3차원 해저 지형 생성 방법

다중 빔 소나와 프로파일링 소나의 데이터 정합을 이용한 3차원 해저 지형 생성 기술

본 기술은 다중 빔 소나로 획득한 수평 프로파일 데이터와 프로파일링 소나로 획득한 수직 프로파일 데이터를 임계점 기반으로 상호 매칭하고, 가중치가 부여된 RANSAC 알고리즘으로 특징선을 추출하여 3차원 해저 지형을 복원하는 방법입니다.

수중에서는 광학 카메라 활용이 제한되어 소나를 사용해야 하지만, 2차원 소나 이미지는 높이 정보가 소실되고 관측 각도에 따라 물체 형태가 변하며 신호 잡음비가 낮아 해저 지형을 정확히 복원하기 어려운 문제점이 있었습니다.

본 기술은 소나 간 초음파 주사 각도 차이를 반영하여 수평·수직 프로파일 데이터를 상호 수정하고 정합함으로써 높이 정보 소실을 보정하는 방식을 제안합니다. 해저 지형 조사와 해양 플랜트 설계, 수중 터널 시공에 적용될 수 있어 소나만으로 정밀한 3차원 지형도를 확보합니다.

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Key Features:

• 다중 빔 소나로 수평 프로파일 데이터를, 프로파일링 소나로 동일 지형의 수직 프로파일 데이터를 획득하는 단계
• 수직 단면 프로파일을 이용하여 다중 빔 소나 데이터와 프로파일링 소나 데이터 각각의 특징선을 추출하는 단계
• 검출대상이 소나의 탐지영역을 벗어나는 임계점을 이용하여 두 프로파일의 대응점을 상호 매칭시키는 단계
• 클러스터링으로 해저바닥과 물체를 나타내는 점을 그룹화하고 두 점을 잇는 직선 모델을 구하는 과정

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본 발명은 과학기술정보통신부의 스마트 수중 터널 시스템 연구센터 지원을 통해 개발되었습니다.