KR100931029B1 - 항공사진 촬영을 위한 무인항공기 제어방법 - Google Patents

항공사진 촬영을 위한 무인항공기 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 항공사진 촬영자 1인이 무인항공기의 조종 작업과 항공사진 촬영 작업을 동시에 할 수 있도록 하는 항공사진 촬영을 위한 무인항공기 제어방법에 관한 것이다. 상기 항공사진 촬영을 위한 무인항공기 제어방법은, 무인항공기에 탑재된 컨트롤러에 의해 동영상 카메라 촬영명령이 발생되어 무인항공기에 탑재된 액츄에이터가 동영상 카메라를 작동시키는 단계; 상기 동영상 카메라에 의해 획득된 영상이, 동영상 카메라와 연결된 영상 송신기에 의해 지상에 위치한 영상 수신기로 전송되어 영상 수신기와 연결된 모니터에 실시간 디스플레이 됨과 동시에, 상기 동영상 카메라와 연결된 무인항공기 내부의 컨트롤러로 실시간 전송되는 단계; 상기 동영상 카메라에 의해 실시간 전송된 영상을 컨트롤러가 판독하여 영상 상의 목표물의 좌표를 산출하여 목표물이 영상의 중앙부에 위치하였는지를 판단하는 단계; 상기 컨트롤러에 의해 목표물이 영상의 중앙부에 위치하지 않았다고 판단되면, 상기 컨트롤러에 의해 조종타 작동신호가 발생되어 액츄에이터가 조종타를 작동시켜 목표물이 영상의 중앙부에 위치하도록 무인항공기를 이동시키는 단계; 및 상기 무인항공기가 이동되어 목표물이 영상의 중앙부에 위치하면, 컨트롤러에 의해 스틸 영상카메라 작동신호가 발생되어 액츄에이터가 스틸 영상카메라를 작동시켜 목표물의 항공사진을 촬영하는 단계;를 포함하여 구성된다.
무인항공기, 항공사진, 스틸영상 카메라, 동영상 카메라, gps, 자동항법

Description

항공사진 촬영을 위한 무인항공기 제어방법{The remotely piloted vehicle control method for aviation photographing}
본 발명은 항공사진 촬영을 위한 무인항공기 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 항공사진 촬영자 1인이 무인 항공기의 조종과 항공사진의 촬영 작업을 동시에 할 수 있도록 하는 항공사진 촬영을 위한 무인항공기 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 지도제작을 위해서나 대형교량 또는 대형건축물 등을 세울 때 전체적인 윤곽을 알기 위해서는 항공사진을 촬영한다.
상기와 같은 항공사진을 촬영하기 위한 수단으로는 통상적으로 인공위성을 이용하거나 유인항공기를 이용하였으나, 상기와 같이 인공위성과 유인항공기를 이용하여 항공사진을 촬영하기 위해서는 매우 비싼 비용이 소모될 뿐만 아니라 인공위성을 이용하여 촬영할 경우에는 촬영 각도가 거의 수직일 경우에만 가능하므로 사용자가 원하는 각도로 항공사진을 촬영할 수 없을 뿐만 아니라 촬영하고자 하는 장소의 최근 항공사진을 확보하기 매우 어렵다는 문제점이 있었다.
그리하여 최근에는 비용적인 측면에서 저렴한 무인항공기를 이용하여 항공사진의 촬영이 이루어지고 있는 실정이다.
그러나 상기 무인항공기를 이용하여 항공촬영을 하기 위해서는 상기 무인항공기가 항공사진을 촬영하기 위한 목표물 상공 위를 선회할 수 있도록 무인항공기를 조종하는 조종사와 무인항공기에 장착된 스틸영상 카메라를 조작하여 항공사진을 찍는 촬영자가 필요함으로써 반드시 2인이 1조가 되어 작업을 해야만 함으로써 과다한 인력이 투입됨에 따른 인건비가 지출된다는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 항공사진 촬영자 1인이 무인항공기를 조종 작업과 목표물의 항공사진 촬영 작업을 동시에 할 수 있도록 하는 항공사진 촬영을 위한 무인항공기 제어방법을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 항공사진 촬영을 위한 무인항공기 제어방법은, 상기 무인항공기에 탑재된 컨트롤러에 의해 동영상 카메라 촬영명령이 발생되어 액츄에이터가 무인항공기에 탑재된 동영상 카메라를 작동시키는 단계; 상기 동영상 카메라에 의해 획득된 영상이, 동영상 카메라와 연결된 영상 송신기에 의해 지상에 위치한 영상 수신기로 전송되어 영상 수신기와 연결된 모니터에 실시간 디스플레이 됨과 동시에, 상기 동영상 카메라와 연결된 무인항공기 내부의 컨트롤러로 실시간 전송되는 단계; 상기 동영상 카메라에 의해 실시간 전송된 영상을 컨트롤러가 판독하여 영상 상의 목표물의 좌표를 산출하여 목표물이 영상의 중앙부에 위치하였는지를 판단하는 단계; 상기 컨트롤러에 의해 목표물이 영상의 중앙부에 위치하지 않았다고 판단되면, 상기 컨트롤러에 의해 조종타 작동신호가 발생되어 액츄에이터가 조종타를 작동시켜 목표물이 영상의 중앙부에 위치하도록 무인항공기를 이동시키는 단계; 및 상기 무인항공기가 이동되어 목표물이 영상의 중앙부에 위치하면, 컨트롤러에 의해 스틸 영상카메라 작동신호가 발생되어 액츄에 이터가 스틸 영상카메라를 작동시켜 목표물의 항공사진을 촬영하는 단계;를 포함하여 구성된다.
이상, 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 항공사진 촬영을 위한 무인항공기 제어방법은, 무인항공기의 조종 작업과 항공사진 촬영 작업을 항공사진 촬영자 1인이 동시에 행할 수 있도록 하여, 무인항공기를 이용한 항공사진 촬영 작업에 투입되는 인원을 최소화하여 이에 투입되는 인건비용을 대폭 절감할 수 있도록 하는 효과가 있어 매우 유용한 발명인 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 일실시예에 의한 항공사진 촬영을 위한 무인항공기 제어방법에 대한 플로우챠트이고, 도 2는 본 발명에 따른 일실시예에 의한 항공사진 촬영을 위한 무인항공기 제어 시스템의 개략도이다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 항공사진 촬영을 위한 무인항공기 제어방법은, 조종자가 수동으로 상기 무인항공기를 이륙시켜 무인항공기를 목표물 근처의 상공에 진입시키고 자동조종명령을 주면 무인항공기가 지피에스(GPS) 신호를 수신하여 현재 항공기의 위치를 계산하고 무인항공기에 입력되어 있는 촬영 목표물의 경도, 위도와 촬영고도를 이용하여 정확한 목표물위치로 자동으로 이동한 다.
이때, 상기 목표물 주위에는 대략 크기 2m 내외의 표지판을 삼각형 형태로 목표물 주위에 설치하여 상기 무인항공기에 탑재된 동영상 카메라(9)가 목표물을 정확히 찾기 위한 보조 인식물로 사용한다.
상기와 같이 무인항공기가 이륙된 후에는 상기 무인항공기에 탑재된 컨트롤러(5)에 의해 동영상 카메라(9) 촬영명령이 발생되어 엑츄에이터(6)가 무인항공기에 탑재된 동영상 카메라(9)를 작동시킨다.
상기와 같이 동영상 카메라(9)에 의해 획득된 영상은, 동영상 카메라(9)와 연결된 영상 송신기(8)에 의해 지상에 위치한 영상 수신기(2)로 전송되어 상기 영상 수신기(2)와 연결된 모니터(1)에 실시간으로 디스플레이 됨과 동시에, 상기 동영상 카메라(9)와 연결된 컨트롤러(5)로 실시간 전송된다.
상기와 같이 동영상 카메라(9)에 의해 획득된 목표물의 영상이 모니터(1) 상에 디스플레이 되면, 촬영자가 명령 송신기(3)를 통해 명령 수신기(4)로 자동 조종 명령을 전송하여 컨트롤러(5)로 전달하게 되며, 컨트롤러(5)에 자동 조종 명령이 전달됨과 동시에 상기 컨트롤러(5)는 상기 동영상 카메라(9)에 의해 실시간 전송된 영상을 판독하여 영상 상의 목표물의 좌표를 산출하여 목표물이 영상의 중앙부에 위치하였는지를 판단을 하게 된다.
즉, 영상 상의 목표물 좌표는, 동영상 카메라(9)에 의해 획득된 영상이 항공기에 탑재된 컨트롤러(5)에 의해 화면 캡쳐되어 정지영상으로 변환된 후, 상기 컨트롤러(5)에 의해 에지 디텍션(Edge Detection) 영상처리 기법을 통해 정지영상으 로 변환된 영상 상의 목표물의 윤곽을 검출한 다음, 상기 컨트롤러(5)에 의해 상기 영상 상의 목표물 윤곽의 꼭지점의 좌표가 산출되는 과정을 통해 산출되며, 상기와 같이 산출된 영상 상의 목표물 좌표에 의해 컨트롤러(5)가 목표물이 영상의 중앙부에 위치하였는지를 판단을 하게 된다.
이때, 상기 컨트롤러(5)에 의해 목표물이 영상의 중앙부에 위치하지 않았다고 판단되면, 상기 컨트롤러(5)에 의해 조종타(10) 작동신호가 발생되어 액츄에이터(6)가 조종타(10)를 작동시켜 목표물이 영상의 중앙부에 위치하도록 무인항공기를 이동시키게 된다.
즉, 상기 컨트롤러(5)는, 목표물이 영상의 좌측 또는 우측에 위치하였다고 판단되면, 무인항공기를 좌회전 또는 우회전시키기 위한 조종타(10) 작동신호를 발생시켜 액츄에이터(6)에 의해 조종타가 작동되어 무인항공기가 좌회전 또는 우회전되어 목표물이 영상의 우측 또는 좌측으로 이동되어 영상의 중앙부에 위치할 수 있도록 하며, 목표물이 영상의 하부에 위치하였다고 판단되면, 무인항공기를 유턴시키기 위한 조종타(10) 작동신호를 발생시켜 액츄에이터(6)에 의해 조종타(10)가 작동되어 무인항공기를 유턴시켜 동영상 카메라(9)가 목표물을 다시 촬영할 수 있도록 하고, 목표물이 영상의 상부에 위치하였다고 판단되면, 목표물이 영상의 중앙부에 있다고 판단되었을 때와 동일하게 무인항공기를 직진시키기 위한 조종타(10) 작동신호를 발생시켜 목표물이 영상의 하부로 이동되어 영상의 중앙부에 위치할 수 있도록 무인항공기를 이동시킨다.
상기 무인항공기가 이동되어 목표물이 영상의 중앙부에 위치하게 되면, 촬영 자가 명령 송신기(3)를 통해 명령수신기(4)로 스틸 영상카메라(7) 촬영 명령을 전송하여 컨트롤러(5)로 전달하게 되며, 상기와 같이 컨트롤러(5)에 스틸 영상카메라(7) 촬영 명령이 전달되면, 상기 컨트롤러(5)에 의해 스틸 영상카메라(7) 작동신호가 발생되어 액츄에이터(6)가 스틸 영상카메라(7)를 작동시켜 목표물의 항공사진을 촬영하게 된다.
상기와 같이 스틸 영상카메라(7)에 의해 목표물 항공사진의 촬영을 마친 후에는 촬영자가 명령송신기(3)를 통해 명령수신기(4)로 수동 조종명령을 전송하여 수동 조종명령이 컨트롤러(5)에 전달됨으로써 무인항공기가 수동모드로 전환되어 촬영자가 수동으로 명령송신기(3)를 통해 각종 조종 신호를 명령 수신기(4)로 전송하여 컨트롤러(5)에 전달함으로써 무인항공기를 수동으로 조종할 수 있도록 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 항공사진 촬영을 위한 무인항공기 제어방법은 동영상 카메라(9)에 의해 획득된 목표물 영상이 모니터(1)의 중앙에 위치하도록 무인항공기를 자동 조종할 수 있도록 함으로써 촬영자 1인이 무인항공기를 조종함과 동시에 항공촬영을 할 수 있도록 하여 무인항공기를 이용한 항공사진 촬영 작업에 투입되는 인원을 최소화하여 이에 투입되는 인건비용을 대폭 절감할 수 있도록 하는 효과가 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통 상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 일실시예에 의한 항공사진 촬영을 위한 무인항공기 제어방법에 대한 플로우챠트.
도 2는 본 발명에 따른 일실시예에 의한 항공사진 촬영을 위한 무인항공기 제어 시스템의 개략도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
(1) : 모니터 (2) : 영상수신기
(3) : 명령송신기 (4) : 명령수신기
(5) : 컨트롤러 (6) : 액츄에이터
(7) : 스틸영상 카메라 (8) : 영상송신기
(9) : 동영상 카메라 (10) : 조종타

Claims (3)

  1. 항공사진 촬영을 위한 무인항공기 제어방법 있어서,
    상기 무인항공기에 탑재된 컨트롤러에 의해 동영상 카메라 촬영명령이 발생되어 액츄에이터가 무인항공기에 탑재된 동영상 카메라를 작동시키는 단계;
    상기 동영상 카메라에 의해 획득된 영상이, 동영상 카메라와 연결된 영상 송신기에 의해 지상에 위치한 영상 수신기로 전송되어 영상 수신기와 연결된 모니터에 실시간 디스플레이 됨과 동시에, 상기 동영상 카메라와 연결된 컨트롤러로 실시간 전송되는 단계;
    상기 동영상 카메라에 의해 실시간 전송된 영상을 컨트롤러가 판독하여 영상 상의 목표물의 좌표를 산출하여 목표물이 영상의 중앙부에 위치하였는지를 판단하는 단계;
    상기 컨트롤러에 의해 목표물이 영상의 중앙부에 위치하지 않았다고 판단되면, 상기 컨트롤러에 의해 조종타 작동신호가 발생되어 액츄에이터가 조종타를 작동시켜 목표물이 영상의 중앙부에 위치하도록 무인항공기를 이동시키는 단계; 및
    상기 무인항공기가 이동되어 목표물이 영상의 중앙부에 위치하면, 컨트롤러에 의해 스틸 영상카메라 작동신호가 발생되어 액츄에이터가 스틸 영상카메라를 작동시켜 목표물의 항공사진을 촬영하는 단계;를 포함하여 구성되되,
    상기 영상 상의 목표물의 좌표는, 상기 동영상 카메라에 의해 획득된 영상이 항공기에 탑재된 컨트롤러에 의해 화면 캡쳐되어 정지영상으로 변환되는 단계;
    상기 컨트롤러에 의해 에지 디텍션 영상처리 기법을 통해 정지영상으로 변환된 영상 상의 목표물의 윤곽을 검출하는 단계; 및
    상기 컨트롤러에 의해 상기 영상 상의 목표물 윤곽의 꼭지점의 좌표가 산출되는 단계;를 통하여 산출되는 것을 특징으로 하는 항공사진 촬영을 위한 무인항공기 제어방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 목표물이 영상의 좌측 또는 우측에 위치하였다고 판단되면, 무인항공기를 좌회전 또는 우회전시키기 위한 조종타 작동신호를 발생시키며, 목표물이 영상의 하부에 위치하였다고 판단되면, 무인항공기를 유턴시키기 위한 조종타 작동신호를 발생시키고, 목표물이 영상의 상부에 위치하였다고 판단되면, 무인항공기를 직진시키기 위한 조종타 작동신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 항공사진 촬영을 위한 무인항공기 제어방법.
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