KR101180415B1 - 모바일 매핑 시스템을 이용한 도로대장 구축 시스템 - Google Patents

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Abstract

이 발명은 모바일 매핑 시스템(MMS)을 이용하여 도로를 주행하면서 도로와 도로 주변의 지형, 지물의 위치 정보와 속성 정보를 측량하고 그 측량된 결과물을 활용하여 도로대장을 구축하고 관리하는 시스템에 관한 것이다.
이 발명에 따른 모바일 매핑 시스템을 이용한 도로대장 구축 시스템은, 차량에 장착되어 상기 차량을 따라 이동하면서 상기 차량의 절대위치와, 상기 차량의 경사도와, 상기 차량과 임의의 도로 시설물과의 거리와, 상기 도로 시설물의 영상데이터를 취득하고, 상기 차량과 상기 도로 시설물과의 거리 정보와 상기 도로 시설물의 영상데이터와 상기 차량의 경사도를 결합한 3차원 영상데이터를 저장하는 모바일 매핑 시스템과; 상기 도로 시설물의 위치 정보를 공간정보데이터베이스에 적용하여 도면정보를 검색하는 위치정보모듈과; 상기 도로 시설물의 위치 정보를 속성정보데이터베이스에 적용하여 속성정보를 검색하는 자료검색모듈과; 상기 위치정보모듈에서 획득한 도면정보와 상기 자료검색모듈에서 획득한 속성정보 및 상기 모바일 매핑 시스템에서 획득된 영상데이터를 이용하여 상기 도로 시설물에 관한 위치영상을 획득하는 위치영상모듈과; 상기 위치정보모듈에서 획득한 도면정보와 상기 자료검색모듈에서 획득한 속성정보와 상기 위치영상모듈에서 획득한 위치영상을 결합하여 도로대장을 구축하고 관리하는 도로대장관리모듈을 포함한다.

Description

모바일 매핑 시스템을 이용한 도로대장 구축 시스템 {system for Constructing road ledger using MMS}
이 발명은 도로대장 구축 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모바일 매핑 시스템(MMS : Mobile Mapping System)을 이용하여 도로를 주행하면서 도로와 도로 주변의 지형, 지물의 위치 정보와 영상 정보와 속성 정보를 획득하고 그 획득된 결과물을 활용하여 도로대장을 구축하고 관리하는 시스템에 관한 것이다.
도로는 자동차, 자전거, 보행자 등의 교통을 처리하는 기본적인 시설일 뿐만 아니라 상하수도, 가스, 전기 등의 공공시설을 수용하는 시설로서 도시생활을 영위함에 없어서는 안 될 중요한 요소이다. 최근 사회가 발전함에 따라 보다 나은 삶을 추구하고자 하는 욕구가 증대되고 있으며, 이에 따라 도로 주변에 많은 시설물들이 구축되고 있다. 도로나 도로 주변에 존재하는 시설물(이하, 도로 시설물이라 함)들은 다양한 목적으로 사용되고 있기 때문에, 항상 도로 주변의 현황을 정확히 파악하여 유지 관리될 필요가 있다.
이를 위해, 도로의 관리청은 도로에 관한 사항을 기록, 보존하기 위한 도면과 조서로 이루어진 도로대장을 작성하여 관리하였으며, 최근에는 이러한 도로대장을 전산화하고 데이터베이스로 구축하여 관리하고 있다.
도 1은 종래의 도로대장 구축 과정을 도시한 업무 흐름도이다.
종래의 도로대장은, 측량기술자가 현장에서 직접 측량/조사하고 사진을 촬영하는 등의 현장 작업 후, 내부 작업을 통해 수작업으로 도로대장 데이터베이스로 구축하고 있다.
도 1을 참조하면, 먼저, 측량기술자가 도로대장을 구축할 대상지역을 파악하고(S11), 대상지역에 대한 자료를 수집하고 현장을 조사한다(S12).
자료 수집 및 현장 조사 결과, 대상지역에 대한 종이 도로대장이 있는 경우에는 그 종이 도로대장을 스캐닝하고 벡터라이징하며(S13), 비도형 자료(속성 정보)를 입력하여(S14) 데이터베이스로 구축한다(S15).
대상지역에 대한 준공도면이 있는 경우에는 준공도면을 도로대장 도면(500m)으로 재편집하고 도로대장에 맞는 레이어로 재분류하며(S16), 비도형 자료(속성 정보)를 입력하여(S17) 데이터베이스로 구축한다(S15).
대상지역에 대한 도로대장과 준공도면이 모두 없는 경우에는 측량기술자가 대상지역을 직접 측량하고(S18), 비도형 자료(속성 정보)를 입력하여(S19) 데이터베이스로 구축한다(S15).
데이터베이스 구축시(S15), 도형 데이터베이스, 속성 데이터베이스, 이미지데이터베이스로 구분하여 구축한다. 도형 데이터베이스에는 종평면도, 용지도, 지하매설물도, 구조물일반도 등이 저장된다. 속성 데이터베이스에는 도로대장 총괄, 주요시설물 제원, 기하구조조서, 안전시설조서 등이 저장된다. 이미지 데이터베이스에는 구조물 사진 및 상세도가 저장된다.
이러한 데이터베이스 구축 과정(S15)을 통해 대상지역에 대한 도로대장이 완성된다(S20). 이러한 도로대장은 검수되거나 현지 조사를 통해 수정, 보완될 수 있다.
종래의 도로대장은, 2차원의 설계도면, 지형도, 지적도, 항공사진 등을 활용하여 만들어진 종단면도, 평면도, 횡단면도만을 이용하여 데이터베이스로 구축되기 때문에, 일반인들이 도로대장만을 통해 도로의 총괄적인 현황을 일목요연하게 파악할 수 없는 문제점이 있다. 또한, 종래의 도로대장은 모든 자료의 수집과 현장 조사, 데이터베이스 구축 등의 모든 작업들이 수작업으로 이루어지기 때문에 오류가 발생하기 쉽고, 도로가 신설, 확장, 포장 덧씌우기 등 변경되거나 도로 시설물이 신설, 폐기될 때마다 이를 실시간에 업데이트하지 못하는 문제점이 있다.
상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 이 발명의 목적은, 현장에서 도로 시설물의 위치 정보와 사진 정보를 간단하면서도 정확하게 획득하고, 그 획득된 도로 시설물의 위치 정보와 사진 정보를 공간정보데이터베이스 및 속성정보데이터베이스의 도면정보 및 속성정보와 결합하여 도로대장을 구축하고 관리하는 시스템을 제공하기 위한 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 이 발명에 따른 모바일 매핑 시스템을 이용한 도로대장 구축 시스템은, 차량에 장착되어 상기 차량을 따라 이동하면서 상기 차량의 절대위치와, 상기 차량의 경사도와, 상기 차량과 임의의 도로 시설물과의 거리와, 상기 도로 시설물의 영상데이터를 취득하고, 상기 차량과 상기 도로 시설물과의 거리 정보와 상기 도로 시설물의 영상데이터와 상기 차량의 경사도를 결합한 3차원 영상데이터를 저장하는 모바일 매핑 시스템과;
상기 도로 시설물에 관한 연속지적도와 지형도와 위치도와 표준횡단면도와 종평면도와 용지도와 횡단면도와 매설물도 중 적어도 하나 이상의 도면정보를 저장한 공간정보데이터베이스와;
상기 도로 시설물에 관한 제원과 기하구조조서와 토공 및 배수조서와 안전시설조서와 부대시설조서 중 적어도 하나 이상의 속성정보를 저장한 속성정보데이터베이스와;
상기 도로 시설물의 위치 정보를 상기 공간정보데이터베이스에 적용하여 상기 도로 시설물의 도면정보를 검색하는 위치정보모듈과;
상기 도로 시설물의 위치 정보를 상기 속성정보데이터베이스에 적용하여 상기 도로 시설물의 속성정보를 검색하는 자료검색모듈과;
상기 위치정보모듈에서 획득한 도면정보와 상기 자료검색모듈에서 획득한 속성정보 및 상기 모바일 매핑 시스템에서 획득된 영상데이터를 이용하여 상기 도로 시설물에 관한 위치영상을 생성하는 위치영상모듈과;
상기 위치정보모듈에서 획득한 도면정보와 상기 자료검색모듈에서 획득한 속성정보와 상기 위치영상모듈에서 생성한 위치영상을 결합하여 도로대장을 구축하고 관리하는 도로대장관리모듈을 포함한 것을 특징으로 한다.
이 발명에 따르면, 모바일 매핑 시스템을 활용하여 현장에서 도로 시설물의 위치 정보와 영상(사진 및 동영상) 정보를 간단하면서도 정확하게 획득할 수 있는 잇점이 있다. 이로 인해, 도로대장 구축에 소요되는 시간과 노력을 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 도로대장의 구축 후 도로관련 전문가 또는 비전문가인 일반인 모두가 정확하면서도 쉽고, 편리하게 보다 시각적인 도로 관련 정보를 제공받을 수 있도록 하여 데이터분석 및 표준화를 통한 도로정보분석이 가능하도록 하며, KLIS 연계 및 활용을 통하여 행정업무 및 개발사업 계획 수립이 가능하고, 향후 도로정보관리시스템을 통하여 비상상황에 대한 신속한 대응체계 구축을 통해 즉각적 대응이 가능한 효과를 볼 수가 있다.
도 1은 종래의 도로대장 구축 과정을 도시한 업무 흐름도이다.
도 2는 이 발명에 따른 모바일 매핑 시스템을 이용한 도로대장 구축 시스템을 도시한 시스템도이다.
도 3은 이 발명에 따른 모바일 매핑 시스템을 도시한 구성도이다.
도 4는 이 발명에 따른 모바일 매핑 시스템에 의해 획득된 3차원 영상데이터를 도시한 도면이다.
도 5는 이 발명에 따라 구축된 도로대장의 검색화면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하며 이 발명의 한 실시예에 따른 모바일 매핑 시스템을 이용한 도로대장 구축 시스템을 보다 상세하게 설명한다.
도 2는 이 발명에 따른 모바일 매핑 시스템을 이용한 도로대장 구축 시스템을 도시한 시스템도이다.
이 발명에 따른 도로대장 구축 시스템은, 차량에 장착되어 상기 차량을 따라 이동하면서 상기 차량의 절대위치와, 상기 차량의 경사도와, 상기 차량과 임의의 도로 시설물과의 거리 및 평면 좌표와, 상기 도로 시설물의 영상데이터 및 색상정보를 취득하고, 상기 차량과 도로 시설물과의 거리 정보와 상기 도로 시설물의 영상데이터와 상기 차량의 경사도를 결합한 3차원 영상데이터를 저장하는 모바일 매핑 시스템(210)과; 상기 도로 시설물에 관한 연속지적도와 지형도와 위치도와 표준횡단면도와 종평면도와 용지도와 횡단면도와 매설물도 중 적어도 하나 이상의 도면정보를 저장한 공간정보데이터베이스(220)와; 상기 도로 시설물에 관한 제원과 기하구조조서와 토공 및 배수조서와 안전시설조서와 부대시설조서 중 적어도 하나 이상의 속성정보를 저장한 속성정보데이터베이스(230)와; 상기 모바일 매핑 시스템(210)으로부터 획득된 상기 도로 시설물의 위치 정보를 상기 공간정보데이터베이스(220)에 적용하여 상기 도로 시설물의 도면정보를 검색하는 위치정보모듈(240)과; 상기 도로 시설물의 위치 정보를 상기 속성정보데이터베이스(230)에 적용하여 상기 도로 시설물의 속성정보를 검색하는 자료검색모듈(250)과; 상기 위치정보모듈(240)에서 획득한 도면정보와 상기 자료검색모듈(250)에서 획득한 속성정보 및 상기 모바일 매핑 시스템(210)에서 획득된 영상데이터를 이용하여 상기 도로 시설물에 관한 위치영상(도로 시설물 사진 또는 동영상)을 생성하는 위치영상모듈(260)과; 상기 위치정보모듈(240)에서 획득한 도면정보와 상기 자료검색모듈(250)에서 획득한 속성정보와 상기 위치영상모듈(260)에서 획득한 위치영상을 결합하여 도로대장을 구축하고 관리하는 도로대장관리모듈(270)를 포함한다.
도로대장관리모듈(270)은 위치정보모듈(240)에서 획득한 도면정보와 자료검색모듈(250)에서 획득한 속성정보로부터 도로 시설물을 시뮬레이션하고, 상기 위치영상모듈(260)에서 위치영상과 상기 시뮬레이션 결과를 비교하여 상기 도로 시설물의 변경 여부를 도출하여 도로대장에 반영한다.
도 3은 이 발명에 따른 모바일 매핑 시스템을 도시한 구성도이다. 이 발명에 따른 모바일 매핑 시스템은, 차량의 절대위치를 계측하는 GNSS(Global Navigation Satellite System)(211)와, 상기 차량의 경사도를 계측하는 타이어인코더(212)와, 차량과 도로 시설물과의 거리를 계측하고 상기 도로 시설물의 평면 좌표를 취득하는 레이저스캐너(213)와, 상기 도로 시설물의 영상데이터를 취득하고 상기 도로 시설물의 평면 좌표의 색상정보를 취득하는 카메라(214)와, 상기 차량의 절대위치에 따라 차량과 도로 시설물과의 거리 및 평면 좌표와 상기 도로 시설물의 영상 및 색상정보와 차량의 경사도를 결합하고 중첩영역을 보정한 후 저장하는 컴퓨터시스템(215)을 포함하여 이루어진다. 여기서, 차량의 절대위치 및 각속도 및 타이어의 회전속도와, 차량과 도로 시설물과의 거리 및 도로 시설물의 평면 좌표와, 상기 도로 시설물의 영상데이터 및 평면 좌표의 색상 정보를 포함한 정보를 고정도 3차원 정보라 한다.
상기 모바일 매핑 시스템은 상기 차량의 관성을 계측하는 관성계측기(IMU)(216)를 더 포함하여, GNSS(211)가 구동되지 않는 동안에 상기 차량의 절대위치를 계산하도록 한다.
레이저스캐너(213)는 각각이 다른 각도 구간을 스캐닝하는 다수의 개별 레이저스캐너로 이루어져, 상기 차량을 중심으로 360도 전방향에서의 상기 차량과 상기 도로 시설물 사이의 거리 계측이 가능하도록 한다. 또한, 카메라(214)는 각각이 다른 각도 구간의 영상을 촬영하는 다수의 개별 카메라로 이루어져, 상기 차량을 중심으로 360도 전방향에서의 상기 도로 시설물에 대한 영상 촬영이 가능하도록 한다.
다수의 개별 레이저스캐너에서 스캐닝된 다수의 거리 계측 정보와, 다수의 개별 카메라에서 촬영된 다수의 영상 데이터는 중첩영역이 존재하는데, 컴퓨터시스템(215)는 이러한 중첩영역을 후처리를 통해 보정한다. 아울러, 레이저스캐너(213)는 임의의 도로 시설물에 대해 이산적인 거리 정보를 획득하는데, 컴퓨터시스템(215)는 이러한 이산적으로 획득된 거리 정보를 후처리를 통해 선형적으로 보정한다.
타이어인코더(212)는 차량의 좌우측 경사도 및 도로의 경사도를 계측할 수 있다.
이 발명에 따른 모바일 매핑 시스템을 이용한 도로대장 구축 방법을 설명한다.
이 발명의 공간정보데이터베이스는 도로 시설물에 관한 연속지적도와 지형도와 위치도와 표준횡단면도와 종평면도와 용지도와 횡단면도와 매설물도 중 적어도 하나 이상의 도면정보를 저장하고, 속성정보데이터베이스는 도로 시설물에 관한 제원과 기하구조조서와 토공 및 배수조서와 안전시설조서와 부대시설조서 중 적어도 하나 이상의 속성정보를 저장한다.
상기와 같이 구성된 도로대장 구축 시스템의 구동을 설명한다.
먼저, 모바일 매핑 시스템이 장착된 차량이 이동함에 따라, 모바일 매핑 시스템(210)은 상기 차량의 절대위치와, 상기 차량의 경사도와, 상기 차량과 임의의 도로 시설물과의 거리 및 평면 좌표와, 상기 도로 시설물의 영상데이터 및 색상정보를 취득하고, 상기 차량과 도로 시설물과의 거리 정보와 상기 도로 시설물의 영상 데이터와 상기 차량의 경사도를 결합한 3차원 영상데이터를 저장한다.
위치정보모듈(240)은 모바일 매핑 시스템(210)으로부터 획득된 상기 도로 시설물의 위치 정보를 상기 공간정보데이터베이스(220)에 적용하여 도로 시설물의 도면정보를 검색하고, 자료검색모듈(250)은 모바일 매핑 시스템(210)으로부터 획득된 상기 도로 시설물의 위치 정보를 상기 속성정보데이터베이스(230)에 적용하여 도로 시설물의 속성정보를 검색한다.
그리고, 위치영상모듈(260)은 위치정보모듈(240)에서 획득한 도면정보와 자료검색모듈(250)에서 획득한 속성정보 및 상기 모바일 매핑 시스템(210)에서 촬영된 영상데이터를 이용하여 상기 도로 시설물에 관한 위치영상을 획득한다.
다음, 도로대장관리모듈(270)은 위치정보모듈(240)에서 획득한 도면정보와 자료검색모듈(250)에서 획득한 속성정보와 상기 위치영상모듈(260)에서 획득한 위치영상을 결합하여 도로대장을 구축한다. 이때, 도로대장관리모듈(270)은 위치정보모듈(240)에서 획득한 도면정보와 자료검색모듈(250)에서 획득한 속성정보로부터 도로 시설물을 시뮬레이션하고, 상기 위치영상모듈(260)에서 위치영상과 상기 시뮬레이션 결과를 비교하여 상기 도로 시설물의 변경 여부를 도출하여 도로대장에 반영한다.
도 4는 이 발명에 따른 모바일 매핑 시스템에 의해 획득된 3차원 영상데이터를 도시한 도면으로서, 이 획득된 3차원 영상데이터로부터 도로의 횡단거리와 도로 시설물의 높이와 폭, 및 도로의 종단거리를 측량할 수 있다.
도 5는 이 발명에 따라 구축된 도로대장의 검색화면으로서, 기본메뉴화면과, 노선검색화면과, 도면검색화면과, 시설물사진조회화면과, 동영상조회화면과, 시설물속성조회화면을 포함하여 이루어진다.
210 : 모바일 매핑 시스템 220 : 공간정보데이터베이스
230 : 속성정보데이터베이스 240 : 위치정보모듈
250 : 자료검색모듈 260 : 위치영상모듈
270 : 도로대장관리모듈

Claims (7)

  1. 차량에 장착되어 상기 차량을 따라 이동하면서 상기 차량의 절대위치와, 상기 차량의 경사도와, 상기 차량과 임의의 도로 시설물과의 거리와, 상기 도로 시설물의 영상데이터를 취득하고, 상기 차량과 상기 도로 시설물과의 거리 정보와 상기 도로 시설물의 영상데이터와 상기 차량의 경사도를 결합한 3차원 영상데이터를 저장하는 모바일 매핑 시스템과;
    상기 도로 시설물에 관한 연속지적도와 지형도와 위치도와 표준횡단면도와 종평면도와 용지도와 횡단면도와 매설물도 중 적어도 하나 이상의 도면정보를 저장한 공간정보데이터베이스와;
    상기 도로 시설물에 관한 제원과 기하구조조서와 토공 및 배수조서와 안전시설조서와 부대시설조서 중 적어도 하나 이상의 속성정보를 저장한 속성정보데이터베이스와;
    상기 도로 시설물의 위치 정보를 상기 공간정보데이터베이스에 적용하여 상기 도로 시설물의 도면정보를 검색하는 위치정보모듈과;
    상기 도로 시설물의 위치 정보를 상기 속성정보데이터베이스에 적용하여 상기 도로 시설물의 속성정보를 검색하는 자료검색모듈과;
    상기 위치정보모듈에서 획득한 도면정보와 상기 자료검색모듈에서 획득한 속성정보 및 상기 모바일 매핑 시스템에서 획득된 영상데이터를 이용하여 상기 도로 시설물에 관한 위치영상을 획득하는 위치영상모듈과;
    상기 위치정보모듈에서 획득한 도면정보와 상기 자료검색모듈에서 획득한 속성정보와 상기 위치영상모듈에서 획득한 위치영상을 결합하여 도로대장을 구축하고 관리하는 도로대장관리모듈을 포함하고,
    상기 모바일 매핑 시스템은, 상기 차량의 절대위치를 계측하는 GNSS(Global Navigation Satellite System)와, 상기 차량의 경사도를 계측하는 타이어인코더와, 상기 차량과 상기 도로 시설물과의 거리를 계측하는 레이저스캐너와, 상기 도로 시설물의 영상데이터를 취득하는 카메라와, 상기 차량의 절대위치에 따라 상기 차량과 상기 도로 시설물과의 거리와 상기 도로 시설물의 영상데이터와 상기 차량의 경사도를 결합하고 중첩영역을 보정한 후 저장하는 컴퓨터시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 매핑 시스템을 이용한 도로대장 구축 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 도로대장관리모듈은 상기 위치정보모듈에서 획득한 도면정보와 상기 자료검색모듈에서 획득한 속성정보로부터 상기 도로 시설물을 시뮬레이션하고, 상기 위치영상모듈에서 획득한 위치영상과 상기 시뮬레이션 결과를 비교하여 상기 도로 시설물의 변경 여부를 도출하여 상기 도로대장에 반영하는 것을 특징으로 하는 모바일 매핑 시스템을 이용한 도로대장 구축 시스템.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 모바일 매핑 시스템은, 상기 차량의 관성을 계측하여 상기 GNSS(211)가 구동되지 않는 동안에 상기 차량의 절대위치를 계산하는 관성계측기(IMU)(216)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 매핑 시스템을 이용한 도로대장 구축 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 레이저스캐너는 각각이 다른 각도 구간을 스캐닝하는 다수의 개별 레이저스캐너로 이루어진 것을 특징으로 하는 모바일 매핑 시스템을 이용한 도로대장 구축 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 카메라는 각각이 다른 각도 구간의 영상을 촬영하는 다수의 개별 카메라로 이루어진 것을 특징으로 하는 모바일 매핑 시스템을 이용한 도로대장 구축 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 타이어인코더는 상기 차량의 좌우측 경사도 및 도로의 경사도를 계측하는 것을 특징으로 하는 모바일 매핑 시스템을 이용한 도로대장 구축 시스템.

KR1020110098698A 2011-09-29 2011-09-29 모바일 매핑 시스템을 이용한 도로대장 구축 시스템 KR101180415B1 (ko)

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