KR101905011B1 - 정밀한 실사 지상물의 높이 정보를 이용하여 지피에스 기반 실사 지상물을 게시하는 수치지도 제작 시스템 - Google Patents

정밀한 실사 지상물의 높이 정보를 이용하여 지피에스 기반 실사 지상물을 게시하는 수치지도 제작 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 실사 지상물의 높이 정보를 정밀하게 수집, 획득하여 GPS 기반의 실사 지상물을 게시하는 수치지도 제작 시스템에 관한 것으로, 일정 높이에서 원하는 지역의 지상물을 촬영하고, 촬영한 지상물의 이미지가 균일한 크기를 가지도록 축적하여 실사 지상물 이미지를 생성시키며, 지상물 높이정보 생성장치의 수평제어를 완료한 상태에서 지상물의 높이정보를 생성시킨 후 실사 지상물 이미지 생성시 수집된 공간정보를 이용하여 수치 지도상에 높이 정보를 가지는 실사 지상물을 게재시켜 수치 지도를 사용하는 사용자들이 원하는 높이의 지상물로만 이루어진 수치 지도를 재 형성시켜 원하는 지상물만을 확인할 수 있도록 하는 수치지도 제작시스템에 관한 것이다.

Description

정밀한 실사 지상물의 높이 정보를 이용하여 지피에스 기반 실사 지상물을 게시하는 수치지도 제작 시스템{Numerical map manufacturing system for posting of reality building based on GPS using a precise height data of reality building}
본 발명은 실사 지상물의 높이 정보를 정밀하게 수집, 획득하여 GPS 기반의 실사 지상물을 게시하는 수치지도 제작 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는 일정 높이에서 원하는 지역의 지상물을 촬영하고, 촬영한 지상물의 이미지가 균일한 크기를 가지도록 축적하여 실사 지상물 이미지를 생성시키며, 지상물 높이정보 생성장치의 수평제어를 정밀하게 완료한 상태에서 지상물의 높이정보를 생성시킨 후 실사 지상물 이미지 생성시 수집된 공간정보를 이용하여 수치 지도상에 높이 정보를 갖는 실사 지상물을 게재시키기 위한 수치지도 제작 시스템에 관한 것이라 할 수 있다.
일반적으로 지리정보시스템(GIS; Geographic Information System)이란 공간에 관련된 문제를 해결하기 위하여 지리자료를 이용하고 관리하는 컴퓨터 기반의 시스템을 의미한다. 1960년대 초반 GIS가 처음 개발되었을 때만 하더라도 GIS는 단지 지도 자료를 처리하기 위한 컴퓨터 기반의 프로그램에 지나지 않았다. 그러나 오늘날 GIS는 그 자체로 중요한 학문 연구 분야의 하나로 자리 잡고 있을 뿐만 아니라, 최신 정보기술과 결합하면서 사회 각 부문에 활발히 적용되고 있다.
GIS의 기본적인 특성은 공간적인, 즉 지리적 공간 상에서 객체들의 위치와 관련된 속성정보를 다룰 수 있다는 것이다. 지도는 공간적으로 분포하는 객체들의 위치 및 속성을 나타내는 가장 효율적인 방법이다. 따라서 GIS 구축에 있어서 가장 기초적인 자료는 수치지도(digital map)이다. 수치지도는 고전적인 종이지도와 달리, 측량지도, 항공사진, 위성영상 등에 의하여 얻어진 각종 지형 자료들을 해석하고 수치 편집하여 색인화한 것이라 할 수 있다.
수치지도의 구축 과정은 다음과 같이 여러 과정을 거쳐서 완성되게 된다. 먼저 종이지도가 디지타이징(digitizing)이나 스캐닝(scanning)을 거쳐 수지지도의 형태가 된 후, 각종 입력 오차를 수정하기 위한 절차를 거친다. 이어서 좌표 변환을 통해 사용자의 목적에 맞도록 실제 좌표계로 변환을 거친 후, 공간 객체 간의 상호 위치성과 연관성을 파악하기 위한 위상 구조를 정립하게 된다. 이후 위상 구조의 정립을 거친 수치지도에 각각의 도형자료와 관련된 속성자료를 입력시키게 된다.
최근에는 위와 같은 수치지도에 실사 지상물 이미지를 결합시켜 제공하고 있으며, 실사 지상물 이미지를 가지고 있는 수치 지도의 경우 기존에는 대부분 지상에서 촬영하여 영상자료를 확보하고 건물에 사진을 매핑시킴으로써 제작되어 왔다.
종전에는 실사 지상물이 포함된 수치 지도 상에서는 실사 지상물이 정확한 높이를 가진 상태로 게재된 것이 아니므로, 사용자들이 시각적인 측면에서만 지상물을 확인할 수 있으며, 지상물의 높이정보를 이용하여 수치 지도를 원하는 형태로 재가공해 볼 수 없다는 난점이 있었는데, 이를 해결하기 위한 대한민국 등록특허 제10-1220271호에 의하면, 광파발생기의 수평을 담보할 수 없어서 실사 지상물의 정확한 높이를 측정하여 게재할 수 없는 문제점이 있었다.
따라서, 지피에스 기반 실사 지상물의 게시를 위한 수치지도 제작 시스템에 있어서, 실사 지상물의 정확한 높이정보를 측정, 수집하여 반영할 수 있는 시스템이 요구되고 있다.
대한민국 등록특허 제 10-1220271호
본 발명의 목적은 일정 높이에서 원하는 지역의 지상물을 촬영하고, 촬영한 지상물의 이미지가 균일한 크기를 가지도록 축적하여 실사 지상물 이미지를 생성시키며, 광파발생기의 정밀한 수평제어를 통해 정확한 지상물의 높이정보를 생성시킨 후 실사 지상물 이미지 생성시 수집된 공간정보를 이용하여 수치 지도상에 높이 정보를 갖는 실사 지상물을 게재시키기 위한 수치지도 제작 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 지상물의 높이를 정확하게 측정하기 위해 지상물 높이정보 생성장치가 경사면 또는 어떠한 지상의 굴곡 상태에도 지상물과 정확히 수평을 이룰 수 있도록 하기 위한 수평조절부를 갖춘 수치지도 제작 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 항공장치에 설치되되, 소정의 지상물 상공 위치에서 해당 지상물을 촬영하여 지상물의 실사 이미지를 출력하는 지상물 촬영부(110)와, 해당 지상물 촬영 위치의 GPS 좌표값을 수신 받는 제1 GPS수신부(120)와, 상기 지상물의 실사 이미지에 GPS 좌표값을 결합시킨 지상물 이미지를 송출하는 지상물 이미지 송신부(130)를 구비하는 항공촬영 지상물 이미지 생성장치(100); 높이를 측정하여야 하는 지상물에서 소정 거리만큼 이격된 상태로 지면에 설치되며, 지상물 이미지의 높이정보를 생성하여 지상물 높이정보 데이터베이스(DB)(320)에 저장하는 지상물 높이정보 생성장치(200); 상기 GPS 좌표값이 적용된 지상물 이미지와 항공촬영된 지상물 실사 이미지의 촬영 고도정보를 저장하고 있는 지상물 이미지 DB(310)와, 상기 지상물 이미지에 적용된 GPS 좌표와 동일한 GPS 좌표에 매칭시켜 해당 지상물의 높이정보를 저장하는 지상물 높이정보 DB(320)와, 상기 항공촬영 지상물 이미지 생성장치(100)로부터 수신된 GPS 좌표값이 결합된 지상물 이미지를 전달받아 지상물 이미지 DB(310)를 갱신시키고, 상기 지상물 높이정보 생성장치(200)로부터 수신된 지상물 높이정보를 전달받아 지상물 높이정보 DB(320)를 갱신시키는 지상물 이미지 및 지상물 높이정보 관리부(330)와, 터치 패널로 형성되되, 지상물 정보를 수정할 수 있는 복수의 메뉴항목을 제공하고, 상기 메뉴항목을 이용하여 수정을 원하는 지상물 및 그 수정영역을 설정할 수 있도록 지원하는 지상물 수정부(340)와, 상기 수정영역 내에서 사용자에 의해 선택된 지상물에 대해서 기준점을 설정하고, 수정 지상물 이미지의 기준점을 통해 수정 지상물 이미지의 평면부 폭을 연산하는 이미지 탐색부(350)와, 기준 지상물과 수정 지상물 간 중심거리와 상기 항공촬영된 지상물 실사 이미지의 촬영 고도와 수정 지상물의 높이를 확인해서 촬영각을 연산하고, 수정 지상물 이미지의 평면부 폭과 촬영각을 이용하여 수정된 평면부 폭을 연산하며, 수정 지상물 이미지의 수정 전 평면부 이미지를 분리해서 수정된 평면부 폭에 맞춰 그 크기를 조정하고, 수정 지상물 이미지의 측면부 이미지는 제거하는 이미지 도화부(360)와, 상기 측면부 이미지가 제거된 수정 지상물 이미지에 수정된 평면부 이미지를 합성하고, 수정 지상물 이미지의 측면부 이미지 제거로 형성된 음영부분의 GPS 좌표를 확인해서 지상물 이미지 DB(310)에서 음영부분의 실제이미지를 포함한 다른 지상물 이미지를 지상물 수정부(340)를 통해 검색하고, 상기 다른 지상물 이미지의 실제이미지를 크기 및 해상도를 일치시켜서 음영부분에 합성하고, 상기 지상물 이미지 DB(310)의 지상물 이미지 데이터를 갱신하는 이미지 편집부(370)를 포함하는 실사 지상물 생성장치(300); 및 상기 실사 지상물 생성장치(300)를 통해 생성된 실사 지상물이 게재된 수치지도 정보를 전체 또는 일정 지역별로 제공하고, 사용자의 조작에 따라 입력되는 선택신호에 응하여 전체 또는 일정 지역을 나타내는 수치 지도를 제공하고, 사용자의 조작에 따라 입력되는 지상물 높이 선택신호에 응하여 해당 높이를 가지는 지상물만 수치지도상에 표시되어 제공되도록 하는 수치지도 제공장치(400)로 이루어지며, 상기 지상물 높이정보 생성장치(200)는, 해당 지상물의 GPS 좌표값을 수신하는 제 2GPS 수신부(210); 지상물의 높이를 측정하기 위해 상기 지상물의 일정 지점을 향해 수평으로 광파를 방사하는 제 1 광파 발생기(221)와 지상물의 최상층 상단부면에 광파를 방사하는 제 2 광파 발생기(222)로 이루어지는 광파 발생부(220); 상기 광파발생부(220)가 안착되어 결합되는 안착판(270); 상기 안착판(270) 상의 광파 발생부(220)의 측부에 장착되는 시준용 카메라(225); 상기 광파 발생부(220) 및 상기 제 1광파발생기(221)와 제 2광파발생기(222)간의 각도를 측정하는 각도측정센서(261)와 연결되어, 상기 지상물에 의해 반사되는 광파를 수신하여 지상물의 사선 길이 및 수평거리를 산출하고, 상기 사선길이, 수평거리 및 제 1, 2광파발생기간의 각도를 이용하여 지상물의 높이정보를 생성시켜 출력하는 지상물 높이정보 생성부(230); 상기 지상물 높이 정보 생성부(230)에서 생성되어 출력되는 지상물의 높이정보를 상기 제 2GPS 수신부(210)를 통해 수신된 GPS 좌표값에 매칭시켜 상기 실사 지상물 생성장치(300)로 전송하는 지상물 높이정보 송신부(240); 상기 광파발생부(220)가 안착된 안착판(270)과 그 상부면이 연결봉(251)을 통해 이격되어 결합되되 그 하부면의 중앙으로 연결봉(251)이 관통되며, 그 하부를 지지하되 지표면 또는 지상의 굴곡에 대응하여 상기 광파 발생부(220) 및 안착판(270)이 수평을 유지할 수 있도록 구동모터(288)에 의해 개별적으로 회동되는 적어도 2개 이상의 지지대(280)를 구비하는 지지테이블(250); 상기 연결봉(251)의 하단 끝단에 결합되며 상기 광파 발생부(220) 및 안착판(270)의 기울기를 측정하는 기울기측정센서(260); 상기 지지테이블(250) 상의 양 측단에 형성되되, 상기 안착판(270)이 기울어지는 경우 안착판(270)과 지지테이블(250)의 접촉을 방지하며 상기 안착판(270)과 접촉하는 내면은 고무재질로 형성되는 보호판(252); 및 상기 광파 발생부(220), 각도측정센서(261) 및 기울기측정센서(260)에 연결되며, 상기 지지대(280)를 절첩 또는 전개하는 구동모터(288)의 동작을 제어하는 수평조절부(290)를 포함하되, 상기 제 1 광파 발생기(221)는 안착판(270)과 평행하도록 고정되되, 상기 제 2광파발생기(222)는 상기 안착판(270)과 수직 방향으로 회동가능하도록 제 1광파발생기(221)의 상부면에 설치되고, 상기 각 지지대(280)는 그 하단부 끝단 영역에 아크릴 수지 30 중량부, 폴리우레탄 수지 42 중량부, 소포제 2 중량부, 평활제 2 중량부, 경화제 16 중량부가 혼합된 혼합물과 금강사 8 중량부를 포함하여 형성되는 코팅층을 구비하는 미끄럼 방지부(289)를 더 포함하고, 상기 각 지지대(280)는 그 상단의 회전축 영역 내부에 구동모터(288)를 구비하고, 그 하단부에 그 단면이 'ㄷ'자 형상의 승강홈(283)을 구비하고 실린더부(284)와 연결되어 상기 구동모터(288)의 구동에 의해 상승 또는 하강하는 미세조절용 바퀴(285)를 구비하되, 상기 미세조절용 바퀴(285)는 평상시 각 지지대의 하단부의 끝단보다 상측에 위치하는 것을 특징으로 하고, 상기 광파발생부(220) 및 안착판(270)가 결합된 지지테이블(250)이 특정 지표면 또는 지상에 안착시, 상기 수평조절부(290)는 상기 기울기측정센서(260)로부터 현재 안착판의 기울기값을 전달받은 후, 상기 기울기값이 수평에 해당하는 경우 구동모터(288)의 구동을 방지하여 각 지지대의 현재 위치를 유지시킴으로써 수평 상태에서 지상물의 높이를 측정할 수 있도록 하고, 상기 기울기값이 수평에 해당하지 않는 경우 각 지지대 중 경사면의 하측 방향을 지지하는 지지대의 구동모터(288)의 구동을 방지함과 동시에 경사면의 상측 방향을 지지하는 적어도 하나 이상의 지지대의 구동모터(288)를 구동하여 연결된 지지대를 회동하여 전개시킴으로써 광파발생부(220) 및 안착판(270)이 기울어지는 현상을 방지하면서 수평이 되도록 제어하여 지상물의 높이를 측정하고 그 높이정보를 수집할 수 있도록 하되, 상기 경사면의 상측 방향을 지지하는 적어도 하나 이상의 지지대의 전개시 해당 구동모터(288)의 구동과 동시에 지지대의 하부에 장착된 실린더부(284)의 작용으로 인해 미세조절용 바퀴(285)가 하강하여 지지대 하단부의 끝단보다 아래로 내려온 후, 상기 구동모터(288)의 구동으로 인해 광파발생부(220) 및 안착판(270)이 수평값을 획득할 때까지 상기 미세조절용 바퀴(285)가 이동하여 지지대가 전개되고, 상기 광파발생부(220) 및 안착판(270)의 수평값의 획득으로 수평제어가 완료되면, 상기 미세조절용 바퀴(285)는 구동모터(288) 및 실린더부(284)의 작용으로 원위치로 상승하되, 각 지지대의 하부에 형성되는 고정쇠홀(286)에 끼워진 적어도 하나 이상의 고정쇠(287)를 뽑아내어 지면에 추가 고정하는 것을 특징으로 하는 정밀한 실사 지상물의 높이 정보를 이용하여 지피에스 기반 실사 지상물을 게시하는 수치지도 제작 시스템을 제공한다.
본 발명의 정밀한 실사 지상물의 높이 정보를 이용하여 지피에스 기반 실사 지상물을 게시하는 수치지도 제작 시스템에 의하면, 일정 높이에서 원하는 지역의 지상물을 촬영하고, 촬영한 지상물의 이미지가 균일한 크기를 가지도록 축적하여 실사 지상물 이미지를 생성시키며, 광파발생기의 정밀한 수평제어를 통해 지상물의 높이정보를 생성시킨 후 실사 지상물 이미지 생성시 수집된 공간정보를 이용하여 수치 지도상에 정확한 높이 정보를 가지는 실사 지상물을 게재시킬 수 있도록 함으로써, 수치 지도를 사용하는 사용자들에게 원하는 높이의 지상물로만 이루어진 수치 지도를 재형성시켜 시인할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 경사면 또는 지상의 굴곡 상태와는 무관하게 높이정보를 생성시켜야 하는 지상물과 지상물 높이정보 생성장치를 용이하게 수평을 유지할 수 있도록 함으로써, 측정자가 지상의 경사 상태 또는 굴곡상태에 따라 지상물 높이정보 생성장치의 설치형태를 결정해야 하는 번잡함을 해소시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 지상물 높이정보 생성장치의 수평 제어를 정밀하게 행하고 지표면에의 고정을 완벽하게 수행함으로써 지상물 높이정보에 대한 측정·수집데이터의 오차 또는 오류를 최소화함으로써, 생성되는 수치지도의 정확도와 신뢰도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1a는 본 발명의 일실시예에 따른 정밀한 실사 지상물의 높이 정보를 이용하여 지피에스 기반 실사 지상물을 게시하는 수치지도 제작 시스템의 구성도.
도 1b는 본 발명의 일실시예에 따른 실사 지상물 생성장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 지상물 높이정보 생성장치의 정면도.
도 3a 내지 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 지상물 높이정보 생성장치 중 안착판 부분의 평면도 및 측면도.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일실시예에 따른 지상물 높이정보 생성장치가 경사면에서 수평제어를 하는 모습을 나타낸 예시도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 지상물 높이정보 생성장치의 지지대의 정면도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 지상물 높이정보 생성장치가 지상물의 높이를 측정하는 모습을 나타낸 예시도.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 지상물 높이정보 생성장치의 시준카메라가 움직이는 모습을 나타낸 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1a는 본 발명의 일실시예에 따른 정밀한 실사 지상물의 높이 정보를 이용하여 지피에스 기반 실사 지상물을 게시하는 수치지도 제작 시스템의 구성도이다.
본 발명에 따른 정밀한 실사 지상물의 높이 정보를 이용하여 지피에스 기반 실사 지상물을 게시하는 수치지도 제작 시스템은, 항공촬영 지상물 이미지 생성장치(100)와, 지상물 높이정보 생성장치(200)와, 실사 지상물 생성장치(300)와, 수치지도 제공장치(400)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 항공촬영 지상물 이미지 생성장치(100)는 항공장치 또는 비행장치에 설치되어, 임의의 지상물 상공 위치에서 해당 지상물을 촬영하여 지상물의 실사 이미지를 출력하는 지상물 촬영부(110)와, 해당 지상물 촬영위치의 GPS 좌표값을 수신받는 제1 GPS수신부(120)와, 상기 지상물 촬영부의 실사 지상물 이미지에 GPS 좌표값을 결합시켜 송출하는 지상물 이미지 송신부(130)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 지상물 높이정보 생성장치(200)는 높이를 측정해야 하는 지상물의 전면에 소정 거리만큼 이격된 상태로 지면에 설치되며, 상기 지상물 이미지의 높이정보를 생성시켜 상기 지상물 높이정보 DB(200)에 저장하는 기능을 수행한다.
상기 지상물 높이정보 생성장치(200)는 해당 지상물의 GPS 좌표값을 수신하는 제2 GPS수신부(210)와, 지상물의 높이를 측정하기 위한 광파를 발생시켜 지상물의 수평 임의의 위치 및 지상물의 최상층 상단부면에 방사시키는 광파 발생부(220)와, 상기 지상물에 의해 반사되는 광파를 수신하여 지상물의 사선 길이 및 수평거리를 산출하고, 상기 사선길이 및 수평거리 및 제1,2광파발생기(221, 222) 간의 각도를 이용하여 지상물의 높이정보를 생성시켜 출력하는 지상물 높이정보 생성부(230)와, 상기 지상물 높이 정보 생성부(230)에서 생성되어 출력되는 지상물의 높이정보에 상기 제2 GPS수신부(210)를 통해 수신한 GPS 좌표값을 매칭시켜 상기 실사 지상물 생성장치(300)로 전송하는 지상물 높이정보 송신부(240)와, 상기 광파발생부(220)가 안착된 안착판(270)과 그 상부면이 연결봉(251)을 통해 이격되어 결합되되 그 하부면의 중앙으로 연결봉(252)이 관통되며, 그 하부를 지지하되 지표면 또는 지상의 굴곡에 대응하여 상기 광파 발생부(220) 및 안착판(270)이 수평을 유지할 수 있도록 구동모터(288)에 의해 개별적으로 회동되는 적어도 2개 이상의 지지대(280)를 구비하는 지지테이블(250)과, 상기 연결봉(252)의 하단 끝단에 결합되며 상기 광파 발생부(220) 및 안착판(270)의 기울기를 측정하는 기울기측정센서(260)와, 상기 광파 발생부(220), 각도측정센서(261) 및 기울기측정센서(260)에 연결되며, 상기 지지대(280)를 절첩 또는 전개하는 구동모터(288)의 동작을 제어하는 수평조절부(290)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서 상기 광파 발생부(220)는 지상물의 일정 지점을 향해 수평으로 생성시킨 광파를 방사하는 제 1 광파 발생기(221)와, 지상물의 최상층 끝단면으로 발생시킨 광파를 방사하는 제 2 광파 발생기(222)로 형성될 수 있는데, 상기 지상물 높이정보 생성장치(200)의 더 자세한 구성 및 작동에 대해서는 후술하기로 한다.
도 1b는 본 발명의 일실시예에 따른 실사 지상물 생성장치의 구성도이다.
상기 실사 지상물 생성장치(300)는 GPS좌표값이 적용된 항공촬영된 지상물 이미지와 항공촬영된 지상물 이미지의 촬영 고도정보를 저장하고 있는 지상물 이미지 DB(310)와, 상기 지상물 이미지에 적용된 GPS 좌표와 동일한 GPS 좌표에 매칭시켜 해당 지상물의 높이정보를 저장하는 지상물 높이 정보DB(320)를 포함한다.
또한, 상기 실사 지상물 생성장치(300)는 상기 항공촬영 지상물 이미지 생성장치(100)로부터 수신된 GPS 좌표값이 결합된 지상물 이미지를 수신받아 지상물 이미지 DB(310)에 저장시켜 지상물 이미지 DB(310)를 갱신시키고, 상기 지상물 높이정보 생성장치(200)로부터 수신된 지상물 높이정보를 지상물 높이정보 DB(320)에 저장시켜 지상물 높이정보 DB(320)를 갱신시키는 지상물 이미지 및 지상물 높이정보 관리부(330)와, 터치 패널이며, 지상물 정보를 수정할 수 있는 복수의 메뉴항목을 제공하고, 상기 메뉴항목을 이용하여 수정을 원하는 지상물 및 수정영역을 설정할 수 있도록 지원하는 지상물 수정부(340)를 포함한다.
이에 더불어 실사 지상물 생성장치(300)는 상기 수정 영역 내에서 사용자에 의해 선택된 지상물에 대해서 기준점을 설정하고, 수정 지상물 이미지의 기준점을 통해 수정 지상물 이미지의 평면부 폭을 연산하는 이미지 탐색부(350)와, 기준 지상물과 수정 지상물 간 중심거리와 상기 항공촬영된 지상물 실사 이미지의 촬영 고도와 수정 지상물의 높이를 확인해서 촬영각을 연산하고, 수정 지상물 이미지의 평면부 폭과 촬영각을 수정된 평면부 폭을 연산하고, 수정 지상물 이미지의 수정 전 평면부 이미지를 분리해서 수정된 평면부 폭에 맞춰 그 크기를 조정하고, 수정 지상물 이미지의 측면부 이미지는 제거하는 이미지 도화부(360)와, 상기 측면부 이미지가 제거된 수정 지상물 이미지에 수정된 평면부를 합성하고, 수정 지상물 이미지의 측면부 이미지 제거로 형성된 음영부분의 GPS좌표를 확인해서 지상물 이미지 DB(310)에서 음영부분의 실제이미지를 포함한 다른 지상물 이미지를 지상물 수정부(340)를 통해 검색하고, 상기 다른 지상물 이미지의 실제 이미지를 크기 및 해상도를 일치시켜서 음영부분에 합성하고, 상기 지상물 이미지 DB(310)의 지상물 이미지 데이터를 갱신하는 이미지편집부(370)를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 상기 수치지도 제공장치(400)는 실사 지상물 생성장치(300)를 통해 생성된 실사 지상물이 게재된 수치지도 정보를 전체 또는 지역별로 제공하고, 사용자의 조작에 따라 입력되는 선택신호에 응하여 전체 또는 일정 지역을 나타내는 수치 지도를 제공하고, 사용자의 조작에 따라 입력되는 지상물 높이 선택신호에 응하여 해당 높이를 가지는 지상물만 수치지도상에 표시되어 제공되도록 기능을 수행한다.
도 1a 및 도 1b를 참조하여, 상기와 같이 구성된 정밀한 실사 지상물의 높이 정보를 이용하여 지피에스 기반 실사 지상물을 게시하는 수치지도 제작 시스템의 작동원리에 대해 설명하자면 아래와 같다.
먼저, 항공촬영 지상물 이미지 생성장치(100)의 지상물 촬영부(110)가 바닥에 장착되고, 좌우측에 장착된 비행기 또는 항공장치를 촬영지점으로 이동시킨 후, 비행기 또는 항공장치가 기설정되어 있는 위치에 위치되도록 한 후 3기의 지상물 촬영부 (110)로부터 영상자료 및 공간자료를 취득하고, 다음 촬영지점으로 이동하도록 비행장치 구동 프로그램을 구축하거나, 또는 원격조정기를 이용하여 지상에서 제어하며, 이와 같은 과정을 반복하여 촬영할 지점을 모두 촬영하게 된다.
그리고 항공촬영 지상물 이미지 생성장치(100)의 제1 GPS수신부(120)는 지상물 촬영부(110)에 의해 지상물이 촬영될 때 해당 지상물 촬영위치의 GPS 좌표값을 GPS 위성으로부터 수신받아 이미지 송신부(130)로 전달하고, 상기 이미지 송신부(130)는 지상물 촬영부(110)의 실사 지상물 이미지에 GPS 좌표값을 결합시켜 통신망을 통해 실사 지상물 생성장치(300)로 송출하게 된다.
한편, 상기 지상물 높이정보 생성장치(200)는 제2 GPS수신부(210)를 통해 항공촬영된 지상물이 위치하고 있는 위치의 GPS 좌표값과 동일한 좌표값을 수신받고, 광파 발생부(220)의 제 1 광파 발생기(221) 및 제 2 광파 발생기(222)를 제어하여 해당 지상물로 광파가 방사되도록 하고, 상기 지상물 높이정보 생성부(230)는 상기 지상물로부터 반사되는 광파를 수신받아 지상물 높이정보 생성장치(200)와 지상물과의 각도 및 거리를 측정하고, 측정된 지상물과의 상호간에 형성된 각도 및 거리 정보를 이용하여 지상물의 높이를 산출하여 제2 GPS수신부(210)를 통해 수신된 GPS 좌표값과 결합시켜 이를 지상물 높이정보 송신부(240)를 통해 실사 지상물 생성 장치(300)로 전송한다.
즉, 지상물 높이정보 생성부(230)는 관측대상 지상물에서 적당히 떨어진 곳에 설치되고 기계고 및 타겟고를 입력한 뒤 건물 기초바닥을 기준으로 세운 프리즘을 시준하여 광파를 지상물을 대상으로 수평방향으로 발사시켜 수평거리를 재고, 시준경을 지상물의 최상단부를 시준하여 연직각을 재어 건물높이를 계산할 수 있다.
또한, 상기 지상물 높이정보 생성부(230)는 발명의 필요에 따라 지상물의 주변공사현황, 주변 시설물 현황 등을 포함하는 주변정보를 지상물 높이 정보에 매칭시켜 전송시킴으로써, 추후 실사 지상물 생성 장치(300)에서 실사 지상물이 게재된 수치지도의 제작 또는 재제작시 다양한 정보를 가진 수치 지도 정보를 생성시킬 수 있도록 한다.
한편, 광파 발생부(220)는 지상으로부터 일정 높이에 위치시켜야 하며, 지상물과 평행한 위치에 위치되도록 하기 위해 지지테이블(250)의 상단면에 구비된 연결봉(251)에 연결, 고정시킨다. 상기 연결봉(252)의 하단 끝단에는 기울기 측정센서(260)가 연결되는데, 상기 광파 발생부(220) 및 안착판(270)의 기울기를 측정하게 된다.
그러므로, 지상이 굴곡져 지지테이블(250)과 광파 발생부(220)가 기울어지게 되는 경우 상기 수평조절부(290)는 기울기 측정센서(260)의 기울기값을 전달받아 지지테이블(250)의 지지대(280)를 절첩 또는 전개하는 구동모터(288)의 동작을 제어하여, 광파발생부(220) 및 안착판(270)이 지상물과 수평하게 유지되는 방향으로 조절되게 된다. 광파발생부(220) 및 안착판(270)의 수평제어 동작에 관해서는 자세히 후술하기로 한다.
상기와 같이 항공찰영 지상물 이미지 생성장치(100) 및 지상물 높이정보 생성장치(200)로부터 GPS좌표값이 적용된 항공촬영된 지상물 이미지와 항공촬영된 지상물 이미지의 촬영 고도정보 및 GPS 좌표값이 매칭된 해당 지상물의 높이정보가 송출되는 경우 실사 지상물 생성장치(300)의 지상물 이미지 및 지상물 높이정보 관리부(330)는 이를 수신하여 지상물 이미지 DB(310)와 지상물 높이정보 DB(320)에 각각 저장한다.
그리고, 상기 실사 지상물 생성장치(300)의 지상물 수정부(340)는 사용자가 터치 패널을 터치하여 입력된 키신호에 대응하여 선택되어 지상물 정보를 수정할 수 있는 복수의 메뉴항목을 제공하고, 상기 메뉴항목을 이용하여 수정을 원하는 지상물 및 수정영역을 설정할 수 있도록 지원하는 한편 이미지 탐색부(350)를 통해 상기 수정 영역 내에서 사용자에 의해 선택된 지상물에 대해서 기준점을 설정하고, 수정 지상물 이미지의 기준점을 통해 수정 지상물 이미지의 평면부 폭을 연산하도록 기능한다.
이렇게 이미지 탐색부(350)에 의해 수정 지상물 이미지의 평면부 폭이 연산되면 실사 지상물 생성장치(300)는 이미지 도화부(360)를 연동시켜 기준 지상물과 수정 지상물 간 중심거리와 상기 항공촬영된 지상물 실사 이미지의 촬영 고도와 수정 지상물의 높이를 확인해서 촬영각을 연산하고, 수정 지상물 이미지의 평면부 폭과 촬영각을 수정된 평면부 폭을 연산하고, 수정 지상물 이미지의 수정 전 평면부 이미지를 분리해서 수정된 평면부 폭에 맞춰 그 크기를 조정하고, 수정 지상물 이미지의 측면부 이미지는 제거시킨 후 이미지 편집부(370)를 연동시켜 상기 측면부 이미지가 제거된 수정 지상물 이미지에 수정된 평면부를 합성하고, 수정 지상물 이미지의 측면부 이미지 제거로 형성된 음영부분의 GPS좌표를 확인해서 지상물 이미지 DB(310)에서 음영부분의 실제이미지를 포함한 다른 지상물 이미지를 지상물 수정부(340)를 통해 검색하고, 상기 다른 지상물 이미지의 실제 이미지를 크기 및 해상도를 일치시켜서 음영부분에 합성하고, 지상물 이미지 DB(310)의 지상물 이미지 데이터를 갱신하게 된다.
마지막으로 수치지도 제공장치(400)는 사용자의 요구에 응하여 상기와 같은 과정을 통해 실사 지상물 생성장치(300)에서 생성된 실사 지상물을 제공받아 이 게재된 수치지도 정보를 전체 또는 지역별로 제공하고, 사용자의 조작에 따라 입력되는 선택신호에 응하여 전체 또는 일정 지역을 나타내는 수치 지도를 제공하고, 사용자의 조작에 따라 입력되는 지상물 높이 선택신호에 응하여 해당 높이를 가지는 지상물만 수치지도상에 표시되어 제공되도록 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 지상물 높이정보 생성장치의 정면도이다.
상기 지상물 높이정보 생성장치(200)는, 제 2GPS 수신부(210), 광파 발생부(220), 지상물 높이정보 생성부(230), 높이정보 송신부(240), 안착판(270), 시준용 카메라(225), 지지테이블(250), 기울기측정센서(260), 보호판(252) 및 수평조절부(290)를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 광파발생부(220)는 지상물의 높이를 측정하기 위해 상기 지상물의 일정 지점을 향해 수평으로 광파를 방사하는 제 1 광파 발생기(221)와 지상물의 최상층 상단부면에 광파를 방사하는 제 2 광파 발생기(222)로 형성되는데, 상기 제 1광파 발생기(221)상에 제 2광파 발생기(22)가 형성되며, 힌지브라켓(223)에 의해 밀착 결합된다.
상기 광파발생부(220)는 안착판(270)에 안착되어 결합되는데, 상기 안착판(270)상에는 광파 발생부(220)의 측부에 장착되는 시준용 카메라(225)와, 상기 제 1광파발생기(221)와 제 2광파발생기(222)간의 각도를 측정하는 각도측정센서(261)와, 상기 광파 발생부(220), 각도측정센서(261) 및 기울기측정센서(260)에 연결되며, 상기 지지대(280)를 절첩 또는 전개하는 구동모터(288)의 동작을 제어하는 수평조절부(290)가 형성될 수 있다.
한편, 상기 지지테이블(250)은 광파발생부(220)가 안착된 안착판(270)과 그 상부면이 연결봉(251)을 통해 이격되어 결합되는데 그 하부면의 중앙으로 연결봉(251)이 관통되며, 상기 연결봉(252)의 하단 끝단에는 상기 광파 발생부(220) 및 안착판(270)의 기울기를 측정하는 기울기측정센서(260)가 부착될 수 있다.
상기 지지테이블(250)은 그 하부를 지지하되 지표면 또는 지상의 굴곡에 대응하여 상기 광파 발생부(220) 및 안착판(270)이 수평을 유지할 수 있도록 구동모터(288)에 의해 개별적으로 회동되는 적어도 2개 이상의 지지대(280)를 구비할 수 있다. 도 2에서는 설명의 편의상 제1 지지대(281) 및 제2 지지대(282)만을 도시하였으나, 지상물 높이정보 생성장치(200)의 정면과 후면으로 여분의 지지대를 더 구비하는 것도 가능하며, 지지대가 2개를 초과하는 경우에는 지상면에 고정시 안정적 입설이 가능한 잇점이 있을 것이다.
그리고, 상기 지지테이블(250) 상의 양 측단에 보호판(252)이 형성되는데, 지상물 높이정보 생성장치(200)의 지표면 안착시 상기 안착판(270)이 기울어지는 경우 안착판(270)과 지지테이블(250)의 접촉을 방지하여 안착판(270)상에 형성되는 광파발생부(220), 시준카메라(225), 각도측정센서(261) 및 수평조절부(290)의 파손을 방지하는 기능을 수행할 수 있다. 상기 보호판(252)은 안착판(270)과 접촉하는 내면이 일정두께 이상의 고무재질로 형성되는 것이 바람직하다.
도 3a 내지 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 지상물 높이정보 생성장치 중 안착판 부분의 평면도 및 측면도이다.
본 발명의 안착판(270)상에는 제1 광파 발생기(221), 제2 광파 발생기(222)가 힌지브라켓(223)에 의해 고정되고, 시준용 카메라(225), 각도측정센서(261), 수평조절부(290) 등이 형성될 수 있다.
상기 제 1 광파 발생기(221)는 안착판(270)과 평행하도록 고정되되, 상기 제 2광파발생기(222)는 상기 안착판(270)과 수직 방향으로 회동가능하도록 제 1광파발생기(221)의 상부면에 설치되는데 힌지브라켓(223) 및 샤프트(224)에 의해 상부 방향으로 회전이 가능하도록 구성된다.
한편, 상기 각도측정센서(261)는 제 2광파발생기(223)가 지상물의 최상단면을 향해 광파를 방사할 때의 제 1광파발생기(221) 및 제 2광파발생기(223)간 각도를 측정하여 지상물 높이정보 생성부(230)에 전달하는 기능을 수행하게 된다.
도 3a 내지 도 3b에는 도시되지 않았지만, 발명의 필요에 따라 상기 안착판(270)상에, 해당 지상물의 GPS 좌표값을 수신하는 제 2GPS 수신부(210)와, 상기 광파 발생부(220) 및 상기 제 1광파발생기(221)와 제 2광파발생기(222)간의 각도를 측정하는 각도측정센서(261)와 연결되어, 상기 지상물에 의해 반사되는 광파를 수신하여 지상물의 사선 길이 및 수평거리를 산출하고, 상기 사선길이, 수평거리 및 제 1, 2광파발생기간의 각도를 이용하여 지상물의 높이정보를 생성시켜 출력하는 지상물 높이정보 생성부(230)와, 상기 지상물 높이 정보 생성부(230)에서 생성되어 출력되는 지상물의 높이정보를 상기 제 2GPS 수신부(210)를 통해 수신된 GPS 좌표값에 매칭시켜 상기 실사 지상물 생성장치(300)로 전송하는 지상물 높이정보 송신부(240)도 형성될 수 있음은 물론이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 지상물 높이정보 생성장치의 지지대의 정면도이다.
본 발명의 적어도 2개 이상이 구비되는 지지테이블의 지지대(280)는 각각 도 5에서 도시한 바와 동일하게 구성될 수 있다.
우선 상기 지지대(280)의 하단부 끝단에는 미끄럼 방지부(289)가 형성된다. 상기 미끄럼 방지부(289)는 아크릴 수지 30 중량부, 폴리우레탄 수지 42 중량부, 소포제 2 중량부, 평활제 2 중량부, 경화제 16 중량부가 혼합된 혼합물과 금강사 8 중량부를 포함하여 형성되는 코팅층으로 형성될 수 있다.
위와 같은 코팅층은 폴리우레탄 수지에 투명 아크릴 수지가 혼합된 투명한 합성수지 혼합물에 금강사가 혼합되어, 미끄럼 방지 효과를 극대화하고, 내마모성은 물론 방수성까지 담보할 수 있다. 참고로, 본 발명의 미끄럼 방지부(289)를 형성하는 코팅층은 43~48N 정도의 마찰력을 갖게 되어 각 지지대가 지표면에 안정되게 고정되고, 지지대의 미세조절용 바퀴(285)를 구동하지 아니하고는 각 지지대의 회동을 억제하는 기능을 수행하게 된다.
한편, 상기 지지대(280)는 그 상단의 회전축 영역 내부에 구동모터(288)를 구비하고, 그 하단부에 그 단면이 'ㄷ'자 형상의 승강홈(283)을 구비하며, 상기 승강홈(283)에 승강대(291)와 연결되는 미세조절용 바퀴(285)를 구비한다.
상기 미세조절용 바퀴(285)는 평상시 지지대(280)의 하단부의 끝단보다 상측에 위치하여 각 지지대의 지표면으로의 입설 및 고정을 방해하지 아니하여야 한다. 다만, 상기 기울기 측정센서(260)에 의해 광파발생부(220) 및 안착판(270) 등이 수평이 아니라는 기울기값이 도출될 경우 수평조절부(290)에 의해 상기 구동모터(288)가 구동되고 이와 연결된 실린더부(284)에 유압 또는 공압이 가해져 승강대(291)를 하강시킴으로써 상기 미세조절용 바퀴(285)는 제 1지지대의 끝단보다 아래로 내려와 지표면에 닿게 되며, 수평 제어를 준비하게 된다.
한편, 지상물 높이정보 생성장치(200)의 수평제어가 끝나게 되면, 각 지지대(280)의 하부에 형성되는 고정쇠홀(286)에 끼워진 적어도 하나 이상의 고정쇠(287)를 뽑아내어 지면에 추가 고정함으로써 지표면 상의 진동, 풍력에 의한 지상물 높이정보 생성장치(200)의 미세이동 및 자세 변형을 더욱 방지할 수 있다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일실시예에 따른 지상물 높이정보 생성장치가 경사면에서 수평제어를 하는 모습을 나타낸 예시도이다.
상기 지상물 높이정보 생성장치(200)의 특정 지표면 또는 지형물의 표면에 안착시, 상기 수평조절부(290)은 상기 기울기 측정센서(260)로부터 현재 광파발생부(220) 및 안착판(270)의 기울기값을 전달받은 후, 상기 기울기값이 수평에 해당하는 경우 구동모터(288)의 구동을 방지하여 각 지지대(281, 282)의 현재 위치를 유지시킴으로써 수평 상태에서 지상물 높이 정보를 측정, 수집할 수 있도록 한다.
다만, 도 4a에서 볼 수 있듯이, 현재 지상물 높이정보 생성장치(200)가 경사면에 입설하여 상기 광파발생부(220) 및 안착판(270)의 기울기값이 수평에 해당하지 않는 경우, 상기 수평조절부(290)는 먼저 각 지지대 중 경사면의 하측 방향을 지지하는 지지대의 구동모터(288)의 구동을 방지토록 하여 경사면 하방측 지지대를 고정하게 된다.
이와 동시에 상기 수평조절부(290)는 경사면의 상측 방향을 지지하는 적어도 하나 이상의 지지대의 구동모터(288)를 구동하여 지지대를 수평면과의 각도를 줄이는 방향으로 전개시킴으로써 광파발생부(220) 및 안착판(270)이 기울어지는 현상을 방지하면서 수평이 되도록 제어하여 정확한 지상물 높이 정보를 측정, 수집할 수 있도록 기능한다.
보다 더 자세히, 도 4b를 참조하여 각 지지대의 전개과정을 살펴보면, 상기 경사면의 상측 방향을 지지하는 적어도 하나 이상의 지지대의 전개시 해당 구동모터(288)의 구동과 동시에 지지대의 하부에 장착된 실린더부(284)의 작용으로 인해 미세조절용 바퀴(285)가 하강하여 지지대 하단부의 끝단보다 아래로 내려온 후, 상기 구동모터(288)의 구동으로 인해 광파발생부(220) 및 안착판(270)의 기울기값이 수평값을 획득할 때까지 상기 미세조절용 바퀴(285)가 미세하게 이동하여 지지대가 전개되도록 기능한다.
그리고, 도 4c를 참조하면, 수평제어가 완료되면 상기 수평조절부(290)의 명령에 따라 구동모터(288)가 구동하게 되어 미세조절용 바퀴(285)가 상승하여 원위치로 올라오게 되고, 미끄럼 방지부(289)가 지표면에 닿아 지상물 높이정보 생성장치를 고정하게 된다. 본 발명에서 상기 미세조절용 바퀴(285)의 구동동력은 구동모터(288)의 구동으로 인해 실린더부(284)에 전달되는 유압 또는 공압을 이용하는 것이 바람직하다.
한편, 도 4a 내지 도 4c에는 도시하지는 않았으나, 예컨대, 지상물 높이정보 생성장치가 4개의 지지대를 구비한다고 가정했을 때, 제 1지지대(281)가 경사면 하방측에 위치하고 제 2지지대(282)가 경사면 상방측에 위치한다면, 지상물 높이정보 생성장치의 전면 지지대(미도시)와 후면 지지대(미도시)도 제 1지지대(281)가 위치한 곳보다 더 상방측에 위치하게 될 것이다.
그러므로, 지상물 높이정보 생성장치(200)의 수평제어 시, 제 2지지대(282) 뿐만 아니라 전면 및 후면 지지대의 미세조절용 바퀴(285)도 하강하여 지표면에 닿은 후 구동모터(288)의 구동에 의해 각각 전개되도록 기능할 것이다. 즉, 수평제어시 경사면에서 가장 상방측에 위치한 제 2지지대(282)가 가장 많이 전개되어 이동되게 되고, 전면 및 후면 지지대도 상대적으로 작게 이동됨으로써, 광파발생부(220) 및 안착판(270)의 수평제어를 완료할 수 있게 된다고 할 수 있다.
물론, 상기 광파발생부(220) 및 안착판(270)의 수평제어를 완료하면, 제 2지지대(282)와 더불어 전면 및 후면 지지대의 미세조절용 바퀴(285)는 각각 상승하게 되고 각 지지대의 미끄럼 방지부(289)가 지표면에 고정되어 지상물 높이정보 생성장치의 미세 이동을 방지하게 된다.
전술한 바대로, 지지테이블(250)의 수평제어 완료시, 각 지지대(280)의 하부에 형성되는 고정쇠홀(286)에 끼워진 적어도 하나 이상의 고정쇠(287)를 뽑아내어 지면에 추가 고정함으로써 지표면 상의 진동, 풍력에 의한 지상물 높이정보 생성장치의 미세이동 및 자세 변형을 더욱 방지할 수 있다.
이와 같이 본 발명에서는 지상물 높이정보 생성장치의 지지테이블에 구비되는 각 지지대(280)가 설치되는 지표면의 고저, 경사 등 상태에 상관없이 상기 광파발생부(220)를 수평하게 정밀 배치할 수 있음은 물론, 이를 통해 안착판(270)상에 형성되는 제 1광파발생기(221)를 통한 광파의 송수신이 항시 수평을 유지할 수 있도록 하고, 또한, 지지테이블(250)의 미세이동 및 자세변형을 방지하여 제 2광파발생기(222)의 각도조절을 용이하게 행함으로써 해당 지상물의 높이정보를 정밀, 정확하게 측정, 수집할 수 있는 장점이 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 지상물 높이정보 생성장치가 지상물의 높이를 측정하는 모습을 나타낸 예시도이다.
전술한 바대로 지상물 높이정보 생성장치(200)는 광파 발생부(220)의 제 1 광파 발생기(221) 및 제 2 광파 발생기(222)를 제어하여 해당 지상물로 광파가 방사되도록 하고, 상기 지상물 높이정보 생성부(230)는 상기 지상물로부터 반사되는 광파를 수신받아 지상물 높이정보 생성장치(200)와 지상물과의 각도(θ) 및 거리(L)를 측정하고, 측정된 지상물과의 상호간에 형성된 각도 및 거리 정보를 이용하여 지상물의 높이를 산출하여 수신된 GPS 좌표값과 결합시켜 이를 지상물 높이정보 송신부(240)를 통해 실사 지상물 생성 장치(300)로 전송한다.
지상물 높이정보 생성장치(200)와 지상물과의 각도(θ)는 각도측정센서(261)가 광파 방사시 제 1 광파 발생기(221) 및 제 2 광파 발생기(222)간의 각도를 측정하여 도출하게 되며, 제 1 광파 발생기(221)는 건물 기초바닥을 기준으로 세운 프리즘(미도시)을 시준하여 광파를 지상물을 대상으로 수평방향으로 발사시켜 수평거리를 재고, 제 2 광파 발생기(222)는 시준경을 지상물의 최상단부 또는 최상단부에 위치한 반사프리즘(293)을 시준하여 연직각을 재어 건물높이를 계산할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 지상물 높이정보 생성장치의 시준카메라가 움직이는 모습을 나타낸 예시도이다.
본 발명의 시준카메라(225)는 도 7에서 볼 수 있듯이 안착판(270)상에 수평상태로 고정되어 있다가 제 2광파발생기(221)의 회동전, 지상물의 최상단부에 설치된 반사프리즘(293)을 촬영하고 이를 수평조절부(290)로 전달하는 기능을 수행할 수 있다.
즉, 본 발명에서는 발명의 필요에 따라 상기 시준카메라(225)의 촬영이미지 정보를 이용하여 지상물의 최상단부의 타겟과 제 2광파발생기(221)간의 광축이 매칭되는지 여부를 확인할 수 있다.
한편, 상기 시준카메라(225)는 제 2광파발생기(221)의 회동과 동일하게 회동각도를 맞춰서 회동하도록 연동되어 제어될 수 있으며, 작업자가 직접 지상물의 최상단부에 설치된 반사프리즘의 설치상태를 확인하여 광축의 일치여부를 러프하게 확인할 수 있는 장점이 있다.
이상 본 발명의 구체적 실시형태와 관련하여 본 발명을 설명하였으나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 설명된 실시형태를 변경 또는 변형할 수 있으며, 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
100 : 이미지 높이 생성장치 110 : 지상물 촬영부
120 : 제1 GPS 수신부 130 : 지상물 이미지 송신부
200 : 지상물 높이정보 생성장치
210 : 제 2GPS 수신부 220 : 광파 발생부
221 : 제 1 광파 발생기 222 : 제 2 광파 발생기
223: 힌지브라켓 224: 샤프트
225: 시준용 카메라 226: 카메라 거치대
227: 회전 와이어 230 : 지상물 높이정보 생성부
240 : 지상물 높이정보 송신부 250 :지지테이블
251 : 연결봉 252: 보호판
260 : 기울기 측정센서 261: 각도측정센서
270: 안착판 280: 지지대
281:제 1지지대 282: 제 2지지대
283: 승강홈 284: 실린더부
285: 미세조절용 바퀴 286: 고정쇠홀
287: 고정쇠 288: 구동모터
289: 미끄럼 방지부 290: 수평조절부
291: 승강대 292: 고정쇠줄
293: 반사프리즘 300 : 실사 지상물 생성장치
310 : 지상물 이미지 DB 320 : 지상물 높이정보 DB
330 : 지상물 이미지 및 지상물 높이정보 관리부
340 : 지상물 수정부 350 : 이미지탐색부
360 : 이미지 도화부 370 : 이미지편집부
400 : 수치지도 제공장치

Claims (1)

  1. 항공장치에 설치되되, 소정의 지상물 상공 위치에서 해당 지상물을 촬영하여 지상물의 실사 이미지를 출력하는 지상물 촬영부(110)와, 해당 지상물 촬영 위치의 GPS 좌표값을 수신 받는 제1 GPS수신부(120)와, 상기 지상물의 실사 이미지에 GPS 좌표값을 결합시킨 지상물 이미지를 송출하는 지상물 이미지 송신부(130)를 구비하는 항공촬영 지상물 이미지 생성장치(100);
    높이를 측정하여야 하는 지상물에서 소정 거리만큼 이격된 상태로 지면에 설치되며, 지상물 이미지의 높이정보를 생성하여 지상물 높이정보 데이터베이스(DB)(320)에 저장하는 지상물 높이정보 생성장치(200);
    상기 GPS 좌표값이 적용된 지상물 이미지와 항공촬영된 지상물 실사 이미지의 촬영 고도정보를 저장하고 있는 지상물 이미지 DB(310)와,
    상기 지상물 이미지에 적용된 GPS 좌표와 동일한 GPS 좌표에 매칭시켜 해당 지상물의 높이정보를 저장하는 지상물 높이정보 DB(320)와,
    상기 항공촬영 지상물 이미지 생성장치(100)로부터 수신된 GPS 좌표값이 결합된 지상물 이미지를 전달받아 지상물 이미지 DB(310)를 갱신시키고, 상기 지상물 높이정보 생성장치(200)로부터 수신된 지상물 높이정보를 전달받아 지상물 높이정보 DB(320)를 갱신시키는 지상물 이미지 및 지상물 높이정보 관리부(330)와,
    터치 패널로 형성되되, 지상물 정보를 수정할 수 있는 복수의 메뉴항목을 제공하고, 상기 메뉴항목을 이용하여 수정을 원하는 지상물 및 그 수정영역을 설정할 수 있도록 지원하는 지상물 수정부(340)와,
    상기 수정영역 내에서 사용자에 의해 선택된 지상물에 대해서 기준점을 설정하고, 수정 지상물 이미지의 기준점을 통해 수정 지상물 이미지의 평면부 폭을 연산하는 이미지 탐색부(350)와,
    기준 지상물과 수정 지상물 간 중심거리와 상기 항공촬영된 지상물 실사 이미지의 촬영 고도와 수정 지상물의 높이를 확인해서 촬영각을 연산하고, 수정 지상물 이미지의 평면부 폭과 촬영각을 이용하여 수정된 평면부 폭을 연산하며, 수정 지상물 이미지의 수정 전 평면부 이미지를 분리해서 수정된 평면부 폭에 맞춰 그 크기를 조정하고, 수정 지상물 이미지의 측면부 이미지는 제거하는 이미지 도화부(360)와,
    상기 측면부 이미지가 제거된 수정 지상물 이미지에 수정된 평면부 이미지를 합성하고, 수정 지상물 이미지의 측면부 이미지 제거로 형성된 음영부분의 GPS 좌표를 확인해서 지상물 이미지 DB(310)에서 음영부분의 실제이미지를 포함한 다른 지상물 이미지를 지상물 수정부(340)를 통해 검색하고, 상기 다른 지상물 이미지의 실제이미지를 크기 및 해상도를 일치시켜서 음영부분에 합성하고, 상기 지상물 이미지 DB(310)의 지상물 이미지 데이터를 갱신하는 이미지 편집부(370)를 포함하는 실사 지상물 생성장치(300); 및
    상기 실사 지상물 생성장치(300)를 통해 생성된 실사 지상물이 게재된 수치지도 정보를 전체 또는 일정 지역별로 제공하고, 사용자의 조작에 따라 입력되는 선택신호에 응하여 전체 또는 일정 지역을 나타내는 수치 지도를 제공하고, 사용자의 조작에 따라 입력되는 지상물 높이 선택신호에 응하여 해당 높이를 가지는 지상물만 수치지도상에 표시되어 제공되도록 하는 수치지도 제공장치(400)로 이루어지며,
    상기 지상물 높이정보 생성장치(200)는,
    해당 지상물의 GPS 좌표값을 수신하는 제 2GPS 수신부(210);
    지상물의 높이를 측정하기 위해 상기 지상물의 일정 지점을 향해 수평으로 광파를 방사하는 제 1 광파 발생기(221)와 지상물의 최상층 상단부면에 광파를 방사하는 제 2 광파 발생기(222)로 이루어지는 광파 발생부(220);
    상기 광파발생부(220)가 안착되어 결합되는 안착판(270);
    상기 안착판(270) 상의 광파 발생부(220)의 측부에 장착되는 시준용 카메라(225);
    상기 광파 발생부(220) 및 상기 제 1광파발생기(221)와 제 2광파발생기(222)간의 각도를 측정하는 각도측정센서(261)와 연결되어, 상기 지상물에 의해 반사되는 광파를 수신하여 지상물의 사선 길이 및 수평거리를 산출하고, 상기 사선길이, 수평거리 및 제 1, 2광파발생기간의 각도를 이용하여 지상물의 높이정보를 생성시켜 출력하는 지상물 높이정보 생성부(230);
    상기 지상물 높이 정보 생성부(230)에서 생성되어 출력되는 지상물의 높이정보를 상기 제 2GPS 수신부(210)를 통해 수신된 GPS 좌표값에 매칭시켜 상기 실사 지상물 생성장치(300)로 전송하는 지상물 높이정보 송신부(240);
    상기 광파발생부(220)가 안착된 안착판(270)과 그 상부면이 연결봉(251)을 통해 이격되어 결합되되 그 하부면의 중앙으로 연결봉(251)이 관통되며, 그 하부를 지지하되 지표면 또는 지상의 굴곡에 대응하여 상기 광파 발생부(220) 및 안착판(270)이 수평을 유지할 수 있도록 구동모터(288)에 의해 개별적으로 회동되는 적어도 2개 이상의 지지대(280)를 구비하는 지지테이블(250);
    상기 연결봉(251)의 하단 끝단에 결합되며 상기 광파 발생부(220) 및 안착판(270)의 기울기를 측정하는 기울기측정센서(260);
    상기 지지테이블(250) 상의 양 측단에 형성되되, 상기 안착판(270)이 기울어지는 경우 안착판(270)과 지지테이블(250)의 접촉을 방지하며 상기 안착판(270)과 접촉하는 내면은 고무재질로 형성되는 보호판(252); 및
    상기 광파 발생부(220), 각도측정센서(261) 및 기울기측정센서(260)에 연결되며, 상기 지지대(280)를 절첩 또는 전개하는 구동모터(288)의 동작을 제어하는 수평조절부(290)를 포함하되,
    상기 제 1 광파 발생기(221)는 안착판(270)과 평행하도록 고정되되, 상기 제 2광파발생기(222)는 상기 안착판(270)과 수직 방향으로 회동가능하도록 제 1광파발생기(221)의 상부면에 설치되고,
    상기 각 지지대(280)는 그 하단부 끝단 영역에 아크릴 수지 30 중량부, 폴리우레탄 수지 42 중량부, 소포제 2 중량부, 평활제 2 중량부, 경화제 16 중량부가 혼합된 혼합물과 금강사 8 중량부를 포함하여 형성되는 코팅층을 구비하는 미끄럼 방지부(289)를 더 포함하고,
    상기 각 지지대(280)는 그 상단의 회전축 영역 내부에 구동모터(288)를 구비하고, 그 하단부에 그 단면이 'ㄷ'자 형상의 승강홈(283)을 구비하고 실린더부(284)와 연결되어 상기 구동모터(288)의 구동에 의해 상승 또는 하강하는 미세조절용 바퀴(285)를 구비하되, 상기 미세조절용 바퀴(285)는 평상시 각 지지대의 하단부의 끝단보다 상측에 위치하는 것을 특징으로 하고,
    상기 광파발생부(220) 및 안착판(270)가 결합된 지지테이블(250)이 특정 지표면 또는 지상에 안착시, 상기 수평조절부(290)는 상기 기울기측정센서(260)로부터 현재 안착판의 기울기값을 전달받은 후, 상기 기울기값이 수평에 해당하는 경우 구동모터(288)의 구동을 방지하여 각 지지대의 현재 위치를 유지시킴으로써 수평 상태에서 지상물의 높이를 측정할 수 있도록 하고, 상기 기울기값이 수평에 해당하지 않는 경우 각 지지대 중 경사면의 하측 방향을 지지하는 지지대의 구동모터(288)의 구동을 방지함과 동시에 경사면의 상측 방향을 지지하는 적어도 하나 이상의 지지대의 구동모터(288)를 구동하여 연결된 지지대를 회동하여 전개시킴으로써 광파발생부(220) 및 안착판(270)이 기울어지는 현상을 방지하면서 수평이 되도록 제어하여 지상물의 높이를 측정하고 그 높이정보를 수집할 수 있도록 하되,
    상기 경사면의 상측 방향을 지지하는 적어도 하나 이상의 지지대의 전개시 해당 구동모터(288)의 구동과 동시에 지지대의 하부에 장착된 실린더부(284)의 작용으로 인해 미세조절용 바퀴(285)가 하강하여 지지대 하단부의 끝단보다 아래로 내려온 후, 상기 구동모터(288)의 구동으로 인해 광파발생부(220) 및 안착판(270)이 수평값을 획득할 때까지 상기 미세조절용 바퀴(285)가 이동하여 지지대가 전개되고,
    상기 광파발생부(220) 및 안착판(270)의 수평값의 획득으로 수평제어가 완료되면, 상기 미세조절용 바퀴(285)는 구동모터(288) 및 실린더부(284)의 작용으로 원위치로 상승하되, 각 지지대의 하부에 형성되는 고정쇠홀(286)에 끼워진 적어도 하나 이상의 고정쇠(287)를 뽑아내어 지면에 추가 고정하는 것을 특징으로 하는 정밀한 실사 지상물의 높이 정보를 이용하여 지피에스 기반 실사 지상물을 게시하는 수치지도 제작 시스템.
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