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(19) 한민 특허청(KR)
(12) 등 특허공보(B1)
(45) 공고 2012 09월07
(11) 등 10-1179108(24) 등 2012 08월28
(51) 특허 (Int. Cl.)
G01S 17/06 (2006.01) G01S 19/47 (2010.01)(21) 원 10-2011-0039678
(22) 원 2011 04월27
심사청 2011 04월27
(65) 공개 10-2011-0119589
(43) 공개 2011 11월02
(30) 우 주
1020100038996 2010 04월27 한민 (KR)
(56) 행 술 사문헌
태 1 , “ 라 상3차원 결 ”, 2010 한 지 공간 보학 계학술 , pp.19-22(2010.03)
재 1 , “IMU/GPS 라 계간물리 계 한 수학 링”, 2한 량학 지, Vol.26, No.6, pp.611-616(2008.12)
KR1020030005749 A
(73) 특허
울시립 학 산학 단
울특별시 동 문 울시립 163 ( 동,울시립 학 )
(72)
평
울특별시 동 문 울시립 163, 21 602 ( 동, 울시립 학 )
태
울특별시 동 문 울시립 163, 21 711 ( 동, 울시립 학 )
(74) 리
특허 우
체 청 항 수 : 20 항 심사 : 지
(54) 첩 상 하여 객체 3차원 결 하 한 시스 그
(57) 약
본 에 한 첩 상 하여 객체 3차원 결 하 한 시스 그 개시
다.
본 에 첩 상 하여 객체 3차원 결 하 한 시스 첩
상 득하는 상 보 득수단; 상 상 보 득수단 보 보 득하는 보
득수단; 상 첩 상, 상 보 보, 상지 에 한 공액 상
값 라 계 상에 상 산 하여 산 상 상 하여 지상
계 상에 지상 재하는 2개 상 직 식 도하고, 도 상 2개 상 직
식 차 산 하여 산 상 차 하여 상 상지 에 한 3차원 값 결 하는 사
단말 포함한다.
통해, 본 상지 에 한 3차원 도 향상시킬 수 다.
도 - 도1
등록특허 10-1179108
- 1 -
특허청
청 항 1
첩 상 득하는 상 보 득수단;
상 상 보 득수단 보 보 득하는 보 득수단;
상 첩 상, 상 보 보, 상지 에 한 공액 상 값
라 계 상에 상 산 하여 산 상 상 하여 지상 계
상에 지상 재하는 2개 상 직 식 도하고, 도 상 2개 상 직 식
차 산 하여 산 상 차 하여 상 상지 에 한 3차원 값 결 하는 사 단
말 ;
포함하는 첩 상 하여 객체 3차원 결 하 한 시스 .
청 항 2
1 항에 어 ,
상 사 단말 는,
어도 개 상에 상지 택 각 상 그 상지 에
한 공액 상 값 산 하는 것 특징 하는 첩 상 하여 객체 3차원
결 하 한 시스 .
청 항 3
2 항에 어 ,
상 사 단말 는,
상 공액 상 값 라 계 상에 상 라 심에 상
는 상 산 하는 것 특징 하는 첩 상 하여 객체 3차원 결 하
한 시스 .
청 항 4
1 항에 어 ,
상 사 단말 는,
상 라 계 상 하여 상 지상 계 는 지상 재하는 직
식 도하 ,
상 직 식 수학식 하고, 여 , 상 G
P는 지상 계
지상 미하 라 심, 상 과 지상 는 상 직 상에 재하고, 상
λ는 상 직 상에 한 특 하 한 변수 나타내 , 상 는 라 계
지상 계 변 하 한 행 나타내 , 상 C
n는 라 계 상 나타
내 , 상 G
OC는 지상 계 라 심 나타내는 것 특징 하는 첩 상
하여 객체 3차원 결 하 한 시스 .
청 항 5
1 항에 어 ,
상 사 단말 는,
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2개 상 첩 상에 한 공액 각각 도한 2개 상 상 직 식 하여
직 간 거리 곱 합 상 차 산 하여 산 상 차 하여 각 직 마다
지상 값들 산 한 후, 그 지상 값들 사 거리 계 하여, 그 한
결과 지상 값들 사 거리가 계 보다 , 지상 값들 평균 하여 그
한 지상 값들 평균 상지 에 한 3차원 값 결 하는 것 특징 하는 첩
상 하여 객체 3차원 결 하 한 시스 .
청 항 6
어도 개 상에 상지 택 각 상 그
상지 에 한 공액 상 값 산 하는 공액 산 ;
산 상 공액 값 라 계 상에 상 산 하는 산 ;
산 상 상 하여 지상 계 상에 지상 재하는 2개 상 직 식
도하는 수식 도 ;
도 2개 상 상 직 식 차 산 하여 산 상 차 하여 상 상지 에
한 3차원 값 결 하는 3차원 결 ;
포함하는 첩 상 하여 객체 3차원 결 하 한 시스 .
청 항 7
6 항에 어 ,
상 산 는,
산 상 공액 상 값 라 계 상에 상 보 득수단 심에
상 는 상 산 하는 것 특징 하는 첩 상 하여 객체 3차원
결 하 한 시스 .
청 항 8
6 항에 어 ,
상 수식 도 는,
상 라 계 상 하여 상 지상 계 는 지상 재하는 직
식 도하 ,
상 직 식 수학식 하고, 여 , 상 G
P는 지상 계
지상 미하 라 심, 상 과 지상 는 상 직 상에 재하고, 상
λ는 상 직 상에 한 특 하 한 변수 나타내 , 상 는 라 계
지상 계 변 하 한 행 나타내 , 상 C
n는 라 계 상 나타
내 , 상 G
OC는 지상 계 라 심 나타내는 것 특징 하는 첩 상
하여 객체 3차원 결 하 한 시스 .
청 항 9
6 항에 어 ,
상 결 는,
2개 상 첩 상에 한 공액 각각 도한 2개 상 상 직 식 하여
직 간 거리 곱 합 상 차 산 하여 산 상 차 하여 각 직 마다
지상 값들 산 한 후, 그 지상 값들 사 거리 계 하여, 그 한
결과 지상 값들 사 거리가 계 보다 , 지상 값들 평균 하
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여 그 한 지상 값들 평균 상지 에 한 3차원 값 결 하는 것 특징 하는
첩 상 하여 객체 3차원 결 하 한 시스 .
청 항 10
6 항에 어 ,
상 보 득수단과 보 득수단 첩 상, 보 보 는
보 수집 ;
포함하는 첩 상 하여 객체 3차원 결 하 한 시스 .
청 항 11
(a) 상 보 득수단 첩 상 득하는 단계;
(b) 보 득수단 상 상 보 득수단 보 보 득하는 단계;
(c)사 단말 가 상 첩 상, 상 보 보, 상지 에 한 공액
상 값 라 계 상에 상 산 하는 단계;
(d)상 사 단말 가 산 상 라 계 상에 상 하여 지상 계 상에
지상 재하는 직 식 도하는 단계;
(e)상 사 단말 가 도 상 직 식 차 산 하여 산 상 차 하여
상 상지 에 한 3차원 값 결 하는 단계;
포함하는 첩 상 하여 객체 3차원 결 하 한 .
청 항 12
11 항에 어 ,
상 (c) 단계는,
어도 개 상에 상지 택 각 상 그 상지 에
한 공액 상 값 산 하는 것 특징 하는 첩 상 하여 객체 3차원
결 하 한 .
청 항 13
11 항에 어 ,
상 (c) 단계는,
상 공액 상 값 라 계 상에 상 상 보 득수단 심에
상 는 상 산 하는 것 특징 하는 첩 상 하여 객체 3차원
결 하 한 .
청 항 14
11 항에 어 ,
상 (d) 단계는,
상 라 계 상 하여 상 지상 계 는 지상 재하는 직
식 도하 ,
상 직 식 수학식 하고, 여 , 상 G
P는 지상 계
지상 미하 라 심, 상 과 지상 는 상 직 상에 재하고, 상
λ는 상 직 상에 한 특 하 한 변수 나타내 , 상 는 라 계
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지상 계 변 하 한 행 나타내 , 상 C
n는 라 계 상 나타
내 , 상 G
OC는 지상 계 라 심 나타내는 것 특징 하는 첩 상
하여 객체 3차원 결 하 한 .
청 항 15
11 항에 어 ,
상 (e) 단계는,
2개 상 첩 상에 한 공액 각각 도한 2개 상 상 직 식 하여
직 간 거리 곱 합 상 차 산 하여 산 상 차 하여 각 직 마다
지상 값들 산 한 후, 그 지상 값들 사 거리 계 하여, 그 한
결과 지상 값들 사 거리가 계 보다 , 지상 값들 평균 하
여 그 한 지상 값들 평균 상지 에 한 3차원 값 결 하는 것 특징 하는
첩 상 하여 객체 3차원 결 하 한 .
청 항 16
(a) 어도 개 상에 상지 택 각 상 그
상지 에 한 공액 상 값 산 하는 단계;
(b)산 상 공액 상 값 라 계 상에 상 산 하는 단계;
(c)산 상 라 계 상에 상 하여 지상 계 상에 지상 재하는 2
개 상 직 식 도하는 단계;
(d) 도 상 2개 상 직 식 차 산 하여 산 상 차 하여 상 상지
에 한 3차원 값 결 하는 단계;
포함하는 첩 상 하여 객체 3차원 결 하 한 .
청 항 17
16 항에 어 ,
상 (b) 단계는,
산 상 공액 상 값 라 계 상에 상 보 득수단 심에
상 는 상 산 하는 것 특징 하는 첩 상 하여 객체 3차원
결 하 한 .
청 항 18
16 항에 어 ,
상 (c) 단계는,
상 라 계 상 하여 상 지상 계 는 지상 재하는 직
식 도하 ,
상 직 식 수학식 하고, 여 , 상 G
P는 지상 계
지상 미하 라 심, 상 과 지상 는 상 직 상에 재하고, 상
λ는 상 직 상에 한 특 하 한 변수 나타내 , 상 는 라 계
지상 계 변 하 한 행 나타내 , 상 C
n는 라 계 상 나타
내 , 상 G
OC는 지상 계 라 심 나타내는 것 특징 하는 첩 상
하여 객체 3차원 결 하 한 .
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청 항 19
16 항에 어 ,
상 (d) 단계는,
2개 상 첩 상에 한 공액 각각 도한 2개 상 상 직 식 하여
직 간 거리 곱 합 상 차 산 하여 산 상 차 하여 각 직 마다
지상 값들 산 한 후, 그 지상 값들 사 거리 계 하여, 그 한
결과 지상 값들 사 거리가 계 보다 , 지상 값들 평균 하
여 그 한 지상 값들 평균 상지 에 한 3차원 값 결 하는 것 특징 하는
상 하여 객체 3차원 결 하 한 .
청 항 20
16 항에 어 ,
(a-1) 상 (a) 단계 에 상 보 득수단과 보 득수단 첩 상, 보
보 는 단계;
포함하는 첩 상 하여 객체 3차원 결 하 한 .
술 야
본 3차원 결 에 한 것 , 특 , 개 첩 상에 한 공액[0001]
도한 각각 직 계산하여 상지 3차원 결 할 수 는 첩 상
하여 객체 3차원 결 하 한 시스 그 에 한 것 다.
경 술
고 질 공간 보 보다 신 하고 경 해 근에는 다양한 플랫폼에 탑재 다양한 들[0002]
합에 한 연 들 진행 고 다. 무 항공 (Unmanned Aero Vehicle; UAV) 플랫폼 하여
라 GPS/INS 등 티 가 탑재 시스 해 공간 보 취득하는 시스 개 고 다.
항공 한 공간 보 득시스 도심지 경우 건물 벽 스쳐 득에 취약하 문에 매
핑시스 과 같 차량 한 시스 다. 매핑 란 도 , 통시 물, 도 주변 건
물 등 지 지물 보 움직 는 차량 해 취득하는 것 말한다. 또한, 티 차량에 탑재한
매핑시스 개 었 , 매핑시스 하여 동객체 하고 필 한 특 개체만
하는 연 가 루어 다.
근에는 매핑시스 에 라(Omni-directional Camera) 탑재하여 공간 보 득하 는 시[0003]
도가 하게 루어지고 다. 라 탑재한 매핑시스 차량 진행 향에 라 복
한 상 하여 지 지물 산 한다. 러한 경우 프 라 사 하는 식에 해
어 도 갖는 결과물 생 가능하다. 하여 라 주행 계
(odometer) 탑재한 매핑시스 통해 티컬 플 어(optical flow) 지 지물 식 연
등 었다.
라란 시야각(Filed of View; FOV) 360ㅀ 문에 지 든 향 상[0004]
보 취득 가능한 라 말한다. 라는 양 거울 통해 사 상
하나 CCD에 하여 상 취득하는 식 었 나 러한 라 상 거울 사
하는 동 식에 해 필연 많 곡(distortion)들 포함하고 다.
러한 상에 생하는 곡 CCD 에 맺 는 심과 상 사 각 하여 보 하[0005]
는 었 나 곡 하게 거할 수 없었다.
근에는 거울 한 식 아닌 여러 개 라 한 라가 등 하 다. 그 Ladybug[0006]
라는 라는 다 하는 6개 라 통해 상 득한다. 각 라
득 6개 상들 상처리 통해 든 향 상 보 갖는 한 상 생 다.
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러한 식 생 상 거울 한 라 상에 해 곡 고 공
간해상도가 다.
라는 다양한 야에 사 어 다. 동 시스 야에 는 Tracking vertex Line[0007]
features 하는 사 하여 향 감지하고 해 동경 결 하는 연
가 진행 었다. 상 티컬 플 어 하여 향 계산하는 도 안 었다.
에도 상 평 에 사하여 객체 식하고 하는 연 가 수행 었다.
매핑시스 다양한 들 결합하여 므 들 능에 라 체 시스 능[0008]
결 다고 할 수 다. 라 탑재한 지상 매핑시스 주 객체 움직
개략 탐지하거나 가공 지 않 원시 상만 공하는 드뷰(Road View) 스에 사 어 다.
내
해결하 는 과
라 러한 래 술 문 해결하 한 것 , 본 개 첩 상에[0009]
한 공액 도한 각각 직 계산하여 상지 3차원 결 할 수 는
첩 상 하여 객체 3차원 결 하 한 시스 그 공하는 다.
그러나 본 상 에 언 사항 한 지 않 , 언 지 않 또 다 들 아래[0010]
재 당업 에게 하게 해 수 것 다.
과 해결 수단
상 들 달 하 하여, 본 한 에 첩 상 하여 객체 3차원 [0011]
결 하 한 시스 첩 상 득하는 상 보 득수단; 상 상 보 득수단
보 보 득하는 보 득수단; 상 첩 상, 상 보
보, 상지 에 한 공액 상 값 라 계 상에 상 산
하여 산 상 상 하여 지상 계 상에 지상 재하는 2개 상 직
식 도하고, 도 상 2개 상 직 식 차 산 하여 산 상 차 하여
상 상지 에 한 3차원 값 결 하는 사 단말 포함할 수 다.
람직하게, 상 사 단말 는 어도 개 상에 상지 택 각[0012]
상 그 상지 에 한 공액 상 값 산 할 수 다.
람직하게, 상 사 단말 는 상 공액 상 값 라 계 상에 상 [0013]
라 심에 상 는 상 산 할 수 다.
람직하게, 상 사 단말 는 상 라 계 상 하여 상 지상 계[0014]
는 지상 재하는 직 식 도하 , 상 직 식 수학식
하고, 여 , 상 G
P는 지상 계 지상 미
하 라 심, 상 과 지상 는 상 직 상에 재하고, 상 λ는 상 직 상에 한
특 하 한 변수 나타내 , 상 는 라 계 지상 계 변 하
한 행 나타내 , 상 C
n는 라 계 상 나타내 , 상 G
OC는 지상
계 라 심 나타낼 수 다.
람직하게, 상 사 단말 는 2개 상 첩 상에 한 공액 각각 도한 2개 상[0015]
상 직 식 하여 직 간 거리 곱 합 상 차 산 하여 산 상
차 하여 각 직 마다 지상 값들 산 한 후, 그 지상 값들 사 거리
계 하여, 그 한 결과 지상 값들 사 거리가 계 보다 , 지
상 값들 평균 하여 그 한 지상 값들 평균 상지 에 한 3차원 값
결 할 수 다.
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본 다 한 에 첩 상 하여 객체 3차원 결 하 한 시스[0016]
어도 개 상에 상지 택 각 상 그
상지 에 한 공액 상 값 산 하는 공액 산 ; 산 상 공액 값
라 계 상에 상 산 하는 산 ; 산 상 상 하여 지상
계 상에 지상 재하는 2개 상 직 식 도하는 수식 도 ; 도 2개 상 상
직 식 차 산 하여 산 상 차 하여 상 상지 에 한 3차원 값 결
하는 3차원 결 포함할 수 다.
람직하게, 상 산 는 산 상 공액 상 값 라 계 상에 상[0017]
보 득수단 심에 상 는 상 산 할 수 다.
람직하게, 상 수식 도 는 상 라 계 상 하여 상 지상 계[0018]
는 지상 재하는 직 식 도하 , 상 직 식 수학식
하고, 여 , 상 G
P는 지상 계 지상 미
하 라 심, 상 과 지상 는 상 직 상에 재하고, 상 λ는 상 직 상에 한
특 하 한 변수 나타내 , 상 는 라 계 지상 계 변 하
한 행 나타내 , 상 C
n는 라 계 상 나타내 , 상 G
OC는 지상
계 라 심 나타낼 수 다.
람직하게, 상 결 는 2개 상 첩 상에 한 공액 각각 도한 2개 상[0019]
상 직 식 하여 직 간 거리 곱 합 상 차 산 하여 산 상
차 하여 각 직 마다 지상 값들 산 한 후, 그 지상 값들 사 거리
계 하여, 그 한 결과 지상 값들 사 거리가 계 보다 ,
지상 값들 평균 하여 그 한 지상 값들 평균 상지 에 한 3차원 값
결 할 수 다.
또한, 본 에 첩 상 하여 객체 3차원 결 하 한 시스 상 보[0020]
득수단과 보 득수단 첩 상, 보 보 는 보 수집
포함할 수 다.
본 또 다 한 에 첩 상 하여 객체 3차원 결 하 한 [0021]
(a) 상 보 득수단 첩 상 득하는 단계; (b) 보 득수단 상 상 보 득수단
보 보 득하는 단계; (c)사 단말 가 상 첩 상, 상 보
보, 상지 에 한 공액 상 값 라 계 상에 상
산 하는 단계; (d)상 사 단말 가 산 상 라 계 상에 상 하
여 지상 계 상에 지상 재하는 직 식 도하는 단계; (e)상 사 단말 가
도 상 직 식 차 산 하여 산 상 차 하여 상 상지 에 한 3차원
값 결 하는 단계 포함할 수 다.
람직하게, 상 (c) 단계는 어도 개 상에 상지 택 각 [0022]
상 그 상지 에 한 공액 상 값 산 할 수 다.
람직하게, 상 (c) 단계는 상 공액 상 값 라 계 상에 상 상 보 [0023]
득수단 심에 상 는 상 산 할 수 다.
람직하게, 상 (d) 단계는 상 라 계 상 하여 상 지상 계 [0024]
는 지상 재하는 직 식 도하 , 상 직 식 수학식
하고, 여 , 상 G
P는 지상 계 지상 미
하 라 심, 상 과 지상 는 상 직 상에 재하고, 상 λ는 상 직 상에 한
특 하 한 변수 나타내 , 상 는 라 계 지상 계 변 하
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한 행 나타내 , 상 C
n는 라 계 상 나타내 , 상 G
OC는 지상
계 라 심 나타낼 수 다.
람직하게, 상 (e) 단계는 2개 상 첩 상에 한 공액 각각 도한 2개 상 상[0025]
직 식 하여 직 간 거리 곱 합 상 차 산 하여 산 상
차 하여 각 직 마다 지상 값들 산 한 후, 그 지상 값들 사 거리
계 하여, 그 한 결과 지상 값들 사 거리가 계 보다 , 지
상 값들 평균 하여 그 한 지상 값들 평균 상지 에 한 3차원 값
결 할 수 다.
본 또 다 한 에 첩 상 하여 객체 3차원 결 하 한 [0026]
(a) 어도 개 상에 상지 택 각 상 그
상지 에 한 공액 상 값 산 하는 단계; (b)산 상 공액 상 값
라 계 상에 상 산 하는 단계; (c)산 상 라 계 상에 상
하여 지상 계 상에 지상 재하는 2개 상 직 식 도하는 단계; (d)
도 상 2개 상 직 식 차 산 하여 산 상 차 하여 상 상지 에
한 3차원 값 결 하는 단계 포함할 수 다.
람직하게, 상 (b) 단계는 산 상 공액 상 값 라 계 상에 상 보[0027]
득수단 심에 상 는 상 산 할 수 다.
람직하게, 상 (c) 단계는 상 라 계 상 하여 상 지상 계 [0028]
는 지상 재하는 직 식 도하 , 상 직 식 수학식
하고, 여 , 상 G
P는 지상 계 지상 미
하 라 심, 상 과 지상 는 상 직 상에 재하고, 상 λ는 상 직 상에 한
특 하 한 변수 나타내 , 상 는 라 계 지상 계 변 하
한 행 나타내 , 상 C
n는 라 계 상 나타내 , 상 G
OC는 지상
계 라 심 나타낼 수 다.
람직하게, 상 (d) 단계는 2개 상 첩 상에 한 공액 각각 도한 2개 상 상[0029]
직 식 하여 직 간 거리 곱 합 상 차 산 하여 산 상
차 하여 각 직 마다 지상 값들 산 한 후, 그 지상 값들 사 거리
계 하여, 그 한 결과 지상 값들 사 거리가 계 보다 , 지
상 값들 평균 하여 그 한 지상 값들 평균 상지 에 한 3차원 값
결 할 수 다.
또한, 본 에 첩 상 하여 객체 3차원 결 하 한 (a-1) 상[0030]
(a) 단계 에 상 보 득수단과 보 득수단 첩 상, 보
보 는 단계 포함할 수 다.
과
통해, 본 개 첩 상에 한 공액 도한 각각 직 [0031]
계산하여 상지 3차원 결 함 , 상지 에 한 3차원 도 향상시킬 수 는
과가 다.
도 간단한
도 1 본 실시 에 시스 개략 나타내는 시도 다.[0032]
도 2는 본 실시 에 계 에 한 개 도 나타내는 시도 다.
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도 3 본 실시 에 3차원 결 하 한 나타내는 시도 다.
도 4는 본 실시 에 라 계 상 지상 과 상 사 계 나타내는 시도 다.
도 5는 본 실시 에 각 계 지상 과 계 나타내는 시도 다.
도 6 본 실시 에 3차원 결 하는 원리 하 한 시도 다.
도 7 도 1에 도시 사 단말 (130) 상 한 나타내는 시도 다.
도 8 본 실시 에 라 나타내는 시도 다.
도 9는 본 에 상 생 하는 과 나타내는 시도 다.
도 10 는 본 실시 에 라 GPS/INS 통합한 나타내는 시도 다.
도 11 본 실시 에 통합 차량에 탑재하여 매핑 시스 나타내는 시
도 다.
도 12는 본 실시 에 상 취득 경 지상 그룹 보여주는 시도 다.
도 13 본 실시 에 상 보여주는 시도 다.
도 14는 본 실시 에 각 역별 검사 보여주는 시도 다.
도 15는 본 실시 에 상 결 지상 과 검사 보여주는 시도 다.
도 16 본 실시 에 라 검사 사 계 나타내는 시도 다.
도 17 본 실시 에 상 결 지상 과 검사 보여주는 시도 다.
실시하 한 체 내
하에 는, 본 실시 에 첩 상 하여 객체 3차원 결 하 한 시스[0033]
그 첨 한 도 1 내지 도 17 참 하여 한다. 본 에 동 해하는
필 한 심 상 한다. 체 통하여 각 도 에 시 동 한 참 는 동
한 나타낸다.
본 에 는 개 첩 상에 한 공액 도한 각각 직 계산하[0034]
여 상지 3차원 결 할 수 는 안한다.
안 크게 계 , 수집, 내 수행, 수행, 상지 결 과[0035]
수 다. 첫 째 과 탑재 한 후 지상에 개별
어 는 3차원 계 하고 계 사 계 수립한다. 째 과 라 상,
라 수집하고 공액 값 산 한다. 째 째 과 하나 상 에
수 는 3차원 후보 지상 재하는 직 3차원 객체 계 상에 하 해 내
수행한다. 내 하나 상 에 는 후보 지상 직 라 계 하는 과
고, 라 계 직 라 지상과 계 통해 지상 계 변 하는
과 다. 마지막 과 개 첩 상에 한 공액 도한 각각 직 계산
하여 상지 3차원 결 한다.
[0036]
도 1 본 실시 에 시스 개략 나타내는 시도 다.[0037]
도 1에 도시한 같 , 본 에 시스 차량 등에 2개 컨 , 라(Omni-[0038]
directional camera) 등 상 보 득수단(110)과 GPS/INS(Global Positioning System/Inertial
Navigation System) 등 보 득수단(120), 사 단말 (130) 등 탑재하여 할 수
다. 탑재 들 각각 개별 에 독립 3차원 계 원시
할 수 다. 라(110)는 주변 , 후, 우, 상하 향 등에 한 상 한 에 하
는 라 다수 라 듈 향 향하도 열 어 다. 라 시스 라(11
0) 통해 주변 상 , 첩 상 득할 수 다.
또한, 시스 라(110) GPS/INS (120) 통해 보 보 등[0039]
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득할 수 다. GPS/INS (120) 통해 득 는 보 보는 GPS/INS (120) 체
보 보 수 지만, GPS/INS (120)가 라(110) 같 차량에 탑재 문
에 라(110) 보 보 거나 차량 보 보 수도 다.
사 단말 (130)는 라(110) 상 고, GPS/INS (120) 통해 [0040]
보 보 수 다. 그리고 사 단말 (130)는 개 첩 상에
상객체 또는 상지 에 한 공액 상 값 산 수 다. 여 , 공액 개 첩
상에 공액 뿐 아니라 그 상 첩 상에 공액 포 하는 개 수
다.
사 단말 (130)는 게 상, 보 보, 공액 상 값 [0041]
상시 에 한 3차원 값 결 할 수 다. 컨 , 사 단말 (130)는 스마트폰, 트 ,
게 등 포 하는 개 수 다.
또한, 사 단말 (130)는 상지 에 한 3차원 값 결 하 하여 탑재 [0042]
한 후 지상에 개별 어 는 3차원 계 하고 각 계 사 계 수립해
야 하는 도 2 참 하여 한다.
도 2는 본 실시 에 계 에 한 개 도 나타내는 시도 다.[0043]
도 2에 도시한 같 , 본 에 3차원 계는 라 계(CCS), GPS/INS 계(ICS), 지[0044]
상 계(GCS) 등 할 수 다. 상 합 하여 라 계, GPS/INS 계,
지상 계 사 계 하게 수립해야 한다.
러한 라 계, GPS/INS 계, 지상 계 사 계 하는 과 에 생할 수 는 [0045]
차 하여 라 계 GPS/INS 계 X , Y 평행하게 하고 Z
시킬 수 다. 여 , 각 계에 X 차량 진행 향 나타내고, Y 차량 진행 향 수평 직
각 향 나타내 , Z 차량 진행 향 수직 직각 향 나타낼 수 다.
도 3 본 실시 에 3차원 결 하 한 나타내는 시도 다.[0046]
도 3에 도시한 같 , 본 에 사 단말 는 라 GPS/INS 첩 [0047]
상, 보 보 수 다(S310). 사 단말 는 어도 개
상에 상지 택 각 상 그 상지 에 한 공액 상
값 산 할 수 다(S320).
다 , 사 단말 는 산 공액 상 값 라 계 상에 라 [0048]
심에 상 는 상 산 할 수 다(S330).
도 4는 본 실시 에 라 계 상 지상 과 상 사 계 나타내는 시도 다.[0049]
도 4에 도시한 같 , 그림 (a)에 본 에 라 계 상에 상 상[0050]
(image point)과 에 지상 (ground point) 계 보여주고 다. 라 계 원 라
심에 해당하고, 심 원리에 라 심, 상 , 지상 하나 직 상에
재하게 다.
심에 상 는 , 상 C
n는 3차원 극 계 원리에 해 다 [수학식[0051]
1]과 같 나타낼 수 다. 상 는 심에 지상 는 , 지상 동 한
향 갖는다. 라 지상 심에 상 C
n 향 갖는 직 상에 재할 수 다.
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[수학식 1][0052]
[0053]
여 , α는 수평각 나타내고 β는 수직각 나타낼 수 다. 러한 수평각 α과 수직각 β 그림 (b)[0054]
참 하여 한다. 그림 (b)는 그림 (a) 상 평 펼 상 다.
상 는 상 상단 (r,c) 하는 , 여 r 각 행 미하고 c는[0055]
각 열 미할 수 다. 상 상 나타내는 수평각 α과 수직각 β 계
는 다 [수학식 2] 같다.
[수학식 2][0056]
[0057]
, 본 째 과 에 내 수행하여 상 C
n 할 수 다.[0058]
다 , 사 단말 는 라 계 상 하여 지상 계 는 지상[0059]
재하는 직 식 도할 수 다(S340).
도 5는 본 실시 에 각 계 지상 과 계 나타내는 시도 다.[0060]
도 5에 도시한 같 , 라 계, GPS/INS 계, 지상 계, 지상 과 계 보여주고 [0061]
다. 하나 상 에 지상 지상 계 상 값 G
P는 심에 지상 연결하
는 λG
n과 지상 계 원 에 심 연결하는 G
OC 합 다 [수학식 3]과 같
나타낼 수 다.
[수학식 3][0062]
[0063]
여 , λ는 변수 미할 수 다.[0064]
, 지상 계 지상 향 G
n 내 에 한 상 변 하 다[0065]
[수학식 4] 얻 수 다.
[수학식 4][0066]
[0067]
여 , 는 지상 계 라 계 간 행 나타내 , 는 라 계 GPS/INS[0068]
계 간 행 나타내 , 는 지상 계 GPS/INS 계 간 행 나타낼 수 다.
, R 라 보 나타내고, O는 라 보 나타낼 수 다.[0069]
또한 라 심 G
OC GPS/INS 계 원 과 라 심 사 변리(offset) 하[0070]
다 [수학식 5] 얻 수 다.
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[수학식 5][0071]
[0072]
게 얻 [수학식 4] [수학식 5] 하여 G
P 리하 다 [수학식 6]과 같다.[0073]
[수학식 6][0074]
[0075]
결 [수학식 6] 하나 상 에 후보 지상 들 재하는 직 지상 계 한 식 [0076]
다.
만약, 라 계 GPS/INS 계가 한다고 가 하 할 수 는 , I3[0077]
단 문에 [수학식 4] [수학식 5] 다 [수학식 7] 얻 수 다.
[수학식 7][0078]
[0079]
[수학식 7] 앞 [수학식 6]에 하 다 [수학식 8] 얻 수 다.[0080]
[수학식 8][0081]
[0082]
다 , 사 단말 는 도 2개 상 직 식 하여 상지 에 한 3차원 값 산[0083]
할 수 다(S350). 체 하 , 사 단말 는 2개 상 첩 상에 한 공액
각각 도한 2개 상 상 직 식 하여 직 간 거리 곱 합 상
차 산 하여 산 상 차 하여 각 직 마다 지상 값들 산 한 후, 그 지상
값들 사 거리가 계 할 수 다. 사 단말 는 그 한 결과에 라 지상
값들 사 거리가 계 보다 크 , 합 단할 수 다.
에, 사 단말 는 그 한 결과에 라 지상 값들 사 거리가 계 보다 [0084]
, 지상 값들 평균 하여 그 한 지상 값들 평균 상지 에 한 3차
원 값 산 할 수 다.
개 첩 상에 한 공액 도한 각각 직 식 차 계산하여 상지[0085]
3차원 결 하는 원리 도 6 참 하여 한다.
도 6 본 실시 에 3차원 결 하는 원리 하 한 시도 다.[0086]
개 첩 상 공액 에 지상 P1, P2는 [수학식 8] 하여 각각 향 시[0087]
는 다 [수학식 9] 같 나타낼 수 다.
[수학식 9][0088]
[0089]
[수학식 9]에 지상 P1, P2는 공액 문에 같 직 상에 재하고 동 한 나타내고, [수학식[0090]
9] 하여 다 [수학식 10] 도할 수 다.
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[수학식 10][0091]
[0092]
러한 [수학식 10] 행 하 다 [수학식 11]과 같 나타낼 수 다.[0093]
[수학식 11][0094]
[0095]
곱 (method of least squares) 하여 미지수 ξ 하 하여 앞 [수학식 11] 리하[0096]
다 [수학식 12] 같 나타낼 수 다.
[수학식 12][0097]
[0098]
게 한 미지수 [수학식 9]에 하여 다 [수학식 13] 할 수 다.[0099]
[수학식 13][0100]
[0101]
도 6 참 하 , 한 지상 간 거리 보여주고 다. 만약 사 거[0102]
리가 계값보다 크 , 합 단하게 다. 사 거리가 계값보다
산 하여 3차원 결 하게 다.
컨 , 는 평균값 수 다.[0103]
, 본 개 첩 상에 한 공액 도한 직 식 차 계산하여[0104]
상지 3차원 결 하고 지만, 드시 에 한 지 않고 어도 개 상 첩 상에
한 공액 할 수도 다.
도 7 도 1에 도시 사 단말 (130) 상 한 나타내는 시도 다.[0105]
도 7에 도시한 같 , 본 에 사 단말 (130)는 보 수집 (131), 공액 산 (132), [0106]
산 (133), 수식 도 (134), 결 (135) 등 포함하여 수 다.
보 수집 (131)는 상 보 득수단과 보 득수단 첩 상, 보 [0107]
보 수 다. 공액 산 (132)는 어도 개 상에
상지 택 각 상 그 상지 에 한 공액 상 값 산 할 수 다.
산 (133)는 산 공액 상 값 라 계 상에 라 심에[0108]
상 는 상 산 할 수 다.
수식 도 (134)는 산 상 상 하여 지상 계 상에 지상 재하는 2개 상[0109]
직 식 도할 수 다.
3차원 결 (135)는 도 2개 상 상 직 식 차 산 하여 산 상 차[0110]
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하여 상 상지 에 한 3차원 값 결 할 수 다. 체 하 , 3차원 결
(135)는 2개 상 첩 상에 한 공액 각각 도한 2개 상 상 직 식
하여 직 간 거리 곱 합 상 차 산 하여 산 상 차 하여 각
직 마다 지상 값들 산 한 후, 그 지상 값들 사 거리 계 할 수
다. 3차원 결 (135)는 그 한 결과에 라 지상 값들 사 거리가 계
보다 크 , 합 단할 수 다.
3차원 결 (135)는 그 한 결과에 라 지상 값들 사 거리가 계 보[0111]
다 , 지상 값들 평균 하여 그 한 지상 값들 평균 상지 에
한 3차원 값 결 할 수 다.
하에 는 본 실시 에 객체 3차원 결 하 한 실험한 결과 도 8 내지 도[0112]
17 참 하여 한다.
시스[0113]
도 8 본 실시 에 라 나타내는 시도 다.[0114]
도 8에 도시한 같 , 본 에 사 한 라(Omni-directional camera) 원 다 [[0115]
1]에 보여주고 다. , 라는 1600 x 1200 공간 해상도 갖는 6개 CCD 통해 360ㅀ 시야각
(Field Of View; FOV) 갖는다. 상 가 360ㅀ, 180ㅀ 포함하는 5400 x 2700 해상도 갖
는다.
[ 1][0116]
[0117]
도 9는 본 에 상 생 하는 과 나타내는 시도 다.[0118]
도 9에 도시한 같 , 라 통해 6개 개별 상 취득하여 통합 하나[0119]
상 생 하는 과 보여주고 다. 6개 CCD 통해 Bayer-tiled Raw 식 상 득한 후
JPEG 식 압 하여 Firewire 통해 PC(Personal Computer) 한다. PC에 상 압
고, Raw 상 RGB 컬러 상 변 하여 그래픽 드 달한다. 그래픽 드에 럴 곡(barrel
distortion) 거하는 보 (rectification) 과 , 상 스쳐 2D 또는 3D 계 변 하는
(projection) 과 , 각각 CCD 통해 득 상들 연결하는 랜 (blending) 과 거쳐
하나 상(stitched image) 생 한다.
라 상 취득하 해 라 함께 GPS/INS 탑재하 다. 사[0120]
는 매핑 시스 (Mobile Mapping System)과 같 동 시스 에 합한 다. 3 향
가 도 하는 가 도계(accelerometer) 3개 각 도 하는 스 프
(gyroscope)가 내 IMU(Inertial Measurement Unit) 어 다. GPS는 3차원
할 뿐만 아니라 2개 GPS 안 나 하여 INS 차 보 하는 GAMS(GNSS Azimuth Measurement
Subsystem) 사 한다. GPS 해 2개 GPS 안 나 사 상 하는 시스
INS 차 연 보 한다.
다 [ 2]는 사 GPS/INS 한 에 한 도 보여 다.[0121]
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[ 2][0122]
[0123]
도 10 는 본 실시 에 라 GPS/INS 통합한 나타내는 시도 고,[0124]
도 11 본 실시 에 통합 차량에 탑재하여 매핑 시스 나타내는 시
도 다.
도 10 내지 도 11 참 하 통합 상단 에는 라, 아래에는 INS가 탑재 어 차량[0125]
진행 향(X 향) 2 GPS 안 나가 탑재 어 다. 통합 는 상하 향 상당 어
량 하 통과할 경우 돌 험 고, 라 특 상 차량 상에 포함 문
에 하 해 차체가 고 낮 차량 하 다.
실험 [0126]
도 12는 본 실시 에 상 취득 경 지상 그룹 보여주는 시도 고, 도 13 본 [0127]
실시 에 상 보여주는 시도 다.
도 12 참 하 , 실험 통해 득 상 는 평균 1MB 량 가진 5400 * 2700 해상도 갖는[0128]
상 Jpeg 압 식 사 하 다. 상 취득한 는 경 도 산시청 근 도 주변 지도상
동쪽에 쪽 동하 상 취득하 다. 차량 동한 도 는 편도 2~3차 근처에 공원
5 안 낮 건물 고 다 지 에는 고 아 트 상가들 포 어 다. 에 검사
보 어 는 3개 그룹 A,B,C에 라 각 2 첩 상 택하 다. 또한, 그룹 C에 는
상객체 라 상 도 계 하 해 가 사한 크 갖는 2
첩 상 택하 다. 택 상 시는 도 13에 볼 수 다. 러한 상 수평 향
360ㅀ수직 향 180ㅀ해당하는 보 포함하고 상 심 차량 진행
향 나타낸다.
다 [ 3] GPS/INS 한 개별 상 취득한 시 라 / 나타[0129]
내는 거리 보여주고 다. 각 역 별 단 그룹(A1, B1, C1) 약 2 m 내
그룹(A2, B2, C2) 16-18 m 갖는다. 그룹 C3 C4는 상객체 라 상
도 계 하 해 택한 것 12 m 갖는다.
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[ 3][0130]
[0131]
안 통해 상 결 지상 도 검 하 해 GPS 탈스 [0132]
하여 상에 식별 한 주 지 3차원 하여 검사 사 하 다.
도 14는 본 실시 에 각 역별 검사 보여주는 시도 다.[0133]
도 14에 도시한 같 , 역 A는 경고 지 4개 검사 포함하 역 B는 도 지 3[0134]
개 검사 포함하고 다. 마지막 역 C는 도 향 살 3개 검사 포함하고 다.
결과 [0135]
도 15는 본 실시 에 상 결 지상 과 검사 보여주는 시도 다.[0136]
도 15에 도시한 같 , 안 통해 상 결 지상 과 GPS 탈스[0137]
량한 검사 하여 보여주고 다. 단 상 통해 결 지상 연결한 다각 ( 색, S1
~Sn)보다 상 통해 결 지상 연결한 다각 ( 색, L1~Ln) 검사 연결한 다각 ( 란
색, C1~Cn)과 사한 것 볼 수 다.
량 살펴보 해 지상 차 계산하여 다 [ 4]에 리하 다.[0138]
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[ 4][0139]
[0140]
검사 참값 가 하여 지상 차 계산한 결과 RMSE가 수 십 cm에 1 m 내 계산[0141]
었다. 경우에 다각 사 아보 지만 값에 한 RMSE는 에 차
가 크지 않았다. 지상 과 검사 각각 연결한 다각 상당 사한 것 에도 하고
값에 한 RMSE가 큰 것 미루어볼 지상 값에 상당한 크 시스 차 포함하고 는
것 라고 단 다. 러한 시스 차는 지상 과 검사 사 3차원 동 변 통해 거
수 다. 또는, 상 1-2개 지상 (Ground Control Point) 포함하여 함 통해
거할 수도 다. 시스 차가 거 상태에 여 남아 는 차 크 알아보고
척 고 한 후 지상 과 검사 간 3 각 동량 고 하여 변 계수 결 하는 통
하여 3차원 상 차량 계산하 다.
다 [ 5]는 검사 과 지상 사 차 나타내고, 단 는 [m] 다.[0142]
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[ 5][0143]
[0144]
다 [ 6] 탈 스 과 GPS 통해 득한 검사 과 안 지상 계 3[0145]
개 동변 계수 3개 변 계수 통해 보여주고 다.
[ 6][0146]
[0147]
다 [ 7] 앞 한 6개 변 계수 통해 산 지상 차 보여주고 단 는 [m] 다.[0148]
[ 7][0149]
[0150]
시스 차 포함하는 차 RMSE에 해 시스 차가 상 차 RMSE가 크[0151]
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게 감 한 것 할 수 다. 결과 통해 한 득한 검사 과 계산 지상 사
3차원 동 변 계수 하여 시스 차 거함 첩 상
상객체 3차원 또는 상지 상 수 cm 내 도 할 수 다는 것 알 수 었
다.
도 16 본 실시 에 라 검사 사 계 나타내는 시도 다.[0152]
상 객체 거리에 해 무 짧지 않 갖는 첩 상 택하여 한 거리 [0153]
지하 상 상 계가 낮 개 공 건식(collinearity equation) 얻 수 고
상 객체 3차원 하게 결 할 수 다.
그러나 도 16에 는 그룹 C3 경우처럼 상 차량 진행 향(x 향) 포 어 는 경우는 [0154]
어도 각각 심에 하나 상지 에 연결하는 직 상당 사하게 나타나고 해
공 건식 간 상 계가 크 문에 결과 얻 수 없다. 에 거리 뿐 만 아니라
상객체 라 사 상 도 3차원 결 에 한 다. 검 하 해
는 거 동 하게 지하고 상 가 다 첩 상 , 도 16 그룹 C4 택하 다. 본
실험에 는 라 에 상만 다 뿐 사 검사 등 든 실험 건 같
게 하여 지상 3차원 차 하 다. 도 16에 보는 같 그룹 C3는 X
라 사 에 검사 하지 않 경우 고 C4는 라 사 에 검사 그룹 경우 다.
도 17 본 실시 에 상 결 지상 과 검사 보여주는 시도 다.[0155]
도 17에 도시한 같 , 검사 과 그룹 첩 상 결 지상 보여주고 다. 그룹 C3[0156]
지상 ( 색, C3) 보다 그룹 C4 지상 ( 색, C4) 양, 크 향 에 검사 ( 란색, P)과
사한 것 할 수 다. C3 경우 각 공 건식 상 계가 C4 경우 상 계가 매우
낮아 독립 공 건식 얻 수 어 보다 도 갖는다.
다 [ 8] 검사 과 지상 3차원 그 차 량 보여주고 단 는 [m] 다.[0157]
[ 8][0158]
[0159]
[ 8] 통해 그룹 C4가 C3보다는 약 2 도 도 갖는 다는 사실 알 수 다.[0160]
다 [ 9]는 시스 차 거한 후 그룹 C3 C4 경하에 실험 한 결과 보여주고 단 는[0161]
[m] 다.
[ 9][0162]
[0163]
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에 도 검 실험에 같 시스 차 포함한 결 도 보다 시스 [0164]
차 한 상 도가 할 수 었다. 러한 실험 통해 검사 심 앞 에
하는 첩 상 사 하 보다 한 상 객체 할 수 다는 것 알 수 었다.
라 첩 상과 GPS/INS 보 하여 상 객체 3차원 계산하는 수학 수립[0165]
하고 실 에 하여 검 하 다. 개 상에 취득 한 공액 에
는 지상 계 상에 한 직 도하고 계산하여 지상 3차원 결
하 다. GPS 탈스 하게 한 검사 과 하여 도 검 하 다.
라/ 상객체 사 상 하게 한다 수 cm 내 도 가지고 상객체 3차원
또는 상지 상 할 수 다는 것 알 수 었다. 는 라 상 도시
보시스 (UIS) 하는 도 , 도 지, 도 주변 통시 물 건물 등 주 객체
들 가능한 도 수 할 수 다는 것 미한다.
상지 는 수 cm에 1 m내 도 보 고 단순한 하 수 는 시[0166]
스 차가 포함 것 보 다. 러한 차는 라 계 GPS/INS 계 사 계 보다
하게 하고, 라 보 (Calibration) 수행함 통해 상당 거 것 단 다.
본 에 한 상 하여 객체 3차원 결 하 한 매핑 시스 그 [0167]
하는 술 야에 통상 지식 가진 라 본 본질 특 에 어나지 않는 에
다양한 수 변 가능할 것 다. 라 본 에 개시 실시 들 본 술 사상 한 하
한 것 아니라 하 한 것 고, 러한 실시 에 하여 본 술 사상 가 한 는 것
아니다. 본 보 는 아래 청 에 하여 해 어야 하 , 그 동등한 내에 는
든 술 사상 본 리 에 포함 는 것 해 어야 할 것 다.
110: 상 보 득수단[0168]
120: 보 득수단
130: 사 단말
131: 보 수집
132: 공액 산
133: 산
134: 수식 도
135: 3차원 결
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도
도 1
도 2
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도 3
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도 5
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도 7
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도 12
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