KR102202655B1

KR102202655B1 - 공간정보 영상 생성 장치 및 방법

Info

Publication number: KR102202655B1
Application number: KR1020180108367A
Authority: KR
Inventors: 이아현; 장인성; 조정희; 주인학
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2018-09-11
Filing date: 2018-09-11
Publication date: 2021-01-13
Also published as: KR20200029843A

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 공간정보 영상 생성 방법은 항공 영상 기반 공간정보 영상을 생성하는 방법으로서, 3차원 공간정보를 생성하기 위해 미리 설정된 촬영 계획에 따라 가상 카메라 관련 정보를 획득하는 단계; 순차적인 카메라의 위치 및 자세를 산출하는 단계; 카메라의 위치 및 자세별로 표출 대상인 공간정보에 대해 3차원 렌더링하여 가시화하는 단계; 3차원 가시화된 영상으로부터, 2차원 영상 파일 및 상기 2차원 영상 파일에 대응하는 카메라의 위치 및 자세에 대한 정보를 포함하는 2차원 공간정보 데이터를 도출하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

공간정보 영상 생성 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD OF GENERATING IMAGE FOR SPATIAL INFORMATION}

본 발명은 가상의 2차원 공간정보 영상을 생성하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기 구축된 3차원 공간정보를 기반으로, 3차원 영상의 모델링의 검증 또는 시뮬레이션을 위한 2차원 공간정보 영상을 생성하여 제공하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근 3차원 국가공간정보 데이터센터를 통해 대한민국 국토의 전체 지형과 일부 주요 지역의 건물들이 3차원 공간정보 모델로 제공된다. 제공된 지형/건물의 공간정보는 3차원 국가공간정보 오픈플랫폼에서 실시간으로 가시화된다. 3차원 국가공간정보 오픈플랫폼은 다양한 3차원 공간정보를 평면 위가 아닌, 구 형태의 지구본 위에 가시화할 수 있어, 실제 공간 정보와 유사한 표현이 가능하다.

현실 세계의 공간정보를 3차원 디지털 정보로 생성하기 위해 다양한 생성 방법이 사용될 수 있는데, 그 중 유/무인 항공기에서 취득한 2차원 영상을 기반으로 한 건물의 3차원 모델링을 제공하는 방법이 가장 일반적으로 사용된다. 한편, 이러한 영상 기반의 3차원 모델링 방법의 정확도를 검증하기 위해서는 원시 데이터인 건물의 전체 볼륨(volume)의 정보와 모델링 후 생성된 건물 모델의 전체 볼륨을 검증할 필요가 있다. 하지만 건물 전체 볼륨의 정보를 측정하기가 어렵다. 그 때문에 측정 가능하거나, 미리 알려진 건물의 특정 위치 혹은 건물의 외곽선 정보 등을 기반으로 생성된 모델의 일부 데이터만을 검증하는 방식이 흔히 사용된다. 따라서, 항공 영상 기반의 3차원 모델링 방법의 정확도 측정이 제한적일 수 밖에 없다.

따라서, 보다 정확하게 3차원 모델 전체 볼륨에 대해서 검증할 수 있는 방법이 요구된다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 3차원 영상의 모델링의 검증 또는 시뮬레이션에 활용 가능한 공간정보 영상 생성 방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은 상기 방법을 사용하는 공간정보 영상 생성 장치 또는 시뮬레이터를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 공간정보 영상 생성 방법은 항공 영상 기반 공간정보 영상을 생성하는 방법으로서, 3차원 공간정보를 생성하기 위해 미리 설정된 촬영 계획에 따라 가상 카메라 관련 정보를 획득하는 단계; 순차적인 카메라의 위치 및 자세를 산출하는 단계; 카메라의 위치 및 자세별로 표출 대상인 공간정보에 대해 3차원 렌더링하여 가시화하는 단계; 3차원 가시화된 영상으로부터, 2차원 영상 파일 및 상기 2차원 영상 파일에 대응하는 카메라의 위치 및 자세에 대한 정보를 포함하는 2차원 공간정보 데이터를 도출하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 공간정보 영상 생성 방법은 상기 2차원 공간정보 데이터를 상기 3차원 공간정보 관련 3차원 모델의 검증에 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 가상 카메라 관련 정보는, 카메라의 경위도, 카메라의 고도, 카메라의 위치 및 카메라의 자세 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 카메라의 위치는 왼손 좌표계에 따라 표현될 수 있다.

한편, 상기 표출 대상인 공간 정보에 대해 3차원 렌더링하여 가시화하는 단계는, 상기 왼손 좌표계를 오른손 좌표계로 변환하는 단계; 및 웹 기반의 그래픽 라이브러리를 사용해 상기 공간정보를 가시화하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 3차원 공간정보는, 지구 표면을 타일 구조에 기초하여 표현하는 좌표계에 따라 정의될 수 있다.

상기 3차원 공간정보는 또한, 3차원 데이터 포멧 및 텍스쳐 영상을 포함할 수 있다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 공간정보 영상 생성 장치는 항공 영상 기반 공간정보 영상을 생성하는 장치로서, 프로세서 및 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령 및 명령 수행의 결과를 저장하는 메모리를 포함할 수 있다.

적어도 하나의 명령은, 상기 프로세서로 하여금, 3차원 공간정보를 생성하기 위해 미리 설정된 촬영 계획에 따라 가상 카메라 관련 정보를 획득하도록 하는 명령; 순차적인 카메라의 위치 및 자세를 산출하도록 하는 명령; 카메라의 위치 및 자세별로 표출 대상인 공간정보에 대해 3차원 렌더링하여 가시화하도록 하는 명령; 3차원 가시화된 영상으로부터, 2차원 영상 파일 및 상기 2차원 영상 파일에 대응하는 카메라의 위치 및 자세에 대한 정보를 포함하는 2차원 공간정보 데이터를 도출하도록 하는 명령을 포함할 수 있다.

상기 적어도 하나의 명령은 상기 2차원 공간정보 데이터를 상기 3차원 공간정보 관련 3차원 모델의 검증에 제공하도록 하는 명령을 더 포함할 수 있다.

상기 카메라의 위치는 왼손 좌표계에 따라 표현될 수 있다.

카메라의 위치가 완손 좌표계에 따라 표현될 경우, 상기 카메라의 위치 및 자세별로 표출 대상인 공간정보에 대해 3차원 렌더링하여 가시화하도록 하는 명령은, 상기 왼손 좌표계를 오른손 좌표계로 변환하도록 하는 명령; 및 웹 기반 그래픽 라이브러리를 사용해 상기 공간정보를 가시화하도록 하는 명령을 포함할 수 있다.

상기 카메라의 위치는 또한 오른손 좌표계에 따라 표현될 수도 있다.

상기 카메라의 위치 및 자세별로 표출 대상인 공간정보에 대해 3차원 렌더링하여 가시화하도록 하는 명령은, 표출 대상인 공간정보를 검색하도록 하는 명령; 및 검색된 공간정보에 대한 데이터를 요청하도록 하는 명령을 포함할 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 시뮬레이터는 건물, 지형에 대한 원시 데이터를 제공할 수 있으며, 이러한 원시 데이터는 실제 또는 가상의 2차원 공간정보 영상을 사용해 생성된 항공 영상 기반의 3차원 건물 모델을 검증하는 데 사용될 수 있다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 타일 기반 공간정보 이미지의 일 예를 도시한다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공간정보 영상 생성 시뮬레이터의 블록 구성도이다.
도 3a는 본 발명에 따른 3D 데이터 포멧에 사용되는 좌표계를, 도 3b는 WebGL 좌표계를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 시뮬레이터의 입력 데이터 및 출력 데이터의 예를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공간정보 영상 생성 방법의 동작 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공간정보 영상 생성 장치의 블록 구성도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 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 사용하였다.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 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 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 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 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 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 의해 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.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명에서는 가상의 2차원 공간정보 영상을 생성하는 시뮬레이터를 제공한다. 본 발명에 따른 시뮬레이터는 미리 구축된 가상의 3차원 공간정보(예를 들어, 3차원 빌딩 모델)를 기반으로 입력된 카메라 위치 및 자세에 따라 2차원 영상을 생성할 수 있다. 본 발명에 따라 생성된 2차원 영상은, 유/무인 항공기에서 취득한 2차원 영상을 기반으로 한 3차원 건물 모델링 방법을 검증하는 데에 사용될 수 있다. 즉, 본 발명에 따라 생성되는 2차원 영상을 이용해 3차원 건물의 모델링 정확도를 측정할 수 있다. 본 발명은 또한, 항공 영상 기반의 3차원 건물 모델링 방법의 시뮬레이션 과정에서 사용될 수 있다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 타일 기반 공간정보 이미지의 일 예를 도시한다.

3차원 공간정보 데이터는 타일 구조를 기반으로 할 수 있다. 3차원 공간정보 관련 메타데이터는 3차원 건물, 항공 영상, DEM(Digital Elevation Model, 지형 고도 정보), 지적도, 행정구역 등을 포함할 수 있다.

WGS84(World Geodetic System 84) 좌표계에 따르면, 항공 영상은 도 1에 도시된 바와 같이 지구 표면을 위도 36°, 경도 36° 간격으로 나눈 총 50개로 구성될 수 있다. 최초 50 개의 이미지는 레벨 0으로 정의될 수 있으며, 레벨 1의 이미지는 50 개의 레벨 0의 이미지를 4 등분한, 위도 18°, 경도 18° 간격으로 나눈 총 200 개로 구성될 수 있다. 추가적으로 0 ~ 15 레벨까지 50 개에서 50 Х 4^레벨 개로 세분화된 항공 영상이 구성될 수 있고, 각 항공 영상은 DEM을 갖는다. DEM 은 64 x 64 등분으로 구성된 지형 고도 정보이다.

3 차원 공간정보 데이터는 쿼드트리 기반의 데이터 구조를 가질 수 있다. 그에 따라, 사용자 제어에 따라 카메라의 위치가 변경되고, 카메라와 타일 중심점과의 거리에 따라 하나의 타일이 4개로 분할될 수 있다. 이때 타일의 분할은 최대 15 번까지 실행되어, 총 0~15 레벨의 타일을 구성할 수 있다.

타일을 구성하는 주된 데이터는 3 차원 지형과 건물 데이터이다. 지형 데이터는 텍스처 이미지인 항공영상과 지형 고도 정보인 DEM 으로 구성된다. 여기서, 하나의 항공 영상과 그에 해당되는 DEM(Digital Elevation Model) 을 가진 단위를 타일(tile)이라고 정의할 수 있다. 각각의 타일은 (level, row, column) 형태로 고유의 타일이 정의되며, 3 가지의 변수로 각각의 타일이 구분될 수 있다. 항공 영상은 모든 레벨의 타일이 256×256(픽셀)일 있고, 개당 용량은 약 40~100KB 이다. DEM 역시 약 10KB 미만으로 데이터 용량이 크지 않다. 구현된 플랫폼은 한 프레임에 처리하는 타일이 약 10~70 여개이고, 사용자 제어에 따라 점차 타일을 분할하면서 항공 영상과 DEM 데이터를 요청하는 구조이다. 때문에 3 차원 지형 데이터 요청 및 관리는 일반적인 네트워크 환경에서 수월하게 수행될 수 있다.

도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공간정보 영상 생성 시뮬레이터의 블록 구성도이다.

도 2의 각 블록은 해당 기능을 구현하는 프로그램 구조를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 공간정보 영상 생성 시뮬레이터(100)는 Open Data API(110), 공간정보 데이터 관리 모듈(120), 3차원 가시화 모듈(130), 어플리케이션(140), 사용자 인터페이스(150)을 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 공간정보 영상 생성 시뮬레이터에서, 가상 카메라의 이동 및 회전은 사용자 인터페이스를 통해 처리되며, 카메라 위치에 따라 표시되는 섹터가 결정되고 WebGL 라이브러리를 사용하여 3D 렌더링이 수행된다.

구체적으로, Open Data API(110)는 3차원 공간정보 데이터를 요청하기 위한 API(Application Programming Interface)이다.

공간정보 데이터 관리 모듈(120)은 타일 구조의 전체 공간정보 데이터를 관리하고 탐색한다.

3차원 공간정보 데이터는 타일 구조를 기반으로 한다. 공간정보 데이터는 타일 단위로 전체 공간정보 데이터를 갖는다. 하나의 타일은 항공(aerial) 이미지와 DEM이 결합된 지형 이미지일 수 있다. 본 발명에서 타일에 3D 구조 모델을 결합한 구조를 섹터라고 할 수 있다. 섹터는 항공 영상, DEM, 본 발명 고유의 3D 구조 모델, 타일의 크기 및 위치 등을 포함할 수 있다. 타일과 마찬가지로 섹터의 레벨은 0에서 15까지이며 표시되는 섹터의 레벨은 카메라와 섹터의 중심 사이의 거리에 따라 결정될 수 있다. 섹터 ID는 타일 ID와 동일한 방식으로 결정될 수 있다. 섹터는 본 발명에서 데이터를 관리하기 위한 기본 단위로서, 섹터별로 데이터가 요청, 저장 및 표시될 수 있다.

본 발명에 따르면, 3차원 건물 정보는 모델 인덱스 데이터 및 3D 데이터 포멧을 포함할 수 있다. 하나의 타일은 하나의 모델 인덱스 데이터를 가지며, 3차원 모델의 개수, 3차원 모델들의 중심좌표, 크기, 3D 데이터 포멧 파일명 등을 포함할 수 있다. 3D 데이터 포멧은 예를 들어, 하나의 3차원 건물 정보로 구성되고 3차원 정점(vertex), 인덱스, 건물표면 텍스쳐 파일명 등을 포함할 수 있다.

도 3a는 본 발명에 따른 3D 데이터 포멧에 사용되는 좌표계를, 도 3b는 WebGL 좌표계를 도시한다.

본 발명에 다른 3D 공간 정보의 위치는 3D 좌표계에서 위도 및 경도 좌표로 정의될 수 있다. 위도와 경도 위치는 WGS84 좌표를 기반으로 할 수 있으며, 3D 위치는 도 3a에 도시된 바와 같은 ECEF(Earth-Centered Earth-Fixed) 왼손 좌표계에 따라 표현될 수 있다.

본 발명에 따른 3D 구조 모델에 대한 고유의 3D 데이터 포멧은 도 3a에 도시된 바와 같은 왼손 좌표계에 따라 정의될 수 있다. 반면, WebGL 좌표계는 도 3b에 도시된 바와 같이 오른손 좌표계에 따라 정의된다. 본 발명에 따른 3D 데이터 포멧은 또한 오른손 좌표계에 따라 정의될 수도 있다.

다시 도 2로 돌아가, 3차원 가시화 모듈(130)은 공간정보 데이터 관리 모듈(120)을 통해 표출 대상 타일로 결정된 공간정보를 3차원으로 렌더링해 가시화한다. 3D 데이터를 표현하는 데에는 WebGL 라이브러리가 사용될 수 있다.

따라서, 3차원 가시화 모듈(130)은 모델뷰 매트릭스를 이용해 왼손 좌표계를 사용하는 본 발명에 따른 3D 데이터 포멧을 오른손 좌표계인 WebGL 좌표계로 변환할 수 있다.

WebGL은 웹 기반의 그래픽 라이브러리로서, 자바스크립트 프로그래밍 언어를 사용해 웹 브라우저에서 3D 그래픽을 생성할 수 있다. WebGL은 Google chrome, Internet Explorer 11, Mozilla Firefox, Safari, Opera 등, 다양한 웹브라우저와 호환된다. WebGL 은 OpenGL ES 2.0을 기반으로 HTML5 캔버스 요소를 사용하고, 플랫폼/언어 중립적으로 구조화된 문서를 표현하는 W3C의 공식 표준인 문서 객체모델(Document Object Model) 인터페이스를 사용한다.

사용자 인터페이스(140)는 주로 카메라의 이동 및 회전을 제어한다. 또한 어플리케이션(150)에서 필요한 사용자 인터페이스 환경을 제공한다. 사용자 인터페이스(140)에 의해 카메라의 위치가 제어되고 그리기 요청된 타일(또는 섹터)은 카메라 위치의 변경에 따라 검색될 수 있다.

어플리케이션(150)은 시뮬레이터를 기반으로 도출될 수 있는 프로그램의 형태이다.

본 발명에 따른 시뮬레이터는 사용자가 입력 및 출력 데이터를 정의할 수 있으며, 카메라의 위치 및 자세를 입력 받아 2차원 공간정보 영상을 출력한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 시뮬레이터의 입력 데이터 및 출력 데이터의 예를 나타낸다.

본 발명에 따른 시뮬레이터는 촬영과 관련한 가상 카메라에 대한 정보를, 카메라의 경위도, 고도, 위치, 자세 등의 입력 데이터(41) 형태로 수신하여, 공간정보 영상을 스크린에 출력할 때 사용되는 형태인 2차원 공간정보 출력 데이터(42)를 생성한다. 카메라의 경위도는 WGS84(World Geodetic System 84) 좌표계에 따른 타일 의 위치로 표현될 수 있다. 또한, 카메라 위치는 ECEF(Earth-Centered Earth-Fixed) 좌표예에 따라 (x, y, z)로 표현될 수 있다. 카메라 자세는 롤(roll), 피치(pitch), 요(yaw)를 (??, θ, ??)로 나타내어 표현될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 시뮬레이터에 의해 생성되는 2차원 공간정보 출력 데이터는 각각의 입력 데이터, 즉 카메라의 관련 정보와 연관되는 영상 파일을 포함할 수 있다. 입력 데이터는 다수의 데이터로 구성된 배열 형태일 수 있다. 이때 시뮬레이터에서 고려하는 가상 카메라는 렌즈 왜곡이 없다고 전제할 수 있다. 본 발명에 따른 시물레이터가 렌즈 왜곡을 고려하여 시뮬레이션할 경우, 렌즈 왜곡 파라미터를 입력으로 추가 수신할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공간정보 영상 생성 방법의 동작 순서도이다.

도 5에 도시된 공간정보 생성 방법은 도 2에 도시된 시뮬레이터에 의해 수행될 수 있으나, 동작 주체가 이에 한정되는 것은 아니다.

우선 시뮬레이터의 프로그램이 시작되면, 비행체(예를 들어, 드론)의 촬영 계획에 따른 카메라 정보가 입력된다(S510). 이때의 카메라 정보는 도4를 통해 살펴보았던 데이터 형태를 가질 수 있다.

이후, 입력된 데이터 순서에 따라 카메라 위치 및 자세를 계산하고(S520), 표출 요청된 공간 정보에 대한 검색을 수행한다(S530). 표출 공간정보 검색은 도 2를 통해 살펴보았던 공간정보 데이터 관리 모듈(120)에 의해 수행될 수 있다. 한편, 공간 정보는 데이터는 예를 들어, 3차원 공간정보 오픈 플랫폼을 제공하는 3차원 국가공간정보 데이터센터로부터 획득되어 시뮬레이터 내부의 저장소에 저장될 수 있다.

해당 공간 정보에 대한 검색이 완료되면 표출 공간정보 데이터를 요청한다(S540). 이때, 표출 공간정보 데이터 요청은 도 2에 도시된 Open Data API(110)를 사용해 수행될 수 있다.

표출 공간정보 가시화 단계(S540)에서는 요청이 완료된 공간정보를 대상으로 표출 방식을 결정하여 공간정보를 가시화한다.

여기서, 공간 정보가 3 차원 건물 데이터인 경우, 공간 정보는 텍스처 이미지와 3 차원 건물 포멧을 포함하여 구성될 수 있다. 3차원 건물 포멧 파일은 건물의 형태에 따라서 크게 달라질 수 있지만, 평균 약 50KB 미만이기 때문에, 실시간 데이터 요청에 큰 문제가 발생하지 않는다. 하지만, 건물 텍스처 이미지의 경우에는 작게는 100KB에서 크게는 10MB 이상이기 때문에 많은 수의 건물을 사용자 제어에 따라 실시간으로 표출하는 데 제약이 따른다. 따라서, 공간 정보가 건물 데이터와 지형 데이터를 포함하는 경우 지형 데이터를 우선적으로 요청 및 표출하는 방식이 사용될 수 있다.

3차원 가시화 렌더링 단계(S560)에서는 표출되는 공간 정보 데이터를 3차원으로 렌더링한다. 이후, 3차원으로 렌더링된 영상을, 2차원 영상 파일 및 해당 파일과 연관된 카메라 정보를 포함하는 출력 데이터 포멧으로 저장한다(S570).

앞서 설명된 단계 S520 내지 S570은 매 프레임마다 수행될 수 있으며, 따라서, 촬영 계획 입력 당시 입력된 데이터의 개수만큼 출력데이터가 생성되었는지 확인함으로써, 입력된 모든 데이터에 대해 공간정보 영상 생성 절차가 완료되었는지 체크한다(S580).

도 5의 실시예를 통해 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 공간정보 영상 생성 방법은 미리 계획된 비행체에 의한 영상 촬영 계획을 입력 받아, 가상으로 촬영된 항공 촬영 결과를 렌더링한다. 그에 따라 본 발명에 따른 시뮬레이터는 건물, 지형에 대한 원시 데이터를 제공할 수 있으며, 이러한 원시 데이터는 다양한 2차원 항공 영상 기반의 3차원 건물/지형 모델을 검증하는 데 사용될 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공간정보 영상 생성 장치의 블록 구성도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공간정보 영상 생성 장치(200)는 항공 영상 기반 3차원 모델링의 시뮬레이션에 사용되는 공간정보 영상을 생성하는 장치로서, 프로세서(210) 및 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령 및 명령 수행의 결과를 저장하는 메모리(220)를 포함할 수 있다.

공간정보 영상 생성 장치(200)는 또한, 외부 장치(예를 들어, 3차원 고간 정보를 제공하는 오픈플랫폼)로부터 획득한 촬영 계획에 대한 정보, 3차원 공간 정보를 제공하는 오픈플랫폼에 요청해 획득한 표출 대상 공간정보, 프로세서가 생성한 2차원 공간정보 데이터 등을 저장하는 저장부(230)를 포함할 수 있다.

여기서, 메모리(220)에 저장된 적어도 하나의 명령은, 상기 프로세서로 하여금, 3차원 공간정보를 생성하기 위해 미리 설정된 촬영 계획에 따라 가상 카메라 관련 정보를 획득하도록 하는 명령; 순차적인 카메라의 위치 및 자세를 산출하도록 하는 명령; 카메라의 위치 및 자세별로 표출 대상인 공간정보에 대해 3차원 렌더링하여 가시화하도록 하는 명령; 3차원 가시화된 영상으로부터, 2차원 영상 파일 및 상기 2차원 영상 파일에 대응하는 카메라의 위치 및 자세에 대한 정보를 포함하는 2차원 공간정보 데이터를 도출하도록 하는 명령을 포함할 수 있다.

상기 적어도 하나의 명령은 상기 2차원 공간정보 데이터를 3차원 모델의 검증에 제공하도록 하는 명령을 더 포함할 수 있다.

상기 카메라의 위치는 왼손 좌표계에 따라 표현될 수 있다.

이때, 상기 카메라의 위치 및 자세별로 표출 대상인 공간정보에 대해 3차원 렌더링하여 가시화하도록 하는 명령은, 상기 왼손 좌표계를 오른손 좌표계로 변환하도록 하는 명령; 및 웹 기반 그래픽 라이브러리를 사용해 상기 공간정보를 가시화도록 하는 명령을 포함할 수 있다.

도 6에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 공간정보 영상 생성 장치는 도 2의 실시예를 통해 살펴본 공간정보 영상 생성 시뮬레이터의 동작 또는 기능과 동일 또는 유사한 동작 또는 기능을 수행할 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에 따른 시뮬레이터의 일부 동작을 구현하는 장치일 수도 있다.

본 발명의 실시예에 따른 방법의 동작은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터로 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.

또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다. 프로그램 명령은 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다.

본 발명의 일부 측면들은 장치의 문맥에서 설명되었으나, 그것은 상응하는 방법에 따른 설명 또한 나타낼 수 있고, 여기서 블록 또는 장치는 방법 단계 또는 방법 단계의 특징에 상응한다. 유사하게, 방법의 문맥에서 설명된 측면들은 또한 상응하는 블록 또는 아이템 또는 상응하는 장치의 특징으로 나타낼 수 있다. 방법 단계들의 몇몇 또는 전부는 예를 들어, 마이크로프로세서, 프로그램 가능한 컴퓨터 또는 전자 회로와 같은 하드웨어 장치에 의해(또는 이용하여) 수행될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 가장 중요한 방법 단계들의 하나 이상은 이와 같은 장치에 의해 수행될 수 있다.

실시예들에서, 프로그램 가능한 로직 장치(예를 들어, 필드 프로그머블 게이트 어레이)가 여기서 설명된 방법들의 기능의 일부 또는 전부를 수행하기 위해 사용될 수 있다. 실시예들에서, 필드 프로그머블 게이트 어레이는 여기서 설명된 방법들 중 하나를 수행하기 위한 마이크로프로세서와 함께 작동할 수 있다. 일반적으로, 방법들은 어떤 하드웨어 장치에 의해 수행되는 것이 바람직하다.

이상 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.

100: 공간정보 영상 생성 시뮬레이터 110: Open Data API
120: 공간정보 데이터 관리 모듈 130: 3차원 가시화 모듈
140: 어플리케이션 150: 사용자 인터페이스
200: 공간정보 영상 생성 장치 210: 프로세서
210: 메모리 220: 저장부

Claims

항공 영상 기반 공간정보 영상을 생성하는 방법으로서,
3차원 공간정보를 생성하기 위해 미리 설정된 촬영 계획에 따라 가상 카메라 관련 정보를 획득하는 단계;
순차적인 카메라의 위치 및 자세를 산출하는 단계;
카메라의 위치 및 자세별로 표출 대상인 공간정보에 대해 3차원 렌더링하여 가시화하는 단계;
3차원 가시화된 영상으로부터, 2차원 영상 파일 및 상기 2차원 영상 파일에 대응하는 카메라의 위치 및 자세에 대한 정보를 포함하는 2차원 공간정보 데이터를 도출하는 단계; 및
상기 2차원 공간정보 데이터를 상기 3차원 공간정보에 대한 3차원 모델의 검증에 제공하는 단계를 포함하고,
상기 가상 카메라 관련 정보는, 카메라의 경위도, 카메라의 고도, 카메라의 위치 및 카메라의 자세 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 3차원 공간정보는 3차원 데이터 포멧 및 텍스쳐 영상을 포함하는, 공간정보 영상 생성 방법.
삭제
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 카메라의 위치는 왼손 좌표계에 따라 표현되는, 공간정보 영상 생성 방법.
청구항 4에 있어서,
상기 표출 대상인 공간 정보에 대해 3차원 렌더링하여 가시화하는 단계는,
상기 왼손 좌표계를 오른손 좌표계로 변환하는 단계; 및
웹 기반의 그래픽 라이브러리를 사용해 상기 공간정보를 가시화하는 단계를 포함하는, 공간정보 영상 생성 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 3차원 공간정보는,
지구 표면을 타일 구조에 기초하여 표현하는 좌표계에 따라 정의되는, 공간정보 영상 생성 방법.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 카메라의 위치 및 자세별로 표출 대상인 공간정보에 대해 3차원 렌더링하여 가시화하는 단계는,
표출 대상인 공간정보를 검색하는 단계; 및
검색된 공간정보에 대한 데이터를 요청하는 단계를 포함하는, 공간정보 영상 생성 방법.
항공 영상 기반 공간정보 영상을 생성하는 장치로서,
프로세서; 및
상기 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령을 저장하는 메모리를 포함하고,
상기 적어도 하나의 명령은,
3차원 공간정보를 생성하기 위해 미리 설정된 촬영 계획에 따라 가상 카메라 관련 정보를 획득하도록 하는 명령;
순차적인 카메라의 위치 및 자세를 산출하도록 하는 명령;
카메라의 위치 및 자세별로 표출 대상인 공간정보에 대해 3차원 렌더링하여 가시화하도록 하는 명령;
3차원 가시화된 영상으로부터, 2차원 영상 파일 및 상기 2차원 영상 파일에 대응하는 카메라의 위치 및 자세에 대한 정보를 포함하는 2차원 공간정보 데이터를 도출하도록 하는 명령; 및
상기 2차원 공간정보 데이터를 상기 3차원 공간정보에 대한 3차원 모델의 검증에 제공하도록 하는 명령을 포함하고,
상기 가상 카메라 관련 정보는, 카메라의 경위도, 카메라의 고도, 카메라의 위치 및 카메라의 자세 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 3차원 공간정보는 3차원 데이터 포멧 및 텍스쳐 영상을 포함하는, 공간정보 영상 생성 장치.
삭제
삭제
청구항 9에 있어서,
상기 카메라의 위치는 왼손 좌표계에 따라 표현되는, 공간정보 영상 생성 장치.
청구항 12에 있어서,
상기 카메라의 위치 및 자세별로 표출 대상인 공간정보에 대해 3차원 렌더링하여 가시화하도록 하는 명령은,
상기 왼손 좌표계를 오른손 좌표계로 변환하도록 하는 명령; 및
웹 기반 그래픽 라이브러리를 사용해 상기 공간정보를 가시화하도록 하는 명령을 포함하는, 공간정보 영상 생성 장치.
청구항 9에 있어서,
상기 3차원 공간정보는,
지구 표면을 타일 구조에 기초하여 표현하는 좌표계에 따라 정의되는, 공간정보 영상 생성 장치.
삭제
청구항 9에 있어서,
상기 카메라의 위치 및 자세별로 표출 대상인 공간정보에 대해 3차원 렌더링하여 가시화하도록 하는 명령은,
표출 대상인 공간정보를 검색하도록 하는 명령; 및
검색된 공간정보에 대한 데이터를 요청하도록 하는 명령을 포함하는, 공간정보 영상 생성 장치.
청구항 9에 있어서,
상기 2차원 공간정보 데이터를 저장하는 저장부를 더 포함하는 공간정보 영상 생성 장치.