레이저 스캐닝 시스템을 활용하여 3차원 좌표 맵핑을 통한 공간 모델링에 대한 연구

Abstract

3차원 스캐너는 도면이 없는 오래된 건물이나 문화재 등 역설계가 필요한 곳, 토목, 측량 등 많은 분야에서 사용되고 있다. Lidar 센서를 사용하였고 Lidar 기술은 1960년대 레이저의 발명 및 거리 측정기술과 함께 발전되어 1970년대 이후 레이저 기술의 발전과 함께 다양한 분야에 응용되었다. 본 논문에서는 Lidar 센서로 거리를 측정하고 엔코더 모터를 이용하여 방위각을 측정하고 서보 모터를 이용하여 고도각을 측정한다. 측정된 각도와 거리를 이용하여 3차원 좌표를 Mapping한다. RANSAC 알고리즘을 사용하여 좌표 값 보정 및 꼭짓점을 추출한다. 이를 바탕으로 실내 3차원 모델링이 가능하게 된다. 또한, 제안된 시스템을 이용하여 스캐닝 실험을 수행하였고 원본 데이터와 알고리즘에 적용한 데이터를 비교 분석하여 시스템의 신뢰성을 검증하였다.|3-Dimensional scanner has been used in various field in need of reverse engineering of civil engineering, measurement, restoring culture assets etc. In 1960s, When Lidar sensor was invented, it was developed along with laser and range finder. Since 1970s, the Lidar sensor has been applied to various areas. In this paper, I measure distance, azimuth and elevation using Lidar sensor, encoder motor and servo motor. And then I conduct 3-dimensional coordinates mapping using data figured out previously. In additional I extract edge points and compensate the data I got with RANSAC algorithm. Based on this, indoor 3D modeling is possible. Also, I experiment scanning with suggesting system and compare experimental results with original data. Finally I analyse the end results and verify the reliability of the system.