KR100964029B1 - 3-dimensional object or environment representation method for multi resolution octree structure - Google Patents

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    • G06T17/00Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
    • G06T17/005Tree description, e.g. octree, quadtree

Abstract

본 발명은 다중해상도 옥트리 기반의 물체 또는 환경 표현방법에 관한 것으로, 카메라 또는 3차원 측정장치로부터 얻어진 3차원 데이터 포인트 집합을 체적기반의 옥트리로 표현함에 있어서, 단위 옥트리 셀의 다음 단계의 분할여부와 분할단계의 깊이를 단위 옥트리 셀 내의 포인트 밀도와 포인트 분포도를 기준으로 결정하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a multi-resolution octree-based object or environment representation method, wherein in representing a three-dimensional data point set obtained from a camera or a three-dimensional measuring device as a volume-based octree, whether or not to divide the next stage of the unit octree cell and The depth of the partitioning step may be determined based on the point density and the point distribution in the unit octree cell.

상기한 바와 같은 구성을 구비함으로써, 불필요한 옥트리 셀의 낭비 및 옥트리 생성시간의 증가를 방지할 수 있게 되어 보다 정확하고 신속하게 다중 해상도의 옥트리 표현을 할 수 있게 된다.By having the above-described configuration, it is possible to prevent unnecessary waste of octree cells and increase in octree generation time, thereby enabling more accurate and faster multi-resolution octree representation.

다중해상도, 옥트리 셀, 3차원 물체, 환경, 포인트 밀도, 포인트 분포 Multi-Resolution, Octry Cell, Three-Dimensional Object, Environment, Point Density, Point Distribution

Description

다중해상도 옥트리 기반의 3차원 물체 또는 환경 표현방법{3-DIMENSIONAL OBJECT OR ENVIRONMENT REPRESENTATION METHOD FOR MULTI RESOLUTION OCTREE STRUCTURE} 3-Dimensional object representation environment based on multi-resolution octree {3-DIMENSIONAL OBJECT OR ENVIRONMENT REPRESENTATION METHOD FOR MULTI RESOLUTION OCTREE STRUCTURE}

본 발명은 다중해상도 옥트리 기반의 3차원 물체 또는 환경 표현방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 옥트리 셀 내의 포인트 밀도와 포인트 분포도를 고려하여 단위 옥트리 셀의 분해여부와 분해깊이를 결정할 수 있도록 한 다중해상도 옥트리 기반의 물체 또는 환경 표현방법에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-resolution octree-based three-dimensional object or an environment representation method, and more particularly, to determine whether or not to decompose and decompose a unit octree cell in consideration of the point density and the point distribution in the octree cell. The present invention relates to an octree-based object or environment representation method.

지능 로봇분야에서 로봇이 스스로 원하는 물체를 조작하기 위해서는 물체가 놓여진 환경모델링이 매우 중요하다. 이러한 환경 모델링 시에는 로봇이 현재 알고 있는 물체 이외의 물건들에 대해서도 표현을 해주어야만 로봇이 다른 물체들을 피해서 원하는 물체를 조작할 수 있게 된다. 이를 위해 그래픽 물체 또는 환경 표현방법 중 하나인 옥트리 구조를 사용하게 된다. 이 옥트리 구조는 공간을 8방향의 정육면체(옥트리 셀)로 나누어가면서 정육면체의 중점과 크기 등을 이용해 포인트들이 포함되는지 아닌지를 따져가며 실제 물체를 정육면체의 집합으로 표현하는 것이다.In the field of intelligent robots, environment modeling is very important for robots to manipulate their own objects. In this environment modeling, the robot must express objects other than the objects that the robot currently knows so that the robot can manipulate the desired objects by avoiding other objects. For this purpose, the octree structure, which is one of graphic objects or environmental representation methods, is used. The octree structure divides the space into eight cubes (octree cells) and expresses the actual object as a set of cubes, using the midpoint and size of the cube to determine whether or not the points are included.

기존의 옥트리 셀을 분해하는 방법은 크게 두 가지로 나뉘어져 있다.There are two main methods of decomposing the existing octree cell.

첫 번째 방법은 모든 옥트리를 같은 크기(동일해상도)로 나누는 방법이다.The first method is to divide all octrees by the same size (same resolution).

이 방법을 이용하게 되면 실제 물체가 놓여진 공간상의 거리나 물체 크기 등에 상관없이 모든 옥트리가 원래 정해놓은 크기로 공통되게 나누어진다.Using this method, all octrees are commonly divided into the original size, regardless of the spatial distance or the size of the object.

그러나 이와 같은 방법을 사용할 경우에는 몇 가지 문제점이 발생한다. 너무 작은 크기의 옥트리 셀들로 구성할 경우에는 옥트리 셀의 숫자가 너무 많이 늘어남으로써 옥트리 회피 등의 조작속도가 떨어질 뿐만 아니라 옥트리 셀의 계산 시간이 늘어나게 된다. 이와 반대로 옥트리 셀의 크기를 크게 구성할 경우에는 셀의 숫자는 줄어들겠지만 세세한 부분의 표현이 불가능하게 되므로 표현의 정확성이 떨어지게 된다. 이런 문제점들은 로봇이 실시간으로 움직이고 그 환경을 모델링하는데 어려움을 가져온다.However, there are some problems with this method. In the case of configuring the octree cells of too small size, the number of octree cells increases so much that not only the operation speed of octree avoidance decreases but also the computation time of the octree cells increases. On the contrary, when the size of the octree cell is large, the number of cells will be reduced, but the detail will not be able to express the details. These problems make it difficult for the robot to move in real time and model its environment.

두 번째 방법은 거리에 따라 옥트리 크기를 다르게 하여 나누는 방법이다. 일반적으로 이 방법은 카메라와 상대적으로 먼 거리에 있는 물체들은 큰 옥트리 셀들로 표현하고, 이와 반대로 카메라와 가까이에 존재하는 물체에 대해서는 작은 옥트리 셀들로 표현함으로써 가까운 물체일수록 좀 더 자세히 표현하고자 한다.The second method is to divide the octree size according to the distance. In general, this method expresses objects that are relatively far from the camera as large octree cells, and conversely, objects that are close to the camera are represented by small octree cells.

그러나 이 방법을 사용할 경우의 가장 큰 문제점은 잡음 문제이다. 거리가 먼 곳에서 잡음이 발생했을 경우 그 잡음을 표현하기 위해 매우 큰 옥트리가 생성이 된다. 이럴 경우에는 정확한 로봇의 조작 및 환경 모델링이 어렵게 된다. 뿐만 아니라, 가까이 있는 물체의 경우 너무 작은 옥트리들로 표현이 되므로 물체 표현과 로봇 조작에 대한 시간적 낭비가 매우 크게 된다.However, the biggest problem with this method is the noise problem. When noise occurs at a distance, a very large octree is created to represent that noise. In this case, accurate robot manipulation and environment modeling becomes difficult. In addition, the objects that are in close proximity are represented by too small octrees, which greatly wastes time for representing objects and manipulating robots.

위에서 나열한 문제점들의 대부분이 다중해상도의 옥트리 생성을 제대로 하지 못하는 문제에서 비롯된다. 물론, 거리에 따른 다중해상도의 옥트리 표현이 실시되기는 하지만, 같은 거리에 있는 물체들에 대해서는 같은 옥트리 셀의 크기로 표현이 되므로 제대로 된 다중해상도의 옥트리 표현이라고 보기는 힘들다. 이런 다중해상도 표현에 있어서는 옥트리 셀을 생성하고 분해하게 될때 분해를 멈추는 명확한 기준이 필요하다. 하지만, 이러한 종래의 옥트리 분해방법에서는 하나 이상 또는 임계값 이상의 포인트 개수가 나와야 옥트리 분해를 멈추기 때문에 다중해상도의 옥트리 표현이 어렵게 된다.Most of the problems listed above stem from the inability to properly create multiresolution octrees. Of course, the octree representation of the multi-resolution according to the distance is implemented, but since it is represented by the same octree cell size for the objects at the same distance, it is difficult to say that it is a true multi-resolution octree representation. This multi-resolution representation requires a definite criterion to stop decomposition when creating and decomposing octree cells. However, in the conventional octree decomposition method, the octree decomposition is stopped only when the number of points of one or more points or more is exceeded, which makes it difficult to express the octree in multiple resolutions.

상기와 같은 기존의 옥트리 분해방법, 즉 모든 옥트리 셀을 같은 크기로 나누는 방법 또는 거리에 따라 크기가 다르게 옥트리 셀을 생성하는 방법 등에서는, 그 옥트리 분해를 멈추기 위한 기준요소가 단순히 포인트 유/무이기 때문에 이런 기준으로 옥트리를 분해할 경우 불필요한 옥트리 표현을 야기시킬 뿐 아니라, 그로 인해 옥트리 생성 시간 또한 늘어나게 하는 문제점이 있다.In the conventional octree decomposition method, that is, dividing all octree cells into the same size or generating an octree cell with a different size according to a distance, the reference element for stopping the octree decomposition is simply a point presence / absence. Therefore, when decomposing the octree on the basis of this criterion, not only causes unnecessary octree representation, but also increases the octree generation time.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 카메라 또는 3차원 측정장치로부터 얻어진 3차원 포인트 집합을 체적 기반의 옥트리로 표현함에 있어서 옥트리 셀 내의 포인트 밀도와 포인트 분포에 근거하여 단위 옥트리 셀의 분해여부와 분해깊이를 결정할 수 있도록 함으로써, 옥트리 표현을 위한 셀의 생성시간을 줄이면서도 다중해상도의 옥트리 표현이 정확하고 효율적으로 이루어질 수 있도록 한 다중해상도 옥트리 기반의 물체 또는 환경 표현방법을 제공하는데 발명의 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and in terms of volume-based octree representing a three-dimensional point set obtained from a camera or a three-dimensional measuring device, the unit octree cell is based on the point density and the point distribution in the octree. By deciding whether to decompose and decompose depth, it provides a multi-resolution octree-based object or environment representation method that can reduce the generation time of the cell for octree representation and accurately and efficiently perform the multi-resolution octree representation. There is an object of the invention.

본 발명의 일측면에 따르면, 카메라 또는 3차원 측정장치로부터 얻어진 3차원 데이터 포인트 집합을 체적기반의 옥트리로 표현함에 있어서, 단위 옥트리 셀의 다음 단계의 분할여부와 분할단계의 깊이를 단위 옥트리 셀 내의 포인트 밀도와 포인트 분포도를 기준으로 결정하는 것을 특징으로 하는 다중해상도 옥트리 기반의 3차원 물체 또는 환경 표현방법이 제공된다.According to an aspect of the present invention, in expressing a set of three-dimensional data points obtained from a camera or a three-dimensional measuring device in a volume-based octree, whether or not the next step of the unit octree cell and the depth of the step are divided within the unit octree cell. There is provided a multi-resolution octree-based three-dimensional object or environment representation method that is determined based on point density and point distribution.

상기 본 발명의 다중해상도 옥트리 기반의 3차원 물체 또는 환경 표현방법에 있어서, 상기 포인트 밀도는 카메라의 초점거리(F), 카메라 CCD상에서의 하나의 포인트크기(CPs), 3D카메라에서 얻은 카메라와 해당 포인트 사이의 거리(Z)에 따라 동일 체적의 단위 옥트리 셀 내에 생성되는 포인트 개수가 변화하는 것을 이용하여 계산된다. 또한, 상기 포인트 분포도는 옥트리 셀 내의 포인트들의 좌표값의 평균과 분산값을 이용하여 계산된다. 이와 같이 계산된 옥트리 셀 내의 포인트 밀도와 포인트 분포가 기 설정된 포인트 밀도 기준치 또는 포인트 분포도 기준치 이상일 때 옥트리 셀의 분해를 멈추고, 이중 하나의 조건이라도 충족되지 못하는 경우는 다음 단계로의 옥트리 분해를 결정한다. 한편, 옥트리 분해 기준이 되는 상기 포인트 밀도 기준치 및 포인트 분포도 기준치를 작업환경에 따라 달리 설정함으로써, 작업환경에 맞는 다양한 크기의 옥트리 셀로 환경을 표현할 수 있다.In the multi-resolution octree-based three-dimensional object or environment representation method of the present invention, the point density is the focal length of the camera (F), one point size (CPs) on the camera CCD, the camera obtained from the 3D camera and the corresponding The number of points generated in the unit octree cell of the same volume varies according to the distance Z between the points. In addition, the point distribution is calculated using the average and the variance of the coordinate values of the points in the octree. When the point density and the point distribution in the octree cell calculated as above are higher than the predetermined point density reference value or point distribution reference value, the decomposition of the octree cell is stopped, and if none of the conditions is satisfied, the octree decomposition to the next step is determined. . On the other hand, by setting the point density reference value and the point distribution reference value, which are the octree decomposition criteria according to the working environment, the environment can be represented by octree cells of various sizes suitable for the working environment.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 카메라 또는 3차원 측정장치로부터 얻 어진 3차원 데이터 포인트 집합을 체적기반의 옥트리로 표현함에 있어서, 카메라 파라미터를 이용하여 실제 공간에서 하나의 포인트가 차지하는 영역의 크기(RPs)를 계산하고, 상기 계산된 영역의 크기(RPs)와 현재 나누어지고 있는 옥트리 셀의 크기(OCTs) 및 상기 옥트리 셀 내에 포함된 포인트 개수(N)로부터 옥트리 셀 내의 포인트 밀도(Pd)를 계산하는 제1단계; 상기 제1단계에서 계산된 포인트 밀도(Pd)를 일정 임계값과 비교하여, 상기 포인트 밀도(Pd)가 임계값 이상인 경우 해당 옥트리 셀 내의 포인트들의 좌표값의 평균과 분산값을 계산하는 제2단계; 상기 제2단계에서 계산된 평균과 분산값을 이용하여 옥트리 셀 내의 포인트 분포도를 확인하고, 상기 분포도에 따라 해당 옥트리 셀의 분해여부를 결정하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중해상도 옥트리 기반의 3차원 물체 또는 환경 표현방법이 제공된다.In addition, according to another aspect of the present invention, in expressing a set of three-dimensional data points obtained from a camera or a three-dimensional measuring device in a volume-based octree, the size of an area occupied by one point in real space using a camera parameter (RPs) and calculate the point density (Pd) in the octree from the calculated area size (RPs), the size of the octree cell (OCTs) currently divided, and the number of points (N) included in the octree cell. A first step of calculating; A second step of comparing the point density Pd calculated in the first step with a predetermined threshold value and calculating an average and a variance value of coordinates of points in the corresponding octree cell when the point density Pd is equal to or greater than a threshold value ; And a third step of determining a point distribution in the octree cell using the average and the variance calculated in the second step, and determining whether the corresponding octree cell is decomposed according to the distribution. A three-dimensional object or environment representation method is provided.

상기 제2단계는 제1단계에서 계산된 포인트 밀도(Pd)를 일정 임계값과 비교하여, 상기 포인트 밀도(Pd)가 임계값보다 작은 경우 해당 옥트리 셀의 다음 단계로의 분해를 결정하는 단계를 더 포함한다. 그리고, 상기 제3단계는 제2단계에서 계산된 포인트 분포도가 일정 임계값 이상인 경우 해당 옥트리 셀의 분해를 정지하고, 상기 계산된 포인트 분포도가 상기 임계값보다 작은 경우 해당 옥트리 셀의 다음 단계로의 분해를 결정하는 구성을 구비할 수 있다.In the second step, the point density Pd calculated in the first step is compared with a predetermined threshold, and when the point density Pd is smaller than the threshold, determining the decomposition of the octree cell to the next step. It includes more. The third step stops decomposition of the octree cell when the point distribution calculated in the second step is greater than or equal to a predetermined threshold value, and moves to the next step of the octree cell when the calculated point distribution is smaller than the threshold value. It may be provided with a configuration for determining the decomposition.

본 발명의 다중해상도 옥트리 기반의 3차원 물체 또는 환경 표현방법에 의하면, 해당 옥트리 셀 내의 포인트 밀도와 포인트 분포도에 근거하여 옥트리 셀을 다 음 단계로 분해할지 여부를 결정하도록 함으로써, 불필요한 옥트리 셀의 낭비 및 옥트리 생성시간의 증가를 방지할 수 있게 되며, 보다 정확하고 신속하게 다중 해상도의 옥트리 표현을 할 수 있게 되는 효과가 있다. According to the multi-resolution octree-based three-dimensional object or environment representation method of the present invention, it is necessary to determine whether to decompose the octree cell in the next step based on the point density and the point distribution in the octree cell. And it is possible to prevent the increase in the octree generation time, there is an effect that it is possible to more accurately and quickly express the octree of the multi-resolution.

또한, 본 발명에 의하면 로봇이 실제 물체를 조작하거나 이동시에 장애물을 로봇의 위치에 관계없이 같은 크기의 옥트리를 생성하여 표현하고, 작업성격에 맞게 다양한 크기의 옥트리를 생성하여 물체 또는 환경을 표현할 수 있게 됨으로써, 정밀하면서도 빠른 속도의 로봇조작을 도모할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, when the robot manipulates or moves an actual object, an object may be represented by generating an octree of the same size regardless of the position of the robot, and by generating an octree of various sizes according to the nature of the work. By doing so, there is an effect that can achieve precise and high speed robot operation.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

3차원 카메라 또는 3차원 측정장치에서 얻어지는 포인트들은 3차원 포인트들로서, 이 3차원 포인트들에 의해서 나누어지는 옥트리 셀들도 실제 공간에서 생성된다. 본 발명에 의한 다중해상도 옥트리 기반의 3차원 물체 또는 환경 표현방법에서는 이 공간상에서 실제 포인트들이 옥트리 셀 내에 가득 찼는지 아닌지를 구분하여 이를 통해서 옥트리 분해를 계속할지 멈출지를 결정한다. 본 발명에서는 실제 포인트들이 옥트리 셀 내에 가득 찼는지 아닌지를 구분하는 기준을 필팩터(Fill Factor)로 정의하였다.Points obtained from a 3D camera or a 3D measuring device are 3D points, and octree cells divided by these 3D points are also generated in real space. In the multi-resolution octree-based three-dimensional object or environment representation method according to the present invention, whether or not actual points are filled in an octree cell in this space is determined to determine whether to continue or stop octree decomposition. In the present invention, a criterion for distinguishing whether or not actual points are filled in an octree cell is defined as a fill factor.

구체적으로 본 발명에서는 옥트리 셀의 분해 및 생성을 위한 기준이 되는 필팩터(Fill Factor)로서, 단위 옥트리 셀 내의 포인트 밀도와 포인트 분포를 채택하였다. 즉, 본 발명은 카메라 또는 3차원 측정장치로부터 얻어진 3차원 데이터 포인 트 집합을 체적기반의 옥트리로 표현함에 있어서, 단위 옥트리 셀 내의 포인트 밀도와 포인트 분포에 따라 단위 옥트리 셀의 다음 단계의 분할여부와 분할 단계의 깊이를 결정하도록 구성된다.Specifically, in the present invention, the point density and the point distribution in the unit octree cell are adopted as a fill factor that is a reference for decomposition and generation of the octree cell. That is, according to the present invention, when a three-dimensional data point set obtained from a camera or a three-dimensional measuring apparatus is represented as a volume-based octree, whether or not the next step of the unit octree cell is divided according to the point density and the point distribution in the unit octree cell; Configured to determine the depth of the segmentation step.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 다중해상도 옥트리 기반의 3차원 물체 또는 환경 표현방법을 나타내는 순서도이다. 1 is a flow chart showing a multi-resolution octree-based three-dimensional object or environment representation method according to a preferred embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 다중해상도 옥트리 기반의 3차원 물체 또는 환경 표현방법은, 카메라 파라미터를 이용하여 실제 공간에서 하나의 포인트가 차지하는 영역의 크기를 계산하고, 상기 계산된 영역의 크기 및 포인트 개수를 이용하여 옥트리 셀 내의 포인트 밀도를 계산하는 제1단계(S101~S103); 상기 제1단계에서 계산된 포인트 밀도를 일정 임계값과 비교하여, 상기 포인트 밀도가 임계값 이상인 경우 해당 옥트리 셀 내의 포인트들의 좌표값의 평균과 분산값을 계산하는 제2단계(S104~S105); 및 상기 제2단계에서 계산된 평균과 분산값을 이용하여 옥트리 셀 내의 포인트 분포도를 확인하고, 상기 분포도에 따라 해당 옥트리 셀의 분해여부를 결정하는 제3단계(S106~S108)를 포함하도록 이루어진다.As shown, the multi-resolution octree-based three-dimensional object or environment representation method according to the present invention calculates the size of an area occupied by one point in real space using camera parameters, and calculates the size of the calculated area and Calculating a point density in an octree cell using the number of points (S101 to S103); A second step (S104 to S105) of comparing the point density calculated in the first step with a predetermined threshold value and calculating an average and a variance value of coordinates of points in the corresponding octree cell when the point density is equal to or greater than a threshold value; And a third step (S106 to S108) of checking the point distribution in the octree using the average and the dispersion value calculated in the second step, and determining whether the corresponding octree is decomposed according to the distribution.

본 발명에 따른 다중해상도 옥트리 기반의 3차원 물체 또는 환경 표현방법은 3차원 측정장치 또는 3D 카메라 등으로 구성되는 이미지 입력장치와, 상기 이미지 입력장치에 대한 파라미터들과 상기 이미지 입력장치로부터 전송되는 3차원 표현의 이미지 데이터를 이용하여 옥트리 셀의 분해여부를 결정하기 위한 프로세스를 수행하는 데이터 처리수단에 의해 실행될 수 있다. 또한, 상기 데이터 처리수단은 본 발명에 의해 정해진 방법에 따라 옥트리 셀을 생성하여 3차원 표현의 이미지 데이 터로부터 2차원 이미지 신호를 생성하며, 생성된 2차원 이미지는 디스플레이 장치에 의해 표시되도록 하는 것이 바람직하다.Multi-resolution octree-based three-dimensional object or environment representation method according to the present invention is an image input device consisting of a three-dimensional measuring device or a 3D camera, and the like, parameters for the image input device and 3 transmitted from the image input device It can be executed by data processing means for performing a process for determining whether to decompose an octree cell using the image data of the dimensional representation. In addition, the data processing means generates a two-dimensional image signal from the image data of the three-dimensional representation by generating an octree cell according to the method defined by the present invention, the generated two-dimensional image is to be displayed by the display device desirable.

상기 제1단계에서 포인트 밀도는, 카메라의 초점거리(F), 카메라 CCD상에서의 하나의 포인트크기(CPs), 3D카메라에서 얻은 카메라와 해당 포인트 사이의 거리(Z)에 따라 동일 체적의 단위 옥트리 셀 내에 생성되는 포인트 개수가 달라진다는 점에 착안하여 계산된다.In the first step, the point density is the unit octree of the same volume according to the focal length (F) of the camera, one point size (CPs) on the camera CCD, and the distance (Z) between the camera and the corresponding point obtained from the 3D camera. It is calculated based on the fact that the number of points generated in the cell varies.

구체적으로, 상기 제1단계는 포인트 밀도의 계산을 위하여, 카메라의 초점거리(F)와, 카메라 CCD상에서의 하나의 포인트크기(CPs)와, 3D카메라에서 얻은 카메라와 해당 포인트 사이의 거리(Z), 및 실제 공간에서 하나의 포인트가 차지하는 영역의 크기(RPs) 간의 비례관계로부터 실제 공간에서 하나의 포인트가 차지하는 영역의 크기(RPs)를 계산하는 단계(S101, S102)와, 상기 계산된 실제 공간에서 하나의 포인트가 차지하는 영역의 크기(RPs) 및 해당 옥트리 셀 내에 포함된 포인트 개수를 이용하여 옥트리 셀 내의 포인트 밀도(Pd)를 계산하는 단계(S103)를 구비할 수 있다.Specifically, the first step is to calculate the point density, the focal length (F) of the camera, one point size (CPs) on the camera CCD, and the distance (Z) between the camera and the point obtained from the 3D camera And calculating the size (RPs) of the area occupied by one point in the real space from the proportional relation between the size (RPs) of the area occupied by one point in the real space (S101, S102), and the calculated actual Computing the point density Pd in the octree by using the size RPs of the area occupied by one point in the space and the number of points included in the octree cell (S103).

실제 공간에서 하나의 포인트가 차지하는 영역의 크기(RPs)를 계산하기 위하여, 도 2에 나타낸 카메라 파라미터들간의 관계를 이용할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 카메라의 초점거리(F)와, 카메라 CCD상에서의 하나의 포인트크기(CPs)와, 3D카메라에서 얻은 카메라와 해당 포인트 사이의 거리(Z), 및 실제 공간에서 하나의 포인트가 차지하는 영역의 크기(RPs) 간에는 다음의 수학식 1에서와 같은 비례관계가 성립될 수 있다.In order to calculate the size (RPs) of the area occupied by one point in the real space, the relationship between the camera parameters shown in FIG. 2 may be used. As shown in Fig. 2, the focal length F of the camera, one point size CPs on the camera CCD, the distance Z between the camera and the corresponding point obtained from the 3D camera, and one in real space A proportional relationship, as shown in Equation 1 below, may be established between the size RPs of the area occupied by.

CPs : RPs = F : ZCPs: RPs = F: Z

상기 수학식 1로부터 실제 공간에서 하나의 포인트가 차지하는 영역의 크기(RPs)는 다음의 수학식 2와 같이 계산된다.The size (RPs) of the area occupied by one point in the real space is calculated from Equation 1 below.

RPs = (CPs ×Z)/FRPs = (CPs × Z) / F

상기 수학식 2에서와 같이, 카메라 파라미터들을 이용하여 각각의 포인트가 실제로 얼마만큼의 공간을 차지하는지, 즉, 실제 공간에서 하나의 포인트가 차지하는 영역의 크기(RPs)가 계산된 후에는, 이를 이용하여 실제의 포인트들이 실제 공간에서 나누어진 옥트리 셀 면적에 찼는지를 나타내는 척도가 되는 포인트 밀도(Pd)를 계산한다.As shown in Equation 2, after using the camera parameters how much space each point actually occupies, that is, the size (RPs) of the area occupied by one point in the real space is calculated, The point density Pd, which is a measure of whether the actual points are occupied by the octree cell area divided in the real space, is calculated.

본 발명에 따른 포인트 밀도를 계산하기 전에, 먼저 도 3 및 도 4를 참조하여 포인트 개수만을 이용하여 옥트리의 생성 및 분해를 결정하는 종래 기술의 문제점을 간단히 살펴본다. Before calculating the point density according to the present invention, first, the problems of the prior art of determining the generation and decomposition of the octree using only the number of points will be briefly described with reference to FIGS. 3 and 4.

도 3은 거리에 따른 실제 공간에서 하나의 포인트가 차지하는 영역의 크기 변화를 예시한 도면이고, 도 4는 도 3의 거리 Z1과 Z2에서 한 변의 길이가 X인 2차원 정사각형 영역 내의 포인트 배열을 각각 발췌하여 예시한 도면이다. 도 3에서 좌측의 경우는 Z1 거리에서의 한 변의 길이가 X인 2차원 정사각형 영역 내의 포인트 배열을 예시한 도면이고, 우측의 경우는 Z2 거리에서의 한 변의 길이가 X인 2차원 정사각형 영역 내의 포인트 배열을 예시한 도면이다.FIG. 3 is a diagram illustrating a change in size of an area occupied by one point in a real space according to distance, and FIG. 4 is a diagram illustrating a point array in a two-dimensional square area having one side length X at distances Z1 and Z2 of FIG. 3, respectively. Excerpted and illustrated. 3 illustrates the arrangement of points in a two-dimensional square region in which the length of one side at the distance Z1 is X. In the case of the right side, the points in the two-dimensional square region in which the length of one side at the distance Z2 is X. The figure illustrates an arrangement.

도 3 및 도 4로부터, 거리에 따라 실제 공간에서 하나의 포인트가 차지하는 영역의 크기가 달라짐을 알 수 있다. 따라서, 단순히 포인트 개수만을 이용하여 옥트리 셀의 분해를 멈추는 경우에는 카메라와의 거리가 가까운 물체에 대해서는 옥트리 셀이 생성되겠지만, 카메라와의 거리가 먼 물체에 대해서는 옥트리 셀이 생성되지 않을 수도 있게 된다.3 and 4, it can be seen that the size of an area occupied by one point in the actual space varies according to the distance. Therefore, when the decomposition of the octree cell is stopped using only the number of points, the octree cell may be generated for the object close to the camera, but the octree cell may not be generated for the object far from the camera.

따라서 본 발명에서는 실제 공간에서 하나의 포인트가 차지하는 영역의 크기와 개수를 동시에 고려하여 옥트리 셀 내의 포인트 밀도(Pd)를 계산하는 방법을 채택하였다. 먼저, 해당 옥트리 셀 내의 단위 포인트의 밀도(Ud)를 계산하면 다음의 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.Therefore, the present invention adopts a method of calculating the point density (Pd) in the octree cell in consideration of the size and number of areas occupied by one point in the real space at the same time. First, when the density (U d ) of the unit point in the octree cell can be calculated as shown in Equation 3 below.

Figure 112008010779950-pat00001
Figure 112008010779950-pat00001

상기 수학식 3에서 OCTs는 실제 공간상에서 나누어진 옥트리 셀의 크기를 나타낸다. 실제 옥트리는 최초 정육면체의 셀로부터 8등분씩 나누어 가면서 분해하는 것이므로, 현재 옥트리 셀의 크기가 얼마인지는 쉽게 알 수 있게 된다.In Equation 3, the OCTs represent sizes of octree cells divided in real space. Since the actual octree is decomposed by dividing into eight equal parts from the cell of the initial cube, it is easy to know what the size of the current octree cell.

한편, 실제 3차원의 공간상에 존재하는 물체는 3차원 형태를 나타내지만, 카메라에서 얻어지는 이미지는 3차원이 아닌 2차원 또는 2.5차원의 형태이다. 그러므로 본 발명에서는 옥트리 셀의 크기를 정할 때, 정육면체인 옥트리 셀의 전체 체적이 아니라, 옥트리 셀의 한 면, 즉, 2차원 정사각형 형태로 정한다. 따라서, 상기 수학식 3에서 분모는 실제 공간에서 하나의 포인트가 차지하는 영역의 크기를 나타내고, 분자는 옥트리 셀의 크기를 나타낸다. 즉, 수학식 3의 단위 포인트 밀도(Ud)는 포인트가 포함되어 있는 옥트리 셀의 크기에 해당하는 각 포인트의 비율을 나타낸다. 상기 수학식 3의 단위 포인트 밀도(Ud)에 그 옥트리 셀 내에 포함된 포인트 개수(N)를 곱하면, 다음의 수학식 4와 같이 실제 그 옥트리 셀에 포인트들이 얼마나 가득 찼는지를 나타내는 실제 포인트 밀도(Pd)가 계산된다.On the other hand, an object existing in a three-dimensional space actually exhibits a three-dimensional form, but an image obtained by a camera is a two-dimensional or 2.5-dimensional form rather than a three-dimensional form. Therefore, in the present invention, when determining the size of the octree cell, the octree cell is determined not as the entire volume of the octree cell but as one side of the octree cell, that is, in the form of a two-dimensional square. Therefore, in Equation 3, the denominator represents the size of an area occupied by one point in the real space, and the molecule represents the size of the octree cell. That is, the unit point density Ud of Equation 3 represents the ratio of each point corresponding to the size of the octree cell in which the point is included. When the unit point density Ud of Equation 3 is multiplied by the number N of points included in the octree cell, as shown in Equation 4, the actual point density indicating how full the points are in the octree cell is expressed as follows. Pd) is calculated.

Figure 112008010779950-pat00002
Figure 112008010779950-pat00002

다음으로, 상기 제2단계에서는 상기 제1단계에서 계산된 포인트 밀도(Pd)를 기 설정된 밀도 기준치와 비교하는 단계(S104)와, 상기 비교결과 계산된 포인트 밀도(Pd)가 일정 기준치 이상인 경우, 해당 옥트리 셀 내의 포인트들의 좌표값의 평균과 분산값을 계산하는 단계(S105)가 수행된다. 한편, 상기 비교결과, 계산된 포인트 밀도(Pd)가 일정 기준치보다 작은 경우 해당 옥트리 셀의 다음 단계로의 분해를 결정하는 단계(S108)가 수행된다.Next, in the second step (S104) and comparing the point density (Pd) calculated in the first step with a predetermined density reference value, and the point density (Pd) calculated as a result of the comparison is a predetermined reference value or more, A step S105 of calculating an average and a variance value of the coordinate values of the points in the corresponding octree cell is performed. On the other hand, as a result of the comparison, if the calculated point density (Pd) is less than a predetermined reference value step (S108) to determine the decomposition to the next step of the corresponding octree cell is performed.

즉, 제2단계에서는 옥트리 셀 내의 포인트 밀도조건이 충족되는 경우, 해당 옥트리 셀 내에 포인트들이 얼마나 골고루 분포되어 있는지를 확인하기 위하여 평균과 분산값을 계산하도록 동작하고, 밀도조건이 충족되지 않는 경우는 바로 다음 단계로의 분해를 결정하도록 동작한다.That is, in the second step, when the point density condition in the octree cell is satisfied, the average and variance values are calculated to determine how evenly distributed points are in the octree cell, and when the density condition is not satisfied, It operates to determine the decomposition to the next step.

마지막으로, 상기 제3단계에서는 상기 제2단계에서 계산된 포인트들의 좌표 값의 평균과 분산값으로부터 셀 내 포인트들의 분포도를 확인하는 단계(S106)와, 포인트의 분포도를 기 설정된 기준치와 비교하는 단계(S107)와, 상기 비교결과 포인트 분포도가 일정 기준치 이상인 경우, 해당 옥트리 셀의 분해를 종료하는 단계(S109)가 수행된다. 한편, 상기 비교결과, 계산된 포인트 분포도가 일정 기준치보다 작은 경우 해당 옥트리 셀의 다음 단계로의 분해를 결정하는 단계(S108)가 수행된다.Finally, in the third step, confirming the distribution of the points in the cell from the mean and the variance of the coordinate values of the points calculated in the second step (S106), and comparing the distribution of the points with a preset reference value. In operation S107, when the point distribution is greater than or equal to a predetermined reference value, the decomposition of the corresponding octree cell is terminated (S109). Meanwhile, as a result of the comparison, when the calculated point distribution is smaller than a predetermined reference value, the step S108 of determining the decomposition of the corresponding octree cell is performed.

이와 같이, 제3단계에서는 옥트리 셀 내의 포인트 밀도조건이 충족되는 경우에도, 해당 옥트리 셀 내에 포인트들이 얼마나 골고루 분포되어 있는지를 확인하여, 포인트들이 골고루 분포되어 있지 않고 한쪽으로 치우쳐 분포하는 경우에는 다시 옥트리 셀의 분해가 이루어지도록 동작한다.As such, in the third step, even when the point density condition in the octree cell is satisfied, the method determines whether the points are evenly distributed in the corresponding octree cell, and if the points are not evenly distributed and are biased to one side, the octree is again distributed. Operate to disassemble the cell.

한편, 상기 제2단계에서 옥트리 셀 내의 포인트 밀도 기준치 및 제3단계에서 포인트 분포도 기준치는 작업환경에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 즉, 로봇의 작업성격에 맞게 다양한 크기의 옥트리 셀을 생성하여 환경을 표현하도록 함으로써, 정밀하면서도 빠른 속도의 로봇조작을 도모할 수 있다.Meanwhile, the point density reference value in the octree cell in the second step and the point distribution reference value in the third step may be variously set according to the working environment. That is, by generating the octree cells of various sizes to express the environment according to the working characteristics of the robot, it is possible to achieve a precise and high speed robot operation.

도 5에는 본 발명의 다중해상도 옥트리 기반의 3차원 물체 또는 환경 표현방법이 적용된 경우와 기존의 옥트리 생성방법이 사용된 경우의 옥트리 생성결과를 나타내었다. 카메라는 구조광 카메라를 사용하였으며, 데이터 처리수단으로는 펜티엄-4 pc를 사용하였다.5 shows the results of the octree generation when the multi-resolution octree-based three-dimensional object or environment representation method of the present invention is applied and when the existing octree generation method is used. As a camera, a structured light camera was used, and a Pentium-4 pc was used as a data processing means.

도 5(a)는 물체에 대한 원래 이미지를 나타내고, 도 5(b)는 물체로부터의 거 리가 80cm, 110cm, 140cm일 때 옥트리 크기를 3.32cm로 한 동일 해상도의 옥트리 분해 결과를, 도 5(c)는 동일한 거리 변화에 대하여 옥트리 크기를 1.66cm로 한 동일 해상도의 옥트리 분해 결과를, 도 5(d)는 동일한 거리 변화에 대하여 본 발명에 의한 다중 해상도의 옥트리 분해 결과를 나타내었다.Fig. 5 (a) shows the original image of the object, and Fig. 5 (b) shows the same resolution of the octree decomposition with the octree size of 3.32 cm when the distance from the object is 80 cm, 110 cm, and 140 cm. c) shows the result of octree decomposition of the same resolution with an octree size of 1.66 cm for the same distance change, and FIG. 5 (d) shows the results of octree decomposition of multiple resolutions according to the present invention for the same distance change.

도 5(b) 및 (c)에 도시된 바와 같이, 기존의 옥트리 생성방법에 의하면 거리에 따라 옥트리 셀이 다르게 생성됨을 알 수 있다. 반면, 본 발명에 의하면 거리변화와 무관하게 옥트리 셀이 동일한 형태로 생성됨을 확인할 수 있었다.As shown in (b) and (c) of FIG. 5, it can be seen that the octree cell is generated differently according to the distance according to the existing octree generation method. On the other hand, according to the present invention it was confirmed that the octree cells are generated in the same form regardless of the distance change.

상술한 바와 같이 본 발명의 다중해상도 옥트리 기반의 3차원 물체 또는 환경 표현방법에 의하면, 해당 옥트리 셀 내의 포인트 밀도와 포인트 분포도에 근거하여 옥트리 셀을 다음 단계로 분해할지 여부를 결정하고, 포인트 밀도조건과 분포조건이 모두 충족된 경우에만 옥트리 셀 분해를 정지하도록 함으로써, 불필요한 옥트리 셀의 낭비 및 옥트리 생성시간의 증가를 방지하고, 보다 정확하고 신속하게 다중 해상도의 옥트리 표현을 할 수 있게 되는 이점이 있다.As described above, according to the multi-resolution octree-based three-dimensional object or environment representation method of the present invention, it is determined whether or not to decompose the octree cell in the next step based on the point density and the point distribution in the corresponding octree cell. By stopping the octree cell decomposition only when both the and distribution conditions are satisfied, it is possible to prevent unnecessary octree cell waste and increase the octree generation time, and to more accurately and quickly express the octree in multiple resolutions. .

이상에서는, 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.In the above, the present invention has been shown and described with respect to certain preferred embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains can vary as many without departing from the spirit of the technical idea of the present invention described in the claims below. Changes may be made.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 다중해상도 옥트리 기반의 3차원 물체 또는 환경 표현방법을 나타내는 동작 흐름도,1 is an operation flowchart showing a multi-resolution octree-based three-dimensional object or environment representation method according to an embodiment of the present invention,

도 2는 실제 공간에서 하나의 포인트가 차지하는 영역의 크기(RPs) 및 카메라 파라미터들 간의 관계를 나타내는 도면,2 is a diagram showing the relationship between the size of the area occupied by one point in the real space (RPs) and the camera parameters;

도 3은 거리에 따른 실제 공간에서 하나의 포인트가 차지하는 영역의 크기 변화를 예시한 도면,3 is a diagram illustrating a change in size of an area occupied by one point in a real space according to distance;

도 4는 도 3의 거리 Z1과 Z2에서 한 변의 길이가 X인 2차원 정사각형 영역 내의 포인트 배열을 각각 발췌하여 나타낸 도면,FIG. 4 is a diagram illustrating an excerpt of an array of points in a two-dimensional square region having a length X of one side at distances Z1 and Z2 of FIG. 3;

도 5는 본 발명의 다중해상도 옥트리 기반의 3차원 물체 또는 환경 표현방법이 적용된 경우와 기존의 옥트리 생성방법이 사용된 경우의 옥트리 생성결과를 나타내는 도면.FIG. 5 is a view illustrating an octree generation result when a multi-resolution octree-based three-dimensional object or an environment representation method of the present invention is applied and an existing octree generation method is used. FIG.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

CPs : 카메라 CCD상에서의 포인트크기 F : 카메라의 초점거리CPs: Point size on camera CCD F: Camera focal length

P1,P2 : 포인트 P1, P2: Point

Z,Z1,Z2 : 카메라에서 해당 포인트까지의 거리Z, Z1, Z2: Distance from the camera to the point

RPs : 실제 공간에서 하나의 포인트가 차지하는 영역의 크기 RPs: the size of an area occupied by one point in real space

Claims (10)

카메라 또는 3차원 측정장치로부터 얻어진 3차원 데이터 포인트 집합을 체적기반의 옥트리로 표현함에 있어서,In expressing a set of three-dimensional data points obtained from a camera or a three-dimensional measuring device as a volume-based octree, 카메라 파라미터를 이용하여 실제 공간에서 하나의 포인트가 차지하는 영역의 크기(RPs)를 계산하고, 상기 계산된 영역의 크기(RPs)와 현재 나누어지고 있는 옥트리 셀의 크기(OCTs) 및 상기 옥트리 셀 내에 포함된 포인트 개수(N)로부터 옥트리 셀 내의 포인트 밀도(Pd)를 계산하는 제1단계;Calculate the size (RPs) of the area occupied by one point in the real space using the camera parameter, and include the calculated size of the area (RPs) with the octree cell size (OCTs) currently being divided and the octree cell. Calculating a point density Pd in the octree cell from the number of points N thus obtained; 상기 제1단계에서 계산된 포인트 밀도(Pd)를 일정 임계값과 비교하여, 상기 포인트 밀도(Pd)가 임계값 이상인 경우 해당 옥트리 셀 내의 포인트들의 좌표값의 평균과 분산값을 계산하는 제2단계;A second step of comparing the point density Pd calculated in the first step with a predetermined threshold value and calculating an average and a variance value of coordinates of points in the corresponding octree cell when the point density Pd is equal to or greater than a threshold value ; 상기 제2단계에서 계산된 평균과 분산값을 이용하여 옥트리 셀 내의 포인트 분포도를 확인하고, 상기 제 2 단계에서 계산된 포인트 분포도가 일정 임계값 이상인 경우 해당 옥트리 셀의 분해를 정지하여 해당 옥트리 셀의 분해여부를 결정하는 제3단계를 포함하고,The point distribution in the octree cell is identified using the mean and the variance calculated in the second step. When the point distribution calculated in the second step is greater than or equal to a predetermined threshold, the decomposition of the octree cell is stopped to determine the point distribution. A third step of determining whether to disassemble, 상기 실제 공간에서 하나의 포인트가 차지하는 영역의 크기(RPS)는,The size (RPS) of the area occupied by one point in the real space is 카메라의 초점거리(F)와, 카메라 CCD상에서의 하나의 포인트크기(CPs)와, 3D카메라에서 얻은 카메라와 해당 포인트 사이의 거리(Z)를 이용하여,Using the focal length (F) of the camera, one point size (CPs) on the camera CCD, and the distance (Z) between the camera and the point obtained from the 3D camera, RPs = CPs×Z/FRPs = CPs × Z / F 의 식에 따라 계산되며,Calculated according to 상기 옥트리 셀 내의 포인트 밀도(Pd)는,The point density Pd in the octree cell is 실제 공간에서 하나의 포인트가 차지하는 영역의 크기(RPs)와 현재 나누어지고 있는 옥트리 셀의 크기(OCTs) 및 상기 옥트리 셀 내에 포함된 포인트 개수(N)를 이용하여,Using the size (RPs) of the area occupied by one point in the real space, the size of the octree cell (OCTs) currently being divided, and the number of points (N) included in the octree cell,
Figure 112010014050869-pat00010
Figure 112010014050869-pat00010
의 식에 따라 계산되는 것을 특징으로 하는 다중해상도 옥트리 기반의 3차원 물체 표현방법.Multi-resolution octree-based three-dimensional object representation, characterized in that calculated according to the equation.
제1항에 있어서,The method of claim 1, 옥트리 분해 기준이 되는 상기 포인트 밀도 기준치 및 포인트 분포도 기준치를 작업환경에 따라 달리 설정함으로써, 작업환경에 맞는 다양한 크기의 옥트리 셀로 환경을 표현하는 것을 특징으로 하는 다중해상도 옥트리 기반의 3차원 물체 표현방법.A multi-resolution octree-based three-dimensional object representation method characterized by expressing an environment with an octree cell of various sizes suitable for the working environment by setting the point density reference value and the point distribution reference value which are the octree decomposition criteria according to the working environment. 제1항에 있어서, 상기 제2단계는,The method of claim 1, wherein the second step, 상기 제1단계에서 계산된 포인트 밀도(Pd)를 일정 임계값과 비교하여, 상기 포인트 밀도(Pd)가 임계값보다 작은 경우 해당 옥트리 셀의 다음 단계로의 분해를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중해상도 옥트리 기반의 3차원 물체 표현방법.Comparing the point density Pd calculated in the first step with a predetermined threshold value, and determining the decomposition of the octree cell to the next step when the point density Pd is smaller than the threshold value. Characterized by multi-resolution octree-based three-dimensional object representation. 제1항에 있어서, 상기 제3단계는,The method of claim 1, wherein the third step, 상기 제2단계에서 계산된 포인트 분포도가 임계값보다 작은 경우 해당 옥트리 셀의 다음 단계로의 분해를 결정하는 것을 특징으로 하는 다중해상도 옥트리 기반의 3차원 물체 표현방법.If the point distribution calculated in the second step is smaller than the threshold value, multi-resolution octree-based three-dimensional object representation method characterized in that for determining the decomposition to the next step of the corresponding octree cell. 삭제delete 카메라 또는 3차원 측정장치로부터 얻어진 3차원 데이터 포인트 집합을 체적기반의 옥트리로 표현함에 있어서,In expressing a set of three-dimensional data points obtained from a camera or a three-dimensional measuring device as a volume-based octree, 카메라 파라미터를 이용하여 실제 공간에서 하나의 포인트가 차지하는 영역의 크기(RPs)를 계산하고, 상기 계산된 영역의 크기(RPs)와 현재 나누어지고 있는 옥트리 셀의 크기(OCTs) 및 상기 옥트리 셀 내에 포함된 포인트 개수(N)로부터 옥트리 셀 내의 포인트 밀도(Pd)를 계산하는 제1단계;Calculate the size (RPs) of the area occupied by one point in the real space using the camera parameter, and include the calculated size of the area (RPs) with the octree cell size (OCTs) currently being divided and the octree cell. Calculating a point density Pd in the octree cell from the number of points N thus obtained; 상기 제1단계에서 계산된 포인트 밀도(Pd)를 일정 임계값과 비교하여, 상기 포인트 밀도(Pd)가 임계값 이상인 경우 해당 옥트리 셀 내의 포인트들의 좌표값의 평균과 분산값을 계산하는 제2단계;A second step of comparing the point density Pd calculated in the first step with a predetermined threshold value and calculating an average and a variance value of coordinates of points in the corresponding octree cell when the point density Pd is equal to or greater than a threshold value ; 상기 제2단계에서 계산된 평균과 분산값을 이용하여 옥트리 셀 내의 포인트 분포도를 확인하고, 상기 제 2 단계에서 계산된 포인트 분포도가 일정 임계값 이상인 경우 해당 옥트리 셀의 분해를 정지하여 해당 옥트리 셀의 분해여부를 결정하는 제3단계를 포함하고,The point distribution in the octree cell is identified using the mean and the variance calculated in the second step. When the point distribution calculated in the second step is greater than or equal to a predetermined threshold, the decomposition of the octree cell is stopped to determine the point distribution. A third step of determining whether to disassemble, 상기 실제 공간에서 하나의 포인트가 차지하는 영역의 크기(RPS)는,The size (RPS) of the area occupied by one point in the real space is 카메라의 초점거리(F)와, 카메라 CCD상에서의 하나의 포인트크기(CPs)와, 3D카메라에서 얻은 카메라와 해당 포인트 사이의 거리(Z)를 이용하여,Using the focal length (F) of the camera, one point size (CPs) on the camera CCD, and the distance (Z) between the camera and the point obtained from the 3D camera, RPs = CPs×Z/FRPs = CPs × Z / F 의 식에 따라 계산되며,Calculated according to 상기 옥트리 셀 내의 포인트 밀도(Pd)는,The point density Pd in the octree cell is 실제 공간에서 하나의 포인트가 차지하는 영역의 크기(RPs)와 현재 나누어지고 있는 옥트리 셀의 크기(OCTs) 및 상기 옥트리 셀 내에 포함된 포인트 개수(N)를 이용하여,Using the size (RPs) of the area occupied by one point in the real space, the size of the octree cell (OCTs) currently being divided, and the number of points (N) included in the octree cell,
Figure 112010014050869-pat00009
Figure 112010014050869-pat00009
의 식에 따라 계산되는 것을 특징으로 하는 다중해상도 옥트리 기반의 3차원 환경 표현방법.3D environment representation method based on multi-resolution octree, characterized in that calculated according to the equation.
제6항에 있어서,The method of claim 6, 옥트리 분해 기준이 되는 상기 포인트 밀도 기준치 및 포인트 분포도 기준치를 작업환경에 따라 달리 설정함으로써, 작업환경에 맞는 다양한 크기의 옥트리 셀로 환경을 표현하는 것을 특징으로 하는 다중해상도 옥트리 기반의 3차원 환경 표현방법.A multi-resolution octree-based three-dimensional environment representation method characterized by expressing the environment in various sizes of octree cells suitable for the work environment by setting the point density reference value and the point distribution reference value which are the octree decomposition criteria according to the work environment. 삭제delete 제6항에 있어서, 상기 제2단계는,The method of claim 6, wherein the second step, 상기 제1단계에서 계산된 포인트 밀도(Pd)를 일정 임계값과 비교하여, 상기 포인트 밀도(Pd)가 임계값보다 작은 경우 해당 옥트리 셀의 다음 단계로의 분해를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중해상도 옥트리 기반의 3차원 환경 표현방법.Comparing the point density Pd calculated in the first step with a predetermined threshold value, and determining the decomposition of the octree cell to the next step when the point density Pd is smaller than the threshold value. A multi-resolution octree-based three-dimensional environment representation method. 제6항에 있어서, 상기 제3단계는,The method of claim 6, wherein the third step, 상기 제2단계에서 계산된 포인트 분포도가 임계값보다 작은 경우 해당 옥트리 셀의 다음 단계로의 분해를 결정하는 것을 특징으로 하는 다중해상도 옥트리 기반의 3차원 환경 표현방법.If the point distribution calculated in the second step is less than the threshold value, multi-resolution octree-based three-dimensional environment representation method characterized in that for determining the decomposition to the next step of the corresponding octree cell.
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