3차원 영상 기술의 일종으로서 레이저 라인 스캐닝 기술은 해저 목표 탐지 및 지형 측량에서 널리 활용되고 있다. 본 논문에서는 수중 레이저 라인 스캐닝 실험 장치를 구축하여 보정된 레이저 라인 스캐닝 장치로부터 획득한 영상을 레이저 광선 추출, 특징 추출 및 매칭 등의 영상 처리 후 3차원 재구성을 수행하였다. 광선 추출 알고리즘 측면에서 수중 산란 입자 등의 간섭을 고려하여 단일 채널 임계값 방법과 그레이 중심 방법을 결합하여 광선 추출 정확도를 향상시켰으며, 다른 광선 중심 추출 알고리즘에 비해 강인성을 갖는다; 특징 추출 및 매칭 측면에서는 이미지 기반 삼각 변위 추정법을 제안하여 시스템 위치 추정 및 자세 보정을 수행하였다. 이 방법은 선형 구조광 삼각 측정 원리를 이용하여 장면 깊이를 추정하고, 특징 점 매칭을 통해 시스템 변위를 계산한 다음, 점군 데이터를 융합하여 자세 보정을 완료한다. 자체 개발한 라인 스캐닝 시스템을 사용하여 실험실에서 표준 구 정확도 테스트를 수행하였으며, 800 mm~2500 mm 작업 거리 내에서 오차를 1 mm 이하로 제어할 수 있었다. 2019년과 2020년에는 원격 조종 무인 잠수기에 장비를 탑재하여 심해 해저 지형 3차원 영상 실험을 수행하였으며, 해저 모래 언덕 구역에서 본 논문에서 제안한 삼각 변위법 자세 보정 방법의 성공적인 검증이 이루어졌고, 다양한 조건의 해저 지형에 대해 추가 테스트를 실시하였다. 결과는 보정된 레이저 라인 스캐닝 영상 장치가 빠르고 정확한 영상 획득이 가능하며, 높은 지형 복원도를 가지는 것을 보여준다.

3차원 영상; 레이저 라인 스캐닝; 자세 보정; 해저 지형 스캐닝