무인기 기반 경사 촬영 및 3차원 영상 모델링 방안

1. 방안 개요

경사촬영기술은 국제측량원격감지분야에서 신흥적으로 발전한 첨단기술로서 전통적인 항공촬영과 근경측량기술을 융합시켜 기존의 정사영상이 수직각도에서만 촬영할수 있었던 한계를 뒤엎고 같은 비행플랫폼에 여러대의 감지기를 탑재하는것을 통해 동시에 수직, 전시, 좌시, 우시와 후시 등 5개 부동한 각도에서 영상을 채집하였다.이 중 수직 촬영 영상은 기존 항공 촬영 측정 기술 처리를 거쳐 4D (DEM, DOM, DLG, DRG) 제품을 제작할 수 있다;전방, 좌측, 우측 및 후방 4개의 기울기 촬영 영상으로 15 ° ~ 45 ° 사이의 기울기 각도로 지물 측면의 풍부한 텍스쳐 정보를 얻을 수 있습니다.
효율적이고 자동화된 3차원 모델링 기술을 통해 정확한 지물 지리적 위치 정보를 가진 진짜 3차원 공간 장면을 신속하게 구축하고 목표 구역 내의 지형 지형과 모든 건축물의 세부 특징을 직관적으로 파악하여 전력과 수리 공사 건설, 지질 재해 응급 지휘 등에 현세, 상세, 정확, 사실적인 공간 기초 지리 정보 데이터 지원과 공공 서비스를 제공할 수 있다.

2.시나리오 설명

드론에 기반한 경사 촬영 및 3차원 영상 모델링 방안은 넓은 범위, 고정밀도, 고선명의 방식으로 복잡한 장면을 전면적으로 감지하고 효율적인 데이터 수집 설비 및 전문적인 데이터 처리 프로세스를 통해 생성된 데이터 성과는 지물의 외관, 위치, 고도 등 속성을 직관적으로 반영하여 진실한 효과와 측량급 정밀도를 보장한다.동시에 모델의 생산 효율을 효과적으로 향상시키고, 인공 모델링 방식을 채택하여 1~2년이 지나야 완성할 수 있는 한 중소도시 모델링 작업은 경사 촬영 모델링 방식을 통해 3~5개월이면 완성할 수 있어 3차원 모델 데이터 수집의 경제적 대가와 시간 대가를 크게 낮춘다.

셋,시나리오 구성

드론 기반 경사 촬영 및 3차원 영상 모델링 방안은 데이터 획득 시스템, 데이터 처리 시스템, 데이터 응용 시스템 등 3개 시스템으로 구성된다.

데이터 획득 시스템: MD4-100 4회전익 드론 + 5 렌즈 경사 촬영 카메라(프록시 제품)

국내외 경사촬영측량시장은 공예설계 및 리념이 비교적 선진적이다. MD4-100 4회전익무인기를 탑재한 경사촬영카메라는 생산효률이 높고 생산방식이 령활하며 기동이 빠른 항공촬영카메라로서 경사영상데이터의 쾌속획득을 완전히 만족시킬수 있다.4회전익 무인비행체는 수직으로 이착륙할 수 있는 다회전익 비행체이다.시스템은 모듈식 다핵 설계를 채택하여 수집된 자이로스코프, 가속도계, GPS 위치, 방향 센서, 고도 센서 등 정보를 통해 자세 검측과 제어를 진행하고, 4개의 무브러시 모터를 동력 엔진으로 사용하며, 4개의 고정밀 전조를 통해 속도 제어를 진행하여 안정적인 비행과 자동 운전 비행 기능을 실현하고, 다양한 임무를 완수한다.4회전익 무인 비행체 내에는 블랙박스가 설치되어 있어 비행체가 임무를 수행할 때의 모든 데이터를 기록하고 실시간으로 지상 통제소로 전달할 수 있다.4회전익 시스템은 전체 탄소 섬유의 기체 기구, 지상국 시스템 및 소프트웨어, 모듈화된 항공기 탑재 설비, 자동 운전 시스템 및 기타 외부 설비로 구성된다.드론과 함께 소니의 2010만 화소 APS-C 화폭 디지털 카메라 x5, 20mmF2.8 초점 렌즈 x5, 지상 원격 조종 또는 자동 제어 동시 사진 촬영, 5대의 카메라 1버튼 동시 켜기, 1버튼 동시 출력 사진 데이터 읽기, 전체 탄소 섬유 구조 전용 자체 안정 구름대, 드론 경사 촬영과 빠른 3D 모델링에 사용된다.

데이터 처리 시스템: Smart3Dcapture 3D 모델링 처리 소프트웨어(프록시 제품이지만 국산 자체 제품도 선택 가능)

기울어진 영상을 주요 데이터 소스로 프랑스의 Smart3DCapture를 이용하여 지능화된 3차원 모델 구축을 실현한다.Smart3DCapture는 25년 동안 개발된 그래픽 연산 유닛 GPU를 기반으로 한 빠른 3D 장면 연산 소프트웨어로, 간단한 연속 영상에서 가장 사실적인 실제 장면 3D 장면 모델을 수동 개입 없이 생성할 수 있다.비싸고 비효율적인 레이저 포인트 클라우드 스캔 시스템이나 POS 포지셔닝 시스템에 의존할 필요가 없으며, 단순하고 연속적인 2D 영상만으로 가장 사실적인 실제 3D 모델을 복원할 수 있다.고도로만 생성되는 측면과 같은 구조가 부족한 기존 기술의 2.5차원 모델과 달리Smart3DCapture ™실제 영상에 기반한 초고밀도 포인트 클라우드를 연산할 수 있으며, 이를 통해 실제 영상 비트 텍스쳐에 기반한 고해상도 실경 진짜 3차원 모델을 생성하여 실제 장면이 원시 영상 해상도에서 전체 요소 수준의 복원이 무한히 진실에 가까운 극치에 이르렀다.

데이터 애플리케이션: AtlasGloble 2, 3차원 통합 전시 시스템(자체 제품)

ATLASGloble 플랫폼에서 3차원 실경 데이터에 대한 전시 및 관리, 3차원 데이터 시각화 로밍, 다원적 데이터 융합 및 공간 조회 통계 분석 등을 실현한다.에트라스 테크놀로지는 완전한 자주적 재산권을 가진 2, 3차원 일체화 전시 시스템 제품을 자주적으로 연구 개발하여"공간 분석 다차원성, 업무 모델 시제성, 사건 모방 가상성"이 융합된 기술을 중점적으로 공략하여"사물 인터넷 프런트엔드 감지, 응용 시제 분석, 관리 가상 모방, 다차원 GIS 공간 분석"이 일체화된 GIS 시각화 응용 혁신 모델을 진정으로 실현하여 3차원 발전을 다차원 GIS 시대로 이끌었다.

넷째,시나리오 특징

> > MD4-1000 4회전익 무인기의 경사 촬영 카메라는 생산 효율이 높고 생산 방식이 유연하며 기동이 빠른 항공 촬영 카메라로 경사 영상 데이터의 빠른 획득을 완전히 만족시킬 수 있다;

> > 프랑스 Acute3D 회사 Smart3DCapture는 지능화된 3D 모델 구축을 실현하여 인공적인 개입 없이 간단한 연속 영상에서 가장 사실적인 실제 실제 3D 장면 모델을 생성할 수 있습니다.

> > AtlasGloble 2, 3차원 일체화 전시 시스템은 대량, 다원, 다척도의 3차원 공간 데이터에 대해 무급, 무봉, 전 공간의 3차원 시각화 탐색 및 3차원 장면에서의 조회 위치, 로밍 비행, 공간 분석 등 응용 조작을 진행한다.

다섯,응용 분야

컴퓨터 처리 능력이 대폭 향상됨에 따라 경사 촬영 측량의 보급이 가속화되어 부동산, 국토, 도시 관리, 스마트 도시, 계획, 수리, 에너지 채굴 등 업계 분야의 응용이 더욱 큰 발전을 이루었다.