KR101583309B1 - 지피에스(gps) 정보를 포함하는 지형정보 영상이미지의 영상처리 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지피에스(GPS) 정보를 포함하는 지형정보 영상이미지의 영상처리 시스템에 관한 것으로, 특히 비행체의 안전운항을 유도하고, 비행체의 하강 고도 이하에서는 카메라의 고정도 촬영이 가능하도록 카메라를 승하강시킬 수 있도록 하여 보다 정확한 촬상정보를 획득하여 이를 비교 분석 정보로 활용할 수 있도록 한 지피에스(GPS) 정보를 포함하는 지형정보 영상이미지의 영상처리 시스템에 관한 것이다.

Description

지피에스(GPS) 정보를 포함하는 지형정보 영상이미지의 영상처리 시스템{The system automatically analyze the schema comparison of similar operational database}

본 발명은 영상처리 기술 분야 중 지피에스(GPS) 정보를 포함하는 지형정보 영상이미지의 영상처리 시스템에 관한 것으로, 특히 산악 지역의 지형 측량시 무인촬영 데이터와 산악 지형 좌표 및 고도 정보를 비교 및 분석하여 신속하고 정확한 지형정보 업데이트가 가능하도록 개선된 지피에스(GPS) 정보를 포함하는 지형정보 영상이미지의 영상처리 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 지아이에스(GIS)는 일반 지도와 같은 지형정보와 함께 지하시설물 등 관련 정보를 인공위성으로 수집, 컴퓨터로 작성해 검색, 분석할 수 있도록 한 복합적인 지리정보시스템으로 크게 토지정보시스템과, 도시정보시스템으로 나뉘어지며, 이들은 국토계획 및 도시계획, 수자원관리, 통신, 교통망 가설, 토지관리, 지하매설물 설치 등의 분야에서 필요성이 강조되고 있으며, 이러한 GIS가 운용되는 분야는 구체적으로 기상항공정보분석, 상,하수도망, 통신망, 전력망, 도시가스망, 도로 등 지상, 지하 시설물 설치 및 관리, 공장부지, 농작물 재배지역, 산업단지선정 등 다양하게 적용되고 있는 실정이다.

이중, 토지정보시스템은, 토지 관련 정보를 지적도 중심으로 데이터베이스화하여 제공하는 시스템으로, 이 시스템은 도면 중심으로 구축하여 토지 대장, 지적도, 토지 이용 계획 등의 각종 민원 업무 제공과 정책 결정정보 관리 등에 활용된다.

이와 같이 토지정보시스템에 적용되는 수치지도는 도화작업에 의해 구축되는 것으로, 도화란, 지리정보를 근거로 2차원 또는 3차원 이미지의 지도를 도시하는 작업을 지칭하는 것으로, 디지털 출력기술의 개발과 더불어 근래에는 디지털 이미지 또는 3차원 그래픽 이미지로 도시할 수 있게 되면서 실사와 같다는 의미로 영상도화라고도 한다.

상기와 같은 영상도화는 실사와 같은 이미지를 부여하기 위해 보다 정확한 측정 데이터를 기초로 하여 영상처리작업이 수행되어야 하는 것이며, 더불어, 영상도화를 위한 영상처리작업을 개선하기 위해서는 작업에 적용되는 자료의 정밀도 및 다양성이 필수적이다.

이에, 일반적인 영상도화를 위한 영상처리작업을 위한 시스템은, 항공촬영이미지를 기반으로 작업이 진행되는데, 한 번의 촬영으로 지도제작 지점 전체를 촬영할 수는 없으므로, 항공촬영시 여러 컷의 이미지를 촬영하고, 이렇게 촬영된 다수의 촬영이미지를 연결해서 작업을 진행한다.

그러나, 상기와 같은 방법은, 여러 번에 걸쳐 다수의 촬영이미지를 확보한 후 정보를 기반으로 서로 비교 분석 후 합성하는 과정에서 촬영각도와 항공기의 고도변화에 따른 해상도에 차이가 발생한다. 결국, 종래 시스템은 촬영각이 다른 촬영이미지와 해상도가 다른 촬영이미지들을 서로 합성하면서, 이미지 전체가 통일되지도 않고 균일하지도 못한 정보를 근거로 영상도화 작업을 진행해야 하는 문제가 있으며, 이러한 작업에 의해 완성된 지도는 정밀성이 저하될 수 밖에 없고, 이렇게 완성된 지도를 토지정보에 적용시 상당한 오차가 발생하는 매우 심각한 문제점이 있었다.

특히, 고도의 변화가 심한 산학지형의 경우 그 정확도의 차이가 크게 발생하여 재차 인력을 동원하여 측정하여야 하는 번거로움과, 이로 인한 다수의 위험요소가 내재되어 있다.

이러한 문제를 일부 개선하기 위한 종래기술로 대한민국 특허 등록번호 제10-1160133호(2012.06.20), "지아이에스 기반 신규 데이터 업데이트를 이용한 영상처리시스템"이 개시되어 있다.

그런데, 등록특허의 경우에는 비행체가 싱글 프로펠러 타입으로서 비행시 고도 자세유지상 안정성이 떨어져 촬영 영상의 정확도가 저하되는 단점이 있다.

뿐만 아니라, 무선비행체의 특성상 크기가 작기 때문에 최대한 저고도 비행이 가능하기는 하지만, 간섭체 등 특정 고도 이하로 비행하기 어려운 지형에서는 카메라 촬상이미지가 흐리거나 근접 촬영이 불가하여 스키마 분석 대상 데이터의 정확한 획득이 어렵다는 한계도 있다.

대한민국 특허 등록번호 제10-1160133호(2012.06.20), "지아이에스 기반 신규 데이터 업데이트를 이용한 영상처리시스템"

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 인력의 투입이 어려운 산악 지역을 정밀 측정함에 있어, 지피에스를 이용한 기준점과 보조점을 이루는 위치 설정부와, 산악 지역에 진입 가능하고 지면으로부터의 거리 측정 및 영상촬영이 가능한 비행체로 된 무선측정부를 이용함으로써, 위치 설정부에 의해 무선측정부의 이동에 따른 위치 확인과, 측정하고자 하는 지형의 영상 촬영은 물론, 고도를 측정하여 신규 데이터를 얻으며, 이를 기반으로 기존 정보와 비교 분석하여 데이터의 합성 및 영상도화 작업을 수행하고, 이를 통해 정밀 지도를 업데이트할 수 있도록 한 지피에스(GPS) 정보를 포함하는 지형정보 영상이미지의 영상처리 시스템을 제공함에 그 주된 목적이 있다.

특히, 비행체의 안전운항을 유도하고, 비행체의 하강 고도 이하에서는 카메라의 고정도 촬영이 가능하도록 카메라를 승하강시킬 수 있도록 하여 보다 정확한 촬상정보를 획득하여 이를 비교 분석 대상 정보로 활용할 수 있도록 한 것에 그 다른 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 측정하고자 하는 지형과 근접하게 설치되며, 삼각대(111)에 의해 지지판(112)이 형성되고, 상기 지지판(112)의 상부에는 회동축(113)을 중심으로 수직 회절되는 추적기(114) 및 각도기(115)가 형성되며, 상기 추적기(114)의 전방에는 적외선 발신기(116)가 형성되고 상부에는 지피에스(G)와 망원경(117)이 형성되며 측면에는 각도기(115)의 기준점을 표시하는 표시선(118)이 형성된 기준점 설정기(110)와, 삼각대(121)에 의해 지지판(122)이 형성되고 상기 지지판(122)의 상부에는 지피에스(G)가 형성된 보조점 설정기(120)로 된 기준점 및 보조점을 설정하는 위치 설정부(100); 측정하고자 하는 지형의 상공을 비행하며, 지형을 촬영 및 지형의 지면과의 거리를 측정하여 그 촬영물 및 측정값을 인공위성(10)에 송출하는 무선 측정부(200); 및 인공위성(10)을 통해 측정된 데이터를 전송받아 수집 및 수작업에 의한 측정값을 입력하는 데이터 수집모듈(310)과, 상기 수집된 데이터를 계산하여 새로운 데이터를 얻어내는 데이터 편집모듈(320)과, 상기 계산된 새로운 데이터를 이용하여 지도상의 이미지를 생성하는 데이터 변환모듈(330)과, 상기 이미지를 기존 지도상의 이미지와 중첩시켜 통합된 하나의 이미지를 제작하는 합성모듈(340)과, 상기 통합 이미지를 기반으로 기존 이미지를 수정 및 보완하여 업데이트 된 도화이미지를 제작하는 도화모듈(350)과, 업데이트된 도화이미지를 저장하는 저장모듈(360)을 포함한 중앙처리부(300)로 구성되며;

상기 무선 측정부(200)는 상공을 비행하는 무선 작동하는 비행체(210)를 포함하되, 상기 비행체(210)의 동체 양측면에는 비행체힌지브라켓(420)이 돌출되고, 상기 비행체힌지브라켓(420)에는 플랩힌지브라켓(410)이 엇갈려 맞물리며, 상기 플랩힌지브라켓(410)과 비행체힌지브라켓(420)을 상하방향으로 관통하여 힌지핀(430)이 끼워져 상기 플랩힌지브라켓(410)이 동체에 대해 회전가능하게 구성되고, 상기 플랩힌지브라켓(410)은 회전저항플랩(400)의 일단에 일체로 고정되며, 상기 회전저항플랩(400)은 일측단면은 상하방향으로 수직면이고 타측단면은 볼록한 곡선을 그리는 유선형으로 형성되며, 상기 비행체(210)의 동체에는 플랩개폐실린더(440)의 후단이 유동가능하게 링크되고, 상기 플랩개폐실린더(440)의 선단에는 개폐로드(450)가 연결되며, 개폐로드(450)의 단부는 상기 회전저항플랩(400)의 일측면인 수직면중 일부에 유동가능하게 링크되고, 상기 비행체(211)의 하면에는 설치샤프트(211)가 고정되며, 상기 설치샤프트(211)의 하단에는 일정깊이 나사구멍(510)이 요입형성되고, 상기 나사구멍(510)에는 볼죠인트부재(500)의 상단인 체결단부(520)가 나사체결되며, 상기 볼죠인트부재(500)는 종방향으로 이분할된 형태이고, 상기 체결단부(520)는 반원형 단면을 가지며, 상기 볼죠인트부재(500)에는 죠인트볼(550)이 볼죠인트되고, 상기 죠인트볼(550)은 지지로드(540)에 의해 고정되며, 상기 지지로드(540)의 하단은 연장원통(530)의 상면 중앙에 수직하게 고정되고, 상기 연장원통(530)은 마감캡(227)의 상단에 나사체결되며, 상기 마감캡(227)은 측정기 몸체(221)의 상단에 나사고정되고, 상기 마감캡(227)의 상면에는 제어부(225)에 수집된 데이터를 인공위성(10)으로 송출하는 송출기(226)와 위치를 송출하는 지피에스(G)가 설치되며, 상기 측정기 몸체(221)에는 전원을 공급하는 배터리(223)가 내장되고, 상기 배터리(223)의 상부에는 측정된 데이터를 수집하는 제어부(225)가 탑재되며, 상기 측정기 몸체(221)의 하부에는 카메라(222)와 거리측정기(223)가 설치된 것을 특징으로 하는 지피에스(GPS) 정보를 포함하는 지형정보 영상이미지의 영상처리 시스템을 제공한다.

본 발명에 따르면, 산악 지역의 지형 측량시 무인촬영 데이터와 산악 지형 좌표 및 고도 정보를 비교 및 분석하여 신속하고 정확한 지형정보 업데이트가 가능하도록 하는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 시스템의 위치 설정부 측면도.
도 3은 본 발명에 따른 시스템의 무선측정부 사시도.
도 4는 도 3의 측정부 분해 사시도.
도 5는 도 3의 측정부 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 시스템의 평면상 거리 측정상태를 나타낸 평면도.
도 7은 본 발명에 따른 시스템의 측면상 고도 측정상태를 나타낸 측면도.
도 8은 본 발명에 따른 시스템의 비행체 변형예를 보인 예시도.
도 9는 본 발명에 따른 시스템의 설치샤프트 변형예를 보인 예시도.
도 10은 본 발명에 따른 시스템의 측정기 변형예를 보인 예시도.

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 발명에 따른 시스템은 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 측정하고자 하는 지형의 기준점을 설정하는 위치 설정부(100)와, 측정하고자 하는 지형을 측정하는 무선 측정부(200)와, 측정된 데이터를 처리하기 위한 중앙처리부(300)로 구성된다.

여기서, 상기 위치 설정부(100)는 지피에스(GPS) 기능이 수행되도록 구성되는데, 도 2의 도시와 같이 측정하고자 하는 지형과 근접하게 설치되는 것으로, 측정하고 하는 지형의 기준이 되는 기준점을 설정하는 기준점 설정기(110)와, 보조 위치를 설정하는 보조점 설정기(120)로 구성된다.

이때, 기준점 설정기(110)는 삼각대(111)에 의해 상부에 지지판(112)이 형성되고, 상기 지지판(112)의 상부에는 회절 각도 조절이 가능하게 회동축(113)으로 연결되는 추적기(114)와, 지지판(112)에 고정되는 각도기(115)가 형성된 것으로, 상기 추적기(114)는, 전방에 어느 한 지점을 향해 적외선을 발신하는 통상의 적외선 발신기(116)가 형성되고, 상부에는 인공위성(10)으로 위치정보를 송출하는 지피에스(G)와 상기 적외선 발신기(116)에 의해 어느 한 지점에 정상적으로 발신되었는지를 확인하는 망원경(117)이 형성되며, 측면에는 상기 각도기(115)의 기준점을 표시하는 표시선(118)이 형성된다.

그리고, 상기 각도기(115)는 상기 지지판(112)의 상부에서 추적기(114)의 측면에 위치되게 형성되며, 상기 추적기(114)가 수평을 이룰 시 상기 표시선(118)에 의해 각도의 영점이 지정되게 구성된다.

또한, 보조점 설정기(120)는 삼각대(121)에 의해 상부에 지지판(122)이 형성되고, 상기 지지판(122)의 상부에는 인공위성(10)으로 위치정보를 송출하는 지피에스(G)가 형성된다.

상기 무선 측정부(200)는 측정하고자 하는 지형의 상공을 비행하며 그 지형을 촬영 및 지형의 지면과의 거리를 측정하여 그 촬영물 및 측정값을 인공위성(10)으로 송출하기 위한 것이다.

이 경우, 상기 무선 측정부(200)도 지피에스(GPS) 기능이 수행되도록 구성된다.

특히, 상기 무선 측정부(200)는, 도 3 내지 도 5의 도시와 같이 상공을 비행 가능한 무선 작동하는 통상의 무선 헬리콥터로 된 비행체(210)를 이용함이 바람직하다.

본 발명에서는 상기 비행체(210)가 소형의 무선통신 가능한 무인 헬리콥터임을 감안하여 저고도 비행시 안정성을 높이기 위해 도 8과 같이 회전저항플랩(400)을 더 구비할 수 있다.

상기 회전저항플랩(400)은 일측단면은 상하방향으로 수직면이고, 타측단면은 볼록한 곡선을 그리는 유선형으로 형성되며, 길이방향 일단에는 플랩힌지브라켓(410)이 다수 돌출된 형태로 이루어진다.

그리고, 상기 플랩힌지브라켓(410)과 대응되게 상기 비행체(210)의 동체 양측면에는 비행체힌지브라켓(420)이 돌출된다.

아울러, 상기 플랩힌지브라켓(410)과 비행체힌지브라켓(420)이 서로 엇갈려 맞물린 상태에서 상하방향으로 관통하여 힌지핀(430)이 끼워져 상기 플랩힌지브라켓(410)이 동체에 대해 회전가능하게 구성된다.

뿐만 아니라, 상기 비행체(210)의 동체에는 플랩개폐실린더(440)의 후단이 유동가능하게 링크되고, 상기 플랩개폐실린더(440)의 선단에는 개폐로드(450)가 연결되며, 개폐로드(450)의 단부는 상기 회전저항플랩(400)의 일측면인 수직면중 일부에 유동가능하게 링크된다.

그리고, 상기 플랩개폐실린더(440)는 상기 비행체(210)에 설치된 컨트롤러(미도시)에 의해 제어되며, 플랩개폐실린더(440)의 동작을 위해 상기 비행체(210) 내부에는 공기펌프(미도시)가 내장되며, 공기펌프는 비행체(210)에 탑재된 배터리를 통해 전원을 공급받으며, 또한 상기 컨트롤러에 의해 제어된다.

이에 따라, 저공비행시 동체 흔들림 또는 로터, 즉 프로펠러의 회전토크와 순간적은 돌풍 등에 의해 동체가 회전될 수 있는데, 이러한 비행상태에서는 컨트롤러의 제어하에 회전저항플랩(400)을 펼쳤다 접었다 하는 방식으로 제어하여 동체가 안정적으로 비행할 수 있도록 안내하게 된다.

이때, 도시하지 않았으나 상기 회전저항플랩(400) 제어와 관련하여 풍압센서를 동체에 탑재하거나 혹은 일정 고도 이하로 비행할 때는 이를 감지하여 자동으로 회전저항플랩(400)을 정해진 각도로 펼칠 수 있도록 설계하는 것은 당업자에게 자명한 것이므로 구체적인 제어관계에 대한 설명은 생략한다. 더구나, 본 발명은 이러한 플랩 구조를 갖춘 것이 특징이지 그것을 어떻게 제어할 것인지는 설계사항의 범주로서 이 정도의 설명만으로도 구성을 설명하는데는 충분하다할 것이다.

아울러, 상기 비행체(210)의 하부에는 하부로 돌출되는 설치샤프트(211)가 형성되고, 그 설치샤프트(211)의 하단부에는 "링" 형상의 체결링(212)이 형성된다.

또한, 상기 체결링(212)에는 지형을 촬영 및 측정하기 위한 측정기(220) 및 진동감쇄기(230)가 와이어(W)에 의해 연결 형성된다.

이때, 상기 측정기(220)는, 내부에 상부로 개방되는 공간부가 형성되고, 하단면에는 지형을 촬영할 수 있도록 카메라(222)와, 적외선을 어느 한점으로 발신 및 재송신 받아 거리를 측정하는 통상의 적외선 송출방식 거리측정기(223)가 형성되고, 그 외주면 둘레에는 빛을 난반사 시켜 작업자로 하여금 식별이 가능하게 하는 리플렉터(228)가 형성되며, 그 외둘레의 상부에는 수나사부(229a)가 형성 된 상부 개방형 중공관상의 측정기 몸체(221)로 구성된다.

또한, 상기 측정기 몸체(221) 내부에는, 측정기(220)에 전원을 공급하기 위한 배터리(223)가 내장된다.

뿐만 아니라, 상기 측정기 몸체(221)의 상부에는 마감캡(227)으로 마감되게 형성된 것으로, 상기 마감캡(227)은 하부 내주면에 상기 측정기 몸체(221)의 수나사부(229a)에 나사결합되는 암나사부(229b)가 형성되고, 그 내측에는 카메라(222)와 거리측정기(223)에 의해 측정된 측정 데이터를 를 수집하는 제어부(225)가 형성되며, 외측 상부에는 상기 제어부(225)에 수집된 데이터 및 위치를 인공위성(10)으로 송출하기 위한 송출기(226) 및 지피에스(G)가 형성된다.

또한, 상기 마감캡(227)의 송출기(226) 둘레에는 방사상으로 와이어(W)의 일단이 연결 형성되고, 그 와이어(W)의 타단은 상기 비행체(210)의 설치샤프트(211)에 형성된 체결링(212)에 매듭 연결되게 구성된다.

상기 진동감쇄기(230)는, 비행체(210)의 비행에 방해를 주지 않는 중량체로 구성된 것으로, 상부 중앙으로부터 연결되는 와이어(W)에 의해 비행체(210)의 설치샤프트(211)의 체결링(212)에 매듭 연결되게 구성된다.

이때, 상기 진동감쇄기(230)는, 상기 측정기 몸체(221)를 연결하는 와이어(W)의 길이보다 짧게 형성함이 바람직한 것으로, 이는, 비행체(210)의 이동 및 진동에 따라 와이어(W) 연결된 측정기 몸체(221)에 진동 및 유동이 발생하는 것인바, 그 진동 및 유동하는 측정기 몸체(221)의 진동폭보다 작은 진동폭을 갖는 진동감쇄기(230)에 의해 그 진동 및 유동을 감쇄시켜줄 수 있다.

그리고, 상기 무선 측정부(200)는, 통상의 무선 조정기(도면중 미도시함)에 의해 그 작동 제어가 가능하다.

여기에서, 상기 무선 측정부(200)는 와이어(W)를 통해 비행체(210)에 결속되어 있어 흔들림 발생이 심하기 때문에 이를 억제하기 위해 부수적으로 진동감쇄개(230)를 더 포함하고 있음에도 불구하고, 비행체(210)가 공중에서 임의로 날아다닌다는 특성상 흔들림을 현저히 줄이기는 어렵다.

이에, 본 발명에서는 변형된 실시예로 도 9와 같이 설치샤프트(211)의 구조를 개량하여 와이어(W) 결속구조 대신 로드 연결형으로 변형할 수 있다.

이때, 무선 측정부(200)는 어느 정도 중량을 갖기 때문에 항상 중력방향으로 정렬하려는 특성을 가진다. 이는 무선 측정부(200)가 공중에 매달려 있는 형상이기 때문이다.

때문에, 본 발명에서는 도 9와 같이, 설치샤프트(211)의 하단에 볼죠인트부재(500)를 나사 체결하는 형태로 착탈할 수 있게 변형할 수 있다.

이 경우, 조립의 용이성을 위해 상기 볼죠인트부재(500)는 종방향으로 이분할된 형태이고, 상기 설치샤프트(211)의 하단에는 나사구멍(510)이 형성되며, 상기 볼죠인트부재(500)의 상단에는 상기 나사구멍(510)에 나사체결될 수 있도록 반원형 단면을 갖는 체결단부(520)가 구비된다.

또한, 상기 마감캡(227)의 상단에는 원통형상의 연장원통(530)이 나사체결된다.

여기에서, 상기 연장원통(530)의 체결을 위해 상기 마감캡(227)의 상단 외주면에는 나사산이 더 형성되어야 한다.

그리고, 상기 마감캡(227)의 상면 중앙에는 지지로드(540)가 돌출되고, 상기 지지로드(540)의 상단에는 상기 볼죠인트부재(500)에 볼죠인트되는 죠인트볼(550)이 일체로 구비된다.

따라서, 상기 죠인트볼(550)을 감싸듯이 이분할 된 볼죠인트부재(500)를 맞댄 상태로 파지한다. 그러면, 체결단부(520)는 원형상을 이루게 되므로 그 상태에서 나사구멍(510)에 체결하면 상기 볼죠인트부재(500)가 죠인트볼(550)을 파지한 상태로 체결 고정되게 된다.

이때, 상기 볼죠인트부재(500)의 벌어짐을 방지하기 위해 상기 체결단부(520)의 길이는 상기 볼죠인트부재(500)의 전체 상하 길이의 4/5 이상이 되도록 설계하여야 한다.

이와 같이 구성하면, 와이어(W)를 비롯한 진동감쇄기(230)를 더 구비하지 않아도 되므로 구조적으로 간단하고, 촬영시에도 흔들림이 거의 없어 더 선명하고 정확한 이미지를 얻을 수 있다.

특히, 상기 죠인트볼(550)는 볼죠인트의 특성상 자유롭게 움직일 수 있으므로 상기 무선 측정부(200)가 항상 중력방향으로 정렬하는데 전혀 문제가 없고 원활한 정렬이 가능하다.

덧붙여, 저고도 비행이 어려울 경우 더 선명한 영상 혹은 이미지 촬영을 위해 카메라(222)의 위치를 더 낮출 필요가 있다.

하지만, 상술한 실시예에서는 카메라(222)의 높이를 조절할 수 있는 수단이 없기 때문에 한계가 있다.

이에, 본 발명에서는 또다른 변형예로 카메라(222)의 높낮이를 조절할 수 있도록 구성된다.

본 발명 변형예에 따르면, 도 10에서와 같이, 원통형상의 내부가 빈 측정기 몸체(221)의 내부 상단부에 지지판(600)을 직경방향으로 일체로 더 형성하고, 지지판(600)의 원중심에는 배선공(610)을 뚫어 제어부(225)가 전원을 인가받을 수 있도록 하면서 설치를 용이하게 할 수 있다.

즉, 상기 제어부(225)는 상기 지지판(600)의 상면에 안착된 상태에서 나사, 혹은 볼트 고정되면 된다.

그리고, 상기 측정기 몸체(221)의 내주면에는 전체 길이에 걸쳐 나사산(도면번호 생략)이 형성되고, 상기 측정기 몸체(221)의 내주면에는 높이조절원통(620)이 나사체결된다.

특히, 상기 높이조절원통(620)은 내주면에도 동일한 나사산이 형성된다.

아울러, 상기 카메라(222)와 거리측정기(223)는 상기 높이조절원통(620)의 하단에 고정되며, 상기 측정기 몸체(221)의 하단은 개방된 상태로 유지된다.

또한, 상기 배터리(224)의 상단은 별도의 브라켓(미도시)을 통해 상기 지지판(600)의 하단면에 볼트 혹은 나사 고정되며, 상기 배터리(224)의 하단면에는 별도의 브라켓(미도시)을 통해 구동모터(630)가 고정되며, 구동모터(630)에는 구동휠(640)이 회전가능하게 고정되는데, 상기 구동휠(640) 또한 상기 높이조절원통(620)의 내주면과 나사결합된다.

따라서, 상기 구동모터(630)가 회전되면 구동휠(640)이 회전되고, 상기 구동휠(640)의 회전에 따라 이와 나사결합하고 있는 상기 높이조절원통(620)이 움직이게 된다.

이것은 구동휠(640)은 회전만 되지 상하로 움직일 수 없는 구조이므로 결국 상기 높이조절원통(620)이 움직이게 되는데 구동모터(630)의 회전방향에 따라 높이조절원통(620)이 측정기 몸체(221)에 대해 출몰 동작하게 된다.

물론, 측정기 몸체(221)도 궁극적으로는 회전가능하게 볼죠인트되어 있으므로 구동모터(630)가 회전할 때 높이조절원통(620)의 회전저항이 크면 높이조절원통(620)은 가만히 있고 구동모터(630)와 측정기 몸체(221)가 회전할 수도 있다.

이 경우를 대비하여, 상기 구동모터(630)로의 배선은 공지된 로터리죠인트와 스냅링을 이용하여 전원을 공급할 수 있도록 함으로써 선 꼬임 등이 발생하지 않고 원활하게 회전되도록 구성할 수 있다.

상술한 어느 경우이든 나사선이 동일방향으로 설계된 경우라면 결국, 움직일 수 있는 것은 높이조절원통(620) 뿐이기 때문에 높이조절원통(620)이 출몰되게 되어 있다.

이에 따라, 필요한 경우 높이조절원통(620)을 인출시켜 카메라(222)의 위치를 최대한 낮춤으로써 더욱 더 선명한 영상 또는 이미지를 획득할 수 있다.

그리고, 상기 중앙처리부(300)는, 도 1의 도시와 같이 인공위성(10)으로 전송된 측정된 데이터 및 새로운 데이터를 관리하는 컴퓨터 등으로 구성된 것으로, 그 중앙처리부(300)에는, 데이터 수집모듈(310)과, 데이터 편집모듈(320)과, 데이터 변환모듈(330)과, 합성모듈(340)과, 도화모듈(350)과, 저장모듈(360)로 구성된 다.

이때, 상기 데이터 수집모듈(310)은, 상기 위치 설정부(100)의 기준점 설정기(110)와, 보조점 설정기(120)의 위치 및 무선 측정부(200)의 측정기(220)로부터 촬영물 및 지면과의 거리 측정값을 전송받은 인공위성(10)으로부터 데이터를 전송받아 수집되게 구성된다.

또한, 상기 데이터 편집모듈(320)은, 데이터 수집모듈(310)에 수집된 데이터를 계산하여 새로운 데이터를 얻어낸다.

또한, 상기 데이터 변환모듈(330)은, 상기 데이터 편집모듈(320)에서 계산 편집된 새로운 데이터를 이용하여 지도상의 이미지화시킨다.

또한, 합성모듈(340)은, 상기 데이터 변환모듈(330)에서 생성된 새로운 데이터 이미지를 기존 지도상의 이미지와 중첩시켜 통합된 하나의 이미지를 생성한다.

또한, 도화모듈(350)은, 합성모듈(340)에서 생성된 합성이미지를 기반으로 하여 기존의 이미지를 수정 보완하여 업데이트 된 완성된 도화이미지를 제작한다.

그리고, 상기 저장모듈(360)은, 상기 도화모듈(350)에서 완성된 도화이미지를 출력 및 보관이 가능하게 저장한다.

다른 한편, 상기 중앙처리부(300) 각각의 모듈은 통상적으로 미리 구축된 프로그램으로 구성된 것이며, 이루어지는 모든 상황은 모니터링이 가능한 것인 바, 작업자는 모니터링을 함과 동시에 모든 작업을 수행할 수 있게 구성된다.

이하, 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 시스템의 작용을 순차적으로 설명하도록 한다.

도 1의 도시와 같이 본 발명에 따른 시스템은 위치 설정부(100)와 무선 측정부(200)와, 중앙처리부(300)를 구축함으로 이루어진다.

이때, 도 6 및 도 7의 도시와 같이 먼저 위치 설정부(100)를 측정하고자 하는 산악 지형물의 근접한 장소에 설치하면 된다.

그리고, 설치되는 위치 설정부(100)는, 그 기준점 설정기(110)를 통해 산악 지형물의 관측이 용이한 장소를 지정함이 바람직한 것이며, 설치된 기준점 설정기(110)는 그 지피에스(G)를 통해 인공위성(10)에 그 위치정보가 송출된다.

이후, 보조점 설정기(120)를 설치하는 것으로, 보조점 설정기(120)는, 상기 기준점 설정기(110)로부터 일정한 거리(L1)를 측정하여 설치하면 되며, 이때 설치된 보조점 설정기(120)의 위치는 지피에스(G)를 통해 인공위성(10)에 그 위치가 송출된다.

그런 다음, 측정하고자 하는 지형의 상공으로 무선 측정부(200)의 비행체(210)를 이동시키면 되는데, 최초 측정하고자 하는 지점으로 이동 및 그 지형물의 측정점(P)으로부터 소정 높이에서 정체되게 하면 되고, 이때 측정점(P)은 지피에스(G)를 통해 인공위성(10)에 그 위치가 송출된다.

또한, 상기 무선 측정부(200)의 측정기(220)에서는 카메라(222)에 의해 측정하고자 하는 지형을 촬영 및 거리측정기(223)를 통해 지형물의 측정점(P)과 측정기(220)간의 거리(H1)를 측정하여 제어부(225)에 저장하면 되며, 저장된 측정 데이터는 송출기(226)를 통해 인공위성(10)으로 송출된다.

뿐만 아니라, 상기와 같이 인공위성(10)으로 송출된 영상물 및 측정기(220)와 측정점(P)의 거리(H2)는 다시 중앙처리부(300)의 데이터 수집모듈(310)로 전송된다.

이후, 상기와 같이 인공위성(10)으로 송출된 위치 설정부(100)의 기준점 및 보조점의 위치와 무선 측정부(200)의 위치 및 측정된 촬영물 및 측정점(P)의 거리(H2)는 다시 중앙처리부(300)의 데이터 수집모듈(310)로 전송되며, 데이터 편집모듈(320)에서는 그 측정 데이터를 통해 기준점 설정기(110)로부터 측정하고자 하는 지형의 측정점(P)까지의 평면상 거리를 계산하면 된다.

즉, 도 6의 도시와 같이 기준점 설정기(110)의 위치를 "A", 보조점 설정기(120)의 위치를 "B", 측정점의 위치를 "C"라 가정할 때, 최초 선분 AB의 거리(L1)와, 선분AB,AC의 각도(θ1)와, 선분 BA,BC의 각도(θ2)와, 선분 CA,CB의 각도(θ3)가 정해지며, 이때, 데이터 편집모듈(320)에서는 각각의 거리 및 각도를 삼각법에 적용하여 계산하여 AB의 평면상 거리(L2)를 얻을 수 있으며, 상기와 같은 방법은, 측정기(220)의 이동에 따라 기준점 설정기(110)로부터 측정점(P)까지의 평면상 거리를 얻을 수 있다.

또한, 상기 기준점 설정기(110)에서는 추적기(114)를 이용하여 기준점 설정기(110)를 중심으로 지면과 측정기(220)의 각도(θ4)를 측정하면 되고, 이는 기준점 설정기(110)의 추적기(114)를 회동축(113)을 축점으로 하여 회동시키되, 회동시 망원경(117)을 이용하여 적외선 발신기(116)가 정확히 측정기 몸체(221)의 리플렉터(228)에 조사되는지를 확인하면 된다.

이후, 상기와 같이 회절 조절되는 추적기(114)는 그 측면에 형성된 표시선(118)이 가르키는 각도(θ4)의 측정이 가능하며, 측정된 각도(θ4)는 데이터 수집모듈(310)에 입력하면 된다.

즉, 도 7의 도시와 같이 기준점 설정기(110)의 위치를 "A", 측정기(220)의 위치를 "D", 기준점 설정기(110)로부터 측정점(P)의 평면상 거리 지점을 "E"라 가정할 때, 선분 EA,EC의 각도(θ5)는 직각 90°를 이루는 것이고, 이에 삼각법에 의한 선분 DA,DE의 각도(θ6)를 얻을 수 있으며, 이때, 데이터 편집모듈(320)에서는 거리(L2) 및 각도(θ4)(θ5)(θ6)를 삼각법에 적용하여 계산하며 DE의 거리(H2)를 얻을 수 있으며, 그 DE 구간의 거리(H2)에서 CD 구간의 거리를 제하게 되면 지면으로부터 측정점(P) 까지의 고도를 구할 수 있다.

이후, 데이터 변환모듈(330)에서는 상기와 같은 측정 데이터를 편집하여 얻어진 편집된 새로운 데이터를 이용하여 기존의 좌표계를 통해 기준점 설정기(110)의 위치를 기준으로 하여 측정점(P) 까지의 거리 및 고도가 표시되고, 이를 기준으로 새로운 데이터를 지도상의 이미지화시키면 된다.

그리고, 합성모듈(340)에서는 새로이 생성된 데이터 이미지를 기존 지도상의 이미지와 중첩시켜 통합된 하나의 이미지를 생성하고, 도화모듈(350)에서 합성이미지를 기반으로 하여 기존의 이미지를 수정 보완하여 업데이트 된 완성된 도와이미지를 제작할 수 있는 것이며, 완성된 도화이미지는 저장모듈(360)에서 출력 및 보관이 가능하게 저장함으로 업데이트 작업이 마무리된다.

100: 위치 설정부 110: 기준점 설정기
120: 보조점 설정기 200: 무선 측정부
210: 비행체 220: 측정기

Claims (1)

1. 측정하고자 하는 지형과 근접하게 설치되며, 삼각대(111)에 의해 지지판(112)이 형성되고, 상기 지지판(112)의 상부에는 회동축(113)을 중심으로 수직 회절되는 추적기(114) 및 각도기(115)가 형성되며, 상기 추적기(114)의 전방에는 적외선 발신기(116)가 형성되고 상부에는 지피에스(G)와 망원경(117)이 형성되며 측면에는 각도기(115)의 기준점을 표시하는 표시선(118)이 형성된 기준점 설정기(110)와, 삼각대(121)에 의해 지지판(122)이 형성되고 상기 지지판(122)의 상부에는 지피에스(G)가 형성된 보조점 설정기(120)로 된 기준점 및 보조점을 설정하는 위치 설정부(100); 측정하고자 하는 지형의 상공을 비행하며, 지형을 촬영 및 지형의 지면과의 거리를 측정하여 그 촬영물 및 측정값을 인공위성(10)에 송출하는 무선 측정부(200); 및 인공위성(10)을 통해 측정된 데이터를 전송받아 수집 및 수작업에 의한 측정값을 입력하는 데이터 수집모듈(310)과, 상기 수집된 데이터를 계산하여 새로운 데이터를 얻어내는 데이터 편집모듈(320)과, 상기 계산된 새로운 데이터를 이용하여 지도상의 이미지를 생성하는 데이터 변환모듈(330)과, 상기 이미지를 기존 지도상의 이미지와 중첩시켜 통합된 하나의 이미지를 제작하는 합성모듈(340)과, 상기 통합 이미지를 기반으로 기존 이미지를 수정 및 보완하여 업데이트 된 도화이미지를 제작하는 도화모듈(350)과, 업데이트된 도화이미지를 저장하는 저장모듈(360)을 포함한 중앙처리부(300)로 구성되며;
   상기 무선 측정부(200)는 상공을 비행하는 무선 작동하는 비행체(210)를 포함하되,
   상기 비행체(210)의 동체 양측면에는 비행체힌지브라켓(420)이 돌출되고, 상기 비행체힌지브라켓(420)에는 플랩힌지브라켓(410)이 엇갈려 맞물리며, 상기 플랩힌지브라켓(410)과 비행체힌지브라켓(420)을 상하방향으로 관통하여 힌지핀(430)이 끼워져 상기 플랩힌지브라켓(410)이 동체에 대해 회전가능하게 구성되고, 상기 플랩힌지브라켓(410)은 회전저항플랩(400)의 일단에 일체로 고정되며, 상기 회전저항플랩(400)은 일측단면은 상하방향으로 수직면이고 타측단면은 볼록한 곡선을 그리는 유선형으로 형성되며, 상기 비행체(210)의 동체에는 플랩개폐실린더(440)의 후단이 유동가능하게 링크되고, 상기 플랩개폐실린더(440)의 선단에는 개폐로드(450)가 연결되며, 개폐로드(450)의 단부는 상기 회전저항플랩(400)의 일측면인 수직면중 일부에 유동가능하게 링크되고, 상기 비행체(210)의 하면에는 설치샤프트(211)가 고정되며, 상기 설치샤프트(211)의 하단에는 일정깊이 나사구멍(510)이 요입형성되고, 상기 나사구멍(510)에는 볼죠인트부재(500)의 상단인 체결단부(520)가 나사체결되며, 상기 볼죠인트부재(500)는 종방향으로 이분할된 형태이고, 상기 체결단부(520)는 반원형 단면을 가지며, 상기 볼죠인트부재(500)에는 죠인트볼(550)이 볼죠인트되고, 상기 죠인트볼(550)은 지지로드(540)에 의해 고정되며, 상기 지지로드(540)의 하단은 연장원통(530)의 상면 중앙에 수직하게 고정되고, 상기 연장원통(530)은 마감캡(227)의 상단에 나사체결되며, 상기 마감캡(227)은 측정기 몸체(221)의 상단에 나사고정되고, 상기 마감캡(227)의 상면에는 제어부(225)에 수집된 데이터를 인공위성(10)으로 송출하는 송출기(226)와 위치정보를 송출하는 지피에스(G)가 설치되며, 상기 측정기 몸체(221)에는 전원을 공급하는 배터리(223)가 내장되고, 상기 배터리(223)의 상부에는 측정된 데이터를 수집하는 제어부(225)가 탑재되며, 상기 측정기 몸체(221)의 하부에는 카메라(222)와 거리측정기(223)가 설치된 것을 특징으로 하는 지피에스(GPS) 정보를 포함하는 지형정보 영상이미지의 영상처리 시스템.

Images