KR101079894B1 - 터널 벽면 전개화상 취득 시스템 - Google Patents

터널 벽면 전개화상 취득 시스템 Download PDF

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신은자
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유겐가이샤 지텍
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Abstract

본 발명은 터널 내부를 주행할 수 있는 차량; 터널의 대향 벽면을 각각 동영상으로 촬영 가능하도록 터널의 둘레방향으로 병렬하여 차량에 탑재된 복수의 비디오카메라; 및 비디오카메라가 촬영한 화상데이터를 처리하는 화상처리부;로 이루어지며 화상처리부는 화상 데이터를 취득할 수 있는 화상 취득부; 화상데이터의 각 화상에 임의로 설정한 제1라인으로부터 소정폭을 갖는 단책형의 제1시차 화상을 샘플링하고, 제1라인으로부터 소정거리 떨어진 제2라인에서 제1시차 화상과 동일한 폭을 갖는 단책형의 제2시차 화상을 샘플링하고, 제1라인과 제2라인의 중간에 위치한 제3라인으로부터 제1시차화상 및 제2시차 화상과 동일한 폭을 갖는 단책형의 직시화상을 샘플링할 수 있는 화상 자르기수단; 제1시차화상, 제2시차화상 및 직시화상을 각각 동영상의 화상출력순서에 따라 그 폭방향으로 직선으로 배열하여 제1시차 연속화상, 제2시차 연속화상 및 직시 연속화상을 합성하고, 그 위에 각 비디오 카메라에 의해 얻어진 제1시차 연속화상, 제2시차 연속화상, 및 직시 연속화상을 각각 비디오 카메라의 병렬순서로 직선으로 배열함으로서 제1시차 전개화상, 제2시차 전개화상, 및 직시 전개화상을 합성할 수 있는 화상합성수단; 및 제1시차 전개화상을 적색 또는 청색 중 하나로 착색한 화상으로, 상기 제2시차 전개화상을 적색 또는 청색 중 상기 제1시차 전개화상의 착색상과 다른 색으로 착색한 화상으로, 또는 상기 직시 전개화상을 풀 컬러 화상으로 각각 출력할 수 있는 화상출력수단;을 구비하는 것을 특징으로 하는 터널 벽면 전개화상 취득시스템에 관한 것이다. 따라서 수집한 화상데이터를 확대, 변형하지 않고 입체로 볼 수 있는 전개화상을 완성하여 실제 벽면 상태를 정확히 반영함과 동시에 그 전개화상이 실제의 벽면상태를 반영하는 정도를 간단하게 판정할 수 있다.

Description

터널 벽면 전개화상 취득 시스템{Development of tunnel wall image acquiring system}
본 발명은 터널 벽면의 전개화상을 취득하는 시스템에 관한 것이다.
터널 벽면의 손상부 탐지를 위해 그 벽면의 전개화상을 취득하는 시스템으로는 일본국 공개특허 2010-218132(관내 벽면 화상 전개 시스템)가 알려져 있다. 알려진 공개특허의 시스템에서는, 터널을 주행하는 차량의 정면에 초광각렌즈(예를 들어 대각 180도)를 장착한 비디오 카메라를 고정하고, 터널 벽면의 사방이 이 단일의 비디오 카메라에 찍히도록 하여 연속적인 촬영을 행한다.
취득한 터널의 사방 동영상의 각 화상(frame)에 대하여, 환상(반달 모양도 포함하며 이하 같다)으로 촬영된 터널 벽면 화상의 환의 중심으로부터 소정 거리를 갖도록 설정한 제1 샘플링 써클 상에서 환상의 제1시차(視差) 화상을 잘라낸다. 또, 제1 샘플링 써클과 지름이 다른 제2 샘플링 써클 상에서 제1시차 화상과 동일한 중심을 갖는 환상의 제2시차 화상을 잘라낸다.
각 화상에서 잘라낸 환상의 제1시차 화상 및 제2시차 화상을 단책형(短冊形)으로 전개하고 기하학적 변형을 통해 각각을 동영상의 화상이 출력되는 순서로 단책의 폭 방향으로 직선으로 배열하여, 터널 벽면의 사방을 전개한 제1시차 전개화상과 제2시차 전개화상을 얻는다.
이렇게 얻은 시차 전개화상을 아나그리프 방식, 렌치큘러 방식, 패럴랙스 바리어 방식 등 공지의 방식에 의해, 터널 벽면의 요철을 파악할 수 있도록 입체화해 벽면의 균열 등의 손상부를 비교적 간단하고 쉽게 탐지할 수 있다.
그러나 제1시차 화상 및 제2시차 화상을 단책형으로 전개하여 길게 형성할 때 확대 및 기하학적 변형이 필요하여 완성된 양 시차 전개화상으로부터 입체화된 영상이 실제의 벽면상태를 정확하게 반영하지 않을 우려가 있다. 또한 시차 전개화상으로부터 입체화된 영상이 벽면상태를 얼마나 정확히 반영하고 있는지 확인할 방법이 없는 문제점이 있다. 그러므로 이러한 시차 전개화상에서는 터널 벽면의 손상부의 정확한 위치나 크기 등을 특정할 수 없는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 수집한 화상데이터를 확대, 변형하지 않고 입체로 볼 수 있는 전개화상을 완성하여 실제 터널 벽면 상태를 정확히 반영할 수 있도록 하는 터널 벽면의 전개화상 취득 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 입체로 볼 수 있는 전개화상이 실제의 벽면상태를 얼마나 정확히 반영하고 있는지 간단히 판정할 수 있도록 하는 터널 벽면의 전개화상 취득 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적은 터널 내부를 주행할 수 있는 차량; 터널의 대향 벽면을 각각 동영상으로 촬영 가능하도록 터널의 둘레방향으로 병렬하여 차량에 탑재된 복수의 비디오카메라; 및 비디오카메라가 촬영한 화상데이터를 처리하는 화상처리부;로 이루어지며 화상처리부는 화상데이터를 취득할 수 있는 화상취득부; 화상데이터의 각 화상에 임의로 설정한 제1라인으로부터 소정폭을 갖는 단책형의 제1시차화상을 샘플링하고, 제1라인으로부터 소정거리 떨어진 제2라인에서 제1시차화상과 동일한 폭을 갖는 단책형의 제2시차 화상을 샘플링하고, 제1라인과 제2라인의 중간에 위치한 제3라인으로부터 제1시차화상 및 제2시차화상과 동일한 폭을 갖는 단책형의 직시화상을 샘플링할 수 있는 화상자르기수단; 화상데이터의 각 화상으로부터 샘플링된 제1시차화상, 제2시차화상 및 직시화상을 각각 동영상의 화상출력순서에 따라 그 폭방향으로 직선으로 배열하여 제1시차 연속화상, 제2시차 연속화상 및 직시 연속화상을 합성하고, 각 비디오카메라마다 얻어진 제1시차 연속화상, 제2시차 연속화상, 및 직시 연속화상을 각각 비디오카메라의 병렬순서로 직선으로 배열함으로써 제1시차 전개화상, 제2시차 전개화상, 및 직시 전개화상을 합성할 수 있는 화상합성수단; 및 제1시차 전개화상을 적색 또는 청색 중 하나로 착색한 화상으로, 상기 제2시차 전개화상을 적색 또는 청색 중 상기 제1시차 전개화상의 착색상과 다른 색으로 착색한 화상으로, 또는 상기 직시 전개화상을 풀 컬러 화상으로 각각 출력할 수 있는 화상출력수단;을 구비하는 것을 특징으로 하는 터널 벽면 전개화상 취득시스템에 의해 달성될 수 있다.
이때, 비디오카메라의 각 화상 사이에 있어서 차량이 이동한 거리를 취득하는 이동거리 취득수단;을 더 구비하고 화상자르기수단은 이동거리 취득수단에 의해 얻어진 차량의 각 이동거리와 일치하도록 각 시차화상의 폭 크기를 결정한다.
또한, 비디오카메라는 비디오카메라가 촬영하는 터널 벽면으로 광점을 영사하고 동기화되어 점멸하는 복수의 레이저포인터;를 더 구비하고, 화상합성수단은 각 전개화상의 합성시에 레이저포인터의 광점이 찍히고 광점을 포함하는 부분의 위상이 일치하도록 각 연속화상의 길이를 보정할 수 있다.
본 발명에 따르면, 터널 벽면을 마주보는 비디오 카메라가 촬영한 화상데이터에서 단책형의 시차 화상을 잘라내 기하학적 변형이 거의 없이 그대로 시계열로 횡방향으로 연결하여 연속화상을 얻을 수 있다. 따라서 이 연속화상을 세로방향으로 더 연결하는 것만으로 얻을 수 있는 전개화상이 터널의 실제 상태를 양호하게 반영하는 효과가 있다.
또한 2개의 시차 전개화상으로부터 입체화된 화상과 실제 터널 상태를 풀 컬러로 그대로 표현한 직시 전개화상을 비교하여 실제 터널 상태 반영 정도를 간단하게 판단할 수 있는 효과가 있다.
이에 따라, 터널 벽면의 손상부의 위치나 크기 등을 정확히 특정할 수 있어 손상부의 탐지 정도가 향상된다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터널 벽면의 전개화상 취득 시스템의 사용상태를 나타내는 개략도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터널 벽면의 전개화상 취득 시스템의 블럭도,
도 3은 본 발명의 화상 처리부에 있어서 화상자르기 처리의 개략도,
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 화상처리부에 있어서 화상합성 처리의 개략도,
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 화상처리부에 있어서 화상보정 처리의 개략도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터널 벽면의 전개화상 취득 시스템의 사용상태를 나타내는 개략도이고 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터널 벽면의 전개화상 취득 시스템의 블럭도이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 터널 벽면의 전개화상 취득 시스템(10)은 차량(11), 복수의 비디오카메라(12) 및 화상처리부(13)로 이루어져 터널(20) 벽면(21)의 균열 등 손상을 탐지하는 데 이용된다.
차량(11)은 터널(20)의 길이 방향으로 주행하여 지나가는 것이 가능하다. 이러한 차량(11)으로는 케이블로 견인 등을 하는 본 발명 전용의 대차를 제작할 수도 있고, 통상의 자동차를 이용할 수도 있다.
복수의 비디오카메라(12)는 차량(11)에 탑재되고 각각의 비디오카메라(12)가 터널(20)의 벽면(21)에 대향하도록 터널(20)의 둘레방향, 즉 벽면(21)의 수직방향 곡선을 따라 배열되어 지지도구(11a)로 지지된다. 이러한 비디오카메라(12)는 차량(11)의 주행중에 터널(20)의 벽면(21)을 연속적으로 촬영한다. 여기서 복수의 비디오카메라(12)의 단위시간당 화상수는 모두 동일하다.
이러한 비디오카메라(12)로는 범용의 비디오카메라가 사용될 수 있고 특히 선명한 화상데이터를 얻기 위하여 풀 하이비젼의 비디오카메라(하이비젼은 등록상표)를 사용하는 것이 바람직하다.
비디오카메라(12)의 병렬 대수는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 8대 내지 10대로 이루어질 수 있다. 또한 비디오카메라(12)를 차량(11)에 탑재할 때 세로로 두거나 가로로 둘 수 있으며, 서로 인접하는 비디오카메라(12)가 촬영한 터널 벽면(21)이 일정부분 오버랩되도록 설치하고 벽면(21)의 촬영누락이 없도록 설치하는 것이 바람직하다.
또한 도 1에서 도시된 바와 같이 비디오카메라(12)는 터널(20)의 사방 중 반원에 대향하도록 배열되므로 벽면(21)의 사방을 촬영하려면 차량(11)을 왕복주행해야 한다.
이것은 터널(20) 내의 도로가 2차선인 경우에 적용되는 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이 반대편 차선과의 사이를 나누는 가드레일(22)이 존재한다. 그러나 터널(20) 내의 도로가 1차선인 경우 등에는 비디오카메라(12)가 터널(20)의 사방에 대향하도록 배열하고 차량(11)을 편도 주행하는 것만으로 벽면(21)의 사방 촬영이 가능하다. 비디오카메라(12)가 터널(20)의 사방에 대향할 때 비디오카메라(12)의 대수는 예를 들어 15대 내지 20대일 수 있다.
화상처리부(13)는 차량(11)에 탑재되거나 터널(20) 밖에 배치되어 비디오카메라(12)가 촬영한 화상 데이터를 유선 또는 무선을 통해 입력가능하게 형성된다.
이러한 화상처리부(13)로는 본 발명 전용의 화상처리장치를 제작할 수도 있고 범용의 퍼스널 컴퓨터에 본 발명에 따라 제작된 화상 처리용 소프트웨어를 설치한 것도 사용할 수 있다. 이때 퍼스털 컴퓨터의 프로세서(CPU, MPU)가 화상처리부(13)의 주된 역할을 하게 된다.
차량(11)에는 로터리엔코더(11b)가 부속되어, 차량(11)의 위치정보를 수집할 수 있게 되어있다. 수집된 차량(11)의 위치정보는 화상 처리부(13)에 유선 또는 무선을 통하여 입력가능하다.
여기서 로터리엔코더(11b)는 범용되는 것을 사용하며 그 동작방식에 특별한 한정이 없이 광전방식, 자기방식 등 어느 것이라도 사용 가능하다. 또한 차량(11)의 위치정보를 수집하는 장치는 로터리엔코더(11b)로 한정되지 않고 GPS, 레이저 거리계, 초음파 거리계 등 공지의 것을 사용할 수 있다.
각각의 비디오카메라(12)에는 레이저포인터(12a)가 부속되어 터널(20)의 벽면에 광점(p)을 영사할 수 있게 설치된다. 또 각 레이저포인터(12a)는 동기화되어 일정한 시간 간격으로 점멸 가능하게 설치된다.
여기서, 레이저포인터(12a)는 범용의 것을 사용하며 그 광점(p)의 색조도 특별히 한정되지 않고 적색빛, 녹색빛 등 어느것이라도 좋다.
화상처리부(13)에는 모니터(14)(디스플레이)가 부속되어 비디오카메라(12)로부터 입력된 화상데이터 및 로터리엔코더(11b)로부터 입력된 위치정보에 근거한 화상 처리 결과를 표시할 수 있다.
여기서, 모니터(14)는 범용의 것을 사용하며 그 표시방식도 특별히 한정되지 않고 액정방식, 플라스마 방식, 유기 EL 방식, 브라운관 방식 등의 어느 것이라도 좋다. 또 모니터(14)를 대신해 프로젝터 등 다른 영상표시장치를 사용할 수 있다.
또한 프린터를 부속시켜 화상처리 결과를 인쇄할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 인쇄방식은 특별히 한정되지 않으며 잉크젯 방식, 레이저 방식 등의 어느것이라도 좋다.
도 2에 도시된 바와 같이, 화상처리부(13)는 화상취득수단(13a), 이동거리 취득수단(13b), 화상자르기수단(13c), 화상합성수단(13d), 및 화상출력수단(13e)으로 이루어진다.
또한 화상처리부(13)는 화상처리시에 필요한 데이터를 메모리 등의 기억 수단에 적절히 기억할 수 있고 하드 디스크 등의 기록수단에 적절히 기록할 수 있다.
화상취득수단(13a)은 각 비디오카메라(12)에서 연속적으로 보내진 화상데이터를 그 동영상의 화상(frame)별로 분할하여 취득한다.
이동거리취득수단(13b)은 로터리엔코더(11b)에서 보낸 차량(11)의 위치정보를 바탕으로 비디오카메라(12) 화상 사이에서 차량(11)이 이동한 거리(속도)를 산출한다.
화상자르기수단(13c)은 화상취득수단(13a)에서 얻어진 화상데이터와 이동거리취득수단(13b)에서 얻어진 이동거리 데이터를 바탕으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 화상데이터 I1, I2, I3마다 3개의 부분을 단책형으로 샘플링한다.
구체적으로 화상자르기수단(13c)은 먼저 각 화상데이터 I1, I2, I3…In의 정위치(定位置)에 제1라인(L1)을 설정한다. 다음으로, 제1라인(L1)으로부터 차량(11) 진행방향의 반대쪽(도면의 왼쪽)을 향해 소정폭 W1, W2, W3…Wn을 갖는 제1시차화상 l1, l2, l3…ln을 공지의 화상 처리기술을 기초로 샘플링한다.
여기서 제1시차화상 l1, l2, l3…ln의 폭 W1, W2, W3…Wn의 길이는 차량(11)의 속도(비디오카메라(12)의 화상 사이의 이동거리) V1, V2, V3…Vn - 1와 일치하도록 변경한다.
제1시차화상 l1, l2, l3…ln의 경우와 마찬가지로 화상자르기수단(13c)은 각 화상 I1, I2, I3…In의 제1라인(L1)에서 정거리(定距離)(d) 떨어진 위치에 제2라인(L2)를 설정한다. 그리고 제2라인(L2)로부터 화상데이터의 상술한 제1라인(L1)의 경우와 동일한 쪽을 향해 제2시차화상 r1, r2, r3…rn을 샘플링한다. 제2시차화상 r1, r2, r3…rn의 폭은 제1시차화상 l1, l2, l3…ln의 폭과 각각 동일한 것으로 한다.
제1라인(L1) 및 제2라인(L2)의 위치는 적절히 설정할 수 있지만 여기서 제1시차화상 l1, l2, l3…ln에 레이저포인터(12a)가 영사하는 광점(p)이 찍히게 설정하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 광점(p)이 제1라인(L1)상에 위치하도록 설정하는 것이 바람직하다.
반대로 제2시차화상 r1, r2, r3…rn에 광점(p)이 찍히도록 설정할 수도 있다.
또한 화상자르기수단(13c)은 상술한 제1라인과 제2라인의 중간(즉 제1라인 및 제2라인으로부터의 거리가 d/2)이 되는 제3라인(L3)으로부터 제1시차화상 및 제2시차화상과 동일한 쪽에서 동일폭을 갖는 직시화상 c1, c2, c3...cn을 샘플링한다.
한편 화상합성수단(13d)은 도 4a에 도시된 바와 같이 화상자르기수단(13c)으로 얻어진 제1시차화상 l1, l2, l3…ln을 공지의 화상처리기술을 기초로 비디오카메라(12)마다 화상출력순서로(시계열로) 그 폭방향(횡방향)으로 직선으로 배열해 복수의 제1시차 연속화상 Il을 합성한다.
이렇게 얻어진 제1시차 연속화상 Il의 각 화상에서는 잘라낸 제1시차화상 l1, l2, l3…ln의 폭이 상술한 바와 같은 차량(11)의 현재 속도 V1, V2, V3…Vn -1 와 일치한다. 그러므로 터널 벽면(21)의 일부가 길이방향으로 부자연스럽게 신축됨이 없고 벽면(21)의 상태를 길이방향으로 정확하게 반영한다.
도 4b 및 도 4c에 도시된 바와 같이, 화상합성수단(13d)은 제1시차 연속화상 Il의 경우와 마찬가지로, 비디오카메라(12)마다 제2시차 화상 r1, r2, r3…rn에서 제2시차 연속화상 Ir을 합성하고, 비디오카메라(12)마다 직시화상 c1, c2, c3...cn에서 직시 연속화상 Ic를 합성한다.
또한 화상합성수단(13d)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 각 비디오카메라(12)마다 얻어진 제1시차 연속화상 Il…Il을 공지의 화상처리기술을 기초로 터널(20)의 둘레방향에 대응하도록 비디오카메라(12)의 병렬방향(세로방향)으로 직선으로 배열하여 터널 전체의 전개화상이 되는 제1시차 전개화상을 합성한다.
여기서 터널 벽면(21)이 곡면인데 비해 제1시차 연속화상 Il…Il은 평면인 점이나 각 비디오카메라(12)가 차량(11)의 주행중 흔들리는 점 등에 기인하여 인접하는 제1시차 연속화상 Il, Il간에 위상(길이방향의 위치) 차이가 생길 수 있다.
한편, 제1시차 연속화상 Il에 찍힌 광점(p)의 위치의 경우 각 레이저포인터(12a)가 동기화되어 점멸하는 때부터 인접하는 제1시차 연속화상(Il)에서 위상이 일치하여 광점(p)간의 거리가 동일하여야 한다.
그 때문에, 도 5에서 도시된 바와 같이, 화상합성수단(13d)은 인접하는 제1시차 연속화상Il, Il간에 광점(p)의 위상이 어긋난 경우 광점(p)의 위상이 일치하도록 각 제1시차 연속화상 Il, Il을 공지의 화상처리기술을 기초로 적절히 신축보정한 후에 제1시차 전개화상을 합성하게 된다.
이러한 보정처리는 화상의 휘도(輝度)를 측정하는 등 광점(p)이 찍히는 부분을 자동으로 특정하는 것으로 자동처리화가 가능하다.
제1전개화상의 경우와 같이 화상합성수단(13d)은 복수의 제2시차 연속화상 Ir…Ir을 비디오카메라(12)의 병렬순서에 따라 직선으로 배열해 터널 전체의 제2시차 전개화상을 합성하고 복수의 직시 연속화상 Ic…Ic를 비디오카메라(12)의 병렬순서에 따라 직선으로 배열해 터널 전체의 직시 전개화상을 합성한다.
화상합성수단(13d)이 제1시차 전개화상의 합성시에 상술한 보정처리를 하는 경우에는 제2시차 전개화상 및 직시 전개화상에 대해서도 제1시차 전개화상과 같은 보정처리를 하는 것으로 한다.
마지막으로 화상출력수단(13e)은 공지의 화상처리기술에 의해 제1시차 전개화상을 청색의 한가지 색으로 착색하고 제2시차 전개화상을 적색의 한가지 색으로 착색하여 모니터(14)로 출력할 수 있도록 한다. 반대로 제1시차 전개화상을 적색으로 착색하고 제2시차 전개화상을 청색으로 착색해도 된다.
이렇게 착색된 제1시차 전개화상과 제2시차 전개화상은 중첩하는 등의 방식으로 합성된 상태로 출력할 수 있다.
또한 화상출력수단(13e)은 직시 전개화상을 풀 컬러로 모니터(14)나 프린터에 직접 출력한다. 이때 색조 등은 적절히 조정 가능하다.
예를 들어 좌안용 렌즈가 적색으로 착색되고 우안용 렌즈가 청색으로 착색된 안경을 이용하고 제1시차 전개화상 및 제2시차 전개화상을 바라보면, 좌안은 청색의 제1시차 전개화상만 인식할 수 있고 우안은 적색의 제2시차 전개화상만 인식할 수 있다.
따라서 터널의 벽면(21)을 입체로 보는 것이 가능하다. 이로 인해 터널의 벽면(21)의 요철 상태를 파악할 수 있어 균열 등의 손상부를 탐지할 수 있다.
덧붙여 상술한 제1라인(L1)과 제2라인(L2) 사이의 거리(d)는 제1시차 전개화상과 제2시차 전개화상 사이의 시차에 상당하다. 이러한 거리(d)는 적절히 설정 가능하다.
입체로 볼 수 있는 영상은 양 시차 전개화상보다 실제 터널(20)의 손상부의 위치나 크기를 거의 정확하게 반영하고 있기 때문에, 예를 들면 터널 벽면의 지도로 이용할 수 있어 모니터(14)상에서 손상부의 위치 등을 정밀하게 특정할 수 있다.
또한 입체로 볼 수 있는 영상이 얼마나 정확하게 터널(20)의 상태를 반영하고 있는지는 한층 더 터널(20) 상태를 정확하게 반영하는 직시 전개화상과 비교하여 간단하게 판정할 수 있다. 그 때문에 그 오차를 보정하는 것으로 손상부의 위치 등을 한층 더 정밀하게 특정할 수 있다.
이렇게 하여 착색한 시차 전개화상과는 별도로 풀 컬러의 직시 전개화상을 제작함으로써 대상물의 색채를 확인하기 어려운 아나그리프 방식의 단점을 보완할 수 있다.
또한 전개화상을 도면화하여 실제로 벽면의 변형 전개도를 작성하여도 좋다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 상술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허등록청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허등록청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
예를 들어 상하로 인접하는 비디오카메라(12) 간에 터널 벽면(21)의 촬영범위가 넓게 오버랩되게 하여 그 위에 화상처리부(13)가 공지의 화상처리기술을 기초로 화상데이터의 상하 부분을 오버랩 범위에 대응하는 범위에서 제거하도록 할 수 있다.
이와 같이 하면 비디오 카메라(12)가 상하로 진동하여 물결친 것 같은 화상을 얻은 경우에도 그 화상의 상하 부분을 제거하고 가공한 후에 전개화상으로서 연결할 수 있다. 그 때문에 외부로부터의 방해의 영향이 배제되어 전개 화상이 보다 정확하게 터널 상태를 반영한 것이 된다.
또한, 레이저포인터(12a)가 일정시간 간격으로 점멸하고 비디오카메라(12)의 단위시간 당 화상수도 일정하므로 화상에 찍힌 광점 p…p를 추적하여 비디오카메라(12)의 화상 사이에 차량(11)이 이동한 거리를 산출하는 것이 가능하다.
즉, 레이저포인터(12a)가 단위시간에 Np회 점등하고 비디오카메라(12)의 단위시간당 화상수가 Nc(Nc>Np)이며 화상으로 옮겨진 인접하는 광점p, p간의 거리를 dp라고 하면, 화상 사이의 이동거리는 dp×Np/Nc가 된다.
따라서 레이저포인터(12a)를 차량(11)의 위치정보수집장치로 겸용하는 것이 가능하고, 로터리 엔코더(11b)를 생략해도 괜찮다.
10 : 터널 벽면의 전개화상 취득 시스템 11 : 차량
11a : 지지도구 11b : 로터리엔코더
12 : 비디오카메라 12a : 레이저포인터
13 : 화상처리부 13a : 화상취득수단
13b : 이동거리취득수단 13c : 화상자르기수단
13d : 화상합성수단 13e : 화상출력수단
14 : 모니터 20 : 터널
21 : 벽면 22 : 가드레일
I1, I2, I3…In : 화상데이터 L1 : 제1라인
L2 : 제2라인 L3 : 제3라인
l1, l2, l3…ln : 제1시차화상 r1, r2, r3…rn : 제2시차화상
c1, c2, c3...cn : 직시화상 W1, W2, W3…Wn : 화상폭
d : 시차화상간 거리 p : 광점
V1, V2, V3…Vn -1 : 차량속도 (비디오 카메라의 화상 사이의 이동거리)
Il : 제1시차 연속화상 Ir : 제2시차 연속화상
Ic : 직시 연속화상

Claims (3)

  1. 터널(20) 내부를 주행할 수 있는 차량(11);
    상기 터널(20)의 대향 벽면을 각각 동영상으로 촬영 가능하도록 상기 터널(20)의 둘레방향으로 병렬하여 상기 차량(11)에 탑재된 복수의 비디오카메라(12);
    상기 비디오카메라(12)가 촬영한 화상데이터를 처리하는 화상처리부(13);
    상기 비디오카메라(12)의 각 화상 사이에 있어서 상기 차량(11)이 이동한 거리를 취득하는 이동거리취득수단(13b); 및
    상기 비디오카메라(12)가 촬영하는 상기 터널(20) 벽면으로 광점(p)을 영사하고 동기화되어 점멸하는 복수의 레이저포인터(12a);를 포함하고, 그리고,
    상기 화상처리부(13)는,
    상기 화상데이터를 취득할 수 있는 화상취득부(13a);
    상기 화상데이터의 각 화상에 임의로 설정한 제1라인(L1)으로부터 소정폭을 갖는 단책형의 제1시차화상(l1, l2, l3…ln)을 샘플링하고, 상기 제1라인(L1)에서 소정거리 떨어진 제2라인(L2)에서 상기 제1시차화상(l1, l2, l3…ln)과 동일한 폭을 갖는 단책형의 제2시차화상(r1, r2, r3…rn)을 샘플링하고, 상기 제1라인(L1)과 상기 제2라인(L2)의 중간에 위치한 제3라인(L3)에서 상기 제1시차화상(l1, l2, l3…ln) 및 상기 제2시차화상(r1, r2, r3…rn)과 동일한 폭을 갖는 단책형의 직시화상(c1, c2, c3…cn)을 샘플링할 수 있는 화상자르기수단(13c);
    상기 화상데이터의 각 화상으로부터 샘플링된 상기 제1시차화상(l1, l2, l3…ln), 상기 제2시차화상(r1, r2, r3…rn) 및 상기 직시화상(c1, c2, c3…cn)을 각각 동영상의 화상출력순서에 따라 그 폭방향으로 직선으로 배열하여 제1시차 연속화상(Il), 제2시차 연속화상(Ir) 및 직시 연속화상(Ic)을 합성하고, 각 비디오카메라(12)마다 얻어진 상기 제1시차 연속화상(Il), 상기 제2시차 연속화상(Ir), 및 상기 직시 연속화상(Ic)을 각각 비디오카메라(12)의 병렬순서로 직선으로 배열함으로써 제1시차 전개화상, 제2시차 전개화상, 및 직시 전개화상을 합성할 수 있는 화상합성수단(13d); 및
    좌안용 및 우안용 렌즈에 각각 적색 또는 청색 중 하나가 착색된 안경을 이용하여 상기 제1,2시차 전개화상을 입체로 인식할 수 있도록 상기 제1시차 전개화상을 적색 또는 청색 중 하나로 착색한 화상으로, 상기 제2시차 전개화상을 적색 또는 청색 중 상기 제1시차 전개화상의 착색상과 다른 색으로 착색한 화상으로, 또는 상기 직시 전개화상을 풀 컬러 화상으로 각각 출력할 수 있는 화상출력수단(13e);을 구비하여 이루어지고,
    상기 화상자르기수단(13c)은 상기 이동거리취득수단(13b)에 의해 얻어진 상기 차량(11)의 각 이동거리와 일치하도록 상기 각 시차화상의 폭 크기를 결정하며,
    상기 화상합성수단(13d)은 상기 각 전개화상의 합성시에 상기 레이저포인터(12a)의 광점(p)이 찍히고 광점(p)을 포함하는 부분의 위상이 일치하도록 상기 각 연속화상의 길이를 보정할 수 있는 것을 특징으로 한 터널 벽면 전개화상 취득 시스템.
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