KR101286298B1 - Appartus and method for calculating volume of rubbish - Google Patents

Appartus and method for calculating volume of rubbish Download PDF

Info

Publication number
KR101286298B1
KR101286298B1 KR1020120069444A KR20120069444A KR101286298B1 KR 101286298 B1 KR101286298 B1 KR 101286298B1 KR 1020120069444 A KR1020120069444 A KR 1020120069444A KR 20120069444 A KR20120069444 A KR 20120069444A KR 101286298 B1 KR101286298 B1 KR 101286298B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
stereo image
volume
calculating
waste
generating
Prior art date
Application number
KR1020120069444A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
조성윤
이영대
Original Assignee
안양대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 안양대학교 산학협력단 filed Critical 안양대학교 산학협력단
Priority to KR1020120069444A priority Critical patent/KR101286298B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101286298B1 publication Critical patent/KR101286298B1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F17/00—Methods or apparatus for determining the capacity of containers or cavities, or the volume of solid bodies
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/28—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring areas
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T1/00—General purpose image data processing
    • G06T1/0007—Image acquisition
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof

Abstract

PURPOSE: A device and a method for calculating a volume of waste materials are provided to calculate a volume of the waste materials of a landfill facility and to calculate the amount of the buried waste materials for a specific period according to a change in the volume of the waste materials. CONSTITUTION: A method for calculating a volume of waste materials includes: a step (230) of generating a stereo image by amending a stereo video according to a preset pattern; a step of generating a point cloud according to the stereo image; a step of generating a non-uniform mesh according to the point cluster; a step of setting a reference plane at preset coordinates; a step (250) of projecting the point cloud on the reference plane; a step (270) of calculating average projection height with respect to points corresponding to each lattice surface of the non-uniform mesh; a step (280) of calculating volumes corresponding to the each lattice surface by multiplying the average projection height and an area of the mesh; and a step of calculating the volume of the waste materials by adding the volumes corresponding to the each lattice surface. [Reference numerals] (210) Photographs wastes and acquire stereo images; (220) Calibrate a camera; (230) Form a stereo image; (240) Form a point cloud; (250) Project on a reference plane; (260) Make a copy of coordinates on adjoining lattice surfaces respectively; (270) Calculate the average projection height in respect to each lattice surface; (280) Calculate the gross area by multiplying the average projection height and the area of the lattice; (AA) Start

Description

폐기물 체적 계산 장치 및 방법{APPARTUS AND METHOD FOR CALCULATING VOLUME OF RUBBISH}Waste volume calculation device and method {APPARTUS AND METHOD FOR CALCULATING VOLUME OF RUBBISH}

본 발명은 폐기물의 체적을 계산하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비균일 격자(non-uniform meshing)를 이용한 폐기물의 체적을 계산하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method and apparatus for calculating the volume of waste, and more particularly, to an apparatus and method for calculating the volume of waste using non-uniform meshing.

안전하고 쾌적한 도시 환경을 조성하기 위해 반드시 필요한 것이 폐기물 매립 시설이며, 또한 인간의 도시 활동으로 발생되는 폐기물이 다시 무해한 토양으로 환원되기 위해서는 폐기물 매립지의 체계적인 관리가 필수적이다.Waste landfill facilities are essential to create a safe and pleasant urban environment, and systematic management of waste landfills is essential for the reduction of waste generated by human urban activities to harmless soil.

매일 매립 시설으로 반입되는 폐기물은 반입관리에 의해 그 양을 파악할 수 있으나, 매립 위치, 매립고 등의 매립 진척 상황, 펼쳐 고르기, 압축, 다짐의 정도 등에 관한 정보는 모두 매립 작업 진행 상황에 따라 달라진다.The amount of waste brought into the landfill facility can be determined by the management of the landfill daily, but the information on the landfill location, landfill progress such as landfills, unfolding, compression, and compaction will all depend on the progress of landfill operations. .

효율적인 매립 시설의 관리를 위해서는 폐기물의 매립 상황에 대한 정확한 파악이 필요하다.
Efficient management of the landfill facility requires an accurate understanding of the landfill situation of the waste.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 매립 시설의 폐기물에 대한 체적을 계산하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
The problem to be solved by the present invention is to provide an apparatus and method for calculating the volume for waste in landfill facilities.

본 발명의 일 측면에 따르면, 폐기물을 촬영한 스테레오(stereo) 영상을 수신하는 입력부; 프로세서; 및 메모리를 포함하되, 상기 스테레오 영상을 미리 지정된 패턴에 따라 보정하여 상기 스테레오 이미지를 생성하는 단계; 상기 스테레오 이미지에 따른 포인트 클러스터를 생성하는 단계; 상기 포인트 클러스터에 따른 비균일 매시를 생성하는 단계; 미리 지정된 좌표에 기준 평면을 설정하는 단계; 상기 포인트 클러스터를 상기 기준 평면으로 투영하는 단계; 상기 비균일 매시의 각 격자면에 상응하는 포인트에 대한 평균 투영 높이를 산출하는 단계; 상기 평균 투영 높이와 상기 격자의 넓이를 곱하여 각 격자면에 상응하는 체적을 산출하는 단계; 및 각 상기 격자면에 상응하는 체적을 합하여 폐기물 체적을 산출하는 단계를 구현하기 위한 프로그램이 상기 메모리에 저장되어 상기 프로세서에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 폐기물 체적 계산 장치가 제공된다.According to an aspect of the invention, the input unit for receiving a stereo (stereo) image of the waste; A processor; And a memory, wherein the stereo image is corrected according to a predetermined pattern to generate the stereo image. Generating a point cluster according to the stereo image; Generating a non-uniform mash according to the point cluster; Setting a reference plane at a predetermined coordinate; Projecting the point cluster into the reference plane; Calculating an average projection height for a point corresponding to each lattice plane of the non-uniform mesh; Calculating a volume corresponding to each grating plane by multiplying the average projection height by the area of the grating; And a program for implementing a step of calculating a waste volume by summing a volume corresponding to each of the lattice planes is stored in the memory and executed by the processor.

상기 프로그램은 상기 포인트 클러스터의 포인트 중 상기 격자에 대한 격자선 상에 투영된 포인터를 상기 격자선과 접한 둘 이상의 격자면으로 복사하는 단계를 더 포함할 수 있다.The program may further include copying a pointer projected on a grid line for the grid among the points of the point cluster to two or more grid planes in contact with the grid line.

스테레오 영상을 생성하는 카메라를 더 포함하되, 상기 스테레오 이미지를 생성하는 단계는 상기 스테레오 영상을 미리 지정된 패턴에 따라 보정하여 상기 스테레오 이미지를 생성하는 단계일 수 있다.The method may further include a camera for generating a stereo image, wherein the generating of the stereo image may include generating the stereo image by correcting the stereo image according to a predetermined pattern.

상기 프로그램은 미리 지정된 기간 별 폐기물 체적 간의 차인 기간별 매립양을 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
The program may further include calculating a landfill amount for each period, which is a difference between a predetermined waste volume for each period.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 폐기물 체적 계산 장치가 폐기물의 체적을 계산하는 방법에 있어서, 스테레오 영상을 미리 지정된 패턴에 따라 보정하여 상기 스테레오 이미지를 생성하는 단계; 상기 스테레오 이미지에 따른 포인트 클러스터를 생성하는 단계; 상기 포인트 클러스터에 따른 비균일 매시를 생성하는 단계; 미리 지정된 좌표에 기준 평면을 설정하는 단계; 상기 포인트 클러스터를 상기 기준 평면으로 투영하는 단계; 상기 비균일 매시의 각 격자면에 상응하는 포인트에 대한 평균 투영 높이를 산출하는 단계; 상기 평균 투영 높이와 상기 격자의 넓이를 곱하여 각 격자면에 상응하는 체적을 산출하는 단계; 및 각 상기 격자면에 상응하는 체적을 합하여 폐기물 체적을 산출하는 단계를 포함하는 폐기물 체적 계산 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, a method for calculating a volume of waste by a waste volume calculating device, the method comprising: generating a stereo image by correcting a stereo image according to a predetermined pattern; Generating a point cluster according to the stereo image; Generating a non-uniform mash according to the point cluster; Setting a reference plane at a predetermined coordinate; Projecting the point cluster into the reference plane; Calculating an average projection height for a point corresponding to each lattice plane of the non-uniform mesh; Calculating a volume corresponding to each grating plane by multiplying the average projection height by the area of the grating; And calculating a waste volume by adding up the volumes corresponding to each of the lattice planes.

상기 포인트 클러스터의 포인트 중 상기 격자에 대한 격자선 상에 투영된 포인터를 상기 격자선과 접한 둘 이상의 격자면으로 복사하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include copying a pointer projected on a grid line for the grid among the points of the point cluster to two or more grid planes in contact with the grid line.

상기 스테레오 이미지를 생성하는 단계는 상기 스테레오 영상을 미리 지정된 패턴에 따라 보정하여 상기 스테레오 이미지를 생성하는 단계일 수 있다.The generating of the stereo image may be a step of generating the stereo image by correcting the stereo image according to a predetermined pattern.

미리 지정된 기간 별 폐기물 체적 간의 차인 기간별 매립양을 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
The method may further include calculating a landfill amount for each period, which is a difference between the predetermined waste volume for each period.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 매립 시설의 폐기물의 체적을 산출할 수 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to calculate the volume of waste in a landfill facility.

또한 본 발명에 따르면, 폐기물의 체적의 변화량에 따라 특정 기간 동안의 매립량을 산출할 수 있다.In addition, according to the present invention, the amount of landfill for a specific period can be calculated according to the amount of change in the volume of the waste.

또한 본 발명에 따르면, 스테레오 영상에 따른 비균일 매시를 생성하고 매치에 따른 격자면 별 체적을 산출함으로써 스테레오 영상의 시점에 따른 폐기물의 전체 체적의 오차를 줄 일 수 있다.
In addition, according to the present invention, by generating a non-uniform mesh according to the stereo image and calculating the volume for each lattice plane according to the match, it is possible to reduce the error of the total volume of the waste according to the viewpoint of the stereo image.

도 1은 폐기물 체적 계산 장치를 간략히 예시한 블록도.
도 2는 폐기물 체적 계산 장치가 스테레오 영상을 분석하여 폐기물의 체적을 계산하는 과정을 예시한 순서도.
도 3은 폐기물 체적 계산 장치가 생성하는 균일 매시와 균일 매시를 기준 평면에 투영한 것을 예시한 도면.
도 4는 기준 평면에 투영된 포인트를 예시한 도면.
도 5는 카메라의 높이에 따른 포인트 클라우드의 분포 형태를 설명하기 위한 도면.
도 6은 기준 평면에 투영된 포인트 중 격자선 상에 위치한 포인트를 예시한 도면.1 is a block diagram schematically illustrating a waste volume calculating device.
FIG. 2 is a flowchart illustrating a process of calculating a volume of waste by analyzing a stereo image by a waste volume calculating device. FIG.
3 is a diagram illustrating the projection of the uniform mash and the uniform mash generated by the waste volume calculation device to the reference plane.
4 illustrates a point projected on a reference plane.
5 is a view for explaining the distribution form of the point cloud according to the height of the camera.
6 illustrates a point located on a grid line among points projected on a reference plane.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the present invention has been described in connection with certain exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and similarities. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소로 신호를 “전송한다”로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되어 신호를 전송할 수 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 신호를 전송할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
Further, in this specification, when an element is referred to as " transmitting " a signal to another element, the element can be directly connected to the other element to transmit a signal, It should be understood that the signal may be transmitted by mediating another component in the middle.

도 1은 폐기물 체적 계산 장치를 간략히 예시한 블록도이다.1 is a block diagram schematically illustrating a waste volume calculating device.

도 1을 참조하면, 폐기물 체적 계산 장치는 입력부(110), 저장부(120), 프로세서(130), 메모리(140), 출력부(150)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the waste volume calculation apparatus includes an input unit 110, a storage unit 120, a processor 130, a memory 140, and an output unit 150.

입력부(110)는 매립 시설의 폐기물을 촬영한 스테레오(stereo) 영상을 입력 받는다. 이 때, 폐기물 체적 계산 장치는 카메라(105)를 더 포함할 수 있으며, 입력부(110)는 스테레오 영상을 카메라(105)로부터 수신할 수 있다. 이 때, 카메라(105)는 매립 시설에 2개 이상으로 상이한 시점을 가지도록 설치될 수 있다. 또한, 카메라(105)는 팬/틸트 모듈을 포함할 수 있으며, 이를 통해 상이한 시점으로 이동하면서 폐기물을 촬영하여 스테레오 영상을 생성할 수 있다. 또한, 카메라(105)는 프로세서(130)의 제어에 따라 왜곡제거 등의 보정 기능을 수행할 수 있다. The input unit 110 receives a stereo image of the waste of the landfill facility. At this time, the waste volume calculation device may further include a camera 105, the input unit 110 may receive a stereo image from the camera 105. At this time, the camera 105 may be installed to have two or more different viewpoints in a buried facility. In addition, the camera 105 may include a pan / tilt module, through which the waste may be taken while moving to different viewpoints to generate stereo images. In addition, the camera 105 may perform a correction function such as distortion removal under the control of the processor 130.

저장부(120)는 프로세서(130)에 의해 수행되어 스테레오 영상을 분석하여 폐기물의 체적을 계산하는 프로그램을 저장할 수 있다.The storage unit 120 may store a program that is performed by the processor 130 to calculate a volume of waste by analyzing a stereo image.

프로세서(130)는 저장부(120)에 저장된 프로그램을 메모리(140)에 로딩하고, 로딩된 프로그램에 따라 폐기물의 체적 계산을 위한 연산 또는 타 기능부의 제어를 수행한다. 프로세서(130)는 프로그램에 따라 체적 계산을 수행하고, 체적을 나타내는 결과 메시지를 출력부(150)로 전송한다.The processor 130 loads a program stored in the storage unit 120 into the memory 140 and performs operations for calculating a volume of waste or controlling other functional units according to the loaded program. The processor 130 performs a volume calculation according to a program, and transmits a result message indicating the volume to the output unit 150.

메모리(140)는 폐기물의 체적 계산 과정을 수행하기 위해 필요한 프로그램 및 데이터를 저장한다. 이 때, 메모리(140)는 휘발성 저장매체일 수 있다.The memory 140 stores programs and data necessary to perform the waste volume calculation process. In this case, the memory 140 may be a volatile storage medium.

출력부(150)는 프로세서(130)로부터 수신한 결과 메시지를 외부 디바이스로 전송하거나, 화면을 통해 표시한다.The output unit 150 transmits the result message received from the processor 130 to an external device or displays it on a screen.

상술한 폐기물 체적 계산 장치는 저장부(120), 프로세서(130) 및 메모리(140)가 프로그램을 수행하기 위해 서로 연동되어 동작하는 장치이나, 프로그램을 수행하기 위해 저장부(120), 프로세서(130) 및 메모리(140)가 연동하여 동작하는 세부 과정은 자명한 사항이니 그 설명은 생략하기로 한다. 이하 도 2를 참조하여 프로그램에 따라 처리되는 페기물 체적 계산 과정을 상세히 설명하도록 한다.
The above-described waste volume calculating device is a device in which the storage unit 120, the processor 130, and the memory 140 operate in conjunction with each other to execute a program, but the storage unit 120 and the processor 130 to perform a program. ) And the memory 140 operate in conjunction with each other, so a detailed description thereof will be omitted. Hereinafter, the waste volume calculation process processed according to the program will be described in detail with reference to FIG. 2.

도 2는 폐기물 체적 계산 장치가 스테레오 영상을 분석하여 폐기물의 체적을 계산하는 과정을 예시한 순서도이고, 도 3은 폐기물 체적 계산 장치가 생성하는 균일 매시와 균일 매시를 기준 평면에 투영한 것을 예시한 도면이고, 도 4는 기준 평면에 투영된 포인트를 예시한 도면이고, 도 5는 카메라의 높이에 따른 포인트 클라우드의 분포 형태를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 기준 평면에 투영된 포인트 중 격자선 상에 위치한 포인트를 예시한 도면이다.FIG. 2 is a flowchart illustrating a process in which a waste volume calculating device analyzes stereo images to calculate a volume of waste, and FIG. 3 illustrates a projection of a uniform mesh and a uniform mesh generated by the waste volume calculating device on a reference plane. 4 is a diagram illustrating a point projected on a reference plane, FIG. 5 is a view for explaining a distribution shape of a point cloud according to the height of a camera, and FIG. 6 is a grid line among points projected on a reference plane. A diagram illustrating a point located on the top.

도 2를 참조하면, 단계 210에서 폐기물 체적 계산 장치는 폐기물을 촬영하여 스테레오 영상을 획득한다.Referring to FIG. 2, in operation 210, the waste volume calculation apparatus photographs waste to obtain a stereo image.

단계 220에서 폐기물 체적 계산 장치는 카메라(105)의 캘리브레이션을 수행한다. 예를 들어, 카메라(105)에 의해 생성된 스테레오 영상을 미리 지정된 알고리즘에 따라 보정한다.In operation 220, the waste volume calculating apparatus performs calibration of the camera 105. For example, the stereo image generated by the camera 105 is corrected according to a predetermined algorithm.

단계 230에서 폐기물 체적 계산 장치는 단계 220에 따라 보정된 영상을 포함하는 스테레오 이미지를 생성한다.In operation 230, the waste volume calculating apparatus generates a stereo image including the image corrected according to operation 220.

단계 240에서 폐기물 체적 계산 장치는 스테레오 이미지에 따른 포인트 클라우드를 생성한다. 포인트 클라우드를 생성하는 방법은 Lucas-Kanade Feature Tracking algorithm 등의 공지된 방법 중 어느 하나 일 수 있다. 이 때, 폐기물 체적 계산 장치는 포인트 클라우드에 따른 비균일 매시를 생성한다. 이 때, 포인트 클라우드를 이용하여 비균일 매시를 생성하는 과정을 공지된 방법 중 어느 하나를 적용할 수 있다. 이 때, 포인트 클라우드는 스테레오 이미지에 따른 입체물의 표면에 해당하는 각 점의 집합을 의미하며, 폐기물 체적 계산 장치는 각 포인트에 대한 삼차원 좌표를 산출할 수 있다.In operation 240, the waste volume calculator generates a point cloud according to the stereo image. The method for generating the point cloud may be any one of known methods such as Lucas-Kanade Feature Tracking algorithm. At this time, the waste volume calculation device generates a non-uniform mash according to the point cloud. At this time, any one of the known methods may be applied to the process of generating a non-uniform mash using a point cloud. In this case, the point cloud means a set of points corresponding to the surface of the three-dimensional object according to the stereo image, and the waste volume calculating device may calculate three-dimensional coordinates for each point.

단계 250에서 폐기물 체적 계산 장치는 포인트 클라우드에 해당하는 각 포인트를 기준 평면으로 투영한다. 예를 들어, 도 3과 같이 포인트 클라우드를 기준 평면(310)으로 투영할 수 있다. 이 때, 기준 평면은 매립 시설의 적토면 또는 적토면의 하단의 위치에 가상으로 설정된 평면일 수 있다. 도 4를 참조하면, 기준 평면으로 투영된 포인트 클라우드의 포인트는 각 격자면 또는 격자 선상에 불균일하게 위치한다. 즉, 격자면 410에 위치한 포인트의 수는 격자면 420에 위치한 포인트의 수보다 높다. 일반적으로 포인트 클라우드를 이용하여 체적을 계산하기 위해서 전체 포인트 클라우드 각각의 높이의 평균과 체적 계산의 대상이 되는 지역의 면적을 곱하여 체적을 산출한다. 하지만, 일반적인 포인트 클라우드를 이용하여 체적을 계산하기 위해서는 포인트 클라우드의 포인트가 기준 평면 상에 고르게 분포하여야 한다는 제한이 있다. 클라우드의 포인트가 기준 평면 상에 고르게 분포하기 위해서는 스테레오 영상을 촬영하는 카메라가 높은 위치에 설치되거나 인공위성을 통해 촬영된 사진을 이용하여 포인트 클라우드를 생성하여야 한다. 즉, 도 5를 참조하면, 카메라(510)는 높이가 낮기 때문에 카메라를 기준으로 하였을 때 폐기물의 후면이 촬영되지 않는다. 하지만, 카메라(520)는 높이가 높기 때문에 폐기물의 후면을 촬영할 수 있다. 따라서, 카메라(510)에 의해 촬영된 스테레오 이미지로는 폐기물의 후면에 해당하는 포인트를 산출할 수 없지만, 높이가 높은 카메라(520)에 의해 촬영된 스테레오 이미지로는 폐기물의 후면에 해당하는 포인트를 산출할 수 있다. 따라서, 균일한 포인트 클라우드를 산출하기 위해서는 카메라의 위치가 높이 설치하여야 한다.In step 250, the waste volume calculation apparatus projects each point corresponding to the point cloud in a reference plane. For example, as illustrated in FIG. 3, the point cloud may be projected onto the reference plane 310. In this case, the reference plane may be a plane virtually set at a position of the red earth surface or the bottom of the red earth surface of the landfill facility. Referring to FIG. 4, the points of the point cloud projected to the reference plane are non-uniformly located on each grid plane or grid line. That is, the number of points located in the grid plane 410 is higher than the number of points located in the grid plane 420. In general, in order to calculate a volume using a point cloud, the volume is calculated by multiplying the average of the heights of the entire point clouds by the area of the area to be calculated. However, in order to calculate a volume using a general point cloud, there is a limitation that the points of the point cloud should be evenly distributed on the reference plane. In order for the points of the cloud to be evenly distributed on the reference plane, a camera for photographing stereo images must be installed at a high position or a point cloud must be generated by using pictures taken through satellites. That is, referring to Figure 5, since the camera 510 is low in height, the back of the waste is not photographed based on the camera. However, since the camera 520 has a high height, the camera 520 may photograph the rear surface of the waste. Therefore, the stereo image photographed by the camera 510 cannot calculate the point corresponding to the rear of the waste, but the stereo image photographed by the high camera 520 indicates the point corresponding to the rear of the waste. Can be calculated. Therefore, in order to calculate a uniform point cloud, the position of the camera should be installed high.

하지만, 카메라를 높은 위치에 설치하거나 인공위성을 통해 촬영을 하기 위해서는 비용이 많이 소요된다. 즉, 인공위성을 통한 사진을 촬영하는 비용이나, 카메라를 설치할 높은 지지대의 설치 비용은 매우 높다. 뿐만 아니라 높은 지지대를 설치한 경우, 강풍 등의 환경 요소에 의한 지지대의 변형이나 훼손으로 인한 사고가 유발될 수 있다. 상술한 제약 조건에 따라 스테레오 카메라의 설치를 낮은 위치에 설치할 수 밖에 없고, 이로 인해 낮은 위치의 카메라에 의해 촬영된 스테레오 이미지에 따른 포인트 클라우드를 기준 평면 상에 투영하는 경우, 도 4와 같이 포인트가 불균일하게 분포된다.However, it is expensive to install the camera in a high position or to shoot via satellite. In other words, the cost of taking a picture through satellites or the installation cost of a high support to install a camera is very high. In addition, when a high support is installed, accidents may be caused by deformation or damage to the support caused by environmental factors such as strong winds. According to the constraints described above, the installation of the stereo camera is inevitably installed at a low position. As a result, when the point cloud according to the stereo image captured by the camera at the low position is projected on the reference plane, as shown in FIG. It is unevenly distributed.

단계 270에서 폐기물 체적 계산 장치는 기준 평면 상에 투영된 각 포인트 중 비균일 매시의 격자선에 위치한 포인트를 인접한 격자면으로 복사한다. 예를 들어, 도 6의 포인트 610은 격자선 상에 위치하고 있고, 폐기물 체적 계산 장치는 포인트 610을 인접한 격자면으로 복사한다. 또한, 포인트 620과 같이 포인트가 3개 이상의 격자면에 인접해 있을 경우에도 해당 포인트는 각 격자면으로 복사될 수 있다. 이 때, 복사한다는 의미는 각 격자면에 해당하는 포인트의 집합에 해당 포인트를 소속시킨다는 의미이다. In step 270, the waste volume calculation apparatus copies the points located in the grid lines of the non-uniform meshes among the points projected on the reference plane to the adjacent grid planes. For example, point 610 in FIG. 6 is located on the grid, and the waste volume calculation device copies point 610 to an adjacent grid plane. In addition, even when a point is adjacent to three or more lattice planes, such as point 620, the point may be copied to each lattice plane. In this case, the copy means that the point belongs to a set of points corresponding to each lattice plane.

단계 280에서 폐기물 체적 계산 장치는 각 격자면에 해당하는 포인트들에 대한 평균 투영 높이를 계산한다. 예를 들어, 폐기물 체적 계산 장치는 각 격자면에 해당하는 포인트들의 높이값에 상응하는 투영 높이에 대한 평균으로 평균 투영 높이를 격자면 별로 산출할 수 있다. 즉, 폐기물 체적 계산 장치는 기준 평면 상에 투영된 각 격자면에 해당하는 포인트에 대한 삼차원 좌표에 따른 높이값에 대한 평균을 산출한다. 따라서, 단계 270에서 격자선 상에 위치한 포인트를 격자선과 접한 경계면에 각각 할당함으로써, 각 격자면에 해당하는 평균 투영 높이가 격자선 상에 위치한 포인트에 영향을 받는 정도를 줄일 수 있다. 이로 인해 격자선 상에 위치한 포인트에 의해 전체 체적이 크게 변경되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 폐기물 체적 계산 장치는 각 격자면에 해당하는 포인트들에 대한 평균 높이를 산출하고 해당 격자면의 면적과 평균 높이를 구하여 각 격자면에 해당 체적을 산출하기 때문에, 불균일하게 분포된 포인트 클라우드에 대해서도 신뢰성 있는 체적을 계산할 수 있다.In step 280, the waste volume calculating device calculates an average projection height for the points corresponding to each lattice plane. For example, the waste volume calculator may calculate the average projection height for each grid plane as an average of the projection heights corresponding to the height values of the points corresponding to the grid planes. That is, the waste volume calculating device calculates an average of height values according to three-dimensional coordinates for points corresponding to each lattice plane projected on the reference plane. Accordingly, by allocating points located on the grid lines to the boundary planes in contact with the grid lines in step 270, the degree to which the average projection height corresponding to each grid plane is affected by the points located on the grid lines may be reduced. This can prevent the entire volume from being greatly changed by the points located on the grid lines. In addition, the waste volume calculation device calculates the average height of the points corresponding to each lattice plane, calculates the area and the average height of the lattice plane, and calculates the corresponding volume on each lattice plane. Reliable volumes can also be calculated.

단계 290에서 폐기물 체적 계산 장치는 각 격자면에 해당하는 포인트의 평균 투영 높이와 단일 격자의 넓이를 곱한 값을 산출하고, 해당 값들을 합하여 폐기물의 전체 체적을 산출한다. 폐기물 체적 계산 장치는 전체 체적을 나타내는 메시지를 출력부(150)을 통해 출력할 수 있다. 불균일하게 분포된 포인트 클라우드에 따른 비균일 메시를 생성하는 경우, 많은 수의 포인트가 위치하는 영역은 적은 수의 포인트가 위치하는 영역에 비해 많은 수의 격자면을 포함하도록 비균일 메시가 생성될 수 있다. 이에 의해, 포인트가 밀집하여 분포하는 영역에서는 많은 수의 격자면을 형성하게 되어, 격자면 별로 체적을 계산하는 폐기물 체적 계산 장치가 최종적으로 산출하는 전체 체적이 정확해 질 수 있다.In step 290, the waste volume calculating apparatus calculates a value obtained by multiplying the average projection height of a point corresponding to each lattice plane by the area of a single lattice, and adding the corresponding values to calculate the total volume of waste. The waste volume calculating apparatus may output a message indicating the total volume through the output unit 150. When generating a non-uniform mesh according to an unevenly distributed point cloud, a non-uniform mesh may be generated such that an area in which a large number of points are located includes a larger number of lattice planes than an area in which a small number of points are located. have. Thereby, a large number of lattice planes are formed in the area | region where points are densely distributed, and the total volume finally computed by the waste volume calculation apparatus which calculates a volume for every lattice plane can be accurate.

폐기물 체적 계산 장치는 단계 210 내지 290에 따라 산출한 전체 체적을 산출 시간을 기준으로 저장할 수 있으며, 이를 이용한 폐기물의 전체 체적 변화량 등의 통계 정보를 산출할 수 있다. 예를 들어, 폐기물 체적 계산 장치는 매일 지정된 시간마다 상술한 과정을 통해 전체 체적을 산출하고, 전일과 금일의 전체 체적의 차를 일일 매립량으로 산출할 수 있다. 또는 폐기물 체적 계산 장치는 매주 또는 매년 등 지정된 기간을 달리하여 해당 기간 동안의 매립량을 산출할 수 있다.
The waste volume calculating apparatus may store the total volume calculated according to the steps 210 to 290 based on the calculation time, and calculate statistical information such as the total volume change of the waste using the same. For example, the waste volume calculating device may calculate the total volume through the above-described process every designated time every day, and calculate the difference between the total volume of the previous day and today as the daily landfill amount. Alternatively, the waste volume calculation device may calculate the amount of landfilling during that period by varying the designated period such as weekly or annually.

도 2 내지 도 4를 참조하여 상술한 폐기물 체적 계산 장치는 비균일 삼각 매시를 생성하여 체적을 산출하는 것으로 예시하였으나, 비균일 사각 매시를 생성하는 등의 매시의 폴리곤의 형태는 구현 방법에 따라 변경될 수 있다.
The waste volume calculation apparatus described above with reference to FIGS. 2 to 4 exemplifies that the non-uniform triangular mesh is generated to calculate the volume, but the shape of the polygon of the mesh such as generating the non-uniform rectangular mesh is changed according to the implementation method. Can be.

상술한 폐기물 체적 계산 장치는 스테레오 영상을 이용하여 산출한 포인트 클러스터에 따라 비균일 매시를 생성하고 비균일 매시의 각 격자면 별로 체적을 산출하기 때문에, 측면에서 촬영한 스테레오 영상을 이용하더라도 폐기물의 실제 전체 체적과 산출한 전체 체적 간의 오차가 작을 수 있다. 따라서, 포인트 클러스터 만으로 폐기물을 산출하기 위해서는 스테레오 영상을 촬영하기 위한 카메라의 높이가 높아야 하는 제약 사항이 있으나, 본 발명에 따른 폐기물 체적 계산 장치는 카메라의 위치가 상대적으로 낮게 설정되더라도 폐기물의 전체 체적 산출에 대한 오류가 작은 효과가 있다.
The waste volume calculation apparatus described above generates non-uniform meshes according to the point clusters calculated using stereo images and calculates the volume for each lattice plane of the non-uniform meshes. The error between the total volume and the calculated total volume may be small. Therefore, in order to calculate the waste using only the point cluster, there is a restriction that the height of the camera for capturing stereo images must be high. The error for has a small effect.

이제까지 본 발명에 대하여 그 실시 예를 중심으로 살펴보았다. 전술한 실시 예 외의 많은 실시 예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.The present invention has been described above with reference to the embodiments thereof. Many embodiments other than the above-described embodiments are within the scope of the claims of the present invention. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. The disclosed embodiments should, therefore, be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, and all differences within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the present invention.

Claims (8)

폐기물을 촬영한 스테레오(stereo) 영상을 수신하는 입력부;
프로세서; 및
메모리를 포함하되,
상기 스테레오 영상을 미리 지정된 패턴에 따라 보정하여 상기 스테레오 이미지를 생성하는 단계;
상기 스테레오 이미지에 따른 포인트 클러스터를 생성하는 단계;
상기 포인트 클러스터에 따른 비균일 매시를 생성하는 단계;
미리 지정된 좌표에 기준 평면을 설정하는 단계;
상기 포인트 클러스터를 상기 기준 평면으로 투영하는 단계;
상기 비균일 매시의 각 격자면에 상응하는 포인트에 대한 평균 투영 높이를 산출하는 단계;
상기 평균 투영 높이와 상기 격자의 넓이를 곱하여 각 격자면에 상응하는 체적을 산출하는 단계; 및
각 상기 격자면에 상응하는 체적을 합하여 폐기물 체적을 산출하는 단계
를 구현하기 위한 프로그램이 상기 메모리에 저장되어 상기 프로세서에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 폐기물 체적 계산 장치.
An input unit for receiving a stereo image of the waste;
A processor; And
Include memory,
Generating the stereo image by correcting the stereo image according to a predetermined pattern;
Generating a point cluster according to the stereo image;
Generating a non-uniform mash according to the point cluster;
Setting a reference plane at a predetermined coordinate;
Projecting the point cluster into the reference plane;
Calculating an average projection height for a point corresponding to each lattice plane of the non-uniform mesh;
Calculating a volume corresponding to each grating plane by multiplying the average projection height by the area of the grating; And
Calculating a waste volume by summing the volumes corresponding to each of the lattice planes
A program for implementing a waste volume, characterized in that stored in the memory and performed by the processor.
제1 항에 있어서,
상기 프로그램은
상기 포인트 클러스터의 포인트 중 상기 격자에 대한 격자선 상에 투영된 포인터를 상기 격자선과 접한 둘 이상의 격자면으로 복사하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐기물 체적 계산 장치.
The method according to claim 1,
The program
Copying a pointer projected on a grid line for the grid among the points of the point cluster to two or more grid planes in contact with the grid line
Waste volume calculation device further comprising.
제1 항에 있어서,
스테레오 영상을 생성하는 카메라를 더 포함하되,
상기 스테레오 이미지를 생성하는 단계는 상기 스테레오 영상을 미리 지정된 패턴에 따라 보정하여 상기 스테레오 이미지를 생성하는 단계인 것을 특징으로 하는 폐기물 체적 계산 장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a camera for generating a stereo image,
The generating of the stereo image may include generating the stereo image by correcting the stereo image according to a predetermined pattern.
제1 항에 있어서,
상기 프로그램은
미리 지정된 기간 별 폐기물 체적 간의 차인 기간별 매립양을 산출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐기물 체적 계산 장치.
The method according to claim 1,
The program
And a step of calculating a landfill amount for each period that is a difference between the waste volumes for each predetermined period.
폐기물 체적 계산 장치가 폐기물의 체적을 계산하는 방법에 있어서,
스테레오 영상을 미리 지정된 패턴에 따라 보정하여 상기 스테레오 이미지를 생성하는 단계;
상기 스테레오 이미지에 따른 포인트 클러스터를 생성하는 단계;
상기 포인트 클러스터에 따른 비균일 매시를 생성하는 단계;
미리 지정된 좌표에 기준 평면을 설정하는 단계;
상기 포인트 클러스터를 상기 기준 평면으로 투영하는 단계;
상기 비균일 매시의 각 격자면에 상응하는 포인트에 대한 평균 투영 높이를 산출하는 단계;
상기 평균 투영 높이와 상기 격자의 넓이를 곱하여 각 격자면에 상응하는 체적을 산출하는 단계; 및
각 상기 격자면에 상응하는 체적을 합하여 폐기물 체적을 산출하는 단계
를 포함하는 폐기물 체적 계산 방법.
In the waste volume calculation device calculates the volume of waste,
Correcting the stereo image according to a predetermined pattern to generate the stereo image;
Generating a point cluster according to the stereo image;
Generating a non-uniform mash according to the point cluster;
Setting a reference plane at a predetermined coordinate;
Projecting the point cluster into the reference plane;
Calculating an average projection height for a point corresponding to each lattice plane of the non-uniform mesh;
Calculating a volume corresponding to each grating plane by multiplying the average projection height by the area of the grating; And
Calculating a waste volume by summing the volumes corresponding to each of the lattice planes
Waste volume calculation method comprising a.
제5 항에 있어서,
상기 포인트 클러스터의 포인트 중 상기 격자에 대한 격자선 상에 투영된 포인터를 상기 격자선과 접한 둘 이상의 격자면으로 복사하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐기물 체적 계산 방법.
6. The method of claim 5,
Copying a pointer projected on a grid line for the grid among the points of the point cluster to two or more grid planes in contact with the grid line
Waste volume calculation method further comprising.
제5 항에 있어서,
상기 스테레오 이미지를 생성하는 단계는 상기 스테레오 영상을 미리 지정된 패턴에 따라 보정하여 상기 스테레오 이미지를 생성하는 단계인 것을 특징으로 하는 폐기물 체적 계산 방법.
6. The method of claim 5,
The generating of the stereo image may include correcting the stereo image according to a predetermined pattern to generate the stereo image.
제5 항에 있어서,
미리 지정된 기간 별 폐기물 체적 간의 차인 기간별 매립양을 산출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐기물 체적 계산 방법.6. The method of claim 5,
And calculating a landfill amount for each period, which is a difference between the waste volumes for each predetermined period.
KR1020120069444A 2012-06-27 2012-06-27 Appartus and method for calculating volume of rubbish KR101286298B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120069444A KR101286298B1 (en) 2012-06-27 2012-06-27 Appartus and method for calculating volume of rubbish

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120069444A KR101286298B1 (en) 2012-06-27 2012-06-27 Appartus and method for calculating volume of rubbish

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101286298B1 true KR101286298B1 (en) 2013-07-19

Family

ID=48997413

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120069444A KR101286298B1 (en) 2012-06-27 2012-06-27 Appartus and method for calculating volume of rubbish

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101286298B1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018040533A (en) * 2016-09-07 2018-03-15 Ｊｆｅエンジニアリング株式会社 Waste deposit layer height measuring device and method for waste gasification melting furnace, and waste gasification melting apparatus and method
KR20180076986A (en) * 2016-12-28 2018-07-06 서울대학교산학협력단 Method of estimating waste and system for estimating waste
CN109000559A (en) * 2018-06-11 2018-12-14 广东工业大学 A kind of measurement method of object volume, device, system and readable storage medium storing program for executing
CN110889885A (en) * 2019-10-23 2020-03-17 中电科新型智慧城市研究院有限公司 Three-dimensional object volume calculation method based on point cloud slice
WO2022145533A1 (en) * 2020-12-30 2022-07-07 주식회사 누비랩 System and method for monitoring food waste

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000304511A (en) 1999-04-23 2000-11-02 Kajima Corp Soil volume measuring method and apparatus
KR20060125148A (en) * 2005-06-02 2006-12-06 엘지전자 주식회사 Method for extracting 3-dimensional coordinate information from 3-dimensional image using mobile phone with multiple cameras and terminal thereof

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000304511A (en) 1999-04-23 2000-11-02 Kajima Corp Soil volume measuring method and apparatus
KR20060125148A (en) * 2005-06-02 2006-12-06 엘지전자 주식회사 Method for extracting 3-dimensional coordinate information from 3-dimensional image using mobile phone with multiple cameras and terminal thereof

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018040533A (en) * 2016-09-07 2018-03-15 Ｊｆｅエンジニアリング株式会社 Waste deposit layer height measuring device and method for waste gasification melting furnace, and waste gasification melting apparatus and method
KR20180076986A (en) * 2016-12-28 2018-07-06 서울대학교산학협력단 Method of estimating waste and system for estimating waste
CN109000559A (en) * 2018-06-11 2018-12-14 广东工业大学 A kind of measurement method of object volume, device, system and readable storage medium storing program for executing
CN109000559B (en) * 2018-06-11 2020-09-11 广东工业大学 Object volume measuring method, device and system and readable storage medium
CN110889885A (en) * 2019-10-23 2020-03-17 中电科新型智慧城市研究院有限公司 Three-dimensional object volume calculation method based on point cloud slice
CN110889885B (en) * 2019-10-23 2023-05-16 中电科新型智慧城市研究院有限公司 Three-dimensional object volume calculation method based on point cloud slice
WO2022145533A1 (en) * 2020-12-30 2022-07-07 주식회사 누비랩 System and method for monitoring food waste

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101286298B1 (en) Appartus and method for calculating volume of rubbish
US10614579B1 (en) Three dimensional model generation using heterogeneous 2D and 3D sensor fusion
US8059916B2 (en) Hybrid system for multi-projector geometry calibration
CN110300292B (en) Projection distortion correction method, device, system and storage medium
AU2011312140B2 (en) Rapid 3D modeling
CN108028900B (en) Projection apparatus, projection method, and program storage medium
CN108961152B (en) Method and device for generating plane house type graph
CN109472829B (en) Object positioning method, device, equipment and storage medium
JP2007142495A (en) Planar projector and planar projection program
JP6088260B2 (en) Processing apparatus, processing system, processing method, and program
CN110517209B (en) Data processing method, device, system and computer readable storage medium
JP2021520008A (en) Vehicle inspection system and its method
CN108592884A (en) A kind of general linear array satellite core line image generating method
KR101842141B1 (en) 3 dimensional scanning apparatus and method therefor
CN110213553A (en) A kind of image projecting method and storage medium suitable for non-flat screen
CN114697623A (en) Projection surface selection and projection image correction method and device, projector and medium
Zhou et al. Multi-projector display with continuous self-calibration
KR101575284B1 (en) Apparatus for generating texture of 3-demensional reconstructed object by resolution level of 2-demensional image and method thereof
US9479747B2 (en) Guide image generation device and method using parameters
CN109712197B (en) Airport runway gridding calibration method and system
KR101286297B1 (en) Appartus and method for calculating volume of rubbish
CN101729739A (en) Method for rectifying deviation of image
KR101553266B1 (en) Apparatus and method for generating guide image using parameter
WO2019087467A1 (en) Measurement system, measurement device, and measurement method
JP5502771B2 (en) Electronic blackboard system and program

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160419

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170603

Year of fee payment: 5