KR101089361B1 - 지형변화 감지를 통해 영상도화 이미지의 수정이 가능한 디지털 수치지도시스템 - Google Patents

지형변화 감지를 통해 영상도화 이미지의 수정이 가능한 디지털 수치지도시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 지형변화 감지를 통해 영상도화 이미지의 수정이 가능한 디지털 수치지도시스템에 관한 것으로, 항공기(A)에 설치되어 지상을 촬영하는 카메라(100), 지상에 고정되는 베이스(211)와, 베이스(211)에 돌출 형성되어 전력이 공급되도록 된 단자(212)와, 단자(212)가 개방되도록 개구된 홀(213a)을 형성하고 베이스(211)를 덮는 커버(213)로 된 아웃렛(210); 중공을 갖는 관 형상을 이루고, 하단에는 홀(213a)에 삽입돼 고정되는 지지대(221)와, 지지대(221)의 하단에 돌출 형성되어서 베이스(211)에 형성된 단자(212)와 전기적/물리적으로 탈부착 가능하게 연결되는 단자(222)와, 상단에는 지름방향을 회전축으로 해서 회전가능하게 고정된 아웃터링(223)과, 아웃터링(223)의 내측에서 상기 회전축과 직각으로 배치된 회전축을 중심으로 회전가능하게 고정된 이너링(224)을 구비한 하우징(220); 단자(212, 222)의 전력에 의해 구동하고, 상기 구동에 의해 회전하면서 상하로 승,하강하는 디스크(231)와, 디스크(231)의 둘레에 형성되어서 회전시 양력을 받아 디스크(231)를 상승시키는 프로펠러(232)를 구비한 모터(230); 다양한 각도로 레이저광을 상방 조사하고 이너링(224)에 고정되되 조사되는 상기 레이저광의 파장을 제어해서 색상을 조정할 수 있는 자유전자레이저가 적용된 다수의 레이저(241)와, 레이저(241)의 하방으로 인출되는 링커(242)와, 링커(242)의 하단에 설치되어서 승,하강하는 디스크(231)와 베어링(243a)을 매개로 접하거나 이격되는 추(243)를 구비한 발광수단(240); 항공기(A)와 통신하면서 GPS 위치정보를 수신하는 수신모듈(251)과, 상기 위치정보에 따라 표석용 발광기의 현재 위치 대비 항공기(A)의 위치를 연산하는 위치확인모듈(252)과, 위치확인모듈(252)에서 확인한 항공기(A)의 위치정보를 발신하는 발신모듈(253)과, 수광패널(280)의 레이저광 수광 여부를 확인해서 수광패널(280)이 상기 레이저광을 수광하지 않으면 제어신호를 제어모듈(270)로 전송하는 레이저모듈(254)을 구비한 위치확인수단(250); 단자(212, 222)의 전력을 모터(230)와 발광수단(240)으로 배전하는 배전모듈(260); 위치확인수단(250)으로부터 발신된 상기 위치정보에 따라 모터(230)의 ON/OFF를 제어하고, 상기 제어신호를 수신해서 레이저(241)에서 조사하는 레이저광의 색상을 조정하는 제어모듈(270); 및 원거리에 위치한 기준레이저(400)의 레이저광을 수광하는 수광패널(280);로 된 표석용 발광기(200), 카메라(100)가 촬영한 항공촬영이미지 데이터와, 합성이미지 데이터 및 편집된 영상도화이미지 데이터를 저장하는 이미지DB(310); 카메라(100)로부터 상기 항공촬영이미지 데이터를 수신하는 입력모듈(320); 다수의 상기 항공촬영이미지가 연속성을 갖도록 연결해서 하나의 통합이미지로 편집하되, 서로 이웃하는 항공촬영이미지에서 서로 겹치는 레이저광 이미지(a, b, c, d)를 맞춰 연결하는 합성모듈(330); 상기 통합이미지를 기반으로 영상도화이미지를 도화하고 이를 편집하는 도화모듈(340); 상기 항공촬영이미지 또는 통합이미지 또는 영상도화이미지를 작업자가 가시할 수 있도록 출력하는 출력모듈(350); 및 GPS 정보를 상기 영상도화이미지에 합성해서 수치지도를 완성하되, 상기 GPS 정보의 위치좌표를 레이저광 이미지(a, b, c, d)의 해당 위치에 맞춰서 합성하는 좌표처리모듈(360)로 된 맵에디터(300), 표석용 발광기(200)와 원거리에 배치되고, 수광패널(280)을 향해 레이저광을 조사하는 기준레이저(400)를 포함하는 것이다.

Description

지형변화 감지를 통해 영상도화 이미지의 수정이 가능한 디지털 수치지도시스템{Numerical map system modifing the drawing image by GPS}
본 발명은 지형변화 감지를 통해 영상도화 이미지의 수정이 가능한 디지털 수치지도시스템에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 수치지도 제작은 지상에서 측량기기를 이용하여 제작하는 방법, 항공기 또는 위성 등(이하 '항공기')을 이용해 촬영한 사진 또는 영상과 지상측량 자료를 결합하여 제작하는 방법, 또는 기본 지형도를 수정하여 제작하는 방법 등이 있다. 이중 항공사진 또는 위성영상을 이용하여 제작하는 방법은 지상에서 측량장비를 이용하여 제작하는 방법에 비하여 경제적이므로 광대한 지역의 지도 제작에 널리 사용된다.
항공사진을 이용한 수치지도 제작은, 항공사진 촬영, 촬영된 항공사진의 합성을 통한 1차 도화용 사진이미지 제작을 진행하고, 평면기준점측량 및 표석 매설 측량을 통해 상기 1차 도화용 사진이미지에서 판독이 분명한 지상 물체와 연결할 지상기준점들을 취득한 후, 사진기준점측량과, 해석도화 및 도화원도 출력을 통해 최종적으로 수치도화자료 제작 및 출력을 한다.
계속해서, 수치도화자료의 정확도를 검사하기 위해 출력된 도화원도를 가지고 현지조사를 실시하여 도로 및 시설들의 폭과 위치를 파악하고, 사무실로 돌아와 정위치 편집 단계를 거쳐 도화 과정에서 발생한 오류를 수정하고 도면제작편집 과정을 통해 지도 도식에 맞춰 최종 수정편집을 수행하여 수치지도 제작을 완료한다.
이상 설명한 바와 같이, 수치지도 제작을 위해서는 그 배경이 되는 영상도화이미지에 대한 도화 작업이 필수적이며, 상기 도화 작업을 위해서는 그 기준이 되는 기준점 확인이 절대적이다.
그런데, 상기 기준점 확인은 전술한 바와 같이 매설된 표석 측량과 지상기준점의 지정 등이 해당 현장에서 필수적으로 이루어져야 했다. 즉, 작업자는 도화를 위해 표석이 매설된 현장을 찾아가 위치를 확인하고, 상기 위치를 상기 1차 도화용 사진이미지에 표시해서 GPS 위치에 대한 기준으로 정하는 것이다.
그러나, 이러한 도화 과정은 작업이 실내외에서 반복적으로 이루어져야 하고, 이는 곧 도화 작업의 번거로움과 장기화를 의미하므로, 이러한 문제를 개선할 수 있는 도화시스템이 요구되었다.
이에 본 발명은 상기의 문제를 해소하기 위해 발명된 것으로서, 항공촬영시 표석의 기능을 대체할 수 있는 기준점의 위치 정보를 항공촬영이미지 내에 표시해서 작업자가 표석 확인을 위해 별도로 외근할 필요가 없도록 한 지형변화 감지를 통해 영상도화 이미지의 수정이 가능한 디지털 수치지도시스템의 제공을 기술적 과제로 한다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,
항공기에 설치되어 지상을 촬영하는 카메라,
지상에 고정되는 베이스와, 베이스에 돌출 형성되어 전력이 공급되도록 된 단자와, 단자가 개방되도록 개구된 홀을 형성하고 베이스를 덮는 커버로 된 아웃렛; 중공을 갖는 관 형상을 이루고, 하단에는 홀에 삽입돼 고정되는 지지대와, 지지대의 하단에 돌출 형성되어서 베이스에 형성된 단자와 전기적/물리적으로 탈부착 가능하게 연결되는 단자와, 상단에는 지름방향을 회전축으로 해서 회전가능하게 고정된 아웃터링과, 아웃터링의 내측에서 상기 회전축과 직각으로 배치된 회전축을 중심으로 회전가능하게 고정된 이너링을 구비한 하우징; 단자의 전력에 의해 구동하고, 상기 구동에 의해 회전하면서 상하로 승,하강하는 디스크와, 디스크의 둘레에 형성되어서 회전시 양력을 받아 디스크를 상승시키는 프로펠러를 구비한 모터; 다양한 각도로 레이저광을 상방 조사하고 이너링에 고정되되 조사되는 상기 레이저광의 파장을 제어해서 색상을 조정할 수 있는 자유전자레이저가 적용된 다수의 레이저와, 레이저의 하방으로 인출되는 링커와, 링커의 하단에 설치되어서 승,하강하는 디스크와 베어링을 매개로 접하거나 이격되는 추를 구비한 발광수단; 항공기와 통신하면서 GPS 위치정보를 수신하는 수신모듈과, 상기 위치정보에 따라 표석용 발광기의 현재 위치 대비 항공기의 위치를 연산하는 위치확인모듈과, 위치확인모듈에서 확인한 항공기의 위치정보를 발신하는 발신모듈과, 수광패널의 레이저광 수광 여부를 확인해서 수광패널이 상기 레이저광을 수광하지 않으면 제어신호를 제어모듈로 전송하는 레이저모듈을 구비한 위치확인수단; 단자의 전력을 모터와 발광수단으로 배전하는 배전모듈; 위치확인수단으로부터 발신된 상기 위치정보에 따라 모터의 ON/OFF를 제어하고, 상기 제어신호를 수신해서 레이저에서 조사하는 레이저광의 색상을 조정하는 제어모듈; 및 원거리에 위치한 기준레이저의 레이저광을 수광하는 수광패널;로 된 표석용 발광기,
카메라가 촬영한 항공촬영이미지 데이터와, 합성이미지 데이터 및 편집된 영상도화이미지 데이터를 저장하는 이미지DB; 카메라로부터 상기 항공촬영이미지 데이터를 수신하는 입력모듈; 다수의 상기 항공촬영이미지가 연속성을 갖도록 연결해서 하나의 통합이미지로 편집하되, 서로 이웃하는 항공촬영이미지에서 서로 겹치는 레이저광 이미지를 맞춰 연결하는 합성모듈; 상기 통합이미지를 기반으로 영상도화이미지를 도화하고 이를 편집하는 도화모듈; 상기 항공촬영이미지 또는 통합이미지 또는 영상도화이미지를 작업자가 가시할 수 있도록 출력하는 출력모듈; 및 GPS 정보를 상기 영상도화이미지에 합성해서 수치지도를 완성하되, 상기 GPS 정보의 위치좌표를 레이저광 이미지의 해당 위치에 맞춰서 합성하는 좌표처리모듈로 된 맵에디터,
표석용 발광기와 원거리에 배치되고, 수광패널을 향해 레이저광을 조사하는 기준레이저
를 포함하는 지형변화 감지를 통해 영상도화 이미지의 수정이 가능한 디지털 수치지도시스템이다.
상기의 본 발명은, 지상의 지정된 위치에 설치된 표석용 발광기에 의해서 항공촬영으로 수집한 항공촬영이미지에서 표석의 위치를 정확히 확인해 기준점을 확인할 수 있고, 이렇게 확인한 기준점을 토대로 항공촬영이미지 합성, 영상도화이미지 도화, GPS 정보 합성 등의 정확성과 편의성을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 수치지도시스템의 모습을 도시한 블록도이고,
도 2는 항공카메라에 촬영된 표석용 발광기의 항공촬영이미지를 보인 이미지이고,
도 3은 본 발명에 따른 표석용 발광기의 모습을 분해 도시한 사시도이고,
도 4는 본 발명에 따른 모터와 발광수단의 연동 모습을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 5는 본 발명에 따른 표석용 발광기의 하우징 내 모습을 개략적으로 도시한 단면도이고,
도 6은 본 발명에 따른 표석용 발광기의 동작 모습을 도시한 도면이다.
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.
이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 수치지도시스템의 모습을 도시한 블록도이고, 도 2는 항공카메라에 촬영된 표석용 발광기의 항공촬영이미지를 보인 이미지인 바, 이를 참조해 설명한다.
본 발명에 따른 수치지도시스템은 항공기(A; 도 6 참고)에 설치되어 지상을 촬영하는 카메라(100)와, 지상의 특정 지점에 설치되어 카메라(100)를 향해 레이저광을 조사하는 표석용 발광기(200)와, 카메라(100)의 항공촬영이미지를 수신해서 이를 도화처리하는 맵에디터(300)와, 표석용 발광기(200)의 위치가 정위치에 있는지 여부를 실시간으로 확인하기 위한 기준레이저(400)로 구성된다.
카메라(100)는 항공촬영 전용의 주지된 장비가 적용될 수 있고, 고도가 높은 원거리 촬영시에도 촬영 대상에 대한 높은 해상도가 유지되도록, 4520×2540(1,100만 화소)의 해상도를 지원하는 기기가 적용될 수 있다. 또한, 빠른 속도의 항공기(A)에서 특정 지역에 대한 촬영이미지 수집을 위해 초당 50 ~ 60 프레임의 촬영속도가 가능해야 할 것이다.
일반적으로, 항공촬영 전용 카메라(100)는 항공기(A)의 1회 운항시 다양한 방향과 각도의 촬영이미지를 수집할 수 있도록, 다수 개가 다양한 각도로 배치되고, 이렇게 배치되는 다수의 카메라(100)는 일 지점에서 다양한 방향에 대한 지상 촬영을 진행할 수 있다.
본 발명에 따른 카메라(100)의 성능은, 높은 고도에서도 표석용 발광기(200)에서 조사하는 비교적 저출력의 레이저광을 확인해 촬영할 수 있는 정도면 충분할 것이다.
표석용 발광기(200)는 지상의 특정 지점에 설치되어서 항공촬영시 항공기(A)에 설치된 카메라(100)를 향해 레이저광을 조사하도록 된다. 표석용 발광기(200)에서 조사되는 레이저광은 안전을 위해 1 ~ 20W 내의 저출력으로 조사되고, 카메라(100)의 촬영 확률을 높이기 위해 표석용 발광기(200)는 다수의 레이저광을 일시에 조사하도록 구성된다.
표석용 발광기(200)의 설치 위치는 정확한 위치 확인과 검증을 통해 지정되고, 이렇게 지정된 해당 위치는 수치지도 제작시 지상기준점으로 활용된다. 본 발명에서는 표석용 발광기(200)를 통해 작업자가 해당 표석이 매설된 현장을 직접 방문해서 측량 등의 작업을 하지 않아도 되므로, 도심지 등의 특정 지역에 다수 개를 배치할 수 있고, 이를 통해 복잡한 도심지에 다양한 지상기준점을 배치해 활용할 수 있으므로, 이를 기준으로 해 제작하는 수치지도에 대한 정밀도 및 신뢰도를 높일 수 있는 효과가 있다.
한편, 표석용 발광기(200)는 전력을 공급하는 아웃렛(210)과, 레이저광의 조사를 위한 각종 장치가 내장된 하우징(220)이 탈부착 가능하게 되므로, 항공촬영시에만 상기 장치를 내장한 하우징(220)을 아웃렛(210)에 연결해 사용할 수 있다. 따라서, 상대적으로 고가의 하우징(220) 내 장비를 표석이 위치하는 곳마다 제작해 설치할 필요 없이 항공촬영시마다 설치해 활용하면 되므로, 표석 위치의 증가로 인한 경제적 부담의 증가를 최소화할 수 있다.
표석용 발광기(200)에 구성되는 위치확인수단(250)은 항공기(A)의 위치를 확인해서 레이저광의 조사 여부 및 레이저광의 조사 각도 등을 제어할 수 있도록 하는 것으로서, 이에 대한 설명은 아래에서 보다 상세히 설명한다.
맵에디터(300)는 카메라(100)에 촬영된 항공촬영이미지를 수신해서 이를 기반으로 도화를 진행하는 것으로서, 항공촬영이미지와 합성이미지 및 편집된 영상도화이미지 데이터를 저장하는 이미지DB(310)와, 카메라(100)와 접속해서 카메라(100)로부터 항공촬영이미지 데이터를 수신하는 입력모듈(320)과, 지상이 부분적으로 촬영된 항공촬영이미지가 연속성을 갖도록 연결해서 하나의 통합이미지로 편집하는 합성모듈(330)과, 상기 통합이미지를 기반으로 수치지도의 배경이 되는 영상도화이미지를 도화하는 도화모듈(340)과, 상기 항공촬영이미지 또는 통합이미지 또는 영상도화이미지를 작업자가 가시할 수 있도록 출력하는 출력모듈(350)과, GPS 정보를 상기 영상도화이미지에 적용해서 수치지도를 완성하는 좌표처리모듈(360)로 구성된다.
입력모듈(320)은 항공촬영이미지 데이터를 유,무선으로 수신하기 위한 통상적인 데이터 통신수단으로서, 카메라(100)와 공지,공용의 통신케이블을 통해 연결될 수도 있고, 카메라(100)에 내장된 내장메모리를 읽고 기록된 데이터를 저장할 수도 있으며, 블루투스 또는 지그비 등과 같은 근거리 통신방식을 통해 연결될 수도 있을 것이다.
합성모듈(330)은 출력모듈(350)을 통해 출력되는 프레임 단위의 항공촬영이미지를 작업자가 편집해서 다수의 항공촬영이미지를 연결할 수 있도록 하는 수단으로서, 서로 일체로 연결되는 항공촬영이미지의 해상도와 크기 등을 동일하게 편집하고, 이들을 서로 합성해서 하나의 통합이미지로 편집할 수 있는 통상적인 애플리케이션이 적용될 수 있을 것이다.
여기서, 도 2에서 보인 바와 같이 항공촬영이미지에는 표석용 발광기(200)에서 조사한 레이저광이 촬영되고, 이렇게 촬영된 레이저광 이미지(a, b, c, d)는 정확한 위치 기록이 공개되어 있으므로, 이를 지상기준점으로 해서 항공촬영이미지의 합성 작업을 수행한다. 물론, 항공촬영이미지는 항공기(A)의 촬영 고도에 따라 항공촬영이미지의 가장자리 부분에 대한 위치 오차가 증가하므로, 항공촬영이미지의 중앙부분에 대한 유효범위만이 항공촬영이미지의 합성에 활용되고, 상기 유효범위 내 레이저광 이미지(a, b, c, d) 만이 지상기준점으로 이용됨은 당연할 것이다.
항공촬영이미지의 합성 작업은 도화 작업의 공지,공용의 기술이므로, 항공촬영이미지를 합성하는 구체적인 과정과 적용 이론 등에 대한 설명은 생략한다.
도화모듈(340)은 상기 합성이미지를 기반으로 수치지도의 배경이 되는 영상도화이미지를 작업하는 것으로서, 상기 합성이미지 내 도로 및 특정 인공구조물 등을 지정하면 지정된 해당 도로 및 인공구조물 등을 기준으로 도화모듈(340)은 도화원도를 도화해서 영상도화이미지를 완성한다. 이때, 영상도화이미지에는 표석용 발광기(200)의 레이저광 이미지(a, b, c, d)의 위치가 표시되어서, 좌표처리모듈(360)에 의한 GPS 좌표 합성 시 기준으로 활용될 수 있을 것이다.
계속해서, 도화모듈(340)은 도화원도로 도화한 영상도화이미지를 편집해서 최종 영상도화이미지로 완성하는 기능을 포함한다. 즉, 작업자가 도화원도를 가지고 현지조사를 실시하여 도로 및 시설들의 폭과 위치를 파악해서 이를 기초로 수정 대상을 확인하고, 최종적으로 상기 도화원도를 수정해 최종 영상도화이미지로 편집할 수 있도록 하는 것이다.
도화는 도화지에 직접 도화를 진행하는 기계식과, 영상이미지로 도화하는 영상도화 방식이 있는데, 현재 영상도화 방식이 널리 활용되며, 본 발명에 따른 도화모듈(340)은 영상도화 방식을 적용한다.
상기 합성이미지를 기반으로 한 도화모듈(340)의 도화는 공지,공용의 기술이므로, 영상도화이미지를 도화하는 구체적인 과정과 적용 이론 등에 대한 설명은 생략한다.
출력모듈(350)은 합성모듈(330)의 항공촬영이미지 및 합성이미지와 도화모듈(340)의 영상도화이미지를 출력할 수 있도록 하는 것으로서, 통상적인 모니터 등이 적용될 수 있을 것이다.
좌표처리모듈(360)은 GPS와 연동하면서 도화모듈(340)에서 완성한 영상도화이미지에 GPS 좌표를 합성하는 것으로서, 레이저광 이미지(a, b, c, d)의 촬영 위치를 기준으로 GPS 좌표를 맞추어서 영상도화이미지와 GPS 좌표를 최종 합성한다. 즉, 레이저광의 발광 지점은 위치좌표가 정확히 기록된 표석 위치이므로, GPS 좌표의 해당 위치좌표를 레이저광 이미지(a, b, c, d)에 맞춰서 서로 합성하는 것이다.
기준레이저(400)는 표석용 발광기(200)로부터 이격 배치되어서, 표석용 발광기(200)를 향해 레이저광을 일정하게 조사하는 것으로서, 표석용 발광기(200)는 기준레이저(400)가 조사하는 상기 레이저광을 수신하기 위한 수광패널(280)을 포함한다.
도 3은 본 발명에 따른 표석용 발광기의 모습을 분해 도시한 사시도인 바, 이를 참조해 설명한다.
본 발명에 따른 표석용 발광기(200)는 전력을 공급하는 아웃렛(210)과, 모터(230) 및 발광수단(240)을 보호하는 하우징(220)과, 모터(230)와, 발광수단(240)과, 배전모듈(260; 도 5 참고)과, 제어모듈(270; 도 5 참고) 및 수광패널(280)을 포함한다.
아웃렛(210)은 표석으로 지정된 정확한 위치에 고정설치된다. 이때, 아웃렛은 표석용 발광기(200) 전체가 안정하게 고정되도록 지지하므로, 해당 위치에 견고한 고정이 이루어지도록 되어야 할 것이다. 통상적으로 본 발명에 따른 표석용 발광기(200)는 도심지에 적용되고, 항공촬영의 효율을 높이기 위해 건물(B; 도 6 참고) 옥상에 설치되는 것이 바람직할 것이다. 한편, 아웃렛(210)은 건물(B)로부터 공급되는 전력을 제공받아 모터(230) 및 발광수단(240)의 구동에 필요한 전력을 확보한다.
아웃렛(210)의 구조를 좀 더 구체적으로 설명하면, 아웃렛(210)은 건물(B)에 고정되는 베이스(211)와, 베이스(211)의 상면에 돌출된 단자(212)와, 단자(212)가 개방되도록 홀(213a)이 형성되고 베이스(211)를 덮는 커버(213)로 구성된다.
단자(212)는 베이스(211)에 돌출된 스탠드(211a)의 상단에 형성될 수 있고, 건물(B)로부터 인출된 배전선과 연결돼 통전될 수 있다. 한편, 단자(212)는 하우징(220)과 아웃렛(210) 간의 탈부착시 하우징(220)에 형성된 단자(222)와 원활히 탈부착할 수 있는 구조여야 하는데, 본 발명에 따른 실시 예에서는 스크류 방식을 적용했다. 즉, 동축에 코어를 형성하고, 스크류 방식으로 단자(212, 222)를 상호 체결할 수 있도록 해서, 전기적/물리적 탈부착이 원활히 이루어지도록 한 것이다.
이외에도 단자(212, 222)는 일반적인 플러그 타입이 적용될 수도 있다. 본 발명에 따른 단자(212, 222)는 모터(230) 및 발광수단(240)에 전력을 제공하면서 탈부착 가능한 구조이면 무엇이든지 가능하므로, 제시된 본 실시 예에 한정하는 것은 아니다.
커버(213)는 하우징(220)의 단자(222)가 삽입될 수 있는 홀(213a)을 형성하고, 베이스(211)를 덮어서 베이스(211)에 형성된 단자(212)를 보호하는 기능을 한다. 따라서, 하우징(220)이 분리된 경우 단자(212)가 우수 등에 의해 합선되거나 이물질이 유입되는 것을 방지한다. 이를 위해 홀(213a)은 별도의 마개(미도시함)를 매개로 개폐되어야 할 것이다.
하우징(220)은 중공을 갖는 관 형상으로서, 하단에는 홀(213a)에 삽입돼 긴밀히 고정되는 지지대(221)가 돌출 형성되고, 지지대(221)의 하단에는 아웃렛(210)의 단자(212)와 연결되는 단자(222)가 형성된다.
계속해서, 하우징(220)의 상단에는 지름방향을 회전축으로 해서 회전가능하게 고정된 아웃터링(223)과, 아웃터링(223)의 내측에서 상기 회전축과 직각으로 배치된 회전축을 중심으로 회전가능하게 고정된 이너링(224)이 구성된다.
아웃터링(223)과 이너링(224)은 발광수단(240)의 상단이 고정되어서, 발광수단(240)의 조사 방향이 다양하게 조준될 수 있도록 하는 것으로서, 이에 대한 설명은 아래에서 상세히 한다.
모터(230)는 디스크(231)와, 디스크(231)의 둘레에 돌출 형성된 프로펠러(232)를 포함한다. 디스크(231)는 상면이 마찰계수가 큰 탄성의 고무재질이 적용되고, 모터(230)에 의해 회전한다. 프로펠러(232)는 디스크(231)의 회전시 양력을 받아 디스크(231)를 상방으로 상승시키는 것으로서, 발광수단(240)의 추(243)와 디스크(231)가 서로 접하도록 한다. 모터(230)의 동작 모습과 발광수단(240)과의 연동 구조는 아래에서 상세히 설명한다.
미설명 도면부호 "233"은 모터(230)를 하우징(220)에 고정하는 "거치대"로, 모터(230)가 하우징(220)과 일체가 되도록 지지한다.
발광수단(240)은 다양한 방향으로 조준되고 이너링(224)에 고정된 다수의 레이저(241)와, 레이저(241)의 하방으로 인출된 링커(242)와, 링커(242)의 하단에 설치되는 추(243)로 구성된다. 추(243)의 하단에는 디스크(231)와의 맞물림 시 추(243) 자체가 디스크(231)의 회전력을 전달받지 않도록 하는 베어링(243a)이 형성된다.
레이저(241)는 직상방으로 레이저광을 조사하도록 조준된 주레이저와, 상기 주레이저를 중심으로 둘레에 배치되어서 일정한 각도로 조준된 다수의 보조레이저로 구성될 수 있다. 레이저(241)는 원격에 위치한 카메라(100)가 촬영할 수 있는 충분한 출력으로 레이저광을 조사할 수 있도록 되는 것이 바람직하고, 이를 위해 상기 레이저광의 출력은 통상적으로 1 ~ 20W로 제한될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 레이저(241)는 표석용 발광기(200)의 위치 상태에 따라 항공촬영이미지에 기록될 수 있도록, 조사되는 레이저광의 색을 조정할 수 있다. 이를 위해 레이저(241)는 자유전자레이저가 적용될 수 있다. 자유전자레이저는 전자가속기와 언듀레이터(Undulator) 및 광공진기(光共振器)로서 구성된다. 자유전자레이저는 주지된 바와 같이, 상기 전자가속기로부터의 고에너지 전자빔을 교번자장기의 주기적인 자기장(磁氣場) 속으로 유도해서 발생하는 방사광을 간섭에 의해 강화하고 광공진기에 의해 축적하는 과정을 되풀이해서 전자빔과 상호작용시킴으로써 파장정도로 전자빔을 군집(群集)시켜 휘도(輝度)가 높은 강한 유도방사를 발생시키는 레이저장치이다.
일반적인 레이저가 원자, 분자 등의 속박된 전자의 상태 간 천이에 의한 광 방출을 이용하는데 비해, 자유전자레이저는 속박되어 있지 않은 자유로운 전자빔을 이용하기 때문에 이런 이름이 붙었다. 원리적으로는 단파장의 한계가 없고 자유롭게 파장을 바꿀 수가 있어서 레이저광의 색상 조정이 가능하다.
본 발명에 따른 레이저(241)에 적용되는 자유전자레이저는 공지,공용의 기술이므로, 자유전자레이저에 대한 동작원리와 구조 및 구성에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
링커(242)의 하단에는 일정한 무게를 갖는 추(243)가 고정되어서, 추(243)의 하중에 의해 레이저(241)는 항시 중력방향에 대향하는 방향으로 레이저광을 조준해 발사할 수 있다. 따라서 하우징(220)의 위치가 외력에 의해 기울어지더라도 상기 주레이저와 보조레이저는 항공기(A)의 카메라(100)를 향해 정확히 레이저광을 조사할 수 있다.
위치확인모듈(250)은 항공기(A)와 실시간으로 통신하면서 항공기(A)의 현재 위치를 확인하는 것으로서, 항공기(A)가 표석용 발광기(200)에 근접해서 직상방에 위치할 경우, 발광수단(240)에서 직상방으로 조사하는 레이저광을 정확히 조사할 수 있도록 모터(230)의 동작을 제어할 수 있도록 한다.
배전모듈(260)은 아웃렛(210)으로부터 공급되는 전력을 모터(230)와 발광수단(240)에 배전하는 것으로서, 통상적인 배전기술이 적용된다.
제어모듈(270)은 위치확인모듈(250)과 통신하면서 모터(230)의 ON/OFF를 제어한다.
수광패널(280)은 하우징(220)에 설치되어서 원거리에 위치한 기준레이저(400)의 레이저광을 수광하도록 된 것이다. 표석용 발광기(200)의 아웃렛(210)은 일단 설치되면 표석으로 그 위치의 변동이 없으므로, 수치지도 제작시 절대적인 기준점으로 활용된다. 따라서, 기준레이저(400)의 조사 방향은 항시 지정된 표석용 발광기(200)의 수광패널(280)을 향하도록 되고, 이를 통해 수광패널(280)은 항시 기준레이저(400)의 레이저광을 수광한다. 이를 위한 수광패널(280)은 통상적인 수광센서가 적용될 수 있을 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 모터와 발광수단의 연동 모습을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 표석용 발광기의 하우징 내 모습을 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 표석용 발광기의 동작 모습을 도시한 도면인 바, 이를 참조해 설명한다.
도 4(a)에 도시한 바와 같이, 모터(230)가 동작하지 않는 경우에는 디스크(231)는 회전하지 않고 추(243)와도 서로 접하지 않는다.
위치확인수단(250)은 항공기(A)와의 통신을 위한 수신모듈(251)과, 항공기(A)가 전송한 GPS 위치정보를 확인해서 현재 항공기의 위치를 연산하는 위치확인모듈(252)과, 확인된 항공기(A)의 위치정보를 표석용 발광기(200)로 전송하는 발신모듈(253)과 레이저모듈(254)로 구성된다.
수신모듈(251)은 S1 또는 S3에 위치한 항공기로부터 위치정보를 수신하고, 위치확인모듈(252)은 이를 해당 표석용 발광기(200)의 위치와 비교 연산해서 해당 항공기의 현재 위치를 확인한다. 발신모듈(253)은 이렇게 확인된 상기 항공기의 위치정보를 표석용 발광기(200)의 제어모듈(270)로 전송한다.
결국, 모터(230)의 동작에 의해 디스크(231)가 회전하고, 양력을 받은 프로펠러(232)에 의해 디스크(231)는 상승하면서 추(243)와 접하게 된다. 이때 추(243)의 하단에는 베어링(243a)이 구성되면서, 디스크(231)와 추(243)는 베어링(243a)을 매개로 맞물린다. 따라서 디스크(231)의 회전으로 추(243)가 디스크(231)를 따라 이동하고, 그 이동은 링커(242)를 통해 레이저(241)로 전달되어서, 레이저(241)의 레이저광 조사 범위가 확장된다. 이때 레이저(241)는 아우터링(223)과 이너링(224)에 의해 하우징(220)과 고정되므로, 추(243)의 회전을 따라 간섭없이 원활히 회전할 수 있다.
계속해서, 수신모듈(251)이 S2에 위치한 항공기(A)로부터 위치정보를 수신하면, 전술한 과정에 따라 위치확인수단(250)이 처리해서 제어모듈(270)로 해당 항공기(A)의 최종 위치정보를 전송한다.
제어모듈(270)은 직상방에 위치한 항공기(A)의 카메라(100)가 한 점으로의 레이저광을 수신할 수 있도록 하기 위해 모터(230)의 동작을 정지시킨다. 이는 레이저(241)가 회전할 경우 비교적 큰 원형으로 카메라(100)에 촬영되므로 표석의 위치가 정확히 기록되지 못하기 때문이다.
결국, 디스크(231)는 그 회전을 멈추면서 하강하고 추(243)는 더 이상의 동력을 전달받지 못하므로 중력에 의해 레이저(241)는 중력에 대향하는 방향으로 조준하게 되며, 이를 통해 레이저(241)는 직상방에 위치한 항공기(A)를 향해 레이저광을 조사한다. 물론, 제어모듈(270)의 제어는 표석용 발광기(200)를 중심으로 항공기(A)의 고도에 따라 범위를 차등하게 설정해서, 해당 범위 안으로 항공기(A)가 진입하면 전술한 형태의 제어가 이루어지도록 했다.
한편, 레이저모듈(254)은 수광패널(280)과 통신하면서 수광패널(280)의 레이저광 수광 여부를 실시간으로 감지하고, 상기 레이저광이 정상적으로 수광되지 못한 것으로 확인되면 제어신호를 제어모듈(270)로 전송한다.
여기서 수광패널(280)이 레이저광을 수광하지 못하는 경우는 표석용 발광기(200)가 위치한 장소 또는 지형에 변화가 있어서 표석용 발광기(200)의 위치에 조정이 있었거나, 기준레이저(400)가 위치한 장소 또는 지형에 변화가 있어서 기준레이저(400)의 위치 조정이 있었던 경우이다. 즉, 해당 지형의 변화를 항공촬영 시 간접적으로 확인할 수 있고, 이를 통해 작업자가 현장 조사를 실시할 수 있는 것이다.
제어모듈(270)은 발신모듈(253)이 전송한 상기 위치정보를 수신하고 모터(230)의 ON/OFF를 제어해서 도 4(b)와 같이 동작시킨다. 또한, 제어모듈(270)은 레이저모듈(254)이 전송한 상기 제어신호를 수신하고, 레이저(241)의 발신 파장을 조정해서 레이저광의 색상에 변화를 준다. 일 예를 들어 설명하면, 수광패널(280)이 기준레이저(400)의 레이저광을 정상적으로 수광하면 제어모듈(270)은 상기 제어신호를 수신하지 않으므로 레이저(241)는 전력을 받아 통상적인 붉은 색상의 레이저광을 조사한다. 그러나, 레이저모듈(254)로부터 상기 제어신호를 수신한 제어모듈(270)이 레이저(241)의 파장을 조정하면, 레이저(241)는 전력을 받아 조정된 색상인 노란색 또는 주황색 등의 레이저광을 조사한다.
카메라(100)는 색상이 수정된 레이저광 이미지를 촬영하고, 다른 색상의 레이저광 이미지(a, b, c, d)가 촬영된 항공촬영이미지를 작업자가 확인해서, 다른 색상의 레이저광 이미지(a, b, c, d)가 위치한 지점에 대한 지형변화 여부를 간접적으로 알 수 있고, 이를 통해 해당 지점에 대한 수치지도의 수정 및 갱신을 시행할 수 있다.
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.
100; 카메라 200; 표석용 발광기 210; 아웃렛
220; 하우징 230; 모터 240; 발광수단
250; 위치확인수단 260; 배전모듈
270; 제어모듈 300; 맵에디터 310; 이미지DB
320; 입력모듈 330; 합성모듈 340; 도화모듈
350; 출력모듈 360; 좌표처리모듈

Claims (1)

  1. 항공기(A)에 설치되어 지상을 촬영하는 카메라(100),
    지상에 고정되는 베이스(211)와, 베이스(211)에 돌출 형성되어 전력이 공급되도록 된 단자(212)와, 단자(212)가 개방되도록 개구된 홀(213a)을 형성하고 베이스(211)를 덮는 커버(213)로 된 아웃렛(210); 중공을 갖는 관 형상을 이루고, 하단에는 홀(213a)에 삽입돼 고정되는 지지대(221)와, 지지대(221)의 하단에 돌출 형성되어서 베이스(211)에 형성된 단자(212)와 전기적/물리적으로 탈부착 가능하게 연결되는 단자(222)와, 상단에는 지름방향을 회전축으로 해서 회전가능하게 고정된 아웃터링(223)과, 아웃터링(223)의 내측에서 상기 회전축과 직각으로 배치된 회전축을 중심으로 회전가능하게 고정된 이너링(224)을 구비한 하우징(220); 단자(212, 222)의 전력에 의해 구동하고, 상기 구동에 의해 회전하면서 상하로 승,하강하는 디스크(231)와, 디스크(231)의 둘레에 형성되어서 회전시 양력을 받아 디스크(231)를 상승시키는 프로펠러(232)를 구비한 모터(230); 다양한 각도로 레이저광을 상방 조사하고 이너링(224)에 고정되되 조사되는 상기 레이저광의 파장을 제어해서 색상을 조정할 수 있는 자유전자레이저가 적용된 다수의 레이저(241)와, 레이저(241)의 하방으로 인출되는 링커(242)와, 링커(242)의 하단에 설치되어서 승,하강하는 디스크(231)와 베어링(243a)을 매개로 접하거나 이격되는 추(243)를 구비한 발광수단(240); 항공기(A)와 통신하면서 GPS 위치정보를 수신하는 수신모듈(251)과, 상기 위치정보에 따라 표석용 발광기의 현재 위치 대비 항공기(A)의 위치를 연산하는 위치확인모듈(252)과, 위치확인모듈(252)에서 확인한 항공기(A)의 위치정보를 발신하는 발신모듈(253)과, 수광패널(280)의 레이저광 수광 여부를 확인해서 수광패널(280)이 상기 레이저광을 수광하지 않으면 제어신호를 제어모듈(270)로 전송하는 레이저모듈(254)을 구비한 위치확인수단(250); 단자(212, 222)의 전력을 모터(230)와 발광수단(240)으로 배전하는 배전모듈(260); 위치확인수단(250)으로부터 발신된 상기 위치정보에 따라 모터(230)의 ON/OFF를 제어하고, 상기 제어신호를 수신해서 레이저(241)에서 조사하는 레이저광의 색상을 조정하는 제어모듈(270); 및 원거리에 위치한 기준레이저(400)의 레이저광을 수광하는 수광패널(280);로 된 표석용 발광기(200),
    카메라(100)가 촬영한 항공촬영이미지 데이터와, 합성이미지 데이터 및 편집된 영상도화이미지 데이터를 저장하는 이미지DB(310); 카메라(100)로부터 상기 항공촬영이미지 데이터를 수신하는 입력모듈(320); 다수의 상기 항공촬영이미지가 연속성을 갖도록 연결해서 하나의 통합이미지로 편집하되, 서로 이웃하는 항공촬영이미지에서 서로 겹치는 레이저광 이미지(a, b, c, d)를 맞춰 연결하는 합성모듈(330); 상기 통합이미지를 기반으로 영상도화이미지를 도화하고 이를 편집하는 도화모듈(340); 상기 항공촬영이미지 또는 통합이미지 또는 영상도화이미지를 작업자가 가시할 수 있도록 출력하는 출력모듈(350); 및 GPS 정보를 상기 영상도화이미지에 합성해서 수치지도를 완성하되, 상기 GPS 정보의 위치좌표를 레이저광 이미지(a, b, c, d)의 해당 위치에 맞춰서 합성하는 좌표처리모듈(360)로 된 맵에디터(300), 및
    표석용 발광기(200)와 원거리에 배치되고, 수광패널(280)을 향해 레이저광을 조사하는 기준레이저(400)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 지형변화 감지를 통해 영상도화 이미지의 수정이 가능한 디지털 수치지도시스템.
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