KR102568688B1 - 무인비행장치 기반 이미지 획득/전처리/전송 시스템 및 방법 - Google Patents

무인비행장치 기반 이미지 획득/전처리/전송 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

무인비행장치 기반 이미지 획득/전처리/전송 시스템 및 방법이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 무인이동 시스템은, 이미지 획득 명령을 무인이동체로 전송하는 지상 제어 시스템 및 지상 제어 시스템으로부터 수신한 이미지 획득 명령에 따라 카메라를 제어하여 이미지를 획득하고, 획득된 이미지를 전처리하며, 전처리된 이미지를 파일 서버로 전송하는 무인이동체를 포함한다. 이에 의해, 기존에 저장장치에만 저장되던 무인비행장치에 의해 획득되는 이미지를 이동통신망을 활용하여 촬영과 전송이 함께 이루어지도록 함으로써, 원격에서 이미지를 실시간으로 확인이 가능하게 된다.

Description

무인비행장치 기반 이미지 획득/전처리/전송 시스템 및 방법{UAV-based image acquisition/preprocessing/transmission system and method}
본 발명은 이미지 획득 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무인비행장치에서 고화질의 이미지를 획득하고 필요에 따라 전처리를 수행한 후 이동통신망을 통해 서버로 전송하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
기존의 이미지 획득 서비스용 무인비행장치의 경우, 무인비행장치에 탑재된 카메라의 SD 카드와 같은 저장장치에 획득한 이미지를 저장하고, 비행이 완료된 이후에 저장장치를 직접 옮기는 방식으로 이미지를 확인하였다.
이러한 방식의 경우, 저장장치를 통해 직접적으로 이미지 데이터를 확인하기 전에는 이미지 획득이나 전처리가 제대로 수행되었는지 확인할 수 있는 방법이 없다.
또한 해당 데이터는 저장장치에만 저장되기 때문에 데이터의 공유가 번거롭다는 단점이 존재한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 원격에서 이미지를 실시간으로 확인 가능하도록 하기 위한 방안으로, 무인비행장치에서 촬영을 통한 이미지 획득 외에 이미지에 대해 전처리와 이동통신망을 통한 전송까지 수행할 수 있는 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 무인이동 시스템은, 이미지 획득 명령을 무인이동체로 전송하는 지상 제어 시스템; 및 지상 제어 시스템으로부터 수신한 이미지 획득 명령에 따라 카메라를 제어하여 이미지를 획득하고, 획득된 이미지를 전처리하며, 전처리된 이미지를 파일 서버로 전송하는 무인이동체;를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 무인이동 시스템은, 지상 제어 시스템으로부터 이미지 획득 명령을 수신하여 저장하고, 저장된 이미지 획득 명령을 무인이동체로 전송하는 IoT 서버;를 더 포함할 수 있다.
이미지 획득 명령은, 무인이동체의 카메라에 대한 이미지 획득 시작 지시와 획득 주기를 포함할 수 있다.
무인이동체는, 획득된 이미지에 지리정보를 태깅하여, 획득된 이미지를 전처리할 수 있다. 지리정보는, 비행 컨트롤러로부터 수신된 GPS 정보로부터 추출할 수 있다.
무인이동체는, 획득된 이미지를 내부 저장매체의 제1 폴더에 저장하고, GPS 정보는 내부 저장매체의 DB에 저장할 수 있다.
무인이동체는, 제1 폴더에 저장된 이미지를 불러온 후, 이미지의 생성 시간(Create time)과 동일 시간의 GPS 정보를 DB에서 조회하고, 조회된 GPS 정보에서 지리정보를 추출하여 이미지에 태깅하여 제2 폴더에 저장할 수 있다.
무인이동체는, 제2 폴더에 저장된 지리정보가 태깅된 이미지를 파일 서버로 전송하여 해당 폴더에 저장할 수 있다.
해당 폴더는, 무인이동체의 명칭, 날짜 및 무인이동체의 임무로 특정될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 무인이동체 제어 방법은, 지상 제어 시스템이, 이미지 획득 명령을 무인이동체로 전송하는 단계; 무인이동체가, 지상 제어 시스템으로부터 수신한 이미지 획득 명령에 따라 카메라를 제어하여 이미지를 획득하는 단계; 무인이동체가, 획득된 이미지를 전처리하는 단계; 무인이동체가, 전처리된 이미지를 파일 서버로 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 .
본 발명의 다른 실시예에 따른 무인이동체는, 지상 제어 시스템으로부터 이미지 획득 명령을 수신하는 통신부; 통신부를 통해 지상 제어 시스템으로부터 수신된 이미지 획득 명령에 따라 카메라를 제어하여 이미지를 획득하고, 획득된 이미지를 전처리하며, 전처리된 이미지를 통신부를 통해 파일 서버로 전송하는 임무 컴퓨터;를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 획득/전송 방법은, 지상 제어 시스템으로부터 이미지 획득 명령을 수신하는 딘계; 지상 제어 시스템으로부터 수신된 이미지 획득 명령에 따라 카메라를 제어하여 이미지를 획득하는 단계; 획득된 이미지를 전처리하는 단계; 전처리된 이미지를 파일 서버로 전송하는 단계;를 포함한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 기존에 저장장치에만 저장되던 무인비행장치에 의해 획득되는 이미지를 이동통신망을 활용하여 촬영과 전송이 함께 이루어지도록 함으로써, 원격에서 이미지를 실시간으로 확인이 가능하게 된다.
또한 본 발명의 실시예들에 따르면, 획득된 이미지에 대한 전처리로써 지오 태깅이 무인비행장치에서 수행되므로, 번거로운 후속 작업 없이도 정확한 지리정보를 이미지에 매칭시킬 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인이동 시스템의 구성을 도시한 도면,
도 2는 도 1에 도시된 드론의 블럭도, 그리고,
도 3은 임무 컴퓨터의 프로세스에 대한 설명을 위한 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 실시예에서는 무인비행장치에서 고화질의 이미지를 획득하고 필요한 전처리를 수행한 후에 이동통신망을 활용하여 파일 서버로 전송하기 위한 시스템 및 방법을 제시한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인이동 시스템의 구성을 도시한 도면이다. 본 발명의 실시예에 따른 무인이동 시스템은 도시된 바와 같이, GCS(Ground Control Station) 시스템(100), IoT(Internet of Things) 플랫폼(200), 드론(300) 및 이미지 파일 서버(400)가 이동통신망을 통해 통신가능하도록 연결되어 구축된다.
GCS 시스템(100)은 지상에서 드론(300)의 비행과 임무 수행을 제어하는 지상 제어/관제 센터의 시스템으로, 본 발명의 실시예와 관련하여 이동통신망을 통해 원격으로 드론(300)에 이미지 획득 명령을 전송한다.
IoT 플랫폼(200)은 GCS 시스템(100)과 드론(300)을 중계하여 주는 데이터 서버 시스템이다. 본 발명의 실시예와 관련하여 IoT 플랫폼(200)은 이동통신망을 통해 GCS 시스템(100)으로부터 수신한 이미지 획득 명령을 이동통신망을 통해 드론(300)으로 전송한다.
드론(300)은 비행을 통해 주어진 임무를 수행하는 무인비행장치로, 본 발명의 실시예와 관련하여 IoT 플랫폼(200)을 통해 GCS 시스템(100)으로부터 수신한 이미지 획득 명령에 따라 탑재된 카메라를 제어하여 이미지를 획득한다.
또한 드론(300)은 획득된 이미지를 전처리하고, 전처리된 이미지를 이동통신망을 통해 FTP 프로토콜로 이미지 파일 서버(400)로 전송한다. 이미지 파일 서버(400)는 드론(300)으로부터 수신한 이미지 파일을 저장하는 서버이다.
이하에서는 드론(300)의 상세 구성에 대해 도 2를 참조하여 상세히 설명한다. 도 2는 도 1에 도시된 드론(300)의 블럭도이다. 도시된 바와 같이 드론(300)은 통신부(310), 비행 컨트롤러(320), 임무 컴퓨터(330) 및 카메라(340)를 포함하여 구성된다.
통신부(310)는 이동통신망을 통해 IoT 플랫폼(200) 및 이미지 파일 서버(400)와 통신하기 위한 구성이다. 통신부(310)는 IoT 플랫폼(200)을 통해 수신한 제어 명령을 비행 컨트롤러(320)와 임무 컴퓨터(330)로 전달한다.
구체적으로 드론(300)의 이동에 대한 제어 명령은 비행 컨트롤러(320)로 전달되고, 전술한 이미지 획득 명령은 임무 컴퓨터(330)로 전달된다.
비행 컨트롤러(320)는 전달받은 이동 명령에 따라 드론(300)의 이동, 구체적으로 자세, 속도, 고도, 조향 등을 제어한다.
임무 컴퓨터(330)는 통신부(310)로부터 이미지 획득 명령이 전달되면, 카메라(340)를 제어하여 지상 촬영을 통해 고화질의 이미지들을 획득하고, 획득한 이미지들에 지오 태깅을 수행한 후에, 이미지 파일을 이미지 파일 서버(400)로 전송한다.
이하에서 임무 컴퓨터(330)의 동작에 대해 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3은 임무 컴퓨터(330)의 프로세스에 대한 설명을 위한 도면이다.
이미지 획득/전처리/전송이라는 임무 수행을 위해, 임무 컴퓨터(330)는 도시된 바와 같이 GPS 정보 획득 프로세스(331), 카메라 제어 프로세스(332), 이미지 획득 프로세스(333), 지오 태깅 프로세스(334) 및 파일 전송 프로세스(335)를 운용한다.
비행 컨트롤러(320)는 드론(300)의 이동 제어를 위해 GPS 모듈(미도시)을 통해 GPS 정보를 생성하는데, GPS 정보 획득 프로세스(331)는 비행 컨트롤러(320)가 생성하는 GPS 정보를 획득한다.
카메라 제어 프로세스(332)는 IoT 플랫폼(200)을 통해 GCS 시스템(100)으로부터 이미지 획득 명령을 수신하면, 이미지 획득/전처리/전송을 위한 임무 라이브러리를 실행하여, 이미지 획득 프로세스(333) → 지오 태깅 프로세스(334) → 파일 전송 프로세스(335)가 수행되도록 한다.
또한 카메라 제어 프로세스(332)는 GPS 정보 획득 프로세스(331)에 의해 획득된 GPS 정보를 이미지 획득 임무 라이브러리의 이미지 획득 프로세스(333)로 전달하여 준다.
이미지 획득 명령은 이미지 획득 시작 지시와 획득 주기를 포함하고 있다. 이에 이미지 획득 프로세스(333)는 명령에 따라 카메라(340)을 제어하여 이미지 획득이 주기적으로 수행되도록 한다.
이미지 획득 프로세스(333)는 획득되는 이미지들을 내부 저장매체의 "Image" 폴더에 저장한다. 또한 이미지 획득 프로세스(333)는 카메라 제어 프로세스(332)를 통해 전달되는 GPS 정보 획득 프로세스(331)에 의해 획득된 GPS 정보를 내부 저장매체의 로컬 DB에 저장한다.
지오 태깅 프로세스(334)는 "Image" 폴더에 저장된 이미지들에 대해 지리정보를 태깅, 즉, 이미지 파일에 지리정보를 속성 또는 메타 데이터로 추가하는 전처리 프로세스이다. 이를 위해 이미지 파일의 포맷은 EXIF(Exchangeable Image File Format)로 구현할 수 있다. 한편 지리정보는 GPS 정보로부터 추출된다.
구체적으로 지오 태깅 프로세스(334)는 "Image" 폴더에 저장된 이미지를 불러온 후, 이미지의 생성 시간(Create time)과 동일 시간의 GPS 정보를 로컬 DB에서 조회하고, 조회된 GPS 정보에서 지리정보(위도, 경도, 고도)를 추출하여 이미지에 태깅하여 "Geotagged" 폴더에 저장한다.
지오 태깅 프로세스(334)는 이미지 획득 프로세스(333)와 파일 전송 프로세스(335)가 수행되지 않는 구간에서만 실행되도록 구현한다. 이는 임무 컴퓨터(330)의 제한된 리소스에서 리소스 소모가 많은 이미지 획득 프로세스(333)와 파일 전송 프로세스(335)에 의해 지오 태깅 프로세스(334)에 오류가 생기는 것을 방지하기 위함이다.
한편 이미지의 생성 시간과 동일 시간의 GPS 정보가 로컬 DB에 없는 경우, 지오 태깅 프로세스(334)는 '이미지의 생성 시간과 시간 정보가 가장 가까운 GPS 정보의 지리정보(a)'와 '이전 이미지의 지리정보(b1)와 다음 이미지의 지리정보(b2)의 평균 지리정보(b)'을 가중합하여 지리정보를 생성할 수 있다. 이를 테면 지리정보(a)에는 가중치 α를 부여하고, 평균 지리정보(b)에 가중치 1-α를 부여하는 것이다. 여기서 이전 이미지는 현재 지오 태깅할 이미지, 즉, 동일 시간의 GPS 정보가 없는 이미지 보다 생성 순번이 하나 빠른 이미지이고, 다음 이미지란 현재 지오 태깅할 이미지 보다 생성 순번이 하나 느린 이미지를 말한다.
파일 전송 프로세스(335)는 "Geotagged" 폴더에 저장된 지오 태깅된 이미지, 즉, 지리정보가 속성 또는 메타 데이터로 부가된 이미지 파일을 이동통신망을 통해 이미지 파일 서버(400)의 해당 폴더에 저장한다.
이미지 파일 서버(400)의 폴더 명칭은 드론(300)의 명칭 + 날짜 + 임무로 명명된다. 파일 전송 프로세스(335)는 드론(300)의 명칭, 이미지 파일의 생성 일자 및 임무(이미지 획득)을 참조로, 이미지 파일을 저장할 이미지 파일 서버(400)의 폴더를 찾아낼 수 있다.
이를 통해 드론(300)이 복귀하지 않고 아직 비행하면서 임무를 수행하는 중에도, 이미지 파일 서버(400)를 통해 드론(300)의 임무 수행 결과인 이미지 획득/전처리/전송 결과를 확인하는 것이 가능해진다.
지금까지 무인비행장치 기반 이미지 획득/전처리/전송 시스템 및 방법에 대해 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였다.
위 실시예에서는 내부 저장장치에만 저장되던 기존 무인비행장치를 활용한 이미지 획득 시스템을 개선하여, 무인비행장치에서 촬영과 전송이 함께 이루어지도록 함으로써, 임무 수행 중에도 원격에서 촬영 이미지를 실시간으로 확인 가능하도록 하도록 하였다.
한편, 본 실시예에 따른 장치와 방법의 기능을 수행하게 하는 컴퓨터 프로그램을 수록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있음은 물론이다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 기술적 사상은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 형태로 구현될 수도 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터에 의해 읽을 수 있고 데이터를 저장할 수 있는 어떤 데이터 저장 장치이더라도 가능하다. 예를 들어, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광디스크, 하드 디스크 드라이브, 등이 될 수 있음은 물론이다. 또한, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 또는 프로그램은 컴퓨터간에 연결된 네트워크를 통해 전송될 수도 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
100 : GCS(Ground Control Station) 시스템
200 : IoT(Internet of Things) 플랫폼
300 : 드론
310 : 통신부
320 : 비행 컨트롤러
330 : 임무 컴퓨터
340 : 카메라
400 : 이미지 파일 서버

Claims (12)

  1. 이미지 획득 명령을 무인이동체로 전송하는 지상 제어 시스템; 및
    지상 제어 시스템으로부터 수신한 이미지 획득 명령에 따라 카메라를 제어하여 이미지를 획득하고, 획득된 이미지를 전처리하며, 전처리된 이미지를 파일 서버로 전송하는 무인이동체;를 포함하고,
    무인이동체는,
    획득된 이미지를 내부 저장매체의 제1 폴더에 저장하고, GPS 정보는 내부 저장매체의 DB에 저장하며,
    제1 폴더에 저장된 이미지를 불러온 후, 이미지의 생성 시간(Create time)과 동일 시간의 GPS 정보를 DB에서 조회하고, 조회된 GPS 정보에서 지리정보를 추출하여 이미지에 태깅하여 제2 폴더에 저장하는 것을 특징으로 하는 무인이동 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    지상 제어 시스템으로부터 이미지 획득 명령을 수신하여 저장하고, 저장된 이미지 획득 명령을 무인이동체로 전송하는 IoT 서버;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인이동 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    이미지 획득 명령은,
    무인이동체의 카메라에 대한 이미지 획득 시작 지시와 획득 주기를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인이동 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    무인이동체는,
    획득된 이미지에 지리정보를 태깅하여, 획득된 이미지를 전처리하는 것을 특징으로 하는 무인이동 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    지리정보는,
    비행 컨트롤러로부터 수신된 GPS 정보로부터 추출하는 것을 특징으로 하는 무인이동 시스템.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서,
    무인이동체는,
    제2 폴더에 저장된 지리정보가 태깅된 이미지를 파일 서버로 전송하여 해당 폴더에 저장하는 것을 특징으로 하는 무인이동 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서,
    해당 폴더는,
    무인이동체의 명칭, 날짜 및 무인이동체의 임무로 특정되는 것을 특징으로 하는 무인이동 시스템.
  10. 지상 제어 시스템이, 이미지 획득 명령을 무인이동체로 전송하는 단계;
    무인이동체가, GPS 정보를 획득하는 단계;
    무인이동체가, 지상 제어 시스템으로부터 수신한 이미지 획득 명령에 따라 카메라를 제어하여 이미지를 획득하는 단계;
    무인이동체가, 획득된 이미지를 전처리하는 단계;
    무인이동체가, 전처리된 이미지를 파일 서버로 전송하는 단계;를 포함하고,
    이미지 획득 단계는,
    획득된 이미지를 내부 저장매체의 제1 폴더에 저장하며,
    GPS 정보 획득단계는,
    획득된 GPS 정보를 내부 저장매체의 DB에 저장하고,
    전처리 단계는,
    제1 폴더에 저장된 이미지를 불러온 후, 이미지의 생성 시간(Create time)과 동일 시간의 GPS 정보를 DB에서 조회하고, 조회된 GPS 정보에서 지리정보를 추출하여 이미지에 태깅하여 제2 폴더에 저장하는 것을 특징으로 하는 무인이동체 제어 방법.
  11. 지상 제어 시스템으로부터 이미지 획득 명령을 수신하는 통신부;
    통신부를 통해 지상 제어 시스템으로부터 수신된 이미지 획득 명령에 따라 카메라를 제어하여 이미지를 획득하고, 획득된 이미지를 전처리하며, 전처리된 이미지를 통신부를 통해 파일 서버로 전송하는 임무 컴퓨터;를 포함하고,
    임무 컴퓨터는,
    획득된 이미지를 내부 저장매체의 제1 폴더에 저장하고, GPS 정보는 내부 저장매체의 DB에 저장하며,
    제1 폴더에 저장된 이미지를 불러온 후, 이미지의 생성 시간(Create time)과 동일 시간의 GPS 정보를 DB에서 조회하고, 조회된 GPS 정보에서 지리정보를 추출하여 이미지에 태깅하여 제2 폴더에 저장하는 것을 특징으로 하는 무인이동체.
  12. 지상 제어 시스템으로부터 이미지 획득 명령을 수신하는 딘계;
    GPS 정보를 획득하는 단계;
    지상 제어 시스템으로부터 수신된 이미지 획득 명령에 따라 카메라를 제어하여 이미지를 획득하는 단계;
    획득된 이미지를 전처리하는 단계;
    전처리된 이미지를 파일 서버로 전송하는 단계;를 포함하고,
    이미지 획득 단계는,
    획득된 이미지를 내부 저장매체의 제1 폴더에 저장하며,
    GPS 정보 획득단계는,
    획득된 GPS 정보를 내부 저장매체의 DB에 저장하고,
    전처리 단계는,
    제1 폴더에 저장된 이미지를 불러온 후, 이미지의 생성 시간(Create time)과 동일 시간의 GPS 정보를 DB에서 조회하고, 조회된 GPS 정보에서 지리정보를 추출하여 이미지에 태깅하여 제2 폴더에 저장하는 것을 특징으로 하는 무인이동체의 이미지 획득/전송 방법.
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