KR102334177B1 - 실내대피를 위한 3차원 실내지도 구축 방법 및 시스템 - Google Patents

실내대피를 위한 3차원 실내지도 구축 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

실내대피를 위한 3차원 실내지도 구축 방법에 관한 것으로, 실내공간 측정장치로부터 실내 공간에 포함된 시설물 각각에 대하여 복수 개의 위치에서 생성된 점군(point-cloud) 데이터 및 각 점군 데이터와 연관된 위치 데이터를 수신하고, 각 시설물에 대한 복수 개의 위치에서의 점군 데이터를 이미지 정합함으로써 각 시설물에 대한 정합 점군 데이터를 생성하고, 각 시설물에 대한 점군 데이터, 및 연관된 위치데이터에 기초하여 각 시설물에 대한 정합 점군 데이터에 포함된 점들의 절대 좌표를 산출하고, 산출된 절대 좌표에 기초하여 각 시설물에 대한 정합 점군 데이터를 모델링하여 각 시설물의 3차원 객체를 생성하고, 그리고 각 시설물의 3차원 객체를 가상공간 상에 대응되는 위치에 맵핑하여 3차원 실내지도를 생성함으로써, 실내공간에서 재난 대피를 위한 데이터베이스를 구축할 수 있다.

Description

실내대피를 위한 3차원 실내지도 구축 방법 및 시스템 {Method and system for establishing 3-dimensional indoor information for indoor evacuation}
3차원 실내지도 구축 방법 및 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 재난상황 발생 시에 실내에서 대피하기 위한 3차원 실내지도 구축 방법 및 시스템에 관한 것이다.
최근 대형 실내 복합 쇼핑몰들이 증가하고 있으며, 이러한 대형 실내 복합 쇼핑몰의 경우 실내 공간이 매우 넓으며, 다양한 상점 및 시설이 존재하여 매우 복잡하다. 이러한 대형 실내 공간에서 지진, 화재 등과 같은 재난이 발생할 경우 실내 공간에 위치하는 다수의 이용객들이 부상을 당하는 등과 같은 큰 인명피해가 발생한다.
특히 대형 실내 공간의 경우 실내 공간의 크기 및 복잡도로 인하여 실내 공간에서 재난이 발생한 경우, 이용객들이 외부 또는 안전한 공간으로 대피하기 위한 대피 경로를 알기 어렵다. 이로 인하여, 대형 실내 공간에서 재난이 발생하는 경우 대량 인명피해로 이어질 가능성이 매우 높은 실정이다. 특히, 거동이 불편한 장애인 및 노인의 경우에는 실내 공간에서 재난이 발생한 경우 대피하기가 더 어려운 문제점이 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 문제를 예방하기 위하여 실내 공간의 정보를 포함하고 있는 3차원 실내지도에 대한 요구가 증가하고 있다. 종래의 실내지도는 실제 실내공간을 정확하게 표현하지 못하고 있다. 이로 인하여, 실내 공간을 이용하는 이용자들에게 정확한 정보를 제공할 수 없는 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허공보 제10-2019-0117354호
3차원 실내지도 구축 방법 및 시스템을 제공하는 데에 있다. 또한, 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 실내지도 구축 방법에 있어서, 실내공간 측정장치로부터 실내 공간에 포함된 시설물 각각에 대하여 복수 개의 위치에서 생성된 점군(point-cloud) 데이터 및 각 점군 데이터와 연관된 위치 데이터를 수신하는 단계; 각 시설물에 대한 복수 개의 위치에서의 점군 데이터를 이미지 정합함으로써, 각 시설물에 대한 정합 점군 데이터를 생성하는 단계; 상기 각 시설물에 대한 점군 데이터, 및 상기 연관된 위치데이터에 기초하여, 상기 각 시설물에 대한 정합 점군 데이터에 포함된 점들의 절대 좌표를 산출하는 단계; 상기 산출된 절대 좌표에 기초하여 상기 각 시설물에 대한 정합 점군 데이터를 모델링하여 상기 각 시설물의 3차원 객체를 생성하는 단계; 및 상기 각 시설물의 3차원 객체를 가상공간 상에 대응되는 위치에 맵핑하여 3차원 실내지도를 생성하는 단계를 포함한다.
각 시설물에 대한 정합 점군 데이터를 생성하는 단계는 상기 수신된 점군 데이터 중 동일한 시설물에 대한 점군 데이터를 결정하는 단계; 상기 결정된 점군 데이터 각각과 연관된 위치 데이터에 기초하여, 인접한 위치를 갖는 복수 개의 점군 데이터를 추출하는 단계; 및 상기 추출된 복수 개의 점군 데이터를 이미지 정합하여, 상기 각 시설물에 대한 정합 점군 데이터를 생성하는 단계를 포함한다.
상기 절대 좌표를 산출하는 단계는 상기 각 시설물에 대하여 복수 개의 위치에서 생성된 점군 데이터 중 어느 하나의 점군 데이터와 연관된 위치 데이터가 나타내는 위치를 절대원점으로 결정하는 단계; 상기 복수 개의 위치에서 생성된 점군 데이터 각각과 연관된 위치 데이터가 나타내는 위치와 상기 결정된 절대원점 사이의 변환 매트릭스를 산출하는 단계; 및 상기 산출된 변환 매트릭스, 및 상기 각 시설물에 대한 점군 데이터에 기초하여, 상기 각 시설물에 대한 정합 점군 데이터에 포함된 각 점의 절대좌표를 산출하는 단계를 포함한다.
상기 각 시설물의 3차원 객체를 생성하는 단계는 상기 각 시설물에 대한 속성데이터에 기초하여 상기 각 시설물의 3차원 객체를 생성한다.
상기 각 시설물의 3차원 객체를 생성하는 단계는 상기 각 시설물을 나타내는 이미지 데이터에 기초하여 상기 각 시설물의 3차원 객체를 생성한다.
상기 각 시설물의 3차원 객체를 생성하는 단계는 3차원 실내지도 구축 서버 및 적어도 하나의 무선통신단말을 포함하는 3차원 실내지도 구축 시스템에서 상기 3차원 실내지도 구축 서버와 상기 적어도 하나의 무선통신단말 사이의 데이터 전송 속도 또는 상기 적어도 하나의 무선통신단말의 연산처리속도에 기초하여, 상기 각 시설물의 3차원 객체의 정밀도를 결정한다.
상기 각 시설물의 3차원 객체를 생성하는 단계는 상기 3차원 실내지도 구축 서버와 상기 적어도 하나의 무선통신단말 사이의 데이터 전송 속도가 임계전송속도 이상이고 상기 적어도 하나의 무선통신단말의 연산처리속도가 임계처리속도 이상인 경우, 상기 각 시설물의 3차원 객체를 제 1 정밀도로 생성하고, 상기 3차원 실내지도 구축 서버와 상기 적어도 하나의 무선통신단말 사이의 데이터 전송 속도가 상기 임계전송속도 미만이거나 상기 적어도 하나의 무선통신단말의 연산처리속도가 임계처리속도 미만인 경우, 상기 각 시설물의 3차원 객체를 제 2 정밀도로 생성하고, 상기 제 1 정밀도는 상기 제 2 정밀도 보다 높다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 컴퓨터 판독 가능한 기록매체는 본 발명이 일 실시예에 따른 3차원 실내지도 구축 방법을 수행하는 프로그램이 기록된다.
본 발명의 실시예들에 따른 3차원 실내지도 구축 방법은 실제 실내 공간을 지상라이다 측량을 하여 각 시설물을 나타내는 점군 데이터를 생성하고, 생성된 각 시설물의 점군 데이터를 이미지 정합하고, 이미지 정합된 점군데이터를 3차원 모델링함으로써, 실내 공간의 3차원 실내지도를 생성한다. 실제 실내 공간과 매우 유사한 3차원 실내지도를 사용자에게 제공할 수 있다. 사용자는 실제 실내 공간과 유사한 3차원 실내지도를 이용하여 실내 공간에서 재난 발생시 이용자, 특히 장애인 및 노인을 위한 맞춤형 재난정보 서비스 체계를 구축할 수 있다.
또한, 실제 실내 공간과 매우 유사한 3차원 실내지도를 생성함으로써 실내 공간에서 재난 발생시 대피 방안, 대피 경로 등과 같은 대피 관련 데이터베이스를 구축할 수 있다. 이러한 데이터베이스를 이용하여 각종 재난상황에서 안전취약특성을 고려하여 구체적인 대피 방안, 대피 경로와 같은 구체적인 대응 방안을 도출할 수 있다. 이에 따라, 실내 공간에서 재난이 발생할 경우 인명피해를 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 3차원 실내지도 구축 방법은 3차원 실내지도를 생성할 때, 3차원 실내지도 구축 서버 및 무선통신단말 사이의 통신환경 및 무선통신단말의 처리사양을 고려하여 3차원 객체의 정밀도를 조절할 수 있다. 3차원 실내지도 구축 서버는 통신환경 및 무선통신단말의 처리사양이 소정의 기준 이상인 경우 높은 정밀도를 갖는 3차원 객체를 생성하고, 통신환경 및 무선통신단말의 처리사양이 소정의 기준에 미치지 못하는 경우 낮은 정밀도를 갖는 3차원 객체를 생성한다. 본 발명의 실시예들에 따른 3차원 실내지도 구축 방법은 통신환경 또는 처리사양이 높지 않은 경우 3차원 실내지도의 데이터를 경량화함으로써, 통신환경이 좋지 않은 환경에서 뿐만 아니라 무선통신단말의 처리사양이 높지 않더라도 3차원 실내지도 구축 서버가 3차원 실내지도를 사용자의 무선통신단말로 항상 빠르게 전송할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 실내지도 구축 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 3차원 실내지도 구축 서버의 구성도이다.
도 3은 도 1에 도시된 3차원 실내지도 구축 시스템에서 수행되는 3차원 실내지도 구축 방법의 흐름도이다.
도 4는 실내공간 측정장치에 의해 생성된 점군 데이터의 예시이다.
도 5는 도 3에 도시된 정합 점군 데이터를 생성하는 단계의 상세흐름도이다.
도 6은 도 3에 도시된 정합 점군 데이터를 생성하는 단계에 의해 생성된 정합 점군 데이터의 예시를 도시한 도면이다.
도 7은 도 3에 도시된 절대좌표를 산출하는 단계의 상세흐름도이다.
도 8은 도 3에 도시된 3차원 객체를 생성하는 단계에 의해 생성된 3차원 객체의 예시를 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명한다. 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 할 것이다.
본 발명의 실시예들은 3차원 실내지도 구축 방법 및 시스템에 관한 것이다. 이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 실내지도 구축 시스템을 도시한 도면이다. 도 1을 참고하면, 3차원 실내지도 구축 시스템은 3차원 실내지도 구축 서버(3), 실내공간 측정장치(2), 및 무선통신단말(1)을 포함한다. 3차원 실내지도 구축 서버(3)는 실내공간의 각 위치에서 측정된 점군 데이터, 실내공간에 대한 정보인 실내공간 데이터, 실내공간의 각 지점의 속성을 나타내는 속성정보 등에 기초하여 3차원 실내지도를 구축한다.
실내공간 측정장치(2)는 실내 공간의 각 위치에서 점군 데이터를 생성하고, 생성된 점군 데이터를 3차원 실내지도 구축 서버(3)로 전송한다. 실내공간 측정장치(2)는 3차원 실내지도 구축 서버(3)와 통신하기 위한 통신모듈, 실내공간의 각 위치에서 대상에 대한 점 형태의 점군 데이터를 생성하는 3D 스캐너, 실내 공간에서 위치 정보를 산출하는 실내 위치 측위 장치, 실내 공간을 나타내는 이미지를 생성하는 이미지 촬영 모듈(예를 들어, 카메라) 등을 포함할 수 있다.
무선통신단말(1)은 3차원 실내지도 구축 서버(3)로부터 3차원 실내지도를 수신하고, 수신된 3차원 실내지도를 디스플레이에 출력하여 사용자에게 제공한다. 무선통신단말(1)은 3차원 실내지도 구축 서버(3)와 통신하기 위한 통신모듈, 3차원 실내지도를 출력하기 위한 디스플레이모듈 등을 포함한다.
도 2는 도 1에 도시된 3차원 실내지도 구축 서버의 구성도이다. 도 2를 참고하면, 3차원 실내지도 구축 서버(3)는 프로세서(301), 통신모듈(302), 이미지 정합 모듈(303), 절대좌표 산출 모듈(304), 3차원 모델링 모듈(305), 맵핑(mapping) 모듈(306), 및 스토리지(307)로 구성된다. 3차원 실내지도 구축 서버(3)는 상술한 구성요소 이외의 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다.
프로세서(301)는 3차원 실내지도 구축 서버(3)의 일반적인 테스크를 처리한다. 통신모듈(302)은 이동통신 기지국 또는 와이파이 중계기 등에 접속하여 인터넷 등과 같은 광역 네트워크를 통하여 무선통신단말(1) 및 실내공간 측정장치(2)와 통신할 수 있는 통신기능을 지원한다.
3차원 실내지도 구축 서버(3)의 통신모듈(302)은 3G, 4G, 5G, WiFi, Wibro, Zigbee 등 다양한 통신 방식을 통하여 무선통신단말(1) 및 실내공간 측정장치(2)로부터 데이터를 수신하고, 무선통신단말(1) 및 실내공간 측정장치(2)로 데이터를 전송할 수 있다.
이미지 정합 모듈(303)은 입력된 복수 개의 이미지 데이터를 분석하여 복수 개의 이미지 데이터 사이에서 공액점(conjugation point)를 추출하고, 추출된 공액점에 기초하여 복수 개의 이미지 데이터를 이미지 정합한다. 이미지 정합 모듈(303)은 복수 개의 이미지 데이터를 하나의 좌표계에 의해 나타나도록 복수 개의 이미지를 정합한다. 이하에서, 이미지 정합 모듈(303)은 복수 개의 점군 데이터를 이미지 정합하여 정합 점군 데이터를 생성한다. 점군 데이터에 대한 이미지 정합에 대하여는 이하에서 상세하게 설명하기로 한다. 이미지 정합 모듈(303)은 생성된 각 시설물에 대한 정합 점군 데이터를 3차원 모델링 모듈(305) 및 맵핑 모듈(306)로 입력한다.
절대좌표 산출 모듈(304)은 각 시설물에 대한 정합 점군 데이터에 포함된 각 점의 절대좌표를 산출한다. 절대좌표 산출 모듈(304)은 정합 점군 데이터에서 각 점의 위치좌표의 기준이 되는 절대원점을 결정하고, 절대원점을 기준으로 정합 점군 데이터에 포함된 각 점의 절대좌표를 산출한다. 절대좌표 산출 모듈(304)은 각 점군 데이터와 연관된 위치 데이터의 위치와 결정된 절대원점 사이의 변환 매트릭스(matrix)를 산출하고, 산출된 변환 매트릭스에 기초하여 정합 점군 데이터에 포함된 각 점의 절대좌표를 산출한다. 절대좌표를 산출하는 구체적인 방법에 대하여는 이하에서 상세하게 설명하기로 한다. 절대좌표 산출 모듈(304)은 산출된 각 시설물에 대한 정합 점군데이터의 절대좌표를 3차원 모델링 모듈(305)로 입력한다.
3차원 모델링 모듈(305)은 각 시설물에 대한 정합 점군 데이터를 모델링함으로써 각 시설물의 3차원 객체를 생성한다. 3차원 모델링 모듈(305)은 각 시설물에 대한 정합 점군 데이터를 모델링하여 3차원 가상공간 상에서 각 시설물과 대응되는 3차원 객체를 생성한다. 3차원 모델링 모듈(305)은 각 시설물에 대한 정합 점군 데이터를 모델링할 때 각 시설물에 대한 정합 점군 데이터에 포함된 점들의 절대좌표에 기초하여 모델링한다. 예를 들어, 3차원 모델링 모듈(305)은 벽면에 대한 정합 점군 데이터를 모델링하여 3차원 가상공간 상에서 벽면의 3차원 객체를 생성한다. 3차원 모델링 모듈(305)은 생성된 각 시설물의 3차원 객체를 맵핑 모듈(306)로 입력한다.
맵핑 모듈(306)은 생성된 각 시설물의 3차원 객체를 가상공간 상에서 각 시설물의 위치에 맵핑하여 3차원 실내지도를 생성한다. 맵핑 모듈(306)은 스토리지(307)에 저장된 실내 공간의 실내지도, 또는 건축도면 정보에 기초하여 각 시설물의 3차원 객체를 가상공간 상에서 대응되는 위치에 맵핑한다. 맵핑 모듈(306)은 3차원 모델링 모듈(305)에서 생성된 각 시설물의 3차원 객체를 실제 공간과 대응되는 위치에 맵핑함으로써, 실제 실내 공간과 동일한 가상의 3차원 실내지도를 생성할 수 있다. 맵핑 모듈(306)은 생성된 3차원 실내지도를 통신모듈(302)로 입력한다.
여기에서, 이미지 정합모듈(303), 절대좌표 산출 모듈(304), 3차원 모델링 모듈(305), 및 맵핑 모듈(306)은 프로세서(301)와 다른 별개의 전용 프로세서로 구현될 수도 있으며, 프로세서(301)에 의해 실행되는 컴퓨터 프로그램에 의하여 구현될 수도 있다.
스토리지(307)는 3차원 실내지도 구축 방법에 의해 사용되는 데이터, 예를 들어, 실내 공간의 건축도면, 실내공간의 2차원 지도, 실내공간을 구성하는 각 시설물의 성질 및 내용을 나타내는 속성데이터 등을 저장한다. 또한, 스토리지(307)는 실내공간 측정장치(2)로부터 전송된 각 시설물에 대하여 복수 개의 위치에서 생성된 점군 데이터 및 이미지 데이터를 저장할 수 있다.
3차원 실내공간 구축 서버(3)는 이상에서 설명된 구성요소들 이외에 추가적인 구성요소를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 3차원 실내공간 구축 서버(3)는 도 2에 도시된 바와 같이, 여러 구성요소들 간에 데이터를 전송하기 위한 버스를 포함하고, 도 2에는 생략되어 있으나 각 구성요소에 구동전원을 공급하는 전력모듈(미도시)을 포함한다. 이와 같이, 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 구성요소에 대한 설명은 본 실시예의 특징을 흐려지게 함에 따라 생략하기로 한다. 이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 실내지도 구축 방법을 설명하는 과정에서 3차원 실내공간 구축 서버(3)의 각 구성요소에 대해 상세하게 설명하기로 한다.
도 3은 도 1에 도시된 3차원 실내지도 구축 시스템에서 3차원 실내지도 구축 방법의 흐름도이다. 도 3을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 3차원 실내공간 구축 방법은 도 2에 도시된 3차원 실내지도 구축 서버(3)에서 시계열적으로 수행되는 다음의 단계들로 구성된다. 이하에서 설명될 단계들에서는 실내공간 측정장치(2)에 의해 3차원 실내지도를 구축할 임의의 실내공간에 대한 점군 데이터 및 실내공간데이터가 이미 생성된 것으로 가정한다.
301 단계에서, 3차원 실내지도 구축 서버(3)의 통신모듈(302)은 실내공간 측정장치(2)로부터 실내 공간에서 시설물 각각에 대한 점군(point-cloud) 데이터 및 각 점군 데이터와 연관된 위치 데이터를 수신한다. 실내공간 측정장치(2)는 3차원 실내지도의 대상인 실제 실내 공간에서 실내 공간을 지상라이다(LiDAR) 측량을 통하여 실내 공간의 복수 개의 위치에서의 점군 데이터를 생성한다. 점군 데이터는 지상라이다 측량에 의하여 시설물을 나타내는 복수 개의 점들이 표현된 데이터이다.
도 4는 실내공간 측정장치(2)에 의해 생성된 점군 데이터의 예시이다. 도 4를 참고하면, 도 4의 (a)는 실내공간 측정장치(2)에 의해 생성된 이미지 데이터의 예시이고, 도 4의 (b)는 실내공간 측정장치(2)에 의해 생성된 점군 데이터의 예시이다. 도 4의 (a) 및 (b)에 도시된 이미지 데이터 및 점군 데이터는 동일한 위치에서 생성된 데이터이다.
실내공간 측정장치(2)는 라이다 센서 및 RGB-D 센서를 이용하여 물체에 빛 또는 신호의 반사를 이용하여 측정위치로부터 대상과의 거리를 측정하고, 대상에 대한 점(point) 형태의 군(cloud)을 형성하여 3차원 지형공간좌표인 실내 공간의 각 시설물에 대한 점군 데이터를 획득한다.
실내공간 측정장치(2)는 실내 공간에 포함된 시설물 별로 지상라이다 측량하여 점군 데이터를 생성한다. 보다 구체적으로, 실내공간 측정장치(2)는 실내 공간에서 위치를 변경하며 실내 공간의 천장을 측량하고, 천장에 대한 점군 데이터를 생성한다. 또한, 실내공간 측정장치(2)는 실내 공간에서 위치를 변경하며 실내 공간의 바닥을 측량하고, 바닥에 대한 점군 데이터를 생성한다. 보다 상세하게는, 실내공간 측정장치(2)는 실내 공간의 천장을 복수 개의 위치에서 지상라이다 측량하여 복수 개의 위치에서의 천장 점군 데이터를 생성한다. 실내공간 측정장치(2)는 각 시설물에 대한 복수 개의 위치에서의 점군 데이터를 생성한다. 상술한 방식으로, 실내공간 측정장치(2)는 실내 공간의 천장, 바닥, 벽면, 피난 시설물 등의 시설물 별로 지상라이다 측량을 수행하여 각 시설물에 대한 복수 개의 위치에서의 점군 데이터를 생성한다. 여기에서, 피난 시설물은 비상구, 계단, 에스컬레이터, 엘리베이터, 휠체어 리프트, 경사로, 출입구, 비상용 모래함, 구호물품 보관함, 소화기, 긴급전화 등을 포함한다.
실내공간 측정장치(2)는 상술한 방식으로 실내 공간에서 각 시설물에 대한 복수 개의 위치에서의 점군 데이터를 생성한다. 여기에서, 실내공간 측정장치(2)는 각 점군 데이터가 생성된 위치의 위치 데이터를 산출한다. 실내공간 측정장치(2)에 포함된 실내측위 모듈은 각 점군 데이터가 생성될 때, 각 점군 데이터가 생성된 지점의 위치를 산출하고, 산출된 위치를 나타내는 위치 데이터를 생성한다. 실내공간 측정장치(2)는 점군 데이터를 생성한 시점에 생성된 위치 데이터를 각 점군 데이터와 연관시킨다. 실내공간 측정장치(2)는 생성된 실내 공간의 시설물 별 복수 개의 점군 데이터, 및 각 점군 데이터와 연관된 위치 데이터를 3차원 실내지도 구축 서버(3)로 전송한다. 3차원 실내지도 구축 서버(3)의 통신모듈(302)은 수신된 실내 공간의 시설물 별 점군 데이터, 및 위치 데이터를 이미지 정합 모듈(303)로 입력한다.
302 단계에서, 3차원 실내지도 구축 서버(3)의 이미지 정합 모듈(303)은 각 시설물에 대한 복수 개의 위치에서의 점군 데이터를 이미지 정합(image matching)함으로써, 정합 점군 데이터를 생성한다. 이미지 정합 모듈(303)은 실내 공간에 위치된 시설물 각각에 대한 복수 개의 위치에서의 점군 데이터를 이미지 정합한다. 이미지 정합 모듈(303)은 각 시설물에 대한 점군 데이터의 위치 데이터에 기초하여 각 시설물에 대한 복수 개의 위치에서의 점군 데이터를 정합함으로써, 각 시설물에 대한 정합 점군 데이터를 생성한다. 예를 들어, 이미지 정합 모듈(303)은 천장에 대한 점군 데이터의 위치 데이터에 기초하여 천장에 대한 복수 개의 위치에서 생성된 점군 데이터를 정합한다. 이미지 정합 모듈(303)은 실내 공간의 천장을 나타내는 정합 점군 데이터를 생성한다. 이미지 정합 모듈(303)은 바닥, 벽면 각각에 대한 점군 데이터를 이미지 정합함으로써, 바닥에 대한 정합 점군 데이터, 벽면에 대한 정합 점군 데이터를 생성한다. 보다 구체적인 정합 점군 데이터 생성하는 방법에 대하여는 이하에서 설명하기로 한다.
도 5는 도 3에 도시된 정합 점군 데이터를 생성하는 단계의 상세흐름도이다. 도 5를 참고하면, 3021 단계에서, 이미지 정합 모듈(303)은 실내 공간에 포함된 복수 개의 시설물 중 동일한 시설물에 대한 점군 데이터를 결정한다. 이미지 정합 모듈(303)은 동일한 시설물에 대한 점군 데이터를 결정한다. 이상에서 설명한 바와 같이, 실내공간 측정장치(2)는 각 시설물에 대한 복수 개의 위치에서의 점군 데이터를 생성한다. 이미지 정합 모듈(303)은 실내 공간을 구성하는 복수 개의 시설물 중 어느 하나의 시설물에 대한 점군 데이터를 결정한다. 다시 말해, 이미지 정합 모듈(303)은 동일한 시설물에 대하여 생성된 복수 개의 점군 데이터를 결정한다.
3022 단계에서, 이미지 정합 모듈(303)은 결정된 복수 개의 점군 데이터 각각의 위치 데이터에 기초하여, 인접한 위치를 갖는 복수 개의 점군 데이터를 추출한다. 이미지 정합 모듈(303)은 점군 데이터의 이미지 정합을 위하여 인접한 위치에서 생성된 점군 데이터를 추출한다. 인접한 위치에서 생성된 동일한 시설물에 대한 복수 개의 점군 데이터를 정합한다. 서로 인접하지 않은 위치에서 생성된 점군 데이터는 연속성이 없기 때문에 이미지 정합을 할 수 없다. 보다 상세하게는 서로 인접하지 않은 위치를 갖는 점군 데이터는 동일한 시설물에서 연속성이 없기 때문에 이미지 정합에 적합하지 않다. 예를 들어, 이미지 정합 모듈(303)은 소정의 범위 내에 존재하는 위치 좌표를 나타내는 위치 데이터와 연관된 점군 데이터를 추출한다. 소정의 범위는 설계자에 의해 미리 설정될 수 있다.
3023 단계에서, 이미지 정합 모듈(303)은 추출된 서로 인접한 위치를 갖는 복수 개의 점군 데이터를 이미지 정합한다. 이미지 정합 모듈(303)은 3022 단계에서 추출된 복수 개의 점군 데이터를 이미지 정합한다. 이미지 정합 모듈(303)은 인접한 위치에서 촬영된 복수 개의 점군 데이터 각각으로부터 공액점(conjugation point)을 추출하고, 추출된 공액점에 기초하여 복수 개의 점군 데이터를 이미지 정합한다. 이미지 정합 모듈(303)은 복수 개의 점군 데이터를 정합하여 정합 점군 데이터를 생성한다. 정합 점군 데이터는 어느 하나의 시설물에 대하여 실내 공간의 각 위치에서 생성된 점들의 총 집합으로, 실내 공간 내에서의 어느 하나의 시설물을 나타낸다. 도 6은 도 3에 도시된 정합 점군 데이터를 생성하는 단계에 의해 생성된 정합 점군 데이터의 예시를 도시한 도면이다.
상술한 내용을 종합하면, 이미지 정합 모듈(303)은 동일한 시설물에 대한 복수 개의 위치에서 생성된 점군 데이터를 결정하고, 각 점군 데이터와 연관된 위치 데이터에 기초하여 인접한 위치 데이터를 갖는 복수 개의 점군 데이터를 추출하고, 결정된 인접한 위치 데이터를 갖는 복수 개의 점군 데이터를 이미지 정합한다. 이미지 정합 모듈(303)은 생성된 각 시설물에 대한 정합 점군 데이터를 절대좌표 산출 모듈(304)로 입력한다.
303 단계에서, 3차원 실내지도 구축 서버(3)의 절대좌표 산출 모듈(304)은 복수 개의 점군 데이터, 및 복수 개의 점군 데이터 각각과 연관된 위치 데이터에 기초하여 정합 점군 데이터에 포함된 각 점에 절대 좌표를 산출한다. 절대좌표 산출 모듈(304)은 각 점군 데이터의 점군에 포함된 각 점의 상대 좌표를 추출한다. 절대좌표 산출 모듈(304)은 추출된 각 점의 상대 좌표 및 연관된 위치 데이터에 포함된 위치 정보를 이용하여 각 점의 절대 좌표를 산출한다. 보다 구체적인 절대 좌표 산출에 대하여는 이하에서 상세하게 설명하기로 한다.
3031 단계에서, 절대좌표 산출 모듈(304)은 각 시설물에 대한 복수 개의 위치에서 생성된 점군 데이터 중 어느 하나의 점군 데이터와 연관된 위치 데이터가 나타내는 위치를 각 시설물의 정합 점군 데이터에서 절대원점으로 결정한다. 절대좌표 산출 모듈(304)은 동일한 시설물에 대하여 복수 개의 위치에서 생성된 점군 데이터 중 어느 하나의 점군 데이터와 연관된 위치 데이터가 나타내는 위치, 다시 말해 점군 데이터가 생성된 복수 개의 위치 중 어느 하나의 위치를 각 시설물의 정합 점군 데이터에서 절대원점으로 결정한다. 여기에서, 절대원점은 정합 점군 데이터에 포함된 점들의 절대좌표의 기준이다. 절대좌표 산출 모듈(304)은 각 시설물의 점군 데이터에 대하여 상이한 지점을 절대원점으로 결정할 수 있다.
3032 단계에서, 절대좌표 산출 모듈(304)은 결정된 절대원점 및 각 위치에서의 점군 데이터와 연관된 위치 데이터가 나타내는 위치 사이의 변환 매트릭스(matrix)를 산출한다. 이상에서 설명한 바와 같이, 3031 단계에서 결정된 절대원점은 동일한 시설물에 대하여 생성된 복수 개의 점군 데이터 중 어느 하나의 점군 데이터와 연관된 위치 데이터가 나타내는 위치이다. 절대좌표 산출 모듈(304)은 이러한 위치와 동일한 시설물에 대한 각 점군 데이터와 연관된 위치 데이터가 나타내는 위치 사이의 변환 매트릭스를 산출한다. 여기에서, 절대원점의 위치의 좌표를 A0라고 하고, 각 점군 데이터와 연관된 위치 데이터가 나타내는 위치의 좌표를 A1이라고 하면, 이리한 2개의 위치 사이의 관계는 다음의 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112020076141083-pat00001
여기서 Tm은 A0와 A1 사이의 변환 매트릭스이다. 상기 수학식 1을 변환하면 다음의 수학식 2와 같다.
Figure 112020076141083-pat00002
절대좌표 산출 모듈(304)은 상술한 방식으로 실내 공간에 포함된 복수 개의 시설물 각각에 대한 변환 매트릭스를 산출한다.
3033 단계에서, 절대좌표 산출 모듈(304)은 각 시설물의 변환 매트릭스 및 동일한 시설물에 대한 복수 개의 점군 데이터에 기초하여, 정합 점군 데이터에 포함된 각 점의 절대좌표를 산출한다. 절대좌표 산출 모듈(304)은 산출된 각 시설물의 변환 매트릭스, 및 동일한 시설물에 대한 복수 개의 점군 데이터에 포함된 각 점의 위치좌표와 곱함으로써, 점군 데이터의 점과 대응되는 정합 점군 데이터의 점의 절대좌표를 산출한다. 절대좌표 산출 모듈(304)은 상술한 방식으로, 각 시설물에 대한 정합 점군 데이터에 포함된 점들의 절대좌표를 산출한다. 예를 들어, 절대좌표 산출 모듈(304)은 천장에 대한 정합 점군 데이터, 바닥에 대한 정합 점군 데이터, 벽면에 대한 정합 점군 데이터, 및 피난 시설물에 대한 정합 점군데이터에 포함된 각각의 점들의 절대좌표를 산출한다. 절대좌표 산출 모듈(304)은 산출된 정합 점군 데이터의 점들의 절대좌표를 3차원 모델링 모듈(305)로 입력한다.
304 단계에서, 3차원 실내지도 구축 서버(3)의 3차원 모델링 모듈(305)은 입력된 각 시설물에 대한 정합 점군 데이터를 모델링함으로써 각 시설물의 3차원 객체를 생성한다. 3차원 모델링 모듈(305)은 각 시설물에 대한 정합 점군 데이터를 3차원 객체로 변환하여 각 시설물의 3차원 객체를 생성한다. 3차원 모델링 모듈(305)은 실내 공간을 구성하는 시설물들에 대한 정합 점군 데이터의 절대좌표에 기초하여, 각 시설물에 대한 정합 점군 데이터를 모델링하여 각 시설물의 3차원 객체를 생성한다. 3차원 모델링 모듈(305)은 각 시설물에 대한 정합 점군 데이터의 절대좌표를 통하여 점군을 구성하는 점들의 위치 및 점들 사이의 거리를 산출할 수 있다. 3차원 모델링 모듈(305)은 각 점들의 위치 및 점들 사이의 거리에 기반하여 각 시설물의 3차원 객체를 생성한다. 예를 들어, 3차원 모델링 모듈(305)은 바닥에 대한 3차원 객체, 천장에 대한 3차원 객체, 벽면에 대한 3차원 객체를 각각 생성한다. 도 8은 도 3에 도시된 3차원 객체를 생성하는 단계에 의해 생성된 3차원 객체의 예시를 도시한 도면이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 3차원 모델링 모듈(305)은 각 시설물에 대한 속성데이터에 기초하여 각 시설물에 대한 정합 점군 데이터를 모델링함으로써 각 시설물의 3차원 객체를 생성한다. 3차원 실내지도 구축 서버(3)의 스토리지(307)는 실내 공간을 구성하는 각 시설물에 대한 속성데이터를 저장한다. 여기에서 속성데이터는 실내 공간 정보에 표현되는 각종 공간 및 시설물의 성질과 내용을 나타내는 특성데이터를 의미한다. 각 시설물에 대한 속성데이터는 각 시설물의 형태를 나타내는 속성 형태 데이터, 각 시설물의 질감을 나타내는 텍스쳐 데이터, 각 시설물의 색깔을 나타내는 RGB 데이터를 포함한다. 3차원 모델링 모듈(305)은 각 시설물의 속성데이터에 기초하여 각 시설물의 3차원 객체를 생성함으로써, 보다 실제에 가까운 3차원 객체를 생성할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 3차원 모델링 모듈(305)은 각 시설물에 대한 이미지 데이터에 기초하여 각 시설물에 대한 정합 점군 데이터를 모델링함으로써 각 시설물의 3차원 객체를 생성한다. 3차원 실내지도 구축 서버(3)의 통신모듈(302)은 실내공간 측정장치(2)로부터 각 시설물을 나타내는 이미지 데이터를 수신한다.
보다 구체적으로, 실내공간 측정장치(2)는 3차원 실내지도의 대상인 실제 실내 공간의 복수 개의 위치에서 실내 공간을 나타내는 이미지 데이터를 생성한다. 실내공간 측정장치(2)는 실내공간 측정장치(2)에 포함된 실내측위모듈을 이용하여 실제 실내 공간에서 실내공간 측정장치(2)의 위치를 산출하고, 산출된 실내공간 측정장치(2)의 위치에 기초하여 실제 실내 공간의 각 구역의 위치를 나타내는 위치 데이터를 생성한다. 실내공간 측정장치(2)는 이미지 데이터를 생성한 시점에 생성된 위치 데이터를 연관시킨다. 실내공간 측정장치(2)는 생성된 이미지 데이터 및 연관된 위치 데이터를 3차원 실내지도 구축 서버(3)로 전송한다. 통신모듈(302)은 수신한 각 시설물을 나타내는 이미지 데이터를 3차원 모델링 모듈(305)로 입력한다.
3차원 모델링 모듈(305)은 각 시설물을 나타내는 이미지 데이터에 기초하여 각 시설물에 대한 정합 점군 데이터를 모델링함으로써, 각 시설물의 3차원 객체를 생성한다. 보다 구체적으로, 3차원 모델링 모듈(305)은 각 시설물을 나타내는 이미지 데이터로부터 각 시설물의 색깔, 형태 등에 대한 정보를 추출하고, 추출된 각 시설물의 색깔 및 형태 정보에 기초하여 각 시설물의 3차원 객체를 생성한다. 여기에서, 3차원 모델링 모듈(305)은 정합 점군 데이터의 각 점들과 유사한 위치에서 생성된 이미지 데이터를 결정하고, 결정된 이미지 데이터로부터 각 시설물의 색깔 및 형태 정보를 추출한다. 3차원 모델링 모듈(305)은 각 시설물의 이미지 데이터에 기초하여 각 시설물의 3차원 객체를 생성함으로써, 보다 실제에 가까운 3차원 객체를 생성할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 3차원 실내지도 구축 서버(3)의 3차원 모델링 모듈(305)은 3차원 실내지도 구축 서버(3)와 적어도 하나의 무선통신단말(1) 사이의 통신환경, 및 적어도 하나의 무선통신단말(1)의 처리사양에 기초하여 각 시설물의 3차원 객체의 정밀도를 결정한다. 여기서 3차원 실내지도 구축 서버(3)와 적어도 하나의 무선통신모듈(302) 사이의 통신환경은 전송 속도, 전송 시 에러율(error rate) 등을 포함하는 서비스 품질(QoS, Quality of Service)을 포함하고, 무선통신단말(1)의 처리사양은 무선통신단말(1)의 프로세서(예를 들어, 중앙처리장치(CPU))가 데이터를 처리할 수 있는 연산처리속도를 포함한다.
3차원 모델링 모듈(305)은 3차원 객체를 생성할 때 통신 환경 및 처리사양에 기초하여 3차원 객체의 정밀도를 결정한다. 예를 들어, 3차원 모델링 모듈(305)은 전송 속도가 소정의 임계전송속도 이상인 경우 높은 정밀도의 3차원 객체를 생성하고, 전송 속도가 소정의 임계전송속도 미만인 경우 낮은 정밀도의 3차원 객체를 생성한다.
또한, 3차원 모델링 모듈(305)은 에러율이 소정의 임계에러율 미만인 경우 높은 정밀도의 3차원 객체를 생성하고, 에러율이 소정의 임계에러율 이상인 경우 낮은 정밀도의 3차원 객체를 생성한다.
예를 들어, 3차원 모델링 모듈(305)은 3차원 실내지도 구축 서버(3)와 적어도 하나의 무선통신단말(1) 사이의 데이터 전송 속도가 임계전송속도 이상이고 적어도 하나의 무선통신단말(1)의 연산처리속도가 임계처리속도 이상인 경우, 각 시설물의 3차원 객체를 제 1 정밀도로 생성하고, 3차원 실내지도 구축 서버(3)와 적어도 하나의 무선통신단말(1) 사이의 데이터 전송 속도가 임계전송속도 미만이거나 적어도 하나의 무선통신단말(1)의 연산처리속도가 임계처리속도 미만인 경우, 각 시설물의 3차원 객체를 제 2 정밀도로 생성한다.
여기에서, 3차원 객체의 정밀도는 3차원 객체를 표현하는 정밀도로서, 3차원 그래픽에서 정밀도의 단위는 폴리곤(polygon)이다. 폴리곤은 3차원 그래픽에서 3차원 객체를 표현할 때 쓰이는 기본 단위의 다각형을 의미한다. 제 1 정밀도는 제 2 정밀도 보다 높은 정밀도를 갖는다. 상술한 예시들에서 정밀도의 예를 들면, 3차원 객체의 제 1 정밀도는 2500 폴리곤이고, 3차원 객체의 제 2 정밀도는 632 폴리곤이다. 또한, 이상에서 설명한 임계전송속도, 임계에러율 및 임계처리속도는 설계자에 의해 미리 설정될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 3차원 모델링 모듈(305)은 각 시설물에 대한 정합 점군데이터를 모델링하여, 각 시설물의 3차원 객체를 생성한다. 예를 들어, 3차원 모델링 모듈(305)은 천장에 대한 정합 점군 데이터를 모델링하여 천장의 3차원 객체를 생성한다. 또한, 3차원 모델링 모듈(305)은 실내 공간을 구성하는 각 시설물인 벽면의 3차원 객체, 및 바닥의 3차원 객체를 각각 생성한다. 3차원 모델링 모듈(305)은 생성된 각 시설물의 3차원 객체를 맵핑 모듈(306)로 입력한다.
305단계에서, 3차원 실내지도 구축 서버(3)의 맵핑 모듈(306)은 생성된 각 시설물의 3차원 객체를 가상공간 상의 각 시설물의 대응되는 위치에 맵핑(mapping)함으로써, 3차원 실내지도를 생성한다. 맵핑 모듈(306)은 304 단계에서 생성된 각 시설물의 3차원 객체를 가상공간 상의 각 위치에 대응되도록 맵핑하여 3차원 실내지도를 생성한다. 보다 구체적으로, 맵핑 모듈(306)은 3차원 실내지도 구축 서버(3)의 스토리지(307)에 저장된 2차원 실내지도 정보에 기초하여 각 시설물의 3차원 객체를 가상공간 상에 맵핑한다. 맵핑 모듈(306)은 2차원 실내지도 정보에 포함된 천장, 벽면, 바닥, 상점, 피난 시설물 등의 위치 정보를 이용하여 생성된 각 시설물의 3차원 객체를 가상공간 상에서 대응되는 위치에 맵핑한다. 맵핑 모듈(306)은 실내 공간을 구성하는 각 시설물에 대한 3차원 객체를 대응되는 위치에 맵핑함으로써, 3차원 실내지도를 생성한다. 맵핑 모듈(306)은 생성된 3차원 실내지도를 통신모듈(302)로 입력한다.
보다 구체적으로, 305 단계에서 맵핑 모듈(306)은 스토리지(307)에 저장된 건축도면과 각 시설물의 정합 점군 데이터의 절대좌표에 기초하여 각 시설물의 3차원 객체를 3차원 실내지도에 맵핑한다. 건축도면은 실내 공간의 도면으로 실내 공간의 형상, 치수, 구조 등을 나타내기 위하여 소정의 비율로 축소하여 그린 도면이다. 건축도면은 각 시설물의 위치, 치수, 길이에 대한 정보를 포함한다. 예를 들어, 건축도면은 출입문의 위치, 크기가 표시되어 있으며, 벽면의 위치, 두께, 길이가 표시되고, 계단, 엘리베이터, 에스컬레이터, 소방시설 등의 위치가 표시된다.
맵핑 모듈(306)은 3차원 모델링 모듈(305)에 의해 생성된 각 시설물의 3차원 객체를 건축도면에 포함된 각 시설물의 위치에 대응되도록 맵핑한다. 맵핑 모듈(306)은 각 시설물의 3차원 객체를 건축도면에 기초하여 3차원 실내지도에 맵핑함으로써 3차원 실내지도를 생성한다. 이상에서 설명한 바와 같이, 맵핑 모듈(306)은 건축 도면에 포함된 정보(예를 들어, 각 시설물의 위치, 크기)에 기초하여 각 시설물의 3차원 객체를 맵핑함으로써, 각 시설물의 3차원 객체가 3차원 실내지도에서 실제의 위치와 동일한 위치에 동일한 크기로 배치될 수 있다. 이에 따라, 맵핑 모듈(306)은 보다 실제에 가까운 3차원 실내지도를 생성할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 3차원 실내지도 구축 서버(3)에 의해 구축된 3차원 실내지도는 비상구, 계단, 에스컬레이터, 엘리베이터, 휠체어 리프트, 경사로, 출입구, 비상용 모래함, 구호물품 보관함, 소화기, 긴급전화 등을 포함하는 피난 시설물과 대응되는 3차원 객체를 포함한다. 피난 시설물을 포함하는 3차원 실내지도를 생성함으로써, 실내 공간에서 재난 발생 시에 피난을 위한 시설물에 대한 정보를 사용자에게 전달할 수 있다. 또한, 피난 시설물을 포함하는 3차원 실내지도를 생성함에 따라 실내 공간에서 재난 발생시 대피 방안, 대피 경로 등과 같은 대피 관련 데이터베이스를 구축할 수 있다. 이러한 데이터베이스를 이용하여 각종 재난상황에서 안전취약특성을 고려하여 구체적인 대피 방안, 대피 경로와 같은 구체적인 대응 방안을 도출할 수 있다. 이에 따라, 실내 공간에서 재난이 발생할 경우 인명피해를 최소화할 수 있다.
306 단계에서, 3차원 실내지도 구축 서버(3)의 통신모듈(302)은 생성된 3차원 실내지도를 적어도 하나의 무선통신단말(1)로 전송한다. 3차원 실내지도 구축 서버(3)의 통신모듈(302)은 305 단계에서 생성된 3차원 실내지도를 적어도 하나의 무선통신단말(1)로 무선으로 전송한다. 3차원 실내지도를 수신한 무선통신단말(1)은 디스플레이부를 통하여 3차원 실내지도를 사용자에게 제공할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 3차원 실내지도 구축 방법은 실제 실내 공간을 지상라이다 측량을 하여 각 시설물을 나타내는 점군 데이터를 생성하고, 생성된 각 시설물의 점군 데이터를 이미지 정합하고, 이미지 정합된 점군데이터를 3차원 모델링함으로써, 실내 공간의 3차원 실내지도를 생성한다. 실제 실내 공간과 실질적으로 유사한 3차원 실내지도를 사용자에게 제공할 수 있다. 사용자는 실제 실내 공간과 유사한 3차원 실내지도를 이용하여 실내 공간에서 재난 발생시 이용자, 특히 장애인 및 노인을 위한 맞춤형 재난정보 서비스 체계를 구축할 수 있다.
실내 공간과 매우 유사한 3차원 실내지도를 구축함으로써, 실내 공간에서 대피 방안, 대피 경로, 대피 시설물 등과 같은 대피 관련 데이터베이스를 구축할 수 있다. 보다 구체적으로, 구축된 3차원 실내지도를 이용하여 복잡한 실내 공간 내의 어느 위치에서나 가장 빠른 대피 경로, 근처의 대피 시설물에 대한 데이터를 포함하는 대피 관련 데이터베이스를 구축할 수 있다. 이러한 대피 관련 데이터베이스를 활용하여 실내 공간 어느 곳에서든 구체적인 대응 방안을 도출할 수 있다. 복잡하고 거대한 실내 공간에서 화재, 지진 등과 같은 재난상황이 발생하는 경우 실내 공간에 위치하는 이용자들로 하여금 3차원 실내지도 및 대피 관련 데이터베이스에 기초하여 빠른 대피 방안을 제공할 수 있다. 이에 따라, 실내 공간에서 재난이 발생하더라도 인명피해를 최소화할 수 있다.
또한, 실제 실내 공간과 매우 유사한 3차원 실내지도를 생성함으로써 실내 공간에서 재난 발생시 대피 방안, 대피 경로 등과 같은 대피 관련 데이터베이스를 구축할 수 있다. 이러한 데이터베이스를 이용하여 각종 재난상황에서 안전취약특성을 고려하여 구체적인 대피 방안, 대피 경로와 같은 구체적인 대응 방안을 도출할 수 있다. 이에 따라, 실내 공간에서 재난이 발생할 경우 인명피해를 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 3차원 실내지도 구축 방법은 3차원 실내지도를 생성할 때, 3차원 실내지도 구축 서버 및 무선통신단말 사이의 통신환경 및 무선통신단말의 처리사양을 고려하여 3차원 객체의 정밀도를 조절할 수 있다. 3차원 실내지도 구축 서버는 통신환경 및 무선통신단말의 처리사양이 소정의 기준 이상인 경우 높은 정밀도를 갖는 3차원 객체를 생성하고, 통신환경 및 무선통신단말의 처리사양이 소정의 기준에 미치지 못하는 경우 낮은 정밀도를 갖는 3차원 객체를 생성한다. 본 발명의 실시예들에 따른 3차원 실내지도 구축 방법은 통신환경 또는 처리사양이 높지 않은 경우 3차원 실내지도의 데이터를 경량화함으로써, 3차원 실내지도 구축 서버가 3차원 실내지도를 사용자의 무선통신단말로 항상 빠르게 전송할 수 있다.
한편 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 본 발명의 실시예에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체 (예를 들면 롬 플로피 디스크 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)같은 저장매체를 포함한다. 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에는 본 발명의 실시예들에 따른 3차원 실내지도 구축 방법을 수행하는 프로그램을 기록된다.
이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 무선통신단말
2: 실내공간 측정장치
3: 3차원 실내지도 구축서버
301: 프로세서 302: 통신모듈
303: 이미지 정합 모듈 304: 절대좌표 산출 모듈
305: 3차원 모델링 모듈 306: 맵핑 모듈
307: 스토리지

Claims (8)

  1. 3차원 실내지도 구축 방법에 있어서,
    실내공간 측정장치(2)로부터 실내 공간에 포함된 시설물 각각에 대하여 복수 개의 위치에서 생성된 점군(point-cloud) 데이터 및 각 점군 데이터와 연관된 위치 데이터를 수신하는 단계;
    각 시설물에 대한 복수 개의 위치에서의 점군 데이터를 이미지 정합함으로써, 각 시설물에 대한 정합 점군 데이터를 생성하는 단계;
    상기 각 시설물에 대한 점군 데이터, 및 상기 연관된 위치데이터에 기초하여, 상기 각 시설물에 대한 정합 점군 데이터에 포함된 점들의 절대 좌표를 산출하는 단계;
    상기 산출된 절대 좌표에 기초하여 상기 각 시설물에 대한 정합 점군 데이터를 모델링하여 상기 각 시설물의 3차원 객체를 생성하는 단계; 및
    상기 각 시설물의 3차원 객체를 가상공간 상에 대응되는 위치에 맵핑하여 3차원 실내지도를 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 절대 좌표를 산출하는 단계는
    상기 각 시설물에 대하여 복수 개의 위치에서 생성된 점군 데이터 중 어느 하나의 점군 데이터와 연관된 위치 데이터가 나타내는 위치를 절대원점으로 결정하는 단계;
    상기 복수 개의 위치에서 생성된 점군 데이터 각각과 연관된 위치 데이터가 나타내는 위치와 상기 결정된 절대원점 사이의 변환 매트릭스를 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 변환 매트릭스, 및 상기 각 시설물에 대한 점군 데이터에 기초하여, 상기 각 시설물에 대한 정합 점군 데이터에 포함된 각 점의 절대좌표를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 실내지도 구축 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    각 시설물에 대한 정합 점군 데이터를 생성하는 단계는
    상기 수신된 점군 데이터 중 동일한 시설물에 대한 점군 데이터를 결정하는 단계;
    상기 결정된 점군 데이터 각각과 연관된 위치 데이터에 기초하여, 인접한 위치를 갖는 복수 개의 점군 데이터를 추출하는 단계; 및
    상기 추출된 복수 개의 점군 데이터를 이미지 정합하여, 상기 각 시설물에 대한 정합 점군 데이터를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 실내지도 구축방법.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 시설물의 3차원 객체를 생성하는 단계는 상기 각 시설물에 대한 속성데이터에 기초하여 상기 각 시설물의 3차원 객체를 생성하는 것을 특징으로 하는 3차원 실내지도 구축 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 시설물의 3차원 객체를 생성하는 단계는 상기 각 시설물을 나타내는 이미지 데이터에 기초하여 상기 각 시설물의 3차원 객체를 생성하는 것을 특징으로 하는 3차원 실내지도 구축 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 시설물의 3차원 객체를 생성하는 단계는 3차원 실내지도 구축 서버(3) 및 적어도 하나의 무선통신단말(1)을 포함하는 3차원 실내지도 구축 시스템에서 상기 3차원 실내지도 구축 서버(3)와 상기 적어도 하나의 무선통신단말(1) 사이의 데이터 전송 속도 또는 상기 적어도 하나의 무선통신단말(1)의 연산처리속도에 기초하여, 상기 각 시설물의 3차원 객체의 정밀도를 결정하는 것을 특징으로 하는 3차원 실내지도 구축 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 각 시설물의 3차원 객체를 생성하는 단계는
    상기 3차원 실내지도 구축 서버(3)와 상기 적어도 하나의 무선통신단말(1) 사이의 데이터 전송 속도가 임계전송속도 이상이고 상기 적어도 하나의 무선통신단말(1)의 연산처리속도가 임계처리속도 이상인 경우, 상기 각 시설물의 3차원 객체를 제 1 정밀도로 생성하고,
    상기 3차원 실내지도 구축 서버(3)와 상기 적어도 하나의 무선통신단말(1) 사이의 데이터 전송 속도가 상기 임계전송속도 미만이거나 상기 적어도 하나의 무선통신단말(1)의 연산처리속도가 임계처리속도 미만인 경우, 상기 각 시설물의 3차원 객체를 제 2 정밀도로 생성하고,
    상기 제 1 정밀도는 상기 제 2 정밀도 보다 높은 것을 특징으로 하는 3차원 실내지도 구축 방법.
  8. 제 1 항, 제 2 항, 제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
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