KR102361776B1 - 드론공간정보를 활용한 양방향 증강현실 플랫폼 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의하면, GPS 데이터와 항공 영상의 이미지에 관한 데이터를 출력하기 위한 항공 영상입력부(100); 공간정보에 관한 플랫폼 데이터(D_fl)를 구성하기 위한 데이터 베이스부(200); 데이터 베이스부(200)의 메모리(280)에 저장된 플랫폼 데이터(D_fl)에 기반하여 공간에 관한 공간정보의 데이터를 생성하여 입력하기 위한 작업자 단말기(300), 및 관리자가 원하는 특정 지역의 특정 위치의 데이터를 입력하기 위한 관리자 단말기(500)를 포함하는 드론공간정보를 활용한 양방향 증강현실 플랫폼이 제공된다.

Description

드론공간정보를 활용한 양방향 증강현실 플랫폼{Two-way augmented reality platform using drone space information drone}
본 발명은 드론공간정보를 활용한 양방향 증강현실 플랫폼에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 드론공간정보를 활용하여 취득된 공간정보를 실제공간 좌표정보와의 정합을 통한 증강현실(AR) 플랫폼 시스템이며, 다수의 사용자가 디바이스를 활용하여 현실세계의 실제 공간상에 정확한 좌표위에 구현된 데이터를 증강현실(AR)로 체험 할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자와 시스템 간 데이터를 입력 및 전달하는 기술에 관한 것이다.
현대 사회가 복잡화, 고도화됨에 따라 다양한 지식 정보들 중 지형 공간 정보는 국토 공간의 효율적인 활용 및 관리를 위하여 그 중요성이 날로 증대되고 있다.
공간 정보를 이용하는 분야는 전 세계적인 관심 산업으로써 인터넷 기반의 지도서비스 및 3차원 지리정보 서비스 등 널리 활용 되고 있으며 특히 더 정확한 글로벌 좌표의 위치를 활용하기 위하여 공간지리정보 데이터의 취득 및 활용측면으로 증대 및 확대되어 가고 있다.
1990년대 초반부터 선진 도시들은 공간지리정보 데이터 취득 및 구축을 통한 도시 계획 환경의 변화에 대비하여 꾸준히 공간지리정보 데이터를 축적하면서 DB를 구축해 왔다.
국내도 국가적 차원의 지리 정보 시스템 사업과 각 도시의 도시 계획 정보 시스템 구축 등 무인항공기를 활용한 공간지리 정보 데이터 취득 및 데이터 구축을 통한 대한민국 국토의 디지털 트윈화 자료 구축 및 DB화가 진행되고 있다.
그러나 무인항공기를 통하여 취득된 공간지리 정보 데이터는 정밀 포인트클라우드 데이터로 축적 되며 이는 공간의 정확한 글로벌 좌표 X, Y, Z 데이터가 생성되어지나, 이를 활용하기 위해서는 고사양의 PC 및 서버 등이 필수적으로 필요하기 때문에 구축되어진 공간의 디지털화 된 좌표와 정합되는 실제 공간에서 사용자가 걸어 다니며 간편하게 활용하기에는 어려움이 있었다.
따라서 취득되어진 공간지리정보 데이터의 좌표와 실제 공간상의 좌표가 일치하게 정합시키는 기술과 디바이스를 통하여 증강현실(AR)로 이를 확인 하고 데이터를 입력 시킬 수 있는 기술 개발이 요구되고 있다.
따라서 이러한 문제점을 해결할 수 있는 기술의 개발이 요구되고 있다.
따라서 본 발명의 목적은 사용자가 디바이스를 통하여 현실세계를 바라보았을 때 증강현실(AR) 기술을 통하여 눈으로 보고 있는 실제 위치와 함께 좌표가 정확히 정합된 가공된 데이터 정보가 동시에 제공되도록 하는 드론공간정보를 활용한 양방향 증강현실 플랫폼을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 사용자는 제공된 정보를 확인함과 동시에 사용자의 인터페이스를 통하여 새로운 데이터를 실시간으로 생성하여 정확한 좌표위에 기입할 수 있도록 하여 사용자와 시스템 간 양방향 데이터 입력 및 수신이 가능하도록 할 수 있는 드론공간정보를 활용한 양방향 증강현실 플랫폼을 제공하는 것이다.
본 발명에 의하면, GPS 데이터와 항공 영상의 이미지에 관한 데이터를 출력하기 위한 항공 영상입력부(100); 공간정보에 관한 플랫폼 데이터(D_fl)를 구성하기 위한 데이터 베이스부(200); 데이터 베이스부(200)의 메모리(280)에 저장된 플랫폼 데이터(D_fl)에 기반하여 공간에 관한 공간정보의 데이터를 생성하여 입력하기 위한 작업자 단말기(300), 및 관리자가 원하는 특정 지역의 특정 위치의 데이터를 입력하기 위한 관리자 단말기(500)를 포함하는 드론공간정보를 활용한 양방향 증강현실 플랫폼이 제공된다.
여기서, 작업자 단말기(300)와 중앙 처리부(400) 사이에는 쌍방향 통신이 가능하도록 하기 위한 중앙 처리부(400)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 데이터 베이스부(200)는 항공 영상입력부(100)에 의하여 얻어진 데이터에 대하여 신속한 데이터 송수신이 가능하도록 하기 위하여 DSM 데이터(D_sm)를 레이어(Layer)별로 구성하도록 마이닝을 거쳐 메모리(280)에 저장하는 것이 바람직하다.
또한, 항공 영상입력부(100)는 비행모듈(120), GPS 수신모듈(140), 비행을 통하여 획득되는 영상데이터를 제공하기 위한 영상데이터모듈(160), 및 GPS 수신모듈(140)과 영상데이터모듈(160)에 의하여 얻어진 데이터를 출력하기 위한 데이터 출력모듈(180)을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 데이터 베이스부(200)에 의하여 데이터 베이스화되는 과정은, 증강현실(AR)로 활용 하고자 하는 특정 실제 공간에 관한 정보의 데이터가 비행모듈, GPS 수신모듈 및 영상데이터모듈에 의하여 입력된후, GPS의 값과 고도값이 포함될 수 있는 기준점으로 좌표계와 지도 좌표계 사이의 좌표변환 식을 구하기 위해 사용되는 기준과 관련된 GCP(Ground Control Point)의 데이터(D_gc)가 생성되는 단계(S1 단계); 상기 데이터(D_gc)를 가공하여 기준데이터(포인트클라우드 데이터; D_pc)를 추출하는 단계(S2 단계); 추출된 기준데이터(D_pc)를 통하여 좌표정보 데이터(D_co)와 고해상도 정사의 이미지 데이터(D_im)를 추출하는 단계(S3 단계); 및 추출된 좌표정보 데이터(D_co)와 이미지 데이터(D_im)를 재가공하여 대용량의 고해상도 이미지인 TIFF 파일을 복수개의 영역별로 분리하여 저용량의 타일맵 소스화시키며, 그와 동시에 수치 표면화 데이터인 DSM 데이터(D_sm)를 추출하는 단계(S4 단계)를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 작업자 단말기(300), 관리자 단말기(500) 및 중앙처리 시스템(200)들 사이에 빠른 데이터 송수신이 가능하도록 하기 위하여 DSM 데이터(D_sm)를 레이어(Layer)별로 구성하도록 마이닝을 거쳐 메모리(280)에 저장하는 단계(S5 단계)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 플랫폼 활용을 위한 공간정보에 관한 플랫폼 데이터(D_fl)의 구성을 완료하는 단계(S6 단계)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
따라서 본 발명에 의하면 사용자가 디바이스를 통하여 현실세계를 바라보았을 때 증강현실(AR) 기술을 통하여 눈으로 보고 있는 실제 위치와 함께 좌표가 정확히 정합된 가공된 데이터 정보가 동시에 제공될 수 있으며, 사용자는 제공된 정보를 확인함과 동시에 사용자의 인터페이스를 통하여 새로운 데이터를 실시간으로 생성하여 정확한 좌표위에 기입할 수 있도록 하여 사용자와 시스템 간 양방향 데이터 입력 및 수신이 가능하도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 드론공간정보를 활용한 양방향 증강현실 플랫폼의 개략적인 블록도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 드론공간정보를 활용한 양방향 증강현실 플랫폼에 있어서 데이터베이스화의 상세 플로우 차트이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 드론공간정보를 활용한 양방향 증강현실 플랫폼에 있어서 서비스화의 상세 플로우 차트이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 드론공간정보를 활용한 양방향 증강현실 플랫폼의 사용 적용 예시를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 드론공간정보를 활용한 양방향 증강현실 플랫폼에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 드론공간정보를 활용한 양방향 증강현실 플랫폼의 개략적인 블록도이며, 도 2은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 드론공간정보를 활용한 양방향 증강현실 플랫폼에 있어서 데이터베이스화의 상세 플로우 차트이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 드론공간정보를 활용한 양방향 증강현실 플랫폼에 있어서 서비스화의 상세 플로우 차트이며, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 드론공간정보를 활용한 양방향 증강현실 플랫폼의 사용 적용 예시를 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 드론공간정보를 활용한 양방향 증강현실 플랫폼에 의하면, GPS 데이터와 항공 영상의 이미지에 관한 데이터를 출력하기 위한 항공 영상입력부(100), 항공 영상입력부(100)에 의하여 얻어진 데이터에 대하여 신속한 데이터 송수신이 가능하도록 하기 위하여 DSM 데이터(D_sm)를 레이어(Layer)별로 구성하도록 마이닝을 거쳐 메모리(280)에 저장하며 플랫폼 활용을 위한 공간정보에 관한 플랫폼 데이터(D_fl)를 구성하기 위한 데이터 베이스부(200), 데이터 베이스부(200)의 메모리(280)에 저장된 플랫폼 데이터(D_fl)에 기반하여 공간에 관한 공간정보의 데이터를 생성하여 입력하기 위한 작업자 단말기(300), 및 관리자가 원하는 특정 지역의 특정 위치의 데이터를 입력하기 위한 관리자 단말기(500)를 포함한다. 이 때, 작업자 단말기(300)와 중앙 처리부(400) 사이에는 쌍방향 통신이 가능하도록 하기 위한 중앙 처리부(400)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
항공 영상입력부(100)는 비행모듈(120), GPS 수신모듈(140), 비행을 통하여 획득되는 영상데이터를 제공하기 위한 영상데이터모듈(160), 및 GPS 수신모듈(140)과 영상데이터모듈(160)에 의하여 얻어진 데이터를 출력하기 위한 데이터 출력모듈(180)을 포함한다. 비행모듈(120)은 드론으로 이루어지는 것이 바람직하다.
데이터 베이스부(200)는 항공 영상입력부(100)에 의하여 얻어진 대용량의 고해상도 이미지인 TIFF 파일을 복수개의 영역별로 분리하여 저용량의 타일맵 소스화시키며, 그와 동시에 수치 표면화 데이터인 DSM 데이터(D_sm)를 추출한 후 증강현실 디바이스(100)와 중앙처리 시스템(200) 사이에 빠른 데이터 송수신이 가능하도록 하기 위하여 DSM 데이터(D_sm)를 레이어(Layer)별로 구성하도록 마이닝을 거쳐 메모리(280)에 저장하며, 플랫폼 활용을 위한 공간정보에 관한 플랫폼 데이터(D_fl)을 구성한다.
드론공간정보를 활용한 양방향 증강현실 플랫폼에 있어서, 공간정보를 데이터 베이스화하는 과정은 다음과 같다.
먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 먼저, 증강현실(AR)로 활용 하고자 하는 특정 실제 공간에 관한 정보, 예를 들면 특정 공간의 시각적 정보와 공간적 정보에 관한 데이터를 무인항공기의 비행을 통하여 입력받는다. 이 때, GPS 수신을 통하여 무인항공기의 지상 기준점의 데이터를 동시에 생성하여 GPS 정보, 예를 들면 2D 좌표와 고도에 관한 정보의 데이터(D_st)를 출력한다(S1 단계). 이러한 과정을 거쳐 데이터 취득시 GPS의 값과 고도값이 포함될 수 있는 기준점으로 좌표계와 지도 좌표계 사이의 좌표변환 식을 구하기 위해 사용되는 기준과 관련된 GCP(Ground Control Point)의 데이터(D_gc)를 생성한다.
이후, 상기 단계를 통해 생성된 데이터(D_gc)를 가공하여 기준데이터(포인트클라우드 데이터; D_pc)를 추출한다(S2 단계).
이후, 추출된 기준데이터(D_pc)를 통하여 좌표정보 데이터(D_co)와 고해상도 정사의 이미지 데이터(D_im)를 추출한다(S3 단계).
이후, 추출된 좌표정보 데이터(D_co)와 이미지 데이터(D_im)를 재가공하여 대용량의 고해상도 이미지인 TIFF 파일을 복수개의 영역별로 분리하여 저용량의 타일맵 소스화시키며, 그와 동시에 수치 표면화 데이터인 DSM 데이터(D_sm)를 추출한다(S4 단계).
이후, 작업자 단말기(300), 관리자 단말기(500) 및 중앙처리 시스템(200)들 사이에 빠른 데이터 송수신이 가능하도록 하기 위하여 DSM 데이터(D_sm)를 레이어(Layer)별로 구성하도록 마이닝을 거쳐 메모리(280)에 저장한다(S5 단계).
이후, 플랫폼 활용을 위한 공간정보에 관한 플랫폼 데이터(D_fl)의 구성을 완료한다(S6 단계). 여기서, 플랫폼 데이터(D_fl)는 위도와 경도 값을 갖는 2D 지도 데이터와 해발고도 기준의 높이 값의 데이터를 포함한다.
작업자 단말기(300)는 데이터 베이스부(200)의 메모리(280)에 저장된 플랫폼 데이터(D_fl)에 기반하여 공간에 관한 공간정보의 데이터를 생성한다. 공간정보의 데이터는 증강현실(AR)을 통해 확인 할 수 있는 2D 오브젝트, 텍스트 및 3D오브젝트로 이루어진다. 한편, 사용자는 가상증강된 현실을 체험하기 위한 디바이스로 이루어진 작업자 단말기(300)는 카메라를 통해 바라보는 실세계와 데이터 베이스부(200)의 메모리(280)에 저장된 실세계의 공간정보를 기준으로 정합된 공간에 관한 정보를 제공한다. 이 때, 정합되는 데이터는 증강현실(AR)을 통해 확인 할 수 있는 2D 오브젝트, 텍스트 및 3D오브젝트 등이 포함될 수 있으며, 상기 데이터를 실제 위치와 정합하여 노출할 수 있도록 하기 위하여 항공 영상입력부(100)의 데이터 출력모듈(180)로부터 출력된 위치 기준값의 데이터를 포함할 수 있다.
관리자 단말기(500)는 관리자가 원하는 특정 지역의 특정 위치의 데이터를 입력할 수 있으며, 그에 따라 위도, 경도 및 고도를 기준으로 실세계의 정확한 위치와 일치시킬 수 있으며, 특정 작업자의 대상 처리 데이터 입력하여 정확한 위치를 지정하게 할 수 있다. 이와 같이 정확한 위치 지정의 입력에 의하여 작업자 단말기(300)의 작업자(사용자)는 관리자 단말기(500)에 의하여 입력된 데이터를 증강현실(AR)을 통하여 확인하게 될 수 있다.
한편, 작업자는 관리자 단말기(500)로부터 입력된 데이터가 작업 또는 처리하여야 할 정보일 경우 작업자 단말기(300)를 통하여 중앙 처리부(400)를 매개하여 수신완료 피드백을 줄 수 있도록 하며, 추가 데이터 기입이 필요한 경우 중앙 처리부(400)를 통해 정보를 입력한다.
이러한 과정을 거처 관리자는 관리자 단말기(500)를 통하여 작업자(사용자)의 진행 상황을 파악할 수 있다.
도 4에 있어서 E-1은 지상 위경도 값 기준 데이터 입력시 노출 데이터의 정합이 부정확하게 이루어지는 것을 나타내는 것으로서 예를 들어 건물의 10층 동쪽 4번째 창문에 균열이 발생 한 경우 관리자 또는 현장의 사용자 모두 건물의 동쪽 창문의 위치는 파악 할 수 있으나 10층의 높이 정보를 정확하게 입력 할 수 없다는 경우를 나타내며, E-2는 E-1의 정확한 정보 접합의 어려움을 해결 할 수 있는 고도 데이터의 활용의 예로서, 실제 지상 위경도 및 고도값 기준 데이터 입력시 노출 데이터는 정확하게 일치하여 접합이 가능한 경우를 나타낸다.
100: 항공 영상입력부
120: 비행 모듈
140: GPS 수신모듈
160: 영상데이터모듈
180; 데이터 출력모듈
200: 데이터 베이스부
220: 기준데이터 추출모듈
240: 이미지데이터 추출모듈
260: DSM데이터 추출모듈
280: 메모리
300: 작업자 단말기
400: 중앙 처리부
500: 관리자 단말기

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. GPS 데이터와 항공 영상의 이미지에 관한 데이터를 출력하기 위한 항공 영상입력부(100);
    공간정보에 관한 플랫폼 데이터(D_fl)를 구성하기 위한 데이터 베이스부(200);
    데이터 베이스부(200)의 메모리(280)에 저장된 플랫폼 데이터(D_fl)에 기반하여 공간에 관한 공간정보의 데이터를 생성하여 입력하기 위한 작업자 단말기(300), 및 관리자가 원하는 특정 지역의 특정 위치의 데이터를 입력하기 위한 관리자 단말기(500)를 포함하며,
    데이터 베이스부(200)에 의하여 데이터 베이스화되는 과정은;
    증강현실(AR)로 활용 하고자 하는 특정 실제 공간에 관한 정보의 데이터가 비행모듈, GPS 수신모듈 및 영상데이터모듈에 의하여 입력된후, GPS의 값과 고도값이 포함될 수 있는 기준점으로 좌표계와 지도 좌표계 사이의 좌표변환 식을 구하기 위해 사용되는 기준과 관련된 GCP(Ground Control Point)의 데이터(D_gc)가 생성되는 단계(S1 단계);
    상기 데이터(D_gc)를 가공하여 기준데이터(포인트클라우드 데이터; D_pc)를 추출하는 단계(S2 단계);
    추출된 기준데이터(D_pc)를 통하여 좌표정보 데이터(D_co)와 고해상도 정사의 이미지 데이터(D_im)를 추출하는 단계(S3 단계); 및
    추출된 좌표정보 데이터(D_co)와 이미지 데이터(D_im)를 재가공하여 대용량의 고해상도 이미지인 TIFF 파일을 복수개의 영역별로 분리하여 저용량의 타일맵 소스화시키며, 그와 동시에 수치 표면화 데이터인 DSM 데이터(D_sm)를 추출하는 단계(S4 단계)를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론공간정보를 활용한 양방향 증강현실 플랫폼.
  5. 제4항에 있어서, 작업자 단말기(300), 관리자 단말기(500) 및 중앙처리 시스템(200)들 사이에 빠른 데이터 송수신이 가능하도록 하기 위하여 DSM 데이터(D_sm)를 레이어(Layer)별로 구성하도록 마이닝을 거쳐 메모리(280)에 저장하는 단계(S5 단계)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 드론공간정보를 활용한 양방향 증강현실 플랫폼.
  6. 제5항에 있어서, 플랫폼 활용을 위한 공간정보에 관한 플랫폼 데이터(D_fl)의 구성을 완료하는 단계(S6 단계)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 드론공간정보를 활용한 양방향 증강현실 플랫폼.
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