본 연구는 무선조정 헬리콥터에 1000만 화소 카메라인 비측량용 카메라를 장착하였다. 그리고 상공에서 촬영되는 영상을 지상에서 제어하면서 중복도를 고려하여 촬영하였다. 획득된 영상으로부터 영상정합에 의해 불규칙 삼각망을 추출하여 수치표고모형(DEM)을 나타낼 수가 있었으며, 재래적인 측량방식인 Total Station에 의해 관측된 기준점 및 검사점과의 정확도를 비교 검토한 결과 X방향으로는 $-0.194{\sim}0.224m$, Y축으로는 $-0.088{\sim}0.180m$, Z축으로는 $-0.286{\sim}0.285m$ 정도의 오차를 얻을 수 있었다. 또한, 검사점에 대한 오차의 RMSE를 표현하면, X축 방향으로 0.021388m, Y축 방향으로 0.015285m, Z축 방향으로 0.041872m로 나타났다. 이러한 사진촬영 및 분석방법으로 기존의 Total Station 측량방법보다 더 많은 지형표고자료를 취득하는데 좋은 방법이라 판단된다.
본 연구는 무선조정 헬리콥터에 1000만 화소 카메라인 비측량용 카메라를 장착하였다. 그리고 상공에서 촬영되는 영상을 지상에서 제어하면서 중복도를 고려하여 촬영하였다. 획득된 영상으로부터 영상정합에 의해 불규칙 삼각망을 추출하여 수치표고모형(DEM)을 나타낼 수가 있었으며, 재래적인 측량방식인 Total Station에 의해 관측된 기준점 및 검사점과의 정확도를 비교 검토한 결과 X방향으로는 $-0.194{\sim}0.224m$, Y축으로는 $-0.088{\sim}0.180m$, Z축으로는 $-0.286{\sim}0.285m$ 정도의 오차를 얻을 수 있었다. 또한, 검사점에 대한 오차의 RMSE를 표현하면, X축 방향으로 0.021388m, Y축 방향으로 0.015285m, Z축 방향으로 0.041872m로 나타났다. 이러한 사진촬영 및 분석방법으로 기존의 Total Station 측량방법보다 더 많은 지형표고자료를 취득하는데 좋은 방법이라 판단된다.
The study installed non metric camera which was a 10 Mega Pixel camera in RC Helicopter. And the study controlled images hotographed in air on land, considering their overlap. The study could express DEM by abstracting TIN from the acquired images through image registration. Also, the study compared...
The study installed non metric camera which was a 10 Mega Pixel camera in RC Helicopter. And the study controlled images hotographed in air on land, considering their overlap. The study could express DEM by abstracting TIN from the acquired images through image registration. Also, the study compared and examined accuracy between reference point and check point observed by Total Station which was a conventional type of survey. As the results, the study could get errors of $-0.194{\sim}0.224\;m$ on X axis, $-0.088{\sim}0.180\;m$ on Y axis and $-0.286{\sim}0.285\;m$ on Z axis. Expressing an error's RMSE in the checkpoint, the study could get of 0.021388 m on X axis, 0.015285 m on Y axis and 0.041872 m on Z axis. It is judged that the above photographing and analyzing technique are better than the existing Total Station to acquire more terrain elevation data.
The study installed non metric camera which was a 10 Mega Pixel camera in RC Helicopter. And the study controlled images hotographed in air on land, considering their overlap. The study could express DEM by abstracting TIN from the acquired images through image registration. Also, the study compared and examined accuracy between reference point and check point observed by Total Station which was a conventional type of survey. As the results, the study could get errors of $-0.194{\sim}0.224\;m$ on X axis, $-0.088{\sim}0.180\;m$ on Y axis and $-0.286{\sim}0.285\;m$ on Z axis. Expressing an error's RMSE in the checkpoint, the study could get of 0.021388 m on X axis, 0.015285 m on Y axis and 0.041872 m on Z axis. It is judged that the above photographing and analyzing technique are better than the existing Total Station to acquire more terrain elevation data.
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문제 정의
또한 재래적인 측량방식인 Total Station에 의해 관측된 기준점과 검사점이 수치사진측량에 의해 추출된 측점과의 차이를 나타내었고, 분석된 영상자료에서 구조물의 레이어를 추출하여 소규모 지역 또는 접근 불가능한 곳에서의 현황도면을 편리하게 취득하는 방법을 제시하고자 한다
제안 방법
제작하였다. 그리고 각 측점들의 배열은 일정한 간격이 없이 랜덤(Random)한 방식으로 설치하였으며, 사용된 기준점은 넓은 형태에서 삼각형으로 이루어진 측점들을 선택하였다.
그리고 무타켓 Total Station으로 관측된 기준점의 좌표를 입력하여 정사 3차원 모델링화하여 나타내었다.
따라서, 이러한 선행 연구 중 국내에서 기 발표된 논문 중 카메라의 화소가 69만 및 526만 화소에 따른 정확도를 분석한 것을 토대로 하여 본 연구에서는 활용도가 점차적으로 늘어나는 무선조정 헬리콥터 기체에 1000만 화소의 비측량용 디지털 카메라인 Nikon D80을 탑재하였다.
본 연구는 무선조정 헬리콥터 사진측량시스템을 이용하여 촬영된 영상으로부터 영상 정합에 의해 수치지형모형(DEM)을 추출하고 재래적인 측량방식인 Total Station에 의해 관측된 기준점 및 검사점과의 정확도를 비교 검토한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
0 이용하여 취득된 영상중 3매로부터 상좌표 22점을 취득하였다. 이렇게 취득된 영상으로부터 반복된 표정점은 공선조건을 바탕으로 하여 다중영상정합에서 후방교회법 및 전방교회법을 동시에 실행하였다. 그리고 광속조정법에 의해 대상점의 3차원 좌표인 22점을 확보할 수가 있었으며, 이때 모형비행장 활주로의 레이어를 함께 나타낼 수도 있었다.
카메라의 렌즈는 제작할 때의 상황에 따라 다소 제원들이 근소한 차이로 변화하며, 시간이 지남에 따라 제원들의 값이 변화하므로 사진 촬영하기 전에는 반드시 카메라의 렌즈 검정이 필요하다. 카메라 렌즈의 정확한 파라메타를 검정하기 위하여 본 연구에서는 그림 2와 같이 A4 또는 A3 용지 등에 가로 및 세로로 일정한 간격으로 이루어진 100개의 원으로 된 용지에 ①, ②, ③, ④의 각 구간에서 촬영하였다. 그리고 카메라를 90。회전시켜 각 구간에서도 촬영하여 얻은 총 8장의 사진을 가지고 검정하였다.
영상전송시스템(c)을 말한다. 특히, 카메라의 떨림 현상의 원인인 헬리콥터의 진동이나 롤링(Rolling) 및 피칭 (Pitching)에 대하여 카메라의 셔터 속도를 1/250초 이상이면 이러한 현상을 제어할 수가 있어, 본 시스템에서는 카메라의 셔터 속도는 1/4000초로 하여 촬영을 하였다.
카메라 렌즈의 검정 방법은 그림 3과 같이 각 양쪽 상. 하단에 나와 있는 기준점에 대하여 사진 S/W인 Photomodeler 5.0을 이용하여 자동 포인트 마킹으로 검정하였다. 따라서, 본 연구에서 사용된 관측 카메라는 표 3과 같이 Nikon사에서 제조한 D80 디지털 카메라를 사용하였고, 카메라에 대한 검정 결과를 표 4에 나타내었다.
대상 데이터
0을 이용하여 자동 포인트 마킹으로 검정하였다. 따라서, 본 연구에서 사용된 관측 카메라는 표 3과 같이 Nikon사에서 제조한 D80 디지털 카메라를 사용하였고, 카메라에 대한 검정 결과를 표 4에 나타내었다.
본 연구는 그림 4와 같이 경상남도 사천시에 있는 모형비행장 활주로에서 Total Station을 이용하여 현황측량을 하였으며, 기준점 및 검사점에 사용된 타켓(Target)은 지름 8cm의 크기인 노랑색과 검정색의 십자 모형으로 좌우대칭 시켜 상공에서도 잘 보이도록 붙이는 종이(Sticker) 식으로 제작하였다. 그리고 각 측점들의 배열은 일정한 간격이 없이 랜덤(Random)한 방식으로 설치하였으며, 사용된 기준점은 넓은 형태에서 삼각형으로 이루어진 측점들을 선택하였다.
취득된 영상으로부터 그림 6과 같이 사진측량 S/W인 Photomodeler 5.0 이용하여 취득된 영상중 3매로부터 상좌표 22점을 취득하였다. 이렇게 취득된 영상으로부터 반복된 표정점은 공선조건을 바탕으로 하여 다중영상정합에서 후방교회법 및 전방교회법을 동시에 실행하였다.
특히, 본 연구에서 사용된 무선조정 헬리콥터는 고 강도의 재질로 가볍고 튼튼하게 만들어진 HIROBO사의 FREYA EVO 90급을 사용하였다. 제원은 표 1과 같으며, 사용된 엔진은 표 2와 같이 한 개의 Glow 엔진(14.
카메라 렌즈의 정확한 파라메타를 검정하기 위하여 본 연구에서는 그림 2와 같이 A4 또는 A3 용지 등에 가로 및 세로로 일정한 간격으로 이루어진 100개의 원으로 된 용지에 ①, ②, ③, ④의 각 구간에서 촬영하였다. 그리고 카메라를 90。회전시켜 각 구간에서도 촬영하여 얻은 총 8장의 사진을 가지고 검정하였다. 카메라 렌즈의 검정 방법은 그림 3과 같이 각 양쪽 상.
이론/모형
그리고, 원격으로 지상에서 촬영을 할 수 있는 영상전송 장치를 설치하여, 상공에서 촬영되는 지표면의 영상을 지상에서 촬영할 수 있도록 하였고 촬영된 영상은 영상정합에 의하여 불규칙 삼각망(TIN : Triangulated Irregular Network)으로 추출하였고 이 불규칙 삼각망은 지형의 수치표고모형(DEM : Digital Elevation Model)으로 추출하는데 이용하였다.
성능/효과
둘째, 무선조정 헬리콥터 사진측량시스템에 의해 촬영된 영상으로부터 수치 사진측량 프로그램인 Photomodeler 5.0과 Shape Metrix"1 을 응용하여 불규칙 삼각망(TIN)과 Total Station 으로 측량된 현황도을 중첩하여 수치 표고모형(DEM)으로 표현할 수 있었다.
첫째, 무선조정 헬리콥터 사진측량시스템을 이용하여 자동으로 추출된 검사점과 Total Station에 의해 측량된 기준점과 비교한 결과 X방향으로는 -0.194~0.224m, Y축으로는 -0.008-0.180m, Z축으로는 -0.286 〜 0.285m 정도의 오차를 얻을 수 있었고 검사점에 대한 오차의 RMSE를 표현하면, X축 방향으로 0.021388m, Y축 방향으로 0.015285m, Z 축 방향으로 0.041872m로 나타났다.
후속연구
셋째, 이러한 무선조정 헬리콥터 사진측량시스템을 이용하여 좁은 지 역 및 접근하기 곤란한 소규모의 지역에서 현황도면을 제작시에 기존의 Total Station 측량 방법보다 더 많은 지형표고자료를 취득할 수가 있다고 판단된다.
참고문헌 (4)
장호식, 노태호 (2005), 무선조정 헬리콥터 사진측량시스템을 이용한 도로의 평면선형정보 추출, 한국지리정보학회지, 제8권, 제4호, pp. 44-51
장호식, 김진수, 이종출 (2005), 무선조정 헬리콥터와 지상사진 측량시스템에 의한 석조 문화재 해석, 대한토목학회논문집, 제25권, 제1D호, pp. 151-158
Sofia Theodoridou, Kostas Tokmakidis and Dimitris Scarlatos(2000), Use of Radio-Controlled Model Helicopters in Archaeology Surveying and in Building Construction Industry, International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing, Vol. XXXIII, Part B5, Amsterdam, pp. 825-829
Thomas Zischinsky, Lionel Dorffner and Franz Rottensteiner(2000), Application of a New Model Helicopter System in Architectural Photogrammetry, International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing, Vol. XXXIII, Part B5, Amsterdam, pp. 117-183
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