KR101427369B1 - 이동식 라이다를 활용한 실내지도의 실시간 갱신시스템 - Google Patents

이동식 라이다를 활용한 실내지도의 실시간 갱신시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동식 라이다를 활용한 실내지도의 실시간 갱신시스템에 관한 것으로, 실내에서 이동가능한 라이다(LiDAR) 장치를 이용해서 건축물의 실내에 구성된 벽체, 바닥 및 천장 등의 반사강도(intensity), 높이, 너비, 길이의 데이터를 추출하고, 추출된 데이터를 이용하여 실내의 벽체, 천장, 바닥 등의 이미지를 각각 생성하며, 상기 이미지들을 서로 결합하는 편집을 함으로써 실내지도를 제작할 수 있는 이동식 라이다를 활용한 실내지도의 실시간 갱신시스템에 관한 것으로, 이동하면서 실시간으로 실내를 스캔하는 라이다 장치(100)와, 라이다 장치(100)의 이동경로를 안내하기 위한 기준신호 발신기(300)와, 라이다 장치(100)로부터 수신한 측정데이터 및 촬영데이터를 활용해서 실내지도를 생성 및 갱신하는 실내지도 생성부(240)를 포함한다.

Description

이동식 라이다를 활용한 실내지도의 실시간 갱신시스템{System for producing indoor map using LIDAR}
본 발명은 이동식 라이다를 활용한 실내지도의 실시간 갱신시스템에 관한 것으로, 실내에서 이동가능한 라이다(LiDAR) 장치를 이용해서 건축물의 실내에 구성된 벽체, 바닥 및 천장 등의 반사강도(intensity), 높이, 너비, 길이의 데이터를 추출하고, 추출된 데이터를 이용하여 실내의 벽체, 천장, 바닥 등의 이미지를 각각 생성하며, 상기 이미지들을 서로 결합하는 편집을 함으로써 실내지도를 제작할 수 있는 이동식 라이다를 활용한 실내지도의 실시간 갱신시스템에 관한 것이다.
종래 지도 데이터는 도로를 중심으로 도로 주변의 POI 및 교통안내 표지판 등을 화면에 출력할 수 있도록 생성되어 있다. 이러한 지도 데이터를 사용하는 내비게이션은 차량이 도로를 주행함에 있어서, 관련된 정보를 화면에 출력할 수 있으나, GPS 통신이 곤란한 건축 구조물 또는 지하 공간 등의 실내에 진입하는 경우에는 전혀 사용할 수 없는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 보완하기 위해서 종래에는 건축물의 CAD 도면 등을 이용하여 2차원 또는 3차원 화면을 구성하고 사용자에게 제공했다.
그런데, 전술한 방식으로 실내 지도 데이터를 구축하려면 건축물의 설계와 관련한 CAD 도면 등의 부가 자료를 이용해야 하므로, CAD 도면을 보유하고 있지 않은 건축물에 대한 실내 지도 생성은 어려움이 있었다. 더욱이, CAD 도면은 건축물 구조의 세부내용을 포함하고 있기 때문에 건물주가 외부에는 쉽게 공개하지 않는다는 제한이 있어서, 현실적으로 실내 지도를 생성하기 위해서 해당 건축물의 CAD 도면을 활용하는 것은 사실상 어려움이었다.
이를 보완하기 위해서 공개특허공보 제10-2013-0123041호(이하 '종래 기술')는 라이다 장치를 이용해서 실내를 직접 스캔하는 기술을 제안했다.
그러나, 종래 기술은 작업자가 라이다 장치를 단순히 이동시키면서 스캔을 하고, 종래 라이다 기술을 활용해서 이미지를 편집하는 기술만 있을 뿐, 라이다 장치에 대한 구체적인 설명이 없고, 스캔 방법 또한 전혀 명시되지 않았다.
더욱이, 종래 기술을 토대로 작업자가 라이다 장치를 운반해서 지점별로 스캔작업을 진행할 경우에는 라이다 장치의 현재 위치를 파악할 수도 없으므로, 라이다 장치의 현재 위치를 실내도면에서 일일이 체크해 기록해야 하는 불편이 있었다.
또한, 작업자가 스캔 작업을 위해서 라이다 장치를 운반할 때에는 좌측 벽체와 우측 벽체 중 한쪽으로 치우칠 수 있고, 이러한 스캔 환경은 좌측 벽체와 우측 벽체에 대한 레이저의 반사강도를 달리 수신하도록 해서, 해당 스캔 정보를 기반으로 한 3D 실내지도 제작시에 편집공정에 적지않은 수고가 요구됐다.
선행기술문헌 1. 공개특허공보 제10-2013-0123041호(2013.11.12 공개)
이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위해 발명된 것으로서, 라이다 장치의 위치를 기준으로 스캔 정보를 균일화하고, 이를 기초로 신속한 실내지도의 갱신을 이룰 수 있는 이동식 라이다를 활용한 실내지도의 실시간 갱신시스템의 제공을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,
지지체(101); 지지체(101)에 회전가능하게 연결되는 앞바퀴(102); 지지체(101)에 고정되는 뒷바퀴(103); 지지체(101)에 돌출된 한 쌍의 손잡이(104); 실내 구조를 스캔해서 지점별 제2위치좌표를 추적하고, 지지체(101)에 수용되는 라이다(110); 실내에 설치된 3대 이상의 와이파이 발신기(W1, W2, W3)로부터 제1신호를 각각 수신해서 세기를 파악한 후 와이파이 발신기(W1, W2, W3)의 위치점인 제3위치좌표를 기준으로 라이다 장치(100)의 현재 위치인 제1위치좌표를 추적하고, 상기 제2위치좌표와 제1위치좌표를 링크해 저장하며, 지지체(101)에 수용되는 위치감지부(120); 라이다 장치(100)가 사이를 통과하도록 서로 마주하게 이격 배치된 한 쌍의 기준신호 발신기(300)로부터 각각의 식별코드와 제2신호를 수신하고, 상기 제2신호가 상대적으로 강하게 수신된 방향의 반대방향으로 방향표시(G)를 출력시키며, 지지체(101)에 수용되는 진행방향 감지부(130); 진행방향 감지부(130)의 방향표시(G)를 출력하고, 지지체(101)에 수용되는 입출력부(140); 라이다 장치(100)의 전방을 촬영한 촬영데이터의 촬영이미지를 입출력부(140)에 출력시키고, 렌즈파트(151)를 덮는 투명재질이며 정 중앙에 조준점(R)이 표시된 막(152a)을 갖춘 스크린(152)을 구비한 카메라(150); 라이다(110)가 실내 구조 스캔과정에서 수신한 반사체의 반사강도에 따라 다른 색상의 이미지로 출력되도록 처리하고, 지지체(101)에 수용되는 반사대상 색상조정부(160); 진행방향 감지부(130)가 확인한 상기 제2신호의 세기와 표준 세기를 비교해서 해당 오차율만큼 상기 제2위치좌표를 수정한 후 라이다 장치(100)의 측정데이터로 생성하고, 지지체(101)에 수용되는 위치좌표 보정부(170);를 구비한 라이다 장치(100),
천장에 탈부착하게 설치되는 하우징(340); 하우징(340)과 피봇 구조로 연결되는 연결돔(351)과, 연결돔(351)으로부터 하방으로 인출 형성된 막대(352)로 구성된 현수대(350); 일정한 세기의 제2신호와 식별코드를 발신하고, 하우징(340)에 내설되는 발신부(310); 이웃하는 기준신호 발신기에 레이저광을 조사하는 광발신부(322)와, 이웃하는 다른 기준신호 발신기의 레이저광을 수광하는 광수신부(321)로 구성되고, 현수대(350)에 내설되는 레이저 발수신부(320); 광수신부(321)의 레이저광 수광을 확인해서 발광하는 발광부(330);를 구비하고, 서로 이격하게 마주하는 2개가 한 쌍을 이루는 기준신호 발신기(300), 및
상기 측정데이터 및 촬영데이터를 라이다 장치(100)로부터 수신해 저장하는 데이터 저장부(210); 데이터 저장부(210)에 저장된 측정데이터를 로딩해서 제2위치좌표와 반사강도를 기준으로 분류된 천장,바닥,벽체 영역에 대한 1차원 데이터를 추출하는 데이터 추출부(220); 상기 1차원 데이터를 확인해서 상기 각 영역의 경계 지점을 확정하고 천장 스페이스 데이터, 바닥 스페이스 데이터 및 벽체 스페이스 데이터로 분류하는 데이터 처리부(230); 상기 천장 스페이스 데이터, 바닥 스페이스 데이터 또는 벽체 스페이스 데이터 중 어느 하나 이상의 이미지를 결합하고 해당 촬영데이터와 매칭해 편집해서 실내지도 데이터를 생성 및 갱신하는 실내지도 생성부(240)
를 포함하는 것이다.
상기의 본 발명은, 라이다를 이용해서 실내 구간을 스캔하되, 라이다의 측정데이터를 스캔 과정 중에 우선적으로 보정하므로, 상기 측정데이터를 실내지도 제작을 위한 편집과정 중에 편집해야 하는 불편을 최소화하고, 이를 통해서 정확하고 신속한 3D 실내지도를 완성할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 실내지도 데이터를 생성하기 위한 본 발명에 따른 갱신시스템의 모습을 개략적으로 도시한 사시도이고,
도 2는 본 발명에 따른 갱신시스템의 구성을 도시한 블록도이고,
도 3은 본 발명에 따른 라이다 장치의 입출력부에 출력되는 화면이미지를 개략적으로 도시한 도면이고,
도 4는 본 발명의 갱신시스템에 구성된 위치보정 발신기의 배치모습을 개략적으로 도시한 평면도이고,
도 5는 본 발명에 따른 기준신호 발신기의 배치모습을 도시한 사시도이고,
도 6은 본 발명에 따른 기준신호 발신기 모습을 개략적으로 도시한 단면도이고,
도 7은 본 발명에 따른 실내 지도 데이터를 생성하기 위한 실내 지도 생성 방법을 순서대로 나타낸 플로차트이고,
도 8은 본 발명에 따른 갱신시스템을 통해서 수집된 스페이스 데이터를 예를 들어 이미지화한 도면이고,
도 9는 도 8의 스페이스 데이터를 조합한 이미지를 예를 들어 보인 도면이다.
상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용이 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 1은 실내지도 데이터를 생성하기 위한 본 발명에 따른 갱신시스템의 모습을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 갱신시스템의 구성을 도시한 블록도이고, 도 3은 본 발명에 따른 라이다 장치의 입출력부에 출력되는 화면이미지를 개략적으로 도시한 도면인 바, 이를 참조해 설명한다.
라이다(LiDAR; light detection and ranging) 장치(100)는 실내 구조물을 스캔해서 측량하는 라이다(LiDAR; 110)와, 실내에서 라이다 장치(100)의 현재 위치를 추적하는 위치감지부(120)와, 실내에서 라이다 장치(100)의 진행방향을 감지해서 이를 안내하는 진행방향 감지부(130)와, 라이다 장치(100)의 각 구성들의 출력값을 출력하고 작업자의 입력값을 수신해서 입력 처리하는 입출력부(140)와, 라이다 장치(100)의 전방을 촬영하는 카메라(150)와, 라이다(110)가 측정한 반사체의 반사강도별로 색상을 달리 적용해서 시각적으로 식별 가능하게 처리하는 반사대상 색상조정부(160)와, 측정된 스캔 대상의 위치좌표를 보정하는 위치좌표 보정부(170)를 포함한다.
각 구성에 대해 좀 더 구체적으로 설명한다.
라이다(110)는 공지된 바와 같이, 레이저 레이더(Light Detection And Ranging, LIDAR)의 관용어이다. 라이다(110)는 레이저 펄스를 반사체에 쏘고, 상기 반사체로부터 반사되어 돌아오는 시간을 측정해서 상기 반사체의 위치좌표를 측정하는 레이더 시스템이다. 공지된 바와 같이, 라이다(110)는 반사강도로부터 측정 및 연산한 위치좌표를 측정데이터로 해서 저장한다. 참고로, 상기 측정데이터는 3D 실내지도를 이미지화하는데 기초정보로 활용된다. 라이다(110)는 해당 기술분야에서 이미 널리 활용되고 있는 장치로서, 그 구조와 동작원리에 대해서는 설명을 생략한다.
위치감지부(120)는 실내 스캔을 위해서 이동 중인 라이다 장치(100)의 위치를 추적하고, 추적된 제1위치좌표(라이다 장치의 위치)와 현재 스캔한 반사체의 제2위치좌표를 서로 링크해서 데이터화 한다. 주지된 바와 같이, 실외 GPS는 최소 3대 이상의 인공위성이 발신하는 신호를 수신해서 현재 위치좌표를 추적하는 방식인데, 실내에서는 인공위성의 신호를 수신하는데 제약이 있으므로, 본 발명에 따른 실시 예에서 위치감지부(120)는 실내 설치된 3대 이상의 와이파이 발신기(W1, W2, W3)의 와이파이(Wi-Fi; Wireless Fidelity) 신호인 제1신호를 수신해서 현재 라이다 장치(100)의 위치를 추적한다. 이를 위해서 위치감지부(120)는 실내 와이파이 발신기(W1, W2, W3)가 설치된 지점인 제3위치좌표 정보를 저장하고, 이를 기반으로 와이파이 발신기(W1, W2, W3) 각각의 제1신호를 수신해서 통상적인 GPS 기술로 라이다 장치(100)의 실내 현재 위치를 확인한다.
진행방향 감지부(130)는 라이다 장치(100)의 이동위치를 확인하고 지정된 이동경로를 이탈할 경우 이를 작업자가 인지할 수 있도록 한다. 이를 위해서 본 발명에 따른 갱신시스템은 라이다 장치(100)의 이동구간에 일정 간격 또는 지정된 간격으로 배치되어서 라이다 장치(100)에 제2신호를 발신하는 기준신호 발신기(300)를 더 포함한다. 진행방향 감지부(130)에 대한 설명은 기준신호 발신기(300)의 설명과 더불어서 아래에서 한다.
입출력부(140)는 라이다 장치(100)가 구동중에 생성된 출력값을 출력해서 작업자가 이를 인지할 수 있도록 하고, 아울러서 작업자가 라이다 장치(100)의 동작을 제어하기 위해서 특정한 입력값을 입력할 수 있도록 한다. 이를 위해서 입출력부(140)는 모니터 등과 같은 출력부(161)와, 키보드 등과 같은 키패드 등의 입력부(162)로 구성될 수 있다. 본 발명에 따른 실시 예에서는 출력부(161)와 입력부(162)가 서로 독립된 장치로 했으나, 이외에도 터치스크린 등의 장치를 적용해서 출력부(161)와 입력부(162)가 일체가 되도록 할 수도 있다. 참고로, 본 발명에 따른 입출력부(140)는 라이다 장치(100)에 구성된 각 장비들과 연계해서 이를 제어할 수 있도록 통합관리하는 기능을 갖추고, 이를 위해서 통합제어프로그램 등의 솔루션이 입출력부(140)에 설치될 수 있다.
카메라(150)는 라이다 장치(100)의 전방을 촬영해서 촬영데이터를 생성하고, 상기 촬영데이터는 입출력부(160)를 통해 출력된다. 따라서, 작업자는 도 3에 보인 바와 같이, 입출력부(160)의 화면을 보면서 라이다 장치(100)를 이동시킬 수 있다. 더불어서 카메라(150)의 촬영데이터는 실내지도 생성장치(200)로 전달되어서, 라이다(110)가 스캔한 측정데이터와 매칭해 편집해서 실내지도 생성에 참고할 수 있게 한다.
한편, 카메라(150)의 렌즈파트(151)에는 렌즈를 덮는 스크린(152)이 보강된다. 스크린(152)은 카메라(150)가 전방을 촬영하는데 가림이 없는 투명한 재질의 막(152a)으로 구성되고, 막(152a)의 정 중앙에는 조준점(R)이 표시된다. 이를 통해서 카메라(150)가 촬영하는 촬영이미지의 중앙에는 도 3에서 보인 바와 같은 조준점(R)이 표시된다. 참고로, 조준점(R)이 카메라(150)의 렌즈에 인접하면 초점이 맞춰지지 않아서 조준점(R)의 선명도가 크게 떨어진다. 따라서, 조준점(R)이 표시된 막(152a)과 렌즈 간의 거리를 조정해서, 촬영이미지에 조준점(R)이 선명하게 표시되도록 한다.
계속해서, 작업자는 라이다 장치(100)의 진행방향 전면에 타겟(T)을 배치하고, 도 3에서 보인 바와 같이 입출력부(140)에 출력되는 조준점(R)이 타겟(T)에 맞춰진 상태를 유지하도록 라이다 장치(100)를 이동시킨다. 결국, 정상적인 이동경로에 위치한 라이다 장치(100)에서 조준점(R)이 타겟(T)에 맞춰진 후, 그 상태가 유지되도록 라이다 장치(100)를 이동시키면, 라이다 장치(100)는 상기 이동경로를 이탈하지 않는 것이므로, 스캔 작업이 정확하게 이루어질 수 있다.
참고로, 타겟(T)은 상기 전면에 별도로 표시해 형성시킬 수도 있고, 이미 배치된 대상물을 타겟(T)으로 설정해서 할 수도 있다.
반사대상 색상조정부(160)는 라이다(110)가 스캔한 지점에서 해당 반사체의 반사강도별로 색상을 달리해 출력되도록 적용해서, 작업자가 스캔이미지를 시각적으로 식별해서 수작업으로도 손쉽게 편집할 수 있게 한다. 이러한 식별방식으로 작업자가 천장, 벽체, 바닥 등의 각 스페이스 경계를 육안으로 파악할 수 있고, 더불어서 각 스페이스에 비치된 실내장신구와 가구 등도 육안으로 손쉽게 판별해서 실내지도 제작에 적용할 수 있다.
위치좌표 보정부(170)는 라이다 장치(100)가 이동경로를 벗어난 상태에서 반사체의 제2위치좌표를 연산한 경우, 상기 이동경로로부터 벗어난 만큼 제2위치좌표를 보정한다. 본 발명에서 상기 이동경로는 라이다(110)가 좌우측 벽체로부터의 레이저 반사강도를 동일하게 수신할 수 있도록 좌우측 벽체 간의 중간지점으로 설정되는데, 상기 이동경로를 바닥에 표식을 할 수 없으므로 가이드가 없는 이동경로로부터 작업자가 미는 라이다 장치(100)는 쉽게 이탈할 수 있다. 이때 위치좌표 보정부(170)는 진행방향 감지부(130)에서 확인한 이탈거리를 참고해서 해당하는 위치좌표를 보정한 후 최종 제2위치좌표를 측정데이터로 출력한다.
계속해서, 라이다 장치(100)는 라이다(110), 위치감지부(120), 진행방향 감지부(130), 입출력부(140), 카메라(150), 반사대상 색상조정부(160), 위치좌표 보정부(170)를 수용하며 이동하는 지지체(101)와, 지지체(101)를 지지하면서 이동하는 앞바퀴(102) 및 뒷바퀴(103)와, 작업자가 라이다 장치(100)의 이동방향을 제어하도록 돌출된 손잡이(104)를 더 포함한다.
지지체(101)는 라이다(110), 위치감지부(120), 진행방향 감지부(130), 입출력부(140), 카메라(150), 반사대상 색상조정부(160), 위치좌표 보정부(170)를 수용하는 패널 형태를 이룬다. 그러나, 지지체(101)의 형상은 상기 패널에 한정하는 것은 아니며, 상기 구성들을 지지하기 위한 형태라면 이하의 권리범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다.
앞바퀴(102)와 뒷바퀴(103)는 지지체(101)를 지지하면서 실내 바닥을 따라 이동할 수 있도록 하는 이동수단으로서, 본 발명에 따른 실시 예에서는 앞바퀴(102)는 1개로 하고, 뒷바퀴(103)는 2개로 해서, 지지체(101)가 바닥에 안정적으로 지지되어 이동할 수 있도록 한다. 여기서, 앞바퀴(102)는 작업자가 손쉽게 이동방향을 전환할 수 있도록 지지체(101)와 회전가능하게 고정되는데, 이를 위해서 지지체(101)는 앞바퀴(102)가 회전가능하게 끼워지는 제1고정홈(101a)이 형성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 실시 예에서는 앞바퀴(102)는 1개, 뒷바퀴(103)는 2개로 예시했지만, 앞과 뒤 모두 1개씩 구성되도록 할 수도 있다.
손잡이(104)는 두 개가 지지체(101)의 후단 양측에 각각 돌출형성되어서, 작업자가 양손으로 손잡이(104)를 잡고 라이다 장치(100)의 전방 이동과 방향전환을 손쉽게 할 수 있도록 한다. 앞서 설명한 바와 같이 앞바퀴(102)는 지지체(101)와 회전 가능한 구조를 이루므로, 작업자는 손잡이(104)에 가하는 힘을 조정해서 라이다 장치(100)의 이동방향을 수동으로 손쉽게 전환할 수 있다.
라이다 장치(100)로부터 수신한 반사체의 제2위치좌표를 포함한 측정데이터는 실내지도 생성장치(200)로 전송되어서 3D 타입의 실내지도 제작에 활용된다. 이를 위한 실내지도 생성장치(200)는 라이다 장치(100)로부터 수신한 측정데이터 및 촬영데이터를 저장하는 데이터 저장부(210)와, 데이터 저장부(210)에 저장된 측정데이터를 로딩해서 제2위치좌표와 반사강도를 기준으로 분류된 천장,바닥,벽체 영역에 대한 1차원 데이터를 추출하는 데이터 추출부(220)와, 상기 1차원 데이터를 확인해서 각 영역의 경계 지점을 확정하고 천장 스페이스 데이터, 바닥 스페이스 데이터 및 벽체 스페이스 데이터로 분류하는 데이터 처리부(230)와, 상기 천장 스페이스 데이터, 바닥 스페이스 데이터 또는 벽체 스페이스 데이터 중 어느 하나 이상의 이미지를 결합하고 해당 촬영데이터와 매칭해 편집해서 실내지도 데이터를 생성 및 갱신하는 실내지도 생성부(240)로 구성된다.
라이다 장치(100)의 측정데이터 원본은 전술한 바와 같이, 데이터 저장부(210)에 저장된다. 여기서, 데이터 저장부(210)에 저장되는 측정데이터는 라이다(110)에 의해 취득된 x, y, z 좌표 형식의 제2위치좌표 및 반사강도(intensity)를 포함하며, 상기 제2위치좌표를 취득할 당시 라이다 장치(100)가 위치했던 제1위치좌표를 상기 제2위치좌표와 링크해서 데이터 저장부(210)에 저장한다. 더불어서, 데이터 저장부(210)는 라이다 장치(100)가 전달한 촬영데이터를 더 포함할 수 있다.
실내지도 생성장치(200)의 각 구성은 본 발명에 따른 갱신시스템을 이용해서 실내지도를 제작하는 과정에 대한 설명과 더불어 한다.
기준신호 발신기(300)는 다수 개가 실내에 설치되어서 라이다 장치(100)가 좌우측 벽체 간의 중간지점을 이동할 수 있도록 한다. 이를 위해서 기준신호 발신기(300)는 기준신호를 발신하는 발신부(310)와, 이웃하는 기준신호 발신기(300)와의 위치 정렬을 위해서 레이저광을 발신하는 레이저 발수신부(320)와, 레이저 발수신부(320)가 레이저광을 수신할 경우 작업자가 이를 손쉽게 인식할 수 있도록 광을 출력하는 발광부(330)를 포함한다.
발신부(310)는 진행방향 감지부(130)가 수신해서 위치를 인식하도록 하기 위한 기준신호를 발신한다. 여기서, 기준신호 발신기(300)로부터 발신하는 모든 기준신호는 동일한 크기로 발신되고, 기준신호 발신기(300)의 식별을 위해서 기준신호 발신기(300)별로 고유한 식별코드를 포함한다. 발신부(310)의 기준신호는 진행방향 감지부(130)가 수신해서 처리하는데, 이에 대한 설명은 아래에서 진행방향 감지부(130)의 동작을 설명하면서 함께 한다.
레이저 발수신부(320)는 이웃하는 기준신호 발신기의 레이저광을 수신해서 설치위치를 잡고, 다시 이웃하는 다른 기준신호 발신기로 레이저광을 발신해서 상기 이웃하는 다른 기준신호 발신기가 위치를 잡을 수 있도록 한다.
발광부(330)는 레이저 발수신부(320)가 이웃하는 기준신호 발신기의 레이저광을 수신하면 이를 인식해서 광을 출력한다. 결국, 작업자는 레이저광의 수광위치를 일일이 체크할 필요없이 발광부(330)의 광 방출을 확인하는 것만으로도 손쉽게 레이저광의 수광 여부를 식별할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 라이다 장치의 입출력부에 출력되는 화면이미지를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 갱신시스템에 구성된 위치보정 발신기의 배치모습을 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 기준신호 발신기의 배치모습을 도시한 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 기준신호 발신기 모습을 개략적으로 도시한 단면도인 바, 이를 참조해 설명한다.
도 3에서 보인 바와 같이, 라이다 장치(100)에 구성된 입출력부(160)의 출력부(161)를 통해서 카메라(150)가 촬영하는 촬영이미지가 출력된다. 카메라(150)는 라이다 장치(100)가 이동하는 전방을 촬영하고, 해당 촬영데이터는 입출력부(160)로 전달되며, 입출력부(160)는 이를 영상으로 처리해서 출력부(161)에 출력시킨다. 작업자는 육안으로 전방을 응시하면서 라이다 장치(100)를 밀어 이동시키고, 더불어서 출력부(161)에 출력되는 촬영이미지를 보면서 라이다 장치(100)의 운전에 참고한다.
기준신호 발신기(300)는 바람직하게 실내 각 코너의 모서리 부분에 설치되어서, 라이다 장치(100)의 방향 전환에도 기준신호 수신이 방해 없이 안정적으로 이루어질 수 있도록 한다. 한편, 기준신호 발신기(300)는 실내 바닥에 설치될 수도 있고 천장에 설치될 수도 있는데, 각종 물품들이 이미 비치된 경우에는 기준신호 확산의 방해를 최소화하기 위해서 도시한 바와 같이 천장에 설치한다. 참고로, 기준신호 발신기(300)는 실내지도를 제작하기 위해서 실내를 스캔할 때 임시로 설치하므로, 천장에 설치할 때에는 스티커 등의 탈착 가능한 접착수단을 활용한다.
계속해서, 기준신호 발신기(300)는 좌우측 벽체(기둥 포함)에서 서로 마주하게 배치되어서, 라이다 장치(100)가 실내 구간을 따라 이동할 때 한 쌍의 발신기(300) 사이를 정확하게 통과할 수 있게 한다. 본 발명에 따른 실시 예에서는 우측에 2개의 기둥(S)을 통과하는 라이다 장치(100)가 기준신호 발신기(300)로부터 기준신호를 일정하게 수신할 수 있도록, 한 쌍을 이루는 기준신호 발신기(300) 중 하나는 기둥(S)의 각 모서리에 배치되고, 다른 하나는 기둥(S)과 마주하는 우측 벽체에서 서로 마주하는 위치에 배치된다. 본 발명에 따른 실시 예에서는 라이다 장치(100)가 기둥(S)을 끼고 선회할 수도 있으므로, 이를 대비해서 기둥(S) 모서리에 기준신호 발신기(300)를 배치했지만, 라이다 장치(100)가 이동할 때 서로 쌍을 이루는 기준신호 발신기(300) 사이를 정확히 통과할 수 있도록 한다면 기준신호 발신기(300)의 배치위치가 특정 지점에 한정해야 하는 것은 아니다.
한편, 기준신호 발신기(300)는 기준신호와 함께 기준신호 발신기(300)의 식별을 위한 식별코드를 발신하고, 진행방향 감지부(130)는 상기 기준신호와 함께 식별코드를 수신해서 좌측으로부터의 기준신호인지, 우측으로부터의 기준신호인지를 식별한다.
도 5를 참고해서 기준신호 발신기(300)의 설치 방법을 설명한다.
전술한 바와 같이, 한 쌍의 기준신호 발신기(300)는 좌우 측벽에 각각 마주하게 배치되어야 한다. 그런데, 한 쌍의 기준신호 발신기(300) 간 거리와 이웃하는 다른 쌍 간의 거리가 차이가 있다면, 라이다 장치(100)의 이동경로가 서로 연속된 선을 이루지 못하고, 한 쌍의 기준신호 발신기(300)를 통과할 때마다 변경될 수 있다. 따라서, 라이다 장치(100)가 이동할 구간의 좌우측 벽체 중 한 곳에 우선적으로 다수의 기준신호 발신기(300)를 일렬이 되도록 설치하고, 남은 측벽에는 앞서 설치한 기준신호 발신기(300) 각각과 쌍을 이루는 기준신호 발신기(300)를 순차로 설치한다. 결국, 서로 쌍을 이루는 기준신호 발신기(300) 끼리도 일정하게 마주하고, 아울러 이웃하는 다른 쌍의 기준신호 발신기(300)와도 일정하게 정렬할 수 있다.
이러한 방법을 기준신호 발신기(300)를 설치하기 위해서 본 발명에 따른 기준신호 발신기(300)는 레이저 발수신부(320)를 포함한다. 레이저 발수신부(320)는 레이저광을 출력하는 광발신부(322)와, 출력된 레이저광을 수신하는 광수신부(321)로 구성된다.
우선, 좌우측 벽체 중 한 곳에 기준신호 발신기(300)를 설치한다. 이때, 라이다 장치(100)가 이동하는 실내 구간의 전후면 코너 양측에 제1 기준신호 발신기(300a)와 제3 기준신호 발신기(300c)를 설치한다. 여기서, 작업자는 제1 또는 제3 기준신호 발신기(300a, 300c) 중 하나의 광발신부(322)를 다른 하나의 광수신부(321)로 조준한다. 본 발명에 따른 실시 예에서는 제3 기준신호 발신기(300c)의 광발신부(322)가 레이저광을 출력하고, 제1 기준신호 발신기(300a)의 광수신부(321)는 상기 레이저광을 수신한다. 작업자는 전면 코너에 위치한 제3 기준신호 발신기(300c)의 광발신부(322)가 후면 코너를 향해서 레이저광을 출력하도록 조준한다. 한편, 작업자는 후면 코너에 설치될 제1 기준신호 발신기(300a)가 상기 레이저광을 수신할 때까지 제1 기준신호 발신기(300a)를 이동시키고, 발광부(330)가 발광하면 해당 위치에 제1 기준신호 발신기(300a)를 설치한다.
계속해서, 제1,3 기준신호 발신기(300a, 300c) 사이에 제2 기준신호 발신기(300b)를 설치한다. 이를 위해서 제2 기준신호 발신기(300b)가 제3 기준신호 발신기(300c)의 레이저광을 수신하면서 제1 기준신호 발신기(300a)가 제2 기준신호 발신기(300b)의 레이저광을 수신하는 위치를 찾고, 이렇게 찾은 위치에 제2 기준신호 발신기(300b)를 설치한다. 계속해서, 제1,2,3 기준신호 발신기(300a, 300b, 300c)가 모두 설치되고, 제1,2 기준신호 발신기(300a, 300b) 사이에 새로운 기준신호 발신기를 설치해야 하는 경우에는, 새로운 기준신호 발신기(미도시함)는 제2 기준신호 발신기(300b)의 레이저광을 수신하면서 제1 기준신호 발신기(300a)가 새로운 기준신호 발신기의 레이저광을 수신하는 위치를 찾아서, 상기 새로운 기준신호 발신기를 설치한다.
전술한 바와 같이, 일측 벽체에 기준신호 발신기(300'; 도 4 참고)를 모두 설치하면, 설치된 기준신호 발신기(300')와 쌍을 이루는 기준신호 발신기(300")를 타측 벽체에 설치한다. 이때, 타측 벽체에 설치되는 기준신호 발신기(300")는 자신의 레이저광이 쌍을 이루는 기준신호 발신기(300')와 더불어서, 타측 벽체에서 이웃하는 기준신호 발신기도 수신할 수 있는 위치에 설치된다.
이상의 방법으로 기준신호 발신기(300)는 도 4에서 보인 바와 같이 정확한 격자형태로 배치되고, 이를 통해서 라이다 장치(100)는 기준신호 발신기(300)가 발신하는 기준신호 사이를 이동하면서 기준신호 발신기(300, 300', 300")이 발신하는 기준신호를 수신한다.
한편, 본 발명에 따른 기준신호 발신기(300)는 발신부(310)와 발광부(330)를 수용하면서 천장에 임시 설치되는 하우징(340)과, 하우징(340)의 하단에 회동가능하게 설치되는 현수대(350)를 더 포함한다.
하우징(340)은 발신부(310)와 발광부(330)를 수용하기 위한 함체 형상이며, 천장 등과 접착하기 위한 접착제가 상면 또는 측면에 도포될 수 있다.
현수대(350)는 하우징(340)의 하단에 회동가능하게 고정되어서, 하우징(340)의 배치 자세에 상관없이 항상 연직 방향으로 그 자세를 유지할 수 있도록 한다. 이를 위해서 현수대(350)는 돔 형태로 되어서 피봇 구조가 되도록 하우징(340)에 내설되는 연결돔(351)과, 연결돔(351)의 하방으로 인출되어서 레이저 발수신부(320)를 수용하는 막대(352)를 포함한다.
이상 설명한 기준신호 발신기(300)를 기초로 해서 라이다 장치(100)에 구성된 진행방향 감지부(130)의 동작모습을 상세히 설명한다.
진행방향 감지부(130)는 라이다 장치(100)가 실내 구간 내 이동경로를 따라 이탈 없이 이동할 수 있도록, 라이다 장치(100)의 이동행태를 체크해서 작업자에게 제공한다. 여기서, 진행방향 감지부(130)는 체크한 이동행태를 도 3에 도시한 방향표시(G)로 제공한다.
이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 라이다 장치(100)는 실내 구간에서 좌우측 벽체 간의 중간지점을 이동하는 것이 라이다(110)의 스캔 정밀도를 높이는 것이므로, 작업자는 상기 중간지점의 이동경로를 따라 라이다 장치(100)를 이동시키는 것이 바람직하다. 그런데, 상기 실내 구간의 바닥에는 이동경로의 표식을 할 수가 없으므로, 작업자에게 이동경로를 인식시키기 위한 별도의 장치가 요구된다.
진행방향 감지부(130)는 좌우측 벽체에 각각 설치된 쌍을 이루는 기준신호 발신기(300)의 기준신호를 각각 수신해서 식별코드를 기반으로 기준신호의 발신지를 확인하고, 해당 기준신호의 파장 및 주파수 등에 대한 세기를 분석해서 라이다 장치(100)가 좌우측 벽체 중 어느 벽체와 상대적으로 근접했는지를 파악한다. 그런데, 라이다 장치(100)가 좌측 벽체에 근접한 경우, 작업자는 라이다 장치(100)의 이동방향을 우측으로 전환해야 하므로, 진행방향 감지부(130)는 입출력부(140)를 통해서 우측방향으로 향하는 방향표시(G)를 출력시킨다. 물론, 작업자는 방향표시(G)의 안내방향을 참고해서 라이다 장치(100)의 이동방향을 우측으로 전환하고, 이를 통해서 이동경로로부터 좌측으로 벗어난 라이다 장치(100)를 이동경로 선상으로 조정할 수 있다.
한편, 위치좌표 보정부(170)는 좌측 기준신호 발신기(300. 300';도 4 참고)로부터 발신된 기준신호와, 우측 기준신호 발신기(300")로부터 발신된 기준신호의 세기 차를 연산해서 라이다 장치(100)가 정상적인 이동경로로부터 이탈한 정도를 확인한다. 또한, 위치좌표 보정부(170)는 확인된 이탈 정도를 참고해서 라이다(110)가 측정한 제2위치좌표의 오차를 보정한다.
예를 들어 좀 더 구체적으로 설명하면, 좌우측 벽체 간의 중간지점에서 위치좌표 보정부(170)가 확인한 기준신호 발신기(300', 300")들의 기준신호 표준 세기가 100dB인 환경에서, 위치좌표 보정부(170)가 좌측 기준신호 발신기(300')의 100dB 신호에 5dB이 추가된 세기인 105dB(5% 추가)로 수신하고, 우측 기준신호 발신기(300")의 100dB 신호에 5dB이 감소한 세기인 95dB(5% 감소)로 수신한다. 이 경우, 라이다(110)는 좌측 벽체가 실제보다 더 인접한 것으로 해서 -5%의 오차가 있는 좌측 벽체의 제2위치좌표를 연산하고, 우측 벽체가 실제보다 더 먼 것으로 해서 +5%의 오차가 있는 우측 벽체의 제2위치좌표를 연산한다. 따라서 위치좌표 보정부(170)는 라이다(110)가 연산한 좌우측 벽체에 대한 제2위치좌표를 각각 5%씩 보정해서 최종 제2위치좌표를 측정데이터로 생성한다.
결국, 라이다(110)의 측정데이터는 위치좌표 보정부(170)에 의해서 보정되고, 이렇게 보정된 측정데이터를 이용해서 실내지도 생성장치(200)가 제작한 3D 실내지도는 높은 정확도를 갖추게 된다.
이상 설명한 본 발명에 따른 갱신시스템의 구성을 기반으로, 실내 스캔을 통한 3D 실내지도 제작 과정을 설명한다.
도 7은 본 발명에 따른 실내 지도 데이터를 생성하기 위한 실내 지도 생성 방법을 순서대로 나타낸 플로차트이고, 도 8은 본 발명에 따른 갱신시스템을 통해서 수집된 스페이스 데이터를 예를 들어 이미지화한 도면이고, 도 9는 도 8의 스페이스 데이터를 조합한 이미지를 예를 들어 보인 도면인 바, 이를 참조해 설명한다.
S205; 건물 내부 스캔단계
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 갱신시스템의 라이다 장치(100)를 활용해서, 실내지도 대상인 실내 구간을 스캔하고, 이를 통해서 측정데이터를 확보한다.
라이다 장치(100)를 활용해서 실내 구간을 스캔하는 과정은 앞서 설명한 바 있으므로, 이에 대한 설명은 생략한다.
S210; 스캔된 원본 데이터 저장단계
라이다 장치(100)가 생성한 상기 측정데이터인 원본 데이터를 실내지도 생성장치(200)로 전송하고, 실내지도 생성장치(200)의 데이터 저장부(210)는 상기 원본 데이터를 저장한다.
라이다 장치(100)와 실내지도 생성장치(200) 간의 통신은 유선 또는 무선으로 이루어질 수도 있고, 라이다 장치(100)의 별도 저장매체를 통해서 실내지도 생성장치(200)에 전달될 수도 있다.
S215; 1차 데이터 추출단계
데이터 추출부(220)는 데이터 저장부(210)에 저장된 원본 데이터를 로딩하고, 로딩된 원본 데이터에서 1차원 데이터를 추출한다.
여기서, 상기 1차원 데이터는 제2위치좌표의 점들과 반사강도 관련 데이터를 포함하는 원본 데이터에서 반사체의 길이, 넓이, 높이, 반사강도, 명칭 등의 정보들을 추출한 값이다. 즉, 다수의 점과 반사강도 등으로 구비된 원본 데이터에서 점과 점을 연결한 선과 이에 대응하는 반사강도 등을 이용해서, 천장, 벽체, 바닥 등으로 구분되는 1차원 데이터를 생성하는 것이다.
참고로, 라이다(110)는 라이다 장치(100)의 위치인 제1위치좌표를 기준으로 해서 반사체의 각 지점별 좌표인 제2위치좌표를 확인하고, 이를 통해서 상기 반사체 전체에 대한 범위(길이, 넓이, 높이 등)를 추적할 수 있다. 더불어서 상기 제2위치좌표는 상기 제1위치좌표와 링크해서, 현재 원본 데이터의 측정 위치가 실내 어느 구간인지를 확인할 수 있게 한다.
S220; 천장 영역 여부 확인단계
데이터 처리부(230)는 상기 1차원 데이터가 천장을 대상으로 하는지를 확인한다. 천장 여부에 대한 확인은 작업자가 직접 출력되는 이미지를 확인해서 수작업으로 할 수도 있고, 프로그램의 프로세스에 따라 자동으로 이루어질 수도 있다.
이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 도 8 및 도 9에서 확인할 수 있는 바와 같이, 상기 1차원 데이터는 천장 스페이스 데이터(S1)와, 바닥 스페이스 데이터(S2)와, 좌측벽체 스페이스 데이터(S3)와, 우측벽체 스페이스 데이터(S4)와, 전면 스페이스 데이터(S5, S5')로 구분되고, 이들의 구분은 상대적인 위치좌표에 따라 결정될 수 있다. 여기서, 각각의 스페이스 데이터(S1, S2, S3, S4, S5, S5')는 서로 간에 경계가 있고, 이러한 경계는 측정데이터에 포함된 제2위치좌표와 반사강도 등에 의해서 추적된다. 따라서, 상기 경계를 기준으로 상부, 하부, 좌측부, 우측부, 전면부로 구성되어서, 스페이스 데이터(S1, S2, S3, S4, S5, S5')는 천장, 바닥, 좌,우측 벽체와, 전면 등으로 구분될 수 있고, 이를 기초로 1차원 데이터가 천장인지 여부를 수작업 또는 자동으로 구분할 수 있다.
참고로, 스페이스 데이터(S1, S2, S3, S4, S5, S5')는 본 발명에 따른 실시 예에서 보인 바와 같이, 전면 스페이스 데이터(S5, S5')가 둘로 구분될 수 있다. 이는 하나의 전면 스페이스 데이터(S5)는 벽면이고, 다른 하나의 전면 스페이스 데이터(S5')는 기둥면일 수 있기 때문이다.
S225; 천장 스페이스 생성단계
데이터 처리부(230)는 상기 1차원 데이터가 천장에 대한 것으로 확인되면, 도 8에서 보인 바와 같이 상기 1차원 데이터를 천장 스페이스 데이터(S1)로 편집해서 이미지화한다. 천장 스페이스 데이터(S1)의 이미지화는 도 8에서 보인 이미지로 완성된다. 여기서, 상기 1차원 데이터의 편집은 이미지의 경계 라인을 분명히 하는 것으로서, 측정데이터에 포함된 반사강도 및 제2위치좌표와, 촬영데이터의 이미지 매칭 및 편집을 통해 이루어진다. 라이다(110)의 측정데이터를 이용해서 이미지화하는 기술은 이미 공지 기술이므로, 상기 측정데이터를 이미지로 편집 및 변환처리하는 기술의 설명은 생략한다.
참고로, 천장은 천장의 재질, 천장에 구비된 조명 장치 또는 천장에 설치된 시설물 등의 세부 구성요소를 포함하므로, 이러한 세부 구성요소는 천장 스페이스 데이터(S1)에 포함할 수 있다.
S230; 바닥 영역 여부 확인단계
데이터 처리부(230)는 상기 1차원 데이터가 천장을 대상으로 하는 것이 아닌 경우, 바닥을 대상으로 하는지 여부를 확인한다. 앞서 언급한 바와 같이, 스페이스 데이터의 구분 방식은 전체 이미지에서 상부, 하부, 좌측부, 우측부, 전면부를 확인해서 이루어진다.
S235; 바닥 스페이스 생성단계
데이터 처리부(230)는 상기 1차원 데이터가 바닥에 대한 것으로 확인되면, 도 8에서 보인 바와 같이 상기 1차원 데이터를 바닥 스페이스 데이터(S5)로 편집해서 이미지화한다. 바닥 스페이스 데이터(S5)의 이미지화는 도 8에서 보인 이미지로 완성된다. 여기서, 상기 1차원 데이터의 편집은 이미지의 경계 라인을 분명히 하는 것으로서, 측정데이터에 포함된 반사강도 및 제2위치좌표와, 촬영데이터의 이미지 매칭 및 편집을 통해 이루어진다. 라이다(110)의 측정데이터를 이용해서 이미지화하는 기술은 이미 공지 기술이므로, 상기 측정데이터를 이미지로 편집 및 변환처리하는 기술의 설명은 생략한다.
참고로, 바닥은 바닥의 재질, 바닥에 형성된 계단 또는 바닥에 설치된 시설물 등의 세부 구성요소를 포함하므로, 이러한 세부 구성요소는 바닥 스페이스 데이터(S2)에 포함할 수 있다.
S240; 벽체 영역 여부 확인단계
데이터 처리부(230)는 상기 1차원 데이터가 바닥을 대상으로 하는 것이 아닌 경우, 벽체를 대상으로 하는지 여부를 확인한다.
S245; 벽체 스페이스 생성단계
데이터 처리부(230)는 상기 1차원 데이터가 벽체에 대한 것으로 확인되면, 도 8에서 보인 바와 같이 상기 1차원 데이터를 좌측벽체 스페이스 데이터(S3), 우측벽체 스페이스 데이터(S4), 전면 스페이스 데이터(S5, S5')로 편집해서 이미지화한다. 좌측벽체 스페이스 데이터(S3), 우측벽체 스페이스 데이터(S4), 전면 스페이스 데이터(S5, S5')의 이미지화는 도 8에서 보인 이미지로 완성된다. 여기서, 상기 1차원 데이터의 편집은 이미지의 경계 라인을 분명히 하는 것으로서, 측정데이터에 포함된 반사강도 및 제2위치좌표와, 촬영데이터의 이미지 매칭 및 편집을 통해 이루어진다. 라이다(110)의 측정데이터를 이용해서 이미지화하는 기술은 이미 공지 기술이므로, 상기 측정데이터를 이미지로 편집 및 변환처리하는 기술의 설명은 생략한다.
참고로, 벽체는 문, 창문, 거울, 액자, 기둥 또는 벽체에 설치된 시설물 등의 세부 구성요소를 포함하므로, 이러한 세부 구성요소는 좌측벽체 스페이스 데이터(S3), 우측벽체 스페이스 데이터(S4), 전면 스페이스 데이터(S5, S5')에 포함할 수 있다.
스페이스 데이터에 포함되는 벽체, 천장 및 바닥 등의 구성요소와 각각의 구성요소에 포함되는 세부 구성요소들은 반사강도 값에 의해 추출되는 것이 바람직하나, 라이다 장치(100)에 의해 측량된 좌표값을 이용하여 추출할 수도 있다.
S250; 생성된 스페이스 데이터 결합단계
전술한 과정을 통해서 스페이스 데이터(S1, S2, S3, S4, S5, S5') 이미지가 생성되면, 데이터 처리부(230)는 해당 이미지들을 도 9에서 보인 바와 같이 결합한다.
스페이스 데이터(S1, S2, S3, S4, S5, S5') 이미지의 결합은 서로 동일한 경계를 중심으로 이루어지는데, 상기 이미지 결합은 스페이스 데이터(S1, S2, S3, S4, S5, S5') 이미지의 제2위치좌표와, 상기 제2위치좌표와 링크된 제1위치좌표가 동일한 것을 확인해서 이루어진다.
한편, 데이터 처리부(230)는 앞서 결합한 이미지와, 해당 제1위치좌표에서의 촬영데이터의 촬영이미지를 서로 매칭해 편집해서, 상기 결합한 이미지 내 각 경계들의 위치 오차를 수정한다.
S255; 최종데이터 확인단계
데이터 처리부(230)는 결합이미지를 확인해서 잘못된 결합이 있거나 이미지가 오버랩된 부분이 확인되면 이를 이미지 편집을 통해 수정하고 최종데이터로 완성한다.
S260; 실내지도 생성단계
실내지도 생성부(240)는 앞서 처리해서 완성된 결합이미지의 최종데이터를 단위로 해서 실내지도 데이터를 생성하고, 생성된 실내지도 데이터를 데이터 저장부(210)에 저장한다. 즉, 실내지도 생성부(240)는 데이터 처리부(230)에서 생성한 천장 스페이스 데이터, 바닥 스페이스 데이터 또는 벽체 스페이스(전면, 좌측벽체, 우측벽체) 중 어느 하나 이상의 스페이스 데이터를 이용하여 실내지도 데이터를 생성하고, 이렇게 생성된 실내지도 데이터를 데이터 저장부(210)에 저장하는 것이다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조해 설명했지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100; 라이다 장치 101; 지지체 102; 앞바퀴
103; 뒷바퀴 104; 손잡이 110; 라이다
120; 위치감지부 130; 진행방향 감지부
140; 입출력부 150; 카메라
160; 반사대상 색상조정부 170; 위치좌표 보정부
200; 실내지도 생성장치 210; 데이터 저장부
220; 데이터 추출부 230; 데이터 처리부
240; 실내지도 생성부 300; 기준신호 발신기
310; 발신부 320; 레이저 발수신부
330; 발광부 340; 하우징 350; 현수대
351; 연결돔 352; 막대
W1, W2, W3; 와이파이 발신기 G; 방향표시

Claims (1)

  1. 지지체(101); 지지체(101)에 회전가능하게 연결되는 앞바퀴(102); 지지체(101)에 고정되는 뒷바퀴(103); 지지체(101)에 돌출된 한 쌍의 손잡이(104); 실내 구조를 스캔해서 지점별 제2위치좌표를 추적하고, 지지체(101)에 수용되는 라이다(110); 실내에 설치된 3대 이상의 와이파이 발신기(W1, W2, W3)로부터 제1신호를 각각 수신해서 세기를 파악한 후 와이파이 발신기(W1, W2, W3)의 위치점인 제3위치좌표를 기준으로 라이다 장치(100)의 현재 위치인 제1위치좌표를 추적하고, 상기 제2위치좌표와 제1위치좌표를 링크해 저장하며, 지지체(101)에 수용되는 위치감지부(120); 라이다 장치(100)가 사이를 통과하도록 서로 마주하게 이격 배치된 한 쌍의 기준신호 발신기(300)로부터 각각의 식별코드와 제2신호를 수신하고, 상기 제2신호가 상대적으로 강하게 수신된 방향의 반대방향으로 방향표시(G)를 출력시키며, 지지체(101)에 수용되는 진행방향 감지부(130); 진행방향 감지부(130)의 방향표시(G)를 출력하고, 지지체(101)에 수용되는 입출력부(140); 라이다 장치(100)의 전방을 촬영한 촬영데이터의 촬영이미지를 입출력부(140)에 출력시키고, 렌즈파트(151)를 덮는 투명재질이며 정 중앙에 조준점(R)이 표시된 막(152a)을 갖춘 스크린(152)을 구비한 카메라(150); 라이다(110)가 실내 구조 스캔과정에서 수신한 반사체의 반사강도에 따라 다른 색상의 이미지로 출력되도록 처리하고, 지지체(101)에 수용되는 반사대상 색상조정부(160); 진행방향 감지부(130)가 확인한 상기 제2신호의 세기와 표준 세기를 비교해서 해당 오차율만큼 상기 제2위치좌표를 수정한 후 라이다 장치(100)의 측정데이터로 생성하고, 지지체(101)에 수용되는 위치좌표 보정부(170);를 구비한 라이다 장치(100),
    천장에 탈부착하게 설치되는 하우징(340); 하우징(340)과 피봇 구조로 연결되는 연결돔(351)과, 연결돔(351)으로부터 하방으로 인출 형성된 막대(352)로 구성된 현수대(350); 일정한 세기의 제2신호와 식별코드를 발신하고, 하우징(340)에 내설되는 발신부(310); 이웃하는 기준신호 발신기에 레이저광을 조사하는 광발신부(322)와, 이웃하는 다른 기준신호 발신기의 레이저광을 수광하는 광수신부(321)로 구성되고, 현수대(350)에 내설되는 레이저 발수신부(320); 광수신부(321)의 레이저광 수광을 확인해서 발광하는 발광부(330);를 구비하고, 서로 이격하게 마주하는 2개가 한 쌍을 이루는 기준신호 발신기(300), 및
    상기 측정데이터 및 촬영데이터를 라이다 장치(100)로부터 수신해 저장하는 데이터 저장부(210); 데이터 저장부(210)에 저장된 측정데이터를 로딩해서 제2위치좌표와 반사강도를 기준으로 분류된 천장,바닥,벽체 영역에 대한 1차원 데이터를 추출하는 데이터 추출부(220); 상기 1차원 데이터를 확인해서 상기 각 영역의 경계 지점을 확정하고 천장 스페이스 데이터, 바닥 스페이스 데이터 및 벽체 스페이스 데이터로 분류하는 데이터 처리부(230); 상기 천장 스페이스 데이터, 바닥 스페이스 데이터 또는 벽체 스페이스 데이터 중 어느 하나 이상의 이미지를 결합하고 해당 촬영데이터와 매칭해 편집해서 실내지도 데이터를 생성 및 갱신하는 실내지도 생성부(240)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동식 라이다를 활용한 실내지도의 실시간 갱신시스템.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101496308B1 (ko) * 2014-12-05 2015-03-03 (주)그린공간정보 표고식별이 가능한 실사형 3차원 영상이미지 편집 처리시스템
KR20160053201A (ko) * 2014-10-31 2016-05-13 현대엠엔소프트 주식회사 고정밀 지도의 항법 링크 매칭 방법
KR20190045104A (ko) * 2019-04-01 2019-05-02 서울대학교산학협력단 위치 판단 시스템, 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 기록매체
WO2023079374A1 (en) * 2021-11-04 2023-05-11 Robocore Technology Limited System and method for automatic map exploration
CN116449391A (zh) * 2023-04-17 2023-07-18 深圳直角设计工程有限公司 一种基于3d点云的室内全景成像方法与系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000509150A (ja) 1996-04-24 2000-07-18 サイラ・テクノロジーズ・インク 三次元目的物をイメージ化しかつモデル化するための統合装置
JP2006507483A (ja) 2002-09-20 2006-03-02 エム７ ビジュアル インテリジェンス，エルピー 移動体によるデータの収集及び処理システム
KR101011814B1 (ko) 2010-12-02 2011-02-07 주식회사 어스비젼텍 라이다를 이용한 표고모델 생성장치 및 표고모델 생성방법
KR101099484B1 (ko) 2011-07-29 2011-12-27 (주)원지리정보 3차원지형측량제어모듈을 통한 3차원 지도 모델링 데이터 생성장치 및 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000509150A (ja) 1996-04-24 2000-07-18 サイラ・テクノロジーズ・インク 三次元目的物をイメージ化しかつモデル化するための統合装置
JP2006507483A (ja) 2002-09-20 2006-03-02 エム７ ビジュアル インテリジェンス，エルピー 移動体によるデータの収集及び処理システム
KR101011814B1 (ko) 2010-12-02 2011-02-07 주식회사 어스비젼텍 라이다를 이용한 표고모델 생성장치 및 표고모델 생성방법
KR101099484B1 (ko) 2011-07-29 2011-12-27 (주)원지리정보 3차원지형측량제어모듈을 통한 3차원 지도 모델링 데이터 생성장치 및 방법

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160053201A (ko) * 2014-10-31 2016-05-13 현대엠엔소프트 주식회사 고정밀 지도의 항법 링크 매칭 방법
KR102231563B1 (ko) 2014-10-31 2021-03-25 현대엠엔소프트 주식회사 고정밀 지도의 항법 링크 매칭 방법
KR101496308B1 (ko) * 2014-12-05 2015-03-03 (주)그린공간정보 표고식별이 가능한 실사형 3차원 영상이미지 편집 처리시스템
KR20190045104A (ko) * 2019-04-01 2019-05-02 서울대학교산학협력단 위치 판단 시스템, 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 기록매체
KR102241997B1 (ko) * 2019-04-01 2021-04-19 (주)랜도르아키텍쳐 위치 판단 시스템, 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 기록매체
WO2023079374A1 (en) * 2021-11-04 2023-05-11 Robocore Technology Limited System and method for automatic map exploration
CN116449391A (zh) * 2023-04-17 2023-07-18 深圳直角设计工程有限公司 一种基于3d点云的室内全景成像方法与系统

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