KR101193413B1 - 도화이미지 및 지피에스 정보 합성을 통해 수정정보를 반영하는 공간영상도화 장치 및 수치지도 업데이트 방법 - Google Patents

도화이미지 및 지피에스 정보 합성을 통해 수정정보를 반영하는 공간영상도화 장치 및 수치지도 업데이트 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 지형 및 지리정보에 변화가 발생한 지역에 대한 도화이미지 및 지피에스 정보를 기존 수치지도 데이터에 부분적으로 반영해서 업데이트하고 부분적인 업데이트를 통하여 전체의 수치지도를 갱신시키는 도화이미지 및 지피에스 정보 합성을 통해 수정정보를 반영하는 공간영상도화 장치 및 수치지도 업데이트 방법에 관한 것으로, 회전축을 중심으로 회동하며 원형의 원주에 종동기어부를 형성한 원반부와 원주에 종동기어부에 대응하는 기어를 형성한 주동기어부와 정방향 또는 역방향으로 회전하는 스텝모터부를 구비한 회동부; 해당 명령신호에 의하여 정방향 또는 역방향으로 회전하는 제어신호를 각각 출력하는 스텝모터구동부와 스텝모터부를 시간 단위 또는 거리 단위로 정방향 또는 역방향 회전하도록 명령하는 중앙처리부와 수신된 지피에스 정보를 분석하고 산술평균하여 연산된 위치정보를 실시간 출력하는 지피에스 데이터부와 위치정보를 할당된 영역에 저장하고 검색된 운용 파라미터, 프로그램, 데이터를 출력하는 기록부와 상대방과 이동통신 접속하고 지피에스 데이터부가 출력하는 위치정보를 송신하는 이동통신부를 구비한 신호처리부로 이루어진 현장측정부 및 현장측정부의 위치정보를 수신하고 도화이미지에 적용하며 적용된 부분을 기준으로 거리에 반비례한 값을 반영하는 방식으로 전체 수치지도의 좌표값 데이터를 갱신하는 도화서버부를 포함하는 특징이 있다.

Description

도화이미지 및 지피에스 정보 합성을 통해 수정정보를 반영하는 공간영상도화 장치 및 수치지도 업데이트 방법{System of updating numerical data in picture image with GPS data and operating method thereof}
본 발명은 도화이미지 및 지피에스 정보 합성을 통해 수정정보를 반영하는 공간영상도화 장치 및 수치지도 업데이트 방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 지형 및 지리정보에 변화가 발생한 지역에 대한 도화이미지 및 지피에스 정보를 기존 수치지도 데이터에 부분적으로 반영해서 업데이트할 수 있고 부분적인 업데이트를 통하여 전체의 수치지도를 최신 정보로 갱신시키는 도화이미지 및 지피에스 정보 합성을 통해 수정정보를 반영하는 공간영상도화 장치 및 수치지도 업데이트 방법에 관한 것이다.
도화는 항공사진을 이용하여 수치 데이터에 의한 지형도를 제작하는 것으로 수정도화방법, 해석도화방법 및 수치도화방법 등이 있고 정밀한 지형도의 수치 데이터를 신속하게 얻을 수 있는 기술이다.
도화 이미지는 항공사진을 사용하므로 실제 지형지물의 수치정보와 매우 동일 유사한 정보를 취득할 수 있으며 지상의 지형지물은 대규모 건설 등에 의하여 부분적인 변경이 수시로 발생할 수 있으므로 수치화된 도화이미지는 정기 또는 비정기적으로 수정과 보완이 필요하다.
항공 사진 이미지(도화이미지, 도화정보, 수치지도)는 고가의 항공기를 이용하여 촬영하며 국가정보원 등의 국가기관으로부터 촬영된 이미지를 일일이 전수 검수를 받아야 되므로 비용적인 측면 및 절차적인 측면 등에서 매우 부담스러운 것이 일반적이다.
또한, 지상의 지형지물은 건설, 개발, 건축 등에 의하여 일부의 영역이 수시로 변경되며 그때마다 고가의 항공 촬영을 반복하는 것도 매우 부담스러울 수 있다.
한편, 카메라 렌즈의 곡률, 촬영 각도 등 광학적인 한계에 의하여 고층건물이 밀집한 지역, 번잡한 지역 등은 항공기를 이용하는 경우에도 완전한 평면으로 촬영하기 어려우며 촬영된 이미지에는 부분적인 왜곡 또는 굴곡이 있는 것이 일반적이다.
촬영되어 부분적인 왜곡이 있는 다수의 사진 이미지 또는 도화이미지는 합성시켜 하나의 통합이미지로 편집하며 부분적인 수정, 갱신이 필요하다.
항공 촬영된 다수 도화이미지의 합성을 위한 종래기술로 특허등록 제10-1099014호(2011. 12. 20.)에 의한 “지피에스 및 항공촬영이미지의 합성 처리를 통해 도화이미지의 오차를 수정하는 영상도화이미지 보정시스템”이 있다.
도 1 은 종래 기술에 의한 것으로 지피에스를 기반으로 지형구조물의 위치별 측지측량 데이터를 갱신하는 측량시스템의 기능 구성도 이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 카메라(100), 표적용 발광기(200) 및 맵에디터(300)를 포함하는 구성이다.
카메라(100)는 항공기에 하나 이상 장착되어 지표면을 4520*2540의 해상도와 초당 50-60 프레임으로 촬영하면서 표적용 발광기(200)가 출력하는 레이저광 신호를 촬영한다.
표적용 발광기(200)는 아울렛(210), 하우징(220), 위치확인수단(250)으로 구성되며 지상의 검증된 위치에 설치되고 지표면으로부터 수직방향의 지상을 향하여 레이저광을 발사한다.
아울렛(210)은 지상의 검증된 다수 위치에 각각 설치되고 비교적 가격이 비싼 하우징(220) 및 위치확인수단(250)은 선택된 위치의 아울렛(210)에 탈부착 상태로 설치된다.
항공기가 항공 촬영할 지상의 예상된 지점에 설치된 아울렛(210)에 하우징(220)을 결합시키므로 항공기의 카메라(100)는 표적용 발광기(200)가 출력하는 레이저광 신호를 촬영할 수 있게 된다.
맵에디터(300)는 이미지 DB(310), 입력모듈(320), 합성모듈(330), 도화모듈(340), 출력모듈(350) 및 좌표처리모듈(360)을 포함하며 카메라(100)가 촬영한 항공이미지를 수신하여 도화 처리한다.
입력모듈(320)은 카메라(100)가 항공 촬영한 이미지를 입력하며 합성모듈(330)에 의하여 항공촬영된 이미지가 연속성을 갖도록 통합이미지로 합성하고 도화모듈(340)은 통합이미지를 수치 정보에 의한 도화이미지로 도화 시킨다.
출력모듈(350)은 항공촬영된 이미지, 통합이미지, 도화이미지를 시각적으로 출력하며 좌표처리모듈(360)은 도화이미지에 GPS에 의한 위치정보를 적용시켜 수치값에 의한 도화이미지(도화정보, 수치지도)를 완성한다.
종래기술은 지상의 검증된 다수 위치에 표적용 발광기(200)를 설치하므로 항공촬영된 이미지 합성의 기준점을 정확하게 제공하여 합성된 이미지 및 수치화된 도화이미지의 신뢰성을 높일 수 있는 장점이 있다.
그러나 종래기술은 지상의 특정위치에서 지형구조물 또는 지형지물의 변화에 따른 변경된 수치정보를 정확하게 반영하여 업데이트(갱신)하지 못하는 문제가 있다.
따라서 지형지물이 변화된 어느 한 지점의 지피에스 정보로 측정된 좌표 정보를 도화이미지의 해당 부분에 적용하므로 전체 도화이미지를 갱신(업데이트, update)시키는 기술을 개발할 필요가 있다.
상기와 같은 종래 기술의 문제점과 필요성을 해소하기 위하여 안출한 본 발명은 지형지물이 부분적으로 변화된 지역의 수치값에 의한 좌표정보를 지피에스로 실측하고, 실측된 정보를 도화이미지의 해당 부분에 반영시키므로 전체 도화이미지의 수치정보를 갱신시키는 도화이미지 및 지피에스 정보 합성을 통해 수정정보를 반영하는 공간영상도화 장치 및 수치지도 업데이트 방법을 제공한다.
본 발명의 과제를 달성하기 위한 것으로 도화이미지 및 지피에스 정보 합성을 통해 수정정보를 반영하는 공간영상도화 장치는 회전축(1110)을 중심으로 회동하며 원형의 원주에 종동기어부(1120)를 형성한 원반부(1130)와 상기 원반부(1130)의 지름보다 작은 지름을 하며 원주에 상기 종동기어부(1120)에 대응하는 기어를 형성한 주동기어부(1140)와 상기 주동기어부(1140)의 축에 회동축을 연결 설치하고 해당 제어신호에 의하여 정방향 또는 역방향으로 회전하는 스텝모터부(1150)를 구비한 회동부(1100); 상기 스텝모터부(1150)에 접속하며 해당 명령신호에 의하여 정방향 또는 역방향으로 회전하는 제어신호를 각각 출력하는 스텝모터구동부(1210)와 상기 스텝모터구동부(1210)에 접속하고 로딩되어 설정된 운용 파라미터에 의하여 상기 스텝모터부(1150)를 시간 단위 또는 거리 단위로 정방향 또는 역방향 회전하도록 명령하고 각 기능부의 운용상태를 감시하며 제어하는 중앙처리부(1220)와 상기 중앙처리부(1220)의 해당 제어신호에 의하여 지피에스 인공위성(2000)으로부터 실시간 수신된 다수의 지피에스 정보를 분석하고 산술평균하여 연산된 위치정보를 실시간 출력하는 지피에스 데이터부(1230)와 상기 중앙처리부(1220)의 해당 제어신호에 의하여 상기 지피에스 데이터부(1230)가 실시간 출력하는 상기 위치정보를 할당된 영역에 저장하고 검색된 운용 파라미터, 프로그램, 데이터를 출력하는 기록부(1240)와 상기 중앙처리부(1220)의 해당 제어신호에 의하여 지정된 상대방과 이동통신 접속하고 상기 지피에스 데이터부(1230)가 출력하는 상기 위치정보를 송신하며 명령신호와 데이터를 수신하는 이동통신부(1250)를 구비한 신호처리부(1200)로 이루어진 현장측정부(1000) 및 상기 현장측정부(1000)와 이동통신시스템이 포함되는 통신망(3000)으로 접속하여 상기 위치정보를 수신하고 도화이미지의 해당 부분에 적용하며 상기 적용된 부분을 기준으로 거리에 반비례한 값을 반영하는 방식으로 전체 수치지도의 좌표값 데이터를 갱신하는 도화서버부(4000)를 포함하되, 상기 지피에스 데이터부(1230)는 상기 지피에스 인공위성(2000)으로부터 지피에스 정보를 수신하여 이동방향, 이동속도, 위도, 경도, 해발의 값으로 분석된 각각의 값을 출력하고 상기 원반부(1130)의 상면 일측부에 상기 지피에스 정보를 수신하는 수신안테나를 설치한 제 1 지피에스 모듈부(1231)와 상기 지피에스 인공위성(2000)으로부터 지피에스 정보를 수신하여 이동방향, 이동속도, 위도, 경도, 해발의 값으로 분석된 각각의 값을 출력하며 상기 원반부(1130)의 상면 일측부에 상기 제 1 지피에스 모듈부(1231)의 수신안테나와 회전축을 중심으로 120 도의 각도를 유지한 상태로 해당 수신안테나가 설치된 제 2 지피에스 모듈부(1232)와 상기 지피에스 인공위성(2000)으로부터 지피에스 정보를 수신하여 이동방향, 이동속도, 위도, 경도, 해발의 값으로 분석된 각각의 값을 출력하며 상기 원반부(1130)의 상면 일측부에 상기 제 1 지피에스 모듈부(1231)의 수신안테나 및 상기 제 2 지피에스 모듈부(1232)의 수신안테나와 회전축 중심의 각각 120 도 각도를 유지한 상태로 해당 수신안테나가 설치된 제 3 지피에스 모듈부(1233)와 상기 제 1 내지 제 2 지피에스 모듈부(1231, 1232, 1233) 중에서 선택된 어느 하나 이상으로부터 각각 분석된 이동방향의 값을 입력하고 산술평균 연산하여 출력하는 이동방향값 평균연산부(1234)와 상기 제 1 내지 제 2 지피에스 모듈부(1231, 1232, 1233) 중에서 선택된 어느 하나 이상으로부터 각각 분석된 이동속도의 값을 입력하고 산술평균 연산하여 출력하는 이동속도값 평균연산부(1235)와 상기 제 1 내지 제 2 지피에스 모듈부(1231, 1232, 1233) 중에서 선택된 어느 하나 이상으로부터 각각 분석된 위도의 값을 입력하고 산술평균 연산하여 출력하는 위도값 평균연산부(1236)와 상기 제 1 내지 제 2 지피에스 모듈부(1231, 1232, 1233) 중에서 선택된 어느 하나 이상으로부터 각각 분석된 경도의 값을 입력하고 산술평균 연산하여 출력하는 경도값 평균연산부(1237)와 상기 제 1 내지 제 2 지피에스 모듈부(1231, 1232, 1233) 중에서 선택된 어느 하나 이상으로부터 각각 분석된 해발의 값을 입력하고 산술평균 연산하여 출력하는 해발값 평균연산부(1234)를 포함하고, 상기 제 1 내지 제 2 지피에스 모듈부(1231, 1232, 1233) 중에서 선택된 어느 하나 이상은 상기 지피에스 인공위성(2000)이 방송하는 지피에스 정보를 구비된 수신안테나로부터 직접 수신하는 지피에스 수신부(810)와 상기 지피에스 수신부(810)로부터 상기 지피에스 정보를 입력하고 이동방향을 분석하여 출력하는 이동방향 분석모듈(820)과 상기 지피에스 수신부(810)로부터 상기 지피에스 정보를 입력하고 이동속도를 분석하여 출력하는 이동속도 분석모듈(830)과 상기 지피에스 수신부(810)로부터 상기 지피에스 정보를 입력하고 경도를 분석하여 출력하는 경도 분석모듈(840)과 상기 지피에스 수신부(810)로부터 상기 지피에스 정보를 입력하고 위도를 분석하여 출력하는 위도 분석모듈(850)과 상기 지피에스 수신부(810)로부터 상기 지피에스 정보를 입력하고 해발을 분석하여 출력하는 해발 분석모듈(860)을 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명에 따르면 상기와 같은 구성은 지형지물이 변화된 부분의 좌표정보를 지피에스 정보로 정밀하게 측정하고, 측정된 좌표정보를 기존 도화이미지의 해당 부분에 실시간 반영시켜 전체 도화이미지를 업데이트 시키므로 적은 비용으로 도화이미지의 업데이트를 신속하게 진행하는 장점이 있다.
도 1 은 종래 기술에 의한 것으로 지피에스를 기반으로 지형구조물의 위치별 측지측량 데이터를 갱신하는 측량시스템의 기능 구성도,
도 2 는 본 발명의 일실시 예에 의한 것으로 도화이미지 및 지피에스 정보 합성을 통해 수정정보를 반영하는 공간영상도화 장치의 전체 기능 구성도,
도 3 은 본 발명의 일실시 예에 의한 것으로 회동부의 상세 기능 구성도,
도 4 는 본 발명의 일실시 예에 의한 것으로 신호처리부의 상세 기능 구성도,
도 5 는 본 발명의 일실시 예에 의한 것으로 지피에스 데이터부의 상세 기능 구성도,
그리고
도 6 은 본 발명의 일실시 예에 의한 것으로 도화이미지 및 지피에스 정보 합성을 통해 수정정보를 반영하는 공간영상도화 장치의 운용방법을 설명하는 순서도 이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2 는 본 발명의 일실시 예에 의한 것으로 도화이미지 및 지피에스 정보 합성을 통해 수정정보를 반영하는 공간영상도화 장치의 전체 기능 구성도 이고, 도 3 은 본 발명의 일실시 예에 의한 것으로 회동부의 상세 기능 구성도 이며, 도 4 는 본 발명의 일실시 예에 의한 것으로 신호처리부의 상세 기능 구성도 이고, 도 5 는 본 발명의 일실시 예에 의한 것으로 지피에스 데이터부의 상세 기능 구성도 이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 도화이미지 및 지피에스 정보 합성을 통해 수정정보를 반영하는 공간영상도화 장치는 현장측정부(1000), 지피에스 인공위성(2000), 통신망(3000), 도화서버부(4000)를 포함하는 구성이다.
도화이미지는 항공 촬영된 지상의 이미지를 지도화한 것이고, 지도의 각 지점에 대하여 위도, 경도, 해발 등의 값을 적용시킨 것이 수치정보(데이터)에 의한 지형도 이다.
일반적으로 도화이미지라고 하면 항공 촬영된 이미지에 수치정보(데이터)를 적용한 상태로 이해되고 있다.
항공 촬영된 사진 또는 이미지는 높은 고도에서 촬영함에도 불구하고 촬영 각도의 차이에 의하여 부분적인 왜곡이 있으며 또한, 렌즈의 곡률에 의하여서도 왜곡 또는 굴곡이 발생할 수 있고, 다수의 이미지를 합성하여 통합이미지로 편집하여야 한다.
한편, 지상은 각종 개발, 건설, 건축 등에 의하여 지리정보 및 좌표정보가 변경될 수 있다.
평편한 평면으로 표현되는 도화이미지에서의 단위 거리에 대한 치수 값이 균일하지 않을 수 있어 특정 지점에서의 좌표값에 차이가 발생하며, 좌표값의 차이는 실사용자에 불편함을 초래하여 수치지도의 실생활 적용을 어렵게 할 수 있다.
현장에서 부분적으로 정확하게 측정된 수치값 또는 좌표값을 수치화된 도화이미지에 적용시켜 수치지도를 업데이트 시키는 것이 본 발명의 기술적 사상이다.
현장측정부(1000)는 차량을 포함하는 이동장치에 적재되어 이동하면서 지피에스 인공위성(2000)의 지피에스(GPS) 정보를 수신하여 해당 위치의 정확한 좌표정보 또는 수치정보를 직접 검출 또는 측정하여 도화서버부(4000)에 무선으로 실시간 전송하는 것으로 회동부(1100), 신호처리부(1200)를 포함하는 구성이다.
회동부(1100)는 일정한 경과 시간 단위 또는 이동 거리 단위마다 인가되는 해당 제어신호에 의하여 정방향과 역방향의 회전(좌회전과 우회전)을 순차 반복하는 것으로 원반부(1130)와 주동기어부(1140), 스텝모터부(1150)를 포함하는 구성이다.
원반부(1130)는 원반형상을 하고 중심부위에 구성된 회전축(1110)을 중심으로 회전 또는 회동하며 외주연에는 소정 크기의 종동기어부(1120)를 형성한다.
주동기어부(1140)는 원반형상을 하며 원반부(1130)의 지름보다 작은 지름을 하고 종동기어부(1120)에 대응하여 맞물리는 기어 형상을 외주연에 형성한다.
스텝모터부(1150)는 그 회전축을 주동기어부(1140)의 회전축에 연결시켜 설치하고 신호처리부(1200)의 해당 제어신호에 의하여 정방향 회전 또는 역방향 회전(좌회전 또는 우회전)하며, 해당 제어신호에 의하여 소정의 각도에 의한 스텝(step) 단위 또는 제어된 속도로 회전한다.
회동부(1100)를 고정하는 구성은 일반적인 구성을 모두 사용할 수 있으므로 도면 도시와 상세한 설명을 하지 않기로 한다.
신호처리부(1200)는 회동부(1100)를 구성하는 스텝모터부(1150)에 정방향 또는 역방향으로 회전하도록 하는 제어신호를 출력하며 지피에스 인공위성(2000)으로부터 지피에스 정보를 수신하여 정밀하게 분석된 위치정보를 연산하여 출력하는 것으로 스텝모터 구동부(1210), 중앙처리부(1220), 지피에스 데이터부(1230), 기록부(1240), 이동통신부(1250)를 포함하는 구성이다.
스텝모터 구동부(1210)는 스텝모터부(1150)에 접속하며 중앙처리부(1220)로부터 입력된 명령신호를 분석하여 스텝모터부(1150)를 정방향 회전 또는 역방향 회전시키는 해당 제어신호를 출력한다.
중앙처리부(1220)는 기록부(1240)로부터 로딩된 프로그램, 운용파라미터, 데이터 등에 의하여 접속된 각 기능부를 감시하고 해당 제어신호를 출력하는 것으로, 스텝모터부(1150)를 경과한 시간 단위와 이동한 거리 단위 중에서 선택된 어느 하나를 이용하여 정방향 회전 또는 역방향 회전시키는 해당 제어신호를 출력한다.
지피에스 데이터부(1230)는 중앙처리부(12020)의 해당 제어신호에 의하여 지피에스 인공위성(2000)이 방송하는 지피에스 정보를 실시간 수신하고 이동방향, 이동속도, 위도, 경도, 해발이 포함되는 값으로 정밀하게 분석하여 출력하는 것으로 제 1 지피에스 모듈부(1231), 제 2 지피에스 모듈부(1232), 제 3 지피에스 모듈부(1233), 이동방향값 평균연산부(1234), 이동속도값 평균연산부(1235), 위도값 평균연산부(1236), 경도값 평균연산부(1237), 해발값 평균연산부(1238)를 포함한다.
또한, 제 1 지피에스 모듈부(1231), 제 2 지피에스 모듈부(1232), 제 3 지피에스 모듈부(1233) 중에서 선택된 어느 하나 이상은 지피에스 수신부(810), 이동방향 분석모듈(820), 이동속도 분석모듈(830), 위도 분석모듈(840), 경도 분석모듈(850), 해발 분석모듈(860)을 각각 포함하며, 각 지피에스 모듈부의 해당 순서 번호가 각각 부여된다.
지피에스 수신부(810)는 지피에스 인공위성(2000)이 방송하는 지피에스 정보를 직접 수신하는 수신안테나로 구성되고, 수신안테나에 의하여 수신된 지피에스 정보는 이동방향 분석모듈(820), 이동속도 분석모듈(830), 위도 분석모듈(840), 경도 분석모듈(850), 해발 분석모듈(860)에 각각 공급된다.
제 1 내지 제 3 의 지피에스 수신부(810)는 최소 3 개 이상의 지피에스 인공위성(2000)이 방송하는 지피에스 정보를 수신하는 경우에 수신된 지피에스 정보를 각각 출력한다.
제 1 내지 제 3 의 이동방향 분석 모듈(820)은 해당 지피에스 수신부(810)로부터 입력된 지피에스 정보를 분석하여 현장측정부(1000)가 현재 이동하는 방향을 실시간으로 판단 및 각각 출력한다.
제 1 내지 제 3 의 이동속도 분석 모듈(830)은 해당 지피에스 수신부(810)로부터 입력된 지피에스 정보를 분석하여 현장측정부(1000)가 현재 이동하는 속도를 실시간으로 판단 및 각각 출력한다.
제 1 내지 제 3 의 위도 분석 모듈(840)은 해당 지피에스 수신부(810)로부터 입력된 지피에스 정보를 분석하여 현장측정부(1000)가 현재 위치한 장소의 위도(latitude) 정보를 판단 및 각각 출력한다.
제 1 내지 제 3 의 경도 분석 모듈(850)은 해당 지피에스 수신부(810)로부터 입력된 지피에스 정보를 분석하여 현장측정부(1000)가 현재 위치한 장소의 경도(longitude) 정보를 판단 및 각각 출력한다.
제 1 내지 제 3 의 해발 분석 모듈(860)은 해당 지피에스 수신부(810)로부터 입력된 지피에스 정보를 분석하여 현장측정부(1000)가 현재 위치한 장소의 해발(sea level) 정보를 판단 및 각각 출력한다.
이동방향값 평균연산부(1234)는 제 1 내지 제 3 의 이동방향 분석 모듈(820)로부터 각각 분석된 것으로 현장측정부(1000)의 현재 이동방향 분석 값을 모두 실시간 입력받고 산술평균 연산 처리하여 정확도를 3 배 이상으로 높인 이동방향의 값을 실시간 출력한다.
이동방향값 평균연산부(1234)가 산술평균 연산 처리하는 수학식은 아래와 같다.
(제1 이동방향 분석 값 + 제2 이동방향 분석 값 + 제3 이동방향 분석 값) / 3 = 산술평균 연산된 이동방향 분석 값
수학식은 해당 알고리즘에 의하여 연산되며, 수학식이 변경되는 경우 알고리즘을 변경할 수 있음은 당연하고, 이하의 산술 평균 알고리즘은 유사한 방식이 적용되므로 중복 설명하기 않기로 한다.
이동속도값 평균연산부(1235)는 제 1 내지 제 3 의 이동속도 분석 모듈(830)로부터 각각 분석된 것으로 현장측정부(1000)의 현재 이동속도 분석 값을 모두 실시간 입력받고 산술평균 연산 처리하여 정확도를 3 배 이상으로 높인 이동속도의 값을 실시간 출력한다.
위도값 평균연산부(1236)는 제 1 내지 제 3 의 위도 분석 모듈(840)로부터 각각 분석된 것으로 현장측정부(1000)가 현재 위치한 장소의 위도 분석 값을 모두 실시간 입력받고 산술평균 연산 처리하여 정확도를 3 배 이상으로 높인 위도의 값을 실시간 출력한다.
경도값 평균연산부(1237)는 제 1 내지 제 3 의 경도 분석 모듈(850)로부터 각각 분석된 것으로 현장측정부(1000)가 현재 위치한 장소의 경도 분석 값을 모두 실시간 입력받고 산술평균 연산 처리하여 정확도를 3 배 이상으로 높인 경도의 값을 실시간 출력한다.
해발값 평균연산부(1238)는 제 1 내지 제 3 의 해발 분석 모듈(860)로부터 각각 분석된 것으로 현장측정부(1000)가 현재 위치한 장소의 해발 분석 값을 모두 실시간 입력받고 산술평균 연산 처리하여 정확도를 3 배 이상으로 높인 해발의 값을 실시간 출력한다.
기록부(1240)는 중앙처리부(1220)의 해당 제어신호에 의하여 기록, 저장된 다수의 프로그램, 운용 파라미터, 데이터 등을 검색하고 선택된 내용을 출력하며 지피에스 데이터부(1230)가 출력한 각각의 값들을 할당된 영역에 기록한다.
이동통신부(1250)는 중앙처리부(1220)의 해당 제어신호에 의하여 통신망(3000)을 경유하므로 지정된 상대방 또는 도화서버부(4000)와 접속하고 지피에스 데이터부(1230)가 실시간으로 출력하는 각각의 값들을 실시간으로 송신한다.
또한, 이동통신부(1250)는 도화서버부(4000)가 전송한 명령신호, 데이터, 운용 파라미터 등을 수신하여 중앙처리부(1220)에 전달하므로, 중앙처리부(1220)가 도화서버부(4000)의 통제를 받을 수 있다.
이러한 구성은 현장측정부(1000)가 수치 정보의 갱신이 필요한 현장을 운행하면서 현장의 정확한 좌표정보를 실시간으로 측정하고 통신망을 통하여 도화서버부(4000)에 실시간 송신하므로 도화서버부는 해당 수치정보를 실시간 반영하여 갱신시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 지피에스 수신부(810)를 제 1 내지 제 3 의 3 개로 구성하고 각각 구한 값을 산술평균 연산하므로 정확도를 3 배 이상으로 높인 장점이 있다.
또한, 지피에스수신부(810)를 원반부(1130)에 120 도의 등간격(균일한 간격)으로 설치하고 경과 시간과 이동 거리 중에서 선택된 어느 하나의 기준에 의하여 원반부(1130)의 좌회전과 우회전을 반복하므로 지피에스수신부(810)의 수신안테나 설치 위치에 따른 오차의 발생을 제거하므로 각각의 수신안테나에서 수신된 지피에스 신호가 동일한 조건에서 수신되도록 하는 장점이 있다.
지피에스(GPS; Global Positioning System) 인공위성(2000)은 지상 고도 20 내지 25 킬로미터(Km)의 상공, 바람직하게는 평균 약 20.183 km의 고도를 일정하게 운항하는 24 개로 구성되며, 각 지피에스 인공위성(2000)은 해발, 경도, 위도 및 시간으로 분석될 수 있는 지피에스 신호를 무상으로 방송하는 범세계적인 위치 결정 시스템이다. 한편, 지피에스데이터부(1230)는 최소 3 개 이상의 지피에스 인공위성(2000)으로부터 지피에스 신호를 수신하여야 위치정보를 분석할 수 있다.
통신망(3000)은 이동통신망, 무선통신망, 유선통신망, 데이터 통신망, 인터넷 등의 모든 종류의 통신망이 포함되는 일반적인 구조이다.
도화서버부(4000)는 현장측정부(1000)와 이동통신시스템이 포함되는 통신망(3000)으로 접속하여 위치정보를 수신하고 도화이미지의 해당 부분에 적용하며 적용된 부분을 기준으로 거리에 반비례한 값이 적용되는 방식으로 반영하여 전체 수치지도의 좌표값 데이터를 갱신할 수 있다.
도 6 은 본 발명의 일실시 예에 의한 것으로 도화이미지 및 지피에스 정보 합성을 통해 수정정보를 반영하는 공간영상도화 장치의 운용방법을 설명하는 순서도 이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 신호처리부를 구성하는 중앙처리부는 기록부를 검색하여 운용 파리미터, 데이터 등을 로딩(loading)하므로 운용의 활성화 상태를 설정한다(S5100).
중앙처리부는 로딩된 정보(데이터, 파라미터)를 분석하여 경과된 시간을 기준으로 제어하도록 설정되었는지 또는, 이동된 거리를 기준으로 제어하도록 설정되었는지를 판단한다(S5200).
중앙처리부에 의하여 경과된 시간을 기준으로 제어하도록 설정된 것으로 판단되면 현장 측정부가 현장에서 운용되기 시작한 이후의 경과 시간 정보를 실시간으로 계속 분석한다(S5300).
중앙처리부는 실시간으로 분석된 경과 시간 정보에 의하여 로딩된 정보가 지정한 소정의 설정된 시간 단위로 스텝모터부의 구동방향을 정방향 회전에서 역방향 회전으로, 역방향 회전에서 정방향 회전으로와 같이 연속하여 반복적으로 구동방향의 전환을 제어하는 해당 제어신호를 출력한다(S5400).
한편, 중앙처리부에 의하여 이동한 거리를 기준으로 제어하도록 설정된 것으로 판단되면 현장 측정부가 현장에서 운용되기 시작한 이후의 이동 거리 정보를 실시간으로 계속 분석한다(S5500).
중앙처리부는 실시간으로 분석된 이동 거리 정보에 의하여 로딩된 정보가 지정한 소정의 설정된 거리 단위로 스텝모터부의 구동방향을 정방향 회전에서 역방향 회전으로, 역방향 회전에서 정방향 회전과 같이 연속하여 반복적으로 구동방향의 전환을 제어하는 해당 제어신호를 출력한다(S5600).
중앙처리부는 지피에스 데이터부를 제어하여 제 1 내지 제 3 지피에스 수신부가 수신한 지피에스 정보를 각각 이동방향, 이동속도, 위도, 경도, 해발의 정보로 실시간 분석하도록 하는 해당 제어신호를 출력한다(S5700).
중앙처리부는 각각 분석된 정보를 실시간으로 산술평균 연산하여 출력하도록 하는 해당 제어신호를 출력한다(S5800).
중앙처리부는 실시간 연산된 산술평균의 값을 이동통신으로 도화서버부 또는 지정된 상대방에게 실시간 전송하도록 하는 해당 제어신호를 출력한다(S5900).
이와 같은 방법으로 운용되는 장치는 지피에스 수신안테나의 설치 위치에 의한 오차 발생이 없는 장점이 있다.
또한, 3 개의 지피에스 모듈부에서 각각 수신한 지피에스 정보의 분석 값을 산술 평균 연산하므로 최종 출력된 좌표정보는 3 배 이상의 정확도로 개선된 장점이 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체 예에 대해서 상세히 설명하였지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
810 : 제 1 지피에스수신부 820 : 이동방향분석모듈
830 : 이동속도분석모듈 840 : 위도분석모듈
850 : 경도분석모듈 860 : 해발분석모듈
900 : 도화이미지 및 지피에스 정보 합성을 통해 수정정보를 반영하는 공간영상도화 장치
1000 : 현장측정부 1100 : 회동부
1110 : 회전축 1120 : 종동기어부
1130 : 원반부 1140 : 주동기어부
1150 : 스텝모터부 1200 : 신호처리부
1210 : 스텝모터 구동부 1220 : 중앙처리부
1230 : 지피에스 데이터부 1231 : 제 1 지피에스모듈부
1232 : 제 2 지피에스모듈부 1233 : 제 3 지피에스모듈부
1234 : 이동방향값평균연산부 1235 : 이동속도값평균연산부
1236 : 위도값평균연산부 1237 : 경도값평균연산부
1238 : 해발값평균연산부 1240 : 기록부
1250 : 이동통신부 2000 : 지피에스 인공위성
3000 : 통신망 4000 : 도화서버부

Claims (1)

  1. 회전축(1110)을 중심으로 회동하며 원형의 원주에 종동기어부(1120)를 형성한 원반부(1130)와 상기 원반부(1130)의 지름보다 작은 지름을 하며 원주에 상기 종동기어부(1120)에 대응하는 기어를 형성한 주동기어부(1140)와 상기 주동기어부(1140)의 축에 회동축을 연결 설치하고 해당 제어신호에 의하여 정방향 또는 역방향으로 회전하는 스텝모터부(1150)를 구비한 회동부(1100); 상기 스텝모터부(1150)에 접속하며 해당 명령신호에 의하여 정방향 또는 역방향으로 회전하는 제어신호를 각각 출력하는 스텝모터구동부(1210)와 상기 스텝모터구동부(1210)에 접속하고 로딩되어 설정된 운용 파라미터에 의하여 상기 스텝모터부(1150)를 시간 단위 또는 거리 단위로 정방향 또는 역방향 회전하도록 명령하고 각 기능부의 운용상태를 감시하며 제어하는 중앙처리부(1220)와 상기 중앙처리부(1220)의 해당 제어신호에 의하여 지피에스 인공위성(2000)으로부터 실시간 수신된 다수의 지피에스 정보를 분석하고 산술평균하여 연산된 위치정보를 실시간 출력하는 지피에스 데이터부(1230)와 상기 중앙처리부(1220)의 해당 제어신호에 의하여 상기 지피에스 데이터부(1230)가 실시간 출력하는 상기 위치정보를 할당된 영역에 저장하고 검색된 운용 파라미터, 프로그램, 데이터를 출력하는 기록부(1240)와 상기 중앙처리부(1220)의 해당 제어신호에 의하여 지정된 상대방과 이동통신 접속하고 상기 지피에스 데이터부(1230)가 출력하는 상기 위치정보를 송신하며 명령신호와 데이터를 수신하는 이동통신부(1250)를 구비한 신호처리부(1200)로 이루어진 현장측정부(1000); 및
    상기 현장측정부(1000)와 이동통신시스템이 포함되는 통신망(3000)으로 접속하여 상기 위치정보를 수신하고 도화이미지의 해당 부분에 적용하며 상기 적용된 부분을 기준으로 거리에 반비례한 값을 반영하는 방식으로 전체 수치지도의 좌표값 데이터를 갱신하는 도화서버부(4000); 를 포함하되,
    상기 지피에스 데이터부(1230)는
    상기 지피에스 인공위성(2000)으로부터 지피에스 정보를 수신하여 이동방향, 이동속도, 위도, 경도, 해발의 값으로 분석된 각각의 값을 출력하고 상기 원반부(1130)의 상면 일측부에 상기 지피에스 정보를 수신하는 수신안테나를 설치한 제 1 지피에스 모듈부(1231)와 상기 지피에스 인공위성(2000)으로부터 지피에스 정보를 수신하여 이동방향, 이동속도, 위도, 경도, 해발의 값으로 분석된 각각의 값을 출력하며 상기 원반부(1130)의 상면 일측부에 상기 제 1 지피에스 모듈부(1231)의 수신안테나와 회전축을 중심으로 120 도의 각도를 유지한 상태로 해당 수신안테나가 설치된 제 2 지피에스 모듈부(1232)와 상기 지피에스 인공위성(2000)으로부터 지피에스 정보를 수신하여 이동방향, 이동속도, 위도, 경도, 해발의 값으로 분석된 각각의 값을 출력하며 상기 원반부(1130)의 상면 일측부에 상기 제 1 지피에스 모듈부(1231)의 수신안테나 및 상기 제 2 지피에스 모듈부(1232)의 수신안테나와 회전축 중심의 각각 120 도 각도를 유지한 상태로 해당 수신안테나가 설치된 제 3 지피에스 모듈부(1233)와 상기 제 1 내지 제 3 지피에스 모듈부(1231, 1232, 1233) 중에서 선택된 어느 하나 이상으로부터 각각 분석된 이동방향의 값을 입력하고 산술평균 연산하여 출력하는 이동방향값 평균연산부(1234)와 상기 제 1 내지 제 3 지피에스 모듈부(1231, 1232, 1233) 중에서 선택된 어느 하나 이상으로부터 각각 분석된 이동속도의 값을 입력하고 산술평균 연산하여 출력하는 이동속도값 평균연산부(1235)와 상기 제 1 내지 제 3 지피에스 모듈부(1231, 1232, 1233) 중에서 선택된 어느 하나 이상으로부터 각각 분석된 위도의 값을 입력하고 산술평균 연산하여 출력하는 위도값 평균연산부(1236)와 상기 제 1 내지 제 3 지피에스 모듈부(1231, 1232, 1233) 중에서 선택된 어느 하나 이상으로부터 각각 분석된 경도의 값을 입력하고 산술평균 연산하여 출력하는 경도값 평균연산부(1237)와 상기 제 1 내지 제 3 지피에스 모듈부(1231, 1232, 1233) 중에서 선택된 어느 하나 이상으로부터 각각 분석된 해발의 값을 입력하고 산술평균 연산하여 출력하는 해발값 평균연산부(1234)를 포함하고,
    상기 제 1 내지 제 3 지피에스 모듈부(1231, 1232, 1233) 중에서 선택된 어느 하나 이상은
    상기 지피에스 인공위성(2000)이 방송하는 지피에스 정보를 구비된 수신안테나로부터 직접 수신하는 지피에스 수신부(810)와 상기 지피에스 수신부(810)로부터 상기 지피에스 정보를 입력하고 이동방향을 분석하여 출력하는 이동방향 분석모듈(820)과 상기 지피에스 수신부(810)로부터 상기 지피에스 정보를 입력하고 이동속도를 분석하여 출력하는 이동속도 분석모듈(830)과 상기 지피에스 수신부(810)로부터 상기 지피에스 정보를 입력하고 경도를 분석하여 출력하는 경도 분석모듈(840)과 상기 지피에스 수신부(810)로부터 상기 지피에스 정보를 입력하고 위도를 분석하여 출력하는 위도 분석모듈(850)과 상기 지피에스 수신부(810)로부터 상기 지피에스 정보를 입력하고 해발을 분석하여 출력하는 해발 분석모듈(860)을 포함하여 이루어지는 구성을 특징으로 하는 도화이미지 및 지피에스 정보 합성을 통해 수정정보를 반영하는 공간영상도화 장치.

KR1020120029281A 2012-03-22 2012-03-22 도화이미지 및 지피에스 정보 합성을 통해 수정정보를 반영하는 공간영상도화 장치 및 수치지도 업데이트 방법 KR101193413B1 (ko)

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