KR101464167B1 - 디지털 항공촬영 정보의 대상물 편집을 3차원 도화이미지로 합성하는 공간영상 도화시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디지털 항공촬영 정보의 대상물 편집을 3차원 도화이미지로 합성하는 공간영상 도화시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 항공촬영정보를 기초로 제작된 도화이미지에서 특정 대상물인 선박만을 독립적으로 분리해 편집 및 출력해서, 사용자가 보다 현실감 있는 위치추적 정보를 제공받을 수 있도록 하는 디지털 항공촬영 정보의 대상물 편집을 3차원 도화이미지로 합성하는 공간영상 도화시스템에 관한 것이다.

Description

디지털 항공촬영 정보의 대상물 편집을 3차원 도화이미지로 합성하는 공간영상 도화시스템{3D image system synthesizing the private picture image in editting the digital aerial photography information}

본 발명은 디지털 항공촬영 정보의 대상물 편집을 3차원 도화이미지로 합성하는 공간영상 도화시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 항공촬영정보를 기초로 제작된 도화이미지에서 특정 대상물인 선박만을 독립적으로 분리해 편집 및 출력해서, 사용자가 보다 현실감 있는 위치추적 정보를 제공받을 수 있도록 하는 디지털 항공촬영 정보의 대상물 편집을 3차원 도화이미지로 합성하는 공간영상 도화시스템에 관한 것이다.

GPS와, 이를 기반으로 하는 GIS 등의 지리정보 기술이 나날이 발전하면서, 이를 통해 공급되는 위치정보는 인간생활에서 필수적으로 활용되는 정보로서 자리매김하고 있다.

일반인에게 가장 널리 활용되는 지리정보 기술은 차량에 설치되거나 개인이 소지하는 내비게이션 단말기 등의 위치추적 기술인데, 이러한 기술은 사용자가 자신의 위치 또는 다른 이의 위치를 추적해서 해당 위치를 용이하게 이해하기 위한 도화기술이 병행 적용되는 것이 바람직하다.

이는, GPS가 사용자의 위치를 확인해 출력하는 위치정보는 단순 수치일 뿐이므로, 사용자는 상기 위치정보만으로는 자신의 위치를 가늠할 수 없지만, 항공에서 촬영해 실제 현장 모습을 담은 도화이미지에서 상기 수치에 상응하는 지점을 표기해 출력할 경우엔 사용자가 상기 표기된 지점과 도화이미지의 내용을 비교할 수 있으므로, 사용자는 자신이 현재 위치한 지점을 정확히 이해할 수 있게 하기 때문이다.

한편, 도화이미지는 지속적인 발전을 통해 현재는 3차원의 지형모습도 출력할 수 있게 되었다.

즉, 사용자는 실사에 가까운 도화이미지를 배경으로 자신의 위치 또는 다른 이의 위치를 추적해 정확히 확인할 수 있게 된 것이다.

그러나, 이러한 도화이미지는 인공적으로 건설된 정지된 구조물, 자연적으로 형성된 정지된 지형물로 이루어지므로, 대형 선박과 같이 유동적인 구조물은 도화이미지에 표현할 수 없는 한계가 있었다.

물론, 이러한 한계로 인해, 해안/하안 도로 또는 항구 근처를 통행하는 사용자는 인근에 선박이 존재함에도 불구하고 내비게이션을 통해 이를 확인할 수 없는 문제가 있었다.

이러한 문제를 일부 해결하는 종래기술로 대한민국 특허 등록번호 제10-1021269호(2011.03.03.) "디지털 항공촬영 정보의 편집을 대상물별로 진행하여 3차원 도화이미지를 합성하는 입체영상 도화시스템"이 개시된 바 있다.

그러나 상기 종래기술에 의한 등록특허의 경우에는, 발신기를 통해 발신 및 수신되는 아날로그신호는 잡음과 왜곡이 발생될 우려가 있으므로 교신되는 사이에 장애물이 없어야 하지만, 등록특허는 네비게이션처리수단이 단순히 차량에 탑재되어 있는 관계로 이에 대한 개선이 요구되었다.

대한민국 특허 등록번호 제10-1021269호(2011.03.03.) "디지털 항공촬영 정보의 편집을 대상물별로 진행하여 3차원 도화이미지를 합성하는 입체영상 도화시스템"

본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위해 발명된 것으로, 항공촬영정보를 기초로 제작된 도화이미지에서 특정 대상물인 선박만을 독립적으로 분리해 편집 및 출력해서, 사용자가 보다 현실감 있는 위치추적 정보를 제공받을 수 있도록 하는 디지털 항공촬영 정보의 편집을 대상물별로 진행하여 3차원 도화이미지를 합성하는 입체영상 도화시스템의 제공을 기술적 과제로 한다.

본 발명은 상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로, 식별코드를 포함하는 동일 세기의 아날로그신호를 일정 간격으로 발신하되; 선박(2) 선두에 설치되는 하나의 선두발신기(11); 측면에 서로 대칭하게 설치되는 한 쌍 또는 두 쌍 이상의 측면발신기(12, 12'); 후미에 서로 대칭하게 설치되는 한 쌍의 후미발신기(13, 13');로 구성된 발신기(10): 상기 아날로그신호를 수신해서 상기 식별코드와 수신 세기와 발신 방향을 확인하는 수신모듈(21); 선두발신기(11), 측면발신기(12, 12') 및 후미발신기(13, 13') 각각의 식별코드와 수신 세기와 발신 방향에 따라 차량(1)의 위치 표시인 사용자 이미지(MI)를 기준으로 한 선박(2)의 선두지점(SF)과 측면지점(SS1, SS2)과 후미지점(SE1, SE2)을 추적하고, 상기 지점(SF, SS1, SS2, SE1, SE2)을 잇는 외곽라인을 도화하며, 후미지점(SE1, SE2)의 중점(P)과 선두지점(SP)을 잇는 중심축(L)을 기준으로 상기 외곽라인의 대칭 여부를 판단하는 분석모듈(22); 측면지점(SS1, SS2)과 후미지점(SE1, SE2) 중 사용자 이미지(MI)와 상대적으로 더 인접한 측면지점(SS2)과 후미지점(SE2)을 확인하고, 선박(2)의 이동으로 재확인된 선두지점(SF')과 이전 선두지점(SF)을 잇는 수정 중심축(L")을 기준으로 상기 더 인접한 측면지점(SS2)과 후미지점(SE2)의 대칭 지점을 확인해 서로 연결해서 수정 외곽라인을 도화하는 수정모듈(27); 차량의 GPS위치를 확인하는 GPS(24); 상기 GPS위치에 링크된 배경이미지를 저장하는 이미지DB(25); 상기 외곽라인 또는 수정 외곽라인에 따른 선박이미지(SI)를 도화하고, 이미지DB(25)에서 검색한 해당 배경이미지에 합성해서, 도화이미지를 완성하는 합성모듈(23);로 구성된 처리수단(20): 및 합성모듈(23)로부터 전달된 상기 도화이미지를 출력하는 출력수단(30):을 포함하고, 해안도로를 따라 주행하면서 상기 발신기들의 발신신호를 수신하는 수신모듈(21)을 갖는 차량(1)의 상면에 'U' 형상의 베이스플레이트(100)를 고정하고; 상기 베이스플레이트(100)에는 완충재(110)를 장입하며; 상기 완충재(110)를 사이에 두고 상기 베이스플레이트(100)와 간격을 유지한 채 '∩' 형상의 베이스캡(120)이 베이스플레이트(100)에 체결되고; 상기 베이스캡(120)의 상면에는 상부가 밀폐된 가이드원통(130)이 일체로 고정되며; 상기 가이드원통(130)의 내부 바닥면에는 회전축이 상부를 향하도록 전동모터(140)가 고정되고; 상기 전동모터(140)이 회전축에는 상기 가이드원통(130)의 상면을 관통하여 회전지지되는 볼스크류(150)가 연결 고정되며; 상기 볼스크류(150)의 상단에는 볼스크류(150)를 자회전되게 지지하는 회전지지구(160)가 결합되고; 상기 회전지지구(160)는 상기 볼스크류(150)와 평행하게 설치고정된 가이드바(170)의 상단에 고정되며; 상기 볼스크류(150)에는 이동블럭(180)이 나사결합됨과 동시에 이동블럭(180)의 일부는 상기 가이드바(170)에 관통결합되고; 상기 이동블럭(180)의 전면에는 수신모듈(21)이 고정되며; 상기 수신모듈(21)의 상단에는 CCD카메라(190)가 고정되고; 상기 회전지지구(160)의 하면에는 상기 이동블럭(180)과 접촉되어 전동모터(140)의 구동을 제한하는 상한리미트(L1)가 설치되며; 상기 가이드원통(130)의 상면에는 상기 이동블럭(180)과 접촉되어 전동모터(140)의 구동을 제한하는 하한리미트(L2)가 설치되며; 상기 차량(1)의 상면에는 일정반경을 갖는 안내요홈(220)이 요입형성되고; 상기 안내요홈(220)의 바닥면에는 볼홈(230)이 더 요입형성되며; 상기 볼홈(230)에는 구름볼(240)이 안착되고; 상기 안내요홈(220)에는 태양기어(200)의 하단 일부가 삽입되되, 상기 태양기어(200)의 하단면에는 상기 구름볼(240)의 일부가 삽입될 수 있도록 기어볼홈(250)이 더 형성되며; 상기 태양기어(200)의 내주면에는 둘레방향을 따라 톱니 치형(210)이 돌출 형성되고; 상기 차량(1)의 상면이면서 상기 태양기어(200)의 내부 위치에는 상기 톱니 치형(210)과 맞물리는 제1기어(300)가 제1기어축(310)에 의해 회전가능하게 지지되는데, 상기 제1기어(300)의 상면에는 상기 제1기어축(310)과 동축을 이루면서 제1기어(300)와 일체로 형성된 더 작은 구경의 제1서브기어(320)가 형성되며; 상기 제1서브기어(320)에는 제2기어(400)가 맞물리고; 상기 제2기어(400)는 차량(1) 상면에 고정된 제2기어축(410)에 의해 회전가능하게 지지되며; 상기 제2기어(400)의 하면에는 상기 제2기어축(410)과 동축을 이루면서 상기 제2기어(400)와 일체로 형성된 더 작은 구경의 제2서브기어(420)가 형성되고; 상기 제2서브기어(420)에는 제3기어(500)가 맞물리며; 상기 제3기어(500)는 차량(1)의 상면에 고정된 제3기어축(510)에 의해 회전가능하게 지지되고; 상기 제3기어(500)의 상면에는 상기 제3기어축(510)과 동축을 이루면서 상기 제3기어(500)와 일체로 형성된 베벨기어 형태의 제3서브기어(520)가 형성되며; 상기 제3서브기어(520)에는 베벨기어 형태의 구동기어(600)가 맞물리고; 상기 구동기어(600)는 모터축(610)에 고정되며; 상기 모터축(610)은 구동모터(620)에 연결되고; 상기 구동모터(620)는 상기 차량(1)의 상면에 고정되며; 상기 베이스플레이트(100)는 하면에 접지고정되는 'T' 형상의 브라켓(T)에 의해 태양기어(200)의 상면에 안착 고정된 것을 특징으로 하는 디지털 항공촬영 정보의 대상물 편집을 3차원 도화이미지로 합성하는 공간영상 도화시스템을 제공한다.

본 발명은 선박 가장자리에 설치되는 발신기의 신호 정보를 수신해서 발신기가 이루는 외곽 라인을 확인하고, 이렇게 확인된 외곽 라인을 통해 선박의 모습과 크기에 따른 대상물인 선박이미지를 도화해 편집해서, 사용자가 자신의 내비게이션 단말기에 출력되는 도화이미지에서 유동적인 선박이미지를 확인할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 도화시스템의 동작 모습을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 도화시스템의 모습을 도시한 블록도이고,
도 3은 본 발명에 따른 도화시스템의 작동모습을 순차적으로 도시한 플로차트이고,
도 4는 선박에 설치된 발신기를 정상적으로 수신한 경우 출력되는 선박이미지에 대한 모습을 도시한 도면이고,
도 5는 선박에 설치된 발신기를 비정상적으로 수신한 경우 출력되는 선박이미지에 대한 모습을 도시한 도면이고,
도 6은 도 5의 비정상적인 수신 내용을 수정해 출력되는 선박이미지에 대한 모습을 도시한 도면이고,
도 7은 본 발명에 따른 다른 예를 보인 예시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 추가 실시예를 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 후술되는 선등록특허 제1021269호를 그대로 이용한다. 때문에, 이하 설명되는 장치 구성상 특징들은 모두 등록특허 제1021269호에 기재된 사항들이다.

다만, 본 발명은 상기 등록특허 제1021269호에 개시된 구성들 중 목적을 달성하기 위해 특정 구성 일부를 개선한 추가 실시예 부분이 가장 핵심적인 구성상 특징을 이룬다.

따라서, 이하 설명되는 장치 구성과 특징 및 작동관계는 상기 등록특허 제1021269호의 내용을 그대로 인용하기로 하며, 후단부에서 본 발명의 주된 특징과 관련된 구성에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 도화시스템은 선박(2)의 외곽에 설치되는 다수의 발신기(10)와, 발신기(10)의 신호를 수신해 선박(2)의 외곽라인을 이미지로 생성하는 처리수단(20)과, 처리수단(20)의 도화이미지 데이터를 출력하는 출력수단(30)을 포함한다.

도 1(a)에 도시한 바와 같이, 사용자의 차량(1)이 해안도로를 통행하면, 도 1(b)에 도시한 바와 같이, 차량(1)에 설치된 내비게이션의 출력화면(31)에는 사용자이미지(MI)가 상기 해안도로를 주행하는 모습으로 출력된다.

이때, 상기 내비게이션에 본 발명에 따른 도화시스템이 적용될 경우, 차량(1)의 인접위치에 운항중인 선박(2)의 선박이미지(SI)가 출력화면(31)에 출력된다.

또한, 본 발명에 따른 도화시스템을 갖춘 내비게이션은 선박(2)의 이동을 계속 추적하므로, 상기 선박(2)의 운항 모습이 출력화면(31)에 그대로 표현된다.

물론, 사용자는 이러한 출력화면(31)을 통해 도화이미지에 대한 현실감을 느낄 수 있고, 출력화면(31)에서 출력되는 사용자이미지(MI)의 위치 확인을 보다 쉽게 이해할 수 있다.

이러한 기능 발휘를 위해 본 발명에 따른 도화시스템은 다수의 발신기(10)가 선박(2)의 외곽을 따라 설치된다.

여기서, 발신기(10)는 자체 식별코드를 포함하는 동일한 세기의 아날로그신호를 출력하는데, 차량(1)에 설치된 내비게이션의 처리수단(20)은 상기 아날로그신호의 수신과 식별 작업을 진행해서 그 위치를 확인한다.

참고로, 본 발명에 따른 발신기(10)는 식별코드가 포함된 아날로그신호를 발신하므로, D/A컨버터와, 일정한 신호출력을 위한 증폭기 등과 같은 통상적인 발신장치가 구성된다. 이러한 발신기(10)의 구성은 공지,공용의 기술이므로, 여기서는 상기 구성에 대한 구체적인 설명을 생략한다.

계속해서, 발신기(10)는 선박(2)의 외곽을 따라 다수 개가 설치되되, 선박의 선두에는 하나의 선두발신기(11)가 설치되고, 후미에는 서로 대칭되도록 두 개의 후미발신기(13, 13')가 설치된다. 또한, 선박(2)의 측면에는 한 쌍 또는 두 쌍 이상의 측면발신기(12, 12')가 서로 대칭되도록 설치된다.

이렇게 설치된 각각의 발신기(10)는 지속적으로 아날로그신호를 발신하는데, 모든 발신기(11, 12, 12', 13, 13'; 모두를 가리킬 땐 '10')의 아날로그신호의 발신 세기는 동일하므로, 본 발명에 따른 처리수단(20)은 수신된 아날로그신호들의 수신방향과 시간차와 세기 차 등을 활용해서, 차량(1)과 발신기(10) 간의 거리와 방향을 연산할 수 있고, 이렇게 확인된 거리와 방향을 고려해 해당 지점을 연결해서 선박이미지(SI)를 도화할 수 있다.

본 발명에 따른 처리수단(20)은, 발신기(10)의 아날로그신호를 각각 수신해서 A/D 변환하고 식별코드를 확인하는 수신모듈(21)과, 아날로그신호의 수신방향과 시간차와 세기 차 등을 확인해서 발신기(10)의 위치를 확인하고 선박이미지(SI)의 외곽라인을 형성시키는 분석모듈(20)과, 상기 외곽라인을 수정하는 수정모듈(27)과, 확정된 외곽라인에 따라 선박이미지(SI)를 도화하고 기존 도화이미지에 합성하는 합성모듈(23)과, 사용자의 위치를 확인하는 GPS(24)와, 배경이미지를 저장하는 이미지DB(25)와, 차량(1)의 주행 상태를 연산하는 연산모듈(26)을 포함한다.

이상 설명한 본 발명에 따른 도화시스템이 분명해지도록, 상기 도화시스템의 동작모습을 구체적으로 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 도화시스템의 작동모습을 순차적으로 도시한 플로차트이고, 도 4는 선박에 설치된 발신기를 정상적으로 수신한 경우 출력되는 선박이미지에 대한 모습을 도시한 도면이고, 도 5는 선박에 설치된 발신기를 비정상적으로 수신한 경우 출력되는 선박이미지에 대한 모습을 도시한 도면이고, 도 6은 도 5의 비정상적인 수신 내용을 수정해 출력되는 선박이미지에 대한 모습을 도시한 도면인 바, 이를 참조해 설명한다.

S10; 발신단계

선박(2)의 선두, 측면 및 후미에 각각 설치된 선두발신기(11), 측면발신기(12, 12') 및 후미발신기(13, 13')가 동일한 시간과 간격으로 아날로그신호를 발신한다. 상기 아날로그신호는 앞서 언급한 바와 같이 식별코드를 포함하는 통상적인 신호형식으로서, 모든 발신기(10)로부터 최초 발신되는 아날로그신호의 세기는 모두 동일하다.

참고로, 선박(2)에 설치되는 발신기(10) 중 하나의 선두발신기(11)는 선박(2)의 선두에 설치되고, 측면발신기(12, 12')는 선박(2)의 측면에 최소 한 쌍 이상이 서로 대칭되는 지점에 설치되며, 후미발신기(13, 13')는 선박(2)의 후미에 한 쌍이 서로 대칭되는 지점에 설치된다.

S20; 신호 처리단계

차량(1)에 설치된 처리수단(20)의 수신모듈(21)은 발신기(10)의 아날로그신호를 수신하고, A/D 변환을 통해 상기 아날로그신호를 디지털신호로 변환해서 식별코드를 확인한다. 여기서, 식별코드는 선두발신기(11)의 식별코드와, 측면발신기(12, 12')의 식별코드와, 후미발신기(13, 13')의 식별코드로 크게 구분되어야 하나, 한 쌍을 이루는 측면발신기(12, 12')와 후미발신기(13, 13') 각각은 동일한 식별코드로 통일될 수 있다.

예를 들어 설명하면, 한 쌍 또는 두 쌍 이상의 모든 측면발신기(12, 12')로부터 발신하는 아날로그신호에는 동일한 식별코드가 포함되면서, 본 발명에 따른 처리수단(20)은 상기 아날로그신호의 발신이 측면발신기(12, 12')로부터 이루어졌음을 확인할 수 있으면 족한 것이다.

이는 다수의 식별코드를 확인해 처리하는 과정에서 처리지연 및 시스템의 과부하를 최소화하기 위한 것으로, 발신기(10) 제작의 비용절감 또한 기대할 수 있다.

계속해서, 수신모듈(21)은 아날로그신호의 세기를 확인해서 상기 아날로그신호를 발신한 발신기(10)와 차량(1)간의 거리를 연산한다.

앞서 언급한 바와 같이, 아날로그신호는 서로 약속된 동일한 세기로 발신기(10)로부터 발신되므로, 수신모듈(21)은 이를 기초해서 상기 거리를 연산할 수 있다.

계속해서, 수신모듈(21)은 아날로그신호의 수신방향을 확인해서 상기 아날로그신호를 발신한 발신기(10)의 위치를 추적한다.

그런데, 아날로그신호가 발신된 지점을 추적하는 기술은 레이더 기능을 갖춘 통상적인 수신모듈(21)의 공지,공용 기술이므로, 여기서는 수신모듈(21)에 장착되는 전자부품에 대한 설명과 회로동작 모습에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

S30; 외곽라인 도화단계

분석모듈(22)은 수신모듈(21)로부터 전달된 발신기(10) 각각의 식별코드와 위치 및 거리에 대한 정보를 분석해서, 선박이미지(SI) 도화를 위한 외곽라인 도화 작업을 진행한다.

분석모듈(22)은 상기 식별코드와 위치 및 거리를 활용해 선두지점(SF)과 측면지점(SS1, SS2)과 후미지점(SE1, SE2)을 각각 체크하는데, 이때 상기 식별코드를 통해 선두지점(SF)과 후미지점(SE1, SE2)은 정확히 구분한다.

계속해서, 출력화면(31)에 출력될 사용자 이미지(MI)를 기준으로 선두지점(SF)과 측면지점(SS1, SS2)과 후미지점(SE1, SE2)을 확정하고 이를 일렬로 연결해서 외곽라인을 확정한다.

S40; 대칭 확인단계

선박(2)의 외곽을 따라 설치되는 다수의 발신기(10)는 차량(1)을 기준으로 모두 다른 거리와 방향에 위치하므로, 신호 전달의 방해가 없다면 분석모듈(22)에 의해 확정된 외곽라인은 서로 대칭된 모습으로 표현될 것이고, 이를 통해 상기 외곽라인은 선박이미지(SI)로서 그대로 활용될 것이다.

이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 분석모듈(22)은 한 쌍의 선미지점(SE1, SE2) 간 중점(P)과 하나의 선두지점(SF)을 서로 연결해서 중심축(L)을 생성시키고, 한 쌍의 측면지점(SS1, SS2) 간 연결선과 중심축(L) 간의 교점(C)을 확인해서, 도 4와 같이 각 측면지점(SS1, SS2)과 교점(C) 간 거리가 서로 일치하면 당해 외곽라인을 선박이미지(SI)로 확정하고, 도 5와 같이 서로 일치하지 않으면 당해 외곽라인의 수정과정을 진행한다. 여기서, 외곽라인의 대칭은 각 측면지점(SS1, SS2)과 교점(C) 간 거리가 완벽히 일치해야만 하는 것은 아니고, 일정 비율별로 범위를 설정해서 상기 거리의 차이가 상기 범위 내에 있을 경우, 해당 외곽라인을 대칭으로 보고 선박이미지(SI)로의 확정을 결정할 수 있을 것이다.

차량(1)이 상대적으로 높은 도로를 통행하면서 선박(2)의 평면이 그대로 노출될 경우, 선박(2) 외곽에 설치된 발신기(10)의 아날로그신호는 방해 없이 수신모듈(21)에 전달될 수 있다.

그러나, 선박(2)이 대형이어서 갑판 가장자리에 설치되는 발신기(10)의 아날로그신호가 중앙 본체에 가려지면, 상기 아날로그신호의 전달은 상기 중앙 본체에 의해 방해를 받게 되고, 이를 통해 수신모듈(21)이 수신하는 해당 발신기(10)의 아날로그신호는 그세기가 저하될 수 있다.

또한 상기 아날로그신호는 상기 중앙 본체의 방해로 전달속도에 영향을 받아, 수신모듈(21)의 수신 시간 또한 더욱 늦춰질 수 있다.

결국, 이러한 조건에서 분석모듈(22)이 도화하는 외곽라인은 도 5와 같은 형상을 이루게 된다.

그런데, 도 5에 도시된 외곽라인은 선박이미지(SI)로는 적절치 않음이 분명하다.

이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 앞서 언급한 바와 같이, 후미지점(SE1', SE2) 간 중점(P')과 선두지점(SF)을 연결하는 중심축(L')을 확인하고, 측면지점(SS1', SS2) 간의 연결선과 중심축(L') 간의 교점(C')을 확인하면, 각 측면지점(SS1', SS2)과 교점(C) 간 거리가 서로 일치하지 않음이 분명하다. 이는 해당 외곽라인이 선박이미지(SI)를 정확히 도화하고 있지 않음을 명백히 보이는 것이다.

따라서, 도 5에 도시한 외곽라인의 수정작업이 진행되어야 한다.

참고로, 선두에 설치되는 선두발신기(11)의 아날로그신호는 선박(2)의 구조적인 특성상 전파에 방해를 받지 않으므로, 본 발명에 따른 도화시스템은 선두지점(SF)에 대한 오차는 무시한다.

또한, 후미발신기(13, 13')는 하나가 아닌 두 개가 선박(2) 후미에 각각 설치되는데, 이는 후미발신기(13, 13')로부터 발신되는 최소한 하나의 아날로그신호를 수신할 수 있도록 하기 위함이다.

S50; 인접지점 확인단계

대칭 확인단계(S40)에서, 분석모듈(22)이 도화한 외곽라인이 선박이미지(SI)로는 적절치 않은 것으로 확인되면, 수정모듈(27)은 선두지점(SF)과 측면지점(SS1, SS2)과 후미지점(SE1, SE2)에서, 선두지점(SF)은 물론 측면지점(SS1', SS2) 및 후미지점(SE1', SE2) 중 사용자 이미지(MI)와 상대적으로 더 인접한 측면지점(SS2)과 후미지점(SE2)을 확인한다.

계속해서, 발신기(10)는 일정주기로 아날로그신호를 동시에 발신하므로, 수신모듈(21)은 다음 아날로그신호를 수신하고, 분석모듈(22)은 도 6에 도시한 바와 같이, 변경된 선두지점(SF')을 체크한다.

수정모듈(27)은 이전 선두지점(SF)과 변경된 선두지점(SF')을 연결하는 수정 중심축(L")을 형성시킨다.

S60; 대칭 도화단계

수정모듈(27)은 수정 중심축(L")을 기준으로, 상기 인접한 측면지점(SS2)과 후미지점(SE2)을 잇는 외곽라인의 대칭인 수정 외곽라인을 도화한다.

S70; 배경이미지 합성 도화단계

GPS(24)는 차량(1)의 GPS위치를 확인하고, 합성모듈(23)은 상기 GPS위치에 링크된 배경이미지를 이미지DB(25)에서 검색해서, 상기 수정 외곽라인에 따른 선박이미지(SI)를 상기 배경이미지에 합성한다.

한편, 전술한 과정에 따라 완성된 선박이미지(SI)는 선박(2)의 외곽라인만을 따라 도화한 것이므로 개략적인 형상은 선박이미지로 보이나, 선박이미지 도화 당시 중앙 본체의 형상과 입체감 여부는 고려하지 않으므로, 사실성이 다소 부족할 수 있다.

이러한 문제를 해소하기 위해 합성모듈(23)은 선박이미지에 임의 중앙 본체 이미지를 합성 적용해서, 완전한 선박의 모습이 표현되도록 할 수 있고, 사용자가 3D로 도화이미지를 조정할 경우 선박이미지에 임의 높이를 적용해서, 상기 선박이미지(SI)가 상기 조정에 따라 3D로 표현될 수 있도록 한다.

S80; 출력단계

이렇게 완성된 도화이미지는 출력수단(30)으로 전달되고, 출력수단(30)은 상기 도화이미지에 관한 데이터를 통상적인 기술로 처리해서 출력화면(31)을 통해 출력한다.

한편, 연산모듈(26)은 차량(1)의 이동에 따른 GPS(24)의 처리 내용을 확인해서, 차량(1)의 속도 등을 연산할 수 있고, 합성모듈(23)은 이렇게 연산한 속도정보를 도화이미지에 합성해서 도 1(b)에 도시한 바와 같이 출력한다.

또한, 본 발명은 도 7과 같은 구성을 더 구현함으로써 차량(1)이 해안 도로를 주행할 때 가드레일을 포함한 인공구조물들에 의한 교신 방해를 받지 않도록 하여 보다 정확한 거리 측정과 형상 구현이 가능하도록 더 구성될 수 있다.

예컨대, 도 7에 도시된 바와 같이, 차량(1)의 상면에는 '∪' 형상의 베이스플레이트(100)가 고정된다.

그리고, 상기 베이스플레이트(100)의 내부에는 스펀지 형태의 완충재(110)가 내장되고, 그 상부에는 베이스캡(120)이 씌워진다.

이때, 상기 베이스플레이트(100)와 베이스캡(120)은 서로 약간의 간격을 가지고, 그 사이에 완충재(110)가 개재되어 있기 때문에 충격에 대한 완충기능이 수행되며, 베이스플레이트(100)와 베이스캡(120)은 명시되지 않았지만 장볼트 등으로 상호 유동가능하게 유격을 갖고 고정되는 공지의 구조로 상호 결합된다.

한편, 상기 베이스캡(120)의 상면에는 이와 일체로 가이드원통(130)이 고정되고, 상기 가이드원통(130)의 내부 바닥면, 즉 상기 베이스캡(120)의 상면에는 전동모터(140)가 세워진 상태로 설치된다.

다시 말해, 전동모터(140)는 그 회전축이 상부를 향하도록 배치된다.

또한, 상기 가이드원통(130)의 상단면은 막혀 있고, 이를 관통하여 자회전되게 지지되는 볼스크류(150)가 세워 설치되는데, 상기 볼스크류(150)의 하단은 커넥터를 통해 상기 전동모터(140)의 회전축에 연결된다.

뿐만 아니라, 상기 볼스크류(150)의 상단에는 회전지지구(160)가 상기 볼스크류(150)를 자회전 가능하게 지지하며, 상기 회전지지구(160)의 일측에는 상기 볼스크류(150)와 간격을 두고 평행한 가이드바(170)의 상단이 고정되고, 상기 가이드바(170)의 하단은 상기 가이드원통(130)의 내부 바닥면, 즉 상기 베이스캡(120)의 상면에 견고히 고정된다.

아울러, 상기 볼스크류(150)에는 이동블럭(180)이 나사 체결되고, 이동블럭(180)이 일부는 상기 가이드바(170)에 끼워져 이를 타고 상하방향으로 슬라이딩될 수 있도록 구성된다.

따라서, 상기 전동모터(140)가 구동되면 상기 이동블럭(180)은 가이드바(170)에 끼워진 상태에서 상기 볼스크류(150)와 나사 체결되어 있으므로 결국 이동블럭(180)이 회전되지 못하게 되므로 볼스크류(150)의 회전방향에 따라 상승 또는 하강하는 동작을 하게 된다.

그리고, 상기 이동블럭(180)의 전면에는 수신모듈(21)이 설치되고, 상기 수신모듈(21)의 상단에는 CCD카메라(190)가 설치된다.

뿐만 아니라, 상기 회전지지지구(160)의 하면에는 상한리미트(L1)가 설치되고, 상기 가이드원통(130)의 상면에는 하한리미트(L2)가 설치되어 상기 이동블럭(180)이 최고로 상승할 수 있는 상한과, 최대로 하강할 수 있는 하한을 제한하게 된다.

즉, 이동블럭(180)이 이들 상한리미트(L1)와 하한리미트(L2)에 접촉될 때 이를 신호로 전동모터(140)의 구동이 정지됨으로써 동작을 제한하게 된다.

이에 따라, 차량(1)이 해안도로를 타고 주행하던 중 선박(2)을 향한 수신모듈(21)의 전방에 간섭체나 장애물, 이를 테면 가드레일이나 거대한 수목, 철조망 등이 나타날 경우 이를 회피할 수 있도록 전동모터(140)가 동작되어 이동블럭(180)을 상승시킴으로써 간섭이나 장애 상태를 해소하고, 이를 통해 수신감도를 높이도록 동작하게 된다.

이 경우, 상기 간섭체나 장애물의 출현 유무는 수신모듈(21)의 상단에 부착된 CCD카메라(190)를 통해 촬영된 영상을 판독함으로써 실시간 확인 및 제어가 가능하게 된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 추가 실시예는 간섭체나 장애물의 출현과 무관하게 안정적이면서 정확한 아날로그 신호 수신이 가능하여 선박(2)의 형체를 인식하여 이미지화 하는데 있어 매우 효율적이다.

이에 더하여, 도 8에 도시된 바와 같이, 베이스플레이트(100)를 차량(1)의 상면에 대해 회전가능하게 구성할 수도 있다.

도 8과 같이, 베이스플레이트(100)를 회전가능하게 구성하게 되면 촬영반경이 그 만큼 커지게 되어 간섭체 회피 효율이 현저히 증가하게 된다.

이를 위해, 본 발명에 따른 추가 실시예에서는 원형띠 형태의 태양기어(200)를 더 포함한다.

상기 태양기어(200)는 내주면 둘레를 따라 톱니 치형(210)이 형성된 구조를 갖는다.

특히, 상기 태양기어(200)는 차량(1)의 상면에서 원활하게 회전되어야 하므로 차량(1)의 상면에는 상기 태양기어(200)의 반경과 대응되는 크기의 안내요홈(220)이 형성된다.

그리고, 상기 안내요홈(220)의 바닥면에는 볼홈(230)이 더 요입형성되며, 상기 볼홈(230)에는 구름볼(240)이 안착된다.

또한, 상기 태양기어(200)의 하단 일부는 상기 안내요홈(220)에 삽입되며, 상기 톱니 치형(210)은 상기 안내요홈(220)에 삽입되지 않는 부분에만 형성되어야 한다.

뿐만 아니라, 상기 태양기어(200)의 원활한 회전 구동을 위해 상기 태양기어(200)의 하단면에도 기어볼홈(250)이 요입형성된다.

따라서, 상기 구름볼(240)은 상기 볼홈(230)과 기어볼홈(250) 사이에 개재되어 구름접촉하게 되며, 이를 통해 태양기어(200)는 부드럽고 원활하게 회전될 수 있다.

한편, 상기 차량(1)의 상면이면서 상기 태양기어(200)의 내부 위치에는 상기 톱니 치형(210)과 맞물리는 제1기어(300)가 제1기어축(310)에 의해 회전가능하게 지지된다.

이때, 상기 제1기어(300)의 상면에는 상기 제1기어축(310)과 동축을 이루면서 제1기어(300)와 일체로 형성된 더 작은 구경의 제1서브기어(320)가 형성된다.

그리고, 상기 제1서브기어(320)에는 제2기어(400)가 맞물리며, 상기 제2기어(400)는 차량(1) 상면에 고정된 제2기어축(410)에 의해 회전가능하게 지지되고, 상기 제2기어(400)의 하면에는 상기 제2기어축(410)과 동축을 이루면서 상기 제2기어(400)와 일체로 형성된 더 작은 구경의 제2서브기어(420)가 형성된다.

또한, 상기 제2서브기어(420)에는 제3기어(500)가 맞물리며, 상기 제3기어(500)는 차량(1)의 상면에 고정된 제3기어축(510)에 의해 회전가능하게 지지되고, 상기 제3기어(500)의 상면에는 상기 제3기어축(510)과 동축을 이루면서 상기 제3기어(500)와 일체로 형성된 베벨기어 형태의 제3서브기어(520)가 형성된다.

아울러, 상기 제3서브기어(520)에는 역시 베벨기어 형태의 구동기어(600)가 맞물리고, 상기 구동기어(600)는 모터축(610)에 고정되며, 상기 모터축(610)은 구동모터(620)에 연결되고, 상기 구동모터(620)는 상기 차량(1)의 상면에 고정된다.

첨부된 도면에서 구동기어(600), 모터축(610), 구동모터(620)의 도시가 일부 이상하게 도시될 수 있으나 설명을 쉽게하고 이해를 돕기 위한 것일 수도 있다.

따라서, 상기 구동모터(620)가 구동되면 구동기어(600)가 회전하고, 상기 구동기어(600)가 회전하면 이와 치결합되어 있는 제3서브기어(520), 제3기어(500), 제2서브기어(420), 제2기어(400), 제1서브기어(320), 제1기어(300)가 순차 회전하게 되며, 최종적으로 상기 제1기어(300)와 치결합되어 있는 톱니 치형(210)이 회전되면서 상기 태양기어(200)를 회전시키게 되므로 결국 상기 태양기어(200)에 고정되어 있는 베이스플레이트(100)가 태양기어(200)를 따라 함께 회전할 수 있게 된다.

여기에서, 상기 베이스플레이트(100)의 고정구조는 베이스플레이트(100)의 하면에 접지고정되는 'T' 형상의 브라켓(T)에 의해 베이스플레이트(100)가 태양기어(200)의 상면에 견고히 안착 고정되게 된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 추가 실시예는 태양기어(200)와 다수의 기어들을 이용하여 CCD카메라(190)가 탑재된 베이스플레이트(100)를 큰 반경으로 회전시킬 수 있어 다양한 촬상환경을 제공하고, 간섭체 회피가 더욱 더 자유로워진다.

100: 베이스플레이트 110: 완충재
120: 베이스캡 130: 가이드원통
140: 전동모터 150: 볼스크류
160: 회전지지구 170: 가이드바
180: 이동블럭 190: CCD카메라
200: 태양기어

Claims (1)

1. 식별코드를 포함하는 동일 세기의 아날로그신호를 일정 간격으로 발신하되; 선박(2) 선두에 설치되는 하나의 선두발신기(11); 측면에 서로 대칭하게 설치되는 한 쌍 또는 두 쌍 이상의 측면발신기(12, 12'); 후미에 서로 대칭하게 설치되는 한 쌍의 후미발신기(13, 13');로 구성된 발신기(10): 상기 아날로그신호를 수신해서 상기 식별코드와 수신 세기와 발신 방향을 확인하는 수신모듈(21); 선두발신기(11), 측면발신기(12, 12') 및 후미발신기(13, 13') 각각의 식별코드와 수신 세기와 발신 방향에 따라 차량(1)의 위치 표시인 사용자 이미지(MI)를 기준으로 한 선박(2)의 선두지점(SF)과 측면지점(SS1, SS2)과 후미지점(SE1, SE2)을 추적하고, 상기 지점(SF, SS1, SS2, SE1, SE2)을 잇는 외곽라인을 도화하며, 후미지점(SE1, SE2)의 중점(P)과 선두지점(SP)을 잇는 중심축(L)을 기준으로 상기 외곽라인의 대칭 여부를 판단하는 분석모듈(22); 측면지점(SS1, SS2)과 후미지점(SE1, SE2) 중 사용자 이미지(MI)와 상대적으로 더 인접한 측면지점(SS2)과 후미지점(SE2)을 확인하고, 선박(2)의 이동으로 재확인된 선두지점(SF')과 이전 선두지점(SF)을 잇는 수정 중심축(L")을 기준으로 상기 더 인접한 측면지점(SS2)과 후미지점(SE2)의 대칭 지점을 확인해 서로 연결해서 수정 외곽라인을 도화하는 수정모듈(27); 차량의 GPS위치를 확인하는 GPS(24); 상기 GPS위치에 링크된 배경이미지를 저장하는 이미지DB(25); 상기 외곽라인 또는 수정 외곽라인에 따른 선박이미지(SI)를 도화하고, 이미지DB(25)에서 검색한 해당 배경이미지에 합성해서, 도화이미지를 완성하는 합성모듈(23);로 구성된 처리수단(20): 및 합성모듈(23)로부터 전달된 상기 도화이미지를 출력하는 출력수단(30):을 포함하고,
   해안도로를 따라 주행하면서 상기 발신기들의 발신신호를 수신하는 수신모듈(21)을 갖는 차량(1)의 상면에 'U' 형상의 베이스플레이트(100)를 고정하고; 상기 베이스플레이트(100)에는 완충재(110)를 장입하며; 상기 완충재(110)를 사이에 두고 상기 베이스플레이트(100)와 간격을 유지한 채 '∩' 형상의 베이스캡(120)이 베이스플레이트(100)에 체결되고; 상기 베이스캡(120)의 상면에는 상부가 밀폐된 가이드원통(130)이 일체로 고정되며; 상기 가이드원통(130)의 내부 바닥면에는 회전축이 상부를 향하도록 전동모터(140)가 고정되고; 상기 전동모터(140)이 회전축에는 상기 가이드원통(130)의 상면을 관통하여 회전지지되는 볼스크류(150)가 연결 고정되며; 상기 볼스크류(150)의 상단에는 볼스크류(150)를 자회전되게 지지하는 회전지지구(160)가 결합되고; 상기 회전지지구(160)는 상기 볼스크류(150)와 평행하게 설치고정된 가이드바(170)의 상단에 고정되며; 상기 볼스크류(150)에는 이동블럭(180)이 나사결합됨과 동시에 이동블럭(180)의 일부는 상기 가이드바(170)에 관통결합되고; 상기 이동블럭(180)의 전면에는 수신모듈(21)이 고정되며; 상기 수신모듈(21)의 상단에는 CCD카메라(190)가 고정되고; 상기 회전지지구(160)의 하면에는 상기 이동블럭(180)과 접촉되어 전동모터(140)의 구동을 제한하는 상한리미트(L1)가 설치되며; 상기 가이드원통(130)의 상면에는 상기 이동블럭(180)과 접촉되어 전동모터(140)의 구동을 제한하는 하한리미트(L2)가 설치되며;
   상기 차량(1)의 상면에는 일정반경을 갖는 안내요홈(220)이 요입형성되고; 상기 안내요홈(220)의 바닥면에는 볼홈(230)이 더 요입형성되며; 상기 볼홈(230)에는 구름볼(240)이 안착되고; 상기 안내요홈(220)에는 태양기어(200)의 하단 일부가 삽입되되, 상기 태양기어(200)의 하단면에는 상기 구름볼(240)의 일부가 삽입될 수 있도록 기어볼홈(250)이 더 형성되며; 상기 태양기어(200)의 내주면에는 둘레방향을 따라 톱니 치형(210)이 돌출 형성되고; 상기 차량(1)의 상면이면서 상기 태양기어(200)의 내부 위치에는 상기 톱니 치형(210)과 맞물리는 제1기어(300)가 제1기어축(310)에 의해 회전가능하게 지지되는데, 상기 제1기어(300)의 상면에는 상기 제1기어축(310)과 동축을 이루면서 제1기어(300)와 일체로 형성된 더 작은 구경의 제1서브기어(320)가 형성되며; 상기 제1서브기어(320)에는 제2기어(400)가 맞물리고; 상기 제2기어(400)는 차량(1) 상면에 고정된 제2기어축(410)에 의해 회전가능하게 지지되며; 상기 제2기어(400)의 하면에는 상기 제2기어축(410)과 동축을 이루면서 상기 제2기어(400)와 일체로 형성된 더 작은 구경의 제2서브기어(420)가 형성되고; 상기 제2서브기어(420)에는 제3기어(500)가 맞물리며; 상기 제3기어(500)는 차량(1)의 상면에 고정된 제3기어축(510)에 의해 회전가능하게 지지되고; 상기 제3기어(500)의 상면에는 상기 제3기어축(510)과 동축을 이루면서 상기 제3기어(500)와 일체로 형성된 베벨기어 형태의 제3서브기어(520)가 형성되며; 상기 제3서브기어(520)에는 베벨기어 형태의 구동기어(600)가 맞물리고; 상기 구동기어(600)는 모터축(610)에 고정되며; 상기 모터축(610)은 구동모터(620)에 연결되고; 상기 구동모터(620)는 상기 차량(1)의 상면에 고정되며; 상기 베이스플레이트(100)는 하면에 접지고정되는 'T' 형상의 브라켓(T)에 의해 태양기어(200)의 상면에 안착 고정된 것을 특징으로 하는 디지털 항공촬영 정보의 대상물 편집을 3차원 도화이미지로 합성하는 공간영상 도화시스템.

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