KR101650525B1 - 지아이에스 기반 신규데이터에 따른 영상 업데이트 도화시스템 - Google Patents

지아이에스 기반 신규데이터에 따른 영상 업데이트 도화시스템 Download PDF

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조유복
윤상현
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Abstract

본 발명은 지아이에스 기반 신규데이터에 따른 영상 업데이트 도화시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 드론을 이용하여 지상에서 지하에 매설중인 시설물을 촬영하고, 상기 촬영 영상을 그 위치정보와 함께 통합 관리하는 지하 시설물의 위치정보 제공 시스템에 관한 것이다.

Description

지아이에스 기반 신규데이터에 따른 영상 업데이트 도화시스템{Updated image data system by GIS based new data}
본 발명은 공간영상도화 기술 분야 중 지아이에스 기반 신규데이터에 따른 영상 업데이트 도화시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 드론을 이용하여 지상에서 지하에 매설중인 시설물을 촬영하고, 촬영된 신규 영상과 해당 신규 위치정보(좌표정보)를 지아이에스(GIS) 정보에 갱신시켜 저장하므로 함께 통합 관리하는 지아이에스 기반 신규데이터에 따른 영상 업데이트 도화시스템에 관한 것이다.
사회가 고도화되어가고 복잡해짐에 따라 상하수도관, 전력 및 통신선로, 도시가스관로, 송유관, 주택건설 등에 수반되는 분기관 등의 설치가 급증하고 있는 추세에 있다.
또한 위와 같은 지하 시설물들은 미관 저해나 동결 방지 등을 위해 지중에 매립되어 설치되고 있으며, 그에 따라 설치 위치 및 배치 형상에 대한 정확한 정보를 통해 유지관리를 수행할 필요가 있다.
그러나 이러한 지하 매설물의 위치나 깊이에 대한 정보가 잘 갖추어져 있지 않으며, 시각을 통해 그 위치나 형상을 파악하기 어렵기 때문에 지하 매설물의 유지관리에 많은 어려움이 있다.
또한, 새로운 지하 매설물을 설치하거나 건축물을 시공할 때 기존 지하 매설물의 위치를 정확히 파악하기 위해 많은 시간 및 비용이 소요되며, 정확히 파악하지 못할 때는 공사중 기존 지하 매설물을 파괴하거나 안전 사고가 발생하는 문제가 발생하였다.
이에, 종래에는 지하 매설물의 매설된 위치와 깊이, 방향 등을 탐지하기 위해 전기 탐사법, 전자 탐사법, 지표 투과 레이더 탐사법, 자기 마커를 이용한 위치탐지법 등이 주로 사용되었다.
종래기술의 일 예에 의한 것으로 대한민국 특허 등록번호 제10-1179001호(2012.08.27.) "지하 매설물의 위치 측정 및 관리 시스템"에 의하면 GNSS와 3차원 모델을 이용하여 지하 매설물의 위치 측정 및 관리한다.
또한, 대한민국 특허 등록번호 제10-1166887호(2012.07.12.) "지하시설의 지도제작을 위한 지피에스 기반 측지측량 시스템"에서는 GPS 및 지하 시설물에 부착된 자기 마커로부터 RFID 정보와 자기장의 세기를 각각 검출하여 지하 시설물 정보를 관리한다.
그러나, 이상과 같은 종래기술은 모두 지표면에서 정보 수집이 이루어지는 것으로, 현장 작업을 위한 설비에 의해 공간상 제약이 크고, 지표면의 환경에 따라 정보 수집 장치를 이동시키며 정보를 수집하기 어렵다.
또한, 지표면에서 정보 수집이 이루어지는 특성상 정보 수집에 시간이 오래 걸리고, 수집된 정보를 실시간 전달하여 데이터베이스화하기 어려우며, 지하 시설물의 종류에 따라 관리 주체가 서로 달라서 기관간 협력이 어렵다.
대한민국 특허 등록번호 제10-1179001호(2012.08.27.) '지하 매설물의 위치 측정 및 관리 시스템' 대한민국 특허 등록번호 제10-1166887호(2012.07.12.) '지하시설의 지도제작을 위한 지피에스 기반 측지측량 시스템'
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 드론을 이용하여 지상에서 지하에 매설중인 시설물을 촬영하고, 위치정보와 함께 지하 시설물의 촬영 영상을 통합 관리하는 지아이에스 기반 신규데이터에 따른 영상 업데이트 도화시스템을 제공하고자 한다.
이를 위해, 본 발명에 따른 지아이에스 기반 신규데이터에 따른 영상 업데이트 도화시스템은 비행 중 지하에 매설중인 시설물을 해당 제어신호에 의하여 촬영하고, 상기 시설물의 매설 깊이를 측정하며, 상기 시설물을 촬영 중인 현재의 절대좌표를 산출하여 제공하는 드론(drone)과, 상기 드론과 무선접속하고 비행을 해당 제어신호에 의하여 원격 제어하는 컨트롤러와, 상기 시설물의 촬영된 영상, 측정된 매설 깊이와 드론의 절대좌표가 포함된 시설물 정보를 상기 드론으로부터 제공받고, 상기 시설물 정보를 이동통신망을 통해 실시간 전송하는 이동통신단말기 및 상기 이동통신단말기로부터 상기 시설물 정보를 수신하여 실시간 저장과 업데이트하되, 지하의 시설물을 관리하는 각 기관의 개별 관리 서버와 연동됨에 따라 동일한 시설물 정보를 실시간 저장하는 통합 관리 서버를 포함하되, 상기 드론은 상기 드론의 본체가 비행하도록 하는 추진동력의 운용을 제어하는 비행 제어부와, 상기 드론의 본체 하단 부분에 설치되고 상기 비행제어부의 해당 제어신호에 의하여 시설물을 촬영하는 카메라와, 상기 드론의 본체 하단 부분에 설치되어 비행 중 발생하는 진동이 상기 카메라에 전달되는 것을 방지하는 스테빌라이져와, 상기 드론의 본체 하단 부분에 설치되어 상기 드론과 시설물 사이의 거리를 검출하는 적외선 거리센서와, 상기 드론의 본체 일부분에 설치되어 상기 카메라가 시설물을 촬영 중인 시각(time)과 상기 드론의 현재 절대좌표와 기울기 정보가 포함된 자세정보를 검출 제공하는 GPS/INS 장치와, 상기 드론의 본체 일부분에 설치되어 상기 카메라의 촬영 각도 정보를 검출하여 제공하는 캘리브레이션부와, 상기 드론의 본체 일부분에 설치되며 상기 카메라에서 촬영한 영상을 분석하여 상기 시설물을 주변 지형과 구분하고, 상기 지하에 매설중인 시설물을 따라 비행이 이루어지도록 상기 비행 제어부에 비행방향 제어신호를 제공하는 시설물 추적부(tracking)와, 상기 드론의 본체 일부분에 설치되어 상기 카메라에서 촬영한 시설물 영상의 흔들림을 전자적으로 보정하는 흔들림 보정부와, 상기 드론의 본체 일부분에 설치되어 상기 GPS/INS 장치에서 제공된 자세정보와 상기 시설물 추적부에서 제공된 상기 시설물과의 상대위치를 판독하여 상기 드론의 자세를 보정하도록 상기 비행 제어부에 자세 보정요청 제어신호를 제공하는 자세 보정부 및 상기 드론의 본체 일부분에 설치되며 원격의 제어신호를 수신하고 측정된 시설물의 깊이 정보, 촬영된 시설물 정보, 절대좌표 정보가 포함되는 상기 시설물 정보를 무선통신 프로토콜에 따라 전송하는 통신부를 포함하되, 상기 스테빌라이져는 상기 드론 내부에 적어도 3개 이상 방사상으로 구동축이 회전가능하게 다수 설치되는 감속모터, 일단이 상기 드론에 천공형성된 관통공을 통해 각각의 상기 감속모터의 구동축에 결합되어 구동축의 회전시 구동축에 감기거나 풀리도록 구비되고 타단은 상기 카메라 상부에 구비된 고정핀과 연결되어 상기 드론에서 발생하는 기계적인 진동을 흡수하는 와이어, 일단이 상기 드론과 연결되되 타단이 상기 카메라와 연결되어 상기 와이어가 끊어지는 경우, 상기 카메라의 추락을 방지하도록 구비되는 보조와이어로 이루어지고, 상기 캘리브레이션부는 상기 카메라의 초점거리, 픽셀 사이즈, 이미지 사이즈, 오토콜리메이션(principal point of autocollimation) 값이 포함되는 촬영 각도 정보 검출하고, 상기 드론은 이물질 제거수단으로 유도관이 구비되되 상기 유도관은 상부는 넓고 하부는 좁은 기둥 형상으로 이루어져 상기 드론 상부에서 회전하는 프로펠러의 바람이 유입되어 상기 카메라의 렌즈 방향으로 집중 배출할 수 있도록 절곡 형성되어 상기 카메라의 렌즈에 이물질 또는 해충이 유입되는 것을 방지한다.
이상과 같은 본 발명은 지표면 상의 현장 작업 상태에 영향을 받지 않도록 드론을 이용하여 지상에서 지하에 매설중인 시설물을 촬영한다. 또한 위치정보와 함께 지하 시설물의 촬영 영상을 실시간 통합 관리한다.
따라서, 지하 시설물의 위치 및 깊이 등을 카메라 촬영 영상에 의해 시각적으로 정확하게 제공하고, 신속한 정보 수집을 통해 실시간으로 시설물의 정보를 제공하며, 통합 관리 서버를 통해 여러 기관의 정보를 통합 관리한다.
도 1은 본 발명에 따른 지아이에스 기반 신규데이터에 따른 영상 업데이트 도화시스템을 나타낸 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 지아이에스 기반 신규데이터에 따른 영상 업데이트 도화시스템의 드론의 정보 수집 상태를 나타낸 도시도,
도 3은 본 발명에 따른 지아이에스 기반 신규데이터에 따른 영상 업데이트 도화시스템의 드론을 나타낸 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 드론의 지하 시설물 트래킹 상태를 나타낸 도시도,
도 5는 본 발명에 따른 드론의 위치 보정 상태를 나타낸 도시도,
도 6은 본 발명에 따른 카메라의 촬영각 보정 상태를 나타낸 도시도,
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 지아이에스 기반 신규데이터에 따른 영상 업데이트 도화시스템의 스테빌라이져를 나타낸 도시도,
도 9는 도 7에 대한 스테빌라이져의 작용관계 도시도,
도 10은 도 7에 대한 스테빌라이져의 다른 실시예 도시도,
그리고
도 11은 본 발명에 따른 지아이에스 기반 신규데이터에 따른 영상 업데이트 도화시스템의 유도관을 설명하는 도시도 이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지아이에스 기반 신규데이터에 따른 영상 업데이트 도화시스템에 대해 상세히 설명한다.
이하의 설명에서 절대좌표는 좌표정보, 위치정보와 같은 의미이고 드론의 추진동력은 드론을 비행하게 하는 프로펠러의 회전속도, 프로펠러의 회전 경사각 등이 포함될 수 있으며, 감지와 검출과 측정과 측량은 같은 의미이고 각각 해당 문맥에 적합하게 선택적으로 사용하기로 한다.
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 지아이에스 기반 신규데이터에 따른 영상 업데이트 도화시스템은 드론(drone)(110), 컨트롤러(120), 이동통신단말기(130) 및 통합 관리 서버(140)를 포함한다.
이때, 드론(110)은 지하 시설물의 위치 및 깊이를 포함한 정보를 공중에서 수집하는 것으로, 비행 중 지하에 매설 작업중인 시설물을 촬영하고, 시설물의 매설 깊이를 측정하며, 촬영 중인 현재의 절대좌표를 산출하여 제공한다.
이러한 촬영 중인 현장(즉, 드론)의 절대좌표는 후술할 GPS 위성(G)의 신호를 이용하는 방식 이외에 최소 3개 이상의 기지국(B)을 통해 삼각측량을 하는 방식 등으로도 산출될 수 있다.
컨트롤러(120)는 드론(110)의 비행을 원격 제어하는 것으로, 후술하는 바와 같이 드론(110)이 자동 비행하면서 지하 시설물을 촬영하는 경우 이외에는 조작반을 이용하여 수동으로 조작한다.
이동통신단말기(130)는 드론(110)에서 수집한 정보를 실시간 전송하기 위한 것으로, 시설물의 촬영 영상, 매설 깊이 및 드론(110)의 절대좌표를 포함하는 시설물 정보를 드론(110)으로부터 제공받는다. 시설물 정보는 이동통신망을 통해 통합 관리 서버(140)에 제공된다.
이러한 이동통신단말기(130)로는 대표적으로 스마트 폰 및 테블릿 PC 등이 사용될 수 있으며, 3G, 4G, Wi-Fi, WAP 등의 무선통신망을 통해 기지국(B)에 접속하며, 지하 시설물에 대한 정보를 통합 관리 서버(140)로 전송한다.
통합 관리 서버(140)는 이동통신단말기(130)로부터 시설물 정보를 수신하여 실시간 저장 및 업데이트하되, 지하 시설물을 관리하는 각 기관의 개별 관리 서버(150)와 연동됨에 따라 동일한 시설물 정보를 실시간 저장한다.
개별 관리 서버(150)는 지하 시설물의 종류(예: 상하수도관, 전력 및 통신선로, 도시가스관로, 송유관 및 주택용 분기관 등)에 따라 한국통신, 한국전력, 도시가스공사 및 수자원 공사 등의 서버를 포함한다.
종래에는 지하 시설물의 종류별로 각각 서로 다른 개별 관리 서버(150)에서 지하 시설물의 위치 및 깊이 정보 등을 독립적으로 관리하였기 때문에 상호 소통 부족으로 인해 지하 시설물 추가/교체나 건축 공사시 기존 시설물을 파손하고, 안전사고를 유발하였다.
그러나 본 발명은 통합 관리 서버(140)를 별도로 구비하고, 통합 관리 서버(140)와 개별 관리 서버(150)의 데이터베이스를 연동시킴에 따라 어느 한 측의 데이터베이스가 업데이트되면 전체 데이터베이스가 업데이트되면서 연동이 이루어지므로 일괄 관리가 가능해 진다.
한편, 본 발명은 도 2에 도시된 바와 같이 드론(110)을 이용하여 공중에서 지하 시설물(P)(예: 수도관이나 가스관 등)의 배치 위치 및 깊이 정보 등을 실시간 수집하여 제공하는 것으로, 드론(110)은 지하 시설물(P)을 따라 자동 비행한다.
따라서, 지표면에서의 현장 작업 상황과 무관하게 지하 시설물(P)의 위치 및 깊이 등을 카메라 촬영 영상에 의해 시각적으로 정확하게 제공하고, 신속한 정보 수집을 통해 실시간으로 시설물의 정보를 제공한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 드론(110)은 비행 제어부(111), 카메라(112), 스테빌라이져(160), 적외선 거리센서(113), GPS/INS 장치(114), 캘리브레이션부(115), 시설물 추적부(116), 흔들림 보정부(117), 자세 보정부(118) 및 통신부(119)를 포함한다.
이때, 비행 제어부(111)는 드론(110)의 비행을 제어하는 것으로, 비행 속도, 비행 방향 및 비행 고도 등을 제어한다. 또한 제어 프로세서로서 후술할 카메라(112)의 틸팅 각도나 촬영 조건 등을 제어하기도 한다.
카메라(112)는 시설물을 촬영하기 위한 것으로, 바람직하게는 드론(110)의 몸체 하부에 설치되어 공중에서 매립 작업중 노출된 지하 시설물을 촬영한다. 촬영된 영상은 통합 관리 서버(140)에 저장되어 통합 관리된다.
스테빌라이져(160)(stabilizer)는 드론(110)의 하부몸체(110a)와 카메라(112) 사이에 설치되되 비행 중 카메라(112)의 기계적 진동을 방지하는 것이며, 드론(110) 내부에 다수 설치되되 비행 제어부(111)에 의해 제어되는 감속모터(161) 및 각각의 감속모터(161)와 권취 또는 권출 가능하게 구비되는 와이어(163)를 포함하는 구성으로 이루어진다.(도 7 참조)
여기서, 감속모터(161)는 도시한 바와 같이, 와이어(163)를 통해 카메라(112)의 각 모서리부와 연결되어 상기 카메라(112)의 수평이 유지될 수 있도록 드론(110) 내부에 적어도 3개 이상 8개 까지의 범위에서 균일한 간격으로, 방사상 형상으로 설치되며, 본 발명의 도면에서는 수평유지가 용이할 수 있게 4개의 감속모터(161)를 사용한 것을 일 예로 설명한다.(도 8 참조)
감속모터(161)의 구동축은 비행 제어부(111)의 제어에 따라 정방향 또는 역방향으로 회전하여 카메라(112)의 모서리부가 들리거나 내려갈 수 있도록 권출 및 권취 가능하게 결합한다. 이때, 각각의 감속모터(161)는 비행 제어부(111)의 제어에 따라 전부 또는 어느 하나의 와이어(163)를 권출 또는 권취할 수 있도록 제어되어 카메라(112)의 각도를 조절함으로써, 상기 카메라(112)를 통해 촬영하고자 하는 방향으로 제어할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.(도 9 참조)
아울러 각각의 감속모터(161)는 드론(110)의 하부몸체(110a)에 천공형성된 관통공을 통해 와이어(163)와 서로 연결되도록 한다.
감속모터(161)는 구동각을 0.5 내지 1도 단위로 정밀하게 제어하고 정지상태가 정확하게 유지되는 스테핑모터로 구성하는 것이 바람직하다.
또한 와이어(163)는 일단이 관통공에 관통삽입되도록 감속모터(161)와 연결되되 타단이 카메라(112)와 고정연결되어 상기 감속모터(161)의 회전방향에 따라 권취 또는 권출되어 카메라(112)의 촬영방향을 조절함과 동시에 드론(110)을 통해 전달되는 진동이 카메라(112)에 전달되는 것을 방지한다. 이때, 와이어(163)는 적어도 100kg 이상의 하중에도 장력이 우수한 피아노선(carbon steel wire)이나 낚시줄이 사용되되 장력의 효과를 극대화할 수 있도록 다발로 엮어 사용하는 것이 바람직하다.
즉, 종래에는 드론(110) 자체에 카메라(112)를 장착하거나 플라스틱이나 금속재질로 드론(110)과 카메라(112)를 서로 연결하여 사용하였으나 이와 같은 결합방식은 드론(110)의 진동이 그대로 카메라(112)에 전달되어 촬영되는 연상의 정밀도가 낮아지는 문제점이 발생하게 되지만, 본 발명에서와 같이, 드론(110)과 카메라(112) 간을 와이어(163)에 의해 연결함으로써, 드론(110)에서 발생하는 진동은 카메라(112)에 전달되지 않고 상당부분 소멸되어 카메라(112)를 통해 촬영하는 영상에 간섭이 일어나지 않게 된다.
아울러 카메라(112) 상부에는 와이어(163) 타단과 고정연결되는 고정핀(167)이 돌출형성되어 와이어(163)와 카메라(112) 간의 유지보수가 용이하도록 한다.
나아가 비행중인 드론(110)의 와이어(163)가 끊어져(D) 카메라(112)가 추락하는 것을 방지할 수 있도록 상기 드론(110)과 상기 카레라(112)는 서로 보조와이어(165)에 의해 연결되며, 보조와이어(165)는 일단이 드론(110)의 하부몸체(110a)와 연결되고, 타단이 카메라(112) 상부에 연결되도록 적어도 하나 이상 구비된다.
이때, 보조와이어(165) 역시, 고정핀(167)을 통해 연결되어 유지보수가 용이하도록 한다.(도 10 참조)
적외선 거리센서(113)는 드론(110)과 시설물 사이의 거리를 감지하는 것으로, 적외선 발광부 및 적외선 수광부를 포함하여 구성된다.
다만, 적외선 거리센서(113)를 통해 측정 가능한 값은 드론(110)과 시설물 사이의 거리일 뿐, 지표면으로부터 지하 시설물이 묻혀있는 깊이가 아니므로 깊이를 구하기 위한 산출과정이 필요하다.
깊이 산출은 일 예로 지리정보시스템(GIS: geographic information system)으로부터 표고 정보를 획득함으로써 적외선 센서 검출 높이와 표고의 차이를 이용할 수 있다.
나아가 드론(110) 자체에 탑재된 적외선 거리센서(113)를 비롯하여 각종 센서를 이용하여 드론(110)의 비행 높이를 획득함으로써 적외선 센서 검출 높이와 드론(110)의 비행 높이의 차이를 이용하는 방법 등 다양한 방식이 적용될 수 있다.
GPS/INS 장치(114)는 위성항법장치와 관성항법장치의 장점을 조합한 것으로, 공지된 바와 같이 드론(110)의 절대좌표 및 기울기 정보를 제공한다. 아울러 카메라(112)로 시설물을 촬영중인 시각(time)도 함께 제공한다.
이와 같이 GPS/INS 장치(114)로부터 제공된 좌표정보와 기울기 정보를 이용하여 항공삼각측량을 수행함으로써 외부표정요소가 산출되고, 거기에 더해 후술할 카메라(112)의 캘리브레이션 데이터를 공선조건식에 적용하면 지하 시설물의 지표상 3차원 정보 역시 제공할 수 있게 한다.
캘리브레이션부(115)는 카메라(112)의 촬영 각도 정보를 검출하여 제공하는 것으로, 초점거리, 픽셀 사이즈, 이미지 사이즈 및 오토콜리메이션(principal point of autocollimation) 등의 값을 제공한다.
이를 통해 드론(110)의 절대좌표를 제공함에 더해 카메라(112)를 이용하여 촬영한 지하 시설물의 3차원 공간상 좌표 역시 제공할 수 있으며, 필요시에는 적외선 거리센서(113)와 함께 3차원 공간 정보를 이용하여 지하 시설물의 정보를 제공할 수 있다.
시설물 추적부(116)(tracking)는 카메라(112)에서 촬영한 영상을 분석하여 시설물을 주변 지형과 구분하고, 지하에 매설중인 시설물을 따라 비행이 이루어지도록 비행 제어부(111)에 비행 제어신호를 제공한다.
도 4와 같이 본 발명의 드론(110)은 지하 시설물을 따라 자동 비행이 이루어지는데, 영상신호처리에 의해 지표면 영상과 지하 시설물의 영상이 구분된다. 따라서 길게 매설된 지하 시설물을 따라 드론(110)을 비행시키며 촬영한다.
또한 지하 시설물이 굴곡진 부분에서는 더 이상 지하 시설물의 영상이 검출되지 않게 되므로, 이 경우에는 주변부 영상을 추가로 획득하여 지하 시설물의 굴곡 방향을 판단하고 그 방향을 따라 선회 후 계속해서 촬영한다.
흔들림 보정부(117)는 드론(110)의 카메라(112)에서 촬영한 시설물 영상의 흔들림을 전자적으로 보정하는 것으로, 공지된 바와 같이 카메라(112)의 진동 변위 검출시 다축 보정을 통해 상술한 스테빌라이저(160)과 함께 선명한 항공 촬영 영상을 제공한다.
자세 보정부(118)는 GPS/INS 장치(114)에서 제공된 자세 정보 및 시설물 추적부(116)에서 제공된 시설물과의 상대위치를 판독하여 드론(110)의 자세를 보정하도록 비행 제어부(111)에 자세 보정 제어신호를 제공한다.
도 5와 같이 강풍이나 비행 제어부(111)의 일시적인 오류 혹은 관리자의 컨트롤러(120) 오동작으로 강제 이탈이 발생한 경우, 드론(110)은 절대위치 및 자세 정보를 이용하여 이전 위치를 확인하고, 시설물 추적부(116)의 기능을 이용하여 지하 시설물 위로 복귀한다.
통신부(119)는 시설물 정보(즉, 촬영 시각, 드론의 절대좌표 및 시설물의 깊이)를 무선통신 프로토콜에 따라 전송한다. 전송된 시설물 정보는 상술한 바와 같이 이동통신단말기(130)를 통해 통합 관리 서버(140)로 전송된다.
다만, 드론(110)에서 전송된 시설물 정보는 컨트롤러(120)에 일단 전송된 후 블루투스 등을 통해 이동통신단말기(130)로 전달되거나, 그 외 USB와 같은 외부 기억장치를 통해 저장하였다가 전송될 수도 있음은 자명할 것이다.
나아가 드론(110)은 이물질 제거수단이 구비될 수 있으며, 예컨대 본 발명에서의 이물질 제거수단은 유도관(170)을 사용한다.
유도관(170)은 전체적으로 상광하협(上廣下狹)의 기둥형상으로 이루어지되 드론(110) 상부에서 회전하는 프로펠러에 의해 발생하는 바람이 유입되어 카메라(112) 방향으로 집중되어 배출되도록 함으로써, 상기 카메라(112) 렌즈에 고착되는 이물질은 물론, 해충들로부터 안전하게 보호하는 기능을 갖는다. 이때, 유도관(170) 하부는 유입되는 바람이 카메라(112) 렌즈에 집중되어 배출될 수 있도록 90도 미만의 예각에 의한 소정각도로 절곡 형성되는 것이 바람직하다.(도 11 참조)
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 변형이 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.
110: 드론 111: 비행 제어부
112: 카메라 113: 적외선 거리센서
114: GPS/INS 장치 115: 캘리브레이션부
116: 시설물 추적부 117: 흔들림 보정부
118: 자세 보정부 119: 통신부
120: 컨트롤러 130: 이동통신단말기
140: 통합 관리 서버 150: 개별 관리 서버
160: 스테빌라이져

Claims (1)

  1. 비행 중 지하에 매설중인 시설물을 해당 제어신호에 의하여 촬영하고, 상기 시설물의 매설 깊이를 측정하며, 상기 시설물을 촬영 중인 현재의 절대좌표를 산출하여 제공하는 드론(drone)(110)과;
    상기 드론(110)과 무선접속하고 비행을 해당 제어신호에 의하여 원격 제어하는 컨트롤러(120)와;
    상기 시설물의 촬영된 영상, 측정된 매설 깊이와 드론(110)의 절대좌표가 포함된 시설물 정보를 상기 드론(110)으로부터 제공받고, 상기 시설물 정보를 이동통신망을 통해 실시간 전송하는 이동통신단말기(130); 및
    상기 이동통신단말기(130)로부터 상기 시설물 정보를 수신하여 실시간 저장과 업데이트하되, 지하의 시설물을 관리하는 각 기관의 개별 관리 서버(150)와 연동됨에 따라 동일한 시설물 정보를 실시간 저장하는 통합 관리 서버(140);를 포함하되,
    상기 드론(110)은
    상기 드론(110)의 본체가 비행하도록 하는 추진동력의 운용을 제어하는 비행 제어부(111)와;
    상기 드론(110)의 본체 하단 부분에 설치되고 상기 비행제어부(111)의 해당 제어신호에 의하여 시설물을 촬영하는 카메라(112)와;
    상기 드론(110)의 본체 하단 부분에 설치되어 비행 중 발생하는 진동이 상기 카메라(112)에 전달되는 것을 방지하는 스테빌라이져(160)와;
    상기 드론(110)의 본체 하단 부분에 설치되어 상기 드론(110)과 시설물 사이의 거리를 검출하는 적외선 거리센서(113)와;
    상기 드론(110)의 본체 일부분에 설치되어 상기 카메라(112)가 시설물을 촬영 중인 시각(time)과 상기 드론(110)의 현재 절대좌표와 기울기 정보가 포함된 자세정보를 검출 제공하는 GPS/INS 장치(114)와;
    상기 드론(110)의 본체 일부분에 설치되어 상기 카메라(112)의 촬영 각도 정보를 검출하여 제공하는 캘리브레이션부(115)와;
    상기 드론(110)의 본체 일부분에 설치되며 상기 카메라(112)에서 촬영한 영상을 분석하여 상기 시설물을 주변 지형과 구분하고, 상기 지하에 매설중인 시설물을 따라 비행이 이루어지도록 상기 비행 제어부(111)에 비행방향 제어신호를 제공하는 시설물 추적부(116)(tracking)와;
    상기 드론(110)의 본체 일부분에 설치되어 상기 카메라(112)에서 촬영한 시설물 영상의 흔들림을 전자적으로 보정하는 흔들림 보정부(117)와;
    상기 드론(110)의 본체 일부분에 설치되어 상기 GPS/INS 장치(114)에서 제공된 자세정보와 상기 시설물 추적부(116)에서 제공된 상기 시설물과의 상대위치를 판독하여 상기 드론(110)의 자세를 보정하도록 상기 비행 제어부(111)에 자세 보정요청 제어신호를 제공하는 자세 보정부(118); 및
    상기 드론(110)의 본체 일부분에 설치되며 원격의 제어신호를 수신하고 측정된 시설물의 깊이 정보, 촬영된 시설물 정보, 절대좌표 정보가 포함되는 상기 시설물 정보를 무선통신 프로토콜에 따라 전송하는 통신부(119); 를 포함하되,
    상기 스테빌라이져(160)는 상기 드론(110) 내부에 적어도 3개 이상이 방사상의 균일한 간격으로 설치되되 구동축이 회전가능하게 설치되는 감속모터(161), 일단이 상기 드론(110)에 천공형성된 관통공을 통해 각각의 상기 감속모터(161)의 구동축에 결합되어 구동축의 회전시 구동축에 감기거나 풀리도록 구비되고 타단은 상기 카메라(112) 상부에 구비된 고정핀(167)과 연결되어 상기 드론(110)에서 발생하는 기계적인 진동을 흡수하는 와이어(163), 일단이 상기 드론(110)과 연결되되 타단이 상기 상기 카메라(112)와 연결되어 상기 와이어(163)가 끊어지는 경우, 상기 카메라(112)의 추락을 방지하도록 구비되는 보조와이어(165)로 이루어지고,
    상기 캘리브레이션부(115)는 상기 카메라(112)의 초점거리, 픽셀 사이즈, 이미지 사이즈, 오토콜리메이션(principal point of autocollimation) 값이 포함되는 촬영 각도 정보 검출하고,
    상기 드론(110)은 이물질 제거수단으로 유도관(170)이 구비되되 상기 유도관(170)은 상부는 넓고 하부는 좁은 기둥 형상으로 이루어져 상기 드론(110) 상부에서 회전하는 프로펠러의 바람이 유입되어 상기 카메라(112)의 렌즈 방향으로 집중 배출할 수 있도록 절곡 형성되어 상기 카메라(112)의 렌즈에 이물질 또는 해충이 유입되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 지아이에스 기반 신규데이터에 따른 영상 업데이트 도화시스템.
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