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다수의 건설인력 위치 추적을 위한 스테레오 비전의 활용
Simultaneous Tracking of Multiple Construction Workers Using Stereo-Vision 원문보기

Journal of KIBIM = 한국BIM학회논문집, v.7 no.1, 2017년, pp.45 - 53  

이용주 (명지대학교 토목환경공학과) ,  박만우 (명지대학교 토목환경공학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Continuous research efforts have been made on acquiring location data on construction sites. As a result, GPS and RFID are increasingly employed on the site to track the location of equipment and materials. However, these systems are based on radio frequency technologies which require attaching tags...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • Figure 2는 본 연구에서 제안하는 영상 기반 다수 건설 인력 위치 추적 방법의 전체 진행 과정을 도식화한 것이다. 본 연구에서 제안하는 다수 건설 인력의 위치 추적 방법은 기존의 연구성과들에서 카메라 캘리브레이션 과정과 개체 매칭 과정을 보완하는 것을 목표로 한다. 본 연구에서는 다수 개체의 위치를 추적하기 위해 별도의 개체 매칭 과정을 추가했으며 체커보드 대신 GCP를 사용하여 카메라 캘리브레이션을 수행한다.
  • 본 연구에서는 등극선 기하학(Epipolar geometry)에 근거한 개체 매칭 과정을 추가함으로써 기존 연구들이 가지는 한계를 보완하여 다수 개체를 추적할 수 있는 영상 기반 위치 추적 방법을 제시하고자 한다. 개체 매칭 과정에서는 기초 행렬(Fundamental matrix)로부터 계산 가능한 에피폴라 라인(Epipolar line)을 개체매칭 정보로 이용한다.
  • 본 연구에서는 에피폴라 라인을 이용하여 다수 개체의 매칭을 가능하게 했으며 이를 이용해 3D 위치를 추적할 수 있는 방법에 대해 제안했다. 제안된 방법을 통해 개체 매칭을 실시하고, 개체매칭의 결과로 3D 위치 좌표를 계산하여 계산된 좌표와 실측 위치 좌표의 비교를 통해 적용 가능성을 확인해보고자 한다.
  • 영상을 이용한 건설 현장 모니터링 방법에 대한 연구가 활발하게 진행 중이지만 대부분 2D에 국한되어 있으며 건설 현장 개체의 3D 위치 좌표를 획득하기 위한 연구는 그 필요성에 비해 연구 결과가 다소 부족했으며 다수의 개체를 추적하지 못하는 한계가 있었다. 본 연구에서는 이를 개선하기 위해 등극선 기하학을 적용함으로써 체커보드를 사용해야 했던 기존의 카메라 캘리브레이션 과정을 개선하고, 개체 매칭 과정을 추가하여 다수의 건설 인력을 추적할 수 있는 방법을 제안했으며 그 적용 가능성을 확인해보고자 인물을 대상으로 촬영된 스테레오 영상을 이용하여 개체 매칭과 3D 위치 좌표 계산 결과의 정확도를 확인했다.
  • 본 연구에서는 에피폴라 라인을 이용하여 다수 개체의 매칭을 가능하게 했으며 이를 이용해 3D 위치를 추적할 수 있는 방법에 대해 제안했다. 제안된 방법을 통해 개체 매칭을 실시하고, 개체매칭의 결과로 3D 위치 좌표를 계산하여 계산된 좌표와 실측 위치 좌표의 비교를 통해 적용 가능성을 확인해보고자 한다.
  • , 2016). 최종적으로 두 과정의 결과를 이용하여 건설 인력의 3D 위치 좌표를 계산하고, 정확도를 확인하여본 연구에서 제안하는 다수 건설 인력의 영상 기반 위치 추적 방법의 적용 가능성을 검토해보고자 한다.

가설 설정

  • (2) 계산된 기초행렬로부터 카메라 행렬을 가정한다.
  • 본 연구에서는 카메라 행렬 계산을 위해 기초행렬이 사용된다. 기초행렬로부터 카메라 행렬을 가정하고, GCP를 이용하여 이를 보정한다. 카메라 행렬과 기초행렬의 관계는 다음 식과 같이 나타낼 수 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
카메라 캘리브레이션은 무엇을 위해 반드시 필요한 과정인가? 카메라 캘리브레이션은 카메라의 초점 거리, 위치 및 자세 등의 특성 정보를 계산하는 과정으로, 스테레오 카메라를 이용한 영상 기반 위치 추적을 위해서는 반드시 필요한 과정이다. 이 과정에서 일반적으로 체커보드가 사용된다.
더 복잡한 환경에서 촬영된 영상 데이터를 이용하여 확인이 필요할 것으로 사료되는 이유는? 개체 매칭 과정에서는 이 문제를 해결하기 위해 두 가지 Threshold를 적용했고, 실험 데이터에 대해서는 납득할만한 결과를 보여주고 있다. 하지만 실험에 사용된 영상 데이터는 두 명의 인물을 대상으로 촬영되었기 때문에 개체가 겹쳐지거나에피폴라 라인에 둘 이상의 개체가 위치하는 경우는 비교적 적게 발생하게 된다. 실제 건설 현장에서는 이보다 더 많은 개체를 추적할 수 있어야 한다. 따라서 더 복잡한 환경에서 촬영된 영상 데이터를 이용하여 확인이 필요할 것으로 사료된다.
카메라 캘리브레이션이란? 카메라 캘리브레이션은 카메라의 초점 거리, 위치 및 자세 등의 특성 정보를 계산하는 과정으로, 스테레오 카메라를 이용한 영상 기반 위치 추적을 위해서는 반드시 필요한 과정이다. 이 과정에서 일반적으로 체커보드가 사용된다.
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참고문헌 (13)

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