KR102597369B1 - 항공촬영용 카메라를 안정적으로 고정할 수 있는 항공촬영시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 항공촬영시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비행체에 설치되어 제1 지역을 촬영하는 제1 카메라, 비행체에서 제1 카메라와 일정 간격을 두고 설치되어 제1 지역과 이웃하는 적어도 하나의 제2 지역을 촬영하는 적어도 하나의 제2 카메라, 제1 카메라 및 제2 카메라와 접속되고, 제1 카메라 및 제2 카메라의 촬영 동작을 제어하는 제어부 및 제어부와 접속되고, 제1 지역 및 제2 지역에 전파를 각각 전송 및 수신하여 제1 지역 및 제2 지역에 대한 비행체의 상대고도를 각각 측정하는 상대 고도 측정 장치를 포함하는 것을 특징으로 하여, 복수개의 카메라로 중복 촬영하여 투영왜곡이 작고 해상도가 높은 항공사진을 촬영할 수 있으며, 비행체가 선회할 때에도 카메라의 기울어짐을 조정할 수 있는 항공촬영용 카메라를 안정적으로 고정할 수 있는 항공촬영시스템에 관한 것이다.

Description

항공촬영용 카메라를 안정적으로 고정할 수 있는 항공촬영시스템{AERIAL PHOTOGRAPHY SYSTEM FOR STABLY FIXING AERIAL CAMERA}

본 발명은 항공촬영시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 항공촬영용 카메라를 안정적으로 고정할 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.

이와 같이 촬영된 항공사진은 지형지물의 좌표 정보 등을 수치화하여 적용하고, 이렇게 확보된 수치정보를 바탕으로 각종 추가 정보를 입력하여 수치지도 제작에 이용된다. 특히 최근 컴퓨터와 소프트웨어의 발전, 촬영기술 및 항공기술의 발달, 정밀 광학 기계 및 계측기기의 발달 등은 사실감 있는 지도 제작에 큰 영향을 주었다.

도 1은 정사 투영 방식으로 제작된 지도와 중심 투영 방식의 디지털 항공사진의 원리를 설명하기 위한 예시도이다.

도시된 바와 같이, 일반적인 지도의 경우 평면에 대하여 수직 방향으로 무한대의 거리로부터 투영하는(내려다보는) 정사 투영 방식을 이용하여 제작되고, 일반적인 디지털 항공사진은 렌즈의 초점에 의한 한 점에서 퍼지는 중심광선에 의하여 얻어지는 물체의 점과 선의 그림자를 얻는 중심 투영 방식을 이용하여 제작된다.

도 2는 비행체가 디지털 항공사진을 촬영하는 모습을 설명하기 위한 예시도이고, 도 3 및 도 4는 종래 중심 투영 방식에 의한 정사영상을 여러 장 집성하여 제작한 정사모자이크 영상을 설명하기 위한 예시도이다.

도시된 바와 같이, 디지털 항공사진은 렌즈의 중심점에서는 지도와 같이 정사의 형태 즉 건물의 전후좌우 벽면이 보이지 않고 평면만 보이는 상태가 되지만 중심점에서 멀어질수록 상이 바깥쪽으로 늘어나서 도 3과 같이 건물이 사방으로 눕거나 도 4와 같이 건물이 중심점(원부분)에서 동일한 방향으로 눕게 되어 특정 벽면만 보이게 되는 투영왜곡이 발생하는 문제점이 있다.

아울러, 이러한 투영왜곡을 해결하기 위한 종래기술은 비행체가 수평을 유지하여 직선으로 비행할 때에는 기설정된 광각에 의해 해당 지역을 촬영하여 정밀한 이미지를 확보할 수 있지만, 비행체가 선회할 때에는 비행체의 기울어짐에 의해 카메라의 수평상태를 유지할 수 없어 기설정된 광각으로는 해당 지역을 정확하게 촬영할 수 없는 문제가 있다.

위의 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, 복수개의 카메라로 중복 촬영하여 투영왜곡이 작고 해상도가 높은 항공사진을 촬영할 수 있으며, 비행체가 선회할 때에도 카메라의 기울어짐을 조정할 수 있는 항공촬영용 카메라를 안정적으로 고정할 수 있는 항공촬영시스템을 제공하는데 그 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.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 비행체에 설치되어 제1 지역을 촬영하는 제1 카메라; 비행체에서 제1 카메라와 일정 간격을 두고 설치되어 제1 지역과 이웃하는 적어도 하나의 제2 지역을 촬영하는 적어도 하나의 제2 카메라; 제1 카메라 및 제2 카메라와 접속되고, 제1 카메라 및 제2 카메라의 촬영 동작을 제어하는 제어부; 및 제어부와 접속되고, 제1 지역 및 제2 지역에 전파를 각각 전송 및 수신하여 제1 지역 및 제2 지역에 대한 비행체의 상대고도를 각각 측정하는 상대 고도 측정 장치; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 항공촬영용 카메라를 안정적으로 고정할 수 있는 항공촬영시스템에서 상기 제어부는, 제1 지역 및 상기 제2 지역에 대한 상대고도를 각각 이용하여 비행체의 고도를 보정함으로써 제1 카메라 및 제2 카메라가 촬영하는 사진의 해상도를 조절하도록 제어하고, 제1 지역 및 제2 지역의 높낮이가 서로 상이한 경우, 비행체에서 제1 카메라가 설치된 부분과 제2 카메라가 설치된 부분의 높낮이를 제1 지역 및 제2 지역의 높낮이에 맞게 조절하며, 비행체의 좌우 회전값을 생성하여 제어부와 접속되는 비행체의 운항 장치로 전달하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따른 항공촬영용 카메라를 안정적으로 고정할 수 있는 항공촬영시스템에서 상기 비행체에는 제1 카메라와 제2 카메라의 수평상태를 유지하기 위한 수평유지기구가 각각 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따른 항공촬영용 카메라를 안정적으로 고정할 수 있는 항공촬영시스템에서 상기 수평유지기구는, 비행체에 형성된 장착홈부에 설치되며, 일단에 결합된 힌지핀이 비행체에 회전 가능하게 결합된 수평조절판; 수평조절판의 저면에 직립 설치되는 제1수직지지대와 제2수직지지대; 제1수직지지대와 제2수직지지대를 연결하면서 제1수직지지대와 제2수직지지대로 전달되는 충격을 완충시키는 흡수연결유닛; 제1수직지지대와 제2수직지지대의 하단에 수평으로 설치되는 수평지지대; 수평지지대의 하부에 결합되는 수평위치부; 수평위치부의 하부에 결합되는 상하구동유닛; 상하구동유닛의 하부에 결합되는 안착대; 안착대의 하부에 장착되는 탈착체결부; 탈착체결부의 하부에 결합되는 제1 카메라; 장착홈부 내에 위치하고 안둘레면에 나사구멍이 형성되고 바깥둘레면에 주름부를 형성한 원통형상으로 형성되며, 수평조절판의 내측면에 결합되는 연결부재; 연결부재의 나사구멍과 일측에 구비된 고정나사가 나사결합되어 연결되고, 원호방향으로 가이드구멍이 형성되고 바깥둘레면에 기어부가 형성된 섹터기어; 섹터기어의 가이드구멍에 삽입되는 가이드봉에 회전지지되어 설치되고 섹터기어의 기어부와 이맞물림된 구동기어; 구동기어와 동축 상에 고정되어 함께 회전하는 워엄기어; 비행체에 회전지지되어 워엄기어에 이맞물림된 워엄; 워엄과 동축 상에 고정되어 함께 회전하는 종동기어; 종동기어에 이맞물림된 원동기어; 비행체에 설치되어 제어부에 의해 제어되고 원동기어를 회전시키기 위한 전동모터; 수평조절판의 내측면 중앙에 일단이 고정설치되어 타단은 비행체를 관통하여 설치된 지지축; 및 수평조절판에 설치된 수광부 및 수광부에 대향하는 위치의 비행체에 설치된 발광부로 이루어지는 위치검출센서; 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따른 항공촬영용 카메라를 안정적으로 고정할 수 있는 항공촬영시스템에서 상기 흡수연결유닛은, 제1수직지지대와 제2수직지지대의 사이에 배치되는 흡수베이스부; 흡수베이스부의 양측에 탈착 결합되며 길이가 가변되는 한 쌍의 제1연결부; 한 쌍의 제1연결부에 각각 탈착 결합되는 한 쌍의 제2연결부; 및 일측부는 한 쌍의 제2연결부에 각각 탈착 결합되고 타측부는 제1수직지지대와 상기 제2수직지지대에 탈착 결합되는 한 쌍의 기둥브래킷; 을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따른 항공촬영용 카메라를 안정적으로 고정할 수 있는 항공촬영시스템에서 상기 흡수베이스부는, 서로 이격 배치되는 한 쌍의 흡수베이스판; 한 쌍의 흡수베이스판을 체결시키는 체결레버; 및 일측부는 한 쌍의 흡수베이스판에 회전되게 결합되고 타측부는 제1연결부에 탈착 결합되는 한 쌍의 커넥터부; 를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따른 항공촬영용 카메라를 안정적으로 고정할 수 있는 항공촬영시스템에서 상기 커넥터부는, 상기 한 쌍의 베이스판에 마련된 판홀에 회전되게 지지되는 커넥터볼; 커넥터볼의 일측부에 마련되는 커넥터로드; 커넥터로드에 마련되는 커넥터헤드; 및 커넥터헤드에 마련되어 제1연결부에 탈착 결합되는 커넥터볼트; 를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따른 항공촬영용 카메라를 안정적으로 고정할 수 있는 항공촬영시스템에서 상기 제1연결부는, 커넥터볼트에 탈착 결합되는 제1연결바디; 제1연결바디의 내부에 마련되는 연결스프링부재; 및 일측부는 연결스프링부재에 지지되고 타측부는 제2연결부에 탈착 결합되는 제1연결바; 를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따른 항공촬영용 카메라를 안정적으로 고정할 수 있는 항공촬영시스템에서 서로 근접된 제1수직지지대와 제2수직지지대 중 어느 하나에 충격이 가해지면 커넥터볼에 의해 흡수베이스부는 회전됨과 아울러 제1연결바가 제1연결바디에서 이동되어 충격을 감소시키는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따른 항공촬영용 카메라를 안정적으로 고정할 수 있는 항공촬영시스템에서 상기 수평위치부는, 상기 수평지지부의 하부에 결합되는 연결플레이트; 연결플레이트의 하부에 결합되는 다수의 볼하우징; 다수의 볼하우징 내부에 회전 가능하게 각각 배치되는 볼부재; 볼부재의 하단에 형성되며 볼부재보다 상대적으로 직경이 작게 형성되는 볼포스트; 및 볼하우징과 볼부재의 사이에 마련되어 볼하우징에서 볼부재로 전달되는 진동을 저감시키는 볼댐핑부; 를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따른 항공촬영용 카메라를 안정적으로 고정할 수 있는 항공촬영시스템에서 상기 상하구동부는, 수평위치부의 하부에 결합되는 구동유닛바디; 구동유닛바디의 내부에 회전되게 결합되는 회전바디; 상단이 회전바디에 결합되며 승강 가능한 승강구동부; 일측부는 구동유닛바디에 결합되고 타측부는 회전바디에 결합되어 차폐부를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시키는 수평회전부; 구동유닛바디의 내부에 마련되어 회전되는 회전바디의 진동을 저감시키는 회전댐핑부; 및 구동유닛바디에 마련되어 승강구동부와 수평회전부로 전기 에너지를 공급하는 배터리; 를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따른 항공촬영용 카메라를 안정적으로 고정할 수 있는 항공촬영시스템에서 상기 탈착체결부는, 상기 안착부의 하부에 결합되며 내부에 수용공간이 형성되는 탈착케이스; 탈착케이스의 수용공간을 기준으로 하부면에 함몰 형성되는 탈착함몰부; 탈착함몰부의 내측 하단에 결합되는 탈착모터; 탈착모터의 상부에 결합되며 탈착모터의 작동에 따라 수평 회전할 수 있는 탈착기어; 탈착기어의 상부에 결합되는 탈착스프링; 탈착스프링의 상부에 결합되며 탈착스프링의 탄성 복원력에 의해 상하로 이동 가능한 탈착승강부; 탈착케이스의 수용공간에 삽입 체결될 수 있는 탈착삽입부; 및 탈착삽입부의 상부면에 함몰 형성되며 탈착승강부가 상승하여 진입할 수 있는 승강진입부; 를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따른 항공촬영용 카메라를 안정적으로 고정할 수 있는 항공촬영시스템에서 승강진입부의 내측 전방에는 탈착스토퍼가 더 결합되며, 탈착스토퍼는 승강진입부의 내측 하단으로부터 소정의 경사각을 가지도록 배치되는 탈착경사면 및 탈착경사면의 상부에 배치되어 승강진입부의 상부면에 대해 직교하며 진입한 탈착승강부에 접촉되는 탈착높이면을 포함하는 것이 바람직하다.

위와 같은 구성을 가지는 본 발명은, 사진 크기는 라지 포맷이면서도 투영왜곡이 작고 해상도가 높은 항공사진을 촬영할 수 있고, 높낮이가 상이한 지역이라도 상기 지역에 대한 비행체의 상대고도를 감안하여 카메라가 설치된 비행체의 고도를 조절하며 항공사진을 촬영하여 항공사진들의 해상도의 편차를 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 선회비행에 의해 비행체가 기울어져도 수평유지기구를 조정하여 카메라의 수평을 유지함에 따라 선행비행하면서 기 설정된 광각으로 해당 지역을 정확하게 촬영할 수 있고, 수평유지기구에 의한 카메라의 수평조정시 또는 비행체의 흔들림에 의한 카메라의 유동을 비행체와 카메라 사이에 설치된 실리콘재질의 연결부재가 흡수하여 카메라의 흔들림을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

나아가, 본 발명은 카메라의 수평조정시 수평유지기구 및 카메라의 중량에 의한 부하를 비행체와 카메라 사이에 설치된 코일스프링에 의해 최소화함에 따라, 수평유지기구의 조정이 원활하게 이루어지는 효과가 있다.

첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.
도 1은 정사 투영 방식으로 제작된 지도와 중심 투영 방식의 디지털 항공사진의 원리를 설명하기 위한 예시도.
도 2는 비행체가 디지털 항공사진을 촬영하는 모습을 설명하기 위한 예시도.
도 3 및 도 4는 종래 중심 투영 방식에 의한 정사영상을 여러 장 집성하여 제작한 정사모자이크 영상을 설명하기 위한 예시도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 항공촬영용 카메라를 안정적으로 고정할 수 있는 항공촬영시스템의 각 구성을 도시한 블록도.
도 6은 종래 하나의 카메라를 이용하여 항공사진을 촬영하는 모습을 설명하기 위한 예시도.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 복수개의 카메라를 이용하여 항공사진을 촬영하는 모습을 설명하기 위한 예시도.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 복수개의 카메라를 이용하여 항공사진을 촬영할 때 제1 지역에 대한 사진 및 제2 지역에 대한 사진 간에 중첩지역이 나타나는 모습을 설명하기 위한 예시도.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 수평유지기구의 단면 모습을 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 수평유지기구의 평면 모습을 도시한 도면.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 흡수연결유닛의 각 부품이 분해된 모습을 도시한 도면.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 흡수연결유닛이 결합된 모습을 개략적으로 도시한 도면.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 수평위치부와 상하구동유닛의 단면 모습을 도시한 도면.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 볼하우징의 영역을 확대하여 도시한 도면.
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 댐핑바디와 지지블록의 모습을 개략적으로 도시한 도면.
도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 탈착체결부의 단면 모습을 도시한 도면.

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 5는 본 발명의 일실시예에 따른 항공촬영용 카메라를 안정적으로 고정할 수 있는 항공촬영시스템의 각 구성을 도시한 블록도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명은 제1 카메라(12), 제2 카메라(14), 제어부(16), 상대 고도 측정 장치(18) 등을 포함한다. 제1 카메라(12)와 제2 카메라(14)는 하나 이상으로 구성될 수 있다.

제1 카메라(12)는 비행체의 일 측의 날개 부분에 설치되고 비행체가 비행하는 중에 일정 시간 간격으로 제1 지역의 부분들을 촬영한다. 여기서 제1 카메라(12)가 제1 지역에 대한 투영왜곡을 줄이면서 라지 포맷(Large Format)의 사진을 찍을 수 있어야 사진의 품질을 높이면서 적은 개수의 사진을 촬영할 수 있어서 비용이 절감된다.

이에 제1 카메라(12)가 제1 지역에 대한 투영왜곡을 줄이기 위해서는 촬영 광각을 줄여야하고 촬영 광각을 줄이면서도 라지 포맷의 사진을 찍기 위해서는 비행체의 고도를 높여야한다.

여기서 비행체의 고도를 높일 경우 사진의 해상도가 떨어져 품질이 떨어지므로 화소의 크기를 줄여야 한다. 이를 위해 제1 카메라(12)는 투영왜곡을 줄이기 위해 촬영 광각(화각)을 15°이내를 갖는 렌즈를 채용하고 화소 크기가 6㎛ 이하인 촬상소자를 사용하는 것이 바람직하다.

제2 카메라(14)는 비행체의 타측의 날개 부분에 설치되고 제1 카메라(12)와 동일한 카메라로 마련된다. 그리고 상기 제2 카메라(14)는 제1 카메라(12)와 일정 간격을 두고 설치되어 제1 카메라(12)가 촬영하고 있는 제1 지역과 이웃하는 적어도 하나의 제2 지역의 부분들을 촬영한다.

도 6은 종래 하나의 카메라를 이용하여 항공사진을 촬영하는 모습을 설명하기 위한 예시도이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 복수개의 카메라를 이용하여 항공사진을 촬영하는 모습을 설명하기 위한 예시도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 종래에는 일반적으로 촬영 광각(화각)이 30° 내외의 렌즈를 이용하여 디지털 항공사진을 촬영하였다. 그러나 본 발명은 도 7에 도시된 바와 같이, 촬영 광각(화각)이 15° 이내인 렌즈를 복수개를 배치하여 동일한 지역을 촬영하면서도 촬영 광각을 절반 이하로 줄여 촬영 광각에 따라 발생하는 투영왜곡을 최소화할 수 있다.

여기서 상기 제2 카메라(14)는 제1 카메라(12)가 촬영하고 있는 제1 지역과 이웃한(예컨대 좌측) 하나의 제2 지역을 동시에 촬영할 수 있고, 상기 제2 카메라(14)가 복수개로 마련되어 제1 지역과 이웃한 여러 개의 지역(전후좌우측 등)을 동시에 촬영할 수도 있다.

한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 제어부(16)는 상기 제1 카메라(12) 및 제2카메라(14)의 촬영 동작을 제어하되, 상기 제1 카메라(12) 및 제2 카메라(14)가 각각 투영왜곡이 최소화될 수 있는 기 설정된 광각으로 상기 제1 지역 및 제2 지역을 촬영하여 기 설정된 크기의 사진을 얻을 수 있도록 상기 비행체의 고도 값을 결정한다.

여기서 상기 제어부(16)는 기 설정된 광각과 사진의 기 설정된 크기 값을 삼각함수로 연산하여 비행체의 고도 값을 결정한다. 여기서 상기 제어부(16)는 상기 기 설정된 광각이 15°로 설정되도록 상기 비행체의 고도 값을 결정하는 것이 바람직하다.

이렇게 상기 제어부(16)가 계산한 상기 비행체의 고도 값은 비행체의 운항 장치(20)로 전달되어 상기 비행체의 운항 장치(20)에서 상기 비행체의 고도 값을 이용하여 비행체를 운항할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 복수개의 카메라를 이용하여 항공사진을 촬영할 때 제1 지역에 대한 사진 및 제2 지역에 대한 사진 간에 중첩지역이 나타나는 모습을 설명하기 위한 예시도이다.

도시된 바와 같이, 상기 제어부(16)는 상기 제1 지역 및 제2 지역에 대한 사진 간의 중첩지역이 기 설정된 범위 내에 존재하여 영상 접합 법에 의한 영상 접합이 가능하도록 상기 비행체에서 상기 제1 카메라(12) 및 제2 카메라(14) 간의 간격 값을 결정한다.

즉, 사진 간의 중첩지역이 너무 크면 사진을 많이 촬영해야 하고 사진 간의 중첩지역이 너무 작으면 영상 접합 법에 의한 영합 접합이 어렵다. 이에 상기 제어부(16)는 상기 영상 접합 법에 의해 중첩이 가능한 최소한의 중첩영역을 확보하기 위해 중첩지역이 5% 내외로 존재하도록 상기 제1 지역 및 제2 지역 간의 간격 값을 결정한다.

이를 위해 상기 제어부(16)는 제1 지역에 대한 기 설정된 사진 크기의 값의 1/2의 크기의 제1 값과 제2 지역에 대한 기 설정된 사진 크기의 값의 1/2의 크기의 제2 값에서 중첩지역의 기 설정된 범위에 해당하는 크기(비율)를 각각 감산하고 감산한 제1 값 및 제2 값의 합을 제1 카메라(12) 및 제2 카메라(14) 간의 간격 값으로 결정한다.

상대 고도 측정 장치(18)는 상기 제1 지역 및 제2 지역에 각각 전파를 보낸 후, 각각 수신해 상기 제1 지역 및 제2 지역에 대한 비행체의 상대고도를 측정한다.

예를 들어, 특정 지역의 고도가 해발고도보다 낮거나 높을 경우 비행체의 고도가 일정하더라도 특정 지역의 사진 해상도만 다른 지역과 대비하여 상이할 수 있다.

이에 상기 제어부(16)는 상기 비행체의 상대고도를 이용하여 상기 비행체의 고도 값을 보정하여 제1 카메라(12) 및 제2 카메라(14)가 촬영하는 사진들의 해상도를 일정하게 조절할 수 있다.

한편, 상기 제1 지역이 상기 제2 지역보다 고도가 낮거나 높을 경우 상기 제1 지역 및 상기 제2 지역 간에 고도차가 발생할 수 있다. 이에 비행체가 수평으로 운항하고 있다면 상기 비행체가 상기 측정한 비행체의 상대고도로 운항한다고 하더라도 상기 제1 지역 및 제2 지역에 대한 사진 해상도가 서로 상이할 수 있다.

이에 상기 제어부(16)는 고도가 상이한 제1 지역 및 제1 카메라(12)와 제2 지역 및 제2 카메라(14) 간의 상대고도를 서로 동일하게 하기 위해서 상기 제1 지역 및 제2 지역의 고도의 차이에 따른 비행체의 날개의 좌우회전 값을 계산할 수 있다.

즉, 상기 제1 지역 및 제2 지역 중 고도가 낮은 지역을 촬영하고 있는 제1 카메라(12)가 설치된 비행체의 오른쪽 날개부분을 하강시키고 제1 지역 및 제2 지역 중 고도가 높은 지역을 촬영하고 있는 제2 카메라(14)가 설치된 비행체의 왼쪽 날개 부분을 상승시켜 제1 지역 및 제1 카메라(12)와, 제2 지역 및 제2 카메라(14) 간의 상대고도를 동일하게 한다.

상기 제어부(16)는 계산한 상기 비행체의 좌우회전 값을 상기 비행체의 운항 장치(20)로 전달하여 제1 카메라(12) 및 제1 지역 간의 상대고도와 제2 카메라(14)와 제2 지역 간의 상대고도를 서로 동일하게 유지시킨다.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 수평유지기구의 단면 모습을 도시한 도면이고, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 수평유지기구의 평면 모습을 도시한 도면이다.

카메라의 수평을 유지하기 위한 수평유지기구(30)는, 제1 카메라(12)와 제2 카메라(14)가 설치되는 비행체에 각각 구비되고, 설치구성은 동일하므로, 제1 카메라(12)의 경우만을 예로서 설명한다.

수평유지기구(30)는 비행체(40)에 형성한 장착홈부(41)에 설치되는 것으로, 판형상으로 형성되는 수평조절판(31)을 구비한다. 수평조절판(31)은 일단에 구비된 힌지핀(31a)을 비행체(40)에 회전 가능하게 결합하여 힌지핀(31a)의 수평축선을 중심으로 소정 각도 회전 가능하게 되어 있다.

상기 수평조절판(31)의 저면에는 제1수직지지대(100)와 제2수직지지대(110)가 직립 설치되고, 제1수직지지대(100)와 제2수직지지대(110)는 흡수연결유닛(400)으로 연결되어 제1수직지지대(100)와 제2수직지지대(110)로 전달되는 충격을 완충시키며, 제1수직지지대(100)와 제2수직지지대(110)의 하단에는 수평지지대(120)가 수평으로 설치되고, 수평지지대(120)의 하부에는 수평위치부(600)가 결합되며, 수평위치부(600)의 하부에는 상하구동유닛(500)이 결합되고, 상하구동유닛(500)의 하부에는 안착대(200)가 결합되며, 안착대(200)의 하부에는 탈착체결부(300)가 장착되고, 탈착체결부(300)의 하부에는 제1 카메라(12)가 결합된다.

수평조절판(31)의 내측면에는 연결부재(32)를 통해 섹터기어(33)가 설치된다. 수평조절판(31)의 내측면에는 상기 연결부재(32)와 연결하기 위한 고정나사(31b)가 구비된다. 연결부재(32)는 탄성을 가지는 실리콘 재질로 이루어진 것으로, 비행체(40)의 장착홈부(41) 내에 위치하고 안둘레면에 상기 고정나사(31b)와 나사결합하기 위한 나사구멍(32a)을 형성하고 바깥둘레면에 휨변형을 위한 주름부(32b)가 형성된 원통형상으로 형성된다.

섹터기어(33)는 상기 연결부재(32)의 나사구멍(32a)과 나사결합하는 고정나사(33a)가 일측에 구비되고 수평조절판(31)의 힌지핀(31a)을 중심으로 하는 원호형상으로 형성되며 중간부분에 원호방향을 따라 가이드구멍(33b)이 형성된다.

따라서, 연결부재(32)의 나사구멍(32a) 양쪽에 수평조절판(31)의 고정나사(31b)와 섹터기어(33)의 고정나사(33a)를 각각 나사결합하는 것에 의해 연결부재(32)를 통해 수평조절판(31)과 섹터기어(33)가 연결된다.

한편, 상기 섹터기어(33)의 가이드구멍(33b)에는 비행체(40)에 설치된 가이드봉(34)이 삽입되는 것으로, 가이드봉(34)은 섹터기어(33)가 힌지핀(31a)을 중심으로 회전할 때 섹터기어(33)가 흔들림 없이 정해진 회전방향으로 이동할 수 있도록 가이드 하게 된다.

또한, 섹터기어(33)는 바깥둘레면에 기어부(33c)가 형성되어 있다. 섹터기어(33)의 기어부(33c)에는 비행체(40)에 회전지지 되어 설치된 구동기어(35a)가 이맞물림되고, 상기 구동기어(35a)의 동축 상에는 워엄기어(35b)가 고정되어 함께 회전하도록 되어 있다.

상기 워엄기어(35b)에는 비행체(40)에 회전지지된 워엄(35c)이 이맞물림되고, 상기 워엄(35c)과 동축 상에는 종동기어(35d)가 고정되어 함께 회전하도록 되어 있다.

또한, 상기 종동기어(35d)에는 원동기어(35e)가 이맞물림되고, 상기 종동기어(35d)는 비행체(40)에 설치되어 상기 제어부(16)에 의해 제어되는 전동모터(36)의 축에 고정되어 전동모터(36)의 구동에 의해 회전하도록 되어 있다.

따라서, 전동모터(36)의 구동에 의한 회전력은 원동기어(35e)와 종동기어(35d)에 의해 워엄(35c) 및 워엄기어(35b)에 전달되고, 이어서 워엄(35c) 및 워엄기어(35b)에 의해 회전수가 감속된 회전력은 구동기어(35a)를 통해 섹터기어(33)의 기어부(33c)에 전달됨으로써 섹터기어(33)가 전동모터(36)의 구동방향에 따라, 힌지핀(31a)의 수평축선을 중심으로 하여 수평조절판(31)이 상,하방향으로 소정각도 회전할 수 있도록 되어 있다.

또한, 상기 수평조절판(31)의 내측면 중앙에는 지지축(37a)의 일단이 고정설치되고, 지지축(37a)의 타단은 비행체(40)를 관통하여 비행체(40)의 내측으로 돌출 설치된다. 지지축(37a)의 끝단에는 스토퍼(37b)가 고정되고, 스토퍼(37b)와 비행체(40) 사이에는 코일스프링(37c)이 탄력설치되는 것으로, 코일스프링(37c)의 탄성력은 수평조절판(31)을 비행체(40) 쪽으로 당기는 방향, 즉 수평조절판(31)을 상방으로 회전시키는 방향으로 작용하도록 되어 있다.

또한, 상기 수평조절판(31)과 비행체(40) 사이에는 수평조절판(31)의 위치를 제어부(16)에 제공하기 위한 위치검출센서(38)가 설치되어 있다. 위치검출센서(38)는 수평조절판(31)에 설치된 수광부(38a)와, 상기 수광부(38a)에 대향하는 위치의 비행체(40)에 설치된 발광부(38b)로 이루어진다. 따라서, 상기 수광부(38a)와 발광부(38b) 사이에 전달되는 광신호에 의해 수광부(38a)와 발광부(38b) 사이의 거리를 검출할 수 있다.

제어부(16)에는, 비행체(40)의 수평비행시 수평조절판(31)의 수평위치를 이 때의 수광부(38a)와 수광부(38a) 사이의 거리로서 검출하여 기준값으로 미리 설정하여 두고, 비행체(40)의 선회비행시 비행체(40)의 기울어짐 각도만큼, 수광부(38a)와 발광부(38b) 사이의 거리를 산출하여 수평조절판(31)의 회전각도를 조정함으로써 수평조절판(31)이 항상 수평위치에 있도록 프로그램하여 둔다.

이러한 구성으로 이루어진 카메라의 수평유지 기능에 의하면, 항공 촬영중, 비행체의 선회비행으로 인해 비행체가 어느 한쪽, 예를 들면 비행체(40)가 왼쪽으로 기울어진 경우, 제어부(16)는 수평유지기구(30)의 전동모터(36)를 구동하여 수평조절판(31)을 시계방향으로 회전시킴과 동시에, 비행체(40)의 기울기 각도만큼, 위치검출센서(38)의 수광부(38a)와 발광부(38b) 사이 거리를 산출하고, 수평조절판(31)의 회전각도를 결정하여 회전시킴으로써 수평조절판(31)을 수평위치로 조정할 수 있다.

즉, 전동모터(36)가 구동되면, 원동기어(35e)와 종동기어(35d)에 의해 회전력이 워엄(35c)과 워엄기어(35b)에 전달되고, 워엄(35c)과 워엄기어(35b)에 의해 감속된 회전력은 구동기어(35a)와 섹터기어(33)의 기어부(33c)를 통해 섹터기어(33)에 전달되어 수평조절판(31)이 힌지핀(31a)을 중심으로 회전하게 되고, 수평조절판(31)의 회전에 의해 수광부(38a)와 발광부(38b) 사이의 거리가 제어부(16)에서 산출한 거리에 도달할 때, 전동모터(36)의 구동을 정지시킴으로써 이루어진다.

예를 들어, 비행체(40)가 오른쪽으로 기울어진 경우도 마찬가지로, 제어부(16)는 수평유지기구(30)의 전동모터(36)를 구동하여 수평조절판(31)을 반시계방향으로 회전시킴과 동시에, 비행체(40)의 기울기 각도만큼, 위치검출센서(38)의 수광부(38a)와 발광부(38b) 사이 거리를 산출하고, 수평조절판(31)의 회전각도를 결정하여 회전시킴으로써 수평조절판(31)을 수평위치로 조정할 수 있다.

한편, 섹터기어(33)의 가이드구멍(33b)과 이에 관통된 가이드봉(34)에 의하면, 섹터기어(33)가 힌지핀(31a)을 중심으로 회전할 때, 가이드봉(34)에 가이드구멍(33b)이 가이드되어 회전하게 되므로 섹터기어(33)의 흔들림을 최소화할 수 있고, 이로써 수평유지기구(30)의 회전동작을 원활하게 수행할 수 있다.

그리고 수평조절판(31)과 섹터기어(33) 사이에 연결된 실리콘재질의 연결부재(32)는, 자체탄성에 의해 비행체(40)쪽에서 섹터기어(33)를 통해 수평조절판(31)으로 전달되는 진동을 흡수하여 완화시키게 되므로, 수평조절판(31)에 설치된 카메라의 흔들림을 최소화할 수 있고, 이로써 항공 촬영된 이미지의 해상도를 유지할 수 있으며, 연결부재(32)의 주름부(32b)에 의해서는 연결부재(32)의 힘변형을 유도하여 비행체(40)에서 카메라쪽으로 전달되는 충격이나 진동의 흡수 효율을 더욱 높일 수 있다.

또한, 수평조절판(31)과 비행체(40) 사이에 구비된 지지축(37a)과 코일스프링(37c)에 의하면, 코일스프링(37c)이 수평조절판(31)을 비행체(40) 쪽으로 당기는 방향으로 탄성력을 작용하도록 설치된 것이므로, 수평조절판(31)을 하방으로 회전시킬 때에는 코일스프링(37c)이 압축되고, 수평조절판(31)을 상방으로 회전시킬 때에는 코일스프링(37c)이 신장된다.

따라서, 카메라가 설치된 수평조절판(31), 연결부재(32) 및 섹터기어(33)의 전체 중량과 중력에 의해 수평조절판(31)은 항상 하방으로 회전하려는 하중이 작용하지만, 코일스프링(37c)의 탄성복원력이 하중을 일부 상쇄하게 되므로, 수평조절판(31)을 상방으로 회전시킬 때 전동모터(36)의 부하를 감소시켜 전동모터(36)의 원활한 구동이 이루어질 수 있다.

반대로, 수평조절판(31)을 하방으로 회전시킬 때에는, 수평조절판(31)의 하중이 더해지지만, 코일스프링(37c)이 압축되면서 하중을 지탱하게 되므로, 수평조절판(31)의 회전력을 감소시킬 수 있어 수평조절판(31)이 하방으로 과도하게 회전하는 것을 방지할 수 있다.

도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 흡수연결유닛의 각 부품이 분해된 모습을 도시한 도면이며, 도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 흡수연결유닛이 결합된 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.

상기 흡수연결유닛(400)은 제1수직지지대(100)와 제2수직지지대(110)로 전달되는 충격을 완화시킴과 동시에 제1수직지지대(100)와 제2수직지지대(110)를 연결시킨다. 또한, 흡수연결유닛(400)은 자체적으로 회전 및 길이 조절이 되어 파손되는 것을 방지할 수 있다.

상기 흡수연결유닛(400)은, 제1수직지지대(100)와 제2수직지지대(110)의 사이에 배치되는 흡수베이스부(410), 흡수베이스부(410)의 양측에 탈착 결합되며 길이가 가변되는 한 쌍의 제1연결부(420), 한 쌍의 제1연결부(420)에 각각 탈착 결합되는 한 쌍의 제2연결부(430) 및 일측부는 한 쌍의 제2연결부(430)에 각각 탈착 결합되고 타측부는 제1수직지지대(100)와 제2수직지지대(110)에 탈착 결합되는 한 쌍의 기둥브래킷(440)을 포함한다.

상기 흡수베이스부(410)는, 서로 이격 배치되는 한 쌍의 흡수베이스판(411), 한 쌍의 흡수베이스판(411)을 체결시키는 체결레버(412) 및 일측부는 한 쌍의 흡수베이스판(411)에 회전되게 결합되고 타측부는 제1연결부(420)에 탈착 결합되는 한 쌍의 커넥터부(413)를 포함한다.

상기 흡수베이스부(410)의 한 쌍의 흡수베이스판(411)에는 판홀(411a)이 마련되어 커넥터부(413)의 커넥터볼(413a)이 원활하게 회전되도록 할 수 있다. 판홀(411a)은 커넥터볼(413a)과 대응되는 위치에 마련되며, 상부에 배치되는 흡수베이스판(411)에 한 쌍이 이격 마련되고, 하부에 배치되는 흡수베이스판(411)에 한 쌍이 이격 마련될 수 있다.

상기 흡수베이스부(410)의 체결레버(412)는 하부에 배치되는 흡수베이스판(411)에 하단부가 나사 결합되어 한 쌍의 커넥터볼(413a)을 한 쌍의 흡수베이스판(411)이 가압하도록 한 쌍의 흡수베이스판(411)을 결합시킬 수 있다.

상기 흡수베이스부(410)의 커넥터부(413)는 일측부가 한 쌍의 흡수베이스판(411)에 회전되게 결합되어 외력이 가해질 경우 흡수베이스부(410)가 위치 변형되어 흡수베이스부(410)로 가해지는 충격을 완화할 수 있다.

상기 커넥터부(413)는, 한 쌍의 흡수베이스판(411)에 마련된 판홀(411a)에 회전되게 지지되는 커넥터볼(413a), 커넥터볼(413a)의 일측부에 마련되는 커넥터로드(413b), 커넥터로드(413b)에 마련되는 커넥터헤드(413c), 커넥터헤드(413c)에 마련되어 제1연결부(420)에 탈착 가능하게 결합되는 커넥터볼트(413d) 및 커넥터볼(413a)의 외벽에 마련되어 커넥터볼(413a)이 한 쌍의 흡수베이스판(411)으로부터 이탈되지 않도록 함과 아울러 마찰력을 제공하는 제1패킹부재(413e)를 포함한다.

상기 커넥터부(413)의 커넥터볼트(413d)는 제1연결부(420)의 제1연결바디(421)에 마련된 나사홈에 탈착 가능하게 나사 결합될 수 있다. 커넥터부(413)의 제1패킹부재(413e)는 판홀(411a)의 중앙부와 커넥터볼(413a)의 중앙부에 위치되도록 마련될 수 있다.

상기 제1연결부(420)는 일측부는 커넥터부(413)에 탈착 결합되고 타측부는 제2연결부(430)에 탈착 결합될 수 있다. 제1연결부(420)는 인접하는 제1수직지지대(100)와 제2수직지지대(110) 중 어느 하나에 외력이 가해지는 경우, 길이가 가변되어 외력을 감소시킬 수 있고, 흡수베이스부(410)로 충격이 전달되는 감소시킬 수 있다.

상기 제1연결부(420)는, 커넥터부(413)의 커넥터볼트(413d)에 탈착 결합되는 제1연결바디(421), 제1연결바디(421)의 내부에 마련되는 연결스프링부재(422) 및 일측부는 연결스프링부재(422)에 지지되고 타측부는 제2연결부(430)에 탈착 결합되는 제1연결바(423)를 포함한다.

상기 제1연결바디(421)에는 절개홀(421a)이 마련되어 연결스프링부재(422)와의 마찰력을 감소시킴으로써 연결스프링부재(422)의 신축이 쉽게 이루어질 수 있다.

상기 제1연결바(423)의 일측 단부는 제2연결부(430)의 제2연결바디(431)에 나사 결합되고 타측 단부는 제1연결바디(421)의 내부에 제1연결바디(421)의 길이 방향으로 이동되게 마련될 수 있다. 그 결과 인접하는 제1수직지지대(100)와 제2수직지지대(110)에 외력이 가해지는 경우 제1연결바디(421)는 우측 방향으로 이동될 수 있고, 이때 연결스프링부재(422)는 팽창된다. 그리고 본 실시 예에서 제1연결바(423)에는 스토퍼 돌기가 마련되어 제1연결바(423)가 제1연결바디(421)로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

상기 제2연결부(430)는, 일측부는 제1연결부(420)에 탈착 결합되고 타측부는 기둥브래킷(440)에 탈착 결합될 수 있다. 제2연결부(430)는 인접하는 제1수직지지대(100)와 제2수직지지대(110) 중 어느 하나에 외력이 가해지는 경우, 각도가 가변되어 외력을 감소시킬 수 있고, 흡수베이스부(410)로 충격이 전달되는 감소시킬 수 있다.

이때, 흡수베이스부(410)는 커넥터볼(413a)이 한 쌍의 흡수베이스판(411)에 회전되게 마련되어 충격이 완화될 수 있고, 제2연결부(430)에서 흡수베이스부(410)로 전달되는 충격은 제1연결부(420)의 길이 가변과 연결스프링부재(422)의 신축에 의해서도 감소될 수 있다.

상기 제2연결부(430)는, 제1연결바(423)에 탈착 결합되는 제2연결바디(431), 제2연결바디(431)에 마련되는 연결로드(432), 연결로드(432)에 마련되어 기둥브래킷(440)에 탈착 결합되는 연결볼(433) 및 연결볼(433)의 외벽에 마련되어 연결볼(433)이 한 쌍의 브래킷플랜지(441)로부터 이탈되지 않도록 함과 아울러 마찰력을 제공하는 제2패킹부재(434)를 포함한다.

상기 제2연결부(430)의 연결볼(433)은 한 쌍의 브래킷플랜지(441)에 마련된 볼록부(442)에 지지되어 원활히 회전될 수 있다.

상기 기둥브래킷(440)은 제1수직지지대(100)과 제2수직지지대(110)에 각각 결합되며 제2연결부(430)의 연결 장소로 제공될 수 있다. 기둥브래킷(440)의 일측부에는 서로 이격 배치되는 한 쌍의 브래킷플랜지(441)가 마련되고, 이 한 쌍의 브래킷플랜지(441)는 너트와 볼트로 이루어진 결합부재(443)에 의해 조여져서 연결볼(433)을 위치 고정시킬 수 있다.

상기 기둥브래킷(440)에는 복수의 브래킷홀(444)이 마련되어 기둥브래킷(440)의 무게를 감소시킬 수 있다.

도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 수평위치부와 상하구동유닛의 단면 모습을 도시한 도면이고, 도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 볼하우징의 영역을 확대하여 도시한 도면이며, 도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 댐핑바디와 지지블록의 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.

상기 상하구동유닛(500)은 수평위치부(600)의 하부에 결합되며 그 하부에 결합된 안착대(200) 및 제1 카메라(12)를 승강시키거나 안착대(200) 및 제1 카메라(12)를 반시계 방향이나 시계 방향으로 회전시킬 수 있다.

상기 상하구동유닛(500)은, 안착대(200)와 수평위치부(600)의 사이에 배치되는 구동유닛바디(510)와, 구동유닛바디(510)의 내부에 회전되게 결합되는 회전바디(520)와, 일측부는 회전바디(520)에 결합되고 타측부는 안착대(200)에 결합되어 안착대(200)를 승강시키는 승강구동부(530)와, 일측부는 구동유닛바디(510)에 결합되고 타측부는 회전바디(520)에 결합되어 안착대(200)를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시키는 수평회전부(540)와, 구동유닛바디(510)의 내부에 마련되어 회전되는 회전바디(520)의 진동을 저감시키는 회전댐핑부(550)와, 구동유닛바디(510)에 마련되어 승강구동부(530)와 수평회전부(540)로 전기 에너지를 공급하는 배터리(560)를 포함한다.

상기 상하구동유닛(500)의 구동유닛바디(510)에는 제1베어링(511)이 마련되어 회전바디(520)의 회전을 가이드할 수 있다.

상기 상하구동유닛(500)의 승강구동부(530)는 안착대(200)에 연결되어 안착대(200) 및 그 하부에 장착된 제1 카메라(12)를 상하 방향으로 승강시킬 수 있다.

상기 승강구동부(530)는 회전바디(520)의 저면부에 결합되는 승강실린더(531)와, 승강실린더(531)에 마련되어 안착대(200)의 방향으로 승강되는 승강로드(532)와, 일측부는 승강로드(532)에 결합되고 타측부는 안착대(200)에 결합되는 결합플레이트(533)를 포함한다.

상기 승강구동부(530)의 승강실린더(531)는 배터리(560)에 연결되어 배터리(560)로부터 전기 에너지를 공급받아 작동될 수 있다. 승강실린더(531)는 복수로 마련될 수 있고, 각각의 승강실린더(531)는 서로 이격 배치될 수 있다.

상기 승강구동부(530)의 결합플레이트(533)는 승강로드(532)와 안착대(200)에 탈착 가능하게 볼트 또는 나사 결합될 수 있다.

상기 상하구동유닛(500)의 수평회전부(540)는 안착대(200)를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시킬 수 있다.

상기 수평회전부(540)는, 구동유닛바디(510)에 결합되는 구동모터(541)와, 구동모터(541)에 연결되어 시계 방향 또는 반 시계 방향으로 회전되는 구동베벨기어(542)와, 일측부는 회전바디(520)에 결합되고 타측부는 구동베벨기어(542)와 기어 맞물림되어 회전되는 피동베벨기어(543)를 포함한다.

본 실시 예에서 피동베벨기어(543)의 중심축은 회전바디(520)에 고정 결합되어 피동베벨기어(543)와 회전바디(520)는 같은 방향으로 회전될 수 있다.

상기 상하구동유닛(500)의 회전댐핑부(550)는 구동유닛바디(510)에서 회전바디(520)로 전달되는 진동이나 충격을 저감시킬 수 있다.

상기 회전댐핑부(550)는, 구동유닛바디(510)에 일측부가 마련되는 제1프레임(551)과, 제1프레임(551)과 수직되게 마련되는 제2프레임(552)과, 일측부가 제2프레임(552)의 저면부에 결합되는 제1스프링(553)과, 제1스프링(553)의 타측부에 결합되는 롤러지지바디(554)와, 롤러지지바디(554)에 회전되게 결합되어 회전바디(520)의 상면부를 가압하는 롤러부재(555)를 포함한다.

상기 회전바디(520)의 회전 시 롤러부재(555)의 상면부를 가압하므로 회전바디(520)의 진동을 저감시킬 수 있다.

또한, 회전바디(520)로 진동이 전달되는 경우 롤러부재(555)를 통해 진동이 제1스프링(553)으로 전달되고, 제1스프링(553)으로 전달된 진동은 제1스프링(553)의 진동에 의해 상쇄될 수 있다.

상기 상하구동유닛(500)의 배터리(560)는 구동유닛바디(510)의 벽부에 결합되며, 승강실린더(531)와 구동모터(541)에 전기 에너지를 공급할 수 있다.

상기 수평위치부(600)는 상측부는 수평지지대(120)에 결합되고 하측부는 상하구동유닛(500)에 연결되어 수평지지대(120)의 기울어짐에도 안착대(200) 및 제1 카메라(12)의 수평을 유지시킬 수 있다.

상기 수평위치부(600)는, 구동유닛바디(510)의 상부에 상방으로 돌출되게 마련되는 볼포스트(610)와, 볼포스트(610)의 상단부에 마련되며 볼포스트(610)보다 직경이 크게 마련되는 볼부재(620)와, 볼부재(620)가 내부에 회전되게 배치되는 볼하우징(630)과, 볼하우징(630)과 볼부재(620)의 사이에 마련되어 볼하우징(630)에서 볼부재(620)로 전달되는 진동을 저감시키는 볼댐핑부(640)와, 일측부는 볼하우징(630)에 결합되고 타측부는 수평지지대(120)에 결합되는 연결플레이트(650)를 포함한다.

상기 수평위치부(600)의 볼포스트(610)는, 구동유닛바디(510)의 상면부에 볼트 또는 용접 결합될 수 있다.

본 실시 예에서 볼포스트(610)는 총 4개가 마련될 수 있고, 각각의 볼포스트(610)는 서로 이격 배치될 수 있다.

상기 수평위치부(600)의 볼부재(620)는 볼댐핑부(640)에 둘러 싸여서 볼하우징(630)의 내부에 배치될 수 있다.

상기 볼부재(620)는 수평지지대(120)의 기울어짐으로 인해 볼하우징(630)이 기울어지는 경우 볼하우징(630)의 내부에서 볼댐핑부(640)와 같이 지구 중심 방향으로 회전되어 안착대(200) 및 제1 카메라(12)의 수평을 유지할 수 있다.

상기 수평위치부(600)의 볼하우징(630)은 가장자리에 볼플랜지(631)가 마련되고, 볼플랜지(631)는 볼트를 포함하는 체결부재(632)에 의해 연결플레이트(650)에 탈착 가능하게 결합될 수 있다.

상기 수평위치부(600)의 볼댐핑부(640)는 볼하우징(630)의 내부에 배치되어 볼부재(620)를 둘러싸며 볼부재(620)로 전달되는 진동을 저감시켜 안착대(200)로 전달되는 진동을 감쇄시킬 수 있다.

상기 볼댐핑부(640)는, 볼하우징(630)과 볼부재(620)의 사이에 배치되어 볼부재(620)의 일측부를 덮으며 볼포스트(610)가 관통되는 제1댐핑바디(641)와, 볼하우징(630)과 볼부재(620)의 사이에 배치되어 볼부재(620)의 타측부를 덮는 제2댐핑바디(642)와, 제1댐핑바디(641)에 마련된 제1블록결합홈(641b)에 결합되는 제1지지블록(643)과, 제1지지블록(643)에 일측부가 결합되는 제2스프링(644)과, 제2댐핑바디(642)에 마련된 제2블록결합홈(642a)에 결합되며 제2스프링(644)의 타측부에 결합되는 제2지지블록(645)과, 제1댐핑바디(641)와 제2댐핑바디(642)의 외벽에 마련되어 제1댐핑바디(641)와 제2댐핑바디(642)의 회전시 볼하우징(630)과 제1댐핑바디(641), 볼하우징(630)과 제2댐핑바디(642)의 마찰을 감소시키는 윤활부재(646)를 포함한다.

상기 볼댐핑부(640)의 제1댐핑바디(641)는 고무를 포함하는 탄성 재질로 마련되어 볼하우징(630)으로부터 전달되는 진동이나 충격을 저감시킬 수 있다.

상기 제1댐핑바디(641)에는 볼포스트(610)가 관통되는 포스트홀(641a)이 마련될 수 있고, 제1지지블록(643)이 끼우 맞춤 결합되는 제1블록결합홈(641b)이 마련될 수 있고, 윤활부재(646)가 결합되는 바디홈(641c)이 마련될 수 있다.

상기 볼댐핑부(640)의 제2댐핑바디(642)는 제1댐핑바디(641)와 같이 볼부재(620)를 둘러싸서 볼하우징(630)으로부터 전달되는 진동이나 충격을 저감시킬 수 있다.

본 실시 예에서 제2댐핑바디(642)는 고무를 포함하는 탄성 재질로 마련될 수 있고, 제1댐핑바디(641)와 합쳐서 볼부재(620)를 원형 형상으로 둘러쌀 수 있다.

상기 제2댐핑바디(642)에는 제2지지블록(645)이 끼워 맞춤 결합되는 제2블록결합홈(642a)이 마련될 수 있다.

상기 제1댐핑바디(641)와 제2댐핑바디(642)는 제2스프링(644)에 의해 일정 간격 이격되게 배치될 수 있다. 이 경우 볼부재(620)의 회전이 원활하게 이루어지게 할 수 있고, 볼하우징(630)으로부터 볼부재(620)로 전달되는 충격이나 진동을 제2스프링(644)의 수축이나 팽창에 의해 제1댐핑바디(641), 제2댐핑바디(642)와 같이 상쇄할 수 있는 이점이 있다.

상기 볼댐핑부(640)의 윤활부재(646)는 제1댐핑바디(641)의 외벽에 마련된 바디홈(641c)에 마련되어 제1댐핑바디(641)의 회전이 원활하게 이루어지도록 할 수 있다.

본 실시 예에서 윤활부재(646)는 제2댐핑바디(642)에도 동일하게 마련될 수 있다. 또한, 본 실시 예에서 윤활부재(646)는 그리스(grease)를 포함할 수 있다.

상기 수평위치부(600)의 연결플레이트(650)는 수평지지대(120)의 하부에 탈착 가능하게 볼트 또는 나사 결합될 수 있다.

도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 탈착체결부의 단면 모습을 도시한 도면이다.

본 발명에 따른 탈착체결부(300)는 안착대(200)의 하부에 장착되며, 탈착체결부(300)의 하부에는 제1 카메라(12)가 결합된다. 탈착체결부(300)는 제1 카메라(12)를 용이하게 탈부착시킬 수 있다.

구체적으로 상기 탈착체결부(300)는, 안착대(200)의 하부에 결합되며 내부에 수용공간(311)이 형성되는 탈착케이스(310), 탈착케이스(310)의 수용공간(311)을 기준으로 하부면에 함몰 형성되는 탈착함몰부(312), 탈착함몰부(312)의 내측 하단에 결합되는 탈착모터(330), 탈착모터(330)의 상부에 결합되며 탈착모터(330)의 작동에 따라 수평 회전할 수 있는 탈착기어(331), 탈착기어(331)의 상부에 결합되는 탈착스프링(332), 탈착스프링(332)의 상부에 결합되며 탈착스프링(332)의 탄성 복원력에 의해 상하로 이동 가능한 탈착승강부(320), 탈착케이스(310)의 수용공간(311)에 삽입 체결될 수 있는 탈착삽입부(340) 및 탈착삽입부(340)의 상부면에 함몰 형성되며 탈착승강부(320)가 상승하여 진입할 수 있는 승강진입부(342)를 포함하여 이루어진다.

상기 탈착케이스(310)는 내부에 수용공간(311)이 형성되어 'ㄷ'자 형태의 단면을 가지며, 수용공간(311)을 기준으로 상부면 및 하부면으로 나누어질 수 있다.

상기 탈착함몰부(312)는 수용공간(311)의 하부에 배치되며, 탈착함몰부(312)에는 탈착모터(330), 탈착기어(331), 탈착스프링(332) 및 탈착승강부(320)가 수용될 수 있다. 탈착승강부(320)는 하강하였을 때 탈착함몰부(312) 내부에 수용되고, 상승하였을 때 탈착함몰부(312)로부터 이탈된다.

상기 탈착모터(330)가 작동하면 탈착기어(331)는 시계방향 또는 반시계방향으로 수평 회전할 수 있으며, 탈착기어(331)의 회전에 따라 탈착스프링(332)도 회전할 수 있다. 탈착스프링(332)이 회전하면 그 상단에 결합된 탈착승강부(320)도 회전할 수 있다.

상기 탈착스프링(332)은 탈착기어(331)와 탈착승강부(320) 사이를 연결하여 탈착승강부(320)에 탄성 복원력을 제공한다. 탈착스프링(332)의 탄성 복원력에 의해 탈착승강부(320)는 평상시 상승되어 있다.

상기 탈착승강부(320)의 일측면에는 소정의 경사각을 가지는 승강경사면(321)이 형성된다. 승강경사면(321)에 의해 탈착승강부(320)는 직각삼각형 형태의 단면을 가지게 된다.

상기 탈착삽입부(340)는 탈착케이스(310)의 수용공간(311)에 삽입 체결될 수 있으며, 탈착삽입부(340)의 하부에는 제1 카메라(12)가 결합된다. 탈착삽입부(340)는 수용공간(311)에 삽입되는 상부면과 삽입시 탈착케이스(310)의 하부에 놓이는 하부면으로 나누어질 수 있다.

상기 승강진입부(342)는 탈착삽입부(340)의 상부면에 형성되며, 탈착삽입부(340)가 탈착케이스(310)의 수용공간(311)에 삽입되었을 때 탈착승강부(320)는 상승하여 승강진입부(342)에 진입할 수 있다.

상기 탈착삽입부(340)의 상부면 전단에는 탈착승강부(320)의 승강경사면(321)에 대응하는 경사각을 가지는 삽입경사면(341)이 형성된다.

상기 탈착삽입부(340)가 탈착케이스(310)의 후방으로부터 전방으로 진입함에 따라 삽입경사면(341)은 승강경사면(321)에 접촉되어 승강경사면(321)을 밀어서 내리고, 탈착승강부(320)는 하강하게 된다. 하강된 탈착승강부(320)는 승강진입부(342)가 위치한 지점에서 탈착스프링(332)에 의해 상승하여 승강진입부(342)에 삽입된다.

상기 승강진입부(342)의 내측 전방에는 탈착스토퍼(350)가 더 결합된다. 탈착스토퍼(350)는 승강진입부(342)의 내측 하단으로부터 소정의 경사각을 가지도록 배치되는 탈착경사면(351) 및 탈착경사면(351)의 상부에 배치되어 승강진입부(342)의 상부면에 대해 직교하며 진입한 탈착승강부(320)에 접촉되는 탈착높이면(352)을 포함한다.

평상시 탈착승강부(320)는 탈착스프링(332)의 탄성력에 의해 상승되어 있다. 탈착삽입부(340)가 탈착케이스(310)의 후방에서부터 전방으로 진입함에 따라 삽입경사면(341)이 승강경사면(321)에 접촉되어 탈착승강부(320)를 하강시킨다. 이때, 도시된 실시예와 같이 승강경사면(321)은 후방을 향하도록 배치되어 있다.

도시된 바와 같이, 상기 탈착삽입부(340)가 전방으로 진입하여 탈착승강부(320)가 승강진입부(342)에 위치하면 탈착스프링(332)의 탄성력에 의해 탈착승강부(320)는 상승하여 승강진입부(342)에 삽입된다. 이에 따라 탈착삽입부(340)는 탈착케이스(310)에 체결될 수 있다.

이때, 상기 탈착스토퍼(350)의 탈착높이면(352)은 탈착승강부(320)의 전방을 접촉 지지하므로 탈착삽입부(340)는 후방으로 이탈되지 못하고 체결된 상태를 유지하게 된다.

상기 탈착삽입부(340)를 탈착케이스(310)로부터 분리하고자 할 때에는 탈착모터(330)가 작동하여 탈착기어(331)를 회전시키고, 탈착스프링(332) 및 탈착승강부(320)는 180도 회전하게 된다. 이때, 승강경사면(321)은 전방을 향하도록 배치된다.

상기 탈착삽입부(340)가 후방으로 이동하면, 승강경사면(321)은 탈착스토퍼(350)의 탈착경사면(351)에 접촉되어 탈착경사면(351)을 타고 넘어가게 되며 탈착승강부(320)는 하강된다. 탈착승강부(320)가 하강되면 탈착삽입부(340)는 탈착케이스(310)로부터 이탈될 수 있고, 제1 카메라(12)는 분리된다.

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.

10 : 항공촬영시스템 12 : 제1 카메라 14 : 제2 카메라
16 : 제어부 18 : 상대고도측정장치 20 : 운항 장치
30 : 수평유지기구 31 : 수평조절판 32 : 연결부재
33 : 섹터기어 34 : 가이드봉 36 : 전동모터
37a : 지지축 38 : 위치검출센서 40 : 비행체
100 : 제1수직지지대 110 : 제2수직지지대 120 : 수평지지대
200 : 안착대 300 : 탈착체결부 310 : 탈착케이스
311 : 수용공간 312 : 탈착함몰부 320 : 탈착승강부
321 : 승강경사면 330 : 탈착모터 331 : 탈착기어
332 : 탈착스프링 340 : 탈착삽입부 341 : 삽입경사면
342 : 승강진입부 350 : 탈착스토퍼 351 : 탈착경사면
352 : 탈착높이면 400 : 흡수연결유닛 410 : 흡수베이스부
411 : 흡수베이스판 411a : 판홀 412 : 체결레버
413 : 커넥터부 413a : 커넥터볼 413b : 커넥터로드
413c : 커넥터헤드 413d : 커넥터볼트 413e : 제1패킹부재
420 : 제1연결부 421 : 제1연결바디 421a : 절개홀
422 : 연결스프링부재 423 : 제1연결바 430 : 제2연결부
431 : 제2연결바디 432 : 연결로드 433 : 연결볼
434 : 제2패킹부재 440 : 기둥브래킷 441 : 브래킷플랜지
442 : 볼록부 443 : 결합부재 444 : 브래킷홀
500 : 상하구동유닛 510 : 구동유닛바디 511 : 제1베어링
520 : 회전바디 530 : 승강구동부 531 : 승강실린더
532 : 승강로드 533 : 결합플레이트 540 : 수평회전부
541 : 구동모터 542 : 구동베벨기어 543 : 피동베벨기어
550 : 회전댐핑부 551 : 제1프레임 552 : 제2프레임
553 : 제1스프링 554 : 롤러지지바디 555 : 롤러부재
560 : 배터리 600 : 수평위치부 610 : 볼포스트
620 : 볼부재 630 : 볼하우징 631 : 볼플랜지
632 : 체결부재 640 : 볼댐핑부 641 : 제1댐핑바디
641a : 포스트홀 641b : 제1블록결합홈 641c : 바디홈
642 : 제2댐핑바디 642a : 제2블록결합홈 643 : 제1지지블록
644 : 제2스프링 645 : 제2지지블록 646 : 윤활부재
650 : 연결플레이트

Claims (1)

1. 비행체에 설치되어 제1 지역을 촬영하는 제1 카메라; 비행체에서 제1 카메라와 일정 간격을 두고 설치되어 제1 지역과 이웃하는 적어도 하나의 제2 지역을 촬영하는 적어도 하나의 제2 카메라; 제1 카메라 및 제2 카메라와 접속되고, 제1 카메라 및 제2 카메라의 촬영 동작을 제어하는 제어부; 및 제어부와 접속되고, 제1 지역 및 제2 지역에 전파를 각각 전송 및 수신하여 제1 지역 및 제2 지역에 대한 비행체의 상대고도를 각각 측정하는 상대 고도 측정 장치; 를 포함하되,
   상기 제어부는,
   제1 지역 및 상기 제2 지역에 대한 상대고도를 각각 이용하여 비행체의 고도를 보정함으로써 제1 카메라 및 제2 카메라가 촬영하는 사진의 해상도를 조절하도록 제어하고, 제1 지역 및 제2 지역의 높낮이가 서로 상이한 경우, 비행체에서 제1 카메라가 설치된 부분과 제2 카메라가 설치된 부분의 높낮이를 제1 지역 및 제2 지역의 높낮이에 맞게 조절하며, 비행체의 좌우 회전값을 생성하여 제어부와 접속되는 비행체의 운항 장치로 전달하고,
   상기 비행체에는 제1 카메라와 제2 카메라의 수평상태를 유지하기 위한 수평유지기구가 각각 구비되며,
   상기 수평유지기구는,
   비행체에 형성된 장착홈부에 설치되며, 일단에 결합된 힌지핀이 비행체에 회전 가능하게 결합된 수평조절판; 수평조절판의 저면에 직립 설치되는 제1수직지지대와 제2수직지지대; 제1수직지지대와 제2수직지지대를 연결하면서 제1수직지지대와 제2수직지지대로 전달되는 충격을 완충시키는 흡수연결유닛; 제1수직지지대와 제2수직지지대의 하단에 수평으로 설치되는 수평지지대; 수평지지대의 하부에 결합되는 수평위치부; 수평위치부의 하부에 결합되는 상하구동유닛; 상하구동유닛의 하부에 결합되는 안착대; 안착대의 하부에 장착되는 탈착체결부; 탈착체결부의 하부에 결합되는 제1 카메라; 장착홈부 내에 위치하고 안둘레면에 나사구멍이 형성되고 바깥둘레면에 주름부를 형성한 원통형상으로 형성되며, 수평조절판의 내측면에 결합되는 연결부재; 연결부재의 나사구멍과 일측에 구비된 고정나사가 나사결합되어 연결되고, 원호방향으로 가이드구멍이 형성되고 바깥둘레면에 기어부가 형성된 섹터기어; 섹터기어의 가이드구멍에 삽입되는 가이드봉에 회전지지되어 설치되고 섹터기어의 기어부와 이맞물림된 구동기어; 구동기어와 동축 상에 고정되어 함께 회전하는 워엄기어; 비행체에 회전지지되어 워엄기어에 이맞물림된 워엄; 워엄과 동축 상에 고정되어 함께 회전하는 종동기어; 종동기어에 이맞물림된 원동기어; 비행체에 설치되어 제어부에 의해 제어되고 원동기어를 회전시키기 위한 전동모터; 수평조절판의 내측면 중앙에 일단이 고정설치되어 타단은 비행체를 관통하여 설치된 지지축; 및 수평조절판에 설치된 수광부 및 수광부에 대향하는 위치의 비행체에 설치된 발광부로 이루어지는 위치검출센서; 포함하고,
   상기 흡수연결유닛은,
   제1수직지지대와 제2수직지지대의 사이에 배치되는 흡수베이스부; 흡수베이스부의 양측에 탈착 결합되며 길이가 가변되는 한 쌍의 제1연결부; 한 쌍의 제1연결부에 각각 탈착 결합되는 한 쌍의 제2연결부; 및 일측부는 한 쌍의 제2연결부에 각각 탈착 결합되고 타측부는 제1수직지지대와 상기 제2수직지지대에 탈착 결합되는 한 쌍의 기둥브래킷; 을 포함하고,
   상기 흡수베이스부는,
   서로 이격 배치되는 한 쌍의 흡수베이스판; 한 쌍의 흡수베이스판을 체결시키는 체결레버; 및 일측부는 한 쌍의 흡수베이스판에 회전되게 결합되고 타측부는 제1연결부에 탈착 결합되는 한 쌍의 커넥터부; 를 포함하며,
   상기 커넥터부는,
   상기 한 쌍의 베이스판에 마련된 판홀에 회전되게 지지되는 커넥터볼; 커넥터볼의 일측부에 마련되는 커넥터로드; 커넥터로드에 마련되는 커넥터헤드; 및 커넥터헤드에 마련되어 제1연결부에 탈착 결합되는 커넥터볼트; 를 포함하고,
   상기 제1연결부는,
   커넥터볼트에 탈착 결합되는 제1연결바디; 제1연결바디의 내부에 마련되는 연결스프링부재; 및 일측부는 연결스프링부재에 지지되고 타측부는 제2연결부에 탈착 결합되는 제1연결바; 를 포함하며,
   서로 근접된 제1수직지지대와 제2수직지지대 중 어느 하나에 충격이 가해지면 커넥터볼에 의해 흡수베이스부는 회전됨과 아울러 제1연결바가 제1연결바디에서 이동되어 충격을 감소시키고,
   상기 수평위치부는,
   상기 수평지지대의 하부에 결합되는 연결플레이트; 연결플레이트의 하부에 결합되는 다수의 볼하우징; 다수의 볼하우징 내부에 회전 가능하게 각각 배치되는 볼부재; 볼부재의 하단에 형성되며 볼부재보다 상대적으로 직경이 작게 형성되는 볼포스트; 및 볼하우징과 볼부재의 사이에 마련되어 볼하우징에서 볼부재로 전달되는 진동을 저감시키는 볼댐핑부; 를 포함하며,
   상기 상하구동유닛은,
   수평위치부의 하부에 결합되는 구동유닛바디; 구동유닛바디의 내부에 회전되게 결합되는 회전바디; 상단이 회전바디에 결합되며 승강 가능한 승강구동부; 일측부는 구동유닛바디에 결합되고 타측부는 회전바디에 결합되어 차폐부를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시키는 수평회전부; 구동유닛바디의 내부에 마련되어 회전되는 회전바디의 진동을 저감시키는 회전댐핑부; 및 구동유닛바디에 마련되어 승강구동부와 수평회전부로 전기 에너지를 공급하는 배터리; 를 포함하고,
   상기 탈착체결부는,
   상기 안착대의 하부에 결합되며 내부에 수용공간이 형성되는 탈착케이스; 탈착케이스의 수용공간을 기준으로 하부면에 함몰 형성되는 탈착함몰부; 탈착함몰부의 내측 하단에 결합되는 탈착모터; 탈착모터의 상부에 결합되며 탈착모터의 작동에 따라 수평 회전할 수 있는 탈착기어; 탈착기어의 상부에 결합되는 탈착스프링; 탈착스프링의 상부에 결합되며 탈착스프링의 탄성 복원력에 의해 상하로 이동 가능한 탈착승강부; 탈착케이스의 수용공간에 삽입 체결될 수 있는 탈착삽입부; 및 탈착삽입부의 상부면에 함몰 형성되며 탈착승강부가 상승하여 진입할 수 있는 승강진입부; 를 포함하며,
   승강진입부의 내측 전방에는 탈착스토퍼가 더 결합되며, 탈착스토퍼는 승강진입부의 내측 하단으로부터 소정의 경사각을 가지도록 배치되는 탈착경사면 및 탈착경사면의 상부에 배치되어 승강진입부의 상부면에 대해 직교하며 진입한 탈착승강부에 접촉되는 탈착높이면을 포함하는 것을 특징으로 하는 항공촬영용 카메라를 안정적으로 고정할 수 있는 항공촬영시스템.

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