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문제 정의
- 본 연구에서는 보급형 디지털 카메라에 대해 장기간에 걸쳐 카메라 검정과 사진측량 실측을 주기적으로 수행함으로써 내부표정요소 매개변수들의 장기간 안정성을 평가하고자 한다. 즉, 일반 디지털 카메라를 장기간의 사진측량 작업에 활용할 수 있는 가능성과 한계를 규명함으로써, 사진측량 작업에 있어서 일반 디지털 카메라의 활용도를 높이고, 아울러 경 제성을 확보하고자 한다.
- 한다. 즉, 일반 디지털 카메라를 장기간의 사진측량 작업에 활용할 수 있는 가능성과 한계를 규명함으로써, 사진측량 작업에 있어서 일반 디지털 카메라의 활용도를 높이고, 아울러 경 제성을 확보하고자 한다.
제안 방법
- Inc. 에 서 판매 하고 있는 상용 수치사진측량시스템 인PhotoModelerR ver. 6.0에서 제공하는 카메라 검정 기능을활용하여 카메 라의 내부표정요소를 구하였다.
- 장기간 동안의 카메라 검정을 수행하기 위하여 2010년 8월 4일부터 2011 년 1월 26일까지 약 6개월간 총 26주에 걸쳐 25회의 실험을 하였다. 가급적 매주 수요일 오후 2시를 기준으로 하여 실험을 수행하였으며, 추석 연휴로 인하여 시작후6주차에는 실험이 이루어지지 못하였다.
- 25회의 실험을 하였다. 가급적 매주 수요일 오후 2시를 기준으로 하여 실험을 수행하였으며, 추석 연휴로 인하여 시작후6주차에는 실험이 이루어지지 못하였다.
- 저가의 비측량용 카메라의 내부표정요소가 장기간에 걸쳐 어떻게 변동되는가를 실험해 보기 위해,매회 실험 때마다 그림 2에 나타나 있는 검정판을 이용하여 3.1 절에서 설명한 12 매의 검정용 사진을 촬영하여 카메라 검정을 실시하였다. 장기간 동일한 검 정 판을 사용해야 하므로 플로터 로 출력 된 검 정판을 나무 판넬에 부착하여 보관하면서 실험에 활용하였다.
- 줌렌즈가 장착되어 있다. 일반적으로 사진측량에서는 광각 촬영 이 활용도가 높으므로 본 연구에서는 최대광각으로 하여 검 정용 사진을 촬영하였다. 아울러 촬영시에는 현장에서의 일반적인 상황을 염두에 두고 삼각대없이 손으로 들고 검정용 사진을 촬영을 하였다.
- 검정용 사진을촬영한 후, 그림 3과 같이 검정판을 약45 도 각도로 벽에 기대어 세우고 약2m 거 리에서 좌측 중앙, 우측 방향에서 3 매의 수렴사진을 촬영하였다. 이때에도삼각대 없이 카메라를 손으로 들고 촬영을 하였다.
- 이때에도삼각대 없이 카메라를 손으로 들고 촬영을 하였다. 촬영된 3매 의 수렴 사진을 이용하여 검 정 판의 가장 외곽에 위치한 4개의 타겟점이 이루는 사각형의 각 변(그림 3에서Linel, Line2, Line3, Line4)의 길이를 PhotoModeler“ 의 점기 반 프로젝 트(points-based project) 기능을 이용하여 사진측량하였다.
- 내용으로 하는 카메라 정보를 입력하여야 한다. 본 연구에서는 최초의 실험에서 얻어진 내부표정요소를 이용하는 경우와 매회의 실험에서 얻어진 내부표정요소를 이용하는 경우, 2가지에 대해 점기반 프로젝트를 구성하여 각각 사진측량을 실시하였다. 이는 처음에 구한 내부표정 요소와 매회 실험 때마다 구한 내부표정요소에 따라 사진측량 결과에 어떤 차이가 있는 지를 알아보기 위함이다.
- 99 mm인 스케일바를 검정판 우측에 세워놓고 촬영을 하였다. PhotoModeler R 를 이용하여 촬영 된 3매의 수렴 사진 상에서 검정판상 가장 외곽에 위치한4개의 타겟점과 스케 일바의 양 끝 2점 등 총 6개의 점을 관측하였고, 이를 접합점으로 하여 3매의 사진으로 이루어진 모델을 구성하였다. 그리고 스케일바의 양 끝단의 길이를 기준으로 모델 좌표계와 실좌표계 간의 축척 변환을 수행하였다.
- PhotoModeler R 를 이용하여 촬영 된 3매의 수렴 사진 상에서 검정판상 가장 외곽에 위치한4개의 타겟점과 스케 일바의 양 끝 2점 등 총 6개의 점을 관측하였고, 이를 접합점으로 하여 3매의 사진으로 이루어진 모델을 구성하였다. 그리고 스케일바의 양 끝단의 길이를 기준으로 모델 좌표계와 실좌표계 간의 축척 변환을 수행하였다. 그리하여 앞서 설명한 검정판 상 가장 외곽에 위치한 타겟점들이 이루는 사각형의 각 변의 길이를 실측하였다.
- 그리고 스케일바의 양 끝단의 길이를 기준으로 모델 좌표계와 실좌표계 간의 축척 변환을 수행하였다. 그리하여 앞서 설명한 검정판 상 가장 외곽에 위치한 타겟점들이 이루는 사각형의 각 변의 길이를 실측하였다. 앞서 설명한 바와 같이, 이러한 사진측량에 의한 실측은 최초 실험에서 검정된 내부표정요소와매회 실험에서 검정 된 내부표정요소, 두 가지 경우에 대해 이루어졌다.
- 그리하여 앞서 설명한 검정판 상 가장 외곽에 위치한 타겟점들이 이루는 사각형의 각 변의 길이를 실측하였다. 앞서 설명한 바와 같이, 이러한 사진측량에 의한 실측은 최초 실험에서 검정된 내부표정요소와매회 실험에서 검정 된 내부표정요소, 두 가지 경우에 대해 이루어졌다.
- 본 연구에서는 3.2절과 그림 3에서 설명한 바와 같이 매실험 때마다 3장의 수렴사진을 촬영하고, 매 실험에서 구해진 내부표정요소를 입력값으로 하는 내부표정요소 변동의 경우와첫 번째 실험에서 구해진 내부표정요소를 입력값으로 하는 내부표정요소 고정의 경우로 하여 검정판가장 외곽에 있는4개의 타겟점이 이루는 사각형의 네 변을 실측하였다. 그 결과는 표 3과 같다.
- 비측량용 카메라의 내부표정요소가 장기간 동안 어느정도 안정한 가를 검토하기 위해 약 6개월간 25회의 카메라 검정 및 사진측량 실험을수행함으로써 얻어진 결과를분석하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 일반적으로 사진측량에서는 광각 촬영 이 활용도가 높으므로 본 연구에서는 최대광각으로 하여 검 정용 사진을 촬영하였다. 아울러 촬영시에는 현장에서의 일반적인 상황을 염두에 두고 삼각대없이 손으로 들고 검정용 사진을 촬영을 하였다.
대상 데이터
- 카메 라는 비 측량용 카메 라 중에서 도 손쉽게 활용할 수있는 저가의 일반 컴팩트 디지털 카메라를 기준으로 선정하였다. 실험에서 사용한 키-메라는 그림 1과 같은 일본 Canon사의 보급형 컴팩트 디지털 카메라인 IXUS 750 모델로서 2005년도에 출시되어 현재는 단종된 구형 제품이다.
- 실험에서 사용한 키-메라는 그림 1과 같은 일본 Canon사의 보급형 컴팩트 디지털 카메라인 IXUS 750 모델로서 2005년도에 출시되어 현재는 단종된 구형 제품이다. 이미지 센서는 1/1.
- 실험에서 사용한 키-메라는 그림 1과 같은 일본 Canon사의 보급형 컴팩트 디지털 카메라인 IXUS 750 모델로서 2005년도에 출시되어 현재는 단종된 구형 제품이다. 이미지 센서는 1/1.8인치 CCD이며 유효화소수가 710 만개이다. 렌즈는 약7.
- 본 연구에서는, 그림 3에 나타난 것과 같이, 길이 1083.99 mm인 스케일바를 검정판 우측에 세워놓고 촬영을 하였다. PhotoModeler R 를 이용하여 촬영 된 3매의 수렴 사진 상에서 검정판상 가장 외곽에 위치한4개의 타겟점과 스케 일바의 양 끝 2점 등 총 6개의 점을 관측하였고, 이를 접합점으로 하여 3매의 사진으로 이루어진 모델을 구성하였다.
성능/효과
- 표 3에 나타나 있는 실측 결과를 살펴보면, 표준편차는내부표정요소 변동의 경우에 네 선의 평균이 0.47 mm이었고, 내부표정요소 고정의 경우에는 네 선의 평균이 0.30 mm이었다. 실측한 네 선의 관측값의 범위(range)는 내부표정요소 변동의 경우에는 1.
- 대상물에 기온에 따른 신축이 있다고 가정하고, 내부표정요소 변동의 경우에서의 관측값을 기준으로 하여, 내부표정 요소 고정의 경 우에서 의 모든 관측값의 편차를 계산하였을 때, 6개월간의 평균값은 0.28 mm 이 었고, 표준편차는 0.31 mm 이 었다.
- 4월차 이후로는 4월차 Line4를 제외한 모든 값들이 평균을 넘 어서고 있다. 따라서, 본 연구에서 실험한 디지털 카메라의 경우는, 한 번 구한 내부표정요소를 고정하여 사용할 경우에 2개월 이내까지는 그 편차가 6개월 간의 장기적 관측에서의 편차의 평 균값이 하로 나타나고 있다고 분석 할 수 있다.
- 3 um이므로, 이는 CCD 상에서 반 화소 이내의 크기에 해당한다고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서 실험한 디지털 카메라의 경우, 한 번 구한 내부표정 요소를 계속 사용할 경우 2개월 이내에서는 반화소 내 의정 밀도로 사용하는 것이 가능하다는 판단을 할 수 있다.
- 첫째, 본 연구에서 사용한 컴팩트 디지털 카메라의 경우, 6개월간 내부표정요소의 변화는 초점거리, 주점위치, 방사왜곡 매개변수 등의 요소에서 안정적이 었다. 반면에 편심 왜곡 매개변수는 변동이 상대적으로 크게 나타났으나 사진좌표 관측에 미치는 영향은 크지 않은 것으로 나타났다.
- 반면에 편심 왜곡 매개변수는 변동이 상대적으로 크게 나타났으나 사진좌표 관측에 미치는 영향은 크지 않은 것으로 나타났다. 따라서 본 연구를 통해 사용한 컴팩트 디지털 카메 라 내부표정 요소의 장기 적 안정 성을 확인할 수 있었다.
- 반면에 편심 왜곡 매개변수는 변동이 상대적으로 크게 나타났으나 사진좌표 관측에 미치는 영향은 크지 않은 것으로 나타났다. 따라서 본 연구를 통해 사용한 컴팩트 디지털 카메 라 내부표정 요소의 장기 적 안정 성을 확인할 수 있었다.
- 둘째, 본 연구에서 사용한컴팩트디지털 카메라의 경우, 한 번의 검정을 통해 구해진 내부표정요소를 이용하여 장기 간 실측을 할 때, 매번 카메라검정을 하여 내부표정 요소를 구한 경우의 실측값과의 편차를 분석한 결과, 6개월간의 편차의 평균은 사진 싱에서 반화소 이내의 크기로 나타났다. 그리 고, 2개월 내 에서는 그 편차가 6개 월간의 편차의 평균을 넘어서지 않았으므로, 본 연구에서 사용한 컴팩트디 지 털 카메 라의 경우, 한번 구한 내 부표정 요소를 2개 월간활용하는 것이 가능하다는 것을 확인할 수 있었다.
- 그리 고, 2개월 내 에서는 그 편차가 6개 월간의 편차의 평균을 넘어서지 않았으므로, 본 연구에서 사용한 컴팩트디 지 털 카메 라의 경우, 한번 구한 내 부표정 요소를 2개 월간활용하는 것이 가능하다는 것을 확인할 수 있었다.
- 셋째, 장기간에 걸친 사진측량 실험을 수행할 경우에는카메라와 대상물의 장기간 기온변화에 따른 신축을 고려하여 실험을수행하는 것이 필요하다는 것을 알 수 있었다.
후속연구
- 보다 정교한 실험을 위해서는 기온에 따른 신축의 영향이 거의 없는 재료로 만들어진 대상물을 선택할 필요가있을것이다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.