• Journal of Information Processing Systems
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• 제14권6호
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• pp.1445-1456
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• 2018

Environment perception and three-dimensional (3D) reconstruction tasks are used to provide unmanned ground vehicle (UGV) with driving awareness interfaces. The speed of obstacle segmentation and surrounding terrain reconstruction crucially influences decision making in UGVs. To increase the processing speed of environment information analysis, we develop a CPU-GPU hybrid system of automatic environment perception and 3D terrain reconstruction based on the integration of multiple sensors. The system consists of three functional modules, namely, multi-sensor data collection and pre-processing, environment perception, and 3D reconstruction. To integrate individual datasets collected from different sensors, the pre-processing function registers the sensed LiDAR (light detection and ranging) point clouds, video sequences, and motion information into a global terrain model after filtering redundant and noise data according to the redundancy removal principle. In the environment perception module, the registered discrete points are clustered into ground surface and individual objects by using a ground segmentation method and a connected component labeling algorithm. The estimated ground surface and non-ground objects indicate the terrain to be traversed and obstacles in the environment, thus creating driving awareness. The 3D reconstruction module calibrates the projection matrix between the mounted LiDAR and cameras to map the local point clouds onto the captured video images. Texture meshes and color particle models are used to reconstruct the ground surface and objects of the 3D terrain model, respectively. To accelerate the proposed system, we apply the GPU parallel computation method to implement the applied computer graphics and image processing algorithms in parallel.

• 대한원격탐사학회지
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• 제22권5호
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• pp.351-356
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• 2006

Based on current practical needs for geo-spatial information on mobile platform, the main theme of this study is a design and implementation of dynamic 3D terrain rendering system using spaceborne imagery, as a kind of texture image for photo-realistic 3D scene generation on mobile environment. Image processing and 3D graphic techniques and algorithms, such as TIN-based vertex generation with regular spacing elevation data for generating 3D terrain surface, image tiling and image-vertex texturing in order to resolve limited resource of mobile devices, were applied and implemented by using graphic pipeline of OpenGL|ES (Embedded System) API. Through this implementation and its tested results with actual data sets of DEM and satellite imagery, we demonstrated the realizable possibility and adaptation of complex typed and large sized 3D geo-spatial information in mobile devices. This prototype system can be used to mobile 3D applications with DEM and satellite imagery in near future.

• 전자공학회논문지SC
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• 제45권6호
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• pp.26-34
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• 2008

차량의 접근 가능한 구역에 대한 판단과 경로 계획은 무인 차량의 자율 주행에 있어서 필수적이다 차량의 접근 가능한 구역과 경로계획을 위한 정보는 3차원 지형형상을 분석하여 얻을 수 있다. 이 논문에서는 카메라의 색 정보와 2차원 레이저 거리센서(2D LRF)를 융합하여 모바일 로봇의 휠 인코더를 통해 복원한 3차원 지형형상과, GPS/IMU 정보와 2차원 레이저 거리 센서로 복원한 3차원 지형형상을 적은 데이터로 표현하는 방법을 제시하였다. 카메라의 색 정보와 2차원 레이저 거리센서의 융합을 위해 카메라의 좌표계와 LRF의 좌표계 사이의 기하학적인 관계를 격자무의 평면을 이용하여 구하였다. 카메라와 2차원 레이저 거리센서의 융합을 통한 3차원 지형형상 복원은 모바일 로봇을 이용하여 실내에서 실험하였고, GPS/IMU 정보와 2차원 레이저 거리센서를 통한 3차원 지형형상 복원은 차량을 이용하여 실외에서 실험하였다. 이런 시스템에서 복원한 3차원 지형형상은 점군 기반으로 되어있고, 이는 매우 많은 양의 정보를 필요로 한다. 정보의 양을 줄이기 위해 점군 기반을 대신하여 입방형 격자 기반의 지형형상으로 복원하였다.

• 대한전기학회논문지:시스템및제어부문D
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• 제52권1호
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• pp.45-50
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• 2003

Texture analysis has been efficiently utilized in the area of terrain classification. In this application features have been obtained in the 2D image domain. This paper suggests 3D co-occurrence texture features by extending the concept of co-occurrence to 3D world. The suggested 3D features are described using co-occurrence histogram of digital elevations at two contiguous position as co-occurrence matrix. The practical construction of co-occurrence matrix limits the number of levels of digital elevation. If the digital elevation is quantized into the number of levels over the whole DEM(Digital Elevation Map), the distinctive features can not be obtained. To resolve the quantization problem, we employ local quantization technique which preserves the variation of elevations. Experiments has been carried out to verify the proposed 3D co-occurrence features, and the addition of the suggested features significantly improves the classification accuracy.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2008년도 International Symposium on Remote Sensing
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• pp.155-158
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• 2008

The needs for digital models of real environment such as 3D terrain or cyber city model are increasing. Most of applications related with modeling and simulation require virtual environment constructed from geospatial information of real world in order to guarantee reliability and accuracy of the simulation. The most fundamental data for building virtual environment, terrain elevation and orthogonal imagery is acquired from optical sensor of satellite or airplane. Providing interoperable and reusable digital model is important to promote practical application of high-resolution satellite imagery. This paper presents the new research regarding representation of geospatial information, especially for 3D shape and appearance of virtual terrain, and describe framework for constructing real-time 3D model of large terrain based on high-resolution satellite imagery. It provides infrastructure of 3D simulation with geographical context. Details of standard-based approach for providing infrastructure of real-time 3D simulation using high-resolution satellite imagery are also presented. This work would facilitate interchange and interoperability across diverse systems and be usable by governments, industry scientists and general public.

• 한국정보처리학회논문지
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• 제4권9호
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• pp.2403-2411
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• 1997

Direct3D는 새로운 3차원 그래픽 가속기로써, 이를 이용하여 보다 쉽게 윈도우용 그래픽 프로그램을 제작할 수가 있다. 여기서는 Direct3D를 이용하여 제작한 프랙탈 지형 데이터 모델 뷰어를 제시한다. 지형 모델 뷰어 제작에 따른 클래스의 정의, 입력을 위한 대화상자의 설계, 초기화 과정, 프로그램의 실행과정을 설명하고 지형 모델 뷰어의 실행으로 얻어진 결과중, 철사형, 솔리드형, 포인트형의 출력을 보인다. 지형 형상화의 결과를 보이기 위하여, 여기서는 프랙탈 격자형 중간점 이동 알고리즘에 의하여 만들어진 데이터를 사용하였다.

• 대한공간정보학회지
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• 제2권2호
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• pp.99-108
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• 1994

본 논문에서는 지형 정보의 나은 이해를 위한 3차원 지형 모델링 방법을 제시한다. 이는 다음의 세단계로 구성된다. 첫 번째 단계는 인공위성의 영상으로부터 데이타를 획득하여 DEM 데이타의 형식으로 저장된다. 두 번째 단계는 상세도 레벨에 근거하여 모델링 데이타를 추출하는 단계이며 세 번째 단계는 추출된 데이타를 이용하여 TIN으로 3차원의 표면을 구성하는 것이다. 제안된 동적 TIN 재구성 알고리즘은 새로이 추가될 점만을 고려하여 기존의 TIN을 지역적인 접근 방법으로서 재구성하는 방법이다. 이러한 방법은 감소된 처리 시간으로 TIN을 재구성하여 3차원 지형의 실시간적인 시뮬레이션을 가능토록 한다.

• 대한공간정보학회지
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• 제5권2호
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• pp.77-85
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• 1997

컴퓨터 그래픽스 분야와 지리정보시스템 분야에서 사진과 같은 지형을 모델링하는 방법이 연구되고 있다. 이러한 지형 모델링은 비행 시뮬레이터, 임무 예행연습과 건설 계획과 같은 응용프로그램에 사용된다 지형을 표현하는 일반적인 접근방법은 수치고도모델을 사용하는 것이다. 수치고도모델이란 지형의 고도 값을 저장한 2차원 배열을 말하며 인공위성을 통해 얻어진다. 수치고도데이터를 가지고 3차원 지형을 표현하는 처리과정은 3단계로 구성되어진다. 첫 번째 단계는 수치고도 모델에서 정확도에 따라 의미점을 추출한다. 두 번째 단계는 추출된 의미점을 바탕으로 불규칙삼각망을 구성한다. 세번째 단계는 표현된 3차원 지형을 렌더링한다. 이 논문의 목적은 불규칙 삼각망을 가진 3차원 지형을 구성하는데 있다. 불규칙 삼각망의 구성을 위해 래디얼 스위프 알고리즘을 사용하였다. 래디얼 스위프 알고리즘은 불규칙 삼각망을 빠르고 효과적으로 만든다. 그러나, 불규칙 삼각망은 삼각형된 표면의 근사치에 의해 발생하는 문제를 가지고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 최적화 삼각형에 의한 개선된 래디얼 스위프알고리즘을 제안한다.

• International Journal of CAD/CAM
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• 제3권1_2호
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• pp.111-117
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• 2003

The paper presents an efficient algorithm based on ROAM for visualization of large scale terrain models in real-time. The quality and smoothness of the terrain data visualization within a 3D interactive environment is preserved, while the complexity of the algorithm is kept on a reasonable level. The main contribution of the paper is an introduction of a number of efficient techniques such as implicit coordinates method within the patch array representing ROAM and the viewpoint dependent triangle rendering method for dynamic level of detail (LOD) updates. In addition, the paper presents experimental comparison of a variety of culling techniques, including a newly introduced method: relational position culling. These techniques are incorporated in the visualization software, which allows to achieve more realistic terrain representation and the real-time level of detail reduction.

• 한국측량학회지
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• 제26권6호
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• pp.583-590
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• 2008

도로, 철도 및 운하 등을 비롯한 각종 건설공사를 위해서는 건설공사의 설계과정에서 건설예정지에 대한 지형측량을 실시하고 이를 기초로 종 횡단면도의 제작이 필수적인 요소이다. 본 연구에서는 건설예정지에 대한 프로파일제작에 있어 NGIS구축사업에 의해 제작된 수치지형도의 지형정보를 이용하여 정밀 3차원지형모델을 구축하고, 이로부터 자동 프로파일을 생성하여 종 횡단면도로 활용할 수 있는 방안을 검토하고자 하였다. 이를 위해 수치지형도로부터 표고 및 주요시설물의 레이어를 각각 추출하고 이를 이용하여 정밀 3차원 지형모델을 구축하는 한편, 3차원 지형모델로부터 자동 프로파일을 생성하여 종 횡단면도를 제작하였다. 그리고 생성된 프로파일의 경로에 대하여 지형측량을 실시하여 상호 분석함으로써 자동 생성된 프로파일의 정확도가 현지측량 정확도를 만족시킬 수 있는지의 여부를 검토하였다. 본 연구의 결과는 건설공사를 위해 실시되는 설계과정에서 설계기간의 단축, 설계비용의 감소와 설계업무의 효율화를 꾀할 수 있는 새로운 개념의 프로파일 생성기법으로 제안할 수 있을 것으로 사료된다.