KR102065273B1 - Method and apparatus for automatically generating building element information by meaning for user-customized three-dimensional modeling service - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 사용자 맞춤형 3차원 모델링 제공 서비스를 위한 의미별 건물 요소 정보 자동 생성 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for automatically generating semantic building element information for a customized 3D modeling providing service.
건축법상 지붕의 정의는 비, 눈, 이슬 등을 피하기 위해서 건물의 최상부에 설치하는 덮게 또는 덮게에 대응하는 구조이며, 벽의 정의는 건축물에 있어서 외부 또는 내부 간 사이를 수직으로 구획하여 막은 면 구조이다. 이를 기준으로 지붕과 벽을 분리하여 LOD(Level of Detail)를 자동 생성하며 기존의 지붕과 벽을 하나로 그룹화하던 데이터를 분리시킴으로써 건물 의미(Semantics) 정보를 생성할 수 있다.According to the Building Law, the definition of roof is the structure corresponding to the cover or cover installed on the top of the building to avoid rain, snow, dew, etc. The definition of the wall is the surface structure that is divided by blocking the interior or exterior between buildings vertically. to be. Based on this, the LOD (Level of Detail) is automatically generated by separating the roof and the wall, and building semantics information can be generated by separating the data that grouped the existing roof and the wall into one.
그러나, 기존의 3차원 건물 모델링 포맷은 의미별 건물 요소를 지원하지 않으므로 이러한 포맷을 이용하여 3차원 건물 모델링 서비스를 제공하는데는 LOD를 자동 생성하거나 건물 의미 정보를 생성하는데 한계가 있다. 기존의 3차원 건물 모델링 포맷으로는 bil, poi, dat, xdo 등이 있다. bil은 타일(tile) 지역의 높이맵 데이터이고, poi는 타일 지역의 POI(point of interest) 심볼 데이터이거나, 타일 지역의 빌보드 심볼 데이터이고, dat는 타일 지역의 실제 3차원(real 3D) 모델 심볼의 인덱스 데이터이고, xdo는 실제 3차원 모델의 형상 정보 데이터이다.However, since the existing 3D building modeling format does not support building elements by semantics, there is a limit in automatically generating LOD or generating building semantic information in providing a 3D building modeling service using such a format. Existing three-dimensional building modeling formats include bil, poi, dat, and xdo. bil is the height map data of the tile area, poi is the point of interest (POI) symbol data of the tile area, or billboard symbol data of the tile area, and dat is a real 3D model symbol of the tile area. Is index data, and xdo is shape information data of an actual three-dimensional model.
특히, 공간 문화 컨텐츠 등을 위한 국가 혹은 기관 차원의 3차원 건물 모델링 데이터는 게임, 관광, 영화, 공연 등의 민간 산업 분야에서 활용할 때 데이터 용량이 커서 빠른 처리가 요구되는 애플리케이션에서 쉽게 사용하기 어렵고 효율성이 크게 떨어지는 문제가 있다.In particular, national or institutional 3D building modeling data for spatial and cultural contents is difficult to use and efficient in applications requiring large processing due to its large data capacity when used in private industries such as games, tourism, movies, and performances. There is a problem that greatly falls.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로, 기존 3차원 모델링 포맷에서 지원하지 않는 의미별 건물 요소 예컨대 지붕, 벽, 창문, 문 등을 OGC(Open Geospatial Consortium) 표준에 맞춰 자동으로 생성할 수 있는 방안을 제공함으로써 사용자 요청에 따라 단계별 LOD(Level of Detail) 조절을 가능하게 하고 메쉬 단순화(mesh simplification)를 통해 데이터를 경량화하여 제공할 수 있는, 사용자 맞춤형 3차원 모델링 제공 서비스를 위한 의미별 건물 요소 정보 자동 생성 방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and the semantic building elements such as roofs, walls, windows, doors, etc., which are not supported by the existing 3D modeling format, are automatically adapted to the OGC standard. By providing a plan that can be created by the user, it is possible to adjust the level of detail (LOD) according to the user's request and provide a customized 3D modeling service that can provide the data lightly through mesh simplification. An object of the present invention is to provide a method and apparatus for automatically generating building element information for each meaning.
본 발명의 다른 목적은 원본 3차원 건물 모델링 파일에 포함되어 있지 않은 지붕, 벽, 창문, 문 등의 정보들을 자동으로 분류하고 데이터베이스에 저장하며, 사용자가 LOD 정도, 파일 포맷(COLLADA, OBJ, GML 등)을 선택하여 원하는 데이터를 제공받을 수 있도록 하는, 사용자 맞춤형 3차원 모델링 제공 서비스를 위한 의미별 건물 요소 정보 자동 생성 방법 및 장치를 제공하는데 있다. Another object of the present invention is to automatically classify and store information such as roofs, walls, windows, doors, etc., which are not included in the original 3D building modeling file, and store them in the database, and the user can select the LOD level and file format (COLLADA, OBJ, GML). The present invention provides a method and apparatus for automatically generating semantic building element information for a user-customizable 3D modeling providing service, by selecting desired data.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 의미별 건물 요소 정보 자동 생성 방법은, 사용자 맞춤형 3차원 모델링 제공 서비스를 위한 의미별 건물 요소 정보 자동 생성 방법으로서, 3차원 건물 모델링 파일에서 건물을 이루는 다각형들의 노멀 벡터를 계산하는 단계; 상기 계산된 노멀 벡터를 정규화하는 단계; 상기 정규화된 노멀 벡터를 데이터베이스에 저장하는 단계; 상기 건물의 각 다각형에 대하여 상기 건물의 바닥과 직교하는 3차원상의 Z축을 기준으로 상기 데이터베이스에 저장된 상기 노멀 벡터와의 사이각을 구하는 단계; 및 상기 사이각이 일정 각도 이상이면 상기 건물의 지붕으로 판별하고, 상기 사이각이 일정 각도를 초과하면 상기 건물의 벽으로 판별하는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention for solving the above technical problem, the method for automatically generating building element information by semantics according to an aspect of the present invention is a method for automatically generating building element information for each semantic user by providing a 3D modeling service. Calculating a normal vector of polygons constituting the polygon; Normalizing the calculated normal vector; Storing the normalized normal vector in a database; Obtaining an angle between the polygons of the building and the normal vector stored in the database on the basis of a three-dimensional Z axis orthogonal to the floor of the building; And determining the roof of the building when the angle is greater than or equal to a predetermined angle, and determining the wall of the building when the angle exceeds a certain angle.
일실시예에서, 상기 바닥과 상기 노멀 벡터 사이의 사이각에 의해 상기 지붕과 상기 벽의 판별을 위한 기준 각도는 82°이다.In one embodiment, the reference angle for discriminating the roof and the wall is 82 ° by the angle between the floor and the normal vector.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 의미별 건물 요소 정보 자동 생성 방법은, 3차원 모델링 제공 서비스를 위한 의미별 건물 요소 정보 자동 생성 방법으로서, 3차원 건물 모델링 파일에서 건물을 이루는 다각형들의 노멀 벡터를 계산하는 단계; 상기 계산된 노멀 벡터를 정규화하는 단계; 상기 정규화된 노멀 벡터를 데이터베이스에 저장하는 단계; 상기 건물의 각 다각형에 대하여 상기 건물의 바닥과 직교하는 3차원상의 Z축을 기준으로 상기 데이터베이스에 저장된 상기 노멀 벡터와의 사이각을 구하는 단계; 상기 사이각이 일정 각도 이상이면 상기 건물의 지붕으로 판별하고, 상기 사이각이 일정 각도를 초과하면 상기 건물의 벽으로 판별하는 단계; 상기 건물의 건물 정보 내에 지붕 객체와 벽 객체를 삽입하기 위한 경계(boundary)를 지정하는 단계; 및 상기 3차원 건물 모델링 파일에서 상기 지붕에 대응하는 요소와 상기 벽에 대응하는 요소에 데이터를 입력하여 그룹화된 3차원 모델 파일을 생성하는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention for solving the above technical problem, the method for automatically generating building element information for each semantic is a method for automatically generating building element information for each semantic for a 3D modeling providing service. Calculating a normal vector of polygons; Normalizing the calculated normal vector; Storing the normalized normal vector in a database; Obtaining an angle between the polygons of the building and the normal vector stored in the database on the basis of a three-dimensional Z axis orthogonal to the floor of the building; Determining the roof angle of the building when the angle is greater than or equal to a predetermined angle, and determining the wall of the building when the angle exceeds a predetermined angle; Designating a boundary for inserting a roof object and a wall object in the building information of the building; And generating a grouped three-dimensional model file by inputting data into the element corresponding to the roof and the element corresponding to the wall in the three-dimensional building modeling file.
일실시예에서, 의미별 건물 요소 정보 자동 생성 방법은, 상기 그룹화된 3차원 모델 파일에서 상기 건물의 각 에지의 QEM(quadric error metric)을 계산하여 에러가 가장 작은 에지를 삭제하는 단계를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the method for automatically generating building element information by semantics may further include calculating a quadratic error metric (QEM) of each edge of the building from the grouped three-dimensional model file and deleting edges having the smallest error. can do.
일실시예에서, 상기 삭제하는 단계는, 상기 건물의 가장 낮은 높이의 최저 꼭지점들을 검색하고, 상기 최저 꼭지점들의 에러를 높게 설정한 후 상기 QEM을 계산하도록 이루어질 수 있다.In one embodiment, the deleting may include searching for the lowest vertices of the lowest height of the building, setting the error of the lowest vertices high, and calculating the QEM.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 의미별 건물 요소 정보 자동 생성 장치는, 사용자 맞춤형 3차원 모델링 제공 서비스를 위한 의미별 건물 요소 정보 자동 생성 장치로서, 3차원 건물 모델링 파일에서 건물을 이루는 다각형들의 노멀 벡터를 계산하는 노멀 벡터 계산부; 상기 계산된 노멀 벡터를 정규화하는 정규화부; 상기 정규화된 노멀 벡터를 데이터베이스에 저장하는 저장부; 상기 건물의 각 다각형에 대하여 상기 건물의 바닥과 직교하는 3차원상의 Z축을 기준으로 상기 데이터베이스에 저장된 상기 노멀 벡터와의 사이각을 구하는 사이각 계산부; 상기 사이각이 일정 각도 이상이면 상기 건물의 지붕으로 판별하고, 상기 사이각이 일정 각도를 초과하면 상기 건물의 벽으로 판별하는 판별부; 상기 건물의 건물 정보 내에 지붕 객체와 벽 객체를 삽입하기 위해 경계(boundary)를 지정하는 지정부; 및 상기 3차원 건물 모델링 파일에서 상기 지붕에 대응하는 요소와 상기 벽에 대응하는 요소에 데이터를 입력하여 그룹화된 3차원 모델 파일을 생성하는 생성부를 포함한다.Means for automatically generating building element information for each meaning according to another aspect of the present invention for solving the technical problem is a device for automatically generating building element information for each user for a 3D modeling providing service customized, building in the 3D building modeling file A normal vector calculation unit for calculating a normal vector of polygons forming a circle; A normalizer for normalizing the calculated normal vector; A storage unit for storing the normalized normal vector in a database; An angle angle calculation unit for each polygon of the building to obtain an angle between the polygon and the normal vector stored in the database based on a three-dimensional Z-axis orthogonal to the floor of the building; A discriminating unit for discriminating the roof of the building if the inter-angle is greater than or equal to a predetermined angle, and determining the wall of the building if the inter-angle is greater than a predetermined angle; A designation unit for designating a boundary for inserting a roof object and a wall object in the building information of the building; And a generation unit configured to generate a grouped three-dimensional model file by inputting data to the element corresponding to the roof and the element corresponding to the wall in the three-dimensional building modeling file.
일실시예에서, 의미별 건물 요소 정보 자동 생성 장치는, 상기 건물의 가장 낮은 높이의 최저 꼭지점들을 검색하고 상기 최저 꼭지점들의 에러를 높게 설정하는 설정부; 및 상기 그룹화된 3차원 모델 파일에서 상기 건물의 각 에지의 QEM(quadric error metric)을 계산하여 에러가 가장 작은 에지를 삭제하는 삭제부를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, the apparatus for automatically generating building element information for each meaning may include: a setting unit configured to search for the lowest vertices of the lowest height of the building and to set the error of the lowest vertices high; And a deleting unit for deleting edges having the smallest error by calculating a quadrature error metric (QEM) of each edge of the building in the grouped three-dimensional model file.
전술한 사용자 맞춤형 3차원 모델링 제공 서비스를 위한 의미별 건물 요소 정보 자동 생성 방법 및 장치를 사용하는 경우에는, 노멀 벡터(normal vector)를 이용한 데이터 의미별 그룹화를 채용하여 의미별 건물 요소 정보를 자동 생성할 수 있고, 그에 의해 대다수의 3차원 모델링 포맷에서 지원하지 않는 의미별 건물 요소 예컨대 지붕, 벽, 창문, 문 등을 OGC(Open Geospatial Consortium) 표준에 맞춰 자동 생성할 수 있는 장점이 있다.When using the method and apparatus for automatically generating building element information for each semantic for the above-described user-customized 3D modeling providing service, the building element information for each semantic is automatically generated by adopting grouping by data semantics using a normal vector. By doing so, it has the advantage of automatically generating semantic building elements such as roofs, walls, windows, doors, etc., which are not supported by most 3D modeling formats, in accordance with the Open Geospatial Consortium (OGC) standard.
또한, 본 발명에 의하면, 사용자 등의 요청에 따라 단계별 LOD(Level of Detail) 조절이 가능하므로 유저 맞춤형으로 세분화된 LOD 변환이 가능하고, 그에 따른 효율적인 3차원 모델링 지도정보를 제공할 수 있는 장점이 있다.In addition, according to the present invention, the LOD (Level of Detail) can be adjusted according to the request of the user, so that the user can customize LOD conversion, which can be customized, and provide an efficient three-dimensional modeling map information accordingly. have.
또한, 본 발명에 의하면, 메쉬 단순화(mesh simplification)를 활용하여 데이터를 경량화함으로써 사용자 단말의 환경 등에 따라 유저 맞춤형의 최적화된 데이터 용량으로 3차원 모델링 지도정보를 신속하게 서비스할 수 있는 장점이 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to quickly service the 3D modeling map information with an optimized data capacity customized for the user terminal according to the environment of the user terminal by reducing the data by utilizing mesh simplification.
이와 같이, 본 발명에 의하면, 기존의 3차원 모델링 제작 파일들 대부분이 건물의 요소별 의미적 데이터가 존재하지 않거나 포맷 자체에서 지원하지 않는 경우에도, 본 실시예의 사용자 맞춤형 3차원 모델링 제공 서비스를 위한 의미별 건물 요소 정보 자동 생성 기술을 사용함으로써, 전술한 데이터(기존의 3차원 모델링 제작 파일들)를 의미별로 분류하고 국제표준 데이터로 변환하여 사용자들에게 의미별 건물 요소 정보를 포함한 3차원 모델링 지도정보를 제공하거나 특정 건물 요소만 추출하여 유저 맞춤형 데이터를 제공해줄 수 있다.As described above, according to the present invention, even if most of the existing 3D modeling production files do not have semantic data for each element of a building or are not supported by the format itself, By using the automatic generation of semantic building element information by semantics, the aforementioned data (existing 3D modeling production files) are classified by semantics and converted into international standard data to give users three-dimensional modeling maps containing semantic building element information. You can provide information or provide custom data by extracting only specific building elements.
게다가, 사용자들은 의미적 데이터를 통해 3차원 모델을 쉽게 분석, 수정, 활용이 가능하다. 또한, 메쉬 단순화 혹은 메쉬 인덱스화(mesh simplification)를 통해 사람의 눈에는 큰 차이가 없지만 데이터의 크기를 상당히 줄일 수 있고, 그에 의해 상대적으로 고용량인 3차원 모델링 데이터를 사용자에게 고속으로 원활하게 서비스할 수 있는 장점이 있다.In addition, users can easily analyze, modify, and utilize 3D models through semantic data. In addition, through mesh simplification or mesh simplification, there is no big difference in the human eye, but the size of data can be significantly reduced, thereby providing a relatively high volume of 3D modeling data to the user at high speed and smoothly. There are advantages to it.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 사용자 맞춤형 3차원 모델링 제공 서비스를 위한 의미별 건물 요소 정보 자동 생성 장치에 채용할 수 있는 기본 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 사용자 맞춤형 3차원 모델링 제공 서비스를 위한 의미별 건물 요소 정보 자동 생성 방법에 대한 흐름도이다.
도 3은 도 2의 방법에 채용되는 노말 벡터(normal vector)를 설명하기 위한 개략도이다.
도 4 및 도 5는 도 2의 방법에 의한 의미별 건물 요소 정보 자동 생성 방법의 주요 과정을 설명하기 위한 예시도들이다.
도 6 및 도 7은 도 2의 방법에 의해 생성된 의미별 건물 요소 정보를 설명하기 위한 예시도들이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 의미별 건물 요소 정보 자동 생성 방법의 주요 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 사용자 맞춤형 3차원 모델링 제공 서비스를 위한 의미별 건물 요소 정보 자동 생성 장치에 대한 블록도이다.FIG. 1 is a block diagram illustrating a basic configuration that may be employed in an apparatus for automatically generating building element information for each meaning for a user-customizable 3D modeling providing service according to an exemplary embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method for automatically generating building element information for each semantic user for 3D modeling providing service according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a normal vector employed in the method of FIG. 2.
4 and 5 are exemplary diagrams for describing a main process of a method for automatically generating building element information for each meaning by the method of FIG. 2.
6 and 7 are exemplary diagrams for describing building element information for each semantic generated by the method of FIG. 2.
8 is an exemplary diagram for describing a main process of a method for automatically generating building element information for each meaning according to another embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a block diagram of an apparatus for automatically generating building element information for each semantic character for a 3D modeling providing service according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 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 사용한다.As the invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing each drawing, like reference numerals are used for like elements.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, in the following description of the present invention, a description of a known function or configuration will be omitted to clarify the gist of the present invention.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 사용자 맞춤형 3차원 모델링 제공 서비스를 위한 의미별 건물 요소 정보 자동 생성 장치에 채용할 수 있는 기본 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 사용자 맞춤형 3차원 모델링 제공 서비스를 위한 의미별 건물 요소 정보 자동 생성 방법에 대한 흐름도이다.FIG. 1 is a block diagram illustrating a basic configuration that may be employed in an apparatus for automatically generating building element information for each meaning for a user-customizable 3D modeling providing service according to an exemplary embodiment of the present invention. 2 is a flowchart illustrating a method for automatically generating building element information for each semantic user for 3D modeling providing service according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 의미별 건물 요소 정보 자동 생성 장치(100)는 포털 및 서비스 플랫폼 등을 포함한 네트워크(200)를 통해 클라이언트 단말(300)이나 웹서버(400)에 사용자 맞춤형 3차원 모델링 제공 서비스를 제공할 수 있다.Referring to FIG. 1, the
이를 위해, 의미별 건물 요소 정보 자동 생성 장치(100)는 관리자(concierge)와 경로관리자(navigator)를 포함하고, 경로설정(route determination), 표현(presentation) 등을 위한 유닛들을 구비할 수 있다. 표현 유닛은 경로 벡터(route vectors), 경로 지시(route directions) 및 지도(map)를 표현하기 위한 신호 및 데이터를 처리한다.To this end, the
또한, 의미별 건물 요소 정보 자동 생성 장치(100)는 주소를 좌표로 변환하는 지오코더(geocoder), 좌표를 주소로 변환하는 역지오코더(reverse geocoder), 게이트웨이(gateway), 디렉토리(directory) 등을 더 구비할 수 있다.In addition, the
또한, 의미별 건물 요소 정보 자동 생성 장치(100)는 노멀 벡터를 이용하여 데이터 의미별 그룹화를 수행하고, 유저 맞춤형 세분화 LOD(level of detail) 변환을 수행하여 경량화된 데이터를 클라이언트 단말(300)이나 다른 웹 서버(400)에 제공하기 위한 수단이나 이러한 수단에 상응하는 기능을 수행하는 구성부를 구비할 수 있다(도 9 참조).In addition, the
전술한 클라이언트 단말(300)은 모바일 단말이나 데스크탑 컴퓨터를 포함할 수 있고, WAP(wireless application protocol), J2ME(java platform, micro edition), CE 플랫폼 등이 이용될 수 있다. 웹서버(400)는 WAS(wireless application server)를 포함할 수 있다.The
전술한 의미별 건물 요소 정보 자동 생성 장치(100)에서 채용할 수 있는 의미별 건물 요소 정보 자동 생성 방법을 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.A method of automatically generating building element information for each semantic that may be employed by the apparatus for automatically generating building element information for each meaning described above will now be described with reference to FIG. 2.
먼저, 의미별 건물 요소 정보 자동 생성 장치(100)는 3차원 건물 모델링 파일에서 건물을 이루는 다각형들의 노멀 벡터를 계산한다(S21).First, the
다음, 계산된 노멀 벡터를 정규화한다(S22).Next, the calculated normal vector is normalized (S22).
다음, 정규화된 노멀 벡터를 데이터베이스에 저장한다(S23).Next, the normalized normal vector is stored in a database (S23).
다음, 건물의 각 다각형에 대하여 건물의 바닥과 직교하는 3차원상의 Z축을 기준으로 데이터베이스에 저장된 해당 노멀 벡터와의 사이각을 계산한다(S24).Next, for each polygon of the building, the angle between the polygon and the corresponding normal vector stored in the database is calculated based on the three-dimensional Z-axis orthogonal to the floor of the building (S24).
다음, 사이각이 일정 각도 이상이면 상기 건물의 지붕으로 판별하고, 상기 사이각이 일정 각도를 초과하면 상기 건물의 벽으로 판별한다(S25).Next, if the angle is greater than a predetermined angle is determined as the roof of the building, if the angle exceeds a certain angle is determined as the wall of the building (S25).
다음, 건물의 건물 정보 내에 지붕 객체와 벽 객체를 삽입하기 위한 경계(boundary)를 지정한다(S26).Next, a boundary for inserting the roof object and the wall object in the building information of the building is designated (S26).
다음, 3차원 건물 모델링 파일에서 상기 지붕에 대응하는 요소와 상기 벽에 대응하는 요소에 데이터를 입력하여 그룹화된 3차원 모델 파일을 생성한다(S27).Next, data is input to the element corresponding to the roof and the element corresponding to the wall in the 3D building modeling file to generate a grouped 3D model file (S27).
다음, 3차원 모델 파일을 네트워크를 통해 클라이언트 단말이나 웹서버에 제공하기 전에 그룹화된 3차원 모델 파일에서 건물의 각 에지의 QEM(quadric error metric)을 계산하여 에러가 가장 작은 에지를 삭제할 수 있다(도 8의 S28 참조). 이때, QEM 계산 전이나 에지 삭제 전에, 건물의 가장 낮은 높이의 최저 꼭지점들을 검색하고, 최저 꼭지점들의 에러를 높게 설정할 수 있다.Next, the quadratic error metric (QEM) of each edge of the building can be calculated from the grouped three-dimensional model file before the three-dimensional model file is provided to the client terminal or web server through the network. See S28 in FIG. 8). At this time, before the QEM calculation or before the edge deletion, the lowest vertices of the lowest height of the building may be searched and the error of the lowest vertices may be set high.
이하에서는 상술한 의미별 건물 요소 정보 자동 생성 방법의 단계들을 좀더 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, the steps of the above-described method for automatically generating building element information for each meaning will be described in more detail.
도 3은 도 2의 방법에 채용되는 노말 벡터(normal vector)를 설명하기 위한 개략도이다. 도 4 및 도 5는 도 2의 방법에 의한 의미별 건물 요소 정보 자동 생성 방법의 주요 과정을 설명하기 위한 예시도들이다.FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a normal vector employed in the method of FIG. 2. 4 and 5 are exemplary diagrams for describing a main process of a method for automatically generating building element information for each meaning by the method of FIG. 2.
노멀 벡터(normal vector)를 이용한 데이터 의미별 그룹화Group by data semantics using normal vector
전술한 제1 단계(S21)와 관련하여, 3차원(3D) 개념에서 건물의 지붕 및 벽을 구별해내기 위해 노멀 벡터(normal vector)를 만든다. 이를 위해 도 3에 도시한 바와 같이 3차원 건물 모델링에서는 모든 다각형(polygon)의 꼭지점(vertex)에 대한 정보를 획득한다. 3차원상에서 꼭지점은 X, Y, Z 좌표로 표현될 수 있고, 적어도 세 개의 꼭지점은 하나의 다각형을 형성할 수 있다. 본 실시예에서는 각각의 꼭지점마다 노멀 벡터 값을 산출하도록 이루어질 수 있다.In connection with the first step S21 described above, a normal vector is made to distinguish the roof and the wall of the building in the three-dimensional (3D) concept. To this end, as shown in FIG. 3, 3D building modeling acquires information on vertices of all polygons. In three dimensions, a vertex may be represented by X, Y, and Z coordinates, and at least three vertices may form a polygon. In this embodiment, each vertex may be calculated to calculate a normal vector value.
또한, 제2 단계(S22)와 관련하여, 건물을 이루는 각각의 다각형에 대하여 노멀 벡터를 계산하고 이를 일반화시키기 위한 정규화 작업을 수행한다. 정규화 작업을 거치면 단위가 1인 단위벡터가 생성되는데, 이러한 단위벡터는 의미별 건물 요소 정보 자동 생성 장치의 프로세서나 메모리 상에서 각도 계산 프로세스의 속도를 높이는데 기여한다.In addition, in relation to the second step S22, a normalization operation for calculating and normalizing a normal vector is performed for each polygon constituting the building. Through normalization, a unit vector having a unit of 1 is generated. This unit vector contributes to speeding up the angle calculation process on the processor or memory of the automatic generation of semantic building element information.
또한, 제3 단계(S23)와 관련하여, 데이터베이스에 저장된 노말벡터에 대한 단위벡터(UV)를 활용하여 도 4에 도시한 바와 같이 건물을 구분짓기 위한 데이터를 표현할 수 있다.In addition, in relation to the third step S23, data for distinguishing buildings may be represented by using a unit vector UV for a normal vector stored in a database.
또한, 제4 단계(S24) 및 제5 단계(S25)와 관련하여, 데이터베이스 자원을 활용하여 산출된 단위벡터(UV)는 도 5에 도시한 바와 같이 3차원상의 Z축을 기준으로 건물의 다각형에 대한 사이각(θ)을 구하는데 이용될 수 있다. 본 실시예의 의미별 건물 요소 정보 자동 생성 장치(100)는 전술한 사이각(θ)이 0에 가까울수록 지붕, 90도에 가까울수록 외곽 면(벽)으로 판단한다. 본 실시예에서는 지붕과 벽을 나누는 기준 각도를 건물 바닥 또는 지면으로부터 82°로 설정한다. 즉, 사이각의 여각(90-θ)이 0 ~ 82°범위에 있으면 벽으로 판별하고 82°를 초과하면 지붕으로 판단하도록 이루어진다.In addition, in relation to the fourth step S24 and the fifth step S25, the unit vector UV calculated using the database resources is applied to the polygon of the building based on the three-dimensional Z axis as shown in FIG. 5. It can be used to find the angle θ for. According to the present embodiment, the
도 6 및 도 7은 도 2의 방법에 의해 생성된 의미별 건물 요소 정보를 설명하기 위한 예시도들이다.6 and 7 are exemplary diagrams for describing building element information for each semantic generated by the method of FIG. 2.
유저 맞춤형 세분화 LOD 변환 및 데이터 제공Customized segmentation LOD conversion and data provision
전술한 제6 단계(S26)와 관련하여, 지붕과 벽을 추출한 후 이를 XML(eXtensible Markup Language) 기반의 CityGML 모델에 적용시킬 수 있다. 예를 들면, 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이 building 정보 안에 지붕과 벽 객체를 각각 넣기 위해 경계(boundary)를 지정하고, 특정 요소 예컨대 'RoofSurface'와 'WallSurface' 요소에 데이터들을 입력시켜 그룹화된 3차원 모델링 파일을 만든다. 3차원 모델링 파일은 CityGML일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.In relation to the sixth step S26 described above, the roof and the wall may be extracted and then applied to the CityGML model based on eXtensible Markup Language (XML). For example, as shown in FIGS. 6 and 7, a boundary is specified to put roof and wall objects in the building information, and data is grouped by inputting data to specific elements such as 'RoofSurface' and 'WallSurface' elements. A 3D modeling file. The 3D modeling file may be CityGML, but is not limited thereto.
도 6에서 건물 모델링(20)은 벽 모델링(21)과 지붕 모델링(22)로 추출될 수 있다. 추출된 지붕 객체와 벽 객체는 의미별 건물 요소 정보 자동 생성 장치의 응용 프로그램에 구현되는 요소 툴바(element toobar)에서 건물(bldg)의 객체들 중 보이기 또는 보이지 않기 옵션을 선택함으로써 화면에 출력될 수 있다.In FIG. 6, the
도 7의 (a)는 요소 툴바(111)에서 건물(bulding), 지붕면(roofsurface) 및 벽면(wallsurface) 객체들이 모두 보이기 선택된 상태를 나타내고, 도 7의 (b)는 동일한 요소 툴바(112)에서 건물(bulding) 및 벽면(wallsurface) 객체들이 모두 보이기 선택되고, 지붕면(roofsurface) 객체가 보이지 않기 선택된 상태를 나타내며, 도 7의 (c)는 동일한 요소 툴바(113)에서 건물(bulding) 및 지붕면(roofsurface) 객체들이 모두 보이기 선택되고, 벽면(wallsurface) 객체가 보이지 않기 선택된 상태를 나타낸다.FIG. 7A illustrates a state in which all the bulding, roofsurface, and wallsurface objects are selected in the
본 실시예에서는 OGC(open geospatial consortium) 표준을 따르는 CityGML을 기준으로 하여 건물 데이터를 의미적으로 나눌 수 있다. 하나의 건물(bulding)을 'RoofSurface' 객체와 'WallSurface' 객체로 나눔으로써 유저 요구에 맞춤형으로 3차원 모델링 데이터를 제공할 수 있는 단위별 LOD를 구축할 수 있다.In the present embodiment, building data may be semantically divided based on CityGML following the open geospatial consortium (OGC) standard. By dividing a building into a 'RoofSurface' object and a 'WallSurface' object, it is possible to build a unit-specific LOD that can provide three-dimensional modeling data customized to user needs.
예를 들어 유저가 LOD2를 요구하면, OGC 표준에 따라 지붕과 벽이 필수적으로 있어야 하므로, 'BuildingObjectMember'에 'RoofSurface' 객체와 'WallSurface' 객체를 결합하여 제공할 수 있다. 이러한 본 실시예의 방법을 이용하면, 기존의 방식 즉, 바닥면만을 포함하는 LOD0에서 건물을 모델링하는 두 가지 방식과 달리, 3D 모델링 데이터를 유저 맞춤형으로 세분화한 LOD로 변환할 수 있는 장점이 있다. 기존의 건물 모델링 방식은 바닥면에 풋프린트(footprint)하는 방식과, 바닥면에 대응하는 건물의 수평 투영 결과인 루프에지(roofedge)로 표현하는 방식이 있다.For example, if the user requires LOD2, the roof and walls must be mandatory according to the OGC standard, so that 'BuildingObjectMember' can combine 'RoofSurface' and 'WallSurface' objects. Using the method of the present embodiment, unlike the conventional method, that is, two methods of modeling a building in LOD0 including only the floor surface, there is an advantage that the 3D modeling data can be converted into a user-specified LOD. Conventional building modeling methods include a footprint on a floor and a roof edge that is a result of horizontal projection of a building corresponding to the floor.
한편, CityGML은 오픈 소스 소프트웨어 기반의 표준화 모델로 지도와 공간분석에 관한 활용이 실내 공간까지 적용된다. 건물데이터에 대한 객체와 객체들의 3차원 기하, 3차원 위상, 의미 및 표현 등의 속성들로 정의하여, 도시 모형, 시설물, 복잡한 공간 모델을 수행할 수 있는 파일 포맷이며, CityGML 표준을 따름으로써 높은 범용성을 기대할 수 있다.CityGML is an open source software-based standardization model that uses maps and spatial analysis to the interior space. It is a file format that can perform urban model, facility, complex spatial model by defining objects and objects such as 3D geometry, 3D topology, meaning and representation of building data. You can expect versatility.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 의미별 건물 요소 정보 자동 생성 방법의 주요 과정을 설명하기 위한 예시도이다.8 is an exemplary diagram for describing a main process of a method for automatically generating building element information for each meaning according to another embodiment of the present invention.
본 실시예에 따른 의미별 건물 요소 정보 자동 생성 방법은 도 2의 의미별 건물 요소 정보 자동 생성 방법에 더하여 데이터를 경량화하는 단계를 더 포함할 수 있다. 즉, 본 실시예에서는 메쉬 단순화(mesh simplification)를 활용하여 3차원 모델링 데이터를 경량화한다. 메쉬 단순화를 사용하면, 실질적으로 3차원 모델링의 데이터 품질은 유지한 상태로 다각형의 개수를 크게 줄여 데이터를 경량화할 수 있다.According to the present embodiment, the method for automatically generating building element information by semantics may further include lightening data in addition to the method for automatically generating building element information by semantics of FIG. 2. That is, in the present embodiment, 3D modeling data is lightened by utilizing mesh simplification. Using mesh simplification, it is possible to reduce the number of polygons and lighten the data while substantially maintaining the data quality of 3D modeling.
예를 들면, 도 8에서는 건물에 대한 메쉬 단순화를 적용 전과 적용 후 결과를 보여준다. 도 8에서 (a)는 메쉬 단순화를 적용하기 전의 3차원 모델링 건물(20)이고, (b)는 메쉬 단순화를 적용한 후의 3차원 모델링 건물(20a)이다. 도면상으로는 명확하지 않으나, 메쉬 단순화의 결과로 적용 전의 건물(20)은 꼭지점의 개수가 396개, 다각형의 개수가 646개이나, 전용 후의 건물(20a)은 꼭지점의 개수가 273개, 다각형의 개수가 470개로 상당히 경량화된 것을 확인할 수 있다.For example, FIG. 8 shows the results of before and after applying mesh simplification for buildings. In FIG. 8, (a) is a three-
한편, 메쉬 단순화(mesh simplification)는 건물의 각 에지(edge)의 QEM(Quadric Error Metric)을 계산하여 에러가 가장 작은 에지를 삭제하는 방식으로 구현될 수 있다. 그 경우, 일부 건물 모델 파일은 바닥면이 존재하지 않는 것이 있는데, 이런 경우 메쉬 단순화를 실행하면 건물 모양이 크게 변화하여 원래 형태를 유지하지 못하는 문제가 발생할 수 있다. 이에 본 실시예에서는 건물 모델의 가장 낮은 높이의 꼭지점들을 검색하고 해당 꼭지점이 포함된 에지의 에러를 높게 설정하여 건물의 바닥면이 삭제되는 것을 방지할 수 있다.On the other hand, mesh simplification may be implemented by calculating the QEM (Quadric Error Metric) of each edge of the building to delete the edge with the least error. In this case, some building model files do not have a floor surface. In this case, if the mesh simplification is performed, the shape of the building may be greatly changed and the original shape may not be maintained. Therefore, in the present embodiment, the vertices of the lowest height of the building model may be searched and the error of the edge including the vertex may be set high to prevent the floor surface of the building from being deleted.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 사용자 맞춤형 3차원 모델링 제공 서비스를 위한 의미별 건물 요소 정보 자동 생성 장치에 대한 블록도이다.FIG. 9 is a block diagram of an apparatus for automatically generating building element information for each semantic character for a 3D modeling providing service according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG.
도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 의미별 건물 요소 정보 자동 생성 장치(100)는, 제어부(110), 저장부(120) 및 통신부(130)를 포함한다. 제어부(110)는 데이터베이스 시스템(140) 및 입출력 장치(150)와 연결될 수 있다. 의미별 건물 요소 정보 자동 생성 장치(100)는 네트워크를 통해 연결되는 사용자 단말, 클라이언트 단말, 웹서버 등에 3차원 모델링 서비스를 제공할 수 있다. 이때, 의미별 건물 요소 정보 자동 생성 장치(100)는 의미별 건물 요소를 OGC(open geospatial consortium) 등의 표준에 맞춰 생성하여 단계별 LOD 조절이 가능한 경량화된 3차원 모델링 데이터를 제공할 수 있다.9, the
이를 위해, 제어부(110)는 적어도 하나 이상의 중앙 처리 장치(CPU)나 코어(core)를 구비한 프로세서나 마이크로프로세서를 포함할 수 있다. 제어부(110)는 제어장치나 연산장치로 지칭될 수 있으며, 저장부(220)에 저장된 프로그램이나 소프트웨어 모듈을 실행하여 의미별 건물 요소 정보를 자동 생성 등과 같은 미리 설정된 기능을 수행할 수 있다.To this end, the
저장부(120)에 저장되고 제어부(110)에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈은 노멀 벡터 계산 모듈(121), 정규화 모듈(122), 저장 모듈(123), 사이각 계산 모듈(124), 판별 모듈(125), 경계 지정 모듈(126) 및 파일 생성 모듈(127)을 포함할 수 있다. 또한, 소프트웨어 모듈은 설정 모듈(128) 및 삭제 모듈(129)을 더 포함할 수 있다. 이러한 소프트웨어 모듈은 제어부나 이에 대응하는 프로세서에 탑재되어 해당 기능을 수행하는 구성부에 대응될 수 있다. 상기의 구성부는 노멀 벡터 계산부, 정규화부, 저장부, 사이각 계산부, 판별부, 경계 지정부, 파일 생성부, 설정부 및 삭제부를 포함할 수 있다.The software module stored in the
구체적으로, 노멀 벡터 계산 모듈(121)은 3차원 건물 모델링 파일에서 건물을 이루는 다각형들의 노멀 벡터를 계산한다. 또한, 전술한 정규화 모듈(122)은 노멀 벡터 계산 모듈(121)에서 계산된 노멀 벡터를 정규화한다. 저장 모듈(123)은 정규화 모듈(122)에 의해 정규화된 노멀 벡터를 데이터베이스에 저장한다.Specifically, the normal
사이각 계산 모듈(124)은 건물의 각 다각형에 대하여 상기 건물의 바닥과 직교하는 3차원상의 Z축을 기준으로 상기 데이터베이스에 저장된 상기 노멀 벡터와의 사이각을 산출한다. 판별 모듈(125)은 사이각이 일정 각도 이상이면 상기 건물의 지붕으로 판별하고, 상기 사이각이 일정 각도를 초과하면 상기 건물의 벽으로 판별한다.The
전술한 사이각은 다음의 수학식 1 내지 수학식 3에 의해 계산될 수 있다.The aforementioned angle may be calculated by the following equations (1) to (3).
수학식 1 내지 3에서 X, Y, Z는 다각형의 세 개의 꼭지점들이고, Z'는 노멀 벡터이며, θ는 Z축과 노멀 벡터 사이의 각도(사이각)를 나타낸다.In Equations 1 to 3, X, Y, and Z are three vertices of a polygon, Z 'is a normal vector, and θ represents an angle (between angles) between the Z axis and the normal vector.
경계 지정 모듈(126)은 건물의 건물 정보 내에 지붕 객체와 벽 객체를 삽입하기 위한 경계(boundary)를 지정한다. 파일 생성 모듈(127)은 3차원 건물 모델링 파일에서 상기 지붕에 대응하는 요소와 상기 벽에 대응하는 요소에 데이터를 입력하여 그룹화된 3차원 모델 파일을 생성한다.The
설정 모듈(128)은 상기 건물의 가장 낮은 높이의 최저 꼭지점들을 검색하고, 상기 최저 꼭지점들의 에러를 높게 설정한다. 삭제 모듈(129)은 그룹화된 3차원 모델 파일에서 상기 건물의 각 에지의 QEM(quadric error metric)을 계산하여 에러가 가장 작은 에지를 삭제한다.The
전술한 저장부(120)는 사용자 맞춤형 3차원 모델링 제공 서비스를 위한 의미별 건물 요소 정보 자동 생성 방법을 구현하는 소프트웨어 모듈 외에 의미별 건물 요소 정보 자동 생성 장치의 기본적인 동작을 위한 운영체제, 프로그램, 명령어 집합 등을 저장할 수 있다.The
저장부(120)는 비휘발성 랜덤 액세스 메모리(non-volatile RAM, NVRAM), 대표적 휘발성 메모리인 DRAM(dynamic random access memory) 등의 반도체 메모리, 하드디스크 드라이브(hard disk drive, HDD), 광 저장 장치, 플래시 메모리, 클라우드 저장 시스템 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.The
소프트웨어 모듈은 프로그램이나 소프트웨어 형태로 별도의 컴퓨터 판독 가능 매체(기록매체)에 저장되고 필요에 따라 컴퓨팅 장치에 로딩된 후 제어부(110)의 명령에 따라 해당 기능을 수행하도록 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합한 형태로 포함하도록 이루어진다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것을 포함할 수 있다.The software module may be stored in a separate computer readable medium (recording medium) in the form of a program or software, loaded into a computing device as necessary, and then implemented to perform a corresponding function according to a command of the
또한, 컴퓨터 판독 가능 매체는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다. 여기서 프로그램 명령은 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 제어부(110)에서 실행할 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다.In addition, the computer readable medium may include a hardware device specifically configured to store and execute program instructions, such as a ROM, a RAM, a flash memory, and the like. The program command may include high-level language code that can be executed in the
통신부(130)는 네트워크를 통해 의미별 건물 요소 정보 자동 생성 장치(100)와 사용자 단말, 클라이언트 단말, 관광업체 서버, 게임업체 서버, 영화업체 서버, 공연업체 서버 등을 연결하기 위하여 하나 이상의 통신 프로토콜을 지원하는 적어도 하나 이상의 유선 및/또는 무선 서브통신시스템을 구비할 수 있다.The
입출력 장치(150)는 키보드, 마우스, 마이크, 터치패드, 터치패널, 디스플레이 장치, 스피커 등을 포함할 수 있다. 입출력 장치(150)는 유선 또는 무선으로 제어부(110)에 연결될 수 있다. 광의의 개념에서 입출력 장치(150)는 의미별 건물 요소 정보 자동 생성 장치에 포함될 수 있다.The input /
전술한 실시예에서 제어부(110)는 3차원 모델링 제공 서비스를 위한 웹 서버나 웹 응용 서버에 대응되고, 저장부(120)는 데이터 파일을 저장 및 관리하는 데이터베이스(database, DB) 시스템에 대응될 수 있다. 그 경우, 데이터베이스 시스템과 웹 응용 서버에는 데이터 서버가 배치되어 이들 사이의 신호 및 데이터의 송수신을 처리하도록 구현될 수 있다.In the above-described embodiment, the
또한, 구현에 따라서 제어부는 웹 서비스 서버로 구현되고, 저장부(120)는 웹 서비스 서버에 연결된 데이터 시스템에 포함되는 DB 서버로 구현될 수 있다.In addition, according to the implementation, the control unit may be implemented as a web service server, and the
한편, 전술한 실시예에 따른 3차원 모델링 제공 서비스를 위한 의미별 건물 요소 정보 자동 생성 방법 및 장치를 사용하면, 원본 3차원 건물 모델링 파일에 포함되어 있지 않은 지붕, 벽, 창문, 문 등의 정보들을 자동으로 분류하고 데이터베이스에 저장하며, 사용자가 LOD 정도, 파일 포맷(COLLADA, OBJ, GML 등)을 선택하여 원하는 3D 건물 모델링 데이터를 제공받을 수 있도록 할 수 있다. 여기서, 파일 포맷은 전술한 COLLADA, OBJ, GML 포맷들로 한정되지 않고 국가기관이나 공공기관에서 제공하는 3D 건물 모델링을 게임, 관광, 영화, 공연 등의 산업 분야에서 효율적으로 사용할 수 있도록 범용성이나 혹은 호환성이 우수한 포맷들 중 어느 하나 이상을 선택하여 사용할 수 있음은 물론이다.On the other hand, when using the method and apparatus for automatically generating building element information by semantics for the 3D modeling providing service according to the above-described embodiment, information on roofs, walls, windows, doors, etc., which are not included in the original 3D building modeling file They can be automatically classified and stored in a database, and users can select the LOD level and file format (COLLADA, OBJ, GML, etc.) to be provided with the desired 3D building modeling data. Here, the file format is not limited to the above-described COLLADA, OBJ, and GML formats, and the file format may be widely used to efficiently use 3D building modeling provided by a national institution or a public institution in industries such as game, tourism, film, and performance. Of course, any one or more of the formats that are highly compatible can be selected and used.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed within the scope of the invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.
Claims (7)
3차원 건물 모델링 파일에서 건물을 이루는 다각형들의 노멀 벡터를 계산하는 단계;
상기 계산된 노멀 벡터를 정규화하는 단계;
상기 정규화된 노멀 벡터를 데이터베이스에 저장하는 단계;
상기 건물의 각 다각형에 대하여 상기 건물의 바닥과 직교하는 3차원상의 Z축을 기준으로 상기 정규화된 노멀 벡터와의 사이각을 구하는 단계;
상기 사이각이 일정 각도 이상이면 상기 건물의 지붕으로 판별하고, 상기 사이각이 일정 각도를 초과하면 상기 건물의 벽으로 판별하는 단계;
상기 건물의 건물 정보 내에 지붕 객체와 벽 객체를 삽입하기 위한 경계(boundary)를 지정하는 단계; 및
상기 3차원 건물 모델링 파일에서 상기 지붕에 대응하는 요소와 상기 벽에 대응하는 요소에 요소 정보 데이터를 입력하고 OGC(open geospatial consortium) 표준을 따르는 CityGML을 기준으로 하여 건물 데이터의 객체를 구분할 수 있도록 의미적으로 나누어 3D 모델링 데이터를 사용자 맞춤형으로 세분화한 LOD로 변환하여 그룹화된 3차원 모델 파일을 생성하는 단계;
상기 그룹화된 3차원 모델 파일에서 상기 건물의 각 에지의 QEM(quadric error metric)을 계산하여 에러가 가장 작은 에지를 삭제하는 방식으로 메쉬 단순화(mesh simplification)를 활용하여 3차원 모델링 데이터를 경량화하는 단계를 포함하여 이루어지되,
상기 경량화하는 단계는 상기 그룹화된 3차원 모델 파일 내 건물 모델의 가장 낮은 높이의 꼭지점을 검색하고, 상기 꼭지점이 포함된 에지의 에러를 상대적으로 높게 설정한 후 상대적으로 높게 설정된 에러와 상기 꼭지점의 QEM 계산 값을 비교하여 상기 건물 모델의 바닥면이 상기 3차원 모델링 데이터에서 삭제되는 것을 방지하는, 의미별 건물 요소 정보 자동 생성 방법.As a method of automatically generating building element information by semantics for a 3D modeling providing service,
Calculating a normal vector of polygons constituting the building in the three-dimensional building modeling file;
Normalizing the calculated normal vector;
Storing the normalized normal vector in a database;
Obtaining an angle between the polygons of the building and the normalized normal vector based on a three-dimensional Z-axis orthogonal to the floor of the building;
Determining the roof angle of the building when the angle is greater than or equal to a predetermined angle, and determining the wall of the building when the angle exceeds a predetermined angle;
Designating a boundary for inserting a roof object and a wall object in the building information of the building; And
The element corresponding to the roof and the element corresponding to the wall in the 3D building modeling file. Element Information Converts 3D modeling data into grouped three-dimensional model files by converting 3D modeling data into user-defined granular LODs to enter data and semantically divide objects in building data based on CityGML following OGC (open geospatial consortium) standards. Generating;
Lightening three-dimensional modeling data by using mesh simplification by calculating quadric error metric (QEM) of each edge of the building from the grouped three-dimensional model file and deleting edges having the least error. Including but not limited to,
The lightweighting may include searching for the vertices of the lowest height of the building model in the grouped 3D model file, setting the error of the edge including the vertex relatively high, and setting the error and the QEM of the vertex relatively higher. Comparing calculated values to prevent the floor surface of the building model from being deleted from the three-dimensional modeling data, automatic building element information for each meaning.
3차원 건물 모델링 파일에서 건물을 이루는 다각형들의 노멀 벡터를 계산하는 노멀 벡터 계산부;
상기 계산된 노멀 벡터를 정규화하는 정규화부;
상기 정규화된 노멀 벡터를 데이터베이스에 저장하는 저장부;
상기 건물의 각 다각형에 대하여 상기 건물의 바닥과 직교하는 3차원상의 Z축을 기준으로 상기 정규화된 노멀 벡터와의 사이각을 구하는 사이각 계산부;
상기 사이각이 일정 각도 이상이면 상기 건물의 지붕으로 판별하고, 상기 사이각이 일정 각도를 초과하면 상기 건물의 벽으로 판별하는 판별부;
상기 건물의 건물 정보 내에 지붕 객체와 벽 객체를 삽입하기 위해 경계(boundary)를 지정하는 지정부; 및
상기 3차원 건물 모델링 파일에서 상기 지붕에 대응하는 요소와 상기 벽에 대응하는 요소에 요소 정보 데이터를 입력하고 OGC(open geospatial consortium) 표준을 따르는 CityGML을 기준으로 하여 건물 데이터의 객체를 구분할 수 있도록 의미적으로 나누어 3D 모델링 데이터를 사용자 맞춤형으로 세분화한 LOD로 변환하여 그룹화된 3차원 모델 파일을 생성하는 생성부;
상기 건물의 건물 모델의 꼭지점들을 검색하고 상기 꼭지점이 포함된 에지의 에러를 설정하는 설정부; 및
상기 그룹화된 3차원 모델 파일에서 상기 건물 모델의 각 에지의 QEM(quadric error metric)을 계산하여 에러가 가장 작은 에지를 삭제하는 방식으로 메쉬 단순화(mesh simplification)를 활용하여 3차원 모델링 데이터를 경량화하는 삭제부;를 포함하되,
상기 삭제부는 상기 건물 모델의 가장 낮은 높이의 꼭지점의 QEM 계산 값과 상기 가장 낮은 높이의 꼭지점에 대하여 상대적으로 높게 설정된 에러에 기초하여 상기 건물 모델의 바닥면이 상기 3차원 모델링 데이터에서 삭제되는 것을 방지하는 의미별 건물 요소 정보 자동 생성 장치.As a device for automatically generating building element information by semantics for a 3D modeling providing service,
A normal vector calculator for calculating normal vectors of polygons constituting the building in the 3D building modeling file;
A normalizer for normalizing the calculated normal vector;
A storage unit for storing the normalized normal vector in a database;
An angle angle calculation unit for each polygon of the building to obtain an angle between the normalized normal vector and a reference to a three-dimensional Z-axis orthogonal to the floor of the building;
A discriminating unit for discriminating the roof of the building if the inter-angle is greater than or equal to a predetermined angle, and determining the wall of the building if the inter-angle is greater than a predetermined angle;
A designation unit for designating a boundary for inserting a roof object and a wall object in the building information of the building; And
In the 3D building modeling file, element information data is input to elements corresponding to the roof and elements corresponding to the wall, and means to distinguish objects of the building data based on CityGML according to the open geospatial consortium (OGC) standard. A generation unit for generating a grouped three-dimensional model file by converting the 3D modeling data into a LOD segmented into a user-specific subdivision;
A setting unit for searching for vertices of a building model of the building and setting an error of an edge including the vertex; And
In order to reduce the three-dimensional modeling data by using mesh simplification in such a manner that the quadratic error metric (QEM) of each edge of the building model is calculated from the grouped three-dimensional model file and the edge having the smallest error is deleted. Including;
The deleting unit prevents the floor surface of the building model from being deleted from the 3D modeling data based on a QEM calculation value of the lowest height vertex of the building model and an error set relatively high with respect to the lowest height vertex. Automatic generation device for semantic building element information.
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