KR100572078B1 - Method of surveying structural facilities along road by using aerial photograph as well as vehicle with gps receiver and laser measuring instrument - Google Patents

Method of surveying structural facilities along road by using aerial photograph as well as vehicle with gps receiver and laser measuring instrument Download PDF

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KR100572078B1 KR1020050113188A KR20050113188A KR100572078B1 KR 100572078 B1 KR100572078 B1 KR 100572078B1 KR 1020050113188 A KR1020050113188 A KR 1020050113188A KR 20050113188 A KR20050113188 A KR 20050113188A KR 100572078 B1 KR100572078 B1 KR 100572078B1
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Abstract

본 발명은 GPS 수신기와 레이저 계측기 장착 차량 및 항공 사진을 이용한 도로 주변 시설물 측량 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, GPS 수신기를 통하여 차량의 초기 위치 좌표를 획득하고, 도로를 따라 차량을 주행하면서 주행 방향과 직각으로 레이저 빛을 출력한다. 차량이 제 1 위치에 도달했을 때 시설물의 제 1 지점에서 반사된 레이저 빛이 레이저 계측기에서 검출되고, GPS 수신기를 통하여 차량의 제 1 위치 좌표를 획득한다. 레이저 빛의 도달시간으로 시설물의 제 1 거리를 산출하고, 차량의 초기 위치 좌표와 제 1 위치 좌표로부터 차량의 주행 방위각을 산출한다. 또한, 차량의 제 1 위치 좌표, 주행 방위각, 시설물 거리로부터 시설물의 제 1 지점 좌표를 산출한다. 동일한 방법으로 차량의 제 2 위치 좌표, 시설물의 제 2 거리, 시설물의 제 2 지점 좌표를 각각 산출한다. 그 후 시설물의 두 지점 좌표를 항공 사진으로부터 추출하고, 시설물의 평면 영상을 획득한다. 이 방법은 도로 주변의 시설물과 같은 국지적인 수치 지형 자료를 획득할 때 매우 간편하게 적용할 수 있고, 레이저의 직진성을 이용하여 높은 정밀도를 얻을 수 있으며, GPS 수신기와 레이저 계측기를 이용하여 파악하기 곤란한 시설물들의 다양한 평면 영상 정보를 함께 취득하여 수치 지형 자료의 정확도와 활용도를 높일 수 있다.The present invention relates to a GPS receiver, a vehicle equipped with a laser meter, and a road surveying facility using aerial photographs. According to the present invention, the initial position coordinates of the vehicle are acquired through the GPS receiver, and the laser light is output at right angles to the driving direction while driving the vehicle along the road. When the vehicle reaches the first position, the laser light reflected at the first point of the facility is detected at the laser meter and acquires the first position coordinates of the vehicle via the GPS receiver. The first distance of the facility is calculated from the arrival time of the laser light, and the driving azimuth angle of the vehicle is calculated from the initial position coordinates and the first position coordinates of the vehicle. Further, the first point coordinate of the facility is calculated from the first position coordinates, the driving azimuth angle, and the facility distance of the vehicle. In the same manner, the second position coordinates of the vehicle, the second distance of the facility, and the second point coordinates of the facility are respectively calculated. The two point coordinates of the facility are then extracted from the aerial image and a planar image of the facility is obtained. This method can be applied very easily when acquiring local digital terrain data such as facilities around roads, high accuracy can be obtained by using the laser's straightness, and facilities that are difficult to grasp using GPS receivers and laser instruments. By acquiring a variety of plane image information together, the accuracy and utilization of digital terrain data can be improved.

지리 정보 체계(GIS), 범지구적 위치결정 체계(GPS), 수치 지도, 위치 측량, 도로, 주변 시설물, 측량 차량, 레이저 계측기, 항공 사진 Geographic Information System (GIS), Global Positioning System (GPS), Digital Maps, Positioning, Roads, Nearby Facilities, Surveying Vehicles, Laser Instruments, Aerial Photography

Description

ＧＰＳ 수신기와 레이저 계측기 장착 차량 및 항공 사진을 이용한 도로 주변 시설물 측량 방법{method of surveying structural facilities along road by using aerial photograph as well as vehicle with GPS receiver and laser measuring instrument}Method of surveying structural facilities along road by using aerial photograph as well as vehicle with GPS receiver and laser measuring instrument}

도 1은 GPS 수신기와 레이저 계측기를 장착한 측량 차량의 구성 개요를 나타내는 블록도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The block diagram which shows the structural outline of the survey vehicle equipped with a GPS receiver and a laser measuring instrument.

도 2는 측량 차량과 도로 주변 시설물을 도식적으로 나타내는 모식도.2 is a schematic diagram schematically showing a survey vehicle and facilities around a road.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 도로 주변 시설물 측량 방법을 나타내는 순서도.Figure 3 is a flow chart illustrating a method for surveying facilities around the road according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명에 적용할 수 있는 다양한 형태의 시설물들을 예시한 평면도.4 is a plan view illustrating various types of facilities applicable to the present invention.

도 5는 차량 위치에 따른 레이저 검출 강도의 변화를 나타내는 그래프.5 is a graph showing a change in laser detection intensity according to a vehicle position.

<도면에 사용된 참조 부호의 설명><Description of Reference Symbols Used in Drawings>

10: 측량 차량 20: GPS 수신기10: survey vehicle 20: GPS receiver

30: 레이저 계측기 32: 레이저 출력부30: laser measuring instrument 32: laser output unit

34: 광 검출부 36: 계수부34: light detector 36: counter

40: 제어기 42: 저장부40: controller 42: storage unit

44: 연산부 V0: 차량의 초기 위치44: calculator V 0 : initial position of the vehicle

V1: 차량의 제 1 위치 V2: 차량의 제 2 위치V 1 : first position of the vehicle V 2 : second position of the vehicle

T1: 시설물의 제 1 측량지점 T2: 시설물의 제 2 측량지점T 1 : first survey point of a facility T 2 : second survey point of a facility

본 발명은 GPS수신기와 레이저 계측기 장착 차량 및 항공 사진을 이용한 도로 주변 시설물 측량 방법에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 GPS 수신기와 레이저 계측기를 장착한 차량을 이용함과 더불어 항공 사진을 이용하여 각종 도로 주변 시설물들의 위치 좌표를 측량하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for surveying road-side facilities using a GPS receiver and a laser measuring instrument and aerial photography, and more specifically, using a vehicle equipped with a GPS receiver and a laser measuring instrument. A method of surveying the location coordinates of facilities.

근래 들어 지리 정보 체계(geographic information system; GIS)에 대한 관심이 높아지고 관련 분야에 대한 연구개발이 활발히 이루어지면서, GIS의 응용과 활용 폭이 다방면으로 급속하게 확대되고 있다. GIS는 공간에 관련된 문제를 해결하기 위하여 지리 자료를 이용하고 관리하기 위한 컴퓨터 기반의 시스템을 의미한다.Recently, as interest in geographic information system (GIS) has increased and research and development in related fields have been actively conducted, the scope of application and utilization of GIS is rapidly expanding in various fields. GIS is a computer-based system for using and managing geographic data to solve space related problems.

GIS를 구축함에 있어 가장 기초적인 자료는 수치 지도(digital map)이다. 수치 지도는 고전적인 종이 지도와 달리, 측량에 의해 얻어진 각종 지형 자료들이 수치 편집에 의해 파일로 저장되고 색인화된다. 수치 지도의 제작은 일반적으로 항공 사진 및 위성 영상에 의하여 얻어진 지형 자료를 바탕으로 이루어지며, 이러한 자료를 해석하고 수치화하는 작업이 필요하다.The most basic data for building a GIS is a digital map. Numerical maps, unlike classic paper maps, store and index various terrain data obtained by surveying into a file by numerical editing. The production of digital maps is generally based on topographical data obtained from aerial photographs and satellite images, and it is necessary to interpret and quantify these data.

한편, 최근에는 범지구적 위치결정 체계(global positioning system; GPS)를 이용하여 수치 지형 자료(digital terrain data)를 획득하는 기술이 활발히 연구되고 있다. GPS는 인공위성을 이용한 첨단 항법 체계로서, 정확한 지상의 측정 위치를 결정하기 위해 사용된다. 특별히 설계된 GPS 수신기들은 지구상의 어느 곳에서나 시간 제약 없이 인공위성에서 발신하는 정보를 수신하여 정지 또는 이동하는 물체의 절대적 위치를 측정할 수 있다.On the other hand, recently, techniques for acquiring digital terrain data using a global positioning system (GPS) have been actively studied. GPS is a state-of-the-art navigation system using satellites, which is used to determine the exact position of measurement on the ground. Specially designed GPS receivers can measure the absolute position of a stationary or moving object by receiving information from satellites anywhere in the world without time constraints.

수치 지형 자료를 획득하거나 보정하기 위하여 GPS를 이용하는 기술들이 예컨대 대한민국 등록특허공보 제 10-0404400호, 대한민국 등록특허공보 제 10-0456377호, 대한민국 등록특허공보 제 10-0496814호, 대한민국 등록특허공보 제 10-0510834호 등에 개시되어 있다.Techniques that use GPS to obtain or correct digital terrain data include, for example, Korean Patent Publication No. 10-0404400, Korean Patent Publication No. 10-0456377, Korean Patent Publication No. 10-0496814, and Korean Patent Registration Publication 10-0510834 and the like.

대한민국 등록특허공보 제 10-0404400호는 GPS를 장착한 차량의 이동 궤적을 얻기 위하여 두 개 이상의 기준점을 설정하고 기준점으로부터 차량까지의 거리 정보를 각각 획득하여 차량의 위치 좌표를 보정하는 기술을 제시하고 있다.Republic of Korea Patent Publication No. 10-0404400 proposes a technique for correcting the position coordinates of the vehicle by setting two or more reference points and obtaining the distance information from the reference point to the vehicle to obtain the movement trajectory of the vehicle equipped with GPS, and have.

대한민국 등록특허공보 제 10-0456377호는 GPS 장착 차량을 이동하면서 수치 지도에 표시된 도로 부대 시설물의 실제 일치 여부를 판단하여 실시간으로 수치 지도를 업데이트하는 기술을 제시하고 있다.Republic of Korea Patent Publication No. 10-0456377 proposes a technology for updating the numerical map in real time by determining whether the road subsidiary facilities displayed on the numerical map is actually matched while moving the GPS-equipped vehicle.

대한민국 등록특허공보 제 10-0496814호는 GPS 수신기로부터 실시간으로 획득한 도로 좌표값 및 측량 정보를 표준보정함수로 보정하여 수치 지도를 제작하는 기술을 제시하고 있다.Republic of Korea Patent Publication No. 10-0496814 proposes a technique for producing a digital map by correcting the road coordinate values and survey information obtained in real time from the GPS receiver with a standard correction function.

또한, 대한민국 등록특허공보 제 10-0510834호는 GPS 수신기로부터 획득한 도로 시설물의 위치 및 주변 정보를 수록하여 측량일자별 도로 시설물 현황이 반영된 수치 지도를 제작하는 기술을 제시하고 있다.In addition, the Republic of Korea Patent Publication No. 10-0510834 discloses a technique for producing a digital map reflecting the status of the road facilities by survey date by recording the location and surrounding information of the road facilities obtained from the GPS receiver.

전술한 종래 기술들의 현황으로부터도 알 수 있듯이, 수치 지도는 단순히 지형 정보만을 포함하는 것이 아니라 도로 주변의 시설물과 같은 부가 정보를 수록하여 다양한 지리적 정보를 제공하는데 이용되고 있다.As can be seen from the above-described state of the art, the digital map is used not only to include terrain information but also to provide various geographical information by storing additional information such as facilities around roads.

그러나 전술한 종래 기술들은 단지 도로 정보의 획득, 보정, 추가, 삭제 등에 GPS 장착 차량을 이용하는 것이거나(대한민국 등록특허공보 제 10-0404400호 및 제 10-0496814호), 부대 시설물의 유무를 확인한 후 그 위치를 전송할 때 GPS 좌표를 이용하는데 지나지 않거나(대한민국 등록특허공보 제 10-0456377호), 도로 시설물의 정보를 획득하는 방안을 구체적으로 제시하지 못하고 있다(대한민국 등록특허공보 제 10-0510834호).However, the above-mentioned prior arts merely use GPS-equipped vehicles for acquiring, correcting, adding and deleting road information (Korean Patent Publication Nos. 10-0404400 and 10-0496814), or after confirming the presence of additional facilities. It is only using GPS coordinates when transmitting the location (Korean Patent Publication No. 10-0456377), or does not specifically provide a way to obtain the information of road facilities (Korean Patent Publication No. 10-0510834) .

본 발명의 목적은 GPS, 레이저 계측기 및 항공사진을 이용하여 국지적인 수치 지형 자료를 획득함에 있어 정밀하고 간편한 방법으로 도로 주변 시설물을 측량할 수 있는 방법을 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for surveying facilities around a road in a precise and convenient manner in obtaining local digital terrain data using GPS, laser measuring instruments and aerial photographs.

본 발명의 다른 목적은 다양한 형태의 각종 시설물들의 정보를 좀더 정확하게 취득하여 그 활용도를 높일 수 있는 도로 주변 시설물의 측량 방법을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a method of surveying facilities around roads that can more accurately acquire various types of facilities and increase their utilization.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 GPS 수신기와 레이저 계측기를 장착한 차량과 함께 항공 사진을 이용하여 도로 주변 시설물을 측량하는 방법을 제공한다.In order to achieve this object, the present invention provides a method for surveying roadside facilities using aerial photography with a vehicle equipped with a GPS receiver and a laser meter.

본 발명에 따른 도로 주변 시설물 측량 방법은, GPS 수신기와 레이저 계측기와 사진기를 장착한 차량을 특정 도로를 따라 주행하면서 도로의 주변에 위치한 주변 시설물을 측량하는 방법으로서, (a) 상기 GPS 수신기를 통하여 상기 차량의 초기 위치 좌표 V0(X0, Y0)을 획득하는 단계; (b) 상기 차량을 주행하면서 주행 방향과 직각 방향으로 상기 레이저 계측기에서 레이저 빛을 출력하는 단계; (c) 상기 차량이 제 1 위치 V1에 도달했을 때 상기 시설물의 제 1 지점 T1에서 반사된 레이저 빛을 상기 레이저 계측기에서 검출하고, 상기 GPS 수신기를 통하여 상기 차량의 제 1 위치 좌표 V1(X1, Y1)을 획득하며, 상기 레이저 계측기가 레이저 빛의 도달시간을 측정하여 상기 시설물의 제 1 측량지점 T1까지의 거리 d1을 산출하는 단계; (d) 상기 차량의 초기 위치 좌표 V0(X0, Y0)과 제 1 위치 좌표 V1(X1, Y1)로부터 상기 차량의 주행 방위각 θ를 산출하고, 상기 차량의 제 1 위치 좌표 V1(X1, Y1)과 주행 방위각 θ 및 시설물의 제 1 측량지점 T1까지의 거리 d1로부터 상기 시설물의 제 1 지 점 좌표 T1(X3, Y3)을 산출하는 단계; (e) 상기 차량을 계속 주행하면서 주행 방향과 직각 방향으로 상기 레이저 계측기에서 레이저 빛을 출력하는 단계; (f) 상기 차량이 제 2 위치 V2에 도달했을 때 상기 시설물의 제 2 측량지점 T2에서 반사된 레이저 빛을 상기 레이저 계측기에서 검출하고, 상기 GPS 수신기를 통하여 상기 차량의 제 2 위치 좌표 V2(X2, Y2)을 획득하며, 상기 레이저 계측기가 레이저 빛의 도달시간을 측정하여 상기 시설물의 제 2 측량지점 T2까지의 거리 d2를 산출하는 단계; (g) 상기 차량의 제 2 위치 좌표 V2(X2, Y2)과 주행 방위각 θ 및 시설물의 제 2 측량지점 T2까지의 거리 d2로부터 상기 시설물의 제 2 지점 좌표 T2(X4, Y4)을 산출하는 단계; 및 (h) 상기 시설물의 제 1 지점 좌표 T1(X3, Y3)과 제 2 지점 좌표 T2(X4, Y4)을 항공 사진으로부터 추출하고, 상기 시설물의 제 1 측량지점 T1과 제 2 측량지점 T2를 포함하는 시설물의 평면 영상을 획득하는 단계를 포함한다.In accordance with an aspect of the present invention, there is provided a method for surveying a facility around a road as a method of surveying a facility near a road while driving a vehicle equipped with a GPS receiver, a laser meter, and a camera along a specific road. Obtaining an initial position coordinate V 0 (X 0 , Y 0 ) of the vehicle; (b) outputting laser light from the laser meter in a direction perpendicular to a driving direction while driving the vehicle; (c) detecting the laser light reflected at the first point T 1 of the facility when the vehicle reaches the first position V 1 at the laser meter, and detecting the first position coordinate V 1 of the vehicle through the GPS receiver; Obtaining (X 1 , Y 1 ), and calculating the distance d 1 to the first measurement point T 1 of the facility by measuring the arrival time of the laser light by the laser meter; (d) calculating the driving azimuth angle θ of the vehicle from the initial position coordinates V 0 (X 0 , Y 0 ) and the first position coordinates V 1 (X 1 , Y 1 ) of the vehicle, and calculating the first position coordinates of the vehicle. Calculating a first point coordinate T 1 (X 3 , Y 3 ) of the facility from V 1 (X 1 , Y 1 ) and the driving azimuth angle θ and the distance d 1 to the first survey point T 1 of the facility; (e) outputting laser light from the laser meter in a direction perpendicular to a driving direction while continuing to drive the vehicle; (f) detecting the laser light reflected at the second survey point T 2 of the facility when the vehicle reaches the second position V 2 , and detecting the second position coordinate V of the vehicle through the GPS receiver; Obtaining 2 (X 2 , Y 2 ), the laser meter measuring the arrival time of laser light to calculate a distance d 2 to a second survey point T 2 of the facility; (g) the second point coordinate T 2 (X 4 ) of the vehicle from the second position coordinate V 2 (X 2 , Y 2 ) of the vehicle and the driving azimuth angle θ and the distance d 2 from the second survey point T 2 of the facility; , Y 4 ); And (h) extracting the first point coordinates T 1 (X 3 , Y 3 ) and the second point coordinates T 2 (X 4 , Y 4 ) of the facility from an aerial photograph, and the first survey point T 1 of the facility. And obtaining a planar image of the facility including the second survey point T 2 .

본 발명에 따른 항공 사진은 모든 기울기와 기복 변위가 제거된 정사영상인 것이 바람직하다.It is preferable that the aerial photograph according to the present invention is an orthoimage in which all tilts and undulations are removed.

본 발명의 측량 방법에 있어서, 상기 (d) 단계에서 산출하는 상기 차량의 주행 방위각 θ는 다음 식In the survey method of the present invention, the running azimuth angle θ of the vehicle calculated in the step (d) is

Figure 112005068050963-pat00001
Figure 112005068050963-pat00001

에 의하여 산출되는 것을 특징으로 하고, 상기 (d) 단계에서 산출하는 상기 시설물의 제 1 지점 좌표 T1(X3, Y3)은 다음 식The coordinates of the first point of the facility T 1 (X 3 , Y 3 ) calculated in the step (d) is calculated by

Figure 112005068050963-pat00002
Figure 112005068050963-pat00002

에 의하여 산출되는 것을 특징으로 하고, 상기 (g) 단계에서 산출하는 상기 시설물의 제 2 지점 좌표 T2(X4, Y4)는 다음 식The second point coordinate T 2 (X 4 , Y 4 ) of the facility calculated in step (g) is calculated by the following equation.

Figure 112005068050963-pat00003
Figure 112005068050963-pat00003

에 의하여 산출될 수 있다.Can be calculated by

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of the present invention.

실시예Example

본 발명은 GPS 수신기와 레이저 계측기를 장착한 측량 차량과 항공 사진을 이용하여 도로 주변 시설물을 측량하는 방법에 관한 것이다. 도 1은 이에 사용되는 측량 차량의 구성 개요를 나타내는 블록도이다.The present invention relates to a survey vehicle equipped with a GPS receiver and a laser measuring instrument and a method for surveying facilities around a road using aerial photographs. 1 is a block diagram showing an outline of the configuration of a survey vehicle used therein.

도 1에 도시된 바와 같이, 측량 차량(10)은 GPS 수신기(20), 레이저 계측기(30), 제어기(40)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, the survey vehicle 10 includes a GPS receiver 20, a laser meter 30, and a controller 40.

GPS 수신기(20)는 인공위성으로부터 제공되는 GPS 좌표를 수신한다.The GPS receiver 20 receives GPS coordinates provided from satellites.

레이저 계측기(30)는 레이저 출력부(32)와 광 검출부(34)와 계수부(36)로 이루어진다. 레이저 출력부(32)는 레이저 빛을 발생시켜 출력한다. 광 검출부(34)는 시설물에서 반사되는 레이저 빛을 검출한다. 계수부(36)는 레이저 빛의 도달시간을 측정하여 시설물까지의 거리를 산출한다.The laser meter 30 includes a laser output unit 32, a light detector 34, and a counter 36. The laser output unit 32 generates and outputs laser light. The light detector 34 detects the laser light reflected from the facility. The counting unit 36 calculates the distance to the facility by measuring the arrival time of the laser light.

제어기(40)는 저장부(42)와 연산부(44)로 이루어진다. 저장부(42)는 GPS 수신기(20)에 수신된 GPS 좌표, 계수부(36)에서 산출된 시설물의 거리, 연산부(44)에서 산출된 측량 차량(10)의 주행 방위각 및 시설물의 좌표 등을 저장한다. 연산부(44)는 측량 차량(10)의 두 위치 좌표로부터 주행 방위각을 산출하고, 측량 차량(10)의 위치 좌표와 주행 방위각, 시설물의 거리로부터 시설물의 좌표를 산출한다.The controller 40 includes a storage 42 and a calculator 44. The storage 42 stores the GPS coordinates received by the GPS receiver 20, the distance of the facility calculated by the counter 36, the driving azimuth angle of the survey vehicle 10 calculated by the calculator 44, and the coordinates of the facility. Save it. The calculation unit 44 calculates the driving azimuth angle from the two position coordinates of the survey vehicle 10, and calculates the coordinates of the facility from the position coordinates, the driving azimuth angle of the survey vehicle 10, and the distance of the facility.

이와 같이 GPS 수신기(20)와 레이저 계측기(30)를 장착한 차량(10)이 특정 도로를 따라 주행하면서 도로 주변 시설물을 측량한다. 도 2는 도로를 주행하는 측정 차량과 도로 주변 시설물을 도식적으로 나타내는 모식도이다.As described above, the vehicle 10 equipped with the GPS receiver 20 and the laser measuring device 30 runs along a specific road and surveys facilities around the road. 2 is a schematic diagram schematically showing a measurement vehicle traveling on a road and facilities around a road.

도 2에서 측정 차량은 GPS 수신기, 레이저 계측기가 장착된 지점을 기준으로 한 개의 점으로 나타내었다. 차량의 주행 방향은 도로를 따라 일직선이라고 가정한다. 본 발명은 국지적인 수치 지형 자료를 획득하기 위한 것이므로 이와 같이 가정하여도 무리가 없다.In FIG. 2, the measurement vehicle is represented by one point based on the point where the GPS receiver and the laser meter are mounted. The driving direction of the vehicle is assumed to be straight along the road. Since the present invention is intended to obtain local digital terrain data, this assumption is not unreasonable.

도 2에서 V0은 차량의 초기 위치를, V1과 V2는 차량의 제 1 위치와 제 2 위치를 각각 가리킨다. T1과 T2는 각각 시설물의 제 1 측량지점과 제 2 측량지점을 가리킨다. θ는 차량의 주행 방위각을 나타내며, d1과 d2는 차량의 위치와 시설물의 측량지점들간의 거리를 나타낸다.In FIG. 2, V 0 indicates an initial position of the vehicle, and V 1 and V 2 indicate a first position and a second position of the vehicle, respectively. T 1 and T 2 indicate the first and second survey points of the facility, respectively. θ represents the driving azimuth angle of the vehicle, and d 1 and d 2 represent the distance between the position of the vehicle and the survey points of the facility.

이하, 도 2와 도 3을 참조하여 도로 주변 시설물의 측량 방법을 설명한다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 도로 주변 시설물 측량 방법을 나타내는 순서도이다.Hereinafter, a method of surveying facilities around roads will be described with reference to FIGS. 2 and 3. 3 is a flowchart illustrating a method for surveying facilities around roads according to an exemplary embodiment of the present invention.

먼저, 차량의 GPS 수신기를 통하여 차량의 초기 위치 좌표 V0(X0, Y0)을 획득한다(S1). 차량의 초기 위치 좌표 V0(X0, Y0)은 제어기의 저장부에 저장된다. 이어서, 주행 방향으로 차량을 주행하면서 레이저 계측기의 레이저 출력부에서 레이저 빛을 출력한다(S2). 레이저 빛은 주행 방향과 직각 방향으로 출력된다.First, an initial position coordinate V 0 (X 0 , Y 0 ) of the vehicle is obtained through the GPS receiver of the vehicle (S1). The initial position coordinates V 0 (X 0 , Y 0 ) of the vehicle are stored in the storage of the controller. Subsequently, while driving the vehicle in the driving direction, the laser light is output from the laser output unit of the laser measuring instrument (S2). The laser light is output in a direction perpendicular to the traveling direction.

차량이 제 1 위치 V1에 도달했을 때 레이저 빛은 시설물의 제 1 측량지점 T1에서 반사되고, 이를 레이저 계측기의 광 검출부가 검출한다(S3). 이때, GPS 수신기를 통하여 차량의 제 1 위치 좌표 V1(X1, Y1)을 획득한다(S4). 차량의 제 1 위치 좌표 V1(X1, Y1)도 제어기의 저장부에 저장된다. 한편, 레이저 계측기의 계수부는 레이저 빛의 도달시간을 측정하여 시설물의 제 1 측량지점 T1까지의 거리 d1을 산출 한다(S5).When the vehicle reaches the first position V 1 , the laser light is reflected at the first measurement point T 1 of the facility, and the light detector of the laser meter is detected (S3). At this time, the first position coordinate V 1 (X 1 , Y 1 ) of the vehicle is acquired through the GPS receiver (S4). The first position coordinate V 1 (X 1 , Y 1 ) of the vehicle is also stored in the storage of the controller. On the other hand, the counting unit of the laser measuring instrument calculates the distance d 1 to the first measurement point T 1 of the facility by measuring the arrival time of the laser light (S5).

제어기의 연산부는 저장부에 저장된 차량의 초기 위치 좌표 V0(X0, Y0)과 제 1 위치 좌표 V1(X1, Y1)로부터 차량의 주행 방위각 θ를 산출한다(S6). 산출식은 아래의 수학식 1과 같다.The calculating unit of the controller calculates the driving azimuth angle θ of the vehicle from the initial position coordinates V 0 (X 0 , Y 0 ) and the first position coordinates V 1 (X 1 , Y 1 ) of the vehicle stored in the storage unit (S6). Calculation is as shown in Equation 1 below.

Figure 112005068050963-pat00004
Figure 112005068050963-pat00004

또한, 제어기의 연산부는 차량의 제 1 위치 좌표 V1(X1, Y1)과 주행 방위각 θ 및 시설물의 제 1 측량지점 T1까지의 거리 d1로부터 시설물의 제 1 지점 좌표 T1(X3, Y3)을 산출한다(S7). 산출식은 아래의 수학식 2와 같다.Further, the calculating part of the controller may include the first position coordinate V 1 (X 1 , Y 1 ) and the driving azimuth angle θ of the vehicle and the distance d 1 from the first measurement point T 1 of the facility to the first point coordinate T 1 (X) of the facility. 3 , Y 3 ) is calculated (S7). The calculation formula is shown in Equation 2 below.

Figure 112005068050963-pat00005
Figure 112005068050963-pat00005

이어서, 도로를 따라 차량을 계속 주행하면서 레이저 빛을 출력한다(S8). 차 량이 제 2 위치 V2에 도달했을 때 레이저 빛은 시설물의 제 2 측량지점 T2에서 반사되고, 이를 레이저 계측기의 광 검출부가 검출한다(S9). 이때, GPS 수신기를 통하여 차량의 제 2 위치 좌표 V2(X2, Y2)을 획득한다(S10). 차량의 제 2 위치 좌표 V2(X2, Y2)도 제어기의 저장부에 저장된다. 한편, 레이저 계측기의 계수부는 레이저 빛의 도달시간을 측정하여 시설물의 제 2 측량지점 T2까지의 거리 d2를 산출한다(S11).Subsequently, the laser light is output while driving the vehicle continuously along the road (S8). When the vehicle reaches the second position V 2 , the laser light is reflected at the second measurement point T 2 of the facility, and the light detector of the laser meter is detected (S9). At this time, a second position coordinate V 2 (X 2 , Y 2 ) of the vehicle is obtained through the GPS receiver (S10). The second position coordinates V 2 (X 2 , Y 2 ) of the vehicle are also stored in the storage of the controller. On the other hand, the counting unit of the laser measuring instrument calculates the distance d 2 to the second measurement point T 2 of the facility by measuring the arrival time of the laser light (S11).

제어기의 연산부는 차량의 제 2 위치 좌표 V2(X2, Y2)과 주행 방위각 θ 및 시설물의 제 2 측량지점 T2까지의 거리 d2로부터 시설물의 제 2 지점 좌표 T2(X4, Y4)을 산출한다(S12). 산출식은 아래의 수학식 3과 같다.The calculating part of the controller includes the second position coordinate V 2 (X 2 , Y 2 ) of the vehicle and the driving azimuth angle θ and the distance d 2 from the second measurement point T 2 of the facility to the second point coordinate T 2 (X 4 ,) of the facility. Y 4 ) is calculated (S12). Calculation is as shown in Equation 3 below.

Figure 112005068050963-pat00006
Figure 112005068050963-pat00006

이어서, 시설물의 제 1 지점 좌표 T1(X3, Y3)과 제 2 지점 좌표 T2(X4, Y4)을 항공 사진으로부터 추출한다(S13). 그리고 해당 지점 제 2 지점 T1, T2를 포함하는 시설물의 평면 영상을 획득한다(S14). 이때 사용되는 항공 사진은 모든 기울기와 기복 변위가 제거된 정사영상인 것이 바람직하다.Subsequently, the first point coordinates T 1 (X 3 , Y 3 ) and the second point coordinates T 2 (X 4 , Y 4 ) of the facility are extracted from the aerial photograph (S13). In operation S14, a plane image of a facility including the corresponding point second points T 1 and T 2 is obtained. In this case, it is preferable that the aerial image used is an orthoimage in which all tilts and undulations are removed.

이상 설명한 측량 방법으로 도로 주변 시설물의 특정 지점의 위치 좌표를 알아내어 기록하고, 동시에 항공 사진을 이용하여 해당 시설물의 평면 영상을 획득한다. 따라서 GPS 수신기와 레이저 계측기를 이용하여 파악하기 곤란한 시설물들의 다양한 평면 영상 정보를 함께 취득하여 수치 지형 자료의 정확도와 활용도를 높일 수 있다.The above-described surveying method finds and records the position coordinates of a specific point of a facility around a road, and simultaneously obtains a planar image of the corresponding facility by using an aerial photograph. Therefore, it is possible to increase the accuracy and utilization of digital terrain data by acquiring various planar image information of facilities that are difficult to grasp using GPS receiver and laser measuring instrument.

도 4의 평면도는 본 발명에 적용할 수 있는 다양한 형태의 시설물들을 예시하고 있다. 한편, 시설물의 측량지점은 레이저 빛의 검출 강도를 분석하여 결정할 수 있다. 도 5는 차량 위치에 따른 레이저 검출 강도의 변화를 나타내는 그래프이다. 도 5에 예시된 바와 같이, 레이저 검출 강도가 특정값 이상인 차량 위치에서 산출된 지점이 곧 시설물의 측량지점이 된다.The top view of FIG. 4 illustrates various types of facilities applicable to the present invention. On the other hand, the measurement point of the facility can be determined by analyzing the detection intensity of the laser light. 5 is a graph showing a change in laser detection intensity according to the vehicle position. As illustrated in FIG. 5, the point calculated at the vehicle position at which the laser detection intensity is greater than or equal to a certain value is a surveying point of the facility.

본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.In the present specification and drawings, preferred embodiments of the present invention have been disclosed, and although specific terms have been used, these are merely used in a general sense to easily explain the technical contents of the present invention and to help the understanding of the present invention. It is not intended to limit the scope. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention can be carried out in addition to the embodiments disclosed herein.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명은 GPS 수신기와 레이저 계측기를 장착 한 차량을 주행하면서 시설물의 위치 좌표를 산출함과 동시에 항공 사진을 이용하여 시설물의 평면 영상을 획득하여 도로 주변 시설물을 측량하는 방법을 제공한다. 이러한 방법은 도로 주변의 시설물들과 같은 국지적인 수치 지형 자료를 획득함에 있어 매우 간편한 방법일 뿐만 아니라, 레이저의 직진성을 이용하므로 높은 정밀도를 얻을 수 있다.As described above, the present invention calculates the position coordinates of a facility while driving a vehicle equipped with a GPS receiver and a laser measuring instrument, and simultaneously acquires a planar image of the facility using aerial photography to survey the facilities around the road. to provide. This method is not only a very convenient way of obtaining local numerical terrain data, such as roadside facilities, but also high precision due to the straightness of the laser.

또한, 본 발명의 측량 방법은 GPS 수신기와 레이저 계측기를 이용하여 파악하기 곤란한 시설물들의 다양한 평면 영상 정보를 함께 취득하여 수치 지형 자료의 정확도와 활용도를 높일 수 있다.In addition, the survey method of the present invention can increase the accuracy and utilization of digital terrain data by acquiring various planar image information of facilities that are difficult to grasp using a GPS receiver and a laser measuring instrument.

Claims (5)

다음 단계를 포함하는 GPS 수신기와 레이저 계측기 장착 차량 및 항공 사진을 이용한 도로 주변 시설물 측량 방법:Method of surveying a roadside facility using a GPS receiver and a vehicle equipped with a laser instrument and aerial photography, including the following steps: (a) 상기 GPS 수신기를 통하여 상기 차량의 초기 위치 좌표 V0(X0, Y0)을 획득하는 단계;(a) obtaining an initial position coordinate V 0 (X 0 , Y 0 ) of the vehicle through the GPS receiver; (b) 상기 차량을 주행하면서 주행 방향과 직각 방향으로 상기 레이저 계측기에서 레이저 빛을 출력하는 단계;(b) outputting laser light from the laser meter in a direction perpendicular to a driving direction while driving the vehicle; (c) 상기 차량이 제 1 위치 V1에 도달했을 때 상기 시설물의 제 1 지점 T1에서 반사된 레이저 빛을 상기 레이저 계측기에서 검출하고, 상기 GPS 수신기를 통하여 상기 차량의 제 1 위치 좌표 V1(X1, Y1)을 획득하며, 상기 레이저 계측기가 레이저 빛의 도달시간을 측정하여 상기 시설물의 제 1 측량지점 T1까지의 거리 d1을 산출하는 단계;(c) detecting the laser light reflected at the first point T 1 of the facility when the vehicle reaches the first position V 1 at the laser meter, and detecting the first position coordinate V 1 of the vehicle through the GPS receiver; Obtaining (X 1 , Y 1 ), and calculating the distance d 1 to the first measurement point T 1 of the facility by measuring the arrival time of the laser light by the laser meter; (d) 상기 차량의 초기 위치 좌표 V0(X0, Y0)과 제 1 위치 좌표 V1(X1, Y1)로부터 상기 차량의 주행 방위각 θ를 산출하고, 상기 차량의 제 1 위치 좌표 V1(X1, Y1)과 주행 방위각 θ 및 시설물의 제 1 측량지점 T1까지의 거리 d1로부터 상기 시설물의 제 1 지점 좌표 T1(X3, Y3)을 산출하는 단계;(d) calculating the driving azimuth angle θ of the vehicle from the initial position coordinates V 0 (X 0 , Y 0 ) and the first position coordinates V 1 (X 1 , Y 1 ) of the vehicle, and calculating the first position coordinates of the vehicle. Calculating a first point coordinate T 1 (X 3 , Y 3 ) of the facility from V 1 (X 1 , Y 1 ) and the driving azimuth angle θ and the distance d 1 to the first survey point T 1 of the facility; (e) 상기 차량을 계속 주행하면서 주행 방향과 직각 방향으로 상기 레이저 계측기에서 레이저 빛을 출력하는 단계;(e) outputting laser light from the laser meter in a direction perpendicular to a driving direction while continuing to drive the vehicle; (f) 상기 차량이 제 2 위치 V2에 도달했을 때 상기 시설물의 제 2 측량지점 T2에서 반사된 레이저 빛을 상기 레이저 계측기에서 검출하고, 상기 GPS 수신기를 통하여 상기 차량의 제 2 위치 좌표 V2(X2, Y2)을 획득하며, 상기 레이저 계측기가 레이저 빛의 도달시간을 측정하여 상기 시설물의 제 2 측량지점 T2까지의 거리 d2를 산출하는 단계;(f) detecting the laser light reflected at the second survey point T 2 of the facility when the vehicle reaches the second position V 2 , and detecting the second position coordinate V of the vehicle through the GPS receiver; Obtaining 2 (X 2 , Y 2 ), the laser meter measuring the arrival time of laser light to calculate a distance d 2 to a second survey point T 2 of the facility; (g) 상기 차량의 제 2 위치 좌표 V2(X2, Y2)과 주행 방위각 θ 및 시설물의 제 2 측량지점 T2까지의 거리 d2로부터 상기 시설물의 제 2 지점 좌표 T2(X4, Y4)을 산출하는 단계; 및(g) the second point coordinate T 2 (X 4 ) of the vehicle from the second position coordinate V 2 (X 2 , Y 2 ) of the vehicle and the driving azimuth angle θ and the distance d 2 from the second survey point T 2 of the facility; , Y 4 ); And (h) 상기 시설물의 제 1 지점 좌표 T1(X3, Y3)과 제 2 지점 좌표 T2(X4, Y4)을 항공 사진으로부터 추출하고, 상기 시설물의 제 1 측량지점 T1과 제 2 측량지점 T2를 포함하는 시설물의 평면 영상을 획득하는 단계.(h) Extracting the first point coordinates T 1 (X 3 , Y 3 ) and the second point coordinates T 2 (X 4 , Y 4 ) of the facility from the aerial photograph, and the first survey point T 1 of the facility. Obtaining a planar image of a facility comprising a second survey point T 2 . 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 항공 사진은 모든 기울기와 기복 변위가 제거된 정사영상인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the aerial image is an orthoimage with all tilts and undulations removed. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 (d) 단계에서 산출하는 상기 차량의 주행 방위각 θ는 다음 식The driving azimuth angle θ of the vehicle calculated in the step (d) is expressed by the following equation.
Figure 112005068050963-pat00007
Figure 112005068050963-pat00007
 에 의하여 산출되는 것을 특징으로 하고,Characterized in that it is calculated, 상기 (d) 단계에서 산출하는 상기 시설물의 제 1 지점 좌표 T1(X3, Y3)은 다음 식The first point coordinate T 1 (X 3 , Y 3 ) of the facility calculated in step (d) is
Figure 112005068050963-pat00008
Figure 112005068050963-pat00008
 에 의하여 산출되는 것을 특징으로 하고,Characterized in that it is calculated, 상기 (g) 단계에서 산출하는 상기 시설물의 제 2 지점 좌표 T2(X4, Y4)는 다음 식The second point coordinate T 2 (X 4 , Y 4 ) of the facility calculated in step (g) is
Figure 112005068050963-pat00009
Figure 112005068050963-pat00009
 에 의하여 산출되는 것을 특징으로 하는 방법.Calculated by the method.
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JPH09222323A (en) * 1996-02-16 1997-08-26 Iseki & Co Ltd Device for measuring relief of ground surface
JPH10221451A (en) 1997-02-04 1998-08-21 Toyota Motor Corp Radar equipment for vehicle

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