Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SP (대한전자공학회논문지SP)

The Institute of Electronics and Information Engineers (대한전자공학회)
권호 표지

Study of Structure Modeling from Terrestrial LIDAR Data

지상라이다 데이터를 이용한 구조물 모델링 기법 연구

  • Lee, Kyung-Keun (Department of Electronics Engineering, Kookmin University) ;
  • Jung, Kyeong-Hoon (Department of Electronics Engineering, Kookmin University) ;
  • Kim, Ki-Doo (Department of Electronics Engineering, Kookmin University)
  • Received : 2010.05.29
  • Accepted : 2010.08.31
  • Published : 2011.01.25
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Abstract

In this paper, we propose a new structure modeling algorithm from 3D cloud points of terrestrial LADAR data. Terrestrial LIDAR data have various obstacles which make it difficult to apply conventional algorithms designed for air-borne LIDAR data. In the proposed algorithm, the field data are separated into several clusters by adopting the structure extraction method which uses color information and Hough transform. And cluster based Delaunay triangulation technique is sequentially applied to model the artificial structure. Each cluster has its own priority and it makes possible to determine whether a cluster needs to be considered not. The proposed algorithm not only minimizes the effects of noise data but also interactively controls the level of modeling by using cluster-based approach.

본 논문에서는 지상라이다에서 획득한 3차원 점군데이터로부터 구조물을 모델링하는 알고리듬을 제안한다. 지상라이다 점군 데이터는 항공라이다의 경우와 달리 목표 구조물의 크기와 비슷한 다양한 장애물이 존재하고 데이터의 밀도, 거리 등의 특성이 다르기 때문에 항공라이다에서 사용된 기존의 알고리듬을 그대로 적용하기가 곤란하다. 제안한 방법에서는 색상정보와 호프변환을 이용하여 구조물을 추출하는 기법을 기반으로 주어진 필드데이터를 여러 개의 클러스터로 구분한다. 클러스터 데이터의 우선순위에 따라서 Delaunay triangulation 기법을 차례대로 적용하여 모델링을 수행한다. 제안한 방법은 클러스터 단위로 모델링을 진행하므로 잡음에 의한 영향을 최소화할 수 있으며 사용자가 원하는 개수만큼의 클러스터를 선택함으로써 모델링의 수준을 대화식으로 조정할 수 있다는 장점이 있다.

Keywords

References

  1. 조홍범, 조우석, "항공 LIDAR 데이터를 이용한 3차원 건물모델링," 대한원격탐사학회지, 제24권, 제2호, pp. 141-152, 2008년 4월. https://doi.org/10.7780/kjrs.2008.24.2.141
  2. 사석재, 이임평, "지상라이다와 디지털지상사진측량을 융합한 건축물의 3차원 정밀모델링," 한국지적학회 추계학술대회논문집, pp. 61-68, 2004년 12월.
  3. 이홍민, 박효선, "지상 LIDAR를 이용한 구조물의 안전성 및 사용성 모니터링을 위한 변위 및 변형 형상 계측 모델 제안," 대한건축학회논문집, 제23권, 제1호, pp. 3-10, 2007년 1월.
  4. Bartels, M. and Wei, H. "Segmentation of LIDAR data using measures of distribution," International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences Vol. XXXVI, Part 7, pp. 426-431, 2006.
  5. Marc Bartels, Hong Wei and David C. Mason, "DTM generation from LIDAR data using skewness balancing," International Conference on Pattern Recognition, pp. 566-569, Hong Kong, August 2006.
  6. McIntosh K. and Krupnik A., "Integration of laser-derived DSMs and matched image edges for generating an accurate surface model," ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, Vol. 56, No. 3, pp. 167-176, 2002. https://doi.org/10.1016/S0924-2716(02)00042-4
  7. 김남운, 노이주, "색상 정보와 호프변환을 이용한 3차원 점군데이터 구조물 추출 기법 연구," 전자공학회논문지, 제49권 SP편, 제6호, 143-151쪽, 2009년 5월.
  8. N. A. Golias and R. W. Dutton, "Delaunay triangulation and 3D adaptive mesh generation," Finite Elements in Analysis Design, Vol. 25, issues 3-4, pp. 331-341, April 1997. https://doi.org/10.1016/S0168-874X(96)00054-6
  9. 조승현, 조명우, 김재도, "Delaunay 삼각형분할법을 이용한 3차원복합형상의 역공학," 한국정밀공학회지, 제17권, 제7호, pp. 181-188, 2000년 7월.
  10. B. Delaunay, "Sur la sphere vide," Izvestia Akademii Nauk SSSR, Otdelenie Matematicheskikh i Estestvennykh Nauk 7, pp. 793-800, 1934.
  11. F. Tarsha-Kurdi, T. Landes and P. Grussenmeyer, "Hough-transform and extended RANSAC algorithms for automatic detection of 3D building roof planes from LIDAR data," ISPRS Workshop on Laser Scanning 2007 and SilviLaser 2007, pp. 407-412, Espoo, Finland, May 2008.