KR101626901B1 - 암거의 정밀한 3차원 형상정보의 구축 시스템 및 그 방법 - Google Patents

암거의 정밀한 3차원 형상정보의 구축 시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일면에 의하면, 본체를 도로(R) 상에서 암거(C)의 내부를 따라 유도하여 구동시키기 위한 유도 구동부(10), 유도 구동부(10)의 이동시 일정 간격으로 암거(C) 내부의 구조물을 스캔하여 3차원 좌표데이터(D_cor)를 출력하기 위한 입체데이터 추출부(20), 입체데이터 추출부(20)의 암거(C) 내부에 대한 스캔 영역을 2차원 이미지(2I_img)로 입력받아 2차원 이미지 데이터(2D_img)를 출력하기 위한 영상데이터 추출부(30), 및 입체데이터 추출부(20)에 의하여 출력되는 암거(C) 내부의 구조물에 대한 3차원 좌표데이터(D_cor)로부터 3차원 격자 좌표데이터(3D_latt)와 그에 대한 프레임 영역을 가진 프레임 데이터(D_frm)를 추출하며, 영상데이터 추출부(30)로부터 출력되는 2차원 이미지 데이터(2D_img)로부터 상기 프레임 데이터(D_frm)에 대응하는 영역으로 변환된 2차원 변환이미지 데이터(2D_img′)를 출력하며, 2차원 변환이미지 데이터(2D_img′)에 대하여 2차원의 격자 좌표 데이터(2D_latt; l11, l12,...,lnn)로 추출하며, 상기 추출된 2차원의 격자 좌표 데이터(2D_latt; l11, l12,...,lnn)를 3차원 격자 좌표데이터(3D_latt; L11, L12,...,Lnn)에 대응되는 격자 좌표데이터(L11, L12,...,Lnn)로 정사영하여 3차원 이미지(3I_img)로 매핑된 3차원 이미지 데이터(3D_img)를 생성하기 위한 3차원 이미지생성부(40)로 이루어지는 암거의 정밀한 3차원 형상정보의 구축 시스템이 제공된다.

Description

암거의 정밀한 3차원 형상정보의 구축 시스템 및 그 방법{construction system for a precise 3 dimension shape information of a culvert and method thereof}
본 발명은 암거의 정밀한 3차원 형상정보의 구축 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 암거의 내부를 3차원 포인트로 추출하여 3차원의 포인트 프레임을 형성하며 이 때 입력되는 2차원 영상에 대하여 상기 3차원의 포인트 프레임에 대응하는 데이터를 추출 가공하여 암거의 내부에 대한 2차원의 영상을 정밀하게 3차원 영상 데이터로 변환하여 암거의 정밀한 3차원 형상정보를 구축할 수 있는 시스템에 관한 것이다.
도로의 다중화를 위하여 지하에 암거를 개설하여 이용하고 있다. 암거의 종류에는 단면이 사각의 형태를 가진 암거, 파형 강판에 의하여 형성되는 파형 강판의 암거, 및 기타 철근 콘크리트 구조물로 이루어진 터널 등이 있다.
이러한 터널이나 암거들은 시간이 지남에 따라 공용하중이나 지반의 하중 등으로 인하여 변형이 생길 수 있는 상황에 있기 때문에 그에 따른 안전 진단을 위하여 주기적으로 암거 내부를 육안으로 관찰하고 있다.
이와 같은 검사자의 육안 관찰은 작업자의 주관적인 판단에 의한 기재 및 스케치를 하는 방식으로 수행되었다. 이 과정에서 각 막장별 사진을 스케치와 함께 확보하고 있는 바, 그 관리의 일관성이 없다.
이와 같이, 작업자의 지식과 경험에 따라 조사 결과의 편차가 심하여 작업의 전문성 및 신뢰성이 저하되고 조사 관리의 부실로 인하여 안전사고의 위험이 방치되는 문제점도 있으며, 분석에 상당한 시간이 소요되어 작업 지연의 요인이 되는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 촬영장치를 이용한 기술이 특허 제1172873호에 개시되어 있다.
특허 제1172873호에 의하면 제1 및 제2 카메라, 상기 제1 및 제2 카메라의 장착을 위한 복수의 장착부를 구비하고, 수평 방향으로 배치되는 수평판, 상기 수평판에 형성되어 상기 수평판의 수평 상태를 표시하는 수평 센서, 차량의 지붕에 고정 설치되는 베이스판, 및 상기 베이스판의 상부에 고정 설치되어 상기 수평판을 지탱하고, 수직 방향으로 승강 또는 하강 동작하여 상기 수평판의 수평을 유지하는
복수의 높이 조절축을 포함하고, 상기 제1 및 제2 카메라는 상기 수평 센서에 의해 상기 수평판이 수평 상태인 구성으로 이루어져 있다. 그러나, 이 기술에 의하면 터널 내부의 3차원 영상을 얻기 위해서는 수평 조절을 요구하고 있기 때문에 실질적으로 불규칙한 요철이 많은 노면을 가진 터널에는 효율적이지 못할 뿐만 아니라, 암거 내부의 영상을 정확하게 3차원으로 구현할 수 없는 문제점이 있다.
따라서 이러한 문제점을 해결할 수 있는 기술의 개발이 요구되고 있다. 더욱이 터널이나 암거 내부에 대한 3차원 구조물에 대하여 2차원의 영상을 외부의 좌표 인식없이 신속하고 정확하게 3차원적으로 구현할 수 있는 시스템의 개발이 요구되고 있으며, 그에 따른 효율적인 터널 등의 사후적 관리를 수행할 수 있는 시스템의 개발이 요구되고 있다.
따라서 본 발명의 목적은 터널이나 암거 내부에 대한 영상을 정확하게 3차원의 영상으로 구현할 수 있는 암거의 정밀한 3차원 형상정보의 구축 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 터널이나 암거 내부의 3차원 영상의 구현에 있어서 별도의 외부로부터 얻어지는 좌표 인식을 위한 장치 없이 자체적으로 정밀하게 3차원의 형상정보를 구축할 수 있는 암거의 정밀한 3차원 형상정보의 구축 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 암거 내부의 2차원 이미지를 3차원의 데이터로 변환시 데이터용량의 효율성을 가지고 처리할 수 있는 암거의 정밀한 3차원 형상정보의 구축 시스템을 제공하는 것이다.
터널이나 암거의 사후적 평가와 관리에 있어서 효율적으로 터널 등의 변형을 모니터링할 수 있는 암거의 정밀한 3차원 형상정보의 구축 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일면에 의하면, 본체를 도로(R) 상에서 암거(C)의 내부를 따라 유도하여 구동시키기 위한 유도 구동부(10), 유도 구동부(10)의 이동시 일정 간격으로 암거(C) 내부의 구조물을 스캔하여 3차원 좌표데이터(D_cor)를 출력하기 위한 입체데이터 추출부(20), 입체데이터 추출부(20)의 암거(C) 내부에 대한 스캔 영역을 2차원 이미지(2I_img)로 입력받아 2차원 이미지 데이터(2D_img)를 출력하기 위한 영상데이터 추출부(30), 및 입체데이터 추출부(20)에 의하여 출력되는 암거(C) 내부의 구조물에 대한 3차원 좌표데이터(D_cor)로부터 3차원 격자 좌표데이터(3D_latt)와 그에 대한 프레임 영역을 가진 프레임 데이터(D_frm)를 추출하며, 영상데이터 추출부(30)로부터 출력되는 2차원 이미지 데이터(2D_img)로부터 상기 프레임 데이터(D_frm)에 대응하는 영역으로 변환된 2차원 변환이미지 데이터(2D_img′)를 출력하며, 2차원 변환이미지 데이터(2D_img′)에 대하여 2차원의 격자 좌표 데이터(2D_latt; l11, l12,...,lnn)로 추출하며, 상기 추출된 2차원의 격자 좌표 데이터(2D_latt; l11, l12,...,lnn)를 3차원 격자 좌표데이터(3D_latt; L11, L12,...,Lnn)에 대응되는 격자 좌표데이터(L11, L12,...,Lnn)로 정사영하여 3차원 이미지(3I_img)로 매핑된 3차원 이미지 데이터(3D_img)를 생성하기 위한 3차원 이미지생성부(40)로 이루어지는 암거의 정밀한 3차원 형상정보의 구축 시스템이 제공된다.
여기서, 3차원 이미지생성부(40)에 의하여 매핑된 3차원 이미지 데이터의 시간적 변화에 따른 이미지의 변화에 대한 암거(C)의 열화 여부를 판별하기 위한 열화 판별부(50)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 유도 구동부(10)는 본체를 도로(R) 상에서 이동시키기 위한 구동부(12)와, 구동부(12)에 대하여 도로(R) 상에서 암거(C)의 내부를 따라 유도하기 위하여 암거(C) 내측에 대한 본체의 위치를 측정하기 위한 위치 측정부(14)로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 위치 측정부(14)에 의하여 측정되는 본체의 위치에 기반하여 구동부(12)는 암거(C) 내부에 대하여 일정한 간격으로 본체를 이동시키는 것이 바람직하다.
또한, 입체데이터 추출부(20)는 유도 구동부(10)의 이동시 연속적으로 레이저광을 송수신하여 송수신되는 레이저광에 대한 위상차를 검출하기 위한 레이저 송수신부(22)와, 레이저 송수신부(22)에 의하여 검출되는 레이저광의 위상차에 따른 송수신 거리를 3차원의 좌표로 연산하기 위한 좌표 연산부(24)로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 입체데이터 추출부(20)의 좌표 연산부(24)는 레이저 송수신부(22)의 조사방위와 관련된 구좌표계(r, θ, Φ)에서 레이저 송수신부(22)의 송수신되는 시간에 대한 위상차에 따른 거리(r)을 직각좌표계(x=rcosθcosΦ, y=rcosθsinΦ, z=rcosθ)로 변환된 3차원 좌표데이터(D_cor)를 출력하는 것이 바람직하다.
또한, 영상데이터 추출부(30)는 입체데이터 추출부(20)의 스캔 영역을 2차원 이미지(2I_img)로 입력받기 위한 영상 입력부(32)와, 영상 입력부(32)로 입력받은 2차원 이미지(2I_img)를 2차원 이미지 데이터(2D_img)로 추출하여 출력하기 위한 이미지 추출부(34)로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 3차원 이미지생성부(40)는 입체데이터 추출부(20)에 의하여 출력되는 암거(C) 내부의 구조물에 대한 3차원 좌표데이터(D_cor)로부터 3차원 격자 좌표데이터(3D_latt)와 그에 대한 프레임 영역을 가진 프레임 데이터(D_frm)를 추출하여 출력하기 위한 3차원 격자/프레임데이터 추출부(42)를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 영상데이터 추출부(30)로부터 출력되는 2차원 이미지 데이터(2D_img)로부터 상기 프레임 데이터(D_frm)의 정사영 데이터에 대응하는 영역으로 변환된 2차원 변환이미지 데이터(2D_img′)를 출력하기 위한 2차원 이미지변환부(44)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 2차원 이미지변환부(44)에 의하여 출력되는 2차원 변환이미지 데이터(2D_img′)에 대하여 2차원의 격자 좌표 데이터(2D_latt; l11, l12,...,lnn)로 추출하기 위한 2차원 이미지격자데이터 추출부(46)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 추출된 2차원의 격자 좌표 데이터(2D_latt; l11, l12,...,lnn)를 3차원 격자 좌표데이터(3D_latt; L11, L12,...,Lnn)에 대응되는 격자 좌표데이터(L11, L12,...,Lnn)로 정투사하여 2차원 변환이미지(2I_img′)의 2차원 변환이미지 데이터(2D_img′)를 3차원 이미지(3I_img)로 매핑된 3차원 이미지 데이터(3D_img)를 생성하여 출력하기 위한 3차원 이미지매핑부(48)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 3차원 이미지생성부(40)에 의하여 추출되는 격자는 각 좌표계에서 일정한 좌표의 간격을 가지고 추출되는 좌표점들의 집합으로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 3차원 이미지생성부(40)의 3차원 격자/프레임데이터 추출부(42)는 암거(C) 내부의 구조물에 대한 3차원 좌표데이터(D_cor)로부터 불연속적인 간격을 가진 좌표들의 집합으로 이루어진 3차원 격자 좌표데이터(3D_latt; L11, L12,...,Lnn)와 상기 3차원 격자 좌표데이터(3D_latt)의 영역을 정의하는 프레임 데이터(D_frm)를 추출하여 출력하는 것이 바람직하다.
또한, 프레임 데이터(D_frm)는 입력되는 사용자의 정의에 의하여 지정되는 것이 바람직하다.
또한, 3차원 이미지생성부(40)의 2차원 이미지변환부(44)는 영상데이터 추출부(30)로부터 출력되는 2차원 이미지 데이터(2D_img)로부터 상기 프레임 데이터(D_frm)의 정사영 프레임 데이터에 대응하는 영역으로 배율 변환에 의하여 변환된 2차원 변환이미지 데이터(2D_img′)를 출력하는 것이 바람직하다.
또한, 격자의 이외의 이미지 데이터에 대하여 인접한 격자들의 데이터에 수렴하는 값의 데이터로 변환하여 매핑이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 3차원 이미지생성부(40)의 3차원 이미지매핑부(48)는 각 프레임 영역으로 생성된 3차원 이미지 데이터(3D_img)를 각 프레임(F11, F12,...,F1n, F21, F22,...,F2n, Fm1, Fn2,...,Fnn)별로 순차적으로 배열하는 것이 바람직하다.
또한, 열화 판별부(50)는 3차원 이미지생성부(40)에 의하여 매핑된 3차원 이미지 데이터(3D_img)를 저장하기 위한 메모리부(52)와, 메모리부(52)에 저장된 3차원 이미지 데이터(3D_img)의 시간적 변화로 입력되는 데이터를 비교하여 암거(C)의 열화 여부를 판별하기 위한 3차원 이미지비교부(54)로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 열화 판별부(50)의 3차원 이미지비교부(54)는 3차원 이미지 데이터(3D_img)로 이루어지는 3차원 이미지(3I_img)에 대하여 3차원 좌표 변환의 데이터값으로부터 구조해석이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 다른 일면에 의하면, 레이저 송수신에 의하여 스캔되는 암거 내부 구조물에 대한 3차원 격자로 이루어진 데이터를 추출하는 단계, 영상 입력부에 의하여 입력되는 2차원 이미지의 데이터를 3차원 격자의 데이터에 대응하는 2차원 격자의 데이터로 이루어진 이미지의 데이터로 변환하는 단계, 및 변환된 2차원 격자의 데이터로 이루어진 암거 내부의 이미지에 대한 데이터를 상기 3차원 격자로 이루어진 데이터에 대하여 정사영되도록 매핑하는 단계를 포함하는 암거의 정밀한 3차원 형상정보의 구축 방법이 제공된다.
따라서 본 발명에 의하면, 터널이나 암거 내부에 대한 영상을 데이터 처리의 효율성을 가지면서 정확하게 3차원의 영상으로 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 터널이나 암거의 사후적 평가와 관리에 있어서 효율적으로 터널 등의 변형을 모니터링할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 암거의 정밀한 3차원 형상정보의 구축 시스템의 암거 내부에서 동작을 나타낸 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 암거의 정밀한 3차원 형상정보의 구축 시스템의 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 암거의 정밀한 3차원 형상정보의 구축 시스템에 있어서 2차원 이미지를 3차원 프레임에 대하여 매핑을 나타내기 위한 그래프이다.
도 4a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 암거의 정밀한 3차원 형상정보의 구축 시스템에 있어서 각 프레임별로 생성되는 3차원 이미지 분해도이다.
도 4b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 암거의 정밀한 3차원 형상정보의 구축 시스템에 있어서 각 프레임별로 생성되는 3차원 이미지의 생성도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 암거의 정밀한 3차원 형상정보의 구축 시스템의 동작을 나타낸 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 암거의 정밀한 3차원 형상정보의 구축 시스템에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 암거의 정밀한 3차원 형상정보의 구축 시스템의 암거 내부에서 동작을 나타낸 개략적인 사시도이며, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 암거의 정밀한 3차원 형상정보의 구축 시스템의 블럭도이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 암거의 정밀한 3차원 형상정보의 구축 시스템에 있어서 2차원 이미지를 3차원 프레임에 대하여 매핑을 나타내기 위한 그래프이며, 도 4a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 암거의 정밀한 3차원 형상정보의 구축 시스템에 있어서 각 프레임별로 생성되는 3차원 이미지 분해도이며, 도 4b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 암거의 정밀한 3차원 형상정보의 구축 시스템에 있어서 각 프레임별로 생성되는 3차원 이미지의 생성도이며, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 암거의 정밀한 3차원 형상정보의 구축 시스템의 동작을 나타낸 흐름도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 암거의 정밀한 3차원 형상정보의 구축 시스템은, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본체를 도로(R) 상에서 암거(C)의 내부를 따라 유도하여 구동시키기 위한 유도 구동부(10), 유도 구동부(10)의 이동시 일정 간격으로 암거(C) 내부의 구조물을 스캔하여 3차원 좌표데이터(D_cor)를 출력하기 위한 입체데이터 추출부(20), 입체데이터 추출부(20)의 암거(C) 내부에 대한 스캔 영역을 2차원 이미지(2I_img)로 입력받아 2차원 이미지 데이터(2D_img)를 출력하기 위한 영상데이터 추출부(30), 입체데이터 추출부(20)에 의하여 출력되는 암거(C) 내부의 구조물에 대한 3차원 좌표데이터(D_cor)로부터 3차원 격자 좌표데이터(3D_latt)와 그에 대한 프레임 영역을 가진 프레임 데이터(D_frm)를 추출하며, 영상데이터 추출부(30)로부터 출력되는 2차원 이미지 데이터(2D_img)로부터 상기 프레임 데이터(D_frm)에 대응하는 영역으로 변환된 2차원 변환이미지 데이터(2D_img′)를 출력하며, 2차원 변환이미지 데이터(2D_img′)에 대하여 2차원의 격자 좌표 데이터(2D_latt; l11, l12,...,lnn)로 추출하며, 상기 추출된 2차원의 격자 좌표 데이터(2D_latt; l11, l12,...,lnn)를 3차원 격자 좌표데이터(3D_latt; L11, L12,...,Lnn)에 대응되는 격자 좌표데이터(L11, L12,...,Lnn)로 정사영하여 3차원 이미지(3I_img)로 매핑된 3차원 이미지 데이터(3D_img)를 생성하기 위한 3차원 이미지생성부(40), 및 3차원 이미지생성부(40)에 의하여 매핑된 3차원 이미지 데이터의 시간적 변화에 따른 이미지의 변화에 대한 암거(C)의 열화 여부를 판별하기 위한 열화 판별부(50)로 이루어진다.
여기서, 유도 구동부(10)는 본체를 도로(R) 상에서 이동시키기 위한 구동부(12)와, 구동부(12)에 대하여 도로(R) 상에서 암거(C)의 내부를 따라 유도하기 위하여 암거(C) 내측에 대한 본체의 위치를 측정하기 위한 위치 측정부(14)로 이루어진다.
위치 측정부(14)에 의하여 측정되는 본체의 위치에 기반하여 구동부(12)는 암거(C) 내부에 대하여 일정한 간격으로 본체를 이동시킨다.
입체데이터 추출부(20)는 유도 구동부(10)의 이동시 연속적으로 레이저광을 송수신하여 송수신되는 레이저광에 대한 위상차를 검출하기 위한 레이저 송수신부(22)와, 레이저 송수신부(22)에 의하여 검출되는 레이저광의 위상차에 따른 송수신 거리를 3차원의 좌표로 연산하기 위한 좌표 연산부(24)로 이루어진다.
입체데이터 추출부(20)의 좌표 연산부(24)는 레이저 송수신부(22)의 조사방위와 관련된 구좌표계(r, θ, Φ)에서 레이저 송수신부(22)의 송수신되는 시간에 대한 위상차에 따른 거리(r)을 직각좌표계(x=rcosθcosΦ, y=rcosθsinΦ, z=rcosθ)로 변환된 3차원 좌표데이터(D_cor)를 출력한다.
영상데이터 추출부(30)는 입체데이터 추출부(20)의 스캔 영역을 2차원 이미지(2I_img)로 입력받기 위한 영상 입력부(32)와, 영상 입력부(32)로 입력받은 2차원 이미지(2I_img)를 2차원 이미지 데이터(2D_img)로 추출하여 출력하기 위한 이미지 추출부(34)로 이루어진다.
3차원 이미지생성부(40)는 입체데이터 추출부(20)에 의하여 출력되는 암거(C) 내부의 구조물에 대한 3차원 좌표데이터(D_cor)로부터 3차원 격자 좌표데이터(3D_latt)와 그에 대한 프레임 영역을 가진 프레임 데이터(D_frm)를 추출하여 출력하기 위한 3차원 격자/프레임데이터 추출부(42), 영상데이터 추출부(30)로부터 출력되는 2차원 이미지 데이터(2D_img)로부터 상기 프레임 데이터(D_frm)의 정사영 데이터에 대응하는 영역으로 변환된 2차원 변환이미지 데이터(2D_img′)를 출력하기 위한 2차원 이미지변환부(44), 2차원 이미지변환부(44)에 의하여 출력되는 2차원 변환이미지 데이터(2D_img′)에 대하여 2차원의 격자 좌표 데이터(2D_latt; l11, l12,...,lnn)로 추출하기 위한 2차원 이미지격자데이터 추출부(46), 및 상기 추출된 2차원의 격자 좌표 데이터(2D_latt; l11, l12,...,lnn)를 3차원 격자 좌표데이터(3D_latt; L11, L12,...,Lnn)에 대응되는 격자 좌표데이터(L11, L12,...,Lnn)로 정사영하여 2차원 변환이미지(2I_img′)의 2차원 변환이미지 데이터(2D_img′)를 3차원 이미지(3I_img)로 매핑된 3차원 이미지 데이터(3D_img)를 생성하여 출력하기 위한 3차원 이미지매핑부(48)로 이루어진다.
3차원 이미지생성부(40)에 의하여 추출되는 격자는 각 좌표계에서 일정한 좌표의 간격을 가지고 추출되는 좌표점들의 집합으로 이루어진다.
3차원 이미지생성부(40)의 3차원 격자/프레임데이터 추출부(42)는 암거(C) 내부의 구조물에 대한 3차원 좌표데이터(D_cor)로부터 불연속적인 간격을 가진 좌표들의 집합으로 이루어진 3차원 격자 좌표데이터(3D_latt; L11, L12,...,Lnn)와 상기 3차원 격자 좌표데이터(3D_latt)의 영역을 정의하는 프레임 데이터(D_frm)를 추출하여 출력한다.
이 때, 프레임 데이터(D_frm)는 입력되는 사용자의 정의에 의하여 지정될 수 있다.
3차원 이미지생성부(40)의 2차원 이미지변환부(44)는 영상데이터 추출부(30)로부터 출력되는 2차원 이미지 데이터(2D_img)로부터 상기 프레임 데이터(D_frm)의 정사영 프레임 데이터에 대응하는 영역으로 배율 변환에 의하여 변환된 2차원 변환이미지 데이터(2D_img′)를 출력한다.
한편, 3차원 이미지생성부(40)의 3차원 이미지매핑부(48)는, 도 4a와 도 4b에 도시된 바와 같이, 각 프레임 영역으로 생성된 3차원 이미지 데이터(3D_img)를 각 프레임(F11, F12,...,F1n, F21, F22,...,F2n, Fm1, Fn2,...,Fnn)별로 순차적으로 배열한다.
열화 판별부(50)는 3차원 이미지생성부(40)에 의하여 매핑된 3차원 이미지 데이터(3D_img)를 저장하기 위한 메모리부(52)와, 메모리부(52)에 저장된 3차원 이미지 데이터(3D_img)의 시간적 변화로 입력되는 데이터를 비교하여 암거(C)의 열화 여부를 판별하기 위한 3차원 이미지비교부(54)로 이루어진다.
한편, 열화 판별부(50)의 3차원 이미지비교부(54)는 3차원 이미지 데이터(3D_img)로 이루어지는 3차원 이미지(3I_img)에 대하여 3차원 좌표 변환의 데이터값으로부터 구조해석이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 암거의 정밀한 3차원 형상정보의 구축 시스템에 의하면 레이저 송수신에 의하여 스캔되는 암거 내부 구조물에 대한 3차원 격자로 이루어진 데이터를 추출한 상태에서 영상 입력부에 의하여 입력되는 2차원 이미지의 데이터를 3차원 격자의 데이터에 대응하는 2차원 격자의 데이터로 이루어진 이미지의 데이터로 변환하며, 이 변환된 2차원 격자의 데이터로 이루어진 암거 내부의 이미지에 대한 데이터를 상기 3차원 격자로 이루어진 데이터에 대하여 정사영되도록 매핑하고 격자의 이외의 이미지 데이터에 대하여 인접한 격자들의 데이터에 수렴하는 값의 데이터로 변환하여 추가적으로 매핑하고 있다.
따라서 본 발명에 의하면 대용량의 암거 내부에 대한 이미지의 정보에 대하여 격자의 데이터를 추출하여 이에 대응하도록 정사영시킴으로써 암거 내부의 이미지 정보를 효율적인 데이터량을 가지고 3차원으로 변환할 수 있을 뿐만 아니라, 그에 따른 암거 내부의 열화여부의 판단을 보다 효율적으로 수행할 수 있다.
C: 암거
R: 도로
10: 유도 구동부
12: 구동부
14: 위치 측정부
20: 입체데이터 추출부
22: 레이저 송수신부
24: 좌표 연산부
30: 영상데이터 추출부
32: 영상 입력부
34: 이미지 추출부
40: 3차원 이미지생성부
42: 3차원 격자/프레임데이터 추출부
44: 2차원 이미지변환부
46: 2차원 이미지격자데이터 추출부
48: 3차원 이미지매핑부
50: 열화 판별부
52: 메모리부
54: 3차원 이미지비교부

Claims (21)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 본체를 도로(R) 상에서 암거(C)의 내부를 따라 유도하여 구동시키기 위한 유도 구동부(10);
    유도 구동부(10)의 이동시 일정 간격으로 암거(C) 내부의 구조물을 스캔하여 3차원 좌표데이터(D_cor)를 출력하기 위한 입체데이터 추출부(20);
    입체데이터 추출부(20)의 암거(C) 내부에 대한 스캔 영역을 2차원 이미지(2I_img)로 입력받아 2차원 이미지 데이터(2D_img)를 출력하기 위한 영상데이터 추출부(30); 및
    입체데이터 추출부(20)에 의하여 출력되는 암거(C) 내부의 구조물에 대한 3차원 좌표데이터(D_cor)로부터 3차원 격자 좌표데이터(3D_latt)와 그에 대한 프레임 영역을 가진 프레임 데이터(D_frm)를 추출하며, 영상데이터 추출부(30)로부터 출력되는 2차원 이미지 데이터(2D_img)로부터 상기 프레임 데이터(D_frm)에 대응하는 영역으로 변환된 2차원 변환이미지 데이터(2D_img′)를 출력하며, 2차원 변환이미지 데이터(2D_img′)에 대하여 2차원의 격자 좌표 데이터(2D_latt; l11, l12,...,lnn)로 추출하며, 상기 추출된 2차원의 격자 좌표 데이터(2D_latt; l11, l12,...,lnn)를 3차원 격자 좌표데이터(3D_latt; L11, L12,...,Lnn)에 대응되는 격자 좌표데이터(L11, L12,...,Lnn)로 정사영하여 3차원 이미지(3I_img)로 매핑된 3차원 이미지 데이터(3D_img)를 생성하기 위한 3차원 이미지생성부(40)로 이루어지며,
    입체데이터 추출부(20)는 유도 구동부(10)의 이동시 연속적으로 레이저광을 송수신하여 송수신되는 레이저광에 대한 위상차를 검출하기 위한 레이저 송수신부(22)와, 레이저 송수신부(22)에 의하여 검출되는 레이저광의 위상차에 따른 송수신 거리를 3차원의 좌표로 연산하기 위한 좌표 연산부(24)로 이루어지며,
    입체데이터 추출부(20)의 좌표 연산부(24)는 레이저 송수신부(22)의 조사방위와 관련된 구좌표계(r, θ, Φ)에서 레이저 송수신부(22)의 송수신되는 시간에 대한 위상차에 따른 거리(r)을 직각좌표계(x=rcosθcosΦ, y=rcosθsinΦ, z=rcosθ)로 변환된 3차원 좌표데이터(D_cor)를 출력하는 것을 특징으로 하는 암거의 정밀한 3차원 형상정보의 구축 시스템.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제6항에 있어서, 영상데이터 추출부(30)는 입체데이터 추출부(20)의 스캔 영역을 2차원 이미지(2I_img)로 입력받기 위한 영상 입력부(32)와, 영상 입력부(32)로 입력받은 2차원 이미지(2I_img)를 2차원 이미지 데이터(2D_img)로 추출하여 출력하기 위한 이미지 추출부(34)로 이루어지며,
    3차원 이미지생성부(40)는 입체데이터 추출부(20)에 의하여 출력되는 암거(C) 내부의 구조물에 대한 3차원 좌표데이터(D_cor)로부터 3차원 격자 좌표데이터(3D_latt)와 그에 대한 프레임 영역을 가진 프레임 데이터(D_frm)를 추출하여 출력하기 위한 3차원 격자/프레임데이터 추출부(42)를 포함하며,
    영상데이터 추출부(30)로부터 출력되는 2차원 이미지 데이터(2D_img)로부터 상기 프레임 데이터(D_frm)의 정사영 데이터에 대응하는 영역으로 변환된 2차원 변환이미지 데이터(2D_img′)를 출력하기 위한 2차원 이미지변환부(44)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 암거의 정밀한 3차원 형상정보의 구축 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 2차원 이미지변환부(44)에 의하여 출력되는 2차원 변환이미지 데이터(2D_img′)에 대하여 2차원의 격자 좌표 데이터(2D_latt; l11, l12,...,lnn)로 추출하기 위한 2차원 이미지격자데이터 추출부(46)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 암거의 정밀한 3차원 형상정보의 구축 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 추출된 2차원의 격자 좌표 데이터(2D_latt; l11, l12,...,lnn)를 3차원 격자 좌표데이터(3D_latt; L11, L12,...,Lnn)에 대응되는 격자 좌표데이터(L11, L12,...,Lnn)로 정투사하여 2차원 변환이미지(2I_img′)의 2차원 변환이미지 데이터(2D_img′)를 3차원 이미지(3I_img)로 매핑된 3차원 이미지 데이터(3D_img)를 생성하여 출력하기 위한 3차원 이미지매핑부(48)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 암거의 정밀한 3차원 형상정보의 구축 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 3차원 이미지생성부(40)에 의하여 추출되는 격자는 각 좌표계에서 일정한 좌표의 간격을 가지고 추출되는 좌표점들의 집합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 암거의 정밀한 3차원 형상정보의 구축 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 3차원 이미지생성부(40)의 3차원 격자/프레임데이터 추출부(42)는 암거(C) 내부의 구조물에 대한 3차원 좌표데이터(D_cor)로부터 불연속적인 간격을 가진 좌표들의 집합으로 이루어진 3차원 격자 좌표데이터(3D_latt; L11, L12,...,Lnn)와 상기 3차원 격자 좌표데이터(3D_latt)의 영역을 정의하는 프레임 데이터(D_frm)를 추출하여 출력하는 것을 특징으로 하는 암거의 정밀한 3차원 형상정보의 구축 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 프레임 데이터(D_frm)는 입력되는 사용자의 정의에 의하여 지정되는 것을 특징으로 하는 암거의 정밀한 3차원 형상정보의 구축 시스템.
  15. 제13항에 있어서, 3차원 이미지생성부(40)의 2차원 이미지변환부(44)는 영상데이터 추출부(30)로부터 출력되는 2차원 이미지 데이터(2D_img)로부터 상기 프레임 데이터(D_frm)의 정사영 프레임 데이터에 대응하는 영역으로 배율 변환에 의하여 변환된 2차원 변환이미지 데이터(2D_img′)를 출력하는 것을 특징으로 하는 암거의 정밀한 3차원 형상정보의 구축 시스템.
  16. 제13항에 있어서, 격자의 이외의 이미지 데이터에 대하여 인접한 격자들의 데이터에 수렴하는 값의 데이터로 변환하여 매핑이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 암거의 정밀한 3차원 형상정보의 구축 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 3차원 이미지생성부(40)의 3차원 이미지매핑부(48)는 각 프레임 영역으로 생성된 3차원 이미지 데이터(3D_img)를 각 프레임(F11, F12,...,F1n, F21, F22,...,F2n, Fm1, Fn2,...,Fnn)별로 순차적으로 배열하는 것을 특징으로 하는 암거의 정밀한 3차원 형상정보의 구축 시스템.
  18. 제17항에 있어서, 열화 판별부(50)는 3차원 이미지생성부(40)에 의하여 매핑된 3차원 이미지 데이터(3D_img)를 저장하기 위한 메모리부(52)와, 메모리부(52)에 저장된 3차원 이미지 데이터(3D_img)의 시간적 변화로 입력되는 데이터를 비교하여 암거(C)의 열화 여부를 판별하기 위한 3차원 이미지비교부(54)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 암거의 정밀한 3차원 형상정보의 구축 시스템.
  19. 제18항에 있어서, 열화 판별부(50)의 3차원 이미지비교부(54)는 3차원 이미지 데이터(3D_img)로 이루어지는 3차원 이미지(3I_img)에 대하여 3차원 좌표 변환의 데이터값으로부터 구조해석이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 암거의 정밀한 3차원 형상정보의 구축 시스템.
  20. 삭제
  21. 레이저 송수신에 의하여 스캔되는 암거 내부 구조물에 대한 3차원 격자로 이루어진 데이터를 추출하는 단계;
    영상 입력부에 의하여 입력되는 2차원 이미지의 데이터를 3차원 격자의 데이터에 대응하는 2차원 격자의 데이터로 이루어진 이미지의 데이터로 변환하는 단계; 및
    변환된 2차원 격자의 데이터로 이루어진 암거 내부의 이미지에 대한 데이터를 상기 3차원 격자로 이루어진 데이터에 대하여 정사영되도록 매핑하는 단계를 포함하며,
    격자의 이외의 이미지 데이터에 대하여 인접한 격자들의 데이터에 수렴하는 값의 데이터로 변환하여 매핑이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 암거의 정밀한 3차원 형상정보의 구축 방법.
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