In this study, we propose a compensation method of raw LiDAR data with noise and noise filtering for signal processing of LiDAR sensors during the development phase. The raw LiDAR data include constant errors generated by delays in transmitting and receiving signals, which can be resolved by LiDAR signal compensation. The signal compensation consists of two stage. First one is LiDAR sensor calibration for a compensation of geometric distortion. Second is walk error compensation. LiDAR data also include fluctuation and outlier noise, the latter of which is removed by data filtering. In this study, we compensate for the fluctuation by using the Kalman filter method, and we remove the outlier noise by applying a Gaussian weight function.
LiDAR 기술은 실제와 유사한 수준의 3차원 영상 정보를 제공하는 센싱 기술로, 다양한 분야에서 활용되고 있다. 이 기술을 실제 활용하기 위해서는 복잡하고, 방대한 데이터 처리가 요구되며, 이에 급변하는 상황에서 빠른 대응이 필요한 군사 작전에서의 활용은 제한적이다. 본 논문에서는 무인기 플랫폼 기반의 실시간 LiDAR 데이터 처리구조를 제안하여 LiDAR 데이터 처리를 위해 무인기-고성능 데이터 처리영역 간 병렬처리와 오프로딩을 통해 실시간 수준의 탐지 정보를 제공하도록 제안한다. 또한, 제안 구조의 적용 가능성 검증을 위해 기존 처리 방식과 무인기 플랫폼의 처리환경과 유사한 ARM 클러스터에서의 병렬 처리 방식에서 실제 LiDAR 데이터의 보간 처리를 통해 처리시간, 용량을 확인하는 실험을 수행하였고, 기존 방식과 유사하거나 양호한 결과를 확인하였다. 향후 제안 구조를 기반으로 실시간성 보장이 요구되는 무인 침투자 감시 등 군사 작전에 활용될 수 있을 것이다.
LiDAR technology is a combination of laser ranging, satellite positioning technology and digital image technology for study and determination with high accuracy of the true earth surface features in 3 D. Laser scanning data is typically a points cloud on the ground, including coordinates, altitude and intensity of laser from the object on the ground to the sensor (Wehr & Lohr, 1999). Data from laser scanning can produce products such as digital elevation model (DEM), digital surface model (DSM) and the intensity data. In Vietnam, the LiDAR technology has been applied since 2005. However, the application of LiDAR in Vietnam is mostly for topological mapping and DEM establishment using point cloud 3D coordinate. In this study, another application of LiDAR data are present. The study use the intensity image combine with some other data sets (elevation data, Panchromatic image, RGB image) in Bacgiang City to perform land cover classification using neural network method. The results show that it is possible to obtain land cover classes from LiDAR data. However, the highest accurate classification can be obtained using LiDAR data with other data set and the neural network classification is more appropriate approach to conventional method such as maximum likelyhood classification.
This paper investigates the efficient application of drone LiDAR technology for acquiring precise point cloud data in construction and civil engineering. A structured workflow encompassing data acquisition, processing, and accuracy verification is introduced. Practical testing on a construction site affirms that drone LiDAR surveying yields accurate and reliable data across various applications. With a focus on accuracy and verification, the results contribute to the progression of surveying methodologies in construction and civil engineering. The findings provide valuable insights into the dynamic technological landscape of these fields, establishing a foundation for more effective and precise surveying techniques. This study underscores the transformative potential of drone LiDAR technology in shaping the future of construction and civil engineering survey practices.
GIS기술의 발달로 인하여 과거와 같이 MicroStation과 같은 측량 장비를 이용하여 현지 측량 작업을 수행하지 않고도 항공기에 탑제된 LiDAR(Light Detection and Ranging) 장비와 GPS를 이용하여 보다 더 효율적이고 정밀한 지도를 제작하게 되었다. 이러한 데이터는 그 양이 방대하기 때문에 관계형 데이터베이스를 이용하여 관리해야 할 필요성이 대두되고 있다. 본 연구에서는 취득한 LiDAR데이터를 데이터베이스에 저장하고 관리하기 위한 방안을 모색하고자 한다.
The fusion of a different kind sensor is fusion of the obtained data by the respective independent technology. This is a important technology for the construction of 3D spatial information. particularly, information is variously realized by the fusion of LiDAR and mobile scanning system and digital map, fusion of LiDAR data and high resolution, LiDAR etc. This study is to generate union DEM and digital ortho image by the fusion of LiDAR data and high resolution image and monitor precisely topology, building, trees etc in urban areas using the union DEM and digital ortho image. using only the LiDAR data has some problems because it needs manual linearization and subjective reconstruction.
도심 항공 모빌리티(UAM)는 도시의 교통 혼잡과 환경 문제에 혁신적인 해결책을 제공하는 새로운 교통수단으로 부상하고 있다. 특히 전기수직이착륙(eVTOL) 항공기를 통해 도심 내 이동성을 향상시키고 교통 혼잡을 감소시키며 환경오염을 줄이는 데 기여할 것으로 기대된다. 그러나 UAM 시스템의 성공적인 구현과 운영은 센서 기술과 같은 고도로 발전된 기술적 인프라에 의존을 많이 하게 된다. 이러한 센서 기술 중에서도 3D LiDAR (light detection and ranging) 시스템은 복잡한 도심 환경에서 비행체가 장애물을 감지하고 경로를 생성하는 데 필수적이다. 본 논문은 3D LiDAR를 이용한 객체 검출 기능의 중요성과 성능을 중심으로 LiDAR 기반 인지 솔루션 개발의 도전 과제에 초점을 맞추며, LiDAR 데이터 처리 알고리즘과 객체 검출 방법론을 통합하여 비행체의 안전 운항에 기여하는 인지 솔루션의 효과를 실험적으로 검증한다.
차량 인식의 문제는 교통관리나 차량검색 등의 분야에서 자동차가 포함하고 있는 중요한 정보를 얻기 위해 필수적으로 수행해야 하는 과정이다. 본 연구는 LiDAR 자료를 교통정보 추출에 활용하기 위한 기초 연구로써 LiDAR 자료로부터 도로포인트를 추출하고 이중 도로 상의 차량을 분류하기 위한 알고리즘을 제시하고 인식된 차량의 크기를 추정하기 위한 알고리즘을 제시하였으며 광범위한 지역에서 LiDAR 자료를 이용하여 도로상의 차량 댓수를 파악하고 크기를 추정하였다.
Digital Twin is a technology that creates a photocopy of real-world objects on a computer and analyzes the past and present operational status by fusing the structure, context, and operation of various physical systems with property information, and predicts the future society's countermeasures. In particular, 3D rendering technology (UAS, LiDAR, GNSS, etc.) is a core technology in digital twin. so, the research and application are actively performed in the industry in recent years. However, UAS (Unmanned Aerial System) and LiDAR (Light Detection And Ranging) have to be solved by compensating blind spot which is not reconstructed according to the object shape. In addition, the terrestrial LiDAR can acquire the point cloud of the object more precisely and quickly at a short distance, but a blind spot is generated at the upper part of the object, thereby imposing restrictions on the forward digital twin modeling. The UAS is capable of modeling a specific range of objects with high accuracy by using high resolution images at low altitudes, and has the advantage of generating a high density point group based on SfM (Structure-from-Motion) image analysis technology. However, It is relatively far from the target LiDAR than the terrestrial LiDAR, and it takes time to analyze the image. In particular, it is necessary to reduce the accuracy of the side part and compensate the blind spot. By re-optimizing it after fusion with UAS and Terrestrial LiDAR, the residual error of each modeling method was compensated and the mutual correction result was obtained. The accuracy of fusion-based 3D model is less than 1cm and it is expected to be useful for digital twin construction.
산림자원관리의 선진화를 위해서는 산림 관련 산업 종사자의 고령화와 인력 중심의 현장조사 체계 등의 문제해결이 필요하다. 이에 본 연구에서는 과학적인 산림자원관리를 위해 최신 기술이 적용된 해외 산림공간정보 구축 및 활용동향을 조사하여 국내 적용 방안을 파악하고자 하였다. 해외에서는 산림공간정보 구축 및 활용에 사진측량 및 LiDAR 기술이 활용되고 있었다. 사진측량의 경우 식생의 체적, 흉고직경, 수고 측정 등에 이용되었으며, LiDAR는 흉고직경 및 수고 측정에 적용된 사례가 있었다. 해외 사례에 대한 분석을 통해 사진측량 및 LiDAR를 활용한 산림공간정보 구축방안을 파악하였으며, LiDAR가 사진측량에 비해 높은 정확도를 나타냄을 알 수 있었다. 향후 다양한 LiDAR 센서를 이용한 산림공간정보의 구축을 수행하고, 정확도 및 작업 효율에 대한 분석이 이루어진다면 국내 산림공간정보 구축에 있어 새로운 기술의 활용 가능성을 제시할 수 있을 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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