KR101562462B1 - 격자 기반 외곽 다각형 추출 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 대상 영역에 대한 포인트 데이터와, 상기 대상 영역을 분할하기 위한 사전 설정 격자 개수 및 상기 사전 설정 격자 개수로 분할 구역화되는 격자 내 포함되는 포인트 데이터의 최소 개수를 설정하는 포인트 데이터의 최소 개수를 설정하는 포인트 최소 개수를 포함하는 사전 설정 데이터가 입력되는 입력 단계와, 상기 사전 설정 격자 개수로 상기 대상 영역을 분할하여 얻어진 개개의 부할 격자 내 포인트 데이터의 평균 개수와 상기 포인트 최소 개수를 비교하여, 상기 대상 영역에 대한 격자 분할의 적합 여부를 판단하고 조정하는 격자 조정 단계와, 상기 대상 영역의 분할 격자 중 영역에 존재하는 대상체에 대한 형상의 외곽을 이루는 포인트 데이터가 포함된 분할 격자 여부를 판단하여 해당 분할 격자가 외곽 분할 격자인지 여부를 확인하고, 영역이 존재하는 좌표축 상 상기 외곽 분할 격자 내 해당 배향에 대한 최외곽 포인트 데이터를 나타내는 외곽 포인트를 확인하는 외곽 확인 단계와, 상기 외곽 확인 단계에서 확인된 외곽 포인트 및 외곽 분할 격자를 이용하여 사전 설정된 기준에 따라 분할 격자 중 어느 하나가 다른 분할 격자와 동일 그룹 인지 여부를 확인 판단하고 그룹핑 영역 분할하는 그룹핑 단계와, 사전 설정된 기준에 따라 상기 해당 그룹의 외곽 포인트를 연결하여 외곽선을 형성하는 아웃라이닝 단계를 포함하는 격자 기반 외곽 다각형 추출 방법을 제공한다.

Description

격자 기반 외곽 다각형 추출 방법{METHOD FOR EXTRACTING BOUNDARY OUTERLINES BY USING IMPROVED CONCAVE HULL ALGORITHM}

본 발명은 포인트 클라우드를 구성하는 포인트 데이터로부터 대상 영역의 대상체의 외곽을 형성하는 외곽선을 추출하는 방법에 관한 것이다.

과거에는 로봇이 2D 상에서 이동하며 주변 환경을 인식하였지만 최근 들어서는 로봇이 센서로 인식하는 범위가 3D로 확장되었다. 이 때문에 3D 상의 주변 환경을 지도 작성을 통해 표현하고 인식하는 연구가 많이 진행되고 있다. 기존의 2D에서 더 많은 영역의 정보를 포함하는 3D로 변화함에 따라 주변 환경을 나타내는 점의 개수 또한 증가하였다. 이에 많은 점을 효율적으로 표현하는 방법에 대한 연구가 필요하게 되었다.

많은 점을 효율적으로 표현하는 방법으로는 점이 이루는 영역의 외곽선을 나타내는 점만 추출한 후 이를 하나의 다각형으로 연결하여 표현하는 방법이 있다. 이는 추출하는 다각형의 형태에 따라 볼록 다각형(Convex Hull) 방식과 오목 다각형(Concave Hull) 방식으로 나눌 수 있다. 볼록 다각형 방식은 점들이 볼록한 영역을 이루고 있을 때만 점이 이루는 영역을 정확히 표현할 수 있는 한계가 있다. 따라서 오목 다각형에 관한 연구가 더욱더 많이 진행되고 있다. 또한, 오목 다각형 방식으로 외곽선을 추출하는 것은 볼록 다각형 방식보다 복잡하며 연산량이 많다.

본 발명이 속하는 분야는 점들이 이루고 있는 영역을 나타내는 외곽선의 오목 다각형 방식을 통한 추출이다. 해당 분야의 종래 기술은 점들이 하나의 영역을 이루고 있다고 가정하고 외곽선을 추출하여 점들이 두 개 이상의 영역을 이루고 있으면 정확한 외곽선을 추출하지 못한다는 단점이 있다. 반면 두 개 이상의 영역을 이루고 있는 점에 대해서 외곽선을 추출하기 위해 점이 이루는 영역을 순차적으로 연결된 외곽선으로 표시하지 않고 순서와 상관없이 분할된 선분의 집합으로 점이 이루는 영역을 표시하는 방식이 있다. 이러한 방식은 두 개 이상의 영역을 이루는 점에 대해서 외곽선을 추출 할 수 있지만 느린 계산 속도를 가진다는 문제점이 있다.

KR 10-2013-0002239 A

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 포인트 클라우드로 나타나는 포인트 데이터들을 격자를 이용하여 나누고 각 격자 주변에 점을 포함하는 격자의 유무에 따라 오목 다각형을 나타내는 외곽선을 이루는 점들을 추출하여, 나누어진 격자 간의 연결 여부를 판단하여 기존의 점들이 몇 개의 영역을 이루고 있는지 판단하고 이를 통해 각 영역의 외곽선을 빠르게 추출하는 것을 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 대상 영역에 대한 포인트 데이터와, 상기 대상 영역을 분할하기 위한 사전 설정 격자 개수 및 상기 사전 설정 격자 개수로 분할 구역화되는 격자 내 포함되는 포인트 데이터의 최소 개수를 설정하는 포인트 데이터의 최소 개수를 설정하는 포인트 최소 개수를 포함하는 사전 설정 데이터가 입력되는 입력 단계와, 상기 사전 설정 격자 개수로 상기 대상 영역을 분할하여 얻어진 개개의 부할 격자 내 포인트 데이터의 평균 개수와 상기 포인트 최소 개수를 비교하여, 상기 대상 영역에 대한 격자 분할의 적합 여부를 판단하고 조정하는 격자 조정 단계와, 상기 대상 영역의 분할 격자 중 영역에 존재하는 대상체에 대한 형상의 외곽을 이루는 포인트 데이터가 포함된 분할 격자 여부를 판단하여 해당 분할 격자가 외곽 분할 격자인지 여부를 확인하고, 영역이 존재하는 좌표축 상 상기 외곽 분할 격자 내 해당 배향에 대한 최외곽 포인트 데이터를 나타내는 외곽 포인트를 확인하는 외곽 확인 단계와, 상기 외곽 확인 단계에서 확인된 외곽 포인트 및 외곽 분할 격자를 이용하여 사전 설정된 기준에 따라 분할 격자 중 어느 하나가 다른 분할 격자와 동일 그룹 인지 여부를 확인 판단하고 그룹핑 영역 분할하는 그룹핑 단계와, 사전 설정된 기준에 따라 상기 해당 그룹의 외곽 포인트를 연결하여 외곽선을 형성하는 아웃라이닝 단계를 포함하는 격자 기반 외곽 다각형 추출 방법을 제공한다.

상기 격자 기반 외곽 다각형 추출 방법에 있어서, 상기 격자 조정 단계(S20)는: 상기 분할 격자 내 포인트 데이터 개수를 산출하는 분할 격자 포인트 개수 확인 단계(233)와, 상기 포인트 최소 개수와 상기 분할 격자 포인트 개수를 이용하여 격자 크기의 적정성을 판단하는 판단 단계(S235)와, 상기 판단 단계에서 상기 분할 격자가 너무 좁을 것으로 판단되는 경우, 즉 상기 분할 격자 포인트 개수의 평균값과 상기 포인트 최소 개수를 비교하여, 상기 분할 격자 포인트 개수의 평균값이 상기 포인트 최소 개수보다 작다고 판단되는 경우 상기 분할 격자의 크기를 조정하는 분할 격자 조정 단계(S237)를 포함할 수도 있다.

상기 격자 기반 외곽 다각형 추출 방법에 있어서, 상기 격자 조정 단계는, 상기 사전 설정 격자 개수가 상기 대상 영역의 좌표축에 대하여 개별 형성되는 경우, 각 좌표축에 대한 상기 사전 설정 개수에 따라 좌표축에 대하여 분할하였을 때 분할 격자의 크기가 가장 작게 하는 사전 설정 개수를 모든 좌표축에 대한 사전 설정 개수로 설정하여 각 좌표축을 분할하여 분할 격자를 형성하는 격자 선정 단계(S21)가 상기 분할 격자 포인트 개수 확인 단계에 앞서 포함될 수도 있다.

상기 격자 기반 외곽 다각형 추출 방법에 있어서, 상기 외곽 확인 단계(S30)는: 상기 대상 영역의 분할 격자 중 어느 하나를 선택하여 선택 격자 셀을 형성하는 격자 셀 선택 단계(S31)와, 사전 설정된 인접 기준에 따라 상기 선택 격자 셀이, 해당 주변의 주변 배향 셀에 포인트 데이터가 구비되지 않는 배향 외곽 격자 셀인지 여부를 확인하고, 상기 선택 격자 셀이 배향 외곽 격자 셀인 경우 해당 배향의 최외곽 포인트를 선정하는 선택 격자 셀 외곽 확인 단계(S32)와, 상기 대상 영역의 분할 격자에 대한 선택 격자 셀의 형성이 완료되었는지를 판단하는 선택 격자 셀 완료 판단 단계(S33)를 포함할 수도 있다.

상기 격자 기반 외곽 다각형 추출 방법에 있어서, 상기 선택 격자 셀 외곽 확인 단계(S32)는: 상기 선택 격자 셀에 인접한 주변 셀을 확인하는 선택 격자셀 주변 확인 단계(S321)와, 상기 선택 격자 셀에 인접한 주변 셀 중 상기 선택 격자 셀을 중심으로 해당 배향에 대한 주변 배향 셀 내 포인트 데이터의 존재 여부를 확인하여 상기 선택 격자셀이 해당 배향에 대한 배향 외곽 격자 셀인지 여부를 확인하고, 상기 배향에 대한 최외곽 포인트를 확인 설정하는 선택 격자셀 주변 외곽 스캔 단계와, 상기 선택 격자 셀의 주변 배향 셀에 대한 상기 선택 격자셀 주변 외곽 스캔 단계의 완료 여부를 확인하는 선택 격자셀 주변 외곽 스캔 완료 판단 단계;를 구비할 수도 있다. 즉, 선택 격자셀 주변 확인 단계(S321)에서 인접한 주변 셀 및 상기 선택 격자 셀에 인접한 주변 셀 중 상기 선택 격자 셀을 중심으로 해당 배향에 대한 주변 셀인 주변 배향 셀이 확인되고, 선택 격자셀 주변 외곽 스캔 단계에서 상기 선택 격자셀 주변 확인 단계에서 확인된 주변 배향 셀 내 포인트 데이터의 존재 여부를 확인하여 상기 선택 격자셀이 해당 배향에 대한 배향 외곽 격자 셀인지 여부가 확인되고, 상기 선택 격자셀이 해당 배향에 대한 배향 외곽 격자 셀인 경우 해당 배향에 대한 최외곽 포인트가 확인 설정될 수 있다.

상기 격자 기반 외곽 다각형 추출 방법에 있어서, 상기 선택 격자셀 주변 외곽 스캔 단계는: 상기 주변 배향 셀 중 하나를 선택하는 주변 배향 셀 선택 단계(S3231)와, 선택된 상기 주변 배향 셀 내 포인트 데이터가 존재하는지 여부를 확인하는 주변 배향셀 비움 확인 단계(S3233)와, 상기 주변 배향셀 비움 확인 단계에서의 결과에 따라 상기 선택 격자셀을 해당 배향에 대한 배향 외곽 분할 격자로 설정 여부를 결정하는 배향 외곽 격자 셀 결정 단계(S3235,S3239)를 구비하고, 상기 배향 외곽 격자 셀 결정 단계에서 상기 선택 격자셀이 배향 외곽 분할 격자로 설정된 경우, 상기 배향 외곽 분할 격자 내 해당 배향에 대한 최외곽 포인트를 확인 선정하는 배향 최외곽 포인트 확인 단계(S3237)를 포함할 수도 있다.

상기 격자 기반 외곽 다각형 추출 방법에 있어서, 상기 그룹핑 단계는: 상기 분할 격자 중 포인트 데이터가 존재하는 분할 격자를 그룹핑 격자 셀로 선택하는 그룹핑 격자 셀 선택 단계(S41)와, 선택된 상기 그룹핑 격자 셀 주변의 분할 격자를 이루는 그룹핑 주변 셀을 확인하는 그룹핑 주변 셀 확인 단계(S42)와, 상기 그룹핑 주변 셀 내 포인트 데이터 유무를 확인 판단하는 그룹핑 주변 셀 비움 판단 단계(S43)와, 상기 그룹핑 주변 셀 비움 판단 단계의 판단 결과에 따라 상기 그룹핑 주변 셀의 비움 내지 상기 그룹핑 주변 셀이 상기 그룹핑 격자 셀과 동일 그룹에 속하는지를 표시하는 그룹핑 주변 셀 마킹 단게(S44,S45)를 구비할 수도 있다.

상기 격자 기반 외곽 다각형 추출 방법에 있어서, 상기 그룹핑 주변 셀 마킹 단계후, 상기 그룹핑 격자 셀 주변의 그룹핑 주변 셀에 대한 그룹핑 주변 셀 마킹의 완료 여부를 확인하는 그룹핑 주변 셀 마킹 완료 판단 단계(S46)와, 상기 그룹핑 주변 셀 마킹 완료 판단 단계(S46)에서 그룹핑 주변 셀에 대한 마킹이 완료된 것으로 판단되는 경우, 상기 분할 격자 중 포인트 데이터가 존재하는 분할 격자가 그룹핑 격자 셀로의 선택이 완료되었는지 여부를 확인 판단하는 그룹핑 격자 셀 선택 완료 판단 단계(S47)를 포함할 수도 있다.

상기 격자 기반 외곽 다각형 추출 방법에 있어서, 상기 아웃라이닝 단계는: 상기 그룹핑 단계에서 완료된 분할 격자의 그룹에 대하여 아우터 라인을 실행하는 격자셀을 선정하고 상기 그룹에 대한 아우터 라인의 진행 방향인 배향 정보를 확인하는 아우터 라인 준비 단계(S51)와, 상기 아우터 라인 실행 격자셀의 사전 설정된 주변에 외곽 분할 격자의 존재를 확인하는 주변 외곽 분할 격자 확인 단계(S53)와, 상기 주변 외곽 분할 격자 내 최외곽 포인트를 확인하는 주변 외곽 최외곽 포인트 확인 단계(S55)와, 상기 주변 외곽 최외곽 포인트를 연결하는 최외곽 포인트 연결 단계(S57)와, 상기 그룹핑 단계에서 완료된 분할 격자의 그룹에 대한 아우터 라인 연결의 완료 여부를 판단하는 아우터 라인 완료 판단 단계(S59)를 포함할 수도 있다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 격자 기반 외곽 다각형 추출 방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.

첫째, 본 발명에 따른 격자 기반 외곽 다각형 추출 방법은, 격자로 나눈 후 격자 간의 연결 여부를 판단함으로써 점들이 이루는 영역의 개수에 상관없이 오목 다각형을 이루는 외곽선을 추출할 수 있다.

둘째, 본 발명에 따른 격자 기반 외곽 다각형 추출 방법은, 하나의 격자가 여러 점을 대표하는 방식을 사용하여 기존의 방식보다 빠르게 오목 다각형을 이루는 외곽선을 추출할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 장치의 개략적인 블록 선도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 격자 기반 외곽 다각형 추출 방법의 흐름도이다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 구체적인 세부 흐름도이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 격자 기반 외곽 다각형 추출 방법의 외곽 확인 단계를 설명하는 분할 격자에 대한 상태도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 그룹핑 단계에 대한 구체적인 세부 흐름도이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 격자 기반 외곽 다각형 추출 방법의 그룹핑 단계를 설명하는 분할 격자에 대한 상태도이다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 격자 기반 외곽 다각형 추출 방법의 아웃라이닝 단계를 설명하는 흐름도 및 분할 격자에 대한 상태도이다.
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 격자 기반 외곽 다각형 추출 방법의 진행 과정을 설명하는 대상 영역에 대한 개략적인 상태도이다.

이하에서는 격자 기반 외곽 다각형 추출 방법에 대하여 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 격자 기반 외곽 다각형 추출 방법은, 이동 로봇의 지도 형성 과정에도 사용 가능하고, 본 실시예에서는 이동 로봇의 지도 형성 시 사용된 경우를 중심으로 설명하나, 본 발명의 격자 기반 외곽 다각형 추출 방법이 이에 국한되는 것은 아니다.

본 발명의 일실시예에 따른 격자 기반 다각형 추출 방법이 구현되는 이동 로봇의 지도 형성시, 이동 로봇의 위치 인식 장치에 구비되는 감지부가 감지한 대상체가 존재하는 영역에 대한 위치 감지 데이터인 포인트 데이터를 이용하여 영역에 대한 형상 지도를 작성하는 방법을 제공한다.

본 발명의 격자 기반 다각형 추출 방법은, 감지 입력 단계(S10)와, 격자 조정 단계(S20)와, 외곽 포인트 선정 단계(S30)와, 그룹핑 단계(S40)와 아웃라이닝 단계(S50)를 포함한다. 여기서, 포인트 데이터는 통상적으로 포인트 클라우드(point cloud)로 표현되는, 스캐너 등의 감지부를 통하여 감지부의 감지 영역에 존재하는 물체 등에 대한 좌표축 상에서의 위치 데이터를 나타낸다. 먼저 감지 입력 단계(S10)를 실행하기 위하여 감지부(10)가 제공되는데, 이러한 감지부(10)는 이동 로봇 등에 장착될 수도 있다. 본 실실시예에서의 격자 기반 외곽 다각형 추출 방법은 지도 작성 시 사용 가능하다는 점에서 본 실시예의 감지부는 이동 로봇(1)에 장착된다. 이동 로봇에 구비되는 감지부(10)를 통하여 주변 환경에 대한 포인트 데이터가 감지되고 이를 통하여 평면 특징 추출 단계에서 평면 특징을 추출하고 이를 이동 로봇의 위치에 따라 얻어지는 데이터들을 정보 교합(data association)하여 최적화된 이동 로봇의 지도를 형성하도록 할 수 있으나, 이는 통상적인 방식에 따를 수 있으며, 본 발명의 핵심인 격자 기반 외곽 다각형 추출 방법을 중심으로 설명하여 이는 격자 기반 외곽 다각형 추출 장치(1)로 구현되는 경우를 실시예로 설정한다.

먼저, 본 발명에 따른 격자 기반 외곽 다각형 추출을 위한 입력 단계(S10)가 실행되는데, 입력 단계(S10)에서는 대상 영역(TA)에 대한 포인트 데이터와, 대상 영역을 분할하기 위한 사전 설정 격자 개수 및 해당 격자 내 포함되는 포인트 데이터의 최소 개수를 설정하는 사전 설정 데이터가 입력된다. 즉, 입력 단계(S10)에서 포인트 데이터와 사전 설정 데이터가 입력되는데, 포인트 데이터는 앞서 기술한 바와 같이, 통상적으로 포인트 클라우드(point cloud)로 표현되는, 스캐너 등의 감지부를 통하여 감지부의 감지 영역에 존재하는 물체 등에 대한 좌표축 상에서의 위치 데이터를 나타내고 감지된 포인트 데이터는 저장부(30)에 저장된다. 저장부(30)에 저장된 포인트 데이터는 제어부(20)의 연산 제어 신호에 따라 연산부(40)에서 소정의 연산 과정을 거칠 수도 있고, 제어부(20)의 출력 제어 신호에 따라 도출된 소정의 데이터, 예를 들어 하기되는 아우터 라인 등의 데이터는 출력부(50)를 통하여 출력될 수도 있다.

사전 설정 데이터도 저장부(30, 도 1 참조)에 저장되는데, 입력부(15)는 작업자 내지 사용자에 의하여 직접 입력되는 입력 패널로 형성될 수도 있고, 경우에 따라 외부와의 단자 연결을 통하여 작업자가 기 설정한 데이터가 입력되는 구조를 취할 수도 있는 등 다양한 구성이 가능하다. 여기서, 사전 설정 격자 개수는 대상 영역에 대한 포인트 데이터를 이용하여 외곽 다각형을 추출함에 있어 신속하고 원활한 처리 가능하도록 분할 구역화되는 격자를 설정하기 위해 사전 설정된 개수를 의미하는데, 사전 설정 격자 개수가 클 경우 대상 영역에 대한 격자의 크기가 줄어들게 되고 반대로 사전 설정 격자 개수가 작을 경우 대상 영역에 대한 격자의 크기가 커진다. 이러한 사전 설정 격자 개수는 대상 영역에 대한 축(axis)에 대하여 개별 설정될 수 있어 3차원 축 구조를 갖는 대상 영역의 경우 3개의 사전 설정 격자 개수를 가질 수 있는데, 본 실시예에서는 발명의 이해를 명확하게 하고자 간단한 구조, 즉 2차원 평면 구조의 X- Y축을 갖는 대상 영역을 중심으로 설명하는바, 사전 설정 격자 개수는 2개의 값을 갖는다.

또한, 사전 설정되는 포인트 데이터 최소 개수는 대상 영역에 대하여 분할된 격자 내에 존재하는 포인트 데이터에 대하여 요구되는 최소 개수를 의미하며, 이는 포인트 데이터를 활용하여 외곽 다각형을 추출함에 있어 필요한 포인트 데이터의 설정된 개수를 지칭하는데, 격자 내 포인트 데이터의 평균 개수가 사전 설정되는 포인트 데이터 최소 개수보다 작은 경우 격자 내 포인트 데이터의 개수를 늘리도록 격자의 크기, 달리 표현하면 대상 영역에 대한 격자의 개수가 차후 단계에서 조정된다.

상기와 같은 포인트 데이터 및 사전 설정 데이터가 입력되는 입력 단계(S10) 가 실행된 후, 제어부(20)는 격자 조정 단계(S20)를 실행한다. 격자 조정 단계(S20)에서 제어부(20)는 사전 설정 격자 개수(Nc)로 대상 영역을 분할하여 얻어진 개개의 분할 격자 내 포인트 데이터의 평균 개수와 포인트 최소 개수를 비교하여, 대상 영역에 대한 격자 분할의 적합 여부를 판단하고 조정한다. 즉, 제어부(20)는 포인트 데이터가 입력된 대상 영역(TA)에 대하여 사전 설정 격자 개수(Nc)로 분할한 개개의 분할 격자 내 포인트 데이터가 적절한 개수, 즉 외곽선, 달리 표현하면 외곽 다각형을 추출하기 위하여 적절한 포인트 최소 개수(Npmin) 이상의 값을 갖는지를 판단하여 사전 설정 격자 개수로 분할된 격자 내 포인터 데이터의 개수의 평균값이 포인트 최소 개수보다 작은 경우 격자의 크기를 조정하도록 격자 분할을 재실행한다. 여기서, 포인트 최소 개수와 비교되는 대상은 격자 내 포인터 데이터의 개수인데, 이는 모든 격자에 대하여 포인트 최소 개수 이상의 값을 갖는 것을 요구하는 것보다는 격자 내 포인터 데이터의 개수의 평균값을 취하여 데이터 처리의 신속성을 확보하기 위함으로 본 실시예에서는 평균값을 사용하였으나 본 발명은 이에 국한되지 않고 설계 사양에 따라 다양한 선택이 가능하다.

보다 구체적으로, 격자 조정 단계(S20)는 분할 격자 포인트 개수 확인 단계(S223)와 판단 단계(S225)와, 분할 격자 조정 단계(S237)를 포함하는 격자 비교 조정 단계(S23)를 포함한다.

격자 비교 조정 단계(S23)는 격자 설정 단계(S231)를 더 포함할 수 있는데, 격자 설정 단계(S231)에서 대상 영역에 대하여 분할되는 분할 격자를 설정한다. 여기서, 격자 설정 단계(S231)가 초기 실행되는 경우 사전 설정된 사전 설정 격자 개수(Nc)로 격자 형성하고, 반복 실행되는 경우 조정된 격자 개수로 격자 형성하여 분할한다.

분할 격자 포인트 개수 확인 단계(S233)는 분할 격자 내 포인트 데이터 개수를 산출한다. 즉, 모든 분할된 격자 내 포인트 데이터의 개수를 확인 산출하는데, 본 실시예에서는 모든 분할 격자 내 포인트 데이터의 개수(Npc1, Npc2, Npc3,....,Npcn)를 확인 한 후, 모든 분할 격자 내 포인트 데이터 개수의 평균값(Npcavg)를 산출한다.

그런 후, 제어부(20)는 판단 단계(S235)를 실행하여 포인트 최소 개수와 분할 격자 포인트 개수를 이용하여 격자 크기의 적정성을 판단한다. 즉, 제어부(20)는 사전 설정된 포인트 최소 개수(Npmin)와 모든 분할 격자 내 포인트 데이터의 개수(Npc1, Npc2, Npc3,....,Npcn)을 이용하여 격자 크기의 적정성을 판단하는데, 격자 내 포인트 데이터의 개수의 평균값(Npcavg)이 포인트 최소 개수(Npmin)보다 작다면, 대상 영역에 대한 격자 분할은 과도하게 조밀하게 형성되어 연산 부하 증대로 인한 불필요한 자원 소진 발생할 수 있어 이를 방지하기 위하여 보다 큰 격자 크기를 갖는 격자로 분할함이 타당하다. 여기서, 분할된 격자 내 포인트 데이터의 개수가 과도한 경우도 발생할 수 있으나 이러한 과도한 개수에 대한 고려는 감지부의 분해능 등을 감아나여 사전 설정 격자 개수 및 사전 설정되는 포인트 최소 개수를 적절하게 설정함으로써 이루어질 수 있다. 따라서, 제어부(20)는 격자 내 포인트 데이터의 개수의 평균값(Npcavg)과 포인트 최소 개수(Npmin)을 비교하여 격자 내 포인트 데이터의 개수의 평균값(Npcavg)이 포인트 최소 개수(Npmin) 이하인 경우 격자가 너무 좁다고 판단하고 격자의 크기를 늘리는 방향으로 격자 크기 내지 격자 개수를 조정하는 분할 격자 조정 단계(S237)로 제어 흐름을 전달시킨다. 분할 격자 조정 단계(S237)에서는 대상 영역에 대하여 형성되는 격자의 개수를 감소시켜 격자의 크기를 증가시키고, 제어 흐름은 단계 S231로 전달되어 조정된 격자 개수로 대상 영역의 좌표축에 대하여 격자를 재설정하고, 단계 S233 이후의 과정을 실행한다. 여기서, 본 실시예에서는 대상 영역 내지 대상 영역의 축에 대하여 형성되는 격자 개수의 감소가 사전 설정된 감소 격자 개수(△Npc)만큼 이루어지는 방식을 취하였으나, 격자 개수의 감소로 격자 크기를 변화시키는 구조를 이루는 범위에서 다양한 변형도 가능하다.

반면, 제어부(20)가 격자 내 포인트 데이터의 개수의 평균값(Npcavg)는 포인트 최소 개수(Npmin)보다 큰 경우 현재 설정된 격자는 외곽 다각형을 추출하기 위한 과정에 적합하다고 판단하고 격자 조정 단계(S20)를 종료하고 제어 흐름을 단계 S30로 전달시킨다.

한편, 상기 실시예에서의 대상 영역에 대한 사전 설정 격자 크기는 대상 영역에 대한 각 축에 개별 형성되고, 복수 개의 축에 대한 복수 개의 사전 설정 격자 개수 중 택일하는 방식을 취할 수도 있다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 격자 조정 단계(S20)는 격자 비교 조정 단계(S23)에 앞서 실행되는 격자 선정 단계(S21)를 더 포함할 수 있는데, 격자 선정 단계(S21)는 각 좌표축에 대한 사전 설정 개수에 따라 좌표축에 대하여 분할하였을 때 분할 격자의 크기를 가장 작게 하는 사전 설정 개수를 모든 좌표축에 대한 사전 설정 개수로 설정하여 각 좌표축을 분할하여 분할 격자를 형성한다. 예를 들어, X축에 대하여 Ncx, Y축에 대하여 Ncy, Z축에 대하여 Ncz라 하고, Ncx > Ncy > Ncz의 관계가 형성되는 경우 전 좌표축에 대하여 가장 큰 사전 설정 개수인 X 축에 대한 Ncx로 분할하여 분할 격자의 크기를 최소화할 수 있다. 즉, 제어부(20)는 입력부(15)를 통하여 입력된 사전 설정 데이터 내의 좌표축에 대한 사전 설정 격자 축 정보, 즉 사전 설정 격자 개수를 확인한다(S211). 그런 후, 제어부는 사전 설정 격자 개수로 해당 축에 대하여 형성된 격자의 크기를 산출하고(S213), 최소 격자 크기를 격자 크기로 설정하고, 최소 격자 크기를 갖게 하는 격자 개수를 대상 영역에 대한 사전 설정 격자 개수(Nc)로 설정할 수 있다.

격자 조정 단계(S20)가 완료된 후, 제어부(20)는 외곽 확인 단계(S30)를 실행한다. 제어부(20)는 외곽 확인 단계(S30)에서 대상 영역의 분할 격자 중 영역에 존재하는 대상체에 대한 형상의 외곽을 이루는 포인트 데이터가 포함된 분할 격자 여부를 판단하고, 해당 분할 격자가 대상체의 외곽 형상을 이루는 외곽 분할 격자인지 여부를 확인하여, 좌표축 상 외곽 분할 격자 내 해당 배향에 대한 최외곽 포인트 데이터를 나타내는 외곽 포인트를 확인한다. 즉, 격자 조정 단계(S20)에서 제어부(20)는 대상 영역에 존재하는 대상체의 외곽 형상을 나타내도록 얻어진 포인트 데이터가 각각 분할된 분할 격자 내에 존재하는지 여부를 판단하고, 만약 해당 분할 격자 내 대상체의 외곽 형상을 이루는 포인트 데이터가 존재한다면, 해당 분할 격자가 대상체의 외곽 형상 중 중앙의 어느 지점을 나타내는 포인트 데이터만 포함된 것이 아니라, 좌표축 상의 어느 축의 방향으로 제일 외측에 존재하여 대상체의 해당 방향, 즉 해당 배향으로의 최외곽 점을 형성할 수 있는 포인트 데이터를 갖고 있다면 해당 분할 격자를 외곽 분할 격자로 명명하고, 명명된 외곽 분할 격자 내 해당 배향으로의 최외곽 포인트를 해당 배향에 대한 최외곽 포인트 데이터로 확인한다.

보다 상세하게, 외곽 확인 단계(S30)는 대상 영역에 대하여 설정된 포인트 데이터가 존재하는 복수 개의 분할 격자 중 어느 하나를 선택하여 선택 격자 셀로 형성 명명하는 격자 셀 선택 단계(S31)와, 사전 설정되어 저장부(30)에 저장된 사전 설정 인접 기준에 따라 선택 격자 셀이, 해당 주변의 주변 배향 셀에 포인트 데이터가 구비되지 않는 배향 외곽 격자 셀인지 여부를 확인하고, 선택 격자 셀이 배향 외곽 격자 셀인 경우 해당 배향의 최외곽 포인트를 선정하는 선택 격자 셀 외곽 확인 단계(S32)와, 대상 영역의 분할 격자에 대한 선택 격자 셀의 형성이 완료되었는지를 판단하는 선택 격자 셀 완료 판단 단계(S33)를 포함한다.

격자 셀 선택 단계(S31)에서 복수 개의 분할 격자 중 어느 하나의 분할 격자가 선택 격자 셀로 선택된 후, 제어부(20)는 선택 격자 셀이 배향 외곽 격자 셀인지 여부와 내부에 해당 배향에 대한 최외곽 포인트가 존재하는지 여부를 확인하는 선택 격자 셀 외곽 확인 단계(S32)를 실행하는데, 선택 격자 셀 외곽 확인 단계(S32)는 선택 격자셀 주변 확인 단계(S321)와, 선택 격자셀 주변 외곽 스캔 단계(S323)와, 선택 격자셀 주변 스캔 완료 판단 단계(S325)를 포함한다.

선택 격자셀 주변 확인 단계(S321)는 격자 셀 선택 단계(S31)에서 선택된 선택 격자 셀에 인접한 다른 주변 배향 셀의 존재 여부를 확인한다. 여기서, 주변 배향 셀이란 분할 격자 중 선택된 분할 격자인 선택 격자 셀의 주변에 배치되는 분할 격자인 주변 셀 중 선택 격자셀을 중심으로 해당 배향에 배치되는 주변 셀을 지칭하는 것으로, 대상 영역이 2차원 평면인 경우에 대한 일예가 도 7에 도시된다. 선택된 분할 격자인 선택 격자 셀(Cs)의 주변에는 총 8개의 분할 격자, 즉 총 8개의 주변 셀이 배치되는데, 이들 주변 셀(Co1,Co2,Co3,Co4,Co5,Co6,Co7,Co8) 중 선택 격자 셀(Cs)을 중심으로 오른쪽, 즉 3시 방향에 배치되는 주변 셀이 선택 격자 셀의 해당 방향에 대한 주변 배향 셀(Co3)로, 반대로 선택 격자 셀(Cs)을 중심으로 왼쪽, 즉 9시 방향에 배치되는 주변 셀이 선택 격자 셀의 해당 방향에 대한 주변 배향 셀(Co7)로 정의되고, 배향 외곽 격자 셀은 선택 격자 셀에 대하여 해당 방향, 즉 해당 배향에 대하여 다른 주변 셀인 주변 배향 셀에 포인트 데이터가 존재하지 않고 빈 공간을 이루는 경우 선택 격자 셀을 해당 배향에 대한 제일 외측에 배치되는 분할 격자로 정의된다.

단계 S321에서 선택 격자 셀(Cs)에 대한 주변 배향 셀이 존재하는지 여부를 확인하고, 그런 후 단계 S323에서, 제어부는 주변 배향 셀 내에 포인트 데이터가 존재하는지 여부도 확인 판단하고, 해당 주변 배향 셀 내 포인트 데이터가 존재하지 않는다고 판단한 경우 선택 격자 셀을 해당 배향에 대하여 배향 외곽 격자 셀로 설정하여 선택 격자 셀 내 대상 영역 내 존재하는 대상체의 외곽을 형성하는 포인트 데이터가 존재하는 것으로 확인하여 배향 외곽 격자 셀로 설정된 선택 격자 셀 내 해당 배향에 대한 제일 바깥 측에 배치되는 포인트 데이터를 해당 배향의 최외곽 포인트로 선정한다.

보다 자세하게, 선택 격자셀 주변 외곽 스캔 단계(S323)에서는 먼저 주변 배향 셀 선택 단계(S3231)가 이루어진다. 주변 배향 선택 단계(S3231)에서 선택 격자 셀 주변(Cs)에서 확인된 주변 셀에 대하여 포인트 데이터가 존재하는지 여부가 확인된 주변 셀인 분할 격자를 선택 격자셀을 중심으로 해당 배향에 대하여 설정된 주변 배향 셀에 대하여 시계방향과 같이 사전 설정된 방향을 따라 순차적 선택과 확인 과정을 거치게 되는데, 주변 배향 셀 비움 확인 단계(S3233)에서 선택된 주변 배향 셀(Co...)에 대하여 셀 내 포인트 데이터가 존재하는지 여부를 판단한다.

단계 S3233에서 제어부(20)가 선택된 주변 배향 셀에 포인트 데이터가 비어 있지 않고 포인트 데이터가 존재한다고 판단한 경우, 제어부(20)는 해당 방향(배향)에 대하여 선택 격자 셀(Cs)의 외측에 추가적인 포인트 데이터가 존재하는 분할 격자가 존재한다고 판단하고 해당 선택 격자 셀(Cs)이 해당 배향에 대한 제일 외측에 배치되어 대상 영역에 존재하는 대상체의 외곽을 형성하는 분할 격자인 배향 외곽 격자 셀이 아니라고 판단하고 제어 흐름을 단계 S325로 진행한다(S3239).

반면, 단계 S3233에서 제어부(20)가 선택된 주변 배향 셀에 포인트 데이터가 비어 포인트 데이터가 존재하지 않는다고 판단한 경우, 제어부(20)는 해당 방향(배향)에 대하여 선택 격자 셀(Cs)의 외측에 추가적인 포인트 데이터가 존재하는 분할 격자가 존재하지 않는다고 판단하고 해당 선택 격자 셀(Cs)이 해당 배향에 대한 제일 외측에 배치되어 대상 영역에 존재하는 대상체의 외곽을 형성하는 분할 격자인 배향 외곽 격자 셀이라고 판단한다(S3235). 그런 후, 해당 선택 격자 셀(Cs)에 대한 배향 외곽 격자 셀 내 해당 배향으로의 최외곽 포인트 데이터를 확인하고 제어 흐름을 단계 S325로 진행한다(S3237).

단계 S3237 또는 단계 S3239가 실행된 후, 제어부(20)는 해당 선택 격자 셀(Cs)의 주변에 배치되는 주변 배향 셀에 대한 주변 배향 셀 확인 단계(S3231) 및 주변 배향 셀 비움 확인 단계(S3233)가 모두 실행되었는지 여부를 확인 판단하는 선택 격자 셀 주변 외곽 스캔 완료 판단 단계(S325)를 실행하여, 제어부(20)가 해당 선택 격자 셀(Cs)의 주변 배향 셀에 대한 포인트 데이터의 유무를 확인 판단하여 선택 격자 셀(Cs)의 해당 배향에 대한 배향 외곽 격자 셀 여부를 확인 판단하고, 해당 배향으로의 배향 최외곽 포인트의 존재 여부를 확인 판단한다.

그런 후, 제어부(20)는 대상 영역에 대한 모든 분할 격자에 대하여 외곽 확인 단계(S30)로서의 격자 셀 선택 단계(S31)와 선택 격자 셀 외곽 확인 단계(S32)의 실행이 완료되었는지 여부를 확인 판단하는 격자 셀 선택 완료 판단 단계(S33)를 실행한다. 단계 S33에서 대상 영역에서의 분할 격자에 대한 선택 격자 셀로의 확인이 모두 완료된 경우 제어 흐름을 단계 S40으로 진행하고, 만약 대상 영역에서의 분할 격자에 대한 선택 격자 셀로의 확인이 모두 완료되지 않은 경우 제어 흐름을 단계 S31로 진행하여 대상 영역의 분할 격자 중 포인트 데이터가 존재하나 선택되지 않은 분할 격자를 선택 격자 셀로 선택 확인하는 일련의 과정을 반복한다.

도 8 및 도 9에는 단계 S30의 과정을 설명하기 위한 대상 영역에 대한 분할 격자의 개략적인 상태가 도시되는데, 먼저, 도 8에서 포인트 데이터가 존재하는 분할 격자 중 하나가 선택 격자 셀(Cs1)로 선택된다(S31). 그런 후, 제어부(20)는 선택 격자셀 외곽 확인 단계(S32)의 선택 격자 셀 주변 확인 단계(S321)를 실행하여 선택 격자셀(Cs1)의 주변 셀(Co11,Co12,Co13,Co14,Co15..)을 확인하는데, 선택 격자 셀(Cs1)의 윗쪽 방향의 주변 셀(Co11)은 선택 격자 셀의 12시 방향의 주변 배향 셀(Col1)로, 선택 격자 셀(Cs1)의 오른쪽 방향의 주변 셀(Co13)은 선택 격자 셀의 3시 방향의 주변 배향 셀(Col3)로 정의된다. 이때, 사전 설정된 배향 순서 방향으로 선택 격자 셀 주변의 주변 셀 중 어느 하나를 해당 배향의 주변 배향 셀로 선택하는데(S3231), 본 실시예에서는 12시 방향을 중심으로 시계 방향으로 선택되나 이는 일예로서 본 발명이 이에 국한되는 것은 아니다.

도 8에서 주변 배향 셀(Co11)이 선택된 경우, 제어부(20)는 주변 배향 셀 비움 확인 단계(S3233)를 실행하는데, 주변 배향 셀 비움 확인 단계(S3233)를 실행하는데, 주변 배향 셀(Co11)은 포인트 데이터가 존재하지 않으므로, 제어부(20)는 제어 흐름을 단계 S3235로 진행하여 현재 선택 격자 셀(Cs1)이 해당 배향, 즉 윗쪽 방향으로의 외곽을 형성하는 분할 격자인 배향 외곽 격자 셀로 설정하고, 선택 격자 셀(Cs1) 내 해당 배향으로의 최외곽 포인트를 확인하는데(S3237), 윗쪽 배향으로의 선 d1 상에는 y축 방향으로 선택 격자 셀(Cs1) 내 제일 외측에 배치되는 최외곽 포인트(P11)를 확인할 수 있고, P11을 y축 상 위쪽 방향으로의 해당 선택 격자 셀 내 배향 최외곽 포인트(P11)로 설정하고, 이는 차후 외곽선을 연결하는 과정에서 사용된다.

그런 후, 제어부(20)는 주변 배향 셀에 대한 스캔 완료 여부, 즉 비움 및/또는 배향 최외곽 포인트 존재 여부를 확인하는 과정이 완료되었는지를 판단하는데(S325), 완료되지 않은 경우 주변 배향 셀에 대하여 상기 과정을 반복한다.

해당 선택 격자 셀(Cs1)의 주변 배향 셀에 대한 확인이 완료된 경우, 제어부(20)는 선택 격자 셀의 선택이 대상 영역의 포인트 데이터가 존재하는 분할 격자에 대하여 모두 완료되었는지 여부를 확인 판단하고(S33), 소정의 완료 여부에 따라 제어 흐름이 반복 내지 종료된다. 만약 격자 셀 선택이 완료되지 않은 경우, 사전 설정된 선택 순서에 따라 격자 셀 선택이 진행되는데, 본 실시예에서는 X-Y 평면 상에서의 행단위로 오른쪽 방향 진행을 원칙으로 하나, 본 발명이 이에 국한되지는 않는다. 도 9에 도시된 바와 같이, 도 8에서 도면 부호 Cs1로 지시되는 분할 격자인 선택 격자 셀(Cs1)의 주변 배향 셀의 확인이 완료된 후 Cs1의 우측에 배치되는 도면 부호 Co13로 지시되는 분할 격자를 새로운 선택 격자 셀(Cs2)로 선택하고, 소정의 과정을 반복한다.

제어부(20)는 선택 격자셀 외곽 확인 단계(S32)의 선택 격자 셀 주변 확인 단계(S321)를 실행하여 선택 격자셀(Cs2)의 주변 셀(Co21,Co22,Co23,Co24,Co25, Co26,Co27,Co28)을 확인하고, 사전 설정된 배향 순서 방향으로 선택 격자 셀 주변의 주변 셀 중 어느 하나를 해당 배향의 주변 배향 셀로 선택하는데(S3231), 주변 배향 셀(Co21)이 선택된 경우, 제어부(20)는 주변 배향 셀 비움 확인 단계(S3233)를 실행하는데, 주변 배향 셀 비움 확인 단계(S3233)를 실행한다.

도 9에 도시된 바와 같이, 주변 배향 셀(Co21)은 포인트 데이터가 존재하지 않으므로, 제어부(20)는 제어 흐름을 단계 S3235로 진행하여 현재 선택 격자 셀(Cs2)이 해당 배향, 즉 윗쪽 방향으로의 외곽을 형성하는 분할 격자인 배향 외곽 격자 셀로 설정하고, 선택 격자 셀(Cs2) 내 해당 배향으로의 최외곽 포인트를 확인하는데(S3237), 선 d1, d2, d3 상에 복수 개의 포인트 데이터가 존재하나, 이중 윗쪽 배향으로의 선 d1 상에는 y축 방향으로 선택 격자 셀(Cs2) 내 제일 외측(윗쪽)에 배치되는 최외곽 포인트(P23)를 확인할 수 있고, P23을 y축 상 위쪽 방향으로의 해당 선택 격자 셀 내 배향 최외곽 포인트(P23)로 설정하고, 이는 차후 외곽선을 연결하는 과정에서 사용된다.

그런 후, 제어부(20)는 주변 배향 셀에 대한 스캔 완료 여부, 즉 비움 및/또는 배향 최외곽 포인트 존재 여부를 확인하는 과정이 완료되었는지를 판단하는데(S325), 완료되지 않은 경우 주변 배향 셀에 대하여 상기 과정을 반복한다. 도면 부호 Co23으로 지시되는 주변 배향 셀(Co23)의 경우, 즉 x 축 상에서의 오른쪽 배향에 대하여 살펴 보면, 주변 배향 셀(Co23)에도 포인트 데이터가 존재하지 않으므로 상기 S3233,S3235,S3237의 과정을 반복하는데, 선 l1, l2, l3 상에 복수 개의 포인트 데이터가 존재하나, 이중 오른쪽 배향으로의 선 l3 상에는 x축 방향으로 선택 격자 셀(Cs2) 내 제일 외측(오른쪽)에 배치되는 최외곽 포인트(P21)를 확인할 수 있고, P21을 x 상 오른쪽 방향으로의 해당 선택 격자 셀 내 배향 최외곽 포인트(P21)로 설정한다. 이러한 주변 배향 셀을 파악함에 있어 본 실시예에서는 직교 좌표계 상에서g해당 선택 격자 셀의 y축 상에서의 양단인 윗쪽과 아랫쪽, x축 상에서의 양단인 오른쪽과 왼쪽을 중심으로 주변 배향 셀의 비움 내지 배향 최외곽 포인트 확인을 이루고 대각선 배치되는 주변 배향 셀(Co22,Co24,Co26,Co28)에 대하여는 별도의 확인을 생략하는 방식을 취하였으나, 경우에 따라 별도의 확인을 이룰 수도 있다.

제어부(20)는 이와 같은 외곽 확인 단계(S30)가 완료된 경우, 외곽 확인 단계(S30)에서 확인된 외곽 포인트 및 배향 외곽 격자 셀인 외곽 분할 격자를 이용하여 사전 설정된 기준에 따라 분할 격자 중 어느 하나가 다른 분할 격자와 동일 그룹인지 여부를 확인 판단하고 그룹핑 영역 분할하는 그룹핑 단계(S40)를 실행한다. 여기서 그룹핑 영역 분할이라 함은 대상 영역 내 복수 개의 대상체가 존재하거나 또는 동일 대상체라 하더라도 외곽 형상 추출에 있어 개별적인 요소로 파악이 필요한 경우 외곽선을 형성하기 위한 배향 최외곽 포인트로서의 포인트 데이터를 각각의 대상체 내지 요소 별로 그룹핑하고 이를 동일 그룹이 아니라 서로 상이한 그룹으로 분할 정의하는 것을 지칭한다.

먼저, 제어부(20)는 단계 S40에서 그룹핑 격자 셀 선택 단계(S41)를 실행한다. 그룹핑 격자 셀 선택 단계(S41)에서 제어부(20)는 분할 격자 중 포인트 데이터가 존재하는 분할 격자를 그룹핑 격자 셀(Gs)로 선택한다. 그런 후, 제어부(20)는 선택된 그룹핑 격자 셀(Gs) 주변의 분할 격자를 이루는 그룹핑 주변 셀(Go)을 확인하는 그룹핑 주변 셀 확인 단계(S42)를 실행한다. 그룹핑 격자 셀 선택 단계(S41)와 그룹핑 주변 셀 확인 단계(S42)는 앞서 외곽 확인 단계(S30)에서의 격자셀 선택 단계(S31)와 선택 격자셀 주변 확인 단계(S321)와 유사한데, 사전 설정된 방식에 따라 대상 영역의 분할 격자에 대하여 순차적인 그룹핑 과정이 이루어질 수 있다.

그런 후, 그룹핑 격자 셀(Gs)의 주변의 그룹핑 주변 셀(Go)에 포인트 데이터의 존재 여부를 확인하고(S43), 제어부(20)는 그룹핑 주변 셀 비움 판단 단계(S43)에서의 판단 결과에 따라 그룹핑 주변 셀의 비움 내지 그룹핑 주변 셀이 그룹핑 격자 셀과 동일 그룹에 속하는지를 표시하는 그룹핑 주변 셀 마킹 단계(S44,S45)를 실행한다. 제어부(20)가 해당 그룹핑 주변 셀(Go)에 포인트 데이터가 존재하지 않는다고 판단한 경우, 해당 그룹핑 주변 셀(Go)인 분할 격자에 비움 마킹을 실행하는 비움 마킹 단계(S45)를 실행하고, 반대로 제어부(20)가 해당 그룹핑 주변 셀(Go)에 포인트 데이터가 존재한다고 판단한 경우, 해당 그룹핑 주변 셀(Go)인 분할 격자는 현재 그룹핑 격자 셀(Gs)과 동일한 그룹에 해당하는 묶음 가능한 분할 격자로 판단하고 해당 그룹핑 주변 셀(Go)에 동일 그룹핑 마킹을 실행하는 동일 그룹핑 마킹 단계(S44)를 실행한다.

그룹핑 주변 셀 마킹 단계(S44,S45)가 완료된 후 해당 그룹핑 격자 셀(Gs)의 주변의 그룹핑 주변 셀(Go)에 대하여 모두 마킹이 완료되었는지 여부를 확인 판단하고(S46), 단계 S46에서 해당 그룹핑 격자 셀의 주변의 그룹핑 주변 셀에 대한 확인이 완료된 경우 제어 흐름을 단계 S47로 전환하고, 반대로 해당 그룹핑 격자 셀의 주변의 그룹핑 주변 셀에 대한 확인이 완료되지 않은 경우 제어 흐름을 단계 S42로 진행하여 해당 그룹핑 격자 셀의 주변의 다른 그룹핑 주변 셀을 선택 확인하고, 비움 여부를 판단하여 그룹핑 내지 비움 마킹을 실행한다.

단계 S46이 완료된 후, 제어부(20)는 단계 S47을 실행하여 그룹핑 격자 셀 선택 완료 여부를 판단하는 그룹핑 격자 셀 선택 완료 판단 단계(S47)를 실행한다. 그룹핑 격자 셀 선택 완료 판단 단계(S47)에서 제어부(20)는 대상 영역에 대한 전체 분할 격자 중 포인트 데이터가 존재하는 분할 격자에 대한 그룹핑 단계의 실행 여부를 판단하여 완료되지 않은 경우 제어 흐름을 단계 S41로 전환하여 소정의 과정을 반복하고, 반대로 분할 격자에 대한 그룹핑 단계의 실행이 완료된 것으로 판단된 경우 단계 S40을 종료한다. 본 발명의 경우, 단계 S47에서 단계 S41로 전환되는 경우, 새로이 선택되는 그룹핑 격자 셀은 이전 S41 및 S42 단계에서 형성된 그룹핑 격자 셀의 주변의 그룹핑 주변 셀을 새로운 그룹핑 격자 셀로 설정하는 방식을 취한다. 즉, 도 11에 도시된 바와 같이 이전 회차에서의 단게 S41에서 선택된 그룹핑 격자 셀(Gs) 및 이들 주변의 그룹핑 주변 셀(Go)에 대한 동일 그룹 여부를 확인한 후, 도 12에 도시된 바와 같이 새로운 회차의 단계 S41에서 새로이 선택되는 그룹핑 격자 셀(Gs)은 이전 단계에서의 그룹핑 주변 셀 중의 하나(Go1)가 선택되는 방식을 취할 수 있다. 이와 같이 임의의 그룹핑 격자 셀을 중심으로 주변을 확장하며 동일 그룹 여부를 확인하여 마킹을 실행하는데, 더 이상의 그룹핑 주변 셀에서의 확장되는 그룹핑 주변 셀이 존재하지 않고 해당 동일 그룹 내의 분할 격자 중 그룹핑 격자 셀로 형성할 분할 격자가 더 이상 존재하지 않는 경우, 잔존하는 분할 격자의 존재 여부에 따라 그룹핑 단계를 종료하거나 또는 이전의 그룹과 다른 새로운 그룹을 찾아 그룹핑 단계를 실행하는 구조를 취한다. 따라서, 이와 같은 방식을 통하여 대상 영역 내 포인트 데이터가 존재하는 경우 해당 대상 영역의 포인트 데이터에 대하여 하나 이상의 동일 그룹이 형성될 수 있다.

상기와 같은 그룹핑 단계(S40)가 실행된 후, 제어부(20)는 아웃라이닝 단계(S50)를 실행한다. 아웃라이닝 단계(S50)에서 제어부(20)는 사전 설정된 기준에 따라 해당 그룹의 외곽 포인트를 연결하여 외곽선을 형성하는데, 여기서 외곽선은 대상 영역에 복수 개의 대상체 내지 단일의 대상체라 하더라도 복수 개의 개별적인 요소로 파악되는 경우 복수 개의 구성요소를 구획하는 선을 지칭한다.

아웃라이닝 단계(S50)는 아우터 라인 준비 단계(S51)와 주변 외곽 분할 격자 확인 단계(S53)와 주변 외곽 최외곽 포인트 확인 단계(S55)와, 최외곽 포인트 연결 단계(S57)와, 아우터 라인 완료 판단 단계(S59)를 포함한다. 먼저, 아우터 라인 준비 단계(S51)는 그룹핑 단계에서 완료된 분할 격자의 그룹에 대하여 아우터 라인을 실행하는 분할 격자인 격자 셀을 선정하고 그룹에 대한 아우터 라인의 진행 방향인 배향 정보를 확인하는데, 여기서 아우터 라인을 시작하기 위하여 선택 시작되는 분할 격자인 격자 셀은 최외곽 포인트가 존재하는 배향 외곽 격자 셀 중의 하나를 선택할 수 있으며, 본 실시예에서 아우터 라인의 진행 방향인 배향 정보는 시계 방향으로 설정되나 이에 국한되는 것은 아니다.

그런 후 제어부는 주변 외곽 분할 격자 확인 단계(S53)를 실행하는데, 제어부(20)는 아우터 라인을 실행하기 위한 격자셀의 사전 설정된 주변에 외곽 분할 격자가 존재하는지 여부를 확인한다. 여기서 사전 설정된 주변이라 함은 해당 아우터 라인을 연결 실행을 시작하는 분할 격자인 격자 셀을 중심으로 3X3 형의 주변의 분할 격자로 설정하였으나 이에 국한되는 것은 아니다.

제어부(20)는 주변 외곽 격자 셀 내 최외곽 포인트가 존재하는 배향 외곽 격자 셀을 확인하여(S55), 아우터 라인 연결 실행을 시작하는 분할 격자에 존재하는 최외곽 포인트와 해당 배향 외곽 격자 셀 내 최외곽 포인트를 연결한다. 본 실시예에서는 시계 방향의 연결 순서를 지니므로, 만약 하나의 배향 외곽 격자 셀 내 배향을 달리하나 복수 개의 최외곽 포인트가 존재하는 경우, 즉 배향 최외곽 포인트가 복수 개가 존재하는 경우, 동일 분할 격자 내 포인트 데이터의 연결은 아우터 라인의 진행 방향인 배향 정보 기준인 시계 방향으로의 연결 과정을 이룰 수 있다. 예를 들어, 도 12에는 분할 격자가 도시되는데, 먼저 아우터 라인의 연결 실행은 Os0으로 지시되는 분할 격자로부터 시작되고, 이후 Os1,Os2의 순서로 연결되고, Os0로 지시되는 분할 격자 내 두 개의 최외곽 포인트(Pa,Pb)가 존재하고, Os1,Os2에는 각각 Pc,Pd로 지시되는 최외곽 포인트가 존재한다면, Os0로 지시되는 분할 격자 내 두 개의 최외곽 포인트(Pa,Pb)는 본 실시예에서의 시계 방향으로의 연결 순서를 이루므로, 두 개의 최외곽 포인트(Pa,Pb)는 Pa, Pb의 순서로 연결될 수 있다.

이러한 최외곽 포인트 연결이 완료된 경우(S57), 제어부(20)는 대상 영역 내 모든 그룹에 대하여 최외곽 포인트 연결이 완료되었는지를 판단하는 아우터 라인 완료 판단 단계(S59)를 실행한다.

도 13에는 본 발명의 일련의 진행 과정을 도시하는 개략적인 상태도가 도시되는데, 먼저 (a)에 도시된 바와 같이, 대상 영역에 대한 소정의 포인트 데이터가 X-Y 좌표축 기준으로 입력되고, 그런 후 분할 격자 크기를 조정하고(b), 그런 후 해당 분할 격자 내 포인트 데이터에 대하여 (배향) 최외곽 포인트를 설정하고(c), 소정의 그룹핑 단계(S40)를 통하여 포인트 데이터가 존재하는 분할 격자를 그룹화하여 동일 그룹 내지 이종 그룹 내지 비움 여부를 확인하고(d), 소정의 아웃라이닝 단계를 통하여 소정의 외곽선을 추출한다. 이때, 분할 격자의 크기 조정 여부에 따라 외곽선의 정밀도는 다양한 값이 도출될 수 있다((e),(f)).

상기 본 발명을 설명하기 위한 일예들로, 본 발명이 이에 국한되지 않고 다양한 변형이 가능하다.

1...이동 로봇 10...감지부
20...제어부 30...저장부
40...연산부 50...구동부

Claims (9)

1. 대상 영역에 대한 포인트 데이터와, 상기 대상 영역을 분할하기 위한 사전 설정 격자 개수 및 상기 사전 설정 격자 개수로 분할 구역화되는 해당 격자 내 포함되는 포인트 데이터의 최소 개수를 설정하는 포인트 데이터의 최소 개수를 설정하는 포인트 최소 개수를 포함하는 사전 설정 데이터가 입력되는 입력 단계와,
   상기 사전 설정 격자 개수로 상기 대상 영역을 분할하여 얻어진 개개의 부할 격자 내 포인트 데이터의 평균 개수와 상기 포인트 최소 개수를 비교하여, 상기 대상 영역에 대한 격자 분할의 적합 여부를 판단하고 조정하는 격자 조정 단계와,
   상기 대상 영역의 분할 격자 중 영역에 존재하는 대상체에 대한 형상의 외곽을 이루는 포인트 데이터가 포함된 분할 격자 여부를 판단하여 해당 분할 격자가 외곽 분할 격자인지 여부를 확인하고, 영역이 존재하는 좌표축 상 상기 외곽 분할 격자 내 해당 배향에 대한 최외곽 포인트 데이터를 나타내는 외곽 포인트를 확인하는 외곽 확인 단계와,
   상기 외곽 확인 단계에서 확인된 외곽 포인트 및 외곽 분할 격자를 이용하여 사전 설정된 기준에 따라 분할 격자 중 어느 하나가 다른 분할 격자와 동일 그룹 인지 여부를 확인 판단하고 그룹핑 영역 분할하는 그룹핑 단계와,
   사전 설정된 기준에 따라 상기 해당 그룹의 외곽 포인트를 연결하여 외곽선을 형성하는 아웃라이닝 단계를 포함하는 격자 기반 외곽 다각형 추출 방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 격자 조정 단계(S20)는:
   상기 분할 격자 내 포인트 데이터 개수를 산출하는 분할 격자 포인트 개수 확인 단계(S233)와,
   상기 포인트 최소 개수와 상기 분할 격자 포인트 개수를 이용하여 격자 크기의 적정성을 판단하는 판단 단계(S235)와,
   상기 판단 단계에서 상기 분할 격자 포인트 개수의 평균값과 상기 포인트 최소 개수를 비교하여, 상기 분할 격자 포인트 개수의 평균값이 상기 포인트 최소 개수보다 작다고 판단되는 경우 상기 분할 격자의 크기를 조정하는 분할 격자 조정 단계(S237)를 포함하고,
   상기 격자 조정 단계는,
   상기 사전 설정 격자 개수가 상기 대상 영역의 좌표축에 대하여 개별 형성되는 경우,
   각 좌표축에 대한 상기 사전 설정 개수에 따라 좌표축에 대하여 분할하였을 때 분할 격자의 크기가 가장 작게 하는 사전 설정 개수를 모든 좌표축에 대한 사전 설정 개수로 설정하여 각 좌표축을 분할하여 분할 격자를 형성하는 격자 선정 단계(S21)가 상기 분할 격자 포인트 개수 확인 단계에 앞서 포함되는 것을 특징으로 하는 격자 기반 외곽 다각형 추출 방법.
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 외곽 확인 단계(S30)는:
   상기 대상 영역의 분할 격자 중 어느 하나를 선택하여 선택 격자 셀을 형성하는 격자 셀 선택 단계(S31)와,
   사전 설정된 인접 기준에 따라 상기 선택 격자 셀이, 해당 주변의 주변 배향 셀에 포인트 데이터가 구비되지 않는 배향 외곽 격자 셀인지 여부를 확인하고, 상기 선택 격자 셀이 배향 외곽 격자 셀인 경우 해당 배향의 최외곽 포인트를 선정하는 선택 격자 셀 외곽 확인 단계(S32)와,
   상기 대상 영역의 분할 격자에 대한 선택 격자 셀의 형성이 완료되었는지를 판단하는 선택 격자 셀 완료 판단 단계(S33)를 포함하는 것을 특징으로 하는 격자 기반 외곽 다각형 추출 방법.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 선택 격자 셀 외곽 확인 단계(S32)는:
   상기 선택 격자 셀에 인접한 주변 셀 및 상기 선택 격자 셀에 인접한 주변 셀 중 상기 선택 격자 셀을 중심으로 해당 배향에 대한 주변 셀인 주변 배향 셀을 확인하는 선택 격자셀 주변 확인 단계(S321)와,
   상기 선택 격자셀 주변 확인 단계에서 확인된 주변 배향 셀 내 포인트 데이터의 존재 여부를 확인하여 상기 선택 격자셀이 해당 배향에 대한 배향 외곽 격자 셀인지 여부를 확인하고, 상기 선택 격자셀이 해당 배향에 대한 배향 외곽 격자 셀인 경우 해당 배향에 대한 최외곽 포인트를 확인 설정하는 선택 격자셀 주변 외곽 스캔 단계와,
   상기 선택 격자 셀의 주변 배향 셀에 대한 상기 선택 격자셀 주변 외곽 스캔 단계의 완료 여부를 확인하는 선택 격자셀 주변 외곽 스캔 완료 판단 단계;를 구비하고,
   상기 선택 격자셀 주변 외곽 스캔 단계는:
   상기 주변 배향 셀 중 하나를 선택하는 주변 배향 셀 선택 단계(S3231)와,
   선택된 상기 주변 배향 셀 내 포인트 데이터가 존재하는지 여부를 확인하는 주변 배향셀 비움 확인 단계(S3233)와,
   상기 주변 배향셀 비움 확인 단계에서의 결과에 따라 상기 선택 격자셀을 해당 배향에 대한 배향 외곽 분할 격자로 설정 여부를 결정하는 배향 외곽 격자 셀 결정 단계(S3235,S3239)를 구비하고,
   상기 배향 외곽 격자 셀 결정 단계에서 상기 선택 격자셀이 배향 외곽 분할 격자로 설정된 경우, 상기 배향 외곽 분할 격자 내 해당 배향에 대한 최외곽 포인트를 확인 선정하는 배향 최외곽 포인트 확인 단계(S3237)를 포함하는 것을 특징으로 하는 격자 기반 외곽 다각형 추출 방법.
6. 삭제
7. 제 1항에 있어서,
   상기 그룹핑 단계는:
   상기 분할 격자 중 포인트 데이터가 존재하는 분할 격자를 그룹핑 격자 셀로 선택하는 그룹핑 격자 셀 선택 단계(S41)와,
   선택된 상기 그룹핑 격자 셀 주변의 분할 격자를 이루는 그룹핑 주변 셀을 확인하는 그룹핑 주변 셀 확인 단계(S42)와,
   상기 그룹핑 주변 셀 내 포인트 데이터 유무를 확인 판단하는 그룹핑 주변 셀 비움 판단 단계(S43)와,
   상기 그룹핑 주변 셀 비움 판단 단계의 판단 결과에 따라 상기 그룹핑 주변 셀의 비움 내지 상기 그룹핑 주변 셀이 상기 그룹핑 격자 셀과 동일 그룹에 속하는지를 표시하는 그룹핑 주변 셀 마킹 단게(S44,S45)를 구비하고,
   상기 그룹핑 주변 셀 마킹 단계후, 상기 그룹핑 격자 셀 주변의 그룹핑 주변 셀에 대한 그룹핑 주변 셀 마킹의 완료 여부를 확인하는 그룹핑 주변 셀 마킹 완료 판단 단계(S46)와,
   상기 그룹핑 주변 셀 마킹 완료 판단 단계(S46)에서 그룹핑 주변 셀에 대한 마킹이 완료된 것으로 판단되는 경우, 상기 분할 격자 중 포인트 데이터가 존재하는 분할 격자가 그룹핑 격자 셀로의 선택이 완료되었는지 여부를 확인 판단하는 그룹핑 격자 셀 선택 완료 판단 단계(S47)를 포함하는 것을 특징으로 하는 격자 기반 외곽 다각형 추출 방법.
8. 삭제
9. 제 1항에 있어서,
   상기 아웃라이닝 단계는:
   상기 그룹핑 단계에서 완료된 분할 격자의 그룹에 대하여 아우터 라인을 실행하는 격자셀을 선정하고 상기 그룹에 대한 아우터 라인의 진행 방향인 배향 정보를 확인하는 아우터 라인 준비 단계(S51)와,
   상기 아우터 라인 실행 격자셀의 사전 설정된 주변에 외곽 분할 격자의 존재를 확인하는 주변 외곽 분할 격자 확인 단계(S53)와,
   상기 주변 외곽 분할 격자 내 최외곽 포인트를 확인하는 주변 외곽 최외곽 포인트 확인 단계(S55)와,
   상기 주변 외곽 최외곽 포인트를 연결하는 최외곽 포인트 연결 단계(S57)와,
   상기 그룹핑 단계에서 완료된 분할 격자의 그룹에 대한 아우터 라인 연결의 완료 여부를 판단하는 아우터 라인 완료 판단 단계(S59)를 포함하는 것을 특징으로 하는 격자 기반 외곽 다각형 추출 방법.
   
   

Images