KR20100079590A - Measuring method using digging face visual information measuring system - Google Patents

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KR20100079590A
KR20100079590A KR1020080138122A KR20080138122A KR20100079590A KR 20100079590 A KR20100079590 A KR 20100079590A KR 1020080138122 A KR1020080138122 A KR 1020080138122A KR 20080138122 A KR20080138122 A KR 20080138122A KR 20100079590 A KR20100079590 A KR 20100079590A
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한국건설기술연구원
한국토지주택공사
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Abstract

PURPOSE: An excavation ground 3D modeling and a method for measuring distance by using digital image information is provided to measure data by a digital camera, thereby enhancing reliability about information data. CONSTITUTION: Video data of feature rear side included in a light reflection target(11) is photographed at a plurality of directions by using digital camera(100). By using a total station(300), a 3D absolute coordinate of light reflection target is measured. The 3D absolute coordinate of the light reflection target and the photographed image data is inputted in a computer. By using software embedded in a computer, the image data and the 3D image about a 3D coordinate is generated.

Description

디지털 영상정보를 이용한 굴착지반 3Ｄ 모델링 및 3차원 변위계측방법{Measuring Method using Digging face Visual Information Measuring System}Drilling ground 3D modeling and 3D displacement measurement method using digital image information {Measuring Method using Digging face Visual Information Measuring System}

본 발명은 디지털 영상정보를 이용한 굴착지반 3D 모델링 및 3차원 변위계측방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 굴착지반의 배면(10)에 설치되는 다수 개의 광반사타겟(11); 상기 광반사타겟(11)이 포함된 굴착지반 배면(10)의 영상데이터를 촬영하는 디지털카메라(100); 상기 광반사타겟(11)의 3차원 절대좌표를 측정하는 토탈스테이션(200); 및, 상기 디지털카메라(100)에서 촬영된 영상데이터 및 상기 토탈스테이션(200)에서 측정된 광반사타겟(11)의 3차원 절대좌표를 이용하여 3차원 영상을 생성하는 소프트웨어가 내장된 컴퓨터(300);을 포함하여 구성되는 시스템을 이용한 계측방법에 관한 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an excavation ground 3D modeling and three-dimensional displacement measurement method using digital image information, and more specifically, a plurality of light reflection targets 11 installed on the back surface 10 of the excavation ground; A digital camera 100 for capturing image data of the rear surface of the excavation ground 10 including the light reflection target 11; A total station 200 for measuring a three-dimensional absolute coordinate of the light reflection target 11; And a computer 300 having software for generating a three-dimensional image using the three-dimensional absolute coordinates of the optical reflection target 11 measured by the total station 200 and the image data photographed by the digital camera 100. It characterized in that it relates to a measuring method using a system configured to include.

지중수평변위 측정은 지중에 일정한 가이드 홈을 가진 지중경사계 가이드 케이싱을 설치하고 내부에 지중경사 측정센서를 삽입한 후 수직으로 이동시켜서 기울어짐을 측정한 후 삼각함수를 이용하여 지중수평변위를 측정하는 수동측정 방식과 지중경사측정용 센서를 심도별로 연속적으로 연결하여 설치한 후 변위를 측정하는 자동경사 측정방식 등이 있다. For the measurement of ground horizontal displacement, install the ground inclinometer guide casing with a constant guide groove in the ground, insert the ground slope measuring sensor inside, move it vertically, measure the inclination, and measure the ground horizontal displacement using the trigonometric function. There is an automatic inclination measurement method that measures displacement and the ground slope measurement sensor is continuously connected by depth.

기존 수동측정 방식은 인력측정으로 인한 개인별 측정오차와 실시간 측정이 불가함으로 보강시기를 놓쳐서 과다한 지반변위를 초래하며, 해외에서 개발된 자동화 측정방식은 고가의 측정 센서를 다량으로 사용함으로서 비경제적이며, 임의의 센서가 고장이 나면 기 설치된 모든 센서를 교체해야 하는 불합리한 문제점이 있었다.Existing manual measurement method causes excessive ground displacement due to missed reinforcement due to individual measurement error and real-time measurement due to manpower measurement, and the automated measurement method developed overseas is uneconomical by using expensive measurement sensors in large quantities. If any sensor fails, there is an unreasonable problem that all installed sensors must be replaced.

구 분division 수동경사계 시스템Manual Inclinometer System 자동경사계 시스템Auto Inclinometer System 디지털 영상 계측시스템Digital Image Measurement System 측정 범위Measuring range 2축2-axis 1축1 axis 3축(x,y,z)3 axes (x, y, z) 측정 오차Measurement error 많음plenty 적음Less 적음Less 정 밀 도Precision wheat dildo 높음height 낮음lowness 높음height 변위진행 상시 확인Always check the displacement progress 불능Incapacity 가능possible 가능possible 자동화 시스템 적용Automation system applied 불능Incapacity 가능possible 가능possible 유지 및 보수Maintenance 간단simple 복잡complication 간단simple 설치 방법How to install 간단simple 복잡complication 간단simple 경 제 성Economics 저가low price 비경제적Uneconomic 매우 경제적Very economical 한 계Limit -실시간 계측 어려움
-측정포인트 제한Real-time measurement difficulty
Measuring point limit -시스템 복잡
-공당 센서 설치 수 제한
-가격대비 신뢰성 낮음System complexity
Limited number of sensor installations per hole
Low reliability for price

굴착지반 3차원 디지털 영상계측은 디지털 카메라에 의한 계측으로 정보 Data에 대한 신뢰성이 높으며, 기존에 사용되는 측정계의 측정범위와는 달리 3차원 절대좌표 Data(x, y, z) 획득이 가능하여 3차원절대변위로 지반 및 인접구조물의 거동 분석을 가능하게 하고자 한다. 또한, 원거리 계측이므로 시공 중 방해를 주지않으며, 지반면에 부착되는 타겟 외에 별도의 장비설치가 필요 없으므로 공간에 대한 제약이 없으며 추가적 공사가 발생하지 않고, 실시간 사진계측이 가능하게 하여 시간적 제약이 없게 하며, 원하는 지점의 타겟 설치로 그 지점의 변위 변화 분석 가능하게 함을 목적으로 한다.Excavation ground 3D digital image measurement is highly reliable for information data by measurement by digital camera, and 3D absolute coordinate data (x, y, z) can be obtained unlike the measurement range of conventional measuring system. The dimensional absolute displacement is to enable the analysis of the behavior of the ground and adjacent structures. In addition, since it is a remote measurement, it does not disturb during construction, and there is no need for separate equipment installation other than the target attached to the ground surface, so there is no restriction on space, no additional construction occurs, and real-time photo measurement is possible so that there is no time constraint. The aim is to enable the analysis of the displacement change of the point by installing the target at the desired point.

본 발명은 디지털 영상정보를 이용한 굴착지반 3D 모델링 및 3차원 변위계측방법으로서, 보다 상세하게는 굴착지반의 배면(10)에 설치되는 다수 개의 광반사타겟(11); 상기 광반사타겟(11)이 포함된 굴착지반 배면(10)의 영상데이터를 촬영하는 디지털카메라(100); 상기 광반사타겟(11)의 3차원 절대좌표를 측정하는 토탈스테이션(200); 및, 상기 디지털카메라(100)에서 촬영된 영상데이터 및 상기 토탈스테이션(200)에서 측정된 광반사타겟(11)의 3차원 절대좌표를 이용하여 3차원 영상을 생성하는 소프트웨어가 내장된 컴퓨터(300);을 포함하여 구성되는 시스템을 이용한 계측방법에 관한 것을 특징으로 한다.The present invention is an excavation ground 3D modeling and three-dimensional displacement measurement method using digital image information, more specifically, a plurality of light reflection targets 11 are installed on the back surface 10 of the excavation ground; A digital camera 100 for capturing image data of the rear surface of the excavation ground 10 including the light reflection target 11; A total station 200 for measuring a three-dimensional absolute coordinate of the light reflection target 11; And a computer 300 having software for generating a three-dimensional image using the three-dimensional absolute coordinates of the optical reflection target 11 measured by the total station 200 and the image data photographed by the digital camera 100. It characterized in that it relates to a measuring method using a system configured to include.

본 발명을 실시하면,When practicing the present invention,

굴착지반 3차원 디지털 영상계측은 디지털 카메라에 의한 계측으로 정보 Data에 대한 신뢰성이 높으며, 기존에 사용되는 측정계의 측정범위와는 달리 3차원 절대좌표 Data(x, y, z) 획득이 가능하여 3차원절대변위로 지반 및 인접구조물의 거동 분석이 가능하다. 또한, 원거리 계측이므로 시공 중 방해를 주지않으며, 지반면에 부착되는 타겟 외에 별도의 장비설치가 필요 없으므로 공간에 대한 제약이 없으며 추가적 공사가 발생하지 않는다. 또한, 실시간 사진계측이 가능하게 하여 시간적 제약이 없으며, 원하는 지점의 타겟설치로 그 지점의 변위 변화 분석 가능하다.Excavation ground 3D digital image measurement is highly reliable for information data by measurement by digital camera, and 3D absolute coordinate data (x, y, z) can be obtained unlike the measurement range of conventional measuring system. Dimensional absolute displacement enables the analysis of the behavior of ground and adjacent structures. In addition, it does not interfere during construction because it is a remote measurement, and there is no restriction on space and additional construction does not occur because a separate equipment installation is not required in addition to the target attached to the ground surface. In addition, there is no time constraint to enable real-time picture measurement, and it is possible to analyze the displacement change of the point by installing the target of the desired point.

본 발명은 굴착지반의 배면(10)에 설치되는 다수 개의 광반사타겟(11); 상기 광반사타겟(11)이 포함된 굴착지반 배면(10)의 영상데이터를 촬영하는 디지털카메라(100); 상기 광반사타겟(11)의 3차원 절대좌표를 측정하는 토탈스테이션(200); 및, 상기 디지털카메라(100)에서 촬영된 영상데이터 및 상기 토탈스테이션(200)에서 측정된 광반사타겟(11)의 3차원 절대좌표를 이용하여 3차원 영상을 생성하는 소프트웨어가 내장된 컴퓨터(300);을 포함하여 구성되는 디지털 영상정보를 이용한 굴착지반 3D 모델링 및 3차원 변위계측방법으로서,The present invention is a plurality of light reflecting target 11 is installed on the back surface 10 of the excavation ground; A digital camera 100 for capturing image data of the rear surface of the excavation ground 10 including the light reflection target 11; A total station 200 for measuring a three-dimensional absolute coordinate of the light reflection target 11; And a computer 300 having software for generating a three-dimensional image using the three-dimensional absolute coordinates of the optical reflection target 11 measured by the total station 200 and the image data photographed by the digital camera 100. As excavation ground 3D modeling and three-dimensional displacement measurement method using digital image information, including;

굴착지반의 배면(10)에 다수 개의 광반사타겟(11)을 설치하는 단계; 디지털카메라(100)를 이용하여 다수의 방향에서 광반사타겟(11)이 포함된 특정 배면(10)의 영상데이터를 촬영하는 단계; 토탈스테이션(200)을 이용하여 광반사타겟(11)의 3차원 절대좌표를 측정하는 단계; 광반사타겟(11)의 3차원 절대좌표 및 촬영된 영상데이터를 컴퓨터(300)에 입력하는 단계; 및, 컴퓨터(300)에 내장된 소프트웨어를 이용하여 입력된 영상데이터 및 3차원 좌표에 관한 3차원 영상을 생성하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 디지털 영상정보를 이용한 굴착지반 3D 모델링 및 3차원 변위계측방법을 제공한다.Installing a plurality of light reflection targets 11 on the back surface 10 of the excavation ground; Photographing image data of a specific back surface 10 including the light reflection target 11 in a plurality of directions using the digital camera 100; Measuring a three-dimensional absolute coordinate of the light reflection target 11 using the total station 200; Inputting three-dimensional absolute coordinates of the light reflection target 11 and photographed image data to the computer 300; Generating a 3D image related to input image data and 3D coordinates using software embedded in the computer 300; It provides an excavation ground 3D modeling and three-dimensional displacement measurement method using a digital image information, characterized in that comprising a.

또한 본 발명은, 상기 컴퓨터(300)에 내장된 소프트웨어는 포토모델러(PhotoModeler)이고, 광반사타겟(11)은 6 개 이상 설치되고, 디지털카메라(100)는 2 곳 이상에서 서로 다른 각도로 굴착지반의 배면(10)을 촬영하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention, the software embedded in the computer 300 is a PhotoModeler (PhotoModeler), six or more light reflection target 11 is installed, the digital camera 100 is excavated at different angles at two or more places It is characterized by photographing the back surface 10 of the ground.

또한 본 발명은, 2 곳 이상에 설치된 디지털카메라(100)는 촬영방향이 30°이상 차이가 나는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is characterized in that the digital camera 100 installed in two or more places the shooting direction is more than 30 °.

또한 본 발명은, 굴착지반의 배면(10)에 설치되는 다수 개의 광반사타겟(11); 상기 광반사타겟(11)이 포함된 굴착지반 배면(10)의 영상데이터를 촬영하는 디지털카메라(100); 상기 광반사타겟(11)의 3차원 절대좌표를 측정하는 토탈스테이션(200); 및, 상기 디지털카메라(100)에서 촬영된 영상데이터 및 상기 토탈스테이션(200)에서 측정된 광반사타겟(11)의 3차원 절대좌표를 이용하여 3차원 영상을 생성하는 소프트웨어가 내장된 컴퓨터(300);을 포함하여 구성되는 디지털 영상 정보를 이용한 굴착지반 3D 모델링 및 3차원 변위계측방법으로서,In addition, the present invention, a plurality of light reflection target 11 is installed on the back surface 10 of the excavation ground; A digital camera 100 for capturing image data of the rear surface of the excavation ground 10 including the light reflection target 11; A total station 200 for measuring a three-dimensional absolute coordinate of the light reflection target 11; And a computer 300 having software for generating a three-dimensional image using the three-dimensional absolute coordinates of the optical reflection target 11 measured by the total station 200 and the image data photographed by the digital camera 100. As excavation ground 3D modeling and three-dimensional displacement measurement method using digital image information, including;

굴착지반의 배면(10)에 스테이션 별로 다수 개의 광반사타겟(11)을 소정의 간격으로 설치하는 단계; 디지털카메라(200)를 이용하여 다수의 방향에서 다수의 스테이션에 포함된 광반사타겟(11)의 영상데이터를 촬영하되, 전후 스테이션이 일부 중복 촬영되도록 하는 단계; 토탈스테이션(200)을 이용하여 기준이 될 어느 하나의 스테이션을 구성하는 광반사타겟(11)의 3차원 절대좌표를 측정하는 단계; 각각의 스테이션에 대한 영상데이터 및 기준이 될 어느 하나의 스테이션을 구성하는 광반사타겟(11)들의 3차원 절대좌표를 컴퓨터(300)에 입력하는 단계; 및, 컴퓨터(300)에 내장된 소프트웨어를 이용하여 입력된 영상데이터 및 3차원 절대좌표에 관한 3차원 영상을 생성하는 단계; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 디지털 영상정보를 이용한 굴착지반 3D 모델링 및 3차원 변위계측방법도 제공한다.Installing a plurality of light reflection targets 11 for each station on a rear surface 10 of the excavation ground at predetermined intervals; Photographing image data of the light reflection targets 11 included in the plurality of stations in a plurality of directions using the digital camera 200, wherein the front and rear stations are partially overlapped with each other; Measuring the three-dimensional absolute coordinates of the light reflection target 11 constituting any one station to be a reference by using the total station 200; Inputting three-dimensional absolute coordinates of the light reflection targets 11 constituting any one station to be the reference data and the image data for each station to the computer 300; Generating a three-dimensional image of input image data and three-dimensional absolute coordinates by using software embedded in the computer 300; It also provides excavation ground 3D modeling and three-dimensional displacement measurement method using a digital image information comprising a.

또한 본 발명은, 컴퓨터(300)에 내장된 소프트웨어는 포토모델러(PhotoModeler)이고, 각각의 스테이션 별로 6개 이상의 광반사타겟(11)을 설치하고, 각각의 스테이션 별로 2장 이상의 사진을 촬영하되, 각각의 촬영 방향이 30°이상 차이가 나고, 상기 기준이 될 어느 하나의 스테이션을 구성하는 광반사타겟(11)은 변위가 일어나지 않는 고정된 타겟인 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention, the software built into the computer 300 is a PhotoModeler (PhotoModeler), each of the station installed at least six light reflecting targets 11, each station to take two or more pictures, Each shooting direction is different by more than 30 degrees, and the light reflection target 11 constituting any one station to be the reference is characterized in that the fixed target does not occur displacement.

이하, 본 발명의 구체적 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시에 사용되는 시스템의 전체 구성도이며, 도 1에서 보 듯이 본 발명은 배면(10)에 설치되는 광반사타겟(11), 디지털카메라(100), 토탈스테이션(200) 및 3차원 영상을 생성하는 소프트웨어가 내장된 컴퓨터(300)을 포함하여 구성된 시스템을 이용하여 실시된다.1 is an overall configuration diagram of a system used in the practice of the present invention, as shown in Figure 1 the present invention is a light reflection target 11, a digital camera 100, a total station 200 is installed on the back 10 And a computer 300 in which software for generating a 3D image is embedded.

배면(10)은 본 발명에서 이미지 획득을 목표로 하여 디지털 영상화되는 부분을 의미하는 것으로, 굴착지반을 의미한다. 다만, 지반을 굴착한 후에 흙막이, 스트럿 등의 장비가 설치될 수 있으므로, 본 발명에서 배면(10)은 굴착지반 자체 뿐 아니라 굴착지반에 설치되는 모든 장비를 포함한다. 즉, 변위측정을 위해 촬영될 수 있는 모든 측정 대상물은 배면(10)이 될 수 있다.The rear surface 10 means a portion to be digitally imaged with the aim of image acquisition in the present invention, and means an excavation ground. However, since excavation of the ground may be installed equipment such as earth retaining, struts, the back surface 10 in the present invention includes not only the excavation ground itself but also all equipment installed on the excavation ground. That is, all measurement objects that can be photographed for displacement measurement may be the back surface 10.

광반사타겟(11)은 굴착지반의 배면(10)에 설치되는 것으로서, 도 2에 도시된 바와 같이 다수 개가 설치되는 광반사타겟(11)은 모두 동일한 형상이며 둥근 형상인 것이 일반적이다. 또한, 그 크기는 촬영거리에 따라 다양할 수 있으며, 획득된 이미지 상에서 육안으로 확인 관찰할 수 있는 크기이고, 원활한 마킹(marking)이 가능하도록 해상도를 충분히 확보하는 것이 바람직하다. 또한, 후레쉬를 이용한 촬영시 후레쉬의 빛에 의해 반사되어야 한다. 광반사타겟(11)은 3차원 영상 정보 처리 분석 시 분석 프로그램이 영상 정보를 인식/마킹/레퍼런싱 처리를 할 수 있는 매칭 포인트 역할을 한다. 즉, 각각의 광반사타겟(11)은 3차원 영상 정보 처리 분석 시 프로그램에 인식된 후 각각의 이미지 상의 광반사타겟(11)을 인식이 가능하도록 마킹한 후에, 다수의 이미지 상에서 동일한 광반사타겟(11)들을 레퍼런싱 과정을 통해서 연결하게 된다. 광반사타겟(11)은 은 하나의 배면에 다수 개가 설치되는 것이 일반적이며 통상 6개 이상이 설치된다. The light reflection target 11 is installed on the rear surface 10 of the excavation ground, and as shown in FIG. 2, the light reflection targets 11 installed in plural numbers are generally the same shape and have a round shape. In addition, the size may vary depending on the shooting distance, the size can be observed and observed with the naked eye on the obtained image, it is preferable to secure enough resolution to enable a smooth marking (marking). In addition, when shooting with a flash must be reflected by the light of the flash. The light reflection target 11 serves as a matching point for analyzing / recognizing / marking / referencing image information by an analysis program when processing 3D image information processing. That is, each of the light reflection targets 11 are recognized by the program when analyzing the 3D image information processing, and after marking the light reflection targets 11 on each image to be recognized, the same light reflection targets on multiple images. (11) are connected through a referencing process. The light reflection target 11 is generally provided with a plurality of silver on the back of one, usually six or more are installed.

디지털카메라(100)는 일반적으로 디지털 이미지의 획득이 가능한 카메라면 가능하며 다양한 방향에서 굴착지반의 배면(10)을 촬영하고, 촬영된 영상데이터는 컴퓨터(300)에 입력된다.The digital camera 100 is generally a camera capable of acquiring a digital image, and photographs the back surface 10 of the excavation ground in various directions, and the photographed image data is input to the computer 300.

디지털카메라(200)는 다양한 방향에서 굴착지반의 배면(10)을 촬영하는 바, 고정 설치되는 것은 아니며, 굴착지반과 일정 거리 떨어진 원거리에 설치되고 위치를 이동해 가면서 촬영을 한다.The digital camera 200 photographs the rear surface 10 of the excavation ground in various directions, and is not fixedly installed. The digital camera 200 is installed at a far distance from the excavation ground and moves while moving the position.

디지털카메라(200)로 촬영되는 영상정보들은 각도가 30°이상 차이가 나도록 2 곳 이상의 촬영장소를 확보하여 촬영하는 것이 바람직하며, 본 발명의 경우에는 내공면에 대하여 각도가 30°이상 차이가 나도록 2 곳 이상에서 촬영하였다.Image information photographed by the digital camera 200 is preferably secured to shoot at least two locations so that the angle is more than 30 ° difference, in the case of the present invention so that the angle is more than 30 ° with respect to the inner plane Photographed at two or more locations.

토탈스테이션(200)은 광반사타겟(11)의 3차원 절대좌표를 측정하고, 여기서 측정된 3차원 좌표값은 컴퓨터(300)에 입력된다. The total station 200 measures the three-dimensional absolute coordinates of the light reflection target 11, and the measured three-dimensional coordinate values are input to the computer 300.

디지털 영상 계측에 의한 생성된 배면의 3차원 좌표들은 소프트웨어(포토모델러)에서 임의적으로 만들어낸 좌표값들이다. 따라서 포토모델러에서 어느 두 지점 간의 거리는 실제거리와 다르다. 이 좌표들을 현장에서 사용되는 측량좌표로 변화 또는 실제 거리 값들을 적용시키기 위해 토탈스테이션(200)을 사용한다. 도 7과 같이 현장 내 설치된 좌표기준점(실계측값을 가진 기준점)을 토탈스테이션(200)으로 획득하여 토탈스테이션의 실좌표값을 얻는다. 자신의 실좌표값을 가진 토탈스테이션으로 측정된 배면의 어느 한 지점의 실계측 좌표값을 획득한다. 획득된 어느 한 지점의 실제좌표값을 포토모델러에서 생성된 그 점의 좌표값에 적용하여 포토모델러에서 만들어진 3D 모델을 이루는 포인트들을 실계측값으로 갖게 한다.The three-dimensional coordinates of the back created by digital image measurement are coordinate values arbitrarily generated by software (photomodeler). Therefore, the distance between any two points in the photomodeler is different from the actual distance. The total station 200 is used to apply these coordinates to change or actual distance values to the survey coordinates used in the field. As shown in FIG. 7, the coordinate reference point (the reference point having the actual measurement value) installed in the field is obtained by the total station 200 to obtain the actual coordinate value of the total station. Obtain the actual measurement coordinates of any point on the back measured by the total station with its actual coordinates. The actual coordinates of any one point obtained are applied to the coordinates of the points generated by the photomodeler so that the points constituting the 3D model made by the photomodeler are measured.

3차원 영상을 생성하는 소프트웨어가 내장된 컴퓨터(300)는 현장에 설치하는 것도 가능하며 일반적인 컴퓨터라도 3차원 영상을 생성하는 소프트웨어가 내장된 것이면 충분하다. 디지털카메라(100)에서 촬영된 영상데이터 및 토탈스테이션(200)에서 광반사타겟(22)의 3차원 좌표를 이용하여 3차원 영상을 분석하고 생성하는 소프트웨어인 포토모델러(PhotoModeler)라는 프로그램이 내장되어 있다.The computer 300 in which the software for generating the 3D image is embedded may be installed in the field, and even if the computer is a general computer, the software for generating the 3D image is sufficient. A program called PhotoModeler, which is a software for analyzing and generating three-dimensional images using the three-dimensional coordinates of the light reflection target 22 in the image data captured by the digital camera 100 and the total station 200, is embedded. have.

상기한 바와 같이 광반사타겟(11)은 배면(10)에 최소 6개 설치하는데, 이는 포토모델러라는 프로그램이 영상정보 처리에 최소 6개의 기준점을 필요로 하기 때문이다.As described above, at least six light reflection targets 11 are installed on the rear surface 10, because a program called a photo modeler requires at least six reference points for image information processing.

도 5 및 도 6은 포토모델러(PhotoModeler)를 이용하여 굴착지반의 배면(10)에 대한 3차원 영상 처리 분석을 행한 결과를 보여주는 것이며, 굴착지반의 배면(10)의 3차원 영상 정보 데이터 측정 및 수집은 다음과 같이 이루어진다.5 and 6 show the results of the three-dimensional image processing analysis of the back surface 10 of the excavation ground using a PhotoModeler, measuring the three-dimensional image information data of the back surface 10 of the excavation ground and The collection takes place as follows.

(1) 제1단계(1) First step

굴착지반의 배면(10)에 다수 개의 광반사타겟(11)을 설치하는 단계이다. 광반사타겟(11)은 상기한 바와 같이 일반적으로 둥근 형상을 구비하고 있으며, 6 개 이상 설치되어야 한다. 왜냐하면 컴퓨터(300)에 내장된 소프트웨어인 포토모델러라는 프로그램이 영상정보 분석에 최소 6개의 기준점을 필요로 하기 때문이다.It is a step of installing a plurality of light reflection target 11 on the back surface 10 of the excavation ground. The light reflection target 11 has a generally round shape as described above, and should be installed at least six. This is because a program called photo modeler, which is software embedded in the computer 300, requires at least six reference points for analyzing image information.

(2) 제2단계(2) second stage

토탈스테이션(200)을 이용하여 광반사타겟(11)의 3차원 좌표를 측정하는 단계이다. 토탈스테이션(200)을 이용하여 배면(10)에 부착된 광반사타겟(11)의 3차원 좌표(절대좌표)를 측정한다.It is a step of measuring the three-dimensional coordinates of the light reflection target 11 using the total station 200. The three-dimensional coordinates (absolute coordinates) of the light reflection target 11 attached to the rear surface 10 are measured using the total station 200.

(3) 제3단계(3) third stage

디지털카메라(100)를 이용하여 다수의 방향에서 굴착지반의 배면(10)에 생성되는 광반사타겟(11)의 영상데이터를 촬영한다. 이 경우 2 곳 이상에서 30 °이상 서로 다른 각도로 굴착지반에 을 촬영한다.Image data of the light reflection target 11 generated on the rear surface 10 of the excavation ground in a plurality of directions using the digital camera 100 is photographed. In this case, take pictures of the excavation ground at different angles by more than 30 ° from two or more places.

(4) 제4단계(4) 4th step

광반사타겟(11)의 3차원 좌표 및 촬영된 영상데이터를 컴퓨터(300)에 입력하는 단계이다. 입력된 3차원 좌표 및 영상데이터는 컴퓨터(300)의 주기억장치에 저장되어 컴퓨터(300)에 내장된 소프트웨어가 이를 이용할 수 있는 상태가 된다.The 3D coordinates of the light reflection target 11 and the captured image data are input to the computer 300. The input 3D coordinates and the image data are stored in the main memory of the computer 300, and the software embedded in the computer 300 can use the same.

(5) 제5단계(5) 5th step

컴퓨터(400)에 내장된 소프트웨어인 포토모델러(PhotoModeler)를 이용하여 입력된 영상데이터 및 3차원 절대좌표를 가지는 3차원 영상을 생성한다. A 3D image having input image data and 3D absolute coordinates is generated using a photomodeler, which is software embedded in the computer 400.

도 5 및 도 6은 포토모델러(PhotoModeler)를 이용하여 굴착지반의 배면(10)에 대한 3차원 영상 처리 분석을 행한 결과를 보여주는 것이며, 굴착지반의 배면(10)의 변위 계측은 다음과 같이 이루어진다.5 and 6 show the results of the three-dimensional image processing analysis of the back surface 10 of the excavation ground using a PhotoModeler, the displacement measurement of the back surface 10 of the excavation ground is performed as follows. .

(1) 제1단계(1) First step

굴착지반의 배면(10)에 스테이션(굴착지반의 둘레) 별로 다수 개의 광반사타겟(11)을 소정의 간격으로 설치하는데, 각각의 스테이션 별로 6 개 이상의 광반사타겟(11)을 각각 설치한다.On the rear surface 10 of the excavation ground, a plurality of light reflection targets 11 are installed at predetermined intervals for each station (circumference of the excavation ground), and six or more light reflection targets 11 are provided for each station.

(2) 제2단계(2) second stage

디지털카메라(100)를 이용하여 다수의 방향에서 다수의 스테이션에 포함된 광반사타겟(11)의 영상데이터를 동시에 촬영한다.The digital camera 100 simultaneously photographs image data of the light reflection target 11 included in the plurality of stations in a plurality of directions.

디지털카메라(100)를 이용한 촬영은 각각의 스테이션 별로 2 장 이상의 사진을 촬영하되, 각각의 촬영 방향이 30°이상 차이가 나도록 한다.Shooting using the digital camera 100 is to take two or more pictures for each station, each shooting direction is more than 30 ° difference.

아울러 연속되는 전후 스테이션 사이에는 반드시 두 개의 스테이션이 겹치도록 하여 전후 프로젝트 사이에 6개의 광반사타겟(11)을 공유하도록 한다.In addition, two stations overlap each other between successive front and rear stations so as to share six light reflection targets 11 between the front and rear projects.

이는 포토모델러라는 프로그램이 영상정보 처리에 최소 6개의 기준점을 필요로 하기 때문이다.This is because a program called a photo modeler requires at least six reference points for image information processing.

(3) 제3단계(3) third stage

토탈스테이션(200)을 이용하여 광반사타겟(11)들의 3차원 절대좌표를 측정한다.The total station 200 is used to measure the three-dimensional absolute coordinates of the light reflection targets (11).

(4) 제4단계(4) 4th step

각각의 영상데이터 및 광반사타겟(11)들의 3차원 좌표를 컴퓨터(300)에 입력하여 주기억장치에 저장한다.Each of the image data and the three-dimensional coordinates of the light reflection targets 11 are input to the computer 300 and stored in the main memory device.

(5) 제5단계(5) 5th step

컴퓨터(300)에 내장된 소프트웨어인 포토모델러(PhotoModeler)라는 프로그램을 이용하여 입력된 영상데이터 및 3차원 절대좌표에 관한 3차원 영상을 생성한다. The image data and the three-dimensional absolute coordinates of the three-dimensional absolute coordinates are generated using a program called photomodeler, which is software embedded in the computer 300.

즉, 6 개의 광반사타겟(11)을 공유하는 전후 프로젝트들을 연속적으로 연결하여 3차원 절대좌표를 가지는 3차원 영상을 생성한다(도 6 참조).That is, three-dimensional images having three-dimensional absolute coordinates are generated by continuously connecting front and rear projects sharing six light reflection targets 11 (see FIG. 6).

상기한 바와 같이 구체적 실시예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 설명하였으나, 본 발명의 보호범위가 반드시 이러한 실시예에만 국한되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양한 공지기술의 부가나 삭제, 관용수단의 치환, 단순한 설계변경, 수치한정 등의 경우에도 본 발명의 보호범위에 속함을 분명히 밝혀둔다.As described above, the technical idea of the present invention has been described with reference to specific embodiments, but the protection scope of the present invention is not necessarily limited to these embodiments, and various known technologies without departing from the technical spirit of the present invention. The addition or deletion of suffixes, substitution of conventional means, simple design changes, and numerical limitations also make it clear that they belong to the protection scope of the present invention.

도 1은 본 발명의 실시에 사용되는 시스템의 전체 구성도.1 is an overall configuration diagram of a system used in the practice of the present invention.

도 2는 광반사타겟(11)이 배면에 설치된 일 실시예.Figure 2 is an embodiment in which the light reflection target 11 is installed on the back.

도 3은 다양한 각도에서 촬영된 배면의 모습.Figure 3 is a view of the back taken from various angles.

도 4는 광반사타겟의 절대좌표를 획득한 모습.4 is a view of obtaining the absolute coordinates of the light reflection target.

도 5는 촬영된 이미지를 이용하여 3차원 입체화한 모습.5 is a three-dimensional three-dimensional appearance using the photographed image.

도 6은 (a)이미지가 촬영된 현장과 (b)촬영된 이미지를 활용하여 현장을 3차원 입체화한 모습.Figure 6 is a three-dimensional stereoscopic view of the scene by using the (a) the image taken scene and (b) the image taken.

도 7은 기준점을 이용하여 토탈스테이션(200)의 절대좌표를 얻어내는 모습.7 is a view of obtaining the absolute coordinates of the total station 200 using a reference point.

<도면의 주요 부분에 대한 기호의 설명><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

10: 배면10: back

11: 광반사타겟11: light reflection target

100: 디지털카메라100: digital camera

200: 토탈스테이션200: total station

300: 3차원 영상을 생성하는 소프트웨어가 내장된 컴퓨터300: Computer with built-in software to create three-dimensional images

Claims (5)

굴착지반의 배면(10)에 설치되는 다수 개의 광반사타겟(11); 상기 광반사타겟(11)이 포함된 굴착지반 배면(10)의 영상데이터를 촬영하는 디지털카메라(100); 상기 광반사타겟(11)의 3차원 절대좌표를 측정하는 토탈스테이션(200); 및, 상기 디지털카메라(100)에서 촬영된 영상데이터 및 상기 토탈스테이션(200)에서 측정된 광반사타겟(11)의 3차원 절대좌표를 이용하여 3차원 영상을 생성하는 소프트웨어가 내장된 컴퓨터(300);을 포함하여 구성되는 디지털 영상정보를 이용한 굴착지반 3D 모델링 및 3차원 변위계측방법으로서,A plurality of light reflection targets 11 installed on the rear surface 10 of the excavation ground; A digital camera 100 for capturing image data of the rear surface of the excavation ground 10 including the light reflection target 11; A total station 200 for measuring a three-dimensional absolute coordinate of the light reflection target 11; And a computer 300 having software for generating a three-dimensional image using the three-dimensional absolute coordinates of the optical reflection target 11 measured by the total station 200 and the image data photographed by the digital camera 100. As excavation ground 3D modeling and three-dimensional displacement measurement method using digital image information, including; 굴착지반의 배면(10)에 다수 개의 광반사타겟(11)을 설치하는 단계;Installing a plurality of light reflection targets 11 on the back surface 10 of the excavation ground; 디지털카메라(100)를 이용하여 다수의 방향에서 광반사타겟(11)이 포함된 특정 배면(10)의 영상데이터를 촬영하는 단계;Photographing image data of a specific back surface 10 including the light reflection target 11 in a plurality of directions using the digital camera 100; 토탈스테이션(200)을 이용하여 광반사타겟(11)의 3차원 절대좌표를 측정하는 단계;Measuring a three-dimensional absolute coordinate of the light reflection target 11 using the total station 200; 광반사타겟(11)의 3차원 절대좌표 및 촬영된 영상데이터를 컴퓨터(300)에 입력하는 단계; 및,Inputting three-dimensional absolute coordinates of the light reflection target 11 and photographed image data to the computer 300; And, 컴퓨터(300)에 내장된 소프트웨어를 이용하여 입력된 영상데이터 및 3차원 좌표에 관한 3차원 영상을 생성하는 단계;Generating three-dimensional images of input image data and three-dimensional coordinates by using software embedded in the computer 300; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 디지털 영상정보를 이용한 굴착지반 3D 모델링 및 3차원 변위계측방법.Excavation ground 3D modeling and three-dimensional displacement measurement method using a digital image information comprising a. 제1항에서,In claim 1, 상기 컴퓨터(300)에 내장된 소프트웨어는 포토모델러(PhotoModeler)이고, The software embedded in the computer 300 is a PhotoModeler, 광반사타겟(11)은 6 개 이상 설치되고,Light reflection target 11 is installed more than six, 디지털카메라(100)는 2 곳 이상에서 서로 다른 각도로 굴착지반의 배면(10)을 촬영하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상정보를 이용한 굴착지반 3D 모델링 및 3차원 변위계측방법.Digital camera 100 is excavation ground 3D modeling and three-dimensional displacement measurement method using digital image information, characterized in that to take the back surface 10 of the excavation ground at different angles in two or more places. 제2항에서,In claim 2, 상기 2 곳 이상에 설치된 디지털카메라(100)는 촬영방향이 30°이상 차이가 나는 것을 특징으로 하는 디지털 영상정보를 이용한 굴착지반 3D 모델링 및 3차원 변위계측방법.3D modeling and three-dimensional displacement measurement method of the excavation ground using the digital image information, characterized in that the shooting direction is more than 30 ° difference in the digital camera 100 installed in two or more places. 굴착지반의 배면(10)에 설치되는 다수 개의 광반사타겟(11); 상기 광반사타겟(11)이 포함된 굴착지반 배면(10)의 영상데이터를 촬영하는 디지털카메라(100); 상기 광반사타겟(11)의 3차원 절대좌표를 측정하는 토탈스테이션(200); 및, 상기 디지털카메라(100)에서 촬영된 영상데이터 및 상기 토탈스테이션(200)에서 측정된 광반사타겟(11)의 3차원 절대좌표를 이용하여 3차원 영상을 생성하는 소프트웨어가 내장된 컴퓨터(300);을 포함하여 구성되는 디지털 영상정보를 이용한 굴착지반 3D 모델링 및 3차원 변위계측방법으로서,A plurality of light reflection targets 11 installed on the rear surface 10 of the excavation ground; A digital camera 100 for capturing image data of the rear surface of the excavation ground 10 including the light reflection target 11; A total station 200 for measuring a three-dimensional absolute coordinate of the light reflection target 11; And a computer 300 having software for generating a three-dimensional image using the three-dimensional absolute coordinates of the optical reflection target 11 measured by the total station 200 and the image data photographed by the digital camera 100. As excavation ground 3D modeling and three-dimensional displacement measurement method using digital image information, including; 굴착지반의 배면(10)에 스테이션 별로 다수 개의 광반사타겟(11)을 소정의 간격으로 설치하는 단계;Installing a plurality of light reflection targets 11 for each station on a rear surface 10 of the excavation ground at predetermined intervals; 디지털카메라(200)를 이용하여 다수의 방향에서 다수의 스테이션에 포함된 광반사타겟(11)의 영상데이터를 촬영하되, 전후 스테이션이 일부 중복 촬영되도록 하는 단계;Photographing image data of the light reflection targets 11 included in the plurality of stations in a plurality of directions using the digital camera 200, wherein the front and rear stations are partially overlapped with each other; 토탈스테이션(200)을 이용하여 광반사타겟(11)들의 3차원 절대좌표를 측정하는 단계;Measuring three-dimensional absolute coordinates of the light reflection targets 11 using the total station 200; 각각의 스테이션에 대한 영상데이터 및 광반사타겟(11)들의 3차원 절대좌표를 컴퓨터(300)에 입력하는 단계; 및,Inputting image data for each station and three-dimensional absolute coordinates of the light reflection targets 11 into the computer 300; And, 컴퓨터(300)에 내장된 소프트웨어를 이용하여 입력된 영상데이터 및 3차원 절대좌표에 관한 3차원 영상을 생성하는 단계; Generating three-dimensional images of input image data and three-dimensional absolute coordinates using software embedded in the computer 300; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 디지털 영상정보를 이용한 굴착지반 3D 모델링 및 3차원 변위계측방법.Excavation ground 3D modeling and three-dimensional displacement measurement method using a digital image information comprising a. 제4항에서,In claim 4, 상기 컴퓨터(300)에 내장된 소프트웨어는 포토모델러(PhotoModeler)이고,The software embedded in the computer 300 is a PhotoModeler, 각각의 스테이션 별로 6개 이상의 광반사타겟(11)을 설치하고,Install 6 or more light reflecting targets 11 for each station, 각각의 스테이션 별로 2장 이상의 사진을 촬영하되, 각각의 촬영 방향이 30°이상 차이가 나도록 하고,Take two or more photos for each station, but make sure that the shooting direction differs by at least 30 °. 전후 스테이션이 일부 중복 촬영하는 경우에는 6개 이상의 광반사카겟(11)을 공유하도록 하는 것을 특징으로 하는 디지털 영상정보를 이용한 굴착지반 3D 모델링 및 3차원 변위계측방법.3D modeling and three-dimensional displacement measurement method of the excavation ground using digital image information, characterized in that when the front and rear stations are partly overlapped to share six or more light reflection targets (11).
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