KR20140114514A - 사진 계측 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사진 계측 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 사진 계측 장치는, 타겟이 설치된 구조물을 촬영한 이미지를 수신하는 수신부; 상기 이미지로부터 상기 타겟에 표시된 마커를 인식하는 마커 인식부; 및 상기 마커를 기반으로 상기 타겟에서 상기 구조물과 접촉한 복수의 지점의 좌표를 산출하는 좌표 산출부;를 포함할 수 있다.

Description

사진 계측 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PERFORMING PHOTOGRAMMETRY}
본 발명은 사진 계측 장치 및 방법에 관한 것이다.
구조물을 계측하는 방법 중 하나로 사진 계측 방법이 있다. 사진 계측 방법으로 구조물을 계측하는 경우, 계측 대상이 되는 구조물 상의 계측 지점에 타겟(target)을 설치하고, 설치된 타겟과 함께 구조물을 여러 각도에서 촬영한다. 그리고 나서, 촬영된 이미지를 사진 계측용 프로그램을 이용하여 처리함으로써 계측 지점의 3차원 좌표를 구할 수 있다.
종래의 사진 계측은 타겟의 특정 일 부분만을 이용하여 계측 지점의 좌표를 구하였으며, 이로 인해 사진 계측 시 하나의 타겟으로 구조물의 오직 한 지점만을 계측하였다. 그 결과, 사이즈가 큰 구조물을 계측하거나 형상이 복잡한 구조물을 계측하는 경우, 계측 지점의 개수가 많아져 사진 계측에 필요한 타겟이 급증할 수 있다.
특허문헌 1: 한국 공개번호 10-2008-0106729 (2008.12.09) 특허문헌 2: 한국 공개번호 10-2002-0097172 (2002.12.31)
본 발명의 일 실시예는, 사진 계측 시 타겟을 효율적으로 사용하여 구조물을 계측하는 사진 계측 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 사진 계측 장치는, 타겟이 설치된 구조물을 촬영한 이미지를 수신하는 수신부; 상기 이미지로부터 상기 타겟에 표시된 마커를 인식하는 마커 인식부; 및 상기 마커를 기반으로 상기 타겟에서 상기 구조물과 접촉한 복수의 지점의 좌표를 산출하는 좌표 산출부;를 포함할 수 있다.
상기 수신부는: 상기 타겟이 복수 개 설치된 구조물의 이미지를 수신할 수 있다.
상기 수신부는: 상기 구조물을 서로 다른 지점에서 촬영한 복수의 이미지를 수신할 수 있다.
상기 좌표 산출부는: 상기 인식된 마커의 좌표를 산출하고, 상기 마커의 좌표에 상기 마커로부터 상기 복수의 지점까지의 오프셋을 적용함으로써 상기 복수의 지점의 좌표를 산출할 수 있다.
상기 사진 계측 장치는, 상기 마커를 기반으로 각각의 타겟을 식별하는 타겟 식별부를 더 포함할 수 있다.
상기 타겟 식별부는: 복수의 타겟 모두에 대하여 동일한 위치에 표시된 공통 마커와 복수의 타겟 각각에 대하여 서로 다른 위치에 표시된 고유 마커가 형성하는 패턴에 따라 타겟을 식별할 수 있다.
상기 좌표 산출부는: 상기 식별된 타겟 중에서 기 결정된 타겟에 대하여 상기 구조물과 접촉한 복수의 지점의 좌표를 산출하고, 나머지 타겟에 대하여 상기 구조물과 접촉한 하나의 지점의 좌표를 산출할 수 있다.
상기 좌표 산출부는: 상기 식별된 타겟 중에서 기 결정된 타겟에 대하여 상기 공통 마커의 좌표를 산출하고, 상기 공통 마커의 좌표에 상기 공통 마커로부터 상기 구조물과 접촉한 복수의 지점까지의 오프셋을 적용하여 상기 복수의 지점의 좌표를 산출하고, 상기 식별된 타겟 중에서 나머지 타겟에 대하여 상기 공통 마커의 좌표를 산출하고, 상기 공통 마커의 좌표에 상기 공통 마커로부터 상기 구조물과 접촉한 하나의 지점까지의 오프셋을 적용하여 상기 하나의 지점의 좌표를 산출할 수 있다.
상기 사진 계측 장치는, 상기 산출된 좌표를 이용하여 상기 구조물을 모델링하는 모델링부; 상기 산출된 좌표를 이용하여 상기 구조물의 곡률을 계산하는 곡률 계산부; 및 상기 산출된 좌표를 이용하여 상기 구조물의 수직도를 계산하는 수직도 계산부; 중에서 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 사진 계측 방법은, 하나의 타겟으로 계측 대상 구조물 상의 복수의 지점의 좌표를 획득할 수 있다.
상기 좌표를 획득하는 것은: 타겟이 설치된 구조물을 촬영한 이미지를 수신하는 단계; 상기 이미지로부터 상기 타겟에 대응하는 코드를 검출하는 단계; 및 상기 코드를 기반으로 상기 타겟에서 상기 구조물과 접촉한 복수의 지점의 좌표를 산출하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 사진 계측 시 보다 적은 개수의 타겟으로 구조물을 계측할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 사진 계측에 사용되는 타겟의 개수가 줄어들어 계측 작업의 효율이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사진 계측 장치를 이용하여 구조물을 계측하는 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 사진 계측 장치가 수신하는 이미지를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 사진 계측에 사용되는 타겟의 모습을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 사진 계측 장치가 타겟을 이용하여 계측 지점의 좌표를 산출하는 과정을 예시적으로 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따라 사진 계측 장치가 계측하는 구조물의 이미지를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 사진 계측 장치가 계측하는 구조물의 이미지를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 사진 계측 방법을 설명하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 사진 계측 방법을 설명하는 도면이다.
본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적인 사전들에 의해 정의된 용어들은 관련된 기술 그리고/혹은 본 출원의 본문에 의미하는 것과 동일한 의미를 갖는 것으로 해석될 수 있고, 그리고 여기서 명확하게 정의된 표현이 아니더라도 개념화되거나 혹은 과도하게 형식적으로 해석되지 않을 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다' 및/또는 이 동사의 다양한 활용형들 예를 들어, '포함', '포함하는', '포함하고', '포함하며' 등은 언급된 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 본 명세서에서 '및/또는' 이라는 용어는 나열된 구성들 각각 또는 이들의 다양한 조합을 가리킨다.
한편, 본 명세서 전체에서 사용되는 '~부', '~기', '~블록', '~모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다. 예를 들어 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미할 수 있다. 그렇지만 '~부', '~기', '~블록', '~모듈' 등이 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부', '~기', '~블록', '~모듈'은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 사진 계측 장치 및 방법은, 사진 계측을 위해 구조물에 설치된 타겟 하나 당 둘 이상의 지점을 계측할 수 있다. 다시 말해, 본 발명의 일 실시예에 따른 사진 계측 장치 및 방법은, 하나의 타겟으로 복수의 계측 지점의 좌표를 구할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사진 계측 장치를 이용하여 구조물을 계측하는 시스템을 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 구조물(20)을 사진 계측하는 경우, 상기 구조물(20)에서 계측하고자 하는 지점에 타겟(21a, 21b, 21c)을 설치할 수 있다. 그리고 나서, 상기 타겟(21a, 21b, 21c)이 설치된 구조물(20)을 촬영장치(30)로 촬영하여 구조물의 이미지를 얻을 수 있다.
상기 이미지는 네트워크를 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 사진 계측 장치(100)로 전송될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 이미지는 유선 또는 무선으로 상기 사진 계측 장치(100)에 송신될 수 있다. 실시예에 따라, 상기 이미지는 기록매체에 기록되어 사진 계측 장치(100)로 전달되고, 상기 사진 계측 장치(100)는 기록매체에 기록된 데이터를 읽을 수 있는 인터페이스를 통해 상기 기록매체로부터 이미지를 불러올 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 사진 계측 장치(100)는 수신부(11), 마커 인식부(121) 및 좌표 산출부(123)를 포함할 수 있다. 상기 수신부(11)는 타겟(21a, 21b, 21c)이 설치된 구조물(20)을 촬영한 이미지를 수신할 수 있다. 상기 마커 인식부(121)는 상기 이미지로부터 상기 타겟(21a, 21b, 21c)에 표시된 마커를 인식할 수 있다. 상기 좌표 산출부(123)는 상기 마커를 기반으로 타겟에서 상기 구조물(20)과 접촉한 복수의 지점의 좌표를 산출할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 구조물(20)을 계측하기 위해 복수의 타겟(21a, 21b, 21c)이 상기 구조물(20)에 설치될 수 있다. 그 결과, 촬영장치(30)가 구조물(20)을 촬영하여 구조물의 이미지를 사진 계측 장치(100)로 전송하는 경우, 상기 수신부(11)는 타겟(21a, 21b, 21c)이 복수 개 설치된 구조물(20)의 이미지를 수신할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 촬영장치(30)는 구조물(20)을 서로 다른 지점에서 촬영하여 얻은 복수의 이미지를 사진 계측 장치(100)로 전송할 수 있다. 그 결과, 상기 수신부(11)는 구조물(20)을 서로 다른 지점에서 촬영한 복수의 이미지를 수신할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이 사진 계측 장치(100)가 네트워크를 통해 촬영장치(30)로부터 구조물의 이미지를 수신하는 경우, 상기 수신부(11)는 유선 또는 무선으로 연결된 장치와 데이터를 주고받을 수 있는 통신모듈로 구성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 사진 계측 장치(100)가 수신하는 구조물의 이미지를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 구조물(20)에는 복수의 타겟(21a, 21b, 21c)이 설치될 수 있으며, 상기 수신부(11)는 상기 타겟(21a, 21b, 21c)이 설치된 구조물(20)을 촬영한 이미지를 촬영장치(30)로부터 수신할 수 있다.
상기 마커 인식부(121)는 구조물의 이미지로부터 타겟(21a, 21b, 21c)에 표시된 마커를 인식할 수 있다. 그리고, 상기 좌표 산출부(123)는 상기 마커를 기반으로 타겟(21a, 21b, 21c)에서 상기 구조물(20)과 접촉한 복수의 지점(20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f)의 좌표를 산출할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 사진 계측에 사용되는 타겟(21a, 21b, 21c)의 모습을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 타겟(21a, 21b, 21c)은 표면에 복수의 마커(221 내지 228)가 표시될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 각각의 타겟에 표시된 마커의 분포는 서로 상이할 수 있다.
예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 타겟은 표면에 표시된 복수의 마커 중 일부(226, 227, 228)의 위치가 타겟마다 서로 상이할 수 있다. 이와 같이, 복수의 타겟 각각은 서로 구별되는 마커의 분포 패턴을 가질 수 있으며, 상기 마커 인식부(121)는 상기 타겟 상에 표시된 복수의 마커(221 내지 228)를 인식하여, 각각의 타겟에 부여된 코드를 검출할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 사진 계측 장치(100)는 인식된 마커를 기반으로 타겟을 식별하는 타겟 식별부(122)를 더 포함할 수 있다. 상기 타겟 식별부(122)는 타겟이 갖는 고유의 마커 분포 패턴을 구별하여, 복수의 타겟 각각을 식별할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 복수의 타겟은 표면에, 복수의 타겟 모두에 대하여 동일한 위치에 표시되는 공통 마커와, 복수의 타겟 각각에 대하여 서로 다른 위치에 표시되는 고유 마커가 표시될 수 있다.
예를 들어, 도 3에 도시된 타겟(21a, 21b, 21c)을 참조하면, 타겟 모두에 대하여 표시 위치가 동일한 제 1 마커 내지 제 5 마커(221 내지 225)는 공통 마커에 해당하고, 타겟 각각에 대하여 표시 위치가 상이한 제 6 마커 내지 제 8 마커(226 내지 228)는 고유 마커에 해당할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 타겟 식별부(122)는 상기 공통 마커와 상기 고유 마커가 형성하는 분포 패턴에 따라 타겟을 식별할 수 있다.
예를 들어, 상기 타겟 식별부(122)는 타겟(21a, 21b, 21c)에 표시된 복수의 마커(221 내지 228) 간의 거리 및 배향을 계산하고, 각각의 타겟마다 획득된 마커 간 거리 및 배향을 저장부(13)에 저장된 타겟별 마커 분포 패턴 DB와 비교하여 타겟을 식별할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 좌표 산출부(123)는 마커 인식부(121)가 인식한 마커를 기반으로 타겟에서 구조물과 접촉한 복수의 지점의 좌표를 산출할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같이, 타겟(21a, 21b, 21c)은 다각형(예컨대, 사각형)의 형상을 가질 수 있으며, 상기 타겟(21a, 21b, 21c)은 복수의 꼭지점이 구조물(20)에 접촉하도록 설치될 수 있다. 이 경우, 상기 좌표 산출부(123)는 인식된 마커를 기반으로 상기 구조물(20)에 접촉한 타겟(21a, 21b, 21c)의 꼭지점의 좌표를 산출할 수 있다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 타겟(21a, 21b, 21c)마다 복수의 꼭지점이 구조물(20)에 접촉하도록 설치될 수 있으므로, 상기 좌표 산출부(123)는 타겟 하나 당 둘 이상의 꼭지점의 좌표를 산출할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 좌표 산출부(123)는 타겟에 표시된 마커의 좌표를 산출하고, 산출된 마커의 좌표에 마커로부터 상기 구조물(20)에 접촉한 복수의 지점까지의 오프셋을 적용함으로써 상기 복수의 지점의 좌표를 산출할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 사진 계측 장치(100)가 타겟을 이용하여 복수의 계측 지점의 좌표를 산출하는 과정을 예시적으로 설명하는 도면이다.
전술한 바와 같이, 상기 타겟(21a)은 구조물(20)에 설치된 복수의 타겟(21a, 21b, 21c) 모두에 대하여 동일한 위치에 표시된 공통 마커(221 내지 225)와, 복수의 타겟(21a, 21b, 21c) 각각에 대하여 서로 다른 위치에 표시된 고유 마커(226 내지 228)가 표시되어 있을 수 있다. 구조물(20)에 설치된 타겟들(21a, 21b, 21c)의 크기와 모양이 동일하다면, 공통 마커로부터 타겟의 일 지점까지의 거리 및 배향은 모든 타겟에 대하여 동일할 수 있다.
예를 들어, 도 4를 참조하여 설명하면, 공통 마커인 제 1 마커(221)의 중심으로부터 타겟의 좌상단 꼭지점(20a)까지의 거리 및 배향은 크기와 모양이 동일한 모든 타겟(21a, 21b, 21c)에 대하여 동일할 수 있다. 마찬가지로, 제 1 마커(221)의 중심으로부터 타겟의 우상단 꼭지점(20b)까지의 거리 및 배향 역시 모든 타겟(21a, 21b, 21c)에 대하여 동일할 수 있다.
따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 마커(221)의 중심을 원점으로 하고 타겟(21a)의 가로와 평행한 축을 x축으로 하고 세로와 평행한 축을 y축으로 하는 로컬좌표계에서, 타겟의 좌상단 꼭지점(20a)의 좌표와 우상단 꼭지점(20b)의 좌표는 모든 타겟(21a, 21b, 21c)에 있어서 동일할 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 저장부(13)는 타겟의 공통 마커(예컨대, 제 1 마커(221)의 중심)로부터 타겟의 일 지점(예컨대, 꼭지점(21a, 21b))까지의 오프셋(예컨대, 제 1 마커(221)의 중심을 시작점으로 하며 꼭지점(21a, 21b)을 끝점으로 하는 벡터)에 관한 데이터를 저장할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 좌표 산출부(123)는 이미지로부터 공통 마커의 좌표를 산출하고, 상기 저장부(13)로부터 상기 오프셋에 관한 데이터를 불러와 상기 산출된 마커의 좌표에 상기 오프셋을 적용하여 최종적으로 상기 꼭지점의 좌표를 산출할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 사진 계측 장치(100)는 타겟(21a, 21b, 21c)이 설치된 구조물(20)의 이미지로부터 계측 지점의 좌표를 산출할 수 있다. 나아가, 전술한 바와 같이, 상기 사진 계측 장치(100)는 하나의 타겟에 대하여 구조물(20) 상에 위치한 복수의 계측 지점의 좌표를 산출할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 사진 계측 장치(100)는 구조물(20)에 설치된 복수의 타겟을 식별하고, 식별된 타겟 중에서 일부에 대해서는 복수의 지점의 좌표를 산출하고, 나머지에 대해서는 하나의 지점의 좌표를 산출할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따라 사진 계측 장치(100)가 계측하는 구조물(20)의 이미지를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 구조물(20)에 설치된 복수의 타겟(21a, 21b, 21c, 21d) 중에서 일부(21a, 21b, 21c)는 복수의 지점이 구조물(20)에 접촉하도록 설치되고, 나머지(21d)는 하나의 지점만이 구조물(20)에 접촉하도록 설치될 수 있다. 이 경우, 상기 사진 계측 장치(100)는 복수의 지점이 구조물에 접촉하도록 설치된 타겟(21a, 21b, 21c)과 하나의 지점만이 구조물에 접촉하도록 설치된 타겟(21d)을 구별하여 계측 지점의 좌표를 산출할 수 있다.
예를 들어, 상기 저장부(13)에 저장된 타겟별 마커 분포 패턴 데이터베이스는, 둘 이상의 지점이 구조물에 접촉하도록 설치된 타겟(21a, 21b, 21c)과, 하나의 지점만이 구조물에 접촉하도록 설치된 타겟(21d)을 구분하는 정보를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 좌표 산출부(123)는 상기 저장부(13)에 저장된 데이터베이스를 참조하여, 타겟 식별부(122)에 의해 식별된 타겟(21a, 21b, 21c, 21d) 중에서 복수의 지점이 구조물에 접촉하도록 설치된 타겟(21a, 21b, 21c)에 대해서는, 공통 마커의 좌표에 상기 공통 마커로부터 구조물과 접촉한 복수의 지점까지의 오프셋을 적용함으로써 상기 복수의 지점의 좌표를 산출할 수 있다.
또한, 상기 좌표 산출부(123)는 상기 저장부(13)에 저장된 데이터베이스를 참조하여, 하나의 지점만이 구조물에 접촉하도록 설치된 타겟(21d)에 대해서는 공통 마커의 좌표에 상기 공통 마커로부터 구조물과 접촉한 하나의 지점(20g)까지의 오프셋을 적용하여 상기 하나의 지점의 좌표를 산출할 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 사진 계측 장치(100)가 계측하는 구조물(20)의 이미지를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 5와 유사하게, 도 6에 도시된 구조물(20) 역시 복수의 타겟(21a, 21b, 21c, 21d) 중에서 일부(21a, 21b)는 복수의 지점이 구조물(20)에 접촉하도록 설치되고, 나머지(21c, 21d)는 하나의 지점만이 구조물(20)에 접촉하도록 설치될 수 있다. 상기 사진 계측 장치(100)는 구조물(20)에 설치된 복수의 타겟(21a, 21b, 21c, 21d)을 식별하고, 식별된 타겟 중에서 기 결정된 타겟(21a, 21b)에 대해서는 구조물과 접촉한 복수의 지점(제 1 타겟(21a)의 두 꼭지점(21a, 21b), 제 2 타겟(21b)의 두 꼭지점(21c, 21d))의 좌표를 산출하고, 나머지 타겟(21c, 21d)에 대해서는 구조물과 접촉한 하나의 지점(제 3 타겟(21c)의 꼭지점(20e), 제 4 타겟(21d)의 꼭지점(20f))의 좌표를 산출할 수 있다.
도 5에 도시된 실시예와 유사하게, 상기 좌표 산출부(123)는 저장부(13)에 저장된 타겟에 대한 데이터베이스를 참조하여, 상기 식별된 복수의 타겟(21a, 21b, 21c, 21d) 중에서 복수의 지점이 구조물에 접촉한 타겟(21a, 21b)과 하나의 지점만이 구조물에 접촉한 타겟(21c, 21d)을 구분할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 계측 대상이 되는 구조물이 바뀔 때마다 구조물에 복수의 지점이 접촉하는 타겟과, 하나의 지점만이 접촉하는 타겟은 변경될 수 있다. 따라서, 상기 사진 계측 장치(100)는 사용자 입력부(14)를 더 포함할 수 있으며, 사진 계측 작업을 수행하는 사용자는 상기 사용자 입력부(14)를 통해 저장부(13)에 저장된 타겟에 대한 데이터베이스의 데이터를 업데이트할 수 있다.
전술한 마커 인식부(121), 타겟 식별부(122) 및 좌표 산출부(123)는 사진 계측용 알고리즘을 실행하여 구조물의 이미지 데이터를 처리하는 프로세서로서, 예컨대 CPU로 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 사진 계측 장치(100)는 좌표 산출부(123)가 산출한 좌표를 이용하여 구조물(20)을 모델링하는 모델링부(124)를 더 포함할 수 있다. 상기 모델링부(124)는 산출된 계측 지점의 좌표를 기반으로 구조물의 형상을 3차원으로 모델링하여 형상 모델을 제공할 수 있다. 상기 구조물(20)의 형상 모델은 출력부(15)를 통해 사용자에게 영상으로 출력될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 사진 계측 장치(100)는 좌표 산출부(123)가 산출한 좌표를 이용하여 구조물(20)의 곡률을 계산하는 곡률 계산부(125)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 2 또는 도 5에 도시된 구조물과 같이, 구부러진 형상으로 제작된 구조물(20)은 구조물이 설계대로 제작되어 원하는 곡률을 갖는지 점검될 필요가 있다. 이 경우, 상기 곡률 계산부(125)는 구조물(20) 상의 다수의 계측 지점의 좌표를 기반으로 구조물의 곡률반경을 계산하여 출력부(15)를 통해 사용자에게 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 사진 계측 장치(100)는 좌표 산출부(123)가 산출한 좌표를 이용하여 구조물(20)의 수직도를 계산하는 수직도 계산부(126)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 구조물과 같이, T자 모양으로 제작된 구조물(20)은 구조물이 설계대로 제작되었는지 점검될 필요가 있다. 이 경우, 상기 수직도 계산부(126)는 구조물(20) 상의 다수의 계측 지점의 좌표를 기반으로 구조물(20)의 수평 부재(201)와 수직 부재(202)가 형성하는 각도를 계산할 수 있다. 계산된 각도는 출력부(15)에 표시되어 사용자에게 제공될 수 있다.
상기 모델링부(124), 곡률 계산부(125) 및 수직도 계산부(126)는 소정의 알고리즘에 따라 데이터를 처리하여 출력하는 프로세서로서, 예컨대 CPU로 구성될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 사진 계측 방법을 설명하는 도면이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 사진 계측 방법은, 하나의 타겟으로 계측 대상이 되는 구조물 상의 복수의 지점의 좌표를 획득할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 사진 계측 방법(200)은 타겟이 설치된 구조물을 촬영한 이미지를 수신하는 단계(S21), 상기 이미지로부터 상기 타겟에 표시된 마커를 인식하는 단계(S22), 및 상기 마커를 기반으로 타겟에서 상기 구조물과 접촉한 복수의 지점의 좌표를 산출하는 단계(S23)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이미지를 수신하는 단계(S21)는, 복수의 타겟이 설치된 구조물의 이미지를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 구조물(20)에 복수의 타겟(21a, 21b, 21c)이 설치될 수 있으며, 각각의 타겟은 복수의 지점(제 1 타겟(21a)에서는 두 꼭지점(20a, 20b); 제 2 타겟(21b)에서는 두 꼭지점(20c, 20d); 제 3 타겟(21c)에서는 두 꼭지점(20e, 20f))이 구조물(20)에 접촉하도록 설치될 수 있다. 사진 계측 장치(100)의 수신부(11)는 상기 타겟(21a, 21b, 21c)이 설치된 구조물(20)의 이미지를 촬영장치(30)로부터 수신할 수 있다.
다른 예에서, 도 5에 도시된 바와 같이, 구조물(20)에 복수의 타겟(21a, 21b, 21c, 21d)이 설치될 수 있으며, 타겟 중 일부(21a, 21b, 21c)는 복수의 지점이 구조물(20)에 접촉하도록 설치되고, 나머지(21d)는 하나의 지점(20g)만이 구조물(20)에 접촉하도록 설치될 수 있다. 사진 계측 장치(100)의 수신부(11)는 상기 타겟(21a, 21b, 21c, 21d)이 설치된 구조물(20)의 이미지를 촬영장치(30)로부터 수신할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 이미지를 수신하는 단계(S21)는, 구조물(20)을 서로 다른 지점에서 촬영한 복수의 이미지를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
이미지에 포함된 타겟의 표면에는 복수의 마커가 표시될 수 있다. 상기 마커를 인식하는 단계(S22)는, 이미지 프로세싱을 통해 타겟에 표시된 마커를 인식할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 좌표를 산출하는 단계(S23)는, 인식된 마커의 좌표를 산출하는 단계, 및 상기 마커의 좌표에 마커로부터 구조물과 접촉한 복수의 지점까지의 오프셋을 적용하여 상기 복수의 지점의 좌표를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 타겟에 표시된 마커로부터 타겟의 일 지점까지의 오프셋(예컨대 마커를 시작점으로 하고 일 지점을 끝점으로 하는 벡터)에 관한 데이터는 저장부(13)에 저장될 수 있다. 좌표 산출부(123)는 상기 저장부(13)에 저장된 오프셋에 관한 데이터를 불러와 마커의 좌표에 적용함으로써, 계측 지점의 좌표를 산출할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 사진 계측 방법을 설명하는 도면이다.
도 8에 도시된 사진 계측 방법(300)은 이미지에 포함된 복수의 타겟을 식별하고, 식별된 타겟 중에서 기 결정된 타겟에 대해서는 복수의 지점의 좌표를 산출하고, 나머지 타겟에 대해서는 하나의 지점의 좌표를 산출할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 사진 계측 방법(300)은, 타겟이 설치된 구조물을 촬영한 이미지를 수신하는 단계(S31), 상기 이미지로부터 타겟에 표시된 마커를 인식하는 단계(S32), 상기 마커를 기반으로 타겟을 식별하는 단계(S33), 타겟이 복수의 지점을 계측하기 위해 설치된 타겟인지 판별하는 단계(S34), 복수의 지점을 계측하기 위한 타겟인 경우 상기 마커를 기반으로 구조물과 접촉한 복수의 지점의 좌표를 산출하는 단계(S35), 하나의 지점을 계측하기 위해 설치된 타겟인 경우 상기 마커를 기반으로 구조물과 접촉한 하나의 지점의 좌표를 산출하는 단계(S36)를 포함할 수 있다.
단계(S31) 및 단계(S32)는 도 7에 도시된 사진 계측 방법(200)의 단계(S21) 및 단계(S22)에 대응할 수 있다.
단계(S33)은 타겟 식별부(122)가 마커를 기반으로 복수의 타겟 각각을 식별하는 단계를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 단계(S33)는 타겟 식별부(122)가 저장부(13)에 저장된 타겟에 관한 데이터베이스를 참조하여 마커의 분포 패턴에 따라 타겟을 식별하는 단계를 포함할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 사진 계측에 사용되는 복수의 타겟(21a, 21b, 21c)은 표면에 복수의 마커(221 내지 228)가 상이한 분포로 표시되어 있을 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 타겟(21a, 21b, 21c)은 복수의 타겟 모두에 대하여 동일한 위치에 표시된 공통 마커(221 내지 225)와, 복수의 타겟 각각에 대하여 서로 다른 위치에 표시된 고유 마커(226 내지 228)가 표시될 수 있다. 상기 타겟 식별부(122)는 타겟에 표시된 공통 마커와 고유 마커가 형성하는 분포 패턴을 저장부에 저장된 타겟에 대한 데이터베이스와 비교하여 각각의 타겟을 식별할 수 있다.
단계(S34)는 좌표 산출부(123)가 저장부(13)에 저장된 타겟에 대한 데이터베이스를 참조하여, 상기 식별된 타겟 중에서 복수의 지점이 구조물에 접촉하는 타겟과, 하나의 지점만이 구조물에 접촉하는 타겟을 구분하는 단계를 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 구조물(20)에 설치된 복수의 타겟(21a, 21b, 21c, 21d) 중에서, 일부(21a, 21b, 21c)는 복수의 지점이 구조물(20)에 접촉하도록 설치되고, 나머지(21d)는 하나의 지점이 구조물(20)에 접촉하도록 설치되는 경우, 상기 좌표 산출부(13)는 이들을 구분하여 계측 지점의 좌표를 산출할 수 있다.
단계(S35)는, 좌표 산출부(123)가 구조물(20)에 복수의 지점이 접촉하도록 설치된 타겟(21a, 21b, 21c)에 대해, 상기 복수의 지점의 좌표를 산출하는 단계를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 단계(S35)는, 상기 타겟(21a, 21b, 21c)에 대하여 공통 마커(예컨대, 도 4의 제 1 마커(221)의 중심)의 좌표를 산출하고, 상기 공통 마커의 좌표에 공통 마커로부터 구조물과 접촉한 복수의 지점(예컨대, 도 4의 두 꼭지점(20a, 20b))까지의 오프셋을 적용하는 단계를 포함할 수 있다.
단계(S36)는, 좌표 산출부(123)가 구조물(20)에 하나의 지점만이 접촉하도록 설치된 타겟(21d)에 대해, 상기 하나의 지점의 좌표를 산출하는 단계를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 단계(S36)는, 상기 타겟(21d)에 대하여 공통 마커의 좌표를 산출하고, 상기 공통 마커의 좌표에 공통 마커로부터 구조물과 접촉한 하나의 지점까지의 오프셋을 적용하는 단계를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 오프셋에 관한 데이터는 저장부(13)에 저장될 수 있으며, 상기 좌표 산출부(123)는 저장부(13)로부터 상기 오프셋에 관한 데이터를 불러와 좌표 산출에 이용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 사진 계측 방법은 산출된 계측 지점의 좌표를 이용하여 구조물을 모델링하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 모델링된 구조물의 형상은 출력부(15)를 통해 사용자에게 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 사진 계측 방법은 산출된 계측 지점의 좌표를 이용하여 구조물의 곡률을 계산하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 계산된 구조물의 곡률은 출력부(15)를 통해 사용자에게 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 사진 계측 방법은 산출된 계측 지점의 좌표를 이용하여 구조물의 수직도를 계산하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 계산된 구조물의 수직도는 출력부(15)를 통해 사용자에게 제공될 수 있다.
전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 사진 계측 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 상기 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 저장 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있다.
이상, 하나의 타겟으로 구조물 상에 위치한 복수의 지점의 좌표를 획득하는 사진 계측 장치 및 방법이 설명되었다. 상기 사진 계측 장치 및 방법은, 타겟의 적어도 두 지점이 구조물에 접촉하도록 설치된 경우, 해당 타겟에 대해 타겟에 표시된 마커를 기반으로 복수의 접촉 지점의 좌표를 산출할 수 있다.
상기 사진 계측 장치 및 방법에 따르면, 보다 적은 개수의 타겟으로 구조물을 사진 계측할 수 있어 사진 계측에 사용되는 타겟의 개수가 줄어들 수 있으며, 계측 작업의 효율성이 향상될 수 있다.
100: 사진 계측 장치 11: 수신부
121: 마커 인식부 122: 타겟 식별부
123: 좌표 산출부 124: 모델링부
125: 곡률 계산부 126: 수직도 계산부
13: 저장부 14: 사용자 입력부
15: 출력부

Claims (11)

  1. 타겟이 설치된 구조물을 촬영한 이미지를 수신하는 수신부;
    상기 이미지로부터 상기 타겟에 표시된 마커를 인식하는 마커 인식부; 및
    상기 마커를 기반으로 상기 타겟에서 상기 구조물과 접촉한 복수의 지점의 좌표를 산출하는 좌표 산출부;
    를 포함하는 사진 계측 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신부는:
    상기 타겟이 복수 개 설치된 구조물의 이미지를 수신하는 사진 계측 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신부는:
    상기 구조물을 서로 다른 지점에서 촬영한 복수의 이미지를 수신하는 사진 계측 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 좌표 산출부는:
    상기 인식된 마커의 좌표를 산출하고, 상기 마커의 좌표에 상기 마커로부터 상기 복수의 지점까지의 오프셋을 적용함으로써 상기 복수의 지점의 좌표를 산출하는 사진 계측 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 마커를 기반으로 각각의 타겟을 식별하는 타겟 식별부를 더 포함하는 사진 계측 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 타겟 식별부는:
    복수의 타겟 모두에 대하여 동일한 위치에 표시된 공통 마커와, 복수의 타겟 각각에 대하여 서로 다른 위치에 표시된 고유 마커가 형성하는 분포 패턴에 따라 타겟을 식별하는 사진 계측 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 좌표 산출부는:
    상기 식별된 타겟 중에서 기 결정된 타겟에 대하여 상기 구조물과 접촉한 복수의 지점의 좌표를 산출하고, 나머지 타겟에 대하여 상기 구조물과 접촉한 하나의 지점의 좌표를 산출하는 사진 계측 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 좌표 산출부는:
    상기 식별된 타겟 중에서 기 결정된 타겟에 대하여 상기 공통 마커의 좌표를 산출하고, 상기 공통 마커의 좌표에 상기 공통 마커로부터 상기 구조물과 접촉한 복수의 지점까지의 오프셋을 적용하여 상기 복수의 지점의 좌표를 산출하고,
    상기 식별된 타겟 중에서 나머지 타겟에 대하여 상기 공통 마커의 좌표를 산출하고, 상기 공통 마커의 좌표에 상기 공통 마커로부터 상기 구조물과 접촉한 하나의 지점까지의 오프셋을 적용하여 상기 하나의 지점의 좌표를 산출하는 사진 계측 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 산출된 좌표를 이용하여 상기 구조물을 모델링하는 모델링부;
    상기 산출된 좌표를 이용하여 상기 구조물의 곡률을 계산하는 곡률 계산부; 및
    상기 산출된 좌표를 이용하여 상기 구조물의 수직도를 계산하는 수직도 계산부;
    중에서 적어도 하나를 더 포함하는 사진 계측 장치.
  10. 하나의 타겟으로 계측 대상 구조물 상의 복수의 지점의 좌표를 획득하는 사진 계측 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 좌표를 획득하는 것은:
    타겟이 설치된 구조물을 촬영한 이미지를 수신하는 단계;
    상기 이미지로부터 상기 타겟에 표시된 마커를 검출하는 단계; 및
    상기 마커를 기반으로 상기 타겟에서 상기 구조물과 접촉한 복수의 지점의 좌표를 산출하는 단계;
    를 포함하는 사진 계측 방법.
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