KR102331452B1 - 라이다를 이용한 3차원 월드맵 공유 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 라이다를 이용한 3차원 월드맵 공유 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 3차원 월드맵 공유 시스템으로서, 가로등 및 이정표를 포함하는 고정된 사회 기반 설비에 설치되는 복수의 라이다 센서부; 및 상기 라이다 센서부가 레이저 스캐닝을 통해 수집한 스캐닝 데이터를 수신하여 3차원 월드맵을 생성하고 개별 디바이스의 요청에 따라 상기 3차원 월드맵을 공유하는 서버를 포함하며, 상기 서버는, 상기 복수의 라이다 센서부로부터 레이저 스캐닝 데이터를 실시간으로 전송받는 데이터 수신부; 상기 복수의 라이다 센서부로부터 수신한 스캐닝 데이터를 이용해 3차원 월드맵을 구축하는 월드맵 구축부; 및 상기 개별 디바이스의 요청을 수신하면, 상기 구축한 3차원 월드맵에서 상기 개별 디바이스의 위치에 대응되는 3차원 로컬 월드맵 데이터를 제공하는 월드맵 공유부를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하고 있는 라이다를 이용한 3차원 월드맵 공유 시스템에 따르면, 가로등, 이정표 등 고정된 사회 기반 설비에 설치된 복수의 라이다 센서부의 스캐닝 데이터를 이용해 3차원 월드맵을 생성하고, 개별 디바이스의 위치에 대응되는 3차원 로컬 월드맵 데이터를 제공해 월드맵을 공유함으로써, 개별 디바이스에서 월드맵 생성을 위해 처리해야 할 연산량을 획기적으로 줄여 과부하를 줄이고, 안정적이고 정확도가 높으며 넓은 범위의 월드맵 데이터를 활용할 수 있다.
또한, 본 발명에서 제안하고 있는 라이다를 이용한 3차원 월드맵 공유 시스템에 따르면, 라이다 센서부를 고정된 사회 기반 설비에 설치하기 때문에 유지관리가 용이하고, 개별 디바이스를 경량화할 수 있으며, 카메라 기반보다 사생활 노출 위험이 적다.

Description

라이다를 이용한 3차원 월드맵 공유 시스템{3D WORLD MAP SHARING SYSTEM USING LIDAR}
본 발명은 3차원 월드맵 공유 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 라이다를 이용한 3차원 월드맵 공유 시스템에 관한 것이다.
3차원 월드맵은 카메라나 라이다 등을 활용해 3차원 공간을 디지털 데이터로 재구성한 가상 공간 지도이다. 무인 자동차, 비행기, 드론 등의 안전한 운행이나, AR 글라스 등 증강현실 제공 장치가 착용자와 원활한 상호작용을 하기 위해서는, 주변 공간에 대한 정확한 실시간 정보가 반영된 월드맵이 필요하다.
기존에 3차원 월드맵을 생성하는 방법으로는, 둘 이상의 카메라 영상을 이용하는 방법, 라이다(Lidar)를 이용하는 방법 등이 사용되고 있다. 그 중에서 AR 글라스, 차량 등은 복수의 카메라, 차량, 비행기 드론 등은 라이다를 주로 사용한다.
도 1 및 도 2는 종래의 로컬 월드맵 형성을 위한 AR 글라스 장치를 도시한 도면이다. 도 1 및 도 2와 같이, 증강현실 제공을 위한 AR 글라스에 여러 대의 카메라를 장착하여 주변 공간에 대한 로컬 월드맵을 생성해 활용할 수 있다. 그러나 여러 대의 카메라를 장착하거나 라이다를 부착하면, AR 글라스의 크기가 커지고 무게가 증가하며 발열도 상당하므로 머리나 얼굴에 착용해 사용하기가 어렵다.
또한, AR 글라스나 차량 등 특정 방향을 바라보는 하나의 장치에서 얻은 정보를 기반으로 로컬 월드맵을 생성해 사용하는 것은 정확도에 한계가 있다. 예를 들어, 차량에 2개의 카메라를 장착해 주변의 로컬 월드맵을 생성하는 경우, 전방의 물체 길이 등을 정확히 파악할 수 없어 전방의 물체가 트럭인지 버스인지 명확하게 판단하기 어렵다. 또한, 장치에 설치된 카메라나 라이다에 문제가 생기면 주변의 월드맵을 생성할 수 없는데, 차량의 경우 주행 중 흙탕물이 튀는 등의 간단한 문제로도 월드맵 생성에 어려움이 발생할 수 있고, 이는 사고 등 심각한 문제를 일으킬 수 있다.
뿐만 아니라, 각각의 장치가 생성한 로컬 월드맵은 AR 글라스의 경우 전방 5~10ｍ 수준, 차량의 경우 수십 미터 수준으로 좁은 영역이므로, 이동할 때마다 이동한 공간의 월드맵을 다시 생성해야 하며, 장치의 이동 속도에 따라 카메라 또는 라이다의 인풋 데이터에서 간섭이 발생하여 데이터에 잡음이 발생할 수 있다. 또한, AR 글라스나 차량과 같은 각각의 장치는 처리할 수 있는 정보의 양이 한정적이며, 월드맵을 생성하는데 많은 메모리를 할당할 경우 다른 기능이 저하될 수 있는 문제가 있다.
이에 더하여, 카메라를 이용하는 월드맵 생성의 경우, 번호판이나 개인의 얼굴 등이 촬영되므로 사생활 노출의 위험도 발생한다.
따라서 전술한 바와 같은 다양한 문제를 해결하고, 효율적이고 안정적으로 월드맵을 생성하고 활용할 수 있는 기술의 개발이 필요한 실정이다.
한편, 본 발명과 관련된 선행기술로서, 등록특허 제10-2039021호(발명의 명칭: 공사현장의 3차원 지형공간정보 통합을 통한 월드맵 모델링 장치 및 그의 월드맵 모델링 방법, 등록일자: 2019년 10월 25일) 등이 개시된 바 있다.
본 발명은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 가로등, 이정표 등 고정된 사회 기반 설비에 설치된 복수의 라이다 센서부의 스캐닝 데이터를 이용해 3차원 월드맵을 생성하고, 개별 디바이스의 위치에 대응되는 3차원 로컬 월드맵 데이터를 제공해 월드맵을 공유함으로써, 개별 디바이스에서 월드맵 생성을 위해 처리해야 할 연산량을 획기적으로 줄여 과부하를 줄이고, 안정적이고 정확도가 높으며 넓은 범위의 월드맵 데이터를 활용할 수 있는, 라이다를 이용한 3차원 월드맵 공유 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 라이다 센서부를 고정된 사회 기반 설비에 설치하기 때문에 유지관리가 용이하고, 개별 디바이스를 경량화할 수 있으며, 카메라 기반보다 사생활 노출 위험이 적은, 라이다를 이용한 3차원 월드맵 공유 시스템을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 라이다를 이용한 3차원 월드맵 공유 시스템은,
3차원 월드맵 공유 시스템으로서,
가로등 및 이정표를 포함하는 고정된 사회 기반 설비에 설치되는 복수의 라이다 센서부; 및
상기 라이다 센서부가 레이저 스캐닝을 통해 수집한 스캐닝 데이터를 수신하여 3차원 월드맵을 생성하고 개별 디바이스의 요청에 따라 상기 3차원 월드맵을 공유하는 서버를 포함하며,
상기 서버는,
상기 복수의 라이다 센서부로부터 레이저 스캐닝 데이터를 실시간으로 전송받는 데이터 수신부;
상기 복수의 라이다 센서부로부터 수신한 스캐닝 데이터를 이용해 3차원 월드맵을 구축하는 월드맵 구축부; 및
상기 개별 디바이스의 요청을 수신하면, 상기 구축한 3차원 월드맵에서 상기 개별 디바이스의 위치에 대응되는 3차원 로컬 월드맵 데이터를 제공하는 월드맵 공유부를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 라이다 센서부는,
혼잡도가 임계값 이상인 영역에 대해, 적어도 둘 이상의 스캐닝 영역이 중첩되도록 설치될 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 혼잡도는,
건물 밀집도, 차량 이동량 및 유동 인구를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상에 의해 결정될 수 있다.
바람직하게는, 상기 라이다 센서부는,
레이저를 생성 및 조사하는 광 송신 모듈;
현실 객체에 의해 산란된 광신호를 집속시키는 광 수신 모듈; 및
상기 광 수신 모듈에 의해 집속된 광신호를 감지하는 광 감지 모듈을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 데이터 수신부 및 상기 월드맵 공유부는,
5G 초고속 통신망을 이용할 수 있다.
바람직하게는, 상기 데이터 수신부는,
상기 복수의 라이다 센서부의 레이저 스캐닝 영역에 설치된 CCTV로부터 영상 데이터를 수신할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 월드맵 구축부는,
상기 복수의 라이다 센서부의 스캐닝 데이터로부터 구축된 3차원 월드맵에, 상기 데이터 수신부가 수신한 CCTV 영상 데이터에서 추출한 픽셀 단위의 색상 정보를 적용해 3차원 컬러 월드맵을 구축할 수 있다.
바람직하게는, 상기 개별 디바이스는,
착용형 증강현실 장치 및 자율주행 차량을 포함할 수 있다.
본 발명에서 제안하고 있는 라이다를 이용한 3차원 월드맵 공유 시스템에 따르면, 가로등, 이정표 등 고정된 사회 기반 설비에 설치된 복수의 라이다 센서부의 스캐닝 데이터를 이용해 3차원 월드맵을 생성하고, 개별 디바이스의 위치에 대응되는 3차원 로컬 월드맵 데이터를 제공해 월드맵을 공유함으로써, 개별 디바이스에서 월드맵 생성을 위해 처리해야 할 연산량을 획기적으로 줄여 과부하를 줄이고, 안정적이고 정확도가 높으며 넓은 범위의 월드맵 데이터를 활용할 수 있다.
또한, 본 발명에서 제안하고 있는 라이다를 이용한 3차원 월드맵 공유 시스템에 따르면, 라이다 센서부를 고정된 사회 기반 설비에 설치하기 때문에 유지관리가 용이하고, 개별 디바이스를 경량화할 수 있으며, 카메라 기반보다 사생활 노출 위험이 적다.
도 1 및 도 2는 종래의 로컬 월드맵 형성을 위한 AR 글라스 장치를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 라이다를 이용한 3차원 월드맵 공유 시스템의 구성을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 라이다를 이용한 3차원 월드맵 공유 시스템에서, 고정된 사회 기반 설비에 복수의 라이다 센서부가 설치된 모습을 예를 들어 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 라이다를 이용한 3차원 월드맵 공유 시스템에서, 라이다 센서부의 세부적인 구성을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 라이다를 이용한 3차원 월드맵 공유 시스템에서, 서버의 세부적인 구성을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 라이다를 이용한 3차원 월드맵 공유 시스템에 의해 구축된 3차원 월드맵의 모습을 예를 들어 도시한 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 ‘연결’ 되어 있다고 할 때, 이는 ‘직접적으로 연결’ 되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 ‘간접적으로 연결’ 되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 ‘포함’ 한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 라이다를 이용한 3차원 월드맵 공유 시스템의 구성을 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 라이다를 이용한 3차원 월드맵 공유 시스템은, 복수 개의 라이다 센서부(100) 및 서버(200)를 포함하여 구성될 수 있으며, 다양한 종류의 개별 디바이스(300)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
즉, 본 발명은, 가로등, 이정표 등 고정된 사회 기반 설비에 설치된 복수의 라이다 센서부(100)의 스캐닝 데이터를 이용해 서버(200)가 3차원 월드맵을 생성하고, 개별 디바이스(300)의 위치에 대응되는 3차원 로컬 월드맵 데이터를 제공해 월드맵을 공유할 수 있다.
여기서, 개별 디바이스(300)는, 착용형 증강현실 장치 및 자율주행 차량을 포함할 수 있다. 그밖에도 통신망을 사용하면서 3차원 월드맵이 필요한 장치라면 구체적인 장치 형태와 관계없이 본 발명의 개별 디바이스(300)의 역할을 얼마든지 할 수 있다.
이하에서는, 도 3을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 라이다를 이용한 3차원 월드맵 공유 시스템을 구성하는 라이다 센서부(100) 및 서버(200)에 대해 상세히 설명하도록 한다.
라이다 센서부(100)는, 가로등 및 이정표를 포함하는 고정된 사회 기반 설비에 설치되며, 복수로 구성될 수 있다. 라이다 센서부(100)는 3D 라이다, RP Lidar A3 등의 라이다 센서로 구성될 수 있으며, 여러 종류의 라이다 센서를 포함하거나, 사회 기반 설비 하나에 여러 대의 라이다 센서가 설치될 수도 있다. 이때, 라이다 센서부(100)는 스캐닝 범위가 수십 미터일 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 라이다를 이용한 3차원 월드맵 공유 시스템에서, 고정된 사회 기반 설비에 복수의 라이다 센서부(100)가 설치된 모습을 예를 들어 도시한 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 라이다를 이용한 3차원 월드맵 공유 시스템의 라이다 센서부(100)는, 가로등, 신호등, CCTV가 설치된 지주, 이정표 등 기존에 고정 설치되어 있는 사회 기반 설비에 설치될 수 있다. 예를 들어, 가로등을 기준으로 양쪽에 두 대 이상의 라이다 센서를 설치해 360도 센싱이 가능하도록 할 수 있고, 차량 이동, 유동 인구 등 변화가 큰 객체의 위치나 높이를 고려해 라이다 센서부(100)의 위치와 높이를 조절해 설치할 수 있다.
한편, 라이다 센서부(100)는, 적어도 둘 이상의 스캐닝 영역이 중첩되도록 설치될 수 있다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같은 지역에서, 라이다 센서부(100)가 도로를 사이에 두고 마주 보도록 설치하여, 도로 영역에서 두 라이다 센서부(100)의 스캐닝 영역이 중첩되도록 할 수 있다. 이때, 스캐닝 영역의 적어도 일부가 중첩되도록 할 수 있다.
라이다 센서는 레이저가 객체에서 반사되는 것으로부터 객체의 위치와 형태를 파악하게 되는데, 객체의 뒤에 있는 다른 객체는 해당 라이다 센서에 의해 검출될 수 없다. 이런 경우, 복수 개의 라이다 센서를 이용하면서 각각의 스캐닝 영역이 서로 중첩되도록 하면, 중첩되는 영역에서 하나의 라이다 센서에 의해 검출되지 않은 객체가 다른 라이다 센서에 의해 검출될 수 있다. 또한, 복수의 라이다 센서의 스캐닝 영역이 서로 중첩되면, 객체의 정면 형태뿐 아니라 후면 형태까지 파악할 수 있어서, 더 정확한 3차원 월드맵을 생성할 수 있다.
보다 구체적으로, 라이다 센서부(100)는, 혼잡도가 임계값 이상인 영역에 대해 적어도 둘 이상의 스캐닝 영역이 중첩되도록 설치될 수 있다. 여기서, 혼잡도는, 건물 밀집도, 차량 이동량 및 유동 인구를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상에 의해 결정될 수 있다. 즉, 라이다 센서부(100)에 의해 검출해야 할 객체 수가 많고, 각 객체의 이동이 빈번하고 빠르게 일어나는 지역에 대해서는, 여러 개의 스캐닝 영역이 서로 중첩되도록 라이다 센서부(100)를 설치하여, 객체를 빠뜨리지 않고 검출해 정확한 3차원 월드맵을 생성할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 라이다를 이용한 3차원 월드맵 공유 시스템에서, 라이다 센서부(100)의 세부적인 구성을 도시한 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 라이다를 이용한 3차원 월드맵 공유 시스템의 라이다 센서부(100)는, 레이저를 생성 및 조사하는 광 송신 모듈(110), 현실 객체에 의해 산란된 광신호를 집속시키는 광 수신 모듈(120), 및 광 수신 모듈(120)에 의해 집속된 광신호를 감지하는 광 감지 모듈(130)을 포함하여 구성될 수 있다. 광 감지 모듈(130)에서 감지된 광신호는, 초고속 통신망을 통해 실시간으로 서버(200)에 송신될 수 있다.
서버(200)는, 라이다 센서부(100)가 레이저 스캐닝을 통해 수집한 스캐닝 데이터를 수신하여 3차원 월드맵을 생성하고 개별 디바이스(300)의 요청에 따라 3차원 월드맵을 공유할 수 있다. 여기서, 서버(200)는 5세대 이동통신과 같은 초고속 통신망을 이용해 라이다 센서부(100) 및 개별 디바이스(300)와 통신함으로써, 실시간으로 3차원 월드맵을 생성하고 공유할 수 있다.
여기서 5세대 이동통신(5G)은, 최대속도가 20Gbps에 달하는 이동통신 서비스로, 전 세대인 LTE의 최대 속도(1Gbps)보다 20배가량 빠르며 처리용량도 100배 많다. 또한, 초저지연성(지연시간 1㎳)과 초연결성이 강점으로 꼽히며 이를 토대로 가상현실(VR), 자율주행, 사물인터넷(IoT) 기술 등을 구현할 수 있어, 다양한 실시간(real-time) 인터랙티브(interactive) 멀티미디어 서비스를 사용하는 사용자들이 자연스러운 상호작용을 경험하는 데 필요한 기술이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 서버(200)는 초고속 통신망인 5G뿐만 아니라, 향후 출시될 차세대 이동통신(6G) 등의 초고속 통신망을 사용함으로써, 시간 지연 없이 실시간으로 월드맵을 구축하고 공유할 수 있다. 이하에서는, 도 6을 참조하여 서버(200)의 세부적인 구성에 대해서 상세히 설명하도록 한다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 라이다를 이용한 3차원 월드맵 공유 시스템에서, 서버(200)의 세부적인 구성을 도시한 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 라이다를 이용한 3차원 월드맵 공유 시스템의 서버(200)는, 데이터 수신부(210), 월드맵 구축부(220) 및 월드맵 공유부(230)를 포함하여 구성될 수 있다.
데이터 수신부(210)는, 복수의 라이다 센서부(100)로부터 레이저 스캐닝 데이터를 실시간으로 전송받을 수 있다. 여기서, 데이터 수신부(210)는, 5G 초고속 통신망을 이용해 라이다 센서부(100)의 광 감지 모듈(130)에서 감지된 광신호를 실시간으로 수신할 수 있다. 이때, 라이다 센서부(100)는 고정된 사회 기반 설비에 설치되므로, 데이터 수신부(210)는 고정된 위치의 라이다 센서부(100)로부터 안정적으로 스캐닝 데이터를 획득할 수 있다.
월드맵 구축부(220)는, 복수의 라이다 센서부(100)로부터 수신한 스캐닝 데이터를 이용해 3차원 월드맵을 구축할 수 있다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같은 여러 라이다 센서부(100)로부터 수신한 여러 스캐닝 데이터를 통합하여, 실시간으로 현실 세계와 동일한 가상의 3차원 디지털 지도를 생성할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 라이다를 이용한 3차원 월드맵 공유 시스템에 의해 구축된 3차원 월드맵의 모습을 예를 들어 도시한 도면이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 라이다를 이용한 3차원 월드맵 공유 시스템의 월드맵 구축부(220)는, 3차원 월드맵을 정확하게 실시간으로 구축할 수 있으며, 단일 장치가 주변의 일부 영역에 대해 로컬 월드맵을 생성하는 것과 상이하게, 라이다 센서부(100)가 설치된 전체 영역에 대해 글로벌 월드맵을 구축할 수 있다.
또한, 월드맵 구축부(220)는, 다양한 위치와 방향의 스캐닝 데이터를 사용하므로, 주행 중인 차량이나 AR 글라스와 같은 단일 장치에서 획득한 정보를 활용할 때보다 정확한 월드맵을 구축할 수 있다. 또한, 월드맵 구축부(220)는 서버(200)의 구성이므로, 차량이나 AR 글라스에 임베디드되어 한정된 자원을 사용할 필요가 없으므로, 충분한 자원을 투입해 신속하게 3차원 월드맵을 구축할 수 있다. 뿐만 아니라, 월드맵 구축부(220)는, 라이다 센서부(100)의 스캐닝 데이터를 이용하기 때문에, 차량의 번호판이나 사람 얼굴 등이 노출되지 않으므로 사생활 침해 우려가 없다.
한편, 데이터 수신부(210)는, 복수의 라이다 센서부(100)의 레이저 스캐닝 영역에 설치된 CCTV로부터 영상 데이터를 수신할 수 있다. 월드맵 구축부(220)는, 복수의 라이다 센서부(100)의 스캐닝 데이터로부터 구축된 3차원 월드맵에, 데이터 수신부(210)가 수신한 CCTV 영상 데이터에서 추출한 픽셀 단위의 색상 정보를 적용해 3차원 컬러 월드맵을 구축할 수 있다.
즉, 사생활 노출 위험을 제거하기 위해, 라이다 센서부(100)의 스캐닝 데이터를 이용해 월드맵을 구축하는 것이 바람직하나, 필요에 따라서는 CCTV 영상 데이터를 제한적으로 사용할 수도 있다. 이때, CCTV 영상 데이터에 포함된 객체 이미지를 그대로 사용하는 것이 아니라 각 픽셀의 색상을 추출해 사용하여, 사생활 침해 우려를 최소화할 수 있다. 또한, 데이터 수신부(210)가 CCTV 영상 데이터를 수신할 때에도 초고속 통신망을 사용해 실시간으로 정보를 수집하고, 영상 데이터와 라이다 센서부(100)의 스캐닝 데이터의 시각을 매칭하여 사용할 수 있다.
월드맵 공유부(230)는, 개별 디바이스(300)의 요청을 수신하면, 구축한 3차원 월드맵에서 개별 디바이스(300)의 위치에 대응되는 3차원 로컬 월드맵 데이터를 제공할 수 있다. 이때, 개별 디바이스(300)의 위치는 GPS나 이동통신망 등을 활용해 식별할 수 있으며, 월드맵 구축부(220)가 구축한 글로벌 월드맵 데이터 중에서 개별 디바이스(300)의 위치 주변 지역의 월드맵의 정보를 3차원 로컬 월드맵 데이터로 제공할 수 있다. 이때, 월드맵 공유부(230)는, 5G 초고속 통신망을 이용할 수 있으며, 개별 디바이스(300)에 제공하는 3차원 로컬 월드맵의 넓이 또는 크기는, 개별 디바이스(300)의 종류, 개별 디바이스(300)로부터 수신한 요청 내용 등에 따라 서로 다를 수 있다.
이와 같이, 월드맵 공유부(230)는, 개별 디바이스(300)에 3차원 글로벌 월드맵 전체를 제공하여 공유하는 것이 아니고, 필요한 로컬 월드맵 데이터만 공유하기 때문에, 개별 디바이스(300) 메모리와 통신망의 과부하를 줄일 수 있다. 또한, 개별 디바이스(300)에 여러 대의 카메라나 라이다 등을 설치하지 않아도 되므로, 개별 디바이스(300)를 경량화할 수 있고 발열도 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 가격도 낮출 수 있다.
특히, 착용형 증강현실 장치, 자율주행 차량 등 월드맵이 필요한 다양한 장치가 대중화되어 그 개수가 늘고 월드맵의 활용성이 높아지면, 본 발명의 일실시예에 따른 라이다를 이용한 3차원 월드맵 공유 시스템을 통해, 공공재 또는 공공서비스 형태로 3차원 월드맵을 제공하여, 연산 및 비용 효율성을 크게 높일 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명에서 제안하고 있는 라이다를 이용한 3차원 월드맵 공유 시스템에 따르면, 가로등, 이정표 등 고정된 사회 기반 설비에 설치된 복수의 라이다 센서부(100)의 스캐닝 데이터를 이용해 3차원 월드맵을 생성하고, 개별 디바이스(300)의 위치에 대응되는 3차원 로컬 월드맵 데이터를 제공해 월드맵을 공유함으로써, 개별 디바이스(300)에서 월드맵 생성을 위해 처리해야 할 연산량을 획기적으로 줄여 과부하를 줄이고, 안정적이고 정확도가 높으며 넓은 범위의 글로벌 월드맵 데이터를 활용할 수 있다.
또한, 본 발명에서 제안하고 있는 라이다를 이용한 3차원 월드맵 공유 시스템에 따르면, 라이다 센서부(100)를 고정된 사회 기반 설비에 설치하기 때문에 유지관리가 용이하고, 개별 디바이스(300)를 경량화할 수 있으며, 카메라 기반보다 사생활 노출 위험이 적다.
이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 라이다 센서부
110: 광 송신 모듈
120: 광 수신 모듈
130: 광 감지 모듈
200: 서버
210: 데이터 수신부
220: 월드맵 구축부
230: 월드맵 공유부
300: 개별 디바이스

Claims (8)

  1. 착용형 증강현실 장치에 3차원 월드맵을 제공하기 위한, 3차원 월드맵 공유 시스템으로서,
    가로등 및 이정표를 포함하는 고정된 사회 기반 설비에 설치되는 복수의 라이다 센서부(100); 및
    상기 라이다 센서부(100)가 레이저 스캐닝을 통해 수집한 스캐닝 데이터를 수신하여 3차원 월드맵을 생성하고 착용형 증강현실 장치의 요청에 따라 상기 3차원 월드맵을 공유하는 서버(200)를 포함하며,
    상기 라이다 센서부(100)는,
    레이저를 생성 및 조사하는 광 송신 모듈(110);
    현실 객체에 의해 산란된 광신호를 집속시키는 광 수신 모듈(120); 및
    상기 광 수신 모듈(120)에 의해 집속된 광신호를 감지하는 광 감지 모듈(130)을 포함하고,
    상기 서버(200)는,
    상기 복수의 라이다 센서부(100)로부터 레이저 스캐닝 데이터를 실시간으로 전송받는 데이터 수신부(210);
    상기 복수의 라이다 센서부(100)로부터 수신한 스캐닝 데이터를 이용해 3차원 글로벌 월드맵을 구축하는 월드맵 구축부(220); 및
    상기 착용형 증강현실 장치의 요청을 수신하면, 상기 구축한 3차원 글로벌 월드맵에서 상기 착용형 증강현실 장치의 위치에 대응되는 3차원 로컬 월드맵 데이터를 제공하는 월드맵 공유부(230)를 포함하며,
    상기 라이다 센서부(100)는,
    혼잡도가 임계값 이상인 영역에 대해, 적어도 둘 이상의 스캐닝 영역이 중첩되도록 설치되어, 객체를 빠뜨리지 않고 검출해 정확한 3차원 글로벌 월드맵을 생성할 수 있고,
    상기 혼잡도는,
    건물 밀집도, 차량 이동량 및 유동 인구를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상에 의해 결정되며,
    상기 데이터 수신부(210)는,
    상기 복수의 라이다 센서부(100)의 레이저 스캐닝 영역에 설치된 CCTV로부터 영상 데이터를 실시간으로 수신하고,
    상기 월드맵 구축부(220)는,
    상기 복수의 라이다 센서부(100)의 스캐닝 데이터로부터 구축된 3차원 월드맵에, 상기 데이터 수신부(210)가 수신한 CCTV 영상 데이터에 포함된 객체 이미지를 그대로 사용하지 않고, 상기 CCTV 영상 데이터에서 추출한 픽셀 단위의 색상 정보를 적용해 3차원 컬러 월드맵을 구축하며,
    상기 데이터 수신부(210) 및 상기 월드맵 공유부(230)는,
    5G 초고속 통신망을 이용하는 것을 특징으로 하는, 라이다를 이용한 3차원 월드맵 공유 시스템.
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