KR101933583B1 - 라이다 데이터의 포인트 클라우드를 활용한 표면정보 추출 장치 - Google Patents

라이다 데이터의 포인트 클라우드를 활용한 표면정보 추출 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 라이다 데이터의 포인트 클라우드를 활용한 표면정보 추출 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량기반 MMS(Mobile Mapping System) 장비로부터 취득된 레이저 포인트 데이터의 반사값이나 고정밀 X,Y,Z 정보를 이용하여 도로 표면과 관련된 각종정보를 데이터베이스화하고, 모듈별 설계함으로써 관공서나 기업체 등에서 용이하게 활용될 수 있도록 하는 라이다 데이터의 포인트 클라우드를 활용한 표면정보 추출 장치에 관한 것이다.
본 발명의 상기 목적은 라이다 데이터의 포인트 클라우드를 활용한 표면정보 추출 장치에 있어서, 상기 표면정보 중 도색의 기준 또는 상기 도색의 기준에 부합하는 레이저 포인트 수치 중 어느 하나 이상이 저장된 도색 DB, 상기 표면정보 중 결함부에 대해 레이저 포인트 장비로 취득된 3차원 위치정보를 이용하여 DEM(Digital Elevation Model) 모델링한 모델링 수치, 상기 결함부의 기준, 상기 결함부의 기준에 부합하는 레이저 포인트 수치, 또는 상기 레이저 포인트 장비로 취득된 상기 결함부의 높낮이 중 어느 하나 이상이 저장된 결함부 DB, 및 상기 도색 DB 또는 상기 결함부 DB 중 어느 하나 이상을 단일 컨텐츠로 저작하며, 상기 레이저 포인트 수치, 상기 모델링 수치, 또는 상기 높낮이 중 어느 하나 이상을 입력받아 유사지점을 검색가능한 레이저 포인트 저작도구를 포함하는 라이다 데이터의 포인트 클라우드를 활용한 표면정보 추출 장치에 의해서 달성된다.

Description

라이다 데이터의 포인트 클라우드를 활용한 표면정보 추출 장치{Apparatus for extracting surface information using point cloud of lidar data}
본 발명은 라이다 데이터의 포인트 클라우드를 활용한 표면정보 추출 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량기반 MMS(Mobile Mapping System) 장비로부터 취득된 레이저 포인트 데이터의 반사값이나 고정밀 3차원 위치정보(X,Y,Z)를 이용하여 도로 표면과 관련된 각종정보를 데이터베이스화하고, 모듈별 설계함으로써 관공서나 기업체 등에서 용이하게 활용될 수 있도록 하는 라이다 데이터의 포인트 클라우드를 활용한 표면정보 추출 장치에 관한 것이다.
많은 차량이 주행하는 도로의 표면은 차량의 주행 저항과 차량의 무게 등으로 인하여 항상 무거운 하중 또는 충격이 가해지고 있는 상태이기 때문에 많은 변형이 생기게 된다.
이러한 도로표면의 파손은 차량의 주행 상태를 나쁘게 하여 여러 가지 불편한 문제를 야기하는데, 포장이 되지 않은 도로뿐만 아니라 아스팔트나 콘크리트가 포장된 도로에서도 발생하게 된다.
한편, 일반 시가지의 도로표면 상태를 항상 깨끗하고 정상적인 상태로 유지관리하기 위해 구청이나 시청의 도로 보수과 등에서 항상 시가지 도로를 점검하고 있으며 그 점검 결과를 토대로 하여 유지보수 계획을 세우게 된다. 일반적인 기존의 도로표면 상태를 점검하는 방법은 도로 보수과의 직원이 직접 도로에 나가서 도로의 상태를 점검하고 그 점검 결과를 보고하면, 그 보고 사항에 따라 도로의 유지 보수 상태를 결정하게 된다.
그러나, 이러한 경우에 도로표면의 상태를 파악한 직원의 개인적인 보고 결과만을 토대로 하여 도로의 유지보수를 결정하여야 하기 때문에 보수의 우선 순위 등을 결정하는데 객관성이 떨어지게 되고, 정확한 판단을 할 수가 없는 객관성 등의 문제점이 있었다.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 도로 표면과 관련된 각종정보를 데이터베이스화하여 저작도구로써 저작하고, 각 데이터베이스 별로 모듈별 설계할 수 있도록 하기 위한 목적이 있다.
또한, 획득한 표면정보를 통해 도로나 시설물의 결함여부 및 안정성 검사를 할 수 있도록 하여 관공서나 기업체 등에서 용이하게 활용할 수 있도록 하기 위한 다른 목적이 있다.
본 발명의 상기 목적은 라이다 데이터의 포인트 클라우드를 활용한 표면정보 추출 장치에 있어서, 상기 표면정보 중 도색의 기준 또는 상기 도색의 기준에 부합하는 레이저 포인트 수치 중 어느 하나 이상이 저장된 도색 DB, 상기 표면정보 중 제1결함부에 대해 레이저 포인트로 취득된 3차원 위치정보를 이용하여 DEM(Digital Elevation Model) 모델링한 모델링 수치가 저장된 제1결함부 DB, 상기 표면정보 중 제2결함부의 기준, 상기 제2결함부의 기준에 부합하는 레이저 포인트 수치, 또는 상기 레이저 포인트 장비로 취득된 상기 제2결함부의 높낮이 중 어느 하나 이상이 저장된 제2결함부 DB, 및 상기 도색 DB, 상기 제1결함부 DB, 또는 상기 제2결함부 DB 중 어느 하나 이상을 단일 컨텐츠로 저작하며, 레이저 포인트 수치, 모델링 수치, 또는 높낮이 중 어느 하나 이상을 입력받아 유사지점을 검색가능한 레이저 포인트 저작도구를 포함하는 라이다 데이터의 포인트 클라우드를 활용한 표면정보 추출 장치에 의해서 달성된다.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 도로 표면과 관련된 각종정보를 데이터베이스화하여 저작도구로써 저작하고, 각 데이터베이스 별로 모듈별 설계할 수 있도록 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 획득한 표면정보를 통해 도로나 시설물의 결함여부 및 안정성 검사를 할 수 있도록 하여 관공서나 기업체 등에서 용이하게 활용할 수 있도록 할 수 있는 다른 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 라이다 데이터의 포인트 클라우드를 활용한 표면정보 추출 장치를 나타낸 구성도,
도 2는 도색의 일실시예를 나타낸 도면,
도 3은 결함부의 일실시예를 나타낸 도면,
도 4는 결함부의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하 첨부된 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 라이다 데이터의 포인트 클라우드를 활용한 표면정보 추출 장치를 나타낸 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 라이다 데이터의 포인트 클라우드를 활용한 표면정보 추출 장치에 있어서, 표면정보 중 도색의 기준 또는 도색의 기준에 부합하는 레이저 포인트 수치 중 어느 하나 이상이 저장된 도색 DB(100), 표면정보 중 결함부에 대해 레이저 포인트 장비로 취득된 3차원 위치정보를 이용하여 DEM(Digital Elevation Model) 모델링한 모델링 수치, 결함부의 기준, 결함부의 기준에 부합하는 레이저 포인트 수치, 또는 레이저 포인트 장비로 취득된 결함부의 높낮이 중 어느 하나 이상이 저장된 결함부 DB(200), 및 도색 DB(100) 또는 결함부 DB(200) 중 어느 하나 이상을 단일 컨텐츠로 저작하며, 레이저 포인트 수치, 모델링 수치, 또는 높낮이 중 어느 하나 이상을 입력받아 유사지점을 검색가능한 레이저 포인트 저작도구(300)를 포함하여 구성된다.
여기에서, 표면정보는 차도 또는 보도 중 어느 하나 이상을 포함한 도로나 시설물의 것인 것이며, 표면정보가 차도에 해당하는 것일 경우 도색의 기준은 "국토해양부 도색 특별 시방서"의 기준에 준하는 것으로서, 도색의 종류, 규격, 또는 반사성능 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
도색 DB(100)에서는 도색의 기준에 따라 도색의 기준에 부합하는 레이저 포인트 강도(Intensity) 값을 설정하게 되며, 이렇게 설정된 값을 이용하여 레이저 포인트 저작도구(300)에서는 검색을 통해 유사지점을 탐색하게 된다. 도색의 일실시예를 나타낸 도면을 도 2와 같다.
또한, 결함부는 표면으로부터 너비가 불규칙 또는 규칙하게 돌출 또는 함몰된 것을 의미하며, 이러한 결함부의 예로서는 물웅덩이, 과속방지턱, 맨홀뚜껑, 또는 요철(凹凸) 중 어느 하나 이상이 포함된다. 이러한 결함부의 실시예를 나타낸 도면은 도 3, 도 4와 같다.
물웅덩이 또는 과속방지턱와 같이 표면으로부터 너비가 불규칙하게 돌출 또는 함몰된 표면은 그 인식이 용이하지 않기 때문에 레이저 포인트 장비로 3차원 위치정보(X,Y,Z)를 취득하고, 취득된 3차원 위치정보를 이용하여 DEM(Digital Elevation Model) 모델링을 수행하여 모델링 수치로써 레이저 포인트 저작도구(300)에서는 검색을 통해 유사지점을 탐색하게 된다.
예를 들면, 물웅덩이의 경우, 비가 내린 후 유난히 물이 많이 고이는 지점을 Lidar 장비로 촬영하고, 물이 빠진 후 동일한 지점을 같은 방법으로 촬영하여 이를 토대로 도로표면상의 DEM을 취득하며, 물이 잘 고이는 물웅덩이 지점에 대하여 DEM 모델링을 수행하는 것이다.
한편, 표면으로부터 너비가 일정하게 돌출 또는 함몰된 표면에는 맨홀뚜껑 또는 요철(凹凸)이 있으며, 이러한 일실시예를 나타낸 도면은 도 4와 같다.
도로표면상에는 다수의 맨홀뚜껑이 설치되어 있으며, 그 높낮이 또한 매우 다양하다. 이러한 맨홀뚜껑 위를 차량이 주행할 경우, 차량의 파손이나 적재물의 훼손이 우려된다. 이에, 결함부 DB(200)에는 너비가 일정하게 돌출 또는 함몰된 결함부, 즉 맨홀뚜껑의 기준에 따라 맨홀뚜껑의 기준에 부합하는 레이저 포인트 강도(Intensity) 값을 설정하게 되며, 이렇게 설정된 값을 이용하여 레이저 포인트 저작도구(300)에서는 검색을 통해 맨홀뚜껑의 위치를 탐색하게 된다. 그리고, 탐색된 맨홀뚜껑의 위치에서 Lidar 장비를 이용하여 맨홀뚜껑이 설치된 지점의 도로(콘크리트, 아스팔트)와의 높낮이를 정밀하게 취득하여 이를 데이터베이스화 한다. 동일한 방법으로 시설물에 발생된 요철의 위치를 탐색하는 것이 가능하여 안정성 검사에도 활용될 수 있다.
이때, 결함부의 기준은 결함부의 종류, 규격, 또는 반사성능 중 어느 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 레이저 포인트 저작도구(300)에서는 상기에 따라 취득된 도색 DB(100) 또는 결함부 DB(200) 중 어느 하나 이상을 단일 컨텐츠로 저작함으로써, 유사지점을 검색 시 레이저 포인트 수치, 모델링 수치, 또는 높낮이 중 어느 하나 이상을 입력하도록 한다.
또한, 본 발명에서는 레이저 포인트 저작도구(300)에서 저작된 단일 컨텐츠를 어플리케이션 모듈별로 설계하는 컨텐츠 가공부(400)를 더 포함하는 것이 바람직한데, 이렇게 모듈별로 설계된 컨텐츠는 도로표면이나 시설물 등의 안정성 및 결함검사의 목적으로 관공서나 기업체에 판매되어 유용하게 활용되어질 수 있다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
100 : 도색 DB
200 : 결함부 DB
300 : 레이저 포인트 저작도구
400 : 컨텐츠 가공부

Claims (7)

  1. 라이다 데이터의 포인트 클라우드를 활용한 표면정보 추출 장치에 있어서,
    상기 표면정보 중 도색의 기준 또는 상기 도색의 기준에 부합하는 레이저 포인트 수치 중 어느 하나 이상이 저장된 도색 DB;
    상기 표면정보 중 결함부에 대해 레이저 포인트 장비로 취득된 3차원 위치정보를 이용하여 DEM(Digital Elevation Model) 모델링한 모델링 수치, 상기 결함부의 기준, 상기 결함부의 기준에 부합하는 레이저 포인트 수치, 또는 상기 레이저 포인트 장비로 취득된 상기 결함부의 높낮이 중 어느 하나 이상이 저장된 결함부 DB; 및
    상기 도색 DB 또는 상기 결함부 DB 중 어느 하나 이상을 단일 컨텐츠로 저작하며, 상기 도색의 기준에 부합하는 레이저 포인트 수치, 상기 결함부의 기준에 부합하는 레이저 포인트 수치, 상기 모델링 수치, 또는 상기 높낮이 중 어느 하나 이상을 입력받아 유사지점을 검색가능한 레이저 포인트 저작도구를 포함하며,
    상기 도색의 기준은 상기 도색의 종류, 규격, 또는 반사성능 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 라이다 데이터의 포인트 클라우드를 활용한 표면정보 추출 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 표면정보는 차도 또는 보도 중 어느 하나 이상을 포함한 도로나 시설물의 것인 것을 특징으로 하는 라이다 데이터의 포인트 클라우드를 활용한 표면정보 추출 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 결함부는 표면으로부터 너비가 불규칙 또는 규칙하게 돌출 또는 함몰된 것을 특징으로 하는 라이다 데이터의 포인트 클라우드를 활용한 표면정보 추출 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 결함부는 물웅덩이, 과속방지턱, 맨홀뚜껑, 또는 요철(凹凸) 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 라이다 데이터의 포인트 클라우드를 활용한 표면정보 추출 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 결함부의 기준은 상기 결함부의 종류, 규격, 또는 반사성능 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 라이다 데이터의 포인트 클라우드를 활용한 표면정보 추출 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이저 포인트 저작도구에서 저작된 상기 단일 컨텐츠를 어플리케이션 모듈별로 설계하는 컨텐츠 가공부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 라이다 데이터의 포인트 클라우드를 활용한 표면정보 추출 장치.
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