초록 ▼

현대인에게 공항, 대형쇼핑몰, 지하철역사 등과 같은 복잡·거대한 실내 공간에서 자신의 위치를 파악하고, 실내 내비게이션, 증강현실 등과 같이 위치에 기반한 서비스(LBS: Location Based Service)를 제공받고자하는 요구가 증가하고 있다. 이와 같은 위치기반 서비스를 효과적으로 제공하기 위해서는 빠르게 변화하는 실내 공간에 대한 매핑 및 모델링이 주기적으로 정확하게 수행되어야만 한다. 그러나 실내의 멀티센서 데이터를 취득하고, 이를 지오레퍼런싱하여 실내 공간을 매핑하는 것과 관련된 연구는 과도기적인 단계로써, 신뢰성있

현대인에게 공항, 대형쇼핑몰, 지하철역사 등과 같은 복잡·거대한 실내 공간에서 자신의 위치를 파악하고, 실내 내비게이션, 증강현실 등과 같이 위치에 기반한 서비스(LBS: Location Based Service)를 제공받고자하는 요구가 증가하고 있다. 이와 같은 위치기반 서비스를 효과적으로 제공하기 위해서는 빠르게 변화하는 실내 공간에 대한 매핑 및 모델링이 주기적으로 정확하게 수행되어야만 한다. 그러나 실내의 멀티센서 데이터를 취득하고, 이를 지오레퍼런싱하여 실내 공간을 매핑하는 것과 관련된 연구는 과도기적인 단계로써, 신뢰성있는 시스템 및 기술이 부재한 실정이다. 대형 측량 장비 업체와 로봇 기술 업체에 의한 1) 고가의 센서 기반 데이터 취득을 위한 하드웨어 개발만 이루어진 상태이며, 고정밀의 센서 데이터를 취득하더라도 이들을 2) 융합처리하여 고정밀 센서 데이터의 특장점을 극대화하는 기술력이 부족하다. 이로 인해 멀티센서 데이터를 취득하였음에도 불구하고, 상호보완적 특성을 극대화하지 못하고 센서 데이터를 개별적으로 가시화하는 정도에 그치고 있다. 또한, 멀티센서 데이터로부터 3) 실내 공간 정보를 생성하기 위한 기술 개발이 미비하다.

본 연구에서는 실내외 공간정보 연계 및 다각적인 공간 분석을 가능하게 하는 실감형 실내 3차원 공간정보를 효율적으로 구축하기 위한 “저가 이동형 멀티센서 시스템의 정밀 지오레퍼런싱과 실내 공간 자동 매핑 기술”을 개발한다. 이동이 가능한 플랫폼에 저가 멀티 센서를 탑재함으로써 데이터 취득에 투입되는 비용·시간·인력을 절감시킬 수 있다. 반면 고도의 소프트웨어에 의해 센서 성능을 보완함으로써 저해상도 데이터로부터 신뢰도 높은 공간정보 정보 추출이 가능하다. 또한, 영상과 라이다데이터를 융합 처리하여 서로 상호보완적인 특성을 극대화시켜 정밀한 기하학적 정보와 실제와 같은 텍스쳐를 동시에 자동 추출할 수 있도록 한다. 최종 산출물로써 실내 공간의 3차원 메쉬 모델을 생성함으로써 실내 내비게이션뿐만 아니라 실내 공간 관리, 실내 로봇 응용 서비스, 실내 긴급 구난 서비스 등의 다양한 실내 공간정보 활용 분야에 이용될 수 있도록 한다.

최종 연구목표인 “저가 이동형 멀티센서 시스템의 정밀 지오레퍼런싱과 실내 공간 자동 매핑 기술”의 개발을 위하여 크게 1) 멀티센서 시스템 구축 및 검증, 2) 정밀 지오레퍼런싱, 3) 실내 공간 자동 매핑 기술 개발의 주요 연구항목을 선정하여 총 3년 동안 연구를 수행하였다. 1차 년도에는 실내에서 이동이 가능한 플랫폼에 저가의 라이다, 카메라, IMU, 거리측정기 등의 센서를 탑재하여 멀티센서 시스템을 구축하고 정밀한 센서 및 시스템 캘리브레이션을 수행하여 시스템으로부터 일정한 품질을 갖는 신뢰성 있는 실내 멀티센서 데이터를 취득할 수 있도록 하였다. 2차 년도에는 구축된 시스템으로부터 취득된 영상의 지오레퍼런싱 기술을 개발하고, 그 결과를 활용하여 라이다 데이터를 정밀 지오레퍼런싱할 수 있는 기술을 개발함으로써 신뢰성 있는 실내의 지오레퍼런싱된 멀티센서 데이터를 생성할 수 있도록 하였다. 3차 년도에는 정밀하게 지오레퍼런싱된 영상 및 라이다 데이터 간의 기하학정 정합을 통하여 RGB 3차원 점(좌표) 집합을 생성하고 불규칙삼각망(TIN: Triangulated Irregular Network)을 구성하여 실감형 메쉬 모델을 생성하였다.

본 연구를 통하여 경제적으로 정교하고 신뢰성있는 3차원 실내 공간 모델을 생성할 수 있는 기술력이 확보되었다. 이에 따라 현재 실내 측위 및 모델링에 있어 기술력의 한계로 인해 정체되어 있는 다양한 실내 LBS 분야의 연구도 활성화될 수 있을 것이다. 화재, 건물붕괴 등의 긴급 상황 발생 시 대피 및 구조 경로 안내와 대규모 복합 실내 공간에서 교통약자용 내비게이션을 모델 기반으로 수행함으로써 현실감을 극대화할 수 있겠다. 또한 Wifi 또는 자기장 기반의 실내측위 기술이나 영상 취득의 위치가 중요한 증강현실 기술이 센서 데이터 및 모델을 기반으로 보완됨으로써 현재보다 높은 정확도가 성취될 수 있고, 마케팅, 시설물 관리 등 다양한 분야에 응용될 수 있을 것이다.

(출처 : Ⅰ. 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 3
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 4
• 1. 연구과제의 개요 ... 4
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 4
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 4
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 6
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 6
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 6
• Ⅲ. 연구성과 ... 7
• 끝페이지 ... 8