KR101517824B1 - 지형지물의 위치변화를 반영하는 공간이미지의 도화처리 시스템 - Google Patents

Abstract

개시된 본 발명의 일실시예에 따른 지형지물의 위치변화를 반영하는 공간이미지의 도화처리 시스템은 주카메라(100), 보조카메라(200), 각도조절장치(300), 수평상태 판단모듈(400), 연직촬영 제어모듈(500), 이미지 저장모듈(600) 및 상기 수평상태 판단모듈(400)에 의해 항공기의 기울어짐을 감지하는 감지신호에 따라 상기 보조카메라(200)를 회전하고, 상기 연직촬영 제어모듈(500)에 의해 상기 보조카메라(200)의 촬영방향을 수평상태 항공기의 상기 주카메라(100)의 촬영방향으로 촬영하도록 상기 각도조절장치(300)를 제어하는 보조카메라 회전모듈(700)을 포함하되, 상기 각도조절장치(300)는 회전판(106)의 하부에 수직돌출되도록 축결합되는 브라켓(302)과, 상기 브라켓(302)에 부착되는 구동모터(310)와, 상기 구동모터(310)의 정역회전에 따라 좌우로 이동가능하게 상기 구동모터(310)의 모터축(312)에 결합되며, 일단부에 상기 보조카메라(200)의 측면에 대응하는 형상으로 헤드(322)가 형성된 슬라이딩부재(320)를 포함하여, 상기 보조카메라(200)의 회전 시, 좔영방향이 상기 주카메라의 촬영방향과 같이 연직하방향으로 유지되도록 조절된 상태에서 지지된다.

Description

지형지물의 위치변화를 반영하는 공간이미지의 도화처리 시스템{DIGITAL MAP DRAWING SYSTEM OF AN AIR PHOTOGRAPH REFLECTING CHANGE OF GEOGRAPHIC FEATURE}

본 발명은 지형지물의 위치변화를 반영하는 공간이미지의 도화처리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 항공촬영이미지의 촬영 중에 항공기의 수평상태가 교란되어 기울어짐이 발생하게 되면, 그 기울어짐에 따라 회전판에 부착된 보조카메라를 회전시킴과 동시에, 그 촬영방향이 지상 표면과 연직 상태로 일관성 있게 유지되도록 각도를 조절하는 간단한 구성에 의해, 하나의 보조카메라로도 일관성있게 확보되는 항공촬영이미지를 이용하여 고정밀 항공촬영이미지의 편집을 용이하게 진행할 수 있는 지형지물의 위치변화를 반영하는 공간이미지의 도화처리 시스템에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 지상의 지형지물을 촬영한 항공사진은 수치지도의 제작에 활용되는 기본적인 자료이며 국토의 변화과정을 기록하는 가치있는 기록물이기도 하다. 우리나라에서는 1974년부터 1995년까지 1/25,000 지형도 수정제작을 위한 1/37,000과 1/20,000의 항공사진이 촬영되었고, 1995년 이후 현재는 1/5,000 지형도 수정제작을 위한 1/20,000의 항공사진과 1/1,000 지형도 제작을 위한 1/5,000의 항공사진이 촬영되고 있다.

이러한 항공사진의 촬영은 촬영대상이 되는 지역에 기준점들을 설정하고 항공기가 카메라를 장착한 상태에서 정해진 고도로 일정하게 비행하며 촬영하는 방식으로 진행된다.

항공사진의 촬영 중에 항공기는 일정한 고도로 수평을 맞추어 비행을 행하지만, 비행 환경에 따라 국지적인 기류 등의 영향으로 항공기 기체가 흔들리기도 한다. 따라서 항공사진 촬영용 카메라의 방향성이 순간적으로 달라져 지표상의 지형지물이 아닌 허공에 초점이 형성될 위험이 존재한다.

이와 같은 종래기술의 문제를 해결하기 위하여 한국등록특허 제0663836호(2007.01.02.)의 "항공사진 촬영용 카메라의 중심 초점 매칭을 위한 모터의 제어 시스템"에는 다수개의 카메라를 구비하고, 항공기의 수평상태와 고도 및 지표면으로부터 연직방향 높이에 대한 정보 등을 근거로 중심 초점을 매칭하는 기술에 대해 개시하고 있으나, 다수개의 카메라를 사용해야 하고 각 카메라의 촬영각도 산출을 위해 항공기의 수평상태 외에도 항공기의 고도, 지표면으로부터 얻어지는 연직방향 높이 등 다양한 정보를 활용해야 하는 기술적인 어려움을 여전히 해결하지 못하는 문제가 있다.

이에 한국등록특허 제10-1224801호(2013.01.21)에는 항공기 동체의 하단 일부분에 연직 하방향이 촬영되도록 주카메라를 설치하되, 주카메라가 연직 상태를 유지하기 어려울 경우, 주카메라의 좌우측에 설치된 한쌍의 보조카메라를 이용하여 촬영하는 구성을 개시하고 있지만, 보조카메라의 촬영각도 범위는 각도조절용 나사와의 결합 정도에 따라 설정되도록 고정된 상태에 있으므로, 정밀한 촬영에는 적합하지 않은 문제가 있다.

한국등록특허 제10-0663836호(2006.12.26. 등록) 한국등록특허 제10-0881346호(2009.01.23. 등록) 한국등록특허 제10-1123890호(2012.02.28. 등록) 한국등록특허 제10-1224081호(2013.01.14. 등록)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하고자 안출된 것으로서, 그 목적은 수치지도의 제작에 있어서 중요한 기초자료로 활용되는 항공촬영된 지상의 영상이미지를 확보하기 위하여 항공기에 장착된 주카메라의 촬영방향을 지상면과 연직 상태가 유지되도록 하고, 항공기가 기울어져 주카메라의 촬영방향이 연직상태의 유지가 어려울 경우 항공기의 좌우측 기울기를 감지하여 보조카메라의 촬영방향을 지상의 표면과 연직 상태로 일관성있게 유지하도록 보조카메라를 회전시켜 촬영하는 지형지물의 위치변화를 반영하는 공간이미지의 도화처리 시스템을 제공하고자 한다.

또한 다른 목적은 보조카메라의 회전 시 그 촬영방향이 수평상태의 항공기 주카메라의 촬영방향으로 자동으로 조절될 수 있는 지형지물의 위치변화를 반영하는 공간이미지의 도화처리 시스템을 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르는 지형지물의 위치변화를 반영하는 공간이미지의 도화처리 시스템은 항공기 동체의 하단 일부분에 부착되는 카메라 부착판과 상기 카메라 부착판의 하부에 회전가능하게 부착된 회전판에 설치되며 해당 제어신호에 의하여 연직 하방향의 항공촬영이미지를 촬영하는 주카메라; 상기 주카메라의 일측에 설치되며 촬영방향을 상기 주카메라의 촬영방향으로 조절 설치되고 해당 제어신호에 의하여 상기 항공기의 수평상태가 교란되었을 때 보조 항공촬영이미지를 촬영하는 보조카메라; 상기 보조카메라의 촬영방향을 상기 주카메라의 촬영방향으로 조절하는 각도조절장치; 상기 항공기에 설치되고 상기 항공기의 비행상태를 분석하여 수평도가 소정 범위 이내이면 상기 항공기가 수평상태를 유지하고 있는 것으로 판단하고, 상기 수평도가 소정 범위를 벗어나면 수평상태가 교란된 것으로 판단하되, 좌측으로 기울어진 것인지 우측으로 기울어진 것인지를 판단하는 수평상태 판단모듈; 상기 수평상태 판단모듈이 판단하는 상기 항공기의 수평상태 정보를 근거로 촬영할 카메라를 결정하되 상기 항공기가 수평상태를 유지하고 있는 것으로 판단되면 상기 주카메라가 촬영하도록 해당 제어신호를 출력하고, 상기 항공기의 수평상태가 좌측 또는 우측으로 기울어진 것으로 판단되면 상기 보조카메라를 연직 하방향으로 촬영하도록 해당 제어신호를 출력하는 연직촬영 제어모듈; 상기 회전판의 중심에 모터축이 수직으로 부착되도록 설치되는 회전구동모터를 포함하는 보조카메라 회전모듈; 및 상기 주카메라 또는 상기 보조카메라가 생성한 항공촬영이미지를 상기 연직촬영 제어모듈의 해당 제어신호에 의하여 지피에스 좌표정보와 함께 할당된 영역에 저장하는 이미지 저장모듈;을 포함하되, 상기 각도조절장치는 상기 회전판의 하부에 수직돌출되도록 축결합되는 브라켓과, 상기 브라켓에 부착되는 구동모터와, 상기 구동모터의 정역회전에 따라 좌우로 이동가능하게 상기 구동모터의 모터축에 결합되며, 일단부에 상기 보조카메라의 측면에 대응하는 형상으로 헤드가 형성된 슬라이딩부재를 포함하여, 상기 보조카메라의 회전 시, 상기 보조카메라의 좔영방향이 상기 주카메라의 촬영방향과 같이 연직하방향으로 유지되도록 상기 보조카메라가 조절된 상태에서 지지되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예들은 항공촬영이미지의 촬영 중에 항공기의 수평상태가 교란되어 기울어짐이 발생하게 되면, 그 기울어짐에 따라 회전판에 부착된 보조카메라를 회전시킴과 동시에, 그 촬영방향이 지상 표면과 연직 상태로 일관성 있게 유지되도록 각도를 조절하는 간단한 구성에 의해, 하나의 보조카메라로도 일관성있게 확보되는 항공촬영이미지를 이용하여 고정밀 항공촬영이미지의 편집을 용이하게 진행하는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지형지물의 위치변화를 반영하는 공간이미지의 도화처리 시스템에 대한 기능 구성도.
도 2는 도 1 공간이미지의 도화처리 시스템의 주카메라와 보조카메라 설치 상태를 설명하기 위한 개략 단면도.
도 3는 도 2 보조카메라와 각도조절장치를 설치한 상태를 나타내는 부분 상세도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 지상면과 연직상태를 유지하여 고정밀의 항공촬영이미지를 연속 확보하는 상태를 나타내는 것으로, 도 4a는 항공기가 좌측으로 기울어진 상태에서의 보조카메라의 회전상태를 나타내는 것이고, 도 4b는 항공기가 우측으로 기울어진 상태에서의 보조카메라의 회전상태를 나타내는 개략도.

이하에서는 본 발명의 사항을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

이하, 도 1 내지 도 3를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 지형지물의 위치변화를 반영하는 공간이미지의 도화처리 시스템을 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지형지물의 위치변화를 반영하는 공간이미지의 도화처리 시스템을 나타내는 블록 구성도로서, 도 1을 참조하면, 본 발명의 공간이미지의 도화처리 시스템은 주카메라(100), 보조카메라(200), 각도조절장치(300), 수평상태 판단모듈(400), 연직촬영 제어모듈(500) 및 이미지 저장모듈(600)을 포함하며, 또한 수평상태 판단모듈(400)에 의해 항공기의 기울어짐을 감지하는 감지신호에 따라 상기 보조카메라(200)를 회전하고, 상기 연직촬영 제어모듈(500)에 의해 상기 보조카메라(200)의 촬영방향을 수평상태 항공기의 상기 주카메라(100)의 촬영방향으로 촬영하도록 각도조절장치(300)를 제어하는 보조카메라 회전모듈(700)을 더 포함할 수 있다.

항공기 하단(102)에는 주카메라(100)와 보조카메라(200)를 설치하기 위한 카메라 부착판(104)과 회전판(106)이 설치되며, 주카메라(100)는 회전판(106)에 설치되어 연직 하방향으로 항공이미지를 촬영하는 장치로서, 고정밀 항공촬영이미지의 편집을 고려할 때, 디지털 방식으로 항공촬영이미지를 촬영할 수 있는 디지털 카메라로 구현되는 것이 바람직할 수 있다.

카메라 부착판(104)과 회전판(106)의 사이에는 회전판(106)을 회전하기 위해 복수개의 베어링(108)들이 동심원상에 등간격으로 개재될　수 있다.

본 발명에 있어서, 보조카메라 회전모듈(700)는 회전판(106)의 중심에 모터축(722)이 수직으로 부착되는 회전구동모터(720)를 포함할 수 있고, 회전구동모터(720)의 회전에 의해 회전판(106)이 회전될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 회전구동모터(720)를 주카메라(100)의 내부에 설치할 수 있다.

한편 보조카메라(200)는 회전판(106)에 설치된 주카메라(100)의 일측에만 위치되도록 설치될 수 있고, 또한 그 촬영방향을 수평상태 항공기의 주카메라(100)의 촬영방향으로 촬영하도록 각도조절하면서 회전될 수 있는 형태로 설치되어 상기 항공기의 수평상태가 교란되더라도 보조적으로 촬영을 수행하여 항공촬영이미지를 촬영할 수 있다.

이러한 보조카메라(200)는 주카메라(100)와 동일한 사양을 가지는 카메라로 구성되는 것이 균일하고 일관된 항공촬영이미지의 생성을 위해 바람직하다.

구체적으로, 보조카메라(200)는 회전판(106)의 하부에 부착된 브라켓(202)과, 이 브라켓(202)의 축홈(204)에 끼워지는 회전축(210)을 중심으로 요동되어 그 촬영각도를 조절할 수 있다.

도 2에는 본 발명에 따른 지형지물의 위치변화를 반영하는 공간이미지의 도화처리 시스템의 주카메라(100) 및 보조카메라(200)의 설치 단면도가 도시되어 있고, 도 3에는 도2의 보조카메라(200) 및 각도조절장치(300)를 상세히 도시되어 있다.

각도조절장치(300)는 보조카메라(200)가 회전되더라도 보조카메라(200)의 촬영방향이 주카메라(100)의 촬영방향과 같이 연직하방향으로 유지될 수 있도록 조절된 상태에서 지지되게 해주는 장치로서, 회전판(106)의 하부에 수직돌출되도록 축결합되는 브라켓(302)과, 브라켓(302)에 부착되는 구동모터(310)와, 구동모터(310)의 정역회전에 따라 좌우로 이동가능하도록 구동모터(310)의 모터축(312)에 결합되며, 일단부에 헤드(322)가 형성되는 슬라이딩부재(320)를 포함한다.

본 실시예에 있어서, 슬라이딩부재(320)는 모터축(312)의 외부에서 좌우로 이동되도록 구체화되었지만, 이와 달리 변형예로서 모터축(312)의 내부에서 좌우로 이동되도록 구성할 수 있음은 물론이다.

구동모터(310)의 회전 정도에 따라 슬라이딩부재(320)의 이동스트로크가 달라지므로, 보조카메라(200)의 촬영각도가 달라지게 된다.

회전판(106)의 회전에 따른 보조카메라(200)의 회전 시, 보조카메라(200)를 확실하게 지지하기 위하여 헤드(322)는 보조카메라(200)의 측면에 대응하는 형상으로 구성되어 헤드(322)가 보조카메라(200)에 확실하게 밀착되는 것이 바람직하다.

상기 수평상태 판단모듈(400)은 상기 항공기에 구비되는 수평측정장비와 회로적으로 연결되어 상기 수평측정장비가 측정하는 수평도에 관한 정보를 전달받아 분석하여, 상기 항공기의 수평도가 설정된 범위 이내인 것으로 나타날 경우 상기 항공기가 수평상태를 유지하고 있는 것으로 판단하고, 상기 수평도가 설정된 범위를 벗어난 것으로 나타날 경우 수평상태가 교란된 것으로 판단하되 좌측으로 기울어진 것인지 우측으로 기울어진 것인지 판단하는 모듈이다.

구체적으로 상기 수평상태 판단모듈(400)은 상기 수평측정장비와 회로적으로 연결된 회로부와 S/W 및 메모리부로 이루어지는 컴퓨팅 모듈로 구현된다.

상기 연직촬영 제어모듈(500)은 상기 수평상태 판단모듈(400)이 판단하는 상기 항공기의 수평상태를 근거로 촬영을 수행할 카메라를 결정하되, 상기 항공기가 수평상태를 유지하고 있는 것으로 판단된 경우 상기 주카메라(100)가 촬영을 수행하도록 하고, 상기 항공기의 수평상태가 좌측 또는 우측 기울어진 것으로 판단될 경우, 보조카메라(200)의 촬영방향을 연직하방향으로 촬영을 수행하도록 제어하는 모듈로서, 제어와 연산을 위한 프로세서 및 S/W를 탑재한 컴퓨팅 모듈로 구현된다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 지상면과 연직상태를 유지하여 고정밀의 항공촬영이미지를 연속 확보하는 상태를 나타내는 것으로, 도 4a는 항공기가 좌측으로 기울어진 상태에서의 보조카메라의 회전상태를 나타내고 있고, 도 4b는 항공기가 우측으로 기울어진 상태에서의 보조카메라의 회전상태를 나타내고 있다. 화살표 방향이 지상면의 연직방향을 의미한다.

도 3의 수평상태의 항공기가 교란되어 항공기가 좌측으로 기울면, 즉 주카메라 좌측면에 보조카메라가 부착된 경우를 기준으로, 보조카메라쪽이 아래로 내려가도록 항공기가 기울게 되면, 수평상태 판단모듈(400)은 이를 감지하여 그 감지신호를 연직촬영 제어모듈(500)과 보조카메라 회전모듈(700)로 송출한다.

그러면, 보조카메라 회전모듈(700)은 이 감지신호에 따라, 회전모터(720)를 구동하여 회전판(106)을 도 4a에 도시된 바와 같이 회전한다.

이때 보조카메라(200)는 회전판(106)의 하부에 부착된 브라켓(202)의 축홈(204)에 끼워지는 회전축(210)을 중심으로 요동되므로, 회전판(106)의 회전과 동시에 연직촬영 제어모듈(500)이 보조카메라(200)의 촬영방향을 연직하방향으로 촬영을 수행하도록 각도조절장치(300)의 구동모터(310)를 정역회전시켜서 슬라이딩부재(320)를 모터축(312)의 우측로 이동시킴에 따라 보조카메라(200)의 촬영각도를 조절할 수 있다.

이와 반대로, 도 3의 수평상태의 항공기가 교란되어 항공기가 우측으로 기울면, 즉 주카메라 좌측면에 보조카메라가 부착된 경우를 기준으로, 보조카메라쪽이 위로 올라가도록 항공기가 기울게 되면, 수평상태 판단모듈(400)은 이를 감지하여 그 감지신호를 연직촬영 제어모듈(500)과 보조카메라 회전모듈(700)로 송출하므로, 상기와 마찬가지로 보조카메라 회전모듈(700)은 이 감지신호에 따라, 회전모터(720)를 구동하여 회전판(106)을 도 4b에 도시된 바와 같이 회전하고, 연직촬영 제어모듈(500)이 보조카메라(200)를 연직하방향으로 촬영을 수행하도록 각도조절장치(300)의 구동모터(310)를 정역회전시켜서 슬라이딩부재(320)를 모터축(312)의 좌측로 이동시킴에 따라 보조카메라(200)의 촬영각도를 조절하게 된다.

상기 주카메라(100) 또는 상기 보조카메라(200)가 생성한 항공촬영이미지는 상기 이미지 저장모듈(600)에 저장되게 되는데, 상기 이미지 저장모듈(600)은 상기 주카메라(100) 및 상기 보조카메라(200)로부터 데이터를 전송받을 수 있도록 이들과 회로적 또는 통신적으로 연결이 되어 있는 메모리 반도체 또는 서버의 하드디스크 드라이브 등에 DB(Data Base)를 구축하는 형태로 구현된다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않는 것이므로, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다. 그리고, 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당해 업계 통상의 지식을 가진 자에 있어서는 다른 많은 변형 및 응용 또한 가능함은 물론이다.

100 : 주카메라 102 : 항공기 하단
104 : 카메라 부착판 106 : 회전판
108 : 베어링 200 : 보조카메라
202 : 브라켓 204 : 축홈
210 : 회전축 300 : 각도조절장치
302 : 브라켓 310 : 구동모터
312 : 모터축 320 : 슬라이딩부재
322 : 헤드 400 : 수평상태 판단모듈
500 : 연직촬영 제어모듈 600 : 이미지 저장모듈
700 : 보조카메라 회전모듈 720 : 회전구동모터

Claims (1)

1. 항공기 동체의 하단 일부분에 부착되는 카메라 부착판과 상기 카메라 부착판의 하부에 회전가능하게 부착된 회전판(106)에 설치되며 해당 제어신호에 의하여 연직 하방향의 항공촬영이미지를 촬영하는 주카메라(100);
   상기 주카메라(100)의 일측에 설치되며 촬영방향을 상기 주카메라(100)의 촬영방향으로 조절 설치되고 해당 제어신호에 의하여 상기 항공기의 수평상태가 교란되었을 때 보조 항공촬영이미지를 촬영하는 보조카메라(200);
   상기 보조카메라(200)의 촬영방향을 상기 주카메라(100)의 촬영방향으로 조절하는 각도조절장치(300);
   상기 항공기에 설치되고 상기 항공기의 비행상태를 분석하여 수평도가 소정 범위 이내이면 상기 항공기가 수평상태를 유지하고 있는 것으로 판단하고, 상기 수평도가 소정 범위를 벗어나면 수평상태가 교란된 것으로 판단하되, 좌측으로 기울어진 것인지 우측으로 기울어진 것인지를 판단하는 수평상태 판단모듈(400);
   상기 수평상태 판단모듈(400)이 판단하는 상기 항공기의 수평상태 정보를 근거로 촬영할 카메라를 결정하되 상기 항공기가 수평상태를 유지하고 있는 것으로 판단되면 상기 주카메라(100)가 촬영하도록 해당 제어신호를 출력하고, 상기 항공기의 수평상태가 좌측 또는 우측으로 기울어진 것으로 판단되면 상기 보조카메라(200)를 연직 하방향으로 촬영하도록 해당 제어신호를 출력하는 연직촬영 제어모듈(500);
   상기 회전판(106)의 중심에 모터축이 수직으로 부착되도록 설치되는 회전구동모터(720)를 포함하는 보조카메라 회전모듈(700); 및
   상기 주카메라(100) 또는 상기 보조카메라(200)가 생성한 항공촬영이미지를 상기 연직촬영 제어모듈(500)의 해당 제어신호에 의하여 지피에스 좌표정보와 함께 할당된 영역에 저장하는 이미지 저장모듈(600); 을 포함하되,
   상기 각도조절장치(300)는 상기 회전판의 하부에 수직돌출되도록 축결합되는 브라켓(302)과, 상기 브라켓(302)에 부착되는 구동모터(310)와, 상기 구동모터(310)의 정역회전에 따라 좌우로 이동가능하게 상기 구동모터(310)의 모터축(312)에 결합되며, 일단부에 상기 보조카메라(200)의 측면에 대응하는 형상으로 헤드(322)가 형성된 슬라이딩부재(320)를 포함하여, 상기 보조카메라(200)의 회전 시, 상기 보조카메라(200)의 좔영방향이 상기 주카메라(100)의 촬영방향과 같이 연직하방향으로 유지되도록 상기 보조카메라(200)가 조절된 상태에서 지지되는 것을 특징으로 하는
   지형지물의 위치변화를 반영하는 공간이미지의 도화처리 시스템.

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