예측할 수 있다. 이를 토대로 하여 건축물의 이상여부를 판단할 수 있기 때문에 좀 더 효율적인 검침이 가능하다. 여기서 이상한 점이 발견되지 않거나 간단한 조치로 해결 가능한 경우, 발생한 문제를 해결하고 이에 대한 이력을 저장한다(S30).

그러나 보다 큰 문제가 발견되어 공사가 오랫동안 지연되어야 하는 경우에는 사용자(거주자)를 호출(S60)하고, 전문가가 아닌 사용자는 기술자와 관리자의 설명을 본 시스템의 도움을 받아 쉽고 빠르게 이해(S70)하여 문제 파악이 가능하다. 나아가 그럼으로 공사 기간 및 공사 중 일어나는 소음이나 이 밖의 애로사항에 대해 사용자로부터 보다 긍정적이고 적극적인 협조를 얻을 수 있다.

다음은 이와 같이 활용될 수 있는 본 발명의 건물정보 통합관리 시스템에 구성되는 통합 데이터베이스에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 2는 본 발명의 건물정보 통합관리 시스템의 통합 데이터베이스에 구축되는 건물정보 구성요소의 분류 기준을 표로 보여주는 도면이다. 도 2를 참조하여, 본 발명의 통합 데이터베이스에 구축되는 건물정보는 크게 물리적 요소와 사용/관리적 요소로 구분된다.

먼저, 물리적 요소는 건물의 구성 요소 중 직접적으로 드러나는 건물 구조, 설비 등과 같은 형태 요소와 가전제품, 가구 등과 같은 설치물 요소, 그리고 공간 내 관계 및 용도 등 공간정보를 포함하는 공간요소로 분류된다. 반면, 눈으로 드러나지 않는 건물정보는 사용/관리적 요소로 분류되며, 다시 소유주나 사용자와 관련된 인적 요소와 건물 유지보수 이력을 관리하는 유지 관리 요소로 분류된다.

이와 같이, 건물정보는 각각의 구성 요소가 분류되어 통합 데이터베이스에 저장된다. 각 요소들의 데이터 모델링은 지능적인 건축물 구조 및 공간 구조를 정의하기 위해 필수적이다. 이때, 건물정보는 객체 지향적인 방식으로 정의되며, 각각의 구성요소는 속성 값과 구성 방법들을 포함한다. 예를 들어, 건물의 물리적 요소에서 형태 요소로 분류되는 구조 및 설비 정보 데이터는 다음과 같이 모델링 될 수 있다.

도 2를 참조하여, 건물 정보의 가장 기본이 되는 구조 정보는 객체 개념에 입각하여 벽, 슬래브, 기둥, 창호 등의 건축부재들을 객체로 정의해 볼 수 있다. 건물 정보 분류에서 미리 정의해 둔 형태 요소 중 벽체, 기둥, 슬래브, 보, 지붕 등의 구조체 정보와 문, 창문, 천장 등의 비구조체 정보를 이용하여 구조화된 형태의 평면을 구축하기 위해 객체들의 위치와 연결 관계를 정의한다. 이를 통해서 건물의 형태정보와 함께 공간정보도 인지되어 건축 공간만이 가지는 특성을 살릴 수 있다.

건축 설비는 포함하는 범위가 아주 넓고 다양한 형태 및 성격의 요소들이 있는데, 기본적으로 설비는 유체나 기체가 지나가는 배관(Pipe)과 각 배관을 연결하는 조인트(Joint) 그리고 펌프, 집기, 여러 가지 위생기구 등과 같은 객체 요소로 구성되어 있다. 첨부 도면 도 3에는 이러한 건물 설비 정보의 데이터 모델링의 일 예를 보여주는 도면이 도시되어 있다.

도 3을 참조하여, 설비 배관과 간단한 각 조인트는 각 노드의 정보를 가지고 이를 기준으로 하여 형성된다. 배관의 단면이나 조인트의 구부러진 정도 등을 속성으로 부여하여 2차원 및 3차원 배관 표현이 가능해진다. 그리고 복잡한 형상의 조인트나 기타 위생기구나 펌프와 같이 간단히 표현되지 못하는 오브젝트는 미리 모델링하여 통합 데이터베이스에 저장해 두고 필요할 때 호출하여 사용하도록 한다.

계속해서, 사용/관리 요소의 데이터 모델링에 대하여 설명한다. 인적 요소와 유지 관리 요소로 구분되는 사용/관리 요소는 관리 대상이 되는 건물의 사용 주체와 관리 정보를 체계적으로 관리하여 데이터베이스화한다. 이를 통해 시스템 사용자의 성격에 따라 권한을 달리 부여하거나, 건물 사용자에 대한 일반적인 정보 역시 열람 가능하다. 또한 주소, 준공년도 등과 같은 건물 기본 정보 및 검침 일자 및 보수 상황 및 결과 등과 같은 이력관리에 관한 속성 등도 기록된다.

이상과 같이, 통합 데이터베이스에 저장되는 건물 정보는 상술한 바와 같이 특성별로 분류되어 통합 데이터베이스에 저장된다. 그리고 물리적 요소와 사용/관리 요소는 첨부도면 도 4에 도시된 바와 같이, 상호 소정의 관계성을 갖고 유기적으로 통합된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 분류된 건물의 물리적 요소(설비, 구조 등)와 공간의 속성, 그리고 사용자 및 관리 요소에 대한 각 요소들은 전체적으로 상호 유기적으로 연결되어 하나로 통합되어 데이터베이스로 구축된다.

이에 분류된 건물 정보를 통합하기 위해서 본 발명에서는 이종 문서간의 효과적인 교환체계를 제공하는 XML(eXtensible Markup Language)을 이용하여 통합 데이터베이스를 구성한다. 이를 위해 건물 정보 통합에 사용될 태그 정보들을 정의하고 공유하기 위한 문서형 정의(DTD: Document Type Definition)의 일부분에 대한 예가 첨부도면 도 5에 도시되어 있다.

도 5를 참조하여, 통합 데이터베이스는 'bldg'라는 루트 요소로 시작된다. 'bldg'의 자식으로는 '구조', '설비', '건물 정보'에 대해 각각의 요소인 'bldg_struct', 'bldg_equip', 'bldg_info'가 오게 된다. 각각의 '구조', '설비', '건물 정보'와 같은 각각의 요소들은 전술한 바와 같은 건물 정보의 분류 체계를 기본으로 하여 DTD 구조가 설계된다. 이를 바탕으로 하여 다양한 건물 정보를 통합할 수 있게 된다.

다음은 본 발명의 건물정보 통합관리 시스템에서 공간 호출을 위해 사용되는 증강현실(AR: Augmented reality) 기반의 다양한 형태의 마커와 이를 이용한 공간 호출 방식을 상세히 설명한다.

AR 환경을 구현하기 위해 가상의 건물 정보와 실제 환경을 연계하는 매개체로 마커(Marker)가 사용된다. 마커 인식을 통해서 본 발명의 건물정보 통합관리 시스템에서는 건물공간의 위계에 따른 효과적인 건물정보의 호출 및 관리가 이루어 진다.

마커의 역할을 크게 두 가지로 구분되는데, 첫째 관리 대상이 될 건물을 호출하고 건물 내 방 호수를 인식하여 관리에 필요한 건물 정보들을 호출하는 위치 인식 마커와 둘째 특정 공간 안에서 실제적으로 건물 정보를 열람할 수 있도록 보조하는 건물 정보 가시화를 위한 마커로 구성된다.

도 6은 마커를 활용한 공간 호출 방식을 설명하기 위한 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 여러 종류의 마커들(10~15)을 활용하여 건물의 공간적인 위계를 나타낼 수 있다. 그리고 각 단계별 공간의 속성을 결정지어주는 역할로서의 마커(10~15)가 사용된다.

도 7에는 공간을 호출하기 위해 사용될 건물 인식 마커와 건물 내 호수(방번호) 호출을 위해 사용될 숫자 마커를 포함하는 두 가지 종류의 다중 인식 마커가 예시되어 있다. 예를 들어, 일반적인 건물 내부의 호는 숫자로 이루어져있다는 것에서 착안을 하여 '0'에서 '9'까지 10개의 숫자 마커가 건물 내 호수(방번호) 호출에 사용될 수 있다.

본 발명의 건물정보 통합관리 시스템은 먼저, 건물 인식 마커를 인식하여 통합 데이터베이스에 저장되어 있는 정보 중 해당 마커가 호출하는 범위를 파악하고숫자 마커를 이용해서 건물 내 호수를 호출하며 동시에 건물에 대한 간단한 정보 등을 호출하여 가시화한다. 마커의 인식은 카메라를 사용하여 인식하게 되며 이에 대한 구체적인 설명은 후술한다.

도 8은 건물 내 호수 인식을 위한 숫자 마커의 활용의 일 예를 보여주는 도면이다. 도 8을 참조하여, 예를들어 '105호'의 건물 정보를 호출한다고 할때 출입구 앞에 '1','0','5' 세 가지 마커가 나란히 부착되어 있으면 이를 카메라를 통해 인식한다. 시스템 내부에서는 각 마커의 중심 x좌표의 값을 추출 및 비교하여 좌표값 상 가장 오른쪽에 배치된 순서대로 숫자를 배열하여 결과적으로 나타내고자 하는 공간 호수가 파악된다. 이러한 방법을 통해서 공간을 호출하게 되면, 마커를 계속적으로 디자인하고 등록하는 데 들어가는 노력을 줄일 수 있게 되며, 어떤 건물이라도 기본적으로 숫자로 호수가 정의되어 있는 곳이라면 불필요한 마커 디자인 없이 다양하게 활용 가능하다.

다중 인식마커를 사용하여 일단 관리 대상이 될 공간 앞에 다다랐다고 가정하자. 이제 필요한 것은 이 안에 들어가서 시스템 사용자가 실제로 그 공간에 해당하는 건물 정보를 가시화할 수 있도록 보조하는 마커들이다. AR 환경에서 관리 주체가 자유롭게 관리객체들을 검색하고 관리하려면 무엇보다도 사용자의 편리를 도모하는 시스템의 사용자 인터페이스가 필요하다. 따라서 건물정보 통합관리 시스템에서는 사용자들이 마커를 통해 세부 정보에 대해 좀 더 직관적으로 이해할 수 있도록 보조하는 마커들이 제공된다. 건물 정보 가시화를 위한 마커로는 액자타입의 액자마커, 슬라이드 방식의 슬라이더 마커, 또는 다면체 구조의 큐빅 마커 등이 사용될 수 있다.

도 9는 액자 마커의 일 예를 보여주는 도면이다. 도 9를 참조하여, 액자 마커는 마커 안에 들어갈 패턴을 단순하지만 심미적으로 디자인하여 액자처럼 벽에 걸어 둘 수 있도록 함으로 관리 정보 검색뿐 아니라 건물 내부에 소품으로 사용될 수 있다. 그럼으로 평소에는 벽에 걸어둔 액자 마커가 전시물과 같은 역할을 하다가 관리 정보의 열람을 원할 때 이를 통해서 데이터를 호출하여 가시화 할 수 있다. 실험 결과, 왼쪽의 1번 마커와 4번 마커는 다른 마커에 비해 상대적으로 인식률이 떨어졌다. 왜냐하면 마커에서 표현된 이미지가 너무 복잡하기 때문이다. 일반적으로 다소 복잡한 이미지는 마커 문양의 특징을 추출하여 이를 바탕으로 가상의 데이터를 불러들이는데 어려움이 있다.

도 10은 슬라이더 마커(Slider Marker)의 레이어별 가시화를 위한 마커 디자인의 일 예를 보여주는 도면이고, 도 11은 슬라이더 마커의 사용 방법을 보여주는 도면이다. 도 10 및 11을 참조하여, 건물 관리 정보들이 모두 표현되면 생각보다 가시화되는 정보의 종류가 많기 때문에 사용자가 건축물 데이터를 직관적으로 이해하기 어려운 경우가 발생하기도 한다. 이러한 의미에서 건물 정보들은 그 성격이나 특성에 맞게 그룹화 되어 있어 원하는 정보만 볼 수 있도록 하는 것도 필요하다. 이러한 기능은 슬라이더 마커를 통해서 가능하다.

도 12는 큐빅 마커(Cubic Marker)의 일 예를 보여주는 도면이다. 도 12를 참조하여, 카메라를 이용해 관리 대상이 되는 전체 공간을 한번에 나타내기에는 무리가 있다. 그럼으로 주사위 모양의 큐빅 마커는 이를 보조하기 위해서 공간 안의 전체 혹은 부재별 정보를 축소하여 가시화할 수 있다. 큐빅 마커의 바닥면을 기준으로 가장 윗면에 보이는 마커 패턴을 인지하도록 하여 통합 데이터베이스로부터 해당되는 건물 정보가 호출된다. 이를 통해 실제 스케일로 설비 정보가 보이는 가운데 카메라의 반경에서 제외된 나머지 건축 설비 정보의 가시화가 가능해진다.

도 13는 AR 빌딩 매니저의 주요 기능을 도식화한 도면이다. 도 13을 참조하여, 본 발명의 건물정보 통합관리 시스템은 AR 빌딩 메니저(AR Building Manager)에 의해 전체적인 건물정보의 통합관리가 수행되며 필요한 사용자 인터페이스를 제공한다. AR 빌딩 메니저는 휴대용 컴퓨터나 타블렛 PC와 같은 이동형 단말기에 탑재되어 운영되는 것이 바람직하며, 이러한 이동형 단말기에는 마커 인식을 위한 카메라가 연결된다. 이동형 단말기에는 관리 대상이 될 공간과 마커의 영상을 표시되는 브라우저(Browser)가 포함된다. AR 빌딩 메니저는 브라우저에 표시된 마커 영상을 감지하고 감지된 마커에 해당되는 각종 건물 정보를 통합 데이터베이스로부터 호출하여 브라우저나 자신의 속성창에 표시하며, 관리자가 AR 빌딩 메니저에서 선택한 메뉴에 대한 세부정보를 자신의 속성창에 표시한다. 통합 데이터베이스는 원격지의 서버에 저장하고, 이동형 단말기로 무선 전송되도록 하는 것이 바람직하다.

도 14a 내지 도 14c는 AR 빌딩 매니저의 속성창에 표시되는 다양한 사용자 인터페이스의 일 예를 보여주는 도면이다. 도 14a에는 3차원 설비 구조와 관리 기록 그리고 관리 정보를 선택하였을 때 나타나는 속성들을 보여준다. 도 14b에는 관리자가 속해 있는 전체 건물의 정보와 건물 속에서 자신의 위치를 보여주는 MAP 기능을 실행하였을 경우 도시된 바와 같은 인터페이스가 가능하다. 그리고 도 14 c에 도시된 바와 같이, 관리 대상이 되는 공간을 사용하는 사람의 인적 정보와 알림사항이 도시된 바와 같이 표현될 수 있으며, 필요시 기술자나 사용자 호출도 가능하다.

도 15는 본 발명의 건물통합관리 시스템을 활용한 건물의 관리 과정을 일 예로 보여주는 흐름도이고, 도 16은 건물 인식에 사용된 다양한 마커들의 일 예를 보여주는 도면이다. 그리고 도 17a 내지 도 17c은 마커를 이용하여 실제 건물을 인식하는 과정을 사진으로 보여주는 도면이다.

도 15를 참하도하여, 먼저 관리자는 AR 빌딩 메니저를 실행하고 시스템 로그인을 수행한다. 시스템 로그인 후, 건물에 대한 정보를 입력하여 통합 데이터베이스로부터 해당 정보를 제공받아야 한다.

이를 위해, 도 17a에 도시된 바와 같이, 관리자는 건물의 출입구의 알림판에 부착되어 있는 마커를 카메라로 비춘다. 마커가 인식되면 브라우저에 현재 위치가 나타나게 된다. 또한, 시스템 내부적으로는 해당 건물에 관련된 관리 정보만을 정보 호출을 위한 검색 대상으로 분류하게 되므로 정보 검색 및 호출이 빨라진다.

이어 관리자는 각 층별마다 층을 인식하는 숫자 마커가 부착된 엘리베이터가 있는 곳으로 향한다. 도 17b에 도시된 바와 같이, 건물 인식과 같은 방법으로 해당 층에서 숫자 마커를 카메라로 인식하면, 통합 데이터베이스에서 해당 층에 해당하는 정보만이 호출된다.

이제 관리자는 직접적인 건물 관리 대상이 되는 공간으로 향한다. 각 공간의 출입구에는 숫자 마커들이 상시 부착되어 있다. 해당 호실에 도착한 관리자는 도 17c에 도시된 바와 같이, 출입구 옆에 보이는 마커들을 카메라로 인식하도록 한다. 이렇게 되면 그 공간을 사용하고 있는 사용자에 대한 기본 정보와 용도 그리고 연락처 등의 간단한 인적 정보가 브라우저에 표시된다. 한편 통합 데이터베이스가 저장된 서버에서는 두 차례 마커 인식 작업을 통해 걸러진 데이터베이스 내에서 해당 호실에 대한 정보만 추출하여 이동형 단말기로 전송해 준다. 이로써 건물 관리를 위한 공간 정보를 획득하여, 건물 정보 탐색 및 관리를 위한 기본적인 준비가 완료된다.

도 18은 호실 내에 설치된 액자 마커를 카메라로 인식하는 과정을 보여주는 도면이다. 도 18에 도시된 바와 같이, 관리자는 해당 호실의 출입문을 열고 방 안으로 들어가 벽의 한 코너 부분에 걸려 있는 액자 마커를 발견하고, 카메라를 이용해 마커가 브라우저에 보이도록 한 다음 원하는 정보를 선택한다.

도 19a 내지 도 19d는 큐빅 마커를 이용하여 특성 별로 구분된 축소 설비 정보의 호출 방식을 보여주는 도면이다. 도 19a 내지 도 19d에 도시된 바와 같이, 카메라가 큐빅 마커의 윗면을 비추면 해당 마커가 포함하는 차원 건물 설비 정보가 축소된 모형으로 나타난다. 큐빅 마커를 이용하여 관리자가 3차원의 설비 정보 및 이에 따른 관리 정보를 열람하고자 했을 때 브라우저 화면에는 실내 공간과 내부에 존재하는 3차원 설비 정보가 디스플레이 된다. 이때, 마우스 포인터로 관련 설비 정보에 접근하면 간단한 정보가 표시된다. 그리고 AR 빌딩 메니저의 속성 창에서 이러한 설비의 관리 정보 역시 열람 할 수 있으며, 브라우저 화면에도 현재 보이는 설비에 대한 기본 정보를 제공한다. 이와 같이, AR 빌딩 메니저의 속성창에 표시되는 해당 건물의 관리 정보를 참고하면서 실제 누수나 균열 등의 상태를 점검하고 수정 사항은 관리 기록 란에 기입하고 저장한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그럼으로 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

상술한 바와 같은 본 발명의 증강현실기반의 건물정보 통합관리 시스템에 의하면, 건물의 관리자나 사용자는 통합 데이터베이스에 구축된 각종 건물 정보를 이용하여 건물의 관리 및 유지 보수를 매우 편리하게 수행할 수 있다. 시스템을 이용함에 있어서, 다양한 형태의 마커를 이용하여 건물 정보를 호출함으로 사용자는 필요한 건물 정보의 호출이 매우 용이하다.

본 발명의 상세한 설명에서 사용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여, 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.

도 1은 본 발명의 건물정보 통합관리 시스템을 이용한 건축물 관리 과정의 일 예를 보여주는 도면이다.

도 2는 본 발명의 건물정보 통합관리 시스템의 통합 데이터베이스에 구축되는 건물정보 구성요소의 분류 기준의 일 예를 표로 보여주는 도면이다.

도 3은 건물 설비 정보의 데이터 모델링의 일 예를 개념적으로 보여주는 블록도이다.

도 4는 각 건물 정보 데이터 모델 간의 통합 관계를 도식화한 도면이다.

도 5는 통합 데이터 베이스를 위한 XML DTD 구조의 일 예를 보여주는 도면이다.Augmented Reality

도 6은 마커를 활용한 공간 호출 방식을 설명하기 위한 도면이다.

도 7은 공간 호출시 사용 될 마커들의 일 예를 보여주는 도면이다.

도 8은 건물 내 호수 인식을 위한 숫자 마커의 활용의 일 예를 보여주는 도면이다.

도 9는 액자 마커의 일 예를 보여주는 도면이다.

도 10은 슬라이더 마커의 레이어별 가시화를 위한 마커 디자인의 일 예를 보여주는 도면이다.

도 11은 슬라이더 마커의 사용 방법을 보여주는 도면이다.

도 12는 큐빅 마커의 일 예를 보여주는 도면이다.

도 13는 AR 빌딩 매니저의 주요 기능을 도식화한 도면이다.

도 14a 내지 도 14c는 AR 빌딩 매니저의 속성창에 표시되는 다양한 사용자 인터페이스의 일 예를 보여주는 도면이다.

도 15는 본 발명의 건물통합관리 시스템을 활용한 건물의 관리 과정을 일 예로 보여주는 흐름도이다.

도 16은 건물 인식에 사용된 다양한 마커들의 일 예를 보여주는 도면이다.

도 17a 내지 도 17c는 마커를 이용하여 실제 건물을 인식하는 과정을 사진으로 보여주는 도면이다.

도 18은 호실 내에 설치된 액자 마커를 카메라로 인식하는 과정을 보여주는 도면이다.

도 19a 내지 도 19d는 큐빅 마커를 이용하여 특성 별로 구분된 축소 설비 정보의 호출 방식을 보여주는 도면이다.

Claims (5)

1. 건물정보가 물리적 요소와 사용/관리적 요소로 분류되어 저장되는 통합 데이터베이스 및 통합 데이터베이스가 저장된 원격지 서버;

   통합 데이터베이스에 저장된 건물정보와 실제 환경을 연계하기 위하여 매개체로 활용되는 것으로 실제 건물의 하나 이상의 특정된 장소에 설치되는 다중 인식 마커;

   마커를 인식하기 위한 카메라를 구비하고, 카메라를 통해 촬영되는 건물의 공간 영상과 마커의 영상을 표시하기 위한 브라우저와 브라우저에 표시된 마커 영상에 해당되는 각종 건물 정보를 통합 데이터베이스로부터 호출하여 브라우저나 자신의 속성창에 표시하고, 사용자로부터 선택된 메뉴에 대한 세부정보를 속성창으로 표시하며, 시스템의 전반적인 관리 기능을 제공하는 AR 빌딩 메니저가 탑재되는 이동형 단말기를 포함하는 증강현실기반의 건물정보 통합관리 시스템.
2. 제1 항에 있어서, 상기 통합 데이터베이스에 분류 저장되는 건물 정보의 물리적 요소는: 건물의 구조와 설비 등에 관한 형태 요소; 공간 정보에 관한 공간 요소; 및 내/외장재, 가구/장비 등에 관한 설치물 요소를 포함하고,

   상기 통합 데이터베이스에 분류 저장되는 건물 정보의 사용/관리적 요소는: 소유주와 사용자 등의 인적 요소; 및 유지 관리 요소를 포함하는 증강현실기반의 건물정보 통합관리 시스템.
3. 제2 항에 있어서, 상기 통합 데이터베이스에 분류 저장되는 건물 정보의 물리적 요소 및 사용/관리적 요소는 객체 지향형으로 구성되는 증강현실기반의 건물정보 통합관리 시스템.
4. 제1 항에 있어서, 상기 마커는: 관리 대상이 될 건물과 건물 내 방 호수를 인식하여 관리에 필요한 건물 정보들을 호출하기 위한 위치 인식 마커와 특정 공간 안에서 실제적으로 건물 정보를 열람할 수 있도록 보조하기 위한 건물 정보 가시화를 위한 마커로 구성되는 증강현실기반의 건물정보 통합관리 시스템.
5. 제4 항에 있어서, 상기 위치 인식 마커는 공간을 호출하기 위해 사용될 건물 인식 마커와 건물 내 호수(방번호) 호출을 위해 사용될 숫자 마커를 포함하고,

   상기 건물 정보 가시화를 위한 마커는 액자 형상의 액자 마커, 슬라이드 타입의 슬라이더 마커 또는 다면체 구조의 큐빅 마커 중 어느 하나를 사용하는 증강현실기반의 건물정보 통합관리 시스템.