KR101346206B1 - Aviation surveying system for processing the aviation image in gps - Google Patents

Aviation surveying system for processing the aviation image in gps Download PDF

Info

Publication number
KR101346206B1
KR101346206B1 KR1020130109346A KR20130109346A KR101346206B1 KR 101346206 B1 KR101346206 B1 KR 101346206B1 KR 1020130109346 A KR1020130109346 A KR 1020130109346A KR 20130109346 A KR20130109346 A KR 20130109346A KR 101346206 B1 KR101346206 B1 KR 101346206B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
image
reference point
module
ground reference
coordinate value
Prior art date
Application number
KR1020130109346A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
임상문
임은성
Original Assignee
(주)아세아항측
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)아세아항측 filed Critical (주)아세아항측
Priority to KR1020130109346A priority Critical patent/KR101346206B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101346206B1 publication Critical patent/KR101346206B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C11/00Photogrammetry or videogrammetry, e.g. stereogrammetry; Photographic surveying
    • G01C11/02Picture taking arrangements specially adapted for photogrammetry or photographic surveying, e.g. controlling overlapping of pictures
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C15/00Surveying instruments or accessories not provided for in groups G01C1/00 - G01C13/00
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/14Determining absolute distances from a plurality of spaced points of known location
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T17/00Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
    • G06T17/05Geographic models
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09BEDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B29/00Maps; Plans; Charts; Diagrams, e.g. route diagram

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Computer Graphics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Image Processing (AREA)

Abstract

The present invention relates to a GPS based aerial measurement system for precisely processing orthophoto to manufacture an accurate orthophoto map based on an aerial photograph. The GPS based aerial measurement system for precisely processing orthophoto includes: an image output module; an image adjustment module; a GPS module; an interaction formula calculation module; a distortion ratio check module; a coordinate set-up module; and a coordinate adjustment module. The GPS based aerial measurement system for precisely processing orthophoto enables users to check the coordinate of a ground control point on an image which has been taken with high reliability by adjusting the coordinate of the ground control point based on an actual measurement. [Reference numerals] (11) Ground control point DB; (12) Image DB; (21) Image output module; (22) Image control module; (23) Interaction formula calculation module; (24) Distortion ratio check module; (25) Coordinate set-up module; (26) GPS module; (27) Coordinate adjustment module; (30) Photographing device

Description

정사영상의 정밀 처리를 위한 GPS 기반 항공측량시스템{AVIATION SURVEYING SYSTEM FOR PROCESSING THE AVIATION IMAGE IN GPS}AVIATION SURVEYING SYSTEM FOR PROCESSING THE AVIATION IMAGE IN GPS

본 발명은 항공사진을 토대로 정밀한 정사영상 지도를 제작하기 위한 정사영상의 정밀 처리를 위한 GPS 기반 항공측량시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a GPS-based aerial survey system for precise processing of orthoimages for producing precise orthoimage maps based on aerial photographs.

주지된 바와 같이, 수치정사 영상지도(이하 '영상지도') 제작을 위해서는 항공측량이 우선되고, 상기 항공측량을 통해 수집된 항공사진은 '영상지도 제작에 관한 작업규정'에 근거하여 정사보정이 이루어진다.As is well known, aerial surveying is preferred for the production of numerical orthodontic image maps (hereinafter referred to as 'image maps'), and aerial photographs collected through the aerial surveys are subject to orthodontic correction based on the 'Work Regulations on Image Mapping'. Is done.

정사보정의 정식 명칭은 "정사편위수정"으로서, 사진촬영시 중심투영에 의한 대상물의 왜곡과 지형의 기복에 따라 발생하는 기복 변위를 제거하여 영상 전체의 축척이 일정하도록 하는 작업을 말한다. 따라서 "정사영상"은 중심투영에 의하여 취득된 영상의 지형·지물 등에 대한 정사편위수정을 실시한 영상을 뜻한다.The official name of orthodontic correction is "orthodeviation correction", which refers to a task of removing the undulation displacement caused by the distortion of the object and the undulation of the terrain caused by the central projection during photography. Therefore, "ortho image" means an image that has undergone orthogonal deviation correction on the terrain, features, etc. of the image acquired by the central projection.

항공사진으로부터 정사영상을 제작하는 종래 방법은, 항공사진 자체가 지닌 왜곡에 대한 보정을 수행하는 내부표정 과정을 거쳐 보정된 항공사진을 만들고, 보정된 항공사진의 사진좌표와 지상좌표의 관계를 나타내는 공선조건식과 GPS측량에 의한 지상기준점을 이용하여 번들조정법으로 외부표정을 수행함으로써 표정 6요소를 구하며, 상기 표정 6요소와 수치표고자료를 이용하여 정사영상을 제작했다. 참고로, 현재 상용 R/S 툴에서 IKONOS영상을 이용하여 정사영상이 제작 가능한 프로그램은, Socet Set ver4.3 이상, ZI Imaging 3.0 이상, ERDAS IMAGING 8.5.1 이상, PCI 7.0 이상, JX4A, ER-Mapper에 사용할 수 있는 OrthoWarp ER라는 프로그램들이 예시된다.The conventional method of making orthoimages from aerial photographs is to create a corrected aerial photograph through an internal expression process of correcting the distortion of the aerial photograph itself, and to indicate the relationship between the corrected aerial photograph and the ground coordinates. Six expressions were obtained by performing the external expression by the bundle adjustment method using the collinear condition equation and the ground reference point by GPS survey, and the orthoimage was produced using the six expressions and the numerical elevation data. For reference, programs that can produce ortho images using IKONOS images in commercial R / S tools are currently available for Socet Set ver4.3 or higher, ZI Imaging 3.0 or higher, ERDAS IMAGING 8.5.1 or higher, PCI 7.0 or higher, JX4A, ER- The program OrthoWarp ER can be used for Mapper.

계속해서, 상기 종래 방법은 내부표정과정을 통해 보정된 항공사진을 만들 때와 정사영상을 만들 때 뉴튼-랍슨(Newton-Rapson) 방법을 사용하게 되는데, 상기 뉴튼-랍슨 방법은 해를 구하는 방법이 초기치의 반복적인 갱신에 의해 근접한 해를 구하는 방법이어서, 계산과정에 많은 시간이 요구된다. 또한, 컴퓨터에 스캐닝하여 저장되는 항공사진은 보통 한 장에 400 메가바이트 정도의 데이터 용량을 갖는데, 종래와 같이 왜곡이 보정된 항공사진을 별도로 제작하여 저장하게 되면 그만큼의 데이터용량이 더 필요하게 되는 문제가 있었다.Subsequently, the conventional method uses the Newton-Rapson method for making a corrected aerial photo and an orthoimage through an internal expression process. Since it is a method of finding a close solution by iterative updating of initial values, a lot of time is required for the calculation process. In addition, an aerial photo scanned and stored on a computer usually has a data capacity of about 400 megabytes per sheet. However, if a separate aerial photo with distortion correction is manufactured and stored as in the prior art, the data capacity is required. There was a problem.

이를 해결하기 위해서 등록번호 10-0544345와 같은 '항공사진의 정사영상 제작방법'이 제안되었다.In order to solve this problem, a method of producing orthogonal images of aerial photographs has been proposed.

그런데, 상기 종래기술은 상기 종래 방법을 실시할 때 요구되는 컴퓨터의 부하를 줄이기 위한 기술임에도 불구하고, 항공사진의 기준점 별로 정사영상 좌표 연산과 이를 위한 왜곡 값 연산을 일일이 수행해야 하므로, 실제로 컴퓨터가 부담해야 하는 부하가 크게 줄지 못했다. 또한, 이러한 이유로 인해서 항공측량을 통해 항공사진을 수집하는 항공기에서는 항공사진의 정사보정이 실시간으로 이루어질 수 없는 한계가 있었다.By the way, although the prior art is a technique for reducing the load on the computer required when performing the conventional method, the orthogonal image coordinate calculation and distortion value calculation for each reference point of the aerial photograph must be performed one by one. The burden to bear was not greatly reduced. In addition, due to these reasons, orthodontic correction of aerial photographs cannot be performed in real time on aircraft that collect aerial photographs through aerial survey.

특허문헌 1. 등록번호 제10-0544345호(2006.01.23 공고)Patent Documents 1.Registration No. 10-0544345 (January 23, 2006)

이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위해 발명된 것으로서, 항공기 내에서 항공측량으로 수집된 항공사진(이하 '촬영이미지')의 정사보정을 신속하게 처리하고, 지상촬영이 이루어지는 항공기에서 촬영이미지 내 지상기준점 좌표값 위치를 실시간으로 확인해 출력 처리할 수 있도록 하며, 아울러 촬영이미지에 적용되는 지상기준점 좌표값의 위치가 높은 신뢰도로 결정될 수 있도록 하는 정사영상의 정밀 처리를 위한 GPS 기반 항공측량시스템의 제공을 해결하고자 하는 과제로 한다.Accordingly, the present invention has been invented to solve the above problems, it is possible to quickly process the orthodontic correction of aerial photographs (hereinafter referred to as "shooting image") collected by aerial survey in the aircraft, the image taken on the aircraft is taken ground GPS-based aerial survey system for precise processing of orthoimages, which enables the real-time control of the location of the ground reference point coordinates in real time, and the positioning of the ground reference point coordinate values applied to the photographed images with high reliability. The task is to solve the provision.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,According to an aspect of the present invention,

제어값에 따라 동작하면서 촬영이미지를 출력하되, 상기 촬영이미지 내 각 지점의 좌표를 확인할 수 있도록, 다수의 X축선과 Y축선이 격자형태로 배열돼 이루어진 촬영이미지 좌표계를 적용해 동작하는 이미지 출력모듈;Image output module operating by applying a captured image coordinate system consisting of a plurality of X-axis and Y-axis is arranged in a grid so as to output the captured image while operating in accordance with the control value, so as to check the coordinates of each point in the captured image ;

상기 이미지 출력모듈의 동작 제어를 위한 제어값을 생성해서 상기 이미지 출력모듈로 전달하는 이미지 제어모듈;An image control module for generating a control value for controlling the operation of the image output module and transferring the control value to the image output module;

항공기의 현재 위치를 GPS 좌표로 확인하는 GPS모듈;GPS module for checking the current position of the aircraft in GPS coordinates;

지상기준점 좌표값을 수정공선조건식인 Coordinate value of ground control point coordinate

Figure 112013083287792-pat00001
Figure 112013083287792-pat00001

Figure 112013083287792-pat00002
Figure 112013083287792-pat00002

(xa, ya:촬영이미지 좌표값, δr:왜곡량, f:초점거리, Px, Py, Pz:지상기준점 좌표값, Sx, Sy. Sz:표정요소, m11 내지 m33: 회전행렬)(x a , y a : taken image coordinate value, δr: distortion amount, f: focal length, P x , P y , P z : ground reference point coordinate value, S x , S y . S z : expression element, m 11 M 33 : rotation matrix)

을 통해 출력이미지 좌표값으로 연산하는 관계식 연산모듈;A relational calculation module for calculating an output image coordinate value through a;

입력된 둘 이상의 지상기준점 좌표값을 촬영이미지 좌표값으로 연산하도록 상기 관계식 연산모듈에 전달하고, 상기 관계식 연산모듈로부터 수신한 촬영이미지 좌표값의 위치를 상기 촬영이미지 좌표계를 기준으로 확인하고, 상기 촬영이미지 좌표계의 원점과 상기 촬영이미지 좌표값 간 거리인 제1거리를 지점별로 각각 연산하고, 상기 GPS모듈에서 확인한 상기 원점의 지상기준점 좌표값과 상기 입력된 지상기준점 좌표값 간 거리인 제2거리를 지점별로 각각 연산하고, 지점별로 확인한 제2거리 차를 기준으로 지점별로 확인한 제1거리 차를 확인해서 상기 원점과의 거리에 따른 지점별 제1거리 차의 증가 또는 감소비율인 왜곡비율을 확인하는 왜곡비율 확인모듈;Transfer the input two or more ground reference point coordinate values to the relational image calculation module to calculate the coordinates of the photographed image, and confirm the position of the photographed image coordinate value received from the relational calculation module based on the photographed image coordinate system, and photograph the image. The first distance, which is the distance between the origin of the image coordinate system and the photographed image coordinate value, is calculated for each point, and the second distance, which is the distance between the ground reference point coordinate value and the input ground reference point coordinate value of the origin identified by the GPS module, is calculated. Computing each point by each point, and confirming the first distance difference confirmed for each point based on the second distance difference confirmed for each point to determine the distortion ratio that is the increase or decrease ratio of the first distance difference for each point according to the distance to the origin. Distortion ratio checking module;

상기 원점을 중심으로 위도방향과 경도방향을 따라 지상기준점을 설정하되, 상기 왜곡비율로 변하는 상기 지상기준점 간의 간격을 확인해서 상기 촬영이미지에 상기 지상기준점의 위치를 설정하고, 설정된 상기 지상기준점을 잇는 다수의 위도축선과 경도축선이 격자형태로 배열돼 이루어진 지상기준점 좌표계를 생성하고, 상기 지상기준점 좌표계와 촬영이미지 좌표계를 서로 연계해서 지상기준점 좌표값에 대응하는 촬영이미지 좌표값이 링크되도록 처리하는 좌표값 설정모듈; 및A ground reference point is set along the latitude direction and the longitude direction around the origin, and the position of the ground reference point is set in the photographed image by checking the distance between the ground reference points that change with the distortion ratio. Coordinates for generating a ground reference point coordinate system composed of a plurality of latitude and longitude axis in a lattice form, and linking the ground reference point coordinate system and the photographed image coordinate system to link the photographed image coordinate values corresponding to the ground reference point coordinate values. Value setting module; And

촬영이미지 내 확인대상 지상물을 선택해서 상기 확인대상 지상물 이미지가 겹치는 상기 지상기준점 좌표계의 제1좌표값을 확인하고, 지상기준점DB에서 상기 확인대상 지상물의 실제 지상기준점 좌표값을 검색해서 상기 지상기준점 좌표계에 적용한 수정대상 좌표값을 확인하고, 상기 수정대상 좌표값에 해당하는 경도축선과 위도축선이 상기 제1좌표값에 해당하는 경도축선과 위도축선이 되도록 이동시키고, 이동된 상기 경도축선 및 위도축선을 기준으로 이웃하는 다른 경도축선 및 위도축선이 상기 왜곡비율에 따라 배치되도록 수정해서 상기 촬영이미지에 적용하는 좌표보정모듈;Select the ground object to be checked in the photographed image to check the first coordinate value of the ground reference point coordinate system where the ground object image overlaps, and retrieve the actual ground reference point coordinate value of the ground to be checked from the ground reference point DB. Check the correction target coordinate value applied to the reference point coordinate system, and shift the longitude axis and latitude axis corresponding to the correction target coordinate value to become the longitude axis and latitude axis corresponding to the first coordinate value, A coordinate correction module adapted to apply to the photographed image by modifying the other longitude and latitude axes adjacent to the latitude axis according to the distortion ratio;

을 포함하는 정사영상의 정밀 처리를 위한 GPS 기반 항공측량시스템이다.GPS-based aerial survey system for the precision processing of ortho images, including.

상기의 본 발명은, 항공측량으로 수집한 촬영이미지를 촬영 즉시 정사보정하여 최종 정사영상을 생성할 수 있고, 더불어서 항공촬영으로 수집된 촬영이미지에 지상기준점 좌표값을 적용해서 촬영이미지별 좌표값을 실시간으로 확인해 활용할 수 있음은 물론, 전술한 처리 과정에서의 시스템 부담을 최소화할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the final orthogonal image may be generated by orthodontic correction of the photographed image collected by the aerial survey, and the ground reference point coordinate value may be applied to the photographed image collected by aerial photographing to determine the coordinate value of the photographed image. Not only can be confirmed and utilized in real time, there is an effect that can minimize the system burden in the above-described process.

또한, 본 발명은 지상기준점 좌표값의 위치 확인이 실측을 기반으로 보정됨으로써 높은 신뢰도로 촬영이미지 내 지상기준점 좌표값을 확인할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of confirming the ground reference point coordinate value in the photographed image with high reliability by correcting the positioning of the ground reference point coordinate value based on the actual measurement.

또한, 본 발명은 정사영상 생성 및 촬영이미지의 지상기준점 좌표값 적용을 통해, 항공측량 중 임의의 촬영이미지의 왜곡률이 허용범위 내인지 여부를 바로 확인하고, 상기 촬영이미지가 촬영한 지점에 대한 재촬영 여부를 손쉽게 판단해 결정할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention through the generation of orthoimages and the application of the ground reference point coordinate value of the captured image, immediately confirms whether or not the distortion rate of any of the captured image of the aerial survey within the allowable range, and re-check The effect is that you can easily determine whether to shoot.

도 1은 본 발명에 따른 항공측량시스템에 구성된 각 모듈을 도시한 블록도,
도 2는 본 발명에 따른 항공측량시스템이 진행하는 촬영이미지 내 지상기준점 좌표계 생성 과정을 순차 도시한 플로차트,
도 3은 본 발명에 따른 항공측량시스템이 촬영이미지의 왜곡 비율을 연산하기 위해서, 지상기준점 좌표값에 해당하는 지점을 촬영이미지 좌표계에 표시한 모습을 도시한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 항공측량시스템이 촬영이미지 내에 지상기준점을 입력하기 위한 지상기준점 좌표계를 도시한 도면,
도 5는 작업자가 선택한 촬영이미지의 특정 지점에 대한 지상기준점 좌표값을 도 4의 지상기준점 좌표계에 표시한 모습을 도시한 도면,
도 6은 본 발명에 따른 항공측량시스템이 지상기준점 좌표계와 촬영이미지 간의 매칭 상태를 확인하는 모습을 도시한 도면,
도 7은 본 발명에 따른 항공측량시스템이 지상기준점 좌표계의 수정 모습을 순차 도시한 도면,
도 8은 본 발명에 따른 항공측량시스템이 진행하는 촬영이미지의 정사처리 과정을 순차 도시한 플로차트,
도 9은 본 발명에 따른 항공측량시스템의 구동시 형성된 촬영기하를 도시한 도면,
도 10는 본 발명에 따른 항공측량시스템의 구동시 형성된 촬영이미지의 좌표값과 촬영방향 벡터 u 간의 관계를 나타낸 도면,
도 11는 본 발명에 따른 항공측량시스템이 촬영이미지의 왜곡을 보정하는 모습을 그래프화한 도면이다.
1 is a block diagram showing each module configured in the aerial survey system according to the present invention;
2 is a flowchart sequentially illustrating a process of generating a ground reference point coordinate system in a photographed image performed by an aerial survey system according to the present invention;
3 is a diagram illustrating a state in which the aerial survey system according to the present invention displays a point corresponding to the ground reference point coordinate value in the photographed image coordinate system in order to calculate a distortion ratio of the photographed image;
4 is a diagram illustrating a ground reference point coordinate system for inputting a ground reference point in a photographed image by an aerial survey system according to the present invention;
FIG. 5 is a view illustrating a ground reference point coordinate value of a specific point of a photographed image selected by an operator in the ground reference point coordinate system of FIG. 4;
FIG. 6 is a view illustrating a state in which an aerial survey system checks a matching state between a ground reference point coordinate system and a photographed image;
7 is a view showing a modified state of the ground reference point coordinate system of the aerial survey system according to the present invention,
8 is a flowchart showing a process of orthogonal processing of photographed images progressed by the aerial survey system according to the present invention;
9 is a view showing a shooting geometry formed during the operation of the aerial survey system according to the present invention,
10 is a view showing a relationship between a coordinate value of a photographed image formed when driving an aerial survey system according to the present invention and a photographing direction vector u;
11 is a graph showing a state in which the aerial survey system according to the present invention corrects the distortion of the photographed image.

상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings, It will be possible. The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 항공측량시스템에 구성된 각 모듈을 도시한 블록도인 바, 이를 참조해 설명한다.Figure 1 is a block diagram showing each module configured in the aerial survey system according to the present invention, will be described with reference to this.

본 발명에 따른 항공측량시스템은 촬영장치(30)가 촬영한 촬영이미지를 실시간으로 정사보정해서, 해당 정사영상 출력과 더불어 최소한의 시간과 시스템 부하로 상기 촬영이미지에 적용되는 지상기준점 좌표값을 상기 촬영이미지에 합성 출력하는 시스템이다.The aerial survey system according to the present invention is orthogonal correction of the captured image taken by the photographing apparatus 30 in real time, and the coordinates of the ground reference point applied to the photographed image with a minimum time and system load with the corresponding orthoimage output. It is a system that outputs composite image to captured image.

이를 위한 본 발명에 따른 항공측량시스템은 지상기준점에 대한 정보를 저장하는 지상기준점DB(11)와, 촬영장치(30)가 촬영한 촬영이미지에 지상기준점 좌표값의 위치정보를 링크해 저장하는 이미지DB(12)와, 이미지DB(12)에 저장된 촬영이미지를 출력하는 이미지 출력모듈(21)과, 이미지 출력모듈(21)에 출력되는 촬영이미지를 작업자가 제어할 수 있도록 이미지 출력모듈(21)을 제어하는 이미지 제어모듈(22)과, 촬영이미지 좌표값과 지상기준점 좌표값 간의 관계식을 활용해서 지상기준점 좌표값으로부터 촬영이미지 좌표값을 연산하는 관계식 연산모듈(23)과, 촬영이미지의 왜곡 비율을 연산하는 왜곡비율 확인모듈(24)과, 상기 촬영이미지에 위치별로 해당하는 지상기준점 좌표값을 링크하는 좌표값 설정모듈(25)과, 항공기의 현 위치를 GPS로 측정하는 GPS모듈(26)과, 상기 촬영이미지에 링크된 지상기준점 좌표값의 위치를 확인하고 오류 확인시 이를 보정하는 좌표보정모듈(27)로 구성된다.The aerial survey system according to the present invention for this purpose is the ground reference point DB (11) for storing the information about the ground reference point, and the image to store the location information of the ground reference point coordinate value to the photographed image taken by the photographing device 30 to store DB 12, an image output module 21 for outputting the captured image stored in the image DB 12, and an image output module 21 for the operator to control the captured image output to the image output module 21 An image control module 22 for controlling the image, a relational calculation module 23 for calculating the captured image coordinate value from the ground reference point coordinate value by using the relational expression between the captured image coordinate value and the ground reference point coordinate value, and a distortion ratio of the captured image. Distortion ratio confirmation module 24 for calculating a, a coordinate value setting module 25 for linking the ground reference point coordinate value corresponding to each position in the photographed image, and a GPS module for measuring the current position of the aircraft by GPS And a coordinate correction module 27 for checking the position of the ground reference point coordinate value linked to the photographed image and correcting it when checking an error.

지상기준점DB(11)는 지상의 특정 지점들에 대한 각각의 지상기준점 정보를 저장한다. 촬영이미지를 내부표정 및 외부표정 처리하기 위해서는 상기 촬영이미지에 기준점을 잡아야 한다. 본 발명에 따른 항공측량시스템은 상기 촬영이미지에 잡아야 하는 기준점을 지상기준점DB(11)에 저장된 지상기준점에 맞춰서 진행할 수 있다. 참고로, 지상기준점 정보는 지상에 선정된 특정 지점의 GPS 좌표로 된 좌표값이다. 본 실시 예에서는 지상기준점DB(11)가 상기 촬영이미지에 위치한 지상 지점의 지상기준점 좌표값을 저장한다.The ground reference point DB 11 stores each ground reference point information about specific points of the ground. In order to process an internal expression and an external expression of a captured image, a reference point should be set on the captured image. The aerial survey system according to the present invention can proceed to the ground reference point stored in the ground reference point DB (11) the reference point to be captured in the photographed image. For reference, the ground reference point information is a coordinate value of GPS coordinates of a specific point selected on the ground. In the present embodiment, the ground reference point DB 11 stores the ground reference point coordinate value of the ground point located in the photographed image.

이미지DB(12)는 촬영장치(30)에 의해 지상이 촬영된 촬영이미지와, 상기 촬영이미지에 링크된 지상기준점 좌표값을 저장한다. 상기 촬영이미지에 지상기준점을 링크하는 과정 및 기술내용은 아래에서 상세히 설명한다.The image DB 12 stores a photographed image photographed by the photographing apparatus 30, and a ground reference point coordinate value linked to the photographed image. The process and technical details of linking the ground reference point to the photographed image will be described in detail below.

이미지 출력모듈(21)은 이미지DB(12)에 저장된 촬영이미지와 정사영상을 출력하는 통상적인 디스플레이 장치로서, 일반 모니터 또는 터치스크린 등이 적용될 수 있다. 일반적으로 모니터 또는 터치스크린 등의 이미지 출력모듈(21)은 출력되는 촬영이미지의 각 지점에 대한 좌표값을 확인할 수 있도록 다수의 X축선과 Y축선이 격자형태로 배열된 촬영이미지 좌표계(AX; 도 3 참조)를 갖춘다. 따라서, 촬영이미지 상에 특정 지점을 선택하면, 이미지 출력모듈(21)은 해당 화면 내 상기 특정 지점에 대한 촬영이미지 좌표값을 추적해 확인한다.The image output module 21 is a conventional display device for outputting a photographed image and an orthogonal image stored in the image DB 12. A general monitor or a touch screen may be applied. In general, an image output module 21 such as a monitor or a touch screen may include a photographing image coordinate system AX in which a plurality of X-axis lines and Y-axis lines are arranged in a grid so as to check coordinate values of each point of the output image. 3). Therefore, when a specific point is selected on the captured image, the image output module 21 tracks and confirms the captured image coordinate value of the specific point in the corresponding screen.

이미지 제어모듈(22)은 이미지 출력모듈(21)이 출력하는 이미지를 제어하기 위한 조작수단으로서, 작업자의 조작에 따라 제어값을 생성하여 이미지 출력모듈(21)에 전달한다. 이미지 제어모듈(22)은 터치스크린 기술 방식으로 실행될 수도 있고, 별도의 자판 또는 조이스틱 등이 적용될 수도 있다.The image control module 22 is an operation means for controlling the image output from the image output module 21, generates a control value according to the operator's operation and transfers it to the image output module 21. The image control module 22 may be implemented by a touch screen technique, or a separate keyboard or joystick may be applied.

관계식 연산모듈(23)은 촬영이미지 좌표값과 지상기준점 좌표값 간의 관계식을 활용해서, 왜곡비율 확인모듈(24)이 제시한 지상기준점 좌표값으로부터 촬영이미지 좌표값을 연산한다. 상기 관계식은 아래에서 설명하는 수정공선조건식이 적용될 수 있다.The relational expression calculating module 23 calculates the photographed image coordinate values from the ground reference point coordinate values presented by the distortion ratio checking module 24 by utilizing the relational expression between the photographed image coordinate values and the ground reference point coordinate values. The relational equation may be a modified collinear condition described below.

왜곡비율 확인모듈(24)은 촬영이미지에 적용되는 지상기준점의 위치를 확인해서 해당 촬영이미지의 실제 왜곡상태를 확인하고 왜곡비율을 연산해서, 상기 촬영이미지의 이미지 배치 상태를 확인할 수 있도록 한다.The distortion ratio checking module 24 checks the position of the ground reference point applied to the photographed image, checks the actual distortion state of the photographed image, calculates the distortion ratio, and confirms the image arrangement state of the photographed image.

좌표값 설정모듈(25)은 왜곡비율 확인모듈(24)이 연산한 왜곡비율을 기초로 해당 지상기준점 좌표계를 생성하고, 상기 좌표계에 촬영이미지의 좌표값과 지상기준점의 좌표값이 링크돼 이루어지도록 한다. The coordinate value setting module 25 generates the ground reference point coordinate system based on the distortion ratio calculated by the distortion ratio checking module 24, and the coordinate value of the photographed image and the coordinate value of the ground reference point are linked to the coordinate system. do.

GPS모듈(26)은 항공기의 현재 위치를 GPS로 측정해서 확인한다. GPS측정을 위한 장치는 공지,공용의 기술이므로, GPS모듈(26)의 동작 원리 및 구성에 대해서는 그 설명을 생략한다.The GPS module 26 checks the current position of the aircraft by measuring the GPS. Since the device for GPS measurement is a well-known and public technique, the description of the operation principle and configuration of the GPS module 26 will be omitted.

좌표보정모듈(27)은 촬영이미지에 결합된 지상기준점 좌표계의 좌표정보와, 촬영이미지에 촬영된 특정 지점에 대한 실제 좌표정보를 비교해서, 상기 실제 좌표정보에 상기 지상기준점 좌표계를 맞춘다. 좌표보정모듈(27)에 대한 보다 구체적인 설명은 항공측량시스템의 구동 과정을 설명하면서 상세히 한다.The coordinate correction module 27 compares the coordinate information of the ground reference point coordinate system coupled to the photographed image and the actual coordinate information of a specific point photographed in the photographed image, and adjusts the ground reference point coordinate system to the actual coordinate information. More detailed description of the coordinate correction module 27 will be described in detail while explaining a driving process of the aerial survey system.

이상 설명한 본 발명에 따른 항공측량시스템은 좌표계 설정을 통해 촬영이미지의 좌표값별 지상기준점의 해당 좌표값을 별도의 복잡한 연산 과정없이 바로 확인할 수 있으므로, 촬영이미지의 각 지점별로 일일이 내부표정 및 외부표정 처리를 진행하지 않아도 최소한의 시스템 부하와 시간으로 정밀한 결과값을 얻을 수 있다.The aerial survey system according to the present invention described above can directly check the coordinate value of the ground reference point for each coordinate value of the photographed image through a coordinate system setting without any complicated calculation process. Accurate results can be obtained with minimal system load and time without going through.

본 발명에 따른 항공측량시스템의 구조를 처리방법을 순차 설명하면서 상세히 한다.
The structure of the aerial survey system according to the present invention will be described in detail while sequentially explaining the processing method.

도 2는 본 발명에 따른 항공측량시스템이 진행하는 촬영이미지 내 지상기준점 좌표계 생성 과정을 순차 도시한 플로차트이고, 도 3은 본 발명에 따른 항공측량시스템이 촬영이미지의 왜곡 비율을 연산하기 위해서, 지상기준점 좌표값에 해당하는 지점을 촬영이미지 좌표계에 표시한 모습을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 항공측량시스템이 촬영이미지 내에 지상기준점을 입력하기 위한 지상기준점 좌표계를 도시한 도면이고, 도 5는 작업자가 선택한 촬영이미지의 특정 지점에 대한 지상기준점 좌표값을 도 4의 지상기준점 좌표계에 표시한 모습을 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 항공측량시스템이 지상기준점 좌표계와 촬영이미지 간의 매칭 상태를 확인하는 모습을 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명에 따른 항공측량시스템이 지상기준점 좌표계의 수정 모습을 순차 도시한 도면인 바, 이를 참조해 설명한다.FIG. 2 is a flowchart illustrating a process of generating a ground reference point coordinate system in a photographed image which is performed by an aerial survey system according to the present invention. FIG. 3 is a ground diagram for calculating a distortion ratio of a photographed image by the aerial survey system according to the present invention. 4 is a view illustrating a state corresponding to a reference point coordinate value displayed on a photographed image coordinate system, and FIG. 4 is a diagram illustrating a ground reference point coordinate system for inputting a ground reference point in a photographed image by an aerial survey system according to the present invention; 5 is a view showing a ground reference point coordinate value for a particular point of the photographed image selected by the operator displayed in the ground reference point coordinate system of Figure 4, Figure 6 is a aerial survey system according to the present invention the ground reference point coordinate system and photographing FIG. 7 is a view illustrating a state of matching between images, and FIG. 7 is a ground survey apparatus for an aerial survey system according to the present invention. Is a view sequentially showing a modified form of the point coordinate bars, it will be explained with reference to.

S10; 왜곡비율 확인단계S10; Distortion Ratio Check Step

작업자는 이미지 출력모듈(21)에 출력되고 있는 촬영이미지 내 특정 지상물을 선택해서 상기 지상물의 지상기준점 좌표값을 입력하면, 상기 지상기준점 좌표값을 입력받은 왜곡비율 확인모듈(24)은 상기 지상기준점 좌표값을 관계식 연산모듈(23)에 전달하고, 관계식 연산모듈(23)은 촬영이미지 좌표값과 지상기준점 좌표값 간의 관계식을 활용해서 이에 대응하는 촬영이미지 좌표값을 연산한다. 여기서, 상기 관계식은 수정공선조건식이 예시될 수 있다.When the operator selects a specific ground object in the photographed image being output to the image output module 21 and inputs the ground reference point coordinate value of the ground, the distortion ratio check module 24 receiving the ground reference point coordinate value receives the ground. The reference point coordinate value is transmitted to the relational calculation module 23, and the relational calculation module 23 calculates a corresponding photographed image coordinate value by utilizing a relational expression between the photographed image coordinate value and the ground reference point coordinate value. Here, the modified collinear condition equation may be exemplified.

도 3에서 보인 바와 같이, 관계식 연산모듈(23)은 작업자가 입력한 지상기준점 좌표값을 상기 수정공선조건식에 입력해서 해당하는 촬영이미지의 좌표값을 연산하고, 왜곡비율 확인모듈(24)은 관계식 연산모듈(23)로부터 수신한 결과인 촬영이미지 좌표값을 해당 촬영이미지의 좌표계(AX)에 적용한다. 본 실시 예에서, 제1선택지점(AP)은 상기 수정공선조건식을 통해 연산한 결과 원점(O)을 중심으로 촬영이미지 좌표값(-6, -4)에 위치하고, 제2선택지점(BP)은 상기 수정공선조건식을 통해 연산한 결과 원점(O)을 중심으로 촬영이미지 좌표값(6, 6)에 위치하며, 제3선택지점(CP)은 상기 수정공선조건식을 통해 연산한 결과 원점(O)을 중심으로 촬영이미지 좌표값(8, -11)에 위치한다.As shown in FIG. 3, the relational calculation module 23 inputs the ground reference point coordinate value input by the operator to the corrected collinearity condition equation to calculate the coordinate value of the corresponding photographed image, and the distortion ratio checking module 24 is a relational expression. The photographed image coordinate value, which is a result received from the calculation module 23, is applied to the coordinate system AX of the photographed image. In the present embodiment, the first selection point AP is located at the photographed image coordinate values (-6, -4) around the origin O as a result of the calculation using the corrected collinear condition equation, and the second selection point BP. Is located at the coordinates (6, 6) of the photographed image around the origin (O) as a result of the calculation through the corrected collinear condition, and the third selection point (CP) is the origin (O) as a result of calculating through the corrected collinear condition ) Is located at the coordinates (8, -11) of the captured image.

계속해서, 왜곡비율 확인모듈(24)은 확인된 선택지점(AP, BP, CP)의 촬영이미지 좌표값을 기초로 원점(O)과 각 선택지점(AP, BP, CP) 간의 제1거리를 연산한다.Subsequently, the distortion ratio confirmation module 24 determines a first distance between the origin O and each selection point AP, BP, CP based on the photographed image coordinate values of the identified selection points AP, BP, CP. Calculate

계속해서, 왜곡비율 확인모듈(24)은 작업자가 입력한 선택지점(AP, BP, CP)의 지상기준점 좌표값과, GPS모듈(26)이 측정한 원점(O)의 지상기준점 좌표값을 확인해서, 이를 기초로 원점(O)과 각 선택지점(AP, BP, CP) 간의 제2거리를 연산한다.Subsequently, the distortion ratio checking module 24 confirms the ground reference point coordinate values of the selection points AP, BP, CP input by the operator, and the ground reference point coordinate values of the origin point O measured by the GPS module 26. Based on this, the second distance between the origin O and each selection point AP, BP, CP is calculated.

전술한 바와 같이, 상기 제1거리는 촬영이미지를 배경으로 하는 선택지점(AP, BP, CP)과 원점(O) 간의 거리이고, 상기 제2거리는 지상기준점을 기초로 하는 선택지점(AP, BP, CP)과 원점(O) 간의 거리이다. 따라서, 상기 제2거리가 원점(P)의 위치와 선택지점(AP, BP, CP)의 위치 간 실제거리이고, 상기 제1거리는 해당 촬영이미지의 왜곡으로 거리의 변화가 발생한 왜곡된 거리이다. 여기서, 원점(O)의 좌표값은 GPS모듈(26)이 확인한 GPS 좌표값으로서, 상기 촬영이미지를 촬영할 당시의 항공기 위치이다.As described above, the first distance is a distance between the selection point (AP, BP, CP) on the background of the photographed image and the origin (O), and the second distance is the selection point (AP, BP, on the ground reference point). CP) and the distance between the origin (O). Therefore, the second distance is the actual distance between the position of the origin point P and the positions of the selection points AP, BP, and CP, and the first distance is a distorted distance where a change in distance occurs due to distortion of the photographed image. Here, the coordinate value of the origin (O) is a GPS coordinate value confirmed by the GPS module 26, which is the position of the aircraft at the time of taking the photographed image.

왜곡비율 확인모듈(24)은 지점 간 제2거리 차이 대비 제1거리 차이에 대한 거리별 차이비율을 확인한다. 즉, 원점(O)으로부터 거리가 먼 선택지점(AP, BP, CP)일수록 지점 간 제2거리 차이 대비 제1거리 차이가 크게 발생하는지 여부를 확인하고, 상기 거리에 따른 지점별 제1거리 차이의 증가 또는 감소비율인 왜곡비율을 확인하는 것이다. 일 예를 들어, 원점(O)과 제4선택지점 간의 제1거리가 10, 제2거리는 300m이고, 원점(O)과 제5선택지점 간의 제1거리가 21, 제2거리는 600m이며, 원점(O)과 제6선택지점 간의 제1거리가 33, 제2거리는 900m으로 확인되면, 제1거리는 지점별로 10(10 - 0), 11(21 - 10), 12(33 - 21) 등의 차이를 보이고, 제2거리는 지점별로 300(300 - 0), 300(600 - 300), 300(900 - 600) 등의 차이를 보인다. 결국, 제2거리 차이 대비 제1거리에 대한 거리별 차이비율은 10%로 증가하고, 이를 통해 거리가 멀어질수록 10%의 왜곡비율로 촬영이미지가 왜곡됨을 확인할 수 있다.The distortion ratio checking module 24 checks the difference ratio for each distance of the first distance difference to the second distance difference between the points. In other words, as to the selection points AP, BP, and CP farther from the origin point O, whether the first distance difference is greater than the second distance difference between the points is determined, and the first distance difference for each point according to the distance is determined. It is to check the distortion ratio which is the increase or decrease ratio of. For example, the first distance between the origin O and the fourth selection point is 10 and the second distance is 300 m, the first distance between the origin O and the fifth selection point is 21 and the second distance is 600 m. When the first distance between (O) and the sixth selection point is 33 and the second distance is 900 m, the first distance is 10 (10-0), 11 (21-10), 12 (33-21), etc. for each point. The second distance shows a difference of 300 (300-0), 300 (600-300), 300 (900-600), etc. for each point. As a result, the difference ratio by distance to the first distance relative to the second distance difference increases to 10%, and as a result, the photographed image is distorted at a distortion rate of 10% as the distance increases.

참고로, 카메라에 촬영된 촬영이미지는 촬영 중심으로부터 멀어질수록 왜곡이 발생한다. 따라서, 촬영이미지의 외곽으로 갈수록, 촬영 대상물의 형태 변형 및 크기 증가가 심화한다. 결국, 촬영이미지는 그 외곽으로 갈수록 실제 위치보다 먼 위치에 위치하고 큰 형상으로 왜곡돼 출력된다.
For reference, the photographed image photographed by the camera is distorted as the distance from the photographing center. Therefore, the shape deformation and increase in size of the photographing object become deeper toward the outside of the photographed image. As a result, the photographed image is located farther from the actual position and distorted into a larger shape as it goes outward.

S20; 지상기준점 좌표계 생성단계S20; Ground control point coordinate system generation step

좌표값 설정모듈(25)은 왜곡비율 확인모듈(24)이 확인한 왜곡비율에 따라 해당 촬영이미지 전용 지상기준점 좌표계(BX)를 생성한다. 이를 위해 좌표값 설정모듈(25)은 촬영이미지의 방위를 확인해서 지상기준점 좌표계(BX)의 축 방향을 결정하고, 해당 촬영이미지에 적용할 지상기준점들 간의 간격을 결정한다.The coordinate value setting module 25 generates a ground reference point coordinate system BX dedicated to the photographed image according to the distortion ratio checked by the distortion ratio confirmation module 24. To this end, the coordinate value setting module 25 checks the orientation of the photographed image to determine the axial direction of the ground reference point coordinate system BX, and determines the distance between ground reference points to be applied to the photographed image.

계속해서, 좌표값 설정모듈(25)은 원점(O)을 중심으로 상기 간격에 위치한 위도방향과 경도방향의 지상기준점을 입력하고, 앞서 확인된 왜곡비율로 상기 위도방향과 경도방향을 따라 지상기준점의 간격이 조정되도록 설정해서, 도 4 및 도 5에서 보인 바와 같이, 상기 지상기준점을 잇는 다수의 위도축선과 경도축선이 격자형태로 배열돼 이루어진 지상기준점 좌표계(BX)를 완성한다.Subsequently, the coordinate value setting module 25 inputs the ground reference point in the latitude direction and the longitude direction located at the interval with respect to the origin O, and the ground reference point along the latitude direction and the longitude direction with the distortion ratio identified above. 4 and 5, the ground reference point coordinate system BX is formed by arranging a plurality of latitude and longitude lines connecting the ground reference points in a lattice form.

본 실시 예에서 보인 지상기준점 좌표계(BX)는 왜곡비율 확인모듈(24)이 확인한 왜곡비율만큼 원점(O)으로부터 멀어질수록 지상기준점 간 간격이 증가한다.In the ground reference point coordinate system BX shown in the present embodiment, the distance between the ground reference points increases as far from the origin O by the distortion ratio confirmed by the distortion ratio check module 24.

계속해서, 좌표값 설정모듈(25)은 도 4에서 보인 바와 같이, 지상기준점 좌표계(BX)와 촬영이미지 좌표계(AX)의 연계를 통해 지상기준점 좌표값과 촬영이미지 좌표값이 링크되도록 해서, 임의의 지상기준점이 촬영이미지의 어떤 좌표값에 대응해 위치하는지를 곧바로 확인할 수 있도록 한다. 여기서, 촬영이미지 좌표계(AX)는 이미지 출력모듈(21)이 해당 촬영이미지를 출력할 때, 이미지의 출력 지점 등을 결정하기 위해 당연히 생성하는 공지,공용의 기술로서, 본 발명에 따른 항공측량시스템은 상기 기술을 응용해 활용한다.Subsequently, as shown in FIG. 4, the coordinate value setting module 25 causes the ground reference point coordinate value and the captured image coordinate value to be linked by linking the ground reference point coordinate system BX and the captured image coordinate system AX. It is possible to immediately check which coordinate value the photographic ground position corresponds to. Here, the photographing image coordinate system AX is a well-known and common technique that is naturally generated to determine the output point of the image when the image output module 21 outputs the photographed image, and is an aerial survey system according to the present invention. Utilizes the above techniques.

결국, 좌표값 설정모듈(25)에 의해 생성된 지상기준점 좌표계(BX)가 촬영이미지 좌표계(AX)와 연계하면서 정사영상 처리 효과를 주므로, 작업자가 촬영이미지의 일 지점(TP)을 선택하거나 상기 일 지점(TP)의 지상기준점 좌표값을 입력하면, 상기 일 지점(TP)과 연계하는 촬영이미지 좌표계(AX)가 바로 확인되어 출력된다.As a result, since the ground reference point coordinate system BX generated by the coordinate value setting module 25 is associated with the photographing image coordinate system AX to give an orthogonal image processing effect, the operator selects a point TP of the photographing image or the When the ground reference point coordinate value of one point TP is input, the photographing image coordinate system AX associated with the one point TP is immediately identified and output.

따라서, 촬영이미지의 정사영상 처리를 위해서 해당 촬영이미지 내 지상기준점을 복잡한 관계식 등을 통해 일일이 연산처리하지 않아도 촬영이미지의 좌표에 대응하도록 보정할 수 있고, 이를 통해 항공촬영 중 촬영되는 촬영이미지를 실시간으로 신속히 처리할 수 있다.
Therefore, in order to process the orthoimage of the photographed image, the ground reference point in the photographed image can be corrected to correspond to the coordinates of the photographed image without complicated calculation through a complex relational expression. Can be processed quickly.

S25; 지상기준점 좌표계 보정단계S25; Ground control point coordinate system calibration step

좌표보정모듈(27)은 촬영이미지에 적용된 지상기준점 좌표계(BX)를 확인하고, 촬영이미지에 촬영된 지상물의 지상기준점 좌표값과의 비교해서, 촬영이미지에 적용된 지상기준점 좌표계(BX)의 오차 여부를 확인한다.The coordinate correction module 27 checks the ground reference point coordinate system (BX) applied to the photographed image, compares the ground reference point coordinate value of the ground object photographed in the photographed image, and checks whether the ground reference point coordinate system (BX) is applied to the photographed image. Check it.

이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 좌표보정모듈(27)은 확인대상 지상물(ST)을 선택하고, 지상기준점 좌표계(BX)를 기준으로 확인대상 지상물(ST)의 지상기준점 좌표값인 제1좌표값(OP1)을 확인한다. 참고로, 제1좌표값(OP1)은 확인대상 지상물(ST)의 이미지가 겹치는 지상기준점 좌표계(BX)의 일 지점의 좌표값으로 한다.In more detail, the coordinate correction module 27 selects the ground object ST to be checked, and is a first ground reference point coordinate value of the ground object ST to be verified based on the ground reference point coordinate system BX. Check the coordinate value (OP1). For reference, the first coordinate value OP1 may be a coordinate value of one point of the ground reference point coordinate system BX in which the image of the ground object ST to be checked overlaps.

계속해서, 좌표보정모듈(27)은 지상기준점DB(11)에서 확인대상 지상물(ST)의 실제 지상기준점 좌표값을 검색하고, 검색된 지상기준점 좌표값을 지상기준점 좌표계(BX)에 적용해서 수정대상 좌표값(TP2)을 확인한다.Subsequently, the coordinate correction module 27 retrieves the actual ground reference point coordinate value of the ground object ST to be checked from the ground reference point DB 11, and applies the retrieved ground reference point coordinate value to the ground reference point coordinate system BX. Check the target coordinate value (TP2).

여기서, 확인대상 지상물(ST)이 위치한 제1좌표값(OP1)과 수정대상 좌표값(TP2)의 위치에 차이가 발생하므로, 좌표보정모듈(27)은 해당 지상기준점 좌표계(BX)에 오류가 있음을 확인한다. 이러한 오류를 보정하기 위해서, 좌표보정모듈(27)은 도 7에서 보인 바와 같이, 제1좌표값(OP1)과 경도 위치에 차이가 있는 수정대상 좌표값(TP2)의 '경도축선'을 제1좌표값(OP1)이 위치한 '경도축선'으로 이동시킨다. 더불어서, 좌표보정모듈(27)은 본 지상기준점 좌표계(BX)에 적용된 왜곡비율에 따라 상기 '경도축선'에 이웃하도록 지상기준점 좌표계(BX)에 구성된 다른 '경도축선'들을 이동시켜서(도 7(b) 참고), 보정된 지상기준점 좌표계의 해당 지점에 확인대상 지상물(ST)의 지상기준점 좌표값이 정확히 표시될 수 있도록 한다.Here, since a difference occurs in the positions of the first coordinate value OP1 and the correction target coordinate value TP2 in which the ground object ST to be checked is located, the coordinate correction module 27 causes an error in the ground reference point coordinate system BX. Check that there is. In order to correct such an error, the coordinate correction module 27 displays the 'hardness axis' of the correction target coordinate value TP2 having a difference between the first coordinate value OP1 and the longitude position as shown in FIG. 7. Move to the 'hardness axis' where the coordinate value OP1 is located. In addition, the coordinate correction module 27 moves other 'hardness axes' configured in the ground reference point coordinate system BX to be adjacent to the 'hardness axis' according to the distortion ratio applied to the ground reference point coordinate system BX (FIG. 7 ( b) Reference), The ground reference point coordinate value of the ground object (ST) to be checked should be accurately displayed at the corresponding point of the corrected ground reference point coordinate system.

본 실시 예에서는 수정대상 좌표값(TP2)과 경도 차이만 있는 제1좌표값(OP1)을 예시하였으나, 이외에도, 위도 차이만 있을 수도 있고(OP2), 경도와 위도 모두가 차이가 있을 수도 있다(OP3).
In the present exemplary embodiment, the first coordinate value OP1 having only the difference in longitude and the correction target coordinate value TP2 is illustrated, but in addition, there may be only a latitude difference (OP2), or both a longitude and a latitude may be different ( OP3).

도 8은 본 발명에 따른 항공측량시스템이 진행하는 촬영이미지의 정사처리 과정을 순차 도시한 플로차트이고, 도 9는 본 발명에 따른 항공측량시스템의 구동시 형성된 촬영기하를 도시한 도면이고, 도 10은 본 발명에 따른 항공측량시스템의 구동시 형성된 촬영이미지의 좌표값과 촬영방향 벡터 u 간의 관계를 나타낸 도면이고, 도 11은 본 발명에 따른 항공측량시스템이 촬영이미지의 왜곡을 보정하는 모습을 그래프화한 도면인 바, 이를 참조해 설명한다.FIG. 8 is a flowchart sequentially illustrating an orthogonal processing of photographed images performed by an aerial survey system according to the present invention, and FIG. 9 is a view illustrating a photographing geometry formed when the aerial survey system is driven according to the present invention. Is a diagram showing the relationship between the coordinate values of the photographed image formed during operation of the aerial survey system according to the present invention and the photographing direction vector u, and FIG. 11 is a graph illustrating a state in which the aerial survey system corrects the distortion of the photographed image. The drawings are described as follows.

S30; 기준점 선택단계S30; Base point selection step

항공측량시 항공기에 장착된 촬영장치(30)가 지상을 실시간으로 측정해서 이미지DB(12)에 저장하고, 이미지 출력모듈(21)은 정사보정 대상 구역이 촬영된 촬영이미지를 출력한다. 아울러, GPS모듈(26)은 현재 항공기의 촬영 위치를 실시간으로 측정해서, 촬영된 촬영이미지에 링크한다.During the aerial survey, the photographing apparatus 30 mounted on the aircraft measures the ground in real time and stores the image in the image DB 12, and the image output module 21 outputs the photographed image of the orthodontic region to be photographed. In addition, the GPS module 26 measures the shooting position of the current aircraft in real time, and links the captured shooting image.

이어서, 작업자는 이미지 출력모듈(21)에 출력된 촬영이미지에서 기준점을 선택하고, 관계식 연산모듈(23)은 이를 입력받아 확인한다.Subsequently, the operator selects a reference point from the photographed image output to the image output module 21, and the relational calculation module 23 receives the input and checks it.

항공촬영된 촬영이미지는 통상적으로 스캐닝 과정을 거쳐 파일로 저장되는데, 스캐닝 과정을 거쳐 파일로 저장된 촬영이미지는 지상 좌표값을 지니지 않고 있기 때문에 촬영이미지에서 식별이 용이한 지점인 도로의 교차점, 교량, 수로 또는 도로 굴곡부 정점 및 산 정상부 등을 기준점 좌표(xa ,ya)로 결정한다.Aerial photographs are stored in a file through a scanning process. Images captured as a file through a scanning process do not have ground coordinates, so the intersections, bridges, A waterway or road bend vertex and a mountain peak are determined as reference point coordinates (x a , y a ).

참고로, 작업자는 이미지 제어모듈(22)을 조작해서, 이미지 출력모듈(21)에 출력되고 있는 촬영이미지 내에서 상기 기준점을 선택하고, 관계식 연산모듈(23)은 상기 기준점을 입력받아 확인한다.
For reference, the operator operates the image control module 22 to select the reference point within the photographed image output to the image output module 21, and the relational calculation module 23 receives the reference point and confirms it.

S40; 지상기준점 검색단계S40; Ground control point search step

작업자는 촬영이미지 내 기준점을 선택하고, 선택한 지점에 대응한 지상기준점 좌표값인 (Px, Py, Pz)를 지상기준점DB(11)에서 검색해서, 본 발명에 따른 항공측량시스템이 제시하는 해당 입력란(미도시함)에 상기 지상기준점을 입력한다.The operator selects a reference point in the photographed image, retrieves the ground reference point coordinate values (P x , P y , P z ) corresponding to the selected point from the ground reference point DB 11, and presents the aerial survey system according to the present invention. Enter the ground reference point in the input field (not shown).

항공측량 과정은 기존 수치지도의 배경 이미지를 업데이트하기 위한 목적이 있으므로, 작업자가 촬영이미지에서 선택한 기준점에 대응하는 지상기준점은 바로 확인 가능하다.
Since the aerial survey process aims to update the background image of the existing digital map, the ground reference point corresponding to the reference point selected by the operator can be immediately identified.

S50; 제1연산 단계S50; First operation step

표정6요소를 결정하는 단계는 촬영이미지의 내부표정 및 외부표정을 수행하는 단계라고 할 수 있다. The determining of the facial expression six elements may be referred to as the step of performing the internal expression and the external expression of the photographed image.

내부표정은 항공사진 자체가 지니고 있는 왜곡을 보정하는 것이다. Internal expression corrects the distortion of the aerial photograph itself.

참고로, 항공기에서 지상을 촬영한 촬영이미지는 카메라의 특성, 대기의 굴절, 지구의 곡률 등 여러 요인에 의해 왜곡을 갖는다. 이와 같은 왜곡으로 촬영이미지 상에서 왜곡이 없는 경우 (xa', ya')의 수정좌표값을 갖고 있어야 할 지점이, 왜곡으로 인해 (xa , ya)의 좌표값을 갖게 된다. 이와 같이 왜곡을 갖는 상기 촬영이미지의 각 좌표값인 (xa, ya)를 왜곡이 보정된 새로운 수정좌표값인 (xa', ya')로 재배열시키는 것이 내부표정이다.For reference, the photographed image taken from the ground of the aircraft is distorted by various factors such as the characteristics of the camera, the refraction of the atmosphere, the curvature of the earth. If there is no distortion on the photographed image due to such distortion, a point that should have a corrected coordinate value of (x a ', y a ') has a coordinate value of (x a , y a ) due to the distortion. The internal expression is to rearrange (x a , y a ), which is each coordinate value of the photographed image having distortion, to (x a ', y a '), which is a new correction coordinate value whose distortion is corrected.

한편, 외부표정은 상기 지상기준점으로부터 항공촬영시 알려지지 않은 미지수인 표정6요소 (ω, Φ, ψ, Sx, Sy. Sz)를 계산해서 내부표정을 통해 왜곡이 보정된 촬영이미지의 기준점 좌표값인 (xa', ya')와 해당 지상기준점 좌표값인 (Px, Py, Pz)의 관계를 정립한다.On the other hand, the outer face is a reference point of image distortion is corrected through an internal face by calculating the expression 6 elements (ω, Φ, ψ, S x, S y. S z) unknown unknown when air taken from the GCP Establish a relationship between the coordinate values (x a ', y a ') and the ground reference point coordinate values (P x , P y , P z ).

본 발명은 내부표정을 별도로 수행하여 왜곡이 보정된 정사영상을 제작할 필요가 없다. 따라서 내부표정을 포함하는 새로운 수정공선조건식을 정립하고 상기 수정공선조건식으로부터 표정6요소를 계산한다.The present invention does not need to produce an orthogonal image in which distortion is corrected by performing internal expression separately. Therefore, a new corrected collinear conditional expression including internal expressions is established and the expression 6 elements are calculated from the corrected collinearity conditional equation.

참고로, 표정요소(orientation elements, 標定要素)는 항공사진의 표정에 필요한 카메라의 위치와 자세를 결정짓는 요소로서, 기선의 성분과 그 기선 주위의 회전각 등으로 구성된다.For reference, orientation elements (orientation elements) are elements that determine the position and attitude of the camera required for the expression of the aerial photo, and are composed of the element of the base line and the rotation angle around the base line.

도 9에서 확인할 수 있듯이, 지구중심에서 항공기의 위치를 나타내는 벡터와 지구중심에서 촬영되는 지상기준점의 위치를 나타내는 벡터 및 촬영방향을 나타내는 벡터 사이의 관계는 아래의 [수학식 1]과 같이 표현할 수 있다.
As can be seen in Figure 9, the relationship between the vector indicating the position of the aircraft in the earth center, the vector indicating the position of the ground reference point photographed from the earth center and the vector indicating the shooting direction can be expressed as shown in Equation 1 below. have.

Figure 112013083287792-pat00003
Figure 112013083287792-pat00003

여기서 μ는 임의의 스케일 변수이다. 상기 [수학식 1]에서

Figure 112013083287792-pat00004
Figure 112013083287792-pat00005
는 지구 중심좌표계로 표현되지만,
Figure 112013083287792-pat00006
는 [도 10]와 같이 사진좌표계에 의해서 표현된다. 서로 다른 좌표계를 지니고 있는 벡터를 동일 좌표계로 맞추기 위하여 x, y, z방향으로의 회전행렬이 정의되어야 하며, 이 회전행렬 M은 아래와 같다.
Where μ is any scale variable. In [Equation 1]
Figure 112013083287792-pat00004
Wow
Figure 112013083287792-pat00005
Is expressed in the Earth's central coordinate system,
Figure 112013083287792-pat00006
Is represented by the photo coordinate system as shown in FIG. In order to fit vectors with different coordinate systems into the same coordinate system, a rotation matrix in the x, y, and z directions must be defined, and the rotation matrix M is as follows.

Figure 112013083287792-pat00007
Figure 112013083287792-pat00007

여기서, ω, Φ, Ψ는 x, y, z방향으로의 회전각을 나타낸다.Here, ω, Φ and Ψ represent rotation angles in the x, y and z directions.

또한,

Figure 112013083287792-pat00008
는 도 10에서 보는 바와 같이, 촬영이미지의 좌표값인 (xa ,ya) 그리고 초점거리 f에 의해서 [수학식 3]으로 결정될 수 있다.
Also,
Figure 112013083287792-pat00008
10 may be determined by Equation 3 by (x a , y a ), which is a coordinate value of the captured image, and a focal length f.

Figure 112013083287792-pat00009
Figure 112013083287792-pat00009

하지만, 사진촬영시 렌즈에 의한 왜곡, 지구곡률에 대한 왜곡 및 대기의 굴절에 의한 왜곡이 발생하게 된다. 이러한 왜곡량(δr)은 촬영이미지의 중심으로부터의 거리(

Figure 112013083287792-pat00010
)에 의해 정의되며 [수학식 3]은 아래와 같이 다시 쓰여질 수 있다.
However, when photographing, distortion caused by the lens, distortion of the earth curvature, and distortion caused by the refraction of the atmosphere occurs. This amount of distortion δr is the distance from the center of the captured image (
Figure 112013083287792-pat00010
Equation 3 can be rewritten as

Figure 112013083287792-pat00011
Figure 112013083287792-pat00011

여기서, 왜곡량 δr은 아래와 같이 정의된다.
Here, the distortion amount δr is defined as follows.

Figure 112013083287792-pat00012
Figure 112013083287792-pat00012

여기서, △r1은 렌즈의 왜곡을 나타내며, △r2는 지구곡률에 대한 왜곡을 나타내고, △r3는 대기의 굴절에 대한 왜곡을 나타낸다. 이들 값은 항공기의 높이와 촬영하는 촬영장치(30)의 특성(렌즈의 굴절률, 초점거리 등)에 의해서 정의된 값으로, 사진측량학에서 일반적으로 쉽게 그 해를 구할 수 있으므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.Here, Δr 1 represents the distortion of the lens, Δr 2 represents the distortion with respect to the earth curvature, and Δr 3 represents the distortion with respect to the refraction of the atmosphere. These values are defined by the height of the aircraft and the characteristics of the photographing apparatus 30 (refractive index, focal length, etc.) of the photographing apparatus, and the solution is generally easily obtained in photogrammetry, so a detailed description thereof is omitted. do.

[수학식 1]은 [수학식 2, 4]로부터 다음과 같이 표현할 수 있다.
Equation 1 can be expressed from Equations 2 and 4 as follows.

Figure 112013083287792-pat00013
Figure 112013083287792-pat00013

여기서, m11 내지 m33은 M의 요소이다.
Wherein m 11 to m 33 are elements of M.

[수학식 6]은 항공기의 촬영기하로부터 얻어진 것이며, μ는 알려지지 않은 미지수이므로 μ를 소거하면 아래와 같이 표현할 수 있다.
[Equation 6] is obtained from the shooting geometry of the aircraft, μ is an unknown unknown and can be expressed as follows by eliminating μ.

Figure 112013083287792-pat00014
Figure 112013083287792-pat00014

Figure 112013083287792-pat00015
Figure 112013083287792-pat00015

관계식 연산모듈(23)이 전술한 절차를 통해 연산한 관계식인 [수학식 7] 및 [수학식 8]은 왜곡이 보정된 좌표값((xa' ,ya')=(xa(1-δr), ya(1-δr)와 지상기준점의 좌표값 (Px, Py, Pz)와의 관계를 나타내는 관계식으로 수정공선조건식이라 정의한다.[Equation 7] and [Equation 8], which are the relational expressions calculated by the relational calculation module 23 through the above-described procedure, are coordinate values ((x a ', y a ') = (x a (1) -δr) and y a (1-δr) and the relationship between the coordinates (P x , P y , P z ) of the ground reference point.

상기 수정공선조건식[수학식 7,8]을 이용하여 촬영이미지가 지닌 왜곡을 보정하는 내부표정과, 촬영이미지의 기준점 좌표값에 지상기준점 좌표값을 적용하는 외부표정을 동시에 수행할 수 있다. Using the corrected collinear condition equation (Equation 7,8), the internal expression for correcting the distortion of the photographed image and the external expression for applying the ground reference point coordinate value to the reference point coordinate value of the photographed image may be simultaneously performed.

상기 수정공선조건식에 촬영이미지의 좌표값(xa, ya)과 이에 대응하는 지상기준점의 좌표값(Px, Py, Pz), 그리고 촬영이미지의 좌표값(xa, ya)으로부터 얻어지는 왜곡량을 대입하면, 표정6요소(ω, Φ, ψ, Sx, Sy. Sz)이 계산된다.Coordinate value of the shot image in the modified collinearity condition (x a, y a) and coordinate values of the ground control points (P x, P y, P z), and coordinates of a photographed image (x a, y a) corresponding By substituting the amount of distortion obtained from, the expression six elements (ω, Φ, ψ, S x , S y . S z ) are calculated.

상기 표정6요소의 미지수는 6개이므로 방정식은 6개가 필요하다. 따라서 촬영이미지의 좌표값(xa, ya)과 이에 대응하는 지상기준점의 좌표값(Px, Py, Pz)은 3점 이상이 필요하다. 통상적으로 해당 좌표값은 5점 또는 6점이 이용된다. 상기 표정6요소를 구하는 과정은 항공측량에서 일반적으로 적용하는 광속조정법(Bundle Block Adjustment)에서 사용하는 방법을 이용한다.Since there are six unknowns of the six expression elements, six equations are required. Therefore, the coordinate values (x a , y a ) of the photographed image and the coordinate values (P x , P y , P z ) of the ground reference point corresponding thereto are required to be three or more points. Typically, 5 or 6 points are used for the coordinates. The process of obtaining the facial expression six elements uses a method used in the bundle block adjustment method that is generally applied in aerial surveying.

참고로, 광속조정법은 다수의 중첩된 영상의 외부표정요소를 결정하는 대표적인 지오레퍼런싱(Georeferencing) 방법이다.For reference, the luminous flux adjustment method is a representative georeferencing method for determining the external expression elements of a plurality of superimposed images.

상기 정사영상을 제작하는 제1연산단계(S50)는 중심투영에 의한 항공사진을 정사투영에 의한 정사영상으로 변환하는 것이다. 즉, 중심투영에 의해 발생하는 편위를 제거하는 것이다. 정사영상의 제작은 외부표정과 밀접한 관계를 갖는다. 이는 정사영상의 제작은 중심투영된 촬영이미지의 좌표값(xa, ya)을 정사투영된 정사영상의 좌표값(xb, yb)으로 옮기는 것이라 할 수 있기 때문이다. 즉, 수정공선조건식을 이용하여 지상기준점의 좌표값(Px, Py, Pz)으로부터 각각의 촬영이미지의 좌표값(xa, ya)을 구하고, 상기 각각의 촬영이미지의 좌표값(xa, ya)이 갖고 있는 밝기값(Brightness Value or Digital Number)을 추출하고, 추출된 밝기값을 각각의 정사영상 좌표값(xb, yb)에 부여함으로써 정사영상은 제작된다. 스캐닝되어 이미지DB(12)에 저장되어 있는 촬영이미지는 좌표값(xa, ya)과 이에 대한 밝기값을 갖고 있으므로, 정사영상 좌표값(xb, yb)에 대응하는 촬영이미지의 좌표값(xa, ya)을 구하면 정사영상은 쉽게 제작될 수 있다.
The first operation step (S50) of producing the ortho images is to convert the aerial photographs by the central projection into the orthoimages by the orthographic projection. In other words, the deviation caused by the central projection is eliminated. The production of orthoimages is closely related to external expressions. This is because the production can be said of the orthoimage is to move the center coordinate of the projected image shooting (x a, y a) an ortho-coordinate of the projected orthoimage (x b, y b). That is, the coordinate value (x a , y a ) of each photographed image is obtained from the coordinate values (P x , P y , P z ) of the ground reference point using the corrected collinear condition equation, and the coordinate value ( By extracting the brightness value (Brightness Value or Digital Number) possessed by x a , y a ) and giving the extracted brightness value to each orthoimage coordinate value (x b , y b ), an ortho image is produced. Since the captured image scanned and stored in the image DB 12 has coordinate values (x a , y a ) and brightness values thereof, the coordinates of the captured image corresponding to the orthogonal image coordinate values (x b , y b ) If the values (x a , y a ) are obtained, ortho images can be easily produced.

S60; 제2연산단계S60; Second operation stage

제1연산단계(S30)를 통해 관계식 연산모듈(23)이 표정6요소를 연산하면, 상기 수정공선조건식[수학식 7,8]에서 미지수는 지상기준점 좌표값(Px, Py, Pz)과 촬영이미지 좌표값(xa, ya)이다.When the relational calculation module 23 calculates the facial expression six elements through the first operation step S30, the unknown in the corrected collinear condition equation [Equation 7,8] is the ground reference point coordinate value (P x , P y , P z). ) And the image coordinates (x a , y a ).

여기서, 상기 지상기준점의 좌표값은 수치표고자료인 지상기준점DB(11)의 검색을 통해 확인한다. 따라서, 실제 미지수는 촬영이미지의 좌표값(xa, ya)이 된다. 그런데 상기 수정공선조건식의 좌변에 있는 (1-δr)은 r(사진원점에서의 거리)에 관련된 함수([수학식 5] 참조)이고, r은 또한 xa, ya에 관련된 함수인

Figure 112013083287792-pat00016
이다. 따라서 단순한 방법으로는 해를 구할 수 없다. Here, the coordinate value of the ground reference point is confirmed through a search of the ground reference point DB (11) which is the numerical elevation data. Therefore, the actual unknown becomes the coordinate value (x a , y a ) of the captured image. However, (1-δr) on the left side of the corrected collinearity condition equation is a function related to r (distance from photo origin) (refer to [Equation 5]), and r is also a function related to x a , y a
Figure 112013083287792-pat00016
to be. Therefore, no solution can be obtained in a simple way.

따라서 계산 과정을 보다 간단히 하기 위하여, 본 발명의 관계식 연산모듈(23)은 r-f(r) 테이블을 이용한다.Therefore, in order to simplify the calculation process, the relational calculation module 23 of the present invention uses the r-f (r) table.

상기 [수학식 7]과 [수학식 8]의 양변을 제곱하고 더하면 아래와 같은 수학식이 유도된다.
Square both sides of Equations 7 and 8 and add the following equations.

Figure 112013083287792-pat00017
Figure 112013083287792-pat00017

Figure 112013083287792-pat00018
Figure 112013083287792-pat00018

여기서, U1, U2 , U3 는 아래와 같이 정의되며, f(r)는 내부표정이 수행되어 왜곡이 보정된 사진에서 원점에서의 거리(

Figure 112013083287792-pat00019
)를 나타낸다.
Where U 1 , U 2 , U 3 Is defined as below, and f (r) is the distance from the origin in the distortion-corrected
Figure 112013083287792-pat00019
).

Figure 112013083287792-pat00020
Figure 112013083287792-pat00020

Figure 112013083287792-pat00021
Figure 112013083287792-pat00021

Figure 112013083287792-pat00022
Figure 112013083287792-pat00022

상기 [수학식 9]에서

Figure 112013083287792-pat00023
는 전술한 바와 같이 카메라의 특성과 촬영시의 고도에 의해 정의되어 있는 값이므로, 촬영된 촬영이미지에 대해 r에 대한 f(r)의 값을 쉽게 계산가능하며, 이를 [도 11]와 같이 r-f(r) 테이블화할 수 있다. 상기 [도 11]를 참조하여 f(r)로부터 r을 계산하는 방법에 대해 예를 들면, 지상기준점 좌표값 (Px, Py, Pz)이 주어지면, 상기 지상점을 이용하여 [수학식 11, 12 및 13]으로부터 U1(Px, Py, Pz), U2(Px, Py, Pz), U3(Px, Py, Pz)를 계산하고, [수학식 9]을 이용하여 f(r)을 계산한다. [도 11]에 보이는 것처럼 f(r)=120이라면, r과 f(r)의 테이블을 이용하여 r=122.037값을 찾는다. 상기와 같은 방법을 이용하면, 원하는 모든 지상점에 대하여 f(r)을 구하고, f(r)에 해당하는 r값을 쉽게 찾을 수 있다.In Equation 9 above
Figure 112013083287792-pat00023
Since is a value defined by the characteristics of the camera and the altitude at the time of shooting as described above, it is possible to easily calculate the value of f (r) for r with respect to the captured shot image, which is rf as shown in FIG. (r) can be tabled. For example, a ground reference point coordinate value (P x , P y , P z ) is given for the method of calculating r from f (r) with reference to FIG. 11 above. Calculate U 1 (P x , P y , P z ), U 2 (P x , P y , P z ), U 3 (P x , P y , P z ) from Equations 11, 12 and 13, Calculate f (r) using [Equation 9]. As shown in FIG. 11, if f (r) = 120, r = 122.037 is found using the tables of r and f (r). Using the above method, f (r) can be obtained for all desired ground points, and r value corresponding to f (r) can be easily found.

또한, f(r)/r=1-δr 이므로 상기 [수학식 7]과 [수학식 8]은 아래와 같이 다시 표현될 수 있다.
In addition, since f (r) / r = 1-δr, Equation 7 and Equation 8 may be expressed as follows.

Figure 112013083287792-pat00024
Figure 112013083287792-pat00024

Figure 112013083287792-pat00025
Figure 112013083287792-pat00025

상기 [수학식 14]와 [수학식 15]는 상기 [수학식 7]과 [수학식 8]과 실질적으로 동일한 것이다.[Equation 14] and [Equation 15] are substantially the same as [Equation 7] and [Equation 8].

따라서 수치표고자료를 통해 지상기준점 좌표값(Px, Py, Pz)을 입력하면 f(r)값이 결정되고, r-f(r)테이블을 통해 결정된 f(r)로부터 r값이 결정되고, 수정공선조건식([수학식 7,8] 또는 [수학식 14,15])으로부터 왜곡되어 있는 항공 촬영이미지의 좌표값(xa, ya)이 쉽고 빠르게 계산된다.Therefore, if the ground reference point coordinate values (P x , P y , P z ) are input through numerical elevation data, the value of f (r) is determined, and the value of r is determined from f (r) determined through the rf (r) table. , The coordinate values (x a , y a ) of the distorted aerial photograph image are easily and quickly calculated from the corrected collinear condition equation ([Equation 7,8] or [Equation 14,15]).

이렇게 항공 촬영이미지의 좌표값(xa, ya)이 추출되면, 이 촬영이미지의 좌표값(xa, ya)이 갖고 있는 밝기값을 정사영상의 좌표값(xb, yb)에 부여한다. 이와 같은 과정이 모든 좌표에 대해 수행되어 결국 원하는 지역의 정사영상이 얻어지게 된다. 참고로, 정사영상의 좌표값(xb, yb)의 촬영이미지 좌표값(xa, ya)은 수치표고자료의 지상기준점 좌표값(Px, Py)에 대응한다고 할 수 있다.
When the coordinate values (x a , y a ) of the aerial image are extracted, the brightness value of the coordinate values (x a , y a ) of the captured image is converted to the coordinate values (x b , y b ) of the orthoimage. Grant. This process is performed for all coordinates, resulting in an orthoimage of the desired area. For reference, the captured image coordinate values (x a , y a ) of the coordinate values (x b , y b ) of the orthoimage may correspond to the ground reference point coordinate values (P x , P y ) of the numerical elevation data.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조해 설명했지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

11; 지상기준점DB 12; 이미지DB 21; 이미지 출력모듈
22; 이미지 제어모듈 23; 관계식 연산모듈 24; 왜곡비율 확인모듈
25; 좌표값 설정모듈 26; GPS모듈 AP,BP,CP; 선택지점
AX; 촬영이미지 좌표계 BX; 지상기준점 좌표계 O; 원점
OP1,OP2,OP3; 제1,2,3좌표값 TP2; 수정대상 좌표값
11; Ground control point DB 12; Image DB 21; Image output module
22; Image control module 23; Relational calculation module 24; Distortion Ratio Check Module
25; Coordinate value setting module 26; GPS module AP, BP, CP; Selection point
AX; Image coordinate system BX; Ground reference point coordinate system O; Origin
OP1, OP2, OP3; First, second, and third coordinate values TP2; Coordinate value

Claims (1)

제어값에 따라 동작하면서 촬영이미지를 출력하되, 상기 촬영이미지 내 각 지점의 좌표를 확인할 수 있도록, 다수의 X축선과 Y축선이 격자형태로 배열돼 이루어진 촬영이미지 좌표계를 적용해 동작하는 이미지 출력모듈;
상기 이미지 출력모듈의 동작 제어를 위한 제어값을 생성해서 상기 이미지 출력모듈로 전달하는 이미지 제어모듈;
항공기의 현재 위치를 GPS 좌표로 확인하는 GPS모듈;
지상기준점 좌표값을 수정공선조건식인
Figure 112013083287792-pat00026

Figure 112013083287792-pat00027

(xa, ya:촬영이미지 좌표값, δr:왜곡량, f:초점거리, Px, Py, Pz:지상기준점 좌표값, Sx, Sy. Sz:표정요소, m11 내지 m33: 회전행렬)
을 통해 출력이미지 좌표값으로 연산하는 관계식 연산모듈;
입력된 둘 이상의 지상기준점 좌표값을 촬영이미지 좌표값으로 연산하도록 상기 관계식 연산모듈에 전달하고, 상기 관계식 연산모듈로부터 수신한 촬영이미지 좌표값의 위치를 상기 촬영이미지 좌표계를 기준으로 확인하고, 상기 촬영이미지 좌표계의 원점과 상기 촬영이미지 좌표값 간 거리인 제1거리를 지점별로 각각 연산하고, 상기 GPS모듈에서 확인한 상기 원점의 지상기준점 좌표값과 상기 입력된 지상기준점 좌표값 간 거리인 제2거리를 지점별로 각각 연산하고, 지점별로 확인한 제2거리 차를 기준으로 지점별로 확인한 제1거리 차를 확인해서 상기 원점과의 거리에 따른 지점별 제1거리 차의 증가 또는 감소비율인 왜곡비율을 확인하는 왜곡비율 확인모듈;
상기 원점을 중심으로 위도방향과 경도방향을 따라 지상기준점을 설정하되, 상기 왜곡비율로 변하는 상기 지상기준점 간의 간격을 확인해서 상기 촬영이미지에 상기 지상기준점의 위치를 설정하고, 설정된 상기 지상기준점을 잇는 다수의 위도축선과 경도축선이 격자형태로 배열돼 이루어진 지상기준점 좌표계를 생성하고, 상기 지상기준점 좌표계와 촬영이미지 좌표계를 서로 연계해서 지상기준점 좌표값에 대응하는 촬영이미지 좌표값이 링크되도록 처리하는 좌표값 설정모듈; 및
촬영이미지 내 확인대상 지상물을 선택해서 상기 확인대상 지상물 이미지가 겹치는 상기 지상기준점 좌표계의 제1좌표값을 확인하고, 지상기준점DB에서 상기 확인대상 지상물의 실제 지상기준점 좌표값을 검색해서 상기 지상기준점 좌표계에 적용한 수정대상 좌표값을 확인하고, 상기 수정대상 좌표값에 해당하는 경도축선과 위도축선이 상기 제1좌표값에 해당하는 경도축선과 위도축선이 되도록 이동시키고, 이동된 상기 경도축선 및 위도축선을 기준으로 이웃하는 다른 경도축선 및 위도축선이 상기 왜곡비율에 따라 배치되도록 수정해서 상기 촬영이미지에 적용하는 좌표보정모듈;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 정사영상의 정밀 처리를 위한 GPS 기반 항공측량시스템.
Image output module operating by applying a captured image coordinate system consisting of a plurality of X-axis and Y-axis is arranged in a grid so as to output the captured image while operating in accordance with the control value, so as to check the coordinates of each point in the captured image ;
An image control module for generating a control value for controlling the operation of the image output module and transferring the control value to the image output module;
GPS module for checking the current position of the aircraft in GPS coordinates;
Coordinate value of ground control point coordinate
Figure 112013083287792-pat00026

Figure 112013083287792-pat00027

(x a , y a : taken image coordinate value, δr: distortion amount, f: focal length, P x , P y , P z : ground reference point coordinate value, S x , S y . S z : expression element, m 11 M 33 : rotation matrix)
A relational calculation module for calculating an output image coordinate value through a;
Transfer the input two or more ground reference point coordinate values to the relational image calculation module to calculate the coordinates of the photographed image, and confirm the position of the photographed image coordinate value received from the relational calculation module based on the photographed image coordinate system, and photograph the image. The first distance, which is the distance between the origin of the image coordinate system and the photographed image coordinate value, is calculated for each point, and the second distance, which is the distance between the ground reference point coordinate value and the input ground reference point coordinate value of the origin identified by the GPS module, is calculated. Computing each point by each point, and confirming the first distance difference confirmed for each point based on the second distance difference confirmed for each point to determine the distortion ratio that is the increase or decrease ratio of the first distance difference for each point according to the distance to the origin. Distortion ratio checking module;
The ground reference point is set along the latitude direction and the longitude direction around the origin, and the position of the ground reference point is set in the photographed image by checking the distance between the ground reference points that change with the distortion ratio. Coordinates for generating a ground reference point coordinate system composed of a plurality of latitude and longitude axes in a lattice form, and linking the ground reference point coordinate system and the photographed image coordinate system to link the photographed image coordinate values corresponding to the ground reference point coordinate values. Value setting module; And
Select the ground object to be checked in the photographed image to check the first coordinate value of the ground reference point coordinate system where the ground object image overlaps, and retrieve the actual ground reference point coordinate value of the ground to be checked from the ground reference point DB. Check the correction target coordinate value applied to the reference point coordinate system, and shift the longitude axis and latitude axis corresponding to the correction target coordinate value to become the longitude axis and latitude axis corresponding to the first coordinate value, A coordinate correction module adapted to apply to the photographed image by modifying the other longitude axis and the latitude axis adjacent to the latitude axis according to the distortion ratio;
GPS-based aerial survey system for precision processing of ortho images comprising a.
KR1020130109346A 2013-09-11 2013-09-11 Aviation surveying system for processing the aviation image in gps KR101346206B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130109346A KR101346206B1 (en) 2013-09-11 2013-09-11 Aviation surveying system for processing the aviation image in gps

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130109346A KR101346206B1 (en) 2013-09-11 2013-09-11 Aviation surveying system for processing the aviation image in gps

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101346206B1 true KR101346206B1 (en) 2014-02-07

Family

ID=50269318

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130109346A KR101346206B1 (en) 2013-09-11 2013-09-11 Aviation surveying system for processing the aviation image in gps

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101346206B1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101719595B1 (en) * 2016-09-26 2017-04-05 주식회사 우주공간정보 Image processing apparatus for correcting a distorted picture, and update the information
KR101833795B1 (en) 2017-09-25 2018-04-13 (주)에스지원정보기술 Processing device for orthoimage
KR102182128B1 (en) * 2019-07-17 2020-11-23 주식회사 에프엠웍스 An apparatus and method of making aviation image based on real time position tracking
KR102216887B1 (en) * 2020-12-08 2021-02-18 주식회사 범아엔지니어링 Method for making an image and time series ortho image using the image reference point image chip

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100544345B1 (en) 2005-11-30 2006-01-23 주식회사 한국지오매틱스 Method of generating orthoimage for aerial-photo
KR100663836B1 (en) 2006-04-28 2007-01-02 (주)대한지적기술단 Motor control system for focus matching aerial photographic camera
KR100936287B1 (en) 2009-08-13 2010-01-13 대주항업 주식회사 Drawing system for video image updating of gps fiducial point mixing method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100544345B1 (en) 2005-11-30 2006-01-23 주식회사 한국지오매틱스 Method of generating orthoimage for aerial-photo
KR100663836B1 (en) 2006-04-28 2007-01-02 (주)대한지적기술단 Motor control system for focus matching aerial photographic camera
KR100936287B1 (en) 2009-08-13 2010-01-13 대주항업 주식회사 Drawing system for video image updating of gps fiducial point mixing method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101719595B1 (en) * 2016-09-26 2017-04-05 주식회사 우주공간정보 Image processing apparatus for correcting a distorted picture, and update the information
KR101833795B1 (en) 2017-09-25 2018-04-13 (주)에스지원정보기술 Processing device for orthoimage
KR102182128B1 (en) * 2019-07-17 2020-11-23 주식회사 에프엠웍스 An apparatus and method of making aviation image based on real time position tracking
KR102216887B1 (en) * 2020-12-08 2021-02-18 주식회사 범아엔지니어링 Method for making an image and time series ortho image using the image reference point image chip

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101346192B1 (en) Aviation surveying system for correction realtime of aviation image
CN110057295B (en) Monocular vision plane distance measuring method without image control
JP5100360B2 (en) Image processing device
US7479982B2 (en) Device and method of measuring data for calibration, program for measuring data for calibration, program recording medium readable with computer, and image data processing device
US20230090393A1 (en) Post capture imagery processing and deployment systems
KR101965965B1 (en) A method of automatic geometric correction of digital elevation model made from satellite images and provided rpc
US6442293B1 (en) Image forming apparatus, image forming method and computer-readable storage medium having an image forming program
JP5134784B2 (en) Aerial photogrammetry
KR101833795B1 (en) Processing device for orthoimage
CN103822615A (en) Unmanned aerial vehicle ground target real-time positioning method with automatic extraction and gathering of multiple control points
JP2009042162A (en) Calibration device and method therefor
KR101346206B1 (en) Aviation surveying system for processing the aviation image in gps
KR20110082903A (en) Method of compensating and generating orthoimage for aerial-photo
KR102159134B1 (en) Method and system for generating real-time high resolution orthogonal map for non-survey using unmanned aerial vehicle
KR100520275B1 (en) Method for correcting geometry of pushbroom image using solidbody rotation model
CN108955642B (en) Large-breadth equivalent center projection image seamless splicing method
KR100952136B1 (en) Method for correcting position and dircction elements of camera, and method for 3d-structure measurement using single oblique photograph
JP4359084B2 (en) Surveying system
KR102127135B1 (en) System and method for facilities precise inspection
JP4282361B2 (en) Photogrammetry method and photogrammetry program
CN103426152B (en) A kind of method improving image mapping quality
JP2013061204A (en) Method for setting corresponding point of aerial photographic image data, corresponding point setting apparatus, and corresponding point setting program
CN111127564A (en) Video image correction method based on geometric positioning model
JP4565898B2 (en) 3D object surveying device with tilt correction function
JP4810403B2 (en) Information processing apparatus and information processing method

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161223

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171226

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181224

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191220

Year of fee payment: 7