KR102526720B1 - 포인트 클라우드 데이터를 이용한 3차원 가상 환경 모델링 방법 및 이를 실행하는 서버 - Google Patents

포인트 클라우드 데이터를 이용한 3차원 가상 환경 모델링 방법 및 이를 실행하는 서버 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 가상 환경 모델링 서버는 실제 도로 중 대상 도로 구간에 대한 센싱 정보를 이용하여 상기 대상 도로 구간에 대한 3차원 점군 데이터를 생성하는 3차원 점군 데이터 생성부, 상기 3차원 점군 데이터를 이용하여 실제 도로와 동일한 도로 벡터 데이터 및 실제 도로의 시설물에 대한 시설물 벡터 데이터를 추출하는 도로 벡터 데이터 추출부, 상기 도로 벡터 데이터, 상기 시설물 벡터 데이터 및 상기 대상 도로 구간의 주변 환경 데이터를 이용하여 3차원 모델링을 실행하는 3차원 모델링부 및 상기 3차원 모델링한 결과에 최적화 엔진을 적용하여 상기 3차원 모델링한 결과를 상기 실제 도로에 매칭되도록 재설정하는 최적화 엔진 적용부를 포함한다.

Description

포인트 클라우드 데이터를 이용한 3차원 가상 환경 모델링 방법 및 이를 실행하는 서버{3D VIRTUAL ENVIRONMENT USING POINT COLUD DATA AND SERVER PERFORMING THEREOF}
본 발명은 포인트 클라우드 데이터를 이용한 3차원 가상 환경 모델링 방법 및 이를 실행하는 서버에 관한 것으로, 보다 구체적으로 실제 도로 스캔을 통해 가상현실 환경을 구축함으로써 사용자가 시뮬레이션할 수 있는 포인트 클라우드 데이터를 이용한 3차원 가상 환경 모델링 방법 및 이를 실행하는 서버에 관한 것이다.
전자지도는 지리적 정보를 기록하는 일종의 그래픽 언어 형식으로서, 사람들의 출행에 많은 편리를 도모하고 있다. 그러나, 전통적인 지도 제품들은 모두 2차원 지도 제품이다. 실제 응용에 있어서, 이러한 2차원 지도들에는 일정한 국한성이 존재한다.
예를 들어, 실제 도로에는 육교, 고랑길, 터널 등 복잡한 도로 구간이 존재한다. 이러한 복잡한 도로 구간은 공간상 일정한 엇갈림을 형성하며, 이러한 엇갈림은 2차원 지도로 표현하기 어렵다. 또한, 2차원 지도의 표현 형식은 직관적이지 못하여, 이해하기에 불편하다.
컴퓨터 그래픽, 3차원 시뮬레이션 기술, 가상 현실 기술 및 네트워크 통신 기술이 쾌속적으로 발전함에 따라 전통적인 2차원 전자지도에도 새로원 활력이 주입되고 있으며, 인터넷을 통해 실행되는 3차원 전자지도는 전자지도 발전의 하나의 중요한 방향이 되고 있다. 3차원 전자지도는 직관적인 지리적 실경 시뮤레이션을 통해 사용자에게 지도 검색, 출행 네비게이션 등 지도 기능을 제공한다. 또한, 3차원 지도에 있어서, 더욱 풍부한 인터렉션과 더욱 화려한 렌더링 기술을 실현할 수 있으며, 이로써 관련 제품에 더 넓은 상상의 공간을 제공한다.
기존의 3차원 전자지도에 있어서, 도로의 3차원 모델의 구축 방법은 인공 모델링 방식 및 자동 모델링 방식으로 구분될 수 있다. 인공 모델링 방식은 위성 영상 또는 에어리얼 이미지를 참조하여 3차원 그래픽 소프트웨어를 이용하여 수동으로 도로의 3차원 모델을 제작하는 것을 가리킨다.
상기와 같이, 이러한 모델링 방법은 효율이 그다지 높지 않다. 자동 모델링 방법은 카메라 또는 레이다 등 전문적인 수집 장치를 이용하여 모델링이 필요한 구역에 대해 기계 탑재 또는 차량 탑재 스캐닝을 진행한 다음 스캐닝된 데이터에 따라 자동으로 모델링하는 것을 가리킨다.
이러한 모델링 방식의 작업 효율은 현저히 향상되었으나, 카메라, 레이다 자체의 가격이 상당히 비싸다. 또한, 이러한 스캐닝을 한번 진행하는 비용도 아주 높다. 따라서, 자동 모델링 방식의 비용은 대다수의 전자지도 개발 업자들이 뒷걸음질치게 한다.
공개특허 제10-2018-0087947호(2018년08월03일) 등록특허 제10-2363501호(2022년02월11일) 공개특허 제10-2021-0151865호(2021년12월14일)
본 발명은 시뮬레이션의 이질감을 줄이기 위해 게임 엔진의 실시간 렌더링 기술을 도입하여 실제 테스트 도로 환경과 같은 3차원 가상현실 환경을 구축할 수 있도록 하는 포인트 클라우드 데이터를 이용한 3차원 가상 환경 모델링 방법 및 이를 실행하는 서버를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 실제 도로 스캔을 통해 가상현실 환경을 구축함으로써 사용자가 시뮬레이션할 수 있는 실제와 같은 도로맵을 구현함으로써 시험 비용을 절감하고 위험성을 감소할 수 있도록 하는 포인트 클라우드 데이터를 이용한 3차원 가상 환경 모델링 방법 및 이를 실행하는 서버를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 게임 엔진을 이용하여 광원, 그림자, 환경 등과 같은 실제 재질을 렌더링하여 실제 테스트 도로 환경을 표현할 수 있도록 하는 포인트 클라우드 데이터를 이용한 3차원 가상 환경 모델링 방법 및 이를 실행하는 서버를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 3차원 가상 환경 모델링 서버에서 실행되는 3차원 가상 환경 모델링 방법은 실제 도로 중 대상 도로 구간에 대한 센싱 정보를 이용하여 상기 대상 도로 구간에 대한 3차원 점군 데이터를 생성하는 단계, 상기 3차원 점군 데이터를 이용하여 실제 도로와 동일한 도로 벡터 데이터 및 실제 도로의 시설물에 대한 시설물 벡터 데이터를 추출하는 단계, 상기 도로 벡터 데이터, 상기 시설물 벡터 데이터 및 상기 대상 도로 구간의 주변 환경 데이터를 이용하여 3차원 모델링을 실행하는 단계 및 상기 3차원 모델링한 결과에 최적화 엔진을 적용하여 상기 3차원 모델링한 결과를 상기 실제 도로에 매칭되도록 재설정하는 단계를 포함한다.
또한, 이러한 목적을 달성하기 위한 3차원 가상 환경 모델링 서버는 실제 도로 중 대상 도로 구간에 대한 센싱 정보를 이용하여 상기 대상 도로 구간에 대한 3차원 점군 데이터를 생성하는 3차원 점군 데이터 생성부, 상기 3차원 점군 데이터를 이용하여 실제 도로와 동일한 도로 벡터 데이터 및 실제 도로의 시설물에 대한 시설물 벡터 데이터를 추출하는 도로 벡터 데이터 추출부, 상기 도로 벡터 데이터, 상기 시설물 벡터 데이터 및 상기 대상 도로 구간의 주변 환경 데이터를 이용하여 3차원 모델링을 실행하는 3차원 모델링부 및 상기 3차원 모델링한 결과에 최적화 엔진을 적용하여 상기 3차원 모델링한 결과를 상기 실제 도로에 매칭되도록 재설정하는 최적화 엔진 적용부를 포함한다.
전술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 시뮬레이션의 이질감을 줄이기 위해 게임 엔진의 실시간 렌더링 기술을 도입하여 실제 테스트 도로 환경과 같은 3차원 가상현실 환경을 구축할 수 있다는 장점이 있다.
또한 본 발명에 의하면, 실제 도로 스캔을 통해 가상현실 환경을 구축함으로써 사용자가 시뮬레이션할 수 있는 실제와 같은 도로맵을 구현함으로써 시험 비용을 절감하고 위험성을 감소할 수 있다는 장점이 있다.
또한 본 발명에 의하면, 게임 엔진을 이용하여 광원, 그림자, 환경 등과 같은 실제 재질을 렌더링하여 실제 테스트 도로 환경을 표현할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 포인트 클라우드 데이터를 이용한 3차원 가상 환경 모델링 시스템을 설명하기 위한 네트워크 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 가상 환경 모델링 서버의 내부 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 3차원 가상 환경 모델링 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 포인트 클라우드 데이터를 이용한 3차원 가상 환경 모델링 시스템을 설명하기 위한 네트워크 구성도이다.
도 1을 참조하면, 3차원 가상 환경 모델링 서버(100) 및 사용자 단말(200_1~200_N)을 포함한다.
3차원 가상 환경 모델링 서버(100)는 실제 도로에서 측정된 데이터를 이용하여 3차원 가상 환경을 모델링하는 서버이다.
먼저, 3차원 가상 환경 모델링 서버(100)는 실제 도로 중 대상 도로 구간을 주행하면서 대상 도로 구간에 대한 센싱 정보를 수신한 후 이를 이용하여 대상 도로 구간에 대한 3차원 점군 데이터를 생성한다.
일 실시예에서, 3차원 가상 환경 모델링 서버(100)는 대상 도로 구간(예를 들어, 도로 시설물 및 지형/지물)에 레이저 펄스를 제공한 후 도로 주변 객체로부터 반사 레이저 펄스를 수신하면, 레이저 펄스를 제공한 시점 및 반사 레이저 펄스를 수신한 시점 사이의 차이 시점을 이용하여 해당 도로 주변 객체와의 거리를 산출하여 3차원 좌표(X좌표, Y좌표 및 Z 좌표)를 획득한다. 따라서, 3차원 가상 환경 모델링 서버(100)는 도로 주변 객체의 3차원 좌표를 이용하여 도로에 대한 3차원 점군 데이터를 생성한다
상기의 3차원 가상 환경 모델링 서버(100)는 동일한 대상 도로 구간에 대해서 특정 횟수 동안 각각의 센싱 정보를 수신하고, 이를 이용하여 대상 도로 구간에 대한 복수의 3차원 점군 데이터를 생성한다. 상기의 대상 도로 구간에는 도로 특징에 따른 정합점이 미리 형성되어 있을 수 있다.
따라서, 상기의 3차원 가상 환경 모델링 서버(100)는 대상 도로 구간에 대한 복수의 3차원 점군 데이터를 생성할 때 대상 도로 특징에 따른 정합점을 보정하면서 복수의 3차원 점군 데이터를 생성한다.
일 실시예에서, 3차원 가상 환경 모델링 서버(100)는 곡선 구간, 경사 구간 등 도로 변동 구간에 정합점을 추가하면서 복수의 3차원 점군 데이터를 생성할 수 있다.
3차원 가상 환경 모델링 서버(100)는 복수의 3차원 점군 데이터 각각의 3차원 좌표 사이의 오차 값을 분석하고, 오차 값이 미리 결정된 오차 값 범위를 초과하는지 여부에 따라 오차 값에 대한 정합을 실행한다.
상기와 같이, 3차원 가상 환경 모델링 서버(100)는 대상 도로 구간에 대한 복수의 3차원 점군 데이터를 생성한 후, 복수의 3차원 점군 데이터를 가시화 및 도로 시설물 객체 추출을 구현한다.
또한, 3차원 가상 환경 모델링 서버(100)는 대상 도로 구간에 대한 복수의 3차원 점군 데이터를 이용하여 실제 도로의 시설물 벡터 데이터를 추출한다.
예를 들어, 3차원 가상 환경 모델링 서버(100)는 대상 도로 구간에 대한 복수의 3차원 점군 데이터를 이용하여 가로등, 표지판, 도로 연석 등 시설물에 대한 시설물 벡터 데이터를 추출할 수 있다.
일 실시예에서, 3차원 가상 환경 모델링 서버(100)는 대상 도로 구간에 대한 3차원 점군 데이터 각각을 좌표 상에 표시하고, 좌표 상의 거리가 미리 결정된 시설물 거리 범위에 해당되면 좌표 상의 거리를 이용하여 위치 및 높이를 결정하여 시설물 벡터 데이터를 추출할 수 있다.
다른 일 실시예에서, 3차원 가상 환경 모델링 서버(100)는 대상 도로 구간에 대한 3차원 점군 데이터 각각을 좌표 상에 표시하고, 좌표를 연결하여 점형, 선형, 면형 등과 같은 데이터로 시설물 벡터 데이터를 추출할 수 있다.
상기와 같이, 3차원 가상 환경 모델링 서버(100)는 대상 도로 구간에 대한 복수의 3차원 점군 데이터를 이용하여 실제 도로와 동일한 도로 벡터 데이터 및 시설물 벡터 데이터를 추출한 후 메쉬화한다.
그 후, 3차원 가상 환경 모델링 서버(100)는 메쉬된 데이터 중 메쉬되는 위치에 따라 단계별로 나누어 경량화하여 경량화된 모델링 데이터를 생성하고, 경량화된 모델링 데이터에 LOD(Level of Detail)를 단계 별로 제작하여 소스 파일로 준비한다.
이때, LOD는 사용자 시점으로부터 거리에 따라 객체의 정밀도 및 해상도를 단계적으로 표현하는 기술이다. 따라서, 3차원 가상 환경 모델링 서버(100)는 경량화된 모델링 데이터에 LOD를 단계 별로 제작함으로써 실제 데이터보다 적은 용량의 데이터를 가시화함으로써 데이터 가시화 속도를 향상시키고 사용자의 하드웨어 사용을 최소화할 수 있다.
그 후, 3차원 가상 환경 모델링 서버(100)는 상기 3차원 모델링한 결과에 최적화 엔진을 적용하여 상기 3차원 모델링한 결과를 상기 실제 도로에 매칭되도록 재설정한다.
이를 위해, 3차원 가상 환경 모델링 서버(100)는 3차원 모델링된 도로 및 3차원 모델링된 시설물을 배치하여 씬(Scene)을 구축하고, 도로 외 주변 배경을 제작하여 최적화 엔진을 설정한다.
일 실시예에서, 3차원 가상 환경 모델링 서버(100)는 구축된 씬에서 속성 별로 레이어를 분류하여 레이어 별 렌더링 유무를 사용자 단말(200_1~200_N)로부터 수신한 후 렌더링 대상 레이어만이 렌더링되도록 한다. 이때, 속성 별 레이어는 도로 데이터, 빌딩 데이터, 환경 데이터 및 통합 데이터를 포함한다.
다른 일 실시예에서, 3차원 가상 환경 모델링 서버(100)는 구축된 씬에 날씨 및 시간대 별 환경 정보를 적용한다. 이때, 3차원 가상 환경 모델링 서버(100)는 셰이더가 적용한 메트리얼을 날씨에 따라 변경하여 적용할 수 있다. 종래에는 파티클로 처리하여 물리 계산 연산량이 많아 많은 양의 리소스를 필요로 하였으나, 셰에더로 처리 시 물리 계산이 없기 때문에 적은 리소스로 구현이 가능하다.
사용자 단말(200_1~200_N)은 대상 도로 구간에 대한 3차원 가상 환경을 모델링한 후 최적화 엔진에 적용할 때 최적화 엔진을 설정하기 위한 정보를 3차원 가상 환경 모델링 서버(100)에 제공한다.
일 실시예에서, 사용자 단말(200_1~200_N)은 3차원 가상 환경 모델링 서버(100)에 의해 구축된 씬에서 속성 별로 레이어가 분류되면 레이어 별 렌더링 유무를 결정한 후 렌더링 유무에 대한 정보를 3차원 가상 환경 모델링 서버(100)에 제공한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 가상 환경 모델링 서버의 내부 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 3차원 가상 환경 모델링 서버(100)는 3차원 점군 데이터 생성부(110), 도로 벡터 데이터 추출부(120), 시설물 벡터 데이터 추출부(130), 3차원 모델링부(140) 및 최적화 엔진 적용부(150)를 포함한다.
3차원 점군 데이터 생성부(110)는 실제 도로 중 대상 도로 구간을 주행하면서 대상 도로 구간에 대한 센싱 정보를 수신한 후 이를 이용하여 대상 도로 구간에 대한 3차원 점군 데이터를 생성한다.
일 실시예에서, 3차원 점군 데이터 생성부(110)는 대상 도로 구간(예를 들어, 도로 시설물 및 지형/지물)에 레이저 펄스를 제공한 후 도로 주변 객체로부터 반사 레이저 펄스를 수신하면, 레이저 펄스를 제공한 시점 및 반사 레이저 펄스를 수신한 시점 사이의 차이 시점을 이용하여 해당 도로 주변 객체와의 거리를 산출하여 3차원 좌표(X좌표, Y좌표 및 Z 좌표)를 획득한다.
3차원 점군 데이터 생성부(110)는 도로 주변 객체의 3차원 좌표를 이용하여 도로에 대한 3차원 점군 데이터를 생성한다.
상기의 3차원 점군 데이터 생성부(110)는 동일한 대상 도로 구간에 대해서 특정 횟수 동안 각각의 센싱 정보를 수신하고, 이를 이용하여 대상 도로 구간에 대한 복수의 3차원 점군 데이터를 생성한다. 상기의 대상 도로 구간에는 도로 특징에 따른 정합점이 미리 형성되어 있을 수 있다.
따라서, 상기의 3차원 점군 데이터 생성부(110)는 대상 도로 구간에 대한 복수의 3차원 점군 데이터를 생성할 때 대상 도로 특징에 따른 정합점을 보정하면서 복수의 3차원 점군 데이터를 생성한다.
일 실시예에서, 3차원 점군 데이터 생성부(110)는 곡선 구간, 경사 구간 등 도로 변동 구간에 정합점을 추가하면서 복수의 3차원 점군 데이터를 생성할 수 있다.
3차원 점군 데이터 생성부(110)는 복수의 3차원 점군 데이터 각각의 3차원 좌표 사이의 오차 값을 분석하고, 오차 값이 미리 결정된 오차 값 범위를 초과하는지 여부에 따라 오차 값에 대한 정합을 실행한다.
도로 벡터 데이터 추출부(120)는 대상 도로 구간에 대한 복수의 3차원 점군 데이터를 생성한다.
시설물 벡터 데이터 추출부(130)는 대상 도로 구간에 대한 복수의 3차원 점군 데이터를 이용하여 실제 도로의 시설물 벡터 데이터를 추출한다.
예를 들어, 시설물 벡터 데이터 추출부(130)는 대상 도로 구간에 대한 복수의 3차원 점군 데이터를 이용하여 가로등, 표지판, 도로 연석 등 시설물에 대한 시설물 벡터 데이터를 추출할 수 있다.
일 실시예에서, 시설물 벡터 데이터 추출부(130)는 대상 도로 구간에 대한 3차원 점군 데이터 각각을 좌표 상에 표시하고, 좌표 상의 거리가 미리 결정된 시설물 거리 범위에 해당되면 좌표 상의 거리를 이용하여 위치 및 높이를 결정하여 시설물 벡터 데이터를 추출할 수 있다.
다른 일 실시예에서, 시설물 벡터 데이터 추출부(130)는 대상 도로 구간에 대한 3차원 점군 데이터 각각을 좌표 상에 표시하고, 좌표를 연결하여 점형, 선형, 면형 등과 같은 데이터로 시설물 벡터 데이터를 추출할 수 있다.
3차원 모델링부(140)는 대상 도로 구간에 대한 복수의 3차원 점군 데이터를 이용하여 실제 도로와 동일한 도로 벡터 데이터 및 시설물 벡터 데이터를 추출한 후 메쉬화한다.
그 후, 3차원 모델링부(140)는 메쉬된 데이터 중 메쉬되는 위치에 따라 단계별로 나누어 경량화하여 경량화된 모델링 데이터를 생성하고, 경량화된 모델링 데이터에 LOD(Level of Detail)를 단계 별로 제작하여 소스 파일로 준비한다.
이때, LOD는 사용자 시점으로부터 거리에 따라 객체의 정밀도 및 해상도를 단계적으로 표현하는 기술이다. 따라서, 3차원 모델링부(140)는 경량화된 모델링 데이터에 LOD를 단계 별로 제작함으로써 실제 데이터보다 적은 용량의 데이터를 가시화함으로써 데이터 가시화 속도를 향상시키고 사용자의 하드웨어 사용을 최소화할 수 있다.
그 후, 최적화 엔진 적용부(150)는 상기 3차원 모델링한 결과에 최적화 엔진을 적용하여 상기 3차원 모델링한 결과를 상기 실제 도로에 매칭되도록 재설정한다.
이를 위해, 최적화 엔진 적용부(150)는 3차원 모델링된 도로 및 3차원 모델링된 시설물을 배치하여 씬(Scene)을 구축하고, 도로 외 주변 배경을 제작하여 최적화 엔진을 설정한다.
일 실시예에서, 최적화 엔진 적용부(150)는 구축된 씬에서 속성 별로 레이어를 분류하여 레이어 별 렌더링 유무를 사용자 단말(200_1~200_N)로부터 수신한 후 렌더링 대상 레이어만이 렌더링되도록 한다. 이때, 속성 별 레이어는 도로 데이터, 빌딩 데이터, 환경 데이터 및 통합 데이터를 포함한다.
다른 일 실시예에서, 최적화 엔진 적용부(150)는 구축된 씬에 날씨 및 시간대 별 환경 정보를 적용한다. 이때, 최적화 엔진 적용부(150)는 셰이더가 적용한 메트리얼을 날씨에 따라 변경하여 적용할 수 있다. 종래에는 파티클로 처리하여 물리 계산 연산량이 많아 많은 양의 리소스를 필요로 하였으나, 셰에더로 처리 시 물리 계산이 없기 때문에 적은 리소스로 구현이 가능하다.
도 3은 본 발명에 따른 3차원 가상 환경 모델링 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 3차원 가상 환경 모델링 서버(100)는 실제 도로 중 대상 도로 구간에 대한 센싱 정보를 이용하여 상기 대상 도로 구간에 대한 3차원 점군 데이터를 생성한다(단계 S310).
단계 S310에 대한 일 실시예에서, 3차원 가상 환경 모델링 서버(100)는 도 4와 같이 대상 도로 구간(예를 들어, 도로 시설물 및 지형/지물)에 레이저 펄스를 제공한 후 도로 주변 객체로부터 반사 레이저 펄스를 수신하면, 레이저 펄스를 제공한 시점 및 반사 레이저 펄스를 수신한 시점 사이의 차이 시점을 이용하여 해당 도로 주변 객체와의 거리를 산출하여 3차원 좌표(X좌표, Y좌표 및 Z 좌표)를 획득한다. 따라서, 3차원 가상 환경 모델링 서버(100)는 도로 주변 객체의 3차원 좌표를 이용하여 도로에 대한 3차원 점군 데이터를 생성한다.
상기의 대상 도로 구간에는 도로 특징에 따른 정합점이 미리 형성되어 있을 수 있다. 따라서, 상기의 3차원 가상 환경 모델링 서버(100)는 대상 도로 구간에 대한 복수의 3차원 점군 데이터를 생성할 때 대상 도로 특징에 따른 정합점을 보정하면서 복수의 3차원 점군 데이터를 생성한다.
예를 들어, 3차원 가상 환경 모델링 서버(100)는 곡선 구간, 경사 구간 등 도로 변동 구간에 정합점을 추가하면서 복수의 3차원 점군 데이터를 생성할 수 있다.
따라서, 3차원 가상 환경 모델링 서버(100)는 복수의 3차원 점군 데이터 각각의 3차원 좌표 사이의 오차 값을 분석하고, 오차 값이 미리 결정된 오차 값 범위를 초과하는지 여부에 따라 오차 값에 대한 정합을 실행한다.
3차원 가상 환경 모델링 서버(100)는 상기 3차원 점군 데이터를 이용하여 실제 도로와 동일한 도로 벡터 데이터 및 실제 도로의 시설물에 대한 시설물 벡터 데이터를 추출한다(단계 S320).
단계 S320에 대한 일 실시예에서, 3차원 가상 환경 모델링 서버(100)는 대상 도로 구간에 대한 3차원 점군 데이터 각각을 좌표 상에 표시하고, 좌표 상의 거리가 미리 결정된 시설물 거리 범위에 해당되면 좌표 상의 거리를 이용하여 위치 및 높이를 결정하여 시설물 벡터 데이터를 추출할 수 있다.
단계 S320에 대한 다른 일 실시예에서, 시설물 벡터 데이터 추출부(130)는 대상 도로 구간에 대한 3차원 점군 데이터 각각을 좌표 상에 표시하고, 좌표를 연결하여 점형, 선형, 면형 등과 같은 데이터로 시설물 벡터 데이터를 추출할 수 있다.
예를 들어, 시설물 벡터 데이터 추출부(130)는 가로등 벡터 데이터를 추출할 수 있고, 가로등 벡터 데이터를 추출할 수 있고, 도로 연석 벡터 데이터를 추출할 수 있다.
3차원 가상 환경 모델링 서버(100)는 도로 벡터 데이터, 상기 시설물 벡터 데이터 및 상기 대상 도로 구간의 주변 환경 데이터를 이용하여 3차원 모델링을 실행한다(단계 S330).
3차원 가상 환경 모델링 서버(100)는 상기 3차원 모델링한 결과에 최적화 엔진을 적용하여 상기 3차원 모델링한 결과를 상기 실제 도로에 매칭되도록 재설정한다(단계 S340).
한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 3차원 가상 환경 모델링 서버,
110: 3차원 점군 데이터 생성부,
120: 도로 벡터 데이터 추출부,
130: 시설물 벡터 데이터 추출부,
140: 3차원 모델링부,
150: 최적화 엔진 적용부
200: 사용자 단말,

Claims (8)

  1. 3차원 가상 환경 모델링 서버에서 실행되는 3차원 가상 환경 모델링 방법에 있어서,
    대상 도로 구간에 레이저 펄스를 제공한 후 도로 주변 객체로부터 반사 레이저 펄스를 수신하면, 레이저 펄스를 제공한 시점 및 반사 레이저 펄스를 수신한 시점 사이의 차이 시점을 이용하여 해당 도로 주변 객체와의 거리를 산출하여 3차원 좌표를 획득하는 단계;
    상기 3차원 좌표를 이용하여 도로에 대한 3차원 점군 데이터를 생성할 때 대상 도로 특징에 따라 곡선 구간, 경사 구간 및 도로 변동 구간에 정합점을 추가하면서 3차원 점군 데이터를 생성하는 단계;
    3차원 점군 데이터 각각의 3차원 좌표 사이의 오차 값을 분석하고, 오차 값이 미리 결정된 오차 값 범위를 초과하는지 여부에 따라 오차 값에 대한 정합을 실행하는 단계;
    상기 대상 도로 구간에 대한 3차원 점군 데이터 각각을 좌표 상에 표시하고, 좌표 상의 거리가 미리 결정된 시설물 거리 범위에 해당되면 좌표 상의 거리를 이용하여 위치 및 높이를 결정하여 시설물 벡터 데이터를 추출하거나 좌표를 연결하여 점형, 선형 및 면형 중 적어도 하나의 데이터로 시설물 벡터 데이터를 추출하는 단계;
    상기 대상 도로 구간에 대한 복수의 3차원 점군 데이터를 이용하여 실제 도로와 동일한 도로 벡터 데이터 및 시설물 벡터 데이터를 추출한 후 메쉬화하고, 상기 메쉬된 데이터 중 메쉬되는 위치에 따라 단계별로 나누어 경량화하여 경량화된 모델링 데이터를 생성하고, 경량화된 모델링 데이터에 LOD(Level of Detail)를 단계 별로 제작하여 소스 파일로 준비하는 단계; 및
    3차원 모델링된 도로 및 3차원 모델링된 시설물을 배치하여 씬(Scene)을 구축하고, 상기 구축된 씬에서 속성 별로 레이어를 분류한 후 사용자 단말로부터 레이어 별 렌더링 유무를 수신하고, 상기 사용자 단말로부터 수신된 레이어 별 렌더링 유무를 기초로 렌더링 대상 레이어만 렌더링하고, 구축된 씬에 셰이더가 적용한 메트리얼을 날씨에 따라 변경하여 날씨 및 시간 대 별 환경 정보를 적용하여 최적화 엔진을 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
    포인트 클라우드 데이터를 이용한 3차원 가상 환경 모델링 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 3차원 가상 환경 모델링 서버에 있어서,
    대상 도로 구간에 에 레이저 펄스를 제공한 후 도로 주변 객체로부터 반사 레이저 펄스를 수신하면, 레이저 펄스를 제공한 시점 및 반사 레이저 펄스를 수신한 시점 사이의 차이 시점을 이용하여 해당 도로 주변 객체와의 거리를 산출하여 3차원 좌표를 획득하고 상기 3차원 좌표를 이용하여 도로에 대한 3차원 점군 데이터를 생성할 때 대상 도로 특징에 따라 곡선 구간, 경사 구간 및 도로 변동 구간에 정합점을 추가하면서 3차원 점군 데이터를 생성하고, 3차원 점군 데이터 각각의 3차원 좌표 사이의 오차 값을 분석하고, 오차 값이 미리 결정된 오차 값 범위를 초과하는지 여부에 따라 오차 값에 대한 정합을 실행하는 3차원 점군 데이터 생성부;
    대상 도로 구간에 대한 3차원 점군 데이터 각각을 좌표 상에 표시하고, 좌표 상의 거리가 미리 결정된 시설물 거리 범위에 해당되면 좌표 상의 거리를 이용하여 위치 및 높이를 결정하여 시설물 벡터 데이터를 추출하거나 좌표를 연결하여 점형, 선형 및 면형 중 적어도 하나의 데이터로 시설물 벡터 데이터를 추출하는 도로 벡터 데이터 추출부;
    대상 도로 구간에 대한 복수의 3차원 점군 데이터를 이용하여 실제 도로와 동일한 도로 벡터 데이터 및 시설물 벡터 데이터를 추출한 후 메쉬화하고, 상기 메쉬된 데이터 중 메쉬되는 위치에 따라 단계별로 나누어 경량화하여 경량화된 모델링 데이터를 생성하고, 경량화된 모델링 데이터에 LOD(Level of Detail)를 단계 별로 제작하여 소스 파일로 준비하는 3차원 모델링부;
    상기 3차원 모델링한 결과에 최적화 엔진을 적용하여 상기 3차원 모델링한 결과를 상기 실제 도로에 매칭되도록 재설정하는 최적화 엔진 적용부를 포함하고,
    상기 최적화 엔진 적용부는
    3차원 모델링된 도로 및 3차원 모델링된 시설물을 배치하여 씬(Scene)을 구축하고, 상기 구축된 씬에서 속성 별로 레이어를 분류한 후 사용자 단말로부터 레이어 별 렌더링 유무를 수신하고, 상기 사용자 단말로부터 수신된 레이어 별 렌더링 유무를 기초로 렌더링 대상 레이어만 렌더링하고, 구축된 씬에 셰이더가 적용한 메트리얼을 날씨에 따라 변경하여 날씨 및 시간 대 별 환경 정보를 적용하여 최적화 엔진을 설정하는 것을 특징으로 하는
    포인트 클라우드 데이터를 이용한 3차원 가상 환경 모델링 서버.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
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