근접 사진측량을 위한 효율적인 비측정카메라 캘리브레이션

A Study on Efficient Self-Calibration of a Non-Metric Camera for Close-range Photogrammetry

비측정용 카메라를 이용하여 근거리 사진측량을 수행하기 위해서는 카메라 캘리브레이션이 필요하며 근거리 사진측량의 특성상 캘리브레이션은 정밀 기준점의 설치, 다수의 영상획득, 정밀 좌표측정과 더불어 많은 시간이 소요된다. 따라서 본 연구에서는 실제 캘리브레이션 필드를 대상으로 기준점의 개수, 배치, 사진조합에 따른 오차를 분석하여 효율적인 캘리브레이션 방법을 모색하는 연구를 수행하였다. 기준점의 기복과 사진 조합의 관계가 측량 정확도에 미치는 영향, 그리고 기준점 수와 모델링하고자 하는 내부표정요소 개수에 의한 측량 정확도 등을 분석하여 효율적인 조합을 도출하고자 하였다. 마지막으로, 도출된 조합을 기반으로 한 현장 셀프캘리브레이션에 의한 측량 결과를 실험실 셀프 캘리브레이션 결과와의 측량 정확도와 비교했을 때 반 픽셀의 이내의 차이를 보여 동일한 정확성을 달성할 수 있음을 확인할 수 있었고, 지반변형과 같은 응용분야의 정밀 측정에 충분히 활용 가능함을 알 수 있었다.

It is well-known that non-metric digital cameras have to be calibrated for the close-range photogrammetry. But, the self-calibration is still not an easy task because it requires rather a large calibration site of accurate control points, multiple image acquisitions in different positions, and accurate image point measurements that are quite labor-intensive and time-consuming. Based on the premise, this study carried out check point accuracy analysis from self-calibration of different control point designs and photo combinations. The test results showed that the calibration using three photos covering three-dimensional control points produced high accuracy, but control points on a plane could attain the comparable accuracy with four photos including a 90-degree rotated photo. We then compared the target accuracy of on-site self-calibration using flat control points to that of laboratory-self calibration and observed comparable results.