KR101223180B1 - 광학적오차를 최소화하는 항공촬영이미지 영상의 도화시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 항공에서 촬영한 이미지를 통해 수치지도 관련 도화 작업이 정밀하게 이루어지도록 하는 항공촬영 이미지의 정밀도화를 위한 수치도화시스템에 관한 것으로, RF발신기는 RF발신기의 저면에 배치된 편평한 형상으로 성형되고 무게중심을 잡아주기 위한 중심플레이트(141), 상기 RF발신기와 상기 중심플레이트(141)의 외면에 코팅되어 수분유입을 방지하기 위한 외부코팅막(142)이 구비되고; 내부에 상기 RF발신기 및 중심플레이트(141)를 수용하고 광투과성재질로 이루어지며 상부에 홀(H)이 형성된 원뿔형상의 외부케이스(120); 상기 외부케이스(120)의 홀(H) 위에 얹혀진 구형상의 안테나볼(143)과 일단이 상기 안테나볼(143) 저면에 고정되고 타단이 상기 RF발신기 상단에 고정된 안테나줄(143a)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

광학적오차를 최소화하는 항공촬영이미지 영상의 도화시스템{Drawing system for the aerial work image}

본 발명은 항공촬영이미지영상의 도화시스템에 관한 것으로, 더 상세하게는 수평을 자동으로 유지할 수 있는 구조를 가진 RF발신기를 이용하여 항공에서 촬영한 이미지를 통해 수치지도 관련 도화 작업이 정밀하게 이루어지도록 하는 항공촬영 이미지의 정밀도화를 위한 수치도화시스템에 관한 것이다.

일반적인 수치지도는 지피에스 정보를 도화된 이미지에 합성 및 적용해 제작되는 것으로, 도화를 위해서는 도화의 대상이 되는 대상물의 이미지가 반드시 요구된다. 따라서, 도화의 대상이 되는 지면 촬영을 위해 항공기를 이용한 촬영이 이루어졌고, 이렇게 확보된 촬영이미지를 이용해 도화 작업이 진행되었다.

한편, 촬영의 대상이 되는 지면은 일정한 고도에 위치한 항공기가 촬영해야 하므로 촬영자는 촬영기의 촬영방향을 대상 지면의 연직 방향으로 정확히 조준해야 하고, 움직이는 항공기에서의 촬영이므로 해당 위치에 도착시 그 시점을 정확히 잡아 촬영을 진행해야 한다.

그러나 종래에는 이러한 촬영지점 및 촬영시점 선택이 촬영자의 감각에 의존해 이루어졌고 GPS 좌표계 등을 이용한 확인시에도 고속으로 운항중인 항공기에서 확인된 촬영지점에 대한 이탈이 순간적으로 이루어지므로 GPS 좌표계를 통한 촬영 대상 지면에 대한 정확한 촬영에 한계가 있었다.

뿐만 아니라 GPS 좌표계는 비교적 높은 고도에 있는 항공기를 기준으로 그 좌표를 확인하는 방식이므로, 지면 기준으로 설정된 GPS 좌표계의 감지기능에 대해 신뢰성이 떨어질 수 밖에 없었다.

결국, 항공촬영된 촬영이미지는 도화작업 시 이를 고려해 수정해야 하는 번거로움이 있었다. 또한, 촬영지점 및 촬영시점을 놓칠 경우 재촬영을 위해 항공기를 선회해야 하므로, 항공기 운항에 따른 비용부담이 발생한다는 문제 또한 있었다.

한편, 촬영 대상 지면은 단순한 평면이 아닌 산과 언덕과 같은 굴곡이 형성될 수 있고, 고층 건물이 밀집된 도심지일 수도 있는데, 이러한 굴곡은 항공기와의 높이에서 실제 차이를 일으키고 고층 건물의 간섭 및 방해로 인한 신호의 소실이 있을 수 있다.

이러한 조건은 신호의 세기 변화로 거리를 측정하는 방식이 적용되는 시스템 또는 방법에서 그 실시에 심각한 장애를 야기하므로, 이러한 시스템 또는 방법은 반드시 평면인 대상 지면에만 실시가 이루어져야 한다는 한계가 있었다.

이러한 종래기술의 일례를 살펴보면 다음과 같다.

2009년11월06일자로 등록된 대한민국 특허등록번호 10-0926734호에 따르면, "항공에서 촬영한 이미지를 통해 수치지도 관련 도화 작업이 정밀하게 이루어지도록 하는 항공촬영 이미지의 정밀도화를 위한 수치도화시스템에 관한 것으로, 기기별로 고유한 RF를 생성 및 출력하는 RF생성유닛(11)과, 출력된 RF를 원거리로 발신하기 위해 신호를 생성하는 발진유닛(12)과, 현재의 고도를 측정하는 고도측정기능을 갖추고 RF와 신호로 구성된 발진신호를 발신하되 해발고도가 '0'인 지점에서의 세기로 설정된 발진신호를 현재의 고도에 맞춰서 최종 세기를 감소시키는 발진제어유닛(13)으로 된 3개 이상의 RF발신기(10, 10', 10"); 대상 지면에 각각 설치된 RF발신기(10, 10', 10")가 동시에 발진신호를 발신하도록 제어하는 동기제어모듈(20); 항공기(AP)에 설치되어 대상 지면을 항공 촬영하는 촬영모듈(30); RF발신기(10, 10', 10")의 발진신호를 수신하고, 발진신호에 포함된 RF를 확인해서 당해 발진신호의 RF발신기(10, 10', 10")를 확인하는 RF수신기(50); RF수신기(50)의 발진신호 수신시 항공기(AP)의 고도를 감지 및 출력하는 고도계(41)와, RF수신기(50)의 발진신호 수신시 항공기(AP)의 지피에스 좌표를 감지 및 출력하는 좌표계(42)와, RF수신기(50)의 발진신호 수신시 항공기(AP)의 속도를 감지 및 출력하는 속도계(43)와, 수신한 발진신호의 세기와 RF발신기(10, 10', 10")에서 발신하는 발진신호의 세기를 비교해서 항공기(AP)가 위치한 지점(B)과 RF발신기(10, 10', 10")가 설치된 지면의 지점(X, Y, Z)간 거리(a, c, e)를 연산하는 감지계(44)를 갖춘 감지모듈(40); 감지계(44)가 연산한 거리(a, c, e)와 감지모듈(40)이 감지한 항공기(AP)의 고도 및 속도 데이터를 통해, 항공기(AP)가 위치한 지점(B)의 연직방향인 대상 지면 상의 지점(B')과 촬영 대상 지면(A') 간 거리(b, d, f)를 연산하고, 상기 속도를 기준으로 한 촬영모듈(30)의 촬영시간을 연산하는 연산모듈(70); RF수신기(50)의 발진신호 수신시부터 시간을 측정하고, 연산모듈(70)에서 연산한 촬영시간을 확인해서, 촬영모듈(30)의 촬영을 예약 제어하는 타이머(60); 촬영모듈(30)이 촬영한 촬영이미지에 지피에스 좌표 라인을 적용하는 지피에스합성모듈(80); 감지모듈(40)의 감지 데이터와 연산모듈(70)의 연산결과 데이터와 촬영이미지의 저장물을 저장하는 로그모듈(90); 및 로그모듈(90)을 통해 저장물을 전송받고, 저장물에 포함된 촬영이미지에 따라 도화를 진행하는 도화모듈(100)를 포함하는 것이다."라고 개시된 바가 있다.

그러나, 상술한 바와 같은 종래기술에서도 지적된 바와 같이 촬영대상지면이 항상 수평하지 않을 뿐만 아니라 울퉁불퉁하게 굴곡이 진 지형이 대부분이어서 RF발신기의 수평을 유지하기 위한 별도의 작업시간, 별도의 장비 등이 필요하기 때문에 효과적이고 신속하게 작업을 수행할 수 없는 문제점이 있었다.

이를 해결하기 위한 본 발명은 중력의 법칙에 따라서 수면은 언제나 수평을 유지하고 있고, 이 수면 위에 RF발신기를 띄울 수 있다면 번거롭게 RF발신기의 수평을 조정하지 않아도 된다는데 그 착상의 토대가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상술한 문제점들을 해소하기 위한 것으로, 별도의 시간, 별도의 장비, 별도의 노력이 투입되지 않아도 자동으로 RF발신기의 수평을 자동으로 유지하는 구조를 제공하여 광학적오차를 최소화하고 작업장비와 작업시간을 대폭 단축시키도록 함으로써 광학적오차를 최소화하는 항공촬영이미지영상의 도화시스템을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 기기별로 고유한 RF를 생성 및 출력하는 RF생성유닛(11)과, 출력된 RF를 원거리로 발신하기 위해 신호를 생성하는 발진유닛(12)과, 현재의 고도를 측정하는 고도측정기능을 갖추고 RF와 신호로 구성된 발진신호를 발신하되 해발고도가 '0'인 지점에서의 세기로 설정된 발진신호를 현재의 고도에 맞춰서 최종 세기를 감소시키는 발진제어유닛(13)으로 된 3개 이상의 RF발신기(10, 10', 10"); 대상 지면에 각각 설치된 RF발신기(10, 10', 10")가 동시에 발진신호를 발신하도록 제어하는 동기제어모듈(20); 항공기(AP)에 설치되어 대상 지면을 항공 촬영하는 촬영모듈(30); RF발신기(10, 10', 10")의 발진신호를 수신하고, 발진신호에 포함된 RF를 확인해서 당해 발진신호의 RF발신기(10, 10', 10")를 확인하는 RF수신기(50); RF수신기(50)의 발진신호 수신시 항공기(AP)의 고도를 감지 및 출력하는 고도계(41)와, RF수신기(50)의 발진신호 수신시 항공기(AP)의 지피에스 좌표를 감지 및 출력하는 좌표계(42)와, RF수신기(50)의 발진신호 수신시 항공기(AP)의 속도를 감지 및 출력하는 속도계(43)와, 수신한 발진신호의 세기와 RF발신기(10, 10', 10")에서 발신하는 발진신호의 세기를 비교해서 항공기(AP)가 위치한 지점(B)과 RF발신기(10, 10', 10")가 설치된 지면의 지점(X, Y, Z) 간 거리(a, c, e)를 연산하는 감지계(44)를 갖춘 감지모듈(40); 감지계(44)가 연산한 거리(a, c, e)와 감지모듈(40)이 감지한 항공기(AP)의 고도 및 속도 데이터를 통해, 항공기(AP)가 위치한 지점(B)의 연직방향인 대상 지면 상의 지점(B')과 촬영 대상 지면(A') 간 거리(b, d, f)를 연산하고, 상기 속도를 기준으로 한 촬영모듈(30)의 촬영시간을 연산하는 연산모듈(70); RF수신기(50)의 발진신호 수신시부터 시간을 측정하고, 연산모듈(70)에서 연산한 촬영시간을 확인해서, 촬영모듈(30)의 촬영을 예약 제어하는 타이머(60); 촬영모듈(30)이 촬영한 촬영이미지에 지피에스 좌표 라인을 적용하는 지피에스합성모듈(80); 감지모듈(40)의 감지 데이터와 연산모듈(70)의 연산결과 데이터와 촬영이미지의 저장물을 저장하는 로그모듈(90); 및 로그모듈(90)을 통해 저장물을 전송받고, 저장물에 포함된 촬영이미지에 따라 도화를 진행하는 도화모듈(100)를 포함하는 항공촬영 이미지의 정밀도화를 위한 수치도화시스템에 적용시킨 것이다.

즉, 상기 RF발신기의 저면에 배치된 편평한 형상으로 성형되고 무게중심을 잡아주기 위한 중심플레이트(141), 상기 RF발신기와 상기 중심플레이트(141)의 외면에 코팅되어 수분유입을 방지하기 위한 외부코팅막(142)이 구비되고; 내부에 상기 RF발신기 및 중심플레이트(141)를 수용하고 광투과성재질로 이루어지며 상부에 홀(H)이 형성된 원뿔형상의 외부케이스(120); 상기 외부케이스(120)의 홀(H) 위에 얹혀진 구형상의 안테나볼(143)과 일단이 상기 안테나볼(143) 저면에 고정되고 타단이 상기 RF발신기 상단에 고정된 안테나줄(143a)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 효과에 따르면, 지면에 설치된 다수 개의 좌표기준점에 대한 정보를 판독해서 최적의 촬영지점 및 촬영시점을 확인하고, 촬영지점 및 촬영시점이 확인되면 촬영을 신속히 진행시켜서 도화 작업을 위한 최적의 도화이미지를 확보할 수 있는 효과가 있다. 특히, 별도의 RF발신기의 수평을 맞추기 위한 시간, 노력, 장비가 불필요해지기 때문에 작업효율과 작업시간 그리고 작업정밀도가 대폭 향상되는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 수치도화시스템의 구성 모습을 도시한 블록도이고,
도 2는 본 발명에 따른 좌표기준점의 설치위치와 동작모습을 도시한 도면이고,
도 3은 본 발명에 따른 수치도화시스템의 항공촬영모습을 이미지화한 도면이고,
도 4는 본 발명에 따른 수치도화시스템을 통한 항공촬영모습을 평면형태로 이미지화한 도면이고,
도 5는 본 발명에 따른 RF발신기를 도시한 블록도이다.
도 6은 본 발명에 따른 RF발신기의 외관을 나타낸 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 RF발신기의 일부를 분리시킨 일부 분리사시도.
도 8은 본 발명에 따른 RF발신기의 단면을 나타낸 단면도.
도 9는 본 발명에 따른 RF발신기의 사용상태를 나타낸 사용상태사시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 6 내지 도 9는 본 발명에 따른 RF발신기의 구체적인 구성을 예시한 도면으로서, RF발신기를 자세히 살펴보면 다음과 같다.

상기 RF발신기(140)의 저면에 배치된 편평한 형상으로 성형되고 무게중심을 잡아주기 위한 중심플레이트(141)가 구비되는데, RF발신기의 중심을 잡아주기 위한 것으로 금속, 돌과 같이 다소 무거운 재질로 성형하는 것이 바람직하다.

상기 RF발신기와 상기 중심플레이트(141)의 외면에 코팅되어 수분유입을 방지하기 위한 외부코팅막(142)이 구비되는데, 수성보다는 유성의 코팅막이 바람직하다.

내부에 상기 RF발신기 및 중심플레이트(141)를 수용하고 광투과성재질로 이루어지며 상부에 홀(H)이 형성된 원뿔형상의 외부케이스(120)가 구비되고, 외부케이스 내부에는 일반적인 공기(空氣)로 채워진다.

상기 외부케이스(120)의 홀(H) 위에 얹혀진 구형상의 안테나볼(143)과 일단이 상기 안테나볼(143) 저면에 고정되고 타단이 상기 RF발신기 상단에 고정된 안테나줄(143a)을 포함한다.

도 7에 나타낸 바와 같이, 홀(H) 위에는 안테나볼(143)이 얹혀지고, 안테나볼(143) 저면에는 안테나줄(143a) 일단이 고정되고 상기 RF발신기(140) 위에는 안테나줄(143a) 타단이 고정된다. 이때, 상기 안테나볼(143)은 상기 홀(H)을 밀봉시키지는 않기 때문에 상기 외부케이스(120) 내부는 외기와 동일한 공기로 채워지게 된다.

따라서, 도 9에 나타낸 바와 같이, 외부케이스(120)가 기울어져도 특별한 사용자의 조치 없이도 RF발신기(140)는 중력에 의해서 수평을 자동으로 유지하게 된다.

상술한 RF발신기의 구조적특징은 자동으로 수평을 조절하도록 하기 위한 것으로, 이 RF발신기와 함께 동작하여 도화시스템을 이루는 각 구성요소들을 참고로 살펴보도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 수치도화시스템의 구성 모습을 도시한 블록도이고, 도 2는 본 발명에 따른 좌표기준점의 설치위치와 동작모습을 도시한 도면인 바, 이를 참조해 설명한다.

본 발명에 따른 수치도화시스템은 좌표기준점의 기능을 수행할 수 있도록 촬영 대상 지면에 설치되는 다수의 RF 발신기(10, 10', 10")와, RF발신기(10, 10', 10")의 동기를 구동 제어하는 동기제어모듈(20)과, 항공기(AP)에 설치되는 장치(M)와, 장치(M)로부터 제공된 촬영이미지 및 지피에스 합성 정보 등에 대한 저장물을 통해 도화를 수행하는 도화모듈(100)로 구성된다.

상기 RF발신기(10, 10', 10")는 RF를 발진시켜서 항공기(AP)가 이를 수신할 수 있도록 하는 것으로, 발진된 신호는 RF발신기(10, 10', 10") 별로 고유한 RF를 포함하므로, 항공기(AP)는 수신한 RF를 통해 당해 RF를 발진한 RF발신기(10, 10', 10")를 식별할 수 있다.

한편, RF를 일정한 고도에 위치한 항공기(AP)가 수신할 수 있도록 적용되는 발진신호는 그 세기를 RF발신기(10, 10', 10")의 구분없이 일정하게 해서, 항공기(AP)의 장치(M)가 수신한 발진신호의 세기를 통해 RF발신기(10, 10', 10")와 항공기(AP) 간의 거리를 확인할 수 있도록 한다.

상기 동기제어모듈(20)은 비교적 넓은 범위의 대상 지면 곳곳에 설치된 RF발신기(10, 10', 10")가 동시에 동작할 수 있도록 이들을 제어하는 것으로, 촬영자의 명령신호에 따라 RF발신기(10, 10', 10")가 발신하도록 하거나, RF발신기(10, 10', 10")가 일정한 간격으로 지속해서 발신하도록 제어한다.

즉, 항공기(AP)에 탑승한 촬영자가 촬영 대상 지면에 근접할 경우, 동기제어모듈(20)을 원격에서 제어해 구동시키면, 동기제어모듈(20)은 촬영자의 명령신호를 확인해서 RF발신기(10, 10', 10")가 단발로 발신하도록 하거나, 일정한 간격으로 연발로 발신하도록 할 수 있는 것이다.

상기 장치(M)는 항공기(AP)에 설치되어서 대상 지면의 촬영을 진행하는 것으로, 대상 지면의 촬영을 위한 촬영 모듈(30)과, 각종 데이터를 수집하는 감지모듈(40)과, RF발신기(10, 10', 10")로부터 발신된 신호를 수신하는 RF수신기(50)와, 시간을 측정하는 타이머(60)와, 감지모듈(40)과 타이머(60)로부터 수신한 데이터에 따라 촬영지점과 촬영시점을 연산하고 촬영모듈(30)을 제어하는 연산모듈(70)과, 촬영이미지에 대응하는 지피에스 정보를 확인하고 합성하는 지피에스합성모듈(80)과, 상기 데이터와 촬영모듈(30)의 촬영이미지 및 지피에스가 합성된 촬영이미지 등을 저장물 형태로 기록 및 저장하는 로그모듈(90)로 이루어진다.

촬영모듈(30)은 대상 지면의 촬영을 위한 일반적인 카메라로, 아날로그 방식 또는 디지털 방식이 적용될 수 있다. 하지만 본 발명에서는 일정한 고도에서 비교적 원거리에 위치한 대상 지면을 정밀하게 촬영해야 하는 것이므로, 해상도를 조정할 수 있고 편집이 유리한 디지털 방식이 적용되는 것이 바람직하다.

감지모듈(40)은, 항공기(AP)가 위치한 고도를 측정하는 고도계(41)와, 항공기(AP)가 현재 위치한 지점의 지피에스 좌표를 확인하는 좌표계(42)와, 항공기(AP)의 속도를 측정하는 속도계(43)와, RF발신기(10, 10', 10")의 발진신호 세기를 감지하는 감지계(44)로 구성된다.

일반적으로, 고도계(41) 및 속도계(43)는 항공기(AP)에 기본적으로 탑재되는 것이므로, 이와 연동해 활용할 수도 있을 것이나, 촬영지점 및 촬영시점에 대한 정확한 연산을 위해 별도의 기기를 추가로 보완할 수도 있을 것이다.

한편, 감지계(44)는 전술한 바와 같이, RF발신기(10, 10', 10")가 일정한 세기로 발신한 발진신호 대비 수신한 발진신호를 비교하는 것으로, 그 감도는 높을수록 유리할 것이다.

이상, 감지모듈(40)로부터 확인된 각종 데이터는 연산모듈(70)로 전송되고, 연산모듈(70)은 셋팅된 프로그램에 따라 연산작업을 수행할 것이다.

상기 RF수신기(50)는 RF발신기(10, 10', 10")가 발신한 발진신호를 수신해서 발진신호에 포함된 RF를 확인하고, 수신한 발진신호를 감지계(44)로 전송한다.

상기 타이머(60)는 RF수신기(50)가 발진신호를 수신하면, 이를 시점으로 시간을 측정하는 것으로, 측정된 데이터를 연산모듈(70)로 전송한다.

상기 연산모듈(70)은 감지모듈(40), RF수신기(50) 및 타이머(60) 등으로부터 수신한 데이터를 토대로 촬영지점 및 촬영시점을 연산하는 것으로서, 이에 대한 상세한 설명은 아래에서 하도록 한다.

상기 지피에스합성모듈(80)은 좌표계(42)에서 확인한 지피에스 좌표를 촬영이미지에 적용 및 합성하는 것이다.

상기 로그모듈(90)은 연산모듈(70)이 연산한 데이터 및 최종 결과데이터와, 촬영이미지 및 지피에스 좌표가 합성된 촬영이미지 등에 대한 전반적인 저장물을 기록하는 것으로, 도화모듈(100)로 저장물을 전송하기 위해 다양한 저장수단이 적용될 수 있을 것이다.

일 예를 들면, 상기 로그모듈(90)은 RAM과 같이 임시 저장기능을 갖는 외장형 디스크(USB방식으로 탈부착되는 기록매체)일 수도 있고, 일반적인 디스크일 수도 있으며, 탈부착이 가능한 하드드라이브가 될 수도 있을 것이다.

상기 도화모듈(100)은 로그모듈(90)을 통해 제공된 저장물을 토대로 수치지도 제작을 위한 도화작업을 수행하는 것으로, 대상 지면의 연직 상방에서 정확히 촬영한 촬영이미지를 통해 별도의 수정작업 없이 도화작업을 진행할 수 있고, 이를 통해 도화작업 시간을 단축할 수 있음은 물론, 완성된 도화물은 실제 대상 지면에 상응하는 정밀성을 가지므로, 이를 토대로 제작된 수치지도의 신뢰도는 매우 향상될 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 수치도화시스템의 항공촬영모습을 이미지화한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 수치도화시스템을 통한 항공촬영모습을 평면형태로 이미지화한 도면인 바, 이를 참조해 설명한다.

RF발신기(10, 10', 10")는 촬영 대상 지면을 둘러쌀 수 있는 적어도 3개 이상이 설치된다. 즉, 대상 지면 A'의 연직방향에서 촬영을 하기 위해서는 A'를 둘러싸는 지점인 X와 Y와 Z(도 4 참조)에 RF발신기(10, 10', 10")를 설치해야 하는 것이다

항공기(AP)는 대상 지면을 향해 이동하면서, 항공기(AP)가 대상 지면에 근접하거나 RF발신기(10, 10', 10")가 설치된 지점의 범위 내로 진입하면, 촬영자는 동기제어모듈(20)에 명령신호를 보내고, 동기제어모듈(20)은 해당 RF발신기(10, 10', 10")를 구동시킨다.

항공기(AP)는 B 지점에 위치하고, 당해 항공기(AP)에 설치된 RF수신기(50)는 RF발신기(10, 10', 10")의 발진신호를 수신한다.

도시한 바와 같이, RF발신기(10, 10', 10")의 거리와 B 지점에 위치한 항공기(AP)의 거리는 차이가 있으므로, RF발신기(10, 10', 10") 별 발진신호의 수신시간은 다소 차이가 있을 수 있다. 그러나, 발진신호의 전파속도와 비교해서 RF발신기(10, 10', 10")의 간격은 크지 않으므로, 상기 차이는 무시할 수 있을 것이다.

RF수신기(50)는 수신한 발진신호가 포함하는 RF를 확인해서, 당해 발진신호를 발신한 RF발신기(10, 10', 10")를 파악하고, 그 위치를 데이터화한다.

여기서 상기 위치는 지피에스 좌표와 같은 좌표값이 될 것이다. 참고로, RF발신기(10, 10', 10")의 설치위치는 촬영 이전에 이미 고정된 데이터이므로, RF확인을 통해 해당 RF발신기(10, 10', 10")의 위치는 해당 데이터의 검색을 통해 즉시 데이터화할 수 있을 것이다.

RF수신기(50)가 수신한 발진신호는 RF 확인과 동시에 감지계(44)로 전송되고, 감지계(44)는 발진신호의 세기를 감지한다.

발진신호는 RF발신기(10, 10', 10")를 식별할 수 있는 RF를 원격지에 있는 항공기(AP)로 전송하기 위한 것으로서, 그 세기는 RF발신기(10, 10', 10")로부터 멀어질수록 작아질 수 밖에 없고, 세기의 감소율은 전파전달의 매개인 매체(공기)의 특성에 따라 차이가 발생할 수 밖에 없다.

따라서 감지계(44)는 촬영 당시의 온도와 공기밀도 등에 따라 발진신호의 감소율을 적용해서, RF발신기(10, 10', 10")에서 발신한 발진신호와 수신한 발진신호의 세기를 각각 비교해 항공기(AP)가 현재 위치한 지점인 B와 RF발신기(10, 10', 10")가 위치한 X, Y, Z 지점 간의 거리(a, c, e)를 각각 연산한다.

한편, 감지모듈(40)의 고도계(41)는 RF수신기(50)가 발진신호를 수신할 때의 항공기(AP) 고도를 감지하고, 이를 촬영자에게 출력해서, 촬영자가 현재의 고도로 항공기(AP)가 유지되게끔 조정할 수 있게 한다.

계속해서, 좌표계(42)는 RF수신기(50)가 발진신호를 수신할 때의 항공기(AP) 위치를 확인해서, 해당 위치의 지점을 B로 확정하도록 한다.

이렇게 확인 및 감지된 데이터는 연산모듈(70)로 전송되고, 연산모듈(70)는 상기 데이터를 통해 다음을 연산한다.

우선, 전술한 바와 같이 B 지점의 위치와, B와 RF발신기(10, 10', 10")가 위치한 X, Y, Z 지점 간의 거리(a, c, e)가 확인되면, [수학식 1]을 통해 B 지점에 연직하는 지면의 일지점인 B'와 X, Y, Z 지점 간의 거리인 b, d, f를 각각 연산한다.

이렇게 확인된 b, d, f를 통해 좌표계(42)에서 확인된 지피에스 좌표와 별도의 좌표점인 B'의 위치를 확인할 수 있다.

계속해서, 촬영 대상 지면인 A'는 RF발신기(10, 10', 10")의 설치위치를 기준으로 한 좌표점이 이미 확인된 상태이므로, 항공기(AP)가 현재 위치한 지점 B와 촬영 대상 지면의 연직방향인 지점 A 간의 거리를 연산할 수 있고, 이렇게 연산된 값을 통해 B'로부터 A'까지의 거리를 확인할 수 있다.

한편, B'와 X, Y, Z 지점 간의 거리(a, c, e)인 b, d, f를 통해, B'를 기준으로 한 A'의 방향을 확인할 수 있다. 이는 전술한 바와 같이 A'에 대한 위치가 이미 확인되어 있으므로 A'와 X, Y, Z 지점 간의 실제거리를 알 수 있는데, 이러한 실제거리와 b, d, f 각각에 대한 차이를 확인해서 b, d, f가 실제거리와 일치하는 방향으로 안내할 수 있기 때문이다.

결국, 촬영자는 이렇게 안내하는 방향으로 항공기(AP)의 이동방향을 조정할 수 있다.

한편, 속도계(43)는 RF수신기(50)가 RF발신기(10, 10', 10")의 발진신호를 수신할 때의 항공기(AP) 속도를 감지하고, 이를 촬영자에게 출력해서, 촬영자가 현재의 속도로 항공기(AP)가 유지되게끔 조정할 수 있게 한다.

또한, 타이머(60)는 RF수신기(50)가 RF발신기(10, 10', 10")의 발진신호를 수신할 때부터 시간을 측정한다.

전술한 바와 같이, 감지모듈(40)은 항공기(AP)의 현재 고도와 속도를 감지해 출력하므로, 촬영자는 현재의 고도와 속도를 유지한 채 항공기(AP)를 운전한다. 따라서, 앞서 확인된 A'와 B' 간의 거리를 기준으로 A'까지의 도착시간을 연산할 수 있고, 당해 연산결과는 타이머(60)로 전달되어서, 타이머(60)가 시간을 측정한 시부터 연산결과의 시까지를 확인해 촬영모듈(30)이 해당 시간에 정상 촬영될 수 있도록 예약 및 제어한다.

결국, 연산된 도착시간이 경과하면, 촬영모듈(30)은 대상 지면에 대한 촬영을 시작하는데, 촬영이 되고 있는 대상 지면은 곧 A'가 될 것이다.

촬영모듈(30)의 촬영이 완료되면, 촬영모듈(30)로부터 촬영이미지가 출력되고, 이렇게 출력된 촬영이미지는 지피에스합성모듈(80)에 설정된 지피에스 좌표가 합성된다.

촬영모듈(30)은 이미 약속된 해상도와 범위로 촬영이 이루어지고, 촬영된 대상 지면은 정확히 A'이므로, 이에 준하게 설정된 지피에스 좌표값은 수정없이 촬영이미지게 그대로 적용 및 합성될 수 있는 것이다.

참고로, 상기 합성이란 촬영이미지에 지피에스 좌표 라인을 도시 적용하는 것으로, 도화 작업시 가이드 기능을 수행할 수 있다.

모든 작업이 완료되면, 해당 촬영이미지 및 각종 데이터는 저장물로서 로그모듈(90)에 기록 저장되고, 이렇게 저장된 저장물은 항공기(AP) 착륙 후 도화를 진행하는 도화모듈(100)에 입력되어 수치지도 제작을 위한 도화를 진행할 수 있도록 한다.

도화모듈(100)은 로그모듈(90)을 통해 제공된 저장물 및 데이터 등을 고려해 도화작업을 진행하고, 이를 통해 수치지도를 완성해서 출력한다.

한편, 도 2에 도시한 바와 같이, RF발신기(10, 10', 10")는 다수 개가 지면에 설치되어서, 설정된 순서에 따라 동기제어모듈(20)의 명령신호로 발신할 수 있고, 이를 통해 촬영자는 전술한 과정의 연속된 반복으로 다양한 대상 지면에 대한 촬영을 진행할 수 있으므로, 한 번의 항공기(AP) 이륙으로 다양한 지점에 대한 항공 촬영을 진행할 수 있는 효과가 있다.

도 5는 본 발명에 따른 RF발신기의 모습을 도시한 블록도인 바, 이를 참조해 설명한다.

본 발명에 따른 RF발신기(10, 10', 10")는 기기별로 고유한 RF를 생성 및 출력하는 RF생성유닛(11)과, 출력된 RF를 원거리로 발신하기 위해 신호를 생성하는 발진유닛(12)과, 상기 신호의 세기 조정을 통해 RF와 신호로 구성된 발진신호의 최종 세기를 제어하는 발진제어유닛(13)을 포함한다.

전술한 바와 같이, 촬영모듈(30)이 구동하는 촬영지점 및 촬영시점은 RF발신기(10, 10', 10")의 발진신호를 통해 연산되므로, 상기 연산모듈(70)이 연산하기 위한 정확한 데이터가 제공되어야 한다. 따라서, 일정한 세기의 발진신호를 발신하는 RF발신기(10, 10', 10")는 항상 동일한 높이 선상에 있는 수평면에 설치해야 한다.

하지만, 촬영 대상 지면은 평지에 한정하지 않고 굴곡을 갖는 산 또는 언덕을 포함할 수 있다. 또한, 고층건물들이 밀집된 도심지에서는 RF발신기(10, 10', 10")를 평지에 설치할 경우, 고층건물에 가려져서 발진신호가 간섭을 일으킬 수 있으므로, RF발신기(10, 10', 10")를 고층건물의 옥상에 설치하는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명에 따른 수치도화시스템의 RF발신기(10, 10', 10")는 고도측정기능을 갖는 발진제어유닛(13)을 포함하면서, 해발을 기준으로 한 RF발신기(10, 10', 10")의 설치 위치를 확인하고, 평지(해발 0 m)를 기준으로 한 세기로 설정된 발진신호를 현재 RF발신기(10, 10', 10")가 설치된 고도에 맞춰 감소시킨다.

참고로, 당해 발진신호의 세기는 이미 설정되었고, 발진신호가 발신된 지점으로부터 수신하는 지점까지의 거리차에 따른 발진신호의 세기 변화는 실험 및 각종 데이터를 통해 확인되어 있으므로, 발진제어유닛(13)은 해당 데이터들을 기준으로 해서 발진신호의 출력을 조정할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 RF발신기는 중력에 의해서 자동으로 수평이 조절되도록 한 구조적 특징을 가지는데, 이는 도화시스템에서 RF발신기의 수평이 정확한 측정을 위해서 매우 중요한 요소이기 때문이다.

10, 10', 10" : RF발신기 20 : 동기제어모듈
30 : 촬영모듈 40 : 감지모듈
41 : 고도계 42 : 좌표계
43 : 속도계 44 : 감지계
50 : RF수신기 60 : 타이머
70 : 연산모듈 80 : 지피에스합성모듈
90 : 로그모듈 100 : 도화모듈
120 : 외부케이스 140 : RF발신기
141 : 중심플레이트 142 : 외부코팅막
143 : 안테나볼 143a : 안테나줄

Claims (1)

1. 기기별로 고유한 RF를 생성 및 출력하는 RF생성유닛(11)과, 출력된 RF를 원거리로 발신하기 위해 신호를 생성하는 발진유닛(12)과, 현재의 고도를 측정하는 고도측정기능을 갖추고 RF와 신호로 구성된 발진신호를 발신하되 해발고도가 '0'인 지점에서의 세기로 설정된 발진신호를 현재의 고도에 맞춰서 최종 세기를 감소시키는 발진제어유닛(13)으로 된 3개 이상의 RF발신기(10, 10', 10"); 대상 지면에 각각 설치된 RF발신기(10, 10', 10")가 동시에 발진신호를 발신하도록 제어하는 동기제어모듈(20); 항공기(AP)에 설치되어 대상 지면을 항공 촬영하는 촬영모듈(30); RF발신기(10, 10', 10")의 발진신호를 수신하고, 발진신호에 포함된 RF를 확인해서 당해 발진신호의 RF발신기(10, 10', 10")를 확인하는 RF수신기(50); RF수신기(50)의 발진신호 수신시 항공기(AP)의 고도를 감지 및 출력하는 고도계(41)와, RF수신기(50)의 발진신호 수신시 항공기(AP)의 지피에스 좌표를 감지 및 출력하는 좌표계(42)와, RF수신기(50)의 발진신호 수신시 항공기(AP)의 속도를 감지 및 출력하는 속도계(43)와, 수신한 발진신호의 세기와 RF발신기(10, 10', 10")에서 발신하는 발진신호의 세기를 비교해서 항공기(AP)가 위치한 지점(B)과 RF발신기(10, 10', 10")가 설치된 지면의 지점(X, Y, Z)간 거리(a, c, e)를 연산하는 감지계(44)를 갖춘 감지모듈(40); 감지계(44)가 연산한 거리(a, c, e)와 감지모듈(40)이 감지한 항공기(AP)의 고도 및 속도 데이터를 통해, 항공기(AP)가 위치한 지점(B)의 연직방향인 대상 지면상의 지점(B')과 촬영 대상 지면(A') 간 거리(b, d, f)를 연산하고, 상기 속도를 기준으로 한 촬영모듈(30)의 촬영시간을 연산하는 연산모듈(70); RF수신기(50)의 발진신호 수신시부터 시간을 측정하고, 연산모듈(70)에서 연산한 촬영시간을 확인해서, 촬영모듈(30)의 촬영을 예약 제어하는 타이머(60); 촬영모듈(30)이 촬영한 촬영이미지에 지피에스 좌표 라인을 적용하는 지피에스합성모듈(80); 감지모듈(40)의 감지 데이터와 연산모듈(70)의 연산결과 데이터와 촬영이미지의 저장물을 저장하는 로그모듈(90); 및 로그모듈(90)을 통해 저장물을 전송받고, 저장물에 포함된 촬영이미지에 따라 도화를 진행하는 도화모듈(100)를 포함하는 광학적오차를 최소화하는 항공촬영이미지영상의 도화시스템에 있어서,
   상기 RF발신기의 저면에 배치된 편평한 형상으로 성형되고 무게중심을 잡아주기 위한 중심플레이트(141), 상기 RF발신기와 상기 중심플레이트(141)의 외면에 코팅되어 수분유입을 방지하기 위한 외부코팅막(142)이 구비되고; 내부에 상기 RF발신기 및 중심플레이트(141)를 수용하고 광투과성재질로 이루어지며 상부에 홀(H)이 형성된 원뿔형상의 외부케이스(120); 상기 외부케이스(120)의 홀(H) 위에 얹혀진 구형상의 안테나볼(143)과 일단이 상기 안테나볼(143) 저면에 고정되고 타단이 상기 RF발신기 상단에 고정된 안테나줄(143a)을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적오차를 최소화하는 항공촬영이미지영상의 도화시스템.
   

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