KR102095226B1 - 촬영된 지형지물 영상 이미지의 정밀도를 향상시켜 처리하는 영상처리시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 촬영된 지형지물 영상 이미지의 정밀도를 향상시켜 처리하는 영상처리시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스테레오카메라를 이용하여 항공 촬영하고, 촬영된 영상을 스테레오 정합 및 위치자세를 이용하여 지도 좌표계로 절대 표정시킴으로써 정밀도를 높일 수 있도록 개선된 촬영된 지형지물 영상 이미지의 정밀도를 향상시켜 처리하는 영상처리시스템에 관한 것이다.
Description
본 발명은 영상처리 기술 분야 중 촬영된 지형지물 영상 이미지의 정밀도를 향상시켜 처리하는 영상처리시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스테레오카메라를 이용하여 항공 촬영하고, 촬영된 영상을 스테레오 정합 및 위치자세를 이용하여 지도 좌표계로 절대 표정시킴으로써 정밀도를 높일 수 있도록 개선된 촬영된 지형지물 영상 이미지의 정밀도를 향상시켜 처리하는 영상처리시스템에 관한 것이다.
항공기에서 확보된 지상의 다수 항공영상이미지는 위치정보(좌표정보)를 이용하여 정밀하게 결합시키는 영상처리(image processing)를 통하여 정교하게 합성되므로 대형의 영상이미지로 변환처리된다.
영상처리로 정교하게 합성 변환된 영상이미지를 이용하여 지상의 지형도(지형이미지)로 변환 또는 지도화한 것이 도화이미지이며, 이러한 지도이미지의 각 지점에 수치에 의한 해당 좌표정보, 위치정보, 수치정보를 반영한 것이 수치지도이고 수치지도는 수정도화방법, 해석도화방법 또는 수치도화방법 등으로 제작되는 것이 일반적이다.
그러므로, 항공기를 이용하여 확보된 다수의 항공영상이미지를 정교하게 합성하는 영상처리 기술은 지도 제작에 있어서 매우 중요한 기술 중에 하나이다.
특히, 영상처리에 의하여 다수의 항공촬영이미지를 정교하게 합성처리하기 위하여서는 지상의 해당 지역에 대한 정밀한 위치정보(좌표정보)를 신속하게 실측할 필요가 있고, 확보된 지상의 위치정보(좌표정보)는 정확하게 실시간으로 제공시켜 반영되도록 할 필요가 있다.
한편, 지도 또는 내비게이션의 배경(이하 '수치지도')은 촬영기술 및 영상이미지 처리기술의 발달에 힘입어 실사를 기반으로 제작되고 있다.
이러한 실사 기반을 위해 항공촬영이 이루어지고, 항공촬영된 이미지를 통해 지도 배경이 이루어진다. 즉, 일정고도에 위치한 항공기가 지상을 촬영하면서 영상이미지를 확보하는 것이다.
물론, 항공촬영은 고도에 따라 그 촬영면적이 한정되므로 넓은 범위에 대한 지도제작을 위해서 동일 구간에 대한 다수 개의 영상이미지를 확보하고, 이 영상이미지를 잇는 별도의 편집 및 영상처리 업무를 진행해야 한다.
그런데, 영상이미지는 지상으로부터 일정한 고도에 위치한 항공기에서 촬영된 것이므로 항공기의 연직 방향에 위치한 지상물을 제외하곤 이와 인접하는 다른 지상물들은 측면이 포함돼 촬영될 수 밖에 없다.
또한, 경우에 따라서는 어떤 촬영지역의 경우에는 정확한 영상 데이터를 확보하지 못해 재촬영해야 하는 경우도 허다하고, 재촬영 하더라도 원하는 정밀도의 영상 데이터를 얻지 못하는 경우도 있다.
이럴 경우, 지도제작에 많은 어려움을 겪게 되고, 이를 보정하기 위한 번거롭고 복잡한 처리 과정이 요구되므로 많은 불편이 따른다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 스테레오카메라를 이용하여 항공 촬영하고, 촬영된 영상을 스테레오 정합 및 위치자세를 이용하여 지도 좌표계로 절대 표정시킴으로써 정밀도를 높일 수 있도록 개선된 촬영된 지형지물 영상 이미지의 정밀도를 향상시켜 처리하는 영상처리시스템을 제공함에 그 주된 목적이 있다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 항공기에 탑재되는 스테레오카메라(100); 상기 스테레오카메라(100)와 무선통신망을 통해 통신하여 영상정보를 수신하는 영상처리서버(200); 상기 영상처리서버(200)에 연결되고 영상처리서버(200)의 제어신호에 따라 지역별 수치지도 정보를 입출력, 저장, 갱신, 삭제하는 지도데이터베이스(210); 상기 영상처리서버(200)와 연결되어 스테레오카메라(100)가 획득한 영상을 정합시켜 3차원 형상 정보로 생성하는 정합기(220); 상기 영상처리서버(200)와 연결되어 스테레오카메라(100)가 획득한 영상을 지도좌표계로 절대 표정시키는 맵핑기(230); 상기 맵핑기(230)에서 절대 표정된 정보를 따로 저장하여 추후 지도데이터베이스(210)를 갱신할 수 있도록 하는 관리용 메모리(240); 모듈 혹은 보드 형태인 지도데이터베이스(210), 정합기(220), 맵핑기(230), 관리용 메모리(240)가 실장되는 케이스(250);를 갖추어 촬영된 지형지물 영상 이미지의 정밀도를 향상시켜 처리하는 영상처리시스템에 있어서,
상기 케이스(250)의 천정에는 제1환기통(410) 및 제2환기통(420)이 더 설치되며; 상기 제1환기통(410) 내부에는 실리카겔(G)이 채워지고, 상기 실리카겔(G)의 상부에는 배기팬(412)이 설치되어 제1환기통(410)에 내장되며; 상기 제2환기통(420) 내부에는 실리카겔(G)이 채워지고, 상기 실리카겔(G)의 상부에는 급기팬(422)이 설치되어 제2환기통(420)에 내장되며; 상기 제1,2환기통(410,420)은 연결통(430)에 의해 서로 연결되고, 상기 연결통(430)의 길이 일부에는 환기챔버(440)가 설치되며; 상기 환기챔버(440) 내부에는 원추형상의 필터(442)가 설치되고; 상기 필터(442) 외곽에는 실리카겔(G)이 충진되며; 실리카겔(G)이 채워진 부위의 환기챔버(440)에는 통기공(444)이 형성된 것을 특징으로 하는 촬영된 지형지물 영상 이미지의 정밀도를 향상시켜 처리하는 영상처리시스템을 제공한다.
상기 케이스(250)의 천정에는 제1환기통(410) 및 제2환기통(420)이 더 설치되며; 상기 제1환기통(410) 내부에는 실리카겔(G)이 채워지고, 상기 실리카겔(G)의 상부에는 배기팬(412)이 설치되어 제1환기통(410)에 내장되며; 상기 제2환기통(420) 내부에는 실리카겔(G)이 채워지고, 상기 실리카겔(G)의 상부에는 급기팬(422)이 설치되어 제2환기통(420)에 내장되며; 상기 제1,2환기통(410,420)은 연결통(430)에 의해 서로 연결되고, 상기 연결통(430)의 길이 일부에는 환기챔버(440)가 설치되며; 상기 환기챔버(440) 내부에는 원추형상의 필터(442)가 설치되고; 상기 필터(442) 외곽에는 실리카겔(G)이 충진되며; 실리카겔(G)이 채워진 부위의 환기챔버(440)에는 통기공(444)이 형성된 것을 특징으로 하는 촬영된 지형지물 영상 이미지의 정밀도를 향상시켜 처리하는 영상처리시스템을 제공한다.
삭제
본 발명에 따르면, 스테레오카메라를 이용하여 항공 촬영하고, 촬영된 영상을 스테레오 정합 및 위치자세를 이용하여 지도 좌표계로 절대 표정시킴으로써 정밀도를 높일 수 있도록 개선된 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 촬영된 지형지물 영상 이미지의 정밀도를 향상시켜 처리하는 영상처리시스템의 기본구성을 보인 블럭도이다.
도 2는 본 발명에 따른 촬영된 지형지물 영상 이미지의 정밀도를 향상시켜 처리하는 영상처리시스템의 케이스 냉각구조를 보인 예시적인 단면도이다.
도 3은 도 2의 케이스 천정에 설치되는 환기수단의 예시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 촬영된 지형지물 영상 이미지의 정밀도를 향상시켜 처리하는 영상처리시스템의 케이스 냉각구조를 보인 예시적인 단면도이다.
도 3은 도 2의 케이스 천정에 설치되는 환기수단의 예시도이다.
이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 촬영된 지형지물 영상 이미지의 정밀도를 향상시켜 처리하는 영상처리시스템을 구현하기 위해 항공기에 탑재되는 스테레오카메라(100); 상기 스테레오카메라(100)와 무선통신망을 통해 통신하여 영상정보를 수신하는 영상처리서버(200); 상기 영상처리서버(200)에 연결되고 영상처리서버(200)의 제어신호에 따라 지역별 수치지도 정보를 입출력, 저장, 갱신, 삭제하는 지도데이터베이스(210); 상기 영상처리서버(200)와 연결되어 스테레오카메라(100)가 획득한 영상을 정합시켜 3차원 형상 정보로 생성하는 정합기(220); 상기 영상처리서버(200)와 연결되어 스테레오카메라(100)가 획득한 영상을 지도좌표계로 절대 표정시키는 맵핑기(230); 맵핑된 지도정보를 따로 저장하여 추후 지도데이터베이스(210)를 갱신할 수 있도록 하는 관리용 메모리(240);를 포함한다.
이러한 시스템을 이용하여 영상을 정밀하게 처리하는 방법은 먼저, 스테레오카메라(100)를 이용하여 항공 촬영한다.
이때, 스테레오카메라(100)는 스테레오 정합을 통해 지도 정밀도를 높이기 위해 사용되는 카메라로서, 스테레오 정합은 인간 시각 체계의 거리 추출 능력을 자동화하기 위한 컴퓨터 시각 분야 중 하나이다.
이러한 스테레오 정합기술은 초음파와 레이저를 광원으로 사용하여 빛의 비행시간과 속도의 함수로써 거리를 측정하는 것보다 효과적이고 실제 응용 환경의 제약을 적게 받는다는 장점 때문에 의료 영상, 공장 자동화 및 지도 제작에 널리 이용되어 오고 있다.
스테레오카메라(100)를 통해 거리 정보를 얻기 위한 기본 단계는 영상 획득, 특징 추출, 스테레오 정합, 변위 추정, 변위로 부터의 거리 계산 등으로 이루어지는 여기에서 가장 중요한 인자는 특징으로 사용될 정합요소의 선택과 그 요소에 적절한 정합 전략을 구하는 것이라 할 수 있다.
이렇게 활용되는 스테레오카메라(100)를 통한 항공 촬영이 이루어지면, 촬영된 영상을 영상처리서버(200)로 송신한다.
그리고, 영상처리서버(200)로 수신된 스테레오 영상은 정합기(220)를 통해 3차원 형상 정보로 생성된다.
이와 같이, 스테레오 정합영상이 생성되면 스테레오 정합영상을 통해 뎁스맵(Depthmap)을 출력한다.
이후, 맵핑기(230)는 뎁스맵을 이용하여 지도좌표계로 절대 표정(Absolute Orientation)한다.
이때, 맵핑기(230)는 지도데이터베이스(210)에서 대응되는 좌표상의 지도정보를 불러와 2D 영상에서 특징점을 찾고, 절대 표정된 지도 정보에서 대응되는 특징점을 찾아 상호 매칭을 통해 영상간의 연결성을 확보한다.
그런 다음, 맵핑기(230)를 통해 처리된 지도정보를 따로 관리용 메모리(240)에 저장한다.
이 과정은 추후 지도데이터베이스(210)를 갱신할 때 활용된다.
이렇게 처리됨으로써 촬영된 항공 영상을 보다 정밀하게 가공처리할 수 있게 된다.
아울러, 상기 영상처리서버(200)를 포함한 지도데이터베이스(210), 정합기(220), 맵핑기(230), 관리용 메모리(240)는 케이스(250) 내부에 모듈 혹은 보드 형태로 실장된다.
때문에, 장시간 사용시 케이스(250) 내부는 고열이 발열되어 오래 사용하면 할수록 열화되기 쉽고, 열화에 의해 신호처리 불량이 발생하기 쉽다.
이를 해소하기 위해, 본 발명에서는 도 2의 예시와 같이, 상기 케이스(250)에 간접공기냉각기(300)를 부가 설치하여 효과적인 냉각작용이 이루어지도록 구성된다.
상기 간접공기냉각기(300)는 케이스(250)의 양측면을 각각 관통하여 단부가 케이스(250) 내부로 노출되게 고정된 다수의 공냉파이프(310)를 포함한다.
이때, 상기 공냉파이프(310)의 일단은 단차 가공되어 직경이 작은 끼움고정부(312)가 더 형성된다.
또한, 상기 공냉파이프(310)의 타단은 내부가 빈 중공부(314)를 갖고 개방된 개방단으로 형성되며, 개방단이 케이스(250) 내부에 노출되도록 케이스(250)의 측판을 관통하여 고정된다.
따라서, 케이스(250) 내부의 열기는 상기 공냉파이프(310)의 개방단을 통해 중공부(314) 속으로 들어가게 되고, 그 속에서 열교환된 후 다시 빠져나오는 과정을 반복하면서 간접 냉각되게 된다.
그리고, 상기 끼움고정부(312)에는 쿨링원통(320)이 끼워지고, 쿨링원통(320)을 관통한 끼움고정부(312)의 단부에는 고무링(316)이 끼워져 쿨링원통(320)이 이탈되지 않게 고정지지 하게 된다.
이 경우, 고무링(316)은 견고한 고정력을 제공하는 것이 아니라, 쿨링원통(320)이 격자형으로 엮여 형성되므로 그냥 걸림 기능 정도만 해도 쉽게 빠지지 않기 때문에 고무링(316)으로 걸림 기능만 하도록 구성하면 된다.
아울러, 상기 쿨링원통(320)은 상기 공냉파이프(310)의 갯수에 대응되게 조립되고, 서로 링크관(330)에 의해 연통되게 연결되며, 내부는 공기가 흐를 수 있도록 비어 있는 상태로 유지된다.
또한, 상기 쿨링원통(320)은 링크관(330)에 의해 연결되어 대략 격자 형태를 갖게 되며, 그 중에서 일측이 공기펌프(340)와 연통되게 연결되어 공기펌프(340)를 통해 냉각공기를 공급받을 수 있도록 구성된다.
따라서, 공기펌프(340)에 의해 펌핑된 공기는 실외 공기로서 케이스(250) 내부의 공기보다 온도가 낮기 때문에 이 공기가 순환하면서 공냉파이프(310)의 중공부(314)에 위치한 내부공기와 간접 열교환되어 내부공기를 냉각시키게 된다.
때문에, 상기 공냉파이프(310)와 상기 쿨링원통(320)은 열전도도가 우수한 소재, 바람직하게는 동, 알루미늄으로 제조됨이 바람직하다.
뿐만 아니라, 상기 공냉파이프(300)의 일부는 외기중에 노출된 상태이므로 이 부분을 통해서도 간접 열교환에 의해 냉각이 이루어진다.
즉, 본 발명은 이중 간섭 열교환에 의한 냉각 작용이 일어나게 된다.
나아가, 도 3의 예시와 같이 케이스(250) 내부 공기의 외기 혼합을 위해 케이스(250)의 천정에는 제1환기통(410) 및 제2환기통(420)이 더 설치된다.
그리고, 상기 제1환기통(410)에는 실리카겔(G)이 채워지고, 그 상측에는 배기팬(412)이 설치된다.
또한, 상기 제2환기통(420)에는 실리카겔(G)이 채워지고, 그 상측에는 급기팬(422)이 설치된다.
아울러, 상기 제1,2환기통(410,420)의 상면은 연결통(430)에 의해 서로 연결되고, 상기 연결통(430)의 길이 일부에는 환기챔버(440)가 설치된다.
특히, 상기 환기챔버(440) 내부에는 원추형상의 필터(442)가 설치되고, 상기 필터(442) 외곽에는 실리카겔(G)이 충진되며,실리카겔(G)이 채워진 부위의 환기챔버(440)에는 통기공(444)이 형성된다.
따라서, 제1환기통(410)에서 배기팬(412)이 회전하여 케이스(250) 내부의 공기를 배기시키면 이 배기공기는 환기챔버(440)를 타고 빠른 속도로 이동하면서 통기공(444)을 통해 제습된 상태로 흡입된 외기와 함께 급기팬(422)을 타고 제2환기통(420)을 거쳐 케이스(250) 내부로 다시 들어오게 된다.
이때, 실리카겔(G)은 실내,외 공기에 함유된 수분을 모두 흡수하여 제습하기 때문에 수분에 의해 발생되는 쇼트 문제는 차단된다.
이와 같은 방식으로 환기되기 때문에 내부열 해소에도 도움을 주어 성능 열화를 막을 수 있다.
특히, 먼지 유입을 차단하기 때문에 더스트에 의한 단락을 방지하는 효과를 얻는다.
100: 스테레오카메라
200: 영상처리서버
200: 영상처리서버
Claims (1)
- 항공기에 탑재되는 스테레오카메라(100); 상기 스테레오카메라(100)와 무선통신망을 통해 통신하여 영상정보를 수신하는 영상처리서버(200); 상기 영상처리서버(200)에 연결되고 영상처리서버(200)의 제어신호에 따라 지역별 수치지도 정보를 입출력, 저장, 갱신, 삭제하는 지도데이터베이스(210); 상기 영상처리서버(200)와 연결되어 스테레오카메라(100)가 획득한 영상을 정합시켜 3차원 형상 정보로 생성하는 정합기(220); 상기 영상처리서버(200)와 연결되어 스테레오카메라(100)가 획득한 영상을 지도좌표계로 절대 표정시키는 맵핑기(230); 상기 맵핑기(230)에서 절대 표정된 정보를 따로 저장하여 추후 지도데이터베이스(210)를 갱신할 수 있도록 하는 관리용 메모리(240); 모듈 혹은 보드 형태인 지도데이터베이스(210), 정합기(220), 맵핑기(230), 관리용 메모리(240)가 실장되는 케이스(250);를 갖추어 촬영된 지형지물 영상 이미지의 정밀도를 향상시켜 처리하는 영상처리시스템에 있어서,
상기 케이스(250)의 천정에는 제1환기통(410) 및 제2환기통(420)이 더 설치되며; 상기 제1환기통(410) 내부에는 실리카겔(G)이 채워지고, 상기 실리카겔(G)의 상부에는 배기팬(412)이 설치되어 제1환기통(410)에 내장되며; 상기 제2환기통(420) 내부에는 실리카겔(G)이 채워지고, 상기 실리카겔(G)의 상부에는 급기팬(422)이 설치되어 제2환기통(420)에 내장되며; 상기 제1,2환기통(410,420)은 연결통(430)에 의해 서로 연결되고, 상기 연결통(430)의 길이 일부에는 환기챔버(440)가 설치되며; 상기 환기챔버(440) 내부에는 원추형상의 필터(442)가 설치되고; 상기 필터(442) 외곽에는 실리카겔(G)이 충진되며; 실리카겔(G)이 채워진 부위의 환기챔버(440)에는 통기공(444)이 형성된 것을 특징으로 하는 촬영된 지형지물 영상 이미지의 정밀도를 향상시켜 처리하는 영상처리시스템.
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|---|---|---|---|
| KR1020190174721A KR102095226B1 (ko) | 2019-12-26 | 2019-12-26 | 촬영된 지형지물 영상 이미지의 정밀도를 향상시켜 처리하는 영상처리시스템 |
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| KR1020190174721A KR102095226B1 (ko) | 2019-12-26 | 2019-12-26 | 촬영된 지형지물 영상 이미지의 정밀도를 향상시켜 처리하는 영상처리시스템 |
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| KR102095226B1 true KR102095226B1 (ko) | 2020-04-01 |
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ID=70276221
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