KR20200069009A - 가상현실 구현장치 및 이를 이용한 플랜트 전기배선 설계의 자동화 시스템 - Google Patents

가상현실 구현장치 및 이를 이용한 플랜트 전기배선 설계의 자동화 시스템 Download PDF

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박재현
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Abstract

가상현실 구현장치 및 이를 이용한 플랜트 전기배선 설계의 자동화 시스템은 가상현실의 화면 구성에서 손동작의 이동 궤적을 인식하여 원하는 전기배선 등의 설계 요소를 가상 공간상에 각각 구현하고, 이로 인하여 설계 시공 모습을 설계자와 시공자가 동시에 확인할 수 있어 건축 설계가 용이하며, 설계자와 시공자 간의 의견 조율이 어렵지 않아 많은 시간과 노력이 절약되는 효과가 있다.

Description

가상현실 구현장치 및 이를 이용한 플랜트 전기배선 설계의 자동화 시스템{Apparatus for Embodying Virtual Reality and Automatic Plan System of Electrical Wiring}
본 발명은 가상현실 구현장치에 관한 것으로서, 특히 가상현실의 화면 구성에서 손동작의 이동 궤적을 인식하여 원하는 전기배선 등의 설계 요소를 가상 공간상에 각각 구현함으로써 설계 시공 모습을 설계자와 시공자가 동시에 확인할 수 있는 가상현실 구현장치 및 이를 이용한 플랜트 전기배선 설계의 자동화 시스템에 관한 것이다.
현재 컴퓨터 기술의 비약적인 발달은 특정한 환경이나 상황을 시뮬레이션한 가상현실을 다양한 형태의 시뮬레이터로 구현할 수 있게 되었다.
이와 같이 가상현실을 구현한 시뮬레이터는 비행기, 선박, 차량 등의 조종 실습, 수술 실습과 같은 교육분야, 사격연습, 골프연습과 같은 스포츠 분야, 건축 인테리어, 설계, 시공 등 다양한 분야에 적용되어 활용되고 있다.
이 중 건축 설계나 시공 분야는 라이브러리로 주택 인테리어 객체를 데이터베이스화한 후, 복수의 주택 인테리어 고객들에게 인터넷을 통해 상기와 같이 가공된 3차원 주택 인테리어의 해당 항목을 선택, 편집, 랜더링, 결과보기 등을 수행하여 단순히 PC상에서 3차원 그래픽 결과물을 조작해보거나 볼 수 있는 정도의 한계를 넘지 못하고 있다.
건축 설계자는 실제 건축 공간을 실측한 후, 3차원 랜더링 프로그램을 이용하여 설계하게 되는데, 실제 시공을 수행하는 주체들 간, 실제 시공을 수행하는 주체와 의뢰하는 주체 간의 전기배선, 케이블, 닥트, 배전반 시공 등 다양한 건축 시공 요소들을 어떻게 배치, 시공할 지 업무적인 의견 불일치가 발생하는 경우, 3차원 설계도를 다시 작업해야 하는 번거로움이 있다.
그리고 3차원 설계도를 제작한 후, 건축 시공 요소들을 위치 이동이나 변경 등이 용이하지 않으며, 많은 시간과 노력을 통해 다시 제작해야 하는 문제점이 있다. 이러한 문제점으로 인하여 실제 시공을 수행하는 주체와 의뢰하는 주체 간에 전기배선, 케이블, 닥트, 배전반 시공 등 다양한 건축 시공 요소들을 어떻게 배치하고 시공할 것인지 설계자와 시공자 간의 의견 조율하는데 많은 시간과 노력이 소요되는 쉽지 않은 작업 과정을 거쳐야 한다.
한국 등록특허번호 제10-0735676호
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 가상현실의 화면 구성에서 손동작의 이동 궤적을 인식하여 원하는 전기배선 등의 설계 요소를 가상 공간상에 각각 구현함으로써 설계 시공 모습을 설계자와 시공자가 동시에 확인할 수 있는 가상현실 구현장치 및 이를 이용한 플랜트 전기배선 설계의 자동화 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 가상현실 구현장치는,
복수개의 카메라를 통해 손과 손가락을 영상을 촬영하고, 상기 촬영된 영상을 X축, Y축, Z축을 기준으로 손동작의 위치 좌표 정보를 복수개의 프레임으로 인식하여 프레임별로 구분하며, 상기 손동작의 이동 궤적의 좌표 정보를 계산하여 손이나 손가락의 이동을 감지하는 립모션장치;
건축 설계시 필요한 설계 도면을 포함한 설계 요소 정보를 2차원, 3차원 이미지로 저장되어 있고, 상기 설계 요소 정보를 메뉴 형태의 인터페이스로 가상 화면에 제공하는 설계 요소 라이브러리부;
상기 가상 화면상의 손동작을 통하여 상기 가상 화면에 표시되는 메뉴 형태의 인터페이스에서 설계 요소 정보를 선택하는 선택 제어 신호를 수신하고, 상기 립모션장치를 통하여 상기 가상 화면상에서 손동작의 이동 궤적을 인식하여 상기 선택된 설계 요소 정보의 시작 지점과 종료 지점의 좌표 정보를 수신하는 제어부; 및
상기 설계 도면을 기반으로 상기 선택된 설계 요소 정보를 상기 손동작의 이동 궤적에 매칭하여 3차원 랜더링한 이미지를 생성하여 상기 가상 화면상에 표시하는 공간 3D 랜더링부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 특징에 따른 가상현실 구현장치를 이용한 플랜트 전기배선 설계의 자동화 시스템은,
복수개의 카메라를 통해 손과 손가락을 영상을 촬영하고, 상기 촬영된 영상을 X축, Y축, Z축을 기준으로 손동작의 위치 좌표 정보를 복수개의 프레임으로 인식하여 프레임별로 구분하며, 상기 손동작의 이동 궤적의 좌표 정보를 계산하여 손동작의 이동을 감지하는 립모션장치를 일측에 결합하고, 건축 설계시 필요한 설계 도면을 포함한 설계 요소 정보를 상기 손동작의 이동 궤적의 좌표 정보에 매칭하여 상기 가상 화면상에 각각 배치하는 설계 시공 모습을 영상 데이터로 생성하는 가상현실 구현장치; 및
상기 가상현실 구현장치로부터 상기 영상 데이터를 수신하고, 상기 수신한 영상 데이터를 무선 통신으로 접속한 하나 이상의 사용자 단말로 실시간으로 전송하여 상기 가상현실 구현장치에서 구현되는 설계 시공 모습을 상기 사용자 단말에서 상기 영상 데이터로 확인하며, 상기 가상현실 구현장치와 상기 하나 이상의 사용자 단말의 동시 접속을 허용하여 상기 영상 데이터를 시청하도록 제어하는 중앙 서버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 구성에 의하여, 본 발명은 가상현실의 화면 구성에서 손동작의 이동 궤적을 인식하여 원하는 전기배선 등의 설계 요소를 가상 공간상에 각각 구현하고, 이로 인하여 설계 시공 모습을 설계자와 시공자가 동시에 확인할 수 있어 건축 설계가 용이하며, 설계자와 시공자 간의 의견 조율이 어렵지 않아 많은 시간과 노력이 절약되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가상현실 환경을 이용한 플랜트 전기배선 설계의 자동화 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가상현실 구현장치의 외형을 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가상현실 구현장치와 립모션장치의 내부 구성을 간략하게 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가상 화면상의 특정 위치에 설계 요소 정보를 표시하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 중앙 서버의 내부 구성을 간략하게 나타낸 블록도이다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가상현실 환경을 이용한 플랜트 전기배선 설계의 자동화 시스템의 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가상현실 구현장치의 외형을 나타낸 사시도이다.
본 발명의 실시예에 따른 가상현실 환경을 이용한 플랜트 전기배선 설계의 자동화 시스템(100)은 가상현실 구현장치(110), 중앙 서버(120) 및 하나 이상의 사용자단말(130)을 포함한다.
가상현실 구현장치(110)는 디스플레이부(114)에 표시되는 가상현실의 화면 구성을 사용자에게 제공하고, 디스플레이부(114)에서 처리되는 이미지 처리 기법 및/또는 물리적인 렌즈(119a)의 광학적 처리와 같은 영상 처리에 기반하여 사용자의 눈 앞(또는 시야)에 펼쳐지는 것처럼 표현할 수 있다. 예를 들어, 애플리케이션 실행장치를 통해서 통해서 이미지를 출력하는 기술은 증강 현실(Augmented Reality, AR) 기술 또는 가상 현실(Virtual Reality, VR) 기술의 적어도 일부를 구현한 기법을 사용할 수 있다.
가상현실 구현장치(110)는 사용자의 머리에 장착하도록 하고, 헤드 장착 디스플레이(Head Mounted Display, HMD)와 동일 또는 유사한 카테고리에 포함되는 장치이다.
가상현실 구현장치(110)는 적어도 하나의 다른 전자장치(101)와 기능적으로 연결되어 통신하고, 전자장치(101)의 디스플레이부(114)에 표시되는 가상 화면 구성을 가상현실 구현장치(110)의 영상 처리를 통해서 사용자의 시야에 제공할 수 있다. 이때, 전자장치(101)는 가상현실 구현장치(110)의 내부 또는 외부에 위치할 수 있으며, 장착, 부착, 결합 등 다양한 방법을 사용할 수 있다.
가상현실 구현장치(110)는 머리에 장착 가능한 본체(119)에 전자장치(101)를 장착하고, 유선통신 또는 무선통신을 이용하여 전자장치(101)와 연결할 수 있다. 전자장치(101)는 본체(119)에 연결된 전자장치(101)의 디스플레이에 표시되는 영상을 가상현실 구현장치(110)에 구성된 적어도 하나의 렌즈(119a)를 통해서 사용자에게 전달할 수 있다.
통신망(102)은 구내 정보 통신망(local area network, LAN), 도시권 통신망(metropolitan area network, MAN), 광역 통신망(wide area network, WAN), 인터넷 등을 포함하는 데이터 통신망뿐만 아니라 전화망 등을 포함할 수 있고, 유선과 무선을 모두 포함한다.
가상현실 구현장치(110)는 본체(119)와, 상기 전자장치(101)를 본체(119)에 고정하기 위한 커버(119b)와, 상기 본체(119)에 연결되어 사람의 머리 일부분에 착용할 수 있는 착용부재(119c)와, 사용자의 손의 제스처를 검출하여 디스플레이부(114)에 표시되는 커서의 이동, 클릭 또는 드래그를 위한 명령을 생성하여 출력하는 립모션장치(200)를 상기 본체(119)의 전면 일측에 결합한다.
본체(119)와 커버(119b)는 분리되어 구성할 수 있지만 이에 한정하지 않으며 본체(119)와 커버(119b)가 일체형으로 구성된 상태에서 전자장치(101)를 밀어 넣어 장착할 수도 있다.
본체(119)는 터치 패널, 디스플레이 위치 조정부(119d) 또는 렌즈 조정부 중에서 적어도 하나를 본체(119)의 외부 표면에 포함할 수 있다.
중앙 서버(120)는 가상현실 구현장치(110)와 하나 이상의 사용자단말(130)의 동시 접속을 허용하는 통신 인터페이스를 제공하고, 가상현실 구현장치(110)에서 가상 화면(103)에 각각 배치하는 설계 시공 모습을 영상 데이터로 제공할 수 있다.
하나 이상의 사용자단말(130)은 통신망(102)에 접속하여 가상현실 구현장치(110)에서 구현되는 설계 시공 모습을 영상 데이터로 확인할 수 있으며, 웹 서비스(인터넷 통신)가 가능하고, 입력 기능, 통신 기능, 화면 출력 기능, 터치스크린 기능을 포함하는 장치이면 데스크 탑, 태블릿 등을 모두 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가상현실 구현장치와 립모션장치의 내부 구성을 간략하게 나타낸 블록도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가상 화면상의 특정 위치에 설계 요소 정보를 표시하는 모습을 나타내는 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 가상현실 구현장치(110)는 설계 요소 라이브러리부(111), 제어부(112), 공간 3D 랜더링부(113), 디스플레이부(114), 메모리부(115), 무선 통신부(116) 및 입출력 인터페이스부를 포함하고, 립모션장치(200)를 추가적으로 결합한다.
립모션장치(200)는 카메라부(210), 프레임 처리부(220), 배경 분리부(230), 특징점 추출부(240) 및 손동작 계산부(250)를 포함한다.
립모션장치(200)는 2개의 적외선 카메라를 이용하여 영상 정보를 수신하여 X축, Y축, Z축을 결정하고, 결정한 X축, Y축, Z축을 기초로 3D 형상을 구조화시키고, 3D 형상의 특징점을 추출하여 특징점이 움직이는 궤도를 연속적으로 추적하며, 추적된 특징점들을 분석하여 손가락의 움직임을 인식한다.
립모션장치(200)는 초광각 150도 시양와 깊이 Z축 좌표로 손 움직임 궤적을 인식하여 3차원으로 나타낸다.
립모션장치(200)는 카메라부(210), 프레임 처리부(220), 배경 분리부(230), 특징점 추출부(240) 및 손동작 계산부(250)를 포함한다.
카메라부(210)는 물체에서 방사되는 적외선 방사 에너지를 검출하고, 물체의 방사 온도를 전기 신호로 변환한다.
프레임 처리부(220)는 2개 이상의 카메라부(210)에 의해 사용자의 손이 촬영된 영상의 프레임을 수신하고, X축, Y축, Z축을 기준으로 3방향의 손이나 손가락 좌표 정보를 1초에 100 프레임으로 인식하여 동작마다 프레임별로 구분한다.
하나의 프레임은 손의 위치 좌표 정보, 손의 방향성 정보, 손가락의 위치 좌표 정보를 X축, Y축, Z축의 3방향으로 나타낸다.
배경 분리부(230)는 프레임 처리부(220)로부터 영상 정보를 수신하여 영상의 배경 정보에서 손 영역만을 검출한다. 배경 정보가 분리된 영역은 이진화되어 손 영역을 하얀색으로 배경을 검은색으로 각각 분리되어 표현될 수 있다.
특징점 추출부(240)는 손의 외곽선에서 손의 위치 좌표 정보, 손가락의 위치 좌표 정보를 특징점으로 추출하며, 추출한 특징점들을 특징 벡터로 계산한다.
이러한 특징점을 추출하는 방법은 SIFT(Scale Invariant Feature Transform) 기반의 특징점 추출 알고리즘을 기반으로 한다.
특징점 추출부(240)는 손의 외곽선에 대한 곡률 데이터를 검출하고, 검출된 곡률 데이터 중 곡률이 큰 5개의 점에 대한 좌표값을 추출하며, 추출한 좌표값을 손가락의 끝점 좌표값들에 대응시켜 손가락의 위치 좌표 정보를 계산한다. 곡률 데이터를 검출하기 위해서는 손가락의 외곽선 위의 임의의 간격을 가지는 점들 중 인접한 점들을 이용하고, 외곽선의 점들 중 k번째 점을 중심으로 양쪽으로 일정 간격 떨어진 인접한 두 점을 이용하여 곡률 데이터를 계산한다.
손동작 계산부(250)는 추출한 특징점들의 이동하는 벡터 정보의 변화를 계산하여 손이나 손가락의 움직임을 감지한다.
손동작 계산부(250)는 손동작 계산부(250)에서 계산된 벡터 정보를 기초로 손이나 손가락의 이동 궤적을 나타내는 좌표 정보를 계산하여 좌표 정보 저장부에 저장한다.
여기서, 좌표 정보는 손과 손가락의 이동의 시작과 종료를 나타내는 좌표와, 방향성 정보를 포함한다.
설계 요소 라이브러리부(111)는 케이블, 닥트, 배전반, 전기배선, 건축자재(바닥재, 벽지, 타일 등), 인테리어 정보(가전, 가구 등)의 건축 설계시 필요한 모든 설계 요소 정보(104)를 2차원, 3차원 이미지로 저장되어 있고, 건축 설계에 필요한 설계 도면을 2차원, 3차원 이미지로 저장하고 있으며, 설계 요소 정보(104)를 메뉴 형태의 인터페이스로 가상 화면(103)에 제공한다.
제어부(112)는 설계 요소 라이브러리부(111)에서 제공되는 설계 요소 정보(104)의 메뉴를 손동작을 통하여 가상 화면에 표시되는 포인터로 선택하면, 선택된 설계 요소 정보(104)의 선택 제어 신호를 수신할 수 있다. 예를 들면, 전기배선, 케이블, 닥트, 배전반 설치, 건축자재 선택 등 건축 설계에 필요한 설계 요소가 선택되는 것이다.
제어부(112)는 선택된 설계 요소 정보(104)의 선택 제어 신호를 수신하는 경우, 립모션장치(200)를 통하여 가상 화면(103)에서 손동작의 이동 궤적을 인식하여 선택된 설계 요소 정보(104)의 시작 지점과 종료 지점의 좌표 정보를 수신한다.
공간 3D 랜더링부(113)는 건축물의 설계 도면을 기반으로 상기 선택된 설계 요소 정보(104)를 손동작의 이동 궤적(시작 지점과 종료 지점의 좌표 정보)에 매칭하여 3차원 랜더링한 이미지를 생성하여 가상 화면(103)에 표시한다.
예를 들면, 배선 설계자가 전기배선 시공을 수행하는 경우, 손동작의 이동만으로 전기배선이 가상 화면(103)의 특정 위치에 표시될 수 있다. 나머지 설계 요소도 동일한 방법으로 손동작의 이동만으로 가상 화면(103)에 표시할 수 있다.
가상 화면(103)에는 건축물의 설계 도면을 기반하여 손동작의 이동 궤적에 따라 다양한 설계 요소 정보(전기배선, 케이블, 닥트, 배전반 등)(104)를 배치하여 표시할 수 있다.
제어부(112)는 설계 요소 정보(104)를 선택한 선택 제어 신호를 수신한 후, 립모션장치(200)를 통하여 해당 설계 요소가 배치될 시작 지점과 종료 지점의 좌표 정보를 수신하고, 공간 3D 랜더링부(113)를 제어하여 선택된 설계 요소에 손동작의 이동 궤적을 나타내는 좌표 정보를 매칭하며, 가상 화면(103)의 특정 위치에 설계 요소 정보(104)를 표시하도록 제어한다.
제어부(112)는 가상 화면(103)의 특정 위치에 배치된 설계 요소 정보(104)를 손동작의 이동으로 다른 위치로 이동하는 경우, 립모션장치(200)를 통해 변경 위치에 대한 변경 좌표 정보를 수신하며, 특정 위치에 배치된 설계 요소를 상기 변경 좌표 정보로 이동하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예의 자동화 시스템(100)은 가상 화면(103)에서 손동작을 인식하여 케이블, 전기배선, 닥트 등이 설계 요소를 가상 화면에 표시할 수 있는 플랫폼을 제공할 수 있다.
무선 통신부(116)는 무선 통신 방식으로 통신망(102)을 통해 중앙 서버(120)에 접속하는 통신 인터페이스를 제공한다.
제어부(112)는 무선 통신부(116)를 통해 중앙 서버(120)에 접속하고, 가상 화면(103)에 구현되는 설계 시공 모습을 접속된 중앙 서버(120)로 실시간으로 전송할 수 있다.
제어부(112)는 건축 설계시 필요한 설계 도면을 포함한 설계 요소 정보(104)를 상기 손동작의 이동 궤적의 좌표 정보에 매칭하여 상기 가상 화면(103)에 각각 배치하는 설계 시공 모습을 영상 데이터로 생성하여 무선 통신부(116)를 통해서 중앙 서버(120)로 전송한다.
버스(118)는 설계 요소 라이브러리부(111), 제어부(112), 공간 3D 랜더링부(113), 디스플레이부(114), 메모리부(115), 무선 통신부(116)의 구성 요소들을 서로 연결하고, 전술한 구성 요소들 간의 통신 신호(제어 메시지)를 전달하는 회로일 수 있다.
제어부(112)는 버스(118)를 통해 전술한 메모리부(115), 입출력 인터페이스부(117), 디스플레이(114), 무선 통신부(116)로부터 명령을 수신하여, 수신된 명령을 해독하고, 해독된 명령에 따른 연산이나 데이터 처리를 실행할 수 있다.
메모리부(115)는 디스플레이부(114)에서 출력되는 가상 화면, 제어부(112)의 제어에 따라 생성되는 좌표 정보, 3차원 랜더링한 이미지, 설계 시공 모습의 여앙 데이터 등 다른 구성 요소들에 의해 생성된 명령 또는 데이터를 저장할 수 있다.
메모리부(115)는 예를 들면, 커널, 미들웨어, 어플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API: application programming interface) 또는 어플리케이션 등의 프로그래밍 모듈들을 포함할 수 있으며, 각각의 프로그래밍 모듈들은 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어 또는 이들 중 적어도 둘 이상의 조합으로 구성될 수 있다.
입출력 인터페이스부(117)는 센서, 입력 장치(예를 들면, 키보드 또는 터치 스크린)를 통하여 사용자로부터 입력된 명령 또는 데이터를 버스(118)를 통해 제어부(112), 메모리부(115), 무선 통신부(116)로 전송할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 중앙 서버의 내부 구성을 간략하게 나타낸 블록도이다.
중앙 서버(120)는 설계 요소 데이터베이스부(121), 서버제어부(122), 다중 접속부 인터페이스부(123) 및 무선 통신 모듈(124)을 포함한다.
설계 요소 데이터베이스부(121)는 케이블, 닥트, 배전반, 전기배선, 건축자재(바닥재, 벽지, 타일 등), 인테리어 정보(가전, 가구 등), 설계 도면 등의 설계 요소 정보(104)를 데이터베이스화하여 2D 이미지, 3D 이미지 형태로 저장한다.
다중 접속부 인터페이스부(123)는 각각의 사용자 단말(130)과 통신망(102)을 통해 접속하여 가상현실 구현장치(110)와 양방향 통신을 수행할 수 있는 통신 인터페이스를 제공한다.
서버제어부(122)는 가상현실 구현장치(110)로부터 가상 화면을 수신하여 가상현실 구현장치(110)에서 구현되고 있는 설계 시공 모습을 영상 데이터로 수신하여 저장할 수 있다.
무선 통신 모듈(124)은 가상현실 구현장치(110) 및/또는 사용자 단말(130)과 통신망(102)을 통해 무선 방식으로 접속할 수 있는 통신 인터페이스를 제공한다.
서버제어부(122)는 각각의 사용자 단말(130)로부터 통신 접속 신호를 수신하는 경우, 가상현실 구현장치(110)에서 구현되고 있는 설계 시공 모습을 영상 데이터로 무선 통신 모듈(124)을 통해 각각의 사용자 단말(130)로 실시간으로 전송하도록 제어한다.
서버제어부(122)는 가상현실 구현장치(110)에서 구현되는 설계 시공 모습을 상기 사용자 단말(130)에서 영상 데이터로 확인하며, 가상현실 구현장치(110)와 상기 하나 이상의 사용자 단말(130)의 동시 접속을 허용하여 영상 데이터를 시청하도록 제어할 수 있다.
가상현실 구현장치(110)와 사용자 단말(130)은 중앙 서버(120)에 동시에 접속하여 설계되고 있는 설계 시공 모습을 확인해가면서 가상현실에서 구현된 설계 요소를 확인할 수 있는 효과가 있다.
건축 설계를 시공하고자 하는 주체와 건축 설계를 의뢰하는 주체는 가상현실 구현장치(110)와 사용자 단말(130)을 이용하여 동시에 중앙 서버(120)에 접속하여 실시간으로 구현되는 설계 시공 모습을 시청하고, 의견 일치가 되지 않는 부분을 전화 통화로 확인하여 수정하면서 의견 일치를 볼 수 있다.
다른 실시예로서, 본 발명의 자동화 시스템(100)은 사용자 단말(130)이 통신망(120)을 통해 중앙 서버(120)에 접속하여 가상현실 구현장치(110)에서 구현되는 설계 시공 모습을 예시하고 있지만, 이와 다르게 사용자 단말(130)이 아닌 가상현실 구현장치(110)의 구조가 동일한 다른 가상현실 구현장치(미도시)를 접속하는 것으로 구성할 수 있다.
중앙 서버(120)는 제1 가상현실 구현장치에서 구현되는 설계 시공 모습의 영상 데이터를 수신하여 제2 가상현실 구현장치로 전송하며, 상기 제2 가상현실 구현장치는 영상 데이터를 시청하는 것이 아니라 필요시 가상 화면에서 특정 위치에 배치된 설계 요소 정보(104)를 손동작의 이동으로 다른 위치로 이동하면, 상기 립모션장치를 통해 변경 위치에 대한 변경 좌표 정보를 수신하며, 상기 특정 위치에 배치된 설계 요소를 상기 변경 좌표 정보로 이동하도록 제어할 수 있다.
이에 따라 중앙 서버(120)는 변경된 설계 시공 모습을 영상 데이터로 제1 가상현실 구현장치로 전송하게 되고, 제1 가상현실 구현장치는 변경된 설계 시공 모습을 실시간으로 업데이트할 수 있다.
제1 가상현실 구현장치와 제2 가상현실 구현장치는 중앙 서버의 중계로 자유롭게 수정, 변경이 가능한 설계 시공이 가능할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예는 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 자동화 시스템 101: 전자장치
102: 통신망 103: 가상 화면
104: 설계 요소 110: 가상현실 구현장치
111: 설계 요소 라이브러리부 112: 제어부
113: 공간 3D 랜더링부 114: 디스플레이부
115: 메모리부 116: 무선 통신부
117: 입출력 인터페이스부 118: 버스
119: 본체 119a: 렌즈
119b: 커버 119c: 착용부재
119d: 위치 조정부 120: 중앙 서버
121: 설계 요소 데이터베이스부 122: 서버제어부
123: 다중 접속부 인터페이스부 124: 무선 통신 모듈
130: 사용자 단말 200: 립모션장치
210: 카메라부 220: 프레임 처리부
230: 배경 분리부 240: 특징점 추출부
250: 손동작 계산부

Claims (7)

  1. 복수개의 카메라를 통해 손과 손가락을 영상을 촬영하고, 상기 촬영된 영상을 X축, Y축, Z축을 기준으로 손동작의 위치 좌표 정보를 복수개의 프레임으로 인식하여 프레임별로 구분하며, 상기 손동작의 이동 궤적의 좌표 정보를 계산하여 손이나 손가락의 이동을 감지하는 립모션장치;
    건축 설계시 필요한 설계 도면을 포함한 설계 요소 정보를 2차원, 3차원 이미지로 저장되어 있고, 상기 설계 요소 정보를 메뉴 형태의 인터페이스로 가상 화면에 제공하는 설계 요소 라이브러리부;
    상기 가상 화면상의 손동작을 통하여 상기 가상 화면에 표시되는 메뉴 형태의 인터페이스에서 설계 요소 정보를 선택하는 선택 제어 신호를 수신하고, 상기 립모션장치를 통하여 상기 가상 화면상에서 손동작의 이동 궤적을 인식하여 상기 선택된 설계 요소 정보의 시작 지점과 종료 지점의 좌표 정보를 수신하는 제어부; 및
    상기 설계 도면을 기반으로 상기 선택된 설계 요소 정보를 상기 손동작의 이동 궤적에 매칭하여 3차원 랜더링한 이미지를 생성하여 상기 가상 화면상에 표시하는 공간 3D 랜더링부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실 구현장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 설계 요소 라이브러리부는 케이블, 닥트, 배전반, 전기배선, 건축자재 정보, 인테리어 정보 중 하나 이상의 설계 요소 정보를 포함하고,
    상기 제어부는 복수개의 설계 요소 정보를 손동작의 이동 궤적으로 상기 가상 화면상에 각각 배치하는 설계 시공 모습을 상기 공간 3D 랜더링부에 의해 영상 데이터로 생성하여 전송하는 것을 특징으로 하는 가상현실 구현장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 특정 위치에 배치된 설계 요소 정보를 손동작의 이동으로 다른 위치로 이동하는 경우, 상기 립모션장치를 통해 변경 위치에 대한 변경 좌표 정보를 수신하며, 상기 특정 위치에 배치된 설계 요소를 상기 변경 좌표 정보로 이동하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 가상현실 구현장치.
  4. 복수개의 카메라를 통해 손과 손가락을 영상을 촬영하고, 상기 촬영된 영상을 X축, Y축, Z축을 기준으로 손동작의 위치 좌표 정보를 복수개의 프레임으로 인식하여 프레임별로 구분하며, 상기 손동작의 이동 궤적의 좌표 정보를 계산하여 손동작의 이동을 감지하는 립모션장치를 일측에 결합하고, 건축 설계시 필요한 설계 도면을 포함한 설계 요소 정보를 상기 손동작의 이동 궤적의 좌표 정보에 매칭하여 상기 가상 화면상에 각각 배치하는 설계 시공 모습을 영상 데이터로 생성하는 가상현실 구현장치; 및
    상기 가상현실 구현장치로부터 상기 영상 데이터를 수신하고, 상기 수신한 영상 데이터를 무선 통신으로 접속한 하나 이상의 사용자 단말로 실시간으로 전송하여 상기 가상현실 구현장치에서 구현되는 설계 시공 모습을 상기 사용자 단말에서 상기 영상 데이터로 확인하며, 상기 가상현실 구현장치와 상기 하나 이상의 사용자 단말의 동시 접속을 허용하여 상기 영상 데이터를 시청하도록 제어하는 중앙 서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실 환경을 이용한 플랜트 전기배선 설계의 자동화 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 가상현실 구현장치는,
    건축 설계시 필요한 설계 도면을 포함한 설계 요소 정보를 2차원, 3차원 이미지로 저장되어 있고, 상기 설계 요소 정보를 메뉴 형태의 인터페이스로 가상 화면상에 제공하는 설계 요소 라이브러리부;
    상기 가상 화면상의 손동작을 통하여 상기 가상 화면에 표시되는 메뉴 형태의 인터페이스에서 설계 요소 정보를 선택하는 선택 제어 신호를 수신하고, 상기 립모션장치를 통하여 상기 가상 화면상에서 손동작의 이동 궤적을 인식하여 상기 선택된 설계 요소 정보의 시작 지점과 종료 지점의 좌표 정보를 수신하는 제어부; 및
    상기 설계 도면을 기반으로 상기 선택된 설계 요소 정보를 상기 손동작의 이동 궤적에 매칭하여 3차원 랜더링한 이미지를 생성하여 상기 가상 화면상에 표시하는 공간 3D 랜더링부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실 환경을 이용한 플랜트 전기배선 설계의 자동화 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 중앙 서버는,
    상기 각각의 사용자 단말과 통신망을 통해 접속하여 상기 가상현실 구현장치와 양방향 통신을 수행할 수 있는 통신 인터페이스를 제공하는 다중 접속부 인터페이스부;
    케이블, 닥트, 배전반, 전기배선, 건축자재 정보, 인테리어 정보 중 하나 이상의 설계 요소 정보를 저장하는 설계 요소 라이브러리부;
    상기 가상현실 구현장치와 상기 사용자 단말과 통신망을 통해 무선 방식으로 접속할 수 있는 통신 인터페이스를 제공하는 무선 통신 모듈; 및
    상기 각각의 사용자 단말로부터 통신 접속 신호를 수신하는 경우, 가상현실 구현장치에서 구현되고 있는 설계 시공 모습을 영상 데이터로 상기 무선 통신 모듈을 통해 각각의 사용자 단말로 전송하도록 제어하는 서버제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실 환경을 이용한 플랜트 전기배선 설계의 자동화 시스템.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 가상현실 구현장치는 특정 위치에 배치된 설계 요소 정보를 손동작의 이동으로 다른 위치로 이동하는 경우, 상기 립모션장치를 통해 변경 위치에 대한 변경 좌표 정보를 수신하며, 상기 특정 위치에 배치된 설계 요소를 상기 변경 좌표 정보로 이동하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 가상현실 환경을 이용한 플랜트 전기배선 설계의 자동화 시스템.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112862938A (zh) * 2021-01-15 2021-05-28 湖北理工学院 一种环境设计展示装置及方法
KR102462099B1 (ko) 2021-08-18 2022-11-04 경북대학교 산학협력단 증강현실 기반 3차원 의료 교육 모델 제공 장치 및 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100735676B1 (ko) 2006-02-24 2007-07-06 조현덕 가상현실 모델하우스 운영시스템 및 운영방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100735676B1 (ko) 2006-02-24 2007-07-06 조현덕 가상현실 모델하우스 운영시스템 및 운영방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112862938A (zh) * 2021-01-15 2021-05-28 湖北理工学院 一种环境设计展示装置及方法
CN112862938B (zh) * 2021-01-15 2022-06-03 湖北理工学院 一种环境设计展示装置及方法
KR102462099B1 (ko) 2021-08-18 2022-11-04 경북대학교 산학협력단 증강현실 기반 3차원 의료 교육 모델 제공 장치 및 방법

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