KR20190067757A - 지하 시설물 위치 정보 획득 장치 및 방법 - Google Patents

지하 시설물 위치 정보 획득 장치 및 방법 Download PDF

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KR20190067757A KR1020190068152A KR20190068152A KR20190067757A KR 20190067757 A KR20190067757 A KR 20190067757A KR 1020190068152 A KR1020190068152 A KR 1020190068152A KR 20190068152 A KR20190068152 A KR 20190068152A KR 20190067757 A KR20190067757 A KR 20190067757A
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Abstract

지하 시설물의 위치 정보를 획득하는 장치 및 방법이 개시된다. 지하 시설물 위치 정보 획득 장치는 적어도 좌측 영상 및 우측 영상을 포함하는 스테레오 영상을 촬영하는 스테레오 카메라; 좌측 영상과 우측 영상에서 동일하게 나타나는 매칭점을 탐색하여 매칭점을 획득하는 영상 매칭점 탐색부; 매칭점의 실세계 좌표 취득을 위하여 지상기준점을 측량하는 지상 기준점 측량부; 매칭점 및 지상 기준점에 기초하여 스테레오 영상을 통해 좌표계를 획득하고 획득한 좌표계를 지상의 기준 좌표계로 변환함으로써 외부 표정 요소를 보정하는 외부 표정 요소 보정부; 외부 표정 요소를 이용하여 스테레오 영상에 대한 포인트 클라우드를 추출하는 포인트 클라우드 추출부; 포인트 클라우드 및 스테레오 영상을 이용하여 지하 시설물에 대한 3차원 모델링을 수행하는 3차원 모델링부; 및 3차원 모델링의 결과 데이터로부터 벡터 라이징을 이용하여 지하 시설물에 대한 위치값을 획득하는 지하 시설물 위치값 획득부를 포함한다.

Description

지하 시설물 위치 정보 획득 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ACQUIRING POSITION INVORMAITON OF UNDERGROUND FACILITIES}
본 발명은 지하 시설물의 위치 정보 획득 장치 및 방법을 제공하는 것에 관한 것이다.
상,하수도 라인 및 각종 통신용 라인과, 도심지 구성을 위한 다양한 기반시설물(이하 '지하시설물')은 지하에 매설돼 보관 및 보호된다.
따라서, 상기 지하시설물이 매설된 후에는 외부로 노출되지 못하므로, 지상에서는 해당 지하시설물의 매설위치와 지하시설물의 종류 등을 알 수 없다.
하지만, 유사시 문제가 발생한 지하시설물의 보수 및 관리를 위해, 지하시설물의 매설 위치는 정확히 확인되어야 하고, 확인된 위치는 기록으로 남겨서 검색 대상인 해당 지하시설물 관리가 효과적으로 이루어지도록 해야 한다.
종래에는 지하시설물의 위치를 확인하고 이를 기록으로 남기기 위해 다수의 측정 작업자가 요구되었다. 이를 좀 더 상세히 설명하면, 종래에는 지하시설물이 매설되면 토사 등을 되메우기 전에, 측정 작업자 중 1명은 타깃을 지지한 채 서있고, 다른 측정 작업자는 지상에서 토털스테이션과 같은 공지 공용의 측량장비를 이용해서 상기 타깃의 위치를 확인한 후 해당 지하시설물의 위치를 측정 및 연산했다.
또한, 지하시설물의 위치측정 결과는 해당 지하시설물에 대한 보호 및 관리는 물론 전술한 바와 같이 인접지역에 대한 토목 및 건축 시공시 중요한 기반자료로서 활용되므로, 상기 위치측정 결과에 대한 신뢰도와 정확도는 매우 중요하다.
따라서, 지하시설물의 위치측정 작업을 경제적으로 수행할 수 있으면서도, 그 측정 결과에 대한 정확도와 신뢰도를 담보할 수 있는 방안이 요구되었다.
종래기술로 대한민국 특허 등록번호 제10-1655936호(2016.09.02.) " 지하시설물과 그 위치 데이터를 관리하는 시스템"이 있다. 이 특허에서는 전자유도방식의 측량장비를 이용하여 지하시설물의 위치를 측정할 때 지하시설물에 대한 기본정보를 포함하는 마커를 활용하여 실측 데이터와 마커가 보유한 기본정보를 상호 비교하여 지하시설물의 위치 데이터 관리를 보다 더 정확하게 유지 할 수 있도록 한 지하시설물과 그 위치 데이터를 관리하는 시스템을 개시하고 있다.
또한, 다른 종래 기술로서 대한민국 특허 등록번호 제10-1556284호(2015.05.22.)" GPS를 기반으로 한 지하시설물의 측량시스템"이 있다. 이 특허에서는 지하에 설치된 하수관과 같은 지하시설물의 설치위치를 정확하게 측지측량하고, 그 측지정보를 수집하여 지하시설물의 정보를 갱신함으로써 관리의 효율성을 달성할 수 있도록 개선된 GPS를 기반으로 한 지하시설물의 측량시스템을 개시하고 있다.
이와 같이, 신규 지하시설물 매설시 실시하는 실시간 측량에서는 노출 관로에 대하여 전자유도방식의 측량장비 및 마커 또는 GPS 측량장비에 의한 직접 측량을 통하여 해당 시설물에 대한 위치값을 획득하고 있다.
즉, 지하시설물의 위치를 측정해서 이를 기록하기 위해서는 타깃이 측량장비를 향하도록 조정하는 자측정 작업과, 측량장비를 조작하는 자측정 작업가 등, 최소한 2명 이상의 자측정 작업가가 현장에 투입되어야 한다.
따라서, 종래 지하시설물의 위치 측정은 작업가가 지하시설물에 직접 올라가서 측량해야 하는 위험성이 있고, GPS 장비 등 상대적으로 고가의 장비를 이용하는 문제점이 있었다.
KR 10-1655936 B (2016.09.02.) KR 10-1556284 B (2015.05.22.)
본 발명은 전술한 바와 같은 점에 착안하여 창출된 것으로서, 본 발명의목적은 GPS 비해 상대적으로 저렴한 스테레오 카메라를 이용한 위치정보 추출이 가능하며 기존 지하 시설물의 측량시의 위험성을 제거하여 안전하게 지하시설물을 측량할 수 있는 지하 시설물 위치 정보 획득 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따라, 지하 시설물의 위치 정보를 획득하는 장치는적어도 좌측 영상 및 우측 영상을 포함하는 스테레오 영상을 촬영하는 스테레오 카메라와; 상기 좌측 영상과 상기 우측 영상에서 동일하게 나타나는 매칭점을 탐색하여 매칭점을 획득하는 영상 매칭점 탐색부와; 상기 매칭점의 실세계 좌표 취득을 위하여 측량하는 지상 기준점 측량부와; 상기 매칭점 및 상기 지상 기준점에 기초하여 상기 스테레오 영상을 통해 좌표계를 획득하고 상기 획득한 좌표계를 지상의 기준 좌표계로 변환함으로써 외부 표정 요소를 보정하는 외부 표정 요소 보정부와; 상기 외부 표정 요소를 이용하여 상기 스테레오 영상에 대한 포인트 클라우드를 추출하는 포인트 클라우드 추출부와; 상기 포인트 클라우드 및 상기 스테레오 영상을 이용하여 상기 지하 시설물에 대한 3차원 모델링을 수행하는 3차원 모델링부와; 상기 3차원 모델링의 결과 데이터로부터 벡터 라이징을 이용하여 지하 시설물에 대한 위치값을 획득하는 지하 시설물 위치값 획득부를 포함한다.
상기 지상 기준점 측량부는 GNSS(Global Navigation Satellite System) 측량을 통하여 지상기준점을 측량할 수 있다.
상기 지하 시설물에 대한 위치값은 상기 지하 시설물의 좌표일 수 있다.
상기 지하 시설물은 관로를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따라, 지하 시설물의 위치 정보를 획득하는 방법은 적어도 좌측 영상 및 우측 영상을 포함하는 스테레오 영상을 촬영하는 단계와; 상기 좌측 영상과 상기 우측 영상에서 동일하게 나타나는 매칭점을 탐색하여 매칭점을 획득하는 단계와; 상기 매칭점의 실세계 좌표 취득을 위하여 지상기준점을 측량하는 단계와; 상기 매칭점 및 상기 지상 기준점에 기초하여 상기 스테레오 영상을 통해 좌표계를 획득하고, 상기 획득한 좌표계를 지상의 기준 좌표계로 변환함으로써 외부 표정 요소를 보정하는 단계와; 상기 외부 표정 요소를 이용하여 상기 스테레오 영상에 대한 포인트 클라우드를 추출하는 단계와; 상기 포인트 클라우드 및 상기 스테레오 영상을 이용하여 상기 지하 시설물에 대한 3차원 모델링을 수행하는 단계와; 상기 3차원 모델링의 결과 데이터로부터 벡터 라이징을 이용하여 지하 시설물에 대한 위치값을 획득하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 지하 시설물의 위치 정보를 획득하는 방법은, 지상에서 땅속으로 매립되는 관로를 포함한 지하 시설물의 위치 정보를 획득하는 방법으로서, 상기 관로를 포함한 지하 시설물에 대하여 상기 지상에 설치되는 스테레오 카메라를 통해 좌측 영상 및 우측 영상을 포함한 스테레오 영상을 촬영하는 단계와; 상기 좌측 영상과 상기 우측 영상에서 동일하게 나타나는 매칭점을 탐색하여 매칭점을 획득하는 단계와; 상기 매칭점의 실세계 좌표 취득을 위하여 상기 좌측 영상이나 상기 우측 영상의 원점에서 지상기준점을 생성하는 단계와; 상기 매칭점 및 상기 지상 기준점에 기초하여 상기 스테레오 영상을 통해 좌표계를 획득하고, 상기 획득한 좌표계를 지상의 기준 좌표계로 변환함으로써 외부 표정 요소를 보정하는 단계와; 상기 외부 표정 요소를 이용하여 상기 스테레오 영상에 대한 포인트 클라우드를 추출하는 단계와; 상기 포인트 클라우드 및 상기 스테레오 영상을 이용하여 상기 지하 시설물에 대한 3차원 모델링을 수행하는 단계와; 상기 3차원 모델링의 결과 데이터로부터 벡터 라이징을 이용하여 지하 시설물에 대한 위치값을 획득하는 단계를 포함한다. 여기에서, 상기 포인트 클라우드는 상기 지상의 기준 좌표계에서의 데이터 포인트의 집합을 포함하고, 상기 원점은 상기 좌측 영상 또는 상기 우측 영상에 포함된 GNSS(Global Navigation Satellite System) 수신기가 서있는 지상 위치이다.
본 발명의 실시예들에 따라, GPS 측량 장비 대신 스테레오 카메라를 이용하여 해당 지하시설물에 대한 스테레오 영상을 취득하고 3차원 영상모델링을 통하여 해당 시설물에 대한 3차원 위치정보를 추출할 수 있다.
그에 따라, GPS 장비에 비해 상대적으로 저렴한 스테레오 카메라를 이용한 위치정보 추출이 가능하며 매설된 노출관로 위를 직접 올라가서 측량해야하는 위험성에 비해 안전하게 지하시설물을 측량할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 스테레오 영상에 GNSS 수신기의 서있는 위치를 이용하여 사진원점을 스테레오 영상 내 지하 시설물에 대한 지상의 기준좌표계로 변환하고 이러한 기준좌표계와 좌우 영상의 매칭점을 토대로 지상에서 매립되는 상수도 관로, 하수도 관로, 통신 관로 등의 지하 시설물의 위치 정보를 매우 효과적으로 획득하고 관리할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지하 시설물 위치 정보 획득 장치의 블록 구성도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 지하 시설물 위치 정보 획득 장치의 동작을 설명하기 위해 사용된 도면들이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지하 시설물 위치 정보 획득 방법의 흐름도를 도시한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 지하 시설물 위치 정보 획득 장치의 동작을 설명하기 위해 사용된 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 지하 시설물 위치 정보 획득 방법의 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지하 시설물 위치 정보 획득 장치의 블록 구성도이다. 도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 지하 시설물 위치 정보 획득 장치의 동작을 설명하기 위해 사용된 도면들이다.
도 1을 참조하면, 지하 시설물 위치 정보 획득 장치(100)는 스테레오 카메라를 이용하여 해당 지하시설물에 대한 스테레오 영상을 취득하고 3차원 영상모델링을 통하여 해당 시설물에 대한 3차원 위치정보를 추출할 수 있다.
이를 위해, 지하 시설물 위치 정보 획득 장치(100)는 스테레오 카메라(110), 영상 매칭점 탐색부(120), 지상 기준점 측량부(130), 외부 표정 요소 보정부(132), 포인트 클라우드 추출부(140), 3차원 모델링부(150), 및 지하 시설물 위치값 획득부(160)를 포함한다.
스테레오 카메라(110)는 두 개의 렌즈를 포함하며, 측량하고자 하는 지하 시설물을 촬영하여 스테레오 영상을 발생시킨다. 도 2에는 지하시설물의 일 예로서 관로가 도시되어 있다.
스테레오 영상은 좌측 영상 및 우측 영상을 포함한다. 도 3에는 스테레오 카메라(110)에 의해 발생된 좌측 영상 및 우측 영상이 도시되어 있다. 스테레오 카메라(110)는 촬영하고자 하는 지하시설물, 예컨대, 관로 주변에 설치되어 지하시설물 관로를 촬영할 수 있다.
스테레오 카메라(110)는 지하 시설물을 촬영한 왼쪽 영상 및 오른쪽 영상을 영상 매칭점 탐색부(120)로 전송한다.
영상 매칭점 탐색부(120)는 좌측 영상 및 우측 영상에서 매칭점 탐색 알고리즘을 이용하여 최소 4점 이상의 균일한 매칭점 탐색하여 매칭점을 획득한다. 여기에서, 매칭점은 스테레오 카메라(110)로부터 수신한 좌측 영상 및 우측 영상에서 동일하게 나타나는 지점을 말한다. 도 4에는 좌측 영상 및 우측 영상에서 동일하게 나타나는 매칭점이 표시되어 있다.
구체적으로, 영상 매칭점 탐색부(120)는 실세계 한 지점을 좌측 영상과 우측 영상에 동일하게 나타나는 매칭점을 탐색한다. 영상 매칭점 탐색부(120)는 매칭점을 탐색한 후, 매칭점에 대한 정보 및 상기 스테레오 영상을 외부 표정 요소 보정부(130)로 전송한다.
지상 기준점 측량부(130)는 지상 기준점을 측량한다. 구체적으로 지상 기준점 측량부(130)는 탐색된 매칭점의 실세계 좌표 취득을 위하여 현장에서 GNSS(Global Navigation Satellite System) 측량을 통하여 지상기준점 측량 수행한다. 즉, 상기 매칭점에 대한 기준점의 측량은 GNSS(Global Navigation Satellite System) 측량 장비를 이용한 물리적인 측량이다.
좌측 및 우측 영상들에서 어느 점이 매칭점이 되느냐의 판단은 사진정보를 취득한 뒤에 가능하다. 따라서 물리적인 측량인 사진 촬영 이후에 가능하다. 지상 기준점에 대한 GNSS 측량을 하는 이유는 사진촬영만으로 취득한 좌표는 사진원점을 기준으로 나타난 좌표이기 때문에 지상기준점 측량을 통해 취득한 GNSS 좌표를 이용하여 사진원점을 지상좌표로 좌표변환하기 위하여 필요하기 때문이다.
여기서, GNSS 측량이란 미국의 GPS, 유럽의 갈릴레오, 러시아의 글로나스 등 지구 위성궤도를 돌고 있는 인공위성으로부터 전파를 송신받아 GNSS 수신기가 서있는 위치의 3차원 위치좌표를 취득하는 방법이다. GNSS 측량을 위해서는 서로 다른 위치의 3대 이상의 GNSS 위성으로부터 전파를 송신받아야 한다.
외부 표정 요소 보정부(132)는 영상 매칭점 탐색부(120)로부터 매칭점 및 스테레오 영상을 수신한다. 또한, 지상 기준점 측량부(130)로부터 지상 기준점을 수신한다. 외부 표정 요소 보정부(130)는 매칭점 및 지상 기준점에 기초하여 스테레오 영상을 통해 좌표계를 획득하고, 상기 획득한 좌표계를 지상의 기준 좌표계로 변환해줌으로써 외부 표정 요소를 보정한다.
포인트 클라우드 추출부(140)는 외부 표정 요소를 이용하여 스테레오 영상에 대한 포인트 클라우드를 추출한다. 포인트 클라우드는 어떤 좌표계에서의 데이터 포인트의 집합을 말한다. 예컨대, 3차원 좌표계에서, 이들 포인트들은 X, Y, 및 Z 좌표들에 의해 정의되며, 물체(object)의 외표면을 나타낼 수 있다. 포인트 클라우드 추출부(140)는 추출한 포인트 클라우드를 3차원 모델링부(150)에 제공한다.
3차원 모델링부(150)는 포인트 클라우드 추출부(140)로부터 제공된 포인트 클라우드 및 스테레오 영상을 이용하여 지하 시설물에 대한 3차원(3D) 모델링을 수행한다.
지하 시설물 위치값 획득부(160)는 3차원 모델링 데이터로부터 벡터라이징을 이용하여 지하시설물에 대한 위치값 즉, 지하 시설물의 좌표를 획득한다.
이와 같이, 본 발명에 따르면 촬영된 스테레오 영상을 영상 매칭을 통하여 3차원 좌표 취득하고, 촬영된 스테레오 영상에서 알려진 지상좌표를 이용하여 사진기준점 측량 수행을 통하여 실세계 좌표 변환 수행한 후 노출된 지하시설물 관로에 대한 위치좌표값을 취득할 수 있다.
이어서, 본 발명의 일 실시예에 따른 지하 시설물 위치 정보 획득 방법을설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지하 시설물 위치 정보 획득 방법의 흐름도를 도시한다.
도 5를 참조하면, 먼저, 지하 시설물 위치 정보 획득 장치(100)는 단계 210에서 스테레오 카메라(110)을 이용하여 스테레오 영상을 획득한다. 스테레오 카메라(110)는 측량하고자 하는 지하 시설물을 촬영하여 스테레오 영상을 발생시킨다. 스테레오 영상은 좌측 영상 및 우측 영상을 포함한다. 지하 시설물 위치 정보 획득 장치(100)는 단계 220에서 지하 시설물을 촬영한 왼쪽 영상 및 오른쪽 영상에서 매칭점 탐색 알고리즘을 이용하여 최소 4점 이상의 균일한 매칭점 탐색한다. 여기에서, 매칭점은 스테레오 카메라(110)로부터 수신한 좌측 영상 및 우측 영상에서 동일하게 나타나는 지점을 말한다.
지하 시설물 위치 정보 획득 장치(100)는 단계 230에서 상기 매칭점에 대한 지상 기준점을 측량한다. 구체적으로, 지하 시설물 위치 정보 획득 장치(100)는 GNSS(Global Navigation Satellite System) 측량 장비를 이용하여 지상 기준점을 물리적으로 측량한다. 전술한 바와 같이, 지상 기준점에 대한 GNSS 측량을 하는 이유는 사진촬영만으로 취득한 좌표는 사진원점을 기준으로 나타난 좌표이기 때문에 지상기준점 측량을 통해 취득한 GNSS 좌표를 이용하여 사진원점을 지상좌표로 좌표변환하기 위하여 필요하기 때문이다.
그런 다음, 지하 시설물 위치 정보 획득 장치(100)는 단계 240에서 상기 스테레오 영상에 대해 지상 기준점을 통한 외부 표정 요소를 보정한다. 구체적으로, 지하 시설물 위치 정보 획득 장치(100)는 단계 240에서 상기 매칭점 및 지상 기준점에 기초하여 스테레오 영상을 통해 취득한 좌표계를 지상의 기준의 좌표계로 변환 해주는 과정을 수행한다.
상기 지상 기준점을 통한 외부 표정 요소의 보정 후, 지하 시설물 위치 정보 획득 장치(100)는 단계 250에서 외부 표정 요소를 이용하여 스테레오 영상에 대한 포인트 클라우드를 추출한다. 포인트 클라우드는 어떤 좌표계에서의 데이터 포인트의 집합을 말한다.
지하 시설물 위치 정보 획득 장치(100)는 단계 260에서 상기 추출된 포인트 클라우드 및 스테레오 영상을 이용하여 지하 시설물에 대한 3차원(3D) 모델링을 수행한다.
마지막으로, 지하 시설물 위치 정보 획득 장치(100)는 단계 270에서 3차원 모델링 데이터로부터 벡터라이징을 이용하여 지하시설물에 대한 위치값 즉, 지하 시설물의 좌표를 획득한다.
본 발명의 실시예들에 따라, GPS 측량 장비 대신 스테레오 카메라를 이용하여 해당 지하시설물에 대한 스테레오 영상을 취득하고 3차원 영상모델링을 통하여 해당 시설물에 대한 3차원 위치정보를 추출할 수 있다.
그에 따라, GPS 장비에 비해 상대적으로 저렴한 스테레오 카메라를 이용한 위치정보 추출이 가능하며 매설된 노출관로 위를 직접 올라가서 측량해야하는 위험성에 비해 안전하게 지하시설물을 측량할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 지하 시설물 위치 정보 획득 장치의 동작을 설명하기 위해 사용된 도면이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 지하 시설물 위치 정보 획득 방법은 스테레오 영상 중 왼쪽 영상 및 오른쪽 영상 중 적어도 어느 하나에 포함되는 GNSS 수신기가 서 있는 지상 위치를 지상기준점의 원점으로 사용한다.
이러한 스테레오 영상 속 지상기준점을 이용하여 작업 현장에서 간단하고 정확하게 지정함으로써 이후의 외부 표정 요소의 보정이나 포인트 클라우드 추출이나 3차원 모델링에 있어서 컴퓨팅 장치의 작업량을 크게 줄이고 처리 속도를 높일 수 있는 장점이 있다. 이 경우, 작업자는 현장에서 개인정보단말(personal digital assitannt, PDA), 노트북 컴퓨터 등을 이용하여 바로 지하 시설물에 대한 매설 위치와 매설 경로를 신속하고 정확하게 파악하여 저장하거나 서버 혹은 클라우드 시스템에 실시간 업로드할 수 있는 장점도 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 지하 시설물 위치 정보 획득 방법의 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 지하 시설물 위치 정보 획득 방법은, 지상에서 땅속으로 매립되는 관로를 포함한 지하 시설물의 위치 정보를 획득하는 방법으로서, 상기 관로를 포함한 지하 시설물에 대하여 지상에 설치되는 스테레오 카메라를 통해 좌측 영상 및 우측 영상을 포함한 스테레오 영상을 촬영하는 단계(S71)와, 상기 좌측 영상과 상기 우측 영상에서 동일하게 나타나는 매칭점을 탐색하여 매칭점을 획득하는 단계(S72)와, 상기 매칭점의 실세계 좌표 취득을 위하여 상기 좌측 영상과 상기 우측 영상의 사진 원점에서 GNSS(Global Navigation Satellite System) 측량을 통해 지상기준점을 측량하는 단계(S73)와, 상기 매칭점 및 상기 지상 기준점에 기초하여 상기 스테레오 영상을 통해 좌표계를 획득하고, 상기 획득한 좌표계를 지상의 기준 좌표계로 변환함으로써 외부 표정 요소를 보정하는 단계(S74)와, 상기 외부 표정 요소를 이용하여 상기 스테레오 영상에 대한 포인트 클라우드를 추출하는 단계(S75)와, 상기 포인트 클라우드 및 상기 스테레오 영상을 이용하여 상기 지하 시설물에 대한 3차원 모델링을 수행하는 단계(S76)와, 상기 3차원 모델링의 결과 데이터로부터 벡터 라이징을 이용하여 지하 시설물에 대한 위치값을 획득하는 단계(S77)를 포함한다.
여기에서, 상기 포인트 클라우드는 상기 지상의 기준 좌표계에서의 데이터 포인트의 집합을 포함한다. 그리고 상기 사진 원점은 상기 좌측 영상 및 상기 우측 영상에 포함된 GNSS 수신기가 서있는 위치이다.
본 실시예에 따르면, 스테레오 영상에 GNSS 수신기의 서있는 위치를 이용하여 사진원점을 스테레오 영상 내 지하 시설물에 대한 지상의 기준좌표계로 변환하고 이러한 기준좌표계와 좌우 영상의 매칭점을 토대로 지상에서 매립되는 상수도 관로, 하수도 관로, 통신 관로 등의 지하 시설물의 위치 정보를 매우 효과적으로 획득하고 관리할 수 있다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 첨부된 도면에 의해 참조되는 바람직한 실시 예를 중심으로 구체적으로 기술되었으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해서 정해져야 한다.

Claims (1)

  1. 지상에서 땅속으로 매립되는 관로를 포함한 지하 시설물의 위치 정보를 획득하는 방법에 있어서,
    상기 관로를 포함한 지하 시설물에 대하여 상기 지상에 설치되는 스테레오 카메라를 통해 좌측 영상 및 우측 영상을 포함한 스테레오 영상을 촬영하는 단계와;
    상기 좌측 영상과 상기 우측 영상에서 매칭점 탐색 알고리즘을 이용하여 4점 이상의 동일한 매칭점을 탐색하는 단계와;
    상기 탐색하는 단계에서 탐색된 매칭점의 실세계 좌표 취득을 위하여 상기 스테레오 카메라가 설치된 현장에서 위성 또는 GPS 측량을 통하여 지상기준점을 생성하는 단계와;
    상기 지상기준점에 기초하여 상기 스테레오 영상을 통해 좌표계를 획득하고, 상기 획득한 좌표계를 지상의 기준 좌표계로 변환함으로써 외부 표정 요소를 보정하는 단계와;
    상기 보정된 외부 표정 요소를 이용하여 상기 좌측 영상과 상기 우측 영상으로부터 얻은 현장 사진에 대한 포인트 클라우드를 추출하는 단계와;
    상기 현장 사진과 상기 포인트 클라우드를 이용하여 상기 지하 시설물에 대한 3차원 모델링을 수행하는 단계와;
    상기 3차원 모델링의 결과 데이터로부터 벡터 라이징을 이용하여 지하 시설물에 대한 위치값을 획득하는 단계를 포함하며,
    상기 포인트 클라우드는 상기 지상의 기준 좌표계에서의 데이터 포인트의 집합을 포함하고,
    상기 지상기준점은 상기 좌측 영상 또는 상기 우측 영상에 포함된 GNSS(Global Navigation Satellite System) 수신기가 서있는 지상 위치인 지하 시설물 위치 정보 획득 방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102276813B1 (ko) * 2021-04-20 2021-07-13 주식회사 삼인공간정보 비접촉식 노출관로 3차원 위치 측정장치
KR102481914B1 (ko) * 2022-04-28 2022-12-28 서광항업 주식회사 핸드폰 라이다 및 사진을 활용한 지하시설물 3차원공간정보 획득 장치 및 이를 사용한 지하시설물 3차원공간정보 획득 방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101556284B1 (ko) 2015-07-08 2015-10-02 주식회사 이화엔지니어링 Gps를 기반으로 한 지하시설물의 측량시스템
KR101655936B1 (ko) 2016-06-21 2016-09-08 주식회사 고산자 지하시설물과 그 위치 데이터를 관리하는 시스템

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101556284B1 (ko) 2015-07-08 2015-10-02 주식회사 이화엔지니어링 Gps를 기반으로 한 지하시설물의 측량시스템
KR101655936B1 (ko) 2016-06-21 2016-09-08 주식회사 고산자 지하시설물과 그 위치 데이터를 관리하는 시스템

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102276813B1 (ko) * 2021-04-20 2021-07-13 주식회사 삼인공간정보 비접촉식 노출관로 3차원 위치 측정장치
KR102481914B1 (ko) * 2022-04-28 2022-12-28 서광항업 주식회사 핸드폰 라이다 및 사진을 활용한 지하시설물 3차원공간정보 획득 장치 및 이를 사용한 지하시설물 3차원공간정보 획득 방법

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