[논문]다양한 센서로부터 획득한 공간데이터의 3D 입체 디스플레이

박소영; 윤성구; 이용욱; 이동천

[국내논문] 다양한 센서로부터 획득한 공간데이터의 3D 입체 디스플레이
3D Stereo Display of Spatial Data from Various Sensors 원문보기

한국측량학회지 = Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography, v.28 no.6, 2010년, pp.669 - 676

박소영 (세종대학교 지구정보공학과) , 윤성구 (세종대학교 지구정보공학과) , 이용욱 (인덕대학 토목환경설계과) , 이동천 (세종대학교 지구정보공학과)

초록
AI-Helper

여러 종류의 센서로부터 획득한 공간데이터를 효과적으로 분석하고 이용하기 위해서는 시각화가 필요하다. 센서 데이터로부터 실세계를 모델링한 3차원 디지털 공간정보를 사용자에게 전달하기 위한 최상의 방법은 실감적인 입체 시각화와 디스플레이 기술이다. 대부분의 디스플레이 방법은 2D 또는 2.5D 투영 기반의 시각화이므로 3차원 공간상에 존재하는 실세계를묘사하는데 한계가 있다. 그러므로 본 논문에서는 3차원 공간 데이터로 지형 매핑에 활용도가 높은 항공 라이다. 최근에 개발되어 향후 공간정보 획득 기술로서 잠재력이 높게 평가되고 있는 Flash-LiDAR와 해저공간 정보획득을 위한 음향 측심기 데이터를 셔터안경 방식의 고해상도 입체 디스플레이 모니터상에 입체 시각화하였다. 측량 및 공간정보 분야에서도 일반 대중들의 관심이 높아지고 있는 3D 모니터를 정보전달의 매개체로 활용하기 위해서는 공간정보의 입체 콘텐츠 생성에 관한 연구가 진행되어야 한다.

Abstract ▼ AI-Helper

Visualization requires for effective analysis of the spatial data collected by various sensors. The best way to convey 3D digital spatial information which is modeling of the real world to the users, realistic 3D visualization and display technology. Since most of the display is based on 2D or 2.5D projection to the plane, there is limitation in representing real world in 3D space. In this paper, data from airborne LiDAR for topographic mapping, Flashi-LiDAR as emerging sensor with great potential to 3D data acquisition, and multibeam echo-sounder for underwater measurement, were stereoscopically visualized. 3D monitors are getting popular and could be information media and platform in geoinformatics. Therefore, study on creating 3D stereoscopic contents of spatial information is essential for new technology of stereo viewing systems.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

3차원 좌표를 제공하는 항공 라이다, 동시에 격자화된 각 화소에 거리정보를 획득하는 지상 Flash-LiDAR, 그리고 공간정보 분야에서 중요한 해양공간정보 구축을 위한 음향 측심기 데이터를 사용하여 입 체 시 각화하였다. 그러므로 본 논문은 사진측량에서 요구하는 3차원 좌표측정과 기하학적 정확도 분석이 목적이 아니고, 디스플레이 방법과 시각적 평가에 주요 목적이 있다.
5D 에 비해 정보의 이해와 가독성이 향상되고 여러 현상을 효과적으로 분석하고 이를 기반으로 효율적인 의사결정을지 원할 수 있는 장점이 있다. 본 연구는 항공 라이 다, Flash- LiDAR 및 음향 측심기와 같이 다양한 센서로부터 획득한 3D 공간데이터와 특성정보를 입체 시각화하여 현재 범용적으로 많이 사용되고 있는 NVIDIA 3D Vision 기술이 적용된 입체 모니 터 에 디 스플레 이 하였다.
높은 의사결정에 한계가 있다. 이에 본 논문에서는 두 눈을 이용하여 다양한센서로 획득한 3차원 공간 데이터를 입체로 보기위한 시각화를 구현하여 입체 모니터상에서디스플레이 방법을 제시하여 다음과 같은 결론을 얻었다.

제안 방법

데이터를 입체 시각화하였다. 3차원 좌표를 제공하는 항공 라이다, 동시에 격자화된 각 화소에 거리정보를 획득하는 지상 Flash-LiDAR, 그리고 공간정보 분야에서 중요한 해양공간정보 구축을 위한 음향 측심기 데이터를 사용하여 입 체 시 각화하였다. 그러므로 본 논문은 사진측량에서 요구하는 3차원 좌표측정과 기하학적 정확도 분석이 목적이 아니고, 디스플레이 방법과 시각적 평가에 주요 목적이 있다.
영상면에 획득하는 장치이다. Flash를 사용하여 카메 라로 영상을 촬영 하는 것과 같은 방법으로, Flash 대신 레이저파를 이용하여 대상지역의 밝기값을 얻는 것뿐만 아니라, 영상센서의 각픽셀에 레이저가물체에 반사되 어 돌아오는 시 간차로 거 리를 측정 하는 기능을 포함, 즉, TOF(Time-of-Flight) 방법으로 3D 정보를 획득한다. 따라서, 각 픽셀에 밝기값과 거 리정보를 모두 포함하게 된다.
관측시점으로부터 대상 지역까지의 거 리에 따라 횡시차가 변하여 실감적 입체를 체험할 수 있으며, 관측자가 임의로 시점과 방향을 변경하여 확대, 축소 및 회전을 통하여 대상지역을 여러 위치와 방향에서 입체적으로 관측할 수 있다. 또한 대상지역 에 대한 walking through 및 flying through를 통해 입체적으로 시뮬레이션하는 시 각적 효과도 구현하였다.
자화 하였다. 또한 데 이 터 가 손실된 부분을 보완하고 노이즈를 제거하기 위하여 최근린 보간과 3×3의 중앙값 필터를 적용하여 입체시에 방해 되는요소를 최소화하였다.
항공 라이 다 데 이 터 의 노이 즈가 제거 되 었으며, Flash-LiDAR 의 경우 데이터를 획득할 수 있는 최대거 리를 초과하여 데이 터 가 없는 부분과 격 자무늬 가 제거 되 었음을 알 수 있다. 또한 음향측심 데이터에서 발생하는 line-dropout 현상에 의한 줄무늬 노이즈를 제거 하였다. 특히 line-dropout는 데이터의 품질을 현격히 저하시키는 치명적인 센서결함중하나로써 Landsat과 SPOT 등 위성영상에서도 흔히 발생하는 계통오차(Systematic error)이다.
사진측량에서는 중복 촬영된 입체영상으로 입체시를 하고 있지만, 본 연구에서는 3차원 좌표데이터 및 특성 정보 데이터를 입체 시각화하였다. 3차원 좌표를 제공하는 항공 라이다, 동시에 격자화된 각 화소에 거리정보를 획득하는 지상 Flash-LiDAR, 그리고 공간정보 분야에서 중요한 해양공간정보 구축을 위한 음향 측심기 데이터를 사용하여 입 체 시 각화하였다.
이를 위하여 본 연구에서는 대중화하고 있는 셔터 안경 모니터와 NVIDIA 3D 디스플레이 그래픽 기술을 이용하여 공간정보 분야에서 활용도가 높은 다양한 종류의 데이터를 입체 콘텐츠화할 수 있는 소프트웨어를 개발하였다.
획득한 데이터의 시각효과를 향상하기 위해 히스토그램을 기반으로 색조를 조절하고, 래스터 영상화 하기 위하여 격 자화 하였다. 또한 데 이 터 가 손실된 부분을 보완하고 노이즈를 제거하기 위하여 최근린 보간과 3×3의 중앙값 필터를 적용하여 입체시에 방해 되는요소를 최소화하였다.

대상 데이터

표 2에 음향 측심 기 의 사양을 보여주고 있으며 SeaBeam 2000은 측정 이 가능한 28개의 음원 발생기를 동시에 작동 시켜 해저면으로부터 반사된 신호를 84개의 수신기로 수신하는 다중빔 음향 측심기이다(이근창, 2006). 본 연구에 사용된 데이터는 수심 4, 600m~5, 100m의 태평양 심해저에서 획득한 것이다(과학기술부, 2000).
항공 라이다 데이터는 Optech ALTM 3070로 획득된 것이며, 장비의 사양은 표 1과같다.
해저 데이터는 정밀 음향 측심기의 음파를 이용하여 측정한 후방산란 데이터이며, SeaBeam 2000로 획득하였다. 표 2에 음향 측심 기 의 사양을 보여주고 있으며 SeaBeam 2000은 측정 이 가능한 28개의 음원 발생기를 동시에 작동 시켜 해저면으로부터 반사된 신호를 84개의 수신기로 수신하는 다중빔 음향 측심기이다(이근창, 2006).

후속연구

가까운 장래에 일반 대중들이 3D 입체 공간정보를 접하게 될 것을 대비하여 다양한 입체 정보 콘텐츠 생성에 대한 연구 활성화가 중요하며, 또한 향후 웹 기 반의 3D 입체 공간정보 서비스를 위한 입체생성 및 디스플레 이 관련 표준연구에도 관심을 갖아야 한다.

참고문헌 (11)

과학기술부 (2000), 심해저 광물자원 탐사기술 및 환경보전 연구, 한국해양연구소, pp. 201-239.
김정현 (2009), 다양하고 복잡한 건물의 자동 모델링을 위한 LiDAR 데이터 처리 기법, 석사학위논문, 세종대학교, pp. 56-64
서영호, 최현준, 김동욱 (2008), 스테레오 비디오를 이용한 실시간 3차원 입체 변환 시스템, 한국통신학회논문지, 한국통신학회, 제 33권 제 10호, pp.813-819.
윤창옥, 윤태수, 이동훈 (2006), 영상 기반 모델링 기법을 이용한 대화식 3차원 입체 영상 저작 시스템, Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics, 한국산업응용수학회, 제10권 제2호, pp.53-66.

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이근창, 김현섭, 고영탁, 정미숙, 함동진, 김종욱 (2006), 한국 심해연구지역에서 획득된 EM 120.과 SeaBeam 2000의 자료비교, Ocean and Polar Research, 한국해양연구원, 제 28권 제 4호, pp.467-473.

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이두성 (2004), 3차원 공간 자료 분석을 위한 입체형 시각화 시스템 구축, 물리탐사, 한국지구물리탐사학회, 제7권 제2호, pp. 105-108.
이선근, 전영재, 이동천 (2010), 차세대 무안경 3D 입체 모니터와 공간정보, 한국측량학회 춘계학술발표회 논문집, 한국측량학회, pp.81-85.
정형섭 (2006), SPOT 영상의 시선 벡터 조정 모델을 이용한 3차원 위치 결정 및 줄무늬 제거 연구, 박사학위논문, 연세대학교, pp.53-92.
채호명, 유영록, 이강성, 이승현 (2009), 이동형 패럴랙스배리어와 시점 추적을 이용한 3D 디스플레이 시스템, 방송공학회논문지, 방송공학회논문, 제 14권 제 4호, pp. 419-427.

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Kim, E. (2008), Future 3D display technologies and applications, International Meeting on Information Display, 정보디스플레이학회, pp.133-138.
Peterka, T., Sandin, D., Ge, J., Girado, J., Kooima, R, Leigh, J., Johnson, A., Thiebaux, M., and DeFanti, T. (2006), Personal Varrier: Autostereoscopic virtual reality display for distributed scientific visualization, Future Generation Computer Systems, Vol. 22, Issue 8, pp. 976-983.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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