• 제목/요약/키워드: Point cloud

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레이저 펄스 부호화를 이용한 원거리 고해상도 3D 스캐닝 라이다 (Long Distance and High Resolution Three-Dimensional Scanning LIDAR with Coded Laser Pulse Waves)

  • 김건정;박용완
    • 한국광학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.133-142
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    • 2016
  • 본 논문에서는 DS-OCDMA(direct sequence optical code division multiple access)와 스캐닝 방식의 MEMS (microelectromechanical system) 거울을 이용하여 픽셀별로 스캐닝하는 라이다 시스템(light detection and ranging, LIDAR)의 설계와 시뮬레이션 결과를 기술한다. 제안하는 라이다는 $848{\times}480$ 해상도의 거리 영상을 1초에 60번 측정한다. 영상을 구성하는 각각의 픽셀마다 픽셀 정보와 체크섬을 DS-OCDMA로 부호화한 레이저 펄스로 방출하므로, 반사파를 검출하기 위하여 대기할 필요없이 연속으로 거리 측정이 가능하다. MEMS 거울은 부호화된 레이저 펄스를 반사하여 측정을 원하는 방향으로 보내기 위한 용도로 사용한다. 하나의 거리 영상을 구성하는 픽셀 정보의 처리가 모두 완료되면, 픽셀 개개의 반사파 비행시간을 이용하여 포인트 클라우드를 생성한다.

치과용 스캐너로 채득한 디지털 모형의 반복성 및 재현성에 관한 3차원적 평가 (Three-dimensional evaluation on the repeatability and reproducibility of dental scanner-based digital models)

  • 이경탁;김재홍;김웅철;김지환
    • 대한치과기공학회지
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    • 제34권3호
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    • pp.213-220
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    • 2012
  • Purpose: The aim of this study was to determine the repeatability and reproducibility of two dental scanners. Methods: The master die and the stone replicas(Kavo, Germany) were digitized in touch-probe scanner(Incise, Renishaw, UK), white light scanner(Identica, Medit, Korea) to create 3-dimensional surface-models. The number of points in the point clouds from each reading were calculated and used as the CAD reference model(CRM). Discrepancies between the points in the 3-dimensional surface models and the corresponding CRM were measured by a matching-software(Power-Inspect R2, Delcam Plc, UK). The t-student test for one samples were used for statistical analysis. Results: The reproducibility of both scanner was within $3{\mu}m$, based on mean value. The mean value between measurements made directly on the touch probe scanner digital models and those made on the white light scanner digital models was $2.20-2.90{\mu}m$, and was statistically significant(P<0.05). Conclusion: With respect to adequate data acquisition, the reproducibility of dental scanner differs. Three-dimensional analysis can be applied to differential quality analysis of the manufacturing process as well as to evaluation of different analysis methods.

산업사진측량기법을 이용한 항공기 변형 측정 (Aircraft Deformation Measurement using Industrial Photogrammetry)

  • 이재기;정성혁;유정흠
    • 한국측량학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.205-210
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    • 2005
  • 산업이 발달됨에 따라 산업 제품들은 대형화되고 더욱 정밀화 되고 있다. 생산자들은 제품이 요구에 맞게 정밀하게 제작되었는가를 확인할 수 있는 방법이 필요하게 되었고 이러한 이유로 대상물에 접촉을 하지 않으면서 신속하고 정밀한 데이터를 취득할 수 있는 산업사진측량기법이 관심을 끌게 되었다. 따라서 본 연구에서는 산업제품들의 정밀도를 검사하기 위한 방법으로 산업사진측량의 적용성을 알아보기 위하여 O-2A 항공기를 대상으로 실험을 실시하였다. 항공기의 정렬상태를 확인하기 위한 검사점사이의 거리 측정과 변형이 발생하였을 것으로 추정되는 부분의 변형량을 프로젝트 타겟을 이용하여 변형량을 정량적으로 해석함으로써 항공기 정비 및 사고분석 등에 필요한 데이터를 신속히 제공할 수 있었다.

항공 라이다 자료를 이용한 수목추출의 자동화 모델 개발 (Development of Automated Model of Tree Extraction Using Aerial LIDAR Data)

  • 이수지;박진이;김의명
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권5호
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    • pp.3213-3219
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    • 2014
  • 현재 도시화로 급증하는 온실가스는 기후변화에 커다란 영향을 미치고 있다. 이로 인해, 정부에서는 기후변화의 예방을 위하여 산소를 발생시키고 이산화탄소를 저감시키는 수목을 활용하는 다양한 방안을 모색하고 있다. 수목의 이산화탄소 저감량을 산정하기 위해서 개별 수목에 대한 정보를 추출하는 것이 필수적이다. 항공 라이다 자료는 지상의 건물 뿐만 아니라 수목에 대한 3차원 정보를 점군형태로 가지고 있다. 본 연구에서는 항공라이다 자료를 이용하여 개별 수목을 추출하는 자동화 모델을 개발하였다. 이를 위해, 수목을 추출하기 위한 방법론을 설정하고 그것을 모델로 개발하는 과정으로 진행되었으며 자동화된 모델은 ArcGIS의 모델빌더를 기반으로 하였다. 개발된 모델의 적용성을 평가하기 위해서 용인시를 대상으로 상업용 소프트웨어와 비교하였다. 실험결과 본 연구에서 개발한 자동화 모델의 추출율이 9.91% 높은 것으로 확인되었으며 상대적으로 수목추출이 효과적이라는 것을 확인할 수 있었다.

제주의 여름철 기온이 25℃ 이상인 날수의 장기변화 분석 (Analysis of Long-term Changes of Days with 25℃ or Higher Air Temperatures in Jeju)

  • 최재원;차유미;김정윤;박철홍
    • 한국기후변화학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.31-39
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    • 2016
  • In this study, the time series of the number of days with $25^{\circ}C$ or higher temperatures in the Jeju region were analyzed and they showed a strong trend of increase until recently. To determine the existence of a climate regime shift in this time series, the statistical change-point analysis was applied and it was found that the number of days with $25^{\circ}C$ or higher temperatures in the Jeju region increased sharply since 1993. Therefore, in order to examine the cause of the sharp increase of the days with $25^{\circ}C$ or higher temperatures in the Jeju region, the differences between the averages of 1994~2013 and the averages of 1974~1993 were analyzed for the large-scale environment. In the Korean Peninsula including the Jeju region, precipitable water and total cloud cover decreased recently due to the intensification of strong anomalous anticyclones near the Korean Peninsula in the top, middle and bottom layers of the troposphere. As a result of this, the number of days with $25^{\circ}C$ or higher temperatures in the Jeju region could increase sharply in recent years. Furthermore, in the analysis of sensible heat net flux and daily maximum temperatures at 2 m, which is the height that can be felt by people, the Korean Peninsula was included in the positive anomaly region. In addition, the frequency of typhoons affecting the Korean Peninsula decreased recently, which reduced the opportunities for air temperature drops in the Jeju region.

3D 제작과 정사영상 생성을 위한 UAV 최적 촬영 조건 연구 (A Study on the Optimal Shooting Conditions of UAV for 3D Production and Orthophoto Generation)

  • 조정민;이종석;이병길
    • 한국측량학회지
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    • 제38권6호
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    • pp.645-653
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    • 2020
  • 최근 무인비행장치의 활용방안에 대한 연구들이 활발히 진행되고 있다. 이를 지원하기 위해서 국토지리정보원은 『무인비행장치 이용 공공측량 작업지침』을 제정하였다. 하지만 작업지침에는 각 활용 분야에 필요한 최적의 촬영 조건은 제시되어 있지는 않다. 본 연구에서는 측량분야에서 많이 활용되는 3D 공간정보, 정사영상 제작에 적합한 촬영 조건을 알아보고자 하였다. 이를 위해 특별승인을 받지 않아도 비행할 수 있는 고도 150m 이내에서 다양한 고도, 중복도, 촬영각도에 따라 45번의 실험을 진행하였다. 3D 모델링의 촬영조건별 품질을 파악하기 위해 총 9곳의 검증영역의 점밀도를 분석하였으며, 정사영상과 1/1,000 수치지도를 비교하였다. 결과물의 품질과 작업시간을 고려할 때, 정밀 3D구축을 위해서는 촬영고도 50m 중복도 70~80% 촬영각도 80~90°의 촬영조건이 적합하고, 정사영상 제작에는 촬영고도 100m 촬영각도 80~90°의 촬영조건이 적합함을 알 수 있었다.

실시간 3차원 객체 검출을 위한 포인트 클라우드 기반 딥러닝 모델 경량화 (Lightweight Deep Learning Model for Real-Time 3D Object Detection in Point Clouds)

  • 김규민;백중환;김희영
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제26권9호
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    • pp.1330-1339
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    • 2022
  • 3D 물체검출은 대체로 자동차, 버스, 사람, 가구 등과 같은 비교적 크기가 큰 데이터를 검출하는 것을 목표로 두어 작은 객체 검출에는 취약하다. 또한, 임베디드 기기와 같은 자원이 제한적인 환경에서는 방대한 연산량 때문에 모델의 적용이 어렵다. 본 논문에서는 1개의 레이어만을 사용하여 로컬 특징에 중점을 두어 작은 객체 검출의 정확도를 높였으며, 제안한 사전 학습된 큰 네트워크에서 작은 네트워크로의 지식 증류법과 파라미터 크기에 따른 적응적 양자화를 통해 추론 속도를 향상시켰다. 제안 모델은 SUN RGB-D Val 와 자체 제작한 모형 사과나무 데이터 셋을 이용하여 성능을 평가하였고 최종적으로 mAP@0.25에서 62.04%, mAP@0.5에서 47.1%의 정확도 성능을 보였으며, 추론 속도는 120.5 scenes per sec로 빠른 실시간 처리속도를 보였다.

마커리스 트래킹 기반 증강현실 캐릭터 시스템 개발 (Development of Augmented Reality Character System based on Markerless Tracking)

  • 심현
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제17권6호
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    • pp.1275-1282
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    • 2022
  • 본 연구에서는 AR글래스를 활용한 실시간 캐릭터 트래킹을 개발한다. 실시간 캐릭터 네비게이션은 특정하지 않은 공간을 가상 캐릭터가 이동하면서 안내를 해야 해서 일반적인 마커 기반 AR로는 불가능하다. 이를 대체하기 위해서 디지털 트윈 기술을 기반으로 하는 마커리스 AR 시스템을 개발하였다. 기존 마커리스 AR은 GPS, 비컨 등의 하드웨어를 기반으로 운영되기 때문에 위치에 대한 정확도가 낮고 시스템에서 처리하는 시간이 길어져 실시간 AR 환경에서는 신뢰도가 낮은 문제가 발생한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 SLAM 기법을 활용하여 공간을 3D 개체로 구성하고, 디지털 트윈 기반의 마커리스 AR을 구성함으로써 실시간 AR 환경에서 별도의 하드웨어 개입 없이 AR 구현이 가능하게 된다. 이러한 실시간 AR 환경 구성은 여수박람회, 순천시 잡월드, 순천만 정원박람회 등 관광지에서 캐릭터를 이용한 트래킹 시스템을 구현을 가능하게 하였다.

AR기반 캐릭터 트래킹 네비게이션 시스템 개발 (AR-Based Character Tracking Navigation System Development)

  • 이석환;이정금;심현
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제17권2호
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    • pp.325-332
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    • 2022
  • 본 연구에서는 Nreal에서 개발한 AR글래스를 활용한 실시간 캐릭터 네비게이션을 개발한다. 실시간 캐릭터 네비게이션은 특정하지 않은 공간을 NPC 캐릭터가 이동하면서 안내를 하기 때문에 일반적인 마커 기반 AR로는 불가능하다. 이를 대체하기 위해서 디지털 트윈 기술을 기반으로 하는 마커리스 AR 시스템을 개발하였다. 기존 마커리스 AR은 GPS, 비컨 등의 하드웨어를 기반으로 운영되기 때문에 위치에 대한 정확도가 낮고 시스템에서 처리하는 시간이 길어져 실시간 AR 환경에서는 신뢰도가 낮은 문제가 발생한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 SLAM 기법을 활용하여 공간을 3D 개체로 구성하고, 디지털 트윈 기반의 마커리스 AR을 구성함으로써 실시간 AR 환경에서 별도의 하드웨어 사용 없이 AR 구현이 가능하게 된다. 이러한 실시간 AR 환경 구성은 순천만 정원, 순천 드라마촬영장 등 관광지에서 캐릭터를 이용한 네비게이션 시스템 구현을 가능하게 하였다.

3차원 측정 데이터와 영상 데이터를 이용한 특징 형상 검출 (Feature Detection using Measured 3D Data and Image Data)

  • 김한솔;정건화;장민호;김준호
    • 한국정밀공학회지
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    • 제30권6호
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    • pp.601-606
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    • 2013
  • 3D scanning is a technique to measure the 3D shape information of the object. Shape information obtained by 3D scanning is expressed either as point cloud or as polygon mesh type data that can be widely used in various areas such as reverse engineering and quality inspection. 3D scanning should be performed as accurate as possible since the scanned data is highly required to detect the features on an object in order to scan the shape of the object more precisely. In this study, we propose the method on finding the location of feature more accurately, based on the extended Biplane SNAKE with global optimization. In each iteration, we project the feature lines obtained by the extended Biplane SNAKE into each image plane and move the feature lines to the features on each image. We have applied this approach to real models to verify the proposed optimization algorithm.