Acquisition of 3D Spatial Data for Indoor Environment by Integrating Laser Scanner and CCD Sensor with IMU

실내 환경에서의 3차원 공간데이터 취득을 위한 IMU, Laser Scanner, CCD 센서의 통합

3D data are in great demand for pedestrian navigation recently. For pedestrian navigation, we needs to reconstruct 3D model in detail from people's eye. In order to present spatial features in detail for pedestrian navigation, it is indispensable to develop 3D model not only in outdoor environment but also in indoor environment such as underground shopping complex. However, it is very difficult to acquire 3D data efficiently by mobile mapping without GPS. In this research, 3D shape was acquired by Laser scanner, and texture by CCD(Charge Coupled Device) sensor. Continuous changes position and attitude of sensors were measured by IMU(Inertial Measurement Unit). Moreover, IMU was corrected by relative orientation of CCD images without GPS(Global Positioning System). In conclusion, Reliable, quick, and handy method for acquiring 3D data for indoor environment is proposed by a combination of a digital camera and a laser scanner with IMU.

최근 들어 보행자 내비게이션을 위한 3차원 공간데이터의 요구가 급증하고 있다. 보행자 내비게이션에 있어서, 3차원 모델은 일반인의 시각에서 구체적으로 표현되어야 할 필요가 있다. 보행자 내비게이션을 위한 공간을 상세하게 구현하기 위해서는 실외 환경뿐만 아니라 지하쇼핑센터와 같은 실내 환경에서도 적용될 수 있는 3차원 모델을 개발하는 것이 필수적이다. 그러나 GPS 없이 모바일 맵핑만으로 3차원 데이터를 효율적으로 취득하기란 대단히 어렵다. 본 연구에서는 3차원 형상을 레이저 스캐너로 측정하고, 표면 텍스쳐는 CCD 센서로 취득하였으며, 계속적으로 변화하는 센서의 위치와 높이는 IMU를 통해 측정하였다. 또한 IMU의 위치데이터는 GPS의 위치보정 없이 CCD 이미지의 상대 표정을 통해 수정하였다. 연구결과로써, 디지털 카메라 및 레이저 스캐너와 IMU와의 통합을 통해 실내 환경에서 신뢰성 높고, 빠르며, 간편하게 3차원 공간 데이터를 취득할 수 있는 방법을 제안하였다.