Recently, research and development to revitalize smart construction are being actively carried out. Accordingly, 3D mapping technology that digitizes construction site is drawing attention. To create a 3D digital map for construction site a point cloud generation method based on LiDAR(Light detection and ranging) using MMS(Mobile mapping system) is mainly used. The purpose of this study is to analyze the accuracy of MMS LiDAR-based point cloud data. As a result, accuracy of MMS point cloud data was analyzed as dx = 0.048m, dy = 0.018m, dz = 0.045m on average. In future studies, accuracy comparison of point cloud data produced via UAV(Unmanned aerial vegicle) photogrammetry and MMS LiDAR should be studied.
본 연구의 목적은 MEMS 기반의 INS를 적용한 저가형 MMS를 개발하고, 개발된 MMS를 이용하여 x, y의 평면 거리오차가 0.546m인 정확도를 확보하여 도로시설물의 판독에 활용하고자 함에 있다. MMS 기술은 해외 유수의 측량장비제작 업체를 중심으로 지리정보 구축을 위한 새로운 측량기술로 활발하게 사용되고 있지만 국내에서는 아직 관련 연구가 초기단계에 있다. 또한, MMS 장비개발은 몇몇 연구원 및 업체에서 시도를 하였으나 안정화가 이루어지지 않은 시작품 단계에 불과하다. 이러한 MMS 기술은 빠른 시간 내에 지형 지물 데이터를 취득할 수 있어 정밀지도 제작과 도로시설물 데이터 취득에 활용되고 있다. 따라서 본 연구에서는 MMS 제작에 사용하는 각종 센서(LiDAR, CCD camera, GPS/INS, DMI 등)를 동기화하여 MEMS 기반의 INS를 탑재한 저가형 MMS를 개발하고자 한다.
In this paper, we carried out calibration of laser scanning MMS(Mobile Mapping System) using Lynx Mobile Mapper, a new MMS developed at Optech Incorporated. Laser scanning MMS could be defined as an integration of several subsystems. Subsystems are composed of laser scanner, gps receiver and antenna, INS(Inertial Navigation System), DMI(Distance Measurement Instrument). These are obtained 3D spatial information by direct-georeferencing technology. To obtain 3D spatial information, calibration of laser scanning MMS is required prior to operation system, it is similar to airborme lidar system. 145 checkpoints were used to accuracy estimation. The accuracy results are about 5cm(RMSE) for calibration in all directions(east, north, ellipsoidal height).
MMS (Mobile Mapping System) is being used for HD (High Definition) map construction because it enables fast and accurate data construction, and it is receiving a lot of attention. However, research on the use of MMS in the construction field is insufficient. In this study, road surveying and inspection of construction structures were performed using MMS. Through data acquisition and processing using MMS, point cloud data for the study site was created, and the accuracy was evaluated by comparing with traditional surveying methods. The accuracy analysis results showed a maximum of 0.096m, 0.091m, and 0.093m in the X, Y, and H directions, respectively. Each RMSE was 0.012m, 0.015m, and 0.006m. These result satisfy the accuracy of topographic surveying in the general survey work regulation, indicating that construction surveying using MMS is possible. In addition, a 3D model was created using the design data for the underpass road, and the inspection was performed by comparing it with the MMS data. Through inspection results, deviations in construction can be visually confirmed for the entire underground roadway. The traditional method takes 6 hours for the 4.5km section of the target area, but MMS can significantly shorten the data acquisition time to 0.5 hours. Accurate 3D data is essential data as basic data for future smart construction. With MMS, you can increase the efficiency of construction sites with fast data collection and accuracy.
MMS(Mobile Mapping System) generates a efficient image data for mapping and facility management. However, this image data of MMS has many difficulties in a practical use because of huge data volume. Therefore the important information likes road sign post must be extracted from huge MMS image data. In Korea, there is the HMS(Highway Management System) to manage a national road that acquire the line and condition of road from the MMS images. In the HMS each road sign information is manually inputted by the keyboard from moving MMS. This manually passive input way generate the error like inaccurate position, mistaking input in this research we developed the automatic road sign identifying technique using the image processing and the direct geo-referencing by GPS/INS data. This development brings not only good flexibility for field operations, also efficient data processing in HMS.
Recent advances in positioning and photogrammetry technologies have made it possible to build a mobile mapping system (MMS) that can obtain 3D coordinates of geographic objects from stereo images recorded from a moving vehicle. In this paper, we present a design and detailed implementation of an MMS called a 4S-Van. Furthermore, we present four issues that have made major contributions to the performance of an MMS: 1) CCD camera calibration, 2) GPS signal condition, 3) integrating a GPS, inertial navigation system (INS), distance measurement indicator (DMI), and CCD cameras, and 4) the orientation angle of CCD cameras. In the experimental results, the performance of an MMS was analyzed for each component, giving an idea of how to effectively design and integrate each component in developing an MMS to get a maximal accuracy of 3D coordinates.
이동식차량측량시스템(이하 MMS)는 정밀도로지도를 제작하는데 가장 효과적인 도구이다. MMS는 다양한 센서의 조합으로 이루어져 있으며, 제조사별로 제작방법과 처리 소프트웨어가 다르기 때문에 부품의 사양만으로 성능을 예측할 수 없다. 따라서 성능평가를 통해 각 장비가 정밀도로지도 제작에 적합한지 판단을 해야 하며, 주기적인 성능평가를 위한 시설이 필요하다. 본 연구에서는 한국건설기술연구원의 SOC실증연구센터에 구축한 MMS 성능평가시설에 대해 설명하고, 문헌조사와 실험을 통해 평가시설이 갖추어야 할 조건에 대해 분석하였다.
MMS(Mobile Mapping System) 자료를 이용한 정밀 공간 정보 매핑은 고정밀 3차원 지형 모델 구축, 시설물 관리를 위해 중요하며, 특히 도로 중앙선 매핑 작업은 정밀 도로 지도 구축을 위해 필요하다. 본 연구에서는 MMS LiDAR(Light Detection And Ranging) 자료를 이용하여 정밀 공간 정보인 도로 중앙선을 매핑 하는 반자동화 방법을 개발하였다. 우선 주어진 MMS LiDAR 자료를 기반으로 보간법을 이용하여 반사강도 영상을 제작하고, 에지 검출기를 이용하여 반사강도 영상으로부터 선형 세그먼트들을 추출하였다. 최종적으로 추출된 선형 세그먼트들 중에서 도로 중앙선 세그먼트를 수동으로 선택하였다. 추출된 도로 중앙선의 정확도 검증 결과, 0.065m의 정확도를 보여주었으며, 도로 중앙선이 도로 신호와 인접한 일부 지역에서 에러가 발견되었다.
오늘날 MMS (Mobile Mapping System)는 지형공간 데이터 수집의 효율성을 높이기 위해 다양한 플랫폼에서 개별 센서 기술들의 강점을 이용하고 있다. 본 논문에서는 국내외 모바일 매핑 시장 규모와 기술 동향을 분석하였고, MMS 관련 특허의 빈도, 추이, 특성 등을 분석하였다. 분석결과는 첫째, 국내외 모바일 매핑 시장의 향후 지속적인 성장이 예측되며, MMS 관련 기술과 활용이 급속도로 발전하고 있어, 기술 개발과 특허 경쟁을 통한 미래 시장을 선점하기 위해 적극적인 연구 및 개발 투자가 요구된다. 둘째, 국내 특허의 출원 빈도는 국가R&D의 결과와 상관성이 많으며, 산업체 특허 출원은 국가 용역과 연관성이 많았다. 시장 개척보다는 관련 산업에서의 선점을 위한 기업들의 선제적 기술 도입과 연구개발 결과로 사료된다. 그리고 마지막으로, 우리나라의 공간정보산업 조사시 외국 기관의 자료와 비교할 수 있도록 정비가 요구되며, 특히 공간정보 활용도 측면과 기술적 측면에서의 시장 규모를 파악할 수 있는 통계자료가 절실히 요구된다.
본 연구는 자율주행을 위한 정밀지도 구축 및 신속갱신을 위한 다중카메라 기반의 MMS (Mobile Mapping System)기술개발을 목표로 한다. 고가의 라이다 센서를 대체하고 긴 처리시간을 단축하기 위해 다수의 카메라를 적용하고 실시간 데이터 전처리를 통해 저가이면서 효율적인 MMS를 개발하고자 한다. 이를 위해 다중카메라 저장 기술개발, 다중카메라 시각동기화 기술개발, MMS 시제품 개발을 수행하였다. 다중의 카메라로부터 취득되는 고속영상의 실시간 JPG압축저장을 위해 엔진을 선정하고 저장모듈을 개발하였으며, 다중영상이 촬영된 정확한 시간을 실시간으로 기록하기 위해 이벤트 및 GNSS (Global Navigation Satellite System) 타임서버 기반 시각동기화 방안을 개발했다. 그리고 각 부문별 요구사항을 바탕으로 MMS를 설계하고 시제품을 제작하였다. 마지막으로 제작된 다중카메라기반 MMS의 성능검증을 위해 실제 1,000km 도로에서 데이터를 취득하고 정량적 평가를 수행했고, 평가결과 시각동기화 성능은 1/1000초 이하를 나타내었으며, SFM영상처리를 통해 얻은 포인트 클라우드의 위치정확도는 5cm 내외를 나타냈다. 정량적 평가 결과를 통해 본 연구에서 개발된 다중카메라 기반 MMS기술이 정밀지도 구축 기준을 만족하는 성능을 나타내는 것을 알 수 있었고, 향후 정밀지도 구축 분야에서 특히 외산기술에 의존하고 있던 고가의 MMS를 대체하는데 기여할 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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