KR102558046B1 - Device, method and program for thermal environment analysis VR simulation - Google Patents
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Abstract
본 발명은 열환경 분석 VR 시뮬레이션 시스템에 관한 것으로, 시뮬레이션 대상 지역의 3차원 가상 모델을 생성하고, 각 지형지물에 복사열 특성 정보를 적용한 후 기상 조건을 입력하여 열환경 분석 VR 시뮬레이션을 실행하여, 대상 지역의 열환경을 정확하게 분석할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a thermal environment analysis VR simulation system, which generates a three-dimensional virtual model of a simulation target area, applies radiant heat characteristic information to each feature, inputs meteorological conditions, executes thermal environment analysis VR simulation, and It has the effect of accurately analyzing the thermal environment of the region.
Description
본 발명은 열환경 분석 VR 시뮬레이션 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a thermal environment analysis VR simulation system.
최근 들어, 지구 온난화로 인해 도심 지역의 폭염 발생이 증가하고 있으며, 도시화에 의한 인공열과 열섬현상으로 대도시의 폭염이 점점 심각해지고 있다.In recent years, heat waves in urban areas are increasing due to global warming, and heat waves in large cities are becoming increasingly serious due to artificial heat and heat island effects caused by urbanization.
이에, 정부에서도 도심 지역의 폭염 현상을 자연재난으로 등록하여 주의하고 있지만, 매년 온열질환자가 증가하고 있고 있는 추세이다.Accordingly, although the government registers heat waves in urban areas as natural disasters and pays attention to them, the number of people suffering from heat-related illnesses is increasing every year.
이러한 도심 지역의 폭염 현상을 해결하기 위해서는 정확한 시뮬레이션을 통해 폭염 현상이 주로 발생하는 위치를 확인하고 시뮬레이션 결과를 기반으로 대책을 마련하여야 하지만, 국지적으로 세세하게 열환경을 분석하는 방법은 공개되어 있지 않은 실정이다.In order to solve the heat wave phenomenon in the urban area, it is necessary to identify the location where the heat wave mainly occurs through accurate simulation and prepare countermeasures based on the simulation result. However, a method for locally analyzing the thermal environment in detail is not disclosed. am.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 시뮬레이션 대상 지역의 3차원 가상 모델을 생성하고, 각 지형지물에 복사열 특성 정보를 적용한 후 기상 조건을 입력하여 열환경 분석 VR 시뮬레이션을 실행하고자 한다.The present invention for solving the problems described above creates a three-dimensional virtual model of the simulation target area, applies radiant heat characteristic information to each feature, and then inputs meteorological conditions to execute thermal environment analysis VR simulation.
또한, 본 발명은 3차원 가상 모델 상에 가상 인물의 아바타를 입력하고, 아바타의 열 스트레스 변화를 측정하고자 한다.In addition, the present invention intends to input an avatar of a virtual person on a 3D virtual model and measure a change in heat stress of the avatar.
또한, 본 발명은 아바타를 시뮬레이션 대상 지역 내 보행 경로를 가상으로 보행하도록 하고, 가상 보행에 따른 아바타의 열 스트레스 수치 변화를 시뮬레이션하고자 한다.In addition, the present invention intends to have the avatar virtually walk on a walking path within a simulation target area and simulate a change in heat stress level of the avatar according to the virtual walking.
또한, 본 발명은 시뮬레이션 결과를 기반으로 위험 지역을 도출하고, 위험 지역 주변 지형지물을 열 복사 저감 재료로 대체하는 시뮬레이션을 진행하고자 한다.In addition, the present invention is to derive a dangerous area based on the simulation result, and to proceed with a simulation in which the terrain feature around the dangerous area is replaced with a heat radiation reducing material.
또한, 본 발명은 시뮬레이션 결과를 기반으로 위험 지역을 도출하고, 위험 지역 주변에 열 스트레스 감소 수단을 배치하는 조건으로 시뮬레이션을 진행하고자 한다.In addition, the present invention intends to proceed with the simulation under the condition that a dangerous area is derived based on the simulation result and a heat stress reduction means is placed around the dangerous area.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 열환경 분석 VR 시뮬레이션 장치는, 건축 재료 및 지물(地物)의 종류별 복사율 데이터가 저장된 데이터베이스; 시뮬레이션 대상 지역에 대한 지도 데이터, 촬영 영상 및 스캐닝 데이터 중 적어도 하나를 기반으로 상기 대상 지역의 3차원 가상 모델을 모델링하고, 상기 복사율 데이터를 기반으로 상기 3차원 가상 모델 상의 각 지형지물에 복사열 특성 정보를 적용시키는 모델링부 및 상기 가상 모델에 특정 온도의 태양광 조건을 포함하는 기상 조건을 입력하여 상기 시뮬레이션 대상 지역에 대한 열환경 VR 시뮬레이션을 실행하고, 상기 열환경 VR 시뮬레이션이 출력 장치로 출력되도록 제어하며, 상기 기상 조건의 일조(日照) 조건 변화에 따라서 상기 시뮬레이션 대상 지역의 지형지물에 따른 자연광의 반사 및 그림자를 상기 열환경 VR 시뮬레이션에 적용시키는 제어부를 포함한다.A thermal environment analysis VR simulation device according to an embodiment of the present invention for solving the above problems includes a database in which emissivity data for each type of building material and feature is stored; A 3D virtual model of the target area is modeled based on at least one of map data, captured images, and scanning data of the simulation target area, and radiant heat characteristic information is provided for each feature on the 3D virtual model based on the emissivity data. By inputting meteorological conditions including sunlight conditions at a specific temperature to the modeling unit and the virtual model, the thermal environment VR simulation for the simulation target area is executed, and the thermal environment VR simulation is output to an output device. and a control unit for applying natural light reflection and shadow according to the feature of the simulation target area to the thermal environment VR simulation according to the change in the weather condition and the sunlight condition.
또한, 상기 데이터베이스는 태양광 및 지형지물의 온도 변화에 따른 인체의 열 스트레스 지수가 저장되어 있고, 상기 제어부는, 상기 열환경 VR 시뮬레이션의 특정 지점에 가상 인물의 아바타를 입력하여 상기 아바타의 열 스트레스 변화를 측정하고, 상기 측정 결과를 기반으로 상기 시뮬레이션 대상 지역 내에서 열 스트레스가 기 설정된 수치를 초과하는 지역을 도출할 수 있다.In addition, the database stores a heat stress index of a human body according to sunlight and a temperature change of a feature, and the control unit inputs an avatar of a virtual person at a specific point in the thermal environment VR simulation to change the heat stress of the avatar. is measured, and based on the measurement result, a region in which heat stress exceeds a preset value may be derived within the simulation target region.
또한, 상기 제어부는, 상기 열환경 VR 시뮬레이션에 입력된 아바타를 상기 시뮬레이션 대상 지역 내 보행 경로를 가상으로 보행하도록 제어하고, 상기 가상 보행에 따른 상기 아바타의 열 스트레스 수치 변화를 시뮬레이션 할 수 있다.In addition, the controller may control the avatar input to the thermal environment VR simulation to virtually walk along a walking path within the simulation target area, and simulate a change in heat stress value of the avatar according to the virtual walking.
또한, 상기 제어부는, 상기 시뮬레이션 결과를 기반으로 상기 시뮬레이션 대상 지역 내에서 상기 아바타의 열 스트레스 수치가 기 설정된 수치를 초과하는 적어도 하나의 위험 지역을 도출하고, 상기 도출된 위험 지역 주변의 지형지물 중에서 적어도 하나의 지형지물을 열 복사 저감 재료로 대체하는 조건을 상기 열환경 VR 시뮬레이션에 입력함으로써, 지형지물의 재료 변경에 따른 상기 아바타의 열 스트레스 수치 변화를 시뮬레이션 할 수 있다.In addition, the control unit derives at least one danger area in which the heat stress value of the avatar exceeds a preset value in the simulation target area based on the simulation result, and among the geographical features around the derived danger area. By inputting a condition for replacing at least one feature with a heat radiation reducing material into the thermal environment VR simulation, a change in the heat stress level of the avatar according to a change in material of the feature may be simulated.
또한, 상기 제어부는, 상기 시뮬레이션 결과를 기반으로 상기 시뮬레이션 대상 지역 내에서 상기 아바타의 열 스트레스 수치가 기 설정된 수치를 초과하는 적어도 하나의 위험 지역을 도출하고, 상기 도출된 위험 지역에 열 스트레스 감소 수단을 배치하는 조건을 상기 열환경 VR 시뮬레이션에 입력함으로써, 상기 열 스트레스 감소 수단 배치에 따른 상기 아바타의 열 스트레스 수치 변화를 시뮬레이션 할 수 있다.In addition, the control unit derives at least one risk area in which a heat stress value of the avatar exceeds a predetermined value in the simulation target area based on the simulation result, and a heat stress reducing unit in the derived risk area. It is possible to simulate a change in the heat stress level of the avatar according to the arrangement of the heat stress reduction means by inputting conditions for disposing the heat environment VR simulation.
또한, 상기 제어부는, 상기 시뮬레이션 대상 지역의 시간별 유동 인구 정보를 기반으로, 상기 열환경 VR 시뮬레이션에 복수의 아바타를 입력하고, 상기 열환경 VR 시뮬레이션 결과를 기반으로, 상기 가상 모델 상에서 상기 복수의 아바타의 열 스트레스 수치가 기 설정된 수치를 초과하는 적어도 하나의 위험 지역, 및 상기 가상 모델 상에서 상기 복수의 아바타가 기 설정된 조건 이상으로 밀집되는 적어도 하나의 밀접 지역을 도출하고, 상기 가상 모델 상에서 상기 위험 지역 및 상기 밀접 지역 중 적어도 하나의 지점에 열 스트레스 감소 수단을 배치하는 조건을 상기 열환경 VR 시뮬레이션에 입력함으로써, 상기 열 스트레스 감소 수단의 종류 및 배치에 따른 열 스트레스 감소 효과를 측정하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control unit inputs a plurality of avatars to the thermal environment VR simulation based on the floating population information by time of the simulation target region, and based on the thermal environment VR simulation result, the plurality of avatars on the virtual model. At least one danger zone in which the heat stress level exceeds a predetermined value and at least one close zone in which the plurality of avatars are concentrated more than a predetermined condition are derived on the virtual model, and the danger zone on the virtual model and measuring an effect of reducing heat stress according to the type and arrangement of the heat stress reducing means by inputting conditions for arranging the heat stress reducing means at at least one of the close regions into the thermal environment VR simulation. .
또한, 상기 데이터베이스는, 상기 열환경 VR 시뮬레이션 수행의 알고리즘이 저장되어 있으며, 상기 알고리즘은, 특정 지역의 가상 모델에 상기 특정 지역의 실제 기상 조건을 입력하여 열환경 VR 시뮬레이션을 실행한 결과를 포함하는 시뮬레이션 데이터와 상기 특정 지역의 적어도 일부의 지역에 대한 열 화상 카메라 촬영 영상을 포함하는 실측 데이터를 비교하고, 상기 비교 결과를 기반으로 도출된 시뮬레이션 보정 알고리즘을 포함하고, 상기 제어부는, 상기 보정 알고리즘을 기반으로 상기 열환경 VR 시뮬레이션 결과를 보정하는 것을 특징으로 한다.In addition, the database stores an algorithm for performing the thermal environment VR simulation, and the algorithm includes a result of executing the thermal environment VR simulation by inputting actual weather conditions of the specific region to a virtual model of the specific region. a simulation correction algorithm derived based on a comparison result of comparing simulation data with actual measurement data including an image captured by a thermal imaging camera for at least a portion of the specific area, wherein the control unit performs the correction algorithm; It is characterized in that the thermal environment VR simulation result is corrected based on.
또한, 상기 제어부는, 상기 시뮬레이션 대상 지역의 특정 지점에 배치 또는 건축 예정인 지형지물의 정보가 입력되면, 상기 가상 모델 상의 상기 특정 지점에 상기 지형지물을 입력하여 열환경 VR 시뮬레이션을 실행함으로써, 상기 지형지물의 배치 또는 건축에 따른 상기 지형지물 주변의 제1 열환경 데이터를 획득하고, 상기 지형지물의 변경 가능한 재료를 적용하여 상기 열환경 VR 시뮬레이션을 실행함으로써, 제2 열환경 데이터를 획득하고, 상기 제1 및 제2 열환경 데이터를 비교하여, 상기 지형지물의 재료 변경에 따른 상기 지형지물 주변의 열환경 개선 효과를 도출하는 것을 특징으로 한다.In addition, when information on a feature to be arranged or scheduled to be built is input at a specific point in the simulation target area, the controller inputs the feature to the specific point on the virtual model and executes a thermal environment VR simulation, thereby Obtaining first thermal environment data around the feature according to arrangement or construction, and executing the thermal environment VR simulation by applying a changeable material of the feature to obtain second thermal environment data, It is characterized in that by comparing the second thermal environment data, an effect of improving the thermal environment around the feature according to the material change of the feature is derived.
또한, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 열환경 분석 VR 시뮬레이션 방법은, 시뮬레이션 대상 지역에 대한 지도 데이터, 촬영 영상 및 스캐닝 데이터 중 적어도 하나를 기반으로 상기 대상 지역의 3차원 가상 모델을 모델링하는 단계, 복사율 데이터를 기반으로 상기 3차원 가상 모델 상의 각 지형지물에 복사열 특성 정보를 적용시키는 단계, 상기 가상 모델에 특정 온도의 태양광 조건을 포함하는 기상 조건을 입력하여 상기 시뮬레이션 대상 지역의 지형지물에 대한 열환경 VR 시뮬레이션을 실행하는 단계 및 상기 VR 시뮬레이션을 출력 장치로 출력하는 단계를 포함하며, 상기 실행 단계는, 상기 기상 조건의 일조 조건 변화에 따른 상기 시뮬레이션 대상 지역의 지형지물에 따른 자연광의 반사 및 그림자를 상기 열환경 VR 시뮬레이션에 적용시키는 단계를 더 포함하고, 상기 열환경 분석 VR 시뮬레이션 장치는 건축 재료 및 지물(地物)에 대한 복사율 데이터가 저장된 데이터베이스를 포함한다.In addition, the thermal environment analysis VR simulation method according to an embodiment of the present invention for solving the above problems is based on at least one of map data, captured images, and scanning data of the simulation target area in three dimensions. Modeling a virtual model, applying radiant heat characteristic information to each feature on the 3-dimensional virtual model based on emissivity data, inputting meteorological conditions including sunlight conditions at a specific temperature into the virtual model to perform the simulation Executing a thermal environment VR simulation for a feature of a target area and outputting the VR simulation to an output device, wherein the executing step comprises: The method further includes applying reflection and shadow of natural light according to water to the thermal environment VR simulation, wherein the thermal environment analysis VR simulation device includes a database in which emissivity data for building materials and features are stored.
이 외에도, 본 발명을 구현하기 위한 다른 방법, 다른 시스템 및 상기 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록하는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 더 제공될 수 있다.In addition to this, another method for implementing the present invention, another system, and a computer readable recording medium recording a computer program for executing the method may be further provided.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 시뮬레이션 대상 지역의 3차원 가상 모델을 생성하고, 각 지형지물에 복사열 특성 정보를 적용한 후 기상 조건을 입력하여 열환경 분석 VR 시뮬레이션을 실행하여, 대상 지역의 열환경을 정확하게 분석할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention as described above, a three-dimensional virtual model of the simulation target area is created, radiant heat characteristic information is applied to each feature, and then the thermal environment analysis VR simulation is executed by inputting meteorological conditions to determine the thermal environment of the target area. There is an effect that can be accurately analyzed.
또한, 본 발명에 따르면, 3차원 가상 모델 상에 가상 인물의 아바타를 입력하고, 아바타의 열 스트레스 변화를 측정함으로써 대상 지역 내에서 위험 지역을 찾아낼 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, there is an effect of finding a dangerous area within a target area by inputting an avatar of a virtual person on a 3D virtual model and measuring a change in heat stress of the avatar.
또한, 본 발명에 따르면, 아바타를 시뮬레이션 대상 지역 내 보행 경로를 가상으로 보행하도록 하고, 가상 보행에 따른 아바타의 열 스트레스 수치 변화를 시뮬레이션 함으로써, 도심 지역 내 보행자들의 열 스트레스 정도를 확인할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, there is an effect of confirming the degree of heat stress of pedestrians in an urban area by allowing an avatar to virtually walk a walking path in a simulation target area and simulating a change in heat stress level of the avatar according to the virtual walking. there is.
또한, 본 발명에 따르면, 시뮬레이션 결과를 기반으로 위험 지역을 도출하고, 위험 지역 주변 지형지물을 열 복사 저감 재료로 대체하는 시뮬레이션을 진행함으로써, 지형지물의 재료 교체에 따른 열환경 개선 효과를 확인할 수 있다.In addition, according to the present invention, by deriving a dangerous area based on the simulation results and performing a simulation in which the terrain features around the danger area are replaced with a heat radiation reducing material, the effect of improving the thermal environment according to the material replacement of the feature can be confirmed. .
또한, 본 발명에 따르면, 시뮬레이션 결과를 기반으로 위험 지역을 도출하고, 위험 지역 주변에 열 스트레스 감소 수단을 배치하는 조건을 시뮬레이션을 진행하여, 열 스트레스 감소 수단의 효과적인 설치 위치를 도출할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, the effect of deriving an effective installation location of the heat stress reducing means by deriving a dangerous area based on the simulation results and simulating conditions for disposing the heat stress reducing means around the dangerous area there is
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열환경 분석 VR 시뮬레이션 시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열환경 분석 VR 시뮬레이션 방법의 흐름도이다.
도 3은 데이터베이스에 저장된 건축 재료별 실측 온도 데이터의 예시도이다.
도 4는 모델링부가 시뮬레이션 대상 지역의 3차원 가상 모델을 모델링한 것을 예시한 도면이다.
도 5는 도 4의 3차원 가상 모델에 건축 재료별 복사열 데이터를 적용한 것을 예시한 도면이다.
도 6은 도 5의 3차원 가상 모델에 자연광 수치를 적용한 것을 예시한 도면이다.
도 7은 3차원 가상 모델에 시뮬레이션을 실행하여 폭염 관측 결과를 VR 가시화한 예시도면이다.
도 8은 도 7에 일조 조건 변화를 입력하여 자연광의 반사 및 그림자에 대한 시뮬레이션을 예시한 도면이다.
도 9는 시뮬레이션 대상 지역에서 아바타를 모의보행 하기 위한 경로를 예시한 도면이다.
도 10 내지 도 15는 아바타를 3차원 가상 모델 상에서 가상 보행하여 히트 스트레스를 측정하는 것을 예시한 도면이다.1 is a block diagram of a thermal environment analysis VR simulation system according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart of a thermal environment analysis VR simulation method according to an embodiment of the present invention.
3 is an exemplary diagram of measured temperature data for each building material stored in a database.
4 is a diagram illustrating modeling of a 3D virtual model of a simulation target region by a modeling unit.
FIG. 5 is a diagram illustrating application of radiant heat data for each building material to the 3D virtual model of FIG. 4 .
FIG. 6 is a diagram illustrating application of natural light values to the 3D virtual model of FIG. 5 .
7 is an exemplary diagram in which VR visualization of heat wave observation results by executing a simulation on a three-dimensional virtual model.
FIG. 8 is a diagram illustrating simulation of reflection and shadow of natural light by inputting a change in sunlight conditions in FIG. 7 .
9 is a diagram illustrating a path for simulated walking of an avatar in a simulation target area.
10 to 15 are diagrams illustrating measuring heat stress by virtually walking an avatar on a 3D virtual model.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Advantages and features of the present invention, and methods of achieving them, will become clear with reference to the detailed description of the following embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, only these embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and are common in the art to which the present invention belongs. It is provided to fully inform the person skilled in the art of the scope of the invention, and the invention is only defined by the scope of the claims.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.Terminology used herein is for describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, singular forms also include plural forms unless specifically stated otherwise in a phrase. As used herein, "comprises" and/or "comprising" does not exclude the presence or addition of one or more other elements other than the recited elements. Like reference numerals throughout the specification refer to like elements, and “and/or” includes each and every combination of one or more of the recited elements. Although "first", "second", etc. are used to describe various components, these components are not limited by these terms, of course. These terms are only used to distinguish one component from another. Accordingly, it goes without saying that the first element mentioned below may also be the second element within the technical spirit of the present invention.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in this specification may be used with meanings commonly understood by those skilled in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in commonly used dictionaries are not interpreted ideally or excessively unless explicitly specifically defined.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열환경 분석 VR 시뮬레이션 시스템(10)의 블록도이다.1 is a block diagram of a thermal environment analysis VR simulation system 10 according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열환경 분석 VR 시뮬레이션 방법의 흐름도이다.2 is a flowchart of a thermal environment analysis VR simulation method according to an embodiment of the present invention.
도 3 내지 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 열환경 분석 VR 시뮬레이션 시스템(10)을 설명하기 위한 각종 예시 도면이다.3 to 15 are various exemplary views for explaining the thermal environment analysis VR simulation system 10 according to an embodiment of the present invention.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 열환경 분석 VR 시뮬레이션 시스템(10)에 대해서 설명하며, 각각의 실시예에서 다른 도면을 참조하여 설명을 돕도록 한다.Hereinafter, the thermal environment analysis VR simulation system 10 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2, and description will be made with reference to other drawings in each embodiment.
본 발명의 실시예에 따른 열환경 분석 VR 시뮬레이션 장치(100)는 제어부(110), 데이터베이스(120), 모델링부(130) 및 통신부(140)를 포함하며, 실시예에 따라 출력부(150)의 구성을 더 포함할 수도 있다.The thermal environment analysis VR simulation device 100 according to an embodiment of the present invention includes a control unit 110, a database 120, a modeling unit 130, and a communication unit 140, and an output unit 150 according to the embodiment It may further include a configuration of.
다만, 몇몇 실시예에서 시스템(10), 장치(100)는 도 1에 도시된 구성요소보다 더 적은 수의 구성요소나 더 많은 구성요소를 포함할 수도 있다.However, in some embodiments, the system 10 and device 100 may include fewer or more components than those shown in FIG. 1 .
도 3은 데이터베이스(120)에 저장된 건축 재료별 실측 온도 데이터의 예시도이다.3 is an exemplary diagram of measured temperature data for each building material stored in the database 120 .
도 3을 참조하면, 데이터베이스(120)는 건축 재료 및 지물(地物)의 종류별 복사열 측정 데이터가 저장되어 있다.Referring to FIG. 3 , the database 120 stores radiant heat measurement data for each type of building material and feature.
본 발명의 실시예에서 데이터베이스(120)에 저장되는 복사열 측정 데이터는 열화상 카메라를 통해 획득된 데이터일 수 있으며, 열화상 카메라는 열형 적외선 카메라를 지칭한다.In an embodiment of the present invention, the radiant heat measurement data stored in the database 120 may be data obtained through a thermal imaging camera, and the thermal imaging camera refers to a thermal infrared camera.
적외선 카메라는 물체의 표면에서 방사되는 적외선 형태의 에너지를 감지하여 그 강도에 따라 물체 표면의 온도를 다양한 색상으로 표현할 수 있게 되며, 이러한 온도 색상 정보 또한 데이터베이스(120)에 저장될 수 있다.An infrared camera detects infrared energy radiated from the surface of an object and expresses the temperature of the object surface in various colors according to the intensity, and this temperature color information may also be stored in the database 120.
따라서, 도 3과 같이 각종 재료별 열화상 카메라의 온도 시각화 컬러, 그리고 열화상 카메라의 복사율 데이터가 저장될 수 있고, 제어부(110)는 시뮬레이션을 진행함에 있어서 이러한 데이터를 기반으로 실제와 같은 시뮬레이션을 진행할 수 있게 된다.Therefore, as shown in FIG. 3 , the temperature visualization color of the thermal imaging camera for each material and the emissivity data of the thermal imaging camera may be stored, and the control unit 110 performs a realistic simulation based on these data during simulation. be able to proceed.
먼저, 제어부(110)가 모델링부(130)를 제어하여, 시뮬레이션 대상 지역에 대한 지도 데이터, 촬영 영상 및 스캐닝 데이터 중 적어도 하나를 기반으로 대상 지역의 3차원 가상 모델을 모델링 한다. (S110)First, the controller 110 controls the modeling unit 130 to model a 3D virtual model of the target region based on at least one of map data, captured images, and scanning data of the target region for simulation. (S110)
도 4는 제어부(110)가 모델링부(130)를 제어하여, 시뮬레이션 대상 지역의 3차원 가상 모델을 모델링한 것을 예시한 도면이다.4 is a diagram illustrating modeling of a 3D virtual model of a simulation target region by controlling the modeling unit 130 by the control unit 110. Referring to FIG.
도 4를 참조하면, 모델링부(130)가 시뮬레이션 대상 지역의 3차원 가상 모델을 모델링한 것을 제어부(110)가 출력하는 것이 예시되어 있다.Referring to FIG. 4 , it is exemplified that the control unit 110 outputs the modeling unit 130 modeling a 3D virtual model of a simulation target region.
이와 같이, 모델링부(130)를 통해 생성된 3차원 가상 모델에 시뮬레이션을 실행하기 때문에, 사용자는 출력 장치(200)를 착용하고 시뮬레이션 대상 지역을 다각도에서 확인할 수 있게 된다.In this way, since the simulation is executed on the 3D virtual model created through the modeling unit 130, the user can wear the output device 200 and check the simulation target area from various angles.
구체적으로, 장치(100)는 사용자로부터 시뮬레이션 대상 지역을 입력/선택받을 수 있으며, 시뮬레이션 대상 지역의 지도 데이터, 촬영 영상 및 스캐닝 데이터를 함께 입력받으면, 입력된 데이터를 기반으로 가상 모델을 생성할 수 있다.Specifically, the device 100 may receive input/selection of a simulation target region from a user, and when map data, captured images, and scanning data of the simulation target region are input together, a virtual model may be generated based on the input data. there is.
이때, 촬영 영상은 위성 사진, 항공 사진, 드론 촬영 영상 등과 같이 시뮬레이션 대상 지역이 촬영 장치(100)를 통해 촬영된 영상이면 무엇이든 적용될 수 있다.In this case, any captured image may be applied as long as the simulation target region is an image captured through the photographing device 100, such as a satellite image, an aerial image, a drone image, or the like.
스캐닝 데이터는 라이더 센서를 통해 시뮬레이션 대상 지역이 스캐닝된 데이터를 의미한다.The scanning data refers to data obtained by scanning a region to be simulated through a lidar sensor.
지도 데이터, 촬영 영상 및 스캐닝 데이터는 사용자로부터 직접 입력받을 수도 있고, 데이터베이스(120) 내에 저장된 데이터를 활용할 수도 있다.Map data, captured images, and scanning data may be directly input from a user, or data stored in the database 120 may be used.
몇몇 실시예에서 제어부(110)는 사용자로부터 시뮬레이션 대상 지역이 입력되면 통신부(140)를 제어하여 외부 서버를 검색하고, 상술한 데이터들을 확보할 수도 있다.In some embodiments, the control unit 110 may control the communication unit 140 to search for an external server and secure the above-described data when a simulation target area is input from a user.
이와 같이, 모델링부(130)가 생성한 3차원 가상 모델에는 시뮬레이션 대상 지역의 각종 지형지물이 포함되어 있으며, 지형지물의 속성 정보, 재료 정보 등과 같은 열환경 시뮬레이션을 위한 데이터가 포함되어 있다.In this way, the 3D virtual model generated by the modeling unit 130 includes various features of the simulation target area, and includes data for thermal environment simulation such as attribute information and material information of the features.
예를 들어, 3차원 가상 모델에는 시뮬레이션 대상 지역 내 건물의 재료, 보도 블럭의 재료 등과 같이 모든 지형지물의 재료 데이터가 포함되어 있을 수 있다.For example, the 3D virtual model may include material data of all geographic features, such as materials of buildings and materials of sidewalk blocks in a simulation target area.
도 4는 시뮬레이션 대상 지역으로 광화문이 선택되었으며, 실제 광화문과 동일한 3차원 가상 모델을 생성한 것이 예시되어 있다.Figure 4 shows that Gwanghwamun is selected as the simulation target area, and that a three-dimensional virtual model identical to the actual Gwanghwamun is created.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 열환경 분석 VR 시뮬레이션 시스템(10)은 실제 세계와 가상 세계를 상호작용시키는 디지털 트윈(Digital Twin) 기술을 이용하게 된다.In this way, the thermal environment analysis VR simulation system 10 according to an embodiment of the present invention uses digital twin technology for interacting the real world and the virtual world.
S110 다음으로, 제어부(110)가 모델링부(130)를 제어하여, 복사율 데이터를 기반으로 3차원 가상 모델 상의 각 지형지물에 복사열 특성 정보를 적용시킨다. (S130)S110 Next, the control unit 110 controls the modeling unit 130 to apply radiant heat characteristic information to each feature on the 3D virtual model based on the emissivity data. (S130)
도 5는 도 4의 3차원 가상 모델에 건축 재료별 복사열 데이터를 적용한 것을 예시한 도면이다.FIG. 5 is a diagram illustrating application of radiant heat data for each building material to the 3D virtual model of FIG. 4 .
도 5를 참조하면, 제어부(110)가 모델링부(130)를 제어하여, 3차원 가상 모델 상의 각 지형지물의 재료를 체킹하고, 데이터 베이스 내 건축 재료 및 지물의 종류별 복사율 데이터를 로딩하여 3차원 가상 모델 상의 각 지형지물에 복사열 특성 정보를 적용시키게 된다.Referring to FIG. 5 , the controller 110 controls the modeling unit 130 to check the material of each feature on the 3D virtual model, and loads emissivity data for each type of building material and feature in the database to create a 3D virtual model. Radiant heat characteristic information is applied to each feature on the model.
S130 다음으로, 제어부(110)가 3차원 가상 모델에 특정 온도의 태양광 조건을 포함하는 기상 조건을 입력하여, 시뮬레이션 대상 지역의 지형지물에 대한 열환경 VR 시뮬레이션을 실행한다. (S150)S130 Next, the control unit 110 inputs meteorological conditions including sunlight conditions of a specific temperature to the 3D virtual model, and executes thermal environment VR simulation for the feature of the simulation target area. (S150)
제어부(110)가 S150에서 실행되는 열환경 VR 시뮬레이션을 출력 장치(200)로 출력한다. (S170)The controller 110 outputs the thermal environment VR simulation executed in S150 to the output device 200 . (S170)
도 6은 도 5의 3차원 가상 모델에 자연광 수치를 적용한 것을 예시한 도면이다.FIG. 6 is a diagram illustrating application of natural light values to the 3D virtual model of FIG. 5 .
도 7은 3차원 가상 모델에 시뮬레이션을 실행하여 폭염 관측 결과를 VR 가시화한 예시도면이다.7 is an exemplary diagram in which VR visualization of heat wave observation results by executing a simulation on a three-dimensional virtual model.
도 6을 참조하면, 제어부(110)가 3차원 가상 모델에 특정 온도의 태양광 조건을 포함하는 기상 조건을 입력하는 것이 예시되어 있으며, 바람직하게는 본 발명은 열환경 분석 VR 시뮬레이션을 통해 폭염 발생 지역을 찾는 것을 목적으로 하기 때문에 특정 온도 이상의 태양광 조건을 입력하는 것을 의미한다. (예: 폭염 조건)Referring to FIG. 6, it is exemplified that the control unit 110 inputs meteorological conditions including sunlight conditions of a specific temperature to the 3D virtual model. Preferably, the present invention generates heat waves through thermal environment analysis VR simulation. Since the purpose is to find an area, it means entering sunlight conditions over a certain temperature. (e.g. extreme heat conditions)
S110, S130을 통해 실제와 같이 구축된 3차원 가상 모델에 기상 조건을 입력하기 때문에 실제와 같은 시뮬레이션이 실행되며, 온도에 따라서 기 설정된 색상으로 각각 표출되기 때문에 사용자는 출력 장치(200)를 통해서 VR, AR 방식으로 시뮬레이션 대상 지역의 열환경을 정확하게 파악할 수 있는 효과가 있다.Since the weather conditions are input to the 3D virtual model built like a real one through S110 and S130, a realistic simulation is executed, and each is displayed in preset colors according to the temperature, so the user can use VR through the output device 200. , AR method has the effect of accurately grasping the thermal environment of the simulation target area.
본 발명의 실시예에서 출력 장치(200)는 열환경 VR 시뮬레이션을 영상으로 출력할 수 있는 장치(100)를 의미하며, 대표적인 예로 VR 영상을 출력하는 VR 기기가 해당될 수 있다.In the embodiment of the present invention, the output device 200 refers to the device 100 capable of outputting a thermal environment VR simulation as an image, and a representative example may be a VR device that outputs a VR image.
본 발명의 실시예에 따른 열환경 분석 VR 시뮬레이션 장치(100)는 서버의 형태로 구현될 수 있으며, 열환경 분석 VR 시뮬레이션 서버는 통신부(140)를 구성으로 더 포함하여 통신부(140)를 통해 외부의 출력 장치(200)와 연결될 수 있다.The thermal environment analysis VR simulation device 100 according to an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a server, and the thermal environment analysis VR simulation server further includes a communication unit 140 as a configuration to communicate externally through the communication unit 140 It can be connected to the output device 200 of.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 열환경 분석 VR 시뮬레이션 시스템(10)은 시뮬레이션 대상 지역의 열환경을 분석하고자 하는 관리자, 연구자 뿐만 아니라, 일반 시민들도 VR 기기, AR 기기를 이용하여 시뮬레이션을 체험할 수 있는 효과가 있다.Therefore, in the thermal environment analysis VR simulation system 10 according to an embodiment of the present invention, not only managers and researchers who want to analyze the thermal environment of the simulation target area, but also ordinary citizens can experience the simulation using VR devices and AR devices. There are possible effects.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 열환경 분석 VR 시뮬레이션 시스템(10)은 위와 같이 일반 시민에게 시뮬레이션을 체험하게 함으로써, 공공장소의 디자인 변경사유를 설명할 수 있게 된다.In addition, the thermal environment analysis VR simulation system 10 according to an embodiment of the present invention allows ordinary citizens to experience the simulation as described above, thereby explaining the reason for changing the design of the public space.
몇몇 실시예에서, 열환경 분석 VR 시뮬레이션 장치(100)는 자체에 출력부(150)를 구비하여, 열환경 VR 시뮬레이션을 출력부(150)를 통해 출력할 수도 있다.In some embodiments, the thermal environment analysis VR simulation device 100 may include an output unit 150 and output the thermal environment VR simulation through the output unit 150 .
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 열환경 분석 VR 시뮬레이션 시스템(10)은 데이터 기반으로 자료를 시뮬레이션하고, 이를 시각화하여 공간감을 몰입하여 체감할 수 있도록 함은 물론, VR, AR 기기를 활용하여 현장감 있는 정성적 평가도구로 활용할 수 있게 된다.In this way, the thermal environment analysis VR simulation system 10 according to an embodiment of the present invention simulates data based on data and visualizes it so that the sense of space can be immersed and experienced, as well as by utilizing VR and AR devices. It can be used as a qualitative evaluation tool with a sense of reality.
그리고, 특정 도심 지역 전체의 시뮬레이션을 체험하는 것은 물론 해당 지역의 세세한 부분들까지 체감할 수 있게 되어, 다양한 공간체험이 가능하게 된다.In addition, it is possible to not only experience the simulation of the entire specific downtown area, but also feel the details of the area, enabling various spatial experiences.
폭염, 열섬 현상에 있어서, 태양광의 온도 자체가 절대적인 영향을 끼치지만, 바람과 습도 조건 또한 현상을 완화하거나 악화시킬 수 있는 부가적인 조건일 수 있으므로, 기상 조건에 바람, 습도 조건 또한 설정될 수도 있다.In the heat wave and heat island phenomenon, the temperature of sunlight itself has an absolute effect, but wind and humidity conditions may also be additional conditions that can alleviate or worsen the phenomenon, so wind and humidity conditions may also be set as weather conditions. .
S150은, 제어부(110)가 자연광 조건의 일조 조건 변화에 따른 시뮬레이션 대상 지역의 지형지물에 따른 자연광의 반사 및 그림자를 열환경 VR 시뮬레이션에 적용시키는 단계를 더 포함한다.S150 further includes a step of allowing the controller 110 to apply the reflection and shadow of natural light according to the feature of the simulation target area to the thermal environment VR simulation according to the change in the natural light condition.
도 8은 도 7에 일조 조건 변화를 입력하여 자연광의 반사 및 그림자에 대한 시뮬레이션을 예시한 도면이다.FIG. 8 is a diagram illustrating simulation of reflection and shadow of natural light by inputting a change in sunlight conditions in FIG. 7 .
도 8의 (A) 및 (B)를 참조하면, 시간의 흐름에 따라서 지형지물에 따른 자연광의 반사 및 그림자가 적용되는 열환경 VR 시뮬레이션이 예시되어 있다.Referring to (A) and (B) of FIG. 8 , a thermal environment VR simulation in which reflection and shadow of natural light according to landmarks are applied over time is exemplified.
본 발명의 실시예에 따른 열환경 분석 VR 시뮬레이션 시스템(10)은 이와 같이 실제와 같은 태양광을 시뮬레이션에 적용시키는 것은 물론, 시간에 따른 일조 조건의 변화까지 적용하여 시뮬레이션을 실행함으로써, 실제와 거의 일치되는 조건으로 시뮬레이션이 가능하게 된다.The thermal environment analysis VR simulation system 10 according to an embodiment of the present invention applies real sunlight to the simulation as well as changes in sunlight conditions over time to perform the simulation, so that it is almost identical to the real one. Simulation is possible under the matching conditions.
도 9는 시뮬레이션 대상 지역에서 아바타를 모의보행 하기 위한 경로를 예시한 도면이다.9 is a diagram illustrating a path for simulated walking of an avatar in a simulation target area.
도 10 내지 도 15는 아바타를 3차원 가상 모델 상에서 가상 보행하여 히트 스트레스를 측정하는 것을 예시한 도면이다.10 to 15 are diagrams illustrating measuring heat stress by virtually walking an avatar on a 3D virtual model.
데이터베이스(120)는 태양광 및 지형지물의 온도 변화에 따른 인체의 열 스트레스 지수가 더 저장되어 있다.The database 120 further stores a heat stress index of the human body according to sunlight and temperature changes of landmarks.
태양광의 온도 변화와 지형지물의 온도 변화에 따른 인체의 열 스트레스 지수가 함께 저장되어 있는 이유는, 동일한 태양광의 온도라 할지라도 사람이 위치한 지형지물의 종류에 따라서 인체의 열 스트레스 정도가 다를 수 있기 때문이다.The reason why the heat stress index of the human body according to the temperature change of the sunlight and the temperature of the feature is stored together is because the degree of heat stress of the human body may vary depending on the type of feature where the person is located, even if the temperature of the sunlight is the same. .
제어부(110)는 열환경 VR 시뮬레이션의 특정 지점에 가상 인물의 아바타를 입력하여 아바타의 열 스트레스 변화를 측정하고, 측정 결과를 기반으로 시뮬레이션 대상 지역 내에서 아바타의 열 스트레스가 기 설정된 수치를 초과하는 지역을 도출할 수 있다.The controller 110 inputs an avatar of a virtual person at a specific point in the thermal environment VR simulation to measure a change in heat stress of the avatar, and based on the measurement result, the heat stress of the avatar exceeds a predetermined value in the simulation target area. area can be derived.
이 같은 구성으로, 본 발명의 실시예에 따른 열환경 분석 VR 시뮬레이션 시스템(10)은 시뮬레이션 대상 지역 내에서 인체에 과도한 열 스트레스가 발생하는 지역을 찾아내고, 관리자/사용자가 해당 지역에 대책을 마련하게 할 수 있는 효과가 있다.With this configuration, the thermal environment analysis VR simulation system 10 according to an embodiment of the present invention finds an area where excessive heat stress occurs on the human body within the simulation target area, and the manager/user prepares countermeasures for the area. There is an effect that can do it.
추가적으로, 본 발명의 실시예에 따른 열환경 분석 VR 시뮬레이션 시스템(10)은 위와 같은 가상 인물의 아바타를 3차원 가상 모델 상에서 보행하게 하여 열 스트레스를 측정할 수도 있다.Additionally, the thermal environment analysis VR simulation system 10 according to an embodiment of the present invention may measure thermal stress by having the avatar of the virtual person walk on the 3D virtual model.
일 실시예로, 제어부(110)는 열환경 VR 시뮬레이션에 입력된 아바타를 시뮬레이션 대상 지역 내의 보행 경로를 가상(모의)으로 보행하도록 제어하고, 가상 보행에 따른 아바타의 열 스트레스 수치 변화를 시뮬레이션할 수 있다.In an embodiment, the controller 110 may control the avatar input to the thermal environment VR simulation to virtually (simulate) walk a walking path in the simulation target area, and simulate a change in heat stress level of the avatar according to the virtual walking. there is.
제어부(110)는 도 9와 같이 아바타를 3차원 가상 모델에서 가상 보행시키게 된다.As shown in FIG. 9 , the controller 110 causes the avatar to walk virtually in a 3D virtual model.
그리고, 도 10 내지 도 13을 참조하면, 제어부(110)는 3차원 가상 모델에 입력된 태양광 조건을 포함하는 기상 조건을 출력하고 있으며, 현재 3차원 가상 모델의 시간, 그리고 아바타의 열 스트레스 (Heat Stress) 수치를 산출하여 출력하고 있다.And, referring to FIGS. 10 to 13, the controller 110 outputs meteorological conditions including sunlight conditions input to the 3D virtual model, the current time of the 3D virtual model, and the avatar's heat stress ( Heat Stress) values are calculated and output.
도 10에서 아바타는 교보문고 앞에서 가상 보행을 출발하였고, 가상 보행을 이제 막 시작한 상태이기 때문에 열 스트레스 수치가 20 정도로 측정되고 있다.In FIG. 10, the avatar started virtual walking in front of Kyobo Bookstore, and since the virtual walking has just started, the heat stress level is measured at about 20.
이때, 본 실시예에서 언급하는 열 스트레스 수치는 도면을 참조하여 대략적인 수치를 예로 든 것이다.At this time, the heat stress value mentioned in this embodiment is an approximate value with reference to the drawings.
도 11에서 아바타는 그늘없이 직광 아래에서 어느 정도의 거리를 보행하였기 때문에 열 스트레스가 점점 증가하여 열 스트레스 수치가 75 정도로 측정되고 있고, 이는 열 스트레스가 나쁨(Bad) 상태로 향하고 있다는 것이 도시되어 있다.In FIG. 11, since the avatar walked a certain distance under direct sunlight without shade, the heat stress gradually increased and the heat stress value was measured at about 75, which indicates that the heat stress is heading to a bad state. .
그리고, 도 12에서 아바타는 그늘 아래에서 어느 정도의 거리를 보행하였기 때문에 열 스트레스가 점점 감소하여 열 스트레스 수치가 40 정도로 측정되고 있다.In FIG. 12, since the avatar walked a certain distance under the shade, the heat stress gradually decreased, and the heat stress value was measured at about 40.
도 12를 지나서 아바타는 다시 직광 아래에서 어느 정도의 거리를 보행하여 열 스트레스가 급증하였지만, 도 13에서 쿨링포그 존에 진입하여 보행함으로써 열 스트레스가 다시 점점 감소하고 있는 것이 예시되어 있다.After passing through FIG. 12, the avatar again walks a certain distance under direct light and the heat stress increases rapidly, but in FIG.
그리고, 도 14에서 아바타가 쿨링포그 존을 지나 식재 그늘 주변에서 보행하여 열 스트레스가 또 다시 감소하였고, 도 15에서 쿨링포그 존 다음의 목적지에 도착함으로써 열 스트레스 수치가 15 정도까지 감소한 것을 알 수 있다.In addition, in FIG. 14, the avatar passed the cooling fog zone and walked around the planting shade, and the heat stress was reduced again, and in FIG. .
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 열환경 분석 VR 시뮬레이션 시스템(10)은, 폭염 상태에서 아바타가 직광 아래 보행하는 경우, 그늘에서 보행을 하는 경우, 열 스트레스 감소 수단을 보행하는 경우와 같은 가상의 상황에서 아바타의 열 스트레스 수치를 정확하게 산출하여 제공하게 된다.In this way, the thermal environment analysis VR simulation system 10 according to an embodiment of the present invention is virtual, such as when an avatar walks under direct light in a heat wave state, when walking in the shade, or when walking through a heat stress reducing means. In the situation of, the heat stress level of the avatar is accurately calculated and provided.
따라서, 사용자/관리자는 시뮬레이션 대상 지역에서 실제로 사람들이 보행하였을 때 과도한 열 스트레스가 발생할 수 있는 위험 구간들을 확인할 수 있게 되고, 해결책을 강구할 수 있게 된다.Accordingly, the user/manager can identify risk zones in which excessive heat stress can occur when people actually walk in the simulation target area, and come up with solutions.
일 실시예로, 본 발명의 실시예에 따른 열환경 분석 VR 시뮬레이션 시스템(10)은, 시뮬레이션 대상 지역 내를 실제 보행하는 사람들에게 발생하는 열 스트레스를 해소할 수 있는 다양한 알고리즘을 포함하고 있다.As an embodiment, the thermal environment analysis VR simulation system 10 according to an embodiment of the present invention includes various algorithms capable of relieving thermal stress occurring to people actually walking in a simulation target area.
① 시뮬레이션 대상 지역 내 지형지물의 재료 변경을 이용하여 해결하는 방법① How to solve by changing the material of the feature in the simulation target area
일 실시예로, 제어부(110)는 열환경 VR 시뮬레이션 결과를 기반으로 시뮬레이션 대상 지역 내에서 아바타의 열 스트레스 수치가 기 설정된 수치를 초과하는 적어도 하나의 위험 지역을 도출할 수 있다.As an embodiment, the controller 110 may derive at least one danger area in which the heat stress level of the avatar exceeds a preset level within the simulation target area based on the result of the thermal environment VR simulation.
그리고, 제어부(110)는 도출된 위험 지역 주변의 지형지물 중에서 적어도 하나의 지형지물을 열 복사 저감 재료로 대체하는 조건을 열환경 VR 시뮬레이션에 입력함으로써, 지형지물의 재료 변경에 따른 아바타의 열 스트레스 수치 변화를 시뮬레이션 할 수 있다.Then, the control unit 110 inputs a condition for replacing at least one feature among the features around the derived danger area with a material for reducing heat radiation to the thermal environment VR simulation, thereby inputting the heat stress value of the avatar according to the material change of the feature. change can be simulated.
따라서, 시뮬레이션을 수행하는 사용자/관리자는 특정 지형지물의 재료 변경에 따른 열 스트레스 저감 효과를 직접 확인하고, 시뮬레이션 데이터를 기반으로 해당 지형지물의 재료 변경을 진행하거나 건의할 수 있게 된다.Accordingly, the user/manager performing the simulation can directly check the effect of reducing heat stress according to the material change of the specific feature, and proceed or suggest a material change of the feature based on the simulation data.
② 시뮬레이션 대상 지역 내 열 스트레스 감소 수단을 설치하여 해결하는 방법② How to solve by installing heat stress reduction measures in the simulation target area
일 실시예로, 제어부(110)는 도출된 위험 지역에 열 스트레스 감소 수단을 배치하는 조건을 열환경 VR 시뮬레이션에 입력함으로써, 열 스트레스 감소 수단 배치에 따른 아바타의 열 스트레스 수치 변화를 시뮬레이션 할 수 있다.As an embodiment, the control unit 110 may simulate a change in the heat stress value of the avatar according to the arrangement of the heat stress reduction means by inputting conditions for disposing the heat stress reduction means in the derived risk area to the thermal environment VR simulation. .
이때, 열 스트레스 감소 수단이란, 수목(식재 그늘), 그늘막, 쿨링포그 존 등과 같이 특정 지역에 설치되었을 때, 해당 지역 주변의 열을 감소시키거나 그늘을 제공하는 등과 같이 주변 사람들의 열 스트레스를 감소시킬 수 있는 각종 수단이 포함될 수 있다.At this time, the means for reducing heat stress means, when installed in a specific area, such as trees (planting shade), shade, cooling fog zone, etc., to reduce the heat stress of people around the area, such as reducing heat around the area or providing shade. Various means may be included.
상세하게는, 제어부(110)는 도출된 위험 지역의 지형지물, 주변 환경 여건을 고려하여 배치 가능한 열 스트레스 감소 수단을 배치하는 조건을 열환경 VR 시뮬레이션에 입력할 수 있다.In detail, the control unit 110 may input conditions for arranging the heat stress reduction unit to the thermal environment VR simulation in consideration of the derived geographic features of the dangerous area and surrounding environmental conditions.
이와 같은 구성을 위해, 데이터베이스(120)에는 3차원 가상 모델의 지형지물, 환경 여건/구조를 분석할 수 있는 알고리즘이 저장되어 있다.For such a configuration, the database 120 stores an algorithm capable of analyzing the feature and environmental condition/structure of the 3D virtual model.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 열환경 분석 VR 시뮬레이션 시스템(10)은, 열 스트레스 위험 지역에 특정 열 스트레스 감소 수단을 설치하였을 때 열 스트레스 감소 효과를 수치적, 시각적으로 확인할 수 있는 효과가 있다.Therefore, the thermal environment analysis VR simulation system 10 according to an embodiment of the present invention has an effect of numerically and visually confirming the heat stress reduction effect when a specific heat stress reduction means is installed in a heat stress risk area. .
일 실시예로, 제어부(110)는 시뮬레이션 대상 지역의 시간별 유동 인구 정보를 기반으로 열환경 VR 시뮬레이션에 복수의 아바타를 입력할 수 있다.As an embodiment, the controller 110 may input a plurality of avatars to the thermal environment VR simulation based on information on floating population by time of the simulation target area.
그리고, 제어부(110)는 열환경 VR 시뮬레이션 결과를 기반으로, 3차원 가상 모델 상에서 복수의 아바타의 열 스트레스 수치가 기 설정된 수치를 초과하는 적어도 하나의 위험지역, 그리고 3차원 가상 모델 상에서 복수의 아바타가 기 설정된 조건 이상으로 밀집되는 적어도 하나의 밀접 지역을 도출할 수 있다.In addition, the controller 110 determines at least one danger zone in which the heat stress level of a plurality of avatars exceeds a predetermined value on the 3D virtual model and a plurality of avatars on the 3D virtual model, based on the result of the thermal environment VR simulation. It is possible to derive at least one close area in which is denser than a preset condition.
다음으로, 제어부(110)는 3차원 가상 모델 상에서 위험 지역 및 밀접 지역 중 적어도 하나의 지점에 열 스트레스 감소 수단을 배치하는 조건을 열환경 VR 시뮬레이션에 입력함으로써, 열 스트레스 감소 수단의 종류 및 배치에 따른 열 스트레스 감소 효과를 측정할 수 있다.Next, the control unit 110 determines the type and arrangement of the heat stress reduction means by inputting conditions for arranging the heat stress reduction means at least one of the danger area and the close area on the 3D virtual model into the thermal environment VR simulation. The effect of reducing heat stress can be measured.
또한, 본 발명의 실시예에서 데이터베이스(120)는 열환경 VR 시뮬레이션 수행을 위한 알고리즘이 저장될 수 있다.Also, in an embodiment of the present invention, the database 120 may store an algorithm for performing thermal environment VR simulation.
알고리즘은 특정 지역의 3차원 가상 모델에 해당 지역의 실제 기상 조건을 입력하여 열환경 VR 시뮬레이션을 실행한 결과를 포함하는 시뮬레이션 데이터와 해당 지역의 적어도 일부의 지역에 대한 열 화상 카메라 촬영 영상을 포함하는 실측 데이터를 비교하고, 비교 결과를 기반으로 도출된 시뮬레이션 보정 알고리즘을 포함하고 있다.The algorithm inputs the actual weather conditions of the specific region into the 3D virtual model of the specific region, and the simulation data including the result of executing the thermal environment VR simulation and the thermal imaging camera image for at least a part of the region. It compares actual data and includes a simulation correction algorithm derived based on the comparison result.
예를 들어, 제어부(110)는 통신부(140)를 통해 열화상 카메라를 통해 해당 지역이 촬영된 촬영 데이터를 수신하고, 이를 시뮬레이션 결과와 비교하는 딥러닝을 수행함으로써 시뮬레이션 결과를 보정하는 보정 알고리즘을 업데이트하게 된다.For example, the control unit 110 receives photographic data of a corresponding region through a thermal imaging camera through the communication unit 140 and performs deep learning to compare the data with the simulation result, thereby providing a correction algorithm for correcting the simulation result. will update
따라서, 제어부(110)는 보정 알고리즘을 기반으로 열환경 VR 시뮬레이션 결과를 보정을 수행할 수 있다.Accordingly, the controller 110 may correct the thermal environment VR simulation result based on the correction algorithm.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 열환경 분석 VR 시뮬레이션 시스템(10)은 열화상카메라 실측 복사율에 따른 가상 건축 재료 머티리얼을 구축할 수 있다.In addition, the thermal environment analysis VR simulation system 10 according to an embodiment of the present invention may build a virtual building material material according to the measured emissivity of the thermal imaging camera.
제어부(110)는 실측된 열화상 카메라의 복사율을 적용한 가상 건축 재료 머티리얼을 도출하고, 비교 데이터를 생성할 수 있다.The controller 110 may derive a virtual building material material to which the actually measured emissivity of the thermal imaging camera is applied and generate comparison data.
제어부(110)는 머티리얼 고유의 컬러 차트를 생성하고, 이를 가상 건축 재료에 적용할 수 있다.The controller 110 may generate a material-specific color chart and apply it to the virtual building material.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 열환경 분석 VR 시뮬레이션 시스템(10)은 배치 예정 또는 건축 예정인 지형지물이 해당 지역의 열환경에 미치게 될 영향을 미리 시뮬레이션 할 수도 있다.In addition, the thermal environment analysis VR simulation system 10 according to an embodiment of the present invention may preliminarily simulate the effect that a geographic feature scheduled to be placed or built may have on the thermal environment of a corresponding region.
상세하게는, 제어부(110)는 시뮬레이션 대상 지역의 특정 지점에 배치 예정 또는 건축 예정인 지형지물의 정보가 입력되면, 3차원 가상 모델 상의 해당 지점에 해당 지형지물을 입력하여 열환경 VR 시뮬레이션을 실행함으로써, 해당 지형지물의 배치 또는 건축에 따른 지형지물 주변의 제1 열환경 데이터를 획득한다.In detail, the control unit 110, when information on a feature scheduled to be placed or built at a specific point in the simulation target area is input, inputs the feature at the corresponding point on the 3D virtual model and executes the thermal environment VR simulation. First thermal environment data around the feature according to the arrangement or construction of the feature is obtained.
그리고, 제어부(110)는 해당 지형지물의 변경 가능한 재료를 적용하여 열환경 VR 시뮬레이션을 실행함으로써 제2 열환경 데이터를 획득한다.In addition, the controller 110 obtains second thermal environment data by applying a changeable material of the corresponding feature and executing a thermal environment VR simulation.
다음으로, 제어부(110)는 제1 및 제2 열환경 데이터를 비교하여, 해당 지형지물의 재료 변경에 따른 지형지물 주변의 열환경 개선 효과를 도출한다.Next, the controller 110 compares the first and second thermal environment data, and derives an effect of improving the thermal environment around the feature according to the material change of the feature.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 열환경 분석 VR 시뮬레이션 시스템(10)은 특정 지역에 배치 예정 또는 건축 예정인 지형지물에 대하여, 지형지물의 형태, 기능을 유지한 상태에서 변경 가능한 재료들을 적용하여 열환경 VR 시뮬레이션을 진행하고, 주변의 열환경을 개선시키거나 더 이상 악화시키지 않는 최선의 재료를 도출할 수 있게 되며, 관리자/사용자는 담당자에게 이러한 정보를 제공하여 해당 지형지물의 재료를 건의할 수 있게 된다.As such, the thermal environment analysis VR simulation system 10 according to an embodiment of the present invention applies changeable materials to a feature scheduled to be placed or built in a specific area while maintaining the shape and function of the feature, It is possible to proceed with environment VR simulation, to derive the best material that does not improve or further deteriorate the surrounding thermal environment, and the manager / user provides this information to the person in charge so that he or she can suggest the material of the corresponding feature. do.
이상에서 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 방법은, 하드웨어인 서버와 결합되어 실행되기 위해 프로그램(또는 어플리케이션)으로 구현되어 매체에 저장될 수 있다.The method according to an embodiment of the present invention described above may be implemented as a program (or application) to be executed in combination with a server, which is hardware, and stored in a medium.
상기 전술한 프로그램은, 상기 컴퓨터가 프로그램을 읽어 들여 프로그램으로 구현된 상기 방법들을 실행시키기 위하여, 상기 컴퓨터의 프로세서(CPU)가 상기 컴퓨터의 장치 인터페이스를 통해 읽힐 수 있는 C, C++, JAVA, 기계어 등의 컴퓨터 언어로 코드화된 코드(Code)를 포함할 수 있다. 이러한 코드는 상기 방법들을 실행하는 필요한 기능들을 정의한 함수 등과 관련된 기능적인 코드(Functional Code)를 포함할 수 있고, 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 소정의 절차대로 실행시키는데 필요한 실행 절차 관련 제어 코드를 포함할 수 있다. 또한, 이러한 코드는 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 실행시키는데 필요한 추가 정보나 미디어가 상기 컴퓨터의 내부 또는 외부 메모리의 어느 위치(주소 번지)에서 참조되어야 하는지에 대한 메모리 참조관련 코드를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터의 프로세서가 상기 기능들을 실행시키기 위하여 원격(Remote)에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 통신이 필요한 경우, 코드는 상기 컴퓨터의 통신 모듈을 이용하여 원격에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 어떻게 통신해야 하는지, 통신 시 어떠한 정보나 미디어를 송수신해야 하는지 등에 대한 통신 관련 코드를 더 포함할 수 있다.The aforementioned program is C, C++, JAVA, machine language, etc. It may include a code coded in a computer language of. These codes may include functional codes related to functions defining necessary functions for executing the methods, and include control codes related to execution procedures necessary for the processor of the computer to execute the functions according to a predetermined procedure. can do. In addition, these codes may further include memory reference related codes for which location (address address) of the computer's internal or external memory should be referenced for additional information or media required for the computer's processor to execute the functions. there is. In addition, when the processor of the computer needs to communicate with any other remote computer or server in order to execute the functions, the code uses the computer's communication module to determine how to communicate with any other remote computer or server. It may further include communication-related codes for whether to communicate, what kind of information or media to transmit/receive during communication, and the like.
상기 저장되는 매체는, 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상기 저장되는 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있지만, 이에 제한되지 않는다. 즉, 상기 프로그램은 상기 컴퓨터가 접속할 수 있는 다양한 서버 상의 다양한 기록매체 또는 사용자의 상기 컴퓨터상의 다양한 기록매체에 저장될 수 있다. 또한, 상기 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장될 수 있다.The storage medium is not a medium that stores data for a short moment, such as a register, cache, or memory, but a medium that stores data semi-permanently and is readable by a device. Specifically, examples of the storage medium include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage device, etc., but are not limited thereto. That is, the program may be stored in various recording media on various servers accessible by the computer or various recording media on the user's computer. In addition, the medium may be distributed to computer systems connected through a network, and computer readable codes may be stored in a distributed manner.
본 발명의 실시예와 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어로 직접 구현되거나, 하드웨어에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로 구현되거나, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터 판독가능 기록매체에 상주할 수도 있다.Steps of a method or algorithm described in connection with an embodiment of the present invention may be implemented directly in hardware, implemented in a software module executed by hardware, or implemented by a combination thereof. A software module may include random access memory (RAM), read only memory (ROM), erasable programmable ROM (EPROM), electrically erasable programmable ROM (EEPROM), flash memory, hard disk, removable disk, CD-ROM, or It may reside in any form of computer readable recording medium well known in the art to which the present invention pertains.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. you will be able to understand Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.
10: 열환경 분석 VR 시뮬레이션 시스템
100: 열환경 분석 VR 시뮬레이션 장치
110: 제어부
120: 데이터베이스
130: 모델링부
140: 통신부
150: 출력부
200: 출력 장치10: Thermal environment analysis VR simulation system
100: Thermal environment analysis VR simulation device
110: control unit
120: database
130: modeling unit
140: communication department
150: output unit
200: output device
Claims (10)
시뮬레이션 대상 지역에 대한 지도 데이터, 촬영 영상 및 스캐닝 데이터 중 적어도 하나를 기반으로 상기 시뮬레이션 대상 지역의 3차원 가상 모델을 모델링하고, 상기 복사율 데이터를 기반으로 상기 3차원 가상 모델 상의 각 지형지물에 복사열 특성 정보를 적용시키는 모델링부; 및
상기 가상 모델에 특정 온도의 태양광 조건을 포함하는 기상 조건을 입력하여 상기 시뮬레이션 대상 지역에 대한 열환경 VR 시뮬레이션을 실행하고, 상기 열환경 VR 시뮬레이션이 출력 장치로 출력되도록 제어하고,
상기 기상 조건의 일조(日照) 조건 변화에 따라서 상기 시뮬레이션 대상 지역의 지형지물에 따른 자연광의 반사 및 그림자를 상기 열환경 VR 시뮬레이션에 적용시키는 제어부를 포함하며,
상기 데이터베이스는 태양광 및 지형지물의 온도 변화에 따른 인체의 열 스트레스 지수가 저장되어 있고,
상기 제어부는,
상기 열환경 VR 시뮬레이션의 특정 지점에 가상 인물의 아바타를 입력하여 상기 아바타의 열 스트레스 변화를 측정하고,
상기 열환경 VR 시뮬레이션에 입력된 아바타를 상기 시뮬레이션 대상 지역 내 보행 경로를 가상으로 보행하도록 제어하고, 상기 가상 보행에 따른 상기 아바타의 열 스트레스 수치 변화를 시뮬레이션 하는,
열환경 분석 VR 시뮬레이션 장치.
a database in which emissivity data for each type of building material and feature is stored;
A 3D virtual model of the simulation target region is modeled based on at least one of map data, captured images, and scanning data of the simulation target region, and radiant heat characteristics of each feature on the 3D virtual model based on the emissivity data a modeling unit that applies information; and
Entering meteorological conditions including sunlight conditions at a specific temperature into the virtual model to execute thermal environment VR simulation for the simulation target region, and control the thermal environment VR simulation to be output to an output device;
A control unit for applying reflection and shadow of natural light according to a feature of the simulation target area to the thermal environment VR simulation according to a change in the weather condition and the sunlight condition;
The database stores the heat stress index of the human body according to sunlight and temperature changes of landmarks,
The control unit,
Inputting an avatar of a virtual person at a specific point in the thermal environment VR simulation to measure a change in heat stress of the avatar;
Controlling the avatar input to the thermal environment VR simulation to virtually walk a walking path in the simulation target area, and simulating a change in heat stress value of the avatar according to the virtual walking,
Thermal environment analysis VR simulation device.
상기 제어부는,
상기 측정 결과를 기반으로 상기 시뮬레이션 대상 지역 내에서 열 스트레스가 기 설정된 수치를 초과하는 지역을 도출하는,
열환경 분석 VR 시뮬레이션 장치.
According to claim 1,
The control unit,
Deriving an area in which heat stress exceeds a predetermined value within the simulation target area based on the measurement result,
Thermal environment analysis VR simulation device.
상기 제어부는,
상기 시뮬레이션 결과를 기반으로 상기 시뮬레이션 대상 지역 내에서 상기 아바타의 열 스트레스 수치가 기 설정된 수치를 초과하는 적어도 하나의 위험 지역을 도출하고,
상기 도출된 위험 지역 주변의 지형지물 중에서 적어도 하나의 지형지물을 열 복사 저감 재료로 대체하는 조건을 상기 열환경 VR 시뮬레이션에 입력함으로써, 지형지물의 재료 변경에 따른 상기 아바타의 열 스트레스 수치 변화를 시뮬레이션 하는,
열환경 분석 VR 시뮬레이션 장치.
According to claim 1,
The control unit,
Based on the simulation result, at least one risk area in which the heat stress level of the avatar exceeds a predetermined value is derived within the simulation target area;
By inputting a condition for replacing at least one feature among the features around the derived danger area with a heat radiation reducing material into the thermal environment VR simulation, simulating a change in the heat stress value of the avatar according to a change in the material of the feature ,
Thermal environment analysis VR simulation device.
상기 제어부는,
상기 시뮬레이션 결과를 기반으로 상기 시뮬레이션 대상 지역 내에서 상기 아바타의 열 스트레스 수치가 기 설정된 수치를 초과하는 적어도 하나의 위험 지역을 도출하고,
상기 도출된 위험 지역에 열 스트레스 감소 수단을 배치하는 조건을 상기 열환경 VR 시뮬레이션에 입력함으로써, 상기 열 스트레스 감소 수단 배치에 따른 상기 아바타의 열 스트레스 수치 변화를 시뮬레이션 하는,
열환경 분석 VR 시뮬레이션 장치.
According to claim 1,
The control unit,
Based on the simulation result, at least one risk area in which the heat stress level of the avatar exceeds a predetermined value is derived within the simulation target area;
Simulating a change in the heat stress value of the avatar according to the arrangement of the heat stress reduction means by inputting conditions for disposing the heat stress reduction means in the derived risk area to the thermal environment VR simulation,
Thermal environment analysis VR simulation device.
상기 제어부는,
상기 시뮬레이션 대상 지역의 시간별 유동 인구 정보를 기반으로, 상기 열환경 VR 시뮬레이션에 복수의 아바타를 입력하고,
상기 열환경 VR 시뮬레이션 결과를 기반으로, 상기 가상 모델 상에서 상기 복수의 아바타의 열 스트레스 수치가 기 설정된 수치를 초과하는 적어도 하나의 위험 지역, 및 상기 가상 모델 상에서 상기 복수의 아바타가 기 설정된 조건 이상으로 밀집되는 적어도 하나의 밀접 지역을 도출하고,
상기 가상 모델 상에서 상기 위험 지역 및 상기 밀접 지역 중 적어도 하나의 지점에 열 스트레스 감소 수단을 배치하는 조건을 상기 열환경 VR 시뮬레이션에 입력함으로써, 상기 열 스트레스 감소 수단의 종류 및 배치에 따른 열 스트레스 감소 효과를 측정하는 것을 특징으로 하는,
열환경 분석 VR 시뮬레이션 장치.
According to claim 1,
The control unit,
Based on the hourly floating population information of the simulation target area, a plurality of avatars are input into the thermal environment VR simulation,
Based on the result of the thermal environment VR simulation, at least one risk area in which the heat stress level of the plurality of avatars exceeds a predetermined value on the virtual model, and the plurality of avatars on the virtual model are determined to be at least a predetermined condition. Derive at least one close area that is dense,
Heat stress reduction effect according to the type and arrangement of the heat stress reduction means by inputting a condition for arranging the heat stress reduction means at at least one of the danger area and the close area on the virtual model to the thermal environment VR simulation. characterized in that for measuring
Thermal environment analysis VR simulation device.
상기 데이터베이스는, 상기 열환경 VR 시뮬레이션 수행의 알고리즘이 저장되어 있으며,
상기 알고리즘은,
특정 지역의 가상 모델에 상기 특정 지역의 실제 기상 조건을 입력하여 열환경 VR 시뮬레이션을 실행한 결과를 포함하는 시뮬레이션 데이터와 상기 특정 지역의 적어도 일부의 지역에 대한 열 화상 카메라 촬영 영상을 포함하는 실측 데이터를 비교하고, 상기 비교 결과를 기반으로 도출된 시뮬레이션 보정 알고리즘을 포함하고,
상기 제어부는, 상기 보정 알고리즘을 기반으로 상기 열환경 VR 시뮬레이션 결과를 보정하는 것을 특징으로 하는,
열환경 분석 VR 시뮬레이션 장치.
According to claim 1,
The database stores an algorithm for performing the thermal environment VR simulation,
The algorithm is
Simulation data including a result of executing a thermal environment VR simulation by inputting actual meteorological conditions of the specific region into a virtual model of the specific region, and actual data including images captured by a thermal imaging camera for at least a portion of the specific region Comparing and including a simulation correction algorithm derived based on the comparison result,
Characterized in that the control unit corrects the thermal environment VR simulation result based on the correction algorithm,
Thermal environment analysis VR simulation device.
상기 제어부는,
상기 시뮬레이션 대상 지역의 특정 지점에 배치 또는 건축 예정인 지형지물의 정보가 입력되면, 상기 가상 모델 상의 상기 특정 지점에 상기 지형지물을 입력하여 열환경 VR 시뮬레이션을 실행함으로써, 상기 지형지물의 배치 또는 건축에 따른 상기 지형지물 주변의 제1 열환경 데이터를 획득하고,
상기 지형지물의 변경 가능한 재료를 적용하여 상기 열환경 VR 시뮬레이션을 실행함으로써, 제2 열환경 데이터를 획득하고,
상기 제1 및 제2 열환경 데이터를 비교하여, 상기 지형지물의 재료 변경에 따른 상기 지형지물 주변의 열환경 개선 효과를 도출하는 것을 특징으로 하는,
열환경 분석 VR 시뮬레이션 장치.
According to claim 1,
The control unit,
When information on a feature to be arranged or scheduled to be built is input at a specific point in the simulation target area, by inputting the feature at the specific point on the virtual model and executing a thermal environment VR simulation, the feature according to the placement or construction of the feature Obtaining first thermal environment data around the feature;
Obtaining second thermal environment data by applying a changeable material of the feature and executing the thermal environment VR simulation;
Characterized in that by comparing the first and second thermal environment data, an effect of improving the thermal environment around the feature according to the material change of the feature is derived.
Thermal environment analysis VR simulation device.
시뮬레이션 대상 지역에 대한 지도 데이터, 촬영 영상 및 스캐닝 데이터 중 적어도 하나를 기반으로 상기 시뮬레이션 대상 지역의 3차원 가상 모델을 모델링하는 단계;
복사율 데이터를 기반으로 상기 3차원 가상 모델 상의 각 지형지물에 복사열 특성 정보를 적용시키는 단계;
상기 가상 모델에 특정 온도의 태양광 조건을 포함하는 기상 조건을 입력하여 상기 시뮬레이션 대상 지역의 지형지물에 대한 열환경 VR 시뮬레이션을 실행하는 단계; 및
상기 VR 시뮬레이션을 출력 장치로 출력하는 단계를 포함하며,
상기 실행 단계는, 상기 기상 조건의 일조 조건 변화에 따른 상기 시뮬레이션 대상 지역의 지형지물에 따른 자연광의 반사 및 그림자를 상기 열환경 VR 시뮬레이션에 적용시키는 단계를 더 포함하고,
상기 열환경 분석 VR 시뮬레이션 장치는 건축 재료 및 지물(地物)에 대한 복사율 데이터가 저장된 데이터베이스를 포함하며,
상기 데이터베이스는 태양광 및 지형지물의 온도 변화에 따른 인체의 열 스트레스 지수가 저장되어 있고,
열환경 분석 VR 시뮬레이션 장치는,
상기 열환경 VR 시뮬레이션의 특정 지점에 가상 인물의 아바타를 입력하여 상기 아바타의 열 스트레스 변화를 측정하고,
상기 열환경 VR 시뮬레이션에 입력된 아바타를 상기 시뮬레이션 대상 지역 내 보행 경로를 가상으로 보행하도록 제어하고, 상기 가상 보행에 따른 상기 아바타의 열 스트레스 수치 변화를 시뮬레이션 하는,
열환경 분석 VR 시뮬레이션 방법.
A method performed by a thermal environment analysis VR simulation device,
modeling a three-dimensional virtual model of the simulation target region based on at least one of map data, captured images, and scanning data of the simulation target region;
applying radiant heat characteristic information to each feature on the 3D virtual model based on emissivity data;
inputting meteorological conditions including sunlight conditions of a specific temperature into the virtual model and executing a thermal environment VR simulation for a feature of the simulation target area; and
Outputting the VR simulation to an output device;
The executing step further includes applying natural light reflection and shadow according to the feature of the simulation target area according to the change in the weather condition and the sunlight condition to the thermal environment VR simulation,
The thermal environment analysis VR simulation device includes a database in which emissivity data for building materials and features are stored,
The database stores the heat stress index of the human body according to sunlight and temperature changes of landmarks,
Thermal environment analysis VR simulation device,
Inputting an avatar of a virtual person at a specific point in the thermal environment VR simulation to measure a change in heat stress of the avatar;
Controlling the avatar input to the thermal environment VR simulation to virtually walk a walking path in the simulation target area, and simulating a change in heat stress value of the avatar according to the virtual walking,
Thermal environment analysis VR simulation method.
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101943759B1 (en) * | 2017-11-17 | 2019-01-29 | 한국외국어대학교 연구산학협력단 | Information extraction method and apparatus for reducing heat in high temperature regions throuth the simulation of fine resolution radiation amount in urban |
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Family Cites Families (2)
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|---|---|---|---|---|
| KR101124114B1 (en) * | 2010-06-04 | 2012-03-21 | 지에스건설 주식회사 | Fire damage evaluating system and method for simulating individual evacuation behavior and casualty and recording medium thereof |
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101943759B1 (en) * | 2017-11-17 | 2019-01-29 | 한국외국어대학교 연구산학협력단 | Information extraction method and apparatus for reducing heat in high temperature regions throuth the simulation of fine resolution radiation amount in urban |
| KR102179250B1 (en) * | 2019-10-08 | 2020-11-17 | 한국외국어대학교 연구산학협력단 | Effect analysis system of temperature reduction activities for temperature controlling |
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