KR102484813B1 - 영상이미지를 정사투영하여 기존 영상이미지를 보정할 수 있는 영상처리시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 영상처리시스템에 관한 것으로서, 보다 더 구체적으로 인공위성과 통신하며 항공기 저면에 설치된 지상카메라를 이용하여 지상을 투영하는 투영장치 및 투영장치와 통신하여 항공이미지를 수신하고 이를 처리하는 영상처리장치를 구비하되, 외부 환경에 따라 실시간으로 변하는 비행 환경에 맞추어 정확한 지상의 영상이미지를 확보함으로써 기존 영상이미지를 보정할 수 있는 영상처리시스템에 관한 것이다.

Description

영상이미지를 정사투영하여 기존 영상이미지를 보정할 수 있는 영상처리시스템{IMAGE PROCESSING SYSTEM}

본 발명은 영상처리시스템에 관한 것으로서, 인공위성과 통신하며 항공기 저면에 설치된 지상카메라를 이용하여 지상을 투영하는 투영장치 및 투영장치와 통신하여 항공이미지를 수신하고 이를 처리하는 영상처리장치를 구비하되, 외부 환경에 따라 실시간으로 변하는 비행 환경에 맞추어 정확한 지상의 영상이미지를 확보하여 기존 영상이미지를 보정할 수 있는 영상처리시스템에 관한 것이다.

통상 정사영상은 중심투영인 항공사진을 편위수정하여 지도와 같이 정사투영의 형태로 보정함으로써 획득할 수 있는데, 이때, 상기 편위수정은 카메라를 이용한 촬영 시에 발생된 경사(기울기)와 축척(촬영배율) 등을 수정하는 작업을 의미한다.

상기 정사영상은 정사항공투영으로 지상 이미지를 확보하고, 확보된 정사항공촬영 사진이미지에 수치표고모델(DEM)을 활용하여 오류 없는 정사영상을 추출하고, 다시 정사영상의 색상을 보정하며 집성하고 오류 보정과 최종 품질검사를 거쳐 정리하는 일련의 과정에 의하여 구축되게 된다.

영상이미지(정사영상이미지) 확보를 위한 정사항공투영은 항공기 노선에 의해 세로 방향으로 60% 이상 중복하는 동시에 가로 방향으로는 30% 이상을 중복하여 투영된 사진이미지를 확보한다.

수치표고모델은 중심투영으로 항공투영된 사진이미지의 기하학적인 왜곡을 보정하기 위하여 정사영상 사진이미지 제작 과정에서 필수적으로 활용되며, 추출된 정사영상의 사진이미지는 색상, 명암 등을 보정하는 색상보정과정 및 낱장 단위의 영상이미지를 이웃한 영상이미지와 합성하는 영상집성과정을 거치게 된다.

정사항공투영으로 확보된 정사영상 이미지의 색상보정과 영상집성 등이 포함되는 영상처리를 통하여 최종적인 정사영상지도 이미지가 완성되고, 정사영상지도의 각 지점에 대응되는 지상 각 위치에서 정밀하게 측량된 좌표정보(위치정보)를 합성하는 것이 일반적이다.

한편, 정사영상지도 이미지를 확보하는 과정 중 항공기를 이용하는 정사투영 과정은 가장 처음 시작되는 과정이면서 후속처리 과정의 난이도에 영향을 주는 과정으로써 정사사진지도 제작에 있어서 매우 중요한 과정의 기술 중에 하나라 할 수 있다.

그러나 항공기는 일반적으로 기류 변화, 기후 변화, 비행속도 조절, 고도조정, 선회 등에 의하여 예기치 못한 요동, 진동, 롤링 등이 발생하며, 이러한 요동, 진동, 롤링 등은 항공촬영용 카메라에 관성 영향을 주어 촬영각도 및 촬영배율 등에 영향을 주므로 정밀한 정사영상이미지를 확보하기 어려운 난이점이 있다.

그리고, 영상이미지의 확보를 위한 항공기를 이용한 항공촬영은 노력과 비용이 많이 소요되고, 항공촬영으로 정확한 식별이 어려운 지형지물에 대해서는 지상에서 별도의 카메라 장치를 이용하여 직접 촬영할 필요가 있으므로 그 확보과정이 매우 번거롭다.

즉, 항공기를 이용한 항공촬영은 한 번 촬영 후 다음 촬영까지의 대기시간이 길고 촬영비용이 고액이므로, 짧은 주기 내에 반복적으로 촬영할 수 없어 지형지물의 변화를 신속하게 반영하기 어려운 문제점이 있다.

나아가, 항공기가 고속으로 촬영지점을 통과하기 때문에 촬영 지역에 머무를 수 없고, 필요시 항공기를 선회하여 재촬영해야 하는 문제점과 이에 따른 비용 증가, 시간 증가 등의 문제점이 상존하고 있는 것이 현실이다.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 끊임없이 변하는 비행 환경에 맞추어 정밀한 영상이미지를 확보할 수 있으므로, 영상이미지를 정사투영하여 기존 영상이미지를 보정할 수 있는 영상처리시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 기존 영상정보 데이터에서 변화된 부분이 감지되면 이를 바로 수정하여 반영할 수 있는 영상이미지를 정사투영하여 기존 영상이미지를 보정할 수 있는 영상처리시스템을 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.

전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 인공위성과 통신하며 항공기 하부에 설치된 지상카메라를 이용하여 지상을 투영하는 투영장치(1000); 및 투영장치와 통신하여 항공이미지를 수신하고 이를 처리하는 영상처리장치(2000); 를 포함하되, 상기 영상처리장치(2000)는, 기존의 영상이미지가 미리 저장되어 있는 영상저장모듈(2100); 투영장치로부터 촬영된 항공이미지를 무선으로 수신하는 영상수신모듈(2200); 수신된 항공이미지에 GNSS 좌표를 합성하는 좌표합성모듈(2300); 좌표합성모듈에 의해 GNSS 좌표가 입력된 항공이미지를 기존의 영상이미지와 동일 배율로 편집하는 배율편집모듈(2400); 및 동일 배율로 편집된 항공이미지를 미리 저장된 기존의 영상이미지와 대비하여 상이점을 추출하는 영상보정모듈(2500);을 구비하고, 상기 투영장치(1000)는, 항공기 하부 패널에 결합되며 지상을 투영하는 지상카메라가 내장되는 카메라 모듈(1100); 및 상기 지상 카메라의 승강 및 하강을 제어하는 제어부(1600);를 포함하되, 상기 제어부(1600)는, 인공위성과 통신하면서 현재의 GNSS 위치좌표를 측정 연산하는 GNSS모듈(1610); 항공기에 설치되는 고도계측기 및 수평감지기와 연동하면서 카메라 모듈이 현재 위치한 고도와 기체의 수평 상태를 확인하고, 확인된 고도 및 수평 상태에 따라 지상카메라의 동작을 제어하는 위치인식모듈(1620); 및 영상처리장치와 통신하여 항공이미지를 실시간으로 무선 전송하는 통신모듈(1630); 을 구비하고, 상기 카메라모듈(1100)은, 항공기 하부 패널(10)에 결합되며 반구형 피봇홀(110)이 형성되는 카메라베이스(100); 상기 카메라베이스의 하부에 연장부를 통해 결합되는 카메라케이스(410); 상기 카메라케이스의 상측 내부면에 설치되며, 지상카메라를 승강 또는 하강시키는 카메라 높이조절부(800); 상기 카메라 높이조절부와 승강로드(700)를 통해 결합하며, 개방홀(420)을 통해 지상을 촬영하는 지상카메라(400); 및 상기 지상카메라와 카메라 높이조절부 사이의 승강로드에 결합되되, 지상카메라의 하중을 수평방향으로 분산하여 지지하는 수평지지부(500); 상기 지상카메라(400)와 수평지지부(500) 사이의 승강로드(700)에 결합되되, 지상카메라 하강 시 카메라케이스의 하단 양측 내부에 형성된 스토퍼(710)와 밀착되는 수평보조부(600); 상기 카메라케이스의 상부에서 카메라베이스의 피봇홀(110)로 연장되되, 그 말단에는 구형 피봇 결속체(370)가 형성되어 상기 피봇홀(110)에 결합되는 연장부(350); 상기 연장부의 양측에 설치되어 연장부의 기울기를 검출하는 수직검출부(330); 상기연장부에 상하로 슬라이딩 가능하도록 삽입되며 소정의 무게를 지니는 링 형태의 무게추(340) 및 카메라케이스의 상부면에 장착되며 무게추를 상하로 이동시키는 중력조절부(330)를 구비하여 연장부의 수직상태를 확인하고 무게추를 승강시키는 중력부(300); 및 상기 카메라베이스의 양측에 설치되는 회전모터(210)와 제1회전부(230) 사이에 형성되는 제1 보조지지대와, 상기 카메라케이스의 양측부에 설치되는 제2회전부(240)와 제1회전부(230) 사이에 형성되는 제2 보조지지대(250)를 구비하여 카메라케이스의 흔들림을 방지하는 보조지지부(200); 를 포함하는 영상이미지를 정사투영하여 기존 영상이미지를 보정할 수 있는 영상처리시스템을 제공한다.

본 발명에서 상기 좌표합성모듈(2300)은, 영상수신모듈을 통해 수신된 항공이미지를 편집하여 형태와 규격을 맞추는 형태설정모듈(2310); 형태설정모듈에서 재단한 항공이미지의 기준점을 설정하는 기준점설정모듈(2320); 기준점설정모듈에 의해 설정된 기준점과 상대적으로 비교할 수 있는 비교점을 설정하는 비교점설정모듈(2330); 및 기준점의 실제 GNSS 좌표를 확인하고 이를 중심으로 항공이미지에 GNSS 좌표를 합성하는 좌표확인모듈(2340); 을 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 영상보정모듈(2500)은, 영상수신모듈을 통해 수신되고 좌표합성모듈과 배율편집모듈을 통해 처리된 항공이미지에서 레이어를 추출하여 가공이미지 파일을 생성하는 가공이미지모듈(2510); 영상저장모듈에 저장된 기존 영상이미지와 가공이미지를 비교하여 상이점을 검출하는 비교검출모듈(2520); 및 비교검출모듈에 의해 판독대상물로 분류된 가공이미지를 기존의 영상이미지 위에 배치하여 새로운 편집이미지 파일을 생성하는 편집이미지모듈(2530);을 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 카메라 높이조절부(800)는, 카메라케이스(410)의 내측 상면에 결합되며 내부에 유체가 수용될 수 있도록 공간이 형성되는 높이케이스(810); 높이케이스에 상하로 이동 가능하도록 삽입되는 승강로드(700); 높이로드의 측부에 결합되어 높이로드의 외측면과 높이케이스의 내측면 사이에 배치되는 높이조절판(830); 높이케이스와 연결되어 높이케이스 내부의 유체에 압력을 가할 수 있는 유압펌프(840); 및 일측이 높이케이스와 연결되고 타측이 제1열교환기(850)와 연결되며, 높이케이스 내부의 유체를 선택적으로 제1열교환기에 공급할 수 있는 공급밸브(900); 를 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 공급밸브(900)는, 내부가 온도감지실 및 유체배출실로 구획되어 있는 밸브케이스(910); 온도감지실과 높이케이스 사이를 연결하는 공급유로(920); 온도감지실 내부에 장착되어 공급된 유체의 온도에 따라 좌우로 이동 가능한 제1이동부(930); 온도감지실과 유체배출실 사이를 연결하는 중간유로(940); 유체배출실 내부에 장착되어 온도감지실로부터 공급된 유체의 온도에 따라 좌우로 이동 가능한 제2이동부(950); 유체배출실과 제1열교환기 사이를 연결하는 제1배출유로(960); 및 유체배출실과 제2열교환기 사이를 연결하는 제2배출유로(970); 를 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명의 영상이미지를 정사투영하여 기존 영상이미지를 보정할 수 있는 영상처리시스템에 의하면, 지상카메라가 항시 정확하게 연직방향을 유지할 수 있으며, 중력부를 이용하여 신속하게 지상카메라를 연직방향으로 회귀할 수 있으므로 오류가 없고 정확한 정사투영 이미지를 확보할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 수집된 영상정보 데이터를 기존 영상정보 데이터와 대비하여 변화된 부분을 감지하고, 이를 신속하게 보정할 수 있으며, 보정된 영상정보는 검증이 완료되면 정식으로 저장하므로 영상이미지를 신속하게 처리할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 영상이미지를 정사투영하여 기존 영상이미지를 보정할 수 있는 영상처리시스템의 전체적인 구성도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 영상이미지를 오류없이 정사투영하여 기존 영상이미지를 보정할 수 있는 영상처리방법의 순서도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 투영장치에 의해 촬영된 항공이미지를 개략적으로 도시한 예시도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 영상처리장치의 배율편집모듈을 이용하여 항공이미지를 축소 편집하는 과정을 도시한 예시도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 투영장치 및 카메라 모듈의 구성도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈에 부착되는 보조지지부의 예시도.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 항공기 하부 패널의 배면도.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 높이조절부의 단면도.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 높이조절부가 구비하는 공급밸드의 단면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 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. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 영상이미지를 정사투영하여 기존 영상이미지를 보정할 수 있는 영상처리시스템의 구성도이다.

본 발명에 따른 영상이미지를 정사투영하여 기존 영상이미지를 보정할 수 있는 영상처리시스템은 크게 투영장치(1000)와 영상처리장치(2000)를 포함하여 구성되고, 상기 투영장치(1000)와 영상처리장치(2000)는 통신모듈을 이용하여 유무선 네트워크를 통해 상호 통신이 가능하다.

상기 투영장치(1000)는 GNSS 전용 인공위성과 통신이 가능하며, 항공기 저면에 설치된 카메라모듈(1100)이 구비하는 지상카메라(400)가 연직 방향을 유지하면서 지상을 투영할 수 있도록 구성된다.

상기 투영장치(1000)에는 제어부(1600)가 구비되어 각 구성을 제어할 수 있는데, 다만 발명의 필요에 따라 상기 제어부(1600)는 항공기 내부에 장착될 수도 있을 것이다. 상기 투영장치(1000)의 제어부(1600)는 GNSS모듈(1610), 위치인식모듈(1620) 및 통신모듈(1630)을 포함하며, 지상카메라(400) 등과 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 GNSS모듈(1610)은 GNSS 전용 인공위성과 통신하여 현재 위치 좌표를 연산한 다음 출력할 수 있으며, 연산된 위치 좌표는 지상카메라(400)가 정사투영한 항공이미지와 링크되어 기록될 수 있다.

상기 위치인식모듈(1620)은 항공기에 설치되는 고도계측기, 방위계측기 및 기울기센서 등과 통신하여 투영장치(1000) 또는 카메라 모듈(1100)의 현재 고도, 운항속도 및 수평상태 등을 확인할 수 있다. 본 발명에서 상기 고도계측기, 방위계측기 및 기울기센서 등은 투영장치(1000)에 장착될 수 있으며, 발명의 필요에 따라 항공기 저면에 설치될 수도 있을 것이다.

또한, 상기 위치인식모듈(1620)은 투영장치(1000)의 비행 상태에 따라 지상카메라(400)의 최적 정사투영 시점을 확인할 수도 있다. 사용자가 최적 정사투영 고도 및 위치정보 등을 위치인식모듈(1620)에 설정하면, 상기 위치인식모듈(1620)은 투영장치(1000)의 고도와 위치정보를 실시간으로 확인하여, 원하는 지점에 다다르면 지상카메라(400)가 지상을 연속적으로 촬영하도록 제어하게 된다.

그리고, 위치인식모듈(1620)은 기울기센서와 실시간으로 통신하여 투영장치(1000)의 수평 여부를 확인하며, 투영장치(1000)가 수평 안정 범위에 이르면 지상카메라(400)가 지상을 지속적으로 촬영하도록 제어한다.

따라서, 작업자는 지상카메라(400)를 일일이 조작하지 않고도 위치인식모듈(1620)이 최적의 정사투영 시점을 파악해 지형지물을 촬영하므로 실수로 촬영을 누락하지 않을 수 있다.

상기 통신모듈(1630)은 촬영 후 저장된 항공이미지를 지상에 위치한 영상처리장치(2000)에 실시간으로 무선 전송하는 기능을 수행하며, 통신모듈(1630)에 의해 전송되는 항공이미지에는 GNSS모듈(1610)에서 확인된 위치정보가 링크된다.

상기 영상처리장치(2000)는 항공기 내부 또는 지상에 설치될 수 있으며, 영상저장모듈(2100), 영상수신모듈(2200), 좌표합성모듈(2300), 배율편집모듈(2400) 및 영상보정모듈(2500)을 포함하여 구성될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 영상이미지를 정사투영하여 기존 영상이미지를 보정할 수 있는 영상처리방법의 순서도이다.

먼저, 상기 위치인식모듈(1620)에는 수직추적 앱(App)이 설치되고 활성화 상태로 설정되며 운영데이터를 로딩(loading)하고, 후술할 중력조절부(330)를 제어하여 무게추(340)를 상사점 위치로 이동시킨다(S10).

본 발명에서 상기 상사점 위치는 무게추(340)가 중력조절부(330)의 구동에 의하여 상방향으로 올라갈 수 있는 가장 높은 위치인 것을 의미하며, 반대로 하사점 위치는 무게추(340)가 중력조절부(330)의 구동에 의하여 하방향으로 내려갈 수 있는 가장 낮은 위치인 것을 의미한다.

상기 위치인식모듈(1620)은 설치된 수직추적 앱이 활성화된 상태에 의하여 중력조절부(330)의 승강모터(310)를 최고회전속도로 구동시켜 무게추(340)가 상사점과 하사점의 주행구간 사이를 2회 이상 주행하도록 제어하고, 승강모터(310)를 감시하여 주행구간 사이에서 어느 일방향으로 이동하는 동안 회전하는 평균 총 회전회수와 평균 최고 회전속도를 각각 검출하게 된다(S20).

본 발명에서 상기 위치인식모듈(1620)은 검출된 평균 최고 회전속도 및 이를 10 %씩 낮추어 70 % 의 회전속도가 될 때까지의 4 단계를 각각 제 1 내지 제 4 회전속도로 설정하고 할당된 영역에 저장한다(S30).

또한, 상기 위치인식모듈(1620)은 검출된 평균 총 회전회수를 3 개 구간으로 구획하여 구분된 4 단계의 회전회수에 의하여 승강모터(310)가 회전하면서 무게추(340)가 위치하는 지점을 각각 제 1 내지 제 4 중력조정점으로 설정하고, 무게추(340)가 제 1 내지 제 4 중력조정점에 위치하기 위하여 승강모터(310)가 회전하는 회전회수를 각각 할당된 영역에 저장한다(S40).

상기 위치인식모듈(1620)은 무게추(340)가 제 1 중력조정점으로부터 각 중력조정점까지 직접 이동하는데 승강모터(310)가 회전하는 각각의 회전회수를 저장하는 동시에 특정한 중력조정점으로부터 각각 다른 중력조정점까지 이동하는데 소요되는 각각의 회전회수를 모두 저장하는 것이 바람직하다.

이 때, 제 1 중력조정점은 무게추(340)가 위치할 수 있는 최하단 위치 또는 하사점 위치이고, 제 4 중력조정점은 무게추(340)가 위치할 수 있는 최상단 위치 또는 상사점 위치와 동일한 것을 의미한다.

상기 위치인식모듈(1620)에 의하여 수직검출부(360)를 감시하고 기울기 값이 20 도 이상인 것으로 판단(확인)되면, 무게추(340)가 제 1 중력조정점 위치에 위치할 때까지 승강모터(310)를 제 1 회전속도(최고 회전속도)로 회전시킨다(S50).

그리고, 상기 위치인식모듈(1620)에 의하여 수직검출부(360)를 감시하고 기울기 값이 15 도 이상이고 20 도 미만에 위치한 것으로 판단(확인)되면, 무게추(340)가 제 2 중력조정점 위치에 위치할 때까지 승강모터(310)를 제 2 회전속도(최고 회전속도의 90 %)로 회전시킨다(S60).

이어서, 상기 위치인식모듈(1620)에 의하여 수직검출부(360)를 감시하고 기울기 값이 10 도 이상이고 15 도 미만에 위치한 것으로 판단(확인)되면, 무게추(340)가 제 3 중력조정점 위치에 위치할 때까지 승강모터(310)를 제 3 회전속도(최고 회전속도의 80 %)로 회전시킨다(S70).

상기 위치인식모듈(1620)에 의하여 수직검출부(360)를 감시하고 기울기 값이 0 도 이상이고 10 도 미만에 위치한 것으로 판단(확인)되면, 무게추(340)가 제 4 중력조정점(상사점) 위치에 위치할 때까지 승강모터(310)를 제 4 회전속도(최고 회전속도의 70 %)로 회전시킨다(S80).

끝으로, 상기 위치인식모듈(1620)의 수직추적앱이 계속 운영되는 것으로 판단되면 기울기 판단 단계(S40과 S50 사이)로 궤환(feedback)하고, 수직추적앱이 계속 운영되지 않는 것으로 판단되면 종료로 진행한다.

즉, 수직검출부(360)로부터 큰 값의 기울기 값이 검출되면, 승강모터(310)를 최고 회전속도인 제 1 회전속도로 회전시켜 무게추(340)를 빠르게 제 1 중력조정점(하사점) 위치로 이동시키고, 단계적으로 기울기 값이 줄어들수록 승강모터(310)의 회전속도를 줄이면서 10 도 미만의 범위로 기울기 값이 검출되면 최저 회전속도인 제 4 회전속도로 회전시켜 무게추(340)를 제 4 중력조정점(상사점)의 위치로 느리게 이동시킨다.

여기서 승강모터(310)의 회전속도를 최고 회전속도로부터 10 % 단계별로 줄이거나 늘리는 것은 반복된 실험에 의하여 최적 상태를 선택한 것이고, 구성이나 조건이 변경되는 경우 단계별 회전속도 값을 가감 변경할 수 있음은 매우 당연하다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 투영장치에 의해 촬영된 항공이미지를 개략적으로 도시한 예시도이다.

본 발명의 영상처리장치(2000)는, 기존의 영상이미지가 미리 저장되어 있는 영상저장모듈(2100)과, 투영장치로부터 촬영된 항공이미지를 무선으로 수신하는 영상수신모듈(2200)과, 수신된 항공이미지에 GNSS 좌표를 합성하는 좌표합성모듈(2300)과, 좌표합성모듈에 의해 GNSS 좌표가 입력된 항공이미지를 기존의 영상이미지와 동일 배율로 편집하는 배율편집모듈(2400) 및 동일 배율로 편집된 항공이미지를 미리 저장된 기존의 영상이미지와 대비하여 상이점을 추출하는 영상보정모듈(2500)을 포함하여 구성된다.

여기에서 상기 좌표합성모듈(2300)은, 영상수신모듈을 통해 수신된 항공이미지를 편집하여 형태와 규격을 맞추는 형태설정모듈(2310)과, 형태설정모듈에서 재단한 항공이미지의 기준점을 설정하는 기준점설정모듈(2320)과, 기준점설정모듈에 의해 설정된 기준점과 상대적으로 비교할 수 있는 비교점을 설정하는 비교점설정모듈(2330) 및 기준점의 실제 GNSS 좌표를 확인하고 이를 중심으로 항공이미지에 GNSS 좌표를 합성하는 좌표확인모듈(2340)을 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 영상보정모듈(2500)은, 영상수신모듈을 통해 수신되고 좌표합성모듈과 배율편집모듈을 통해 처리된 항공이미지에서 레이어를 추출하여 가공이미지 파일을 생성하는 가공이미지모듈(2510)과, 영상저장모듈에 저장된 기존 영상이미지와 가공이미지를 비교하여 상이점을 검출하는 비교검출모듈(2520) 및 비교검출모듈에 의해 판독대상물로 분류된 가공이미지를 기존의 영상이미지 위에 배치하여 새로운 편집이미지 파일을 생성하는 편집이미지모듈(2530)을 포함하여 구성될 수 있다.

이와 같이 상기 영상저장모듈(2100)은 기존의 영상이미지가 미리 저장되어 있으며, 영상수신모듈(2200)은 투영장치(1000)로부터 촬영된 항공이미지를 무선으로 수신한다. 즉, 영상저장모듈(2100)에는 지형 변화가 발생하기 전의 영상이미지가 저장되어 있고, 영상수신모듈(2200)은 지형 변화가 발생한 후에 촬영된 항공이미지가 수신된다고 할 수 있다.

상기 좌표합성모듈(2300)은 투영장치(1000)로부터 촬영된 항공이미지에 GNSS 좌표를 합성하는 기능을 수행하며, 형태설정모듈(2310), 기준점설정모듈(2320), 비교점설정모듈(2330) 및 좌표확인모듈(2340)을 포함하여 구성된다.

상기 형태설정모듈(2310)은 영상수신모듈(2200)에서 수신한 항공이미지를 편집하여 그 범위를 제한하는 것으로, 투영장치(1000)를 통해 촬영된 항공이미지를 다른 영상이미지들과 합성하기 위해 그 형태와 규격을 맞추는 기능을 수행한다. 예컨대, 도 3에서 확인할 수 있듯이 영상수신모듈(2200)에서 수신한 항공이미지는 사각의 이미지로 그 형태가 재단되고, 사각이미지의 가로·세로 길이가 규격에 맞게 설정되게 된다.

상기 기준점설정모듈(2320)은 형태설정모듈(2310)에서 재단한 항공이미지(P1)의 정중앙을 기준점(C)으로 설정하는 기능을 수행하며, 이때, 기준점(C)으로 잡힌 항공이미지(P1)의 해당지점은 지형지물에 따라 변경되지 않는 것이 바람직하다.

상기 비교점설정모듈(2330)은 기준점(C)과 상대적으로 비교할 수 있는 임의의 지점을 비교점(R)으로 설정하는 기능을 수행한다. 이러한 비교점(R)은 항공이미지(P1)의 대상인 실제 지리와 항공이미지(P1) 사이의 동일성을 판단하기 위한 비교값이 된다. 비교점(R)의 설정은 특별한 제한조건이 없으므로 기준점(C)을 중심으로 항공이미지(P1)의 범위 내에서 다양하게 선택될 수 있다.

상기 좌표확인모듈(2340)은 기준점(C)의 실제 GNSS 좌표를 확인하고, 이를 중심으로 항공이미지(P1)에 기준점(C)을 중심으로 한 GNSS 좌표의 합성작업을 준비한다.

이때, GNSS 좌표의 규격을 항공이미지(P1)의 규격에 맞추어야 하므로 비교점(R)의 GNSS 좌표를 확인하여 기준점(C)과 비교점(R) 사이의 '실제 거리'와 항공이미지(P1) 상에서의 기준점(C)과 비교점(R) 사이의 '이미지 거리'를 각각 확인한다. 상기 좌표확인모듈(2340)은 이렇게 확인된 '실제 거리'와 '이미지 거리'의 비율을 연산하여 그 축척에 따라 GNSS 좌표를 축소 또는 확대한다.

그리고, 상기 좌표확인모듈(2340)은 이렇게 축소 또는 확대된 GNSS 좌표를 항공이미지(P1)에 합성하여 기준점(C)과 비교점(R)을 포함하여 당해 항공이미지(P1) 전체에 GNSS 좌표가 적용되도록 한다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 영상처리장치의 배율편집모듈을 이용하여 항공이미지를 축소 편집하는 과정을 도시한 예시도이다.

도 4(a)는 투영장치를 통해 촬영된 항공이미지(P1) 및 이러한 항공이미지(P1)의 배율을 편집한 항공이미지(P1')이고, 도 4(b)는 미리 저장된 기존의 영상이미지(P2)를 도시한 것이다.

도시된 바와 같이, 상기 배율편집모듈(2400)은 GNSS 좌표가 입력된 항공이미지(P1)를 기존에 저장된 영상이미지(P2)와 동일 배율로 편집하는 것으로, 항공이미지(P1) 자체를 축소 또는 확대하여 기존의 영상이미지(P2)와 정확히 비교할 수 있도록 한다.

상기 배율편집모듈(2400)은 다양한 배율을 갖는 이미지(P1, P1', P2)의 배율을 일치시키기 위해 이미지(P1, P1', P2)의 해당 기준점(C)과 비교점(R) 사이의 거리(D)를 확인하고, 이러한 거리(D)가 일치되도록 이미지(P1, P1', P2)의 배율을 조정한다. 이때, 선택된 기준점(C) 및 비교점(R)은 새로이 촬영된 항공이미지(P1)와 기존에 저장된 영상이미지(P2)에서 동일한 지점일 것이다.

상기 영상보정모듈(2500)은 동일 배율로 편집된 항공이미지(P1')를 미리 저장된 기존의 영상이미지(P2)와 대비하여 판독하는 기능을 수행하며, 가공이미지모듈(2510), 비교검출모듈(2520) 및 편집이미지모듈(2530)을 포함한다.

상기 가공이미지모듈(2510)은 영상수신모듈(2200)을 통해 수신되고 좌표합성모듈(2300)과 배율편집모듈(2400)을 통해 처리된 항공이미지에서 레이어를 추출하여 가공이미지 파일을 생성하는 기능을 수행한다. 즉, 가공이미지모듈(2510)은 보정에 필요한 건물, 도로, 고도, 담장, 내륙수계의 레이어를 추출하며, 이를 와핑(Warphing) 작업을 하여 해독이 가능한 해상도를 가지도록 처리한 가공이미지를 생성한다.

상기 비교검출모듈(2520)은 영상저장모듈(2100)에 저장된 기존 영상이미지와 가공이미지를 비교하여 상이점을 검출하는 기능을 수행한다. 상기 비교검출모듈(2520)은 생성된 가공이미지와 기존 영상이미지를 비교하여 위치 및 모양의 상이점을 검출하여 각각의 가공이미지를 판독대상물 또는 비판독대상물로 분류하게 된다. 예를 들어, 도 4에서처럼 기준점(C) 부근의 사거리를 기준으로 우측 상단에 다수의 건물이 새로이 추가된 경우, 해당 가공이미지는 판독대상물로 분류될 수 있다.

상기 편집이미지모듈(2530)은 비교검출모듈(2520)에 의해 판독대상물로 분류된 가공이미지를 분석한 후, 지형지물의 변화가 있는 것이 최종 판독되면, 가공이미지의 추출된 레이어를 기존의 영상이미지 위에 덧씌워 새로운 편집이미지 파일을 생성·저장하는 기능을 수행한다.

이와 같이, 수신된 항공이미지를 기저장된 영상이미지와 대비하여 상이점이 있는 영상이미지는 최신의 항공이미지로 교체할 수 있으므로 실시간으로 수집한 항공이미지, 즉 영상정보 데이터를 정식 데이터로 저장하여 지형지물의 변화에 따라 변화된 영상이미지를 신속하게 제공할 수 있는 것이라 할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 투영장치 및 카메라 모듈의 구성도이다.

본 발명의 투영장치(1000)는, 항공기 하부 패널에 결합되며 지상을 투영하는 지상카메라가 내장되는 카메라 모듈(1100) 및 상기 지상 카메라의 승강 및 하강을 제어하는 제어부(1600)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 제어부(1600)는, 인공위성과 통신하면서 현재의 GNSS 위치좌표를 측정 연산하는 GNSS모듈(1610)과, 항공기에 설치되는 고도계측기 및 수평감지기와 연동하면서 카메라 모듈이 현재 위치한 고도와 기체의 수평 상태를 확인하고, 확인된 고도 및 수평 상태에 따라 지상카메라의 동작을 제어하는 위치인식모듈(1620) 및 영상처리장치와 통신하여 항공이미지를 실시간으로 무선 전송하는 통신모듈(1630)을 포함하여 구성될 수 있으며, 발명의 필요에 따라 투영장치 내부 또는 항공기에 위치할 수 있다.

상기 제어부(1600)는 투영장치(1000) 또는 카메라모듈(1100)이 포함하는 각종 장치의 동작을 제어하는 기능을 수행할 수 있다.

상기 투영장치(1000)가 포함하는 상기 카메라모듈(1100)은, 카메라베이스(100), 카메라케이스(410), 카메라 높이조절부(800), 지상카메라(400), 수평지지부(500), 수평보조부(600), 연장부(350), 중력부(300) 및 보조지지부(200)를 포함하여 이루어진다.

상기 카메라베이스(100)는 항공기 하부 패널(10)의 하부에 결합되며, 카메라베이스(100)의 하단에는 반구형의 피봇홀(110)이 형성되어 내부에 수용된 구형 피봇결속체(370)가 전후좌우로 회전할 수 있도록 한다.

반구형 피봇홀(110) 내부에서 회전 가능한 구형 피봇결속체(370)의 하부에는 연장부(350)가 결합되고, 연장부(350)의 하부에는 카메라케이스(410)가 결합되어 항상 연직방향을 유지할 수 있다.

다시 말하면, 항공기가 기울어짐에 따라 카메라베이스(100)는 같은 방향, 각도로 기울어지나, 구형의 피봇결속체(370)는 피봇홀(110) 내부에서 자유롭게 회전 가능하므로 카메라케이스(410)는 자중에 의해 항상 수직 상태를 유지할 수 있다.

상기 피봇홀(110)은 피봇결속체(370)를 수용할 수 있도록 반구 형태로 형성되되, 오픈된 하단부의 직경이 피봇결속체(370)의 최대 직경보다는 상대적으로 작게 형성되어 피봇결속체(370)가 빠지지 않게 수용하면서 피봇결속체(370)의 회동이 가능하도록 한다.

상기 카메라베이스(100)는, 천연고무 60~80중량% 및 에틸렌프로필렌다이엔고무(EPDM) 20~40중량%로 형성되는 혼합고무 100중량부에 대하여, 평균 입경이 45nm 내지 55nm인 제1카본블랙 70 내지 85 중량% 및 평균 입경이 15nm 내지 30nm인 제2카본블랙 15 내지 30 중량%를 구비하는 카본블랙 30 내지 90 중량부 및 경화제로 디쿠밀퍼옥사이드 2.1 내지 3.7 중량부, 촉진제로 디오르소토릴 구아니딘(Diorthotolyl guanidine) 또는 다이페닐 구아니딘(Diphenyl guanidine) 0.4 내지 1.8 중량부, 노화방지제로 디페닐아민(4,4´-bis(α,α-dimethylbenzyl) diphenylamine) 또는 옥틸레이티드 디페닐아민(Octylated diphenylamines) 0.8 내지 7 중량부를 포함하는 조성물로 형성될 수 있다.

이와 같이 상기 카메라베이스(100)는 인장강도와 내마모성이 큰 미립자 카본블랙을 적용함으로써, 탄성복원력은 물론 내열특성 및 내마모특성을 동시에 만족시킴으로써 항공기 내외부로부터 전달되는 진동을 감쇄시켜 카메라 모듈(1100)의 정위치 조정에 조력할 수 있다.

상기 카메라케이스(410)는 연장부(350) 및 피봇결속체(370)를 매개로 카메라베이스(100)의 하부에 결합되며, 내부가 비어있는 사각통형 또는 원통형 등으로 이루어질 수 있다.

상기 카메라케이스(410)는, 알루미늄(Al)을 기재로 하고, 여기에 철(Fe) 1.3~2.2 중량%, 티타늄(Ti) 0.8∼1.6 중량%, 니켈(Ni) 0.7~1.4 중량%, 규소(Si) 6.0∼9.0 중량%, 은(Ag) 0.5~1.3 중량% 이하, 망간(Mn) 0.3∼중량%, 마그네슘(Mg) 0.4∼7 중량%, 아연(Zn) 0.03~0.12 중량%, 주석(Sn) 0.02~0.06 중량%, 지르코늄(Zr) 0.01~0.04 중량%, 이트륨(Y) 0.02~0.05 중량%하, 스칸듐(Sc) 0.01~0.07 중량%이 포함되는 알루미늄 합금 조성물을 이용하여 형성될 수 있다.

위와 같은 알루미늄 합금 조성물로 카메라케이스(410)을 형성하면, 기존 알루미늄 합금 에 비해 강도 및 피로 특성을 현저히 향상시킬 수 있고, 고온, 고압에 잘 견딜 수 있으며, 성형시 연신율이 우수하여 가공성이 향상된다. 즉, 카메라케이스(410)의 고강성 및 내구성이 담보되며, 항공기 운행 시 외부의 온도, 바람에 의한 풍압의 영향을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

상기 카메라 높이조절부(800)는 카메라케이스(410)의 상측 내부면에 설치되며, 승강로드(700)를 통해 지상카메라(400)를 승강 또는 하강시키는 기능을 수행한다. 상기 카메라 높이조절부(800)에 대해서는 자세히 후술하기로 한다.

상기 지상카메라(400)는 상기 카메라 높이조절부와 승강로드(700)를 통해 결합하며, 지상을 향하도록 연직 방향으로 배치되어 개방홀(420)을 통해 지상의 지형지물을 촬영하는 기능을 수행한다.

상기 카메라케이스(410)의 하부에는 지상카메라(400)의 위치에 대응하여 지상카메라(400)를 외부로 노출시키는 개방홀(420)이 형성되는데, 개방홀(420)이 형성되는 카메라케이스(410)의 하부에는 개방홀을 폐쇄하는 커버(미도시)가 형성될 수 있다.

한편, 상기 수평지지부(500)는 지상카메라(400)와 카메라 높이조절부(800) 사이의 승강로드에 결합되되, 지상카메라(400)의 하중을 수평방향으로 분산하여 지지하는 기능을 수행한다.

이를 위해 수평지지부(500)는 수평 체결구(510), 수평지지대(520), 수직지지대(530), 수직 스프링(540)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 수평체결구(510)는 수평지지대(520)와 수직지지대(530), 수평지지대(520)와 승강로드(700)을 체결하는 기능을 수행한다. 상기 수평지지대(520)는 승강로드(520)와 교차하여 수평방향으로 연장되며, 수직지지대(530)는 수평지지대(520)의 끝단에서 수직방량으로 연장된다.

상기 수직지지대(530)의 상측 끝단에는 수직 스프링(540)이 구비되는데, 이는 카메라 높이조절부(800)의 작동에 의해 지상카메라(400)가 하강할 경우 그 동작을 정밀하면서도 가능하도록 하기 위함이다.

이와 같이 상기 수평지지부(500)는 승강로드(700)의 양측에서 수직지지대(530) 및 수직스프링(540)에 의해 지상카메라(400)의 하중이 분산되므로, 더욱 정교하게 지상카메라(400)를 촬영 지점에 안착시킬 수 있도록 기능한다.

상기 수직지지대(530) 및 수평지지대(520)는, 알루미늄(Al)을 기재로 하고, 여기에 철(Fe) 1.3~2.2 중량%, 티타늄(Ti) 0.8∼1.6 중량%, 니켈(Ni) 0.7~1.4 중량%, 규소(Si) 6.0∼9.0 중량%, 은(Ag) 0.5~1.3 중량% 이하, 망간(Mn) 0.3∼중량%, 마그네슘(Mg) 0.4∼7 중량%, 아연(Zn) 0.03~0.12 중량%, 주석(Sn) 0.02~0.06 중량%, 지르코늄(Zr) 0.01~0.04 중량%, 이트륨(Y) 0.02~0.05 중량%하, 스칸듐(Sc) 0.01~0.07 중량%이 포함되는 알루미늄 합금 조성물을 이용하여 형성될 수 있다.

상기 수평보조부(600)는, 지상카메라(400)와 수평지지부(500) 사이의 승강로드(700)에 결합되되, 지상카메라 하강 시 카메라케이스의 하단 양측 내부에 형성된 스토퍼(710)와 밀착되어 지상카메라(400)의 하강 범위를 제한하는 기능을 수행한다.

상기 수평보조부(600)는 수평보조대(610), 수직보조대(620), 결합링(630)을 포함하여 구성되는데, 결합링(630)은 승강로드(700)에 끼워지도록 구성되며, 수평보조대(610)는 승강로드(700)와 교차하여 수평방향으로 연장되되, 지상카메라(400)의 수평방향으로 균형을 맞춰주는 기능을 수행한다. 더불어서, 상기 수직보조대(620)는 승강로드(700)와 밀착되되 수직방향으로 연장되어 수평보조부(600)가 승강로드(700)에 완전 밀착할 수 있도록 한다.상기 수평보조부(600)는 고무 재질의 탄성체로 형성될 수 있을 것이다.

한편, 상기 카메라케이스(410)의 내측 하부면에는 스토퍼(710)가 돌출되도록 형성되고, 스토퍼(710) 하부에는 고무 재질의 탄성체로 스토퍼 지지부(720)가 형성되어 스토퍼(710)를 지지한다.

따라서, 카메라 높이조절부(800)에 의해 지상카메라(400)가 하강할 때, 수평보조부(600)와 스토퍼(710)가 밀착되면서 더 이하로는 지상카메라(400)가 하강할 수 없고 지상 촬영을 위한 정위치를 고수하게 된다.

덧붙여서 카메라케이스(410)의 하부에 형성되는 개방홀(420)의 양측면에는 고무 재질의 탄성체로 카메라 걸림턱(730)이 형성될 수 있다. 이와 같이 지상카메라(400) 하강 시 지상카메라(400)의 하단면 일부 영역이 카메라 걸림턱(730)에 걸리도록 함으로써, 지상카메라(400)의 정위치 설정에 더욱 조력할 수 있다.

위와 같이, 작업자가 지상촬영을 개시하고자 할 때, 먼저 개방홀(420)의 커버를 오픈하고, 카메라 높이조절부(800)를 구동하여 지상카메라(400)를 하강시키면, 수평지지부(500), 수평보조부(600), 스토퍼(710) 및 카메라 걸림턱(730)으로 인해 지상카메라(400)가 지상촬영을 위한 최적의 정위치에 자연스럽게 안착할 수 있도록 하는 장점이 있다.

한편, 상기 중력부(300)는 연장부(350)에 설치되며 연장부의 수직상태를 확인하여 무게추(340)를 승강시키는 기능을 수행하며, 상기 중력부(1460)는 수직검출부(360), 무게추(340) 및 중력조절부(330)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 수직검출부(360)는 연장부(350)의 외주면 하측에 설치되어 연장부(350)가 수직방향 상태로 위치하는지 또는 기울어진 상태로 위치하는지를 검출하여 위치인식모듈(1620)에 전달하는 기능을 수행한다.

상기 무게추(340)는 연장부(350)의 외경과 동일 유사한 내경을 가지는 링 형태로 이루어지고 연장부(350)와 동일한 재질로 형성될 수 있고, 중앙 부분에 승강홀(미도시)이 관통 형성되어 연장부(350)의 외경에 삽입된다.

상기 중력조절부(330)는 카메라케이스(410)의 상부면에 장착되며 무게추(340)를 상하로 이동시키는 기능을 수행한다. 상기 중력조절부(330)는 승강모터(310) 및 승강모터의 작동에 따라 회전하는 승강스크류(320)로 구성되고, 승강스크류(320)를 좌회전 또는 우회전시킴에 따라 무게추(340)가 승강 또는 하강된다. 도시되어 있지는 않지만, 무게추(340)에는 승강스크류(320)의 위치에 대응하여 암나사부가 형성된다.

상기 무게추(340)는 소정의 무게를 지니므로 연장부(350)의 무게 중심점을 상하로 이동시킬 수 있다. 상기 연장부(350)가 일측으로 기울어진 것이 확인되면 무게추(340)는 아래로 이동하여 연장부(350)의 무게 중심점을 낮춰줌으로써 연장부(350)가 빠르게 연직 방향을 향하도록 하고, 연장부(350)가 연직 방향을 향하고 있는 것으로 확인되면 무게추(340)는 현위치를 유지하거나 위로 이동하여 연장부(350)가 안정적으로 현위치를 유지할 수 있도록 기능한다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 모듈에 부착되는 보조지지부의 예시도이며, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 항공기 하부 패널의 배면도이다.

상기 보조지지부(200)는, 카메라베이스(100)의 양측에 설치되는 회전모터(210)와 제1회전부(230) 사이에 형성되는 제1 보조지지대(220)와, 상기 카메라케이스(410)의 양측부에 설치되는 제2회전부(240)와 제1회전부(230) 사이에 형성되는 제2 보조지지대(250)를 구비하여 카메라케이스의 기울어짐 및 흔들림을 방지하는 기능을 수행한다.

한편, 상기 제1 보조지지대(220)에는 강성 유지를 위해 다수의 보강링(260)이 끼워질 수 있으며, 보강링(260)은 고무 재질의 탄성체로 형성될 수 있다.

도 6의 (a)는 보조지지부(200)에 의해 카메라케이스(410)의 양측에 압력을 가하는 모습을 도시하고 있으며, 도 6의 (b)는 보조지지부(200)에 의해 카메라케이스(410)의 양측에 압력을 저감하는 모습을 도시하고 있다.

상술한 바와 같이 제어부(1600)의 위치 인식 모듈(1620)이 카메라 모듈(1000)의 기울어짐을 인식하면, 제어부(1600)는 중력부(300)의 동작을 지시함과 더불어 보조지지부(600)의 동작을 지시할 수 있다.

즉, 상기 제어부(1600)는 보조지지부(600)의 회전모터(210)를 작동하게 함으로써, 도 6의 (a)에서 보는 바와 같이 제1 보조지지대(220)가 카메라케이스(410)쪽으로 이동하고, 제2 보조지지대(250)가 상승함으로써, 카메라케이스(410) 양 측에 압력을 가하여 중력부(300)의 동작과 더불어 카메라모듈(1100)의 정위치를 더욱 용이하게 할 수 있다.

또한, 발명의 필요에 따라 제어부(1600)의 위치 인식 모듈(1620)이 카메라 모듈(1100)이 기울어져 있지 않고 정위치에 있다고 판단하면, 도 6의 (b)에서처럼 회전모터(210)를 반대방향으로 동작하도록 함으로써, 카메라케이스(410)에 무리한 압력이 가하는 것을 배제할 수 있다.

본 발명에서 상기 제1회전부(230)와 제2회전부(240)는 회전모터(210)의 작동에 따라 회전하면서 카메라케이스(410)를 조이는 기능을 수행한다.

한편, 상기 제1 보조지지대(220) 및 제2 보조지지대(250)는, 질량%로, Al:4.3% 이상 5.8% 미만, Fe:1.1% 이상 2.7% 미만, Si:0.21% 이상 0.57% 미만, O:0.04% 이상 0.34% 미만 함유하고, 잔량부 티탄으로 이루어지는 티탄 합금 모재의 표층에, 그 단면의 비커스 경도가 표면으로부터 15~20㎛ 깊이에 있어서 300~400HV 이상인 산소가 고용된 경화층을 구비하는 티탄 합금 부재로 형성될 수 있다.

위와 같은 티탄 합금 부재로 제1 보조지지대(220) 및 제2 보조지지대(250)를 형성하면, 종래의 티탄 합금을 상회하는 내마모성, 피로 강도, 고강도를 갖고 상대적인 경량으로 가공이 용이하며, 그 제조비용도 저렴해지는 장점이 있다.

한편, 도 7을 참조하면, 항공기 하부에 카메라베이스(100)가 장착된 모습을 나타내고 있는데, 카메라 베이스의 둘레에는 회전모터 이동홈(211)이 형성될 수 있다.

왜냐하면, 카메라베이스(110)의 피봇홀(100)에 결합된 피봇결속체(370)가 전후좌우로 회전할 수 있는 바, 이 때에는 카메라 모듈(1100)이 회전하게 되므로, 이에 맞추어 회전모터(210)도 회전모터 이동홈(211)을 따라 회전 이동한 후, 보조지지부(200)를 동작할 수 있도록 하기 위함이다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 높이조절부의 단면도이고, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라 높이조절부가 구비하는 공급밸드의 단면도이다.

상기 카메라 높이조절부(800)는 카메라케이스(410)의 내부 상면에 설치되며, 높이케이스(810), 높이조절판(830), 유압펌프(840) 및 공급밸브(900)를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 높이케이스(810)는 내부가 비어있는 형태로 이루어지며, 높이케이스(810)의 내부에는 유체(예를 들어, 오일 등)가 수용된다.

이 때, 승강로드(700)는 높이케이스(810)에 상하로 이동 가능하도록 삽입되며, 승강로드(700)의 하단에는 지상카메라(400)가 결합된다. 승강로드(700)가 상하로 이동함에 따라 지상카메라(400)도 상하로 이동하게 된다.

상기 높이조절판(830)은 승강로드(700)의 측부에 결합되어 승강로드(700)의 외측면과 높이케이스(810)의 내측면 사이에 배치된다. 상기 유압펌프(840)는 높이케이스(810)와 연결되어 높이케이스(810) 내부의 유체에 압력을 가할 수 있다. 상기 유압펌프(840)는 제어부(1600) 등과 전기적으로 연결되어 작동할 수 있다.

상기 유압펌프(840)가 높이조절판(830) 상부의 유체 압력이 높이조절판(830) 하부의 유체 압력보다 더 높아질 수 있도록 작동되면, 높이조절판(830) 및 승강로드(700)는 하강되고, 유압펌프(840)가 높이조절판(830) 하부의 유체 압력이 높이조절판(830) 상부의 유체 압력보다 더 높아질 수 있도록 작동되면, 높이조절판(830) 및 승강로드(700)는 상승된다. 이때, 상기 승강로드(700)의 승강이 반복됨에 따라 높이케이스(810) 내부의 유체는 온도가 점차 올라갈 수 있다. 이를 방지하기 위해 본 발명은 공급밸브(900), 제1열교환기(850) 및 제2열교환기(860)를 추가로 더 구비한다.

상기 공급밸브(900)는 일측이 높이케이스(810)와 연결되고 타측이 제1열교환기(850)와 연결되며, 높이케이스(810) 내부의 유체를 선택적으로 제1열교환기(850)에 공급할 수 있다.

상기 제1열교환기(850)와 연결된 제1열교환유로(851)와 접하는 높이케이스(810)의 내측에는 역류방지판(811)이 회전 가능하도록 결합된다. 상기 역류방지판(811)은 높이케이스(810)의 내측 방향으로만 회전이 가능하여 높이케이스(810) 내부의 유체가 제1열교환기(850)로 바로 유입되는 것을 방지한다.

구체적으로 상기 공급밸브(900)는 밸브케이스(910), 공급유로(920), 제1이동부(930), 중간유로(940), 제2이동부(950), 제1배출유로(960) 및 제2배출유로(970) 등의 구성으로 이루어진다.

도 9의 (a)는 제1개폐유닛(934)이 중간유로(940)를 폐쇄하고 있는 모습을 도시한 도면이고, 도 9의 (b)는 제1개폐유닛(934)이 중간유로(940)를 개방하고 있는 모습을 도시한 도면이며, 도 9의 (c)는 제2개폐유닛(954)이 제2배출유로(970)를 개방하고 있는 모습을 도시한 도면이다.

상기 밸브케이스(910)는 내부가 온도감지실(911) 및 유체배출실(912)로 구획되어 있다. 온도감지실(911)의 하단에는 온도감지실(911)과 높이케이스(810) 사이를 연결하는 공급유로(920)가 형성되고, 온도감지실(911)의 상단에는 온도감지실(911)과 유체배출실(912) 사이를 연결하는 중간유로(940)가 형성된다. 유체배출실(912)의 상단 좌측에는 유체배출실(912)과 제1열교환기(850) 사이를 연결하는 제1배출유로(960)가 형성되고, 유체배출실(912)의 상단 우측에는 유체배출실(912)과 제2열교환기(860) 사이를 연결하는 제2배출유로(970)가 형성된다.

상기 제1이동부(930)는 온도감지실(911) 내부에 장착되어 공급된 유체의 온도에 따라 좌우로 이동 가능하고, 제2이동부(950)는 유체배출실(912) 내부에 장착되어 온도감지실(911)로부터 공급된 유체의 온도에 따라 좌우로 이동 가능하다.

상기 제1이동부(930)는, 온도감지실(911) 내부에 장착되며 그 내부에 왁스가 봉입된 제1이동케이스(931), 제1이동케이스(931)에 좌우로 이동 가능하도록 삽입되는 제1이동로드(932), 제1이동로드(932)의 단부에 결합되어 중간유로(940)를 개폐할 수 있는 제1개폐유닛(934) 및 제1이동케이스(931)와 제1개폐유닛(934) 사이에 설치되는 제1이동스프링(933)을 포함한다.

상기 온도감지실(911) 내부로 유입된 유체의 온도가 미리 설정된 제1온도(예를 들어, 40도) 이하일 경우, 도 9(a)에 도시된 것처럼 제1개폐유닛(934)은 제1이동스프링(933)의 탄성복원력에 의해 우측으로 이동하여 중간유로(940)를 폐쇄한다.

이에 따라, 높이케이스(810) 내부의 유체는 제1열교환기(850)로 전달되지 않고, 높이케이스(810) 내부의 유체는 적정 온도를 유지하여 카메라 높이조절부(800)가 원활하게 작동할 수 있도록 한다.

상기 온도감지실(911) 내부로 유입된 유체의 온도가 미리 설정된 제1온도(예를 들어, 40도) 이상일 경우, 도 9(b)에 도시된 것처럼 제1이동케이스(931) 내부의 왁스는 팽창하여 제1이동로드(932)를 좌측으로 밀고, 제1개폐유닛(934)은 제1이동스프링(933)의 탄성복원력을 이겨내고 좌측으로 이동하여 중간유로(940)를 개방한다.

이에 따라, 중간유로(940)를 통과한 유체는 제1배출유로(960)를 통과하여 제1열교환기(850)로 전달된다. 제1열교환기(850)로 전달된 유체는 외부와 열교환을 통해 온도가 낮아지고, 다시 제1열교환유로(851)를 통해 높이케이스(810) 내부로 유입된다.

이때, 상기 중간유로(940)와 제1배출유로(960)는 서로 마주보도록 배치되어 유체가 더욱 원활하게 이동할 수 있도록 한다. 제2개폐유닛(954)은 제1배출유로(960)와 제2배출유로(970) 사이에 배치되어 유체가 제1배출유로(960)는 통과할 수 있지만 제2배출유로(970)는 통과할 수 없도록 한다.

상기 제2이동부(950)는, 유체배출실(912) 내부에 장착되며 그 내부에 왁스가 봉입된 제2이동케이스(951), 제2이동케이스(951)에 좌우로 이동 가능하도록 삽입되는 제2이동로드(952), 제2이동로드(952)의 단부에 결합되어 제2배출유로(970)를 개폐할 수 있는 제2개폐유닛(954) 및 제2이동케이스(951)와 제2개폐유닛(954) 사이에 설치되는 제2이동스프링(953)을 포함한다.

상기 유체배출실(912) 내부로 유입된 유체의 온도가 미리 설정된 제1온도(예를 들어, 40도) 이상이고 제2온도(예를 들어, 80도) 이하일 경우, 도 9(b)에 도시된 것처럼 제2개폐유닛(954)은 제2이동스프링(953)의 탄성복원력에 의해 우측으로 이동하여 제1배출유로(960)와 제2배출유로(970) 사이에 배치되고, 유체는 제1배출유로(960)는 통과할 수 있지만 제2배출유로(970)는 통과할 수 없다.

상기 유체배출실(912) 내부로 유입된 유체의 온도가 미리 설정된 제2온도(예를 들어, 80도) 이상일 경우, 도 9(c)에 도시된 것처럼 제2이동케이스(951) 내부의 왁스는 팽창하여 제2이동로드(952)를 좌측으로 밀고, 제2개폐유닛(954)은 제2이동스프링(953)의 탄성복원력을 이겨내고 좌측으로 이동하여 제2배출유로(970)를 개방한다.

즉, 상기 제1이동케이스(931) 내부의 왁스는 미리 설정된 제1온도 이상일 때 팽창하고, 제2이동케이스(951) 내부의 왁스는 미리 설정된 제1온도 이상일 때에는 팽창하지 않으며 제2온도 이상일 때 팽창한다.

이에 따라, 제1배출유로(960)를 통과한 유체는 제1열교환기(850)로 전달되고, 제2배출유로(970)를 통과한 유체는 제2열교환기(860)로 전달되며, 제2열교환기(860)로 전달된 유체는 외부와 열교환을 통해 온도가 낮아지고, 다시 제2열교환유로(861)를 통해 높이케이스(810) 내부로 유입된다.

이와 같이, 본 발명은 높이케이스(810) 내부의 유체가 미리 설정된 제2온도 이상으로 고온일 경우 제1열교환기(850)와 제2열교환기(860)를 통해 열교환이 더욱 활발하게 일어나도록 할 수 있고, 더 빨리 냉각된 유체를 다시 공급할 수 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.

10: 항공기 하부 패널 100: 카메라베이스 110: 피봇홀
200: 보조지지부 210: 회전 모터 220: 제1 보조지지대
230: 제1회전부 240: 제2회전부 250: 제2 보조지지대
300: 중력부 310: 승강모터 320: 승강스크류
330: 중력조절부 340: 무게추 350: 연장부
360: 수직검출부 370: 피봇결속체 400: 지상카메라
410: 카메라케이스 420: 개방홀 500: 수평지지부
510: 수평 체결구 520: 수평지지대 530: 수직지지대
540: 수직 스프링 600: 수평보조부 610: 수평보조대
620: 수직보조대 630: 결합링 700: 승강로드
710: 스토퍼 720: 스토퍼 지지부 730: 카메라 걸림턱
800: 카메라 높이조절부 1460 : 중력부 1000 : 투영장치
1100 : 카메라 모듈 1600 : 제어부 1610 : GNSS에스모듈
1620 : 위치인식모듈 1630 : 통신모듈 2000 : 영상처리장치
2100 : 영상저장모듈 2200 : 영상수신모듈 2300 : 좌표합성모듈
2310 : 형태설정모듈 2320 : 기준점설정모듈 2330 : 비교점설정모듈
2340 : 좌표확인모듈 2400 : 배율편집모듈 2500 : 영상보정모듈
2510 : 가공이미지모듈 2520 : 비교검출모듈 2530 : 편집이미지모듈

Claims (1)

1. 인공위성과 통신하며 항공기 하부에 설치된 지상카메라를 이용하여 지상을 투영하는 투영장치(1000); 및 투영장치와 통신하여 항공이미지를 수신하고 이를 처리하는 영상처리장치(2000); 를 포함하되,
   상기 영상처리장치(2000)는,
   기존의 영상이미지가 미리 저장되어 있는 영상저장모듈(2100); 투영장치로부터 촬영된 항공이미지를 무선으로 수신하는 영상수신모듈(2200); 수신된 항공이미지에 GNSS 좌표를 합성하는 좌표합성모듈(2300); 좌표합성모듈에 의해 GNSS 좌표가 입력된 항공이미지를 기존의 영상이미지와 동일 배율로 편집하는 배율편집모듈(2400); 및 동일 배율로 편집된 항공이미지를 미리 저장된 기존의 영상이미지와 대비하여 상이점을 추출하는 영상보정모듈(2500);을 구비하고,
   상기 투영장치(1000)는,
   항공기 하부 패널에 결합되며 지상을 투영하는 지상카메라가 내장되는 카메라 모듈(1100); 및 상기 지상 카메라의 승강 및 하강을 제어하는 제어부(1600);를 포함하되,
   상기 제어부(1600)는,
   인공위성과 통신하면서 현재의 GNSS 위치좌표를 측정 연산하는 GNSS모듈(1610); 항공기에 설치되는 고도계측기 및 수평감지기와 연동하면서 카메라 모듈이 현재 위치한 고도와 기체의 수평 상태를 확인하고, 확인된 고도 및 수평 상태에 따라 지상카메라의 동작을 제어하는 위치인식모듈(1620); 및 영상처리장치와 통신하여 항공이미지를 실시간으로 무선 전송하는 통신모듈(1630); 을 구비하고,
   상기 카메라모듈(1100)은,
   항공기 하부 패널(10)에 결합되며 반구형 피봇홀(110)이 형성되는 카메라베이스(100); 상기 카메라베이스의 하부에 연장부를 통해 결합되는 카메라케이스(410);
   상기 카메라케이스의 상측 내부면에 설치되며, 지상카메라를 승강 또는 하강시키는 카메라 높이조절부(800);
   상기 카메라 높이조절부와 승강로드(700)를 통해 결합하며, 개방홀(420)을 통해 지상을 촬영하는 지상카메라(400); 및
   상기 지상카메라와 카메라 높이조절부 사이의 승강로드에 결합되되, 지상카메라의 하중을 수평방향으로 분산하여 지지하는 수평지지부(500);
   상기 지상카메라(400)와 수평지지부(500) 사이의 승강로드(700)에 결합되되, 지상카메라 하강 시 카메라케이스의 하단 양측 내부에 형성된 스토퍼(710)와 밀착되는 수평보조부(600);
   상기 카메라케이스의 상부에서 카메라베이스의 피봇홀(110)로 연장되되, 그 말단에는 구형 피봇 결속체(370)가 형성되어 상기 피봇홀(110)에 결합되는 연장부(350);
   상기 연장부의 양측에 설치되어 연장부의 기울기를 검출하는 수직검출부(330); 상기연장부에 상하로 슬라이딩 가능하도록 삽입되며 소정의 무게를 지니는 링 형태의 무게추(340) 및 카메라케이스의 상부면에 장착되며 무게추를 상하로 이동시키는 중력조절부(330)를 구비하여 연장부의 수직상태를 확인하고 무게추를 승강시키는 중력부(300); 및
   상기 카메라베이스의 양측에 설치되는 회전모터(210)와 제1회전부(230) 사이에 형성되는 제1 보조지지대(220)와, 상기 카메라케이스의 양측부에 설치되는 제2회전부(240)와 제1회전부(230) 사이에 형성되는 제2 보조지지대(250)를 구비하고, 제1 보조지지대(220) 및 제2 보조지지대(250) 끝단에 장착되는 회전모터(210)를 작동하여 카메라케이스의 흔들림을 방지하는 보조지지부(200); 를 포함하되,
   상기 카메라케이스(410), 수직지지대(530) 및 수평지지대(520)는, 각각 알루미늄(Al)을 기재로 하고, 여기에 철(Fe) 1.3~2.2 중량%, 티타늄(Ti) 0.8∼1.6 중량%, 니켈(Ni) 0.7~1.4 중량%, 규소(Si) 6.0∼9.0 중량%, 은(Ag) 0.5~1.3 중량%, 망간(Mn) 0.3∼중량%, 마그네슘(Mg) 0.4∼7 중량%, 아연(Zn) 0.03~0.12 중량%, 주석(Sn) 0.02~0.06 중량%, 지르코늄(Zr) 0.01~0.04 중량%, 이트륨(Y) 0.02~0.05 중량%, 스칸듐(Sc) 0.01~0.07 중량%이 포함되는 알루미늄 합금 조성물로 형성되고,
   상기 제1 보조지지대(220) 및 제2 보조지지대(250)는, 질량%로, Al:4.3% 이상 5.8% 미만, Fe:1.1% 이상 2.7% 미만, Si:0.21% 이상 0.57% 미만, O:0.04% 이상 0.34% 미만 함유하고, 잔량부 티탄으로 이루어지는 티탄 합금 모재의 표층에, 그 단면의 비커스 경도가 표면으로부터 15~20㎛ 깊이에 있어서 300~400HV 이상인 산소가 고용된 경화층을 구비하는 티탄 합금 부재로 형성되는 것을 특징으로 하는 영상이미지를 정사투영하여 기존 영상이미지를 보정할 수 있는 영상처리시스템.

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