• 제목/요약/키워드: 3D point cloud modeling

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리모델링 프로젝트의 역설계 적용을 위한 최적 3차원 레이저 스캐닝 정보 획득 방안에 관한 연구 - 실내 리모델링을 대상으로 - (A Study on Optimal Laser Scanning method for Reverse Engineering at Interior Remodeling Project)

  • 이상설;권순욱
    • 한국건설관리학회논문집
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    • 제15권3호
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    • pp.3-11
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    • 2014
  • 최근 국내 건축경기 불황에 대한 방안으로 리모델링 시장이 신규 유망시장으로 주목받고 있다. 하지만 리모델링 공사를 추진하는데 있어, 도면의 부재나 도면 정보의 부족 등으로 시공에 상당한 어려움을 겪고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 역설계 기술을 이용한 도면화 기술에 대한 활발한 연구가 진행 중이지만, 현장에서는 역설계 기술의 정확도와 도면화 시간에 대한 정보부족으로 역설계 기술의 사용을 주저하고 있다. 따라서 본 연구에서는 실험을 통해 역설계 과정 중 3차원 형상 정보를 획득하는데 있어서 포인트 데이터 정밀도에 따른 측정시간과 오차를 분석하여 최적의 포인트 데이터 획득 정밀도를 제안하고자 한다.

딥러닝을 활용한 철도 터널 객체 분할에 학습 데이터가 미치는 영향 (Effect of Learning Data on the Semantic Segmentation of Railroad Tunnel Using Deep Learning)

  • 유영무;김병규;박정준
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제37권11호
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    • pp.107-118
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    • 2021
  • Scan-to-BIM은 라이다(Light Detection And Ranging, LiDAR)로 구조물을 계측하고 이를 바탕으로 3D BIM(Building Information Modeling) 모델을 구축하는 방법으로 정밀한 모델링이 가능하지만 많은 인력과 시간, 비용이 소모된다는 한계를 가진다. 이러한 한계를 극복하기 위해 포인트 클라우드 데이터를 대상으로 딥러닝(Deep learning) 알고리즘을 적용하여 구조물의 객체 분할(Semantic segmentation)을 수행하는 연구들이 진행되고 있으나 학습 데이터에 따라 객체 분할 정확도가 어떻게 변화하는지에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 딥러닝을 통한 철도 터널의 객체 분할에 학습 데이터를 구성하는 철도 터널의 크기, 선로 유형 등이 어떤 영향을 미치는지 확인하기 위해 매개변수 연구를 수행하였다. 매개변수 연구 결과, 학습과 테스트에 사용한 터널의 크기가 비슷할수록, 단선 터널보다는 복선 터널로 학습하는 경우에 더 높은 객체 분할 성능을 보였다. 또한, 학습 데이터를 두 가지 이상의 터널로 구성하면 전체 정확도(Overall Accuracy, OA)와 MIoU(Mean Intersection over Union)가 적게는 10%에서 많게는 50%가량 증가하였는데 이로부터 학습 데이터를 다양하게 구성하는 것이 효율적인 학습에 기여할 수 있음을 확인하였다.

건축물 실시간 원격 스캔을 위한 SLAM 시스템 개발 시 고려사항 (Considerations for Developing a SLAM System for Real-time Remote Scanning of Building Facilities)

  • 강태욱
    • 한국BIM학회 논문집
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    • 제10권1호
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    • pp.1-8
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    • 2020
  • In managing building facilities, spatial information is the basic data for decision making. However, the method of acquiring spatial information is not easy. In many cases, the site and drawings are often different due to changes in facilities and time after construction. In this case, the site data should be scanned to obtain spatial information. The scan data actually contains spatial information, which is a great help in making space related decisions. However, to obtain scan data, an expensive LiDAR (Light Detection and Ranging) device must be purchased, and special software for processing data obtained from the device must be available.Recently, SLAM (Simultaneous localization and mapping), an advanced map generation technology, has been spreading in the field of robotics. Using SLAM, 3D spatial information can be obtained quickly in real time without a separate matching process. This study develops and tests whether SLAM technology can be used to obtain spatial information for facility management. This draws considerations for developing a SLAM device for real-time remote scanning for facility management. However, this study focuses on the system development method that acquires spatial information necessary for facility management through SLAM technology. To this end, we develop a prototype, analyze the pros and cons, and then suggest considerations for developing a SLAM system.

건물3D모델링을 위한 드론과 스마트폰영상 조합의 3D메쉬 정확도 및 완성도 분석 (An Analysis of 3D Mesh Accuracy and Completeness of Combination of Drone and Smartphone Images for Building 3D Modeling)

  • 한승희;유상현
    • 지적과 국토정보
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    • 제52권1호
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    • pp.69-80
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    • 2022
  • 드론사진측량은 일반적으로 상공에서 수직 또는 경사로 영상을 획득하므로 3차원 모델링을 위한 목적으로 촬영할 경우 건물의 지면부분에 대한 영상매칭과 점군데이터의 공간정확도가 불량하여 3D메쉬의 완성도가 떨어진다. 따라서 본 연구에서는 이를 극복하기 위해 드론영상과 지상에서 스마트폰 영상을 획득하여 각각의 공간정확도를 분석함은 물론 드론영상에 스마트폰영상을 조합하지 않았을 경우와 조합해석 했을 경우의 정확도 향상과 3D메쉬의 완성도를 평가하였다. 연구결과 드론사진측량의 수평(x,y)정확도는 1/200,000정도로 전통적인 사진측량 정확도와 유사하였다. 또한, 촬영방법에 따른 정확도는 사진맷수의 증가보다 대상물에 대한 촬영각도에 영향을 더 받는 것으로 분석되었다. 스마트폰영상 조합의 경우 정확도에 별다른 영향을 미치지 않았으나 3D메쉬의 완성도는 디지털트윈시티 기준을 만족하는 LoD3급의 3D메쉬를 얻을 수 있었다. 따라서, 드론영상과 지상에서 촬영한 스마트폰 또는 DSLR영상을 조합처리 함으로써 디지털트윈시티를 위한 3D모델 구축에 충분히 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

Holographic Polymer-Dispersed Liquid Crystals and Polymeric Photonic Crystals Formed by Holographic Photolithography

  • Kyu Thein;Meng Scott;Duran Hatice;Nanjundiah Kumar;Yandek Gregory R.
    • Macromolecular Research
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    • 제14권2호
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    • pp.155-165
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    • 2006
  • The present article describes the experimental and theoretical observations on the formation of holographic, polymer-dispersed, liquid crystals and electrically switchable, photonic crystals. A phase diagram of the starting mixture of nematic liquid crystal and photo-reactive triacrylate monomer was established by means of differential scanning calorimetry (DSC) and cloud point measurement. Photolithographic patterns were imprinted on the starting mixture of LC/triacrylate via multi-beam interference. A similar study was extended to a dendrimer/photocurative mixture as well as to a single component system (tetra-acrylate). Theoretical modeling and numerical simulation were carried out based on the combination of Flory-Huggins free energy of mixing and Maier-Saupe free energy of nematic ordering. The combined free energy densities were incorporated into the time-dependent Ginzburg-Landau (Model C) equations coupled with the photopolymerization rate equation to elucidate the spatio-temporal structure growth. The 2-D photonic structures thus simulated were consistent with the experimental observations. Furthermore, 3-D simulation was performed to guide the fabrication of assorted photonic crystals under various beam-geometries. Electro-optical performance such as diffraction efficiency was evaluated during the pattern photopolymerization process and also as a function of driving voltage.

지상 LiDAR를 이용한 BIM 기반 건물의 3D 공간정보 구축 연구 (Construction of BIM based Building 3D Spatial Information Using Terrestrial LiDAR)

  • 김경민;이길재;조기성
    • 지적과 국토정보
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    • 제46권1호
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    • pp.23-35
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    • 2016
  • 최근 IT기술의 발달과 함께 건설 분야와 IT기술의 융합에 맞추어 비정형화와 대형화로 인해 건물의 외형이 다양해지고 있다. 이에 건물을 기존보다 정확하게 표현하면서 시각적으로도 우수한 3차원 공간정보를 구축하기 위해 본 연구에서는 대상 건물을 지상 LiDAR를 이용해 고밀도 점군자료를 취득하였고, 이를 바탕으로 BIM(Building Information Modeling) 기반의 건물 모델을 제작하였다. 이를 각 층별 레이어로 개별 추출하여 높이에 따른 건물 외곽정보들과의 차이점을 확인하였으며, IFC 표준 포맷을 활용한 공개형 BIM을 통해 구조물의 외곽 현황 파악이 가능함을 확인하였으며, 이를 기반으로 하는 새로운 입체지적 및 공간정보 데이터 구축 방안을 제시하였다.

지상레이저스캐닝 기반 3차원 실내 모델링 (3D Indoor Modeling Based on Terrestrial Laser Scanning)

  • 홍승환;조형식;김남훈;손홍규
    • 대한토목학회논문집
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    • 제35권2호
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    • pp.525-531
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    • 2015
  • 3차원 실내공간정보에 구축 시 경제성, 효율성 및 정확도 향상을 위한 지상레이저스캐너의 활용이 주목을 받고 있다. 그러나 실내공간정보 구축에 있어 지상레이저스캐너 관측방식과 기존 측량방식 방식에 대한 비교 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 설계도면 갱신 및 3차원 실내 모델링에 AMCW 방식 및 direct TOF 방식의 지상레이저스캐너와 토탈스테이션의 작업시간 및 위치정확도를 비교하여 지상레이저스캐너의 효율성과 경제성을 제시하였다. 비교결과, AMCW 방식은 direct TOF 방식에 비해 시간효율성이 뛰어났으며 두 관측값 사이의 RMSE는 ${\pm}1mm$ 수준으로 나타났다. 또한 지상레이저스캐닝 방식은 토탈스테이션 관측방식에 비해 2배 이상의 시간효율성을 보였으며 두 관측값 사이의 RMSE는 ${\pm}3.4cm$로 나타났다. 제시된 지상레이저스캐너를 이용한 3차원 실내모델링의 경제성과 효율성을 바탕으로 향후 3차원 실내공간 정보 구축에 지상레이저스캐닝 방식이 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

3D 형상정보 자동 수집을 위한 구면좌표계식 스캐닝 시스템 (Spherical-Coordinate-Based Guiding System for Automatic 3D Shape Scanning)

  • 박상욱;맹희영;이명상;권길선;나미선
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제38권9호
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    • pp.1029-1036
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    • 2014
  • 3D 스캐닝을 이용한 3D 형상정보를 구축하기 위해서는 피측정물의 촬영부터 시작하여 획득된 데이터의 합성과정까지 여러 단계를 거치는데, 이는 많은 시간과 복잡하며 번거로운 수작업을 요구한다. 본 연구에서는 복잡하고 많은 시간이 소요되는 과정에서 생기는 불필요한 준비과정이나 진행단계별 수작업 요소들을 자동화하여 작업자의 숙련도에 따라 발생하는 데이터 품질의 차이를 최소화 할 수 있도록 하였으며, 작업자의 실수로 인해 발생하는 데이터의 부재를 사전에 예방 할 수 있어 결과적으로 3D 스캐너를 통한 3 차원데이터 획득과정의 시간적, 데이터적 효율성과 형상정밀도를 증가시킴을 증명하였다.

오픈 소스 기반의 정찰 및 탐색용 드론 프로그램 개발 (Development of the Program for Reconnaissance and Exploratory Drones based on Open Source)

  • 채범석;김정환
    • 대한임베디드공학회논문지
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    • 제17권1호
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    • pp.33-40
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    • 2022
  • With the recent increase in the development of military drones, they are adopted and used as the combat system of battalion level or higher. However, it is difficult to use drones that can be used in battles below the platoon level due to the current conditions for the formation of units in the Korean military. In this paper, therefore, we developed a program drones equipped with a thermal imaging camera and LiDAR sensor for reconnaissance and exploration that can be applied in battles below the platoon level. Using these drones, we studied the possibility and feasibility of drones for small-scale combats that can find hidden enemies, search for an appropriate detour through image processing and conduct reconnaissance and search for battlefields, hiding and cover-up through image processing. In addition to the purpose of using the proposed drone to search for an enemies lying in ambush in the battlefield, it can be used as a function to check the optimal movement path when a combat unit is moving, or as a function to check the optimal place for cover-up or hiding. In particular, it is possible to check another route other than the route recommended by the program because the features of the terrain can be checked from various viewpoints through 3D modeling. We verified the possiblity of flying by designing and assembling in a form of adding LiDAR and thermal imaging camera module to a drone assembled based on racing drone parts, which are open source hardware, and developed autonomous flight and search functions which can be used even by non-professional drone operators based on open source software, and then installed them to verify their feasibility.