KR102481891B1 - 드론을 이용한 상하수도를 포함하는 지하시설물 측량 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 드론을 이용하여 상하수도를 포함하는 지하시설물의 내부 상태를 확인하는 지하시설물 측량 시스템 및 방법과 관련된 다양한 실시예들이 기술된 바, 한 실시예에 따르면, 드론을 이용한 상하수도를 포함하는 지하시설물 측량 시스템은, 상기 지하시설물의 내부에서 비행하는 드론; 상기 드론과 무선통신가능하고, 상기 지하시설물의 비행할 비행구역을 선정하여 비행할 좌표값 및 비행구역에 대한 지도정보를 무선통신을 통해 상기 드론에 제공하는 통제서버; 및 상기 드론에 회전 가능하게 결합되고, 카메라가 배치되는 회전 장치;를 포함하고, 상기 회전 장치는, 상기 지하시설물의 내부 전체를 촬영하기 위해 상기 카메라를 상기 드론의 상방향, 하방향, 전방향 및 후방향으로 회전시킴과 아울러 각각의 방향들로 회전시킨 후 상기 카메라를 직선으로 슬라이딩 이동시킬 수 있으며, 이외에도 다양한 다른 실시예들이 가능하다.

Description

드론을 이용한 상하수도를 포함하는 지하시설물 측량 시스템 및 방법{ MEASUING SYSTEM AND METHOD FOR UNDERGROUND FACILITY INCLUDING WATER SUPPLY PIPE AND DRAIN PIPE USING DRONE}
본 발명은 드론을 이용하여 상하수도를 포함하는 지하시설물의 내부 상태를 확인하는 지하시설물 측량 시스템 및 방법에 관련된 것이다.
일반적으로, 지하시설물을 매설하는 과정에서 지반을 터파기하여 지하시설물을 가설하고, 되메우기하여 지하시설물이 지하에 매설되도록 하는 개착공법이 널리 사용되고 있다.
이러한 지하시설물은 상수도, 하수도, 전력 및 통신 설로, 도시가스관로, 송유관등을 포함할 수 있다. 예컨대, 급증하는 지하시설물의 설치 위치 및 배치 현황에 대한 정보를 정확히 수집함과 동시에 이를 기반으로 지하시설물의 내부 상태를 수시로 확인하여 지속적인 유지관리를 하고 있다.
종래에는 지하시설물의 위치나 깊이에 대한 정보가 잘 갖추어져 있지 않으며, 지하시설물은 지하에 매설되어서 시각적으로는 그 위치 확인등이 사실상 어려울 뿐만아니라, 지하시설물이 파손될 경우, 파손된 지하시설물의 상태를 파악하기가 어려운점이 있었다.
이 점을 해결하기 위해 드론을 지하시설물의 내부에 진입시켜 드론에 배치된 카메라를 이용하여 상기 지하시설물의 내부를 촬영함과 동시에 내부 상태를 확인하였다.
그러나, 종래의 드론은 상기 드론의 하부에 배치된 고정된 카메라를 이용하여 지하시설물의 내부 일부 상태를 촬영하는 구조이므로 지하시설물의 내부 전체를 촬영할 수 없었고, 이로인해 상기 지하시설물의 내부 전체를 확인하지 못하였다. 지하시설물의 전체를 촬영을 위해서는 드론에 복수개의 카메라를 장착하거나, 복수개의 드론들을 지하시설물의 내부에 진입시켜 촬영해야함으로, 장비, 인력 및 시간이 많이 소요될 뿐만 아니라 지하시설물의 유지 관리 비용 및 측량 비용도 상승하는 단점이 있었다.
본 발명과 관련된 선행문헌으로는 대한민국 등록특허 제10-2308530호(2021.10.06 공고일)가 있으며, 상기 선행문헌에는 " 드론에 장착된 레이저를 이용한 지하시설물 측정시스템 "에 대한 기술이 개시된 바가 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에서는, 지하시설물의 내부 상태를 확인하기 위해 별도로 추가 카메라 및 드론없이 하나의 카메라를 여러방향으로 회전 및 슬라이딩 이동시켜 지하시설물의 내부 전체를 촬영하여 확인할 수 있도록 한 드론을 이용한 상하수도를 포함하는 지하시설물 측량 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 드론을 이용한 상하수도를 포함하는 지하시설물 측량 시스템은, 상기 지하시설물의 내부에서 비행하는 드론; 상기 드론과 무선통신가능하고, 상기 지하시설물의 비행할 비행구역을 선정하여 비행할 좌표값 및 비행구역에 대한 지도정보를 무선통신을 통해 상기 드론에 제공하는 통제서버; 및 상기 드론에 회전 가능하게 결합되고, 카메라가 배치되는 회전 장치;를 포함하고, 상기 회전 장치는, 상기 지하시설물의 내부 전체를 촬영하기 위해 상기 카메라를 상기 드론의 상방향, 하방향, 전방향 및 후방향으로 회전시킴과 아울러 각각의 방향들로 회전시킨 후 상기 카메라를 직선으로 슬라이딩 이동시킬 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 회전 장치는, 상기 드론에 형성된 회전홀에 회전가능하게 배치되고, 길이방향으로 형성되고, 상기 카메라를 상기 드론의 상방향, 하방향, 전방향 및 후방향으로 회전시키기 위해 제 1 구동 모터의 구동에 따라 회전축을 중심으로 회전하여 수직 및 수평으로 배치되는 회전 하우징; 및 상기 회전 하우징의 길이방향을 향하여 배치되는 랙기어를 포함하고, 상기 랙기어는 상기 카메라가 상기 드론의 상방향, 하방향, 전방향 및 후방향으로 회전시킨 상태에서, 제 2 구동 모터의 구동에 따라 상기 카메라를 내장한 카메라 하우징을 상기 길이방향을 향하여 직선으로 슬라이딩 이동시킬 수 있도록 상기 제 2 구동 모터에 배치된 기어부와 맞물릴 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 회전 하우징에는 상기 회전축을 포함하고, 상기 회전홀에 형성된 회전홈에 회전가능하게 결합되는 한쌍의 회전 돌기가 돌출 형성되고, 상기 한쌍의 회전 돌기의 적어도 하나에는 상기 회전 하우징을 회전시키기 위해 상기 제 1 구동 모터와 연결될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 드론을 이용한 상하수도를 포함하는 지하시설물의 내부를 측정하는 지하시설물 측량 방법은, 상기 드론과 무선통신 가능한 통제서버를 포함하고, 상기 통제서버는 지하시설물의 비행할 비행구역을 선정하여 비행할 좌표값 및 비행구역에 대한 지도정보를 무선통신을 통해 드론으로 제공하는 과정; 상기 드론은 드론 제어부에 의해 제어되는 과정; 상기 드론 제어부의 제어신호에 따라 상기 통제서버와 무선통신하여 지하시설물의 비행구역 정보 및 그 비행구역에 대한 지도정보를 무선 통신기에 의해 수신하는 과정; 상기 드론에 배치된 카메라가 드론 제어부의 제어신호에 따라 지하시설물의 비행구역을 촬영하는 과정; 위성통신을 통해 드론을 지하시설물의 비행구역으로 이동시키고, 상기 비행구역내에서 비행하도록 위성통신 정보를 GPS수신기에 의해 드론 제어부로 출력하는 과정; 비행에 필요한 정보 및 촬영정보를 상기 드론 제어부의 제어신호에 따라 메모리에 저장, 편집 및 삭제하는 과정; 상기 카메라가 촬영한 영상을 머신러닝 기법으로 판독하여 지하시설물의 위치 및 지하시설물의 내부 상태를 확인하고, 확인된 지하시설물의 위치 및 내부 상태의 좌표정보를 영상판독기에 의해 추출하는 과정; 및 상기 영상판독기가 추출한 좌표정보를 상기 드론 제어부의 제어신호에 따라 지하시설물의 비행구역 지도에 좌표맵핑기를 통해 표시하는 과정;을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예 들에 따르면, 드론에 제 1, 2 구동 모터의 구동에 따라 카메라를 상기 드론의 상방향, 하방향, 전방향 및 후방향으로 회전시킬 수 있고, 이렇게 각각 회전된 상태에서, 상기 카메라를 직선으로 슬라이딩 이동시키는 회전 장치를 구성함으로써, 지하시설물 측량 시스템은 추가 카메라 및 추가 드론 없이 상기 회전 장치에 의해 카메라를 회전시켜 상기 지하시설물의 내부 전체를 촬영함과 동시에 상기 지하시설물의 내부 상태를 확인할 수 있고, 이로인해 별도의 추가 비용없이 상기 지하시설물의 내부 전체를 신속하고 정확하게 파악할 수 있다. 따라서, 지하시설물의 유지 관리 비용, 측량 비용 및 시간을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 드론을 이용한 상하수도를 포함하는 지하시설물 측량 시스템의 블록도 이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 드론을 이용한 상하수도를 포함하는 지하시설물 측량 시스템의 구성 중 드론의 구성을 나타내는 분해 사시도 이다.
도 3a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 드론을 이용한 상하수도를 포함하는 지하시설물 측량 시스템의 구성 중 드론에 포함된 카메라가 드론의 하방향을 촬영하는 상태를 나타내는 사시도 이고, 도 3b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 드론을 이용한 상하수도를 포함하는 지하시설물 측량 시스템의 구성 중 드론에 포함된 카메라가 드론의 하방향을 촬영하는 상태를 나타내는 절단된 사시도 이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 드론을 이용한 상하수도를 포함하는 지하시설물 측량 시스템의 구성 중 드론에 포함된 카메라가 드론의 하방향을 촬영하는 상태를 나타내는 측단면도 이다.
도 5a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 드론을 이용한 상하수도를 포함하는 지하시설물 측량 시스템의 구성 중 드론에 포함된 카메라가 드론의 상방향을 촬영하는 상태를 나타내는 사시도 이고, 도 5b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 드론을 이용한 상하수도를 포함하는 지하시설물 측량 시스템의 구성 중 드론에 포함된 카메라가 드론의 상방향을 촬영하는 상태를 나타내는 절단된 사시도 이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 드론을 이용한 상하수도를 포함하는 지하시설물 측량 시스템의 구성 중 드론에 포함된 카메라가 드론의 상방향을 촬영하는 상태를 나타내는 측단면도 이다.
도 7a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 드론을 이용한 상하수도를 포함하는 지하시설물 측량 시스템의 구성 중 드론에 포함된 카메라가 드론의 전방향을 촬영하는 상태를 나타내는 사시도 이고, 도 7b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 드론을 이용한 상하수도를 포함하는 지하시설물 측량 시스템의 구성 중 드론에 포함된 카메라가 드론의 전방향을 촬영하는 상태를 나타내는 절단된 사시도 이다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 드론을 이용한 상하수도를 포함하는 지하시설물 측량 시스템의 구성 중 드론에 포함된 카메라가 드론의 전방향을 촬영하는 상태를 나타내는 측단면도 이다.
도 9a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 드론을 이용한 상하수도를 포함하는 지하시설물 측량 시스템의 구성 중 드론에 포함된 카메라가 드론의 후방향을 촬영하는 상태를 나타내는 사시도 이고, 도 9b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 드론을 이용한 상하수도를 포함하는 지하시설물 측량 시스템의 구성 중 드론에 포함된 카메라가 드론의 후방향을 촬영하는 상태를 나타내는 절단된 사시도 이다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 드론을 이용한 상하수도를 포함하는 지하시설물 측량 시스템의 구성 중 드론에 포함된 카메라가 드론의 후방향을 촬영하는 상태를 나타내는 측단면도 이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 일부 실시 예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
'제1', '제2' 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. '및/또는' 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
또한, '전면', '후면', '상면', '하면' 등과 같은 도면에 보이는 것을 기준으로 기술된 상대적인 용어들은 '제1', '제2' 등과 같은 서수들로 대체될 수 있다. '제1', '제2' 등의 서수들에 있어서 그 순서는 언급된 순서나 임의로 정해진 것으로서, 필요에 따라 임의로 변경될 수 있다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 드론(10)을 이용한 지하시설물 측량 시스템 및 방법은, 드론(10)에 배치된 하나의 카메라(40)를 회전 및 슬라이딩 이동시켜 지하시설물(미도시됨)의 내부 전체를 촬영함과 동시에 지도에 반영함으로써, 이러한 상기 지하시설물의 내부 상태 및 위치정보를 정확하게 파악할 있는 장치들 중 하나 또는 그 이상의 조합일 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 드론(10)을 이용한 상하수도를 포함하는 지하시설물 측량 시스템의 블록도 이다.
도 1을 참조하면, 측량 시스템은 드론(10), 상기 드론(10)과 무선통신 가능한 통제서버(SV) 및 회전 장치(11)를 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 통제서버(SV)는 드론(10)이 비행할 비행구역을 선정하여 비행할 범위(좌표값)을 제공하고, 또한 비행구역에 대한 지도정보도 제공한다.
이러한 상기 드론(10)은 드론 제어부(1), 무선 통신기(2), 카메라(40), GPS수신기(4), 메모리(5), 영상판독기(6) 및 죄표맵팽기를 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 드론 제어부(1)는 후술하는 무선 통신기(2), 카메라(40), GPS수신기(4), 메모리(5), 영상판독기(6) 및 좌표맵핑기(7)를 제어할 수 있다.
상기 무선 통신기(2)는 상기 드론 제어부(1)의 제어신호에 따라 상기 통제서버(SV)와 무선 통신하여 비행구역 정보 및 그 비행구역에 대한 지도정보를 수신할 수 있다. 여기서, 상기 비행구역은 상하수도를 포함하는 지하시설물(미도시됨)의 내부일 수 있다. 예컨대, 상기 드론(10)은 지하시설물의 내부 상태를 확인하기 위해 상기 지하시설물의 내부로 진입할 수 있다.
상기 카메라(40)는 드론(10)에 배치된 카메라 하우징(30)에 탑재되어 상기 드론 제어부(1)의 제어신호에 따라 지하시설물의 내부 비행구역을 촬영할 수 있다. 이때, 상기 카메라는 후술하는 회전 장치(11)에 의해 회전하거나 슬라이딩 이동하여 촬영할 수 있다.
상기 GPS수신기(4)는 위성통신을 통해 상기 드론(10)을 지하시설물의 내부 비행구역으로 이동시키고, 상기 지하시술물의 내부 비행 구역 내에서 비행하도록 위성통신정보를 드론 제어부(1)로 출력할 수 있다.
상기 메모리(5)는 상기 지하시술물의 내부 비행에 필요한 정보 및 촬영정보를 드론 제어부(1)의 제어 신호에 따라 저장, 편집 및 삭제할 수 있다.
상기 영상 판독기(6)는 상기 카메라(40)가 촬영한 영상을 머신러닝 기법으로 판독하여 지하시설물 유무 및 상기 지하시설물의 내부 상태를 확인하고, 확인된 지하시설물 위치를 좌표정보로 추출할 수 있다.
상기 좌표맵핑기(7)는 상기 영상판독기(6)가 추출한 좌표정보를 드론 제어부(1)의 제어신호에 따라 비행구역 지도에 표시할 수 있다.
그리하여, 상기 지하시설물의 내부 비행 구역을 촬영하던 도중에 상기 좌표맵핑기(7)를 통해 맵핑정보가 발생되면, 상기 드론 제어부(1)는 정해진 파일형태로 저장한 후 그 저장된 파일을 통제서버(SV)로 전송하여 지도제작 또는 지도 갱신시 반영함을 물론 상기 지하시설물의 내부 상태도 반영할 수 있다.
상기 회전 장치(11)는 상기 드론(10)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 예컨대, 상기 회전 장치(11)는 상기 지하시설물의 내부 전체를 촬영하기 위해 카메라(40)를 상기 드론(10)의 상방향, 하방향, 전방향 및 후방향으로 회전시킴과 동시에 회전후 상기 카메라(40)를 직선으로 슬라이딩 이동시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 드론(10)을 이용한 상하수도를 포함하는 지하시설물 측량 시스템의 구성 중 드론(10)의 구성을 나타내는 분해 사시도이고, 도 3a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 드론(10)을 이용한 상하수도를 포함하는 지하시설물 측량 시스템의 구성 중 드론(10)에 포함된 카메라(40)가 드론(10)의 하부를 촬영하는 상태를 나타내는 사시도 이고, 도 3b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 드론(10)을 이용한 상하수도를 포함하는 지하시설물 측량 시스템의 구성 중 드론(10)에 포함된 카메라(40)가 드론(10)의 하방향을 촬영하는 상태를 나타내는 절단된 사시도 이며, 도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 드론(10)을 이용한 상하수도를 포함하는 지하시설물 측량 시스템의 구성 중 드론(10)에 포함된 카메라(40)가 드론(10)의 하방향을 촬영하는 상태를 나타내는 측단면도 이고, 도 5a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 드론(10)을 이용한 상하수도를 포함하는 지하시설물 측량 시스템의 구성 중 드론(10)에 포함된 카메라(40)가 드론(10)의 상방향을 촬영하는 상태를 나타내는 사시도 이고, 도 5b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 드론(10)을 이용한 상하수도를 포함하는 지하시설물 측량 시스템의 구성 중 드론(10)에 포함된 카메라(40)가 드론(10)의 상방향을 촬영하는 상태를 나타내는 절단된 사시도 이며, 도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 드론(10)을 이용한 상하수도를 포함하는 지하시설물 측량 시스템의 구성 중 드론(10)에 포함된 카메라(40)가 드론(10)의 상방향을 촬영하는 상태를 나타내는 측단면도 이고, 도 7a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 드론(10)을 이용한 상하수도를 포함하는 지하시설물 측량 시스템의 구성 중 드론(10)에 포함된 카메라(40)가 드론(10)의 전방향을 촬영하는 상태를 나타내는 사시도 이고, 도 7b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 드론(10)을 이용한 상하수도를 포함하는 지하시설물 측량 시스템의 구성 중 드론(10)에 포함된 카메라(40)가 드론(10)의 전방향을 촬영하는 상태를 나타내는 절단된 사시도 이며, 도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 드론(10)을 이용한 상하수도를 포함하는 지하시설물 측량 시스템의 구성 중 드론(10)에 포함된 카메라(40)가 드론(10)의 전방향을 촬영하는 상태를 나타내는 측단면도 이고, 도 9a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 드론(10)을 이용한 상하수도를 포함하는 지하시설물 측량 시스템의 구성 중 드론(10)에 포함된 카메라(40)가 드론(10)의 후방향을 촬영하는 상태를 나타내는 사시도 이고, 도 9b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 드론(10)을 이용한 상하수도를 포함하는 지하시설물 측량 시스템의 구성 중 드론(10)에 포함된 카메라(40)가 드론(10)의 후방향을 촬영하는 상태를 나타내는 절단된 사시도 이며, 도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 드론(10)을 이용한 상하수도를 포함하는 지하시설물 측량 시스템의 구성 중 드론(10)에 포함된 카메라(40)가 드론(10)의 후방향을 촬영하는 상태를 나타내는 측단면도 이다.
도 2 내지 도 10을 참조하면, 상기 회전 장치(11)는 회전 하우징(20), 카메라 하우징(30), 랙기어(50) 및 드론 제어부(1)를 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 드론(10)의 외측 둘레에는 드론(10)을 비행할 수 있도록 복수개의 로터(10a)들이 배치될 수 있다. 상기 드론(10)의 내부에는 후술하는 회전 하우징(20)을 회전가능하게 배치시킬 수 있도록 회전홀(10b)이 형성될 수 있다.
상기 회전 하우징(20)은 길이방향으로 형성되고, 상기 드론(10)의 회전홀(10b)에 회전가능하게 배치될 수 있다.
이러한 상기 회전 하우징(20)은 제 1 구동 모터(60)의 구동에 따라 회전축(A1)을 중심으로 회전하여 수직 및 수평으로 배치될 수 있다.
예컨대, 상기 회전 하우징(20)의 양측면 중심부에는 상기 회전축(A1)을 포함하는 한쌍의 회전 돌기(21)가 돌출 형성될 수 있다. 이러한 상기 한쌍의 회전 돌기(21)는 상기 회전 하우징(20)을 회전시키기 위해 상기 회전홀(10b)에 형성된 한쌍의 회전홈에 회전가능하게 결합될 수 있다.
상기 한쌍의 회전 돌기(21)의 적어도 하나에는 상기 제 1 구동 모터(60)와 연결될 수 있다. 따라서, 상기 제 1 구동 모터(60)가 구동시 상기 한쌍의 회전 돌기(21)가 회전함과 동시에 상기 회전 하우징(20)도 회전할 수 있다.
예컨대, 앞서 도 3a,b 및 도 4와 같이, 상기 카메라(40)가 상기 드론(10)의 하방향으로 회전할 경우, 상기 회전 하우징(20)은 상기 제 1 구동 모터(60)의 구동에 따라 회전축(A1)을 중심으로 제 1 방향으로 회전하여 수평으로 배치될 수 있다. 이때, 상기 카메라(40)는 상기 드론(10)의 하방향을 향하여 배치될 수 있다. 이 상태에서, 상기 카메라(40)는 상기 지하시설물의 내부의 하측을 촬영할 수 있다.
예컨대, 앞서 도 5a,b 및 도 6과 같이, 상기 카메라(40)가 상기 드론(10)의 상방향으로 회전할 경우, 상기 회전 하우징(20)은 상기 제 1 구동 모터(60)의 구동에 따라 회전축(A1) 중심으로 상기 제 1 방향의 반대인 제 2 방향으로 회전하여 수평으로 배치될 수 있다. 이때, 상기 카메라(40)는 상기 하방향의 반대인 상방향을 향하여 배치될 수 있다. 이 상태에서, 상기 카메라(40)는 상기 지하시설물의 내부의 상측을 촬영할 수 있다.
예컨대, 앞서 도 7a,b 및 도 8과 같이, 상기 카메라(40)가 상기 드론(10)의 전방향으로 회전할 경우, 상기 회전 하우징(20)은 상기 제 1 구동 모터(60)의 구동에 따라 회전축(A1)을 중심으로 제 3 방향으로 회전하여 수직으로 배치될 수 있다. 이때, 상기 카메라(40)는 상기 전방향을 향하여 배치될 수 있다. 이 상태에서, 상기 카메라(40)는 상기 지하시설물의 내부의 전방측을 촬영할 수 있다.
예컨대, 앞서 도 9a,b 및 도 10과 같이, 상기 카메라(40)가 상기 드론(10)의 후방향으로 회전할 경우, 상기 회전 하우징(20)은 상기 제 1 구동 모터(60)의 구동에 따라 회전축(A1)을 중심으로 상기 제 3 방향의 반대인 제 4 방향으로 회전하여 수직으로 배치될 수 있다. 이때, 상기 카메라(40)는 상기 전방향의 반대인 후방향으로 향하여 배치될 수 있다. 이 상태에서, 상기 카메라(40)는 상기 지하시설물의 내부의 후방측을 촬영할 수 있다.
상기 카메라 하우징(30)은 상기 회전 하우징(20)의 일면에 배치되고, 상기 카메라(40)를 보호하기 위해 상기 카메라(40)를 내장할 수 있다. 예컨대, 상기 카메라 하우징(30)은 상기 카메라(40)를 내장한 상태에서 상기 길이방향을 향하여 직선으로 슬라이딩 이동할 수 있다.
상기 랙기어(50)는 상기 회전 하우징(20)의 길이방향을 향하여 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 랙기어(50)는 상기 카메라(40)가 상기 드론(10)의 상방향, 하방향, 전방향 및 후방향으로 회전시킨 상태에서, 제 2 구동 모터(70)의 구동에 따라 상기 카메라(40)를 내장한 카메라 하우징(30)을 상기 길이방향을 향하여 직선으로 슬라이딩 이동시킬 수 있도록 상기 제 2 구동 모터(70)에 배치된 기어부(71)와 맞물릴 수 있다.
상기 제 2 구동 모터(70)는 상기 카메라(40)를 슬라이딩 이동시킬 수 있도록 상기 카메라 하우징(30)의 내부에 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 제 2 구동 모터(70)가 구동시 상기 기어부(71)가 회전할 수 있다. 상기 기어부(71)는 회전함과 동시에 상기 랙기어(50)를 직선이동할 수 있다. 이때, 직선이동하는 상기 랙기어(50)는 상기 카메라(40) 및 상기 카메라 하우징(30)을 직선으로 슬라이딩 이동시킬 수 있다.
예컨대, 앞서 도 4와 같이, 상기 카메라 하우징(30)이 상기 드론(10)의 하방향을 향하여 회전시킨 상태에서, 상기 카메라 하우징(30)은 상기 제 2 구동 모터(70)의 구동에 따라 상기 랙기어(50)에 의해 좌, 우측으로 슬라이딩 이동할 수 있다. 이때, 상기 카메라 하우징(30)의 카메라(40)는 좌, 우측으로 슬라이딩 이동하면서 상기 지하시설물의 하측을 촬영할 수 있다.
또한, 앞서 도 6와 같이, 상기 카메라 하우징(30)이 상기 드론(10)의 상방향을 향하여 회전시킨 상태에서, 상기 카메라 하우징(30)은 상기 제 2 구동 모터(70)의 구동에 따라 상기 랙기어(50)에 의해 좌, 우측으로 슬라이딩 이동할 수 있다. 이때, 상기 카메라 하우징(30)의 카메라(40)는 좌, 우측으로 슬라이딩 이동하면서 상기 지하시설물의 상측을 촬영할 수 있다.
예컨대, 앞서 도 8와 같이, 상기 카메라 하우징(30)이 상기 드론(10)의 전방향을 향하여 회전시킨 상태에서, 상기 카메라 하우징(30)은 상기 제 2 구동 모터(70)의 구동에 따라 상기 랙기어(50)에 의해 상, 하부로 슬라이딩 이동할 수 있다. 이때, 상기 카메라 하우징(30)의 카메라(40)는 상, 하부로 슬라이딩 이동하면서 상기 지하시설물의 전방을 촬영할 수 있다.
또한, 앞서 도 10과 같이, 상기 카메라 하우징(30)이 상기 드론(10)의 후방향을 향하여 회전시킨 상태에서, 상기 카메라 하우징(30)은 상기 제 2 구동 모터(70)의 구동에 따라 상기 랙기어(50)에 의해 상, 하부로 슬라이딩 이동할 수 있다. 이때, 상기 카메라 하우징(30)의 카메라(40)는 상, 하부로 슬라이딩 이동하면서 상기 지하시설물의 후방을 촬영할 수 있다.
상기 드론 제어부(1)는 상기 제 1, 2 구동 모터(60, 70)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대, 상기 드론 제어부(1)는 상기 통제서버(SV)의 수신신호를 기반으로 상기 제 1, 2 구동 모터(60, 70)의 구동을 제어할 수 있다.
예컨대, 상기 드론 제어부(1)는 상기 통제서버(SV)에서 상기 제 1, 2 구동 모터(60, 70)의 제어신호를 송신할 수 있다. 이때, 상기 무선 통신기(2)는 상기 통제서버(SV)의 신호를 수신받아 상기 드론 제어부(1)에 인가할 수 있다. 상기 드론 제어부(1)는 수신된 신호를 기반으로 상기 제 1, 2 구동 모터(60, 70)의 구동을 제어할 수 있다.
이와 같이, 상기 드론(10)에 상기 제 1, 2 구동 모터(60, 70)의 구동에 따라 상기 카메라(40)를 상기 드론(10)의 상방향, 하방향, 전방향 및 후방향으로 회전시킬 수 있고, 이 상태에서, 상기 카메라(40)를 직선으로 슬라이딩 이동시키는 회전 장치(11)를 구성함으로써, 지하시설물 측량 시스템은 추가 카메라(40) 및 추가 드론(10) 없이 상기 회전 장치에 의해 카메라(40)를 회전시켜 상기 지하시설물의 내부 전체를 촬영함과 동시에 내부 상태를 확인할 수 있으며, 이로인해 별도의 추가 카메라 및 드론 없이 상기 지하시설물의 내부 전체 및 내부 상태를 신속하고 정확하게 파악할 수 있다. 따라서, 지하시설물의 내부 확인 비용, 측량 비용 및 시간을 절감할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 드론(10)을 이용한 상하수도를 포함하는 지하시설물(미도시됨)의 내부를 측정하는 지하시설물 측량 방법은, 상기 드론(10)과 무선통신 가능한 통제서버(SV)를 포함하고, 상기 통제서버(SV)는 지하시설물의 비행할 비행구역을 선정하여 비행할 좌표값 및 지하시설물의 비행구역에 대한 지도정보를 무선통신을 통해 드론(10)(DR)으로 제공할 수 있다. 이때, 상기 드론(10)은 드론 제어부(1)에 의해 제어될 수 있다.
그리고, 상기 드론 제어부(1)의 제어신호에 따라 상기 통제서버(SV)와 무선통신하여 지하시설물의 비행구역 정보 및 그 비행구역에 대한 지도정보를 무선 통신기(2)에 의해 수신할 수 있다.
이때, 상기 드론(10)에 배치된 카메라(40)가 드론 제어부(1)의 제어신호에 따라 지하시설물의 비행구역을 촬영할 수 있다. 예컨대, 상기 지하시설물의 비행 구역은 상기 지하시설물의 내부일 수 있다.
상기 카메라(40)는 상기 회전 장치에 배치된 제 1, 2 구동 모터(60, 70)의 구동에 따라 상기 드론(10)의 상방향, 하방향, 전방향 및 후방향으로 회전시킬 수 있고, 이 상태에서, 상기 카메라(40)를 직선으로 슬라이딩 이동시킬 수 있다. 따라서, 상기 카메라(40)는 상기 지하시설물의 내부 전체를 촬영할 수 있다.
예컨대, 위성통신을 통해 상기 드론(10)을 상기 지하시설물의 내부 전체로 비행시킴과 동시에 상기 카메라(40)를 통해 상기 지하시설물의 내부 전체를 촬영할 수 있도록 위성통신 정보를 GPS수신기(4)에 의해 드론 제어부(1)로 출력할 수 있다.
여기서, 지하시설물의 비행에 필요한 정보 및 촬영정보를 상기 드론 제어부(1)의 제어신호에 따라 메모리(5)에 저장, 편집 및 삭제할 수 있다.
그리고, 상기 카메라(40)가 촬영한 영상을 머신러닝 기법으로 판독하여 상기 지하시설물의 내부 상태를 확인하고, 확인된 상기 지하시설물의 내부 위치의 좌표정보를 영상판독기(6)에 의해 추출할 수 있다.
그리고, 상기 영상판독기(6)가 추출한 좌표정보를 상기 드론 제어부(1)의 제어신호에 따라 지하시설물의 비행구역 지도에 좌표맵핑기(7)를 통해 표시할 수 있다.
예컨대, 상기 지하시설물의 내부 비행 구역을 촬영하던 도중에 상기 좌표맵핑기(7)를 통해 맵핑정보가 발생되면, 상기 드론 제어부(1)는 정해진 파일형태로 저장한 후 그 저장된 파일을 통제서버(SV)로 전송하여 지도제작 또는 지도 갱신시 반영함을 물론 상기 지하시설물의 내부 상태도 반영할 수 있다.
이때, 상기 지하시설물의 내부가 파손되면, 작업자가 이를 확인하여 신속하게 파손된 부분은 복구할 수 있다. 따라서, 지하시설물의 유지 관리를 더욱 향상시킬 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 다양한 실시예의 드론을 이용한 상하수도를 포함하는 지하시설물 측량 시스템 및 방법은 전술한 실시 예 및 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
1 : 드론 제어부 2 : 무신통신기
4 : GPS수신기 5 : 메모리
6 : 영상판독기 7 : 좌표맵핑기
10 : 드론
20 : 회전 하우징 30 : 카메라 하우징
40 : 카메라
50 : 랙기어 60, 70 : 제 1, 2 구동 모터
A1 : 회전축 SV : 통제서버

Claims (4)

  1. 드론을 이용하여 상하수도를 포함하는 지하시설물의 내부 상태를 확인하는 지하시설물 측량 시스템에 있어서,
    상기 지하시설물의 내부에서 비행하는 드론; 상기 드론과 무선통신가능하고, 상기 지하시설물의 비행할 비행구역을 선정하여 비행할 좌표값 및 비행구역에 대한 지도정보를 무선통신을 통해 상기 드론에 제공하는 통제서버; 및 상기 드론에 회전 가능하게 결합되고, 카메라가 배치되는 회전 장치;를 포함하고,
    상기 회전 장치는, 상기 지하시설물의 내부 전체를 촬영하기 위해 상기 카메라를 상기 드론의 상방향, 하방향, 전방향 및 후방향으로 회전시킴과 아울러 각각의 방향들로 회전시킨 후 상기 카메라를 직선으로 슬라이딩 이동시키되,
    상기 회전 장치는, 상기 드론에 형성된 회전홀에 회전가능하게 배치되고, 길이방향으로 형성되고, 상기 카메라를 상기 드론의 상방향, 하방향, 전방향 및 후방향으로 회전시키기 위해 제 1 구동 모터의 구동에 따라 회전축을 중심으로 회전하여 수직 및 수평으로 배치되는 회전 하우징; 및 상기 회전 하우징의 길이방향을 향하여 배치되는 랙기어;를 포함하고,
    상기 랙기어는 상기 카메라가 상기 드론의 상방향, 하방향, 전방향 및 후방향으로 회전시킨 상태에서, 제 2 구동 모터의 구동에 따라 상기 카메라를 내장한 카메라 하우징을 상기 길이방향을 향하여 직선으로 슬라이딩 이동시킬 수 있도록 상기 제 2 구동 모터에 배치된 기어부와 맞물리는 것을 특징으로 하는 지하시설물 측량 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 회전 하우징에는 상기 회전축을 포함하고, 상기 회전홀에 형성된 회전홈에 회전가능하게 결합되는 한쌍의 회전 돌기가 돌출 형성되고,
    상기 한쌍의 회전 돌기의 적어도 하나에는 상기 회전 하우징을 회전시키기 위해 상기 제 1 구동 모터와 연결되는 것을 특징으로 하는 지하시설물 측량 시스템.
  4. 제 1 항에 의한 드론을 이용하여 상하수도를 포함하는 지하시설물의 내부 상태를 확인하는 지하시설물 측량 시스템을 이용한 지하시설물 측량 방법에 있어서,
    상기 지하시설물의 내부에서 비행하는 드론; 상기 드론과 무선통신가능하고, 상기 지하시설물의 비행할 비행구역을 선정하여 비행할 좌표값 및 비행구역에 대한 지도정보를 무선통신을 통해 상기 드론에 제공하는 통제서버; 및 상기 드론에 회전 가능하게 결합되고, 카메라가 배치되는 회전 장치;를 포함하고,
    상기 회전 장치는, 상기 지하시설물의 내부 전체를 촬영하기 위해 상기 카메라를 상기 드론의 상방향, 하방향, 전방향 및 후방향으로 회전시킴과 아울러 각각의 방향들로 회전시킨 후 상기 카메라를 직선으로 슬라이딩 이동시키되,
    상기 회전 장치는, 상기 드론에 형성된 회전홀에 회전가능하게 배치되고, 길이방향으로 형성되고, 상기 카메라를 상기 드론의 상방향, 하방향, 전방향 및 후방향으로 회전시키기 위해 제 1 구동 모터의 구동에 따라 회전축을 중심으로 회전하여 수직 및 수평으로 배치되는 회전 하우징; 및 상기 회전 하우징의 길이방향을 향하여 배치되는 랙기어;를 포함하고,
    상기 랙기어는 상기 카메라가 상기 드론의 상방향, 하방향, 전방향 및 후방향으로 회전시킨 상태에서, 제 2 구동 모터의 구동에 따라 상기 카메라를 내장한 카메라 하우징을 상기 길이방향을 향하여 직선으로 슬라이딩 이동시킬 수 있도록 상기 제 2 구동 모터에 배치된 기어부와 맞물리되,
    상기 드론과 무선통신 가능한 통제서버를 포함하고, 상기 통제서버는 지하시설물의 비행할 비행구역을 선정하여 비행할 좌표값 및 비행구역에 대한 지도정보를 무선통신을 통해 드론으로 제공하는 과정; 상기 드론은 드론 제어부에 의해 제어되는 과정; 상기 드론 제어부의 제어신호에 따라 상기 통제서버와 무선통신하여 지하시설물의 비행구역 정보 및 그 비행구역에 대한 지도정보를 무선 통신기에 의해 수신하는 과정; 상기 드론에 배치된 카메라가 드론 제어부의 제어신호에 따라 지하시설물의 비행구역을 촬영하는 과정; 위성통신을 통해 드론을 지하시설물의 비행구역으로 이동시키고, 상기 비행구역내에서 비행하도록 위성통신 정보를 GPS수신기에 의해 드론 제어부로 출력하는 과정; 비행에 필요한 정보 및 촬영정보를 상기 드론 제어부의 제어신호에 따라 메모리에 저장, 편집 및 삭제하는 과정; 상기 카메라가 촬영한 영상을 머신러닝 기법으로 판독하여 지하시설물의 위치 및 지하시설물의 내부 상태를 확인하고, 확인된 지하시설물의 위치 및 내부 상태의 좌표정보를 영상판독기에 의해 추출하는 과정; 및 상기 영상판독기가 추출한 좌표정보를 상기 드론 제어부의 제어신호에 따라 지하시설물의 비행구역 지도에 좌표맵핑기를 통해 표시하는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 지하시설물 측량 방법.
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