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Comparison and Performance Validation of On-line Aerial Triangulation Algorithms for Real-time Image Georeferencing

실시간 영상 지오레퍼런싱을 위한 온라인 항공삼각측량 알고리즘의 비교 및 성능 검증

  • 최경아 (서울시립대학교 공간정보공학과) ;
  • 이임평 (서울시립대학교 공간정보공학과)
  • Received : 2012.01.21
  • Accepted : 2012.02.20
  • Published : 2012.02.29

Abstract

Real-time image georeferencing is required to generate spatial information rapidly from the image sequences acquired by multi-sensor systems. To complement the performance of position/attitude sensors and process in real-time, we should employ on-line aerial triangulation based on a sequential estimation algorithm. In this study, we thus attempt to derive an efficient on-line aerial triangulation algorithm for real-time georeferencing of image sequences. We implemented on-line aerial triangulation using the existing Given transformation update algorithm, and a new inverse normal matrix update algorithm based on observation classification, respectively. To compare the performance of two algorithms in terms of the accuracy and processing time, we applied these algorithms to simulated airborne multi-sensory data. The experimental results indicate that the inverse normal matrix update algorithm shows 40 % higher accuracy in the estimated ground point coordinates and eight times faster processing speed comparing to the Given transformation update algorithm. Therefore, the inverse normal matrix update algorithm is more appropriate for the real-time image georeferencing.

멀티센서 시스템으로부터 취득된 영상을 이용하여 공간정보를 신속하게 생성하기 위해서 영상의 실시간 지오레퍼런싱이 요구된다. 위치/자세 센서의 성능을 보완하며 실시간 처리가 가능하려면 연속 추정 알고리즘을 활용한 온라인 항공삼각측량이 수행되어야 한다. 본 연구는 연속적으로 취득되는 영상의 실시간 지오레퍼런싱을 위한 효율적인 온라인 항공삼각측량 방법론을 도출하고자 한다. 기존의 기븐스 변환 갱신 알고리즘과 최근 개발된 관측값 분류에 기반한 정규행렬 역행렬 갱신 알고리즘을 활용하여 온라인 항공삼각 측량을 구현하였다. 정확도와 연산 속도 측면에서 두 알고리즘의 성능을 비교 검증하기 위하여 항공 멀티센서 시스템으로부터 취득된 센서 데이터를 모의 생성하고 이를 적용하였다. 적용 결과, 관측값 분류에 기반한 정규행렬 역행렬 갱신에 의한 온라인 항공삼각측량이 기븐스 변환에 의한 방법보다 추정된 지상점 좌표에 대하여 40 % 이상 높은 정확도를 보이고, 8배 이상의 빠른 처리 속도를 나타내었다. 따라서, 영상의 실시간 지오레퍼런싱을 위하여 정규행렬 역행렬 갱신에 의한 온라인 항공삼각측량이 더 적합한 것으로 판단되었다.

Keywords

References

  1. 김희관, 2009, 실내외용 마커리스 트래킹 기반의 증강 현실 시스템 구현, 대한원격탐사학회지, 25(2): 165-173. https://doi.org/10.7780/kjrs.2009.25.2.165
  2. 최경아, 이임평, 2009a, UAV 기반 저가 멀티센서시스템을 위한 무기준점 AT를 이용한 영상의 Georeferencing, 한국측량학회지, 27(2): 249-260.
  3. 최경아, 이임평, 2009b, 결합 조정에 기반한 연속 항공 삼각측량 알고리즘, 한국측량학회지, 27(6): 669-678.
  4. 최경아, 이지훈, 이임평, 2011, 저고도 무인 항공기 기반의 근접 실시간 공중모니터링 시스템 구축, 한국공간정보학회지, 19(4): 21-31.
  5. Blais, I. A. R., 1983, Linear least-squares computations using Givens transformations, The Canadian Surveyor, 37(4): 225-233.
  6. Choi, K. and I. Lee, 2011, Real-time georeferencing of image sequence acquired by a UAV multisensor system, International Workshop on Multiplatform/ multi-sensor Remote Sensing and Mapping, Xiamen, China, Jan. 10-12.
  7. Gruen, A., 1982. An optimum algorithm for on-line triangulation, Proceedings of the Symposium of Commission III of ISPRS, Helsinki, Finland, vol. 24-3, 1-22.
  8. Gruen, A., 1985, Algorithmic sspects in on-line triagnulation, Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, 51(4): 419-436.
  9. Kersten, T.P. and E.P. Baltsavias, 1994, Sequential Estimation of Sensor Orientation for Stereo Images Sequences, Proceedings of the Commission V of Symposium Close Range Techniques and Machine Vision, Melbourne, Australia, 30, 206-213.
  10. Kersten, T.P., K.R. Holm, and A. Gruen, 1992. Online Point Positioning with Single Frame Camera Data, Final Technical Report, Institute of Geodesy and Photogrammetry, ETH Zurich, Switzerland, Report No. 19.
  11. Mikhail, E. and R. Helmering, 1973, Recursive methods in photogrammetric data reduction, Photogrammetric Engineering, 39(9): 983-989.
  12. Wyatt, A. H., 1982, On-line Triangulation, An Algorithmic Approach, Master Thesis, Department of Geodetic Sciences and Surveying, The Ohio State University, Columbus, Ohio. USA.

Cited by

  1. Fast Sequential Bundle Adjustment Algorithm for Real-time High-Precision Image Georeferencing vol.29, pp.2, 2013, https://doi.org/10.7780/kjrs.2013.29.2.3
  2. 정지 표적 정밀 크기 추정을 위한 TTSE 알고리즘 연구 vol.22, pp.7, 2012, https://doi.org/10.5302/j.icros.2016.16.0045