KR102351002B1 - 3d 모델링을 이용한 실내 일조량 정보 제공 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 3D 모델링을 이용한 실내 일조량 정보 제공 장치는 라이다(LiDAR), 카메라 및 외부 서버와 통신하도록 구성된 통신 회로, 메모리, 및 통신 회로 및 메모리와 전기적으로 연결된 프로세서를 포함하고, 프로세서는 통신 회로를 이용하여 라이다 및 카메라로부터 좌표 정보 및 색상 정보를 포함하는 실내 공간에 대한 복수의 포인트 클라우드를 수신하고, 복수의 포인트 클라우드에 기초하여 실내 공간에 대응하는 복수의 폴리곤을 포함하는 3D 오브젝트를 생성하고, 통신 회로를 이용하여 외부 서버로부터 실내 공간을 포함하는 건축물 및 건축물에 인접한 하나 이상의 외부 건축물에 대한 건물 정보를 수신하고, 건물 정보에 기초하여 실내 공간 및 하나 이상의 외부 건축물에 대응하는 건축물 좌표 정보를 획득하고, 3D 오브젝트 및 건축물 좌표 정보를 그래픽 API에 입력함으로써 미리 설정된 광원과 실내 공간에 대한 레이 트레이싱(ray tracing)을 수행하고, 레이 트레이싱의 결과에 기초하여 실내 공간에 대한 일조량 정보를 제공할 수 있다.

Description

3D 모델링을 이용한 실내 일조량 정보 제공 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PROVIDING INFORMATION ON AMOUNT OF SUNLIGHT INDOORS USING 3D MODELING}
본 문서에서 개시되는 실시 예들은 건물의 내부 공간에 대한 일조량 정보를 제공하기 위한 장치 및 방법과 관련된다.
이-커머스(E-commerce)의 발달에 따라 부동산 거래에도 이-커머스 기술이 널리 적용되고 있다. 이에 따라, 부동산 거래를 위한 웹 사이트 및 어플리케이션 등과 같은 다양한 플랫폼의 개발이 이루어지고 있다. 부동산 거래 플랫폼은 기본적으로 매물에 대한 검색 기능을 제공할 수 있고, 검색된 매물에 대한 다양한 정보를 제공할 수 있다.
특히, 부동산 거래는 통상적으로 거래 가액이 높으므로, 거래 당사자에게 충분한 정보를 제공할 필요성이 있다. 부동산 거래 플랫폼은, 예를 들어, 가격, 위치 관리비, 층수, 면적, 방향, 냉난방, 주차, 엘리베이터, 용도, 매물 사진, 부대 시설 및 주변 시설 등과 같은 다양한 정보를 사용자에게 제공할 수 있다. 이 외에도, 사용자가 시간을 들여 방문하지 않고도 매물을 정확하게 파악할 수 있는 정보가 추가적으로 제공될 수 있다.
부동산 거래 시, 특히, 주거용에 해당하는 경우, 사용자는 실내 공간의 일조량에 대한 정보를 요구할 수 있다. 그러나, 일조량 정보를 수집하기 위해서는 긴 시간 동안 실내 공간에서 일조량을 감지해야 하므로, 수집하기 어렵다는 문제점이 있다. 매물의 위치 및 방향을 이용하여 일조량 정보를 산출할 수도 있겠으나, 일조량은 광원(태양)의 위치 및 인접한 외부 건물의 위치에 따라 변동될 수 있으므로, 매물의 위치 및 방향만으로는 정확하게 산출하기 어렵다는 문제점이 있다.
본 발명의 실시 예들은, 광원, 외부 건물 및 실내 공간에 대한 정보를 이용하여 사용자에게 실내 공간의 일조량 정보를 제공할 수 있는 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 3D 모델링을 이용한 실내 일조량 정보 제공 장치는 라이다(LiDAR), 카메라 및 외부 서버와 통신하도록 구성된 통신 회로, 메모리, 및 통신 회로 및 메모리와 전기적으로 연결된 프로세서를 포함하고, 프로세서는 통신 회로를 이용하여 라이다 및 카메라로부터 좌표 정보 및 색상 정보를 포함하는 실내 공간에 대한 복수의 포인트 클라우드를 수신하고, 복수의 포인트 클라우드에 기초하여 실내 공간에 대응하는 복수의 폴리곤을 포함하는 3D 오브젝트를 생성하고, 통신 회로를 이용하여 외부 서버로부터 실내 공간을 포함하는 건축물 및 건축물에 인접한 하나 이상의 외부 건축물에 대한 건물 정보를 수신하고, 건물 정보에 기초하여 실내 공간 및 하나 이상의 외부 건축물에 대응하는 건축물 좌표 정보를 획득하고, 3D 오브젝트 및 건축물 좌표 정보를 그래픽 API에 입력함으로써 미리 설정된 광원과 실내 공간에 대한 레이 트레이싱(ray tracing)을 수행하고, 레이 트레이싱의 결과에 기초하여 실내 공간에 대한 일조량 정보를 제공할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서는 건물 정보에 포함된 위치 정보, 면적 정보 및 높이 정보에 기초하여 실내 공간 및 하나 이상의 외부 건축물에 대응하는 건축물 좌표 정보를 산출할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서는 그래픽 API를 이용하여 광원의 위치, 각도, 밝기, 색상 및 노출 값을 설정하고, 3D 오브젝트, 건축물 좌표 정보 및 광원에 기초하여 복수의 폴리곤에 대한 라이트 맵 및 복수의 폴리곤 각각에 대한 반사광 정보를 생성하고, 라이트 맵 및 반사광 정보에 기초하여 복수의 폴리곤 각각에 대응하는 밝기 정보를 획득할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서는 복수의 폴리곤 중 광원과 가장 가까운 폴리곤에 대응하는 밝기 정보를 일조량 정보로서 획득하고, 실내 공간의 일조량 정보와 다른 실내 공간의 일조량 정보를 표현하는 비교 데이터를 제공할 수 있다.
본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 3D 모델링을 이용한 실내 일조량 정보 제공 방법은 라이다 및 카메라로부터 좌표 정보 및 색상 정보를 포함하는 실내 공간에 대한 복수의 포인트 클라우드를 수신하는 단계, 복수의 포인트 클라우드에 기초하여 실내 공간에 대응하는 복수의 폴리곤을 포함하는 3D 오브젝트를 생성하는 단계, 외부 서버로부터 실내 공간을 포함하는 건축물 및 건축물에 인접한 하나 이상의 외부 건축물에 대한 건물 정보를 수신하는 단계, 건물 정보에 기초하여 실내 공간 및 하나 이상의 외부 건축물에 대응하는 건축물 좌표 정보를 획득하는 단계, 3D 오브젝트 및 건축물 좌표 정보를 그래픽 API에 입력함으로써 미리 설정된 광원과 실내 공간에 대한 레이 트레이싱을 수행하는 단계, 및 레이 트레이싱의 결과에 기초하여 실내 공간에 대한 일조량 정보를 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
본 문서에 개시되는 실시 예들에 따르면, 실내 공간에 대한 3D 오브젝트 및 외부 건축물에 대한 정보에 기초하여 그래픽 API를 이용한 레이 트레이싱을 수행함으로써, 직접적인 측정 없이 실내 공간에 대한 일조량을 추정하여 일조량 정보를 사용자에게 제공할 수 있다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 3D 모델링을 이용한 실내 일조량 정보 제공 장치의 동작 환경을 도시한다.
도 2는 일 실시 예에 따른 3D 모델링을 이용한 실내 일조량 정보 제공 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 3D 모델링을 이용한 실내 일조량 정보 제공 장치의 예시적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 3D 모델링을 이용한 실내 일조량 정보 제공 장치의 예시적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 3D 모델링을 이용한 실내 일조량 정보 제공 장치의 예시적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 3D 모델링을 이용한 실내 일조량 정보 제공 장치의 예시적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 3D 모델링을 이용한 실내 일조량 정보 제공 장치의 예시적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 3D 모델링을 이용한 실내 일조량 정보 제공 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해서 상세하게 설명한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시 예의 다양한 변경, 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 3D 모델링을 이용한 실내 일조량 정보 제공 장치의 동작 환경을 도시한다.
도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른 3D 모델링을 이용한 실내 일조량 정보 제공 장치는 서비스 제공자에 의해 사용되는 컴퓨팅 디바이스로서 PC 등과 같은 사용자 단말(100)로 구현될 수 있다. 사용자 단말(100)은 수집된 정보를 이용하여 실내 공간의 일조량 정보를 산출할 수 있다. 발명의 구현 형태에 따라 실내 일조량 정보 제공 장치는 서버(미도시) 형태로 구현될 수도 있고, 사용자 단말(미도시)에서의 입력에 따라 일조량 정보를 산출할 수도 있다.
구체적으로, 라이다 카메라(11)는 실내 공간에서 라이다 및 카메라를 이용하여 실내 공간에 대한 좌표 정보 및 색상 정보를 포함하는 포인트 클라우드를 획득할 수 있다. 서비스 제공자에 의해 사용되는 제1 사용자 단말(100)은 라이다 카메라(11)로부터 부동산 매물의 실내 공간에 대한 포인트 클라우드를 수신할 수 있다. 제1 서버(12)(예: 공공 데이터 서버)는 다수의 건축물에 대한 정보를 저장할 수 있다. 제1 사용자 단말(100)은 제1 서버(12)로부터 상기 실내 공간을 포함하는 건축물 및 인접한 외부 건축물에 대한 정보를 수신할 수 있다.
제1 사용자 단말(100)은 라이다 카메라(11)로부터 수신된 포인트 클라우드를 이용하여 다수의 폴리곤을 포함하는 3D 오브젝트를 생성할 수 있고, 제1 서버(12)로부터 수신된 정보를 이용하여 해당 건축물 및 인접한 외부 건축물에 대한 건축물 좌표 정보를 생성할 수 있다. 제1 사용자 단말(100)은 생성된 3D 오브젝트 및 건축물 좌표 정보를 그래픽 API에 입력하고, 광원을 설정함으로써, 실내 공간에 대한 레이 트레이싱을 수행할 수 있다. 제1 사용자 단말(100)은 레이 트레이싱의 결과에 기초하여 일조량 정보를 산출하고, 산출된 일조량 정보를 제2 서버(13)(예: 웹 서버)로 제공할 수 있다.
제2 서버(13)는 웹 페이지 또는 어플리케이션 등을 통해 제2 사용자 단말(14)로 일조량 정보를 제공할 수 있다. 서비스 이용자는 제2 사용자 단말(14)을 이용하여 웹 페이지 또는 어플리케이션 등을 통해 부동산 매물에 대한 일조량 정보를 확인할 수 있다.
상술한 것과 같이, 포인트 클라우드, 건축물에 대한 공공 정보 및 그래픽 API를 활용하여 일조량 정보를 산출함으로써, 긴 시간이 요구되는 직접적인 측정 없이 부동산 매물의 실내 공간에 대한 일조량 정보를 서비스 이용자에게 제공할 수 있다.
도 2는 일 실시 예에 따른 3D 모델링을 이용한 실내 일조량 정보 제공 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 일 실시 예에 따른 3D 모델링을 이용한 실내 일조량 정보 제공 장치(200)는 통신 회로(210), 메모리(220) 및 프로세서(230)를 포함할 수 있다. 실내 일조량 정보 제공 장치(200)는, 예를 들어, 사용자 단말로서 데스크탑, 랩탑, 태블릿 또는 스마트 폰 등과 같은 컴퓨팅 디바이스일 수 있다. 발명의 구현 형태에 따라 실내 일조량 정보 제공 장치(200)는 서버 형태로 구현될 수도 있고, 이 경우 물리적으로는 온 프레미스(on premise) 또는 클라우드에 위치할 수 있다. 다른 예를 들면, 실내 일조량 정보 제공 장치(200)는 2 이상의 컴퓨팅 디바이스(예: 2개의 사용자 단말, 2개의 서버 또는 1개의 사용자 단말 및 1개의 서버)로 구현될 수도 있다.
통신 회로(210)는 라이다 카메라(LiDAR camera)(21) 및 외부 서버(22)와 무선 또는 유선으로 통신하도록 구성될 수 있다. 통신 회로(210)는 라이다 카메라(21) 및 외부 서버(22)와 데이터를 송수신할 수 있다. 도 2에서는 라이다 카메라(21)가 하나의 외부 장치인 것으로 도시되었으나, 이에 제한되지 않고, 라이다와 카메라는 별개의 구성으로 구현될 수도 있다. 이 경우, 통신 회로(210)는 라이다 및 카메라 각각과 통신할 수 있다.
메모리(220)는 휘발성 메모리 및/또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 메모리(220)는 실내 일조량 정보 제공 장치(200)에서 취급되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(220)는 실내 일조량 정보 제공 장치(200) 내부에서 처리된 데이터를 저장할 수 있고, 라이다 카메라(21) 및 외부 서버(22)로부터 수신된 데이터를 저장할 수도 있다.
프로세서(230)는 통신 회로(210) 및 메모리(220)와 전기적으로 연결될 수 있다. 프로세서(230)는 통신 회로(210) 및 메모리(220)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 도 2에서는 프로세서(230)가 단일의 구성인 것으로 도시되었으나, 복수의 구성으로 분리되어 구현될 수도 있다. 프로세서(230)는 실내 일조량 정보를 제공하기 위한 툴을 사용자에게 제공할 수 있다. 프로세서(230)는 메모리(220)에 저장된 소프트웨어 내지 인스트럭션을 실행함으로써, 이하와 같은 동작을 수행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(230)는 통신 회로(210)를 이용하여 라이다 카메라(21)(또는 라이다 및 카메라)로부터 좌표 정보 및 색상 정보를 포함하는 실내 공간에 대한 복수의 포인트 클라우드를 수신할 수 있다. 라이다 카메라(21)는 라이다를 이용하여 실내 공간의 특정 지점(예: 표면의 한 지점)에 대한 좌표 정보를 획득하고, 카메라를 이용하여 실내 공간의 특정 지점에 대한 색상 정보를 획득할 수 있다. 라이다 카메라(21)는 특정 지점에 대한 좌표 정보 및 색상 정보를 포함하는 포인트 클라우드를 생성할 수 있다. 프로세서(230)는 실내 공간을 구성하는 복수의 지점 각각에 대응하는 복수의 포인트 클라우드를 수신할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(230)는 복수의 포인트 클라우드에 기초하여 실내 공간에 대응하는 복수의 폴리곤을 포함하는 3D 오브젝트를 생성할 수 있다. 복수의 폴리곤 각각은 폴리곤의 정점(vertex) 좌표, 텍스쳐 매핑 지도 값에 해당하는 텍스쳐 코디네이트, 폴리곤의 법선 방향을 나타내는 노말 벡터(normal vector) 및 표면의 휘어짐 정도를 나타내는 프리 폼 지오메트리(free form geometry) 등과 같은 정보를 포함할 수 있다. 프로세서(230)는 포인트 클라우드에 포함된 정보를 이용하여 실내 공간의 표면에 대응하는 복수의 폴리곤 각각의 정점 좌표, 텍스쳐 코디네이트, 노말 벡터 및 프리 폼 지오메트리 등을 산출할 수 있다. 3D 오브젝트를 생성할 때, 레이 트레이싱을 위해 빛이 통과할 수 있는 창문에 대응하는 부분의 폴리곤은 삭제될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(230)는 통신 회로(210)를 이용하여 외부 서버(22)로부터 실내 공간을 포함하는 건축물 및 건축물에 인접한 하나 이상의 외부 건축물에 대한 건물 정보를 수신할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(230)는 공공 데이터 포털(https://www.data.go.kr)로부터 국토교통부에 의해 제공되는 상기 건축물 및 상기 건축물에 인접한 모든 외부 건축물에 대한 건물 정보를 획득할 수 있다. 건물 정보는, 예를 들어, 주용도코드명, 기타용도, 지붕코드, 지붕코드명, 기타지붕, 세대수, 가구수, 높이, 지상층수, 지하층수, 승용승강기수, 비상용승강기수, 부속건축물수, 부속건축물면적, 총동연면적, 옥내기계식대수, 옥내기계식면적, 옥외기계식대수, 옥외기계식면적, 옥내자주식대수, 옥내자주식면적, 옥외자주식대수, 옥외자주식면적, 허가일, 착공일, 사용승인일, 허가번호년, 허가번호기관코드, 허가번호기관코드명, 허가번호구분코드, 허가번호구분코드명, 호수, 에너지효율등급, 에너지절감율, EPI점수, 친환경건축물등급, 친환경건축물인증점수, 지능형건축물등급, 지능형건축물인증점수, 생성일자, 순번, 대지위치, 시군구코드, 법정동코드, 대지구분코드, 번, 지, 관리건축물대장, 대장구분코드, 대장구분코드명, 대장종류코드, 대장종류코드명, 도로명대지위치, 건물명, 특수지명, 블록, 로트, 외필지수, 새주소도로코드, 새주소법정동코드, 새주소지상지하코드, 새주소본번, 새주소부번, 동명칭, 주부속구분코드, 주부속구분코드명, 대지면적, 건축면적, 건폐율, 연면적, 용적률산정연면적, 용적률, 구조코드, 구조코드명, 기타구조, 주용도코드, 내진설계적용여부, 내진능 등과 같은 다양한 정보를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(230)는 건물 정보에 기초하여 실내 공간 및 하나 이상의 외부 건축물에 대응하는 건축물 좌표 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(230)는 건물 정보에 포함된 위치 정보, 면적 정보 및 높이 정보에 기초하여 실내 공간 및 하나 이상의 외부 건축물에 대응하는 건축물 좌표 정보를 산출할 수 있다. 건축물 좌표 정보는 외부 건축물의 외부 표면 및 실내 공간의 외부 표면에 대응할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(230)는 3D 오브젝트 및 건축물 좌표 정보를 그래픽 API에 입력함으로써 미리 설정된 광원과 실내 공간에 대한 레이 트레이싱(ray tracing)을 수행할 수 있다. 그래픽 API는, 예를 들어, WebGL 또는 OpenGL 등과 같은 오픈 소스 API일 수 있다. 다른 예를 들면, 레이 트레이싱을 위해 그래픽 API와 함께 게임 엔진이 활용될 수도 있다. 게임 엔진은, 예를 들어, Unreal engine 또는 Unity 등과 같은 오픈 소스 엔진일 수 있다. 예를 들어, 프로세서(230)는 그래픽 API를 이용하여 광원의 위치, 각도, 밝기, 색상 및 노출 값을 설정할 수 있다. 프로세서(230)는 3D 오브젝트, 건축물 좌표 정보 및 광원에 기초하여 복수의 폴리곤에 대한 라이트 맵 및 복수의 폴리곤 각각에 대한 반사광 정보를 생성할 수 있다. 라이트 맵은 광원으로부터 방출되는 빛이 반영된 복수의 폴리곤 각각의 밝기를 나타낼 수 있다. 반사광은 다른 폴리곤들로부터 반사된 빛이 반영된 특정 폴리곤의 밝기를 나타낼 수 있다. 프로세서(230)는 광원으로부터 방출되는 빛, 빛을 차단하는 외부 건축물의 위치 및 3D 오브젝트에서 삭제된 창문의 위치 등에 기초하여 복수의 폴리곤 각각에 대한 빛의 조사를 시뮬레이션함으로써 라이트 맵 및 반사광 정보를 생성할 수 있다. 프로세서(230)는 라이트 맵 및 반사광 정보에 기초하여 복수의 폴리곤 각각에 대응하는 밝기 정보를 획득할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(230)는 레이 트레이싱의 결과에 기초하여 실내 공간에 대한 일조량 정보를 웹 서버 또는 사용자 단말로 제공할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(230)는 복수의 폴리곤 중 광원과 가장 가까운 폴리곤에 대응하는 밝기 정보를 일조량 정보로서 획득할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서(230)는 시간별 일조량을 미리 렌더링한 후 시간별 일조량을 나타내는 그래프를 사용자에게 제공할 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(230)는 실내 공간의 일조량 정보와 다른 실내 공간의 일조량 정보를 표현하는 비교 데이터를 제공할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(230)는 특정 시간의 제1 실내 공간의 일조량 정보를 산출하고, 제2 실내 공간의 일조량 정보를 산출한 후, 제1 실내 공간의 일조량 정보와 제2 실내 공간의 일조량 정보를 비교할 수 있는 그래프를 제공할 수 있다.
도 3은 일 실시 예에 따른 3D 모델링을 이용한 실내 일조량 정보 제공 장치의 예시적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 일 실시 예에 따른 실내 일조량 정보 제공 장치는 라이다 카메라로부터 수신된 복수의 포인트 클라우드에 기초하여 대상 실내 공간에 대한 3D 오브젝트를 생성할 수 있다.
예를 들어, 라이다 카메라는 라이다를 이용하여 실내 공간을 이루는 표면의 위치를 감지하고, 카메라를 이용하여 실내 공간의 이미지를 획득할 수 있다. 라이다 카메라는 라이다 및 카메라를 이용하여 획득된 정보에 기초하여 실내 공간의 표면을 이루는 다수의 지점 각각에 대한 좌표 정보 (x, y, z) 및 색상 정보 (R, G, B)를 획득할 수 있다. 라이다 카메라는 다수의 지점 각각에 대한 좌표 정보 및 색상 정보를 결합함으로써 다수의 지점 각각에 대응하는 다수의 포인트 클라우드 (x, y, z, R, G, B)를 생성할 수 있다.
실내 일조량 정보 제공 장치는 라이다 카메라로부터 다수의 포인트 클라우드를 수신할 수 있다. 실내 일조량 정보 제공 장치는 수신된 포인트 클라우드에 기초하여 다수의 폴리곤을 생성할 수 있다. 다수의 폴리곤은 실내 공간을 이루는 표면에 대응할 수 있다. 각각의 폴리곤은 폴리곤의 정점 좌표 (x, y, z), 텍스쳐 코디네이트 (u, v, [w]), 노말 벡터 및 프리 폼 지오메트리 등과 같은 정보를 포함할 수 있다. 실내 일조량 정보 제공 장치는 다수의 폴리곤을 포함하는 3D 오브젝트를 생성할 수 있다. 일조량 정보의 제공 대상이 되는 실내 공간은 3D 오브젝트로 시뮬레이션될 수 있다.
도 4는 일 실시 예에 따른 3D 모델링을 이용한 실내 일조량 정보 제공 장치의 예시적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 일 실시 예에 따른 실내 일조량 정보 제공 장치는 외부 서버로부터 수신된 건물 정보에 기초하여 대상 실내 공간 및 외부 건축물에 대한 좌표 정보를 생성할 수 있다.
예를 들어, 외부 서버는 다수의 건축물에 대한 건물 정보를 저장할 수 있다. 건물 정보는 국토교통부에 의해 제공되는 정보로서 건축물의 위치 정보, 면적 정보, 높이 정보 및 이 외의 다양한 정보를 포함할 수 있다. 실내 일조량 정보 제공 장치는 외부 서버로 대상 실내 공간을 포함하는 건축물 및 그 건축물에 인접한 외부 건축물에 대한 건물 정보를 요청할 수 있다.
실내 일조량 정보 제공 장치는 외부 서버로부터 대상 실내 공간을 포함하는 건축물 및 그 건축물에 인접한 외부 건축물에 대한 건물 정보를 수신할 수 있다. 실내 일조량 정보 제공 장치는 건물 정보에 기초하여 대상 실내 공간을 포함하는 건축물 및 외부 건축물의 위치를 추정할 수 있다. 또한, 실내 일조량 정보 제공 장치는 대상 실내 공간의 위치를 추정할 수 있다. 실내 일조량 정보 제공 장치는 대상 실내 공간 및 외부 건축물의 외부 표면에 대한 건축물 좌표 정보를 산출할 수 있다. 외부 건축물의 좌표 정보는 그래픽 API에서 광원을 가리는 요소로 시뮬레이션될 수 있고, 대상 실내 공간의 좌표 정보는 그래픽 API에서 3D 오브젝트를 위치를 설정하기 위해 사용될 수 있다.
도 5는 일 실시 예에 따른 3D 모델링을 이용한 실내 일조량 정보 제공 장치의 예시적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 일 실시 예에 따른 실내 일조량 정보 제공 장치는 그래픽 API를 이용하여 광원을 설정하고, 라이트 맵 및 반사광을 생성함으로써, 레이 트레이싱을 수행할 수 있다.
예를 들어, 실내 일조량 정보 제공 장치는 포인트 클라우드에 기초하여 생성된 3D 오브젝트 및 국토교통부 공공 데이터에 기초하여 생성된 건축물 좌표 정보를 그래픽 API에 입력할 수 있다. 그래픽 API는 3D 오브젝트 및 건축물 좌표 정보를 획득할 수 있다. 그래픽 API는 사용자의 입력에 따라 또는 미리 설정된 값에 따라 실제 태양광에 대응하도록 광원을 시뮬레이션할 수 있다. 그래픽 API는 건축물의 위치, 3D 오브젝트의 위치 및 설정된 광원에 기초하여 3D 오브젝트에 포함된 폴리곤에 대한 라이트 맵을 시뮬레이션할 수 있다. 그래픽 API는 복수의 폴리곤 각각으로부터 반사된 빛의 강도 및 방향에 기초하여 복수의 폴리곤 각각에 적용되는 반사광을 시뮬레이션할 수 있다.
실내 일조량 정보 제공 장치는 라이트 맵 및 반사광 등과 같은 레이 트레이싱 결과 데이터를 이용하여 특정 폴리곤에 대한 일조량 정보를 산출할 수 있다. 예를 들어, 일조량 정보는 대상 실내 공간을 이루는 복수의 폴리곤 중 광원과 가장 가까운 폴리곤의 조도 값을 포함할 수 있다. 다른 예를 들면, 일조량 정보는 실내 공간을 이루는 복수의 폴리곤 각각의 조도의 최댓값, 최솟값, 평균값 또는 중간값 등으로 산출될 수도 있으며, 이 외의 다양한 방법으로 산출될 수도 있다.
도 6은 일 실시 예에 따른 3D 모델링을 이용한 실내 일조량 정보 제공 장치의 예시적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 일 실시 예에 따른 실내 일조량 정보 제공 장치는 대상 실내 공간의 시간별 일조량을 나타내는 그래프를 제공할 수 있다.
예를 들어, 실내 일조량 정보 제공 장치는 그래픽 API를 이용하여 실제 태양의 운동에 대응하도록 광원의 위치를 시간에 따라 변화하도록 설정할 수 있다. 실내 일조량 정보 제공 장치는 시간 정보에 대응하도록 광원의 위치를 변경함으로써 대상 실내 공간에 대한 시간별 일조량을 렌더링할 수 있다. 실내 일조량 정보 제공 장치는 1시간 간격으로 대상 실내 공간에 대한 일조량 정보를 산출할 수 있다. 실내 일조량 정보 제공 장치는 시간별 일조량 정보를 막대 그래프 형태로 제공할 수 있다.
도 7은 일 실시 예에 따른 3D 모델링을 이용한 실내 일조량 정보 제공 장치의 예시적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 일 실시 예에 따른 실내 일조량 정보 제공 장치는 복수의 실내 공간 각각에 대한 일조량을 나타내는 그래프를 제공할 수 있다.
예를 들어, 실내 일조량 정보 제공 장치는 그래픽 API를 이용하여 복수의 매물 각각에 대한 일조량을 렌더링할 수 있다. 실내 일조량 정보 제공 장치는 복수의 매물 각각에 대한 3D 오브젝트를 생성하고, 인접한 외부 건물의 좌표 정보를 생성하고, 이를 그래픽 API에 적용함으로써 복수의 매물 각각에 대한 일조량 정보를 산출할 수 있다. 실내 일조량 정보 제공 장치는 사용자의 비교가 용이하도록 매물별 일조량 정보를 막대 그래프 형태로 제공할 수 있다.
도 8은 일 실시 예에 따른 3D 모델링을 이용한 실내 일조량 정보 제공 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에서는 도 2의 실내 일조량 정보 제공 장치(200)가 도 8의 프로세스를 수행하는 것을 가정한다. 또한, 도 8의 설명에서, 실내 일조량 정보 제공 장치에 의해 수행되는 것으로 기술된 동작은 프로세서(230)에 의해 제어되는 것으로 이해될 수 있다.
도 8를 참조하면, 단계 810에서, 실내 일조량 정보 제공 장치는 라이다 및 카메라로부터 좌표 정보 및 색상 정보를 포함하는 실내 공간에 대한 복수의 포인트 클라우드를 수신할 수 있다.
단계 820에서, 실내 일조량 정보 제공 장치는 복수의 포인트 클라우드에 기초하여 실내 공간에 대응하는 복수의 폴리곤을 포함하는 3D 오브젝트를 생성할 수 있다.
단계 830에서, 실내 일조량 정보 제공 장치는 외부 서버로부터 실내 공간을 포함하는 건축물 및 건축물에 인접한 하나 이상의 외부 건축물에 대한 건물 정보를 수신할 수 있다.
단계 840에서, 실내 일조량 정보 제공 장치는 건물 정보에 기초하여 실내 공간 및 하나 이상의 외부 건축물에 대응하는 건축물 좌표 정보를 획득할 수 있다.
단계 850에서, 실내 일조량 정보 제공 장치는 3D 오브젝트 및 건축물 좌표 정보를 그래픽 API에 입력함으로써 미리 설정된 광원과 실내 공간에 대한 레이 트레이싱을 수행할 수 있다.
단계 860에서, 실내 일조량 정보 제공 장치는 레이 트레이싱의 결과에 기초하여 실내 공간에 대한 일조량 정보를 제공할 수 있다.
본 문서의 실시 예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및/또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C" 또는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제1," "제2," "첫째," 또는 "둘째," 등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소를 통하여 연결될 수 있다.
본 문서에서, "~하도록 설정된(adapted to or configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 "~에 적합한," "~하는 능력을 가지는," "~하도록 변경된," "~하도록 만들어진," "~를 할 수 있는," 또는 "~하도록 설계된"과 상호 호환적으로(interchangeably) 사용될 수 있다. 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 설정된 (또는 구성된) 프로세서"는 해당 동작들을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(예: CPU)를 의미할 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어(firmware)로 구성된 유닛(unit)을 포함하며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. "모듈"은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. "모듈"은 기계적으로 또는 전자적으로 구현될 수 있으며, 예를 들면, 어떤 동작들을 수행하는, 알려졌거나 앞으로 개발될, ASIC(application-specific integrated circuit) 칩, FPGAs(field-programmable gate arrays), 또는 프로그램 가능 논리 장치를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 장치(예: 모듈들 또는 그 기능들) 또는 방법(예: 동작들)의 적어도 일부는 프로그램 모듈의 형태로 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체에 저장된 명령어로 구현될 수 있다. 상기 명령어가 프로세서에 의해 실행될 경우, 프로세서가 상기 명령어에 해당하는 기능을 수행할 수 있다.
일 실시 예에 따른 구성 요소(예: 모듈 또는 프로그램 모듈) 각각은 단수 또는 복수의 개체로 구성될 수 있으며, 전술한 해당 서브 구성 요소들 중 일부 서브 구성 요소가 생략되거나, 또는 다른 서브 구성 요소를 더 포함할 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 일부 구성 요소들(예: 모듈 또는 프로그램 모듈)은 하나의 개체로 통합되어, 통합되기 이전의 각각의 해당 구성 요소에 의해 수행되는 기능을 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 일 실시 예에 따른 모듈, 프로그램 모듈 또는 다른 구성 요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱(heuristic)하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.

Claims (5)

  1. 3D 모델링을 이용한 실내 일조량 정보 제공 장치에 있어서,
    라이다(LiDAR), 카메라 및 공공 데이터 서버와 통신하도록 구성된 통신 회로;
    메모리; 및
    상기 통신 회로 및 상기 메모리와 전기적으로 연결된 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 통신 회로를 이용하여 상기 라이다 및 상기 카메라에 의해 수집된 좌표 정보와 색상 정보가 결합된 부동산 매물의 실내 공간을 구성하는 복수의 지점 각각에 대응하는 복수의 포인트 클라우드를 수신하고,
    상기 복수의 포인트 클라우드에 기초하여 상기 실내 공간을 이루는 표면에 대응하는 복수의 폴리곤을 포함하는 3D 오브젝트를 생성하고, - 상기 복수의 폴리곤 각각은 폴리곤의 정점(vertex) 좌표, 텍스쳐 코디네이트, 노말 벡터 및 표면의 휘어짐 정도를 나타내는 프리 폼 지오메트리(free form geometry)를 포함함 -
    상기 3D 오브젝트의 생성 시, 레이 트레이싱(ray tracing)을 위해 상기 실내 공간에서 빛이 통과할 수 있는 창문에 대응하는 부분의 폴리곤을 삭제하고,
    상기 통신 회로를 이용하여 상기 공공 데이터 서버로부터 상기 실내 공간을 포함하는 건축물 및 상기 건축물에 인접한 하나 이상의 외부 건축물에 대한 건물 정보를 수신하고,
    상기 건물 정보에 포함된 위치 정보, 면적 정보 및 높이 정보에 기초하여 상기 실내 공간을 포함하는 건축물의 위치, 상기 하나 이상의 외부 건축물의 위치 및 상기 실내 공간의 위치를 추정함으로써, 상기 실내 공간 및 상기 하나 이상의 외부 건축물에 대응하는 건축물 좌표 정보를 획득하고,
    상기 3D 오브젝트, 상기 3D 오브젝트에서 상기 실내 공간의 상기 창문의 위치, 상기 실내 공간에 대응하는 건축물 좌표 정보 및 상기 하나 이상의 외부 건축물에 대응하는 건축물 좌표 정보를 그래픽 API에 입력함으로써 미리 설정된 광원과 상기 실내 공간에 대한 상기 레이 트레이싱(ray tracing)을 수행하고, - 상기 광원의 위치는 상기 실내 공간에 대한 시간별 일조량의 렌더링을 위한 시간 정보에 대응하도록 변경됨 -
    상기 레이 트레이싱의 결과에 기초하여 상기 실내 공간에 대한 일조량 정보를 획득하고,
    상기 실내 공간에 대한 시간별 일조량을 나타내는 그래프를 제공하고,
    상기 실내 공간과 다른 실내 공간의 일조량을 비교하는 매물별 일조량을 나타내는 그래프를 제공하고,
    상기 프로세서는,
    상기 그래픽 API를 이용하여 상기 광원의 위치, 각도, 밝기, 색상 및 노출 값을 설정하고,
    상기 3D 오브젝트, 상기 건축물 좌표 정보 및 상기 광원에 기초하여 상기 복수의 폴리곤 각각에 대한 빛의 조사를 시뮬레이션 함으로써, 상기 광원으로부터 방출되는 빛이 반영된 상기 복수의 폴리곤 각각의 밝기를 나타내는 라이트 맵 및 다른 폴리곤으로부터 반사된 빛의 강도 및 방향에 기초하여 상기 복수의 폴리곤 각각에 대한 반사광 정보를 생성하고,
    상기 라이트 맵 및 상기 반사광 정보에 기초하여 상기 복수의 폴리곤 각각에 대응하는 밝기 정보를 획득하고,
    상기 복수의 폴리곤 중 상기 광원과 가장 가까운 폴리곤에 대응하는 밝기 정보를 상기 실내 공간에 대한 일조량 정보로서 획득하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 컴퓨팅 디바이스에 의해 수행되는 3D 모델링을 이용한 실내 일조량 정보 제공 방법에 있어서,
    라이다 및 카메라에 의해 수집된 좌표 정보와 색상 정보가 결합된 부동산 매물의 실내 공간을 구성하는 복수의 지점 각각에 대응하는 복수의 포인트 클라우드를 수신하는 단계;
    상기 복수의 포인트 클라우드에 기초하여 상기 실내 공간을 이루는 표면에 대응하는 복수의 폴리곤을 포함하는 3D 오브젝트를 생성하는 단계; - 상기 복수의 폴리곤 각각은 폴리곤의 정점 좌표, 텍스쳐 코디네이트, 노말 벡터 및 표면의 휘어짐 정도를 나타내는 프리 폼 지오메트리를 포함함 -
    상기 3D 오브젝트의 생성 시, 레이 트레이싱을 위해 상기 실내 공간에서 빛이 통과할 수 있는 창문에 대응하는 부분의 폴리곤을 삭제하는 단계;
    공공 데이터 서버로부터 상기 실내 공간을 포함하는 건축물 및 상기 건축물에 인접한 하나 이상의 외부 건축물에 대한 건물 정보를 수신하는 단계;
    상기 건물 정보에 포함된 위치 정보, 면적 정보 및 높이 정보에 기초하여 상기 실내 공간을 포함하는 건축물의 위치, 상기 하나 이상의 외부 건축물의 위치 및 상기 실내 공간의 위치를 추정함으로써, 상기 실내 공간 및 상기 하나 이상의 외부 건축물에 대응하는 건축물 좌표 정보를 획득하는 단계;
    상기 3D 오브젝트, 상기 3D 오브젝트에서 상기 실내 공간의 상기 창문의 위치, 상기 실내 공간에 대응하는 건축물 좌표 정보 및 상기 하나 이상의 외부 건축물에 대응하는 건축물 좌표 정보를 그래픽 API에 입력함으로써 미리 설정된 광원과 상기 실내 공간에 대한 상기 레이 트레이싱을 수행하는 단계; - 상기 광원의 위치는 상기 실내 공간에 대한 시간별 일조량의 렌더링을 위한 시간 정보에 대응하도록 변경됨 -
    상기 레이 트레이싱의 결과에 기초하여 상기 실내 공간에 대한 일조량 정보를 획득하는 단계;
    상기 실내 공간에 대한 시간별 일조량을 나타내는 그래프를 제공하는 단계; 및
    상기 실내 공간과 다른 실내 공간의 일조량을 비교하는 매물별 일조량을 나타내는 그래프를 제공하는 단계를 포함하고,
    상기 레이 트레이싱을 수행하는 단계는,
    상기 그래픽 API를 이용하여 상기 광원의 위치, 각도, 밝기, 색상 및 노출 값을 설정하는 단계;
    상기 3D 오브젝트, 상기 건축물 좌표 정보 및 상기 광원에 기초하여 상기 복수의 폴리곤 각각에 대한 빛의 조사를 시뮬레이션 함으로써, 상기 광원으로부터 방출되는 빛이 반영된 상기 복수의 폴리곤 각각의 밝기를 나타내는 라이트 맵 및 다른 폴리곤으로부터 반사된 빛의 강도 및 방향에 기초하여 상기 복수의 폴리곤 각각에 대한 반사광 정보를 생성하는 단계; 및
    상기 라이트 맵 및 상기 반사광 정보에 기초하여 상기 복수의 폴리곤 각각에 대응하는 밝기 정보를 획득하는 단계를 포함하고,
    상기 실내 공간에 대한 일조량 정보를 획득하는 단계는,
    상기 복수의 폴리곤 중 상기 광원과 가장 가까운 폴리곤에 대응하는 밝기 정보를 상기 실내 공간에 대한 일조량 정보로서 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
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