• 제목/요약/키워드: camera self-calibration

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공공측량 적용을 위한 비측정용 카메라의 현장자체검정 및 수치 입체 도화 (In-situ Self-calibration of Non-metric Camera and Digital Stereo Plotting for Public Survey)

  • 서상일;이병길
    • 한국측량학회지
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    • 제35권3호
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    • pp.145-154
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    • 2017
  • 최근 건설, 도시계획 등 다양한 분야에서 1/1,000 수치지형도 제작에 대한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라 고가의 항공사진측량 장비를 대체하는 저가의 비측정용 카메라 활용이 요청되고 있다. 국내에서도 좁은 대상지역을 비측정용 카메라로 촬영하여 대축척 수치지형도를 제작하기 위한 연구가 지속적으로 수행되고 있다. 그러나 비측정용 카메라 정확도의 한계로 입체사진을 이용한 수치도화는 어려운 상황이다. 본 연구에서는 비측정용 카메라를 공공측량에 활용하기 위해 대축척 수치도화 가능성을 검증하고자 하였다. 이를 위해 비측정용 카메라를 이용하여 수치도화한 성과와 지도제작용 DMC카메라를 이용한 성과의 정확도를 비교분석하였다. 표준부가매개변수 8개를 포함한 현장 자체검정을 수행한 후 1/1,000 축척으로 도화한 결과 RMSE가 평면 ${\pm}0.145m$, 표고 ${\pm}0.153m$로 공공측량 정확도에 적합한 것을 확인하였다.

CCTV유형 CCD 카메라를 이용한 근거리 산업사진측량의 정확도 (Accuracy of Close-Range Industrial Photogrammetry Using CCTV Type CCD Camera)

  • 이진덕;최용진
    • 한국측량학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.283-290
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    • 2001
  • 저가의 CCTV유형 CCD카메라를 기반으로 하는 수치 근거리사진측량 시스템의 산업정밀측정의 수행능력을 평가하기 위하여 CCD카메라, 프레임그래버, 수치영상 측정 및 자체검정 광속조정 기법을 통합한 수치근거리 사진측량시스템이 구축되었다. 이 시스템의 적용실험을 위하여 정육면체 형상의 인공어초를 대상물로하여 다중지점 수렴 네트워크상에서 수치영상을 획득하였다. 자체검정 광속조정기법에 의해 CCD 카메라의 기하학적 검정과 동시에 대상물 전면에 대한 사진삼각측량을 수행하였다. 또한 이미 높은 정확도 잠재성이 입증된 고해상도 스틸비디오 카메라(Kodak DCS)를 유사한 네트워크 조건에서 이용하여 처리함으로써 서로 다른 유형의 카메라를 기반으로 하는 두 시스템의 사진삼각측량 결과의 정확도를 비교하였다.

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투사영상 불변량을 이용한 장애물 검지 및 자기 위치 인식 (Obstacle Detection and Self-Localization without Camera Calibration using Projective Invariants)

  • 노경식;이왕헌;이준웅;권인소
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제5권2호
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    • pp.228-236
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    • 1999
  • In this paper, we propose visual-based self-localization and obstacle detection algorithms for indoor mobile robots. The algorithms do not require calibration, and can be worked with only single image by using the projective invariant relationship between natural landmarks. We predefine a risk zone without obstacles for a robot, and update the image of the risk zone, which will be used to detect obstacles inside the zone by comparing the averaging image with the current image of a new risk zone. The positions of the robot and the obstacles are determined by relative positioning. The method does not require the prior information for positioning robot. The robustness and feasibility of our algorithms have been demonstrated through experiments in hallway environments.

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사진측량법과 다시점 카메라를 이용한 구조물의 변위계측 (Displacement Measurement of Structure using Multi-View Camera & Photogrammetry)

  • 여정현;윤인모;정영기
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2005년도 춘계종합학술대회
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    • pp.1141-1144
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    • 2005
  • 본 논문에서는 구조물의 안전성을 목적으로 변위를 감시하는 자동화된 시스템을 제안한다. 사진측량 기법은 서로 다른 각도에서 촬영된 2차원 이미지로부터 대상물의 정밀한 3차원 형상을 얻어내는 기법으로써 구조물의 변형을 분석하기에 매우 정확하면서도 편리하다. 본 논문은 카메라보정, 표정점(coded target)을 이용한 특징점의 획득, 획득된 특징점의 3차원 복원 및 정확도 분석의 과정으로 구성된다. 논문에서 사용되는 다시점 카메라 각각의 카메라는 일정한 거리와 시차로 배치하였다. 카메라 보정은 다시점 카메라로부터 획득된 3장의 영상에서 7개 이상의 대응점들로부터 트라이포컬텐서를 구하고 이로부터 유클리드 카메라를 구하는 자기교정(self-calibration) 방법을 사용하였다. 특히 특징점 획득 과정에서, 정확한 좌표를 구하기 위하여 외곽형상으로부터 중심점의 좌표를 정확하게 계산해내는 서브픽셀 기법을 사용하고 패턴 인식 기법을 이용하여 특징점을 자동으로 검출하였으며, 실세계 좌표상에서의 실측값을 구하기 위하여 스케일 바를 사용한다.

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디지털 카메라를 이용한 사진기준점측량의 정확도 향상에 관한 연구 (A Study on the Accuracy Improvement of Control Point Surveying of Photograph Using Digital Camera)

  • 김계동;박정현;이용욱
    • 한국측량학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.203-211
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    • 2009
  • 국내 디지털카메라의 보급으로 항공사진측량에서 디지털 카메라의 비중이 높아지고 있으며, 영상지도 제작이나 수치지형도 제작에 활용이 증가되고 있다. 그러나 사진의 위치정보나 자세정보 등을 포함하지 못하는 경우가 있어, 보다 정확한 사진기준점 성과를 얻기 위해 추가적인 방법이 필요하다. 본 연구에서는 디지털 카메라(DMC)로 촬영된 5개코스 56매의 사진과 35점의 지상기준점 성과를 이용하여 자동접합점 추출에 필요한 사진주점의 위치정보를 지형도에서 얻어 초기치로 입력한 A방법과 4개의 기준점을 이용하여 1번의 블록조정을 거친 외부표정 요소를 초기치로 입력한 B방법에 대해, 독일 INPHO사의 사진기준점측량 소프트웨어인 MATCH-AT를 사용하여 기준점 배치별 성과에 대해 비교분석하였다. 연구결과, B방법에 의한 사진 기준점측량의 정확도가 더 양호하였고, 자가 검정을 더하여 블록조정을 실시함으로 보다 나은 성과를 얻을 수 있었다. 또한 자가검정을 사용하여 지상기준점의 수를 줄일 수 있으므로 측량비용 측면에서도 효과적임을 알 수 있었다.

사영된 컨투어를 이용한 전방향 카메라 모델의 검증 방법 (Verification Method of Omnidirectional Camera Model by Projected Contours)

  • 황용호;이재만;홍현기
    • 한국HCI학회:학술대회논문집
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    • 한국HCI학회 2007년도 학술대회 1부
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    • pp.994-999
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    • 2007
  • 전방향(omnidirectional) 카메라 시스템은 보다 적은 수의 영상으로부터 주변 장면(scene)에 대한 많은 정보를 취득할 수 있는 장점이 있기 때문에 전방향 영상을 이용한 자동교정(self-calibration)과 3차원 재구성 등의 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 기존에 제안된 교정 방법들을 이용하여 추정된 사영모델(projection model)의 정확성을 검증하기 위한 새로운 방법이 제안된다. 실 세계에서 다양하게 존재하는 직선 성분들은 전방향 영상에 컨투어(contour)의 형태로 사영되며, 사영모델과 컨투어의 양 끝점 좌표 값을 이용하여 그 궤적을 추정할 수 있다. 추정된 컨투어의 궤적과 영상에 존재하는 컨투어와의 거리 오차(distance error)로부터 전방향 카메라의 사영모델의 정확성을 검증할 수 있다. 제안된 방법의 성능을 평가하기 위해서 구 맵핑(spherical mapping)된 합성(synthetic) 영상과 어안렌즈(fisheye lens)로 취득한 실제 영상에 대해 제안된 알고리즘을 적용하여 사영모델의 정확성을 판단하였다.

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블록 보간법을 이용한 산업용 로봇의 3차원 위치 보정기법 (A 3-D Position Compensation Method of Industrial Robot Using Block Interpolation)

  • 류항기;우경행;최원호;이재국
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제13권3호
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    • pp.235-241
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    • 2007
  • This paper proposes a self-calibration method of robots those are used in industrial assembly lines. The proposed method is a position compensation using laser sensor and vision camera. Because the laser sensor is cross type laser sensor which can scan a horizontal and vertical line, it is efficient way to detect a feature of vehicle and winding shape of vehicle's body. For position compensation of 3-Dimensional axis, we applied block interpolation method. For selecting feature point, pattern matching method is used and 3-D position is selected by Euclidean distance mapping between 462 feature values and evaluated feature point. In order to evaluate the proposed algorithm, experiments are performed in real industrial vehicle assembly line. In results, robot's working point can be displayed 3-D points. These points are used to diagnosis error of position and reselecting working point.

비측정용 카메라를 이용한 Multi-Looking 카메라의 플랫폼 캘리브레이션 실험 연구 (Experiment on Camera Platform Calibration of a Multi-Looking Camera System using single Non-Metric Camera)

  • 이창노;이병길;어양담
    • 한국측량학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.351-357
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    • 2008
  • 항공용 Multi-looking 카메라는 1대의 사진기 몸체에 5대의 카메라를 설치하여 동시에 1장의 연직사진과 4개의 경사사진을 획득하므로, 연직방향으로 촬영된 일반 항공사진에 비해 현장에 대한 다양한 정보를 제공한다. 연직사진용 카메라에 대한 경사사진용 카메라의 기하학적 관계는6개의 외부표정요소에 의해 모델링 될 수 있으며, 그 기하학적 관계가 결정되면 경사사진에 대한 외부표정요소는 연직사진의 외부표정요소로부터 계산될 수 있다. Multi-looking 카메라에서의 연직카메라와 경사카메라의 상대적 외부표정요소를 검사하기 위하여, 실내 캘리브레이션 타깃을 설치한 후 하나의 비측정용 디지털카메라를 사용하여 세 지점에서 촬영방향 바꿔가며 14장의 사진을 취득하였다. 카메라 자체검정에 의해 카메라의 내부표정요소와 각 사진에 대한 외부표정요소가 추정되었고, 연직사진에 대한 경사사진의 상대적 외부표정요소가 각 사진에 대한 외부표정요소로부터 계산되었다. 상대적 외부표정요소 중 회전각과 투영중심점 위치에 대한 오차가 지상좌표 추정에 미치는 영향이 각각 분석되었다.

회전과 줌을 하는 카메라의 Self-Calibration (Self-Calibration of a Rotating and Zooming Camera)

  • 서용덕;홍기상
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 1998년도 가을 학술발표논문집 Vol.25 No.2 (2)
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    • pp.405-407
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    • 1998
  • 이 논문에서는 회전과 줌을 하는 카메라의 내부변수를 3차원 패턴 없이 주어진 영상만을 이용하여 구하는 방법을 제안한다. 먼저, 카메라의 skew를 0으로 가정하면 카메라의 내부변수가 매 영상취득 시점마다 바뀌어도 그 값들을 구할 수 있다는 것을 이론적으로 보인다. 이때 구해지는 회전 행렬을 기준 좌표계를 설정하는데 따라 달라질 뿐이다. 카메라 보정은 획득되어진 영상 사이의 투영변환행렬을 분석하여 얻어지며, 이는 회전하는 카메라에서 얻어진 두 영상 사이에는 투영변환행렬이 존재한다는 것을 이용한 것이다. 가장 일반적인 경우, 즉 카메라의 skew를 0으로 가정하면, 카메라 내부변수를 계산하기 위하여 모두 네 개의 투영변환행렬이 필요하며, 가장 단순한 카메라 모델의 경우 principal point와 aspect ratio 가 변화하지 않으면 단지 한 개의 투영거리변환이 필요하다. 합성 데이터와 실제 영상 데이터를 이용하여 제안하는 알고리듬을 시험하였다.

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DLT와 부가변수에 의한 광속조정법을 활용한 근접사진측량의 3차원 위치정확도 분석 (Accuracy Analysis of 3D Position of Close-range Photogrammetry Using Direct Linear Transformation and Self-calibration Bundle Adjustment with Additional Parameters)

  • 김혁길;황진상;윤홍식
    • 대한공간정보학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.27-38
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    • 2015
  • 본 연구에서는 근접사진측량의 DLT와 부가변수에 의한 광속조정법을 활용하여 타겟에 대한 3차원 위치좌표를 산출하고, 결과의 정확도에 대한 분석을 수행하였다. 이를 위하여 다수의 타겟이 부착된 실험환경을 구성하고, 토탈스테이션을 활용한 기준점측량을 수행하여 각 영상에 대한 카메라 캘리브레이션과 표정결과를 산출하였다. 정확도 분석을 위하여 스테레오 영상에서 동일하게 선점된 타겟에 대한 3차원 위치좌표 성과를 산출하고, 그 결과를 토탈스테이션으로 측정된 기준좌표와 비교하였다. 스테레오 영상에 대한 사진좌표 측정 시, 원형타겟에 대한 중심점을 측정하기 위한 타원 fitting 과정을 수행하고, 그 결과를 타겟에 대한 사진좌표로 활용하였다. 연구의 결과, 스테레오 영상 기반의 근접사진측량 방법으로 계산된 위치좌표는 약 1cm 미만의 최대 오차범위 내에서 평균 4mm 미만의 편차로 산출됨을 확인할 수 있었다. 이러한 결과를 통해 정밀한 정확도가 요구되는 다양한 근접사진측량 분야에 본 연구의 결과를 활용할 수 있을 것이라 판단된다.