KR102065758B1

KR102065758B1 - 드론을 통해 실시간으로 수집한 영상정보 데이터를 통합 관리하는 영상처리시스템

Info

Publication number: KR102065758B1
Application number: KR1020190131140A
Authority: KR
Inventors: 김건; 최정규
Original assignee: 주식회사 미래지중정보
Priority date: 2019-10-22
Filing date: 2019-10-22
Publication date: 2020-01-13

Abstract

본 발명은 영상처리시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인공위성으로부터 위치값을 수신 받아 상호 연산하여 GPS 보정값을 출력하고 이를 무선 송출하는 기지국, 기지국으로부터 수신한 GPS 보정값을 연산하여 측정점의 좌표를 연산 처리하고 해당 좌표에 따른 지역을 촬영하는 촬영드론 및 촬영드론에서 촬영한 영상이미지를 수신하고, 미리 저장된 영상이미지와 상이점을 추출한 후, 편집이미지를 생성하는 관리서버를 포함하는 것을 특징으로 하여, 다수의 촬영드론을 통해 실시간으로 수집한 영상정보 데이터를 기존 영상정보 데이터와 대비한 후 변화된 부분이 감지되면 이를 곧바로 보정할 수 있는 드론을 통해 실시간으로 수집한 영상정보 데이터를 통합 관리하는 영상처리시스템에 관한 것이다.

Description

드론을 통해 실시간으로 수집한 영상정보 데이터를 통합 관리하는 영상처리시스템{IMAGE PROCESSING SYSTEM USING DRONE}

본 발명은 영상처리시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 드론을 통해 실시간으로 수집한 영상정보 데이터를 통합 관리하는 영상처리시스템에 관한 것이다.

정사영상은 중심투영인 항공사진을 편위수정하여 지도와 같이 정사투영의 형태로 보정함으로써 확보된다. 여기에서 편위수정은 카메라를 이용한 촬영시에 발생된 경사(기울기)와 축척(촬영배율) 등을 수정하는 작업이다.

이러한 정사영상은 정사항공투영으로 지상 이미지를 확보하고, 확보된 정사항공촬영 사진이미지에 수치표고모델(DEM)을 활용하여 오류 없는 정사영상을 추출하고, 다시 정사영상의 색상을 보정하며 집성하고 오류 보정과 최종 품질검사를 거쳐 정리하는 일련의 과정에 의하여 구축된다.

영상이미지(정사영상이미지) 확보를 위한 정사항공투영은 항공기 노선에 의해 세로 방향으로 60% 이상 중복하는 동시에 가로 방향으로는 30% 이상을 중복하여 투영된 사진이미지를 확보한다.

수치표고모델은 중심투영으로 항공투영된 사진이미지의 기하학적인 왜곡을 보정하기 위하여 정사영상 사진이미지 제작 과정에서 필수적으로 활용된다. 그리고 추출된 정사영상의 사진이미지는 색상, 명암 등을 보정하는 색상보정과정 및 낱장 단위의 영상이미지를 이웃한 영상이미지와 합성하는 영상집성과정을 거친다.

정사항공투영으로 확보된 정사영상 이미지의 색상보정과 영상집성 등이 포함되는 영상처리를 통하여 최종적인 정사영상지도 이미지가 완성되고, 정사영상지도의 각 지점에 대응되는 지상 각 위치에서 정밀하게 측량된 좌표정보(위치정보)를 합성하는 것이 일반적이다.

그런데, 영상이미지의 확보를 위한 항공기를 이용한 항공촬영은 비용과 시간이 많이 소요되고, 항공촬영으로 정확한 식별이 어려운 지형지물에 대해서는 지상에서 별도의 카메라 장치를 이용하여 직접 촬영할 필요가 있으므로 매우 번거롭다.

다시 말하면, 항공기를 이용한 항공촬영은 한 번 촬영 후 다음 촬영까지의 대기시간이 길고 비용이 비싸므로 주기적으로 자주 촬영할 수 없어 지형지물의 변화를 신속하게 반영하기 어려운 문제점이 있다.

아울러, 항공기가 고속으로 촬영지점을 통과하기 때문에 촬영 지역에 머무를 수 없고, 필요시 항공기를 선회하여 재촬영해야 하는 문제점과 이에 따른 비용 증가, 시간 증가 등의 문제점이 있다.

위의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대해 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 다수의 촬영드론을 통해 실시간으로 수집한 영상정보 데이터를 기존 영상정보 데이터와 대비한 후 변화된 부분이 감지되면 이를 곧바로 보정할 수 있는 드론을 통해 실시간으로 수집한 영상정보 데이터를 통합 관리하는 영상처리시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 촬영드론의 지상카메라를 원하는 시점에 외부로 노출시킬 수 있으며, 촬영드론이 안정적으로 지상에 안착할 수 있도록 한 드론을 통해 실시간으로 수집한 영상정보 데이터를 통합 관리하는 영상처리시스템을 제공하는데 또 다른 목적이 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.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 인공위성으로부터 위치값을 수신 받아 상호 연산하여 GPS 보정값을 출력하고 이를 무선 송출하는 기지국; 기지국으로부터 수신한 GPS 보정값을 연산하여 측정점의 좌표를 연산 처리하고 해당 좌표에 따른 지역을 촬영하는 촬영드론; 및 촬영드론에서 촬영한 영상이미지를 수신하고, 미리 저장된 영상이미지와 상이점을 추출한 후, 편집이미지를 생성하는 관리서버; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 드론을 통해 실시간으로 수집한 영상정보 데이터를 통합 관리하는 영상처리시스템에서 상기 관리서버는, 기존의 영상이미지가 미리 저장되어 있는 영상저장모듈; 촬영드론으로부터 촬영된 영상이미지를 무선으로 수신하는 영상수신모듈; 수신된 영상이미지에 GPS좌표를 합성하는 좌표합성모듈; 좌표합성모듈에 의해 GPS좌표가 입력된 영상이미지를 기존의 영상이미지와 동일 배율로 편집하는 배율편집모듈; 및 동일 배율로 편집된 영상이미지를 미리 저장된 기존의 영상이미지와 대비하여 상이점을 추출하는 영상보정모듈; 을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따른 드론을 통해 실시간으로 수집한 영상정보 데이터를 통합 관리하는 영상처리시스템에서 상기 좌표합성모듈은, 영상수신모듈을 통해 수신된 영상이미지를 편집하여 형태와 규격을 맞추는 형태설정모듈; 형태설정모듈에서 재단한 영상이미지의 기준점을 설정하는 기준점설정모듈; 기준점설정모듈에 의해 설정된 기준점과 상대적으로 비교할 수 있는 비교점을 설정하는 비교점설정모듈; 및 기준점의 실제 GPS좌표를 확인하고 이를 중심으로 영상이미지에 GPS좌표를 합성하는 좌표확인모듈; 을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따른 드론을 통해 실시간으로 수집한 영상정보 데이터를 통합 관리하는 영상처리시스템에서 상기 영상보정모듈은, 영상수신모듈을 통해 수신되고 좌표합성모듈과 배율편집모듈을 통해 처리된 영상이미지에서 레이어를 추출하여 가공이미지 파일을 생성하는 가공이미지모듈; 영상저장모듈에 저장된 기존 영상이미지와 가공이미지를 비교하여 상이점을 검출하는 비교검출모듈; 및 비교검출모듈에 의해 판독대상물로 분류된 가공이미지를 기존의 영상이미지 위에 배치하여 새로운 편집이미지 파일을 생성하는 편집이미지모듈; 을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따른 드론을 통해 실시간으로 수집한 영상정보 데이터를 통합 관리하는 영상처리시스템에서 상기 촬영드론은, 드론본체의 측부로 연장되는 다수의 드론날개부의 단부에 각각 결합되는 다수의 프로펠러; 드론본체 하부에 결합되며 지상을 촬영하는 지상카메라가 내장된 드론카메라부; 및 드론날개부의 하부에 결합되며 촬영드론의 지상 안착시 충격을 완화하는 드론완충부; 를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따른 드론을 통해 실시간으로 수집한 영상정보 데이터를 통합 관리하는 영상처리시스템에서 상기 드론카메라부는, 드론본체 하부에 결합되며 내부가 비어있는 카메라케이스; 카메라케이스의 내부 일측에 결합되며 지상을 촬영하는 지상카메라; 카메라케이스의 내부 타측에 결합되며 상하로 이동 가능한 실린더; 및 카메라케이스의 내부에 카메라스프링을 매개로 결합되며 좌우로 이동 가능한 카메라개폐부; 를 포함하고, 상기 카메라케이스의 하부에는 지상카메라를 외부로 노출시키는 개방홀이 형성되고, 카메라개폐부에는 개방홀과 이격되어 있다가 카메라개폐부의 이동에 따라 선택적으로 개방홀과 포개어지는 개폐홀이 형성되며, 실린더의 측부에는 역삼각형 형태의 누름부가 형성되고, 카메라개폐부의 단부에는 누름부에 대응하여 삼각형 형태의 이동부가 형성되며, 실린더의 하단에는 초음파발사기가 결합되는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따른 드론을 통해 실시간으로 수집한 영상정보 데이터를 통합 관리하는 영상처리시스템에서 상기 드론완충은, 드론날개부의 하부에 결합되며 나사산이 형성된 완충결합홀이 형성되는 완충지지부; 완충지지부의 하부에 결합되며 완충관통홀이 형성되는 직육면체 형태의 완충본체부; 완충본체부의 하부면을 덮을 수 있도록 결합되며 완충헤드홀이 형성되는 완충덮개부; 및 완충헤드홀 및 완충관통홀을 관통하여 완충결합홀에 체결되며 완충덮개부, 완충본체부 및 완충지지부를 하나로 이어주는 완충볼트; 를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따른 드론을 통해 실시간으로 수집한 영상정보 데이터를 통합 관리하는 영상처리시스템에서 상기 완충체결볼트는, 완충결합홀과 동일한 직경을 가지며 외주면에 나사산이 형성되는 볼트나사부; 완충관통홀과 동일한 직경을 가지며 외주면에 나사산이 형성되지 않는 볼트관통부; 및 완충헤드홀과 동일한 직경을 가지며 외주면에 나사산이 형성되지 않는 볼트헤드부; 를 포함하는 것이 바람직하다.

위와 같은 구성을 가지는 본 발명은, 복수의 촬영드론으로 실시간 수집된 영상정보 데이터를 기존 영상정보 데이터와 대비하여 변화된 부분을 보정하고, 보정된 영상정보는 서버에 저장하며 검증이 완료되면 정식 데이터로 저장하므로 영상신호를 신속 정확하게 처리할 수 있다는 장점이 있다.

아울러, 본 발명은 지상카메라가 원하는 시점에만 노출되므로 외부 이물질로부터 오염되는 것을 방지할 수 있으며, 드론완충부를 이용하여 촬영드론의 지상 안착시 충격을 완화하여 안정적으로 안착되도록 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 드론을 통해 실시간으로 수집한 영상정보 데이터를 통합 관리하는 영상처리시스템의 전체적인 구성을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 촬영드론에 의해 촬영된 영상이미지를 개략적으로 도시한 예시도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 배율편집모듈을 이용하여 영상이미지를 축소 편집하는 과정을 개략적으로 도시한 예시도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 촬영드론의 전체적인 모습을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 드론카메라부의 단면 모습을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 드론완충부의 각 부품이 분해된 모습을 도시한 도면.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명에 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.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

또한, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안 되며, 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.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 드론을 통해 실시간으로 수집한 영상정보 데이터를 통합 관리하는 영상처리시스템의 전체적인 구성을 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 드론을 통해 실시간으로 수집한 영상정보 데이터를 통합 관리하는 영상처리시스템은 기지국(1000), 촬영드론(3000) 및 관리서버(2000)를 포함하여 이루어진다.

상기 기지국(1000)은 GPS위성으로부터 위치값을 수신받아 상호 연산하여 GPS 보정값을 출력하고, 출력된 GPS 보정값을 무선 송출한다.

구체적으로 기지국(1000)은 GPS 안테나(1110)를 배치하여 GPS위성으로부터 위치값을 수신받는 GPS 수신부(1100), GPS 수신부로부터 전달받은 현재의 위치값과 지정된 절대값을 상호 연산하여 GPS 보정값을 출력하는 기지제어부(1300) 및 DGPS(Differential GPS) 안테나(1210)를 배치하여 기지제어부(1300)로부터 GPS 보정값을 전달받아 무선 송출하는 DGPS 송신부(1200)를 포함한다.

그리고 상기 기지국(1000)은 기지제어부(1300)를 통해 연산된 GPS 보정값(위치값)을 DGPS 송신부(1200)로 전송하고, DGPS 송신부(1200)와 연결된 DGPS 안테나(1210)를 통해 후술되는 촬영드론(3000)으로 무선 송출한다.

상기 촬영드론(3000)은 기지국(1000)과 무선 통신하고, 기지국으로부터 수신한 GPS 보정값을 연산하여 측정점의 좌표를 연산 처리하고 해당 좌표에 따른 지역을 촬영한다.

상기 관리서버(2000)는 원격지에 설치되며, 촬영드론(3000)에서 촬영한 영상이미지를 수신하고, 미리 저장된 영상이미지와 상이점을 추출한 후, 편집이미지를 생성하는 기능을 수행한다.

상기 관리서버(2000)는 영상저장모듈(2100), 영상수신모듈(2200), 좌표합성모듈(2300), 배율편집모듈(2400) 및 영상보정모듈(2500)을 포함하여 이루어진다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 촬영드론에 의해 촬영된 영상이미지를 개략적으로 도시한 예시도이다.

상기 영상저장모듈(2100)은 기존의 영상이미지가 미리 저장되어 있으며, 영상수신모듈(2200)은 촬영드론(3000)으로부터 촬영된 영상이미지를 무선으로 수신한다. 즉, 영상저장모듈(2100)에는 지형 변화가 발생하기 전의 영상이미지가 저장되어 있고, 영상수신모듈(2200)은 지형 변화가 발생한 후에 촬영된 영상이미지가 수신될 수 있다.

상기 좌표합성모듈(2300)은 촬영드론(3000)으로부터 촬영된 영상이미지에 GPS좌표를 합성한다. 상기 좌표합성모듈(2300)은 형태설정모듈(2310), 기준점설정모듈(2320), 비교점설정모듈(2330) 및 좌표확인모듈(2340)을 포함한다.

상기 형태설정모듈(2310)은 영상수신모듈(2200)에서 수신한 영상이미지를 편집하여 그 범위를 제한하는 것으로, 촬영드론(3000)을 통해 촬영된 영상이미지를 다른 영상이미지들과 합성하기 위해 그 형태와 규격을 맞추는 것이다.

예컨대, 도 2에 도시된 것처럼 상기 영상수신모듈(2200)에서 수신한 영상이미지는 사각의 이미지로 그 형태가 재단되고, 사각이미지의 가로·세로 길이가 규격에 맞게 설정된다.

상기 기준점설정모듈(2320)은 형태설정모듈(2310)에서 재단한 영상이미지(P1)의 정중앙을 기준점(C)으로 잡는 것이다. 이때, 기준점(C)으로 잡힌 영상이미지(P1)의 해당지점은 지형지물에 따라 변경되지 않는 것이 바람직하다.

상기 비교점설정모듈(2330)은 기준점(C)과 상대적으로 비교할 수 있는 임의의 지점을 비교점(R)으로 설정한다.

이러한 비교점(R)은 영상이미지(P1)의 대상인 실제 지리와 영상이미지(P1) 사이의 동일성을 판단하기 위한 비교값이 된다. 비교점(R)의 설정은 특별한 제한조건이 없으므로 기준점(C)을 중심으로 영상이미지(P1)의 범위 내에서 다양하게 선택될 수 있다.

상기 좌표확인모듈(2340)은 기준점(C)의 실제 GPS좌표를 확인하고, 이를 중심으로 영상이미지(P1)에 기준점(C)을 중심으로 한 GPS좌표의 합성작업을 준비한다.

이때, GPS좌표의 규격을 영상이미지(P1)의 규격에 맞추어야 하므로 비교점(R)의 GPS좌표를 확인하여 기준점(C)과 비교점(R) 사이의 '실제 거리'와 영상이미지(P1) 상에서의 기준점(C)과 비교점(R) 사이의 '이미지 거리'를 각각 확인한다. 상기좌표확인모듈(2340)은 이렇게 확인된 '실제 거리'와 '이미지 거리'의 비율을 연산하여 그 축척에 따라 GPS좌표를 축소 또는 확대한다.

상기 좌표확인모듈(2340)은 이렇게 축소 또는 확대된 GPS좌표를 영상이미지(P1)에 합성하여 기준점(C)과 비교점(R) 이외에 당해 영상이미지(P1) 전체에 GPS좌표가 적용되도록 한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 배율편집모듈을 이용하여 영상이미지를 축소 편집하는 과정을 개략적으로 도시한 예시도이다.

도 3(a)는 촬영드론을 통해 촬영된 영상이미지(P1) 및 이러한 영상이미지(P1)의 배율을 편집한 영상이미지(P1')이고, 도 3(b)는 미리 저장된 기존의 영상이미지(P2)를 도시한 것이다.

도시된 바와 같이, 상기 배율편집모듈(2400)은 GPS 좌표가 입력된 영상이미지(P1)를 기존에 저장된 영상이미지(P2)와 동일 배율로 편집하는 것으로, 영상이미지(P1) 자체를 축소 또는 확대하여 기존의 영상이미지(P2)와 정확히 비교할 수 있도록 한다.

상기 배율편집모듈(2400)은 다양한 배율을 갖는 영상이미지(P1, P1', P2)의 배율을 일치시키기 위해 영상이미지(P1, P1', P2)의 해당 기준점(C)과 비교점(R) 사이의 거리(D)를 확인하고, 이러한 거리(D)가 일치되도록 영상이미지(P1, P1', P2)의 배율을 조정한다. 이때, 선택된 기준점(C) 및 비교점(R)은 새로이 촬영된 영상이미지(P1)와 기존에 저장된 영상이미지(P2)에서 동일한 지점일 것이다.

상기 영상보정모듈(2500)은 동일 배율로 편집된 영상이미지(P1')를 미리 저장된 기존의 영상이미지(P2)와 대비하여 판독하는 것으로, 가공이미지모듈(2510), 비교검출모듈(2520) 및 편집이미지모듈(2530)을 포함한다.

상기 가공이미지모듈(2510)은 영상수신모듈(2200)을 통해 수신되고 좌표합성모듈(2300)과 배율편집모듈(2400)을 통해 처리된 영상이미지에서 레이어를 추출하여 가공이미지 파일을 생성한다.

다시 말하면, 가공이미지모듈(2510)은 보정에 필요한 건물, 도로, 고도, 담장, 내륙수계의 레이어를 추출하며, 이를 와핑(Warphing) 작업을 하여 해독이 가능한 해상도를 가지도록 처리한 가공이미지를 생성한다.

상기 비교검출모듈(2520)은 영상저장모듈(2100)에 저장된 기존 영상이미지와 가공이미지를 비교하여 상이점을 검출한다. 상기 비교검출모듈(2520)은 생성된 가공이미지와 기존 영상이미지를 비교하여 위치 및 모양의 상이점을 검출하여 각각의 가공이미지를 판독대상물 또는 비판독대상물로 분류한다.

예를 들어, 도 3에서처럼 기준점(C) 부근의 사거리를 기준으로 우측 상단에 다수 건물이 새로이 추가(모양 상이)된 경우, 해당 가공이미지는 판독대상물로 분류될 수 있다.

상기 편집이미지모듈(2530)은 비교검출모듈(2520)에 의해 판독대상물로 분류된 가공이미지를 분석한 후, 지형지물의 변화가 있는 것이 판독되면, 가공이미지의 추출된 레이어를 기존의 영상이미지 위에 덧씌워 새로운 편집이미지 파일을 생성·저장한다.

이와 같이, 수신된 영상이미지를 기저장된 영상이미지와 대비하여 상이점이 있는 영상이미지는 최신의 영상이미지로 교체할 수 있으므로 실시간으로 수집한 영상이미지, 즉 영상정보 데이터를 정식 데이터로 저장하여 지형지물의 변화에 따라 변화된 영상이미지를 신속하게 제공할 수 있는 것이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 촬영드론의 전체적인 모습을 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 촬영드론(3000)은 중앙에 배치되는 드론본체(3100), 드론본체의 측부로부터 연장되는 4개의 드론날개부(3200) 및 드론날개부 단부에 각각 결합되는 4개의 프로펠러(3300)를 기본적으로 포함한다.

상기 프로펠러(3300)가 작동함에 따라 촬영드론(3000)은 상승 또는 하강할 수 있으며, 원하는 지점으로 이동할 수 있다. 도시되어 있지는 않지만, 드론본체(3100)의 내부에는 제어부, 통신부 등이 내장되어 기지국(1000) 및 관리서버(2000)와 통신할 수 있다.

구체적으로 상기 프로펠러(3300)는 중앙에 배치되어 회전모터(미도시)와 연결되는 중앙부(3310) 및 중앙부의 외측을 감싸도록 결합되어 중앙부로부터 회전력을 전달받으며 외측에 회전날개(3330)가 결합되는 날개회전부(3320)를 포함한다.

상기 날개회전부(3320)는 링 형태로 형성되며, 날개회전부(3320)의 내측에는 다수의 'T'자형 멜팅부(3321)가 돌출 형성된다. 상기 중앙부(3310)에는 'T'자형 멜팅부(3321)가 삽입될 수 있도록 대응되는 형태로 홈이 형성되고, 이러한 홈에 멜팅부(3321)가 맞물림에 따라 회전모터의 회전력이 날개회전부(3320)로 전달된다.

이때, 상기 멜팅부(3321)는 중앙부(3310) 및 날개회전부(3320)보다 상대적으로 용융점이 낮은 소재로 이루어지는 것이 바람직하다. 즉, 프로펠러(3300)에 이물질이 끼여 프로펠러가 제대로 회전하지 못하고 과전류에 의해 열이 발생하는 경우, 용융점이 낮은 멜팅부(3321)가 먼저 녹아서 끊어짐에 따라 회전모터와 날개회전부(3320) 사이가 분리될 수 있다.

상기 멜팅부(3321)는 폴리프로필렌(Polypropylene) 소재로 이루어질 수 있고, 중앙부(3310) 및 날개회전부(3320)는 폴리아미드(Polyamide) 소재로 이루어질 수 있다. 폴리프로필렌 소재는 용융점이 약 160℃ 정도로 폴리아미드 소재에 비해 약 80℃ 정도 낮은 용융점을 가진다.

이에 따라, 고가의 회전모터가 열에 의해 손상되지 않고 사용자는 날개회전부(3320) 부분과 회전날개(3330) 부분만 교체하여 다시 프로펠러(3300)를 재사용할 수 있게 된다.

한편, 상기 드론본체(3100) 하부에는 드론카메라부(3400)가 결합되며, 드론날개부(3200)의 하부에는 드론완충부(3500)가 결합된다. 드론카메라부(3400)는 지상카메라(3420)가 내장되어 지상을 촬영하고, 드론완충부(3500)는 촬영드론(3000)의 지상 안착시 충격을 완화한다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 드론카메라부의 단면 모습을 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 상기 드론카메라부(3400)는 카메라케이스(3410), 지상카메라(3420), 실린더(3430) 및 카메라개폐부(3440)를 포함하여 이루어진다.

상기 카메라케이스(3410)는 드론본체(3100) 하부에 결합되며, 내부가 비어있는 원통형 또는 사각통형 등으로 이루어진다.

상기 지상카메라(3420)는 카메라케이스(3410)의 내부 일측에 결합되며, 지상을 향하도록 연직 방향으로 배치되어 지상의 지형지물을 촬영한다. 본 발명에서 지상카메라(3420)는 지형변화가 발생한 지역을 촬영하는데 활용된다.

상기 실린더(3430)는 카메라케이스(3410)의 내부 타측에 결합되며, 상하로 이동 가능하다. 카메라케이스(3410)의 하부에는 초음파홀이 형성되고, 실린더(3430)의 하단에는 초음파발사기(3432)가 결합되어 있으므로 실린더(3430)가 하부로 이동되었을 때 초음파발사기(3432)가 카메라케이스(3410)의 외부로 노출될 수 있고, 실린더(3430)가 상부로 이동되었을 때 초음파발사기(3432)가 카메라케이스(3410)의 내부에 수납될 수 있다.

상기 초음파발사기(3432)는 사람의 가청 주파수보다 상대적으로 높은 주파수를 발생시켜 촬영드론(3000) 주변으로 조류가 접근하는 것을 방지할 수 있으며, 이에 따라 피사체가 정확하게 촬영되도록 할 수 있다.

상기 카메라개폐부(3440)는 카메라케이스(3410)의 내부에 카메라스프링(3441)을 매개로 좌우로 이동 가능하도록 결합된다. 카메라개폐부(3440)의 중앙 부분에는 개폐홀(3442)이 천공된다.

상기 카메라케이스(3410)의 하부에는 지상카메라(3420)의 위치에 대응하여 지상카메라(3420)를 외부로 노출시키는 개방홀(3411)이 형성되는데, 개폐홀(3442)은 카메라개폐부(3440)의 이동에 따라 개방홀(3411)로부터 이격되거나 포개어 겹쳐질 수 있다.

즉, 카메라개폐부(3440)가 카메라스프링(3441)의 탄성력에 의해 우측으로 이동되어 있을 때, 개폐홀(3442)은 개방홀(3411)로부터 우측으로 이격되어 있으며, 이에 따라 카메라개폐부(3440)가 개방홀(3411)을 덮어 지상카메라(3420)가 외부로 노출되지 않도록 한다.

카메라개폐부(3440)가 카메라스프링(3441)의 탄성력을 이겨내고 좌측으로 이동되면, 개폐홀(3442)은 개방홀(3411)과 겹쳐지도록 배치되고, 이에 따라 지상카메라(3420)가 개폐홀(3442) 및 개방홀(3411)을 통해 외부로 노출될 수 있다.

이때, 상기 실린더(3430)의 측부에는 역삼각형 형태의 누름부(3431)가 형성되고, 카메라개폐부(3440)의 우측 단부에는 누름부(3431)에 대응하여 삼각형 형태의 이동부(3443)가 형성된다.

상기 실린더(3430)가 하부로 이동됨에 따라 누름부(3431)가 이동부(3443)를 눌러서 이동부(3443)는 좌측으로 이동되고, 카메라개폐부(3440)는 카메라스프링(3441)의 탄성력을 이겨내고 좌측으로 이동할 수 있다.

실린더(3430)가 상부로 이동되면 누름부(3431)가 더 이상 이동부(3443)를 누르지 않게 되므로 카메라스프링(3441)의 탄성력에 의해 카메라개폐부(3440)는 우측으로 자연스럽게 이동하게 된다.

이와 같이, 본 발명은 사용자가 지상카메라(3420)의 노출을 원하는 시점에만 지상카메라가 노출되도록 할 수 있으므로 외부 이물질로부터 지상카메라가 노출되는 것을 방지할 수 있으며, 지상카메라의 수명을 더욱 늘릴 수 있다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 드론완충부의 각 부품이 분해된 모습을 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 상기 드론완충부(3500)는 완충지지부(3510), 완충본체부(3520), 완충덮개부(3530) 및 완충볼트(3540)를 포함한다.

상기 완충지지부(3510)는 드론날개부(3200)의 하부에 수직방향으로 결합되며, 중앙에 완충결합홀(3511)이 형성된다. 완충결합홀(3511)의 내경에는 길이방향을 따라 다수의 나사산이 형성된다.

도시된 실시예에서 상기 완충지지부(3510)는 원통형으로 형성되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 직육면체 등 다양한 형태로 형성될 수 있다. 완충지지부(3510)는 촬영드론(3000)이 지면에 내려앉았을 때, 드론카메라부(3400) 등의 부품이 지면에 닿지 않을 정도의 길이를 가진다.

상기 완충본체부(3520)는 완충지지부(3510)의 하부에 결합되며, 중앙에 완충관통홀(3521)이 형성된다. 완충관통홀(3521)의 내경에는 나사산이 형성되지 않는다는 점에서 완충결합홀(3511)과 차이가 있다.

상기 완충본체부(3520)는 직육면체 형태로 형성되며, 탄성을 지니는 소재로 이루어져서 촬영드론(3000)의 착륙 또는 고장으로 인한 추락시 지면으로부터 촬영드론(3000)에 충격이나 진동이 가해지는 것을 방지한다.

예컨대, 상기 완충본체부(3520)는 열가소성 엘라스토머(thermoplastic elastomer)로 이루어지는 것이 바람직하다. 열가소성 엘라스토머는 실온에서는 고무의 기능을 갖고 있지만 고온에서는 가소화되어 각종 성형 가공이 가능한 고분자 재료이다.

상기 완충덮개부(3530)는 완충본체부(3520)의 하부면을 덮을 수 있도록 결합되며, 중앙에 완충헤드홀(3531)이 형성된다. 완충관통홀(3521)과 마찬가지로 완충헤드홀(3531)의 내경에는 나사산이 형성되지 않는다.

상기 완충덮개부(3530)는 완충본체부(3520)의 하부면 형상에 대응하여 'ㄷ'자 형태의 단면을 가지도록 형성된다. 완충덮개부(3530)는 완충본체부(3520)가 외부와 접촉되어 쉽게 마모되는 것을 방지한다.

다시 말하면, 상기 완충덮개부(3530)는 완충본체부(3520)보다 상대적으로 높은 경도를 지니는 소재로 이루어진다. 완충덮개부(3530)는 높은 경도의 플라스틱 또는 금속 등 다양한 소재로 이루어질 수 있다.

위에서 살펴본 것처럼 상기 완충본체부(3520)는 외부의 충격을 완충하는 기능을 수행하는데, 너무 높은 경도를 지니면 완충 기능을 거의 수행할 수 없고, 너무 낮은 경도를 지니면 지나치게 부드러워 쉽게 마모될 수 있다. 즉, 2가지 성능을 한꺼번에 만족시키기 매우 어렵다.

본 발명에서는 이러한 문제를 개선하여 완충본체부(3520)는 최대한 부드럽고 탄성이 있는 소재로 구성하여 완충 기능을 극대화시키고, 완충덮개부(3530)는 높은 경도의 소재로 구성하여 마모가 방지되도록 함으로써, 2가지 기능을 동시에 만족시킬 수 있다.

상기 완충볼트(3540)는 완충헤드홀(3531) 및 완충관통홀(3521)을 관통하여 완충결합홀(3511)에 체결되며 완충덮개부(3530), 완충본체부(3520) 및 완충지지부(3510)를 하나로 이어준다.

구체적으로 상기 완충볼트(3540)는 완충결합홀(3511)과 동일한 직경을 가지며 외주면에 나사산이 형성되는 볼트나사부(3541), 완충관통홀(3521)과 동일한 직경을 가지며 외주면에 나사산이 형성되지 않는 볼트관통부(3542) 및 완충헤드홀(3531)과 동일한 직경을 가지며 외주면에 나사산이 형성되지 않는 볼트헤드부(3543)를 포함한다.

상기 볼트관통부(3542)의 길이는 완충관통홀(3521)의 높이와 동일하게 형성되어 완충볼트(3540)에 의해 완충본체부(3520)가 압착되지 않고 경도를 유지할 수 있다. 또한, 볼트헤드부(3543)의 길이는 완충헤드홀(3531)의 높이와 동일하게 형성되어 볼트헤드부(3543)가 완충헤드홀(3531) 바깥으로 돌출되지 않는다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

1000 : 기지국 1100 : GPS 수신부
1110 : GPS 안테나 1200 : DGPS 송신부
1210 : DGPS 안테나 1300 : 기지제어부
2000 : 관리서버 2100 : 영상저장모듈
2200 : 영상수신모듈 2300 : 좌표합성모듈
2310 : 형태설정모듈 2320 : 기준점설정모듈
2330 : 비교점설정모듈 2340 : 좌표확인모듈
2400 : 배율편집모듈 2500 : 영상보정모듈
2510 : 가공이미지모듈 2520 : 비교검출모듈
2530 : 편집이미지모듈 3000 : 촬영드론
3100 : 드론본체 3200 : 드론날개부
3300 : 프로펠러 3310 : 중앙부
3320 : 날개회전부 3321 : 멜팅부
3330 : 회전날개 3400 : 드론카메라부
3410 : 카메라케이스 3411 : 개방홀
3420 : 지상카메라 3430 : 실린더
3431 : 누름부 3432 : 초음파발사기
3440 : 카메라개폐부 3441 : 카메라스프링
3442 : 개폐홀 3443 : 이동부
3500 : 드론완충부 3510 : 완충지지부
3511 : 완충결합홀 3520 : 완충본체부
3521 : 완충관통홀 3530 : 완충덮개부
3531 : 완충헤드홀 3540 : 완충볼트
3541 : 볼트나사부 3542 : 볼트관통부
3543 : 볼트헤드부

Claims

GPS위성으로부터 위치값을 수신 받아 상호 연산하여 GPS 보정값을 출력하고 이를 무선 송출하는 기지국; 기지국으로부터 수신한 GPS 보정값을 연산하여 측정점의 좌표를 연산 처리하고 해당 좌표에 따른 지역을 촬영하는 촬영드론; 및 촬영드론에서 촬영한 영상이미지를 수신하고, 미리 저장된 영상이미지와 상이점을 추출한 후, 편집이미지를 생성하는 관리서버; 를 포함하되,
상기 관리서버는,
기존의 영상이미지가 미리 저장되어 있는 영상저장모듈; 촬영드론으로부터 촬영된 영상이미지를 무선으로 수신하는 영상수신모듈; 수신된 영상이미지에 GPS좌표를 합성하는 좌표합성모듈; 좌표합성모듈에 의해 GPS좌표가 입력된 영상이미지를 기존의 영상이미지와 동일 배율로 편집하는 배율편집모듈; 및 동일 배율로 편집된 영상이미지를 미리 저장된 기존의 영상이미지와 대비하여 상이점을 추출하는 영상보정모듈; 을 포함하고,
상기 좌표합성모듈은,
영상수신모듈을 통해 수신된 영상이미지를 편집하여 형태와 규격을 맞추는 형태설정모듈; 형태설정모듈에서 재단한 영상이미지의 기준점을 설정하는 기준점설정모듈; 기준점설정모듈에 의해 설정된 기준점과 상대적으로 비교할 수 있는 비교점을 설정하는 비교점설정모듈; 및 기준점의 실제 GPS좌표를 확인하고 이를 중심으로 영상이미지에 GPS좌표를 합성하는 좌표확인모듈; 을 포함하며,
상기 영상보정모듈은,
영상수신모듈을 통해 수신되고 좌표합성모듈과 배율편집모듈을 통해 처리된 영상이미지에서 레이어를 추출하여 가공이미지 파일을 생성하는 가공이미지모듈; 영상저장모듈에 저장된 기존 영상이미지와 가공이미지를 비교하여 상이점을 검출하는 비교검출모듈; 및 비교검출모듈에 의해 판독대상물로 분류된 가공이미지를 기존의 영상이미지 위에 배치하여 새로운 편집이미지 파일을 생성하는 편집이미지모듈; 을 포함하고,
상기 촬영드론은,
드론본체의 측부로 연장되는 다수의 드론날개부의 단부에 각각 결합되는 다수의 프로펠러; 드론본체 하부에 결합되며 지상을 촬영하는 지상카메라가 내장된 드론카메라부; 및 드론날개부의 하부에 결합되며 촬영드론의 지상 안착시 충격을 완화하는 드론완충부; 를 포함하며,
상기 드론카메라부는,
드론본체 하부에 결합되며 내부가 비어있는 카메라케이스; 카메라케이스의 내부 일측에 결합되며 지상을 촬영하는 지상카메라; 카메라케이스의 내부 타측에 결합되며 상하로 이동 가능한 실린더; 및 카메라케이스의 내부에 카메라스프링을 매개로 결합되며 좌우로 이동 가능한 카메라개폐부; 를 포함하고,
상기 카메라케이스의 하부에는 지상카메라를 외부로 노출시키는 개방홀이 형성되고, 카메라개폐부에는 개방홀과 이격되어 있다가 카메라개폐부의 이동에 따라 선택적으로 개방홀과 포개어지는 개폐홀이 형성되며, 실린더의 측부에는 역삼각형 형태의 누름부가 형성되고, 카메라개폐부의 단부에는 누름부에 대응하여 삼각형 형태의 이동부가 형성되며, 실린더의 하단에는 초음파발사기가 결합되고,
상기 드론완충부는,
드론날개부의 하부에 결합되며 나사산이 형성된 완충결합홀이 형성되는 완충지지부; 완충지지부의 하부에 결합되며 완충관통홀이 형성되는 직육면체 형태의 완충본체부; 완충본체부의 하부면을 덮을 수 있도록 결합되며 완충헤드홀이 형성되는 완충덮개부; 및 완충헤드홀 및 완충관통홀을 관통하여 완충결합홀에 체결되며 완충덮개부, 완충본체부 및 완충지지부를 하나로 이어주는 완충볼트; 를 포함하며,
상기 완충볼트는,
완충결합홀과 동일한 직경을 가지며 외주면에 나사산이 형성되는 볼트나사부; 완충관통홀과 동일한 직경을 가지며 외주면에 나사산이 형성되지 않는 볼트관통부; 및 완충헤드홀과 동일한 직경을 가지며 외주면에 나사산이 형성되지 않는 볼트헤드부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론을 통해 실시간으로 수집한 영상정보 데이터를 통합 관리하는 영상처리시스템.