KR101775372B1 - 아리랑위성 영상의 위치 정밀도 향상시스템 - Google Patents

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이종혁
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최규철
진현준
한선묵
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Abstract

본 발명은 국가기준점과 드론 영상을 이용하여 아리랑위성 영상의 위치 정밀도를 향상시킬 수 있도록 하는 아리랑위성 영상의 위치 정밀도 향상시스템에 관한 것으로, 본 발명은 지표로부터 700km 상공에 위치되어 촬영하고 촬영된 영상을 아리랑위성영상위치향상단말기로 보내는 아리랑위성(102)과; 상기 지표로부터 140m 상공에 위치되어 지표에 설치된 국가기준점 3개 이상을 포함한 지점을 수 백번 촬영하고 촬영된 수 백장의 드론 영상을 아리랑위성영상위치향상단말기로 보내는 드론(104)과; 상기 아리랑위성(102)으로부터 아리랑위성 영상을 수신함과 아울러 드론(104)으로부터 드론 영상을 수신한 후, 수신된 드론 영상을 이용하여 수신된 아리랑위성 영상을 드론 영상에 맞게 보정하여 아리랑위성 영상의 위치 정밀도를 향상시킬 수 있도록 하는 아리랑위성영상위치향상단말기(106)를 포함한다.

Description

아리랑위성 영상의 위치 정밀도 향상시스템{Position accuracy enhancement system for Arirang satellite(Kompsat) image}
본 발명은 아리랑위성 영상의 위치 정밀도 향상시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 국가기준점과 드론 영상을 이용하여 아리랑위성 영상의 위치 정밀도를 향상시킬 수 있도록 하는 아리랑위성 영상의 위치 정밀도 향상시스템에 관한 것이다.
최근, 네비게이션 시스템(Navigation System)과 같은 위치추적장치의 개발이 가속화되면서 항공기, 차량, 선박 등은 물론 각종 전자기기와 서비스산업에 이르기까지 고정밀도의 지도가 요구되고 있는 실정이다.
현재 이용되고 있는 지도는 종이지도, 수치지도 및 3차원 지도로 분류된다. 종이지도는 국토지리정보원(2003년 개칭)에서 발생되는 국가 기본도를 기초로 하여 각종 목적에 맞게 추가정보에 대한 재조사 및 편집과정을 거쳐 제작된다. 이와 같은 종이지도는 먼저 필름으로 제작되고, 제작된 필름을 인쇄 및 출판하여 완성된다. 완성된 종이지도는 각종 매체를 통하여 판매되거나 수치지도 제작의 기초 데이터로 활용된다. 수치지도는 종이지도가 가지고 있는 정보를 점, 선, 면 형태의 기하학적 도형 요소나 화소들의 집합으로 디지털화한 지도를 의미한다. 이러한 수치지도는 종이지도를 스캐닝하고, 이 스캐닝 데이터를 점, 선, 면 등의 기하학적 도형 데이터로 변환되어 제조된다. 일반적으로 수치지도의 디지털 데이터는 캐드 또는 그래픽 소프트웨어의 포맷으로 저장되어 관리된다. 이와 같은 수치지도의 디지털 데이터는 네비게이션 시스템, 항공기, 차량, 선박 등의 각종 전자기기 등에 저장되고, 저장된 수치지도는 도 1과 같이 디스플레이 된다. 3차원 지도는 건물 및 지형의 공간(혹은 높이)정보를 포함한 지도를 의미한다. 이러한 3차원 지도는 좌표정보와 그래픽정보가 매핑(Mapping)되어 생성된다. 즉, 2차원 정보(예를 들면 사진, 지도)를 토대로 가상의 3차원 기하학적 데이터를 생성한다. 이와 같이 생성된 3차원 기하학적 데이터에 색상 및 이미지를 추가하여 3차원 지도를 제작한다.
상기 종이지도, 수치지도 및 3차원 지도는 1:5000, 1:25000 및 1:50000 축적으로 발행되는 국가 기본도를 기초로 하여 제작된다. 하지만, 국가 기본도의 갱신주기가 1년 이상이기 때문에 최신의 정보를 종이지도, 수치지도 및 3차원 지도에 포함하기가 곤란하다. 또한, 국가 기본도 및 실제 조사활동을 거쳐 제작되는 지도들은 지표면의 모든 정보가 일반화 또는 추상화되어 제작되기 때문에 많은 정보의 손실이 발생된다. 더불어, 3차원 지도를 제작하기 위해서는 많은 시간을 들여 실제 지표면을 정보를 조사해야 한다. 이렇게 조사된 지표면의 정보는 모델링 작업을 통해 3차원 도형객체로 변환되고, 실제 지형물로 보일 수 있도록 변환된 도형객체에 임의의 색상 및 이미지를 추가해야 한다. 따라서, 3차원 지도를 작성하기 위해서는 많은 제조비용 및 제작시간이 소요된다. 또한, 임의의 색상 및 이미지를 추가해야 하므로 많은 공정단계를 거쳐야 함과 아울러 정확한 정보를 표시할 수 없다.
상기한 문제점을 해결하기 위해, 2000년 05월 23일자 출원번호 제10-2000-0027857호(발명의 명칭 : 인공위성의 영상데이터를 이용한 지도 제작방법)로 특허청에 출원된바 있으며, 청구범위는 " 인공위성의 영상데이터 및 2차원의 수치데이터를 이용하여 지도를 제작하는 방법에 있어서, 상기 영상데이터 및 상기 수치데이터를 수집한 후 상기 영상데이터 및 상기 수치데이터가 동일한 위치 정보를 가질 수 있도록 상기 수치데이터의 좌표정보를 기준으로 하여 상기 영상데이터를 기하보정하는 단계와, 일정한 촬상지역의 주변부가 정사투영의 특성을 가지도록 기복변위의 오차를 정사보정하는 단계와, 상기 정사보정된 데이터가 넓은 지역에 나타날 수 있도록 상기 정사보정된 단위 데이터를 연속적인 데이터로 조합하는 모자이크 단계와, 상기 영상데이터에 포함되어 있는 전정색 영상 데이터의 해상도를 유지하면서 다중분광 영상 데이터의 색정보를 혼합하는 영상퓨전 단계와, 상기 영상퓨전된 데이터에 지형지물에 관한 상세내역을 포함하는 지도정보를 추가 및 편집하여 2차원 지도를 생성하는 단계와, 상기 수치데이터가 높이 정보를 포함할 수 있도록 디지털 엘리베이션 모델을 생성한 후 상기 디지털 엘리베이션 모델을 기초하여 실제 지표와 같은 모형을 제작하는 단계와, 상기 모형상에 상기 영상퓨전된 데이터를 추가하여 3차원 정사투영 영상 데이터를 생성하는 단계와, 상기 3차원 정사투영 영상 데이터에 지형지물에 관한 상세내역을 포함하는 지도정보를 추가하여 3차원 지도를 생성하는 단계와, 특정지역에 대한 경로 및 고도정보를 입력하여 상기 3차원 정사투영 영상 데이터를 동영상으로 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공위성의 영상데이터를 이용한 지도 제작방법. " 이다.
그러나, 상기 인공위성의 영상데이터를 이용한 지도 제작방법은 인공위성의 영상에만 의존하는바,
대한민국의 아리랑위성 영상의 경우, 공간 해상도는 좋으나 위치 정확도가 낮아 동일 지점에 대한 여러 장의 영상을 획득하더라도 시계열 분석을 바로 수행할 수 없는 문제점이 있었다.
이로 인해, 사용자가 매번 동일 지점으로 맞추는 과정을 선행해야 하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술에 따른 제반 문제점을 해결하기 위하여 개량발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 국가기준점과 드론 영상을 이용하여 아리랑위성 영상의 위치 정밀도를 향상시킬 수 있도록 하는 아리랑위성 영상의 위치 정밀도 향상시스템을 제공하는 데 있다.
그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 아리랑위성 영상의 위치 정밀도 향상시스템은,
지표로부터 700km 상공에 위치되어 촬영하고 촬영된 영상을 아리랑위성영상위치향상단말기로 보내는 아리랑위성(102)과;
상기 지표로부터 140m 상공에 위치되어 지표에 설치된 국가기준점 3개 이상을 포함한 지점을 수 백번 촬영하고 촬영된 수 백장의 드론 영상을 아리랑위성영상위치향상단말기로 보내는 드론(104)과;
상기 아리랑위성(102)으로부터 아리랑위성 영상을 수신함과 아울러 드론(104)으로부터 드론 영상을 수신한 후, 수신된 드론 영상을 이용하여 수신된 아리랑위성 영상을 드론 영상에 맞게 보정하여 아리랑위성 영상의 위치 정밀도를 향상시킬 수 있도록 하는 아리랑위성영상위치향상단말기(106)를 포함한다.
이상에서 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 아리랑위성 영상의 위치 정밀도 향상시스템은 국가기준점과 드론 영상을 이용함으로써, 아리랑위성 영상의 위치 정밀도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 아리랑위성 영상의 위치 정밀도 향상시스템의 개략적인 구성도,
도 2는 도 1의 아리랑위성영상위치향상단말기의 개략적인 구성도,
도 3은 도 1의 아리랑위성이 대한민국의 "A" 영역을 촬영한 사진,
도 4a 내지 4c는 도 1의 드론이 대한민국의 "A" 영역을 촬영한 사진의 일부분,
도 5는 도 1의 제1특징점매칭부에서 도 4a 내지 4c의 사진이 겹쳐지지는 과정을 보여주는 사진,
도 6은 도 1의 정사보정 및 모자이크처리부에서 도 5의 사진이 모자이크처리되는 과정을 보여주는 사진이다.
이하, 본 발명에 따른 아리랑위성 영상의 위치 정밀도 향상시스템의 바람직한 실시 예를 설명한다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 아리랑위성 영상의 위치 정밀도 향상시스템의 개략적인 구성도이고, 도 2는 도 1의 아리랑위성영상위치향상단말기의 개략적인 구성도이다.
도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 아리랑위성 영상의 위치 정밀도 향상시스템(100)은,
지표로부터 700km 상공에 위치되어 촬영하고 촬영된 영상을 아리랑위성영상위치향상단말기로 보내는 아리랑위성(102)과;
상기 지표로부터 140m 상공에 위치되어 지표에 설치된 국가기준점 3개 이상을 포함한 지점을 수 백번 촬영하고 촬영된 수 백장의 드론 영상을 아리랑위성영상위치향상단말기로 보내는 드론(104)과;
상기 아리랑위성(102)으로부터 아리랑위성 영상을 수신함과 아울러 드론(104)으로부터 드론 영상을 수신한 후, 수신된 드론 영상을 이용하여 수신된 아리랑위성 영상을 드론 영상에 맞게 보정하여 아리랑위성 영상의 위치 정밀도를 향상시킬 수 있도록 하는 아리랑위성영상위치향상단말기(106)를 포함한다.
상기 아리랑위성영상위치향상단말기(106)는,
제어부(107)와;
상기 제어부에 전기적으로 연결되어 제어부의 제어신호에 따라 드론(104)으로부터 촬영된 수 백장의 드론 영상을 수신한 후, 수신된 수 백장의 드론 영상을 제1특징점매칭부로 보내는 드론영상수신부(108)와;
상기 제어부에 전기적으로 연결되어 제어부의 제어신호에 따라 드론영상수신부(108)로부터 수신된 수 백장의 드론 영상 각각에서 다른 영상과 겹쳐지는 영역 중 식별이 용이한 특징점을 찾아 정사보정 및 모자이크처리부로 보내는 제1특징점매칭부(110)와;
상기 제어부에 전기적으로 연결되어 제어부의 제어신호에 따라 제1특징점매칭부(110)로부터 수신된 수 백장의 드론 영상을 모자이크 처리하여 한 장의 광역 드론 영상으로 합성하고, 정사 보정 하여 위치보정처리부로 보내는 정사보정 및 모자이크처리부(112)와;
상기 제어부에 전기적으로 연결되어 제어부의 제어신호에 따라 정사보정 및 모자이크처리부(112)로부터 수신된 한 장의 광역 드론 영상을 촬영된 국가기준점 3개를 이용하여 위치를 보정 한 후, 위치가 보정된 한 장의 광역 드론 영상을 제2특징점매칭부로 보내는 위치보정처리부(114)와;
상기 제어부에 전기적으로 연결되어 제어부의 제어신호에 따라 아리랑위성(102)으로부터 촬영된 아리랑위성 영상을 수신한 후, 수신된 아리랑위성 영상을 제2특징점매칭부로 보내는 아리랑위성영상수신부(116)와;
상기 제어부에 전기적으로 연결되어 제어부의 제어신호에 따라 위치보정처리부(114)로부터 수신된 위치가 보정된 한 장의 광역 드론 영상에서 식별이 용이한 특징점을 찾아 아리랑위성영상수신부(116)로부터 수신된 아리랑위성 영상을 매칭시켜 아리랑위성 영상을 보정 한 후, 보정된 아리랑위성 영상을 외부로 출력하는 제2특징점매칭부(118)를 포함한다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 아리랑위성 영상의 위치 정밀도 향상시스템의 구체적인 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 아리랑위성영상위치향상단말기(106)의 통신부(도시는 생략함)는 제어부(107)의 제어신호에 따라 지표로부터 700km 상공에 위치하고 있는 아리랑위성(102)으로 촬영신호를 보낸다.
상기 아리랑위성(102)은 아리랑위성영상위치향상단말기(106)의 촬영신호에 따라 700km 상공에서 대한민국의 "A" 영역(예를 들어, 15km×15km)을 1장 촬영하고, 도 3에 도시된 바와 같이 촬영된 영상 1장을 아리랑위성영상위치향상단말기(106)의 아리랑위성영상수신부(116)로 보낸다.
그리고, 상기 아리랑위성영상위치향상단말기(106)의 통신부는 제어부(107)의 제어신호에 따라 드론(104)으로 신호를 보낸다.
그리고, 상기 드론(104)은 지표로부터 140m 상공에서 촬영된 영상 중 대한민국의 "A"영역에서 촬영된 촬영 영상을 검색하여 영상을 불러들인 후, 도 4a 내지 도 4c에 도시된 바와 같이, 선택된 영상을 아리랑위성영상위치향상단말기(106)의 드론영상수신부(108)로 보낸다.
여기서, 상기 드론(103)의 촬영 영상은 아리랑위성영상과 동일한 면적을 모두 포함하지는 않으며, 최소 100분의 1의 크기(예를 들어, 1.5km×1.5km) 이상이 촬영되어 있어야 하고, 촬영한 대한민국의 "A"영역에는 지표에 설치된 국가기준점 3개 이상이 포함되어 있어야 한다.
그리고, 상기 드론영상수신부(108)는 제어부(107)의 제어신호에 따라 드론(104)으로부터 촬영된 수 백장(예를 들어, 200장)의 드론 영상을 수신한 후, 수신된 수 백장(예를 들어, 200장)의 드론 영상을 제1특징점매칭부(110)로 보낸다.
그리고, 상기 제1특징점매칭부(110)는 제어부(107)의 제어신호에 따라 드론영상수신부(108)로부터 수신된 수 백장(예를 들어, 200장)의 드론 영상 각각에서 도 5에 도시된 바와 같이, 다른 영상과 겹쳐지는 영역 중 식별이 용이한 특징점을 찾아 정사보정 및 모자이크처리부(112)로 보낸다.
그리고, 상기 정사보정 및 모자이크처리부(112)는 제어부(107)의 제어신호에 따라 제1특징점매칭부(110)로부터 수신된 200장의 드론 영상을 도 6에 도시된 바와 같이 모자이크 처리하여 1장의 광역 드론 영상으로 합성하고, 정사 보정 하여 위치보정처리부(114)로 보낸다.
그리고, 상기 위치보정처리부(114)는 제어부(107)의 제어신호에 따라 정사보정 및 모자이크처리부(112)로부터 수신된 1장의 광역 드론 영상을 촬영된 국가기준점 3개를 이용하여 위치를 보정 한 후, 위치가 보정된 1장의 광역 드론 영상을 제2특징점매칭부(118)로 보낸다.
한편, 상기 아리랑위성영상수신부(116)는 제어부(107)의 제어신호에 따라 아리랑위성(102)으로부터 촬영된 1장 촬영된 아리랑위성 영상을 수신한 후, 수신된 1장의 아리랑위성 영상을 제2특징점매칭부(118)로 보낸다.
그리고, 상기 제2특징점매칭부(118)는 제어부의 제어신호에 따라 위치보정처리부(114)로부터 수신된 위치가 보정된 1장의 광역 드론 영상에서 식별이 용이한 특징점을 찾아 아리랑위성영상수신부(116)로부터 수신된 아리랑위성 영상 1장을 매칭시켜 아리랑위성 영상을 보정 한 후, 보정된 아리랑위성 영상을 외부로 출력한다.
따라서, 아리랑위성의 촬영 고도 보다 낮은 고도에 촬영된 드론 영상을 이용하여 작은 크기의 국가기준점을 검색하고 이를 이용하여 보정함으로써 아리랑위성 영상 자체로는 보정할 수 없는 위치 보정이 가능하게 된다.
상기 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100 : 아리랑위성 영상의 위치 정밀도 향상시스템
102 : 아리랑위성
104 : 드론
106 : 아리랑위성영상위치향상단말기
107 : 제어부
108 : 드론영상수신부
110 : 제1특징점매칭부
112 : 정사보정 및 모자이크처리부
114 : 위치보정처리부
116 : 아리랑위성영상수신부
118 : 제2특징점매칭부

Claims (2)

  1. 지표로부터 700km 상공에 위치되어 촬영하고 촬영된 영상을 아리랑위성영상위치향상단말기로 보내는 아리랑위성(102)과;
    상기 지표로부터 140m 상공에 위치되어 지표에 설치된 국가기준점 3개 이상을 포함한 지점을 수 백번 촬영하고 촬영된 수 백장의 드론 영상을 아리랑위성영상위치향상단말기로 보내는 드론(104)과;
    상기 아리랑위성(102)으로부터 아리랑위성 영상을 수신함과 아울러 드론(104)으로부터 드론 영상을 수신한 후, 수신된 드론 영상을 이용하여 수신된 아리랑위성 영상을 드론 영상에 맞게 보정하여 아리랑위성 영상의 위치 정밀도를 향상시킬 수 있도록 하는 아리랑위성영상위치향상단말기(106)를 포함하되,
    상기 아리랑위성영상위치향상단말기(106)는,
    제어부와;
    상기 제어부에 전기적으로 연결되어 제어부의 제어신호에 따라 드론(104)으로부터 촬영된 수 백장의 드론 영상을 수신한 후, 수신된 수 백장의 드론 영상을 제1특징점매칭부로 보내는 드론영상수신부(108)와;
    상기 제어부에 전기적으로 연결되어 제어부의 제어신호에 따라 드론영상수신부(108)로부터 수신된 수 백장의 드론 영상 각각에서 다른 영상과 겹쳐지는 영역 중 식별이 용이한 특징점을 찾아 정사보정 및 모자이크처리부로 보내는 제1특징점매칭부(110)와;
    상기 제어부에 전기적으로 연결되어 제어부의 제어신호에 따라 제1특징점매칭부(110)로부터 수신된 수 백장의 드론 영상을 모자이크 처리하여 한 장의 광역 드론 영상으로 합성하고, 정사 보정 하여 위치보정처리부로 보내는 정사보정 및 모자이크처리부(112)와;
    상기 제어부에 전기적으로 연결되어 제어부의 제어신호에 따라 정사보정 및 모자이크처리부(112)로부터 수신된 한 장의 광역 드론 영상을 촬영된 국가기준점 3개를 이용하여 위치를 보정 한 후, 위치가 보정된 한 장의 광역 드론 영상을 제2특징점매칭부로 보내는 위치보정처리부(114)와;
    상기 제어부에 전기적으로 연결되어 제어부의 제어신호에 따라 아리랑위성(102)으로부터 촬영된 아리랑위성 영상을 수신한 후, 수신된 아리랑위성 영상을 제2특징점매칭부로 보내는 아리랑위성영상수신부(116)와;
    상기 제어부에 전기적으로 연결되어 제어부의 제어신호에 따라 위치보정처리부(114)로부터 수신된 위치가 보정된 한 장의 광역 드론 영상에서 식별이 용이한 특징점을 찾아 아리랑위성영상수신부(116)로부터 수신된 아리랑위성 영상을 매칭시켜 아리랑위성 영상을 보정 한 후, 보정된 아리랑위성 영상을 외부로 출력하는 제2특징점매칭부(118)를 포함한 것을 특징으로 하는 아리랑위성 영상의 위치 정밀도 향상시스템.


  2. 삭제
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