KR101586568B1 - Planning method of stereo CCTV for 3D map construcing and apparatus thereof - Google Patents

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편무욱
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문수정
장일웅
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건국대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은, 분석대상 지역에 대한 데이터를 입력받아 상기 분석대상 지역에 대응하는 영상 데이터를 표시하는 단계와, 상기 영상 데이터 내에서 감시후보 영역을 설정하는 단계와, 상기 감시후보 영역에 설치할 가상 카메라에 대한 복수의 감시 조건을 변수로 설정받는 단계와, 상기 가상 카메라의 최대 배치 대수를 설정받는 단계와, 상기 최대 배치 대수에 대응하는 복수의 가상 카메라를 상기 감시후보 영역 내의 임의 위치에 배치하되, 상기 감시 조건을 변수로 하여 상기 감시후보 영역 내에 존재하는 건물들에 대한 가시면적의 총합을 최대화하기 위한 상기 감시 조건을 상기 가상 카메라 별로 탐색하는 단계와, 상기 가시면적의 총합을 기 설정된 임계값과 비교하는 단계, 및 상기 가시면적의 총합이 상기 임계값 이상이면, 상기 탐색된 감시 조건의 정보를 상기 가상 카메라 별로 제공하는 단계를 포함하는 3차원 지도 구축을 위한 스테레오 카메라 설계 방법을 제공한다.
상기 3차원 지도 구축을 위한 스테레오 카메라 설계 방법 및 그 장치에 따르면, 실외 환경에 적합한 스테레오 카메라를 최적의 위치에 배치할 수 있는 설계 환경을 제공함에 따라 보다 정확하고 정밀한 데이터를 얻을 수 있으며 데이터 품질을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
The method includes the steps of displaying image data corresponding to the region to be analyzed by receiving data on the region to be analyzed, setting a monitoring candidate region in the image data, A step of setting a plurality of virtual cameras corresponding to the maximum number of layouts at arbitrary positions in the monitoring candidate area, Searching the virtual camera for each monitoring condition for maximizing a total sum of visible areas for buildings existing in the monitoring candidate area using the monitoring condition as a variable; And if the total sum of the visual areas is greater than or equal to the threshold value, And providing information for each of the plurality of virtual cameras to the three-dimensional map.
According to the method and apparatus for designing a stereo camera for constructing the three-dimensional map, more accurate and precise data can be obtained by providing a design environment in which a stereo camera suitable for an outdoor environment can be arranged at an optimal position, There is an advantage that it can be improved.

Description

3차원 지도 구축을 위한 스테레오 카메라 설계 방법 및 그 장치{Planning method of stereo CCTV for 3D map construcing and apparatus thereof}[0001] The present invention relates to a stereoscopic camera,

본 발명은 3차원 지도 구축을 위한 스테레오 카메라 설계 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 RDM(Realtime Digital Map) 기반의 HLM(Hyper Live Map) 구축을 위한 실외 환경에 적합한 스테레오 카메라를 최적의 위치에 배치할 수 있는 3차원 지도 구축을 위한 스테레오 카메라 설계 방법 및 그 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a stereo camera design method and apparatus for constructing a three-dimensional map, and more particularly, to a stereo camera design method and apparatus for constructing a three-dimensional map. More specifically, the present invention relates to a stereo camera suitable for an outdoor environment for building an HLM (Hyper Live Map) And more particularly, to a stereo camera design method and apparatus for three-dimensional map construction.

건물의 영상 데이터를 실시간 추출하기 위해서는 실시간 고정된 상태로 감시가 가능한 CCTV 카메라를 이용할 수 있다. 또한 두 대의 카메라를 좌우로 한 쌍 배치한 후 이미지 프로세싱 작업을 진행할 경우 건물의 3D 클라우드 포인트를 획득할 수 있다. In order to extract real-time video data of a building in real time, CCTV cameras that can be monitored in a fixed state can be used. In addition, two pairs of cameras can be placed side by side, and a 3D cloud point of the building can be acquired when image processing is performed.

RDM(Realtime Digital Map) 구축을 위한 3D 클라우드 포인트의 추출에는 기존에 미리 설치되어 있는 CCTV와 다양한 Multi-Source를 활용할 수 있다. 일반적으로 카메라로부터 획득된 데이터의 품질을 높이기 위해서는 감시 대상 지역이나 건물 등에 대한 카메라의 감시 성능이 높아야 하며, 카메라의 감시 성능은 그 설치 위치, 배치, 각도 등에 의해 크게 영향을 받는다.To extract the 3D cloud point for real-time digital map (RDM) construction, it is possible to utilize the existing CCTV and various multi-sources. Generally, in order to improve the quality of the data obtained from the camera, the surveillance performance of the camera with respect to the surveillance target area or the building should be high, and the surveillance performance of the camera is greatly influenced by the installation position, arrangement and angle.

따라서, RDM 구축 시에 각각의 카메라들은 전체적으로 감시 성능을 높일 수 있는 최적의 위치에 배치되어 있어야 한다. 하지만, 실제로 카메라를 설치한 다음 설치된 영상들을 육안으로 검토하고 대조하면서 최적 위치를 탐색하는 방법은 시간, 인력, 비용이 낭비되는 문제점이 있다.Therefore, at the time of building the RDM, each of the cameras should be disposed at an optimal position to enhance the monitoring performance as a whole. However, there is a problem in that a method of searching for an optimum position while visually checking and collating installed images after installing a camera actually wastes time, manpower, and cost.

따라서, 실제로 카메라를 설치하기 이전에 설치 대상 구역별 카메라의 최적 배치를 미리 테스트할 수 있는 실험 환경이 구축될 필요성이 있다. 이와 같은 실험 환경이 구축된다면 CCTV의 배치 효율을 높일 수 있을 것이다.Therefore, it is necessary to construct an experimental environment that can test the optimal placement of the camera by the installation target zone in advance before installing the camera. If such an experimental environment is established, the deployment efficiency of CCTV will be improved.

본 발명의 배경이 되는 기술은 한국공개특허 제호()에 개시되어 있다.The technology which is a background of the present invention is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication (KOKAI).

본 발명은, 실외 환경에 적합한 스테레오 카메라를 최적의 위치에 배치할 수 있는 설계 환경을 제공할 수 있는 3차원 지도 구축을 위한 스테레오 카메라 설계 방법 및 그 장치를 제공하는데 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a stereo camera design method and apparatus for three-dimensional map construction that can provide a design environment in which a stereo camera suitable for an outdoor environment can be disposed at an optimum position.

본 발명은, 분석대상 지역에 대한 지리정보를 포함하는 영상 데이터를 입력받아 표시하는 단계와, 상기 영상 데이터 내에서 감시후보 영역을 설정하는 단계와,분석대상 지역에 대한 지리정보를 포함하는 영상 데이터를 입력받아 표시하는 상기 감시후보 영역에 설치할 가상 카메라에 대한 복수의 감시 조건을 변수로 설정받는 단계와, 상기 가상 카메라의 최대 배치 대수를 설정받는 단계와, 상기 최대 배치 대수에 대응하는 복수의 가상 카메라를 상기 감시후보 영역 내의 임의 위치에 배치하되, 상기 감시 조건을 변수로 하여 상기 감시후보 영역 내에 존재하는 건물들에 대한 가시면적의 총합을 최대화하기 위한 상기 감시 조건을 상기 가상 카메라 별로 탐색하는 단계와, 상기 가시면적의 총합을 기 설정된 임계값과 비교하는 단계, 및 상기 가시면적의 총합이 상기 임계값 이상이면, 상기 탐색된 감시 조건의 정보를 상기 가상 카메라 별로 제공하는 단계를 포함하는 3차원 지도 구축을 위한 스테레오 카메라 설계 방법을 제공한다.The method includes the steps of receiving and displaying image data including geographical information on an area to be analyzed, setting a surveillance candidate area in the image data, displaying image data including geographical information on the area to be analyzed A step of setting a plurality of monitoring conditions for a virtual camera to be installed in the surveillance candidate region to be displayed as a variable; setting a maximum number of layouts of the virtual cameras; A step of searching the virtual camera for the surveillance condition for maximizing the total sum of visible areas for buildings existing in the surveillance candidate area with the surveillance condition as a variable, Comparing the sum of the visible areas with a preset threshold value, and comparing the visible area If the sum is more than the threshold value, and provides a stereo camera designed for building a three-dimensional map comprises the step of providing the information of the search condition monitored by the virtual camera.

또한, 상기 복수의 감시 조건은, 상기 가상 카메라의 설치 위치, 설치 고도, 화각, 방위각을 포함할 수 있다.The plurality of monitoring conditions may include an installation position, an installation altitude, an angle of view, and an azimuth angle of the virtual camera.

또한, 상기 가시면적의 총합이 상기 임계값 미만이면, 상기 최적 배치 대수를 증가시킨 다음 상기 탐색을 재수행할 수 있다.Also, if the total sum of the visible areas is less than the threshold value, the optimal arrangement number may be increased and the search may be re-executed.

그리고, 상기 건물들에 대한 가시면적의 총합을 최대화하기 위한 상기 감시 조건을 상기 가상 카메라 별로 탐색하는 단계는, 상기 입력받은 영상 데이터로부터 상기 감시후보 영역 내에 존재하는 상기 건물들의 영상을 추출한 다음, 상기 건물들의 총 면적에 대비하여, 상기 가상 카메라들에 의해 감시되는 건물 영역의 가시면적의 총합이 차지하는 비율을 최대화하기 위한 상기 감시 조건을 획득하며, 상기 가시면적의 총합을 기 설정된 임계값과 비교하는 단계는, 상기 비율을 상기 임계값과 비교할 수 있다.The step of searching the virtual camera for the monitoring condition for maximizing the total sum of the visible areas of the buildings may include extracting images of the buildings existing in the monitoring candidate area from the input image data, Acquiring the monitoring condition for maximizing a ratio of the total area of the building areas monitored by the virtual cameras to the total area of the buildings, comparing the total of the visible areas with a predetermined threshold value The step may compare the ratio with the threshold value.

그리고, 분석대상 지역에 대한 지리정보를 포함하는 영상 데이터를 입력받아 표시하는 영상 데이터 제공부와, 상기 영상 데이터 내에서 감시후보 영역을 설정하는 감시영역 설정부와, 상기 감시후보 영역에 설치할 가상 카메라에 대한 복수의 감시 조건을 변수로 설정받는 감시조건 설정부와, 상기 가상 카메라의 최대 배치 대수를 설정받는 배치대수 설정부와, 상기 최대 배치 대수에 대응하는 복수의 가상 카메라를 상기 감시후보 영역 내의 임의 위치에 배치하되, 상기 감시 조건을 변수로 하여 상기 감시후보 영역 내에 존재하는 건물들에 대한 가시면적의 총합을 최대화하기 위한 상기 감시 조건을 상기 가상 카메라 별로 탐색하는 최적 배치부와, 상기 가시면적의 총합을 기 설정된 임계값과 비교하는 가시면적 비교부, 및 상기 가시면적의 총합이 상기 임계값 이상이면, 상기 탐색된 감시 조건의 정보를 상기 가상 카메라 별로 제공하는 배치정보 제공부를 포함하는 3차원 지도 구축을 위한 스테레오 카메라 설계 장치를 제공한다.A video data providing unit for receiving and displaying video data including geographical information on a region to be analyzed; a surveillance region setting unit for setting a surveillance candidate region in the video data; A plurality of virtual cameras corresponding to the maximum number of layouts are set in the monitoring candidate area, and a plurality of virtual cameras corresponding to the maximum number of layouts are set in the monitoring candidate area An optimal placement unit for searching the virtual camera for each monitoring condition for maximizing a total sum of visible areas for buildings existing in the monitoring candidate area using the monitoring condition as a variable; A threshold value comparing unit for comparing the sum of the visible areas with a preset threshold value, Group is more than the threshold value, and provides a stereo camera design apparatus for building a three-dimensional map including a service allocation information to provide information of the search condition monitored by the virtual camera.

여기서, 상기 최적 배치부는, 상기 입력받은 영상 데이터로부터 상기 감시후보 영역 내에 존재하는 상기 건물들의 영상을 추출한 다음, 상기 건물들의 총 면적에 대비하여, 상기 가상 카메라들에 의해 감시되는 건물 영역의 가시면적의 총합이 차지하는 비율을 최대화하기 위한 상기 감시 조건을 획득하며, 상기 가시면적 비교부는, 상기 비율을 상기 임계값과 비교할 수 있다.Here, the optimal arrangement unit may extract an image of the buildings existing in the surveillance candidate area from the input image data, and then extract an image of a building area monitored by the virtual cameras with respect to a total area of the buildings , And the visible area comparison unit may compare the ratio with the threshold value.

본 발명에 따른 3차원 지도 구축을 위한 스테레오 카메라 설계 방법 및 그 장치에 따르면, 실외 환경에 적합한 스테레오 카메라를 최적의 위치에 배치할 수 있는 설계 환경을 제공함에 따라 보다 정확하고 정밀한 데이터를 얻을 수 있으며 데이터 품질을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.According to the method and apparatus for designing a stereo camera for constructing a three-dimensional map according to the present invention, more accurate and precise data can be obtained by providing a design environment in which a stereo camera suitable for an outdoor environment can be arranged at an optimum position There is an advantage that data quality can be improved.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 프로그램의 화면 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 3차원 지도 구축을 위한 스테레오 카메라 설계 장치의 구성도이다.
도 3은 도 2을 이용한 스테레오 카메라 설계 방법의 흐름도이다.
도 4는 도 3의 S320 단계를 설명하는 화면 예시도이다.
도 5는 방위각 및 화각을 변수로 하는 6가지 다른 상태의 카메라 예시를 나타낸다.
도 6은 도 3의 S340 단계를 나타내는 화면 예시도이다.
도 7은 도 3의 S350 단계를 통한 최적의 배치 결과물을 나타낸 화면 예시도이다.
도 8은 도 7의 최적 배치 결과물에 대응하는 텍스트 정보가 출력되는 화면 예시도이다.
도 9는 본 발명의 실시예를 이용한 최적 배치 결과의 예시도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 스테레오 카메라의 최적 감시 위치로부터 두 카메라의 위치 좌표를 연산하는 개념도이다.
도 11은 도 9에 의한 결과물을 이용하여 실제 CCTV를 배치하여 촬영한 영상 데이터를 나타낸다.
FIG. 1 is a screen configuration diagram of a program according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of a stereo camera designing apparatus for three-dimensional map construction according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart of a stereo camera design method using FIG.
FIG. 4 is a diagram illustrating a screen illustrating step S320 of FIG. 3. FIG.
Figure 5 shows an example of a camera in six different states with azimuth and angle of view as variables.
6 is a diagram illustrating an example of a screen showing step S340 of FIG.
FIG. 7 is a diagram illustrating an optimal layout result through step S350 of FIG. 3. FIG.
FIG. 8 is a diagram illustrating a screen in which text information corresponding to the optimal placement result of FIG. 7 is output.
FIG. 9 is an exemplary diagram of an optimal placement result using the embodiment of the present invention.
10 is a conceptual diagram for calculating position coordinates of two cameras from an optimal monitoring position of a stereo camera according to an embodiment of the present invention.
FIG. 11 shows image data obtained by arranging an actual CCTV using the result of FIG.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.

본 발명은 3차원 지도 구축을 위한 스테레오 카메라 설계 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, RDM(Realtime Digital Map) 기반의 HLM(Hyper Live Map) 구축에서 카메라의 최적 배치를 위한 설계 환경을 제공한다.The present invention relates to a method and apparatus for designing a stereo camera for three-dimensional map construction, and provides a design environment for optimal placement of a camera in the construction of an HLM (Hyper Live Map) based on RDM (Realtime Digital Map).

RDM 연구는 첨단도시 인프라인 CCTV를 활용하여 실시간으로 영상을 취득하고, 온라인상의 공개 영상(Add Image)을 이용하여 CCTV 영상의 폐쇄지역 영상을 보완하여 3차원 공간 정보를 제공하려는 것이다. 여기서, 공개영상(Add Image)은 핸드폰 영상, 블랙박스 영상, 항공 사진 등을 지칭할 수 있다. Stereo CCTV(스테레오 카메라)가 이미지 처리를 통해 만든 3D Cloud Point와의 중복 영역을 중첩하면 인접 CCTV 3D Cloud Point와의 연결이 가능하다. RDM research aims to acquire real time images using CCTV, which is a state-of-the-art urban infrastructure, and to provide three-dimensional spatial information by supplementing closed area images of CCTV images using an online image (Add Image). Here, the add image may refer to a mobile phone image, a black box image, an aerial photograph, and the like. Stereo When overlapping 3D Cloud Point created by CCTV (stereo camera) through image processing is overlapped, it is possible to connect with adjacent CCTV 3D Cloud Point.

본 실시예에서는 실시간 맵 구축을 위하여 스테레오 카메라를 최적 배치하는 것은 목적으로 한다. 이를 위하여 본 발명의 실시예는 카메라의 최적 배치를 위한 분석 도구를 제공한다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서 이러한 분석 도구의 기능에 관하여 간단히 설명하면 다음과 같다. In this embodiment, it is aimed to optimally arrange a stereo camera for real-time map construction. To this end, embodiments of the present invention provide an analysis tool for optimal placement of a camera. Before describing the present invention in detail, the function of the analysis tool will be briefly described as follows.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 분석 프로그램의 화면 구성을 나타낸다. 도 2의 도구상자는 CCTV가 배치된 내용을 나타내는 창이다. 설치하고자 하는 CCTV의 목록과 이름, 위치, 방위각, 화각, 설치고도, 가시면적, 중첩면적, DMZ 면적과 같은 세부정보를 나타낸다. 하단 바에서는 항공영상 내에서 건물지역을 구분할 수 있는 기능을 제공한다. 그리고 감시영역, 환경설정 부분은 CCTV 감시영역을 설정할 수 있는 부분으로 기상조건, 지상고도, 탐지 방위각, 탐지 화각을 조절할 수 있다. 그리고 후보지역 선정 부분은 감시영역, 환경 설정된 값을 단일 또는 일괄적으로 분석하는 부분이다. 후보지역 분석 열기는 후보지역을 저장, 불러오기 기능을 수행한다. 그리고 최적배치와 확률분석은 최적배치를 진행하고 결과 데이터를 분석하는데 필요한 부분이다. 마지막으로 항공사진 부분은 항공사진을 나타내며, 후보지역을 직접 선택하며, 결과데이터를 시각적으로 가시화할 수 있는 창이다.2 shows a screen configuration of an analysis program according to an embodiment of the present invention. The tool box in Fig. 2 is a window showing the contents in which the CCTV is arranged. It shows detailed information such as name, location, azimuth angle, angle of view, installation height, visible area, overlapping area and DMZ area of the CCTV to be installed. The bottom bar provides the ability to identify the building area within the aerial image. And the surveillance area and environment setting part can set the CCTV surveillance area, and can control the weather condition, the ground height, the detection azimuth angle, and the detection angle of view. And the candidate area selection part is a part that analyzes the setting area and environment setting value in a single or a batch. Open candidate area analysis performs save and recall of candidate areas. Optimal placement and probabilistic analysis are necessary for optimal placement and analysis of the result data. Finally, aerial photographs represent aerial photographs. Candidate regions are directly selected, and result data can be visually visualized.

이하에서는 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 지도 구축을 위한 스테레오 카메라 설계 장치의 구성도이고, 도 4는 도 3를 이용한 스테레오 카메라 설계 방법의 흐름도이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. FIG. 3 is a block diagram of a stereo camera designing apparatus for three-dimensional map construction according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a flowchart of a stereo camera designing method using FIG.

도 3 및 도 4을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 3차원 지도 구축을 위한 스테레오 카메라 설계 장치(100)는 영상 데이터 제공부(110), 감시영역 설정부(120), 감시조건 설정부(130), 배치대수 설정부(140), 최적 배치부(150), 최적 배치부(150), 배치정보 제공부(170)를 포함한다.3 and 4, a stereo camera designing apparatus 100 for three-dimensional map construction according to an exemplary embodiment of the present invention includes an image data providing unit 110, a surveillance area setting unit 120, An optimal placement unit 150, an optimum placement unit 150, and a placement information providing unit 170. The placement information providing unit 130 may be a database,

먼저, 영상 데이터 제공부(110)는 분석대상 지역에 대한 지리정보를 포함하는 영상 데이터를 입력받아 표시한다(S310). 이러한 S310 단계는 카메라를 배치하고자 하는 관심 지역에 대한 데이터 파일을 입력받는 과정이다. First, the image data providing unit 110 receives and displays image data including geographical information on an area to be analyzed (S310). The step S310 is a process of receiving a data file for a region of interest in which a camera is to be disposed.

입력되는 데이터 파일은 항공 영상, 위성 영상 등일 수 있으며 단순 영상정보 뿐만 아니라 지리 정보를 포함하고 있다. 지리 정보로는 DEM(수치표고자료) 영상 파일, 수치표고자료 텍스처 파일, 영상 텍스처 파일, 건물 구역 영역 구분 파일 등을 포함할 수 있다. 이상과 같이 입력되는 정보는 카메라를 배치하고자 하는 지역에 대한 실제 좌표, 지형적, 환경적인 요소를 고려한 것이다.The input data file can be an aerial image, a satellite image, and the like, and includes not only simple image information but also geographical information. The geographical information may include a DEM (digital elevation data) image file, a numerical elevation data texture file, an image texture file, a building area area classification file, and the like. The input information takes into account the actual coordinates, topographical and environmental factors of the area where the camera is to be arranged.

표 1은 S310 단계 시에 입력되는 데이터 파일의 예시이다.Table 1 is an example of a data file input at the step S310.

파일 이름File name 내용Contents KonkukDEM.imgKonkukDEM.img 건대 DEM 영상 파일DEM image file KonkukDEMTexture.ddsKonkukDEMTexture.dds 건대 수치표고자료 텍스처 파일Texture file ImageTexture.ddsImageTexture.dds 영상 텍스처 파일Video texture file DEM.rawDEM.raw 건국대 DEM 1m 수치 표고 모델Konkuk University DEM 1m Digital Elevation Model Kku_dmz.rawKku_dmz.raw 건국대 건물 구역 영역구분 파일Konkuk University building area area file Side.rawSide.raw 건국대 건물 영역 중첩을 위한 영역 구분 기본 자료Basic classification of area for superposition of Konkuk University building area Compass.ddsCompass.dds 나침반 텍스처 이미지Compass texture image BuildingArea.rawBuildingArea.raw 건대 건물부분의 면적Area of building area

이외에도 입력되는 정보에는 리소스 파일을 포함할 수 있다. 리소스 파일은 DirectX 전용 GUI를 위한 화살표 모델 파일, DirectX Ut에서 사용하는 기본 효과 파일, DirectX Ut에서 사용하는 GUI 콘트롤(버튼, 리스트 박스 등)에 사용되는 텍스처 등에 해당될 수 있다. In addition, the input information may include a resource file. The resource file may correspond to an arrow model file for a DirectX-specific GUI, a basic effect file used by the DirectX Ut, or a texture used for GUI controls (buttons, list boxes, etc.) used in the DirectX Ut.

다음, 감시영역 설정부(120)는 상기 영상 데이터 내에서 감시후보 영역을 설정한다(S320). 감시후보 영역의 설정은 영상 내의 지리정보를 참조하여 도로선을 기준으로 무작위로 선정할 수 있다. Next, the surveillance area setting unit 120 sets a surveillance candidate area within the video data (S320). The setting of the surveillance candidate area can be randomly selected based on the road line with reference to the geographic information in the image.

도로선은 지리 정보에 포함되어 있기 때문에 앞서 S310 단계에서 입력받은 정보로부터 도로선을 참조하면 감시후보 영역을 무작위로 선정할 수 있다. 감시 대상은 도로 주변의 건물 등일 수 있다. Since the road line is included in the geographical information, the surveillance candidate area can be selected at random by referring to the road line from the information input in step S310. Surveillance may be a building around the road, etc.

물론, 감시 후보 영역은 분석하고자 하는 지역의 기상 조건, 설치 고도, 설치 방위각, 탐지 화각, 탐지 거리, 중첩 면적, 도로선 추출 등의 기능을 이용하여 선정할 수 있다.Of course, the surveillance candidate area can be selected by using functions such as weather condition, installation altitude, installation azimuth, detection angle, detection distance, overlap area, road line extraction, etc. of the area to be analyzed.

도 4는 도 3의 S320 단계를 설명하는 화면 예시도이다. 도 4의 경우, 감시 후보 영역은 건국대학교 부지로서 초록색으로 표시되어 있다. 도 4에서는 도로선 등의 정보를 바탕으로 감시 후보 영역을 부작위로 1000개 선정한 예이다. 개개의 감시후보 영역은 매우 작기 때문에 화면에서는 여러 감시후보 영역들이 겹친 형태로 보여지고 있다. 물론 S320 단계에서 감시 후보 영역이란 상기 1000개의 영역을 아우르는 전체 하나의 영역을 의미할 수도 있다.FIG. 4 is a diagram illustrating a screen illustrating step S320 of FIG. 3. FIG. In the case of FIG. 4, the surveillance candidate region is indicated as green at Konkuk University site. In Fig. 4, 1000 observation candidates are selected based on information such as road lines. Since the individual monitoring candidate areas are very small, several surveillance candidate areas are overlapped on the screen. Of course, in step S320, the monitoring candidate area may mean a whole area including the above 1000 areas.

이러한 감시후보 영역은 항공 영상 내에서 사용자로부터 감시후보 영역을 임의로 설정받을 수도 있으며, 이 설정받은 부위 내에 포함된 도로선을 기준으로 무작위의 개수로 선정할 수도 있다. 이외에도 마우스 이동 위치에 대응하여 선택 가능한 영역(도로선이 존재하는 영역) 부위를 미리 특정 면, 라인, 이미지 등으로 오버랩하여 제공할 수도 있다. 감시후보 영역의 설정에 관한 실시예는 보다 다양할 수 있다.The surveillance candidate region may be arbitrarily set as a surveillance candidate region from the user in the aerial image, and the surveillance candidate region may be selected as a random number based on the road line included in the set site. In addition, the selectable area (area where the road line exists) corresponding to the mouse movement position may be provided overlapping with a specific surface, line, image, or the like in advance. Embodiments related to the setting of the surveillance candidate region may be more various.

한편, 본 실시예의 경우, 실제로 스테레오 카메라를 설치하기 전에 스테레오 카메라의 최적 배치를 테스트(모의 시뮬레이션)하기 위한 도구로서, 테스트에 사용되는 카메라는 실물 카메라가 아닌 가상 카메라에 해당한다. On the other hand, in the case of this embodiment, as a tool to test (simulate) the optimal arrangement of the stereo camera before actually installing the stereo camera, the camera used for the test corresponds to a virtual camera other than a real camera.

이후, 감시조건 설정부(130)는 상기 설정받은 감시후보 영역에 설치할 가상 카메라에 대한 복수의 감시 조건을 변수로 설정받는다(S330). 여기서, 복수의 감시 조건이란, 가상 카메라의 설치 위치, 설치 고도, 화각, 방위각을 포함할 수 있다. Then, the monitoring condition setting unit 130 sets a plurality of monitoring conditions for the virtual camera to be installed in the set monitoring candidate area as variables (S330). Here, the plurality of monitoring conditions may include the installation position of the virtual camera, the installation altitude, the view angle, and the azimuth angle.

일반적으로 CCTV는 배치된 지역의 360°를 모두 측정할 수 없다. 또한, 동일 카메라라 하더라도 해당 카메라의 방위각, 화각, 설치 위치, 높이 등에 따라서 측정할 수 있는 구역이 상이하게 나타날 수 있다.In general, CCTV can not measure all 360 ° of the deployed area. In addition, even in the same camera, the area to be measured may be different depending on the azimuth angle, angle of view, installation position, height, etc. of the camera.

상기 복수의 감시 조건을 조합하게 되면 다양한 경우의 수(변수 조합)가 도출될 수도 있다. 임의 위치에 설치된 임의 가상 카메라에 대하여 상기의 다양한 경우의 수의 변수 조합을 적용하여 테스트해 보면, 다양한 변수 조합 중에서도 최적의 감시 성능을 도출하는 최적의 변수 조합을 탐색할 수도 있을 것이다.When a plurality of monitoring conditions are combined, various numbers (combination of variables) may be derived. The optimal combinations of variables that can provide optimal monitoring performance among various combinations of variables may be searched by applying the above combinations of variable numbers to arbitrary virtual cameras installed in arbitrary locations.

이와 같이 감시 카메라의 감시 조건을 미리 여러 변수로 설정하여 두면, 각각의 감시 조건별로 테스트가 가능해지게 된다. 실제로 도 4의 경우, 화각을 50°로 고정하고 각 가상 카메라에 다양한 방위각을 임의로 지정한 상태의 1000개의 후보 지역을 표시하여 나타낸 것이다. 물론, 본 실시예에서는 이 모든 지역에 각각 카메라를 배치하지는 않으며 최적의 배치 대수와 최적의 감시 조건(위치, 고도, 방위각 등)을 가지는 최적 카메라 배치 결과를 시뮬레이션을 통하여 제공한다.If the surveillance condition of the surveillance camera is set in various variables in advance as described above, the test can be performed for each surveillance condition. Actually, in FIG. 4, 1000 candidate areas in which the angle of view is fixed at 50 degrees and various azimuth angles are arbitrarily designated in each virtual camera are displayed. Of course, in this embodiment, the cameras are not arranged in all of these areas, and the optimal camera placement results having the optimum number of layouts and optimal monitoring conditions (position, altitude, azimuth angle, etc.) are provided through simulation.

도 5는 본 발명의 실시예에서 방위각 및 화각별 카메라 배치를 나타낸다. 도 5는 방위각 및 화각을 변수로 하는 6가지 다른 상태의 카메라 예시를 나타낸다. 물론, 본 실시예에서는 가상 카메라의 화각은 모두 50°로 고정하였으며, 방위각의 변수는 0~359° 범위로 설정하였다. 물론 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.Figure 5 shows the camera arrangement by azimuth and angle of view in an embodiment of the present invention. Figure 5 shows an example of a camera in six different states with azimuth and angle of view as variables. Of course, in this embodiment, the angle of view of the virtual camera is fixed at 50 °, and the azimuth angle is set in the range of 0 to 359 °. Of course, the present invention is not limited thereto.

이후, 배치대수 설정부(140)는 상기 가상 카메라의 최대 배치 대수를 사용자로부터 설정받는다(S340). 즉, 상기 설정받은 감시후보 영역에 대하여 몇 대의 가상 카메라를 배치할 것인지를 입력받는다. 이때, 비용과 다양한 변수를 고려하여 카메라를 배치하려는 개수를 선택하도록 한다. Then, the arrangement number setting unit 140 sets the maximum number of arrangement of the virtual cameras from the user (S340). In other words, it is inputted how many virtual cameras are to be arranged with respect to the set monitoring candidate area. At this time, the number of cameras to be arranged is selected in consideration of cost and various variables.

예를 들어, 지역적인 특징, 제한성, 경제성을 사용자가 고려하여 최대 설치할 수 있는 Stereo CCTV의 갯수를 선택하고, 정확도를 올리기 위한 알고리즘 반복횟수를 입력하도록 한다.For example, the user selects the number of stereo CCTVs that can be installed in maximum considering the regional features, limitations, and economy, and inputs the number of iterations of the algorithm to increase accuracy.

알고리즘 반복 횟수의 경우, 본 실시예에서는 최대 반복 횟수를 의미한다. 이 최대 반복 횟수는 상기 설정받은 최대 배치 대수를 감시 후보영역에 대해 가상 배치하여 테스트한 다음, 감시 성능이 임계값 미만이면 원하는 성능을 만족하지 못하므로 카메라 배치 대수를 하나씩 늘려가면서 재테스트할 수 있도록 한다.In the case of the algorithm repetition times, this means the maximum repetition times in this embodiment. The maximum number of repetitions is determined by arranging the maximum number of layouts that are set up in the virtual candidate region, and if the monitoring performance is below the threshold, the desired performance is not satisfied. Therefore, do.

도 6은 도 3의 S340 단계를 나타내는 화면 예시도이다. 도 6은 최대 배치 대수를 30대로 설정받은 예이다. 앞서 감시후보 영역 1000개에 대하여 최대 배치 대수를 30개로 하면 가상 카메라가 배치되지 않는 영역들도 다수 존재하게 된다. 하지만 소량의 카메라 만으로 해당 대학교 부지에 대한 대부분의 영상이 확보될 수도 있으며 그렇지 않을 수도 있다. 즉, 테스트 결과 총 30대의 배치 만으로는 사각 지대가 존재하거나 명확한 영상 확보에 어려움이 있는 경우는 그 숫자를 늘려서 테스트를 반복할 수도 있다. 반복 횟수는 100으로 설정되어 있다. 이러한 경우, 30대에 대한 검증 이후 불만족 시, 31대부터 최130대까지 카메라 대수를 늘려가며 재 테스트를 수행할 수 있다.6 is a diagram illustrating an example of a screen showing step S340 of FIG. FIG. 6 shows an example in which the maximum number of layouts is set to 30. If the maximum number of arrangement is set to 30 for 1000 surveillance candidate areas, there are many areas where the virtual camera is not arranged. However, a small number of cameras may or may not provide the most images of the university site. In other words, if there is a blind spot with only 30 batches of test results, or if it is difficult to obtain a clear image, the test may be repeated by increasing the number. The number of repetitions is set to 100. In this case, if you are dissatisfied after verifying your 30s, you can retest by increasing the number of cameras from 31 to 130.

다음, 최적 배치부(150)는 상기 최대 배치 대수에 대응하는 복수의 가상 카메라를 상기 감시후보 영역 내의 임의 위치에 배치하되, 상기 감시 조건(ex, 설치 위치, 설치 고도, 화각, 방위각)을 변수로 하여 상기 감시후보 영역 내에 존재하는 건물들에 대한 가시면적의 총합을 최대화하기 위한 최적의 상기 감시 조건을 상기 가상 카메라 별로 탐색한다(S350).Next, the optimal placement unit 150 places a plurality of virtual cameras corresponding to the maximum number of layouts at arbitrary positions in the monitoring candidate area, and sets the monitoring condition (ex, installation position, installation height, angle of view, The optimum monitoring condition for maximizing the total sum of the visible areas of the buildings existing in the surveillance candidate area is searched for by the virtual camera at step S350.

본 실시예의 경우, 감시 조건 항목에서 화각은 앞서와 같이 모두 50°로 고정하였고 방위각은 다양하게 변수를 주었다. 물론, 카메라의 배치 위치 및 높이 또한 감시 조건의 변수로 적용된다.In the case of the present embodiment, in the monitoring condition item, the angle of view was fixed to 50 degrees as described above, and the azimuth angle gave various variables. Of course, the placement position and height of the camera are also applied as variables of the monitoring condition.

이러한 S350 단계는 시뮬레이션에 의하여 상기 30개의 가상 카메라에 대해 감시 조건을 변경해 가면서 최적의 감시 조건을 탐색하는 과정이다. 여기서, 각 가상 카메라의 최적 감시 조건은 각각의 가상 카메라에 의한 건물들의 가시면적의 총합을 최대화할 수 있는 조건을 의미한다.In step S350, the optimal monitoring condition is searched while changing the monitoring condition for the 30 virtual cameras by simulation. Here, the optimal monitoring condition of each virtual camera means a condition for maximizing the sum of the visible areas of buildings by each virtual camera.

여기서, 최적 배치부(150)는 상기 가시면적의 총합을 기 설정된 임계값과 비교하도록 한다(S360). 즉, 상기 가시면적의 총합이 상기 임계값 이상인지 또는 미만인지를 판단하여 본다(S370). Here, the optimal arrangement unit 150 compares the total sum of the visible areas with a preset threshold value (S360). That is, it is determined whether the total sum of the visible areas is greater than or less than the threshold (S370).

그 결과 임계값 미만이면 상기 최적 배치 대수를 증가시킨 다음 상기 탐색을 재수행하도록 한다. 즉, 배치대수 설정부(140)는 최적 배치 대수를 조절하게 되는데, 예를 들어 기존의 30대에서 31대로 늘릴 수 있다(S380). 늘릴 수 있는 배치 대수의 최대 한도(재실험 횟수)는 최대 반복 횟수에 따라 결정된다.As a result, if it is less than the threshold value, the optimum arrangement number is increased and then the search is performed again. That is, the placement number setting unit 140 adjusts the optimal placement number, for example, it can increase to 31 from 30 existing ones (S380). The maximum number of batches that can be increased (the number of retests) is determined by the maximum number of iterations.

한편, 상기 가시면적의 총합이 상기 임계값 이상이면, 배치정보 제공부(170)는 상기 탐색된 감시 조건의 정보를 상기 가상 카메라 별로 제공한다. 즉, 상기 최적의 배치 결과물을 영상, 텍스트 등으로 화면 상에 제공할 수 있다.On the other hand, if the sum of the visible areas is greater than or equal to the threshold value, the arrangement information providing unit 170 provides the information of the searched monitoring condition for each virtual camera. That is, the optimal placement result can be provided on the screen in the form of video, text, and the like.

본 실시예에서는 목표한 임계값에 도달할 때까지 반복 실험을 수행하며, 이를 위해 유전 알고리즘을 사용할 수 있다. 이는 모의 실험에 이용되는 연구 방법의 하나인 진화연산의 대표적인 한 분야로서, 선택, 교차, 변이, 대치의 4개의 과정을 정해진 목표나 횟수에 도달할 때까지 반복하는 알고리즘이며, 이를 통해 CCTV의 최적 배치 분석을 실시할 수 있다.In the present embodiment, iterative experiments are performed until the target threshold value is reached, and a genetic algorithm can be used for this purpose. This is a representative field of evolutionary computation, one of the research methods used in the simulation. It is an algorithm that iterates the four processes of selection, intersection, variation, and substitution until the target or frequency is reached. Batch analysis can be performed.

도 7은 도 3의 S350 단계를 통한 최적의 배치 결과물을 나타낸 화면 예시도이다. 이러한 도 7은 도 6에 표시된 감시대상 영역 중에서 최대 배치 대수에 대응하는 30대의 카메라가 최적의 감시 조건으로 배치된 영상의 결과물에 해당한다. 여기서 부채꼴 모양의 형상으로부터 각 가상 카메라의 최적 배치된 화각과 방위각을 육안으로 간단히 확인할 수 있다.FIG. 7 is a diagram illustrating an optimal layout result through step S350 of FIG. 3. FIG. FIG. 7 corresponds to the result of an image in which thirty cameras corresponding to the maximum number of arrangement in the monitored area shown in FIG. 6 are arranged under the optimum monitoring condition. Here, the optimum angle of view and azimuth angle of each virtual camera can be visually confirmed from the shape of the fan-shaped shape.

본 실시예에서는 이와 같이 조건 값(최대 배치 대수, 최대 반복 횟수)을 지정하고 최적 배치 프로그램을 실행하게 되면, 조건 값에 맞는 최적의 위치에 원하는 개수 만큼의 가상 카메라가 배치되고 그 모습이 영상 결과물로 제공될 수 있다. 물론, 그 결과값을 텍스트의 형태로도 제공할 수 있다. 도 8은 도 7의 최적 배치 결과물에 대응하는 텍스트 정보가 출력되는 화면 예시도이다. 이를 통해 가상 카메라별 배치 좌표, 가시면적, 그리고 좌우 좌표 등을 확인할 수 있다.In this embodiment, when the condition values (the maximum number of layouts and the maximum number of repetitions) are specified and the optimum arrangement program is executed, a desired number of virtual cameras are arranged at optimal positions corresponding to the condition values, Lt; / RTI > Of course, the resulting value can also be provided in the form of text. FIG. 8 is a diagram illustrating a screen in which text information corresponding to the optimal placement result of FIG. 7 is output. This allows you to see the location coordinates, visible area, and left and right coordinates for each virtual camera.

한편, 상기 건물들에 대한 가시면적의 총합을 최대화하기 위한 상기 감시 조건을 가상 카메라 별로 탐색하는 단계(S350)는, 상기 입력받은 영상 데이터로부터 상기 감시후보 영역 내에 존재하는 상기 건물들의 영상을 추출한 다음, 상기 건물들의 총 면적에 대비하여, 상기 가상 카메라들에 의해 감시되는 건물 영역의 가시면적의 총합이 차지하는 비율을 최대화하기 위한 상기 감시 조건을 획득하도록 한다.In operation S 350, the monitoring condition for maximizing the total sum of the visible areas of the buildings is searched for each virtual camera. The monitoring images are extracted from the input image data, And obtains the monitoring condition for maximizing the ratio of the total area of the visible areas of the building area monitored by the virtual cameras to the total area of the buildings.

즉, 카메라의 감시 조건(설치 위치, 고도, 방위각, 화각)에 따라 카메라의 시야에 건물 전체가 들어올 수도 있고 건물의 일부만이 들어올 수도 있다. 즉, 카메라는 감시 조건에 따라 건물 면적의 10% 부분만 촬영할 수도 있고 그 이상을 촬영할 수도 있을 것이다. 카메라의 가시 영역의 분석을 위하여 가시선을 처리하는 방법으로는 선긋기법, 그림자기법 등이 있는데, 본 실시예에서는 선긋기 알고리즘의 브레제넴 기법을 사용하여 가시영역을 계산하였다.That is, depending on the monitoring condition (installation position, altitude, azimuth angle, and angle of view) of the camera, the entire building may come in view of the camera, or only a part of the building may come in. In other words, the camera may capture only 10% of the building area or more according to monitoring conditions. In order to analyze the visible region of the camera, there are a line drawing method, a shadowing method, etc. In this embodiment, the visible region is calculated using the Breshenem method of the line drawing algorithm.

이상과 같은 본 실시예에서는 카메라들에 의한 감시 대상이 되는 전체 건물들의 총 면적에 대비하여, 각 카메라에 의해 감시되는 가시면적의 총합이 차지하는 비율을 연산할 수 있으며, 상기 감시 조건을 변경할 때마다 이들을 연산하면 그 비율을 최대화할 수 있는 카메라들의 감시 조건을 찾을 수 있게 된다. 상기 비율이 높을수록 감시 효율 및 성능이 높다는 것을 의미하는 것은 자명한 것이다. 상기 비율을 임계값과 비교한 다음 임계값을 만족하는 경우에는 도 7 및 도 8의 결과물을 제공할 수 있다. In this embodiment, the ratio of the sum of the visible areas monitored by each camera can be calculated in comparison with the total area of all the buildings to be monitored by the cameras, and when the monitoring condition is changed By computing these, we can find the surveillance condition of cameras that can maximize the ratio. It is clear that the higher the ratio, the higher the monitoring efficiency and performance. If the ratio is compared with the threshold value and then the threshold value is satisfied, the results shown in FIGS. 7 and 8 can be provided.

즉, 본 실시예에서는 전체 후보지점에서 최적 배치 진행 시에 최적 배치된 부분의 영역만 지도에서 나타내는 도 7의 방법과, 이와 별도의 새로운 창을 띄워서 CCTV의 각각의 위치좌표, 계산과정, 전체 건물 면적에 대한 가시면적의 비율 등의 수치값을 텍스트 등으로 나타내는 도 8의 방법을 모두 제공할 수 있다. 이상과 같이 본 실시예의 경우, 전체 건물 면적에 대비하여 카메라에 의해 가시화되는 건물 면적의 비율을 이용하여 카메라의 배치 위치 등의 조건을 선정할 수 있다. That is, in the present embodiment, only the area of the optimal placement part in the optimal placement progression at the entire candidate points is shown on the map, and the method of FIG. 7 in which a new window is opened, It is possible to provide all the methods of Fig. 8, which show numerical values such as the ratio of the visible area to the area, in text or the like. As described above, in this embodiment, it is possible to select conditions such as the position of the camera using the ratio of the building area visible by the camera to the entire building area.

도 9는 본 발명의 실시예를 이용한 최적 배치 결과의 예시도이다. 1000개의 감시후보 지역 중, 대학교 기숙사 지역의 후보지점은 80개가 나타났으며, 해당 기숙사 건물의 총 면적은 개수 별 최적 배치를 진행하여 그래프로 확인해 본 결과 2461로 나타났다. 80개의 후보지점을 최적 배치한 결과 최적화 곡선을 얻을 수 있었으며, 결과적으로 CCTV 배치는 8점을 기준으로 증가폭이 대폭 감소함을 볼 수 있었다. 또한 추출된 최적 위치를 기준으로 실제 스테레오 카메라의 좌/우의 위치 좌표를 구할 수 있는데, 이는 스테레오 CCTV를 배치하는 기준으로 이용될 수 있다.FIG. 9 is an exemplary diagram of an optimal placement result using the embodiment of the present invention. Of the 1000 candidates, 80 candidate dormitories were found in the university dormitory area. The total area of the dormitory buildings was found to be 2461 by checking the optimal layout of each dormitory building. Optimized placement of 80 candidate points resulted in an optimization curve. As a result, we could see that the increase in CCTV layout was greatly reduced by 8 points. In addition, the left / right position coordinates of the actual stereo camera can be obtained based on the extracted optimum position, which can be used as a reference for placing the stereo CCTV.

이하에서는 추출된 최적 위치를 이용하여 두 카메라의 위치 좌표를 획득하는 방법을 설명한다. 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 스테레오 카메라의 최적 감시 위치로부터 두 카메라의 위치 좌표를 연산하는 개념도이다. 스테레오 카메라는 좌우 두 카메라로 구현되는데, 본 실시예에 따른 테스트를 통해 구해지는 최적의 감시 위치란 두 카메라의 영역이 교차되는 점(A)에 해당된다. 또한 스테레오 카메라에 의한 가시 영역이란 이 두 카메라에 의한 중첩되는 면적 전체를 의미할 수 있다. 상기 두 카메라의 교차 점을 이용하면 실제 두 카메라의 좌표(B,C)를 연산할 수 있다. 연산된 두 카메라의 좌표(B,C)는 실제 카메라의 설치 작업 시에 두 카메라의 배치 위치로 사용된다. Hereinafter, a method of acquiring the positional coordinates of the two cameras using the extracted optimal position will be described. 10 is a conceptual diagram for calculating position coordinates of two cameras from an optimal monitoring position of a stereo camera according to an embodiment of the present invention. The stereo camera is implemented with two left and right cameras. The optimum monitoring position obtained through the test according to the present embodiment corresponds to a point (A) where the two cameras cross each other. In addition, the visible area by the stereo camera may mean the entire overlapping area of the two cameras. Using the intersection points of the two cameras, the coordinates (B, C) of the two cameras can be calculated. The coordinates (B, C) of the two computed cameras are used as placement positions of the two cameras in the installation work of the actual camera.

여기서 두 카메라의 간격은 1.1m인 것을 고려하고 있다. 물론 이는 변경 가능하다. 도 10에서 0.55는 상기 간격의 절반에 해당된다. B,C의 공식에서 25는 사용된 화각 50의 절반에 해당된다.Here, the distance between the two cameras is considered to be 1.1 m. Of course, this is changeable. In Fig. 10, 0.55 corresponds to half of the interval. In the formulas of B and C, 25 corresponds to half of the angle of view 50 used.

도 10에 도시된 공식을 이용하여 A점의 좌표에서, 방위각 270˚일 때부터 방위각이 증가함에 따라 변하는 B, C의 좌표를 구하는 과정은 아래의 표와 같다. 여기서 방위각 값이 360˚를 넘어가게 되는 값은 360˚= 0˚, 450˚= 90˚, 540˚= 180˚와 같이 생각할 수 있다.Using the formula shown in FIG. 10, the coordinates of the points B and C varying as the azimuth angle increases from the azimuth angle of 270 degrees in the coordinates of the point A are as follows. Here, the values at which the azimuth angle value exceeds 360 degrees can be considered as 360 degrees = 0 degrees, 450 degrees = 90 degrees, and 540 degrees = 180 degrees.

방위각azimuth 계산식[A=(a,b)]The formula [A = (a, b)] 270˚270˚

Figure 112014061463537-pat00001
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Figure 112014061463537-pat00002
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360˚(=0˚)360 ° (= 0 °)
Figure 112014061463537-pat00004
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Figure 112014061463537-pat00005
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Figure 112014061463537-pat00006
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450˚(=90˚)450 ° (= 90 °)
Figure 112014061463537-pat00007
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Figure 112014061463537-pat00008
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Figure 112014061463537-pat00009
Figure 112014061463537-pat00009
540˚(=180˚)540 ° (= 180 °)
Figure 112014061463537-pat00010
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Figure 112014061463537-pat00011
Figure 112014061463537-pat00011
Figure 112014061463537-pat00012
Figure 112014061463537-pat00012

이를 다시 정리하면, B, C의 좌표는 B=((α+Tcos(25-n), (β+Tsin(25-n)), C=((α+Tcos(335-n), (β+Tsin(335-n))으로 정리될 수 있다. 이러한 계산 공식은 방위각 270도일 때를 기준으로 하고 있으며 방위각이 증가함에 따라 n 값은 0,1,2,3,...으로 증가하게 된다. 즉, 최적 배치 위치 A(α,β)와 방위각과 화각이 결정되면, 두 카메라의 위치 B,C 또한 상기의 간단한 수학 공식에 의해 자동으로 연산 가능하다.The coordinates of B and C are B = ((α + T cos (25-n), (β + Tsin + Tsin (335-n)) This calculation formula is based on the azimuth angle of 270 degrees, and as the azimuth angle increases, the n value increases to 0, 1, 2, 3, ... The positions B and C of the two cameras can be automatically calculated by the simple mathematical formula described above.

도 11은 도 9에 의한 결과물을 이용하여 실제 CCTV를 배치하여 촬영한 영상 데이터를 나타낸다. 이러한 도 11은 최적 배치에 따른 CCTV 좌우좌표(TM), 방위각, 방위(50˚), 설치 고도를 바탕으로. 건국대학교 기숙사 건물의 CCTV 촬영 실험을 실시한 것으로서, 그 결과 촬영시간을 단축할 수 있었고, 더 정확한 자료를 얻을 수 있었다. 이와 같이 CCTV 촬영을 실시한 결과 최적의 지역의 영상데이터를 얻을 수 있다.FIG. 11 shows image data obtained by arranging an actual CCTV using the result of FIG. 11 is based on CCTV left and right coordinates (TM), azimuth angle, azimuth (50 degrees), and installation altitude according to the optimal arrangement. The result of the CCTV shooting experiment of Konkuk University dormitory building was able to shorten the shooting time and obtain more accurate data. As a result of CCTV shooting like this, it is possible to obtain the image data of the optimal area.

현재까지는 건물의 3D Cloud Point 취득을 위한 Stereo CCTV 배치에 관련된 기준이 없으므로 이를 위한 최적 배치 기술의 필요성이 제기되었다. 이를 해결하기 위한 수단으로 본 실시예에서는 Input data 입력, 후보 지역 선정, 감시조건 설정, 최적배치 대수 지정, 최적 배치 수행, 결과 데이터 추출의 가시화를 순차로 수행한다. 최종적으로 전체 영상에서 최적으로 배치된 카메라의 위치와 촬영된 영상의 건물 감시 비율을 나타내며 카메라를 효율적으로 설치함으로써 본 발명의 실시예는 실시간 3D MAP 구현의 기반 기술로 활용될 수 있다.So far, there is no standard related to Stereo CCTV deployment for 3D Cloud Point acquisition of buildings, so there is a need for optimal placement technology for this. In order to solve this problem, input data input, candidate area selection, monitoring condition setting, optimum layout number designation, optimal layout, and visualization of result data extraction are sequentially performed in this embodiment. Finally, the location of the camera optimally arranged in the entire image and the building monitoring ratio of the photographed image are shown. By efficiently installing the camera, the embodiment of the present invention can be utilized as an underlying technology of real-time 3D MAP implementation.

이상과 같은 본 발명에 따른 3차원 지도 구축을 위한 스테레오 카메라 설계 방법 및 그 장치에 따르면, 실외 환경에 적합한 스테레오 카메라를 최적의 위치에 배치할 수 있는 설계 환경을 제공함에 따라 보다 정확하고 정밀한 데이터를 얻을 수 있으며 데이터 품질을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.According to the method and apparatus for designing a stereo camera for constructing a three-dimensional map according to the present invention, a more accurate and precise data can be obtained by providing a design environment in which a stereo camera suitable for an outdoor environment can be arranged at an optimum position And can improve data quality.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

100: 3차원 지도 구축을 위한 스테레오 카메라 설계 장치
110: 영상 데이터 제공부 120: 감시영역 설정부
130: 감시조건 설정부 140: 배치대수 설정부
150: 최적 배치부 160: 가시면적 비교부
170: 배치정보 제공부
100: Stereo camera design device for 3D map construction
110: video data providing unit 120: surveillance area setting unit
130: Monitoring condition setting unit 140:
150: optimal placement unit 160: visible area comparison unit
170:

Claims (8)

분석대상 지역에 대한 지리정보를 포함하는 영상 데이터를 입력받아 표시하는 단계;
상기 영상 데이터 내에서 감시후보 영역을 설정하는 단계;
상기 감시후보 영역에 설치할 가상 카메라에 대한 복수의 감시 조건을 변수로 설정받는 단계;
상기 가상 카메라의 최대 배치 대수를 설정받는 단계;
상기 최대 배치 대수에 대응하는 복수의 가상 카메라를 상기 감시후보 영역 내의 임의 위치에 배치하되, 상기 감시 조건을 변수로 하여 상기 감시후보 영역 내에 존재하는 건물들에 대한 가시면적의 총합을 최대화하기 위한 상기 감시 조건을 상기 가상 카메라 별로 탐색하는 단계;
상기 가시면적의 총합을 기 설정된 임계값과 비교하는 단계; 및
상기 가시면적의 총합이 상기 임계값 이상이면, 상기 탐색된 감시 조건의 정보를 상기 가상 카메라 별로 제공하는 단계를 포함하는 3차원 지도 구축을 위한 스테레오 카메라 설계 방법.
Receiving and displaying image data including geographical information on an analysis target area;
Setting a monitoring candidate region in the video data;
Setting a plurality of monitoring conditions for a virtual camera to be installed in the monitoring candidate region as variables;
Setting a maximum number of layouts of the virtual cameras;
A plurality of virtual cameras corresponding to the maximum number of layouts are arranged at arbitrary positions in the monitoring candidate region, Searching the monitoring condition by the virtual camera;
Comparing the total sum of the visible areas with a preset threshold value; And
And providing information of the searched monitoring condition for each virtual camera when the total sum of the visible areas is greater than or equal to the threshold value.
청구항 1에 있어서,
상기 복수의 감시 조건은,
상기 가상 카메라의 설치 위치, 설치 고도, 화각, 방위각을 포함하는 3차원 지도 구축을 위한 스테레오 카메라 설계 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the plurality of monitoring conditions include:
A method of designing a stereo camera for constructing a three-dimensional map including an installation position, an installation altitude, an angle of view, and an azimuth angle of the virtual camera.
청구항 1에 있어서,
상기 가시면적의 총합이 상기 임계값 미만이면, 상기 최대 배치 대수를 증가시킨 다음 상기 탐색과 상기 비교를 재수행하되, 상기 가시면적의 총합이 상기 임계값 이상을 만족할 때까지 상기 최대 배치 대수의 증가를 통한 상기 재수행 동작을 반복하는 3차원 지도 구축을 위한 스테레오 카메라 설계 방법.
The method according to claim 1,
And increasing the maximum number of layouts until the sum of the visible areas satisfies the threshold value or more, if the total sum of the visible areas is less than the threshold, And repeating the re-performing operation through the step of performing the three-dimensional map construction.
청구항 1에 있어서,
상기 건물들에 대한 가시면적의 총합을 최대화하기 위한 상기 감시 조건을 상기 가상 카메라 별로 탐색하는 단계는,
상기 입력받은 영상 데이터로부터 상기 감시후보 영역 내에 존재하는 상기 건물들의 영상을 추출한 다음,
상기 건물들의 총 면적에 대비하여, 상기 가상 카메라들에 의해 감시되는 건물 영역의 가시면적의 총합이 차지하는 비율을 최대화하기 위한 상기 감시 조건을 획득하며,
상기 가시면적의 총합을 기 설정된 임계값과 비교하는 단계는,
상기 비율을 상기 임계값과 비교하는 3차원 지도 구축을 위한 스테레오 카메라 설계 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of searching the virtual camera for the monitoring condition for maximizing the sum of the visible areas for the buildings comprises:
Extracting an image of the buildings existing in the monitoring candidate region from the input image data,
Acquiring the monitoring condition for maximizing a ratio of a total area of visible areas of a building area monitored by the virtual cameras to a total area of the buildings,
Wherein comparing the sum of the visible areas with a predetermined threshold comprises:
And comparing the ratio with the threshold value.
분석대상 지역에 대한 지리정보를 포함하는 영상 데이터를 입력받아 표시하는 영상 데이터 제공부;
상기 영상 데이터 내에서 감시후보 영역을 설정하는 감시영역 설정부;
상기 감시후보 영역에 설치할 가상 카메라에 대한 복수의 감시 조건을 변수로 설정받는 감시조건 설정부;
상기 가상 카메라의 최대 배치 대수를 설정받는 배치대수 설정부;
상기 최대 배치 대수에 대응하는 복수의 가상 카메라를 상기 감시후보 영역 내의 임의 위치에 배치하되, 상기 감시 조건을 변수로 하여 상기 감시후보 영역 내에 존재하는 건물들에 대한 가시면적의 총합을 최대화하기 위한 상기 감시 조건을 상기 가상 카메라 별로 탐색하는 최적 배치부;
상기 가시면적의 총합을 기 설정된 임계값과 비교하는 가시면적 비교부; 및
상기 가시면적의 총합이 상기 임계값 이상이면, 상기 탐색된 감시 조건의 정보를 상기 가상 카메라 별로 제공하는 배치정보 제공부를 포함하는 3차원 지도 구축을 위한 스테레오 카메라 설계 장치.
An image data providing unit for receiving and displaying image data including geographical information on an analysis target area;
A surveillance region setting unit for setting a surveillance candidate region within the video data;
A monitoring condition setting unit configured to set a plurality of monitoring conditions for a virtual camera to be installed in the monitoring candidate area as variables;
A layout number setting unit configured to set a maximum number of layouts of the virtual cameras;
A plurality of virtual cameras corresponding to the maximum number of layouts are arranged at arbitrary positions in the monitoring candidate region, An optimum arrangement unit for searching the monitoring condition by the virtual camera;
A visible area comparing unit for comparing the total sum of the visible areas with a predetermined threshold value; And
And a placement information providing unit for providing the information of the searched monitoring condition for each of the virtual cameras when the total sum of the visible areas is equal to or greater than the threshold value.
청구항 5에 있어서,
상기 복수의 감시 조건은,
상기 가상 카메라의 설치 위치, 설치 고도, 화각, 방위각을 포함하는 3차원 지도 구축을 위한 스테레오 카메라 설계 장치.
The method of claim 5,
Wherein the plurality of monitoring conditions include:
A stereo camera designing device for constructing a three-dimensional map including an installation position, an installation altitude, an angle of view, and an azimuth angle of the virtual camera.
청구항 5에 있어서,
상기 가시면적의 총합이 상기 임계값 미만이면, 상기 최대 배치 대수를 증가시킨 다음 상기 탐색과 상기 비교를 재수행하되, 상기 가시면적의 총합이 상기 임계값 이상을 만족할 때까지 상기 최대 배치 대수의 증가를 통한 상기 재수행 동작을 반복하는 3차원 지도 구축을 위한 스테레오 카메라 설계 장치.
The method of claim 5,
And increasing the maximum number of layouts until the sum of the visible areas satisfies the threshold value or more, if the total sum of the visible areas is less than the threshold, And repeating the re-performing operation through the second step.
청구항 5에 있어서,
상기 최적 배치부는,
상기 입력받은 영상 데이터로부터 상기 감시후보 영역 내에 존재하는 상기 건물들의 영상을 추출한 다음,
상기 건물들의 총 면적에 대비하여, 상기 가상 카메라들에 의해 감시되는 건물 영역의 가시면적의 총합이 차지하는 비율을 최대화하기 위한 상기 감시 조건을 획득하며,
상기 가시면적 비교부는,
상기 비율을 상기 임계값과 비교하는 3차원 지도 구축을 위한 스테레오 카메라 설계 장치.
The method of claim 5,
Wherein the optimum arrangement unit comprises:
Extracting an image of the buildings existing in the monitoring candidate region from the input image data,
Acquiring the monitoring condition for maximizing a ratio of a total area of visible areas of a building area monitored by the virtual cameras to a total area of the buildings,
Wherein the visible-
And comparing the ratio with the threshold value.
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