• 제목, 요약, 키워드: 레이저스캐닝

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대상물 표면물질에 따른 3차원 레이저스캐닝 시스템의 반사특성분석 (The Reflected Property Analysis of 3D Laser Scanning System as Object Surface Materials)

  • 엄대용;김지혜
    • 한국측량학회지
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    • v.27 no.3
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    • pp.347-356
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    • 2009
  • 최근 산업계를 비롯한 다양한 분야에서 대상물에 대한 3차원 측정과 형상화에 대한 요구가 급증함에 따라 측정 및 3차원 모델링을 위한 3차원 레이저스캐닝 시스템의 활용이 급증하고 있다. 그러나 3차원 레이저 스캐닝 시스템의 역할 및 활용의 증가하고 있는데 반해 스캔에 의해 획득되는 결과에는 다양한 원인에 의한 오차가 포함됨으로 인하여 고정밀 측정이 요구되는 분야에서 활용에 부분적인 제약으로 작용하고 있다. 이에 본 연구에서는 레이저측정방식을 채용하고 있는 3차원 레이저스캐닝 시스템을 이용하여 오차발생의 가장 큰 요인으로 조사되고 있는 측정대상을 표면물질의 반사율에 따른 오차발생특성과 발생비율을 분석함으로써 3차원 스캔자료의 정확도 향상을 꾀하고자 하였다. 연구결과, 측정대상물의 표면물질에 따라 반사량이 다르게 나타남을 확인할 수 있었으며, 표면반사율과 레이저파의 반사량 사이에 비례관계가 성립되는 특성을 확인할 수 있었다.

홍성 신경리 마애여래입상의 3차원 기록화를 통한 포토그래메트리의 유용성 연구 (A Study on the Usefulness of Photogrammetry through 3D Recording of the Rock-carved Standing Buddha in Singyeong-ri, Hongseong)

  • 오준영;김충식
    • 문화재
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    • v.50 no.3
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    • pp.30-43
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    • 2017
  • 이 연구는 레이저스캐닝 중심의 문화유산 기록화 분야에서 포토그래메트리의 유용성 제고에 목적을 두고 있다. 두 계측기술(레이저스캐닝, 포토그래메트리)은 홍성 신경리 마애여래입상을 중심으로 정확성과 사실성 측면에서 비교되었다. 정확성 측면에서는 형상정보별 주요 지점과 두 형상정보 사이의 거리가 비교되었다. 마애불의 형상정보별 주요 지점의 거리 측정에서는 약 1mm 내외의 편차만이 확인되었다. 특히 정합을 통해 확인된 두 형상정보 사이의 평균거리는 약 0.01mm에 불과했다. 또한 약 2mm 이내의 절대편차가 전체의 70%를 차지하였으며, 약 3.5mm 이내의 절대편차가 전체의 95.4%로 확인되었다. 이러한 수치들은 레이저스캐닝 대비 포토그래메트리의 매우 높은 일치도를 보여주었다. 사실성 측면에서는 조각 깊이, 질감, 문양이 비교되었다. 4개의 단면 형상을 비교한 결과 두 계측기술별 형상정보는 미세한 차이만을 보였고, 전반적으로 유사한 형상이 확인되었다. 두 형상정보의 전체적인 질감도 유사하였다. 하지만 데시메이션이 적용된 포토그래메트리 기반의 세부 형상은 실물과 레이저스캐닝에 비해 매끄러운 질감으로 구현되었다. 특히 포토그래메트리는 레이저스캐닝과 동일하게 마애불에 조각된 다양한 문양도 사실적으로 구현하였으며, 얕은 깊이의 문양도 비교적 세밀하게 나타났다.

3D 레이저스캐닝을 이용한 건물 내부의 리모델링 데이터 추출 (Data Extraction for Remodelling of Building Interior Using 3D Laser Scanning)

  • 이진덕;이재빈
    • 한국GIS학회:학술대회논문집
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    • pp.315-317
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    • 2008
  • 본 연구에서는 리모델링 대상 백화점 건물의 내부를 지상레이져스캐너(z-f 레이저 장비)에 의해 3D 데이터를 취득하고 일련의 처리과정을 통하여 건물 내부의 리모델링 시공을 위한 단면자료 추출 과정 등에 대하여 제시하였다. 리모델링시공을 위해서는 건물내부에 대한 정확한 도면이 필요하며, 시공당시의 설계도면이 분실 또는 훼손되었든지 실제치수가 당초 설계와 다른 경우 복잡한 내부를 측량해야 하는데 이 경우 레이저 스캐닝 및 관련 소프트웨어에 의한 도면데이터 추출과정을 제시하였다.

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3차원 레이저 스캐너를 이용한 사면 관리기법 연구

  • 오석훈;임은상;장봉석
    • 한국지구과학회:학술대회논문집
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    • pp.103-111
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    • 2005
  • 최근의 급속한 기술 발달을 통해 고전적인 측량 기법을 극복한 3차원 레이저 스캐너를 댐 관리기법의 연구에 적용하였다. 다목적댐과 같은 대규모 댐의 경우, 댐체 변형 특성 파악 및 주변 사면 안정성 연구 등과 관련하여 많은 측량이 필요하지만, 주로 제한된 점 (point)자료를 획득하여 분석하는 데 그쳤다. 본 연구에서는 이를 극복하기 위하여 3차원 레이저 스캐너 장비를 도입하여 조사하고자 하는 대상체에 대해 3차원 디지털 좌표를 다량으로 획득하여 이를 분석 처리함으로써 보다 효율적으로 댐 관리가 이루어지도록 하였다. 본 연구에서는 보강 사면에 대한 변형 특성을 파악하기 위해, 7개월 간격으로 3차원 스캐닝을 통해 좌표 값을 획득하여 이의 분석을 통해 향후 거동에 대해 예측하였다. 분석을 위해 두 시기의 스캐닝 자료를 병합(registration)하여 상대차이를 분석하고, 틀어진 각을 측정하였다. 또한 도면이 존재하지 않는 지자체의 댐에 대한 신속 측량을 3차원 레이저 스캐너로 대체하기 위한 방안에 대해 제시하고, 준공예정인 댐에 대한 스캐닝을 수행하여 설계 도면과의 비교 검토 결과를 분석하였으며, 향후 다양한 이용 방안에 대한 검토와 토론을 제안하고자 한다.

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모바일 레이저 스캐닝 데이터를 이용한 도로선형 및 횡단면 추출에 관한 연구 (A Study on the Extraction of Horizontal Alignment and Cross-Section of Roads using Mobile Laser Scanning Data)

  • 김세근;이현용;주영은
    • 한국지리정보학회지
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    • v.9 no.3
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    • pp.207-218
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    • 2006
  • 도로교통 안전진단에 있어 도로의 형상분류를 통한 도로 선형 및 횡단면 데이터의 추출은 매우 중요한 작업이다. 기존의 조사원에 의한 도로안전진단은 많은 시간과 비용이 요구되는 반면 도로안전진단을 위한 다양한 정보를 제공하지 못한다는 단점이 있다. 따라서, 레이저 스캐닝 장치를 장착한 차량측량시스템을 이용, 수치사진측량시스템 기술을 활용하여 자동으로 도로형상을 분류하고, 도로 선형 및 횡단면 데이터를 추출하는 방안이 필요하다. 본 논문에서는 이를 위해 모바일 레이저 스캐닝 데이터를 취득하여 처리하고, 이를 통해 도로 선형 및 횡단면 데이터를 추출할 수 있는 방안을 제시하고, GPS-VAN 을 이용 취득된 모바일 레이저 스캐닝 데이터를 처리, 도로 선형 및 횡단면 데이터를 추출하는 연구를 진행하였다.

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레이저 스캐닝 데이터를 이용한 터널 시설물 및 손상부위 검측 알고리즘 (A detection algorithm for the installations and damages on a tunnel liner using the laser scanning data)

  • 윤정숙;이준석;이규성;사공명
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • v.9 no.1
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    • pp.19-28
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    • 2007
  • 시설물의 안전성을 위한 유지 관리는 시간과 인력에 따른 경비가 상당히 소모되는 작업이다. 특히 인력에 의한 육안 검사에 의해 이루어지는 터널과 같은 시설물 관리에는 많은 시간과 경비가 요구되고 있으며, 데이터의 보관이나 저장 등에 어려움이 많다. 본 연구에서는 이러한 단점을 극복하기 위하여 최근 신기술로 떠오르는 레이저 스캐닝 기술에 의하여 획득한 데이터를 이용하여 터널의 유지 관리에 필요한 정보를 추출하는 접근방법을 제안하고자 한다. 터널의 레이저 스캐닝 데이터는 시작품으로 제작된 레이저 스캐너를 이용하여 촬영하였으며, 고밀도 점 데이터의 형태로 저장된 자료를 이용하였다. 터널의 스캐닝 데이터의 기하학,광학적 특성을 이용하여 터널 내부에 장착된 시설물들을 제거 한 후, 터널의 라이닝 상에 나타나는 물리적인 손상부위나 균열을 탐지하는 방법을 제시한다. 물리적인 손상부위는 터널의 라이닝이 성립하는 면을 기준으로 근접성을 바탕으로 탐지된다. 이 연구에서는 제안된 알고리즘을 적용하여 현장의 디지털 사진에서 확인할 수 있는 물리적인 손상 부위를 탐지 할 수 있었다.

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항공레이저스캐닝(ALS) 반사강도의 보정에 관한 연구 (A Study on Correction of Airborne Laser Scanning Intensity Data)

  • 신동준;장훈;최낙훈
    • 한국공간정보시스템학회:학술대회논문집
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    • pp.267-272
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    • 2005
  • 최근 항공레이저스캐닝(ALS)은 높은 정확도와 경제성을 이유로 지형정보를 획득하는 탁월한 수단으로 주목받고 있다. ALS에 의해 수집되는 고도자료는 DSM, DEM 제작에 유용하게 이용된다. ALS는 고도자료 이외에 지표면의 물질적 특성을 나타내는 반사강도를 획득한다. 그러나 반사강도는 노이즈로 인해 널리 이용되지 못하고 있으며, 노이즈의 주원인은 반사각으로 알려져 있다. 따라서 본 연구는 센서 위치정보와 ALS 고도자료를 이용하여 반사각을 이용하여 반사강도를 보정하는 방법을 제안하였다 여기에는 ${\theta}$의 각도로 입사한 레이저의 강도는 수직으로 입사한 레이저의 강도보다 $sin{\theta}$만큼 감소한다는 물리학적 원리가 이용되었다 반사각은 지표면과 레이저가 이루는 각으로, 센서와 측정점 사이의 각과 지표면의 경사각의 두 단계로 나누었다. 방법의 적합 여부를 확인하기 위해 적외선 영역에서 분리도가 잘 이루어지는 아스팔트, 휴경지(토양), 콘크리트, 수목의 네 가지 검증영역을 선정하여 보정된 반사강도와 보정 전의 반사강도를 비교하였다. 모든 영역에서 반사강도가 증가하였으며 특히 콘크리트와 수목에서의 증가가 두드러졌다. 보정을 통해 네 영역에서 반사강도의 분리도가 향상됨을 물론 그 크기가 '아스팔트<토양<콘크리트<수목'으로 나타나는 이론적인 경향과 유사함을 확인할 수 있다.

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지상 레이저 스캐닝 자료를 이용한 터널단면관리시스템 개발 (Development of Cross Section Management System in Tunnel using Terrestrial Laser Scanning Data)

  • 노태호;김진수;이영도
    • 한국지리정보학회지
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    • v.11 no.1
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    • pp.90-104
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    • 2008
  • 높은 정확도와 고밀도의 자료를 제공하는 레이저 스캐닝 기술은 공간정보 분야를 포함한 여러 분야에서 폭 넓게 활용되고 있으며 특히, 레이저 스캐닝 기술의 개발은 건설공학분야에 있어서 방대한 정보 추출을 가능케 하여 그 활용성이 매우 높은 실정이다. 본 연구에서는 지상 레이저 스캐닝 기법에 의해 취득된 자료를 이용하여 보다 정확한 터널 내공단면을 결정하고, 이를 실무에서 활용할 수 있는 터널단면관리시스템을 개발한 결과, 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 지상 레이저 스캐너를 이용하여 고정밀도의 3차원 자료를 신속 정확하게 취득할 수 있었으며, 자료 처리 단계를 거쳐 0.1m, 0.5m, 1.0m 간격의 임의 단면을 신속히 결정할 수 있었다. 따라서 레이저 스캐닝 기법을 활용함으로써 각 단면의 여굴량과 미굴량 뿐만 아니라, 전체 터널 연장에서 발생한 여굴량과 미굴량을 신속하고 정확히 산정할 수 있었다. 또한, 터널 굴착단계에서 보다 정확한 여굴량과 미굴량을 산정하고, 이를 모니터링 할 수 있는 터널단면관리시스템을 개발하였다. 개발된 GUI 프로그램은 실무에서 더욱 효율적이고 경제적인 터널 굴착관리 및 모니터링을 가능하게 하며 향후, 임의 단면의 자료 추출로 터널 유지 관리에 대한 중요한 기반 자료의 제공 및 활용에 기여할 것으로 판단된다.

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지상 레이저 스캐닝과 TS 측량을 이용한 멀티빔 시스템의 검·보정 (Calibration of Hydrographic Survey Multibeam System Using Terrestrial Laser Scanning and TS Surveying)

  • 김진수
    • 한국측량학회지
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    • v.31 no.3
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    • pp.199-207
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    • 2013
  • 수로측량에서 멀티빔 시스템에 의해 측량된 자료는 여러 가지 요인들에 의해 다양한 오차들을 포함한다. 이들은 패치 테스트라는 검정 단계를 통해 보정되며, 기존의 방법을 이용한 경우 정확한 시스템 검정을 위해 약 8회 내외의 테스트가 수행되어야한다. 본 연구에서 보다 신속하고 정확한 멀티빔 시스템 검 보정을 위해, 지상 레이저 스캐닝기술과 TS 측량을 이용하여 선박의 정확한 오프셋이 결정되었고, 이러한 자료를 초기 입력값으로 한 패치 테스트가 수행되었다. 그 결과, TS 측량에서 폐합오차가 0.001 m, 스캐닝에서의 후시 관측 오차가 0.005 m 이내였다. 동일한 지역 좌표계로 획득된 모든 측량자료는 선박 기준 좌표계로 변환되었고, 이 과정에서 모든 회전각에 대한 결정계수는 0.99 이상, 표준편차는 0.008 m 이하로 나타났다. 끝으로, 계산된 탑재 센서 오프셋과 모션 센서 오프셋을 이용한 패치 테스트에서 멀티빔 송수파기 오프셋은 단 1회의 보정만으로 수로측량 업무규정을 만족하였다. 이러한 결과에 비춰볼 때, 멀티빔 시스템의 검 보정에서 지상 레이저 스캐닝 및 TS 측량의 활용 가능성이 충분히 있다고 판단된다.