고정익 무인비행장치 기반 3D 텍스쳐 모델 생성을 위한 커버리지 촬영경로의 유형별 정확도 분석

Type-specific accuracy analysis of coverage photography paths for generating fixed-wing UAV-based 3D texture model

본 논문은 고정익 무인비행장치를 사용하여 3차원 텍스쳐(Texture) 모델을 고품질로 제작하기 위한 방법에 대하여 연구하기 위해 싱글패스, 크로스패스, 더블 크로스패스 3가지 커버리지 경로계획의 유형에 따른 3D 텍스쳐 모델을 제작하여 커버리지 경로 유형에 따른 결과물을 정량적·정성적으로 평가하고자 하였다. 검사점의 정확도를 분석한 결과, 커버리지 경로 유형에 따라 평면위치 오차는 불과 1mm 미만, 수직위치 오차는 1~2mm의 매우 미소한 차이를 나타냄으로써 3차원 위치의 정확도는 싱글패스만으로도 유용한 것으로 입증되었다. 반면에 정성적 평가에서는 일정한 높이를 가진 수직적인 빌딩의 경우 싱글패스에 비해 크로스패스 방식이, 크로스패스보다는 더블크로스패스 방식으로 촬영한 성과물이 현실에 가까운 고품질의 3차원 텍스쳐 모델을 제작할 수 있음을 확인할 수 있었다. 특히 고정익 무인비행장치를 이용하여 고품질의 3차원 공간정보를 얻기 위해서는 커버리지 경로 선택 외에도 지형 및 건물높이, 촬영고도, 기체의 틸트, 사진 중복도, 카메라의 화각 등 다양한 요소들을 고려해야 할 것으로 사료된다.

In this paper, to study methods for producing high-quality 3D texture models using fixed-wing unmanned aerial vehicles, 3D texture models were produced according to the three types of coverage path plan: single path, cross path, and double cross path. Therefore, we attempted to quantitatively and qualitatively evaluate the results according to different coverage path types. Analysis of the accuracy of the checkpoints showed that the planar position error was only less than 1 mm and the vertical position error was only 1 to 2 mm, depending on the coverage path type, proving that the accuracy of the 3D position was useful even with a single path. On the other hand, the qualitative evaluation confirmed that, for vertical buildings with a certain height, the cross-path method could produce high-quality 3D texture models that were closer to reality than the single-path method, and the double-cross-path method could produce high-quality 3D texture models that were closer to reality than the cross-path method. In particular, in order to obtain high-quality 3D spatial information using a fixed-wing unmanned aerial vehicle, it is thought that various factors such as terrain and building height, shooting altitude, aircraft tilt, photo overlap, and camera angle of view should be considered in addition to coverage path selection.