KR101106578B1

KR101106578B1 - 은폐된 지형지물에 대한 영상이미지를 도화하는 정밀영상 도화시스템

Info

Publication number: KR101106578B1
Application number: KR1020110065327A
Authority: KR
Inventors: 성동권; 전형섭
Original assignee: (주)올포랜드
Priority date: 2011-07-01
Filing date: 2011-07-01
Publication date: 2012-01-25

Abstract

본 발명은 은폐된 지형지물에 대한 영상이미지를 도화하는 정밀영상 도화시스템에 관한 것으로, 인공위성(A)과 통신하면서 현재의 GPS 위치좌표를 측정 연산하는 지피에스모듈(110); 항공기(P)의 고도계측기 및 수평감지기와 연동하면서 항공기(P)가 현재 위치한 고도와 기체의 수평 상태를 확인하고, 확인된 고도 및 수평 상태에 따라 카메라(130)의 동작을 제어하는 위치인식모듈(120); 카메라(130); 하방으로 개구된 개구부(141b)를 갖는 중공(141a)과 구 외면 형상의 공간으로 된 가이드공(141c)을 구비하면서 항공기(P)에 일체로 고정되는 가이드볼(141)과, 가이드공(141c) 일부에 주입되는 유체(142)와, 하단에 카메라(130)가 고정되고 내면에 나사산이 형성된 암나사관(143b)과 암나사관(143b)과 일렬로 배치되고 카메라(130)와 대향하는 위치에 볼(143a)이 형성되는 본체(143e)와 본체(143e)에 설치되는 길이조정모터(143c)와 길이조정모터(143c)의 동력을 받아 회전하면서 암나사관(143b)과 나사산 결합하는 스크류(143d)와 스크류(143d) 및 암나사관(143b)에 양단이 이동가능하게 삽입되어서 스크류(143d)의 회전에 의해 암나사관(143b)이 회전하지 않도록 지지하는 레일(143f)로 된 바아(143)와, 볼(143a)이 구 외면 형상을 한 가이드공(141c)의 구 중심에 위치하도록 피봇 구조로 연결하고 가이드볼(141)에 고정되는 축대(144)와, 중심으로 바아(143)가 관통하게 고정되고 가장자리는 가이드공(141c)에 이동가능하게 삽입되는 곡면 형상의 보울(145)과, 유체(142)의 유력이 보울(145)에 효과적으로 전달되도록 가이드공(141c)을 횡단하는 방향으로 형성되어서 보울(145)의 가장자리에 고정되는 펜스(146)로 구성된 위치조정대(140); 카메라(130)에 촬영된 항공촬영이미지를 출력하고, 이웃하는 지역을 촬영한 항공촬영이미지를 서로 연결 합성하며, 지피에스모듈(110)에서 확인한 위치좌표를 해당 항공촬영이미지에 링크하는 편집모듈(150); 상기 항공촬영이미지를 저장하는 메모리(160); 유압에 의해 피스톤의 직선운동을 제어하는 유압실린더부재(181a)와 상기 피스톤의 말단에 설치되어서 볼(143a)의 표면에 밀착되도록 하는 패드(181b)로 구성된 브레이커(181)를 구성하고, 지피에스모듈(110)과 연동하면서 등록된 위치정보의 해당 위치에 항공기(P)의 인접 여부를 확인하며, 항공기(P)가 상기 위치에 인접하면 유압실린더부재(181a)의 유압을 제어해 패드(181b)가 볼(143a)에 밀착되도록 하는 갱신모듈(180); 지상의 도화장치(200)와 통신하면서 상기 항공촬영이미지를 실시간으로 무선 전송하는 통신모듈(170); 유체(142)를 보관하는 탱크(191)와, 가이드공(141c)을 개구하는 주입구(192)와, 탱크(191)와 주입구(192)의 연결라인을 개폐하며 길이조정모터(143c)의 동작방향에 따라 유체(142)의 이동방향을 강제하는 밸브(193)로 구성된 조정모듈(190);을 구비하면서 항공기(P)에 설치되는 촬영장치(100), 및 촬영장치(100)의 통신모듈(170)과 통신하면서 상기 항공촬영이미지를 실시간으로 수신하는 통신모듈(210); 상기 항공촬영이미지를 도화하는 도화모듈(220); 재촬영이 요구되는 위치의 위치좌표를 포함한 재촬영신호를 입력받아 통신모듈(210)을 통해 촬영장치(100)로 전송하는 처리모듈(230);을 구비하는 도화장치(200)를 포함하는 것이다.

Description

은폐된 지형지물에 대한 영상이미지를 도화하는 정밀영상 도화시스템{Drawing system by the aerial work image}

본 발명은 은폐된 지형지물에 대한 영상이미지를 도화하는 정밀영상 도화시스템에 관한 것이다.

수치지도의 배경이 되는 도화이미지는 지형정보 영상이미지(이하 '항공촬영이미지')를 기반으로 제작된다. 즉, 항공촬영으로부터 얻어진 항공촬영이미지를 이용해 도화이미지를 우선 제작하고, 상기 도화이미지에 GPS/INS 등의 위치정보 및 각종 지리 정보 등을 결합시켜서 최종 수치지도를 완성하는 것이다. 따라서, 정확한 수치지도를 제작하기 위해서는 무엇보다 정확한 항공촬영이미지를 수집하는 것이 중요하다.

항공촬영은 도 1(항공촬영 모습을 도시한 도면)에 도시한 바와 같이, 항공기(P)에 설치된 고배율,고해상도를 갖는 고성능 카메라(130)가 일정 고도에서 초당 수회에 걸쳐 지상을 촬영하며 진행되고, 이러한 촬영을 통해 수집된 항공촬영이미지들 중 수치지도 제작에 적용될 수 있는 최적의 항공촬영이미지를 선별해 도화이미지의 대상으로 활용한다.

하지만, 항공기(P)는 창공을 일정속도로 운항하는 기기이므로, 항공기(P)의 고도 조정, 조향 조정 등에 따라 항공기(P) 기체의 자세가 변할 수 있고, 상기 기체의 자세 변화는 카메라(130)의 촬영각도에 변화를 일으킬 수 있어서, 카메라(130)가 의도한 대상을 촬영하지 못하게 되는 문제가 있었다.

이러한 문제를 해소하기 위해 종래에는 카메라(130)를 항공기(P)의 기체와 피봇 구조로 연결시켜서, 상기 기체가 전후좌우로 회동하더라도 카메라(130)의 자중에 의해 해당 중력방향을 유지하면서 상기 기체와는 독립적으로 그 상태를 유지할 수 있도록 하는 기술이 제안되었다.

하지만, 카메라(130)가 항공기(P)의 기체와 독립적으로 고정되더라도, 항공기((P)의 속도 조절 또는 조향 조정 등에 따라 카메라(130)에 관성이 적용되면서, 오히려 카메라(130)가 더 흔들리게 되는 문제가 있었다. 즉, 항공기(P)의 속도가 갑자기 줄어들거나, 항공기(P)가 갑자기 선회할 경우 카메라(130)는 자체 관성에 의해 항공기(P)의 기체와는 다른 방향으로 회동하면서 촬영 각도가 크게 변하고, 이를 통해 의도한 대상을 촬영하지 못하는 문제가 발생한 것이다.

결국, 항공기(P)의 운항 행태에 따라 카메라(130)에 적용되는 관성은 카메라(310)로 하여금 의도하지 않은 대상을 촬영하게 하거나 광학적인 오차를 야기해서 정밀한 항공촬영이미지 수집을 곤란하게 하고, 이를 통해 상기 항공촬영이미지를 기반으로 제작되는 도화이미지 및 수치지도를 세밀하면서 상세하게 제작할 수 없는 한계가 있었다. 또한, 계획된 대로 촬영하지 못하는 구간이 발생하면서 향후 항공기(P)의 재운항을 통해 항공촬영을 다시 해야 하는 경제적/시간적 불합리함 또한 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위해 안출된 것으로서, 항공기의 자세 변화에 상관없이 카메라가 독립적으로 현 상태를 유지할 수 있고, 항공기의 운항 행태에 따라 카메라에 적용되는 관성을 상쇄시켜서 카메라가 계획된 지점을 정확히 촬영해서 촬영에 대한 오차율을 최소화할 수 있도록 하는 은폐된 지형지물에 대한 영상이미지를 도화하는 정밀영상 도화시스템의 제공을 기술적 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,

인공위성(A)과 통신하면서 현재의 GPS 위치좌표를 측정 연산하는 지피에스모듈(110); 항공기(P)의 고도계측기 및 수평감지기와 연동하면서 항공기(P)가 현재 위치한 고도와 기체의 수평 상태를 확인하고, 확인된 고도 및 수평 상태에 따라 카메라(130)의 동작을 제어하는 위치인식모듈(120); 카메라(130); 하방으로 개구된 개구부(141b)를 갖는 중공(141a)과 구 외면 형상의 공간으로 된 가이드공(141c)을 구비하면서 항공기(P)에 일체로 고정되는 가이드볼(141)과, 가이드공(141c) 일부에 주입되는 유체(142)와, 하단에 카메라(130)가 고정되고 내면에 나사산이 형성된 암나사관(143b)과 암나사관(143b)과 일렬로 배치되고 카메라(130)와 대향하는 위치에 볼(143a)이 형성되는 본체(143e)와 본체(143e)에 설치되는 길이조정모터(143c)와 길이조정모터(143c)의 동력을 받아 회전하면서 암나사관(143b)과 나사산 결합하는 스크류(143d)와 스크류(143d) 및 암나사관(143b)에 양단이 이동가능하게 삽입되어서 스크류(143d)의 회전에 의해 암나사관(143b)이 회전하지 않도록 지지하는 레일(143f)로 된 바아(143)와, 볼(143a)이 구 외면 형상을 한 가이드공(141c)의 구 중심에 위치하도록 피봇 구조로 연결하고 가이드볼(141)에 고정되는 축대(144)와, 중심으로 바아(143)가 관통하게 고정되고 가장자리는 가이드공(141c)에 이동가능하게 삽입되는 곡면 형상의 보울(145)과, 유체(142)의 유력이 보울(145)에 효과적으로 전달되도록 가이드공(141c)을 횡단하는 방향으로 형성되어서 보울(145)의 가장자리에 고정되는 펜스(146)로 구성된 위치조정대(140); 카메라(130)에 촬영된 항공촬영이미지를 출력하고, 이웃하는 지역을 촬영한 항공촬영이미지를 서로 연결 합성하며, 지피에스모듈(110)에서 확인한 위치좌표를 해당 항공촬영이미지에 링크하는 편집모듈(150); 상기 항공촬영이미지를 저장하는 메모리(160); 유압에 의해 피스톤의 직선운동을 제어하는 유압실린더부재(181a)와 상기 피스톤의 말단에 설치되어서 볼(143a)의 표면에 밀착되도록 하는 패드(181b)로 구성된 브레이커(181)를 구성하고, 지피에스모듈(110)과 연동하면서 등록된 위치정보의 해당 위치에 항공기(P)의 인접 여부를 확인하며, 항공기(P)가 상기 위치에 인접하면 유압실린더부재(181a)의 유압을 제어해 패드(181b)가 볼(143a)에 밀착되도록 하는 갱신모듈(180); 지상의 도화장치(200)와 통신하면서 상기 항공촬영이미지를 실시간으로 무선 전송하는 통신모듈(170); 유체(142)를 보관하는 탱크(191)와, 가이드공(141c)을 개구하는 주입구(192)와, 탱크(191)와 주입구(192)의 연결라인을 개폐하며 길이조정모터(143c)의 동작방향에 따라 유체(142)의 이동방향을 강제하는 밸브(193)로 구성된 조정모듈(190);을 구비하면서 항공기(P)에 설치되는 촬영장치(100), 및

촬영장치(100)의 통신모듈(170)과 통신하면서 상기 항공촬영이미지를 실시간으로 수신하는 통신모듈(210); 상기 항공촬영이미지를 도화하는 도화모듈(220); 재촬영이 요구되는 위치의 위치좌표를 포함한 재촬영신호를 입력받아 통신모듈(210)을 통해 촬영장치(100)로 전송하는 처리모듈(230);을 구비하는 도화장치(200)

를 포함하는 은폐된 지형지물에 대한 영상이미지를 도화하는 정밀영상 도화시스템이다.

상기의 본 발명은, 항공기의 급격한 방향 조정 및 속도 변화에 따른 유체의 이동에 의해 카메라가 저항을 받아 그 이동에 제한을 받도록 함으로서, 지상을 촬영하는 카메라가 항공기의 운항 상태에 상관없이 촬영 업무를 독립적으로 정확히 수행할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 항공촬영 모습을 도시한 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 도화시스템을 도시한 블록도이고,
도 3은 본 발명에 따른 위치조정대의 모습을 분해 도시한 사시도이고,
도 4는 본 발명에 따른 위치조정대의 모습을 도시한 단면도이고,
도 5는 본 발명에 따른 위치조정대의 동작모습을 도시한 단면도이고,
도 6은 본 발명에 따른 합성된 항공촬영이미지의 일부 구간을 재촬영해서, 해당 구간의 항공촬영이미지를 합성하는 모습을 보인 이미지이고,
도 7은 본 발명에 따른 브레이커의 동작 모습을 도시한 단면도이고,
도 8은 본 발명에 따른 조정모듈의 동작 모습을 도시한 단면도이다.

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 의거해 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 도화시스템을 도시한 블록도인바, 이를 참조해 설명한다.

본 발명에 따른 도화시스템은 촬영장치(100)와 도화장치(200)로 구성된다.

촬영장치(100)는, 인공위성(A)과 통신하면서 현재 위치를 연산 확인하는 지피에스모듈(110)과, 항공기(P)에 장착된 고도계측기 및 수평감지기 등과 연동하면서 항공기(P)의 현재 위치 및 자세 등을 확인하는 위치인식모듈(120)과, 지상을 촬영하는 카메라(130)와, 카메라(130)를 항공기(P)에 고정하는 위치조정대(140)와, 카메라(130)가 촬영한 항공촬영이미지를 수신해 편집하고 지피에스모듈(110)로부터 위치좌표를 확인해서 항공촬영이미지에 해당 위치좌표를 링크하는 편집모듈(150)과, 상기 항공촬영이미지를 저장하는 메모리(160)와, 등록된 갱신 대상 지점에 항공기(P)가 도착하면 카메라(130)가 외력에 의해 흔들리지 않도록 일시적으로 정지시키는 갱신모듈(180)과, 위치조정대(140) 내 유체(142)의 양을 조정하는 조정모듈(190)과, 상기 항공촬영이미지를 전송하는 통신모듈(170)로 구성된다.

도화장치(200)는, 촬영장치(100)로부터 전송된 항공촬영이미지를 수신하는 통신모듈(210)과, 수신된 항공촬영이미지에 따라 도화를 진행해서 수치지도의 배경이 되는 도화이미지를 완성하는 도화모듈(220)과, 수신된 상기 항공촬영이미지의 상태를 확인하고 불량 항공촬영이미지에 촬영된 해당 지역을 재촬영하도록 통신모듈(210)을 통해 촬영장치(100)로 재촬영신호를 전송하는 처리모듈(230)로 구성된다.

지피에스모듈(110)은 GPS 전용 인공위성(A)과 통신하면서 현재 GPS 위치좌표를 연산해 출력할 수 있도록 된 공지,공용의 기술로, 연산된 위치좌표는 카메라(130)가 촬영한 해당 항공촬영이미지와 링크할 수 있도록 처리된다. 인공위성(A)과 통신하면서 현재의 GPS 위치좌표를 확인해 출력하는 기술은 앞서 언급한 바와 같이 공지,공용기술로써 주지된 기술이므로, 여기서는 지피에스모듈(110)의 동작원리, 위치좌표를 확인하는 구체적인 동작모습 및 연산식 등에 대한 상세 설명은 생략한다.

위치인식모듈(120)은 항공기(P)의 고도계측기 및 수평감지기 등과 통신하면서 항공기(P)의 현재 고도 및 수평상태 등을 확인하는 것으로서, 항공기(P)의 비행상태에 따른 카메라(130)의 최적화된 촬영 시점을 확인한다. 따라서, 촬영자가 최적화된 촬영 고도를 위치인식모듈(120)에 설정하면, 위치인식모듈(120)은 고도계측기와 통신하면서 항공기(P)의 비행고도를 실시간으로 확인하다가 해당 고도에 이르면 카메라(130)의 동작을 제어해서 지상을 지속적으로 촬영하도록 한다. 또한, 위치인식모듈(120)은 상기 수평감지기와 실시간으로 통신하면서 항공기(P)의 수평상태를 확인하고, 항공기(P)의 수평상태가 안정 범위에 이르면 카메라(130)의 동작을 제어해서 지상을 지속적으로 촬영하도록 한다.

결국, 촬영자가 카메라(130)를 일일이 조작하지 않아도 위치인식모듈(120)이 고도계측기 및 수평감지기와 통신하면서 최적의 촬영 시점을 파악해 지상을 촬영하므로, 고속으로 이동하는 항공기(P)에서 실수로 지상 촬영을 누락하는 불상사를 최소화할 수 있다.

카메라(130)는 원거리에서 지상을 촬영할 수 있는 통상적인 항공촬영용 촬영수단으로서, 고해상도의 기기가 요구된다.

위치조정대(140)는 카메라(130)를 항공기(P)에 고정하는 것으로서, 항공기(P)의 비행 상태에 상관없이 카메라(130)가 항시 지상을 중력 방향으로 수직촬영할 수 있도록 한다. 이때, 본 발명에 따른 위치조정대(140)는 항공기(P)가 갑작스런 속도 조정 또는 방향 선회 시, 카메라(130)의 촬영 각도가 급격히 변하는 것을 최소화해서 카메라(130)가 지정된 위치 이외에 불필요한 부분을 촬영하는 방지한다. 위치조정대(140)에 대한 보다 구체적인 설명은 아래에서 상세히 한다.

편집모듈(150)은 카메라(130)가 촬영한 항공촬영이미지를 수신해서 이를 동일 배율로 조정하고, 이웃하는 항공촬영이미지끼리 서로 연결 및 합성해서 합성된 항공촬영이미지로 편집하는 것으로서, 편집모듈(150)은 촬영된 항공촬영이미지를 실시간으로 출력해 촬영자에게 제시하고, 촬영자는 편집모듈(150)을 조작해서 이들 중 최적화된 항공촬영이미지를 선정해 서로 연결하고, 하나의 항공촬영이미지로 최종 편집한다. 따라서, 편집모듈(150)은 촬영자에게 촬영된 항공촬영이미지를 실시간으로 출력하고, 촬영자의 조작에 따라 선택된 항공촬영이미지를 서로 연결해서 하나의 항공촬영이미지로 최종 편집하는 기능을 수행한다. 이를 위한 편집모듈(150)은 이미지 편집기능을 갖는 애플리케이션이 적용될 수 있고, Adobe 사의 Photoshop과 같은 공지,공용의 소프트웨어가 상기 애플리케이션으로 실시될 수 있을 것이다.

메모리(160)는 카메라(130)가 촬영한 항공촬영이미지와, 편집모듈(150)에서 편집한 합성된 항공촬영이미지를 저장한다. 메모리(160)는 삽탈이 가능한 USB 메모리 형태를 이룰 수도 있고, 통상적인 외장 하드 형태를 이룰 수도 있다.

갱신모듈(180; 도 4 참조)은 건물의 신축, 토목 공사, 지각의 변동 등으로 인한 변화로 인해 수치지도의 업그레이드가 요구될 때, 해당 지역에 대한 위치정보가 촬영자에 의해 등록되면 항공기(P)가 상기 지역을 통과할 경우 카메라(130)가 외력에 의해 흔들리지 않도록 일시적으로 단단히 고정시켜서, 현재의 안정된 상태에서 지상을 효과적으로 촬영할 수 있도록 한다. 이를 위해 갱신모듈(180)은 지피에스모듈(110)과 연동하고, 위치조정대(140)에 내설된 브레이커(181)를 제어한다.

브레이커(181)는 유압에 의해 피스톤을 직선운동시키는 유압실린더부재(181a)와, 유압실린더부재(181a)의 말단에 설치되어 볼(143a)의 외면에 선택적으로 밀착되는 패드(181b)로 구성된다.

이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 갱신모듈(180)은 지피에스모듈(110)과 연동하면서 촬영자가 등록한 지역에 도착 여부를 확인하고, 상기 지역에 도착한 것으로 확인되면 도 7(본 발명에 따른 브레이커의 동작 모습을 도시한 단면도)에 도시한 바와 같이, 브레이커(181)의 유압실린더부재(181a)에 유압을 높여서 패드(181b)를 볼(143a)에 밀착시킨다. 물론, 패드(181b)는 마찰계수가 높은 재질로 제작되므로, 패드(181b)와 밀착된 볼(143a)은 상기 마찰력에 의해 움직임이 제한되고, 이를 통해 카메라(130)의 회동은 정지된다.

한편, 상기 지역을 벗어난 것으로 확인되면 갱신모듈(180)은 유압실린더부재(181a)의 유압을 낮춰 피스톤을 당기고, 이를 통해 패드(181b)는 볼(143a)로부터 분리되면서, 볼(143a)이 자유롭게 움직일 수 있도록 한다.

조정모듈(190; 도 4 참조)은 위치조정대(140)의 가이드공(141c)에 주입된 유체(142)의 양을 조정해서 카메라(130)가 받는 유체(142)의 유력을 조절할 수 있도록 하는 것으로서, 유체(142)를 보관하는 탱크(191)와, 가이드공(141c)을 개구하는 주입구(192)와, 탱크(191)와 주입구(192)의 연결라인을 개폐하며 길이조정모터(143c)의 동작방향에 따라 유체(142)의 이동방향을 강제하는 밸브(193)로 구성된다. 여기서, 밸브(193)는 펌프기능을 갖추면서 탱크(191)에 있는 유체(142) 또는 가이드공(141c)에 있는 유체(142)를 일정량으로 강제이동시킬 수 있다.

통신모듈(170)은 편집모듈(150)에 저장된 항공촬영이미지를 지상에 위치한 도화장치(200)에 실시간으로 무선 전송하는 것으로서, 통신모듈(170)에 의해 전송되는 항공촬영이미지에는 지피에스모듈(110)에서 확인된 위치좌표가 링크된다.

한편, 도화장치(200)의 통신모듈(210)은 촬영장치(100)로부터 전송된 항공촬영이미지 및 위치좌표를 무선수신하는 것으로서, 촬영장치(100)의 통신모듈(170)과 실시간으로 무선통신하면서 상기 항공촬영이미지 및 위치좌표를 패킷 단위로 수신할 수 있다.

도화모듈(220)은 편집모듈(150)에서 편집한 일체화된 합성된 항공촬영이미지를 기반으로 수치지도의 배경이 되는 도화이미지를 제작하는 것으로서, 상기 합성된 항공촬영이미지를 기반으로 통상적인 도화 작업을 진행한다. 도화모듈(220)로는 통상적인 영상도화기가 적용될 수 있고, 이러한 영상도화기는 항공촬영이미지에 담긴 이미지를 도화해서 수치지도의 배경에 알맞는 도화이미지를 최종 완성한다.

항공촬영이미지 등과 같은 사진이미지를 기반으로 도화를 진행하는 도화모듈은 공지,공용의 기술이므로, 여기서는 도화를 위해 적용되는 기계장치, 구체적인 도화 과정 등에 대한 설명은 생략한다.

처리모듈(230)은 상기 합성된 항공촬영이미지 중 누락된 구간 또는 도화이미지 중 불분명한 구간을 확인하고, 상기 구간에 대한 재촬영을 지시하는 재촬영신호를 촬영장치(100)로 전송하는 것으로서, 상기 재촬영신호의 통신은 통신모듈(170, 210)을 매개로 이루어진다.

앞서 언급한 바와 같이 촬영장치(100)로부터 도화장치(200)에 실시간으로 전송되는 합성된 항공촬영이미지는 도화이미지로 도화하기 위한 자료로 활용되고, 도화모듈(220)은 상기 합성된 항공촬영이미지를 일일이 확인하면서 도화를 진행한다. 그런데, 이러한 과정에서 누락된 항공촬영이미지 또는 식별이 곤란한 항공촬영이미지가 확인되면 해당 항공촬영이미지에 링크된 위치좌표를 확인하고, 해당 위치좌표에서의 지상촬영을 추가로 요청한다. 이때, 위치좌표에 대한 정보는 처리모듈(220)이 확인할 수도 있고, 하지 못할 수도 있는데, 재촬영이 요구되는 위치에 대한 위치좌표를 확인할 수 있는 경우엔 해당 위치좌표를 곧바로 발송하고, 상기 위치좌표를 확인할 수 없는 경우엔 이웃하는 다른 항공촬영이미지의 위치좌표를 통해 문제가 된 지점의 위치좌표를 추적해 발송한다.

처리모듈(230)은 합성된 항공촬영이미지에서 누락된 구간을 확인해서 해당 구간에 대한 위치좌표를 촬영장치(100)로 전송하고, 촬영장치(100)는 이를 수신해서 해당 위치좌표를 출력하며, 촬영자는 출력된 위치좌표로 항공기(P)를 이동시켜서 동일한 고도에서 해당 지역에 대한 항공촬영을 진행해 해당 항공촬영이미지를 획득한다.

계속해서, 편집모듈(150)은 획득한 상기 항공촬영이미지를 도 6(본 발명에 따른 합성된 항공촬영이미지의 일부 구간을 재촬영해서, 해당 구간의 항공촬영이미지를 합성하는 모습을 보인 이미지)에서 보인 바와 같이, 상기 합성된 항공촬영이미지에 삽입해서 최종 합성된 항공촬영이미지를 완성한다. 이렇게 완성된 최종 합성된 항공촬영이미지는 메모리(160)에 저장되고, 통신모듈(170)을 통해 도화장치(200)로 전송되어서, 도화모듈(220)이 도화작업을 속행할 수 있도록 한다.

도 3은 본 발명에 따른 위치조정대의 모습을 분해 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 위치조정대의 모습을 도시한 단면도인 바, 이를 참조해 설명한다.

본 발명에 따른 위치조정대(140)는, 항공기(P)의 기체에 일체로 고정되고 하방으로 개구된 개구부(141b)를 갖는 중공(141a)을 형성하며 구 외면 형상의 공간을 이루는 가이드공(141c)을 갖는 가이드볼(141)과, 가이드공(141c)의 일부를 채우도록 주입되는 유체(142)와, 하단에는 카메라(130)가 고정되고 상단은 개구부(141b)를 관통해 중공(141a)으로 삽입되며 볼(143a)이 형성된 바아(143)와, 볼(143a)을 매개로 바아(143)와 피봇 구조로 연결되고 가이드볼(141)에 고정되는 축대(144)와, 중심이 바아(143)에 고정되고 가장자리는 가이드공(141c)으로 이동가능하게 삽입되는 보울(145)과, 가이드공(141c)을 횡단하는 방향으로 보울(145)의 가장자리에 형성되고 다수의 구멍(146a)이 형성된 펜스(146)로 이루어진다.

가이드볼(141)은 반경이 다른 두 개의 구가 동축으로 이격하게 배치 고정되면서 구 외면 형상의 가이드공(141b)을 이루고, 하단에는 상기 구의 중공(141a)을 개구하는 개구부(141b)가 형성되어서 바아(143)가 중공(141a)으로 삽입될 수 있도록 한다. 참고로, 상기 두 개의 구를 서로 고정하기 위해서는 가이드공(141b) 중간에 유체(142)가 통과할 수 있는 통로가 형성된 기둥(미인출됨)을 두어서, 상기 기둥이 상기 두 개의 구를 서로 연결 및 고정하도록 할 수 있다.

유체(142)는 유동성을 가지며 점성이 있는 액체로, 석유 제품이 적용될 수 있을 것이다.

바아(143)는 개구부(141b)를 관통해 중공(141a)에 고정되는 것으로서, 하단에는 카메라(130)가 고정되고, 카메라(130)에 대향하는 위치인 상단에는 볼(143a)이 고정된다. 한편, 바아(143)는 카메라(130)의 촬영 위치를 조정할 수 있도록 그 길이를 조절할 수 있도록 되며, 이를 위해 바아(143)는 카메라(130)가 고정되며 내면에 나사산이 형성된 암나사관(143b)과, 볼(143a)이 고정되며 암나사관(143b)과 일렬로 배치되는 본체(143e)와, 본체(143e)에 설치되는 길이조정모터(143c)와, 길이조정모터(143c)의 동력을 받아 회전하면서 암나사관(143b)과 나사산 결합되어서 회전방향에 따라 암나사관(143b)을 인입출시키는 스크류(143d)와, 양단이 암나사관(143b) 및 본체(143e)에 이동가능하게 삽입되어서 스크류(143d)의 회전에 의해 암나사관(143b)이 회전하지 않도록 지지하는 레일(143f)로 구성된다.

이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 촬영자는 배율의 조정, 또는 은페된 지형에 대한 보다 정밀한 촬영을 목적으로 카메라(130)의 위치를 조정할 수 있고, 이를 위해 길이조정모터(143c)를 조작해서 바아(143)의 길이를 조절할 수 있다.

그런데, 바아(143)의 길이가 길어져서 카메라(130)가 가이드볼(141)로부터 이격되면 회동 중심인 볼(143a)로부터 카메라(130)가 멀어지는 것이므로, 카메라(130)의 회동시 지렛대의 원리에 의해 보울(145)은 더 큰 힘을 받게 된다. 따라서, 이를 상충시키기 위해 더 많은 양의 유체(142)가 요구되고, 이를 위해 조정모듈(190)은 밸브(193)를 제어해서 도 8(본 발명에 따른 조정모듈의 동작 모습을 도시한 단면도)에 도시한 바와 같이, 탱크(191)로부터 유체(142)를 가이드공(141c)으로 강제 주입시킨다. 결국, 증가된 유체(142)의 유력은 볼(143a)로부터 멀어진 카메라(130)의 회동도 충분히 저지해서, 항공기(P)의 급격한 비행 상태 변화로 인해 카메라(130)의 촬영을 불량하게 하는 문제를 해소한다.

한편, 바아(143)의 길이가 짧아져서 카메라(130)가 볼(143a)에 근접하면, 조정모듈(190)의 밸브(193)는 가이드공(141c)에 위치한 유체(142)를 강제로 배출시켜서 그 양을 줄이고, 이를 통해 카메라(130)와의 균형을 맞춘다.

축대(144)는 가이드볼(141)의 중공(141a)에 배치되며 볼(143a)이 가이드공(141b)의 구 중심에 위치되도록 고정한다.

보울(145)은 그 중심으로 바아(143)가 관통하도록 고정되고, 가장자리가 가이드공(141c)으로 삽입되어서 바아(143)의 상대이동을 따라 이동가능하도록 된다. 이때, 가이드공(141c)은 구의 외면 형상을 이루므로 곡면을 이루고, 따라서 보울(145) 또한 곡면으로 제작된다. 결국, 보울(145)은 그 이동에 간섭없이 가이드공(141c)을 따라 원활히 이동할 수 있다.

펜스(146)는 보울(145)의 말단에 형성되어서 가이드공(141c)을 횡단하도록 된 것으로서, 유체(142)의 이동에 따른 유력이 보울(145)에 충분히 전달되도록 한다. 결국, 유체(142)의 유력이 펜스(146)를 통해 보울(145)에 전달되고, 이렇게 전달된 유력은 바아(143)에 전달돼 카메라(130)의 촬영 방향을 제어할 수 있도록 한다. 한편, 펜스(146)에는 유체(142)가 관통할 수 있는 구멍(146a)이 형성될 수 있고, 펜스(146)에 의해 공간이 구획된 가이드공(141c)이 구멍(146a)을 통해 연통되어서, 항공기(P)가 평형을 회복하면 그에 따라 보울(145)이 유체(142)를 헤치고 원활히 이동할 수 있도록 한다.

도 5는 본 발명에 따른 위치조정대의 동작모습을 도시한 단면도인 바, 이를 참조해 설명한다.

도 5(a)에 도시한 바와 같이, 위치조정대(140)는 운항 중인 항공기(P)의 기체가 기울어질 때 가이드볼(141) 또한 항공기(P)의 기체와 함께 기울어지나, 바아(143)는 카메라(130)의 자중에 의해 현 위치를 유지하면서 볼(143a)을 중심으로 회동하므로, 카메라(130)는 항공기(P)의 자세와는 상관없이 지상의 지정된 위치를 정확히 촬영할 수 있다.

한편, 항공기(P)의 속도 조절 또는 방향 선회(실선 화살표) 등으로 인해 카메라(130)에 관성(점선 화살표)이 작용할 경우, 도 5(b)에 도시한 바와 같이, 가이드공(141c)에 주입된 유체(142)에도 관성이 작용(점선 화살표)하면서 가이드공(141c)을 따라 이동한다. 이때, 유체(142)는 가이드공(141c)의 좌측으로 집중되면서 좌측 펜스(146)를 가압하고, 상기 가압은 좌측 보울(145)로 전달돼 바아(143)를 우측으로 밀어내면서, 관성의 작용을 받는 카메라(130)가 좌측으로 이동하는 것을 최소화한다. 결국, 항공기(P)의 갑작스런 우측으로의 방향 선회(실선 화살표)에 의해 관성의 작용(점선 화살표)으로 인해 좌측으로 회동하게 될 카메라(130)는 전술한 바와 같이 유체(142)의 저항에 의해 그 회동이 저지되면서 최소화되고, 이를 통해 촬영 오차율을 줄일 수 있다.

참고로, 카메라(130)의 움직임을 효과적으로 제한하기 위해 유체(142)의 질량은 카메라(130)의 질량에 상응하도록 되어야 할 것이나, 카메라(130)의 질량보다 커서 오히려 유체(142)의 유력이 카메라(130)를 이동시키는 불합리함은 없도록 하는 것이 바람직할 것이다.

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; 촬영장치 110; 지피에스모듈 120; 위치인식모듈
130; 카메라 140; 위치조정대 141; 가이드볼
141c; 가이드공 142; 유체 143; 바아
144; 축대 145; 보울 146; 펜스
150; 편집모듈 160; 메모리 170; 통신모듈
200; 도화장치 210; 통신모듈 220; 도화모듈
230; 처리모듈

Claims

인공위성(A)과 통신하면서 현재의 GPS 위치좌표를 측정 연산하는 지피에스모듈(110); 항공기(P)의 고도계측기 및 수평감지기와 연동하면서 항공기(P)가 현재 위치한 고도와 기체의 수평 상태를 확인하고, 확인된 고도 및 수평 상태에 따라 카메라(130)의 동작을 제어하는 위치인식모듈(120); 카메라(130); 하방으로 개구된 개구부(141b)를 갖는 중공(141a)과 구 외면 형상의 공간으로 된 가이드공(141c)을 구비하면서 항공기(P)에 일체로 고정되는 가이드볼(141)과, 가이드공(141c) 일부에 주입되는 유체(142)와, 하단에 카메라(130)가 고정되고 내면에 나사산이 형성된 암나사관(143b)과 암나사관(143b)과 일렬로 배치되고 카메라(130)와 대향하는 곳에 볼(143a)이 형성되는 본체(143e)와 본체(143e)에 설치되는 길이조정모터(143c)와 길이조정모터(143c)의 동력을 받아 회전하면서 암나사관(143b)과 나사산 결합하는 스크류(143d)와 스크류(143d) 및 암나사관(143b)에 양단이 이동가능하게 삽입되어서 스크류(143d)의 회전에 의해 암나사관(143b)이 회전하지 않도록 지지하는 레일(143f)로 된 바아(143)와, 볼(143a)이 구 외면 형상을 한 가이드공(141c)의 구 중심에 위치하도록 피봇 구조로 연결하고 가이드볼(141)에 고정되는 축대(144)와, 중심으로 바아(143)가 관통하게 고정되고 가장자리는 가이드공(141c)에 이동가능하게 삽입되는 곡면 형상의 보울(145)과, 유체(142)의 유력이 보울(145)에 효과적으로 전달되도록 가이드공(141c)을 횡단하는 방향으로 형성되어서 보울(145)의 가장자리에 고정되는 펜스(146)로 구성된 위치조정대(140); 카메라(130)에 촬영된 항공촬영이미지를 서로 이웃하는 지역에 해당하는 이미지끼리 연결해 합성된 항공촬영이미지로 편집하고, 지피에스모듈(110)에서 확인한 위치좌표를 상기 합성된 항공촬영이미지에 링크하는 편집모듈(150); 상기 촬영된 항공촬영이미지와, 합성된 항공촬영이미지를 저장하는 메모리(160); 유압에 의해 피스톤의 직선운동을 제어하는 유압실린더부재(181a)와 상기 피스톤의 말단에 설치되어서 볼(143a)의 표면에 밀착되도록 하는 패드(181b)로 구성된 브레이커(181)를 구성하고, 지피에스모듈(110)과 연동하면서 등록된 위치정보의 해당 위치에 항공기(P)의 인접 여부를 확인하며, 항공기(P)가 상기 위치에 인접하면 유압실린더부재(181a)의 유압을 제어해 패드(181b)가 볼(143a)에 밀착되도록 하는 갱신모듈(180); 지상의 도화장치(200)와 통신하면서 상기 합성된 항공촬영이미지를 실시간으로 무선 전송하는 통신모듈(170); 유체(142)를 보관하는 탱크(191)와, 가이드공(141c)을 개구하는 주입구(192)와, 탱크(191)와 주입구(192)의 연결라인을 개폐하며 길이조정모터(143c)의 동작방향에 따라 유체(142)의 이동방향을 강제하는 밸브(193)로 구성된 조정모듈(190);을 구비하면서 항공기(P)에 설치되는 촬영장치(100), 및
촬영장치(100)의 통신모듈(170)과 통신하면서 상기 합성된 항공촬영이미지를 실시간으로 수신하는 통신모듈(210); 상기 합성된 항공촬영이미지를 도화하는 도화모듈(220); 재촬영이 요구되는 위치의 위치좌표를 포함한 재촬영신호를 입력받아 통신모듈(210)을 통해 촬영장치(100)로 전송하는 처리모듈(230);을 구비하는 도화장치(200)
를 포함하는 것을 특징으로 하는 은폐된 지형지물에 대한 영상이미지를 도화하는 정밀영상 도화시스템.