KR101576491B1 - 기준점좌표를 기준으로 다수 이미지를 결합한 수치지도 제작시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수치지도 제작시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수평조절부를 통해 지면에 설치되는 현장 측정장치의 수평 여부를 작업자가 확인하고, 비 수평을 이룰 시에 상기 수평조절부가 자동으로 제1,2아암을 조절하여 수평을 이루도록 함으로써, 정밀한 수치지도의 제작이 가능한 기준점좌표를 기준으로 다수 이미지를 결합한 수치지도 제작시스템에 관한 것이다.

Description

기준점좌표를 기준으로 다수 이미지를 결합한 수치지도 제작시스템{DIGITAL MAP MAKING SYSTEM FOR BINDING MULTI IMAGE BASED ON GPS COORDINATE}

본 발명은 수치지도 분야 기술 중 기준점좌표를 기준으로 다수 이미지를 결합한 수치지도 제작시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수평조절부를 통해 지면에 설치되는 현장 측정장치의 수평 여부를 작업자가 확인하고, 비 수평을 이룰 시에 상기 수평조절부가 자동으로 제1,2아암을 조절하여 수평을 이루도록 함으로써, 정밀한 수치지도의 제작이 가능한 기준점좌표를 기준으로 다수 이미지를 결합한 수치지도 제작시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 수치지도는 확보된 항공촬영이미지를 기초로 도화 작업을 진행한 후, 상기 도화 작업으로 완성된 도화이미지에 GPS정보를 합성함으로서 이루어진다. 이때, 항공촬영이미지는 항공기에서 촬영된 지상의 평면이미지이므로, 이를 기초로 완성되는 수치지도는 2차원 이미지일 수밖에 없다.

그런데, 수치지도의 이용은 지상에서 이루어지므로, 굴곡이 있는 실제 지상모습과 수치지도의 평면이미지는 큰 차이가 있을 수밖에 없고, 이러한 차이는 수치지도의 실생활 적용을 어렵게 하는 문제가 있었다. 물론, 실사용자도 이러한 문제 때문에 많은 불편을 호소하고 있다.

상기 문제를 해소하기 위해 3차원 이미지의 지도가 요구되었다. 즉, 3차원 이미지의 지도를 제작하기 위해서는 수평 길이와 높이 정보가 필요하다.

하지만, 상기 높이 정보의 구체적이고 신뢰할 수 있는 데이터는 항공촬영 및 GPS정보로부터 얻는데 한계가 있었다.

따라서, 이를 보완하기 위해 현장에서 GPS측정 및 다른 지점과 현 지점 간의 거리측정 등과 같은 데이터 수집을 진행할 수 있는 토털스테이션이 제시되었다.

그러나, 종래 토털스테이션은 일정한 면적을 갖는 평면에서만 안정되게 입설될 수 있는 트라이포트 구조로 되어서, 상기 조건(평면 지점)을 충족하는 지점에 대한 측정만이 가능했고, 비탈면이나 경사면 및 계곡 등과 같이 비교적 험준한 지형의 지점에서는 그 이용이 불가능했다.

한편, 지형의 고도 변위정보 및 수위정보에 대한 고도차 확인은 통상적인 고도계 및 수심계와 같이 정확도가 낮은 장비가 이용되거나, 레이저 거리측정기와 같이 정확도는 담보되나 고가의 장비를 이용할 수밖에 없는 불합리함이 있었다.

이를 개선하기 위한 종래기술로 대한민국 특허 등록번호 제10-0937983호(2010.01.13.) "도화정보에 대한 기준점 대비 지피에스 좌표를 적용하여 정확도를 높인 수치지도 정보 갱신시스템"이 개시된 바 있다.

그러나, 상기 등록특허는 통합처리기가 지면과 수평을 이루도록 지지하는 제1,2아암이 현재, 지면과 수평을 이루었는지에 대한 정보가 없어 정확한 수치지도의 완성이 어렵다는 문제점이 있었다.

대한민국 특허 등록번호 제10-0937983호(2010.01.13.) "도화정보에 대한 기준점 대비 지피에스 좌표를 적용하여 정확도를 높인 수치지도 정보 갱신시스템"

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 통합처리기가 지면과 수평을 이룰 수 있도록 제1,2아암이 지면에 설치시에 작업자가 그 수평 여부를 육안으로 식별함과 동시에 자동으로 통합처리기의 수평이 이루어질 수 있도록 제1,2아암의 설치길이를 조절할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

상술한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 기준점좌표를 기준으로 다수 이미지를 결합한 수치지도 제작시스템은 상단에 구형 홀(11)이 형성된 막대 형상의 포트(10)와, 중공을 갖는 케이스(21)와, 케이스(21)의 저면에 돌출되어 서 구형 홀(11)에 회동가능하게 고정되는 볼(22)과, 구형 홀(11)에서 볼(22)을 수평회전시키는 회전구동모듈(24)을 구비한 바디부(20)와, 케이스(21)의 일 측면에 고정되는 브래킷(34)과, 상기 브래킷(34)에 한 쌍이 각각 서로 반대되는 방향으로 회전가능하게 구비되는 제1,2암(30, 30')과, 반구형상을 이루며 표면에는 다수 개의 수광센서(41a)가 정렬 배치되고 케이스(21) 상에 안착되는 수광센서부(41)와, 수광센서부(41)의 상면을 감싸는 투명재질의 필터형 보호캡(42)과, 수광센서부(41)의 구중심에서 발열 또는 일정주파수의 신호를 발생시키는 발열모듈(43)을 구비한 헤드부(40)와, 발열모듈(43)의 발열 또는 신호를 감지해서 하기 발광기(50)가 발열모듈(43)을 조준하도록 볼(22)을 수평회전시키는 회전구동모듈(24)의 구동을 제어해 케이스(21)를 회전시키는 열감지모듈(52)과, 열감지모듈(52)이 감지한 발열모듈(43)을 향해 조준하도록 상하회동을 안내하는 힌지(51)를 매개로 케이스(21)에 고정된 하기 발광기(50)를 회동시키는 구동모듈(53)를 구비하면서, 직진성을 갖는 광을 조사하는 발광기(50) 및 GPS좌표를 수신하는 GPS수신모듈(64)과, 자체식별코드와 발광기(50)가 조사하는 광의 세팅정보와 GPS좌표를 각각 데이터 처리하는 데이터통신모듈(62)과, 발광기(50)의 광 조사를 제어하고 식별코드ㆍ세팅정보ㆍGPS좌표를 발신하는 발신모듈(63)과, 수광센서(41a)가 수신한 광 정보와 다른 현장 측정장치의 세팅정보의 일치 여부를 확인하고 광을 수신한 수광센서(41a)의 위치 각을 확인하며 다른 현장 측정장치의 GPS좌표를 수신해서 이웃하는 현장 측정장치의 위치를 연산해 도화정보를 완성하는 발신위치연산모듈(61)과, 상기 도화정보를 저장하는 데이터저장모듈(65)과, 작업자의 조작에 따라 발신위치연산모듈(61)ㆍ데이터통신모듈(62)ㆍ발신모듈(63)ㆍGPS수신모듈(64)을 제어하는 제어모듈(66)을 구비하고, 케이스(21)에 탑재되는 데이터수집부(60)로 이루어진 현장 측정장치, 및 2대의 현장 측정장치로부터 전송된 도화정보를 수신해 분류하는 데이터분류모듈(71); 항공촬영이미지를 기초로 도화정보에 따라 각 지점의 고도를 3차원으로 도화하는 도화모듈(72)과, 도화모듈(72)의 도화로 완성된 도화이미지에 GPS좌표를 합성해서 수치지도이미지를 완성하는 GPS합성모듈(73)과, 수치지도이미지를 저장하는 수치지도저장모듈(75) 및 GPS합성모듈(73)에서 완성된 수치지도이미지에 따라 수치지도저장모듈(75)을 갱신하는 갱신모듈(74)로 이루어진 통합처리기(70)와, 상기 제1아암(30) 또는 상기 제2아암(30') 중 적어도 어느 하나를 제어하여 상기 헤드부(40)의 수평을 자동으로 조절할 수 있도록 제어하는 수평조절부(100)를 포함하되, 상기 수평조절부(100)는 상기 케이스(21)에 설치되는 수평발광대(110) 및 상기 제1,2아암(30,30')을 제어하도록 상기 케이스(21)에 설치되는 수평제어부(120)로 이루어지며, 상기 수평발광대(110)는 양측이 개방된 원통 형상으로 상기 케이스(21) 외면에 고정설치되는 수평대(111), 상기 수평대(111) 양측에 각각 구비되며 상기 수평제어부(120)와 전기적으로 연결되는 램프(112), 상기 수평제어부(120)와 전기적으로 연결되도록 상기 수평대(111) 내면 상부에 길이방향으로 서로 이웃하게 한 쌍으로 구비되는 제1전극판(113), 상기 수평제어부(120)와 전기적으로 연결되도록 상기 제1전극판(113) 하부에 서로 대향되게 상기 수평대(111) 내면 하부에 길이방향으로 구비되는 제2전극판(114), 상기 수평대(111)의 기울어지는 방향에 따라 상기 수평대(111) 내부에 이동가능하게 삽입설치되며 이동시에 상부는 한 쌍의 제1전극판(113) 중 어느 하나와 면 접촉하거나 또는 서로 이웃하는 사이에 위치하도록 구비되고 하부는 상기 제2전극판(114)과 항시 접하도록 구비되어 상기 헤드부(40)가 지면과 수평을 이룰 시에는 한 쌍의 상기 램프(112)가 미 발광하도록 하고 상기 헤드부(40)가 지면과 비 수평을 이룰 시에는 한 쌍의 상기 램프(112) 중 어느 하나가 상기 수평제어부(120)에 의해 발광할 수 있도록 스위치 기능을 하는 무빙볼(115)을 포함하며, 상기 제1아암(30) 또는 상기 제2아암(30')은 각각 수직방향으로 길이를 갖도록 원통의 관 형상으로 이루어지며 상부는 상기 브래킷(34)과 회전가능하게 축 결합하는 몸체(301,301'), 상기 수평제어부(120)와 전기적으로 연결되어 로드가 상기 몸체(301,301') 내부에 수직방향으로 인장/수축할 수 있도록 구비되는 조절실린더(302,302'), 상부가 상기 조절실린더(302,302')의 로드의 이동방향에 따라 상기 몸체(301,301') 내/외부로 입/출입 가능하도록 설치되며 하부는 상기 지면에 지지되는 연장몸체(303,303'), 상부는 상기 연장몸체(303,303') 하부와 회전가능하게 축 결합하며 하부는 상기 지면에 지지되도록 구비되어 상기 연장몸체(303,303')의 기울기에 따라 회전하여 지면과의 마찰면적이 최대화할 수 있도록 구비되는 지지체(304,304')를 포함한다.

본 발명에 따르면, 종래와는 차별적으로 수평조절부(100)를 통해 지면에 설치되는 현장 측정장치의 수평 여부를 작업자가 확인하고, 비 수평을 이룰 시에 상기 수평조절부(100)가 자동으로 제1,2아암(30, 30')을 조절하여 수평을 이루도록 함으로써, 정밀한 수치지도의 제작이 가능한 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 정보 갱신시스템의 현장 측정장치를 분해 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 제1,2암의 동작 모습을 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 현장 측정장치의 구동상태를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 정보 갱신시스템의 모습을 도시한 블록도.
도 5는 본 발명에 따른 헤드부의 위치별 수신세기 모습을 보인 그래프.
도 6은 본 발명에 따른 정보 갱신시스템을 통해 지형의 모습을 연산하는 도면.
도 7은 본 발명에 따른 현장 측정장치의 조준모습을 개략적으로 도시한 평면도.
도 8은 본 발명에 따른 수평조절부를 나타낸 도면.
도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 제1,2아암의 작용관계.

이하 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다. 본 발명 설명에 앞서, 본 발명은 후술되는 선등록특허 제0937983호를 그대로 이용한다. 때문에, 이하 설명되는 장치 구성상 특징들은 모두 등록특허 제0937983호에 기재된 사항들이다.

다만, 본 발명은 상기 등록특허 제0937983호에 개시된 구성들 중 제1,2아암의 구조와, 상기 제1,2아암을 제어하는 수평조절부의 구성이 추가되는 것이 본 발명의 요지에 해당하는 것이다.

따라서, 이하 설명되는 장치 구성과 특징 및 작동관계는 상기 등록특허 제0937983호의 [0025] 내용을 그대로 인용하기로 하며, 후단부에서 본 발명의 주된 특징과 관련된 구성에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.

먼저, 도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명은 둘 이상의 현장 측정장치(M, M')와, 상기 현장 측정장치(M, M')로부터 수신된 데이터를 처리하는 통합처리기(70; 도 4 참조)를 포함한다.

여기서, 현장 측정장치(M, M')는 지면에 박혀 고정되는 포트(10)와, 포트(10)의 상단에 회동가능하게 고정되는 바디부(20)와, 바디부(20)의 일측면에 회동가능하게 고정되는 한 쌍의 제1,2암(30, 30')과, 바디부(20)에 안착 고정되는 헤드부(40)와, 레이저와 같이 직진성을 갖는 광을 발생 및 조사하는 발광기(50) 및 GPS좌표와 이웃하는 현장측정장치(M, M') 간의 거리 및 고도차를 확인해 처리하는 데이터수집부(60)를 포함한다.

포트(10)는 하나의 막대 형상을 이루고, 상단에는 바디부(20)의 고정을 위한 구형 홀(11)이 형성된다. 이때, 구형 홀(11)에는 케이스(21)의 저면에 인출 형성된 볼(22)이 피봇 구조와 같이 회전가능하게 맞물리므로, 케이스(21)는 포트(10)와 회동가능하게 된다. 결국, 도시한 바와 같이, 포트(10)는 바디부(20)를 회동가능하게 지지하면서 지형에 따라 입설 방향이 다양하게 조정될 수 있고, 바디부(20) 및 헤드부(40)는 포트(10)의 입설 방향에 상관없이 수평상태를 유지하도록 조정할 수 있다.

바디부(20)는 데이터수집부(60) 등을 탑재하면서 포트(10)에 고정되는 것으로, 중공을 갖는 케이스(21)와, 케이스(21)의 저면에 인출되는 볼(22)을 포함한다.

여기서, 상기 볼(22)은 포트(10)의 구형 홀(11)에 삽입돼 회전가능하게 고정되므로, 바디부(20)는 볼(22)의 회전범위 내에서 제한 없이 다양한 회동이 가능하게 된다. 물론, 구형 홀(11)의 내면과 볼(22) 사이에는 마찰률을 낮추기 위한 윤활유를 도포할 수 있다.

아울러, 상기 볼(22)은 수평방향으로의 회전이 가능하도록 되어서, 포트(10)를 중심으로 바디부(20)가 수평회전할 수 있도록 된다.

즉, 도 7(본 발명에 따른 현장 측정장치의 조준모습을 개략적으로 도시한 평면도)에 도시한 바와 같이, 구형 홀(11)에 삽입돼 맞물린 볼(22)에 모터의 일종인 회전구동모듈(24)이 수평 회전에 대한 동력을 가하면, 볼(22)은 회전구동모듈(24)로부터 회전력을 받아 회전하고, 이 회전력은 구형 홀(11)의 내면에 상대적으로 반발력을 가하면서 바디부(20)를 볼(22)의 회전방향에 역방향으로 회전시키는 것이다. 물론, 회전구동모듈(24)은 열감지모듈(52)의 추적신호에 따라 일시적으로 구동하면서 발광기(50)의 조사 광이 발열모듈(43)을 정확히 조준할 수 있도록 하므로, 바디부(20)가 구형 홀(11) 및 볼(22)을 중심으로 회전하는 것은 아니다.

참고로, 본 발명에 따른 발광기(50)는 힌지(51)를 매개로 상하로만 회동하도록 되고, 좌우회동은 전술한 회전구동모듈(24)을 통해 이루어지도록 한다. 이는 발광기(50)가 상하회동은 물론 좌우로 회동하면서 발열모듈(43)을 조준하게 되면, 다수 개의 현장 측정장치(M, M')를 일렬 배치할 경우 이웃하는 현장 측정장치를 조준하고 있는 발광기(50)의 회동 각도를 정확히 측정해야 해당 현장 측정장치(M, M')의 위치를 확인할 수 있기 때문이다.

따라서, 발광기(50)의 힌지(51)는 발광기(50)를 상하로만 회동시키고, 좌우회동은 회전구동모듈(24)에 의한 볼(22)의 회전으로 그 동력을 전달받는 것이 바람직하다.

제1,2암(30, 30')은 바디부(20)의 수평 상태를 유지하면서 포트(10)와는 독립된 위치상태를 유지하기 위한 것으로, 상단이 케이스(21)에 회전가능하게 고정되는 관 형상의 몸체(301,301')와, 후술하는 수평제어부(120)의 제어를 통해 인장/수축 가능하도록 몸체(301,301') 내부에 구비되는 조절실린더(302,302')와, 조절실린더(302,302')의 로드와 결합하도록 몸체(301,301')에 삽입되어 길이방향을 따라 이동가능하게 고정되는 연장몸체(303,303')와, 연장몸체(303,303') 하부에 회전가능하게 구비되는 지지체(304,304')를 포함한다.(도 2 참조)

몸체(301,301')는 원통형의 관 형상을 갖도록 형성되며, 상부는 케이스(21)와 회전가능하게 축 결합한다. 이때, 몸체(301,301')는 케이스(21)에 한 쌍이 서로 반대방향으로 회전하여 지지체(304,304')에 의해 지지되어 수평을 이를 수 있도록 한 쌍이 각각 축 결합하는 것이 바람직하다.

조절실린더(302,302')는 관 형상을 갖는 몸체(301,301') 내부에 하방으로 로드가 인장/수축 가능하도록 고정설치되며, 수평제어부(120)의 제어에 따라 연장몸체(303,303')의 이동길이를 제한한다. 이때, 조절실린더(302,302')에 의한 연장몸체(303,303')의 이동은 후술하는 수평대(111)에 구비된 램프(112)의 발광하는 위치에 해당하는 연장몸체(303,303')가 이동할 수 있도록 하며, 상기 조절실린더(302,302')에 의한 연장몸체(303,303')의 이동길이는 이동하는 연장몸체(303,303')에 의해 무빙볼(115)이 이동하여 램프(112)가 미 발광하는 즉, 수평이 이루어진 위치에서 멈출 수 있도록 수평제어부(120)에 의해 제어되는 것이 바람직하다.(도

연장몸체(303,303')는 기둥형상으로 이루어져 있으며, 상부는 조절실린더(302,302')의 로드와 고정결합하고, 하부는 지지체(304,304')가 회전가능하도록 몸체(301,301') 내부에 삽입설치되어 조절실린더(302,302')의 동작에 따라 몸체(301,301') 내/외부로 입/출입한다.

지지체(304,304')는 지면과의 마찰면적 또는 접촉면적을 넓게 형성할 수 있도록 전체적으로 판 형상을 갖게 형성되며, 연장몸체(303,303') 하부와 회전가능하게 축 결합하여 몸체(301,301')의 기울기에 따라 지지체(304,304') 하면이 지면과 안정적으로 면 접촉할 수 있게 한다.

수평조절부(100)는 제1,2아암(30, 30')가 지면에 설치시에 헤드부(40)가 지면과 수평을 이루고 있는지를 작업자가 육안으로 식별하며, 비 수평을 이룰 시에 자동으로 헤드부(40)가 수평을 이루도록 제1,2아암(30, 30')을 각각 제어하기 위한 구성으로 수평발광대(110) 및 수평제어부(120)는 포함한다.

여기서, 수평발광대(110)는 헤드부(40)의 수평 여부를 작업자에게 표시하고, 비 수평을 이룰 시에 수평제어부(120)에 그 신호를 전달하여 상기 수평제어부(120)가 동작할 수 있도록 하기 위한 구성으로 수평대(111), 램프(112), 제1전극판(113), 제2전극판(114) 및 무빙볼(115)을 포함한다.

수평대(111)는 수평방향으로 길이를 갖도록 양측이 개방된 원통 형상을 갖도록 형성되며, 외면이 케이스(21)에 고정설치된다. 이때, 본 발명의 상세한 설명에서는 수평대(111)가 케이스(21)에 고정설치되는 것으로 설명되어 있으나 이는 하나의 실시예이며, 필요에 따라 작업자가 육안으로 식별할 수 있는 곳이면 어느 부분이든 설치가능하다는 것에 유의한다.

램프(112)는 양측이 개방된 수평대(111) 양측에 각각 구비되며, 수평제어부(120)와 전기적으로 연결되어 무빙볼(115)이 이동한 방향으로 발광가능하도록 설치된다.

참고로, 램프(112)는 수평대(111)가 기울어지지 않은 경우에는 미 발광하여 작업자가 수평이 이루어졌음을 육안으로 식별하도록 하며, 상기 수평대(111)가 기울어진 경우에는 그 기울어진 방향에 위치하는 램프(112)가 발광할 수 있도록 하여 작업자가 육안으로 기울어진 방향을 확인할 수 있도록 한다.

제1전극판(113)은 수평제어부(120)와 전기적으로 연결될 수 있도록 수평대(111) 상부에 소정거리 이웃하게 한 쌍으로 설치된다. 이때, 한 쌍으로 구비되는 제1전극판(113)의 이웃거리는 무빙볼(115)이 수평대(111) 내부 중앙에 위치시에 상기 무빙볼(115) 상부가 한 쌍의 제1전극판(113) 중 어느 것과 접하지 않을 정도의 거리를 갖도록 이웃하여 수평대(111)가 수평을 이룰 시에 무빙볼(115)에 의해 수평제어부(120)로 전기적인 신호가 인가되지 않도록 하는 것이 바람직하다.

제2전극판(114)은 수평제어부(120)와 전기적으로 연결되도록 제1전극판(113)과 대향되게 수평대(111) 내면 하부에 길이방향으로 설치된다. 이때, 제2전극판(114)은 수평대(111) 내부에 구비된 무빙볼(115) 하부와 항시 접하도록 설치되는 것이 바람직하다.

무빙볼(115)은 수평대(111)의 기울어진 방향에 따라 원통형의 상기 수평대(111) 내부에서 이동가능하도록 전체적으로 구 형상을 갖게 형성된다. 이때, 무빙볼(115)은 수평대(111)가 수평을 이룰 시에는 하부가 제2전극판(114)과 접하되 제1전극판(113)과는 접하지 않도록 하여 수평제어부(120)에 전기적인 신호가 인가되지 않도록 설치되며, 상기 수평대(111)가 기울어진 경우에는 그 기울어진 방향으로 이동하되 상부가 제1전극판(113)과 접하도록 하여 기울어진 방향의 램프(112)가 발광하도록 수평제어부(120)에 전기적인 신호를 인가할 수 있게 설치되는 것이 바람직하다.

또한 수평제어부(120)는 수평발광대(110) 및 조절실린더(302,302')와 전기적으로 연결되도록 케이스(21) 외면에 고정설치된다.

헤드부(40)는 반구의 돔 형상을 이루는 수광센서부(41)와, 수광센서부(41)의 외면을 덮어 보호하면서 상측에 위치한 현장 측정장치(M)로부터 조사되는 광을 필터링하는 투명재질의 필터형 보호캡(42)을 포함한다.

수광센서부(41)의 표면에는 정렬하게 배치된 다수 개의 수광센서(41a; 도 4 참조)가 실장되면서, 조사 광의 발원인 상측에 위치한 현장 측정장치(M)의 위치를 정확히 추적할 수 있다. 이에 대한 보다 상세한 설명은 아래에서 하도록 한다.

발광기(50)는 레이저와 같이 직진성을 갖는 광을 조사하는 기기로, 힌지(51)를 매개로 케이스(21)에 회동가능하게 고정된다. 따라서, 상측에 위치한 현장 측정장치(M)는 하측에 위치한 현장 측정장치(M')를 조준해 광을 정확히 조사할 수 있다. 이 또한 아래에서 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 정보 갱신시스템의 모습을 도시한 블록도이고, 도 5는 본 발명에 따른 헤드부의 위치별수신세기 모습을 보인 그래프이고, 도 6은 본 발명에 따른 정보 갱신시스템을 통해 지형의 모습을 연산하는 도면인 바, 이를 참조해 설명한다.

헤드부(40)는 반구 형상인 수광센서부(41)의 구 중심에 위치하는 발열모듈(43)을 더 포함하고, 이에 상응해서 발광기(50)는 발열모듈(43)의 발열을 감지하는 열감지모듈(52)과, 열감지모듈(52)의 열감지 방향으로 발광기(50)의 조준방향을 조정하는 구동모듈(53)을 더 포함할 수 있다.

두 개의 현장 측정장치(M, M')는 서로 원격지에 배치되므로, 상측에 위치한 현장 측정장치(M)가 하측에 위치한 현장 측정장치(M')에 광을 정확히 조사하도록 수작업으로 발광기(50)의 조사방향을 맞추는 것은 쉽지 않다. 따라서, 현장 측정장치(M, M')가 다른 현장 측정장치(M, M')로 광을 정확히 조준할 수 있는 구성이 요구된다.

이를 위한 발열모듈(43)은 반구 형상의 구 중심에 위치하고, 일정온도 이상 또는 일정 주파수대의 신호를 방출시키는 구성이다.

열감지모듈(52)은 해당 온도 또는 주파수의 신호를 감지하고, 발광기(50)가 상기 발열모듈(43)을 정확히 조준할 수 있도록 구동모듈(53)을 동작시키는 구성이다.

구동모듈(53)은 힌지(51)를 매개로 케이스(21)에 고정된 발광기(50)의 고정축에 회전력을 가해서 열감지모듈(52)이 감지하는 방향으로 발광기(50)의 조사위치를 조정하는 것으로, 힌지(51) 및 구동모듈(53)의 연동구조는 다양한 공지,공용의 종래 기술이 적용될 수 있으므로, 여기서는 그 설명을 생략한다.

데이터수집부(60)는 수광센서(41a)의 수광 정보를 확인해서 광원의 위치를 추적 연산하는 발신위치연산모듈(61)과, 현장 측정장치(M, M')를 구분할 수 있는 식별코드 및 광의 세팅정보 통신을 위해 데이터 처리하는 데이터통신모듈(62)과, 데이터통신모듈(62)의 신호를 받아 식별코드 및 광의 세팅정보를 발신하고 발광기(50)의 광 조사를 제어하는 발신모듈(63)과, 현장 측정장치(M, M')의 GPS좌표를 수신하는 GPS수신모듈(64)과, 작업자의 조작에 따라 발신위치연산모듈(61)ㆍ데이터통신모듈(62)ㆍ발신모듈(63)ㆍGPS수신모듈(64)의 동작을 제어하는 제어모듈(66)과, 수집 및 확인된 데이터를 저장하는 데이터저장모듈(65)을 포함한다.

통합처리기(70)는 현장 측정장치(M, M')로부터 전송된 데이터를 확인해 위치별로 [0055] 합성 및 처리하는 데이터분류모듈(71)과, 합성 및 처리된 데이터를 토대로 도화를 진행하는 도화모듈(72)과, 도화모듈(72)이 도화한 해당 지점의 GPS정보를 도화이미지에 합성 적용하는 GPS합성모듈(73)과, 수치지도이미지를 저장하는 수치지도저장모듈(75)과, 도화 및 GPS합성된 해당 지점의 수치지도이미지를 갱신하는 갱신모듈(74)을 포함한다.

이상 설명한 본 발명에 따른 정보 갱신시스템의 구성을 기본으로 해서, 그 동작에 대한 설명을 순차 설명한다.

먼저, 지형의 변화가 발생한 경사지점의 위치정보를 측정하기 위해, 둘 이상의 현장 측정장치(M, M')를 준비하고, 상기 경사지점의 상측 및 하측에 각각 입설한다.

현장 측정장치(M, M')의 입설은 전술한 바와 같이 포트(10)를 지면에 강제로 박아 넣고, 헤드부(40) 및 발광기(50)가 고정된 바디부(20)를 포트(10)의 상단에 끼워 고정하는 것이다. 물론, 포트(10)의 상단에는 구형 홀(11)이 구비되고, 바디부(20)의 저면에는 볼(22)이 돌출 형성되므로, 구형홀(11)과 볼(22)을 매개로, 포트(10)와 바디부(20)는 피봇 구조로서 상호 회동가능하게 고정된다.

계속해서, 바디부(20) 및 헤드부(40)의 수평상태를 맞추기 위해 제1,2암(30, 30')을 서로 벌리거나 조절실린더(302,302')로 연장몸체(303,303')의 이동길이를 조절한다.

다음, 현장 측정장치(M, M')의 입설이 완료되면, 상,하측에 각각 위치한 현장 측정장치(M, M')를 ON한다. 이때, 발광기(50) 및 데이터수집부(60)는 물론 발열모듈(43) 또한 동작을 시작한다.

상측에 위치한 현장 측정장치(M)의 열감지모듈(52)은 하측에 위치한 현장 측정장치(M')의 발열모듈(43) 위치를 확인하고, 구동모듈(53)을 조작해서 발광기(50)가 하측에 위치한 현장 측정장치(M')의 헤드부(40)를 향해 광을 정확히 조사하도록 한다.

여기서, 열감지모듈(52)의 제어를 받는 구동모듈(53)은 발광기(50)의 상하회동을 안내하는 힌지(51)에 동력을 가해 발광기(50)가 하측에 위치한 현장 측정장치(M')의 발열모듈(43)을 조준토록 하고, 아울러 회전구동모듈(24)은 바디부(20)의 수평회전을 안내하는 볼(22)에 동력을 가해 발광기(50)의 수평 조준을 조정한다.

이어, 상,하측에 각각 위치한 현장 측정장치(M, M')의 데이터통신모듈(62)은 발신모듈(63)을 통해 자신의 식별코드를 광의 조사와 더불어 현장 측정장치(M, M')로 발신한다. 이는 광의 발,수신을 진행하는 현장 측정장치(M,M')의 상호 간 식별을 위한 것이다.

아울러, 식별코드에는 해당하는 현장 측정장치(M)의 GPS정보와 현재 발광기(50)로부터 조사되는 광에 대한 파장 및 광도 등에 대한 세팅정보가 포함되어서, 광을 수신하는 현장 측정장치(M')의 발신위치연산모듈(61)은 수광센서(41a)가 감지한 광의 정보가 세팅정보와 일치하지 않으면, 이를 무시해 혼선의 가능성을 최소화한다.

이후, 전술한 바와 같이, 수광센서부(41)는 다수 개의 수광센서(41a)가 정렬되어서, 다른 현장 측정장치(M)로부터 조사되는 광을 수광센서(41a)의 일부만이 수광하도록 한다.

또한, 수광센서부(41)는 반구 형상을 이루고, 그 표면을 따라 다수 개의 수광센서(41a)가 실장되므로, 상측에서 조사되는 광의 수광정도는 도 5에 도시한 바와 같이 그 위치에 따라 수광차가 분명해진다. 게다가, 수광센서부(41)를 감싸는 반구 형상의 필터형 보호캡(42)은 연직방향으로 입사되는 광 이외에 측방으로 들어오는 광을 굴절 및 반사시켜 광도를 낮추므로, 연직방향으로 수광한 수광센서(41a) 이외의 주변 수광센서는 광에 대한 감지율이 현저히 떨어진다. 결국, 연직방향으로 입사된 광을 수광한 수광센서(41a)는 이웃하는 다른 수광센서에 비해 상대적으로 높은 광도를 수광하므로, 상기 광을 조사한 현장 측정장치(M)의 위치를 정확히 추적할 수 있다.

그리고, 수광센서부(41)의 수광센서(41a)는 각각의 배치위치가 지정돼 정확히 구분되므로, 발신위치연산모듈(61)은 수광센서(41a)의 수광신호를 받으면 수광한 광의 광도를 데이터통신모듈(62)에서 수신한 현장 측정장치(M)의 식별코드 및 세팅정보와 비교해 처리 여부를 결정하고, 처리가 결정되면 해당 수광센서(41a)의 위치정보를 확인해서 상기 현장 측정장치(M)의 위치를 추적한다.

즉, 도 6에 도시한 바와 같이, 수평경로와 광 경로의 끼인 각인 'θ'는, 수광센서부(41)에 위치한 수광센서(41a)의 위치 각과 일치하므로, 발신위치연산모듈(61)은 해당 수광센서(41a)의 위치정보를 통해 현장 측정장치(M, M') 간의 경사도를 확인할 수 있는 것이다. 또한, 발신위치연산모듈(61)은 상측에 위치한 현장 측정장치(M)의 GPS좌표(x, y)를 식별코드와 더불어 수신하므로, 하측에 위치한 현장 측정장치(M')의 GPS좌표(x', y')와 비교해서 현장 측정장치(M, M') 간의 수평거리(D1)를 확인하고, 상기 끼인 각 'θ'를 이용해 고도차(H)와 현장측정장치(M, M') 간 거리(D2)를 연산할 수 있다.

마지막으로, 현장 측정장치(M, M') 각각의 위치가 확인되면, 이 도화정보는 데이터저장모듈([0071] 65)에 저장되고, 아울러 통합처리기(70)로 전송될 수 있다.

통합처리기(70)의 데이터분류모듈(71)은 하나 이상의 현장 측정장치(M, M')로부터 전송된 도화정보를 수신해서 서로 인접한 GPS좌표 내의 정보로 분류한다.

도화모듈(72)은 다양한 방향으로 촬영 및 합성된 2차원의 항공촬영이미지를 기초로 해서 상기 도화정보를 적용하고, 이를 통해 각 지점에 대한 높이를 확인해서 3차원 지형으로 도화하며, GPS합성모듈(73)은 이렇게 완성된 도화이미지에 GPS좌표를 재설정해서 3차원의 수치지도이미지를 완성한다.

갱신모듈(74)은 수치지도저장모듈(75)에 기저장된 해당 지점에 대한 수치지도이미지를 새롭게 완성한 상기 수치지도이미지로 대체해서 지형변화에 따른 정보 갱신을 진행한다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명은 종래와는 차별적으로 수평조절부(100)를 통해 지면에 설치되는 현장 측정장치의 수평 여부를 작업자가 확인하고, 비 수평을 이룰 시에 상기 수평조절부(100)가 자동으로 제1,2아암(30, 30')을 조절하여 수평을 이루도록 함으로써, 정밀한 수치지도의 제작이 가능한 효과를 갖는다.

이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다.

따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

100: 수평조절부 110: 수평발광대
111: 수평대 112: 램프
113: 제1전극판 114: 제2전극판
115: 무빙볼 120: 수평제어부
301,301': 몸체 302,302': 조절실린더
303,303': 연장몸체 304,304': 지지체

Claims (1)

1. 상단에 구형 홀(11)이 형성된 막대 형상의 포트(10); 중공을 갖는 케이스(21)와, 케이스(21)의 저면에 돌출되어 서 구형 홀(11)에 회동가능하게 고정되는 볼(22)과, 구형 홀(11)에서 볼(22)을 수평회전시키는 회전구동모듈(24)을 구비한 바디부(20); 케이스(21)의 일 측면에 고정되는 브래킷(34)과, 상기 브래킷(34)에 한 쌍이 각각 서로 반대되는 방향으로 회전가능하게 구비되는 제1,2암(30, 30'); 반구형상을 이루며 표면에는 다수 개의 수광센서(41a)가 정렬 배치되고 케이스(21) 상에 안착되는 수광센서부(41)와, 수광센서부(41)의 상면을 감싸는 투명재질의 필터형 보호캡(42)과, 수광센서부(41)의 구중심에서 발열 또는 일정주파수의 신호를 발생시키는 발열모듈(43)을 구비한 헤드부(40); 발열모듈(43)의 발열 또는 신호를 감지해서 하기 발광기(50)가 발열모듈(43)을 조준하도록 볼(22)을 수평회전시키는 회전구동모듈(24)의 구동을 제어해 케이스(21)를 회전시키는 열감지모듈(52)과, 열감지모듈(52)이 감지한 발열모듈(43)을 향해 조준하도록 상하회동을 안내하는 힌지(51)를 매개로 케이스(21)에 고정된 하기 발광기(50)를 회동시키는 구동모듈(53)를 구비하면서, 직진성을 갖는 광을 조사하는 발광기(50); 및 GPS좌표를 수신하는 GPS수신모듈(64)과, 자체식별코드와 발광기(50)가 조사하는 광의 세팅정보와 GPS좌표를 각각 데이터 처리하는 데이터통신모듈(62)과, 발광기(50)의 광 조사를 제어하고 식별코드ㆍ세팅정보ㆍGPS좌표를 발신하는 발신모듈(63)과, 수광센서(41a)가 수신한 광 정보와 다른 현장 측정장치의 세팅정보의 일치 여부를 확인하고 광을 수신한 수광센서(41a)의 위치 각을 확인하며 다른 현장 측정장치의 GPS좌표를 수신해서 이웃하는 현장 측정장치의 위치를 연산해 도화정보를 완성하는 발신위치연산모듈(61)과, 상기 도화정보를 저장하는 데이터저장모듈(65)과, 작업자의 조작에 따라 발신위치연산모듈(61)ㆍ데이터통신모듈(62)ㆍ발신모듈(63)ㆍGPS수신모듈(64)을 제어하는 제어모듈(66)을 구비하고, 케이스(21)에 탑재되는 데이터수집부(60)로 이루어진 현장 측정장치 및 2대의 현장 측정장치로부터 전송된 도화정보를 수신해 분류하는 데이터분류모듈(71); 항공촬영이미지를 기초로 도화정보에 따라 각 지점의 고도를 3차원으로 도화하는 도화모듈(72); 도화모듈(72)의 도화로 완성된 도화이미지에 GPS좌표를 합성해서 수치지도이미지를 완성하는 GPS합성모듈(73)과, 수치지도이미지를 저장하는 수치지도저장모듈(75) 및 GPS합성모듈(73)에서 완성된 수치지도이미지에 따라 수치지도저장모듈(75)을 갱신하는 갱신모듈(74)로 이루어진 통합처리기(70); 상기 제1아암(30) 또는 상기 제2아암(30') 중 적어도 어느 하나를 제어하여 상기 헤드부(40)의 수평을 자동으로 조절할 수 있도록 제어하는 수평조절부(100)를 포함하되,
   상기 수평조절부(100)는 상기 케이스(21)에 설치되는 수평발광대(110) 및 상기 제1,2아암(30,30')을 제어하도록 상기 케이스(21)에 설치되는 수평제어부(120)로 이루어지며, 상기 수평발광대(110)는 양측이 개방된 원통 형상으로 상기 케이스(21) 외면에 고정설치되는 수평대(111), 상기 수평대(111) 양측에 각각 구비되며 상기 수평제어부(120)와 전기적으로 연결되는 램프(112), 상기 수평제어부(120)와 전기적으로 연결되도록 상기 수평대(111) 내면 상부에 길이방향으로 서로 이웃하게 한 쌍으로 구비되는 제1전극판(113), 상기 수평제어부(120)와 전기적으로 연결되도록 상기 제1전극판(113) 하부에 서로 대향되게 상기 수평대(111) 내면 하부에 길이방향으로 구비되는 제2전극판(114), 상기 수평대(111)의 기울어지는 방향에 따라 상기 수평대(111) 내부에 이동가능하게 삽입설치되며 이동시에 상부는 한 쌍의 제1전극판(113) 중 어느 하나와 면 접촉하거나 또는 서로 이웃하는 사이에 위치하도록 구비되고 하부는 상기 제2전극판(114)과 항시 접하도록 구비되어 상기 헤드부(40)가 지면과 수평을 이룰 시에는 한 쌍의 상기 램프(112)가 미 발광하도록 하고 상기 헤드부(40)가 지면과 비 수평을 이룰 시에는 한 쌍의 상기 램프(112) 중 어느 하나가 상기 수평제어부(120)에 의해 발광할 수 있도록 스위치 기능을 하는 무빙볼(115)을 포함하며,
   상기 제1아암(30) 또는 상기 제2아암(30')은 각각 수직방향으로 길이를 갖도록 원통의 관 형상으로 이루어지며 상부는 상기 브래킷(34)과 회전가능하게 축 결합하는 몸체(301,301'), 상기 수평제어부(120)와 전기적으로 연결되어 로드가 상기 몸체(301,301') 내부에 수직방향으로 인장/수축할 수 있도록 구비되는 조절실린더(302,302'), 상부가 상기 조절실린더(302,302')의 로드의 이동방향에 따라 상기 몸체(301,301') 내/외부로 입/출입 가능하도록 설치되며 하부는 상기 지면에 지지되는 연장몸체(303,303'), 상부는 상기 연장몸체(303,303') 하부와 회전가능하게 축 결합하며 하부는 상기 지면에 지지되도록 구비되어 상기 연장몸체(303,303')의 기울기에 따라 회전하여 지면과의 마찰면적이 최대화할 수 있도록 구비되는 지지체(304,304')를 포함하는 것을 특징으로 하는 기준점좌표를 기준으로 다수 이미지를 결합한 수치지도 제작시스템.
   

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