KR102174827B1

KR102174827B1 - 지피에스와 아이엔에스를 이용하여 정밀한 이미지를 획득할 수 있는 항공촬영시스템

Info

Publication number: KR102174827B1
Application number: KR1020200095298A
Authority: KR
Inventors: 양선호
Original assignee: (주)디에스정보기술
Priority date: 2020-07-30
Filing date: 2020-07-30
Publication date: 2020-11-05

Abstract

본 발명은 항공촬영시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지상의 지형지물을 촬영할 수 있도록 연직카메라와 측방카메라를 구비한 촬영부, 측방카메라의 촬영각을 연산하고 비행선의 현 위치와 고도를 확인하며 줌렌즈장치를 조정하는 전산부 및 비행선의 고도를 계측하고, 계측된 고도를 전산부에게 전송하는 고도계측기를 포함하는 항공계측부를 포함하는 것을 특징으로 하여, 편리하고 경제적이면서 측면이미지 정보를 일괄적으로 확보할 수 있고, 조류의 접근을 원천적으로 차단할 수 있는 지피에스와 아이엔에스를 이용하여 정밀한 이미지를 획득할 수 있는 항공촬영시스템에 관한 것이다.

Description

지피에스와 아이엔에스를 이용하여 정밀한 이미지를 획득할 수 있는 항공촬영시스템{PHOTOFLIGHT SYSTEM FOR ACQUIRING PRECISE IMAGE USING GPS AND INS}

본 발명은 항공촬영시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 평면 이미지와 측면 이미지를 동시에 확인할 수 있으므로 해당 지역에 대한 이해도를 향상시킬 수 있는 지피에스와 아이엔에스를 이용하여 정밀한 이미지를 획득할 수 있는 항공촬영시스템에 관한 것이다.

항공촬영기술은 크게 조종사와 촬영사가 비행기 조종석과 카메라 옆에 착석하여 촬영하는 유인촬영과 모형 헬리콥터나 비행선과 같이 사람을 태울 수 없는 기체에 무선송수신 제어기를 장착하여 무선으로 비행기를 조종하면서 촬영하는 무인촬영기술로 구분된다.

항공촬영시스템은 촬영기기가 장착된 비행기를 이용하여 촬영계획 지역으로 비행사가 해당 촬영구역 경로를 따라 비행기를 조종하여 이동하면 촬영사가 촬영 장치를 이용해 자료를 취득할 수 있도록 비행기, 촬영장비, 자동항법장치로 구성된다.

비행선촬영시스템은 항공측량방법이나 원격탐측기법의 고비용, 과다한 시간소요, 데이터취득절차의 복잡함을 해소하기 위한 방법으로서 수소 및 헬륨과 같이 가벼운 기체를 채울 수 있는 비행선 기낭과, 추진 및 제어기, 엔진을 탑재하고 있는 곤돌라, 영상을 획득할 수 있는 촬영시스템, 지상관제시스템, 조종기로 구성되어 있다.

위와 같은 촬영시스템의 촬영 당시 공간적 위치 및 축척, 촬영고도를 고려하기 위해서는 GPS가 필요하다. GPS를 이용한 3차원 위치측정은 GPS위성들로부터 송신되는 전파를 수신하여 각 위성들로부터의 도달되는 시간과 위성신호를 이용해 3차원적인 위치를 계산하는 방법이다.

관성항법(Inertial navigation)이란 운항체에 부착된 관성 센서의 출력 물리량(각속도 및 가속도)을 이용해 항체의 위치, 속도 및 자세를 알아내는 것으로 기본원리는 뉴턴의 운동 법칙을 기반으로 힘과 가속도 및 속도, 변위와 관계된 미분 방정식으로부터 항법해를 구하는 것이다.

관성항법을 이용한 시스템을 통해 운항체의 위치, 속도 및 자세를 알아내는 방법은 GPS 수신기를 이용하여 3차원 좌표를 구하는 방법으로 구할 수 없는 항공기의 상태 및 각속도에 대한 정보를 얻을 수 있어 영상자료 취득 과정에서 무선 조종기를 이용하는 사람이 파악하기 어려운 항공기의 미묘한 자세변위를 사전에 파악하여 조종을 원활하게 한다.

그러나 INS 장비는 초기화한 시간으로부터 멀어질수록 오차가 누적되어 커지는 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하기 위해서 3차원적인 위치정보를 GPS수신기로부터 구하고 운항체의 위치, 속도 및 자세에 대한 정보를 GPS 수신간격마다 초기화하여 오차가 누적되어 취득되는 것을 보완한 방식이 GIS/INS 방식으로서, GPS수신기로부터의 정확한 3차원 위치자료와 정교한 운항체의 위치, 속도 및 자세 정보를 두 시스템의 문제점을 해결하면서 동시에 취득할 수 있다.

현재 GPS/INS를 차량에 장착하여 지상에서 촬영과 함께 공간정보를 취득하는 방법이 제안되고 있으나, GPS수신기의 단점 중의 하나인 다중반사파로 인해 건물의 밀집도가 높은 도심지에서는 위치 정확도가 불량해진다는 단점이 있다.

한편, 항공기(또는 비행선)에서 지면을 연직 방향으로 촬영하면 사용자는 지형지물의 평면만을 확인할 수밖에 없다. 그러나 대부분의 사용자는 지형지물의 지형지물의 모습을 실제로 본 경험이 없고, 단지 지형지물의 위치와 배치 구조 등에 대한 연상으로만 수치지도를 파악하여야 하므로 공간 지각 능력과 인지 능력이 떨어지는 사용자는 평면을 촬영한 촬영이미지 기반의 지도를 보고 실제 지형에 적용하면서 이해하는데 어려움이 있다.

또한, 평면 모습이 촬영된 지형지물은 그 높이가 모두 동일해 보이므로, 해당 지역에 익숙한 지도 사용자도 고도정보가 전무한 지도를 이해하는데 많은 불편이 있다. 이러한 불편함을 해소하기 위해 지형지물의 측면을 촬영하여 지도를 입체화하는 시도가 있다.

그러나 특정 지형지물의 측면을 촬영할 경우엔 동일한 고도에서도 평면에 비해 원거리 촬영이 이루어져야 하므로 촬영을 모두 마친 후 각 이미지들을 개별적으로 배율 조정을 하여 편집해야 하는 번거로움이 있다.

아울러, 종래 항공촬영을 통해 입체 영상을 표현하는 시스템은 측면 촬영용 카메라에 의존하여 지형지물의 높이정보를 추산하므로 정밀한 높이 표현을 하는 것에는 한계가 있다.

상기의 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, 편리하고 경제적이면서 측면이미지 정보를 일괄적으로 확보할 수 있고, 조류의 접근을 원천적으로 차단할 수 있는 지피에스와 아이엔에스를 이용하여 정밀한 이미지를 획득할 수 있는 항공촬영시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 완충부를 이용하여 연직카메라가 외부의 충격이나 진동에 의해 흔들리는 것을 방지할 수 있는 지피에스와 아이엔에스를 이용하여 정밀한 이미지를 획득할 수 있는 항공촬영시스템을 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.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 지상의 지형지물을 촬영할 수 있도록 연직카메라와 측방카메라를 구비한 촬영부; 측방카메라의 촬영각을 연산하고 비행선의 현 위치와 고도를 확인하며 줌렌즈장치를 조정하는 전산부; 및 비행선의 고도를 계측하고, 계측된 고도를 전산부에게 전송하는 고도계측기를 포함하는 항공계측부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 지피에스와 아이엔에스를 이용하여 정밀한 이미지를 획득할 수 있는 항공촬영시스템에서 상기 촬영부는, 비행선의 하부면에 결합되는 구동부; 구동부의 하부면에 장착되는 고정브라켓; 고정브라켓의 하부에 탈착 가능하도록 삽입되는 회전탈착부; 회전탈착부의 하면에 결합되는 완충부; 완충부의 하부에 고정 결합되어 연직 방향으로 지면을 촬영하는 연직카메라; 구동부의 측부에 좌우로 이동 가능하도록 결합되는 한 쌍의 이동대; 이동대의 하부에 힌지를 매개로 회동 가능하도록 장착되는 다수의 지지부; 지지부의 하부에 결합되는 하우징; 하우징에 결합되며 연직 방향에 대해 미리 정해진 촬영각을 가질 수 있는 측방카메라; 측방카메라에 탑재되는 줌렌즈장치; 하우징의 외주면에 결합된 베어링을 매개로 회전 가능하게 결합되며 반구형상을 가지고 내면에 알루미늄이 코팅된 반사갓; 및 반사갓의 내면에 장착되며, 연직카메라와 측방카메라에 간섭되지 않는 위치에서 반경 방향으로 120°의 간격을 두고 배치되는 초음파발진유닛; 를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따른 지피에스와 아이엔에스를 이용하여 정밀한 이미지를 획득할 수 있는 항공촬영시스템에서 상기 전산부는, 지지부의 유압실린더에 가해지는 유압을 측정하는 유압측정기; 유압측정기로부터 입력된 정보를 통해 측방카메라의 촬영각을 연산하는 촬영각연산모듈; 비행선에 장착된 GPS 수신 안테나로부터 GPS 좌표를 수신하여 비행선의 현 위치를 확인하는 GPS 확인모듈; 항공계측부와 통신하면서 비행선의 고도를 수신해 확인하는 위치확인모듈; 위치확인모듈에서 확인한 고도와 연직카메라의 측부에 설치된 레이저거리측정기를 통해 측정된 거리 정보를 이용하여 지형지물의 높이 정보를 보정하는 높이보정모듈; 측방카메라의 촬영각과 고도를 수신해 연산하여 측방카메라의 촬영거리를 연산하는 촬영거리연산모듈; 측방카메라의 촬영거리와 고도에 상응하도록 줌렌즈장치를 조정하여 측방카메라의 촬영배율과 연직카메라의 촬영배율이 일치되게 처리하는 줌렌즈장치 조정모듈; 및 GPS 확인모듈과 촬영각연산모듈로부터 촬영 지역의 GPS 및 촬영각 정보를 확인 받아 연직카메라와 측방카메라로부터 전송되는 해당 촬영이미지 데이터에 입력하고, 위치확인모듈에서 확인한 고도와 촬영각연산모듈에서 확인한 촬영각을 연산해서 연직카메라와 측방카메라가 동일지점을 촬영하게 되는 비행선의 이동거리를 확인하며, 연직카메라가 촬영한 촬영이미지 데이터와 연직카메라의 촬영지점을 중심으로 서로 이동거리만큼 떨어진 지점에서 측방카메라가 각각 촬영한 촬영이미지 데이터를 상호 링크하여 저장하는 데이터분류모듈; 을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따른 지피에스와 아이엔에스를 이용하여 정밀한 이미지를 획득할 수 있는 항공촬영시스템에서 상기 지지부는 각각 유압실린더에 의해 접철 및 전개가 가능하고, 상기 하우징에는 수평센서가 장착되며, 각각의 유압실린더가 개별적으로 지지부를 접철 또는 전개하여 하우징과 측방카메라가 기울어지면, 수평센서가 이를 실시간으로 관측하여 산출연산된 산출값과 실측값을 비교하여 촬영각을 최종 확인할 수 있도록 실측값을 촬영각연산모듈로 전송하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따른 지피에스와 아이엔에스를 이용하여 정밀한 이미지를 획득할 수 있는 항공촬영시스템에서 상기 완충부는, 회전탈착부의 하면에 결합되는 완충상판; 완충상판의 하부에 미리 정해진 간격을 두고 이격하여 배치되는 완충하판; 및 완충상판과 완충하판의 사이에 장착되어 상하방향으로 탄성복원력을 제공하는 완충탄성부; 를 포함하며, 상기 완충상판의 네 귀퉁이에는 ‘U’자형 홈을 형성하는 4개의 상판연장부가 하부를 향해 돌출 연장되고, 완충하판의 네 귀퉁이에는 ‘U’자형 홈을 형성하는 4개의 하판연장부가 상부를 향해 돌출 연장되며, 상판연장부는 하판연장부보다 상대적으로 내측에 배치되어 상판연장부와 하판연장부가 마주보는 부분에 소정의 공간이 형성되고, 상판연장부와 하판연장부가 형성하는 소정의 공간에는 좌우탄성부가 삽입되어 완충상판과 완충하판에 전후좌우 방향으로 탄성복원력을 제공하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따른 지피에스와 아이엔에스를 이용하여 정밀한 이미지를 획득할 수 있는 항공촬영시스템에서 상기 회전탈착부는, 완충부의 상부에 결합되며 경질 소재로 이루어지는 탈착몸체부; 및 탈착몸체부의 상부에 결합되며 신축성 있는 소재로 이루어지는 탈착체결부; 를 포함하며, 상기 탈착몸체부는, 완충상판의 상부에 결합되는 탈착하판; 탈착하판의 중앙부로부터 상부를 향해 길게 연장되는 탈착회전축; 및 탈착회전축의 상단에 장착되어 탈착회전축의 회전을 제어하는 회전제어부; 를 포함하고, 상기 탈착체결부는, 탈착하판의 상부에 결합되는 탈착상판; 탈착상판의 상부에 반구형으로 형성되며 탈착회전축을 감싸도록 배치되는 탈착신축부; 탈착신축부의 양측에 형성되며 탁착신축부가 오므라들거나 펼쳐질 수 있도록 외력을 가할 수 있는 탈착외력부; 탈착외력부의 측부에 돌출 형성되는 회전가이드부; 및 탈착신축부의 상부에 십(十)자 형태로 천공되는 탈착천공부; 를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따른 지피에스와 아이엔에스를 이용하여 정밀한 이미지를 획득할 수 있는 항공촬영시스템에서 상기 회전제어부는, 탈착회전축의 상단에 결합되며 내부가 비어있는 회전제어몸체; 회전제어몸체의 내측 일단에 결합되는 제1스프링; 제1스프링의 단부에 결합되는 제1슬라이더; 제1슬라이더의 단부에 결합되며 회전제어몸체 외부로 노출되거나 회전제어몸체 내부에 수납될 수 있는 제1구체; 회전제어몸체의 내측 타단에 결합되는 제2스프링; 제2스프링의 단부에 결합되는 제2슬라이더; 및 제2슬라이더의 단부에 결합되며 회전제어몸체 외부로 노출되거나 회전제어몸체 내부에 수납될 수 있는 제2구체; 를 포함하고, 상기 제1슬라이더의 일측부에는 전류가 흐르면 자기화되는 전자석부가 장착되고, 제1슬라이더의 일측부와 마주보는 제2슬라이더의 일측부에는 자성체가 장착되며, 전자석부에 전류가 흐르면 제1슬라이더와 제2슬라이더가 접촉 고정되어 제1구체와 제2구체가 회전제어몸체의 외부에 노출된 상태에서 고정되는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따른 지피에스와 아이엔에스를 이용하여 정밀한 이미지를 획득할 수 있는 항공촬영시스템에서 상기 고정브라켓은, 구동부의 저면에 결합되며 회전탈착부의 탈착체결부가 삽입될 수 있도록 삽입공간이 형성된 고정몸체; 및 고정몸체의 내측 삽입공간의 상단에 배치되며 회전제어부가 회전 가능하도록 수용되는 회전수용부; 를 포함하며, 상기 삽입공간의 중앙부에는 그 둘레를 따라 가이드홈이 함몰 형성되어 회전가이드부가 수용될 수 있고, 회전수용부의 내측면에는 다수의 걸림홈이 함몰 형성되어 제1구체와 제2구체가 수용될 수 있는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명은, 지피에스와 아이엔에스 비행선 촬영시스템을 이용하여 현장에 인력을 투입하지 않고도 이미지자료와 공간정보를 취득할 수 있으므로 더욱 경제적이고 작업 효율성이 높아 짧은 시간 안에 방대한 지역을 대상으로 항공촬영이미지를 획득할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 1회의 운항만으로도 사용자가 선택한 특정 지역에 대한 측면 이미지 정보를 쉽게 획득할 수 있으며, 동일한 지형지물에 대한 측면 이미지와 평면 이미지가 정확한 촬영 배율로 촬영되므로 확보된 항공촬영이미지를 추후 재편집하는 번거로움을 해소할 수 있다는 장점이 있다.

아울러, 본 발명은 레이저거리측정기를 통해 지형지물의 연직 방향 거리를 측정할 수 있으므로 측방카메라에서 측정된 높이 정보를 보정하여 보다 정밀한 입체 정보를 표현할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 초음파발사기를 이용하여 촬영 방해 요소인 조류의 접근을 원천적으로 차단할 수 있으므로 더욱 고품질의 촬영이 가능하고, 특히 초음파발사기가 불규칙한 패턴으로 작동하므로 조류의 학습 효과를 현저히 낮추어 조류 퇴치 효과를 오래 지속할 수 있다는 장점이 있다.

나아가, 본 발명은 완충부를 이용하여 카메라가 외부의 충격이나 진동에 의해 흔들리는 것을 방지할 수 있으므로 촬영이미지 획득 작업의 정확성이 현저히 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 적용되는 GPS/INS 비행선을 이용하여 자동으로 운영되는 영상자료 및 공간정보의 취득방법을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 지피에스와 아이엔에스를 이용하여 정밀한 이미지를 획득할 수 있는 항공촬영시스템의 각 구성을 도시한 블록도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 촬영부의 모습을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 완충부의 전체적인 모습을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 회전탈착부의 전체적인 모습을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 회전탈착부를 위에서 바라본 모습을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 회전제어부의 내부 모습을 도시한 단면도.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 고정브라켓의 모습을 도시한 종단면도.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 고정브라켓을 아래에서 바라본 모습을 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 바람막이부의 각 구성이 분해된 모습을 도시한 도면.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 바람막이부가 작동되는 모습을 예시적으로 도시한 단면도.

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 발명에 적용되는 GPS/INS 비행선을 이용하여 자동으로 운영되는 영상자료 및 공간정보의 취득방법을 개략적으로 도시한 도면이다.

비행선 본체에 장착된 INS 시스템에서 X축은 비행체의 longitudinal axis (roll), Y축은 right wing(pitch), Z축은 아래방향(yaw) 회전요소이다. GPS/INS 비행선의 곤돌라에 장착된 카메라 초점의 3차원 위치 (X0, Y0, Z0) 값은 GPS 안테나를 통해 수신된 시그널을 계산한 3차원 위치와 GPS 안테나와 카메라 초점 위치의 3차원적인 거리의 차의 보정을 통해 계산되고, 영상자료가 취득되는 순간에 GPS/INS 공간정보가 함께 획득된다.

또한, 위에서 획득된 공간정보(GPS/INS data)는 자동촬영시스템(CCNPS : Computer Controlled Navigation and Photographing System)에 입력되고, 이어서 해당 코스(a코스)에 진입해 계획했던 3차원적 위치좌표를 따라 이동하면서 새로운 영상자료 및 공간정보를 획득한다.

GPS/INS 비행선 자동촬영시스템(CCNPS)을 이용하여 영상자료 및 공간정보를 취득하는 과정은 다음과 같다.

자동촬영 작업계획 수립과정에서 촬영 축척/촬영될 영상의 공간해상도를 결정한 후 촬영고도를 결정하고, 중복도를 고려하여 촬영경로를 설계한다. 이때, 촬영고도는 이미지에서 보이는 지형지물의 크기와 실제 지형지물의 크기 및 촬영경로를 방해하는 장애물 등을 고려하여 결정된다.

GPS/INS 비행선을 촬영장소로 이동하여 이륙하는 과정에서는 별도의 조종시스템이 필요 없으므로 가까운 곳으로 GPS/INS 비행선을 이동하여 이륙시키면 된다. GPS/INS 및 자동촬영시스템을 작동하면, 촬영경로를 향해 계획된 좌표로 유도됨으로써 촬영이 이루어지고, 이를 통해 영상자료가 취득되면서 카메라의 3차원 위치 정보(x, y, z) 및 3축각 회전요소에 변화에 대한 자세정보(roll, pitch, yaw)를 획득할 수 있게 된다.

이때, 기입력된 촬영경로 좌표와 현재의 촬영 위치 및 자세가 자동촬영시스템에서 반복적으로 비교 계산되고, 계획경로로부터 일탈할 경우 방향을 바로잡아 경로를 유도하게 된다.

최종 촬영계획 지점까지 이동하여 영상자료 및 공간정보 취득이 완료되면, 자동촬영시스템에 의해 유도된 GPS/INS 비행선은 이륙했던 지점으로 돌아와 안착하게 된다.

영상자료 및 공간정보는 PC로 다운로드하여 수치사진측량시스템에서 영상자료와 공간정보를 결합하는 과정을 거쳐 3차원적으로 정의되는 공간영상자료를 생성한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 지피에스와 아이엔에스를 이용하여 정밀한 이미지를 획득할 수 있는 항공촬영시스템의 각 구성을 도시한 블록도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 항공촬영시스템은 촬영부(1000)와 전산부(2000)를 포함하고, 전산부(2000)는 비행선(P)에 설치된 항공계측부(3000)와 연동하여 동작한다.

상기 촬영부(1000)는 구동부(1600), 이동대(1610), 지지부(1700), 하우징(1800), 연직카메라(1400), 측방카메라(1900), 레이저거리측정기(1410), 줌렌즈장치(1910) 등의 구성을 포함한다.

상기 전산부(2000)는, 지지부(1700)의 유압실린더(1720)에 가해지는 유압을 측정하는 유압측정기(2100), 상기 유압측정기(2100)로부터 입력된 정보를 통해 측방카메라(1900)의 촬영각을 연산하는 촬영각연산모듈(2200), 비행선(P)에 장착된 GPS 수신 안테나로부터 GPS 좌표를 수신하여 비행선의 현 위치를 확인하는 GPS 확인모듈(2600), 항공계측부(3000)와 통신하면서 비행선의 고도를 수신해 확인하는 위치확인모듈(2700), 상기 위치확인모듈(2700)에서 확인한 고도와 연직카메라(1400)의 측부에 설치된 레이저거리측정기(1410)를 통해 측정된 거리 정보를 이용하여 지형지물의 높이 정보를 보정하는 높이보정모듈(2300); 상기 측방카메라(1900)의 촬영각과 고도를 수신해 연산하여 측방카메라(1900)의 촬영거리를 연산하는 촬영거리연산모듈(2800), 상기 측방카메라(1900)의 촬영거리와 고도에 상응하도록 줌렌즈장치(1910)를 조정하여 측방카메라(1900)의 촬영배율과 연직카메라(1400)의 촬영배율이 일치되게 처리하는 줌렌즈장치 조정모듈(2900) 및 GPS 확인모듈(2600)과 촬영각연산모듈(2200)로부터 촬영 지역의 GPS 및 촬영각 정보를 확인 받아 연직카메라(1400)와 측방카메라(1900)로부터 전송되는 해당 촬영이미지 데이터에 입력하고, 위치확인모듈(2700)에서 확인한 고도와 촬영각연산모듈(2200)에서 확인한 촬영각을 연산해서 연직카메라(1400)와 측방카메라(1900)가 동일지점을 촬영하게 되는 비행선의 이동거리를 확인하며, 연직카메라(1400)가 촬영한 촬영이미지 데이터와 연직카메라(1400)의 촬영지점을 중심으로 서로 이동거리만큼 떨어진 지점에서 측방카메라(1900)가 각각 촬영한 촬영이미지 데이터를 상호 링크하여 저장하는 데이터분류모듈(2400)을 포함한다.

또한, 상기 전산부(2000)는 데이터입력모듈로부터 입력된 데이터를 지상에 위치한 통합관리부 등에 송신하는 데이터통신모듈(2500)을 더 포함할 수 있다.

상기 전산부(2000)를 구성하는 각 모듈들은 해당 작업을 위해 프로그램된 소프트웨어와 이러한 소프트웨어를 구동시키기 위해 적용된 하드웨어(예를 들어, 컴퓨터 등)로 구성된 기기로서, 각 모듈들의 소프트웨어와 하드웨어는 해당 작업을 위해 공지의 기술을 적용할 수 있으며, 이를 통해 통상의 기술자는 본 발명을 쉽게 실시할 수 있다.

한편, 비행선(P)의 운항을 위해 설비되는 항공계측부(3000)는, 비행선의 고도를 계측하는 고도계측기(3100), 비행선의 선회 각을 감지하는 방위계측기(3200) 및 비행선의 수평상태를 감지하는 기울기센서(3300)를 포함한다.

이러한 항공계측부(3000)는 비행선의 운항 상태에 따라 영향을 받는 촬영 작업에 대한 참조를 위한 것으로, 항공계측부로부터 제공되는 정보는 카메라에 촬영된 촬영이미지의 활용 여부 및 분류에 대한 기준이 될 수 있을 것이다.

참고로, 항공계측부(3000)의 정보는 비행선의 블랙박스 등에 데이터로 기록되는데, 본 발명에 따른 위치확인모듈(2700)은 항공계측부에서 블랙박스로 전송되는 해당 데이터를 확인할 수 있다. 이외에도, 위치확인모듈은 디지털 방식의 항공계기판으로 전달되는 항공계측부의 데이터를 확인해서, 해당 데이터를 확인하도록 세팅될 수도 있을 것이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 촬영부의 모습을 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 촬영부(1000)는 구동부(1600), 고정브라켓(1300), 회전탈착부(1200), 완충부(1100), 연직카메라(1400), 이동대(1610), 다수의 지지부(1700), 하우징(1800), 측방카메라(1900), 줌렌즈장치(1910), 반사갓(1820) 및 초음파발진유닛(1830) 등을 포함한다.

상기 구동부(1600)는 비행선(P)의 하부면에 결합되며, 구동부(1600)의 내부에는 회전모터가 설치되어 이동대(1610)를 좌우로 이동시킨다. 상기 구동부(1600)의 하부면에는 고정브라켓(1300)이 장착되고, 고정브라켓(1300)의 하부에는 회전탈착부(1200)가 탈착 가능하도록 삽입되며, 회전탈착부(1200)의 하면에는 완충부(1100)가 결합된다. 상기 완충부(1100)의 하부에는 연직카메라(1400)가 고정 결합되며, 연직카메라(1400)는 연직 방향으로 지면을 촬영하여 지형지물의 평면 이미지를 획득한다.

상기 비행선(P)의 일측에는 GPS 수신 안테나를 설치하여 3차원 위치정보 자료를 취득한다. 상기 비행선의 타측에는 비행선의 자세정보를 취득하는 INS장비 중 미세전자기계시스템(MEMS : Micro Electro Mechanical Systems)을 이용해 만들어진 자이로스코프 장치 즉, MEMS 관성측정장치(MEMS IMU : Inertial Measurement Unit, 115)를 장착한다. 여기서 GPS 안테나와 GPS 수신기, MEMS IMU는 정밀한 측정을 통해 3차원적 공간에서 상호 간의 거리를 구한다.

상기 이동대(1610)의 하부에는 각각 힌지(1710)를 매개로 회동 가능하도록 다수의 지지부(1700)가 장착된다. 다수의 지지부(1700)에는 각각 유압실린더(1720)가 내장되어 그 길이를 늘이거나 줄일 수 있다.

상기 지지부(1700)에 의해 그 하부에 결합된 하우징(1800)은 연직 방향에 대해 소정의 각도를 가지도록 배치될 수 있다. 또한, 상기 하우징(1800)에는 하우징과 마찬가지로 연직 방향에 대해 소정의 촬영각을 가지는 측방카메라(1900)가 장착된다. 측방카메라(1900)는 지형지물의 측면 이미지를 획득할 수 있으며, 이에 따라 해당 지형지물의 높이나 외관 정보 등을 손쉽게 확인할 수 있다.

즉, 상기 측방카메라(1900)에 의해 촬영된 촬영 이미지는 건물을 포함하는 지형지물의 측면을 보여주므로 지형지물의 높낮이 확인이 가능하고, 더 나아가 해상도가 높을 경우엔 사용자에게 익숙한 지형지물의 외관 모습도 식별 가능하게 보여줄 수 있는 것이다.

따라서, 사용자가 평면 촬영 이미지에서 지형을 이해할 수 없을 경우, 동일한 지점에 대한 측면촬영이미지를 출력할 수 있으므로, 수치지도의 해석 및 활용이 용이하게 된다.

상기 지지부(1700)의 하부에 결합된 하우징(1800)의 일측에는 수평센서(1810)가 장착된다. 수평센서(1810)는 촬영각연산모듈(2200)과 전기적으로 연결되며, 하우징(1800) 및 측방카메라(1900)의 기울어짐을 실시간으로 관측하여 그 결과를 촬영각연산모듈(2200)로 전송한다.

상기 수평센서(1810)는 촬영각연산모듈(2200)에 의해 산출 연산된 촬영각과 실제 측정된 촬영각을 비교하여 오차 범위 내인지를 확인하며, 만약 오차 범위를 벗어나게 되면 재측정하거나 이상 유무를 체크하도록 함으로써 더욱 정밀한 촬영각 산출이 가능해지도록 한다.

또한, 상기 측방카메라(1900)에는 촬영 배율을 조절할 수 있도록 줌렌즈장치(1910)가 탑재될 수 있다. 줌렌즈장치(1910)는 렌즈의 초점거리 이동을 통해 촬영 배율을 자동으로 조정하는 기기로서, 줌인/줌아웃 기능을 갖춘다.

상기 줌렌즈장치(1910)는 모터 등에 의해 자동으로 작동될 수 있으며, 이러한 동작은 줌렌즈장치 조정모듈(2900)에 의해 제어된다. 이러한 줌렌즈장치(1910)에 의해 측방카메라(1900)가 촬영한 측면촬영이미지는 연직카메라(1400)가 촬영한 평면촬영이미지와 동일 또는 유사한 배율을 가질 수 있다.

상기 연직카메라(1400)의 측부에는 레이저거리측정기(1410)가 설치되어 지형지물까지의 거리를 측정할 수 있다. 상기 레이저거리측정기(1410)는 측방카메라(1900)로부터 획득된 지형지물의 높이 정보를 보정하여 더욱 정밀한 입체 표현을 할 수 있도록 한다.

상기 레이저거리측정기(1410)는 내부에 공간이 마련된 본체부, 상기 본체부 내에 장착되는 레이저 변위센서, 레이저거리측정기와 지형지물 간의 거리를 산출하는 마이크로컨트롤러 및 레이저거리측정기에 전원을 공급하며, 교체 가능한 배터리 또는 충전식 배터리로 구성되는 전원부를 포함한다.

상기 레이저 변위센서는 레이저 발광부와 레이저 수광부를 포함하는데, 레이저 발광부는 레이저를 발생시키는 레이저 광원, 상기 레이저 광원에서 출사된 레이저를 집광하는 볼록렌즈 및 상기 볼록렌즈를 통과한 레이저를 선형화하는 실린더형렌즈로 구성되고, 레이저 수광부는 지형지물에서 반사되는 레이저를 결상시키는 결상렌즈 및 상기 결상렌즈의 일단에 연결되는 수광센서로 구성된다.

상기 마이크로컨트롤러는 레이저 발광부에서 입사한 레이저가 지형지물에 반사되어 레이저 수광부로 수신되는 시간을 이용해 레이저거리측정기(1410)와 지형지물 사이의 거리를 산출한다.

상기 레이저거리측정기(1410)는 연직카메라(1400)와 평행한 방향을 향하도록 장착되는데, 연직카메라(1400)가 임의의 지형지물을 관측하면 레이저거리측정기(1410)가 해당 지형지물에 레이저를 조사하여 지형지물까지의 거리를 측정할 수 있도록 한다.

상기 하우징(1800)의 외주면에는 베어링이 고정 결합되고, 이러한 베어링을 매개로 하방이 개방된 반사갓(1820)이 회전 가능하게 설치된다. 상기 반사갓(1820)은 측방카메라(1900)를 덮어 씌워지는 형태로 배치되며, 개방된 하방으로 갈수록 직경이 점점 커지는 반구형으로 형성된다. 상기 반사갓(1820)의 내면은 초음파발진유닛(1830)으로부터 발진되는 초음파가 교란 혼합되어 방출될 수 있도록 표면이 알루미늄으로 코팅된다.

상기 반사갓(1820)의 내면에는 3개의 초음파발진유닛(1830)이 장착된다. 초음파발진유닛(1830)은 연직카메라(1400) 및 측방카메라(1900)에 간섭되지 않는 위치에서 반경 방향으로 120도 간격을 두고 배치된다.

이때, 상기 초음파발진유닛(1830)을 120° 간격으로 배치하는 이유는 서로 마주보고 설치되는 일이 없도록 하여 초음파발진시 소멸 간섭에 의해 상쇄되는 초음파를 최소화시키기 위한 것이다.

이와 같이, 초음파발진유닛(1830)은 조류와 같이 항공촬영을 방해하는 간섭체를 최대한 제거하여 재촬영을 반복하는 횟수를 현저히 줄일 수 있으므로 안정적인 항공촬영을 보장해 준다.

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

도시된 바와 같이, 상기 완충부(1100)는 회전탈착부(1200)의 하면에 결합되는 완충상판(1110), 완충상판의 하부에 미리 정해진 간격을 두고 이격하여 배치되는 완충하판(1130) 및 완충상판과 완충하판의 사이에 장착되어 상하방향으로 탄성복원력을 제공하는 완충탄성부(1120)를 포함한다.

도시된 실시예에서 상기 완충상판(1110)과 완충하판(1130)은 사각 패널의 형태로 형성되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 완충탄성부(1120) 역시 코일스프링 형태로 형성되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 완충탄성부(1120)는 상하방향으로 탄성복원력을 제공하여 비행선(P)로부터 연직카메라(1400)에 가해지는 충격이나 진동을 감쇠시켜 주고, 이에 따라 카메라의 정확도가 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

아울러, 상기 완충상판(1110)의 네 귀퉁이에는 'U'자형 홈을 형성하는 4개의 상판연장부(1111)가 하부를 향해 돌출 연장되고, 완충하판(1130)의 네 귀퉁이에는 'U'자형 홈을 형성하는 4개의 하판연장부(1131)가 상부를 향해 돌출 연장된다.

즉, 상기 상판연장부(1111)와 하판연장부(1131)는 치아처럼 서로 마주보도록 돌출 형성되며, 상판연장부(1111)가 하판연장부(1131)보다 상대적으로 내측에 배치되어 상판연장부(1111)와 하판연장부(1131)가 마주보는 부분에 소정의 공간이 형성된다.

상기 상판연장부(1111)와 하판연장부(1131)가 형성하는 소정의 공간에는 좌우탄성부(1140)가 삽입된다. 좌우탄성부(1140)는 일측면이 상판연장부(1111)의 'U'자형 홈에 접촉되고 타측면이 하판연장부(1131)의 'U'자형 홈에 접촉되어 완충상판(1110)과 완충하판(1130)에 전후좌우 방향으로 탄성복원력을 제공한다.

다시 말하면, 상기 완충하판(1130) 및 그 하부에 결합된 연직카메라(1400)는 완충탄성부(1120)에 의해 상하방향 진동이 감쇠되고, 좌우탄성부(1140)에 의해 전후좌우 방향 진동이 감쇠된다.

4개의 상판연장부(1111) 중 완충상판(1110)의 일측부에 배치된 2개의 상판연장부(1111), 4개의 상판연장부(1111) 중 완충상판(1110)의 타측부에 배치된 나머지 2개의 상판연장부(1111) 사이는 각각 상판지지부(1112)를 통해 연결된다.

이러한 상판지지부(1112)와 완충하판(1130) 사이는 높이고정부(1150)를 통해 연결되고, 높이고정부(1150)가 조절됨에 따라 완충상판(1110)과 완충하판(1130) 사이의 이격 거리가 가변될 수 있다.

즉, 사용자는 비행선(P)의 운항 속도, 각 부품의 무게 등을 고려하여 높이고정부(1150)를 조이거나 풀 수 있고, 이에 따라 완충상판(1110)과 완충하판(1130) 사이의 이격 거리가 가변되어 완충탄성부(1120)의 강성이 조절될 수 있다.

이때, 상기 완충상판(1110)의 하면과 하판연장부(1131)의 최상단 사이의 간격은 좌우탄성부(1140)의 길이보다 상대적으로 좁게 조절되는 것이 바람직하며, 이에 따라 좌우탄성부(1140)의 이탈이 방지된다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 회전탈착부의 전체적인 모습을 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 회전탈착부를 위에서 바라본 모습을 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 상기 회전탈착부(1200)는 완충부(1100)의 상부에 결합되며 경질 소재로 이루어지는 탈착몸체부(1210) 및 탈착몸체부의 상부에 결합되며 신축성 있는 소재로 이루어지는 탈착체결부(1220)를 포함한다.

상기 탈착몸체부(1210)는 금속, 목재 등 하부에 결합된 완충부(1100)를 지탱하기에 충분한 강성을 지니는 경질 소재로 이루어지고, 탈착체결부(1220)는 실리콘 등 탄성이 있는 유연한 소재로 이루어진다.

본 발명은 이와 같이 탈착몸체부(1210)와 탈착체결부(1220)를 상이한 소재로 구성함으로써 카메라를 사용하지 않을 때에는 분리하여 보관하고, 사용할 때에는 부착하여 활용할 수 있도록 할 수 있다.

상기 탈착몸체부(1210)는 완충상판(1110)의 상부에 결합되는 탈착하판(1211), 탈착하판의 중앙부로부터 상부를 향해 길게 연장되는 탈착회전축(1212) 및 탈착회전축의 상단에 장착되어 탈착회전축의 회전을 제어하는 회전제어부(1230)를 포함한다.

이와 같이 탈착몸체부(1210)가 탈착회전축(1212)을 기준으로 회전 가능하므로 연직카메라(1400)의 시야각을 자유롭게 조절할 수 있다. 이러한 회전은 사용자에 의해 수동으로 이루어지거나, 또는 모터, 기어 등 공지의 구성을 이용하여 자동으로 이루어질 수 있다.

상기 탈착체결부(1220)는 탈착하판(1211)의 상부에 결합되는 탈착상판(1221), 탈착상판의 상부에 반구형으로 형성되며 탈착회전축(1212)을 감싸도록 배치되는 탈착신축부(1222), 탈착신축부의 양측에 형성되며 탁착신축부가 오므라들거나 펼쳐질 수 있도록 외력을 가할 수 있는 탈착외력부(1223), 탈착외력부의 측부에 돌출 형성되는 회전가이드부(1224) 및 탈착신축부의 상부에 십(十)자 형태로 천공되는 탈착천공부(1225)를 포함한다.

사용자는 탈착외력부(1223)를 잡고 힘을 가하여 탈착외력부(1223)가 탈착신축부(1222) 안쪽으로 들어오도록 할 수 있고, 이때 돌출된 회전가이드부(1224)도 함께 탈착신축부(1222) 안쪽으로 들어오면서 탈착몸체부(1210)를 후술되는 고정브라켓(1300)으로부터 분리할 수 있다.

탈착몸체부(1210)를 고정브라켓(1300)에 삽입할 때에는 위 과정을 반대로 수행하여 회전가이드부(1224)가 탈착신축부(1222) 안쪽으로 들어오도록 힘을 가한 상태에서 고정브라켓(1300)에 삽입하고, 탈착외력부(1223)를 놓아 회전가이드부(1224)가 돌출될 수 있도록 한다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 회전제어부의 내부 모습을 도시한 단면도이다.

도시된 바와 같이, 상기 회전제어부(1230)는 탈착회전축(1212)의 상단에 결합되며 내부가 비어있는 회전제어몸체(1231), 회전제어몸체의 내측 좌단에 결합되는 제1스프링(1232), 제1스프링의 단부에 결합되는 제1슬라이더(1233), 제1슬라이더의 단부에 결합되며 회전제어몸체 외부로 노출되거나 회전제어몸체 내부에 수납될 수 있는 제1구체(1234), 회전제어몸체의 내측 우단에 결합되는 제2스프링(1236), 제2스프링의 단부에 결합되는 제2슬라이더(1237) 및 제2슬라이더의 단부에 결합되며 회전제어몸체 외부로 노출되거나 회전제어몸체 내부에 수납될 수 있는 제2구체(1238)를 포함한다.

상기 제1스프링(1232)은 제1슬라이더(1233)를 우측으로 밀려는 탄성력을 제공하므로 제1구체(1234)는 별다른 외력이 가해지지 않는 한 회전제어몸체(1231) 외부로 일부 또는 전부가 노출되어 있다.

마찬가지로, 제2스프링(1236)은 제2슬라이더(1237)를 좌측으로 밀려는 탄성력을 제공하므로 제2구체(1238)는 별다른 외력이 가해지지 않는 한 회전제어몸체(1231) 외부로 일부 또는 전부가 노출되어 있다.

한편, 상기 제1슬라이더(1233)의 일측부에는 전류가 흐르면 자기화되는 전자석부(1235)가 장착되고, 제1슬라이더(1233)의 일측부와 마주보는 제2슬라이더(1237)의 일측부에는 자성체(1239)가 장착된다.

상기 전자석부(1235)에 전류가 흐르면 제1슬라이더(1233)와 제2슬라이더(1237)가 접촉 고정되므로 제1구체(1234)와 제2구체(1238)는 회전제어몸체(1231)의 외부에 노출된 상태에서 고정될 수 있다.

다시 말하면, 평상시 제1구체(1234)와 제2구체(1238)는 제1스프링(1232) 및 제2스프링(1236)에 의해 회전제어몸체(1231) 내부에 수납 또는 외부로 노출된 상태를 자유롭게 오갈 수 있으나, 전자석부(1235)에 전류가 흐르면 전자석부(1235)와 자성체(1239)가 붙은 상태에서 고정됨에 따라 제1슬라이더(1233)와 제2슬라이더(1237)가 하나의 막대처럼 단단해지고, 이에 따라 제1구체(1234)와 제2구체(1238)는 외부에 노출된 상태로 고정될 수 있다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 고정브라켓의 모습을 도시한 종단면도이고, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 고정브라켓을 아래에서 바라본 모습을 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 상기 고정브라켓(1300)은 구동부(1600)의 하부에 결합되며 회전탈착부(1200)의 탈착체결부(1220)가 삽입될 수 있도록 삽입공간(1311)이 형성된 고정몸체(1310) 및 고정몸체의 내측 삽입공간의 상단에 배치되며 회전제어부(1230)가 회전 가능하도록 수용되는 회전수용부(1320)를 포함한다.

즉, 구동부(1600)의 하면에 고정브라켓(1300)이 결합되고, 이러한 고정브라켓(1300)에는 회전탈착부(1200)가 탈착 가능하면서 회전 가능하도록 체결되며, 회전탈착부(1200)의 하부에 완충부(1100)가 결합되고, 완충부(1100)의 하부에 연직카메라(1400)가 결합된다.

상기 삽입공간(1311)의 중앙부에는 그 둘레를 따라 가이드홈(1312)이 함몰 형성된다. 이러한 가이드홈(1312)에는 전술한 회전가이드부(1224)가 수용되고, 이에 따라 탈착몸체부(1210)는 고정브라켓(1300)으로부터 이탈되지 않으면서 일정한 궤도로 회전할 수 있다.

한편, 상기 회전수용부(1320)의 내측면에는 그 둘레를 따라 다수의 걸림홈(1321)이 함몰 형성된다. 이러한 걸림홈(1321)에는 제1구체(1234) 및 제2구체(1238)가 수용되어 일정한 고정력을 지닐 수 있다.

다시 말하면, 탈착몸체부(1210)가 회전함에 따라 탈착회전축(1212)이 회전되고, 그 상단의 회전제어부(1230) 역시 회전하게 되는데, 제1구체(1234) 및 제2구체(1238)가 걸림홈(1321)에 수용되어 있을 때에는 일시적으로 약간의 고정력을 지니고, 제1구체(1234) 및 제2구체(1238)가 걸림홈(1321)을 타고 넘어간 후 다시 다른 걸림홈(1321)에 수용될 때에는 '딸깍'하는 느낌과 함께 절도감을 형성하여 회전 여부를 명확하게 인지할 수 있다.

만약, 연직카메라(1400)의 시야각 조절이 완료되어 더 이상 탈착몸체부(1210)를 회전시킬 필요가 없으면, 전자석부(1235)에 전류를 흘려 제1슬라이더(1233)와 제2슬라이더(1237)가 하나의 막대처럼 단단해지도록 하고, 이에 따라 제1구체(1234) 및 제2구체(1238)가 걸림홈(1321)에 수용된 상태에서 고정되므로 탈착몸체부(1210)는 더 이상 회전하지 않게 된다.

도시되어 있지는 않지만, 상기 전자석부(1235)는 비행선(P)의 일반적인 제어부, 배터리 등과 전기적으로 연결되어 상황에 따라 전류가 흐르거나 또는 흐르지 않도록 작동할 수 있다. 또한, 연직카메라(1400) 및 탈착몸체부(1210)의 회전 역시 모터, 기어 등 공지의 구성을 이용하여 자동으로 이루어질 수 있다.

도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 바람막이부의 각 구성이 분해된 모습을 도시한 도면이고, 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 바람막이부가 작동되는 모습을 예시적으로 도시한 단면도이다.

도 3에 도시된 것처럼 바람막이부(1500)는 구동부(1600)의 저면에 장착되며, 연직카메라(1400)의 전방에 배치되어 비행선(P)의 운항시 연직카메라(1400)로 과도하게 바람이 주입되는 것을 막아주는 역할을 한다.

구체적으로 상기 바람막이부(1500)는 내부가 비어있으며 하단에 진입홀(1531)이 천공된 바람케이스(1530), 바람케이스에 상하로 이동 가능하도록 설치되어 외부로 돌출되거나 내부에 수납될 수 있는 하부바람몸체(1510), 하부바람몸체의 전방면 상단에 돌출 형성되는 다수의 걸림턱(1511), 하부바람몸체의 전방에 배치되며 상하로 이동 가능하도록 설치되어 외부로 돌출되거나 내부에 수납될 수 있는 상부바람몸체(1520) 및 상부바람몸체의 후방면에 함몰 형성되며 다수의 걸림턱(1511)이 수용되는 다수의 레일(1521)을 포함한다.

상기 하부바람몸체(1510)의 단부는 바람회전모터(1540)에 연결되어 상부 또는 하부를 향해 회전할 수 있으며, 다수의 걸림턱(1511)은 다수의 레일(1521)에 수용되어 상하로 슬라이딩 될 수 있다.

도시된 것처럼 다수의 걸림턱(1511)은 'T'자 형태로 형성되어 레일(1521)로부터 이탈되지 않으며, 걸림턱(1511)이 레일(1521)의 최하단에 위치한 상태에서 하부바람몸체(1510)가 하부를 향해 더 이동되면 상부바람몸체(1520)는 걸림턱(1511)이 레일(1521)에 걸린 채로 하부바람몸체(1510)와 함께 하부를 향해 이동된다.

반대로, 하부바람몸체(1510)의 걸림턱(1511)이 레일(1521)의 최상단에 위치한 상태에서 하부바람몸체(1510)가 상부를 향해 더 이동되면 상부바람몸체(1520)는 하부바람몸체(1510)의 전방에 포개어 겹쳐진 상태로 수납된다.

본 발명은 이와 같이 하부바람몸체(1510)와 상부바람몸체(1520)를 나누어 구성하고, 하부바람몸체(1510)의 하향 이동에 따라 상부바람몸체(1520)도 하향 이동될 수 있도록 구성하여 적은 면적을 차지하면서도 동시에 바람 진입 방지 효과는 극대화할 수 있다.

또한, 본 발명은 바람의 속도 등을 고려하여 하부바람몸체(1510)와 상부바람몸체(1520)가 펼쳐지는 정도를 자유자재로 조절할 수 있다.

한편, 상기 하부바람몸체(1510)에는 다수의 통기공(1512)이 횡방향으로 이격되어 배치되고, 다수의 통기공(1512) 사이사이에 다수의 공기홈(1513)이 이격 배치된다.

다수의 통기공(1512)은 종방향으로 긴 타원형으로 형성되며, 일부 바람이 하부바람몸체(1510)를 통과하여 후방으로 자연스럽게 흐를 수 있도록 함으로써, 강한 바람이 발생하였을 때 하부바람몸체(1510)가 부러지거나 과한 진동이 발생하여 비행선(P) 및 연직카메라(1400)로 전달되는 것을 방지하는 효과가 있다.

다수의 공기홈(1513)은 가운데 부분이 낮고 양 단부가 높은 'V'자 형태로 형성되며, 종방향으로 이격 배치된 4개의 공기홈(1513)이 한 세트를 이룬다. 다수의 공기홈(1513)은 하부바람몸체(1510)에 부딪히는 바람을 통기공(1512) 방향으로 유도하여 흐르도록 한다.

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 : 촬영부 1100 : 완충부
1110 : 완충상판 1111 : 상판연장부
1112 : 상판지지부 1120 : 완충탄성부
1130 : 완충하판 1131 : 하판연장부
1140 : 좌우탄성부 1150 : 높이고정부
1200 : 회전탈착부 1210 : 탈착몸체부
1211 : 탈착하판 1212 : 탈착회전축
1220 : 탈착체결부 1221 : 탈착상판
1222 : 탈착신축부 1223 : 탈착외력부
1224 : 회전가이드부 1225 : 탈착천공부
1230 : 회전제어부 1231 : 회전제어몸체
1232 : 제1스프링 1233 : 제1슬라이더
1234 : 제1구체 1235 : 전자석부
1236 : 제2스프링 1237 : 제2슬라이더
1238 : 제2구체 1239 : 자성체
1300 : 고정브라켓 1310 : 고정몸체
1311 : 삽입공간 1312 : 가이드홈
1320 : 회전수용부 1321 : 걸림홈
1400 : 연직카메라 1410 : 레이저거리측정기
1500 : 바람막이부 1510 : 하부바람몸체
1511 : 걸림턱 1512 : 통기공
1513 : 공기홈 1520 : 상부바람몸체
1521 : 레일 1530 : 바람케이스
1531 : 진입홀 1540 : 바람회전모터
1600 : 구동부 1610 : 이동대
1700 : 지지부 1710 : 힌지
1720 : 유압실린더 1800 : 하우징
1810 : 수평센서 1820 : 반사갓
1830 : 초음파발진유닛 1900 : 측방카메라
1910 : 줌렌즈장치 2000 : 전산부
2100 : 유압측정기 2200 : 촬영각연산모듈
2300 : 높이보정모듈 2400 : 데이터분류모듈
2500 : 데이터통신모듈 2600 : GPS 확인모듈
2700 : 위치확인모듈 2800 : 촬영거리연산모듈
2900 : 줌렌즈장치 조정모듈 3000 : 항공계측부
3100 : 고도계측기 3200 : 방위계측기
3300 : 기울기센서

Claims

지상의 지형지물을 촬영할 수 있도록 연직카메라와 측방카메라를 구비한 촬영부; 측방카메라의 촬영각을 연산하고 비행선의 현 위치와 고도를 확인하며 줌렌즈장치를 조정하는 전산부; 및 비행선의 고도를 계측하고, 계측된 고도를 전산부에게 전송하는 고도계측기를 포함하는 항공계측부; 를 포함하되,
상기 촬영부는,
비행선의 하부면에 결합되는 구동부; 구동부의 하부면에 장착되는 고정브라켓; 고정브라켓의 하부에 탈착 가능하도록 삽입되는 회전탈착부; 회전탈착부의 하면에 결합되는 완충부; 완충부의 하부에 고정 결합되어 연직 방향으로 지면을 촬영하는 연직카메라; 구동부의 측부에 좌우로 이동 가능하도록 결합되는 한 쌍의 이동대; 이동대의 하부에 힌지를 매개로 회동 가능하도록 장착되는 다수의 지지부; 지지부의 하부에 결합되는 하우징; 하우징에 결합되며 연직 방향에 대해 미리 정해진 촬영각을 가질 수 있는 측방카메라; 측방카메라에 탑재되는 줌렌즈장치; 하우징의 외주면에 결합된 베어링을 매개로 회전 가능하게 결합되며 반구형상을 가지고 내면에 알루미늄이 코팅된 반사갓; 및 반사갓의 내면에 장착되며, 연직카메라와 측방카메라에 간섭되지 않는 위치에서 반경 방향으로 120°의 간격을 두고 배치되는 초음파발진유닛; 를 포함하고,
상기 전산부는,
지지부의 유압실린더에 가해지는 유압을 측정하는 유압측정기; 유압측정기로부터 입력된 정보를 통해 측방카메라의 촬영각을 연산하는 촬영각연산모듈; 비행선에 장착된 GPS 수신 안테나로부터 GPS 좌표를 수신하여 비행선의 현 위치를 확인하는 GPS 확인모듈; 항공계측부와 통신하면서 비행선의 고도를 수신해 확인하는 위치확인모듈; 위치확인모듈에서 확인한 고도와 연직카메라의 측부에 설치된 레이저거리측정기를 통해 측정된 거리 정보를 이용하여 지형지물의 높이 정보를 보정하는 높이보정모듈; 측방카메라의 촬영각과 고도를 수신해 연산하여 측방카메라의 촬영거리를 연산하는 촬영거리연산모듈; 측방카메라의 촬영거리와 고도에 상응하도록 줌렌즈장치를 조정하여 측방카메라의 촬영배율과 연직카메라의 촬영배율이 일치되게 처리하는 줌렌즈장치 조정모듈; 및 GPS 확인모듈과 촬영각연산모듈로부터 촬영 지역의 GPS 및 촬영각 정보를 확인 받아 연직카메라와 측방카메라로부터 전송되는 해당 촬영이미지 데이터에 입력하고, 위치확인모듈에서 확인한 고도와 촬영각연산모듈에서 확인한 촬영각을 연산해서 연직카메라와 측방카메라가 동일지점을 촬영하게 되는 비행선의 이동거리를 확인하며, 연직카메라가 촬영한 촬영이미지 데이터와 연직카메라의 촬영지점을 중심으로 서로 이동거리만큼 떨어진 지점에서 측방카메라가 각각 촬영한 촬영이미지 데이터를 상호 링크하여 저장하는 데이터분류모듈; 을 포함하며,
상기 지지부는 각각 유압실린더에 의해 접철 및 전개가 가능하고, 상기 하우징에는 수평센서가 장착되며, 각각의 유압실린더가 개별적으로 지지부를 접철 또는 전개하여 하우징과 측방카메라가 기울어지면, 수평센서가 이를 실시간으로 관측하여 산출연산된 산출값과 실측값을 비교하여 촬영각을 최종 확인할 수 있도록 실측값을 촬영각연산모듈로 전송하고,
상기 완충부는,
회전탈착부의 하면에 결합되는 완충상판; 완충상판의 하부에 미리 정해진 간격을 두고 이격하여 배치되는 완충하판; 및 완충상판과 완충하판의 사이에 장착되어 상하방향으로 탄성복원력을 제공하는 완충탄성부; 를 포함하며,
상기 완충상판의 네 귀퉁이에는 ‘U’자형 홈을 형성하는 4개의 상판연장부가 하부를 향해 돌출 연장되고, 완충하판의 네 귀퉁이에는 ‘U’자형 홈을 형성하는 4개의 하판연장부가 상부를 향해 돌출 연장되며, 상판연장부는 하판연장부보다 상대적으로 내측에 배치되어 상판연장부와 하판연장부가 마주보는 부분에 소정의 공간이 형성되고, 상판연장부와 하판연장부가 형성하는 소정의 공간에는 좌우탄성부가 삽입되어 완충상판과 완충하판에 전후좌우 방향으로 탄성복원력을 제공하며,
상기 회전탈착부는,
완충부의 상부에 결합되며 경질 소재로 이루어지는 탈착몸체부; 및 탈착몸체부의 상부에 결합되며 신축성 있는 소재로 이루어지는 탈착체결부; 를 포함하며,
상기 탈착몸체부는, 완충상판의 상부에 결합되는 탈착하판; 탈착하판의 중앙부로부터 상부를 향해 길게 연장되는 탈착회전축; 및 탈착회전축의 상단에 장착되어 탈착회전축의 회전을 제어하는 회전제어부; 를 포함하고,
상기 탈착체결부는, 탈착하판의 상부에 결합되는 탈착상판; 탈착상판의 상부에 반구형으로 형성되며 탈착회전축을 감싸도록 배치되는 탈착신축부; 탈착신축부의 양측에 형성되며 탈착신축부가 오므라들거나 펼쳐질 수 있도록 외력을 가할 수 있는 탈착외력부; 탈착외력부의 측부에 돌출 형성되는 회전가이드부; 및 탈착신축부의 상부에 십(十)자 형태로 천공되는 탈착천공부; 를 포함하며,
상기 회전제어부는,
탈착회전축의 상단에 결합되며 내부가 비어있는 회전제어몸체; 회전제어몸체의 내측 일단에 결합되는 제1스프링; 제1스프링의 단부에 결합되는 제1슬라이더; 제1슬라이더의 단부에 결합되며 회전제어몸체 외부로 노출되거나 회전제어몸체 내부에 수납될 수 있는 제1구체; 회전제어몸체의 내측 타단에 결합되는 제2스프링; 제2스프링의 단부에 결합되는 제2슬라이더; 및 제2슬라이더의 단부에 결합되며 회전제어몸체 외부로 노출되거나 회전제어몸체 내부에 수납될 수 있는 제2구체; 를 포함하고,
상기 제1슬라이더의 일측부에는 전류가 흐르면 자기화되는 전자석부가 장착되고, 제1슬라이더의 일측부와 마주보는 제2슬라이더의 일측부에는 자성체가 장착되며, 전자석부에 전류가 흐르면 제1슬라이더와 제2슬라이더가 접촉 고정되어 제1구체와 제2구체가 회전제어몸체의 외부에 노출된 상태에서 고정되고,
상기 고정브라켓은,
구동부의 저면에 결합되며 회전탈착부의 탈착체결부가 삽입될 수 있도록 삽입공간이 형성된 고정몸체; 및 고정몸체의 내측 삽입공간의 상단에 배치되며 회전제어부가 회전 가능하도록 수용되는 회전수용부; 를 포함하며,
상기 삽입공간의 중앙부에는 그 둘레를 따라 가이드홈이 함몰 형성되어 회전가이드부가 수용될 수 있고, 회전수용부의 내측면에는 다수의 걸림홈이 함몰 형성되어 제1구체와 제2구체가 수용될 수 있는 것을 특징으로 하는 지피에스와 아이엔에스를 이용하여 정밀한 이미지를 획득할 수 있는 항공촬영시스템.