KR101997770B1 - 증강현실 이미지 생성장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
증강현실 이미지 생성장치 및 방법을 개시한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 증강현실 장치가 증강현실을 이용하여 시설 내 열의 흐름을 파악할 수 있도록 증강현실 이미지를 생성하는 장치에 있어서, 상기 증강현실 장치가 촬영한 상기 시설의 이미지 및 상기 시설의 열 화상 이미지를 수신하고, 생성된 증강현실 이미지를 상기 증강현실 장치로 전송하는 통신부 및 상기 시설의 이미지 및 상기 시설의 열 화상 이미지 내 포함된 마커의 좌표를 이용하여 상기 시설의 이미지 및 상기 시설의 열 화상 이미지를 합성하여 상기 증강현실 이미지를 생성하는 이미지 합성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 증강현실 이미지 생성장치를 제공한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 증강현실 장치가 증강현실을 이용하여 시설 내 열의 흐름을 파악할 수 있도록 증강현실 이미지를 생성하는 장치에 있어서, 상기 증강현실 장치가 촬영한 상기 시설의 이미지 및 상기 시설의 열 화상 이미지를 수신하고, 생성된 증강현실 이미지를 상기 증강현실 장치로 전송하는 통신부 및 상기 시설의 이미지 및 상기 시설의 열 화상 이미지 내 포함된 마커의 좌표를 이용하여 상기 시설의 이미지 및 상기 시설의 열 화상 이미지를 합성하여 상기 증강현실 이미지를 생성하는 이미지 합성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 증강현실 이미지 생성장치를 제공한다.
Description
본 발명은 대상 시설에 대한 열 흐름 및 열 유동을 직관적으로 파악할 수 있는 증강현실 이미지를 생성하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
정보통신 기술의 급속한 발전과 도시의 환경개선과 유비쿼터스 기반의 인프라 확충, 그리고 신도시 및 기획도시의 증가 등으로 인해 기존 시스템이나 관리 환경에서의 각종 시설들에 대한 효율적인 관리의 요구가 증가되고 있다.
특히, 산업용 시설들의 상태를 파악하기 위해서는 모니터링 장치가 해당 산업용 시설들에 장착되거나 별도의 장치와 연결해야 한다. 그리고, 상태를 파악하고자 하는 시설들이 복수인 경우, 사용자가 해당 시설쪽으로 이동하며 상태를 직접 확인해야 하는 번거로움이 존재하였다. 이와 달리 원격 모니터링의 경우, 해당 시설의 실물을 직접 보지 않기 때문에 정확한 상태 파악이 어려운 문제가 있다.
한편, 증강현실(Augmented Reality)이란, 일반적으로 가상 환경 및 가상 현실에서 파생한 용어로서, 실제 환경에 컴퓨터 그래픽 영상을 삽입하여 현실 세계 영상과 가상의 영상을 혼합한 것을 의미한다.
현실 세계 정보에는 사용자가 필요로 하지 않는 정보도 있고, 때로는 사용자가 필요로 하는 정보가 부족할 수도 있다. 그러나, 컴퓨터로 만든 가상 환경을 이용하면 필요로 하지 않는 정보를 단순하게 하거나 보이지 않게 할 수 있다. 즉, 증강현실 시스템은 현실 세계와 가상 세계를 결합함으로써 실시간으로 사용자에게 현실 세계와 필요한 정보의 상호 작용이 이루어지도록 하는 것이다.
본 발명의 일 실시예는, 모니터링하고자 하는 시설에 덧붙여 증강현실 이미지를 생성함으로써, 시간에 따라 열이 어떻게 확산되는지를 확인할 수 있도록 하는 증강현실 이미지 생성 장치 및 방법을 제공하는 데 일 목적이 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예는, 가시광 및 적외선 모두에 정확히 파악될 수 있는 마커를 이용하여 시설의 이미지와 시설의 열 화상 이미지를 정확히 정합함으로써, 오차없이 시설의 열 확산 상태를 감지할 수 있도록 하는 열 확산 감지 시스템을 제공하는 데 일 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 증강현실 장치가 증강현실을 이용하여 시설 내 열의 흐름을 파악할 수 있도록 증강현실 이미지를 생성하는 장치에 있어서, 상기 증강현실 장치가 촬영한 상기 시설의 이미지 및 상기 시설의 열 화상 이미지를 수신하고, 생성된 증강현실 이미지를 상기 증강현실 장치로 전송하는 통신부 및 상기 시설의 이미지 및 상기 시설의 열 화상 이미지 내 포함된 마커의 좌표를 이용하여 상기 시설의 이미지 및 상기 시설의 열 화상 이미지를 합성하여 상기 증강현실 이미지를 생성하는 이미지 합성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 증강현실 이미지 생성장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 증강현실 이미지 생성장치는 상기 통신부가 상기 시설의 이미지 및 상기 시설의 열 화상 이미지를 수신하는 경우, 상기 시설의 이미지 및 상기 시설의 열 화상 이미지를 캘리브레이션(Calibration)하는 캘리브레이션부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 이미지 합성부는 상기 시설의 이미지 및 상기 시설의 열 화상 이미지 내 포함된 마커의 좌표를 확인하고, 상기 시설의 이미지 내 마커의 좌표와 상기 시설의 열 화상 이미지 내 마커의 좌표를 일치시킴으로써, 상기 시설의 이미지 및 상기 시설의 열 화상 이미지를 합성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 증강현실 이미지 생성장치는 상기 이미지 합성부가 상기 증강현실 이미지를 생성하는 경우, 상기 증강현실 이미지가 생성된 시간 또는 장소와 함께 상기 증강현실 이미지를 저장하는 데이터베이스를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 이미지 합성부는 상기 데이터베이스 내 저장된 증강현실 이미지 중 동일한 증강현실 장치로부터 시설의 이미지 및 시설의 열 화상 이미지를 수신하여 생성되었으며, 동일한 마커를 포함하고 있는 증강현실 이미지들을 하나로 정합하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 이미지 합성부는 상기 증강현실 이미지들을 정합함에 있어, 각 증강현실 이미지들이 생성된 시간 순서로 배열하여 정합하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 증강현실 장치가 증강현실을 이용하여 시설 내 열의 흐름을 파악할 수 있도록 증강현실 이미지를 생성하는 방법에 있어서, 상기 증강현실 장치가 촬영한 상기 시설의 이미지 및 상기 시설의 열 화상 이미지를 수신하는 수신과정과 상기 시설의 이미지 및 상기 시설의 열 화상 이미지 내 포함된 마커의 좌표를 분석하는 분석과정과 상기 분석과정을 거쳐 분석한 마커의 좌표를 이용하여 상기 시설의 이미지 및 상기 시설의 열 화상 이미지를 합성하여 상기 증강현실 이미지를 생성하는 생성과정 및 상기 증강현실 이미지를 상기 증강현실 장치로 전송하는 전송과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 증강현실 이미지 생성방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 증강현실을 이용하여 시설 내 열의 흐름을 파악할 수 있도록 하는 열 확산 감지 시스템에 있어서, 상기 시설 내 부착되어 적외선을 이용하여 파악될 수 있으며, 가시광을 이용하여 추가적으로 파악될 수 있도록 기 설정된 형상을 갖는 마커와 시설의 이미지 및 시설의 열 화상 이미지를 촬영하여 전송하며, 상기 시설의 이미지 및 상기 시설의 열 화상 이미지가 합성된 증강현실(Augmented Reality) 이미지를 수신하여 디스플레이하는 증강현실 장치 및 상기 증강현실 장치로부터 상기 시설의 이미지 및 상기 시설의 열 화상 이미지를 수신하고, 상기 시설의 이미지 및 상기 시설의 열 화상 이미지 내 포함된 마커의 좌표를 이용하여 상기 시설의 이미지 및 상기 시설의 열 화상 이미지를 합성하여 상기 증강현실 이미지를 생성하며, 상기 증강현실 이미지를 상기 증강현실 장치로 전송하는 서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 열 확산 감지 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 마커는 적외선을 이용하여 파악될 수 있도록, 적외선을 발광하거나 적외선을 흡수하는 재질 또는 구성을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 서버는 상기 증강현실 장치로부터 상기 시설의 이미지 및 상기 시설의 열 화상 이미지를 수신하는 경우, 상기 시설의 이미지 및 상기 시설의 열 화상 이미지를 캘리브레이션(Calibration)하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 서버는 상기 시설의 이미지 및 상기 시설의 열 화상 이미지 내 포함된 마커의 좌표를 확인하고, 상기 시설의 이미지 내 마커의 좌표와 상기 시설의 열 화상 이미지 내 마커의 좌표를 일치시킴으로써, 상기 시설의 이미지 및 상기 시설의 열 화상 이미지를 합성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 서버는 상기 증강현실 이미지를 생성하는 경우, 생성한 시간과 함께 상기 증강현실 이미지를 저장하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 서버는 저장된 증강현실 이미지 중 동일한 증강현실 장치로부터 시설의 이미지 및 시설의 열 화상 이미지를 수신하여 생성되었으며, 동일한 마커를 포함하고 있는 증강현실 이미지들을 정합하여 한번에 상기 증강현실 장치로 전송하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 서버는 상기 증강현실 이미지들을 정합함에 있어, 각 증강현실 이미지들이 생성된 시간 순서로 배열하여 정합하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따르면, 모니터링하고자 하는 시설에 대한 증강현실 이미지를 생성함으로써, 시간에 따라 열이 어떻게 확산되는지를 확인할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 가시광 및 적외선 모두에 정확히 파악될 수 있는 마커를 이용하여 시설의 이미지와 시설의 열 화상 이미지를 정확히 정합함으로써, 오차없이 시설의 열 확산 상태를 감지할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열 확산 감지 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마커를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 증강현실 이미지 구현장치의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 열 확산 감지 서버의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 열 확산 감지 서버가 시설에 대한 증강현실 이미지를 생성하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마커를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 증강현실 이미지 구현장치의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 열 확산 감지 서버의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 열 확산 감지 서버가 시설에 대한 증강현실 이미지를 생성하는 방법을 도시한 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에서, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열 확산 감지 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 열 확산 감지 시스템(100)은 마커(115), 증강현실 이미지 구현장치(120, 이하에서 '구현장치'로 약칭함) 및 열 확산 감지 서버(130, 이하에서 '서버'로 약칭함) 를 포함한다.
마커(115)는 시설(110)의 복수의 위치에 부착되어, 시설의 각 부분의 위치를 지시한다. 마커(115)는 시설(110)의 다양한 부분에 임의로 부착되며, 바람직하게는 기 설정된 간격마다 시설(110)에 부착될 수 있다. 마커(115)는 시설의 이미지 내에서 인식될 수 있도록 기 설정된 형상을 구비할 수 있으며, 시설의 열 화상 이미지 내에서도 함께 인식될 수 있도록 적외선을 방출하거나 흡수하는 재질 또는 구성을 구비할 수 있다. 또한, 마커(115)는 적외선을 방출하는 시설과 명확히 구별될 수 있도록, 적외선 또는 열을 차단하는 단열소재를 포함할 수 있다. 이에 따라, 마커(115)는 시설의 열 화상 이미지 내에서 보다 뚜렷하게 구별될 수 있다.
마커(115)는 하나의 시설에만 부착되는 것에 그치지 않고, 복수의 시설에 각각 부착될 수 있다. 복수의 시설에 부착되는 경우, 각 시설의 각 부분에는 서로 상이한 마커(115)가 부착된다. 마커(115)에 대한 상세한 설명은 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.
구현장치(120)는 시설의 이미지 및 시설의 열 화상 이미지를 촬영하며, 시설의 증강현실 이미지를 구현한다. 구현장치(120)는 가시광을 이용해 촬영하는 촬영부로 시설의 이미지를 촬영하며, 적외선을 이용하여 촬영하는 촬영부로 시설의 열 화상 이미지를 촬영한다. 구현장치(120)는 촬영한 시설의 이미지 및 시설의 열 화상 이미지를 서버(130)로 전송하여, 서버(130)가 각 이미지를 이용해 증강현실 이미지를 생성할 수 있도록 한다. 서버(130)가 시간 또는 시간 및 장소에 따라 정합된 증강현실 이미지를 할 수 있도록, 구현장치(120)는 시간에 따라 시설의 이미지 및 시설의 열 화상 이미지를 복수 회 촬영하거나 시설의 열 화상 이미지만을 복수 회 촬영할 수 있다. 사실상, 시설은 짧은 시간 내에는 변화가 없기 때문에, 시설의 이미지는 굳이 복수 회 촬영하지 않아도 무방하기 때문이다. 또한, 구현장치(120)는 생성된 증강현실 이미지를 서버(130)로부터 수신하여, 증강현실 이미지를 디스플레이한다. 이에 따라, 열 확산 감지 시스템(100) 사용자는 구현장치(120)에서 디스플레이되는 증강현실 이미지를 확인하여, 시설의 열 확산 상태를 확인할 수 있다. 구현장치(120)에 대한 상세한 설명은 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.
서버(130)는 구현장치(120)로부터 시설의 이미지 및 시설의 열 화상 이미지를 수신하고, 수신한 각 이미지를 이용하여 증강현실 이미지를 생성하며, 생성한 증강현실 이미지를 구현장치(120)로 전송한다. 서버(130)는 구현장치(120)로부터 수신한 각 이미지 내에서 마커를 확인하고, 확인한 각 마커의 좌표를 이용하여 두 이미지를 병합하여 증강현실 이미지를 생성한다. 이때, 서버(130)는 각 이미지를 전송한 구현장치(120)와 각 이미지 내 포함된 마커를 확인하여, 동일한 구현장치(120)가 동일한 시설에 대해 요청한 증강현실 이미지인지를 확인한다. 동일한 구현장치(120)가 요청한 동일한 시설의 증강현실 이미지인 경우, 서버(130)는 증강현실 이미지가 생성된 시간 또는 시간 및 장소 순서대로 증강현실 이미지를 정합하여 구현장치(120)로 전송한다. 서버(130)는 동일한 시설에 대해 시간에 따라 상이한 복수 개의 증강현실 이미지를 생성함에 있어, (시간에 따른) 복수 개의 시설의 이미지 및 시설의 열 화상 이미지를 수신할 때마다 증강현실 이미지를 생성할 수 있고, 복수 개의 열 화상 이미지를 모두 수신한 후, 하나의 시설 이미지를 이용하여 복수 개의 증강현실 이미지를 한번에 생성할 수도 있다. 서버(130)는 증강현실 이미지가 생성된 시간 순서대로 증강현실 이미지를 정합함에 따라, 시스템 사용자가 구현장치(120)를 이용해 지속적으로 시설에 대한 이미지를 촬영하지 않더라도, 시설 내 개략적인 열의 확산 상태를 확인할 수 있도록 한다. 서버(130)에 대한 상세한 설명은 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.
열 확산 감지 시스템(100) 사용자는 구현장치(120)를 이용해 시설의 이미지 상에 시설의 열 화상 이미지가 합성된 시설의 증강현실 이미지를 확인할 수 있다. 이에 따라, 시스템 사용자는 용이하게 시설의 열 확산 상태를 확인할 수 있다. 종래에는 작은 화면을 갖는 열 화상 카메라를 직접 모니터링하며 열 확산 상태를 확인하여야 했다. 이러한 방법은 작은 물체나 시설의 열 확산 상태를 확인함에 있어서는 바람직하나, 건물과 같은 대형 시설 전체의 열 확산 상태를 확인함에 있어서는 부적절한 측면이 있다. 열 확산 감지 시스템(100)은 간단히 시설을 촬영하여 증강현실 이미지를 생성하기 때문에, 사용자가 간편하게 시설의 열 확산 상태를 확인할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마커를 개략적으로 도시한 도면이다.
마커(115)는 기 설정된 형상(210)으로 배치된 적외선부(220, 225)를 포함한다.
마커(115)는 시설의 이미지 내에서 인식될 수 있도록 기 설정된 형상을 갖는다. 마커(115)는 시설의 이미지 내에서 인식되며, 시설 내 각 장소를 인식할 수 있도록 시설 내 서로 다른 장소에 배치되는 마커는 서로 다른 형상을 갖는다. 예를 들어, 시설의 특정 장소에 배치되는 마커(115)는 도 2(a)에 도시된 바와 같이 'ㄱ'자 형상을 가질 수 있고, 시설의 다른 장소에 배치되는 마커(115)는 도 2(b)에 도시된 바와 같이 'ㄷ'자 형상을 가질 수 있다. 이와 같이, 마커(115)가 배치되는 장소마다 서로 다른 형상을 가짐으로써, 동일한 형상을 갖는 마커가 배치된 위치는 시설 내에서 동일한 장소임을 확인할 수 있다. 나아가, 마커(115)는 하나의 시설에만 부착되는 것에 그치지 않고, 복수의 시설에 각각 부착될 수 있다. 복수의 시설에 부착되는 경우, 각 시설의 각 부분에는 서로 상이한 형상을 갖는 마커(115)가 부착된다. 마커의 형상을 파악함으로써, 각 시설을 구분할 수 있다.
마커(115)는 시설에 용이하기 부착되도록 부착부(미도시)를 포함한다. 마커(115)는 스티커의 형태와 같이 접착력이 있는 형태로 구현되어 시설에 부착될 수도 있고, 특정 구조를 구비하여 시설에 조립되는 형태로 구현되어 시설에 부착될 수도 있다.
마커(115)는 내부에 적외선부(220, 225)를 포함한다. 적외선부(220)는 적외선을 발광하는 재질을 갖거나, 적외선을 발광하는 구성을 포함한다. 마커(115)는 적외선부(220)를 이용하여 적외선을 발광함으로써, 시설의 열 화상 이미지 내에서 인식될 수 있도록 한다. 또는, 적외선부(225)는 적외선을 흡수하거나 열을 차단하는 재질 또는 구성을 포함한다. 적외선부(220)와는 반대로, 마커(115)는 적외선부(225)를 이용하여 적외선을 흡수하거나 열을 차단함으로써, 시설의 열 화상 이미지 내에서 인식될 수 있도록 한다. 적외선부(220)가 마커(115) 내 기 설정된 형상을 갖도록 배치됨으로써, 시설의 이미지와 시설의 열 화상 이미지 내 동일한 위치가 인식될 수 있도록 한다. 마커(115)가 도 2(a)에 도시된 'ㄱ'자 형상을 갖는 것으로 가정하면, 시설의 이미지 내 'ㄱ'자 형상의 부분과 시설의 열 화상 이미지 내 'ㄱ'자 형상으로 적외선을 발광하거나 흡수하는 부분은 서로 동일한 마커(115)가 배치된 곳으로 시설 내 서로 동일한 장소에 해당한다.
이처럼, 가시광 및 적외선 모두에서 인식될 수 있는 마커(115)가 시설(110) 내 배치됨으로써, 서버(130)가 가시광을 이용해 촬영된 시설의 이미지와 적외선을 이용해 촬영된 시설의 열 화상 이미지를 합성하는 데 용이하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 증강현실 이미지 구현장치의 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 구현장치(120)는 통신부(310), 이미지 촬영부(320), 열 화상 촬영부(330), 디스플레이부(340) 및 제어부(350)를 포함한다.
통신부(310)는 이미지 촬영부(320)가 촬영한 시설의 이미지 및 열 화상 촬영부(330)가 촬영한 시설의 열 화상 이미지를 서버(130)로 전송한다. 통신부(310)는 시설의 이미지 및 시설의 열 화상 이미지를 서버(130)로 전송함에 있어, 구현장치(20) 자신의 식별자도 함께 서버(130)로 전송할 수 있다. 또한, 통신부(310)는 시설의 증강현실 이미지를 서버(130)로부터 수신한다.
이미지 촬영부(320)는 시설의 이미지를 촬영한다. 이미지 촬영부(320)는 CCD(Charge-Coupled Device)카메라, ToF(Time of Flight) 카메라 등 가시광을 이용하여 시설의 이미지를 촬영하는 장치로 구현될 수 있다. 이미지 촬영부(320)는 시설의 이미지를 촬영함으로써, 증강현실 이미지 내 실제 시설의 이미지를 제공한다.
열 화상 촬영부(330)는 시설의 열 화상 이미지를 촬영한다. 열 화상 촬영부(330)는 적외선 카메라 등 적외선을 이용하여 시설의 열 화상 이미지를 촬영하는 장치로 구현될 수 있다. 열 화상 촬영부(330)는 시설의 열 화상 이미지를 촬영함으로써, 증강현실 이미지 내 실제 시설의 이미지에 합성될 열 화상 이미지를 제공한다.
디스플레이부(340)는 서버(130)로부터 수신한 증강현실 이미지를 재생한다. 디스플레이부(340)는 증강현실 이미지를 재생함에 있어, 사용자의 설정에 따라 시설의 열 화상 이미지의 색을 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 통상적으로 열 화상 이미지는 온도가 높은 부위는 적색계열로, 온도가 낮은 부위는 청색계열로 표시한다. 그러나 디스플레이부(340)는 사용자의 개인적인 취향 또는 보다 용이한 색 구별 등을 위해 온도에 따라 표시되는 부위의 색을 사용자의 설정에 따라 변화시킬 수 있다.
또한, 디스플레이부(340)는 서버(130)로부터 시간 또는 시간 및 장소에 따라 정합된 증강현실 이미지를 디스플레이함에 있어, 사용자의 설정에 따라 시간의 순서를 변경하여 디스플레이하거나 특정 시간 또는 특정 장소만을 지정하여 디스플레이할 수 있다.
도 1과 같이, 디스플레이부(340)는 헤드마운트 디스플레이로 구현되어, 시스템 사용자에게 증강현실 이미지를 재생할 수 있다. 그러나 반드시 이에 한정하는 것은 아니고, 디스플레이부(340)는 증강현실 이미지를 재생할 수 있는 구성이면 어떠한 구성으로도 구현될 수 있다.
제어부(350)는 이미지 촬영부(320) 및 열 화상 촬영부(330)가 각각 시설의 이미지와 시설의 열 화상 이미지를 촬영하도록 제어하며, 디스플레이부(340)가 증강현실 이미지를 재생하도록 제어한다. 제어부(350)는 시간에 따라 시설의 이미지와 시설의 열 화상 이미지를 지속적으로 촬영하도록 이미지 촬영부(320) 및 열 화상 촬영부(330)를 제어하거나, 시설의 이미지는 1회만 촬영하고 시간에 따라 열 화상 이미지만을 지속적으로 촬영하도록 이미지 촬영부(320) 및 열 화상 촬영부(330)를 제어할 수 있다. 어차피 시설의 외관은 짧은 시간동안은 변화하지 않기 때문에, 굳이 시간에 따라 매회 시설의 이미지를 획득하지 않아도 결과에 큰 차이는 발생하지 않는다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 열 확산 감지 서버의 구성도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 서버(130)는 통신부(410), 캘리브레이션부(420), 이미지 합성부(430) 및 데이터베이스(440)를 포함한다.
통신부(410)는 시설의 이미지 및 시설의 열 화상 이미지를 구현장치(120)로부터 수신한다. 통신부(410)는 각 이미지와 함께 구현장치의 식별자를 구현장치(120)로부터 수신할 수 있다. 또한, 통신부(410)는 생성된 증강현실 이미지를 구현장치(120)로 전송한다.
캘리브레이션부(420)는 수신한 각 이미지를 합성하기에 앞서, 각 이미지 촬영부가 촬영한 이미지를 정확히 캘리브레이션(Calibration)한다. 마커를 이용해 각 이미지를 정확히 합성한다고 하더라도, 각 이미지를 촬영한 촬영부의 좌표가 상이하거나 이미지의 특성(굴곡, 시야각 등)이 상이하다면, 오차없이 정확한 증강현실 이미지를 생성하기란 쉽지 않다. 따라서 통신부(410)가 구현장치(120)로부터 최초로 시설의 이미지 및 시설의 열 화상 이미지를 수신하는 경우, 캘리브레이션부(420)는 각 이미지 촬영부(320, 330)가 촬영한 이미지를 캘리브레이션한다. 캘리브레이션부(420)는 각 이미지를 최초 수신한 경우 1회만 캘리브레이션을 수행할 수도 있고, 기 설정된 횟수만큼 이미지의 합성이 이루어진 경우 캘리브레이션을 재 수행할 수도 있다. 이때, 캘리브레이션부(420)는 패턴 보드를 이용하여 각 이미지 촬영부의 좌표를 캘리브레이션 할 수 있다.
이미지 합성부(430)는 수신한 각 이미지를 합성하여 증강현실 이미지를 생성한다. 이미지 합성부(430)는 시설의 이미지 및 시설의 열 화상 이미지 내 포함된 각 마커를 확인한다. 이미지 합성부(430)는 시설의 이미지 내 포함된 마커의 형상과 동일한 형상을 갖는 마커를 시설의 열 화상 이미지 내에서 확인한다. 이미지 합성부(430)는 각 이미지 내에서 동일한 형상을 갖는 마커의 좌표를 정확히 일치시킴으로써, 이미지를 합성한다. 이에 따라 도 1에 도시된 바와 같이, 이미지 합성부(430)는 시설의 실제 이미지에 시설의 열 화상 이미지가 합성된 증강현실 이미지를 생성한다. 이미지 합성부(430)는 생성된 증강현실 이미지를 통신부(410)로 전달하여, 구현장치(120)로 전달되도록 한다. 또한, 이미지 합성부(430)는 생성된 증강현실 이미지를 증강현실 이미지가 생성된 시간이나 장소 및 각 이미지를 전송한 구현장치(120)의 식별자와 함께 데이터베이스(440)에 저장한다.
이미지 합성부(430)는 동일한 시설에 대한 증강현실 이미지를 정합하기 위해, 시간 또는 시간 및 장소에 따른 복수 개의 증강현실 이미지를 생성한다. 시간 또는 시간 및 장소에 따라, 이미지 합성부(430)는 매회 시설의 이미지와 시설의 열 화상 이미지를 수신한 후 수신한 시설의 이미지와 시설의 열 화상 이미지를 이용하여 증강현실 이미지를 생성할 수 있다. 또는, 이미지 합성부(430)는 1회만 수신한 시설의 이미지와 시간에 따라 매회 수신한 시설의 열 화상 이미지를 이용하여, 시간에 따른 증강현실 이미지를 생성할 수 있다.
이미지 합성부(430)는 동일한 시설에 대한 증강현실 이미지를 하나로 정합한다. 이미지 합성부(430)는 데이터베이스(440) 내 저장된 증강현실 이미지를 확인하여, 동일한 구현장치로부터 각 이미지(시설의 이미지 및 시설의 열 화상 이미지)를 수신하였으면서 이미지 내 동일한 마커를 포함하고 있는 증강현실 이미지들을 분류한다. 이처럼 분류된 증강현실 이미지들은 동일한 구현장치로부터 동일한 시설에 대해 상이한 시간에 촬영된 이미지에 해당한다. 이러한 증강현실 이미지들은 하나로 정합되어 한번에 디스플레이되는 것이 시설의 열 확산 상태를 확인하는 데 보다 적합하다. 따라서 이미지 합성부(430)는 데이터베이스(440) 내 저장된 각 증강현실 이미지들 중 동일한 구현장치로부터 각 이미지를 수신하였으면서 이미지 내 동일한 마커를 포함하고 있는 증강현실 이미지들을 분류한다. 이미지 합성부(430)는 증강현실 이미지를 분류한 후, 각 증강현실 이미지가 생성된 시간 순서대로 배열하여 정합한다. 이처럼 정합함으로써, 이미지 합성부(430)는 시간에 따라 시설 내 열이 어떻게 확산되는지 확인할 수 있도록 할 수 있다. 이미지 합성부(430)는 하나로 정합된 증강현실 이미지들을 통신부(410)로 전달하여, 구현장치(120)로 전달되도록 한다.
데이터베이스(440)는 이미지 합성부(430)에서 생성된 증강현실 이미지를 저장하며, 이와 함께, 증강현실 이미지가 생성된 시간 및 각 이미지를 전송한 구현장치(120)의 식별자를 증강현실 이미지에 대응시켜 저장한다.
도 4에 도시된 각 구성은 서버(130) 내에 포함된 구성으로서 서버(130) 내에서 동작하는 것으로 전술하고 있으나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다. 경우에 따라, 구현장치(120)가 도 4를 참조하여 설명한 각 구성의 동작을 (이미지를 촬영하고, 이미지를 디스플레이하는 동작에) 추가적으로 수행할 수 있는 처리능력을 구비한다면, 도 4에 도시된 각 구성(410 내지 440)은 구현장치(120)에 추가적으로 구비될 수 있다. 즉, 구현장치(120)가 시설의 이미지 및 시설의 열 화상 이미지를 촬영한 후, 서버(130)로 전송하지 않고 직접 이미지를 합성하여 증강현실 이미지를 생성하여 디스플레이할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 열 확산 감지 서버가 시설에 대한 증강현실 이미지를 생성하는 방법을 도시한 순서도이다.
서버(130)는 시설의 이미지와 열 화상 이미지를 구현장치(120)로부터 수신한다(S510). 서버(130)는 증강현실 이미지를 생성하기 위한 시설의 이미지와 열 화상 이미지를 구현장치(120)로부터 수신한다.
서버(130)는 이미지 촬영부와 열화상 촬영부가 촬영한 각 이미지를 캘리브레이션한다(S520). 시설의 이미지와 시설의 열화상 이미지를 수신하는 경우, 서버(130)는 이미지 촬영부와 열화상 촬영부가 촬영한 각 이미지를 캘리브레이션 함으로써, 각 이미지를 합성함에 있어 오차없이 정확히 합성되도록 한다.
서버(130)는 각 이미지 내 마커를 인식하여 두 이미지를 합성한다(S530). 서버(130)는 각 이미지(시설의 이미지 및 시설의 열 화상 이미지) 내 동일한 형상을 갖는 마커를 확인하여, 마커의 좌표를 이용해 두 이미지를 합성한다. 서버(130)는 시간에 따라 시설의 이미지와 시설의 열 화상 이미지를 매회 합성할 수도 있고, 시설의 열 화상 이미지를 모두 수신한 후 하나의 시설의 이미지와 합성할 수도 있다.
서버(130)는 동일한 구현장치로부터 수신하고, 동일한 마커를 갖는 증강현실 이미지를 시간에 따라 정합하여 구현장치(120)로 전송한다(S540). 서버(130)는 데이터베이스(440) 내 저장된 각 증강현실 이미지들 중 동일한 구현장치로부터 각 이미지를 수신하였으면서 이미지 내 동일한 마커를 포함하고 있는 증강현실 이미지들을 분류한다. 서버(130)는 증강현실 이미지를 분류한 후, 각 증강현실 이미지가 생성된 시간 순서대로 배열하여 정합한다. 서버(130)는 하나로 정합된 증강현실 이미지들을 구현장치(120)로 전달하여, 시스템 사용자가 구현장치(120)를 이용해 증강현실 이미지를 확인할 수 있도록 한다.
도 5에서는 각 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것이다. 다시 말해, 본 발명의 일 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 5에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 각 과정 중 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 도 5는 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.
한편, 도 5에 도시된 과정들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 즉, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장매체를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 열 확산 감지 시스템
110: 시설
115: 마커
120: 증강현실 이미지 구현장치
130: 열 확산 감지 서버
220, 225: 적외선부
310, 410: 통신부
320: 이미지 촬영부
330: 열 화상 촬영부
340: 디스플레이부
350: 제어부
420: 캘리브레이션부
430: 이미지 합성부
440: 데이터베이스
110: 시설
115: 마커
120: 증강현실 이미지 구현장치
130: 열 확산 감지 서버
220, 225: 적외선부
310, 410: 통신부
320: 이미지 촬영부
330: 열 화상 촬영부
340: 디스플레이부
350: 제어부
420: 캘리브레이션부
430: 이미지 합성부
440: 데이터베이스
Claims (14)
- 증강현실 장치가 증강현실을 이용하여 시설 내 열의 흐름을 파악할 수 있도록 증강현실 이미지를 생성하는 장치에 있어서,
상기 증강현실 장치가 촬영한 상기 시설의 이미지 및 상기 시설의 열 화상 이미지를 수신하고, 생성된 증강현실 이미지를 상기 증강현실 장치로 전송하는 통신부; 및
상기 시설의 이미지 및 상기 시설의 열 화상 이미지 중 어느 하나의 이미지 내에 포함된 마커의 형상과 동일한 형상을 갖는 마커를 나머지 이미지 내에서 확인하여 서로 동일한 형상을 갖는 마커의 좌표를 일치시킴으로써, 상기 시설의 이미지 및 상기 시설의 열 화상 이미지를 합성하여 상기 증강현실 이미지를 생성하는 이미지 합성부를 포함하며,
상기 마커는 시설의 이미지 내에서 인식될 수 있도록 기 설정된 형상을 가지며, 시설의 열 화상 이미지 내에서도 함께 인식될 수 있도록 적외선을 방출하거나 흡수하는 재질 또는 구성을 구비하며,
상기 마커는 적외선을 방출하는 시설과 구별될 수 있도록, 적외선 또는 열을 차단하는 단열소재를 포함하며,
시설 내 각 장소마다 서로 다른 형상을 갖는 마커가 배치되는 것을 특징으로 하는 증강현실 이미지 생성장치. - 제1항에 있어서,
상기 통신부가 상기 시설의 이미지 및 상기 시설의 열 화상 이미지를 수신하는 경우, 상기 시설의 이미지 및 상기 시설의 열 화상 이미지를 캘리브레이션(Calibration)하는 캘리브레이션부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증강현실 이미지 생성장치. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 이미지 합성부가 상기 증강현실 이미지를 생성하는 경우, 상기 증강현실 이미지가 생성된 시간 또는 장소와 함께 상기 증강현실 이미지를 저장하는 데이터베이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증강현실 이미지 생성장치. - 제4항에 있어서,
상기 이미지 합성부는,
상기 데이터베이스 내 저장된 증강현실 이미지 중 동일한 증강현실 장치로부터 시설의 이미지 및 시설의 열 화상 이미지를 수신하여 생성되었으며, 동일한 마커를 포함하고 있는 증강현실 이미지들을 하나로 정합하는 것을 특징으로 하는 증강현실 이미지 생성장치. - 제5항에 있어서,
상기 이미지 합성부는,
상기 증강현실 이미지들을 정합함에 있어, 각 증강현실 이미지들이 생성된 시간 순서로 배열하여 정합하는 것을 특징으로 하는 증강현실 이미지 생성장치. - 증강현실 장치가 증강현실을 이용하여 시설 내 열의 흐름을 파악할 수 있도록 증강현실 이미지를 생성하는 방법에 있어서,
상기 증강현실 장치가 촬영한 상기 시설의 이미지 및 상기 시설의 열 화상 이미지를 수신하는 수신과정;
상기 시설의 이미지 및 상기 시설의 열 화상 이미지 중 어느 하나의 이미지 내에 포함된 마커의 형상과 동일한 형상을 갖는 마커를 나머지 이미지 내에서 확인하여 서로 동일한 형상을 갖는 마커의 좌표를 일치시킴으로써, 상기 시설의 이미지 및 상기 시설의 열 화상 이미지를 합성하여 상기 증강현실 이미지를 생성하는 생성과정; 및
상기 증강현실 이미지를 상기 증강현실 장치로 전송하는 전송과정을 포함하며,
상기 마커는 시설의 이미지 내에서 인식될 수 있도록 기 설정된 형상을 가지며, 시설의 열 화상 이미지 내에서도 함께 인식될 수 있도록 적외선을 방출하거나 흡수하는 재질 또는 구성을 구비하며,
상기 마커는 적외선을 방출하는 시설과 구별될 수 있도록, 적외선 또는 열을 차단하는 단열소재를 포함하며,
시설 내 각 장소마다 서로 다른 형상을 갖는 마커가 배치되는 것을 특징으로 하는 증강현실 이미지 생성방법. - 증강현실을 이용하여 시설 내 열의 흐름을 파악할 수 있도록 하는 열 확산 감지 시스템에 있어서,
시설의 이미지 내에서 인식될 수 있도록 기 설정된 형상을 가지며, 시설의 열 화상 이미지 내에서도 함께 인식될 수 있도록 적외선을 방출하거나 흡수하는 재질 또는 구성을 구비하고, 적외선을 방출하는 시설과 구별될 수 있도록, 적외선 또는 열을 차단하는 단열소재를 포함하는 마커;
시설의 이미지 및 시설의 열 화상 이미지를 촬영하여 전송하며, 상기 시설의 이미지 및 상기 시설의 열 화상 이미지가 합성된 증강현실(Augmented Reality) 이미지를 수신하여 디스플레이하는 증강현실 장치; 및
상기 증강현실 장치로부터 상기 시설의 이미지 및 상기 시설의 열 화상 이미지를 수신하고, 상기 시설의 이미지 및 상기 시설의 열 화상 이미지 중 어느 하나의 이미지 내에 포함된 마커의 형상과 동일한 형상을 갖는 마커를 나머지 이미지 내에서 확인하여 서로 동일한 형상을 갖는 마커의 좌표를 일치시킴으로써, 상기 시설의 이미지 및 상기 시설의 열 화상 이미지를 합성하여 상기 증강현실 이미지를 생성하며, 상기 증강현실 이미지를 상기 증강현실 장치로 전송하는 서버를 포함하며,
시설 내 각 장소마다 서로 다른 형상을 갖는 마커가 배치되는 것을 특징으로 하는 열 확산 감지 시스템. - 삭제
- 제8항에 있어서,
상기 서버는,
상기 증강현실 장치로부터 상기 시설의 이미지 및 상기 시설의 열 화상 이미지를 수신하는 경우, 상기 시설의 이미지 및 상기 시설의 열 화상 이미지를 캘리브레이션(Calibration)하는 것을 특징으로 하는 열 확산 감지 시스템. - 삭제
- 제8항에 있어서,
상기 서버는,
상기 증강현실 이미지를 생성하는 경우, 생성한 시간과 함께 상기 증강현실 이미지를 저장하는 것을 특징으로 하는 열 확산 감지 시스템. - 제12항에 있어서,
상기 서버는,
저장된 증강현실 이미지 중 동일한 증강현실 장치로부터 시설의 이미지 및 시설의 열 화상 이미지를 수신하여 생성되었으며, 동일한 마커를 포함하고 있는 증강현실 이미지들을 정합하여 한번에 상기 증강현실 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 열 확산 감지 시스템. - 제13항에 있어서,
상기 서버는,
상기 증강현실 이미지들을 정합함에 있어, 각 증강현실 이미지들이 생성된 시간 순서로 배열하여 정합하는 것을 특징으로 하는 열 확산 감지 시스템.
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