KR102356162B1 - 특정구역의 수집 정보에 대한 레이어 자동변환 기능의 모바일 매핑 시스템 - Google Patents

특정구역의 수집 정보에 대한 레이어 자동변환 기능의 모바일 매핑 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 특정구역의 수집 정보에 대한 레이어 자동변환 기능의 모바일 매핑 시스템에 관한 것으로, 주행차량의 전방을 촬영하고 촬영데이터를 생성하는 촬영장치; 상기 주행차량의 GPS좌표값을 측정하는 GPS장치; 상기 주행차량의 전방에 포인트별 벡터값을 측정하고 유효범위의 유효벡터값을 분류하는 라이다; 상기 촬영데이터와 GPS좌표값과 유효벡터값과 샘플이미지를 수집해 저장하는 저장모듈; 상기 유효벡터값을 기반으로 촬영데이터의 유효범위 이내 영상을 3D로 변환하고, CNN 알고리즘을 통해 상기 영상의 유효범위 이내 구성이미지를 샘플이미지와 비교해서 주행차량 전방의 도로이미지와 구조물 이미지를 추출하는 이미지 분류모듈; 상기 이미지 분류모듈이 추출한 구조물 이미지에서 위치값이 설정된 구조물 이미지를 기준이미지로 생성하고, 상기 도로이미지에서 지정색상 또는 지정표시가 위치한 구간을 구간이미지로 생성하는 필터링 모듈; 상기 GPS장치가 측정한 GPS좌표값의 변화를 토대로 MMS 전용 단말기의 이동방향을 파악해서 촬영장치의 촬영 방향을 확인하고, 좌표의 종축 방향이 상기 촬영장치의 촬영 방향과 나란하도록 된 지정규격의 제1상대좌표를 지도이미지에서 유효범위 이내에 설정하며, 상기 GPS좌표값에 따라 매핑서버에서 검색된 지도이미지의 절대좌표와 유효범위의 제1상대좌표를 중첩하여 매칭하는 디렉션 체킹모듈; 상기 주행차량의 저면에 설치된 카메라가 통행 도로의 현 지점을 촬영한 도로이미지를 수집하고, 상기 도로이미지에서 표준규격의 표시선이 검출되면 현 지점의 GPS좌표값의 위치를 매핑서버의 지도이미지에서 검출하여 GPS좌표값의 오차 여부를 체킹하는 표시선 인식모듈; 상기 촬영데이터에 구성된 유효범위의 원근 모습에 따라 제1상대좌표를 방사 형태의 제2상대좌표로 변형 처리해서 촬영데이터에 오버랩하고, 상기 제2상대좌표에서 구간이미지의 상대좌표값을 확인하며, 상기 제2상대좌표를 기반으로 기준이미지와 구간이미지의 위치를 비교해서 구간이미지에 상응하는 기준이미지 내에 위치를 탐색하여 기준점으로 지정하고 해당 기준점의 기준좌표값을 확인하는 한편, 상기 제1상대좌표에 매칭된 절대좌표에서 상대좌표값과 기준좌표값에 해당하는 절대좌표값에 따라 지도이미지에 구간이미지의 레이어를 오버랩하고 매핑서버에 전송하는 컨트롤러;로 구성된 MMS 전용 단말기, 상기 절대좌표가 중첩된 지도이미지를 저장하는 맵 저장모듈; 상기 주행차량의 GPS좌표값을 기준으로 일정 범위 이내의 지도이미지를 검색하고, 상기 지도이미지를 MMS 전용 단말기에 전송하는 검색모듈; 상기 구간이미지의 레이어가 오버랩된 지도이미지를 수신하고 해당 지도이미지를 업데이트해서 맵 저장모듈에 저장하는 매핑모듈;로 구성된 매핑서버로 이루어진 것이다.

Description

특정구역의 수집 정보에 대한 레이어 자동변환 기능의 모바일 매핑 시스템{MOBILE MAPPING SYSTEM TRANSFORMATING LAYER AUTOMATICALLY ACCORDING TO COLLECTING INFORMATION OF SPECIFIC ZONE}
본 발명은 특정구역의 수집 정보에 대한 레이어 자동변환 기능의 모바일 매핑 시스템에 관한 것이다.
모바일 매핑 시스템(Mobile Mapping System; MMS)은 차량 등 이동매체에 다양한 센서를 장착하여 이동 중에 도로 측면의 공간정보를 수집할 수 있는 시스템으로서, 통상 도로시설물의 데이터베이스를 업데이트하도록 사용된다. 일반적으로, 종래의 모바일 매핑 시스템은 인터넷 포탈업체에서 로드뷰(Road View) 서비스를 제공하기 위해 사용되었다.
그러나 종래의 모바일 매핑 시스템은 현장에서 다량의 정보가 수집되므로, 수집된 정보가 기존 지도이미지에 즉각적으로 적용되지 못하였고, 이로 인해 새롭게 수집된 정보에 의해 갱신되지 않은 기존 지도이미지가 사용자에게 그대로 제공되는 문제가 있었다.
더욱이 종래의 모바일 매핑 시스템은 지도이미지에 관한 수집 정보들의 적용이 지정된 기간에 일괄적으로 이루어지므로, 일시적인 도로변경 또는 차선 신호 등에 대해서는 지도이미지의 사용자가 전혀 인지하지 못하였고 이로 인한 사용자의 불편도 적지 않았다. 또한, 수집된 다량의 정보는 지도이미지 전체를 업데이트하므로, 이에 따라 변경되는 데이터베이스의 범위가 매우 커서 데이터에 오류가 발생할 확률이 높다는 문제가 가 있었다.
1. 대한민국 공개특허 제10-2018-0131154호(MMS 차량의 고정밀 주행 궤적을 이용한 차선 필터링 및 차선 지도 구축 방법/2018.12.10공개)
이에 본 발명은 상기의 문제를 해소하기 위한 것으로, MMS를 이용해서 현장 정보를 실시간으로 수집하고 기존 지도이미지에서 변화된 구간만 업데이트할 수 있도록 된 특정구역의 수집 정보에 대한 레이어 자동변환 기능의 모바일 매핑 시스템의 제공을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기의 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,
주행차량의 전방을 촬영하고 촬영데이터를 생성하는 촬영장치; 상기 주행차량의 GPS좌표값을 측정하는 GPS장치; 상기 주행차량의 전방에 포인트별 벡터값을 측정하고 유효범위의 유효벡터값을 분류하는 라이다; 상기 촬영데이터와 GPS좌표값과 유효벡터값과 샘플이미지를 수집해 저장하는 저장모듈; 상기 유효벡터값을 기반으로 촬영데이터의 유효범위 이내 영상을 3D로 변환하고, CNN 알고리즘을 통해 상기 영상의 유효범위 이내 구성이미지를 샘플이미지와 비교해서 주행차량 전방의 도로이미지와 구조물 이미지를 추출하는 이미지 분류모듈; 상기 이미지 분류모듈이 추출한 구조물 이미지에서 위치값이 설정된 구조물 이미지를 기준이미지로 생성하고, 상기 도로이미지에서 지정색상 또는 지정표시가 위치한 구간을 구간이미지로 생성하는 필터링 모듈; 상기 GPS장치가 측정한 GPS좌표값의 변화를 토대로 MMS 전용 단말기의 이동방향을 파악해서 촬영장치의 촬영 방향을 확인하고, 종축 방향이 상기 촬영장치의 촬영 방향과 나란하도록 된 지정규격의 제1상대좌표를 지도이미지에서 유효범위 이내에 설정하며, 상기 GPS좌표값에 따라 매핑서버에서 검색된 지도이미지의 절대좌표와 유효범위의 제1상대좌표를 중첩하여 매칭하는 디렉션 체킹모듈; 상기 주행차량의 저면에 설치된 카메라가 통행 도로의 현 지점을 촬영한 도로이미지를 수집하고, 상기 도로이미지에서 표준규격의 표시선이 검출되면 현 지점의 GPS좌표값의 위치를 매핑서버의 지도이미지에서 검출하여 GPS좌표값의 오차 여부를 체킹하는 표시선 인식모듈; 상기 촬영데이터에 구성된 유효범위의 원근 모습에 따라 제1상대좌표를 방사 형태의 제2상대좌표로 변형 처리해서 촬영데이터에 오버랩하고, 상기 제2상대좌표에서 구간이미지의 상대좌표값을 확인하며, 상기 제2상대좌표를 기반으로 기준이미지와 구간이미지의 위치를 비교해서 구간이미지에 상응하는 기준이미지 내에 위치를 탐색하여 기준점으로 지정하고 해당 기준점의 기준좌표값을 확인하는 한편, 상기 제1상대좌표에 매칭된 절대좌표에서 상대좌표값과 기준좌표값에 해당하는 절대좌표값에 따라 지도이미지에 구간이미지의 레이어를 오버랩하고 매핑서버에 전송하는 컨트롤러;로 구성된 MMS 전용 단말기, 및
상기 절대좌표가 중첩된 지도이미지를 저장하는 맵 저장모듈; 상기 주행차량의 GPS좌표값을 기준으로 일정 범위 이내의 지도이미지를 검색하고, 상기 지도이미지를 MMS 전용 단말기에 전송하는 검색모듈; 상기 구간이미지의 레이어가 오버랩된 지도이미지를 수신하고 해당 지도이미지를 업데이트해서 맵 저장모듈에 저장하는 매핑모듈;로 구성된 매핑서버로 이루어진 특정구역의 수집 정보에 대한 레이어 자동변환 기능의 모바일 매핑 시스템을 제공한다.
상기의 본 발명은, 주행차량의 이동 중 MMS를 통해 촬영데이터로 수집된 정보를 토대로 지도이미지의 절대좌표에 맞춰 특정한 구간이미지의 레이어를 생성하고 지도이미지에 실시간으로 자동 조합하므로 지도이미지의 업그레이드 신속하고 신뢰도 있게 이루어지는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 모바일 매핑 시스템의 MMS 전용 단말기가 주행차량에 설치되고 매핑서버와 통신하는 모습을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 모바일 매핑 시스템의 구성을 도시한 블록도이고,
도 3은 본 발명에 따른 모바일 매핑 시스템의 MMS 전용 단말기가 주행차량의 전방을 촬영하여 수집한 촬영이미지이고,
도 4는 본 발명에 따른 모바일 매핑 시스템의 MMS 전용 단말기가 설치된 주행차량이 표지선을 인식하는 모습을 개략적으로 도시한 사시도이고,
도 5는 본 발명에 따른 모바일 매핑 시스템이 주행차량 전방의 촬영데이터에서 유효범위 이내의 구조물 이미지와 도로이미지를 분류한 모습을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 6은 본 발명에 따른 모바일 매핑 시스템이 주행차량의 주행 방향을 기준으로 유효범위와 상대좌표를 설정한 모습을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 7은 도 6의 다른 실시 예를 개략적으로 도시한 도면이고,
도 8은 본 발명에 따른 모바일 매핑 시스템의 촬영데이터에 제2상대좌표가 중첩된 모습을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 9와 도 10은 본 발명에 따른 모바일 매핑 시스템이 촬영데이터에서 제2상대좌표를 바탕으로 기준이미지와 구간이미지를 확인하고 상대좌표값과 기준좌표값을 지정하는 모습을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 11은 본 발명에 따른 모바일 매핑 시스템이 지도이미지에 구간이미지를 오버랩한 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 본 발명을 구체적인 내용이 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 모바일 매핑 시스템의 MMS 전용 단말기가 주행차량에 설치되고 매핑서버와 통신하는 모습을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 모바일 매핑 시스템의 구성을 도시한 블록도이고, 도 3은 본 발명에 따른 모바일 매핑 시스템의 MMS 전용 단말기가 주행차량의 전방을 촬영하여 수집한 촬영이미지이고, 도 4는 본 발명에 따른 모바일 매핑 시스템의 MMS 전용 단말기가 설치된 주행차량이 표지선을 인식하는 모습을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 주지된 바와 같이 모바일 매핑 시스템(MMS)은 국가지형정보와 국가시설물정보 데이터베이스를 구축, 유지, 관리하기 위해 요구되는 첨단정보 시스템의 일종으로서, 주행차량에 CCD 카메라 등의 촬영장치(110), 레이저 스캐너 등의 라이다(130), GPS 수신기 등의 GPS장치(120), 관성항법장치(미도시됨), 컴퓨터 등의 각종 모듈(140, 150, 151, 160, 171)과 컨트롤러(170)를 탑재하고 통합하여 고품질의 공간정보 DB 구축을 위한 항법 기술, 사진측량 기술 및 영상처리 기술이 합쳐진 신기술 통합 솔루션이다. 이러한 기술을 기반으로 본 발명에 따른 모바일 매핑 시스템은, 도로(R)를 타고 이동하는 주행차량(C)에 설치된 MMS 전용 단말기(100)와, 지도이미지를 저장하며 관리하고 MMS 전용 단말기(100)와 통신하며 지도이미지를 송,수신하는 매핑서버(200)로 구성된다.
MMS 전용 단말기(100)와 매핑서버(200) 각각에 구성된 구성요소에 대해 좀 더 구체적으로 설명한다.
MMS 전용 단말기(100)는 촬영장치(110)와 GPS장치(120)와 라이다(130)와 저장모듈(140)과 이미지 분류모듈(150)과 필터링 모듈(151)과 디렉션 체킹모듈(160)과 표시선 인식모듈(171)과 컨트롤러(170)로 구성된다.
촬영장치(110)는 주행차량(C)의 전방을 촬영하고 촬영데이터를 생성한다. 촬영데이터는 일정 주기의 연속 촬영을 통해 수집된다.
GPS장치(120)는 주행차량(C)의 GPS좌표값을 측정한다. 수신되는 GPS를 실시간으로 연속해서 연산하는 기술은 이미 공지의 기술이므로, 추가 설명은 생략한다.
라이다(130)는 주행차량(C)의 전방에 포인트별 벡터값을 측정하고 유효범위의 유효벡터값을 분류한다. 상기 유효벡터값은 아래 실시 예를 참고해서 구체적으로 설명한다.
저장모듈(140)은 상기 촬영데이터와 GPS좌표값과 유효벡터값과 샘플이미지를 수집해 저장한다. 저장모듈(140)은 다양한 저장매체가 활용될 수 있지만, 본 실시 예는 주행 중 데이터 저장의 안정성을 위해 HDD(Hard Disk Drive)가 아닌 SSD(Solid State Drive)가 적용된다.
이미지 분류모듈(150)은, 상기 유효벡터값을 기반으로 촬영데이터의 영상(IM)을 3D로 변환하고, CNN 알고리즘을 통해 영상(IM)의 유효범위 이내 구성이미지를 샘플이미지와 비교해서 주행차량 전방의 도로이미지와 구조물 이미지를 추출한다. 이미지 분류모듈(150)은 딥러닝과 GPU(Graphic Processing Unit) 기술 기반의 CNN 알고리즘에 따라 도로이미지와 구조물 이미지를 정확히 추출해 분류한다. 이미지 분류모듈(150)은 촬영데이터의 영상(IM)을 3D로 변환해서 구성이미지의 실체를 사실감 있게 표현시키므로, CNN 알고리즘을 통한 구성이미지의 추출 정확도를 높인다. 참고로 상기 촬영데이터의 영상(IM)에는 수많은 구성이미지가 포함되며, 특히 구조물 이미지는 촬영데이터 영상(IM)의 구성이미지 중 샘플이미지와 유사한 이미지만이 추출된 것이다. 상기 샘플이미지는 도로변에 설치된 건물, 가로등, 신호등, 가로수, 펜스, 안내판, 자동차, 우체통 등일 수 있다.
필터링 모듈(151)은, 이미지 분류모듈(150)이 추출한 구조물 이미지에서 위치값이 설정된 구조물 이미지를 기준이미지로 생성하고, 상기 도로이미지에서 지정색상 또는 지정표시가 위치한 구간을 구간이미지로 생성한다. 상기 구조물 이미지 중 가로등, 가로수, 펜스, 안내판, 자동차, 우체통 등의 이미지는 지도 제작시 일반적으로 생략된다. 따라서 생략되는 이미지는 GPS값 또는 도면좌표값 등의 위치값이 미설정된다. 반면, 상기 지도 제작시 도화에 활용되는 구조물 이미지는 위치값이 설정된다. 따라서 구조물 이미지 중 위치값이 설정된 이미지는 기준이미지로 분류해 생성한다. 한편, 도로에는 운전자가 어린이 보호구역, 버스 승강장, 공사구간 등을 시각적으로 인지할 수 있도록 특정 색상으로 도로가 도색되거나 글자 등이 표시된다. 해당 지정색상 또는 지정표시는 도로에 표시되므로 촬영데이터의 영상(IM) 중 도로이미지에서 확인되고, 필터링 모듈(151)은 지정색상 또는 지정표시가 위치한 도로이미지 상에 구간을 구간이미지로 분류해 생성한다.
디렉션 체킹모듈(160)은, GPS장치(120)가 측정한 GPS좌표값의 변화를 토대로 MMS 전용 단말기(100)의 이동방향을 파악해서 촬영장치(110)의 촬영 방향을 확인하고, 종축 방향이 촬영장치(110)의 촬영 방향과 나란하도록 된 지정규격의 제1상대좌표를 유효범위 이내에 설정하며, GPS좌표값(120)에 따라 매핑서버(200)에서 검색된 지도이미지의 절대좌표와 유효범위의 제1상대좌표를 중첩하여 매칭한다. MMS 전용 단말기(100)는 주행차량(C)의 전방 촬영용 촬영장치(110) 이외에 후방 촬영용 촬영장치(110')를 포함할 수 있다. 이 경우 촬영장치(110, 110')의 촬영을 통해 수집된 촬영데이터는 전방 촬영데이터와 후방 촬영데이터로 구성되고, 이중 전방 촬영데이터를 분류하기 위해서 주행차량(C)의 주행 방향을 파악해야 한다. GPS좌표값은 주행차량(C)의 이동을 따라 변화하므로, 디렉션 체킹모듈(160)은 GPS좌표값의 변화를 따라 대략적인 이동방향을 파악할 수 있다. 더 나아가 디렉션 체킹모듈(160)은 MMS 전용 단말기(100)에 구성된 관성항법장치(미도시됨)를 통해 주행차량(C)의 주행 자세를 분석할 수 있다. 따라서 디렉션 체킹모듈(160)은 촬영장치(110)의 촬영 시점에 주행차량(C)의 주행 자세를 분석해서 촬영장치(110)의 촬영 방향을 정확히 파악할 수 있다.
한편, 디렉션 체킹모듈(160)은 유효범위 이내에 지정규격의 제1상대좌표를 생성하고 지도이미지의 절대좌표와 중첩하여 매칭한다. 본 발명의 지도이미지는 2D 형식이고 유효범위의 크기와 제1상대좌표의 규격은 지정되었으므로, 2D 형식의 지도이미지에 주행차량(C)의 위치를 기준으로 제1상대좌표를 표시할 수 있다. 그런데 주행차량(C)의 주행 자세에 따라 촬영 방향이 변하므로, 제1상대좌표의 위치 역시 지속적인 변화를 보인다. 하지만, 본 발명의 촬영데이터는 동영상이 아니며, 유효범위 이내의 상기 제1상대좌표는 생성시마다 지도이미지의 절대좌표와 중첩하여 매칭하므로, 주행차량(C)의 주행 자세에 따른 촬영 방향 변화는 제1상대좌표 설정에 장애를 주지 않는다.
표시선 인식모듈(171)은, 주행차량(C)의 저면에 설치된 카메라(172)가 통행 도로(R)의 현 지점을 촬영한 도로이미지를 수집하고, 상기 도로이미지에서 표준규격의 표시선(L)이 검출되면 현 지점의 GPS좌표값의 위치를 매핑서버(200)의 지도이미지에서 검출하여 GPS좌표값의 오차 여부를 체킹한다. 카메라(172)가 촬영하는 도로(R)는 주행차량(C)이 주행 가능한 차도이고, 차도에는 주행차량(C)의 안전 주행을 위해 다양한 형식의 표시선(L)이 지정된 규격으로 표시된다. 이중 정지선 등은 특정 도로 구역에 기준이 될 수 있는 고정된 표시이므로, 본 발명의 모바일 매핑 시스템은 주행차량(C)의 현재 위치를 확인할 수 있는 근거가 된다. 따라서 특정 표시선(L)에 위치값을 지정한다. 이후 카메라(172)가 촬영해 수집한 도로이미지에서 표시선(L)이 확인되면, 표시선 인식모듈(171)은 표시선(L)을 수집한 시점의 GPS좌표값을 확인하고 지정 범위 이내에 위치한 표시선(L)의 위치값을 확인한다. GPS좌표값이 정확하다면 GPS좌표값은 위치값과 일치해야 하므로, 불일치한 것으로 확인되면 해당 오차를 체킹하고 오차율에 따라 GPS좌표값을 보정한다.
컨트롤러(170)는, 상기 촬영데이터에 구성된 유효범위의 원근 모습에 따라 제1상대좌표를 방사 형태의 제2상대좌표로 변형 처리해서 촬영데이터에 오버랩하고, 상기 제2상대좌표에서 구간이미지의 상대좌표값을 확인하며, 상기 제2상대좌표를 기반으로 기준이미지와 구간이미지의 위치를 비교해서 기준이미지에서 해당 기준점의 기준좌표값을 확인하는 한편, 상기 제1상대좌표에 매칭된 절대좌표에서 상대좌표값과 기준좌표값에 해당하는 절대좌표값에 따라 지도이미지에 구간이미지를 오버랩하고 매핑서버에 전송한다. 컨트롤러(170)의 동작 모습을 아래의 실시 예를 통해 보다 구체적으로 설명한다.
매핑서버(200)는 맵 저장모듈(210)과 검색모듈(220)과 매핑모듈(230)로 구성된다. 맵 저장모듈(210)은 절대좌표가 중첩된 지도이미지를 저장한다. 상기 지도이미지는 절대좌표인 GPS좌표가 중첩된 것이라면 특별한 제한이 없으며, 일반적으로 수치지도, 영상지도, 도화이미지 등 다양할 수 있다. 검색모듈(220)은 주행차량(C)의 GPS좌표값을 기준으로 일정 범위 이내의 지도이미지를 검색하고, 상기 지도이미지를 MMS 전용 단말기(100)에 전송한다. MMS 전용 단말기(100)의 GPS장치(120)가 GPS좌표값을 측정하면 컨트롤러(170)는 GPS좌표값을 매핑서버(200)에 전송하고, 검색모듈(220)은 수신된 GPS좌표값을 근거로 해당 지도이미지를 맵 저장모듈(210)에서 검색한다. 지도이미지의 검색 범위는 특별히 제한되지 않으나, 바람직하게는 GPS좌표값을 중심으로 일정 반경 범위 이내로 검색한다. 매핑모듈(230)은 상기 구간이미지의 레이어가 오버랩된 지도이미지를 수신하고 해당 지도이미지를 업데이트해서 맵 저장모듈(210)에 저장한다. 매핑모듈(230)은 맵 저장모듈(210)에 저장된 지도이미지를 관리하고 업데이트하도록 프로세싱하므로, MMS 전용 단말기(100)로부터 업데이트된 지도이미지가 수신되면 맵 저장모듈(210)에 기저장된 지도이미지를 새로 수신된 지도이미지를 변경한다. 매핑모듈(230)은 맵 저장모듈(210)이 지도이미지를 버전별로 분류해 저장 및 관리하도록 지도이미지의 관리 체계를 정하고 제어할 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 모바일 매핑 시스템의 동작 모습을 일 예를 이용해 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 모바일 매핑 시스템이 주행차량 전방의 촬영데이터에서 유효범위 이내의 구조물 이미지와 도로이미지를 분류한 모습을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 모바일 매핑 시스템이 주행차량의 주행 방향을 기준으로 유효범위와 상대좌표를 설정한 모습을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 7은 도 6의 다른 실시 예를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 8은 본 발명에 따른 모바일 매핑 시스템의 촬영데이터에 제2상대좌표가 중첩된 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2 내지 도 8을 참조하면, MMS 전용 단말기(100)는 주행차량(C)에서 촬영장치(110)가 전방을 촬영하여 도 3과 같이 촬영데이터의 영상(IM, IM')을 수집한다. 촬영장치(110)는 이동 중인 주행차량(C)의 전방을 일정 주기로 연속해 촬영하므로, 도 3의 (a)도면 및 (b)도면과 같이 촬영데이터의 영상(IM, IM')은 주행차량(C)이 이동을 따라 연속해 변화한다. 이와 더불어 GPS장치(120)는 주행차량(C)이 위치한 GPS좌표값을 측정하고, 라이다(130)는 촬영데이터의 영상(IM)에 상응하는 도 5의 (a)도면의 라이다이미지(RIM)의 벡터값을 측정한다. 상기 벡터값은 라이다(130)로부터 근거리는 물론 원거리의 포인트까지 측정하는데, 본 발명에서 지정된 거리 범위 이내, 즉, 도 5의 (b)도면에서 보인 유효이미지(CIM)와 같이 유효범위(Z1) 이내의 벡터값만을 분류하고 해당 벡터값을 유효벡터값으로 지정한다. 결국, 라이다이미지(RIM)에서 원거리의 포인트(P1)는 삭제되고 유효이미지(CIM)에는 근거리 포인트(P2, P3, P4)의 유효벡터값만이 잔존한다. 여기서 유효범위(Z1)는 촬영장치(110)의 촬영방향을 디렉션 체킹모듈(160)이 확인함으로써 더욱 한정된다. 좀 더 구체적으로 설명하면, 도 6과 같이 본 발명에 따른 MMS 전용 단말기(100)는 주행차량(C)의 전방과 후방을 각각 촬영하도록 한 쌍의 촬영장치(110, 110')가 구성된다. 여기서 촬영장치(110, 110')의 촬영각은 제한되고, 촬영 거리는 지정된 거리 범위 이내가 된다. 더 나아가 본 발명에 따른 MMS 전용 단말기(100)는 주행차량(C)의 전방 모습만이 활용되므로, 주행차량(C)의 주행 방향이 확인되어야 한다. 따라서 디렉션 체킹모듈(160)은 GPS장치(120)가 측정한 GPS좌표값의 변화를 토대로 MMS 전용 단말기(100)의 이동방향을 파악해서 촬영장치의 촬영 방향을 확인하고, 이를 통해 한 쌍의 촬영장치(110, 110')가 촬영하는 범위(Z1, Z2) 중 유효한 범위를 확인할 수 있고, 지정된 거리 범위 이내의 범위가 유효범위(Z1)로 확정된다.
촬영데이터와 GPS좌표값 및 유효벡터값이 모두 수집되면 하나의 셋으로 저장모듈(140)에 저장된다. 이외에 저장모듈(140)은 샘플이미지를 포함해 저장한다.
한편, 이미지 분류모듈(150)은 유효벡터값을 기반으로 촬영데이터의 유효범위(Z1) 이내 영상(IM)을 3D로 변환한다. 유효벡터값은 거리별 색상별 정보를 포함하는 3D 형식의 정보이므로, 이미지 분류모듈(150)은 유효범위(Z1) 내에 유효벡터값을 조합해서 일정한 모습의 3D 구성이미지를 완성할 수 있다. 또한, 이미지 분류모듈(150)은 CNN 알고리즘을 기반으로 상기 구성이미지를 샘플이미지와 비교해서 주행차량 전방의 도로이미지(21)와 구조물 이미지(11, 12)를 추출한다.
필터링 모듈(151)은 이미지 분류모듈(150)이 추출한 구조물 이미지(11, 12)에서 위치값이 설정된 구조물 이미지(11, 12)를 기준이미지(31, 32)로 생성한다. 기준이미지(31, 32)는 특정 구간의 위치를 파악하기 위한 기준점의 기능을 수행한다. 다양한 종류의 구조물 이미지(11, 12) 중 위치값이 설정되는 이미지는 주로 건물과 같은 대형 인공구조물이므로, 본 실시 예에서 기준이미지(31, 32)는 건물이 일반적이다. 구조물 이미지(12) 중 차량은 이동성을 가지며 특정된 위치값이 설정되므로, 기준이미지(31, 32)에서 제외된다.
필터링 모듈(151)은 도로이미지(21)에서 지정색상 또는 지정표시가 위치한 구간을 구간이미지(41, 42)로 생성한다. 도 3의 (a)도면과 같이 어린이 보호구역은 적색으로 표시되므로, 필터링 모듈(151)은 도로이미지(21) 내에서 해당 표시를 확인하고 구간이미지(41, 42)로 생성한 것이다. 전술한 바와 같이 라이다(130)의 유효벡터값은 색상 또한 식별하므로, 도로이미지(21) 내에서 경계를 이루는 구간이 생성되면, 해당 구간을 구간이미지(41, 42)로 간주하고 생성한다.
촬영장치(110)의 촬영 방향 확인을 통해 유효범위(Z1)가 설정되면, 디렉션 체킹모듈(160)은 종축 방향이 촬영장치(110)의 촬영 방향과 나란하도록 된 지정규격의 제1상대좌표(G1, G1', G2)를 지도이미지(M1)에서 유효범위(Z1, Z1') 이내에 설정한다. 전술한 바와 같이, 촬영장치(110)의 촬영각과 유효벡터값의 거리는 이미 지정되어 있고 제1상대좌표(G1, G1', G2)의 규격 역시 지정되어 있으며 주행차량(C)의 GPS좌표값 및 주행 자세가 모두 확인되었으므로, 디렉션 체킹모듈(160)은 매핑서버(200)에서 GPS좌표값에 해당하여 전송된 지도이미지(M1)에 제1상대좌표(G1, G1', G2)의 레이어를 병합시킬 수 있다. 참고로 상기 종축은 제1상대좌표(G1, G1', G2)에서 Y축에 해당하고, 횡축은 상기 종축에 수직하게 교차하며 X축을 이룬다.
본 실시 예에서 도 6의 (a)도면은 유효범위(Z1)의 전역에 제1상대좌표(G1)가 설정된 모습을 도시한 것이고, 도 6의 (b)도면은 유효범위(Z1)에서 도로이미지(21)에만 제1상대좌표(G2)가 설정된 모습을 도시한 것이며, 도 7은 주행차량(C)의 주행 방향과 주행 자세가 변화된 경우에 유효범위(Z1')에 설정된 제1상대좌표(G1')의 모습을 도시한 것이다. 이후의 본 실시 예에서는 도로이미지(21)에 설정된 제1상대좌표(G2)에 대해 설명한다.
제1상대좌표(G2)가 설정되면, 디렉션 체킹모듈(160)은 상기 GPS좌표값에 따라 매핑서버(200)에서 검색된 지도이미지(M1)의 절대좌표와 유효범위(Z1)의 제1상대좌표(G2)를 중첩하여 매칭한다. 상기 절대좌표와 제1상대좌표(G2)의 중첩은 절대좌표와 제1상대좌표(G2)의 연관관계를 정의하기 위한 것으로, 일정한 규격을 이루는 절대좌표와 제1상대좌표(G2)는 교차 지점이 일정하게 반복되며, 이러한 반복은 수식화를 통해 그 표현이 가능하다. 따라서 디렉션 체킹모듈(160)은 절대좌표와 제1상대좌표(G2)의 중첩을 통해 상호 수식화하여 매칭하고, 이를 통해 제1상대좌표(G2)의 좌표값을 절대좌표의 GPS좌표값으로 변환한다.
디렉션 체킹모듈(160)이 유효범위(Z1)를 해당 지도이미지(M1)의 절대좌표와 중첩시켜서 관계식을 생성하면, 컨트롤러(170)는 도 8과 같이 상기 촬영데이터의 유효이미지(CIM)에 구성된 유효범위(Z1)의 원근 모습에 따라 제1상대좌표(G2)를 방사 형태의 제2상대좌표(G3)로 변형 처리해서 유효이미지(CIM)에 오버랩한다. 방사 형태로 보이는 제2상대좌표(G3)의 축선 간의 간격과 경사각도 등은 지정규격의 제1상대좌표(G2)를 기반해 이루어지므로, 촬영장치(110)와 라이다(130) 및 제1상대좌표(G2)의 규격이 일정하다면 제2상대좌표(G3)는 주행차량(C)의 주행 방향과 주행 자세 및 주행 장소 등에 상관없이 유효이미지(CIM)에서 항시 일정한 위치에 배치된다.
도 9와 도 10은 본 발명에 따른 모바일 매핑 시스템이 촬영데이터에서 제2상대좌표를 바탕으로 기준이미지와 구간이미지를 확인하고 상대좌표값과 기준좌표값을 지정하는 모습을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 11은 본 발명에 따른 모바일 매핑 시스템이 지도이미지에 구간이미지를 오버랩한 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2와 도 8 내지 도 11을 참조하면, 컨트롤러(170)는 제2상대좌표(G3)에서 구간이미지(41, 42)의 상대좌표값을 확인한다. 제2상대좌표(G3)를 바탕으로 표시된 구간이미지(41, 42)는 자체 형태에 따라 다수의 경계점(a1 내지 a4; 이하 'a')이 구성되므로, 해당 경계점(a)의 상대좌표값을 제2상대좌표(G3)에서 확인할 수 있다. 이와 더불어 컨트롤러(170)는 제2상대좌표(G3)를 기반으로 기준이미지(31, 32)와 구간이미지(41, 42)의 위치를 비교해서 구간이미지(41, 42)에 상응하는 기준이미지(31, 32) 내에 위치를 탐색하여 기준점(b1, b2; 이하 'b')으로 지정하고 해당 기준점(b)의 기준좌표값을 확인한다. 본 실시 예에서 기준점(b)은 도 9와 같이 기준이미지(31, 32)에서 구간이미지(41, 42)의 경계점(a)과 마주하는 위치이다. 기준점(b)이 확인되면, 컨트롤러(170)는 제2상대좌표(G3)를 통해 기준점(b)의 기준좌표값을 확인한다.
한편, MMS 전용 단말기(100)가 설치된 주행차량(C)은 이동하고, 촬영장치(110)와 라이다(130)는 주행차량(C)의 전방을 주행차량(C)의 이동을 따라 촬영데이터의 영상(IM)과 라이다이미지(RIM) 및 유효이미지(CIM)를 수집 및 편집해 생성한다. 그러므로 필터링 모듈(151)과 이미지 분류모듈(150)에 의해 생성되는 기준이미지(31, 32)와 구간이미지(41, 42) 각각의 경계점(a)은 도 9와 같이 유효이미지(CIM1, CIM2)에 따라 오차가 발생할 수 있고, 경계점(a)에 상응하는 기준이미지(31, 32) 내에 기준점(b) 역시 유효이미지(CIM1, CIM2)에 따라 오차가 발생할 수 있다. 물론 정확한 이미지 수집이 이루어진다면 경계점(a)과 기준점(b)은 유효이미지(CIM1, CIM2)에 상관없이 동일하다. 따라서 컨트롤러(170)는 지정된 규칙에 따라 상기 오차를 보정해서 통일하는 것이 바람직하다.
컨트롤러(170)는 제1상대좌표(G2)에 매칭된 절대좌표에서 상대좌표값과 기준좌표값에 해당하는 절대좌표값에 따라 지도이미지(M1)에 구간이미지의 레이어(51, 52)를 오버랩하고 매핑서버(200)에 전송한다. 제2상대좌표(G3)는 유효이미지(CIM)에 표시할 수 있도록 제1상대좌표(G2)의 형태만을 변형할 것이므로, 제2상대좌표(G3)에서 확인된 경계점(a)의 상대좌표값과 기준점(b)의 기준좌표값은 제1상대좌표(G2)와 동일하다. 따라서 컨트롤러(170)는 제1상대좌표(G2)와 절대좌표의 매칭을 위한 관계식을 통해 상대좌표값과 기준좌표값을 각각 절대좌표값으로 변환할 수 있다. 기준좌표값과 상대좌표값이 절대좌표값으로 변환되면, 컨트롤러(170)는 상기 절대좌표값에 맞춰 구간이미지의 레이어(51, 52)를 지도이미지(M1)에 오버랩해서 도 11의 (b)도면과 같이 신규 지도이미지(M2)를 생성한다. 전술한 바와 같이 유효이미지(CIM)에서 확인되고 제2상대좌표(G3)에서 경계점(a)을 통해 구획된 구간이미지(41, 42)는 도 10과 같이 레이어(51, 52) 형태로 분리될 수 있다. 이렇게 분리된 레이어(51, 52)는 제1상대좌표(G3)를 기준으로 변형되고, 레이어(51, 52)의 경계점의 상대좌표값은 해당 절대좌표값으로 변환된다. 따라서 컨트롤러(170)는 레이어(51, 52)를 절대좌표값에 맞춰 지도이미지(M1)에 오버랩하고, 기존의 지도이미지(M1)를 업그레이드된 신규 지도이미지(M2)로 변환해서 매핑서버(200)에 전송한다.
신규 지도이미지(M2)를 수신한 매핑서버(200)의 매핑모듈(230)은 맵 저장모듈(210)을 업데이트한다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조해 설명했지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
11, 12; 구조물 이미지 21; 도로이미지
31, 32; 기준이미지 41, 42; 구간이미지
51, 52; 레이어 100; MMS 전용 단말기
200; 매핑서버 a, a1, a2, a3, a4; 경계점
b, b1, b2; 기준점 C; 주행차량
CIM, CIM1, CIM2; 유효이미지 G1, G1', G2; 제1상대좌표
G3; 제2상대좌표 IM, IM'; 영상
L; 표시선 M1, M2; 지도이미지
P1, P2, P3, P4; 포인트 RIM; 라이다이미지
Z1; 유효범위

Claims (1)

  1. 주행차량의 전방을 촬영하고 촬영데이터를 생성하는 촬영장치; 상기 주행차량의 GPS좌표값을 측정하는 GPS장치; 상기 주행차량의 전방에 포인트별 벡터값을 측정하고 유효범위의 유효벡터값을 분류하는 라이다; 상기 촬영데이터와 GPS좌표값과 유효벡터값과 샘플이미지를 수집해 저장하는 저장모듈; 상기 유효벡터값을 기반으로 촬영데이터의 유효범위 이내 영상을 3D로 변환하고, CNN 알고리즘을 통해 상기 영상의 유효범위 이내 구성이미지를 샘플이미지와 비교해서 주행차량 전방의 도로이미지와 구조물 이미지를 추출하는 이미지 분류모듈; 상기 이미지 분류모듈이 추출한 구조물 이미지에서 위치값이 설정된 구조물 이미지를 기준이미지로 생성하고, 상기 도로이미지에서 지정색상 또는 지정표시가 위치한 구간을 구간이미지로 생성하는 필터링 모듈; 상기 GPS장치가 측정한 GPS좌표값의 변화를 토대로 MMS 전용 단말기의 이동방향을 파악해서 촬영장치의 촬영 방향을 확인하고, 종축 방향이 상기 촬영장치의 촬영 방향과 나란하도록 된 지정규격의 제1상대좌표를 지도이미지에서 유효범위 이내에 설정하며, 상기 GPS좌표값에 따라 매핑서버에서 검색된 지도이미지의 절대좌표와 유효범위의 제1상대좌표를 중첩하여 매칭하는 디렉션 체킹모듈; 상기 주행차량의 저면에 설치된 카메라가 통행 도로의 현 지점을 촬영한 도로이미지를 수집하고, 상기 도로이미지에서 표준규격의 표시선이 검출되면 현 지점의 GPS좌표값의 위치를 매핑서버의 지도이미지에서 검출하여 GPS좌표값의 오차 여부를 체킹하는 표시선 인식모듈; 상기 촬영데이터에 구성된 유효범위의 원근 모습에 따라 제1상대좌표를 방사 형태의 제2상대좌표로 변형 처리해서 촬영데이터에 오버랩하고, 상기 제2상대좌표에서 구간이미지의 상대좌표값을 확인하며, 상기 제2상대좌표를 기반으로 기준이미지와 구간이미지의 위치를 비교해서 구간이미지에 상응하는 기준이미지 내에 위치를 탐색하여 기준점으로 지정하고 해당 기준점의 기준좌표값을 확인하는 한편, 상기 제1상대좌표에 매칭된 절대좌표에서 상대좌표값과 기준좌표값에 해당하는 절대좌표값에 따라 지도이미지에 구간이미지의 레이어를 오버랩하고 매핑서버에 전송하는 컨트롤러;로 구성된 MMS 전용 단말기, 및
    상기 절대좌표가 중첩된 지도이미지를 저장하는 맵 저장모듈; 상기 주행차량의 GPS좌표값을 기준으로 일정 범위 이내의 지도이미지를 검색하고, 상기 지도이미지를 MMS 전용 단말기에 전송하는 검색모듈; 상기 구간이미지의 레이어가 오버랩된 지도이미지를 수신하고 해당 지도이미지를 업데이트해서 맵 저장모듈에 저장하는 매핑모듈;로 구성된 매핑서버
    로 이루어진 것을 특징으로 하는 특정구역의 수집 정보에 대한 레이어 자동변환 기능의 모바일 매핑 시스템.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180131154A (ko) 2017-05-31 2018-12-10 현대엠엔소프트 주식회사 Mms 차량의 고정밀 주행 궤적을 이용한 차선 필터링 및 차선 지도 구축 방법
KR102070169B1 (ko) * 2019-08-27 2020-01-28 주식회사 동신지티아이 수치지형도 좌표데이터를 현지에 맞춰 업데이트 처리하는 수치지형도 시스템
KR102204051B1 (ko) * 2020-07-29 2021-01-18 (주)동광지엔티 지정이미지의 블러 처리 기능을 갖춘 mms 수집영상 가공시스템

Patent Citations (3)

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