KR101101970B1

KR101101970B1 - 차량 항법 시스템에서 3차원 지도를 표시하기 위한 그래픽 처리 장치 및 그래픽 처리 방법

Info

Publication number: KR101101970B1
Application number: KR1020090119932A
Authority: KR
Inventors: 이정인
Original assignee: 현대엠엔소프트 주식회사
Priority date: 2009-12-04
Filing date: 2009-12-04
Publication date: 2012-01-02
Also published as: KR20110063013A

Abstract

본 발명은 차량 항법 시스템에서 3차원 지도를 표시하기 위한 그래픽 처리 장치 및 그래픽 처리 방법에 관한 것으로서, 3차원 지도 내에 형성된 건물 등을 화면 영역에 디스플레이함에 있어서, 해당 건물이 화면 영역에 표출되는지 여부를 빠르게 검사하여 그래픽 처리 속도를 향상시킬 수 있는 차량 항법 시스템에서 3차원 지도를 표시하기 위한 그래픽 처리 장치 및 그래픽 처리 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 차량 항법 시스템에서 3차원 지도를 표시하기 위한 그래픽 처리 장치는 3차원 도로 영상으로 출력되기 위한 하나 이상의 도엽으로 이루어진 지도 데이터를 저장하는 지도 데이터 저장부와 상기 도엽 내에 포함되어 하나 이상으로 구비되는 건물의 화면 표시 여부를 검출하기 위한 화면 표시 검사부와 상기 3차원 도로 영상을 출력하기 위한 디스플레이부 및 상기 화면 표시 검사부 및 상기 지도 데이터 저장부에 저장된 상기 지도 데이터를 상기 디스플레이부에 출력하도록 제어하기 위한 제어부를 포함하되, 상기 화면 표시부는 상기 디스플레이부에 표출되는 화면 영역에 포함되는 상기 도엽을 논리적으로 분할하고, 분할된 도엽의 셀 영역에 상기 건물이 위치하는 경우, 대응되는 셀 영역에 비트값을 설정하는 것을 특징으로 하는 차량 항법 시스템에서 3차원 지도를 표시하기 위한 그래픽 처리 장치에 의해 달성된다.

차량 항법 시스템, 지도 데이터, 3차원 도로 영상, 화면 분할, 다각형 충돌

Description

차량 항법 시스템에서 3차원 지도를 표시하기 위한 그래픽 처리 장치 및 그래픽 처리 방법{Indicates 3D maps from vehicle navigation system graphic processing unit and the method for}

일반적으로 차량 항법 시스템(Car Navigation System)은 GPS(Global Positioning System) 수신기를 내장하고 있으며, GPS 위성으로부터 수신되는 차량의 위치를 지도에 표시해 주는 시스템이다. 이러한 차량 항법 시스템은 과거 2차원 지도상에 차량의 위치를 표시할 수 있으며, 사용자는 지도상에 표시되는 차량의 진행 방향 및 각종 정보를 취득할 수 있다.

그러나, 최근의 차량 항법 시스템은 2차원 지도의 표현의 한계에 따라 3차원 그래픽 기법을 이용한 3차원 도로 영상의 지도 표출 방법의 사용이 증가되고 있다. 이러한 3차원 지도의 표현은 차량 후미의 특정 시점에 차량이 진행하는 전방의 일정 영역을 디스플레이하고 있으며, 디스플레이 되는 화면 영역에는 주변 건물 및 시설물 등이 함께 표출되고 있다.

이렇게 3차원 도로 영상을 출력하기 위해서는 3차원 지도 데이터가 필요로 하고 있으며, 3차원 지도 데이터 내에는 해당 지역에 포함된 건물 및 시설물 등이 사실적으로 묘사되어 있다.

3차원 지도 데이터에 포함된 건물 및 시설물 등이 3차원 도로 영상으로 출력되기 위해서는 출력되는 도엽에 포함된 건물 및 시설물 등이 화면 영역 내에 포함되는지 검사하고 있는데, 종래에는 이렇게 출력되는 건물 및 시설물 등이 화면 영역 내에 포함되는지를 검사하는 방법은 다각형 충돌 검출 방법에 의해 이루어지고 있다.

도 1은 종래기술에 따른 도엽 내의 건물을 나타내는 예시도이며, 도 2는 종래기술에 따른 건물 검출 방법을 나타내는 예시도이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 도엽(100) 내에는 건물 등이 존재하지 않을 수도 있으나, 대부분 하나 이상의 건물 등이 실제 지형 지물에 대응하도록 구성되어 있다.

도 1에서 보이는 도엽 내에서는 건물(111, 112, 113, 114, 115)이 위치하고, 3차원 도로 영상을 나타내는 화면 영역(120)이 존재할 때, 종래의 방법에 의해서는 화면 영역(120) 내에 포함되는 건물 A(113)와 건물 B(114)를 검출하기 위해서는 도 2와 같이 화면 영역(120)의 가로 세로 방향의 최대, 최소값을 계산하고, 건물(111, 112, 113, 114, 115) 영역의 가로, 세로 방향의 최대, 최소값을 순차적으로 계산한다.

이후, 화면 영역(120)과 건물(111, 112, 113, 114, 115)의 최대, 최소값을 계산하는데, 건물(111, 112, 113, 114, 115) 영역의 가로 방향 최대값이 화면 영역(120)의 가로 방향 최소값보다 작으면 데이터는 화면 안에 들어오지 않는 것으로 판단하고, 세로 방향도 동일한 방식으로 건물(111, 112, 113, 114, 115) 영역이 화면 영역(120)에 포함되는지 판단할 수 있다.

위의 조건을 통과하는 경우는 건물 A(113)와 건물 B(114)가 해당 될 수 있으며, 이후, 도면 1에서는 건물 A(113)과 건물B(114)의 각 점과 화면 영역(120)의 네 점 사이의 겹침 여부를 판단하는 단계를 수행한다. 즉, 건물 A(113)과 건물 B(114)의 각 보간점 중 한 점이라도 화면 영역(120)인 사각형 안에 들어오는 경우, 해당되는 건물 A(113) 또는 건물 B(114)는 화면에 포함된다. 또한, 화면 영역(120)인 사각형의 한 점이라도 건물 A(113)와 건물 B(114)의 가로, 세로 방향의 최대, 최소값 사각형 안에 들어오면 해당되는 건물 A(113) 또는 건물 B(114)는 화면에 포함되는 것으로 판단한다.

한편, 이후의 단계에서는 위의 조건에서 화면 영역(120)에 포함되지 않는다고 판단되는 건물(111, 112, 115)의 각 보간점을 잇는 선분과 화면 영역(120)의 사각형의 선분이 서로 겹치는지 판단하는데, 건물(111, 112, 115)의 보간점을 잇는 선분과 화면 영역(120)의 사각형 선분 중 교차하는 선분이 하나라도 있으면 데이터 는 화면 영역(120) 안에 포함되는 것으로 판단한다.

위와 같이, 종래의 방법을 통해서 지도 데이터의 도엽 내에 포함된 건물들이 화면 영역 내에 포함되는지를 판단하는 것은 많은 계산량을 필요로 하고 있다. 더욱이 한 도엽 내에는 많은 수의 건물들이 포함되어 있기 때문에 종래의 방법을 통해 건물이 현재의 화면 영역에 포함되는지를 선별하기 위해서는 많은 그래픽 처리량이 필요한 문제점이 발생하고 있다.

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 차량 항법 시스템의 3차원 도로 영상에 출력되는 건물이 화면 영역 내에 포함되는지 여부를 판단하기 위해 해당 건물을 포함하는 도엽에 대해 논리적인 분할을 수행하고, 분할된 도엽 내에서 건물이 포함되는 셀 영역의 비트값을 '1', 포함되지 않는 셀 영역의 비트값을 '0'으로 설정하고, 3차원 도로 영상으로 출력되는 화면 영역의 비트값을 '1'로 설정한 이후, 화면 영역의 비트값과 건물의 비트값을 비교하여 매칭되는 비트값이 존재하는 경우에 해당 건물은 화면 영역에 포함되는 것으로 판단하여 빠르게 화면 영역에 표시할 수 있도록 하는 목적이 있다.

또한, 본 발명은 종래의 도엽 내에 포함되는 건물이 3차원 도로 영상으로 출력되는 화면 영역 내에 포함되는지를 판단하기 위해, 각각의 건물과 화면 영역을 다각형 충돌 검사 방법을 통해 그래픽 처리하는 방법의 문제점을 해결하기 위하여, 건물에 설정된 비트값과 화면 영역에 설정된 비트값을 비교하여 화면 영역에 매칭되는 비트값이 있는 건물을 화면 영역에 포함되는 것으로 판단하고, 이후의 그래픽 처리를 수행하도록 하여 빠른시간 내에 화면을 출력하도록 하는 다른 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은 그래픽 처리 장치에 있어서, 3차원 도로 영상으로 출력되기 위한 하나 이상의 도엽으로 이루어진 지도 데이터를 저장하는 지도 데이터 저장부와 상기 도엽 내에 포함되어 하나 이상으로 구비되는 건물의 화면 표시 여부를 검출하기 위한 화면 표시 검사부와 상기 3차원 도로 영상을 출력하기 위한 디스플레이부 및 상기 화면 표시 검사부 및 상기 지도 데이터 저장부에 저장된 상기 지도 데이터를 상기 디스플레이부에 출력하도록 제어하기 위한 제어부를 포함하되, 상기 화면 표시부는 상기 디스플레이부에 표출되는 화면 영역에 포함되는 상기 도엽을 논리적으로 분할하고, 분할된 도엽의 셀 영역에 상기 건물이 위치하는 경우, 대응되는 셀 영역에 비트값을 설정하는 것을 특징으로 하는 차량 항법 시스템에서 3차원 지도를 표시하기 위한 그래픽 처리 장치에 의해 달성된다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 그래픽 처리 방법에 있어서, 3차원 도로 영상을 위한 지도 데이터를 로딩하고 상기 지도 데이터 내에 포함된 도엽을 논리적으로 분할된 셀 영역으로 분리하는 제1단계와 상기 셀 영역에서 디스플레이부에 출력되기 위한 화면 영역을 추출하는 제2단계와 상기 도엽 내에 포함된 건물 정보를 이용하여 상기 셀 영역에서 상기 건물이 위치한 영역을 추출하는 제3단계와 상기 화면 영역과 상기 건물에 대응하는 셀 영역에 비트값을 설정하는 제4단계 및 상기 화면 영역과 상기 건물이 위치한 셀 영역에 설정된 상기 비트값을 상호 비교하여 상기 화면 영역에 출력될 수 있는 후보군을 설정하는 제5단계를 포함하여 이루어지는 차량 항법 시스템에서 3차원 지도를 표시하기 위한 그래픽 처리 방법에 의해 달성된다.

따라서, 본 발명에 따른 차량 항법 시스템에서 3차원 지도를 표시하기 위한 그래픽 처리 장치 및 그래픽 처리 방법은 3차원 도로 영상을 출력함에 있어서, 논리적으로 분할된 도엽에 포함된 건물에 설정한 비트값을 화면 영역에 대응하는 비트값과 비교하여 매칭되는 비트값을 포함하는 건물을 빠르게 화면에 출력하도록 할 수 있는 효과가 있다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 도엽 내의 건물을 나타내는 예시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 건물 검출 방법을 나타내는 예시도이다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 지도 데이터 내에 포함된 하나 이상의 도엽(200)에는 하나 이상의 건물(211, 212, 213, 214, 215)이 구성되어 있으며(건물이 포함되지 않을 수도 있음) 또한, 해당 도엽(200)이 3차원 도로 영상으로 출력되기 위해서는 디스플레이되는 화면에 출력되는 화면 영역(220)이 설정될 수 있다. 화면 영역(220)은 도엽(200) 내에 설정되어 저장된 영역이 아닌 현재 차량이 위치한 곳으로 후방 소정의 위치의 시점에서 차량 전방을 바라본 경우에 화면에 표시되는 영역으로 차량의 이동에 따라 화면 영역(220)은 변경될 수 있다.

도 3에서와 같이, 도엽(200)에 포함된 건물(211, 212, 213, 214, 215)은 도엽(200) 내의 소정 위치에 구성되어 있으며, 현재 차량이 위치한 곳으로부터 후방 소정의 장소의 시점에서 3차원 도로 영상을 구성하여 출력하기 위한 화면 영역(220)이 형성되어 있다.

이때, 화면 영역(200)이 포함된 도엽(200)은 가상의 논리적인 영역으로 분할 할 수 있는데, 해당 도엽(200)을 16 분할하여 4×4 배열의 셀 영역으로 나눌 수 있다. 도엽(200)을 분할한 셀 영역은 0번 영역부터 15번 영역까지 16개의 셀 영역으로 분할되어 있다. 16개의 셀 영역에는 도엽(200) 내에 구성된 건물(211, 212, 213, 214, 215)이 각각 위치하고 있으며, 화면 영역(220)도 포함되어 있다.

3차원 도로 영상을 출력하기 위해서는 화면 영역(200)에 건물(211, 212, 213, 214, 215)이 포함되는지의 여부를 판단하여 화면 영역(200) 안에 포함되는 건물은 그래픽 처리를 통해 디스플레이부로 출력을 할 수 있다.

화면 영역(220)에 포함되는 건물(211, 212, 213, 214, 215)을 검색하기 위해서는 화면 영역(220)과 건물(211, 212, 213, 214, 215)이 위치한 셀 영역에 각각의 비트값을 설정하여 각각 설정된 비트값을 상호 비교하고, 비교 결과에 따라 화면 영역(220)에 포함될 수 있는 건물(211, 212, 213, 214, 215)의 후보군을 설정할 수 있다.

이때, 화면 영역(220)에 대한 비트값은 다음과 같이 설정할 수 있다.

bit	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
value	0	0	0	0	0	1	1	0	0	1	1	0	0	0	0	0

즉, 도엽(220)의 0 내지 15번 셀 영역에서 화면 영역(220)이 포함되는 셀 영역인 5, 6, 8, 10 셀 영역의 비트값을 '1'로 설정하고, 나머지 셀 영역의 비트값은 '0'으로 설정한다.

한편, 건물(211, 212, 213, 214, 215)에 대한 비트값은 다음과 같이 설정할 수 있다.

건물(211)이 위치한 셀 영역에 대한 비트값

bit	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
value	0	0	0	0	1	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0

건물(212)이 위치한 셀 영역에 대한 비트값

bit	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
value	0	1	1	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0

건물(213)이 위치한 셀 영역에 대한 비트값

bit	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
value	0	0	0	0	0	1	0	0	1	1	0	0	0	1	0	0

건물(214)이 위치한 셀 영역에 대한 비트값

bit	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
value	0	0	0	0	0	0	1	1	0	0	1	1	0	0	0	0

건물(215)이 위치한 셀 영역에 대한 비트값

bit	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
value	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1	1	0

화면 영역(220)과 건물(211, 212, 213, 214, 215)에 대한 비트값이 설정된 경우, 화면 영역(220)의 비트값과 각각의 건물(211, 212, 213, 214, 215)의 비트값을 상호 비교한다.

이 경우, 화면 영역(220)과 건물(215)은 분할된 도엽(200)의 셀 영역에서 각각 '1'로 설정된 비트값이 겹치는 부분이 존재하지 않기 때문에 3차원 도로 영상의 화면 영역(220)에 해당 건물(215)이 포함되지 않는 것으로 판단하여, 화면 영역(220)에 출력하기 위한 건물의 후보군에서 제외할 수 있다.

반면, 화면 영역(220)과 건물(211, 212, 213, 214)는 분할된 도엽(200)의 셀 영역에서 각각 '1'로 설정된 비트값이 겹치는 부분이 존재한다.

즉, 화면 영역(220)과 건물(211)은 5번 셀 영역과 비트값이 겹쳐져 있으며, 건물(212)은 6번 셀 영역에서 화면 영역(220)과 비트값이 겹쳐져 있다. 또한, 건물 A(213)는 9번 셀 영역이 겹쳐져 있으며, 화면 영역(220)과 건물 B(214)는 6번 및 10번 셀 영역이 겹쳐져 있기 때문에 건물(211), 건물(212), 건물 A(213) 및 건물 B(214)는 화면 영역(220)에 포함된 것으로 판단하여 화면 영역(220)에 출력하기 위한 건물의 후보군으로 설정할 수 있다.

화면 영역(220)에 출력하기 위한 후보군으로 설정된 건물(211), 건물(212), 건물 A(213) 및 건물 B(214) 중에서 실제 화면 영역(220)에 포함되는 것은 건물 A(213)와 건물 B(214)이나, 셀 영역의 비트값을 비교한 결과, 화면 영역(220)에 포함되지 않으나, 셀 영역이 겹쳐지는 건물(211)과 건물(212)가 후보군으로 설정되어 있음을 알 수 있다.

이렇게 후보군으로 설정된 건물(211), 건물(212), 건물 A(213) 및 건물 B(214) 중에서 실제 화면 영역(220)에 포함되는 건물은 다각형 충돌 방법을 통해서 검출할 수 있다.

다각형 충돌 검출 방법은 종래 기술에서 기재한 방법을 통해 화면 영역(220)에 포함되는 건물 A(213)와 건물 B(214)를 검출하는 것이 바람직하나, 기존에 공지된 다각형 충돌 검출 방법 중 어느 것을 사용하여도 무방하다.

이에 따른 다각형 충돌 검출 방법은 다음과 같은 방법으로 이루어질 수 있다.

(1) 다각형과 다각형의 충돌 검사

① 두 개의 다각형을 다각형 A와 다각형 B라 한다.

② 두 다각형 A, B를 포함하는 각각의 최소 사각형(Bounding Box) C, D를 구한다.

③ C와 D의 x방향, y방향으로 겹치는 영역이 있는지 비교한다.

③-1 x방향, y방향으로 모두 겹치는 영역이 있을 경우 계속 진행

③-2 적어도 한 방향에서 겹치는 영역이 없을 경우 충돌하지 않는 것으로 판 단하고 종료

④ A의 각 점이 B의 내부에 있는지 검사한다.

④-1 A의 한 점이라도 B의 내부에 있으면 충돌하는 것으로 판단하고 종료

④-2 A의 모든 점이 B의 외부에 있으면 계속 진행

⑤ B의 각 점이 A의 내부에 있는지 검사한다.

⑤-1 B의 한 점이라도 A의 내부에 있으면 충돌하는 것으로 판단하고 종료

⑤-2 B의 모든 점이 A의 외부에 있으면 계속 진행

⑥ A의 각 선분과 B의 각 선분이 서로 교차하는지 검사한다.

⑥-1 A의 하나 이상의 선분과 B의 하나 이상의 선분이 서로 교차하면 충돌하는 것으로 판단하고 종료

⑥-2 A의 모든 선분과 B의 모든 선분이 서로 교차하지 않는다면 충돌하지 않는 것으로 판단하고 종료

(2) 반지름을 갖는 한 점과 다각형의 충돌 검사

① 반지름을 갖는 한 점을 A, 다각형을 B라 한다.

② B를 포함하는 최소사각형(Bounding Box) C를 구한다.

③ x, y +, - 방향으로 C보다 A의 반지름만큼 큰 사각형 D를 구한다.

④ A가 D에 있는지 검사한다.

④-1 A가 D의 외부에 있으면 충돌하지 않는 것으로 판단하고 종료

④-2 A가 D의 내부에 있으면 계속 진행

⑤ A가 B의 내부에 있는지 검사한다.

⑤-1 A가 B의 내부에 있으면 충돌하는 것으로 판단하고 종료

⑤-2 A가 B의 외부에 있으면 계속 진행

⑥ A가 B의 각 선분에서 A의 반지름보다 작은 거리 이내에 있는지 검사한다.

⑥-1 A가 B의 하나 이상의 선분에서 A의 반지름보다 작은 거리 안에 있으면 충돌하는 것으로 판단하고 종료

⑥-2 A가 B의 모든 선분에서 A의 반지름보다 큰 거리만큼 떨어져 있으면 충돌하지 않는 것으로 판단하고 종료

도 4는 화면 영역(220)과 건물(211, 212, 213, 214, 215)에 설정된 비트값을 상호 비교하여 후보군으로 설정된 건물(211, 212, 213, 214)를 나타내는 것으로서, 해당 후보군은 화면 영역(220)에 포함되는지를 검출하기 위한 다각형 충돌 방법을 사용하여 실제 화면 영역(220)에 포함되는 건물 A(213) 및 건물 B(214)를 검출할 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 그래픽 처리 장치의 구성도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 3차원 도로 영상을 출력하기 위한 그래픽 처리 장치는 3차원 도로 영상을 위한 지도 데이터를 저장하고 있는 지도 데이터 저장부(410), 3차원 도로 영상을 출력하기 위한 디스플레이부(430), 디스플레이부(430)에 출력되는 화면 영역 내의 건물을 검출하여 검출된 건물을 화면 영역에 포함시켜 3차원 도로 영상을 구성할 수 있는 화면 표시 검사부(440) 및 각각의 구성요소를 제어하기 위한 제어부(420)를 포함하여 구성될 수 있다.

지도 데이터 저장부(410)는 차량이 이동하는 지역의 지형 및 건물을 포함하는 하나 이상의 도엽을 저장하며, 해당 지형 및 건물에 대한 정보를 포함할 수 있다. 이때, 건물에 대한 정보는 해당 도엽 내에서 건물이 위치하고 있는 위치정보를 포함하며, 위치정보는 건물의 좌표정보 등을 포함하며, 해당 건물이 3차원으로 출력되기 위한 정보를 모두 포함하는 것이 바람직하다.

화면 표시 검사부(440)는 디스플레이부(430)에 출력되는 도엽에 포함된 건물 중에서 화면 영역에 출력되는 건물의 후보군을 검출하기 위한 비트 검사부(441)와 비트 검사부(441)를 통해서 검출된 후보군을 이용하여 실제 화면 영역에 표시되는 건물을 검출하기 위한 충돌 검사부(442) 및 충돌 검사부(442)에서 화면에 출력되기 위해 검출한 건물을 화면에 출력하기 위한 그래픽 처리부를 포함하여 구성된다.

비트 검사부(441)는 화면에 출력되는 도엽을 지도 데이터 저장부(410)로부터 로딩하고, 해당 도엽에 대해 논리적인 분할을 수행한다. 분할은 4×4 배열로 구성되어 0번부터 15번까지의 16개의 셀 영역으로 나눌 수 있다.

한편, 비트 검사부(441)는 화면에 출력되기 위한 도엽에서 화면으로 출력되기 위한 화면 영역과 건물에 대한 정보를 확인하는데, 화면 영역은 현재 차량이 위치한 곳의 3차원 도로 영상을 디스플레이함에 있어서, 화면에 보여지는 영역이며, 건물은 해당 도엽에 포함되어 구성된 건물 정보이다. 건물 정보는 지도 데이터 저장부에 저장된 지도 데이터에 포함되어 있으며, 건물의 위치를 확인할 수 있는 도엽 내에서의 좌표와 3차원 이미지로 출력되기 위한 어떠한 정보를 더 포함하는 것 이 바람직하다.

비트 검사부(441)는 화면 영역과 건물에 대한 위치를 확인한 후, 화면 영역과 각각의 건물이 위치한 영역에 대한 비트값을 설정할 수 있다. 비트값의 설정은 16개의 셀 영역으로 분리한 도엽 내에서 화면 영역과 각각의 건물이 위치한 셀 영역의 비트값을 '1'로 설정하며, 화면 영역과 각각의 건물이 위치하지 않은 셀 영역은 비트값을 '0'으로 설정할 수 있다.

예를 들어, 하나의 도엽 내에서 5개의 건물이 위치하고 있고, 화면에 출력되기 위한 화면 영역이 있을 때, 16개의 셀 영역에 대한 비트값은 건물에 대한 5개의 비트값을 설정할 수 있으며, 화면 영역에 대한 1개의 비트값을 설정할 수 있다.

비트 검사부(441)는 화면 영역에 대한 비트값과 각각의 건물에 대한 비트값을 비교할 수 있는데, 화면 영역과 각각의 건물에 대한 비트값의 비교는 16개의 셀 영역에 설정된 화면 영역의 비트값과 건물에 대해 설정된 비트값을 상호 비교하여, 동일한 셀 영역에 비트값이 '1'로 설정되어 있는 경우에는 화면 영역 내에 비교 대상 건물이 포함되어 있는 것으로 판단하여, 해당 건물을 화면 영역에 출력하기 위한 후보군으로 설정한다.

즉, 도 3에서 설명한 바와 같이, 5개의 건물(211, 212, 213, 214, 215) 중에서 화면 영역(220)과 비트값을 비교한 결과에 따르면 건물(211, 212, 213, 214)가 화면 영역에 포함되어 있는 것으로 판단할 수 있으며, 해당 건물(211, 212, 213, 214)을 화면 영역에 출력하기 위한 후보군으로 설정할 수 있다.

한편, 비트 검사부(441)는 차량의 이동에 대응하여 화면 영역이 변경되는 경 우에는 이동되는 화면 영역에 출력될 수 있는 건물의 후보군을 설정하기 위하여, 해당 각각의 건물에 설정된 비트값과 이동된 화면 영역에 따라 새롭게 설정된 비트값을 상호 비교하여 새로운 화면 영역에 출력된 건물의 후보군을 설정할 수 있다.

충돌 검사부(442)는 비트 검사부(441)에서 설정된 화면 영역에 출력될 건물의 후보군 중에서 화면 영역에 표시될 건물을 검출할 수 있다. 즉, 비트 검사부(441)를 통해서 설정된 건물의 후보군은 도엽 내에서 분할된 셀 영역에서 화면 영역과 해당 건물이 위치한 영역이 겹쳐지는 경우에 설정될 수 있으나, 실제 화면 영역에 포함되는지에 대한 여부는 충돌 검사부(442)에서 수행하는 다각형 충돌 방법을 통해 실제 화면 영역에 출력되기 위한 건물을 검출하는 것이다.

다각형 충돌 방법은 종래기술에서 언급한 culling 방식에 따라 건물이 화면 영역 안에 들어오는지를 판단할 수 있다. 한편, 다각형 충돌 방법은 culling 방식을 사용하여도 무방하나, 이전에 공지된 기술을 사용할 수도 있다.

그래픽 처리부(443)는 충돌 검사부(442)에서 검출한 건물을 화면 영역에 출력되도록 제어하며, 제어부(420)는 출력되기 위한 건물을 포함하는 화면 영역을 3차원 도로 영상으로 디스플레이부(430)에 출력할 수 있다.

한편, 그래픽 처리부(443)은 필요에 의해서 구성될 수 있으며, 충돌 검사부(442) 또는 제어부(420)에서 처리할 수도 있다.

도 6은 본 발명에 따른 그래픽 처리 방법의 순서도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 화면 표시 검사부(440) 내에 구비된 비트 검사부(441)는 제어부(420)를 통해 지도 데이터 저장부(410) 내에 저장된 지도 데이터를 로딩한다(S505).

비트 검사부(441)는 로딩한 지도 데이터 내에 포함된 도엽 중에서 현재 차량이 위치한 도엽을 논리적으로 분할하고, 해당 도엽 내에서 3차원 도로 영상으로 출력되는 화면 영역을 추출한다(S510). 이때, 도엽의 분할은 4×4 배열의 0번부터 15번까지의 16개의 셀 영역으로 분할한다. 16개의 셀 영역으로 분할된 도엽에서 화면 영역을 추출한 이후, 비트 검사부(441)는 도엽 내에 포함된 건물 영역을 추출한다(S515).

비트 검사부(441)는 추출한 화면 영역과 건물 영역이 위치한 16개의 셀 영역에 비트값을 설정하고, 화면 영역에 설정된 비트값과 건물 영역에 위치한 비트값을 상호 비교한다(S520).

화면 영역과 건물 영역의 비트값은 16개의 분할된 영역에 화면 영역 또는 건물 영역이 존재하는 경우, 해당 셀 영역의 비트를 '1'로 설정할 수 있으며, 16개의 분할된 영역에 화면 영역 또는 건물 영역이 존재하지 않는 경우에는 해당 셀 영역을 '0'으로 설정할 수 있다.

화면 영역의 비트값과 건물 영역의 비트값을 상호 비교한 결과, 화면 영역과 건물 영역의 비트값이 상호 매칭되는 셀 영역의 비트값이 존재하는 경우에는(S525) 해당 건물이 화면 영역에 포함되는 것으로 판단하여 3차원 도로 영상의 화면에 출력하기 위한 후보군으로 설정할 수 있다(S530).

이때, 건물이 하나 이상으로 존재하는 경우에는 각각의 건물 영역의 비트값과 해당 화면 영역의 비트값을 각각 비교하는 단계를 수행한다. 즉, 건물이 5개가 존재하는 경우, 화면 영역에 대한 비트값과 설정된 5개 건물에 대한 비트값을 각각 비교하는 단계를 수행할 수 있다.

비트 검사부(441)를 통해서 설정된 후보군은 충돌 검사부(442)를 통해서 화면 영역 내에 포함되는 건물을 검출한다(S535). 충돌 검사부(442)에서 화면 영역 내에 포함되는 건물을 검출하는 방법은 다각형 충돌 검출 방법을 통해서 수행할 수 있는데, 다각형 충돌 검출 방법은 종래기술에서 언급한 culling 방법을 통해서 수행할 수 있으며, 이외에 공지된 검출 방법을 통해서 수행하는 것도 무방하다.

S535 단계에서 화면 영역 내에 포함되는 건물이 검출되는 경우(S540)에는 그래픽 처리부(443)에서 해당 건물을 화면 영역에 포함시켜 3차원 도로 영상으로 출력할 수 있도록 한다(S545).

한편, S525 단계에서 화면 영역의 셀 영역과 비트값이 매칭되지 않는 건물 또는 S540 단계에서 화면 영역에 포함되지 않는 건물은 화면 출력을 제외할 수 있다.

본 발명에서 화면에 출력되는 도엽은 4×4 배열의 16 분할된 셀 영역으로 분할되는 것으로 명시하였으나, 이외에 화면 영역 내에 건물 영역이 포함되는 지의 여부를 판단할 수 있는 어떠한 논리적인 분할방법을 사용하여도 무방하다. 그러나, 본 발명을 수행하는 프로세서에서의 처리가 용이하도록 2의 지수 승의 배열로 분할하는 것이 바람직하다.

도 1은 종래기술에 따른 도엽 내의 건물을 나타내는 예시도,

도 2는 종래기술에 따른 건물 검출 방법을 나타내는 예시도,

도 3은 본 발명에 따른 도엽 내의 건물을 나타내는 예시도,

도 4는 본 발명에 따른 건물 검출 방법을 나타내는 예시도,

도 5는 본 발명에 따른 그래픽 처리 장치의 구성도,

도 6은 본 발명에 따른 그래픽 처리 방법의 순서도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

410 : 지도 데이터 저장부 420 : 제어부

430 : 디스플레이부 440 : 화면 표시 검사부

441 : 비트 검사부 442 : 충돌 검사부

443 : 그래픽 처리부

Claims

그래픽 처리 장치에 있어서,

3차원 도로 영상으로 출력되기 위한 하나 이상의 도엽으로 이루어진 지도 데이터를 저장하는 지도 데이터 저장부;

상기 도엽 내에 포함되어 하나 이상으로 구비되는 건물의 화면 표시 여부를 검출하기 위한 화면 표시 검사부;

상기 3차원 도로 영상을 출력하기 위한 디스플레이부; 및

상기 화면 표시 검사부 및 상기 지도 데이터 저장부에 저장된 상기 지도 데이터를 상기 디스플레이부에 출력하도록 제어하기 위한 제어부

를 포함하되, 상기 화면 표시 검사부는 상기 디스플레이부에 표출되는 화면 영역에 포함되는 상기 도엽을 논리적으로 분할하고, 분할된 도엽의 셀 영역에 상기 건물이 위치하는 경우, 상기 건물에 대응하는 셀 영역에 비트값을 설정하는 것을 특징으로 하는 차량 항법 시스템에서 3차원 지도를 표시하기 위한 그래픽 처리 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 화면 표시 검사부는

상기 건물이 특정 셀 영역에 위치하는 경우, 해당되는 건물이 위치하는 셀 영역에 설정된 비트값과 상기 디스플레이부에 출력되는 상기 화면 영역에 설정된 비트값을 상호 비교하여 상기 화면 영역에 출력할 수 있는 후보군을 설정하기 위한 비트 검사부;

상기 비트 검사부를 통해 설정된 상기 후보군에 대한 다각형 충돌 검사를 수행하고, 상기 다각형 충돌 검사에 따라 화면 영역에 포함되는 건물을 검출하기 위한 충돌 검사부; 및

상기 충돌 검사부에서 검출되어 상기 화면 영역에 출력되는 건물을 상기 3차원 도로 영상의 상기 화면 영역에 출력되도록 하는 그래픽 처리부

를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 항법 시스템에서 3차원 지도를 표시하기 위한 그래픽 처리 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 도엽의 논리적인 분할은 4×4 배열의 16 분할된 셀 영역으로 설정되는 것을 특징으로 하는 차량 항법 시스템에서 3차원 지도를 표시하기 위한 그래픽 처리 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 16 분할된 상기 셀 영역에서 상기 건물이 위치한 곳의 셀 영역의 비트값을 '1'로 설정하고, 상기 건물이 위치하지 않은 셀 영역의 비트값을 '0'으로 설 정하되, 상기 건물이 하나 이상인 경우에는 각 건물에 대응하는 비트값을 설정하는 것을 특징으로 하는 차량 항법 시스템에서 3차원 지도를 표시하기 위한 그래픽 처리 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 16 분할된 상기 셀 영역에서 상기 화면 영역이 위치한 곳의 셀 영역의 비트값을 '1'로 설정하고, 상기 화면 영역이 위치하지 않은 셀 영역의 비트값을 '0'으로 설정하는 것을 특징으로 하는 차량 항법 시스템에서 3차원 지도를 표시하기 위한 그래픽 처리 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 비트 검사부는 상기 건물에 대응하는 상기 셀 영역의 비트값과 상기 화면 영역에 대응하는 상기 셀 영역의 비트값을 대응되는 상기 셀 영역끼리 비교하여 상기 화면 영역에 대응하여 설정된 셀 영역의 비트값과 상기 건물에 대응하여 설정된 셀 영역의 비트값 중 어느 하나 이상이 동일한 경우, 상기 건물은 상기 화면 영역 내에 포함되는 것으로 설정하는 것을 특징으로 하는 차량 항법 시스템에서 3차원 지도를 표시하기 위한 그래픽 처리 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 지도 데이터에는 상기 도엽 내에 포함된 상기 건물의 좌표 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 항법 시스템에서 3차원 지도를 표시하기 위한 그래픽 처리 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 다각형 충돌 검사는 상기 후보군에 포함되는 상기 건물이 상기 화면 영역에 포함되는 여부를 판단하기 위한 것이며, 상기 다각형 충돌 검사는 공지된 기술을 사용하는 것을 특징으로 하는 차량 항법 시스템에서 3차원 지도를 표시하기 위한 그래픽 처리 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 비트 검사부는 상기 도엽에 포함된 상기 건물이 하나 이상인 경우, 각각 건물이 위치하는 셀 영역에 대해 설정된 비트값과 상기 화면 영역의 비트값을 각각 상호 비교하는 것을 특징으로 하는 차량 항법 시스템에서 3차원 지도를 표시하기 위한 그래픽 처리 장치.
그래픽 처리 방법에 있어서,

3차원 도로 영상을 위한 지도 데이터를 로딩하고 상기 지도 데이터 내에 포함된 도엽을 논리적으로 분할된 셀 영역으로 분리하는 제1단계;

상기 셀 영역에서 디스플레이부에 출력되기 위한 화면 영역을 추출하는 제2단계;

상기 도엽 내에 포함된 건물 정보를 이용하여 상기 셀 영역에서 상기 건물이 위치한 영역을 추출하는 제3단계;

상기 화면 영역과 상기 건물에 대응하는 각각의 셀 영역에 비트값을 설정하는 제4단계; 및

상기 화면 영역과 상기 건물이 위치한 셀 영역에 설정된 상기 비트값을 상호 비교하여 상기 화면 영역에 출력될 수 있는 후보군을 설정하는 제5단계

를 포함하여 이루어지는 차량 항법 시스템에서 3차원 지도를 표시하기 위한 그래픽 처리 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 제5단계 이후,

상기 후보군에 포함된 건물이 상기 화면 영역 내에 위치하는지 판단하기 위해 다각형 충돌 검사를 수행하는 제6단계; 및

상기 다각형 충돌 검사를 통해 상기 후보군에 포함된 상기 건물이 상기 화면 영역 내에 위치하는 경우, 대응되는 상기 건물을 화면에 출력하는 제7단계

를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량 항법 시스템에서 3차원 지도를 표시하기 위한 그래픽 처리 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 도엽을 논리적으로 분할한 상기 셀 영역은 4×4 배열의 16 분할된 셀 영역으로 설정되는 것을 특징으로 하는 차량 항법 시스템에서 3차원 지도를 표시하기 위한 그래픽 처리 방법.
제 12 항에 있어서,

상기 16 분할된 상기 셀 영역에서 상기 건물이 위치한 곳의 셀 영역의 비트값을 '1'로 설정하고, 상기 건물이 위치하지 않은 셀 영역의 비트값을 '0'으로 설정하되, 상기 건물이 하나 이상인 경우에는 각 건물에 대응하는 비트값을 설정하는 것을 특징으로 하는 차량 항법 시스템에서 3차원 지도를 표시하기 위한 그래픽 처리 방법.
제 12 항에 있어서,

상기 16 분할된 상기 셀 영역에서 상기 화면 영역이 위치한 곳의 셀 영역의 비트값을 '1'로 설정하고, 상기 화면 영역이 위치하지 않은 셀 영역의 비트값을 '0'으로 설정하는 것을 특징으로 하는 차량 항법 시스템에서 3차원 지도를 표시하기 위한 그래픽 처리 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 제5단계에서 상기 비트값을 상호 비교하는 것은 상기 건물에 대응하는 셀 영역의 비트값과 상기 화면 영역에 대응하는 셀 영역의 비트값을 상호 대응되는 셀 영역끼리 상호 비교하여 상기 화면 영역에 대응하여 설정된 셀 영역의 비트값과 상기 건물에 대응하여 설정된 셀 영역의 비트값 중 어느 하나 이상이 동일한 경우, 상기 건물은 상기 화면 영역 내에 포함되는 것으로 판단하여 상기 후보군으로 설정하는 것을 특징으로 하는 차량 항법 시스템에서 3차원 지도를 표시하기 위한 그래픽 처리 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 지도 데이터는 상기 도엽 내에 포함된 상기 건물의 좌표 정보를 포함하 는 것을 특징으로 하는 차량 항법 시스템에서 3차원 지도를 표시하기 위한 그래픽 처리 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 다각형 충돌 검사는 상기 후보군에 포함되는 상기 건물이 상기 화면 영역에 포함되는 여부를 판단하기 위한 것이며, 상기 다각형 충돌 검사는 공지된 기술을 사용하는 것을 특징으로 하는 차량 항법 시스템에서 3차원 지도를 표시하기 위한 그래픽 처리 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 도엽에 포함된 상기 건물이 하나 이상인 경우, 각각 건물이 위치하는 셀 영역에 대해 설정된 비트값과 상기 화면 영역의 비트값을 각각 상호 비교하는 것을 특징으로 하는 차량 항법 시스템에서 3차원 지도를 표시하기 위한 그래픽 처리 방법.