KR101353612B1 - High-precision aerial photographing devices using the gps and ins - Google Patents

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임병조
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Abstract

The present invention relates to a high precision aerial photography apparatus and, more specifically, to a high precision aerial photography apparatus comprising: a base unit mounted to an aircraft; a position fixing unit arranged on the lower surface of the base unit; an imaging unit arranged on the position fixing unit to photograph the ground; a position measuring unit arranged on the position fixing unit to measure the location and altitude of the aircraft; an INS unit arranged on the base unit to detect the front and rear, and right and left gradients and direction of the aircraft; a control unit receiving detected information from the position measuring unit and the INS unit to control the position fixing unit, a rotation preventing unit, and the imaging unit according to the front and rear, and right and left gradients and direction of the aircraft; and a transparent cover arranged on the lower surface of the base unit to protect the position fixing unit, the imaging unit, the position measuring unit, the INS unit and the control unit. If the aircraft is tilted, the position fixing unit keeps the vertical position of the imaging unit. If the aircraft changes the direction of the flight, the position fixing unit prevents the rotation of the imaging unit. Accordingly, discarded images can be minimized and the deterioration of image quality can be prevented, thus obtaining high precision images.

Description

지피에스와 아이엔에스를 이용한 초정밀 항공촬영 장치{High-precision aerial photographing devices using the GPS and INS}High-precision aerial photographing devices using the GPS and INS}

본 발명은 초정밀 항공촬영 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 항공기가 방향전환을 하는 경우에도 항상 수직방향을 촬영하여 촬영된 이미지의 틀어짐을 방지하고 원근감 발생을 최소화하며 항공기의 촬영고도에 관계없이 지상물체의 단위 면적이 일정하게 촬영되도록 하여 촬영된 이미지의 확대, 축소 작업에 의한 화질저하를 방지하면서 작업시간을 줄이고 촬영된 단위 이미지의 연결을 용이하게 하는 지피에스와 아이엔에스를 이용한 초정밀 항공촬영 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an ultra-precision aerial photographing apparatus, and more particularly, even when the aircraft changes direction, it always photographs the vertical direction to prevent distortion of the captured image, minimizes the occurrence of perspective and the ground regardless of the shooting altitude of the aircraft. It is a high-precision aerial photographing device using GPS and INS that reduces the working time and facilitates the connection of photographed unit images while preventing the deterioration of image quality caused by the enlargement and reduction of the captured image. It is about.

일반적으로 디지털맵 또는 수치지도라 불리는 전자지도는 항공기 등을 이용하여 지상 면을 촬영하고 촬영된 항공사진을 도화처리하므로 지도화하고 측지측량된 좌표정보를 반영하므로 수치지도로 변환하게 되는데, 촬영된 항공사진 이미지가 정밀하지 않으면 수치지도 또한 정밀하게 작성할 수 없다. Digital maps, generally called digital maps or digital maps, are photographed on the ground using aircraft, and the aerial photographs are processed to map the maps. If the aerial image is inaccurate, then the digital map cannot be precise.

종래기술은 항공기에서 지면을 촬영하게 되면 항공기의 기울기 또는 방향에 따라 촬영장치가 함께 기울어지거나 방향이 틀어지기 때문에 촬영된 이미지에서 지면에 원근감이 발생한다. In the prior art, when the ground is photographed in the aircraft, perspective is generated in the photographed image because the photographing apparatus is tilted or oriented in accordance with the tilt or direction of the aircraft.

즉, 항공이미지는 수직위치에서 지상을 촬영하지 않으면 표시된 이미지에서 원근감의 발생을 피할 수 없고, 촬영고도가 달라지면 이미지에 포함된 지상 물체의 단위 면적이 달라지므로 동일한 지상물체는 동일한 크기로 표시되도록 하기 위하여 항공촬영된 이미지를 확대하거나 축소하여야 한다. 이러한 과정에서 항공촬영된 이미지의 화질저화 현상이 발생하므로 정밀한 이미지 획득이 어려운 문제가 있다. In other words, if the aerial image is not photographed from the ground in the vertical position, the occurrence of perspective cannot be avoided in the displayed image, and if the photographing altitude is different, the unit area of the ground object included in the image is different so that the same ground object is displayed in the same size. In order to enlarge or reduce the aerial image. In this process, since image quality deterioration of the aerial photographed image occurs, it is difficult to obtain accurate images.

특히, 항공기가 운항하면서 방향을 회전하면 촬영장치의 촬영방향도 함께 회전하므로 도 1에 도시된 바와 같이 이미지(P)가 곡선방향을 따라 회전하는 상태로 촬영된다. In particular, when the aircraft rotates in the direction of rotation, the shooting direction of the imaging device is also rotated together, so that the image P is rotated along the curved direction as shown in FIG. 1.

상기와 같이 확보된 항공촬영 이미지를 연결하여 도화이미지를 제작하는 과정에서 각각의 이미지 연결시에 방향이 틀어진 이미지는 버려야 하는 부분이 많아지는 문제가 있다. In the process of making the drawing image by connecting the aerial photographed image secured as described above, there is a problem in that a part of the image which is displaced at the time of connecting each image has to be discarded.

또한, 디지털 이미지의 특성상 방향이 틀어진 이미지를 회전시키는 경우 화질 저화 현상이 발생하여 정밀한 이미지 획득이 곤란하므로 초정밀 도화이미지 또는 수치지도를 제작하는데 한계가 있는 문제가 있다.
In addition, due to the characteristics of the digital image, when the image is rotated with a disorientated image, a deterioration in image quality occurs, which makes it difficult to obtain an accurate image.

대한민국 특허 등록 제10-0558367호(2006. 02. 28) "GPS 및 INS를 이용한 수치지도 제작 시스템 및 방법"Korea Patent Registration No. 10-0558367 (2006. 02. 28) "Digital Mapping System and Method Using GPS and INS"

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 항공기에서 촬영되는 이미지에서 지면의 원근감을 최소화하고, 이미지가 틀어지는 것을 방지하며, 항공기의 고도에 상관없이 이미지 내에 지면의 단위면적이 일정한 초정밀한 이미지를 획득할 수 있는 지피에스와 아이엔에스를 이용한 초정밀 항공촬영 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, to minimize the perspective of the ground in the image taken from the aircraft, to prevent the image is distorted, the unit area of the ground in the image regardless of the height of the aircraft An object of the present invention is to provide an ultra-precision aerial photographing apparatus using GPS and INS capable of obtaining a constant ultra-precise image.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 항공기에 장착되는 베이스부; 상기 베이스부의 저면에 설치되는 제1브래킷과, 상기 제1브래킷의 안쪽에 설치되어 회전하는 제2브래킷과, 상기 제1브래킷의 한 부분에 설치되고 상기 제2브래킷을 회전시키는 제1구동부와, 상기 제2프래킷의 안쪽에 설치되어 회전하는 회전방지부와, 상기 제2브래킷의 한 부분에 설치되고 상기 회전방지부를 회전시키는 제2구동부를 구비하는 자세고정부; 상기 회전방지부의 하단에 장착되어 상기 회전방지부에 의해서 회전하는 카메라본체와, 상기 카메라본체의 하단에 결합되고 손떨림방지 기능을 갖춘 줌렌즈를 구비하는 촬영부; 상기 회전방지부의 상단에 설치되고 상기 항공기의 위치 및 고도를 검출하는 위치측정부; 상기 자세고정부의 둘레에 배치되되 상기 베이스부의 저면에 설치되어 상기 항공기의 전후 기울기를 검출하는 제1아이엔에스와, 상기 자세고정부의 둘레에 배치되되 상기 베이스부의 저면에 설치되어 상기 항공기의 좌우 기울기를 검출하는 제2아이엔에스와, 상기 자세고정부의 둘레에 배치되되 상기 베이스부의 저면에 설치되어 상기 항공기의 진행방향을 검출하는 제3아이엔에스를 구비하는 아이엔에스(INS)부; 상기 위치측정부 및 상기 아이엔에스부로부터 검출된 정보를 수신하여 상기 항공기의 전후 기울기, 좌우 기울기 및 진행방향에 따라서 상기 제1구동부, 상기 제2구동부, 상기 회전방지부 및 상기 줌렌즈를 제어하는 제어부; 및 상기 베이스부의 저면에 설치되어 상기 자세고정부, 촬영부, 상기 위치측정부, 상기 아이엔에스부 및 상기 제어부를 보호하는 투명한 커버; 를 포함하되, 상기 항공기가 기울어 지면 자세고정부에서 상기 촬영부를 수직한 상태를 유지하고, 상기 항공기의 방향이 바뀌면 자세고정부에서 상기 촬영부가 회전하는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 지피에스와 아이엔에스를 이용한 초정밀 항공촬영 장치에 의해 달성된다.
In order to achieve the above object, the present invention, the base portion is mounted to the aircraft; A first bracket provided on the bottom of the base portion, a second bracket installed inside the first bracket and rotating, a first driving part installed on a portion of the first bracket and rotating the second bracket; A posture fixing part including a rotation preventing part installed inside the second bracket and rotating, and a second driving part installed on a portion of the second bracket and rotating the rotation preventing part; A photographing unit mounted to a lower end of the anti-rotation part and having a camera body rotating by the anti-rotation part, and a zoom lens coupled to the lower end of the camera body and having an anti-shake function; A position measuring unit installed at an upper end of the anti-rotation unit and detecting a position and an altitude of the aircraft; A first eye that is disposed around the posture fixing part and is installed on the bottom of the base part to detect the tilt of the aircraft, and is disposed around the posture fixing part, which is installed on the bottom of the base part and is disposed on the left and right sides of the aircraft An INS unit having a second INS detecting a tilt and a third INS disposed around the posture fixing part and installed on a bottom surface of the base part to detect a traveling direction of the aircraft; A control unit which receives the information detected from the position measuring unit and the INS unit and controls the first driving unit, the second driving unit, the anti-rotation unit, and the zoom lens according to the front, rear, left, and right tilts and the moving direction of the aircraft. ; And a transparent cover installed on the bottom of the base part to protect the posture fixing part, the photographing part, the position measuring part, the INS part, and the control part. Including, but if the aircraft is inclined to maintain the vertical state of the photographing unit in the posture fixing, and if the direction of the aircraft changes the posture fixed to the GPS and INS characterized in that to prevent the rotation of the photographing unit It is achieved by the ultra-precision aerial photographing apparatus used.

본 발명에 따르면, 항공기가 전후좌우로 기울어지거나 방향이 바뀌더라도 촬영되는 이미지가 항상 수직한 상태로 촬영할 수 있으며, 이미지가 회전되어 촬영하는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 이미지 연결시 버려지는 이미지를 최소화할 수 있고, 이미지의 화질저화를 방지할 수 있으며, 이미지를 용이하게 연결할 수 있다. According to the present invention, even if the aircraft is inclined, tilted, changed direction, the image to be photographed can always be taken in a vertical state, it is possible to prevent the image is rotated to shoot. Accordingly, it is possible to minimize the image discarded when connecting the image, to prevent the image quality deterioration, and to easily connect the image.

또한, 항공기의 고도가 달라지더라도 이미지에 포함된 지면의 단위면적을 동일하게 유지할 수 있다. 이에 따라, 이미지의 확대 또는 축소 작업을 생략할 수 있으고, 확대 또는 축소작업에 따른 화질저하를 방지할 수 있으며, 나아가 수치지도의 제작시간을 단축할 수 있다. In addition, even if the altitude of the aircraft changes, it is possible to maintain the same unit area of the ground included in the image. Accordingly, the enlargement or reduction operation of the image can be omitted, the deterioration of image quality due to the enlargement or reduction operation can be prevented, and the production time of the digital map can be shortened.

특히, 이미지의 화질저화를 방지할 수 있어서 초정밀한 이미지를 획득할 수 있다.
In particular, it is possible to prevent deterioration of the image quality, thereby obtaining an ultra-precise image.

도 1은 종래의 항공기에서 촬영되는 이미지를 나열한 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 지피에스와 아이엔에스를 이용한 초정밀 항공촬영 장치의 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 지피에스와 아이엔에스를 이용한 초정밀 항공촬영 장치에서 커버를 제외한 결합 사시도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 지피에스와 아이엔에스를 이용한 초정밀 항공촬영 장치의 정면도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 지피에스와 아이엔에스를 이용한 초정밀 항공촬영 장치에서 자세고정부 및 촬영부를 확대한 사시도.
도 6은 항공기가 전후로 기울어졌을 때 본 발명이 작동한 상태를 나타낸 측면도.
도 7은 항공기가 좌우로 기울어졌을 때 본 발명이 작동한 상태를 나타낸 정면도.
도 8은 항공기가 전후좌우로 기울어졌을 때 본 발명이 작동한 상태를 나타낸 측면도.
도 9는 본 발명에서 촬영되는 이미지를 나열한 도면.
1 is a view listing the images taken in a conventional aircraft.
Figure 2 is an exploded perspective view of the ultra-precision aerial photography using GPS and INS according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a perspective view of the combined excluding the cover in the ultra-precision aerial photography using GPS and INS according to an embodiment of the present invention.
4 is a front view of the ultra-precision aerial photographing apparatus using GPS and INS according to an embodiment of the present invention.
5 is an enlarged perspective view of the posture fixing unit and the photographing unit in the ultra-precision aerial photographing apparatus using GPS and INS according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a side view showing a state in which the present invention operates when the aircraft is tilted back and forth.
7 is a front view showing a state in which the present invention operates when the aircraft is tilted left and right.
8 is a side view showing a state in which the present invention operates when the aircraft is inclined to the front, rear, left and right.
9 is a view listing the images taken in the present invention.

본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지된 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.
The preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which the technical parts already known will be omitted or compressed for the sake of brevity.

도 2 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 지피에스와 아이엔에스를 이용한 초정밀 항공촬영 장치는, 베이스부(1), 자세고정부(2), 촬영부(3), 위치측정부(5), 아이엔에스부(4), 제어부(6) 및 커버(8)를 포함한다.As shown in Figure 2 to 8, the ultra-precision aerial photographing apparatus using GPS and INS according to an embodiment of the present invention, the base portion (1), posture fixing portion (2), photographing portion (3), position The measuring part 5, the eye part 4, the control part 6, and the cover 8 are included.

베이스부(1)는 대략 원판 형태로 항공기(미도시)의 저면에 설치되어 고정된다.The base portion 1 is installed and fixed to the bottom of the aircraft (not shown) in a substantially disk form.

자세고정부(2)는 촬영부(3)를 수직이게 고정하고 촬영부(3)가 회전하는 것을 방지하는 것으로, 제 1 브래킷(21), 제 2 브래킷(24), 제 1 구동부(23), 회전방지부(7) 및 제 2 구동부(26)를 포함한다. The posture fixing part 2 fixes the photographing part 3 vertically and prevents the photographing part 3 from rotating. The posture fixing part 2 includes the first bracket 21, the second bracket 24, and the first driving part 23. , An anti-rotation part 7 and a second driving part 26.

제 1 브래킷(21)은 대략 타원형의 띠 상단에 "ㄱ" 형태를 하는 한쌍의 프레임이 일체로 형성되고, 베이스부(1)의 저면에 나사결합된다. The first bracket 21 is integrally formed with a pair of frames having a shape of "a" on the upper end of the substantially oval strip, and screwed to the bottom of the base portion (1).

제 2 브래킷(24)은 대략 타원형의 띠 형태로 제 1 브래킷(21)의 안쪽에 배치되고, 제 1 브래킷(21)과 제 2 브래킷(24) 사이에 제 1 회전축(22)이 설치된다. The second bracket 24 is disposed inside the first bracket 21 in the form of a substantially oval strip, and a first rotation shaft 22 is installed between the first bracket 21 and the second bracket 24.

이에 따라, 제 2 브래킷(24)은 제 1 회전축(22)을 중심으로 제 1 브래킷(21)으로부터 회전가능하다.Accordingly, the second bracket 24 is rotatable from the first bracket 21 about the first rotation shaft 22.

제 1 구동부(23)는 주지된 기어를 구비한 스텝모터, 서버모터 중에서 선택된 어느 하나가 사용되고 감속기어를 구비할 수 있으며, 제 1 브래킷(21)의 둘레에 고정되며, 제 1 회전축(22)과 연결되어 제 1 회전축(22)을 회전시킨다. 이에 따라 제 1 구동부(23)가 작동하면 제 1 회전축(22) 및 제 2 브래킷(24)이 함께 회전한다. The first driving unit 23 may be any one selected from a step motor having a well-known gear and a server motor, and may include a reduction gear, and may be fixed around the first bracket 21, and the first rotating shaft 22 may be used. Is connected to rotate the first rotary shaft 22. Accordingly, when the first driving unit 23 operates, the first rotation shaft 22 and the second bracket 24 rotate together.

회전방지부(7)는 주지된 기어를 구비한 스텝모터 등이 사용되고, 대략 원기둥 형태로 형성되며, 제 2 프래킷의 안쪽에 배치되되 제 2 브래킷(24)과 회전방지부(7) 사이에 제 2 회전축(25)이 설치된다. The anti-rotation part 7 is a step motor having a well-known gear, or the like, and is formed in a substantially cylindrical shape, and is disposed inside the second bracket and is disposed between the second bracket 24 and the anti-rotation part 7. The second rotating shaft 25 is provided.

이에 따라 회전방지부(7)는 제2회전축(25)을 중심으로 회전가능하다. Accordingly, the anti-rotation part 7 is rotatable about the second rotation shaft 25.

제 2 구동부(26)는 주지된 기어 또는 감속기어를 구비한 서버모터, 스텝모터 중에서 선택된 어느 하나가 사용되고, 제2브래킷(24)의 둘레에 고정되며, 제2회전축(25)과 연결되어 제 2 회전축(25)을 회전시킨다. 이에 따라, 제 2 구동부(26)가 작동하면 제 2 회전축(25) 및 회전방지부(7)가 함께 회전한다. The second drive unit 26 may be any one selected from a well-known server motor having a gear or a reduction gear and a step motor, and fixed to the circumference of the second bracket 24 and connected to the second rotating shaft 25. 2 Rotate the rotating shaft 25. Accordingly, when the second driving unit 26 is operated, the second rotation shaft 25 and the rotation preventing unit 7 rotate together.

촬영부(3)는 상공에서 지면을 촬영하는 것으로, 카메라본체(31) 및 줌렌즈(32)를 포함한다. The photographing unit 3 photographs the ground from above and includes a camera body 31 and a zoom lens 32.

카메라본체(31)는 상공에서 지면을 촬영하는 것으로, 대략 직육면체로 형성되고, 회전방지부(7)의 하단에 회전가능하게 결합된다. The camera body 31 is to photograph the ground in the air, is formed in a substantially rectangular parallelepiped, rotatably coupled to the lower end of the rotation preventing portion (7).

이에 따라 카메라본체(31)는 회전방지부(7)에 의해서 회전한다.Accordingly, the camera body 31 is rotated by the rotation preventing portion (7).

줌렌즈(32)는 주지된 손떨림방지 기능을 갖춘 줌렌즈(32) 등을 이용하고, 카메라본체(31)의 하단에 결합되며, 후술할 제어부(6)에 의해서 작동이 제어된다. 이에 따른 설명은 후술한다. The zoom lens 32 is coupled to the lower end of the camera body 31 using a zoom lens 32 and the like having a well-known image stabilization function, the operation is controlled by the controller 6 to be described later. A description thereof will be described later.

위치측정부(5)는 대략 반구형태로 회전방지부(7)의 상단에 고정되고, 후술할 제어부(6)와 연결되며, 항공기의 위치를 검출하는 지피에스(GPS)(미도시)를 구비하여 항공기의 고도를 검출한다. The position measuring unit 5 is fixed to the upper end of the anti-rotation unit 7 in a substantially hemispherical shape, is connected to the control unit 6 to be described later, and has a GPS (not shown) for detecting the position of the aircraft. Detect the altitude of the aircraft.

위치측정부(5)는 레이지를 이용하여 고도를 측정하고 지상의 이동통신 기지국 위치 정보를 이용하여 자신의 위치를 정밀하게 측정하는 LBS방식을 이용하여 항공기의 위치를 측정 또는 검출할 수 있으며, 지상의 일정 단위 거리마다 설치된 다수의 레이저 위치표시 장치로부터 해당 위치정보를 수신하고 분석하여 항공기의 위치를 측정 또는 검출할 수도 있다. The position measuring unit 5 may measure or detect the position of the aircraft by using an LBS method of measuring altitude using a lazy and precisely measuring its own position using the location information of the mobile communication base station on the ground. The position of the aircraft may be measured or detected by receiving and analyzing the corresponding position information from a plurality of laser position indicators installed at predetermined unit distances.

이에 따라 위치측정부(5)는 회전방지부(7)와 함께 회전하고 항공기의 위치 및 고도를 검출하며 검출된 정보를 촬영될 이미지(P)에 포함시킬 수 있다. Accordingly, the position measuring unit 5 may rotate together with the anti-rotation unit 7, detect the position and altitude of the aircraft, and include the detected information in the image P to be photographed.

아이엔에스부(4)는 항공기의 기울기 및 진행방향을 검출하는 것으로, 제 1 아이엔에스(41), 제 2 아이엔에스(42) 및 제 3 아이엔에스(43)를 포함한다.The INS unit 4 detects the inclination and the traveling direction of the aircraft, and includes a first INS 41, a second INS 42, and a third INS 43.

제 1 아이엔에스(41)는 자세고정부(2)의 둘레에 배치되되 베이스부(1)의 저면에 설치되고, 항공기의 전후 기울기를 검출한다. The first I & S 41 is disposed around the posture fixing portion 2, and is installed on the bottom of the base portion 1 to detect the tilt of the aircraft.

이에 따라 제 1 아이엔에스(41)를 통해서 항공기가 전후로 기울어진 상태를 측정할 수 있다. Accordingly, the state in which the aircraft is inclined back and forth through the first I & S 41 can be measured.

제 2 아이엔에스(42)는 자세고정부(2)의 둘레에 배치되되 베이스부(1)의 저면에 설치되고, 항공기의 좌우 기울기를 검출한다. The second I & S 42 is disposed around the posture fixing part 2, and is installed on the bottom of the base 1, and detects the left and right tilts of the aircraft.

이에 따라 제 2 아이엔에스(42)를 통해서 항공기가 좌우로 기울어진 상태를 측정할 수 있다.Accordingly, the state in which the aircraft is tilted left and right through the second I & S 42 can be measured.

제 3 아이엔에스(43)는 자세고정부(2)의 둘레에 배치되되 베이스부(1)의 저면에 설치되고, 항공기의 진행방향을 검출한다. The third I & S 43 is disposed around the posture fixing portion 2, and is installed on the bottom of the base portion 1, and detects the traveling direction of the aircraft.

이에 따라 제 3 아이엔에스(43)를 통해서 항공기의 진행방향을 측정할 수 있다. Accordingly, the traveling direction of the aircraft can be measured through the third I & S 43.

제어부(6)는 베이스부(1)의 저면에 설치되고, 위치측정부(5), 제 1 아이엔에스(41), 제 2 아이엔에스(42) 및 제 3 아이엔에스(43)로부터 검출된 정보를 수신하여 제 1 구동부(23), 제 2 구동부(26), 회전방지부(7) 및 줌렌즈(32)를 제어한다. 이에 따른 설명은 후술한다. The control part 6 is installed in the bottom face of the base part 1, and the information detected from the position measuring part 5, the 1st NS41, the 2nd TS42, and the 3rd TS43 The control unit receives the first driving unit 23, the second driving unit 26, the anti-rotation unit 7, and the zoom lens 32. A description thereof will be described later.

그리고 제어부(6)는 위치측정부(5)로부터 검출된 정보를 수신하여 촬영된 이미지(P)에 검출된 정보를 삽입할 수 있다. 이에 따라 항공기의 위치 및 고도정보가 포함된 이미지(P) 획득이 가능하다.The controller 6 may receive the detected information from the position measuring unit 5 and insert the detected information into the photographed image P. FIG. Accordingly, it is possible to obtain an image (P) including the position and altitude information of the aircraft.

커버(8)는 바람의 저항을 최소화하도록 대략 투명한 반구형태로 형성되고, 자세고정부(2), 촬영부(3), 위치측정부(5), 아이엔에스부(4), 제어부(6)를 보호하도록 베이스부(1)의 저면에 나사결합된다. The cover 8 is formed in a substantially transparent hemispherical shape to minimize the wind resistance, the posture fixing part 2, the photographing part 3, the position measuring part 5, the eye parts (4), the control unit (6) Screwed to the bottom of the base portion 1 to protect the.

이에 따라 촬영부(3)는 커버(8)를 통해서 지면을 촬영한다.Accordingly, the photographing unit 3 photographs the ground through the cover 8.

상술한 제 1 구동부(23), 제 2 구동부(26), 회전방지부(7), 촬영부(3), 위치측정부(5), 아이엔에스부(4) 및 제어부(6)는 항공기의 전원을 인가받아 작동될 수 있으며, 전원을 공급하는 전선은 본 발명의 도면에서는 생략하기로 한다.
The first driving unit 23, the second driving unit 26, the anti-rotation unit 7, the imaging unit 3, the position measuring unit 5, the INS unit 4, and the control unit 6 are described above. Can be operated by receiving power, the wire for supplying power will be omitted in the drawings of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 지피에스와 아이엔에스를 이용한 초정밀 항공촬영 장치의 작동상태를 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described the operation state of the ultra-precision aerial photographing apparatus using GPS and INS according to an embodiment of the present invention.

본 발명이 항공기의 저면에 장착된 상태에서 항공기가 이륙한 후 항공기가 일정 고도에 다다르면 지면의 촬영이 시작된다.When the aircraft reaches a certain altitude after taking off the aircraft in the state in which the present invention is mounted on the bottom of the aircraft, photographing of the ground begins.

이때, 항공기가 전후로 기울어지면 촬영부(3)의 촬영각도가 변경될 수 있다.In this case, when the aircraft is tilted back and forth, the photographing angle of the photographing unit 3 may be changed.

가령, 촬영부(3)의 촬영각도가 변경되면 이미지(P)에서 원근감이 발생하므로 정확한 지도를 제작하기 위한 이미지(P)로는 부적합하다.For example, when the photographing angle of the photographing unit 3 is changed, perspective occurs in the image P, which is not suitable as an image P for producing an accurate map.

즉, 정확한 전자맵을 제작하기 위해서는 지면으로부터 수직한 상태로 촬영되어야 한다.In other words, in order to produce an accurate electronic map, it must be photographed perpendicular to the ground.

따라서 항공기가 전후로 기울어지면, 제 1 아이엔에스(41)에서 이를 검출하고 제어부(6)는 제 1 아이엔에스(41)로부터 검출된 정보를 수신하여 제 2 구동부(26)를 작동시킨다. 예를 들면, 항공기의 선단이 하향 경사지면, 제어부(6)는 제2구동부(26)를 작동시켜 회전방지부(7)를 항공기가 선단으로 기울어지는 방향과 반대 방향으로 회전시켜 촬영부(3)를 수직한 상태로 만든다.(도 6 참조)Therefore, when the aircraft is tilted back and forth, the first I & S 41 detects this and the control unit 6 receives the detected information from the first I & S 41 to operate the second driver 26. For example, when the tip of the aircraft is inclined downward, the control unit 6 operates the second driving unit 26 to rotate the anti-rotation unit 7 in a direction opposite to the direction in which the aircraft is inclined to the tip, thereby photographing unit 3. ) Upright (see Figure 6).

여기서 항공기가 좌우로 기울어지면, 제 2 아이엔에스(42)에서 이를 검출하고 제어부(6)는 제 2 아이엔에스(42)로부터 검출된 정보를 수신하여 제 1 구동부(23)를 작동시킨다. 예를 들면, 항공기의 선단이 좌측으로 경사지면, 제어부(6)는 제 1 구동부(23)를 작동시켜 제2브래킷(24)을 항공기가 좌측으로 기울어지는 방향과 반대 방향으로 회전시켜 촬영부(3)를 수직한 상태로 만든다. 즉, 제 1 구동부(23)가 작동하면 제 2 브래킷(24), 촬영부(3) 및 위치측정부(5)가 함께 회전한다.(도 7 참조)In this case, when the aircraft is inclined to the left and right, the second I & S 42 detects this and the control unit 6 receives the detected information from the second I & S 42 to operate the first driver 23. For example, when the tip of the aircraft is inclined to the left side, the control unit 6 operates the first driving unit 23 to rotate the second bracket 24 in a direction opposite to the direction in which the aircraft is inclined to the left side, thereby photographing ( Make 3) upright. That is, when the first driving unit 23 operates, the second bracket 24, the photographing unit 3, and the position measuring unit 5 rotate together. (See FIG. 7).

따라서 제1구동부(23)가 작동하면 제2브래킷(24), 촬영부(3) 및 위치측정부(5)가 함께 회전하여 위치측정부(5)가 기울어지는 것을 방지할 수 있어서, 위치측정부(5)에서는 항공기의 정확한 위치 및 고도를 검출할 수 있다.Therefore, when the first driving unit 23 is operated, the second bracket 24, the photographing unit 3, and the position measuring unit 5 rotate together to prevent the position measuring unit 5 from tilting, whereby In section 5, the precise position and altitude of the aircraft can be detected.

만약, 항공기가 항공기의 선단 및 우측으로 기울어지면, 제1아이엔에스(41) 및 제2아이엔에스(42)에서 이를 검출하고 제어부(6)는 제1아이엔에스(41) 및 제2아이엔에스(42)로부터 검출된 정보를 수신하여 제1구동부(23) 및 제2구동부(26)를 작동시킨다. If the aircraft is inclined to the front end and the right side of the aircraft, the first NS 41 and the second NS 42 detect this, and the control unit 6 detects the first NS 41 and the second NS ( The first driver 23 and the second driver 26 are operated by receiving the detected information from 42.

예를 들면, 항공기의 선단이 하향 경사지면서 동시에 우측으로 기울어지면, 제어부(6)는 제1구동부(23)를 작동시켜 제2브래킷(24)을 항공기가 우측으로 기울어지는 방향과 반대 방향으로 회전시킴과 동시에 제2구동부(26)를 작동시켜 회전방지부(7)를 항공기가 선단을 기울어지는 방향과 반대 방향으로 회전시켜 촬영부(3)를 수직한 상태로 만든다.(도 8 참조)For example, if the tip of the aircraft is inclined downward and at the same time tilted to the right, the controller 6 operates the first driving unit 23 to rotate the second bracket 24 in the direction opposite to the direction in which the aircraft is inclined to the right. Simultaneously, the second driving unit 26 is operated to rotate the anti-rotation unit 7 in a direction opposite to the direction in which the aircraft inclines the tip. The imaging unit 3 is made vertical (see FIG. 8).

따라서 항공기가 어느 방향으로 기울어지더라도 촬영부(3) 및 위치측정부(5)는 항상 수직한 상태를 유지할 수 있다.Therefore, even if the aircraft is inclined in any direction, the photographing unit 3 and the position measuring unit 5 can always be kept vertical.

여기서 항공기가 방향을 바꾸는 경에는 도 1에 도시된 바와 같이 촬영 이미지(P)가 항공기의 진행 방향에 따라 촬영 이미지(P)가 회전되면서 촬영된다. Here, when the aircraft changes direction, the photographed image P is photographed while the photographed image P is rotated according to the direction of travel of the aircraft, as shown in FIG. 1.

상술한 종래기술과 같이 버려지는 이미지(P)가 많고, 이미지(P)를 이어붙이기 위해서 이미지(P)를 회전시키면 화질저화 현상이 발생하므로 정밀한 전자맵을 제작하기 곤란하였다.As described above, many images P are discarded, and when the image P is rotated to join the images P, image quality deterioration occurs, making it difficult to produce an accurate electronic map.

하지만 본 발명은 촬영부(3)가 회전방지부(7)로 회전가능하기 때문에 이미지(P)가 회전하면서 촬영하는 것을 방지할 수 있다. However, according to the present invention, since the image capturing unit 3 is rotatable with the anti-rotation unit 7, it is possible to prevent the image P from being photographed while rotating.

예를 들면, 항공기가 방향을 바꾸는 경우에는 제 3 아이엔에스(43)에서 이를 검출하고 제어부(6)는 제 3 아이엔에스(43)로부터 검출된 정보를 수신하여 회전방지부(7)를 작동시킨다. For example, when the aircraft changes direction, the third I & S 43 detects this and the control unit 6 receives the detected information from the third I & S 43 to operate the rotation preventing unit 7. .

즉, 항공기가 좌측으로 방향으로 바꾸면 제어부(6)는 회전방지부(7)를 작동시켜 촬영부(3)를 항공기가 틀어진 각도에 대응하도록 우측으로 회전시킨다. 이에 따라, 촬영부(3)가 회전하는 것을 방지하여 이미지(P)가 회전되면서 촬영하는 것을 방지할 수 있다.That is, when the aircraft turns to the left side, the control unit 6 operates the anti-rotation unit 7 to rotate the imaging unit 3 to the right to correspond to the angle at which the aircraft is twisted. Accordingly, the photographing unit 3 may be prevented from rotating to prevent the image P from being photographed while being rotated.

한편, 항공기의 고도가 변경되면 촬영부(3)에서 촬영된 이미지(P)에 포함된 지면의 단위가 달라져서 이미지(P)를 확대하여 이미지(P)를 이어붙여야 하는데, 이미지(P)를 확대하면 화질저하 현상이 발생하므로 정밀한 전자맵을 제작하기 곤란하다.On the other hand, if the altitude of the aircraft is changed, the unit of the ground included in the image (P) taken by the imaging unit 3 is changed to enlarge the image (P) to join the image (P), the image (P) to enlarge If the image quality deterioration occurs, it is difficult to produce a precise electronic map.

하지만 본 발명은 항공기의 고도가 변경되면, 위치측정부(5)에서 이를 검출하고 제어부(6)는 위치측정부(5)로터 검출된 정보를 수신하여 줌렌즈(32)를 작동시킨다. However, when the altitude of the aircraft is changed, the position measuring unit 5 detects this and the control unit 6 receives the detected information from the position measuring unit 5 to operate the zoom lens 32.

즉, 항공기가 더 높은 곳으로 이동하면, 제어부(6)는 줌렌즈(32)를 작동시켜 줌인하고 촬영되는 이미지(P)에 포함되는 지면의 단위면적을 이전에 촬영된 이미지(P)와 일치시킨다. 만약 항공기가 낮은 곳으로 이동하면, 상술한 줌렌즈(32)를 반대로 작동시켜 촬영될 이미지(P)를 이전에 촬영된 이미지(P)와 일치시킨다. That is, when the aircraft moves to a higher place, the controller 6 operates the zoom lens 32 to zoom in to match the unit area of the ground included in the image P to be photographed with the image P previously photographed. . If the aircraft moves to a lower place, the above-described zoom lens 32 is operated in reverse to match the image P to be photographed with the image P previously photographed.

이에 따라 항공기의 고도가 변경되더라도 이미지(P)에 포함되는 지면의 단위면적을 일치시킬 수 있고, 이미지(P)의 확대 또는 축소 작업이 필요 없어서 이미지(P)의 화질저화를 방지할 수 있으며 따라서 이미지(P)의 연결작업이 용이하다.
Accordingly, even if the altitude of the aircraft is changed, the unit area of the ground included in the image P can be matched, and the image P can be prevented from being deteriorated because there is no need to enlarge or reduce the image P. The connection work of the image P is easy.

따라서 본 발명은 촬영부를 항상 수직한 상태로 유지하면서 촬영부가 회전하는 것을 방지함으로써 이미지의 합성이 용이하고 버려지는 이미지를 최소화할 수 있으며 이미지를 회전시킬 필요가 없으므로 화질저화 현상을 방지할 수 있어서 정밀한 전자맵 제작이 가능하다. Therefore, the present invention can easily synthesize the image by minimizing the discarded image by preventing the photographing unit to rotate while maintaining the photographing unit at all times in a vertical state, and can prevent the image quality deterioration because there is no need to rotate the image precise Electronic map production is possible.

또한, 이미지에 포함되는 지면의 단위면적을 항상 일정하게 유지할 수 있어서 이미지의 화질저화 없이 이미지를 연결할 수 있다.
In addition, since the unit area of the ground included in the image can be kept constant at all times, the images can be connected without degrading the image quality.

상술한 본 발명을 설명하는데 있어서, 그 실시 예가 상이하더라도 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조번호를 사용하고, 필요에 따라 그 설명을 생략할 수 있다.
In describing the present invention described above, the same reference numerals are used for the same configurations even if the embodiments are different, and the description thereof may be omitted if necessary.

이상과 같이, 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시 예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시 예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에 본 발명이 상기의 실시 예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 된다. 따라서 상기에서 설명한 것 외에도 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 사람은 본 발명의 실시 예에 대한 설명만으로도 쉽게 상기 실시 예와 동일 범주 내의 다른 형태의 본 발명을 실시할 수 있거나, 본 발명과 균등한 영역의 발명을 실시할 수 있을 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Shall not be construed as being understood. Therefore, those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. The present invention is not limited thereto.

1; 베이스부 2; 자세고정부
21; 제1브래킷 22; 제1회전축
23; 제1구동부 24; 제2브래킷
25; 제2회전축 26; 제2구동부
3; 촬영부 31; 카메라본체
32; 줌렌즈 4; 아이엔에스부
41; 제1아이엔에스 42; 제2아이엔에스
43; 제3아이엔에스 5; 위치측정부
6; 제어부 7; 회전방지부
8; 커버
One; Base portion 2; Posture
21; First bracket 22; The first rotating shaft
23; A first driving part 24; 2nd Bracket
25; Second rotating shaft 26; The second driver
3; Photographing unit 31; Camera body
32; Zoom lens 4; I & S
41; First NS 42; Second I & S
43; Third INS 5; Position measuring unit
6; Control unit 7; Anti-rotation part
8; cover

Claims (1)

항공기에 장착되는 베이스부;
상기 베이스부의 저면에 설치되는 제1브래킷과, 상기 제1브래킷의 안쪽에 설치되어 회전하는 제2브래킷과, 상기 제1브래킷의 한 부분에 설치되고 상기 제2브래킷을 회전시키는 제1구동부와, 상기 제2프래킷의 안쪽에 설치되어 회전하는 회전방지부와, 상기 제2브래킷의 한 부분에 설치되고 상기 회전방지부를 회전시키는 제2구동부를 구비하는 자세고정부;
상기 회전방지부의 하단에 장착되어 상기 회전방지부에 의해서 회전하는 카메라본체와, 상기 카메라본체의 하단에 결합되고 손떨림방지 기능을 갖춘 줌렌즈를 구비하는 촬영부;
상기 회전방지부의 상단에 설치되고 상기 항공기의 위치를 검출하는 지피에스(GPS)를 구비하여 고도를 검출하는 위치측정부;
상기 자세고정부의 둘레에 배치되되 상기 베이스부의 저면에 설치되어 상기 항공기의 전후 기울기를 검출하는 제1아이엔에스와, 상기 자세고정부의 둘레에 배치되되 상기 베이스부의 저면에 설치되어 상기 항공기의 좌우 기울기를 검출하는 제2아이엔에스와, 상기 자세고정부의 둘레에 배치되되 상기 베이스부의 저면에 설치되어 상기 항공기의 진행방향을 검출하는 제3아이엔에스를 구비하는 아이엔에스(INS)부;
상기 위치측정부 및 상기 아이엔에스부로부터 검출된 정보를 수신하여 상기 항공기의 전후 기울기, 좌우 기울기 및 진행방향에 따라서 상기 제1구동부, 상기 제2구동부, 상기 회전방지부 및 상기 줌렌즈를 제어하는 제어부; 및
상기 베이스부의 저면에 설치되어 상기 자세고정부, 촬영부, 상기 위치측정부, 상기 아이엔에스부 및 상기 제어부를 보호하는 투명한 커버;를 포함하되,
상기 항공기가 기울어 지면 자세고정부에서 상기 촬영부를 수직한 상태를 유지하고, 상기 항공기의 방향이 바뀌면 자세고정부에서 상기 촬영부가 회전하는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 지피에스와 아이엔에스를 이용한 초정밀 항공촬영 장치.

A base unit mounted to the aircraft;
A first bracket provided on the bottom of the base portion, a second bracket installed inside the first bracket and rotating, a first driving part installed on a portion of the first bracket and rotating the second bracket; A posture fixing part including a rotation preventing part installed inside the second bracket and rotating, and a second driving part installed on a portion of the second bracket and rotating the rotation preventing part;
A photographing unit mounted to a lower end of the anti-rotation part and having a camera body rotating by the anti-rotation part, and a zoom lens coupled to the lower end of the camera body and having an anti-shake function;
A position measuring unit installed at an upper end of the anti-rotation unit and having a GPS to detect the position of the aircraft;
A first eye that is disposed around the posture fixing part and is installed on the bottom of the base part to detect the tilt of the aircraft, and is disposed around the posture fixing part, which is installed on the bottom of the base part and is disposed on the left and right sides of the aircraft An INS unit having a second INS detecting a tilt and a third INS disposed around the posture fixing part and installed on a bottom surface of the base part to detect a traveling direction of the aircraft;
A control unit which receives the information detected from the position measuring unit and the INS unit and controls the first driving unit, the second driving unit, the anti-rotation unit, and the zoom lens according to the front, rear, left, and right tilts and the moving direction of the aircraft. ; And
It is installed on the bottom surface of the base portion, the posture fixing, the photographing unit, the position measuring unit, the I & S unit and a transparent cover to protect the control unit; including;
When the aircraft is inclined, the posture fixing unit maintains the vertical state of the photographing unit, and when the direction of the aircraft is changed, the posture fixing unit prevents the photographing unit from rotating. Device.

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