KR20190143202A - Photographing apparatus and method for 3d modeling - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 3차원 모델링용 촬영장치 및 촬영방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 촬영하고자 하는 대상공간을 이동하면서 촬영하여 3차원 모델링 데이터를 구축하는 3차원 모델링용 촬영장치 및 촬영방법에 관한 것이다. The present invention relates to a three-dimensional modeling photographing apparatus and a photographing method, and more particularly, to a three-dimensional modeling photographing apparatus and a photographing method for constructing three-dimensional modeling data by photographing while moving the target space to be photographed.
일반적으로, 특정 피사체에 대한 3차원 형상을 제작하기 위해서 레이저 스캐너가 이용되고 있다.In general, laser scanners have been used to produce three-dimensional shapes for a particular subject.
레이저 스캐너는 피사체의 표면에 조밀한 간격으로 무수히 많은 레이저 광선을 주사하여 3차원 좌표값을 포인트 형식으로 획득하는 첨단 측량 장비이다A laser scanner is a state-of-the-art surveying instrument that acquires three-dimensional coordinate values in point format by scanning numerous laser beams at dense intervals on the surface of a subject.
이러한 레이저 스캐너는 현장 상황이나 사용 물체의 크기에 따라 다양한 형태로 개발되고 있다.Such laser scanners are being developed in various forms depending on the site situation or the size of the object used.
그러나 레이저 스캐너는 자연의 지형물이나 지물을 스캐닝할 때 스캐닝하는 물체의 크기가 크고 스캐닝하는 범위가 넓은 경우 3차원 형상의 복원에 어려운 점이 있었다.However, laser scanners have difficulty in reconstructing three-dimensional shapes when scanning a natural feature or feature when the size of the scanning object is large and the scanning range is wide.
이에 따라, 최근에는 드론이나 항공 촬영을 통해 특정 촬영 대상물을 촬영하여 3차원 입체 형상을 얻는 기술이 이용되고 있다. Accordingly, in recent years, a technique of obtaining a three-dimensional solid shape by photographing a specific photographing target through drones or aerial photography has been used.
그러나 드론이나 항공 촬영 방법은 촬영 이미지가 부족하여 복원이 제대로 이루어지지 않거나 여러가지 항공 촬영의 제약 조건으로 입체 영상을 생성하는데 한계가 있었다.However, drones or aerial photography methods have limited limitations in generating stereoscopic images due to lack of photographed images, or inconsistencies in the restoration, or due to various aerial photography constraints.
화상 데이터는 주로 TIFF(Tagged Image File Format)나 JPEG 압축 파일을 이용하기 때문에 TIFF나 JPEG 파일로 사진 수정, 소프트웨어 그대로 표시, 편집할 수 있다. Since image data mainly uses TIFF (Tagged Image File Format) or JPEG compressed files, it is possible to modify pictures, display and edit them in software as TIFF or JPEG files.
위성항법장치(GPS) 수신기에서 오는 위치 정보 등을 카메라에 연결하는 기능을 가진 것도 있다. Exif에 기록된 정보를 이용해서 효율적으로 화상 파일을 관리할 수 있고. 이미지에 대한 정보를 얻을 수 있다.Some have the function of connecting location information from a GPS receiver to a camera. The information recorded in Exif can be used to efficiently manage image files. Get information about the image.
하기의 특허문헌 1 및 특허문헌 2에는 종래기술에 따른 3차원 영상 생성 기술이 개시되어 있다. Patent Document 1 and Patent Document 2 below disclose a three-dimensional image generation technology according to the prior art.
한편, 건물이나 도로면의 3차원 모델링 데이터를 구축하는 경우, 정확한 사진의 위치와 카메라의 자세값, 이미지의 적절한 중첩이 매우 중요한 요소로서, 사진 정합의 정확성 및 모델링 시간에 지대한 영향을 미친다. On the other hand, when building 3D modeling data of buildings or road surfaces, accurate photo position, camera pose value, and proper superposition of images are very important factors, which greatly affect the accuracy of photo matching and modeling time.
특히, 비닐 하우스나 인삼밭과 같이 좁은 공간에에 대한 3차원 모델링 데이터를 구축하는 경우, 노면의 평탄도가 낮기 때문에, 미리 설정된 거리 간격으로 정확하게 촬영하기 어렵고, 카메라의 자세가 수시로 변화하게 된다. In particular, when building 3D modeling data for a narrow space such as a vinyl house or a ginseng field, the flatness of the road surface is low, so that it is difficult to accurately photograph at a predetermined distance interval, and the posture of the camera changes frequently.
이로 인해, 종래기술에 따른 3차원 모델링 구축 시 사진 정합의 정확도가 저하되고, 시스템에 작용하는 부하가 증가하며, 영상 촬영 및 영상 처리, 데이터 구축에 소요되는 시간이 지연되는 문제점이 있었다. As a result, when the three-dimensional modeling construction according to the prior art has a problem that the accuracy of picture matching, the load on the system increases, and the time required for image capture, image processing, data construction is delayed.
따라서 좁은 공간에서도 일정 거리마다 사진을 촬영하여 3차원 모델링 데이터를 구축할 수 있는 기술이 개발이 요구되고 있다. Therefore, there is a demand for developing a technology capable of constructing three-dimensional modeling data by taking pictures at regular distances even in a narrow space.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 건물이나 도로면 등 특정 공간을 이동하면서 일정 거리마다 촬영하고, 촬영된 영상을 이용해서 3차원 모델링 데이터를 구축하는 3차원 모델링용 촬영장치 및 촬영방법을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to solve the problems as described above, three-dimensional modeling shooting to shoot at a certain distance while moving a specific space, such as buildings or road surface, and to build three-dimensional modeling data using the captured image It is to provide an apparatus and a photographing method.
본 발명의 다른 목적은 개방된 공간뿐만 아니라, 좁은 공간을 이동하면서 3차원 모델링 데이터 구축시 정확성을 향상시키고, 처리 시간을 최소화할 수 있는 3차원 모델링용 촬영장치 및 촬영방법을 제공하는 것이다. It is another object of the present invention to provide a 3D modeling photographing apparatus and a photographing method capable of improving accuracy and minimizing processing time while constructing 3D modeling data while moving a narrow space as well as an open space.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 3차원 모델링용 촬영장치는 영상을 촬영하는 촬영부, 상부에 설치된 상기 촬영부를 이동시키는 이동체, 상기 촬영부의 자세와 위치를 감지하는 감지부 및 상기 이동체의 이동시 일정 거리마다 자동으로 영상을 촬영하도록 상기 촬영부의 구동을 제어하고, 상기 감지부에서 감지된 자세 및 위치 정보를 기반으로 촬영된 영상을 이용해서 3차원 모델링 데이터를 생성하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the three-dimensional modeling photographing apparatus according to the present invention includes a photographing unit for photographing an image, a moving object for moving the photographing unit installed on the upper portion, a sensing unit for detecting the posture and position of the photographing unit; A control unit for controlling driving of the photographing unit to automatically photograph an image at a predetermined distance when the moving object is moved, and generating 3D modeling data using the photographed image based on posture and position information detected by the sensing unit; Characterized in that.
또한, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 3차원 모델링용 촬영방법은 (a) 촬영부가 설치되는 이동체가 이동하는 단계, (b) 위치감지부에서 상기 촬영부의 이동거리 및 위치를 감지하는 단계, (c) 자세감지부에서 상기 촬영부에 마련된 카메라의 자세를 감지하는 단계, (d) 제어부에서 상기 위치감지부의 감지 결과에 기초해서 일정 거리간격으로 상기 카메라의 셔터를 동작시켜 영상을 촬영하도록 제어하는 단계 및 (e) 상기 자세감지부의 감지결과에 기초해서 촬영된 영상을 보정하고, 보정된 영상을 이용해서 3차원 모델링 데이터를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in order to achieve the object as described above, the three-dimensional modeling shooting method according to the present invention comprises the steps of (a) moving the moving object is installed, the shooting unit, (b) the moving distance and position of the shooting unit in the position sensing unit (C) detecting the posture of the camera provided in the photographing unit by the posture detecting unit; and (d) operating the shutter of the camera at a predetermined distance based on the detection result of the position detecting unit in the control unit. And controlling (e) correcting the photographed image based on the detection result of the posture detection unit, and generating 3D modeling data using the corrected image.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 3차원 모델링용 촬영장치 및 촬영방법에 의하면, 촬영부를 이동시키면서 일정 거리 간격으로 주변 영상을 촬영하고, 촬영된 영상을 이용해서 3차원 모델링 데이터를 생성할 수 있다는 효과가 얻어진다. As described above, according to the photographing apparatus and the photographing method for 3D modeling according to the present invention, it is possible to photograph surrounding images at a predetermined distance while moving the photographing unit, and to generate 3D modeling data using the photographed image. Effect is obtained.
특히, 본 발명에 의하면, 이동하는 노면의 상태, 촬영하고자 하는 공간의 상태 등 다양한 조건에 따라 이동체에 마련되는 바퀴의 회전센서, GPS 모듈, 라이다센서 중에서 어느 하나를 선택적으로 이용해서 이동거리 및 위치를 정확하게 측정해서 일정 거리 간격으로 영상을 촬영할 수 있다는 효과가 얻어진다. In particular, according to the present invention, by using any one of the rotation sensor of the wheel, GPS module, the lidar sensor provided in the moving body according to various conditions such as the state of the road surface to move, the state of the space to be photographed, the moving distance and The effect is that the position can be measured accurately and the image can be taken at regular intervals.
그리고 본 발명에 의하면, 이동과정에서 촬영부의 자세를 감지하고, 감지된 자세정보와 위치정보를 영상에 exif 값으로 저장해서 3차원 모델링 데이터의 정확성을 향상시킬 수 있다는 효과가 얻어진다. In addition, according to the present invention, it is possible to detect the posture of the photographing unit in the moving process, and to store the detected posture information and position information as an exif value in the image, thereby improving the accuracy of the 3D modeling data.
이에 따라, 본 발명에 의하면, 3차원 모델링 데이터를 구축하기 위해 필요한 영상의 개수를 최소화함으로써, 영상 촬영 및 촬영된 영상의 처리에 소요되는 시간을 획기적으로 단축할 수 있다는 효과가 얻어진다. Accordingly, according to the present invention, by minimizing the number of images required for constructing the 3D modeling data, the effect of dramatically reducing the time required for image capturing and processing of the captured image is obtained.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 3차원 모델링용 촬영장치 및 촬영방법의 블록 구성도,
도 2는 도 2는 도 1에 도시된 촬영장치의 구성도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 3차원 모델링용 촬영장치의 촬영방법을 단계별로 설명하는 흐름도. 1 is a block diagram of a three-dimensional modeling photographing apparatus and a photographing method according to an embodiment of the present invention;
2 is a configuration diagram of the photographing apparatus shown in FIG. 1;
3 is a flowchart illustrating a step-by-step method of photographing a three-dimensional modeling photographing apparatus according to an embodiment of the present invention.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 3차원 모델링용 촬영장치 및 촬영방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, a 3D modeling photographing apparatus and a photographing method according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 3차원 모델링용 촬영장치 및 촬영방법의 블록 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 촬영장치의 구성도이다.1 is a block diagram illustrating a three-dimensional modeling photographing apparatus and a photographing method according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram illustrating the photographing apparatus shown in FIG. 1.
이하에서는 '좌측', '우측', '전방', '후방', '상방' 및 '하방'과 같은 방향을 지시하는 용어들은 각 도면에 도시된 상태를 기준으로 각각의 방향을 지시하는 것으로 정의한다. Hereinafter, terms indicating directions such as 'left', 'right', 'front', 'backward', 'upward' and 'downward' are defined as indicating respective directions based on the states shown in each drawing. do.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 3차원 모델링용 촬영장치(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 영상을 촬영하는 촬영부(20), 상부에 설치된 촬영부(20)를 이동시키는 이동체(30), 촬영부(20)의 자세와 위치를 감지하는 감지부(40) 및 이동체(30)의 이동시 일정 거리마다 자동으로 영상을 촬영하도록 촬영부(20)의 구동을 제어하고, 감지부(40)에서 감지된 자세 및 위치 정보를 기반으로 촬영된 영상을 이용해서 3차원 모델링 데이터를 생성하는 제어부(50)를 포함한다. 3D
촬영부(20)는 촬영장치(10) 주변의 영상을 촬영하는 카메라(21)를 포함할 수 있다.The photographing
카메라(21)는 일반적인 영상을 촬영하는 RGB 카메라와 열화상 카메라, 멀티스펙트럴(또는 멀티 스펙트럼) 카메라 중에서 촬영하고자 하는 대상에 따라 하나 이상을 선택적으로 적용할 수 있다.The
카메라(21)는 설치 프레임(22) 및 설치 프레임(22)과 이동체(30) 사이에 설치되는 설치바(23)에 의해 이동체(30) 상부에 설치될 수 있다.The
카메라(21)는 설치 프레임(22)의 상단에 마련되는 설치블록에 탈착 가능하게 결합될 수 있다. The
설치바(23)에는 회전 동작에 의해 카메라(21)의 높이를 조절하는 높이조절 휠(24)이 설치될 수 있다. The
높이조절 휠(24)은 설치바(23)의 중앙부에 회전 가능하게 설치되고, 회전 동작에 의해 설치바(23)의 상단부와 하단부 사이의 거리를 조절해서 카메라(21)의 높이를 조절할 수 있다.The height adjustment wheel 24 is rotatably installed at the center of the
이러한 높이조절 휠(24)에는 높이조절 휠(24)의 회전각도를 감지하는 휠 감지센서(25)가 설치되고, 제어부(50)는 휠 감지센서(25)에서 출력되는 감지신호를 이용해서 카메라(21)의 높이를 판단할 수 있다. The height adjustment wheel 24 is provided with a
휠 감지센서(25)는 설치바(23)가 설치되는 이동체(30)의 본체(31) 중앙부에 설치될 수 있다. The
한편, 촬영부(20)에는 촬영하고자 하는 공간을 조명하는 조명모듈(26)이 설치될 수 있다. On the other hand, the photographing
이동체(30)는 대략 사각 판 형상으로 형성되는 본체(31)과 본체(31)의 하부에 노면과 접촉된 상태에서 회전 가능하게 설치되는 바퀴(32)를 포함할 수 있다.The moving
바퀴(32)는 촬영장치(10)가 주행하는 노면의 폭, 상태 등에 따라 1개 또는 복수, 예컨대 4개가 설치될 수 있다.One or
이러한 바퀴(32)는 노면의 굴곡에 의한 오차를 최소화하기 위해, 미리 설정된 직경, 예컨대 5㎝ 이상의 크기로 제조될 수 있다.
그리고 바퀴(32)에는 이동체(30)의 이동거리를 감지하기 위해, 아래에서 설명할 감지부(40)의 위치감지부(42)로 회전센서(43)가 설치될 수 있다.In addition, the rotation sensor 43 may be installed at the
이동체(30)의 일측에는 작업자가 이동체(30)를 용이하게 이동시킬 수 있도록 손잡이(33)가 설치될 수 있다. A
물론, 본 발명은 이동체(30)의 바퀴(32)에 구동력을 제공하기 위한 구동모듈, 예컨대 구동모터와 기어유닛(도면 미도시)을 마련하고, 제어부(50)를 이용해서 미리 설정된 경로를 따라 이동체(30)를 이동시키도록 상기 구동모터의 구동을 제어할 수 있다. Of course, the present invention provides a drive module for providing a driving force to the
감지부(40)는 카메라(21)의 자세를 감지하는 자세감지부(41)와 촬영장치(10)의 위치를 감지하는 위치감지부(42)를 포함할 수 있다. The
자세감지부(41)는 카메라(21)의 X, Y, Z 값을 측정해서 자세를 감지하는 기능을 한다. The
예를 들어, 자세감지부(41)는 센서 기반 방식으로 이동물체의 속도와 방향, 중력, 가속도를 측정하는 관성 측정장치(Inertial Measurement Unit, IMU)로 마련될 수 있다. For example, the
상기 IMU 기반의 위치추정은 가속도계, 각속도계, 지자기계 및 고도계를 이용하여 보행자 및 이동물체의 움직임 상황을 인식하는 방식이다. The IMU-based position estimation is a method for recognizing the movement of pedestrians and moving objects using an accelerometer, an angular speedometer, a geomagnetic machine, and an altimeter.
이동 가능한 장비에 적용되는 IMU는 일반적으로 3축 가속도계와 3축 각속도계가 내장됨에 따라, 진행방향, 횡방향, 높이방향의 가속도와 롤링(roll), 피칭(pitch), 요(yaw) 각속도의 측정이 가능하며, IMU로부터 얻어지는 가속도와 각속도를 적분하여 이동물체(보행자)의 속도와 자세각의 산출이 가능하다.IMUs applied to mobile equipment are generally equipped with three-axis accelerometers and three-axis angular accelerometers, so that the acceleration, rolling, pitch, and yaw angular velocity It is possible to measure and calculate the velocity and attitude of the moving object (pedestrian) by integrating the acceleration and angular velocity obtained from the IMU.
위치감지부(42)는 위성에서 수신되는 GPS(Global Positioning System) 신호를 이용해서 위치를 계산하는 GPS 모듈(44)을 포함할 수 있다. The
그리고 위치감지부(42)는 기준점을 기준으로 직선 방향을 따라 이동하는 경우, 레이저를 이용하여 기준점과의 거리를 측정해서 촬영장치(10)의 이동위치를 감지하는 라이다(Light Detection And Ranging) 센서(도면 미도시)를 포함할 수 있다. When the
또한, 위치감지부(42)는 이동체(30)의 이동 거리를 이용해서 촬영장치(10)의 이동 위치를 감지하도록, 이동체(30)의 바퀴(32)에 설치된 회전센서(43)를 포함할 수 있다. In addition, the
제어부(50)는 촬영부(20)를 이동시키는 이동체(30)의 이동거리 및 위치를 정확하게 측정하고, 측정된 이동거리 및 위치에 기초해서 일정 거리마다 촬영부(20)에 마련된 카메라(21)의 셔터를 동작시키도록 제어하며, 촬영부(20)의 위치정보를 메모리에 저장하는 기능을 한다. The
이러한 제어부(50)는 촬영장치(10)에 마련된 각 장치와 통신 가능하게 연결되는 컴퓨터 단말로 마련될 수 있다. The
제어부(50)는 촬영장치(10)를 이용해서 촬영하고자 하는 공간의 특성, 예컨대 노면 상태에 따라 이동체(30)의 바퀴(32)에 설치된 회전센서(43), GPS 모듈(44), 라이다 센서 중에서 어느 하나 이상의 감지수단을 이용해서 촬영장치(10)의 이동거리 및 위치를 판단할 수 있다. The
이를 위해, 제어부(50)는 작업자로부터 가해지는 조작에 의해 어느 하나의 감지수단을 설정받는 설정부(51) 및 설정된 감지수단의 감지신호를 기초해서 미리 설정된 일정 거리마다 상기 셔터를 동작시켜 영상을 촬영하도록 촬영부(20)의 구동을 제어하는 촬영제어부(52)를 포함할 수 있다.To this end, the
그리고 제어부(50)는 자세감지부(41)의 감지신호에 따라 카메라(21)의 자세를 판단하는 자세판단부(53) 및 판단된 카메라(21)의 자세에 기초해서 카메라(21)에서 촬영된 영상을 보정하며, 보정된 영상을 이용해서 3차원 모델링 데이터를 생성하는 데이터 생성부(54)를 더 포함할 수 있다. In addition, the
여기서, 제어부(50)는 카메라(21)에서 촬영된 영상 정보를 카메라 외부로 자동 추출하고, 촬영장치(10)의 위치 정보 및 카메라(21)의 자세 정보를 해당 영상에 exif 값으로 저장하도록 제어할 수 있다. Here, the
이와 같이, 본 발명은 촬영부를 이동시키면서 일정 거리 간격으로 주변 영상을 촬영하고, 촬영된 영상을 이용해서 3차원 모델링 데이터를 생성할 수 있다. As described above, according to the present invention, the surrounding image may be photographed at a predetermined distance while moving the photographing unit, and three-dimensional modeling data may be generated using the photographed image.
특히, 본 발명은 이동하는 노면의 상태, 촬영하고자 하는 공간의 상태 등 다양한 조건에 따라 이동체에 마련되는 바퀴의 회전감지신호, GPS 신호, 라이다센서의 감지신호 중에서 어느 하나를 선택적으로 이용해서 이동거리 및 위치를 정확하게 측정해서 일정 거리 간격으로 영상을 촬영할 수 있다. In particular, the present invention selectively moves by using any one of the rotation detection signal of the wheel provided in the moving object, GPS signal, the detection signal of the lidar sensor according to various conditions such as the state of the moving road surface, the state of the space to be photographed Accurately measure distances and positions, and capture images at regular distances.
그리고 본 발명은 이동과정에서 촬영부의 자세를 감지하고, 감지된 자세정보와 위치정보를 영상에 exif 값으로 저장해서 3차원 모델링 데이터의 정확성을 향상시킬 수 있다. In addition, the present invention can detect the posture of the photographing unit during the movement, and can store the detected posture information and position information as an exif value in the image to improve the accuracy of the 3D modeling data.
이에 따라, 본 발명은 3차원 모델링 데이터를 구축하기 위해 필요한 영상의 개수를 최소화함으로써, 영상 촬영 및 촬영된 영상의 처리에 소요되는 시간을 획기적으로 단축할 수 있다. Accordingly, the present invention can significantly shorten the time required for image capturing and processing of the captured image by minimizing the number of images necessary for constructing the 3D modeling data.
다음, 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 3차원 모델링용 촬영장치의 촬영방법을 상세하게 설명한다. Next, a photographing method of the photographing apparatus for 3D modeling according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 3.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 3차원 모델링용 촬영장치의 촬영방법을 단계별로 설명하는 흐름도이다. 3 is a flowchart illustrating a step-by-step method of photographing a three-dimensional modeling photographing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 3의 S10단계에서 3차원 모델링용 촬영장치(10)에 전원이 공급되면, 제어부(50)는 각 장치를 초기화하고, 이동체(30)를 이동시키면서 일정 거리마다 촬영해서 3차원 모델링 데이터를 구축하는 동작을 준비한다. When power is supplied to the three-dimensional
S12단계에서 설정부(51)는 작업자의 조작에 의해 촬영장치(10)의 이동거리 및 위치를 감지하기 위한 감지수단을 설정받는다.In operation S12, the setting
예를 들어, 위성의 GPS 신호 수신이 가능한 개방된 공간에서는 GPS 모듈(44)이 설정되고, 촬영장치(10)가 기준점을 중심으로 직선 이동하는 경우에는 라이다 센서가 설정될 수 있다. 그리고 평탄한 노면의 경우에는 이동체(30)의 바퀴(32)에 설치된 회전센서(43)가 설정될 수 있다. For example, the
이에 따라, 제어부(50)는 회전센서(43), GPS 모듈(44), 라이다 센서 중에서 설정된 감지수단의 감지신호를 이용해서 촬영장치(10)의 이동거리 및 위치를 정확하게 측정하도록 제어할 수 있다.Accordingly, the
S14단계에서 이동체(30)가 이동하면, 설정된 감지수단은 촬영장치(10)의 이동 거리 및 위치를 감지하고, 설정된 감지수단에서 출력되는 감지신호는 제어부(50)로 전달된다(S16).When the moving
이때, 자세감지부(41)에 마련된 IMU 센서는 카메라(21)의 X, Y, Z 값을 측정해서 자세를 감지한다(18). At this time, the IMU sensor provided in the
그러면 제어부(50)의 촬영제어부(52)는 설정된 감지수단의 감지신호를 수신해서 촬영장치(10)의 이동거리 및 위치를 측정하고, 일정 거리마다 카메라(21)의 셔터를 동작시켜 영상을 촬영하도록 제어한다(S20). Then, the photographing
S22단계에서 자세판단부(53)는 자세감지부(41)의 감지신호에 따라 카메라(21)의 자세를 판단하고, 데이터 생성부(54)는 판단된 카메라(21)의 자세에 기초해서 카메라(21)에서 촬영된 영상을 보정하며, 보정된 영상을 이용해서 3차원 모델링 데이터를 생성한다. In step S22, the
이때, 제어부(50)는 촬영장치(10)의 위치 정보 및 카메라(21)의 자세 정보를 해당 영상의 exif 값에 부가해서 메모리에 저장한다. At this time, the
S24단계에서 제어부(50)는 촬영장치(10)의 이동이 정지되는지를 검사하고, 촬영장치(10)의 이동이 정지될 때까지 S16단계 내지 S24단계를 반복 수행하도록 제어한다. In step S24, the
만약, S24단계의 검사결과 촬영장치(10)의 이동이 정지되면, 각 장치의 구동을 중지하고 종료한다. If the inspection result of step S24 stops the movement of the photographing
상기한 바와 같은 과정을 통하여, 본 발명은 촬영부를 이동시키면서 일정 거리 간격으로 주변 영상을 촬영하고, 촬영된 영상을 이용해서 3차원 모델링 데이터를 생성할 수 있다. Through the above-described process, the present invention can photograph the surrounding image at a predetermined distance while moving the photographing unit, and generate 3D modeling data using the photographed image.
특히, 본 발명은 이동하는 노면의 상태, 촬영하고자 하는 공간의 상태 등 다양한 조건에 따라 이동체에 마련되는 바퀴의 회전센서, GPS 모듈, 라이다센서 중에서 어느 하나를 선택적으로 이용해서 이동거리 및 위치를 정확하게 측정해서 일정 거리 간격으로 영상을 촬영할 수 있다. In particular, the present invention by selectively using any one of the wheel rotation sensor, GPS module, lidar sensor provided on the moving body according to various conditions, such as the state of the road surface to move, the state of the space to be photographed, the distance and position Accurate measurements can be taken at regular intervals.
그리고 본 발명은 이동과정에서 촬영부의 자세를 감지하고, 감지된 자세정보와 위치정보를 영상에 exif 값으로 저장해서 3차원 모델링 데이터의 정확성을 향상시킬 수 있다. In addition, the present invention can detect the posture of the photographing unit during the movement, and can store the detected posture information and position information as an exif value in the image to improve the accuracy of the 3D modeling data.
이에 따라, 본 발명은 3차원 모델링 데이터를 구축하기 위해 필요한 영상의 개수를 최소화함으로써, 영상 촬영 및 촬영된 영상의 처리에 소요되는 시간을 획기적으로 단축할 수 있다. Accordingly, the present invention can significantly shorten the time required for image capturing and processing of the captured image by minimizing the number of images necessary for constructing the 3D modeling data.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다. As mentioned above, although the invention made by the present inventor was demonstrated concretely according to the said Example, this invention is not limited to the said Example and can be variously changed in the range which does not deviate from the summary.
즉, 본 발명은 도로 주변의 건축물이나 뿐만 아니라, 농작물에 대한 That is, the present invention is not only for buildings around the road, but also for crops.
본 발명은 카메라를 이동시키면서 일정 거리 간격으로 영상을 촬영하고, 촬영된 영상을 이용해서 3차원 모델링 데이터를 구축하는 3차원 모델링용 촬영장치 및 촬영방법하는 기술에 적용된다.The present invention is applied to a 3D modeling photographing apparatus and a photographing method for photographing an image at a predetermined distance while moving a camera and constructing 3D modeling data using the photographed image.
10: 3차원 모델링용 촬영장치
20: 촬영부
21: 카메라
22: 설치 프레임
23: 설치바
24: 높이조절 휠
25: 휠 감지센서
26: 조명모듈
30: 이동체
31: 본체
32: 바퀴
33: 손잡이
40: 감지부
41: 자세감지부
42: 위치감지부
43: 회전센서
44: GPS 모듈
50: 제어부
51: 설정부
52: 촬영제어부
53: 자세판단부
54: 데이터 생성부10: 3D modeling photographing device
20: recording unit 21: camera
22: Installation frame 23: Installation bar
24: height adjustment wheel 25: wheel detection sensor
26: lighting module
30: moving body 31: main body
32: wheel 33: handle
40: detection unit 41: posture detection unit
42: position detection unit 43: rotation sensor
44: GPS module
50: control unit 51: setting unit
52: shooting control unit 53: posture determination unit
54: data generator
Claims (8)
상부에 설치된 상기 촬영부를 이동시키는 이동체,
상기 촬영부의 자세와 위치를 감지하는 감지부 및
상기 이동체의 이동시 일정 거리마다 자동으로 영상을 촬영하도록 상기 촬영부의 구동을 제어하고, 상기 감지부에서 감지된 자세 및 위치 정보를 기반으로 촬영된 영상을 이용해서 3차원 모델링 데이터를 생성하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 모델링용 촬영장치. Shooting unit for taking a picture,
A mobile body for moving the photographing unit installed at an upper portion,
A detector for detecting the posture and the position of the photographing unit;
A control unit for controlling driving of the photographing unit to automatically photograph an image at a predetermined distance when the moving object is moved, and generating 3D modeling data using the photographed image based on posture and position information detected by the sensing unit; 3D modeling photographing apparatus, characterized in that.
상기 촬영부는 주변의 영상을 촬영하는 카메라를 포함하고,
상기 카메라는 상기 설치 프레임 및 상기 설치 프레임과 이동체 사이에 설치되는 설치바에 의해 상기 이동체 상부에 탈착 가능하게 설치되며,
상기 설치바에는 회전 동작에 의해 상기 카메라의 높이를 조절하는 높이조절 휠이 설치되며,
상기 높이조절 휠에는 상기 높이조절 휠의 회전각도를 감지하는 휠 감지센서가 설치되고,
상기 제어부는 상기 휠 감지센서에서 출력되는 감지신호를 이용해서 상기 카메라의 높이를 판단하는 것을 특징으로 하는 3차원 모델링 촬영장치.The method of claim 1,
The photographing unit includes a camera for photographing the surrounding images,
The camera is detachably installed on the movable body by the mounting frame and an installation bar installed between the mounting frame and the movable body.
The installation bar is provided with a height adjustment wheel for adjusting the height of the camera by the rotation operation,
The height adjustment wheel is provided with a wheel sensor for detecting the rotation angle of the height adjustment wheel,
The control unit is a three-dimensional modeling photographing apparatus, characterized in that for determining the height of the camera using the detection signal output from the wheel sensor.
상기 이동체는 판 형상으로 형성되는 본체와
상기 본체의 하부에 노면과 접촉된 상태에서 회전 가능하게 설치되는 바퀴를 포함하고,
상기 바퀴는 촬영장치가 주행하는 노면의 폭, 상태 등에 따라 1개 또는 복수로 마련되는 것을 특징으로 하는 3차원 모델링 촬영장치.The method of claim 1,
The movable body and the main body is formed in a plate shape
It includes a wheel that is rotatably installed in the state in contact with the road surface in the lower portion of the main body,
The wheel is a three-dimensional modeling photographing apparatus, characterized in that provided in one or a plurality depending on the width, state, etc. of the road surface on which the photographing device is running.
상기 감지부는 상기 촬영부에 마련된 카메라의 자세를 감지하는 자세감지부와
촬영장치의 위치를 감지하는 위치감지부를 포함하고,
상기 자세감지부는 상기 카메라의 X, Y, Z 값을 측정해서 자세를 감지하는 관성 측정장치로 마련되는 것을 특징으로 하는 3차원 모델링 촬영장치.The method of claim 1,
The detection unit and the posture detection unit for detecting the posture of the camera provided in the photographing unit
It includes a position detecting unit for detecting the position of the photographing device,
The posture detection unit is a three-dimensional modeling photographing apparatus, characterized in that provided by the inertial measurement device for detecting the posture by measuring the X, Y, Z value of the camera.
상기 위치감지부는 위성의 GPS 신호를 이용해서 위치를 계산하는 GPS 모듈,
기준점을 기준으로 직선 방향을 따라 이동하는 경우, 레이저를 이용하여 기준점과의 거리를 측정해서 촬영장치의 이동위치를 감지하는 라이다 센서 및
상기 이동체의 바퀴에 설치되어 상기 바퀴의 회전각도를 감지해서 상기 이동체의 이동거리를 측정하는 회전센서 중에서 하나 이상을 포함하고,
상기 제어부는 각 감지수단 중에서 어느 하나를 설정하며, 설정된 감지수단의 감지신호를 이용해서 촬영장치의 이동 거리 및 위치를 판단하는 것을 특징으로 하는 3차원 모델링 촬영장치. The method of claim 1,
The position sensing unit GPS module for calculating the position using the GPS signal of the satellite,
In the case of moving along a straight line with respect to the reference point, a lidar sensor for detecting the moving position of the photographing apparatus by measuring a distance from the reference point using a laser and
Is installed on the wheel of the moving body includes a one or more of the rotation sensor for detecting the rotation angle of the wheel to measure the moving distance of the moving body,
And the control unit sets any one of the respective sensing means, and determines the moving distance and the position of the photographing apparatus using the sensing signal of the set sensing means.
상기 제어부는 촬영장치의 이동거리를 감지하는 복수의 감지수단 중에서 어느 하나를 설정받는 설정부,
설정된 감지수단의 감지신호를 기초해서 미리 설정된 일정 거리마다 상기 촬영부에 마련된 카메라의 셔터를 동작시켜 영상을 촬영하도록 상기 촬영부의 구동을 제어하는 촬영제어부,
상기 감지부의 감지신호에 따라 상기 카메라의 자세를 판단하는 자세판단부 및
상기 자세판단부에서 판단된 상기 카메라의 자세에 기초해서 상기 카메라에서 촬영된 영상을 보정하며, 보정된 영상을 이용해서 3차원 모델링 데이터를 생성하는 데이터 생성부를 포함하며,
상기 촬영장치의 위치 정보 및 상기 카메라의 자세 정보를 해당 영상에 exif 값으로 저장하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 3차원 모델링 촬영장치. The method of claim 1,
The control unit is a setting unit for receiving any one of a plurality of detection means for detecting the moving distance of the photographing apparatus,
A photographing controller configured to control driving of the photographing unit to photograph an image by operating a shutter of the camera provided at the photographing unit at a predetermined distance based on a sensing signal of the sensing means;
A posture determination unit for determining a posture of the camera according to a detection signal of the detection unit;
And a data generator for correcting an image photographed by the camera based on the posture of the camera determined by the posture determining unit, and generating 3D modeling data using the corrected image.
And storing the position information of the photographing apparatus and the posture information of the camera as an exif value in a corresponding image.
(a) 촬영부가 설치되는 이동체가 이동하는 단계,
(b) 위치감지부에서 상기 촬영부의 이동거리 및 위치를 감지하는 단계,
(c) 자세감지부에서 상기 촬영부에 마련된 카메라의 자세를 감지하는 단계,
(d) 제어부에서 상기 위치감지부의 감지 결과에 기초해서 일정 거리간격으로 상기 카메라의 셔터를 동작시켜 영상을 촬영하도록 제어하는 단계 및
(e) 상기 자세감지부의 감지결과에 기초해서 촬영된 영상을 보정하고, 보정된 영상을 이용해서 3차원 모델링 데이터를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 모델링용 촬영방법.In the photographing method of the three-dimensional modeling photographing apparatus according to any one of claims 1 to 6,
(a) moving the moving object in which the photographing unit is installed;
(b) detecting the moving distance and the position of the photographing unit by the position detecting unit;
(c) detecting the posture of the camera provided in the photographing unit by the posture detecting unit;
(d) controlling, by the controller, to shoot an image by operating the shutter of the camera at a predetermined distance based on the detection result of the position detecting unit;
(e) correcting the photographed image based on the detection result of the posture detection unit, and generating three-dimensional modeling data using the corrected image.
상기 (b)단계에서 제어부는 GPS 모듈, 라이다 센서 및 이동체의 바퀴에 설치되는 회전센서 중에서 어느 하나를 감지수단으로 설정하고, 설정된 감지수단의 감지신호를 이용해서 촬영장치의 이동 거리 및 위치를 판단하는 것을 특징으로 하는 3차원 모델링 촬영방법. The method of claim 7, wherein
In the step (b), the control unit sets any one of the GPS module, the lidar sensor, and the rotation sensor installed on the wheel of the moving object as a sensing means, and uses the sensing signal of the set sensing means to determine the moving distance and position of the photographing apparatus. 3D modeling photographing method, characterized in that judging.
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