KR100900530B1 - 공간 맵 저작 방법 및 그 도구, 공간 맵을 이용한 자동화시스템 - Google Patents

Abstract

공간 맵 저작 방법 및 그 장치가 개시된다. 3차원의 공간을 표현하기 위한 표준 공간 데이터를 이용하여 공간 맵을 저작하는 방법은, 공간 맵 저작도구가 사용자로부터 입력되는 객체에 대한 객체정보에 기초하여 설계 도면을 생성하는 단계 및 상기 공간 맵 저작도구가 생성된 상기 설계 도면에 기초하여 상기 3차원의 공간에 상응하는 상기 표준 공간 데이터를 생성하는 단계를 포함한다.

Description

공간 맵 저작 방법 및 그 도구, 공간 맵을 이용한 자동화 시스템{Method and apparatus for making architectual space map and automation system using the architectual space map}

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

도 1은 문장(sentence)을 트리(tree) 구조로 나타낸 실시 예를 나타낸다.

도 2a는 본 발명의 실시 예에 따른 건축 공간을 개념적으로 트리 구조로 나타내기 위한 예를 나타낸다.

도 2b는 본 발명의 실시 예에 따라 도 2a에 도시된 트리 구조에 대응되는 건축 공간을 나타낸다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 방 구조의 일 예를 나타낸다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 도 3에 도시된 공간을 계층적인 그래프로 나타낸 예이다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 표준 공간 데이터의 데이터 모델을 나타낸 예이다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 건축 공간의 한 예 및 상기 건축 공간에 상응하는 공간의 위상을 설명하기 위한 도면을 나타낸다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 도 7에 도시된 공간의 위상을 표로 나타낸 예이다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 공간 맵 저작 도구의 기능 블록도를 개략적으로 나타낸다.

도 9 내지 도 25는 본 발명의 실시 예에 따른 공간 맵 저작도구를 이용한 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.

본 발명은 맵 저작방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사용자가 건축 공간을 설계하면, 설계된 건축 공간을 설계 도면으로 표현해주는데 그치는 것이 아니라 그 건축 공간의 공간적 위상 관계, 및 공간을 구성하는 객체들의 관계를 표현할 수 있는 3차원의 표준 공간 데이터를 이용한 공간 맵 저작방법 및 그 도구에 관한 것이다.

또한, 사용자가 설계한 건축 공간에 대한 정보를 이용하여 설계한 공간에서의 이동경로 및/또는 최단경로를 탐색할 수 있는 그 도구에 관한 것이다.

컴퓨터 소프트웨어의 발달에 따라, 건축물 또는 공간을 설계하기 위한 어플리케이션은 급속도록 발전되어 왔다.

이러한 종래의 어플리케이션은 유저가 건축 공간을 상기 어플리케이션을 이용하여 설계하면, 설계된 설계정보를 소정의 컴퓨터가 판독할 수 있는 파일 포맷으 로 생성하여 저장해준다.

상기 어플리케이션이 생성하는 파일은 설계정보를 포함하고 있으나 이는 단순한 설계 도면의 의미만을 가지고 있으며, 그 설계 도면에 기초하여 공간을 인식하는 역할은 결국 설계 도면을 사용하는 사용자의 역할이었다.

최근에는 평면적 설계 도면에 개체의 속성(예컨대, 벽의 높이 등)을 추가하여 2차원의 설계 도면에 기초하여 개략적인 3차원의 설계 도면을 생성하는 툴(tool)이 개발되었으나, 이러한 툴도 개략적인 3차원의 설계 도면을 생성하는데에 그칠 뿐이어서, 그 설계 도면이 의미하는 공간에 대한 인식을 어플리케이션 자체에서 할 수는 없었다.

즉, 종래의 공간을 설계하기 위한 어플리케이션은 설계 도면을 점과 선의 집합체 또는 도형으로 인식하는데에 그칠 뿐이어서, 공간의 생성여부 및/또는 공간과 공간의 관계여부에 대한 정보를 어플리케이션 자체에서는 알 수 없었다.

예를 들어, 설계 도면에 두 개의 방이 하나의 벽을 공유하면서 붙어 있다고 가정할 수 있다. 종래의 어플리케이션을 이용하여 두 개의 방이 공유하고 있는 벽에 문을 삽입할 수 있다. 그러면, 종래의 어플리케이션은 이전 설계 도면에 삽입된 문에 상응하는 설계 도면이 추가된 것으로 그치며, 어플리케이션 자체가 삽입된 문에 의해서 경로가 생성되고, 두방은 연결된 방이라는 사실을 인식하지 못하였다. 즉, 어플리케이션은 설계에 그치고, 설계된 공간을 인식하는 것은 사람의 몫이었다.

하지만, 어플리케이션 자체가 설계 도면에 기초하여 공간 인식까지 할 수 있 는 경우라면, 공간의 탐색, 경로의 탐색, 또는 최단 경로의 탐색 등 다양한 응용이 가능하다. 또한, 이러한 응용을 이용해 다양한 자동화 시스템을 구현할 수 있다.

따라서, 공간을 설계하면 설계된 정보에 기초하여 공간을 인식할 수 있으며, 인식된 공간에 기초하여 이동경로 또는 최단 경로의 검색 등 다양한 응용을 할 수 있는 공간 맵 저작 도구, 상기 공간 맵을 위한 표준 공간 데이터, 및 상기 공간 맵을 응용한 자동화 시스템이 절실히 요구된다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 공간을 설계하면 설계된 정보에 기초하여 공간을 인식할 수 있으며, 인식된 공간에 기초하여 이동경로 또는 최단 경로의 검색 등 다양한 응용을 할 수 있는 공간 맵 저작 도구, 상기 공간 맵을 위한 표준 공간 데이터, 및 상기 공간 맵을 응용한 자동화 시스템을 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 3차원의 공간을 표현하기 위한 표준 공간 데이터를 이용하여 공간 맵을 저작하는 방법은 공간 맵 저작도구가 사용자로부터 입력되는 객체에 대한 객체정보에 기초하여 설계 도면을 생성하는 단계 및 상기 공간 맵 저작도구가 생성된 상기 설계 도면에 기초하여 상기 3차원의 공간에 상응하는 상기 표준 공간 데이터를 생성하는 단계를 포함한다.

상기 표준 공간 데이터를 생성하는 단계는 상기 공간 맵 저작도구가 입력된 상기 객체정보에 상응하는 공간정보를 생성하는 단계 및 상기 공간 맵 저작도구가 생성된 공간정보를 상기 표준 공간 데이터에 포함하여 저장하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 객체정보는 상기 사용자에 의해 그려지는 상기 객체의 드로잉 정보 또는 상기 사용자에 의해 선택된 상기 객체의 속성 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 공간정보는 상기 객체정보에 상응하는 상기 표준 공간 데이터를 구성하는 적어도 하나의 벌텍스(vertex) 정보일 수 있다.

상기 표준 공간 데이터는 상기 공간을 구성하는 객체들의 계층적 그래프로 저장될 수 있다.
상기 계층적 그래프는 적어도 하나의 벌텍스(vertex)를 포함하며, 상기 벌텍스는 스페이스, 벽, 기둥, 문, 창문, 또는 층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

삭제

상기 생성된 공간 정보를 표준 공간 데이터에 포함하여 저장하는 단계는 상기 공간정보와 관계되는 적어도 하나의 관계 객체들의 공간정보를 변경하여 저장하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 관계 객체는 상기 객체와 연결되는 객체 또는 상기 객체를 포함하는 객체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 생성된 공간 정보를 표준 공간 데이터에 포함하여 저장하는 단계는 상기 객체와 상기 적어도 하나의 관계 객체들이 폐곡선 또는 폐다각형을 구성하는 경우 상기 객체와 상기 적어도 하나의 관계 객체들로 구성되는 스페이스에 대한 정보를 생성하여 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 공간 맵 저작방법은 사용자의 요청에 응답하여 상기 공간 맵 저작도구가 상기 표준 공간 데이터에 상응하는 3차원 모델링 정보를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 공간 맵 저작방법은 상기 공간 맵 저작도구가 사용자로부터 상기 3차원 모델링 정보에 기초하여 스타트 포인트(start point) 및 엔드 포인트(end point)에 대한 정보를 수신하는 단계 및 수신된 정보에 기초하여 상기 스타트 포인트로부터 상기 엔드 포인트까지의 경로에 대한 정보를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 공간 맵 저작 방법은 외부로부터 입력되는 설계 정보를 수신하는 단계, 수신된 설계정보 중 적어도 일부분에 상응하는 객체정보를 생성하는 단계, 생성된 상기 객체정보에 상응하는 공간정보를 생성하는 단계, 및 생성된 공간정보를 표준 공간 데이터에 포함하여 저장하는 단계를 포함한다.

상기 공간 맵 저작 방법은 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 저장될 수 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 공간 맵 저작도구는 사용자로부터 입력되는 객체에 대한 객체정보에 기초하여 설계 도면을 생성하기 위한 도면부 및 상기 도면 작성부가 생성한 설계 도면에 상응하는 표준 공간 데이터를 생성하기 위한 표준 공간 데이터부를 포함한다.

상기 표준 공간 데이터부는 상기 도면부가 수신한 상기 객체정보에 상응하는 공간정보를 생성하기 위한 공간정보 생성부 및 상기 공간정보 생성부에서 생성된 공간정보를 표준 공간 데이터에 포함하여 저장하는 업데이트부를 포함할 수 있다.

상기 공간 맵 저작도구는 사용자의 요청에 응답하여 상기 표준 공간 데이터부에 저장된 상기 표준 공간 데이터에 상응하는 3차원 모델링 정보를 생성하기 위한 3차원 모델링부를 더 포함할 수 있다.

상기 공간 맵 저작도구는 외부로부터 입력되는 설계 정보를 수신하고, 수신된 설계정보 중 적어도 일부분에 상응하는 객체정보를 생성하여 상기 공간정보 생성부로 출력하는 임포트부를 더 포함할 수 있다.

상기 공간 맵 저작도구는 사용자로부터 상기 3차원 모델링 정보에 기초하여 스타트 포인트 및 엔드 포인트에 대한 정보를 수신하고, 수신된 정보에 기초하여 상기 스타트 포인트로부터 상기 엔드 포인트까지의 경로에 대한 정보를 생성하기 위한 네비게이션부를 더 포함할 수 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 자동화 시스템은 제어부 및 3차원의 공간을 표현하는 표준 공간 데이터를 저장하는 공간 맵 저장부를 포함하며, 상기 제어부는 사용자로부터 상기 표준 공간 데이터에 기초하여 스타트 포인트 및 엔드 포인트에 대한 정보를 수신하고, 수신된 정보에 기초하여 상기 스타트 포인트로부터 상기 엔드 포인트까지의 경로에 대한 정보를 생성한다.

상기 자동화 시스템은 상기 공간 맵 저장부에 저장된 상기 표준 공간 데이터에 기초하여 상기 공간의 적어도 일부분을 디스플레이하기 위한 디스플레이부를 포함할 수 있다.

상기 자동화 시스템은 상기 제어부에서 생성된 경로에 대한 정보에 기초하여 상기 경로를 따라 움직이기 위한 이동부를 더 포함할 수 있다.

상기 자동화 시스템은 상기 이동부에 의하여 이동되는 동안에 먼지를 흡입하기 위한 청소부를 더 포함할 수 있다.

상기 제어부는 청소할 공간에 대한 정보를 더 수신하고, 수신된 정보 및 상기 표준 공간 데이터에 기초하여 상기 청소할 공간에 대한 정보에 상응하는 공간을 청소하도록 상기 이동부 또는 상기 청소부 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.

상기 자동화 시스템은 로봇, 로봇 청소기, 또는 키오스크 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

또한, 본 명세서에 있어서는 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소로 데이터를 '전송'하는 경우에는 상기 구성요소는 상기 다른 구성요소로 직접 상기 데이터를 전송할 수도 있고, 적어도 하나의 또 다른 구성요소를 통하여 상기 데이터를 상기 다른 구성요소로 전송할 수도 있는 것을 의미한다.

반대로 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소로 데이터를 '직접 전송'하는 경우에는 상기 구성요소에서 다른 구성요소를 통하지 않고 상기 다른 구성요소로 상기 데이터가 전송되는 것을 의미한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 문장(sentence)을 트리(tree) 구조로 나타낸 실시 예를 나타낸다.

도 1을 참조하면, 언어학 또는 전산학의 오토마타 이론 또는 프로그래밍 언어(programming language) 등에서 널리 공지된바와 같이 하나의 문장은 신택스 트리(syntax tree)로 구조화할 수 있다.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이 하나의 문장은 명사절(noun phrase)과 동사절(verb phrase)로 구성될 수 있으며, 명사절은 다시 관사(article)와 명사(noun)로 구성될 수 있다. 또한, 동사절은 동사(verb)와 명사절로 구성될 수 있다.

예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이 “a column supports the beam"이라는 문장은 ‘a column' 이라는 명사절과 ’supports the beam‘이라는 동사절로 구성되며, ’a column'은 ‘a'라는 관사와 ’column'이라는 명사로 구성될 수 있다.

또한, ‘supports the beam’이라는 동사절은 ‘supports'라는 동사와 ’the beam'이라는 명사절로 구성되며, ‘the beam'이라는 명사절은 다시 ’the'라는 관사와 ‘column'이라는 명사로 구성될 수 있다.

물론, 도 1에 도시된 신택스 트리는 모든 문장을 포함할 수 있는 신택스 트리는 아니지만, 신택스 트리가 명확히 정의되는 경우에는 상기 신택스 트리의 구조에 어긋나는 문장은 문법에서 어긋남을 알 수 있다. 그러므로, 이러한 신택스 트리는 언어학 또는 전산학(예컨대, 오토마타, 프로그래밍 언어, 또는 컴파일러 등)의 다양한 분야에서 응용이 가능하다.

신택스 트리에 대해서는 언어학 및 전산학에 널리 공지되어 있으므로 본 명 세서에서는 상세할 설명을 생략한다.

전술한 바와 같이, 문장을 구조화(또는 표준화)하기 위한 데이터 구조(예컨대, 신택스 트리)를 명확히 정의하면, 문장 자체의 표준화 또는 구조화가 가능하다.

이러한 데이터 구조의 표준화는 건축 공간에서도 동일하게 적용될 수 있다는 것에서부터 본 발명의 기술적 사상은 출발할 수 있다.

도 2a는 본 발명의 실시 예에 따른 건축 공간을 개념적으로 트리 구조로 나타내기 위한 예를 나타내며, 도 2b는 본 발명의 실시 예에 따라 도 2a에 도시된 트리 구조에 대응되는 건축 공간을 나타낸다.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 도 2b는 한 층으로 구성된 빌딩을 도시하고 있다. 또한, 상기 빌딩을 구성하는 요소로서, 지붕(roof), 구역(zone), 창문(window), 문(door), 공간(space), 벽(wall), 층(plan), 또는 기둥(column)을 예로 들수 있다.

상기 도 2b에 도시된 빌딩을 구조화 또는 표준화 하기 위한 구조로써 도 2a에 도시된 데이터 구조를 사용할 수 있다. 예컨대, 하나의 빌딩(building)은 층(plan)을 자식노드(child_node)로 가질 수 있고, 한 층은 구역(zone)을 자식노드로 가질 수 있으며, 한 구역은 공간(space)을 자식노드로 가질 수 있으며, 한 공간은 기둥(column), 지붕(roof), 및 벽(wall)을 자식노드로 가질 수 있다. 또한, 벽은 개구(opening)을 자식 노드로 가질 수 있으며, 개구는 문(door)과 창문(window)을 자식노드로 가질 수 있다.

도 2a에 도시된 데이터 구조는 일 예에 불과하며, 건축 공간을 얼만큼 자세하게 표현할지 여부, 건축 공간의 종류, 작성한 데이터 구조의 용도에 따라 다양한 변형이 가능함은 물론이다.

예컨대, 벽의 재질을 표현하기 위해서는 벽의 자식노드로 표면(surface)을 나타내는 노드가 추가 될 수 있다. 또한, 건축 공간의 종류에 따라 개구에는 문과 창문뿐만 아니라, 구멍(hole)이 있을 수도 있다.

따라서, 도 2a에 도시된 바와 같이 건축 공간을 표현하기 위한 데이터 구조는 구현 예에 따라 다양한 변형이 가능하며, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되지는 않는다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 방 구조의 일 예를 나타낸다.

도 3을 참조하면, 상기 방(room)은 지붕(roof), 벽 1, 2, 3, 및 4(wall 1, 2, 3, and 4), 문(door), 창문 1, 2, 3, 4, 및 5(window 1, 2, 3, 4, and 5), 및 바닥(floor)로 구성되어 있다.

또한, 상기 방에는 여러 가지 물건들(예컨대, 디스플레이, 테이블, 의자 1,2,3 , 침대, 및 책상 등)이 있을 수 있다.

이와 같은 공간(예컨대, 방)은 계층적인 그래프로 표현될 수 있으며, 본 발명의 실시 예에 따른 일 예가 도 4에 도시된다.

본 발명의 기술분야에서 평균적 전문가에게 트리가 그래프의 부분 집합임은 널리 공지된 바이며, 그래프 이론에 대해서는 전산학에 널리 공지되어 있으므로 본 명세서에서는 상세한 설명을 생략한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 도 3에 도시된 공간을 계층적인 그래프로 나타낸 예이다. 도 4는 도 3에 도시된 공간을 방향 그래프(di-graph)로 나타내고 있지만, 이에 한정되지는 않는다.

도 3과 도 4를 참조하면, 방(V1)은 지붕(V2), 바닥(V3), 및 벽들(V4, V5, V6, V7))로 구성되어 있으므로, 벌텍스 V1으로부터 V2, V3, V4, V5, V6, 및 V7으로 에지(edge)가 있다.

지붕(V2)은 벽들(V4, V5, V6, V7)과 연결되어 있으므로, 지붕(V2)으로부터 벽들(V4, V5, V6, V7)로 에지가 있다. 물론, 방(V1)을 구성하는 요소들을 표현하기 위한 에지(V1으로부터 V2, V3, V4, V5, V6, 및 V7)와 지붕(V2)과 연결된 벽들(V4, V5, V6, V7)을 표현하기 위한 에지(V2로부터 V4, V5, V6, V7))는 그 종류가 다를 수도 있다. 즉, ‘구성’을 표현하는 에지와 ‘연결’을 표현하는 에지를 구분하기 위해 소정의 정보를 그래프 데이터 구조에서 더 사용할 수도 있다. 또는, 벌텍스들(예컨대, 방과 벽 또는 지붕과 벽)의 정보에 기초하여 ‘구성’을 표현하는 에지인지 ‘연결’을 표현하는 에지인지 여부를 판단할 수도 있다.

한편, 바닥(V3)과 벽들(V4, V5, V6, V7)은 연결되어 있음로, 바닥(V3)로부터 벽들(V4, V5, V6, V7)로 에지가 있다.

또한, 벽들(V4, V5, V6, V7)은 서로 연결되어 있으므로, 연결 상태를 표현하기 위한 에지가 존재한다. 예컨대, 벽1(V4)과 벽2(V5)는 연결되어 있으므로, 서로 에지가 존재하고, 벽2(V5)와 벽3(V6)은 연결되어 있으므로, 서로 에지가 존재한다. 또한, 벽3(V6)과 벽4(V7)가 연결되어 있으므로, 서로 에지가 존재한다. 여기서 벽 4(V7)는 도 4의 정면방향의 벽을 의미한다.

또한, 벽1(V4)에는 문(V8)과 창문들(V9, V10)이 있으므로, 각각 에지가 존재한다. 또한, 문(V8)과 창문들(V9, V10)은 같은 벽(V4)에 존재하는 개구(opening)로써 서로 에지가 존재한다. 이때에는 각 개구의 위치된 순서에 따라 서로 에지가 존재할 수 있다.

또한, 문(V8)은 바닥(V3)과 연결되어 있으므로 에지가 존재한다.

벽3(V6)에는 창문들(V11, V12, V13)이 있으므로, 각각 에지가 존재한다. 그리고, 창문들(V11, V12, V13)은 위치된 순서에 따라 서로 에지가 존재할 수 있다.

이와 같이 도 3에 도시된 실제 공간은 도 4에 도시된 바와 같이 계층적인 그래프로 표현할 수 있다. 또한, 동일한 계층(트리에서는 형제 노드(sibling_node))의 벌텍스끼리의 연관관계를 나타내기 위한 에지를 더 표현할 수 있다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같은 물건들도 도 4에서 동일한 방식으로 표현할 수 있다. 즉, 물건들도 공간에 위치하면 공간을 구성하는 객체로 인식할 수 있기 때문이다.

예컨대, 디스플레이를 도 4에 추가하고자 하는 경우, 상기 디스플레이에 대응되는 벌텍스를 생성하고, 전체 그래프에 삽입함으로써 디스플레이는 공간을 표현하는 데이터에 삽입될 수 있다. 예컨대, 디스플레이에 대응되는 벌텍스(V14)가 생성되면, 벽2(V5)로부터 디스플레이(V14)로 에지가 생성될 수 있다.

마찬가지로, 침대를 추가하고자 하는 경우, 침대에 대응되는 벌텍스(V15)를 생성하고, 벽2(V5), 벽3(V6), 및 바닥(V3)으로부터 침대(V15)로의 에지를 생성하면 된다.

즉, 공간에 위치하는 물건들도 동일한 방법으로 표현할 수 있지만, 본 명세서에서는 건축 공간 자체에 중점을 두어 설명하기로 한다.

또한, 도 4에 도시된 그래프도 본 발명의 일 실시 예에 불과하며, 다양한 변형이 가능함은 전술한 바와 같다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 표준 공간 데이터의 데이터 모델을 나타낸 예이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 표준 공간 데이터의 데이터 모델은 복수의 벌텍스 타입과 벌텍스 간의 관계를 복수의 에지 타입으로 정의할 수 있다.

상기 복수의 벌텍스 타입은 빌딩(building), 층(plan), 벽 골격(wall skeleton), 기둥(column), 빔(beam), 슬라브(slab), 공간(space), 가상 벽(virtual wall), 벽(normal wall), 표면(surface), 개구(openings), 물체(ring), 레일(rail), 오픈 워(open wall), 노 워(no wall), 문(door), 창문(window), 또는 구멍(hole) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

또한, 각각의 벌텍스는 속성 값을 가질 수 있다. 속성 값은 벌텍스 각각이 갖는 특성 값을 의미할 수 있다. 예컨대, 층(plan)은 층에 대한 속성 값(예컨대, 1층, 2층, 3층 등)을 가질 수 있다. 또는, 벽(normal wall)은 개구의 유무, 높이, 내외부의 폭, 또는 좌우 오프셋(offset) 등의 속성 값을 포함할 수 있다.

또한, 빌딩은 다수개의 층을 가질 수 있으므로, 빌딩과 층은 일 대 다 수(one-many) 타입의 에지로 연결될 수 있으며, 공간(space)의 속성 값인 물건(ring) 자체는 하나의 벌텍스로 표현될 수 있으므로 일대일(one-one) 타입의 에지로 연결될 수 있다.

또한, 문, 창문, 홀은 개구의 종류이므로 서브타입(sub-type)의 에지로 연결될 수 있다.

도 5에 도시된 데이터 모델은 본 발명의 실시 예에 따른 공간 맵을 표현하기 위한 표준 공간 데이터를 구성하는 각각의 벌텍스 및 벌텍스 간의 관계를 정의하기 위한 데이터 모델이다.

도 5에 도시된 바와 같은 데이터 모델에 정의되는 벌텍스들 및 벌텍스들의 관계에 기초하여 도 4에 도시된 바와 같이 공간을 표현하기 위한 표준 공간 데이터가 계층적인 그래프로 표현될 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 건축 공간의 한 예 및 상기 건축 공간에 상응하는 공간의 위상을 설명하기 위한 도면을 나타낸다.

도 6을 참조하면, 도 6에 나타난 공간의 3차원 설계 도면은 다수의 공간을 포함하고 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 3차원의 설계 도면은 11개의 서로 다른 공간을 포함하고 있으며, 본 발명의 실시 예에 따른 공간 맵 저작 도구는 상기와 같은 설계 도면에 기초하여 공간을 인식하고, 인식된 공간들간의 위상 관계를 표현할 수 있다.

예컨대, 도 6에 도시된 공간의 위상 관계는 개구 중 문으로 연결된 공간의 위상 관계만을 나타내고 있다. 하지만 공간의 위상 관계는 더욱 다양하게 표현될 수 있다.

예컨대, 도 6에 도시된 바와 같은 공간의 위상 관계는 사람의 이동 경로를 표현하기 위해 사용될 수 있다. 하지만, 공기의 유통 경로를 표현하기 위해서는 상기 공간의 위상 관계는 문, 창문, 또는 홀로 연결된 공간을 표현할 수도 있다. 즉, 구현 예에 따라 동일한 건축 공간도 공간의 위상 관계를 표현하는 방법은 다양할 수 있다.

하지만, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 공간의 연결 관계는 문에 의한 경우만을 설명하며, 본 발명의 권리 범위가 이에 한정되지는 않는다.

도 6을 참조하면, 공간 1과 공간 2, 공간 2와 공간 6, 공간 3과 공간 6, 공간 4와 공간 6, 공간 4와 공간 7, 공간 7과 공간 8, 공간 7과 공간 11, 공간 11과 공간 6, 공간 6과 공간 10, 공간 9와 공간 10, 및 공간 5와 공간 6은 서로 연결되어 있다.

이렇듯 공간과 공간이 연결되어 있는지 여부를 본 발명의 실시 예에 따른 공간 맵 저작 도구가 인식 할 수 있는 방법은 다양하다. 예컨대, 상기 공간 맵 저작 도구는 공간 1을 구성하는 벽들과 공간 2를 구성하는 벽들 중 상기 공간 1과 상기 공간 2가 공유하는 벽들을 다양한 방법으로 검색할 수 있다. 구체적인 검색방법은 그래프 이론에서의 벌텍스 검색 방법등이 사용될 수도 있으며, 이에대한 상세한 설명은 생략한다. 검색된 공유 하는 벽들 중 오프닝의 존재 유무(예컨대, 문 등)에 따라 상기 공간 맵 저작 도구는 공간간의 연결관계를 인식할 수 있다.

물론, 상술한 공간의 연결관계 및 이를 조합한 위상관계를 인식하는 방법은 일 예에 불과하며, 본 발명의 권리 범위가 이에 한정되지는 않는다.

또한, 상기 공간 맵 저작 도구가 인식한 공간들간의 위상 관계는 도 7에 도시된 바와 같은 표로서 정리 될 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 도 7에 도시된 공간의 위상을 표로 나타낸 예이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 도 6에 도시된 공간의 위상 관계는 두 공간이 서로 연결된 공간인 경우에는 값을 ‘1’로 표현하고, 연결되지 않은 공간인 경우에는 값을 ‘0’으로 표현할 수 있다.

상기 표에 기초하여 본 발명의 실시 예에 따른 공간 맵 저작도구는 이동 경로 또는 최단 경로 등을 검색할 수 있다. 이동 경로 또는 최단 경로를 탐색하기 위한 방법으로는 다양한 방법이 있으며, 그 일 예로써 다익스트라(Dijkstra) 알고리즘 또는 올-패쓰 알고리즘(All-paths algorithm) 등이 사용될 수 있다.

또한, 다양한 경로 값과 이들의 응용을 위해 Kruscal, Prim, 또는 Solin‘s 알고리즘을 이용한 최소비용 신장트리(minimum spanning tree)를 이용할 수도 있다.

또한, 도 7과 같이 연결된 공간을 동일한 값(예컨대, ‘1’)로 표현하는 경우에는 경로의 존재 여부를 알 수 있으며, 실제의 공간과 공간 사이의 거리를 도 7과 같은 표에 그 값으로 입력하는 경우에는 최단경로 및 거리를 알 수 있음은 물론이다.

상술한 바와 같은 알고리즘들은 전산학에서 널리 공지된 알고리즘이므로, 상 세한 설명은 생략한다.

이처럼 본 발명의 실시 예에 따른 공간 맵 저작 방법은 도 4에 도시된 바와 같은 계층적인 그래프를 이용하여 공간을 표현하기 위한 표준 공간 데이터를 생성할 수 있다. 상기 표준 공간 데이터는 도 5에 도시된 바와 같은 벌텍스들을 포함할 수 있으며, 벌텍스들 간의 관계도 도 5에서처럼 정의될 수 있다.

생성된 표준 공간 데이터를 이용하면, 공간들간의 위상 관계 및 경로 탐색을 어플리케이션 자체에서 가능하게 한다. 물론, 경로 탐색 뿐만 아니라, 각각의 벌텍스에 포함된 속성 값으로 다양한 연산이 가능하다.

예컨대, 특정 공간의 면적을 계산할 수 있으며, 시작점에서 끝점 까지의 거리를 알 수도 있다.

결국 사용자는 본 발명의 실시 예에 따른 공간 맵 저작 도구를 이용하여 설계를 하기만 하면, 상기 공간 맵 저작 도구는 설계된 공간을 인식하고 다양한 응용 솔루션을 제공할 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 공간 맵 저작 도구의 기능 블록도를 개략적으로 나타낸다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 공간 맵 저작 도구(100)는 도면부(110) 및 표준 공간 데이터부(130)를 포함한다. 상기 공간 맵 저작 도구(100)는 3차원 모델링부(150), 임포트부(170), 및/또는 네비게이션부(190)를 더 포함할 수 있다.

상기 도면부(110)는 사용자로부터 입력되는 객체에 대한 객체정보에 기초하 여 설계 도면을 생성할 수 있다.

예컨대, 사용자는 상기 도면부(110)를 통해 벽이라는 객체에 상응하는 도면을 그릴수 있다. 상기 벽이라는 객체에 대한 객체정보는 사용자가 입력장치(예컨대, 마우스)를 이용하여(예컨대, 클릭(click) 및 드래그(drag)) 벽에 상응하는 도면을 그리는 드로잉(drawing) 정보 또는 소정의 UI(user interface)를 통하여 상기 벽에 대한 속성 값을 입력하는 속성 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

예컨대, 도 9에 도시된 바와 같이, 드로잉 인터페이스(20)를 이용하여 사용자는 드로잉 정보를 그릴(또는, 입력할) 수 있으며, 객체 선택 인터페이스(10) 및 상기 객체 인터페이스(10)를 통하여 선택되는 객체의 속성 값을 입력하기 위한 속성 인터페이스(30)를 이용하여 사용자는 속성 정보를 입력할 수 있다.

상기 객체 인터페이스(10)는 상기 공간 맵 저작 도구(100)에서 지원하는 공간의 객체들(예컨대, 문, 창문, 벽, 기둥, 슬라브, 빔, 계단 등)을 사용자가 손쉽게 그릴 수 있도록 버튼 형식의 인터페이스들을 포함할 수 있다. 사용자가 그리고자 하는 객체에 상응하는 버튼을 선택(예컨대, 클릭)하면, 선택된 객체의 기본형태가 자동으로 드로잉 인터페이스(20)를 통하여 제공될 수 있으며, 사용자는 드래그 앤 드랍(drag and drop)의 형태로 원하는 객체를 그릴 수 있다.

또한, 사용자는 객체들의 속성 값을 상기 속성 인터페이스(30)를 통하여 구체적으로 입력할 수 있다. 예컨대, 사용자가 벽을 그린 경우, 상기 속성 인터페이스(30)를 통해 벽의 높이 또는 폭 등과 같은 속성 값을 입력할 수 있다.

물론, 사용자가 상기 객체 인터페이스(10)나 상기 속성 인터페이스(30)를 사 용하지 않고도 직접 그림을 그려서 객체를 입력할 수도 있다.

결국, 상기 도면부(110)는 도 9에 도시된 바와 같은 다양한 인터페이스 등을 통하여 사용자로부터 입력되는 정보를 수신하고, 이를 설계 도면에 대한 정보로 변환 또는 생성하여 디스플레이할 수 있다.

상기 인터페이스들(10, 20, 30)의 형태, 종류, 및 동작 방법은 다양한 변형이 가능하며 본 발명의 권리 범위가 이에 한정되지는 않는다.

다시 도 8을 참조하면, 상기 표준 공간 데이터부(130)는 상기 도면부(110)에 의해 생성된 설계 도면에 상응하는 표준 공간 데이터를 생성할 수 있다. 즉, 상기 표준 공간 데이터부(130)는 상기 도면부(110)에 의해 생성된 설계 도면에 대한 정보를 공간을 표준화 하기 위한 데이터 구조로 생성하고 저장할 수 있다.

상기 표준 공간 데이터는 다양한 변형이 가능하지만 본 발명의 실시 예에서는 상기 표준 공간 데이터는 도 4 및 도 5에서 예시한 바와 같은 데이터 모델과 계층적 그래프로 구현되는 것을 중심으로 설명한다.

상기 표준 공간 데이터는 도 5에 도시된 바와 같이, 층, 벽, 빔, 슬라브, 스페이스, 문, 창문,또는 홀 등과 같은 벌텍스를 적어도 하나 포함할 수 있으며, 상기 표준 공간 데이터는 이와 같은 벌텍스들 및 상기 벌텍스들간의 관계를 규정하는 에지들로 구현될 수 있다.

상기 표준 공간 데이터부(130)는 상기 표준 공간 데이터를 생성 및 저장하기 위해 상기 도면부(110)가 수신한 상기 객체정보에 상응하는 공간정보를 생성하기 위한 공간정보 생성부(131) 및 상기 공간정보 생성부(131)에서 생성된 공간정보를 상기 표준 공간 데이터에 포함하여 저장하기 위한 업데이트부(133)를 포함할 수 있다.

물론, 상기 표준 공간 데이터부(130)는 생성된 상기 표준 공간 데이터를 저장하기 위해 소정의 DB(data base, 135)를 더 포함할 수 있다.

상기 공간정보 생성부(131)는 사용자에 의해 상기 도면부(110)로부터 생성되는 객체정보를 상기 표준 공간 데이터에 삽입하기 위해, 상기 표준 공간 데이터에서 사용하는 데이터 모델에 맞게 공간 정보를 생성하는 역할을 한다.

예컨대, 사용자가 현재 그려진 설계 도면에서 문을 삽입하는 경우, 상기 공간 정보 생성부(131)는 상기 문에 상응하는 공간정보를 생성할 수 있다. 즉, 상기 도면부(110)에 의해 생성되는 객체정보는 점, 선, 그림, 또는 속성 값들로 이루어진 설계 정보이므로, 상기 공간정보 생성부(131)는 상기 설계 정보에 상응하고 상기 표준 공간 데이터에 삽입하기 위한 공간정보(예컨대, 벌텍스)로 생성할 수 있다. 상기 공간정보는 도 5에서 예시한 바와 같은 데이터 모델일 수 있다.

상기 업데이트부(133)는 상기 공간정보 생성부(131)에서 생성되는 공간정보를 상기 DB(135)에 저장된 상기 표준 공간 데이터에 삽입하는 역할을 수행할 수 있다.

상기 업데이트부(133)가 상기 공간 정보를 상기 표준 공간 데이터에 삽입하는 경우에는, 이미 저장되어 있는 상기 표준 공간 데이터의 적어도 일부분을 변경하여야 하는 경우가 발생한다.

여기서 변경이라 함은, 기존에 상기 표준 공간 데이터에 존재하는 벌텍스에 소정의 정보(예컨대, 에지 또는 속성 값 등)를 추가, 변경, 또는 삭제하는 경우를 포함한다. 또한, 삽입되는 상기 공간 정보외의 새로운 공간 정보를 추가로 삽입하는 경우도 포함하는 의미로 사용될 수 있다.

예컨대, 도 11에 도시된 바와 같이 사용자가 벽1(50)이 그려진 상태에서 벽2(51)를 그렸다고 가정할 수 있다. 그러면, 상기 표준 공간 데이터에는 벽1(50)만이 존재하는 공간에 대한 정보가 저장되어 있는 상태에서, 벽1(50)과 벽2(51)가 존재하는 공간에 대한 표준 공간 데이터로 변경될 수 있다. 즉, 상기 공간정보 생성부(131)는 벽2(51)에 대한 공간정보를 생성할 수 있으며, 상기 업데이트부(133)는 생성된 상기 벽2(51)에 대한 공간정보를 벽1(50)만 존재하는 표준 공간 데이터에 삽입할 수 있다. 이때, 상기 벽1(50)과 상기 벽2(51)는 연결되어 있으므로, 도 4에서 설명한 바와 같이 상기 업데이트부(133)는 상기 벽1(50)에 상응하는 공간정보에 상기 벽2(51)와 연결되었음을 의미하는 정보(예컨대, 에지)를 추가할 수 있다. 또한, 상기 벽2(51)에 상응하는 공간정보에도 상기 벽1(50)과 연결되었음을 의미하는 정보(예컨대, 에지)를 추가할 수 있다.

이와같이 상기 업데이트부(133)는 상기 공간정보 생성부(131)가 생성한 공간정보를 상기 표준 공간 데이터에 삽입하기 위해, 상기 공간 정보 뿐만 아니라 기존에 상기 표준 공간 데이터에 이미 존재하던 공간정보를 변경하거나 새로운 공간정보가 삽입되는 경우가 존재한다.

이처럼, 상기 공간 정보를 삽입할 때 상기 업데이트부(133)가 변경하여야 하는 공간정보의 객체들을 상기 공간정보에 상응하는 객체의 관계 객체로 정의할 수 있다.

상기 관계 객체는 상기 표준 공간 데이터에 삽입되는 객체(실제로는 공간정보가 삽입되지만 객체로 기술함)와 연결되는 객체 또는 상기 객체를 포함하는 객체일 수 있다.

예컨대, 전술한 예에서 벽1(50)은 벽2(51)와 연결되는 객체이므로 벽1(50)은 벽2(51)의 관계 객체일 수 있다. 또한, 벽2(51)에 창문을 삽입한 경우라면, 벽2(51)는 창문을 포함하므로 벽2(51)는 창문의 관계 객체일 수 있다.

또는, 도 12에 도시된 바와 같이 소정의 벽을 삽입했을때 공간이 생성되는 경우, 즉, 삽입되는 객체, 상기 객체의 관계객체들, 및 상기 객체의 관계객체들의 관계객체들이 폐곡선 또는 폐다각형을 이루는 경우에는 공간(space)가 생성되는 경우에는, 공간은 상기 표준 공간 데이터에 별도의 데이터 모델로 존재하므로 생성된 공간에 대한 공간정보가 추가적으로 생성되어 상기 표준 공간 데이터에 삽입될 수 있다.

따라서, 이렇게 새롭게 생성되는 공간역시 삽입되는 객체의 관계객체에 포함될 수 있다. 이처럼, 새로운 객체가 상기 표준 공간 데이터에 삽입되면, 다양한 관계객체들이 존재할 수 있고, 상기 업데이트부(133)는 다양한 관계객체들을 객체가 삽입된 후의 공간에 상응하도록 변경하는 역할을 수행할 수 있다.

상기 DB(135)는 상기 표준 공간 데이터를 저장하며, 상기 DB(135)는 다양하게 구현될 수 있다. 상기 DB(135)는 데이터베이스(111)는 하나의 테이블로 구현될 수도 있고, 별개의 테이블 형태로 구현될 수도 있다. 또한, 링크드 리스트(linked- list), 트리(Tree), 관계형 DB의 형태등 다양한 방식으로 구현될 수 있으며, 상기 표준 공간 데이터를 저장할 수 있는 모든 데이터 저장매체 및 데이터 구조를 포함한다.

한편, 상기 공간 맵 저작도구(100)는 사용자의 요청에 응답하여 상기 표준 공간 데이터부(130)에 저장된 상기 표준 공간 데이터에 상응하는 3차원 모델링 정보를 생성하기 위한 3차원 모델링부(150)를 더 포함할 수 있다.

즉, 사용자는 도 9 또는 도10 에 도시된 바와 같이 3차원의 설계 도면을 그릴 때에 설계 자체를 3차원으로 할 필요없이, 3차원에 대한 정보는 속성 인터페이스(30) 등을 통하여 입력하기만 함으로써 3차원의 설계 도면을 생성할 수 있다.

즉, 드로잉 정보는 2차원의 정보만을 가지고 있고, 속성 정보에서 3차원에 대한 정보를 가질 수 있다.

따라서, 상기 공간 맵 저작 도구(100)는 상기 표준 공간 데이터에는 상기 드로잉 정보와 상기 속성 정보를 모두 포함하고 있으므로, 사용자가 그린 2차원의 드로잉 정보를 3차원의 모델링 정보로 생성할 수 있다.

예컨대, 도 9에 도시된 소정의 모드(Mode) 인터페이스(40)를 통하여 사용자가는 상기 표준 공간 데이터에 상응하는 2차원의 모델링 정보 또는 3차원의 모델링 정보를 선택적으로 생성 또는 디스플레이할 수 있다.

또한, 상기 공간 맵 저작도구(100)는 외부로부터 입력되는 설계 정보를 수신하고, 수신된 설계정보 중 적어도 일부분에 상응하는 객체정보를 생성하여 상기 공간정보 생성부(131)로 출력하는 임포트부(170)를 더 포함할 수 있다.

상기 임포트부(170)를 통해 사용자는 본 발명의 실시 예에 따른 공간 맵 저작 도구(100)가 아닌 다른 응용 어플리케이션(예컨대, CAD)을 통해 그린 설계 도면을 상기 공간 맵 저작 도구(100)로 로드(load)할 수 있다.

로드된 설계 도면은 단지 점과 선으로 구성된 설계 정보에 지나지 않으므로 상기 임포트부(170)는 로드된 설계 도면에 포함된 객체들 중 일부분 또는 전부에 상응하는 객체정보를 생성할 수 있다.

객체정보를 생성하기 위한 방법으로는 다양한 방법이 있을 수 있다. 예컨대, 상기 임포트부(170)는 로드된 설계 도면을 디스플레이 해주면서 사용자로 하여금 그 위에 다시 드로잉 정보를 그리게 하고, 속성 정보를 입력하게 할 수 있다.

또는, 상기 임포트부(170)는 로드된 설계 도면에 기초하여 자동으로 설계 도면 위에 상기 설계 도면과 동일한 도면을 그릴 수 있다.

사용자로 하여금 상기 설계 도면을 새롭게 그리게 할때에는 상기 임포트부(170)는 상기 설계 도면 위의 점과 선의 위치에 대응되는 위치를 정확하게 그리도록 사용자에게 편의를 제공하기 위해 상기 설계 도면의 점 또는 선의 위치 근처에 입력장치(예컨대, 마우스)를 가까이 가져가면, 상기 설계 도면의 점 또는 선의 위치로 상기 입력장치를 이동시키는 기능(예컨대, CAD의 OSNAP 기능 등)을 제공할 수 있다.

또는, 상기 임포트부(170)는 자동으로 상기 설계 도면에 대응되는 도면을 새롭게 그리면서, 상기 설계 도면에 위치한 점 또는 선의 적어도 일부분의 위치가 불분명한 경우 사용자로 하여금 전술한 OSNAP 기능등을 이용하여 상기 설계 도면에 위치한 점 또는 선의 일부분의 위치확인을 받을 수도 있다.

결국, 상기 임포트부(170)는 로드된 상기 설계 도면과 동일한 설계 도면을 상기 공간 맵 저작 도구(100)를 이용하여 그릴 수 있고(자동 또는 수동으로), 상기 공간 맵 저작 도구(100)를 이용하여 상기 설계 도면과 동일한 설계 도면을 새롭게 그리므로 상기 도면부(110)는 그려지는 객체들에 대한 객체 정보를 생성하여 상기 표준 공간 데이터부(130)로 출력할 수 있다.

또한, 상기 공간 맵 저작도구(100)는 사용자로부터 상기 3차원 모델링 정보에 기초하여 스타트 포인트 및 엔드 포인트에 대한 정보를 수신하고, 수신된 정보에 기초하여 상기 스타트 포인트로부터 상기 엔드 포인트까지의 경로에 대한 정보를 생성하기 위한 네비게이션부(190)를 더 포함할 수 있다.

상기 네비게이션부(190)는 도 6 또는 도 7에서 설명한 바와 같이, 표준 공간 데이터에 기초하여 공간의 위상 관계를 인식할 수 있다. 상기 네비게이션부(190)는 인식된 공간의 위상 관계에 기초하여 전술한 바와 같은 다양한 알고리즘(예컨대, 다익스트라(Dijkstra) 알고리즘 또는 올-패쓰 알고리즘(All-paths algorithm), Kruscal, Prim, 또는 Solin‘s 알고리즘을 이용한 최소비용 신장트리(minimum spanning tree) 생성 알고리즘 등)을 통하여 다양한 경로 및 결과 값을 산출할 수 있다.

또한, 상기 경로에는 최단 경로 뿐만 아니라, 공기의 유통 경로 또는 하수도의 유통 경로 등도 포함될 수 있음은 전술한 바와 같다.

도 9 내지 도 25는 본 발명의 실시 예에 따른 공간 맵 저작도구를 이용한 시 뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 공간 맵 저작도구(100)는 도 9에 도시된 바와 같은 다양한 인터페이스를 제공할 수 있다. 전술한 바와 같이 객체 인터페이스(10), 입력 인터페이스(20), 속성 인터페이스(30), 또는 모드 인터페이스(40) 등을 제공할 수 있다. 이외에도 도 9에 도시된 바와 같이, 다양한 풀-다운(pull-down) 메뉴와 다양한 툴바(tool-bar)형 인터페이스를 제공할 수 있다.

도 9에 도시된 GUI(graphic user interface)는 별도의 인터페이스 모듈(미도시)에 의해 관리될 수 있으며, 사용자의 요청(예컨대, 클릭 등)에 의해 상기 인터페이스 모듈(미도시)은 전술한 도면부(110), 표준 공간 데이터부(130), 3차원 모델링부(150), 임포트부(170), 네비게이션부(190)등과 데이터 또는 메시지를 주고 받을 수 있다.

도 10에서는 두 개의 객체(벽1(50), 및 벽2(51))가 입력된 경우를 나타낸다. 전술한 바와 같이, 각각의 객체가 입력될 때마다, 표준 공간 데이터에는 입력되는 객체에 상응하는 공간 정보가 삽입되며, 이때에는 상기 객체의 관계 객체들에 상응하는 공간정보가 변경될 수 있다.

도 11에서는 한 개의 객체(52)가 더 삽입된 경우를 나타내며, 이때에도 상기 객체(52)에 상응하는 공간 정보가 표준 공간 데이터에 삽입될 수 있다.

도 12에서는 한개의 객체(53)가 더 삽입됨으로써 공간이 생성된 경우를 나타낸다. 이때에는 상기 객체(53)가 삽입됨으로써 폐다각형이 생성되었으므로, 상기 폐다각형에 상응하는 공간(space)이라는 객체도 상기 표준 공간 데이터에 삽입될 수 있다.

상기 공간에 상응하는 공간정보는 벽들(50, 51, 52, 및 53)에 상응하는 공간정보와 소정의 정보(예컨대, 에지)를 통해 연결될 수 있다. 즉, 상기 공간에 상응하는 공간정보(예컨대, 벌텍스)로부터 상기 벽들(50, 51, 52, 및 53)에 상응하는 공간정보(예컨대, 벌텍스)로 에지가 생성될 수 있다.

도 13은 복수의 벽 객체로 다수의 공간을 생성한뒤, 특정 벽에 문이라는 객체를 삽입하는 경우를 나타낸다. 사용자는 객체 인터페이스(10) 중 문에 상응하는 인터페이스(예컨대, 버튼)을 선택할 수 있고, 속성 인터페이스(30) 중 문에 상응하는 인터페이스(예컨대, 다이얼로그 박스, 56)를 통해 속성 값을 입력할 수 있다.

또한, 소정의 방법(예컨대, 클릭 또는 드래그앤드랍 등)을 통해 사용자가 상기 문 객체를 삽입하고자 하는 위치(55)에 삽입할 수 있다.

이때, 상기 문 객체를 포함하고 있는 벽은 상기 문 객체의 관계 객체가 되며, 상기 문 객체에 의해 연결되는 공간의 위상 관계는 변화하게 될 수 있다. 표준 공간 데이터부(130)는 표준 공간 데이터와는 별도로 공간의 위상 관계에 대한 정보를 유지할 수도 있다.

도 14에서는 도 13에서의 설명한대로 문 객체를 삽입한 후를 나타낸다.

도 15에서는 도 13에서 삽입한 문 객체와는 다른 종류의 문 객체(57)를 삽입한 경우를 나타내며, 상기 문 객체의 종류는 속성 인터페이스(30)를 통해 선택할 수 있다.

도 16에서는 창문 객체(58)를 삽입한 결과를 나타낸다. 이때에도 사용자는 객체 인터페이스(10)를 통하여 창문에 상응하는 인터페이스를 선택한 후, 속성 인터페이스(30)를 이용하여 창문의 종류를 선택할 수 있다. 선택된 종류의 창문에 상응하는 인터페이스(59)를 이용하여 추가로 속성 정보를 입력할 수 있으며, 사용자는 원하는 위치에 창문 객체(58)를 삽입할 수 있다.

도 17에서는 도 9에서 도 16까지 입력된 객체들로 이루어진 공간을 3차원으로 모델링 한 결과를 나타낸다. 이를 위해 사용자는 전술한 모드 인터페이스(40)를 이용할 수 있다. 도 16에서는 표준 공간 데이터에 저장된 정보 중 1층에 해당하는 정보만을 이용하여 3차원 모델링을 한 결과를 보여준다. 본 발명의 실시 예에 따른 공간 맵 저작도구(100)는 3차원 모델링 결과를 다양한 각도에서 볼 수 있게 한다. 예컨대, 3차원 모델링 결과를 나타내는 화면(또는 윈도우)에서 마우스 포인트를 드래그 하는 경우, 상기 3차원 모델링 결과를 바라보는 각도가 변화할 수 있다.

도 18에서는 도 17에 나타난 3차원 모델링 결과에서 소정의 벽의 표면을 선택한 결과를 나타낸다. 이를위해 사용자는 벽 객체의 속성 값 중 표면(surface) 속성값을 특정 이미지 또는 특정 데이터로 선택할 수 있다. 물론, 본 발명의 실시 예에 따른 공간 맵 저작도구(100)는 이러한 속성 값들의 기본값(default)을 제공할 수 있다.

도 19는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 3차원 모델링 결과를 보여준다. 도 18에서는 바닥의 속성 값을 소정의 값(또는 데이터)으로 선택한 경우, 선택된 데이터에 상응하는 속성이 바닥에 적용된 것을 알 수 있다. 도 19에서는 빌딩의 한 층만을 디스플레이하고 있다.

도 20은 도 19에 도시된 공간의 전체 층을 디스플레이한 결과를 나타낸다. 이를 위해 사용자는 층 선택 인터페이스(60)를 이용해 디스플레이하고자 하는 층을 선택할 수 있다.

도 21은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 설계 도면을 나타낸다. 도 21에 도시된 바와 같이 사용자는 층 인터페이스(61)을 이용해 원하는 층을 각각 설계할 수 있다. 또한, 도 21에 도시된 바와 같이 복수의 층을 설계하는 경우에는 계단 객체를 삽입할 수도 있으며, 속성 인터페이스(30)에는 계단의 속성을 입력할 수 있다.

도 22는 도 21에 도시된 설계 도면에 상응하는 공간의 위상관계를 가시적으로 보여준다. 도 22에 도시된 공간의 명칭(예컨대, 공간명 S_12, S_32 등)은 본 발명의 실시 예에 따른 공간 맵 저작도구(100)가 디폴트 값으로 자동으로 생성한 명칭일 수 있으며, 사용자는 공간의 명칭을 속성 값으로 입력할 수도 있다. 또한, 공간의 위상관계를 보여주기 위한 소정의 인터페이스를 사용자가 선택(예컨대, 클릭)한 경우에 상기 공간 맵 저작도구(100)는 표준 공간 데이터에 기초하여 공간의 위상관계를 연산한 후 도 22에 도시된 바와 같은 결과를 보여줄 수도 있지만, 표준 공간 데이터에 기초하여 공간의 위상관계에 대한 정보를 소정의 저장공간에 별도로 유지할 수도 있다. 이 경우에는 표준 공간 데이터가 변경이 되면, 자동으로 상기 공간의 위상관계에 대한 정보도 상기 표준 공간 데이터에 상응하도록 변경되는 것이 바람직하다.

도 23은 도 22에 도시된 설계 도면에서 스타트(start) 포인트(63)를 설정한 경우를 나타낸다. 도 23에서 스타트 포인트(63)는 1층에 위치하도록 설정된다.

도 24는 도 23에서 설정된 스타트 포인트(63)와 도 24에서 설정된 엔드(end) 포인트(65)에 기초하여 네비게이션한 결과를 나타낸다. 상기 엔드 포인트(65)는 3층에 위치하고 있다. 도 24에서는 3층의 설계 도면을 나타내고 있으며 2차원 설계 도면이므로, 3층에서의 경로는 실선으로 나타나고 있으며, 1층 및 2층에서의 경로는 점선으로 나타날 수 있다.

도 25는 도 24에서 탐색된 경로 정보를 3차원 모델링 한 결과를 나타낸다.

이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 공간 맵 저작 방법 및 도구는 설계 도면을 수신하여, 공간을 인식 가능한 표준 공간 데이터의 형태로 저장할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 공간 맵 저작 방법 및 도구를 이용하면 사용자가 설계한 도면은 점과 선의 결합체인 단순한 설계 도면에 지나치는 것이 아니라, 설계 도면에 의해 생성되는 공간을 어플리케이션 스스로가 인식할 수 있게 된다. 따라서, 상기의 표준 공간 데이터는 다양한 자동화 시스템에 응용될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 자동화 시스템은 제어부 및 3차원의 공간을 표현하는 표준 공간 데이터를 저장하는 공간 맵 저장부를 포함할 수 있다. 기본적으로 본 발명의 실시 예에 따른 자동화 시스템은 공간을 나타내는 정보를 표준 공간 데이터로써 저장하고 있다.

상기 표준 공간 데이터는 본 발명의 실시 예에 따른 공간 맵 저작도구 또는 방법에 의해 생성된 표준 공간 데이터 만을 의미하는 것은 아니며, 공간을 표현할 수 있는 구조화되고 표준화된 공간에 대한 정보를 포함하는 의미로 사용될 수 있 다.

상기 제어부는 사용자로부터 상기 표준 공간 데이터에 기초하여 스타트 포인트 및 엔드 포인트에 대한 정보를 수신하고, 수신된 정보에 기초하여 상기 스타트 포인트로부터 상기 엔드 포인트까지의 경로에 대한 정보를 생성할 수 있다.

즉, 상기 제어부는 전술한 네비게이션부의 기능을 수행할 수 있으며, 생성된 경로에 대한 정보는 소정의 장치 즉, 디스플레이부에 의하여 디스플레이 될 수 있다. 예컨대, 상기 자동화 시스템이 무인 안내 시스템 또는 키오스크(KIOSK) 등인 경우, 상기 자동화 시스템은 공공기관(공간) 또는 다양한 건축물에 구비되어 방문자 또는 사용자에게 위치정보 및/또는 경로정보를 제공할 수 있다. 또한, 위급상황시에는 최단경로에 대한 정보를 생성할 수 있다.

또한, 상기 자동화 시스템은 움직일 수 있는 시스템인 경우에는 상기 제어부에서 생성된 경로에 대한 정보에 기초하여 상기 경로를 따라 움직이기 위한 이동부를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 자동화 시스템이 로봇인 경우, 사용자(또는 조종자)는 시작 포인트와 엔드 포인트만을 설정하면 무선 조종등의 추가적인 조종없이 탐색된 경로를 이동할 수 있다. 상기 이동부의 구체적인 실시 예는 다양할 수 있으며, 상기 자동화 시스템을 움직일 수 있는 어떠한 공지된 구성을 포함할 수 있다.

특히, 상기 자동화 시스템이 청소용 로봇인 경우, 상기 자동화 시스템은 상기 이동부에 의하여 이동되는 동안에 먼지를 흡입하기 위한 청소부를 더 포함할 수 있다. 상기 청소부는 진공 청소기 또는 종래의 청소용 로봇에 사용되는 공지된 구 성요소를 포함할 수도 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 청소용 로봇은 종래의 센서를 통한 위치 인식 또는 충돌에 의한 이동 방향의 변환에 의해 상기 청소용 로봇이 움직이면서 청소를 하는 것과는 달리, 청소용 로봇 자체가 공간을 인식하면서 이동을 하고, 이동 중에 청소를 할 수 있다.

예컨대, 사용자는 상기 제어부를 통해 공간 1(방 1)을 청소하라는 명령을 내릴 수 있다. 그러면 상기 청소용 로봇은 공간1의 속성 정보 즉, 위치, 면적 및 길이를 알고 있으므로 공간 1을 이동하면서 청소를 할 수 있다. 물론 이때에는 상기 청소용 로봇의 이동 시작점에 대한 정보를 추가로 상기 제어부에 더 줄수 있다. 그러면, 상기 제어부는 이동부에서의 이동 경로에 대한 정보를 수신하고, 이에 기초하여 공간1의 벽에 부딪히거나 센서를 통해 벽의 거리를 측정하지 않고서도 공간1의 경계면을 알 수 있다. 물론 공간 1내부에서의 상기 청소용 로봇의 이동 경로는 구현예에 따라 다양할 수 있다.

또한, 사용자는 상기 제어부를 통해 공간 1(방1)을 청소하고 공간 2(방 2)를 청소하라는 명령을 내릴 수 있다. 그러면, 상기 청소용 로봇은 공간 1을 청소하고, 공간 1에서 공간 2로의 이동경로를 탐색하고, 탐색된 경로에 기초하여 공간 2로 이동후 공간 2를 청소할 수도 있다. 물론, 탐색된 경로에 기초하여 이동하는 중에도 청소를 할 수 있으며 이는 구현 예에 따라 다양할 수 있다.

본 발명에 따른 공간 맵 저작 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기 록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 하드 디스크, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터시스템에 분산되어, 분산방식으로 단말기가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 공간맵 저작 방법 및 그 도구, 상기 공간맵을 이용한 자동화 시스템은 공간을 설계하면 설계된 정보에 기초하여 공간을 인식할 수 있으며, 어플리케이션 자체에서 인식된 공간에 기초하여 이동경로 또는 최단 경로의 검색 등을 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 공간 맵을 이용한 자동화 시스템에서는 자동화 시스템이 공간을 인식하므로 센서에 의한 공간의 인식에 비해 효율적인 이동, 탐색 등을 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (24)

1. 3차원의 공간을 표현하기 위한 표준 공간 데이터를 이용하여 공간 맵을 저작하는 방법에 있어서,

   공간 맵 저작도구가 사용자로부터 입력되는 객체에 대한 객체정보에 기초하여 설계 도면을 생성하는 단계; 및

   상기 공간 맵 저작도구가 생성된 상기 설계 도면에 기초하여 상기 3차원의 공간에 상응하는 상기 표준 공간 데이터를 생성하는 단계를 포함하는 공간 맵 저작방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 표준 공간 데이터를 생성하는 단계는,

   상기 공간 맵 저작도구가 입력된 상기 객체정보에 상응하는 공간정보를 생성하는 단계; 및

   상기 공간 맵 저작도구가 생성된 공간정보를 상기 표준 공간 데이터에 포함하여 저장하는 단계를 포함하는 공간 맵 저작방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 객체정보는,

   상기 사용자에 의해 그려지는 상기 객체의 드로잉 정보 또는 상기 사용자에 의해 선택된 상기 객체의 속성 정보 중 적어도 하나를 포함하는 공간 맵 저작방법.
4. 제 2항에 있어서, 상기 공간정보는,

   상기 객체정보에 상응하는 상기 표준 공간 데이터를 구성하는 적어도 하나의 벌텍스(vertex) 정보인 공간 맵 저작방법.
5. 제 1항에 있어서, 상기 표준 공간 데이터는,

   상기 공간을 구성하는 객체들의 계층적 그래프로 저장되는 공간 맵 저작방법.
6. 제 5항에 있어서, 상기 계층적 그래프는,

   적어도 하나의 벌텍스(vertex)를 포함하며,

   상기 벌텍스는 스페이스, 벽, 기둥, 문, 창문, 또는 층 중 적어도 하나를 포함하는 공간 맵 저작방법.
7. 제 2항에 있어서, 상기 생성된 공간 정보를 표준 공간 데이터에 포함하여 저장하는 단계는,

   상기 공간정보와 관계되는 적어도 하나의 관계 객체들의 공간정보를 변경하여 저장하는 단계를 포함하는 공간 맵 저작방법.
8. 제 7항에 있어서, 상기 관계 객체는,

   상기 객체와 연결되는 객체 또는 상기 객체를 포함하는 객체 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 공간 맵 저작방법.
9. 제 7항에 있어서, 상기 생성된 공간 정보를 표준 공간 데이터에 포함하여 저장하는 단계는,

   상기 객체와 상기 적어도 하나의 관계 객체들이 폐곡선 또는 폐다각형을 구성하는 경우 상기 객체와 상기 적어도 하나의 관계 객체들로 구성되는 스페이스에 대한 정보를 생성하여 저장하는 단계를 더 포함하는 공간 맵 저작방법.
10. 제1항에 있어서, 상기 공간 맵 저작방법은,

    사용자의 요청에 응답하여 상기 공간 맵 저작도구가 상기 표준 공간 데이터에 상응하는 3차원 모델링 정보를 생성하는 단계를 더 포함하는 공간 맵 저작방법.
11. 제 10항에 있어서, 상기 공간 맵 저작방법은,

    상기 공간 맵 저작도구가 사용자로부터 상기 3차원 모델링 정보에 기초하여 스타트 포인트(start point) 및 엔드 포인트(end point)에 대한 정보를 수신하는 단계; 및

    수신된 정보에 기초하여 상기 스타트 포인트로부터 상기 엔드 포인트까지의 경로에 대한 정보를 생성하는 단계를 더 포함하는 공간 맵 저작방법.
12. 외부로부터 입력되는 설계 정보를 수신하는 단계;

    수신된 설계정보 중 적어도 일부분에 상응하는 객체정보를 생성하는 단계;

    생성된 상기 객체정보에 상응하는 공간정보를 생성하는 단계; 및

    생성된 공간정보를 표준 공간 데이터에 포함하여 저장하는 단계를 포함하는 공간 맵 저작방법.
13. 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 수행하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체.
14. 사용자로부터 입력되는 객체에 대한 객체정보에 기초하여 설계 도면을 생성하기 위한 도면부; 및

    상기 도면부가 생성한 설계 도면에 상응하는 표준 공간 데이터를 생성하기 위한 표준 공간 데이터부를 포함하는 공간 맵 저작도구.
15. 제 14항에 있어서, 상기 표준 공간 데이터부는,

    상기 도면부가 수신한 상기 객체정보에 상응하는 공간정보를 생성하기 위한 공간정보 생성부; 및

    상기 공간정보 생성부에서 생성된 공간정보를 표준 공간 데이터에 포함하여 저장하는 업데이트부를 포함하는 공간 맵 저작도구.
16. 제 15항에 있어서, 상기 공간 맵 저작도구는,

    사용자의 요청에 응답하여 상기 표준 공간 데이터부에 저장된 상기 표준 공 간 데이터에 상응하는 3차원 모델링 정보를 생성하기 위한 3차원 모델링부를 더 포함하는 공간 맵 저작도구.
17. 제 15항에 있어서, 상기 공간 맵 저작도구는,

    외부로부터 입력되는 설계 정보를 수신하고, 수신된 설계정보 중 적어도 일부분에 상응하는 객체정보를 생성하여 상기 공간정보 생성부로 출력하는 임포트부를 더 포함하는 공간 맵 저작도구.
18. 제 16항에 있어서, 상기 공간 맵 저작도구는,

    사용자로부터 상기 3차원 모델링 정보에 기초하여 스타트 포인트 및 엔드 포인트에 대한 정보를 수신하고, 수신된 정보에 기초하여 상기 스타트 포인트로부터 상기 엔드 포인트까지의 경로에 대한 정보를 생성하기 위한 네비게이션부를 더 포함하는 공간 맵 저작도구.
19. 제어부; 및

    3차원의 공간을 표현하는 표준 공간 데이터를 저장하는 공간 맵 저장부를 포함하며,

    상기 제어부는 사용자로부터 상기 표준 공간 데이터에 기초하여 스타트 포인트 및 엔드 포인트에 대한 정보를 수신하고, 수신된 정보에 기초하여 상기 스타트 포인트로부터 상기 엔드 포인트까지의 경로에 대한 정보를 생성하는 자동화 시스 템.
20. 제 19항에 있어서, 상기 자동화 시스템은,

    상기 공간 맵 저장부에 저장된 상기 표준 공간 데이터에 기초하여 상기 공간의 적어도 일부분을 디스플레이하기 위한 디스플레이부를 포함하는 자동화 시스템.
21. 제 19항에 있어서, 상기 자동화 시스템은,

    상기 제어부에서 생성된 경로에 대한 정보에 기초하여 상기 경로를 따라 움직이기 위한 이동부를 더 포함하는 자동화 시스템.
22. 제 21항에 있어서, 상기 자동화 시스템은,

    상기 이동부에 의하여 이동되는 동안에 먼지를 흡입하기 위한 청소부를 더 포함하는 자동화 시스템.
23. 제 22항에 있어서, 상기 제어부는,

    청소할 공간에 대한 정보를 더 수신하고,

    수신된 정보 및 상기 표준 공간 데이터에 기초하여 상기 청소할 공간에 대한 정보에 상응하는 공간을 청소하도록 상기 이동부 또는 상기 청소부 중 적어도 하나를 제어하는 자동화 시스템.
24. 제 19항에 있어서, 상기 자동화 시스템은,

    로봇, 로봇 청소기, 또는 키오스크 중 어느 하나를 포함하는 자동화 시스템.

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