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KR100892767B1 - System and Method for Shape Simulation of a Suspension Bridge - Google Patents

System and Method for Shape Simulation of a Suspension Bridge Download PDF

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Publication number
KR100892767B1
KR100892767B1 KR1020070067929A KR20070067929A KR100892767B1 KR 100892767 B1 KR100892767 B1 KR 100892767B1 KR 1020070067929 A KR1020070067929 A KR 1020070067929A KR 20070067929 A KR20070067929 A KR 20070067929A KR 100892767 B1 KR100892767 B1 KR 100892767B1
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KR
South Korea
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image
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pixel
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Prior art date
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Inventor
정진환
Original Assignee
부산대학교 산학협력단
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Publication date
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    • E01DCONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
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Abstract

이미지를 촬영하는 디지털 카메라; 상기 디지털 카메라의 촬영 각도를 제어하여 상이한 촬영 각도로 하나 이상의 이미지를 촬영하는 촬영 모듈; 상기 각 이미지상에서 피사체의 형태를 결정하기 위한 하나 이상의 샘플 픽셀을 설정하는 템플릿 모듈; 상기 샘플 픽셀의 좌표를 계산하고, 상기 샘플 픽셀의 좌표에서 촬영각도에 따른 화상 왜곡을 보정하여 상기 샘플 픽셀의 보정된 좌표를 계산하는 분석 모듈; 및 상기 샘플 픽셀의 보정된 좌표를 출력하는 출력 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 형상 모사 시스템이 개시된다. 본 발명에 따른 형상 모사 시스템 및 방법을 사용하여, 기존의 측량 장비에 비하여 비용이 저렴한 디지털 카메라 등의 장비를 이용하여 현수교의 형상을 측정할 수 있으며, 측정에 장기간이 소모되는 종래 기술과 비교할 때 짧은 시간에 정확한 결과를 얻을 수 있는 이점이 있다.A digital camera for taking an image; A photographing module configured to photograph one or more images at different photographing angles by controlling photographing angles of the digital camera; A template module for setting at least one sample pixel for determining a shape of a subject on each image; An analysis module for calculating coordinates of the sample pixel and calculating corrected coordinates of the sample pixel by correcting image distortion according to a photographing angle in the coordinates of the sample pixel; And an output module for outputting the corrected coordinates of the sample pixel. Using the shape simulation system and method according to the present invention, the shape of the suspension bridge can be measured using equipment such as a digital camera, which is less expensive than conventional surveying equipment, and compared with the prior art, which takes a long time to measure. The advantage is that you get accurate results in a short time.

현수교, 측량, 화상 변위, 렌즈 왜곡, CCD, 디지털 카메라 Suspension bridge, surveying, image displacement, lens distortion, CCD, digital camera

Description

현수교 구조물의 형상 모사 시스템 및 방법{System and Method for Shape Simulation of a Suspension Bridge}System and Method for Shape Simulation of a Suspension Bridge

본 발명은 디지털 화상처리 프로그램을 이용한 현수교의 형상 모사(simulation)를 위한 시스템 및 방법에 관한 것으로, 상세하게는 디지털 카메라를 이용하여 현수교 등의 구조물을 복수 개의 이미지로 분할 촬영하고, 촬영된 이미지에서 샘플 픽셀들의 좌표를 설정하고 설정된 좌표에서 화상의 왜곡을 보정하여, 구조물의 형태를 정확하게 나타낼 수 있는 샘플 픽셀 좌표를 출력함으로써 구조물의 형상을 모사할 수 있는 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system and method for simulating a shape of a suspension bridge using a digital image processing program. Specifically, a structure of a suspension bridge or the like is divided into a plurality of images using a digital camera, The present invention relates to a system and method that can simulate the shape of a structure by setting the coordinates of the sample pixels and correcting the distortion of the image at the set coordinates, and outputting the sample pixel coordinates that can accurately represent the shape of the structure.

최근 현수교, 사장교 등과 같이 케이블을 사용한 교량의 건설이 활발히 진행되고 있다. 이러한 교량들은 장경간으로 설계되는 것이 대부분이며 풍하중이나 차량하중에 의한 진동의 영향을 크게 받는다. 또한, 외기온도, 주탑의 경사도, 케이블 신장과 지점조건의 변화, 앵커 블록의 이동 등으로 인하여 전체적인 교량의 형상이 장기적으로 변화할 수 있다. 그러므로 이러한 변화요인들을 상시 파악하여 교량의 건전도를 평가하는 것이 필요하다. 특히, 현수교의 경우 교량의 상태변화가 주 케이블의 새그(sag) 변화로 나타나기 때문에 교량의 안전성을 평가하기 위하여 형상위치를 결정하는 것이 중요하다.Recently, construction of bridges using cables, such as suspension bridges and cable-stayed bridges, is actively underway. Most of these bridges are designed to have long spans and are greatly affected by the vibrations caused by wind and vehicle loads. In addition, the shape of the entire bridge may be changed in the long term due to the outside temperature, the slope of the pylon, the extension of the cable and the point condition, the movement of the anchor block, and the like. Therefore, it is necessary to constantly grasp these change factors and evaluate the health of the bridge. In particular, in the case of suspension bridges, it is important to determine the shape position in order to evaluate the bridge's safety because the change in the state of the bridge is represented by the change in the sag of the main cable.

현재 현수교와 사장교의 정밀변위측정에는 토탈스테이션 및 3차원 레이저를 이용한 방법이 주로 사용되고 있으나, 장비가 고가이고 이를 사용하여 상시 측정하기 위서는 반사판을 부착하여 유지관리 하여야 하는 등 많은 인력과 비용의 소모를 필요로 하는 문제점이 있다. 따라서, 고가의 정밀 측량 장비를 필요로 하는 종래 기술 대신 절감된 비용으로 짧은 시간 내에 구조물의 형상을 측정할 수 있는 형상 모사 방법이 필요하다.Currently, total station and 3D laser method are mainly used for precise displacement measurement of suspension bridges and cable-stayed bridges.However, the equipment is expensive and requires a lot of manpower and cost. There is a problem that requires. Therefore, there is a need for a shape simulation method capable of measuring the shape of a structure in a short time at a reduced cost instead of the prior art which requires expensive precise surveying equipment.

전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 디지털 카메라를 이용하여 촬영된 현수교의 이미지를 분석하여 현수교의 형상을 모사함으로써, 적은 비용을 들여 짧은 시간 내에 정확하게 교량의 형상을 측정할 수 있는 형상 모사 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention for solving the above problems of the prior art, by analyzing the image of the suspension bridge photographed using a digital camera to simulate the shape of the suspension bridge, it is possible to measure the shape of the bridge accurately in a short time at a low cost It is an object to provide a shape simulation system and method.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 형상 모사 시스템은, 이미지를 촬영하는 디지털 카메라; 상기 디지털 카메라의 촬영 각도를 제어하여 상이한 촬영 각도로 하나 이상의 이미지를 촬영하는 촬영 모듈; 상기 각 이미지상에서 피사체의 형태를 결정하기 위한 하나 이상의 샘플 픽셀을 설정하는 템플릿 모듈; 상기 샘플 픽셀의 좌표를 계산하고, 상기 샘플 픽셀의 좌표에서 촬영각도에 따른 화상 왜곡을 보정하여 상기 샘플 픽셀의 보정된 좌표를 계산하는 분석 모듈; 및 상기 샘플 픽셀의 보정된 좌표를 출력하는 출력 모듈을 포함하여 구성될 수 있다.Shape simulation system according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, a digital camera for taking an image; A photographing module configured to photograph one or more images at different photographing angles by controlling photographing angles of the digital camera; A template module for setting at least one sample pixel for determining a shape of a subject on each image; An analysis module for calculating coordinates of the sample pixel and calculating corrected coordinates of the sample pixel by correcting image distortion according to a photographing angle in the coordinates of the sample pixel; And an output module for outputting corrected coordinates of the sample pixel.

본 발명의 다른 측면에 따른 형상 모사 방법은, 상이한 촬영각도로 하나 이상의 이미지를 촬영하는 단계; 촬영된 상기 각 이미지에서 피사체의 형태를 결정하기 위한 하나 이상의 샘플 픽셀을 설정하는 단계; 설정된 상기 샘플 픽셀의 좌표를 계산하는 단계; 상기 샘플 픽셀의 좌표에서 화상 왜곡을 보정하여 보정된 좌표를 계산하는 단계; 및 상기 샘플 픽셀의 보정된 좌표를 출력하는 단계를 포함하여 구 성될 수 있다.A shape simulation method according to another aspect of the present invention includes the steps of photographing one or more images at different photographing angles; Setting one or more sample pixels to determine a shape of a subject in each of the photographed images; Calculating coordinates of the set sample pixel; Calculating the corrected coordinates by correcting the image distortion in the coordinates of the sample pixel; And outputting corrected coordinates of the sample pixel.

본 발명에 따른 현수교의 형상 모사 시스템 및 방법을 사용하여, 기존의 측량 장비에 비하여 비용이 저렴한 디지털 카메라 등의 장비를 이용하여 현수교의 형상을 측정할 수 있으며, 측정에 장기간이 소모되는 종래 기술과 비교할 때 짧은 시간에 정확한 결과를 얻을 수 있는 이점이 있다.Using the shape simulation system and method of the suspension bridge according to the present invention, it is possible to measure the shape of the suspension bridge using equipment such as a digital camera which is less expensive than conventional surveying equipment, In comparison, there is an advantage of obtaining accurate results in a short time.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 살펴본다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings looks at in detail with respect to the preferred embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 대상으로서 현수교를 도시한 정면도이다. 도시되는 바와 같이 현수교 구조물은 강제 또는 철근 콘크리트 구조의 주탑(1), 주탑(1)에 매달린 주 케이블(2), 앵커 블록(3), 주 케이블(2)에 매달려 주 케이블의 장력을 대지 방향으로 이끄는 행거(hanger: 4) 및 주 케이블(2)에 매달리는 보강형(5)을 포함하여 구성된다. 본 발명은, 현수교를 촬영한 이미지에서 이들 각 구성요소의 위치를 파악할 수 있는 샘플(sample) 픽셀을 설정하여, 설정된 샘플 픽셀의 좌표를 통하여 현수교의 형상을 모사하도록 구성된다. 1 is a front view showing a suspension bridge as a preferred embodiment of the present invention. As shown, the suspension bridge structure is suspended in the main tower (1) of the forced or reinforced concrete structure, the main cable (2) suspended from the main tower (1), anchor block (3), the main cable (2) to the tension of the main cable It comprises a hanger (4) leading to the reinforcement type (5) hanging on the main cable (2). The present invention is configured to set a sample pixel which can grasp the position of each component in the image of the suspension bridge, and simulate the shape of the suspension bridge through the coordinates of the set sample pixel.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 형상 모사 시스템의 구성을 도시한 블록도이다. 도시되는 바와 같이, 상기 실시예에 따른 형상 모사 시스템은 디지털 카메라(21), 촬영 모듈(22), 템플릿(template) 모듈(23), 분석 모듈(24) 및 출력 모듈(25)을 포함한다. 촬영 모듈(22)에서 디지털 카메라(21)의 촬영 각도를 제어하여 촬영된 이미지는 템플릿 모듈(23)로 전달된다. 템플릿 모듈(23)은 각 이미지상에 구조물의 형상을 분석하기 위한 샘플 픽셀들을 설정한다. 분석 모듈(24)은 샘플 픽셀들의 좌표를 계산하고, 계산된 좌표에서 이미지 촬영으로 인한 왜곡을 보정한다. 출력 모듈(25)은 보정된 각 샘플 픽셀들의 좌표를 출력하며, 출력된 샘플 픽셀들의 좌표를 통하여 촬영 대상 구조물의 형태를 파악할 수 있다.2 is a block diagram showing the configuration of a shape simulation system according to an embodiment of the present invention. As shown, the shape simulation system according to the embodiment includes a digital camera 21, a photographing module 22, a template module 23, an analysis module 24, and an output module 25. The image captured by controlling the photographing angle of the digital camera 21 in the photographing module 22 is transferred to the template module 23. The template module 23 sets up sample pixels for analyzing the shape of the structure on each image. The analysis module 24 calculates the coordinates of the sample pixels and corrects the distortion due to image capturing at the calculated coordinates. The output module 25 outputs the coordinates of each of the corrected sample pixels, and may determine the shape of the photographing target structure through the coordinates of the output sample pixels.

촬영 모듈Shooting module

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 형상 모사 방법의 각 단계를 도시한 순서도이다. 상기 실시예에 따른 형상 모사 방법은 촬영 모듈(22)이 디지털 카메라(21)를 제어하여 구조물을 촬영하는 것으로서 시작된다(S301). 디지털 카메라(21)는 전하 결합 소자(CCD; Charge Coupled Device)를 포함하여, 디지털 카메라(21)에 입사된 빛에 대한 정보를 전기적인 신호로 변환하여 디지털 이미지를 생성한다. 생성된 디지털 이미지에서 현수교의 각 부분은 CCD의 화소의 수에 따른 좌표로 표현될 수 있으며, 높은 해상도의 CCD를 사용할수록 현수교 좌표의 정확성은 향상된다. 3 is a flowchart showing each step of the shape simulation method according to an embodiment of the present invention. The shape simulation method according to the above embodiment starts with the photographing module 22 controlling the digital camera 21 to photograph the structure (S301). The digital camera 21 includes a charge coupled device (CCD), and converts information about light incident to the digital camera 21 into an electrical signal to generate a digital image. In the generated digital image, each part of the suspension bridge can be represented by coordinates according to the number of pixels of the CCD, and the accuracy of the suspension bridge coordinates is improved as the higher resolution CCD is used.

촬영된 이미지를 분석하여 구조물의 형태를 모사하는 경우, 높은 화소로 구조물 전체를 촬영한 하나의 이미지를 사용하여 구조물의 형태를 모사하는 것이 바람직하다. 그러나, 구현할 수 있는 화소의 수가 제한되어 있기 때문에 높은 해상도의 CCD(Charge Coupled Device)를 사용하여 촬영된 단일 화상을 통하여 현수교를 분석하는 것은 매우 어렵다. 그러므로, 본 발명에서는 하나의 구조물을 여러 장의 촬영 이미지로 분할하여 촬영하며, 분할된 촬영 이미지를 분석하는 방법을 사용한다. 촬영 모듈(22)은 디지털 카메라(21)의 촬영 각도를 제어하여, 피사체인 현수교 구조물을 미리 설정된 개수의 이미지로 분할하여 촬영한다. 본 명세서에서 촬영 각도란 디지털 카메라(21)가 피사체의 정 중앙으로부터 회전되어 있는 각도를 의미한다. 예컨대, 피사체의 정 중앙을 촬영할 경우의 촬영각도는 0°가 된다.In the case of simulating the shape of the structure by analyzing the photographed image, it is preferable to simulate the shape of the structure by using one image obtained by photographing the entire structure with high pixels. However, since the number of pixels that can be implemented is limited, it is very difficult to analyze the suspension bridge through a single image photographed using a high resolution Charge Coupled Device (CCD). Therefore, the present invention uses a method of photographing a structure by dividing one structure into several photographed images and analyzing the divided photographed images. The photographing module 22 controls the photographing angle of the digital camera 21 to photograph the photographed by dividing the suspension bridge structure which is the subject into a predetermined number of images. In this specification, the photographing angle means an angle at which the digital camera 21 is rotated from the center of the subject. For example, the photographing angle when photographing the center of the subject is 0 °.

디지털 카메라(21)는 피사체인 현수교 구조물을 소정의 개수로 분할하여 촬영하며, 촬영된 이미지 파일은 분석을 위하여 저장된다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 이미지 파일은 픽셀 단위로 저장 가능한 비트맵(Bitmap) 형식을 사용하여 저장될 수 있으며, 선명한 화질을 유지할 수 있는 BMP, JPG, GIF 등 다양한 비트맵 형식을 사용할 수 있다.The digital camera 21 divides and photographs a suspension bridge structure, which is a subject, by a predetermined number, and the photographed image file is stored for analysis. In an embodiment of the present invention, the image file may be stored using a bitmap format that can be stored in units of pixels, and various bitmap formats such as BMP, JPG, and GIF, which can maintain vivid image quality, may be used. .

템플릿template 모듈 module

촬영 이미지가 저장되면, 템플릿 모듈(23)은 촬영된 이미지의 분석을 위하여 각 이미지에서 적절한 샘플 픽셀들을 설정한다(S302). 본 발명에서, 상기 샘플 픽셀들은 촬영 대상 구조물의 형태를 쉽게 파악할 수 있도록 하는 픽셀들로 설정되는 것이 바람직하다. 현수교를 실시 대상으로 하는 본 발명의 일 실시예에서, 상기 샘플 픽셀들은 주 케이블(2)과 각 행거(4)의 교점, 각 행거(4)와 보강형(5)의 교점, 주탑(1) 상부, 앵커 블록(3)과 주 케이블(2)의 교점 또는 보강형(5) 트러스의 교점 등에 위치한 픽셀들로 설정될 수 있다.When the captured image is stored, the template module 23 sets appropriate sample pixels in each image for analysis of the captured image (S302). In the present invention, the sample pixels are preferably set to pixels that make it easy to determine the shape of the object to be photographed. In one embodiment of the present invention with a suspension bridge, the sample pixels are the intersection of the main cable 2 and each hanger 4, the intersection of each hanger 4 and the reinforcement 5, the pylon 1 It can be set to pixels located at the top, the intersection of the anchor block 3 and the main cable 2, or the intersection of the reinforcement 5 truss.

도 4는 현수교를 촬영한 촬영 이미지상에서 설정되는 샘플 픽셀들 중 몇몇 픽셀의 위치를 예시적으로 나타낸 사진이다. 사진에서 +기호로 표시되는 픽셀들(41, 42) 중 픽셀(41)은 주 케이블(2)과 행거(4)의 교점을 나타내며, 픽셀(42)는 행거(4)와 보강형(5)을 나타낸다. 일반적으로 샘플 픽셀의 개수는 많을수록 바람직하며, 실시예에 따라 장비의 연산 부하 등을 고려하여 적절하게 결정될 수 있다. 샘플 픽셀들이 결정되면, 촬영 이미지는 분석 모듈로 전달된다. 4 is a photograph exemplarily illustrating positions of some pixels among sample pixels set on a captured image of a suspension bridge. Of the pixels 41, 42 indicated by the + symbol in the picture, the pixel 41 represents the intersection of the main cable 2 and the hanger 4, and the pixel 42 is the hanger 4 and the reinforcement 5. Indicates. In general, the larger the number of sample pixels, the better, and may be appropriately determined in consideration of the computational load of the equipment. Once the sample pixels are determined, the captured image is passed to the analysis module.

분석 모듈Analysis module

우선, 분석 모듈(24)에 포함된 좌표 설정부(241)는 각 이미지를 병합한 전체 이미지상에서 샘플 픽셀들의 좌표를 설정한다(S304). 픽셀의 좌표값은 촬영 이미지에 포함된 전체 픽셀의 수에 따라 달라지며, 일반적으로 (x, y)의 형태로 표현될 수 있다. 예를 들어, 이미지가 가로로 3,072 개의 픽셀을 가지며 세로로 2,048 개의 픽셀을 가지는 경우, 픽셀의 좌표는 (0, 0) 내지 (3072, 2048) 의 범위에서 설정될 수 있다. 좌표를 설정하기 위해서 좌표 설정부(241)는 먼저 각 촬영 이미지를 하나의 이미지로 병합하여 좌표계를 설정하여야 한다.First, the coordinate setting unit 241 included in the analysis module 24 sets the coordinates of the sample pixels on the entire image in which each image is merged (S304). The coordinate value of the pixel depends on the total number of pixels included in the captured image, and can be generally expressed in the form of (x, y). For example, if the image has 3,072 pixels horizontally and 2,048 pixels vertically, the coordinates of the pixels can be set in the range of (0, 0) to (3072, 2048). In order to set the coordinates, the coordinate setting unit 241 first sets a coordinate system by merging each photographed image into one image.

좌표 설정부(241)는 인접하여 촬영된 각 이미지에서 구조물의 수직적 길이, 예컨대 현수교 구조물의 경우에는 행거(4)의 길이 등을 비교하여, 길이의 차이가 가장 적은 부분에서 각 픽셀들이 서로 겹치는 것으로 판단한다. 따라서, 길이의 차이가 가장 적은 픽셀들을 서로 연결하여 인접하는 이미지를 병합할 수 있으며, 좌표 설정부(241)는 상기 과정을 전체 촬영 이미지에 대하여 수행한다.The coordinate setting unit 241 compares the vertical length of the structure in each image photographed adjacently, for example, the length of the hanger 4 in the case of the suspension bridge structure, so that the pixels overlap each other at the smallest difference in length. To judge. Accordingly, the pixels having the smallest difference in length may be connected to each other to merge adjacent images, and the coordinate setting unit 241 performs the above process on the entire captured image.

일 실시예에서 이미지의 병합 과정은 피사체의 정 중앙에서 촬영된 이미지 (즉, 촬영 각도가 0°인 이미지)를 기점으로 양 측면에서 인접한 이미지를 붙여나가는 순서로 수행될 수 있다. 피사체 정 중앙에서 촬영된 사진이 가장 왜곡률이 낮기 때문에, 정 중앙의 이미지를 기준으로 할 경우 왜곡 오차가 가장 적어진다. 병합된 이미지에서 좌표 원점은, 병합 전의 정 중앙 이미지의 정 중앙 픽셀로 설정된다. 일단 좌표 원점이 설정되면, 각 샘플 픽셀의 좌표를 전술한 바와 같이 (x, y) 형식으로 나타내는 것이 가능하다.In an embodiment, the merging of images may be performed in the order of pasting adjacent images from both sides based on an image photographed at the center of the subject (that is, an image having a photographing angle of 0 °). Since the photograph taken at the center of the subject has the lowest distortion rate, the distortion error is the smallest based on the image at the center. The coordinate origin in the merged image is set to the center pixel of the center image before merging. Once the coordinate origin is set, it is possible to represent the coordinates of each sample pixel in the form (x, y) as described above.

샘플 픽셀들의 좌표가 설정되면, 다음으로 각 이미지의 상대적인 촬영 위치에 따른 화상 왜곡을 보정하여야 한다(S305 내지 S307). 이미지의 왜곡을 보정하기 위해서는 피사체와 카메라의 각도, 기울어짐의 정도 등의 자료가 필요하다. 하지만 이미지에 포함된 값으로는 이를 모두 알기 어렵기 때문에, 후술하는 몇 가지의 가정을 통하여 보정 과정을 단순화하는 것이 필요하다.Once the coordinates of the sample pixels are set, image distortion according to the relative photographing position of each image should be corrected (S305 to S307). To correct the distortion of the image, data such as the angle of the subject and the camera and the degree of tilting are required. However, since it is difficult to know all of the values included in the image, it is necessary to simplify the correction process through some assumptions described below.

첫째, 촬영 시 카메라의 위치는 피사체의 정 중앙을 바라보는 위치에서 촬영함을 원칙으로 한다. 정 중앙에 위치된 카메라로 촬영할 경우 좌, 우측 보정의 차이를 줄일 수 있기 때문이다. 둘째, 피사체를 분할하여 촬영하고 촬영된 이미지를 병합하기 위하여 모든 사진은 동일한 배율로 촬영되어야 한다. 셋째, 촬영 시 고저차로 인하여 발생하는 왜곡은 일반적으로 현수교 등의 구조물을 촬영하는 경우에는 피사체까지의 거리가 멀어 수직 방향의 차이가 작기 때문에 크게 문제되지 않는다. 따라서, 수직 기울어짐 각도에 따른 오차는 이미지 보정시 고려하지 않기로 한다. 넷째, 현수교의 경우 케이블에서부터 보강형에까지 이르는 행거는 수직인 것으로 가정한다. 이는 촬영시 사진기의 회전에 따른 사진의 회전 변환을 보정하기 위한 가정으로, 행거가 수직임에 기초하여 상하 좌표의 기울어짐 각도를 산출할 수 있다.First, when shooting, the camera should be photographed at the position facing the center of the subject. This is because the difference between left and right correction can be reduced when shooting with a camera located in the center. Second, all the photographs should be taken at the same magnification in order to divide the photographed subject and merge the photographed images. Third, the distortion caused by the height difference at the time of photographing is generally not a problem since the distance to the subject is large because the distance to the subject is small when photographing a structure such as a suspension bridge. Therefore, the error due to the vertical tilt angle will not be considered when correcting the image. Fourth, for suspension bridges, it is assumed that the hanger from cable to reinforced type is vertical. This is an assumption for correcting the rotational conversion of the picture according to the rotation of the camera at the time of photographing, and it is possible to calculate the tilt angle of the up and down coordinates based on the verticality of the hanger.

분석 모듈(24)에서는 전술한 가정들에 기초하여 화상 왜곡을 보정한다. 상세하게는 경사각 계산부(242)에서 픽셀 경사각을 계산하고, 수평 보정부(243)에서는 픽셀 경사각을 이용하여 수평 방향(즉, x좌표) 왜곡을 보정하며, 수직 보정부(244)에서는 수직 방향(즉, y좌표) 왜곡을 보정한다. 각각의 오차 보정 과정은 이미지상에 설정된 샘플 픽셀의 좌표에 적용되며, 보정에 따라 샘플 픽셀의 좌표가 변경된다.The analysis module 24 corrects the image distortion based on the above assumptions. In detail, the inclination angle calculation unit 242 calculates the pixel inclination angle, the horizontal correction unit 243 corrects the horizontal direction (that is, the x coordinate) distortion by using the pixel inclination angle, and the vertical correction unit 244 in the vertical direction Correct the distortion (i.e. y coordinate). Each error correction process is applied to the coordinates of the sample pixel set on the image, and the coordinates of the sample pixel change according to the correction.

먼저, 경사각 계산부(242)에서 픽셀 경사각을 계산하는 단계에 대하여 설명한다(S305). 픽셀 경사각은 촬영 기지점에서 피사체까지의 수직 거리 L 및 피사체인 현수교 구조물에서 미리 설정된 두 지점 사이의 거리 S를 사용하여 구할 수 있다. 촬영 기지점에서 피사체까지의 거리는 디지털 카메라(21)가 위치한 지점으로부터 촬영 대상 피사체까지의 가장 가까운 거리를 의미하며, 실제 측량에 의하여 구할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 촬영 기지점에서 피사체까지의 거리는 항공 사진을 사용하여 구하는 것도 가능하다.First, the step of calculating the pixel tilt angle in the tilt angle calculator 242 will be described (S305). The pixel tilt angle may be obtained using the vertical distance L from the photographing base point and the distance S between two preset points in the suspension bridge structure that is the subject. The distance from the photographing base point to the subject means the closest distance from the point where the digital camera 21 is located to the subject to be photographed, and can be obtained by actual surveying. In one embodiment of the present invention, the distance from the photographing point to the subject may be obtained using aerial photography.

피사체에서 미리 설정된 두 지점은, 피사체 상에서 픽셀 경사각을 정의하기 위한 소정의 거리를 산출하기 위해서 사용되는 지점들이다. 일 실시예에서, 피사체에서 미리 설정된 두 지점 사이의 거리로는 피사체인 현수교 구조물의 보강형(5)의 한 세그먼트(segment) 사이의 길이를 사용할 수 있다. 일반적으로 현수교 구조물에서 보강형(5)의 한 세그먼트 사이의 길이는 일정하고 정밀하게 시공되며, 예컨대 9.175m 또는 9.425m로 구성될 수 있다.The two preset points in the subject are points used to calculate a predetermined distance for defining the pixel tilt angle on the subject. In one embodiment, the distance between two preset points in the subject may be the length between one segment of the reinforcement 5 of the suspension bridge structure, which is the subject. In general, the length between one segment of the reinforcement 5 in the suspension bridge structure is constant and precisely constructed, for example it may consist of 9.175m or 9.425m.

도 5a는 촬영 기지점에서 피사체까지의 거리 L과, 피사체인 현수교 구조물에서 보강형(5)의 한 세그먼트 사이의 길이를 S를 도시하며, 도 5b는 촬영 각도

Figure 112007049393919-pat00001
, 픽셀 경사각
Figure 112007049393919-pat00002
, L 및 S를 도시한다. 이때, 픽셀 경사각
Figure 112007049393919-pat00003
는 삼각함수를 사용하여 다음 수학식 1에 의하여 계산될 수 있다.FIG. 5A shows the distance L from the photographing base point to the subject and the length between one segment of the reinforcement type 5 in the suspension bridge structure which is the subject, and FIG. 5B shows the photographing angle
Figure 112007049393919-pat00001
, Pixel tilt angle
Figure 112007049393919-pat00002
, L and S are shown. At this time, the pixel tilt angle
Figure 112007049393919-pat00003
May be calculated by Equation 1 using a trigonometric function.

Figure 112007049393919-pat00004
Figure 112007049393919-pat00004

픽셀 경사각이 구해지면, 다음으로 수평 보정부(243)는 픽셀 경사각을 사용하여 샘플 픽셀 좌표의 수평 보정 과정을 수행한다(S306). 수평 보정은 촬영 각도에 따라 옆으로 기울어져 촬영된 사진 투영면을 실제 피사체의 면과 일치시키는 보정이다. 다음에서는, 도 6a 및 도 6b를 참조하여 이러한 보정 방법에 대하여 설명한다. 도 6a 및 도 6b는 도 5b에 도시된 사진 투영면과 실제면의 교점 부분을 확대하여 도시한 도면들이다. 사진 투영면과 실제면이 교차하는 픽셀(60)을 중심으로 하여, 도 6a는 피사체의 좌측면을 확대한 도면이며 도 6b는 피사체의 우측면을 확대한 도면이다. 사진 투영면과 실제면이 교차하는 교차점(60)은 촬영 이미지의 정 중앙 픽셀에 해당한다. 먼저, 도 6a를 참조하여 좌측면을 촬영한 이미지를 보정하는 과정에 대하여 설명한다.When the pixel tilt angle is obtained, the horizontal correction unit 243 performs a horizontal correction process of the sample pixel coordinates using the pixel tilt angle (S306). Horizontal correction is a correction in which the photographic projection surface photographed at an angle tilted to the side according to the photographing angle matches the surface of the actual subject. Next, this correction method will be described with reference to FIGS. 6A and 6B. 6A and 6B are enlarged views of intersection points between the photographic projection surface and the actual surface illustrated in FIG. 5B. 6A is an enlarged view of the left side of the subject and FIG. 6B is an enlarged view of the right side of the subject, centering on the pixel 60 where the photographic projection surface and the actual plane intersect. The intersection point 60 at which the photographic projection surface and the actual surface intersect corresponds to the right center pixel of the photographed image. First, a process of correcting an image photographing the left side will be described with reference to FIG. 6A.

도 6a에서 보정 전 샘플 픽셀의 위치는 픽셀(61)로 표시된다. 수평 보정부(243)는 교차점(60)으로부터 샘플 픽셀(61)까지의 거리를 계산하여, 상기 거리에 대하여 왜곡을 보정하게 된다. 수평 보정부(243)는 삼각함수를 사용하여 픽셀(61)을 실제면에 투영하여 픽셀(62)로 이동시키고, 투영 과정에서 빛의 직진으로 인하여 발생하는 오차를 보정하여 픽셀(63)으로 이동시킨다. 실제면에서 샘플 픽셀(63)과 교차점(60) 사이의 거리를 S'이라고 하면, S'은 사진 촬영각도

Figure 112007049393919-pat00005
와 오차
Figure 112007049393919-pat00006
를 사용하여 다음 수학식 2에 의하여 구할 수 있다.In FIG. 6A the position of the sample pixel before correction is indicated by pixel 61. The horizontal corrector 243 calculates the distance from the intersection point 60 to the sample pixel 61 to correct distortion with respect to the distance. The horizontal corrector 243 projects the pixel 61 to the actual surface by using a trigonometric function and moves the pixel 61 to the pixel 62. The horizontal corrector 243 corrects an error generated due to the straightness of the light during the projection process, and moves to the pixel 63. Let's do it. If the distance between the sample pixel 63 and the intersection point 60 is S 'in actual view, S' is the photographing angle.
Figure 112007049393919-pat00005
And error
Figure 112007049393919-pat00006
It can be obtained by using the following equation (2).

Figure 112007049393919-pat00007
Figure 112007049393919-pat00007

상기 수학식 2에 사용된

Figure 112007049393919-pat00008
의 값은 보정 대상인 촬영 이미지가 교차점(60)을 기준으로 피사체의 어느 측면을 촬영하였는지에 따라 달라지며, 실제면과 사진 투영면 사이의 거리인 h를 사용하여 구할 수 있다. h의 값은 다음 수학식 3에 의하여 계산된다.Used in Equation 2
Figure 112007049393919-pat00008
The value of depends on which side of the subject the photographed image to be corrected is photographed based on the intersection point 60, and can be obtained by using h, which is the distance between the actual surface and the photographic projection surface. The value of h is calculated by the following equation.

Figure 112007049393919-pat00009
Figure 112007049393919-pat00009

h의 값이 계산되면,

Figure 112007049393919-pat00010
의 값은 삼각 함수 공식을 사용하여 하기 수학식 4 및 수학식 5에 의하여 계산된다.Once the value of h is calculated,
Figure 112007049393919-pat00010
The value of is calculated by the following equations (4) and (5) using a trigonometric formula.

Figure 112007049393919-pat00011
Figure 112007049393919-pat00011

Figure 112007049393919-pat00012
Figure 112007049393919-pat00012

Figure 112007049393919-pat00013
의 크기가 계산되면, 상기 수학식 2에 계산된
Figure 112007049393919-pat00014
의 값을 대입하여 다음 수학식을 얻을 수 있다.
Figure 112007049393919-pat00013
When the size of is calculated, calculated in Equation 2
Figure 112007049393919-pat00014
By substituting for, we get

Figure 112007049393919-pat00015
Figure 112007049393919-pat00015

상기 수학식 6에 의하여 S'이 계산되면 교차점(60)으로부터 샘플 픽셀(63)까지의 거리가 S'이 되도록 샘플 픽셀(63)의 x좌표를 보정한다. 상기 수학식 2 내지 수학식 6에 의하여, 교차점(60)을 중심으로 피사체의 좌측을 촬영한 이미지의 수평 보정이 이루어진다.When S 'is calculated by Equation 6, the x-coordinate of the sample pixel 63 is corrected such that the distance from the intersection point 60 to the sample pixel 63 is S'. According to Equations 2 to 6, horizontal correction of an image of the left side of the subject is performed based on the intersection point 60.

다음으로, 도 6b를 참조하여 교차점(60)을 기준으로 피사체 우측면을 촬영한 이미지를 보정하는 과정에 대하여 설명한다. 피사체 우측면에서 보정 전 샘플 픽셀의 위치가 픽셀(64)로 도시되며, 사진 투영면을 실제면에 투영함에 따라 픽셀(64)는 픽셀(65)로 이동된다. 다시 빛의 직진으로 인한 오차를 보정하면 최종적인 픽셀의 위치는 픽셀(66)이 된다. 전술한 좌측면의 경우와 마찬가지로, 이를 수식으로 나타내면 다음과 같다.Next, a process of correcting an image of photographing the right side of the subject based on the intersection point 60 will be described with reference to FIG. 6B. The position of the sample pixel before correction on the right side of the subject is shown by the pixel 64, and the pixel 64 is moved to the pixel 65 as the photographic projection surface is projected onto the real surface. When the error due to the straightness of light is corrected again, the final pixel position is the pixel 66. As in the case of the left side described above, this is expressed by the following equation.

Figure 112007049393919-pat00016
Figure 112007049393919-pat00016

상기 수학식 7에서는 좌측면의 경우를 나타낸 수학식 2와는 달리, S'의 계산에 있어 길이 S를 실제면에 투영한 후

Figure 112007049393919-pat00017
만큼 빼줘야 하는 것을 알 수 있다. 상기 수학식 7에서
Figure 112007049393919-pat00018
의 값은, 전술한 좌측면의 경우와 마찬가지로 길이 h를 사용하여 다음 수학식 8에 의하여 구할 수 있다.In Equation 7, unlike Equation 2 showing the case of the left side, the length S is projected onto the real surface in the calculation of S '.
Figure 112007049393919-pat00017
As far as I can see. In Equation 7
Figure 112007049393919-pat00018
The value of can be obtained by the following equation (8) using the length h as in the case of the left side described above.

Figure 112007049393919-pat00019
Figure 112007049393919-pat00019

우측면 촬영 이미지에 대하여 구한

Figure 112007049393919-pat00020
를 상기 수학식 7에 대입하여 보정된 길이를 구하면 다음과 같다.Obtained for the image on the right side
Figure 112007049393919-pat00020
Substituting into Equation 7 to obtain the corrected length is as follows.

Figure 112007049393919-pat00021
Figure 112007049393919-pat00021

따라서 샘플 픽셀(64)로부터 교차점(60)까지의 거리가 S'이 되도록 샘플 픽셀(64)의 x좌표를 보정한다. 전술한 과정에 의하여 촬영 이미지에서 수평 방향 왜곡을 보정한다.Therefore, the x-coordinate of the sample pixel 64 is corrected so that the distance from the sample pixel 64 to the intersection point 60 is S '. The horizontal distortion is corrected in the captured image by the above-described process.

다음으로, 수직 보정부(244)에서 수직 방향 왜곡을 보정한다(S308). 우선, 수직 보정부(244)는 전술한 수평 왜곡 보정 과정의 결과를 사용하여 원점으로부터 샘플 픽셀까지의 수직 방향 길이를 비례적으로 증가시킨다. 도 7을 참조하면, 수평 보정에 의하여 사진 투영면(71)에서의 길이 S는 실제면(72)에서의 길이 S'으로 증가된다. 도 7에 도시된 픽셀(A)는 이에 따라 픽셀(A')으로 이동한다. 이때, 픽셀(A)의 y좌표를 A라 하고, 픽셀 (A')의 y좌표를 A'라 하면, 수평 보정에 의하여 x좌표가 증가한 것과 같은 비율로 y좌표가 증가하여야 하기 때문에, 하기 수학식 10에 의하여 A'을 계산할 수 있다.Next, the vertical correcting unit 244 corrects the vertical distortion (S308). First, the vertical corrector 244 proportionally increases the vertical length from the origin to the sample pixel by using the above-described horizontal distortion correction process. Referring to FIG. 7, the length S in the photographic projection surface 71 is increased to the length S 'in the actual surface 72 by the horizontal correction. Pixel A shown in FIG. 7 moves to pixel A 'accordingly. In this case, if the y coordinate of the pixel A is A and the y coordinate of the pixel A 'is A', the y coordinate should increase at the same rate as the x coordinate is increased by the horizontal correction. A 'can be calculated by Equation 10.

Figure 112007049393919-pat00022
Figure 112007049393919-pat00022

샘플 픽셀의 위치가 픽셀(A')로 이동된 후, 디지털 카메라(21) 렌즈의 특성으로 인한 초점 거리의 차이를 보정하는 과정이 추가적으로 필요하다. 수직 보정 부(244)에서는, 디지털 카메라(21) 렌즈의 왜곡 수차(distortion)인

Figure 112007049393919-pat00023
를 사용하여 픽셀(A')을 픽셀(A'')으로 보정한다. After the position of the sample pixel is moved to the pixel A ', a process of correcting the difference in focal length due to the characteristics of the lens of the digital camera 21 is additionally required. In the vertical correction unit 244, the distortion of the lens of the digital camera 21 is
Figure 112007049393919-pat00023
To correct the pixel A 'to the pixel A''.

왜곡 수차는 렌즈를 통한 빛이 한 점에 모이지만, 배율이 상의 크기에 따라 달라져 상이 찌그러져 보이는 현상이다. 왜곡 수차는 촬영 거리, 배율 및 촬영 각도 등에 종속하여 변화하는 렌즈 자체의 특성이며, 본 발명의 일 실시예에서 왜곡 수차는 피사체와 디지털 카메라(21)의 거리를 변화시켜가며 반복적으로 촬영한 데이터를 통하여 구할 수 있다. 예컨대, 디지털 카메라(21)를 사용하여 정사각형 형태의 모눈 종이를 거리와 촬영 각도를 달리하면서 반복적으로 촬영하고, 촬영된 모눈 종이의 이미지에서 수직 방향의 좌표를 전술한 수학식 10에 의하여 보정한 값과 실제 알고 있는 모눈 종이의 길이값과의 차이를 측정하는 모눈종이 실험을 통해 왜곡 수차의 값을 얻을 수 있다. Distortion aberration is a phenomenon in which light through a lens collects at one point, but the magnification varies depending on the size of the image and the image is distorted. The distortion aberration is a characteristic of the lens itself that varies depending on the shooting distance, magnification, and the shooting angle, and the like, and in one embodiment of the present invention, the distortion aberration changes the distance between the subject and the digital camera 21 to repeatedly capture data. Can be obtained through For example, by using the digital camera 21, a square grid paper is repeatedly photographed with different distances and photographing angles, and a value obtained by correcting the coordinates of the vertical direction in the photographed grid paper by the above equation (10). You can get the value of the distortion aberration by experimenting with the graph paper measuring the difference between the length of the grid paper and the known grid paper.

픽셀(A'')과 픽셀(A')의 y좌표의 차이인 h는 왜곡 수차

Figure 112007049393919-pat00024
를사용하여 다음의 수학식 11에 의하여 계산된다.H, the difference between the y coordinates of pixel A '' and pixel A ', is a distortion aberration
Figure 112007049393919-pat00024
It is calculated by using the following equation (11).

Figure 112007049393919-pat00025
Figure 112007049393919-pat00025

h의 값이 계산되면, 비례식을 통하여 계산된 픽셀(A')의 y좌표에 h를 더함으로써 최종적으로 수직 보정이 완료된 샘플 픽셀의 좌표를 얻을 수 있다. 샘플 픽셀(A'')의 y좌표인 A''은 최종적으로 다음의 수학식 12에 의하여 계산된다.When the value of h is calculated, by adding h to the y-coordinate of the pixel A 'calculated through the proportional expression, the coordinates of the sample pixel that has been vertically corrected can be obtained. The y coordinate A ″ of the sample pixel A ″ is finally calculated by the following equation (12).

Figure 112007049393919-pat00026
Figure 112007049393919-pat00026

출력 모듈Output module

분석 모듈(24)에서 전술한 수학식들에 의하여 이미지의 왜곡을 보정하는 과정이 완료되면, 출력 모듈(25)은 보정된 샘플 픽셀들의 좌표를 병합하여 출력한다(S308). 일 실시예에서, 출력 모듈(25)에서 출력되는 결과물은 각 이미지의 픽셀들의 좌표를 모두 망라한 텍스트(text) 파일 형태로 출력될 수 있다. 또한 출력 모듈(25)에서는 출력된 픽셀들의 좌표를 쉽게 알아볼 수 있는 형태로 도시함으로써, 피사체인 현수교의 구조를 간편하게 파악하도록 할 수도 있다.When the process of correcting the distortion of the image is completed by the above-described equations in the analysis module 24, the output module 25 merges and outputs coordinates of the corrected sample pixels (S308). In one embodiment, the output output from the output module 25 may be output in the form of a text file covering all the coordinates of the pixels of each image. In addition, the output module 25 shows the coordinates of the output pixels in a form that can be easily recognized, so that the structure of the suspension bridge as the subject can be easily grasped.

전술한 과정에 의하여 본 발명에 따른 형상 모사 시스템 및 방법을 사용하여 현수교 구조물의 형상을 분석함으로써, 기존의 측량 장비에 비하여 비용이 저렴한 디지털 카메라를 이용하여 현수교의 형상을 정확하게 측정할 수 있다. 또한 현수교 구조물의 형상 측정에 장기간이 소모되는 종래 기술과 비교할 때, 본 발명에 따른 형상 모사 시스템 및 방법을 이용하면 짧은 시간에 정확한 결과를 얻을 수 있는 이점이 있다.By analyzing the shape of the suspension bridge structure using the shape simulation system and method according to the present invention by the above-described process, it is possible to accurately measure the shape of the suspension bridge using a digital camera which is less expensive than conventional surveying equipment. In addition, compared with the prior art, which takes a long time to measure the shape of the suspension bridge structure, using the shape simulation system and method according to the present invention has the advantage that it is possible to obtain accurate results in a short time.

이상 본 발명의 특정 실시예를 도시하고 설명하였으나, 본 발명의 기술사상은 첨부된 도면과 상기한 설명내용에 한정하지 않으며 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형이 가능함은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이며, 이러한 형태의 변형은, 본 발명의 정신에 위배되지 않는 범위 내에서 본 발명의 특허청구범위에 속한다고 볼 것이다.  While specific embodiments of the present invention have been illustrated and described, the technical spirit of the present invention is not limited to the accompanying drawings and the above description, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art, and variations of this form will be regarded as belonging to the claims of the present invention without departing from the spirit of the present invention.

도 1은 일반적인 현수교의 형태를 도시한 측면도이다.1 is a side view showing the shape of a typical suspension bridge.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 형상 모사 시스템의 구성을 도시한 블록도이다.2 is a block diagram showing the configuration of a shape simulation system according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 형상 모사 방법의 각 단계를 도시한 순서도이다.3 is a flowchart showing each step of the shape simulation method according to an embodiment of the present invention.

도 4는 현수교를 촬영한 이미지상에 설정되는 샘플 픽셀들의 위치를 예시적으로 나타낸 사진이다.4 is a photograph showing an example of positions of sample pixels set on an image of a suspension bridge.

도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 형상 모사 시스템에서 픽셀 경사각을 구하는 과정을 도시한 개략도이다.5A is a schematic diagram illustrating a process of obtaining a pixel tilt angle in a shape simulation system according to an embodiment of the present invention.

도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 형상 모사 시스템에서 픽셀 경사각을 구하는 과정을 도시한 또 다른 개략도이다.5B is another schematic diagram illustrating a process of obtaining a pixel tilt angle in a shape simulation system according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 형상 모사 시스템에서 피사체 좌측면을 촬영한 이미지의 수평 방향 왜곡을 보정하는 과정을 도시한 개략도이다.6A is a schematic diagram illustrating a process of correcting horizontal distortion of an image photographing a left side of a subject in a shape simulation system according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 형상 모사 시스템에서 피사체 우측면을 촬영한 이미지의 수평 방향 왜곡을 보정하는 과정을 도시한 개략도이다.6B is a schematic diagram illustrating a process of correcting horizontal distortion of an image photographing a right side of a subject in a shape simulation system according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 형상 모사 시스템에서 수직 방향 왜곡을 보정하는 과정을 도시한 개략도이다.7 is a schematic diagram showing a process of correcting vertical distortion in a shape simulation system according to an embodiment of the present invention.

Claims (9)

이미지를 촬영하는 디지털 카메라;A digital camera for taking an image; 상기 디지털 카메라의 촬영 각도를 제어하여 상이한 촬영 각도로 하나 이상의 이미지를 촬영하는 촬영 모듈;A photographing module configured to photograph one or more images at different photographing angles by controlling photographing angles of the digital camera; 상기 각 이미지상에서 피사체의 형태를 결정하기 위한 하나 이상의 샘플 픽셀을 설정하는 템플릿 모듈;A template module for setting at least one sample pixel for determining a shape of a subject on each image; 상기 샘플 픽셀의 좌표를 계산하고, 상기 샘플 픽셀의 좌표에서 촬영각도에 따른 화상 왜곡을 보정하여 상기 샘플 픽셀의 보정된 좌표를 계산하는 분석 모듈; 및An analysis module for calculating coordinates of the sample pixel and calculating corrected coordinates of the sample pixel by correcting image distortion according to a photographing angle in the coordinates of the sample pixel; And 상기 샘플 픽셀의 보정된 좌표를 출력하는 출력 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 형상 모사 시스템.And an output module for outputting corrected coordinates of the sample pixel. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 분석 모듈은,The analysis module, 상기 각 이미지가 병합된 이미지상에서 상기 샘플 픽셀들의 좌표를 계산하는 좌표 설정부;A coordinate setting unit configured to calculate coordinates of the sample pixels on the merged image of each image; 상기 각 이미지의 촬영각도, 상기 디지털 카메라로부터 피사체까지의 거리 및 상기 피사체에서 미리 설정된 두 지점 사이의 거리를 사용하여 픽셀 경사각을 계산하는 경사각 계산부;An inclination angle calculator configured to calculate a pixel inclination angle by using a photographing angle of each image, a distance from the digital camera to a subject, and a distance between two preset points in the subject; 상기 촬영각도 및 상기 픽셀 경사각을 이용하여 상기 이미지에 투영된 면이 피사체의 실제면과 일치하도록 상기 샘플 픽셀의 수평 방향 좌표를 보정하는 수평 보정부; 및A horizontal corrector configured to correct horizontal coordinates of the sample pixel such that the plane projected on the image coincides with the actual plane of the subject by using the photographing angle and the pixel tilt angle; And 상기 수평 보정부에서 계산된 좌표 및 상기 디지털 카메라의 왜곡수차(distortion)를 사용하여 상기 샘플 픽셀들의 수직 방향 좌표를 보정하는 수직 보정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 형상 모사 시스템.And a vertical correcting unit configured to correct the vertical coordinates of the sample pixels by using the coordinates calculated by the horizontal correcting unit and the distortion of the digital camera. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 좌표 설정부는, The coordinate setting unit, 상기 각 이미지 중에서 촬영각도가 0 도인 중앙 이미지에, 촬영각도가 작은 순서로 상기 이미지를 병합하여 상기 병합된 이미지를 생성하며, 상기 중앙 이미지의 정중앙 픽셀을 원점으로 상기 샘플 픽셀들의 좌표를 계산하는 것을 특징으로 하는 형상 모사 시스템.The merged image is generated by merging the images in the order of the smallest shooting angles to the central image having the shooting angle of 0 degrees among the respective images, and calculating the coordinates of the sample pixels from the center of the center image as the origin. A shape simulation system characterized by the above-mentioned. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 경사각 계산부는, The inclination angle calculator, 상기 각 이미지의 촬영 각도를
Figure 112007049393919-pat00027
, 상기 디지털 카메라로부터 피사체까지의 거리를 L, 상기 미리 설정된 두 지점 사이의 거리를 S, 상기 픽셀 경사각을
Figure 112007049393919-pat00028
라고 할 경우,
Figure 112007049393919-pat00029
의 수학식에 의하여 상기 픽셀 경사각을 계산하는 것을 특징으로 하는 형상 모사 시스템.
The shooting angle of each image
Figure 112007049393919-pat00027
L is the distance from the digital camera to the subject, S is the distance between the two preset points S, the pixel tilt angle
Figure 112007049393919-pat00028
If you say,
Figure 112007049393919-pat00029
The shape simulation system, characterized in that for calculating the pixel tilt angle according to the equation.
디지털 카메라를 사용하여 상이한 촬영각도로 하나 이상의 이미지를 촬영하는 단계;Taking one or more images at different shooting angles using a digital camera; 촬영된 상기 각 이미지에서 피사체의 형태를 결정하기 위한 하나 이상의 샘플 픽셀을 설정하는 단계;Setting one or more sample pixels to determine a shape of a subject in each of the photographed images; 설정된 상기 샘플 픽셀의 좌표를 계산하는 단계;Calculating coordinates of the set sample pixel; 상기 샘플 픽셀의 좌표에서 화상 왜곡을 보정하여 보정된 좌표를 계산하는 단계; 및Calculating the corrected coordinates by correcting the image distortion in the coordinates of the sample pixel; And 상기 샘플 픽셀의 보정된 좌표를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 형상 모사 방법.And outputting the corrected coordinates of the sample pixel. 삭제delete 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 샘플 픽셀의 좌표를 계산하는 단계는,Calculating the coordinates of the sample pixel, 상기 각 이미지 중에서 촬영각도가 0 도인 중앙 이미지에 촬영각도가 작은 순서로 상기 각 이미지를 병합하여 병합된 이미지를 생성하는 단계; 및 Generating a merged image by merging the respective images in an order of decreasing shooting angle to a central image having a shooting angle of 0 degrees among the respective images; And 상기 병합된 이미지상에서, 상기 중앙 이미지의 정중앙 픽셀을 원점으로 하여 상기 샘플 픽셀의 좌표를 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 형상 모사 방법.And setting coordinates of the sample pixel on the merged image, using the center point of the center image as the origin. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 보정된 좌표를 계산하는 단계는,Computing the corrected coordinates, 상기 각 이미지의 촬영각도, 촬영 기지점으로부터 피사체까지의 거리 및 상기 피사체에서 미리 설정된 두 지점 사이의 거리를 사용하여 픽셀 경사각을 계산하는 단계;Calculating a pixel tilt angle using a photographing angle of each image, a distance from a photographing point to a subject, and a distance between two preset points in the subject; 상기 촬영각도 및 상기 픽셀 경사각을 이용하여 상기 이미지에 투영된 면이 상기 피사체의 실제면과 일치하도록 상기 샘플 픽셀의 수평 방향 좌표를 보정하는 단계; 및Correcting horizontal coordinates of the sample pixel using the photographing angle and the pixel tilt angle so that the plane projected on the image coincides with the actual plane of the subject; And 보정된 수평 방향 좌표 및 상기 디지털 카메라의 왜곡수차를 사용하여 상기 샘플 픽셀들의 수직 방향 좌표를 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 형상 모사 방법.And correcting the vertical coordinates of the sample pixels using the corrected horizontal coordinates and the distortion aberration of the digital camera. 제 8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 픽셀 경사각을 계산하는 단계는, Calculating the pixel tilt angle, 상기 각 이미지의 촬영 각도를
Figure 112007049393919-pat00030
, 상기 디지털 카메라로부터 피사체까지의 거리를 L, 상기 미리 설정된 두 지점 사이의 거리를 S, 상기 픽셀 경사각을
Figure 112007049393919-pat00031
라고 할 경우,
Figure 112007049393919-pat00032
의 수학식에 의하여 상기 픽셀 경사각을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 형상 모사 방법.
The shooting angle of each image
Figure 112007049393919-pat00030
L is the distance from the digital camera to the subject, S is the distance between the two preset points S, the pixel tilt angle
Figure 112007049393919-pat00031
If you say,
Figure 112007049393919-pat00032
And calculating the pixel inclination angle according to the equation.
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