KR101450133B1 - 증강현실기반 지하매설물의 단면정보 제공 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 증강현실기반 지하매설물의 단면정보 제공 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 지하매설물 정보를 저장하는 데이터베이스를 포함하고, 요청된 위치기반 지하매설물 정보를 데이터베이스로부터 탐색하여 지하매설물의 단면정보를 전송하는 관리서버와, 관리서버로부터 지하매설물의 단면정보를 전달받아 증강현실로 디스플레이하는 증강현실 모듈을 구성하고, 위치기반 지하매설물 정보 요청에 대응하여 위치에 대응한 마커를 검색하여 증강현실 모듈로 전송하고, 특정 마커의 정보 요청에 대응하여 특정 마커의 단면정보를 증강현실 모듈로 전송함으로써, 지하매설물에 대한 정확한 위치 정보를 산출하고, 산출된 데이터를 기반으로 지하매설물을 관리하는 관리자에게 지하매설물의 단면정보를 제공할 수 있으므로 현장에서의 현실성을 증대시킬 수 있다.

Description

증강현실기반 지하매설물의 단면정보 제공 시스템 및 방법{System and Method for Providing Underground Utilities Cross Section Information based on Augmented Reality}

본 발명은 지하매설물의 증강현실 실현기법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 비가시성 지하매설물을 GIS 데이터와 융합하여 증강현실화함으로써 현실감 있는 지하매설물의 정보 환경을 제공하는 증강현실기반 지하매설물의 단면정보 제공 시스템 및 방법에 관한 것이다.

스마트 기기의 활성화로 인하여 사회기반 시설에 대한 스마트 기기의 활용 영역이 넓어짐에 따라, 지하매설물에 대한 IT 접목 기술들에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 지하매설물은 눈에 보이지 않는다는 비가시적인 특징을 지니기 있기 때문에 지하매설물에 대한 효율적인 관리를 위해서 증강현실(Augmented Reality)을 융합한 관리 시스템의 연구가 요구되고 있다.

증강현실 기술은 현실세계에 가상 물체를 겹쳐 디스플레이하는 기술로서, 사용자에게 보다 향상된 현실감을 제공한다. 특히, 모바일 증강현실은 모바일 기기를 기반으로 현재 보고 있는 사물과 환경에 대한 정보를 모바일 기기의 화면상에서 융합하여 서비스하는 기술이다. 모바일 증강현실은 스마트 기기의 대중화에 따라 디스플레이 영역과 입/출력 장치로 인한 상황 인지, 하드웨어 제어 등에 초점을 두고 다양한 센서(기울기, 방위각)등에 대한 정보를 결합함으로써 이를 이용한 증강현실에 대한 연구가 대중화되고 있다. 이를 기반으로 GIS(Geographic Information System) 정보와 융합하여 지리 정보의 데이터를 관리하고, 데이터의 수집과 분석을 통해 새롭게 가공함으로써 모바일 증강현실 기술을 통한 다양한 앱의 개발이 이루어지고 있다.

한편, 지하매설물에 대한 효율적 관리를 위해서는 데이터베이스의 설계가 중요하다. 현재 지하매설물에 대한 데이터베이스 설계는 초기단계에 있다. 데이터베이스의 설계의 핵심은 데이터의 중복을 최소화하는 것이며, 이와 같은 데이터를 개발하여 서버에서 저장 및 운영하는 것이다. 또한 이러한 데이터는 어느 하나의 응용프로그램이나 응용시스템을 위한 것이 아니라, 그 조직의 여러 사용자와 여러 응용시스템들이 서로 다른 목적으로 데이터를 공동으로 이용하도록 하는 것이다. 따라서 데이터베이스는 일반적으로 그 양이 대형화되고 복잡하게 되는 것이 일반적이다. 이와 같이 데이터베이스는 외적으로는 단순한 것 같으나 내적으로는 다원적인 성격을 가지고 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-0997084호(공고일 2010.11.29.)

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 지하매설물의 정확한 위치와 정보를 가시화된 형태로 산출하기 위하여 지하매설물에 대한 데이터베이스를 구축하고, 데이터를 분석함으로써 사용자가 요구하는 위치의 지하매설물에 대한 단면도를 생성하고, 또한 증강현실기반으로 실제 지하매설물의 위치를 산출하여 현실감 있는 영상 및 데이터로 표현함으로써 지하매설물에 대한 정확한 위치 파악과 정보 관리 측면의 효율성을 제공할 수 있도록 하는 증강현실기반 지하매설물의 단면정보 제공 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.

이와 같이, 본 발명은 지하매설물이라는 특징적인 환경으로 인하여 증강현실 기법을 응용하기에 적합한 형태로서, 비가시성 지하매설물을 GIS 데이터와 융합하여 증강현실화함으로써 현실감 있는 지하매설물의 정보 환경을 제공할 수 있으며, 특히 지하에 매설되어 있는 여러 시설물에 대한 정확한 위치 정보를 데이터베이스화하여 관리할 수 있는 기술을 제안하고 데이터를 분석하여 단면을 생성할 수 있도록 하는 증강현실기반 지하매설물의 단면정보 제공 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 증강현실기반 지하매설물의 단면정보 제공 시스템, 지하매설물 정보를 저장하는 데이터베이스를 포함하고, 요청된 위치기반 지하매설물 정보를 상기 데이터베이스로부터 탐색하여 지하매설물의 단면정보를 생성하는 관리서버; 및 상기 관리서버로부터 상기 지하매설물의 단면정보를 전달받아 증강현실로 디스플레이하는 증강현실 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 지하매설물은 관(Pipe) 단위로 마커를 생성하는 것이 바람직하다.

상기 데이터베이스는, 상기 관의 단면정보를 생성하기 위해, 머커번호 정보, 관종류 정보, 관길이 정보, 관경 정보, 위도 정보, 경도 정보, 매설깊이 정보, 도로기준 중앙, 상, 하, 좌, 우 위치 정보를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 관경은 관경 크기를 레벨로 구분하는 관경크기레벨 정보를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 데이터베이스는, 연결마커 정보, 상세설명 정보를 더 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 증강현실기반 지하매설물의 단면정보 제공 방법은, (a) 위치기반 지하매설물 정보 요청에 대응하여 상기 위치에 대응한 마커를 검색하여 증강현실 모듈로 전송하는 단계; 및 (b) 특정 마커의 정보 요청에 대응하여 상기 특정 마커의 단면정보를 상기 증강현실 모듈로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 단계 (b)는, 상기 특정 마커에 이웃하는 지하매설물의 단면정보와 함께 상기 증강현실 모듈로 전송하는 것이 바람직하다.

상기 지하매설물은 관(Pipe) 단위로 마커를 생성하여 데이터베이스화시키는 것이 바람직하다.

상기 데이터베이스화되는 정보에는, 상기 관의 단면정보를 생성하기 위해, 마커번호 정보, 관종류 정보, 관길이 정보, 관경 정보, 위도 정보, 경도 정보, 매설깊이 정보, 도로기준 중앙, 상, 하, 좌, 우 위치 정보를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 관경 정보는 관경 크기를 레벨로 구분하는 관경크기레벨 정보를 포함하며, 상기 증강현실 모듈에 구분된 레벨로 디스플레이되는 것이 바람직하다.

상기 단면정보에 대한 연속적인 출력을 통해 관망을 확인하는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 증강현실기반 지하매설물의 단면정보 제공 시스템 및 방법에 따르면, 지하매설물에 대한 정확한 위치 정보를 산출하고, 산출된 데이터를 기반으로 지하매설물을 관리하는 관리자에게 지하매설물의 단면정보를 제공할 수 있으므로 현장에서의 현실성을 증대시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 중앙 집중형 구조를 통해 관리의 효율성을 보장하고 지리 정보 데이터와 근거리 무선 통신을 이용함으로써 증강현실 데이터의 즉각적인 보정과 오차 범위를 최소화 할 수 있다.

그리고, 본 발명에 따르면, 불규칙한 사고 상황에 대한 즉각적인 대처를 정책적으로 지원할 수 있도록 함으로써 지하 사회 기반 시설에 대한 실시간 및 능동적 관리가 가능하다.

이와 같이, 본 발명은 지하매설물에 대한 효율적인 관리가 가능하며, 실시간으로 모니터링 기술을 융합함으로써 현실감을 증대시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 관의 마커 위치와 데이터 생성의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 증강현실기반 지하매설물의 단면정보 제공 시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 단면 생성 인터페이스를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 시뮬레이션 단면 생성 단계별 크기 정보를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 단면 생성 앱 실행 과정을 나타낸 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일실시예에 의한 3차원 단면 생성 앱 실행 과정을 나타낸 도면이다.

본 발명은 지하매설물의 단면정보를 증강현실화하는 것이며, 이하 본 발명에서는 일실시예로서 지하매설물의 일반적인 형태인 관(Pipe)에 대해 설명하기로 한다.

본 발명은 지하매설물이라는 특징적인 데이터를 관리하는 시스템으로서, 특정 위치를 선택하였을 경우, 지하에 매설되어 있는 관의 정보를 분석하여 위치 정보에 해당하는 관들의 단면을 화면에 증강현실 기술로 출력한다. 관들의 단면은 도로를 기준으로 매설되어 있는 관의 마커 정보를 디스플레이하고, 디스플레이된 영역을 선택하면 선택된 영역의 도로를 상하로 절개하여 절개된 단면의 상태 정보를 디스플레이한다.

먼저, 본 발명을 위해 설계된 데이터베이스에 대해 설명한다.

본 발명은 지하매설물에 대한 데이터베이스 필드를 기술함으로써 데이터베이스 관리의 유용성을 높이고자 한다. 지하에 매설될 수 있는 관의 종류는 상수관, 하수관, 가스관, 통신선, 전력선 등이 있다. 또한 모든 관은 관마다 길이도 다르며, 관경도 다르게 형성된다. 가장 중요한 것은 관의 위치 정보이다. 관은 지상에 설치되는 것이 아니라 지하에 매설되므로, 위도 정보 및 경도 정보만으로는 단면을 생성할 수 없다. 이에, 매설 깊이 정보를 추가로 가지고 있어야 하며, 또한 모든 관은 하나의 관으로 매설물의 형태가 이루어지는 것이 아니라 각 종류별의 관들이 연결되어 하나의 완성된 형태의 매설물이 구축되므로 각 관에 연결되는 연결관 정보가 기술되어야 한다. 모든 관은 성냥개비 형태의 모형으로 판단하고 관의 앞부분에 마커를 생성하여 마커의 시작부분의 위치 정보를 기준으로 데이터를 생성한다.

[표 1]

[표 1]은 지하매설물 단면 생성을 위한 데이터 필드 구성에 관한 것으로서, [표 1]에 정의된 구성에 대한 세부적인 필드 속성은 다음과 같다.

(1) 마커번호

마커번호는 중복성을 갖지 않는 고유키로서, 각 관에 RFID가 부착되어 있거나 고유의 식별번호를 가지고 있다할지라도 정보 자체의 복잡성이 발생할 수 있으므로 마커번호는 연상이 쉬운 형태의 데이터로 생성하여 설정한다. 예를 들어 상수관(waterworks), 하수관(sewerage), 가스관(gas pipe), 통신선(communications network), 전력선(power line) 이 존재 할 경우 생성되는 마커는 번호순으로 생성하되 번호에 특징적인 문자열을 나열하여 설정하는 방식을 선택한다. 상수관의 마커번호는 1w, 하수관의 마커번호는 1s 의 형태로 설정한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 모든 관은 성냥개비 형태의 모형으로 판단하고 관의 앞부분에 마커를 생성하여 마커의 시작부분의 위치 정보를 기준으로 데이터를 생성한다.

(2) 관고유번호

모든 관은 일반적으로 하나의 관으로 매설되는 것이 아니라, 길이적으로 구분되어 매설되어 진다. 각 관마다 생성정보 및 관의 고유정보를 표현할 수 있는 데이터로 관고유번호이다.

(3) 관종류

마커정보와 관고유번호 필드를 통해 이 관에 대한 종류를 파악할 수는 있다. 그러나 단면생성을 위한 정보 검출시 마커정보와 관고유번호로 판단하기에는 검색 조건의 무리를 줄 수 있으므로, 관종류를 설정하는 필드를 추가로 두어 단면 생성시 데이터 검색을 용이하도록 한다.

(4) 관길이

각 매설되는 관마다 지형적인 문제와 연관되어 시설물이 매설되기 때문에 동일한 길이로 매설되지 않는 경우가 대부분이므로 관길이를 설정한다.

(5) 관경

단면 생성을 위한 시스템에서 관경 필드는 관의 지름 정보를 설정하고, 이 값은 관경크기레벨 필드의 값을 결정하는 기본 정보로 활용한다.

(6) 위도, 경도

관이 매설되는 위치 정보로서 관의 마커 위치에 해당하는 위도 경도 정보를 산출하여 기록한다.

(7) 매설깊이

단면 생성 시스템을 위한 중요한 요소로써, 도로면을 단면으로 절개하였을 경우 매설물의 깊이 위치를 판단해야 정확한 정보를 디스플레이 할 수 있으므로 깊이 정보 설정이 필요하다. 지하에 매설되어 있는 관에 대한 정보를 산출하여 단면도의 형태로 데이터를 출력하여 증강현실 기술로 표현하는 것이기 때문에 관마다 서로 다른 깊이 정보를 저장하고 있어야 현실성 있는 데이터를 표출할 수 있다.

(8) 연결마커번호

하나의 관은 다른 관과 다시 연결되어 전체의 관(선)을 구성하게 된다. 따라서 연결된 다른 마커의 번호를 설정한다.

(9) 좌우정보

단면 생성시 중요한 기초 데이터로써, 일단 화면에 증강현실로 디스플레이되는 데이터의 형태는 동서남북을 기준으로 화면에 디스플레이된다고 가정하며, 지하에 매설되는 시설물은 95% 이상이 도로를 따라서 매설된다. 매설되는 위치는 도로를 기준으로 좌측과 우측에 매설되지만, 어떤 시설물이 좌측이며 어떤 시설물이 우측인지는 규칙성이 없다. 또한 지리적인 요건도 파악하여 매설해야 하므로 중앙영역에 매설될 수도 있다. 즉, 매설되는 영역이 항상 왼쪽, 오른쪽 지하 몇 m위치로 매설해야 한다는 기본 방식이 설정되어 있는 것이 아니므로, 단면 정보 역시 모든 관의 마커 위치에 따라서 다르게 산출 될 수 있다. 따라서 어느 지역의 단면도는 왼쪽 영역에 상수관, 오른쪽 영역에 하수관이 매설되어 있을 수 있고, 어느 지역은 상하정보를 달리하여 중앙 영역에 상수관, 중앙 영역에 하수관의 형태로 매설될 수 있다. 위도 정보 및 경도 정보를 기반으로 하여 세밀한 위치 정보를 산출해서 디스플레이하여도 무관하지만, 증강현실의 특징이 현실데이터에 가까운 가상적 데이터 산출이기 때문에 세밀한 정보분석을 통한 디스플레이보다는 3가지 영역을 설정하고 디스플레이하는 형태로 설계하는 것이 시스템의 부담과 부하측면에서 높다고 판단하여 본 발명에서는 3가지 영역으로만 디스플레이하기로 한다. 좌측과 중앙, 우측의 영역을 설정하고 단면 생성에 적용하도록 한다.

(10) 상하정보

단면생성 정보의 상하관계 디스플레이를 위해 설정하는 필드이다. 좌우관계도 중요하지만 상하관계도 중요하다. 본 발명의 핵심을 완벽에 가까운 실사를 디스플레이하는 것이 목적이 아니라, 지하매설물을 관리하는 측면에서 관리자가 관 사이의 위치 정보 위쪽 영역, 아래 영역, 왼쪽, 오른쪽 등의 기본 정보만 판단하더라고 실제 시스템 관리에 효율성을 높여줄 수 있기 때문에 좌우 관계영역을 비롯하여 상하 관계 정보를 설정하는 필드를 설계한다. 관의 높이 역시 관마다 높이정보가 다르지만, 상, 중, 하의 3가지 형태로만 설정하여, 깊이정보에 따라 상, 중, 하의 위치로 매핑될 수 있도록 설정한다.

(11) 관경크기레벨

단면 생성시 세세한 단면 정보를 분석하여 증강현실로 표현하면 최대한의 현실감을 제공할 수 있으나 시스템의 부하와 부담이 커질 수 있다. 모든 관 마다 관경 정보가 다르게 구성되지만 이 역시 관마다 분석하여 화면에 출력하는 것은 비효율적이다. 따라서 관경에 대한 정보를 기준으로 3개의 레벨을 설정하여 굵기 정보를 산출한다.

(12) 상세설명

사용자에게 지하매설물이 매설되어 있는 위치의 지상 정보를 설명함으로써 지하매설물에 대한 위치 판단에 정확성을 두기 위한 정보이다.

이하, 본 발명의 증강현실기반 지하매설물의 단면정보 제공 시스템 및 방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은, 위에서 설계된 데이터베이스를 구축하고, 시스템화 하여 모바일 단말기 상에서 증강현실 기술을 적용한 지하매설물 단면 생성 시스템을 설계하기로 한다. 본 시스템은 지하매설물의 관리자를 위한 시스템으로 활용될 수 있으며, 사용자가 지상과 지하의 하드웨어 요소들을 다루는 영역의 인물이라고 판단했을 때, 접속시간과 요구하고자 하는 데이터를 쉽게 설정하고 볼 수 있도록 시스템을 설계하는 것이 목적이다. 이는 내부적인 인터페이스의 복잡도는 증가하지만 사용자의 접근성을 향상시킬 수 있으며, 각 시스템의 구성도와 인터페이스는 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 증강현실기반 지하매설물의 단면정보 제공 시스템의 구성도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 증강현실기반 지하매설물의 단면정보 제공 시스템은, 관의 정보를 저장하는 데이터베이스를 포함하고, 요청된 위치기반 지하매설물 정보를 상기 데이터베이스로부터 탐색하여 전송하는 관리서버(1)와, 관리서버(1)로부터 지하매설물 정보를 전달받아 증강현실로 디스플레이하는 증강현실 모듈(2)을 포함한다.

관리서버(1)는 주로 데이터베이스를 관리하는 역할로서 증강현실 모듈(2)이 요구하는 정보를 실시간으로 탐색하여 전송하는 역할을 담당한다. 주요 정보 데이터베이스는 시공공사정보 데이터베이스(11), 파이프정보 데이터베이스(12), 지하위치정보 데이터베이스(13), 관리정보 데이터베이스(14) 등으로 구성되며, 단면 생성 앱이 실행됨과 동시에 요구정보를 전송하는 역할을 담당한다.

증강현실 모듈(2)은 스마트 기기와 GPS 장착, 네트워크 접속이 원활해야 하며 실시간으로 통신할 수 있는 시스템이 구축되어야 한다. 스마튼 폰은 단면 생성 앱을 자동 로딩하고 관리할 수 있는 형태로 구성된다. 본 실시예에서는 전용단말의 형태를 제시하고 있으나, GPS 및 네트워크 접속이 가능하고 증강현실 및 단면 생성 앱을 실행할 수 있는 단말(스마트 기기)이면 충분하며, 또한 스마트 기기에 증강현실 모듈(2)이 포함될 수도 있다.

실제로 앱은 지하매설도의 이미지를 가상으로 화면에 디스플레이하는 역할로서, 가상모드의 파이프정보를 기본적으로 가지고 있는 마커의 위치를 화면에 디스플레이한다. 본 발명에서는 마커와 마커를 연결할 관의 형태를 디스플레이하는 것보다 심플한 디자인을 요구하므로 마커의 정보만 화면에 추출하는 알고리즘으로 구성하는 것이 바람직하다. 화면에 디스플레이되는 마커의 위치를 클릭하거나 관리자가 원하는 특정 위치를 클릭하면, 가장 가까운 마커 정보를 검색하고 검색된 정보를 기반으로 하여 지하 깊이 정보를 산출한 후, 각 관의 단면 이미지를 생성하여 화면에 송출한다. 송출된 화면에서 정보를 클릭하면 상세 정보를 산출하는 형태로 시스템을 구성한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 단면 생성 인터페이스를 나타낸 도면이다.

구체적으로, 도 3은 데이터베이스 필드의 내용을 분석하고 추출하여 모바일기기의 화면에 증강현실 기술을 이용하여 지하매설물의 단면을 생성하는 인터페이스 과정이다.

도 3을 참조하면, 일례로서 사용자가 지하시설물 관리자인 경우에, 지하시설물 관리자는 스마트 기기를 이용하여 증강현실을 이용한 지하매설물 단면 생성 앱(프로그램)을 실행한다(S1).

실행된 화면에는 기본적으로 화면에 증강현실로 디스플레이되기 원하는 관의 종류를 선택하는 화면이 시작된다. 지하시설물 관리자는 화면에 출력을 요구하는 관의 종류를 선택한다. 선택할 수 있는 요소는 버튼이나 체크박스의 형태로 구성할 수 있고 디스플레이영역을 전체적으로 활용할 필요는 없으므로 상단이나 하단에 체크박스의 형태로 구성한 후, 중앙영역은 카메라로 비춰지는 부분을 그대로 디스플레이하는 것이 바람직하다.

증강현실을 요구하는 체크데이터가 형성되면, 관리서버는 현재 위치정보를 파악하여 위치정보와 근접해 있는 마커의 위치정보를 검색하고 화면에 마커의 위치를 증강현실로 표현한다(S2 ~ S5). 단면을 생성할 것이므로 연결정보의 형태로 디스플레이할 필요는 없다. 여기서 생성되는 데이터의 마커 정보는 특징적으로 관에 대한 구분이 이루어져야 하기 때문에 색상 정보로서 관의 특징들을 마커로 표현한다. 상수관은 파란색, 하수관은 회색, 가스관은 노란색, 통신선은 녹색, 전력선은 빨간색의 형태로 관에 대한 특징성을 부여하여 화면에 표시한다. 상수관, 하수관, 통신선이 선택되었다면 화면에 보이는 위치에 마커 정보를 색상별로 표현하게 된다. 이 때 화면에는 기술되지 않지만 내부적으로 화면에 디스플레이되는 마커는 다른 연결 마커 정보까지 검색하여 연결성을 유지하도록 작업을 수행한다.

지하시설물 관리자는 단면상에서의 높이 정보를 추출하기 위해 본 앱을 사용하는 것이므로, 원하는 위치를 선택하게 된다(S6). 지하시설물 관리자가 마커의 위치를 정확히 선택하면 마커의 위치 정보를 기반으로 증강현실 데이터를 산출하여 화면에 디스플레이 하면 되지만, 지하시설물 관리자가 마커의 위치가 아닌 도로상의 위치를 선택하게 되는 경우, 선택된 좌표정보를 기준으로 하여 가장 가까운 마커 위치를 검색하여 마커위치의 선택된 관의 위치정보와 깊이정보를 분석하여 그래픽 데이터로 생성한 후 화면에 출력하게 된다(S7 ~ S10).

출력된 데이터를 클릭하게 되면(S11), 관에 대한 상세정보를 확인할 수 있도록 인터페이스 처리할 수 있다(S12 ~ S15).

도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 시뮬레이션 단면 생성 단계별 크기 정보를 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, 중점적으로 이루어지고 있는 지하매설물에 대한 정보를 그림으로 표현하여 이미지화 하는 것이 바람직하며, 스마트 기기에서 마커의 정보를 요구하게 될 경우, 단계별로 등록되어 있는 이미지를 산출하여 화면에 디스플레이하는 것이 바람직하다.

실제 관리자가 사용하는 스마트 기기는 종류가 다양하므로 프로그램으로 앱을 작성하고 개발 할 경우 다양한 탭에 원활하게 응용될 수 있는 형태의 시스템 개발이 이루어져야 한다. 스마트 기기의 디스플레이 장치의 종류가 다양하므로 다양한 종류의 스마트 기기에 단면 생성 앱이 원활하게 설치되기 위해서는 상대위치 지정 방식의 응용이 요구된다. 어떠한 하드웨어에도 구애받지 않도록 개발하는 것이 바람직하다. 현재 안드로이드 운영체제 기반의 스마트 기기의 활용도가 높으므로 시뮬레이션 타켓은 안드로이드 운영체제 기기를 대상으로 하는 것이 바람직하고, 자바기반의 시스템을 구성함으로써 효율성을 증대시키는 것이 바람직하다.

단면 생성 앱의 핵심 요소는 상하중앙, 좌우중앙의 위치 정보와 크기 단계 레벨 정보를 데이터베이스에 저장하고 요구되는 클릭 위치에 따라서 가장 가까운 마커 정보의 데이터를 분석하여 이미지로 변환하여 산출하는 과정을 수행한다. 이 시스템을 구성한 가장 큰 목적은 관리자가 어떠한 실질적인 현장 관리를 수행할 경우 지하에 매설된 정보의 세밀 정보를 데이터 형태로 보는것보다 증강현실 모드에서 실제감 있는 형태의 데이터로 산출된 이미지를 접근한다면 관리자 측면에서 효율성을 증대시킬 수 있다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 단면 생성 앱 실행 과정을 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 앱이 실행되면, 증강현실 모드를 실행시키고(①), 스마트 기기의 카메라를 도로 위치에 비추게 되면, 지하에 매설되어 위도 경도의 위치를 산출하여 화면에 보이는 위치의 마커 정보를 화면에 디스플레이하게 된다. 또한 디스플레이 시점에서 관의 종류를 선택적으로 선택(②)하여 마커의 위치 정보를 산출할 수 있다. 선택된 정보를 기준으로 화면에 마커정보가 산출된다(③). 사용자는 증강현실에 비춰진 마커의 위치를 확인하고, 특정 단면도를 보고자 하는 마커(④)의 위치를 클릭하게 된다. 화면에 디스플레이된 정보는 상수관의 정보이지만 단면 생성 정보는 그 위치에 매설되어 있는 다른 관들과의 관계성을 보고자 하는 것이므로 다른 관들에 대한 위치 정보도 산출하여 화면에 송출하게 된다(⑤). 화면에 디스플레이할 경우 단계별 크기 정보와 지하 위치 정보를 분석하여 디스플레이한다. 디스플레이된 정보에서 세밀한 정보를 알고자 할 경우 특정 이미지를 클릭하게 되면 그 요소와 관련된 세밀 정보를 산출하여 화면에 디스플레이 한다(⑥).

한편, 지하매설물 구축시 정의된 DB의 GPS 정보를 이용하여 정의되지 않은 GPS 좌표 생성 이벤트가 발생할 경우 근접한 관로의 GPS 좌표를 이용하여 계산하여 좌표를 생성한다. 생성된 GPS좌표들에 의해 관로의 단면을 생성하여 현장 관리자의 스마트 기기에 전송하고, 관리서버(1)의 이벤트 DB를 업데이트 한다.

도 6 및 도 7은 본 발명의 일실시예에 의한 3차원 단면 생성 앱 실행 과정을 나타낸 도면이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명은 지하매설물 단면 생성을 위한 데이터를 이용하여, 일례로서 네비게이션 등에 3차원 단면을 디스플레이할 수 있다.

즉, 네비게이션에서 생성된 GPS 좌표 정보를 이용하여 현재 위치에 대응하는 지하매설물의 위치를 도 6에서와 같이 마커로 디스플레이할 수도 있고, 도 7에서와 같이 지하매설물을 3차원 단면으로 디스플레이할 수도 있다. 또한, 도 6에 "지하단면보기"의 아이콘을 형성시키고, 아이콘 클릭시에 도 7과 같이 디스플레이되도록 할 수도 있을 것이다. 물론, 특정 마커(도 6) 및 특정 관(도 7)을 선택하면, 해당 마커 주변의 관들의 상세정보 및 특정 관의 상세정보를 디스플레이하는 것이 바람직하다.

도 7과 같이 지하매설물의 단면이 연속적으로 디스플레이되도록 함으로써 관망의 배치상태를 직관적으로 확인할 수 있다.

한편, 도 7에서는 3차원 단면 형태로 디스플레이하는 경우에 대해 설명하고 있으나, 네비게이션에서 차량의 진행방향을 특정색으로 안내하는 것과 같이, 특정 관에 특정 색을 부여하여 도로 표면상에 표시할 수도 있을 것이다.

이에, 지하매설물의 직관적인 시각화를 통해 작업하고자 하는 관의 매설 위치 및 방향 등을 용이하게 확인할 수 있을 뿐 아니라, 작업 능률을 향상시킬 수 있을 것이다.

이와 같이, IT의 혁명적인 기술과 사용자의 이동성을 중시하는 현 시점에서 IT 기술은 사회 기반 기술과의 융합 기술로의 발전을 꾀하고 있다. 이러한 시점에서 지하매설물에 대한 효율적 관리를 위한 기법들에 대한 연구가 진행되기 시작했고, 지하매설물 정보와 IT의 융합을 요구하는 시스템의 개발이 활발히 진행되고 있다. 본 발명에서는 지하매설물에 대한 특수한 형태를 분석하여 데이터베이스로 설계하고, 설계된 내용을 기반으로 지하 위치의 매설된 시설물에 대한 단면도를 생성하는 시스템을 설계한다. 본 방식은 지하매설물에 대한 정확한 위치 정보를 산출하고, 산출된 데이터를 기반으로 지하매설물을 관리하는 관리자에게 지하매설물의 단면을 디스플레이함으로써 현장에서의 현실성이 증대될 수 있다. 본 시스템은 차량을 통해 이동을 할 때 지하의 단면과 연결되어 실시간으로 처리할 수 있는 지하 네비게이터의 역할도 수행할 수 있을 것이다. 지하 사회 기반 시설 관리를 위해서 모바일 증강현실 데이터를 활용하는 방식은 기존의 연구들과 차별성이 있을 뿐 아니라 새로운 관리적 대처가 가능하여 매우 의미있는 연구가 될 수 있다. 제안 방식에서는 중앙 집중형 구조를 통해 관리의 효율성을 보장하고 지리 정보 데이터와 근거리 무선 통신을 이용함으로써 증강현실 데이터의 즉각적인 보정과 오차 범위를 최소화 할 수 있도록 한다. 또한 불규칙한 사고 상황에 대한 즉각적인 대처를 정책적으로 지원할 수 있도록 함으로써 지하 사회 기반 시설에 대한 실시간 및 능동적 관리가 가능하도록 한다.

이상에서 몇 가지 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것이 아니고 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다.

1 : 관리서버
11 : 시공공사정보 데이터베이스
12 : 파이프정보 데이터베이스
13 : 지하위치정보 데이터베이스
14 : 관리정보 데이터베이스
2 : 증강현실 모듈

Claims (7)

1. 삭제
2. (a) 위치기반 지하매설물 정보 요청에 대응하여 상기 위치에 대응한 마커를 검색하여 증강현실 모듈로 전송하는 단계; 및
   (b) 특정 마커의 정보 요청에 대응하여 상기 특정 마커의 단면정보를 상기 증강현실 모듈로 전송하는 단계를 포함하는 증강현실기반 지하매설물의 단면정보 제공 방법.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 단계 (b)는, 상기 특정 마커에 이웃하는 지하매설물의 단면정보와 함께 상기 증강현실 모듈로 전송하는 증강현실기반 지하매설물의 단면정보 제공 방법.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 지하매설물은 관(Pipe) 단위로 마커를 생성하여 데이터베이스화시키는 증강현실기반 지하매설물의 단면정보 제공 방법.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 데이터베이스화되는 정보에는, 상기 관의 단면정보를 생성하기 위해, 마커번호 정보, 관종류 정보, 관길이 정보, 관경 정보, 위도 정보, 경도 정보, 매설깊이 정보, 도로기준 중앙, 상, 하, 좌, 우 위치 정보를 포함하는 증강현실기반 지하매설물의 단면정보 제공 방법.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 관경 정보는 관경 크기를 레벨로 구분하는 관경크기레벨 정보를 포함하며, 상기 증강현실 모듈에 구분된 레벨로 디스플레이되는 증강현실기반 지하매설물의 단면정보 제공 방법.
   
7. 제2항에 있어서,
   상기 단면정보에 대한 연속적인 출력을 통해 관망을 확인하는 증강현실기반 지하매설물의 단면정보 제공 방법.

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