KR102318522B1 - System for authoring 3d virtual environment using digital elevation model and operating method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 3차원 가상 환경 저작 시스템의 동작 방법은, 수치표고모델(DEM, Digital Elevation Model), 수치고도모델(DSM, Digital Surface Model), 및 정사영상을 입력하는 단계, 건물의 3차원 모델을 입력하는 단계, 상기 건물에 대한 상기 3차원 모델의 위치를 초기화시키는 단계, 및 상기 수치표고모델에 대한 상기 3차원 모델을 정합 및 피팅하는 단계를 포함할 수 있다. The operation method of the three-dimensional virtual environment authoring system according to the present invention includes the steps of inputting a digital elevation model (DEM), a digital surface model (DSM), and an orthographic image, a three-dimensional model of a building It may include inputting , initializing the position of the 3D model with respect to the building, and matching and fitting the 3D model to the numerical elevation model.
Description
본 발명은 수치표고모델을 이용한 3차원 가상 환경 저작 시스템 및 그것의 동작 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a three-dimensional virtual environment authoring system using a numerical elevation model and an operating method thereof.
일반적으로, 수치표고모델(Digital Elevation Model, DEM)은, 지형의 고도값을 수치로 저장함으로써 지형의 형상을 나타내는 자료이다. 수치표고모델은 자료 자체로서 경사도, 경사방향, 지형분석 등이 가능하다. 또한 위성영상과 같은 래스터 이미지의 조감도 작성, 3차원 동영상 제작, 배수구역 분석 및 적지분석, 지형의 고도차로 인해 발생하는 영상자료의 기하학적 왜곡 보정 등과 같은 여러 가지의 목적으로 사용된다. 수치표고모델이 만들어지고 저장되는 방식은 크게 네가지로 구분할 수 있다. 일정크기의 격자로서 저장되는 격자방식의 DEM, 높이가 같은 지점을 연속적으로 연결하여 만든 등고선에 의한 방식, 단층에 의한 프로파일 방식, 그리고 불규칙한 삼각형에 의한 TIN(Triangular Irregular Network)방식 등이 있다.In general, a digital elevation model (DEM) is data representing the shape of a terrain by storing the elevation value of the terrain as a numerical value. The numerical elevation model is the data itself, and it is possible to analyze the slope, slope direction, and topography. In addition, it is used for various purposes, such as creating a bird's eye view of raster images such as satellite images, producing 3D moving images, analyzing drainage areas and sites, and correcting geometric distortion of image data caused by differences in topography. There are four main ways in which a numerical elevation model is created and stored. There are a grid-type DEM that is stored as a grid of a certain size, a contour line method made by continuously connecting points of the same height, a fault profile method, and a TIN (Triangular Irregular Network) method using irregular triangles.
본 발명의 목적은 가상 환경을 효율적으로 저작하는 수치표고모델을 이용한 3차원 가상 환경 저작 시스템 및 그것의 동작 방법을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a three-dimensional virtual environment authoring system using a numerical elevation model for efficiently authoring a virtual environment and an operating method thereof.
본 발명의 실시 예에 따른 3차원 가상 환경 저작 시스템의 동작 방법은, 수치표고모델(DEM, Digital Elevation Model), 수치고도모델(DSM, Digital Surface Model), 및 정사영상을 입력하는 단계; 건물의 3차원 모델을 입력하는 단계; 상기 건물에 대한 상기 3차원 모델의 위치를 초기화시키는 단계; 및 상기 수치표고모델에 대한 상기 3차원 모델을 정합 및 피팅하는 단계를 포함할 수 있다. A method of operating a three-dimensional virtual environment authoring system according to an embodiment of the present invention includes: inputting a digital elevation model (DEM), a digital surface model (DSM), and an orthographic image; inputting a three-dimensional model of the building; initializing the position of the 3D model with respect to the building; and matching and fitting the 3D model to the numerical elevation model.
실시 예에 있어서, 상기 수치표고모델, 상기 수치고도모델, 및 상기 정사영상을 수신하는 단계는, 상기 수치표고모델에 상기 정사영상을 텍스처로 활용하여 화면에 출력시키는 단계를 더 포함할 수 있다.In an embodiment, the receiving of the numerical elevation model, the numerical elevation model, and the orthographic image may further include outputting the orthographic image to the numerical elevation model as a texture and outputting it on a screen.
실시 예에 있어서, 상기 수치표고모델, 상기 수치고도모델, 및 상기 정사영상은 동일한 좌표계로 지오레퍼런싱(geo-referencing) 되는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the numerical elevation model, the numerical elevation model, and the orthographic image are geo-referencing in the same coordinate system.
실시 예에 있어서, 상기 3차원 모델은 상기 건물을 3차원 그래픽스 소프트웨어로 모델링한 모델, 상기 건물을 여러 방향에서 촬영한 영상에 3차원 컴퓨터 비전 및 사진측량 기술을 이용하여 3차원 복원한 건물, 라이다로 스캐닝한 포인트 클라우드를 이용하여 생성한 3차원 건물 중에서 어느 하나를 이용하는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the three-dimensional model is a model that models the building with three-dimensional graphics software, a three-dimensionally restored building using three-dimensional computer vision and photogrammetry technology on images taken from various directions of the building; It is characterized by using any one of the three-dimensional buildings created using the point cloud scanned with Ida.
실시 예에 있어서, 상기 3차원 모델의 위치를 초기화시키는 단계는, 상기 건물의 외곽선 드로잉을 통해 상기 건물의 상기 3차원 모델의 위치를 초기화하는 단계를 더 포함할 수 있다.In an embodiment, the initializing the position of the 3D model may further include initializing the position of the 3D model of the building through an outline drawing of the building.
실시 예에 있어서, 상기 수치표고모델과 상기 수치고도모델을 이용하여 상기 건물의 외곽선을 추정하는 단계를 더 포함할 수 있다.In an embodiment, the method may further include estimating the outline of the building using the numerical elevation model and the numerical elevation model.
실시 예에 있어서, 상기 3차원 모델의 위치를 초기화시키는 단계는, 상기 정사영상에 대한 영역 분할을 통해 상기 건물의 상기 3차원 모델의 위치를 초기화하는 단게를 포함할 수 있다.In an embodiment, the step of initializing the position of the 3D model may include the step of initializing the position of the 3D model of the building through region division of the orthographic image.
실시 예에 있어서, 상기 3차원 모델을 정합 및 피팅하는 단계는, 상기 건물의 상기 3차원 모델을 정합 및 피팅하기 위한 매개 변수를 추정하고 상기 3차원 모델을 최적화하는 단계를 더 포함할 수 있다.In an embodiment, the matching and fitting of the 3D model may further include estimating parameters for matching and fitting the 3D model of the building and optimizing the 3D model.
실시 예에 있어서, 상기 매개 변수는 상기 3차원 모델의 생성 방식이 따라 다른 것은 특징으로 한다.In an embodiment, the parameter is characterized in that it differs according to a method of generating the 3D model.
실시 예에 있어서, 상기 매개 변수를 추정하고 상기 3차원 모델을 최적화하는 단계는, 3차원 그래픽스 소프트웨어로 모델링한 상기 3차원 모델의 경우, 상기 건물의 위치, 방향, 상기 건물이 배치될 지면의 높이, 상기 건물의 높이와 크기에 대한 매개 변수를 추정하는 단계를 포함할 수 있다.In an embodiment, the step of estimating the parameter and optimizing the three-dimensional model includes, in the case of the three-dimensional model modeled by three-dimensional graphics software, the location, direction, and height of the ground on which the building is to be placed. , estimating parameters for the height and size of the building.
실시 예에 있어서, 상기 매개 변수를 추정하고 상기 3차원 모델을 최적화하는 단계는, 상기 건물 위치의 초기값을 이용하여 상기 건물의 위치, 방향, 및 크기를 추정하는 단계; 및 비선형 최적화 기법을 이용하여 상기 3차원 모델을 최적화하는 단계를 포함할 수 있다.In an embodiment, estimating the parameter and optimizing the 3D model may include: estimating the location, direction, and size of the building using an initial value of the location of the building; and optimizing the 3D model using a nonlinear optimization technique.
실시 예에 있어서, 상기 3차원 모델을 정합 및 피팅하는 단계는, 상기 건물의 위치, 방향, 및 크기를 최적화시킨 후에, 대응하는 영역에 대한 상기 수치고도모델의 높이값을 이용하여 상기 건물의 높이를 추정 및 최적화시키는 단계를 더 포함할 수 있다.In an embodiment, the step of matching and fitting the 3D model includes optimizing the location, direction, and size of the building, and then using the height value of the numerical elevation model for the corresponding area to increase the height of the building. It may further include the step of estimating and optimizing .
본 발명의 실시 예에 따른 3차원 가상 환경 저작 시스템은: 수치표고모델 혹은 정사영상을 이용하여 3차원 공간 모델을 생성하는 3차원 공간 모델 생성부; 수치고도모델을 생성하는 수치 고도 모델 생성부; 건물에 대한 3차원 모델을 생성하는 3차원 건물 모델 생성부; 및 상기 3차원 공간 모델을 상기 수치고도모델과 상기 3차원 모델을 이용하여 위치, 방향, 크기 및 높이로 정합하고 피팅하는 정합 및 피팅부를 포함하는 3차원 가상 환경 저작 시스템.A three-dimensional virtual environment authoring system according to an embodiment of the present invention includes: a three-dimensional space model generator for generating a three-dimensional space model using a numerical elevation model or an orthographic image; a numerical altitude model generating unit for generating a numerical altitude model; a three-dimensional building model generating unit that generates a three-dimensional model of the building; and a matching and fitting unit for matching and fitting the three-dimensional spatial model to a position, direction, size, and height using the numerical elevation model and the three-dimensional model.
실시 예에 있어서, 상기 3차원 모델은 상기 건물에 대한 3차원 메쉬 모델을 포함하고, 상기 3차원 메쉬 모델은 상기 건물의 일부분 지정을 통하여 상기 건물의 위치를 초기화시키는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the 3D model includes a 3D mesh model of the building, and the 3D mesh model initializes the location of the building by designating a part of the building.
본 발명의 실시 예에 따른 3차원 가상 환경 저작 시스템 및 그것의 동작 방법은, 수치표고모델과 수치고도모델을 이용하여 3차원 건물 모델을 정확한 위치, 방향, 크기, 높이로 정합 및 피팅 함으로써, 간단한 위치 초기화 방법으로 통해 구현 가능하다.A three-dimensional virtual environment authoring system and an operating method thereof according to an embodiment of the present invention are simple by matching and fitting a three-dimensional building model to an accurate location, direction, size, and height using a numerical elevation model and a numerical elevation model. It can be implemented through the location initialization method.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 가상 환경 저작 시스템 및 그것의 동작 방법은, 높낮이만 표현하는 3차원 공간 모델에 수치고도모델(DSM)과 3차원 건물 모델을 더함으로써, 현실감있는 3차원 가상 공간을 구축할 수 있다.In addition, the three-dimensional virtual environment authoring system and its operating method according to an embodiment of the present invention, by adding a digital height model (DSM) and a three-dimensional building model to a three-dimensional space model that expresses only height, a realistic three-dimensional You can create a virtual space.
이하에 첨부되는 도면들은 본 실시 예에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 실시 예들을 제공한다. 다만, 본 실시예의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시 예로 구성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 가상 환경 저작 시스템(100)을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 가상 환경 저작 시스템(100)의 동작 방법을 예시적으로 보여주는 흐름도이다.
도 3은 3차원 그래픽스 소프트웨어로 모델링 한 건물을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 4은 도3에 도시된 3차원 건물의 위치를 사용자의 건물의 외곽선 드로잉을 통해 초기화시킨 예를 보여주는 도면이다.
도 5는 수치표고모델(DEM)과 수치고도모델(DSM)을 이용하여 건물의 일부분(a)을 지정할 때 건물의 외곽선(b)이 추정되는 것을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 6은 S110 단계에서 입력한 수치고도모델(DSM)을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 7은 S120 단계에서 건물 3차원 모델을 도 4에 도시된 방법을 통해 건물 3차원 모델의 위치 초기화하고, 정합 및 피팅 시킨 화면을 예시적으로 보여주는 도면이다.The accompanying drawings are provided to help understanding of the present embodiment, and provide embodiments together with detailed description. However, the technical features of the present embodiment are not limited to specific drawings, and features disclosed in each drawing may be combined with each other to constitute a new embodiment.
1 is a diagram exemplarily showing a three-dimensional virtual
2 is a flowchart exemplarily illustrating an operation method of the 3D virtual
3 is a diagram illustrating an example of a building modeled by 3D graphics software.
4 is a view showing an example in which the location of the 3D building shown in FIG. 3 is initialized through an outline drawing of the user's building.
5 is a diagram exemplarily showing that the outline (b) of the building is estimated when a part (a) of the building is designated using the numerical elevation model (DEM) and the digital elevation model (DSM).
6 is a diagram illustrating an exemplary digital elevation model (DSM) input in step S110.
7 is a view exemplarily showing a screen in which the location of the building 3D model is initialized through the method shown in FIG. 4 in step S120, and the registration and fitting are performed.
아래에서는 도면들을 이용하여 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 내용을 명확하고 상세하게 기재할 것이다.Hereinafter, the contents of the present invention will be described clearly and in detail to the extent that those skilled in the art can easily implement it using the drawings.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 하지만 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.Since the present invention can have various changes and can have various forms, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. Terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 혹은 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.The above terms may be used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. When an element is referred to as being “connected” or “connected” to another element, it is understood that it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in between. it should be On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that no other element is present in the middle.
구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 혹은 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다. 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.Other expressions describing the relationship between components, such as "between" and "immediately between" or "neighboring to" and "directly adjacent to", should be interpreted similarly. The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.
본 출원에서, "포함하다" 혹은 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 혹은 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 혹은 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 혹은 이들을 조합한 것들의 존재 혹은 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 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In the present application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate the presence of an embodied feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof, but one or more other features or numbers , it should be understood that it does not preclude the possibility of the existence or addition of steps, operations, components, parts, or combinations thereof. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as meanings consistent with the context of the related art, and unless explicitly defined in the present application, they are not to be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. .
본 발명의 실시 예에 따른 3차원 가상 환경을 저작하기 위한 시스템 및 그것의 동작 방법은, 수치표고모델(DEM; Digital Elevation Model)에 3차원 건물 메쉬 모델을 정확한 위치에 정합 및 피팅함으로써, 3차원 가상 환경을 효율적으로 저작할 수 있다.A system for authoring a three-dimensional virtual environment and an operating method thereof according to an embodiment of the present invention are three-dimensional by matching and fitting a three-dimensional building mesh model to a digital elevation model (DEM) at an accurate location. Virtual environments can be authored efficiently.
일반적으로 광역 지역에 대한 3차원 가상 환경 제작을 위해서, 위성영상 혹은 드론 등의 비행체에 탑재된 카메라로 촬영한 영상을 이용하여 3차원 복원을 할 수 있다. 위성영상을 이용한 3차원 복원의 경우, 넓은 지역에 대한 수치고도모델(DSM; Digital Surface Model)을 생성할 수 있다. 하지만, 위성 영상은 드론 등 낮은 고도에서 촬영한 영상에 비해 상대적으로 GSD(Ground Sampling Distance)가 낮아 복원한 모델에서 건물, 수목 등을 포함한 전체적인 고도 변화를 알 수 있으나 건물의 자세한 부분을 복원하는데 어려움이 있다. 또한, 건물의 옆면에 대한 정보도 복원할 수 없다. In general, in order to create a three-dimensional virtual environment for a wide area, a three-dimensional reconstruction can be performed using an image captured by a camera mounted on a vehicle such as a satellite image or a drone. In the case of 3D reconstruction using satellite images, it is possible to generate a digital surface model (DSM) for a large area. However, satellite imagery has a relatively low GSD (Ground Sampling Distance) compared to images taken at low altitudes such as drones, so the overall elevation change including buildings and trees can be seen in the restored model, but it is difficult to restore detailed parts of the building. There is this. Also, information about the side of the building cannot be restored.
반면에, 경비행기 혹은 드론으로 촬영한 영상의 경우, 촬영 고도를 조절하여 다양한 해상도의 영상을 획득할 수 있다. 따라서, 필요에 따라 고해상도의 영상을 획득하여 건물의 자세한 복원이 가능하다. 또한, 건물의 옆면을 촬영할 수 있기 때문에 옆면의 정보도 복원할 수 있다. 이와 같이 광역 지역에 대한 3차원 가상 환경을 구축하기 위해서는 다양한 방법으로 복원한 지형 및 건물 모델을 적절히 융합하는 방법이 어느 한가지 방법만으로 가상 환경을 구축하는 것 보다 효과적이다.On the other hand, in the case of an image captured by a light aircraft or a drone, images of various resolutions may be acquired by adjusting the shooting altitude. Therefore, detailed restoration of the building is possible by acquiring a high-resolution image if necessary. In addition, since the side of the building can be photographed, information on the side can also be restored. In order to construct a three-dimensional virtual environment for a wide area as described above, a method of properly merging the topography and building models restored by various methods is more effective than building a virtual environment using only one method.
일반적으로, 광역 지역에 대한 지형의 높낮이는 등간격으로 샘플링된 지점의 높이값으로 표시하는 수치표고모델(DEM; Digital Elevation Model)을 사용하여 표현 될 수 있다. 수치표고모델(DEM)에 지오레퍼런싱(geo-referencing)된 정사영상을 텍스처로 활용함으로써 지형의 높낮이가 3차원으로 화면에 출력될 수 있다. 수치표고모델(DEM)의 특성으로 인해, 건물 등의 인공 구조물은 3차원 구조가 표시되지 않는다. 따라서, 건물 등은 별도의 방법으로 생성하여 수치표고모델(DEM)에 정합되어야 한다.In general, the elevation of the terrain for a wide area can be expressed using a Digital Elevation Model (DEM), which is expressed as the height values of points sampled at equal intervals. By using the orthographic image geo-referencing in the digital elevation model (DEM) as a texture, the height of the terrain can be displayed on the screen in three dimensions. Due to the characteristics of the digital elevation model (DEM), the 3D structure is not displayed for artificial structures such as buildings. Therefore, buildings, etc. must be created by a separate method and matched to the digital elevation model (DEM).
한편, 건물의 3차원 구조는 라이다(LiDAR; Light Detection and Ranging)로 스캐닝하여 획득한 포인트 클라우드(point cloud)를 후처리하거나, 건물을 여러 방향에서 촬영한 다수의 영상을 이용하여 복원하거나, 3차원 컴퓨터 그래픽스 소프트웨어를 이용하여 수작업으로 디자인하는 등의 방법을 통해 생성할 수 있다. On the other hand, the three-dimensional structure of a building is post-processed by scanning a point cloud obtained by scanning with LiDAR (Light Detection and Ranging), or restored using multiple images taken from various directions of the building, It can be created through a method such as manually designing using 3D computer graphics software.
또한, 건물의 3차원 모델을 수치표고모델(DEM)에 정합하기 위해서는 건물의 위치, 방향, 가로, 세로 길이, 높이를 결정해야 한다. 건물의 3차원 모델은, 그 생성 방법에 따라 수치표고모델(DEM)에 정합하기 위해 결정해야 할 서로 다른 변수의 종류를 가진다. In addition, in order to match the 3D model of the building to the digital elevation model (DEM), the location, direction, width, length, and height of the building must be determined. A 3D model of a building has different types of variables that need to be determined in order to be matched to a digital elevation model (DEM) according to its creation method.
예를 들어, 라이다(LIDAR) 혹은 다수의 영상을 이용하여 3차원 복원하는 경우에는 지상기준점(GCP; Ground Control Point) 측량을 통해 지오레퍼런싱된 3차원 건물 모델을 생성하기 때문에, 수치표고모델(DEM)에 어려움 없이 정합 될 수 있다.For example, in the case of 3D restoration using LIDAR or multiple images, a 3D building model is georeferenced through GCP (Ground Control Point) surveying, It can be matched to the model (DEM) without difficulty.
하지만, 지상기준점이 없거나, 3차원 컴퓨터 그래픽스 소프트웨어를 통해 수작업으로 디자인한 건물 모델은 시행착오를 겪어가면서 수많은 반복 작업을 통해 수치표고모델(DEM)에 정합되어야 한다. 특히, 3차원 컴퓨터 그래픽스 소프트웨어를 통해 수작업으로 디자인한 건물 모델은 건물의 위치, 방향뿐만 아니라, 크기도 디자이너가 임의로 지정하기 때문에 다른 3차원 건물 생성 방법에 비해 더 많은 수작업을 통해 수치표고모델에 정합 될 수 밖에 없다. However, a building model without a ground reference point or designed by hand through 3D computer graphics software must be matched to the digital elevation model (DEM) through numerous iterations through trial and error. In particular, the building model designed by hand through 3D computer graphics software is matched to the numerical elevation model through more manual work than other 3D building creation methods because the location and direction as well as the size of the building are arbitrarily designated by the designer. it can only be
또한, 건물을 촬영한 다수의 영상을 통해 건물을 3차원 복원하는 경우는 건물의 가로, 세로, 높이 비율이 실제와 동일하게 3차원 복원될 수 있다. 이런 경우에는 3차원 건물의 위치, 방향, 스케일을 결정을 통해 수치표고모델에 정합 및 피팅 될 수 있다. 만약 드론을 이용하여 건물을 여러 방향에서 촬영하고, 이를 통해 건물을 3차원 복원한다면, 드론으로부터 수신한 위도, 경도, 고도 데이터를 이용하여 지오레퍼런싱 될 수 있다. 하지만, 일반적으로 드론에 장착된 GPS(Global Positioning System) 수신기의 정확도 문제로 대략적인 위치로 정합 할 수 있을 뿐, 정확한 정합을 위해서는 수작업이 필요하다.In addition, when a building is 3D reconstructed through a plurality of images taken of the building, the ratio of the width, length, and height of the building may be 3D reconstructed to be the same as in reality. In this case, it can be matched and fitted to the numerical elevation model by determining the location, direction, and scale of the 3D building. If a building is photographed from multiple directions using a drone and the building is restored in 3D through this, georeferencing can be performed using the latitude, longitude, and altitude data received from the drone. However, in general, due to the accuracy problem of a GPS (Global Positioning System) receiver mounted on a drone, it can only be matched to an approximate location, and manual work is required for accurate matching.
본 발명의 실시 예에 따른 3차원 가상 환경을 저작하는 시스템 및 그것의 동작 방법은 수치표고모델(DEM; Digital Elevation Model)에 3차원 건물 메쉬 모델을 정확한 위치에 정합 및 피팅 함으로써 효율적으로 저작할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 가상 환경을 저작하는 시스템 및 그것의 동작 방법은 3차원 건물 메쉬 모델의 생성 방법에 무관하며, 지상기준점이 없더라도, 간단한 초기화 작업을 통해 수치표고모델에 건물의 3차원 모델을 정합 및 피팅 할 수 있다.A system for authoring a three-dimensional virtual environment according to an embodiment of the present invention and an operating method thereof can be efficiently authored by matching and fitting a three-dimensional building mesh model to a digital elevation model (DEM) at an accurate location. have. A system for authoring a 3D virtual environment according to an embodiment of the present invention and an operating method thereof are independent of a 3D building mesh model creation method, and even if there is no ground reference point, the 3D building You can match and fit dimensional models.
본 발명의 실시 예에 따른 3차원 가상 환경을 저작하는 시스템 및 그것의 동작 방법은 수치표고모델(DEM)에 3차원 메쉬의 위치, 방향, 크기를 정합 및 피팅함으로써 광역지역에 대한 3차원 가상 환경 구축을 용이하게 할 수 있다.A system for authoring a three-dimensional virtual environment according to an embodiment of the present invention and an operating method thereof are a three-dimensional virtual environment for a wide area by matching and fitting the position, direction, and size of a three-dimensional mesh to a digital elevation model (DEM). It can be easy to build.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 가상 환경 저작 시스템(100)을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 1을 참조하면, 3차원 가상 환경 저작 시스템(100)은 3차원 공간 모델 생성부(110), 수치 고도 모델 생성부(120), 3차원 건물 모델 생성부(130) 및 정합 및 피팅부(140)를 포함할 수 있다.1 is a diagram exemplarily showing a three-dimensional virtual
3차원 공간 모델 생성부(110)은 수치표고모델(DEM), 혹은 정사영상(orthophoto)에 관련된 데이터를 수신하여 지면의 높낮이를 표현하는 3차원 공간 모델을 구현할 수 있다. 여기서 정사영상은 사진 촬영 당시 카메라 자세 및 지형 기복에 의해 발생된 대상체의 변위를 제거한 영상을 의미한다.The three-dimensional
수치 고도 모델 생성부(120)는 수치 고도 모델(DSM)에 관련된 데이터를 수신하여 수치 고도 모델(DSM)을 구현할 수 있다. 3차원 건물 모델 생성부(130)는 다양한 방법으로 3차원 건물 모델을 구현할 수 있다. 정합 및 피팅부(140)는 3차원 공간 모델과 수치 고도 모델을 이용하여 3차원 건물 모델의 정확한 위치, 방향, 크기, 높이 등 정합 및 피팅을 수행하도록 구현될 수 있다.The numerical
본 발명의 실시 예에 따른 3차원 가상 환경 저작 시스템(100)은 3차원 공간 모델과 수치 고도 모델을 이용하여 3차원 건물 모델의 정확한 위치, 방향, 크기, 높이 등 정합 및 피팅을 간단한 위치 초기화 방법을 통해 수행함으로써, 누구나 쉽게 이용 가능하다.The three-dimensional virtual
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 가상 환경 저작 시스템(100)의 동작 방법을 예시적으로 보여주는 흐름도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 3차원 가상 환경 저작 시스템(100)의 동작 방법은 다음과 같이 진행될 수 있다.2 is a flowchart exemplarily illustrating an operation method of the 3D virtual
수치표고모델(DEM), 수치고도모델(DSM), 정사영상이 입력될 수 있다(S110). 입력하는 수치표고모델(DEM)에 정사영상을 텍스처로 활용하여 화면에 출력함으로써 사용자는 지표면의 높낮이를 식별할 수 있다. 이때, 수치표고모델(DEM), 수치고도모델(DSM), 정사영상은 동일한 좌표계로 지오레퍼런싱(geo-referencing)되어 있다고 가정하겠다. 여기서 수치고도모델(DSM)은 건물의 위치, 방향, 크기를 정합, 피팅하는 데 활용될 수 있다.A digital elevation model (DEM), a digital elevation model (DSM), and an orthogonal image may be input (S110). By using the orthographic image as a texture in the input digital elevation model (DEM) and outputting it on the screen, the user can identify the height of the earth's surface. At this time, it is assumed that the digital elevation model (DEM), the digital elevation model (DSM), and the orthographic image are geo-referencing in the same coordinate system. Here, the digital elevation model (DSM) can be used to match and fit the location, direction, and size of the building.
수치표고모델(DEM)에 정합 및 피팅 할 건물의 3차원 모델이 시스템의 메모리로 로딩될 수 있다(S120). 이때, 건물의 3차원 모델은 트림블(Trimble)사의 스케치업(SketchUp), 오토데스크(Autodesk)사의 마야(Maya) 등 3차원 그래픽스 소프트웨어로 모델링한 모델뿐만 아니라, 대상 건물을 여러 방향에서 촬영한 영상에 3차원 컴퓨터 비전(Computer Vision) 및 사진측량(photogrammetry) 기술을 이용하여 3차원 복원한 건물, 라이다(Lidar)로 스캐닝한 포인트 클라우드(point cloud)를 이용하여 생성한 3차원 건물 등 일 수 있다. 한편, 본 발명의 건물의 3차원 모델 생성 방법과는 여기에 제한되지 않는다고 이해 되어야 할 것이다.A three-dimensional model of a building to be matched and fitted to the numerical elevation model (DEM) may be loaded into the memory of the system (S120). At this time, the 3D model of the building is not only a model modeled with 3D graphics software such as Trimble's SketchUp and Autodesk's Maya, but also Buildings that are 3D restored using 3D computer vision and photogrammetry technology on images, 3D buildings created using point clouds scanned with Lidar, etc. can On the other hand, it should be understood that the method for generating a three-dimensional model of a building according to the present invention is not limited thereto.
도 3은 3차원 그래픽스 소프트웨어로 모델링 한 건물을 예시적으로 보여주는 도면이다. S120 단계 이후에, 메모리에 로딩된 3차원 건물의 정합할 대략적인 위치가 초기화 될 수 있다(S130).3 is a diagram illustrating an example of a building modeled by 3D graphics software. After step S120 , the approximate location of the 3D building loaded in the memory to be matched may be initialized ( S130 ).
도 4은 도3에 도시된 3차원 건물의 위치를 사용자의 건물의 외곽선 드로잉을 통해 초기화시킨 예를 보여주는 도면이다.4 is a view showing an example in which the location of the 3D building shown in FIG. 3 is initialized through an outline drawing of a user's building.
한편, S110 단계에서 입력한 수치표고모델(DEM)과 수치고도모델(DSM)을 이용하면, 도 5의 (a)와 같이 건물의 일부분을 지정하여도 건물의 외곽선(b)이 추정될 수 있다.On the other hand, if the numerical elevation model (DEM) and the numerical elevation model (DSM) input in step S110 are used, the outline (b) of the building can be estimated even if a part of the building is designated as shown in FIG. 5 (a). .
한편, 도 4 및 도 5에 도시된 건물 위치 초기화 방법은, S130 단계에 적용할 수 있는 예시적인 하나의 방법에 불과하다고 이해되어야 할 것이다. 본 발명의 건물 위치의 초기화 방법은 다양하게 구현될 수 있다. 예를 들어, 정사영상에 대한 영역 분할(segmentation)을 통한 초기화 결과 등 다양한 방법이 이용될 수 있다.Meanwhile, it should be understood that the building location initialization method illustrated in FIGS. 4 and 5 is only one exemplary method applicable to step S130 . The method of initializing the building location of the present invention may be implemented in various ways. For example, various methods, such as an initialization result through segmentation of an orthographic image, may be used.
S130 단계 이후에, 건물의 3차원 모델을 정합 및 피팅하기 위한 매개변수가 추정되고 최적화 될 수 있다(S140). 실시 예에 있어서, S120 단계에 입력한 3차원 건물의 생성 방식에 따라 추정 및 최적화할 매개변수가 달라질 수 있다.After the step S130, parameters for matching and fitting the three-dimensional model of the building may be estimated and optimized (S140). In an embodiment, parameters to be estimated and optimized may vary according to the generation method of the 3D building input in step S120 .
예를 들어, 3차원 그래픽스 소프트웨어로 모델링한 3차원 모델의 경우, 건물의 위치, 방향, 건물이 배치될 지면의 높이, 건물의 높이와 크기에 대한 매개변수가 추정되어야 한다. 반면에, 라이다 장비를 이용하여 스캐닝한 데이터를 이용하여 생성한 3차원 건물의 경우, 건물의 크기에 대한 매개변수는 추정되지 않아도 된다.For example, in the case of a 3D model modeled by 3D graphics software, parameters for the location and direction of the building, the height of the ground where the building is to be placed, and the height and size of the building should be estimated. On the other hand, in the case of a three-dimensional building created using data scanned using a lidar device, parameters for the size of the building do not need to be estimated.
또한, S130 단계에서 획득한 건물 위치의 초기값을 이용하여 건물의 위치, 방향, 크기가 추정되고, 이것들은 비선형최적화 기법을 이용하여 최적화 될 수 있다. 건물의 위치, 방향, 크기를 최적화한 후에, 대응하는 영역에 대한 수치고도모델(DSM)의 높이값을 이용하여 건물의 높이가 추정 및 최적화될 수 있다. 즉, 수치고도모델(DSM)의 높이값을 이용하여 건물의 위치, 방향, 크기가 피팅 될 수 있다. 이후에 모든 건물의 3차원 모델 처리 되었는지가 판별될 수 있다(S150). 만일 모든 건물의 3차원 모델이 처리되었다면 완료하고, 그렇지 않다면 S120 단계로 진입할 것이다.In addition, the location, direction, and size of the building are estimated using the initial value of the location of the building obtained in step S130, and these may be optimized using a non-linear optimization technique. After optimizing the location, direction, and size of the building, the height of the building may be estimated and optimized using the height value of the DSM for the corresponding area. That is, the location, direction, and size of the building can be fitted using the height value of the digital elevation model (DSM). Thereafter, it may be determined whether the three-dimensional model of all buildings has been processed (S150). If the 3D model of all buildings has been processed, the process is completed, otherwise, step S120 is entered.
도 6은 S110 단계에서 입력한 수치고도모델(DSM)을 예시적으로 보여주는 도면이다.6 is a diagram illustrating an exemplary digital height model (DSM) input in step S110.
도 7은 S120 단계에서 건물 3차원 모델을 도 4에 도시된 방법을 통해 건물 3차원 모델의 위치 초기화하고, 정합 및 피팅 시킨 화면을 예시적으로 보여주는 도면이다.7 is a view exemplarily showing a screen in which the location of the building 3D model is initialized, matched and fitted through the method shown in FIG. 4 in step S120.
이상에서 서술한 바와 같이 본 발명은 지형 모델에 3차원 건물 메쉬 모델을 정확한 위치에 정합 및 피팅하여, 이를 기반으로 3차원 가상 환경을 효율적으로 저작하는 시스템에 관한 것으로, 도2에서 예시한 특정 방법을 통해 생성한 3차원 건물에 국한되지 않고, 도3및 도4에서 예시한 특정 방법의 건물 3차원 모델 위치 초기화 방법에 국한되지 않으며, 도1의 단계 140의 정합 및 피팅 방법에 있어 특정한 방법에 국한되는 않는 3차원 가상 환경 저작 시스템이다. As described above, the present invention relates to a system for efficiently authoring a three-dimensional virtual environment based on matching and fitting a three-dimensional building mesh model to a topographic model at an accurate position, and the specific method illustrated in FIG. It is not limited to the three-dimensional building created through It is a 3D virtual environment authoring system without limitation.
실시 예에 따라서는, 단계들 및/혹은 동작들의 일부 혹은 전부는 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체에 저장된 명령, 프로그램, 상호작용 데이터 구조(interactive data structure), 클라이언트 및/혹은 서버를 구동하는 하나 이상의 프로세서들을 사용하여 적어도 일부가 구현되거나 혹은 수행될 수 있다. 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체는 예시적으로 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 및/혹은 그것들의 어떠한 조합일 수 있다. 또한, 본 명세서에서 논의된 "모듈"의 기능은 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 및/혹은 그것들의 어떠한 조합으로 구현될 수 있다.Depending on the embodiment, some or all of the steps and/or operations run instructions, programs, interactive data structures, clients and/or servers stored in one or more non-transitory computer-readable media. At least in part may be implemented or performed using one or more processors. The one or more non-transitory computer-readable media may be illustratively software, firmware, hardware, and/or any combination thereof. Further, the functionality of a “module” discussed herein may be implemented in software, firmware, hardware, and/or any combination thereof.
본 발명의 실시 예들의 하나 이상의 동작들/단계들/모듈들을 구현/수행하기 위한 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체 및/혹은 수단들은 ASICs(application-specific integrated circuits), 표준 집적 회로들, 마이크로 컨트롤러를 포함하는, 적절한 명령들을 수행하는 컨트롤러, 및/혹은 임베디드 컨트롤러, FPGAs(field-programmable gate arrays), CPLDs(complex programmable logic devices), 및 그와 같은 것들을 포함할 수 있지만, 여기에 한정되지는 않는다. One or more non-transitory computer-readable media and/or means for implementing/performing one or more acts/steps/modules of embodiments of the present invention may include application-specific integrated circuits (ASICs), standard integrated circuits, may include, but are not limited to, controllers that perform appropriate instructions, including microcontrollers, and/or embedded controllers, field-programmable gate arrays (FPGAs), complex programmable logic devices (CPLDs), and the like. does not
본 발명의 구성에 따르면, 수치표고모델(DEM), 정사영상으로 지면의 높낮이만을 표현할 수 있는 3차원 공간 모델에 수치고도모델(DSM)과 3차원 건물 모델을 더하여 보다 현실감 있는 3차원 가상 공간을 구축할 수 있다. 이때, 본 발명의 각 단계에 의해 입력한 3차원 건물 모델은 수치표고모델과 수치고도모델을 이용하여 정확한 위치, 방향, 크기, 높이로 정합 및 피팅하는 효과가 있다. 또한, 입력한 건물의 3차원 모델은 그 생성 방법에 종속되지 않으며, 간단한 위치 초기화 방법을 통해 정확한 위치로 정합 및 피팅 가능하여 누구나 쉽게 사용할 수 있는 저작 시스템이다.According to the configuration of the present invention, a more realistic three-dimensional virtual space is created by adding a numerical elevation model (DEM) and a three-dimensional building model to a three-dimensional space model that can express only the height of the ground with an orthogonal image. can be built At this time, there is an effect of matching and fitting the three-dimensional building model input by each step of the present invention to the correct position, direction, size, and height using the numerical elevation model and the numerical elevation model. In addition, the input 3D model of the building is not dependent on the creation method, and it is an authoring system that anyone can use easily because it can be matched and fitted to an accurate position through a simple position initialization method.
한편, 상술 된 본 발명의 내용은 발명을 실시하기 위한 구체적인 실시 예들에 불과하다. 본 발명은 구체적이고 실제로 이용할 수 있는 수단 자체뿐 아니라, 장차 기술로 활용할 수 있는 추상적이고 개념적인 아이디어인 기술적 사상을 포함할 것이다.On the other hand, the contents of the present invention described above are only specific examples for carrying out the invention. The present invention will include not only concrete and practically usable means, but also technical ideas, which are abstract and conceptual ideas that can be utilized as future technologies.
100: 3차원 가상 저작 시스템
110: 3차원 공간 모델 생성부
120: 수치 고도 모델 생성부
130: 3차원 건물 모델 생성부
140: 정합 및 피팅부 100: 3D virtual authoring system
110: 3D space model generation unit
120: Numerical elevation model generation unit
130: 3D building model generation unit
140: matching and fitting portion
Claims (14)
수치표고모델(DEM, Digital Elevation Model), 수치고도모델(DSM, Digital Surface Model), 및 정사영상을 입력하는 단계;
건물의 3차원 모델을 입력하는 단계;
상기 건물에 대한 상기 3차원 모델의 위치를 초기화시키는 단계; 및
상기 수치표고모델에 대한 상기 3차원 모델을 정합 및 피팅하는 단계를 포함하고,
상기 3차원 모델을 정합 및 피팅하는 단계는,
상기 건물의 상기 3차원 모델을 정합 및 피팅하기 위한 매개 변수를 추정 및 최적화하는 단계를 더 포함하고,
상기 매개 변수의 종류는 상기 3차원 모델의 생성 방식에 따라 다르게 결정되는 것을 특징으로 하는 방법. In the operating method of a three-dimensional virtual environment authoring system,
Inputting a digital elevation model (DEM, Digital Elevation Model), a digital elevation model (DSM, Digital Surface Model), and an orthographic image;
inputting a three-dimensional model of the building;
initializing the position of the 3D model with respect to the building; and
Comprising the step of matching and fitting the three-dimensional model to the numerical elevation model,
The step of matching and fitting the 3D model comprises:
estimating and optimizing parameters for matching and fitting the three-dimensional model of the building;
The type of the parameter is determined differently according to a method of generating the 3D model.
상기 수치표고모델, 상기 수치고도모델, 및 상기 정사영상을 수신하는 단계는,
상기 수치표고모델에 상기 정사영상을 텍스처로 활용하여 화면에 출력시키는 단계를 더 포함하는 방법.The method of claim 1,
Receiving the numerical elevation model, the numerical elevation model, and the orthographic image,
The method further comprising the step of outputting on the screen using the orthographic image as a texture in the numerical elevation model.
상기 수치표고모델, 상기 수치고도모델, 및 상기 정사영상은 동일한 좌표계로 지오레퍼런싱(geo-referencing) 되는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1,
The numerical elevation model, the numerical elevation model, and the orthographic image are geo-referencing (geo-referencing) in the same coordinate system.
상기 3차원 모델은 상기 건물을 3차원 그래픽스 소프트웨어로 모델링한 모델, 상기 건물을 여러 방향에서 촬영한 영상에 3차원 컴퓨터 비전 및 사진측량 기술을 이용하여 3차원 복원한 건물, 라이다로 스캐닝한 포인트 클라우드를 이용하여 생성한 3차원 건물 중에서 어느 하나를 이용하는 것을 특징으로 하는 방법. The method of claim 1,
The three-dimensional model is a model of the building with three-dimensional graphics software, a three-dimensionally restored building using three-dimensional computer vision and photogrammetry technology on images taken from various directions of the building, and a point scanned with lidar A method characterized in that using any one of the three-dimensional buildings created using the cloud.
상기 3차원 모델의 위치를 초기화시키는 단계는,
상기 건물의 외곽선 드로잉을 통해 상기 건물의 상기 3차원 모델의 위치를 초기화하는 단계를 더 포함하는 방법. The method of claim 1,
Initializing the position of the 3D model comprises:
The method further comprising the step of initializing the position of the 3D model of the building through the outline drawing of the building.
상기 수치표고모델과 상기 수치고도모델을 이용하여 상기 건물의 외곽선을 추정하는 단계를 더 포함하는 방법.6. The method of claim 5,
The method further comprising the step of estimating the outline of the building using the numerical elevation model and the numerical elevation model.
상기 3차원 모델의 위치를 초기화시키는 단계는,
상기 정사영상에 대한 영역 분할을 통해 상기 건물의 상기 3차원 모델의 위치를 초기화하는 단게를 포함하는 방법.The method of claim 1,
Initializing the position of the 3D model comprises:
and initializing the position of the 3D model of the building through region division for the orthographic image.
상기 매개 변수를 추정 및 최적화하는 단계는,
3차원 그래픽스 소프트웨어로 모델링한 상기 3차원 모델의 경우, 상기 건물의 위치, 방향, 상기 건물이 배치될 지면의 높이, 상기 건물의 높이와 크기에 대한 매개 변수를 추정하는 단계를 포함하는 방법.The method of claim 1,
The steps of estimating and optimizing the parameters are:
In the case of the 3D model modeled by 3D graphics software, the method comprising the step of estimating parameters for the location and direction of the building, the height of the ground on which the building is to be placed, and the height and size of the building.
상기 매개 변수를 추정 및 최적화하는 단계는,
상기 건물의 초기 위치값을 이용하여 상기 건물의 위치, 방향, 및 크기를 추정하는 단계; 및
비선형 최적화 기법을 이용하여 상기 매개 변수를 최적화하는 단계를 포함하는 방법.The method of claim 1,
The steps of estimating and optimizing the parameters are:
estimating the location, direction, and size of the building by using the initial location value of the building; and
and optimizing the parameter using a non-linear optimization technique.
상기 3차원 모델을 정합 및 피팅하는 단계는,
상기 건물의 위치, 방향, 및 크기를 최적화시킨 후에, 대응하는 영역에 대한 상기 수치고도모델의 높이값을 이용하여 상기 건물의 높이를 추정 및 최적화시키는 단계를 더 포함하는 방법.12. The method of claim 11,
The step of matching and fitting the 3D model comprises:
After optimizing the location, direction, and size of the building, the method further comprising the step of estimating and optimizing the height of the building using the height value of the numerical elevation model for the corresponding area.
수치표고모델 혹은 정사영상을 이용하여 3차원 공간 모델을 생성하는 3차원 공간 모델 생성부;
수치고도모델을 생성하는 수치 고도 모델 생성부;
건물에 대한 3차원 모델을 생성하는 3차원 건물 모델 생성부; 및
상기 3차원 공간 모델을 상기 수치고도모델과 상기 3차원 모델을 이용하여 위치, 방향, 크기 및 높이로 정합하고 피팅하는 정합 및 피팅부를 포함하고,
상기 정합 및 피팅부는
상기 건물의 상기 3차원 모델을 정합 및 피팅하기 위한 매개 변수를 추정 및 최적화하고,
상기 매개변수의 종류는 상기 3차원 모델의 생성 방식에 따라 다르게 결정되는 것을 특징으로 하는 3차원 가상 환경 저작 시스템.A three-dimensional virtual environment authoring system comprising:
a three-dimensional space model generator for generating a three-dimensional space model using a numerical elevation model or an orthographic image;
a numerical altitude model generating unit for generating a numerical altitude model;
a three-dimensional building model generating unit that generates a three-dimensional model of the building; and
a matching and fitting unit for matching and fitting the three-dimensional space model to a position, direction, size and height using the numerical elevation model and the three-dimensional model;
The matching and fitting part
estimating and optimizing parameters for matching and fitting the three-dimensional model of the building;
The three-dimensional virtual environment authoring system, characterized in that the type of the parameter is determined differently according to the generating method of the three-dimensional model.
상기 3차원 모델은 상기 건물에 대한 3차원 메쉬 모델을 포함하고,
상기 3차원 메쉬 모델은 상기 건물의 일부분 지정을 통하여 상기 건물의 위치를 초기화시키는 것을 특징으로 하는 3차원 가상 환경 저작 시스템.14. The method of claim 13,
The three-dimensional model includes a three-dimensional mesh model for the building,
3D virtual environment authoring system, characterized in that the 3D mesh model initializes the location of the building by designating a part of the building.
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| WO2024085600A1 (en) * | 2022-10-17 | 2024-04-25 | 네이버랩스 주식회사 | Method and system for matching three-dimensional model and street view data |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102473042B1 (en) * | 2020-11-19 | 2022-12-02 | 주식회사 공간정보 | method and system for obtaining image of cultural properties using drone and photo |
| CN112632681B (en) * | 2020-12-30 | 2024-04-19 | 苏州美舫科技股份有限公司 | Digital twin city model data individuation realization method and device based on illusion engine and storage medium |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100904078B1 (en) * | 2008-12-30 | 2009-06-23 | (주)대한지적기술단 | A system and a method for generating 3-dimensional spatial information using aerial photographs of image matching |
| JP2015232513A (en) | 2014-06-10 | 2015-12-24 | 日本電信電話株式会社 | Flexure estimation device and program |
| US20170200309A1 (en) | 2015-12-16 | 2017-07-13 | Objectvideo, Inc. | Using satellite imagery to enhance a 3d surface model of a real world cityscape |
| US20180157911A1 (en) | 2016-12-02 | 2018-06-07 | GEOSAT Aerospace & Technology | Methods and systems for automatic object detection from aerial imagery |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6587601B1 (en) * | 1999-06-29 | 2003-07-01 | Sarnoff Corporation | Method and apparatus for performing geo-spatial registration using a Euclidean representation |
| KR101314120B1 (en) * | 2009-12-18 | 2013-10-04 | 한국전자통신연구원 | Three-dimensional urban modeling apparatus and three-dimensional urban modeling method |
| KR20160004862A (en) * | 2014-07-04 | 2016-01-13 | 주식회사 인스바이오 | Patient specific virtual set-up and its simulation and the method manufacturing Orthodontics device or Orthodontics guidance |
| KR101667875B1 (en) * | 2015-03-31 | 2016-10-19 | 목포대학교산학협력단 | Automatic matching device and method of building polygon on a plurality of maps |
| KR101782559B1 (en) | 2016-02-18 | 2017-09-29 | 한국수자원공사 | Method for planning of constructing a dam based on a digital elevation model, apparatus, and recording medium thereof |
-
2018
- 2018-12-31 KR KR1020180173354A patent/KR102318522B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100904078B1 (en) * | 2008-12-30 | 2009-06-23 | (주)대한지적기술단 | A system and a method for generating 3-dimensional spatial information using aerial photographs of image matching |
| JP2015232513A (en) | 2014-06-10 | 2015-12-24 | 日本電信電話株式会社 | Flexure estimation device and program |
| US20170200309A1 (en) | 2015-12-16 | 2017-07-13 | Objectvideo, Inc. | Using satellite imagery to enhance a 3d surface model of a real world cityscape |
| US20180157911A1 (en) | 2016-12-02 | 2018-06-07 | GEOSAT Aerospace & Technology | Methods and systems for automatic object detection from aerial imagery |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024085600A1 (en) * | 2022-10-17 | 2024-04-25 | 네이버랩스 주식회사 | Method and system for matching three-dimensional model and street view data |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20200082611A (en) | 2020-07-08 |
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