KR101547951B1 - 고해상도 지도를 제작하기 위한 풍선 위성 및 이를 위한 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고해상도 지도를 제작하기 위한 풍선 위성 및 이를 위한 방법에 관한 것으로, 이러한 본 발명은 비행 제한 고도 아래의 공중에 떠 있는 풍선과, 풍선과 연결되며, 공중에서 지상의 관심 영역을 촬영하여 고해상도 영상을 획득하고, 획득된 고해상도 영상을 정사 영상으로 변환하고, 변환된 정사 영상을 기 저장된 위성 지도에 병합하여 상기 관심 영역이 고해상도의 영상을 가지는 지도를 생성하는 관측플랫폼을 포함한다.

Description

고해상도 지도를 제작하기 위한 풍선 위성 및 이를 위한 방법{ballon satellite for making high resolution map and method thereof}

본 발명은 영상기반 지도 제작 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 고해상도 지도를 제작할 수 있는 풍선 위성 및 풍선 위성을 통해 고해상도 지도를 제작하는 방법에 관한 것이다.

항공기를 이용한 영상관측자료는 우주에서 인공위성을 사용하여 관측된 영상자료보다는 보다 고해상도의 영상을 저비용으로 획득가능하다. 따라서 지역규모의 영상자료의 획득을 위하여 항공기를 이용한 영상관측자료가 널리 활용되고 있다. 그러나 이보다 소규모의 지역단위에 해당하는 영상자료의 획득에서는 항공기의 사용이 제한적이고 영상 제작을 위한 비용도 상대적으로 많이 드는 단점이 있다. 예를 들어, 행정동 단위 또는 지상의 특정 구조물(다리, 탑, 건물, 대학, 기업체 등)에 대한 영상자료 획득이 필요한 경우 항공기의 사용은 매우 제한적이다. 즉, 항공기나 인공위성은 높은 고도에서 운용되므로 대기중에 구름이 있거나 연무로 인하여 흐린 날씨의 경우에는 지상영상 관측에 어려움이 있다. 또한, 긴급 상황 시 효율적인 상황 대처를 위하여 지역의 영상정보를 신속??정확하게 취득하는 것이 필요한 경우에도 항공기나 인공위성의 사용이 제한적일 수 있다.

일본공개특허 제2007-322170호 2007년 12월 13일 공개 (명칭: 공중 사진 측량 방법)

따라서 상술한 점을 감안한 본 발명의 목적은 관심 영역의 고해상도 영상을 보다 신속하게 취득할 수 있는 저고도 영상 획득 방법을 제공함에 있다. 또한, 본 발명의 다른 목적은 획득된 영상 자료의 효율적 활용을 위하여 영상자료 획득 시 발생한 왜곡 현상을 보정하고 지형정보를 반영하여 보정된 영상을 제공함에 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고해상도 지도를 제작하기 위한 풍선 위성은 비행 제한 고도 아래의 공중에 떠 있는 풍선과, 풍선과 연결되며, 공중에서 지상의 관심 영역을 촬영하여 고해상도 영상을 획득하고, 획득된 고해상도 영상을 정사 영상으로 변환하며, 변환된 정사 영상을 기 저장된 위성 지도에 병합하여 관심 영역이 고해상도의 영상을 가지는 지도를 생성하는 관측플랫폼을 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 관측플랫폼은 위치 정보를 획득하여 제공하는 위치정보수신부와, 공중에서 지상을 촬영하여 촬영 영상을 제공하는 카메라부와, 위치정보수신부의 위치 정보를 이용하여 촬영 영상을 정사 영상으로 변환하고, 변환된 정사 영상을 위성 지도에 대응하는 영역에 병합하는 제어부를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 제어부는 촬영된 영상의 화소를 기반으로 하는 영상 좌표값과 지리적 좌표값을 이용하여 좌표변환 행렬식의 변수를 얻고, 얻어진 변수를 이용하여 고해상도 영상의 모든 화소의 위치 정보를 산출하며, 고해상도 영상의 모든 화소의 위치 정보에 따라 정사 영상을 생성하며, 좌표변환 행렬식은

이며, x_i, y_i은 영상 좌표값이며, X_g, Y_g은 지리적 좌표값이고, a, b, c, a, b, c는 변수인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 제어부는 고해상도 영상으로부터 알려진 복수의 위치를 추출하고, 추출된 복수의 위치 각각에 대해 영상 좌표값을 설정하며, 고해상도 영상의 모든 화소를 설정된 영상 좌표값에 대한 거리에 따라 복수의 단위 영역으로 그룹화하고, 단위 영역 각각의 영상 좌표값과 대응하는 지리적 좌표값을 이용하여 좌표변환 행렬식의 변수를 단위 영역 각각에 대해 산출하며, 산출된 변수를 단위 영역의 화소에 적용하여 각 단위 영역의 화소별 위치 정보를 산출하여 각 단위 영역의 정사 영상을 생성하고, 좌표변환 행렬식은

이며, x_i, y_i은 영상 좌표값이며, X_g, Y_g은 지리적 좌표값이고, a, b, c, a', b', c'는 변수인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 풍선 위성은 관측플랫폼과 지상의 미리 지정된 적어도 하나의 위치를 연결하는 로프와, 로프의 길이를 조절하여 관측플랫폼의 위치를 조절하는 위치 조절부를 더 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 풍선 위성은 풍선의 망실이나 기타 사유로 관측플랫폼의 체공 능력이 상실된 경우, 관측플랫폼의 낙하 시 하강 속도를 감소시키기 위해 관측플랫폼 상단에 위치하도록 관측플랫폼과 연결되는 낙하산을 더 포함한다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 풍선과, 풍선과 연결된 관측플랫폼을 포함하는 풍선 위성의 고해상도 지도를 제작하기 위한 방법은 풍선이 비행 제한 고도 아래의 공중에 떠 있을 때, 공중에서 지상의 관심 영역을 촬영하여 고해상도 영상을 획득하는 단계와, 고해상도 영상의 중심부의 위치 정보를 통해 기 저장된 위성 지도로부터 고해상도 영상에 대응하는 기준 영상을 추출하는 단계와, 적어도 하나의 알려진 위치에 대한 영상 좌표값을 설정하고, 기준 영상으로부터 알려진 위치에 대한 지리적 좌표값을 추출하는 단계와, 영상 좌표값과 지리적 좌표값을 이용하여 고해상도 영상의 모든 화소에 대한 위치 정보를 산출하는 단계와, 고해상도 영상의 모든 화소의 산출된 위치 정보에 따라 고해상도 영상을 정사 영상으로 변환하는 단계와, 변환된 정사 영상을 위성 지도에 병합하여 관심 영역이 고해상도의 영상을 가지는 지도를 생성하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따르면, 소규모의 지형지물을 대상으로 최적화된 고해상도 영상정보를 상대적으로 저가의 비용으로 제작할 수 있으므로, 기존의 항공 영상이나 위성 영상의 단점인 시공간적 해상도의 한계 및 날씨에 의존하는 한계를 극복할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 풍선 위성 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 풍선 위성의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 관측플랫폼의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 원격제어단말의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 풍선 위성의 위치 조절 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 풍선 위성의 위치 조절 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍선 위성의 고해상도 지도를 제작하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍선 위성의 고해상도 지도를 제작하는 방법을 설명하기 위한 화면 예이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 정사 영상을 생성하는 방법을 설명하기 위한 화면 예이다.

하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

한편, 상세한 설명에 앞서 본 발명의 실시예에 따른 '위치 정보'는 GPS 위성으로부터 수신되는 GPS 신호로부터 얻어지는 값이며, 위도, 경도, 고도 등의 좌표로 제공될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 '위치 보정 정보'는 DGPS(Differential GPS) 기술에 따른 GPS 신호의 오차의 범위를 값으로 제공하는 정보이며, 이를 통해 위치 정보를 보정할 수 있다. 보다 상세하게 설명하면, GPS 위성으로부터 지상의 GPS 수신기로 송신되는 정보는 오차를 가지게 마련인데, 서로 가까운 거리에 위치한 두 수신기가 있을 경우에는 두 수신기는 비슷한 오차를 갖게 된다. DGPS 기술은 두 수신기가 가지는 공통의 오차를 서로 상쇄시킴으로써 보다 정밀한 데이터를 얻기 위한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 위치 보정 정보는 이러한 오차를 상쇄시키기 위한 정보를 포함한다. 이러한 정보는 대표적으로, 의사거리 보정치(PRC, Pseudo Range Correction)가 될 수 있다. DGPS 신호를 생성하는 기준국은 각 GPS 위성과의 기하학적 거리와 C/A 코드데이터로 기록된 의사거리와의 차이를 산출하며, 이 차이가 의사거리 보정치(PRC)가 된다. 또한, 위치 보정 정보는 거리 변화율 보정치(RRC, Range Rate Corrections)를 더 포함할 수 있다. RRC는 PRC의 예측률에 기초한 의사거리 보정치의 조절값이며, 시간이 지남에 따라 변한다, RRC는 어떤 특정 시간에 PRC에 반영되어야 하는 계산 값으로써 이로 인해 시간이 지남에 따라 PRC의 유효성을 증가 시키려는 것이다. 기타 다양한 팩터 및 파라미터가 위치 보정 정보에 포함될 수 있으며, 기본적으로, RTCM(Radio Technical Committee for Maritime Service) 규격에 따른 팩터 및 파라미터를 모두 포함할 수 있다.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 풍선 위성 시스템에 대해서 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 풍선 위성 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 풍선 위성 시스템은 풍선 위성(10)과 원격제어단말(20)을 포함한다. 풍선 위성(10)은 비행제한고도 아래의 공중에서 떠서 지상을 촬영하고, 촬영된 영역의 영상인 촬영 영상을 기 저장된 위성 지도에 병합하여 고해상도 지도를 생성하기 위한 것이다. 원격제어단말(20)은 풍선 위성(10)과 무선 통신을 통해 연결하여 풍선 위성(10)의 위치를 조절하고, 특정 위치에서 지상의 영상을 촬영하도록 제어하며, 촬영된 영상을 무선 통신을 통해 수신하여 사용자에게 표시되도록 제공할 수 있다. 이러한 무선 통신은 ISM(Industry-Science-Medical) 대역을 이용하여 풍선 위성(10)과 원격제어단말(20)과 직접 통신하거나, 기지국, AP(Access Point) 등을 이용한 무선 통신을 수행할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 풍선 위성(10)의 구성에 대해서 살펴보기로 한다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 풍선 위성의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.

도 2를 참조하면, 풍선 위성(10)은 비행제한고도 아래의 공중에서 떠서 지상을 촬영하고, 촬영된 영역의 영상인 촬영 영상을 기 저장된 위성 지도에 병합하여 고해상도 지도를 생성하기 위한 것이다. 이러한 풍선 위성(10)은 풍선(100), 낙하산(200), 관측플랫폼(300) 및 위치조절 장치(400)를 포함한다.

풍선(100)은 라텍스 풍선(latex balloon)이 될 수 있으며, 제한 고도 아래에서 안전하게 떠 있을 수 있다. 이러한 풍선(100)는 관측플랫폼(300)을 충분한 고도까지 이동시킬 수 있을 정도의 상승력을 가지는 크기를 가지며, 헬륨 가스로 충진되는 것이 바람직하다.

관측플랫폼(300)은 풍선(100) 아래에서 풍선과 연결되며, 관측플랫폼(300)과 풍선(100) 사이에서 낙하산(200)을 통해 연결될 수 있다. 관측플랫폼(300)은 풍선(100)의 상승력에 의해 제한 고도 아래에서 떠 있을 수 있다. 이러한 관측플랫폼(300)은 본 발명의 실시예에 따라 공중에서 지면에 대한 영상을 촬영하고, 촬영된 영상을 이용하여 고해상도 지도를 작성할 수 있다.

낙하산(200)은 풍선(100)에 이상이 발생하여 더 이상의 관측플랫폼(300)을 소정 고도 상에서 떠 있게 하지 못할 경우, 관측플랫폼(30)을 안전하게 낙하시키는 역할을 담당한다. 즉, 낙하산(200)은 관측플랫폼(300)의 낙하 시 하강 속도를 감소시키기 위한 것이다. 이를 위하여, 낙하산(200)은 관측플랫폼(300) 상에 위치하도록 관측플랫폼(300)과 연결된다. 도시된 바와 같이, 낙하산(200)은 풍선(100)과 관측플랫폼(300) 사이에 개재되는 것이 바람직하다.

위치조절장치(400)는 풍선 위성(10)의 위치 조절을 위한 로프(410) 및 위치조절부(420)를 포함한다. 로프(410)는 그 일단이 지상의 지정된 위치에 고정되고 타단이 관측플랫폼(300)에 고정된다. 이러한 로프(410)는 나일론 로프로 이루어질 수 있다. 이러한 위치조절부(420)는 로프(410)의 길이를 조절하여, 풍선 위성(10)의 위치(위도, 경도 및 고도)를 조절할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 위치조절부(420)는 지상에 설치될 수도 있다. 또한, 다른 실시예에 따르면, 위치조절부(420)는 관측플랫폼(300) 내부에 설치될 수도 있다. 이들 모든 실시예에서 위치조절부(420)는 로프(410)의 일단과 연결되어 로프(410)의 길이를 조절할 수 있다. 위치조절부(420)가 지상에 설치되는 경우, 위치조절부(420)는 대표적인 예로 윈치(winch)가 될 수 있다. 하지만, 위치조절부(420)는 관측플랫폼 내부에 설치될 수 있으며, 이러한 경우, 위치조절부(420)는 원통형의 드럼과 로프(410)를 그 드럼에 감거나, 드럼에 감긴 로프(410)를 풀기 위한 모터를 포함하는 장치가 될 수 있다.

다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 풍선 위성의 관측플랫폼(300)의 구성에 대해서 보다 상세하게 살펴보기로 한다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 관측플랫폼의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.

도 3을 참조하면, 관측플랫폼(300)은 보호케이스(301)를 가지며, 보호케이스(301)에는 관측플랫폼(300)의 내부 구성(31 내지 350)이 서로 연결되어 수납된다. 즉, 관측플랫폼(300)은 내부 구성으로 통신부(310), 카메라부(320), 위치정보수신부(330), 저장부(340) 및 제어부(350)를 포함한다. 그리고 선택적으로 보호케이스(301)에는 위치조절부(420)가 더 포함되어 수납될 수 있다. 이때, 위치조절부(420)는 제어부(350)에 연결된다. 보호케이스(301)는 전술한 내부 구성(31 내지 350)을 수납하기 위하여 상부는 개폐 가능하도록 형성되며, 카메라부(320)가 지상을 촬영할 수 있도록 하부에 외부로 개방된 홀(hole)이 형성되며, 로프(410)가 연결되도록 하는 홀이 선택적으로 더 형성될 수 있다.

통신부(310)는 무선 통신을 위한 것이다. 이를 위하여 통신부(310)는 송신되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF 송신기와, 수신되는 신호를 저 잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기 등으로 구성될 수 있다. 이러한 통신부(310)는 원격제어단말(20)과 통신하거나, 기타 다른 장치와 통신할 수 있다. 통신부(310)는 DGPS에 따른 위치 보정 정보를 수신할 수 있다. 이러한 경우, 수신된 위치 보정 정보는 제어부(350)를 통해 위치정보수신부(330)에 전달될 수 있다.

카메라부(320)는 영상을 촬영하기 위한 것이다. 이러한 카메라부(320)는 렌즈, 액추에이터, 필터, 이미지 센서 및 이미지 프로세서(ISP, Image Signal Processor)로 구성될 수 있다. 또한, 카메라부(150)는 자동초점(AF, Auto Focus) 및/또는 떨림 보정(OIS, Optical Image Stabilization) 드라이버 등을 통해 액추에이터를 제어하여 자동초점(AF) 및/또는 떨림 보정(OIS)을 수행할 수 있다. 카메라부(320)는 제어부(350)의 제어에 따라 영상을 촬영하여 촬영된 영상을 제어부(350)로 제공할 수 있다.

위치정보수신부(330)는 GPS 위성으로부터 위치 정보를 수신하기 위한 것이다. 위치정보수신부(330)는 지속적으로 GPS 위성 등으로부터 수신되는 GPS 신호를 통해 위치 정보를 수신할 수 있다. 위치정보수신부(330)는 수신되는 위치 정보를 지속적으로 제어부(350)로 전달한다. 이때, 위치정보수신부(610)는 NMEA(National Marine Electronics Association) 0183 형식으로 보정된 위치 정보를 제어부(350)에 제공할 수 있다. 한편, 위치정보수신부(330)는 통신부(310)가 수신한 위치 보정 정보를 제어부(350)를 통해 전달 받을 수도 있다. 이러한 경우, 위치정보수신부(330)는 위치 보정 정보를 통해 지속적으로 수신되는 위치 정보를 보정하고, 보정된 위치 정보를 제어부(350)에 제공할 수 있다.

저장부(340)는 본 발명의 실시예에 따른 각 종 데이터를 저장하는 역할을 수행한다. 예컨대, 저장부(340)는 본 발명의 실시예에 따른 위치 정보, 지리정보가 포함된 레퍼런스 지도, 촬영 영상 등을 저장할 수 있다. 저장부(670)에 저장되는 각 종 데이터는 사용자의 조작에 따라, 삭제, 변경, 추가될 수 있다.

제어부(350)는 관측플랫폼(300)의 전반적인 동작을 제어하기 위한 것이다. 이러한 제어부(350)는 관측플랫폼(300)의 내부 블록들(310 내지 340) 간 신호 흐름을 제어하고, 데이터를 처리하는 데이터 처리 기능을 수행할 수 있다. 이러한 제어부(680)는 예컨대, 중앙 처리 장치(Central Processing Unit : CPU), 어플리케이션 프로세서(Application Processor), 디지털신호프로세서(DSP, Digital Signal Processor) 등이 될 수 있다. 제어부(350)는 카메라부(320)를 통해 공중에서 지상의 특정 영역을 촬영하여 고해상도 영상을 획득하고, 획득된 고해상도 영상을 정사 영상으로 변환하고, 변환된 정사 영상을 기 저장된 위성 지도에 병합하여 특정 영역이 고해상도의 영상을 가지는 지도를 생성할 수 있다. 한편, 일 실시예에 따르면, 위치조절부(420)가 관측플랫폼(300) 내부에 설치될 수 있으며, 이러한 경우, 위치조절부(420)는 원통형의 드럼(421)과 로프(410)를 그 드럼에 감거나, 드럼에 감긴 로프(410)를 풀기 위한 모터(422)를 포함하는 장치가 될 수 있다. 이때, 모터(422)는 제어부(350)의 제어에 따라 로프(410)를 드럼(421)에 감거나, 드럼(421)에서 풀어낸다. 이로써, 관측플랫폼(300)이 떠 있는 위치를 조절할 수 있다. 제어부(350)의 구체적인 동작은 아래에서 더 상세하게 설명하기로 한다.

다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 원격제어단말(20)에 대해서 설명하기로 한다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 원격제어단말의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.

도 4를 참조하면, 원격제어단말(20)은 풍선 위성(10)을 원격으로 제어하기 위한 것이다. 이러한 원격제어단말(20)은 이동통신단말기, 스마트폰, 태플릿(tablet), 패블릿(phablet) 등에 본 발명의 실시예에 따른 기능을 실시하기 위한 각 종 인스트럭션(instruction)을 저장하거나, 본 발명의 실시예에 따른 기능을 어플리케이션으로 실행하는 단말이 될 수 있다. 혹은, 원격제어단말(20)은 본 발명의 실시예에 따라 풍선 위성(10)을 제어하기 위한 기능에 맞게 제작된(customized) 장치가 될 수도 있다. 이러한 원격제어단말(20)은 통신모듈(210), 입력모듈(220), 표시모듈(230), 저장모듈(240) 및 제어모듈(250)을 포함한다.

통신모듈(210)은 관측플랫폼(300)과의 무선 통신을 위한 것으로, 관측플랫폼(300)의 통신부(310)와 무선으로 연결될 수 있다. 이를 위하여 통신모듈(210)은 송신되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF 송신기와, 수신되는 신호를 저 잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기 등으로 구성될 수 있다. 통신모듈(210)은 관측플랫폼(300)으로부터 영상을 수신하거나, 관측플랫폼(300)으로 제어 신호를 전송할 수 있다.

입력모듈(220)은 제어 신호를 생성하기 위한 사용자의 키 조작을 입력받고, 이에 따른 입력 신호를 생성하여 제어모듈(250)에 전달한다. 입력모듈(220)은 숫자 키, 방향키 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 입력모듈(220)은 원격제어단말(20)의 일면에 소정의 기능키로 형성될 수 있다. 입력모듈(220)은 각 종 키들의 기능이 표시모듈(230)에서 이루어질 수 있으며, 표시모듈(230)만으로 모든 기능을 수행할 수 있는 경우, 입력모듈(220)은 생략될 수도 있다.

표시모듈(230)은 제어모듈(250)로부터 화면 표시를 위한 데이터를 수신하여 수신된 데이터를 화면으로 표시한다. 예컨대, 관측플랫폼(300)의 카메라부(320)가 촬영한 고해상도 영상이 통신부(310)를 통해 전송되면, 통신모듈(210)은 이러한 고해상도 영상을 수신하여, 제어모듈(250)로 전달한다. 그러면, 제어모듈(250)은 이 고해상도 영상을 표시모듈(230)로 전달하면, 표시모듈(230)은 전달받은 고해상도 영상을 화면으로 출력한다. 또한, 표시모듈(230)은 메뉴, 데이터, 기능 설정 정보 및 기타 다양한 정보를 사용자에게 시각적으로 제공할 수 있다. 표시모듈(230)이 터치스크린으로 형성되는 경우, 입력모듈(220)의 기능의 일부 또는 전부를 대신 수행할 수 있다. 표시모듈(230)은 액정표시장치(LCD, Liquid Crystal Display), 유기 발광 다이오드(OLED, Organic Light Emitting Diodes), 능동형 유기 발광 다이오드(AMOLED, Active Matrix Organic Light Emitting Diodes) 등으로 형성될 수 있다.

저장모듈(240)은 본 발명의 실시예에 따른 각 종 데이터를 저장할 수 있다. 예컨대, 고해상도 영상, 정사 영상, 위성 지도 등을 저장할 수 있다. 저장모듈(240)에 저장되는 각 종 데이터는 사용자의 조작에 따라, 삭제, 변경, 추가될 수 있다.

제어모듈(250)은 원격제어단말(20)의 전반적인 동작 및 원격제어단말(20)의 내부 블록들 간 신호 흐름을 제어하고, 데이터를 처리하는 데이터 처리 기능을 수행할 수 있다. 이러한 제어모듈(250)은 디지털신호프로세서(DSP, Digital Signal Processor), 중앙 처리 장치(Central Processing Unit : CPU), 어플리케이션 프로세서(Application Processor) 등이 될 수 있다. 제어모듈(250)은 입력모듈(220)을 통해 사용자의 입력신호를 수신하여, 관측플랫폼(300) 포함하는 풍선 위성(10)을 원격으로 제어할 수 있다. 즉, 제어모듈(250)은 사용자의 입력신호에 따라 제어 신호를 생성하고, 생성된 제어 신호를 통신모듈(210)을 통해 관측플랫폼(300)으로 전송하여, 관측 플랫폼(300)을 제어할 수 있다. 이러한 제어모듈(250)의 동작은 아래에서 더 상세하게 설명될 것이다.

한편, 본 발명은 지리정보가 포함되지 않은 원시 항공 영상자료로부터 지리적 위치보정을 수행하여 영상자료에서 지형왜곡 현상을 제거하기 위한 것이다. 본 발명의 실시예에서 고해상도 영상으로 보정하기 위한 특정 영역을 관심 영역이라고 칭하기로 한다. 관심 영역을 고해상도 영상으로 보정하기 위해서 풍선 위성(10)을 그 관심 영역의 상공으로 이동시킬 필요가 있다. 이를 위하여, 풍선 위성(10)의 위치를 조절해야 한다. 그러면, 보다 상세히 본 발명의 실시예에 따른 풍선 위성(10)의 위치 조절 방법에 대해서 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 풍선 위성의 위치 조절 방법을 설명하기 위한 흐름도이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 풍선 위성의 위치 조절 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 관측플랫폼(300)은 S110 단계에서 지상을 촬영하고, S120 단계에서 촬영된 고해상도 영상을 원격제어단말(20)로 제공한다. 즉, 관측플랫폼(300)의 제어부(350)는 카메라부(320)를 통해 지상을 촬영하면, 촬영된 고해상도 영상을 통신부(310)를 통해 원격제어단말(20)로 제공한다.

고해상도 영상을 수신한 원격제어단말(20)은 S130 단계에서 고해상도 영상을 표시한다. 즉, 원격제어단말(20)의 통신모듈(210)은 고해상도 영상을 수신하면, 제어모듈(250)로 이를 전달하고, 제어모듈(250)은 표시모듈(230)로 고해상도 영상을 제공하며, 표시모듈(230)은 수신된 고해상도 영상을 화면으로 표시한다. 표시된 고해상도 영상을 통해 사용자는 관심 영역(P)을 촬영할 수 있는지 여부를 알 수 있다. 이에 따라, 사용자는 관심 영역(P)을 촬영할 수 있도록 관측플랫폼(300)의 위치를 조절하기 위한 입력을 할 수 있다. 그러면, 원격제어단말(20)은 S140 단계에서 관측플랫폼(300)의 위치를 조절하기 위한 사용자의 입력에 따라 제어 신호를 생성하고, S150 단계에서 관측플랫폼(300)의 위치를 조절하기 위한 제어 신호를 관측플랫폼(300)으로 전송한다. 즉, 제어모듈(250)은 입력모듈(220)을 통해 사용자의 입력을 수신하여, 사용자의 입력에 따라 제어 신호를 생성한 후, 생성된 제어 신호를 통신 모듈(210)을 통해 관측플랫폼(300)으로 전송한다. 그러면, 관측플랫폼(300)은 S160 단계에서 그 위치를 조절한다. 즉, 제어부(350)는 통신부(310)를 통해 제어 신호를 수신하고, 수신된 제어 신호에 따라 위치조절부(420)를 제어하여, 그 위치를 조절한다.

도 6을 참조하여 보다 자세하게 설명하면, 앞서 설명된 바와 같이, 관측플랫폼(300)은 그 일단이 지상의 소정 위치에 고정된 적어도 하나의 로프(410)와 연결된다. 즉, 관측플랫폼(300)은 그 일단이 소정 위치에 고정된 하나의 로프(410)와 연결될 수 있다. 또는, 관측플랫폼(300)은 그 일단이 지상(혹은 건물의 옥상 등이 될 수도 있다)의 서로 다른 위치에 고정된 복수의 로프(410) 각각과 동시에 연결될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 이러한 적어도 하나의 로프(410)의 길이를 조절하여 관측플랫폼(300)이 떠 있는 위치를 조절할 수 있다. 정교한 위치 조절을 위해서는 복수의 로프(410)를 이용하는 것이 바람직하다. 도 4에서는 풍선 위성(10)의 관측플랫폼(300)이 4개의 서로 다른 위치(A, B, C, D)에 고정된 4개의 로프(411 내지 414)와 연결된 상태를 보인다. 일 실시예에 따르면, 위치조절부(420)는 위치 A, B, C 및 D에 설치되거나, 관측플랫폼(300) 내부에 형성될 수 있다. 이러한 위치조절부(420)는 로프(410: 411, 412, 413, 414)의 길이를 조절하여 풍선 위성(10)의 위치, 즉, 위도, 경도, 고도를 조절할 수 있다. 예컨대, 도시된 바와 같이, 제1 로프(411) 및 제2 로프(412)의 길이를 제3 로프(413) 및 제4 로프(414)의 길이 보다 길게 하여 풍선 위성(10)을 중심에서 오른쪽으로 이동시킬 수 있다. 본 발명에 따르면, 로프(410)의 길이를 조절하여 관심 영역(P)을 촬영할 수 있도록 풍선 위성(10)을 이동시킬 수 있다. 이를 위하여, 제어부(350)는 원격제어단말(20)로부터 수신된 제어 신호에 따라 로프(410)의 길이를 조절하도록 위치조절부(420)를 제어할 수 있다.

한편, 전술한 실시예에서 위치조절부(420)가 관측플랫폼(300) 내부에 있는 경우에 대해서 설명하였다. 다른 실시예에 따르면, 위치조절부(420)가 지상에 있는 경우, 사용자는 관측플랫폼(300)이 전송한 고해상도 영상을 모니터링하면서 지상에 있는 위치조절부(420)를 직접 조절하여, 풍선 위성(10)의 위치를 조절할 수도 있다.

다음으로, 보다 상세히 본 발명의 실시예에 따른 풍선 위성(10)의 고해상도 지도를 제작하는 방법을 설명하기로 한다. 도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍선 위성의 고해상도 지도를 제작하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 또한, 도 8 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍선 위성의 고해상도 지도를 제작하는 방법을 설명하기 위한 화면 예이다.

먼저, 도 5 및 도 6에서 설명된 바와 같이, 카메라부(320)가 관심 영역(P)을 포함하는 고해상도 영상을 촬영할 수 있도록 위치조절부(420)에 의해 적어도 하나의 로프(410)가 조절되어 관측플랫폼(300)이 이동하였다고 가정한다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 제어부(350)는 S210 단계에서 카메라부(320)를 통해 지상을 촬영하여 고해상도 영상을 획득한다. 이와 함께, 제어부(350)는 S220 단계에서 카메라부(320)의 촬영 시, 위치 정보를 위치정보수신부(330)를 통해 수신한다. 즉, S210 단계 및 S220 단계는 동시에 수행될 수 있다.

공중에서 지상 방향으로 촬영한 고해상도 영상은 카메라부(320)의 이미지 센서의 광학 특성, 현재 위치(위도, 경도 및 고도) 및 관측플랫폼(300)의 자세 변화 등으로 인해 기하학적인 왜곡이 고해상도 영상에 포함될 수 있다. 본 발명에 따른 관측플랫폼(300)은 풍선(100)에 의해 공중의 한 지점에 고정된 위치를 가질 수 있고, 지구 중력에 의하여 정 연직 방향을 향해 있으며, 그 관측 영역이 항공 영상이나 위성 영상과 같이 넓은 지역을 대상으로 하지 않기 때문에, 영상의 왜곡이 상대적으로 적다. 다만, 고해상도 영상은 영상 획득을 위한 이미지 센서가 가지는 광학 특성과 획득한 영상 자체에 위치 정보가 포함되어 있지 않다. 따라서 고해상도 영상에 위치 정보를 삽입하고 컴퓨터 화면상에 일반 지도와 같이 정사 보정된 결과를 표출하기 위하여, 각 화소별로 지리 좌표를 설정하기 위한 자료 처리를 수행하여야 한다. 따라서 제어부(350)는 S230 단계에서 위치정보수신부(330)의 위치 정보를 이용하여 고해상도 영상의 중심부의 경도, 위도 및 관측 고도(x_g, y_g, h_g)를 지정한다. 즉, 제어부(350)는 고해상도 영상 중심에서 플랫폼(300)의 법선벡터를 지정할 수 있다.

고해상도 영상의 위치 정보를 확실하게 식별할 수 있는 지점으로서 고해상도 영상 중심의 좌표값은 위치정보수신부(330)가 GPS 위성으로부터 획득한 위치 정보의 좌표값과 동일하다. 즉, GPS에서의 경위도 값(x_g, y_g)과 고도(h_g)를 이용하면 영상 관측 지점에서의 법선벡터(x_g, y_g, h_g)를 결정할 수 있다.

그리고 제어부(350)는 S240 단계에서 기 저장된 위성 지도로부터 구해진 법선벡터에 따라 관측 고도(h_g)에 상응하며 관심 영역을 모두 포함하는 기준 영상을 추출한다. 여기서, 기 저장된 위성 지도는 위성 영상과 실제 지리적 좌표(위도, 경도, 고도)를 포함하며, 미리 정사 보정이 완료된 정사 영상(ortho image)이거나, 위성 영상이 수치 지형도(digital map)를 포함하는 영상이다. 따라서 위성 지도에는 위치 정보가 모두 포함되어 있으며, 기준 영상 또한 관심 영역의 위치 정보가 모두 포함된 영상이다.

이어서, 제어부(350)는 S250 단계에서 고해상도 영상의 경계 범위를 설정한다. 고해상도 영상의 경계 영역인 좌우측 상단 및 좌우측 하단의 모서리 영역의 경계값은 고해상도 영상의 화소의 개수와 일치한다. 즉, nㅧn 크기의 고해상도 영상의 경계값은 좌상단과 우하단 경계 좌표는 (0,0), (n,n)이 되며, 영상자료의 크기와 범위를 확인하게 된다.

다음으로, 제어부(350)는 S260 단계에서 화소별 위치 정보를 산출한다. 이때, 제어부(350)는 알려진 위치에 대한 영상 좌표값(x_i, y_i)을 설정한다. 본 발명의 실시예에서 알려진 위치는 예컨대, 건물 모서리, 도로 교차점의 모서리 등과 같이 명확하게 특정 가능한 위치를 의미한다. 그리고 제어부(350)는 설정된 영상 좌표값(x_i, y_i)에 대응하는 위치의 실제 지리적 좌표값(X_g, Y_g)을 앞서(S240) 추출된 기준 영상으로부터 얻는다. 이어서, 제어부(350)는 설정된 영상 좌표값(x_i, y_i)과 이에 대응하는 위치의 실제 지리적 좌표값(X_g, Y_g)을 이용하여 좌표변환 행렬식(수학식 1)의 변수를 얻고, 얻어진 변수를 고해상도 영상의 모든 화소에 적용하여 고해상도 영상의 화소별 위치 정보를 산출할 수 있다.

즉, 수학식 1에서 x_i, y_i은 영상 좌표값이며, X_g, Y_g은 실제 지리적 좌표값이다. 따라서 변수 a, b, c, a', b', c'는 고해상도 영상의 중심부의 좌표값인 기준점, 설정된 영상 좌표값과 지리 좌표값을 이용하여 최소자승법을 적용하여 구할 수 있다. 이와 같이, 변수 a, b, c, a', b', c'가 정해지면, 변수를 모든 화소의 영상 좌표값(x_i, y_i)에 적용하여, 각 화소의 실제 위치 정보를 얻을 수 있다. 이에 따라, 각 화소는 동일한 관측 고도와 동일한 위치 정보를 가지며, 좌표변환 행렬식에 따라 위도, 경도가 설정된 위치 정보를 가진다.

그런 다음, 제어부(350)는 S270 단계에서 고해상도 영상의 화소별 위치 정보를 이용하여 고해상도 영상에 대한 정사 보정된 정사 영상(ortho image)을 생성한다. 전술한 바와 같은 절차를 통해 각 고도별 또는 프레임별 고해상도 영상은 정사 영상으로 가공될 수 있다. 이와 같이 고해상도 영상이 정사 영상으로 가공된 예들이 도 9에 도시되었다.

다음으로, 제어부(350)는 기 저장된 위성 지도에 정사 보정된 고해상도 영상을 병합한다. 정사 보정된 고해상도 영상은 각 화소별로 위치 정보를 가지고 있기 때문에 기존의 위성 지도에 그 위치 정보에 따라 병합할 수 있다. 이와 같이, 정사 보정된 고해상도 영상을 위성 지도에 모자이크 형태의 영상으로 접합한 화면 예를 도 10에 도시하였다. 여기서, 배경은 기존의 위성 지도이며, 본 발명에 의하여 정사 보정된 고해상도 영상 자료를 병합하여 나타낸 결과는 보다 고해상도의 영상을 제공할 수 있음을 보인다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 정사 영상의 정밀도를 더 높이기 위해 다음과 같은 방법이 이용될 수 있다. 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 정사 영상을 생성하는 방법을 설명하기 위한 화면 예이다.

앞서 설명된 바와 같이, 제어부(350)는 위치정보수신부(330)의 위치 정보를 이용하여 촬영된 고해상도 영상의 중심부의 경도, 위도 및 관측 고도(x_g, y_g, h_g)를 지정한다. 그런 다음, 관측 고도(h_g)에 대응하여 기 저장된 위성 지도로부터 기준 영상을 추출한다. 그리고 제어부(350)는 고해상도 영상의 경계 범위를 설정한다. 고해상도 영상의 경계 영역인 좌우측 상단 및 좌우측 하단의 모서리 영역의 경계값은 고해상도 영상의 화소의 개수와 일치한다. 즉, nㅧn 크기의 고해상도 영상의 경계값은 좌상단과 우하단 경계 좌표는 (0,0), (n,n)이 되며, 영상자료의 크기와 범위를 확인하게 된다.

이어서, 제어부(350)는 화소별 위치 정보를 산출한다. 이때, 제어부(350)는 고해상도 영상으로부터 복수의 알려진 위치를 추출하고, 각각의 알려진 위치에 대해 영상 좌표값을 설정한다. 이때, 알려진 위치는 고해상도 영상에서 그 에지를 명확하게 검출할 수 있는 모든 위치가 선택될 수 있다. 예컨대, 도 8에 보인 바와 같이, 4개의 알려진 위치를 추출하고, 각각 영상 좌표값 A(x_i1, y_i1), B(x_i2, y_i2), C(x_i3, y_i3) 및 D(x_i4, y_i4)를 설정하였다. 그런 다음, 고해상도 영상의 모든 화소를 알려진 위치의 영상 좌표값에 대한 거리에 따라 복수의 영역으로 그룹화 한다. 즉, A 영역은 B(x_i2, y_i2), C(x_i3, y_i3) 및 D(x_i4, y_i4) 보다 A(x_i1, y_i1)와 가까운 거리에 있는 화소들이다. B 영역은 A(x_i1, y_i1), C(x_i3, y_i3) 및 D(x_i4, y_i4) 보다 B(x_i2, y_i2)와 가까운 거리에 있는 화소들이다. C 영역은 A(x_i1, y_i1), B(x_i2, y_i2) 및 D(x_i4, y_i4) 보다 C(x_i3, y_i3)와 가까운 거리에 있는 화소들이다. 그리고 D 영역은 A(x_i1, y_i1), B(x_i2, y_i2) 및 C(x_i3, y_i3) 보다 D(x_i4, y_i4)와 가까운 거리에 있는 화소들이다.

그런 다음, 제어부(350)는 각각의 영역에 대해서 각 영역(A, B, C 및 D 영역)의 알려진 위치의 영상 좌표값을 도출하고, 기준 영상으로부터 영상 좌표값에 대응하는 지리적 좌표값(X_g, Y_g)을 도출한다. 이어서, 제어부(350)는 각 영역에서 알려진 위치의 영상 좌표값과 지리적 좌표값을 이용하여 좌표변환 행렬식(수학식 1)의 변수를 얻고, 얻어진 변수를 상응하는 각 영역(A, B, C 및 D 영역)의 모든 화소에 적용하여 고해상도 영상의 화소별 위치 정보를 산출한다. 예컨대, 영상 좌표값 A(x_i1, y_i1)에 대응하는 지리적 좌표값이 A'(X_g1, Y_g1)이라면, A(x_i1, y_i1) 및 A'(X_g1, Y_g1)를 이용하여 좌표변환 행렬식(수학식 1)의 변수를 얻고, 얻어진 변수를 고해상도 영상에서 A 영역의 모든 화소에 적용하여 고해상도 영상의 A 영역의 화소별 위치 정보를 산출한다. 영상 좌표값 B(x_i2, y_i2)에 대응하는 지리적 좌표값이 B'(X_g2, Y_g2)이라면, B(x_i2, y_i2) 및 B'(X_g2, Y_g2)를 이용하여 좌표변환 행렬식(수학식 1)의 변수를 얻고, 얻어진 변수를 고해상도 영상에서 B 영역의 모든 화소에 적용하여 고해상도 영상의 B 영역의 화소별 위치 정보를 산출한다. 영상 좌표값 C(x_i3, y_i3)에 대응하는 지리적 좌표값이 C'(X_g3, Y_g3)이라면, C(x_i3, y_i3) 및 C'(X_g3, Y_g3)를 이용하여 좌표변환 행렬식(수학식 1)의 변수를 얻고, 얻어진 변수를 고해상도 영상에서 C 영역의 모든 화소에 적용하여 고해상도 영상의 C 영역의 화소별 위치 정보를 산출한다. 그리고 영상 좌표값 D(x_i4, y_i4)에 대응하는 지리적 좌표값이 D'(X_g4, Y_g4)이라면, D(x_i4, y_i4) 및 D'(X_g4, Y_g4)를 이용하여 좌표변환 행렬식(수학식 1)의 변수를 얻고, 얻어진 변수를 고해상도 영상에서 D 영역의 모든 화소에 적용하여 고해상도 영상의 D 영역의 화소별 위치 정보를 산출한다. 이와 같이, 고해상도 영상에서 각각의 영역에 대한 화소별 위치 정보를 산출한 후, 제어부(350)는 고해상도 영상의 화소별 위치 정보를 이용하여 고해상도 영상에 대한 정사 보정된 정사 영상(ortho image)을 생성할 수 있다. 전술한 바와 같이 다른 실시예에 따르면, 고해상도 영상에서 그 에지를 명확하게 검출할 수 있는 복수의 위치가 선택되며, 선택된 복수의 위치에 따라 고해상도 영상이 복수의 영역으로 구분된다. 그리고 구분된 영역 각각에 대해 알려진 위치의 영상 좌표값 및 지리적 좌표값에 의해 화소별 위치 정보를 산출하고, 정사 영상을 생성하기 때문에 왜곡을 줄일 수 있어 보다 정확한 정사 영상을 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 고해상도 지도를 제작하기 위한 풍선 위성 및 이를 위한 방법은 풍선을 이용하여, 기존의 위성 지도를 이용하기 때문에 비교적 간단한 영상 처리 과정을 통하여 관심 영역의 고해상도 영상을 제공할 수 있으며, 정사 보정된 고해상도 영상을 얻기 위한 비용을 절약할 수 있다.

본 발명에 따른 고해상도 지도를 제작하기 위한 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 판독 가능한 소프트웨어 형태로 구현되어 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 여기서, 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 예컨대 기록매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Versatile Disk)와 같은 광 기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 및 롬(ROM), 램(RAM, Random Access Memory), 플래시 메모리, SSD(Solid State Disk), HDD(Hard Disk Drive) 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함한다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 이러한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 균등론에 따라 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.

10: 풍선 위성 20: 원격제어단말
100: 풍선 200: 낙하산
210: 통신모듈 220: 입력모듈
230: 표시모듈 240: 저장모듈
250: 제어모듈 300: 관측플랫폼
310: 통신부 320: 카메라부
330: 위치정보수신부 340: 저장부
350: 제어부 400: 위치조절장치
410: 로프 420: 위치 조절부
421: 드럼 422: 모터

Claims (7)

1. 고해상도 지도를 제작하기 위한 풍선 위성에 있어서,
   비행 제한 고도 아래의 공중에 떠 있는 풍선; 및
   상기 풍선과 연결되며, 상기 공중에서 지상의 관심 영역을 촬영하여 고해상도 영상을 획득하고, 획득된 고해상도 영상을 정사 영상으로 변환하며, 변환된 정사 영상을 기 저장된 위성 지도에 병합하여 상기 관심 영역이 고해상도의 영상을 가지는 지도를 생성하는 관측플랫폼;을 포함하며,
   상기 관측플랫폼은 위치 정보를 획득하여 제공하는 위치정보수신부; 상기 공중에서 지상을 촬영하여 상기 촬영 영상을 제공하는 카메라부; 및 상기 위치정보수신부의 위치 정보를 이용하여 상기 촬영 영상을 정사 영상으로 변환하고, 변환된 정사 영상을 상기 위성 지도에 대응하는 영역에 병합하는 제어부;를 포함하고,
   상기 제어부는 상기 촬영된 영상의 화소를 기반으로 하는 영상 좌표값과 지리적 좌표값을 이용하여 좌표변환 행렬식의 변수를 얻고, 얻어진 변수를 이용하여 고해상도 영상의 모든 화소의 위치 정보를 산출하며, 상기 고해상도 영상의 모든 화소의 위치 정보에 따라 정사 영상을 생성하며,
   상기 좌표변환 행렬식은

   

   이며, 상기 x_i, y_i은 영상 좌표값이며, 상기 X_g, Y_g은 지리적 좌표값이고, 상기 a, b, c, a', b', c'는 상기 변수인 것을 특징으로 하는 고해상도 지도를 제작하기 위한 풍선 위성.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는
   상기 고해상도 영상으로부터 알려진 복수의 위치를 추출하고, 추출된 복수의 위치 각각에 대해 영상 좌표값을 설정하며, 고해상도 영상의 모든 화소를 설정된 영상 좌표값에 대한 거리에 따라 복수의 단위 영역으로 그룹화하고, 상기 단위 영역 각각의 영상 좌표값과 대응하는 지리적 좌표값을 이용하여 좌표변환 행렬식의 변수를 상기 단위 영역 각각에 대해 산출하며, 산출된 변수를 상기 단위 영역의 화소에 적용하여 각 단위 영역의 화소별 위치 정보를 산출하여 각 단위 영역의 정사 영상을 생성하고,
   상기 좌표변환 행렬식은

   

   이며, 상기 x_i, y_i은 영상 좌표값이며, 상기 X_g, Y_g은 지리적 좌표값이고, 상기 a, b, c, a', b', c'는 상기 변수인 것을 특징으로 하는 고해상도 지도를 제작하기 위한 풍선 위성.
5. 제1항에 있어서,
   상기 관측플랫폼과 지상의 미리 지정된 적어도 하나의 위치를 연결하는 로프; 및
   상기 로프의 길이를 조절하여 상기 관측플랫폼의 위치를 조절하는 위치 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고해상도 지도를 제작하기 위한 풍선 위성.
6. 제1항에 있어서,
   상기 관측플랫폼의 낙하 시 하강 속도를 감소시키기 위해 상기 관측플랫폼 상에 위치하도록 상기 관측플랫폼과 연결되는 낙하산을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고해상도 지도를 제작하기 위한 풍선 위성.
7. 풍선과, 상기 풍선과 연결된 관측플랫폼을 포함하는 풍선 위성의 고해상도 지도를 제작하기 위한 방법에 있어서,
   상기 풍선이 비행 제한 고도 아래의 공중에 떠 있을 때, 상기 공중에서 지상의 관심 영역을 촬영하여 고해상도 영상을 획득하는 단계;
   상기 고해상도 영상의 중심부의 위치 정보를 통해 기 저장된 위성 지도로부터 상기 고해상도 영상에 대응하는 기준 영상을 추출하는 단계;
   적어도 하나의 알려진 위치에 대한 영상 좌표값을 설정하고, 상기 기준 영상으로부터 알려진 위치에 대한 지리적 좌표값을 추출하는 단계;
   상기 영상 좌표값과 상기 지리적 좌표값을 이용하여 상기 고해상도 영상의 모든 화소에 대한 위치 정보를 산출하는 단계;
   상기 고해상도 영상의 모든 화소의 산출된 위치 정보에 따라 상기 고해상도 영상을 정사 영상으로 변환하는 단계; 및
   상기 변환된 정사 영상을 상기 위성 지도에 병합하여 상기 관심 영역이 고해상도의 영상을 가지는 지도를 생성하는 단계;를 포함하며,
   상기 정사 영상으로 변환하는 단계는
   상기 고해상도 영상의 화소를 기반으로 하는 영상 좌표값과 지리적 좌표값을 이용하여 좌표변환 행렬식의 변수를 얻고, 얻어진 변수를 이용하여 고해상도 영상의 모든 화소의 위치 정보를 산출하며, 상기 고해상도 영상의 모든 화소의 위치 정보에 따라 정사 영상을 생성하며,
   상기 좌표변환 행렬식은

   

   이며, 상기 x_i, y_i은 영상 좌표값이며, 상기 X_g, Y_g은 지리적 좌표값이고, 상기 a, b, c, a', b', c'는 상기 변수인 것을 특징으로 하는 고해상도 지도를 제작하기 위한 방법.

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