KR101895951B1 - 실시간 데이터 변화의 영상정보를 통합 관리하는 영상처리 시스템 - Google Patents

실시간 데이터 변화의 영상정보를 통합 관리하는 영상처리 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 실시간 데이터 변화의 영상정보를 통합 관리하는 영상처리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 촬영용 드론을 통해 실시간으로 수집한 영상정보 데이터를 기존 영상정보 데이터와 대비한 후 변화된 부분이 감지되면 이를 보정하고, 보정된 영상정보는 서버에 저장된 후 검증 작업이 완료되면 정식 데이터로 저장하되, 상기 복수의 촬영용 드론의 비행 유지 시간 및 관리를 위한 촬영용 드론의 관리수단이 구비된 실시간 데이터 변화의 영상정보를 통합 관리하는 영상처리 시스템에 관한 것이다

Description

실시간 데이터 변화의 영상정보를 통합 관리하는 영상처리 시스템{The image processing system incorporating the image information of the real-time data change management}
본 발명은 영상처리 기술 분야 중 실시간 데이터 변화의 영상정보를 통합 관리하는 영상처리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 촬영용 드론을 통해 실시간으로 수집한 영상정보 데이터를 기존 영상정보 데이터와 대비한 후 변화된 부분이 감지되면 이를 보정하고, 보정된 영상정보는 서버에 저장된 후 검증 작업이 완료되면 정식 데이터로 저장하되, 상기 복수의 촬영용 드론의 비행 유지 시간 및 관리를 위한 촬영용 드론의 관리수단이 구비된 실시간 데이터 변화의 영상정보를 통합 관리하는 영상처리 시스템에 관한 것이다
일반적으로 항공 촬영을 통해 촬영된 영상은 도화기를 통해 도화이미지로 제작되고, 이러한 도화이미지는 수치지도 등의 지도 제작에 사용된다.
항공촬영은 비용과 시간이 많이 소요되고 항공 촬영된 이미지를 이용한 도화결과물은 지형지물의 정확한 변화를 신속하게 확인할 수 없기 때문에 항공촬영으로 정확한 식별이 어려운 지형지물에 대해서는 지상에서 별도의 카메라 장치를 이용하여 직접 촬영할 필요가 있었다.
한편, 일반적으로 항공촬영된 영상정보를 기반으로 한 도화이미지는 영상 촬영을 통해 수집한 이미지로부터 제작되고, 이렇게 수집된 이미지는 이웃하는 이미지들 간의 상호 연결을 통해 완전한 일체의 이미지로 완성되어 영상정보 도화이미지 제작에 이용된다.
이러한 도화이미지는 정확한 지도 제작을 위해 지속적으로 갱신되어야 하는데, 상술한 바와 같이 항공기를 이용한 항공사진의 촬영은 한 번 촬영 후 다음 촬영까지의 대기시간이 길고 비용이 비싼 문제점이 있었고, 비용이 많이 들기 때문에 주기적으로 자주 촬영할 수 없어 지형지물의 변화를 신속하게 반영하기 어려운 문제점이 있으며, 항공기가 고속으로 촬영지점을 통과하기 때문에 촬영지역에 머무를 수 없고 필요시 항공기를 선회하여 재촬영해야 하는 문제점과 이에 따른 비용 증가, 시간 증가 등의 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 대한민국 등록특허 제10-1815260호(2017.12.28., 등록)에서는 항공기에 대해 상대적으로 운영 및 유지비용이 저렴한 드론을 다수개 이용한 기술이 제안된 바 있다.
그러나 상기 종래기술은 각각의 드론에 축전지가 일체형으로 부착되어 있어 드론의 운영시간이 축전지의 용량에 의해 결정되며, 축전지의 충전이 완료되기까지 장시간 대기해야 하는 문제점이 있었고, 이를 해결하기 위해 초소형 가스터빈발전기를 이용하여 전력을 생산 후 축전지에 이를 충전함으로써 비행 가능시간을 증가시켰으나 발열, 경량화 등을 위한 비용이 추가로 발생하는 문제점이 있었다.
대한민국 특허 등록번호 제10-1815260호(2017.12.28., 등록), '기준점 위치확인과 지형정보를 응용한 공간영상도화 시스템'
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 제안된 것으로, 복수의 촬영용 드론을 통해 실시간으로 수집한 영상정보 데이터를 기존 영상정보 데이터와 대비한 후 변화된 부분이 감지되면 이를 보정하고, 보정된 영상정보는 서버에 저장된 후 검증 작업이 완료되면 정식 데이터로 저장하되, 상기 복수의 촬영용 드론의 비행 유지 시간 및 관리를 위한 촬영용 드론의 관리수단이 구비된 실시간 데이터 변화의 영상정보를 통합 관리하는 영상처리 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 문제 해결과 목적 달성을 위하여 안출한 본 발명의 실시간 데이터 변화의 영상정보를 통합 관리하는 영상처리 시스템은 인공위성(ES)으로부터 위치값을 수신받아 상호 연산하여 GPS 보정값을 출력하고, 출력된 GPS 보정값을 무선 송출하고, GPS 안테나(11)를 배치하여 인공위성(ES)으로부터 위치값을 수신받는 GPS 수신부(12)와, GPS 수신부(12)로부터 전달받은 현재의 위치값과 지정된 절대값을 상호 연산하여 GPS 보정값을 출력하는 제어부(13)와, DGPS(Differential GPS) 안테나(14)를 배치하여 상기 제어부(13)로부터 GPS 보정값을 전달받아 무선 송출하는 DGPS 송신부와, 제어부(13)를 통해 연산된 GPS 보정값(위치값)을 DGPS 송신부로 전송하고, DGPS 송신부와 연결된 DGPS 안테나(14)를 통해 토탈 스테이션(20)으로 무선 송출하는 기지국(10)과; 주행 가능한 복수의 차량에 구비되며, 각각의 차량에는 외부를 촬영하기 위한 차량용 카메라(21)가 구비되고, 상기 차량용 카메라(21)를 외부 충격 및 진동으로부터 보호함과 동시에 지면 또는 도로의 상태에 따라 차량이 기울어지는 경우 이를 감지하여 차량용 카메라(21)의 렌즈(R) 차량의 주행 방향에 대해 항상 수평 상태를 유지하도록 하는 수평유지부(22)와, 상기 차량용 카메라(21)를 통해 촬영된 영상에 상기 기지국(10)으로부터 수신받은 측정점의 각도와 거리 및 측정점의 좌표를 촬영된 영상 이미지와 연결 및 합성을 통해 도화 이미지를 생성하여 디스플레이 상에 출력하는 영상처리부(23) 및 이들을 제어하는 토탈 스테이션 제어부(24)를 포함한 토탈 스테이션(20)과; 복수의 드론(30)과; 상기 드론(30)을 관리하는 드론 관리수단(40) 및 상기 토탈 스테이션(20)과 드론(30)에서 촬영한 이미지를 수신하여 검증을 통해 기저장된 영상이미지와 상이점을 추출한 후 편집이미지를 생성 및 저장하고 이를 송출하는 관리서버(50)를 포함하되, 상기 차량용 카메라(21)는, 카메라 본체(211)와, 카메라 본체(211)를 고정 지지하는 베이스(212)를 포함하고, 상기 수평유지부(22)는, 상기 베이스(212)와 차량의 상면에 구비된 편평한 판 형상의 지지몸체(213) 사이에 다수개가 상호 이격된 위치에 배치되며 상하 방향으로 길이 조절이 가능하도록 실린더로 이루어진 레그(221)와, 상기 베이스(212)의 각도를 감지하는 센싱부(222)와, 상기 레그(221)를 제어하는 수평제어부(223)를 포함하되, 상기 레그(221)는 복수개가 상호 이격된 위치에 배치되되 상기 베이스(212)와 차량의 상면에 구비된 지지몸체(213)에 양단이 각각 회전지지체(224)를 통해 회전 가능하게 결합되고, 수평제어부(223)를 통해 동작이 제어되면서 상승 또는 하강하여 베이스(212)의 수평 상태를 조절하고, 상기 회전지지체(224)는 상기 레그(221)를 회전 가능하게 지지하기 위한 것으로, 양방향으로 회전 가능한 모터(224a)와 상기 모터(224a)의 모터축에 결합되되 외주면에 물림톱니(224c)가 형성된 회전축(224b)이 구비되어 상기 결합편(221a)에 형성된 관통공(221b)에 치(齒)결합하며, 상기 센싱부(222)는 상기 베이스(212)에 적어도 한 쌍이 상호 대칭되는 위치에 배치되고, 상기 수평제어부(223)는, 상기 센싱부(222)로부터 입력된 센서값을 통해 베이스(212)의 기울어짐이 확인되면 상기 모터(224a)를 구동시켜 레그(221)를 상승 또는 하강시키는 신호를 전송하고, 상기 드론관리수단(40)은, 상기 차량(100,102,104)에 구비되되 격벽에 의해 구획된 복수의 충전공간(411)과, 충전 중인 배터리(BA)의 상태를 표시하는 표시창(412)과, 충전 중인 배터리(BA)를 외부로부터 차단시키기 위한 덮개(413)를 포함한 충전부(41)와, 상기 충전부(41)로 전기를 공급하는 공급부(42)를 포함한 충전스테이션(40A)과, 미운행중인 드론(30)을 거치하고 동시에 드론(30)에 배터리(BA)가 결합된 상태에서 충전하기 위한 것으로, 고정판(43)과, 상기 고정판(43)과 힌지 결합되어 회전 가능하게 배치되는 회전판(44)과 상기 고정판(43)과 회전판(44)을 체결하는 체결판(45)을 포함한 도킹스테이션(40B)을 포함하되, 상기 고정판(43)은, 편평한 판 형상으로 이루어지며 상기 충전스테이션(40A)의 공급부(42)와 전기적으로 연결된 충전단자(431)가 구비되고, 상면에는 거치된 드론(30)의 랜딩레그(38)가 착탈 가능하게 결합되는 끼움구(432)가 구비되고, 상기 회전판(44)은, 상기 고정판(43)에 힌지 결합되어 회전 가능하게 배치되는 것으로, 편평한 판재 형상으로 이루어지되 상기 고정판(43)에 상응하는 크기 및 형태를 가지도록 이루어지고, 상면에 상기 고정판(43)에 구비된 끼움구(432)와 동일한 끼움구(432)가 상호 대칭되는 위치에 배치되며, 상기 체결판(45)은, 상기 회전판(44)이 회전하여 고정판(43)의 일측면에 펼쳐진 상태로 배치된 후 고정판(43)과 회전판(44)의 위치를 고정하기 위한 것으로, 전체적으로 'ㄷ’자로 절곡 형성되며 길이 방향을 따라 연장되어, 상기 고정판(43) 및 회전판(44)의 상호 마주보는 한 쌍의 측면 테두리에 각각 끼움 결합되는 것일 수 있다.
본 발명은 드론의 비행 유지 시간, 관리수단이 구비된 실시간 데이터 변화의 영상정보를 통합 관리하며, 복수 촬영용 드론으로 실시간 수집된 영상정보 데이터를 기존 영상정보 데이터와 대비하여 변화된 부분을 보정하고, 보정된 영상정보는 서버에 저장하며 검증이 완료되면 정식 데이터로 저장하므로 영상신호를 신속 정확하게 처리하는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 실시간 데이터 변화의 영상정보를 통합 관리하는 영상처리 시스템을 도시한 예시도.
도 2는 본 발명에 따른 토탈 스테이션의 일부 구성을 도시한 예시도.
도 3은 본 발명에 따른 토탈 스테이션의 영상처리부의 구성을 도시한 예시도.
도 4는 본 발명에 따른 드론의 일 실시예를 도시한 개략도.
도 5는 본 발명에 따른 드론 관리수단의 충전스테이션의 실시예를 도시한 예시도.
도 6은 본 발명에 따른 드론 관리수단의 도킹스테이션의 실시예를 도시한 예시도.
도 7은 본 발명에 따른 관리서버의 영상감지부의 구성을 도시한 예시도.
이하, 상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백히 드러나게 될 것이다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 실시간 데이터 변화의 영상정보를 통합 관리하는 영상처리 시스템의 바람직한 구현예를 설명하도록 한다.
본 발명의 실시예에 따른 실시간 데이터 변화의 영상정보를 통합 관리하는 영상처리 시스템은 기지국(10)과, 토탈 스테이션(20)과, 복수의 드론(30)과, 드론 관리수단(40) 및 관리서버(50)를 포함한다.
상기 기지국(10)은 인공위성(ES)으로부터 위치값을 수신받아 상호 연산하여 GPS 보정값을 출력하고, 출력된 GPS 보정값을 무선 송출한다.
여기서 기지국(10)은 GPS 안테나(11)를 배치하여 인공위성(ES)으로부터 위치값을 수신받는 GPS 수신부(12)와, GPS 수신부(12)로부터 전달받은 현재의 위치값과 지정된 절대값을 상호 연산하여 GPS 보정값을 출력하는 제어부(13)와, DGPS(Differential GPS) 안테나(14)를 배치하여 상기 제어부(13)로부터 GPS 보정값을 전달받아 무선 송출하는 DGPS 송신부(15)를 포함한다.
그리고, 상기 기지국(10)은 제어부(13)를 통해 연산된 GPS 보정값(위치값)을 DGPS 송신부로 전송하고, DGPS 송신부와 연결된 DGPS 안테나(14)를 통해 토탈 스테이션(20)으로 무선 송출한다.
상기 토탈 스테이션(20)은 상기 기지국(10)으로부터 수신한 GPS 보정값과 상기 인공위성(ES)으로부터 수신받은 GPS를 연산하여 측정점의 좌표를 연산 처리하고 측정점의 각도와 거리를 측위 한 후 해당 지점을 촬영한 영상에 마킹함과 동시에 유선 또는 무선 또는 이들 모두를 통해 송출한다.
상기 토탈 스테이션(20)은 주행 가능한 복수의 차량에 각각 구비되며, 각각의 차량에는 외부를 촬영하기 위한 차량용 카메라(21)가 구비되고, 상기 차량용 카메라(21)를 외부 충격 및 진동으로부터 보호함과 동시에 지면 또는 도로의 상태에 따라 차량이 기울어지는 경우 이를 감지하여 차량용 카메라(21)의 렌즈(R) 차량의 주행 방향에 대해 항상 수평 상태를 유지하도록 하는 수평유지부(22)와, 상기 차량용 카메라(21)를 통해 촬영된 영상에 상기 기지국(10)으로부터 수신받은 측정점의 각도와 거리 및 측정점의 좌표를 촬영된 영상 이미지와 연결 및 합성을 통해 도화 이미지를 생성하여 디스플레이 상에 출력하는 영상처리부(23) 및 이들을 제어하는 토탈 스테이션 제어부(24)를 포함한다.
상기 차량용 카메라(21)는, 카메라 본체(211)와, 카메라 본체(211)를 고정 지지하는 베이스(212)를 포함하며, 상기 베이스(212)에는 복수개의 지지부가 구비되어 차량용 카메라(21)가 차량의 외측 상면에서 상방으로 이격된 위치에 배치되도록 한다. 이는 상기 베이스(212)가 차량과 접촉 면적이 적을수록 차량의 운행시 발생하는 진동 및 충격으로 베이스(212)가 흔들리는 것이 최소화되기 때문이며, 상기 지지부(214)에는 진동 및 충격을 분산 흡수하기 위하여 실리콘, 우레탄, 고무 등의 탄성력을 가진 소재로 형성된 패드가 더 구비될 수 있다.
또한 차량용 카메라(21)는 렌즈(R)의 수직 및 수평 각도를 조절하기 위한 별도의 각도조절수단이 더 구비될 수 있으며, 여기서 상기 각도조절수단은 통상의 것이므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.
상기 수평유지부(22)는 상기 베이스(212)의 각도를 조절하여 차량용 카메라(21)가 차량의 운행 방향에 대해 수평 상태를 유지하도록 하는 것으로, 상기 베이스(212)와 차량의 상면에 구비된 편평한 판 형상의 지지몸체(213) 사이에 다수개가 상호 이격된 위치에 배치되며 상하 방향으로 길이 조절이 가능하도록 실린더로 이루어진 레그(221)와, 상기 베이스(212)의 각도를 감지하는 센싱부(222)와, 상기 레그(221)를 제어하는 수평제어부(223)를 포함한다.
상기 레그(221)는 복수개가 상호 이격된 위치에 배치되되 상기 베이스(212)와 차량의 상면에 구비된 지지몸체(213)에 양단이 각각 회전지지체(224)를 통해 회전 가능하게 결합되고, 수평제어부(223)를 통해 동작이 제어되면서 상승 또는 하강하여 베이스(212)의 수평 상태를 조절한다.
이때, 상기 레그(221)는 상단과 하단에 각각 관통공(221b)이 형성된 결합편(221a)이 구비되어 상기 회전지지체(224)에 구비된 회전축을 통해 회전 가능하게 결합되고, 도면 중 미도시 되었지만 상기 결합편(221a)과 회전축 사이에는 베어링이 더 구비될 수 있다.
상기 회전지지체(224)는 상기 레그(221)를 회전 가능하게 지지하기 위한 것으로, 양방향으로 회전 가능한 모터(224a)와 상기 모터(224a)의 모터축에 결합되되 외주면에 물림톱니(224c)가 형성된 회전축(224b)이 구비되어 상기 결합편(221a)에 형성된 관통공(221b)에 치(齒)결합한다. 이를 위해 상기 관통공(221b)에는 맞물림톱니(221c)가 형성되어 상기 모터(224a)의 구동에 의해 회전축(224b)이 회전함으로서 레그(221)의 수직방향 회전각을 조절할 수 있으며, 회전 종료 후 상호 맞물린 톱니에 의해 차량으로부터 전달되는 미세한 진동 및 충격에 의해서 회전축(224b)과 결합편(221a)이 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
상기 센싱부(222)는 상기 베이스(212)에 적어도 한 쌍이 상호 대칭되는 위치에 배치되며 베이스(212)와 차량의 상면 사이의 거리를 감지함으로서 베이스(212)의 수평각도를 확인한다. 이를 위해 레이저를 활용한 레이저 거리 측정 센서가 사용되는 것이 바람직하다. 여기서 주행 중인 차량으로부터 전달되는 진동 또는 충격을 감지하는 충격감지센서가 더 구비되어 진동 또는 충격이 감지되면 즉시 레이저 거리 측정 센서를 통해 베이스(212)의 수평각도를 확인하도록 연동되는 것이 보다 바람직하다.
상기 수평제어부(223)는 레그(221)의 동작을 제어하기 위한 것으로, 상기 센싱부(222)로부터 입력된 센서값을 통해 베이스(212)의 기울어짐이 확인되면 상기 모터(224a)를 구동시켜 레그(221)를 상승 또는 하강시키는 신호를 전송한다.
상기 영상처리부(23)는, 데이터 수신부(231), 이미지 데이터베이스부(232), 수치지도 저장부(233), 도화정보 처리부(234), GPS 합성부(235) 및 도화 이미지 출력부(236)를 포함한다.
데이터 수신부(231)는 상기 기지국(10)으로부터 측정점의 각도와 거리 및 측정점의 위치좌표를 포함한 도화 정보를 수신한다.
이미지 데이터베이스부(232)는 상기 차량용 카메라(21) 및 후술하는 드론(30)에서 촬영한 지형구조물 또는 인공구조물의 촬영 이미지를 저장한다.
수치지도 저장부(233)는 촬영 이미지를 기초로 도화 작업을 수행한 후 도화 작업으로 완성된 도화이미지에 GPS 정보를 합성한 수치지도가 미리 저장되어 있다.
도화 정보 처리부(234)는 촬영 이미지를 기초로 데이터 수신부()로 수신된 도화 정보에 따라 각 지점의 고도를 3차원으로 도화한다.
GPS 합성부(235)는 3차원으로 도화된 도화 이미지에 GPS 좌표를 합성하여 수치지도 이미지를 형성한다.
여기서, 영상 처리 제어부(237)가 더 구비되되, 상기 영상 처리 제어부(237)는 GPS 합성부(235)에서 완성된 수치지도 이미지에 따라 수치지도 저장부(233)의 수치지도를 업데이트 한다.
또한, 영상 처리 제어부(237)는 이미지 데이터베이스부(232)로부터 항공 촬영 이미지를 입력받고, 상기 데이터 수신부(231)로부터 측정점의 각도, 거리 측정 및 위치 좌표를 입력받아 이를 연결 및 합성하여 도화 이미지를 생성한다.
즉, 영상 처리 제어부(237)는 영상 이미지 또는 도화 이미지에 위치 좌표를 합성하는 것으로, 영상 이미지 또는 도화 이미지에 표시된 기준점을 기준으로 좌표를 합성하는 좌표 합성 모듈(2371)과, 영상 이미지를 기초로 도화 작업을 진행하여 수치지도의 배경이 되는 도화 이미지를 생성하는 영상 도화 모듈(2372)과, GIS 시스템에 기록된 각종 정보를 도화 이미지의 해당 지점에 링크시켜서 사용자가 해당 지점을 선택하는 경우 링크된 관련 정보가 출력되는 정보 링크 모듈(2373)이 더 포함된다.
도화 이미지 출력부(236)는 영상 처리 제어부(237)로부터 수신한 도화 이미지를 지면 또는 디스플레이 상에 출력한다.
상기 드론(30)은 차량 및 관리서버(50)와 무선통신을 비롯한 기능 구현에 필요한 제어를 위해 드론제어기(30A)를 탑재한다.
상기 드론제어기(30A)는 촬영을 위한 카메라(31), 차량의 RF발신기(R1,R2,R3)와 통신을 위한 RF수신기(32)와, 고도를 측정하는 고도계(33)와, 위성과의 통신을 통해 드론(30)의 현재 위치에 대한 GPS좌표 정보를 확인하는 좌표계(34)와, 상기 RF수신기(32)와 고도계(33)와 좌표계(34)를 통해 수집된 정보를 연산 처리하여 드론(30)의 현재 위치에서 RF발신기(R1,R2,R3)까지의 거리를 산출하는 연산기(35)와, 상기 연산기(35)가 연산한 거리정보와 RF수신기(32)가 수신한 위치정보를 확인하여 촬영존의 촬영이미지 상에 위치정보를 합성하는 위치정보합성기(36)과, 합성된 영상이미지를 저장하는 드론메모리(37)를 포함한다.
상기 카메라(31)는 촬영존을 촬영하기 위한 것으로, 각도 조절, 줌 인, 줌 아웃 등의 기능을 갖는 디지털 방식의 카메라가 사용되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 촬영존 또는 건물의 입체 영상 이미지를 확보하기 위한 스테레오 카메라를 사용한다.
상기 RF수신기(32)는 RF발신기(R1,R2,R3)가 발신한 서로 다른 주파수 중 설치된 드론(30)에 해당하는 주파수를 식별 및 수신하고, 수신된 정보는 드론제어기(30A)가 인식한다.
상기 연산기(35)는 상기 RF수신기(32)가 수신한 위치정보와 좌표계(34)가 확인한 위치정보 및 고도계(33)에서 확인된 고도정보를 이용하여 각 RF발신기(R1,R2,R3)까지의 지면상 거리를 산출하는 것으로, 좀 더 상세하게는, 촬영을 위해 구획된 촬영존의 둘레 중 적어도 3곳에 배치된 RF발신기(R1,R2,R3)와 GPS수신기(G1,G2,G3)를 탑재한 차량과, 촬영존 내의 상부 일정높이에서 호버링 중인 드론(30)이 제공하는 정보를 통해 드론(30)에 장착된 카메라(31)가 한 번에 촬영할 수 있는 단위공간의 크기에 대한 영상이미지에 좌표값, 즉 위치정보를 삽입하여 관리서버(50)의 도화모듈(53)이 도화할 때 정확한 도화가 가능하도록 차량이 드론(30)으로부터 얼마만큼 떨어져 있는지를 정확히 계산하기 위한 것이다.
이때, 드론의 위치는 상기 좌표계(34)를 통해 확인되고, 드론의 고도는 상기 고도계(33)를 통해 확인되며, 각 RF발신기(R1,R2,R3)까지의 거리는 RF의 수신속도와 RF수신기(32)가 수신한 시간을 통해 알 수 있어 촬영존 내의 드론(30) 직하방 지면 지점으로부터 각 RF발신기(R1,R2,R3)까지의 거리는 직각삼각형을 형성하므로 피타고라스 정리에 의해 산출된다.
따라서, 정확한 위치정보를 확인할 수 있고, 이러한 정보를 위치정보합성기(36) 및 드론메모리(37)를 통해 위치정보값의 기록과 저장이 이루어져 정확한 위치정보가 포함된 영상이미지를 얻을 수 있고, 각 위치정보를 기반으로 도화함으로서 정확한 도화가 가능한 것이다.
한편, 상기 드론메모리(37)는 저장된 영상이미지를 저장물 형태로 기록한 후 드론제어기(30A)의 제어신호에 따라 후술하는 관리서버(50)의 도화모듈(53)로 전송하며, 이를 위해 드론메모리(37)는 이를 테면 RAM과 같이 임시 저장기능을 갖는 외장형 디스크(USB방식으로 탈부착되는 기록매체 또는 SD카드 형태의 기록매체)일 수 있고, 일반적인 디스크일 수 있으며, 탈부착이 가능한 하드드라이브(HDD 또는 SDD)일 수도 있다.
한편, 드론(30)은 비행이 가능한 시간이 길수록 촬영존의 촬영, 영상이미지의 합성 등의 작업효율이 증가하는데, 드론의 비행시간을 결정하는 요소 중 배터리의 용량이 중요한 요소이다.
그러나, 비행시간을 늘리기 위하여 고용량의 배터리를 사용하는 것은 배터리의 무게, 발열, 방열 및 고정을 위한 브라켓의 대형화 등이 동시에 이루어져야 하기 때문에 드론(30)이 대형화될 수 밖에 없고 이는 결국 고가의 드론을 사용할 수 밖에 없었다.
따라서, 크기는 작으면서도 용량은 높은 배터리를 사용해야 하나 이러한 배터리는 가격이 비싸고, 충전에 오랜 시간이 걸리는 문제점이 있었다.
이를 위해 본 발명에서는 드론 관리수단(40)이 구비된다.
상기 드론 관리수단(40)은, 다수의 배터리(BA)를 충전할 수 있는 충전스테이션(40A)이 구비되며, 상기 충전스테이션(40A)에는 미운행중의 드론(30)이 거치되는 도킹스테이션(40B)을 포함한다.
상기 충전스테이션(40A)은, 도 6에 도시된 바와 같이 차량에 구비되되 격벽에 의해 구획된 복수의 충전공간(411)과, 충전 중인 배터리(BA)의 상태를 표시하는 표시창(412)과, 충전 중인 배터리(BA)를 외부로부터 차단시키기 위한 덮개(413)를 포함한 충전부(41)와, 상기 충전부(41)로 전기를 공급하는 공급부(42)를 포함한다.
상기 충전부(41)는 복수의 충전공간(411)이 서로 이웃하게 배치되는 것으로 도면 중 도시된 바와 같이 사각 함체 형상으로 이루어지거나 다른 실시예로서 원판형으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 충전부(41)는 충전공간(411)의 확충을 위하여 상하 적층된 형태로 이루어질 수 있는데, 각각 다수개의 충전공간(411)이 구비된 하부몸체(41a)와 상부몸체(41b)로 이루어지고 상부몸체(41b) 또는 하부몸체(41a) 중 어느 하나는 슬라이딩 레일을 통해 전후진 가능하게 배치된다.
상기 충전공간(411)은 드론(30)에 사용되는 배터리(BA)가 충전되는 공간으로, 충전을 위한 단자와, 테두리에 형성되어 삽입된 배터리(BA)의 분리를 용이하게 하기 위한 요홈(415)을 포함한다.
상기 표시창(412)은 충전공간(411)에서 충전 중인 배터리(BA)의 상태를 표시하기 위한 것으로, 적색, 황색, 녹색으로 표시되는 LED 이거나 5~10 단계로 표시되는 레벨바일 수 있으며, 이와 함께 충전이 완료된 배터리를 소리로 알려주는 스피커가 더 구비? 수 있다.
여기서 상기 표시창(412)은 각각의 충전공간(411)의 일측에 구비되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 전면에 구비되어 사용자가 충전 상태를 용이하게 파악할 수 있도록 한다.
상기 덮개(413)는 각각의 충전공간(411)을 개폐하기 위한 것으로, 충전중인 배터리(BA)를 외부 충격 및 낙하물로부터 보호하고, 습기 및 이물질이 유입되지 않도록 하여 화재 등의 사고를 미연에 방지한다. 이러한 덮개(413)는 외부에서 충전공간(411)을 작업자가 육안으로 확인하거나 카메라를 통해 확인할 수 있도록 투명하게 형성되는 것이 바람직하고, 개방 또는 폐쇄의 방법은 슬라이딩, 회전 등의 다양한 방법으로 이루어질 수 있다.
상기 공급부(42)는 충전부(41)에 전기를 공급하기 위한 것으로, 차량에 구비된 차량용 배터리이거나 별도의 발전기로 이루어질 수 있다. 여기서 차량용 배터리는 차량의 운행에 소요되는 전기를 생산 및 공급하기 때문에 바람직하게는 오일(Oil)을 이용한 별도의 발전기를 사용한다.
상기 도킹스테이션(40B)은 미운행중인 드론(30)을 거치하고 동시에 드론(30)에 배터리(BA)가 결합된 상태에서 충전하기 위한 것으로, 고정판(43)과 상기 고정판(43)과 힌지 결합되어 회전 가능하게 배치되는 회전판(44)과 상기 고정판(43)과 회전판(44)을 체결하는 체결판(45)을 포함한다.
상기 고정판(43)은 편평한 판 형상으로 이루어지며 상기 충전스테이션(40A)의 공급부(42)와 전기적으로 연결된 충전단자(431)가 구비되고, 상면에는 거치된 드론(30)의 랜딩레그(38)가 착탈 가능하게 결합되는 끼움구(432)가 구비된다.
상기 충전단자(431)는 미운행중인 드론(30)에 구비된 배터리(BA)를 드론(30)으로부터 분리하지 않은 상태에서 충전하기 위한 것으로, 고정판(43)의 상면 또는 측면 중 어느 일면에 구비된다. 여기서 상기 충전단자(431)의 내부 구성 및 전기적인 연결 관계는 통상의 것이므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.
상기 끼움구(432)는 드론(30)에 구비된 랜딩레그(38)가 착탈 가능하게 결합되는 것으로, 고정판(43)에 고정되는 편평한 판재 형상의 지지판(433)의 상방에 배치되며 한 쌍이 상호 대칭되게 배치되고, 상호 마주보는 방향을 향해 탄성력을 가지는 한 쌍의 탄성핀(434)을 포함한다.
이때, 상기 탄성핀(434)은 상호 마주보는 방향을 향해 완만한 곡선을 이루도록 형성되고 랜딩레그(38)가 맞닿는 부위에 마찰에 의한 손상을 방지하기 위하여 고무, 우레탄, 실리콘 등과 같은 탄성력과 흡음성을 가진 소재로 형성된 보호패드(435)가 더 구비될 수 있다.
상기 회전판(44)은 상기 고정판(43)에 힌지 결합되어 회전 가능하게 배치되는 것으로, 편평한 판재 형상으로 이루어지되 상기 고정판(43)에 상응하는 크기 및 형태를 가지도록 이루어지고, 상면에 상기 고정판(43)에 구비된 끼움구(432)와 동일한 끼움구(432)가 상호 대칭되는 위치에 배치된다.
상기 체결판(45)은 상기 회전판(44)이 회전하여 고정판(43)의 일측면에 펼쳐진 상태로 배치된 후 고정판(43)과 회전판(44)의 위치를 고정하기 위한 것으로, 고정판(43) 및 회전판(44)의 상호 마주보는 한 쌍의 측면 테두리에 각각 끼움 결합되며, 이를 위해 상기 체결판(45)은 ‘ㄷ’자로 절곡 형성되며 길이 방향을 따라 연장된다. 이때 상하에서 각각 수평방향으로 연장된 부위의 선단부는 상호 마주보는 방향으로 직각으로 절곡 형성된 걸림부(451)가 더 형성되며, 상기 걸림부(451)는 고정판(43) 및 회전판(44)의 상면과 저면에 각각 형성된 걸림홈(436)에 삽입 고정된다.
한편 상기 체결판(45)에는 복수개의 지지다리(452)가 구비되어 드론(30)이 결합된 도킹스테이션(40B)을 차량의 실내 바닥면으로부터 상방으로 이격 배치한다. 이때 상기 지지다리(452)는 내부 또는 외부에 탄성스프링이 배치되어 하부로부터 전달된 진동, 충격을 상부로 전달하지 않도록 하는 것이 바람직하다.
상기 관리서버(50)는 원격지에 설치되고, 메인제어부인 서버제어기(51)를 포함하며, 상기 서버제어기(51)에는 상기 토탈 스테이션(20) 및 드론(30)과 무선통신하여 도화에 필요한 영상이미지를 수신하는 서버통신부(52)와, 상기 서버통신부(52)를 통해 수신한 영상이미지를 이용하여 도화하는 도화모듈(53)과, 상기 서버제어기(51)에 연결되고 송수신된 정보를 저장하는 서버메미로(54)를 포함한다.
여기서, 상기 서버통신부(52)에는 수신된 영상이미지를 기저장된 영상이미지와 대비하여 변화된 부분을 감지하는 영상감지부(55)가 더 구비된다.
상기 영상감지부(55)는 기저장된 영상이미지에 수신된 영상이미지를 대비하여 판독하는 것으로, 수신된 영상이미지에서 레이어를 추출하여 가공이미지 파일을 생성하는 가공이미지 생성 모듈(551)과, 상기 가공이미지 파일과 기저장된 영상이미지의 상이점을 검출하는 검출모듈(552)과, 상기 검출모듈(552)의 결과에 상응하게 상기 가공이미지 파일을 편집한 편집이미지 파일을 생성하여 편집이미지 생성 모듈(553)과, 편집이미지를 저장하는 편집이미지 저장 모듈(554)을 포함한다.
가공이미지 생성 모듈(551)은 도화에 필요한 건물, 도로, 고도, 담장, 내륙수계의 레이어를 추출하며, 이를 와핑(Warphing) 작업을 하여 해독이 가능한 해상도를 가지도록 보정한 가공이미지를 생성한다.
상기 검출모듈(552)은 생성된 가공이미지와 수신된 최신의 영상이미지를 비교하여 위치 및 모양의 상이점을 검출하여 각각의 가공이미지를 판독대상물 또는 비판독대상물로 분류한다.
상기 편집이미지 생성 모듈(553)은 판독대상물로 분류된 가공이미지를 수신된 최신의 영상이미지를 바탕으로 하여 추출된 레이어를 그 위에 배치한 새로운 편집이미지 파일을 생성한다.
이를 통해 수신된 영상이미지를 기저장된 영상이미지와 대비하여 상이점이 있는 영상이미지는 최신의 영상이미지로 교체함으로서 실시간으로 수집한 영상이미지, 즉 영상정보 데이터를 정식 데이터로 저장하여 지형지물의 변화에 따라 변화된 도화 이미지를 신속하게 제공할 수 있는 것이다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10 : 기지국 20 : 토탈 스테이션
30 : 드론 40 : 드론 관리수단
50 : 관리서버

Claims (1)

  1. GPS 안테나(11)를 배치하여 인공위성(ES)으로부터 위치값을 수신받는 GPS 수신부(12)와, GPS 수신부(12)로부터 전달받은 현재의 위치값과 지정된 절대값을 상호 연산하여 GPS 보정값을 출력하는 제어부(13)와, DGPS(Differential GPS) 안테나(14)를 배치하여 상기 제어부(13)로부터 GPS 보정값을 전달받아 무선 송출하는 DGPS 송신부와, 제어부(13)를 통해 연산된 GPS 보정값(위치값)을 DGPS 송신부로 전송하고, DGPS 송신부와 연결된 DGPS 안테나(14)를 통해 토탈 스테이션(20)으로 무선 송출하는 기지국(10)과;
    주행 가능한 복수의 차량에 구비되며, 각각의 차량에는 외부를 촬영하기 위한 차량용 카메라(21)가 구비되고, 상기 차량용 카메라(21)를 외부 충격 및 진동으로부터 보호함과 동시에 지면 또는 도로의 상태에 따라 차량이 기울어지는 경우 이를 감지하여 차량용 카메라(21)의 렌즈(R) 차량의 주행 방향에 대해 항상 수평 상태를 유지하도록 하는 수평유지부(22)와, 상기 차량용 카메라(21)를 통해 촬영된 영상에 상기 기지국(10)으로부터 수신받은 측정점의 GPS 보정값을 촬영된 영상 이미지와 연결 및 합성을 통해 도화 이미지를 생성하여 디스플레이 상에 출력하는 영상처리부(23) 및 이들을 제어하는 토탈 스테이션 제어부(24)를 포함한 토탈 스테이션(20)과;
    복수의 드론(30)과;
    상기 드론(30)을 관리하는 드론 관리수단(40) 및
    상기 토탈 스테이션(20)과 드론(30)에서 촬영한 이미지를 수신하여 검증을 통해 기저장된 영상이미지와 상이점을 추출한 후 편집이미지를 생성 및 저장하고 이를 송출하는 관리서버(50)를 포함하되,
    상기 차량용 카메라(21)는,
    카메라 본체(211)와, 카메라 본체(211)를 고정 지지하는 베이스(212)를 포함하고,
    상기 수평유지부(22)는,
    상기 베이스(212)와 차량의 상면에 구비된 편평한 판 형상의 지지몸체(213) 사이에 다수개가 상호 이격된 위치에 배치되며 상하 방향으로 길이 조절이 가능하도록 실린더로 이루어지며 상단과 하단에 각각 관통공(221b)이 형성된 결합편(221a)가 구비된 레그(221)와, 상기 베이스(212)의 각도를 감지하는 센싱부(222)와, 상기 레그(221)를 제어하는 수평제어부(223)를 포함하되, 상기 레그(221)는 복수개가 상호 이격된 위치에 배치되되 상기 베이스(212)와 차량의 상면에 구비된 지지몸체(213)에 양단이 각각 회전지지체(224)를 통해 회전 가능하게 결합되고, 수평제어부(223)를 통해 동작이 제어되면서 상승 또는 하강하여 베이스(212)의 수평 상태를 조절하고,
    상기 회전지지체(224)는 상기 레그(221)를 회전 가능하게 지지하기 위한 것으로, 양방향으로 회전 가능한 모터(224a)와 상기 모터(224a)의 모터축에 결합되되 외주면에 물림톱니(224c)가 형성된 회전축(224b)이 구비되어 상기 결합편(221a)에 형성된 관통공(221b)에 치(齒)결합하며,
    상기 센싱부(222)는 상기 베이스(212)에 적어도 한 쌍이 상호 대칭되는 위치에 배치되고,
    상기 수평제어부(223)는, 상기 센싱부(222)로부터 입력된 센서값을 통해 베이스(212)의 기울어짐이 확인되면 상기 모터(224a)를 구동시켜 레그(221)를 상승 또는 하강시키는 신호를 전송하고,
    상기 드론관리수단(40)은, 주행 가능한 복수의 차량에 각각 구비되되 격벽에 의해 구획된 복수의 충전공간(411)과, 충전 중인 배터리(BA)의 상태를 표시하는 표시창(412)과, 충전 중인 배터리(BA)를 외부로부터 차단시키기 위한 덮개(413)를 포함한 충전부(41)와, 상기 충전부(41)로 전기를 공급하는 공급부(42)를 포함한 충전스테이션(40A)과,
    미운행중인 드론(30)을 거치하고 동시에 드론(30)에 배터리(BA)가 결합된 상태에서 충전하기 위한 것으로, 고정판(43)과, 상기 고정판(43)과 힌지 결합되어 회전 가능하게 배치되는 회전판(44)과 상기 고정판(43)과 회전판(44)을 체결하는 체결판(45)을 포함한 도킹스테이션(40B)을 포함하되,
    상기 고정판(43)은,
    편평한 판 형상으로 이루어지며 상기 충전스테이션(40A)의 공급부(42)와 전기적으로 연결된 충전단자(431)가 구비되고, 상면에는 거치된 드론(30)의 랜딩레그(38)가 착탈 가능하게 결합되는 끼움구(432)가 구비되고,
    상기 회전판(44)은,
    상기 고정판(43)에 힌지 결합되어 회전 가능하게 배치되는 것으로, 편평한 판재 형상으로 이루어지되 상기 고정판(43)에 상응하는 크기 및 형태를 가지도록 이루어지고, 상면에 상기 고정판(43)에 구비된 끼움구(432)와 동일한 끼움구(432)가 상호 대칭되는 위치에 배치되며,
    상기 체결판(45)은,
    상기 회전판(44)이 회전하여 고정판(43)의 일측면에 펼쳐진 상태로 배치된 후 고정판(43)과 회전판(44)의 위치를 고정하기 위한 것으로, 전체적으로 'ㄷ’자로 절곡 형성되며 길이 방향을 따라 연장되어, 상기 고정판(43) 및 회전판(44)의 상호 마주보는 한 쌍의 측면 테두리에 각각 끼움 결합되는 것을 특징으로 하는 실시간 데이터 변화의 영상정보를 통합 관리하는 영상처리 시스템.
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