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KR102228047B1 - 지하 매설물 관리를 위한 증강현실 기반의 위치 정합 표시 장치 및 방법 - Google Patents

지하 매설물 관리를 위한 증강현실 기반의 위치 정합 표시 장치 및 방법 Download PDF

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KR102228047B1
KR102228047B1 KR1020200080276A KR20200080276A KR102228047B1 KR 102228047 B1 KR102228047 B1 KR 102228047B1 KR 1020200080276 A KR1020200080276 A KR 1020200080276A KR 20200080276 A KR20200080276 A KR 20200080276A KR 102228047 B1 KR102228047 B1 KR 102228047B1
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KR
South Korea
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augmented reality
underground
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image
display means
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KR1020200080276A
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전대원
황유리
정진욱
박형석
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(주)포미트
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Abstract

본 발명은 지하 매설물 위치를 표시하는 수단들의 위치 정보와 실제 지하 매설물의 위치와의 오차를 보정하여 증강현실 기반의 위치 정합 표시를 하는 것에 의해 지하 매설물의 관리 효율성을 높일 수 있도록 한 지하 매설물 관리를 위한 증강현실 기반의 위치 정합 표시 장치 및 방법에 관한 것으로, 지하 매설물 관리를 위한 현장 이미지 촬상을 하고, 증강현실 어플리케이션을 실행하여 지하매설물 관리서버로부터 받은 지하매설물 정보를 기준으로 증강현실 이미지 이동 제어 및 지하매설물 표시위치 변경 제어를 통한 위치 정합을 하여 증강현실 기반으로 지하매설물을 표시하는 증강현실 기반 지하매설물 관리 단말;지하매설물정보 제공 서버로부터 표시수단 위치 정보 수집 및 지하매설물 정보를 수집하여 표시수단이 포함된 이미지 데이터 셋을 학습하여 지하매설물 정보 DB를 구축하고, 증강현실 기반 지하매설물 관리 단말로부터 전송받은 현장 이미지를 분석하여 위치 판단을 하고, 위치정보 보정결과를 반영하는 지하매설물 관리서버;를 포함하는 것이다.

Description

지하 매설물 관리를 위한 증강현실 기반의 위치 정합 표시 장치 및 방법{Augmented Reality based Location Matching Device and Method for Underground Facilities Management}
본 발명은 지하 매설물 관리에 관한 것으로, 구체적으로 지하 매설물 위치를 표시하는 수단들의 위치 정보와 실제 지하 매설물의 위치와의 오차를 보정하여 증강현실 기반의 위치 정합 표시를 하는 것에 의해 지하 매설물의 관리 효율성을 높일 수 있도록 한 지하 매설물 관리를 위한 증강현실 기반의 위치 정합 표시 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 공공시설, 도로, 아파트 등의 부지에 가스 배관이나 그 밖의 케이블 등을 매립할 때 지상에서 그 매립물의 위치와 방향을 알 수 없기 때문에 일정 거리마다 지하매설물의 위치와 방향을 표시하기 위한 표시못을 설치하고 있다.
특히, 도로, 공동주택, 아파트 등의 부지나 도로에 도시 가스배관을 매립하는 경우에는 표시못을 의무적으로 설치하여야 하며, 가스관의 길이 50m마다 한 개 이상의 표시못을 설치하되, 주요 분기점, 굴곡지점 및 그 주위 50cm 이내에 설치하도록 법적으로 규정하고 있다.
한편, 상수도관, 하수도관, 가스관, 통신선, 전력선 등을 포함하는 지하시설물의 위치파악 방식은 도면을 이용한 방법, GIS를 이용한 방법, 무선 식별 시스템(RFID; radio frequency indentification system)을 이용하는 방법 등이 있다.
이러한 지하시설물의 위치파악 방법의 경우 도면을 이용하는 방법은 휴대가 불편할 뿐만 아니라 열람이 어려운 문제점이 있고, GIS를 이용한 방법은 현장에서 확인하는데 어려운 문제점이 있으며, 무선 식별 시스템(RFID)을 이용한 방법의 경우 모든 지하시설물에 태그를 부착해야하는 등의 많은 초기구축비용 및 기간이 소요되는 문제점이 있다.
더욱이, 지하시설물의 위치는 지자체 소유로 비공개되고 있으며, 이에 따라 관련 업무 수행자의 관리업무와 공사업무 수행자에게는 정확한 위치 파악이 중요함에도 불구하고, 잘못된 위치 선정으로 수도관파열, 가스폭발사고와 같은 크고 작은 사고와 불편함이 지속되고 있다.
그리고 스마트 기기의 활성화로 인하여 사회기반 시설에 대한 스마트 기기의 활용 영역이 넓어짐에 따라, 지하매설물에 대한 IT 접목 기술들에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 지하매설물은 눈에 보이지 않는다는 비가시적인 특징을 지니기 있기 때문에 지하매설물에 대한 효율적인 관리를 위해서 증강현실(Augmented Reality)을 융합한 관리 시스템의 연구가 요구되고 있다.
하지만, 지금까지 개발되고 있는 증강현실(Augmented Reality)을 융합한 지하매설물 관리 기술들은 위치 정보 오류 등의 여러가지 문제가 있어 현장에서 상용되지 못하고 있다.
GPS 정보의 오차로 인해 Geo-located AR에서는 정확한 GPS 데이터를 가진 지하매설물 모델을 실제 위치와 다른 곳에 생성하여 실제와의 괴리가 생기는 경우가 많다.
따라서, 현장에서 직관적으로 지하 시설물의 위치를 파악하고 이를 활용할 수 있도록 하는 새로운 기술의 개발이 요구되고 있다.
대한민국 등록특허 제10-1450133호 대한민국 등록특허 제10-1265834호 대한민국 등록특허 제10-0992619호
본 발명은 종래 기술의 지하 매설물 관리 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 지하 매설물 위치를 표시하는 수단들의 위치 정보와 실제 지하 매설물의 위치와의 오차를 보정하여 증강현실 기반의 위치 정합 표시를 하는 것에 의해 지하 매설물의 관리 효율성을 높일 수 있도록 한 지하 매설물 관리를 위한 증강현실 기반의 위치 정합 표시 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 한국도로공사,가스공사,수자원공사 등의 지하매설물을 관리하는 공공기관에서 지하매설물의 위치에 설치하는 표시못,표시석, 표시판 등의 표시 수단들의 위치 정보를 제공받아 딥러닝 모델을 통하여 이미지 데이터 셋을 DB화하여 현장에서의 활용성을 높인 지하 매설물 관리를 위한 증강현실 기반의 위치 정합 표시 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 현장에서 모바일 증강현실 앱을 통하여 실시간으로 생성되는 이미지를 지하매설물 관리서버로 전송하면 지하매설물 관리서버에서 딥러닝 모델을 통해 표시 수단들의 위치 정보의 정확성을 판단하여 해당 현장의 지하시설물을 증강현실 기반으로 정확하게 표시할 수 있도록 한 지하 매설물 관리를 위한 증강현실 기반의 위치 정합 표시 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 지하매설물 관리서버에서 제공받은 표시 수단들의 이미지 데이터 셋에서의 위치 정보와 모바일 증강현실 앱에 구현되어 있는 지하매설물 GIS와의 정합 여부를 판단하여 실제 위치로 정합하여 표시하고 이를 지하매설물 관리서버에 저장할 수 있도록 한 지하 매설물 관리를 위한 증강현실 기반의 위치 정합 표시 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 실시간으로 획득하는 영상 이미지의 밝기 보정 또는 표시 수단들의 강조 표시에 의해 밤시간대의 지하매설물의 관리시에 증강현실의 활용 가능성을 높일 수 있도록 한 지하 매설물 관리를 위한 증강현실 기반의 위치 정합 표시 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 지하 매설물 관리를 위한 증강현실 기반의 위치 정합 표시 장치는 지하 매설물 관리를 위한 현장 이미지 촬상을 하고, 증강현실 어플리케이션을 실행하여 지하매설물 관리서버로부터 받은 지하매설물 정보를 기준으로 증강현실 이미지 이동 제어 및 지하매설물 표시위치 변경 제어를 통한 위치 정합을 하여 증강현실 기반으로 지하매설물을 표시하는 증강현실 기반 지하매설물 관리 단말;지하매설물정보 제공 서버로부터 표시수단 위치 정보 수집 및 지하매설물 정보를 수집하여 표시수단이 포함된 이미지 데이터 셋을 학습하여 지하매설물 정보 DB를 구축하고, 증강현실 기반 지하매설물 관리 단말로부터 전송받은 현장 이미지를 분석하여 위치 판단을 하고, 위치정보 보정결과를 반영하는 지하매설물 관리서버;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 지하매설물 관리서버는, 지하매설물정보 제공 서버로부터 표시수단 위치 정보를 수집하는 표시 수단 위치정보 수집부와,지하매설물정보 제공 서버로부터 지하매설물 정보를 수집하는 지하매설물 정보 수집부와,지하매설물 정보 DB를 구축할 수 있도록 표시수단이 포함된 이미지 데이터 셋을 학습하는 이미지 데이터 셋 학습부와,이미지 데이터 셋 학습부에서 학습된 결과를 저장하여 지하매설물 정보 DB를 구축하는 지하매설물 정보 DB와,증강현실 기반 지하매설물 관리 단말로부터 전송받은 촬상 이미지를 분석하여 표시 수단들의 위치 판단을 하는 이미지 분석 및 위치 정보 판단부와,이미지 분석 및 위치 정보 판단부의 판단에 의해 증강현실 기반 지하매설물 관리 단말에서 이루어지는 위치정보 보정결과를 반영하여 저장하는 위치정보 보정결과 반영부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 지하매설물 정보 DB에서 데이터의 중복 제거 및 오류 정정을 하기 위한 별도의 작업을 수행하지 않고, 위치정보 보정결과 반영부를 통하여 실제 현장에서 사용하면서 오류 정정이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 한다.
그리고 증강현실 기반 지하매설물 관리 단말은, 지하 매설물 관리를 위한 현장 이미지 촬상을 하는 이미지 촬상부와,지하매설물 관리서버로부터 받은 지하매설물 위치 정보를 기준으로 증강현실 이미지 이동 제어를 하는 증강현실 이미지 이동 제어부와,표시 수단의 위치와 증강현실로 표시되는 지하 시설물의 위치가 일치하지 않는 경우에 이미지상의 표시 수단을 기준으로 증강현실로 표시되는 지하매설물의 위치를 이동시켜 일치시키는 지하매설물 표시위치 변경 제어부와,증강현실 이미지 이동 제어 및 지하매설물 표시위치 변경 제어에 따른 정합 정보를 지하매설물 관리서버로 전송하는 위치 정합 정보 전송부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 이미지 촬상부의 촬상시에 촬상 조도가 기준값보다 낮은 경우에는 모바일 증강현실 앱을 통하여 실시간으로 획득하는 영상 이미지에서 표시 수단의 밝기를 보정하여 표시 수단의 시인성을 높이는 영상 이미지 명암 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 이미지 촬상부의 촬상시에 촬상 조도가 기준값보다 낮은 경우에는 모바일 증강현실 앱을 통하여 실시간으로 획득하는 영상 이미지에서 표시 수단을 확대 표시하거나, 표시 수단들의 강조 표시를 하는 표시수단 확대 및 강조 표시 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 지하 매설물 관리를 위한 증강현실 기반의 위치 정합 표시 방법은 지하매설물 관리서버에서 표시수단 위치 정보 수집 및 지하매설물 정보를 수집하여 표시수단이 포함된 이미지 데이터 셋을 학습하여 지하매설물 정보 DB를 구축하는 단계;증강현실 기반 지하매설물 관리 단말의 모바일 증강현실 앱에서 실시간으로 생성되는 이미지를 지하매설물 관리서버로 전송하는 단계;지하매설물 관리서버에서 이미지에서의 표시 수단들의 위치와 저장되어 있는 이미지 데이터 셋에서의 표시수단 위치 정보를 비교하여 일치여부를 판단하는 단계;이미지에서의 표시 수단들의 위치와 저장되어 있는 이미지 데이터 셋에서의 표시수단 위치 정보가 일치하지 않으면, 지하매설물 관리서버로부터 받은 지하매설물 위치 정보를 기준으로 모바일 증강현실 앱상에서의 현장 이미지인 제 1 이미지를 이동시켜 저장되어 있는 표시 수단들의 이미지 데이터 셋에서의 위치 정보와 실제 이미지상에서의 표시 수단들의 위치를 일치시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 표시 수단의 위치와 증강현실로 표시되는 지하 시설물의 위치가 일치하지 않는 경우에는 이미지상의 표시 수단을 기준으로 증강현실로 표시되는 제 2 이미지의 지하매설물의 위치를 이동시켜 일치시키는 것을 특징으로 한다.
그리고 증강현실 기반 지하매설물 관리 단말의 모바일 증강현실 앱에서 실시간으로 생성되는 이미지를 지하매설물 관리서버로 전송하는 단계에서, 이미지 촬상시에 촬상 조도가 기준값보다 낮은 경우에는 모바일 증강현실 앱을 통하여 실시간으로 획득하는 영상 이미지에서 표시 수단의 밝기를 보정하여 표시 수단의 시인성을 높이는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 증강현실 기반 지하매설물 관리 단말의 모바일 증강현실 앱에서 실시간으로 생성되는 이미지를 지하매설물 관리서버로 전송하는 단계에서, 이미지 촬상시에 촬상 조도가 기준값보다 낮은 경우에는 모바일 증강현실 앱을 통하여 실시간으로 획득하는 영상 이미지에서 표시 수단을 확대 표시하거나, 표시 수단들의 강조 표시를 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 지하 매설물 관리를 위한 증강현실 기반의 위치 정합 표시 장치 및 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 지하 매설물 위치를 표시하는 수단들의 위치 정보와 실제 지하 매설물의 위치와의 오차를 보정하여 증강현실 기반의 위치 정합 표시를 하는 것에 의해 지하 매설물의 관리 효율성을 높일 수 있도록 한다.
둘째, 한국도로공사,가스공사,수자원공사 등의 지하매설물을 관리하는 공공기관에서 지하매설물의 위치에 설치하는 표시못,표시석, 표시판 등의 표시 수단들의 위치 정보를 제공받아 딥러닝 모델을 통하여 이미지 데이터 셋을 DB화하여 현장에서의 활용성을 높인다.
셋째, 현장에서 모바일 증강현실 앱을 통하여 실시간으로 생성되는 이미지를 지하매설물 관리서버로 전송하면 지하매설물 관리서버에서 딥러닝 모델을 통해 표시 수단들의 위치 정보의 정확성을 판단하여 해당 현장의 지하시설물을 증강현실 기반으로 정확하게 표시할 수 있도록 한다.
넷째, 지하매설물 관리서버에서 제공받은 표시 수단들의 이미지 데이터 셋에서의 위치 정보와 모바일 증강현실 앱에 구현되어 있는 지하매설물 GIS와의 정합 여부를 판단하여 실제 위치로 정합하여 표시하고 이를 지하매설물 관리서버에 저장하여 DB 정확도 및 활용성을 높일 수 있다.
다섯째, 실시간으로 획득하는 영상 이미지에서 표시 수단의 밝기 보정 또는 표시 수단들의 강조 표시에 의해 밤시간대의 지하매설물의 관리시에 증강현실의 활용 가능성을 높일 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 지하 매설물 관리를 위한 증강현실 기반의 위치 정합 표시 장치의 전체 구성도
도 2는 본 발명에 따른 지하매설물 관리서버의 상세 구성도
도 3은 본 발명에 따른 지하 매설물 관리를 위한 증강현실 기반의 위치 정합 표시 장치에 의한 위치 정합 과정을 나타낸 구성도
도 4는 본 발명에 따른 증간현실 기반 지하매설물 관리 단말의 상세 구성도
도 5는 본 발명에 따른 지하 매설물 관리를 위한 증강현실 기반의 위치 정합 표시 방법을 나타낸 플로우 차트
도 6은 본 발명에 따른 지하 매설물 관리를 위한 증강현실 기반의 위치 정합 표시 방법에서의 이미지 명암 제어 및 AR 모델 표시 방법을 나타낸 플로우 차트
이하, 본 발명에 따른 지하 매설물 관리를 위한 증강현실 기반의 위치 정합 표시 장치 및 방법의 바람직한 실시 예에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 지하 매설물 관리를 위한 증강현실 기반의 위치 정합 표시 장치 및 방법의 특징 및 이점들은 이하에서의 각 실시 예에 대한 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 지하 매설물 관리를 위한 증강현실 기반의 위치 정합 표시 장치의 전체 구성도이다.
본 발명에 따른 지하 매설물 관리를 위한 증강현실 기반의 위치 정합 표시 장치 및 방법은 지하 매설물 위치를 표시하는 수단들의 위치 정보와 실제 지하 매설물의 위치와의 오차를 보정하여 증강현실 기반의 위치 정합 표시를 하는 것에 의해 지하 매설물의 관리 효율성을 높일 수 있도록 한 것이다.
이를 위하여, 본 발명은 한국도로공사,가스공사,수자원공사 등의 지하매설물을 관리하는 공공기관에서 지하매설물의 위치에 설치하는 표시못,표시석, 표시판 등의 표시 수단들의 위치 정보 및 지하매설물 정보를 제공받아 딥러닝 모델을 통하여 이미지 데이터 셋을 DB화하는 구성을 포함할 수 있다.
본 발명은 현장에서 모바일 증강현실 앱을 통하여 실시간으로 생성되는 이미지를 지하매설물 관리서버로 전송하면 지하매설물 관리서버에서 딥러닝 모델을 통해 표시 수단들의 위치 정보의 정확성을 판단하여 해당 현장의 지하시설물을 증강현실 기반으로 정확하게 표시할 수 있도록 하는 구성을 포함할 수 있다.
본 발명은 지하매설물 관리서버에서 제공받은 표시 수단들의 이미지 데이터 셋에서의 위치 정보와 모바일 증강현실 앱에 구현되어 있는 지하매설물 GIS와의 정합 여부를 판단하여 실제 위치로 정합하여 표시하고 이를 지하매설물 관리서버에 저장하여 DB 정확도 및 활용성을 높이기 위한 구성을 포함할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시 예에서는 해당 현장의 지하시설물을 증강현실 기반으로 정확하게 표시할 수 있도록 하기 위하여, 모바일 증강현실 앱을 통하여 실시간으로 생성되는 이미지를 지하매설물 관리서버로 전송하면 이미지에서의 표시 수단들의 위치와 저장되어 있는 이미지 데이터 셋에서의 표시수단 위치 정보를 비교하여 일치여부를 판단하고 일치하지 않는 경우에는, 모바일 증강현실 앱상에서의 이미지를 이동시켜 저장되어 있는 표시 수단들의 이미지 데이터 셋에서의 위치 정보와 실제 이미지상에서의 표시 수단들의 위치를 일치시키는 구성을 포함한다.
본 발명의 다른 실시 예에서는 모바일 증강현실 앱상에서의 이미지상에 표시되는 격자점들의 판단이 어려운 원거리에서 표시 수단의 위치와 증강현실로 표시되는 지하 시설물의 위치가 일치하지 않는 경우에는 이미지상의 표시 수단을 기준으로 증강현실로 표시되는 지하매설물의 위치를 이동시켜 일치시키는 구성을 포함한다.
본 발명의 다른 실시 예에서는 조도 센서를 통한 감지 결과 조도가 기준값보다 낮은 경우에는 모바일 증강현실 앱을 통하여 실시간으로 획득하는 영상 이미지에서 표시 수단의 밝기를 보정하여 표시 수단의 시인성을 높이기 위한 구성을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에서는 조도 센서를 통한 감지 결과 조도가 기준값보다 낮은 경우에는 모바일 증강현실 앱을 통하여 실시간으로 획득하는 영상 이미지에서 표시 수단을 확대 표시하거나, 표시 수단들의 강조 표시에 의해 밤시간대의 지하매설물의 관리시에 증강현실의 활용 가능성을 높이기 위한 구성을 포함할 수 있다.
이하의 설명에서 표시 수단은 표시못, 표시석, 표시판을 포함하고 다른 형태의 지하매설물의 표시를 위한 수단일 수 있다.
본 발명에 따른 지하 매설물 관리를 위한 증강현실 기반의 위치 정합 표시 장치는 도 1에서와 같이, 지하 매설물 관리를 위한 이미지 촬상을 하고, 증강현실 어플리케이션을 실행하여 지하매설물 관리서버(200)로부터 받은 지하매설물 정보를 기준으로 증강현실 이미지 이동 제어 및 지하매설물 표시위치 변경 제어를 통한 위치 정합을 하여 증강현실 기반으로 지하매설물을 표시하는 증강현실 기반 지하매설물 관리 단말(100)과, 지하매설물정보 제공 서버(300)로부터 표시수단 위치 정보 수집 및 지하매설물 정보를 수집하여 표시수단이 포함된 이미지 데이터 셋을 학습하여 지하매설물 정보 DB를 구축하고, 증강현실 기반 지하매설물 관리 단말(100)로부터 전송받은 촬상 이미지를 분석하여 위치 판단을 하고, 위치정보 보정결과를 반영하는 지하매설물 관리서버(200)를 포함한다.
여기서, 지하매설물정보 제공 서버(300)는 한국도로공사,가스공사,수자원공사 등의 지하매설물을 관리하는 공공기관의 서버로 이로 제한되지 않고 다른 기관 및 단체의 서버가 될 수도 있음은 당연하다.
그리고 증강현실 기반 지하매설물 관리 단말(100)이 지하 매설물 관리를 위한 이미지 촬상을 하여 지하매설물 관리서버(200)로 전송하고, 지하매설물 관리서버(200)는 전송받은 영상을 이미지프로세싱하여 실제 공간을 인식하고, 그에 대응하는 증강 현실 컨텐츠 및 지하매설물 관련 정보를 나타내는 GIS 데이터를 증강현실 어플리케이션을 통해 증강현실 기반 지하매설물 관리 단말(100)로 제공한다.
증강현실 기반 지하매설물 관리 단말(100)은 증강현실 어플리케이션을 통하여 제공되는 증강 현실 컨텐츠에 실제 촬상 이미지를 합성하여 증강현실 이미지를 표시한다.
즉, 증강현실 기반 지하매설물 관리 단말(100)이 탑재된 증강현실 어플리케이션을 실행하고 현장을 촬영하여 생성된 영상데이터에 지하매설물 관련 정보를 나타내는 GIS 데이터를 오버랩하여 증강현실기반으로 지하매설물 정보가 표시되도록 하는 것이다.
화면에 표시되는 증강현실 이미지에는 매트릭스 형태의 격자점이 표시되어 표시수단 및 증강 현실로 표시되는 지하매설물의 위치를 사용자가 직관적으로 알 수 있도록 한다.
본 발명에 따른 지하매설물 관리서버(200)의 상세 구성은 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 지하매설물 관리서버의 상세 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 지하 매설물 관리를 위한 증강현실 기반의 위치 정합 표시 장치에 의한 위치 정합 과정을 나타낸 구성도이다.
지하매설물 관리서버(200)는 도 2에서와 같이, 지하매설물정보 제공 서버(300)로부터 표시수단 위치 정보를 수집하는 표시 수단 위치정보 수집부(10)와, 지하매설물정보 제공 서버(300)로부터 지하매설물 정보를 수집하는 지하매설물 정보 수집부(11)와, 지하매설물 정보 DB를 구축할 수 있도록 표시수단이 포함된 이미지 데이터 셋을 학습하는 이미지 데이터 셋 학습부(12)와, 이미지 데이터 셋 학습부(12)에서 학습된 결과를 저장하여 지하매설물 정보 DB를 구축하는 지하매설물 정보 DB(13)와, 증강현실 기반 지하매설물 관리 단말(100)로부터 전송받은 촬상 이미지를 분석하여 표시 수단들의 위치 판단을 하는 이미지 분석 및 위치 정보 판단부(14)와, 이미지 분석 및 위치 정보 판단부(14)의 판단에 의해 증강현실 기반 지하매설물 관리 단말(100)에서 이루어지는 위치정보 보정결과를 반영하여 저장하는 위치정보 보정결과 반영부(15)와, 증강현실 기반 지하매설물 관리 단말(100)에 제공되는 증강현실 어플리케이션의 유지 및 업데이트 관리를 하는 증강현실 어플리케이션관리부(16)를 포함한다.
여기서, 지하매설물 정보 DB(13)에 관하여 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
지하매설물에 대한 효율적 관리를 위해서는 데이터베이스의 설계가 중요하다. 데이터베이스의 설계의 핵심은 데이터의 중복을 최소화하여 정확한 데이터를 지하매설물 관리서버(200)의 지하매설물 정보 DB(13)에 저장하여 지하매설물 관리에 효율적으로 이용될 수 있도록 운영 및 제공하는 것에 있다.
본 발명에서는 정확한 지하매설물 정보 DB 구축을 위하여, 데이터의 중복 제거 및 오류 정정을 하기 위한 별도의 작업을 수행하지 않고, 위치정보 보정결과 반영부(15)를 통하여 실제 현장에서 사용하면서 오류 정정이 이루어지도록 하는 특징을 갖는다.
본 발명은 지하매설물 관리의 효율성을 높이기 위하여 지하매설물을 관(Pipe) 단위로 마커를 생성하여 지하매설물 정보 DB 구축한다.
일 예로, 지하매설물 정보 DB(13)에 저장되는 지하매설물 정보는 마커번호 정보, 관종류 정보, 관길이 정보, 관경 정보, 위도 정보, 경도 정보, 매설깊이 정보, 도로기준 중앙, 상, 하, 좌, 우 위치 정보를 포함하는 것이 바람직하다.
특히, 상기 관경은 관경 크기를 레벨로 구분하는 관경크기레벨 정보를 포함하는 것이 바람직하고, 상기 데이터베이스는, 연결마커 정보, 상세설명 정보를 더 포함할 수 있다.
그리고 관경 정보는 관경 크기를 레벨로 구분하는 관경크기레벨 정보를 포함하며, 증강현실 기반 지하매설물 표시시에 구분된 레벨로 디스플레이되는 것이 바람직하다.
그리고 이미지 분석 및 위치 정보 판단부(14)의 판단 결과를 기준으로 도 3에서와 같이, 지하 매설물 위치를 표시하는 수단들의 위치 정보와 실제 지하 매설물의 위치와의 오차를 보정하여 증강현실 기반의 위치 정합 표시를 하는 것이다.
증강현실 기반 지하매설물 관리 단말(100)의 상세 구성을 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명에 따른 증간현실 기반 지하매설물 관리 단말의 상세 구성도이다.
증강현실 기반 지하매설물 관리 단말(100)은 도 4에서와 같이, 지하 매설물 관리를 위한 현장 이미지 촬상을 하는 이미지 촬상부(40)와, 지하매설물 관리서버(200)로부터 제공받아 탑재한 증강현실 어플리케이션을 실행하는 증강현실 어플리케이션 실행부(41)와, 지하매설물 관리서버(200)로부터 받은 지하매설물 위치 정보를 기준으로 증강현실 이미지 이동 제어를 하는 증강현실 이미지 이동 제어부(42)와, 표시 수단의 위치와 증강현실로 표시되는 지하 시설물의 위치가 일치하지 않는 경우에는 이미지상의 표시 수단을 기준으로 증강현실로 표시되는 지하매설물의 위치를 이동시켜 일치시키는 지하매설물 표시위치 변경 제어부(43)와, 증강현실 이미지 이동 제어 및 지하매설물 표시위치 변경 제어에 따른 정합 정보를 지하매설물 관리서버(200)로 전송하는 위치 정합 정보 전송부(44)와, 조도가 기준값보다 낮은 경우에는 모바일 증강현실 앱을 통하여 실시간으로 획득하는 영상 이미지의 밝기 보정을 하여 표시 수단의 시인성을 높이는 영상 이미지 명암 제어부(45)와, 조도가 기준값보다 낮은 경우에는 모바일 증강현실 앱을 통하여 실시간으로 획득하는 영상 이미지에서 표시 수단을 확대 표시하거나, 표시 수단들의 강조 표시를 하는 표시수단 확대/강조 표시 제어부(46)를 포함한다.
본 발명에 따른 지하 매설물 관리를 위한 증강현실 기반의 위치 정합 표시 방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 5는 본 발명에 따른 지하 매설물 관리를 위한 증강현실 기반의 위치 정합 표시 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
먼저, 지하매설물 관리서버(200)에서 한국도로공사,가스공사,수자원공사 등의 지하매설물을 관리하는 공공기관에서 표시수단 위치 정보 수집 및 지하매설물 정보를 수집하여 표시수단이 포함된 이미지 데이터 셋을 학습하여 지하매설물 정보 DB를 구축한다.(S501)
이어, 증강현실 기반 지하매설물 관리 단말(100)의 모바일 증강현실 앱에서 실시간으로 생성되는 이미지를 지하매설물 관리서버(200)로 전송한다.(S502)
그리고 지하매설물 관리서버(200)에서 이미지에서의 표시 수단들의 위치와 저장되어 있는 이미지 데이터 셋에서의 표시수단 위치 정보를 비교하여 일치여부를 판단한다.(S503)
이어, 이미지에서의 표시 수단들의 위치와 저장되어 있는 이미지 데이터 셋에서의 표시수단 위치 정보가 일치하지 않으면, 지하매설물 관리서버(200)로부터 받은 지하매설물 위치 정보를 기준으로 모바일 증강현실 앱상에서의 제 1 이미지를 이동시켜 저장되어 있는 표시 수단들의 이미지 데이터 셋에서의 위치 정보와 실제 이미지상에서의 표시 수단들의 위치를 일치시킨다.(S504)
만약, 표시 수단의 위치와 증강현실로 표시되는 지하 시설물의 위치가 일치하지 않는 경우에는 이미지상의 표시 수단을 기준으로 증강현실로 표시되는 제 2 이미지의 지하매설물의 위치를 이동시켜 일치시킨다.(S505)
본 발명에 따른 이미지 명암 제어 및 AR 모델 표시 방법을 구체적으로 설명한다.
도 6은 본 발명에 따른 지하 매설물 관리를 위한 증강현실 기반의 위치 정합 표시 방법에서의 이미지 명암 제어 및 AR 모델 표시 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
먼저, 증강현실 기반 지하매설물 관리 단말(100)의 모바일 증강현실 앱에서 실시간으로 생성되는 이미지를 지하매설물 관리서버(200)로 전송한다.(S601)
지하매설물 관리서버(200)에서 이미지의 명암 수치를 산출하여(S602), 획득한 명암 수치를 기준으로 영상 이미지에서 표시 수단의 밝기를 보정한다.(S603)
영상 이미지에서 표시 수단의 밝기를 보정하기 위하여 표시 수단 인식 및 관심 영역의 선택을 통한 선택적 명암 조정을 위한 이미지 처리 기술이 적용될 수 있다.
이어, 명암이 조정된 이미지에서 2D 이미지 트래킹을 통하여 특정 객체(표시못, 발전소 내부설비, 맨홀 등)를 추출하여 증강현실 기반 지하매설물 관리 단말(100)의 모바일 증강현실 앱에서 해당 AR 모델을 표시한다.(S604)
이상에서 설명한 본 발명에 따른 지하 매설물 관리를 위한 증강현실 기반의 위치 정합 표시 장치 및 방법은 지하 매설물 위치를 표시하는 수단들의 위치 정보와 실제 지하 매설물의 위치와의 오차를 보정하여 증강현실 기반의 위치 정합 표시를 하는 것에 의해 지하 매설물의 관리 효율성을 높일 수 있도록 한 것이다.
본 발명은 현장에서 모바일 증강현실 앱을 통하여 실시간으로 생성되는 이미지를 지하매설물 관리서버로 전송하면 지하매설물 관리서버에서 딥러닝 모델을 통해 표시 수단들의 위치 정보의 정확성을 판단하여 해당 현장의 지하시설물을 증강현실 기반으로 정확하게 표시할 수 있도록 하는 것이다.
이상에서의 설명에서와 같이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명이 구현되어 있음을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 명시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구 범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
100. 증강현실 기반 지하매설물 관리 단말
200. 지하매설물 관리서버
300. 지하매설물정보 제공 서버

Claims (10)

  1. 지하 매설물 관리를 위한 현장 이미지 촬상을 하고, 증강현실 어플리케이션을 실행하여 지하매설물 관리서버로부터 받은 지하매설물 정보를 기준으로 증강현실 이미지 이동 제어 및 지하매설물 표시위치 변경 제어를 통한 위치 정합을 하여 증강현실 기반으로 지하매설물을 표시하는 증강현실 기반 지하매설물 관리 단말;
    지하매설물정보 제공 서버로부터 표시수단 위치 정보 수집 및 지하매설물 정보를 수집하여 표시수단이 포함된 이미지 데이터 셋을 학습하여 지하매설물 정보 DB를 구축하고, 증강현실 기반 지하매설물 관리 단말로부터 전송받은 현장 이미지를 분석하여 위치 판단을 하고, 위치정보 보정결과를 반영하는 지하매설물 관리서버;를 포함하고,
    증강현실 기반 지하매설물 관리 단말은, 이미지에서의 표시 수단들의 위치와 저장되어 있는 이미지 데이터 셋에서의 표시수단 위치 정보가 일치하지 않으면, 지하매설물 관리서버로부터 받은 지하매설물 위치 정보를 기준으로 모바일 증강현실 앱상에서의 현장 이미지인 제 1 이미지를 이동시켜 저장되어 있는 표시 수단들의 이미지 데이터 셋에서의 위치 정보와 실제 이미지상에서의 표시 수단들의 위치를 일치시키고, 표시 수단의 위치와 증강현실로 표시되는 지하 시설물의 위치가 일치하지 않는 경우에는 이미지상의 표시 수단을 기준으로 증강현실로 표시되는 제 2 이미지의 지하매설물의 위치를 이동시켜 일치시키는 것을 특징으로 하는 지하 매설물 관리를 위한 증강현실 기반의 위치 정합 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 지하매설물 관리서버는,
    지하매설물정보 제공 서버로부터 표시수단 위치 정보를 수집하는 표시 수단 위치정보 수집부와,
    지하매설물정보 제공 서버로부터 지하매설물 정보를 수집하는 지하매설물 정보 수집부와,
    지하매설물 정보 DB를 구축할 수 있도록 표시수단이 포함된 이미지 데이터 셋을 학습하는 이미지 데이터 셋 학습부와,
    이미지 데이터 셋 학습부에서 학습된 결과를 저장하여 지하매설물 정보 DB를 구축하는 지하매설물 정보 DB와,
    증강현실 기반 지하매설물 관리 단말로부터 전송받은 촬상 이미지를 분석하여 표시 수단들의 위치 판단을 하는 이미지 분석 및 위치 정보 판단부와,
    이미지 분석 및 위치 정보 판단부의 판단에 의해 증강현실 기반 지하매설물 관리 단말에서 이루어지는 위치정보 보정결과를 반영하여 저장하는 위치정보 보정결과 반영부를 포함하는 것을 특징으로 하는 지하 매설물 관리를 위한 증강현실 기반의 위치 정합 표시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 지하매설물 정보 DB에서 데이터의 중복 제거 및 오류 정정을 하기 위한 별도의 작업을 수행하지 않고, 위치정보 보정결과 반영부를 통하여 실제 현장에서 사용하면서 오류 정정이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 지하 매설물 관리를 위한 증강현실 기반의 위치 정합 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 증강현실 기반 지하매설물 관리 단말은,
    지하 매설물 관리를 위한 현장 이미지 촬상을 하는 이미지 촬상부와,
    지하매설물 관리서버로부터 받은 지하매설물 위치 정보를 기준으로 증강현실 이미지 이동 제어를 하는 증강현실 이미지 이동 제어부와,
    표시 수단의 위치와 증강현실로 표시되는 지하 시설물의 위치가 일치하지 않는 경우에 이미지상의 표시 수단을 기준으로 증강현실로 표시되는 지하매설물의 위치를 이동시켜 일치시키는 지하매설물 표시위치 변경 제어부와,
    증강현실 이미지 이동 제어 및 지하매설물 표시위치 변경 제어에 따른 정합 정보를 지하매설물 관리서버로 전송하는 위치 정합 정보 전송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 지하 매설물 관리를 위한 증강현실 기반의 위치 정합 표시 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 이미지 촬상부의 촬상시에 촬상 조도가 기준값보다 낮은 경우에는 모바일 증강현실 앱을 통하여 실시간으로 획득하는 영상 이미지에서 표시 수단의 밝기를 보정하여 표시 수단의 시인성을 높이는 영상 이미지 명암 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지하 매설물 관리를 위한 증강현실 기반의 위치 정합 표시 장치.
  6. 제 4 항에 있어서, 이미지 촬상부의 촬상시에 촬상 조도가 기준값보다 낮은 경우에는 모바일 증강현실 앱을 통하여 실시간으로 획득하는 영상 이미지에서 표시 수단을 확대 표시하거나, 표시 수단들의 강조 표시를 하는 표시수단 확대 및 강조 표시 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지하 매설물 관리를 위한 증강현실 기반의 위치 정합 표시 장치.
  7. 지하 매설물 관리를 위한 현장 이미지 촬상을 하고, 증강현실 어플리케이션을 실행하여 지하매설물 관리서버로부터 받은 지하매설물 정보를 기준으로 증강현실 이미지 이동 제어 및 지하매설물 표시위치 변경 제어를 통한 위치 정합을 하여 증강현실 기반으로 지하매설물을 표시하는 증강현실 기반 지하매설물 관리 단말과,지하매설물정보 제공 서버로부터 표시수단 위치 정보 수집 및 지하매설물 정보를 수집하여 표시수단이 포함된 이미지 데이터 셋을 학습하여 지하매설물 정보 DB를 구축하고, 증강현실 기반 지하매설물 관리 단말로부터 전송받은 현장 이미지를 분석하여 위치 판단을 하고, 위치정보 보정결과를 반영하는 지하매설물 관리서버를 포함하는 지하 매설물 관리를 위한 증강현실 기반의 위치 정합 표시 장치의 제어에 있어서,
    지하매설물 관리서버에서 표시수단 위치 정보 수집 및 지하매설물 정보를 수집하여 표시수단이 포함된 이미지 데이터 셋을 학습하여 지하매설물 정보 DB를 구축하는 단계;
    증강현실 기반 지하매설물 관리 단말의 모바일 증강현실 앱에서 실시간으로 생성되는 이미지를 지하매설물 관리서버로 전송하는 단계;
    지하매설물 관리서버에서 이미지에서의 표시 수단들의 위치와 저장되어 있는 이미지 데이터 셋에서의 표시수단 위치 정보를 비교하여 일치여부를 판단하는 단계;
    이미지에서의 표시 수단들의 위치와 저장되어 있는 이미지 데이터 셋에서의 표시수단 위치 정보가 일치하지 않으면, 지하매설물 관리서버로부터 받은 지하매설물 위치 정보를 기준으로 모바일 증강현실 앱상에서의 현장 이미지인 제 1 이미지를 이동시켜 저장되어 있는 표시 수단들의 이미지 데이터 셋에서의 위치 정보와 실제 이미지상에서의 표시 수단들의 위치를 일치시키는 단계;를 포함하고,
    표시 수단의 위치와 증강현실로 표시되는 지하 시설물의 위치가 일치하지 않는 경우에는 이미지상의 표시 수단을 기준으로 증강현실로 표시되는 제 2 이미지의 지하매설물의 위치를 이동시켜 일치시키는 것을 특징으로 하는 지하 매설물 관리를 위한 증강현실 기반의 위치 정합 표시 방법.
  8. 삭제
  9. 제 7 항에 있어서, 증강현실 기반 지하매설물 관리 단말의 모바일 증강현실 앱에서 실시간으로 생성되는 이미지를 지하매설물 관리서버로 전송하는 단계에서,
    이미지 촬상시에 촬상 조도가 기준값보다 낮은 경우에는 모바일 증강현실 앱을 통하여 실시간으로 획득하는 영상 이미지에서 표시 수단의 밝기를 보정하여 표시 수단의 시인성을 높이는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지하 매설물 관리를 위한 증강현실 기반의 위치 정합 표시 방법.
  10. 제 7 항에 있어서, 증강현실 기반 지하매설물 관리 단말의 모바일 증강현실 앱에서 실시간으로 생성되는 이미지를 지하매설물 관리서버로 전송하는 단계에서,
    이미지 촬상시에 촬상 조도가 기준값보다 낮은 경우에는 모바일 증강현실 앱을 통하여 실시간으로 획득하는 영상 이미지에서 표시 수단을 확대 표시하거나, 표시 수단들의 강조 표시를 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지하 매설물 관리를 위한 증강현실 기반의 위치 정합 표시 방법.
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