KR102065762B1

KR102065762B1 - 항공 이미지와 지상 이미지를 정밀하게 합성하는 영상처리시스템

Info

Publication number: KR102065762B1
Application number: KR1020190146117A
Authority: KR
Inventors: 최태혁
Original assignee: 주식회사 삼인공간정보
Priority date: 2019-11-14
Filing date: 2019-11-14
Publication date: 2020-01-13

Abstract

본 발명은 항공 이미지와 지상 이미지를 정밀하게 합성하는 영상처리시스템에 관한 것으로서, 항공기를 이용하여 확보된 영상이미지와, 차량 이동 중이라도 카메라의 흔들림을 방지하여 지상 현장에서 정확하게 확보된 영상이미지를 합성하되, 각 영상이미지의 오류를 실시간으로 제거하고 용이하게 합성처리 할 수 있는 정밀도 및 정확도가 향상된 3D 영상이미지로 추출하는 영상처리시스템에 관한 것이다.
보다 더 구체적으로 본 발명은 차량에 설치되고 영상처리를 위한 영상이미지 확보용 영상카메라를 외부의 진동, 흔들림, 충격 등으로부터 영향을 최소화함으로써 지상이미지의 오류를 최소화하되, 실사를 촬영한 항공 이미지를 기반으로 하는 지도 제작시, 건물 등과 같은 지상물의 평면모습만을 지도에 표현해서, 이웃하는 다른 지상물에 대한 시각적인 간섭을 방지하며, 지상물의 배치모습을 사용자가 정확히 이해할 수 있도록 보정한 후, 오류가 최소화된 항공이미지 및 지상 이미지를 실시간으로 합성처리하여 정밀한 영상합성을 수행할 수 있는 영상처리시스템에 관한 것이다.

Description

항공 이미지와 지상 이미지를 정밀하게 합성하는 영상처리시스템 {Image processing system for precise synthesizing aerial image and ground-based image}

본 발명은 항공 이미지와 지상 이미지를 정밀하게 합성하는 영상처리시스템에 관한 것으로서, 항공기를 이용하여 확보된 영상이미지와, 차량 이동 중이라도 카메라의 흔들림을 방지하여 지상 현장에서 정확하게 확보된 영상이미지를 합성하되, 각 영상이미지의 오류를 실시간으로 제거하고 용이하게 합성처리 할 수 있는 정밀도 및 정확도가 향상된 3D 영상이미지로 추출하는 영상처리시스템에 관한 것이다.

최근 들어 항공기를 이용하여 확보된 영상이미지를 근거로 2 차원 지도이미지를 도시하고 각 위치에 해당 좌표정보 또는 위치정보를 기록하여 전자지도로 사용하고 있으며, 디지털 출력 방식의 발전 흐름과 더불어 불확실한 지형지물의 현장을 차량 등으로 이동하면서 직접 영상이미지를 촬영하고 조사된 해당 좌표정보를 결합시켜 3 차원 입체영상지도를 제작하되, 영상처리시스템에 의하여 합성 처리되고 있다.

일반적으로 영상처리 기술에 대한 유용성은 영상 도화된 지도의 정밀성 및 정확도가 전제되어야 하는데, 즉, 지도제작을 함에 있어서 영상처리 작업이 효율적이고 효과적이며 정밀하게 진행되어야 하고, 더불어서 영상처리 작업을 개선하기 위해서는 작업에 적용되는 자료 또는 영상이미지의 정밀도 및 다양성이 필수적으로 요구되고 있다.

항공촬영된 영상이미지와 불확실한 지형지물이 존재하는 현장을 차량으로 이동하면서 지상의 영상이미지를 취득한 후 영상처리하므로 입체영상지도로 합성하는 경우, 도로 또는 지형지물의 모서리 부분 또는 끝 부분을 정밀하게 합성처리 하여야 하고, 정밀하게 합성처리하기 위하여는 정밀한 위치정보가 필요한 동시에 불확실한 지형지물의 영상이미지를 오류없이 정확하게 촬영하여야 하나 비포장 도로 등을 운행하는 차량 상에서 매우 정밀하고도 정확한 영상이미지를 취득하기는 매우 어려운 문제점이 있었다.

또한, 일반적인 영상처리시스템에 구비된 영상카메라는 차량에 설치되어 운전자가 도로를 따라 운행하는 과정에서 지형, 도로, 건축물 등의 현장 지형지물을 직접 촬영하여 영상이미지를 확보하였고, 영상이미지를 확보하는데 사용되는 영상카메라는 고배율, 고화질의 비교적 가격이 비싼 고가 장비에 해당하며 정교한 구성에 의하여 관리와 취급 또한 매우 조심스럽게 운용하여야 하는 것이 상식이다.

그러나 차량을 이용하여 지형지물의 현장 영상이미지를 확보하는데 있어서 해당 현장에 돌출된 장애물이거나 평탄하지 못한 도로 현황 등과 같은 다양한 장애물이 존재하고 있으며 이러한 장애물에 의하여 발생되는 진동, 충격 등은 고가이며 정교한 영상 카메라를 파손시키거나 장애를 발생시킬 수 있었고, 불확실한 지형지물의 영상이미지를 확보하는 과정에서 현장으로부터 인가되는 진동, 충격 등으로부터 영상 이미지 자체에 오류가 발생하는 문제점이 있었다.

이러한 문제를 일부 개선하기 위한 종래기술로 대한민국 특허 등록번허 제10-1109649호(2012.01.18.)에 의한 것으로 "측면 장애물에 대한 영상촬영부 방호가 가능한 항공이미지 편집용 영상처리시스템"이 개시된 바 있다.

그러나 종래기술은 영상카메라의 출몰 크기가 작고, 장애물 감지수단이 방호대로만 이루어져 있어 장애물로부터 방호하고 회피하는데 한계가 있으며 추돌시 방호대가 부러지는 등의 문제가 있어서, 영상카메라부 자체를 장애물과의 충격 등으로부터 안전하게 보호하기 위한 인출입 장치 등을 더 구비할 필요가 있었으며 또한, 장애물의 크기와 위치를 미리 검출하여 영상카메라의 출몰 크기를 조절할 필요가 있어서, 그 운용에 심각한 문제가 있었다.

한편, 지도의 배경은 통상 항공촬영된 이미지를 통해 이루어지는데, 특정 고도에 위치한 항공기가 지상을 촬영하면서, 도 1(종래 항공사진 지도의 모습을 보인 이미지)에 도시한 것과 유사한 항공촬영된 이미지를 확보하여야 한다. 물론, 항공촬영은 고도에 따라 그 촬영면적이 한정되므로, 넓은 범위에 대한 지도제작을 위해서는 동일 구간에 대한 다수 개의 항공촬영이미지를 확보하고, 이 항공촬영이미지를 이어서 붙이는 별도의 편집 및 도화업무를 진행해야 한다.

그런데, 항공촬영된 이미지는 지상으로부터 일정한 고도에 위치한 항공기에서 촬영된 것이므로, 항공기의 연직 방향에 위치한 지상물을 제외하곤 이와 인접하는 다른 지상물들은 측면이 포함되어 촬영될 수밖에 없는 단점이 있다.

도 1을 보면, 그 좌측 상단에 위치한 흰색 밑줄의 '강남제일빌딩' 건물과, 우측 상단에 위치한 흰색 밑줄의 '풍림산업' 건물과, 좌측 하단에 위치한 흰색 밑줄의 '메리츠타워' 건물이 각각 상부면(평면부)만이 아닌 측면까지 촬영되었음을 확인할 수 있다.

다수 개의 항공촬영이미지를 서로 연결해 이어주는 작업을 함에 있어서, 각각 다른 위치에서 촬영된 항공촬영이미지를 부분적으로 적용하여야 하는데, 앞서 제시한 3개의 건물을 통해 알 수 있듯이, 종래 지도 제작방법을 통해 제작된 지도는 동일한 지도임에도 불구하고 인접하는 3개의 건물이 왜곡되어 전혀 다른 방향으로 기울어져 보이게 되며, 이로 인해 사용자는 지도 해석 및 지도 이용에 어려움을 느끼게 되는 난점이 있었다.

따라서, 최근에는 완성된 지도에 표시되는 경사진 지상물을 편집해서 해당 지상물의 정확한 평면모습만이 출력되도록 항공 이미지를 보정함과 더불어, 차량의 비포장 도로 등의 운행으로 유발되는 영상카메라의 흔들림을 최소화하고, 취득된 영상이미지를 보정하여 오류없는 영상이미지를 정확하게 확보하도록 함으로써, 항공 이미지 및 지상 이미지를 정밀하게 합성하여 3D 영상이미지를 추출하는 기술이 요구되고 있다.

본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 차량에 설치되고 영상처리를 위한 영상이미지 확보용 카메라를 외부의 진동, 충격 등의 영향을 최소화하여 획득되는 지상이미지의 오류를 최소화하되, 실사를 촬영한 항공 이미지를 기반으로 하는 지도 제작시, 건물 등과 같은 지상물의 평면모습만을 지도에 표현해서, 이웃하는 다른 지상물에 대한 시각적인 간섭을 방지하며, 지상물의 배치모습을 사용자가 정확히 이해할 수 있도록 보정한 후, 오류가 최소화된 각 항공이미지 및 지상 이미지를 합성처리하여 정밀한 영상의 합성처리를 수행할 수 있는 영상처리시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 항공기를 이용하여 촬영된 2 차원 평면 이미지인 항공촬영 영상이미지를 판독, 편집, 갱신하여 영상처리제어부(90)에 제공하는 항공이미지제공부(40); 지형지물, 도로의 끝단 영상이미지를 포함하여 촬영하고, 이를 상기 영상처리제어부(90)에 전송하도록 차량(50)의 상부에 설치되는 영상카메라부(100); 상기 차량(50)의 상부에 설치되고 상기 영상카메라부(100)의 현재위치에 관한 데이터를 검출하여 상기 영상처리제어부(90)에 제공하는 GPS정보검출부(60); 및 상기 영상처리제어부(90)로부터 전송된 항공촬영 영상이미지를 상기 영상카메라부(100)에서 제공되는 영상이미지와 상기 GPS정보검출부(60)에서 제공되는 위치정보에 근거하여 3차원 영상이미지로 변환하는 영상이미지합성부(70); 를 포함하는 영상처리시스템에 있어서, 상기 항공이미지제공부(40)는, GPS좌표가 적용된 항공촬영이미지 데이터와, 항공촬영이미지의 촬영 고도(h2) 정보와, 지상물의 높이 정보를 저장하는 이미지 DB(1); 상기 이미지 DB(1)의 데이터 및 정보를 검색하는 이미지검색모듈(2); 상기 이미지검색모듈(2)이 검색한 항공촬영이미지 데이터를, 입력기능을 갖는 터치스크린(3a)을 통해 출력하는 출력모듈(3); 상기 터치스크린(3a)에 출력되는 항공촬영이미지 내 지정된 한 쌍의 초기점(P1)과 한 쌍의 말기점(P2)의 좌표값을 확인하고, 상기 좌표값을 잇는 기준직선을 설정해서 초기점(P1)과 말기점(P2)으로 둘러싸인 범위를 도로이미지(30)의 범위로 확정하는 지점선택모듈(4); 상기 도로이미지(30)에 해당하는 픽셀의 지정색상을 확인하고, 상기 기준직선상에 도로이미지(30)의 지정색상과는 불일치한 픽셀들을 검색하고 이렇게 검색된 픽셀들 중 서로 동일한 색상으로 지정된 픽셀들을 연결해 경계로 확정해서 모서리로 한 후 상기 모서리를 수정지상물이미지(20a)의 기준점(a1 내지 a6)으로 설정하고, 수정지상물이미지(20a)가 도로이미지(30)를 덮은 영역 측의 방향으로 일직선 형상의 검색직선을 형성해서 출력모듈(3)을 통해 터치스크린(3a)에 출력하고, 사용자가 터치스크린(3a)에 출력된 검색직선상의 일지점을 지적해서 선택된 지점에 해당하는 픽셀의 지정색상을 확인한 후, 상기 지정색상과 동일한 색상으로 지정된 픽셀들을 확인해서 상기 픽셀들이 위치한 범위를 경계로 제한해 기준지상물이미지(10a)로 확정하며 상기 경계의 모서리에 기준지상물이미지(10a)의 기준점(b1 내지 b4)을 설정하고, 수정지상물이미지(20a)의 기준점(a1 내지 a6)을 통해 수정지상물이미지(20a)의 평면부 폭(w2)을 연산하는 이미지탐색모듈(5); 기준지상물(10)과 수정지상물(20) 간 중심거리(d)와 상기 항공촬영이미지의 촬영 고도(h2)와 수정지상물(20)의 높이(h1)를 확인해서 'tanθ= (h2 - h1) / d'에 대입해 촬영각(θ)을 연산하고, 수정지상물이미지(20a)의 평면부 폭(w2)과 촬영각(θ)을 'sin(90-θ) = w2/L2'에 대입해 수정된 평면부 폭(L2)을 연산하고, 수정지상물이미지(20a)의 수정 전 평면부 이미지를 분리해서 수정된 평면부 폭(L2)에 맞춰 그 크기를 조정하고, 수정지상물이미지(20a)의 측면부 이미지는 제거하는 이미지도화모듈(7); 및 상기 측면부 이미지가 제거된 항공촬영이미지에 수정된 평면부를 합성하고, 수정지상물이미지(20a)의 측면부 이미지 제거로 형성된 음영부분(D)의 GPS좌표를 확인해서 이미지 DB(1)에서 음영부분(D)의 실제이미지를 포함한 다른 항공촬영이미지를 이미지검색모듈(2)을 매개로 검색하고, 상기 다른 항공촬영이미지의 실제이미지를 크기 및 해상도를 일치시켜서 음영부분(D)에 합성하고, 이미지DB(1)의 항공촬영이미지 데이터를 갱신하는 이미지편집모듈(6);을 포함하며, 상기 영상카메라부(100)의 광각 카메라(510)를 차량(50)의 일측면 상부에 이격하여 고정결합하는 결합모듈(210);을 포함하되, 상기 결합모듈(210)은, 카메라 지지대(218), 제1 수평결합패널(211), 제1 결합볼트(212), 제2 수평결합패널(214), 제2 결합볼트(215), 결합너트(311), 수직 지지부(217), 상단 지지부(213), 하단 지지부(216), 흔들림 방지부(240) 및 공기 저항판(330)를 구비하고, 상기 광각 카메라(510)의 하단에 카메라 지지대(218)가 부착되되, 상기 카메라 지지대(218)의 상부 영역에 제1 수평결합패널(211)이 결합되고, 카메라 지지대(218)의 하부 영역에 제2 수평결합패널(214)이 결합되며, 상기 제1 수평결합패널(211)의 일측면으로 연장되는 제1 결합볼트(212)와, 제2 수평결합패널(214)의 일측면으로 연장되는 제2 결합볼트(215)가 각각 차량(50)의 차체에 형성되는 삽입공을 통해 삽입되어 차량(50)의 내부에서 결합너트(311)와 고정결합되고, 상기 제1 수평결합패널(211)와 제2 수평결합패널(214) 사이에 위치하여 수직방향으로 양자를 지지하는 2개의 수직 지지부(217)가 형성되되, 수직 지지부(217)는 4.3 ~ 8.7 중량%의 알루미늄(Al), 1.0 ~ 4.2 중량%의 구리(Cu), 0.1 ~0.2 중량%의 마그네슘(Mg), 0.2 ~ 0.3 중량%의 티타늄(Ti), 0.15 ~ 1.7 중량%의 규소(Si), 0.18 ~ 1.9 중량%의 니켈(Ni), 0.17 ~ 2.1 중량%의 지르코늄(Zr), 0.01 ~ 0.05 중량%의 탄소(C), 0.01 ~ 0.04 중량%의 인(P) 및 잔부의 아연(Zn)을 포함하는 고강도 아연-알루미늄 합금으로 형성되며, 상기 제1 수평결합패널(211)의 상단부에 설치되어 제1 수평결합패널(211)의 상부 방향 미동을 억제하는 상단 지지부(213)와, 상기 제2 수평결합패널(214)의 하단부에 설치되어 제2 수평결합패널(214)의 하부 방향 미동을 억제하는 하단 지지부(216)를 형성하고, 상기 수직지지부(217)와 카메라 지지대(218) 사이에서 형성되며, 카메라 지지대(218)의 흔들림을 방지하는 흔들림 방지부(240)를 포함하되, 상기 흔들림방지부(240)는, 카메라 지지대(218)의 측부에 결합되는 내부가 비어있는 원통형의 흔들림방지케이스(241); 흔들림방지케이스의 일측면을 관통하여 좌우로 이동 가능하도록 장착되는 흔들림방지로드(242); 흔들림방지로드의 일측 단부에 결합되어 흔들림방지로드가 흔들림방지케이스로부터 이탈되는 것을 방지하는 이탈방지부(243); 흔들림방지로드의 타측 단부에 결합되어 좌표기케이스의 내측면에 접촉될 수 있는 접촉부(244); 접촉부의 일면에 결합되는 다수의 반구형 마찰부(245); 및 이탈방지부와 흔들림방지케이스의 내측면 사이에 배치되어 흔들림방지로드에 탄성복원력을 제공하는 흔들림방지스프링(246); 을 구비하되, 상기 이탈방지부(243)와 접촉부(244)는 흔들림방지로드(242)에 직교하도록 배치되고, 상기 흔들림방지케이스의 내측면에는 전류가 흐르면 자기화되는 전자석부(247)가 결합되며, 흔들림방지케이스의 내측면과 마주보는 이탈방지부(243)의 일측면에는 자성체로 이루어지는 접속판(248)이 결합되어 형성되며, 상기 제1 수평결합패널(211)와 제2 수평결합패널(214)의 타측면에 결합되어 결합모듈(210)의 전면, 일측면 및 후면을 커버하되, 복수의 공기 유로(331)가 형성되어 외부에서 유입되는 공기의 저항을 줄이는 공기 저항판(330)을 포함하고, 상기 광각 카메라(510)의 렌즈 표면에, 지르코니움 옥시크로라이드, 틴 클로라이드, 티타늄 테트라이소프로폭사이드 및 질산을 혼합하여 교반한 후 증류수를 첨가 반응시켜 혼합물을 생성하고, 상기 혼합물 내의 물을 증발시킨 후 에탄올로 치환하여 고형분이 되도록 제조한 지르코니아-이산화주석-이산화티탄 복합 산화물 졸에, 글리시독시프로필 트리메톡시실란 실란커플링제 및 증류수를 첨가하여 제조되는 코팅액으로 형성되는 코팅층을 구비하며, 상기 카메라 지지대(218)는 차량(50)의 바퀴의 하면 보다 50~60cm의 범위에서 상부에 위치하도록 설치되고, 상기 카메라 지지대(218)의 전체 길이 중 하단부터 1/4~1/5의 길이 부분은 중금속 재질로 형성되되, 폴리우레탄 100 중량부에 대하여 스틸렌 수지 25 내지 40 중량부, 비닐계 수지 10 내지 25 중량부 및 파라핀 20 내지 30 중량부를 포함하는 물질로 코팅되며, 상기 카메라 지지대(218)의 하부에는 완충바퀴(219)를 구비하여 이동차량의 급격한 상하운동시 카메라 지지대(218) 및 결합모듈(210)의 손상을 방지하는 것을 특징으로 하는 항공 이미지와 지상 이미지를 정밀하게 합성하는 영상처리시스템을 제공한다.

본 발명에 의하면, 차량에 설치되고 영상처리를 위한 영상이미지 확보용 영상카메라를 외부로부터 유발되는 진동, 흔들림, 충격 등으로 인한 영향을 최소화함으로써 지상이미지의 오류를 최소화하되, 실사를 촬영한 항공 이미지를 기반으로 하는 지도 제작시, 건물 등과 같은 지상물의 평면모습만을 지도에 표현해서, 이웃하는 다른 지상물에 대한 시각적인 간섭을 방지하며, 지상물의 배치모습을 사용자가 정확히 이해할 수 있도록 보정한 후, 오류가 최소화된 항공이미지 및 지상 이미지를 용이하게 합성처리하여 정밀한 3차원 영상이미지를 제공하는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 의한 항공사진 지도의 모습을 예시도.
도 2는 본 발명에 일실시예에 따른 항공이미지 제공부의 구성도.
도 3은 본 발명에 일실시예에 따른 항공 이미지와 지상 이미지를 정밀하게 합성하는 영상처리시스템에 적용되는 항공촬영된 이미지를 도시한 예시도.
도 4는 본 발명에 일실시예에 따른 항공이미지 제공부의 영상처리방법을 나타낸 순서도.
도 5는 본 발명에 일실시예에 따른 항공이미지 제공부의 영상처리방법 적용을 위한 항공촬영모습을 도시한 예시도.
도 6은 본 발명에 일실시예에 따른 항공이미지 제공부의 영상처리방법에 따라 보정된 지상물의 모습을 도시한 예시도.
도 7은 본 발명에 따른 일실시예에 따른 항공이미지 제공부의 영상처리방법에 따라 보정된 수직영상을 보인 이미지.
도 8 은 본 발명의 일실시예에 의한 항공 이미지와 지상 이미지를 정밀하게 합성하는 영상처리시스템의 구성도.
도 9 는 본 발명의 일실시예에 의한 항공 이미지와 지상 이미지를 정밀하게 합성하는 영상처리시스템이 적재되는 차량의 평면도.
도 10 내지 도 11은 본 발명의 일실시예에 의한 항공 이미지와 지상 이미지를 정밀하게 합성하는 영상처리시스템이 적재되는 차량이 지형지물을 촬영하는 모습을 나타낸 예시도.
도 12는 본 발명의 일실시예에 의한 광각 카메라가 탑재되는 결합모듈의 정면도.
도 13은 본 발명의 일실시예에 의한 광각 카메라가 탑재되는 결합모듈의 측면도.
도 14는 본 발명의 일실시예에 의한 광각 카메라가 탑재되는 결합모듈이 구비하는 흔들림 방지부의 단면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 9 는 본 발명의 일실시예에 의한 항공 이미지와 지상 이미지를 정밀하게 합성하는 영상처리시스템이 적재되는 차량의 평면도이다.

본 발명의 항공 이미지와 지상 이미지를 정밀하게 합성하는 영상처리시스템은, 차량(50)의 상부에 설치되는 항공이미지 제공부(40), GPS정보검출부(60), 영상이미지합성부(70), 영상처리제어부(90) 및 영상카메라부(100)를 포함하여 구성된다.

상기 항공이미지 제공부(40)는 영상처리제어부(90)에 연결되며 항공기를 이용하여 사전에 지표면이 촬영된 2 차원의 평면 이미지인 항공촬영 영상이미지를 보정한 후, 상기 영상처리제어부(90)의 해당 제어신호에 의하여 보정된 항공촬영 영상이미지를 출력 또는 제공하는 기능을 수행한다.

상기 GPS정보검출부(60)는 차량(50)의 상부 일측에 배치될 수 있고, 상기 영상처리제어부(90)에 연결되어 해당 신호를 송수신하는 통신을 진행할 수 있다. 상기 GPS정보검출부(60)는 GPS 인공위성으로부터 수신되는 GPS신호를 수신하고 분석하여 현재 위치에서의 위도, 경도, 해발, 이동방향, 이동속도, 시간 등이 포함되는 좌표정보 또는 위치정보로 출력하는 것으로서, 다수의 GPS수신부를 구비할 수 있다. 상기 GPS정보검출부(60)는 영상카메라부(100)에 인접한 위치에 설치되어 동작되는 것이 오차를 줄이기 위하여 바람직하다.

이하에서 상기 항공이미지 제공부(40), 영상이미지합성부(70), 영상처리제어부(90) 및 영상카메라부(100)에 에 대해서는 자세히 후술하기로 한다.

도 2는 본 발명에 일실시예에 따른 항공이미지 제공부의 구성도이고, 도 3은 본 발명에 일실시예에 따른 항공 이미지와 지상 이미지를 정밀하게 합성하는 영상처리시스템에 적용되는 항공촬영된 이미지를 도시한 예시도이다.

위의 도 2 내지 도 3을 참조하여 항공이미지 제공부(40)의 구성 및 그 영상처리 방식에 대해 살펴보기로 한다.

상기 항공이미지 제공부(40)는, 다양한 지역의 항공촬영이미지 데이터를 저장하는 이미지DB(1)와, 이미지DB(1)에서 특정 항공촬영이미지 데이터를 검색하는 이미지검색모듈(2)과, 검색된 항공촬영이미지 데이터를 읽고 출력하는 출력모듈(3)과, 출력모듈(3)에 의해 출력된 항공촬영이미지에서 특정 지점을 선택해 수정해야할 지상물이미지의 탐색 기준을 설정하는 지점선택모듈(4)과, 상기 탐색 기준에 따라 수정지상물이미지(20a; 도 6(a) 참고)를 탐색하는 이미지탐색모듈(5)과, 수정된 수정지상물이미지(20a'; 도 6(b) 참고)를 기존 항공촬영이미지 데이터에 적용해 합성 및 갱신처리하는 이미지편집모듈(6)과, 수정해야할 수정지상물이미지(20a)를 수정하는 이미지도화모듈(7)를 포함하여 형성될 수 있다.

상기 데이터를 저장하는 이미지DB(1)와, 이미지DB(1)에서 특정 데이터를 검색하는 이미지검색모듈(2)은, 그 구성과 구조가 공지기술에 불과하므로, 본 명세서에서는 이에 대한 자세한 설명을 생략하기로 한다.

상기 출력모듈(3)은 화면 입력기능을 갖는 터치스크린(3a)에, 이미지검색모듈(2)이 검색한 데이터를 출력하는 것으로, 이미지DB(1)의 데이터는 항공촬영이미지이고, 출력모듈(3)은 터치스크린(3a)을 통해 항공촬영이미지를 출력하기 위한 모듈이라 할 수 있다. 상기 출력모듈(3)은 사용자가 터치스크린(3a)을 터치한 지점을 확인해서 해당 정보를 입력하는 기능을 갖는 것이 바람직하다.

상기 지점선택모듈(4)은 항공촬영이미지에서 수정지상물이미지(20a)를 탐색하기 위한 기준을 설정하는 기능을 수행하며, 탐색을 위한 상기 기준은 항공촬영이미지에 포함된 도로이미지(30) 등이 될 수 있다.

보다 더 자세하게 도 5를 참조하면, 기준지상물(10) 및 수정지상물(20)의 인접 지역에는 아스팔트와 같이 균일한 색상으로 포장된 도로가 위치한다. 이와 같은 도로는 기준지상물(10) 또는 수정지상물(20)과는 매우 근접하므로, 수정지상물(20)의 측면부가 촬영돼 도로 쪽으로 기울어진 외관을 보이게 되는 수정지상물이미지(20a)는 도로이미지(30)의 가장자리 부분을 점유할 수 밖에 없다.

본 발명의 항공이미지 제공부(40)의 영상처리방식은 위와 같은 이용한 것으로, 도 3을 참조하면, 상기 지점선택모듈(4)은 사용자가 터치스크린(3a)을 통해 지정한 한 쌍의 초기점(P1)과 한 쌍의 말기점(P2)을 기준으로 해당 범위 내에 있는 이미지를 도로이미지(30)로 확정한다. 즉, 지점선택모듈(4)은 사용자가 선택한 초기점(P1) 및 말기점(P2)의 각 좌표값을 확인해서 이를 기준직선으로 연결해 잇고, 이렇게 형성된 기준직선은 도로의 경계가 되면서 도로이미지(30)의 범위가 확정되는 것이다.

상기 이미지탐색모듈(5)은 지점선택모듈(4)에 의해 범위와 그 경계가 확정된 도로이미지(30)의 색상을 확인한 후, 도로이미지(30)의 가장자리에 해당하는 픽셀의 지정된 색상을 확인해서, 도로이미지(30)의 색상과 비교해 그 일치 여부를 확인하는 기능을 수행한다.

더 구체적으로, 상기 이미지탐색모듈(5)은 앞서 설정한 기준직선에 해당하는 픽셀의 지정된 색상을 확인하고, 이렇게 확인된 색상과 도로이미지(30)의 색상을 비교해서, 일정길이 이상 도로이미지(30)의 색상과는 불일치하면서 서로는 동일한 색상이 지정된 픽셀의 구간(T)이 확인되면, 해당 구간(T)은 수정지상물이미지(20a)가 위치한 것으로 간주해 이를 수정대상으로 설정하게 된다.

물론, 수정지상물이미지(20a)에 해당하는 픽셀의 지정 색상과 도로이미지(30)에 해당하는 픽셀의 지정 색상이 일치해서 상기 구간(T)이 확인되지 않더라도, 기준직선의 주변 픽셀의 지정 색상도 아울러 확인해서 기준직선으로부터 일정간격이상 벗어난 위치의 픽셀에도 도로이미지(30)의 색상과 동일, 유사한 색상이 연속적으로 확인되면, 이는 수정지상물이미지(20a)로 간주해서 이를 수정대상으로 설정한다.

계속해서, 상기 이미지도화모듈(7)은 설정된 수정지상물이미지(20a)를 수정하고, 상기이미지편집모듈(6)은 수정된 수정지상물이미지(20a')를 항공촬영이미지에 적용해 갱신하는 것으로, 이에 대한 설명은 자세히 후술하기로 한다.

도 4는 본 발명에 일실시예에 따른 항공이미지 제공부의 영상처리방법을 나타낸 순서도이고, 도 5는 본 발명에 일실시예에 따른 항공이미지 제공부의 영상처리방법 적용을 위한 항공촬영모습을 도시한 예시도이며, 도 6은 본 발명에 일실시예에 따른 항공이미지 제공부의 영상처리방법에 따라 보정된 지상물의 모습을 도시한 예시도이다.

본 발명에 따른 항공이미지 제공부(40)의 영상처리방법은 항공촬영시 촬영되는 지상물의 측면부를 보정해서, 지도로서 완성된 항공촬영이미지가 지상물의 평면만을 정확히 표시할 수 있도록 하고, 이를 통해 상기 항공촬영이미지가 지도의 기능을 효과적으로 수행할 수 있도록 조력하게 된다.

도 4의 순서도는 상기 항공이미지 제공부(40)의 영상처리방법을 단계별로 나타내고 있다.

먼저, 수정대상 선택단계(S11)로서, 상기 출력모듈(3)은 다양한 지상물이미지(10a, 20a)를 포함하는 항공촬영이미지를 출력하고, 상기 지점선택모듈(4) 및 이미지탐색모듈(5)은 수정지상물이미지(20a)를 탐색해 결정하는 단계를 거친다.

이어서, 수정대상 기준점 설정단계(S12)로서, 수정지상물이미지(20a)가 결정되면, 항공촬영이미지에서 수정지상물이미지(20a)가 점유하고 있는 범위를 확인하고, 수정지상물이미지(20a)가 갖는 모서리를 기준점(a1 내지 a6)으로 설정한다.

도 6(a)를 참조하면, 기준점(a1 내지 a6)으로 선택되는 모서리는 수정지상물이미지(20a)의 평면부와 측면부의 경계부에 위치한 모서리(a3, a4)도 포함된다. 이를 위해, 이미지탐색모듈(5)은 수정지상물이미지(20a)에 해당하는 픽셀의 지정 색상을 확인해서, 수정지상물이미지(20a)의 경계를 확정하고, 이렇게 확정된 경계에서 모서리부분을 확인해서 상기 기준점(a1 내지 a6)을 설정한다.

상기 이미지탐색모듈(5)은 수정지상물이미지(20a)의 기준점(a1 내지 a6)을 설정하면, 이 기준점(a1 내지 a6)을 기준으로 수정지상물이미지(20a)의 전체 폭(w1)과 평면부 폭(w2)을 각각 연산한다.

참고로, 기준점(a1 내지 a6)이 설정되며 이미지탐색모듈(5)은 픽셀을 매개로 해당 지점에 대한 좌표값을 확인하고, 이 좌표값들을 이용해 공지의 계산방법으로 수정지상물이미지(20a)의 전체 폭(w1)과 평면부 폭(w2)을 연산할 수 있다. 이 때, 전체 폭(w1)과 평면부 폭(w2)은, 수정지상물이미지(20a)의 기울어진 방향으로의 전체 및 평면부의 길이가 된다.

이어서 기준대상 선택단계(S13)를 거치게 된다. 일반적으로 비행중인 항공기에서 지상을 촬영할 시에는 특정 지상물의 평면이 정확히 촬영될 수 있다(도 5 참조). 물론, 기준지상물(10)의 평면만을 100%로 촬영해서 항공촬영이미지에 출력할 수는 없으므로, 육안으로 확인할 때 평면으로 지각되면서 주변 도로이미지(30)를 식별할 수 있다면 기준지상물이미지(10a)로 선택되기에 충분하다 할 것이다.

한편, 사용자는 위와 같은 조건을 충족하는 기준지상물(10)을 기준대상으로 선택하되, 수정대상으로 선택된 수정지상물(20)의 위치를 고려해 선택하는 것이 바람직하다. 예컨대, 기준지상물(10)은 수정지상물(20)의 측면이 보이도록 기울어진 방향과 동일직선상에 위치하는 지상물을 선택해서 이를 기준대상으로 하는 것일 수 있다.

그러므로, 상기 이미지탐색모듈(5)은 수정지상물이미지(20a)가 도로이미지(30)를 덮은 영역 측의 방향으로 일직선 형상의 검색직선을 형성하고, 출력모듈(3)은 상기 검색직선을 터치스크린(3a)에 출력해서, 사용자가 검색직선 상에 위치한 지상물이미지들 중 기준지상물이미지(10a)로 선택할 지점을 터치해 이를 입력할 수 있도록 기능할 수 있다.

이어서, 기준대상 기준점 설정단계(S14)를 거치게 된다. 위와 같이 기준지상물이미지(10a)가 선택되면, 상기 이미지탐색모듈(5)은 사용자가 터치한 지점 픽셀의 지정 색상을 확인해서, 당해 색상과 동일, 유사한 픽셀의 범위를 기준지상물이미지(10a)의 경계로 확정하고, 이렇게 확정된 경계에서 모서리부분을 확인해서 상기 기준점(b1 내지 b4)을 설정한다. 상기 기준점(b1 내지 b4)이 설정되면, 이미지탐색모듈(5)은 기준점(b1 내지 b4)을 기준으로 기준지상물이미지(10a)의 평면 폭(L1)을 연산하게 된다.

이어서, 촬영각 연산단계(S15)를 거친다. 기준지상물이미지(10a)가 선택되면, 이미지도화모듈(7)은 도 5에 도시한 바와 같이 촬영중인 항공기가 기준지상물(10)의 직상방에 위치하면서 해당 기준지상물(10)을 촬영하는 것으로 구조화한다.

한편, 이미지도화모듈(7)은 기준지상물(10)과 수정지상물(20) 간의 실제 중심거리(d)를 확인한다. 상기 중심거리(d)는 기준지상물이미지(10a)의 기준점(b1 내지 b4) 내 중심점과 수정지상물이미지(20a) 평면부의 기준점(a3 내지 a6) 내 중심점 간 거리를 연산한 후, 그 결과값을 항공촬영이미지의 축척 정도로 환산해 얻을 수 있다. 아울러, 이미지검색모듈(2)은 이미지DB(1)에서 당해 항공촬영이미지 촬영시 항공기의 고도(h2)와, 수정지상물(20)의 실제 높이(h1)를 검색해 확인한다.

계속해서, 이미지도화모듈(7)은 항공기에서 촬영된 수정지상물(20)의 촬영각(θ)을 연산한다. 여기서 촬영각(θ)이란 카메라의 촬영방향과 수정지상물(20)의 배치방향의 각을 가리키는 것이다. 따라서, 항공기가 기준지상물(10)의 직상방에 위치하면서 항공기의 카메라가 기준지상물(10)을 촬영하는 촬영각(θ)은 '0도'가 될 것이다. 상기 촬영각(θ) 연산을 위해서는 'tanθ= (h2 - h1)/d'의 수학식을 이용할 수 있다.

이어서, 수정대상 범위연산단계(S16)을 거친다.

도 5 내지 도 6에서 나타난 바와 같이, 항공기의 카메라가 수정지상물(20)의 직상방에 위치하지 못하면, 촬영된 수정지상물이미지(20a)는 수정지상물(20)의 평면부와 측면부가 포함돼 출력된다. 예컨대, 수정지상물이미지(20a)가 점유하는 것처럼 보이는 항공촬영이미지 내 면적은, 수정지상물(20)이 지상을 점유하는 평면적을 항공촬영이미지의 축척 정도로 연산해 얻은 면적과 차이가 있는 것이다.

더 자세하게, 상기 수정지상물이미지(20a)는 항공촬영시 수정지상물(20)이 비스듬히 촬영되면서 그 수정지상물이미지(20a)에 수정지상물(20)의 평면부와 측면부가 포함되고, 이로 인해 수정지상물(20)이 실제로 점유하지 않은 지상부분이 수정지상물(20)에 의해 가려진다.

이와 같이 촬영된 항공촬영이미지에는 수정지상물(20)이 가린 부분도 수정지상물(20)의 일부분으로 확인되어서, 수정지상물이미지(20a)는 수정지상물(20)의 실제 모습보다 큰 구조물로 보이게 된다. 물론, 이러한 오류는 수정지상물이미지(20a)에 인접하는 도로이미지(30)까지 가려 보이지 않게 하므로, 당해 항공촬영이미지를 기반으로 제작된 지도를 이용하는 사용자는 지도이용에 혼란을 느끼게 된다.

그러므로, 위와 같은 문제점을 해소하기 위해 항공촬영이미지에 출력된 수정지상물이미지(20a)의 크기를 보정해서, 항공기가 수정지상물(20)의 직상방에서 촬영한 것과 같은 효과를 발하는 항공촬영이미지 수정을 진행한다.

이를 위해 이미지도화모듈(7)은 보정해야 할 항공촬영이미지 내 수정지상물이미지(20a)의 평면부 폭(w2)과, 촬영각(θ)을 수학식 'sin(90-θ) = w2/L2'에 대입해서, 수정지상물(20)의 평면을 직상방에서 촬영했을 때의 수정된 평면부 폭(L2)을 연산할 수 있다.

이어서 수정대상 이미지보정단계(S17)을 거치게 된다.

상기 이미지도화모듈(7)은 수정된 평면부 폭(L2)에 맞춰 보정된 수정지상물이미지(20a')를 완성한다. 보정된 수정지상물이미지(20a')는 기존 수정지상물이미지(20a)의 측면부는 제거되고, 평면부의 크기는 수정된 평면부 폭(L2)에 맞춰 보정된다.

여기서, 이미지도화모듈(7)에 의한 수정지상물이미지(20a')의 도화는 아래과 같이 진행된다. 우선, 기존 수정지상물이미지(20a)의 평면부만을 절개해 독립된 평면이미지로 확보한다. 이렇게 확보된 평면이미지는 기존의 수정지상물이미지(20a) 평면부의 폭(w2) 대비 수정된 수정지상물이미지(20a')의 수정된 평면부 폭(L2)의 비율에 따라 변형되는데, 이러한 변형은 공지의 이미지변형기술을 적용할 수 있다.

한편, 이미지편집모듈(6)에 의한 수정된 평면부를 합성할 때의 기준은 기준지상물이미지(10a)와 직접 마주하는 모서리(a1, a2)로 한다. 이는 수정지상물이미지(20a)의 기울어진 모습과는 상관없이 기준지상물이미지(10a)와 비교해 상기 모서리(a1, a2)는 지상에서 항시 고정된 위치이기 때문이다.

그리고, 이미지합성단계(S18)를 거치게 된다.

도 6에 도시한 바와 같이, 수정지상물이미지(20a')의 수정이 완료되면, 기존 수정지상물이미지(20a)가 점유해 출력되지 못했던 음영부분(D)의 처리가 요구된다. 이를 위해 이미지편집모듈(6)은 이미지검색모듈(2)을 통해 이미지DB(1)에서 음영부분(D)의 실제이미지가 촬영된 다른 항공촬영이미지를 검색하고, 이렇게 검색된 다른 항공촬영이미지를 수정지상물이미지(20a')가 포함된 항공촬영이미지의 크기 및 해상도에 일치시킨다.

참고로, 상기 이미지DB(1)에 저장된 항공촬영이미지는 수치지도로서 그 기능을 수행하는 데이터이므로, 상기 항공촬영이미지에는 GPS좌표가 적용된 수치지도데이터라 할 수 있으며, 따라서, 이미지편집모듈(6)은 음영부분(D)에 대한 GPS좌표를 확인하고, 이를 기초로 이미지DB(1)를 검색해서 음영부분(D) 전체가 정상적으로 출력된 다른 항공촬영이미지를 검색할 수 있다.

상기 실제이미지와 항공촬영이미지의 크기 및 해상도가 일치되면, 이미지편집모듈(6)은 다른 항공촬영이미지에서 절개된 음영부분(D)의 실제이미지를 수정지상물이미지(20a')를 포함한 항공촬영이미지의 음영부분(D)에 합성해서, 도 7에 도시한 바와 같이 음영부분(D)을 제거하고, 완전한 수직영상이 출력되도록 한다.

끝으로 수직영상 데이터갱신단계(S19)를 거친다. 위와 같이 수정지상물이미지(20a')의 보정이 완료되면, 이미지편집모듈(6)은 실제이미지가 합성된 항공촬영이미지 데이터를 이미지DB(1)에 입력해 갱신하게 된다.

위와 같이 항공이미지 제공부(40)의 각 구성의 영상처리 방식에 의해 보정이 완료된 항공촬영이미지는 영상처리제어부(90)를 거쳐서 영상이미지 합성부(70)로 전송되고, 종국적으로는 차량(50)의 영상카메라부(100)로부터 전달되는 지형지물의 영상이미지 및 GPS정보검출부(60)의 GPS정보와 합성되어 3차원 영상이미지로 생성되게 된다.

도 8 은 본 발명의 일실시예에 의한 항공 이미지와 지상 이미지를 정밀하게 합성하는 영상처리시스템의 구성도이다.

전술한 바대로, 상기 영상처리제어부(90)는 GPS정보검출부(60)로부터 제공되는 위치정보 또는 좌표정보를 분석하는 기능을 수행하게 되는 바, 상기 영상카메라부(100)에서 촬영된 영상이미지가 항공기로부터 사전에 촬영되어 저장된 상태로 제공되는 지상의 2 차원 영상이미지의 어떤 부분에 해당하는지를 산출하게 된다.

따라서, 상기 GPS정보검출부(60)로부터 검출된 위치정보 또는 좌표정보의 값이 정밀하면 할수록 상기 영상이미지합성부(70)에서 영상처리된 3 차원 영상이미지에 오류가 없는 정밀한 3 차원 영상이미지로 변환되게 된다.

상기 차량(50)은 그 상부에 항공이미지 제공부(40), GPS정보검출부(60), 영상정밀합성장치(70) 및 영상처리제어부(90)를 설치하고, 또 차량 일측면 상부에 영상카메라부(100)를 설치하는데, 차량(50)은 포장된 도로 또는 비포장된 도로이거나 불확실한 지형지물이 위치한 지역을 주행하는 기능을 수행한다.

상기 영상이미지합성부(70)는 영상처리제어부(90)의 해당 제어신호에 의하여 항공이미지 제공부(40)에서 제공된 항공촬영 영상이미지와 지상의 현지에서 촬영된 영상카메라부(100)의 영상이미지를 정밀한 좌표정보로 합성하여 3차원 영상이미지를 변환 또는 생성하는 영상처리를 진행하는 기능을 수행한다.

또한, 상기 영상이미지합성부(70)는 영상처리제어부(90)의 해당 제어신호에 의하여 영상처리제어부(90)를 경유하여 제공받는 항공촬영 영상이미지와 영상카메라부(100)에서 도로 주변과 끝단 부분 또는 경계 부분 등을 실제 현장에서 촬영하여 제공되는 영상이미지를 GPS정보검출부(60)에서 제공하는 정밀위치정보를 이용하여 합성하므로 영상이미지에 의한 도로 끝 부분과 폭, 건물의 끝단 부분과 윤곽 등이 일치하는 정밀한 3 차원의 영상이미지로 변환하게 된다.

더불어서 상기 영상이미지합성부(70)는 정밀한 위치정보와 지상의 불확실한 지형지물에서 촬영된 시작과 끝단 부분의 정확한 위치정보를 제공받고 영상이미지로 제작되는 지도의 해당 위치에 표시하는 기능을 수행할 수 있다.

본 발명의 영상처리제어부(90)는 항공이미지 제공부(40)와 GPS정보검출부(60)와 영상정밀합성장치(70)와 영상카메라부(100)에 연결되어 각각의 동작상태를 감시하고 필요한 해당 제어신호를 출력하는 기능을 수행한다.

상기 영상카메라부(100)는 영상처리제어부(90)의 해당 제어신호에 의하여 영상이미지를 촬영하는 광각 카메라(510), 조도센서(511), 태양광 센서(512) 및 영상 보정부(513)를 포함하여 형성될 수 있다. 상기 영상 보정부(513)는 광각 카메라(510) 내부에 장착될 수 있다. 상기 영상카메라부(100)는 차량(50)의 일측면 상부에 GPS정보검출부(60)와 이격되어고정 설치될 수 있다.

상기 영상카메라부(100)가 구비하는 광각카메라(510)는 결합모듈(210)에 의해 차량(50)의 일측면 상부에 설치되는데, 영상처리제어부(90)의 해당 제어신호에 의하여 피사체 또는 불확실한 지형지물, 도로, 건물 등을 고배율과 고화질의 영상이미지로 촬영하는 기능을 수행한다.

상기 광각 카메라(510)의 렌즈 표면에는 퍼플루오르폴리에테르 100 중량부에 대하여 테트라플루오로에틸렌 8 내지 15 중량부, 퍼플루오르메틸비닐에테르 8 내지 15 중량부, 플루오르아크릴아마이드 6 내지 12 중량부 및 퍼플루오르인산화염 7 내지 14 중량부를 포함하며, 30dyne/cm 이하의 표면장력을 가지고 0.2 이하의 동마찰계수를 갖는 코팅층을 구비할 수 있다.

상기 광각 카메라(510)의 렌즈의 코팅층은 20 내지 40nm의 두께로 도포되는 것이 바람직한데, 이는 상기 코팅층이 20nm 미만의 두께로 도포되면 렌즈 자체의 보호 기능을 수행하기 어렵고, 코팅층이 40nm 초과의 두께로 도포되면 광 투과율이 악화되기 때문이다.

또한, 상기 코팅층은 30dyne/cm 이하의 표면장력을 가지고 0.2 이하의 동마찰계수를 가지는 재료로 형성되는데, 낮은 표면장력 및 높은 슬립을 가지는 물질로 렌즈의 코팅층을 형성함으로써, 렌즈 표면의 이물질에 의한 오염을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 광 투과율이 낮아지는 단점을 개선할 수 있다.

따라서, 광각 카메라(510)의 렌즈는 낮은 표면장력 및 높은 슬립을 가지는 물질로 코팅층을 구비함에 따라 렌즈를 외부환경으로부터 보호하면서도 렌즈에 이물질이 쉽게 부착되지 아니하고, 더불어서 광 투과율로 상승되는 바, 보다 더 정밀한 영상이미지를 획득할 수 있는 장점이 있다.

또한, 발명의 필요에 따라 상기 광각 카메라(510)의 렌즈 표면에, 지르코니움 옥시크로라이드, 틴 클로라이드, 티타늄 테트라이소프로폭사이드 및 질산을 혼합하여 교반한 후 증류수를 첨가 반응시켜 혼합물을 생성하고, 상기 혼합물 내의 물을 증발시킨 후 에탄올로 치환하여 고형분이 되도록 제조한 지르코니아-이산화주석-이산화티탄 복합 산화물 졸에, 글리시독시프로필 트리메톡시실란 실란커플링제 및 증류수를 첨가하여 제조되는 코팅액으로 형성되는 코팅층을 더 구비할 수 있다.

즉, 광각 카메라(510)의 렌즈에, 티타늄 테트라이소프로폭사이드와, 지르코니움 옥시크로라이드와, 틴 클로라이드와, 질산을 몰비로 1 : 0.2~0.3: 0.2~0.3 : 0.3~0.5의 비율로 혼합하여 5 내지 20분간 교반한 후, 상기 티타늄 테트라이소프로폭사이드에 대해 증류수를 몰비로 1: 95~105의 비율로 첨가하고 55 내지 65℃(바람직하게는 60℃)의 온도에서 3 내지 12시간(바람직하게는 6 내지 8시간) 동안 반응시켜 혼합물을 생성하고, 상기 혼합물 내의 물을 회전농축기를 사용해 물을 증발시킨 후 메탄올 또는 에탄올로 치환하여 고형분 35~50%가 되도록 조절하여 제조한 지르코니아-이산화주석-이산화티탄 복합 산화물 졸에 글리시독시프로필 트리메톡시실란 실란커플링제와, 상기 글리시독시프로필 트리메톡시실란 실란커플링제의 가수분해를 위한 증류수를 첨가하여 30분~3시간 동안 반응시키되, 상기 복합 산화물 졸에 첨가되는 글리시독시프로필 트리메톡시실란 실란커플링제와 증류수의 중량비는 1 : 0.1∼0.5으로하고, 기 복합 산화물 졸에 첨가되는 글리시독시프로필 트리메톡시실란 실란커플링제와 증류수는 상기 복합 산화물 졸 100중량부에 대하여 30∼70중량부 범위인 코팅액을 도포하여 경화시킨 후 코팅층을 구비할 수 있다.

위와 같이 지르코니아-이산화주석-이산화티탄 복합 산화물 졸을 이용한 코팅액을 카메라(CAM) 렌즈에 도포하면, 그 렌즈가 고굴절률, 우수한 표면경도 및 고투과율을 갖게 된다. 예컨대, 지르코니아-이산화주석-이산화티탄 복합 산화물 졸의 제조시 지르코니아와 이산화주석의 전체 첨가 몰비가 일정하더라도 지르코니아와 이산화주석의 첨가 비율은 도막의 굴절률에 큰 영향을 미치며 지르코니아: 이산화주석: 이산화티탄: 의 첨가 몰 비가 0.8 : 0.2: 1.0인 조성의 굴절률이 1.825 이상이 된다.

또한, 이산화주석과 이산화티탄의 성분으로만 제조된 시료는 가시광선 영역에서 80% 이하의 낮은 투과율을 보이나, 지르코니아, 이산화주석 및 이산화티탄의 3가지 성분으로 제조된 시료는 가시광선 투과율 92% 이상의 높은 가시광선 투과율을 구비하게 되어, 보다 선명하고 정확한 촬영이미지를 획득할 수 있는 장점이 있다.

상기 조도센서(511)는 차량 상부에 설치되어 광각 카메라(510) 주변 영역의 조도값을 센싱하는 기능을 수행하고, 상기 태양광 센서(512)는 차량 상부에 설치되어 태양의 방향각도값 및 위상값을 출력하며 더불어서 광각 카메라(510)에 전원을 공급하는 기능도 수행할 수 있다.

상기 태양광 센서(512)는 태양의 위치에서 시계 방향으로 촬영된 지형지물까지의 각도값을 측정하여 태양의 방향각도값을 출력하며, 또한, 태양과 태양광 센서(512)를 연결하는 직선과 촬영된 지형지물간의 각도값을 측정하여 위상값을 출력하는 기능을 수행한다.

한편, 상기 영상보정부(513)는 상기 광각 카메라(510)의 영상이미지와, 조도센서(511)의 조도값과, 태양광 센서(512)의 태양의 방향각도값 및 위상값을 이용하여 촬영된 영상이미지를 보정하는 기능을 수행할 수 있다.

도 12는 본 발명의 일실시예에 의한 광각 카메라가 탑재되는 결합모듈의 정면도이고, 도 13은 본 발명의 일실시예에 의한 광각 카메라가 탑재되는 결합모듈의 측면도이다.

본 발명에서 상기 결합모듈(210)은 차량(50)에 설치된 광각 카메라(510)가 이동 중에도 흔들림 없이 카메라 지지대상을 정확히 촬영해서 수집할 수 있도록 기능한다. 이를 위해서 본 발명의 결합모듈(210)은, 카메라 지지대(218), 제1 수평결합패널(211), 제1 결합볼트(212), 제2 수평결합패널(214), 제2 결합볼트(215), 결합너트(311), 수직 지지부(217), 상단 지지부(213), 하단 지지부(216), 흔들림 방지부(240) 및 공기 저항판(330)을 포함하여 형성된다.

상기 광각 카메라(510)는 카메라 지지대(218)의 상단에 부착되고, 상기 카메라 지지대(218)에 제1 수평결합패널(211), 제2 수평결합패널(214)이 결합하여 수평을 유지하면서 차량(50)에 고정결합되게 된다.

상기 제1 수평결합패널(211) 및 제2 수평결합패널(214)은 각각 그 중앙부에 상하로 개방된 중공을 갖고, 상기 중공에 카메라 지지대(218)를 끼워 결합하게 된다. 이 때, 상기 카메라 지지대(218)의 상부 영역에 제1 수평결합패널(211)이 결합되고, 카메라 지지대(218)의 하부 영역에 제2 수평결합패널(214)이 결합되어 이중으로 수평을 유지하면서 차체와의 결합력도 강화하게 된다.

한편, 상기 제1 수평결합패널(211)의 상단부에는 그 단면이 상방이 개방된 삼각뿔형상인 상단 지지부(213)가 형성되어 차량 이동시 제1 수평결합패널(211)의 상부 방향 미동을 억제하는 기능을 수행할 수 있다.

또한, 상기 제2 수평결합패널(214)의 하단부에도 그 단면이 상방이 개방된 삼각뿔형상인 하단 지지부(216)가 형성되어 차량 이동시 제2 수평결합패널(214)의 하부 방향 미동을 억제하는 기능을 수행할 수 있다.

상기 제1 수평결합패널(211), 제2 수평결합패널(214)는 고강도 플라스틱 또는 고강도 경량 합금으로 형성될 수 있고, 상기 상단 지지부(213) 및 하단 지지부(214)는 카메라 지지대(218)에 강하게 고정결합되면서도, 상기 제1 수평결합패널(211), 제2 수평결합패널(214)로부터 전해지는 충격을 흡수하기 위해 탄성력 있는 재질로 형성하는 것이 바람직하다.

즉, 상기 상단 지지부(213) 및 하단 지지부(214)는 에틸렌 100 중량부에 대하여 초산 비닐 모노머 20 내지 30 중량부를 중합하여 형성된 중합물 100 중량부에 대하여, 열가소성 폴리에테르에스테르 엘라스토머(TPEE) 10 내지 15 중량부, 아조다이카본아마이드(azodicarbonamide) 8 내지 10 중량부 및 글리옥살(glyoxal) 4 내지 5 중량부를 포함하는 물질로 형성될 수 있다.

여기서, 중합물을 구성하는 초산 비닐 모노머가 20 중량부 미만이면 결정화도가 지나치게 높아져 탄성부의 경도가 지나치게 높아지고, 초산 비닐 모노머가 30 중량부 초과이면 유연성이 지나치게 높아져 탄성부가 제자리에 있지 못하고 미끌려 접히는 경우가 발생될 수 있다.

그리고, 열가소성 폴리에테르에스테르 엘라스토머(TPEE)는 탄성부에 경도를 부가하는 것으로서, 열가소성 폴리에테르에스테르 엘라스토머가 10 중량부 미만이면 경도를 보강하는 효과가 미미하고, 열가소성 폴리에테르에스테르 엘라스토머가 15 중량부 초과이면 용융지수가 떨어져 가공성이 저하되는 문제가 있다.

또한, 아조다이카본아마이드(azodicarbonamide)는 탄성부에 탄성력을 추가로 부여하는 것으로서, 아조다이카본아마이드가 8 중량부 미만이면 탄성력 부가 효과가 미미하고, 아조다이카본아마이드가 10 중량부 초과이면 탄성력에 추가적인 영향은 미치지 못하면서 가격 경쟁력을 악화시키게 된다.

더불어서, 글리옥살(glyoxal)은 아조다이카본아마이드가 일정 온도 이상에서 발생한 가스를 포집하고 탄성부에 고온점탄성을 부여하는 것으로서, 글리옥살이 4 중량부 미만이면 탄성부의 기계적 물성이 부족해질 수 있고, 글리옥살이 5 중량부 초과이면 발포압이 지나치게 커져 탄성부가 터지는 문제가 발생할 수 있다.

한편, 상기 제1 수평결합패널(211)의 일측면으로 제1 결합볼트(212)가 연장되고, 상기 제2 수평결합패널(214)의 일측면으로 제2 결합볼트(215)가 연장되도록 형성된다. 상기 제1 결합볼트(212) 및 제2 결합볼트(215)는 각각 차체에 형성되는 삽입공을 통해 삽입되어 차량(50)의 내부에서 결합너트(311)와 고정결합되어 결합모듈(210)을 차량에 안정적으로 부착되도록 기능한다.

도 3을 참조하여, 상기 제1 수평결합패널(211)와 제2 수평결합패널(214) 사이에는 수직 방향으로 양자를 지지하는 2개의 수직 지지부(217)가 형성된다.

상기 수직 지지부(217)는 는 4.3 ~ 8.7 중량%의 알루미늄(Al), 1.0 ~ 4.2 중량%의 구리(Cu), 0.1 ~0.2 중량%의 마그네슘(Mg), 0.2 ~ 0.3 중량%의 티타늄(Ti), 0.15 ~ 1.7 중량%의 규소(Si), 0.18 ~ 1.9 중량%의 니켈(Ni), 0.17 ~ 2.1 중량%의 지르코늄(Zr), 0.01 ~ 0.05 중량%의 탄소(C), 0.01 ~ 0.04 중량%의 인(P) 및 잔부의 아연(Zn)을 포함하는 고강도 아연-알루미늄 합금으로 형성될 수 있다.

위와 같은 합금으로 수직 지지부(217)를 형성하면, 712~728Mpa의 범위에서 높은 압축강도를 구비하게 되므로, 상기 상단 지지부(213) 및 하단 지지부(214)와 함께 상기 제1 수평결합패널(211) 및 제2 수평결합패널(214)이 수직방향으로 이동하는 것을 방지하는 강직성을 가져다 주게 된다. 또한, 외부 오염물질에 대한 수직 지지부(517) 자체의 내부식성도 강화되어 결합모듈의 장수명화에 도움을 줄 수 있다.

이 때, 상기 수직 지지부(217) 전체를 위의 합금으로 형성하는 것도 가능하고 발명의 필요에 따라 내부에 공간을 형성하는 하우징 케이스와 그 상하부를 지지하는 복수의 지지대를 위의 합금으로 형성하는 것도 가능할 것이다. 여기서, 전자의 경우 지지의 강도가 높은 장점이 있고, 후자의 경우 제조비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.

도 13을 참조하면, 상기 제1 수평결합패널(211)와 제2 수평결합패널(214)의 타측면에 결합되어 결합모듈(210)의 전면, 일측면 및 후면을 커버하되, 복수의 공기 유로(331)가 형성되어 외부에서 유입되는 공기의 저항을 줄이는 공기 저항판(330)을 도시하고 있다.

본 발명에서 광각 카메라(510)은 차량(50)의 일측면에 부착되어 차량과 함께 이동하게 되는 바, 저속 주행이 아닌 경우에는 차량 속도에 따라 외부 공기의 흐름에 영향을 받아 광각 카메라(510)이 흔들릴 위험성이 있다.

따라서, 본 발명에서는 공기 저항에 의한 광각 카메라(510)의 흔들림을 최소화하고 위해 복수의 공기 유로(331)가 형성되는 공기 저항판(330)을 그 측면에 구비하여 보다 더 정확한 영상 데이터의 확보가 가능하도록 한다. 상기 공기 저항판(330)은 차제와 같은 재질로 형성할 수 있고, 발명의 필요에 따라 공기의 흐름을 분산할 수 있도록 유연성이 좋은 재질이라면 어떠한 재질도 형성할 수도 있을 것이다.

한편, 차량(50)이 이동 중에 과속방지턱 또는 홈을 통과할 경우, 차량은 상하로 크게 흔들릴 수 있고, 차량(50)에 설치된 카메라 지지대(218)의 하단부가 땅에 부딪혀서 흔들리거나 파손이 될 수 있는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명에서는 상기 카메라 지지대(218)를 차량(50)의 바퀴의 하면 보다 50~80cm의 범위(바람직하게는 50~60cm의 범위)에서 상부에 위치하도록 설치하고, 또한, 카메라 지지대(218)의 하부에는 완충바퀴(219)를 구비하여 이동차량의 급격한 상하운동시 카메라 지지대(218)가 바닥에 닿을 정도가 되더라도 카메라 지지대(218) 및 결합모듈(210)의 손상을 방지하도록 구성된다.

더불어서, 상기 완충바퀴(219)와 연결되는 카메라 지지대(218)의 하단 부분은 상중하부에 비해 무거운 중금속으로 형성하게 함으로써, 카메라 지지대(218)의 하단 부분이 카메라 지지대(218)의 무게 중심인 '추'역할을 하도록 구성될 수 있다. 따라서, 차량(50)의 흔들림으로 인해 가사 광각 카메라(510)이 흔들릴 위험이 있더라도 카메라 지지대(218)의 하단 부분이 카메라 지지대(218)의 '무게중심을 잡는 기능을 수행함으로써 카메라 지지대(218) 전체가 항상 연직하는 방향을 유지하게 하도록 할 수 있다.

상기 카메라 지지대(218)의 하단 부분은, 폴리우레탄 100 중량부에 대하여 스틸렌 수지 25 내지 40 중량부, 비닐계 수지 10 내지 25 중량부 및 파라핀 20 내지 30 중량부를 포함하는 물질을 이용하여 표면에 코팅 처리가 가능하며, 이는 카메라 지지대(218) 하단 부분이 웅덩이 등에 빠져 물에 젖는 것을 방지하는 방수 기능과 더불어 토양, 암석 등에 의해 마모되는 것을 최소화할 수 있는 내마모 기능을 부여하게 된다.

상기 카메라 지지대(218)의 하단 부분은 전체 카메라 지지대(218) 길이의 1/4~1/5의 범위 내에서 무거운 재질의 중금속으로 형성하는 것이 가능할 것이다.

도 14는 본 발명의 일실시예에 의한 광각 카메라가 탑재되는 결합모듈이 구비하는 흔들림 방지부의 단면도이다.

본 발명에서는 상기 수직지지부(217)와 카메라 지지대(218)사이에 상기 카메라 지지대(218)의 흔들림을 방지하는 흔들림 방지부(240)를 구비한다. 상기 흔들림방지부(240)는 흔들림방지케이스(241), 흔들림방지로드(242), 이탈방지부(243), 접촉부(244), 마찰부(245) 및 흔들림방지스프링(246)을 포함하여 이루어진다.

상기 흔들림방지케이스(241)는 카메라 지지대(218)의 측부에 결합되며 내부가 비어있는 원통형으로 형성된다. 도시된 실시예에서 상기 흔들림방지케이스(241)는 카메라 지지대(218)에 2개가 결합되는 것으로 표현되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 발명의 필요에 따라 다양한 개수로 장착될 수 있다.

상기 흔들림방지로드(242)는 흔들림방지케이스(241)의 일측면에 형성된 관통홀을 관통하여 좌우로 이동 가능하도록 결합된다. 상기 흔들림방지로드(242)의 일측 단부에는 흔들림방지로드(242)가 흔들림방지케이스(241)로부터 이탈되는 것을 방지하는 이탈방지부(243)가 결합되고, 흔들림방지로드(242)의 타측 단부에는 수직지지부(217)의 내측면에 접촉될 수 있는 접촉부(244)가 결합된다.

상기 이탈방지부(243)와 접촉부(244)는 흔들림방지로드(242)에 직교하도록 배치되고, 서로 마주보도록 배치된다. 즉, 상기 흔들림방지로드(242), 이탈방지부(243) 및 접촉부(244)는 전체적으로 'H' 형태로 배치되게 된다.

상기 접촉부(244)의 일면에는 마찰부(245)가 결합되어 수직지지부(217)의 내측면과의 마찰력을 증대시킨다. 특히, 상기 마찰부(245)는 다수의 반구형 돌기가 서로 연합된 형태로 형성되어 마찰력을 더욱 증대시키는 효과를 달성할 수 있다. 바꾸어 말하자면, 일반적인 일자형 마찰부는 케이스 내측의 형태 등에 따라 접촉이 불량하여 충분한 마찰력을 얻을 수 없는데 비해, 본 발명에 따른 다수의 반구형 마찰부(245)는 모든 상황에서도 어느 한 부분은 접촉될 수 있으므로 충분한 마찰력을 얻을 수 있도록 구성되어 있다.

보다 더 구체적으로 상기 마찰부(245)는 에폭시 수지 100 중량부에 대하여 아라미드 섬유 5 내지 7 중량부, 폴리이미드 섬유 4 내지 5 중량부, 소석회 20 내지 30 중량부가 혼합된 혼합물과 산화알루미늄 연마제 20 내지 30 중량부를 포함하도록 구성될 수 있다. 이와 같이 구성된 마찰부(245)는 수직지지부(217)의 내측면과 접촉되어 카메라 지지대(218)가 흔들리는 것을 방지하는 효과를 달성할 수 있으며, 접촉부(244)의 내마모성을 더불어 구비할 수 있다.

여기에서 마찰부(245)를 구성하는 에폭시 수지는 분자 내에 에폭시기 2개 이상을 갖는 수지상 물질 및 에폭시기의 중합에 의해서 생긴 열경화성 수지를 의미하며, 기계적 성질이 우수하고 경화할 때 재료면에서 큰 접착력을 가지는 특성이 있다.

상기 아리미드 섬유와 폴리이미드 섬유는 에폭시 수지의 보강재 역할을 하며, 마찰부(245)의 표면에 비규칙적인 돌기부 등을 형성하여 마찰력을 증대시키는 역할을 한다. 상기 아라미드 섬유가 5 중량부 미만, 폴리이미드 섬유가 4 중량부 미만이면 보강재 기능과 마찰력 증대 기능이 미미하고, 아라미드 섬유가 7 중량부 초과, 폴리이미드 섬유가 5 중량부 초과이면 기능에 크게 영향을 미치지 않으면서 가격경쟁력을 악화시키는 원인이 된다.

상기 소석회는 충전재 역할을 하며, 마찰부(245)의 전체적인 쿠션 효과를 결정하는 구성이다. 소석회가 20 중량부 미만이면 마찰부가 지나치게 경화되어 표면에 밀착하기 어렵고, 소석회가 30 중량부 초과이면 마찰부가 지나치게 부드러워 쉽게 떨어질 수 있다.

상기 산화알루미늄 연마제는 마찰부(245)에 거칠기를 추가로 부여하기 위한 구성으로서, 산화알루미늄 연마제가 20 중량부 미만이면 거칠기 부여 효과가 미미하고, 산화알루미늄 연마제가 30 중량부 초과이면 마찰부가 지나치게 거칠어져 다른 부품에 손상을 가할 수 있다.

상기 흔들림방지스프링(246)은 이탈방지부(243)와 흔들림방지케이스(241)의 내측면 사이에 배치되어 흔들림방지로드(242)에 탄성복원력을 제공한다. 즉, 기본적으로 별다른 외력이 없을 때 이탈방지부(243)는 흔들림방지스프링(246)에 의해 흔들림방지케이스(241)의 내측으로 이동하려는 힘이 작용한다.

한편, 상기 흔들림방지케이스(241)의 내측면에는 전류가 흐르면 자기화되는 전자석부(247)가 결합되며, 흔들림방지케이스(241)의 내측면과 마주보는 이탈방지부(243)의 일측면에는 자성체로 이루어지는 접속판(248)이 결합된다.

상기 전자석부(247)는 차량의 배터리 또는 흔들림방지부(240)가 내부에 구비하는배터리와 전기적으로 연결되도록 구성될 수 있으며, 상기 전자석부(247)에 전류가 흐르면 전자석부(247)와 접속판(248)은 접촉되고, 전자석부(247)에 전류가 흐르지 않으면 전자석부(247)와 접속판(248)은 이격되도록 구성된다.

다시 말하면, 전자석부(247)에 전류가 흐르지 않을 때에는 흔들림방지스프링(246)이 당기고 있는 상태이므로 접촉부(244) 및 마찰부(245)가 최대한 인입된 상태를 유지하므로, 흔들림방지부(240) 전체는 수직지지부(217)의 내측면으로부터 떨어져 있으므로, 카메라 지지대(218)의 이동에 영향을 주지 않게 되는데, 차량이 영상 촬영을 위한 운행을 하지 않거나 차고에 입고되었을 때 전자석부(247)에 전류가 흐르지 않도록 조작할 수 있을 것이다.

이에 비해, 차량이 영상촬영을 위한 운행을 하는 경우 전자석부(247)에 전류가 흐르도록 조작하게 되는데, 전자석부(247)와 접속판(248)에 의해 흔들림방지스프링(246)의 탄성복원력을 극복하고 접촉부(244) 및 마찰부(245)가 수직지지부(217)의 내측면에 강하게 접촉되므로 카메라 지지대(218)가 움직이지 않고 고정될 수 있다.

즉, 본 발명에서는 카메라 지지대(218)가 이동차량에 결착되어 측량을 위한 이동하는 경우, 상기 흔들림방지부(240)의 전자석부(247)에 전류가 흐르도록 하여 흔들림방지부의 마찰부(245)가 수직지지부(217)의 내측면에 밀착함으로써, 차량으로부터 전달되는 진동을 감쇄할 뿐만 아니라, 카메라 지지대(218)와 결합모듈(210)의 고정적 지지가 용이하도록 하게 된다.

위와 같이 본 발명은 결합모듈(210)을 이용하여 광각 카메라(510)를 차량의 일측면에 강하게 고정하고, 카메라 지지대(218)의 흔들림을 방지함으로써, 차량의 이동 중에도 광각 카메라(510)를 정확히 제어하여 지형지물 등의 정확한 영상 데이터를 확보할 수 있는 장점이 있다.

도 10 내지 도 11은 본 발명의 일실시예에 의한 항공 이미지와 지상 이미지를 정밀하게 합성하는 영상처리시스템이 적재되는 차량이 지형지물을 촬영하는 모습을 나타낸 예시도이다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 광각 카메라(510)는 차량의 일측면의 상부에 배치되더라도 360도 회전하면서 촬영이 가능하므로, 차량의 전후좌우를 가리지 않고 영상 데이터의 획득이 가능하다.

또한, 광각 카메라(510)를 지지하는 카메라 지지대(218)의 전면, 일측면, 후면을 커버하는 공기 저항판(330)을 구비하여 차량(50) 주행시 외부에서 유입되는 공기의 저항을 저감하고, 특히 공기 저항판(330)의 공기 유로(331)를 통해 공기 저항을 최소화하여 카메라 지지대(218)의 흔들림 등을 방지할 수 있다.

한편, 본 발명의 고유한 특징으로, 그 구동시 6Khz ~ 14Khz의 주파수, 7Khz ~ 24Khz의 주파수, 16Khz ~ 27Khz의 주파수 및 29Khz ~ 43Khz의 주파수가 30~60초 단위로 순차적으로 반복되어 출력되는 초음파발진기(미도시)를 광각카메라(510) 주변의 차량(50) 상부에 설치할 수 있다. 이는 차량 주변에 벌레 등 해충이 날아들어 광각 카메라(510)로 촬영시 영상이미지에 해충이 찍히지 않게 하기 위함이다.

상기 6Khz ~ 14Khz의 주파수는 기어다니는 해충의 접근을 방지하기 위해 유효하고, 상기 7Khz ~ 24Khz의 주파수는 모기 등 여름해충의 접근 방지용으로 유효하며, 상기 16Khz ~ 27Khz의 주파수는 바퀴벌레 종류의 해충의 접근 방지용으로 유효하고, 상기 29Khz ~ 43Khz의 주파수는 작은 종류의 해충의 접근 방지용으로 유용하다고 할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 차량(50)의 상부에 배치되되, 압축공기를 발생시키는 콤프레셔를 통해 충전된 압축공기를 광각 카메라(510)가 위치하는 방향으로 분사 가능하도록 배치되는 에어 노즐과, 상기 에어노즐을 통해 분사되는 압축공기의 흐름을 제어하되 개도량을 가변할 수 있는 가변식 에어밸브를 구비하는 압축공기 분사기(미도시)를 구비할 수 있다.

상기 압축공기 분사기를 통해 광각 카메라(510)가 배치되는 방향으로 주기적으로 또는 랜덤하게 압축공기를 분사해 줌으로써, 광각 카메라(510)에 부착되어 있는 먼지, 수분 등 오염물질의 제거를 용이하게 하고, 해충의 접근을 방지하는 기능을 수행하여 보다 더 정밀한 영상데이터 획득을 가능하게 한다.

종국적으로 본 발명은 차량에 설치되고 영상처리를 위한 지상 이미지 확보용 영상카메라를 외부의 진동, 흔들림, 충격 등으로부터 영향을 받지 않도록 구성하여 영상이미지의 오류를 최소화하되, 실사를 촬영한 항공 이미지를 기반으로 하는 지도 제작시, 건물 등과 같은 지상물의 평면모습만을 지도에 표현해서, 이웃하는 다른 지상물에 대한 시각적인 간섭을 방지하며, 지상물의 배치모습을 사용자가 정확히 이해할 수 있도록 보정한 후, 오류가 최소화된 항공이미지 및 지상 이미지를 용이하게 합성처리할 수 있도록 하고, 그 결과로 매우 정밀하고도 정확한 영상합성을 수행할 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.

1: 이미지 DB 2: 이미지검색모듈
3: 출력모듈 3a: 터치스크린
4: 지점선택모듈 5: 이미지탐색모듈
6: 이미지편집모듈 7: 이미지도화모듈
10: 기준지상물 20: 수정지상물
10a: 기준지상물이미지 20a: 수정지상물이미지
30: 도로이미지
40 : 항공이미지 제공부 60 : GPS정보검출부
50 : 차량 70 : 영상이미지합성부
90 : 영상처리제어부 100 : 영상카메라부
210: 결합 모듈 211: 제1 수평결합패널
212: 제1 결합볼트 213: 상단 지지부
214: 제2 수평결합패널 215: 제2 결합볼트
216: 하단 지지부 217: 수직 지지부
218: 카메라 지지대 219: 완충바퀴
240: 흔들림방지부 241: 흔들림방지케이스
242: 흔들림방지로드 243: 이탈방지부
244: 접촉부 245: 마찰부
246: 흔들림방지스프링 247: 전자석부
248: 접속판 311: 결합 너트
330: 공기 저항판 331: 공기 유로
300 : 안테나부 310 : GPS수신부
320 : 평판원반 400 : 회전구동부
410 : 원반회전축 420 : 종동기어
430 : 주동기어 440 : 주동기어축
450 : 회동모터 460 : 고정브라켓
500 : 카메라부 510 : 광각 카메라
511: 조도센서 512: 태양광센서
513: 영상보정부

Claims

항공기를 이용하여 촬영된 2 차원 평면 이미지인 항공촬영 영상이미지를 판독, 편집, 갱신하여 영상처리제어부(90)에 제공하는 항공이미지제공부(40);
지형지물, 도로의 끝단 영상이미지를 포함하여 촬영하고, 이를 상기 영상처리제어부(90)에 전송하도록 차량(50)의 상부에 설치되는 영상카메라부(100);
상기 차량(50)의 상부에 설치되고 상기 영상카메라부(100)의 현재위치에 관한 데이터를 검출하여 상기 영상처리제어부(90)에 제공하는 GPS정보검출부(60); 및
상기 영상처리제어부(90)로부터 전송된 항공촬영 영상이미지를 상기 영상카메라부(100)에서 제공되는 영상이미지와 상기 GPS정보검출부(60)에서 제공되는 위치정보에 근거하여 3차원 영상이미지로 변환하는 영상이미지합성부(70); 를 포함하는 영상처리시스템에 있어서,
상기 항공이미지제공부(40)는,
GPS좌표가 적용된 항공촬영이미지 데이터와, 항공촬영이미지의 촬영 고도(h2) 정보와, 지상물의 높이 정보를 저장하는 이미지 DB(1);
상기 이미지 DB(1)의 데이터 및 정보를 검색하는 이미지검색모듈(2);
상기 이미지검색모듈(2)이 검색한 항공촬영이미지 데이터를, 입력기능을 갖는 터치스크린(3a)을 통해 출력하는 출력모듈(3);
상기 터치스크린(3a)에 출력되는 항공촬영이미지 내 지정된 한 쌍의 초기점(P1)과 한 쌍의 말기점(P2)의 좌표값을 확인하고, 상기 좌표값을 잇는 기준직선을 설정해서 초기점(P1)과 말기점(P2)으로 둘러싸인 범위를 도로이미지(30)의 범위로 확정하는 지점선택모듈(4);
상기 도로이미지(30)에 해당하는 픽셀의 지정색상을 확인하고, 상기 기준직선상에 도로이미지(30)의 지정색상과는 불일치한 픽셀들을 검색하고 이렇게 검색된 픽셀들 중 서로 동일한 색상으로 지정된 픽셀들을 연결해 경계로 확정해서 모서리로 한 후 상기 모서리를 수정지상물이미지(20a)의 기준점(a1 내지 a6)으로 설정하고, 수정지상물이미지(20a)가 도로이미지(30)를 덮은 영역 측의 방향으로 일직선 형상의 검색직선을 형성해서 출력모듈(3)을 통해 터치스크린(3a)에 출력하고, 사용자가 터치스크린(3a)에 출력된 검색직선상의 일지점을 지적해서 선택된 지점에 해당하는 픽셀의 지정색상을 확인한 후, 상기 지정색상과 동일한 색상으로 지정된 픽셀들을 확인해서 상기 픽셀들이 위치한 범위를 경계로 제한해 기준지상물이미지(10a)로 확정하며 상기 경계의 모서리에 기준지상물이미지(10a)의 기준점(b1 내지 b4)을 설정하고, 수정지상물이미지(20a)의 기준점(a1 내지 a6)을 통해 수정지상물이미지(20a)의 평면부 폭(w2)을 연산하는 이미지탐색모듈(5);
기준지상물(10)과 수정지상물(20) 간 중심거리(d)와 상기 항공촬영이미지의 촬영 고도(h2)와 수정지상물(20)의 높이(h1)를 확인해서 'tanθ= (h2 - h1) / d'에 대입해 촬영각(θ)을 연산하고, 수정지상물이미지(20a)의 평면부 폭(w2)과 촬영각(θ)을 'sin(90-θ) = w2/L2'에 대입해 수정된 평면부 폭(L2)을 연산하고, 수정지상물이미지(20a)의 수정 전 평면부 이미지를 분리해서 수정된 평면부 폭(L2)에 맞춰 그 크기를 조정하고, 수정지상물이미지(20a)의 측면부 이미지는 제거하는 이미지도화모듈(7); 및
상기 측면부 이미지가 제거된 항공촬영이미지에 수정된 평면부를 합성하고, 수정지상물이미지(20a)의 측면부 이미지 제거로 형성된 음영부분(D)의 GPS좌표를 확인해서 이미지 DB(1)에서 음영부분(D)의 실제이미지를 포함한 다른 항공촬영이미지를 이미지검색모듈(2)을 매개로 검색하고, 상기 다른 항공촬영이미지의 실제이미지를 크기 및 해상도를 일치시켜서 음영부분(D)에 합성하고, 이미지DB(1)의 항공촬영이미지 데이터를 갱신하는 이미지편집모듈(6);을 포함하며,
상기 영상카메라부(100)의 광각 카메라(510)를 차량(50)의 일측면 상부에 이격하여 고정결합하는 결합모듈(210);을 포함하되,
상기 결합모듈(210)은, 카메라 지지대(218), 제1 수평결합패널(211), 제1 결합볼트(212), 제2 수평결합패널(214), 제2 결합볼트(215), 결합너트(311), 수직 지지부(217), 상단 지지부(213), 하단 지지부(216), 흔들림 방지부(240) 및 공기 저항판(330)를 구비하고,
상기 광각 카메라(510)의 하단에 카메라 지지대(218)가 부착되되, 상기 카메라 지지대(218)의 상부 영역에 제1 수평결합패널(211)이 결합되고, 카메라 지지대(218)의 하부 영역에 제2 수평결합패널(214)이 결합되며,
상기 제1 수평결합패널(211)의 일측면으로 연장되는 제1 결합볼트(212)와, 제2 수평결합패널(214)의 일측면으로 연장되는 제2 결합볼트(215)가 각각 차량(50)의 차체에 형성되는 삽입공을 통해 삽입되어 차량(50)의 내부에서 결합너트(311)와 고정결합되고,
상기 제1 수평결합패널(211)와 제2 수평결합패널(214) 사이에 위치하여 수직방향으로 양자를 지지하는 2개의 수직 지지부(217)가 형성되되, 수직 지지부(217)는 4.3 ~ 8.7 중량%의 알루미늄(Al), 1.0 ~ 4.2 중량%의 구리(Cu), 0.1 ~0.2 중량%의 마그네슘(Mg), 0.2 ~ 0.3 중량%의 티타늄(Ti), 0.15 ~ 1.7 중량%의 규소(Si), 0.18 ~ 1.9 중량%의 니켈(Ni), 0.17 ~ 2.1 중량%의 지르코늄(Zr), 0.01 ~ 0.05 중량%의 탄소(C), 0.01 ~ 0.04 중량%의 인(P) 및 잔부의 아연(Zn)을 포함하는 고강도 아연-알루미늄 합금으로 형성되며,
상기 제1 수평결합패널(211)의 상단부에 설치되어 제1 수평결합패널(211)의 상부 방향 미동을 억제하는 상단 지지부(213)와, 상기 제2 수평결합패널(214)의 하단부에 설치되어 제2 수평결합패널(214)의 하부 방향 미동을 억제하는 하단 지지부(216)를 형성하고,
상기 수직지지부(217)와 카메라 지지대(218) 사이에서 형성되며, 카메라 지지대(218)의 흔들림을 방지하는 흔들림 방지부(240)를 포함하되,
상기 흔들림방지부(240)는, 카메라 지지대(218)의 측부에 결합되는 내부가 비어있는 원통형의 흔들림방지케이스(241); 흔들림방지케이스의 일측면을 관통하여 좌우로 이동 가능하도록 장착되는 흔들림방지로드(242); 흔들림방지로드의 일측 단부에 결합되어 흔들림방지로드가 흔들림방지케이스로부터 이탈되는 것을 방지하는 이탈방지부(243); 흔들림방지로드의 타측 단부에 결합되어 좌표기케이스의 내측면에 접촉될 수 있는 접촉부(244); 접촉부의 일면에 결합되는 다수의 반구형 마찰부(245); 및 이탈방지부와 흔들림방지케이스의 내측면 사이에 배치되어 흔들림방지로드에 탄성복원력을 제공하는 흔들림방지스프링(246); 을 구비하되, 상기 이탈방지부(243)와 접촉부(244)는 흔들림방지로드(242)에 직교하도록 배치되고, 상기 흔들림방지케이스의 내측면에는 전류가 흐르면 자기화되는 전자석부(247)가 결합되며, 흔들림방지케이스의 내측면과 마주보는 이탈방지부(243)의 일측면에는 자성체로 이루어지는 접속판(248)이 결합되어 형성되며,
상기 제1 수평결합패널(211)와 제2 수평결합패널(214)의 타측면에 결합되어 결합모듈(210)의 전면, 일측면 및 후면을 커버하되, 복수의 공기 유로(331)가 형성되어 외부에서 유입되는 공기의 저항을 줄이는 공기 저항판(330)을 포함하고,
상기 광각 카메라(510)의 렌즈 표면에, 지르코니움 옥시크로라이드, 틴 클로라이드, 티타늄 테트라이소프로폭사이드 및 질산을 혼합하여 교반한 후 증류수를 첨가 반응시켜 혼합물을 생성하고, 상기 혼합물 내의 물을 증발시킨 후 에탄올로 치환하여 고형분이 되도록 제조한 지르코니아-이산화주석-이산화티탄 복합 산화물 졸에, 글리시독시프로필 트리메톡시실란 실란커플링제 및 증류수를 첨가하여 제조되는 코팅액으로 형성되는 코팅층을 구비하며,
상기 카메라 지지대(218)는 차량(50)의 바퀴의 하면 보다 50~60cm의 범위에서 상부에 위치하도록 설치되고, 상기 카메라 지지대(218)의 전체 길이 중 하단부터 1/4~1/5의 길이 부분은 중금속 재질로 형성되되, 폴리우레탄 100 중량부에 대하여 스틸렌 수지 25 내지 40 중량부, 비닐계 수지 10 내지 25 중량부 및 파라핀 20 내지 30 중량부를 포함하는 물질로 코팅되며, 상기 카메라 지지대(218)의 하부에는 완충바퀴(219)를 구비하여 이동차량의 급격한 상하운동시 카메라 지지대(218) 및 결합모듈(210)의 손상을 방지하는 것을 특징으로 하는 항공 이미지와 지상 이미지를 정밀하게 합성하는 영상처리시스템.