KR101441463B1 - 항공 라이다 성과분석으로 산림자원을 분류하는 방식이 적용된 산림자원 분류 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 항공 라이다 성과분석으로 산림자원을 분류하는 방법이 적용된 산림자원 분류 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주변의 여타 수목들과 일정거리를 두고 독립되어 있는 수목 개체로부터 그 형상과 수고에 대한 정보를 취득하고, 이를 기준화하여 수목모델을 형성하여 산림지역에 대한 수목 검출을 수행하여 확보한 수목 개체의 포인트 데이터에 대한 위치정보를 이용한 수목 매칭 방법과 포인트 데이터들 간의 각, 거리, 높이 등을 분석하여 유용한 산림자원인 우세목 및 생장목을 적출하는 기능을 포함한 항공 라이다 성과분석으로 산림자원을 분류하는 방법이 적용된 산림자원 분류 시스템에 관한 것이다.

Description

항공 라이다 성과분석으로 산림자원을 분류하는 방식이 적용된 산림자원 분류 시스템{FOREST RESOURCES CLASSIFICATION SYSTEM APPLIED METHOD FOR SORTING FOREST RESOURCES WITH AIRSHOOTING LiDAR}

본 발명은 항공 라이다 성과분석으로 산림자원을 분류하는 방법이 적용된 산림자원 분류 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주변의 여타 수목들과 일정거리를 두고 독립되어 있는 수목 개체로부터 그 형상과 수고에 대한 정보를 취득하고, 이를 기준화하여 수목모델을 형성하여 산림지역에 대한 수목 검출을 수행하여 확보한 수목 개체의 포인트 데이터에 대한 위치정보를 이용한 수목 매칭 방법과 포인트 데이터들 간의 각, 거리, 높이 등을 분석하여 유용한 산림자원인 우세목 및 생장목을 적출하는 기능을 포함한 항공 라이다 성과분석으로 산림자원을 분류하는 방법이 적용된 산림자원 분류 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 산림자원인 수목을 관리하기 위하여, 직접 사람이 측정하는 매뉴얼적인 방식과, 항공사진 또는 위성 영상 등의 원격탐사 기술을 이용하여 수목에 대한 산림정보를 생성하는 방법이 널리 이용되고 있다.

그러나, 직접 측정방식은 막대한 시간과 비용이 소요되며, 항공사진 또는 위성 사진을 이용한 방식은 산림의 표면만을 촬영하기 때문에 정보의 활용성이 저하되는 문제점이 있다.

촬영된 항공 사진과 위성영상을 이용하여 측정하는 방법은 산림의 표면만을 촬영하여 2차원 데이터로 제공되기 때문에 수목의 캐노피(canopy) 분석 및 지형의 수치표면 모델(DSM) 제작과 같은 3차원 분석의 시행이 어렵게 되는 문제가 있다.

더구나, 항공 사진은 촬영 고도에 따라 공간 해상도의 차이를 보이고 위성영상은 촬영 위성의 종류에 따라 영상의 공간 해상도에서 차이를 보이는 문제점이 존재한다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 종래기술로 대한민국 특허 등록번호 제0948099호(2010.03.10) "항공 레이저 측량을 이용한 식생의 면적 산출 시스템 및 방법" 은 항공레이저 측량을 이용하여 식생의 면적을 산출하는 시스템 및 이를 이용한 식생의 면적 산출방법을 개시하였고, 대한민국 특허 등록번호 제0935857호(2009.12.30.) "항공라이다와 디지털항공사진을 이용한 3차원 산림지리정보 생성 시스템 및 그 방법"은 산림의 개체목 분포를 항공라이다자료로부터 수직방향으로 분석하고, 디지털항공사진자료로부터 수평방향으로 분석하여 3차원 위치 및 수목의 크기를 자동으로 생성하는 항공라이다와 디지털항공사진을 이용한 3차원 산림지리정보 생성시스템 및 방법을 개시하고 있으며, 대한민국 특허 등록번호 제0884100호(2009.02.10.) "항공 레이저 측량을 이용한 수목 캐노피 추출 시스템 및 방법"은 항공 레이저 측량을 이용하여 수목의 캐노피 데이터를 쉽게 얻을 수 있는 항공 레이저 측량을 이용한 수목 캐노피 추출 시스템 및 방법을 개시하였다.

상기 선행기술에 의한 특허는 산림지역에 대한 면적과 식생의 분포 등에 유용한 데이터이지만, 주요 산림자원인 개별적인 수목에 대한 정보가 부족하며, 개별 수목에 대한 캐노피 정보를 쉽게 얻을 수 있는 장점이 있으나 다양한 형태와 크기를 가진 수목이 조밀한 간격으로 분포되어 있는 경우에 있어서는 수목이 검출되지 않는 문제점을 여전히 해결하지 못하고 있다.

그러므로 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 주변의 여타 수목들과 일정거리를 두고 독립되어 있는 수목 개체로부터 그 형상과 수고에 대한 정보를 취득하고, 이를 기준화하여 수목모델을 형성하여 산림지역에 대한 수목 검출을 시행할 경우, 다양한 수종이 혼재되어 있는 혼효림에서 정확하게 수고를 검출할 수 있다는 점을 확인하는 대한민국 특허 등록번호 제1080985호(2011.11.01.) "항공 라이다 성과를 이용한 수고 및 개체 수 확인 방법"을 개시하였다.

그러나 시간이 경과함에 따라 상기 한국등록특허 제1080985호의 개시 내용을 보완 수정하여 계절 및 시기에 따른 수목 및 수고를 확인하고 수목 개체의 포인트 데이터에 대한 위치정보를 이용하여 유용한 산림자원인 우세목 및 생장목을 적출하는 기술을 개발할 필요성이 제기되었다.

대한민국 특허 등록번호 제0948099호(2010.03.10) "항공 레이저 측량을 이용한 식생의 면적 산출 시스템 및 방법" 대한민국 특허 등록번호 제0935857호(2009.12.30.) "항공라이다와 디지털항공사진을 이용한 3차원 산림지리정보 생성 시스템 및 그 방법" 대한민국 특허 등록번호 제0884100호(2009.02.10.) "항공 레이저 측량을 이용한 수목 캐노피 추출 시스템 및 방법" 대한민국 특허 등록번호 제1080985호(2011.11.01.) "항공 라이다 성과를 이용한 수고 및 개체 수 확인 방법"

본 발명은 상술한 바와 같은 보완 수정의 필요성과 문제점 해결을 위하여 안출된 것으로, 개시 기술에 추가하여 검출된 수목개체의 포인트 데이터에 대한 위치정보를 이용한 수목 매칭 방법과 포인트 데이터들 간의 각, 거리, 높이 등을 분석하고 유용한 산림자원인 우세목 및 생장목을 적출하는 기능을 포함한 항공 라이다 성과분석으로 산림자원을 분류하는 방법이 적용된 산림자원 분류 시스템을 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 동일지역에 대한 2개 이상의 계절 및 시기에 항공 라이다(LiDAR)에 의해 취득된 포인트(point) 데이터의 계층화(Layer) 및 포인트 데이터에 대한 위치정보를 이용한 수목 매칭(Matching) 단계; 상기 매칭된 수목개체의 포인트 데이터에 대한 각, 거리, 높이 등을 분석하는 단계; 및 상기 분석 결과에서 우세목 및 생장목을 검출하는 단계를 통해 항공 라이다(LiDAR) 성과를 이용한 산림자원 추출방법이 적용된 산림자원 분류 시스템에 있어서; 항공기 내측 후면부에 구비되어 항공라이다의 안정성을 제공하는 프로텍터(T)를 더 포함하되, 상기 프로텍터(T)는 일정길이의 높이를 갖도록 직방형상 또는 정방형상으로 구성되고 하단 중앙에는 직방형상의 홀을 갖는 본체(100); 상기 본체(100) 상부 4면의 끝단으로부터 외측으로 일정길이 돌출되도록 구비되는 지지부(200); 상기 본체(100) 내부 일측의 제1면(111)으로부터 제2면(112)으로 연결·구비된 스크루(310)를 수용하도록 고정된 제1 스크루축(311) 및 제2 스크루축(312)을 구비하고, 상기 제1 스크루축(311) 하부에 구비되어 상기 본체(100) 내부 일측의 제1면(111)으로부터 제2면(112)으로 연결·구비된 제1 이송레일(320)을 구비하되, 상기 제1 이송레일(320)을 에두름과 아울러 상기 제1 스크루축(311)과 고정되는 제1 이송레일축(321) 및 상기 제1 이송레일(320)을 에두름과 아울러 상기 제2 스크루축(312)과 고정되는 제2 이송레일축(322)을 구비하는 이송부(300); 상기 제1 이송레일축(321)의 하단에 고정되는 제1 도어(410) 및 상기 제2 이송레일축(322)의 하단에 고정되는 제2 도어(420)로 구성되는 도어부(400); 및 상기 본체(100) 내부 제3면(113) 또는 제4면(114)에 구비되어 상기 제1 스크루축(311) 및 제2 스크루축(312)으로 회전력을 인가하는 모터부(500);를 포함하고, 상기 이송부(300)는 상기 제1 이송레일(320)과 대향하여 평행하게 위치한 제2 이송레일(330)을 더 포함하며, 상기 제2 이송레일(330)은 상기 제2 이송레일(330)을 에두름과 아울러 상기 제1 이송레일축(321)과 대향하도록 위치하는 제3 이송레일축(331), 및 상기 제2 이송레일(330)을 에두름과 아울러 상기 제2 이송레일축(322)과 대향하도록 위치하는 제4 이송레일축(332)으로 구성되고, 상기 모터부(500)는, 제어부(600)로부터 입력받은 스위칭 온(on)신호에 따라 상기 이송부(300)의 제1 스크루축(311)이 상기 본체(100) 내부의 제1면(111)을 향해 기 설정된 위치로 이송되도록 회전력을 인가하며, 상기 제2스크루축(312)이 본체(100) 내부의 제2면(112)을 향해 기 설정된 위치로 이송되도록 회전력을 인가하고, 상기 제어부(600)로부터 스위칭 오프(off)신호를 입력받아 상기 이송부(300)의 제1 스크루축(311)이 본체(100) 내부의 제2면(112)을 향해 기 설정된 위치로 이송되도록 회전력을 인가하여 복귀시키며, 상기 제2 스크루축(312)이 본체(100) 내부의 제1면(111)을 향해 기 설정된 위치로 이송되도록 회전력을 인가하여 복귀시키고, 상기 제1,2스크루축(311,312)의 상단면에는 'ㄱ'형상으로 절곡된 브라켓의 펌프작동구(700)를 더 고정하며, 상기 펌프작동구(700)의 선단과 대응되는 높이의 제1,2면(111,112)에는 상기 펌프작동구(700)의 선단이 들어갈 수 있도록 작동구멍(710)이 천공 형성되고, 상기 작동구멍(710)이 형성된 제1,2면(111,112)의 외측면에는 펌프하우징(720)이 고정되며, 상기 펌프하우징(720) 내부에는 윤활유통(730)이 내장되고, 상기 윤활유통(730)의 상단에는 상기 펌프작동구(700)에 의해 눌리면서 신축동작하는 구형상의 고무로 된 신축펌프(740)가 연결되며, 상기 윤활유통(730)에는 저유된 윤활유를 상기 스크루(310) 외주면으로 분사 공급하는 분사노즐(750)이 연결되고, 상기 펌프하우징(720)의 하측에는 에어펌프(760)가 더 구비되며, 상기 에어펌프(760)는 상기 제1,2면(111,112)을 관통한 뒤 상기 제1,2이송레일(320,330)의 상면 및 하면으로 에어를 고압 분사하는 에어노즐(770)이 더 연결 설치된 것을 특징으로 하는 항공 라이다 성과분석으로 산림자원을 분류하는 방법이 적용된 산림자원 분류 시스템을 제공한다.

본 발명에 따른 시스템은 다양한 수종이 혼재되어 있는 혼효림에서 정확하게 수고를 확인할 수 있으므로, 생태적으로 건전하며 산림의 가치와 편익을 증진시키는 산림자원의 관리에 유용하다.

또한, 산림자원에 대한 시계열 자료에 동일 분석방법을 적용함으로써 산림 내 수관의 변화량을 측정할 수 있어 산림에 의한 이산화탄소 흡수량 산정에 중요한 매개변수인 수목성장량의 계측에 유용하다.

도 1은 본 발명에 따른 항공 LiDAR 성과를 이용한 산림자원 추출방법의 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 동일지역에 대한 상이한 시기에 항공 라이다로 취득된 포인트 데이터로부터 추출된 수목개체이다(A:1차 취득 데이터, B:2차 취득 데이터).
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 각 시기에 따라 추출된 수목 개체들에 대한 계층화 및 포인트 데이터에 대한 위치정보를 이용한 수목 매칭 결과이다(초록색:1차 취득 데이터에서 추출된 수목개체, 적색:2차 취득 데이터에서 추출된 수목개체).
도 4는 본 발명에 착안된 매칭 결과에서의 수목개체의 포인트 데이터들 간의 각, 거리, 높이 등을 분석하는 실시도(A)와 일 실시예에 따른 우세목 및 생장목의 검출 결과(B)이다.
도 5는 본 발명에 따라 추가된 프로텍터를 도시한 구성도이다.
도 6은 본 발명에 따라 추가된 프로텍터를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따라 추가된 프로텍터의 제1 도어 및 제2 도어가 스위칭 온(on) 신호에 따라 개방되는 것을 도시한 예시도이다.
도 8은 본 발명에 따라 추가된 프로텍터의 제1 도어 및 제2 도어가 스위칭 오프(off) 신호에 따라 폐쇄되는 것을 도시한 예시도이다.
도 9는 본 발명에 따라 추가된 프로텍터의 이송부가 본체와 조립되는 것을 도시한 예시도이다.
도 10은 본 발명에 따라 추가된 프로텍터의 도어부가 이송부와 조립되는 것을 도시한 예시도이다.
도 11은 본 발명에 따라 추가된 프로텍터가 항공기 하부에 형성된 홀에 삽입되고, 지지부가 항공기 내측과 결합·선취되는 것을 도시한 예시도이다.
도 12는 본 발명에 따라 추가된 프로텍터의 또다른 변형예를 보인 예시도이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명은 등록특허 제1080985호 항공 라이다(LiDAR) 성과를 이용한 수고 및 개체 수 확인방법의 시스템과 같이 주변의 여타 수목들과 일정거리를 두고 독립되어 있는 수목 개체로부터 그 형상과 수고에 대한 정보를 취득하고, 이를 기준화하여 수목모델을 형성하여 산림지역에 대한 수목 검출을 시행할 경우, 다양한 수종이 혼재되어 있는 혼효림에서 정확하게 수고 및 수목 개체를 확인하고 검출된 수목개체의 포인트 데이터에 대한 위치정보를 이용한 수목 매칭 방법과 포인트 데이터들 간의 각, 거리, 높이 등을 분석하여 유용한 산림자원인 우세목 및 생장목을 적출할 수 있다.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 등록특허 제1080985호에 개시된 기술 내용을 기반으로 수목의 수고 및 개체수를 확인할 수 있는데, 이를 테면 동일지역에 대한 2개 이상의 계절 및 시기에 항공 라이다(LiDAR)에 의해 취득된 포인트(point) 데이터의 계층화(Layer) 및 포인트 데이터에 대한 위치정보를 이용한 수목 매칭(Matching) 단계; 상기 매칭된 수목개체의 포인트 데이터에 대한 각, 거리, 높이 등을 분석하는 단계; 및 상기 분석 결과에서 우세목 및 생장목을 검출하는 단계를 통해 항공 라이다(LiDAR) 성과를 이용한 산림자원 추출방법을 구현할 수 있다.

데이터가 입력되면 항공 라이다(LiDAR)로 취득된 포인트(point) 데이터의 분포특성과 반향(echo) 정보를 이용하여, 항공 라이다(LiDAR)로 취득된 포인트(point) 데이터를 지면데이터, 건물데이터 및 식생데이터로 분류한다.

취득된 레이저 포인트의 점 집단을 일정한 격자간격으로 구성한 후에 가장 낮은 포인트를 초기 지면포인트로 추출하고, 이 초기 지면포인트를 정점으로 하는 불규칙삼각망(Triangulated Irregular Network : TIN) 데이터를 작성한다.

작성된 불규칙삼각망 데이터에 기초하여 주변 포인트들에 대한 반복각(Iteration Angle)과 반복거리(Iteration Distance)에 따라 지면데이터를 탐색하는 과정을 반복하여 최종 지면데이터를 분류한다.

건물데이터는 상기 작성된 지면데이터의 불규칙삼각망 데이터를 기준으로 높이오차(Ztolerance)와 건물 크기(Max. Building Size) 등을 이용하여 건물데이터를 추출, 분류한다. 수목을 나타내는 식생데이터는 취득된 포인트데이터의 반향(echo)정보를 분석하여 반사되어 돌아오는 펄스의 불규칙한 시간에 따라 식생으로 분류한다.

이때, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 동일지역에 대한 상이한 시기에 항공 라이다로 취득된 포인트 데이터로부터 추출된 수목개체이다(A:1차 취득 데이터, B:2차 취득 데이터).

항공 라이다(LiDAR)로 취득된 포인트(point) 데이터에 대한 분류가 끝나면, 지면모델을 형성한다.

지면모델 형성은 수고계측 형성, 수목 파라메터 검출, 수목모델 형성, 수목개체 검출, 수목개체 계층화 및 매칭, 동일 수목 개체 분석, 우세목 및 생장목 적출의 순서로 이루어지는데, 여기에서 "수고"는 나무의 높이를 의미한다.

이 중에서 계층화 및 수목 매칭의 결과는 도 3을 예시할 수 있는데, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 각 시기에 따라 추출된 수목 개체들에 대한 계층화 및 포인트 데이터에 대한 위치정보를 이용한 수목 매칭 결과이다(초록색:1차 취득 데이터에서 추출된 수목개체, 적색:2차 취득 데이터에서 추출된 수목개체).

이와 같은 기재만으로도 설명이 가능한 이유는 이미 등록특허 제1080985호에 기본 기술이 충분히 개시되어 있기 때문이다.

그리고, 도 4는 본 발명에 착안된 매칭 결과에서의 수목개체의 포인트 데이터들 간의 각, 거리, 높이 등을 분석하는 실시도(A)와, 일 실시예에 따른 우세목 및 생장목의 검출 결과(B)를 보여준다.

이에 더하여, 본 발명에서는 항공라이다의 안정성을 향상시키기 위해 프로텍터(Protector)를 더 구비할 수 있는데, 이러한 프로텍터는 등록특허 제1014831호(2011.02.08.) "항공라이다 안전성을 제공하는 프로텍터"에 개시된 구성을 포함하며, 본 발명에서는 일부 구성을 추가 실시 예로 더 개량한 것이다.

도 5 내지 도 11에서와 같이, 추가 실시되는 프로텍터(T)는 본체(100), 지지부(200), 이송부(300), 도어부(400), 모터부(500) 및 제어부(600)를 포함하여 구성된다.

구체적으로 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 본체(100)는 소정길이 높이를 갖는 제1면(111), 제2면(112), 제3면(113) 및 제4면(114)을 포함하는 직방형상 또는 정방형상으로 구성되며, 그 하단의 제1면(111)의 끝단으로부터 제1면(112)을 향해 소정길이 돌출되고, 제2면(112)의 끝단으로부터 제1면(111)을 향해 소정길이 돌출되도록 구성되어 하단 중앙에 직방형상의 홀을 형성하며, 그 상부에 구비되는 항공라이다 스캐너 프로텍터(10, 도 11 참조)의 하중을 최소화하기 위해 강화플라스틱으로 제작된다.

여기서, 본체(100)의 제1면(111), 제2면(112), 제3면(113) 및 제4면(114)의 높이는 1.1m 내지 1.85m로 형성되고, 제1면(111) 및 제2면(112)의 가로길이는 5.5Cm 내지 6m로 형성되며, 제3면(113) 및 제4면(114)의 가로길이는 5m 내지 5.5m로 형성되나, 본 발명이 이에 국한되는 것은 아니다.

또한, 지지부(200)는 본체(100) 상부 4면의 끝단으로부터 외측으로 소정길이 돌출되도록 구비되어 각 면당 6개 내지 8개 바람직하게는 각 면당 7개의 볼트를 통해 항공기(20) 내측과 결합·선취(先取)된다.

뿐만 아니라, 이송부(300)는 본체(100) 내부 일측의 제1면(111)으로부터 제2면(112)으로 연결·구비된 스크루(screw)(310)를 수용하도록 고정된 제1 스크루축(screw shaft)(311)과 제2 스크루축(312)을 구비한다.

또한, 이송부(300)는 본체(100) 내부 일측의 제1 스크루축(311) 하부에 구비되어 본체(100) 내부 일측의 제1면(111)으로부터 제2면(112)으로 연결·구비된 제1 이송레일(320)을 구비하되, 제1 이송레일(320)을 에두름과 아울러 제1 스크루축(311)과 고정되는 제1 이송레일축(321) 및 제1 이송레일(320)을 에두름과 아울러 제2 스크루축(312)과 고정되는 제2 이송레일축(322)을 구비한다.

그리고, 이송부(300)는 제1 이송레일(320)과 대향하여 평행하게 위치한 제2 이송레일(330)을 구비하되, 제2 이송레일(330)을 에두름과 아울러 제1 이송레일축(321) 및 제2 이송레일축(322) 각각과 대향하도록 위치하는 제3 이송레일축(331) 및 제4 이송레일축(332)을 구비한다.

또한, 도어부(400)는 제1 이송레일축(321) 및 제3 이송레일축(331)의 하단에 고정되는 제1 도어(410)와, 제2 이송레일축(322) 및 제4 이송레일축(332)의 하단에 고정되는 제2 도어(420)로 구비되며, 제1 도어(410)의 일단과 제2 도어(420)의 타단은 서로 맞닿도록 구성된다.

그리고, 모터부(500)는 본체(100) 내부 제3면(113) 또는 제4면(114)에 구비되어 제어부(600)로부터 입력받은 스위칭 온(on)신호에 따라 이송부(300)의 제1 스크루축(311)이 본체(100) 내부의 제1면(111)을 향해 이송되도록 회전력을 인가하고, 제2 스크루축(312)이 본체(100) 내부의 제2면(112)을 향해 이송되도록 회전력을 인가한다.

또한, 모터부(500)는 제어부(600)로부터 스위칭 오프(off)신호를 입력받아 이송부(300)의 제1 스크루축(311)이 본체(100) 내부의 제2면(112)을 향해 이송되도록 회전력을 인가하여 복귀시키고, 제2 스크루축(312)이 본체(100) 내부의 제1면(111)을 향해 이송되도록 회전력을 인가하여 복귀시킨다.

이하, 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 항공라이다 안정성을 제공하는 프로텍터(T)의 작동양태에 대해 살피면 아래와 같다.

먼저, 도 7에 도시된 바와 같이, 모터부(500)가 제어부(600)로부터 스위칭 온(on) 신호를 입력받는 경우, 모터부(500)의 회전력을 인가받는 이송부(300)의 제1 스크루축(311)이 본체(100) 내부의 제1면(111)을 향해 기 설정된 위치로 이송한다.

이때, 제1 이송레일(320)을 에두름과 아울러 제1 스크루축(311) 하부와 결합된 제1 이송레일축(321)은, 그 하단에 고정된 제1 도어(410)를 본체(100) 내부의 제1면(111)을 향해 이송시키게 된다.

또한, 제2 이송레일(330)을 에두름과 아울러 제1 이송레일축(321)과 대향하도록 구비된 제3 이송레일축(331) 역시 그 하단에 고정된 제1 도어(410)를 본체(100) 내부의 제1면(111)을 향해 이송시키게 된다.

이와 동시에, 모터부(500)의 회전력을 인가받는 이송부(300)의 제2 스크루축(312)이 본체(100) 내부의 제2면(112)을 향해 이송하되, 제1 이송레일(320)을 에두름과 아울러 제2 스크루축(312) 하부와 결합된 제2 이송레일축(322)은, 그 하단에 고정된 제2 도어(420)를 본체(100) 내부의 제2면(112)을 향해 기 설정된 위치로 이송시키게 된다.

또한, 제2 이송레일(330)을 에두름과 아울러 제2 이송레일축(322)과 대향하도록 구비된 제4 이송레일축(332) 역시 그 하단에 고정된 제2 도어(420)를 본체(100) 내부의 제2면(112)을 향해 이송시키게 된다.

반면에, 도 4에 도시된 바와 같이, 모터부(500)가 제어부(600)로부터 스위칭 오프(off) 신호를 입력받는 경우, 모터부(500)의 회전력을 인가받는 이송부(300)의 제1 스크루축(311)이 본체(100) 내부의 제2면(112)을 향해 이송하여 기 설정된 위치로 복귀시킨다.

이때, 제1 이송레일축(321)은, 그 하단에 고정된 제1 도어(410)를 본체(100) 내부의 제2면(112)을 향해 이송시키게 되며, 제3 이송레일축(331) 역시 그 하단에 고정된 제1 도어(410)를 본체(100) 내부의 제2면(112)을 향해 이송시키게 된다.

그와 동시에, 모터부(500)의 회전력을 인가받는 이송부(300)의 제2 스크루축(312)이 본체(100) 내부의 제1면(111)을 향해 이송하여 기 설정된 위치로 복귀시킨다.

이때, 제2 이송레일축(322)은, 그 하단에 고정된 제2 도어(420)를 본체(100) 내부의 제1면(111)을 향해 이송시키게 되며, 제4 이송레일축(332) 역시 그 하단에 고정된 제2 도어(420)를 본체(100) 내부의 제1면(111)을 향해 이송시키게 된다.

즉, 제1 이송레일축(321) 및 제3 이송레일축(331)의 하부에 고정된 제1 도어(410)와, 제2 이송레일축(322) 및 제4 이송레일축(332)의 하부에 고정되 제2 도어(420)는 제어부(600)의 스위칭 온(on)/오프(off) 신호에 따라 개폐되도록 작동한다.

이하, 도 9 내지 도 11을 참조하여 본 발명에 따른 항공라이다 안정성을 제공하는 프로텍터(T)의 조립방법에 대해 살피면 아래와 같다.

먼저, 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 스크루축(311)과 제2 스크루축(312) 수용하는 스크루(310)를, 본체(100) 내부 일측의 제1면(111)으로부터 제2면(112)으로 연결·구비시킨다.

이어서, 제1 이송레일축(321) 및 제2 이송레일축(322)을 에두르는 제1 이송레일(320)을, 본체(100) 내부 일측의 제1면(111)으로부터 제2면(112)으로 연결·구비시키고, 제1 이송레일축(321)과 제1 스크루축(311)을 결합하고, 제2 이송레일축(322)과 제2 스크루축(312)을 결합시킨다.

뒤이어, 제3 이송레일축(331) 및 제2 이송레일축(332)을 에두르는 제2 이송레일(330)을, 본체(100) 내부 타측의 제1면(111)으로부터 제2면(112)으로 제1 이송레일(320)과 대향되도록 연결·구비시킨다.

이어서, 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 도어(410)를 제1 이송레일축(321)과 제3 이송레일축(331) 하단에 고정시키고, 제2 도어(420)를 제2 이송레일축(322)과 제4 이송레일축(332) 하단에 고정시킨다.

뒤이어, 본체(100) 내부 제3면(113) 또는 제4면(114)에 모터부(500)를 구비하여 제1 이송레일축(321) 및 제3 이송레일축(331)으로 모터의 회전력이 인가되도록 연결한다.

이어서, 도 11에 도시된 바와 같이, 본체(100)가 항공기(20) 하부에 형성된 홀에 삽입되되, 본체(100) 상부 4면의 끝단으로부터 외측으로 각각 소정길이 돌출된 지지부(200)가 항공기(20) 내측과 결합·선취시킨다.

그리고, 본체(100) 상부 및 지지부(200) 상측에 항공라이다 스캐너 프로텍터(10)를 구비시킨다.

한편, 본 발명에 따른 추가 실시예의 또다른 개량 사항은 도 12에서와 같이, 스크루(310)와 제1,2이송레일(320,330)에 이물이 끼면서 고착되어 동작 불량을 일으키는 것을 방지하기 위해 스크루(310)와 제1,2이송레일(320,330)을 따라 슬라이딩되면서 스크루(310)와, 제1,2이송레일(320,330)을 주기적으로 세척할 수 있는 세척수단을 더 구비한 것이다.

이러한 세척수단은 본체(100)의 제1,2면(111,112) 모두에 설치되지만 도면에서는 제1면(111)에 설치된 예를 기준으로 설명하기로 하면, 나머지 면은 동일한 구조이므로 도시없이 설명하기로 한다.

이와 같은 세척수단은 도 12에서와 같이, 제1,2스크루축(311,312)의 상단면에 대략 'ㄱ'형상으로 절곡된 브라켓 형태로 고정된 펌프작동구(700)를 더 포함한다.

때문에, 상기 펌프작동구(700)는 상기 제1,2스크루축(311,312)의 슬라이딩방향으로 함께 움직일 수 있게 된다.

그리고, 상기 펌프작동구(700)의 선단과 대응되는 높이의 제1,2면(111,112)에는 상기 펌프작동구(700)이 선단이 들어갈 수 있도록 작동구멍(710)이 천공 형성된다.

또한, 상기 작동구멍(710)이 형성된 제1,2면(111,112)의 외측면에는 펌프하우징(720)이 고정되고, 상기 펌프하우징(720) 내부에는 윤활유통(730)이 내장되며, 상기 윤활유통(730)의 상단에는 신축펌프(740)가 연결된다.

상기 신축펌프(740)는 스포이드에 적용되어 누르면 펌핑하는 구형상의 고무와 같은 수단이다.

따라서, 상기 펌프작동구(700)가 진입하여 신축펌프(740)를 누르게 되면 상기 신축펌프(740)의 펌핑력에 의해 상기 윤활유통(730) 내부의 윤활유가 분사노즐(750)을 통해 분사되어 스크루(310) 상부로 공급되어 스크루(310)에 윤활유를 묻힐 수 있게 된다.

이를 위해, 상기 분사노즐(750)은 상기 윤활유통(730)으로부터 연장되어 상기 제1,2면(111,112)을 관통한 다음 상기 스크루(310)의 상부로 인출 배관되는 형태로 설치된다.

뿐만 아니라, 상기 펌프하우징(720)의 하측에는 에어펌프(760)가 더 구비되는데, 상기 에어펌프(760)도 상기 제1,2면(111,112)의 외측면에 견고히 고정되고, 에어노즐(770)이 연결된 상태에서 제1,2면(111,112)을 관통한 뒤 상기 제1,2이송레일(320,330)의 상면 및 하면으로 에어를 고압 분사할 수 있도록 설치된다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 추가 실시예중 개량된 세척수단은 스크루(310)가 동작하여 제1,2면(111,112) 측으로 이동하게 되면 동작한다.

즉, 스크루(310)가 제1,2면(111,112)에 접촉하기 전에 돌출된 형태로 구비된 펌프작동구(700)가 먼저 작동구멍(710)을 관통하여 삽입되게 되므로 이 펌프작동구(700)에 의해 신축펌프(740)가 먼저 작동된다.

그러면, 신축펌프(740)가 눌리면서 윤활유통(730)에 저유되어 있던 윤활유를 분출시키고, 분출된 윤활유는 분사노즐(750)을 통해 스크루(310) 외주면으로 분사 공급된다.

따라서, 스크루(310) 외주면에 묻어 있는 윤활유는 제1,2스크루축(311,312)이 슬라이딩되면서 묻혀 가게 되므로 스크루(310) 전체에 걸쳐 윤활유를 발라주는 역할을 하게 된다.

동시에, 상기 신축펌프(740)가 동작되면 이와 연동되도록 스위칭 구성된 에어펌프(760)가 동작되면서 고압의 에어를 에어노즐(770)을 통해 제1,2이송레일(320,330)로 분사하여 제1,2이송레일(320,330) 상면 혹은 하면에 부착되어 있는 이물질들을 불어내어 세척하게 된다.

이와 같이, 본 발명에서는 스크루(310) 동작시 자동으로 윤활유와 고압의 에어 분사가 가능토록 설계함으로써 자동 세척 기능을 갖출 수 있어 이물질 고착에 의한 동작불량을 방지하므로 프로텍터의 사용환경을 고양시키는 효과를 얻을 수 있다.

100: 본체 200: 지지부
300: 이송부 400: 도어부
500: 모터부 600: 제어부

Claims (1)

1. 동일지역에 대한 2개 이상의 계절 및 시기에 항공 라이다(LiDAR)에 의해 취득된 포인트(point) 데이터의 계층화(Layer) 및 포인트 데이터에 대한 위치정보를 이용한 수목 매칭(Matching) 단계; 상기 매칭된 수목개체의 포인트 데이터에 대한 각, 거리, 높이 등을 분석하는 단계; 및 상기 분석 결과에서 우세목 및 생장목을 검출하는 단계를 통해 항공 라이다(LiDAR) 성과분석으로 산림자원을 분류하는 방식이 적용된 산림자원 분류 시스템에 있어서;
   항공기 내측 후면부에 구비되어 항공라이다의 안정성을 제공하는 프로텍터(T)를 더 포함하되, 상기 프로텍터(T)는 일정길이의 높이를 갖도록 직방형상 또는 정방형상으로 구성되고 하단 중앙에는 직방형상의 홀을 갖는 본체(100); 상기 본체(100) 상부 4면의 끝단으로부터 외측으로 일정길이 돌출되도록 구비되는 지지부(200); 상기 본체(100) 내부 일측의 제1면(111)으로부터 제2면(112)으로 연결·구비된 스크루(310)를 수용하도록 고정된 제1 스크루축(311) 및 제2 스크루축(312)을 구비하고, 상기 제1 스크루축(311) 하부에 구비되어 상기 본체(100) 내부 일측의 제1면(111)으로부터 제2면(112)으로 연결·구비된 제1 이송레일(320)을 구비하되, 상기 제1 이송레일(320)을 에두름과 아울러 상기 제1 스크루축(311)과 고정되는 제1 이송레일축(321) 및 상기 제1 이송레일(320)을 에두름과 아울러 상기 제2 스크루축(312)과 고정되는 제2 이송레일축(322)을 구비하는 이송부(300); 상기 제1 이송레일축(321)의 하단에 고정되는 제1 도어(410) 및 상기 제2 이송레일축(322)의 하단에 고정되는 제2 도어(420)로 구성되는 도어부(400); 및 상기 본체(100) 내부 제3면(113) 또는 제4면(114)에 구비되어 상기 제1 스크루축(311) 및 제2 스크루축(312)으로 회전력을 인가하는 모터부(500);를 포함하고, 상기 이송부(300)는 상기 제1 이송레일(320)과 대향하여 평행하게 위치한 제2 이송레일(330)을 더 포함하며, 상기 제2 이송레일(330)은 상기 제2 이송레일(330)을 에두름과 아울러 상기 제1 이송레일축(321)과 대향하도록 위치하는 제3 이송레일축(331), 및 상기 제2 이송레일(330)을 에두름과 아울러 상기 제2 이송레일축(322)과 대향하도록 위치하는 제4 이송레일축(332)으로 구성되고, 상기 모터부(500)는, 제어부(600)로부터 입력받은 스위칭 온(on)신호에 따라 상기 이송부(300)의 제1 스크루축(311)이 상기 본체(100) 내부의 제1면(111)을 향해 기 설정된 위치로 이송되도록 회전력을 인가하며, 상기 제2스크루축(312)이 본체(100) 내부의 제2면(112)을 향해 기 설정된 위치로 이송되도록 회전력을 인가하고, 상기 제어부(600)로부터 스위칭 오프(off)신호를 입력받아 상기 이송부(300)의 제1 스크루축(311)이 본체(100) 내부의 제2면(112)을 향해 기 설정된 위치로 이송되도록 회전력을 인가하여 복귀시키며, 상기 제2 스크루축(312)이 본체(100) 내부의 제1면(111)을 향해 기 설정된 위치로 이송되도록 회전력을 인가하여 복귀시키고,
   상기 제1,2스크루축(311,312)의 상단면에는 'ㄱ'형상으로 절곡된 브라켓의 펌프작동구(700)를 더 고정하며, 상기 펌프작동구(700)의 선단과 대응되는 높이의 제1,2면(111,112)에는 상기 펌프작동구(700)의 선단이 들어갈 수 있도록 작동구멍(710)이 천공 형성되고, 상기 작동구멍(710)이 형성된 제1,2면(111,112)의 외측면에는 펌프하우징(720)이 고정되며, 상기 펌프하우징(720) 내부에는 윤활유통(730)이 내장되고, 상기 윤활유통(730)의 상단에는 상기 펌프작동구(700)에 의해 눌리면서 신축동작하는 구형상의 고무로 된 신축펌프(740)가 연결되며, 상기 윤활유통(730)에는 저유된 윤활유를 상기 스크루(310) 외주면으로 분사 공급하는 분사노즐(750)이 연결되고, 상기 펌프하우징(720)의 하측에는 에어펌프(760)가 더 구비되며, 상기 에어펌프(760)는 상기 제1,2면(111,112)을 관통한 뒤 상기 제1,2이송레일(320,330)의 상면 및 하면으로 에어를 고압 분사하는 에어노즐(770)이 더 연결 설치되되,
   상기 에어펌프(760)는 상기 제1,2면(111,112)의 외측면에 고정되는 것을 특징으로 하는 항공 라이다 성과분석으로 산림자원을 분류하는 방식이 적용된 산림자원 분류 시스템.
   
   

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