본 연구는 GPS기반의 비디오시스템에 의해 노후 건축물을 어떻게 효과적으로 관리할 것인가에 연구목적을 두고 수행되었다. 휴대용 GPS기반 비디오시스템에 의한 Georeferencing 비디오자료는 신속한 검색과 도시지역의 복잡다양한 노후건축물을 효과적으로 관리하는데 도움을 주며 다음과 같은 결론을 얻었다. Georeferencing 자료는 비디오와 GPS가 연계되어 관측위치를 추적할 수 있고 건물의 안전진단을 위한 균열정보를 제공하며, 균열정보는 연속영상의 특징점 추적과 영상모자�掠茱珦� 융합된 방법에 의해 측정되도록 제시하였다. 본 연구를 통해 Georeferencing 비디오 기술은 건물안전진단을 위해 보다 효율적인 정보를 제공할 수 있어서 도시건축물관리에 유용한 기술로 사용될 것으로 판단된다.
Building Information Models(BIM) provides rich geometric and attribute information throughout the entire life cycle of a building and infrastructure object, while Geographic Information System(GIS) enables the detail analysis of urban issues based on the geo-spatial information in support of decision-making. The Integration of BIM and GIS data makes it possible to create a digital twin of the land in order to effectively manage smart cities. In the perspective of integrating BIM data into GIS systems, this study performs literature reviews on georeferencing techniques and identifies limitations in carrying out the georeferencing process using attribute information associated with absolute coordinates probided by Industry Foundation Classes(IFC) as a BIM standard. To address these limitations, an automated georeferencing process is proposed as a pilot study to position a IFC model with the Local Coordinate System(LCS) in GIS environments with the Reference Coordinate System(RCS). An evaluation of the proposed approach over a BIM model demonstrates that the proposed method is expected to be a great help for automatically georeferencing complex BIM models in a GIS environment, and thus provides benefits for efficient and reliable BIM and GIS integration in practice.
최근에는 항측기에 GPS/INS 장비를 탑재하여 사진의 촬영과 동시에 외부표정요소를 직접 결정할 수 있는 Direct Georeferencing기술의 개발로 인하여 지상기준점을 최소로 측량하거나 생략이 가능하게 되었다. Direct Georeferencing 기법을 이용하게 되면 외부표정요소를 구하기 위한 전처리 과정을 생략할 수 있다. 따라서 지상기준점을 이용한 사진기준점측량(AT)을 수행하지 않더라도 수치표고모델만 미리 확보되어 있으면 촬영과 동시에 수치정사사진을 생성할 수 있다. 본 연구에서는 촬영과 동시에 GPS/INS에 의해 획득한 외부표정요소와 항공사진을 이용하여 영상매칭에 의하여 수치표고모델(DEM)을 자동 생성하고, 이 결과를 바탕으로 정사사진을 제작하였다. 실제 도화데이터와 Direct Georeferencing 정사영상과의 오차를 평가한 결과, 표준편차가 X는 약 62cm, Y는 약 76cm 정도가 발생하였다. 이 결과는 축적 1:5,000 수치지도의 정확도 요구를 충분히 만족시킬 수 있는 양호한 결과임을 알 수 있다. Direct Georeferencing에 의한 정사영상의 제작방법은 큰 크기의 과대오차가 발생하는 부분을 수작업 또는 반자동으로 해결할 수 있으면 효율적으로 수치지도를 수정/갱신 할 수 있을 것으로 판단된다.
본 연구는 동영상과 수치지도를 결합하는 기법 및 공정의 개발을 그 목적으로 한다. 이를 위해 본 연구에서는 동영상을 GIS에 도입하는 과정에서 필요한 동영상의 위치색인(georeferencing)기법을 개발하고 실험용 데이터베이스를 구축하여 평가를 수행하였다. 본 연구에서 개발된 동영상의 georeferencing 기법은 DGPS를 이용한 위치측정, 이상점의 제거, 지도융합기법, time-tag을 이용한 동영상의 위치색인 등으로 구성되며, 정확한 위치가 알려져 있는 가로등을 기준점으로 위치정확도 평가를 행한 결과, 92.8%의 기준점이 전후 2프레임안에 포함되는 결과를 얻었다. 본 논문의 궁극적 의미는 기존의 2차원 수치지도의 한계를 넘어선 새로운 개념의 수치지도에 대한 가능성을 제시하였다는 것에 있다.
Three-dimensional data has been used for different applications such as robotics, building reconstruction, and so on. 3D data can be generated from an optical camera or a laser scanner. Especially, a wearable multi-sensor system including the above-mentioned sensors is an optimized structure that can overcome the drawbacks of each sensor. After finding the geometric relationships between sensors, georeferencing of the datasets acquired from the moving system, should be carried out. Especially, in an indoor environment, error propagation always causes problem in the georeferencing process. To improve the accuracy of this process, other sources of data were used to combine with LiDAR (Light Detection and Ranging) data, and various registration methods were also tested to find the most suitable way. More specifically, this paper proposed a new process of NDT (Normal Distribution Transform) to register the LiDAR point cloud, with additional information from other sensors. For real experiment, a wearable mapping system was used to acquire datasets in an indoor environment. The results showed that applying the new process of NDT and combining LiDAR data with IMU (Inertial Measurement Unit) information achieved the best result with the RMSE 0.063 m.
최근 항공측량분야에서 항측용 디지털카메라와 라이다 및 GPS/INS와 같은 센서들을 이용해 다양한 공간정보를 획득하고 있다. 또한 GPS/INS와 항측용 디지털카메라의 연계를 통한 Direct Georeferencing 기술이 널리 활용되고 있다. 하지만 여러 센서의 결합에 따른 센서검정(Sensor Calibration)을 실시해야 하는 문제점이 따른다. 특히, 통합센서의 Boresight Calibration은 GPS/INS 항공삼각측량 및 Direct-georeferencing을 사용하는 작업절차에서 중요한 요소이다. 이를 해결하기 위해 본 연구에서는 항공기용 센서의 검정을 위한 국가차원의 테스트베드를 세종시 부지에 설치하고 항공영상의 항공삼각측량에 의해 함께 사용되는 GPS와 INS 센서결합에 따른 정확한 검정을 수행하여 시스템 변수의 정의, 시스템적인 에러를 평가하고 Direct Georeferencing에 필요한 외부표정요소 직접결정을 위한 효율적인 방법의 조사와 통합된 센서의 정확도 평가를 수행하였다.
최근의 항공사진측량은 디지털항공사진 카메라와 GPS/ INS를 결합한 통합 센서를 활용하여 Direct Georeferencing 하는 방법이 보편화됐으며, 이를 기반으로 신속하고 정확하게 사진측량을 수행할 수 있게 되었다. Direct Georeferencing을 통해 얻을 수 있는 외부표정요소의 정확도는 GPS/INS에 의해 결정되는데, INS의 회전량 차이를 결정하여 자세정보를 정확하게 계산하는 것이 중요하다. 이를 위해 Boresight Calibration으로 INS의 회전량 차이 및 GPS와 INS 간의 간격과 같은 Misalignment를 결정해야 한다. 이때 많은 수의 지상기준점을 이용하여 항공삼각측량과 Boresight Calibraiton을 하게 되는데, 지상기준점의 수와 배열, 위치에 따라 그 결과가 다르게 나타난다. 연구 결과 모든 사진코스에 지상기준점을 배치할 경우 점수의 변화에 따른 Misalignment와 외부표정요소는 큰 변화가 없었으나 지상기준점이 없는 코스가 있을 경우 그 값들에서 차이가 크게 발생하였다.
다중센서 결합에 의한 외부표정요소 결정기법은 항공기에 탑재한 GPS와 INS로 센서의 위치와 회전각을 정확히 결정함으로써 외부표정요소 결정을 위한 지상기준점 측량을 생략하거나 또는 최소한의 기준점만을 사용하여 외부표정요소를 결정할 수 있으며, 이에 따라 지형도 제작에 대한 시간과 경비를 크게 절감할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 다중센서 결합과 동시에 CCD 카메라를 탑재하여 동시에 측량을 하고, 외부표정요소 직접결정 기법에 의한 CCD 영상으로 수치정사영상을 제작하였다. 본 연구에서 제작된 결과물에 대한 정확도 검증을 위하여 GPS로 측량한 지상검사점을 기본으로 하여 외부표정요소 직접결정 기법에 의하여 제작된 수치정사영상의 위치 정확도를 평가하였다. 수치정사영상은 소수의 기준점을 사용한 경우와 기준점을 사용하지 않은 경우의 두 가지로 제작하였다. 다중센서에 의한 제작된 수치정사영상의 정확도는 소수의 기준점을 사용한 경우, 축척 1:1,000 지도의 정확도 기준을 만족시켰으며, 기준점이 없이 제작된 정사영상의 정확도는 축척 1:5,000 지도의 정확도 기준을 만족함을 알 수 있었다.
본 연구는 비디오카메라와 GPS/MEMS IMU를 이용하여 동영상과 위치/자세 데이터를 동시에 취득하는 방법을 제안하고 시스템을 구축하였다. 구축된 시스템에 실시간 영상 georeferencing 알고리즘을 적용한다면 데이터 취득과 동시에 georeferenced 동영상을 획득할 수 있을 것으로 기대된다. 또한 이로부터 신속하게 대상물의 3차원 모델 등의 다양한 공간정보를 구축하여 증강현실 등에 활용될 수 있을 것이다. 향후 정확도 검증을 통해 시스템의 효용성을 입증할 것이다.
A real-time image georeferencing system requires all inputs to be determined in real-time. The intrinsic camera parameters can be identified in advance from a camera calibration process while other control information can be derived instantaneously from real-time GPS/INS data. The bottleneck process is tie point acquisition since manual operations will be definitely obstacles for real-time system while the existing extraction methods are not fast enough. In this paper, we present a fast-and-automated image matching technique based on the KLT tracker to obtain a set of tie-points in real-time. The proposed work accelerates the KLT tracker by supplying the initial guessed tie-points computed using the GPS/INS data. Originally, the KLT only works effectively when the displacement between tie-points is small. To drive an automated solution, this paper suggests an appropriate number of depth levels for multi-resolution tracking under large displacement using the knowledge of uncertainties the GPS/INS data measurements. The experimental results show that our suggested depth levels is promising and the proposed work can obtain tie-points faster than the ordinary KLT by 13% with no less accuracy. This promising result suggests that our proposed algorithm can be effectively integrated into the real-time image georeferencing for further developing a real-time surveillance application.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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