KR102278467B1 - 드론을 이용한 실시간 위치 추적 방법 및 장치, 이를 포함하는 위치 추적 시스템 - Google Patents

드론을 이용한 실시간 위치 추적 방법 및 장치, 이를 포함하는 위치 추적 시스템 Download PDF

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Abstract

드론을 이용한 실시간 위치 추적 방법 및 장치, 이를 포함하는 위치 추적 시스템이 개시된다.
드론을 이용한 실시간 위치 추적 방법은 상기 드론으로부터 영상을 수신하여 출력하는 단계, 상기 영상에서 대상점이 설정되어 상기 영상의 중심에 상기 대상점이 위치하도록 상기 드론에 탑재된 카메라의 각도가 제어되는 경우, 상기 드론으로부터 상기 드론의 현재 위치 좌표 및 상기 카메라의 자세 정보를 수신하는 단계 및 상기 드론의 현재 위치 좌표, 상기 카메라의 자세 정보 및 미리 저장된 상기 카메라의 화각을 이용한 삼각측량으로 상기 대상점의 3차원 좌표 정보를 산출하는 단계를 포함한다.

Description

드론을 이용한 실시간 위치 추적 방법 및 장치, 이를 포함하는 위치 추적 시스템{METHOD AND APPARATUS OF REAL-TIME TRACKING A POSITION USING DRONES, TRAKING A POSITION SYSTEM INCLUDING THE APPARATUS}
본 발명은 드론을 이용한 실시간 위치 추적 방법 및 장치, 이를 포함하는 위치 추적 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 드론에서 촬영하는 영상에 나타나는 대상점의 위치 정보를 획득하는 실시간 위치 추적 방법 및 장치, 이를 포함하는 위치 추적 시스템에 관한 것이다.
산악 또는 해양환경 관제에 드론이 널리 활용되고 있다. 예를 들면, 드론은 국가공간정보 포탈에서 제공하는 지형정보에 기반한 고도비행으로 산악 환경을 안전하게 비행하면서 산악환경의 영상을 획득하여 제공할 수 있으며, 관리자는 드론으로부터 영상을 제공 받아 산불, 유류유출, 해양 인명피해 등을 발견할 수 있을 것이다.
한편 드론으로부터 제공되는 영상에서 산불발생, 유류유출 등을 발견하더라도 정확한 위치 좌표 정보는 알 수 없다.
예를 들면, 야간에 산불이 발생한 경우, 드론으로부터 제공되는 영상에서 화재발생지점만 화면에 보일 뿐 나머지 산악 지형을 확인할 수 있는 부분은 어둡게 보일 것이다. 이때 화재진압을 위해서는 화재발생지점의 정확한 위치 좌표 정보가 필요한데, 이를 확인하기 위해 드론을 가까이 접근시킬 경우, 공기의 밀도가 달라 드론의 추락 위험이 있다.
또는, 해양 환경에서는 바다의 색상이 거의 동일하고, 유속이 있어 유류유출지점이나 조난자가 실시간으로 움직이게 되므로 드론으로부터 제공되는 영상만으로는 정확한 위치 파악이 어렵다.
본 발명의 일측면은 드론의 현재 위치 좌표 및 영상을 획득하는 카메라의 자세 정보를 포함하는 데이터를 수신하고 삼각측량법을 이용하여 영상 내 대상점의 정확한 위치 좌표를 산출하는 드론을 이용한 실시간 위치 추적 방법 및 장치, 이를 포함하는 위치 추적 시스템을 제공한다.
본 발명의 다른 측면은 영상 내에서 이동하는 대상점의 위치 좌표 산출을 통해 대상점의 이동 간격을 산출하고, 드론이 대상점의 이동 간격을 따라 이동하면서 대상점을 관제하도록 제어하는 드론을 이용한 실시간 위치 추적 방법 및 장치, 이를 포함하는 위치 추적 시스템을 제공한다.
본 발명의 또 다른 측면은 영상을 구성하는 각 픽셀의 위치 좌표 산출을 통해 정사영상을 생성하는 드론을 이용한 실시간 위치 추적 방법 및 장치, 이를 포함하는 위치 추적 시스템을 제공한다.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 드론을 이용한 실시간 위치 추적 방법은 지형을 나타내는 3차원 좌표 정보에 기반한 비행경로를 따라 비행하면서 상기 지형의 영상을 촬영하는 드론을 이용하여 상기 영상에 나타나는 대상점의 위치를 실시간으로 추적하는 위치 추적 장치에서의 실시간 위치 추적 방법에 있어서, 상기 드론으로부터 상기 영상을 수신하여 출력하는 단계, 상기 영상에서 대상점이 설정되어 상기 영상의 중심에 상기 대상점이 위치하도록 상기 드론에 탑재된 카메라가 갖는 각도가 변경되는 경우, 상기 드론으로부터 상기 드론의 현재 위치 좌표 및 상기 카메라가 갖는 각도를 포함하는 카메라의 자세 정보를 수신하는 단계 및 상기 드론의 현재 위치 좌표, 상기 카메라의 자세 정보 및 미리 저장된 상기 카메라의 화각을 이용한 삼각측량으로 상기 대상점의 3차원 좌표 정보를 산출하는 단계를 포함한다.
한편, 상기 대상점이 이동하는 경우, 상기 카메라의 각도가 변경될 때마다 상기 드론의 현재 위치 좌표, 상기 카메라의 자세 정보 및 미리 저장된 상기 카메라의 화각을 이용한 삼각측량으로 상기 대상점의 3차원 좌표 정보를 산출하는 단계, 상기 대상점의 이동에 의해 연속하여 산출되는 상기 대상점의 3차원 좌표 정보를 이용하여 상기 대상점의 이동 간격을 산출하는 단계 및 상기 드론이 상기 대상점의 이동 간격에 따라 이동하면서 상기 대상점을 관제할 수 있도록 상기 대상점의 이동 간격을 상기 드론으로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 대상점이 상기 영상을 구성하는 어느 하나의 픽셀로 설정되는 경우, 상기 대상점으로 설정된 픽셀이 나타내는 지형의 3차원 좌표 정보를 산출하는 단계 및 상기 대상점으로 설정된 픽셀이 나타내는 지형의 3차원 좌표 정보를 이용하여 상기 영상을 구성하는 복수의 픽셀이 각각 나타내는 지형의 3차원 좌표 정보를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 영상에 복수의 픽셀이 각각 나타내는 지형의 3차원 좌표 정보를 포함시켜 정사영상을 구성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 대상점의 3차원 좌표 정보를 이용하여 상기 대상점을 기준으로 설정되는 관심 영역의 면적을 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 드론의 현재 위치 좌표, 상기 카메라의 자세 정보 및 미리 저장된 상기 카메라의 화각을 이용한 삼각측량으로 상기 대상점의 3차원 좌표 정보를 산출하는 단계는, 상기 대상점을 지나는 기선을 설정하는 단계, 상기 드론의 현재 위치 좌표 및 상기 지형을 나타내는 3차원 좌표 정보를 이용하여 상기 드론의 현재 위치 좌표로부터 상기 기선으로 내리는 수선의 길이를 산출하는 단계, 상기 카메라의 자세 정보에 포함되는 롤(roll), 피치(pitch) 및 요(yaw) 각도 및 상기 카메라의 화각을 이용하여 상기 수선과 상기 드론으로부터 상기 대상점을 연결하는 선이 이루는 각도를 산출하는 단계 및 상기 수선의 길이 및 상기 수선과 상기 드론으로부터 상기 대상점을 연결하는 선이 이루는 각도를 삼각함수에 적용하여 상기 수선과 상기 드론으로부터 상기 대상점을 연결하는 선의 길이를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
한편 본 발명의 실시간 위치 추적 장치는, 지형을 나타내는 3차원 좌표 정보에 기반한 비행경로를 따라 비행하면서 상기 지형의 영상을 촬영하는 드론을 이용하여 상기 영상에 나타나는 대상점의 위치를 실시간으로 추적하는 위치 추적 장치에 있어서, 상기 드론으로부터 상기 영상을 수신하여 출력하는 영상 수신부, 상기 영상에서 대상점이 설정되어 상기 영상의 중심에 상기 대상점이 위치하도록 상기 드론에 탑재된 카메라가 갖는 각도가 변경되는 경우, 상기 드론으로부터 상기 드론의 현재 위치 좌표 및 상기 카메라가 갖는 각도를 포함하는 카메라의 자세 정보를 수신하는 데이터 수신부 및 상기 드론의 현재 위치 좌표, 상기 카메라의 자세 정보 및 미리 저장된 상기 카메라의 화각을 이용한 삼각측량으로 상기 대상점의 3차원 좌표 정보를 산출하는 좌표 정보 산출부를 포함한다.
한편, 상기 좌표 정보 산출부는, 상기 대상점이 이동하는 경우, 상기 카메라의 각도가 변경될 때마다 상기 드론의 현재 위치 좌표, 상기 카메라의 자세 정보 및 미리 저장된 상기 카메라의 화각을 이용한 삼각측량으로 상기 대상점의 3차원 좌표 정보를 산출할 수 있다.
또한, 상기 대상점의 이동에 의해 연속하여 산출되는 상기 대상점의 3차원 좌표 정보를 이용하여 상기 대상점의 이동 간격을 산출하고, 상기 드론이 상기 대상점의 이동 간격에 따라 이동하면서 상기 대상점을 관제할 수 있도록 상기 대상점의 이동 간격을 상기 드론으로 전송하는 관제 제어부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 좌표 정보 산출부는, 상기 대상점이 상기 영상을 구성하는 어느 하나의 픽셀로 설정되는 경우, 상기 대상점으로 설정된 픽셀이 나타내는 지형의 3차원 좌표 정보를 산출할 수 있다.
또한, 상기 대상점으로 설정된 픽셀이 나타내는 지형의 3차원 좌표 정보를 이용하여 상기 영상을 구성하는 복수의 픽셀이 각각 나타내는 지형의 3차원 좌표 정보를 산출하고, 상기 영상에 복수의 픽셀이 각각 나타내는 지형의 3차원 좌표 정보를 포함시켜 정사영상을 구성하는 정사영상 생성부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 좌표 정보 산출부는, 상기 대상점을 지나는 기선을 설정하고, 상기 드론의 현재 위치 좌표 및 상기 지형을 나타내는 3차원 좌표 정보를 이용하여 상기 드론의 현재 위치 좌표로부터 상기 기선으로 내리는 수선의 길이를 산출하고, 상기 카메라의 자세 정보에 포함되는 롤(roll), 피치(pitch) 및 요(yaw) 각도 및 상기 카메라의 화각을 이용하여 상기 수선과 상기 드론으로부터 상기 대상점을 연결하는 선이 이루는 각도를 산출하며, 상기 수선의 길이 및 상기 수선과 상기 드론으로부터 상기 대상점을 연결하는 선이 이루는 각도를 삼각함수에 적용하여 상기 수선과 상기 드론으로부터 상기 대상점을 연결하는 선의 길이를 산출할 수 있다.
한편, 본 발명의 위치 추적 시스템은 지형을 나타내는 3차원 좌표 정보에 기반한 비행경로를 따라 비행하면서 상기 지형의 영상을 촬영하는 드론 및 상기 드론으로부터 상기 영상을 수신하여 출력하고, 상기 영상에서 대상점이 설정되어 상기 영상의 중심에 상기 대상점이 위치하도록 상기 드론에 탑재된 카메라가 갖는 각도가 변경되는 경우, 상기 드론으로부터 상기 드론의 현재 위치 좌표 및 상기 카메라가 갖는 각도를 포함하는 카메라의 자세 정보를 수신하며, 상기 드론의 현재 위치 좌표, 상기 카메라의 자세 정보 및 미리 저장된 상기 카메라의 화각을 이용한 삼각측량으로 상기 대상점의 3차원 좌표 정보를 산출하는 실시간 위치 추적 장치를 포함한다.
본 발명에 일측면에 따르면 드론으로부터 수신하는 영상 내 대상점의 정확한 위치 좌표의 획득이 가능하므로, 드론을 이용한 산악 또는 해양환경 관제 시스템에 적용되는 경우, 위험 지점의 정확한 위치 정보의 획득을 통해 신속한 초기 대응을 기대할 수 있다.
본 발명의 다른 측면은 영상 내에서 이동하는 대상점의 위치 좌표 산출을 통해 대상점의 이동 간격을 산출하고, 드론이 대상점의 이동 간격을 따라 이동하면서 대상점을 관제하도록 제어하여 신속 및 정확한 구조 활동이 가능하다.
본 발명의 또 다른 측면은 영상을 구성하는 각 픽셀의 위치 좌표 산출을 통해 정사영상을 생성함으로써, 정사영상 생성에 요구되는 영상의 개수 및 연산량을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 명의 일 실시예에 따른 위치 추적 시스템의 개념도이다.
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 추적 시스템에서의 대상점 위치 추적을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치에서의 위치 추적을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 3에 도시된 좌표 정보 산출부에서의 대상점의 위치 좌표 산출 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치의 블록도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치에서의 관제 제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예예 따른 실시간 위치 추적 장치의 블록도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치에서의 정사영상 생성을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 위치 추적 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 실시간 위치 추적 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 실시간 위치 추적 방법을 보여주는 흐름도이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 추적 시스템의 개념도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 추적 시스템(1000)은 드론(10) 및 실시간 위치 추적 장치(100)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 위치 추적 시스템(1000)은 드론(10)을 이용하여 특정 지형의 영상을 획득하고, 영상에 설정되는 대상점의 정확한 3차원 좌표 정보를 산출하여 제공할 수 있다.
드론(10)은 무인 회전익 구조체로, 자율비행 소프트웨어(FMS)에 의해 설정되는 비행경로를 따라 비행할 수 있다. 자율비행 소프트웨어에 따르면 드론(10)이 비행할 지형을 나타내는 3차원 좌표 정보에 기반하여 비행경로가 설정될 수 있다. 예를 들면, 지형을 나타내는 3차원 좌표 정보는 국가공간정보 포탈에서 제공하는 DEM(Digital Elevation Model) 또는 해양수산부에서 제공하는 해수면 DB(지오이드)일 수 있다. 드론(10)은 이러한 산악 또는 해양환경을 나타내는 3차원 좌표 정보에 기반하여 설정되는 고도 및 비행경로를 따라 비행하면서 산악 또는 해양환경의 관제를 실시할 수 있다.
드론(10)은 카메라(11)가 탑재되어, 비행하는 지형의 영상을 획득할 수 있다. 여기서 카메라(11)는 짐벌에 의해 각도 조절이 가능하여, 짐벌의 회전 각도 내에서 회전함으로써 영상의 중심을 이동시킬 수 있다. 예를 들면, 카메라(11)는 항법 좌표계에 대해 카메라가 갖는 3개의 각도(롤(roll), 피치(pitch) 및 요(yaw))가 제어될 수 있으며, 이하의 설명에서 카메라(11)의 자세 정보는 카메라의 롤, 피치 및 요 각도를 의미한다.
드론(10)은 드론(10)의 위치 정보를 확인하거나 이를 얻기 위한 위치 정보 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들면, 위치 정보 모듈은 GPS(Global Position System) 모듈일 수 있으며, 위성으로부터 수신한 위치 정보로부터 위도, 경도, 고도뿐만 아니라 3차원의 속도 정보와 함께 정확한 시간까지 얻을 수 있다. 따라서 드론(10)은 정확한 현재 위치 좌표를 획득할 수 있으며, 이를 이용하여 비행경로 등을 제어할 수 있다.
드론(10)은 외부 장치와 통신을 가능하게 하는 통신 모듈이 탑재될 수 있다. 예를 들면, 통신 모듈은 블루투스, 3G, 4G, 5G, 적외선 및 무선 LAN 통신 중 어느 하나의 통신을 가능하게 하는 구성요소를 포함하여 구현될 수 있다. 이에 드론(10)은 실시간 위치 추적 장치(100)와 통신하여 카메라(11)를 통해 획득하는 영상에 설정되는 대상점의 위치 추적을 위한 각종 데이터를 송수신할 수 있다.
실시간 위치 추적 장치(100)는 통신이 가능하고 정보의 입출력이 가능한 장치로, 예를 들면, PC, 스마트폰, 테블릿 등으로 구현될 수 있으며, 실시간 위치 추적을 위한 소프트웨어(애플리케이션)가 설치되어 실행될 수 있다.
실시간 위치 추적 장치(100)는 드론(10)과 양방향 통신을 수행함으로써, 드론(10)으로부터 카메라(11)를 통해 획득하는 영상을 수신하여 출력할 수 있다. 그리고 영상에서의 대상점 설정 정보를 획득하여 드론(10)으로 전송할 수 있다. 이에 드론(10)은 카메라(11)의 각도를 조절하여 영상의 중심에 대상점이 위치하도록 할 수 있다. 실시간 위치 추적 장치(100)는 드론(10)으로부터 드론(10)의 현재 위치 좌표, 카메라(11)의 자세 정보 등을 수신하고, 이를 삼각측량법에 적용하여 대상점의 3차원 좌표 정보를 산출할 수 있다. 이와 관련하여 도 2를 예로 들어 설명한다.
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 추적 시스템에서의 대상점 위치 추적을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 드론(10)은 해수면 DB에 기반하여 설정되는 비행경로를 따라 비행하면서 해수면 영상을 획득할 수 있다.
실시간 위치 추적 장치(100)는 드론(10)으로부터 영상을 수신하여 출력할 수 있으며, 사용자로부터 영상에 나타나는 대상점을 선택 받을 수 있다.
실시간 위치 추적 장치(100)는 드론(10)으로부터 드론(10)의 현재 위치 좌표 및 카메라(11)의 자세 정보를 수신하고, 미리 저장된 해수면 DB 및 카메라(11)의 화각 정보를 이용하여 삼각측량법에 의해 대상점의 3차원 위치 좌표 정보를 획득할 수 있다. 이와 관련하여 구체적인 설명은 후술하기로 한다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 추적 시스템(1000)은 드론(10)으로부터 드론(10)의 현재 위치 좌표 및 카메라(11)의 자세 정보를 포함하는 데이터를 획득하여 대상점의 정확한 위치 좌표 획득이 가능하다. 따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 추적 시스템(1000)은 드론(10)을 이용하여 산악 또는 해양환경 관제 시, 산불 발생, 유류유출, 인명피해 등의 위치가 발견되는 경우, 신속한 대응이 가능하여 피해를 줄일 수 있을 것이다.
이하 도 3 이하를 참조하여 도 1에 도시된 실시간 위치 추적 장치(100)에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치의 블록도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치(101)는 영상 수신부(110), 데이터 수신부(120) 및 좌표 정보 산출부(130)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치(101)는 도 3에 도시된 구성요소보다 많은 구성요소에 의해 구현될 수 있고, 그보다 적은 구성요소에 의해 구현될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치(101)는 카메라(11)를 통해 영상을 획득하는 드론(10)으로부터 영상 및 각종 데이터를 수신하고, 이를 이용하여 영상에 나타나는 대상점의 3차원 좌표 정보를 산출할 수 있다. 이와 관련하여 도 4를 참조하여 간략히 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치에서의 위치 추적을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치(101)는 드론(10)으로부터 카메라(11)를 통해 촬영하는 지형의 영상을 수신하여 출력할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치(101)는 사용자로부터 영상에 나타나는 대상점(1)을 선택 받을 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치(101)는 터치 입력이 가능한 터치스크린으로 구현되어 영상에서 어느 지점에 터치 입력이 발생하였는지를 감지할 수 있으며, 영상 내에서 터치 입력이 발생한 위치 정보를 획득할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치(101)는 영상에서 대상점의 위치 정보, 즉, 영상 내에서 터치 입력이 발생한 위치 정보를 드론(10)으로 전송할 수 있다. 드론(10)은 터치 입력이 발생한 위치 정보를 이용하여, 영상의 중심에 대상점이 위치할 수 있도록 카메라(11)의 각도를 제어할 수 있다. 이에 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치(101)는 중심에 대상점이 위치하는 영상을 출력할 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치(101)는 드론(10)으로부터 드론(10)의 현재 위치 좌표 및 카메라(11)의 자세 정보를 포함하는 데이터를 수신하고, 이를 삼각측량법에 적용하여 대상점의 3차원 위치 좌표를 산출할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치(101)는 대상점의 3차원 위치 좌표 및 드론(10)으로부터 수신하는 각종 데이터를 영상과 함께 출력할 수 있다.
이하 도 3에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치(101)의 각 구성요소에 대해 구체적으로 설명한다.
영상 수신부(110)는 드론(10)으로부터 카메라(11)를 통해 획득하는 영상을 실시간으로 수신하여 출력할 수 있다.
데이터 수신부(120)는 드론(10)으로부터 영상에 나타나는 대상점의 위치 추적을 위한 데이터를 수신할 수 있다. 여기에서 데이터에는 드론(10)의 현재 위치 좌표 및 카메라(11)의 자세 정보가 포함될 수 있다.
데이터 수신부(120)는 드론(10)에서 카메라(11)의 각도가 제어되는 경우, 드론(10)으로부터 데이터를 수신할 수 있다. 데이터 수신부(120)는 영상 내에서 사용자에 의해 터치 입력이 발생한 위치 정보를 획득하여 드론(10)으로 전송할 수 있다. 여기서 터치 입력이 발생한 위치는 대상점의 위치에 해당한다. 드론(10)은 영상의 중심에 대상점이 위치하도록 카메라(11)의 각도를 제어할 수 있을 것이며, 이때 데이터 수신부(120)로 드론(10)의 현재 위치 좌표 및 카메라(11)의 자세 정보를 전송할 수 있다.
이처럼 데이터 수신부(120)는 영상의 중심에 사용자에 의해 설정되는 대상점이 위치하도록 드론(10)에 탑재된 카메라의 각도가 제어되는 경우, 드론(10)으로부터 드론(10)의 현재 위치 좌표 및 카메라(11)의 자세 정보를 포함하는 데이터를 수신할 수 있다.
좌표 정보 산출부(130)는 삼각측량법을 이용하여 영상에 설정되는 대상점의 3차원 좌표 정보를 산출할 수 있다.
좌표 정보 산출부(130) 드론(10)이 비행하는 지형을 나타내는 3차원 좌표 정보 및 드론(10)에 탑재된 카메라(11)의 화각을 미리 획득하여 저장할 수 있다. 좌표 정보 산출부(130)는 데이터 수신부(120)를 통해 드론(10)의 현재 위치 좌표 및 카메라(11)의 자세 정보를 획득할 수 있다. 좌표 정보 산출부(130)는 이러한 데이터들을 이용한 삼각측량법을 통해 대상점의 3차원 좌표 정보를 역추적할 수 있다. 삼각측량법은 삼각형 한 변의 길이와 그 양쪽의 각을 알면 남은 변의 길이를 계산해 내는 수학공식을 이용해 평면위치를 결정하는 측량법이다. 이와 관련하여 도 5를 참조하여 설명한다.
도 5는 도 3에 도시된 좌표 정보 산출부에서의 대상점의 위치 좌표 산출 방법을 설명하기 위한 도면이다.
예를 들면, 좌표 정보 산출부(130)는 대상점(P)을 지나는 기선(
Figure 112021011066933-pat00001
)을 설정할 수 있다.
좌표 정보 산출부(130)는 드론(10)의 현재 위치 좌표(D)로부터 기선(
Figure 112020103907714-pat00004
)으로 내리는 수선(
Figure 112020103907714-pat00005
)을 설정할 수 있다.
좌표 정보 산출부(130)는 수선(
Figure 112020103907714-pat00006
)의 길이를 산출할 수 있다. 좌표 정보 산출부(130)는 드론(10)의 현재 위치 좌표(D) 및 드론(10)이 비행하는 지형을 나타내는 3차원 좌표 정보를 이용하여 수선(
Figure 112020103907714-pat00007
)의 길이를 산출할 수 있다. 예컨대 좌표 정보 산출부(130)는 드론(10)의 현재 위치 좌표(D)의 고도값에서 드론(10)이 비행하는 지형을 나타내는 3차원 좌표 정보의 고도값을 빼는 방식으로 수선(
Figure 112020103907714-pat00008
)의 길이를 산출할 수 있다.
좌표 정보 산출부(130)는 드론(10)의 현재 위치 좌표(D) 및 대상점(P)을 연결하는 선(
Figure 112020103907714-pat00009
)을 설정할 수 있으며, 카메라(11)의 화각(
Figure 112020103907714-pat00010
) 및 카메라(11)의 자세 정보에 포함되는 각도(α)를 이용하여 드론(10)의 현재 위치 좌표(D) 및 대상점(P)을 연결하는 선(
Figure 112020103907714-pat00011
)과 수선(
Figure 112020103907714-pat00012
)이 이루는 각도(β)를 산출할 수 있다. 예컨대 카메라(11)는 영상의 중심에 대상점(P)이 위치하도록 앵글을 조절하므로, 좌표 정보 산출부(130)는 화각(
Figure 112020103907714-pat00013
)의 1/2에서 카메라(11)의 자세 정보에 포함되는 각도(α)를 뺀 값을 드론(10)의 현재 위치 좌표(D) 및 대상점(P)을 연결하는 선(
Figure 112020103907714-pat00014
)과 수선(
Figure 112020103907714-pat00015
)이 이루는 각도(β)로 산출할 수 있다.
이에 좌표 정보 산출부(130)는 수선(
Figure 112020103907714-pat00016
)의 길이 및 수선(
Figure 112020103907714-pat00017
)과 선(
Figure 112020103907714-pat00018
)이 이루는 각도(β)를 산출하였으므로, 이를 삼각함수에 적용하는 경우, 선(
Figure 112020103907714-pat00019
)의 길이를 산출할 수 있다.
좌표 정보 산출부(130)는 드론(10)의 현재 위치 좌표(D) 및 대상점(P)을 연결하는 선(
Figure 112020103907714-pat00020
)의 길이와, 드론(10)의 현재 위치 좌표(D) 및 지형을 나타내는 3차원 좌표 정보를 이용하여 대상점(P)의 3차원 좌표 정보를 획득할 수 있을 것이다.
좌표 정보 산출부(130)는 대상점의 3차원 좌표 정보를 영상과 함께 출력할 수 있으며, 대상점의 3차원 좌표 정보 산출에 사용되는 데이터 또한 함께 출력할 수도 있다.
좌표 정보 산출부(130)는 대상점을 기준으로 하여 미리 설정된 영역의 면적을 산출할 수 있다. 예를 들면, 좌표 정보 산출부(130)는 대상점을 중심으로 하는 미리 설정된 규격의 정사각형을 설정하고, 대상점의 3차원 좌표 정보를 이용하여 해당 정사각형의 면적을 산출할 수 있다. 예컨대 대상점이 산불 발생 지점인 경우, 그 피해면적 및 규모를 산정하여 빠르고 정확한 초기진압을 유도할 수 있을 것이다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치(101)는 드론(10)에서 획득할 수 있는 데이터를 이용하여 드론(10)에서 획득하는 영상의 정확한 위치 정보를 산출할 수 있다.
따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치(101)가 드론(10)을 이용한 산악 또는 해양환경 관제 시스템에 적용되는 경우, 위험 지점의 정확한 위치 정보의 산출이 가능하여 신속한 초기 대응을 기대할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치의 블록도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치(102)는 영상 수신부(110), 데이터 수신부(120), 좌표 정보 산출부(130) 및 관제 제어부(140)를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치(102)는 도 6에 도시된 구성요소보다 많은 구성요소에 의해 구현될 수 있고, 그보다 적은 구성요소에 의해 구현될 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치(102)는 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치(101)와 같이 카메라(11)를 통해 영상을 획득하는 드론(10)으로부터 영상 및 드론(10)의 현재 위치 좌표 및 카메라(11)의 자세 정보를 포함하는 데이터를 수신하고, 데이터를 이용하여 영상에 나타나는 대상점의 3차원 좌표 정보를 산출할 수 있다.
또한 본 발명의 다른 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치(102)는 대상점이 이동에 의해 연속하여 산출되는 대상점의 3차원 좌표 정보의 변화에 따라 드론(10)의 이동 간격을 설정하여 드론(10)의 관제를 제어할 수 있다. 이와 관련하여 도 7을 참조하여 간략히 설명한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치에서의 관제 제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치(102)는 드론(10)으로부터 카메라(11)를 통해 촬영하는 지형의 영상을 수신하여 출력할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치(102)는 사용자로부터 영상에 나타나는 대상점(2)을 선택 받을 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치(102)는 터치 입력이 가능한 터치스크린으로 구현되어 영상에서 어느 지점에 터치 입력이 발생하였는지를 감지할 수 있으며, 영상 내에서 터치 입력이 발생한 위치 정보를 획득할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치(102)는 영상에서 대상점의 위치 정보, 즉, 영상 내에서 터치 입력이 발생한 위치 정보를 드론(10)으로 전송할 수 있다. 드론(10)은 터치 입력이 발생한 위치 정보를 이용하여, 영상의 중심에 대상점이 위치할 수 있도록 카메라(11)의 각도를 제어할 수 있다. 이에 본 발명의 다른 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치(102)는 중심에 대상점이 위치하는 영상을 출력할 것이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치(102)는 드론(10)으로부터 드론(10)의 현재 위치 좌표 및 카메라(11)의 자세 정보를 포함하는 데이터를 수신하고, 이를 삼각측량법에 적용하여 대상점의 3차원 위치 좌표를 산출할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치(102)는 대상점의 3차원 위치 좌표 및 드론(10)으로부터 수신하는 각종 데이터를 영상과 함께 출력할 수 있다.
한편 도 7에 도시된 바와 같이 대상점(2)이 이동하여 영상 내에서 위치가 변할 때마다, 본 발명의 다른 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치(102)는 드론(10)으로부터 드론(10)의 현재 위치 좌표 및 카메라(11)의 자세 정보를 포함하는 데이터를 다시 수신하고 이를 삼각측량법에 적용하여 대상점(2)의 3차원 위치 좌표를 산출할 수 있다. 즉 본 발명의 다른 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치(102)는 영상의 중심에 대상점이 위치할 수 있도록 카메라(11)의 각도가 제어될 때마다 드론(10)으로부터 드론(10)의 현재 위치 좌표 및 카메라(11)의 자세 정보를 포함하는 데이터를 수신하여 대상점(2)의 위치를 추적할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치(102)는 대상점(2)의 이동에 의해 연속하여 산출되는 대상점(2)의 3차원 좌표 정보를 이용하여 대상점(2)의 이동 간격을 산출하고 이를 드론(10)으로 전송할 수 있다.
드론(10)은 본 발명의 다른 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치(102)로부터 수신하는 대상점(2)의 이동 간격과 동일한 간격으로 이동함으로써 이동하는 대상점(2)을 계속 추적할 수 있을 것이다.
이하 도 6에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치(102)의 각 구성요소에 대해 구체적으로 설명한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치(102)는 도 3에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치(101)와 비교하면 관제 제어부(140)를 더 포함한다는 점에서 차이가 있을 뿐 나머지 다른 구성은 동일하다. 따라서 이하에서는 관제 제어부(140)에 대해서만 설명하고 나머지 영상 수신부(110), 데이터 수신부(120) 및 좌표 정보 산출부(130)에 대한 설명은 상술한 것으로 대체한다.
관제 제어부(140)는 대상점의 이동에 의해 좌표 정보 산출부(130)에서 대상점의 3차원 좌표 정보가 연속하여 산출되는 경우, 대상점의 이동 간격을 산출하여 드론(10)으로 전송할 수 있다.
예를 들면, 드론(10)이 해양 환경을 촬영하여 해수면 영상을 획득하고, 그 영상에 조난자가 대상점으로 설정되는 경우, 대상점은 계속하여 이동할 것이며 신속한 구조활동을 위해 위치 추적 및 관제가 필요하다.
따라서 관제 제어부(140)는 연속하여 산출되는 대상점의 3차원 좌표 정보를 이용하여 대상점의 이동 간격을 산출할 수 있다. 여기서 좌표 정보 산출부(130)는 영상에서 사용자의 대상점 설정에 의해 드론(10)의 카메라 각도가 제어되는 경우, 드론(10)으로부터 드론(10)의 현재 위치 좌표 및 카메라(11)의 자세 정보를 포함하는 데이터를 수신할 것이며, 드론(10)으로부터 데이터를 수신할 때마다 대상점의 3차원 좌표 정보를 산출할 수 있다.
관제 제어부(140)는 대상점의 이동 간격을 드론(10)으로 전송할 수 있다. 이와 같은 경우 드론(10)은 대상점의 이동 간격에 따라 설정되는 간격으로 이동하면서 대상점을 추적할 수 있다. 예를 들면, 드론(10)은 대상점의 이동 간격과 동일한 간격으로 비행할 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예예 따른 실시간 위치 추적 장치의 블록도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치(103)는 영상 수신부(110), 데이터 수신부(120), 좌표 정보 산출부(130), 관제 제어부(140) 및 정사영상 생성부(150)를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치(103)는 도 8에 도시된 구성요소보다 많은 구성요소에 의해 구현될 수 있고, 그보다 적은 구성요소에 의해 구현될 수도 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치(103)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치(102)와 같이 카메라(11)를 통해 영상을 획득하는 드론(10)으로부터 영상 및 드론(10)의 현재 위치 좌표 및 카메라(11)의 자세 정보를 포함하는 데이터를 수신하고, 데이터를 이용하여 영상에 나타나는 대상점의 3차원 좌표 정보를 산출할 수 있다.
또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치(103)는 대상점이 이동에 의해 연속하여 산출되는 대상점의 3차원 좌표 정보의 변화에 따라 드론(10)의 이동 간격을 설정하여 드론(10)의 관제를 제어할 수 있다.
또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치(103)는 드론(10)으로부터 수신하는 영상을 구성하는 어느 하나의 픽셀을 대상점으로 설정하여 그 픽셀이 나타내는 지형의 3차원 좌표 정보를 산출하고, 영상에 3차원 좌표 정보를 포함시켜 정사영상을 구성할 수 있다. 이와 관련하여 도 9를 참조하여 간략히 설명한다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치에서의 정사영상 생성을 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치(103)는 드론(10)으로부터 카메라(11)를 통해 촬영하는 지형의 영상 및 드론(10)의 현재 위치 좌표 및 카메라(11)의 자세 정보를 포함하는 데이터를 수신할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치(103)는 드론(10)으로부터 수신하는 영상을 구성하는 어느 하나의 픽셀을 대상점으로 설정하고, 드론(10)의 현재 위치 좌표 및 카메라(11)의 자세 정보를 포함하는 데이터를 삼각측량법에 적용하여 대상점의 3차원 위치 좌표를 산출할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치(103)는 대상점으로 설정된 픽셀이 나타내는 지형의 3차원 좌표 정보를 이용하여 영상을 구성하는 모든 픽셀이 각각 나타내는 지형의 3차원 좌표 정보를 산출할 수 있다.
한편 드론(10)은 정사영상 제작을 위해 적어도 4 개의 다른 각도로 동일한 지형을 촬영한 영상을 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치(103)로 전송할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치(103)는 드론(10)으로부터 수신하는 모든 영상에 대한 3차원 좌표 정보를 산출하고, 이를 조합하여 3차원 좌표 정보를 포함하는 정사영상을 생성할 수 있다.
이하 도 8에 도시된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치(103)의 각 구성요소에 대해 구체적으로 설명한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치(103)는 도 7에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치(103)와 비교하면 정사영상 생성부(150)를 더 포함한다는 점에서 차이가 있을 뿐 나머지 다른 구성은 동일하다. 따라서 이하에서는 정사영상 생성부(150)에 대해서만 설명하고 나머지 영상 수신부(110), 데이터 수신부(120), 좌표 정보 산출부(130) 및 관제 제어부(140)에 대한 설명은 상술한 것으로 대체한다.
정사영상 생성부(150)는 사용자로부터 정사영상 생성 여부를 선택 받기 위한 인터페이스를 생성하여 출력할 수 있다.
정사영상 생성부(150)는 사용자로부터 정사영상 생성을 요청 받는 경우, 드론(10)으로부터 수신하는 영상을 구성하는 픽셀을 대상점으로 설정할 수 있다.
예를 들면, 정사영상 생성부(150)는 드론(10)으로부터 수신하는 영상의 중심에 위치하는 픽셀을 대상점으로 설정할 수 있다.
정사영상 생성부(150)는 데이터 수신부(120)를 통해 드론(10)으로부터 드론(10)의 현재 위치 좌표 및 카메라(11)의 자세 정보를 포함하는 데이터를 수신하고, 좌표 정보 산출부(130)를 통해 대상점의 3차원 위치 좌표 정보를 획득할 수 있다.
정사영상 생성부(150)는 대상점으로 설정된 픽셀이 나타내는 지형의 3차원 좌표 정보를 기준으로 하여 영상을 구성하는 각 픽셀이 나타내는 지형의 3차원 좌표 정보를 산출할 수 있다.
드론(10)은 미리 저장된 정사영상 촬영을 위한 비행 알고리즘에 따라 다각도로 동일한 영역을 촬영하여 정사영상 생성부(150)로 전송할 수 있다. 정사영상 생성부(150)는 드론(10)으로부터 수신하는 적어도 하나의 영상에 대해 3차원 좌표 정보를 획득할 수 있다.
정사영상 생성부(150)는 특정 영역을 촬영한 다각도의 영상에 있어서, 각 영상의 3차원 좌표 정보에 맞추어 복수의 영상을 합성하여 하나의 영상을 생성할 수 있다. 그리고 정사영상 생성부(150)는 해당 영상에 3차원 좌표 정보를 포함시켜 특정 영역에 대한 정사영상을 생성할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치(103)는 드론(10)으로부터 수신하는 데이터를 이용한 영상의 위치 좌표 획득 방법을 이용하여 정사영상을 생성함으로써, 정사영상 생성에 요구되는 영상의 개수 및 연산량을 최소화하여 신속한 정사영상 생성이 가능하다.
이하에서는 도 10 이하를 참조하여 본 발명의 실시간 위치 추적 방법에 대하여 설명한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 위치 추적 방법을 보여주는 흐름도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 위치 추적 방법은 도 3에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치(101)와 실질적으로 동일한 구성 하에서 진행될 수 있다. 따라서 도 3의 장치(101)와 동일한 구성요소는 동일한 도면부호를 부여하고 반복되는 설명은 생략한다.
도 10을 참조하면, 영상 수신부(110)는 드론(10)으로부터 카메라(11)를 통해 획득하는 영상을 실시간으로 수신하여 출력할 수 있다(S100).
데이터 수신부(120)는 영상에서 대상점이 설정되는 경우(S200), 드론(10)으로부터 드론(10)이 현재 위치 좌표 및 카메라(11)의 자세 정보를 수신할 수 있다(S300).
데이터 수신부(120)는 영상 내에서 사용자에 의해 터치 입력이 발생한 위치 정보를 획득하여 드론(10)으로 전송할 수 있다. 여기서 터치 입력이 발생한 위치는 대상점의 위치에 해당한다. 드론(10)은 영상의 중심에 대상점이 위치하도록 카메라(11)의 각도를 제어할 수 있을 것이며, 이때 데이터 수신부(120)로 드론(10)의 현재 위치 좌표 및 카메라(11)의 자세 정보를 전송할 수 있다.
데이터 수신부(120)는 영상의 중심에 사용자에 의해 설정되는 대상점이 위치하도록 드론(10)에 탑재된 카메라의 각도가 제어되는 경우, 드론(10)으로부터 드론(10)의 현재 위치 좌표 및 카메라(11)의 자세 정보를 포함하는 데이터를 수신할 수 있다.
좌표 정보 산출부(130)는 드론(10)의 현재 위치 좌표, 카메라(11)의 자세 정보 및 카메라(11)의 화각을 이용하여 대상점의 3차원 좌표 정보를 산출할 수 있다(S400).
좌표 정보 산출부(130) 드론(10)이 비행하는 지형을 나타내는 3차원 좌표 정보 및 드론(10)에 탑재된 카메라(11)의 화각을 미리 획득하여 저장할 수 있다. 좌표 정보 산출부(130)는 데이터 수신부(120)를 통해 드론(10)의 현재 위치 좌표 및 카메라(11)의 자세 정보를 획득할 수 있다. 좌표 정보 산출부(130)는 이러한 데이터들을 이용한 삼각측량법을 통해 대상점의 3차원 좌표 정보를 역추적할 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 실시간 위치 추적 방법을 보여주는 흐름도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 실시간 위치 추적 방법은 도 6에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치(102)와 실질적으로 동일한 구성 하에서 진행될 수 있다. 따라서 도 6의 장치(102)와 동일한 구성요소는 동일한 도면부호를 부여하고 반복되는 설명은 생략한다.
도 11을 참조하면, 영상 수신부(110)는 드론(10)으로부터 카메라(11)를 통해 획득하는 영상을 실시간으로 수신하여 출력할 수 있다(S101).
데이터 수신부(120)는 영상에서 대상점이 설정되는 경우(S201), 드론(10)으로부터 드론(10)의 현재 위치 좌표 및 카메라(11)의 자세 정보를 수신할 수 있다(S301).
데이터 수신부(120)는 영상 내에서 사용자에 의해 터치 입력이 발생한 위치 정보를 획득하여 드론(10)으로 전송할 수 있다. 여기서 터치 입력이 발생한 위치는 대상점의 위치에 해당한다. 드론(10)은 영상의 중심에 대상점이 위치하도록 카메라(11)의 각도를 제어할 수 있을 것이며, 이때 데이터 수신부(120)로 드론(10)의 현재 위치 좌표 및 카메라(11)의 자세 정보를 전송할 수 있다.
데이터 수신부(120)는 영상의 중심에 사용자에 의해 설정되는 대상점이 위치하도록 드론(10)에 탑재된 카메라의 각도가 제어되는 경우, 드론(10)으로부터 드론(10)의 현재 위치 좌표 및 카메라(11)의 자세 정보를 포함하는 데이터를 수신할 수 있다.
좌표 정보 산출부(130)는 드론(10)의 현재 위치 좌표, 카메라(11)의 자세 정보 및 카메라(11)의 화각을 이용하여 대상점의 3차원 좌표 정보를 산출할 수 있다(S401).
좌표 정보 산출부(130) 드론(10)이 비행하는 지형을 나타내는 3차원 좌표 정보 및 드론(10)에 탑재된 카메라(11)의 화각을 미리 획득하여 저장할 수 있다. 좌표 정보 산출부(130)는 데이터 수신부(120)를 통해 드론(10)의 현재 위치 좌표 및 카메라(11)의 자세 정보를 획득할 수 있다. 좌표 정보 산출부(130)는 이러한 데이터들을 이용한 삼각측량법을 통해 대상점의 3차원 좌표 정보를 역추적할 수 있다.
관제 제어부(140)는 대상점의 이동에 의해 좌표 정보 산출부(130)에서 대상점의 3차원 좌표 정보가 연속하여 산출되는 경우(S501), 대상점의 이동 간격을 산출할 수 있다(S601).
관제 제어부(140)는 연속하여 산출되는 대상점의 3차원 좌표 정보를 이용하여 대상점의 이동 간격을 산출할 수 있다. 여기서 좌표 정보 산출부(130)는 영상에서 사용자의 대상점 설정에 의해 드론(10)의 카메라 각도가 제어되는 경우, 드론(10)으로부터 드론(10)의 현재 위치 좌표 및 카메라(11)의 자세 정보를 포함하는 데이터를 수신할 것이며, 드론(10)으로부터 데이터를 수신할 때마다 대상점의 3차원 좌표 정보를 산출할 수 있다.
관제 제어부(140)는 대상점의 이동 간격을 드론(10)으로 전송할 수 있다(S701).
이와 같은 경우 드론(10)은 대상점의 이동 간격에 따라 설정되는 간격으로 이동하면서 대상점을 추적할 수 있다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 실시간 위치 추적 방법을 보여주는 흐름도이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 실시간 위치 추적 방법은 도 8에 도시된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 실시간 위치 추적 장치(103)와 실질적으로 동일한 구성 하에서 진행될 수 있다. 따라서 도 8의 장치(103)와 동일한 구성요소는 동일한 도면부호를 부여하고 반복되는 설명은 생략한다.
도 12를 참조하면, 영상 수신부(110)는 드론(10)으로부터 카메라(11)를 통해 획득하는 영상을 실시간으로 수신하여 출력할 수 있다(S103).
정사영상 생성부(150)는 사용자로부터 정사영상 생성 여부를 선택 받을 수 있다(S203).
정사영상 생성부(150)는 사용자로부터 정사영상 생성 여부를 선택 받기 위한 인터페이스를 생성하여 출력할 수 있다.
데이터 수신부(120)는 사용자로부터 정사영상 생성을 요청 받지 않고(S203), 영상에서 대상점이 설정되는 경우(S303), 드론(10)으로부터 드론(10)의 현재 위치 좌표 및 카메라(11)의 자세 정보를 수신할 수 있다(S403).
데이터 수신부(120)는 영상 내에서 사용자에 의해 터치 입력이 발생한 위치 정보를 획득하여 드론(10)으로 전송할 수 있다. 여기서 터치 입력이 발생한 위치는 대상점의 위치에 해당한다. 드론(10)은 영상의 중심에 대상점이 위치하도록 카메라(11)의 각도를 제어할 수 있을 것이며, 이때 데이터 수신부(120)로 드론(10)의 현재 위치 좌표 및 카메라(11)의 자세 정보를 전송할 수 있다.
데이터 수신부(120)는 영상의 중심에 사용자에 의해 설정되는 대상점이 위치하도록 드론(10)에 탑재된 카메라의 각도가 제어되는 경우, 드론(10)으로부터 드론(10)의 현재 위치 좌표 및 카메라(11)의 자세 정보를 포함하는 데이터를 수신할 수 있다.
좌표 정보 산출부(130)는 드론(10)의 현재 위치 좌표, 카메라(11)의 자세 정보 및 카메라(11)의 화각을 이용하여 대상점의 3차원 좌표 정보를 산출할 수 있다(S503).
좌표 정보 산출부(130) 드론(10)이 비행하는 지형을 나타내는 3차원 좌표 정보 및 드론(10)에 탑재된 카메라(11)의 화각을 미리 획득하여 저장할 수 있다. 좌표 정보 산출부(130)는 데이터 수신부(120)를 통해 드론(10)의 현재 위치 좌표 및 카메라(11)의 자세 정보를 획득할 수 있다. 좌표 정보 산출부(130)는 이러한 데이터들을 이용한 삼각측량법을 통해 대상점의 3차원 좌표 정보를 역추적할 수 있다.
관제 제어부(140)는 대상점의 이동에 의해 좌표 정보 산출부(130)에서 대상점의 3차원 좌표 정보가 연속하여 산출되는 경우(S603), 대상점의 이동 간격을 산출할 수 있다(S703).
관제 제어부(140)는 연속하여 산출되는 대상점의 3차원 좌표 정보를 이용하여 대상점의 이동 간격을 산출할 수 있다. 여기서 좌표 정보 산출부(130)는 영상에서 사용자의 대상점 설정에 의해 드론(10)의 카메라 각도가 제어되는 경우, 드론(10)으로부터 드론(10)의 현재 위치 좌표 및 카메라(11)의 자세 정보를 포함하는 데이터를 수신할 것이며, 드론(10)으로부터 데이터를 수신할 때마다 대상점의 3차원 좌표 정보를 산출할 수 있다.
관제 제어부(140)는 대상점의 이동 간격을 드론(10)으로 전송할 수 있다(S803).
이와 같은 경우 드론(10)은 대상점의 이동 간격에 따라 설정되는 간격으로 이동하면서 대상점을 추적할 수 있다.
한편 도 13을 참조하면, 정사영상 생성부(150)는 사용자로부터 정사영상 생성을 요청 받는 경우(S203), 드론(10)으로부터 수신하는 영상을 구성하는 픽셀을 대상점으로 설정할 수 있다(S213).
예를 들면, 정사영상 생성부(150)는 드론(10)으로부터 수신하는 영상의 중심에 위치하는 픽셀을 대상점으로 설정할 수 있다.
정사영상 생성부(150)는 데이터 수신부(120)를 통해 드론(10)으로부터 드론(10)의 현재 위치 좌표 및 카메라(11)의 자세 정보를 수신할 수 있다(S223).
정사영상 생성부(150)는 드론(10)의 현재 위치 좌표, 카메라(11)의 자세 정보 및 카메라(11)의 화각을 이용하여 픽셀의 3차원 좌표 정보를 산출할 수 있다(S233).
정사영상 생성부(150)는 영상에 픽셀의 3차원 좌표 정보를 포함시켜 정사영상을 생성할 수 있다(S243).
정사영상 생성부(150)는 대상점으로 설정된 픽셀이 나타내는 지형의 3차원 좌표 정보를 기준으로 하여 영상을 구성하는 각 픽셀이 나타내는 지형의 3차원 좌표 정보를 산출할 수 있다.
드론(10)은 미리 저장된 정사영상 촬영을 위한 비행 알고리즘에 따라 다각도로 동일한 영역을 촬영하여 정사영상 생성부(150)로 전송할 수 있다. 정사영상 생성부(150)는 드론(10)으로부터 수신하는 적어도 하나의 영상에 대해 3차원 좌표 정보를 획득할 수 있다.
정사영상 생성부(150)는 특정 영역을 촬영한 다각도의 영상에 있어서, 각 영상의 3차원 좌표 정보에 맞추어 복수의 영상을 합성하여 하나의 영상을 생성할 수 있다. 그리고 정사영상 생성부(150)는 해당 영상에 3차원 좌표 정보를 포함시켜 특정 영역에 대한 정사영상을 생성할 수 있다.
이와 같은, 본 발명의 실시간 위치 추적 방법은 어플리케이션으로 구현되거나 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.
상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거니와 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD 와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.
프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1000: 위치 추적 시스템
10: 드론
11: 카메라
100: 실시간 위치 추적 장치

Claims (11)

  1. 지형을 나타내는 3차원 좌표 정보에 기반한 비행경로를 따라 비행하면서 상기 지형의 영상을 촬영하는 드론을 이용하여 상기 영상에 나타나는 대상점의 위치를 추적하는 실시간 위치 추적 장치에서의 실시간 위치 추적 방법에 있어서,
    상기 드론으로부터 상기 영상을 수신하여 출력하는 단계;
    상기 영상에 나타나는 상기 대상점을 선택받는 단계;
    선택받은 상기 대상점의 위치 정보를 획득하여 상기 드론으로 전송하는 단계;
    상기 위치 정보를 이용하여 상기 영상의 중심에 상기 대상점이 위치하도록 상기 드론에 탑재된 카메라가 갖는 각도가 변경되는 경우, 상기 드론으로부터 상기 드론의 현재 위치 좌표 및 상기 카메라가 갖는 각도를 포함하는 카메라의 자세 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 드론의 현재 위치 좌표, 상기 카메라의 자세 정보 및 미리 저장된 상기 카메라의 화각을 이용한 삼각측량으로 상기 대상점의 3차원 좌표 정보를 산출하는 단계를 포함하되,
    상기 드론의 현재 위치 좌표, 상기 카메라의 자세 정보 및 미리 저장된 상기 카메라의 화각을 이용한 삼각측량으로 상기 대상점의 3차원 좌표 정보를 산출하는 단계는,
    상기 대상점을 지나는 기선을 설정하는 단계;
    상기 드론의 현재 위치 좌표 및 상기 지형을 나타내는 3차원 좌표 정보를 이용하여 상기 드론의 현재 위치 좌표로부터 상기 기선으로 내리는 수선의 길이를 산출하는 단계;
    상기 카메라의 자세 정보에 포함되는 롤(roll), 피치(pitch) 및 요(yaw) 각도 및 상기 카메라의 화각을 이용하여 상기 수선과 상기 드론으로부터 상기 대상점을 연결하는 선이 이루는 각도를 산출하는 단계; 및
    상기 수선의 길이 및 상기 수선과 상기 드론으로부터 상기 대상점을 연결하는 선이 이루는 각도를 삼각함수에 적용하여 상기 수선과 상기 드론으로부터 상기 대상점을 연결하는 선의 길이를 산출하는 단계를 포함하는 드론을 이용한 실시간 위치 추적 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 대상점이 이동하는 경우, 상기 카메라의 각도가 변경될 때마다 상기 드론의 현재 위치 좌표, 상기 카메라의 자세 정보 및 미리 저장된 상기 카메라의 화각을 이용한 삼각측량으로 상기 대상점의 3차원 좌표 정보를 산출하는 단계;
    상기 대상점의 이동에 의해 연속하여 산출되는 상기 대상점의 3차원 좌표 정보를 이용하여 상기 대상점의 이동 간격을 산출하는 단계; 및
    상기 드론이 상기 대상점의 이동 간격에 따라 이동하면서 상기 대상점을 관제할 수 있도록 상기 대상점의 이동 간격을 상기 드론으로 전송하는 단계를 더 포함하는 드론을 이용한 실시간 위치 추적 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 대상점이 상기 영상을 구성하는 어느 하나의 픽셀로 설정되는 경우, 상기 대상점으로 설정된 픽셀이 나타내는 지형의 3차원 좌표 정보를 산출하는 단계; 및
    상기 대상점으로 설정된 픽셀이 나타내는 지형의 3차원 좌표 정보를 이용하여 상기 영상을 구성하는 복수의 픽셀이 각각 나타내는 지형의 3차원 좌표 정보를 산출하는 단계를 더 포함하는 드론을 이용한 실시간 위치 추적 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 영상에 복수의 픽셀이 각각 나타내는 지형의 3차원 좌표 정보를 포함시켜 정사영상을 구성하는 단계를 더 포함하는 드론을 이용한 실시간 위치 추적 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 대상점의 3차원 좌표 정보를 이용하여 상기 대상점을 기준으로 설정되는 관심 영역의 면적을 산출하는 단계를 더 포함하는 드론을 이용한 실시간 위치 추적 방법.
  6. 지형을 나타내는 3차원 좌표 정보에 기반한 비행경로를 따라 비행하면서 상기 지형의 영상을 촬영하는 드론을 이용하여 상기 영상에 나타나는 대상점의 위치를 추적하는 실시간 위치 추적 장치에 있어서,
    상기 드론으로부터 상기 영상을 수신하여 출력하는 영상 수신부;
    상기 영상 내에 위치하는 상기 대상점을 선택받고, 선택받은 상기 대상점의 위치정보를 획득하여 상기 드론으로 전송하며, 상기 위치정보를 이용하여 상기 영상의 중심에 상기 대상점이 위치하도록 상기 드론에 탑재된 카메라가 갖는 각도가 변경되는 경우, 상기 드론으로부터 상기 드론의 현재 위치 좌표 및 상기 카메라가 갖는 각도를 포함하는 카메라의 자세 정보를 수신하는 데이터 수신부; 및
    상기 드론의 현재 위치 좌표, 상기 카메라의 자세 정보 및 미리 저장된 상기 카메라의 화각을 이용한 삼각측량으로 상기 대상점의 3차원 좌표 정보를 산출하는 좌표 정보 산출부를 포함하되,
    상기 좌표 정보 산출부는,
    상기 대상점을 지나는 기선을 설정하고, 상기 드론의 현재 위치 좌표 및 상기 지형을 나타내는 3차원 좌표 정보를 이용하여 상기 드론의 현재 위치 좌표로부터 상기 기선으로 내리는 수선의 길이를 산출하고, 상기 카메라의 자세 정보에 포함되는 롤(roll), 피치(pitch) 및 요(yaw) 각도 및 상기 카메라의 화각을 이용하여 상기 수선과 상기 드론으로부터 상기 대상점을 연결하는 선이 이루는 각도를 산출하며, 상기 수선의 길이 및 상기 수선과 상기 드론으로부터 상기 대상점을 연결하는 선이 이루는 각도를 삼각함수에 적용하여 상기 수선과 상기 드론으로부터 상기 대상점을 연결하는 선의 길이를 산출하는 드론을 이용한 실시간 위치 추적 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 좌표 정보 산출부는,
    상기 대상점이 이동하는 경우, 상기 카메라의 각도가 변경될 때마다 상기 드론의 현재 위치 좌표, 상기 카메라의 자세 정보 및 미리 저장된 상기 카메라의 화각을 이용한 삼각측량으로 상기 대상점의 3차원 좌표 정보를 산출하는 드론을 이용한 실시간 위치 추적 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 대상점의 이동에 의해 연속하여 산출되는 상기 대상점의 3차원 좌표 정보를 이용하여 상기 대상점의 이동 간격을 산출하고, 상기 드론이 상기 대상점의 이동 간격에 따라 이동하면서 상기 대상점을 관제할 수 있도록 상기 대상점의 이동 간격을 상기 드론으로 전송하는 관제 제어부를 더 포함하는 드론을 이용한 실시간 위치 추적 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 좌표 정보 산출부는,
    상기 대상점이 상기 영상을 구성하는 어느 하나의 픽셀로 설정되는 경우, 상기 대상점으로 설정된 픽셀이 나타내는 지형의 3차원 좌표 정보를 산출하는 드론을 이용한 실시간 위치 추적 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 대상점으로 설정된 픽셀이 나타내는 지형의 3차원 좌표 정보를 이용하여 상기 영상을 구성하는 복수의 픽셀이 각각 나타내는 지형의 3차원 좌표 정보를 산출하고, 상기 영상에 복수의 픽셀이 각각 나타내는 지형의 3차원 좌표 정보를 포함시켜 정사영상을 구성하는 정사영상 생성부를 더 포함하는 드론을 이용한 실시간 위치 추적 장치.
  11. 지형을 나타내는 3차원 좌표 정보에 기반한 비행경로를 따라 비행하면서 상기 지형의 영상을 촬영하는 드론; 및
    상기 드론으로부터 상기 영상을 수신하여 출력하고, 상기 영상 내에 위치하는 대상점을 선택받고, 선택받은 상기 대상점의 위치정보를 획득하여 상기 드론으로 전송하며, 상기 위치정보를 이용하여 상기 영상의 중심에 상기 대상점이 위치하도록 상기 드론에 탑재된 카메라가 갖는 각도가 변경되는 경우, 상기 드론으로부터 상기 드론의 현재 위치 좌표 및 상기 카메라가 갖는 각도를 포함하는 카메라의 자세 정보를 수신하며, 상기 드론의 현재 위치 좌표, 상기 카메라의 자세 정보 및 미리 저장된 상기 카메라의 화각을 이용한 삼각측량으로 상기 대상점의 3차원 좌표 정보를 산출하는 실시간 위치 추적 장치를 포함하고,
    상기 실시간 위치 추적 장치는,
    상기 대상점을 지나는 기선을 설정하고, 상기 드론의 현재 위치 좌표 및 상기 지형을 나타내는 3차원 좌표 정보를 이용하여 상기 드론의 현재 위치 좌표로부터 상기 기선으로 내리는 수선의 길이를 산출하고, 상기 카메라의 자세 정보에 포함되는 롤(roll), 피치(pitch) 및 요(yaw) 각도 및 상기 카메라의 화각을 이용하여 상기 수선과 상기 드론으로부터 상기 대상점을 연결하는 선이 이루는 각도를 산출하며, 상기 수선의 길이 및 상기 수선과 상기 드론으로부터 상기 대상점을 연결하는 선이 이루는 각도를 삼각함수에 적용하여 상기 수선과 상기 드론으로부터 상기 대상점을 연결하는 선의 길이를 산출하는, 위치 추적 시스템.
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