KR101893078B1 - 측정된 수치정보데이터를 처리하는 3차원 공간영상도화시스템 - Google Patents

측정된 수치정보데이터를 처리하는 3차원 공간영상도화시스템 Download PDF

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이천용
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대한항업(주)
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Abstract

측정된 수치정보데이터를 처리하는 3차원 공간영상도화시스템은 항공촬영 시 비행기를 이용하는 대신에 주기적인 촬영이 가능한 드론을 이용하여 도심지에 집중된 지형물인 각종 건물의 지형물이미지를 실제 지형물을 도화해서 도화이미지 내 정확한 위치에 적용할 수 있도록 하고, 여러 가지 촬영 각도에서도 수평을 유지하거나 원하는 촬영 각도를 조정하여 정확하고 신뢰도 있는 도화이미지를 완성할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Description

측정된 수치정보데이터를 처리하는 3차원 공간영상도화시스템{3D Image Drawing System for Processing Measured Numerical Data}
본 발명은 공간영상도화 기술 분야 중 3차원 공간영상도화시스템에 관한 것으로 더욱 상세하게는 항공촬영 시 비행기를 이용하는 대신에 주기적인 촬영이 가능한 드론을 이용하여 도심지에 집중된 지형물인 각종 건물의 지형물이미지를 실제 지형물을 도화해서 도화이미지 내 정확한 위치에 적용할 수 있도록 하고, 여러 가지 촬영 각도에서도 수평을 유지하거나 원하는 촬영 각도를 조정하여 정확하고 신뢰도 있는 도화이미지를 완성할 수 있도록 하는 측정된 수치정보데이터를 처리하는 3차원 공간영상도화시스템에 관한 것이다.
일반적으로 수치지도를 작성하기 위해서는 항공사진을 촬영한 후, 항공사진에 도시된 지형지물의 좌표를 수치화하고, 확보된 수치정보를 바탕으로 각종 정보를 추가적으로 입력하여 완성한다.
또한, 최근에는 단순한 평면이 아니라, 각 지형지물의 고도데이터를 포함하는 3차원 공간영상도화를 이용하여 3차원 정보를 제공할 수 있는 수치지도가 개발되어 널리 사용되고 있다.
그러나 고도정보가 포함된 3차원 공간영상도화를 제작하기 위해서는 평면의 수치지도를 제작한 후, 다양한 종류의 측량장치를 이용하여 각 지형지물의 고도를 측량하고, 도화장치를 이용하여 측량된 고도데이터를 추가하여 3차원 공간영상도화를 제작하여야 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 도화된 이미지를 나타낸 도면이다.
도 1의 (a)는 지형 정보를 최대한 단순화시킨 도화이미지이고, 도 1의 (b)는 실제 지형의 모습을 보인 도화이미지이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 도 1의 (a)는 해당 지형의 도로 상태와 지형물이미지(B)의 배치 모습 등이 이용자에 의해 쉽고 빠르게 이해될 수 있을 것이나, 실제 현장에서 해당 도화이미지와 지형을 비교할 경우, 서로 상이한 지형물이미지(B, B')와 지형물 간의 모습으로 인해 이용자가 실제 현장과 도화이미지의 동일성 여부에 혼란을 느낄 것이다.
3차원공간영상 도화시스템은 현장의 실제 지형물에 위치측정기를 설치해서 지형물의 이미지를 확인하고, GPS에서 위치측정기의 좌표값과 위치정보를 별도로 수집하며, 영상도화기는 이렇게 확인된 지형물의 이미지와, 별도로 측정된 좌표값 및 위치정보를 서로 결합시켜서 수치지도DB에 저장되어 있던 기존 도화이미지를 갱신한다.
3차원공간영상 도화시스템에 사용되는 위치측정기는 현장에서 GPS와 결합된 상태로 작업이 진행되므로, 각종 지형물에 의한 가림이 없는 광야 또는 상대적으로 한적한 도외지 전용으로 제작되었다.
따라서, 고층건물이 집중된 도심에서는 GPS 위성과의 통신이 곤란하고, 수많은 방해 전파가 범람하며, 이로 인한 각종 센서의 오작동 발생이 빈번한 도심지에서는 지형물에 대한 정확한 위치 측정이 불가능했다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 수치지도를 작성하기 위한 항공 촬영을 수행하게 되는데, 항공 촬영은 고도에 따라 그 촬영 면적이 한정되므로 넓은 범위에 대한 지도제작을 위해서 동일 구간에 대한 복수 개의 항공촬영이미지를 확보하고, 항공촬영이미지를 잇는 별도의 편집 및 도화업무를 진행해야 한다.
그런데, 항공촬영이미지는 지상으로부터 일정한 고도에 위치한 항공기에서 촬영된 것이므로 항공기의 연직 방향에 위치한 지상물을 제외하곤 이와 인접하는 다른 지상물들은 측면이 포함돼 촬영될 수밖에 없다.
한편, 지도 제작을 위해서는 전술한 바와 같이 복수 개의 항공촬영이미지를 서로 연결해 잇는 작업을 해야 하는데, 이러한 과정에서 다른 위치에서 촬영된 항공촬영이미지를 부분적으로 적용한다.
결국, 종래 지도 제작방법을 통해 제작된 지도는 동일한 지도임에도 불구하고 인접하는 3개의 건물이 전혀 다른 방향으로 기울어져 보이게 된다.
따라서, 사용자는 낯선 지역에 대한 지도 해석에 어려움을 겪게 되고, 이를 통해 지도 이용에 불편을 느끼게 된다.
특히, 항공기에 부착된 카메라는 완전히 고정된 상태로만 유지되기 때문에 간섭체 출현시 이를 회피할 수 없는 한계를 가진다.
항공 촬영은 비용이 많이 들기 때문에 주기적으로 반복해서 자주 촬영할 수 없어 수시로 변화되는 지형지물의 형상 특성을 신속하게 반영하기 어렵다는 한계가 있다.
항공 촬영은 항공기가 촬영지점을 고속으로 지나가 버리기 때문에 촬영지역에 머무를 수 없어 필요하다면 항공기를 선회시켜 매번 재촬영해야 하는 번거로움, 그에 따른 시간상, 비용상 매우 큰 낭비가 초래되는 한계를 가지고 있다.
항공 촬영 시 카메라는 수평 자세를 유지하기 어려우며, 지상물을 여러 각도와 방향으로 촬영해야 하므로 카메라의 자유로운 각도 조절이나 이동이 어려운 문제점이 있다.
대한민국 등록특허번호 제10-1018078호
이와 같은 종래기술의 문제점과 필요성을 해결하기 위하여, 본 발명은 항공촬영 시 비행기를 이용하는 대신에 주기적인 촬영이 가능한 드론을 이용하여 도심지에 집중된 지형물인 각종 건물의 지형물이미지를 실제 지형물을 도화해서 도화이미지 내 정확한 위치에 적용할 수 있도록 하고, 여러 가지 촬영 각도에서도 수평을 유지하거나 원하는 촬영 각도를 조정하여 정확하고 신뢰도 있는 도화이미지를 완성할 수 있도록 하는 측정된 수치정보데이터를 처리하는 3차원 공간영상도화시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 측정된 수치정보데이터를 처리하는 3차원 공간영상도화시스템은, 좌표기준점 기능을 수행하도록 RF 발신기(R1,R2,R3)와 GPS 수신기(G1,G2,G3)를 탑재한 적어도 3대의 이동가능한 차량(100,102,104)과, 상기 RF 발신기(R1,R2,R3)로부터 수신된 RF를 통해 각 RF발신기(R1,R2,R3)를 식별하고 GPS 수신기(G1,G2,G3)로부터 수신된 좌표정보를 촬영존에 맞춰 RF 발신기(R1,R2,R3) 별로 코딩한 촬영이미지를 생성하는 드론(200), 상기 드론(200)이 생성한 촬영이미지를 수신하여 도화를 수행하는 도화모듈(310)을 갖춘 관리서버(300)를 포함하는 지형지물에 의한 영상이미지를 도화하는 공간영상도화 시스템으로서, 상기 차량(100,102,104)은 메모리가 실장된 차량제어기(110)를 포함하며, 상기 차량제어기(110)의 제어신호에 따라 RF를 발신하는 RF 발신기(R1,R2,R2)가 각 차량에 하나씩 설치되고, 상기 차량(100,102,104) 각각에는 상기 차량제어기(110)의 제어신호하에 위성과 통신하여 차량(100,102,104)의 각 위치정보를 확인하는 GPS 수신기(G1,G2,G3)를 구비하며, 상기 드론(200)은 상기 관리서버(300) 및 상기 차량(100,102,104)과의 무선통신을 제어하는 제어부(210)를 탑재하며, 상기 제어부(210)는 촬영존의 촬영을 위한 카메라부(253)와, RF 발신기(R1,R2,R3)로부터 발신된 신호를 수신하는 RF 수신부(212)와, 드론(200)이 위치한 고도를 측정하는 고도계(213)와, 위성과의 통신을 통해 드론(200)이 현재 위치한 지점의 지피에스 좌표를 확인하는 좌표계(214)와, RF 수신부(212)가 수신한 RF 신호와 좌표계(214)가 확인한 위치정보 및 고도계(213)에서 확인된 고도정보를 이용하여 각 RF 발신기(R1,R2,R3)까지의 지면상 거리를 산출하는 연산부(215)와, 상기 연산부(215)가 연산한 거리정보와 좌표계(214)가 확인한 위치정보를 확인하여 촬영존의 촬영이미지 상에 위치정보를 합성하는 위치정보합성부(216)와, 합성된 영상이미지를 저장하는 저장부(217)를 포함하고, 상기 드론(200)은 육면체 형태의 드론제어본체(201)와, 상기 드론제어본체(201)에 결합된 복수의 프로펠러(202, 203, 204, 205)와, 상기 드론제어본체(201)의 하부에 결합되고, 하면 테두리를 따라 제1 랙기어(222)가 형성되고, 상기 제1 랙기어(222)에 기어 맞물려 결합되는 제1 피니언 기어(223)를 구비한 육면체 형태의 제1 하우징(225)을 구비한 원호 형태로 형성된 드론몸체(220)를 포함하며, 상기 제1 하우징(225)의 내부에는 제1 피니언 기어(223)에 제1 구동모터(224)가 결합되고, 상기 제1 하우징(225)의 하부면에 하부 방향으로 일정한 길이의 제2 랙기어(230)가 수직 세워지고, 상기 제2 랙기어(230)는 제2 피니언 기어(232)가 기어 맞물려 결합되고, 상기 제2 피니언 기어(232)가 포함된 육면체 형태의 제2 하우징(234)을 상하 방향으로 관통하여 결합되고, 상기 제2 하우징(234)의 내부에는 제2 피니언 기어(232)에 제2 구동모터(233)가 결합되고, 상기 제2 하우징(234)은 일측면에 제1 회전모터(235)와 제1 회전대(236)가 일체로 결합되고, 'ㄷ' 형태로 절곡된 제1 거치대(237a)와 제2 거치대(237b)를 구비한 거치대(237)가 제1 회전대(236)에 결합되며, 상기 거치대(237)의 일측에 상기 카메라부(253)가 결합되며, 상기 제어부(210)는 상기 제1 구동모터(224)을 구동시켜 상기 제1 하우징(225)이 상기 제1 랙기어(222)을 따라 원호 방향으로 좌우 이동하고, 상기 제2 구동모터(233)을 구동시켜 상기 제2 하우징(234)이 상기 제2 랙기어(230)를 따라 상하 방향으로 이동하며, 상기 제1 회전모터(235)를 구동시켜 상기 카메라부(253)를 회전시키는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성의 본 발명은 항공촬영 시 비행기를 이용하는 대신에 주기적인 촬영이 가능한 드론을 이용하여 항공기를 선회시켜 매번 재촬영해야 하는 번거로움을 줄이며, 이에 따른 시간과, 비용을 크게 절약할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 항공 촬영 시 카메라의 수평 자세를 유지할 수 있으며, 지상물을 여러 각도와 방향으로 촬영할 수 있어 정확하고 신뢰도 있는 도화이미지를 완성할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 도화된 이미지를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 측정된 수치정보데이터를 처리하는 3차원 공간영상도화시스템의 구성을 간략하게 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 측정된 수치정보데이터를 처리하는 3차원 공간영상도화시스템을 구성하는 차량의 일례를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 측정된 수치정보데이터를 처리하는 3차원 공간영상도화시스템을 구성하는 연산부의 연산례를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 측정된 수치정보데이터를 처리하는 3차원 공간영상도화시스템을 구성하는 드론의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 드론의 카메라부가 설치된 모습을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 드론의 카메라부의 수평 유지 각도를 조절하는 모습을 나타낸 도면이다.
그리고
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 드론의 충격흡수부재의 단면을 나타낸 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
종래의 공간영상도화시스템에서의 항공 촬영은 비용이 많이 들기 때문에 주기적으로 반복해서 자주 촬영할 수 없어 수시로 변화되는 지형지물의 형상 특성을 신속하게 반영하기 어려우며, 항공 촬영 시 카메라는 수평 자세를 유지하기 어려우며, 지상물을 여러 각도와 방향으로 촬영해야 하므로 카메라의 자유로운 각도 조절이나 이동이 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 항공촬영 시 비행기를 이용하는 대신에 주기적인 촬영이 가능한 드론을 이용하고 여러 가지 촬영 각도에서도 수평을 유지하거나 원하는 촬영 각도를 조정하여 정확하고 신뢰도 있는 도화이미지를 완성하는 측정된 수치정보데이터를 처리하는 3차원 공간영상도화시스템을 제공한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 측정된 수치정보데이터를 처리하는 3차원 공간영상도화시스템의 구성을 간략하게 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 측정된 수치정보데이터를 처리하는 3차원 공간영상도화시스템을 구성하는 차량의 일례를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 측정된 수치정보데이터를 처리하는 3차원 공간영상도화시스템을 구성하는 연산부의 연산례를 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 3차원 공간영상도화시스템은 좌표기준점 기능을 수행하도록 RF 발신기(R1,R2,R3)와 GPS 수신기(G1,G2,G3)를 탑재한 적어도 3대의 이동가능한 차량(100,102,104)과, 상기 RF 발신기(R1,R2,R3)로부터 수신된 RF를 통해 각 RF 발신기(R1,R2,R3)를 식별하고, GPS 수신기(G1,G2,G3)로부터 수신된 좌표정보를 촬영존에 맞춰 RF 발신기(R1,R2,R3) 별로 코딩한 촬영이미지를 생성하는 드론(200)과, 상기 드론(200)이 생성한 촬영이미지를 수신하여 도화를 수행하는 도화모듈(330)을 구비한 관리서버(300)를 포함한다.
이때, 상기 차량(100,102,104)은 도 3에 도시된 바와 같이, 메모리가 실장된 차량제어기(110)를 포함하며, 상기 차량제어기(110)의 제어신호에 따라 RF를 발신하는 RF 발신기(R1,R2,R2)가 각 차량에 하나씩 설치된다.
또한, 상기 차량(100,102,104)에는 상기 차량제어기(110)의 제어신호에 위성과 통신하여 위치정보, 즉 좌표정보를 확인하는 GPS 수신기(G1,G2,G3)도 구비된다.
차량(100,102,104)의 지붕에는 차량용 스테레오카메라(120)가 더 설치되어 입체 영상이미지를 촬영할 수 있도록 구비되는데, 이는 높이가 높은 건물의 경우 그 직상방에서 드론(200)이 촬영할 경우 측면 이미지가 제대로 나타나지 않을 수 있으므로 측면 이미지를 입체 영상이미지로 획득한 후 평면 이미지와 합성함으로써 전체적인 외관이미지를 3차원 입체 이미지로 변환시킬 수 있다.
RF 발신기(R1,R2,R3)는 RF를 발진시켜 드론(200)이 수신할 수 있도록 하는 것으로, 발진된 신호는 RF 발신기(R1,R2,R3) 별로 서로 다른 주파수 대역을 갖는 고유한 RF를 포함한다.
드론(200)은 수신한 RF를 통해 당해 RF를 발진한 RF 발신기(R1,R2,R3)를 식별할 수 있다.
RF 발신기(R1,R2,R3)는 드론(200)이 촬영대상 지면(즉, 촬영존)에 진입하면 각 차량(100,102,104)에 설치된 차량제어기(110)에 의해 각각 제어되어 단발 또는 일정 간격을 두고 연발로 지속해서 발신하도록 제어될 수 있다
한편, 상기 드론(200)은 관리서버(300) 및 차량(100,102,104)과의 무선통신을 비롯한 기능 구현에 필요한 제어를 위해 제어부(210)를 탑재한다.
상기 제어부(210)는 촬영존의 촬영을 위한 카메라부(253)와, RF 발신기(R1,R2,R3)로부터 발신된 신호를 수신하는 RF 수신부(212)와, 드론(200)이 위치한 고도를 측정하는 고도계(213)와, 위성과의 통신을 통해 드론(200)이 현재 위치한 지점의 지피에스 좌표를 확인하는 좌표계(214)와, RF 수신부(212)가 수신한 위치정보와 좌표계(214)가 확인한 위치정보 및 고도계(213)에서 확인된 고도정보를 이용하여 각 RF 발신기(R1,R2,R3)까지의 지면상 거리를 산출하는 연산부(215)와, 상기 연산부(215)가 연산한 거리정보와 RF 수신기(212)가 수신한 위치정보를 확인하여 촬영존의 촬영이미지 상에 위치정보를 합성하는 위치정보합성부(216)와, 합성된 영상이미지를 저장하는 저장부(217)를 포함한다.
이때, 상기 카메라부(253)은 촬영존의 촬영을 위한 일반적인 카메라로, 아날로그 방식 또는 디지털 방식이 적용될 수 있지만, 특히 바람직하기로는 입체영상 이미지 확보를 위해 드론용 스테레오카메라를 사용한다.
그리고 상기 RF 수신부(212)는 RF 발신기(R1,R2,R3)가 발신한 서로 다른 주파수 대역에 대응하여 발진 신호에 포함된 RF를 확인하여 구별하며, 구별 정보는 제어부(210)가 인식한다.
상기 연산부(215)는 도 4에 도시된 바와 같이, 촬영존의 둘레 중 적어도 3곳에 배치된 RF 발신기(R1,R2,R3)와 GPS 수신기(G1,G2,G3)를 탑재한 차량(100,102,104)과, 촬영존 내의 상부 일정 높이에서 호버링하고 있는 드론(200)이 제공하는 정보를 통해 촬영존, 즉 드론(200)에 장착된 카메라부(253)가 한번에 촬영할 수 있는 단위 공간의 크기에 대한 영상이미지에 좌표값, 다시 말해 위치정보를 삽입하여 도화모듈(330)이 도화할 때 정확한 도화가 가능하도록 차량(100,102,104)의 위치정보를 정확히 하기 위해 드론(200)을 기준으로 얼마만큼 떨어져 있는지를 계산하기 위한 것이다. 드론(200)의 위치는 좌표계(214)를 통해 알고 있다.
또한, 촬영존의 드론(200) 직하방 지면 지점은 고도계(213)를 통해 알고 있다. 각 RF발신기(R1,R2,R3)까지의 거리는 RF의 속도와 RF 수신부(212)가 수신한 시간을 통해 알 수 있다. 촬영존 내의 드론(200) 직하방 지면 지점으로부터 각 RF 발신기(R1,R2,R3)까지의 거리는 직각 삼각형을 형성하므로 피타고라스의 정리에 의해 산출되게 된다.
이렇게, 촬영존 내의 드론(200) 직하방 지면 지점을 기준으로 각 GPS 수신기(G1,G2,G3)가 획득한 좌표값과, 기준점으로부터 RF 발신기(R1,R2,R3)까지의 거리정보를 알기 때문에 결국 촬영된 촬영존의 영상이미지에 RF 발신기(R1,R2,R3)의 위치정보를 표시할 수 있고, 이를 통해 촬영존의 영상이미지를 도화할 때 각 위치정보를 기반으로 도화하게 되면 정확한 도화가 가능하게 된다.
그리고 상기 저장부(217)는 위치정보가 합성된 촬영이미지를 저장물 형태로 기록한 후 제어부(210)의 제어 신호에 따라 도화모듈(330)로 전송하게 된다.
한편, 상기 드론(200)은 장시간, 이를 테면 적어도 6시간 이상 비행할 수 있도록 부력상승 기능을 갖는 구조로 이루어진다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 측정된 수치정보데이터를 처리하는 3차원 공간영상도화시스템을 구성하는 드론의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 드론의 카메라부가 설치된 모습을 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 드론의 카메라부의 수평 유지 각도를 조절하는 모습을 나타낸 도면이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 드론의 충격흡수부재의 단면을 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 드론(200)은 육면체 형태의 드론제어본체(201)와, 상기 드론제어본체(201)에 결합된 복수의 프로펠러(202, 203, 204, 205)와, 상기 드론제어본체(201)의 하부에 결합된 드론몸체(220)를 포함한다.
드론제어본체(201)와 드론모터부(202a, 203a, 204a, 205a)는 가볍고 내구성이 좋은 알루미늄 합금강으로 제조하고, 드론모터부(202a, 203a, 204a, 205a)의 상부면에 프로펠러(202, 203, 204, 205)가 각각 장착된다.
프로펠러(202, 203, 204, 205)는 일정 형상의 프로펠러를 포함할 수 있으며, 프로펠러(202, 203, 204, 205)의 동작에 의해서 아래 방향으로의 기류가 발생되게 되며, 이로 인해 드론(100)이 비행할 수 있도록 하는 양력이 발생하게 된다.
드론모터부(202a, 203a, 204a, 205a)는 비행로봇 제어부(미도시)의 자세제어와 위치제어에 따라 호버링, 추력, 롤운동, 피치운동을 하면서 특정 위치까지 공중 부양되어 드론제어본체(201)를 정위치시키는 역할을 한다 이외에 드론(200)은 종래 기술의 비행로봇으로 비행에 필요한 드론암, 드론로터, 드론로터모터 등의 상세 구성요소의 설명을 생략한다.
드론몸체(220)는 원호 형태로 형성되어 드론(200)이 비행, 착륙 등을 수행할 때 드론제어본체(201)를 보호하도록 구성된다.
드론몸체(220)는 일측 끝단과 타측 끝단에 직각 방향으로 제1 지지봉(221a)와 제2 지지봉(221b)을 결합한다.
드론몸체(220)는 하면 테두리를 따라 제1 랙기어(222)가 형성되고, 상기 제1 랙기어(222)에 기어 맞물려 결합되는 제1 피니언 기어(223)를 구비한 육면체 형태의 제1 하우징(225)을 포함한다.
제1 하우징(225)의 내부에는 제1 피니언 기어(223)에 제1 구동모터(224)가 결합되어 제1 피니언 기어(223)의 구동력을 제공한다.
제1 하우징(225)의 하부면에는 하부 방향으로 일정한 길이의 제2 랙기어(230)가 수직 세워진다.
제1 구동모터(224)가 구동되면, 제1 피니언 기어(223)가 회전하고, 이에 따라 제1 하우징(225)은 제1 피니언기어(223)에 맞물려 있는 제1 랙기어(222)를 따라 원호 방향으로 좌우 이동된다.
상기 제2 랙기어(230)는 제2 피니언 기어(232)가 기어 맞물려 결합되고, 상기 제2 피니언 기어(232)가 포함된 육면체 형태의 제2 하우징(234)을 상하 방향으로 관통하여 결합된다.
제2 하우징(234)의 내부에는 제2 피니언 기어(232)에 제2 구동모터(233)가 결합되어 제2 피니언 기어(232)의 구동력을 제공한다.
제2 구동모터(233)가 구동되면, 제2 피니언 기어(232)가 회전하고, 이에 따라 제2 하우징(234)은 제2 피니언기어(232)에 맞물려 있는 제2 랙기어(230)를 따라 상하 방향으로 이동된다.
제2 하우징(234)은 일측면에 제1 회전모터(235)와 제1 회전대(236)가 일체로 결합되고, 'ㄷ' 형태로 절곡된 제1 거치대(237a)와 제2 거치대(237b)를 구비한 거치대(237)가 제1 회전대(236)에 결합된다.
제1 거치대(237a)와 제2 거치대(237b)의 사이에는 길이 방향의 볼스크루부재(238)가 결합되고, 상기 볼스크류부재(238)는 일측 끝단이 제2 거치대(237b)를 관통하여 제2 구동모터(238a)가 결합된다.
이동블록부(239)는 육면체 형상으로 중심 부분을 상기 볼스크류부재(238)가 관통되어 결합되고, 볼스크류부재(238)의 외주면 나사산에 각각 맞물리는 나사선을 내측면에 형성하고 있다.
이동블록부(239)는 제2 구동모터(238a)의 구동력에 의해 볼스크류부재(238)의 회전에 따라 볼스크류부재(238)의 축방향으로 직선 이동하게 된다.
이동블록부(239)의 상부면에는 충격을 흡수하거나 저감시키는 충격흡수부재(240)를 수직으로 세워져 결합된다.
충격흡수부재(240)는 상부면에 제2 회전모터(250)가 결합되고, 상기 제2 회전모터(250)의 전면에 'ㄴ' 형태의 제2 회전대(252)가 결합된다.
상기 제2 회전대(252)에는 카메라부(253)가 탑재되어 항공사진을 촬영한다.
충격흡수부재(240)는 제2 회전모터(250)의 하부면에 원통 형상으로 일정한 길이의 제1 원통로드(241)가 결합되고, 상기 제1 원통로드(241)의 하부 일부가 관통되도록 내부의 일정 공간부를 구비한 제1 케이스(243)가 형성된다.
제1 케이스(243)의 내부에는 상기 제1 원통로드(241)의 하부 끝단에 수직 방향으로 결합된 제1 피스톤(242)과, 상기 제1 피스톤(242)의 하부면과 제1 케이스의(243)의 바닥면 사이에 제1 스프링부재(244)가 결합되며, 제1 케이스(243)의 내부 공간에 충격을 흡수하는 제1 충격완충물질(245)이 충진되어 채워져 있다.
제1 피스톤(242)의 하부면에는 제2 원통로드(241a)가 수직으로 세워져 결합되고, 상기 제2 원통로드(241a)의 하부 일부가 관통되도록 내부의 일정 공간부를 구비한 제2 케이스(247)가 형성된다.
제2 케이스(247)의 내부에는 상기 제2 원통로드(241a)의 하부 끝단에 수직 방향으로 결합된 제2 피스톤(246)과, 상기 제2 피스톤(246)의 하부면과 제2 케이스의(247)의 바닥면 사이에 제2 스프링부재(248)가 결합되며, 제2 케이스(247)의 내부 공간에 충격을 흡수하는 제2 충격완충물질(249)이 충진되어 채워져 있다.
제어부(210)는 제1 구동모터(224)를 구동시켜 제1 하우징(225)의 제1 피니언기어(223)를 회전시켜 제1 하우징(225)이 제1 랙기어(222)를 따라 곡선 방향으로 이동된다.
제어부(210)는 제2 구동모터(233)를 구동시켜 제2 하우징(234)의 제2 피니언기어(232)를 회전시켜 제2 하우징(234)이 제2 랙기어(230)를 따라 상하 방향으로 이동된다.
제어부(210)는 기울기센서(218)로부터 드론제어본체(201)의 기울어진 각도 정보를 수신하는 경우, 상기 수신한 각도 정보를 기준으로 카메라부(253)의 수평 유지 각도를 계산하며, 계산된 수평 유지 각도를 제1 회전모터(235), 제2 회전모터(250) 중 하나 또는 모두를 제어하여 구현한다.
제어부(210)는 제1 회전모터(235)를 구동시켜 제1 회전대(236)를 일정 각도로 회전시키거나, 제2 구동모터(238a)를 구동시켜 볼스크류부재(238)의 회전에 따라 이동블록부(239)를 볼스크류부재(238)의 축방향으로 직선 이동하거나, 제2 회전모터(250)를 구동시켜 제2 회전대(252)를 일정 각도로 회전시키는 등 필요에 따라 카메라부(253)의 촬영 위치를 다양하게 설정할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100, 102, 104: 차량 110: 차량제어기
200: 드론 201: 드론제어본체
202, 203, 204, 205: 프로펠러 300: 관리서버
202a, 203a, 204a, 205a: 드론모터부

Claims (1)

  1. 좌표기준점 기능을 수행하도록 RF 발신기(R1,R2,R3)와 GPS 수신기(G1,G2,G3)를 탑재한 적어도 3대의 이동가능한 차량(100,102,104)과, 상기 RF 발신기(R1,R2,R3)로부터 수신된 RF를 통해 각 RF발신기(R1,R2,R3)를 식별하고 GPS 수신기(G1,G2,G3)로부터 수신된 좌표정보를 촬영존에 맞춰 RF 발신기(R1,R2,R3) 별로 코딩한 촬영이미지를 생성하는 드론(200), 상기 드론(200)이 생성한 촬영이미지를 수신하여 도화를 수행하는 관리서버(300)를 포함하는 공간영상도화 시스템에 있어서,
    상기 차량(100,102,104)은 메모리가 실장된 차량제어기(110)를 포함하며, 상기 차량제어기(110)의 제어신호에 따라 RF를 발신하는 RF 발신기(R1,R2,R2)가 각 차량에 하나씩 설치되고, 상기 차량(100,102,104) 각각에는 상기 차량제어기(110)의 제어신호하에 위성과 통신하여 차량(100,102,104)의 각 제1 위치정보를 확인하는 GPS 수신기(G1,G2,G3)를 구비하며,
    상기 드론(200)은 상기 관리서버(300) 및 상기 차량(100,102,104)과의 무선통신을 제어하는 제어부(210)를 탑재하며,
    상기 제어부(210)는 촬영존의 촬영을 위한 카메라부(253)와, RF 발신기(R1,R2,R3)로부터 발신된 신호를 수신하는 RF 수신부(212)와, 드론(200)이 위치한 고도를 측정하는 고도계(213)와, 위성과의 통신을 통해 드론(200)이 현재 위치한 지점의 지피에스 좌표를 확인하는 좌표계(214)와, RF 수신부(212)가 수신한 RF 신호와 좌표계(214)가 확인한 제2 위치정보 및 고도계(213)에서 확인된 고도정보를 이용하여 각 RF 발신기(R1,R2,R3)까지의 지면상 거리를 산출하는 연산부(215)와, 상기 연산부(215)가 연산한 거리정보와 좌표계(214)가 확인한 제2 위치정보를 확인하여 촬영존의 촬영이미지 상에 상기 제2 위치정보를 합성하는 위치정보합성부(216)와, 합성된 영상이미지를 저장하는 저장부(217)를 포함하고,
    상기 드론(200)은 육면체 형태의 드론제어본체(201)와, 상기 드론제어본체(201)에 결합된 복수의 프로펠러(202, 203, 204, 205)와, 상기 드론제어본체(201)의 하부에 결합되고, 드론몸체(220)의 하면 테두리를 따라 제1 랙기어(222)가 형성되고, 상기 제1 랙기어(222)에 기어 맞물려 결합되는 제1 피니언 기어(223)를 구비한 육면체 형태의 제1 하우징(225)을 구비한 원호 형태로 형성된 드론몸체(220)를 포함하며, 상기 제1 하우징(225)의 내부에는 제1 피니언 기어(223)에 제1 구동모터(224)가 결합되고, 상기 제1 하우징(225)의 하부면에 하부 방향으로 일정한 길이의 제2 랙기어(230)가 상기 제1 하우징(225)의 수평면을 기준으로 수직으로 세워지고,
    상기 제2 랙기어(230)는 제2 피니언 기어(232)가 기어 맞물려 결합되고, 상기 제2 피니언 기어(232)가 포함된 육면체 형태의 제2 하우징(234)을 상하 방향으로 관통하여 결합되고, 상기 제2 하우징(234)의 내부에는 제2 피니언 기어(232)에 제2 구동모터(233)가 결합되고,
    상기 제2 하우징(234)은 일측면에 제1 회전모터(235)와 제1 회전대(236)가 일체로 결합되고, 'ㄷ' 형태로 절곡된 제1 거치대(237a)와 제2 거치대(237b)를 구비한 거치대(237)가 제1 회전대(236)에 결합되며, 상기 거치대(237)의 일측에 상기 카메라부(253)가 결합되며,
    상기 제어부(210)는 상기 제1 구동모터(224)을 구동시켜 상기 제1 하우징(225)이 상기 제1 랙기어(222)을 따라 원호 방향으로 좌우 이동하고, 상기 제2 구동모터(233)을 구동시켜 상기 제2 하우징(234)이 상기 제2 랙기어(230)를 따라 상하 방향으로 이동하며, 상기 제1 회전모터(235)를 구동시켜 상기 카메라부(253)를 회전시키는 것을 특징으로 하는 측정된 수치정보데이터를 처리하는 3차원 공간영상도화시스템.
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