KR102252796B1 - Apparatus for providing three dimensional model of plant - Google Patents
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Abstract
사용자와 상호 작용할 수 있는 식물의 입체 모델을 제공하는 장치는, 서버로부터 복수의 식물에 대한 식물 데이터를 수신하는 수신부, 상기 복수의 식물에 대한 식물 데이터 중 하나의 식물을 선택받는 식물 선택부, 상기 선택된 식물의 입체 모델을 표시하는 입체 모델 표시부 및 상기 선택된 식물과 관련된 적어도 하나의 파라미터를 입력받는 파라미터 입력부를 포함하고, 상기 입체 모델 표시부는 상기 입력받은 파라미터에 기초하여 상기 식물의 입체 모델을 표시한다.An apparatus for providing a three-dimensional model of a plant capable of interacting with a user includes a receiving unit for receiving plant data for a plurality of plants from a server, a plant selection unit for selecting one plant from among plant data for the plurality of plants, the A three-dimensional model display unit for displaying a three-dimensional model of the selected plant and a parameter input unit for receiving at least one parameter related to the selected plant, wherein the three-dimensional model display unit displays a three-dimensional model of the plant based on the received parameter. .
Description
본 발명은 식물의 입체 모델을 제공하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for providing a three-dimensional model of a plant.
통신 및 영상 기술이 발달됨과 함께, 실감 미디어 분야는 자유 시점 영상을 다양하게 활용하고자 노력하고 있다. 예를 들어 스포츠 중계 분야에서는, 경기장에 복수의 카메라를 설치하여 다시점 영상을 획득하고, 이를 이용하여 생성한 선수의 입체 모델을 제공하고 있다. 이를 통해, 시청자는 다양한 각도에서 경기를 관람할 수 있으며, 보다 현장감과 몰입감 있는 영상을 시청할 수 있다.With the development of communication and imaging technology, the field of immersive media is striving to utilize free-view images in a variety of ways. For example, in the field of sports broadcasting, a multi-view image is acquired by installing a plurality of cameras in a stadium, and a three-dimensional model of a player created by using this is provided. Through this, viewers can watch the game from various angles, and can view more realistic and immersive images.
하지만 자유 시점 영상 기술을 교육용 콘텐츠에 적용하여 활용하는 노력은 부족한 실정이다. 교육용 콘텐츠를 제작함에 있어서는, 사용자와 상호 작용이 원활하게 이루어지는지 여부가 중요하게 작용한다.However, there is insufficient effort to apply and utilize free-view video technology to educational contents. In producing educational content, it is important whether or not interaction with the user is made smoothly.
한국공개특허 제 2019-0074911호에는 동적인 피사체를 중심으로 방사형으로 설치된 다수의 카메라들로부터 촬영된 영상 데이터를 획득하고, 피사체의 각각의 프레임에 따른 3D 모델링 데이터를 생성하는 구성이 개시되어 있다.Korean Patent Publication No. 2019-0074911 discloses a configuration of acquiring image data taken from a plurality of cameras radially installed around a dynamic subject, and generating 3D modeling data according to each frame of the subject.
사용자와 상호 작용할 수 있는 입체 모델을 제공하고자 한다.We want to provide a three-dimensional model that can interact with users.
식물의 입체 모델을 자유 시점으로 구현하는 장치 및 서버를 제공하고자 한다.It is intended to provide a device and a server that implements a three-dimensional model of a plant as a free viewpoint.
식물에 대한 성장 과정 및 파라미터의 조절에 따른 식물의 입체 모델을 관찰할 수 있는 장치를 제공하고자 한다.An object is to provide an apparatus capable of observing a three-dimensional model of a plant according to the control of the growth process and parameters of the plant.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.However, the technical problem to be achieved by the present embodiment is not limited to the technical problems as described above, and other technical problems may exist.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명의 일 실시예는, 사용자와 상호 작용할 수 있는 식물의 입체 모델을 제공하는 장치에 있어서, 서버로부터 복수의 식물에 대한 식물 데이터를 수신하는 수신부, 상기 복수의 식물에 대한 식물 데이터 중 하나의 식물을 선택받는 식물 선택부, 상기 선택된 식물의 입체 모델을 표시하는 입체 모델 표시부 및 상기 선택된 식물과 관련된 적어도 하나의 파라미터를 입력받는 파라미터 입력부를 포함하고, 상기 입체 모델 표시부는 상기 입력받은 파라미터에 기초하여 상기 식물의 입체 모델을 표시하는, 입체 모델 제공 장치를 제공할 수 있다.As a means for achieving the above-described technical problem, an embodiment of the present invention is an apparatus for providing a three-dimensional model of a plant capable of interacting with a user, the receiving unit receiving plant data for a plurality of plants from a server, A plant selection unit for selecting one plant from among plant data for the plurality of plants, a three-dimensional model display unit for displaying a three-dimensional model of the selected plant, and a parameter input unit for receiving at least one parameter related to the selected plant, The three-dimensional model display unit may provide a three-dimensional model providing apparatus that displays a three-dimensional model of the plant based on the received parameter.
일 실시예에서, 입체 모델 제공 장치는 복수의 카메라를 이용하여 촬영된 식물의 다시점 영상을 획득하는 다시점 영상 획득부, 상기 복수의 카메라 각각의 위치 및 회전각에 기초하여 상기 복수의 카메라 각각의 자세를 추정하는 카메라 자세 추정부 및 상기 추정한 복수의 카메라 각각의 자세에 기초하여 상기 다시점 영상으로부터 상기 식물의 입체 모델을 생성하는 입체 모델 생성부를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the apparatus for providing a three-dimensional model includes a multi-view image acquisition unit that acquires a multi-view image of a plant photographed using a plurality of cameras, and each of the plurality of cameras It may further include a camera posture estimating unit for estimating a posture of and a three-dimensional model generating unit for generating a three-dimensional model of the plant from the multi-view image based on the estimated postures of the plurality of cameras.
일 실시예에서, 상기 카메라 자세 추정부는, 상기 복수의 카메라 각각의 위치 및 회전각에 기초하여 상기 다시점 영상의 왜곡을 보정하는 왜곡 보정부, 상기 다시점 영상으로부터 특징점을 추출하여 매칭시키는 특징점 매칭부 및 상기 매칭시킨 특징점에 기초하여 추정한 상기 복수의 카메라 각각의 카메라 자세를 도출하는 카메라 자세 도출부를 포함할 수 있다.In one embodiment, the camera posture estimating unit, a distortion correction unit that corrects distortion of the multi-view image based on the positions and rotation angles of each of the plurality of cameras, and feature point matching that extracts and matches a feature point from the multi-view image It may include a camera posture derivation unit for deriving the camera posture of each of the plurality of cameras estimated based on the unit and the matched feature points.
일 실시예에서, 상기 입체 모델 생성부는 상기 복수의 식물에 대한 성장 과정 및 상기 파라미터의 조절에 따른 입체 모델을 생성할 수 있다.In an embodiment, the three-dimensional model generator may generate a three-dimensional model according to a growth process of the plurality of plants and adjustment of the parameters.
일 실시예에서, 상기 파라미터는, 시간, 물, 온도, 습도, 조도, 토양, 병충해, 기후, 약품 처리 여부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In an embodiment, the parameter may include at least one of time, water, temperature, humidity, illuminance, soil, pests, climate, and whether or not to treat drugs.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본 발명을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.The above-described problem solving means are merely exemplary and should not be construed as limiting the present invention. In addition to the above-described exemplary embodiments, there may be additional embodiments described in the drawings and detailed description of the invention.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 사용자와 상호 작용할 수 있는 식물의 입체 모델을 자유 시점으로 제공할 수 있다.According to any one of the above-described problem solving means of the present invention, a three-dimensional model of a plant capable of interacting with a user can be provided as a free viewpoint.
또한, 식물의 성장 과정 및 파라미터의 조절에 따라 다양한 형태를 가지는 식물의 입체 모델을 제공할 수 있다.In addition, it is possible to provide a three-dimensional model of plants having various shapes according to the control of the plant growth process and parameters.
또한, 식물의 입체 모델을 생성 및 제공하는 데에 소요되는 비용과 시간을 절감할 수 있다.In addition, it is possible to reduce the cost and time required to generate and provide a three-dimensional model of a plant.
또한, 식물의 입체 모델을 이용하여 교육, 원예, 취미, 게임 등과 관련된 컨텐츠를 제작하는 데에 활용할 수 있다.In addition, a three-dimensional model of a plant can be used to produce contents related to education, gardening, hobbies, and games.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 모델을 제공하는 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 모델을 제공하는 장치의 구성도이다.
도 3은 식물에 대한 성장 과정 및 파라미터의 조절에 따른 입체 모델을 예시적으로 나타낸다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 입체 모델을 제공하는 서버의 구성도이다.1 is a block diagram of a system for providing a three-dimensional model according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of an apparatus for providing a three-dimensional model according to an embodiment of the present invention.
3 exemplarily shows a three-dimensional model according to the control of the growth process and parameters for plants.
4 is a block diagram of a server providing a three-dimensional model according to another embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Throughout the specification, when a part is said to be "connected" with another part, this includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another element interposed therebetween. . In addition, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included, and one or more other features, not excluding other components, unless specifically stated to the contrary. It is to be understood that it does not preclude the presence or addition of any number, step, action, component, part, or combination thereof.
본 명세서에 있어서 '부(部)'란, 하드웨어에 의해 실현되는 유닛(unit), 소프트웨어에 의해 실현되는 유닛, 양방을 이용하여 실현되는 유닛을 포함한다. 또한, 1 개의 유닛이 2 개 이상의 하드웨어를 이용하여 실현되어도 되고, 2 개 이상의 유닛이 1 개의 하드웨어에 의해 실현되어도 된다. 한편, '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니며, '~부'는 어드레싱 할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.In the present specification, the term "unit" includes a unit realized by hardware, a unit realized by software, and a unit realized using both. Further, one unit may be realized by using two or more hardware, or two or more units may be realized by one piece of hardware. Meanwhile,'~ unit' is not meant to be limited to software or hardware, and'~ unit' may be configured to be in an addressable storage medium or configured to reproduce one or more processors. Thus, as an example,'~ unit' refers to components such as software components, object-oriented software components, class components, and task components, processes, functions, properties, and procedures. , Subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuits, data, databases, data structures, tables, arrays and variables. Components and functions provided in the'~ units' may be combined into a smaller number of elements and'~ units', or may be further separated into additional elements and'~ units'. In addition, components and'~ units' may be implemented to play one or more CPUs in a device or a security multimedia card.
이하에서 언급되는 "사용자 단말"은 네트워크를 통해 서버나 타 단말에 접속할 수 있는 컴퓨터나 휴대용 단말기로 구현될 수 있다. 여기서, 컴퓨터는 예를 들어, 웹 브라우저(WEB Browser)가 탑재된 노트북, 데스크톱(desktop), 랩톱(laptop) 등을 포함하고, 휴대용 단말기는 예를 들어, 휴대성과 이동성이 보장되는 무선 통신 장치로서, 스마트폰(smart phone), 태블릿 PC, 웨어러블 디바이스뿐만 아니라, 블루투스(BLE, Bluetooth Low Energy), NFC, RFID, 초음파(Ultrasonic), 적외선, 와이파이(WiFi), 라이파이(LiFi) 등의 통신 모듈을 탑재한 각종 디바이스를 포함할 수 있다. 또한, “네트워크”는 단말들 및 서버들과 같은 각각의 노드 상호 간에 정보 교환이 가능한 연결 구조를 의미하는 것으로, 근거리 통신망(LAN: Local Area Network), 광역 통신망(WAN: Wide Area Network), 인터넷 (WWW: World Wide Web), 유무선 데이터 통신망, 전화망, 유무선 텔레비전 통신망 등을 포함한다. 무선 데이터 통신망의 일례에는 3G, 4G, 5G, 3GPP(3rd Generation Partnership Project), LTE(Long Term Evolution), WIMAX(World Interoperability for Microwave Access), 와이파이(Wi-Fi), 블루투스 통신, 적외선 통신, 초음파 통신, 가시광 통신(VLC: Visible Light Communication), 라이파이(LiFi) 등이 포함되나 이에 한정되지는 않는다.The "user terminal" mentioned below may be implemented as a computer or portable terminal that can access a server or other terminal through a network. Here, the computer includes, for example, a notebook equipped with a web browser, a desktop, a laptop, and the like, and the portable terminal is, for example, a wireless communication device that guarantees portability and mobility. , Smart phones, tablet PCs, wearable devices, as well as communication modules such as Bluetooth (BLE, Bluetooth Low Energy), NFC, RFID, Ultrasonic, infrared, WiFi, and LiFi. It may include various mounted devices. In addition, “network” refers to a connection structure that enables information exchange between nodes such as terminals and servers, and includes a local area network (LAN), a wide area network (WAN), and the Internet. (WWW: World Wide Web), wired and wireless data networks, telephone networks, wired and wireless television networks, etc. Examples of wireless data communication networks include 3G, 4G, 5G, 3GPP (3rd Generation Partnership Project), LTE (Long Term Evolution), WIMAX (World Interoperability for Microwave Access), Wi-Fi, Bluetooth communication, infrared communication, and ultrasound. Communication, Visible Light Communication (VLC), LiFi, and the like are included, but are not limited thereto.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 모델을 제공하는 시스템의 구성도이다. 도 1을 참조하면, 입체 모델을 제공하는 시스템은 서버(110) 및 장치(120)를 포함할 수 있다.1 is a block diagram of a system for providing a three-dimensional model according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a system for providing a three-dimensional model may include a
서버(110) 및 장치(120)는 네트워크를 통하여 데이터를 송신 또는 수신할 수 있다. 서버(110)는 복수의 식물에 대한 식물 데이터(111)를 수집 및 저장할 수 있다. 장치(120)는 사용자와 상호 작용할 수 있는 식물의 입체 모델을 제공할 수 있다. 서버(110) 및 장치(120)에서 수행되는 구체적인 동작은 이하에서 설명하도록 한다.The
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 모델을 제공하는 장치의 구성도이다. 도 2를 참조하면, 장치(120)는 수신부(121), 식물 선택부(122), 입체 모델 표시부(123) 및 파라미터 입력부(124)를 포함할 수 있다.2 is a block diagram of an apparatus for providing a three-dimensional model according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the
수신부(121)는 서버(110)로부터 복수의 식물에 대한 식물 데이터(111)를 수신할 수 있다. 복수의 식물에 대한 식물 데이터(111)는 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 식물 각각에 대한 이미지를 포함할 수 있다. 복수의 식물에 대한 식물 데이터(111)는 예를 들어, 복수의 식물 각각에 대한 명칭, 분류, 서식지, 용도, 성장 과정 등에 관한 정보를 하나 이상 포함할 수 있다.The
식물 선택부(122)는 복수의 식물에 대한 식물 데이터 중 하나의 식물을 선택받을 수 있다. 식물 선택부(122)는 장치(120)의 디스플레이를 이용하여 복수의 식물에 대한 식물 데이터를 표시하고, 그 중에서 하나의 식물을 선택받을 수 있다. 식물 선택부(122)는 예를 들어, 디스플레이를 이용하여 복수의 식물 각각에 대한 이미지를 표시하고, 그 중에서 하나의 식물을 선택받을 수 있다.The
입체 모델 표시부(123)는 선택된 식물의 입체 모델을 표시할 수 있다. 입체 모델 표시부(123)는 식물 선택부(122)에서 선택된 식물의 입체 모델을 자유 시점으로 표시할 수 있다. 즉, 입체 모델 표시부(123)가 식물의 입체 모델을 표시할 때에 기준이 되는 시점은 제한되지 않는다.The three-dimensional
입체 모델 표시부(123)는 사용자가 조작하는 방향에 따라서 자유롭게 회전되는 입체 모델을 표시할 수 있다. 또한, 입체 모델 표시부(123)는 사용자의 조작에 따라 크기가 확대 또는 축소되는 입체 모델을 표시할 수 있다. 또한, 입체 모델 표시부(123)는 시간의 흐름에 의하여 또는 후술하는 파라미터의 입력에 의하여, 형태가 변화되는 입체 모델을 표시할 수 있다.The three-dimensional
파라미터 입력부(124)는 선택된 식물과 관련된 적어도 하나의 파라미터를 입력받을 수 있다. 파라미터는 식물의 생장에 영향을 미치는 요소일 수 있다. 파라미터는 예를 들어, 시간, 물, 온도, 습도, 조도, 토양, 병충해, 기후, 약품 처리 여부 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The
예를 들어, 식물의 입체 모델에 대해 시간이 흐르는 속도가 실제 시간이 흐르는 속도보다 빠르거나 또는 느리도록 시간을 조절하는 파라미터를 입력받을 수 있다. 예를 들어, 식물의 입체 모델에 대해 시간이 순방향 또는 역방향으로 흐르도록 시간을 조절하거나, 특정 시점의 식물의 입체 모델을 표시하도록 파라미터를 입력받을 수 있다.For example, with respect to the three-dimensional model of a plant, a parameter for adjusting time may be input so that the speed at which time flows is faster or slower than the actual speed at which time flows. For example, with respect to the three-dimensional model of a plant, the time may be adjusted so that time flows in the forward or reverse direction, or parameters may be input to display the three-dimensional model of the plant at a specific point in time.
예를 들어, 식물의 입체 모델에 대해 가상으로 물을 공급하는 주기, 공급하는 양 등을 조절하는 파라미터를 입력받을 수 있다.For example, parameters for controlling a period of virtually supplying water to a three-dimensional model of a plant, an amount supplied, and the like may be input.
예를 들어, 온도, 습도, 조도, 토양의 상태 및 성분, 병충해 발생 여부, 기후 변화, 약품 처리 여부 등, 식물의 입체 모델이 존재하는 가상 공간의 환경에 관한 조건들을 조절하는 파라미터를 입력받을 수 있다. 식물의 입체 모델이 존재하는 가상 공간의 환경에 관한 조건들이 일정하도록, 또는 주기적으로 변화하도록, 또는 특정 이벤트가 발생하도록 조절하는 파라미터를 입력받을 수 있다.For example, parameters that control the conditions related to the environment of the virtual space where the three-dimensional model of plants exists, such as temperature, humidity, illumination, soil condition and composition, whether or not diseases and pests occur, climate change, and whether or not to treat drugs can be received. have. A parameter for adjusting the conditions of the environment of the virtual space in which the three-dimensional model of the plant exists to be constant, periodically changes, or to generate a specific event may be input.
다시 도 2를 참조하면, 장치(120)는 다시점 영상 획득부(125), 카메라 자세 추정부(126) 및 입체 모델 생성부(127)를 더 포함할 수 있다.Referring back to FIG. 2, the
다시점 영상 획득부(125)는 복수의 카메라를 이용하여 촬영된 식물의 다시점 영상을 획득할 수 있다. 다시점 영상은 복수의 카메라를 촬영할 식물을 중심으로 설치한 후 촬영하여 획득된 것일 수 있다. 복수의 카메라는 촬영할 식물을 중심으로 25도 이내의 간격으로 설치된 것일 수 있다. 복수의 카메라는 촬영할 식물을 중심으로 원주를 이루도록 설치된 것일 수 있다. 또는, 복수의 카메라는 일정한 패턴을 형성하며 설치된 것일 수 있다. 다시점 영상은 총 14 ~ 18 대의 카메라를 이용하여 획득된 것일 수 있으며, 이용되는 카메라의 총 개수는 촬영하는 식물의 성장 단계, 크기 등을 고려하여 조정될 수 있다.The multi-view
다시점 영상 획득부(125)는 식물의 성장 과정에 따라 일정한 주기로 촬영된 다시점 영상을 획득할 수 있다. 예를 들어, 다시점 영상은 식물을 하루(24시간) 주기로 촬영한 것일 수 있다.The multi-view
또는, 다시점 영상 획득부(125)는 장치(120)에 구비된 한 개의 카메라를 이용하여, 식물을 중심으로 카메라의 위치를 이동시키면서 짧은 시간 간격으로 촬영한 다시점 영상을 획득할 수 있다. 다시점 영상은 장치(120)에 구비된 카메라를 이용하여 식물의 성장 과정에 따라 일정한 주기로 촬영하여 획득된 것일 수 있다.Alternatively, the multi-view
카메라 자세 추정부(126)는 복수의 카메라 각각의 위치 및 회전각에 기초하여 복수의 카메라 각각의 자세를 추정할 수 있다. 도 2를 참조하면, 카메라 자세 추정부(126)는 왜곡 보정부(126a), 특징점 매칭부(126b) 및 카메라 자세 도출부(126c)를 포함할 수 있다.The camera
왜곡 보정부(126a)는 복수의 카메라 각각의 위치 및 회전각에 기초하여 다시점 영상의 왜곡을 보정할 수 있다. 왜곡 보정부(126a)는 체크 보드를 이용하여 복수의 카메라 각각의 위치 및 회전각 등을 나타내는 파라미터를 추정할 수 있다. 왜곡 보정부(126a)는 추정한 파라미터에 기초하여 다시점 영상의 왜곡을 보정할 수 있다. 왜곡 보정부(126a)는 카메라 캘리브레이션(calibration)을 이용하여 다시점 영상의 왜곡을 보정할 수 있다.The
특징점 매칭부(126b)는 다시점 영상으로부터 특징점을 추출하여 매칭시킬 수 있다. 특징점 매칭부(126b)는 왜곡 보정을 수행한 다시점 영상으로부터 기준이 되는 이미지를 제 1 이미지로 결정할 수 있다. 예를 들어, 다시점 영상이 N개의 카메라를 이용하여 촬영된 것일 경우에, 다시점 영상은 제 1 이미지를 기준으로 제 2 이미지, 제 3 이미지,…, 및 제 N 이미지를 포함할 수 있다.The feature
특징점 매칭부(126b)는 다시점 영상의 모든 이미지로부터 특징점을 추출하고, 각 이미지로부터 추출한 특징점을 매칭할 수 있다. 특징점 매칭부(126b)는 제 1 이미지의 좌표계를 기준으로 하여 모든 이미지의 특징점을 매칭할 수 있다.The feature
예를 들어, 특징점 매칭부(126b)는 제 1 이미지와 제 2 이미지를 비교하여, 두 이미지 간의 특징점을 매칭할 수 있다. 그 후에 특징점 매칭부(126b)는 제 2 이미지와 제 3 이미지를 비교하여, 두 이미지 간의 특징점을 매칭할 수 있다. 같은 방식으로 특징점 매칭부(126b)는 다시점 영상의 모든 이미지의 특징점을 매칭할 수 있다.For example, the feature
카메라 자세 도출부(126c)는 매칭시킨 특징점에 기초하여 추정한 복수의 카메라 각각의 카메라 자세를 도출할 수 있다. 예를 들어, 카메라 자세 도출부(126c)는 제 1 이미지와 제 2 이미지 간에 매칭된 특징점에 기초하여, 제 2 이미지를 촬영한 카메라의 자세를 도출할 수 있다. 그 후에 카메라 자세 도출부(126c)는 제 2 이미지와 제 3 이미지 간에 매칭된 특징점에 기초하여, 제 3 이미지를 촬영한 카메라의 자세를 도출할 수 있다. 같은 방식으로 카메라 자세 도출부(126c)는 다시점 영상의 모든 이미지를 촬영한 카메라의 자세를 도출할 수 있다.The camera
카메라 자세 추정부(126)는 도출된 복수의 카메라 각각의 카메라 자세를 3 차원 좌표 및 번들 조정 알고리즘을 이용하여 보정할 수 있다. 카메라 자세 추정부(126)는 특징점의 매칭 및 보정을 통하여 복수의 카메라 각각의 카메라 자세를 정확하게 추정할 수 있다.The camera
입체 모델 생성부(127)는 추정한 복수의 카메라 각각의 자세에 기초하여 다시점 영상으로부터 식물의 입체 모델을 생성할 수 있다. 예를 들어, 입체 모델 생성부(127)는 추정한 복수의 카메라 각각의 자세에 기초하여 3 차원 좌표를 재구성할 수 있다. 입체 모델 생성부(127)는 재구성한 3 차원 좌표에 기초하여 입체 모델의 표면을 재구현할 수 있다. 입체 모델 생성부(127)는 다시점 영상의 색상 정보에 기초하여 입체 모델의 텍스처를 매핑할 수 있다.The three-
입체 모델 생성부(127)는 복수의 식물에 대한 성장 과정 및 파라미터의 조절에 따른 입체 모델을 생성할 수 있다. 예를 들어, 입체 모델 생성부(127)는 복수의 식물 각각에 대한, 성장 과정에 따라 형태가 달라지는 입체 모델을 생성할 수 있다. 예를 들어, 입체 모델 생성부(127)는 복수의 식물 각각에 대한 파라미터를 조절함으로써 형태가 달라지는 입체 모델을 생성할 수 있다. 파라미터는 식물의 생장에 영향을 미치는 요소일 수 있다. 파라미터는 예를 들어, 시간, 물, 온도, 습도, 조도, 토양, 병충해, 기후, 약품 처리 여부 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The three-dimensional
또한, 입체 모델 생성부(127)는 식물 주변에 설치된 센서를 이용하여 식물 주변의 환경에 관한 파라미터를 입력받을 수 있다. 센서는 예를 들어, 온도 센서, 습도 센서, 조도 센서 중 하나 이상을 포함할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 입체 모델 생성부(127)는 입력받은 파라미터 값과 식물의 다시점 영상에 기초하여 식물의 입체 모델을 생성할 수 있다.In addition, the three-dimensional
도 3은 식물에 대한 성장 과정 및 파라미터의 조절에 따른 입체 모델을 예시적으로 나타낸다. 도 3을 참조하면, 장치(120)는 식물에 대한 성장 과정(301)에 따른 식물의 입체 모델(303)을 자유 시점으로 제공할 수 있다. 또한, 장치(120)는 하나 이상의 파라미터의 조절(302)에 따른 식물의 입체 모델(303)을 자유 시점으로 제공할 수 있다.3 exemplarily shows a three-dimensional model according to the control of the growth process and parameters for plants. Referring to FIG. 3, the
예를 들어, 바나나 나무는 직사광선, 높은 온도 및 습도를 필요로 하는 열대 기후의 식물이다. 바나나 나무의 입체 모델에 대하여 온도를 낮추도록 조절하는 파라미터가 입력된 경우에, 바나나 나무의 입체 모델이 시들은 형태로 표시될 수 있다. 또는, 바나나 나무의 입체 모델에 대하여 적합한 온도와 습도를 유지하도록 하는 파라미터가 입력된 경우에, 바나나 나무가 잘 성장하는 형태의 입체 모델이 표시될 수 있다.Banana trees, for example, are plants in tropical climates that require direct sunlight, high temperatures and humidity. When a parameter for adjusting the temperature to be lowered is input to the three-dimensional model of the banana tree, the three-dimensional model of the banana tree may be displayed in a withered form. Alternatively, when parameters for maintaining suitable temperature and humidity are input for the three-dimensional model of a banana tree, a three-dimensional model in which the banana tree grows well may be displayed.
다른 예를 들어, 선인장은 습도의 영향을 받지 않으며 빛을 많이 필요로 하는 식물이다. 선인장의 입체 모델에 대하여 습도를 낮추거나 높이도록 조절하는 파라미터가 입력된 경우에, 선인장의 입체 모델에 별다른 변화가 없는 것으로 표시될 수 있다. 선인장의 입체 모델에 대하여 적합한 조도를 유지하도록 하는 파라미터가 입력된 경우에, 선인장이 잘 성장하는 형태의 입체 모델이 표시될 수 있다.For another example, cactus is a plant that is not affected by humidity and requires a lot of light. When a parameter for adjusting the humidity to be lowered or increased for the three-dimensional model of the cactus is input, it may be displayed that there is no change in the three-dimensional model of the cactus. When a parameter for maintaining an appropriate illuminance for a three-dimensional model of a cactus is input, a three-dimensional model in which the cactus grows well may be displayed.
장치(120)는 입체 모델 생성부(127)에서 생성된 복수의 식물에 대한 성장 과정 및 파라미터의 조절에 따른 입체 모델을 서버(110)에 전송할 수 있다.The
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 입체 모델을 제공하는 서버의 구성도이다. 도 4를 참조하면, 서버(110)는 수신부(401), 다시점 영상 획득부(402), 카메라 자세 추정부(403), 입체 모델 생성부(404) 및 전송부(405)를 포함할 수 있다.4 is a block diagram of a server providing a three-dimensional model according to another embodiment of the present invention. 4, the
서버(110)는 사용자와 상호 작용할 수 있는 식물의 입체 모델을 제공할 수 있다. 서버(110)는 네트워크를 통하여 장치(120) 또는 다른 서버와 데이터를 송수신할 수 있다. 서버(110)는 복수의 식물에 대한 식물 데이터를 수집 및 저장할 수 있다.The
수신부(401)는 장치(120) 또는 다른 서버로부터 복수의 식물에 대한 식물 데이터를 수신할 수 있다. 복수의 식물에 대한 식물 데이터는 예를 들어, 복수의 식물 각각에 대한 이미지를 포함할 수 있다. 복수의 식물에 대한 식물 데이터는 예를 들어, 복수의 식물 각각에 대한 명칭, 분류, 서식지, 용도, 성장 과정 등에 관한 정보를 하나 이상 포함할 수 있다.The receiving
수신부(401)는 장치(120) 또는 다른 서버로부터 식물의 입체 모델을 수신할 수 있다. 수신부(401)는 복수의 식물에 대한 성장 과정 및 파라미터의 조절에 따른 입체 모델을 수신할 수 있다.The receiving
다시점 영상 획득부(402)는 복수의 카메라를 이용하여 촬영된 식물의 다시점 영상을 획득할 수 있다. 다시점 영상은 복수의 카메라를 촬영할 식물을 중심으로 설치한 후 촬영하여 획득된 것일 수 있다. 복수의 카메라는 촬영할 식물을 중심으로 25도 이내의 간격으로 설치된 것일 수 있다. 복수의 카메라는 촬영할 식물을 중심으로 원주를 이루도록 설치된 것일 수 있다. 또는, 복수의 카메라는 일정한 패턴을 형성하며 설치된 것일 수 있다. 다시점 영상은 총 14 ~ 18 대의 카메라를 이용하여 획득된 것일 수 있으며, 이용되는 카메라의 총 개수는 촬영하는 식물의 성장 단계, 크기 등을 고려하여 조정될 수 있다.The multi-view
다시점 영상 획득부(402)는 식물의 성장 과정에 따라 일정한 주기로 촬영된 다시점 영상을 획득할 수 있다. 예를 들어, 다시점 영상은 식물을 하루(24시간) 주기로 촬영한 것일 수 있다.The multi-view
또는, 다시점 영상 획득부(402)는 장치(120)에 구비된 한 개의 카메라를 이용하여, 식물을 중심으로 카메라의 위치를 이동시키면서 짧은 시간 간격으로 촬영한 다시점 영상을 획득할 수 있다. 다시점 영상은 장치(120)에 구비된 카메라를 이용하여 식물의 성장 과정에 따라 일정한 주기로 촬영하여 획득된 것일 수 있다.Alternatively, the multi-view
카메라 자세 추정부(403)는 복수의 카메라 각각의 위치 및 회전각에 기초하여 복수의 카메라 각각의 자세를 추정할 수 있다. 도 4를 참조하면, 카메라 자세 추정부(403)는 왜곡 보정부(403a), 특징점 매칭부(403b) 및 카메라 자세 도출부(403c)를 포함할 수 있다.The camera
왜곡 보정부(403a)는 복수의 카메라 각각의 위치 및 회전각에 기초하여 다시점 영상의 왜곡을 보정할 수 있다. 왜곡 보정부(403a)는 체크 보드를 이용하여 복수의 카메라 각각의 위치 및 회전각 등을 나타내는 파라미터를 추정할 수 있다. 왜곡 보정부(403a)는 추정한 파라미터에 기초하여 다시점 영상의 왜곡을 보정할 수 있다. 왜곡 보정부(403a)는 카메라 캘리브레이션(calibration)을 이용하여 다시점 영상의 왜곡을 보정할 수 있다.The
특징점 매칭부(403b)는 다시점 영상으로부터 특징점을 추출하여 매칭시킬 수 있다. 특징점 매칭부(403b)는 왜곡 보정을 수행한 다시점 영상으로부터 기준이 되는 이미지를 제 1 이미지로 결정할 수 있다. 예를 들어, 다시점 영상이 N개의 카메라를 이용하여 촬영된 것일 경우에, 다시점 영상은 제 1 이미지를 기준으로 제 2 이미지, 제 3 이미지,…, 및 제 N 이미지를 포함할 수 있다.The feature
특징점 매칭부(403b)는 다시점 영상의 모든 이미지로부터 특징점을 추출하고, 각 이미지로부터 추출한 특징점을 매칭할 수 있다. 특징점 매칭부(403b)는 제 1 이미지의 좌표계를 기준으로 하여 모든 이미지의 특징점을 매칭할 수 있다.The feature
예를 들어, 특징점 매칭부(403b)는 제 1 이미지와 제 2 이미지를 비교하여, 두 이미지 간의 특징점을 매칭할 수 있다. 그 후에 특징점 매칭부(403b)는 제 2 이미지와 제 3 이미지를 비교하여, 두 이미지 간의 특징점을 매칭할 수 있다. 같은 방식으로 특징점 매칭부(403b)는 다시점 영상의 모든 이미지의 특징점을 매칭할 수 있다.For example, the feature
카메라 자세 도출부(403c)는 매칭시킨 특징점에 기초하여 추정한 복수의 카메라 각각의 카메라 자세를 도출할 수 있다. 예를 들어, 카메라 자세 도출부(403c)는 제 1 이미지와 제 2 이미지 간에 매칭된 특징점에 기초하여, 제 2 이미지를 촬영한 카메라의 자세를 도출할 수 있다. 그 후에 카메라 자세 도출부(403c)는 제 2 이미지와 제 3 이미지 간에 매칭된 특징점에 기초하여, 제 3 이미지를 촬영한 카메라의 자세를 도출할 수 있다. 같은 방식으로 카메라 자세 도출부(403c)는 다시점 영상의 모든 이미지를 촬영한 카메라의 자세를 도출할 수 있다.The camera
카메라 자세 추정부(403)는 도출된 복수의 카메라 각각의 카메라 자세를 3 차원 좌표 및 번들 조정 알고리즘을 이용하여 보정할 수 있다. 카메라 자세 추정부(403)는 특징점의 매칭 및 보정을 통하여 복수의 카메라 각각의 카메라 자세를 정확하게 추정할 수 있다.The camera
입체 모델 생성부(404)는 추정한 복수의 카메라 각각의 자세에 기초하여 다시점 영상으로부터 식물의 입체 모델을 생성할 수 있다. 예를 들어, 입체 모델 생성부(404)는 추정한 복수의 카메라 각각의 자세에 기초하여 3 차원 좌표를 재구성할 수 있다. 입체 모델 생성부(404)는 재구성한 3 차원 좌표에 기초하여 입체 모델의 표면을 재구현할 수 있다. 입체 모델 생성부(404)는 다시점 영상의 색상 정보에 기초하여 입체 모델의 텍스처를 매핑할 수 있다.The three-
입체 모델 생성부(404)는 복수의 식물에 대한 성장 과정 및 파라미터의 조절에 따른 입체 모델을 생성할 수 있다. 예를 들어, 입체 모델 생성부(404)는 복수의 식물 각각에 대한, 성장 과정에 따라 형태가 달라지는 입체 모델을 생성할 수 있다. 예를 들어, 입체 모델 생성부(404)는 복수의 식물 각각에 대한 파라미터를 조절함으로써 형태가 달라지는 입체 모델을 생성할 수 있다. 파라미터는 식물의 생장에 영향을 미치는 요소일 수 있다. 파라미터는 예를 들어, 시간, 물, 온도, 습도, 조도, 토양, 병충해, 기후, 약품 처리 여부 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The three-dimensional
또한, 입체 모델 생성부(404)는 식물 주변에 설치된 센서를 이용하여 식물 주변의 환경에 관한 파라미터를 입력받을 수 있다. 센서는 예를 들어, 온도 센서, 습도 센서, 조도 센서 중 하나 이상을 포함할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 입체 모델 생성부(404)는 입력받은 파라미터 값과 식물의 다시점 영상에 기초하여 식물의 입체 모델을 생성할 수 있다.In addition, the three-dimensional
전송부(405)는 복수의 식물에 대한 식물 데이터를 장치(120), 장치(120) 외의 다른 장치 또는 서버(110) 외의 다른 서버로 전송할 수 있다. 전송부(405)는 생성된 식물의 입체 모델을 장치(120), 장치(120) 외의 다른 장치 또는 서버(110) 외의 다른 서버로 전송할 수 있다. 전송부(405)는 복수의 식물에 대한 성장 과정 및 파라미터의 조절에 따른 입체 모델을 장치(120), 장치(120) 외의 다른 장치 또는 서버(110) 외의 다른 서버로 전송할 수 있다. 즉, 본 발명은 사용자 단말에서 생성된 식물에 대한 입체 모델 및 이와 관련된 데이터를 서버로 전송하여 업로드할 수 있고, 서버로부터 타사용자가 생성한 식물에 대한 입체 모델을 수신함으로써, 타사용자와의 자료 공유를 수행할 수 있다.The
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustrative purposes only, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to understand that other specific forms can be easily modified without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative and non-limiting in all respects. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as being distributed may also be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention. do.
121: 수신부
122: 식물 선택부
123: 입체 모델 표시부
124: 파라미터 입력부
125: 다시점 영상 획득부
126: 카메라 자세 추정부
126a: 왜곡 보정부
126b: 특징점 매칭부
126c: 카메라 자세 도출부
127: 입체 모델 생성부121: receiver
122: plant selection unit
123: three-dimensional model display unit
124: parameter input unit
125: multi-view image acquisition unit
126: camera posture estimation unit
126a: distortion correction unit
126b: feature point matching unit
126c: camera posture derivation unit
127: three-dimensional model generation unit
Claims (5)
복수의 카메라를 이용하여 촬영된 식물의 다시점 영상을 획득하는 다시점 영상 획득부;
상기 다시점 영상의 대응하는 특징점을 매칭시킴으로써 상기 다시점 영상으로부터 자유 시점으로 표시될 수 있는 상기 식물의 입체 모델을 생성하는 입체 모델 생성부;
서버로부터 복수의 식물에 대한 식물 데이터를 수신하는 수신부;
상기 복수의 식물에 대한 식물 데이터 중 하나의 식물을 선택받는 식물 선택부;
상기 선택된 식물의 입체 모델을 표시하는 입체 모델 표시부; 및
상기 선택된 식물과 관련된 적어도 하나의 파라미터를 입력받는 파라미터 입력부
를 포함하고,
상기 입체 모델 표시부는 상기 입력받은 파라미터에 기초하여 상기 선택된 식물의 입체 모델을 표시하고, 또한 상기 사용자의 조작에 따라 자유롭게 회전되고 크기가 확대 또는 축소되도록 상기 선택된 식물의 입체 모델을 자유 시점으로 표시하는 것인, 입체 모델 제공 장치.
In the device for providing a three-dimensional model of a plant that can interact with a user,
A multi-view image acquisition unit for obtaining a multi-view image of a plant photographed using a plurality of cameras;
A three-dimensional model generation unit that generates a three-dimensional model of the plant that can be displayed as a free viewpoint from the multi-view image by matching corresponding feature points of the multi-view image;
A receiving unit for receiving plant data for a plurality of plants from a server;
A plant selection unit for selecting one plant from among plant data for the plurality of plants;
A three-dimensional model display unit that displays a three-dimensional model of the selected plant; And
Parameter input unit for receiving at least one parameter related to the selected plant
Including,
The three-dimensional model display unit displays the three-dimensional model of the selected plant based on the input parameter, and displays the three-dimensional model of the selected plant as a free viewpoint so that it is freely rotated and its size is enlarged or reduced according to the user's manipulation. That, a three-dimensional model providing device.
상기 복수의 카메라 각각의 위치 및 회전각에 기초하여 상기 복수의 카메라 각각의 자세를 추정하는 카메라 자세 추정부
를 더 포함하고,
상기 입체 모델 생성부는 상기 추정한 복수의 카메라 각각의 자세에 기초하여 상기 다시점 영상으로부터 상기 식물의 입체 모델을 생성하는 것인, 입체 모델 제공 장치.
The method of claim 1,
Camera posture estimating unit for estimating the posture of each of the plurality of cameras based on the position and rotation angle of each of the plurality of cameras
Including more,
The three-dimensional model generating unit generates a three-dimensional model of the plant from the multi-view image based on the estimated postures of each of the plurality of cameras.
상기 카메라 자세 추정부는,
상기 복수의 카메라 각각의 위치 및 회전각에 기초하여 상기 다시점 영상의 왜곡을 보정하는 왜곡 보정부;
상기 다시점 영상으로부터 특징점을 추출하여 매칭시키는 특징점 매칭부; 및
상기 매칭시킨 특징점에 기초하여 추정한 상기 복수의 카메라 각각의 카메라 자세를 도출하는 카메라 자세 도출부
를 포함하는, 입체 모델 제공 장치.
The method of claim 2,
The camera posture estimation unit,
A distortion correction unit correcting distortion of the multi-view image based on the position and rotation angle of each of the plurality of cameras;
A feature point matching unit extracting and matching feature points from the multi-view image; And
Camera posture derivation unit for deriving a camera posture of each of the plurality of cameras estimated based on the matched feature points
Containing, a three-dimensional model providing apparatus.
상기 입체 모델 생성부는 상기 복수의 식물에 대한 성장 과정 및 상기 파라미터의 조절에 따른 입체 모델을 생성하는 것인, 입체 모델 제공 장치.
The method of claim 2,
The three-dimensional model generation unit generates a three-dimensional model according to a growth process of the plurality of plants and adjustment of the parameters.
상기 파라미터는, 시간, 물, 온도, 습도, 조도, 토양, 병충해, 기후, 약품 처리 여부 중 적어도 하나를 포함하는, 입체 모델 제공 장치.The method of claim 1,
The parameter includes at least one of time, water, temperature, humidity, illuminance, soil, pests, climate, and whether or not to treat drugs.
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