KR102198195B1 - 편의성이 향상된 mms를 이용한 맵 데이터 제작 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 점군(point cloud)에 쉐이딩 처리를 하고, 점군의 높이에 따라 색상 처리를 하여, 전차선, 조가선, 급전선, 레일의 식별력(판독율)을 높임으로서, 신뢰도가 높은 맵 데이터를 제작할 수 있으며, 전차선, 조가선, 급전선, 레일 이외의 철도 시설물에 대해서는 자동 방식을 통해 맵 데이터를 제작하여, 정확성은 물론 편의성이 향상되어 정확한 맵 데이터를 신속하게 제작할 수 있는 '편의성이 향상된 MMS를 이용한 맵 데이터 제작 방법'에 관한 것이다.
이러한 본 발명은,
MMS(Mobile Mapping System)의 데이터수집장치(10)에서, 철도 환경 시설물에 대한 원시 라이다 데이터와, 데이터수집장치(10)가 탑재된 차량(20)의 위치정보를 수집한 후, MMS의 데이터처리장치(30)의 점군취득부(31)에서, 수집된 원시 라이다 데이터와, 차량 위치정보를 매개로 3차원 좌표를 갖는 라이다 점군을 취득하는 라이다 점군 취득 단계와;
데이터처리장치(30)의 쉐이딩처리부(32)에서, 철도 환경 시설물의 전차선, 조가선, 급전선, 레일에 해당하는 라이다 점군을 쉐이딩 처리 한 후, 데이터처리장치(30)의 색상처리부(33)에서, 상기 쉐이딩 처리된 라이다 점군의 높이에 따라 점군을 각기 다른 색상으로 처리하거나, 데이터처리장치(30)의 색상처리부(33)에서, 철도 환경 시설물의 전차선, 조가선, 급전선, 레일에 해당하는 라이다 점군의 높이에 따라 점군을 각기 다른 색상으로 처리한 후, 데이터처리처리장치(30)의 쉐이딩처리부(32)에서, 상기 색상 처리된 라이다 점군을 쉐이딩 처리하여, 데이터처리장치(30)의 디스플레이유닛(34)에 쉐이딩 및 색상 처리된 점군을 표시함으로서, 전차선, 조가선, 급전선, 레일의 식별이 용이하게 하는 점군 데이터 처리 단계와;
디스플레이유닛(34)에 표시된 점군 데이터 처리 단계의 결과 값을 육안으로 확인하면서, 디스플레이유닛(34)에 전차선, 조가선, 급전선, 레일을 수작업으로 표시하면, 데이터처리장치(30)의 맵핑부(35)에서는, 표시된 라인 상의 라이다 점군의 강도를 분석하여, 표시된 라인 상에서 객체를 인식/분류 한 후, 상기 객체 중 가장 많은 라이다 점군이 선택 되어진 대표 객체에 대한 벡터 데이터를 저장하는 맵핑 단계와;
데이터처리장치(30)의 객체인식부(37)에서, 철도 환경 시설물의 라이다 점군 중 강도가 유사한 라이다 점군을 하나의 객체로 인식하는 객체 검색 단계와;
데이터처리장치(30)의 철도시설물검색부(38)에서, 객체 검색 단계의 인식 객체 중 기준 객체의 형태와 일정 범위 내로 유사한 객체를 찾고, 그 중 전차선, 조가선, 급전선, 레일에 기준 범위 안으로 근접하는 객체를 찾는 철도 시설물 검색 단계 및;
데이터처리장치(30)의 자동맵핑부(39)에서, 철도 시설물 검색 단계의 결과 값에 대응하는 벡터 데이터를 저장하는 자동 맵핑 단계
를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

편의성이 향상된 MMS를 이용한 맵 데이터 제작 방법{Mapping Method Using MMS}

본 발명은 점군(point cloud)에 쉐이딩 처리를 하고, 점군의 높이에 따라 색상 처리를 하여, 전차선, 조가선, 급전선, 레일의 식별력(판독율)을 높임으로서, 신뢰도가 높은 맵 데이터를 제작할 수 있으며, 전차선, 조가선, 급전선, 레일 이외의 철도 시설물에 대해서는 자동 방식을 통해 맵 데이터를 제작하여, 정확성은 물론 편의성이 향상되어 정확한 맵 데이터를 신속하게 제작할 수 있는 '편의성이 향상된 MMS를 이용한 맵 데이터 제작 방법'에 관한 것이다.

모바일 맵핑 시스템(Mobile Mapping System; MMS)은 차량 등의 이동체와, 라이다와 같은 영상 취득 센서 및 GPS/INS와 같은 측위 센서 등의 관측 시스템을 통합하여 교통시설물, 지형지물 등에 대한 지리정보를 취득하는 이동형 관측 시스템이다. 이러한 모바일 맵핑 시스템은 공간정보의 최신성을 빠르게 확보할 수 있는 수단으로 각광받고 있다.

그러나, 종래에는 MMS를 통해 수집한 라이다 자료를 이용하여, 교통시설물 등의 시설물 지도를 자동 제작할 시, 폭, 굵기 등이 작은 객체는 정확하게 표현되지 않는 문제가 있었다.

또한, 종래에는 MMS를 통해 수집한 라이다 자료를 이용하여, 교통시설물 등의 시설물 지도를 제작할 시, 작업자가 라이다 자료를 육안으로 확인하면서 수작업을 통해 이루어지는 경우도 있으나, 이러한 경우 작업자가 라이다 자료를 육안 확인하는 데 있어 어려움이 있어 작업 속도가 늦어짐은 물론 정확성 또한 낮아지는 문제가 있었다.

이와 같이 종래에는 자동 작업을 통해 맵 데이터를 수집하면 정확도가 낮아지고, 수동 작업을 통해 맵 데이터를 수집하면 편의성 및 정확성이 떨어지는 문제가 있었다.

대한민국 공개특허 10-2018-0024736호

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 것으로, 점군(point cloud)에 쉐이딩 처리를 하고, 점군의 높이에 따라 색상 처리를 하여, 폭이 좁은 전차선, 조가선, 급전선, 레일의 식별력(판독율)을 높인 후, 식별력이 높아진 전차선, 조가선, 급전선, 레일을 육안으로 확인하여 정확한 맵 데이터를 제작할 수 있으며, 전차선, 조가선, 급전선, 레일 이외의 철도 시설물에 대해서는 자동 방식을 통해 맵 데이터 수집을 함으로써, 편리하고 신속하게 맵 데이터를 제작할 수 있는 '편의성이 향상된 MMS를 이용한 맵 데이터 제작 방법'를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

상기와 같은 과제를 해결 하기 위한 본 발명은,

MMS(Mobile Mapping System)의 데이터수집장치(10)에서, 철도 환경 시설물에 대한 원시 라이다 데이터와, 데이터수집장치(10)가 탑재된 차량(20)의 위치정보를 수집한 후, MMS의 데이터처리장치(30)의 점군취득부(31)에서, 수집된 원시 라이다 데이터와, 차량 위치정보를 매개로 3차원 좌표를 갖는 라이다 점군을 취득하는 라이다 점군 취득 단계와;

데이터처리장치(30)의 쉐이딩처리부(32)에서, 철도 환경 시설물의 전차선, 조가선, 급전선, 레일에 해당하는 라이다 점군을 쉐이딩 처리 한 후, 데이터처리장치(30)의 색상처리부(33)에서, 상기 쉐이딩 처리된 라이다 점군의 높이에 따라 라이다 점군을 각기 다른 색상으로 처리하거나, 데이터처리장치(30)의 색상처리부(33)에서, 철도 환경 시설물의 전차선, 조가선, 급전선, 레일에 해당하는 라이다 점군의 높이에 따라 라이다 점군을 각기 다른 색상으로 처리한 후, 데이터처리처리장치(30)의 쉐이딩처리부(32)에서, 상기 색상 처리된 라이다 점군을 쉐이딩 처리하여, 데이터처리장치(30)의 디스플레이유닛(34)에 쉐이딩 및 색상 처리된 라이다 점군을 표시함으로서, 전차선, 조가선, 급전선, 레일이 식별되도록 하는 점군 데이터 처리 단계와;

디스플레이유닛(34)에 식별 표시된 전차선, 조가선, 급전선, 레일을 따라 라인을 표시 입력하면, 데이터처리장치(30)의 맵핑부(35)에서는, 표시 입력된 라인 상의 객체를 라이다 점군의 강도를 매개로 인식/분류한 후, 표시 입력된 라인 상의 라이다 점군을 가장 많이 포함하는 객체를 대표 객체로 취하고, 대표 객체의 벡터 데이터를 추출 저장하는 맵핑 단계와;

데이터처리장치(30)의 객체인식부(37)에서, 라이다 점군을 매개로 철도 환경 시설물을 구별/인식 하는 객체 검색 단계와;

데이터처리장치(30)의 철도시설물검색부(38)에서, 객체 검색 단계의 인식 객체 중 기준 객체의 형태와 일정 범위 내로 유사한 객체를 찾고, 그 중 전차선, 조가선, 급전선, 레일로부터 기준 범위 안으로 근접하는 객체를 찾는 철도 시설물 검색 단계 및;

데이터처리장치(30)의 자동맵핑부(39)에서, 철도 시설물 검색 단계의 결과 값에 대응하는 벡터 데이터를 추출 저장하는 자동 맵핑 단계

를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 과제의 해결 수단에 따른 본 발명은, MMS에 의해 취득된 라이다 점군에 쉐이딩 처리 및 색상 처리를 하여, 라이다 점군이 용이하게 식별력 되도록 디스플레이한 후, 디스플레이된 라이다 점군을 육안 확인하여 전차선, 조가선, 급전선, 레일과 같이 라이다 점군 식별이 어려운 철도 환경 시설물에 대한 벡터 데이터(좌표)를 정밀하게 수집할 수 있어, 정확성이 향상되고 신뢰도가 높은 맵을 제작할 수 있다.

또한, 본 발명은, 전차선, 조가선, 급전선, 레일 이외의 철도 시설물에 대해서는 자동 방식을 통해 맵 데이터 수집을 함으로써, 편리하고 신속하게 맵 데이터를 제작할 수 있다.

도 1는 본 발명에 사용되는 MMS을 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 2a는 열차 선로 상에서 취득된 원시 데이터(라이다 점군이 쉐이딩 및 색상 처리 되기 전의 상태를 디스플레이한 영상이고,
도 2b은 열차 선로 상에서 취득된 라이다 점군이 쉐이딩 처리 및 색상 처리된 후의 상태를 디스플레이한 영상이고,
도 2c는 쉐이딩 처리 및 색상 처리되어 디스플레이된 라이다 점군을 육안 확인하여 디스플레이유닛에 철도 시설물(전차선, 급전선, 보호선)을 표시한 영상이고,
도 2d는 쉐이딩 처리 및 색상 처리되어 디스플레이된 라이다 점군을 다른 각도로 육안 확인하여 디스플레이유닛에 철도 시설물(전차선, 급전선, 보호선)을 표시한 영상이고,
도 2e은 철도 시설물에 대한 벡터 데이터를 이용하여 맵을 제작하는 것을 나타낸 영상이고,
도 2f은 맵 제작 각도를 달리하면서 철도 시설물에 대한 벡터 데이터를 이용하여 맵을 제작하는 것을 나타낸 영상이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 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.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖고 있다.

이하 본 발명에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 사람이 쉽게 실시할 수 있도록 상세히 설명하도록 한다.

도 1는 본 발명에 사용되는 MMS을 개략적으로 나타낸 도면으로서, 도 1을 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

우선, 본 발명에서의 MMS(Mobile Mapping System)는, 레니저스캐너(11)와, 측위센서(12)를 갖춘 데이터수집장치(10)와; 차량(20) 및; 점군취득부(31)와, 쉐이딩처리부(32)와, 색상처리부(33)와, 디스플레이유닛(34)와, 맵핑부(35)와, 저장부(36)와, 객체인식부(37)와, 철도시설물검색부(38) 및, 자동맵핑부(39)를 갖춘 데이터처리장치(30)를 포함한다. 상기 MMS(Mobile Mapping System)의 구성의 기능에 대해서는 하기 각 단계를 기재시 설명하겠으며, 본 발명에 적용되는 MMS의 구성은 상기 구성 외에도 통상의 MMS 구성이 더 포함될 수 있다.

본 발명에 따른 편의성이 향상된 MMS를 이용한 맵 데이터 제작 방법은, 라이다 점군 취득 단계와, 점군 데이터 처리 단계와, 맵핑 단계와, 객체 검색 단계와, 철도 시설물 검색 단계 및, 자동 맵핑 단계를 포함한다.

상기 라이다 점군 취득 단계는, MMS(Mobile Mapping System)의 데이터수집장치(10)에서, 철도 환경 시설물에 대한 원시 라이다 데이터와, 데이터수집장치(10)가 탑재된 차량(20)의 위치정보를 수집한 후, MMS의 데이터처리장치(30)의 점군취득부(31)에서, 수집된 원시 라이다 데이터와, 차량 위치정보를 매개로 3차원 좌표를 갖는 라이다 점군을 취득한다. 본 실시예에서, 철도 환경 시설물이란 철도 시설물 및 철도 주변에 있는 시설물(돌, 전봇대, 방음벽 등)을 말하고, 철도 시설물이란 전차선, 조가선, 급전선, 레일, 보호선, 표지판 등 철도와 관련한 시설물을 말한다.

본 실시예에서 MMS의 데이터수집장치(10)는, 철도 환경 시설물에 대한 원시 라이다 데이터(Raw LidAR Data, MMS data)를 주기적으로 취득할 수 있다. 원시 라이다 데이터는 레이저스캐너(11)에 의해 취득된 레이저 포인트 및 측위센서(12)에 의해 측정된 위치좌표를 포함한다. 본 실시예에서 레이저스캐너(11) 및 측위센서(12)는 MMS의 데이터수집장치(10)에 구비된다. 한편 본 발명에서 데이터수집장치(10)는 MMS에 사용되는 차량(20)에 설치된다.

보다 구체적으로, 레이저스캐너(11)는 다수의 레이저 포인트를 주변에 발사하고, 일정 객체에 반사되어 돌아오는 시간 및 강도에 근거하여 대상체까지의 거리 및 형상을 측정함으로써 레이저 포인트 데이터를 취득할 수 있다. 본 실시예에서 레이저스캐너(11)는 레이저 포인트를 취득하기 위해 라이다 센서(LiDAR: Light Detection And Ranging Sensor)로 구성될 수 있다.

상기 측위센서(12)는 차량(열차)의 위치정보, 즉 위치 좌표를 취득할 수 있다. 측위센서(12)는 GNSS(Global Navigation Satellite System) 및 INS(Inertial Navigation System) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. GNSS는 4개 이상의 위성으로부터 시각 정보를 포함하는 신호를 수신하고, 수신한 신호를 이용하여 열차의 이전 및 현재 좌표 측정치를 계산할 수 있다. INS 센서는 3축 자이로센서 및 3축 가속도 센서로 구성된 관성 센서를 이용하여 열차의 좌표 변화량을 측정할 수 있다. 측위센서는 보다 정밀한 위치좌표를 취득하기 위해 GNSS/INS 통합 센서로 구성함이 바람직하다.

여기서, MMS의 데이터처리장치(30)는, 레이저스캐너(11)를 통해 취득된 레이저 포인트와, 측위센서(12)를 통해 측정된 위치좌표를 데이터수집장치(10)로부터 수신한다. 그리고 데이터처리장치(30)의 점군취득부(31)는 상기 레이저포인트와, 상기 위치좌표에 근거하여 생성된 주행경로 데이터를 이용하여, 상기 레이저 포인트의 상대좌표를 3차원 절대좌표로 변환함으로써, 점군 데이터를 생성한다.

이때, 주행경로 데이터는 측위센서에 의해 측정된 위치좌표에 근거하여 생성되기 때문에, 측위센서를 통한 위치 측정의 정확도에 따라 주행경로 데이터의 정밀도가 결정된다. MMS 장비를 탑재한 열차는 개활지 뿐만 아니라 터널과 같이 GNSS에 의한 위치좌표 수신이 불가능한 차폐구간도 이동하기 때문에, GNSS만을 통해 위치좌표를 측정하게 되면 위치 정확도가 떨어지게 된다. 따라서 본 실시예에서는 GNSS와 INS가 통합된 GNSS/INS 통합 센서를 사용하여 정밀한 위치좌표를 취득한다. INS는 3차원 가속도를 계산하여 위치 변화량을 측정하기 때문에 GNSS에 의한 위치좌표 수신이 불가능한 지역에서도 정확한 위치좌표를 취득할 수 있다.

이에 따라, GNSS에 의해 측정된 위치좌표에 대하여 INS에 의해 측정된 위치변화를 이용하여 위치보정을 수행함으로써 정밀한 주행경로 데이터를 생성할 수 있다.

상기 점군 데이터 처리 단계는, 데이터처리장치(30)의 쉐이딩처리부(32)에서, 철도 환경 시설물의 전차선, 조가선, 급전선, 레일에 해당하는 라이다 점군을 쉐이딩 처리 한 후, 데이터처리장치(30)의 색상처리부(33)에서, 상기 쉐이딩 처리된 라이다 점군의 높이에 따라 라이다 점군을 각기 다른 색상으로 처리하거나, 데이터처리장치(30)의 색상처리부(33)에서, 철도 환경 시설물의 전차선, 조가선, 급전선, 레일에 해당하는 라이다 점군의 높이에 따라 라이다 점군을 각기 다른 색상으로 처리한 후, 데이터처리처리장치(30)의 쉐이딩처리부(32)에서, 상기 색상 처리된 라이다 점군을 쉐이딩 처리하여, 데이터처리장치(30)의 디스플레이유닛(34)에 쉐이딩 및 색상 처리된 라이다 점군을 표시함으로서, 전차선, 조가선, 급전선, 레일의 식별이 용이하게 한다.

이와 같이 라이다 점군에 쉐이딩 처리를 하면 라이다 점군이 또렷하게 보여 라이다 점군의 식별력이 높아지고, 라이다 점군에 색상 처리를 하면 라이다 점군 간의 고저차가 명확하게 표현되어 객체의 식별력이 높아진다.

상기 맵핑 단계는, 디스플레이유닛(34)에 표시된 점군 데이터 처리 단계의 결과 값을 육안으로 확인하면서, 디스플레이유닛(34)에 전차선, 조가선, 급전선, 레일을 수작업으로 표시하면, 데이터처리장치(30)의 맵핑부(35)에서 표시된 벡터 데이터를 저장한다.

예를 들어, 본 실시예에서는 작업자가 디스플레이유닛(34)에 표시된 점군을 육안으로 확인하면서, 상기 점군을 이어 그려 디스플레이유닛(34)에 전차선, 조가선, 급전선, 레일을 표시하면, 맵핑부(35)에서 그려진 전차선, 조가선, 급전선, 레일에 해당하는 벡터 데이터(좌표)를 데이터처리장치(30)의 저장부(36)에 저장한다.

이와 같이 객체의 벡터 데이터를 수집하는 과정을 통해 철도 환경 시설물중 폭이 좁거나 굵기가 얇은 시설물에 대한 맵을 정확하게 작성할 수 있다.

상기 객체 검색 단계는, 데이터처리장치(30)의 객체인식부(37)에서, 철도 환경 시설물의 라이다 점군 중 강도가 유사한 라이다 점군을 하나의 객체로 인식한다. 즉 객체인식부(37)는 철도 환경 시설물의 라이다 점군 중 유사 강도(Intensity)를 갖는 라이다 점군을 하나의 객체로 인식한다. 이때 객체인식부(37)는 일정 범위 안에서 유사 강도를 갖는 라이다 점군 무리를 하나의 객체로 인식하는 것이 바람직하다. 여기서 강도의 유사도는 임의로 설정(예를 들어 80%~100%)할 수 있다.

상기 철도 시설물 검색 단계는, 데이터처리장치(30)의 철도시설물검색부(38)에서, 객체 검색 단계의 인식 객체 중 기준 객체의 형태와 일정 범위 내로 유사한 객체를 찾고, 그 중 전차선, 조가선, 급전선, 레일에 기준 범위 안으로 근접하는 객체를 찾는다. 예를 들어 철도시설물검색부(38)는, 기준 객체가 사각형 모양일 경우, 사각형 모양에 일정 범위 내로 유사한 객체(사각형 모양에 근접한 객체)를 찾고, 그 중 전차선, 조가선, 급전선, 레일에 기준 범위(예를 들어 2m) 안으로 근접하는 객체를 찾는다.

상기 자동 맵핑 단계는, 데이터처리장치(30)의 자동맵핑부(39)에서, 철도 시설물 검색 단계의 결과 값에 대응하는 벡터 데이터(좌표)를 저장한다. 즉 본 실시예에서는 전차선, 조가선, 급전선, 레일 이외의 철도 시설물에 대한 맵 데이터를 자동으로 수집할 수 있다.

이와 같이 자동 작업으로 수집된 자동 맵 데이터는, 맵핑 단계에서 수작업으로 수집된 맵 데이터와 함께 맵 제작에 사용된다.

도 2a는 열차 선로 상에서 취득된 원시 데이터(라이다 점군이 쉐이딩 및 색상 처리 되기 전의 상태를 디스플레이한 영상이고, 도 2b은 열차 선로 상에서 취득된 라이다 점군이 쉐이딩 처리 및 색상 처리된 후의 상태를 디스플레이한 영상이고, 도 2c는 쉐이딩 처리 및 색상 처리되어 디스플레이된 라이다 점군을 육안 확인하여 디스플레이유닛에 철도 시설물(전차선, 급전선, 보호선)을 표시한 영상이고, 도 2d는 쉐이딩 처리 및 색상 처리되어 디스플레이된 라이다 점군을 다른 각도로 육안 확인하여 디스플레이유닛에 철도 시설물(전차선, 급전선, 보호선)을 표시한 영상이고, 도 2e은 철도 시설물에 대한 벡터 데이터를 이용하여 맵을 제작하는 것을 나타낸 영상이고, 도 2f은 맵 제작 각도를 달리하면서 철도 시설물에 대한 벡터 데이터를 이용하여 맵을 제작하는 것을 나타낸 영상으로서, 도 2a 내지 도 2f을 참조하여, 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다. 한편 도 2e 및 도 2f에서의 사각 가상선은 맵 제작 각도의 차이를 보여주기 위해 임의로 표시한 참고선이다.

우선, 열차에 탑재된 MMS의 데이터수집장치(10)에 의해, 철도 환경 시설물에 대한 원시 라이다 데이터 및 차량 위치정보가 수집된다.

그리고, MMS의 데이터처리장치(30)는 수집된 원시 라이다 데이터 및 차량 위치정보를 유선 또는 무선으로 전달받는다. 이때 작업자는 데이터처리장치(30)를 이용하여, 데이터처리장치(30)의 점군취득부(31)가 원시 라이다 데이터 및 차량 위치정보를 매개로 3차원 좌표를 갖는 라이다 점군을 취득하도록 한다.

이때, 상기 라이다 점군을 데이터처리장치(30)의 디스플레이유닛(34)에 출력하면, 도 2a와 같은 영상이 표시된다.

이후, 작업자는, 데이터처리장치(30)를 이용하여, 데이터처리장치(30)의 쉐이딩처리부(32)가 라이다 점군 중 철도 시설물(전차선, 조가선, 급전선, 레일, 보호선 등)에 대응하는 라이다 점군을 쉐이딩 처리하도록 한다.

이어서, 작업자가 데이터처리장치(30)를 이용하여, 데이터처리장치(30)의 색상처리부(33)가 쉐이딩 처리된 라이다 점군의 높이에 따라 점군을 각기 다른 색상으로 처리하도록 하면, 각 점군의 시각 효과를 더욱 증대시켜 도 2b과 같이 육안 식별이 더욱 용이한 점군 처리영상을 데이터처리장치(30)의 디스플레이유닛(34)에 출력할 수 있다.

이와 같이 점군 처리영상이 제작되면, 작업자는 디스플레이유닛(34)에 디스플레이되는 상기 점군 처리영상을 육안으로 확인하면서, 철도 시설물을 정확하게 확인하여, 디스플레이유닛(34)에 철도 시설물을 표시한다(그린다).(도 2c 참조)

이때, 작업자는 서로 다른 철도 시설물의 라이다 점군이 겹쳐 보일 경우, 라이다 점군이 다른 각도로 보여지도록 하면서 디스플레이유닛(34)에 철도 시설물을 표시한다.(도 2d 참조) 그러면 작업자는 철도 시설물의 라이다 점군을 보다 정확하게 확인하면서 철도 시설물을 디스플레이유닛(34)에 표시할 수 있다.

이와 같이 디스플레이유닛(34)에 철도 시설물이 표시되면, 맵핑부(35)에서는 저장부(36)에 철도 시설물에 대응하는 벡터 데이터(맵 데이터)를 저장한다.

이때, 저장부(36)에는 상기 획득된 벡터 데이터 이외에, 다양한 철도 시설물에 대한 벡터 데이터가 저장되어 있다.

여기서, 작업자는, 데이터처리장치(30)의 디스플레이유닛(34)에 철도 시설물의 벡터 데이터를 불러오면서, 철도 시설물에 대한 철도 시설물 맵을 제작한다.(도 2e 참조) 이때 작업자는 도 2f와 같이 철도 시설물을 바라보는 각도를 조절하여 철도 시설물 맵을 정확하게 제작할 수 있다. 이때 데이터처리장치(30)는 제작된 철도 시설물 맵을 저장부(36)에 저장한다.

한편, 상기 작용 설명에서는, 다양한 철도 시설물의 라이다 점군을 취득한 후, 철도 시설물의 라이다 점군을 쉐이딩 및 색상 처리하여, 철도 시설물에 대한 맵데이터(벡터 데이터)를 수작업으로 확보하는 것으로 설명하였지만, 본 발명에서는 전차선, 조가선, 급전선, 레일의 라이다 점군 만을 쉐이딩 및 색상 처리하여, 전차선, 조가선, 급전선, 레일의 맵데이터(벡터 데이터)만을 수작업으로 확보할 수 도 있다.

또한, 본 실시예에서는 전차선, 조가선, 급전선, 레일 이외의 철도 시설물에 대한 맵 데이터를 자동으로 수집할 수 있다.

즉, 작업자는, 데이터처리장치(30)를 이용하여, 데이터처리장치(30)의 객체인식부(37)가, 철도 환경 시설물의 라이다 점군 중 유사 강도 범위를 갖는 라이다 점군을 찾도록 한다. 이때 객체인식부(37)는 일정 범위 안에서 유사 강도를 갖는 라이다 점군 무리를 하나의 객체로 인식한다.

이후, 작업자는, 데이터처리장치(30)를 이용하여, 데이터처리장치(30)의 철도시설물검색부(38)에서, 객체 검색 단계에서 인식된 객체 중 기준 객체의 형태와 일정 범위 내로 유사한 객체를 찾게 한 후, 그 중 전차선, 조가선, 급전선, 레일에 기준 범위 안으로 근접하는 근접객체를 찾게 한다.

이어서, 작업자는, 데이터처리장치(30)를 이용하여, 데이터처리장치(30)의 자동맵핑부(39)에서, 상기 근접객체에 대한 벡터 데이터(좌표)를 자동 저장하게 한다.

계속해서, 작업자는 자동 작업으로 수집된 자동 맵 데이터와, 수작업으로 수집된 맵 데이터를 이용하여 맵을 제작한다.

한편, 상기에서 설명한 실시예에서 일부 방법적 구성이 변형되는 본 발명의 또 다른 실시예를 설명하면 다음과 같다.

본 실시예에서는 맵핑 단계에서 일부 방법적 구성이 추가될 수 있다.

즉, 본 실시예에서의 맵핑 단계는, 디스플레이유닛(34)에 표시된 점군 데이터 처리 단계의 결과 값을 육안으로 확인하면서, 디스플레이유닛(34)에 전차선, 조가선, 급전선, 레일을 수작업으로 표시하면, 데이터처리장치(30)의 맵핑부(35)에서는, 표시된 라인 상의 라이다 점군의 강도를 분석하여, 표시된 라인 상에서 객체를 인식/분류 한 후, 대표 객체에 해당하는 라이다 점군에 대한 벡터 데이터를 저장한다.

여기서, 상기 대표 객체는, 객체를 인식하고 분류한 후, 표시된 라인 상의 객체 중에서 가장 많은 라이다 점군이 선택되어진 객체를 말한다.

이와 같은 본 실시예는 디스플레이유닛(34)에 표시된 점군 데이터 처리 단계의 결과 값을 육안으로 확인하면서, 디스플레이유닛(34)에 전차선, 조가선, 급전선, 레일을 수작업으로 표시할 시, 실제 전차선, 조가선, 급전선, 레일이 아닌데도 불구하고 벡터 데이터가 저장(수집)되는 것을 방지할 수 있다.

일예로, 디스플레이유닛(34)에 전차선을 표시할 시, 전차선의 하방에 전차선이 아닌 사물(예를 들어 철제 기둥)이 위치하여, 전차선에 대응하는 라이다 점군과 상기 사물에 대응하는 라이다 점군이 겹쳐 보일 경우(동일 선상으로 보일 경우), 전차선 표시와 함께 상기 사물 또한 같이 표시된다.

그러나, 본 실시예에서는 디스플레이유닛(34)에 표시된 라인 상의 라이다 점군의 강도를 분석하여, 표시된 라인 상에서 객체를 인식/분류 한 후, 상기 객체 중 가장 많은 라이다 점군이 선택 되어진 대표 객체에 대한 벡터 데이터를 저장한다. 여기서 상기 표시된 라인은, 전차선에 대응하는 객체의 라이다 점군이 가장 많이 표시될 것이기 때문에, 상기 표시된 라인 상의 객체 중 가장 많은 라이다 점군이 선택 되어진 객체(대표 객체)의 벡터 데이터가 전차선의 벡터 데이터가 될 수 있다.

이때, 데이터처리장치(30)의 맵핑부(35)는 상기 객체를 인식/분류할 시에 라이다 점군 강도의 유사성을 분석하여, 객체를 인식/분류할 수 있다.

따라서, 디스플레이유닛(34)에 표시된 점군 데이터 처리 단계의 결과 값을 육안으로 확인하면서, 디스플레이유닛(34)에 전차선을 수작업으로 표시함에 있어, 전차선 라이다 점군과 함께 다른 사물 라이다 점군이 함께 표시될 시, 전차선 이외의 사물에 대한 벡터 데이터를 제외하고, 전차선에 대응하는 라이다 점군에 대한 벡터 데이터를 수집(저장)할 수 있어, 보다 정확히 전차선에 대한 벡터 데이터를 수집할 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 하나의 일예로 전차선에 대해 설명하였지만, 조가선, 급전선, 레일 또한 동일한 과정을 통해 벡터 데이터가 수집된다.

상술한 바와 같은 본 발명은, MMS에 의해 취득된 라이다 점군에 쉐이딩 처리 및 색상 처리를 하여, 라이다 점군이 용이하게 식별력 되도록 디스플레이한 후, 디스플레이된 라이다 점군을 육안 확인하여 전차선, 조가선, 급전선, 레일과 같이 라이다 점군 식별이 어려운 철도 환경 시설물에 대한 벡터 데이터(좌표)를 정밀하게 수집할 수 있어, 정확성이 향상되고 신뢰도가 높은 맵을 제작할 수 있다.

또한, 본 발명은, 전차선, 조가선, 급전선, 레일 이외의 철도 시설물에 대해서는 자동 방식을 통해 맵 데이터 수집을 함으로써, 편리하고 신속하게 맵 데이터를 제작할 수 있다.

한편, 본 발명은, MMS(Mobile Mapping System)의 데이터수집장치(10)가 열차에 탑재되는 것으로 실시예를 설명하였지만, MMS의 데이터수집장치(10)가 자동차 등 다양한 이동수단에 탑재되어 라이다 점군이 취득되고, 라이다 점군에 쉐이딩 처리 및 색상 처리를 할 수 있으면, 일반 도로 등 다양한 교통 분야에 적용가능하다.

10; 데이터수집장치 11; 레이저스캐너
12; 측위센서 20; 차량
30; 데이터처리장치 31; 점군취득부
32; 쉐이딩처리부 33; 색상처리부
34; 디스플레이유닛 35; 맵핑부
36; 저장부 37; 객체인식부
38; 철도시설물검색부 39; 자동맵핑부

Claims (1)

1. MMS(Mobile Mapping System)의 데이터수집장치(10)에서, 철도 환경 시설물에 대한 원시 라이다 데이터와, 데이터수집장치(10)가 탑재된 차량(20)의 위치정보를 수집한 후, MMS의 데이터처리장치(30)의 점군취득부(31)에서, 수집된 원시 라이다 데이터와, 차량 위치정보를 매개로 3차원 좌표를 갖는 라이다 점군을 취득하는 라이다 점군 취득 단계와;
   데이터처리장치(30)의 쉐이딩처리부(32)에서, 철도 환경 시설물의 전차선, 조가선, 급전선, 레일에 해당하는 라이다 점군을 쉐이딩 처리 한 후, 데이터처리장치(30)의 색상처리부(33)에서, 상기 쉐이딩 처리된 라이다 점군의 높이에 따라 라이다 점군을 각기 다른 색상으로 처리하거나, 데이터처리장치(30)의 색상처리부(33)에서, 철도 환경 시설물의 전차선, 조가선, 급전선, 레일에 해당하는 라이다 점군의 높이에 따라 라이다 점군을 각기 다른 색상으로 처리한 후, 데이터처리처리장치(30)의 쉐이딩처리부(32)에서, 상기 색상 처리된 라이다 점군을 쉐이딩 처리하여, 데이터처리장치(30)의 디스플레이유닛(34)에 쉐이딩 및 색상 처리된 라이다 점군을 표시함으로서, 전차선, 조가선, 급전선, 레일이 식별되도록 하는 점군 데이터 처리 단계와;
   디스플레이유닛(34)에 식별 표시된 전차선, 조가선, 급전선, 레일을 따라 라인을 표시 입력하면, 데이터처리장치(30)의 맵핑부(35)에서는, 표시 입력된 라인 상의 객체를 라이다 점군의 강도를 매개로 인식/분류한 후, 표시 입력된 라인 상의 라이다 점군을 가장 많이 포함하는 객체를 대표 객체로 취하고, 대표 객체의 벡터 데이터를 추출 저장하는 맵핑 단계와;
   데이터처리장치(30)의 객체인식부(37)에서, 라이다 점군을 매개로 철도 환경 시설물을 구별/인식 하는 객체 검색 단계와;
   데이터처리장치(30)의 철도시설물검색부(38)에서, 객체 검색 단계의 인식 객체 중 기준 객체의 형태와 일정 범위 내로 유사한 객체를 찾고, 그 중 전차선, 조가선, 급전선, 레일로부터 기준 범위 안으로 근접하는 객체를 찾는 철도 시설물 검색 단계 및;
   데이터처리장치(30)의 자동맵핑부(39)에서, 철도 시설물 검색 단계의 결과 값에 대응하는 벡터 데이터를 추출 저장하는 자동 맵핑 단계
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 MMS를 이용한 맵 데이터 제작 방법.

Images