KR20210022343A - Method and system for providing mixed reality contents related to underground facilities - Google Patents

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Abstract

A method for providing mixed reality related to underground facilities according to an embodiment of the present invention is a method for providing mixed reality related to underground facilities managing and supervising facilities buried underground based on data and mixed reality technology related to underground facilities in a processor of a terminal. The method comprises the steps of: controlling a camera to obtain a captured image; detecting a reference point object by processing the captured image; recognizing the code displayed on a reference point in the reference point object; obtaining 3D spatial model information matching the recognized code; setting 3D spatial information for the captured image based on the obtained 3D spatial model information; and displaying a mixed reality (MR) image generated by rendering a virtual object on the captured image according to the 3D spatial information.

Description

지하시설물 관련 혼합현실 제공방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR PROVIDING MIXED REALITY CONTENTS RELATED TO UNDERGROUND FACILITIES}Method and system for providing mixed reality related to underground facilities {METHOD AND SYSTEM FOR PROVIDING MIXED REALITY CONTENTS RELATED TO UNDERGROUND FACILITIES}

본 발명은 지하시설물 관련 혼합현실(MR, Mixed Reality) 제공방법 및 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 단말과 연동하여 지하시설물 관련 데이터와 혼합현실 기술을 융합해 지하에 매설된 시설물을 관리 및 감독하는 지하시설물 관련 혼합현실 제공방법 및 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a method and system for providing mixed reality (MR) related to underground facilities. More specifically, it relates to a method and system for providing mixed reality related to underground facilities that manage and supervise facilities buried underground by fusion of data related to underground facilities and mixed reality technology in connection with a terminal.

일반적으로, 상수도 시설, 하수도시설, 가스시설, 통신시설 및 전기시설 등의 지하에 매설되는 시설로 정의되는 지하시설물은, 도시를 운영하기 위한 필수 기반시설로서, 지상시설물들과는 달리 땅속에 묻혀 있으며 종류가 다양함에 따라 관리가 용이하지 않을 뿐만 아니라, 사고 발생 시 그 대처방안 또한 도출하기 어렵다는 특징이 있다.In general, underground facilities, which are defined as facilities buried underground, such as water supply facilities, sewer facilities, gas facilities, communication facilities, and electric facilities, are essential infrastructure for operating cities, and unlike ground facilities, they are buried in the ground. Not only is it not easy to manage according to the variety of s, it is also difficult to derive a countermeasure for an accident.

특히, 지하시설물에 대한 예기치 못한 사고가 발생하는 경우, 인명이나 재산상의 손실이 초래됨에 따라 이에 대한 체계적인 관리가 매우 중요하다고 할 수 있다.In particular, in the event of an unexpected accident on an underground facility, it can be said that it is very important to systematically manage it as loss of life or property is caused.

이에, 지하시설물의 매설 시 지상으로 지상지표를 설치하거나, 지하에 지하지표를 설치하여 지진, 산사태 및 홍수 등과 같은 자연 재해 발생에도 지하시설물의 위치이동을 용이하게 탐지할 수 있는 정보인식 수단을 제공하는 다양한 관리 시스템이 제안되었다.Therefore, when underground facilities are buried, ground indicators are installed on the ground, or ground indicators are installed underground to provide information recognition means that can easily detect the movement of the location of underground facilities in the event of natural disasters such as earthquakes, landslides, and floods. Various management systems have been proposed.

종래의 관리 시스템에서는, 지하시설물에 대응하는 위치를 위성항법장치(GPS, Global Positioning System)를 통해 인식하거나, 지상에 바코드 또는 QR 코드 등과 같은 정보인식 수단을 설치하고 정보인식 수단과 매칭된 지하시설물과 관련된 데이터들로 데이터 베이스를 구축함으로써 지하시설물 위치를 인식하고 있다. In a conventional management system, a location corresponding to an underground facility is recognized through a global positioning system (GPS), or an information recognition means such as a barcode or QR code is installed on the ground and an underground facility matched with the information recognition means. By constructing a database with related data, the location of underground facilities is recognized.

이후, 현장 작업자 또는 관리자는, 단말을 이용하여 전술한 GPS 위치정보, 정보인식 수단에 대한 태그인식 또는 무선통신방식의 태그인식을 통해 위치정보 및 속성정보를 획득하고, 이를 이용하여 데이터 베이스를 검색함으로써 저장된 지하시설물 정보를 전송받아 지하시설물에 대한 관리작업을 수행할 수 있게 된다.Thereafter, the field worker or manager obtains the location information and attribute information through the above-described GPS location information, tag recognition for the information recognition means, or wireless communication method tag recognition using the terminal, and searches the database using this. By doing so, it is possible to perform management work on underground facilities by receiving information on stored underground facilities.

그러나, 현재 제공되는 지하시설물 정보에 의해서는 해당 지하시설물에 대한 지도 상의 단순 맵핑(mapping)하여 그 위치 및 대략적인 형상만을 표시하는 수준에 머물러 있어, 지하공간 내 시설물들이 어떠한 입체적 형태로 배치되어 있는지 용이하게 식별하기 어렵다는 한계가 있다.However, according to the currently provided underground facility information, it remains at the level of displaying only its location and approximate shape by simply mapping the corresponding underground facility on the map, so what three-dimensional form the facilities in the underground space are arranged in? There is a limitation that it is difficult to easily identify.

또한, 오차가 필연적으로 발생하는 위성항법장치를 통해 인식된 위치를 기반으로 지하시설물을 맵핑할 경우, 상기 오차로 인해 정확한 지하시설물의 위치를 표시할 수 없어 지하시설물에 대한 관리작업을 수행하기 어려운 문제가 있으며, 위성항법장치가 잘 동작하지 않는 도심지역에서는 사용이 어려운 문제가 있다. In addition, when mapping underground facilities based on the location recognized through the satellite navigation system where errors inevitably occur, it is difficult to perform the management work on the underground facilities because the exact location of the underground facilities cannot be displayed due to the error. There is a problem, and there is a problem that it is difficult to use in an urban area where the satellite navigation system does not work well.

또한, 지상에 바코드나 QR 코드와 같은 정보인식 수단을 별도로 표지를 일일이 설치하기에 어려움이 있으며, 지상에 노출된 정보인식 수단이 훼손될 경우 무용지물이 되는 문제가 있다. In addition, it is difficult to separately install information recognition means such as barcodes or QR codes on the ground, and if the information recognition means exposed on the ground is damaged, there is a problem that it becomes useless.

또한, 종래의 관리 시스템은 기저장된 지하시설물 정보를 지도 상에 맵핑하여 제공하나, 지하시설물 정보를 이용하는 사용자 단말의 위치 및/또는 방위(자세)의 실시간 변화를 고려하여 지하시설물에 관련된 정보를 인터렉션(interaction)하게 제공하기에 미흡함이 있다. In addition, the conventional management system maps and provides pre-stored underground facility information on a map, but interacts with information related to underground facilities in consideration of real-time changes in the location and/or orientation (position) of the user terminal using the underground facility information. It is insufficient to provide (interaction).

특히, 종래 관리 시스템은 GPS의 부재 시, 사용자의 위치 및/또는 단말의 카메라 방위(자세)의 변화에 따라 인터렉션된 지하시설물 정보를 정확하게 제공하는데 어려움이 있어 이를 해결하기 위한 기술적 도입이 필요한 상황이다. In particular, in the absence of GPS, in the absence of GPS, it is difficult to accurately provide interactive underground facility information according to changes in the user's location and/or the camera orientation (position) of the terminal, so it is necessary to introduce a technology to solve this problem. .

뿐만 아니라, 민간업체에서 제공하는 전자지도는 지도상에 등장하는 지형 및 건물 등의 오브젝트(object)의 위치가 상대좌표로 설정되어 있어, 해당 좌표에서 지하시설물 간의 거리 및 서로의 방위각이 일치하지 않는 경우가 종종 발생하게 된다.In addition, in the electronic map provided by private companies, the location of objects such as terrain and buildings appearing on the map is set in relative coordinates, so the distance between underground facilities and the azimuth angles of each other do not match at the corresponding coordinates. Cases often arise.

더하여, 종래 지하시설물 관리 시스템의 데이터 베이스에 저장된 지하시설물 정보는 민간업체에 의뢰하거나, 해당 업체가 자체적으로 구축한 2D 또는 3D 전자지도상에 지하시설물들의 위치정보, 지형정보 및 속성정보 등을 맵핑하여 제작된 것으로서 그 정확도가 현저히 낮다는 한계가 있다.In addition, the underground facility information stored in the database of the conventional underground facility management system is requested to a private company, or the location information, topographic information, and attribute information of the underground facilities are mapped on a 2D or 3D electronic map built by the company itself. As a result, it has a limitation in that its accuracy is remarkably low.

한편, 최근 들어 카메라 모듈을 이용한 촬영 시, 현실 세계에 가상 세계가 접목되어 현실의 물리적 객체와 가상 객체가 상호 작용할 수 있는 환경을 제공하는 혼합 현실(MR, Mixed Reality) 기법을 이용한 컨텐츠 제공이 활발히 연구되고 있다. On the other hand, recently, when shooting using a camera module, content provision using a mixed reality (MR) technique that provides an environment in which a virtual world can be grafted to the real world to interact with a physical object and a virtual object has been actively provided. It is being studied.

자세히, 혼합 현실(MR)은, 현실을 기반으로 가상 정보를 부가하는 증강 현실(AR: Augmented Reality)과 가상 환경에 현실 정보를 부가하는 증강 가상(AV: Augmented Virtuality)의 의미를 포함하며, 현실과 가상이 자연스럽게 연결되는 스마트 환경을 제공해 사용자가 풍부한 체험을 하게 할 수 있다.In detail, mixed reality (MR) includes the meaning of augmented reality (AR: Augmented Reality) that adds virtual information based on reality and augmented virtuality (AV: Augmented Reality) that adds reality information to a virtual environment. It provides a smart environment in which virtual and virtual connections are naturally connected, allowing users to have a rich experience.

10-2018-0132183 A10-2018-0132183 A

본 발명은, 위와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 사용자의 단말과 연동하여 지하시설물 관련 데이터와 혼합현실(MR, Mixed Reality) 기술을 융합해 지하시설물을 용이하게 관리 및 감독하는 지하시설물 관련 혼합현실 제공방법 및 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention, as conceived to solve the above problems, integrates data related to underground facilities and mixed reality (MR) technology in connection with a user's terminal to easily manage and supervise underground facilities related to underground facilities. Its purpose is to provide a method and system for providing mixed reality.

자세히, 본 발명의 실시예는, 사용자의 단말과 실시간으로 상호작용하여 사용자 단말의 위치 및/또는 방위(자세)의 변화에 따른 지하시설물 정보를 혼합현실을 이용하여 제공하는데 그 목적이 있다. In detail, an object of the present invention is to provide information on underground facilities according to changes in the location and/or orientation (position) of the user terminal by using a mixed reality by interacting with the user's terminal in real time.

또한, 본 발명의 실시예는, 지하시설물 정보를 제공하기 위한 이미지 인식·추적·학습 기술 및 3차원 공간인식·카메라 추적 기술을 구현하는 지하시설물 관련 혼합현실 제공방법 및 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다. In addition, an embodiment of the present invention is to provide a method and system for providing mixed reality related to underground facilities that implement image recognition, tracking, and learning technology and 3D space recognition and camera tracking technology for providing information on underground facilities. have.

또한, 본 발명의 실시예는, 위성항법장치(GPS)의 부재 시에도 사용자 단말의 위치 및/또는 방위(자세)의 변화에 따른 지하시설물 정보를 혼합현실로 용이하게 제공하는 지하시설물 관련 혼합현실 제공방법 및 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다. In addition, an embodiment of the present invention is a mixed reality related to underground facilities that easily provides information on underground facilities according to a change in the location and/or orientation (position) of a user terminal even in the absence of a satellite navigation system (GPS) in a mixed reality. Its purpose is to provide a provision method and system.

다만, 본 발명 및 본 발명의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.However, the technical problems to be achieved by the present invention and the embodiments of the present invention are not limited to the technical problems as described above, and other technical problems may exist.

실시예에 따른 지하시설물 관련 혼합현실 제공방법은, 단말의 프로세서에서 지하시설물 관련 데이터와 혼합현실 기술을 기반으로 지하에 매설된 시설물을 관리 및 감독하는 지하시설물 관련 혼합현실을 제공하는 방법으로서, 카메라를 제어하여 촬영 영상을 획득하는 단계; 상기 촬영 영상을 이미지 처리하여 기준점 오브젝트를 디텍팅하는 단계; 상기 기준점 오브젝트에서 기준점에 표시된 코드를 인식하는 단계; 상기 인식된 코드와 매칭되는 3차원 공간모델 정보를 획득하는 단계; 상기 획득된 3차원 공간모델 정보를 기초로 상기 촬영 영상에 대한 3차원 공간정보를 설정하는 단계; 및 상기 3차원 공간정보에 따라서 상기 촬영 영상 상에 가상객체를 렌더링하여 생성된 혼합현실(MR) 영상을 디스플레이하는 단계를 포함한다. The method for providing mixed reality related to underground facilities according to an embodiment is a method of providing a mixed reality related to underground facilities in which a processor of a terminal manages and supervises facilities buried in the basement based on data related to underground facilities and mixed reality technology, and includes a camera. Controlling to obtain a photographed image; Detecting a reference point object by image processing the captured image; Recognizing a code displayed at a reference point in the reference point object; Obtaining 3D spatial model information matching the recognized code; Setting 3D spatial information for the captured image based on the acquired 3D spatial model information; And displaying a mixed reality (MR) image generated by rendering a virtual object on the captured image according to the 3D spatial information.

이때, 상기 인식된 코드와 매칭되는 3차원 공간모델 정보를 획득하는 단계는, 상기 촬영 영상의 3차원 공간을 특정하는 상기 기준점 오브젝트의 3차원 좌표를 획득하는 단계를 포함할 수 있다. In this case, acquiring 3D spatial model information matching the recognized code may include acquiring 3D coordinates of the reference point object specifying a 3D space of the captured image.

또한, 상기 촬영 영상에 대한 3차원 공간정보를 설정하는 단계는, 상기 획득된 기준점 오브젝트의 3차원 좌표를 기초로 상기 촬영 영상에 대한 3차원 공간 좌표계를 설정하는 단계를 포함할 수 있다. In addition, setting 3D spatial information for the captured image may include setting a 3D spatial coordinate system for the captured image based on the 3D coordinates of the acquired reference point object.

또한, 상기 인식된 코드와 매칭되는 3차원 공간모델 정보를 획득하는 단계는, 상기 기준점 오브젝트의 크기(scale)를 획득하는 단계를 더 포함하고, 상기 촬영 영상에 대한 3차원 공간정보를 설정하는 단계는, 상기 기준점 오브젝트의 크기와 상기 기준점 오브젝트를 표시하는 픽셀을 기반으로 상기 기준점 스케일 정보를 획득하는 단계를 포함할 수 있다. In addition, obtaining the 3D spatial model information matching the recognized code further includes acquiring a scale of the reference point object, and setting 3D spatial information for the captured image May include obtaining the reference point scale information based on the size of the reference point object and a pixel displaying the reference point object.

또한, 상기 3차원 공간정보에 따라서 상기 촬영 영상 상에 가상객체를 렌더링하여 생성된 혼합현실(MR) 영상을 디스플레이하는 단계는, 상기 촬영 영상의 3차원 공간에 매칭되는 상기 가상객체의 크기를 상기 기준점 스케일 정보에 따라서 상기 촬영 영상에 증강하는 단계를 포함할 수 있다. In addition, the displaying of a mixed reality (MR) image generated by rendering a virtual object on the captured image according to the 3D spatial information may include determining the size of the virtual object matching the 3D space of the captured image. It may include augmenting the captured image according to the reference point scale information.

또한, 상기 카메라의 위치 및 방위 변화를 트래킹(tracking)하여 상기 3차원 공간정보를 업데이트하는 단계와, 상기 업데이트된 3차원 공간정보에 따라 갱신된 가상객체를 상기 촬영 영상에 렌더링하여 디스플레이하는 단계를 더 포함할 수 있다. In addition, the steps of updating the 3D spatial information by tracking changes in the position and orientation of the camera, and rendering and displaying a virtual object updated according to the updated 3D spatial information on the captured image It may contain more.

또한, 상기 카메라의 위치 및 방위 변화를 트래킹(tracking)하여 상기 3차원 공간정보를 업데이트하는 단계는, 관성센서(IMU)의 실시간 센싱 데이터에 기초하여 상기 3차원 공간정보를 업데이트하는 단계와, 상기 업데이트된 3차원 공간정보를 시각적 관성 거리계(VIO, Visual Inertial Odometry) 기술에 기반하여 인식된 기준점 오브젝트의 위치 및 방향을 기초로 상기 업데이트된 3차원 공간정보를 보정하는 단계를 포함할 수 있다. In addition, the updating of the 3D spatial information by tracking changes in the position and orientation of the camera may include updating the 3D spatial information based on real-time sensing data of an inertial sensor (IMU), and the The updated 3D spatial information may include correcting the updated 3D spatial information based on the position and direction of the reference point object recognized based on a Visual Inertial Odometry (VIO) technology.

본 발명의 실시예에 따른 지하시설물 관련 혼합현실 제공방법 및 시스템은, 사용자의 단말과 연동하여 지하시설물 관련 데이터와 혼합현실(MR, Mixed Reality) 기술을 융합해 지하시설물을 용이하게 관리 및 감독하게 함으로써, 혼합현실 기술에 기반해 상·하수도, 전기, 통신, 가스관, 건물 전기 배선, 냉난방 배관 등의 지하시설물에 대한 실시간 정보를 3차원 시각화하여 사용자에게 제공할 수 있고, 지하 매설물 및 건물 매립물 점검·정비에 특화된 실증 콘텐츠를 제공하는 혼합현실 서비스 인프라를 구축할 수 있는 효과가 있다. The method and system for providing mixed reality related to underground facilities according to an embodiment of the present invention allows for easy management and supervision of underground facilities by fusion of data related to underground facilities and mixed reality (MR) technology in connection with a user's terminal. By doing so, real-time information on underground facilities such as water and sewage, electricity, communication, gas pipes, building electrical wiring, heating and cooling pipes, etc. can be provided to users by 3D visualization based on mixed reality technology. There is an effect of building a mixed reality service infrastructure that provides proof contents specialized for inspection and maintenance.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 지하시설물 관련 혼합현실 제공방법 및 시스템은, 사용자의 단말과 실시간으로 상호작용하여 사용자 단말의 위치 및/또는 방위(자세)의 변화에 따라서 실시간 업데이트된 지하시설물 정보를 혼합현실을 이용해 제공함으로써, 사용자가 지하시설물 정보를 확인하고자 하는 공간에 매칭되는 지하시설물 정보를 정확하고 편리하게 제공할 수 있는 효과가 있다. In addition, the method and system for providing mixed reality related to underground facilities according to an embodiment of the present invention, by interacting with the user's terminal in real time, are updated in real time according to the change in the location and/or orientation (position) of the user terminal. By providing the information using mixed reality, there is an effect that the user can accurately and conveniently provide information on the underground facilities matching the space in which the user wants to check the information on the underground facilities.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 지하시설물 관련 혼합현실 제공방법 및 시스템은, DGPS(Differential Global Positioning System, 고정밀 GPS)를 활용하여 3차원 공간과 지하시설물을 매칭해 정합함으로써, 보다 향상된 정확도를 가지는 지하시설물 정보를 제공할 수 있는 효과가 있다. In addition, the method and system for providing mixed reality related to underground facilities according to an embodiment of the present invention have improved accuracy by matching and matching 3D space and underground facilities using DGPS (Differential Global Positioning System, high-precision GPS). It has the effect of providing information on underground facilities.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 지하시설물 관련 혼합현실 제공방법 및 시스템은, 지하시설물 정보를 제공하기 위한 이미지 인식·추적·학습 기술 및 3차원 공간인식·카메라 추적 기술을 구현함으로써, 퀄리티 높은 지하시설물 정보를 제공할 수 있고, 이를 통해 지하시설물 조사, 분석, 설계, 교육 예방, 감리 업무 등의 효율성을 극대화할 수 있는 효과가 있다. In addition, the method and system for providing mixed reality related to underground facilities according to an embodiment of the present invention implements image recognition/tracking/learning technology and 3D space recognition/camera tracking technology for providing information on underground facilities, thereby providing high-quality underground facilities. Facility information can be provided, and through this, there is an effect of maximizing the efficiency of underground facility investigation, analysis, design, education prevention, and supervision work.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 지하시설물 관련 혼합현실 제공방법 및 시스템은, 단말의 카메라 및/또는 관성센서(IMU, Inertial Measurement Unit)를 활용해 사용자 단말의 위치 및/또는 방위(자세)의 변화에 따른 지하시설물 정보를 제공함으로써, 별도의 위치추적 장치가 없어도 자체적인 알고리즘 및 프로세스를 통해 사용자 단말의 상태변화에 따른 지하시설물 정보를 제공할 수 있는 효과가 있다. In addition, the method and system for providing mixed reality related to underground facilities according to an embodiment of the present invention can use a camera and/or an inertial sensor (IMU) of the terminal to determine the location and/or orientation (posture) of the user terminal. By providing information on underground facilities according to changes, it is possible to provide information on underground facilities according to changes in the state of the user terminal through its own algorithm and process even without a separate location tracking device.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 지하시설물 관련 혼합현실 제공방법 및 시스템은, 국가공간정보 플랫폼(V-WORLD)에서 제공하는 3D 공간정보에 기반하여 지하에 매설된 지하시설물을 전자지도 도면 상에 맵핑함으로써, 수치지형을 포함하여 보다 사실적이고 정확한 지하시설물의 형상을 제공할 수 있고, 기존 인프라 및 신규 소프트웨어(S/W)의 호환 및 성능을 보장할 수 있는 효과가 있다. In addition, the method and system for providing mixed reality related to underground facilities according to an embodiment of the present invention provides an underground facility buried underground based on 3D spatial information provided by the national spatial information platform (V-WORLD) on an electronic map drawing. By mapping, it is possible to provide a more realistic and accurate shape of underground facilities including digital terrain, and there is an effect of ensuring compatibility and performance of existing infrastructure and new software (S/W).

다만, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있다.However, the effects obtainable in the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood from the following description.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지하시설물 관련 혼합현실 제공방법 및 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 단말의 내부 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 지하시설물 콘텐츠 제공서버의 내부 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 지하시설물 데이터 베이스를 구축하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 GPS 비연동 기반의 지하시설물 관련 혼합현실 제공방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 GPS 비연동 기반의 지하시설물 관련 혼합현실 제공방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 기준점의 일례이며, 기준점으로부터 유효 영역을 자동 추출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 Intersection Of Union(IOU)을 통하여 유효한 타원영역을 선택하는 예시도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 타원형의 기준점을 정원(正圓)형의 기준점으로 변환하기 위하여 호모그래피(Homography) 변환을 진행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 기준점의 3차원 공간모델 정보를 나타내는 일례이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 렌더링된 가상객체가 촬영 영상 상에 디스플레이된 모습을 나타내는 일례이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 GPS 연동 기반의 지하시설물 관련 혼합현실 제공방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 DGPS(고정밀 GPS)를 기반으로 3차원 공간정보를 획득하는 모습의 일례이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 VIO(Visual Inertial Odometry) 기술을 기반으로 복수의 기준점에 기초하여 단말의 이동에 따른 위치 및 방위변화를 트래킹(tracking)하는 모습의 일례이다.
1 is a conceptual diagram of a method and system for providing mixed reality related to underground facilities according to an embodiment of the present invention.
2 is an internal block diagram of a terminal according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of an underground facility content providing server according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a method of constructing an underground facility database according to an embodiment of the present invention.
5 is a conceptual diagram illustrating a method of providing mixed reality related to underground facilities based on non-GPS connection according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a method of providing mixed reality related to underground facilities based on non-GPS connection according to an embodiment of the present invention.
7 is an example of a reference point according to an embodiment of the present invention, and is a view for explaining a method of automatically extracting an effective area from the reference point.
8 is an exemplary diagram for selecting an effective elliptical region through an Intersection Of Union (IOU) according to an embodiment of the present invention.
9 is a view for explaining a process of performing a homography conversion in order to convert an elliptical reference point into a circular reference point according to an embodiment of the present invention.
10 is an example showing 3D spatial model information of a reference point according to an embodiment of the present invention.
11 is an example of displaying a rendered virtual object on a captured image according to an embodiment of the present invention.
12 is a flowchart illustrating a method of providing mixed reality related to underground facilities based on GPS linkage according to another embodiment of the present invention.
13 is an example of acquiring 3D spatial information based on high-precision GPS (DGPS) according to another embodiment of the present invention.
14 is an example of tracking changes in position and orientation according to movement of a terminal based on a plurality of reference points based on a Visual Inertial Odometry (VIO) technology according to another embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다. 이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. 또한, 도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.Since the present invention can apply various transformations and have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and will be described in detail in the detailed description. Effects and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail together with the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various forms. In the following embodiments, terms such as first and second are used for the purpose of distinguishing one constituent element from other constituent elements rather than a limiting meaning. In addition, expressions in the singular include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In addition, terms such as include or have means that the features or components described in the specification are present, and do not preclude the possibility of adding one or more other features or components in advance. In addition, in the drawings, the size of components may be exaggerated or reduced for convenience of description. For example, the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of description, and thus the present invention is not necessarily limited to what is shown.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and when describing with reference to the drawings, the same or corresponding constituent elements are assigned the same reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted. .

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지하시설물 관련 혼합현실 제공방법 및 시스템의 개념도이다. 1 is a conceptual diagram of a method and system for providing mixed reality related to underground facilities according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 지하시설물 관련 혼합현실 제공방법 및 시스템은, 단말(100) 및 지하시설물 콘텐츠 제공서버(200, 이하, 콘텐츠 제공서버)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, a method and system for providing mixed reality related to underground facilities according to an embodiment of the present invention may include a terminal 100 and a content providing server 200 for underground facilities (hereinafter, referred to as a content providing server).

여기서, 도 1의 각 구성요소는, 네트워크(Network)를 통해 연결될 수 있다. 네트워크는 단말(100) 및 콘텐츠 제공서버(200) 등과 같은 각각의 노드 상호 간에 정보 교환이 가능한 연결 구조를 의미하는 것으로, 이러한 네트워크의 일 예에는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 네트워크, LTE(Long Term Evolution) 네트워크, WIMAX(World Interoperability for Microwave Access) 네트워크, 인터넷(Internet), LAN(Local Area Network), Wireless LAN(Wireless Local Area Network), WAN(Wide Area Network), PAN(Personal Area Network), 블루투스(Bluetooth) 네트워크, 위성 방송 네트워크, 아날로그 방송 네트워크, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 네트워크 등이 포함되나 이에 한정되지는 않는다. Here, each component of FIG. 1 may be connected through a network. The network refers to a connection structure in which information exchange is possible between respective nodes such as the terminal 100 and the content providing server 200, and examples of such networks include a 3GPP (3rd Generation Partnership Project) network, and LTE (Long Term). Evolution) network, WIMAX (World Interoperability for Microwave Access) network, Internet, LAN (Local Area Network), Wireless LAN (Wireless Local Area Network), WAN (Wide Area Network), PAN (Personal Area Network), Bluetooth A (Bluetooth) network, a satellite broadcasting network, an analog broadcasting network, a Digital Multimedia Broadcasting (DMB) network, and the like are included, but are not limited thereto.

- 단말 -Terminal

먼저, 본 발명의 실시예에서 단말(100)은, 각 지역의 지하시설물이 매설된 현장에서 작업을 수행하는 사용자가 소지하는 휴대용 컴퓨팅 장치로서, 지하시설물 관련 혼합현실 제공 서비스를 수행하기 위한 프로그램이 설치된 휴대용 단말인 스마트 폰, 디지털방송용 단말기, 휴대폰, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 태블릿 PC(tablet PC), 웨어러블 디바이스(wearable device) 및 스마트 글라스(smart glass) 등을 포함할 수 있다. 여기서, 지하시설물은, 상수도, 하수도, 전기, 통신, 가스, 송유 및 난방 등을 위하여 지하에 매설되는 설비를 의미할 수 있다. First, in an embodiment of the present invention, the terminal 100 is a portable computing device possessed by a user who performs work at a site where underground facilities in each region are buried, and a program for performing a mixed reality service related to underground facilities is provided. Installed portable terminals such as smart phones, digital broadcasting terminals, mobile phones, personal digital assistants (PDAs), portable multimedia players (PMPs), navigation, tablet PCs, wearable devices and smart glass, etc. It may include. Here, the underground facility may mean a facility buried underground for water supply, sewage, electricity, communication, gas, oil supply, and heating.

이러한 단말(100)은, 본 발명의 실시예에서 특정 공간을 촬영한 영상에 포함되는 기준점(10)에 매칭된 코드를 기반으로 지하시설물과 관련된 각종 정보를 포함하는 지하시설물 정보를 제공할 수 있다.The terminal 100 may provide information on underground facilities including various types of information related to underground facilities based on a code matched with a reference point 10 included in an image photographing a specific space in an embodiment of the present invention. .

예를 들어, 기준점(10)은, 지하시설물과 연계되면서 지상에 노출된 표지못, 매설핀, 표지주, 표시핀, 맨홀 및 표시못 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이러한 기준점(10)에는 기준점(10)이 나타내는 역할이 제 1 코드로 표시되어 있을 수 있으며, 예를 들어, 상수도, 하수도, 오수관, 가로등선로, 지중송전선로 또는 통신선로 등을 나타내는 제 1 코드가 금속재인 표지못에 음각 또는 양각으로 표시될 수 있다. For example, the reference point 10 may include at least one of a mark nail, a buried pin, a mark pole, a mark pin, a manhole, and a mark nail exposed to the ground while being linked to an underground facility, and such a reference point 10 The role indicated by the reference point 10 may be marked with a first code, and for example, a first code indicating a water supply, a sewer, a sewage pipe, a street light line, an underground transmission line, or a communication line is engraved on a sign nail made of metal. Or it can be marked with relief.

또한, 기준점(10)에는 기준점(10)이 설치된 지역을 나타내는 제 2 코드가 표시될 수 있으며, 예를 들어, 지역명, 주소명 또는 도로주소명을 나타내는 제 2 코드가 금속재인 표지못에 음각 또는 양각으로 표시될 수 있다. In addition, at the reference point 10, a second code indicating the area where the reference point 10 is installed may be displayed. For example, a second code indicating the area name, address name, or road address name is engraved on a sign made of metal. Or it can be marked with relief.

또한, 기준점(10)에는 기준점(10)과 연결된 배관의 관경이나 배관방향을 나타내는 제 3 코드가 표시될 수 있으며, 예를 들어, 관경수치 또는 배관방향을 나타내는 화살표가 금속재인 표지못에 음각 또는 양각으로 표시될 수 있다. In addition, a third code indicating the pipe diameter or pipe direction of the pipe connected to the reference point 10 may be displayed at the reference point 10. For example, a pipe diameter value or an arrow indicating the pipe direction may be engraved or It can be marked with relief.

이러한 기준점(10)은, 카메라를 통하여 촬영된 촬영 영상의 3차원 공간을 인식하기 위한 기준지표의 역할을 수행하며, 기준점(10) 및 해당 기준점(10)과 매칭되는 지하시설물에 대한 정보를 획득할 수 있는 상기 코드(code)들을 포함하는 표식일 수 있다. This reference point 10 serves as a reference indicator for recognizing a three-dimensional space of a captured image captured through a camera, and information on the reference point 10 and the underground facility matching the reference point 10 is obtained. It may be a mark including the above possible codes.

또한, 여기서 지하시설물 정보는, 지하시설물의 3차원 모델링 영상(가상객체), 절대위치 정보, 종류 정보, 크기 정보, 방위 정보, 지하분석 정보(매질의 종류, 매질의 깊이 등), 준공 정보(준공도면, 준공위치, 준공날짜 등), 관리 정보(관리이력 등) 및/또는 지하시설물 전자도면(가상객체 집합) 정보 중 적어도 하나 이상을 포함하는 정보일 수 있다. In addition, here, the underground facility information is 3D modeling image (virtual object) of the underground facility, absolute location information, type information, size information, orientation information, underground analysis information (type of medium, depth of medium, etc.), completion information ( It may be information including at least one of a construction drawing, a construction location, a construction date, etc.), management information (management history, etc.), and/or information on an electronic drawing of an underground facility (a set of virtual objects).

단말(100)은, 이러한 지하시설물 정보를 혼합현실(MR, Mixed Reality) 기술을 기반으로 3차원 시각화하여 제공할 수 있다. 실시예에서, 단말(100)은, 혼합현실 기술에 기초하여 카메라를 통해 촬영한 촬영 영상 상에 지하시설물 정보를 3차원 영상으로 출력해 제공할 수 있다. The terminal 100 may provide information on such underground facilities by 3D visualization based on mixed reality (MR) technology. In an embodiment, the terminal 100 may output and provide information on underground facilities as a 3D image on a captured image captured by a camera based on a mixed reality technology.

자세히, 본 발명의 실시예에 따른 단말(100)은, 지하시설물 정보를 3차원 영상으로 제공함에 있어서, 단말(100)에 탑재된 카메라에 의해 현재 위치에서 촬영 중인 배경영상(즉, 실재객체의 집합)에 지하시설물 정보(예컨대, 3차원 모델링 영상으로 구현되는 가상객체)를 중첩시켜 혼합현실 영상으로 제공할 수 있다. In detail, in the terminal 100 according to an embodiment of the present invention, in providing information on underground facilities as a 3D image, a background image being photographed at a current location by a camera mounted on the terminal 100 (that is, the Set) can be provided as a mixed reality image by superimposing information on underground facilities (for example, a virtual object implemented as a 3D modeling image).

이때, 실시예에 따른 가상객체는, 배경영상의 3차원 공간 상에 보이지 않고 해당 3차원 공간에 매칭되어 데이터베이스 상에 저장되어 있는 가상의 오브젝트를 의미할 수 있다. 예를 들어 가상객체는, 해당 3차원 공간의 지하에 배치되어 보이지 않는 지하시설물의 3차원 모델링 영상일 수 있다. 여기서, 3차원 모델링(3D modeling) 영상은, 지하시설물의 형상을 가상의 3차원 공간 속에 재현될 수 있는 수학적 모델로 만들어 낸 영상일 수 있으며, 즉 3차원 모델링 영상은, 지하시설물의 형상을 3차원 공간에서 확인할 수 있도록 생성된 컴퓨터가 이해할 수 있는 형태의 데이터일 수 있다. In this case, the virtual object according to the embodiment may mean a virtual object that is not visible on the 3D space of the background image, but is matched to the corresponding 3D space and stored in the database. For example, the virtual object may be a 3D modeling image of an invisible underground facility arranged underground in a corresponding 3D space. Here, the 3D modeling image may be an image created by a mathematical model capable of reproducing the shape of an underground facility in a virtual 3D space. That is, the 3D modeling image represents the shape of the underground facility. It may be data in a form that can be understood by a computer generated to be checked in a dimensional space.

또한, 실시예에 따른 실재객체는, 배경영상의 3차원 공간 상에 실제로 보이는 오브젝트(object)를 의미할 수 있으며, 예를 들면 해당 3차원 공간 상에 존재하는 표지못, 맨홀 등을 포함하는 기준점(10) 등을 포함할 수 있다. In addition, the real object according to the embodiment may mean an object that is actually visible in a three-dimensional space of a background image, for example, a reference point including a sign nail, a manhole, etc. existing in the corresponding three-dimensional space. (10) and the like.

그리고 단말(100)은, 현실의 물리적 객체인 실재객체와, 지하시설물 정보에 기반하여 생성된 가상의 객체인 가상객체가 상호 작용할 수 있는 혼합 현실 영상으로 지하시설물에 관련된 정보를 표시할 수 있다. In addition, the terminal 100 may display information related to an underground facility as a mixed reality image in which a real object, which is a real physical object, and a virtual object, which is a virtual object generated based on information on the underground facility, can interact.

예를 들어, 지하시설물이 관로인 경우 단말(100)은, 현재 위치의 지하공간에 구비된 관로에 대한 정보를 3차원 관망도 또는 증강 현실 뷰 형태로 표시할 수 있다. 즉, 사용자는, 자신의 위치를 기준으로 매설된 지하시설물 정보를 단말(100)을 통해 제공받을 수 있고, 카메라의 촬영 방향에 따라 시점이 변화되는 3D 모델링 영상을 제공받을 수 있다. For example, when the underground facility is a pipe, the terminal 100 may display information on a pipe provided in the underground space of the current location in the form of a 3D pipe network or an augmented reality view. That is, the user may be provided with information on underground facilities buried based on his/her location through the terminal 100, and may be provided with a 3D modeling image whose viewpoint changes according to the photographing direction of the camera.

예컨대, 단말(100)이 지면을 촬영하면, 단말(100)의 현재위치를 고려하여 사용자가 현재 비추고 있는 지면에 매칭되는 지하시설물의 지하시설물 정보를 디스플레이를 통해 표시할 수 있다. 또한, 단말(100)은, 사용자가 단말(100) 상에 표시되는 전자지도의 특정 좌표를 선택하면, 해당 좌표를 기준으로 가상의 지하공간을 표시하고 해당 지하공간 내에 위치하는 지하시설물에 대한 정보를 표시할 수도 있다. For example, when the terminal 100 photographs the ground, information on the underground facilities of the underground facilities matching the ground currently illuminated by the user may be displayed through the display in consideration of the current location of the terminal 100. In addition, when the user selects a specific coordinate of the electronic map displayed on the terminal 100, the terminal 100 displays a virtual underground space based on the coordinates and information on the underground facilities located within the corresponding underground space. Can also be displayed.

또한, 단말(100)은, 현장의 지하시설물에 대한 코드(표식)를 인식하여 식별정보를 획득해 정보통신망을 통하여 콘텐츠 제공서버(200)로 송신할 수 있고, 해당 식별정보에 매칭되는 3차원 공간모델 정보를 수신하여 활용할 수 있다. In addition, the terminal 100 may acquire identification information by recognizing a code (mark) for an underground facility in the field and transmit it to the content providing server 200 through an information communication network, and a three-dimensional matched to the identification information Spatial model information can be received and utilized.

여기서, 3차원 공간모델 정보는, 각 기준점(10)과 매칭되어 메모리 및/또는 데이터베이스 상에 저장된 정보로서, 3차원 공간을 특정하는 기준점(10)의 3차원 좌표(즉, 절대위치), 기준점(10)의 크기(scale) 및/또는 기준점(10)과 매칭되는 지하시설물 정보 등을 포함할 수 있다. Here, the 3D spatial model information is information matched with each reference point 10 and stored in a memory and/or a database, and a 3D coordinate (ie, absolute position) of the reference point 10 specifying a 3D space, and a reference point It may include information on underground facilities matching the scale of (10) and/or the reference point (10).

일 실시예에 따른 단말(100)은, 코드를 촬영해 식별정보를 획득하고 이를 콘텐츠 관리서버에 송신할 수 있다. 이때, 콘텐츠 관리서버는, 수신된 식별정보에 매칭되는 3차원 공간모델 정보를 데이터베이스로부터 독출(reading)하여 단말(100)에 제공할 수 있고, 이를 통해 단말(100)이 지하시설물 정보를 획득하여 활용하게 할 수 있다. The terminal 100 according to an embodiment may acquire identification information by photographing a code and transmit it to a content management server. At this time, the content management server may read 3D spatial model information matching the received identification information from the database and provide it to the terminal 100, through which the terminal 100 obtains information on underground facilities. You can make use of it.

여기서, 전술한 기능을 구현하기 위해 단말(100)은, 네트워크를 통해 콘텐츠 관리서버와 연동하고, 수신된 정보를 표시 및 3D 모델링 영상을 재생하는 어플리케이션 프로그램이 기록된 기록매체를 탑재할 수 있다. Here, in order to implement the above-described function, the terminal 100 may interwork with a content management server through a network and mount a recording medium in which an application program for displaying received information and reproducing a 3D modeled image is recorded.

이상에서는, 단말(100)이 지하시설물에 매칭되어 있는 기준점(10)의 코드를 인식하여 식별정보를 획득하고, 획득된 식별정보를 콘텐츠 제공서버(200)로 송신하여 3차원 공간모델 정보를 수신하며, 이를 기반으로 지하시설물 정보를 획득한다고 설명하였으나, 지하시설물 정보를 획득하기 위한 콘텐츠 제공서버(200)의 일련의 동작을 단말(100)에서 자체적으로 수행할 수 있는 등 다양한 실시예 또한 가능할 것이다. In the above, the terminal 100 acquires identification information by recognizing the code of the reference point 10 matched with the underground facility, and transmits the obtained identification information to the content providing server 200 to receive 3D spatial model information. Although it has been described that information on underground facilities is acquired based on this, various embodiments may also be possible, such as being able to perform a series of operations of the content providing server 200 for obtaining information on underground facilities by itself. .

또한, 실시예에서 단말(100)은, 단말(100)의 위치 및/또는 방위(자세)의 변화에 따라서 실시간으로 업데이트된 지하시설물 정보를 획득할 수 있고, 획득된 정보를 기반으로 사용자의 단말(100) 상태(즉, 단말(100)의 위치 및/또는 방위)에 최적화된 지하시설물 정보를 혼합현실을 통해 사용자에게 제공할 수 있다. In addition, in the embodiment, the terminal 100 may obtain information on underground facilities updated in real time according to a change in the location and/or orientation (position) of the terminal 100, and based on the obtained information, the user's terminal (100) Underground facility information optimized for the state (ie, the location and/or orientation of the terminal 100) can be provided to the user through mixed reality.

이와 같이, 전술한 구조에 따라서 본 발명의 실시예에 따른 단말(100)은, 사용자에게 특정 공간에 매칭되는 지하시설물 정보를 사용자의 단말(100) 상태에 따른 3차원 영상으로 제공함으로써, 사용자가 지하시설물의 매설 상태를 용이하게 확인하도록 할 수 있다. As described above, according to the above-described structure, the terminal 100 according to an embodiment of the present invention provides information on underground facilities matching a specific space to the user as a three-dimensional image according to the state of the user's terminal 100, It is possible to easily check the buried condition of underground facilities.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 단말(100)의 구조를 상세히 설명하고자 한다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 단말(100)의 내부 블록도이다. Hereinafter, the structure of the terminal 100 according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 2 is an internal block diagram of a terminal 100 according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에서 단말(100)은, 통신부(110), 디스플레이부(120), 인터페이스부(130), 관성센서(IMU, Inertial Measurement Unit, 140), 카메라(150), 메모리(160) 및 프로세서(170)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2, in an embodiment of the present invention, the terminal 100 includes a communication unit 110, a display unit 120, an interface unit 130, an inertial measurement unit (IMU), and a camera 150. ), a memory 160 and a processor 170.

먼저, 통신부(110)는, 지하시설물 관련 혼합현실 제공 서비스를 제공하기 위한 각종 데이터 및/또는 정보 등을 송수신할 수 있다. First, the communication unit 110 may transmit and receive various data and/or information for providing a mixed reality service related to underground facilities.

실시예에서, 통신부(110)는, 정보 통신망에 접속해 콘텐츠 제공서버(200)와 통신하여 지하시설물 관련 혼합현실 제공 서비스와 관련된 데이터(예컨대, 지하시설물 정보 등)를 송수신할 수 있다. In an embodiment, the communication unit 110 may connect to an information communication network and communicate with the content providing server 200 to transmit and receive data (eg, information on underground facilities) related to an underground facility-related mixed reality providing service.

이러한 통신부(110)는, 이동통신을 위한 기술표준들 또는 통신방식(예를 들어, GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multi Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등)에 따라 구축된 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말(100), 임의의 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신할 수 있다.These communication units 110, technical standards or communication methods for mobile communication (for example, GSM (Global System for Mobile communication), CDMA (Code Division Multi Access), HSDPA (High Speed Downlink Packet Access), HSUPA ( High Speed Uplink Packet Access), LTE (Long Term Evolution), LTE-A (Long Term Evolution-Advanced), etc.) Can transmit and receive signals.

다음으로, 디스플레이부(120)는, 지하시설물 관련 혼합현실 제공 서비스와 관련된 다양한 정보를 그래픽 이미지로 출력할 수 있다. Next, the display unit 120 may output various information related to a mixed reality providing service related to underground facilities as a graphic image.

실시예에서 디스플레이부(120)는, 단말(100)의 프로세서(170)가 구성하는 혼합현실 영상을 그래픽 유저 인터페이스(GUI)를 포함하여 표시할 수 있다. In an embodiment, the display unit 120 may display a mixed reality image configured by the processor 170 of the terminal 100 including a graphic user interface (GUI).

이러한 디스플레이부(120)는, 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉서블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display), 전자잉크 디스플레이(e-ink display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. The display unit 120 includes a liquid crystal display (LCD), a thin film transistor-liquid crystal display (TFT LCD), an organic light-emitting diode (OLED), and a flexible display. It may include at least one of a flexible display, a 3D display, and an e-ink display.

다음으로, 인터페이스부(130)는, 지하시설물 관련 혼합현실 제공 서비스와 관련된 사용자의 조작을 입력받을 수 있다. Next, the interface unit 130 may receive an input of a user's manipulation related to a mixed reality providing service related to an underground facility.

이러한 인터페이스부(130)는, 단말(100)에 구비되는 키 버튼(key button)뿐만 아니라 디스플레이부(120)와 일체형으로 구성되어 화면 상에 표시되는 가상의 버튼을 클릭하는 터치 스크린(touch screen)의 형태로 구현될 수 있다.The interface unit 130 is a touch screen that is configured integrally with the display unit 120 as well as a key button provided in the terminal 100 to click a virtual button displayed on the screen. It can be implemented in the form of.

다음으로, 관성센서(IMU, 140)는, 가속도 센서 및/또는 자이로 센서 등을 포함하여 구현될 수 있으며, 단말(100)의 위치 및/또는 방위의 변화를 측정할 수 있다. Next, the inertial sensor (IMU, 140) may be implemented including an acceleration sensor and/or a gyro sensor, etc., and may measure a change in the position and/or orientation of the terminal 100.

실시예에서, 관성센서(IMU, 140)는, 단말(100)이 혼합현실 영상을 표시할 때 현재 방위각 데이터를 프로세서(170)에 전달하여 해당 시점에 대응하는 3차원 모델링 영상(가상객체)이 출력되게 할 수 있다. In an embodiment, the inertial sensor (IMU, 140) transmits the current azimuth data to the processor 170 when the terminal 100 displays the mixed reality image, so that a 3D modeling image (virtual object) corresponding to the time point is displayed. Can be output.

다음으로, 카메라(150)는, 단말(100)의 전면부 및/또는 후면부에 배치되어 배치된 방향측을 촬영해 영상을 획득할 수 있다. Next, the camera 150 may acquire an image by photographing a direction side disposed on the front side and/or the rear side of the terminal 100.

실시예에서 카메라(150)는, 사용자가 지하시설물 정보를 획득하고자 하는 공간(영역) 및/또는 지하시설물에 매칭된 기준점(10)의 코드 등을 촬영할 수 있다. In an embodiment, the camera 150 may photograph a space (area) in which the user wants to obtain information on underground facilities and/or a code of the reference point 10 matched with the underground facility.

특히, 실시예에 따른 카메라(150)는, 단말(100)이 위치한 영역의 주변공간에 대한 촬영 영상을 기반으로 혼합현실 영상을 표시할 때, 촬영 영상에 지하시설물 정보가 중첩되어 표시되게 할 수 있다. In particular, when displaying a mixed reality image based on a photographed image of a surrounding space of an area in which the terminal 100 is located, the camera 150 according to the embodiment may allow information on underground facilities to be superimposed on the photographed image to be displayed. have.

다음으로, 메모리(160)는, 지하시설물 관련 혼합현실 제공 서비스를 제공하기 위한 운영체제(OS), 각종 응용 프로그램, 데이터 및 명령어 중 어느 하나 이상을 저장할 수 있다. Next, the memory 160 may store any one or more of an operating system (OS), various application programs, data, and commands for providing a mixed reality providing service related to underground facilities.

이러한 메모리(160)는, ROM, RAM, EPROM, 플래시 드라이브, 하드 드라이브 등과 같은 다양한 저장기기일 수 있고, 인터넷(internet)상에서 상기 메모리(160)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)일 수도 있다. 또한, 메모리(160)는, 단말(100) 내 탈착 가능한 형태의 기록매체일 수 있다.The memory 160 may be various storage devices such as ROM, RAM, EPROM, flash drive, hard drive, etc., and is a web storage that performs a storage function of the memory 160 on the Internet. May be. In addition, the memory 160 may be a recording medium in a detachable form in the terminal 100.

다음으로, 프로세서(170)는, 지하시설물 관련 혼합현실 제공 서비스를 구현하기 위하여 전술한 각 구성요소의 전반적인 동작을 컨트롤할 수 있다. Next, the processor 170 may control the overall operation of each of the above-described components in order to implement a mixed reality providing service related to underground facilities.

즉, 프로세서(170)는, 중앙처리장치(CPU) 및 그래픽처리장치(GPU) 등이 포함된 휴대용 단말(100)에 적합한 시스템 온 칩(SOC)일 수 있으며, 메모리(160)에 저장된 운영체제(OS) 및 어플리케이션 프로그램 등을 실행할 수 있고, 단말(100)에 탑재된 각 구성요소들을 제어할 수 있다. That is, the processor 170 may be a system-on-chip (SOC) suitable for the portable terminal 100 including a central processing unit (CPU) and a graphic processing unit (GPU), and the operating system stored in the memory 160 ( OS) and application programs, and the like, and control each component mounted on the terminal 100.

이러한 프로세서(170)는, 각 구성요소와 내부적으로 시스템 버스(System Bus)에 의해 통신을 수행할 수 있고, 로컬 버스(Local Bus)를 비롯한 소정의 버스 구조들을 하나 이상 포함할 수 있다. The processor 170 may communicate with each component internally through a system bus, and may include one or more predetermined bus structures including a local bus.

또한, 이러한 프로세서(170)는, ASICs (application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세스(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.In addition, these processors 170, ASICs (application specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), FPGAs (field programmable gate arrays), controllers (controllers) ), micro-controllers, microprocessors, and electrical units for performing other functions.

- 지하시설물 콘텐츠 제공서버 -Server for providing contents of underground facilities

한편, 본 발명의 실시예에서 콘텐츠 제공서버(200)는, 복수의 지하시설물과 관련되는 공간정보에 기반하여 지하시설물 데이터 베이스 상에 생성되는 각종 정보를 제공할 수 있다. Meanwhile, in an embodiment of the present invention, the content providing server 200 may provide various types of information generated on an underground facility database based on spatial information related to a plurality of underground facilities.

자세히, 콘텐츠 제공서버(200)는, 국가공간정보 플랫폼(V-WORLD) 및/또는 단말(100)로부터 획득되는 지하시설물 관련 공간정보에 기반하여 지하시설물과 관련된 각종 정보를 데이터 베이스화하여 저장 및 관리할 수 있고, 저장된 정보를 단말(100)로 송신하여 사용자에게 제공할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다. In detail, the content providing server 200 stores and manages various information related to underground facilities in a database based on spatial information related to underground facilities obtained from the national spatial information platform (V-WORLD) and/or the terminal 100 It can be done, and the stored information can be transmitted to the terminal 100 and provided to the user. A detailed description of this will be described later.

여기서, 전술된 지하시설물 관련 공간정보는, 국토 교통부에서 운영하는 국가공간정보 포털 또는 부서에서 제공하는 컴퓨터 파일일 수도 있고, 단말(100)의 카메라(150)를 통해 획득되는 영상에 기반한 컴퓨터 파일일 수도 있다. Here, the above-described spatial information related to underground facilities may be a computer file provided by a national spatial information portal or a department operated by the Ministry of Land, Infrastructure and Transport, or a computer file based on an image acquired through the camera 150 of the terminal 100. May be.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 지하시설물 콘텐츠 제공서버(200)의 내부 블록도이다. 자세히, 도 3을 참조하면 본 발명의 실시예에서 콘텐츠 제공서버(200)는, 데이터 수신부(210), 데이터 송신부(220), 데이터 처리부(230) 및 데이터베이스(240)를 포함할 수 있다. 3 is an internal block diagram of an underground facility content providing server 200 according to an embodiment of the present invention. In detail, referring to FIG. 3, in an embodiment of the present invention, the content providing server 200 may include a data receiving unit 210, a data transmitting unit 220, a data processing unit 230, and a database 240.

먼저, 데이터 수신부(210) 및 데이터 송신부(220)는, 단말(100) 및/또는 외부 서버와 지하시설물 관련 혼합현실 제공 서비스를 수행하기 위한 각종 데이터를 네트워크를 통해 주고받을 수 있다. First, the data receiving unit 210 and the data transmitting unit 220 may exchange various data for performing a mixed reality service related to underground facilities with the terminal 100 and/or an external server through a network.

다음으로, 데이터 처리부(230)는, 지하시설물 관련 혼합현실 제공 서비스를 수행하기 위한 일련의 데이터 처리를 수행할 수 있다. Next, the data processing unit 230 may perform a series of data processing for performing a mixed reality provision service related to underground facilities.

이때, 데이터 처리부(230)는, DB(데이터 베이스) 구축부(231), 3차원 공간 감지부(232) 및 정보 배치부(233)를 포함할 수 있다. In this case, the data processing unit 230 may include a DB (database) construction unit 231, a three-dimensional space sensing unit 232, and an information arranging unit 233.

자세히, 먼저 DB 구축부(231)는, 지하시설물 정보를 기반으로 지하시설물 데이터 베이스를 구축하기 위한 정보를 생성할 수 있고, 생성된 정보를 데이터 베이스화하여 데이터베이스(240) 상에 저장시킬 수 있다. In detail, first, the DB construction unit 231 may generate information for constructing an underground facility database based on the information on the underground facility, and may convert the generated information into a database and store it in the database 240.

자세히, DB 구축부(231)는, 정보통신망을 통해 전송 또는 기록매체에 저장된 지하시설물 관련 공간정보를 입력받는 정보 입력부와, 복수의 지하시설물에 대응하는 3차원 모델링 오브젝트(가상객체)를 생성하는 3차원 렌더링부와, 공간정보에 의해 정의되는 3차원 가상공간 내에 3차원 모델링 오브젝트를 맵핑하는 공간정보 맵핑부 및 지하시설물에 매칭되는 기준점(10)에 관련된 정보를 관리하는 기준점(10) 제공부를 포함할 수 있다. In detail, the DB construction unit 231 generates an information input unit for receiving spatial information related to underground facilities transmitted through an information communication network or stored in a recording medium, and a 3D modeling object (virtual object) corresponding to a plurality of underground facilities. A 3D rendering unit, a spatial information mapping unit that maps a 3D modeling object in a 3D virtual space defined by spatial information, and a reference point 10 providing unit that manages information related to the reference point 10 matching underground facilities Can include.

이때, 전술된 기준점(10) 제공부는, 각 기준점(10)에 대한 3차원 좌표(절대위치), 기준점(10)의 크기(scale) 및 기준점(10)과 매칭되는 지하시설물 정보 등을 포함할 수 있으며, 이를 기반으로 3차원 공간모델 정보를 생성하여 제공할 수 있다. At this time, the above-described reference point 10 providing unit may include three-dimensional coordinates (absolute position) for each reference point 10, a scale of the reference point 10, and information on underground facilities matching the reference point 10. And, based on this, 3D spatial model information can be generated and provided.

또한, 3차원 공간 감지부(232)는, 단말(100)로부터 획득된 촬영 영상과 데이터베이스(240)에 기저장된 지하시설물 관련 공간정보를 기반으로 해당 촬영 영상에 매칭되는 3차원 공간을 판단할 수 있다. In addition, the 3D space detection unit 232 may determine a 3D space matching the corresponding captured image based on the captured image acquired from the terminal 100 and spatial information related to underground facilities previously stored in the database 240. have.

그리고 3차원 공간 감지부(232)는, 3차원 공간에 매칭되는 가상객체를 데이터베이스(240)로부터 독출할 수 있고, 이를 기반으로 해당 3차원 공간에 대응되는 장면 명세정보 생성할 수 있다. In addition, the 3D space detector 232 may read a virtual object matching the 3D space from the database 240 and generate scene specification information corresponding to the 3D space based on this.

여기서, 장면 명세정보는, 단말(100)의 카메라(150)에 의해 촬영된 3차원 공간에 매칭되는 가상객체를 검출하고, 검출된 가상객체와 해당 3차원 공간의 정합을 보조하는 정보로서, 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다. Here, the scene specification information is information that detects a virtual object matching the 3D space photographed by the camera 150 of the terminal 100 and assists in matching the detected virtual object with the corresponding 3D space. A detailed description will be provided later.

또한, 정보 배치부(233)는, 3차원 공간 감지부(232)를 통해 생성되는 장면 명세정보와 지하시설물 정보 등을 기반으로, 해당 3차원 공간 상의 적합한 위치에 각 가상객체가 배치되도록 렌더링(rendering)을 수행할 수 있다. In addition, the information arrangement unit 233 renders each virtual object to be placed at an appropriate position in the corresponding 3D space based on the scene specification information and underground facility information generated through the 3D space detection unit 232 ( rendering).

또한, 위와 같은 구성유닛을 포함하는 데이터 처리부(230)는, 본 발명의 실시예에서 단말(100)의 움직임 변화에 따른 실시간 위치 및/또는 방위의 변화에 따라서 장면 명세정보 및 렌더링되는 가상객체를 실시간으로 업데이트(update)할 수 있다. In addition, the data processing unit 230 including the configuration unit as described above, in the embodiment of the present invention, according to the real-time position and / or orientation change according to the movement of the terminal 100, the scene specification information and the rendered virtual object. It can be updated in real time.

이러한 데이터 처리부(230)는, ASICs (application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세스(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. The data processing unit 230 includes application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), field programmable gate arrays (FPGAs), and controllers. , Micro-controllers, microprocessors, and may be implemented using at least one of electrical units for performing other functions.

마지막으로, 데이터베이스(240)는, 지하시설물 관련 혼합현실 제공 서비스와 관련된 각종 데이터를 저장할 수 있다. Finally, the database 240 may store various data related to a mixed reality provision service related to underground facilities.

실시예로 데이터베이스(240)에는, 복수의 지하시설물과 관련된 가상객체, 3차원 공간모델 정보 및/또는 지하시설물 정보 등을 포함하는 지하시설물 데이터 베이스가 구축되어 저장 및 관리될 수 있다. In an embodiment, in the database 240, an underground facility database including virtual objects related to a plurality of underground facilities, 3D spatial model information, and/or underground facility information may be constructed, stored, and managed.

이러한 데이터베이스(240)는, ROM, RAM, EPROM, 플래시 드라이브, 하드 드라이브 등과 같은 다양한 저장기기일 수 있고, 인터넷(internet)상에서 상기 데이터베이스(240)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)일 수도 있다.The database 240 may be various storage devices such as ROM, RAM, EPROM, flash drive, hard drive, etc., and is a web storage that performs a storage function of the database 240 on the Internet. May be.

보다 상세히, 본 발명의 실시예에서 데이터베이스(240)는, 3차원 공간에 포함되는 기준점(10)의 3차원 좌표를 해당 3차원 공간과 매칭하여 저장할 수 있다. In more detail, in an embodiment of the present invention, the database 240 may match and store the 3D coordinates of the reference point 10 included in the 3D space with a corresponding 3D space.

또한, 데이터베이스(240)는, 3차원 공간에 매칭되어 있는 가상객체(즉, 지하시설물 3차원 모델링 영상)의 절대좌표를 해당 3차원 공간과 매칭하여 저장할 수 있다. In addition, the database 240 may match and store the absolute coordinates of a virtual object (ie, a three-dimensional modeling image of an underground facility) matched with the three-dimensional space.

또한, 데이터베이스(240)는, 국가공간정보 플랫폼(V-WORLD)에서 제공하는 지하시설물 관련 공간정보를 기반으로 지하에 매설된 지하시설물과 3차원 공간을 맵핑(mapping)하여 생성되는 지도인 전자도면을 저장할 수 있다. In addition, the database 240 is an electronic drawing, which is a map generated by mapping the three-dimensional space and the underground facilities buried in the basement based on the spatial information related to the underground facilities provided by the national spatial information platform (V-WORLD). Can be saved.

여기서, 전자도면은, 지하에 매설된 지하시설물을 3차원의 그래픽 지도로 구현한 정보일 수 있으며, 실시예에서 가상객체의 집합일 수 있다. Here, the electronic drawing may be information obtained by implementing a three-dimensional graphic map of an underground facility buried in the basement, and may be a set of virtual objects in an embodiment.

그리고 이러한 데이터베이스(240)는, 위와 같은 복수의 정보를 포함하는 지하시설물 데이터 베이스를 포함할 수 있다. In addition, the database 240 may include an underground facility database including a plurality of pieces of information as described above.

이하, 데이터베이스(240)에 지하시설물 데이터 베이스를 구축하는 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하고자 한다. Hereinafter, an embodiment of constructing an underground facility database in the database 240 will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 지하시설물 데이터 베이스를 구축하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 4 is a flowchart illustrating a method of constructing an underground facility database according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 먼저 콘텐츠 제공서버(200)는, 지방자치단체(이하, 지자체)가 보유하는 지하시설물 관망도를 기반으로 지하시설물 데이터를 획득할 수 있다. (S101)Referring to FIG. 4, first, the content providing server 200 may acquire underground facility data based on a network map of underground facilities held by a local government (hereinafter, referred to as a local government). (S101)

여기서, 지하시설물 데이터는, 지하시설물 정보에 포함되는 정보로서, 지하시설물의 절대위치, 종류, 크기 및/또는 방위 정보 등을 포함할 수 있다. Here, the underground facility data is information included in the underground facility information, and may include absolute location, type, size, and/or orientation information of the underground facility.

자세히, 콘텐츠 제공서버(200)는, 지자체가 운영하는 지하시설물 관련 서버 및/또는 국가공간정보 플랫폼 서버와 통신을 수행하여, 지자체가 보유하는 지하시설물 관망도 등을 포함하는 지하시설물 데이터를 획득할 수 있고, 이를 기반으로 지하시설물 정보를 구축할 수 있다. In detail, the content providing server 200 communicates with an underground facility-related server operated by a local government and/or a national geospatial information platform server to obtain underground facility data including an underground facility pipe network, etc. And, based on this, information on underground facilities can be constructed.

예를 들어, 콘텐츠 제공서버(200)는, 지자체가 운영하는 지하시설물 관련 서버로부터 상/하수도 관망도를 수신하여 지하시설물 전자도면을 구축할 수 있다. For example, the content providing server 200 may receive a water and sewage pipe network map from an underground facility-related server operated by a local government to construct an underground facility electronic drawing.

또한, 콘텐츠 제공서버(200)는, 지하시설물의 관리 주체로부터 지하시설물 데이터를 획득할 수 있다. (S103) In addition, the content providing server 200 may acquire underground facility data from a management entity of the underground facility. (S103)

자세히, 콘텐츠 제공서버(200)는, 한국전력공사, 한국가스공사와 같이 지하시설물을 관리하는 전문기관의 서버와 통신하여, 지하시설물 관련 도면이나 문서를 획득할 수 있고, 이를 기반으로 지하시설물 정보를 구축할 수 있다. In detail, the content providing server 200 communicates with a server of a specialized institution that manages underground facilities such as Korea Electric Power Corporation and Korea Gas Corporation to obtain drawings or documents related to underground facilities, and based on this, information on underground facilities Can build.

또한, 콘텐츠 제공서버(200)는, 현장에 배치된 지하시설물별 코드(code)에 대한 현황을 측량하여 지하시설물 데이터를 획득할 수 있다. (S105) In addition, the content providing server 200 may acquire underground facility data by measuring the current status of codes for each underground facility disposed on the site. (S105)

자세히, 콘텐츠 제공서버(200)는, 지하시설물 각각에 매칭되어 현장에 설치되는 기준점(10)에 부여된 코드의 현황을 파악하여 지하시설물 정보를 생성할 수 있다. In detail, the content providing server 200 may generate information on underground facilities by identifying the status of codes assigned to the reference point 10 that is matched to each of the underground facilities and installed on the site.

예를 들어, 콘텐츠 제공서버(200)는, 각 지하시설물에 매칭되는 기준점(10)에 부여된 코드에 대응하여 데이터베이스(240) 상에 저장된 식별정보 및/또는 3차원 공간모델 정보를 기반으로, 현장에 설치된 표지못 및/또는 맨홀의 개수, 표지못 및/또는 맨홀에 매칭되어 있는 지하시설물의 절대위치 및/또는 종류 등의 정보를 획득할 수 있고, 이를 기반으로 지하시설물 정보를 구축할 수 있다. For example, the content providing server 200, based on identification information and/or 3D spatial model information stored on the database 240 in response to the code assigned to the reference point 10 matching each underground facility, It is possible to obtain information such as the number of beacons and/or manholes installed on the site, the absolute location and/or type of underground facilities matched to the beacons and/or manholes, and build information on underground facilities based on this. have.

즉, 콘텐츠 제공서버(200)는, 위와 같이 다양한 방식으로 획득된 지하시설물 데이터를 기반으로 지하시설물 정보를 구축할 수 있고, 구축된 지하시설물 정보를 데이터베이스(240)에 저장할 수 있다. (S107) That is, the content providing server 200 may build underground facility information based on the underground facility data obtained in various ways as described above, and store the constructed underground facility information in the database 240. (S107)

자세히, 콘텐츠 제공서버(200)는, 획득된 지하시설물 데이터에 기초하여 지하시설물별 3차원 모델링 영상(가상객체), 3차원 공간모델 정보 및/또는 지하시설물 정보 등을 생성할 수 있고, 이를 기반으로 지하시설물 데이터 베이스를 구축할 수 있다. In detail, the content providing server 200 can generate a 3D modeling image (virtual object) for each underground facility, 3D spatial model information, and/or information on underground facilities, based on the acquired underground facility data. As a result, a database for underground facilities can be built.

또한, 콘텐츠 제공서버(200)는, 지하레이더 탐사(GPR, Ground Penetrating Radar)를 수행하여 지하시설물 데이터를 추가 수집할 수 있고, 이를 데이터베이스(240)에 저장할 수 있다. (S109) In addition, the content providing server 200 may additionally collect underground facility data by performing ground penetrating radar (GPR) and store it in the database 240. (S109)

자세히, 지하시설물 관련 혼합현실 제공방법 및 시스템은, 실시예에 따라서 지하시설물 측량탐사장치를 더 포함할 수 있다. In detail, the method and system for providing mixed reality related to underground facilities may further include an underground facility surveying and exploration device according to an embodiment.

여기서, 지하시설물 측량탐사장치는, 지적기준점(10)을 이용하여 지하시설물을 측량하거나 전자유도를 통해 지하시설물을 탐사하여 지하시설물 데이터를 획득할 수 있다. 그리고 지하시설물 측량탐사장치는, 획득된 지하시설물 데이터를 네트워크를 통하여 콘텐츠 제공서버(200)로 송신할 수 있다. Here, the underground facility surveying and exploration apparatus may acquire underground facility data by measuring the underground facility using the cadastral reference point 10 or exploring the underground facility through electronic induction. In addition, the underground facility surveying and exploration apparatus may transmit the acquired underground facility data to the content providing server 200 through a network.

보다 상세히, 콘텐츠 제공서버(200)는, 지하시설물 측량탐사장치로부터 획득된 지하시설물 데이터를 수신할 수 있다. In more detail, the content providing server 200 may receive the underground facility data obtained from the underground facility surveying and exploration apparatus.

이때, 실시예에서 지하시설물 측량탐사장치는, 3차원 공간에 실재하는 기준점(10)에 부여된 코드를 감지할 수 있고, 감지된 코드를 기반으로 해당 기준점(10)과 매칭되어 있는 3차원 공간모델 정보 등을 획득할 수 있다. At this time, in the embodiment, the underground facility surveying and exploration apparatus may detect a code given to the reference point 10 that exists in the three-dimensional space, and a three-dimensional space matched with the reference point 10 based on the detected code. Model information and the like can be obtained.

또한, 실시예에서 지하시설물 측량탐사장치는, 전자유도 탐사를 기반으로 지하에 매설된 지하시설물의 절대위치, 방위 및/또는 크기 정보 등을 획득할 수도 있다. 또한, 실시예에서 지하시설물 측량탐사장치는, GPS와 연동하여 탐사를 수행하는 공간에 대한 지하시설물의 절대위치 및/또는 방위 정보 등을 획득할 수도 있다. In addition, in an embodiment, the underground facility surveying apparatus may acquire information on the absolute location, orientation, and/or size of the underground facility buried in the basement based on the electromagnetic guided survey. In addition, in an embodiment, the apparatus for surveying and exploring underground facilities may acquire absolute location and/or orientation information of an underground facility with respect to a space in which the survey is performed in connection with a GPS.

이후, 콘텐츠 제공서버(200)는, 위와 같이 추가 수집된 지하시설물 데이터를 데이터베이스(240)에 저장할 수 있고, 추가 수집된 지하시설물 데이터를 기반으로 지하시설물 정보를 업데이트할 수 있다. Thereafter, the content providing server 200 may store the additionally collected underground facility data in the database 240, and update the underground facility information based on the additionally collected underground facility data.

또한, 콘텐츠 제공서버(200)는, 획득된 지하시설물 정보를 기반으로 지하시설물 데이터 베이스를 구축할 수 있다. (S111) In addition, the content providing server 200 may build an underground facility database based on the acquired information on the underground facility. (S111)

자세히, 콘텐츠 제공서버(200)는, 가상객체 카테고리, 3차원 공간모델 정보 카테고리 및/또는 지하시설물 정보 카테고리 등을 포함하는 지하시설물 데이터 베이스를 구축할 수 있다. In detail, the content providing server 200 may build an underground facility database including a virtual object category, a 3D spatial model information category, and/or an underground facility information category.

보다 상세히, 지하시설물 데이터 베이스는, 가상객체 카테고리에 지하시설물이 3차원으로 모델링된 가상객체를 저장할 수 있다. In more detail, the underground facility database may store a virtual object in which an underground facility is modeled in three dimensions in a virtual object category.

또한, 지하시설물 데이터 베이스는, 3차원 공간모델 정보 카테고리에 기준점(10)과 매칭된 3차원 공간을 특정하는 기준점(10)의 3차원 좌표(즉, 절대위치), 기준점(10)의 크기(scale) 및/또는 기준점(10)과 매칭되는 지하시설물 정보 등을 포함하는 3차원 공간모델 정보를 저장할 수 있다. In addition, the underground facility database includes the three-dimensional coordinates (ie, absolute position) of the reference point 10 that specifies the three-dimensional space matched with the reference point 10 in the 3D spatial model information category, and the size of the reference point 10 ( scale) and/or information on underground facilities matching the reference point 10 may be stored.

또한, 지하시설물 데이터 베이스는, 지하시설물 정보 카테고리에 지하시설물의 3차원 모델링 영상(가상객체), 절대위치 정보, 종류 정보, 크기 정보, 방위 정보, 지하분석 정보(매질의 종류, 매질의 깊이 등), 준공 정보(준공도면, 준공위치, 준공날짜 등), 관리 정보(관리이력 등) 및/또는 지하시설물 전자도면(가상객체 집합) 정보 중 적어도 하나 이상을 포함하는 지하시설물 정보를 저장할 수 있다. In addition, the underground facility database is a three-dimensional modeling image (virtual object) of the underground facility in the underground facility information category, absolute location information, type information, size information, orientation information, underground analysis information (type of medium, depth of medium, etc.). ), construction information (construction drawings, construction locations, completion dates, etc.), management information (management history, etc.), and/or information on underground facilities including at least one or more of information on electronic drawings of underground facilities (set of virtual objects). .

이와 같이, 콘텐츠 제공서버(200)는, 지하시설물 관련 혼합현실 제공 서비스를 위한 지하시설물 데이터 베이스를 위에 기술된 바와 같이 구축함으로써, 지하시설물 관련 혼합현실 제공 서비스의 기반이 되는 데이터를 체계적으로 관리할 수 있고, 고품질의 데이터를 제공하여 지하시설물 관련 혼합현실 제공 서비스의 퀄리티를 향상시킬 수 있다. In this way, the content providing server 200 can systematically manage the data that is the basis of the underground facility related mixed reality providing service by constructing the underground facility database for the underground facility related mixed reality providing service as described above. And, by providing high-quality data, the quality of the mixed reality service related to underground facilities can be improved.

이상에서는, 콘텐츠 제공서버(200)에서 지하시설물 데이터 베이스를 구축하고, 3차원 공간을 감지하여 장면 명세정보를 생성하며, 생성된 장면 명세정보와 지하시설물 정보 등을 기반으로 가상객체를 렌더링하는 등의 일련의 동작을 수행한다고 설명하였으나, 단말(100)에서 콘텐츠 제공서버(200)에서 수행하는 동작의 일부를 수행할 수 있는 등 다양한 실시예 또한 가능할 것이다.In the above, the content providing server 200 constructs an underground facility database, detects a three-dimensional space to generate scene specification information, and renders a virtual object based on the generated scene specification information and underground facility information, etc. Although it has been described that a series of operations are performed, various embodiments may also be possible, such as being able to perform some of the operations performed by the content providing server 200 in the terminal 100.

- GPS 비연동 기반의 지하시설물 관련 혼합현실 제공방법 -Method of providing mixed reality related to underground facilities based on non -GPS connection

이하, 첨부된 도면을 참조하여 위성항법장치(GPS) 비연동 기반의 지하시설물 관련 혼합현실 제공방법을 상세히 설명하고자 한다. 보다 자세히, GPS와 연동하지 않고도 기준점(10)을 인식하여 공간-카메라(150) 간의 초기 방위(자세)를 획득하고, 이를 기반으로 지하시설물 관련 혼합현실을 제공하는 방법에 대해 상세히 설명하고자 한다. Hereinafter, a method for providing mixed reality related to underground facilities based on non-interworking with a satellite navigation system (GPS) will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In more detail, a method of acquiring the initial orientation (position) between the space-camera 150 by recognizing the reference point 10 without interlocking with the GPS, and providing a mixed reality related to an underground facility based on this will be described in detail.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 GPS 비연동 기반의 지하시설물 관련 혼합현실 제공방법을 설명하기 위한 개념도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 GPS 비연동 기반의 지하시설물 관련 혼합현실 제공방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 5 is a conceptual diagram illustrating a method of providing a mixed reality related to underground facilities based on non-GPS linkage according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating a mixed reality related to underground facilities based on a non-GPS link according to an embodiment of the present invention. This is a flow chart for explaining the method.

도 5 및 6을 참조하면, 먼저 단말(100)은, 카메라(150)를 제어하여 촬영 영상을 획득할 수 있다. (S201)5 and 6, first, the terminal 100 may acquire a captured image by controlling the camera 150. (S201)

자세히, 단말(100)은, 사용자가 지하시설물 정보를 획득하고자 하는 공간(영역)을 카메라(150)로 촬영한 촬영 영상을 획득할 수 있다. In detail, the terminal 100 may acquire a photographed image captured by the camera 150 of a space (area) in which the user wants to obtain information on underground facilities.

그리고 단말(100)은, 획득된 촬영 영상을 이미지 처리하여 기준점(10) 오브젝트를 디텍팅(object detecting)할 수 있다. (S203) In addition, the terminal 100 may image-process the acquired captured image to detect an object of the reference point 10. (S203)

자세히, 단말(100)은, 먼저 촬영 영상을 내에 식별하고자 하는 오브젝트를 디텍팅하여 실재객체를 식별하여 식별된 실재객체 중 각 지하시설물과 매칭되어 현장에 설치됨으로써 각 지하시설물을 특정하는 기준점(10) 오브젝트를 검출할 수 있다. In detail, the terminal 100 first detects an object to be identified within the captured image, identifies the real object, matches each underground facility among the identified real objects, and is installed on the site, thereby specifying a reference point 10 for specifying each underground facility. ) Objects can be detected.

여기서, 기준점(10)은, 촬영 영상의 3차원 공간을 인식하기 위한 지상의 기준지표일 수 있으며, 기준점(10) 및 해당 기준점(10)과 매칭되는 지하시설물에 대한 정보를 획득할 수 있는 적어도 하나 이상의 코드(code)를 포함할 수 있다. Here, the reference point 10 may be a reference indicator on the ground for recognizing a three-dimensional space of the captured image, and at least the reference point 10 and information on the underground facilities matching the reference point 10 can be obtained. It may contain one or more codes.

예를 들어, 도 7을 참조하면 기준점(10)은, 현장에 설치되는 표지못일 수 있고, 적어도 하나 이상인 복수의 코드(c1, c2, c3, …)를 포함하여 구현될 수 있다. For example, referring to FIG. 7, the reference point 10 may be a sign nail installed on the site, and may be implemented by including at least one or more of a plurality of codes (c1, c2, c3, …).

예를 들어, 기준점(10)은, 지하시설물과 연계되면서 지상에 노출된 표지못, 매설핀, 표지주, 표시핀, 맨홀 및 표시못 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이러한 기준점(10)에는 기준점(10)이 나타내는 역할이 제 1 코드(c1)로 표시되어 있을 수 있으며, 예를 들어, 상수도, 하수도, 오수관, 가로등선로, 지중송전선로 또는 통신선로 등을 나타내는 제 1 코드(c1)가 금속재인 표지못에 음각 또는 약각으로 표시될 수 있다. For example, the reference point 10 may include at least one of a mark nail, a buried pin, a mark pole, a mark pin, a manhole, and a mark nail exposed to the ground while being linked to an underground facility, and such a reference point 10 The role indicated by the reference point 10 may be indicated by a first code c1, for example, a first code c1 indicating a water supply, a sewer, a sewage pipe, a street light line, an underground transmission line or a communication line, etc. It can be marked with an intaglio or weak-engraving on a metal sign nail.

또한, 기준점(10)에는 기준점(10)이 설치된 지역을 나타내는 제 2 코드(c2)가 표시될 수 있으며, 예를 들어, 지역명, 주소명 또는 도로주소명을 나타내는 제 2 코드(c2)가 금속재인 표지못에 음각 또는 양각으로 표시될 수 있다. In addition, a second code (c2) indicating an area in which the reference point 10 is installed may be displayed at the reference point 10. For example, a second code c2 indicating an area name, an address name, or a road address name may be displayed. It can be marked with an intaglio or embossing on a sign nail made of metal.

또한, 기준점(10)에는 기준점(10)과 연결된 배관의 관경이나 배관방향을 나타내는 제 3 코드(c3)가 표시될 수 있으며, 예를 들어, 관경수치 또는 배관방향을 나타내는 화살표 등을 포함하는 제 3 코드(c3)가 금속재인 표지못에 음각 또는 양각으로 표시될 수 있다. In addition, a third code (c3) indicating the pipe diameter or pipe direction of the pipe connected to the reference point 10 may be displayed on the reference point 10. For example, a third code (c3) indicating a pipe diameter value or an arrow indicating a pipe direction may be displayed. 3 The code (c3) may be marked in an intaglio or embossed mark on a metal mark.

이때, 단말(100)은, 이미지 딥러닝을 수행하기 위하여 단말(100), 콘텐츠 제공서버(200) 및/또는 외부의 서버에 설치되어 있는 딥러닝 뉴럴 네트워크(deep-learning neural network)와 연동할 수 있다. 여기서, 딥러닝 뉴럴 네트워크는, 컨볼루션 뉴럴 네트워크(CNN, Convolution Neural Network), R-CNN(Regions with CNN features), Fast R-CNN, Faster R-CNN 및 Mask R-CNN 중 적어도 하나의 딥러닝 뉴럴 네트워크를 포함할 수 있다. At this time, the terminal 100 interlocks with a deep-learning neural network installed in the terminal 100, the content providing server 200 and/or an external server in order to perform image deep learning. I can. Here, the deep learning neural network is at least one deep learning of a convolutional neural network (CNN), regions with CNN features (R-CNN), Fast R-CNN, Faster R-CNN, and Mask R-CNN. It may include a neural network.

다음으로, 단말(100)은, 디텍팅된 기준점(10) 오브젝트로부터 타원을 검출할 수 있다. (S205) 자세히, 기준점(10)은 표지못과 같은 도로위 원형 표지물로, 촬영방향에 의해 촬영영상에서 타원 형상의 객체로 인식될 수 있다. Next, the terminal 100 may detect an ellipse from the detected reference point 10 object. (S205) In detail, the reference point 10 is a circular sign on the road such as a sign nail, and may be recognized as an elliptical object in the photographed image by the photographing direction.

따라서, 단말(100)은, 디텍팅된 기준점(10)을 보다 명확하게 인식하기 위하여 먼저 "Projective Invariant Pruning"을 이용한 타원 검출 알고리즘을 수행할 수 있다. Accordingly, the terminal 100 may first perform an ellipse detection algorithm using "Projective Invariant Pruning" in order to more clearly recognize the detected reference point 10.

자세히, 원형태의 기준점(10)은, 촬영되는 방향에 따라 타원으로 인식되는 경우가 많다. 그러나, 기준점(10)이 타원으로 인식되는 경우 기준점(10)에 부여되어 있는 코드(code)를 정확하게 감지하기 어려울 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예에서는, "Projective Invariant Pruning"을 이용한 타원 검출 알고리즘을 적용하여 기준점(10)의 코드를 정확하게 감지하고, 기준점(10)의 타원의 에지(edge)가 일정 부분 가려져 있어도 전체적인 형상을 검출할 수 있다.In detail, the circular reference point 10 is often recognized as an ellipse depending on the direction in which the image is taken. However, when the reference point 10 is recognized as an ellipse, it may be difficult to accurately detect a code assigned to the reference point 10. Therefore, in the embodiment of the present invention, the code of the reference point 10 is accurately detected by applying an ellipse detection algorithm using "Projective Invariant Pruning", and the overall shape is covered even if the edge of the ellipse of the reference point 10 is partially covered. Can be detected.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 기준점(10)의 일례이며, 기준점(10)으로부터 유효 영역을 자동 추출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 7 is an example of a reference point 10 according to an embodiment of the present invention, and is a diagram for explaining a method of automatically extracting an effective area from the reference point 10.

보다 상세히, 도 7을 참조하면 단말(100)은, 먼저 기준점(10)으로부터 타원을 검출할 수 있다. In more detail, referring to FIG. 7, the terminal 100 may first detect an ellipse from the reference point 10.

이때, 단말(100)은, 검출된 타원 중 긍정오류(False Positive)를 제거하기 위한 처리 알고리즘을 수행할 수 있다. 여기서 긍정오류(False Positive)는, 잘못된 타원을 선택함으로써 존재하지 않는 것을 있다고 판단하는 오류로 정의된다. In this case, the terminal 100 may perform a processing algorithm for removing a false positive among the detected ellipses. Here, a false positive is defined as an error that judges that there is something that does not exist by selecting the wrong ellipse.

즉, 원형태의 기준점(10)은 테두리가 있는 제품이 존재하는데, 이러한 경우 단말(100)은, 타원 검출에서 서로 다른 영역의 호(弧, arc)를 인식하여 원하지 않는 타원 검출하는 것을 제거하기 위한 처리 알고리즘을 적용할 수 있다. That is, the circular reference point 10 has a product with a border. In this case, the terminal 100 recognizes arcs of different areas in the ellipse detection and removes the detection of unwanted ellipses. The processing algorithm for can be applied.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 Intersection Of Union(IOU)을 통하여 유효한 타원영역을 선택하는 예시도이다. 8 is an exemplary diagram for selecting an effective elliptical region through an Intersection Of Union (IOU) according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 타원 인식률 score는 중첩되는 Arc에 비례하고 score가 높은 타원에 중첩되는 타원 제거가 필요하며, 본 실시예에서는 중첩 타원을 제거하기 위한 알고리즘으로 Intersection Of Union(IOU)을 통해 유효한 타원영역을 자동 선정하는 방식이 적용되었다. 참고적으로 Intersection Of Union(IOU)의 score 가 소정의 설정값 보다 큰 타원이 선정되도록 설정되거나, 상대적인 비교를 통해서 타원이 선정될 수 있다. Referring to FIG. 8, the ellipse recognition rate score is proportional to the overlapping arc, and it is necessary to remove the ellipse overlapping the ellipse with a high score. The method of automatically selecting the ellipse area was applied. For reference, an ellipse with a score of Intersection Of Union (IOU) greater than a predetermined setting value may be selected, or an ellipse may be selected through relative comparison.

즉, 단말(100)은, 촬영 영상의 기준점(10)으로부터 코드(code)가 표시되는 영역을 자동으로 추출함에 있어서, 적어도 하나 이상의 타원영역을 인식하고, Intersection Of Union(IOU)을 통해 유효한 타원영역을 자동 선정할 수 있다. That is, the terminal 100 recognizes at least one or more elliptical regions in automatically extracting the region in which the code is displayed from the reference point 10 of the captured image, and an effective ellipse through the Intersection Of Union (IOU). Area can be automatically selected.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 타원형의 기준점(10)을 정원(正圓)형의 기준점(10)으로 변환하기 위하여 호모그래피(Homography) 변환을 진행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.9 is a view for explaining a process of performing a homography conversion in order to convert an elliptical reference point 10 into a circular reference point 10 according to an embodiment of the present invention.

또한, 도 9를 참조하면 단말(100)은, 적어도 하나 이상의 타원영역을 기반으로 Intersection Of Union(IOU)을 통해 유효한 타원 영역을 자동 선정한 이후, 해당 타원의 기하 왜곡을 제거하기 위해서 호모그래피(Homography) 변환을 수행하여 정원(正圓)형의 기준점(10) 오브젝트 및 호모그래피 변환정보를 획득할 수 있다. (S207) In addition, referring to FIG. 9, the terminal 100 automatically selects an effective ellipse region based on at least one ellipse region through Intersection Of Union (IOU), and then homography to remove geometric distortion of the ellipse. ) By performing the transformation, it is possible to obtain a circle-shaped reference point 10 object and homography transformation information. (S207)

즉, 단말(100)은, 기준점(10)에 대한 호모그래피(Homography) 변환을 수행하여 타원형의 기준점(10) 이미지를 정원형의 기준점(10) 이미지로 변형할 수 있고, 이를 통해 기준점(10) 오브젝트를 상부에서 수직하게 바라보는 형태의 이미지를 획득하여, 해당 기준점(10)에 대한 코드 및/또는 크기 등을 보다 정확하게 파악할 수 있다. That is, the terminal 100 may transform the elliptical reference point 10 image into a circular reference point 10 image by performing a homography transformation on the reference point 10, and through this, the reference point 10 ) By acquiring an image in the form of viewing the object vertically from the top, the code and/or the size of the corresponding reference point 10 can be more accurately recognized.

이때, 단말(100)은, 호모그래피 변환 과정을 통하여 호모그래피 변환정보를 획득할 수 있다. In this case, the terminal 100 may obtain homography conversion information through a homography conversion process.

여기서, 호모그래피 변환정보는, 기준점(10)이 타원형에서 정원(正圓)형으로 변환되는 과정에서 기준점(10) 오브젝트에 발생된 변화요소 정보(예컨대, 원의 기울기 변화정보, 크기 변화정보, 가로 직경 변화정보 또는 세로 직경 변화정보 등)를 의미할 수 있다. 이러한 호모그래피 변환정보는, 추후에 단말(100)의 초기 카메라 자세를 획득하기 위한 기반 데이터로 활용될 수 있다. Here, the homography conversion information is information on the change elements generated in the object of the reference point 10 in the process of converting the reference point 10 from an elliptical to a circle shape (e.g., inclination change information of a circle, size change information, It may mean a change information of a horizontal diameter or information about a change of a vertical diameter). This homography conversion information may be used as base data for obtaining an initial camera posture of the terminal 100 later.

또한, 단말(100)은, 정원형의 기준점(10) 오브젝트를 딥러닝하여 기준점(10)에 부여되어 있는 코드(code)를 인식할 수 있다. (S209) In addition, the terminal 100 may recognize a code assigned to the reference point 10 by deep learning the object of the reference point 10 having a circular shape. (S209)

자세히, 단말(100)은, 정원형의 기준점(10)을 기반으로 이미지 딥러닝(Identification)을 수행하여 기준점(10)과 해당 기준점(10)에 매칭되어 있는 지하시설물을 특정하는 코드(code)를 검출할 수 있다. In detail, the terminal 100 performs image deep learning (Identification) based on the garden-shaped reference point 10 to specify the reference point 10 and the underground facility matching the reference point 10 Can be detected.

이때, 실시예에서 단말(100)은, 코드의 검출을 위한 이미지 딥러닝을 컨볼루션 뉴럴 네트워크(CNN, Convolution Neural Network)를 통해 수행할 수 있으며, 컨볼루션 뉴럴 네트워크를 통해 기준점(10)에 대한 특징맵을 추출하고, 추출된 특징맵에 기반하여 해당 기준점(10)에 부여된 코드를 도출하는 방식으로 기준점(10)에 부여된 코드를 검출할 수 있다. In this case, in an embodiment, the terminal 100 may perform image deep learning for code detection through a convolution neural network (CNN), and the reference point 10 through a convolution neural network. The code assigned to the reference point 10 may be detected by extracting the feature map and deriving the code assigned to the reference point 10 based on the extracted feature map.

이때, 단말(100)은, 기준점(10) 오브젝트에 대한 이미지 딥러닝을 통하여 적어도 하나 이상인 복수의 코드를 검출할 수도 있으며, 검출된 적어도 하나 이상의 코드에 기반하여 추후 해당 기준점(10)에 매칭되는 3차원 공간모델 정보를 정확히 획득할 수 있다. At this time, the terminal 100 may detect at least one or more of a plurality of codes through image deep learning for the reference point 10 object, and later match the reference point 10 based on the detected at least one or more codes. 3D spatial model information can be accurately acquired.

계속해서, 정원형의 기준점(10) 오브젝트를 기반으로 코드를 인식한 단말(100)은, 인식된 코드에 매칭되는 3차원 공간모델 정보를 획득할 수 있다. (S211) Subsequently, the terminal 100 that recognizes the code based on the circle-shaped reference point 10 object may acquire 3D spatial model information matching the recognized code. (S211)

자세히, 단말(100)은, 데이터베이스(240)를 검색하여 인식된 코드에 매칭되는 3차원 공간모델 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 본 실시예에서는 단말(100)이 데이터베이스(240)를 검색하여 3차원 공간모델 정보를 획득한다고 설명하였으나, 메모리(160)에서 인식된 코드에 매칭되는 3차원 공간모델 정보를 획득할 수도 있는 등 다양한 실시예가 가능하다. 다만, 방대한 양의 데이터를 관리하기에 보다 적합한 데이터베이스(240)로부터 3차원 공간모델 정보를 획득함이 가장 바람직한 실시예일 것이다. In detail, the terminal 100 may search the database 240 to obtain 3D spatial model information matching the recognized code. Here, in this embodiment, it has been described that the terminal 100 obtains 3D spatial model information by searching the database 240, but it is also possible to obtain 3D spatial model information matching the code recognized in the memory 160. Etc. Various embodiments are possible. However, it will be the most preferable embodiment to obtain 3D spatial model information from the database 240, which is more suitable for managing a vast amount of data.

즉, 단말(100)은, 인식된 코드에 매칭되는 3차원 공간모델 정보를 획득하여 해당 기준점(10)에 대한 3차원 좌표(예를 들어, 기준점(10)의 절대위치를 나타내는 좌표), 기준점(10)의 크기(scale), 기준점(10)과 매칭되는 지하시설물 정보 등을 획득할 수 있다. That is, the terminal 100 acquires 3D spatial model information matching the recognized code, and the 3D coordinates for the reference point 10 (for example, coordinates indicating the absolute position of the reference point 10), the reference point It is possible to obtain information on underground facilities matching the scale of (10) and the reference point (10).

이때, 기준점(10)의 크기는, 해당 기준점(10)의 나타내는 픽셀(pixel)의 개수를 더 포함하는 정보일 수 있다. In this case, the size of the reference point 10 may be information further including the number of pixels indicated by the reference point 10.

예를 들어, 도 10을 참조하면 단말은, 정원형의 표지못 오브젝트를 이미지 딥러닝하여 해당 표지못에 부여된 코드를 인식할 수 있고, 인식된 코드에 대한 식별정보를 기반으로 데이터베이스(240)를 검색하여 해당 표지못에 매칭되는 3차원 공간모델 정보를 획득할 수 있다. For example, referring to FIG. 10, the terminal may recognize a code assigned to a corresponding sign by deep learning a garden-shaped sign nail object, and the database 240 based on the identification information for the recognized code By searching, information on a 3D spatial model matching the corresponding cover nail may be obtained.

다음으로, 단말(100)은, 획득된 호모그래피 변환정보 및 3차원 공간모델 정보에 기초하여 3차원 공간정보를 설정할 수 있다. (S213) Next, the terminal 100 may set 3D spatial information based on the obtained homography transformation information and 3D spatial model information. (S213)

여기서, 3차원 공간정보는, 3차원 공간을 바라보는 단말의 시점에 기반한 위치 및 방위 관련정보를 제공하는 정보로서, 초기 카메라 자세, 3차원 공간 좌표계, 초기 카메라 위치, 3차원 공간 좌표계에 매칭되는 지하시설물 정보 및/또는 기준점 스케일 정보 등을 포함할 수 있다. Here, the 3D spatial information is information that provides position and orientation related information based on the viewpoint of the terminal looking at the 3D space, and is matched to the initial camera posture, 3D spatial coordinate system, initial camera position, and 3D spatial coordinate system. It may include underground facility information and/or reference point scale information.

먼저, 단말(100)은, 획득된 호모그래피 변환정보 및 기준점(10)의 3차원 좌표에 기반하여 초기 카메라 자세를 획득할 수 있다. First, the terminal 100 may acquire an initial camera posture based on the obtained homography transformation information and the 3D coordinates of the reference point 10.

여기서, 초기 카메라 자세는, 단말(100)의 카메라(150)가 기준점(10)을 포함하는 3차원 공간을 촬영 시작한 때(초기)의 카메라(150) 자세(즉, 방위)를 나타내는 정보일 수 있다. Here, the initial camera posture may be information indicating the posture (ie, azimuth) of the camera 150 when the camera 150 of the terminal 100 starts photographing a 3D space including the reference point 10 (initial). have.

즉, 초기 카메라 자세는, 3차원 공간에서 기준점(10)의 3차원 좌표를 기준으로 방향 추적 좌표계인 피치(Pitch), 요(Yaw) 및 롤(Roll) 좌표에 대한 좌표값을 획득한 정보일 수 있으며, 단말(100)의 카메라(150)가 어느 방향을 향하고 있는지 판단한 방위 정보일 수 있다. That is, the initial camera posture is information obtained by obtaining coordinate values for Pitch, Yaw, and Roll coordinates, which are direction tracking coordinate systems based on the 3D coordinates of the reference point 10 in the 3D space. It may be orientation information that determines in which direction the camera 150 of the terminal 100 is facing.

여기서, 3차원 공간에서의 방향 추적 좌표계 중 피치 좌표계는 단말(100)의 x축 회전 즉, 상하 회전을 감지할 수 있고, 요 좌표계는 단말(100)의 y축 회전 즉, 좌우 회전을 감지할 수 있으며, 롤 좌표계는 단말(100)의 z축 회전 즉, 전후 회전을 감지할 수 있다. Here, among the direction tracking coordinate systems in the 3D space, the pitch coordinate system can detect the x-axis rotation of the terminal 100, that is, the vertical rotation, and the yaw coordinate system detects the y-axis rotation of the terminal 100, that is, the left and right rotation. The roll coordinate system may detect the z-axis rotation of the terminal 100, that is, the forward and backward rotation.

다시 돌아와서, 자세히 단말(100)은, 기준점(10)이 타원형에서 정원(正圓)형으로 변환되는 과정에서 기준점(10) 오브젝트에 발생된 변화요소 정보(예컨대, 원의 기울기 변화정보, 가로 직경 변화정보, 세로 직경 변화정보 등)를 의미하는 호모그래피 변환정보와, 3차원 공간모델 정보에 포함되는 기준점(10)의 3차원 좌표에 기반하여 단말(100)의 카메라(150)에 의한 초기 자세(방위)를 추정할 수 있고, 이를 통해 초기 카메라 자세를 획득할 수 있다. Returning again, in detail, the terminal 100, in the process of converting the reference point 10 from an elliptical to a circular shape, the change factor information generated in the reference point 10 object (e.g., the inclination change information of the circle, the horizontal diameter) The initial posture by the camera 150 of the terminal 100 based on the homography transformation information, which means change information, vertical diameter change information, etc.), and the three-dimensional coordinates of the reference point 10 included in the three-dimensional spatial model information (Azimuth) can be estimated, and through this, an initial camera posture can be obtained.

또한, 단말(100)은, 획득된 3차원 공간모델 정보의 기준점(10)의 3차원 좌표에 기초하여 3차원 공간에 대한 단말의 위치를 추적할 수 있는 3차원 공간 좌표계를 설정할 수 있다. In addition, the terminal 100 may set a 3D spatial coordinate system capable of tracking the position of the terminal in 3D space based on the 3D coordinates of the reference point 10 of the acquired 3D spatial model information.

여기서, 3차원 공간 좌표계는, 하나의 3차원 공간에 대해 1개씩 매칭되어 기준점(10)을 기준으로 생성될 수 있으며, x축, y축 및 z축으로 구현되는 기준점(10)의 3차원 좌표의 연장선으로 생성되거나, 소정의 방식을 따라 기준점(10)의 3차원 좌표에 기준하여 3차원 공간 상의 특정 위치에 지정되어 생성될 수 있다. Here, the three-dimensional space coordinate system may be generated based on the reference point 10 by matching one for one three-dimensional space, and the three-dimensional coordinates of the reference point 10 implemented by the x-axis, y-axis and z-axis It may be generated as an extension line of or may be generated by designating at a specific location in a 3D space based on the 3D coordinates of the reference point 10 according to a predetermined method.

또한, 단말(100)은, 설정된 3차원 공간 좌표계와 3차원 공간모델 정보의 기준점(10)과 매칭되는 지하시설물 정보에 기반하여 해당 3차원 공간 좌표계에 매칭되는 지하시설물 정보를 획득할 수 있다. In addition, the terminal 100 may obtain information on underground facilities matching the 3D spatial coordinate system based on the set 3D spatial coordinate system and information on the underground facilities matching the reference point 10 of the 3D spatial model information.

자세히, 단말(100)은, 기준점(10)과 매칭되는 지하시설물 정보와 3차원 공간 좌표계를 기반으로 메모리(160) 및/또는 데이터베이스(240)를 검색하여 3차원 공간 좌표계에 매칭되는 지하시설물 정보를 획득할 수 있다. In detail, the terminal 100 searches the memory 160 and/or the database 240 based on the information on the underground facilities matching the reference point 10 and the 3D spatial coordinate system, and information on the underground facilities matching the 3D spatial coordinate system. Can be obtained.

그리고 단말(100)은, 3차원 공간 좌표계에 매칭되는 지하시설물 정보를 획득하여 추후 3차원 공간에 지하시설물을 나타내는 가상객체를 정합하는데 활용할 수 있다. In addition, the terminal 100 may acquire information on underground facilities matching the 3D spatial coordinate system and use it to match a virtual object representing the underground facilities in the 3D space in the future.

또한, 단말(100)은, 기준점(10)을 기초로 획득된 3차원 공간모델 정보의 기준점(10)의 크기와 해당 기준점(10) 오브젝트를 표시하는 픽셀 정보를 기반으로 기준점 스케일 정보를 획득할 수 있다. In addition, the terminal 100 may obtain reference point scale information based on the size of the reference point 10 of the 3D spatial model information acquired based on the reference point 10 and pixel information displaying the reference point 10 object. I can.

여기서, 기준점 스케일 정보는, 기설정되어 있는 기준점(10)의 크기(예컨대, 원형 기준점(10)의 직경 또는 반경)와 해당 기준점(10)의 크기를 표시하기 위한 픽셀에 기초하여 촬영 영상에 표시되는 기준점(10)의 스케일(scale)을 판단하는 정보일 수 있다. Here, the reference point scale information is displayed on the captured image based on a preset size of the reference point 10 (eg, a diameter or radius of the circular reference point 10) and a pixel for displaying the size of the reference point 10 It may be information for determining the scale of the reference point 10 to be used.

즉, 단말(100)은, 위와 같은 기준점 스케일 정보를 획득하여 추후 기준점(10) 스케일에 따라 가상객체의 스케일을 조정하는 프로세스를 수행할 수 있다. That is, the terminal 100 may acquire the reference point scale information as described above and perform a process of adjusting the scale of the virtual object according to the reference point 10 scale in the future.

또한, 단말(100)은, 획득된 3차원 공간 좌표계와 기준점 스케일 정보를 기반으로 초기 카메라 위치를 설정할 수 있다. In addition, the terminal 100 may set an initial camera position based on the acquired 3D spatial coordinate system and reference point scale information.

자세히, 단말(100)은, 먼저 기준점 스케일 정보에 기초하여 기준점(10)의 크기에 따른 기준점(10)-단말 간의 거리정보를 획득할 수 있다. In detail, the terminal 100 may first obtain distance information between the reference point 10 and the terminal according to the size of the reference point 10 based on the reference point scale information.

여기서, 기준점(10)-단말 거리정보는, 단말(100)의 카메라(150)를 통해 촬영된 기준점(10)과 해당 단말(100) 간의 물리적인 거리를 산출한 정보일 수 있다. Here, the reference point 10-terminal distance information may be information obtained by calculating a physical distance between the reference point 10 photographed through the camera 150 of the terminal 100 and the corresponding terminal 100.

자세히, 단말(100)은, 기준점 스케일 정보에 기초하여 카메라(150)로 촬영된 영상에서의 기준점(10) 스케일 즉, 크기(예컨대, 원형 기준점(10)의 직경 또는 반경)에 대한 정보를 획득할 수 있고, 획득된 기준점(10)의 스케일에 따라서 해당 기준점(10)을 촬영하는 단말(100)과 기준점(10) 간의 거리를 산출할 수 있다. In detail, the terminal 100 acquires information on the scale of the reference point 10, that is, the size (eg, the diameter or radius of the circular reference point 10) in the image captured by the camera 150 based on the reference point scale information. The distance between the terminal 100 that photographs the reference point 10 and the reference point 10 may be calculated according to the obtained scale of the reference point 10.

이때, 촬영 영상에서의 기준점(10) 스케일에 따른 기준점(10)-단말(100) 간의 거리는, 소정의 기준(예컨대, 기준점(10)의 직경에 따른 기설정된 단말(100)과의 거리 등)에 따라서 기설정되어 있을 수 있고, 단말(100)의 메모리(160) 및/또는 콘텐츠 제공서버(200)의 데이터베이스(240) 상에 기저장되어 있을 수 있다. At this time, the distance between the reference point 10 and the terminal 100 according to the scale of the reference point 10 in the captured image is a predetermined reference (e.g., a distance from the preset terminal 100 according to the diameter of the reference point 10, etc.) It may be preset according to, and may be pre-stored in the memory 160 of the terminal 100 and/or the database 240 of the content providing server 200.

예를 들어, 단말(100)은, 메모리(160) 상에 촬영 영상의 기준점(10)의 직경이 1cm 이상-3cm미만인 경우 기준점(10)-단말(100) 거리가 50cm, 3cm이상-5cm미만인 경우 기준점(10)-단말(100) 거리가 30cm, 5cm이상-7cm미만인 경우에는 기준점(10)-단말(100) 거리가 10cm라고 기저장되어 있을 수 있다. 그리고 단말(100)은, 기준점 스케일 정보를 통하여 촬영 영상의 기준점(10)의 직경이 5cm라고 판단된 경우, 해당 기준점(10)과 단말(100) 간의 거리를 10cm로 판단할 수 있고, 기준점(10)-단말 거리정보를 10cm로 결정할 수 있다.For example, when the diameter of the reference point 10 of the captured image on the memory 160 is 1 cm or more and less than 3 cm, the reference point 10-terminal 100 is 50 cm, 3 cm or more and 5 cm or less. If the distance between the reference point 10 and the terminal 100 is 30 cm, and less than 5 cm and 7 cm, the distance between the reference point 10 and the terminal 100 may be 10 cm. In addition, when it is determined that the diameter of the reference point 10 of the captured image is 5 cm through the reference point scale information, the terminal 100 may determine the distance between the reference point 10 and the terminal 100 as 10 cm, and the reference point ( 10)- The terminal distance information can be determined as 10cm.

또한, 단말(100)은, 획득된 기준점(10)-단말 거리정보를 기반으로 3차원 공간 좌표계를 기준으로 하여 단말(100)의 위치를 판단할 수 있고, 판단된 단말(100)의 위치에 기초하여 초기 카메라 위치를 설정할 수 있다. In addition, the terminal 100 may determine the location of the terminal 100 based on the 3D spatial coordinate system based on the acquired reference point 10-terminal distance information, and the determined location of the terminal 100 Based on the initial camera position can be set.

이와 같이 본 발명의 실시예에서 단말(100)은, 전술한 바와 같이 기준점(10)에 기준하여 설정된 3차원 공간정보를 단말(100)에 기준하는 3차원 공간정보로 변환할 수도 있다. As described above, in the embodiment of the present invention, the terminal 100 may convert 3D spatial information set based on the reference point 10 into 3D spatial information based on the terminal 100 as described above.

예를 들어, 단말(100)은, 단말(100)의 위치를 기반으로 설정되는 3차원 공간 좌표계 및/또는 해당 3차원 공간 좌표계에 매칭되는 지하시설물 정보 등을 획득하여 3차원 공간정보로 이용할 수 있다. For example, the terminal 100 may obtain a 3D spatial coordinate system set based on the location of the terminal 100 and/or information on underground facilities matching the 3D spatial coordinate system and use it as 3D spatial information. have.

즉, 단말(100)은, 다양한 방식으로 3차원 공간정보를 획득하여 본 발명의 실시예에 따른 지하시설물 관련 혼합현실 제공 서비스를 구현할 수 있다. That is, the terminal 100 may acquire 3D spatial information in various ways to implement a mixed reality providing service related to underground facilities according to an embodiment of the present invention.

이를 위해, 위와 같이 3차원 공간정보를 설정한 단말(100)은, 설정된 3차원 공간정보에 기반하여 장면 명세정보를 획득할 수 있다. (S215)To this end, the terminal 100 having set 3D spatial information as described above may acquire scene specification information based on the set 3D spatial information. (S215)

여기서, 장면 명세정보는, 단말(100)의 카메라(150)에 의해 촬영된 3차원 공간에 매칭되는 가상객체를 검출하고, 검출된 가상객체와 해당 3차원 공간의 정합을 보조하는 정보로서, 가상객체 위치(좌표) 설정정보, 가상객체 방위 설정정보 및 가상객체 스케일 설정정보 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. Here, the scene specification information is information that detects a virtual object matching a 3D space photographed by the camera 150 of the terminal 100, and assists in matching the detected virtual object with the corresponding 3D space. It may include at least one or more of object position (coordinate) setting information, virtual object orientation setting information, and virtual object scale setting information.

자세히, 단말(100)은, 획득된 3차원 공간정보의 3차원 공간 좌표계와 해당 3차원 공간 좌표계에 매칭되는 지하시설물 정보에 기반하여, 촬영 영상의 3차원 공간에 대해 획득된 가상객체의 위치(좌표)를 설정할 수 있고, 가상객체 위치(좌표) 설정정보를 생성할 수 있다. In detail, the terminal 100 is based on the 3D spatial coordinate system of the acquired 3D spatial information and the underground facility information matching the 3D spatial coordinate system, the location of the virtual object acquired in the 3D space of the captured image ( Coordinates) can be set, and virtual object location (coordinates) setting information can be created.

예를 들어, 단말(100)은, 3차원 공간 좌표계와 해당 3차원 공간 좌표계에 매칭되는 지하시설물 정보의 절대위치 정보를 기반으로, 촬영 영상의 3차원 공간에 대한 가상객체의 위치를 획득할 수 있고, 이를 통해 가상객체 위치(좌표) 설정정보를 생성할 수 있다. For example, the terminal 100 may acquire the location of the virtual object in the 3D space of the captured image based on the 3D spatial coordinate system and the absolute position information of the underground facility information matching the 3D spatial coordinate system. And, through this, it is possible to generate the virtual object location (coordinate) setting information.

또한, 단말(100)은, 획득된 3차원 공간정보의 초기 카메라 자세를 기반으로 촬영 영상의 3차원 공간에 대해 획득된 가상객체의 방위를 설정할 수 있고, 가상객체 방위 설정정보를 생성할 수 있다. In addition, the terminal 100 may set the orientation of the acquired virtual object for the 3D space of the captured image based on the initial camera posture of the acquired 3D spatial information, and may generate the virtual object orientation setting information. .

즉, 단말(100)은, 초기 카메라 자세를 통해 획득되는 단말(100)의 방위에 기초하여, 해당 단말(100)이 3차원 공간에 대해 가지는 시점의 방향(방위)을 파악할 수 있고, 파악된 단말(100)의 시점 방향과 가상객체의 방위가 정합하도록 가상객체 방위 설정정보를 생성할 수 있다. That is, the terminal 100 can determine the direction (orientation) of the viewpoint that the terminal 100 has in the 3D space, based on the orientation of the terminal 100 obtained through the initial camera posture, Virtual object orientation setting information may be generated so that the viewpoint direction of the terminal 100 and the orientation of the virtual object match.

또한, 단말(100)은, 획득된 3차원 공간정보의 기준점 스케일 정보에 기초하여 촬영 영상의 3차원 공간에 대해 획득된 가상객체의 스케일(scale)을 설정할 수 있고, 가상객체 스케일 설정정보를 생성할 수 있다. In addition, the terminal 100 may set the scale of the acquired virtual object for the 3D space of the captured image based on the reference point scale information of the acquired 3D spatial information, and generate the virtual object scale setting information. can do.

여기서, 가상객체 스케일 설정정보는, 가상객체의 크기가 기준점(10)의 크기에 비례하여 촬영 영상의 3차원 공간 상에 표시되도록 설정되는 정보일 수 있다. Here, the virtual object scale setting information may be information set so that the size of the virtual object is displayed in a 3D space of the captured image in proportion to the size of the reference point 10.

자세히, 단말(100)은, 먼저 기준점 스케일 정보를 통하여 기설정되어 있는 기준점(10)의 크기(예컨대, 원형 기준점(10)의 직경 또는 반경)와 해당 기준점(10)의 크기를 표시하기 위한 픽셀의 개수 정보를 획득할 수 있다. In detail, the terminal 100, first, a pixel for displaying the size of the reference point 10 preset through reference point scale information (eg, the diameter or radius of the circular reference point 10) and the size of the reference point 10 It is possible to obtain the number of information.

그리고 단말(100)은, 3차원 공간에서 기준점(10)의 위치와 동일 선 상의 픽셀 즉, 기준점(10)과 동일한 거리를 표시하는 복수의 픽셀을 검출할 수 있다. In addition, the terminal 100 may detect a pixel on the same line as the location of the reference point 10 in the 3D space, that is, a plurality of pixels representing the same distance as the reference point 10.

이때, 단말(100)은, 검출된 기준점(10)과 동일한 거리를 표시하는 복수의 픽셀을 기반으로 가상객체를 표시하는 경우, 기준점(10)의 크기와 픽셀의 개수에 비례하는 크기와 픽셀의 개수로 해당 가상객체가 표시되도록 가상객체 스케일 정보를 생성할 수 있다. In this case, when displaying a virtual object based on a plurality of pixels that display the same distance as the detected reference point 10, the terminal 100 has a size proportional to the size of the reference point 10 and the number of pixels and the number of pixels. Virtual object scale information can be generated so that the corresponding virtual object is displayed as a number.

예를 들어, 단말(100)은, 기준점(10)의 크기에 따른 픽셀의 개수를 미터(m) 단위로 추정할 수 있고, 이를 기초로 가상객체의 크기에 따른 픽셀의 개수를 결정할 수 있다. For example, the terminal 100 may estimate the number of pixels according to the size of the reference point 10 in meters (m), and based on this, may determine the number of pixels according to the size of the virtual object.

자세히, 예컨대 단말(100)은, 0.01미터를 1 픽셀(pixel)로 추정하도록 기설정될 수 있고, 기설정된 기준점(10)의 크기 정보에 기반하여 기준점(10)의 크기가 0.1미터임을 확인할 수 있다. 그리고 단말(100)은, 기설정된 미터 단위 추정원칙에 따라서 3차원 공간 상에 기준점(10)이 10 픽셀에 기반하여 출력됨을 판단할 수 있다. In detail, for example, the terminal 100 may be preset to estimate 0.01 meters as 1 pixel, and it may be confirmed that the size of the reference point 10 is 0.1 meters based on the size information of the preset reference point 10. have. In addition, the terminal 100 may determine that the reference point 10 is output based on 10 pixels on the 3D space according to a preset metric estimation principle.

즉, 단말(100)은, 기준점(10)의 크기가 0.1미터일 때 3차원 공간을 출력하는 영상에서 10 픽셀에 기반해 표시됨을 나타내는 기준점 스케일 정보를 획득할 수 있다. That is, when the size of the reference point 10 is 0.1 meters, the terminal 100 may obtain reference point scale information indicating that the image is displayed based on 10 pixels in an image outputting a 3D space.

이때, 단말(100)은, 해당 기준점(10)과 동일한 거리를 표시하는 복수의 픽셀을 기반으로 가상객체를 표시할 시, 해당 가상객체에 대한 지하시설물 정보를 기초로 해당 가상객체의 기설정된 크기가 예컨대, 1미터임을 확인할 수 있다. At this time, when the terminal 100 displays a virtual object based on a plurality of pixels representing the same distance as the reference point 10, the predetermined size of the virtual object is based on the underground facility information for the virtual object. It can be seen that is, for example, 1 meter.

그리고 단말(100)은, 획득된 기준점(10)의 크기에 따른 픽셀의 개수 즉, 0.1미터일 때 10 픽셀이라는 정보에 비례하여, 해당 가상객체의 크기 1미터에 따른 픽셀의 개수를 100 픽셀로 결정할 수 있고, 이를 기반으로 가상객체 스케일 정보를 생성할 수 있다. And the terminal 100, in proportion to the number of pixels according to the size of the acquired reference point 10, that is, 10 pixels at 0.1 meter, the number of pixels according to the size of the corresponding virtual object 1 meter to 100 pixels. It can be determined, and based on this, virtual object scale information can be generated.

즉, 단말(100)은, 기준점 스케일 정보(기준점(10)의 크기: 0.1미터, 표시 픽셀 개수: 10 픽셀)에 비례하는 가상객체 스케일 정보(가상객체 크기: 1미터, 표시 픽셀 개수: 100 픽셀)을 설정하여, 3차원 공간 상에서 가상객체가 배경영상에 부합하는 스케일로 표시되게 할 수 있다. That is, the terminal 100, the virtual object scale information proportional to the reference point scale information (the size of the reference point 10: 0.1 meters, the number of display pixels: 10 pixels) (virtual object size: 1 meter, the number of display pixels: 100 pixels) ) Can be set so that the virtual object is displayed in a scale corresponding to the background image in the 3D space.

또한, 단말(100)은, 기준점 스케일 정보를 기반으로 해당 기준점(10)과 동일한 거리를 표시하는 복수의 픽셀에 대한 가상객체 스케일을 설정한 이후, 해당 가상객체를 표시하는 나머지 복수의 픽셀에 대해서는, 해당 기준점(10)과 동일 거리 선 상의 픽셀들에 대해 설정된 가상객체 스케일을 기준으로 소정의 원근 정도에 따라서 가상객체의 크기에 따른 픽셀 개수가 결정되게 할 수 있다. In addition, after setting the virtual object scale for a plurality of pixels representing the same distance as the reference point 10 based on the reference point scale information, the terminal 100 , The number of pixels according to the size of the virtual object may be determined according to a predetermined degree of perspective based on the virtual object scale set for pixels on the same distance line as the reference point 10.

예를 들어, 단말(100)은, 기준점(10)과 동일한 거리를 표시하는 복수의 픽셀에 대한 가상객체 스케일 정보가 '가상객체 크기: 1미터, 표시 픽셀 개수: 100 픽셀'로 설정된 경우, 해당 거리보다 원거리에 대한 가상객체를 표시하는 복수의 픽셀에 대해서는 거리가 멀어질수록 표시 픽셀 개수가 100 픽셀 미만으로 점차 감소하게 설정할 수 있고, 해당 위치로부터 근거리에 대한 가상객체를 표시하는 복수의 픽셀에 대해서는 거리가 가까워질수록 표시 픽셀 개수가 100 픽셀을 초과하도록 점차 증가하게 설정할 수 있다. For example, the terminal 100, when the virtual object scale information for a plurality of pixels displaying the same distance as the reference point 10 is set to'virtual object size: 1 meter, number of display pixels: 100 pixels', the corresponding For a plurality of pixels that display a virtual object for a far distance than a distance, the number of pixels displayed can be set to gradually decrease to less than 100 pixels as the distance increases. As for the distance, the number of display pixels may be set to increase gradually so that the number of display pixels exceeds 100 pixels.

즉, 단말(100)은, 기준점(10)의 스케일 정보를 기반으로 가상객체의 스케일을 결정하여, 촬영 영상의 3차원 공간에 실재하는 실재객체들(실시예에서, 기준점(10))에 대응되는 크기로 가상객체가 증강되어 표시되게 할 수 있다. That is, the terminal 100 determines the scale of the virtual object based on the scale information of the reference point 10, and corresponds to the real objects (in the embodiment, the reference point 10) that exist in the three-dimensional space of the captured image. The virtual object can be augmented and displayed in a size that is set.

다음으로, 장면 명세정보를 획득한 단말(100)은, 획득된 장면 명세정보를 기초로 가상객체를 렌더링하여 혼합현실(MR) 영상으로 디스플레이할 수 있다. (S217)Next, the terminal 100 that has obtained the scene specification information may render a virtual object based on the obtained scene specification information and display it as a mixed reality (MR) image. (S217)

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 렌더링된 가상객체가 촬영 영상 상에 디스플레이된 모습을 나타내는 일례이다. 11 is an example of displaying a rendered virtual object on a captured image according to an embodiment of the present invention.

자세히, 도 11을 참조하면 단말(100)은, 획득된 장면 명세정보, 3차원 공간정보의 초기 카메라 자세 및 초기 카메라 위치에 기초하여, 촬영 영상의 3차원 공간 상에 매칭되는 가상객체를 정합해 렌더링(rendering)할 수 있다. In detail, referring to FIG. 11, the terminal 100 matches virtual objects matched on the 3D space of the captured image based on the acquired scene specification information, the initial camera posture and the initial camera position of the 3D spatial information. You can render.

보다 상세히, 단말(100)은, 획득된 초기 카메라 자세 및 초기 카메라 위치를 기반으로 단말(100)의 카메라(150) 시점 즉, 단말의 자세(방위)와 위치를 판단할 수 있고, 장면 명세정보에 기반하여 판단된 카메라(150) 시점에 따라 촬영된 촬영 영상의 3차원 공간에 매칭되는 가상객체를 정합하여 렌더링을 수행할 수 있다. In more detail, the terminal 100 may determine the viewpoint of the camera 150 of the terminal 100, that is, the attitude (orientation) and position of the terminal, based on the acquired initial camera posture and the initial camera position, and scene specification information Rendering may be performed by matching virtual objects matching the 3D space of the captured image according to the viewpoint of the camera 150 determined based on the determination.

이때, 단말(100)은, 3차원 공간에 정합되어 렌더링되는 가상객체를 디스플레이부(120)를 통해 카메라(150) 촬영 영상 상에 중첩하여 표시할 수 있다. In this case, the terminal 100 may superimpose and display a virtual object matched and rendered in a 3D space on an image captured by the camera 150 through the display unit 120.

자세히, 단말(100)은, 촬영 영상의 3차원 공간 상에 가상객체를 정확한 위치로 중첩하기 위하여, 먼저 3차원 공간 좌표계를 기준으로 해당 3차원 공간에 실재하는 각 실재객체에 미리 할당된 좌표를 메모리(160) 및/또는 데이터베이스(240)로부터 도출할 수 있다. In detail, in order to superimpose the virtual object on the three-dimensional space of the captured image with an accurate position, the terminal 100 first selects coordinates previously allocated to each real object existing in the three-dimensional space based on the three-dimensional space coordinate system. It can be derived from the memory 160 and/or the database 240.

그리고 단말(100)은, 도출된 실재객체별 좌표에 기준하여 3차원 공간 상에 위치하는 실재객체와, 해당 3차원 공간에 정합될 각각의 가상객체를 매칭하여 중첩해 표시할 수 있다. In addition, the terminal 100 may match and display a real object located in a 3D space and each virtual object to be matched to the corresponding 3D space based on the derived coordinates for each real object.

또한, 단말(100)은, 가상객체가 촬영 영상 상에 자연스럽게 중첩 표시될 수 있도록, 3차원 공간에 중첩 표시되는 가상객체에 소정의 투명도를 부여할 수도 있다. In addition, the terminal 100 may impart a predetermined transparency to a virtual object that is superimposed and displayed in a 3D space so that the virtual object can be naturally superimposed and displayed on the captured image.

또한, 단말(100)은, 위와 같이 렌더링된 가상객체와 촬영 영상의 실재객체 간의 위치관계를 3차원적으로 매칭시켜 저장할 수 있고, 이를 통해 단말(100)의 카메라(150)에 의한 촬영시점이 변동되어도 촬영시점 변동에 따른 실재객체의 위치에 맞게 가상객체를 이동시켜 정확하게 실재객체 상에 정합하여 표시할 수 있다. In addition, the terminal 100 may match and store the positional relationship between the virtual object rendered as above and the real object of the captured image three-dimensionally, and through this, the shooting time point by the camera 150 of the terminal 100 Even if it is changed, the virtual object can be accurately matched and displayed on the real object by moving the virtual object according to the position of the real object according to the change in the shooting time.

자세히, 단말(100)은, 단말(100)의 카메라(150)의 위치 및 방위(자세) 변화를 트래킹(tracking)하여 장면 명세정보를 업데이트할 수 있고, 업데이트된 장면 명세정보에 기반하여 촬영 영상의 3차원 공간에 매칭되는 가상객체를 정합하는 증강 렌더링을 수행할 수 있으며, 렌더링된 가상객체를 촬영 영상 상에 중첩하여 디스플레이할 수 있다. (S219)In detail, the terminal 100 may update the scene specification information by tracking changes in the position and orientation (position) of the camera 150 of the terminal 100, and a photographed image based on the updated scene specification information. It is possible to perform augmented rendering to match virtual objects matched to the 3D space of, and display the rendered virtual objects by superimposing them on the captured image. (S219)

보다 상세히, 단말(100)은, 관성센서(IMU, 140)를 기반으로 단말(100)의 카메라(150) 위치 및 방위 변화를 트래킹할 수 있고, 트래킹을 통해 획득된 단말(100)의 카메라(150) 위치 및 방위 변화에 기초하여 이에 매칭되는 3차원 공간에 대한 장면 명세정보로 업데이트를 수행할 수 있다. In more detail, the terminal 100 may track changes in the position and orientation of the camera 150 of the terminal 100 based on the inertial sensor (IMU, 140), and the camera of the terminal 100 obtained through tracking ( 150) An update may be performed with scene specification information for a 3D space matched based on a change in position and orientation.

그리고 단말(100)은, 업데이트된 장면 명세정보를 기반으로 촬영 영상의 3차원 공간에 매칭되는 가상객체를 렌더링하여 디스플레이부(120)를 통해 카메라(150) 촬영 영상 상에 중첩 표시하여 출력할 수 있다. In addition, the terminal 100 may render a virtual object matching the three-dimensional space of the captured image based on the updated scene specification information, and display the superimposed display on the captured image by the camera 150 through the display 120. have.

이때, 단말(100)은, 초기 카메라 자세 및 초기 카메라 위치에 기초하여 증강 렌더링된 가상객체와 촬영 영상의 실재객체 간의 위치관계를 3차원적으로 매칭시켜 기저장해 놓은 정보를 기반으로, 단말(100)의 카메라(150)에 의한 촬영시점의 변동 시 촬영시점 변동에 따른 실재객체의 위치에 맞게 가상객체를 이동시킬 수 있고, 이를 통해 단말(100)의 카메라(150) 위치 및 방위 변화시에도 가상객체를 3차원 공간 상에 정확하고 편리하게 정합하여 표시할 수 있다. At this time, the terminal 100 3D matches the positional relationship between the augmented-rendered virtual object and the real object of the captured image based on the initial camera posture and the initial camera position, and based on the previously stored information, the terminal 100 ), the virtual object can be moved according to the position of the real object according to the change in the shooting time when the shooting time is changed by the camera 150 of the terminal 100, and through this, even when the position and orientation of the camera 150 of the terminal 100 is changed, the virtual object Objects can be accurately and conveniently aligned and displayed in a three-dimensional space.

즉, 단말(100)은, 3차원 공간 상의 실재객체와 가상객체의 위치를 매칭시켜 실재객체 상에 가상객체를 중첩하여 표시할 수 있으며, 이때, 가상객체에 소정의 투명도를 부여하여 사용자가 해당 가상객체 뒤의 실재객체를 함께 인식하게 할 수 있고, 단말(100)의 카메라(150)에 의한 촬영시점이 변동되어도 변동된 실재객체의 위치에 맞게 가상객체를 이동시켜 정확하게 중첩해 표시할 수 있다.That is, the terminal 100 may match the position of a real object and a virtual object in a three-dimensional space to display a virtual object superimposed on the real object. In this case, the user can apply a predetermined transparency to the virtual object. The real object behind the virtual object can be recognized together, and even if the shooting time point by the camera 150 of the terminal 100 is changed, the virtual object can be moved to fit the position of the changed real object and displayed accurately superimposed. .

한편, 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 GPS 연동 기반의 지하시설물 관련 혼합현실 제공방법을 설명하기 위한 흐름도이다. Meanwhile, FIG. 12 is a flowchart illustrating a method of providing mixed reality related to underground facilities based on GPS linkage according to another embodiment of the present invention.

도 12를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에서 단말(100)은, 단말(100)의 위치, 자세 변화를 트래킹하여 인터랙션된 지하시설물 관련 혼합현실을 제공할 수 있다. 이하, 효과적인 설명을 위하여 이상에서 기술된 내용과 중복되는 기재는 요약되거나 생략될 수 있다. Referring to FIG. 12, in another embodiment of the present invention, the terminal 100 may provide a mixed reality related to an interactive underground facility by tracking changes in the location and posture of the terminal 100. Hereinafter, for effective description, descriptions overlapping with those described above may be summarized or omitted.

자세히, 먼저 단말(100)은, 카메라(150)를 제어하여 촬영 영상 및 3차원 공간정보를 획득할 수 있다. (S301) In detail, first, the terminal 100 may acquire a photographed image and 3D spatial information by controlling the camera 150. (S301)

여기서, 단말(100)은, 3차원 공간정보를 전술된 실시예에 따라서 기준점(10)을 기반으로 획득할 수 있다. Here, the terminal 100 may acquire 3D spatial information based on the reference point 10 according to the above-described embodiment.

예를 들어, 도 13을 참조하면 단말(100)은, 현장에 설치되는 표지못을 기준점(10)으로 하여, 상기 기술된 실시예에 따라 카메라(150)를 통해 획득된 촬영 영상으로부터 표지못 오브젝트를 디텍팅할 수 있고, 디텍팅된 표지못 오브젝트에 기반하여 3차원 공간정보를 획득할 수 있다. For example, referring to FIG. 13, the terminal 100 uses a mark nail installed in the field as a reference point 10, and a mark nail object from a photographed image acquired through the camera 150 according to the above-described embodiment. May be detected, and 3D spatial information may be obtained based on the detected target nail object.

다른 실시예에서, 단말(100)은, 3차원 공간정보의 3차원 공간 좌표계를 DGPS(고정밀 GPS)를 이용하여 획득할 수도 있다. 즉, 단말(100)은, 촬영 영상의 3차원 공간에 대한 단말의 위치를 추적할 수 있는 3차원 공간 좌표계를 DGPS(고정밀 GPS)에 기초하여 획득할 수도 있다. In another embodiment, the terminal 100 may acquire a three-dimensional spatial coordinate system of three-dimensional spatial information using DGPS (high-precision GPS). That is, the terminal 100 may acquire a 3D spatial coordinate system capable of tracking the location of the terminal in the 3D space of the captured image based on high precision GPS (DGPS).

다음으로, 단말(100)은, 획득된 3차원 공간정보에 따른 혼합현실(MR) 영상을 디스플레이할 수 있다. (S303)Next, the terminal 100 may display a mixed reality (MR) image according to the acquired 3D spatial information. (S303)

자세히, 단말(100)은, 획득된 3차원 공간정보를 기반으로 해당 3차원 공간에 대한 장면 명세정보를 획득할 수 있고, 획득된 장면 명세정보와 3차원 공간정보에 기초하여 해당 3차원 공간 상에 매칭되는 가상객체를 렌더링(rendering)할 수 있다. 그리고 단말(100)은, 렌더링된 가상객체를 해당 3차원 공간을 나타내는 촬영 영상 상에 중첩하여 혼합현실(MR) 영상으로 표시할 수 있다. In detail, the terminal 100 may acquire scene specification information for a corresponding 3D space based on the acquired 3D spatial information, and based on the acquired scene specification information and 3D spatial information, A virtual object matching to can be rendered. In addition, the terminal 100 may display the rendered virtual object as a mixed reality (MR) image by superimposing the rendered virtual object on a captured image representing a corresponding three-dimensional space.

또한, 단말(100)은, 단말(100)의 이동 및 자세에 따른 카메라(150)의 위치 및 방위 변화를 트래킹(tracking)할 수 있다. (S305)In addition, the terminal 100 may track changes in the position and orientation of the camera 150 according to the movement and posture of the terminal 100. (S305)

자세히, 단말(100)은, 먼저 관성센서(IMU, 140)의 가속도 센서 및/또는 자이로 센서 등을 기반으로 단말(100)의 카메라(150) 위치 및 방위 변화를 트래킹해 3차원 공간정보를 업데이트할 수 있다. In detail, the terminal 100 first updates the 3D spatial information by tracking changes in the position and orientation of the camera 150 of the terminal 100 based on the acceleration sensor and/or the gyro sensor of the inertial sensor (IMU, 140). can do.

여기서, 관성센서(IMU, 140)의 위치 및 방위 변화에 대한 민감도는 매우 높아, 실시간으로 미세하게 변화하는 단말(100)의 위치 및 방위 변화 정보를 즉시 센싱할 수 있으며, 프로세서는 이러한 관성센서(IMU, 140)의 실시간 센싱 데이터에 기초하여 단말(100)의 위치, 방위 변화를 트래킹하여 가상객체를 업데이트하여 표시할 수 있다. Here, the sensitivity to the change in the position and orientation of the inertial sensor (IMU, 140) is very high, and it is possible to immediately sense the position and orientation change information of the terminal 100 that changes minutely in real time, and the processor Based on real-time sensing data of the IMU 140, a change in the location and orientation of the terminal 100 may be tracked to update and display a virtual object.

다만, 관성센서(IMU, 140)의 트래킹 정보는 데이터가 쌓일수록 공간 추적 누적오차가 발생하여 정확도가 낮아질 가능성이 있고, 이로 인해 가상객체가 적절한 위치에 표출되기 어려울 수 있다. However, as the tracking information of the inertial sensor (IMU, 140) accumulates, there is a possibility that the accuracy of the spatial tracking accumulative error occurs and thus the accuracy decreases, and this may make it difficult for the virtual object to be displayed in an appropriate position.

이를 방지하기 위해, 단말(100)은, DGPS(고정밀 GPS)에 기반하여 카메라(150)의 위치 변화를 추적할 수 있고, 실시간으로 관성센서(IMU, 140)에 의해 추적된 3차원 공간 좌표계를 업데이트함으로써, 누적오차를 보정할 수 있다. In order to prevent this, the terminal 100 can track the position change of the camera 150 based on DGPS (high-precision GPS), and the three-dimensional spatial coordinate system tracked by the inertial sensor (IMU, 140) in real time. By updating, the accumulated error can be corrected.

또한, 실시예에서 단말(100)은, 시각적 관성 거리계(VIO, Visual Inertial Odometry) 기술에 기반하여 카메라(150)를 통해 획득된 실재객체 즉, 기준점(10)을 인식한 정보를 기초로 카메라(150)의 자세 및 위치 변화를 트래킹하고, 이를 기반으로 3차원 공간정보를 업데이트하여, 관성센서(IMU, 140)로 추적된 3차원 공간정보의 누적오차를 보정할 수 있다. In addition, in the embodiment, the terminal 100 is based on the real object acquired through the camera 150, that is, the reference point 10, based on the information recognized by the visual inertial odometer (VIO, Visual Inertial Odometry) technology ( 150) posture and position change may be tracked, and 3D spatial information may be updated based on this, thereby correcting a cumulative error of 3D spatial information tracked by the inertial sensor (IMU, 140).

자세히, 본 실시예에서 단말(100)은, 카메라(150)의 자세 및 위치 변화를 보다 정확하게 트래킹하여 3차원 공간정보를 갱신하기 위해, 도 14과 같이 시각적 관성 거리계(VIO, Inertial Odometry) 기술을 기반으로 단말(100)의 이동에 따른 카메라(150)의 위치 및 방위 변화를 트래킹할 수 있다. In detail, in the present embodiment, the terminal 100 uses a visual inertial odometer (VIO) technology as shown in FIG. 14 in order to more accurately track changes in the attitude and position of the camera 150 to update 3D spatial information. Based on the movement of the terminal 100, a change in the position and orientation of the camera 150 may be tracked.

여기서, 시각적 관성 거리계 기술은, 카메라(150)를 통해 획득되는 비주얼(visual) 정보를 분석하여 지형지물을 기반으로 위치와 방향을 결정하는 기술을 의미한다. Here, the visual inertial rangefinder technology refers to a technology for determining a location and a direction based on a terrain feature by analyzing visual information acquired through the camera 150.

즉, 단말(100)은, 카메라(150) 촬영 영상으로부터 획득되는 실재객체인 기준점(10)(예컨대, 표지못 및/또는 맨홀 등)에 대한 인식 정보를 활용하여 카메라(150)의 위치 및 방위 변화를 판단할 수 있고, 이를 기초로 관성센서(IMU, 140)와 DGPS(고정밀 GPS)를 통해 획득된 트래킹 정보를 보정하여 3차원 공간정보를 업데이트할 수 있다. That is, the terminal 100 uses the recognition information on the reference point 10 (eg, a cover nail and/or a manhole, etc.), which is a real object acquired from the camera 150, the position and orientation of the camera 150. The change may be determined, and the 3D spatial information may be updated by correcting the tracking information acquired through the inertial sensor (IMU, 140) and the DGPS (high-precision GPS) based on this.

보다 상세히, 먼저 단말(100)은, 카메라(150) 촬영 영상을 통해 획득되는 3차원 공간에서 기준점(10) 오브젝트를 디텍팅(detecting)할 수 있다. In more detail, first, the terminal 100 may detect an object of the reference point 10 in a 3D space acquired through an image captured by the camera 150.

즉, 단말(100)은, 촬영 영상을 기반으로 이미지 딥러닝를 수행하여 촬영 영상으로부터 식별된 실재객체 중, 각 지하시설물과 매칭되어 현장에 설치되는 기준점(10) 오브젝트를 검출할 수 있다. That is, the terminal 100 may perform image deep learning based on the captured image to detect an object of the reference point 10 that is matched with each underground facility and installed on the site, among real objects identified from the captured image.

그리고 단말(100)은, 촬영 영상에서 검출되는 적어도 하나 이상의 기준점(10)에 기초하여 3차원 공간정보를 갱신할 수 있다. In addition, the terminal 100 may update 3D spatial information based on at least one or more reference points 10 detected in the captured image.

자세히, 단말(100)은, 검출된 적어도 하나 이상의 기준점(10)에 기초하여 시각적 관성 거리계 기술에 기반한 카메라(150)의 위치 및 방위 변화 트래킹을 수행할 수 있다. In detail, the terminal 100 may perform location and orientation change tracking of the camera 150 based on the visual inertial rangefinder technology based on the detected at least one reference point 10.

본 실시예에서, 시각적 관성 거리계 기술에 기반한 카메라(150)의 위치 및 방위 변화 트래킹을 수행하는 방법은 종래의 공지된 수학적 알고리즘을 적용할 수 있으며, 본 발명에서는 이러한 시각적 관성 거리계 기술에 기반한 카메라(150)의 위치 및 방위 변화 트래킹을 수행하는 알고리즘 자체를 한정하거나 제한하지는 않는다. In this embodiment, the method of tracking the position and orientation change of the camera 150 based on the visual inertial rangefinder technology may apply a conventionally known mathematical algorithm, and in the present invention, the camera based on the visual inertial rangefinder technology ( 150) does not limit or limit the algorithm itself that performs location and orientation change tracking.

즉, 단말(100)은, 감지된 적어도 하나 이상의 기준점(10)에 기초하여 VIO 기술에 기반한 카메라(150)의 위치 및 방위 변화 트래킹을 수행할 수 있고, 이를 통해 공간-카메라(150) 간의 연속 위치 및 방위 추적에 기반한 트래킹 보정정보를 생성할 수 있다. That is, the terminal 100 may perform location and orientation change tracking of the camera 150 based on the VIO technology based on the sensed at least one reference point 10, and through this, the space-camera 150 It is possible to generate tracking correction information based on location and orientation tracking.

여기서, 트래킹 보정정보는, 관성센서(IMU, 140) 및/또는 DGPS(고정밀 GPS)에 의하여 획득되는 트래킹 정보를 VIO 기술을 기반으로 획득되는 트래킹 정보에 기반하여 보정하는 정보일 수 있다. Here, the tracking correction information may be information for correcting tracking information obtained by the inertial sensor (IMU, 140) and/or a high-precision GPS (DGPS) based on the tracking information obtained based on VIO technology.

예를 들어, 트래킹 보정정보는, 관성센서(IMU, 140) 및/또는 DGPS(고정밀 GPS)에 의해 획득된 카메라(150)의 위치 및 방위에 따른 촬영 영상의 기준점(10)(예컨대, 표지못) 위치와, 시각적 관성 거리계 기술에 의해 획득된 카메라(150)의 위치 및 방위에 따른 촬영 영상의 기준점(10)(예컨대, 표지못) 위치 간의 오차 정보를 포함하는 정보일 수 있다. For example, the tracking correction information is the reference point 10 of the captured image according to the position and orientation of the camera 150 obtained by the inertial sensor (IMU, 140) and/or DGPS (high-precision GPS) (e.g. ) It may be information including error information between the position and the position of the reference point 10 (eg, a mark nail) of the captured image according to the position and orientation of the camera 150 obtained by the visual inertial rangefinder technology.

자세히, 예컨대 단말(100)은, 관성센서(IMU, 140) 및/또는 DGPS(고정밀 GPS)에 의해 획득된 카메라(150)의 위치 및 방위에 따른 카메라(150) 촬영 영상에서의 제 1 기준점과 제 2 기준점의 위치를 해당 3차원 공간에 매칭된 3차원 정합 좌표계에 기초하여 획득할 수 있다. 또한, 단말(100)은, 시각적 관성 거리계 기술에 의해 획득된 카메라(150)의 위치 및 방위에 따른 카메라(150) 촬영 영상에서의 제 1 기준점 및 제 2 기준점의 위치를 해당 3차원 공간에 매칭된 3차원 정합 좌표계에 기초하여 획득할 수 있다. In detail, for example, the terminal 100 includes a first reference point in the captured image of the camera 150 according to the position and orientation of the camera 150 acquired by the inertial sensor (IMU, 140) and/or DGPS (high-precision GPS). The position of the second reference point may be obtained based on a 3D matched coordinate system matched to a corresponding 3D space. In addition, the terminal 100 matches the positions of the first reference point and the second reference point in the image captured by the camera 150 according to the position and orientation of the camera 150 acquired by the visual inertial rangefinder technology to a corresponding 3D space. It can be obtained on the basis of the three-dimensional matched coordinate system.

그리고 단말(100)은, 관성센서(IMU, 140) 및/또는 DGPS(고정밀 GPS)에 의한 제 1 및 2 기준점(10)의 위치와 시각적 관성 거리계 기술에 의한 제 1 및 2 기준점(10)의 위치를 비교하여 정확히 매칭하는지를 판단할 수 있다. And the terminal 100, the position of the first and second reference points 10 by the inertial sensor (IMU, 140) and / or DGPS (high-precision GPS) and the first and second reference points 10 by the visual inertial rangefinder technology. By comparing the locations, it is possible to determine whether they match exactly.

이때, 단말(100)은, 관성센서(IMU, 140) 및/또는 DGPS(고정밀 GPS)에 의한 제 1 및 2 기준점(10)의 위치와 시각적 관성 거리계 기술에 의한 제 1 및 2 기준점(10)의 위치 간의 매칭 정도를 파악하여, 상기 위치 간의 오차의 정도를 나타내는 오차 정보를 획득할 수 있다. At this time, the terminal 100, the position of the first and second reference points 10 by the inertial sensor (IMU, 140) and / or DGPS (high-precision GPS) and the first and second reference points 10 by the visual inertial rangefinder technology By grasping the degree of matching between the positions of, error information indicating the degree of the error between the positions may be obtained.

계속해서, 오차 정보를 획득한 단말(100)은, 획득된 오차 정보에 기반하여 트래킹 보정정보를 생성할 수 있고, 생성된 트래킹 보정정보를 기초로 관성센서(IMU, 140) 및/또는 DGPS(고정밀 GPS)에 의해 생성되어 있던 카메라(150)의 위치 및 방위 변화에 대한 트래킹 정보를 보정할 수 있다. Subsequently, the terminal 100 that has obtained the error information may generate tracking correction information based on the obtained error information, and based on the generated tracking correction information, an inertial sensor (IMU, 140) and/or DGPS ( It is possible to correct tracking information for a change in the position and orientation of the camera 150, which has been generated by high-precision GPS).

그리고 시각적 관성 거리계 기술에 기반하여 트래킹 정보를 보정한 단말(100)은, 보정된 트래킹 정보를 기초로 3차원 공간정보를 업데이트할 수 있다. In addition, the terminal 100 correcting the tracking information based on the visual inertial rangefinder technology may update the 3D spatial information based on the corrected tracking information.

이상에서는, 관성센서(IMU, 140) 및/또는 DGPS(고정밀 GPS)에 의해 획득된 카메라(150)의 위치 및 방위에 따른 촬영 영상의 기준점(10) 위치와, 시각적 관성 거리계 기술에 의해 획득된 카메라(150)의 위치 및 방위에 따른 촬영 영상의 기준점(10) 위치 간의 오차를 기반으로 트래킹 보정정보를 생성하고, 이를 기반으로 기존의 트래킹 정보를 보정하여 3차원 공간정보를 갱신하는 예에 한정하여 설명하였으나, 이는 본 발명의 일례일 뿐 이에 한정되는 것은 아니며, 관성센서(IMU, 140) 및/또는 DGPS(고정밀 GPS)와 VIO 기술에 기반하여 카메라(150)의 위치 및 방위를 트래킹하고 3차원 공간정보를 갱신하는 다양한 실시예들이 가능할 것이다. In the above, the position of the reference point 10 of the photographed image according to the position and orientation of the camera 150 obtained by the inertial sensor (IMU, 140) and/or DGPS (high-precision GPS), and the position of the reference point 10 obtained by the visual inertial rangefinder technology. Limited to the example of generating tracking correction information based on the error between the position of the reference point 10 of the captured image according to the position and orientation of the camera 150, and correcting the existing tracking information based on this, and updating the 3D spatial information Although described above, this is only an example of the present invention and is not limited thereto, and tracking the position and orientation of the camera 150 based on the inertial sensor (IMU, 140) and/or DGPS (high-precision GPS) and VIO technology, and 3 Various embodiments of updating dimensional spatial information may be possible.

다음으로, 위와 같이 단말의 이동에 따른 카메라(150)의 위치 및 방위 변화를 트래킹하고, 이를 기반으로 3차원 공간정보를 업데이트한 단말(100)은, 트래킹에 따라 업데이트된 3차원 공간정보를 기반으로 장면 명세정보를 갱신할 수 있다. (S307) Next, the terminal 100, which tracks the change in the position and orientation of the camera 150 according to the movement of the terminal, and updates the 3D spatial information based on this, is based on the 3D spatial information updated according to the tracking. The scene specification information can be updated. (S307)

자세히, 단말(100)은, 업데이트된 3차원 공간정보에 기초하여 이에 매칭되는 3차원 공간에 대한 장면 명세정보로 업데이트를 수행할 수 있다.In detail, the terminal 100 may perform an update with scene specification information for a 3D space matched based on the updated 3D spatial information.

즉, 단말(100)은, 업데이트된 3차원 공간정보를 기반으로, 초기 3차원 공간정보에 기초하여 생성되어 있던 장면 명세정보를 업데이트할 수 있다. That is, the terminal 100 may update the scene specification information generated based on the initial 3D spatial information based on the updated 3D spatial information.

자세히, 단말(100)은, 업데이트된 3차원 공간정보를 기반으로 장면 명세정보의 가상객체 위치(좌표) 설정정보, 가상객체 방위 설정정보 및 가상객체 스케일 설정정보 중 적어도 하나 이상에 대한 업데이트를 수행할 수 있다. In detail, the terminal 100 updates at least one of the virtual object position (coordinate) setting information, the virtual object orientation setting information, and the virtual object scale setting information of the scene specification information based on the updated 3D spatial information. can do.

다음으로, 장면 명세정보를 갱신한 단말(100)은, 갱신된 장면 명세정보에 따라서 렌더링된 혼합현실(MR) 영상을 디스플레이할 수 있다. (S309)Next, the terminal 100 having updated the scene specification information may display the rendered mixed reality (MR) image according to the updated scene specification information. (S309)

자세히, 단말(100)은, 업데이트된 장면 명세정보와 갱신된 3차원 공간정보의 초기 카메라 자세 및 초기 카메라 위치에 기초하여, 촬영 영상의 3차원 공간 상에 매칭되는 가상객체를 정합해 렌더링(rendering)할 수 있다. In detail, the terminal 100 matches the virtual objects matched on the 3D space of the captured image based on the updated scene specification information and the initial camera posture and the initial camera position of the updated 3D spatial information and rendering. )can do.

보다 상세히, 단말(100)은, 갱신된 3차원 공간정보의 초기 카메라 자세 및 초기 카메라 위치를 기반으로 단말(100)의 카메라(150) 시점 즉, 단말의 자세(방위)와 위치를 판단할 수 있고, 업데이트된 장면 명세정보에 기반하여 판단된 카메라(150) 시점에 따라 촬영된 촬영 영상의 3차원 공간에 매칭되는 가상객체를 정합하여 렌더링을 수행할 수 있다. In more detail, the terminal 100 may determine the viewpoint of the camera 150 of the terminal 100, that is, the attitude (orientation) and position of the terminal based on the initial camera posture and the initial camera position of the updated 3D spatial information. In addition, the virtual object matching the 3D space of the captured image according to the viewpoint of the camera 150 determined based on the updated scene specification information may be matched to perform rendering.

그리고 단말(100)은, 렌더링된 가상객체를 디스플레이부(120)를 통해 촬영 영상에 중첩하여 출력할 수 있다. In addition, the terminal 100 may output the rendered virtual object by superimposing it on the captured image through the display unit 120.

이상, 본 발명의 실시예에 따른 지하시설물 관련 혼합현실 제공방법 및 시스템은, 사용자의 단말과 연동하여 지하시설물 관련 데이터와 혼합현실(MR, Mixed Reality) 기술을 융합해 지하시설물을 용이하게 관리 및 감독하게 함으로써, 혼합현실 기술에 기반해 상·하수도, 전기, 통신, 가스관, 건물 전기 배선, 냉난방 배관 등의 지하시설물에 대한 실시간 정보를 3차원 시각화하여 사용자에게 제공할 수 있고, 지하 매설물 및 건물 매립물 점검·정비에 특화된 실증 콘텐츠를 제공하는 혼합현실 서비스 인프라를 구축할 수 있는 효과가 있다. As described above, the method and system for providing mixed reality related to underground facilities according to an embodiment of the present invention integrates data related to underground facilities and mixed reality (MR) technology in connection with the user's terminal to facilitate management and management of underground facilities. By supervising, based on mixed reality technology, real-time information on underground facilities such as water and sewage, electricity, communication, gas pipes, building electrical wiring, and heating and cooling pipes can be visualized and provided to users in 3D. There is an effect of building a mixed reality service infrastructure that provides empirical contents specialized for landfill inspection and maintenance.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 지하시설물 관련 혼합현실 제공방법 및 시스템은, 사용자의 단말과 실시간으로 상호작용하여 사용자 단말의 위치 및/또는 방위(자세)의 변화에 따라서 실시간 업데이트된 지하시설물 정보를 혼합현실을 이용해 제공함으로써, 사용자가 지하시설물 정보를 확인하고자 하는 공간에 매칭되는 지하시설물 정보를 정확하고 편리하게 제공할 수 있는 효과가 있다. In addition, the method and system for providing mixed reality related to underground facilities according to an embodiment of the present invention, by interacting with the user's terminal in real time, are updated in real time according to the change in the location and/or orientation (position) of the user terminal. By providing the information using mixed reality, there is an effect that the user can accurately and conveniently provide information on the underground facilities matching the space in which the user wants to check the information on the underground facilities.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 지하시설물 관련 혼합현실 제공방법 및 시스템은, DGPS(Differential Global Positioning System, 고정밀 GPS)를 활용하여 3차원 공간과 지하시설물을 매칭해 정합함으로써, 보다 향상된 정확도를 가지는 지하시설물 정보를 제공할 수 있는 효과가 있다. In addition, the method and system for providing mixed reality related to underground facilities according to an embodiment of the present invention have improved accuracy by matching and matching 3D space and underground facilities using DGPS (Differential Global Positioning System, high-precision GPS). It has the effect of providing information on underground facilities.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 지하시설물 관련 혼합현실 제공방법 및 시스템은, 지하시설물 정보를 제공하기 위한 이미지 인식·추적·학습 기술 및 3차원 공간인식·카메라 추적 기술을 구현함으로써, 퀄리티 높은 지하시설물 정보를 제공할 수 있고, 이를 통해 지하시설물 조사, 분석, 설계, 교육 예방, 감리 업무 등의 효율성을 극대화할 수 있는 효과가 있다. In addition, the method and system for providing mixed reality related to underground facilities according to an embodiment of the present invention implements image recognition/tracking/learning technology and 3D space recognition/camera tracking technology for providing information on underground facilities, thereby providing high-quality underground facilities. Facility information can be provided, and through this, there is an effect of maximizing the efficiency of underground facility investigation, analysis, design, education prevention, and supervision work.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 지하시설물 관련 혼합현실 제공방법 및 시스템은, 단말의 카메라 및/또는 관성센서(IMU, Inertial Measurement Unit)를 활용해 사용자 단말의 위치 및/또는 방위(자세)의 변화에 따른 지하시설물 정보를 제공함으로써, 별도의 위치추적 장치가 없어도 자체적인 알고리즘 및 프로세스를 통해 사용자 단말의 상태변화에 따른 지하시설물 정보를 제공할 수 있는 효과가 있다. In addition, the method and system for providing mixed reality related to underground facilities according to an embodiment of the present invention can use a camera and/or an inertial sensor (IMU) of the terminal to determine the location and/or orientation (posture) of the user terminal. By providing information on underground facilities according to changes, it is possible to provide information on underground facilities according to changes in the state of the user terminal through its own algorithm and process even without a separate location tracking device.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 지하시설물 관련 혼합현실 제공방법 및 시스템은, 국가공간정보 플랫폼(V-WORLD)에서 제공하는 3D 공간정보에 기반하여 지하에 매설된 지하시설물을 전자지도 도면 상에 맵핑함으로써, 수치지형을 포함하여 보다 사실적이고 정확한 지하시설물의 형상을 제공할 수 있고, 기존 인프라 및 신규 소프트웨어(S/W)의 호환 및 성능을 보장할 수 있는 효과가 있다. In addition, the method and system for providing mixed reality related to underground facilities according to an embodiment of the present invention provides an underground facility buried underground based on 3D spatial information provided by the national spatial information platform (V-WORLD) on an electronic map drawing. By mapping, it is possible to provide a more realistic and accurate shape of underground facilities including digital terrain, and there is an effect of ensuring compatibility and performance of existing infrastructure and new software (S/W).

또한, 이상 설명된 본 발명에 따른 실시예는 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은, 프로그램 명령어를 저장하고 실행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의하여 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위하여 하나 이상의 소프트웨어 모듈로 변경될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.In addition, the embodiments according to the present invention described above may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer components and recorded in a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium may include program instructions, data files, data structures, and the like alone or in combination. The program instructions recorded in the computer-readable recording medium may be specially designed and constructed for the present invention or may be known and usable to those skilled in the computer software field. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical recording media such as CD-ROMs and DVDs, magnetic-optical media such as floptical disks. medium), and a hardware device specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine language codes such as those produced by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device can be changed to one or more software modules to perform the processing according to the present invention, and vice versa.

본 발명에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시 예들로서, 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, “필수적인”, “중요하게” 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.Specific implementations described in the present invention are examples, and do not limit the scope of the present invention in any way. For brevity of the specification, descriptions of conventional electronic configurations, control systems, software, and other functional aspects of the systems may be omitted. In addition, the connection or connection members of the lines between the components shown in the drawings exemplarily represent functional connections and/or physical or circuit connections, and in an actual device, various functional connections that can be replaced or additionally It may be referred to as a connection, or circuit connections. In addition, if there is no specific mention such as “essential” or “importantly”, it may not be an essential component for the application of the present invention.

또한 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술할 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.In addition, although the detailed description of the present invention has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, the spirit of the present invention described in the claims to be described later if one of ordinary skill in the relevant technical field or those of ordinary skill in the relevant technical field And it will be understood that various modifications and changes can be made to the present invention within a range not departing from the technical field. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification, but should be determined by the claims.

Claims (7)

단말의 프로세서에서 지하시설물 관련 데이터와 혼합현실 기술을 기반으로 지하에 매설된 시설물을 관리 및 감독하는 지하시설물 관련 혼합현실을 제공하는 방법으로서,
카메라를 제어하여 촬영 영상을 획득하는 단계;
상기 촬영 영상을 이미지 처리하여 기준점 오브젝트를 디텍팅하는 단계;
상기 기준점 오브젝트에서 기준점에 표시된 코드를 인식하는 단계;
상기 인식된 코드와 매칭되는 3차원 공간모델 정보를 획득하는 단계;
상기 획득된 3차원 공간모델 정보를 기초로 상기 촬영 영상에 대한 3차원 공간정보를 설정하는 단계; 및
상기 3차원 공간정보에 따라서 상기 촬영 영상 상에 가상객체를 렌더링하여 생성된 혼합현실(MR) 영상을 디스플레이하는 단계를 포함하는
지하시설물 관련 혼합현실 제공방법.
As a method of providing mixed reality related to underground facilities that manages and supervises facilities buried in the basement based on data related to underground facilities and mixed reality technology in the processor of the terminal,
Controlling a camera to obtain a photographed image;
Detecting a reference point object by image processing the captured image;
Recognizing a code displayed at a reference point in the reference point object;
Obtaining 3D spatial model information matching the recognized code;
Setting 3D spatial information for the captured image based on the acquired 3D spatial model information; And
And displaying a mixed reality (MR) image generated by rendering a virtual object on the captured image according to the 3D spatial information.
A method of providing mixed reality related to underground facilities.
제 1 항에 있어서,
상기 인식된 코드와 매칭되는 3차원 공간모델 정보를 획득하는 단계는, 상기 촬영 영상의 3차원 공간을 특정하는 상기 기준점 오브젝트의 3차원 좌표를 획득하는 단계를 포함하는
지하시설물 관련 혼합현실 제공방법.
The method of claim 1,
The acquiring 3D spatial model information matching the recognized code includes acquiring 3D coordinates of the reference point object specifying a 3D space of the captured image.
A method of providing mixed reality related to underground facilities.
제 2 항에 있어서,
상기 촬영 영상에 대한 3차원 공간정보를 설정하는 단계는, 상기 획득된 기준점 오브젝트의 3차원 좌표를 기초로 상기 촬영 영상에 대한 3차원 공간 좌표계를 설정하는 단계를 포함하는
지하시설물 관련 혼합현실 제공방법.
The method of claim 2,
The step of setting 3D spatial information for the captured image includes setting a 3D spatial coordinate system for the captured image based on the 3D coordinates of the acquired reference point object.
A method of providing mixed reality related to underground facilities.
제 2 항에 있어서,
상기 인식된 코드와 매칭되는 3차원 공간모델 정보를 획득하는 단계는, 상기 기준점 오브젝트의 크기(scale)를 획득하는 단계를 더 포함하고,
상기 촬영 영상에 대한 3차원 공간정보를 설정하는 단계는, 상기 기준점 오브젝트의 크기와 상기 기준점 오브젝트를 표시하는 픽셀을 기반으로 상기 기준점 스케일 정보를 획득하는 단계를 포함하는
지하시설물 관련 혼합현실 제공방법.
The method of claim 2,
The step of obtaining 3D spatial model information matching the recognized code further comprises obtaining a scale of the reference point object,
The step of setting 3D spatial information for the captured image includes obtaining the reference point scale information based on a size of the reference point object and a pixel displaying the reference point object.
A method of providing mixed reality related to underground facilities.
제 4 항에 있어서,
상기 3차원 공간정보에 따라서 상기 촬영 영상 상에 가상객체를 렌더링하여 생성된 혼합현실(MR) 영상을 디스플레이하는 단계는, 상기 촬영 영상의 3차원 공간에 매칭되는 상기 가상객체의 크기를 상기 기준점 스케일 정보에 따라서 상기 촬영 영상에 증강하는 단계를 포함하는
지하시설물 관련 혼합현실 제공방법.
The method of claim 4,
In the step of displaying a mixed reality (MR) image generated by rendering a virtual object on the captured image according to the 3D spatial information, the size of the virtual object matching the 3D space of the captured image is scaled by the reference point. Comprising the step of augmenting the captured image according to the information
A method of providing mixed reality related to underground facilities.
제 1 항에 있어서,
상기 카메라의 위치 및 방위 변화를 트래킹(tracking)하여 상기 3차원 공간정보를 업데이트하는 단계와, 상기 업데이트된 3차원 공간정보에 따라 갱신된 가상객체를 상기 촬영 영상에 렌더링하여 디스플레이하는 단계를 더 포함하는
지하시설물 관련 혼합현실 제공방법.
The method of claim 1,
The step of updating the 3D spatial information by tracking changes in the position and orientation of the camera, and rendering and displaying a virtual object updated according to the updated 3D spatial information on the captured image. doing
A method of providing mixed reality related to underground facilities.
제 1 항에 있어서,
상기 카메라의 위치 및 방위 변화를 트래킹(tracking)하여 상기 3차원 공간정보를 업데이트하는 단계는, 관성센서(IMU)의 실시간 센싱 데이터에 기초하여 상기 3차원 공간정보를 업데이트하는 단계와, 상기 업데이트된 3차원 공간정보를 시각적 관성 거리계(VIO, Visual Inertial Odometry) 기술에 기반하여 인식된 기준점 오브젝트의 위치 및 방향을 기초로 상기 업데이트된 3차원 공간정보를 보정하는 단계를 포함하는
지하시설물 관련 혼합현실 제공방법.



The method of claim 1,
The updating of the 3D spatial information by tracking changes in the position and orientation of the camera includes: updating the 3D spatial information based on real-time sensing data of an inertial sensor (IMU), and the updated Comprising the step of correcting the updated 3D spatial information based on the position and direction of a reference point object recognized based on a visual inertial odometry (VIO) technology for 3D spatial information.
A method of providing mixed reality related to underground facilities.



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