KR101721467B1 - 촬영 후 왜곡된 영상의 보정기능을 갖는 영상처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 촬영 후 왜곡된 영상의 보정기능을 갖는 영상처리 장치에 관한 것으로, 도화이미지 생성 및 왜곡부분 표시장치와 지형지물 측정장치를 구비하여 왜곡보정을 위해 해당 지형지물뿐만 아니라 주변 지형지물도 측지 또는 측량함으로써 보다 정확한 왜곡보정을 수행할 수 있음과 아울러 지형지물 측정장치를 구성하는 카메라와, 측량부의 레이저 장치의 송수신부를 항상 수평으로 유지하여 도화이미지의 왜곡보정을 보다 정확하게 할 수 있도록 함과 아울러 피측정물인 지형지물에서 측량부의 상하측 송수신부에 이르는 거리 및, 지형지물에서 카메라에 이르는 거리를 항상 동일하게 함으로써 보다 정확한 거리측정과 영상이미지를 얻을 수 있도록 하며, 차량에 탑재된 상태에서 비측량주행시 장치를 안정적으로 유지할 수 있어 장치의 파손을 방지할 수 있도록 한 것이다.

Description

촬영 후 왜곡된 영상의 보정기능을 갖는 영상처리 장치{Image processing apparatus having function of distortion image correction}

본 발명은 영상처리시스템 분야 기술 중에서, 촬영 후 왜곡된 영상의 보정기능을 갖는 영상처리 장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 도화이미지의 보정을 위한 현장 지형의 측량시 왜곡보정을 위한 지형지물의 이미지와 주면 지형지물의 측량 수치 정보를 포함하는 왜곡부분 보정데이터를 생성할 수 있도록 함과 아울러 카메라와 레이저 장치에 의한 지형지물의 측정을 보다 정확하게 함으로써 도화이미지의 왜곡보정을 보다 정확하게 할 수 있도록 함과 아울러 피측정물인 지형지물에서 측량부의 상하측 송수신부에 이르는 거리 및, 지형지물에서 카메라에 이르는 거리를 항상 동일하게 함으로써 보다 정확한 거리측정과 영상이미지를 얻을 수 있도록 하며, 차량에 탑재된 상태에서 비측량주행시 장치를 안정적으로 유지할 수 있어 장치의 파손을 방지할 수 있도록 한 촬영 후 왜곡된 영상의 보정기능을 갖는 영상처리 장치에 관한 것이다.

일반적으로 지도의 작성은 항공 사진을 사용하여 도화이미지를 생성하여 수행하는 것이 주지이다. 왜냐하면 항공 사진은 높은 해상도에서 지표면을 촬영할 수 있다고 하는 이점이 있기 때문에 비교적 적은 비용으로 넓은 지역의 도화이미지를 생성할 수 있기 때문이다. 반면에, 항공 사진의 시야각은 비교적 넓게, 화상의 중앙부 이외에서는 왜곡이 생긴다는 불리한 점이 있다. 그러므로 상기의 왜곡으로 인해 항공 사진으로 도화이미지를 생성하는 경우에 건물과 도로 등의 상세 형상을 파악하는 것이 곤란하다.

따라서 지도 작성 전에 도화이미지의 왜곡을 보정할 필요가 있다.

왜곡 보정의 한 방법으로는 왜곡을 발생시키는 오차량을 추정하여, 오차량에 근거하여 왜곡을 수정한다.

그러나 오차량을 추정하여 항공 사진의 높은 해상도에 알맞은 정밀도로 왜곡을 보정하는 것은 곤란하다.

또 다른 왜곡 보정의 방법으로는 기존의 지도를 기준으로 사용하여 도화이미지의 왜곡을 제거하는 것이 가능하다. 그렇지만, 과거에 작성된 지도를 비교 대상으로서 사용하는 것이 되기 때문에, 현재의 지형, 도로, 건물 등의 상태에 의거한 왜곡의 보정은 불가능하다.

따라서 항공 영상 이미지를 이용하여 도화이미지를 제작하고, 제작된 도화이미지를 기존의 수치지도 또는 표준지도와 비교하여 도화이미지의 왜곡부분을 검색하며, 지형지물 측정장치에 의하여 보정데이터를 생성함으로써 왜곡이 보정된 지도를 제작할 수 있도록 하는 기술의 개발이 요구되고 있다.

이러한 요구에 따른 선행기술로서 대한민국 등록특허 제10-1223741호(2013.01.11. 등록) "도화이미지의 왜곡 보정을 위한 현장 지형의 측지 및 측량시스템"(이하, '선행기술1'이라 함)은 도화이미지 생성 및 왜곡부분 표시장치와, 도화이미지의 왜곡 보정을 위한 현장 지형의 측정장치를 구비하여, 도화이미지의 보정을 위한 현장 지형의 측량시 왜곡보정을 위한 지형지물의 이미지와 주면 지형지물의 측량 수치 정보를 포함하는 왜곡부분 보정데이터를 생성할 수 있도록 한 기술을 개시하고 있다.

이러한 상기 선행기술에서 광범위한 지역에 대한 지형지물 측정을 위해서는 지형지물 측정장치를 차량에 탑재하여 이동하면서 지형지물을 측지 및 측량할 필요가 있다.

통상적으로 지형지물 측정장치를 차량에 탑재하는 경우 우리나라의 경우 차량은 우측통행이므로 카메라의 촬영방향과 레이저 장치의 측정방향이 우측을 향하여 차량의 주행방향에 대하여 직각을 이루도록 하게 되는데, 차량이 주행하는 도로의 노면이 경사진 경우 카메라의 촬영방향과 레이저 장치의 측정방향이 지형지물에 대하여 직각을 이루지 못하는 경우, 카메라에 의한 영상이미지와 레이저 장치에 의한 측정값이 정확하지 않게 되는 문제점이 있다.

따라서 종래에는 대한민국 등록특허 제1608288호(20163.03.28. 등록) "도화이미지에 좌표정보를 합성하는 수치지도 생성 장치"(이하, '선행기술2'라 함)는 도로에 대한 위치정보를 획득하기 위한 경계석에 대한 레이저빔송수신부는 측정주행시에는 하강시키고 비측정주행시에는 상승시키며, 건물에 대한 레이저빔송수신부는 측정주행시에는 상승시키고 비측정주행시에는 하강시킴으로써 차량의 주행 안정성을 확보할 수 있으면서도 도로 및 건물에 대한 위치정보를 정확하게 획득할 수 있게 하여 보다 정확한 수치지도를 제작할 수 있도록 하는 기술을 개시하고 있다.

그러나 상기 선행기술2는 제1 거리측정장치의 제1 송수신부와 제2 거리측정장치의 제2 송수신부가 지형지물에 대하여 직각을 이루는 상태로 유지되어 지형지물의 측정값의 정확도를 어느 정도 높일 수 있으나,

노면의 경사도에 따라서는 피측정물인 지형지물로부터 제1 송수신부와 제2 송수신부에 이르는 거리가 다르게 되기 때문에 제1 거리측정장치와 제2 거리측정장치의 측정값이 정확하게 일치하지 않게 될 수 있으므로 정확한 거리측정이 어렵게 되는 문제점이 있다.

또한 제1 송수신부와 제2 송수신부의 수평을 유지하기 위한 장치가 각각 독립적으로 구성되어 있기 때문에 장치의 구조가 복잡하고 제어가 번거롭게 되는 문제점이 있다.

또한 상기 선행기술2는 비측정주행모드에서 제1 및 제2 거리측정장치가 차량의 루프로부터 높게 위치하기 때문에 주행안전성이 저하되고 자칫 제1 및 제2 거리측정장치가 진동과 충격에 의하여 파손될 염려가 있다.

따라서 피측정물인 지형지물에서 제1 거리측정장치의 제1 송수신부와 제2 거리측정장치의 제2 송수신부에 이르는 거리가 항상 동일하게 되도록 함으로써 보다 정확한 거리측정이 가능하게 되도록 할 수 있으며, 장치가 간소화될 수 있도록 하는 기술의 개발이 요구되고 있다.

또한 거리측정장치와 함께 지형지물을 촬영하기 위한 카메라를 구비한 경우, 지형지물에서 제1 거리측정장치의 제1 송수신부와 제2 거리측정장치의 제2 송수신부에 이르는 거리와 카메라에 이르는 거리를 항상 동일하게 되도록 함으로써 보다 정확한 거리측정과 함께 보다 정확한 영상이미지를 얻을 수 있도록 하는 기술의 개발이 요구되고 있다.

또한 비측정주행모드 시에 주행안전성을 확보하고 진동과 충격에 의하여 제1 및 제2 거리측정장치가 파손될 염려가 없도록 하는 기술의 개발이 요구되고 있다.

대한민국 등록특허 제10-1223741호(2013.01.11. 등록) "도화이미지의 왜곡 보정을 위한 현장 지형의 측지 및 측량시스템" 대한민국 등록특허 제1608288호(20163.03.28. 등록) "도화이미지에 좌표정보를 합성하는 수치지도 생성 장치"

따라서 본 발명의 목적은 도화이미지의 보정을 위한 현장 지형의 측량시 왜곡보정을 위한 지형지물의 이미지와 주면 지형지물의 측량 수치 정보를 포함하는 왜곡부분 보정데이터를 생성할 수 있도록 함과 아울러 카메라와 레이저 장치에 의한 지형지물의 측정을 보다 정확하게 함으로써 도화이미지의 왜곡보정을 보다 정확하게 할 수 있도록 함과 아울러 피측정물인 지형지물에서 측량부의 상하측 송수신부에 이르는 거리 및, 지형지물에서 카메라에 이르는 거리를 항상 동일하게 함으로써 보다 정확한 거리측정과 영상이미지를 얻을 수 있도록 하며, 차량에 탑재된 상태에서 비측량주행시 장치를 안정적으로 유지할 수 있어 장치의 파손을 방지할 수 있도록 한 촬영 후 왜곡된 영상의 보정기능을 갖는 영상처리 장치를 제공하려는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은 항공 영상 이미지 또는 수치지도 또는 표준지도데이터가 저장되어 있는 지도데이터 저장부; 상기 항공 영상 이미지를 점, 선, 면이 포함되고 상기 수치지도 또는 표준지도데이터와 호환되는 데이터 포맷으로 변환된 도화이미지로 제작하는 도화이미지 변환부; 상기 도화이미지를 상기 수치지도 또는 상기 표준지도와 비교 분석하여 상기 도화이미지의 왜곡부분과 새로운 지형지물을 찾아내는 왜곡 검색부; 상기 왜곡부분과 새로운 지형지물의 위치를 GPS 좌표, 위도경도 좌표, 주소좌표 중 어느 하나 이상이 포함되는 왜곡부분 표시좌표를 이용하여 표시하는 왜곡부분 표시부; 상기 왜곡부분 표시좌표를 에스디(SD) 카드 또는 마이크로 에스디(micro SD) 카드 또는 램 또는 하드디스크로 이루어진 저장매체를 통해 저장하는 왜곡부분 표시좌표 저장부; 및 상기 왜곡부분 표시좌표를 이동통신 또는 와이파이를 이용하여 전송하는 제1 통신부; 로 구성되는 도화이미지 생성 및 왜곡부분 표시장치와, 360도의 모든 방향을 동시에 이미지로 찍어내는 카메라; 상기 제1 통신부로부터 상기 이동통신 또는 와이파이를 이용하여 상기 왜곡부분 표시좌표를 수신하는 제2 통신부; 저장매체에 저장된 상기 왜곡부분 표시좌표 정보를 읽어 들이는 정보 인식부; GPS 수신부; 상기 GPS 좌표, 상기 위도경도 좌표, 상기 주소좌표 중 어느 하나 이상을 이용하여 기준점을 생성하는 기준점 생성부; 상기 제2 통신부로부터 수신한 상기 왜곡부분 표시좌표 또는 상기 저장매체에 저장된 왜곡부분 표시좌표에 해당하는 지형지물의 이미지 및 상기 카메라로 촬영한 이미지를 이용하여 왜곡 보정을 위한 해당 지형지물을 선택하는 측정 지형지물 선택부; 상기 측정 지형지물의 측량 수치정보와 주변 지형지물에 대한 상대적인 측량 수치정보를 상하측 송수신부가 포함된 레이저 장치를 이용하여 상기 기준점을 기준으로 하여 생성하는 측량부; 상기 카메라로 찍은 영상 이미지에 상기 측량수치정보를 부가하여 왜곡부분 보정데이터를 생성하는 왜곡부분 보정데이터 생성부; 및 상기 왜곡부분 보정데이터를 에스디 카드 또는 하드디스크에 저장하는 왜곡부분 보정데이터 저장부;로 구성되며, 상기 카메라와, 상기 상하측 송수신부를 차량이 탑재하는 차량탑재장치를 더 포함하고, 상기 차량탑재장치는, 차량의 루프레일에 고정설치되는 베이스플레이트와; 상기 베이스플레이트에 좌우측방으로 슬라이드 가능하게 설치되는 측방슬라이더와; 상기 측방슬라이더를 좌우측방으로 슬라이드 구동하는 측방 리니어액튜에이터와; 상기 측방슬라이더에 장착되는 피칭모터와; 상기 피칭모터의 피칭모터축에 결합되는 피칭브래킷과; 상기 피칭브래킷에 장착되는 롤링모터와; 상기 롤링모터의 롤링모터축에 결합되는 롤링브래킷과; 상기 롤링브래킷의 상하부에 결합되는 상하방 리니어액튜에이터와; 상기 상하방 리니어액튜에이터에 의하여 승강되는 상하방 승강대와; 상기 상하방 승강대에 장착되는 상하측 요잉모터와; 상기 롤링브래킷의 전면에 결합되는 카메라장착대와; 상기 카메라장착대에 장착되는 중단 요잉모터와; 상기 상하측 요잉모터의 요잉모터축에 결합되어 상기 상하측 송수신부가 장착되는 상하측 요잉브래킷과; 상기 중단 요잉모터의 요잉모터축에 결합되어 상기 카메라가 장착되는 중단 요잉브래킷을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 촬영 후 왜곡된 영상의 보정기능을 갖는 영상처리 장치를 제공한다.

본 발명의 촬영 후 왜곡된 영상의 보정기능을 갖는 영상처리 장치에 의하면, 도화이미지 생성 및 왜곡부분 표시장치와 지형지물 측정장치를 구비하여 왜곡보정을 위해 해당 지형지물뿐만 아니라 주변 지형지물도 측지 또는 측량함으로써 보다 정확한 왜곡보정을 수행할 수 있음과 아울러 지형지물 측정장치를 구성하는 카메라와, 측량부의 레이저 장치의 송수신부를 항상 수평으로 유지하여 도화이미지의 왜곡보정을 보다 정확하게 할 수 있도록 함과 아울러 피측정물인 지형지물에서 측량부의 상하측 송수신부에 이르는 거리 및, 지형지물에서 카메라에 이르는 거리를 항상 동일하게 함으로써 보다 정확한 거리측정과 영상이미지를 얻을 수 있도록 하며, 차량에 탑재된 상태에서 비측량주행시 장치를 안정적으로 유지할 수 있어 장치의 파손을 방지할 수 있다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 의한 촬영 후 왜곡된 영상의 보정기능을 갖는 영상처리 장치의 바람직한 실시예를 보인 것으로,
도 1은 본 발명에 의한 촬영 후 왜곡된 영상의 보정기능을 갖는 영상처리 장치의 구성 및 동작을 설명하기 위한 도면,
도 2는 도화이미지 생성 및 왜곡부분 표시장치의 구성을 보인 도면,
도 3은 지형지물 측정장치의 구성을 보인 도면,
도 4 내지 도 14는 본 발명에 의한 지형지물 측정장치를 차량에 탑재하는 차량탑재장치를 보인 것으로,
도 4는 측방슬라이더와 측방 리니어액튜에이터, 피칭모터를 분해하여 보인 사시도,
도 5는 피칭브래킷, 롤링모터와 롤링브래킷, 승강대 및 상하방 리니어액튜에이터를 분해하여 보인 사시도,
도 6은 승강대, 카메라장착대, 요잉모터, 요잉브래킷을 분해하여 보인 사시도,
도 7은 비측량주행 상태를 보인 사시도,
도 8은 레이저 장치의 송수신부와 카메라가 측방으로 이동한 상태를 보인 사시도,
도 9는 레이저 장치의 송수신부와 카메라가 측정위치로 회전한 상태를 보인 사시도,
도 10은 상향 경사로를 주행하면서 측정하는 상태를 보인 측면도,
도 11은 하향 경사로를 주행하면서 측정하는 상태를 보인 측면도,
도 12는 지형지물 측이 높은 측면 경사로를 주행하면서 측정하는 상태를 보인 배면도,
도 13은 지형지물 측이 낮은 측면 경사로를 주행하면서 측정하는 상태를 보인 배면도,
도 14는 경계석과 건축물을 동시에 측정 및 촬영하는 상태를 보인 도면,
도 15는 차량의 진행방향이 바뀔 때의 수평회전동작을 보인 평면도이다.

이하, 본 발명에 의한 촬영 후 왜곡된 영상의 보정기능을 갖는 영상처리 장치를 첨부도면에 예시한 바람직한 실시예에 따라서 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 의한 촬영 후 왜곡된 영상의 보정기능을 갖는 영상처리 장치의 바람직한 실시예를 보인 것이다.

본 실시예에 따른 촬영 후 왜곡된 영상의 보정기능을 갖는 영상처리 장치는 도 1에 도시한 바와 같이, 도화이미지 생성 및 왜곡부분 표시장치(100)와, 지형지물 측정장치(200)를 포함한다.

상기 도화이미지 생성 및 왜곡부분 표시장치(100)는 항공기(10)로부터 수신한 항공 영상 이미지를 이용하여 도화이미지를 제작하고 제작한 도화이미지를 저장되어 있는 수치지도 또는 표준지도와 비교하여 왜곡이 발생한 부분을 검색한다.

왜곡이 발생하여 보정이 필요한 부분[지형지물(20)]을 지형지물을 측정장치(200)로 알려준다.

상기 도화이미지 생성 및 왜곡부분 표시장치(100)는 도 2에 도시한 바와 같이, 도화이미지 변환부(110), 지도데이터 저장부(120), 왜곡 검색부(130), 왜곡부분 표시부(40), 왜곡부분표시 좌표 저장부(150) 및 제1 통신부(160)로 구성된다.

상기 도화이미지 변환부(110)는 항공 영상 이미지를 도화이미지로 제작하는 기능을 수행한다. 즉, 사진으로 되어 있는 항공 영상 이미지를 점과, 선 및 면으로 구성된 도화이미지로 변환한다. 여기서 도화이미지는 기존의 지도데이터와 호환이 가능한 데이터 포맷으로 변환한 것을 의미한다.

지도데이터 저장부(120)는 기존의 지도데이터가 저장되어 있는 저장부를 의미한다. 즉, 기존의 참고가 될 만한 수치지도 또는 표준지도데이터가 저장되어 있다.

여기서, 지도데이터 저장부(120)에 저장된 지도데이터는 도화이미지 데이터와 호환이 가능한 데이터 포맷으로 되어 있다.

왜곡 검색부(130)는 도화이미지와 지도데이터 저장부(120)에 저장된 수치지도 또는 표준지도와 비교 분석하여 도화이미지의 왜곡부분을 찾아내는 기능을 수행한다.

도화이미지는 항공 영상 이미지를 바탕으로 생성된 이미지이므로 항공 영상 촬영시 발생한 촬영 왜곡으로 생성된 왜곡부분을 가지고 있으며, 또한 도화이미지는 현재 생성된 이미지이므로 지도데이터 저장부(120)에 저장된 기존 지도데이터에는 존재하지 않는 새로운 지형지물의 정보가 포함되어 있을 수 있다.

따라서 촬영 왜곡으로 생성된 왜곡부분으르 보정하고 새로운 지형지물에 대한 정도를 지도에 포함시키기 위한 작업이 필요하다.

상기 왜곡 검색부(130)는 도화이미지와 지도데이터 저장부(120)에 저장된 데이터를 비교하여 촬영 왜곡으로 생성된 왜곡부분을 검색하고 또한 지도데이터 저장부(120)에 저장된 지도데이터에는 존재하지 않는 새로운 지형지물을 검색한다.

상기 왜곡부분 표시부(140)는 왜곡 검색부(130)에서 검색된 왜곡부분 및 새로운 지형지물을 GPS좌표, 위도경도좌표, 주소좌표 중 어느 하나 이상의 좌료를 이용하여 왜곡부분 및 새로운 지형지물을 왜곡부분 표시좌료를 이용하여 표시한다.

여기서 왜곡부분 표시좌표는 현장 측지/측량을 위해서 상술한 왜곡부분 및 새로운 지형지물의 위치를 표시하는 좌표를 말한다. 상술한 바와 같이 각각의 GPS좌표, 위도경도좌표, 주소좌표 만으로 표시될 수도 있고, 이들 좌표를 조합하여 생성할 수도 있다.

상기 왜곡부분 표시좌표 저장부(150)는 왜곡부분 표시좌표를 저장하는 기능을 수행한다.

이를 위해 왜곡부분 표시좌표 저장부(150)는 이동이 가능한 SD카드, micro SD카드 등을 이용한 저장매체(151)를 포함하여 구성된다. 또는 후술하는 바와 같이 통신망을 통해 왜곡부분 표시좌표를 지형지물 측정장치(200)로 전송하는 경우에는 램이나 하드 디스크와 같이 고정된 저장매체를 이용할 수도 있다.

상기 제1 통신부(160)는 지형지물 측정장치(200)와 통신하는 기능을 수행한다. 이를 위해서 제1 통신부(160)는 이동통신 모듈 또는 와이파이 모듈을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 제1 통신부(160)는 왜곡부분 표시좌표를 이동통신망 또는 와이파이 무선망을 통해 왜국부분 표시좌표를 지형지물 측정장치(200)로 전송한다.

상기 지형지물 측정장치(200)는 도 3에 도시한 바와 같이, 제2 통신부(210), 정조 인식부(220), 카메라(230), GPS 수신기(240), 기준점 생성부(250), 측정 지형지물 선택부(260), 측량부(270), 왜곡부분 보정데이터 생성부(280), 및 왜곡부분 보정데이터 저장부(290)를 포함한다.

상기 제2 통신부(210)는 도화이미지 생성 및 왜곡부분 표시장치(100)와 통신하여 왜곡부분 표시좌표를 수신한다.

상기 정보 인식부(220)는 저장매체(221)에 저장된 왜곡부분 표시좌표를 인식한다.

상기 지형지물 측정장치(200)는 왜곡부분 표시좌표를 이동통신망을 통해서 수신 받을 수 있고, 저장매체(221)에 저장되어 있는 왜곡부분 표시좌표를 읽어 들일 수도 있다.

상기 카메라(230)는 360도의 모든 방향의 이미지를 촬영할 수 있다.

상기 GPS 수신부(240)는 GPS 좌표를 생성한다.

상기 기준점 생성부(250)는 GPS 좌표를 이용하여 측량 기준점을 생성한다. 측량시 이 기준점을 기준으로 하여 측량좌표 및 위치 관계를 알아낸다.

상기 측정 지형지물 선택부(260)는 카메라(230)를 이용하여 주변의 지형지물 이미지를 확인하고 도화이미지 생성 및 왜곡부분 표시장치(100)로부터 통신망을 통해 수신하거나 저장매체(221)에 저장된 왜곡부분 표시좌표를 이용하여 왜곡 보정을 위한 해당 지형지물을 선택한다.

상기 측정 지형지물 선택부(260)가 왜곡 보정을 위한 해당 지형지물을 선택하기 위해서는 지형지물에 대한 좌표 정보가 포함된 이미지 정보를 저장하고 있고, 왜곡부분 표시좌표에 해당하는 해당 지형지물에 대한 이미지와 카메라로 촬영한 이미지를 비교하여 동일 또는 유사한지를 판단한다. 이후 판단 결과, 동일 또는 유사하다고 판단되면 해당 지형지물의 왜곡부분을 보정할 필요가 있는 지형지물이라고 판단한다.

상기 측량부(270)는 선택된 측정 지형지물을 레이저 장치(271)를 이용하여 기준점을 기준으로 하여 측정 지형지물까지의 측량 수치정보를 생성한다. 상기 레이저 장치(271)는 상하측 송수신기(272, 273)를 포함한다.

이때, 측량부(270)는 선택된 측량 지형지물의 측량 수치정보 뿐만 아니라 주변의 상대적인 측정 기준이 될 만한 지형지물의 측량 수치정보도 생성할 수 있다.

왜냐하면, 지도 제작시 주변 지형지물과의 상대적인 위치 관계를 알아야만 지도 상에 정확한 위치와 거리 관계를 가지는 지도가 만들어지기 때문이다. 따라서 왜곡부분을 보정할 때에도 왜곡이 발생한 지형지물뿐만 아니라 주변의 다른 참고가 될만한 지형지물의 측량 정보도 생성하는 것이다.

이후, 왜곡이 발생한 지형지물의 측량 수지정보와 주변 지형지물의 측량 수치정보를 이용하여 전체적인 도화이미지 상에서 왜곡부분을 정확하게 보정할 수 있다.

상기 왜곡부분 보정데이터 생성부(280)는 상술한 바와 같이 왜곡 보정을 위해 선택한 지형지물의 이미지에 측량 수지정보를 포함하고 주변의 지형지물의 측량 수치정보를 포함하여 왜곡부분 보정데이터를 생성한다. 즉, 왜곡부분에 해당하는 지형지물의 측량 수지정보 뿐만 아니라 이미지에 측량 수치정보를 병합하고 여기에 주변 지형지물의 측정정보를 포함시켜 왜곡부분의 보정을 위한 왜곡부분 보정데이터를 생성한다.

상기 왜곡부분 보정데이터 저장부(290)는 왜곡부분 보정데이터를 저장하는 곳으로 저장매치(221)를 포함하여 구성된다. 저장매치는 SD카드나 하드 디스크와 같은 저장매체가 될 수 있다.

상기 지형지물 측정장치(200)는 기동성을 가지고 광범위한 지역의 지형지물을 신속하고 정확하게 측정할 수 있도록 하기 위하여 차량에 탑재한 예를 보인 것이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 상기 지형지물 측정장치(200)를 구성하는 지형지물 측정장치(200)의 카메라(230)와 측량부(270)의 레이저 장치(271)의 상하측 송수신부(272, 273)를 차량탑재장치(300)를 통하여 차량에 탑재한다.

이하의 설명에서 각 구성요소들의 결합, 연결, 부착 등은 통상적인 나사체결방식으로 이루어질 수 있는바, 이러한 결합, 연결, 부착 구조에 대해서는 구체적인 도시 및 설명은 생략한다.

또한 차량의 주행방향을 x축으로, 차량의 좌우측방향을 y축으로, 그리고 수직방향을 z축으로 하여 설명하며, x축을 중심으로 회동하는 것을 '롤링(rolling)', y축을 중심으로 회동하는 것을 '피칭(pitching)', 그리고 z축을 중심으로 회동하는 것을 '요잉(yawing)으로 하여 설명한다.

상기 차량탑재장치(300)는 차량의 루프레일(310)에 고정설치되는 베이스플레이트(320)와; 상기 베이스플레이트(320)에 좌우측방으로 슬라이드 가능하게 설치되는 측방슬라이더(330)와; 상기 측방슬라이더(330)를 좌우측방으로 슬라이드 구동하는 측방 리니어액튜에이터(340)와; 상기 측방슬라이더(330)에 장착되는 피칭모터(350)와; 상기 피칭모터(350)의 피칭모터축(351)에 결합되는 피칭브래킷(360)과; 상기 피칭브래킷(360)에 장착되는 롤링모터(370)와; 상기 롤링모터(370)의 롤링모터축(371)에 결합되는 롤링브래킷(380)과; 상기 롤링브래킷(380)의 상하부에 결합되는 상하방 리니어액튜에이터(390, 400)와; 상기 상하방 리니어액튜에이터(390, 400)에 의하여 승강되는 상하방 승강대(410, 420)와; 상기 상하방 승강대(410, 420)에 장착되는 상하측 요잉모터(430, 440)와; 상기 롤링브래킷(380)의 전면에 결합되는 카메라장착대(450)와; 상기 카메라장착대(450)에 장착되는 중단 요잉모터(460)와; 상기 상하측 요잉모터(430, 440)의 요잉모터축(431, 441)에 결합되어 상기 상하측 송수신부(272, 273)가 장착되는 상하측 요잉브래킷(470, 480)과; 상기 중단 요잉모터(460)의 요잉모터축(461)에 결합되어 상기 카메라(230)가 장착되는 중단 요잉브래킷(490)을 포함하여 구성된다.

상기 베이스 플레이트(320)는 하면에 복수개의 고정편(321)을 구비하여 상기 고정편(321)에 루프레일(310)을 관통시킨 상태에서 고정편(321)과 루프레일(310)을 관통하는 고정볼트(도시생략)과 이에 체결되는 고정너트(도시생략)에 의하여 루프레일(310)에 고정할 수 있다.

상기 측방슬라이더(330)는 상기 피칭모터(350)가 장착되는 수평부(331)와, 상기 주평부(331)에 수직으로 결합되는 수직부(332)로 구성된다.

상기 측방슬라이더(330)를 측방으로 슬라이드 가능하게 설치하기 위하여 베이스플레이트(320)의 상면에 고정 설치되는 한 쌍의 안내봉(333)과, 상기 수평부(331)의 하면에 고정 설치되어 상기 한 쌍의 안내봉(333)에 안내되는 안내편(334)을 구비할 수 있다.

상기 안내봉(331)과 안내편(332) 사이에는 슬라이드 베어링(도시생략)을 삽입함으로써 측방슬라이더(330)의 측방슬라이딩 동작이 원활하게 이루어지도록 구성하는 것이 바람직하다.

상기 측방 리니어액튜에이터(340)는 상기 베이스플레이트(320)에 회전 가능하게 지지되는 구동스크루(341)와, 상기 측방슬라이더(330)의 수평부(331) 하면에 고정되어 상기 구동스크루(341)에 나사맞춤되는 구동너트(342) 및, 상기 베이스플레이트(320)에 장착되어 상기 구동스크루(341)를 구동시키는 구동모터(343)를 포함하여 구성된다.

상기 피칭모터(350)는 상기 측방슬라이더(330)의 수평부(331)에 장착되며 수직부(332)를 관통하여 측방으로 돌출되는 피칭모터축(351)이 구비된다.

상기 피칭모터(350)의 피칭모터축(351)에는 상기 피칭브래킷(360)을 결합하기 위한 플랜지부(352)가 구비된다.

상기 피칭브래킷(360)은 상기 피칭모터(350)의 피칭모터축(351)이 결합되는 피칭모터축모터결합부(361)와, 상기 피칭모터축결합부(361)에 직각으로 형성되어 상기 롤링모터(370)가 장착되는 롤링모터장착부(362)로 구성된다.

상기 롤링모터(370)는 상기 피칭브래킷(360)의 롤링모터장착부(362)에 장착되며, 상기 롤링모터장착부(362)를 관통하여 전방으로 돌출되는 롤링모터축(371)이 구비된다.

상기 롤링브래킷(380)은 상기 롤링모터축(371)이 결합되는 롤링모터축결합부(381)와, 상기 롤링모터축결합부(381)에 직각으로 형성되어 상하면에 각각 상기 상하방 리니어액튜에이터(390, 400)와 상기 카메라장착대(450)가 결합되는 복합결합부(382)로 구성된다.

상기 상하방 리니어액튜에이터(390, 400)는 상기 복합결합부(382)의 상하면에 각각 장착되며 내주면에 암나사부(393, 403)가 형성되는 중공형 모터축(392, 402)을 가지는 승강모터(391, 401)와, 상기 암나사부(393, 403)에 나사맞춤되는 수나사부(395, 405)를 가지는 승강구동스크루(394, 404)를 포함하여 구성된다.

상기 승강구동스크루(494, 404)는 각각 상단과 하단에 형성되어 상기 상하방 승강대(410, 420)를 결합하기 위한 플랜지부(396, 406)가 구비된다.

상기 상하단 승강대(410, 420)는 일정 간격을 두고 상하로 배치되는 상판(411, 421)과 하판(412, 422), 상기 상판(411, 421)과 하판(412, 422)을 연결하는 연결판(413, 423)에 의하여 ㄷ자형으로 형성되며, 각각 상기 승강구동스크루(394, 404)의 상단과 하단에 결합되는 연결편(414, 424)을 구비한다.

상기 상하측 요잉모터(430, 440)는 상기 상하측 승강대(410, 420)의 상판(411, 421)에 장착되며, 상기 상판(411, 421)을 관통하는 상하측 요잉모터축(431, 441)을 구비한다.

상기 카메라장착대(450)는 일정 간격을 두고 상하로 배치되는 상판(451)과 하판(452)과, 상기 상판(451)과 하판(452)들 연결하며 상기 롤링브래킷(380)에 결합되는 연결판(453)로 구성된다.

상기 중단 요잉모터(460)은 상기 카메라장착대(450)의 상판(451)에 장착되며, 상기 상판(451)을 관통하는 요잉모터축(461)을 구비한다.

상기 상하측 요잉브래킷(470, 480)은 상기 상하측 승강대(410, 420)의 상판(411, 421)과 하판(412, 422) 사이에 수평회전 가능하게 지지되며, 상기 요잉모터축(431, 441)에 결합된다.

상기 중단 요잉브래킷(490)은 상기 카메라장착대(450)의 상판(451)과 하판(452) 사이에 수평회전 가능하게 지지되며, 상기 요잉모터축(461)에 결합된다.

상기 피칭모터(350), 롤링모터(370), 상하측 요잉모터(430, 440), 중단 요잉모터(460)들은 수평센서와 제어수단에 의하여 제어될 수 있다. 상기 수평센서는 상하측 요잉브래킷(470, 480)과 중단 요잉브래킷(490)에 각각 설치할 수 있으며, 실질적으로 상하측 요잉브래킷(470, 480)와 중단 요잉브래킷(490)는 수평도가 항상 동일하므로 어는 하나에만 설치할 수도 있다. 제어수단은 제어프로그램이 설치된 데스크탑 컴퓨터 또는 노트북 컴퓨터로 구성될 수 있다. 이때, 컴퓨터 키보드는 입력부를 구성하고, 모니터는 표시부를 구성할 수 있다.

이러한 수평센서와 제어수단은 통상적인 제어방식에 의한 것이므로 이에 대한 구체적인 도시 및 설명은 생략한다.

또한 컴퓨터에 장착된 HAD 또는 SSD, 그리고 USB단자 또는 카드리더기에 연결된 SD카드 또는 USB메모리는 저장장치로써 사용될 수 있다.

이하, 차량탑재장치(300)의 작용에 대하여 설명한다.

먼저, 비측량주행모드에 대하여 설명한다.

비측량주행모드에서는 측방 리니어액튜에이터(340)에 의하여 측방슬라이더(330)가 좌측으로 이동하고, 측방슬라이더(330)에 순차 결합된 피칭모터(350), 피칭브래킷(360), 롤링모터(370), 롤링브래킷(380), 상하방 리니어액튜에이터(390, 400), 상하방 승강대(410, 420), 상하측 요잉모터(430, 440), 카메라장착대(450), 중단 요잉모터(460), 상하측 요잉브래킷(470, 480), 중단 요잉브래킷(490) 및, 상하측 요잉브래킷(470, 480)에 장착된 상하측 송수신부(272, 273)와 중단 요잉브래킷(490)에 장착된 카메라(230)가 모두 차량의 루프 상에 위치하는 상태로 된다(도 7 참조).

이때, 상하방 리니어액튜에이터(390, 400)는 수평으로 누운 상태로 유지되므로 장치 전체가 차량의 루프에 근접한 상태로 낮게 위치하므로 비측량주행모드에서 장치 전체가 안정적으로 유지되며, 주행 중의 진동과 충격에 의하여 장치, 특히 상하측 송수신부(272, 273)와 카메라(230)가 파손되는 것을 방지할 수 있게 된다.

다음, 측량모드에 대하여 설명한다.

도 7의 비측량주행모드에서 측방 리니어액튜에이터(340)를 구성하는 구동모터(343)가 시계방향으로 회전하면, 구동모터(343)에 결합된 구동스크루(341)와 측방슬라이더(330)에 결합된 구동너트(342)의 나사작용에 의하여 안내봉(333)과 안내편(334)의 안내를 받으면서 측방슬라이더(330)가 차량의 우측방향으로 이동하게 된다(도 8 참조).

이 상태에서 측방슬라이더(330)에 장착된 피칭모터(350)가 반시계방향으로 회전하면, 피칭브래킷(360)과, 이 피칭브래킷(360)에 순차 결합되는 롤링모터(370), 롤링브래킷(380), 상하방 리니어액튜에이터(390, 400), 상하방 승강대(410, 420), 상하측 요잉모터(430, 440), 카메라장착대(450), 중단 요잉모터(460), 상하측 요잉브래킷(470, 480), 중단 요잉브래킷(490) 및, 상하측 요잉브래킷(470, 480)에 장착된 상하측 송수신부(272, 273)과 중단 요잉브래킷(490)에 장착된 카메라(230)가 반시계방향으로 회전하여, 상측 송수신부(272)가 상부에, 하측 송수신부(273)가 하부에, 그리고 카메라(230)가 중단에 위치하는 상대로 된다(도 9 참조).

이 상태에서 상하측 송수신부(272, 273)를 레이저빔을 송신하며, 송신된 레이저빔은 지형지물과 도로변의 경계석에 부딪혀 반사되어 상하측 송수신부(272, 273)에 수신되어 레이저 장치(271)를 포함하는 측량부(270)에 의하여 지형지물과 경계석까지의 거리 등 측량 수치정보를 생성한다.

이때, 차량이 상향 경사로를 주행하면서 측량하는 경우(도 10 참조)와 하향 경사로를 주행하면서 측량하는 경우(도 11 참조)에는 상하측 요잉브래킷(470, 480)과 중단 요잉브래킷(490)에 장착되거나 이들 중 어느 하나에 장착된 수평센서에 의하여 감지된 경사도에 따라서 제어수단이 피칭모터(350)를 제어하게 되고, 피칭모터(350)의 회전에 따라 피칭브래킷(360)이 회전하게 되고, 이 피칭브래킷(360)에 순차 결합되는 롤링모터(370), 롤링브래킷(380), 상하방 리니어액튜에이터(390, 400), 상하방 승강대(410, 420), 상하측 요잉모터(430, 440), 카메라장착대(450), 중단 요잉모터(460), 상하측 요잉브래킷(470, 480), 중단 요잉브래킷(490) 및, 상하측 요잉브래킷(470, 480)에 장착된 상하측 송수신부(272, 273)과 중단 요잉브래킷(490)에 장착된 카메라(230)가 회전하여 수평을 유지하게 된다(도 10 및 도 11의 실선표시 참조).

또한 차량이 지형지물 측의 높이가 높은 측면경사로를 주행하면서 측량하는 경우(도 12 참조)와 지형지물 측의 높이가 낮은 측면경사로를 주행하면서 측량하는 경우(도 13 참조)에는 상기 수평센서에 의하여 감지된 경사도에 따른 제어수단의 제어에 의하여 롤링모터(370)가 회전하게 되고, 이에 따라 롤링브래킷(380)과, 이에 순차적으로 결합된 상하방 리니어액튜에이터(390, 400), 상하방 승강대(410, 420), 상하측 요잉모터(430, 440), 카메라장착대(450), 중단 요잉모터(460), 상하측 요잉브래킷(470, 480), 중단 요잉브래킷(490) 및, 상하측 요잉브래킷(470, 480)에 장착된 상하측 송수신부(272, 273)과 중단 요잉브래킷(490)에 장착된 카메라(230)가 회전하여 수평을 유지하게 된다.

따라서 측량부(270)의 레이저 장치(271)를 구성하는 상하측 송수신부(272, 273)와 카메라(230)가 항상 수평을 유지하게 되어 보다 정확한 측량이 가능하게 되고 왜곡을 정확하게 보정할 수 있게 된다.

한편, 차량이 도로를 주행하면서 측량하는 과정에서, 지형지물(20)의 하단 높이는 일정하지 않고 다양할 수 있으며, 경계석(30)의 높이도 도로의 특성과 지역 특성에 따라 그 높이가 다를 수 있는 바, 이 경우, 측량작업자의 수동조작에 의하여 상하측 리니어액튜에이터(390, 400)를 구성하는 승강모터(391, 401)를 작동시켜 암나사부(393, 403)를 가지는 중공형 모터축(392, 402)와 수나사부(395, 405)를 가지는 승강구동스크루(394, 404)에 의하여 상하방 승강대(410, 420)를 승강시킴으로써 상하방 승강대(410, 420)에 결합된 상하측 요잉브래킷(470, 480)과 이에 장착된 상하측 송수신부(272, 273)의 높이를 조절할 수 있으므로 보다 정확한 측량이 가능하게 된다.

또한 차량이 도로를 주행하는 과정에서 장애물로 인하여 부득이 주행방향을 바꿔야 하는 경우, 상하측 요잉모터(430,440) 및 중단 요잉모터(460)에 의하여 상하측 요잉브래킷(470, 480)과 중단 요잉브래킷(490) 및 이들에 장착된 상하측 송수신부(272, 273)와 카메라(230)를 지형지물(20) 및 경계석(30)에 직각을 이루도록 할 수 있어 보다 정확한 측량이 가능하게 된다.

이상에서 설명한 실시예들은 그 일 예로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 항공기 20 : 지형지물
100 : 도화이미지 생성 및 왜곡부분 표시장치
110 : 도화이미지 변환부 120 : 지도데이터 저장부
130 : 왜곡 검색부 140 : 왜곡부분 표시부
150 : 왜곡부분 표시좌표 저장부 151 : 저장매체
160 : 제1 통신부
200 : 지형지물 측정장치 210 : 제2 통신부
220 : 정보 인식부 221 : 저장매체
230 : 카메라 240 : GPS 수신부
250 : 기준점 생성부 260 : 측정 지형지물 선택부
270 : 측량부 271 : 레이저 장치
272, 273 : 송수신부
280 : 왜곡부분 보정데이터 생성부 290 : 왜곡부분 보정데이터 저장부
300 : 차량탑재장치 310 : 루프레일
330 : 베이스플레이트 330 : 측방슬라이더
340 : 측방 리니어액튜에이터 350 : 피칭모터
360 : 피칭브래킷 370 : 롤링모터
380 : 롤링브래킷 390, 400 : 상하방 리니어액튜에이터
410, 420 : 상하방 승강대 430, 440 : 상하측 요잉모터
450 : 카메라장착대 460 : 중단 요잉모터
470, 480 : 상하측 요잉브래킷 490 : 중단 요잉브래킷

Claims (1)

1. 항공 영상 이미지 또는 수치지도 또는 표준지도데이터가 저장되어 있는 지도데이터 저장부;
   상기 항공 영상 이미지를 점, 선, 면이 포함되고 상기 수치지도 또는 표준지도데이터와 호환되는 데이터 포맷으로 변환된 도화이미지로 제작하는 도화이미지 변환부;
   상기 도화이미지를 상기 수치지도 또는 상기 표준지도와 비교 분석하여 상기 도화이미지의 왜곡부분과 새로운 지형지물을 찾아내는 왜곡 검색부;
   상기 왜곡부분과 새로운 지형지물의 위치를 GPS 좌표, 위도경도 좌표, 주소좌표 중 어느 하나 이상이 포함되는 왜곡부분 표시좌표를 이용하여 표시하는 왜곡부분 표시부;
   상기 왜곡부분 표시좌표를 에스디(SD) 카드 또는 마이크로 에스디(micro SD) 카드 또는 램 또는 하드디스크로 이루어진 저장매체를 통해 저장하는 왜곡부분 표시좌표 저장부; 및
   상기 왜곡부분 표시좌표를 이동통신 또는 와이파이를 이용하여 전송하는 제1 통신부; 로 구성되는 도화이미지 생성 및 왜곡부분 표시장치와,
   360도의 모든 방향을 동시에 이미지로 찍어내는 카메라;
   상기 제1 통신부로부터 상기 이동통신 또는 와이파이를 이용하여 상기 왜곡부분 표시좌표를 수신하는 제2 통신부;
   저장매체에 저장된 상기 왜곡부분 표시좌표 정보를 읽어 들이는 정보 인식부;
   GPS 수신부;
   상기 GPS 좌표, 상기 위도경도 좌표, 상기 주소좌표 중 어느 하나 이상을 이용하여 기준점을 생성하는 기준점 생성부;
   상기 제2 통신부로부터 수신한 상기 왜곡부분 표시좌표 또는 상기 저장매체에 저장된 왜곡부분 표시좌표에 해당하는 지형지물의 이미지 및 상기 카메라로 촬영한 이미지를 이용하여 왜곡 보정을 위한 해당 지형지물을 선택하는 측정 지형지물 선택부;
   상기 측정 지형지물의 측량 수치정보와 주변 지형지물에 대한 상대적인 측량 수치정보를 상하측 송수신부가 포함된 레이저 장치를 이용하여 상기 기준점을 기준으로 하여 생성하는 측량부;
   상기 카메라로 찍은 영상 이미지에 상기 측량수치정보를 부가하여 왜곡부분 보정데이터를 생성하는 왜곡부분 보정데이터 생성부; 및
   상기 왜곡부분 보정데이터를 에스디 카드 또는 하드디스크에 저장하는 왜곡부분 보정데이터 저장부;로 구성되며,
   상기 카메라와, 상기 상하측 송수신부를 차량이 탑재하는 차량탑재장치를 더 포함하고,
   상기 차량탑재장치는,
   차량의 루프레일에 고정설치되는 베이스플레이트와; 상기 베이스플레이트에 좌우측방으로 슬라이드 가능하게 설치되는 측방슬라이더와;
   상기 측방슬라이더를 좌우측방으로 슬라이드 구동하는 측방 리니어액튜에이터와;
   상기 측방슬라이더에 장착되는 피칭모터와;
   상기 피칭모터의 피칭모터축에 결합되는 피칭브래킷과;
   상기 피칭브래킷에 장착되는 롤링모터와;
   상기 롤링모터의 롤링모터축에 결합되는 롤링브래킷과;
   상기 롤링브래킷의 상하부에 결합되는 상하방 리니어액튜에이터와;
   상기 상하방 리니어액튜에이터에 의하여 승강되는 상하방 승강대와;
   상기 상하방 승강대에 장착되는 상하측 요잉모터와;
   상기 롤링브래킷의 전면에 결합되는 카메라장착대와;
   상기 카메라장착대에 장착되는 중단 요잉모터와; 상기 상하측 요잉모터의 요잉모터축에 결합되어 상기 상하측 송수신부가 장착되는 상하측 요잉브래킷과;
   상기 중단 요잉모터의 요잉모터축에 결합되어 상기 카메라가 장착되는 중단 요잉브래킷을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 촬영 후 왜곡된 영상의 보정기능을 갖는 영상처리 장치.

Images