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엄밀 정사영상 제작을 위한 가시고도 기반의 폐색영역 탐지
윤준희(Youn Junhee),김기홍(Kim Gi Hong) 대한토목학회 2008 대한토목학회논문집 D Vol.28 No.3D
전통적인 정사영상 제작기법으로는 이중 투영으로 인한 원치 않는 구조물의 중복이 정사영상 안에 생길 수 있다. 특히 고층 빌딩이 밀집된 도심지역에서는 고도의 변화가 심하여 이러한 현상이 자주 발생한다. 이러한 문제들로 인하여 도심지역의 폐색영역 탐지는 정확한 엄밀 정사영상(true orthophoto)의 제직에 있어서 매우 중요한 문제이다. 본 논문은 항공영상과 LiDAR로부터 가시고도 기반의 폐색영역 탐지기법을 다루고 있다. 본 논문에서는 LiDAR의 포인트 클라우드 데이터로부터 격자형태의 수치표고모형(DSM)을 제작한 후, DSM과 항공영상의 촬영점을 이용한 가시고도 기반의 폐색영역 탐지기법을 제안하였다. 마지막으로 만들어진 DSM과 전 과정에서 만들어진 폐색맵을 이용한 엄밀 정사영상의 제작과정을 기술하였다. 제안된 알고리즘은 미국 인디애나 주의 퍼듀 캠퍼스 지역에 적용되었다. With standard orthorectification algorithms, one can produce unacceptable structure duplication in the orthophoto due to the double projection. Because of the abrupt height differences, such structure duplication is a frequently occurred phenomenon in the dense urban area which includes multi-history buildings. Therefore, occlusion area detection especially for the urban area is a critical issue in generation of true orthophoto. This paper deals with occlusion area detection with visible height based approach from aerial imagery and LiDAR. In order to accomplish this, a grid format DSM is produced from the point clouds of LiDAR. Next, visible height based algorithm is proposed to detect the occlusion area for each camera exposure station with DSM. Finally, generation of true orthophoto is presented with DSM and previously produced occlusion maps. The proposed algorithms are applied in the Purdue campus, Indiana, USA.
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수치표면모형 기반의 방음벽일체형 태양광 시스템 설치 적지분석
윤준희(Junhee Youn) 한국산학기술학회 2020 한국산학기술학회논문지 Vol.21 No.3
대부분의 건물일체형 태양광 발전 시스템(BIPVS; Building Integrated Photovoltaic System)은 건물의 옥상이나 벽면에 설치된다. 따라서 BIVPS의 설치 위치 선정 시 고려해야할 가장 중요한 요소는 주변 건물에 의한 그림자 영향이다. 그러나 지면 위에 있는 방음벽에 태양광 시스템을 설치할 경우, 그림자는 주변 건물은 물론 가로수에 의해서도 생성된다. 따라서 방음벽 일체형 태양광 발전 시스템(SIPVS; Soundproof wall Integrated Photovoltaic System)의 설치 적합지를 선정하기 위해서는 BIPVS의 경우와 다른 데이터 모델 및 알고리즘이 필요하다. 본 논문에서는 수치표면모형 기반의 방음벽 일체형 태양광 시스템의 설치 적지 분석을 다룬다. 첫째, 설치 후보지(태양광 패널)의 연간 태양입사각과 고도각을 계산한다. 둘째, 설치 후보지의 시간대 별 그림자 생성 여부를 수치표면모형을 이용하여 결정한다. 셋째, 그림자가 생성되지 않은 시간대의 태양 입사각을 이용하여 일사량을 계산한다. 일사량의 연간 누적 비교를 통하여 일사량이 충분한 곳을 SIPVS의 설치 적합지로 결정할 수 있다. 제안된 알고리즘은 시작품 형태로 구현(Java Program)되었다. 실험 결과, 총 아홉 곳의 후보지에 대한 설치 적합도의 순서를 결정할 수 있었다. 제안된 알고리즘은 건물의 낮은 위치에 설치할 BIPVS의 적정 설치위치 및 기대 전력 생산량의 계산에도 활용될 수 있을 것이다. Most of a BIPVS (Building Integrated Photovoltaic System) is installed on the rooftop or wall of a building. Therefore, the main factor to consider for selecting the installation site is the shadow effects produced by the surrounding buildings. On the other hand, when the photovoltaic was installed on soundproof walls, shadow effects were produced by not only surrounding buildings but also the surrounding trees. Therefore, a different data model and algorithm with the BIPVS case are essential for proper installation sites selection of a SIPVS (Soundproof wall Integrated Photovoltaic System). This paper deals with the DSM (Digital Surface Model)-based proper installation site analysis for SIPVS. First, the solar incident and altitude angles of the installation candidate sites (solar panel) during the year were calculated. Second, the shadow effects (shadowed or unshadowed) were determined for the candidate sites at each time with the DSM. Third, the amount of solar radiation was calculated with the incident angle for the candidate sites at an unshadowed period. The proper installation site of the SIPVS could then be selected by comparing the accumulated annual solar radiation for each candidate. The proposed algorithm was implemented as a prototype (Java program). From the experiment, the order of the installation suitability was determined among the nine candidates. The proposed algorithm could be used for proper BIPVS installation site analysis aimed at the lower part of a building and calculation of the expected power production.
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가상현실 기반 UAV 경로 계획 및 모니터링 시스템의 설계 및 구현
윤준희(Junhee Youn) 한국산학기술학회 2021 한국산학기술학회논문지 Vol.22 No.12
UAV 자율비행을 위해서는 정확한 경로 계획 및 비행 상태 모니터링이 필요하다. 상업용 UAV 운용앱의 경로계획은 2차원 지도에 웨이포인트를 지정하고 그 높이를 입력하여 계획함으로써 정확한 3차원 경로계획 수립에 한계가 있다. 또한 UAV 카메라에만 의존하는 기존의 주변 위험 인지방식은 카메라 화각의 한계를 극복하기 어렵다. 본 논문에서는 가상현실 기반의 UAV 경로 계획 및 모니터링 시스템의 설계 및 구현을 다룬다. 첫째, 실험지역의 가상현실 데이터를 구축한다. 데이터 구축에는 지형데이터, 건물의 3차원 객체모델, 그리고 건물의 영상이 활용된다. 두 번째로, UAV 비행 데이터 연계모듈을 설계한다. 상업용 UAV의 비행상태 데이터를 실시간으로 전달받을 수 있는 연계모듈의 구조를 선택하고 주요 클래스를 설계한다. 세 번째로, 가상현실 기반 UAV경로계획 및 모니터링 시스템의 응용아키텍처를 설계한다. 아키텍처는 6개의 Level 1 기능과 12개의 Level 2 기능으로 설계한다. 마지막으로 시스템의 구현 결과를 나타낸다. 본 논문에서 개발된 시스템은 프로토타입 으로써 다양한 활용목적에 맞는 분석기능 추가에 대한 연구가 필요할 것이다. For UAV autonomous flight, we need accurate path planning and flight status monitoring. However, since the commercial UAV application plans the paths by choosing the way-points in a 2D map and inputting the corresponding altitude, it lacks accurate 3D path planning. Moreover, the current system has a limitation regarding the camera field of view, especially when applying the existing risk awareness method that depends only on the UAV camera. In this paper, we design and implement a Virtual Reality-based UAV path planning and monitoring system. First, we reconstruct the virtual reality data with a digital elevation model, 3D object model for buildings, and imagery. Second, the UAV flight data linking modules are designed. Here, we select the structure for the linking module and design the main classes for transmitting real-time flight status data for commercial UAVs. Third, the application architecture for Virtual Reality-based UAV path planning and monitoring system is designed with 6 Level 1 and 12 Level 2 functions. Finally, we present the system implementation results. The implemented system in this paper is a prototype, and hence a further study with added analysis function for various objects is needed.
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윤준희(Junhee Youn),김태훈(Tae-Hoon Kim),김두식(Dusik Kim) 한국산학기술학회 2018 한국산학기술학회논문지 Vol.19 No.3
한반도는 더 이상 화산재해로부터 안전한 지역이 아니다. 따라서 대한민국 정부는 2014년부터 화산재해에 의한 피해를 예측하고 대응하는 공간정보 기반의 시스템 구축기술을 개발하여 왔다. 이 기술의 결과물인 화산재해대응시스템은 1단계로 2016년도에 구축이 완료되었다. 이후 사용자 요구사항을 반영한 고도화를 위해 2단계 구축기술이 개발되고 있다. 기존 시스템을 고도화하기 위해서는 아키텍처를 재설계 하는 것이 필수적이다. 본 논문은 화산재해대응시스템 고도화를 위한 응용아키텍처의 재설계를 다루었다. 첫째, 1단계에 구축되었던 시스템의 기존 응용아키텍처를 분석하였다. 둘째, 시스템 고도화를 위한 사용자 요구를 분석하였다. 분석된 사용자의 요구사항은 시나리오 지향에서 업무지향형으로의 변화, 정확도 제고를 위한 기능의 추가, 그리고 공간 및 재해대상의 확대기능 추가의 범주로 분류될 수 있다. 셋째, 기존 시스템 아키텍처와 사용자의 요구사항에 대한 차이를 분석하여 응용아키텍처를 재설계하였다. 본 연구에서 제시된 응용아키텍처의 재설계는 엔터프라이즈 아키텍처 구조에 기반을 두어 책임자 관점의 응용시스템 구조도와 응용기능 기술서로 표현되었다. 본 연구의 결과는 시스템 구축을 위한 설계자 관점의 응용모듈 설계서와 응용모듈 상세기술서 도출에 활용될 것이다. 또한 시스템 구축을 위한 하드웨어 아키텍처와 소프트웨어 아키텍처의 구성방안이 추가로 연구되어야 할 것이다. The Korean Peninsula is no longer safe from volcanic disasters. Therefore, the Korean government has been developing a spatial information-based system implementation technology since 2014. VDRS (Volcanic Disaster Response System), which is the result of the technology, was implemented in 2016 as Phase I. Since then, phase II implementation technology has been developed for an advanced system reflecting the user"s requirements. To advance the system, redesign architecture is essential. This paper examined the redesign application architecture for an advanced VDRS. First, existing application architecture, which was implemented in phase I, was analyzed. Second, the user"s requirements for advanced VDRS were analyzed. The analyzed user"s requirements were categorized as a transforming service oriented to a business-oriented architecture, improving accuracy, and expanding the spatial range and target disaster. Third, application architecture was redesigned based on gap analysis between the existing architecture and user"s requirements. The results of the proposed redesign architecture are presented as the application system structure and description of the application function based on owner"s point of view in the enterprise architecture. The results of this paper can be used to derive the application module design and provide a detailed description of the application module based on the designer"s point of view. Further research focused on structuring the HW/SW architecture will be required for system implementation.
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