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      • KCI등재

        드론 및 AI를 이용한 해안 쓰레기 모니터링 체계: 제주도 사례 중심으로

        최경아(Choi, Kyoungah) 대한공간정보학회 2021 대한공간정보학회지 Vol.29 No.4

        현재 해안 쓰레기 모니터링은 국가 통계자료 구축을 위해 조사자에 의하여 수행되고 있으나, 그 결과가 지자체의 수거 및 처리 업무에 활용되지 못하고 있다. 본 연구에서는 모니터링의 효율성을 제고하고, 수거 및 처리 실무를 지원할 수 있도록 드론 시스템과 AI 탐지 기술을 융합한 해안 쓰레기 모니터링 체계를 제안한다. 이를 위해 국가 해안 쓰레기 모니터링 사업과 지자체의 해안 쓰레기 관리 업무를 각각 분석하여 한계점을 도출하였다. 도출된 한계점을 극복하며 통계자료 구축과 실무를 모두 지원할 수 있는 드론 데이터 수집 시스템, AI 활용 자동 데이터 처리 및 분석 시스템, 수집 데이터 및 분석 정보 공유 시스템으로 구성된 모니터링 체계를 구상하였다. 제안한 체계의 효용성을 확인하고자 핵심적인 데이터 수집과 쓰레기 탐지 영역에 대하여 시범 적용하였다. 그 결과 자동으로 드론 항공 영상을 수집하고 83.2%의 정확도를 갖고 해안 쓰레기를 탐지할 수 있었다. 향후 정확도 개선을 통해 관리 사각지대를 해소하며, 수거 체계의 효율성 향상에 기여할 수 있을 것으로 판단된다. Currently, coastal garbage monitoring is being conducted by investigators to build national statistical data, and the results are not being utilized in the garbage collection and disposal of local governments. In this study, we propose a coastal garbage monitoring system that combines a drone system and AI detection technology to improve monitoring efficiency and support the collection and disposal tasks. To this end, the limitations were drawn by analyzing the national coastal waste monitoring project and the local government"s coastal garbage management work, respectively. While overcoming the derived limitations, a monitoring system was devised to support both statistical data research and collection work. The monitoring system consists of a drone data acquisition system, an automatic data processing and analysis system using AI, and a system for sharing the collected data and analysis information. In order to confirm the effectiveness of the proposed system, the data collection and garbage detection areas, which are the core parts, were pilot-applied. As a result, it was able to automatically acquire drone aerial images and detect coastal garbage with an accuracy of 83.2%. By introducing the system, it will be possible to reduce management blind spots and improve the efficiency of the collection and disposal tasks in the future.

      • KCI등재

        카메라 모델링과 3차원 공간 분석에 기반한 CCTV 시스템 감시 성능의 정량적 평가

        최경아(Choi, Kyoungah),이임평(Lee, Impyeong) 한국측량학회 2014 한국측량학회지 Vol.32 No.2

        다양한 분야에서 CCTV가 널리 활용되고 있으며, CCTV의 감시 성능을 개선하기 위한 노력들이 지속되고 있다. 그러나, 정작 감시 성능을 정량적으로 평가하는 방법은 상당히 미비하다. 이에 본 연구는 CCTV 시스템이 대상 공간을 주어진 감시 목적에 부합하게 잘 감시하는가를 정량적으로 평가하는 방법을 제안한다. 먼저 대상 공간의 특정한 위치에서 특정한 방향을 바라보는 객체가 CCTV로 얼마나 정밀하게 관측되는 가를 정량적으로 나타내는 감시해상도를 정의한다. 정의된 감시 해상도를 대상 공간에서 관심 있는 모든 위치와 방향에 대해 계산하여 감시 목적에 따라 요구되는 최적의 해상도 이상이 성취되는 비율로써 대상 공간에 대한 감시 성능 지수를 산출한다. 제시된 방법을 적용하여 대형 건물 지하주차장에 설치된 CCTV 시스템의 감시 성능을 평가하고 가시화하여 분석하고 개선하는 사례를 기술한다. 제안된 방법은 대상 공간이 감시 목적에 맞게 효과적으로 감시되고 있는지 정량화하여 평가하고, 대상 영역을 요구 성능으로 감시하기 위한 CCTV 시스템 설계의 최적화에 기여한다. As CCTVs are widely utilized in diverse fields, many researchers have continuously studied to improve the surveillance performances of a CCTV system. However, an quantitative evaluation approach about the surveillance performance has rarely been researched. Therefore, we set up the research for suggesting a quantitative evaluation approach to determine the effectiveness of CCTV coverages. We firstly defined the surveillance resolution as that varies according to object’s positions and orientations. Based on the definition, we computed surveillance resolution values at all three-dimensional positions with the orientations of interests in the specified space. By comparing these values to the required reasonable resolution, we determined the surveillance performance index indicating how well a CCTV system monitor a target space for specific surveillance objectives. This proposed approach evaluates the surveillance performance of a CCTV system quantitatively, so as examines the CCTV system design before its installation based on precise 3D spatial analysis.

      • KCI등재

        UAV 기반 저가 멀티센서시스템을 위한 무기준점 AT를 이용한 영상의 Georeferencing

        최경아(Kyoungah Choi),이임평(Impyeong Lee) 한국측량학회 2009 한국측량학회지 Vol.27 No.2

        공중 모니터링 시스템으로 획득된 센서 데이터의 georeferencing 정확도는 시스템에 탑재된 GPS/IMU의 성능에 크게 의존된다. 그러나 고성능이지만 고가인 GPS/IMU의 탑재는 전체 시스템의 개발비를 크게 증가시키는 문제를 야기한다. 이에 본 연구는 MEMS 형태의 저가 통합형 GPS/IMU를 탑재한 UAV 기반의 공중 모니터링 시스템으로부터 취득된 영상 및 GPS/IMU 데이터를 시뮬레이션하고, 시뮬레이션된 센서 데이터에 지상기준점을 사용하지 않고 aerial triangulation을 적용하여 영상 georeferencing을 수행한다. 영상 georeferencing의 결과를 분석하여 각 영상의 추정된 외부표정변수와 지상점 좌표의 정확도를 평가한다. Aerial triangulation 없이 direct georeferencing을 수행한 결과와 비교할 때 외부표정변수와 지상점 좌표의 RMSE가 90%이상 감소하였다. 본 연구를 통해 저가 실시간 공중 모니터링 시스템 개발의 높은 가능성을 확인할 수 있었다. The georeferencing accuracy of the sensory data acquired by an aerial monitoring system heavily depends on the performance of the GPS/IMU mounted on the system. The employment of a high performance but expensive GPS/IMU unit causes to increase the developmental cost of the overall system. In this study, we simulate the images and GPS/IMU data acquired by an UAV-based aerial monitoring system using an inexpensive integrated GPS/IMU of a MEMS type, and perform the image georeferencing by applying the aerial triangulation to the simulated sensory data without any GCP. The image georeferencing results are then analyzed to assess the accuracy of the estimated exterior orientation parameters of the images and ground points coordinates. The analysis indicates that the RMSEs of the exterior orientation parameters and ground point coordinates is significantly decreased by about 90% in comparison with those resulted from the direct georeferencing without the aerial triangulation. From this study, we confirmed the high possibility to develop a low-cost real-time aerial monitoring system.

      • KCI등재

        무인항공측량을 통한 해안 지형 모델링의 정확도 분석

        최경아 ( Kyoungah Choi ),이임평 ( Impyeong Lee ) 대한원격탐사학회 2016 大韓遠隔探査學會誌 Vol.32 No.6

        빈번하게 다양한 유형으로 발생하는 해안 침식 현상에 대하여 지속적인 모니터링을 통하여 변화 자료를 축적함으로써 효과적으로 침식 지역을 관리하고 대응 방안을 수립할 수 있다. 경제적으로 정밀한 해안지역 모니터링을 수행하기 위한 수단으로써 저고도 자율 비행이 가능한 드론사진측량 시스템이 제안되고 있다. 본 연구에서는 해안 지역에서 드론 시스템으로부터 취득된 데이터를 처리하여 생성된 정사영상과 수치표고모델(Digital Elevation Model: DEM)을 다양한 기준 데이터와 비교함으로써 정확도를 분석하고자 한다. 비교 검증 방법을 수립하고, 이에 따라 분석된 정확도를 확인함으로써 해안 침식 모니터링에 드론 사진 측량의 활용 가능성을 검증하였다. 기준 데이터와 다양한 조건에서 취득된 드론 영상으로부터 생성된 공간 정보를 비교한 결과, 수평 및 수직 정확도(RMSE)는 각각 약 2.9 cm와 4.8 cm이었으며, 이는 해안 침식 모니터링의 요구정확도인 5 cm를 거의 만족시키는 수준으로 판단된다. Coastal erosion happens frequently in many different types. To control coastal erosion zone effectively and establish response plans, we need to accumulate data indicating topography changes through monitoring the erosion situation continuously. UAV photogrammetric systems, which can fly autonomously at a low altitude, are recommended as an economical and precision means to monitor the coastal zones. In this study, we aim to verify the accuracy of the generated orthoimages and DEM as a result of processing the UAV data of a coastal zone by comparing them with various reference data. We established a verification routine and examined the possibilities of applying the UAV photogrammetric systems to monitoring coastal erosion by checking the analyzed accuracy by the routine. As a result of verifying the generated the geospatial information from acquired data under various configurations, the horizontal and vertical accuracy (RMSE) were about 2.7 cm and 4.8 cm respectively, which satisfied 5 cm, the accuracy required for coastal erosion monitoring.

      • 도시지역의 변화탐지를 위한 라이다데이터로부터 추출한 표면패치의 분류

        최경아(Kyoungah Choi),이임평(Impyeong Lee) 대한공간정보학회 2008 한국지형공간정보학회 학술대회 Vol.2008 No.6

        변화탐지는 도시모델의 갱신을 위해 중요한 단계이다. 이에 본 연구는 도시지역의 변화탐지를 위한 라이다데이터로부터 추출한 표면패치의 분류 방법을 제안한다. 제안된 방법의 주요 과정은 (1) 라이다 데이터로부터 생성된 DSM의 차문을 통해 변화영역을 탐지하고, (2) 탐지된 영역의 라이다 점으로부터 표면패치를 구성하고, (3) 구성된 각각의 패치의 종류를 지면, 수목, 빌딩으로 분류한다. 제안된 방법을 실측데이터에 적용한 결과를 동일한 지역의 정사영상으로부터 육안검사를 통해 수동 생성된 기준데이터를 이용하여 검증하였다. 패치분류의 성공률은 99%로 평가되었다. 결론적으로 제안된 방법은 변화탐지를 위한 강인하고, 신뢰성이 높고, 효율적인 패치 분류방법으로 판단된다.

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