KR20200123566A - 3차원 설계의 가상 공간에서의 공간 점유율 계산 장치 및 방법 - Google Patents

3차원 설계의 가상 공간에서의 공간 점유율 계산 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

3D로 구축되는 가상 공간을 분석하여 가상 공간 내에 배치되는 설비 등 객체들의 공간 점유을을 계산하여 설계자에게 제공함으로써 설계자가 최적의 장소에 객체들을 배치할 수 있도록 하는 3차원 설계의 가상 공간에서의 공간 점유율 계산 장치 및 방법이 개시된다. 일 측면에 따른, 3D 설계의 가상 공간에서의 객체의 공간 점유율을 계산하는 공간 점유율 계산 장치는, 상기 가상 공간을 그래픽으로 구현하여 디스플레이 장치를 통해 출력하는 가상 공간 구성부; 상기 가상 공간을 구성하는 존들의 부피 또는 면적의 속성 정보를 계층적 트리 구조로 저장하는 공간 정보 저장부; 상기 가상 공간에 배치되는 객체들과 객체들의 속성 정보를 저장하는 객체 저장부; 상기 가상 공간에 배치된 객체들의 부피 또는 면적을 계산하여 상기 객체 저장부에 저장하는 객체 모델링부; 사용자로부터 입력되는 조건과 상기 공간 정보 저장부에 저장된 존들의 속성 정보를 비교하여 공간 점유율을 분석할 존을 선정하는 분석 존 선정부; 사용자로부터 입력되는 조건과 상기 객체 저장부에 저장된 객체들의 속성 정보를 비교하여 상기 선정된 존에 배치된 객체들 중에서 공간 점유율을 분석할 적어도 하나의 객체를 선정하는 분석 객체 선정부; 및 상기 선정된 존에 대한 상기 선정된 적어도 하나의 객체가 차지하는 부피 또는 면적의 공간 점유율을 계산하여 상기 디스플레이 장치에 출력하는 공간 점유율 계산부를 포함한다.

Description

3차원 설계의 가상 공간에서의 공간 점유율 계산 장치 및 방법{Apparatus and method for calculating space occupancy in virtual space of three-dimensional design}
본 발명은 3차원(이하, 3D) 설계 기술에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 3D 설계의 가상 공간에서의 객체들의 공간 점유을을 계산하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
공장 생산라인, 특히 반도체 FAB(fabrication facility)을 구축함에 있어서 설비를 배치하고 배관이나 덕트 등을 설계할 때 효율성을 높이기 위해서는 설비 배치 전 또는 교체 시 행동 반경이나 동선 등을 파악해 설비 등을 적재적소에 배치하여 최적의 공장 라인을 설계할 수 있는 것이 중요하다. 이를 위해 실제 공장 생산라인을 구축하기 전에 실제 공장 생산라인에 대응하는 가상 공간을 모델링하고 이 가상 공간 내에 설비나 배관 등을 배치하여 모델링한다. 과거에는 2차원 CAD의 설계 도면을 이용하여 모델링을 하였으나 다양하고 복잡한 설비나 배관을 최적으로 구성하기 어렵고 도면 특성상 완공 후 운영에 있어 변경되는 사항이 제대로 반영되지 않아 설계 도면과 실물 간의 차이가 커지는 일이 빈번하게 발생한다. 따라서 최근에는 3D 설계 도면을 이용하여 모델링을 한다. 그러나 3D 모델링을 하더라도 여전히 설계자의 직관에 의해 설비나 배관 등을 가상 공간에 배치하여 설계하기 때문에 실제 공장 생산라인을 완공하고 나면 죽은 공간이 많이 발생하는 등의 공간 활용성이 매우 낮다. 또한 3D 모델링을 하더라도 공장 생산라인의 구축 과정에서 자주 발생하는 설비 교체와 같은 다양한 환경을 실시간으로 반영하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 3D로 구축되는 가상 공간을 분석하여 가상 공간 내에 배치되는 설비 등 객체들의 공간 점유을을 계산하여 설계자에게 제공함으로써 설계자가 최적의 장소에 객체들을 배치할 수 있도록 하는 3차원 설계의 가상 공간에서의 공간 점유율 계산 장치 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.
일 측면에 따른, 3D 설계의 가상 공간에서의 객체의 공간 점유율을 계산하는 공간 점유율 계산 장치는, 상기 가상 공간을 그래픽으로 구현하여 디스플레이 장치를 통해 출력하는 가상 공간 구성부; 상기 가상 공간을 구성하는 존들의 부피 또는 면적의 속성 정보를 계층적 트리 구조로 저장하는 공간 정보 저장부; 상기 가상 공간에 배치되는 객체들과 객체들의 속성 정보를 저장하는 객체 저장부; 상기 가상 공간에 배치된 객체들의 부피 또는 면적을 계산하여 상기 객체 저장부에 저장하는 객체 모델링부; 사용자로부터 입력되는 조건과 상기 공간 정보 저장부에 저장된 존들의 속성 정보를 비교하여 공간 점유율을 분석할 존을 선정하는 분석 존 선정부; 사용자로부터 입력되는 조건과 상기 객체 저장부에 저장된 객체들의 속성 정보를 비교하여 상기 선정된 존에 배치된 객체들 중에서 공간 점유율을 분석할 적어도 하나의 객체를 선정하는 분석 객체 선정부; 및 상기 선정된 존에 대한 상기 선정된 적어도 하나의 객체가 차지하는 부피 또는 면적의 공간 점유율을 계산하여 상기 디스플레이 장치에 출력하는 공간 점유율 계산부를 포함한다.
상기 객체 모델링부는, 상기 가상 공간에 배치된 객체를 포함하도록 사용자의 입력에 따라 경계 박스 객체의 크기를 조절하여 상기 가상 공간에 배치된 객체에 중첩 배치하고, 상기 경계 박스 객체의 부피를 상기 가상 공간에 배치된 객체의 부피로 계산하고, 상기 가상 공간의 저면(bottom surface)에서 투영된 상기 경계 박스 객체의 형상 기준으로 계산된 면적을 상기 가상 공간에 배치된 객체의 면적으로 계산할 수 있다.
상기 경계 박스 객체는, 직육면체 객체, 원통형 객체 또는 구형 객체 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 객체 모델링부는, 상기 객체 저장부에 저장되어 있는 상기 경계 박스 객체의 디폴트 길이 값에, 사용자에 의해 변경된 경계 박스 객체의 크기를 반영한 후에, 상기 부피 또는 면적을 계산할 수 있다.
상기 분석 존 선정부는, 상기 공간 정보 저장부를 참조하여 상기 디스플레이 장치에 트리 구조의 존들을 표시하고 사용자로부터 하나 이상의 존에 대한 선택 입력을 수신할 수 있다.
상기 분석 존 선정부에서 선정된 존을 기준으로 한 전체 공간에 대한 공간 점유율을 계산하는 제 1 방식과 상기 분석 존 선정부에서 선정된 존의 최하위 존별로 공간 점유율을 계산하는 제 2 방식 중 하나에 대한 선택 입력을 수신하는 계산 방식 선정부;를 더 포함하고, 상기 공간 점유율 계산부는, 상기 제 1 방식 및 상기 제 2 방식 중 어느 하나의 선택 입력에 따라 공간 점유율을 계산할 수 있다.
상기 공간 점유율 계산부는, 상기 선정된 존에 대해 객체의 종류 또는 이름별로 부피 또는 면적의 공간 점유율을 계산한 후 구별하여 출력할 수 있다.
상기 객체 모델링부는, 상기 가상 공간에 배치된 객체에 대한 논리적 존 정보를 사용자로부터 입력받아 속성 정보의 하나로 상기 객체 저장부에 저장하고, 상기 분석 객체 선정부는, 사용자로부터 조건으로서 논리적 존의 선택 입력을 더 수신하고, 상기 분석 존 선정부에서 선정된 존에 대응하는 논리적 존 정보가 속성 정보로서 매핑되어 있는 객체를 공간 점유율을 분석할 객체로서 선정할 수 있다.
상기 분석 객체 선정부는, 속성 정보 중 상태 정보가 철거 예정인 객체는 공간 점유율을 분석할 객체에서 제외할 수 있다.
상기 객체 모델링부는, 사용자의 입력에 따라 배관을 실시간 모델링하여 상기 가상 공간에 배치하고, 사용자로부터 그 배관의 이격 거리를 입력받아 속성 정보의 하나로 상기 객체 저장부에 저장하며, 그 이격 거리와 배관의 지름을 더한 값을 기준으로 해당 배관의 면적 또는 부피를 계산할 수 있다.
다른 측면에 따른 공간 점유율 계산 장치에서 3D 설계의 가상 공간에서의 객체의 공간 점유율을 계산하는 방법은, 상기 가상 공간을 그래픽으로 구현하여 디스플레이 장치를 통해 출력하는 단계; 상기 가상 공간에 배치되는 객체들과 객체들의 속성 정보를 저장하는 객체 저장부를 참조하여, 상기 가상 공간에 배치된 객체들의 부피 또는 면적을 계산하여 상기 객체 저장부에 저장하는 단계; 상기 가상 공간을 구성하는 존들의 부피 또는 면적의 속성 정보를 계층적 트리 구조로 저장하는 공간 정보 저장부에 저장된 존들의 속성 정보와, 사용자로부터 입력되는 조건을 비교하여, 공간 점유율을 분석할 존을 선정하는 단계; 사용자로부터 입력되는 조건과 상기 객체 저장부에 저장된 객체들의 속성 정보를 비교하여 상기 선정된 존에 배치된 객체들 중에서 공간 점유율을 분석할 적어도 하나의 객체를 선정하는 단계; 및 상기 선정된 존에 대한 상기 선정된 적어도 하나의 객체가 차지하는 부피 또는 면적의 공간 점유율을 계산하여 상기 디스플레이 장치에 출력하는 단계를 포함한다.
상기 객체 저장부에 저장하는 단계는, 상기 가상 공간에 배치된 객체를 포함하도록 사용자의 입력에 따라 경계 박스 객체의 크기를 조절하여 상기 가상 공간에 배치된 객체에 중첩 배치하는 단계; 및 상기 경계 박스 객체의 부피를 상기 가상 공간에 배치된 객체의 부피로 계산하고, 상기 가상 공간의 저면(bottom surface)에서 투영된 상기 경계 박스 객체의 형상 기준으로 계산된 면적을 상기 가상 공간에 배치된 객체의 면적으로 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 경계 박스 객체는, 직육면체 객체, 원통형 객체 또는 구형 객체 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 계산하는 단계는, 상기 객체 저장부에 저장되어 있는 상기 경계 박스 객체의 디폴트 길이 값에, 사용자에 의해 변경된 경계 박스 객체의 크기를 반영한 후에, 상기 부피 또는 면적을 계산할 수 있다.
상기 존을 선정하는 단계는, 상기 공간 정보 저장부를 참조하여 상기 디스플레이 장치에 트리 구조의 존들을 표시하고 사용자로부터 하나 이상의 존에 대한 선택 입력을 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 선정된 존을 기준으로 한 전체 공간에 대한 공간 점유율을 계산하는 제 1 방식과 상기 선정된 존의 최하위 존별로 공간 점유율을 계산하는 제 2 방식 중 하나에 대한 선택 입력을 수신하는 단계를 더 포함하고, 상기 공간 점유율을 계산하여 상기 디스플레이 장치에 출력하는 단계는, 상기 제 1 방식 및 상기 제 2 방식 중 어느 하나의 선택 입력에 따라 공간 점유율을 계산할 수 있다.
상기 공간 점유율을 계산하여 상기 디스플레이 장치에 출력하는 단계는, 상기 선정된 존에 대해 객체의 종류 또는 이름별로 부피 또는 면적의 공간 점유율을 계산한 후 구별하여 출력할 수 있다.
상기 방법은, 상기 가상 공간에 배치된 객체에 대한 논리적 존 정보를 사용자로부터 입력받아 속성 정보의 하나로 상기 객체 저장부에 저장하는 단계를 더 포함하고, 상기 공간 점유율을 분석할 적어도 하나의 객체를 선정하는 단계는, 사용자로부터 조건으로서 논리적 존의 선택 입력을 더 수신하고, 상기 분석 존 선정부에서 선정된 존에 대응하는 논리적 존 정보가 속성 정보로서 매핑되어 있는 객체를 공간 점유율을 분석할 객체로서 선정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 공간 점유율을 분석할 적어도 하나의 객체를 선정하는 단계는, 속성 정보 중 상태 정보가 철거 예정인 객체는 공간 점유율을 분석할 객체에서 제외할 수 있다.
상기 가상 공간에 배치된 객체들의 부피 또는 면적을 계산하여 상기 객체 저장부에 저장하는 단계는, 사용자의 입력에 따라 배관을 실시간 모델링하여 상기 가상 공간에 배치하고, 사용자로부터 그 배관의 이격 거리를 입력받아 속성 정보의 하나로 상기 객체 저장부에 저장하며, 그 이격 거리와 배관의 지름을 더한 값을 기준으로 해당 배관의 면적 또는 부피를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 빌딩, 공장, 가옥 등의 건축물을 포함한 각종 구조물을 3D 설계를 통해 구축할 때, 각종 설비나, 배관 등의 장비를 설치하거나 교체하기 전에 해당 공간에서 차지하고 있는 장비의 면적 또는 부피 등의 공간 점유율을 계산하여 설계자에게 제공함으로써 동선이나 효율성, 행동반경 등을 고려해 최적의 장소에 관련 장비들을 배치할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 점유율 계산 장치의 하드웨어 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 점유율 계산 장치의 논리적 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가상 공간을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 경계 박스 객체의 종류를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 객체의 죽은 공간을 나타낸 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 계층적으로 트리 구조로 구성된 존들이 표시된 화면의 예이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 계산 방식을 선택하는 화면의 예이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 철거 예정 객체와 반입 예정 객체를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 두 존에 중첩되어 있는 객체를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 면적 점유율의 계산 결과를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 부피 점유율의 계산 결과를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 점유율을 계산하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 점유율 계산 장치의 하드웨어 구성을 나타내는 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 점유율 계산 장치(100)는 메모리(110), 메모리 제어기(121), 하나 이상의 프로세서(CPU)(122), 주변 인터페이스(123), 입출력(I/O) 서브시스템(130), 디스플레이 장치(141), 입력 장치(142) 및 통신 회로(152)를 포함한다. 이러한 구성요소는 하나 이상의 통신 버스 또는 신호선을 통하여 통신한다. 도 1에 도시한 여러 구성요소는 하나 이상의 신호 처리 및/또는 애플리케이션 전용 집적 회로(application specific integrated circuit)를 포함하여, 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어 둘의 조합으로 구현될 수 있다.
메모리(110)는 고속 랜덤 액세스 메모리를 포함할 수 있고, 또한 하나 이상의 자기 디스크 저장 장치, 플래시 메모리 장치와 같은 불휘발성 메모리, 또는 다른 불휘발성 반도체 메모리 장치를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 메모리(110)는 하나 이상의 프로세서(122)로부터 멀리 떨어져 위치하는 저장 장치, 예를 들어 통신 회로(152)와, 인터넷, 인트라넷, LAN(Local Area Network), WLAN(Wide LAN), SAN(Storage Area Network) 등, 또는 이들의 적절한 조합과 같은 통신 네트워크(도시하지 않음)를 통하여 액세스되는 네트워크 부착형(attached) 저장 장치를 더 포함할 수 있다. 프로세서(122) 및 주변 인터페이스(123)와 같은 공간 점유율 계산 장치(100)의 다른 구성요소에 의한 메모리(110)로의 액세스는 메모리 제어기(121)에 의하여 제어될 수 있다.
주변 인터페이스(123)는 공간 점유율 계산 장치(100)의 입출력 주변 장치를 프로세서(122) 및 메모리(110)와 연결한다. 하나 이상의 프로세서(122)는 다양한 소프트웨어 프로그램 및/또는 메모리(110)에 저장되어 있는 명령어 세트를 실행하여 공간 점유율 계산 장치(100)를 위한 여러 기능을 수행하고 데이터를 처리한다. 일부 실시예에서, 주변 인터페이스(123), 프로세서(122) 및 메모리 제어기(121)는 칩(120)과 같은 단일 칩 상에서 구현될 수 있다. 다른 실시예에서, 이들은 별개의 칩으로 구현될 수 있다.
I/O 서브시스템(130)은 디스플레이 장치(141), 입력 장치(142)와 같은 공간 점유율 계산 장치(100)의 입출력 주변장치와 주변 인터페이스(123) 사이에 인터페이스를 제공한다. 디스플레이 장치(141)는 LCD(liquid crystal display) 기술 또는 LPD(light emitting polymer display) 기술 등을 사용할 수 있고, 이러한 디스플레이 장치(141)는 용량형, 저항형, 적외선형 등의 터치 디스플레이일 수 있다. 터치 디스플레이는 공간 점유율 계산 장치(100)와 사용자 사이에 출력 인터페이스 및 입력 인터페이스를 제공한다. 디스플레이 장치(141)는 터치 디스플레이는 사용자에게 시각적인 출력을 표시한다. 시각적 출력은 텍스트, 그래픽, 비디오와 이들의 조합을 포함할 수 있다. 시각적 출력의 일부 또는 전부는 사용자 인터페이스 대상에 대응할 수 있다. 상기 디스플레이 장치(141)가 터치 스크린인 경우, 입력 수단과 출력 수단을 기능을 동시에 수행하고, 사용자 입력을 수용하는 터치 감지면을 형성한다. 입력 장치(142)는 키보드, 마우스, 스타일러스 펜 등과 같은 입력수단으로서, 사용자의 입력 신호를 수신한다.
프로세서(122)는 공간 점유율 계산 장치(100)에 연관된 동작을 수행하고 명령어들을 수행하도록 구성된 프로세서로서, 예를 들어, 메모리(110)로부터 검색된 명령어들을 이용하여, 공간 점유율 계산 장치(100)의 컴포넌트 간의 입력 및 출력 데이터의 수신과 조작을 제어할 수 있다. 통신 회로(152)는 유선으로 신호를 송수신하거나 무선으로 전자파를 송수신한다. 통신 회로(152)는 전기 신호를 전자파로 또는 그 반대로 변환하며 이 전자파를 통하여 통신 네트워크, 다른 이동형 게이트웨이 및 전자 기기와 통신한다. 통신 회로(152)는 예를 들어 안테나 시스템, RF 트랜시버, 하나 이상의 증폭기, 튜너, 하나 이상의 오실레이터, 디지털 신호 처리기, CODEC 칩셋, 가입자 식별 모듈(subscriber identity module, SIM) 카드, 메모리 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는 이러한 기능을 수행하기 위한 주지의 회로를 포함할 수 있다.
소프트웨어 구성요소는 운영 체제(111), 그래픽 모듈(명령어 세트)(112) 및 공간 점유율 계산 프로그램(113)이 메모리(110)에 설치될 수 있다. 운영 체제(111)는, 예를 들어, 다윈(Darwin), RTXC, LINUX, UNIX, OS X, WINDOWS 또는 VxWorks, 안드로이드 등과 같은 내장 운영체제일 수 있고, 일반적인 시스템 태스크(task)(예를 들어, 메모리 관리, 저장 장치 제어, 전력 관리 등)를 제어 및 관리하는 다양한 소프트웨어 구성요소 및/또는 장치를 포함하고, 다양한 하드웨어와 소프트웨어 구성요소 사이의 통신을 촉진시킨다. 그래픽 모듈(112)은 디스플레이 장치(141) 상에 그래픽을 제공하고 표시하기 위한 주지의 여러 소프트웨어 구성요소를 포함한다. "그래픽(graphics)"이란 용어는 텍스트, 웹 페이지, 아이콘(예컨대, 소프트 키를 포함하는 사용자 인터페이스 대상), 디지털 이미지, 비디오, 애니메이션 등을 제한 없이 포함하여, 사용자에게 표시될 수 있는 모든 대상을 포함한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 점유율 계산 장치의 논리적 구성을 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 공간 점유율 계산 장치는, 공간 정보 데이터베이스(DB)(210), 객체 데이터베이스(DB)(220), 가상 공간 구성부(230), 객체 모델링부(240), 분석 존 선정부(250), 계산 방식 선정부(260), 분석 객체 선정부(270) 및 공간 점유율 계산부(280)를 포함한다. 공간 정보 데이터베이스(210) 및 객체 데이터베이스(220)는 메모리(110)에 저장될 수 있고 또는 별도의 저장 장치에 저장될 수도 있다. 가상 공간 구성부(230), 객체 모델링부(240), 분석 존 선정부(250), 계산 방식 선정부(260), 분석 객체 선정부(270) 및 공간 점유율 계산부(280)는 프로그램으로 구현되어 메모리(100)에 저장되어 프로세서(122)에 의해 실행될 수 있고, 또는 하드웨어 및 소프트웨어로 구현되어 동작할 수 있다.
공간 정보 데이터베이스(210)는, 3D 가상 공간을 구성하는 존(Zone)들의 속성 정보를 저장한다. 여기서 존의 속성 정보는, 계층적 트리 구조로 저장되고, 존의 속성 정보는, 이름, 위치(Position), 방향(Orientation), 컬러(Color), 층고(Floor Height), 하중(Load), 층 정보 중 적어도 하나의 속성 정보를 포함할 수 있다. 그러나 반드시 여기에 제한되는 것은 아니고 이외의 존의 고유 정보를 더 포함할 수 있다. 여기서 트리 구조는, 예를 들어, 특정 지역에 위치하는 공장의 고유 식별정보(예, 이름이나 주소 등으로서 천안 공장)를 최상위 노드로 하고, 생산라인이나 생산라인의 각 층 등이 중간 노드를 구성하며, 룸(Romme)이나 부서, 팀 등의 공간들이 최하위 노드를 구성하는 것을 의미하며, 노드 각각이 하나의 존으로 정의될 수 있다. 즉, 최상위 노드도 하나의 존이고, 최하위 노드 각각도 구별되는 존으로 정의될 수 있다. 이하에서는 존과 노드는 동일한 의미를 갖는다.
객체 데이터베이스(220)는, 3D 가상 공간에 배치되는 객체들과 객체들의 속성 정보를 저장한다. 객체는 라이브러리화되어 있는 라이브러리 객체와, 경계 박스 객체 및 실시간 객체를 포함한다. 라이브러리 객체는 디폴트로 객체 데이터베이스(220)에 저장되어 있는 객체로서, 설비, 배관, 건축물(예, 바닥) 등과 같이 3D 가상 공간에 배치되는 객체이다. 라이브러리 객체의 속성 정보는, 종류, 이름, 논리적 존 정보, 상태 정보, 면적, 부피, 원점(Origin), 그룹 정보를 포함한다. 경계 박스 객체는, 객체들의 부피를 계산할 때 사용되는 객체로서, 직육면체 객체, 원통형 객체, 구형 객체 등을 포함하고, 종류에 따라 속성 정보로서 가로 길이, 세로 길이, 높이, 반지름, 원점, 방향(Orientation)이 디폴트로 저장되고, 사용자에 의해 크기나 형태가 조절되면서 자동으로 속성 값이 조정될 수 있다. 실시간 객체는, 사용자에 의해 실시간으로 모델링되는 객체로서, 원형 배관(예, 엘보, T-piece, reducer 등), 사각 형태의 배관(예, 덕트, 트레이 등) 및 플렉서블 배관(예, 전기선) 등의 객체를 포함하고, 속성 정보로서 종류, 이름, 논리적 존 정보, 상태 정보, 면적, 부피, 원점(Origin), 그룹 정보, 그리고 길이, 실제 지름, 이격 거리(space distance) 등을 포함한다.
객체의 속성 중 상기 종류는 생산 설비, 기타 설비, 배관, 건축물(예, 바닥) 등을 포함한다. 객체의 속성 중 상기 논리적 존 정보는 해당 객체가 3D 가상 공간 내에서 물리적으로 배치되어 위치하는 존의 정보가 아닌, 사용자가 공간 점유율 분석을 위해 지정한 존의 정보이다. 예를 들어, 특정 객체가 3D 가상 공간 상에서 제1존에 물리적으로 배치되어 있지만, 향후에 해당 특정 객체가 제2존에 옮겨져 배치될 수 있다. 사용자는 해당 특정 객체에 대한 논리적 존 정보로서 제2존을 설정한다. 따라서 제2존에 대해 특정 객체들의 공간 점유율을 계산할 때, 논리적 존을 기준으로 계산을 하게 되면, 해당 특정 객체는 제1존에 물리적으로 배치되어 있지만 제2존에 위치한 것으로 가정하여 공간 점유율이 계산된다. 이에 관해서는 자세히 후술한다.
객체의 속성 중 상기 상태 정보는, 반입 예정, 철거 예정 등과 같은 설계 또는 시공 관련 진척 상태 정보로서, 진척 정보(예, 반입 예정, 철거 예정, 배치 예정, 수정 중, 시공 완료 등), 시간 정보, 색 정보를 포함한다. 이 상태 정보를 토대로 3D 가상 공간 내의 객체들의 설계 또는 시공 관련 진척 상태가 색으로 표시될 수 있다. 또한, 철거 예정의 상태 정보를 가질 경우 해당 객체는 공간 점유율 계산시에 제외된다.
객체의 속성 중 상기 면적은, 상기 경계 박스 객체가 중첩된 객체에 대해 저면(bottom surface)에서 투영된 경계 박스 객체의 형상 기준의 면적이고, 상기 부피는 상기 경계 박스 객체에 의해 계산된 객체의 부피이다. 즉, 사용자는 경계 박스 객체를 특정 객체에 중첩시킨 후 경계 박스 객체의 크기 또는 형태를 적절히 편집하여 경계 박스 객체 내에 해당 특정 객체가 모두 포함되도록 하고, 이때의 경계 박스 객체의 저면에서 투영된 면적을 해당 특정 객체의 면적으로 결정하고, 경계 박스 객체의 부피를 해당 특정 객체의 부피로 결정한다. 한편, 객체의 속성 중 상기 그룹 정보는 사용자에 의해 설정된 정보로서, 해당 객체가 어느 업체의 객체인지, 어느 공정에 사용되는 객체인지 등의 정보이다.
가상 공간 구성부(230)는, 빌딩, 공장, 가옥 등의 건축물을 포함한 각종 구조물을 건설하기 위한 3D 가상 공간을 3D 설계도에 따라 그래픽으로 구현하여 디스플레이 장치(141)를 통해 출력한다. 가상 공간 구성부(230)는, 3D 가상 공간에 상기 객체 데이터베이스(220)에 저장된 객체 중 입력 장치(142)를 통해 사용자에 의해 선택된 객체를 배치하고, 또한 사용자에 의해 모델링된 실시간 객체를 3D 가상 공간에 배치한다. 가상 공간 구성부(230)는, 3D 가상 공간에 객체를 배치하여 표시할 때, 객체 데이터베이스(220)에 저장된 객체의 속성 정보 중 상태 정보에 기초하여 객체의 색을 표시할 수 있다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가상 공간을 나타낸 도면으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 가상 공간 구성부(230)는, 객체의 상태 정보에 따라 가상 공간에 배치되는 객체의 색을 달리하여 표시한다. 도 3의 예에서, 수정 중인 상태의 객체는 녹색으로 표시되고, 시공 완료는 회색으로 표시되며, 철거 단계에 있는 객체는 빨간 색으로 표시된다. 가상 공간 구성부(230)는, 각 객체에 대한 상태 정보를 입력 장치(142)를 통해 사용자로부터 입력받아 객체 데이터베이스(220)에 저장할 수 있다.
객체 모델링부(240)는, 입력 장치(142)를 통한 사용자의 입력에 따라 실시간 객체를 모델링하여 생성하여 속성 정보와 함께 객체 데이터베이스(220)에 저장한다. 실시간 객체는 앞서 설명한 바와 같이, 원형 배관(예, 엘보, T-piece, reducer 등), 사각 형태의 배관(예, 덕트, 트레이 등) 및 플렉서블 배관(예, 전기선) 등의 객체를 포함한다. 객체 모델링부(240)는, 실시간 객체의 모델링시에 속성 정보로서 길이, 실제 지름을 계산하여 객체 데이터베이스(220)에 저장하고, 또한 사용자로부터 이격 거리(space distance)를 입력받아 객체 데이터베이스(220)에 저장한다. 이격 거리는 추후 존 내에서의 객체들의 공간 점유율을 계산할 때 객체의 실제 지름에 더하여 사용된다. 예를 들어, 사용자에 의해 모델링된 원형 배관의 지름이 100mm이고 사용자로부터 입력된 이격 거리가 50mm이면, 해당 원형 배관의 지름을 100mm로 하지 않고 150mm로 간주하여 단면적 또는 부피를 계산할 때 사용된다. 이는 실제 건축물 현장 상황을 그대로 반영하기 위한 것이다. 배관의 경우 통상적으로 배관의 직경에 따라 배관의 간격이 유체별로 정해진다. 예를 들어 150mm 직경의 배관이 배관의 중심점을 기준으로 280mm 간격으로 배치되어 있는 경우, 배관의 표면을 기준으로 두 배관 사이의 130mm의 빈 공간은 현장에서는 사용 가능한 비점유 공간이 아닌 사용할 수 없는 공간으로 정의된다. 따라서 특정 존에 대한 객체의 공간 점유율 분석시 이러한 비점유 공간을 기초로 잔여 공간을 파악하는 오류를 피하고 정확한 사용 가능 공간을 파악하기 위해서 상기와 같은 이격 거리를 반영하여 공간 점유율이 계산된다.
객체 모델링부(240)는, 가상 공간에 배치되는 객체에 대한 논리적 존 정보를 사용자로부터 입력받아 객체 데이터베이스(220)에 객체의 속성 정보의 하나로 저장할 수 있다. 논리적 존 정보는, 예를 들어 존의 이름 등 존을 구별할 수 있는 식별정보를 포함한다.
객체 모델링부(240)는, 객체들의 부피 또는 면적을 계산하여 객체 데이터베이스(220)에 저장한다. 객체 모델링부(240)는, 3D 가상 공간에 배치되어 있는 객체들에 사용자에 의해 선택된 경계 박스 객체가 중첩되어 배치되면, 그 경계 박스 객체를 기준으로 해당 객체들의 부피 또는 면적을 계산하여 객체 데이터베이스(220)에 저장한다. 객체 모델링부(240)는, 사용자에 의해 특정 객체에 경계 박스 객체가 중첩되어 배치되면, 가상 공간 내에 배치된 동일한 특정 객체들에 모두 경계 박스 객체를 일괄하여 중첩 배치한다. 객체 모델링부(240)는, 객체의 면적을 계산할 때, 3D 가상 공간에서 저면(bottom)에서 투영된 경계 박스 객체의 형상 기준으로 면적을 계산하고, 부피를 계산할 때는 그 경계 박스 객체의 부피를 계산한다. 사용자는 경계 박스 객체를 특정 객체에 중첩시킨 후 경계 박스 객체의 크기나 형태를 적절히 편집하여 경계 박스 객체 내에 해당 특정 객체가 모두 포함되도록 한다. 경계 박스 객체의 크기나 형태를 편집할 수 있도록 하는 이유는 실제 점유되지 않은 공간임에도 실제로는 사용할 수 없는 공간, 즉 죽은 공간(dead space)을 반영하기 위한 것이다. 예를 들어, 반도체 설비의 경우 물류 자동화 OHT Rail의 경로 또는, 각종 설비나 배관 자채의 개폐구 개방시의 추가 공간을 실제 사용 공간이 아님에도 점유 공간으로 간주하기 위한 것이다. 객체 모델링부(240)는, 객체 데이터베이스(220)에 디폴트로 저장된 경계 박스 객체의 가로/세로 길이, 높이, 지름 등의 길이 값에 사용자에 의해 변경된 경계 박스 객체의 크기나 형태를 반영하여 최종적으로 경계 박스 객체의 길이 값을 산출한 후 부피나 면적을 계산한다. 객체 모델링부(240)는, 배관의 경우, 사용자로부터 입력되어 객체 데이터베이스(220)에 저장된 이격 거리와 해당 배관의 지름 등의 디폴트 길이를 더한 값을 기준으로 면적과 부피를 계산한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 경계 박스 객체의 종류를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 객체의 죽은 공간을 나타낸 나타낸 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 사용자는 3D 가상 공간에 배치된 특정 객체에 대해 경계 박스 객체를 중첩시킨다. 도 4의 (a)는 경계 박스 객체 중 직육면체 객체(box)를 중첩한 예이고, 도 4의 (b)는 경계 박스 객체 중 원통형 객체(cylinder)를 중첩한 예이며, 도 4의 (c)는 경계 박스 객체 중 구형 객체(sphere)를 중첩한 예이다. 경계 박스 객체가 중첩된 후 사용자에 의해 경계 박스 객체의 크기나 형태가 조절 완료되면, 경계 박스 객체의 저면에서 투영된 형상의 면적이 해당 경계 박스 객체에 중첩된 객체의 면적이 되고, 경계 박스 객체의 부피가 해당 중첩된 객체의 부피가 된다. 면적이나 부피는 경계 박스 객체의 가로/세로 길이, 지름 등을 이용하여 계산된다. 도 5는 객체의 죽은 공간을 나타낸 도면으로, 설비의 개폐구 개방시 개폐구의 가동 공간을 비점유 공간으로 보지 않고 점유 공간으로 계산되도록 경계 박스 객체를 개폐구의 가동 공간까지 고려하여 중첩함으로써 면적이나 부피를 계산한다.
분석 존 선정부(250)는, 사용자로부터 입력되는 조건에 기초하여 공간 점유율을 분석할 존을 선정한다. 분석 존 선정부(250)는, 공간 정보 데이터베이스(210)를 참조하여 디스플레이 장치(141)를 통해 사용자에게 트리 구조의 존들을 표시하고, 사용자로부터 분석할 분석 공간으로서 하나 또는 복수 개의 존을 선택받는다. 예를 들어, 사용자가 '천안 공장'의 키워드를 입력하면, 분석 존 선정부(250)는, 공간 정보 데이터베이스(210)에서 '천안 공장'을 이용하여 검색한 트리 구조의 존들을 표시하고, 그 중에서 하나 또는 복수 개의 존을 사용자로부터 선택받는다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 계층적으로 트리 구조로 구성된 존들이 표시된 화면의 예이다. 도 6을 참조하면, 최상위 노드로서 '천안(Cheon An)'이 위치하고, 그 하위에 중간 노드로서 'L5 라인'과 'L6 라인'이 위치하며, 'L5 라인'의 하위에는 또 다른 중간 노드로서 '4F'와 '5F'가 위치하고, 마찬가지로 'L6 라인'의 하위에는 중간 노드로서 '4F'와 '5F'가 위치한다. 그리고, '4F'와 '5F' 각각의 하위에 최하위 노드의 존(Clean Room, GCS Room 등)이 위치한다. 사용자는 도 6에 도시된 트리 구조에서 분석할 분석 공간을 선정할 수 있다. 예를 들어, 최상위 노드를 분석할 존으로 선정할 수 있고, 또는 특정 중간 노드를 분석할 존으로 선정할 수 있으며, 또는 특정 최하위 노드를 분석할 존으로 선정할 수 있다.
계산 방식 선정부(260)는, 사용자의 입력에 따라 상기 분석 존 선정부(250)에서 선정한 존에 대해 객체들의 공간 점유율을 계산하는 계산 방식을 선정한다. 여기서 계산 방식은, 선정된 존을 기준으로 한 전체 공간에 대한 공간 점유율을 계산하는 제 1 방식과, 선정된 존의 최하위 존별로 공간 점유율을 계산하는 제 2 방식을 포함한다. 제 1 방식의 경우, 예를 들어, 사용자가 'L5 라인'을 선택한 경우, 'L5 라인'의 전체 공간에 대한 객체들의 공간 점유율을 계산한다. 제 2 방식의 경우, 예를 들어, 사용자가 'L5 라인'을 선택한 경우, 'L5 라인'에 속하는 최하위 존별로 점유율을 계산한다. 제 2 방식으로 점유율을 계산할 때, 최하위 존별로 점유율을 계산하면서, 제 1 방식으로 계산된 전체 공간의 점유율도 계산할 수 있다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 계산 방식을 선택하는 화면의 예이다. 도 7에서, "Lowest"는 상기 제 2 방식을 의미하고, "Specified"는 상기 제 1 방식을 의미한다.
분석 객체 선정부(270)는, 사용자로부터 입력받은 조건과 객체 데이터베이스(220)에 저장된 객체들의 속성 정보를 비교하여, 상기 분석 존 선정부(250)에서 선정된 존에 배치된 객체들 중에서 공간 점유율을 분석할 객체들을 선정한다. 예를 들어, 분석 객체 선정부(270)는, 조건 검색창을 디스플레이 장치(141)를 통해 표시하고, 그 조건 검색창을 통해 사용자로부터 적어도 하나 이상의 조건을 수신한다. 예를 들어, 50mm 이상의 구경을 갖는 원형 배관들의 공간 점유율을 계산하고자 할 때, 분석 객체 선정부(270)는, 사용자로부터 조건으로서 '원형 배관'과 '50mm 이상의 구경'을 입력받는다. 또는, 특정 반도체 장비에 대한 선택 입력을 수신할 수 있다. 분석 객체 선정부(270)는, 상기 분석 존 선정부(250)에서 선정된 존에 배치된 객체들 중에서, 상기 원형 배관들 또는 상기 특정 반도체 장비들에 대한 객체를 공간 점유율을 분석할 객체로서 선정한다.
분석 객체 선정부(270)는, 사용자로부터 조건 정보로서 논리적 존 또는 물리적 존에 관한 선택 입력을 더 수신할 수 있다. 사용자가 논리적 존을 선택할 경우, 분석 객체 선정부(270)는, 공간 점유율을 분석할 객체로서, 상기 분석 존 선정부(250)에서 선정된 존에 대응하는 논리적 존 정보가 매핑되어 있는 객체를 분석할 객체로서 선정한다. 또는 사용자가 물리적 존을 선택할 경우, 분석 객체 선정부(270)는, 공간 점유율을 분석할 객체로서, 상기 분석 존 선정부(250)에서 선정된 존에 실제로 물리적으로 배치되어 있는 객체를 분석할 객체로서 선정한다. 예를 들어, 사용자로부터 조건으로서 '원형 배관'과 '50mm 이상의 구경'을 입력받고 사용자가 논리적 존을 선택할 경우, '50mm 이상의 구경'을 갖는 '원형 배관' 중에서 상기 분석 존 선정부(250)에서 선정된 존에 대응하는 논리적 존 정보가 매핑되어 있는 원형 배관을 분석할 객체로서 선정한다. 이러한 논리적 존 정보가 매핑되어 있는 원형 배관은, 상기 분석 존 선정부(250)에서 선정된 존에 현재 물리적으로 현재 배치되어 있지 않지만 향후에 배치될 예정인 원형 배관일 수 있다. 바림직하게, 사용자가 조건 정보로서 논리적 존을 선택하더라도, 논리적 존 정보가 속성 정보로서 기록되어 있지 않은 객체들에 대해서는 해당 객체가 현재 가상 공간 상에서 배치되어 있는 물리적 존을 기준으로 선정된다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 철거 예정 객체와 반입 예정 객체를 나타낸 도면이다. 도 8을 참조하면, 붉은 색의 객체(810)는 철거 예정 객체이고, 파란 색의 객체(820)는 반입 예정 객체이다. 따라서, 철거 예정 객체(810)가 배치되어 있는 존에 대해서는 해당 존에 반입 예정인 객체(820)에 대해 공간 점유율을 계산하는 것이 필요할 수 있다. 따라서 반입 예정 객체(820)에 대해서는 속성 정보로서 해당 객체가 향후에 반입되어 배치될 존의 정보가 논리적 존 정보로서 매핑되어 객체 데이터베이스(220)에 저장되고, 해당 존에서 객체의 공간 점유율을 계산할 때 사용자가 논리적 존을 선택할 경우, 반입 예정 객체(820)에 대한 공간 점유율이 계산되고, 철거 예정 객체(810)는 공간 점유율 계산시에 제외된다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 두 존에 중첩되어 있는 객체를 나타낸 도면이다. 도 9를 참조하면, Room A와 Room B의 공간은 서로 일부 영역이 중첩되고, 그 중첩 영역에 객체(910)가 배치되어 있다. 따라서, 물리적 존을 기준으로 공간 점유율을 계산할 때, 상기 객체(910)는 Room A와 Room B 각각에 포함되어 있는 것으로 계산된다.
공간 점유율 계산부(280)는, 상기 계산 방식 선정부(260)에서 선정한 계산 방식에 따라, 상기 분석 존 선정부(250)에서 선정된 존에 대한 상기 분석 객체 선정부(270)에서 선정한 객체들이 차지하는 부피 또는 면적을 계산한다. 공간 점유율 계산부(280)는, 상기 계산 방식이, 선정된 존을 기준으로 한 전체 공간에 대한 공간 점유율을 계산하는 제 1 방식인 경우, 상기 선정된 존을 기준으로 한 전체 공간에 대한 상기 분석 객체 선정부(270)에서 선정한 객체들이 차지하는 부피 또는 면적을 계산한다. 예를 들어, 선정된 존이 특정 생산라인인 경우, 그 생산라인의 최하위 노드별, 즉 최하위 존별로 점유율을 계산하지 않고, 그 생산라인의 전체 공간 중에서 객체들이 차지하는 부피 또는 면적을 계산한다. 또는, 상기 계산 방식이, 선정된 존의 최하위 존별로 공간 점유율을 계산하는 제 2 방식인 경우, 공간 점유율 계산부(280)는, 각 최하위 존별로 객체들이 차지하는 면적 또는 부피를 각각 계산한다. 이때 공간 점유율 계산부(280)는, 최하위 존별로 점유율을 계산하면서 전체 공간에 대한 점유율도 함께 표시할 수 있다. 공간 점유율 계산부(280)는, 공간 정보 데이터베이스(210)에 저장되어 있는 존별 부피 또는 면적과, 객체 데이터베이스(220)에 저장된 각 객체별 부피, 면적을 이용하여 공간 점유율을 계산한다. 공간 점유율 계산부(280)는, 객체의 종류별 또는 이름별로 각각 공간 점유율을 계산하여 출력한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 면적 점유율의 계산 결과를 나타낸 도면이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 부피 점유율의 계산 결과를 나타낸 도면이고. 설명의 편의를 위해 도 10과 도 11로 구분하였으나, 도 11은 도 10의 우측에 나타나는 결과이다. 도 10 및 도 11은 상술한 제 2 방식에 따라 공간 점유율이 계산된 결과로서, 각 최하위 존별 공간 점유율과 그 상위 노드들의 공간 점유율을 함께 표시한 결과이다. 도 10에서 'Room'은 노드를 나타내며, 'Object Name'은 객체의 이름을 나타내고, 'Division'은 객체의 종류를 나타내고, 'Qty'는 해당 객체의 개수를 나타내며, 'Area Of Zone(m2)'은 해당 존의 면적, 'Occupied Area(m2)'는 해당 존에서 해당 객체들이 차지하는 면적이며, 'Unused Area(m2)'는 해당 존에서 해당 객체들에 의해 점유되지 않은 면적이며, 'Area Utilization Rate(%)는 해당 존의 면적 대비 해당 객체들이 차지하는 면적의 비율을 나타낸다. 도 11에서 'Volume Of Zone(m3)'은 해당 존의 부피, 'Occupied Volume(m3)'는 해당 존에서 해당 객체들이 차지하는 부피이며, 'Unused Volume(m3)'는 해당 존에서 해당 객체들에 의해 점유되지 않은 부피이며, 'Volume Utilization Rate(%)는 해당 존의 부피 대비 해당 객체들이 차지하는 부피의 비율을 나타낸다. 도 11에 도시된 바와 같이, 면적의 단위로서 m2뿐만 아니라, '평'과 같은 단위로 나타낼 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 점유율을 계산하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 12를 참조하면, 단계 S1201에서, 공간 점유율 계산 장치(100)는, 빌딩, 공장, 가옥 등의 건축물을 포함한 각종 구조물을 건설하기 위한 3D 가상 공간을 3D 설계도에 따라 그래픽으로 구현하여 디스플레이 장치(141)를 통해 출력한다.
단계 S1202에서, 공간 점유율 계산 장치(100)는, 3D 가상 공간에 객체 데이터베이스(220)에 저장된 객체 중 입력 장치(142)를 통해 사용자에 의해 선택된 객체를 배치하고, 또한 사용자에 의해 모델링된 실시간 객체를 3D 가상 공간에 배치한다. 공간 점유율 계산 장치(100)는, 3D 가상 공간에 객체를 배치하여 표시할 때, 객체 데이터베이스(220)에 저장된 객체의 속성 정보 중 상태 정보에 기초하여 객체의 색을 표시할 수 있다. 공간 점유율 계산 장치(100)는, 입력 장치(142)를 통한 사용자의 입력에 따라 실시간 객체를 모델링하여 속성 정보와 함께 객체 데이터베이스(220)에 저장한다. 실시간 객체는 앞서 설명한 바와 같이, 원형 배관(예, 엘보, T-piece, reducer 등), 사각 형태의 배관(예, 덕트, 트레이 등) 및 플렉서블 배관(예, 전기선) 등의 객체를 포함한다. 공간 점유율 계산 장치(100)는, 실시간 객체의 모델링시에 속성 정보로서 길이, 실제 지름을 계산하여 객체 데이터베이스(220)에 저장하고, 또한 사용자로부터 이격 거리(space distance)를 입력받아 객체 데이터베이스(220)에 저장한다.
단계 S1203에서, 공간 점유율 계산 장치(100)는, 객체들의 부피 또는 면적을 계산하여 객체 데이터베이스(220)에 저장한다. 공간 점유율 계산 장치(100)는, 3D 가상 공간에 배치되어 있는 객체들에 사용자에 의해 선택된 경계 박스 객체가 중첩되어 배치되면, 그 경계 박스 객체를 기준으로 해당 객체들의 부피 또는 면적을 계산하여 객체 데이터베이스(220)에 저장한다. 공간 점유율 계산 장치(100)는, 객체의 면적을 계산할 때, 3D 가상 공간에서 저면(bottom)에서 투영된 경계 박스 객체의 형상 기준으로 면적을 계산하고, 부피를 계산할 때는 그 경계 박스 객체의 부피를 계산한다. 사용자는 경계 박스 객체를 특정 객체에 중첩시킨 후 경계 박스 객체의 크기나 형태를 적절히 편집하여 경계 박스 객체 내에 해당 특정 객체가 모두 포함되도록 한다.
단계 S1204에서, 공간 점유율 계산 장치(100)는, 사용자로부터 입력되는 조건에 기초하여 공간 점유율을 분석할 존을 선정한다. 공간 점유율 계산 장치(100)는, 공간 정보 데이터베이스(210)를 참조하여 디스플레이 장치(141)를 통해 사용자에게 트리 구조의 존들을 표시하고, 사용자로부터 분석할 분석 공간으로서 하나 또는 복수 개의 존을 선택받는다. 예를 들어, 사용자가 '천안 공장'의 키워드를 입력하면, 공간 점유율 계산 장치(100)는, 공간 정보 데이터베이스(210)에서 '천안 공장'을 이용하여 검색한 트리 구조의 존들을 표시하고, 그 중에서 하나 또는 복수 개의 존을 사용자로부터 선택받는다.
단계 S1205에서, 공간 점유율 계산 장치(100)는, 사용자의 입력에 따라 상기 선정한 존에 대해 객체들의 공간 점유율을 계산하는 계산 방식을 선정한다. 여기서 계산 방식은, 선정된 존을 기준으로 한 전체 공간에 대한 공간 점유율을 계산하는 제 1 방식과, 선정된 존의 최하위 존별로 공간 점유율을 계산하는 제 2 방식을 포함한다.
단계 S1206에서, 공간 점유율 계산 장치(100)는, 사용자로부터 입력받은 조건 정보와 객체 데이터베이스(220)에 저장된 객체들의 속성 정보를 비교하여, 상기 선정된 존에 배치된 객체들 중에서 공간 점유율을 분석할 객체들을 선정한다. 예를 들어, 공간 점유율 계산 장치(100)는, 조건 검색창을 디스플레이 장치(141)를 통해 표시하고, 그 조건 검색창을 통해 사용자로부터 적어도 하나 이상의 조건을 수신한다. 예를 들어, 50mm 이상의 구경을 갖는 원형 배관들의 공간 점유율을 계산하고자 할 때, 공간 점유율 계산 장치(100)는, 사용자로부터 조건으로서 '원형 배관'과 '50mm 이상의 구경'을 입력받는다. 또는, 특정 반도체 장비에 대한 선택 입력을 수신할 수 있다. 공간 점유율 계산 장치(100)는, 상기 선정된 존에 배치된 객체들 중에서, 상기 원형 배관들 또는 상기 특정 반도체 장비들에 대한 객체를 공간 점유율을 분석할 객체로서 선정한다. 공간 점유율 계산 장치(100)는, 사용자로부터 조건 정보로서 논리적 존 또는 물리적 존에 관한 선택 입력을 더 수신할 수 있다. 사용자가 논리적 존을 선택할 경우, 공간 점유율 계산 장치(100)는, 공간 점유율을 분석할 객체로서, 상기 분석 존 선정부(250)에서 선정된 존에 대응하는 논리적 존 정보가 매핑되어 있는 객체를 분석할 객체로서 선정한다. 또는 사용자가 물리적 존을 선택할 경우, 공간 점유율 계산 장치(100)는, 공간 점유율을 분석할 객체로서, 상기 선정된 존에 실제로 물리적으로 배치되어 있는 객체를 분석할 객체로서 선정한다. 바림직하게, 사용자가 조건 정보로서 논리적 존을 선택하더라도, 논리적 존 정보가 속성 정보로서 기록되어 있지 않은 객체들에 대해서는 해당 객체가 현재 가상 공간 상에서 배치되어 있는 물리적 존을 기준으로 선정된다.
단계 S1207에서, 공간 점유율 계산 장치(100)는, 상기 선정한 계산 방식에 따라, 상기 선정된 존에 대한 상기 선정한 객체들이 차지하는 부피 또는 면적을 계산하여 디스플레이 장치(141)를 통해 출력한다. 공간 점유율 계산 장치(100)는, 상기 계산 방식이, 선정된 존을 기준으로 한 전체 공간에 대한 공간 점유율을 계산하는 제 1 방식인 경우, 상기 선정된 존을 기준으로 한 전체 공간에 대한 상기 선정한 객체들이 차지하는 부피 또는 면적을 계산한다. 예를 들어, 선정된 존이 특정 생산라인인 경우, 그 생산라인의 최하위 노드별, 즉 최하위 존별로 점유을 계산하지 않고, 그 생산라인의 전체 공간 중에서 객체들이 차지하는 부피 또는 면적을 계산한다. 또는, 상기 계산 방식이, 선정된 존의 최하위 존별로 공간 점유율을 계산하는 제 2 방식인 경우, 각 최하위 존별로 객체들이 차지하는 면적 또는 부피를 각각 계산한다. 이때 공간 점유율 계산 장치(100)는, 최하위 존별로 점유율을 계산하면서 전체 공간에 대한 점유율도 함께 표시할 수 있다.공간 점유율 계산 장치(100)는, 공간 정보 데이터베이스(210)에 저장되어 있는 존별 부피 또는 면적과, 객체 데이터베이스(220)에 저장된 각 객체별 부피, 면적을 이용하여 공간 점유율을 계산한다.
본 명세서는 많은 특징을 포함하는 반면, 그러한 특징은 본 발명의 범위 또는 특허청구범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 개별적인 실시예에서 설명된 특징들은 단일 실시예에서 결합되어 구현될 수 있다. 반대로, 본 명세서에서 단일 실시예에서 설명된 다양한 특징들은 개별적으로 다양한 실시예에서 구현되거나, 적절히 결합되어 구현될 수 있다.
도면에서 동작들이 특정한 순서로 설명되었으나, 그러한 동작들이 도시된 바와 같은 특정한 순서로 수행되는 것으로, 또는 일련의 연속된 순서, 또는 원하는 결과를 얻기 위해 모든 설명된 동작이 수행되는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정 환경에서 멀티태스킹 및 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 아울러, 상술한 실시예에서 다양한 시스템 구성요소의 구분은 모든 실시예에서 그러한 구분을 요구하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 상술한 프로그램 구성요소 및 시스템은 일반적으로 단일 소프트웨어 제품 또는 멀티플 소프트웨어 제품에 패키지로 구현될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(시디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
100 : 공간 점유율 계산 장치 110 : 메모리
111 : 운영 체제 112 : 그래픽 모듈
113 : 공간 점유율 계산 프로그램
121 : 메모리 제어기 122 : 프로세서(CPU)
123 : 주변 인터페이스 130 : I/O 서브시스템
141 : 디스플레이 장치 142 : 입력장치
152 : 통신 회로 210 : 공간 정보 데이터베이스
220 : 객체 데이터베이스 230 : 가상 공간 구성부
240 : 객체 모델링부 250 : 분석 존 선정부
260 : 계산 방식 선정부 270 : 분석 객체 선정부
280 : 공간 점유율 계산부

Claims (19)

  1. 3D 설계의 가상 공간에서의 객체의 공간 점유율을 계산하는 공간 점유율 계산 장치에 있어서,
    상기 가상 공간을 그래픽으로 구현하여 디스플레이 장치를 통해 출력하는 가상 공간 구성부;
    상기 가상 공간을 구성하는 존들의 부피 또는 면적의 속성 정보를 계층적 트리 구조로 저장하는 공간 정보 저장부;
    상기 가상 공간에 배치되는 객체들과 객체들의 속성 정보를 저장하는 객체 저장부;
    상기 가상 공간에 배치된 객체들의 부피 또는 면적을 계산하여 상기 객체 저장부에 저장하는 객체 모델링부;
    사용자로부터 입력되는 조건과 상기 공간 정보 저장부에 저장된 존들의 속성 정보를 비교하여 공간 점유율을 분석할 존을 선정하는 분석 존 선정부;
    사용자로부터 입력되는 조건과 상기 객체 저장부에 저장된 객체들의 속성 정보를 비교하여 상기 선정된 존에 배치된 객체들 중에서 공간 점유율을 분석할 적어도 하나의 객체를 선정하는 분석 객체 선정부; 및
    상기 선정된 존에 대한 상기 선정된 적어도 하나의 객체가 차지하는 부피 또는 면적의 공간 점유율을 계산하여 상기 디스플레이 장치에 출력하는 공간 점유율 계산부를 포함하는 공간 점유율 계산 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 객체 모델링부는,
    상기 가상 공간에 배치된 객체를 포함하도록 사용자의 입력에 따라 경계 박스 객체의 크기를 조절하여 상기 가상 공간에 배치된 객체에 중첩 배치하고,
    상기 경계 박스 객체의 부피를 상기 가상 공간에 배치된 객체의 부피로 계산하고, 상기 가상 공간의 저면(bottom surface)에서 투영된 상기 경계 박스 객체의 형상 기준으로 계산된 면적을 상기 가상 공간에 배치된 객체의 면적으로 계산하는 것을 특징으로 하는 공간 점유율 계산 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 경계 박스 객체는, 직육면체 객체, 원통형 객체 또는 구형 객체 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 객체 모델링부는,
    상기 객체 저장부에 저장되어 있는 상기 경계 박스 객체의 디폴트 길이 값에, 사용자에 의해 변경된 경계 박스 객체의 크기를 반영한 후에, 상기 부피 또는 면적을 계산하는 것을 특징으로 하는 공간 점유율 계산 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 분석 존 선정부는,
    상기 공간 정보 저장부를 참조하여 상기 디스플레이 장치에 트리 구조의 존들을 표시하고 사용자로부터 하나 이상의 존에 대한 선택 입력을 수신하는 것을 특징으로 하는 공간 점유율 계산 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 분석 존 선정부에서 선정된 존을 기준으로 한 전체 공간에 대한 공간 점유율을 계산하는 제 1 방식과 상기 분석 존 선정부에서 선정된 존의 최하위 존별로 공간 점유율을 계산하는 제 2 방식 중 하나에 대한 선택 입력을 수신하는 계산 방식 선정부;를 더 포함하고,
    상기 공간 점유율 계산부는,
    상기 제 1 방식 및 상기 제 2 방식 중 어느 하나의 선택 입력에 따라 공간 점유율을 계산하는 것을 특징으로 하는 공간 점유율 계산 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 공간 점유율 계산부는,
    상기 선정된 존에 대해 객체의 종류 또는 이름별로 부피 또는 면적의 공간 점유율을 계산한 후 구별하여 출력하는 것을 특징으로 하는 공간 점유율 계산 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 객체 모델링부는,
    상기 가상 공간에 배치된 객체에 대한 논리적 존 정보를 사용자로부터 입력받아 속성 정보의 하나로 상기 객체 저장부에 저장하고,
    상기 분석 객체 선정부는,
    사용자로부터 조건으로서 논리적 존의 선택 입력을 더 수신하고, 상기 분석 존 선정부에서 선정된 존에 대응하는 논리적 존 정보가 속성 정보로서 매핑되어 있는 객체를 공간 점유율을 분석할 객체로서 선정하는 것을 특징으로 하는 공간 점유율 계산 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 분석 객체 선정부는,
    속성 정보 중 상태 정보가 철거 예정인 객체는 공간 점유율을 분석할 객체에서 제외하는 것을 특징으로 하는 공간 점유율 계산 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 객체 모델링부는,
    사용자의 입력에 따라 배관을 실시간 모델링하여 상기 가상 공간에 배치하고, 사용자로부터 그 배관의 이격 거리를 입력받아 속성 정보의 하나로 상기 객체 저장부에 저장하며, 그 이격 거리와 배관의 지름을 더한 값을 기준으로 해당 배관의 면적 또는 부피를 계산하는 것을 특징으로 하는 공간 점유율 계산 장치.
  10. 공간 점유율 계산 장치에서 3D 설계의 가상 공간에서의 객체의 공간 점유율을 계산하는 방법에 있어서,
    상기 가상 공간을 그래픽으로 구현하여 디스플레이 장치를 통해 출력하는 단계;
    상기 가상 공간에 배치되는 객체들과 객체들의 속성 정보를 저장하는 객체 저장부를 참조하여, 상기 가상 공간에 배치된 객체들의 부피 또는 면적을 계산하여 상기 객체 저장부에 저장하는 단계;
    상기 가상 공간을 구성하는 존들의 부피 또는 면적의 속성 정보를 계층적 트리 구조로 저장하는 공간 정보 저장부에 저장된 존들의 속성 정보와, 사용자로부터 입력되는 조건을 비교하여, 공간 점유율을 분석할 존을 선정하는 단계;
    사용자로부터 입력되는 조건과 상기 객체 저장부에 저장된 객체들의 속성 정보를 비교하여 상기 선정된 존에 배치된 객체들 중에서 공간 점유율을 분석할 적어도 하나의 객체를 선정하는 단계; 및
    상기 선정된 존에 대한 상기 선정된 적어도 하나의 객체가 차지하는 부피 또는 면적의 공간 점유율을 계산하여 상기 디스플레이 장치에 출력하는 단계를 포함하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 객체 저장부에 저장하는 단계는,
    상기 가상 공간에 배치된 객체를 포함하도록 사용자의 입력에 따라 경계 박스 객체의 크기를 조절하여 상기 가상 공간에 배치된 객체에 중첩 배치하는 단계; 및
    상기 경계 박스 객체의 부피를 상기 가상 공간에 배치된 객체의 부피로 계산하고, 상기 가상 공간의 저면(bottom surface)에서 투영된 상기 경계 박스 객체의 형상 기준으로 계산된 면적을 상기 가상 공간에 배치된 객체의 면적으로 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 경계 박스 객체는, 직육면체 객체, 원통형 객체 또는 구형 객체 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 계산하는 단계는,
    상기 객체 저장부에 저장되어 있는 상기 경계 박스 객체의 디폴트 길이 값에, 사용자에 의해 변경된 경계 박스 객체의 크기를 반영한 후에, 상기 부피 또는 면적을 계산하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 존을 선정하는 단계는,
    상기 공간 정보 저장부를 참조하여 상기 디스플레이 장치에 트리 구조의 존들을 표시하고 사용자로부터 하나 이상의 존에 대한 선택 입력을 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 선정된 존을 기준으로 한 전체 공간에 대한 공간 점유율을 계산하는 제 1 방식과 상기 선정된 존의 최하위 존별로 공간 점유율을 계산하는 제 2 방식 중 하나에 대한 선택 입력을 수신하는 단계를 더 포함하고,
    상기 공간 점유율을 계산하여 상기 디스플레이 장치에 출력하는 단계는,
    상기 제 1 방식 및 상기 제 2 방식 중 어느 하나의 선택 입력에 따라 공간 점유율을 계산하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 공간 점유율을 계산하여 상기 디스플레이 장치에 출력하는 단계는,
    상기 선정된 존에 대해 객체의 종류 또는 이름별로 부피 또는 면적의 공간 점유율을 계산한 후 구별하여 출력하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 가상 공간에 배치된 객체에 대한 논리적 존 정보를 사용자로부터 입력받아 속성 정보의 하나로 상기 객체 저장부에 저장하는 단계를 더 포함하고,
    상기 공간 점유율을 분석할 적어도 하나의 객체를 선정하는 단계는,
    사용자로부터 조건으로서 논리적 존의 선택 입력을 더 수신하고, 상기 분석 존 선정부에서 선정된 존에 대응하는 논리적 존 정보가 속성 정보로서 매핑되어 있는 객체를 공간 점유율을 분석할 객체로서 선정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 공간 점유율을 분석할 적어도 하나의 객체를 선정하는 단계는,
    속성 정보 중 상태 정보가 철거 예정인 객체는 공간 점유율을 분석할 객체에서 제외하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 10 항에 있어서,
    상기 가상 공간에 배치된 객체들의 부피 또는 면적을 계산하여 상기 객체 저장부에 저장하는 단계는,
    사용자의 입력에 따라 배관을 실시간 모델링하여 상기 가상 공간에 배치하고, 사용자로부터 그 배관의 이격 거리를 입력받아 속성 정보의 하나로 상기 객체 저장부에 저장하며, 그 이격 거리와 배관의 지름을 더한 값을 기준으로 해당 배관의 면적 또는 부피를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 10 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 컴퓨터 시스템을 통해 실행하는 컴퓨터 프로그램으로서 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
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