KR101236902B1 - 항공 사진 도화에서의 오차를 방지하기 위한 수치 영상 도화 시스템 및 방법 - Google Patents

항공 사진 도화에서의 오차를 방지하기 위한 수치 영상 도화 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

항공 사진 도화에서의 오차를 방지하기 위한 수치 영상 도화 시스템 및 방법이 개시된다. 항공 사진 도화에서의 오차를 방지하기 위한 수치 영상 도화 시스템 및 방법은 3축 자이로 센서라는 간단한 구조에 의해 차량의 경사 및 이동 방향을 정확하게 측정할 수 있다. 특히, 3축 자이로 센서 필터에 의해 조잡한 굴곡 지형이나 과속 방지턱을 경사로 오인하는 오류를 방지할 수 있다. 한편, 3차원 수치 지도 상에서의 차량의 정확한 위치를 측정하기 위해, 기지의 두 기준점에 레이저 신호를 송출하여 거리를 측정하고 차량의 정확한 위치를 측정함으로써, 3차원 수치 지도 갱신 작업의 정확도를 높일 수 있다. 또한, 레이저 거리 측정을 통해 새로운 구조물에 대한 정확한 위치 및 높이를 측정함으로써, 기본적인 지형 및 구조물의 3차원 형상을 쉽게 갱신할 수 있다.

Description

항공 사진 도화에서의 오차를 방지하기 위한 수치 영상 도화 시스템 및 방법{NUMERICAL MAPPING SYSTEM FOR PREVENTING ERROR OF AERIAL PHOTOGRAPH MAPPING AND METHOD THEREOF}
본 발명은 수치 영상 도화 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 항공 사진 도화에서의 오차를 방지하기 위한 수치 영상 도화 시스템 및 방법에 관한 것이다.
종래에는 3차원 수치 지도를 이용하여 다양한 정보를 제공하고 있다. 단순한 2차원 평면 지도와 달리 지형의 높낮이 경사와 구조물과 그 높이 또한 그러한 객체들의 속성과 다양한 정보를 제공할 수 있다.
3차원 수치 지도는 이처럼 단순히 항공 촬영이나 위성 촬영에 의해서만 제작되는 것이 아니라, 항공 촬영 시에도 레이저 거리 측정 등을 통해 실제 지형이나 구조물의 높이를 측정하는 1차적 지형 스캔 작업을 거치게 된다.
3차원 수치 지도는 실제로 내포하고 있는 정보가 다양하고 정밀해야 하므로, 많은 오차를 가질 수 있다. 또한, 새롭게 형성되는 도로라든가 구조물 등이 시시각각 생겨나므로, 주기적인 갱신 작업도 요구된다.
또한, GPS 신호를 이용한 특정 위치에서의 항공 촬영의 경우에는 GPS 신호에 의해 발생되는 위치 오차 등으로 인해 실제로 3차원 수치 지도의 오류를 생성하는 원인이 되기도 한다.
이러한 이유로, 항공 촬영 등에 의해 생성된 3차원 수치 지도는 실제 답사 차량에 의한 갱신 또는 수정 작업이 수반된다. 답사 차량이 직접 지형의 경사나 구조물을 직접 인식하여 3차원 수치 지도에 적용하여 갱신 또는 수정을 하게 된다.
특히 지형의 경사를 측정하기 위해서 종래에는 토탈 스테이션을 이용하곤 하는데, 토탈 스테이션은 설치 및 해제가 매우 복잡하고 번거로우며 고가의 비용이 든다는 단점이 있다. 또한, 대한민국 특허청 등록특허공보 10-1126356에 개시된 발명에 의하면, 롤러 및 압축 센서 등의 구조에 의해 지형의 경사를 측정한다. 그러나, 이러한 방식은 실제로 매우 복잡하고 큰 구조물로서 실용성이 낮으며 그 정확도 또한 보장할 수 없다는 단점이 있다.
특히, 지형의 조잡한 굴곡 상태나 과속 방지턱에 대해서는 경사로 잘못 인식하는 경우가 발생하기도 한다.
한편, 기존의 GPS 신호에 의한 위치 측정은 GPS 신호에 따른 오차가 수반된다. 즉, 차량이 실제 지형 답사를 하더라도 GPS 신호에 의해서만은 정확한 위치 측정을 하기 힘들다는 문제점이 발생한다.
그리고 기존의 실제 측량을 통해 3차원 수치 지도를 수정하기 위한 수치 영상 도화 시스템은 새로운 구조물 등에 대해 3차원 수치 지도 상에 갱신하여야 하는데, 이러한 구조물의 위치와 정확한 높이를 기본적으로 측정할 수 있는 구체적인 수단이 없다.
대한민국 특허청 등록특허공보 10-1126356 대한민국 특허청 등록특허공보 10-0456377
본 발명의 목적은 항공 사진 도화에서의 오차를 방지하기 위한 수치 영상 도화 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 항공 사진 도화에서의 오차를 방지하기 위한 수치 영상 도화 방법을 제공하는 데 있다.
상술한 본 발명의 목적에 따른 항공 사진 도화에서의 오차를 방지하기 위한 수치 영상 도화 시스템은, 차량에 있어서, 상기 차량의 주변을 촬영하여 실사 이미지를 생성하는 카메라 모듈; GPS 신호를 수신하는 GPS 수신 모듈; 기지의 적어도 둘 이상의 기준점에 대하여 레이저 신호를 송출하고, 송출된 레이저 신호의 반사 시간을 측정하는 제1 레이저 거리 측정 모듈; 상기 수신된 GPS 신호를 이용하여 상기 차량의 위치를 측정하고, 상기 측정된 반사 시간을 이용하여 상기 측정된 위치를 보정하여 산출하는 차량 위치 산출 모듈; 상기 차량의 이동에 따른 가속도를 측정하여 가속도 신호를 출력하는 3축 자이로 센서; 상기 출력된 가속도 신호 중 상하 방향으로 소정 타이밍 내에 반복적으로 변경되는 가속도 신호를 필터링하여 출력하는 3축 자이로 센서 필터 모듈; 상기 차량의 현재 이동 거리를 확인하는 주행 거리 확인 모듈; 상기 차량 위치 산출 모듈에서 산출된 위치를 이용하여 상기 생성된 실사 이미지 상에서의 상기 차량의 현재 위치를 표시하고, 상기 3축 자이로 센서에 의해 필터링하여 출력된 가속도 신호 및 상기 주행 거리 확인 모듈에 의해 확인된 이동 거리를 분석하여 상기 차량의 3차원 이동 방향을 계산하고, 계산된 3차원 이동 방향에 따라 지형의 경사를 산출하는 경사 산출 모듈; 주변 구조물에 대하여 레이저 신호를 송출하여 레이저 신호의 반사 시간을 측정하고, 상기 구조물에 대하여 높이 방향으로 레이저 신호를 스캔하는 제2 레이저 거리 측정 모듈; 상기 측정된 반사 시간을 이용하여 상기 구조물의 위치를 산출하는 구조물 위치 산출 모듈; 상기 스캔된 레이저 신호가 송출되는 경사각과 상기 구조물과 차량 간의 거리를 이용하여 상기 구조물의 높이를 측정하는 구조물 높이 측정 모듈; 상기 산출된 지형의 경사에 따른 측위 변위를 항공 촬영에 의한 기 생성된 3차원 수치 지도 상에 적용하여 상기 3차원 수치 지도를 수정/갱신하고, 상기 구조물 위치 산출 모듈에서 산출된 구조물의 위치 및 상기 구조물 높이 측정 모듈에 의해 측정된 구조물의 높이를 상기 3차원 수치 지도 상에 수정/갱신하는 도화 수정 모듈을 포함하도록 구성되되,
여기에서, 상기 제2 레이저 거리 측정 모듈은, 발광기를 통해 상기 레이저 신호를 발광하고, 상기 발광된 레이저 신호의 반사 신호를 수광 센서를 통해 감지하며, 반사 시간 측정기를 이용하여 상기 발광기로부터 발광된 시점으로부터 상기 수광 센서를 통해 감지된 시점까지의 반사 시간을 측정하여 상기 구조물 위치 산출 모듈로 제공하고, 스텝 모터를 이용한 발광기 구동부를 통해 상기 레이저 신호의 발광 방향과 지면과의 경사각을 높이 방향으로 소정 각도씩 각도를 증가시키고, 상기 수광 센서를 통해 반사 신호가 감지되지 않는 경사각에서 상기 스텝 모터를 중지시키고, 중지된 상태에서 각도계를 이용하여 상기 경사각을 측정하여 상기 구조물 높이 측정 모듈로 제공하도록 구성될 수 있다.
이때, 3축 자이로 센서 필터 모듈은 과속 방지턱에 의한 경사 측정 오류를 방지하기 위한 것으로 구성될 수 있다.
상술한 본 발명의 다른 목적에 따른 항공 사진 도화에서의 오차를 방지하기 위한 수치 영상 도화 방법은, 카메라 모듈이 차량의 주변을 촬영하여 실사 이미지를 생성하는 단계; GPS 수신 모듈이 GPS 신호를 수신하는 단계; 제1 레이저 거리 측정 모듈이 기지의 적어도 둘 이상의 기준점에 대하여 레이저 신호를 송출하고, 송출된 레이저 신호의 반사 시간을 측정하는 단계; 차량 위치 산출 모듈이 GPS 수신 모듈에서 수신된 GPS 신호를 이용하여 차량의 위치를 측정하고, 제1 레이저 거리 측정 모듈로부터 측정된 반사 시간을 이용하여 상기 측정된 위치를 보정하는 단계; 3축 자이로 센서가 차량의 이동에 따른 가속도를 측정하여 가속도 신호를 출력하는 단계; 3축 자이로 센서 필터 모듈이 3축 자이로 센서에서 출력된 가속도 신호 중 상하 방향으로 소정 타이밍 내에 반복적으로 변경되는 가속도 신호를 필터링하여 출력하는 단계; 주행 거리 확인 모듈이 차량의 현재 이동 거리를 확인하는 단계; 경사 산출 모듈이 차량 위치 산출 모듈에서 산출된 위치를 이용하여 상기 카메라 모듈에서 생성된 실사 이미지 상에서의 차량의 현재 위치를 표시하는 단계; 상기 3축 자이로 센서에서 필터링하여 출력된 가속도 신호 및 상기 주행 거리 확인 모듈에 의해 확인된 이동 거리를 분석하여 상기 차량의 3차원 이동 방향을 계산하고, 계산된 3차원 이동 방향에 따라 지형의 경사를 산출하는 단계; 제2 레이저 거리 측정 모듈이 주변의 구조물에 대하여 레이저 신호를 송출하여 레이저 신호의 반사 시간을 측정하고, 상기 구조물에 대하여 높이 방향으로 레이저 신호를 스캔하는 단계; 구조물 위치 산출 모듈이 상기 제2 레이저 거리 측정 모듈에서 측정된 반사 시간을 이용하여 구조물의 위치를 산출하는 단계; 상기 구조물 높이 측정 모듈이 상기 제2 레이저 거리 측정 모듈에서 스캔된 레이저 신호가 송출되는 경사각과 상기 구조물과 차량 간의 거리를 이용하여 상기 구조물의 높이를 측정하는 단계; 도화 수정 모듈이 상기 산출된 지형의 경사에 따른 측위 변위를 항공 촬영에 의해 기 생성된 3차원 수치 지도 상에 적용하여 3차원 수치 지도를 수정/갱신하고, 상기 구조물 위치 산출 모듈에서 산출된 구조물의 위치 및 구조물 높이 측정 모듈에 의해 측정된 구조물의 높이를 3차원 수치 지도 상에 수정/갱신하는 단계를 포함하도록 구성될 수 있다.
상기와 같은 상술한 본 발명의 목적에 따른 항공 사진 도화에서의 오차를 방지하기 위한 수치 영상 도화 시스템 및 방법에 의하면, 3축 자이로 센서라는 간단한 구조에 의해 차량의 경사 및 이동 방향을 정확하게 측정할 수 있는 효과가 있다. 특히, 3축 자이로 센서 필터에 의해 조잡한 굴곡 지형이나 과속 방지턱을 경사로 오인하는 오류를 방지할 수 있는 효과가 있다.
한편, 3차원 수치 지도 상에서의 차량의 정확한 위치를 측정하기 위해, 기지의 두 기준점에 레이저 신호를 송출하여 거리를 측정하고 차량의 정확한 위치를 측정함으로써, 3차원 수치 지도 갱신 작업의 정확도를 높일 수 있다.
또한, 레이저 거리 측정을 통해 새로운 구조물에 대한 정확한 위치 및 높이를 측정함으로써, 기본적인 지형 및 구조물의 3차원 형상을 쉽게 갱신할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 상술한 본 발명의 목적에 따른 항공 사진 도화에서의 오차를 방지하기 위한 수치 영상 도화 시스템의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 제2 레이저 거리 측정 모듈의 세부 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 상술한 본 발명의 목적에 따른 항공 사진 도화에서의 오차를 방지하기 위한 수치 영상 도화 방법의 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 항공 사진 도화에서의 오차를 방지하기 위한 수치 영상 도화 시스템의 블록 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 항공 사진 도화에서의 오차를 방지하기 위한 수치 영상 도화 시스템(100)(이하, '수치 영상 도화 시스템'이라 함)은 카메라 모듈(101), GPS 수신 모듈(102), 제1 레이저 거리 측정 모듈(103), 차량 위치 산출 모듈(104), 3축 자이로 센서(105), 3축 자이로 센서 필터 모듈(106), 주행 거리 확인 모듈(107), 경사 산출 모듈(108), 제2 레이저 거리 측정 모듈(109), 구조물 위치 산출 모듈(110), 레이저 높이 산출 모듈(111) 및 도화 수정 모듈(112)을 포함하도록 구성될 수 있다.
수치 영상 도화 시스템(100)은 차량에 구비되는 시스템으로서 3축 자이로 센서(105)를 이용하여 차량의 경사 및 이동 방향을 정확하게 측정할 수 있다. 특히, 3축 자이로 센서 필터(106)에 의해 조잡한 굴곡 지형이나 과속 방지턱을 경사로 오인하는 오류를 방지할 수 있는 특징이 있다.
또한 수치 영상 도화 시스템(100)은 3차원 수치 지도 상에서의 차량의 정확한 위치를 측정하기 위해, 제1 레이저 거리 측정 모듈(103)이 기지의 두 기준점에 레이저 신호를 송출하여 거리를 측정하고 차량의 정확한 위치를 측정하도록 하여 3차원 수치 지도의 갱신 작업을 보다 정밀하게 수행할 수 있다.
그리고 수치 영상 도화 시스템(100)은 제2 레이저 거리 측정 모듈(109) 및 레이저 높이 산출 모듈(111)이 새로운 구조물에 대한 정확한 위치 및 높이를 측정하여 지도 상에 갱신할 수 있도록 구성된다.
이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.
카메라 모듈(101)은 차량의 주변을 촬영하여 실사 이미지를 생성하도록 구성된다. 즉, 주변의 실사 이미지를 통해 기존 3차원 수치 지도를 갱신하는 데 이용한다.
GPS 수신 모듈(102)은 GPS 신호를 수신하도록 구성된다. GPS 수신 모듈(102)은 GPS 위성으로부터 GPS 신호를 수신하여 차량의 위치를 측정할 수 있다.
제1 레이저 거리 측정 모듈(103)은 기지의 적어도 둘 이상의 기준점에 대하여 레이저 신호를 송출하고, 송출된 레이저 신호의 반사 시간을 측정하도록 구성된다. 기지의 기준점은 기존의 3차원 수치 지도와 대비되는 실사 이미지 상에서 인식되는 특정 구조물 등이 될 수 있다. 이를 통해 제1 레이저 거리 측정 모듈(103)은 두 기준점에 대한 거리와 실제 송출 각도를 출력한다.
차량 위치 산출 모듈(104)은 GPS 수신 모듈(102)에서 수신된 GPS 신호를 이용하여 차량의 개략적인 위치를 측정하고, 제1 레이저 거리 측정 모듈(103)에서 측정된 반사 시간을 이용하여 앞서 측정된 개략적인 위치를 보정하여 정확한 차량의 위치를 산출하도록 구성된다.
3축 자이로 센서(105)는 차량의 이동에 따른 가속도를 측정하여 가속도 신호를 출력하도록 구성된다. 3축 자이로 센서(105)는 차량의 정확한 3차원 가속도 위치를 출력할 수 있다.
3축 자이로 센서 필터 모듈(106)은 3축 자이로 센서(105)에서 출력된 가속도 신호 중 상하 방향으로 소정 타이밍 내에 반복적으로 변경되는 가속도 신호를 필터링하여 출력하도록 구성된다. 즉, 매우 거친 도로라든가 과속 방지턱에서는 급격하게 가속도 신호가 상하 방향으로 변경되므로, 이러한 경우에는 조잡한 도로 상태나 과속 방지턱으로 인식하여 경사 지형의 인식 오류를 방지할 수 있다.
주행 거리 확인 모듈(107)은 차량의 현재 이동 거리를 확인하도록 구성된다. 주행 거리 확인 모듈(107)은 기 설치된 속력계 또는 현재 위치의 변화 등을 이용하여 현재 이동 거리를 확인할 수 있다.
경사 산출 모듈(108)은 차량 위치 산출 모듈(104)에서 산출된 위치를 이용하여 카메라 모듈(101)에서 생성된 실사 이미지 상에서의 차량의 현재 위치를 표시하도록 구성된다. 그리고 3축 자이로 센서(105)에 의해 필터링하여 출력된 가속도 신호 및 주행 거리 확인 모듈(107)에 의해 확인된 이동 거리를 분석하여 차량의 3차원 이동 방향을 계산하도록 구성된다. 그리고 3차원 이동 방향에 따라 지형의 경사를 산출하도록 구성된다.
제2 레이저 거리 측정 모듈(109)은 주변 구조물에 대하여 레이저 신호를 송출하여 레이저 신호의 반사 시간을 측정하고, 그 구조물에 대하여 높이 방향으로 레이저 신호를 스캔하도록 구성된다. 이러한 반사 시간에 의해 차량과 그 구조물 간의 거리를 측정할 수 있다. 또한, 높이 방향의 스캔에 의해 반사 신호의 유무를 확인하고 실제 구조물의 높이도 알 수 있다. 이는 스캔 높이각과 거리를 이용하여 알 수 있다.
이와 같이, 구조물 위치 산출 모듈(110)은 제2 레이저 거리 측정 모듈(109)에서 측정된 반사 시간을 이용하여 구조물의 위치를 산출하도록 구성된다.
그리고 구조물 높이 측정 모듈(111)은 제2 레이저 거리 측정 모듈(109)에서 스캔된 레이저 신호가 송출되는 경사각과 구조물과 차량 간의 거리를 이용하여 구조물의 높이를 측정하도록 구성된다.
한편, 도화 수정 모듈(112)은 경사 산출 모듈(108)에 의해 산출된 지형의 경사에 따른 측위 변위를 항공 촬영에 의한 기 생성된 3차원 수치 지도 상에 적용하여 3차원 수치 지도를 수정/갱신하도록 구성된다. 그리고 구조물 위치 산출 모듈(110)에서 산출된 구조물의 위치 및 구조물 높이 측정 모듈(111)에 의해 측정된 구조물의 높이를 3차원 수치 지도 상에 수정/갱신하도록 구성된다.
도 2는 본 발명에 따른 제2 레이저 거리 측정 모듈의 세부 구성도이다.
도 2를 참조하면 제2 레이저 거리 측정 모듈(109)은 발광기(109a), 수광 센서(109b), 반사 시간 측정기(109c), 스텝 모터(109d), 발광기 구동부(109e), 각도계(109f)를 포함하도록 구성될 수 있다. 이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.
먼저, 발광기(109a)는 레이저 신호를 특정 방향으로 발광하도록 구성된다.
그리고 수광 센서(109b)는 발광기(109a)에서 발광된 레이저 신호를 수신하도록 구성된다.
다음으로, 반사 시간 측정기(109c)는 발광기(109a)로부터 발광된 레이저 신호가 구조물로부터 반사되어 수광 센서(109b)를 통해 레이저 신호를 감지하여 그 반사 시간을 측정한다. 그리고 그 측정된 시간을 구조물 위치 산출 모듈(110)로 제공한다. 이러한 반사 시간은 차량으로부터 구조물까지의 거리를 산출하는 데 이용된다.
다음으로, 스텝 모터(109c)는 발광기 구동부(109d)를 구동하는 데 이용되는데, 발광기 구동부(109d)가 발광기(109a)의 발광 방향을 조금씩 상승시킬 수 있도록 구동력을 제공한다. 즉, 레이저 신호의 발광 방향과 지면과의 경사각을 높이 방향으로 소정 각도씩 각도를 증가시킨다. 대략 0.1도 정도의 미세 각도 단위로 구동하는 것이 바람직하다.
한편, 스텝 모터(109c)는 수광 센서(109b)를 통해 반사 신호가 감지되지 않는 경사각에서 스텝 모터(109c)가 중지되고, 중지된 상태에서 각도계(109f)를 이용하여 경사각을 측정하여 그 측정된 경사각이 구조물 높이 측정 모듈(111)로 제공된다. 이에, 구조물 높이 측정 모듈(111)은 구조물 위치 산출 모듈(110)에서 산출된 거리와 경사각의 경사각을 이용하여 구조물의 높이를 측정할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 상술한 본 발명의 목적에 따른 항공 사진 도화에서의 오차를 방지하기 위한 수치 영상 도화 방법의 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 먼저 카메라 모듈(101)이 차량의 주변을 촬영하여 실사 이미지를 생성한다(S101).
다음으로, GPS 수신 모듈(102)이 GPS 신호를 수신한다(S102).
그리고 제1 레이저 거리 측정 모듈(103)이 기지의 적어도 둘 이상의 기준점에 대하여 레이저 신호를 송출하고, 송출된 레이저 신호의 반사 시간을 측정한다(S103).
다음으로, 차량 위치 산출 모듈(104)이 GPS 수신 모듈(102)에서 수신된 GPS 신호를 이용하여 차량의 위치를 측정하고, 제1 레이저 거리 측정 모듈(103)로부터 측정된 반사 시간을 이용하여 상기 측정된 위치를 보정한다(S104).
다음으로, 3축 자이로 센서(105)가 차량의 이동에 따른 가속도를 측정하여 가속도 신호를 출력한다(S105).
다음으로, 3축 자이로 센서 필터 모듈(106)이 3축 자이로 센서(105)에서 출력된 가속도 신호 중 상하 방향으로 소정 타이밍 내에 반복적으로 변경되는 가속도 신호를 필터링하여 출력한다(S106).
그리고 주행 거리 확인 모듈(107)이 차량의 현재 이동 거리를 확인한다(S107).
다음으로, 경사 산출 모듈(108)이 차량 위치 산출 모듈(104)에서 산출된 위치를 이용하여 카메라 모듈(101)에서 생성된 실사 이미지 상에서의 차량의 현재 위치를 표시한다(S108). 그리고 3축 자이로 센서(105)에서 필터링하여 출력된 가속도 신호 및 주행 거리 확인 모듈(107)에 의해 확인된 이동 거리를 분석하여 차량의 3차원 이동 방향을 계산하고, 계산된 3차원 이동 방향에 따라 수치 도화기를 이용하여 지형의 경사를 산출한다.
그리고 제2 레이저 거리 측정 모듈(109)이 주변 구조물에 대하여 레이저 신호를 송출하여 레이저 신호의 반사 시간을 측정하고, 구조물에 대하여 높이 방향으로 레이저 신호를 스캔한다(S109).
그리고 구조물 위치 산출 모듈(110)이 제2 레이저 거리 측정 모듈(109)에서 측정된 반사 시간을 이용하여 구조물의 위치를 산출한다(S110).
다음으로, 구조물 높이 측정 모듈(111)이 제2 레이저 거리 측정 모듈(109)에서 스캔된 레이저 신호가 송출되는 경사각과 그 구조물과 차량 간의 거리를 이용하여 구조물의 높이를 측정한다(S111).
다음으로, 도화 수정 모듈(112)이 앞서 산출된 지형의 경사에 따른 측위 변위를 항공 촬영에 의한 기 생성된 3차원 수치 지도 상에 적용하여 3차원 수치 지도를 수정/갱신한다(S112). 또한, 구조물 위치 산출 모듈(110)에서 산출된 구조물의 위치 및 구조물 높이 측정 모듈(111)에 의해 측정된 구조물의 높이를 3차원 수치 지도 상에 수정/갱신한다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (3)

  1. 차량에 있어서,
    상기 차량의 주변을 촬영하여 실사 이미지를 생성하는 카메라 모듈;
    GPS 신호를 수신하는 GPS 수신 모듈;
    기지의 적어도 둘 이상의 기준점에 대하여 레이저 신호를 송출하고, 송출된 레이저 신호의 반사 시간을 측정하는 제1 레이저 거리 측정 모듈;
    상기 수신된 GPS 신호를 이용하여 상기 차량의 위치를 측정하고, 상기 제1 레이저 거리 측정 모듈에서 측정된 반사 시간을 이용하여 상기 측정된 위치를 보정하여 산출하는 차량 위치 산출 모듈;
    상기 차량의 이동에 따른 가속도를 측정하여 가속도 신호를 출력하는 3축 자이로 센서;
    상기 출력된 가속도 신호 중 상하 방향으로 소정 타이밍 내에 반복적으로 변경되는 가속도 신호를 필터링하여 출력하는 3축 자이로 센서 필터 모듈;
    상기 차량의 현재 이동 거리를 확인하는 주행 거리 확인 모듈;
    상기 차량 위치 산출 모듈에서 산출된 위치를 이용하여 상기 생성된 실사 이미지 상에서의 상기 차량의 현재 위치를 표시하고, 상기 3축 자이로 센서에 의해 필터링하여 출력된 가속도 신호 및 상기 주행 거리 확인 모듈에 의해 확인된 이동 거리를 분석하여 상기 차량의 3차원 이동 방향을 계산하고, 계산된 3차원 이동 방향에 따라 지형의 경사를 산출하는 경사 산출 모듈;
    주변 구조물에 대하여 레이저 신호를 송출하여 레이저 신호의 반사 시간을 측정하고, 상기 구조물에 대하여 높이 방향으로 레이저 신호를 스캔하는 제2 레이저 거리 측정 모듈;
    상기 제2 레이저 거리 측정 모듈에서 측정된 반사 시간을 이용하여 상기 구조물의 위치를 산출하는 구조물 위치 산출 모듈;
    상기 스캔된 레이저 신호가 송출되는 경사각과 상기 구조물과 차량 간의 거리를 이용하여 상기 구조물의 높이를 측정하는 구조물 높이 측정 모듈;
    상기 산출된 지형의 경사에 따른 측위 변위를 항공 촬영에 의한 기 생성된 3차원 수치 지도 상에 적용하여 상기 3차원 수치 지도를 수정/갱신하고, 상기 구조물 위치 산출 모듈에서 산출된 구조물의 위치 및 상기 구조물 높이 측정 모듈에 의해 측정된 구조물의 높이를 상기 3차원 수치 지도 상에 수정/갱신하는 도화 수정 모듈을 포함하고,
    상기 제2 레이저 거리 측정 모듈은,
    발광기를 통해 상기 제2 레이저 기리 측정 모듈의 레이저 신호를 발광하고, 상기 발광된 레이저 신호의 반사 신호를 수광 센서를 통해 감지하며, 반사 시간 측정기를 이용하여 상기 발광기로부터 발광된 시점으로부터 상기 수광 센서를 통해 감지된 시점까지의 반사 시간을 측정하여 상기 구조물 위치 산출 모듈로 제공하고, 스텝 모터를 이용한 발광기 구동부를 통해 상기 레이저 신호의 발광 방향과 지면과의 경사각을 높이 방향으로 소정 각도씩 각도를 증가시키고, 상기 수광 센서를 통해 반사 신호가 감지되지 않는 경사각에서 상기 스텝 모터를 중지시키고, 중지된 상태에서 각도계를 이용하여 상기 경사각을 측정하여 상기 구조물 높이 측정 모듈로 제공하는 것을 특징으로 하는 항공 사진 도화에서의 오차를 방지하기 위한 수치 영상 도화 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 3축 자이로 센서 필터 모듈은,
    과속 방지턱에 의한 경사 측정 오류를 방지하기 위한 것임을 특징으로 하는 항공 사진 도화에서의 오차를 방지하기 위한 수치 영상 도화 시스템.
  3. 카메라 모듈이 차량의 주변을 촬영하여 실사 이미지를 생성하는 단계;
    GPS 수신 모듈이 GPS 신호를 수신하는 단계;
    제1 레이저 거리 측정 모듈이 기지의 적어도 둘 이상의 기준점에 대하여 레이저 신호를 송출하고, 송출된 레이저 신호의 반사 시간을 측정하는 단계;
    차량 위치 산출 모듈이 GPS 수신 모듈에서 수신된 GPS 신호를 이용하여 차량의 위치를 측정하고, 제1 레이저 거리 측정 모듈로부터 측정된 반사 시간을 이용하여 상기 측정된 위치를 보정하는 단계;
    3축 자이로 센서가 차량의 이동에 따른 가속도를 측정하여 가속도 신호를 출력하는 단계;
    3축 자이로 센서 필터 모듈이 3축 자이로 센서에서 출력된 가속도 신호 중 상하 방향으로 소정 타이밍 내에 반복적으로 변경되는 가속도 신호를 필터링하여 출력하는 단계;
    주행 거리 확인 모듈이 차량의 현재 이동 거리를 확인하는 단계;
    경사 산출 모듈이 차량 위치 산출 모듈에서 산출된 위치를 이용하여 상기 카메라 모듈에서 생성된 실사 이미지 상에서의 차량의 현재 위치를 표시하는 단계;
    상기 3축 자이로 센서에서 필터링하여 출력된 가속도 신호 및 상기 주행 거리 확인 모듈에 의해 확인된 이동 거리를 분석하여 상기 차량의 3차원 이동 방향을 계산하고, 계산된 3차원 이동 방향에 따라 지형의 경사를 산출하는 단계;
    제2 레이저 거리 측정 모듈이 주변의 구조물에 대하여 레이저 신호를 송출하여 레이저 신호의 반사 시간을 측정하고, 상기 구조물에 대하여 높이 방향으로 레이저 신호를 스캔하는 단계;
    구조물 위치 산출 모듈이 상기 제2 레이저 거리 측정 모듈에서 측정된 반사 시간을 이용하여 구조물의 위치를 산출하는 단계;
    상기 구조물 높이 측정 모듈이 상기 제2 레이저 거리 측정 모듈에서 스캔된 레이저 신호가 송출되는 경사각과 상기 구조물과 차량 간의 거리를 이용하여 상기 구조물의 높이를 측정하는 단계;
    도화 수정 모듈이 상기 산출된 지형의 경사에 따른 측위 변위를 항공 촬영에 의해 기 생성된 3차원 수치 지도 상에 적용하여 3차원 수치 지도를 수정/갱신하고, 상기 구조물 위치 산출 모듈에서 산출된 구조물의 위치 및 구조물 높이 측정 모듈에 의해 측정된 구조물의 높이를 3차원 수치 지도 상에 수정/갱신하는 단계를 포함하는 항공 사진 도화에서의 오차를 방지하기 위한 수치 영상 도화 방법.
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