KR100671529B1 - 복수의 항공 촬영 화상을 이용한 ３차원 입체지도의작성방법 - Google Patents
복수의 항공 촬영 화상을 이용한 ３차원 입체지도의작성방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100671529B1 KR100671529B1 KR1020060040924A KR20060040924A KR100671529B1 KR 100671529 B1 KR100671529 B1 KR 100671529B1 KR 1020060040924 A KR1020060040924 A KR 1020060040924A KR 20060040924 A KR20060040924 A KR 20060040924A KR 100671529 B1 KR100671529 B1 KR 100671529B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- image
- photographing
- distortion
- acquired
- map
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 26
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 8
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 claims description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 abstract description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000003702 image correction Methods 0.000 description 2
- PXFBZOLANLWPMH-UHFFFAOYSA-N 16-Epiaffinine Natural products C1C(C2=CC=CC=C2N2)=C2C(=O)CC2C(=CC)CN(C)C1C2CO PXFBZOLANLWPMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102100022749 Aminopeptidase N Human genes 0.000 description 1
- 102100031573 Hematopoietic progenitor cell antigen CD34 Human genes 0.000 description 1
- 101000757160 Homo sapiens Aminopeptidase N Proteins 0.000 description 1
- 101000777663 Homo sapiens Hematopoietic progenitor cell antigen CD34 Proteins 0.000 description 1
- 101000878605 Homo sapiens Low affinity immunoglobulin epsilon Fc receptor Proteins 0.000 description 1
- 101000946889 Homo sapiens Monocyte differentiation antigen CD14 Proteins 0.000 description 1
- 101000884271 Homo sapiens Signal transducer CD24 Proteins 0.000 description 1
- 102100038007 Low affinity immunoglobulin epsilon Fc receptor Human genes 0.000 description 1
- 102100035877 Monocyte differentiation antigen CD14 Human genes 0.000 description 1
- 102100038081 Signal transducer CD24 Human genes 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005283 ground state Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000001454 recorded image Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T17/00—Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
- G06T17/05—Geographic models
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C11/00—Photogrammetry or videogrammetry, e.g. stereogrammetry; Photographic surveying
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T5/00—Image enhancement or restoration
- G06T5/50—Image enhancement or restoration using two or more images, e.g. averaging or subtraction
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
- G06T7/0004—Industrial image inspection
- G06T7/001—Industrial image inspection using an image reference approach
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/60—Analysis of geometric attributes
- G06T7/62—Analysis of geometric attributes of area, perimeter, diameter or volume
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/70—Determining position or orientation of objects or cameras
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/80—Analysis of captured images to determine intrinsic or extrinsic camera parameters, i.e. camera calibration
- G06T7/85—Stereo camera calibration
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Geometry (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Computer Graphics (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Processing Or Creating Images (AREA)
Abstract
본 발명은 임의의 지표영역에 대하여 소정의 이격거리를 갖는 화상을 취득하는 단계; 상기 취득된 화상을 이용하여 오차율을 산출하고, 화상의 일그러짐을 보정하고, 왜곡을 보상하는 단계; 3각 측정 방식을 이용하여 지표상 임의의 지형지물과 다른 지형지물의 거리 정보를 산출하는 단계; 해당 지형지물의 3차원 입체 데이터를 취득하는 단계; 상기 일그러짐 보정, 왜곡 보상, 각 지형지물 간 측정거리의 정보 및 해당 지형지물의 3차원 입체 데이터를 통해 2차원 또는 3차원 화상을 취득하는 단계; 및 상기 취득한 화상을 이용하여 지도를 작성하는 단계를 포함하는 리얼 타임인 지상의 상태에 근거하여 지도 작성용 취득 화상의 일그러짐을 정확히 보정하고, 지표상의 임의의 지형지물과 다른 어떤 지형지물과의 거리 정보를 취득하는 복수의 항공 촬영 화상을 이용한 3차원 입체지도의 작성방법에 관한 것이다.
본 발명은 지표상의 지형지물 간의 거리, 폭, 등고선에 대한 측량을 일정 고도의 항공에서 넓은 지역에 대해 동시에 수행하여 시간적, 인력적 손실을 방지할 수 있으며, 동시에 지표 지형지물의 3차원 정보를 이용하여 네비게이션 또는 가상현실 속의 지도 정보 등의 제공이 용이한 효과가 있다.
항공사진, 초점 매칭, 일그러짐 보정, 왜곡 보상, 3각 측량
Description
도 1은 공중사진의 수평방향의 일그러짐을 설명하기 위한 예시도를 도시한 것이다.
도 2는 공중사진 중의 입체물의 경사에 의한 일그러짐을 설명하기 위한 예시도를 도시한 것이다.
도 3과 도 4는 복수의 항공 촬영 화상을 이용한 3차원 입체지도의 작성방법의 개념도를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 복수의 항공 촬영 화상을 이용한 3차원 입체지도의 작성방법의 흐름도를 도시한 것이다.
발명의 분야
본 발명은 임의의 지표영역에 대하여 소정의 이격거리를 갖는 화상을 취득하 는 단계; 상기 취득된 화상을 이용하여 오차율을 산출하고, 화상의 일그러짐을 보정하고, 왜곡을 보상하는 단계; 3각 측정 방식을 이용하여 지표상 임의의 지형지물과 다른 지형지물의 거리 정보를 산출하는 단계; 해당 지형지물의 3차원 입체 데이터를 취득하는 단계; 상기 일그러짐 보정, 왜곡 보상, 각 지형지물 간의 실질적인 측정거리 등의 정보 및 해당 지형지물의 3차원 입체 데이터를 통해 2차원 또는 3차원 화상을 취득하는 단계를 포함하는 리얼 타임인 지상의 상태에 근거하여 지도 작성용 취득 화상의 일그러짐을 정확히 보정하고, 지표상의 임의의 지형지물과 다른 어떤 지형지물과의 거리 정보를 취득하도록 하는 복수의 항공 촬영 화상을 이용한 3차원 입체지도의 작성방법에 관한 것이다.
발명의 배경
일반적으로, 디지털 데이터로 구성되는 디지털 지도의 용도가 확대되어 있으며, 그 예로는 차량 등의 네비게이션 장치를 들 수 있다. 다양한 기능을 구비한 각종의 네비게이션 장치에는 전방 커브의 존재나 주행해야 할 레인을 운전자에게 전하는 것 등이 있으며, 네비게이션 기술을 응용하여, 도로 비탈이나 곡율에 따라서 차량을 제어하는 방법도 있다. 상기와 같이 사용되는 지도의 작성은 항공사진을 이용하여 행하는 것이 일반적이나, 항공사진은 높은 해상도에서 지표면을 촬영할 수 있다는 이점에도 불구하고, 항공사진의 시야각이 비교적 넓게 촬영되어 화상의 중앙부 이외에서는 일그러짐이 존재하여 해상도가 높아도 도로 등의 상세 형상을 파악하는 것이 어려운 단점이 있으므로, 지도작성 전에 항공사진의 일그러짐을 제거 할 필요가 있다. 일그러짐 보정의 방법은 일그러짐을 발생시키는 오차량을 추정하여, 오차량에 근거하여 화상이 수정하는 것이 있으나, 항공사진의 높은 해상도에 알맞은 정밀도로 일그러짐을 제거하는 것은 어렵다.
상기 일그러짐 보정과 관련한 종래 기술로는 일본 특개평5-165402호 등이 있으나, 상기 특허는 촬영된 지역의 지도를 이용하여 항공 사진의 일그러짐을 보정하며, 지도와 화상이 일치하도록 아핀 변환 처리, 회전 처리 등을 행한다. 상기 기술을 응용하여 기존의 지도를 기준으로 사용하여 촬영 화상의 일그러짐을 제거하는 것이 가능하다. 그러나, 과거에 작성된 지도를 비교 대상으로서 사용하므로, 현재의 지형, 도로, 건물 등의 상태에 의한 일그러짐의 보정은 불가능하며, 기존의 지도 작성의 경우 지표상의 임의의 지형지물과 다른 어떤 지형지물과의 거리 정보를 취득하기 위해서는 사진의 해상도와 분해능을 기준으로 좌표와 좌표간의 거리를 산술적으로 예상하여 산출하므로 시간과 노력이 많이 소요되며, 최근 네비게이션 또는 가상현실 속의 지도정보의 정보 제공을 위한 3차원 정보를 요구하는 소비자 욕구를 달성하기 어렵다는 문제점을 갖고 있다.
이에, 본 발명자들은 종래기술의 단점을 해결하기 위하여 예의 노력한 결과, 임의의 지표영역에 대하여 소정의 이격 거리를 갖는 화상을 취득하고, 상기 취득된 화상을 이용하여 오차율을 산출하고, 화상의 일그러짐 보정 및 왜곡을 보상하고, 지표상의 임의의 지형지물과 다른 지형지물과의 거리 정보를 3각 측정 방식에 의해 산출하여 상기 일그러짐 보정, 왜곡 보상, 각 지형지물간 측정거리의 정보 및 해당 지형지물의 3차원 입체 데이터를 통해 2차원 또는 3차원 화상을 취득하여, 리얼 타임인 지상의 상태에 근거하여 지도 작성용 취득 화상의 일그러짐을 정확히 보정하고, 지표상의 임의의 지형지물과 다른 어떤 지형지물과의 거리 정보를 취득하는 3각 측량법 및 3차원 모형 지도의 데이터 작성이 용이한 것을 확인함으로써, 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명의 주된 목적은 실시간으로 변화하는 지형지물의 파악이 용이하며 고정밀도의 지도를 만들 수 있으며, 화상의 일그러짐 보정, 왜곡 보상 및 지표상의 임의의 지형지물과 다른 지형지물과의 거리 정보를 취득하기 위한 3각 측량법 및 3차원 모형 지도의 데이터 작성이 용이한 복수의 항공 촬영 화상을 이용한 3차원 입체지도의 작성방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 임의의 고도에서 임의의 지표영역에 대해 제1화상취득수단을 통해 제1촬영각도로 촬영한 화상을 취득하는 제1과정; 동일 고도에서 상기 제1화상취득수단과 소정의 이격거리를 갖는 제2화상취득수단을 이용하여 제2촬영각도로 촬영한 화상을 취득하는 제2과정; 동일 고도에서 상기 제1, 제2화상취득수단과 각각 소정의 이격거리를 갖는 제3화상취득수단을 이용하여 제3촬영각도로 촬영한 화상을 취득하는 제3과정; 동일 고도에서 상기 제1 내지 제3화상취득수단과 각각 소정의 이격거리를 갖는 제4화상취득수단을 이용하여 제4촬영각도로 촬영한 화상을 취득하는 제4과정; 상기 제1촬영각도로 촬영한 화상, 상기 제2촬영각도로 촬영한 화상, 상기 제3촬영각도로 촬영한 화상 및 상기 제4촬영각도로 촬영한 화상을 오버랩하여 중심 초점을 매칭시켜 부분적 오차율을 산출하여, 화상의 일그러짐을 보정하는 제5과정; 임의의 촬영각으로 촬영된 사진에서 지상의 지형지물 후면의 왜곡이 심한 부분은 다른 촬영각으로 촬영한 사진들을 기준으로 해당 지형지물 후면의 왜곡을 보상하는 제6과정; 3각 측정 방식을 이용하여 상기 취득된 4개의 화상 중 3개의 화상에서 지표상 임의의 지형지물과 다른 지형지물의 거리, 지표, 등고의 정보를 산출하는 제7과정; 상기 취득된 4개의 화상을 이용하여 지표상 임의의 지형지물에 대해 취득한 전후좌우의 영상데이터를 이용하여 3차원 입체 데이터를 취득하는 제8과정; 상기 화상의 일그러짐 보정, 지형지물의 후면 왜곡 보상, 각 지형지물 간의 측정거리의 정보 및 해당 지형지물의 3차원 입체 데이터를 포함하는 고분해능 고위치 정밀도의 2차원 또는 3차원 화상을 취득하는 제9과정; 및 상기 취득한 화상을 이용하여 평면 처리 또는 3차원 처리하여 지도를 작성하는 제10과정을 포함하고, 상기 제1 내지 제4 화상취득수단의 촬영각도가 연동하여 일정 동일 영역에 대해 대향하는 소정 각도로 기울어져 서로 다른 시야각의 촬영각도를 가지되 그 중심 초점이 지상의 임의의 포인트에 매칭되도록 촬영각도를 조정하는 임의의 고도 수평상태에서 동시에 화상을 취득하는 것을 특징으로 하는 복수의 항공 촬영 화상을 이용한 3차원 입체지도의 작성방법을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 제1화상취득수단, 제2화상취득수단, 제3화상취득수단 및 제4화상취득수단은 각각 최소 2m이상의 이격 거리를 유지하도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제5과정은 상기 제1 내지 제4화상취득수단의 중심 초점의 매칭 영역에 대응하는 4개의 취득 영상을 서로 비교하여 기준 오차율을 산출하는 제1단계; 상기 산출된 오차율을 기준으로 촬영 영역별 비교 오차율을 산출하는 제2단계; 및 상기 산출된 기준 오차율과 비교 오차율을 기준으로 4개의 취득 영상을 서로 상 보합하여 하나의 전체적인 완성된 촬영 영상을 보정 생성하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
먼저, 본 발명이 해소하고자 하는 종래기술의 문제점을 첨부한 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 항공사진은 비교적 저고도에서 촬영되므로 해상도가 높아, 5 ~ 30cm의 해상도도 실현 가능하다. 그러나 시야각이 넓기 때문에 화상의 중앙부로부터 주변부로 감에 따라서 일그러짐이 커진다.
도 1은 공중사진의 수평방향의 일그러짐을 설명하기 위한 예시도를 도시한 것으로, 화상의 중앙 이외 장소에서의 피사체 외관 길이(수평 방향)의 참값 및 다른 것을 도시하고 있다. H는 촬영고도(카메라 중심), O는 카메라의 바로 아래의 점, L은 피사체의 길이, D는 스윙 거리(swing distance)(촬영 중심으로부터 피사체까지의 거리)이며, H=3000m, L=100m으로 한다. 피사체가 카메라의 바로 아래에 있을 때, 피사체의 길이는 실제의 길이와 같은 100m에서 보인다. 그러나 피사체가 촬영 중심으로부터 300m 떨어지면(D=300m), 피사체의 외관 길이(d)가 99.2m가 되고, D=400m일 때 외관 길이(d)는 98.7m가 된다. 상기 외관 길이(d) 및 실제 길이의 상 위가 화상의 일그러짐의 원인이며, 중심으로부터 멀어질수록 외관 길이(d)가 짧아져 일그러짐이 커진다. 따라서 오차 목표를 1m 이내로 설정하면, 촬영 고도가 3000m일 때, 촬영 화상의 300m 정도의 범위밖에 사용할 수 없게 된다.
첨부한 도 1의 다른 기호를 살펴보면, α는 피사체의 관측 각도, θ는 스윙 각도, β는 최대 앙각, σ(=β-θ)는 원시점 시각, X는 스윙 거리(카메라 중심으로부터 피사체까지의 거리)이다. 따라서, D=0일 때(카메라 바로 아래), α=β=σ=1.91도, θ=0도, X=3000m이고, D=300m일 때, θ=5.71도, β=7.59도, σ=1.88도, X=3014.96m이다. 또한, D= 300m에서의 오차 배율(d/L)은 0.992이다.
도 2는 공중사진 중의 입체물의 경사에 의한 일그러짐을 설명하기 위한 예시도를 도시한 것으로, 화상의 위치에 따라서 건물 등의 입체물이 외관상 경사져 버리는 것을 도시하고 있다. H는 촬영 고도(카메라 중심), h는 건물의 높이이며, H=3000m, h=30m로 한다. 스윙 거리 D=500m, 스윙 각도θ=9.46도, 즉 카메라 바로 아래로부터 500m 떨어진 곳에서는 경사량(m)이 4.93m가 되며, 높이 30m의 건물이 4.93m 경사져 보인다. 경사각도(a)는 9.34도이다. 상기에서 설명한 바와 같이, 항공사진에는 큰 일그러짐이 있어, 중심 부근이 좁은 부분 외에는 지도 작성에 사용할 수 없다. 일그러짐 보정 없이 지도를 작성하고자 하면, 대부분이 다수의 사진을 준비할 필요가 있으며, 이는 지도 작성 비용을 증가시킨다. 그러므로 일그러짐을 보정하여, 사진의 넓은 범위를 지도 작성에 사용할 수 있도록 하는 것이 필요하다.일그러짐의 보정은 오차량의 추정에 근거하여 행하는 것이 가능하나, 항공사진의 높은 해상도에 알맞도록 오차량을 고정밀도로 추정하기는 어려워 높은 해상도를 가 지는 항공사진의 이점을 살릴 수 없는 단점이 있다. 상기에서 설명한 바와 같이, 종래 기술의 문제점은 근본적으로 하나의 카메라를 이용하여 항공사진을 촬영하므로, 고해상도의 카메라를 사용하더라도, 시야각이 넓기 때문에 오차의 보정을 위해 기준점을 제공하는 것이 필요하다. 또한, 상기 보정을 수행할지라도 종래의 방식은 2차원적인 사진을 기초로 하여 지도로 활용하는데 필요한 거리정보, 등고선 등의 정보를 포함하기에는 부족하다. 상기 정보를 추가하기 위해서 지표상의 지형지물간의 거리, 폭 또는 등고선에 대한 측량을 지표에서 최소한의 샘플링 작업을 수행하여야 하며, 네비게이션 또는 가상현실 속의 지도정보 등의 3차원 정보 제공을 요구함에 따라 소비자의 욕구 충족이 어렵다는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 임의의 기준점을 외부로부터 빌려오는 것이 아니라 다수의 카메라를 이용하여 3각 측량법의 수행 및 동일 영역 동일 사물에 대해 전후좌우 사면에서 항공사진을 촬영하면, 지표상의 임의의 지형지물과 다른 지형지물과의 거리, 등고에 따른 정보 및 3차원 데이터를 동시에 얻을 수 있을 것이라는 데 착안한 것이다. 즉, 사진의 일그러짐 및 임의의 지형지물의 후면에 대한 왜곡 보상을 수행하기 위해 동일 촬영영역의 중심에 각 카메라의 초점이 맞추어진 상태로 서로 다른 각도에서 촬영함으로써, 하나의 카메라에서 촬영된 영상의 오차량 증가하는 부분은 다른 카메라의 촬영 영상 중 오차량이 적은 영역을 기준으로 보정하도록 하며 지형지물의 위치 인식 및 후사면의 보정을 수행할 수 있으며, 다수의 카메라를 이용하여 항공에서 3각 측량 및 3차원 데이터를 취득하는 것이 바람직하다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 3과 도 4는 복수의 항공 촬영 화상을 이용한 3차원 입체지도의 작성방법의 개념도를 도시한 것으로, 항공사진 촬영을 위한 비행기에는 4대의 카메라를 구비하되 상기 카메라들은 각각 일정한 거리를 유지하도록 비행기의 앞뒤쪽 및 양측 날개에 설치하고, 각 카메라 간의 거리(CD12, CD13, CD23, CD24, CD34, CD14)는 각각 최소 2m이상의 거리를 유지하는 것이 바람직하다. 이때 비행기는 자체적으로 고도계와 수평계를 구비하고 있으므로 비행기 고도에 대한 정보는 자동으로 인식할 수 있으며, 4대의 카메라 중심 초점이 지상의 일점에 매칭되도록 카메라의 각도를 조정한다. 따라서 구비된 4대의 카메라가 하나의 영역에 대해 서로 다른 각도에서 촬영한 영상을 취득하는데, 상기 도 1 및 도 2에서 설명한 바와 같이, 지표면 및 연직 방향의 일정 영역을 벗어나는 거리에 기초하여 화상의 일그러짐이 발생된다. 첨부한 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 제1카메라(101)에서 취득되는 영상은 영역 a에서, 제2카메라(102)에서 취득되는 영상은 영역 b에서, 제3카메라(103)에서 취득되는 영상은 영역 c에서, 제4카메라(104)에서 취득되는 영상은 영역 d에서 화상의 일그러짐이 가장 작은 영상을 얻을 수 있게 되며, 동일 영역에 대해 취득된 3개의 영상을 오버랩시키게 되면, 각 영상의 중심(카메라 초점)을 기준으로 왜곡 발생 포인트별로 비교대상이 발생된다. 이때, 상기 제1카메라(101) 내지 제4카메라(104)가 각각 취득한 영상은 전체적으로는 왜곡 현상이 발생되어 있으므로 어느 하나의 영상만을 기준으로 지도를 작성하는 것은 어렵다. 예를 들면, 영역 a에 대해서는 제1카메라(101)의 취득 영상의 왜곡이 최소화되어 있는 부분이며, 반대로 해 당 영역에 대해서는 제4카메라(104)의 취득 영상의 왜곡이 최대화되어 있는 부분이다. 또한 영역 b에 대해서는 제2카메라(102)의 취득 영상의 왜곡이 최소화되어 있는 부분이며 반대로 해당 영역에 대해서는 제3카메라(103)의 취득 영상의 왜곡이 최대화되어 있는 부분이고, 4개의 취득 영상을 서로 상 보합하여 하나의 전체적인 완성된 촬영 영상을 생성한다. 4개의 취득 영상의 기준을 카메라의 초점이 모이는 촬영영역의 중심을 기준으로 상 보합된 기준 상 보합율 및 오차 보정율을 설정하고, 이를 기준으로 촬영 영상의 주변부에 대한 이미지 보상을 수행하여, 2차원 또는 3차원 영상을 취득한다. 실질적으로 지표상의 임의의 지형지물에 대해서는 4면의 영상이 모두 취득되어 해당 지형지물의 3차원 데이터 획득이 용이하게 된다. 반면, 상기 제1내지 제4카메라(101~104) 중 3대의 카메라에서 취득된 영상을 기준으로 살펴보면 3각 측량법에 의해 지표상 지형지물 간 거리측정, 등고선 등의 정보를 추출하는 것이 용이하다.
도 5는 본 발명에 따른 복수의 항공 촬영 화상을 이용한 3차원 입체지도의 작성방법의 흐름도를 도시한 것으로, 도 5에 도시한 바와 같이, 항공기에 설치된 제1카메라(101)에서 사진 촬영을 하여, 제1촬영각도를 갖는 고해상도(고분해능)의 영상을 취득한다(S101 및 S105). 동시에, 동일 항공기에 소정의 이격 거리를 갖는 임의의 위치에 설치된 제2카메라(102)에서 사진 촬영을 하여, 제2촬영각도를 갖는 고해상도(고분해능)의 영상을 취득한다(S102 및 S106). 또한, 상기 제1카메라(102)와 제2카메라(102)에 대해 각각 소정의 이격 거리를 임의의 위치에 설치된 제3카메라(103)에서 사진 촬영을 하여 제3촬영각도를 갖는 고해상도(고분해능)의 영상을 취득한다(S103 및 S107). 또한, 상기 제1카메라(102) 내지 제3카메라(103)에 대해 각각 소정의 이격 거리를 유지하는 임의의 위치에 설치된 제4카메라(104)에서 사진 촬영을 하여 제4촬영각도를 갖는 고해상도(고분해능)의 영상을 취득한다(S104 및 S108). 이후 상기 제1 내지 제4카메라(101~104)에서 촬영된 영상은 지도 작성용 화상 처리 장치에 취득되고, 각각의 사진에는 촬영각도, 촬영 카메라의 정보 및 고도 정보가 함께 제공된다(S201).
다음으로, 서로 다른 각도에서 촬영된 4개의 영상을 기준으로 기하 보정 처리를 수행하여 취득된 영상의 일그러짐을 보정하고, 화상을 보완한다(S202).상기 일그러짐 보정 및 화상 보완은 동시에 수행되는 것이다. 화상 보완은 통상 건물의 상부 옥상등에 의해 촬영각에서 바라보는 후면의 영상이 사라지는 것을 방지하기 위한 것으로, 상기 보정은 이종의 촬영각도를 갖는 촬영 영상에서 어느 하나의 영상에서 건물 후면의 왜곡이 심한 경우 다른 3개의 사진에는 해당 건물의 후면 또는 좌우측에 대해 왜곡이 적은 상태이기 때문에 화상 보완은 해당 영역의 촬영 각도가 작은 사진을 기준으로 후면의 왜곡을 보상한다.
3각 측정법에 의해 3개의 서로 다른 각도에 촬영한 사진을 기준으로 지표에 위치하는 각 지형지물 간의 거리, 폭, 등고선 등의 정보를 취득한다(S203). 이는 지표상에서 각 지형지물의 거리 및 등고선을 측정하고자 하는 시간적, 인력적 손실을 방지할 수 있다. 상기 일그러짐 보정 및 화상 보완은 사용자의 필요에 따라 별개로 또는 혼합하여 S203단계 및 S204단계의 과정이 수행되며, S203단계 및 S204단계는 상기 S202단계와 동시에 진행되는 것이다.
또한, S204단계에서는 4개의 영상을 이용하여 지표에 위치하는 각 지형지물의 전후좌우 4면에 대한 영상정보를 취합하여 해당 지형지물의 3차원 입체영상 또는 데이터를 취득한다. 상기 S203단계 및 S204단계의 과정을 통해 지표상에 존재하는 지형지물들의 3차원 입체영상데이터와 위치, 이격 거리, 지표 및 지형지물의 등고의 정보를 종합적으로 취득하여 고분해능 고위치 정밀도를 갖는 3차원 화상을 취득하고(S205), 상기 화상은 높은 분해능을 가진 항공사진의 이점을 살리면서 실시간으로 변화하는 지형지물의 파악이 용이하며, 상기 화상을 이용하여 지도를 작성한다(S206). 즉, 데이터는 3차원으로 종합적으로 취합되고, 이를 평면 처리하여 2차원의 지도도 가능하고, 3차원 데이터를 기준으로 모형의 제작 및 가상현실 속의 시뮬레이터에 활용될 수 있다.
본 발명에 있어서, 지도 작성은 새로운 지도를 만드는 것과 기존의 지도를 갱신하는 것을 포함하며, 후자의 경우, S206단계에서 얻어진 화상을 지도와 비교하여 변화 부분이 지도에 반영된다. 또한, S205단계에서 얻어진 화상은 지도 작성 이외의 용도에도 이용가능하며, 항공사진의 제공 서비스 등에도 이용할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 일그러짐 보정 처리는 지도 작성에만 한정되는 것은 아니다.
이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 복수의 항공 촬영 화상을 이용한 3차원 입체지도의 작성방법을 제공하는 효과가 있다. 본 발명에 따른 복수의 항공 촬영 화상을 이용한 3차원 입체지도의 작성방법은 항공사진의 이점인 높은 분해능을 가지면서, 왜곡현상을 통해 일그러짐이 발생되는 단점을 상쇄시켜 실시간으로 변화하는 지형지물의 파악이 용이하며 고정밀도의 지도를 만들 수 있는 효과가 있다. 뿐만 아니라, 지표상의 지형지물 간의 거리, 폭, 등고선에 대한 측량을 일정 고도의 항공에서 넓은 지역에 대해 동시에 수행하여 시간적, 인력적 손실을 방지할 수 있으며, 지표 지형지물의 3차원 정보를 이용하여 네비게이션 또는 가상현실 속의 지도 정보의 제공이 용이한 효과가 있다.
Claims (3)
- 항공사진 화상을 이용한 3차원 입체지도의 작성방법에 있어서,임의의 고도에서 임의의 지표영역에 대해 제1화상취득수단을 통해 제1촬영각도로 촬영한 화상을 취득하는 제1과정;동일 고도에서 상기 제1화상취득수단과 소정의 이격 거리를 갖는 제2화상취득수단을 이용하여 제2촬영각도로 촬영한 화상을 취득하는 제2과정;동일 고도에서 상기 제1, 제2화상취득수단과 각각 소정의 이격 거리를 갖는 제3화상취득수단을 이용하여 제3촬영각도로 촬영한 화상을 취득하는 제3과정;동일 고도에서 상기 제1 내지 제3화상취득수단과 각각 소정의 이격 거리를 갖는 제4화상취득수단을 이용하여 제4촬영각도로 촬영한 화상을 취득하는 제4과정;상기 제1촬영각도로 촬영한 화상, 상기 제2촬영각도로 촬영한 화상, 상기 제3촬영각도로 촬영한 화상 및 상기 제4촬영각도로 촬영한 화상을 오버랩하여 중심 초점을 매칭시켜 부분적 오차율을 산출하여, 화상의 일그러짐을 보정하는 제5과정;임의의 촬영각으로 촬영된 사진에서 지상의 지형지물 후면의 왜곡이 심한 부분은 다른 촬영각으로 촬영한 사진들을 기준으로 해당 지형지물 후면의 왜곡을 보상하는 제6과정;3각 측정 방식을 이용하여 상기 취득된 4개의 화상 중 3개의 화상에서 지표상 임의의 지형지물과 다른 지형지물의 거리, 지표, 등고의 정보를 산출하는 제7과정;상기 취득된 4개의 화상을 이용하여 지표상 임의의 지형지물에 대해 취득한 전후좌우의 영상데이터를 이용하여 3차원 입체 데이터를 취득하는 제8과정;상기 화상의 일그러짐 보정, 지형지물의 후면 왜곡 보상, 각 지형지물 간의 측정거리의 정보 및 해당 지형지물의 3차원 입체 데이터를 포함하는 고분해능 고위치 정밀도의 2차원 또는 3차원 화상을 취득하는 제9과정; 및상기 취득한 화상을 이용하여 평면 처리 또는 3차원 처리하여 지도를 작성하는 제10과정을 포함하고,상기 제1 내지 제4 화상취득수단의 촬영각도가 연동하여 일정 동일 영역에 대해 대향하는 소정 각도로 기울어져 서로 다른 시야각의 촬영각도를 가지되 그 중심 초점이 지상의 임의의 포인트에 매칭되도록 촬영각도를 조정하는 임의의 고도 수평상태에서 동시에 화상을 취득하는 것을 특징으로 하는 복수의 항공 촬영 화상을 이용한 3차원 입체지도의 작성방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제1화상취득수단, 제2화상취득수단, 제3화상취득수단 및 제4화상취득수단은 각각 최소 2m이상의 이격 거리를 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 복수의 항공 촬영 화상을 이용한 3차원 입체지도의 작성방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제5과정은 상기 제1 내지 제4화상취득수단의 중심 초 점의 매칭 영역에 대응하는 4개의 취득 영상을 서로 비교하여 기준 오차율을 산출하는 제1단계; 상기 산출된 오차율을 기준으로 촬영 영역별 비교 오차율을 산출하는 제2단계; 및 상기 산출된 기준 오차율과 비교 오차율을 기준으로 4개의 취득 영상을 서로 상 보합하여 하나의 전체적인 완성된 촬영 영상을 보정 생성하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 항공 촬영 화상을 이용한 3차원 입체지도의 작성방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020060040924A KR100671529B1 (ko) | 2006-05-08 | 2006-05-08 | 복수의 항공 촬영 화상을 이용한 ３차원 입체지도의작성방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020060040924A KR100671529B1 (ko) | 2006-05-08 | 2006-05-08 | 복수의 항공 촬영 화상을 이용한 ３차원 입체지도의작성방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR100671529B1 true KR100671529B1 (ko) | 2007-01-19 |
Family
ID=38014273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020060040924A KR100671529B1 (ko) | 2006-05-08 | 2006-05-08 | 복수의 항공 촬영 화상을 이용한 ３차원 입체지도의작성방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100671529B1 (ko) |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100887356B1 (ko) | 2008-05-21 | 2009-03-06 | 한국종합설계 주식회사 | 지피에스 측정기를 통한 좌표 기준점 합성식영상도화시스템 |
| KR100937050B1 (ko) | 2009-08-12 | 2010-01-21 | 주식회사 동서지엔아이 | 다방향 항공촬영을 통한 지형지물의 입체 영상 표현식 촬영시스템 |
| KR100977553B1 (ko) | 2009-11-13 | 2010-08-23 | 새한항업(주) | 디지털 항공촬영이미지의 위치별 3차원 가시화를 위한 데이터 처리방법 |
| KR101002407B1 (ko) | 2010-07-23 | 2010-12-21 | (유)대산이앤씨 | 지표면의 기준점 위치확인 및 지형정보를 적용한 공간영상도화용 보정시스템 |
| KR101002410B1 (ko) | 2010-07-23 | 2010-12-21 | (유)대산이앤씨 | 영상이미지의 기준점 대비 대상 지형물을 도화하는 공간 영상도화시스템 |
| KR101002419B1 (ko) | 2010-07-23 | 2010-12-21 | (유)대산이앤씨 | 지형정보 변화에 따른 영상이미지의 공간 영상도화시스템 |
| KR101012436B1 (ko) | 2010-10-05 | 2011-02-07 | (주)선영종합엔지니어링 | 도심 외 지역의 지리정보 변화에 따라 지도영상이미지의 편집을 처리하는 수치지도 운영시스템 |
| KR101027442B1 (ko) | 2009-12-29 | 2011-04-06 | (주)지아이소프트 | 3ｄ 영상을 이용한 가상 항공여행 제공 시스템 및 그 제공방법 |
| KR101180756B1 (ko) | 2011-10-12 | 2012-09-10 | (주) 한양지에스티 | 항공촬영화상의 보정 장치 |
| KR101214582B1 (ko) | 2012-08-30 | 2012-12-24 | 에스제이공간정보(주) | 항공촬영 이미지의 이해도를 높인 영상이미지 편집처리 시스템 |
| KR101229297B1 (ko) | 2011-04-29 | 2013-02-08 | 주식회사 영국전자 | 지리정보 구축시스템 |
| WO2013063106A2 (en) * | 2011-10-24 | 2013-05-02 | Trimble Navigation Limited | Agricultural and soil management |
| KR101349146B1 (ko) | 2013-09-25 | 2014-01-09 | 제일항업(주) | 위치정보와 촬영이미지 합성을 기반으로 한 수치지도 제작용 영상처리 시스템 |
| KR101349392B1 (ko) | 2013-06-20 | 2014-01-13 | 명화지리정보(주) | 설정기준점을 이용한 지형물의 영상도화 업데이트시스템 |
| KR101464166B1 (ko) * | 2014-08-21 | 2014-11-24 | 주식회사 지오스토리 | 항공촬영 영상의 지형변화 기준점을 합성하는 공간영상도화 시스템 |
| CN110859043A (zh) * | 2018-06-22 | 2020-03-03 | 北京嘀嘀无限科技发展有限公司 | 一种更新高度自动化驾驶地图的系统和方法 |
| CN114119995A (zh) * | 2021-11-08 | 2022-03-01 | 山东科技大学 | 一种基于物方面元的空地影像匹配方法 |
-
2006
- 2006-05-08 KR KR1020060040924A patent/KR100671529B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100887356B1 (ko) | 2008-05-21 | 2009-03-06 | 한국종합설계 주식회사 | 지피에스 측정기를 통한 좌표 기준점 합성식영상도화시스템 |
| KR100937050B1 (ko) | 2009-08-12 | 2010-01-21 | 주식회사 동서지엔아이 | 다방향 항공촬영을 통한 지형지물의 입체 영상 표현식 촬영시스템 |
| KR100977553B1 (ko) | 2009-11-13 | 2010-08-23 | 새한항업(주) | 디지털 항공촬영이미지의 위치별 3차원 가시화를 위한 데이터 처리방법 |
| KR101027442B1 (ko) | 2009-12-29 | 2011-04-06 | (주)지아이소프트 | 3ｄ 영상을 이용한 가상 항공여행 제공 시스템 및 그 제공방법 |
| KR101002407B1 (ko) | 2010-07-23 | 2010-12-21 | (유)대산이앤씨 | 지표면의 기준점 위치확인 및 지형정보를 적용한 공간영상도화용 보정시스템 |
| KR101002410B1 (ko) | 2010-07-23 | 2010-12-21 | (유)대산이앤씨 | 영상이미지의 기준점 대비 대상 지형물을 도화하는 공간 영상도화시스템 |
| KR101002419B1 (ko) | 2010-07-23 | 2010-12-21 | (유)대산이앤씨 | 지형정보 변화에 따른 영상이미지의 공간 영상도화시스템 |
| KR101012436B1 (ko) | 2010-10-05 | 2011-02-07 | (주)선영종합엔지니어링 | 도심 외 지역의 지리정보 변화에 따라 지도영상이미지의 편집을 처리하는 수치지도 운영시스템 |
| KR101229297B1 (ko) | 2011-04-29 | 2013-02-08 | 주식회사 영국전자 | 지리정보 구축시스템 |
| KR101180756B1 (ko) | 2011-10-12 | 2012-09-10 | (주) 한양지에스티 | 항공촬영화상의 보정 장치 |
| WO2013063106A2 (en) * | 2011-10-24 | 2013-05-02 | Trimble Navigation Limited | Agricultural and soil management |
| WO2013063106A3 (en) * | 2011-10-24 | 2013-06-20 | Trimble Navigation Limited | Agricultural and soil management |
| KR101214582B1 (ko) | 2012-08-30 | 2012-12-24 | 에스제이공간정보(주) | 항공촬영 이미지의 이해도를 높인 영상이미지 편집처리 시스템 |
| KR101349392B1 (ko) | 2013-06-20 | 2014-01-13 | 명화지리정보(주) | 설정기준점을 이용한 지형물의 영상도화 업데이트시스템 |
| KR101349146B1 (ko) | 2013-09-25 | 2014-01-09 | 제일항업(주) | 위치정보와 촬영이미지 합성을 기반으로 한 수치지도 제작용 영상처리 시스템 |
| KR101464166B1 (ko) * | 2014-08-21 | 2014-11-24 | 주식회사 지오스토리 | 항공촬영 영상의 지형변화 기준점을 합성하는 공간영상도화 시스템 |
| CN110859043A (zh) * | 2018-06-22 | 2020-03-03 | 北京嘀嘀无限科技发展有限公司 | 一种更新高度自动化驾驶地图的系统和方法 |
| CN114119995A (zh) * | 2021-11-08 | 2022-03-01 | 山东科技大学 | 一种基于物方面元的空地影像匹配方法 |
| CN114119995B (zh) * | 2021-11-08 | 2024-03-15 | 山东科技大学 | 一种基于物方面元的空地影像匹配方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100671529B1 (ko) | 복수의 항공 촬영 화상을 이용한 ３차원 입체지도의작성방법 | |
| CN107316325B (zh) | 一种基于图像配准的机载激光点云与影像配准融合方法 | |
| CN110648398B (zh) | 基于无人机航摄数据的正射影像实时生成方法及系统 | |
| KR100912715B1 (ko) | 이종 센서 통합 모델링에 의한 수치 사진 측량 방법 및장치 | |
| CN103198524B (zh) | 一种大规模室外场景三维重建方法 | |
| De Franchis et al. | An automatic and modular stereo pipeline for pushbroom images | |
| JP5389964B2 (ja) | 地図情報生成装置 | |
| JP3776787B2 (ja) | 三次元データベース生成システム | |
| CN110319772B (zh) | 基于无人机的视觉大跨度测距方法 | |
| KR100671504B1 (ko) | 복수의 촬영 화상을 이용한 항공사진 화상의 보정방법 | |
| CN108335337B (zh) | 一种正射影像图的生成方法及装置 | |
| KR20140053870A (ko) | 3d 거리 | |
| CN108399631B (zh) | 一种尺度不变性的倾斜影像多视密集匹配方法 | |
| JPH08159762A (ja) | ３次元データ抽出方法及び装置並びにステレオ画像形成装置 | |
| US20120275698A1 (en) | Method of Orthoimage Color Correction Using Multiple Aerial Images | |
| KR101709317B1 (ko) | 단일 카메라와 ｇｐｓ를 이용한 영상 내 객체의 좌표 산출 방법 | |
| JP2023505891A (ja) | 環境のトポグラフィを測定するための方法 | |
| CN110986888A (zh) | 一种航空摄影一体化方法 | |
| CN111402315A (zh) | 一种自适应调整双目摄像机基线的三维距离测量方法 | |
| CN113296133B (zh) | 一种基于双目视觉测量与高精度定位融合技术实现位置标定的装置及方法 | |
| JP6135972B2 (ja) | 標定方法、標定プログラム、及び標定装置 | |
| Burkhard et al. | Stereovision mobile mapping: System design and performance evaluation | |
| JP3808833B2 (ja) | 空中写真測量方法 | |
| CN115950435A (zh) | 无人机巡检影像的实时定位方法 | |
| CN113196341A (zh) | 用于对道路的表面上的对象进行检测和建模的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| A302 | Request for accelerated examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |