KR101220265B1 - 지형지물의 변화에 따른 기존 촬영이미지의 실시간 편집을 위한 영상도화 갱신시스템 - Google Patents

지형지물의 변화에 따른 기존 촬영이미지의 실시간 편집을 위한 영상도화 갱신시스템 Download PDF

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KR101220265B1 KR1020120040874A KR20120040874A KR101220265B1 KR 101220265 B1 KR101220265 B1 KR 101220265B1 KR 1020120040874 A KR1020120040874 A KR 1020120040874A KR 20120040874 A KR20120040874 A KR 20120040874A KR 101220265 B1 KR101220265 B1 KR 101220265B1
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Abstract

본 발명은 지형지물이 변화된 현장 주변의 3 차원 영상신호를 직접 촬영하고 현장의 좌표정보를 정밀하게 실제 측정하여 수치지도의 해당 좌표정보를 갱신하며 영상신호를 연계된 상태로 기록 및 검색에 의하여 제공하는 지형지물의 변화에 따른 기존 촬영이미지의 실시간 편집을 위한 영상도화 갱신시스템에 관한 것으로 차량에 설치되며 수평을 유지한 3 개의 지피에스 안테나로 지피에스 인공위성으로부터 수신하고 암호화한 제 1 좌표정보와 이동통신 시스템으로부터 엘비에스로 수신하고 암호화한 제 2 좌표정보를 산술평균 연산하여 암호화된 평균좌표값을 구하며 3 차원으로 촬영되고 암호화된 영상신호와 함께 이동통신으로 실시간 송신하는 차량실측부 및 차량실측부와 통신망으로 연결되어 상기 암호화된 평균좌표값과 영상신호를 실시간 수신하고 복호화하며 수치지도의 해당 영역을 상기 평균좌표값으로 갱신하고 상기 영상신호를 연계시켜 저장하는 영상도화서버를 포함하는 특징에 의하여 적은 비용으로 현장을 정밀하게 실측하고 명료하게 촬영된 디지털 이미지를 기존 수치지도의 해당 부분에 연계 상태로 저장하므로 수치지도의 정확성과 신뢰성을 높이고 명료한 3 차원의 이미지를 제공하므로 선호도를 높이는 효과가 있다.

Description

지형지물의 변화에 따른 기존 촬영이미지의 실시간 편집을 위한 영상도화 갱신시스템{Map image modifying system for changed natural ground features with real-time updating}
본 발명은 지형지물의 변화에 따른 기존 촬영이미지의 실시간 편집을 위한 영상도화 갱신시스템에 관한 것으로 더욱 상세하게는 지형지물이 변화된 현장 주변의 3 차원 영상신호를 직접 촬영하고 현장의 좌표정보를 정밀하게 실제 측정하여 수치지도의 해당 좌표정보를 갱신하며 영상신호를 연계된 상태로 기록 및 검색에 의하여 제공하는 지형지물의 변화에 따른 기존 촬영이미지의 실시간 편집을 위한 영상도화 갱신시스템에 관한 것이다.
도화이미지는 항공기에서 촬영된 지상의 이미지를 이용하여 지상의 지형도를 지도화한 것이며 지도의 각 지점에 수치에 의한 좌표정보, 위치정보, 수치정보(이하, “좌표정보”라 한다.)를 반영한 것이 수치지도 이고 수치지도는 수정도화방법, 해석도화방법 및 수치도화방법 등으로 제작되는 것이 일반적이다.
지상의 모든 지형지물은 대규모 건설 등에 의하여 부분적인 변경이 수시로 발생할 수 있으며 도화이미지를 수치화한 수치지도에서도 변경이 발생한 부분의 수치값을 수시로 보정 또는 갱신(update) 하여야 한다.
항공사진은 유지비용이 많이 소요되는 항공기를 이용하여 촬영하고, 촬영된 모든 이미지는 국가정보원 등의 국가기관으로부터 일일이 전수 검수를 받아야 하므로 비용적인 측면 및 절차적인 측면 등에서 매우 부담스럽고 시간이 많이 소요되는 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(왜율, 왜곡률), 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, 갱신(update)이 필요하다.
항공 촬영된 사진 이미지로 수치지도를 제작하는 종래기술로 특허등록 제10-0558367호(2006. 02. 28.)에 의한 “지피에스 및 아이엔에스를 이용한 수치지도 제작 시스템 및 방법”이 있다.
도 1 은 종래기술의 일실시 예에 의한 것으로 지피에스 정보를 이용한 수치지도 제작 시스템에 대한 기능 구성도 이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 지피에스 센서(100), 아이엔에스 센서(110), 카메라(120), 제어수단(130)을 포함하는 구성이다.
지피에스 센서(100)와 아이엔에스 센서(110)는 각각 항공기에 설치되어 항공기의 이동 경로 정보를 각각 실측하고 제어수단(130)에 출력한다.
한편, 카메라(120)는 항공기에 설치되어 지도 제작을 위한 지상을 촬영하여 제어수단에 출력한다.
제어수단(130)은 카메라(120)가 촬영한 사진 이미지에 시간정보를 부가한다.
한편, 제어수단(130)은 사진 이미지가 촬영된 시간에 지피에스 센서(100)로부터 입력된 위치정보와 아이엔에스 센서(110)로부터 입력된 위치정보를 칼만 필터링 방식으로 상호 보완시키는 처리를 한다.
제어수단(130)은 칼만 필터링 방식으로 연산된 위치정보를 사진 이미지의 중심위치에 대한 좌표정보에 적용하여 수치지도를 완성한다.
도화 이미지 촬영용 카메라(120)는 초당 50-60 프레임으로 촬영하고 이미지가 60 % 정도 중복되도록 촬영하므로 카메라 렌즈의 왜율, 촬영각도에 의한 왜곡 등을 최대한 보완하여 도화이미지의 신뢰성을 높이는 장점이 있다.
그러나 종래기술은 지상의 특정 영역에서 지형구조물(지형지물)의 변화에 따른 변경된 좌표정보를 정확하게 반영하여 갱신시키지 못하는 문제가 있다.
또한, 종래기술은 변화된 지형지물에 대하여 지상에서 촬영한 상세한 이미지를 3 차원으로 제공하지 못하는 문제가 있다.
따라서 지형지물이 변화된 영역의 좌표정보와 지상에서 촬영된 상세한 이미지를 수치지도의 해당 부분에 연계시켜 저장하므로 전체 수치지도를 갱신(업데이트, update) 시키고 3 차원의 이미지를 제공하는 기술을 개발할 필요가 있다.
상기와 같은 종래 기술의 문제점과 필요성을 해소하기 위하여 안출한 본 발명은 지형지물이 부분적으로 변화된 지역의 좌표정보를 지피에스와 엘비에스로 실측하고 해당 지형지물의 이미지를 디지털로 촬영하여 수치지도의 해당 부분에 연계시켜 저장하므로 전체 수치지도의 좌표정보를 갱신시키면서 명료한 3 차원 이미지 정보를 제공하는 지형지물의 변화에 따른 기존 촬영이미지의 실시간 편집을 위한 영상도화 갱신시스템을 제공한다.
본 발명의 과제를 달성하기 위한 것으로 지형지물의 변화에 따른 기존 촬영이미지의 실시간 편집을 위한 영상도화 갱신시스템은 차량에 설치되며 수평을 유지한 3 개의 지피에스 안테나로 지피에스 인공위성(3000)으로부터 수신하고 암호화한 제 1 좌표정보와 이동통신 시스템(5000)으로부터 엘비에스(LBS)로 수신하고 암호화한 제 2 좌표정보를 산술평균 연산하여 암호화된 평균좌표값을 구하며 3 차원으로 촬영되고 암호화된 영상신호와 함께 이동통신으로 실시간 송신하는 차량실측부(2000); 및 상기 차량실측부(2000)와 통신망(4000)으로 연결되어 상기 암호화된 평균좌표값과 영상신호를 실시간 수신하고 복호화하며 수치지도의 해당 영역을 상기 평균좌표값으로 갱신하고 상기 영상신호를 연계시켜 저장하는 영상도화서버(6000); 를 포함하되, 상기 차량실측부(2000)는 원통형상을 하며 무게 중심이 아래 부분에 형성되고 비어 있는 원통부(2110)의 상측 평면(2112)에 제 1 내지 제 3 지피에스 안테나(2270, 2280, 2290)를 등각으로 설치한 좌표검출부(2100); 상기 원통부(2110)의 내부에 내장되고 지피에스 신호를 수신하여 해당 제어신호에 의하여 상기 제 1 좌표정보를 검출하고 암호화하는 지피에스처리부(2210), 상기 제 2 좌표정보를 해당 제어신호에 의하여 수신하고 암호화하는 엘비에스처리부(2220), 상기 암호화된 제 1 좌표정보와 제 2 좌표정보를 산술평균 연산하며 암호화된 평균좌표정보를 출력하고 각 기능부에 해당 제어신호를 출력하는 제어유니트부(2230), 상기 제어유니트부(2230)의 해당 제어신호에 의하여 주변을 3 차원으로 촬영한 영상신호를 압축하여 암호화하는 카메라부(2240), 상기 제 1 및 제 2 좌표정보와 상기 영상신호를 기록하는 버퍼부(2250), 상기 제어유니트부의 제어신호에 의하여 상기 암호화된 평균좌표정보와 영상신호를 상기 영상도화서버(6000)에 전송하는 이동통신부(2260)가 구비된 인쇄회로기판부(2200); 및 상기 좌표검출부(2100)의 상부 측면 일부에 회동 설치되어 경사지에서 상기 상측평면(2112)의 수평을 유지시키는 수평유지부(2300); 를 포함하며, 상기 지피에스처리부(2210)는 상기 제 1 내지 제 3 지피에스 안테나(2270, 2280, 2290)에 각각 접속하여 상기 지피에스 인공위성(3000)으로부터 지피에스 신호를 수신하며 이동방향, 이동속도, 위도, 경도, 해발의 값으로 분석된 각각의 좌표정보를 출력하는 제 1 내지 제 3 지피에스 모듈부(2211, 2212, 2213); 상기 제 1 내지 제 3 지피에스 모듈부(2211, 2212, 2213) 중에서 선택된 어느 하나 이상으로부터 각각 분석된 이동방향의 값을 입력하고 산술평균 연산하여 출력하는 이동방향값 평균연산부(2214); 상기 제 1 내지 제 3 지피에스 모듈부(2211, 2212, 2213) 중에서 선택된 어느 하나 이상으로부터 각각 분석된 이동속도의 값을 입력하고 산술평균 연산하여 출력하는 이동속도값 평균연산부(2215); 상기 제 1 내지 제 3 지피에스 모듈부(2211, 2212, 2213) 중에서 선택된 어느 하나 이상으로부터 각각 분석된 위도의 값을 입력하고 산술평균 연산하여 출력하는 위도값 평균연산부(2216); 상기 제 1 내지 제 3 지피에스 모듈부(2211, 2212, 2213) 중에서 선택된 어느 하나 이상으로부터 각각 분석된 경도의 값을 입력하고 산술평균 연산하여 출력하는 경도값 평균연산부(2217); 상기 제 1 내지 제 3 지피에스 모듈부(2211, 2212, 2213) 중에서 선택된 어느 하나 이상으로부터 각각 분석된 해발의 값을 입력하고 산술평균 연산하여 출력하는 해발값 평균연산부(2218); 및 상기 이동방향값 평균연산부(2214), 이동속도값 평균연산부(2215), 위도값 평균연산부(2216), 경도값 평균연산부(2217), 해발값 평균연산부(2218)에 각각 접속하고 소정의 데이터 프레임에 기록하여 암호화된 제 1 좌표정보로 변환하는 포맷 변환부(2219); 를 포함하고, 상기 수평유지부(2300)는 상기 원통부(2110)의 상부 측면 양쪽에 일직선상으로 일치되게 돌출 설치되며 상기 좌표검출부(2100)를 한쪽 방향으로 180도 범위에서 회동시키는 제 1 회동축(2310); 상기 제 1 회동축(2310)이 회동상태로 삽입되는 제 1 회동홀(2320)을 일직선상으로 일치되게 형성하고 상기 원통부(2110)의 외부 지름 보다 큰 내부 지름을 형성하며 원형의 테 형상을 하는 회동테(2330); 상기 회동테(2330)의 외주면에 상기 제 1 회동홀(2320)이 형성하는 일직선과 수평으로 직각되는 일직선상에서 양쪽 방향으로 각각 돌출 설치된 제 2 회동축(2340); 상기 제 2 회동축(2340)을 회동상태로 삽입시키는 제 2 회동홀(2350); 상기 원통부(2110)의 길이보다 더 긴 높이에 상기 제 2 회동홀(2350)을 형성한 복수의 받침부(2360); 상기 받침부(2360)를 양쪽 가장자리의 중간 부분에 각각 설치하며 전체적으로 사각 형상을 하는 프레임부(2370); 상기 프레임부(2370)의 각 모서리 하단에 설치되어 금속체에 자성으로 부착되는 강자성체(2380); 및 상기 복수 받침부(2360) 중에서 어느 하나의 일측에 설치되며 상기 좌표검출부(2100)에 전기적으로 연결되어 이동통신 신호를 무선 송수신하는 이동통신 안테나(2390); 를 포함하며, 상기 카메라부(2240)는 상기 3 차원의 영상신호를 와이드 엑스지에이(WXGA) 방식 프레임으로 변환하고 에이치.264(H.264) 방식으로 압축하여 암호화하는 구성으로 이루어질 수 있다.
상기와 같은 구성의 본 발명은 지형지물이 변화된 부분의 좌표정보를 현장에서 지피에스와 엘비에스를 이용하여 적은 비용으로 정밀하게 실측하고 명료하게 촬영된 디지털 이미지를 기존 수치지도의 해당 부분에 연계 상태로 저장하므로 수치지도의 정확성과 신뢰성을 높이고 명료한 3 차원의 이미지를 제공하므로 선호도를 높이는 장점이 있다.
도 1 은 종래기술의 일실시 예에 의한 것으로 지피에스 정보를 이용한 수치지도 제작 시스템에 대한 기능 구성도,
도 2 는 본 발명의 일실시 예에 의한 것으로 지형지물의 변화에 따른 기존 촬영이미지의 실시간 편집을 위한 영상도화 갱신시스템의 기능 구성도,
도 3 은 본 발명의 일실시 예에 의한 것으로 차량실측부의 조립사시도,
도 4 는 본 발명의 일실시 예에 의한 것으로 좌표검출부의 상세 구성도,
도 5 는 본 발명의 일실시 예에 의한 것으로 인쇄회로기판부의 상세회로 구성도,
도 6 은 본 발명의 일실시 예에 의한 것으로 지피에스 처리부의 세부회로 구성도,
도 7 은 본 발명의 일실시 예에 의한 것으로 암호화하는 데이터 프레임의 구성 설명도,
그리고
도 8 은 본 발명의 일실시 예에 의한 것으로 차량실측부의 사용상태 설명도 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 지형지물의 변화에 따른 기존 촬영이미지의 실시간 편집을 위한 영상도화 갱신시스템의 기능 구성도 이고, 도 3 은 본 발명의 일실시 예에 의한 것으로 차량실측부의 조립사시도 이며, 도 4 는 본 발명의 일실시 예에 의한 것으로 좌표검출부의 상세 구성도 이고, 도 5 는 본 발명의 일실시 예에 의한 것으로 인쇄회로기판부의 상세회로 구성도 이며, 도 6 은 본 발명의 일실시 예에 의한 것으로 지피에스 처리부의 세부회로 구성도 이고, 도 7 은 본 발명의 일실시 예에 의한 것으로 암호화하는 데이터 프레임의 구성 설명도 이며, 도 8 은 본 발명의 일실시 예에 의한 것으로 차량실측부의 사용상태 설명도 이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 지형지물의 변화에 따른 기존 촬영이미지의 실시간 편집을 위한 영상도화 갱신시스템(1000)은 차량실측부(2000), 지피에스 인공위성(3000), 통신망(4000), 이동통신 시스템(5000), 영상도화서버(6000)를 포함하는 구성이다.
차량실측부(2000)는 측량하고자 하는 지형지물이 위치한 현장을 차량으로 이동하면서 좌표정보(수치정보, 좌표값, 위치정보)를 높은 정밀도로 실측하고 주변의 영상을 3 차원으로 촬영하는 것으로 좌표검출부(2100), 인쇄회로기판부(2200), 수평유지부(2300)로 이루어진다.
차량실측부(2000)는 현장의 넓은 영역을 이동할 수 있는 차량에 설치되는 것으로써 3 개의 지피에스 안테나(GPS ANT, 2270, 2280, 2290)를 계속하여 수평이 유지되는 상태로 설치하고 지피에스 인공위성(3000)이 방송하는 지피에스 신호를 수신하여 제 1 좌표정보로 실측하며 해당 데이터 프레임(7000)에 기록하여 암호화한다.
또한, 차량실측부(2000)는 이동통신 시스템(5000)이 엘비에스(LBS) 서비스에 의하여 제공하는 제 2 좌표정보를 해당 데이터 프레임(7000)에 기록하여 암호화한다.
한편, 차량실측부(2000)는 주변의 영상을 3 차원 이미지로 촬영하고 와이드 엑스지에이(WXGA) 방식 프레임으로 변환하며 에이치.264(H.264) 방식으로 압축하여 암호화한다.
와이드 엑스지에이(WXGA: Wide eXtended Graphics Array) 방식은 프레임 단위의 가로:세로 화소(pixel) 비율이 1366 * 768 이므로 하나의 프레임 단위 화면을 1,049,088 화소로 표현하며 비교적 화질의 선명도가 높은(HD: High Definition) 방식이고, 화면의 가로:세로 길이 비율은 16:9로 비교적 넓다(wide).
와이드 엑스지에이(WXGA) 방식은 엑스지에이(XGA) 방식에 포함되며, XGA 방식 이외에 브이지에이(VGA: Video Graphics Array), 시지에이(CGA), 이지에이(EGA) 등이 있고, 각 방식은 각각 다양한 방식으로 응용 또는 발전되고 있다.
영상신호의 압축 방식에는 알려진 에이치.264(H.264), 에이치.265(H.265), 엠펙(MPEG) 등의 방식 중에서 어느 하나를 선택할 수 있으며 에이치.264 방식으로 압축하는 것이 비교적 바람직하다.
여기서 제 1 좌표정보와 제 2 좌표정보의 암호화는 사전에 약속된 데이터 프레임(7000)의 지정된 영역에 지정된 정보(데이터)를 삽입하는 방식이다.
첨부된 도 7 을 참조하여 암호화하는 데이터 프레임(7000)을 상세히 설명하면 오버헤드(OH: Over Head) 영역(field)(7100), 이동방향값 영역(7200), 이동속도값 영역(7300), 위도값 영역(7400), 경도값 영역(7500), 해발값 영역(7600), 체크 영역(7700), 시간 영역(7800), 종료 영역(7900)의 9 개 영역으로 지정되어 구성된다.
각각 지정된 영역에는 10 비트(bit)가 할당되고 9 개 영역 이외에 다른 영역이 필요에 의하여 더 포함될 수 있음은 당연하다.
각 영역은 기록할 해당 데이터가 10 비트를 초과하는 경우 데이터 프레임(7000)을 하나 더 점유하고 지정된 영역에 해당 데이터를 기록하는 과정을 반복할 수 있다.
오버헤드(OH) 영역(7100)에는 데이터 프레임(7000)의 일련번호(순서번호), 10 비트(bit)를 초과한 데이터의 기록을 위하여 추가 점유된 경우 해당 연결번호, 데이터 프레임(7000)에 할당된 전체 비트 수, 데이터 프레임(7000)의 시작을 표시하는 시작비트(start bit)가 포함되어 기록될 수 있다.
이동방향값 영역(7200), 이동속도값 영역(7300), 위도값 영역(7400), 경도값 영역(7500), 해발값 영역(7600)에는 순서대로 이동방향값, 이동속도값, 위도값, 경도값, 해발값을 각각 기록한다.
체크 영역(7700)에는 패리티 체크를 위한 데이터가 기록되고, 시간영역(7800)에는 전송된 시간, 각 경로를 통과한 시간, 목적지에 도착한 시간이 기록되며, 종료영역(7900)에는 데이터 프레임(7000)의 종료를 표시하는 종료비트(end bit)가 기록된다.
차량실측부(2000)의 이용 상태를 쉽게 설명하기 위하여 다른 도면과 다르게 첨부된 도 2 에서는 차량으로 도시하기로 한다.
차량실측부(2000)는 3 개의 지피에스 안테나(2270, 2280, 2290)가 설치된 상측평면(2112)을 수평으로 유지하지 못하면 지피에스 인공위성(3000)과 각 지피에스 안테나(2270, 2280, 2290) 사이의 거리에서 오차(차이)가 발생하고, 거리의 차이에 의하여 각 지피에스 안테나(2270, 2280, 2290)가 수신하는 신호의 거리값, 레벨값 등에 차이가 있을 수 있다.
즉, 차량실측부(2000)는 3 개의 지피에스 안테나(2270, 2280, 2290)가 설치된 상측 평면(2112)을 항상 수평 상태로 유지시키는 구성이다.
그러므로 3 개의 지피에스 안테나(2270, 2280, 2290)가 수평을 유지하는 경우 지피에스 인공위성(3000)과의 거리가 동일하여 각각의 수신 신호에는 거리값, 레벨값 등에 오차가 없게 된다.
상측 평면(2112)은 각 지피에스 안테나(2270, 2280, 2290) 지름의 3 내지 6 배 범위의 지름으로 형성하는 것이 각각 수신되는 지피에스 신호에 상호간섭이 발생하지 않도록 하기 위하여 바람직할 수 있다.
차량실측부(2000)는 지피에스 신호를 3 개의 구분된 구성에서 각각 수신하여 분석된 3 개의 좌표정보를 산술평균 연산하므로 3 배 이상으로 높은 정밀도의 제 1 좌표정보와 엘비에스(LBS) 서비스에 의하여 수신된 제 2 좌표정보를 산술평균 연산하므로 6 배 이상으로 정확성과 신뢰도가 높은 평균좌표정보를 추출하고 암호화하는 것으로 좌표검출부(2100), 인쇄회로기판부(2200), 수평유지부(2300)를 포함하는 구성이다.
좌표검출부(2100)는 원통형상을 하며 무게의 중심이 아래 부분에 형성되고 비어 있는 원통부(2110)와 원통부(2110)의 윗면을 형성하는 상측 평면(2112)과 상측 평면(2112)의 가장자리 부분에 중심으로부터 120 도의 등각(균일한 각도)으로 설치되어 지피에스 인공위성(3000)이 방송하는 지피에스 신호를 각각 수신하는 제 1 내지 제 3 지피에스 안테나(2270, 2280, 2290)를 포함하는 구성이다.
제 1 내지 제 3 지피에스 안테나(2270, 2280, 2290)를 균일한 각도로 분산시켜 설치하는 것은 어느 한 지점에서 각기 다른 3 개의 지피에스 안테나로 지피에스 인공위성(3000)이 송신한 지피에스 신호를 동일한 데이터로 수신하여 분석하고 평균값을 연산하므로 수신 오차를 줄이고 분석된 값의 정확성과 신뢰성을 높일 수 있다.
원통부(2110)의 비어 있는 내부에는 인쇄회로기판부(2200)를 완충 및 방수 상태로 고정 설치한다.
인쇄회로기판부(2200)는 제 1 좌표정보와 제 2 좌표정보를 실측하며 주변을 3 차원으로 촬영하고 각각 암호화하여 출력하는 것으로 지피에스처리부(2210), 엘비에스처리부(2220), 제어유니트부(2230), 카메라부(2240), 버퍼부(2250), 이동통신부(2260)를 포함하는 구성이다.
지피에스처리부(2210)는 제어유니트부(2230)의 해당 제어신호에 의하여 제 1 내지 제 3 지피에스 안테나(2270, 2280, 2290)가 실시간 수신한 지피에스 신호를 각각 분석하여 이동방향, 이동속도, 위도, 경도, 해발의 값으로 출력하고 산술평균 연산한 후 데이터 프레임(7000)의 포맷에 기록하여 암호화하여 출력하는 것으로 제 1 지피에스 모듈부(2211), 제 2 지피에스 모듈부(2212), 제 3 지피에스 모듈부(2213), 이동방향값 평균연산부(2214), 이동속도값 평균연산부(2215), 위도값 평균연산부(2216), 경도값 평균연산부(2217), 해발값 평균연산부(2218), 포맷 변환부(2219)를 포함한다.
제 1 지피에스 모듈부(1121), 제 2 지피에스 모듈부(1122), 제 3 지피에스 모듈부(1123) 중에서 선택된 어느 하나 이상은 지피에스 수신부(910), 이동방향 분석모듈(920), 이동속도 분석모듈(930), 위도 분석모듈(940), 경도 분석모듈(950), 해발 분석모듈(960)을 각각 포함하며, 각 지피에스 모듈부의 해당 순서 번호가 각각 부여된다.
일실시 예로, 제 1 지피에스 수신부(910)는 제 1 내지 제 3 지피에스 안테나(2270, 2280, 2290) 중에서 선택된 어느 하나와 접속하며 바람직하게는 제 1 지피에스 안테나(2270)와 접속하여 지피에스 인공위성(3000)이 방송하는 지피에스 신호를 수신하고 일정한 레벨로 증폭하면서 불필요한 잡음신호를 제거한다.
제 1 지피에스 수신부(910)가 수신한 지피에스 신호는 이동방향 분석모듈(920), 이동속도 분석모듈(930), 위도 분석모듈(940), 경도 분석모듈(950), 해발 분석모듈(960)에 각각 공급된다.
제 1 내지 제 3 의 지피에스 수신부(910)는 각각 최소 3 개 이상의 지피에스 인공위성(3000)이 방송하는 지피에스 신호를 수신하는 경우에 이동방향, 이동속도, 위도, 경도, 해발에 의한 좌표정보를 분석하여 각각 출력할 수 있다.
제 1 내지 제 3 의 이동방향 분석모듈(920)은 해당 지피에스 수신부(910)로부터 입력된 지피에스 신호를 분석하여 차량실측부(2000)가 현재 위치한 장소이거나 이동하는 경로에서의 이동방향 정보를 연산하여 각각 출력한다.
제 1 내지 제 3 의 이동속도 분석모듈(930)은 해당 지피에스 수신부(910)로부터 입력된 지피에스 신호를 분석하여 차량실측부(2000)가 현재 위치한 장소이거나 이동하는 경로에서의 이동속도 정보를 연산하여 각각 출력한다.
제 1 내지 제 3 의 위도 분석모듈(940)은 해당 지피에스 수신부(910)로부터 입력된 지피에스 신호를 분석하여 차량실측부(2000)가 현재 위치한 장소이거나 이동하는 경로의 위도(latitude) 정보를 연산하여 각각 출력한다.
제 1 내지 제 3 의 경도 분석모듈(950)은 해당 지피에스 수신부(910)로부터 입력된 지피에스 신호를 분석하여 차량실측부(2000)가 현재 위치한 장소이거나 이동하는 경로의 경도(longitude) 정보를 연산하여 각각 출력한다.
제 1 내지 제 3 의 해발 분석모듈(960)은 해당 지피에스 수신부(910)로부터 입력된 지피에스 신호를 분석하여 차량실측부(2000)가 현재 위치한 장소이거나 이동하는 경로의 해발(sea level) 정보를 연산하여 각각 출력한다.
이동방향값 평균연산부(2214)는 제 1 내지 제 3 의 이동방향 분석모듈(920)로부터 각각 분석된 것으로 차량실측부(2000)가 현재 위치한 장소이거나 이동하는 경로에서의 이동방향 분석 정보(값)를 입력받고 산술평균 연산 처리하여 정확도를 3 배 이상으로 높인 이동방향의 값을 실시간 출력한다.
이동방향값 평균연산부(2214)가 산술평균 연산 처리하는 수학식은 아래와 같다.
(제 1 이동방향 분석 값 + 제 2 이동방향 분석 값 + 제 3 이동방향 분석 값) / 3 = 산술평균 연산된 이동방향 분석 값
수학식은 해당알고리즘에 의하여 연산되며, 수학식이 변경되는 경우 알고리즘을 변경할 수 있음은 당연하고, 이하의 산술평균 연산처리 알고리즘은 유사한 방식이 적용되므로 중복 설명하기 않기로 한다.
이동속도값 평균연산부(2215)는 제 1 내지 제 3 의 이동속도 분석모듈(930)로부터 각각 분석된 것으로 차량실측부(2000)가 현재 위치한 장소이거나 이동하는 경로에서의 이동속도 분석 정보(값)를 입력받고 산술평균 연산 처리하여 정확도를 3 배 이상으로 높인 이동방향의 값을 실시간 출력한다.
위도값 평균연산부(2216)는 제 1 내지 제 3 의 위도 분석모듈(940)로부터 각각 분석된 것으로 차량실측부(2000)가 현재 위치한 장소이거나 이동하는 경로의 위도 분석 값을 입력받고 산술평균 연산 처리하여 정확도를 3 배 이상으로 높인 위도의 값을 실시간 출력한다.
경도값 평균연산부(2217)는 제 1 내지 제 3 의 경도 분석모듈(950)로부터 각각 분석된 것으로 차량실측부(2000)가 현재 위치한 장소이거나 이동하는 경로의 경도 분석 값을 입력받고 산술평균 연산 처리하여 정확도를 3 배 이상으로 높인 경도의 값을 실시간으로 출력한다.
해발값 평균연산부(2218)는 제 1 내지 제 3 의 해발 분석모듈(960)로부터 각각 분석된 것으로 차량실측부(2000)가 현재 위치한 장소이거나 이동하는 경로의 해발 분석 값을 모두 실시간 입력받고 산술평균 연산 처리하여 정확도를 3 배 이상으로 높인 해발의 값을 출력한다.
포맷 변환부(2219)는 이동방향값 평균연산부(2214)가 평균값으로 연산하여 출력하는 이동방향값, 이동속도값 평균연산부(2215)가 평균값으로 연산하여 출력하는 이동속도값, 위도값 평균연산부(2216)가 평균값으로 연산하여 출력하는 위도값, 경도값 평균연산부(2217)가 평균값으로 연산하여 출력하는 경도값, 해발값 평균연산부(2218)가 평균값으로 연산하여 출력하는 해발값을 각각 입력하고 하나의 데이터 프레임(7000)의 지정된 영역에 각각 기록하므로 암호화된 제 1 좌표정보로 변환한다.
암호화에 사용되는 데이터 프레임(frame)(7000)은 차량실측부(2000)와 영상도화서버(6000)가 해당 프로그램에 의하여 사전에 약속되어 있으며 서로 해독하거나 암호화할 수 있는 상태의 데이터 포맷(format)이다.
엘비에스 처리부(2220)는 이동통신부(2260)가 이동통신 시스템(5000)에 가입되어 등록된 상태로부터 이동통신 시스템(500)이 제공하는 엘비에스(LBS) 서비스에 의하여 제공되는 것으로, 이동통신부(2260)의 이동방향, 이동속도, 위도, 경도, 해발이 포함되는 좌표정보를 수신한다.
이동통신 시스템(5000)은 운용 특성상 가입되어 등록된 이동단말기(이동통신부, 2260)의 현재 좌표정보를 파악(확인)하고 있어야만 이동단말기가 이동하는 경우에도 연속적인 통신 서비스를 제공할 수 있다.
이동통신 시스템(5000)은 다수의 기지국을 설치하고 각 기지국의 위치를 기준으로한 삼각측량법을 운용하므로 이동통신부의 현재 위치를 감시 또는 확인할 수 있다.
이동통신 시스템(5000)이 이동단말기의 파악된 좌표정보를 이동단말기의 요청에 의하여 제공하는 것이 엘비에스(LBS : Location Based Service) 서비스 이다.
엘비에스 처리부(2220)는 이동통신 시스템(5000)이 제공하는 엘비에스 정보를 수신하고 암호화를 위하여 선택된 데이터 프레임(7000)의 지정된 각 영역에 해당 정보(데이터)를 기록하므로 암호화 변환된 제 2 좌표정보를 출력한다.
제어유니트부(2230)는 지피에스처리부(2210)가 데이터 프레임(7000)으로 암호화하여 출력한 제 1 좌표정보와 엘비에스 처리부(2220)가 데이터 프레임(7000)으로 암호화하여 출력한 제 2 좌표정보를 각각 입력하고 각 데이터 프레임(7000)의 지정된 영역에 각각 기록된 정보(데이터)를 읽어 산술평균 연산 처리한 후 새로운 데이터 프레임(7000)의 지정된 영역에 각각 기록하므로 암호화된 평균좌표정보를 생성한다.
카메라부(2240)는 제어유니트부(2230)의 해당 제어신호에 의하여 주변을 3 차원의 디지털 영상신호로 촬영하고 촬영된 영상신호를 와이드 엑스지에이(WXGA) 방식 프레임으로 변환하며 에이치.264(H.264) 방식으로 압축하므로 암호화한다. 3 차원으로 촬영하는 방식은 알려진 모든 방식 중에서 어느 하나의 방식을 사용할 수 있다.
영상신호의 프레임 변환 및 압축하는 방식은 카메라부(2240)와 영상도화서버(6000)가 해당 프로그램 등을 이용한 사전 약속에 의하여 서로 알고 있는 상태인 것으로 설명한다.
제어유니트부(2230)는 암호화된 상태로 입력된 제 1 좌표정보, 제 2 좌표정보, 영상신호와 산술평균 연산한 평균좌표정보를 버퍼부(2250)의 할당된 영역에 각각 기록하여 저장한다.
버퍼부(2250)에는 운용 프로그램, 파라미터, 각종 데이터가 포함되어 기록 관리되고 갱신되며 검색에 의하여 출력할 수 있다.
제어유니트부(2230)는 이동통신부(2260)를 제어하여 통신망(4000)이 설정한 통신경로에 연결되고 영상도화서버(6000)와 접속하며 데이터 프레임(7000)으로 암호화된 평균좌표정보와 압축되어 암호화된 영상신호를 전송한다.
이동통신부(2260)는 수평유지부(2300)에 구비된 이동통신안테나(1290)에 접속하며 제어유니트부(2230)의 해당 제어신호에 의하여 이동통신 방식으로 선택된 상대방과 통신경로를 설정한다.
이동통신부(2260)는 음성신호, 영상신호, 멀티미디어 신호, 데이터 신호를 포함하는 모든 종류의 신호를 이동하면서 송수신할 수 있는 구성이다.
수평유지부(2300)는 좌표검출부(2100)의 상부 측면 일부에 회동상태로 설치되어 경사지에서 좌표검출부(2100)의 상측 평면(2112)을 수평상태로 유지시키는 것으로 제 1 회동축(2310), 회동테(2330), 제 2 회동축(2340), 제 2 회동홀(2350), 받침부(2360), 프레임부(2370), 강자성체(2380), 이동통신 안테나(2390)를 포함한다.
제 1 회동축(2310)은 원통부(2110)의 상부 측면 양쪽에 일직선상으로 일치되게 돌출 설치되며 좌표검출부(2100)를 한쪽 방향으로 180도 범위에서 회동시킬 수 있다.
회동테(2330)는 제 1 회동축(2310)이 회동상태로 삽입되는 제 1 회동홀(2320)을 일직선상으로 일치되게 형성하고 원통부(2110)의 외부 지름 보다 큰 내부 지름을 형성하며 원형 테 형상을 한다.
회동테(2330)는 제 1 회동축(2310)을 제 1 회동홀(2320)에 삽입 상태로 설치하므로 좌표검출부(2100)의 상측 부분에 설치되어 좌표검출부(2100)를 180 도 범위에서 회동시킬 수 있다.
제 2 회동축(2340)은 회동테(2330)의 외주면에 제 1 회동홀(2320)이 형성하는 일직선과 수평으로 직각되는 일직선상에서 양쪽 방향으로 각각 돌출 설치된다.
제 2 회동축(2340)은 회동테(2330)를 다른 180 도 범위에서 회동시킬 수 있다.
즉, 좌표검출부(2100)는 제 1 회동축(2310)에 의하여 어느 한 방향에서 180 도 범위로 회동하고, 제 2 회동축(2340)에 의하여 직각의 다른 한 방향에서 180 도 범위로 회동하므로 360 도 범위에서 자유롭게 회동할 수 있게 된다.
제 2 회동홀(2350)은 받침부(2360)의 상부에 형성되며 제 2 회동축(1210)을 회동상태로 삽입시켜 회동 결합된다.
받침부(2360)는 원통부(2110)의 길이보다 더 긴 높이에 제 2 회동홀(2350)을 형성하며, 도면에서는 직사각형상으로 도시되어 있으나 다양한 형상이 포함될 수 있다.
프레임부(2370)는 받침부(2360)를 중앙부분의 양쪽 가장자리 부분에 고정 설치하며 전체적으로 사각 형상을 하는 것으로 도시되어 있으나 원을 포함하는 다각 형상을 할 수 있다.
강자성체(2380)는 강한 자성을 띠는 영구자석이며 프레임부(2370)의 각 모서리 하단에 고정되며 차량실측부(2000)가 차량의 금속체 부분에 자성에 의하여 강하게 부착될 수 있다.
프레임부(2370)가 원형인 경우는 강자성체(2380)를 균형이 유지되도록 최소 3 군데 이상 설치할 수 있다.
지피에스 인공위성(3000)은 일반적인 구성이고 통신망(4000)의 경우에도 이동통신망, 유선통신망, 인터넷 등이 포함되는 일반적인 구성이며 이동통신 시스템(5000)의 경우에도 일반적인 구성이므로 구체적으로 설명하지 않기로 한다.
영상도화서버(6000)는 통신망(4000)을 통하여 이동통신부(1140)와 통신경로를 연결하며 제어유니트부(2230)를 제어하는 명령신호를 송신하고 데이터 프레임(7000)의 포맷으로 변환되어 암호화된 평균좌표값과 에이치.264(H.264) 방식으로 압축되어 암호화된 영상신호를 수신한다.
영상도화서버(6000)는 수신된 평균좌표값을 복호화 분석하여 실측되고 평균값으로 연산된 차량실측부(2000)의 현재 위치 또는 이동경로의 위치에 해당하는 것으로써 이동방향, 이동속도, 위도값, 경도값, 해발값이 포함되는 좌표정보를 추출한다.
한편, 영상도화서버(6000)는 수신된 영상신호를 복호화하여 3 차원으로 촬영된 영상신호를 추출한다.
영상도화서버(6000)는 복호화되어 추출된 좌표정보 값을 이용하여 관리되는 기존 수치지도의 해당 부분에 대한 좌표정보 값을 실시간으로 갱신(update)하는 동시에 복호화된 영상신호를 해당 좌표정보에 연계된 상태로 기록한다.
그러므로 갱신된 수치지도는 좌표정보 값을 최소 6 배 이상으로 정밀하게 갱신하고 3 차원의 영상신호를 함께 기록하며 검색에 의하여 출력하게 된다.
상기와 같은 구성은 지형지물이 변화되고 변경된 지역을 차량으로 직접 이동하면서 3 개의 지피에스 안테나(2270, 2280, 2290)가 수평을 유지하면서 지피에스 인공위성(3000)으로부터 오차 없는 동일한 지피에스 신호를 수신 및 분석한 좌표정보를 산술평균하여 3배 이상으로 정밀도를 높인 제 1 좌표정보를 연산한다.
또한, 엘비에스 처리부(2220)가 이동통신 시스템(5000)으로부터 수신한 제 2 좌표정보를 제 1 좌표정보와 산술평균하여 평균좌표정보로 연산하고 이와 같이 연산된 좌표정보는 데이터 프레임(7000)에 의하여 암호화되어 전송하므로 전송오류가 발생하지 않고 복구가 용이한 장점이 있다.
한편, 3 개의 지피에스 안테나에서 수신된 신호를 각각 분석하여 좌표정보를 검출하고 3 개의 좌표정보를 산술평균 연산한 제 1 좌표정보는 정확도(정확성, 정밀성)가 3 배 이상인 동시에 제 1 좌표정보와 제 2 좌표정보를 다시 산술평균 연산하므로 최소 6 배 이상으로 정확도를 높일 수 있는 장점이 있다.
따라서 정확도가 6 배 이상인 평균좌표값을 실시간으로 제공받아 수치지도의 해당부분을 갱신하므로 수치지도의 신뢰도를 높이는 장점이 있다.
또한, 좌표정보를 실측하면서 주변의 3 차원 영상신호를 촬영하고 해당 좌표정보에 연계된 상태로 기록하여 제공하므로 선호도를 높이는 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.
910 : 지피에스 수신부 920 : 이동방향 분석모듈
930 : 이동속도 분석모듈 940 : 위도 분석모듈
950 : 경도 분석모듈 960 : 해발 분석모듈
1000 : 지형지물의 변화에 따른 기존 촬영이미지의 실시간 편집을 위한 영상도화 갱신시스템
2000 : 차량실측부 2100 : 좌표검출부
2110 : 원통부 2112 : 상측 평면
2200 : 인쇄회로기판부 2210 : 지피에스처리부
2211 : 제 1 지피에스모듈부 2212 : 제 2 지피에스모듈부
2213 : 제 3 지피에스모듈부 2214 : 이동방향값 평균연산부
2215 : 이동속도값 평균연산부 2216 : 위도값 평균연산부
2217 : 경도값 평균연산부 2218 : 해발값 평균연산부
2219 : 포맷 변환부 2220 : 엘비에스처리부
2230 : 제어유니트부 2240 : 카메라부
2250: 버퍼부 2260 : 이동통신부
2270 : 제 1 지피에스 안테나 2280 : 제 2 지피에스 안테나
2290 : 제 3 지피에스 안테나 2300 : 수평유지부
2310 : 제 1 회동축 2320 : 제 1 회동홀
2330 : 회동테 2340 : 제 2 회동축
2350 : 제 2 회동홀 2360 : 받침부
2370 : 프레임부 2380 : 강자성체
2390 : 이동통신 안테나 3000 : 지피에스 인공위성
4000 : 통신망 5000 : 이동통신 시스템
6000 : 영상도화서버

Claims (1)

  1. 차량에 설치되며 수평을 유지한 3 개의 지피에스 안테나로 지피에스 인공위성으로부터 수신하고 암호화한 제 1 좌표정보와 이동통신 시스템으로부터 엘비에스로 수신하고 암호화한 제 2 좌표정보를 산술평균 연산하여 암호화된 평균좌표값을 구하며 3 차원으로 촬영되고 암호화된 영상신호와 함께 이동통신으로 실시간 송신하는 차량실측부; 및
    상기 차량실측부와 통신망으로 연결되어 상기 암호화된 평균좌표값과 영상신호를 실시간 수신하고 복호화하며 수치지도의 해당 영역을 상기 평균좌표값으로 갱신하고 상기 영상신호를 연계시켜 저장하는 영상도화서버; 를 포함하되,
    상기 차량실측부는
    원통형상을 하며 무게 중심이 아래 부분에 형성되고 비어 있는 원통부의 상측 평면에 제 1 내지 제 3 지피에스 안테나를 등각으로 설치한 좌표검출부; 상기 원통부의 내부에 내장되고 지피에스 신호를 수신하여 해당 제어신호에 의하여 상기 제 1 좌표정보를 검출하고 암호화하는 지피에스처리부, 상기 제 2 좌표정보를 수신하고 암호화하는 엘비에스처리부, 상기 암호화된 제 1 좌표정보와 제 2 좌표정보를 산술평균 연산하며 암호화된 평균좌표정보를 출력하고 각 기능부에 해당 제어신호를 출력하는 제어유니트부, 상기 제어유니트부의 해당 제어신호에 의하여 주변을 3 차원으로 촬영한 영상신호를 압축하여 암호화하는 카메라부, 상기 제 1 및 제 2 좌표정보와 상기 영상신호를 기록하는 버퍼부, 상기 제어유니트부의 제어신호에 의하여 상기 암호화된 평균좌표정보와 영상신호를 상기 영상도화서버에 전송하는 이동통신부가 구비된 인쇄회로기판부; 및 상기 좌표검출부의 상부 측면 일부에 회동 설치되어 경사지에서 상기 상측 평면의 수평을 유지시키는 수평유지부; 를 포함하며,
    상기 지피에스처리부는
    상기 제 1 내지 제 3 지피에스 안테나에 각각 접속하여 상기 지피에스 인공위성으로부터 지피에스 신호를 수신하며 이동방향, 이동속도, 위도, 경도, 해발의 값으로 분석된 각각의 좌표정보를 출력하는 제 1 내지 제 3 지피에스 모듈부; 상기 제 1 내지 제 3 지피에스 모듈부 중에서 선택된 어느 하나 이상으로부터 각각 분석된 이동방향의 값을 입력하고 산술평균 연산하여 출력하는 이동방향값 평균연산부; 상기 제 1 내지 제 3 지피에스 모듈부 중에서 선택된 어느 하나 이상으로부터 각각 분석된 이동속도의 값을 입력하고 산술평균 연산하여 출력하는 이동속도값 평균연산부; 상기 제 1 내지 제 3 지피에스 모듈부 중에서 선택된 어느 하나 이상으로부터 각각 분석된 위도의 값을 입력하고 산술평균 연산하여 출력하는 위도값 평균연산부; 상기 제 1 내지 제 3 지피에스 모듈부 중에서 선택된 어느 하나 이상으로부터 각각 분석된 경도의 값을 입력하고 산술평균 연산하여 출력하는 경도값 평균연산부; 상기 제 1 내지 제 3 지피에스 모듈부 중에서 선택된 어느 하나 이상으로부터 각각 분석된 해발의 값을 입력하고 산술평균 연산하여 출력하는 해발값 평균연산부; 및 상기 이동방향값 평균연산부, 이동속도값 평균연산부, 위도값 평균연산부, 경도값 평균연산부, 해발값 평균연산부에 각각 접속하고 소정의 데이터 프레임에 기록하여 암호화된 제 1 좌표정보로 변환하는 포맷 변환부; 를 포함하고,
    상기 수평유지부는
    상기 원통부의 상부 측면 양쪽에 일직선상으로 일치되게 돌출 설치되며 상기 좌표검출부를 한쪽 방향으로 180도 범위에서 회동시키는 제 1 회동축; 상기 제 1 회동축이 회동상태로 삽입되는 제 1 회동홀을 일직선상으로 일치되게 형성하고 상기 원통부의 외부 지름 보다 큰 내부 지름을 형성하며 원형의 테 형상을 하는 회동테; 상기 회동테의 외주면에 상기 제 1 회동홀이 형성하는 일직선과 수평으로 직각되는 일직선상에서 양쪽 방향으로 각각 돌출 설치된 제 2 회동축; 상기 제 2 회동축을 회동상태로 삽입시키는 제 2 회동홀; 상기 원통부의 길이보다 더 긴 높이에 상기 제 2 회동홀을 형성한 복수의 받침부; 상기 받침부를 양쪽 가장자리의 중간부분에 각각 설치하며 전체적으로 사각 형상을 하는 프레임부; 상기 프레임부의 각 모서리 하단에 설치되어 금속체에 자성으로 부착되는 강자성체; 및 상기 복수 받침부 중에서 어느 하나의 일측에 설치되며 상기 좌표검출부에 전기적으로 연결되어 이동통신 신호를 무선 송수신하는 이동통신 안테나; 를 포함하며,
    상기 카메라부는 상기 3 차원의 영상신호를 와이드 엑스지에이 방식 프레임으로 변환하고 에이치.264 방식으로 압축하여 암호화하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 지형지물의 변화에 따른 기존 촬영이미지의 실시간 편집을 위한 영상도화 갱신시스템.
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