KR100881346B1 - 디지털 촬영에 의한 항공영상의 기준점 삽입식영상도화시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디지털 촬영에 의한 항공영상의 기준점 삽입식 영상도화시스템에 관한 것으로, 카메라(130)와, 카메라를 하단에 고정하고 상단은 구형의 고정구(121)를 구비하는 고정대(120)와, 중공이 형성된 관 형상으로 하단이 고정구(121)를 회전가능하게 감싸 고정하고 항공기의 기체에 고정되되 하협 상광한 원뿔대 형상인 고정관(110)과, 적외선 또는 레이저 형태의 광을 발하면서 고정구(121)에 설치되며 하기 수광센서(150)에 반사된 광을 수신하여 발수광시간을 측정하는 발수광기(140)와, 고정관(110)의 상단에 배치되어 발수광기(140)로부터 발하는 광의 수광점(SP, SP') 확인이 가능하되 고정구(121)와 동심을 갖는 구형의 곡면형상으로 된 수광센서(150)와, 수광점(SP, SP') 위치별 항공기의 기울어진 정도를 포함한 정보를 저장하는 수평위치정보DB(170)와, 발수광기(140)와 수광센서(150)의 ON/OFF를 제어하고 수광센서(150)로부터 수광점(SP, SP')에 대한 정보를 수신하여서 수평위치정보DB(170)에서 당해 수광점(SP, SP')에 해당하는 항공기의 기울어진 정도의 정보를 검색하는 수광센서 확인모듈(160)과, 발수광기(140)로부터 발수광시간을 수신하여 고정구(121)의 위치를 확인하는 거리확인모듈(165)과, 항공기의 기울어진 정도를 실측하는 수평위치 확인수단(180)과, 수광센서 확인모듈(160)의 정보와 수평위치 확인수단(180)의 실측을 비교하여 동일하면 카메라(130)를 구동하고 동일하지 않으면 카메라(130)를 정지하며 거리확인모듈(165)로부터 고정구(121)의 위치를 확인받아 정상위치를 이탈할 시에도 카메라(130)를 정지하는 촬영수단 제어모듈(190)로 이루어진 촬영수단(100); 카메라(130)에 촬영된 촬영이미지의 형태와 규격이 통일되도록 재단하는 촬영이미지 범위설정모듈(210)과, 재단된 촬영이미지의 중점을 확인해 기준점(C)으로 설정하는 촬영이미지 기준점 확인모듈(220)과, 당해 촬영이미지에서 임의 지점을 선택하여 비교점(R)으로 설정하는 비교점 확인모듈(230)과, 기준점(C)과 비교점(R)의 해당 지피에스좌표를 확인해서 기준점(C)과 비교점(R) 간의 '실제 거리'와 촬영이미지상의 기준점(C) 및 비교점(R) 간의 '거리'를 비교해 지피에스좌표를 축소 또는 확대하는 지피에스좌표 확인모듈(240)과, 축소 또는 확대된 지피에스좌표를 당해 촬영이미지에 합성하는 지피에스좌표 합성모듈(250)로 이루어진 지피에스좌표 입력수단(200); 항공기의 동선을 따라 촬영된 다수의 촬영이미지를 동일한 배율로 조정하는 촬영이미지 편집수단(300); 동일한 배율로 조정된 다수의 촬영이미지를 연결하되, 서로 연결되는 촬영이미지의 겹치는 범위가 당해 촬영이미지의 전체 면적에 50%를 초과하도록 처리하는 촬영이미지 연결수단(400); 촬영이미지 연결수단(400)에서 연결한 다수의 촬영이미지에 따라 도화하여 도화이미지(G1)를 완성하는 영상도화수단(500); 도화이미지(G1)에 지형이나 지물 또는 인공구조물의 이름, 주소, 지피에스좌표의 정보를 포함하는 위치점(11, 12, 13)에 대한 데이터를 입력하는 위치점 입력수단(600); 지형이나 지물 또는 인공구조물의 대표물이미지에 대한 정보를 저장하는 대표물이미지DB(720)와, 해당 도화이미지(G1)의 범위 내에 있는 지형이나 지물 또는 인공구조물의 대표물이미지를 대표물이미지DB(720)에서 검색하고 검색된 대표물이미지를 도화이미지(G1)의 해당 위치에 출력되도록 삽입하는 대표물이미지 확인모듈(710)로 이루어진 대표물이미지 입력수단(700); 및 대표물이미지가 삽입된 도화이미지(G1)를 지면 또는 디스플레이어에 출력하는 도화이미지 출력수단(800)으로 이루어진 것이다.

Description

디지털 촬영에 의한 항공영상의 기준점 삽입식 영상도화시스템{Drawing system for composing the datum point of an aerial photograph taken by digital picture}

본 발명은 디지털 촬영에 의한 항공영상의 기준점 삽입식 영상도화시스템에 관한 것이다.

지도제작에 있어 도화란, 지리정보를 근거로 2차원 또는 3차원 이미지의 지도를 도시하는 작업을 지칭하는 것으로, 디지털 출력기술의 개발과 더불어 근래에는 디지털 이미지 또는 3차원 그래픽 이미지로 도시할 수 있게 되면서 실사와 같다는 의미로 영상도화라고도 불린다.

한편, 이러한 영상도화 기술이 발달하면서 보다 사실적이면서도 정밀한 지도제작이 가능해졌고, 또한 지형 및 지리정보의 변화에 따른 영상도화 정보의 갱신이 용이해졌다. 결국, 일급정보로 관리되면서 제한적으로 이용되던 지리정보는 오늘날 대중적인 정보로 널리 활용되고 있고, 정확성과 갱신효율이 크게 향상되면서 그 활용에 대한 신뢰도까지 높은 유용한 정보로 다양한 분야에서 널리 적용되고 있다.

그런데, 영상도화 기술에 대한 전술한 유용성은 영상도화된 지도의 정밀성과 정확도가 전제되어야 한다는 제한이 있다. 즉, 지도제작을 함에 있어서 영상도화 작업이 효율적이고 효과적으로 진행되어야 한다는 것이다. 더불어, 영상도화 작업을 개선하기 위해서는 작업에 적용되는 자료의 정밀도 및 다양성이 필수적으로 요구된다.

하지만, 영상도화 작업을 진행하는 종래 시스템은 영상도화를 위한 자료의 정밀도가 충분치 못하고, 그 내용이 획일적이고 제한되었다.

한편, 영상도화를 위한 시스템은 항공촬영이미지를 기반으로 도화작업이 진행되는데, 한 번의 촬영으로 지도제작 지점 전체를 촬영할 수는 없으므로, 항공촬영시 여러 컷의 이미지를 촬영하고, 이렇게 촬영된 다수의 촬영이미지를 연결해서 도화작업을 진행해야 한다. 그런데, 여러 번에 걸쳐 다수의 촬영이미지를 확보한 후 이들을 서로 합성하는 과정에서 촬영각도와 항공기의 고도변화에 따른 해상도에 차이가 발생한다. 결국, 종래 시스템은 촬영각이 다른 촬영이미지와 해상도가 다른 촬영이미지들을 서로 합성하면서, 이미지 전체가 통일되지도 않고 균일하지도 못한 정보를 근거로 영상도화작업 진행해야 하는 문제가 있었다.

물론, 이러한 환경에서 완성된 지도는 정밀성이 저하될 수 밖에 없고, 이렇게 완성된 지도는 네비게이션 등과 같은 지리정보기구 등에 활용되더라도 잘못된 지리정보를 이용자에게 제공하므로, 이용자는 지도이용에 불편을 느낄 수 밖에 없었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위해 안출된 것으로, 영상도화 작업의 기반이 되는 항공촬영이미지를 균일하게 확보하고, 이렇게 확보된 항공촬영이미지에 각종 지리정보데이터를 효율적으로 합성하여서 효율적이면서도 신뢰할 수 있는 우수한 영상도화 작업이 진행되도록 하는 디지털 촬영에 의한 항공영상의 기준점 삽입식 영상도화시스템의 제공을 기술적 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,

카메라(130)와, 카메라를 하단에 고정하고 상단은 구형의 고정구(121)를 구비하는 고정대(120)와, 중공이 형성된 관 형상으로 하단이 고정구(121)를 회전가능하게 감싸 고정하고 항공기의 기체에 고정되되 하협 상광한 원뿔대 형상인 고정관(110)과, 적외선 또는 레이저 형태의 광을 발하면서 고정구(121)에 설치되며 하기 수광센서(150)에 반사된 광을 수신하여 발수광시간을 측정하는 발수광기(140)와, 고정관(110)의 상단에 배치되어 발수광기(140)로부터 발하는 광의 수광점(SP, SP') 확인이 가능하되 고정구(121)와 동심을 갖는 구형의 곡면형상으로 된 수광센서(150)와, 수광점(SP, SP') 위치별 항공기의 기울어진 정도를 포함한 정보를 저장하는 수평위치정보DB(170)와, 발수광기(140)와 수광센서(150)의 ON/OFF를 제어하고 수광센서(150)로부터 수광점(SP, SP')에 대한 정보를 수신하여서 수평위치정보DB(170)에서 당해 수광점(SP, SP')에 해당하는 항공기의 기울어진 정도의 정보를 검색하는 수광센서 확인모듈(160)과, 발수광기(140)로부터 발수광시간을 수신하여 고정구(121)의 위치를 확인하는 거리확인모듈(165)과, 항공기의 기울어진 정도를 실측하는 수평위치 확인수단(180)과, 수광센서 확인모듈(160)의 정보와 수평위치 확인수단(180)의 실측을 비교하여 동일하면 카메라(130)를 구동하고 동일하지 않으면 카메라(130)를 정지하며 거리확인모듈(165)로부터 고정구(121)의 위치를 확인받아 정상위치를 이탈할 시에도 카메라(130)를 정지하는 촬영수단 제어모듈(190)로 이루어진 촬영수단(100);

카메라(130)에 촬영된 촬영이미지의 형태와 규격이 통일되도록 재단하는 촬영이미지 범위설정모듈(210)과, 재단된 촬영이미지의 중점을 확인해 기준점(C)으로 설정하는 촬영이미지 기준점 확인모듈(220)과, 당해 촬영이미지에서 임의 지점을 선택하여 비교점(R)으로 설정하는 비교점 확인모듈(230)과, 기준점(C)과 비교점(R)의 해당 지피에스좌표를 확인해서 기준점(C)과 비교점(R) 간의 '실제 거리'와 촬영이미지상의 기준점(C) 및 비교점(R) 간의 '거리'를 비교해 지피에스좌표를 축소 또는 확대하는 지피에스좌표 확인모듈(240)과, 축소 또는 확대된 지피에스좌표를 당해 촬영이미지에 합성하는 지피에스좌표 합성모듈(250)로 이루어진 지피에스좌표 입력수단(200);

항공기의 동선을 따라 촬영된 다수의 촬영이미지를 동일한 배율로 조정하는 촬영이미지 편집수단(300);

동일한 배율로 조정된 다수의 촬영이미지를 연결하되, 서로 연결되는 촬영이미지의 겹치는 범위가 당해 촬영이미지의 전체 면적에 50%를 초과하도록 처리하는 촬영이미지 연결수단(400);

촬영이미지 연결수단(400)에서 연결한 다수의 촬영이미지에 따라 도화하여 도화이미지(G1)를 완성하는 영상도화수단(500);

도화이미지(G1)에 지형이나 지물 또는 인공구조물의 이름, 주소, 지피에스좌표의 정보를 포함하는 위치점(11, 12, 13)에 대한 데이터를 입력하는 위치점 입력수단(600);

지형이나 지물 또는 인공구조물의 대표물이미지에 대한 정보를 저장하는 대표물이미지DB(720)와, 해당 도화이미지(G1)의 범위 내에 있는 지형이나 지물 또는 인공구조물의 대표물이미지를 대표물이미지DB(720)에서 검색하고 검색된 대표물이미지를 도화이미지(G1)의 해당 위치에 출력되도록 삽입하는 대표물이미지 확인모듈(710)로 이루어진 대표물이미지 입력수단(700); 및

대표물이미지가 삽입된 도화이미지(G1)를 지면 또는 디스플레이어에 출력하는 도화이미지 출력수단(800);

으로 이루어진 디지털 촬영에 의한 항공영상의 기준점 삽입식 영상도화시스템이다.

상기의 본 발명은, 균일한 각도로 촬영된 통일된 이미지를 기반으로 정밀한 영상도화 작업을 진행할 수 있고, 촬영이미지의 크기에 따라 균일한 비율을 확대 및 축소하여 이를 합성할 수 있어서, 영상도화 작업의 정밀성과 효율성을 높일 수 있는 한편, 영상도화 작업으로 완성된 지도의 신뢰도 또한 개선하는 효과가 있다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 영상도화시스템의 모습을 도시한 블록도인 바, 이를 참조하여 설명한다.

본 발명에 따른 영상도화시스템은 항공촬영을 진행하는 촬영수단(100)과, 지피에스좌표를 촬영이미지에 입력하는 지피에스좌표 입력수단(200)과, 다수의 촬영이미지의 배율을 일정하게 조정하는 촬영이미지 편집수단(300)과, 다수의 촬영이미지를 연결하는 촬영이미지 연결수단(400)과, 촬영이미지를 기반으로 도화작업을 실행하는 영상도화수단(500)과, 도화이미지에서 특정 위치에 대한 정보를 입력하는 위치점 입력수단(600)과, 위치점의 입력위치를 확인하고 도화이미지에 적용하는 대표물이미지 입력수단(700) 및 도화가 완성된 이미지를 출력하는 도화이미지 출력수단(800)을 포함한다.

상기 촬영수단(100)은 항공사진기술이 응용된 것으로, 비행중인 기체에서 도화의 대상이 되는 지점을 촬영하되, 비행동선을 따라 연속적으로 촬영을 진행하여 광역의 지점을 모두 촬영할 수 있으면서도 고해상도를 유지하도록 된다.

즉, 광역의 지점을 부분적으로 촬영하고, 이렇게 촬영된 부분이미지를 합성하여 광역의 지점 모두를 촬영한 효과를 얻는 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 촬영수단의 구성모습을 도시한 도면인 바, 이를 참조하여 설명한다.

상기 촬영수단(100)은 항공기(미도시함)에 고정되는 고정관(110)과, 고정관(110)과 카메라(130)를 연결하는 고정대(120)와, 카메라(130)와, 레이저 또는 적외선 등을 방출하는 발수광기(140)와, 발수광기(140)로부터 발사된 광의 조사위치를 감지하는 수광센서(150)와, 수광센서(150)가 감지한 위치를 확인하는 수광센서 확인모듈(160)과, 발수광기(140)와 수광센서(150) 간의 거리를 감지하는 거리확인모듈(165)과, 감지한 위치에 대한 항공기의 기울어진 정도 등의 수평위치 정보를 저장하는 수평위치정보DB(170)와, 항공기의 현재 수평위치를 확인하는 수평위치 확인수단(180) 및 수평위치정보DB(170)에서 검색한 항공기의 수평위치와 수평위치 확인수단(180)에서 확인한 항공기의 수평위치를 비교하여 동일성 여부와 거리확인모듈(165)에서 확인한 거리의 변동상태를 확인하고 그 결과에 따라 카메라(130)의 구동을 제어하는 촬영수단 제어모듈(190)을 포함한다.

여기서, 상기 카메라(130)는 일반적인 아날로그 필름카메라일 수도 있고, 디지털 카메라일 수도 있으나, 촬영이미지의 확대 및 축소시 해상도의 변화를 최소화할 수 있도록 디지털 카메라가 적용되는 것이 바람직할 것이다. 그러나, 본 발명에 따른 카메라(130)는 디지털 카메라에 한정하는 것은 아니며, 이하의 청구범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변형실시될 수 있을 것이다.

상기 촬영수단(100)에 대해 보다 상세히 설명한다.

전술한 바와 같이, 상기 촬영수단(100)은 항공기에 설치 고정되는 고정관(110)을 포함한다. 고정관(110)은 고정대(120)의 일단이 삽입되는 중공을 가지며, 항공기의 기체에 단단히 고정되어서 기체의 움직임을 따라 연동한다. 한편, 고정관(110)은 원뿔대 형상으로 되어서 하협 상광 한 형상으로 배치된다.

고정대(120)는 고정관(110)과 카메라(130)를 서로 고정하기 위한 매개체로, 중공에 삽입되는 고정대(120)의 일단은 구형의 고정구(121)로 되어서, 고정관(110)을 기준으로 회동가능하게 고정된다. 물론, 상기 고정관(110)은 고정구(121)가 이탈하지 않도록 고정구(121)를 감싸는 형상이면서, 고정대(120)의 회동범위를 확보할 수 있도록 충분한 면적의 개구부를 갖추어야 할 것이다. 또한, 고정관(110)의 내면과 고정구(121)의 외면이 서로 접촉하는 지점에는 윤활제 등이 도포되어서, 이를 매개로 고정대(120)의 원활한 회동을 가능하게 한다.

카메라(130)는 아날로그 필름카메라 또는 디지털 카메라일 수 있고, 고정대(120)의 타단에 고정 배치되어서, 고정대(120)를 중심으로 고정관(110)과 서로 대향하게 배치된다.

이렇게 조립된 고정관(110), 고정대(120) 및 카메라(130)는 도시한 바와 같이, 카메라(130)가 하방을 촬영하도록 항공기에 설치 고정된다. 따라서, 고정관(110), 고정대(120) 및 카메라(130)는 항공기가 수평하게 위치할 때 상하 일직선으로 배치되는 것이 바람직하다.

계속해서, 발수광기(140)는 레이저 또는 적외선 등의 광을 조사하는 기구로, 상기 광은 방사성이 없는 성질을 가져야 할 것이다. 한편, 이렇게 조사된 광은 수광센서(150)에 반사되는데, 발수광기(140)는 이렇게 반사된 광을 수광한다. 이때, 발광과 수광 간의 시간을 측정하여 이를 거리확인모듈(165)로 전송한다.

수광센서(150)는 발수광기(140)가 광을 조사하는 고정관(110)의 상방에 배치 되어서, 발수광기(140)로부터 조사되는 광을 일 지점에서 수광 및 감지한다. 따라서, 수광센서(150)는 발수광기(140)의 조사범위 내에서 가능한 긴밀하게 다수 배치되어서, 발수광기(140)로부터 발사된 광이 정확히 어느 지점을 조사하고 있는지 감지한다. 한편, 수광센서(150)는 도시한 바와 같이 곡면을 이룬다. 특히 곡면의 곡률은 고정구(121)의 구 중심과 동일한 구형의 곡률과 일치된다. 즉, 수광센서(150)는 고정구(121)와 동심원을 갖는 구의 일부가 되는 것이다. 이는 발수광기(140)에서 조사되는 광의 이동경로가 조사위치에 상관없이 항시 일치되도록 하기 위함이다. 결국, 발수광기(140)의 회동범위는 원기둥의 관 형상으로 된 고정관(100)에 비해 훨씬 넓어지고 수광센서(150)의 밀집도를 균일하게 맞출 수 있어서 발수광기(140)의 조사방향을 정확히 확인할 수 있는 효과가 있다.

수광센서 확인모듈(160)은 발수광기(140)의 광을 수신한 수광센서(150)의 위치정보를 받고, 수신한 위치정보를 근거로 수평위치정보DB(170)를 검색하여서, 현재 고정관(110)과 고정대(120) 간의 굴절각을 확인한다. 한편, 수광센서 확인모듈(160)은 발수광기(140)의 작동 여부를 제어한다. 즉, 수광센서 확인모듈(160)은 발수광기(140)를 'ON' 하면, 수광센서(150)가 광을 수신할 수 있도록 준비시키고, 수신한 광의 지점을 확인할 수 있도록 시스템을 가동하는 것이다.

계속해서, 널리 알려진 바와 같이, 항공기는 선회를 하거나 고도를 조정하는 과정에서 기체가 기울어진다. 물론, 항공기의 기체가 기울어지면 탑승자는 물론 설치된 기구들도 더불어 기울어지는데, 항공기에 고정된 촬영수단(100) 또한 예외는 아니다. 그런데, 정밀한 지도제작을 위해 필수적으로 적용되는 촬영이미지가 촬영수단(100)의 기울어짐으로 인해 그 정확성이 담보되지 않는다면, 정밀한 지도제작은 불가능하다. 또한, 전술한 바와 같이 다수의 촬영이미지를 서로 편집하는 과정에서 기체의 기울어짐에 따라 다른 촬영이미지가 제공된다면, 이 또한 영상도화작업에 큰 장애를 일으킨다.

따라서, 본 발명에 따른 시스템에서는 항공기의 기체 상태에 상관없이 카메라(130)가 지구의 지표면을 향해 연직방향을 유지하도록, 고정관(110)과 고정대(120)는 서로 회동가능하게 고정되고, 고정대(120)의 말단에 카메라(130)가 고정된다.

결국, 기체가 기울어지더라도 고정대(120)는 카메라(130)의 하중에 의해 중력방향인 지구의 연직방향을 향하게 되고, 반면 고정관(110)은 기체의 기울어짐을 따라 이동하면서, 고정관(110)과 고정대(120)는 서로 굴절된다.

이를 위해 본 발명에 따른 고정대(120)는 고정관(110)의 중공에 삽입되어 슬라이딩하는 고정구(121)를 매개로 연결된다. 고정구(121)는 구 형상이고, 표면은 매끈하게 처리되어서, 고정관(110)의 내면과의 접촉시 원활히 슬라이딩하도록 된다.

도 3은 본 발명에 따른 고정관의 동작모습을 도시한 부분 단면도인바, 이를 참조하여 설명한다.

한편, 상기 발수광기(140)는 고정구(121) 상에 설치된다. 즉, 고정관(110)과 고정대(120)가 서로 굴절되면 발수광기(140)는 고정구(121)와 더불어 움직이므 로, 상대적으로 고정관(110)을 기준으로 한 위치상태에 변화가 생기는 것이다. 결국, 고정관(110)에 설치된 수광센서(150)를 향한 광 조사는 도시한 바와 같이 다른 지점을 향하게 되는 것이다.

도 3(a)는 기체가 수평상태일 경우 수광센서(150)가 수광한 제1수광점(SP)의 위치를 보인 것이고, 도 3(b)는 기체가 기울어진 상태일 경우 수광센서(150)가 수광한 제2수광점(SP')의 위치를 보인 것이다.

계속해서, 상기 수광센서 확인모듈(160)에서 확인한 제1,2수광점(SP, SP')을 기준으로 고정관(110)과 고정대(120) 간의 굴절각을 확인할 수 있다. 이는 상기 수평위치정보DB(170)가 각각의 수광점에 따른 항공기의 기울어진 상태의 정보를 저장하고 있기 때문이다. 즉, 확인된 수광점의 위치가 수광센서(150)의 가장자리로 갈수록 항공기의 기울어짐이 크다는 정보를 저장할 것이고, 좀 더 상세하게는 항공기의 기울어진 각도 정보까지도 포함할 수 있을 것이다.

수평위치 확인수단(180)은 항공기의 기울어진 상태를 실측하는 장치로, 기울어진 상태는 항공기 운항에 있어 중요한 정보이고, 따라서 항공기술분야에서 항공기의 기울어진 상태를 실측하는 기술은 널리 알려진 공지기술이므로, 수평위치 확인수단(180)에 대한 실시예 설명은 생략한다.

거리확인모듈(165)은 고정구(121)의 위치를 확인하기 위한 것으로서, 도시한 바와 같이 고정관(110)과 고정대(120) 간의 연결은 회동은 물론 고정관(110)의 길이방향에 따른 상하 이동도 가능하도록 되어 있다. 물론, 기체의 운항 중 발생하는 떨림을 완충하여 고정대(120)의 상하이동을 줄일 수 있으나, 미세한 진동으로 인해 수광센서(150)가 수광한 광의 위치에 오차가 발생하게 되면, 카메라(130)가 정확한 연직방향이 아닌 방향으로 촬영을 할 수 있어서 정확한 도화작업을 진행할 수 없게 된다. 따라서, 진동발생으로 인해 고정대(120)가 고정관(110)을 따라 상하로 이동하는 것을 거리확인모듈(165)이 확인하고, 그 확인방법은 발수광기(140)에서 확인한 수광시간을 정상적인 수광시간과 비교해서 알아낸다. 즉, 정상적인 수광시간에 비해 발수광기(140)에서 확인한 수광시간이 더 짧다면 발수광기(140)의 위치가 정상위치보다 높게 배치된 상태로 간주되고, 이에 대한 경고정보는 촬영수단 제어모듈(190)로 전송된다.

촬영수단 제어모듈(190)은 수광센서 확인모듈(160)에서 확인한 항공기의 기울어진 상태와, 수평위치 확인수단(180)에서 확인한 항공기의 기울어진 상태를 각각 확인해서 카메라(130)의 촬영 여부를 결정한다. 또한, 거리확인모듈(165)로부터 경고정보가 수신되면 이 또한 촬영 여부 결정에 참고된다.

전술한 바와 같이, 항공기의 기울어진 상태에 따라 고정관(110)과 고정대(120)는 일정각도로 굴절된다. 이러한 굴절각을 기반으로 항공기 기체의 기울기를 추적할 수 있는데, 이러한 기울기는 수평위치 확인수단(180)의 실측과 동일 또는 유사할 수 밖에 없다.

한편, 고정구(121)와 고정관(110) 내면 간의 마찰 또는 걸림 등 다양한 이유로 인해 카메라(130)의 촬영위치가 연직을 향하지 않을 수 있다. 즉, 수광센서(150)에 의한 제1,2수광점(SP, SP')의 확인만으로 카메라(130)의 촬영각이 보장되지 않는 것이다.

이러한 문제를 해소하기 위해 촬영수단 제어모듈(190)은 수광센서 확인모듈(160)에서 얻은 굴절각과, 수평위치 확인수단(180)의 실측을 비교해서 상기 굴절각과 실측이 서로 동일할 경우, 카메라(130)의 촬영각이 연직방향임을 간주하고 카메라(130)를 구동시킨다. 물론, 상기 굴절각과 실측 간의 차이가 기준을 초과한다면, 카메라(130)의 촬영을 제한하고 후속조치를 취할 수 있도록 작업자에게 안내한다.

상기 지피에스좌표 입력수단(200)은 지표면에 인위적으로 설정된 지피에스좌표를 촬영수단(100)에서 촬영한 촬영이미지에 적용한다. 따라서, 촬영이미지는 지피에스좌표 데이터가 합성되도록 디지털 이미지인 것이 바람직하다.

전술한 바와 같이, 촬영수단(100)에서 촬영한 촬영이미지는 디지털일 수도 있고 아날로그 필름에 의한 이미지일 수도 있으나, 아날로그 필름의 경우 스캐닝 작업을 통해 디지털화할 수 있으므로, 촬영수단(100)의 촬영 방식은 제한받지 않는다.

도 4는 본 발명에 따른 지피에스좌표 입력수단의 모습을 도시한 블록도이고, 도 5는 상기 촬영수단에 의해 촬영된 촬영이미지를 도시한 도면인 바, 이를 참조하여 설명한다.

본 발명에 따른 시스템의 지피에스좌표 입력수단(200)은 촬영이미지 범위설정모듈(210)과, 촬영이미지 기준점 확인모듈(220)과, 비교점 확인모듈(230)과, 지 피에스좌표 확인모듈(240) 및 지피에스좌표 합성모듈(250)로 구성된다.

촬영이미지 범위설정모듈(210)은 촬영수단(100)에서 촬영한 촬영이미지를 편집하여 그 범위를 제한하는 것으로, 항공기의 동선을 따라 연속적으로 촬영된 다른 촬영이미지들과의 합성을 위해 그 형태와 규격을 맞추는 것이다. 일 예로, 촬영수단(100)에서 촬영된 이미지는 도 5에 도시한 바와 같이, 사각의 이미지로 형태가 재단되고, 사각이미지의 가로와 세로의 길이는 규격에 맞춰 설정된다.

촬영이미지 기준점 확인모듈(220)은 촬영이미지 범위설정모듈(210)에서 재단된 촬영이미지(P1)의 중앙을 기준점(C)으로 잡는 것이다. 이때, 기준점(C)으로 잡힌 촬영이미지(P1)의 해당지점이 육해(陸海) 또는 지형지물에 따라 변경되지 않는 것이 바람직하다.

비교점 확인모듈(230)은 기준점(C)과 상대적으로 비교할 수 있는 임의 지점을 비교점(R)으로 설정하여서, 비교점(R)은 촬영이미지(P1)의 대상인 실제 지리와 촬영이미지(P1) 간의 동일성을 판단하기 위한 비교값이 된다.

비교점(R)의 설정은 특별한 제한조건이 없으므로, 기준점(C)을 중심으로 촬영이미지(P1)의 범위 내에서 다양하게 선택될 수 있을 것이다.

지피에스좌표 확인모듈(240)은 기준점(C)의 실제 지피에스좌표를 확인하고, 이를 중심으로 촬영이미지(P1)에 상기 기준점(C)을 중심으로 한 지피에스좌표의 합성작업을 준비한다. 이때, 지피에스좌표의 규격을 촬영이미지(P1)의 규격에 맞추어야 하므로, 비교점(R)의 지피에스좌표를 확인하여서, 기준점(C)과 비교점(R) 간의 '실제 거리'와, 촬영이미지(P1) 상의 기준점(C)과 비교점(R) 간의 '거리'를 각 각 확인한다. 지피에스좌표 확인모듈(240)은 이렇게 확인된 '실제 거리'와 '거리'의 비율을 연산하여서, 그 축척에 따라 지피에스좌표를 축소 또는 확대한다.

지피에스좌표 합성모듈(250)은 지피에스좌표 확인모듈(240)이 축소 또는 확대한 지피에스좌표를 촬영이미지(P1)에 합성하여서, 기준점(C)과 비교점(R) 이외에 당해 촬영이미지(P1) 전체에 지피에스좌표가 적용되도록 한다.

도 6은 촬영이미지의 확대/축소와 합성에 대한 모습을 도시한 도면인 바, 이를 참조하여 설명한다.

상기 촬영이미지 편집수단(300)은 다수의 촬영이미지(P1, P2)를 연결하기 위해 연결 대상이 되는 촬영이미지(P1, P2)들의 배율을 동일하게 편집하는 것으로, 촬영이미지(P1, P2) 자체를 축소 또는 확대해서 서로 연결되는 촬영이미지(P1, P2)가 정확히 합성되도록 한다.

도 6(a)는 임의 지점을 촬영한 촬영이미지(P1)이고, 도 6(b)는 상기 촬영이미지(P1)와 연결되는 다른 지점을 촬영한 촬영이미지(P2)와, 이 촬영이미지(P2)를 앞선 촬영이미지(P1)의 배율과 동일하게 편집한 촬영이미지(P2')이다.

항공촬영은 항공기의 고도를 가능한 일정하게 유지하면서 촬영을 해야 하지만, 카메라(130)의 줌(ZOOM) 조정과, 상황에 따른 항공기의 고도변화로 인해 촬영이미지들의 배율이 불일치될 가능성이 크다. 따라서, 촬영이미지 편집수단(300)은 촬영이미지(P1, P2, P2')를 서로 연결하기 전에 촬영이미지(P1, P2, P2')들의 배율을 반드시 통일시켜야 한다.

한편, 다양한 배율을 갖는 촬영이미지(P1, P2, P2')는 배율을 일치시키기 위해 촬영이미지(P1, P2, P2')의 해당 기준점(C)과 비교점(R) 간의 거리(D)를 확인하고, 상기 거리(D)가 일치되도록 촬영이미지(P1, P2, P2')의 배율을 조정한다.

물론, 선택된 기준점(C) 및 비교점(R)은 서로 연결하려는 촬영이미지(P1, P2, P2')에서 동일한 지점일 것이다.

도 7은 도화이미지에 위치점 및 대표물이미지를 적용하는 모습을 도시한 도면인 바, 이를 참조하여 설명한다.

상기 촬영이미지 연결수단(400)은, 촬영이미지 편집수단(300)이 서로 연결하려는 촬영이미지(P1, P2, P2')의 배율을 조정하면, 해당 촬영이미지(P1, P2')를 연결한다. 이때, 서로 연결하려는 촬영이미지(P1, P2')들의 동일한 지점에 대한 범위는 촬영이미지(P1, P2')의 전체 면적에서 각각 50%를 초과하는 것이 바람직하다. 이는 촬영이미지(P1, P2') 간의 연결을 정확하면서도 정밀하기 위함이다. 따라서, 서로 연결되는 촬영이미지(P1, P2')들이 서로 겹지는 범위는 하나의 촬영이미지(P1, P2') 면적에 50%를 초과할 것이다.

상기 영상도화수단(500)은 이렇게 연결된 촬영이미지(P1, P2')를 기반으로 그래픽 처리를 진행하여 도화이미지(G1)를 완성한다. 영상도화수단(500)은 지면에 직접 도화작업을 진행하는 도화기가 적용될 수 있을 것이나, 지면에 직접 도화작업을 하는 것 이외에도 컴퓨터그래픽으로 도화작업을 진행할 수 있으며, 본 발명에 따른 실시예에서는 컴퓨터그래픽을 이용한 도화작업을 추천한다.

도화작업은 연결된 촬영이미지(P1, P2')를 그대로 묘사할 수도 있을 것이나, 필요한 부분만을 선택적으로 도시할 수도 있을 것이다. 또한, 실제와는 다른 이미지로 도시되면서 다양한 느낌의 도화이미지(G1)를 표현할 수도 있다.

한편, 촬영이미지(P1, P2')에 입력된 지피에스좌표는 도화작업에서 도화이미지(G1)에 그대로 삽입되어, 사용자가 시각적으로 확인할 수 있도록 격자형태로 도시되거나, 데이터로 확인할 수 있도록 데이터 방식으로 입력될 수 있다.

상기 위치점 입력수단(600)은 도화이미지(G1) 내에 특정 지형이나 지물 또는 인공구조물에 대한 별도의 위치점(11, 12, 13) 데이터를 입력하는 것으로, 위치점(11, 12, 13) 데이터는 지형이나 지물 또는 인공구조물의 이름, 주소, 지피에스좌표 등의 정보를 포함할 수 있다.

위치점(11, 12, 13)은 도화이미지(G1) 내에 있는 모든 지형이나 지물 또는 인공구조물의 데이터가 입력될 수도 있을 것이나, 도 7에 도시한 바와 같이 특정 지형이나 지물 또는 인공구조물에 한정적으로 입력될 수도 있다.

한편, 위치점(11, 12, 13)은 당해 위치점(11, 12, 13)에 저장된 지피에스좌표를 근거로 도화이미지(G1)에 입력된다. 즉, 상기 지피에스좌표 입력수단(200)에서 촬영이미지(P1)에 입력한 지피에스좌표를 기준으로 위치점(11, 12, 13)이 입력되는 것이다. 이를 통해, 사용자는 위치점(11, 12, 13)의 데이터를 이용해 도화이미지(G1)로부터 원하는 지리정보를 검색하고 제공받을 수 있다.

상기 대표물이미지 입력수단(700)은 건축물과 같은 인공구조물의 상면만이 촬영/도시된 획일적인 도화이미지(G1)를 수정하여 다양한 모습의 대표물이미지(21, 22, 23)를 적용할 수 있도록 한다. 일 예로, 대표물이미지(21, 22, 23)는 해당 건축물의 실제 촬영이미지 또는 지형지물의 촬영이미지이거나 스케치한 이미지일 수도 있으며, 이러한 대표물이미지(21, 22, 23)는 도화이미지(G1)의 해당 지점에 삽입되어서 사용자가 좀더 익숙한 모습의 도화이미지(G1)를 볼 수 있도록 한다.

이를 위해 상기 대표물이미지 입력수단(700)은 대표물이미지(21, 22, 23)를 저장하는 대표물이미지DB(720)와, 지피에스좌표를 기준으로 당해 도화이미지(G1)의 범위 내에 있는 대표물이미지(21, 22, 23)를 대표물이미지DB(720)에서 검색해서 당해 도화이미지(G1)의 해당 지점에 삽입 배치하는 대표물이미지 확인모듈(710)을 포함한다.

도 8은 본 발명에 따른 영상도화시스템이 완성한 영상지도의 모습을 도시한 도면인 바, 이를 참조하여 설명한다.

도화이미지(G1)에 전술한 위치점 및 대표물이미지 등이 합성되면서 완전한 도화이미지가 완성되면, 상기 도화이미지 출력수단(800)은 지면 또는 디스플레이어 상에 영상도화이미지(M)로 출력할 수 있다. 영상도화이미지(M)는 특정 구역에 대한 지형지물 및 인공구조물 등의 위치는 물론 도로와 수로 등이 표현되고, 그 표현방식은 일정한 축척을 유지하면서 지피에스좌표 정보를 포함하여 영상도화이미 지(M)의 정확도를 향상시킬 수 있는 한편, 전술한 안정된 항공촬영기술을 기반으로 영상도화이미지(M)의 정밀도를 향상시켜서, 당해 영상도화이미지(M)를 이용함에 있어 사용자들의 높은 신뢰도를 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 영상도화시스템의 모습을 도시한 블록도이고,

도 2는 본 발명에 따른 촬영수단의 구성모습을 도시한 도면이고,

도 3은 본 발명에 따른 고정관의 동작모습을 도시한 부분 단면도이고,

도 4는 본 발명에 따른 지피에스좌표 입력수단의 모습을 도시한 블록도이고,

도 5는 상기 촬영수단에 의해 촬영된 촬영이미지를 도시한 도면이고,

도 6은 촬영이미지의 확대/축소와 합성에 대한 모습을 도시한 도면이고,

도 7은 도화이미지에 위치점 및 대표물이미지를 적용하는 모습을 도시한 도면이고,

도 8은 본 발명에 따른 영상도화시스템이 완성한 영상지도의 모습을 도시한 도면이다.

Claims (1)

1. 카메라(130)와, 카메라를 하단에 고정하고 상단은 구형의 고정구(121)를 구비하는 고정대(120)와, 중공이 형성된 관 형상으로 하단이 고정구(121)를 회전가능하게 감싸 고정하고 항공기의 기체에 고정되되 하협 상광한 원뿔대 형상인 고정관(110)과, 적외선 또는 레이저 형태의 광을 발하면서 고정구(121)에 설치되며 하기 수광센서(150)에 반사된 광을 수신하여 발수광시간을 측정하는 발수광기(140)와, 고정관(110)의 상단에 배치되어 발수광기(140)로부터 발하는 광의 수광점(SP, SP') 확인이 가능하되 고정구(121)와 동심을 갖는 구형의 곡면형상으로 된 수광센서(150)와, 수광점(SP, SP') 위치별 항공기의 기울어진 정도를 포함한 정보를 저장하는 수평위치정보DB(170)와, 발수광기(140)와 수광센서(150)의 ON/OFF를 제어하고 수광센서(150)로부터 수광점(SP, SP')에 대한 정보를 수신하여서 수평위치정보DB(170)에서 당해 수광점(SP, SP')에 해당하는 항공기의 기울어진 정도의 정보를 검색하는 수광센서 확인모듈(160)과, 발수광기(140)로부터 발수광시간을 수신하여 고정구(121)의 위치를 확인하는 거리확인모듈(165)과, 항공기의 기울어진 정도를 실측하는 수평위치 확인수단(180)과, 수광센서 확인모듈(160)의 정보와 수평위치 확인수단(180)의 실측을 비교하여 동일하면 카메라(130)를 구동하고 동일하지 않으면 카메라(130)를 정지하며 거리확인모듈(165)로부터 고정구(121)의 위치를 확인받아 정상위치를 이탈할 시에도 카메라(130)를 정지하는 촬영수단 제어모듈(190)로 이루어진 촬영수단(100);

   카메라(130)에 촬영된 촬영이미지의 형태와 규격이 통일되도록 재단하는 촬영이미지 범위설정모듈(210)과, 재단된 촬영이미지의 중점을 확인해 기준점(C)으로 설정하는 촬영이미지 기준점 확인모듈(220)과, 당해 촬영이미지에서 임의 지점을 선택하여 비교점(R)으로 설정하는 비교점 확인모듈(230)과, 기준점(C)과 비교점(R)의 해당 지피에스좌표를 확인해서 기준점(C)과 비교점(R) 간의 '실제 거리'와 촬영이미지상의 기준점(C) 및 비교점(R) 간의 '거리'를 비교해 지피에스좌표를 축소 또는 확대하는 지피에스좌표 확인모듈(240)과, 축소 또는 확대된 지피에스좌표를 당해 촬영이미지에 합성하는 지피에스좌표 합성모듈(250)로 이루어진 지피에스좌표 입력수단(200);

   항공기의 동선을 따라 촬영된 다수의 촬영이미지를 동일한 배율로 조정하는 촬영이미지 편집수단(300);

   동일한 배율로 조정된 다수의 촬영이미지를 연결하되, 서로 연결되는 촬영이미지의 겹치는 범위가 당해 촬영이미지의 전체 면적에 50%를 초과하도록 처리하는 촬영이미지 연결수단(400);

   촬영이미지 연결수단(400)에서 연결한 다수의 촬영이미지에 따라 도화하여 도화이미지(G1)를 완성하는 영상도화수단(500);

   도화이미지(G1)에 지형이나 지물 또는 인공구조물의 이름, 주소, 지피에스좌표의 정보를 포함하는 위치점(11, 12, 13)에 대한 데이터를 입력하는 위치점 입력수단(600);

   지형이나 지물 또는 인공구조물의 대표물이미지에 대한 정보를 저장하는 대표물이미지DB(720)와, 해당 도화이미지(G1)의 범위 내에 있는 지형이나 지물 또는 인공구조물의 대표물이미지를 대표물이미지DB(720)에서 검색하고 검색된 대표물이미지를 도화이미지(G1)의 해당 위치에 출력되도록 삽입하는 대표물이미지 확인모듈(710)로 이루어진 대표물이미지 입력수단(700); 및

   대표물이미지가 삽입된 도화이미지(G1)를 지면 또는 디스플레이어에 출력하는 도화이미지 출력수단(800);

   으로 이루어진 것을 특징으로 하는 디지털 촬영에 의한 항공영상의 기준점 삽입식 영상도화시스템.

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