Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography
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v.33
no.6
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pp.557-567
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2015
With the increasing demands of 3D spatial information in urban environment, the importance of point clouds generation techniques have been increased. In particular, for as-built BIM, the point clouds with the high accuracy and density is required to describe the detail information of building components. Since the terrestrial LiDAR has high performance in terms of accuracy and point density, it has been widely used for as-built 3D modelling. However, the high cost of devices is obstacle for general uses, and the image-based 3D reconstruction technique is being a new attraction as an alternative solution. This paper compares the image-based 3D reconstruction technique and the terrestrial LiDAR in point of establishing the as-built BIM of outdoor structures. The point clouds generated from the image-based 3D reconstruction technique could roughly present the 3D shape of a building, but could not precisely express detail information, such as windows, doors and a roof of building. There were 13.2~28.9 cm of RMSE between the terrestrial LiDAR scanning data and the point clouds, which generated from smartphone and DSLR camera images. In conclusion, the results demonstrate that the image-based 3D reconstruction can be used in drawing building footprint and wireframe, and the terrestrial LiDAR is suitable for detail 3D outdoor modeling.
Light detection and ranging (LiDAR), a widely used sensor in mobile robots and autonomous vehicles, has its most important function as measuring the range of objects in three-dimensional space and generating point clouds. These point clouds consist of the coordinates of each reflection point and can be used for various tasks, such as obstacle detection and environment recognition. However, several processing steps are required, such as three-dimensional modeling, mesh generation, and rendering. Efficient data processing is crucial because LiDAR provides a large number of real-time measurements with high sampling frequencies. Despite the rapid development of controller computational power, simplifying the computational algorithm is still necessary. This paper presents a method for estimating the presence of curbs, humps, and ground tilt using range measurements from a single horizontal or vertical scan instead of point clouds. These features can be obtained by data segmentation based on linearization. The effectiveness of the proposed algorithm was verified by experiments in various environments.
For disaster management and mitigation of earthquakes in Korea Peninsula, active fault investigation has been conducted for the past 5 years. In particular, investigation of sediment-covered active faults integrates geomorphological analysis on airborne LiDAR data, surface geological survey, and geophysical exploration, and unearths subsurface active faults by trench survey. However, the fault traces revealed by trench surveys are only available for investigation during a limited time and restored to the previous condition. Thus, the geological data describing the fault trench sites remain as the qualitative data in terms of research articles and reports. To extend the limitations due to temporal nature of geological studies, we utilized a terrestrial LiDAR to produce 3D point clouds for the fault trench sites and restored them in a digital space. The terrestrial LiDAR scanning was conducted at two trench sites located near the Yangsan Fault and acquired amplitude and reflectance from the surveyed area as well as color information by combining photogrammetry with the LiDAR system. The scanned data were merged to form the 3D point clouds having the average geometric error of 0.003 m, which exhibited the sufficient accuracy to restore the details of the surveyed trench sites. However, we found more post-processing on the scanned data would be necessary because the amplitudes and reflectances of the point clouds varied depending on the scan positions and the colors of the trench surfaces were captured differently depending on the light exposures available at the time. Such point clouds are pretty large in size and visualized through a limited set of softwares, which limits data sharing among researchers. As an alternative, we suggested Potree, an open-source web-based platform, to visualize the point clouds of the trench sites. In this study, as a result, we identified that terrestrial LiDAR data can be practical to increase reproducibility of geological field studies and easily accessible by researchers and students in Earth Sciences.
In this paper, we propose a new indoor localization method for indoor mobile robots using LiDAR. The indoor mobile robots operating in limited areas usually require high-precision localization to provide high level services. The performance of the widely used localization methods based on radio waves or computer vision are highly dependent on their usage environment. Therefore, the reproducibility of the localization is insufficient to provide high level services. To overcome this problem, we propose a new localization method based on the comparison between ceiling shape information obtained from LiDAR measurement and the blueprint. Specifically, the method includes a reliable segmentation method to classify point clouds into connected planes, an effective comparison method to estimate position by matching 3D point clouds and 2D blueprint information. Since the ceiling shape information is rarely changed, the proposed localization method is robust to its usage environment. Simulation results prove that the position error of the proposed localization method is less than 10 cm.
This study investigated the application of terrestrial light detection and ranging (LiDAR) to inspect the defects of the vegetated levee. The accuracy of vegetation filtering techniques was compared by applying filtering techniques on photogrammetric point clouds of a vegetated levee generated by terrestrial LiDAR. Representative 10 vegetation filters such as CIVE, ExG, ExGR, ExR, MExG, NGRDI, VEG, VVI, ATIN, and ISL were applied to point cloud data of the Imjin River levee. The accuracy order of the 10 techniques based on the results was ISL, ATIN, ExR, NGRDI, ExGR, ExG, MExG, VVI, VEG, and CIVE. Color filters show certain limitations in the classification of vegetation and ground and classify grass flower image as ground. Morphological filters show a high accuracy of the classification, but they classify rocks as vegetation. Overall, morphological filters are superior to color filters; however, they take 10 times more computation time. For the improvement of the vegetation removal, combined filters of color and morphology should be studied.
This study discusses the long-term deformation monitoring and shape sensing of bridge girder surfaces with an automated extraction scheme for point clouds in the Region Of Interest (ROI), invariant to the position of a Light Detection And Ranging system (LiDAR). Advanced smart construction necessitates continuous monitoring of the deformation and shape of bridge girders during the construction phase. An automated scheme is proposed for reconstructing geometric model of ROI in the presence of noisy non-stationary background. The proposed scheme involves (i) denoising irrelevant background point clouds using dimensions from the design model, (ii) extracting the outer boundaries of the bridge girder by transforming and processing the point cloud data in a two-dimensional image space, (iii) extracting topology of pre-defined targets using the modified Otsu method, (iv) registering the point clouds to a common reference frame or design coordinate using extracted predefined targets placed outside ROI, and (v) defining the bounding box in the point clouds using corresponding dimensional information of the bridge girder and abutments from the design model. The surface-fitted reconstructed geometric model in the ROI is superposed consistently over a long period to monitor bridge shape and derive deflection during the construction phase, which is highly correlated. The proposed scheme of combining 2D-3D with the design model overcomes the sensitivity of 3D point cloud registration to initial match, which often leads to a local extremum.
Recent developments in robotics and intelligent vehicle area, bring interests of people in an autonomous driving ability and advanced driving assistance system. Especially fully automatic parking ability is one of the key issues of intelligent vehicles, and accurate parked vehicles detection is essential for this issue. In previous researches, many types of sensors are used for detecting vehicles, 2D LiDAR is popular since it offers accurate range information without preprocessing. The L shape feature is most popular 2D feature for vehicle detection, however it has an ambiguity on different objects such as building, bushes and this occurs misdetection problem. Therefore we propose the accurate vehicle detection method by using a 3D complete vehicle model in 3D point clouds acquired from front inclined 2D LiDAR. The proposed method is decomposed into two steps: vehicle candidate extraction, vehicle detection. By combination of L shape feature and point clouds segmentation, we extract the objects which are highly related to vehicles and apply 3D model to detect vehicles accurately. The method guarantees high detection performance and gives plentiful information for autonomous parking. To evaluate the method, we use various parking situation in complex urban scene data. Experimental results shows the qualitative and quantitative performance efficiently.
In recent years, the use of LiDAR sensors is increasing as autonomous driving, robot control, and drones are considered more. Contrary to ordinary cameras, LiDAR sensors make it possible to handle challenging problems by calculating the distance between objects. This crucial characteristic makes more active research on deep learning models dealing with point clouds which are data of LiDAR. In this paper, among the schemes of using the point cloud, the Point-based approach is mainly discussed. Furthermore, future streams and insights can be considered by looking at solving methods and the limitations.
International conference on construction engineering and project management
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2024.07a
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pp.277-284
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2024
The improvement of the reality capture concept has made 3D datasets an important resource for visualization and documentation in the Architectural, Engineering, and Construction (AEC) field. Despite laser scanning providing the most accurate 3D models, it also entails some disadvantages, such as high equipment costs. Therefore, this study aims to compare the accuracy of four reality capture equipment types (LiDAR, UAV-based LiDAR, UAV-based photogrammetry, and 3D virtual tours), each offering different advantages and disadvantages. The findings suggest that aerial LiDAR, 3D virtual tour, and aerial photogrammetry offer increasingly less accurate alternatives to TLS, respectively. The results of the study may help construction companies when deciding on reality capture investment.
TRecently, smart cities that solve various problems in cities based on IoT technology are in the spotlight. In particular, cases of BIM application for smooth management of construction and maintenance are increasing, and spatial information is converted into 3D data through convergence technology and used for safety diagnosis. The purpose of this study is to create and combine point clouds of a multi-story building by using a ground laser scanner and a handheld LiDAR SLAM among UAV and LiDAR equipment, supplementing the Occluded area and disadvantages of each technology, examine the effectiveness of indoor and outdoor reverse design by observing shape reproduction and accuracy. As a result of the review, it was confirmed that the coordinate accuracy of the data was improved by creating and combining the indoor and outdoor point clouds of the multi-story building using three technologies. In particular, by supplementing the shortcomings of each technology, the completeness of the shape reproduction of the building was improved, the Occluded area and boundary were clearly distinguished, and the effectiveness of reverse engineering was verified.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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