KR102608538B1

KR102608538B1 - 항공촬영 시점을 기준으로 기복 지형을 감지하여 자동으로 제어할 수 있는 항공촬영시스템

Info

Publication number: KR102608538B1
Application number: KR1020230114124A
Authority: KR
Inventors: 태웅성
Original assignee: (주)스페이스
Priority date: 2023-08-30
Filing date: 2023-08-30
Publication date: 2023-12-01

Abstract

본 발명은 항공촬영시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 항공 라이다 장치가 수집한 지형 기복 데이터의 반사시간정보가 해당 위치에 링크된 이전 항공촬영이미지를 저장하는 수집이미지DB, 현재 촬영 및 측량한 지형 기복 데이터가 링크된 항공촬영이미지를 저장하는 항공촬영이미지DB, 수집장치의 촬영 자세를 조정하는 촬영자세조정모듈 및 수집장치가 수집한 지형 기복 데이터와 수집이미지DB의 지형 기복 데이터를 대비하는 지형기복 대비모듈을 포함하는 것을 특징으로 하여, 비행체가 촬영하는 위치에 대한 기존의 지형 기복 데이터와 현재 측량한 지형 기복 데이터를 비교해서 측방향 촬영 여부를 판단하는 항공촬영 시점을 기준으로 기복 지형을 감지하여 자동으로 제어할 수 있는 항공촬영시스템에 관한 것이다.

Description

항공촬영 시점을 기준으로 기복 지형을 감지하여 자동으로 제어할 수 있는 항공촬영시스템{AERIAL PHOTOGRAPHY SYSTEM FOR AUTOMATICALLY CONTROLLING BY DETECTING UP AND DOWN BASED OF POINT OF VIEW OF AERIAL PHOTOGRAPHY}

본 발명은 항공촬영시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 항공촬영 시점을 기준으로 기복 지형을 감지하여 자동으로 제어할 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 일반적인 항공촬영과 항공측량 기술을 활용해 생성한 항공촬영이미지를 보인 이미지이다.

도 1의 (a)는 디지털 항공촬영으로 지상을 촬영한 것이고, 도 1의 (b)는 항공 라이다 측량으로 지상을 측량한 것이다. 참고로, 항공 라이다 측량은 비행체에 항공레이저측량 시스템을 탑재하여 레이저를 주사하고, 그 지점에 대한 3차원 위치좌표를 취득하는 측량방법으로 정의하고 있으며, 레이저 거리측정기, GNSS 안테나와 수신기, INS(관성항법장치) 등으로 구성된 시스템으로 규정한다.

도시된 바와 같이, 항공촬영이미지의 지형 기복이 음영으로 정확히 표현되어서, 이용자는 2D의 항공촬영이미지만으로도 항공촬영이미지의 지형을 쉽게 파악할 수 있다. 이는 항공 라이다 측량을 통해 수집한 라이다데이터는 DEM(digital Elevation Model) 처리를 통해서 지형 기복 표현을 위한 DEM 이미지를 완성할 수 있기 때문이다.

그런데, 항공촬영은 물론 항공 라이다 측량은 모두 지상 라이다 측량과는 달리 운항 중인 비행체에서 지상을 연속해 촬영 및 측량해야 하므로, 지상에 대한 연직 촬영이 부정확해지는 문제가 있었다.

또한, 상기 연직 촬영 지점의 주변 지역 촬영은 카메라 또는 레이저가 비행체를 중심으로 기울어진 자세로 수행하므로, 카메라 또는 레이저의 기울어진 촬영각도에 의해서 촬영 대상 또한 기울어지게 자세로 촬영되는 문제가 있었다. 물론 상기 문제는 DEM이 적용된 항공촬영이미지가 실제 지형과는 시각적으로 다른 형상을 이루며 출력하게 되는 문제가 있었다.

이러한 문제를 해소하기 위해서 선행기술에서는 지상을 촬영하는 카메라가 고정대와 고정관을 매개로 비행체에 설치되어서, 비행체의 비행 자세에 상관없이 카메라가 항상 연직을 촬영하도록 자세를 조정하는 기술을 제안했다.

그러나 선행기술의 카메라 촬영자세 조정 방식은 고정대와 고정관 간의 자체 마찰과 카메라의 자중에 의한 관성으로 인해서 안정한 연직 촬영 자세를 보장할 수 없고, 비행체의 속도변화와 선회 등에 의해서 카메라의 촬영 자세가 오히려 불안정하게 되는 문제가 있었다.

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, 비행체가 촬영하는 위치에 대한 기존의 지형 기복 데이터와 현재 측량한 지형 기복 데이터를 비교해서 측방향 촬영 여부를 판단하는 항공촬영 시점을 기준으로 기복 지형을 감지하여 자동으로 제어할 수 있는 항공촬영시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 측방향 촬영으로 확인되면 카메라의 촬영자세를 조정해서 비행체의 운항 자세에 상관없이 정확한 항공촬영을 실현할 수 있도록 하는 항공촬영 시점을 기준으로 기복 지형을 감지하여 자동으로 제어할 수 있는 항공촬영시스템을 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.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 항공 라이다 장치가 수집한 지형 기복 데이터의 반사시간정보가 해당 위치에 링크된 이전 항공촬영이미지를 저장하는 수집이미지DB; 현재 촬영 및 측량한 지형 기복 데이터가 링크된 항공촬영이미지를 저장하는 항공촬영이미지DB; 수집장치의 촬영 자세를 조정하는 촬영자세조정모듈; 및 수집장치가 수집한 지형 기복 데이터와 수집이미지DB의 지형 기복 데이터를 대비하는 지형기복 대비모듈; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 항공촬영 시점을 기준으로 기복 지형을 감지하여 자동으로 제어할 수 있는 항공촬영시스템에서 상기 촬영자세조정모듈은, 비행체에 결합되는 촬영본체; 촬영본체에 마련되어 항공촬영이미지를 수집하는 수집장치; 촬영본체에 마련되어 수집장치를 회전시키는 수집회전작동부; 촬영본체에 마련되어 수집장치와 수집회전작동부를 승강시키는 승강구동부; 촬영본체에 마련되어 승강구동부를 회전시키는 회전구동부; 및 촬영본체에 마련되어 수집장치를 지지하는 탄성지지부; 를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따른 항공촬영 시점을 기준으로 기복 지형을 감지하여 자동으로 제어할 수 있는 항공촬영시스템에서 상기 촬영본체부는, 비행체에 탈착 결합되며 하부에 수집장치가 노출되는 개구부가 마련된 베이스바디; 베이스바디의 내벽에 마련되어 회전구동부의 회전플레이트의 양단부를 회전되게 지지하는 플레이트지지대; 및 베이스바디의 상측부에 마련되어 비행체에 결합되는 결합플랜지; 를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따른 항공촬영 시점을 기준으로 기복 지형을 감지하여 자동으로 제어할 수 있는 항공촬영시스템에서 상기 수집모듈은, 하부 영역이 개구부로 노출되도록 마련되며 상부 영역에 절개부가 마련된 원형바디; 원형바디의 내부에 양단부가 결합되는 지지플레이트; 지지플레이트에 상단부가 결합되는 수집지지대; 수집지지대에 결합되는 수집부재; 및 수집부재에 결합되어 수집부재의 수평을 감지하는 수평감지센서; 를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따른 항공촬영 시점을 기준으로 기복 지형을 감지하여 자동으로 제어할 수 있는 항공촬영시스템에서 상기 수집회전작동부는, 지지플레이트의 상부에 배치됨과 아울러 원형바디의 내부에 배치되는 작동부바디; 작동부바디에 결합되며 구동기어가 구비된 작동구동모터; 구동기어와 기어 맞물려 구동기어의 회전 방향으로 이동되는 제1회전기어; 일측부는 제1회전기어와 기어 맞물림 되고 타측부는 원형바디에 결합되며 제1회전기어의 동력을 전달받아 원형바디를 회전시키는 제2회전기어; 지지플레이트에 일측부가 결합되어 제1회전기어의 이동을 가이드하는 제1가이드부; 및 제1가이드부와 이격 배치되며 지지플레이트에 일측부가 결합되어 제1회전기어의 이동을 가이드하는 제2가이드부; 를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따른 항공촬영 시점을 기준으로 기복 지형을 감지하여 자동으로 제어할 수 있는 항공촬영시스템에서 상기 승강구동모듈은, 작동부바디의 상부에 배치되는 연결플레이트; 일측부는 작동부바디에 결합되고 타측부는 연결플레이트에 결합되는 제1연결대; 일측부는 지지플레이트에 회전되게 결합되고 타측부는 연결플레이트에 결합되는 제2연결대; 및 일측부가 연결플레이트에 결합되어 연결플레이트를 승강시키는 승강실린더; 를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따른 항공촬영 시점을 기준으로 기복 지형을 감지하여 자동으로 제어할 수 있는 항공촬영시스템에서 상기 회전구동모듈은, 승강실린더의 타측부가 결합되며 베이스바디의 내부에 회전되게 배치되는 회전플레이트; 회전플레이트에 결합되어 회전플레이트와 같이 회전되는 제1회전구동기어; 제1회전구동기어와 기어 맞물림되어 제1회전구동기어를 회전시키는 제2회전구동기어; 및 제2회전구동기어와 연결되어 제2회전구동기어를 회전시키는 회전구동모터; 를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따른 항공촬영 시점을 기준으로 기복 지형을 감지하여 자동으로 제어할 수 있는 항공촬영시스템에서 상기 탄성지지부는, 개구부가 마련된 영역의 베이스바디에 마련되는 탄성지지바디; 원형바디의 외벽에 접촉되어 원형바디의 외벽을 가압하는 롤러부재; 롤러부재에 결합되어 롤러부재를 지지하며 일단부가 탄성지지바디에 슬라이딩 이동되도록 지지되는 롤러지지대; 및 일측부는 롤러지지대에 결합되고 타측부는 탄성지지바디의 내벽에 결합되어 롤러지지대를 지지하는 롤러스프링; 을 포함하는 것이 바람직하다.

위와 같은 구성을 가지는 본 발명은, 비행체가 촬영하는 위치에 대한 기존의 지형 기복 데이터와 현재 측량한 지형 기복 데이터를 비교해서 측방향 촬영 여부를 판단하고, 측방향 촬영으로 확인되면 카메라의 촬영자세를 조정해서 비행체의 운항 자세에 상관없이 정확한 항공촬영을 실현하는 효과가 있다.

첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.
도 1은 일반적인 항공촬영과 항공측량 기술을 활용해 생성한 항공촬영이미지를 보인 이미지.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 항공촬영 시점을 기준으로 기복 지형을 감지하여 자동으로 제어할 수 있는 항공촬영시스템의 구성을 도시한 블록도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 항공촬영시스템의 동작 과정을 순차 도시한 플로차트.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 항공촬영시스템이 설치된 비행체의 항공촬영 모습을 개략적으로 도시한 정면도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 항공촬영시스템이 촬영하는 지상 모습을 개략적으로 도시한 도면.
도 6은 도 5의 'T1'와 'T2'의 촬영범위를 확대해 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 수집장치의 동작으로 촬영범위가 변경하는 모습을 개략적으로 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 수집장치가 비행체에 설치된 모습을 개략적으로 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 수집장치와 수집회전작동부를 확대 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 수집회전작동부에 의해 수집장치가 회전된 것을 개략적으로 도시한 도면.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 승강구동부의 작동에 의해 수집장치가 하부 방향으로 하강된 것을 개략적으로 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 2는 본 발명의 일실시예에 따른 항공촬영 시점을 기준으로 기복 지형을 감지하여 자동으로 제어할 수 있는 항공촬영시스템의 구성을 도시한 블록도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 항공촬영시스템은 지형 기복 데이터가 링크된 항공촬영이미지를 저장하는 수집이미지DB(50)와, 현재 촬영 및 측량(이하 '촬영')한 지형 기복 데이터가 링크된 항공촬영이미지를 저장하는 항공촬영이미지DB(60)와, 수집장치(200)의 촬영 자세를 조정하는 촬영자세조정모듈(30)과, 수집장치(200)가 수집한 지형 기복 데이터와 수집이미지DB(50)의 지형 기복 데이터를 대비하는 지형기복 대비모듈(70)과, 상기 장치들의 동작을 제어하는 제어모듈(80)을 포함한다.

한편, 본 발명에 따른 항공촬영시스템과 연동하는 수집장치(200)는 수집부재(240)를 포함하며, 수집부재(240)는 항공카메라와 항공 라이다 장치로 구성된다. 항공카메라의 자세 조정에 맞춰서 항공 라이다 장치의 레이저 조사 자세도 함께 조정된다.

따라서, 항공촬영이미지 내 특정 픽셀 위치에는 항상 동일한 레이저 측량코드의 반사시간정보가 링크된다. 참고로, 본 실시 예의 항공 라이다 장치는 측량 지점에 상관없이 항상 동일한 방향으로 레이저를 조사해서 지형 기복에 따른 반사시간정보를 수집하는데, 본 발명에 따른 항공촬영시스템에서 항공 라이다 장치와 항공카메라는 레이저 조사 자세와 촬영 자세가 동일하므로, 전술한 바와 같이 항공카메라가 촬영한 항공촬영이미지 내 특정 픽셀 위치에는 항상 동일한 레이저 측량코드의 반사시간정보가 링크된다.

항공촬영시스템의 각 구성을 좀 더 구체적으로 설명한다.

수집이미지DB(50)는 항공 라이다와 항공카메라 등의 수집장치(200)가 이전에 각각 수집한 지형 기복 데이터와 항공촬영이미지를 서로 링크해 저장한다. 여기서 지형 기복 데이터인 항공 라이다의 반사시간정보는, 전술한 바와 같이 항공촬영이미지의 동일한 픽셀 위치에 링크된다.

항공촬영이미지DB(60)는 현재 수집한 반사시간정보를 해당 항공촬영이미지의 지정된 픽셀 위치에 링크해서 저장한다.

촬영자세조정모듈(30)은 수집장치(200)의 촬영각도를 조정해서 비행체의 운항 자세에 상관없이 항상 지정한 지형 대상을 촬영할 수 있게 한다. 이때, 수집장치(200)를 구성하는 항공카메라와 항공 라이다 장치는 항상 함께 움직이면서 동일 방향으로 동일 위치를 촬영한다.

지형기복 대비모듈(70)은 현재 위치에서 촬영한 지형 기복 데이터와 이전에 동일 위치에서 촬영한 지형 기복 데이터를 서로 비교해서 수집장치(200)의 자세 조정 필요 여부와 자세 조정 범위를 확인한다.

제어모듈(80)은 속도모듈(10)로부터 비행체의 운항 속도를 확인하고, GNSS(Global Navigation Satellite System)모듈(20)로부터 비행체의 현재 위치를 확인하며, 고도확인모듈(40)로부터 비행체의 고도를 확인한다.

또한, 이렇게 확인한 정보들을 지형기복 대비모듈(70)에 전달해서 지형기복 대비모듈(70)이 수집장치(200)의 자세 조정 필요 여부와 자세 조정 범위를 확인하게 한다. 또한, 지형기복 대비모듈(70)로부터 자세 조정 범위를 전달받아 촬영자세조정모듈(30)의 동작을 제어한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 항공촬영시스템의 동작 과정을 순차 도시한 플로차트이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 항공촬영시스템이 설치된 비행체의 항공촬영 모습을 개략적으로 도시한 정면도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 항공촬영시스템이 촬영하는 지상 모습을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 6은 도 5의 'T1'와 'T2'의 촬영범위를 확대해 도시한 도면이며, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 수집장치의 동작으로 촬영범위가 변경하는 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.

S10; 운항 위치 및 상태 확인 단계

본 발명에 따른 항공촬영시스템 및 수집장치(200)를 갖춘 비행체(AP)가 항공촬영이미지를 수집하기 위해서 운항을 시작한다.

수집 대상 지역에 도착하면 수집장치(200)는 지상 촬영을 시작한다. 한편, 속도모듈(10)과 GNSS모듈(20)과 고도확인모듈(40)은 비행체(AP)의 현재 속도와 위치 및 고도를 측정한다.

제어모듈(80)은 속도모듈(10)과 GNSS모듈(20)과 고도확인모듈(40)이 측정한 속도정보, GNSS정보, 고도정보를 실시간으로 수신하면서 수집장치(200)가 촬영하는 신규 항공촬영이미지의 촬영 지역, 고도 및 속도 등의 상태를 확인한다.

S20; 지형 기복 데이터 검색 단계

제어모듈(80)은 수집장치(200)가 신규 항공촬영이미지를 촬영하면, 촬영 시점의 GNSS정보를 지형기복 대비모듈(70)에 전달한다. 지형기복 대비 모듈(400)은 수집장치(200)로부터 신규 항공촬영이미지를 전달받고, 수집이미지DB(50)에서 상기 GNSS정보의 이전 항공촬영이미지를 검색한다.

S30; 이미지 대비 단계

지형기복 대비모듈(70)은 신규 항공촬영이미지와 이전 항공촬영이미지를 서로 비교해서, 신규 항공촬영이미지가 지정된 지점을 촬영한 것인지를 확인한다.

도 4에서 보인 바와 같이, 비행체(AP)는 운항 중에 심한 흔들림을 일으켜서 수집장치(200)의 촬영 각도가 변경할 수 있고, 이로 인해서 수집장치(200)의 촬영 구역이 'T1'와 'T2' 등 다양할 수 있다.

하지만, 수치지도 제작을 위해 해당 위치에서 촬영해야 할 촬영 구역은 'T1'이며, 수집이미지DB(50)에 저장된 이전 항공촬영이미지는 'T1' 촬영 구역이다. 지형기복 대비모듈(70)은 해당 위치에서 'T1' 촬영 구역의 이전 항공촬영이미지를 기준으로 신규 항공촬영이미지의 유효성 여부를 확인한다.

신규 항공촬영이미지와 이전 항공촬영이미지 간의 대비 순서를 좀 더 구체적으로 설명한다.

전술한 바와 같이, 지형기복 대비모듈(70)은 제어모듈(80)로부터 비행체(AP)의 GNSS정보를 수신하면, 수집장치(200)로부터 현재 촬영한 신규 항공촬영이미지를 수신하고, 수집이미지DB(50)에서 상기 GNSS정보에 촬영한 이전 항공촬영이미지를 검색한다.

여기서 신규 항공촬영이미지와 이전 항공촬영이미지는 모두, 항공카메라가 촬영한 이미지와 항공 라이다 장치가 수집한 반사시간정보가 서로 링크된다.

참고로, 본 실시 예에서 이전 항공촬영이미지의 촬영 구역은 'T1'이고, 신규 항공촬영이미지의 촬영 구역은 'T2'이며, 따라서 이전 항공촬영이미지와 항공촬영이미지는 서로 다른 촬영 구역이다.

계속해서, 지형기복 대비모듈(70)은 이전 항공촬영이미지와 신규 항공촬영이미지에 각각 링크한 레이저 측량코드(P11, P11', P12, P12')의 반사시간정보를 확인하고, 아울러 이전 항공촬영이미지의 중심점(CP1)과 신규 항공촬영이미지의 중심점(CP2) 각각의 반사시간정보도 확인한다.

계속해서, 지형기복 대비모듈(70)은 이전 항공촬영이미지의 중심점(CP1)의 반사시간정보에 맞춰서 신규 항공촬영이미지의 중심점(CP2)의 반사시간정보를 보정하고, 보정 배율에 맞춰서 레이저 측량코드(P11, P11', P12, P12')의 반사시간정보를 모두 보정한다.

계속해서, 지형기복 대비모듈(70)은 보정한 반사시간정보 간의 일치율을 확인해서, 지정기준 이상의 일치율이면 신규 항공촬영이미지는 이전 항공촬영이미지에 맞는 정확한 촬영으로 간주하고, 지정기준 미만의 일치율이면 신규 항공촬영이미지는 부정한 촬영으로 간주하며, 후속 촬영을 위해서 수집장치(200)의 촬영자세 조정을 제어모듈(80)에 요구한다.

계속해서, 지형기복 대비모듈(70)은 신규 항공촬영이미지 내 레이저 측량코드(P11', P12')의 보정한 반사시간정보들 중에서 이전 항공촬영이미지의 반사시간정보와 동일하며 연속하게 배열된 레이저 측량코드(P11', P12')의 개수를 확인해서, 상기 개수가 지정기준 이상의 일치율이면 해당하는 레이저 측량코드(P11, P11', P12, P12')가 위치하는 범위를 신규 항공촬영이미지와 이전 항공촬영이미지의 동일범위(SZ)로 설정한다.

그러나 지정기준 미만의 일치율이면, 비행체(AP)의 운항 자세가 수집장치(200)의 촬영자세 조정이 불가능한 자세인 것으로 간주하고 후속 절차를 중단한다.

계속해서, 지형기복 대비모듈(70)은 동일범위(SZ)의 중심점(SP)을 확인하고, 이전 항공촬영이미지의 중심점(CP1)과 중심점(SP) 간의 횡축거리(X1)와 종축거리(Y1)를 확인하고, 신규 항공촬영이미지의 중심점(CP2)과 중심점(SP) 간의 횡축거리(X2)와 종축거리(Y2)를 각각 확인하며, 횡축거리(X1, X2) 및 종축거리(Y1, Y2)를 각각 제어모듈(80)에 전달한다.

S40; 수집장치 자세 조정 단계

제어모듈(80)은 지형기복 대비모듈(70)로부터 횡축거리(X1, X2)와 종축거리(Y1, Y2)를 수신하면, 해당 조정거리에 맞춰서 수집장치(200)의 촬영자세를 조정한다.

이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 제어모듈(80)은 신규 항공촬영이미지의 촬영 구역(T2)이 이전 항공촬영이미지의 촬영 구역(T1)과 불일치함을 확인해서 수집장치(200)의 촬영자세 조정이 필요함을 판단했고, 수집장치(200)의 조정거리가 D'을 확인했다.

제어모듈(80)은 조정거리 D'를 연산하기 위해서 고도확인모듈(40)로부터 비행체(AP)의 고도(H)를 확인하고, 촬영자세 조정을 위해서 수집장치(200)가 동력을 받아 회전하는 중점인 "기준점"과, 수집장치(200)가 자세조정을 위해 동력을 받는 "조정점" 간의 길이(H')를 확인한다.

한편, 이전 항공촬영이미지는 이미 촬영 대상 위치가 확인되었으므로, 촬영 구역(T1)의 중심점(CP1)과 중심점(SP)의 위치좌표는 확인되고, 이를 기준으로 횡축거리(X1)와 종축거리(Y1)를 연산해서 확인할 수 있다.

계속해서, 신규 항공촬영이미지의 촬영 구역(T2)은 촬영 대상 위치는 불명확하나, 촬영 구역(T2)의 반사위치정보는 규칙적으로 정렬하게 배치되었고 위치좌표가 확인된 중심점(SP) 및 동일범위(SZ) 내 레이저 측량코드가 촬영 구역(T2) 내에 위치하므로, 이를 기준으로 신규 항공촬영이미지의 촬영 구역(T2)의 중심점(CP2)를 연산할 수 있다.

따라서 제어모듈(80)은 신규 항공촬영이미지의 중심점(CP2)과 중심점(SP)의 위치좌표를 통해서 횡축거리(X2)와 종축거리(Y2)를 연산할 수 있다. 결국, 제어모듈(80)은 이전 항공촬영이미지와 신규 항공촬영이미지 각각의 촬영 구역(T1, T2)에서 횡축거리(X1, X2)와 종축거리(Y1, Y2)를 연산하고, 이를 통해서 이전 항공촬영이미지의 중심점(CP1)과 신규 항공촬영이미지의 중심점(CP2) 간 실거리(D)를 확인한다.

이상 설명한 바와 같이, 제어모듈(80)은 고도(H), 길이(H'), 실거리(D)를 통해 조정거리(D')를 연산하고, 촬영자세조정모듈(30)이 조정거리(D')만큼 수집장치(200)를 조정하게 제어한다.

S50; 데이터 수집 단계

제어모듈(80)의 제어를 받아서 촬영 자세가 조정된 수집장치(200)로부터 유효한 항공촬영이미지를 수집하고, 이렇게 수집한 항공촬영이미지를 항공촬영이미지DB(60)에 저장한다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 수집장치가 비행체에 설치된 모습을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 수집장치와 수집회전작동부를 확대 도시한 도면이며, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 수집회전작동부에 의해 수집장치가 회전된 것을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 승강구동부의 작동에 의해 수집장치가 하부 방향으로 하강된 것을 개략적으로 도시한 도면이다.

본 발명에 따른 촬영자세조정모듈(30)은, 비행체(AP)에 결합되는 촬영본체(100)와, 촬영본체(100)에 마련되어 항공촬영이미지를 수집하는 수집장치(200)와, 촬영본체(100)에 마련되어 수집장치(200)를 회전시키는 수집회전작동부(300)와, 촬영본체(100)에 마련되어 수집장치(200)와 수집회전작동부(300)를 승강시키는 승강구동부(400)와, 촬영본체(100)에 마련되어 승강구동부(400)를 회전시키는 회전구동부(500)와, 촬영본체(100)에 마련되어 수집장치(200)를 지지하는 탄성지지부(600)와, 수집장치(200)에 마련되는 태양전지모듈(700)을 구비한다.

촬영자세조정모듈(30)은 수집장치(200)의 촬영자세를 조정하고, 이를 통해서 잘못된 측방향 촬영자세의 수집장치(200)가 지정된 촬영자세로 촬영을 속행하도록 제어한다.

촬영본체(100)는 베이스바디(110)와, 베이스바디(110)의 내벽에 마련되어 회전구동부(500)의 회전플레이트(510)를 회전 가능하게 지지하는 플레이트지지대(120)를 포함한다.

촬영본체(100)의 베이스바디(110)의 하단부에는 개구부(111)가 마련되어 수집장치(200)의 승강 통로로 제공될 수 있다.

본 실시 예에서 베이스바디(110)의 상단부 가장자리에는 결합플랜지(112)가 마련되고, 이 결합플랜지(112)를 통해 비행체의 표면에 탈착 결합될 수 있다.

촬영본체(100)의 플레이트지지대(120)에는 회전플레이트(510)의 가장자리가 삽입되는 홈이 마련되고, 회전플레이트(510)의 가장자리는 홈에 지지되어 슬라이딩 방식으로 회전될 수 있다.

수집장치(200)는, 항공촬영이미지를 수집하는 것으로, 수집회전작동부(300)에 의해 기울어짐이 조절되게 회전 즉, 상하 방향으로 회전될 수 있고, 승강구동부(400)에 의해 상하 방향으로 승강될 수 있고, 회전구동부(500)에 의해 좌우 방향으로 회전될 수 있다.

본 실시 예에서 수집장치(200)는 하부 영역이 개구부(111)로 노출되도록 마련되며 상부 영역에 절개부(211)가 마련된 원형바디(210)와, 원형바디(210)의 내부에 양단부가 결합되는 지지플레이트(220)와, 지지플레이트(220)에 상단부가 결합되는 수집지지대(230)와, 수집지지대(230)에 결합되는 수집부재(240)와, 수집부재(240)에 결합되어 수집부재(240)의 수평을 감지하는 수평감지센서(250)를 포함한다.

수집장치(200)의 원형바디(210)는 투명한 재질로 마련되어 수집부재(240)의 촬영에 간섭이 되지 않도록 마련될 수 있다.

본 실시 예에서 지지플레이트(220)는 원형바디(210)에 결합되고, 지지플레이트(220)는 승강구동부(400)의 제1연결대(420)와 제2연결대(430)에 결합되므로 승강구동부(400)의 작동 시 지지플레이트(220)가 승강되어 원형바디(210)와 수집부재(240)도 같이 승강될 수 있다.

본 실시 예에서 지지플레이트(220)는 제2연결대(430)와 회전 가능하게 결합 예를 들어 힌지 결합되어 수집회전작동부(300)의 작동 시 지지플레이트(220)는 기울어지게 조절될 수 있다.

수집회전작동부(300)는, 촬영본체(100)에 마련되며 수집장치(200)를 회전시켜 수집부재(240)의 기울어짐 정도를 조절할 수 있다.

본 실시 예에서 수집회전작동부(300)는, 지지플레이트(220)의 상부에 배치됨과 아울러 원형바디(210)의 내부에 배치되는 작동부바디(310)와, 작동부바디(310)에 결합되며 구동기어(321)가 구비된 작동구동모터(320)와, 구동기어(321)와 기어 맞물려 구동기어(321)의 회전 방향으로 이동되는 제1회전기어(330)와, 일측부는 제1회전기어(330)와 기어 맞물림 되고 타측부는 원형바디(210)에 결합되며 제1회전기어(330)의 동력을 전달받아 원형바디(210)를 회전시키는 제2회전기어(340)와, 지지플레이트(220)에 일측부가 결합되어 제1회전기어(330)의 이동을 가이드하는 제1가이드부(350)와, 제1가이드부(350)와 이격 배치되며 지지플레이트(220)에 일측부가 결합되어 제1회전기어(330)의 이동을 가이드하는 제2가이드부(360)를 포함한다.

수집회전작동부(300)의 작동부바디(310)는 승강구동부(400)의 제1연결대(420)에 의해 연결플레이트(410)에 연결되어 승강될 수 있다.

수집회전작동부(300)의 작동구동모터(320)는 작동부바디(310)에 결합되며 일측에는 제1회전기어(330)와 기어 맞물림되는 구동기어(321)가 마련된다.

본 실시 예에서 작동구동모터(320)는 태양전지모듈(700)로부터 전기 에너지를 공급받을 수 있다.

수집회전작동부(300)의 제1회전기어(330)는 구동기어(321)와 기어 맞물림되며, 구동기어(321)의 회전에 의해 구동기어(321)의 회전방향과 반대 방향으로 이동될 수 있다.

본 실시 예에서 제1회전기어(330)는 제2회전기어(340)와 기어 맞물림되어 있으므로 제2회전기어(340)는 제1회전기어(330)와 같은 방향으로 이동되고, 제1회전기어(330)는 기어지지대(341)에 의해 원형바디(210)에 연결되어 있으므로 원형바디(210)는 제1회전기어(330)의 회전 방향과 같은 방향으로 회전되어 수집부재(240)의 위치가 조절될 수 있다.

예를 들어, 좌측의 구동기어(321)가 시계 방향으로 회전되면 제1회전기어(330)는 우측 상부 방향으로 이동되면서 제2회전기어(340)도 우측 상부 방향으로 회전되고, 이로 인해 원형바디(210)는 반시계 방향으로 회전될 수 있다.

본 실시 예에서 제1회전기어(330)와 제2회전기어(340)는 굴곡진 사각형 형상을 가질 수 있다.

본 실시 예에서 제1회전기어(330)는 구동기어(321)와 기어 맞물림 되는 영역과 제2회전기어(340)와 기어 맞물림되는 영역에 기어이가 마련될 수 있고, 제2회전기어(340)는 제1회전기어(330)와 기어 맞물림되는 영역에 기어이가 마련될 수 있다.

수집회전작동부(300)의 제1가이드부(350)는 제1회전기어(330)의 하부 좌측 방향에 마련되어 제1회전기어(330)의 이동을 가이드할 수 있다.

본 실시 예에서 제1가이드부(350)는 제1회전기어(330)의 하부 좌측 방향에 마련되어 제1회전기어(330)의 슬라이딩 이동을 가이드하는 제1가이드바(351)와, 상단부는 제1가이드바(351)와 결합되고 하단부는 지지플레이트(220)의 상면부에 결합되는 제1지지대(352)를 포함한다.

수집회전작동부(300)의 제2가이드부(360)는 제1회전기어(330)의 상부 우측 방향에 마련되어 제1회전기어(330)의 이동을 가이드할 수 있다.

본 실시 예에서 제2가이드부(360)는 제1회전기어(330)의 상부 우측 방향에 마련되어 제1회전기어(330)의 슬라이딩 이동을 가이드하는 제2가이드바(361)와, 상단부는 제2가이드바(361)와 결합되고 하단부는 지지플레이트(220)의 상면부에 결합되는 제2지지대(362)를 포함한다.

승강구동부(400)는 하측부가 지지플레이트(220)와 작동부바디(310)에 연결되어 수집장치(200)와 수집회전작동부(300)를 베이스바디(110)의 높이 방향으로 승강시킬 수 있다.

본 실시 예에서 승강구동부(400)는, 작동부바디(310)의 상부에 배치되는 연결플레이트(410)와, 일측부는 작동부바디(310)에 결합되고 타측부는 연결플레이트(410)에 결합되는 제1연결대(420)와, 일측부는 지지플레이트(220)에 회전되게 결합되고 타측부는 연결플레이트(410)에 결합되는 제2연결대(430)와, 일측부가 연결플레이트(410)에 결합되어 연결플레이트(410)를 승강시키는 승강실린더(440)를 포함한다.

회전구동부(500)는 승강구동부(400)의 상부에 배치되도록 베이스바디(110)의 내부에 마련되어 승강구동부(400)를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시킬 수 있다.

본 실시 예에서 회전구동부(500)는, 승강실린더(440)의 상단부가 결합되며 플레이트지지대(120)에 회전되게 배치되는 회전플레이트(510)와, 회전플레이트(510)에 결합되어 회전플레이트(510)와 같이 회전되는 제1회전구동기어(520)와, 제1회전구동기어(520)와 기어 맞물림되어 제1회전구동기어(520)를 회전시키는 제2회전구동기어(530)와, 제2회전구동기어(530)와 연결되어 제2회전구동기어(530)를 회전시키는 회전구동모터(540)를 포함한다.

본 실시 예에서 회전구동모터(540)는 베이스바디(110)의 내벽에 마련되어 받침대에 브래킷을 이용하여 볼트 또는 나사 결합될 수 있다.

탄성지지부(600)는 개구부(111)가 마련된 영역의 베이스바디(110)에 마련되어 원형바디(210)를 탄성 지지할 수 있다.

본 실시 예에서 탄성지지부(600)는, 개구부(111)가 마련된 영역의 베이스바디(110)에 마련되는 탄성지지바디(610)와, 원형바디(210)의 외벽에 접촉되어 원형바디(210)의 외벽을 가압하는 롤러부재(620)와, 롤러부재(620)에 결합되어 롤러부재(620)를 지지하며 일단부가 탄성지지바디(610)에 슬라이딩 이동되도록 지지되는 롤러지지대(630)와, 일측부는 롤러지지대(630)에 결합되고 타측부는 탄성지지바디(610)의 내벽에 결합되어 롤러지지대(630)를 지지하는 롤러스프링(640)을 포함한다.

태양전지모듈(700)은 원형바디(210)에 마련되며, 태양전지모듈(700)에서 발생되는 전기 에너지는 작동구동모터(320), 승강실린더(440) 및 회전구동모터(540)로 공급될 수 있다.

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 : 속도모듈 20 : GNSS모듈 30 : 촬영자세조정모듈
40 : 고도확인모듈 50 : 수집이미지DB 60 : 항공촬영이미지DB
70 : 지형기복대비모듈 80 : 제어모듈 100 : 촬영본체
110 : 베이스바디 111 : 개구부 112 : 결합플랜지
120 : 플레이트지지대 200 : 수집장치 210 : 원형바디
211 : 절개부 220 : 지지플레이트 230 : 수집지지대
240 : 수집부재 250 : 수평감지센서 300 : 수집회전작동부
310 : 작동부바디 320 : 작동구동모터 321 : 구동기어
330 : 제1회전기어 340 : 제2회전기어 341 : 기어지지대
350 : 제1가이드부 351 : 제1가이드바 352 : 제1지지대
360 : 제2가이드부 361 : 제2가이드바 362 : 제2지지대
400 : 승강구동부 410 : 연결플레이트 420 : 제1연결대
430 : 제2연결대 440 : 승강실린더 500 : 회전구동부
510 : 회전플레이트 520 : 제1회전구동기어 530 : 제2회전구동기어
540 : 회전구동모터 600 : 탄성지지부 610 : 탄성지지바디
620 : 롤러부재 630 : 롤러지지대 630 : 롤러스프링
700 : 태양전지모듈

Claims

항공 라이다 장치가 수집한 지형 기복 데이터의 반사시간정보가 해당 위치에 링크된 이전 항공촬영이미지를 저장하는 수집이미지DB; 현재 촬영 및 측량한 지형 기복 데이터가 링크된 항공촬영이미지를 저장하는 항공촬영이미지DB; 수집장치의 촬영 자세를 조정하는 촬영자세조정모듈; 및 수집장치가 수집한 지형 기복 데이터와 수집이미지DB의 지형 기복 데이터를 대비하는 지형기복 대비모듈; 을 포함하고,
상기 촬영자세조정모듈은,
비행체에 결합되는 촬영본체; 촬영본체에 마련되어 항공촬영이미지를 수집하는 수집장치; 촬영본체에 마련되어 수집장치를 회전시키는 수집회전작동부; 촬영본체에 마련되어 수집장치와 수집회전작동부를 승강시키는 승강구동부; 촬영본체에 마련되어 승강구동부를 회전시키는 회전구동부; 및 촬영본체에 마련되어 수집장치를 지지하는 탄성지지부; 를 포함하며,
상기 촬영본체는,
비행체에 탈착 결합되며 하부에 수집장치가 노출되는 개구부가 마련된 베이스바디; 베이스바디의 내벽에 마련되어 회전구동부의 회전플레이트의 양단부를 회전되게 지지하는 플레이트지지대; 및 베이스바디의 상측부에 마련되어 비행체에 결합되는 결합플랜지; 를 포함하고,
상기 수집장치는,
하부 영역이 개구부로 노출되도록 마련되며 상부 영역에 절개부가 마련된 원형바디; 원형바디의 내부에 양단부가 결합되는 지지플레이트; 지지플레이트에 상단부가 결합되는 수집지지대; 수집지지대에 결합되는 수집부재; 및 수집부재에 결합되어 수집부재의 수평을 감지하는 수평감지센서; 를 포함하며,
상기 수집회전작동부는,
지지플레이트의 상부에 배치됨과 아울러 원형바디의 내부에 배치되는 작동부바디; 작동부바디에 결합되며 구동기어가 구비된 작동구동모터; 구동기어와 기어 맞물려 구동기어의 회전 방향으로 이동되는 제1회전기어; 일측부는 제1회전기어와 기어 맞물림 되고 타측부는 원형바디에 결합되며 제1회전기어의 동력을 전달받아 원형바디를 회전시키는 제2회전기어; 지지플레이트에 일측부가 결합되어 제1회전기어의 이동을 가이드하는 제1가이드부; 및 제1가이드부와 이격 배치되며 지지플레이트에 일측부가 결합되어 제1회전기어의 이동을 가이드하는 제2가이드부; 를 포함하고,
상기 승강구동부는,
작동부바디의 상부에 배치되는 연결플레이트; 일측부는 작동부바디에 결합되고 타측부는 연결플레이트에 결합되는 제1연결대; 일측부는 지지플레이트에 회전되게 결합되고 타측부는 연결플레이트에 결합되는 제2연결대; 및 일측부가 연결플레이트에 결합되어 연결플레이트를 승강시키는 승강실린더; 를 포함하며,
상기 회전구동부는,
승강실린더의 타측부가 결합되며 베이스바디의 내부에 회전되게 배치되는 회전플레이트; 회전플레이트에 결합되어 회전플레이트와 같이 회전되는 제1회전구동기어; 제1회전구동기어와 기어 맞물림되어 제1회전구동기어를 회전시키는 제2회전구동기어; 및 제2회전구동기어와 연결되어 제2회전구동기어를 회전시키는 회전구동모터; 를 포함하고,
상기 탄성지지부는,
개구부가 마련된 영역의 베이스바디에 마련되는 탄성지지바디; 원형바디의 외벽에 접촉되어 원형바디의 외벽을 가압하는 롤러부재; 롤러부재에 결합되어 롤러부재를 지지하며 일단부가 탄성지지바디에 슬라이딩 이동되도록 지지되는 롤러지지대; 및 일측부는 롤러지지대에 결합되고 타측부는 탄성지지바디의 내벽에 결합되어 롤러지지대를 지지하는 롤러스프링; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 항공촬영 시점을 기준으로 기복 지형을 감지하여 자동으로 제어할 수 있는 항공촬영시스템.