KR101441461B1 - Ins 정보와 좌표정보의 속성을 이용한 수치지도 통합 갱신 시스템 - Google Patents

Ins 정보와 좌표정보의 속성을 이용한 수치지도 통합 갱신 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수치지도의 갱신 과정에서 높은 고도의 서로 다른 두 지형물에 각각 설치되는 한 쌍의 카메라 및 이러한 한 쌍의 카메라와 짝을 이루며 설치되는 GPS/INS 장비를 통해 해당 지형의 구획된 단위지형별로 3차원 좌표정보를 획득하는 동시에 이렇게 획득되는 3차원 좌표정보를 바탕으로 해당 지형의 지형 변화 여부를 확인하면서 수치지도의 통합 갱신 작업을 할 수 있는 INS 정보와 좌표정보의 속성을 이용한 수치지도 통합 갱신 시스템에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 INS 정보와 좌표정보의 속성을 이용한 수치지도 통합 갱신 시스템은, 제1 자가발전장치, 태양전지, 제1 보호프레임, 제1 카메라 수납 하우징, 제1 카메라 구동 실린더, 제1 카메라 지지판, 제1 카메라, 도어, 제1 GPS/INS 장비, 제1 제어부, 제1 통신부를 포함하는 제1 촬영장치, 그리,고 상기 제1 촬영장치가 설치된 상기 제1 지형물과 마주하는 방향의 고도가 높은 제2 지형물의 상부에 설치되며 상기 제1 촬영장치와 동일한 구조를 갖는 제2 촬영장치, 그리고 수신기, 영상이미지 데이터베이스, 도화이미지 데이터베이스, 3차원 위치 추출모듈, 3차원 좌표정보 데이터베이스, 좌표정보 오차 판별모듈, 이미지 편집모듈, 좌표합성모듈, 영상이미지를 기초로 도화이미지를 작성하는 영상도화모듈, 정보링크모듈을 포함하는 수치지도제작기를 포함하여 구성된다.

Description

INS 정보와 좌표정보의 속성을 이용한 수치지도 통합 갱신 시스템{System of combined modifying for numerical map with GPS and INS information}
본 발명의 실시 예는 수치지도 통합 갱신 시스템에 관한 것으로서, 예컨대, 수치지도의 갱신 과정에서 높은 고도의 서로 다른 두 지형물에 각각 설치되는 한 쌍의 카메라 및 이러한 한 쌍의 카메라와 짝을 이루며 설치되는 GPS/INS 장비를 통해 해당 지형의 구획된 단위지형별로 3차원 좌표정보를 획득하는 동시에 이렇게 획득되는 3차원 좌표정보를 바탕으로 해당 지형의 지형 변화 여부를 확인하면서 수치지도의 통합 갱신 작업을 할 수 있는 INS 정보와 좌표정보의 속성을 이용한 수치지도 통합 갱신 시스템에 관한 것이다.
영상이미지에서 특정 지점에 대한 지상좌표를 추출하는 방법으로는 동일지역을 다른 방향에서 촬영한 2장의 영상을 이용하는 방식과, 하나의 영상과 레이저 스캐너 데이터를 이용하는 방식이 있다.
전자의 경우에는 카메라가 획득한 2장의 영상과, 카메라와 함께 이동체(예: 비행기, 자동차 등)에 탑재된 GPS/INS가 획득한 카메라의 위치정보와 자세정보를 공선조건식에 적용하여 영상의 특정 지점에 대한 3차원 위치를 추출한다.
그리고 후자의 경우에는 카메라가 획득한 1장의 영상과, GPS/INS가 획득한 카메라의 위치정보 및 자세정보와, 레이저 스캐너 장비가 획득한 카메라와 지상과의 거리정보를 이용하여 영상의 특정 지점에 대한 3차원 위치를 추출한다.
참고로, GPS/INS 장비는 인공위성을 이용하여 3차원 위치를 결정하는 GPS와, 각속도 운동 및 가속도 운동을 감지하는 관성 계측 장치와 항법 계산기를 포함하는 INS를 결합한 장비로서, INS 센서 자체의 각종 오차와 양자화 오차 및 누적 오차를 GPS를 통해 보정해주어 GPS/INS가 탑재된 이동체의 절대적인 3차원 위치정보와 자세정보를 제공해준다.
한편, 항공기로 촬영된 지상의 이미지를 지형도로 제작하는 것이 도화 이미지이고, 도화 이미지의 각 부분에 위치정보 또는 좌표정보를 적용시킨 것이 수치지도이며, 수치지도는 수정도화방법, 해석도화방법 및 수치도화방법 등으로 제작된다. 그리고 이러한 일련의 기술을 적용하여 넓은 지역에 대한 지형도 및 수치지도를 신속하고 정밀하게 확보할 수 있다.
그리고 이와 같이 수치지도의 기반이 되는 도화 이미지는 항공사진을 이용하므로, 실제 지형지물의 수치정보와 매우 동일하고 유사한 지형도를 취득할 수 있으나, 지상의 지형지물은 대규모 건설 등에 의하여 부분적인 변경이 수시로 발생할 수 있으므로 수치화된 도화 이미지는 정기적 또는 비정기적으로 수정 및 보완이 필요하다.
여기서, 항공 촬영된 이미지는 고가의 항공기를 이용하여 촬영되는 동시에 촬영된 이미지를 국가정보원 등의 국가기관으로부터 일일이 전수 검수를 받아야 되므로 비용적인 측면 및 절차적인 측면 등에서 큰 부담이 된다.
또한 항공 촬영으로는 상세한 지역에 대한 영상이미지를 수집하는데 한계가 있으므로, 항공 촬영을 통해 획득한 영상이미지만으로는 정확한 수치지도 제작에 어려움이 따른다.
따라서 항공 촬영을 통해 수집할 수 없는 지역에 대한 정밀한 지상촬영이 필요하며, 지상촬영으로부터 주기적으로 영상이미지를 수집하여, 수치정보를 신속하게 갱신할 필요가 있다.
특히 지상촬영에 사용되는 촬영장치를 안정적으로 구동함으로써, 수집되는 영상이미지가 항상 안정적으로 확보될 수 있게 할 필요가 있다.
한국 등록특허 제10-1193414호(2012.10.24.공고), “지피에스 및 아이엔에스 정보가 적용된 수치지도의 부분 수정 시스템” 한국 등록특허 제10-0532589호(2005.12.01.공고), “무선인식/위성측위/관성항법을 결합한 통합 측위 장치 및 그 방법”
본 발명의 실시 예는 수치지도의 갱신 과정에서 높은 고도의 서로 다른 두 지형물에 각각 설치되는 한 쌍의 카메라 및 이러한 한 쌍의 카메라와 짝을 이루며 설치되는 GPS/INS 장비를 통해 해당 지형의 구획된 단위지형별로 3차원 좌표정보를 획득하는 동시에 이렇게 획득되는 3차원 좌표정보를 바탕으로 해당 지형의 지형 변화 여부를 확인하면서 수치지도의 통합 갱신 작업을 할 수 있는 INS 정보와 좌표정보의 속성을 이용한 수치지도 통합 갱신 시스템을 제공한다.
또한 본 발명의 실시 예는 자가발전장치를 통해 구동하는 카메라 및 데이터 전송장치 그리고 GPS/INS 장비를 통해 해당 지형별로 3차원 좌표정보를 획득하고 이렇게 획득되는 3차원 좌표정보를 바탕으로 해당 지형의 지형 변화 여부를 확인하면서 수치지도의 통합 갱신 작업을 할 수 있는 INS 정보와 좌표정보의 속성을 이용한 수치지도 통합 갱신 시스템을 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 INS 정보와 좌표정보의 속성을 이용한 수치지도 통합 갱신 시스템은, 고도가 높은 제1 지형물의 상부에 서로 마주보는 상태로 나란히 배치되며 각각 플렉서블 폴리머 소재로 형성되는 전면기판과 후면기판, 상기 후면기판상에 배치된 고밀도의 아연 산화물(Zinc Oxide)로 형성되는 시드층(seed layer), 상기 시드층으로부터 상기 시드층과 수직을 이루는 방향으로 성장되어 형성되는 복수의 나노와이어, 상기 나노와이어로부터 발생되는 전기를 전달하기 위해 상기 후면기판과 시드층 사이에 배치되는 후면전극, 상기 전면기판에 배치되고 지그재그형으로 형성되는 전면전극, 상기 전면전극 및 후면전극으로부터 전달되는 전기를 저장하는 충전지, 상기 전면기판 및 후면기판이 도로를 따라 주행 중인 차량의 주행풍으로 인한 변형 시 서로 접촉되는 것을 방지하는 기판 간격 유지바를 포함하여 상기 제1 지형물 상부의 바람을 통해 발전 후 발전된 전기를 충전하는 제1 자가발전장치와; 상기 제1 자가발전장치의 충전지에 병렬 접속되며 태양광을 통해 발전 후 발전된 전기를 상기 충전지에 충전하는 태양전지와; 상기 전면기판과 후면기판을 감싸 보호하는 동시에 외부에 노출되는 표면에 광고 이미지가 표시되는 제1 보호프레임과; 상기 제1 지형물의 상부에 상기 제1 자가발전장치와 인접하여 설치되며 일면에 카메라의 수납 및 인출을 위한 카메라 이동홀이 형성되는 제1 카메라 수납 하우징과; 상기 제1 카메라 수납 하우징의 상기 카메라 이동홀과 마주하는 일면에 그 실린더로드의 왕복 이동 방향을 상기 카메라 이동홀의 방향으로 형성한 채 설치되며 상기 제1 자가발전장치의 충전지로부터 전원이 공급되는 제1 카메라 구동 실린더와; 상기 제1 카메라 구동 실린더의 실린더로드 선단에 결합되어 상기 실린더로드의 왕복 이동에 따라 상기 카메라 이동홀을 통해 상기 제1 카메라 수납 하우징의 외측으로 인출되거나 상기 제1 카메라 수납 하우징의 외측에 인출된 상태에서 원래의 위치인 상기 제1 카메라 수납 하우징 내로 복구되는 제1 카메라 지지판과; 상기 제1 카메라 지지판에 팬틸트 작동이 가능한 상태로 설치되어 평상 시 상기 제1 카메라 수납 하우징 내에서 보호되고 촬영 시 상기 카메라 이동홀을 통해 상기 제1 카메라 수납 하우징 외부로 노출되어 상기 제1 지형물 주변의 지형을 촬영하며 상기 제1 자가발전장치의 충전지로부터 전원이 공급되는 제1 카메라와; 상기 제1 카메라 수납 하우징의 상기 카메라 이동홀에 회전 가능하게 결합되어 평상 시 자중에 의해 상기 카메라 이동홀을 외부로부터 차단하고 상기 제1 카메라의 작동 시 상기 카메라 이동홀 외부로 인출되는 상기 제1 카메라 지지판에 밀려 개방된 상태를 유지하는 도어와; 상기 제1 카메라와 함께 상기 제1 카메라 하우징의 내측에 설치되며 상기 제1 자가발전장치의 충전지를 통해 전원이 공급되는 제1 GPS/INS 장비와; 상기 제1 카메라 하우징의 내측에 설치되어 상기 제1 자가발전장치의 충전지를 통해 전원이 공급되며 상기 제1 카메라를 통해 촬영 가능한 지형을 복수의 단위지형으로 구획하여 설정 후 상기 제1 카메라의 1회 작동을 기준으로 상기 복수의 단위지형에 대해 상기 제1 카메라가 사전 설정된 순서에 따라 차례로 촬영하여 영상이미지를 개별 획득하게 하고 상기 제1 GPS/INS 장비의 작동을 제어하는 제1 제어부와; 상기 제1 카메라를 통해 획득되는 상기 복수의 단위지형별 영상이미지 및 상기 제1 GPS/INS 장비가 획득한 상기 복수의 단위지형별 촬영 시의 상기 제1 카메라의 자세정보를 통신망을 통해 외부의 서버에 전송하는 제1 통신부;를 포함하는 제1 촬영장치,
상기 제1 촬영장치가 설치된 상기 제1 지형물과 마주하는 방향의 고도가 높은 제2 지형물의 상부에 설치되며 상기 제1 촬영장치와 동일한 구조를 갖는 제2 촬영장치,
상기 제1 촬영장치의 제1 통신부 및 제2 촬영장치의 제2 통신부와 통신망을 통해 연결되어 상기 제1 통신부를 통해 전송되는 상기 제1 촬영장치에서 획득되는 단위지형별 영상이미지 및 해당 단위지형별 촬영시의 상기 제1 카메라의 자세정보를 수신하고 상기 제2 통신부를 통해 전송되는 제2 촬영장치에서 획득되는 단위지형별 영상이미지 및 해당 단위지형별 촬영시의 상기 제2 카메라의 자세정보를 수신하는 수신기와; 영상이미지를 저장하는 영상이미지 데이터베이스와; 영상이미지를 기초로 도화된 도화이미지를 저장하는 도화이미지 데이터베이스와; 상기 영상이미지 데이터베이스에 저장된 상기 제1 촬영장치 및 제2 촬영장치의 동일 단위지형에 대한 각각의 영상이미지 및 해당 영상이미지 촬영 시 상기 제1 카메라 및 제2 카메라의 자세정보 그리고 상기 제1 카메라 및 제2 카메라의 기본 위치정보를 공선조건식에 적용하여 해당 단위지형의 3차원 좌표정보를 추출하는 3차원 위치 추출모듈과; 상기 3차원 위치 추출모듈을 통해 추출되는 각각의 상기 단위지형별 3차원 좌표정보를 저장하는 3차원 좌표정보 데이터베이스와; 상기 제1 통신부 및 제2 통신부를 통해 상기 제1 촬영장치 및 제2 촬영장치로부터 데이터 수신시마다 상기 3차원 위치 추출모듈을 통해 추출되는 단위지형의 3차원 좌표정보를 상기 3차원 좌표정보 데이터베이스에 저장된 해당 단위지형의 3차원 좌표정보와 비교하여 두 정보가 사전 설정된 오차범위 내에 있는지 판별하는 좌표정보 오차 판별모듈과; 영상이미지를 합성 및 편집하는 이미지 편집모듈과; 영상이미지 및 도화이미지에 GPS 좌표를 합성하는 좌표합성모듈과; 영상이미지를 기초로 도화이미지를 작성하는 영상도화모듈과; GIS(Geographic Information System)를 기반으로 지형지도를 도화이미지에 링크하는 정보링크모듈을 포함하는 수치지도제작기를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 수치지도의 갱신 과정에서 높은 고도의 서로 다른 두 지형물에 각각 설치되는 한 쌍의 카메라 및 이러한 한 쌍의 카메라와 짝을 이루며 설치되는 GPS/INS 장비를 통해 해당 지형의 구획된 단위지형별로 3차원 좌표정보를 획득하는 동시에 이렇게 획득되는 3차원 좌표정보를 바탕으로 해당 지형의 지형 변화 여부를 확인하면서 수치지도의 통합 갱신 작업을 할 수 있다.
또한 자가발전장치를 통해 구동하는 카메라 및 데이터 전송장치 그리고 GPS/INS 장비를 통해 해당 지형별로 3차원 좌표정보를 획득하고 이렇게 획득되는 3차원 좌표정보를 바탕으로 해당 지형의 지형 변화 여부를 확인하면서 수치지도의 통합 갱신 작업을 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 INS 정보와 좌표정보의 속성을 이용한 수치지도 통합 갱신 시스템을 개념적으로 보인 구성도
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 INS 정보와 좌표정보의 속성을 이용한 수치지도 통합 갱신 시스템의 전체 구성을 보인 블록도
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 INS 정보와 좌표정보의 속성을 이용한 수치지도 통합 갱신 시스템에서 촬영장치를 보인 도면
도 4는 도 3의 실시 예에 따른 촬영장치의 작동 상태를 보인 도면
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 INS 정보와 좌표정보의 속성을 이용한 수치지도 통합 갱신 시스템에서 자가발전장치를 보인 도면
이하의 본 발명에 대한 상세한 설명들은 본 발명이 실시될 수 있는 실시 예이고 해당 실시 예에 대한 예시로써 도시된 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 예는 당업자가 본 발명을 실시하기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 예에 관련하여 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 또한 각각의 기재된 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다.
따라서 후술되는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 적절하게 설명된다면 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 INS 정보와 좌표정보의 속성을 이용한 수치지도 통합 갱신 시스템에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 INS 정보와 좌표정보의 속성을 이용한 수치지도 통합 갱신 시스템을 개념적으로 보인 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 INS 정보와 좌표정보의 속성을 이용한 수치지도 통합 갱신 시스템의 전체 구성을 보인 블록도이다. 그리고 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 INS 정보와 좌표정보의 속성을 이용한 수치지도 통합 갱신 시스템에서 촬영장치를 보인 도면이고, 도 4는 도 3의 실시 예에 따른 촬영장치의 작동 상태를 보인 도면이다. 그리고 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 INS 정보와 좌표정보의 속성을 이용한 수치지도 통합 갱신 시스템에서 자가발전장치를 보인 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 INS 정보와 좌표정보의 속성을 이용한 수치지도 통합 갱신 시스템은 제1 촬영장치(100) 및 제2 촬영장치(200) 그리고 수치지도 제작기(300)로 크게 구성된다.
제1 촬영장치(100)는 고도가 높은 제1 지형물(410)의 상부에 설치되는 것으로서, 본 실시 예에서는 제1 지형물(410)이 고층 빌딩인 것을 예로 하였으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 지형물(410)은 거대한 교량의 상부나 산에 위치한 각종 건축 시설물 등 소정 높이에 위치하는 조건을 만족하는 범위 내에서 다양한 지형물이 이용될 수 있다. 그리고 이렇게 제1 지형물(410)의 상부에 설치되는 제1 촬영장치(200)는 제1 자가발전장치(110) 및 태양전지(120)를 통해 전원을 공급받으면서 촬영 기능을 할 수 있다.
본 실시 예를 기준으로 이러한 제1 촬영장치(100)에 대해 설명하면, 제1 촬영장치(100)는 제1 자가발전장치(110), 태양전지(120), 제1 보호프레임(130), 제1 카메라 수납 하우징(140), 제1 카메라 구동 실린더(150), 제1 카메라 지지판(160), 제1 카메라(165), 도어(170), 제1 GPS/INS 장비(175), 제1 제어부(180), 제1 통신부(185)를 포함하여 구성된다.
제1 자가발전장치(110)는 발전 기능을 하며, 따라서 제1 자가발전장치(110)를 통해 발전된 전기가 제1 촬영장치(100)에 전원으로써 공급된다.
이러한 제1 자가발전장치(110)에 대해 본 실시 예를 기준으로 설명하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 자가발전장치(110)는 나노발전기의 구성을 갖는 것이다.
도 5를 참조하면, 제1 자가발전장치(110)는 전면기판(111)과, 후면기판(112), 시드층(113), 나노와이어(114), 후면전극(115), 전면전극(116), 충전지(117), 간격 유지바(118)를 포함하여 구성된다.
전면기판(111)과 후면기판(112)은 제1 지형물(410)의 상부에 서로 마주보는 상태로 나란히 배치되며, 이러한 전면기판(111)과 후면기판(112)은 각각 플렉서블 폴리머 소재로 형성된다.
시드층(113: seed layer)은 후면기판(112)상에 배치된 고밀도의 아연 산화물(Zinc Oxide)로 형성된다.
나노와이어(114)는 시드층(113)으로부터 시드층(113)과 수직을 이루는 방향으로 성장되어 형성되는 것으로서, 즉, 시드층(113)을 후면기판(112)과 수직을 이루는 방향으로 간격을 유지하는 복수로써 성장시키고, 이를 통해 복수의 나노와이어(114)가 간격을 유지하는 상태로 형성된다.
후면전극(115)은 나노와이어(114)로부터 발생되는 전기를 전달하기 위해 후면기판(112)과 시드층(113) 사이에 배치된다.
전면전극(116)은 전면기판(111)에 배치되고 지그재그형으로 형성되는 것으로서, 이렇게 전면전극(116)이 지그재그형으로 형성되는 것은 나노와이어(114)와의 접촉 시 나노와이어(114)를 보다 잘 유동시킬 수 있도록 하고 나노와이어(114)와의 접촉면적을 확장시키기 위함이다.
충전지(117)는 전면전극(111) 및 후면전극(112)으로부터 전달되는 전기를 저장한다.
간격 유지바(118)는 전면기판(111) 및 후면기판(112)이 제1 지형물(410)의 상부에서 부는 바람을 통해 변형 시 서로 접촉되는 것을 방지하는 기능을 한다.
제1 자가발전장치(110)는 상술한 구성을 통해 제1 지형물(410) 상부의 바람을 통해 발전 후 발전된 전기를 충전지(117)에 충전시킨다.
다시 도 1 내지 도 5를 참조하면, 태양전지(120)는 제1 자가발전장치(110)의 충전지(117)에 병렬 접속되며, 이러한 태양전지(120)는 태양광을 통해 발전 후 발전된 전기를 충전지(117)에 충전한다.
제1 보호프레임(130)은 전면기판(111)과 후면기판(112)을 감싸 보호하는 동시에 외부에 노출되는 표면에 광고 이미지가 표시된다. 다시 말해, 제1 보호프레임(130)은 제1 자가발전장치(110)를 감싸 외부로부터 보호하는 동시에 그 표면에 다양한 광고 문구가 이미지 등이 표시된다.
제1 카메라 수납 하우징(140)은 제1 지형물(410)의 상부에 제1 자가발전장치(110)와 인접하여 설치되며, 이러한 제1 카메라 수납 하우징(140)은 그 일면에 카메라의 수납 및 인출을 위한 카메라 이동홀(141)이 형성된다.
제1 카메라 구동 실린더(150)는 제1 카메라 수납 하우징(140)의 카메라 이동홀(141)과 마주하는 일면에 그 실린더로드(151)의 왕복 이동 방향을 카메라 이동홀(141)의 방향으로 형성한 채 설치된다. 그리고 이러한 제1 카메라 구동 실린더(150)는 제1 자가발전장치(110)의 충전지(117)로부터 동작 전원이 공급된다.
제1 카메라 지지판(160)은 제1 카메라 구동 실린더(150)의 실린더로드(151) 선단에 결합되어 실린더로드(151)의 왕복 이동에 따라 카메라 이동홀(141)을 통해 제1 카메라 수납 하우징(140)의 외측으로 인출되거나 제1 카메라 수납 하우징(140)의 외측에 인출된 상태에서 원래의 위치인 제1 카메라 수납 하우징(140) 내로 복귀된다.
제1 카메라(165)는 제1 카메라 지지판(160)에 팬틸트 작동이 가능한 상태로 설치되며, 이러한 제1 카메라(165)는 평상 시에는 제1 카메라 수납 하우징(140) 내에서 보호되고, 촬영 시에는 카메라 이동홀(141)을 통해 제1 카메라 수납 하우징(140) 외부로 노출되어 제1 지형물(410) 주변의 지형을 촬영한다. 그리고 이러한 제1 카메라(165)는 제1 자가발전장치(110)의 충전지(117)로부터 동작을 위한 전원이 공급된다.
도어(170)는 제1 카메라 수납 하우징(140)의 카메라 이동홀(141)에 회전 가능하게 결합되며, 이러한 도어(170)는 평상 시에는 자중에 의해 카메라 이동홀(141)을 외부로부터 차단하고, 제1 카메라(165)의 작동 시에는 카메라 이동홀(141) 외부로 인출되는 제1 카메라 지지판(160)에 밀려 개방된 상태를 유지한다.
제1 GPS/INS 장비(175)는 제1 카메라(165)와 함께 제1 카메라 하우징(140)의 내측에 설치되며, 이러한 제1 GPS/INS 장비(175)는 제1 자가발전장치(110)의 충전지(117)를 통해 동작 전원이 공급된다. 그리고 이러한 제1 GPS/INS 장비(175)는 통상의 GPS/INS의 구성이라 보면 될 것이고, 따라서 이러한 GPS/INS 장비(175)에 대해 간략히 서술한다. 제1 GPS/INS 장비(175)는 인공위성을 이용하여 3차원 위치를 결정하는 GPS와, 각속도 운동 및 가속도 운동을 감지하는 관성 계측 장치와 항법 계산기를 포함하는 INS를 결합한 장비로써, INS 센서 자체의 각종 오차와 양자화 오차 및 누적 오차를 GPS를 통해 보정하여 제1 GPS/INS(175)가 탑재된 제1 촬영장치(100)의 3차원 위치정보 및 제1 카메라(165)의 자세정보를 제공해준다.
제1 제어부(180)는 제1 카메라 하우징(140)의 내측에 설치되어 제1 자가발전장치(110)의 충전지(117)를 통해 전원이 공급되며, 이러한 제1 제어부(180)는 제1 카메라(165)를 통해 촬영 가능한 지형을 복수의 단위지형으로 구획하여 설정 후 제1 카메라(165)의 1회 작동을 기준으로 상기 복수의 단위지형에 대해 제1 카메라(165)가 사전 설정된 순서에 따라 차례로 촬영하여 영상이미지를 개별 획득하게 한다. 또한 제1 제어부(165)는 제1 GPS/INS 장비(175)의 작동을 제어한다.
제1 통신부(185)는 제1 카메라(165)를 통해 획득되는 상기 복수의 단위지형별 영상이미지 및 제1 GPS/INS 장비(175)가 획득한 상기 복수의 단위지형별 촬영 시의 제1 카메라(165)의 자세정보를 통신망을 통해 외부의 서버에 전송한다.
제2 촬영장치(200)는 제1 촬영장치(100)가 설치된 제1 지형물(410)과 마주하는 방향의 고도가 높은 제2 지형물(420)의 상부에 설치되는 것으로서, 이러한 제2 촬영장치(200)는 제1 촬영장치(100)와 동일한 구조를 갖는다. 그리고 본 실시 예에서는 제2 지형물(420)이 산 중턱에 설치되는 건축 시설인 것을 예로 한 것이나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
수치지도 제작기(300)는 제1 촬영장치(100) 및 제2 촬영장치(200)를 통해 전송되는 데이터를 통해 수치지도를 수정 및 갱신한다.
이러한 수치지도 제작기(310)는 수신기(310), 영상이미지 데이터베이스(320), 도화이미지 데이터베이스(330), 3차원 위치 추출모듈(340), 3차원 좌표정보 데이터베이스(350), 좌표정보 오차 판별모듈(360), 이미지 편집모듈(370), 영상도화모듈(380), 정보링크모듈(385)을 포함하여 구성된다.
수신기(310)는 제1 촬영장치(100)의 제1 통신부(185) 및 제2 촬영장치(200)의 제2 통신부(285)와 통신망을 통해 연결되어 제1 통신부(185)를 통해 전송되는 제1 촬영장치(100)에서 획득된 단위지형별 영상이미지 및 해당 단위지형별 촬영시의 제1 카메라(165)의 자세정보를 수신한다. 또한 수신기(310)는 제2 촬영장치(200)의 제2 통신부(285)를 통해 전송되는 제2 촬영장치(200)에서 획득된 단위지형별 영상이미지 및 해당 단위지형별 촬영시의 제2 카메라(265)의 자세정보를 수신한다.
영상이미지 데이터베이스(320)는 영상이미지를 저장하며, 도화이미지 데이터베이스(330)는 영상이미지를 기초로 도화된 도화이미지를 저장한다.
3차원 위치 추출모듈(340)은 영상이미지 데이터베이스(320)에 저장된 제1 촬영장치(100) 및 제2 촬영장치(200)의 동일 단위지형에 대한 각각의 영상이미지 및 해당 영상이미지 촬영 시 제1 카메라(165) 및 제2 카메라(265)의 자세정보 그리고 제1 카메라(165) 및 제2 카메라(265)의 기본 위치정보를 공선조건식에 적용하여 해당 단위지형의 3차원 좌표정보를 추출한다.
3차원 좌표정보 데이터베이스(350)는 3차원 위치 추출모듈(340)을 통해 추출되는 각각의 상기 단위지형별 3차원 좌표정보를 저장한다.
좌표정보 오차 판별모듈(360)은 제1 통신부(185) 및 제2 통신부(285)를 통해 제1 촬영장치(100) 및 제2 촬영장치(200)로부터 데이터 수신 시마다 3차원 위치 추출모듈(340)을 통해 추출되는 단위지형의 3차원 좌표정보를 3차원 좌표정보 데이터베이스(350)에 저장된 해당 단위지형의 3차원 좌표정보와 비교하여 두 정보가 사전 설정된 오차범위 내에 있는지 판별한다.
이미지 편집모듈(370)은 영상이미지를 합성 및 편집하는 기능을 한다.
좌표합성모듈(375)은 영상이미지 및 도화이미지에 GPS 좌표를 합성하는 기능을 한다.
영상도화모듈(380)은 영상이미지를 기초로 도화이미지를 작성하는 기능을 한다.
정보링크모듈(385)은 GIS(Geographic Information System)를 기반으로 지형지도를 도화이미지에 링크하는 기능을 한다.
상술한 도 1 내지 도 5의 실시 예를 통하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 INS 정보와 좌표정보의 속성을 이용한 수치지도 통합 갱신 시스템은, 수치지도의 갱신 과정에서 높은 고도의 서로 다른 두 지형물에 각각 설치되는 한 쌍의 카메라 및 이러한 한 쌍의 카메라와 짝을 이루며 설치되는 GPS/INS 장비를 통해 해당 지형의 구획된 단위지형별로 3차원 좌표정보를 획득하는 동시에 이렇게 획득되는 3차원 좌표정보를 바탕으로 해당 지형의 지형 변화 여부를 확인하면서 수치지도의 통합 갱신 작업을 할 수 있게 한다.
또한 자가발전장치를 통해 구동하는 카메라 및 데이터 전송장치 그리고 GPS/INS 장비를 통해 해당 지형별로 3차원 좌표정보를 획득하고 이렇게 획득되는 3차원 좌표정보를 바탕으로 해당 지형의 지형 변화 여부를 확인하면서 수치지도의 통합 갱신 작업을 할 수 있게 한다.
이상과 같이 본 설명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시 예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서 본 발명의 사상은 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술되는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100 : 제1 촬영장치 110: 제1 자가발전장치
111 : 전면기판 112 : 후면기판
113 : 시드층 114 : 나노와이어
115 : 후면전극 116 : 전면전극
117,217 : 충전지 118 : 간격유지바
120 : 태양전지 130 : 제1 보호프레임
140,240 : 제1 카메라 수납 하우징 141 : 카메라 이동홀
150 : 제1 카메라 구동 실린더 151 : 실린더로드
160 : 제1 카메라 지지판 165 : 제1 카메라
170 : 도어 175 : GPS/INS 장비
180 : 제1 제어부 185 : 제1 통신부
200 : 제2 촬영장치 210 : 제2 자가발전장치
220 : 태양전지 250 : 제2 카메라 구동 실린더
265 : 제2 카메라 275 : GPS/INS 장비
280 : 제2 제어부 285 : 제2 통신부
300 : 수치지도 제작기 310 : 수신기
320 : 영상이미지 데이터베이스 330 : 도화이미지 데이터베이스
340 : 3차원 위치추출 모듈 350 : 3차원 좌표정보 데이터베이스
360 : 좌표정보 오차 판별 모듈 370 : 이미지 편집모듈
375 : 좌표 합성 모듈 380 : 영상도화모듈
385 : 정보 링크 모듈 410 : 제1 지형물
420 : 제2 지형물

Claims (1)

  1. 고도가 높은 제1 지형물의 상부에 서로 마주보는 상태로 나란히 배치되며 각각 플렉서블 폴리머 소재로 형성되는 전면기판과 후면기판, 상기 후면기판상에 배치된 고밀도의 아연 산화물(Zinc Oxide)로 형성되는 시드층(seed layer), 상기 시드층으로부터 상기 시드층과 수직을 이루는 방향으로 성장되어 형성되는 복수의 나노와이어, 상기 나노와이어로부터 발생되는 전기를 전달하기 위해 상기 후면기판과 시드층 사이에 배치되는 후면전극, 상기 전면기판에 배치되고 지그재그형으로 형성되는 전면전극, 상기 전면전극 및 후면전극으로부터 전달되는 전기를 저장하는 충전지, 상기 전면기판 및 후면기판이 도로를 따라 주행 중인 차량의 주행풍으로 인한 변형 시 서로 접촉되는 것을 방지하는 기판 간격 유지바를 포함하여 상기 제1 지형물 상부의 바람을 통해 발전 후 발전된 전기를 충전하는 제1 자가발전장치와; 상기 제1 자가발전장치의 충전지에 병렬 접속되며 태양광을 통해 발전 후 발전된 전기를 상기 충전지에 충전하는 태양전지와; 상기 전면기판과 후면기판을 감싸 보호하는 동시에 외부에 노출되는 표면에 광고 이미지가 표시되는 제1 보호프레임과; 상기 제1 지형물의 상부에 상기 제1 자가발전장치와 인접하여 설치되며 일면에 카메라의 수납 및 인출을 위한 카메라 이동홀이 형성되는 제1 카메라 수납 하우징과; 상기 제1 카메라 수납 하우징의 상기 카메라 이동홀과 마주하는 일면에 그 실린더로드의 왕복 이동 방향을 상기 카메라 이동홀의 방향으로 형성한 채 설치되며 상기 제1 자가발전장치의 충전지로부터 전원이 공급되는 제1 카메라 구동 실린더와; 상기 제1 카메라 구동 실린더의 실린더로드 선단에 결합되어 상기 실린더로드의 왕복 이동에 따라 상기 카메라 이동홀을 통해 상기 제1 카메라 수납 하우징의 외측으로 인출되거나 상기 제1 카메라 수납 하우징의 외측에 인출된 상태에서 원래의 위치인 상기 제1 카메라 수납 하우징 내로 복구되는 제1 카메라 지지판과; 상기 제1 카메라 지지판에 팬틸트 작동이 가능한 상태로 설치되어 평상 시 상기 제1 카메라 수납 하우징 내에서 보호되고 촬영 시 상기 카메라 이동홀을 통해 상기 제1 카메라 수납 하우징 외부로 노출되어 상기 제1 지형물 주변의 지형을 촬영하며 상기 제1 자가발전장치의 충전지로부터 전원이 공급되는 제1 카메라와; 상기 제1 카메라 수납 하우징의 상기 카메라 이동홀에 회전 가능하게 결합되어 평상 시 자중에 의해 상기 카메라 이동홀을 외부로부터 차단하고 상기 제1 카메라의 작동 시 상기 카메라 이동홀 외부로 인출되는 상기 제1 카메라 지지판에 밀려 개방된 상태를 유지하는 도어와; 상기 제1 카메라와 함께 상기 제1 카메라 하우징의 내측에 설치되며 상기 제1 자가발전장치의 충전지를 통해 전원이 공급되는 제1 GPS/INS 장비와; 상기 제1 카메라 하우징의 내측에 설치되어 상기 제1 자가발전장치의 충전지를 통해 전원이 공급되며 상기 제1 카메라를 통해 촬영 가능한 지형을 복수의 단위지형으로 구획하여 설정 후 상기 제1 카메라의 1회 작동을 기준으로 상기 복수의 단위지형에 대해 상기 제1 카메라가 사전 설정된 순서에 따라 차례로 촬영하여 영상이미지를 개별 획득하게 하고 상기 제1 GPS/INS 장비의 작동을 제어하는 제1 제어부와; 상기 제1 카메라를 통해 획득되는 상기 복수의 단위지형별 영상이미지 및 상기 제1 GPS/INS 장비가 획득한 상기 복수의 단위지형별 촬영 시의 상기 제1 카메라의 자세정보를 통신망을 통해 외부의 서버에 전송하는 제1 통신부;를 포함하는 제1 촬영장치,
    상기 제1 촬영장치가 설치된 상기 제1 지형물과 마주하는 방향의 고도가 높은 제2 지형물의 상부에 설치되며 상기 제1 촬영장치와 동일한 구조를 갖는 제2 촬영장치,
    상기 제1 촬영장치의 제1 통신부 및 제2 촬영장치의 제2 통신부와 통신망을 통해 연결되어 상기 제1 통신부를 통해 전송되는 상기 제1 촬영장치에서 획득되는 단위지형별 영상이미지 및 해당 단위지형별 촬영시의 상기 제1 카메라의 자세정보를 수신하고 상기 제2 통신부를 통해 전송되는 상기 제2 촬영장치에서 획득되는 단위지형별 영상이미지 및 해당 단위지형별 촬영시의 상기 제2 카메라의 자세정보를 수신하는 수신기와; 영상이미지를 저장하는 영상이미지 데이터베이스와; 영상이미지를 기초로 도화된 도화이미지를 저장하는 도화이미지 데이터베이스와; 상기 영상이미지 데이터베이스에 저장된 상기 제1 촬영장치 및 제2 촬영장치의 동일 단위지형에 대한 각각의 영상이미지 및 해당 영상이미지 촬영 시 상기 제1 카메라 및 제2 카메라의 자세정보 그리고 상기 제1 카메라 및 제2 카메라의 기본 위치정보를 공선조건식에 적용하여 해당 단위지형의 3차원 좌표정보를 추출하는 3차원 위치 추출모듈과; 상기 3차원 위치 추출모듈을 통해 추출되는 각각의 상기 단위지형별 3차원 좌표정보를 저장하는 3차원 좌표정보 데이터베이스와; 상기 제1 통신부 및 제2 통신부를 통해 상기 제1 촬영장치 및 제2 촬영장치로부터 데이터 수신시마다 상기 3차원 위치 추출모듈을 통해 추출되는 단위지형의 3차원 좌표정보를 상기 3차원 좌표정보 데이터베이스에 저장된 해당 단위지형의 3차원 좌표정보와 비교하여 두 정보가 사전 설정된 오차범위 내에 있는지 판별하는 좌표정보 오차 판별모듈과; 영상이미지를 합성 및 편집하는 이미지 편집모듈과; 영상이미지 및 도화이미지에 GPS 좌표를 합성하는 좌표합성모듈과; 영상이미지를 기초로 도화이미지를 작성하는 영상도화모듈과; GIS(Geographic Information System)를 기반으로 지형지도를 도화이미지에 링크하는 정보링크모듈을 포함하는 수치지도제작기를 포함하는 INS 정보와 좌표정보의 속성을 이용한 수치지도 통합 갱신 시스템.
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