KR102354359B1 - 포인트 클라우드 이상치 제거 방법 및 이를 구현하는 장치 - Google Patents

포인트 클라우드 이상치 제거 방법 및 이를 구현하는 장치 Download PDF

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Abstract

포인트 클라우드 이상치 제거 방법 및 이를 구현하는 장치가 개시된다.
포인트 클라우드 이상치 제거 방법은, 레이저 스캐너로부터 획득한 포인트 클라우드를 적어도 제 1 방향을 따라 배치된 형태로 배열하는 단계와, 상기 제 1 방향에 따라 이웃하는 제 1 축 포인트들 간의 이격도가 검사 시작 임계 조건에 충족하는 이웃의 제 1 축 포인트들을 제 1 선단측(leading side) 대표 포인트 및 제 1 후단측(trailing side) 대표 포인트로 선정하는 단계와, 상기 제 1 선단측 대표 포인트와 이의 전방에 배열된 제 1 축 포인트들 중에서 이웃하는 제 1 축 포인트들 간에 산출된 제 1 선단측 이격도와 아울러서, 상기 제 1 후단측 대표 포인트와 이의 후방에 배열된 제 1 축 포인트들 중에서 이웃하는 제 1 축 포인트들 간에 산출된 제 1 후단측 이격도에 기초하여 제 1 선단측 이상치 후보 및 제 1 후단측 이상치 후보를 선정하는 단계, 및 상기 이상치 후보의 개수가 허용 임계 조건에 충족하는 경우에, 상기 제 1 선단측 및 상기 제 1 후단측 이상치 후보를 제 1 이상치 포인트로 결정하는 단계를 포함한다.

Description

포인트 클라우드 이상치 제거 방법 및 이를 구현하는 장치{METHOD OF REMOVING OUTLIER OF POINT CLOUD AND APPRARATUS IMPLEMENTING THE SAME}
본 개시는 포인트 클라우드 이상치 제거 방법 및 이를 구현하는 장치에 대한 것이며, 보다 구체적으로는 레이저 스캐너로 포인트 클라우드를 획득할 때 발생하는 모서리의 이상치를 제거하는 방법 및 이를 구현하는 장치에 대한 것이다.
객체의 공간 정보를 얻기 위한 방법 중 하나로 레이저 스캐너를 이용하여 포인트 클라우드를 획득하는 방법이 있다. 레이저 스캐너를 이용할 경우, 송출한 레이저가 객체에 반사되어 오는 시간 또는 위상을 측정하여 거리를 계산하고, 그 결과로 공간 정보를 구성한다. 일반적으로 레이저 스캐너는 거울을 회전시켜 레이저를 여러 방향으로 송출함으로써 객체에 대한 공간 정보를 획득한다. 그러나 레이저 스캐너가 송수신하는 레이저의 면적에 의해 객체의 모서리 부분에서는 정확하게 측정이 어렵다는 문제점이 있다.
레이저가 모서리 부분에 조사되면, 일부는 모서리에서 반사되고 일부는 모서리 뒤에 존재하는 객체에서 반사되므로 부정확한 거리가 산출된다. 레이저 빔은 타원 형태이므로, 모서리에서 두 부분으로 나뉘어지며, 이 시점의 조도는 두 표면에서 반사된 조도의 가중 평균이 되는 것으로 추정된다.
더욱이, 3차원 레이저 스캐너 장비는 회전을 통하여 포인트 클라우드 획득 범위를 넓히는데, 고해상도 포인트 클라우드를 획득할 경우 레이저의 지름보다 회전 단위 각도에 따른 이동 범위가 작아서 레이저가 모서리에 다수 회에 걸쳐 부딪히게 된다. 이 경우 모서리로 인해 복수 개의 이상치가 나타난다.
도 1은 3차원 레이저 스캐너에서 송출한 레이저 빔(12)이 우측으로 갈수록 순서대로 수직 방향으로 회전하는 경우의 예시이다. 좌측 기준으로 1, 2 번째의 예는 레이저 빔(12)이 모서리(14)가 아닌 표면(16)에서 반사되는 경우이고, 3 내지 5 번째 예는 모서리(14)에서 반사되는 경우이며, 6, 7 번째의 예는 모서리(14) 후방에 존재하는 객체에서 반사되는 경우이다. 도 1에서 획득한 포인트 클라우드는 객체에 반사되어 수신되는 레이저에 의해 모서리(14)와 그 후방의 객체 사이에서 위치된다. 이는 이상치가 포함된 포인트 클라우드의 이미지를 나타낸 도 2를 통해 확인될 수 있다.
3차원 레이저 스캐너의 경우, 수직 방향 뿐만 아니라 수평 방향으로도 회전하므로 수직 방향 스캔시 나타나는 이상치 발생 현상이 수평 방향을 따라서 반복적으로 발생한다.
상술한 문제점을 해소하기 위한 종래의 이상치 제거 방법은, 일정 영역 내에 일정 개수 이하의 포인트만 존재하는 경우 해당 포인트를 이상치로 판별하는 방법 등이 존재한다. 그러나, 이 방법은 밀집도가 낮은 이상치를 상당 정도 제거하나, 이에 의하더라도 밀집도가 낮은 정상치를 함께 제거하거나, 밀집도가 높은 이상치를 여전히 제거하지 못하는 단점이 있다.
본 개시의 기술적 과제는 객체의 모서리 부근에서 발생하는 포인트 클라우드의 이상치를 오류없이 정밀하게 판정하여 제거하는 포인트 클라우드 이상치 제거 방법 및 이를 구현하는 장치를 제공하는 것이다.
본 개시에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 개시의 일 양상에 따르면, 포인트 클라우드 이상치 제거 방법이 제공될 수 있다. 상기 포인트 클라우드 이상치 제거 방법은, 레이저 스캐너로부터 획득한 포인트 클라우드를 적어도 제 1 방향을 따라 배치된 형태로 배열하는 단계와, 상기 제 1 방향과 평행한 제 1 축을 따라 이웃하는 제 1 축 포인트들 중에서 상기 이웃하는 제 1 축 포인트들 간의 이격도가 검사 시작 임계 조건에 충족하는 이웃의 제 1 축 포인트들을 제 1 선단측(leading side) 대표 포인트 및 제 1 후단측(trailing side) 대표 포인트로 선정하는 단계와, 상기 제 1 선단측 대표 포인트와 상기 제 1 축을 따라 상기 제 1 선단측 대표 포인트의 전방에 배열된 제 1 축 포인트들 중에서 이웃하는 제 1 축 포인트들 간에 산출된 제 1 선단측 이격도와 아울러서, 상기 제 1 후단측 대표 포인트와 상기 제 1 축을 따라 상기 제 1 후단측 대표 포인트의 후방에 배열된 제 1 축 포인트들 중에서 이웃하는 제 1 축 포인트들 간에 산출된 제 1 후단측 이격도에 기초하여 제 1 선단측 이상치 후보 및 제 1 후단측 이상치 후보를 선정하는 단계, 및 상기 이상치 후보의 개수가 허용 임계 조건에 충족하는 경우에, 상기 제 1 선단측 및 상기 제 1 후단측 이상치 후보를 제 1 이상치 포인트로 결정하는 단계를 포함한다.
본 개시의 다른 실시예에 따르면, 상기 이격도, 상기 제 1 선단측 이격도 및 상기 제 1 후단측 이격도는 상기 이웃하는 제 1 축 포인트들간의 거리, 또는, 상기 이웃하는 제 1 축 포인트들과 상기 레이저 스캐너 사이의 각도로서 상기 제 1 축에서 상기 이웃하는 제 1 축 포인트들 중 전방에 배열된 포인트를 중심 포인트로 채용하여 측정되는 각도에 기초하여 산출될 수 있다.
또한, 상기 이격도가 상기 각도에 의하는 경우에, 상기 검사 시작 임계 조건은 상기 이격도가 기 설정된 시작 각도 보다 크거나, 상기 시작 각도의 보각보다 작은 조건으로 규정되며, 상기 시작 각도는 상기 보각보다 크게 설정될 수 있다.
아울러, 상기 제 1 선단측 이격도 및 상기 제 1 후단측 이격도가 상기 각도에 의하는 경우에, 상기 이상치 후보를 선정하는 단계는 상기 제 1 선단측 및 상기 제 1 후단측 이격도가 검사 종료 임계 조건을 충족하지 않는 경우에, 상기 중심 포인트를 이상치 후보로 선정하며, 상기 검사 종료 임계 조건은 상기 제 1 선단측 및 상기 제 1 후단측 이격도가 기 설정된 종료 각도 보다 작거나, 상기 종료 각도의 보각보다 큰 조건으로 규정되며, 상기 종료 각도는 상기 보각보다 크게 설정될 수 있다.
이에 더하여, 상기 이상치 후보를 선정하는 단계는 상기 제 1 선단측 및 상기 제 1 후단측 이격도가 상기 검사 종료 임계 조건을 충족한 경우에, 상기 검사 종료 임계 조건에 해당한 상기 제 1 축 포인트에서 중단될 수 있다.
본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 제 1 이상치 포인트로 결정하는 단계는 상기 이상치 후보의 개수가 허용 임계 조건을 충족하지 못하는 경우에 상기 이상치 후보를 정상치 포인트로 결정할 수 있다.
본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 허용 임계 조건은 상기 레이저 스캐너의 송출 지점에서의 레이저 빔의 사이즈, 상기 레이저 빔의 발산 각도, 상기 레이저 빔이 조사되는 객체와 상기 레이저 스캐너 간의 측량 거리, 상기 측량 거리에서의 상기 레이저 빔의 단위 이동 거리 및 상기 레이저 빔의 진행 방향에 따른 상기 객체의 배치 각도에 기초하여 설정될 수 있다.
본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 제 1 선단측 및 상기 제 1 후단측 대표 포인트로 선정하는 단계는, 상기 제 1 축의 검사 시작점부터 상기 제 1 축의 후방을 향하여 순차적으로 이동하면서 상기 이웃하는 제 1 축 포인트들 간에 이격도를 각각 산출하고, 각 산출된 이격도에서 상기 검사 시작 임계 조건을 최초로 충족하는 이웃의 제 1 축 포인트들을 상기 제 1 선단측 대표 포인트 및 상기 제 1 후단측 대표 포인트로 선정할 수 있다.
또한, 상기 제 1 선단측 및 상기 제 1 후단측 대표 포인트로 선정하는 단계는, 상기 제 1 이상치 포인트로 결정하는 단계가 상기 제 1 축의 종점까지 수행되지 않는 경우에, 상기 제 1 이상치 포인트로 결정하는 단계에서 허용 임계 조건의 충족 여부가 판단된 상기 제 1 후단측 이상치 후보 중에서 최후방에 배열된 이상치 후보보다 후방에 배열된 제 1 축 포인트를 검사 시작점으로 채용하며, 상기 검사 시작점으로 채용된 상기 제 1 축 포인트부터 상기 제 1 축의 후방을 향하여 순차적으로 이격도를 산출하여, 신규의 제 1 선단측 및 제 1 후단측 대표 포인트를 선정할 수 있다.
이에 더하여, 상기 이상치 후보를 선정하는 단계에서 상기 제 1 선단측 이상치 후보를 선정하는 것은 상기 신규의 제 1 선단측 대표 포인트로부터 상기 제 1 축의 전방을 항하여 순차적으로 이동하면서 상기 이웃하는 제 1 축 포인트들 간에 제 1 선단측 이격도를 산출하되, 상기 제 1 선단측 이격도가 상기 검사 시작점의 후방에서 검사 종료 임계 조건을 충족한 경우에, 상기 제 1 선단측 이상치 후보의 선정은 상기 검사 종료 임계 조건에 해당한 상기 제 1 축 포인트에서 중단될 수 있다.
본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 레이저 스캐너는 2차원 또는 3차원 공간 정보를 생성할 수 있다.
본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 레이저 스캐너가 3차원 공간 정보를 생성하며, 상기 포인트 클라우드가 상기 제 1 방향과 다른 제 2 방향을 따라 복수 층으로 생성된 경우에, 상기 층마다의 상기 제 1 축 포인트들에 대해, 상기 제 1 선단측 및 상기 제 1 후단측 대표 포인트로 선정하는 단계, 상기 제 1 선단측 및 제 1 후단측 이상치 후보를 선정하는 단계 및 상기 제 1 이상치 포인트로 결정하는 단계를 반복할 수 있다.
본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 레이저 스캐너가 3차원 공간 정보를 생성하는 경우에, 상기 포인트 클라우드를 배열하는 단계는 상기 제 1 방향과 다른 제 2 방향을 따라 배열된 형태를 추가로 생성하되,상기 제 2 방향과 평행한 제 2 축을 따라 이웃하는 제 2 축 포인트들 중에서 상기 이웃하는 제 2 포인트들 간의 이격도가 검사 시작 임계 조건에 충족하는 이웃의 제 2 축 포인트들을 제 2 선단측 대표 포인트 및 제 2 후단측 대표 포인트로 선정하는 단계와, 상기 제 2 선단측 대표 포인트와 상기 제 2 축을 따라 상기 제 2 선단측 대표 포인트의 전방에 배열된 제 2 축 포인트들 중에서 이웃하는 제 2 축 포인트들 간에 산출된 제 2 선단측 이격도와 아울러서, 상기 제 2 후단측 대표 포인트와 상기 제 2 축을 따라 상기 제 2 후단측 대표 포인트의 후방에 배열된 제 2 축 포인트들 중에서 이웃하는 제 2 축 포인트들 간에 산출된 제 2 후단측 이격도에 기초하여 제 2 선단측 이상치 후보 및 제 2 후단측 이상치 후보를 선정하는 단계, 및 상기 이상치 후보의 개수가 허용 임계 조건에 충족하는 경우에, 상기 제 2 선단측 및 상기 제 2 후단측 이상치 후보를 제 2 이상치 포인트로 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 개시의 다른 양상에 따르면, 포인트 클라우드 이상치 제거 장치가 제공될 수 있다. 상기 포인트 클라우드 이상치 제거 장치는, 레이저 스캐너로부터 획득한 포인트 클라우드를 적어도 제 1 방향을 따라 배치된 형태로 배열하는 가공 저장부와, 상기 제 1 방향과 평행한 제 1 축을 따라 이웃하는 제 1 축 포인트들 중에서 상기 이웃하는 제 1 포인트들 간의 이격도가 검사 시작 임계 조건에 충족하는 이웃의 제 1 축 포인트들을 제 1 선단측 대표 포인트 및 제 1 후단측 대표 포인트로 선정하는 제 1 포인트 선정부와, 상기 제 1 선단측 대표 포인트와 상기 제 1 축을 따라 상기 제 1 선단측 대표 포인트의 전방에 배열된 제 1 축 포인트들 중에서 이웃하는 제 1 축 포인트들 간에 산출된 제 1 선단측 이격도와 아울러서, 상기 제 1 후단측 대표 포인트와 상기 제 1 축을 따라 상기 제 1 후단측 대표 포인트의 후방에 배열된 제 1 축 포인트들 중에서 이웃하는 제 1 축 포인트들 간에 산출된 제 1 후단측 이격도에 기초하여 제 1 선단측 이상치 후보 및 제 1 후단측 이상치 후보를 선정하는 제 1 이상치 군집화부와, 상기 이상치 후보의 개수가 허용 임계 조건에 충족하는 경우에, 상기 제 1 선단측 및 상기 제 1 후단측 이상치 후보를 제 1 이상치 포인트로 결정하는 제 1 판정부를 포함한다.
본 개시에 대하여 위에서 간략하게 요약된 특징들은 후술하는 본 개시의 상세한 설명의 예시적인 양상일 뿐이며, 본 개시의 범위를 제한하는 것은 아니다.
본 개시에 따르면, 객체의 모서리 부근에서 발생하는 포인트 클라우드의 이상치를 오류없이 정밀하게 판정하여 제거하는 포인트 클라우드 이상치 제거 방법 및 이를 구현하는 장치를 제공할 수 있다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 모서리를 갖는 객체에 조사되는 레이저 스캐너의 레이저 빔의 형태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 포인트 클라우드에서 이상치가 발생한 것을 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 포인트 클라우드 이상치 제거 장치를 나타내는 블록도이다.
도 4는 레이저 스캐너의 개략적인 도면이다.
도 5는 제 1 방향 이상치 검출부를 나타내는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 포인트 클라우드 이상치 제거 방법에 관한 순서도이다.
도 7은 제 1 포인트 선정부의 동작 흐름을 나타내는 순서도이다.
도 8은 제 1 선단측 이상치 군집화부의 동작 흐름을 나타내는 순서도이다.
도 9는 제 1 후단측 이상치 군집화부의 동작 흐름을 나타내는 순서도이다.
도 10은 제 1 판정부의 동작 흐름을 나타내는 순서도이다.
도 11은 제 2 방향의 특정 좌표에서 포인트 클라우드가 제 1 방향을 따라 배열된 형태를 예시한 도면이다.
도 12는 제 1 방향을 따라 배열된 포인트 클라우드와 객체와의 상대적 위치를 예시한 도면이다.
도 13은 이격도, 선단측 및 후단측 이격도의 산출 과정을 예시한 도면이다.
도 14 및 도 15는 허용 임계 조건의 설정 과정을 도시한 도면이다.
도 16 내지 도 19는 도 6에 도시된 제 2 방향의 이상치 검출의 동작 흐름을 나타내는 순서도이다.
도 20은 제 1 방향의 특정 좌표에서 포인트 클라우드가 제 2 방향을 따라 배열된 형태를 예시한 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 개시의 실시 예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
본 개시의 실시 예를 설명함에 있어서 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 그리고, 도면에서 본 개시에 대한 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 개시에 있어서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소와 "연결", "결합" 또는 "접속"되어 있다고 할 때, 이는 직접적인 연결 관계뿐만 아니라, 그 중간에 또 다른 구성요소가 존재하는 간접적인 연결관계도 포함할 수 있다. 또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소를 "포함한다" 또는 "가진다"고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 배제하는 것이 아니라 또 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 개시에 있어서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용되며, 특별히 언급되지 않는 한 구성요소들간의 순서 또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 따라서, 본 개시의 범위 내에서 일 실시 예에서의 제1 구성요소는 다른 실시 예에서 제2 구성요소라고 칭할 수도 있고, 마찬가지로 일 실시 예에서의 제2 구성요소를 다른 실시 예에서 제1 구성요소라고 칭할 수도 있다.
본 개시에 있어서, 서로 구별되는 구성요소들은 각각의 특징을 명확하게 설명하기 위함이며, 구성요소들이 반드시 분리되는 것을 의미하지는 않는다. 즉, 복수의 구성요소가 통합되어 하나의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있고, 하나의 구성요소가 분산되어 복수의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있다. 따라서, 별도로 언급하지 않더라도 이와 같이 통합된 또는 분산된 실시 예도 본 개시의 범위에 포함된다.
본 개시에 있어서, 다양한 실시 예에서 설명하는 구성요소들이 반드시 필수적인 구성요소들은 의미하는 것은 아니며, 일부는 선택적인 구성요소일 수 있다. 따라서, 일 실시 예에서 설명하는 구성요소들의 부분집합으로 구성되는 실시 예도 본 개시의 범위에 포함된다. 또한, 다양한 실시 예에서 설명하는 구성요소들에 추가적으로 다른 구성요소를 포함하는 실시 예도 본 개시의 범위에 포함된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 개시의 실시 예들에 대해서 설명한다.
도 3 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 포인트 클라우드 이상치 제거 장치에 대하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 포인트 클라우드 이상치 제거 장치를 나타내는 블록도이며, 도 4는 레이저 스캐너의 개략적인 도면이고, 도 5는 제 1 방향 이상치 검출부를 나타내는 블록도이다.
포인트 클라우드 이상치 제거 장치(100)는 레이저 스캐너(102), 가공 저장부(104), 제 1 방향 이상치 검출부(106), 제 2 방향 이상치 검출부(108) 및 이상치 제시 제거부(110)를 포함할 수 있다.
레이저 스캐너(102)는 레이저 빔이 객체를 조사하여 획득되는 포인트 클라우드에 의해, 2차원 또는 3차원 공간 정보를 생성할 수 있다. 2차원 공간 정보를 생성하는 레이저 스캐너는 제 1 방향, 예컨대 2차원 좌표로 구성되는 수평 방향의 평면 공간 정보를 생성하고, 이 경우에 제 2 방향 이상치 검출부(108)는 생략될 수 있다. 3차원 공간 정보를 생성하는 레이저 스캐너는 제 1 및 제 2 방향으로서 3차원 좌표로 구성되는 입체적인 공간 정보를 생성한다. 본 실시예에서는 3차원의 레이저 스캐너(102)를 위주로 설명하나, 2차원 레이저 스캐너에 의한 이상치 검출은 후술할 가공 저장부(104), 제 1 방향 이상치 검출부(106) 및 이상치 제시 제거부(110)의 기능들에 의해 구현될 수 있다.
3차원의 레이저 스캐너(102)는 도 4에 도시된 바와 같이, 레이저 빔을 송출하는 발광부(112), 제 1 방향에 따른 주변의 모든 객체에 레이저 빔을 반사하여 조사하기 위해 회전하는 제 1 미러(114), 제 1 방향과 다른 제 2 방향, 예컨대 제 1 방향에 수직되는 방향으로 레이저 빔을 반사하도록 회전하는 제 2 미러(미도시), 및 객체에서 반사되는 레이저 빔을 수신하는 수광부(미도시)를 포함할 수 있다. 레이저 스캐너(102)는 수신된 레이저 빔의 시간 및/또는 위상을 측정하여 거리를 계산할 수 있다.
가공 저장부(104)는 제 1 및 제 2 방향을 따라 배치된 좌표 정보의 형태로 배열하도록 레이저 스캐너(102)로부터 획득한 포인트 클라우드를 가공한다. 제 1 방향에 따라 배열되는 포인트 클라우드는 제 2 방향에 따른 좌표 정보의 시작점과 종점 사이의 좌표들로 구성된 복수의 층마다, 제 1 방항에서의 포인트 클라우드의 좌표 정보가 배열된 형태이다. 제 2 방향에 따라 배열되는 포인트 클라우드는 제 1 방향에 따른 좌표 정보의 시작점과 종점 사이의 좌표들로 구성된 복수의 층마다, 제 2 방항에서의 포인트 클라우드의 좌표 정보가 배열된 형태이다.
제 1 방향 이상치 검출부(106)는 도 5를 참조하면, 제 1 포인트 선정부(116), 제 1 이상치 군집화부(118) 및 제 1 판정부(124)를 포함한다.
제 1 포인트 선정부(116)는 제 1 방향과 평행한 제 1 축을 따라 이웃하는 제 1 축 포인트들 중에서 이웃하는 제 1 포인트들 간의 이격도가 검사 시작 임계 조건에 충족하는 이웃의 제 1 축 포인트들을 제 1 선단측(leading side) 대표 포인트 및 제 1 후단측(trailing side) 대표 포인트로 선정한다.
제 1 이상치 군집화부(118)는 제 1 선단측 대표 포인트와 제 1 축을 따라 제 1 선단측 대표 포인트의 전방에 배열된 제 1 축 포인트들 중에서 이웃하는 제 1 축 포인트들 간에 제 1 선단측 이격도를 산출하며, 제 1 후단측 대표 포인트와 상기 제 1 축을 따라 상기 제 1 후단측 대표 포인트의 후방에 배열된 제 1 축 포인트들 중에서 이웃하는 제 1 축 포인트들 간에 제 1 후단측 이격도를 산출한다. 제 1 이상치 군집화부(118)는 제 1 선단측 및 제 1 후단측 이격도에 기초하여 제 1 선단측 이상치 후보 및 제 1 후단측 이상치 후보를 선정한다.
제 1 판정부(124)는 제 1 선단측 및 제 1 후단측 이상치 후보의 개수가 허용 임계 조건에 충족하는 경우에, 제 1 선단측 및 제 1 후단측 이상치 후보를 제 1 이상치 포인트로 결정한다.
제 2 방향 이상치 검출부(108) 역시 도 5와 유사하게 제 2 포인트 선정부, 제 2 이상치 군집화부 및 제 2 판정부를 포함할 수 있다. 제 2 이상치 군집화부는 도 5와 유사하게, 제 2 선단측 이상치 군집화부 및 제 2 후단측 이상치 군집화부를 포함할 수 있다. 이 경우에, 제 1 방향 이상치 검출부(106)에서의 제 1 축 및 제 1 축 포인트가 제 2 방향과 평행한 제 2 축 및 제 2 축 포인트로 변경되어 제 2 방향 이상치 검출부(108)의 각 부재에 적용된다.
제 1 및 제 2 포인트 선정부, 제 1 및 제 2 이상치 군집화부 및 제 1 및 제 2 판정부에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
이상치 제시 제거부(110)는 제 1 및 제 2 방향 이상치 검출부(108)에서 판정된 이상치를 사용자에게 디스플레이 형태로 제시하여 사용자의 조작에 따른 이상치를 제거할 수도 있으며, 자동 설정에 따라 이상치를 제거할 수 있다.
이하에서는, 도 3 내지 도 20을 참조하여 본 발명의 다른 실시예들에 따른 포인트 클라우드 이상치 제거 방법에 대해 설명하기로 한다. 제거 방법은 포인트 클라우드 이상치 제거 장치(100)에 의해 구현될 수 있다. 이하의 실시예에서는 레이저 스캐너(102)가 3차원 공간 정보를 획득하여 생성하는 것을 예를 들어 설명하기로 한다. 그러나, 레이저 스캐너(102)가 2차원 공간 정보를 생성하여 평면 공간 정보를 획득하는 경우에, 도 6에서 S605 단계는 포인트 클라우드가 제 1 방향에 따른 배열만이 수행되며, S615 단계는 생략된다. 또한, 도 7 내지 도 15의 실시예에 따라 포인트 클라우드 이상치 제거 방법이 진행된다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 포인트 클라우드 이상치 제거 방법에 관한 순서도이다.
먼저, 가공 저장부(104)는 제 1 및 제 2 방향을 따라 배치된 좌표 정보의 형태로 배열하도록 레이저 스캐너(102)로부터 획득한 포인트 클라우드를 가공하여 저장한다(S605).
제 1 방향은 2차원 좌표로 구성되는 수평 방향으로서 레이저 스캐너(102)와 객체가 서로 대면하는 방향일 수 있으며, 제 2 방향은 제 1 방향의 수직 방향으로서 객체의 높이 방향일 수 있다.
제 1 방향에 따라 배열되는 포인트 클라우드는 제 2 방향에 따른 좌표 정보의 시작점과 종점 사이의 좌표들로 구성된 복수의 층마다, 제 1 방항에서의 포인트 클라우드의 좌표 정보가 배열된 형태이다. 제 2 방향에 따라 배열되는 포인트 클라우드는 제 1 방향에 따른 좌표 정보의 시작점과 종점 사이의 좌표들로 구성된 복수의 층마다, 제 2 방항에서의 포인트 클라우드의 좌표 정보가 배열된 형태이다.
다음으로, 제 1 방향 이상치 검출부(106)는 제 2 방향을 따른 포인트 클라우드가 복수의 층인 경우에, 각 층마다 제 1 방향에서의 이상치를 판정하여 검출한다(S610). 이에 대한 상세 과정은 도 7 내지 도 10을 통해 설명하기로 한다.
이어서, 제 2 방향 이상치 검출부(108)는 제 1 방향을 따른 포인트 클라우드가 복수의 층인 경우에, 각 층마다 제 2 방향에서의 이상치를 판정하여 검출한다(S615). 이에 대한 상세 과정은 도 16 내지 도 19를 통해 설명하기로 한다.
본 실시예에서는 제 1 방향의 이상치의 검출 후에, 제 2 방향의 이상치를 검출하는 것을 예시하고 있으나, 이에 제한되지 않고, 제 1 및 제 2 방향의 이상치를 동시에 검출할 수도 있다. 본 설명에서는 제 1 방향의 이상치의 검출 후에, 제 2 방향의 이상치를 검출하는 경우를 위주로 설명한다.
S610 단계인 제 1 방향 이상치 검출부(106)에서의 이상치 판정 및 검출과 관련하여, 도 7을 참조하면, 제 1 포인트 선정부(116)는 제 2 방향과 평행한 제 2 축의 시작점에 상응하는 층과 관련된 제 1 방향에 따른 포인트 클라우드의 배열을 추출한다. 제 1 방향에 따른 배열은 도 11 및 도 12에서와 같이, 제 2 축 좌표인 h1에서 제 1 방향과 평행한 제 1 축을 따라 배치된 제 1 축 포인트(w)와 레이저 스캐너(102) 간의 거리 또는 제 1 축 포인트(w)의 공간 상의 좌표 배열로 표현될 수 있다. 거리는 도 12에서와 같이, 레이저 스캐너(102)에서의 레이저 빔의 송출 지점과 객체(126)까지의 거리로서, 레이저 스캐너(102)에 의해서 산출된다. h1을 제 2 축의 시작점으로 상정하면, 제 1 방향에 따른 배열은 제 2 축의 시작점에서의 배열이다.
제 1 포인트 선정부(116)는 제 1 방향의 배열에 대한 이상치 판정 및 검출이 제 2 축 포인트의 제 2 축 종점에 해당하는 층까지 도달하여 수행되지 않으면(S705의 N), S710 단계로 진입하며, 제 1 방향의 배열에 대한 이상치 판정 및 검출이 제 2 축 포인트의 제 2 축 종점까지 도달하여 수행되면(S705의 Y), 제 1 방향의 이상치 검출은 종료된다.
다음으로, 제 1 포인트 선정부(116)는 제 1 선단측 대표 포인트 및 제 1 후단측 대표 포인트를 선정하는 과정을 제 1 축의 종점까지 완료하여 도달하지 않았으면(S710의 N), S715 단계로 진입하며, 대표 포인트를 선정하는 과정을 완료하여 도달하였으면(S710의 Y), S705 단계로 복귀한다.
이어서, 제 1 포인트 선정부(116)는 제 1 방향의 제 1 축을 따라 도 11에 도시된 제 1 축의 첫번째 검사 시작점과 제 1 축의 종점을 향한 방향(즉, 후방)으로 이웃하는 제 1 축 포인트 간의 이격도를 산출한다(S715).
제 1 축의 첫번째 검사 시작점은 포인트 클라우드가 존재하는 점이며, 경우에 따라 제 1 축의 시작점일 수 있다. 도 11에 도시된 m번째 검사 시작점은 상술한 상황에서 첫번째 검사 시작점에 해당한다.
또한 이격도는 이웃하는 제 1 축 포인트들(예컨대, C, C+1) 간의 거리, 또는, 이웃하는 제 1 축 포인트들(C, C+1)과 레이저 스캐너 사이의 각도로서, 도 13에서와 같이, 제 1 축에서 이웃하는 제 1 축 포인트들(Pc, Pc+1) 중 전방에 배열된 포인트(Pc)를 중심 포인트로 채용한다. 도 11 및 13에서와 같이, 전방의 포인트(C)는 제 1 축 시작점에서 제 1 축 종점을 향하는 방향에서 바라볼 때, 다른 포인트(C+1)보다 제 1 축 시작점에 가까운 포인트이다. 이격도를 각도로 산출하는 경우에, 삼각함수에 의해 각도가 계산될 수 있다. 이하의 설명에서는 이격도를 비롯하여 선단측 이격도, 후단측 이격도를 각도에 기초하여 산출된 것을 예시하나, 다른 실시예로서 이격도 등의 산출시 활용되는 거리를 배제하지 않는다.
다음으로, 제 1 포인트 선정부(116)는 이격도가 검사 시작 임계 조건에 충족하는지 여부를 판단한다(S720).
이격도가 각도에 의하는 경우에, 검사 시작 임계 조건은 이격도가 기 설정된 시작 각도 보다 크거나, 시작 각도의 보각보다 작은 조건으로 규정되며, 시작 각도는 상기 보각보다 크게 설정될 수 있다. 예를 들어, 시작 각도는 170도이며, 보각은 10도로 설정될 수 있다.
이격도가 거리에 의하는 경우에, 검사 시작 임계 조건은 이격도가 기 설정된 시작 거리보다 큰 조건으로 규정될 수 있다.
판단 결과, 이격도가 검사 시작 임계 조건에 충족하면(S720의 Y), 제 1 포인트 선정부(116)는 검사 시작 임계 조건에 충족하는 이웃의 포인트들을 제 1 선단측 및 제 1 후단측 대표 포인트로 선정한다(S725).
제 1 선단측 및 후단측 대표 포인트를 선정하여 도 7의 과정이 종료된 후에, 제 1 이상치 군집화부(118)에서 수행되는 도 8의 단계가 진행된다.
이와는 달리, 이격도가 검사 시작 임계 조건에 충족하지 않으면(S720의 N), 제 1 포인트 선정부(116)는 S710 단계로 이행하여, 첫번째 검사 시작점 후방에 배열된 이웃의 제 1 축 포인트들로 이동한다. 이어서, 제 1 포인트 선정부(116)는 이동하여 채택된 이웃의 제 1 축 포인트들에 대하여 S715 내지 S725를 반복한다.
도 11에서는 도 12에 도시된 모서리의 위치에 상응하도록, 제 1 축의 첫번째 검사 시작점으로부터 이격된 제 1 축 포인트 C, C+1이 제 1 선단측 및 제 1 후단측 대표 포인트로 선정되도록 예시되어 있다. 즉, 제 1 포인트 선정부(116)는 제 1 축의 검사 시작점부터 제 1 축의 후방을 향하여 순차적으로 이동하면서 이웃하는 제 1 축 포인트들 간에 이격도를 각각 산출하고, 각 산출된 이격도에서 검사 시작 임계 조건을 최초로 충족하는 이웃의 제 1 축 포인트들을 제 1 선단측 대표 포인트 및 제 1 후단측 대표 포인트로 선정한다.
한편, 도 10과 같이 S710 단계가 재이행될 때에, 제 1 방향의 배열에 대한 이상치 판정 및 검출이 도 11에 나타난 제 1 축의 종점까지 도달하지 못하는 경우, 즉 S710 단계의 N과 같이 완료되지 않은 경우에, S715 내지 S725의 단계를 반복할 수 있다. 구체적으로, 도 10의 제 1 이상치 포인트를 결정하는 과정, 즉 제 1 이상치 포인트 혹은 정상치 포인트로 판정하는 S1015, S1020 단계가 완료 후에, 제 1 포인트 선정부(116)는 S710 단계로 재진입하여, 허용 임계 조건의 충족 여부가 판단된 제 1 선단측 및 제 1 후단측 이상치 후보 중에서 최후방에 배열된 이상치 후보보다 후방에 배열된 제 1 축 포인트를 다음의 검사 시작점으로 채용한다. 도 11에 도시된 m번째 검사 시작점은 상술한 다음의 검사 시작점에 해당한다. 제 1 포인트 선정부(116)는 S715 내지 S725 단계에 따라, 다음의 검사 시작점으로 채용된 제 1 축 포인트부터 제 1 축의 후방을 향하여 순차적으로 이격도를 산출하여, 신규의 제 1 선단측 및 제 1 후단측 대표 포인트를 선정한다.
도 8을 참조하면, 제 1 이상치 군집화부(118)의 제 1 선단측 이상치 군집화부(120)는 제 1 선단측 대표 포인트(예컨대, 도 11의 C)와 제 1 축을 따라 제 1 선단측 대표 포인트의 전방에 배열된 포인트(예를 들면, 도11의 C-1) 간에 제 1 선단측 이격도를 산출한다(S805).
제 1 선단측 이격도는 이웃하는 제 1 축 포인트들(예컨대, C, C-1) 간의 거리, 또는, 이웃하는 제 1 축 포인트들(C, C-1)과 레이저 스캐너(102) 사이의 각도로서, 도 13에서와 같이, 제 1 축에서 이웃하는 제 1 축 포인트들(Pi, Pi-1) 중 전방에 배열된 포인트(Pi-1)를 중심 포인트로 채용한다.
이어서, 제 1 선단측 이상치 군집화부(120)는 제 1 선단측 이격도가 검사 종료 임계 조건을 충족하는지 여부를 판단한다(S810).
제 1 선단측 이격도가 각도에 의한 경우, 검사 종료 임계 조건은 제 1 선단측 이격도가 기 설정된 종료 각도 보다 작거나, 종료 각도의 보각보다 큰 조건으로 규정되며, 종료 각도는 상기 보각보다 크게 설정될 수 있다. 종료 각도는 150도이며, 보각은 30도일 수 있으며, 종료 각도는 시작 각도보다 작게 설정될 수 있다.
판단 결과, 제 1 선단측 이격도가 검사 종료 임계 조건을 충족하지 않으면(S810의 N), 제 1 선단측 이상치 군집화부(120)는 제 1 선단측 이격도 산출시의 중심 포인트를 제 1 선단측 이상치 후보로 선정하며 카운팅한다 (S815).
이와는 달리, 제 1 선단측 이격도가 검사 종료 임계 조건을 충족하면(S810의 Y), 제 1 선단측 이상치 군집화부(120)는 제 1 선단측 이격도의 산출 및 제 1 선단측 이상치 후보의 선정을 중단하고, 제 1 후단측 이상치 군집화부(122)와 관련된 제 1 후단측 이격도의 산출 및 제 1 후단측 이상치 후보의 선정, 즉 도 9의 과정으로 이행된다.
다음으로, 제 1 선단측 이상치 군집화부(120)는 선정된 제 1 선단측 이상치 후보의 전방에 배치되는 제 1 축 포인트로 이동한다(S820).
이동한 제 1 축 포인트가 제 1 축의 첫번째 검사 시작점에 도달한지 여부를 판단하며(S825). 이동한 제 1 축 포인트가 첫번째 검사 시작점에 도달하지 않은 경우에(S825의 N), 이동한 제 1 축 포인트 및 이보다 전방에서 이웃하는 제 1 축 포인트에 대해 S805 내지 S820 단계가 반복된다. 이와는 달리, 이동한 제 1 축 포인트가 첫번째 검사 시작점에 도달한 경우에(S825의 Y), 제 1 선단측 이상치 군집화부(120)는 제 1 선단측 이격도의 산출 및 제 1 선단측 이상치 후보의 선정을 중단하고, 도 9에 나타난 제 1 후단측 이상치 후보의 선정 과정으로 이행된다.
한편, 도 10과 같이 S710 단계로의 재이행시에 S710 단계의 N과 같이 완료되지 않은 경우에, S715 내지 S725의 단계를 반복할 수 있다. 제 1 포인트 선정부(116)는 S710 단계로 재진입하여 상술한 바와 같이 다음의 검사 시작점을 채용하고, S715 내지 S725 단계에 따라, 다음의 검사 시작점으로 지정된 제 1 축 포인트에 기반하여 신규의 제 1 선단측 및 제 1 후단측 대표 포인트를 채택한다. 신규의 제 1 선단측 대표 포인트에 기반한 제 1 선단측 이상치 후보를 선정하는 과정은 도 8과 실질적으로 동일하며, S825 단계에서 도 11의 m번째 검사 시작점은 전술한 다음의 검사 시작점에 해당한다.
도 9를 참조하면, 제 1 이상치 군집화부(118)의 제 1 후단측 이상치 군집화부(122)는 제 1 후단측 대표 포인트(예컨대, 도 11의 C+1)와 제 1 축을 따라 제 1 후단측 대표 포인트의 후방에 배열된 포인트(예를 들면, 도11의 C+2) 간에 제 1 후단측 이격도를 산출한다(S905).
제 1 후단측 이격도는 이웃하는 제 1 축 포인트들(예컨대, C+1, C+2) 간의 거리, 또는, 이웃하는 제 1 축 포인트들(C+1, C+2)과 레이저 스캐너(102) 사이의 각도로서, 도 13에서와 같이, 제 1 축에서 이웃하는 제 1 축 포인트들(Pi, Pi+1) 중 전방에 배열된 포인트(Pi)를 중심 포인트로 채용한다.
이어서, 제 1 후단측 이상치 군집화부(122)는 제 1 후단측 이격도가 검사 종료 임계 조건을 충족하는지 여부를 판단한다(S910).
제 1 후단측 이격도가 각도에 의한 경우, 검사 종료 임계 조건은 제 1 후단측 이격도가 기 설정된 종료 각도 보다 작거나, 종료 각도의 보각보다 큰 조건으로 규정되며, 종료 각도는 상기 보각보다 크게 설정될 수 있다. 종료 각도는 150도이며, 보각은 30도일 수 있으며, 종료 각도는 시작 각도보다 작게 설정될 수 있다.
판단 결과, 제 1 후단측 이격도가 검사 종료 임계 조건을 충족하지 않으면(S910의 N), 제 1 후단측 이상치 군집화부(122)는 제 1 후단측 이격도 산출시의 중심 포인트를 제 1 후단측 이상치 후보로 선정하며 카운팅한다 (S915).
이와는 달리, 제 1 후단측 이격도가 검사 종료 임계 조건을 충족하면(S910의 Y), 제 1 후단측 이상치 군집화부(122)는 제 1 후단측 이격도의 산출 및 제 1 후단측 이상치 후보의 선정을 중단하고, 제 1 판정부(124)와 관련된 제 1 선단측 및 제 1 후단측 이상치 후보에 대한 제 1 이상치 포인트의 최종 결정 여부, 즉 도 10의 과정으로 이행된다.
다음으로, 제 1 후단측 이상치 군집화부(122)는 선정된 제 1 후단측 이상치 후보의 후방에 배치되는 제 1 축 포인트로 이동한다(S920).
이동한 제 1 축 포인트가 도 11에 나타난 제 1 축의 종점에 도달한지 여부를 판단하며(S925), 이동한 제 1 축 포인트가 제 1 축의 종점에 도달하지 않은 경우에(S925의 N), 이동한 제 1 축 포인트와 이보다 후방에서 이웃하는 제 1 축 포인트에 대해 S905 내지 S920 단계가 반복된다. 이와는 달리, 이동한 제 1 축 포인트가 제 1 축의 종점에 도달한 경우에(S925의 Y), 제 1 후단측 이상치 군집화부(122)는 제 1 후단측 이격도의 산출 및 제 1 후단측 이상치 후보의 선정을 중단하고, 도 10에 나타난 최종 제 1 이상치 포인트로의 판정 과정으로 이행된다.
S925 단계의 N으로 이행되어 후속적으로 이웃하는 제 1 축 포인트들 간의 제 1 후단측 이격도를 산출하고, 후속적인 제 1 축 포인트의 제 1 후단측 이격도가 검사 종료 임계 조건을 충족하면, 조건을 만족한 제 1 축 포인트가 도 11에 나타난 m번째 검사 종점에 해당한다. 이에 따라, 제 1 축의 검사 종점 후방에 배열되는 제 1 축 포인트는 도 7의 S715 단계에 나타난 신규의 검사 시작점으로 채택된다.
도 10을 참조하면, 제 1 판정부(124)는 제 1 방향에 따른 이상치 허용 임계 조건인 허용 임계값 범위를 산출한다(S1005).
허용 임계값 범위는 도 14 및 도 15에서와 같이, 레이저 스캐너(102)의 송출 지점에서의 레이저 빔의 사이즈(De), 레이저 빔의 발산 각도(A), 레이저 빔이 조사되는 객체(B)와 레이저 스캐너 간의 측량 거리(d), 측량 거리(d)에서의 레이저 빔의 단위 이동 거리(Sd) 및 레이저 빔의 진행 방향에 따른 객체(B)의 배치 각도(θ)에 기초하여 설정될 수 있다.
허용 임계값 범위는 제 1 선단측 및 제 1 후단측 이상치 후보 중에서 레이저 스캐너(102)에 가장 근접한 포인트에서 발생할 수 있는 이상치의 개수를 계산하여 획득할 수 있다. 이는 아래와 같이 얻을 수 있다.
먼저, 최근접한 포인트에서 형성되는 레이저 빔의 지름을 수학식 1와 같이 계산하고, 레이저 빔의 지름을 단위 이동 거리로 나누어 이상치의 개수를 예상할 수 있다. 도 15와 같이 객체(B)의 기울어짐에 따라 이상치의 개수가 늘어날 수 있으므로 기울어진 각도를 요소로 추가하여 수학식 2와 같이 예상되는 이상치의 개수를 계산할 수 있다. 예상되는 최소 이상치 개수를 계산할 때
Figure 112020014135066-pat00001
는 0도로 설정할 수도 있으며, 2차원 배열에서 행과 열 방향으로 각각 이상치 그룹을 검출함을 고려하여,
Figure 112020014135066-pat00002
는 45도로 설정할 수 있다.
Figure 112020014135066-pat00003
는 응용에 따라서 변경 가능하다.
[수학식 1]
Figure 112020014135066-pat00004
[수학식 2]
Figure 112020014135066-pat00005
예상되는 이상치의 개수를 기반으로 허용 임계값 범위를 설정하며, 오차를 고려하여 최대 허용 개수 임계치는 수학식 3과 같이 설정할 수 있으며, 최소 허용 개수 임계치는 수학식 4와 같이 설정할 수 있다. e1과 e2는 미리 설정하는 값으로 사용자가 정할 수 있다.
[수학식 3]
Figure 112020014135066-pat00006
[수학식 4]
Figure 112020014135066-pat00007
다음으로, 제 1 판정부(124)는 제 1 방향의 제 1 선단측 및 제 1 후단측 이상치 후보의 개수가 허용 임계값 범위를 충족하는지 여부를 판단한다(S1010).
판단 결과 충족하면, 제 1 판정부(124)는 이상치 후보를 제 1 이상치 포인트로 최종 판정하고(S1015), 충족하지 않으면, 제 1 판정부(124)는 이상치 후보를 정상치 포인트로 판정한다(S1020)
제 1 판정부(124)는 판정이 완료되면, 제 1 이상치 포인트의 최후방 제 1 축 포인트가 도 11에 나타난 제 1 축의 종점인지를 확인하기 위해 S710 단계가 이행된다.
한편, 도 7의 S705 단계에서, 제 2 방향에 따른 모든 층에 대해 도 7 내지 도 10의 과정을 전부 완료한 경우에, S615 단계로 진입하여 제 2 방향 이상치 검출부(108)에 따른 제 2 이상치를 검출하는 과정이 시작된다.
S615 단계인 제 2 방향 이상치 검출부(108)에서의 이상치 판정 및 검출과 관련하여, 도 16을 참조하면, 제 2 포인트 선정부는 제 1 방향과 평행한 제 1 축의 시작점에 상응하는 층과 관련된 제 2 방향에 따른 포인트 클라우드의 배열을 추출한다. 제 2 방향에 따른 배열은 도 20에서와 같이, 제 1 축 좌표인 w1에서 제 2 방향과 평행한 제 2 축을 따라 배치된 제 2 축 포인트(h)와 레이저 스캐너(102) 간의 거리 또는 제 2 축 포인트(h) 공간상의 좌표 배열로 표현될 수 있다.
제 2 포인트 선정부는 제 2 방향의 배열에 대한 이상치 판정 및 검출이 제 1 축 포인트의 제 1 축 종점에 해당하는 층까지 도달하여 수행되지 않으면(S1605의 N), S1610 단계로 진입하며, 제 2 방향의 배열에 대한 이상치 판정 및 검출이 제 1 축 포인트의 제 1 축 종점까지 도달하여 수행되면(S1605의 Y), 제 2 방향의 이상치 검출은 종료된다.
다음으로, 제 2 포인트 선정부는 제 2 선단측 대표 포인트 및 제 2 후단측 대표 포인트를 선정하는 과정을 도 20에 나타난 제 2 축의 종점까지 완료하여 도달하지 않았으면(S1610의 N), S1615 단계로 진입하며, 대표 포인트를 선정하는 과정을 완료하여 도달하였으면(S1610의 Y), S1605 단계로 복귀한다.
이어서, 제 2 포인트 선정부는 제 2 방향의 제 2 축을 따라 도 20에 도시된 제 2 축의 첫번째 검사 시작점과 제 2 축의 종점을 향한 방향(즉, 후방)으로 이웃하는 제 2 축 포인트 간의 이격도를 산출한다(S1615).
이격도는 이웃하는 제 2 축 포인트들(예컨대, E, E+1) 간의 거리, 또는, 이웃하는 제 2 축 포인트들(E, E+1)과 레이저 스캐너 사이의 각도로서, 제 2 축에서 이웃하는 제 2 축 포인트들(E, E+1) 중 전방에 배열된 포인트(E)를 중심 포인트로 채용한다. 이하의 설명에서는 이격도를 비롯하여 선단측 이격도, 후단측 이격도를 각도에 기초하여 산출된 것을 예시하나, 다른 실시예로서 이격도 등의 산출시 활용되는 거리를 배제하지 않는다.
다음으로, 제 2 포인트 선정부는 이격도가 검사 시작 임계 조건에 충족하는지 여부를 판단한다(S1620).
이격도가 각도에 의하는 경우에, 검사 시작 임계 조건은 이격도가 기 설정된 시작 각도 보다 크거나, 시작 각도의 보각보다 작은 조건으로 규정되며, 시작 각도는 상기 보각보다 크게 설정될 수 있다. 예를 들어, 시작 각도는 170도이며, 보각은 10도로 설정될 수 있다.
이격도가 거리에 의하는 경우에, 검사 시작 임계 조건은 이격도가 기 설정된 시작 거리보다 큰 조건으로 규정될 수 있다.
판단 결과, 이격도가 검사 시작 임계 조건에 충족하면(S1620의 Y), 제 2 포인트 선정부는 검사 시작 임계 조건에 충족하는 이웃의 포인트를 제 2 선단측 및 제 2 후단측 대표 포인트로 선정한다(S1625).
이와는 달리, 이격도가 검사 시작 임계 조건에 충족하지 않으면(S1620의 N), 제 2 포인트 선정부는 S1610 단계로 이행하여, 첫번째 검사 시작점 후방에 배열된 이웃의 제 2 축 포인트들로 이동한다. 이어서, 제 2 포인트 선정부는 이동하여 채택된 이웃의 제 2 축 포인트들에 대하여 S1615 내지 S1625를 반복한다.
도 20에서는 제 2 축의 시작점으로부터 이격된 제 2 축 포인트 E, E+1이 제 2 선단측 및 제 2 후단측 대표 포인트로 선정되도록 예시하고 있다. 즉, 제 2 포인트 선정부는 제 2 축의 시작점부터 제 2 축의 후방을 향하여 순차적으로 이동하면서 이웃하는 제 2 축 포인트들 간에 이격도를 각각 산출하고, 각 산출된 이격도에서 검사 시작 임계 조건을 최초로 충족하는 이웃의 제 2 축 포인트들을 제 2 선단측 대표 포인트 및 제 2 후단측 대표 포인트로 선정한다.
한편, 도 19와 같이 S1610 단계가 재이행될 때에, 제 2 방향의 배열에 의한 이상치 판정 및 검출이 도 20에 나타난 제 2 축의 종점까지 도달하지 못하는 경우, 즉, S1610 단계의 N과 같이 완료되지 않은 경우에, S1615 내지 S1625의 단계를 반복할 수 있다. 구체적으로, 도 19의 제 2 이상치 포인트를 결정하는 과정, 즉 제 2 이상치 포인트 혹은 정상치 포인트로 판정하는 S1915, S1920 단계가 완료 후에, 제 2 포인트 선정부는 S1610 단계로 재진입하여, 허용 임계 조건의 충족 여부가 판단된 제 2 선단측 및 제 2 후단측 이상치 후보 중에서 최후방에 배열된 이상치 후보보다 후방에 배열된 제 2 축 포인트를 다음의 검사 시작점으로 채용한다. 도 20에 도시된 n번째 검사 시작점은 상술한 다음의 검사 시작점에 해당한다. 제 2 포인트 선정부는 S1615 내지 S1625 단계에 따라, 다음의 검사 시작점으로 채용된 제 2 축 포인트부터 제 2 축의 후방을 향하여 순차적으로 이격도를 산출하여, 신규의 제 2 선단측 및 제 2 후단측 대표 포인트를 선정한다.
도 17을 참조하면, 제 2 이상치 군집화부의 제 2 선단측 이상치 군집화부는 제 2 선단측 대표 포인트(예컨대, 도 20의 E)와 제 2 축을 따라 제 2 선단측 대표 포인트의 전방에 배열된 포인트(예를 들면, 도 20의 E-1) 간에 제 2 선단측 이격도를 산출한다(S1705).
제 2 선단측 이격도는 이웃하는 제 2 축 포인트들(예컨대, E, E-1) 간의 거리, 또는, 이웃하는 제 2 축 포인트들(E, E-1)과 레이저 스캐너(102) 사이의 각도로서, 도 13에서와 실질적으로 동일한 방식으로, 제 2 축에서 이웃하는 제 2 축 포인트들 중 전방에 배열된 포인트를 중심 포인트로 채용한다.
이어서, 제 2 선단측 이상치 군집화부는 제 2 선단측 이격도가 검사 종료 임계 조건을 충족하는지 여부를 판단한다(S1710).
제 2 선단측 이격도가 각도에 의한 경우, 검사 종료 임계 조건은 제 2 선단측 이격도가 기 설정된 종료 각도 보다 작거나, 종료 각도의 보각보다 큰 조건으로 규정되며, 종료 각도는 상기 보각보다 크게 설정될 수 있다. 종료 각도는 150도이며, 보각은 30도일 수 있으며, 종료 각도는 시작 각도보다 작게 설정될 수 있다.
판단 결과, 제 2 선단측 이격도가 검사 종료 임계 조건을 충족하지 않으면(S1710의 N), 제 2 선단측 이상치 군집화부는 제 2 선단측 이격도 산출시의 중심 포인트를 제 2 선단측 이상치 후보로 선정하며 카운팅한다(S1715).
이와는 달리, 제 2 선단측 이격도가 검사 종료 임계 조건을 충족하면(S1710의 Y), 제 2 선단측 이상치 군집화부는 제 2 선단측 이격도의 산출 및 제 2 선단측 이상치 후보의 선정을 중단하고, 제 2 후단측 이상치 군집화부와 관련된 제 2 후단측 이격도의 산출 및 제 2 후단측 이상치 후보의 선정, 즉 도 18의 과정으로 이행된다.
다음으로, 제 2 선단측 이상치 군집화부는 선정된 제 2 선단측 이상치 후보의 전방에 배치되는 제 2 축 포인트로 이동한다(S1720).
이동한 제 2 축 포인트가 제 2 축의 첫번째 검사 시작점에 도달한지 여부를 판단하며(S1725). 이동한 제 2 축 포인트가 첫번째 검사 시작점에 도달하지 않은 경우에(S1725의 N), 이동한 제 2 축 포인트 및 이보다 전방에서 이웃하는 제 2 축 포인트에 대해 S1705 내지 S1720 단계가 반복된다. 이와는 달리, 이동한 제 2 축 포인트가 첫번째 검사 시작점에 도달한 경우에(S1725의 Y), 제 2 선단측 이상치 군집화부는 제 2 선단측 이격도의 산출 및 제 2 선단측 이상치 후보의 선정을 중단하고, 도 18에 나타난 제 2 후단측 이상치 후보의 선정 과정으로 이행된다.
한편, 도 19과 같이 S1610 단계로의 재이행시에 S1610 단계의 N과 같이 완료되지 않은 경우에, S1615 내지 S1625의 단계를 반복할 수 있다. 제 2 포인트 선정부는 S1610 단계로 재진입하여 상술한 바와 같이 다음의 검사 시작점을 채용하고, S1615 내지 S1625 단계에 따라, 다음의 검사 시작점으로 지정된 제 2 축 포인트에 기반하여 신규의 제 2 선단측 및 제 2 후단측 대표 포인트를 채택한다. 신규의 제 2 선단측 대표 포인트에 기반한 제 2 선단측 이상치 후보를 선정하는 과정은 도 17과 실질적으로 동일하며, S1725 단계에서 도 20의 n번째 검사 시작점은 전술한 다음의 검사 시작점에 해당한다.
도 18을 참조하면, 제 2 이상치 군집화부의 제 2 후단측 이상치 군집화부는 제 2 후단측 대표 포인트(예컨대, 도 20의 E+1)와 제 2 축을 따라 제 2 후단측 대표 포인트의 후방에 배열된 포인트(예를 들면, 도 20의 E+2) 간에 제 2 후단측 이격도를 산출한다(S1805).
제 2 후단측 이격도는 이웃하는 제 2 축 포인트들(예컨대, E+1, E+2) 간의 거리, 또는, 이웃하는 제 2 축 포인트들(E+1, E+2)과 레이저 스캐너(102) 사이의 각도로서, 도 13과 실질적으로 동일한 방식으로, 제 2 축에서 이웃하는 제 2 축 포인트들 중 전방에 배열된 포인트를 중심 포인트로 채용한다.
이어서, 제 2 후단측 이상치 군집화부는 제 2 후단측 이격도가 검사 종료 임계 조건을 충족하는지 여부를 판단한다(S1810).
제 2 후단측 이격도가 각도에 의한 경우, 검사 종료 임계 조건은 제 2 후단측 이격도가 기 설정된 종료 각도 보다 작거나, 종료 각도의 보각보다 큰 조건으로 규정되며, 종료 각도는 상기 보각보다 크게 설정될 수 있다. 종료 각도는 150도이며, 보각은 30도일 수 있으며, 종료 각도는 시작 각도보다 작게 설정될 수 있다.
판단 결과, 제 2 후단측 이격도가 검사 종료 임계 조건을 충족하지 않으면(S1810의 N), 제 2 후단측 이상치 군집화부는 제 2 후단측 이격도 산출시의 중심 포인트를 제 2 후단측 이상치 후보로 선정하며 카운팅한다 (S1815).
이와는 달리, 제 2 선단측 이격도가 검사 종료 임계 조건을 충족하면(S1810의 Y), 제 2 후단측 이상치 군집화부는 제 2 후단측 이격도의 산출 및 제 2 후단측 이상치 후보의 선정을 중단하고, 제 2 판정부와 관련된 제 2 선단측 및 제 2 후단측 이상치 후보에 대한 제 2 이상치 포인트의 최종 결정 여부, 즉 도 19의 과정으로 이행된다.
다음으로, 제 2 후단측 이상치 군집화부는 선정된 제 2 후단측 이상치 후보의 후방에 배치되는 제 2 축 포인트로 이동한다(S1820).
이동한 제 2 축 포인트가 도 20에 나타난 제 2 축의 종점에 도달한지 여부를 판단하며(S1825), 이동한 제 2 축 포인트가 제 2 축의 종점에 도달하지 않은 경우에(S1825의 N), 이동한 제 2 축 포인트와 이보다 후방에서 이웃하는 제 2 축 포인트에 대해 S1805 내지 S1820 단계가 반복된다. 이와는 달리, 이동한 제 2 축 포인트가 제 2 축의 종점에 도달한 경우에(S1825의 Y), 제 2 후단측 이상치 군집화부는 제 2 후단측 이격도의 산출 및 제 2 후단측 이상치 후보의 선정을 중단하고, 도 19에 나타난 최종 제 2 이상치 포인트로의 판정 과정으로 이행된다.
S1825 단계의 N으로 이행되어 후속적으로 이웃하는 제 2 축 포인트들 간의 제 2 후단측 이격도를 산출하고, 후속적인 제 2 축 포인트의 제 2 후단측 이격도가 검사 종료 임계 조건을 충족하면, 조건을 만족한 제 2 축 포인트가 도 20에 나타난 n번째 검사 종점에 해당한다. 이에 따라, 제 2 축의 검사 종점 후방에 배열되는 제 2 축 포인트는 도 16의 S1615 단계에 나타난 신규의 검사 시작점으로 채택된다.
도 19를 참조하면, 제 2 판정부는 제 2 방향에 따른 이상치 허용 임계 조건인 허용 임계값 범위를 산출한다(S1905).
허용 임계값 범위는 레이저 스캐너(102)의 송출 지점에서의 레이저 빔의 사이즈(De), 레이저 빔의 발산 각도(A), 레이저 빔이 조사되는 객체와 레이저 스캐너 간의 측량 거리(d), 측량 거리(d)에서의 레이저 빔의 단위 이동 거리(Sd) 및 레이저 빔의 진행 방향에 따른 객체의 배치 각도(θ)에 기초하여 설정될 수 있다. 이에 대해서는 도 10의 S1005 단계에서 서술하였으므로, 상세한 설명은 생략한다.
다음으로, 제 2 판정부는 제 2 방향의 제 2 선단측 및 제 2 후단측 이상치 후보의 개수가 허용 임계값 범위를 충족하는지 여부를 판단한다(S1910).
판단 결과 충족하면, 제 2 판정부는 이상치 후보를 제 2 이상치 포인트로 최종 판정하고(S1915), 충족하지 않으면, 제 2 판정부는 이상치 후보를 정상치 포인트로 판정한다(S1920)
제 2 판정부는 판정이 완료되면, 제 2 이상치 포인트의 최후방 제 2 축 포인트가 도 20에 나타난 제 2 축의 종점인지를 확인하기 위해 S1610 단계가 이행된다.
본 실시예에 의하면, 레이저 스캐너(102)가 회전하며 포인트 클라우드를 획득하는 경우, 모서리가 아닌 표면에서는 비교적 조밀하고 이웃 포인트들 간 거리 변화량이 작은 포인트들이 획득되며 레이저가 모서리 부분에 도달하게 되면 모서리가 아닌 부분의 포인트들에 비해 이웃 포인트들 간 거리가 급격히 증가하는 점을 이용하여 이상치를 제거한다. 따라서, 객체의 모서리 부근에서 발생하는 포인트 클라우드의 이상치를 오류없이 정밀하게 판정하여 제거할 수 있다. 또한, 본 실시예에 의할 경우에, 3차원 레이저 스캐너의 경우에 수평 및 수직 방향의 포인트 클라우드가 누적된 이상치를 보다 효과적으로 제거할 수 있다.
본 개시의 예시적인 방법들은 설명의 명확성을 위해서 동작의 시리즈로 표현되어 있지만, 이는 단계가 수행되는 순서를 제한하기 위한 것은 아니며, 필요한 경우에는 각각의 단계가 동시에 또는 상이한 순서로 수행될 수도 있다. 본 개시에 따른 방법을 구현하기 위해서, 예시하는 단계에 추가적으로 다른 단계를 포함하거나, 일부의 단계를 제외하고 나머지 단계를 포함하거나, 또는 일부의 단계를 제외하고 추가적인 다른 단계를 포함할 수도 있다.
본 개시의 다양한 실시 예는 모든 가능한 조합을 나열한 것이 아니고 본 개시의 대표적인 양상을 설명하기 위한 것이며, 다양한 실시 예에서 설명하는 사항들은 독립적으로 적용되거나 또는 둘 이상의 조합으로 적용될 수도 있다.
또한, 본 개시의 다양한 실시 예는 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 그들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 범용 프로세서(general processor), 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
본 개시의 범위는 다양한 실시 예의 방법에 따른 동작이 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행되도록 하는 소프트웨어 또는 머신-실행가능한 명령들(예를 들어, 운영체제, 애플리케이션, 펌웨어(firmware), 프로그램 등), 및 이러한 소프트웨어 또는 명령 등이 저장되어 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행 가능한 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체(non-transitory computer-readable medium)를 포함한다.
100: 포인트 클라우드 이상치 제거 장치
102: 레이저 스캐너 104: 가공부
106: 제 1 방향 이상치 검출부 108: 제 2 방향 이상치 검출부
110: 이상치 제시 제거부 116: 제 1 포인트 선정부
120: 제 1 선단측 이상치 군집화부
122: 제 1 후단측 이상치 군집화부 124: 제 1 판정부

Claims (20)

  1. 레이저 스캐너로부터 획득한 포인트 클라우드를 적어도 제 1 방향을 따라 배치된 형태로 배열하는 단계;
    상기 제 1 방향과 평행한 제 1 축을 따라 이웃하는 제 1 축 포인트들 중에서 상기 이웃하는 제 1 축 포인트들 간의 이격도가 검사 시작 임계 조건에 충족하는 이웃의 제 1 축 포인트들을 제 1 선단측(leading side) 대표 포인트 및 제 1 후단측(trailing side) 대표 포인트로 선정하는 단계;
    상기 제 1 선단측 대표 포인트와 상기 제 1 축을 따라 상기 제 1 선단측 대표 포인트의 전방에 배열된 제 1 축 포인트들 중에서 이웃하는 제 1 축 포인트들 간에 산출된 제 1 선단측 이격도와 아울러서, 상기 제 1 후단측 대표 포인트와 상기 제 1 축을 따라 상기 제 1 후단측 대표 포인트의 후방에 배열된 제 1 축 포인트들 중에서 이웃하는 제 1 축 포인트들 간에 산출된 제 1 후단측 이격도에 기초하여 제 1 선단측 이상치 후보 및 제 1 후단측 이상치 후보를 선정하는 단계; 및
    상기 이상치 후보의 개수가 허용 임계 조건에 충족하는 경우에, 상기 제 1 선단측 및 상기 제 1 후단측 이상치 후보를 제 1 이상치 포인트로 결정하는 단계를 포함하는 포인트 클라우드 이상치 제거 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이격도, 상기 제 1 선단측 이격도 및 상기 제 1 후단측 이격도는 상기 이웃하는 제 1 축 포인트들 간의 거리, 또는, 상기 이웃하는 제 1 축 포인트들과 상기 레이저 스캐너 사이의 각도로서 상기 제 1 축에서 상기 이웃하는 제 1 축 포인트들 중 전방에 배열된 포인트를 중심 포인트로 채용하여 측정되는 각도에 기초하여 산출되는 포인트 클라우드 이상치 제거 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 이격도가 상기 각도에 의하는 경우에, 상기 검사 시작 임계 조건은 상기 이격도가 기 설정된 시작 각도 보다 크거나, 상기 시작 각도의 보각보다 작은 조건으로 규정되며, 상기 시작 각도는 상기 보각보다 크게 설정되는 포인트 클라우드 이상치 제거 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 선단측 이격도 및 상기 제 1 후단측 이격도가 상기 각도에 의하는 경우에, 상기 이상치 후보를 선정하는 단계는 상기 제 1 선단측 및 상기 제 1 후단측 이격도가 검사 종료 임계 조건을 충족하지 않는 경우에, 상기 중심 포인트를 이상치 후보로 선정하며,
    상기 검사 종료 임계 조건은 상기 제 1 선단측 및 상기 제 1 후단측 이격도가 기 설정된 종료 각도 보다 작거나, 상기 종료 각도의 보각보다 큰 조건으로 규정되며, 상기 종료 각도는 상기 보각보다 크게 설정되는 포인트 클라우드 이상치 제거 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 이상치 후보를 선정하는 단계는 상기 제 1 선단측 및 상기 제 1 후단측 이격도가 상기 검사 종료 임계 조건을 충족한 경우에, 상기 검사 종료 임계 조건에 해당한 상기 제 1 축 포인트에서 중단되는 포인트 클라우드 이상치 제거 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 이상치 포인트로 결정하는 단계는 상기 이상치 후보의 개수가 허용 임계 조건을 충족하지 못하는 경우에 상기 이상치 후보를 정상치 포인트로 결정하는 포인트 클라우드 이상치 제거 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 허용 임계 조건은 상기 레이저 스캐너의 송출 지점에서의 레이저 빔의 사이즈, 상기 레이저 빔의 발산 각도, 상기 레이저 빔이 조사되는 객체와 상기 레이저 스캐너 간의 측량 거리, 상기 측량 거리에서의 상기 레이저 빔의 단위 이동 거리 및 상기 레이저 빔의 진행 방향에 따른 상기 객체의 배치 각도에 기초하여 설정되는 포인트 클라우드 이상치 제거 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 선단측 및 상기 제 1 후단측 대표 포인트로 선정하는 단계는, 상기 제 1 축의 검사 시작점부터 상기 제 1 축의 후방을 향하여 순차적으로 이동하면서 상기 이웃하는 제 1 축 포인트들 간에 이격도를 각각 산출하고, 각 산출된 이격도에서 상기 검사 시작 임계 조건을 최초로 충족하는 이웃의 제 1 축 포인트들을 상기 제 1 선단측 대표 포인트 및 상기 제 1 후단측 대표 포인트로 선정하는 포인트 클라우드 이상치 제거 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 선단측 및 상기 제 1 후단측 대표 포인트로 선정하는 단계는, 상기 제 1 이상치 포인트로 결정하는 단계가 상기 제 1 축의 종점까지 수행되지 않는 경우에, 상기 제 1 이상치 포인트로 결정하는 단계에서 허용 임계 조건의 충족 여부가 판단된 상기 제 1 후단측 이상치 후보 중에서 최후방에 배열된 이상치 후보보다 후방에 배열된 제 1 축 포인트를 검사 시작점으로 채용하며, 상기 검사 시작점으로 채용된 상기 제 1 축 포인트부터 상기 제 1 축의 후방을 향하여 순차적으로 이격도를 산출하여, 신규의 제 1 선단측 및 제 1 후단측 대표 포인트를 선정하는 포인트 클라우드 이상치 제거 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 이상치 후보를 선정하는 단계에서 상기 제 1 선단측 이상치 후보를 선정하는 것은 상기 신규의 제 1 선단측 대표 포인트로부터 상기 제 1 축의 전방을 항하여 순차적으로 이동하면서 상기 이웃하는 제 1 축 포인트들 간에 제 1 선단측 이격도를 산출하되, 상기 제 1 선단측 이격도가 상기 검사 시작점의 후방에서 검사 종료 임계 조건을 충족한 경우에, 상기 제 1 선단측 이상치 후보의 선정은 상기 검사 종료 임계 조건에 해당한 상기 제 1 축 포인트에서 중단되는 포인트 클라우드 이상치 제거 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이저 스캐너는 2차원 또는 3차원 공간 정보를 생성하는 포인트 클라우드 이상치 제거 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이저 스캐너가 3차원 공간 정보를 생성하며, 상기 포인트 클라우드가 상기 제 1 방향과 다른 제 2 방향을 따라 복수 층으로 생성된 경우에, 상기 층마다의 상기 제 1 축 포인트들에 대해, 상기 제 1 선단측 및 상기 제 1 후단측 대표 포인트로 선정하는 단계, 상기 제 1 선단측 및 제 1 후단측 이상치 후보를 선정하는 단계 및 상기 제 1 이상치 포인트로 결정하는 단계를 반복하는 포인트 클라우드 이상치 제거 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이저 스캐너가 3차원 공간 정보를 생성하는 경우에, 상기 포인트 클라우드를 배열하는 단계는 상기 제 1 방향과 다른 제 2 방향을 따라 배열된 형태를 추가로 생성하되,
    상기 제 2 방향과 평행한 제 2 축을 따라 이웃하는 제 2 축 포인트들 중에서 상기 이웃하는 제 2 포인트들 간의 이격도가 검사 시작 임계 조건에 충족하는 이웃의 제 2 축 포인트들을 제 2 선단측 대표 포인트 및 제 2 후단측 대표 포인트로 선정하는 단계;
    상기 제 2 선단측 대표 포인트와 상기 제 2 축을 따라 상기 제 2 선단측 대표 포인트의 전방에 배열된 제 2 축 포인트들 중에서 이웃하는 제 2 축 포인트들 간에 산출된 제 2 선단측 이격도와 아울러서, 상기 제 2 후단측 대표 포인트와 상기 제 2 축을 따라 상기 제 2 후단측 대표 포인트의 후방에 배열된 제 2 축 포인트들 중에서 이웃하는 제 2 축 포인트들 간에 산출된 제 2 후단측 이격도에 기초하여 제 2 선단측 이상치 후보 및 제 2 후단측 이상치 후보를 선정하는 단계; 및
    상기 이상치 후보의 개수가 허용 임계 조건에 충족하는 경우에, 상기 제 2 선단측 및 상기 제 2 후단측 이상치 후보를 제 2 이상치 포인트로 결정하는 단계를 더 포함하는 포인트 클라우드 이상치 제거 방법.
  14. 레이저 스캐너로부터 획득한 포인트 클라우드를 적어도 제 1 방향을 따라 배치된 형태로 배열하는 가공 저장부;
    상기 제 1 방향과 평행한 제 1 축을 따라 이웃하는 제 1 축 포인트들 중에서 상기 이웃하는 제 1 포인트들 간의 이격도가 검사 시작 임계 조건에 충족하는 이웃의 제 1 축 포인트들을 제 1 선단측 대표 포인트 및 제 1 후단측 대표 포인트로 선정하는 제 1 포인트 선정부;
    상기 제 1 선단측 대표 포인트와 상기 제 1 축을 따라 상기 제 1 선단측 대표 포인트의 전방에 배열된 제 1 축 포인트들 중에서 이웃하는 제 1 축 포인트들 간에 산출된 제 1 선단측 이격도와 아울러서, 상기 제 1 후단측 대표 포인트와 상기 제 1 축을 따라 상기 제 1 후단측 대표 포인트의 후방에 배열된 제 1 축 포인트들 중에서 이웃하는 제 1 축 포인트들 간에 산출된 제 1 후단측 이격도에 기초하여 제 1 선단측 이상치 후보 및 제 1 후단측 이상치 후보를 선정하는 제 1 이상치 군집화부; 및
    상기 이상치 후보의 개수가 허용 임계 조건에 충족하는 경우에, 상기 제 1 선단측 및 상기 제 1 후단측 이상치 후보를 제 1 이상치 포인트로 결정하는 제 1 판정부를 포함하는 포인트 클라우드 이상치 제거 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 이격도, 상기 제 1 선단측 이격도 및 상기 제 1 후단측 이격도는 상기 이웃하는 제 1 축 포인트들 간의 거리, 또는, 상기 이웃하는 제 1 축 포인트들과 상기 레이저 스캐너 사이의 각도로서 상기 제 1 축에서 상기 이웃하는 제 1 축 포인트들 중 전방에 배열된 포인트를 중심 포인트로 채용하여 측정되는 각도에 기초하여 산출되는 포인트 클라우드 이상치 제거 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 이격도가 상기 각도에 의하는 경우에, 상기 검사 시작 임계 조건은 상기 이격도가 기 설정된 시작 각도 보다 크거나, 상기 시작 각도의 보각보다 작은 조건으로 규정되며, 상기 시작 각도는 상기 보각보다 크게 설정되는 포인트 클라우드 이상치 제거 장치.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 선단측 이격도 및 상기 제 1 후단측 이격도가 상기 각도에 의하는 경우에, 상기 제 1 이상치 군집화부는 상기 제 1 선단측 및 상기 제 1 후단측 이격도가 검사 종료 임계 조건을 충족하지 않는 경우에, 상기 중심 포인트를 이상치 후보로 선정하며, 상기 제 1 선단측 및 상기 제 1 후단측 이격도가 상기 검사 종료 임계 조건을 충족한 경우에, 상기 검사 종료 임계 조건에 해당한 상기 제 1 축 포인트에서 상기 이상치 후보의 선정을 중단하고,
    상기 검사 종료 임계 조건은 상기 제 1 선단측 및 상기 제 1 후단측 이격도가 기 설정된 종료 각도 보다 크거나, 상기 종료 각도의 보각보다 작은 조건으로 규정되며, 상기 종료 각도는 상기 보각보다 크게 설정되는 포인트 클라우드 이상치 제거 장치.
  18. 제 14항에 있어서,
    상기 제 1 판정부는 상기 이상치 후보의 개수가 허용 임계 조건을 충족하지 못하는 경우에 상기 이상치 후보를 정상치 포인트로 결정하는 포인트 클라우드 이상치 제거 장치.
  19. 제 14항에 있어서,
    상기 허용 임계 조건은 상기 레이저 스캐너의 송출 지점에서의 레이저 빔의 사이즈, 상기 레이저 빔의 발산 각도, 상기 레이저 빔이 조사되는 객체와 상기 레이저 스캐너 간의 측량 거리, 상기 측량 거리에서의 상기 레이저 빔의 단위 이동 거리 및 상기 레이저 빔의 진행 방향에 따른 상기 객체의 배치 각도에 기초하여 설정되는 포인트 클라우드 이상치 제거 장치.
  20. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 포인트 선정부는, 상기 제 1 축의 검사 시작점부터 상기 제 1 축의 후방을 향하여 순차적으로 이동하면서 상기 이웃하는 제 1 축 포인트들 간에 이격도를 각각 산출하고, 각 산출된 이격도에서 상기 검사 시작 임계 조건을 최초로 충족하는 이웃의 제 1 축 포인트들을 상기 제 1 선단측 대표 포인트 및 상기 제 1 후단측 대표 포인트로 선정하고,
    상기 제 1 판정부에서 허용 임계 조건의 충족 여부가 판단된 기 제 1 선단측 및 상기 제 1 후단측 이상치 후보 중에서 최후방에 배열된 이상치 후보보다 후방에 배열된 제 1 축 포인트를 검사 시작점으로 채용하며, 상기 검사 시작점으로 채용된 상기 제 1 축 포인트부터 상기 제 1 축의 후방을 향하여 순차적으로 이격도를 산출하여, 신규의 제 1 선단측 및 제 1 후단측 대표 포인트를 선정하는 포인트 클라우드 이상치 제거 장치.
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