KR101766747B1 - 실내 대피경로 화면표시 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실내 대피경로 화면표시 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 맵서버에서 특정 건물의 건축도면정보를 기초로 하여 재난대피 그래프 정보를 생성하는 단계와, 경로서버에서 상기 생성된 재난대피 그래프 정보를 수신하여 사용자 단말의 현재위치를 시작점으로 대피경로 정보를 산출하는 단계와, 사용자 단말에서 상기 산출된 대피경로 정보를 수신하여 안내 이미지 정보로 생성하고, 상기 사용자 단말의 화면에 출력시키는 단계를 포함하여 구성되고, 상기 사용자 단말의 화면에 출력되는 단계에서의 안내 이미지 정보는 상기 사용자 단말의 현재 위치와 대피경로가 건축도면 이미지상에 매핑된 안내 이미지가 출력되는 대피경로 이미지 출력영역과, 상기 사용자 단말의 화면 일측 영역에 출력되되, 상기 사용자 단말의 현재위치에서 상기 대피경로가 향하는 방향으로 지시되는 화살표 형상으로 이루어진 이동방향 표시영역을 포함하여 구성된다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 사용자 단말의 화면상에 사용자의 현재위치를 중심으로 하는 대피경로 이미지가 출력됨과 함께, 사용자 단말의 화면 일측에 대피경로가 향하는 방향으로 지시되는 화살표 형상의 이동방향 표시영역이 형성되어 사용자가 화살표를 통해 직관적으로 이동방향을 인식할 수 있도록 하여, 재난상황에서도 사용자가 침착하게 대피경로를 따라 이동할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 사용자 단말을 파지한 상태에서 사용자가 진행하는 방향을 따라 대피경로 이미지 출력영역에 표시되는 안내 이미지와 이동방향 표시영역에 표시되는 화살표의 지시방향이 회전되도록 하여 사용자가 사용자 단말의 화면을 보면서 손쉽게 대피경로를 따라 안전지역으로 이동할 수 있는 효과가 있다.

Description

실내 대피경로 화면표시 방법{Method For Displaying Screen of Terminal and Exit course}

본 발명은 실내 대피경로 화면표시 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실내에서 화재 등에 의한 재난 상황에서 사용자 단말로 제공되는 대피경로가 직관적인 UI를 통해 사용자가 손쉽게 대피경로를 파악하여 안전지역으로 이동할 수 있도록 하는 실내 대피경로 안내 시스템을 이용한 실내 대피경로 화면표시 방법에 관한 것이다.

최근 한정된 토지를 효율적으로 활용하기 위해 많은 사람들이 활동할 수 있는 큰 규모의 시설이 점차 늘어나게 되었다. 이와 같은 큰 규모의 복잡한 구조를 갖는 실내 환경에서 재난상황이 발생할 경우 많은 인명피해가 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위해, 긴급한 상황으로 판단력이 떨어진 재실자에게 정확한 대피 경로를 직관적인 표현 방식으로 제공할 필요가 있다.

이러한 대피경로는 긴급 상황으로 인해 판단력이 감소한 사용자의 심리 상태나 실내 구조의 복잡성을 고려했을 때 직관적으로 표현될 필요가 있다. 이를 위해 공간 Database Management System(DBMS)를 활용하여 2차원 또는 3차원으로 모델링된 건물 구조에 경로를 표시하는 방안이 제안되었다.

Computer-Aided Design(CAD) 데이터를 이용하여 공간정보를 데이터베이스에 등록한 후 공간 구조를 2차원 또는 3차원으로 가시화하고 꺾은 직선으로 경로를 표시한다. 이러한 방식은 전체 공간 구조를 사용자에게 나타낼 수 있다는 장점이 있지만, 특히 실내 공간이 복잡한 경우에는 화면에 경로가 표시되더라도 사용자는 움직여야하는 방향을 쉽게 알기 어렵다. 그리고 가시화할 공간 구조를 구성하기 위해 CAD 및 데이터베이스를 다룰 수 있는 환경이 필요하다는 문제점이 존재한다.

아울러, 최근 고성능의 휴대 단말이 널리 보급되었고, 이를 이용하여 증강현실(augmented reality)을 이용하여 대피경로를 화면에 표시하는 방안이 연구되었다. 사용자 단말은 후면 카메라를 이용하여 전면 디스플레이 패널에 실제 환경을 배경으로 표시하며, 해당 배경 위에 사용자가 이동해야 할 경로 및 방향을 3차원 형태로 표현한다. 이와 같은 방식은 사용자가 제자리에서 휴대 단말을 들고 회전하여 이동해야할 방향을 찾은 다음, 화면에서 표현되는 선 및 화살표를 따라가면 되기 때문에 경로를 매우 직관적으로 사용자에게 제공할 수 있다는 장점이 있다. 하지만 이러한 증강현실 시스템을 구현하기 위해서는 개발 과정에서 이동가능한 모든 실내 공간정보를 등록하고 관리해야한다는 문제점이 발생된다.

따라서, 이러한 종래 대피경로 화면표시 방법의 불합리한 점을 극복하고 사용자 단말에 표시되는 대피경로 안내 표현방식이 사용자에게 직관적으로 인식되도록 하는 실내 대피경로 화면표시 방법에 대한 요구가 높아지고 있는 실정이다.

한국등록특허 제 1217870호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 사용자 단말에 표시되는 대피경로 안내방식이 사용자에게 직관적으로 인식되도록 하여 긴급한 재난 상황에서 실내 사용자가 손쉽게 대피경로를 따라 안전지역으로 이동할 수 있도록 하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 서버에서 특정 건물의 건축도면정보를 기초로 하여 재난대피 그래프 정보를 생성하고, 상기 생성된 재난대피 그래프 정보를 사용자 단말의 현재위치를 시작점으로 대피경로 정보를 산출하는 단계와, 사용자 단말에서 상기 산출된 대피경로 정보를 수신하여 안내 이미지 정보로 생성하고, 상기 사용자 단말의 화면에 출력시키는 단계를 포함하여 구성되고, 상기 사용자 단말의 화면에 출력되는 단계에서의 안내 이미지 정보는 상기 사용자 단말의 현재 위치와 대피경로가 건축도면 이미지상에 매핑된 안내 이미지가 출력되는 대피경로 이미지 출력영역과, 상기 사용자 단말의 화면 일측 영역에 출력되되, 상기 사용자 단말의 현재위치에서 상기 대피경로가 향하는 방향으로 지시되는 화살표 형상으로 이루어진 이동방향 표시영역을 포함하여 구성된다.

아울러, 상기 사용자 단말의 화면에 출력되는 단계에서의 안내 이미지 정보는 상기 사용자 단말의 화면 일측 영역에 건물내에서 사용자 단말이 현재 위치하고 있는 층수가 출력되는 현재층 표시영역을 더 포함하여 제공된다.

아울러, 상기 사용자 단말의 화면에 출력되는 단계에서의 안내 이미지 정보는 상기 사용자 단말의 화면 일측 영역에 건물의 각 층수가 표시되는 층수선택 인터페이스가 더 포함되어, 상기 층수선택 인터페이스의 층수가 변경되면, 상기 사용자 단말의 화면에 출력되는 상기 대피경로 이미지 출력영역이 해당 층의 안내 이미지 정보로 변경된다.

또한, 상기 대피경로 이미지 출력영역에 출력되는 안내 이미지는 상기 사용자 단말의 이동방향을 따라 일정각도로 회전되어 상기 사용자 단말의 화면상에 출력되되, 상기 안내 이미지상에 표시되는 사용자 단말의 현재위치를 중심으로 회전된다.

또한, 상기 이동방향 표시영역에 표시되는 화살표는 상기 사용자 단말의 이동방향을 따라 일정 각도로 회전되되, 상기 화살표는 대피경로로 향하는 방향으로 지시된다.

더욱이, 상기 사용자 단말의 이동방향은 가속도 센서를 이용하여 감지된 중력 가속도와, 자기장 센서를 이용하여 감지된 자기장을 기초로 하여 계산된다.

아울러, 상기 대피경로를 산출하는 단계는 맵서버에 저장된 지도정보를 기초로 하여 대피경로상의 모든 공간을 간선으로 구획하고, 각 간선을 연결하여 재난대피 그래프를 생성하는 단계, 경로서버에서 상기 생성된 재난대피 그래프 정보를 수신하고, 각 간선 속성 가중치값을 부여하여 간선 속성정보를 갱신시키는 단계, 사용자 단말의 위치정보를 상기 경로서버로 전송하여, 현재 사용자 단말의 위치정보에 기초한 대피경로 정보를 산출하는 단계를 더 포함하여 제공된다.

또한, 상기 재난대피 그래프 정보 생성은 상기 맵서버에 저장된 특정 건물의 건축도면정보와 상기 특정 건물내에 설치된 다수개의 측위용 비컨의 위치정보를 기초로 하여 상기 다수개 설치된 각 측위용 비컨을 중심으로 건축도면내에 임의 영역을 각각 구획하는 단계, 상기 구획된 각 임의 영역의 상호 교차점 또는 건물내 출입구를 정점으로 하여 각 임의 영역을 단일의 간선으로 연결시키는 두 개의 정점을 형성시키는 단계, 상기 임의 영역의 측위용 비컨 좌표정보와 상기 임의 영역에서 생성된 각 정점의 좌표정보 및 간선정보를 데이터베이스에 저장하는 단계를 포함하여 제공된다.

아울러, 상기 경로서버에서 재난대피 그래프 정보를 수신하고, 각 간선 속성 가중치값을 부여하여 간선 속성정보를 갱신시키는 단계, 상기 측위용 비컨으로부터 사용자 단말의 위치를 인식하고, 인식된 위치정보를 상기 경로서버로 전송하여, 현재 위치정보에 기초한 대피경로 정보를 산출하는 단계를 더 포함하여 제공된다.

여기서 상기 간선 속성 가중치값은 상기 사용자 단말에서 상기 측위용 비컨을 통해 측위된 위치정보를 기초로 하여 상기 간선내에서의 인원수를 산출하는 밀집가중치 산출값을 포함하여 제공된다.

또한, 상기 간선 속성 가중치값은 상기 사용자 단말로부터 실시간으로 수신되는 위치정보를 기초로 하여 간선내 상기 사용자 단말의 위치이동에 따른 이동속도를 산출하는 이동속도가중치 산출값을 포함하여 제공된다.

또한, 상기 간선 속성 가중치값은 인접한 측위용 비컨간의 거리정보를 기초로 하여 인근 간선까지의 거리값을 산출하는 간선거리가충치 산출값을 포함하여 제공된다.

또한, 상기 간선 속성 가중치값은 대피통로의 폭, 출입구의 폭 및 너비정보, 소방 및 제연설비 위치정보중 적어도 하나의 정보를 기초로 하여 환경정보값을 산출하는 환경정보가중치 산출값을 포함하여 제공된다.

아울러, 상기 사용자 단말의 위치정보에 따른 밀집가중치 산출값 또는 이동속도가중치 산출값이 변경될 경우, 상기 사용자 단말이 위치하는 임의 영역내 간선의 간선 속성 가중치값만 재갱신시킨다.

더욱이, 상기 간선 속성 가중치값이 재갱신된 간선 속성정보는 일정 주기로 버퍼에 저장되고, 상기 임의 영역내의 간선 속성 가중치값이 변경되는 경우 상기 버퍼에서 이전에 저장된 간선 속성정보를 참조하여 신규의 간선 속성정보가 재갱신된다.

더욱이, 상기 산출된 대피경로 정보를 안내 이미지 정보로 생성하는 단계는 상기 맵서버로부터 건축도면 이미지 정보와 좌표정보를 수신하고, 상기 경로서버로부터 경로상의 정점정보와 측위용 비컨정보가 포함된 대피경로 정보를 수신하는 단계, 상기 좌표정보와 경로상의 정점정보를 매칭시켜 각 정점마다 꺽인 직선형태의 경로 이미지를 생성시키는 단계, 상기 건축도면 이미지상에 상기 경로 이미지를 중첩시켜 대피경로 출력 이미지를 생성시켜 상기 사용자 단말의 화면상에 출력시키는 단계를 포함하여 제공된다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 사용자 단말의 화면상에 사용자의 현재위치를 중심으로 하는 대피경로 이미지가 출력됨과 함께, 사용자 단말의 화면 일측에 대피경로가 향하는 방향으로 지시되는 화살표 형상의 이동방향 표시영역이 형성되어 사용자가 화살표를 통해 직관적으로 이동방향을 인식할 수 있도록 하여, 재난상황에서도 사용자가 침착하게 대피경로를 따라 이동할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 사용자 단말을 파지한 상태에서 사용자가 진행하는 방향을 따라 대피경로 이미지 출력영역에 표시되는 안내 이미지와 이동방향 표시영역에 표시되는 화살표의 지시방향이 회전되도록 하여 사용자가 사용자 단말의 화면을 보면서 손쉽게 대피경로를 따라 안전지역으로 이동할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 실내 대피경로 화면표시 시스템의 전체 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 맵서버의 주요구성을 나타낸 블럭도이다.
도 3은 본 발명에 따른 재난대피 그래프를 생성시키는 일예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 경로서버의 주요구성을 나타낸 블럭도이다.
도 5는 간선 가중치 산출모듈의 세부구성을 나타낸 블럭도이다.
도 6은 본 발명에 따른 사용자 단말의 주요구성을 나타낸 블럭도이다.
도 7은 인터페이스부에 표시되는 주요 영역을 나타낸 블럭도이다.
도 8은 본 발명에 따른 사용자 단말의 화면상에 출력되는 인터페이스부의 일예를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 사용자 단말의 이동방향에 따라 대피경로가 회전되어 출력되는 다양한 예를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 실내 대피경로를 생성하여 사용자 단말의 화면으로 안내되는 전체적인 순서를 나타낸 순서도이다.
도 11은 본 발명에 따른 실내 대피경로 화면표시 시스템의 각 구성요소를 통해 대피경로가 안내되어 화면에 표시되는 과정을 나타낸 도면이다.
도 12는 사용자 단말에 대피경로 안내정보가 출력되는 순서를 나타낸 순서도이다.
도 13은 사용자 단말로 출력되는 대피경로 출력 이미지의 일례를 나타낸 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 실내 대피경로 화면표시 시스템의 전체 구성을 나타낸 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 실내 대피경로 화면표시 시스템은 맵서버(100), 경로서버(200) 및 사용자 단말(300)을 포함하여 구성된다.

맵서버(100)는 건물의 지도정보를 제공하는 서버로서, 건물의 지도정보를 수신하여 데이터베이스에 저장하고, 지도정보를 기초로 하여 대피경로상의 모든 공간을 간선으로 구획하고, 각 간선을 연결하여 재난대피 그래프 정보를 생성하고, 사용자 단말(300)로는 지도정보를 제공하고 경로서버(200)로는 재난대피 그래프 정보를 제공한다.

경로서버(200)는 맵서버(100)에서 제공된 재난대피 그래프 정보를 사용자 단말(300)의 위치정보에 따라 대피경로 정보를 생성하여 사용자 단말(300)에 제공하도록 한다.

그리고 사용자 단말(300)은 맵서버(100)로부터 제공받은 건물 지도정보와 경로서버(200)로부터 제공받은 대피경로 정보를 매칭시켜 안내 이미지 정보를 생성시키고 이를 사용자 단말(300)의 화면상에 출력시키도록 한다. 이렇게 사용자 단말(300)로 출력되는 안내 이미지 정보는 사용자에게 직관적으로 보여지도록 대피경로 이미지 출력영역과 이동방향 표시영역 등으로 구성되며, 이에 대해서는 사용자 단말의 구성에서 더욱 자세히 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명에 따른 맵서버의 주요구성을 나타낸 블럭도이고, 도 3은 본 발명에 따른 재난대피 그래프를 생성시키는 일예를 나타낸 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 맵서버(100)는 지도정보 데이터베이스(110), 재난대피 그래프 생성모듈(120) 및 간선 속성정보 데이터베이스(130)를 포함하여 구성된다.

지도정보 데이터베이스(110)에는 특정 건물의 건축도면 이미지 정보와, 특정 건물내 설치된 다수개의 측위용 비컨(400)의 고유 아이디 정보와 좌표정보가 저장된다. 아울러, 재난대피 그래프 생성모듈(120)에서 생성되는 간선정보와 정점 좌표정보가 별도로 저장된다.

재난대피 그래프 생성모듈(120)은 지도정보 데이터베이스(110)에 저장되는 각 측위용 비컨(400)의 좌표정보에 기초하여 각 측위용 비컨(400)이 설치되는 위치를 중심으로 일정영역으로 구획하여 간선과 정점을 설정하고, 재난대피 그래프 정보를 산출하도록 한다.

이러한 재난대피 그래프 생성방법은 도 3을 통해 자세히 설명하도록 한다.

도 3의 (a)에서 특정건물내에 측위용 비컨(400)이 설치되며, 이러한 건축도면정보와 측위용 비컨(400)의 고유 아이디 번호와 좌표정보는 지도정보 데이터베이스(110)에 저장된다. 여기서 측위용 비컨(400)은 모든 출입구와 계단, 복도 등에 설치될 수 있다. 건축도면에서는 11개의 방과, 다른 층으로 이동할 수 있는 중앙계단과, 건물 외부로 향하는 2개의 출입구(대피구)가 존재하며, 이때 해당 출입구를 통해 연결되는 건물 외부 지점이 그래프의 최종 목적지인 안전지대를 의미한다.

도 3의 (b)에서는 건축도면상에 재난대피 그래프를 생성하는 과정을 나타내는 것으로, 다수개 설치된 측위용 비컨(400)을 중심으로 건축도면내에 임의 영역을 각각 구획하도록 한다. 이러한 임의 영역은 각 비컨(400)마다 일정구획으로 구성되며, 건물내 통로와 안전지대를 향하는 출입구 위주로 임의 영역이 설정되도록 한다.

각 임의 영역이 상호 교차되는 지점 또는 건물내 출입구를 정점으로 생성하여, 각 임의 영역에는 두 개의 정점이 형성되고, 두 개의 정점을 상호 연결시키는 단일의 간선이 임의 영역내에 형성된다.

즉 임의 영역1에서는 임의 영역2와 임의 영역3과 교차되는 정점b가 형성되고, 간선1을 생성하기 위해 복도통로의 끝부분에 정점a가 형성되도록 한다. 그리고 임의 영역2에서도 복도통로의 끝부분 출입구에 정점c가 형성되도록 하여 임의 영역2내에 간선2가 형성되도록 한다.

이와 같이 측위용 비컨1~6마다 각각의 임의 영역1~6이 구획되고, 그에 따른 교차지점 또는 출입구 측에 정점a~g이 생성되며, 각 임의 영역내에 생성된 두 개의 정점을 연결하는 간선1~6이 형성되도록 한다.

이렇게 도 3의 (c)에서와 같이 완성된 재난대피 그래프는 파일로 별도로 저장ㆍ관리되도록 하며, 재난대비 그래프를 형성하기 위해 생성된 각 정점정보 및 간선정보는 지도정보 데이터베이스(110)에 별도로 저장되도록 한다. 여기서 데이터베이스에 저장되는 정점정보는 정점의 좌표정보이며, 간선정보는 간선의 길이정보를 포함한다.

간선 속성정보 데이터베이스(130)는 각 측위용 비컨(400)을 중심으로 형성되는 일정 영역내의 특징을 기초로 하는 간선의 속성정보가 저장된다. 이러한 간선의 속성정보에 따라 간선속성값의 가중치가 결정되며, 간선속성값의 가중치를 결정하기 위한 간선의 속성으로는 간선내에서 사람이 밀집된 정도, 사람의 이동속도와 같이 사용자 단말(300)의 위치에 따라 상시 변하게 되는 변동값과 측위용 비컨(400)간의 거리, 대피통로의 폭, 출입구 폭 너비 등의 환경정보와 같이 고정되는 고정값 등으로 이루어진다.

도 4는 본 발명에 따른 경로서버의 주요구성을 나타낸 블럭도이고, 도 5는 간선 가중치 산출모듈의 세부구성을 나타낸 블럭도이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 경로서버(200)는 맵서버(100)로부터 간선 속성정보를 수신하여 간선속성값 가중치를 산출하도록 하고, 산출된 가중치를 재난대피 그래프에 적용시키고, 사용자 단말(300)로부터 위치정보를 실시간으로 수신하여 재난대피 그래프를 기초로 하는 대피경로를 산출하도록 한다.

이를 위해 경로서버(200)는 간선 가중치 산출모듈(210)과, 사용자 정보 수신모듈(220), 간선 속성정보 갱신모듈(230) 및 대피경로 산출모듈(240)을 포함하여 구성된다.

여기서 간선 가중치 산출모듈(210)은 맵서버(100)에서 생성된 재난대피 그래프의 각 간선에 간선의 특성에 따른 속성을 부가하기 위해 가중치값을 연산하도록 한다. 이러한 간선 가중치 산출모듈(210)은 밀집가중치 산출블럭(211), 이동속도가중치 산출블럭(212), 간선거리가충치 산출블럭(213) 및 환경정보가중치 산출블럭(214)을 포함하여 구성된다.

밀집가중치 산출블럭(211)은 사용자 단말(300)로부터 경로서버(200)에 전송되는 사용자 위치정보를 기초로 하여 간선내에서의 사용자 위치정보를 파악하여 간선내 임의 영역을 점유하고 있는 인원수를 산출하도록 한다.

이동속도가중치 산출블럭(212)은 상기와 같이 사용자 단말(300)로부터 실시간으로 수신되는 사용자 단말(300)의 위치정보값 변화에 따른 이동속도를 산출하도록 한다.

상기와 같은 밀집가중치 산출블럭(211)과 이동속도가중치 산출블럭(212)은 간선내 임의 영역에서 실시간으로 실내점유자의 밀집정도와 간선내에서 평균 주행속도를 산출하여 간선내에서의 속성정보에 가중치를 부여하도록 한다.

간선거리가충치 산출블럭(213)은 인접한 측위용 비컨(400)간의 거리정보를 기초로 하여 인근 간선까지의 거리값을 산출하며, 환경정보가중치 산출블럭(214)은 각 간선내에서 대피통로 즉 복도의 폭, 출입구의 폭 및 너비정보, 소방 및 제연설비의 위치정보를 기초로 하는 환경정보값을 산출하도록 한다.

이와 같은 간선 가중치 산출모듈(210)은 상기와 같은 산출블럭에서 산출된 가중치값에 의해 속성이 갱신되도록 한다.

사용자 정보 수신모듈(220)은 사용자 단말(300)로부터 수신된 개인정보 및 비컨(400) 고유 아이디정보가 포함된 위치정보를 수신한다.

간선 속성정보 갱신모듈(230)은 맵서버(100)로부터 재난대피 그래프 정보를 수신하고, 간선 가중치 산출모듈(210)에서의 간선 속성값 가중치를 고려하여 재난대피 그래프 정보에서 특정 간선의 속성정보를 갱신하도록 한다.

이는 넓은 홀에서의 통행과 좁은 복도에서의 통행이 상이하며, 공간내의 밀집정도와 출입구의 크기에 따라 대피할 수 있는 정도가 상이하므로 이러한 특정 간선의 속성값의 가중치를 고려하여 서로 다른 공간내에 있는 사람들의 평균 대피시간을 줄이거나 사람들이 특정공간 내에 많이 몰리지 않도록 하는 경로를 구상하기 위함이다.

대피경로 산출모듈(240)은 상기에서 간선 속성값이 갱신된 재난대피 그래프 정보를 기초로 하여 사용자 정보 수신모듈(220)로 수신된 특정 사용자 단말(300)의 현재 위치정보를 시작점으로 하여 대피경로를 산출하도록 한다.

상기에서 간선 속성값은 사용자 단말(300)의 실시간 위치정보에 따라 변경되며, 사용자 단말(300)의 갯수가 많은 경우 간선의 속성값을 바꾸어 가중치를 변경하여 최적의 대피경로를 탐색하기 위해서는 서버에 많은 부하를 유발하게 되어, 이를 완화하기 위해 간선 속성값의 가중치에 따라 갱신되는 간선 속성정보는 버퍼(250)에 일정 주기로 저장하고, 사용자 정보 수신모듈(220)에 수신되는 특정 사용자 단말(300)의 위치정보 변화에 따른 대피경로를 버퍼(250)에 저장된 간선속성 정보를 참조하여 산출하도록 한다.

도 6은 본 발명에 따른 사용자 단말의 주요구성을 나타낸 블럭도이고, 도 7은 인터페이스부에 표시되는 주요 영역을 나타낸 블럭도이고, 도 8은 본 발명에 따른 사용자 단말의 화면상에 출력되는 인터페이스부의 일예를 나타낸 도면이고, 도 9는 본 발명에 따른 사용자 단말의 이동방향에 따라 대피경로가 회전되어 출력되는 다양한 예를 나타낸 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 사용자 단말(300)은 사용자 정보 전송모듈(310)과, 안내 이미지 정보 생성모듈(320) 및 인터페이스부(330)를 포함하여 구성된다.

사용자 정보 전송모듈(310)은 측위용 비컨(400)으로부터 수신된 비컨 아이디 정보와 사용자 단말(300)기 고유정보를 경로서버(200)로 전송하도록 한다.

안내 이미지 정보 생성모듈(320)은 맵서버(100)로부터 건축도면 이미지 정보와 좌표정보를 수신하는 도면정보수신블럭(321)과 경로서버(200)로부터 대피경로정보를 수신하는 경로정보수신블럭(322)을 포함하여, 도면정보와 좌표정보 및 대피경로정보를 매칭시켜 건축도면상에 대피경로가 표시된 안내 이미지 정보를 생성하도록 한다.

인터페이스부(330)는 상기에서 생선된 안내 이미지 정보를 상기 사용자 단말(300)의 화면상에 출력되는 것으로서, 상기 인터페이스부(330)에는 대피경로 이미지 출력영역(331), 이동방향 표시영역(332), 현재층 표시영역(333), 층수선택 인터페이스(334)가 표시된다.

대피경로 이미지 출력영역(331)은 사용자 단말(300)의 현재 위치와 대피경로가 건축도면 이미지상에 매핑된 안내 이미지가 사용자 단말(300)의 화면상에 표시되는 영역으로, 도 8에서와 같이 사용자 단말(300)의 화면 중앙에 사용자 단말(300)의 현재지점이 표시되며, 꺽인선 형태로 대피경로가 매핑되어 표시된다.

이동방향 표시영역(332)은 사용자 단말(300)의 화면 일측 영역 즉, 도 8의 예에서는 사용자 단말(300)의 우측 하단 영역에 출력되며, 사용자 단말(300)의 현재 위치에서 대피경로가 향하는 방향으로 지시되는 화살표 형상으로, 사용자가 건물내 화재 등의 재난상황으로 인해 경황이 없을 때에 직관적인 방향표시로서 사용자가 이동해야 할 방향을 안내하도록 한다.

현재층 표시영역(333)은 도 8에서와 같이 사용자 단말(300)의 화면 우측 상단 영역에 출력되며, 건물내에서 사용자 단말(300)이 현재 위치하고 있는 층수가 출력된다.

층수선택 인터페이스(334)는 사용자 단말(300)의 화면 일측 영역에 해당 건물의 각 층수가 표시된다. 도 8에서 보는 바와 같이 층수선택 인터페이스(334)는 화면 우측에 상하길이 방향으로 층수가 나열되고, 상단부에는 '위층' 표시영역과 하단부에는 '아래층' 표시영역이 표시될 수 있는데, 이는 대피경로가 출입구를 통해 바로 외부 안전영역으로 바로 대피되는 것이 아니라 위층 또는 아래층 계단으로 향해야 할 경우에 출력되도록 한다.

그리고 층수선택 인터페이스(334)에서 층수가 현재의 층에서 다른 층으로 변경되면, 사용자 단말(300)의 화면에 출력되는 대피경로 이미지 출력영역(331)이 변경되는 해당 층의 안내 이미지 정보로 변경된다.

이와 같은 대피경로 이미지 출력영역(331)과 이동방향 표시영역(332)에 출력되는 이미지는 사용자 단말의 이동방향을 따라 함께 회전되도록 하여 사용자가 사용자 단말(300)의 화면을 보면서 진행방향으로 직관적으로 이동가능하도록 한다.

대피경로 이미지 출력영역(331)에 출력되는 안내 이미지는 사용자 단말의 현재위치가 표시된 지점을 중심으로 회전되며, 이동방향 표시영역(332)에서 화살표가 지시하는 방향은 안내 이미지상에 대피경로가 향하는 방향으로 지시되도록 회전된다.

이러한 사용자 단말의 이동방향은 사용자 단말(300)내에 설치된 가속도 센서를 이용하여 감지된 중력 가속도와, 자기장 센서를 이용하여 감지된 자기장을 기초로 하여 계산된다.

아래의 [표 1]은 상기와 같은 가속도 센서와 자기장 센서를 이용하여 이동방향을 계산하기 위한 안드로이드 API(Application Program Interface)이다.

상기의 센서가 측정한 값을 파라미터로 하여 getRotationMatrix 함수를 사용하면 파라미터 R에 회전 각도 계산에 필요한 행렬이 저장되고, 이를 getOrientation 함수의 파라미터로 사용하면 values에 기기의 방위 측정값이 저장된다.

사용자 단말(300) 기기의 전방 부분이 북쪽을 가리킬 때 값은 0이 되고, 남쪽을 가리킬 때 값은 180이 되며, 시계 방향으로 회전할 때 값이 증가한다. 이 값을

라고 할 때 안내 이미지의 시계 방향 회전 각도

에 대한 [수학식 1]은 다음과 같다.

은 방위값이 0일 때의 회전 각도를 의미하며, 결과값을 0 이상 360 이하의 60분법으로 표현하기 위해 모듈러 연산(modular arithmetic)을 수행한다. 사용자 단말(300) 기기가 회전하면 위의 식에 의해 안내 이미지는 그 반대 방향으로 같은 각도만큼 회전하여 방위를 유지한다. 예를 들어 사용자 단말(300) 기기가 북쪽에 대해 70°의 각도를 갖는 상황이라면 안내 이미지는 시계 반대 방향으로 70°만큼 회전하여 사용자가 항상 자신의 방향을 기준으로 표현된 경로를 볼 수 있게 된다.

방향을 안내하는 화살표의 회전 각도 계산은 좌표 정보를 이용한다. 사용자의 현재 위치의 좌표 값

과 경로 상 바로 다음 지점의 좌표 값

을 계산에 이용하며, 결과 회전 각도가 σ일때 수학식은 다음과 같다.

좌표값의 차이를 통해 도면의 수직 방향에 대한 현재 진행 경로의 각도를 계산하기 위하여 [수학식 2]에서 아크코사인(arccosine) 함수를 사용하였으며, 결과가 호도법인 σ_rad으로 산출되기 때문에 [수학식 3]을 통해 60분법으로 변환하였다. 이후 출력 뷰의 회전각도를 더하고 [수학식 1]과 같이 모듈러 연산을 적용하였다. 예를 들어 도면의 수직 방향에 대한 경로의 각도가 90°이고 안내 이미지가 100°만큼 회전하는 상황을 가정하면 화살표의 회전 각도는 190°가 된다.

이러한 수식을 적용하여 안내 이미지와 화살표를 회전하면 사용자의 방향과는 상관없이 도면, 경로, 화살표가 모두 항상 일정한 방위를 가리키게 되며, 사용자는 이를 통해 자신의 진행 방향을 직관적으로 알 수 있게 된다.

도 10은 본 발명에 따른 실내 대피경로를 생성하여 사용자 단말의 화면으로 안내되는 전체적인 순서를 나타낸 순서도이고, 도 11은 본 발명에 따른 실내 대피경로 화면표시 시스템의 각 구성요소를 통해 대피경로가 안내되어 화면에 표시되는 과정을 나타낸 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 실내 대피경로 화면표시 방법은 맵서버(100)에서 기저장된 특정 건물의 건축도면정보와 특정 건물내에 설치된 다수개의 측위용 비컨(400)의 위치정보를 기초로 하여 재난대피 그래프 정보를 생성하는 단계와(S1010), 경로서버(200)에서 재난대피 그래프 정보를 수신하여 각 간선 속성 가중치값을 부여하여 간선 속성정보를 갱신시키는 단계와(S1020), 측위용 비컨(400)으로부터 사용자 단말(300)의 위치를 인식하고, 인식된 위치정보를 경로서버(200)로 전송하여 현재 사용자 단말(300)의 위치정보에 기초한 대피경로 정보를 산출하는 단계(S1030) 및 산출된 대피경로 정보를 사용자 단말(300)로 전송하여 화면상에 대피경로 안내정보가 출력되는 단계(S1040)를 포함하여 제공된다.

맵서버(100)에서 생선되는 재난대피 그래프 정보는 경로서버(200)로 제공되며, 경로서버(200)에서는 간선 속성정보 갱신이 이루어지게 된다. 그리고 사용자 단말(300)은 맵서버(100)로부터 건축도면정보를 전송받고, 측위용 비컨(400)을 이용하여 사용자 단말(300)의 위치를 인식하도록 한다.

즉, 도 11에서와 같이 비컨1에서 사용자 단말(300)을 인식하고 비컨1 아이디 정보를 사용자 단말(300)로 제공하면, 사용자 단말(300)은 비컨1 아이디 정보를 경로서버(200)로 전송하고 경로서버(200)에서는 사용자 단말(300)의 위치에 따른 간선 속성 가중치값을 재난대피 그래프의 특정 간선에 부여하여 간선의 속성정보를 갱신시키도록 한다.

이렇게 갱신된 간선 속성정보를 통해 경로서버(200)에서 사용자 단말(300)의 위치를 시작점으로 하는 대피경로 정보를 산출하고, 산출된 대피경로 정보를 사용자 단말(300)로 제공하도록 한다.

사용자 단말(300)로 제공된 대피경로 정보는 사용자 단말(300)의 화면상에 대피경로 안내정보로 출력되고, 사용자 단말(300)의 위치변화에 따라 다른 측위용 비컨(400)에서 사용자 단말(300)의 위치로 인식된 비컨2 아이디 정보를 경로서버(200)로 전송하고 경로서버(200)에서는 사용자 단말(300)의 위치변화에 의해 간선 속성값 가중치가 변화되어, 간선 속성값 정보를 다시 재갱신시키고 대피경로 정보를 재산출하도록 한다.

이와 같이 간선 속성정보를 갱신시키기 위한 간선 속성값 가중치는 상기와 같이 사용자 단말(300)에서 측위용 비컨(400)을 통해 측위된 위치정보를 기초로 하여 간선 내에서의 인원수를 산출하는 밀집가중치 산출값과, 사용자 단말(300)의 위치이동에 따른 이동속도를 산출하는 이동속도가중치 산출값을 포함한다.

아울러, 간선 속성값 가중치는 인접한 측위용 비컨(400)간의 거리정보를 기초로 하여 인근 간선까지의 거리값을 산출하는 간선거리가충치 산출값과, 대피통로의 폭, 출입구의 폭 및 너비정보, 소방 및 제연설비 위치정보중 적어도 하나의 정보를 기초로 하여 환경정보값을 산출하는 환경정보가중치 산출값을 더 포함하여 사용자 단말(300)로 보다 효율적인 대피경로를 제공하도록 한다.

더욱이, 본 발명에 따른 재난대피 그래프는 건물에 다수개 설치된 각 측위용 비컨을 중심으로 건축도면내에 임의 영역을 각각 구획하고, 구획된 각 임의 영역의 상호 교차점 또는 건물내 출입구를 정점으로 하여 각 임의 영역을 단일의 간선으로 연결시키는 두 개의 정점을 형성시키고, 임의 영역의 측위용 비컨 좌표정보와 임의 영역에서 생성된 각 정점의 좌표정보 및 간선정보를 데이터베이스에 관리되어, 사용자 단말(300)의 위치에 따라 밀집가중치 산출값 또는 이동속도가중치 산출값이 변경될 경우, 사용자 단말(300)이 위치하는 임의 영역내 간선의 간선속성값 가중치만 재갱신되어 연산속도가 빠르게 된다.

즉, 종래의 그래프 구성방식은 경로표현에 불필요한 통로 등의 임의 영역 공간도 각각 정점으로 구성되도록 하여, 상기와 같이 사용자 단말(300)의 위치가 변경될 경우 임의 영역내의 정점을 기준으로 정점과 연결된 모든 간선의 속성정보가 변경되어야 하나, 본 발명에서의 재난대피 그래프는 대피통로 영역을 간선으로만 이루어지도록 그래프의 규모를 축소하고, 간선의 속성만 변경되도록 하여 경로 탐색 시간을 단축시키도록 한다.

도 12는 사용자 단말에 대피경로 안내정보가 출력되는 순서를 나타낸 순서도이고, 도 13은 사용자 단말로 출력되는 대피경로 출력 이미지의 일례를 나타낸 도면으로서, 도면을 참조하면 사용자 단말(300)은 맵서버(100)로부터 건축도면 이미지 정보와 좌표정보를 수신하고, 경로서버(200)로부터 경로상의 정점정보와 측위용 비컨(400)정보가 포함된 대피경로 정보를 수신한다(S1210).

그리고 좌표정보와 경로상의 정점정보를 매칭시켜 각 정점마다 꺽인 직선형태의 간선을 가지는 경로 이미지(B)를 생성시킨다(S1220).

이렇게 생성된 경로 이미지(B)를 건축도면 이미지(A)상에 중첩시켜 대피경로 출력 이미지(C)를 생성시킨다(S1230). 이와 같이 생성된 대피경로 출력 이미지(C)는 사용자 단말(300)의 화면상에 출력시켜 사용자가 확인할 수 있도록 한다(S1240).

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허등록청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

100 : 맵서버 110 : 지도정보 데이터베이스
120 : 재난대피 그래프 생성모듈 130 : 간선 속성정보 데이터베이스
200 : 경로서버 210 : 간선 가중치 산출모듈
211 : 밀집가중치 산출블럭 212 : 이동속도가중치 산출블럭
213 : 간선거리가충치 산출블럭 214 : 환경정보가중치 산출블럭
220 : 사용자 정보 수신모듈 230 : 재난대피 그래프 갱신모듈
240 : 대피경로 산출모듈 250 : 버퍼
300 : 사용자 단말 310 : 사용자 정보 전송모듈
320 : 안내 이미지 정보 생성모듈 321 : 도면정보수신블럭
322 : 경로정보수신블럭 330 : 인터페이스부
331 : 대피경로 이미지 출력영역 332 : 이동방향 표시영역
333 : 현재층 표시영역 334 : 층수선택 인터페이스
400 : 비컨

Claims (16)

1. 서버에서 특정 건물의 건축도면정보를 기초로 하여 재난대피 그래프 정보를 생성하고, 상기 생성된 재난대피 그래프 정보를 사용자 단말의 현재위치를 시작점으로 대피경로 정보를 산출하는 단계와;
   사용자 단말에서 상기 산출된 대피경로 정보를 수신하여 안내 이미지 정보로 생성하고, 상기 사용자 단말의 화면에 출력시키는 단계를 포함하여 구성되고,
   상기 사용자 단말의 화면에 출력되는 단계에서의 안내 이미지 정보는
   상기 사용자 단말의 현재 위치와 대피경로가 건축도면 이미지상에 매핑된 안내 이미지가 출력되는 대피경로 이미지 출력영역과,
   상기 사용자 단말의 화면 일측 영역에 출력되되, 상기 사용자 단말의 현재위치에서 상기 대피경로가 향하는 방향으로 지시되는 화살표 형상으로 이루어진 이동방향 표시영역을 포함하되,
   상기 대피경로를 산출하는 단계는
   맵서버에 저장된 지도정보를 기초로 하여 대피경로상의 모든 공간을 간선으로 구획하고, 각 간선을 연결하여 재난대피 그래프를 생성하는 단계;
   경로서버에서 상기 생성된 재난대피 그래프 정보를 수신하고, 각 간선 속성 가중치값을 부여하여 간선 속성정보를 갱신시키는 단계;
   사용자 단말의 위치정보를 상기 경로서버로 전송하여, 현재 사용자 단말의 위치정보에 기초한 대피경로 정보를 산출하는 단계를 더 포함하고,
   상기 재난대피 그래프 정보 생성은
   상기 맵서버에 저장된 특정 건물의 건축도면정보와 상기 특정 건물내에 설치된 다수개의 측위용 비컨의 위치정보를 기초로 하여 상기 다수개 설치된 각 측위용 비컨을 중심으로 건축도면내에 임의 영역을 각각 구획하는 단계;
   상기 구획된 각 임의 영역의 상호 교차점 또는 건물내 출입구를 정점으로 하여 각 임의 영역을 단일의 간선으로 연결시키는 두 개의 정점을 형성시키는 단계;
   상기 임의 영역의 측위용 비컨 좌표정보와 상기 임의 영역에서 생성된 각 정점의 좌표정보 및 간선정보를 데이터베이스에 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 대피경로 화면표시 방법.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 사용자 단말의 화면에 출력되는 단계에서의 안내 이미지 정보는
   상기 사용자 단말의 화면 일측 영역에 건물내에서 사용자 단말이 현재 위치하고 있는 층수가 출력되는 현재층 표시영역을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 대피경로 화면표시 방법.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 사용자 단말의 화면에 출력되는 단계에서의 안내 이미지 정보는
   상기 사용자 단말의 화면 일측 영역에 건물의 각 층수가 표시되는 층수선택 인터페이스가 더 포함되어,
   상기 층수선택 인터페이스의 층수가 변경되면, 상기 사용자 단말의 화면에 출력되는 상기 대피경로 이미지 출력영역이 해당 층의 안내 이미지 정보로 변경되는 것을 특징으로 하는 실내 대피경로 화면표시 방법.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 대피경로 이미지 출력영역에 출력되는 안내 이미지는 상기 사용자 단말의 이동방향을 따라 일정각도로 회전되어 상기 사용자 단말의 화면상에 출력되되, 상기 안내 이미지상에 표시되는 사용자 단말의 현재위치를 중심으로 회전되는 것을 특징으로 하는 실내 대피경로 화면표시 방법.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 이동방향 표시영역에 표시되는 화살표는 상기 사용자 단말의 이동방향을 따라 일정 각도로 회전되되, 상기 화살표는 대피경로로 향하는 방향으로 지시되는 것을 특징으로 하는 실내 대피경로 화면표시 방법.
   
6. 제 4항 또는 제 5항에 있어서,
   상기 사용자 단말의 이동방향은 가속도 센서를 이용하여 감지된 중력 가속도와, 자기장 센서를 이용하여 감지된 자기장을 기초로 하여 계산되는 것을 특징으로 하는 실내 대피경로 화면표시 방법.
   
7. 제 1항에 있어서,
   상기 산출된 대피경로 정보를 안내 이미지 정보로 생성하는 단계는
   상기 맵서버로부터 건축도면 이미지 정보와 좌표정보를 수신하고, 상기 경로서버로부터 경로상의 정점정보와 측위용 비컨정보가 포함된 대피경로 정보를 수신하는 단계;
   상기 좌표정보와 경로상의 정점정보를 매칭시켜 각 정점마다 꺽인 직선형태의 경로 이미지를 생성시키는 단계;
   상기 건축도면 이미지상에 상기 경로 이미지를 중첩시켜 대피경로 출력 이미지를 생성시켜 상기 사용자 단말의 화면상에 출력시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 대피경로 화면표시 방법.
   
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