KR20200089467A - Algorithm and tool development for deformation detection of structures through profile - Google Patents

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KR20200089467A
KR20200089467A KR1020190006211A KR20190006211A KR20200089467A KR 20200089467 A KR20200089467 A KR 20200089467A KR 1020190006211 A KR1020190006211 A KR 1020190006211A KR 20190006211 A KR20190006211 A KR 20190006211A KR 20200089467 A KR20200089467 A KR 20200089467A
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장휘정
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Abstract

The present invention relates to a method for developing an algorithm and a tool for detecting structure deformation through profile analysis of three-dimensional (3D) point cloud data to semi-automatically analyze deformation of a structure based on a profile. According to the present invention, the method comprises the following steps of: receiving 3D point cloud data of a deformed area; selecting top coordinates and bottom coordinates having a height difference in a profile from the 3D point cloud data of the deformed area; using the top coordinates and the bottom coordinates to calculate a directional vector of the profile; generating a unit normal vector perpendicular to a segment connecting the top coordinates and the bottom coordinates of the profile; using the unit normal vector to calculate a plane equation forming the profile; selecting the length of the unit normal vector perpendicular to the directional vector of the profile; calculating the size of a normal vector direction by product of the unit normal vector and the length; using the top coordinates, the bottom coordinates, and a range of the normal vector direction to generate a 3D profile analysis area; performing projection or rotation conversion to match a basic axis of the 3D profile analysis area with an axis in a 3D space wherein the profile is expressed; and displaying the 3D profile analysis area converted to match the basic axis of the 3D profile analysis area with the axis in the 3D space.

Description

3차원 점군데이터의 단면분석을 통한 구조물 변형탐지 알고리즘 및 도구 개발{ALGORITHM AND TOOL DEVELOPMENT FOR DEFORMATION DETECTION OF STRUCTURES THROUGH PROFILE}Development of structure deformation detection algorithm and tool through cross-section analysis of 3D point cloud data{ALGORITHM AND TOOL DEVELOPMENT FOR DEFORMATION DETECTION OF STRUCTURES THROUGH PROFILE}

이하의 일 실시 예들은 영상정합 또는 LIDAR 측량 등으로 획득한 3차원 점군데이터에서 옹벽, 제방 등 구조물의 변형을 효과적으로 탐지하고 분석하기 위한 단면 기반의 알고리즘과 요소기술 그리고 전반적인 작업절차를 포함한 도구 개발에 관한 것이다.The following embodiments are used to develop cross-section-based algorithms and element technologies and tools including overall work procedures to effectively detect and analyze deformations of structures such as retaining walls and embankments from 3D point cloud data obtained by image registration or LIDAR surveying. It is about.

차원 점군데이터(point cloud)는 LIDAR(Light Detection and Ranging) 측량 또는 항공영상 정합(image matching)을 통해 획득할 수 있으며, 광학센서, 영상정합 기술 및 LIDAR 측량기술의 발전에 따라 3차원 점군데이터를 이용하여 구조물 또는 시설물의 변화를 탐지하려는 연구가 지속되어 왔다.Dimensional point cloud data can be obtained through LIDAR (Light Detection and Ranging) survey or aerial image matching, and 3D point cloud data can be acquired through the development of optical sensors, image matching technology and LIDAR survey technology. Research has been continued to detect changes in structures or facilities by using them.

최근에는 UAV(unmanned aerial vehicle) 또는 드론 시장의 폭발적인 성장과 함께 UAV를 이용하여 촬영한 항공영상이 다양한 분야에서 활용되고 있다. UAV를 이용한 영상은 낮은 비용, 신속성, 고해상도 면에서 기존의 항공영상에 비해 큰 장점을 가지고 있기 때문에, 점점 그 활용 폭이 넓어지고 있으며, 특히 신속하게 고해상도 데이터를 얻을 수 있다는 장점으로 인해 UAV 영상 및 UAV 영상으로 생성된 점군데이터를 방재분야에 활용하려는 연구가 각광받고 있다.Recently, with the explosive growth of the unmanned aerial vehicle (UAV) or drone market, aerial images photographed using UAV are used in various fields. UAV video and UAV video are more widely used because they have a great advantage over conventional aviation video in terms of low cost, speed, and high resolution. Research to utilize point cloud data generated by UAV images in the field of disaster prevention is in the spotlight.

LIDAR 측량 또는 영상정합을 통해 3차원 점군데이터를 생성하는 기술은 그 동안의 연구나 기술개발을 통해 정립되어 있다고 볼 수 있고, 이를 위한 여러 가지 상용프로그램도 존재한다. 하지만, 3차원 점군데이터에서 구조물의 변형을 탐지하는 기술은 일반적으로 정립된 방법이나 소프트웨어가 존재하지 않으며, 3차원 점군데이터 상에서 작업자가 눈으로 데이터의 형태를 보고 관측하기 때문에 작업자의 숙련도에 따라 결과가 달라지는 문제가 있다.The technology for generating 3D point cloud data through LIDAR surveying or image matching can be considered established through research and technology development, and there are various commercial programs for this. However, there is no established method or software for detecting the deformation of a structure in 3D point cloud data, and since the operator sees and observes the shape of the data on the 3D point cloud data, the result depends on the skill of the operator. There is a problem that changes.

따라서, 본 발명에서는 3차원 점군데이터에서 구조물의 변형을 탐지할 수 있는 단면분석 기반의 반자동 알고리즘을 및 도구개발에 목적이 있다.Accordingly, the present invention has an object to develop a tool and a semi-automatic algorithm based on a cross-section analysis that can detect deformation of a structure in 3D point cloud data.

본 발명은 3차원 점군데이터 상에서 작업자가 눈으로 데이터의 형태를 보고 관측하는 기존의 구조물 변형정보 탐지방식의 문제점을 개선하고자 도출된 것으로서, 단면방향과 기준평면을 입력으로 받아 구조물의 변형을 단면기반으로 반자동 분석하는 알고리즘 및 도구를 개발하는 것을 목적으로 한다.The present invention was derived to improve the problem of the existing structure deformation information detection method in which the operator sees and observes the data type on the 3D point cloud data, and receives the cross-section direction and the reference plane as inputs to cross-section the structure. The goal is to develop algorithms and tools for semi-automatic analysis.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 점군데이터의 단면분석을 통한 구조물 변형탐지 방법은, 변형지역의 3차원 점군데이터를 수신하는 단계; 상기 변형지역의 3차원 점군데이터에 단면의 높이차가 발생하는 상단좌표와 하단좌표를 선택하는 단계; 상기 상단좌표와 상기 하단좌표를 이용하여 단면의 방향벡터를 계산하는 단계; 상기 단면의 상기 상단좌표와 상기 하단좌표를 연결한 선분과 수직인 단위 법선벡터를 생성하는 단계; 상기 단위 법선벡터를 이용하여 상기 단면을 구성하는 평면 방정식을 계산하는 단계; 상기 단면의 방향벡터와 수직인 상기 단위 법선벡터의 길이를 선택하고, 상기 단위 법선벡터와 상기 길이의 곱으로 법선벡터 방향의 크기를 계산하는 단계; 상기 상단좌표, 상기 하단좌표 및 법선벡터 방향의 범위를 설정한 좌표를 이용하여 3차원 단면분석 영역을 생성하는 단계; 상기 3차원 단면분석 영역의 기본 축과 상기 단면이 표출되는 3차원 공간상의 축이 동일하도록 투영변환 또는 회전변환을 수행하는 단계; 및 3차원 공간상의 축이 동일하도록 변환된 상기 3차원 단면분석 영역을 디스플레이 하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, a method for detecting deformation of a structure through a cross-sectional analysis of 3D point cloud data according to an embodiment of the present invention includes: receiving 3D point cloud data of a deformation region; Selecting an upper coordinate and a lower coordinate in which a height difference of a cross section occurs in the 3D point cloud data of the deformation region; Calculating a direction vector of a cross section using the upper coordinate and the lower coordinate; Generating a unit normal vector perpendicular to a line segment connecting the upper and lower coordinates of the cross section; Calculating a plane equation constituting the cross section using the unit normal vector; Selecting a length of the unit normal vector perpendicular to the direction vector of the cross section, and calculating a size of the normal vector direction by multiplying the unit normal vector and the length; Generating a 3D cross-section analysis area using the upper coordinates, the lower coordinates, and coordinates that set a range of normal vector directions; Performing projection transformation or rotation transformation such that the basic axis of the 3D section analysis region and the axis in 3D space in which the section is exposed are the same; And displaying the 3D cross-section analysis area transformed such that axes in 3D space are the same.

이때, 3차원 점군데이터의 단면분석을 통한 구조물 변형탐지 방법은, 단면분석의 측정기능을 이용하여 피해가 발생한 부분을 자동으로 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.At this time, the structure deformation detection method through the cross-section analysis of the three-dimensional point cloud data, may further include the step of automatically measuring the damaged portion using the measurement function of the cross-section analysis.

이때, 3차원 점군데이터의 단면분석을 통한 구조물 변형탐지 방법은, 단면분석 화면의 그래프보기 기능을 통해서 상기 3차원 공간상의 축이 동일하도록 변환된 상기 3차원 단면분석 영역을 2차원 상의 그래프로 변환하여 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.At this time, the structure deformation detection method through the cross-section analysis of the three-dimensional point cloud data, through the graph view function of the cross-section analysis screen to convert the three-dimensional section analysis area converted to the same axis in the three-dimensional space into a two-dimensional graph It may further include the step of outputting.

이때, 상기 2차원 상의 그래프로 변환하여 출력하는 단계는, 상기 3차원 공간상의 축이 동일하도록 변환된 상기 3차원 단면분석 영역에 해당하는 점군데이터를 기설정된 거리로 분할하는 단계; 분할된 각 등급의 최대 높이값, 최소 높이값, 평균 높이값을 계산하는 단계; 및 상기 분할된 각 등급의 최대 높이값에 대한 그래프, 상기 분할된 각 등급의 최소 높이값에 대한 그래프 및 상기 분할된 각 등급의 평균 높이값에 대한 그래프를 디스플레이 하는 단계를 포함할 수 있다.At this time, the step of converting and outputting the graph in 2D may include dividing point group data corresponding to the 3D section analysis area converted to have the same axis in 3D space into a predetermined distance; Calculating a maximum height value, a minimum height value, and an average height value of each divided class; And displaying a graph of the maximum height value of each divided grade, a graph of the minimum height value of each divided grade, and a graph of the average height value of each divided grade.

본 발명은 LIDAR 측량 또는 영상정합으로 생성된 3차원 점군데이터를 이용하여 구조물의 변형을 단면기반 분석을 통해 탐지하는 알고리즘 및 도구로, 사용자가 피해지역의 단면방향과 기준평면에 대한 정보를 입력하면 이를 기반으로 대상지역을 단면방향을 기준으로 도시하고, 기준평면을 기준으로 구조물이 가장 많이 변형된 지점을 탐지한다. 따라서, 본 발명을 통해 현재 3차원 점군데이터 상에서 구조물의 변형을 육안으로 관측하는 현재의 작업방식이 크게 개선될 것으로 기대된다.The present invention is an algorithm and tool for detecting deformation of a structure through cross-section-based analysis using 3D point cloud data generated by LIDAR surveying or image registration, and when a user inputs information about the cross-section direction and the reference plane of the damaged area Based on this, the target area is shown based on the cross-section direction, and the point where the structure is most deformed is detected based on the reference plane. Therefore, the present invention is expected to greatly improve the current working method of visually observing deformations of structures on 3D point cloud data through the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 피해분석정보의 3차원 단면 표출 방법 화면의 예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 피해분석정보의 2차원 단면 표출 방법 화면의 예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 변형지역 단면방향을 설정하는 예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 단면 법선방향 길이를 설정하는 예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 단면분석영역 생성하는 예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라 단면분석 영역의 회전변환 할 때의 좌표계의 변환을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 단면분석 결과 화면을 실사 색상으로 표현한 예를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 단면분석 결과 화면을 높이별 생상으로 표현한 예를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따라 3차원 단면분석의 배부름 현상 측정 결과의 예를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따라 3차원 단면분석의 침하량 측정 결과의 예를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따라 3차원 단면분석의 길이 측정 결과의 예를 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따라 3차원 단면분석의 면적 측정 결과의 예를 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따라 구간 분할을 30으로 했을 때 2차원 단면분석 결과의 예를 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따라 구간 분할을 10으로 했을 때 2차원 단면분석 결과의 예를 도시한 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따라 2차원 단면분석 막대형 그래프 적용 결과의 예를 도시한 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따라 2차원 단면분석 곡선형 그래프 적용 결과의 예를 도시한 도면이다.
도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따라 최대 높이를 적용했을 때의 2차원 단면분석 결과의 예를 도시한 도면이다.
도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따라 최소 높이를 적용했을 때의 2차원 단면분석 결과의 예를 도시한 도면이다.
1 is a view showing an example of a three-dimensional section display method screen of damage analysis information according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating an example of a method for displaying a 2D cross-section of damage analysis information according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing an example of setting the cross-section direction of the deformation area according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing an example of setting the normal length in the cross-section in accordance with an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating an example of generating a section analysis area according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing a transformation of a coordinate system when performing rotation transformation of a cross-section analysis area according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram illustrating an example in which a 3D cross-section analysis result screen according to an embodiment of the present invention is expressed in real color.
FIG. 8 is a diagram illustrating an example in which a screen of a 3D cross-section analysis according to an embodiment of the present invention is expressed as a living image according to height.
9 is a diagram illustrating an example of a result of measuring the swelling phenomenon of a 3D cross-section analysis according to an embodiment of the present invention.
10 is a view showing an example of the settlement amount measurement result of the three-dimensional cross-section analysis according to an embodiment of the present invention.
11 is a view showing an example of the length measurement result of the three-dimensional cross-section analysis according to an embodiment of the present invention.
12 is a view showing an example of the area measurement result of the three-dimensional cross-section analysis according to an embodiment of the present invention.
13 is a diagram illustrating an example of a 2D cross-sectional analysis result when the section division is 30 according to an embodiment of the present invention.
14 is a diagram illustrating an example of a 2D cross-sectional analysis result when section division is 10 according to an embodiment of the present invention.
15 is a diagram illustrating an example of a result of applying a 2D cross-section analysis bar graph according to an embodiment of the present invention.
16 is a diagram showing an example of a result of applying a 2D cross-section analysis curve graph according to an embodiment of the present invention.
17 is a diagram illustrating an example of a 2D cross-sectional analysis result when a maximum height is applied according to an embodiment of the present invention.
18 is a diagram illustrating an example of a 2D cross-sectional analysis result when a minimum height is applied according to an embodiment of the present invention.

본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.Specific structural or functional descriptions of the embodiments according to the concept of the present invention disclosed in this specification are exemplified only for the purpose of explaining the embodiments according to the concept of the present invention, and the embodiments according to the concept of the present invention It can be implemented in various forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.Embodiments according to the concept of the present invention can be applied to various changes and can have various forms, so the embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail herein. However, this is not intended to limit the embodiments according to the concept of the present invention to specific disclosure forms, and includes modifications, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.Terms such as first or second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The above terms are only for the purpose of distinguishing one component from other components, for example, without departing from the scope of rights according to the concept of the present invention, the first component may be referred to as the second component, Similarly, the second component may also be referred to as the first component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 표현들, 예를 들어 "~사이에"와 "바로~사이에" 또는 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When an element is said to be "connected" or "connected" to another component, it is understood that other components may be directly connected to or connected to the other component, but there may be other components in between. It should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that no other component exists in the middle. Expressions describing the relationship between the components, for example, "between" and "immediately between" or "directly adjacent to" should be interpreted similarly.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is only used to describe specific embodiments and is not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, the terms "include" or "have" are intended to designate the presence of a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof implemented, one or more other features or numbers, It should be understood that the presence or addition possibilities of steps, actions, components, parts or combinations thereof are not excluded in advance.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person skilled in the art to which the present invention pertains. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having meanings consistent with meanings in the context of related technologies, and should not be interpreted as ideal or excessively formal meanings unless explicitly defined herein. Does not.

이하, 실시 예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 특허출원의 범위가 이러한 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. The same reference numerals in each drawing denote the same members.

이하에서는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 점군데이터의 단면분석을 통한 구조물 변형탐지 알고리즘 및 도구 개발에 관한 방법을 첨부된 도 1 내지 도 18을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a method for developing a structure deformation detection algorithm and tools through cross-sectional analysis of 3D point cloud data according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 18.

화면 구성Screen Layout

본 발명은 LIDAR 측량 또는 영상정합의 결과인 점군데이터를 기반으로 단면을 도시하고 분석을 수행한다. 단면의 표출방법은 아래 <표 1>과 같이 3차원 단면분석과 2차원 단면분석으로 별도의 화면에 도시되도록 개발하였다.The present invention shows a cross-section and performs analysis based on point cloud data resulting from LIDAR surveying or image registration. As shown in <Table 1> below, the method of expressing the cross section was developed to be shown on separate screens using 3D section analysis and 2D section analysis.

표출방법Method of expression 설명Explanation 주요기능main function 3차원 단면 분석3D section analysis 다중영상매칭 결과인 점군데이터의 단면에 대하여 점군데이터를 3차원으로 가시화 Visualize the point cloud data in three dimensions with respect to the cross-section of the point cloud data resulting from multi-image matching - 3차원 점군데이터 도시
- 점군데이터의 색상 변경(높이별, 실사)
- 점군데이터의 크기 변경
- 피해정보의 측정 기능(길이, 면적)
- 화면 조작(확대, 축소, 이동, 회전 등)
-3D point cloud data city
-Change color of point cloud data (by height, due diligence)
-Change the size of point cloud data
-Damage information measurement function (length, area)
-Screen operation (enlarge, reduce, move, rotate, etc.)
2차원 단면 분석(그래프)Two-dimensional section analysis (graph) 다중영상매칭 결과인 점군데이터의 단면에 대하여 점군데이터를 그래프화하여 2차원으로 가시화 Visualize in two dimensions by graphing the point cloud data on the cross section of the point cloud data resulting from multi-image matching - 그래프 높이 값 변경(최대, 최소, 평균)
- 종류 변경(직선형, 곡선형, 막대형)
- 모양 변경(원형, 네모형, 마름모형, 세모형)
- 투명도 변경(그래프 면적의 투명도)
-Change the graph height value (max, min, average)
-Type change (straight line, curved line, bar type)
-Shape change (circle, square, rhombus, triangle)
-Transparency change (transparency of graph area)

3차원 단면분석은 기본적인 화면조작 기능과 점군의 색상 및 크기 변경, 측정기능 등을 메뉴로 구성하였다. 단면분석의 메인화면은 3차원으로 단면분석 영역 안에 포함되는 점군데이터와 단면 영역이 도시된다. The 3D section analysis consists of basic screen manipulation functions, color and size changes of point groups, and measurement functions. The main screen of the section analysis is three-dimensional, and the point group data and the section area included in the section analysis area are shown.

2차원 단면분석은 3차원 점군데이터를 단순화한 그래프로 표현되며, 그래프의 높이 값과 종류, 모양, 투명도 등을 변경할 수 있는 메뉴로 구성하였다. 단면분석의 메인화면은 2차원으로 X축은 거리, Y축은 높이로 설정하였다. The 2D section analysis is expressed as a simplified graph of 3D point cloud data, and is composed of menus that can change the height value, type, shape, and transparency of the graph. The main screen of the section analysis was set to 2D, and the X axis was set to the distance and the Y axis was set to height.

다음 도 1 과 도 2는 피해지역을 대상으로 피해가 발생한 위치의 단면을 3차원 상에 점군과 2차원 상에 그래프로 표출한 화면이다. Next, FIG. 1 and FIG. 2 are screens showing a cross section of a location where damage has occurred in a target area in a three-dimensional graph on a point cloud and a two-dimensional graph.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 피해분석정보의 3차원 단면 표출 방법 화면의 예를 도시한 도면이다.1 is a view showing an example of a three-dimensional section display method screen of damage analysis information according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 피해분석정보의 2차원 단면 표출 방법 화면의 예를 도시한 도면이다.2 is a diagram illustrating an example of a method for displaying a 2D cross-section of damage analysis information according to an embodiment of the present invention.

변형지역 단면방향 설정Deformation area section direction setting

변형지역의 3차원 점군데이터에서 단면의 높이차가 발생하는 상단좌표

Figure pat00001
와 하단좌표
Figure pat00002
를 선택한다. 선택한 상/하단의 좌표의 높이차
Figure pat00003
가 단면분석 영역의 높이가 되며, 두 좌표를 이용하여 단면의 방향벡터
Figure pat00004
를 계산한다. 단면의 방향벡터
Figure pat00005
는 점군데이터 회전변환의 회전축에 결정에 이용된다.Upper coordinate where the height difference of the cross section occurs in the 3D point cloud data of the deformed area
Figure pat00001
And bottom coordinates
Figure pat00002
Choose Height difference of the selected top/bottom coordinates
Figure pat00003
Is the height of the section analysis area, and the direction vector of the section using two coordinates.
Figure pat00004
To calculate. Section direction vector
Figure pat00005
Is used to determine the rotation axis of the point group data rotation transformation.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 변형지역 단면방향을 설정하는 예를 도시한 도면이다.3 is a view showing an example of setting the cross-section direction of the deformation area according to an embodiment of the present invention.

변형지역 단면방향 설정은 다음 <수학식 1>을 참조할 수 있다.For setting the cross section direction of the deformed area, refer to the following <Equation 1>.

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00006
Figure pat00006

Figure pat00007
Figure pat00007

단면법선 벡터 생성Create section normal vectors

단면의 상/하단의 좌표를 연결한 선분

Figure pat00008
과 수직인 단위 법선벡터
Figure pat00009
를 생성한다. 또한 수직인 법선벡터를 이용하여 단면을 구성하는 평면방정식이 계산된다.A line segment that connects the upper and lower coordinates of the section
Figure pat00008
Unit normal vector perpendicular to
Figure pat00009
Produces In addition, the plane equation that composes the cross section is calculated using the vertical normal vector.

당위 법선벡터는 다음 <수학식 2>를 참조할 수 있다.For the normal vector, we can refer to the following <Equation 2>.

[수학식 2][Equation 2]

Figure pat00010
Figure pat00010

Figure pat00011
Figure pat00011

변형지역 단면법선방향 길이 설정Deformation area section normal length setting

단면의 방향벡터

Figure pat00012
와 수직인 단위 법선벡터
Figure pat00013
의 길이(d)를 선택한다. 단위 법선벡터와 길이(d)의 곱으로 법선벡터방향의 크기
Figure pat00014
를 계산한다. Section direction vector
Figure pat00012
Normal to the unit normal vector
Figure pat00013
Select the length (d) of. Size of normal vector direction by multiplying unit normal vector and length (d)
Figure pat00014
To calculate.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 단면 법선방향 길이를 설정하는 예를 도시한 도면이다.4 is a view showing an example of setting the normal length in the cross-section in accordance with an embodiment of the present invention.

법선벡터방향의 크기는 다음 <수학식 3>을 참조할 수 있다.The size of the normal vector direction can be referred to the following <Equation 3>.

[수학식 3][Equation 3]

Figure pat00015
Figure pat00015

단면분석 영역 생성Create section analysis area

단면 영역의 상/하단 좌표(A, B)와 법선벡터 방향의 범위를 설정한 좌표

Figure pat00016
를 이용하여 3차원 단면분석 영역을 생성한다. The coordinates that set the range of the top/bottom coordinates (A, B) and normal vector direction of the section area
Figure pat00016
Create a 3D section analysis area using.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 단면분석영역 생성하는 예를 도시한 도면이다.5 is a diagram illustrating an example of generating a section analysis area according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면 단명분석영역의 좌표는 다음과 같다.5, the coordinates of the short-lived analysis area are as follows.

Figure pat00017
, 단면분석 우측 상단 좌표
Figure pat00017
, Cross-section analysis upper right coordinate

Figure pat00018
, 단면분석 좌측 상단 좌표
Figure pat00018
, Cross-section analysis top left coordinates

Figure pat00019
, 단면분석 우측 하단 좌표
Figure pat00019
, Cross-section analysis, bottom right coordinate

Figure pat00020
, 단면분석 좌측 하단 좌표
Figure pat00020
, Cross-section analysis bottom left coordinates

단면분석 영역의 회전변환Rotational transformation of section analysis area

단면분석 영역 안에 포함되는 3차원 점군데이터를 단면으로 표출하고 화면조작 및 측정 등의 기능을 수행하기 위해서, 생성한 단면영역의 기본 축과 단면이 표출되는 3차원 공간상의 축이 동일하도록 투영변환 또는 회전변환 과정이 필요하다. 공간상의 좌표계를 각축에 대해 일정 각도만큼 회전하는 경우 회전변환을 통해 생성된 새로운 좌표계는 다음과 같이 회전행렬과 원 좌표계의 곱으로 표현가능하다.In order to display the 3D point cloud data included in the section analysis area as a section and perform functions such as screen manipulation and measurement, projection transformation is performed so that the basic axis of the generated section area and the axis in the 3D space where the section is displayed are the same. A rotation conversion process is required. When the coordinate system in space is rotated by a certain angle with respect to each axis, the new coordinate system generated through rotation transformation can be expressed as the product of the rotation matrix and the original coordinate system as follows.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라 단면분석 영역의 회전변환 할 때의 좌표계의 변환을 도시한 도면이다.6 is a view showing a transformation of a coordinate system when performing rotation transformation of a cross-section analysis area according to an embodiment of the present invention.

변환된 좌표사이의 상관관계는 다음 <수학식 4>와 같이 표현될 수 있다.The correlation between the transformed coordinates can be expressed as <Equation 4>.

[수학식 4][Equation 4]

Figure pat00021
Figure pat00021

그리고 이를 행렬로 나타내면 다음 <수학식 5>와 같이 표현될 수 있다.And if it is expressed as a matrix, it can be expressed as <Equation 5>.

[수학식 5][Equation 5]

Figure pat00022
Figure pat00022

생성한 단면영역의 단면 방향을 X축, 높이를 Y축, 단면의 중심을 원점으로 설정하여 단면 안에 포함되는 3차원 점군데이터를 대상으로 데이터의 높이를 표현하는 Z축을 기준으로 회전량을 계산하여 회전변환을 적용하였다.By setting the cross-section direction of the generated cross-section area as the X-axis, the height as the Y-axis, and the center of the cross-section as the origin, the rotation amount is calculated based on the Z-axis representing the height of the data for 3D point cloud data included in the cross-section. Rotational transformation was applied.

Z축을 기준으로 하는 회전량은 다음 <수학식 6>을 참조할 수 있다.The rotation amount based on the Z axis can be referred to the following <Equation 6>.

[수학식 6][Equation 6]

Figure pat00023
Figure pat00023

Figure pat00024
Figure pat00024

단면 도시Sectional city

회전변환 과정을 통해 3차원 점군과 단면영역의 좌표에 대해 회전변환을 적용하면 단면 표출화면에 점군데이터와 단면영역이 표출되며, [그래프보기] 기능을 통해 2차원 그래프로 화면전환을 할 수 있다. 다음 도 7과 도 8은 3차원 단면분석을 통해 피해지역 데이터의 점군 색상을 변경하여 도시한 결과이다.When rotation transformation is applied to the coordinates of the 3D point group and the section area through the rotation conversion process, the point group data and the section area are displayed on the section display screen, and the screen can be switched to the 2D graph through the [Graph view] function. . Next, FIGS. 7 and 8 are the results of changing the point cloud color of the damaged area data through 3D cross-sectional analysis.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 단면분석 결과 화면을 실사 색상으로 표현한 예를 도시한 도면이다.7 is a diagram illustrating an example in which a 3D cross-section analysis result screen according to an embodiment of the present invention is expressed in real color.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 3차원 단면분석 결과 화면을 높이별 생상으로 표현한 예를 도시한 도면이다.FIG. 8 is a diagram illustrating an example in which a screen of a 3D cross-section analysis according to an embodiment of the present invention is expressed as a living image according to height.

자동 측정Automatic measurement

단면분석의 측정기능을 이용하여 피해가 발생한 옹벽의 배부름 현상이나 사면의 침하량 등을 자동으로 측정할 수 있다. Using the measurement function of the cross-section analysis, it is possible to automatically measure the swelling of the retaining wall or the amount of settlement on the slope.

옹벽 또는 사면의 단면분석 화면에서 사용자가 기준평면을 나타내는 가상의 단면(선분)을 생성하면, 이전에 계산된 단면 법선벡터와 결합하여 기준평면의 평면방정식을 계산하고, 기준평면으로부터 수직방향으로 피해 변화량이 가장 큰 지점과 변화량을 측정한다. When the user creates a virtual section (line segment) representing the reference plane in the section analysis screen of the retaining wall or slope, the plane equation of the reference plane is calculated by combining with the previously calculated section normal vector, and the vertical plane is damaged from the reference plane. Measure the point with the largest amount of change and the amount of change.

- 기준평면 생성 -> 기준평면과 수직으로 가장 거리가 먼 데이터 검색 -> 변화량 측정-Create a reference plane -> Search for the data farthest away from the reference plane -> Measure the amount of change

거리는 다음 <수학식 7>을 참조하여 계산할 수 있다.The distance can be calculated by referring to <Equation 7> below.

[수학식 7][Equation 7]

Figure pat00025
Figure pat00025

아래의 도 9와 도 10은 사면지역에 대해 모의피해의 배부름과 처짐을 측정한 결과이며, 배부름은 0.32m, 처짐은 0.21m로 측정되었다.9 and 10 below are the results of measuring the fullness and deflection of the mock damage for the slope area, the fullness was measured to be 0.32m, and the deflection was 0.21m.

도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따라 3차원 단면분석의 배부름 현상 측정 결과의 예를 도시한 도면이다.9 is a diagram illustrating an example of a result of measuring the swelling phenomenon of a 3D cross-section analysis according to an embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따라 3차원 단면분석의 침하량 측정 결과의 예를 도시한 도면이다.10 is a view showing an example of the settlement amount measurement result of the three-dimensional cross-section analysis according to an embodiment of the present invention.

수동 측정Manual measurement

3차원 단면분석의 측정 기능을 통해 피해지역의 거리와 면적을 측정할 수 있다. 정확한 측정결과를 위해 사용자가 측정한 측정좌표를 2차원 평면상에 투영하여 측정한다. The distance and area of the damaged area can be measured through the measurement function of 3D section analysis. For accurate measurement results, measurement coordinates measured by the user are projected on a two-dimensional plane.

- 3차원 상의 좌표 -> 2차원 평면상에 투영 -> 길이 또는 면적 측정-Coordinates in 3D -> Projection on 2D plane -> Measurement of length or area

거리 측정은 3차원 점군을 대상으로, 선분을 생성하여 각 선분의 거리 및 총 거리가 측정된다. 면적측정은 피해지역의 점군에 대해 폴리곤을 생성하여 면적을 계산하며, 측정된 정보는 측정리스트에 나열된다. 아래 도 11과 도 12는 사면지역에 대해서 사면의 길이와 피해의 면적을 측정한 결과로, 사면의 길이는 2.75m 모의피해의 면적은 0.23㎡로 측정되었다.In the distance measurement, the distance and total distance of each line segment are measured by generating a line segment for a 3D point group. Area measurement calculates the area by generating polygons for point clusters in the damaged area, and the measured information is listed in the measurement list. 11 and 12 below, as a result of measuring the length of the slope and the damage area for the slope area, the length of the slope was 2.75m and the area of the simulated damage was 0.23㎡.

도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따라 3차원 단면분석의 길이 측정 결과의 예를 도시한 도면이다.11 is a view showing an example of the length measurement result of the three-dimensional cross-section analysis according to an embodiment of the present invention.

도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따라 3차원 단면분석의 면적 측정 결과의 예를 도시한 도면이다.12 is a view showing an example of the area measurement result of the three-dimensional cross-section analysis according to an embodiment of the present invention.

2차원 그래프 도시 기능2D graph city function

단면분석 화면의 [그래프보기] 기능을 통해 2차원 그래프로 화면전환을 할 수 있다. 3차원 단면의 점군데이터를 2차원 상에 그래프로 도시하기 위해서 점군데이터를 일정한 거리로 분할하고, 각 등급의 최대, 최소, 평균 높이 값을 계산하였다. 아래 도 13과 도 14는 구간 분할의 개수를 변경하여 나타낸 2차원 단면분석 그래프의 결과이다. You can switch the screen to a 2D graph through the [Graph view] function of the section analysis screen. In order to show the point group data of the 3D section in a graph on the 2D, the point group data was divided into a certain distance, and the maximum, minimum, and average height values of each grade were calculated. 13 and 14 below are the results of a two-dimensional cross-sectional analysis graph showing by changing the number of section divisions.

도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따라 구간 분할을 30으로 했을 때 2차원 단면분석 결과의 예를 도시한 도면이다.13 is a diagram illustrating an example of a 2D cross-sectional analysis result when the section division is 30 according to an embodiment of the present invention.

도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따라 구간 분할을 10으로 했을 때 2차원 단면분석 결과의 예를 도시한 도면이다.14 is a diagram illustrating an example of a 2D cross-sectional analysis result when section division is 10 according to an embodiment of the present invention.

2차원 단면분석은 점군데이터의 최대, 최소 및 평균 높이를 계산하여 데이터를 색상별로 도시하였으며, 각 구간의 높이 값을 라벨에 표시하였다. 구간 분할개수 변경, 높이 값의 최대, 최소 및 평균 데이터를 개별 선택하여 그래프를 나타낼 수 있고, 그래프의 모양을 선형 또는 곡선으로 도시 되도록 개발하였다. 또한 각 등급의 대표값을 나타내는 심볼을 다양한 모양으로 변경할 수 있으며, 그래프 면적의 투명도를 조정할 수 있다. In the 2D cross-section analysis, the maximum, minimum, and average heights of point cloud data were calculated, and the data were plotted by color, and the height values of each section were displayed on a label. It was developed to change the number of divisions, select the maximum, minimum, and average data of the height values individually to display the graph, and to show the shape of the graph as a linear or curved line. In addition, the symbol representing the representative value of each grade can be changed into various shapes, and the transparency of the graph area can be adjusted.

아래 도 15와 도 16은 그래프의 모양을 막대형과 곡선형으로 나타낸 결과화면이다.15 and 16 below are result screens showing the shape of the graph in a bar shape and a curve shape.

도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따라 2차원 단면분석 막대형 그래프 적용 결과의 예를 도시한 도면이다.15 is a diagram illustrating an example of a result of applying a 2D cross-section analysis bar graph according to an embodiment of the present invention.

도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따라 2차원 단면분석 곡선형 그래프 적용 결과의 예를 도시한 도면이다.16 is a diagram showing an example of a result of applying a 2D cross-section analysis curve graph according to an embodiment of the present invention.

아래 도 17과 도 18은 제방 사면지역 피해형상의 단면을 확인하기 위해 2차원 단면분석에서 그래프의 데이터를 최대/최소 높이를 적용하여 비교 도시한 결과이다. 최대/최소 높이를 적용한 결과 피해의 폭이 1m 이상인 피해형상을 확인할 수 있다. 17 and 18 below are the results of comparing and showing the data of the graph by applying the maximum/minimum height in the 2D cross-section analysis to confirm the cross-section of the damaged shape of the embankment slope area. As a result of applying the maximum/minimum height, it is possible to check the damage shape with a width of 1 m or more.

도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따라 최대 높이를 적용했을 때의 2차원 단면분석 결과의 예를 도시한 도면이다.17 is a diagram illustrating an example of a 2D cross-sectional analysis result when a maximum height is applied according to an embodiment of the present invention.

도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따라 최소 높이를 적용했을 때의 2차원 단면분석 결과의 예를 도시한 도면이다.18 is a diagram illustrating an example of a 2D cross-sectional analysis result when a minimum height is applied according to an embodiment of the present invention.

이상에서 설명된 발명은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 실시 예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The invention described above may be implemented with hardware components, software components, and/or combinations of hardware components and software components. The devices and components described in the embodiments include, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor (micro signal processor), a microcomputer, a field programmable gate array (FPGA), and programmable logic (PLU). unit), a microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions, may be implemented using one or more general purpose computers or special purpose computers. The processing device may run an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. In addition, the processing device may access, store, manipulate, process, and generate data in response to the execution of the software. For convenience of understanding, a processing device may be described as one being used, but a person having ordinary skill in the art, the processing device may include a plurality of processing elements and/or a plurality of types of processing elements. It can be seen that may include. For example, the processing device may include a plurality of processors or a processor and a controller. In addition, other processing configurations, such as parallel processors, are possible.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may include a computer program, code, instruction, or a combination of one or more of these, and configure the processing device to operate as desired, or process independently or collectively You can command the device. Software and/or data may be interpreted by a processing device or to provide instructions or data to a processing device, of any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device. , Or may be permanently or temporarily embodied in the transmitted signal wave. The software may be distributed on networked computer systems, and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored in one or more computer-readable recording media.

실시 예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시 예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to the embodiment is implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and can be recorded on a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, or the like alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for an embodiment or may be known and available to those skilled in computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic media such as floptical disks. -Hardware devices specially configured to store and execute program instructions such as magneto-optical media, and ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter, etc., as well as machine language codes produced by a compiler. The hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

이상과 같이 실시 예들이 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described by a limited embodiment and drawings, those skilled in the art can make various modifications and variations from the above description. For example, the described techniques are performed in a different order than the described method, and/or the components of the described system, structure, device, circuit, etc. are combined or combined in a different form from the described method, or other components Alternatively, even if replaced or substituted by equivalents, appropriate results can be achieved.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시 예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

Claims (5)

변형지역의 3차원 점군데이터를 수신하는 단계;
상기 변형지역의 3차원 점군데이터에 단면의 높이차가 발생하는 상단좌표와 하단좌표를 선택하는 단계;
상기 상단좌표와 상기 하단좌표를 이용하여 단면의 방향벡터를 계산하는 단계;
상기 단면의 상기 상단좌표와 상기 하단좌표를 연결한 선분과 수직인 단위 법선벡터를 생성하는 단계;
상기 단위 법선벡터를 이용하여 상기 단면을 구성하는 평면 방정식을 계산하는 단계;
상기 단면의 방향벡터와 수직인 상기 단위 법선벡터의 길이를 선택하고, 상기 단위 법선벡터와 상기 길이의 곱으로 법선벡터 방향의 크기를 계산하는 단계;
상기 상단좌표, 상기 하단좌표 및 법선벡터 방향의 범위를 설정한 좌표를 이용하여 3차원 단면분석 영역을 생성하는 단계;
상기 3차원 단면분석 영역의 기본 축과 상기 단면이 표출되는 3차원 공간상의 축이 동일하도록 투영변환 또는 회전변환을 수행하는 단계; 및
3차원 공간상의 축이 동일하도록 변환된 상기 3차원 단면분석 영역을 디스플레이 하는 단계
를 포함하는 3차원 점군데이터의 단면분석을 통한 구조물 변형탐지 방법.
Receiving 3D point cloud data of the deformed region;
Selecting an upper coordinate and a lower coordinate in which a height difference of a cross section occurs in the 3D point cloud data of the deformation region;
Calculating a direction vector of a cross section using the upper coordinate and the lower coordinate;
Generating a unit normal vector perpendicular to a line segment connecting the upper and lower coordinates of the cross section;
Calculating a plane equation constituting the cross section using the unit normal vector;
Selecting a length of the unit normal vector perpendicular to the direction vector of the cross section, and calculating a size of the normal vector direction by multiplying the unit normal vector and the length;
Generating a 3D cross-section analysis area using the upper coordinates, the lower coordinates, and coordinates that set a range of normal vector directions;
Performing projection transformation or rotation transformation such that the basic axis of the 3D section analysis region and the axis in 3D space in which the section is exposed are the same; And
Displaying the 3D section analysis area converted so that the axes in 3D space are the same.
Structural deformation detection method through cross-sectional analysis of 3D point cloud data including a.
제1항에 있어서,
단면분석의 측정기능을 이용하여 피해가 발생한 부분을 자동으로 측정하는 단계
를 더 포함하는 3차원 점군데이터의 단면분석을 통한 구조물 변형탐지 방법.
According to claim 1,
Step to automatically measure the area where damage occurred using the measurement function of the section analysis
Structural deformation detection method through cross-sectional analysis of 3D point cloud data further comprising a.
제1항에 있어서,
단면분석 화면의 그래프보기 기능을 통해서 상기 3차원 공간상의 축이 동일하도록 변환된 상기 3차원 단면분석 영역을 2차원 상의 그래프로 변환하여 출력하는 단계
를 더 포함하는 3차원 점군데이터의 단면분석을 통한 구조물 변형탐지 방법.
According to claim 1,
Converting and outputting the 3D section analysis area converted to the same axis in the 3D space through the graph view function of the section analysis screen into a 2D graph.
Structural deformation detection method through cross-sectional analysis of 3D point cloud data further comprising a.
제3항에 있어서,
상기 2차원 상의 그래프로 변환하여 출력하는 단계는,
상기 3차원 공간상의 축이 동일하도록 변환된 상기 3차원 단면분석 영역에 해당하는 점군데이터를 기설정된 거리로 분할하는 단계;
분할된 각 등급의 최대 높이값, 최소 높이값, 평균 높이값을 계산하는 단계; 및
상기 분할된 각 등급의 최대 높이값에 대한 그래프, 상기 분할된 각 등급의 최소 높이값에 대한 그래프 및 상기 분할된 각 등급의 평균 높이값에 대한 그래프를 디스플레이 하는 단계
를 포함하는 3차원 점군데이터의 단면분석을 통한 구조물 변형탐지 방법.
According to claim 3,
The step of converting and outputting the graph on the two-dimensional,
Dividing point group data corresponding to the 3D cross-section analysis area converted to have the same axis in the 3D space into a predetermined distance;
Calculating a maximum height value, a minimum height value, and an average height value of each divided class; And
Displaying a graph of the maximum height value of each divided grade, a graph of the minimum height value of each divided grade, and a graph of the average height value of each divided grade.
Structural deformation detection method through cross-sectional analysis of 3D point cloud data including a.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체.A computer-readable recording medium, characterized in that a program for executing the method of any one of claims 1 to 4 is recorded.
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