KR100674805B1 - Method for matching building between camera image and map data - Google Patents
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Abstract
본 발명은 카메라에 촬영되는 영상 내 각 건물들을 지도 데이터에서 검색할 수 있도록 해 주는 카메라 영상과 지도 데이터 간에 건물 매칭 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a building matching method between a camera image and map data, which makes it possible to search for maps of respective buildings in an image photographed by a camera.
본 발명에 따르면, 사용자의 건물검색 명령에 따라 카메라에 촬영되는 영상을 일정 시간 간격마다 캡처하고 그 캡처된 영상 내에 존재하는 각 건물들의 위치정보를 산출하여 지도 데이터 상에서 동일한 위치에 존재하는 건물들과 서로 매칭시켜 준다. According to the present invention, according to the user's building search command to capture the image taken by the camera at a predetermined time interval and calculates the location information of each building existing in the captured image and the buildings that exist in the same location on the map data Match them together.
이에 따라, 카메라에 촬영되는 건물들을 지도 데이터에서 검색 가능하도록 해 준다. Accordingly, the buildings photographed by the camera can be searched from the map data.
카메라, 네비게이션, 지도 데이터, 카메라 영상 Camera, Navigation, Map Data, Camera Image
Description
도 1은 본 발명이 적용 가능한 네비게이션 시스템 구성을 보인 도면,1 is a view showing a navigation system configuration to which the present invention is applicable;
도 2는 본 발명에 따라 영상 내 각 건물들의 위치정보를 산출하는 방식을 설명하기 위한 도면,2 is a view for explaining a method of calculating the location information of each building in the image according to the present invention;
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 카메라 영상과 지도 데이터 간에 건물 매칭 방법을 나타낸 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a building matching method between a camera image and map data according to an exemplary embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols for main parts of the drawings
100 : GPS 수신기 102 : 제어부100: GPS receiver 102: control unit
104 : 카메라 106 ; 이미지 프로세서104:
108 : 지도데이터 저장부 110 : 센서부108: map data storage unit 110: sensor unit
본 발명은 카메라에 촬영되는 영상 내 각 건물들과 동일한 위치에 존재하는 지도 데이터 상의 건물들을 서로 매칭시켜 주는 카메라 영상과 지도 데이터 간에 건물 매칭 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a building matching method between a camera image and map data for matching buildings on map data existing at the same location as each building in an image photographed by a camera.
GPS(Global Positioning System)는 미국의 국방성에서 개발한 범세계 측위 시스템으로서, 복수 개의 GPS 위성은 기울임각(inclination angle)이 55°인 6개의 원형 궤도면(circular orbit)에 각각 4개씩 배치되어, 약 12시간의 주기를 가지고 이동하면서 각기 자신의 위치정보신호를 송신하고, GPS 수신기는 복수의 GPS 위성들 중에서 최소한 4개 이상의 GPS 위성으로부터 위치정보신호를 수신하여 GPS 위성과 자신 사이의 거리 및 GPS 위성의 위치벡터를 검출하며 이를 통해 자신의 위치벡터를 산출한다. GPS (Global Positioning System) is a global positioning system developed by the US Department of Defense, and a plurality of GPS satellites are arranged on each of six circular orbits each having an inclination angle of 55 °. Each of them transmits its own location information signal with a period of about 12 hours, and the GPS receiver receives the location information signal from at least 4 GPS satellites among the plurality of GPS satellites, and the distance between the GPS satellites and itself. Detect the position vector of satellite and calculate its own position vector.
GPS 수신기를 구비한 네비게이션 시스템은 GPS 수신기로부터 산출된 자신의 위치벡터를 지도 데이터 상에 매핑시켜 표시하고, 부가 서비스로 지도 상의 현재 위치로부터 사용자의 목적지까지 최단 경로를 알려주는 길안내 서비스를 제공하고 있다. 그래서 사용자들은 이와 같은 네비게이션 시스템을 휴대함으로써 자신의 목적지까지 보다 용이하게 찾아갈 수 있게 되었다. The navigation system having a GPS receiver maps its position vector calculated from the GPS receiver onto map data, displays it, and provides an additional service as a supplementary service to provide a shortest route from the current position on the map to the user's destination. have. Thus, users can easily navigate to their destinations by carrying such a navigation system.
하지만 사용자는 네비게이션 시스템을 통해 길안내 서비스를 제공받으며 목적지를 찾아갈 때에, 네비게이션 시스템에서 표시해 준 지도 데이터 상에 건물들이 실제 보이는 건물들 중 어느 건물에 해당하는지 알기 위해서 일일이 지도 데이터와 실제 건물영상을 매칭시켜 보아야 하는 번거로움이 있다. However, the user is provided with a navigation service through the navigation system, and when searching for a destination, the map data and the actual image of the building are displayed in order to find out which of the buildings are actually visible on the map data displayed by the navigation system. There is a hassle to match.
다시 말해서, 지도 데이터 상에 표시된 'A' 건물이 실제 어느 건물을 표시한 것인지를 확인하기 위해서 'A' 건물이 위치하고 있는 지점 근처의 건물들을 일일이 살펴서 확인해야 하며 특히, 사용자의 현재 위치에서 조금 떨어져 보이는 건물에 대해서는 그 건물이 위치한 곳에 직접 가서 건물에 대한 정보를 획득한 후, 지도 데이터에 표시된 건물정보와 매칭시켜 보아야지만 지도 데이터 상에 표시된 건물들 중 어느 건물과 매칭되는지를 찾아낼 수가 있다. In other words, in order to check which building actually represents the building 'A' displayed on the map data, it is necessary to check the buildings near the point where the building 'A' is located, in particular, away from the user's current location. For the visible building, go directly to the place where the building is located, obtain information about the building, and match it with the building information displayed on the map data, but it is possible to find out which building among the buildings displayed on the map data matches.
그러므로 본 발명의 목적은 카메라를 이용하여 실제 건물들을 촬영하고 그 촬영된 영상 내 각 건물들을 지도 데이터에서 검색할 수 있도록 서로 매칭시켜 주는 카메라 영상과 지도 데이터 간에 건물 매칭 방법을 제공하는 데 있다. Therefore, an object of the present invention is to provide a building matching method between the camera image and the map data to shoot the real buildings using the camera and to match each other so that each building in the photographed image can be retrieved from the map data.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 카메라 영상과 지도 데이터 간에 건물 매칭 방법은 카메라에 촬영되는 영상을 캡처하고, 그 캡처된 영상 내에 존재하는 각 건물들에 대한 위치정보를 산출하는 단계; 기 저장된 지도 데이터를 로딩하는 단계; 상기 로딩된 지도 데이터에 존재하는 건물들의 위치정보를 산출하는 단계; 및 상기 산출한 영상 내 각 건물들의 위치정보와 지도 데이터 내 건물들의 위치정보를 비교하여 서로 위치정보가 일치하는 건물들을 매칭시키는 단계;를 포함하여 이루어진다.In order to achieve the above object, the building matching method between the camera image and the map data according to the present invention captures an image captured by the camera, and calculating the location information for each building existing in the captured image ; Loading previously stored map data; Calculating location information of buildings existing in the loaded map data; And comparing the location information of each building in the calculated image with the location information of the buildings in the map data and matching the buildings with the same location information.
여기서, 상기 영상 캡처는 상기 카메라에 촬영되는 영상을 일정 시간 간격마다 캡처하는 것을 특징으로 한다.Here, the image capture is characterized in that for capturing an image captured by the camera at predetermined time intervals.
바람직하게, 본 발명에서는 상기 카메라 영상을 캡처시, GPS 수신신호 및 자지기 센서신호로 상기 카메라의 촬영위치 및 방위각을 검출하는 것을 특징으로 한다.Preferably, in the present invention, when capturing the camera image, it is characterized by detecting the shooting position and the azimuth angle of the camera by the GPS signal and the magnetic sensor signal.
그리고, 상기 영상 내 각 건물들의 위치정보 산출은 경사계 센서신호로 상기 카메라의 경사각을 검출하는 단계; 상기 캡처된 영상에 대한 이미지 프로세싱을 통 해 영상 내의 각 건물들을 분리시키는 단계; 상기 분리시킨 각 건물에 중심점 포인트를 설정하고, 상기 검출한 촬영위치 및 방위각을 기준으로 상기 각 건물들의 위치정보를 산출하는 단계; 및 상기 산출한 각 건물들의 위치정보를 상기 카메라의 배율정보 및 경사각을 통해 보정하는 단계;로 이루어질 수 있다.The calculation of the location information of each building in the image may include detecting an inclination angle of the camera with an inclinometer sensor signal; Separating each building in the image through image processing on the captured image; Setting a center point in each of the separated buildings, and calculating position information of each building based on the detected shooting position and azimuth angle; And correcting the calculated position information of each building through the magnification information and the inclination angle of the camera.
여기서, 상기 각 건물에 중심점 포인트 설정은 상기 각 건물의 하단에 중심점 포인트를 설정하는 것을 특징으로 한다.Here, the center point setting for each of the buildings is characterized in that for setting the center point at the bottom of each building.
또한, 본 발명에서 상기 지도 데이터 내의 건물에 대한 위치정보 산출은 상기 검출한 촬영위치 및 방위각을 기준으로 하여 상기 지도 데이터의 설정범위 이내에 존재하는 각 건물들에 중심점 포인트를 설정하고 건물의 위치정보를 산출할 수 있다.In the present invention, the location information of the building in the map data is calculated based on the detected shooting position and the azimuth angle, the center point is set to each building existing within the set range of the map data and the location information of the building Can be calculated.
바람직하게, 본 발명에서 상기 각 건물들의 위치정보는 상기 검출한 촬영위치 및 방위각을 기준으로 한 각 건물들의 방향각 및 거리값인 것을 특징으로 한다.Preferably, in the present invention, the location information of each building is characterized in that the direction angle and the distance value of each building based on the detected shooting position and azimuth.
한편, 본 발명에 따른 상기 위치정보가 일치하는 건물 매칭은 미리 정해놓은 일정 오차허용범위 내에서 서로 위치정보가 일치하는 건물을 매칭시키는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the building matching the location information according to the present invention is characterized in that matching the building location information is matched to each other within a predetermined predetermined tolerance range.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 구체적으로 설명하기로 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명이 적용 가능한 네비게이션 시스템의 구성을 보인 도면으로, 도 1에 도시된 바와 같이 네비게이션 시스템은 카메라(104)와 일체를 이루며, 사용 자의 동작명령을 입력받는 명령 입력부(112)와, GPS 위성이 송신하는 위치정보신호를 수신하는 GPS 수신기(100)와, 지도 데이터를 저장하고 있는 지도 데이터 저장부(108)와, 지자기 센서 및 경사계를 통해 카메라(104)의 방위각 및 경사각을 검출하는 센서부(110)와, 카메라(104)에 캡처된 영상을 처리하는 이미지 프로세서(106)와, 카메라(104)에 촬영되는 영상을 일정 시간 간격으로 캡처하고 그 캡처된 영상 내 각 건물들과 위치정보가 일치하는 건물들을 지도 데이터 저장부(108)에서 검색한 후 서로 매칭시키는 제어부(102)로 구성될 수 있다. 1 is a view showing a configuration of a navigation system to which the present invention is applicable. As shown in FIG. 1, a navigation system is integrated with a
이러한 구성을 가지는 네비게이션 시스템은 명령 입력부(112)를 통해 사용자의 건물검색 명령이 입력될 때에 GPS 수신기(100)의 수신기능 및 카메라(104)의 동작을 온 시킨다. 그래서 GPS 수신기(100)는 명령 입력부(112)를 통해 사용자의 건물정보 표시명령이 입력되면 지구 상공에 위치한 복수의 GPS 위성으로부터 위치 데이터들을 수신받아 제어부(102)로 입력시킨다. The navigation system having such a configuration turns on the reception function of the
제어부(102)는 사용자의 명령에 따라 카메라(104)의 동작을 제어하면서 사용자가 카메라(104)에 안내받고자 하는 건물의 영상을 촬영하는 경우에 그 촬영되는 영상을 일정 시간 간격으로 캡처한다. 그리고 영상 캡처시 GPS 수신기(100)의 수신신호 및 센서부(110)의 지자기 센서신호로부터 촬영위치 및 방위각을 검출하는 한편, 센서부(110)의 경사계 센서신호로부터 카메라(104)의 경사각을 검출한다. The
제어부(102)는 이미지 프로세서(106)를 통해 캡처된 영상 내의 각 건물들의 윤곽선을 추출하여 건물들을 분리시킨 후, 상기 검출한 촬영위치 및 방위각을 기준으로 영상 내 각 건물의 위치정보를 산출하고, 또한 지도 데이터를 로딩하여 지도 데이터의 설정범위 이내에 존재하는 각 건물들에 대한 위치정보를 산출한다. 그리고 지도 데이터 내의 건물들 중 영상 내의 각 건물들과 위치정보가 일치하는 건물들을 검색하여 서로 매칭시킨다. The
도 2는 본 발명에 따라 영상 내 각 건물들의 위치정보를 산출하는 방식을 설명하기 위한 도면으로, 사용자가 건물안내를 받고자하는 영역을 카메라(104)로 촬영하게 되면 일정 시간 간격으로 영상을 캡처하여 그 캡처된 영상 내의 각 건물들에 중심점 포인트를 설정한다. 2 is a view for explaining a method of calculating the location information of each building in the image according to the present invention, when the user to take the area to receive the building guide with the
본 발명에서는 도 2에 도시된 바와 같이 각 건물 하단에 중심점 포인트를 설정하는 것을 특징으로 하며, 이에 따라 영상이 캡처되는 때에 GPS 수신신호 및 센서신호로 검출된 촬영위치(I) 및 방위각을 기준으로 각 건물에 설정한 중심점 포인트까지의 방향각(θ1,θ2,θ3,θ4) 및 거리(r1,r2,r3,r4)를 산출한다. 그리고 산출된 각 건물의 방향각 및 거리값을 건물의 위치정보로써 이용한다. In the present invention, as shown in Figure 2 characterized in that the center point is set at the bottom of each building, according to the shooting position (I) and azimuth angle detected by the GPS signal and the sensor signal when the image is captured accordingly The direction angles [theta] 1, [theta] 2, [theta] 3 and [theta] 4 and distances r1, r2, r3 and r4 to the center point point set for each building are calculated. The calculated direction angle and distance value of each building are used as the location information of the building.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 카메라 영상과 지도 데이터 간에 건물 매칭 방법을 나타낸 흐름도로, 본 발명에 따르면 카메라(104)를 구비한 네비게이션 시스템은 사용자의 건물검색 명령이 입력될 경우(300), GPS 수신기능 및 카메라(104)의 동작을 온 시킨다(302). 3 is a flowchart illustrating a building matching method between a camera image and map data according to an exemplary embodiment of the present invention. According to the present invention, a navigation system including a
사용자는 카메라(104)를 이용하여 안내받고자 하는 영상을 촬영할 수 있고, 이에 따라 사용자가 촬영하는 영상을 일정 시간 간격으로 캡처하면서(304), 영상 캡처시 GPS 수신신호 및 센서신호로 카메라(104)의 촬영위치 및 방위각을 검출하고(304,306) 이를 기준으로 캡처한 영상 내 각 건물들에 대한 위치정보를 산출한다 (308). The user may take a picture to be guided by using the
여기서, 영상내 각 건물들에 대한 위치정보 산출(308)은 우선 영상을 캡처시 경사계 센서신호로 카메라(104)의 경사각을 검출한다(308-2). 그리고 캡처된 영상에 대한 이미지 프로세싱을 통해 영상 내 각 건물들을 분리시키고(308-4) 그 분리시킨 각 건물들 하단에 중심점 포인트를 설정하여(308-6), 영상 캡처시 촬영위치 및 방위각을 기준으로 각 건물들의 위치정보를 산출한다(308-8). 각 건물들의 위치정보가 산출되면 그 산출된 각 건물들의 위치정보를 카메라(104)의 경사각 및 배율정보를 이용하여 보정시킴으로써(308-10) 영상 내 각 건물의 실제 위치정보를 획득한다. Here, the
이와 같이 캡처한 영상 내의 각 건물들의 위치정보를 산출(308)함과 동시에, 지도 데이터 저장부(108)에 기 저장해 놓은 지도 데이터를 로딩한다(310). 그리고 영상 캡처시 카메라(104)의 촬영위치 및 방위각을 기준으로 그 로딩된 지도 데이터의 설정범위 이내에 존재하는 건물들을 파악하고 그 각 건물들의 위치정보를 산출한다(312). The location information of each building in the captured image is calculated (308), and the map data previously stored in the map
지도 데이터 내에 존재하는 건물들의 위치정보 역시 상기 영상 내 각 건물들의 위치정보를 산출하는 방식과 동일하게 각 건물들의 중심점 포인트를 설정하고(312-2), 카메라(104)의 촬영위치 및 방위각을 기준으로 각 건물들의 위치정보를 산출하게 된다(312-4). The location information of the buildings existing in the map data also sets the center point of each building in the same manner as the method of calculating the location information of each building in the image (312-2), and based on the photographing position and azimuth angle of the
그리고 이와 같이 산출한 영상 내 각 건물들의 위치정보와 지도 데이터 내 건물들의 위치정보를 서로 비교해서 위치정보가 일치하는 건물들을 매칭시킨다 (314). The location information of each building in the image calculated as described above and the location information of the buildings in the map data are compared with each other to match buildings having the same location information (314).
상기와 같은 과정은 사용자의 건물검색 중단명령이 입력되기 전까지 계속 수행되면서 카메라(104)에 촬영되는 영상 속 건물들을 지도 데이터에서 검색하여 건물에 대한 정보를 살펴볼 수 있도록 해 준다(316). The above process continues until the user's building search stop command is input, so that the information on the building can be examined by searching the map data for buildings in the image captured by the camera 104 (step 316).
한편, 본 발명에서는 지도 데이터 상에서 영상 내 각 건물들과 위치정보가 일치하는 건물을 검색시, 미리 정해놓은 일정 오차허용범위 내에서 서로 위치정보가 일치하는 검물을 검색하는 것을 특징으로 한다. On the other hand, the present invention is characterized in that when searching for buildings that match the location information with each building in the image on the map data, the search for the specimens that match the location information with each other within a predetermined predetermined tolerance range.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 당업자에 의해 다양하게 변형하여 실시할 수 있다. The present invention is not limited to the above-described embodiments and can be variously modified and implemented by those skilled in the art without departing from the technical spirit of the present invention.
본 발명에 따르면, 일정 시간 간격마다 카메라에 촬영되는 영상을 캡처하고 지도 데이터에 매칭시켜 줌으로써 촬영되는 건물을 지도 데이터에서 검색 가능하게 한다. According to the present invention, by capturing an image captured by the camera at a predetermined time interval and matching the map data, the building to be photographed can be searched from the map data.
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