KR101789210B1 - 모바일 측량장치의 수평조절을 통한 지형지물의 변화감지 및 측지정보 취득 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 모바일 측량장치의 수평조절을 통한 지형지물의 변화감지 및 측지정보 취득 시스템에 관한 것으로, 지형지물 측정장치를 차량에 탑재하여 이동하면서 보정대상 지형지물을 측정하는 과정에서 카메라와 전, 후방 송수신기가 수평유지수단에 의하여 항상 수평을 유지하게 됨과 아울러 평행유지수단에 의하여 보정대상 지형지물에 대하여 평행을 유지하게 되므로 보정대상 지형지물에 대한 감지 및 측지가 보다 정확하게 이루어지도록 한 것이다.

Description

모바일 측량장치의 수평조절을 통한 지형지물의 변화감지 및 측지정보 취득 시스템{Feature's change rate geodetic monitoring and geodetic information system by horizontal adjusting mobile geodetic surveying device}
본 발명은 측지측량 분야 기술 중에서, 모바일 측량장치의 수평조절을 통한 지형지물의 변화감지 및 측지정보 취득 시스템에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 지형지물 측정장치를 차량에 탑재하여 이동하면서 지형지물을 측정하는 과정에서 지형지물 측정장치를 구성하는 카메라와 전, 후방 송수신기가 정확하게 수평을 유지함과 아울러 카메라와 전, 후방 송수신기가 지형지물에 대하여 정확하게 평행을 이루도록 함으로써 변화된 지형지물에 대한 감지 및 측지가 보다 정화하게 이루어지도록 한 모바일 측량장치의 수평조절을 통한 지형지물의 변화감지 및 측지정보 취득 시스템에 관한 것이다.
지리정보(Geographic Data)와 관련된 속성자료(Attribute Data)를 통합하여 처리하는 정보시스템인 지리정보 시스템(Geographic Information System, 이하 'GIS'라 함)은 다양한 형태의 지리정보를 효율적으로 수집, 저장, 갱신, 처리, 분석, 출력하기 위하여 이용되는 하드웨어, 소프트웨어, 지리정보, 인력자원을 총체적으로 포함하고 있는 시스템이다.
이러한 GIS가 인터넷 기술과 결합하면서 인터넷을 이용하여 편리하게 지도를 찾아볼 수 있는 인터넷 기반의 지도 검색 기술이 보편화되어 있다.
즉, GIS는 위도, 경도, 주소 등의 위치정보를 쉽게 검색할 수 있는 장점을 제공하며, 이와 같은 GIS는 관계형 데이터베이스의 공간 데이터에 대한 질의 및 분석을 통해 사용자가 필요로 하는 지리 및 지도 정보를 적절한 지도 형태의 이미지로 변환하여 제공하게 된다.
GIS의 구축에 있어서 가장 기초적인 자료는 수치지도(Numerical Map)이다. 수치지도는 고전적인 종이 지도와 달리 측량지도, 항공사진, 위성영상 등에 의하여 얻어진 각종 지형 자료들을 해석하고 수치 편집하여 제작되며 이를 색인화하여 파일 형태로 저장한 것이다.
이러한 수치지도는 각종 지적도 및 지형도로서 사용된다. 상기 지적도는 토지의 소재, 지번, 지목, 경계 등이 표시된 지도이고, 지형도는 지표면의 형태, 수계, 토지의 이용, 취락 및 도로, 철도, 그 밖의 각종 공작물 등의 배치 상황이 표시된 지도이다.
지형도에 표시되는 배치 대상들은 종류에 따라 차이가 있으나, 건물 및 그 업주업체들은 빈번하게 바뀌며, 따라서 수시로 변경된 건물 및 입주업체들의 정보가 지형도(지형도 역시 수치지도의 한 종류에 해당하므로 이하, '수치지도'라는 용어로 통일하여 기재함)에 정확히 반영되기 위해서는 수치지도를 빠른 주기로 업데이트할 필요가 있다.
그러나 수치지도를 관리하는 기관의 관리자가 수치지도 내의 건물 또는 입주업체의 변동 상황이 발생할 때마다 이를 즉시 인지하여 해당 건물의 변동 상황을 확인하는 것은 여의치 못하다.
이에 따라 수치지도에 표시되는 배치 대상들 중 해당지역의 실제 배치 대상들과 불일치하는 것들이 다수 존재하게 되고, 이는 수치지도를 이용하는 사용자들의 혼란을 초래하는 요인이 되며, 이에 더하여 건물의 입주업체들은 자신들의 정보가 수치지도에 정확하게 표시되어 있는 않은 것이 기인하여 불이익을 받기도 한다.
따라서 수치지도 내의 거눌 또는 입주업체들의 변동 상황이 발생하였을 때 수시로 변동 상황을 갱신하여 수치지도의 정확성을 지속적으로 유지할 수 있도록 하는 기술의 개발이 요구되고 있다.
이와 관련한 선행기술로서 대한민국 등록특허 제10-1226731호(2013.01.21. 등록)(이하, '선행기술 1')이라 함)는 GIS 서버(110), 수치지도 업데이트용 단말장치(120), 사용자 단말기(130), 관리자 단말기(140)로 구성되어 수치지도에 표시되는 건물이나 시설물들의 건물명(시설물 명칭) 또는 대표 입주업체 들의 정보에 변동이 있을 시, 건물주(시설물 주인)나 입주업체 대표 등 변동되는 정보의 주체들이 키오스크형 단말장치를 통해 수치지도 내 지리정보의 변동 사실 및 구체적인 변동정보를 GIS 서버에 전송할 수 있고, GIS 서버는 이와 같이 키오스크형 단말장치를 통해 수시로 수신되는 정보들을 해당 수치지도에 반영함으로써, 수치지도 내의 지리정보에 변동이 있을 때마다 그 최종 업데이트 본을 새로 생성하여 수치지도의 정확성을 지속적으로 유지시킬 수 있도록 하는 "지피에스 확인을 통한 변경된 지형지물의 수치지도 갱신방법"을 개시하고 있으며, 대한민국 특허 등록 제10-1166508호(2012.07.11. 등록) (이하, '선행기술2'라 함)는 GPS위성으로부터 현재 위치 값을 수신 받아 현재 위치 값과 저장된 절대 값을 상호 연산하여 GPS보정 값을 무선송출하는 기준국과, 주변의 지형지물을 촬영하는 촬영장치 및 수치지도제작센터를 구비하여 특정 지역을 주기적으로 촬영하여, 해당 지역에 대한 영상이미지를 수시로 업데이트할 수 있어, 특정 지역의 지리정보를 실시간으로 업그레이드할 수 있으며, 외부에 노출된 촬영장치가 악조건의 날씨 환경에서도 정상적인 가동이 가능하고, 외부 환경으로부터 촬영장치를 안전하게 보호할 수 있어, 해당 지역에 대한 영상이미지를 안정적으로 획득할 수 있도록 하는 "도화이미지 및 지피에스 정보 합성을 통해 수정 정보를 반영하는 수치지도 업데이트 시스템"을 개시하고 있다.
그러나 상기 선행기술1, 2는 주변의 지형지물을 촬영하는 카메라가 정확하게 수평을 이루지 않게 되어 변경된 지형지물을 정확하게 갱신하지 못하게 되는 문제점이 있다.
또한 측지 장비를 차량에 탑재하고 이동하면서 지형지물의 변화를 측지하는 과정에서 차량에 탑재된 측지 장비가 지형지물에 대하여 정확하게 평행을 이루지 못하게 되므로 지형지물의 변화를 정확하게 감지 및 측지하지 못하게 되는 문제점이 있다.
따라서 측지 장비를 차량에 탑재하여 이동하면서 측지하는 과정에서 측지 장비가 정확하게 수평을 유지함과 아울러 측지 장비가 지형지물에 대하여 평행을 이루는 상태에서 감지 및 측지가 이루어지도록 함으로써 변화된 지형지물에 대한 감지 및 측지가 보다 정확하게 이루어질 수 있도록 하는 기술의 개발이 요구되고 있다.
대한민국 등록특허 제10-1226731호(2013.01.21. 등록) "지피에스 확인을 통한 변경된 지형지물의 수치지도 갱신방법" 대한민국 특허 등록 제10-1166508호(2012.07.11. 등록) "도화이미지 및 지피에스 정보 합성을 통해 수정 정보를 반영하는 수치지도 업데이트 시스템"
따라서 본 발명의 목적은 지형지물 측정장치를 차량에 탑재하여 이동하면서 보정대상 지형지물을 측정하는 과정에서 지형지물 측정장치를 구성하는 카메라와 전, 후방 송수신기가 정확하게 수평을 유지함과 아울러 카메라와 전, 후방 송수신기가 보정대상 지형지물에 대하여 정확하게 평행을 이루도록 함으로써 보정대상 지형지물에 대한 감지 및 측지가 보다 정화하게 이루어지도록 한 모바일 측량장치의 수평조절을 통한 지형지물의 변화감지 및 측지정보 취득 시스템을 제공하려는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은 도화이미지 생성 및 보정대상 표시장치와; 지형지물 측정장치; 및 차량탑재장치를 포함하는 모바일 측량장치의 수평조절을 통한 지형지물의 변화감지 및 측지정보 취득 시스템에 있어서, 상기 도화이미지 생성 및 보정대상 표시장치는, 항공 영상 이미지 또는 수치지도 또는 표준지도데이터가 저장되는 지도데이터 저장부와, 사진으로 되어 있는 항공영상이미지를 기존의 제도데이터와 호환이 가능한 데이터 포맷을 가지는 점과 선 및 면으로 구성된 도화이미지로 변환하는 도화이미지 변환부와, 도화이미지와 지도데이터 저장부에 저장된 수치지도 또는 표준지도와 비교 분석하여 도화이미지의 왜곡부분과, 신설 지형지물 및 기존 지형지물의 변화부분을 찾아내는 기능을 수행하는 보정대상 검색부와, 상기 보정대상 검색부에서 검색된 왜곡부분 및 신설지형지물 및 기존 지형지물의 변화부분을 GPS좌표, 위도경도좌표, 주소좌표 중 어느 하나 이상의 좌표를 이용하여 보정대상 표시좌표를 이용하여 표시하는 보정대상 표시부와, 상기 보정대상 표시좌표를 저장하는 기능을 수행하는 보정대상 표시좌표 저장부와, 상기 보정대상 표시좌표를 상기 지형지물 측정장치에 전송하는 제1 통신부를 포함하여 구성되며, 상기 지형지물 측정장치는, 상기 도화이미지 생성 및 보정대상 표시장치와 통신하여 보정대상 표시좌표를 수신하는 제2 통신부와, 저장매체에 저장된 보정대상 표시좌표 정보를 읽어 들이는 정보 인식부와, 360도의 모든 방향의 이미지를 촬영하는 카메라와, GPS 좌표를 생성하는 GPS 수신부와, 상기 GPS 좌표를 이용하여 측량 기준점을 생성하고 측량시 이 기준점을 기준으로 하여 측량좌표 및 위치 관계를 알아내는 기준점 생성부와, 상기 카메라를 이용하여 주변의 지형지물 이미지를 확인하고 도화이미지 생성 및 보정대상 표시장치로부터 통신망을 통해 수신하거나 저장매체에 저장된 보정대상 표시좌표를 이용하여 보정을 위한 해당 지형지물을 선택하는 보정대상 지형지물 선택부와, 상기 보정대상 지형지물 선택부에서 선택된 보정대상 지형지물을 레이저 장치를 이용하여 기준점을 기준으로 하여 보정대상 지형지물까지의 측량 수치정보를 생성한다. 상기 레이저 장치는 전, 후방측 송수신기를 포함하는 측지측량부와, 보정을 위해 선택한 지형지물의 이미지에 측량 수치정보를 포함하고, 주변의 지형지물의 측량 수치정보를 포함하여 보정대상 보정데이터를 생성하는 보정대상 보정데이터 생성부와, 상기 보정대상 보정데이터를 저장하는 보정대상 보정데이터 저장부를 포함하여 구성되며, 상기 차량탑재장치는, 차량의 루프에 고정설치되는 루프레일과; 상기 루프레일에 고정설치되는 베이스플레이트와; 상기 베이스플레이트에 수평회전 가능하게 지지되며 상단이 하향만곡부가 형성된 수평회전지주와; 상기 수평회전지주의 하향만곡부의 하단에 수평유지수단을 통하여 지지되며 상기 카메라와 전, 후방 송수신기기 장착되는 장착판과; 상기 베이스플레이트와 수평회전지주 사이에 구비되어 상기 장착판에 장착된 카메라와 전, 후방 송수신기를 지형지물에 대하여 평행을 이루도록 하는 평행유지수단을 포함하여 구성되고, 상기 수평유지수단은 상기 수평회전지주의 하향만곡부의 하단에 결합되는 고정블록과, 상기 고정블록의 전후면에 롤링모터축이 고정되며 x축을 중심으로 회전하는 롤링모터와, 상기 롤링모터가 장착되며 상기 롤링모터축가 관통되는 전후 한 쌍의 수직판과 상기 한 쌍의 수직판을 연결하는 연결부로 형성된 롤링브래킷과, 상기 롤링브래킷의 연결부에 피칭모터축이 고정되며 y축을 중심으로 회전하는 피칭모터와, 상기 피칭모터가 장착되는 수직판과 상기 수직판의 하단에서 측방으로 절곡형성되며 상기 장착판이 결합되는 수평판으로 형성되는 피칭브래킷과, 상기 장착판의 상면에 설치되는 수평센서와, 상기 수평센서의 감지신호에 따라서 상기 롤링모터와 피칭모터를 제어하는 수평유지제어부와, 상기 수평유지제어부의 제어에 의하여 롤링모터를 구동하는 롤링모터구동부 및, 상기 수평유지제어부의 제어에 의하여 피칭모터를 제어하는 피칭모터구동부를 포함하여 구성되며, 상기 장착판은 상기 피칭브래킷의 수평판에 결합되는 수평판과, 상기 수평판의 일측에서 하향 절곡되어 상기 카메라와 전후방 송수신기가 장착되는 카메라장착부와 송수신기장착부로 구성되고, 상기 수평센서는 상기 장착판의 수평판의 상면에 장착되며, 상기 평행유지수단은 상기 베이스플레이트에 장착되는 평행유지모터와, 상기 평행유지모터의 모터축에 고정된 구동기어와, 상기 수평회전지주에 고정되어 상기 구동기어에 맞물리는 종동기어와, 상기 전방 송수신기에서 송신 및 수신되는 레이저빔에 의한 측정거리와 후방 송수신기에서 송신 및 수신되는 레이저빔에 의한 측정거리를 연산하여 상기 평행유지모터를 제어하는 평행유지제어부와, 상기 평행유지제어부의 제어에 의하여 상기 평행유지모터를 구동하는 평행유지모터구동부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 모바일 측량장치의 수평조절을 통한 지형지물의 변화감지 및 측지정보 취득 시스템을 제공한다.
본 발명의 모바일 측량장치의 수평조절을 통한 지형지물의 변화감지 및 측지정보 취득 시스템에 의하면 지형지물 측정장치를 차량에 탑재하여 이동하면서 보정대상 지형지물을 측정하는 과정에서 카메라와 전, 후방 송수신기가 수평유지수단에 의하여 항상 수평을 유지하게 됨과 아울러 평행유지수단에 의하여 보정대상 지형지물에 대하여 평행을 유지하게 되므로 보정대상 지형지물에 대한 감지 및 측지가 보다 정확하게 이루어지게 된다.
도 1 내지 도 12는 본 발명에 의한 모바일 측량장치의 수평조절을 통한 지형지물의 변화감지 및 측지정보 취득 시스템의 바람직한 실시예를 보인 것으로,
도 1은 지형지물 측정장치가 차단탑재장치에 탑재된 상태를 보인 사시도,
도 2는 차량탑재장치의 분해 사시도,
도 3은 수평유지수단의 분해 사시도,
도 4는 본 발명에 의한 모바일 측량장치의 수평조절을 통한 지형지물의 변화감지 및 측지정보 취득 시스템의 구성 및 설명을 설명하기 위한 도면,
도 5는 도화이미지 생성 및 보정대상 표시장치의 구성을 보인 기능블록도,
도 6은 지형지물 측정장치의 구성을 보인 기능블록도,
도 7은 수평유지수단을 보인 기능블록도,
도 8은 평행유지수단을 보인 기능블록도,
도 9는 상향경사로를 주행하면서 측정하는 상태를 보인 측면도,
도 10은 하향경사로를 주행하면서 측정하는 상태를 보인 측면도,
도 11 및 도 12는 카메라와 전후방 송수신부가 지형지물에 평행하게 유지된 상태를 보인 평면도이다.
이하, 본 발명에 의한 모바일 측량장치의 수평조절을 통한 지형지물의 변화감지 및 측지정보 취득 시스템을 첨부도면에 예시한 바람직한 실시예에 따라서 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 12는 본 발명에 의한 모바일 측량장치의 수평조절을 통한 지형지물의 변화감지 및 측지정보 취득 시스템의 바람직한 실시예를 보인 것이다.
본 실시예에 따른 모바일 측량장치의 수평조절을 통한 지형지물의 변화감지 및 측지정보 취득 시스템은 도 1 내지 도 12에 도시한 바와 같이, 도화이미지 생성 및 보정대상 표시장치(100)와; 지형지물 측정장치(200)를 포함한다.
상기 도화이미지 생성 및 변경부분 표시장치(100)는 도 5에 도시한 바와 같이, 도화이미지 변환부(110)와, 지도데이터 저장부(120), 보정대상 검색부(130), 보정대상 표시부(140), 보정대상표시 좌표 저장부(150) 및, 제1 통신부(160)로 구성된다.
상기 도화이미지 변환부(110)는 항공영상이미지를 도화이미지로 제작하는 기능을 수행한다. 즉, 사진으로 되어 있는 항공영상이미지를 점과 선 및 면으로 구성된 도화이미지로 변환한다. 여기서 도화이미지는 기존의 지도데이터와 호환이 가능한 데이터 포맷으로 변환한 것을 의미한다.
상기 지도데이터 저장부(120)는 기존의 지도데이터가 저장되어 있는 저장부를 의미한다. 즉, 기존의 참고가 될 만한 수치지도 또는 표준지도데이터가 저장된다.
여기서 지도데이터 저장부(120)에 저장된 지도데이터는 도화이미지 데이터와 호환이 가능한 포맷으로 되어 있다.
상기 보정대상 검색부(130)는 도화이미지와 지도데이터 저장부(120)에 저장된 수치지도 또는 표준지도와 비교 분석하여 도화이미지의 왜곡부분과, 신설 지형지물 및 기존 지형지물의 변화부분을 찾아내는 기능을 수행한다.
도화이미지는 항공영상이미지를 바탕으로 생성된 이미지이므로 항공영상촬영시 발생한 촬영 왜곡으로 생성된 왜곡부분을 가지고 있으며, 또한 도화이미지는 현재 생성된 이미지이므로 지도데이터 저장부(120)에 저장된 기존 지도데이터에 존재하지 않는 신설 지형지물의 정보가 포함되어 있을 수 있으며, 또한 기존 지형지물 중 변화부분의 정보가 포함되어 있을 수 있다.
따라서 촬영 왜곡으로 생성된 왜곡부분을 보정하고 신설 지형지물에 대한 정보를 지도에 포함시킴과 아울러 기존 지형지물의 변화에 대한 정보를 지도에 포함시키기 위한 작업도 필요하다.
상기 보정대상 검색부(130)는 도화이미지와 지도데이터 저장부(120)에 저장된 데이터를 비교하여 촬영 왜곡으로 생성된 왜곡부분을 검색하고, 또한 지도데이터 저장부(120)에 저장된 지도데이터에 존재하지 않는 신설 지형지물을 검색하며, 기존 지형지물의 변화부분을 검색한다.
상기 보정대상 표시부(140)는 보정대상 검색부(130)에서 검색된 왜곡부분 및 신설지형지물 및 기존 지형지물의 변화부분을 GPS좌표, 위도경도좌표, 주소좌표 중 어느 하나 이상의 좌표를 이용하여 왜곡부분 및 신설 지형지물의 왜곡부분 표시좌표를 이용하여 표시한다.
여기서 보정대상 표시좌표는 현장 측지/측량을 위해서 상술한 왜곡부분 및 신설 지형지물의 위치 및 기존 지형지물의 변화부분의 위치를 표시하는 좌표를 말한다.
상술한 바와 같이 각각의 GPS좌표, 위도경도좌표, 주소좌표 중 어느 하나만으로 표시될 수도 있고, 이들 좌표를 조합하여 생성할 수도 있다.
상기 보정대상 표시좌표 저장부(150)는 보정대상 표시좌표를 저장하는 기능을 수행한다.
이를 위해서 보정대상 표시좌표 저장부(150)는 이동이 가능한 SD카드, micro SD 카드, USB 메모리 등을 이용한 저장매체를 포함하여 구성된다.
또는 후술하는 바와 같이 통신망을 통해 보정대상 표시좌표를 지형지물 측정장치(200)로 전송하는 경우에는 램이나 하드디스크와 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(16)는 보정대상 표시좌표를 이동통신망 또는 와이파이 무선망을 통해 보정대상 표시좌표를 지형지물 측정장치(200)로 전송한다.
상기 지형지물 측정장치(200)는 도 3에 도시한 바와 같이, 제2 통신부(210), 정보 인식부(220), 카메라(230), GPS 수신기(240), 기준점 생성부(250), 보정대상 지형지물 선택부(260), 측지측량부(270), 보정대상 보정데이터 생성부(280) 및, 보정대상 보정데이터 저장부(290)를 포함한다.
상기 제2 통신부(210)는 도화이미지 생성 및 보정대상 표시장치(100)와 통신하여 보정대상 표시좌표를 수신한다.
상기 정보 인식부(220)는 저장매체에 저장된 보정대상 표시좌표 정보를 읽어 들이는 인식한다.
상기 지형지물 측정장치(200)는 보정대상 표시좌표를 이동통신망을 통해서 수신 받을 수 있고, 저장매체에 저장되어 있는 보정대상 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 보정대상 지형지물 선택부(260)는 카메라(230)를 이용하여 주변의 지형지물 이미지를 확인하고 도화이미지 생성 및 보정대상 표시장치(100)로부터 통신망을 통해 수신하거나 저장매체에 저장된 보정대상 표시좌표를 이용하여 보정을 위한 해당 지형지물을 선택한다.
상기 보정대상 지형지물 선택부(260)가 보정을 위한 지형지물을 선택하기 위해서는 지형지물에 대한 좌표 정보가 포함된 이미지 정보를 저장하고 있고, 보정대상 표시좌표에 해당하는 해당 지형지물에 대한 이미지와 카메라로 촬영한 이미지를 비교하여 동일 또는 유사한지를 판단한다. 이후 판단 결과, 동일 또는 유사하다고 판단되면 해당지형지물의 보정대상을 보정할 필요가 있는 지형지물이라고 판단한다.
상기 측지측량부(270)는 선택된 보정대상 지형지물을 레이저 장치(271)를 이용하여 기준점을 기준으로 하여 보정대상 지형지물까지의 측량 수치정보를 생성한다. 상기 레이저 장치(271)는 전, 후방 송수신기(272, 273)를 포함한다.
상기 측지측량부(270)는 선택된 지형지물의 측량 수치정보 뿐만 아니라 주변의 상대적인 측정 기준이 될 만한 지형지물의 측량 수치정보도 생성할 수 있다.
이는 지도 제작시 주변 지형지물과의 상대적인 위치 관계를 알아야만 지도 상에 정확한 위치와 거리 관계를 가지는 지도가 만들어지기 때문이다. 따라서 보정대상을 보정할 때에도 보정대상 지형지물뿐만 아니라 주변의 다른 참고가 될 만한 지형지물의측량정보도 생성하는 것이다.
이후, 보정대상 지형지물의 측량 수치정보와 주변 지형지물의 측량 수치정보를 이용하여 전체적인 도화이미지 상에서 보정대상을 정확하게 보정할 수 있다.
상기 보정대상 보정데이터 생성부(280)는 상술한 바와 같이 보정을 위해 선택한 지형지물의 이미지에 측량 수치정보를 포함하고, 주변의 지형지물의 측량 수치정보를 포함하여 보정대상 보정데이터를 생성한다. 즉, 보정대상에 해당하는 지형지물의 측량 수치정보 뿐만 아니라 이미지에 측량 수치정보를 병합하고 여기에 주변 지형지물의 측량정보를 포함시켜 보정대상의 보정을 위한 보정대상 보정데이터를 생성한다.
상기 보정대상 보정데이터 저장부(290)는 보정대상 보정데이터를 저장하는 곳으로 저장매체를 포함하여 구성된다. 저장매체는 SD카드나 micro SD카드 또는 USB 메모리와 같은 이동식 메모리 또는 하드 디스크와 같은 고정식 저장매체를 사용할 수 있다.
상기 지형지물 측정장치(200)의 기동성을 가지고 광범위한 지역의 지형지물을 신속하고 정확하게 측정할 수 있도록 하기 위하여 차량에 탑재될 수 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 상기 지형지물 측정장치(200)를 구성하는 카메라(230)와 측지측량부(270)의 레이저 장치(271)의 전, 후방 송수신기(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 생략ㅎ나다.
차량의 주행방향을 x측으로, 차량의 좌우측방향을 y축으로, 그리고 수직방향을 z측으로 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 루프에 고정설치되는 루프레일(310)과; 상기 루프레일(310)에 고정설치되는 베이스플레이트(320)와; 상기 베이스플레이트(320)에 수평회전 가능하게 지지되며 상단이 하향만곡부(321)가 형성된 수평회전지주(330)와; 상기 수평회전지주(330)의 하향만곡부(331)의 하단에 수평유지수단(340)을 통하여 지지되며 상기 카메라(230)와 전, 후방 송수신기(272, 273)기 장착되는 장착판(350)과; 상기 베이스플레이트(320)와 수평회전지주(330) 사이에 구비되어 상기 장착판(350)에 장착된 카메라(230)와 전, 후방 송수신기(272, 273)를 지형지물에 대하여 평행을 이루도록 하는 평행유지수단(360)을 포함하여 구성된다.
상기 루프레일(310)은 통상적으로 차량의 루프 좌우측에 전후방향으로 길게 설치되는 막대 모양의 지지대이다.
상기 베이스플레이트(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(미도시)과 이에 체결되는 너트(미도시)에 의하여 루프레일(310)에 고정할 수 있다.
상기 베이스플레이트(320) 상에는 상기 지형지물 측정장치(200)를 구성하는 제2 통신부(210), 정보 인식부(220), 카메라(230), GPS 수신기(240), 기준점 생성부(250), 보정대상 지형지물 선택부(260), 측지측량부(270), 보정대상 보정데이터 생성부(280) 및, 보정대상 보정데이터 저장부(290)를 컨트롤박스 내에 내장하여 장착할 수 있다.
상기 수평유지수단(340)은 상기 수평회전지주(330)의 하향만곡부(331)의 하단에 결합되는 고정블록(341)과, 상기 고정블록(341)의 전후면에 롤링모터축(342a)이 고정되며 x축을 중심으로 회전하는 롤링모터(342)와, 상기 롤링모터(342)가 장착되며 상기 롤링모터축(342a)가 관통되는 전후 한 쌍의 수직판(343a)과 상기 한 쌍의 수직판(343a)을 연결하는 연결부(343b)로 형성된 롤링브래킷(343)과, 상기 롤링브래킷(343)의 연결부(343b)에 피칭모터축(344a)이 고정되며 y축을 중심으로 회전하는 피칭모터(344)와, 상기 피칭모터(344)가 장착되는 수직판(345a)과 상기 수직판(345a)의 하단에서 측방으로 절곡형성되며 상기 장착판(390)이 결합되는 수평판(345b)으로 형성되는 피칭브래킷(345)과, 상기 장착판(390)의 상면에 설치되는 수평센서(346)와, 상기 수평센서(346)의 감지신호에 따라서 상기 롤링모터(342)와 피칭모터(344)를 제어하는 수평유지제어부(347)와, 상기 수평유지제어부(347)의 제어에 의하여 롤링모터(342)를 구동하는 롤링모터구동부(348) 및, 상기 수평유지제어부(347)의 제어에 의하여 피칭모터(344)를 제어하는 피칭모터구동부(349)를 포함하여 구성된다.
상기 고정블록(341)은 상기 수평회전지주(330)의 하향만곡부(331)의 하단에 형성된 플랜지부(342)를 관통하는 볼트(미도시)를 고정블록(341)의 상면에 형성된 볼트체결공(미도시)에 체결하는 것에 의하여 수평회전지주(330)에 결합할 수 있다.
상기 롤링모터(342)와 피칭모터(344)는 비엘디씨 모터를 사용할 수 있으며, 롤링모터축(342a)과 고정블록(341), 피칭모터축(344a)과 롤링브래킷(343)의 연결부(343b)는 볼트/너트(미도시)에 의하여 결합할 수 있다.
또한 롤링모터(342)와 롤링브래킷(343)의 수직판(343a), 피칭모터(344)와 피칭브래킷(345)의 수직판(345a)은 각각 볼트/너트(미도시)에 의하여 결합할 수 있다.
상기 장착판(350)은 상기 피칭브래킷(345)의 수평판(345b)에 결합되는 수평판(351)과, 상기 수평판(351)의 일측에서 하향 절곡되어 상기 카메라(230)과 전후방 송수신기(272, 273)가 장착되는 카메라장착부(352)와 송수신기장착부(353, 354)로 구성된다.
상기 장착판(350)는 상기 수평판(351)을 관통하는 볼트(미도시)를 상기 피칭브래킷(345)의 수평판(345b)의 하면에 형성된 볼트체결공(미도시)에 체결하는 것에 의하여 피칭브래킷(345)에 결합할 수 있다.
상기 수평센서(346)는 상기 장착판(350)의 수평판(351)의 상면에 장착하는 것이 바람직하다. 이는 최종적으로 수평을 유지해야할 구성요소인 카메라(230)와 전후방 송수신기(272, 273)가 장착되는 구성요소가 장착판(350)이기 때문이다.
상기 평행유지수단(360)은 상기 베이스플레이트(320)에 장착되는 평행유지모터(361)와, 상기 평행유지모터(361)의 모터축(362)에 고정된 구동기어(363)와, 상기 수평회전지주(330)에 고정되어 상기 구동기어(363)에 맞물리는 종동기어(364)와, 상기 전방 송수신기(272)에서 송신 및 수신되는 레이저빔에 의한 측정거리와 후방 송수신기(273)에서 송신 및 수신되는 레이저빔에 의한 측정거리를 연산하여 상기 평행유지모터(361)를 제어하는 평행유지제어부(366)와, 상기 평행유지제어부(366)의 제어에 의하여 상기 평행유지모터(361)를 구동하는 평행유지모터구동부(367)를 포함하여 구성된다.
상기 평행유지모터(361)는 모터축(362)이 상방을 향하도록 수직으로 배치하여 볼트/너트(미도시)에 의하여 베이스플레이트(320)의 상면에 장착할 수 있다.
상기 베이스플레이트(320)의 상면에는 상기 수평회전지주(330)와 모터축(362)을 지지하기 위한 브래킷(322)이 설치된다.
상기 브래킷(322)는 상기 베이스플레이트(320)의 상면에 볼트/너트(미도시)에 의하여 결합되는 좌우 한 쌍의 수직부(323)와, 상기 한 쌍의 수직부(323)의 상단을 연결하는 수평부(324)로 구성된다.
상기 평행유지모터(361)의 모터축(362)과 상기 수평회전지주(330)는 상기 브래킷(323)의 수평부(324)에 형성된 관통공(325, 326)에 관통된다.
상기 모터축(362)은 상기 브래킷(322)의 수평부(324)의 상면에 고정되는 베어링(365)에 의하여 지지되며, 상기 수평회전지주(330)는 상기 브래킷(322)의 수평부(324)의 상면에 고정되는 베어링(333)과 상기 베이스플레이트(320)의 상면과 수평부(324)의 하면 사이에 고정되는 베어링(334)에 의하여 회전 가능하게 지지된다.
상기 모터축(362)과 구동기어(363), 수평회전지주(330)과 종동기어(364)는 통상적인 축과 기어의 결합방식에 의하여 결합되는 것이므로 이에 대한 구체적인 도시 및 설명은 생략한다.
또한 상기 구동기어(363)와 종동기어(3640), 브래킷(322)을 커버하는 보호커버(미도시)를 더 포함할 수 있다.
이하, 차량탑재장치(300)에 의한 지형지물 측정장치(200)의 동작에 대하여 설명한다.
지형지물을 측정하기 위하여 차량탑재장치(300)에 의항 지형지물 측정장치(200)가 탑재된 차량을 이동시키면 지면의 기울기나 굴곡 등에 의하여 장착판(350)이 기울어질 수 있는데, 장착판(350)의 수평판(351)에 설치된 수평센서(346)가 이를 감지하여 수평감지신호를 수평유지제어부(347)에 전송하고, 수평유지제어부(347)는 롤링모터(342) 및 피칭모터(344)에 대한 제어명령을 출력하게 되며, 수평유지제어부(347)의 제어명령에 따라 롤링모터구동부(348) 및 피칭모터구동부(349)가 롤링모터(342) 및 피칭모터(344)에 대한 구동신호를 송출하게 된다.
이에 따라 롤링모터(342) 및 피칭모터(344)가 롤링브래킷(343) 및 피칭브래킷(345)을 회동시키게 되고, 이러한 동작에 의하여 피칭브래킷(345)에 결합된 장착판(350)의 수평판(351)이 전후 및 좌우 방향에 대하여 수평을 이루게 된다.
따라서 장착판(350)의 카메라장착부(352)에 장착된 카메라(230)와 송수신기장착부(353, 354)에 장착된 전, 후방 송수신기(272, 273)이 수평을 이루게 된다.
이 상태에서 측지측량부(270)의 레이저 장치(271)가 전, 후방 송수신기(272, 273)를 통하여 레이저 빔을 송신하게 되고, 송신된 레이저 빔은 지향지물과 부딪혀 반사되어 다시 전, 후방 송수신기(272, 273)에 수신되어 레이저 장치(271)를 포함하는 측지측량부(270)에 의하여 지형지물의 거리를 포함하는 측량 수지정보를 생성하게 된다.
이때, 차량이 상향 경사로를 주행하면서 측량하는 경우(도 9 참조)와 하향 경사로를 주행하면서 측량하는 경우(도 10 참조)에는 상술한 바와 같은 수평센서(346)의 감지신호와 수평유지제어부(347)의 제어명령 및 롤링모터구동부(348)과 피칭모터구동부(349)의 구동신호에 따른 롤링모터(342)와 피칭모터(344)의 동작 및 롤링브래킷(343)과 피칭브래킷(345)의 회동에 의하여 장착판(350)의 수평판(351)이 수평을 유지하게 된다.
따라서 측지측량부(270)의 레이저 장치(271)를 구성하는 전, 후방 송수신기(272, 273)와 카메라(230)가 항상 수평을 유지하게 되어 보다 정확한 측지측량이 가능하게 되고, 보정대상을 정확하게 보정할 수 있게 된다.
또한 측지측량부(270)의 레이저 장치(271)는 전후방으로 거리를 두고 배치되는 전, 후방 송수신기(272, 273)를 구비하고 있으므로 차량이 지형지물에 대하여 평행을 이루지 못하는 경우에도 카메라(2300와 전, 후방 송수신기(272, 273)가 지형지물에 대하여 평행을 이루도록 할 수 있으므로 보다 정확한 측지측량이 가능하게 된다.
즉, 차량이 보정대상 지형지물 선택부(260)에 의하여 선택된 지형지물에 도달하였을 때 전방 송수신기(272)를 통하여 송신되는 레이저 빔이 먼저 보정대상 지형지물에 송신 및 수신되며, 이어서 후방 송수신기(273)를 통하여 송신되는 레이저 빔이 보정대상 지형지물에 송신 및 수신되는바, 이때 전방 송수신기(272)에서 송수신된 레이저 빔에 의한 측정거리와 후방 송수신기(273)에서 송수신된 레이저 빔에 의한 측정거리를 평행유지제어부(366)가 연산하여 평행유지모터(361)에 대한 제어명령을 출력하고, 평행유지제어부(366)의 제어명령에 따라 평행유지모터구동부(367)가 평행유지모터(361)에 대한 구동신호를 송출하게 되며, 평행유지모터(361)가 회전하게 되고, 평행유지모터(361)의 회전력이 구동기어(363)과 종동기어(364)를 통해 수평회전지주(330)에 전달되어 수평회전지주(330)와 수평유지수단(340) 및 장착판(350)이 수평회전하게 되며, 장착판(350)에 장착된 카메라(230) 및 전, 후방 송수신기(272, 273)가 수평회전하여 카메라(230)와 전, 후방 송수신기(272, 273)가 보정대상 지형지물에 대하여 평행을 이루게 된다.
따라서 카메라(230)와 전, 후방 송수신기(272, 273)가 항상 보정대상 지형지물에 대하여 평행을 이루게 되어 보다 정확한 측정이 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.
100 : 도화이미지 생성 및 변경부분 표시장치
110 : 도화이미지 변환부 120 : 지도데이터 저장부
130 : 보정대상 검색부 140 : 보정대상 표시부
150 : 보정대상표시 좌표 저장부 160 : 제1 통신부
200 : 지형지물 측정장 치 210 : 제2 통신부
220 : 정보 인식부 230 : 카메라
240 : GPS 수신기 250 : 기준점 생성부
260 : 보정대상 지형지물 선택부 270 : 측지측량부
271 : 레이저 장치 272, 273 : 전, 후방 송수신기
280 : 보정대상 보정데이터 생성부 290 :보정대상 보정데이터 저장부
300 : 차량탑재장치 320 : 베이스플레이트
330 : 수평회전지주 340 : 수평유지수단
341 : 고정블록 342 : 롤링모터
343 : 롤링브래킷 344 : 피칭모터
345 : 피칭브래킷 346 : 수평센서
347 : 수평유지제어부 348 : 롤링모터구동부
349 : 피칭모터구동부 350 : 장착판
360 : 평행유지수단 361 : 평행유지모터
363 : 구동기어 364 : 종동기어
366 : 평행유지제어부 367 : 평행유지모터구동부

Claims (1)

  1. 도화이미지 생성 및 보정대상 표시장치와; 지형지물 측정장치; 및 차량탑재장치를 포함하는 모바일 측량장치의 수평조절을 통한 지형지물의 변화감지 및 측지정보 취득 시스템에 있어서,
    상기 도화이미지 생성 및 보정대상 표시장치는,
    항공 영상 이미지 또는 수치지도 또는 표준지도데이터가 저장되는 지도데이터 저장부와, 사진으로 되어 있는 항공영상이미지를 기존의 제도데이터와 호환이 가능한 데이터 포맷을 가지는 점과 선 및 면으로 구성된 도화이미지로 변환하는 도화이미지 변환부와, 도화이미지와 지도데이터 저장부에 저장된 수치지도 또는 표준지도와 비교 분석하여 도화이미지의 왜곡부분과, 신설 지형지물 및 기존 지형지물의 변화부분을 찾아내는 기능을 수행하는 보정대상 검색부와, 상기 보정대상 검색부에서 검색된 왜곡부분 및 신설지형지물 및 기존 지형지물의 변화부분을 GPS좌표, 위도경도좌표, 주소좌표 중 어느 하나 이상의 좌표를 이용하여 보정대상 표시좌표를 이용하여 표시하는 보정대상 표시부와, 상기 보정대상 표시좌표를 저장하는 기능을 수행하는 보정대상 표시좌표 저장부와, 상기 보정대상 표시좌표를 상기 지형지물 측정장치에 전송하는 제1 통신부를 포함하여 구성되며,
    상기 지형지물 측정장치는,
    상기 도화이미지 생성 및 보정대상 표시장치와 통신하여 보정대상 표시좌표를 수신하는 제2 통신부와, 저장매체에 저장된 보정대상 표시좌표 정보를 읽어 들이는 정보 인식부와, 360도의 모든 방향의 이미지를 촬영하는 카메라와, GPS 좌표를 생성하는 GPS 수신부와, 상기 GPS 좌표를 이용하여 측량 기준점을 생성하고 측량시 이 기준점을 기준으로 하여 측량좌표 및 위치 관계를 알아내는 기준점 생성부와, 상기 카메라를 이용하여 주변의 지형지물 이미지를 확인하고 도화이미지 생성 및 보정대상 표시장치로부터 통신망을 통해 수신하거나 저장매체에 저장된 보정대상 표시좌표를 이용하여 보정을 위한 해당 지형지물을 선택하는 보정대상 지형지물 선택부와, 상기 보정대상 지형지물 선택부에서 선택된 보정대상 지형지물을 레이저 장치를 이용하여 기준점을 기준으로 하여 보정대상 지형지물까지의 측량 수치정보를 생성한다. 상기 레이저 장치는 전, 후방 송수신기를 포함하는 측지측량부와, 보정을 위해 선택한 지형지물의 이미지에 측량 수치정보를 포함하고, 주변의 지형지물의 측량 수치정보를 포함하여 보정대상 보정데이터를 생성하는 보정대상 보정데이터 생성부와, 상기 보정대상 보정데이터를 저장하는 보정대상 보정데이터 저장부를 포함하여 구성되며,
    상기 차량탑재장치는,
    차량의 루프에 고정설치되는 루프레일과; 상기 루프레일에 고정설치되는 베이스플레이트와; 상기 베이스플레이트에 수평회전 가능하게 지지되며 상단이 하향만곡부가 형성된 수평회전지주와; 상기 수평회전지주의 하향만곡부의 하단에 수평유지수단을 통하여 지지되며 상기 카메라와 전, 후방 송수신기기 장착되는 장착판과; 상기 베이스플레이트와 수평회전지주 사이에 구비되어 상기 장착판에 장착된 카메라와 전, 후방 송수신기를 지형지물에 대하여 평행을 이루도록 하는 평행유지수단을 포함하여 구성되고,
    상기 수평유지수단은 상기 수평회전지주의 하향만곡부의 하단에 결합되는 고정블록과, 상기 고정블록의 전후면에 롤링모터축이 고정되며 x축을 중심으로 회전하는 롤링모터와, 상기 롤링모터가 장착되며 상기 롤링모터축가 관통되는 전후 한 쌍의 수직판과 상기 한 쌍의 수직판을 연결하는 연결부로 형성된 롤링브래킷과, 상기 롤링브래킷의 연결부에 피칭모터축이 고정되며 y축을 중심으로 회전하는 피칭모터와, 상기 피칭모터가 장착되는 수직판과 상기 수직판의 하단에서 측방으로 절곡형성되며 상기 장착판이 결합되는 수평판으로 형성되는 피칭브래킷과, 상기 장착판의 상면에 설치되는 수평센서와, 상기 수평센서의 감지신호에 따라서 상기 롤링모터와 피칭모터를 제어하는 수평유지제어부와, 상기 수평유지제어부의 제어에 의하여 롤링모터를 구동하는 롤링모터구동부 및, 상기 수평유지제어부의 제어에 의하여 피칭모터를 제어하는 피칭모터구동부를 포함하여 구성되며,
    상기 장착판은 상기 피칭브래킷의 수평판에 결합되는 수평판과, 상기 수평판의 일측에서 하향 절곡되어 상기 카메라와 전후방 송수신기가 장착되는 카메라장착부와 송수신기장착부로 구성되고,
    상기 수평센서는 상기 장착판의 수평판의 상면에 장착되며,
    상기 평행유지수단은 상기 베이스플레이트에 장착되는 평행유지모터와, 상기 평행유지모터의 모터축에 고정된 구동기어와, 상기 수평회전지주에 고정되어 상기 구동기어에 맞물리는 종동기어와, 상기 전방 송수신기에서 송신 및 수신되는 레이저빔에 의한 측정거리와 후방 송수신기에서 송신 및 수신되는 레이저빔에 의한 측정거리를 연산하여 상기 평행유지모터를 제어하는 평행유지제어부와, 상기 평행유지제어부의 제어에 의하여 상기 평행유지모터를 구동하는 평행유지모터구동부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 모바일 측량장치의 수평조절을 통한 지형지물의 변화감지 및 측지정보 취득 시스템.
KR1020170093581A 2017-07-24 2017-07-24 모바일 측량장치의 수평조절을 통한 지형지물의 변화감지 및 측지정보 취득 시스템 Active KR101789210B1 (ko)

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