KR102641975B1 - 지리정보 제공 방법 및 시스템 - Google Patents

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KR102641975B1 KR1020230049180A KR20230049180A KR102641975B1 KR 102641975 B1 KR102641975 B1 KR 102641975B1 KR 1020230049180 A KR1020230049180 A KR 1020230049180A KR 20230049180 A KR20230049180 A KR 20230049180A KR 102641975 B1 KR102641975 B1 KR 102641975B1
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Abstract

본 발명은 지리정보 제공 방법 및 시스템으로서, 드론 등의 무인 항공기를 통해 획득된 지상 사진에 대하여 간단한 보정을 통해 실제 지상 형태와 동일한 지리 정보를 획득할 수 있는 기술을 제시한다.

Description

지리정보 제공 방법 및 시스템{Method and system for providing geographic information}
본 발명은 지리정보 제공 방법 및 시스템으로서, 보다 상세하게는 드론 등의 무인 항공기를 통해 획득된 지상 사진에 대하여 간단한 보정을 통해 실제 지상 형태와 동일한 지리 정보를 획득할 수 있는 기술을 제시한다.
디지털 기술 발달에 따라 지리 정보를 항공사진, 위성영상, 측량 등에 얻어진 각종 정보를 해석하고 편집하여 획득할 수 있다.
일례로서, 위성 또는 고고도 무인 항공기 등을 통해 복수의 스트립 영상을 획득하고 스트립 영상을 분석하여 영상 간을 취합함으로써 지리 정보를 획득할 수 있다.
이러한 위성 또는 고고도 무인 항공기 등을 통해 획득되는 영상 자체는 실제 지상 형태와 차이가 있기에 카메라의 내부 요소와 외부 요소 등을 고려하여 영상 보정을 수행하고 있다.
허나, 보다 정확한 지형 정보를 획득하기 위해서는 그만큼 고가의 카메라가 요구되고, 아울러 실제 지형에 맞춰서 영상을 보정하기 위해서 복잡한 알고리즘이 적용되고 있다.
나아가서 지리 정보는 도로, 강, 구조물, 건축물 등과 같은 구조체에 대한 정보를 포함하는데, 이러한 구조체는 시간 경과에 따라 다양하게 변형되므로 주기적으로 지리 정보를 갱신할 필요가 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 드론 등의 무인 항공기를 통해 획득된 지상 사진에 대하여 간단한 보정을 통해 실제 지상 형태와 동일한 지리 정보를 획득할 수 있는 방안을 제시하고자 한다.
특히, 위성 또는 고고도 무인 항공기 등을 통해 지상 구조물을 확인할 수 있는 정밀도를 갖기 위해서는 고가의 장비가 요구되고, 획득된 영상을 틀어짐 등을 보정하기 위해 복잡한 알고리즘을 적용하는 문제를 해결하고자 한다.
본 발명의 목적은 전술한 바에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있다.
상기 과제 해결을 위한 본 발명에 따른 지리 정보 제공 방법의 일실시예는, 무인 항공기를 통해 지상에 배치된 복수의 식별 지표가 포함된 지상 사진을 획득하는 지상 사진 획득 단계; 상기 지상 사진에 포함된 복수의 식별 지표 간의 위치 관계를 분석하는 위치 분석 단계; 및 상기 위치 관계 분석 결과를 기초로 상기 지상 사진을 보정하는 지상 사진 보정 단계를 포함할 수 있다.
나아가서 상기 지상 사진 획득 단계 및 상기 지상 사진 보정 단계를 반복 수행하여 각기 다른 위치의 복수의 보정 지상 사진을 획득하며, 상기 복수의 보정 지상 사진에 포함된 식별 지표를 기초로 상기 복수의 보정 지상 사진 간을 조합하여 지리 정보를 생성하는 지리 정보 생성 단계를 더 포함할 수 있다.
일례로서, 상기 무인 항공기의 비행 위치를 추적하면서 식별 지표가 설치된 복수의 지상 이동체를 이동시키는 이동체 이동 단계를 더 포함하며, 상기 지상 사진 획득 단계는, 상기 무인 항공기의 비행 위치에 따라 이동되는 복수의 식별 표지가 포함된 지상 사진을 획득할 수 있다.
일례로서, 상기 위치 분석 단계는, 지상에 배치된 상기 복수의 식별 지표 간의 지상 식별 지표 기하 관계를 판단하는 지상 식별 지표 기하 관계 판단 단계; 및 상기 지상 사진에 포함된 복수의 식별 지표 간의 사진 식별 지표 기하 관계를 판단하는 사진 식별 지표 기하 관계 판단 단계를 포함하며, 상기 지상 사진 보정 단계는, 상기 지상 식별 지표 기하 관계에 상기 사진 식별 지표 기하 관계를 대응시켜 상기 지상 사진을 보정할 수 있다.
일례로서, 상기 지상 식별 지표 기하 관계 판단 단계는, 지상에 고정 배치된 복수의 식별 지표 각각의 고정 위치 정보를 기초로 식별 지표 간의 기하 관계를 판단할 수 있다.
일례로서, 상기 지상 식별 지표 기하 관계 판단 단계는, 식별 지표가 설치된 복수의 지상 이동체 각각의 이동 위치 정보를 기초로 식별 지표 간의 기하 관계를 판단할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 지리 정보 제공 시스템의 일실시예는, 측정 대상 영역 상에 배치되어 식별 지표를 제공하는 복수의 식별 지표 기구물; 상기 측정 대상 영역을 비행하면서 지상에 배치된 복수의 식별 지표가 포함된 측정 대상 영역을 촬영하여 지상 사진을 획득하는 무인 항공기; 및 상기 무인 항공기로부터 지상 사진을 제공받고, 상기 지상 사진에 포함된 복수의 식별 지표 간의 위치 관계를 분석하여 상기 지상 사진을 보정하며, 복수의 보정 지상 사진에 포함된 식별 지표를 기초로 상기 복수의 보정 지상 사진 간을 조합하여 지리 정보를 획득하는 지리 정보 제공 장치를 포함할 수 있다.
일례로서, 상기 지리 정보 제공 장치는, 지상에 배치된 상기 복수의 식별 지표 기구물의 식별 지표 간의 지상 식별 지표 기하 관계를 판단하고, 상기 지상 사진에 포함된 복수의 식별 지표 간의 사진 식별 지표 기하 관계를 판단하며, 상기 지상 식별 지표 기하 관계에 상기 사진 식별 지표 기하 관계를 대응시켜 상기 지상 사진을 보정할 수 있다.
일례로서, 상기 식별 지표 기구물이 설치되며, 상기 무인 항공기의 비행 위치를 추적하면서 이동하는 복수의 지상 이동체를 더 포함할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 드론 등의 무인 항공기를 통해 획득된 지상 사진에 대하여 간단한 보정을 통해 실제 지상 형태와 동일한 지리 정보를 획득할 수 있다.
특히, 본 발명에서는 위성 또는 고고도 무인 항공기 등의 고정밀도를 갖는 고가의 장비를 사용하지 않고도 지상 사진을 보정하여 정확한 지리 정보를 획득할 수 있게 된다.
본 발명의 효과는 위에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 지리 정보 제공 시스템의 일실시예를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 지리 정보 제공 장치의 일실시예에 대한 구성도를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 지리 정보 제공 방법의 일실시예에 대한 흐름도를 도시한다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 지리 정보 제공 방법에서 지상 사진과 위치 정보의 획득 과정에 대한 일실시예의 흐름도를 도시한다.
도 6은 무인 항공기를 통해 획득된 지상 사진 간의 차이를 나타낸다.
도 7은 본 발명에 따른 지리 정보 제공 방법에서 지상 사진 보정 과정에 대한 일실시예의 흐름도를 도시한다.
도 8은 본 발명을 통해 지상 사진을 보정하는 일례를 도시한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 한정되거나 제한되는 것은 아니다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 설명하기 위하여 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하고 이를 참조하여 살펴본다.
먼저, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 또한 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 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.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명은 드론 등의 무인 항공기를 통해 획득된 지상 사진에 대하여 간단한 보정을 통해 실제 지상 형태와 동일한 지리 정보를 획득할 수 있는 기술을 제시한다.
지상에는 다양한 지형지물이 존재하고, 이러한 지상 영역을 촬영한 지상 사진에는 지상의 지형지물이 투영되어 존재한다. 본 발명에서는 강, 하천, 건물, 도로 등 다양한 지형지물의 변화를 반영하는 지리 정보를 제공하는데, 이하 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서 지상의 지형지물과 지상 사진 상에 존재하는 지형지물의 투영 존재는 도면의 간략화와 설명의 편의를 위해 생략하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 지리 정보 제공 시스템의 일실시예를 도시한다.
지리 정보 제공 시스템은, 무인 항공기(10), 식별 지표 기구물(P), 지리 정보 제공 장치(100) 등을 포함할 수 있다.
무인 항공기(10)는 지리 정보를 측정할 지상 영역을 비행하면서 지상 측정 대상 영역을 촬영하여 지상 사진을 제공할 수 있다. 일례로서, 무인 항공기(10)로는 드론 등이 적용될 수 있으며, 무인 항공기(10)에는 지상을 촬영할 수 있는 카메라와 위치 정보를 제공하는 GPS 등이 탑재될 수 있다. 무인 항공기(10)로서, 인공 위성이나 고고도 항공기 등이 적용될 수도 있으나, 지상으로부터 일정 수준 이상 고고도에서 지상을 촬영하기 위해서는 그만큼 고성능 카메라가 요구되므로, 본 발명에서는 일정 수준의 고도로 비행하는 드론을 적용하는 것이 적합할 수 있다.
식별 지표 기구물(P)은 지상 측정 대상 영역에 배치되어 식별 지표를 제공할 수 있다. 일례로서, 식별 지표 기구물(P)은 일정 수준의 고도에서 촬영한 지상 사진 상에서 다른 지상물과 구별될 수 있도록 특별히 설정된 형태나 색을 갖는 식별 지표를 구비할 수 있다. 바람직하게는 식별 지표 기구물(P)은 상공을 향해 광을 방출하는 광원을 구비하여 방출 광을 식별 지표로 이용할 수 있으며, 인접한 식별 지표 기구물(P) 간을 구별하기 위해 각 식별 지표 기구물(P)에서 방출되는 광의 색을 서로 다르게 설정할 수 있다.
식별 지표 기구물(P)은 지상에 고정적으로 위치되는 고정 식별 지표 기구물일 수도 있고, 또는 지상에서 위치가 이동되는 이동 식별 지표 기구물일 수도 있다.
가령, 상기 도 1의 (a)와 같이 건물, 철탑, 맨홀 등 지상에 고정적으로 위치되는 지상 고정체(200a)에 식별 지표 기구물(P)이 배치될 수 있다. 이러한 경우, 해당 식별 지표 기구물(P)에 대한 위치 정보는 변경되지 않고 지상 고정체(200a)의 위치 정보를 통해 획득될 수 있다.
또는 상기 도 1의 (b)와 같이 지상에서 이동하는 차량 등의 지상 이동체(200b)에 식별 지표 기구물(P)이 배치될 수 있다. 이러한 경우, 해당 식별 지표 기구물(P)에 대한 위치 정보는 지상 이동체(200b)의 GPS 등을 통한 위치 정보를 통해 획득될 수 있다.
일례로서, 무인 항공기(10)는 지상을 비행하면서 위치 정보를 전송할 수 있고, 지상 이동체(200b)는 무인 항공기(10)의 위치 정보를 기초로 무인 항공기(10)를 추적하면서 이동할 수도 있다.
다른 일례로서, 지상 이동체(200b)가 특정 지점으로 이동하여 위치하면 지리 정보 제공 장치(100)가 무인 항공기(10)를 지상 이동체(200b)가 위치된 영역의 상공으로 이동시킬 수도 있다.
지리 정보 제공 장치(100)는 무인 항공기(10)로부터 지상 사진을 제공받고, 상기 지상 사진에 포함된 복수의 식별 지표 간의 위치 관계를 분석하여 상기 지상 사진을 보정하며, 복수의 보정 지상 사진에 포함된 식별 지표를 기초로 상기 복수의 보정 지상 사진 간을 조합하여 지리 정보를 획득할 수 있다.
이러한 지리 정보 제공 장치와 관련하여 도 2는 본 발명에 따른 지리 정보 제공 장치의 일실시예에 대한 구성도를 도시한다.
지리 정보 제공 장치(100)는 지상 사진 획득부(110), 식별 지표 위치 정보 획득부(130), 지상 사진 보정부(150), 지리 정보 생성부(170) 등을 포함할 수 있다.
지상 사진 획득부(110)는 무인 항공기(10)로부터 지상 측정 대상 영역을 촬영한 지상 사진을 제공받을 수 있다. 바람직하게는 무인 항공기(10)가 일정 지역을 비행하면서 주기적 시간 또는 비행 이격 거리에 따라 연속적으로 촬영한 복수의 지상 사진을 제공받을 수 있다.
또는 지상 사진 획득부(110)는 무인 항공기(10)로부터 위치 정보를 전달받고, 무인 항공기(10)의 위치 정보를 지상 이동체(200b)에게 전달하여 지상 이동체(200b)가 무인 항공기(10)를 추적하면서 무인 항공기(10)가 지상 이동체(200b)가 위치된 지상 영역으로 촬영하도록 지원할 수도 있다.
또는 지상 사진 획득부(110)는 복수의 지상 이동체(200b)와 연동하여 복수의 지상 이동체(200b)를 각기 다른 특정 지점으로 이동시키고 복수의 지상 이동체(200b)가 특정 지점에 위치되면, 무인 항공기(10)를 복수의 지상 이동체(200b)가 위치된 지상 영역으로 이동시켜 측정 대상 영역으로 촬영하도록 제어할 수도 있다.
식별 지표 위치 정보 획득부(130)는 식별 지표에 대한 위치 정보를 사전에 보유하거나 주기적 또는 실시간으로 식별 지표에 대한 위치 정보를 획득할 수 있다.
가령, 지상 고정체(200a)에 배치된 고정 식별 지표 기구물에 대해서는 지상 고정체(200a)의 위치 정보를 사전에 전달받아 보유하고 있을 수 있다. 또는 지상 이동체(200b)에 배치된 이동 식별 지표 기구물에 대해서는 지상 이동체(200b)로부터 GPS 등을 통한 위치 정보를 전달받을 수 있다.
무인 항공기(10)로부터 전달되는 복수의 지상 사진은 무인 항공기(10)의 고도, 촬영 각도, 카메라 배율 등 다양한 요소로 인해 지상 사진 간의 사이즈가 서로 상이하고 지상 사진에 존재하는 이미지가 뒤틀릴 수 있다.
무인 항공기(10)로부터 전달되는 복수의 지상 사진들을 조합하여 지리 정보를 생성하기에 앞서 지상 사진 보정부(150)는 복수의 지상 사진을 보정하여 보정된 지상 사진을 제공할 수 있다.
이를 위해 지상 사진 보정부(150)는 지상 사진에 포함된 복수의 식별 지표를 인식하고 복수의 식별 지표 간의 위치 관계를 분석하여 지상 사진을 보정할 수 있다.
일례로서, 지상 사진 보정부(150)는 지상에 배치된 복수의 식별 지표 간의 지상 식별 지표 기하 관계를 판단할 수 있다. 가령, 지상 사진 보정부(150)는 지상에 고정 배치된 복수의 식별 지표 각각의 고정 위치 정보를 기초로 식별 지표 간의 기하 관계를 판단하거나 식별 지표가 설치된 복수의 지상 이동체 각각의 이동 위치 정보를 기초로 식별 지표 간의 기하 관계를 판단할 수 있다.
그리고 지상 사진 보정부(150)는 지상 사진에 포함된 복수의 식별 지표 간의 사진 식별 지표 기하 관계를 판단하여 지상 식별 지표 기하 관계에 사진 식별 지표 기하 관계를 대응시켜 지상 사진을 보정할 수 있다.
지리 정보 생성부(170)는 복수의 보정 지상 사진 간을 조합하여 지리 정보를 생성할 수 있다. 일례로서, 지리 정보 생성부(170)는 복수의 보정 지상 사진에 포함된 식별 지표를 기초로 복수의 보정 지상 사진 간의 일부분을 오버랩시켜 보정 지상 사진 간을 조합함으로써 여러 영역의 지상 사진이 결합된 지리 정보를 생성할 수 있다.
또한 본 발명에서는 상기의 지리 정보 제공 시스템을 통해 지리 정보를 제공하는 방법을 제시한다.
본 발명에 따른 지리 정보 제공 방법은 본 발명에 따른 지리 정보 제공 시스템을 통해 구현되므로, 앞서 설명한 지리 정보 제공 시스템의 실시예를 함께 참조하여 본 발명에 따른 지리 정보 제공 방법을 살펴보기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 지리 정보 제공 방법의 일실시예에 대한 흐름도를 도시한다.
지리 정보 제공 장치(100)는 무인 항공기(10)가 촬영한 지상 사진을 획득(S110)하고, 지상 사진에 존재하는 복수의 식별 지표를 인식(S130)할 수 있다.
지상 사진을 획득하여 식별 지표를 인식하는 과정과 관련하여, 도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 지리 정보 제공 방법에서 지상 사진과 위치 정보의 획득 과정에 대한 일실시예의 흐름도를 도시한다.
상기 도 4의 실시예는 고정 식별 지표 기구물을 이용하는 경우로서, 무인 항공기(10)가 촬영한 지상 측정 대상 영역 상에는 복수의 지상 고정체(200a)가 존재하고 각각의 지상 고정체(200a)에는 고정 식별 지표 기구물이 배치되어 있다. 이를 통해 지리 정보 제공 장치(100)는 복수의 고정 식별 지표가 포함된 지상 사진을 획득(S121a)할 수 있다.
지리 정보 제공 장치(100)는 지상 사진에 대한 이미지 분석을 통해 지상 사진에 포함된 고정 식별 지표를 인식(S141a)할 수 있다. 가령, 지상 사진에서 특징점이나 특징선 또는 특징색을 판단하고, 식별 지표가 갖는 고유의 형태 또는 색과 대비하여 지상 사진에 포함된 고정 식별 지표를 인식할 수 있다.
그리고 지리 정보 제공 장치(100)는 고정 식별 지표의 고정 위치 정보를 파악하여 획득(S143a)할 수 있다.
일례로서, 고정 식별 지표 기구물은 지상 고정체(200a)에 배치되어 있으며, 지리 정보 제공 장치(100)는 사전에 지상 고정체(200a)의 위치 정보를 보유하고 있다. 지상 사진을 획득한 시점의 무인 항공기(10)에 대한 위치 정보를 기초로 해당 위치의 근방에 존재하는 지상 고정체(200a)를 파악할 수 있고, 파악된 지상 고정체(200a)의 위치 정보를 기초로 고정 식별 지표의 위치 정보를 획득할 수 있다. 바람직하게는 서로 인접한 고정 식별 지표 간은 서로 구분 가능하도록 각기 다른 형태 또는 색을 가지도록 설정될 수 있고, 이러한 특징을 통해 지상 사진에 포함된 식별 지표의 위치 정보를 용이하게 획득할 수 있다.
상기 도 5의 실시예는 이동 식별 지표 기구물을 이용하는 경우로서, 무인 항공기(10)가 촬영한 지상 측정 대상 영역 상에는 복수의 지상 이동체(200b)가 존재하고 각각의 지상 이동체(200b)에는 이동 식별 지표 기구물이 배치되어 있다.
무인 항공기(10)는 측정 대상 영역의 상공을 비행하면서 위치 정보를 지리 정보 제공 장치(100)로 제공하여 지리 정보 제공 장치(100)가 무인 항공기(10)의 위치 정보를 복수의 지상 이동체(200b)로 전달하거나 또는 무인 항공기(10)가 자신의 위치 정보를 복수의 지상 이동체(200b)로 전달할 수 있다. 복수의 지상 이동체(200b)는 무인 항공기(10)의 위치 정보를 기초로 무인 항공기(10)의 비행 위치를 추적하면서 서로 이격되어 이동(S121b)할 수 있다.
이와 다르게 지리 정보 제공 장치(100)는 측정 대상 영역으로 복수의 지상 이동체(200b)를 이동시키고, 측정 대상 영역 상에 복수의 지상 이동체(200b)가 서로 이격되어 위치되면 지리 정보 제공 장치(100)는 무인 항공기(10)를 측정 대상 영역의 상공으로 이동시킬 수 있다.
무인 항공기(10)가 촬영한 지상 측정 대상 영역 상에는 복수의 지상 이동체(200b)가 존재하고 각각의 지상 이동체(200b)에는 이동 식별 지표 기구물이 배치되어 이를 통해 지리 정보 제공 장치(100)는 복수의 이동 식별 지표가 포함된 지상 사진을 획득(S123b)할 수 있다.
지리 정보 제공 장치(100)는 지상 사진에 대한 이미지 분석을 통해 지상 사진에 포함된 이동 식별 지표를 인식(S141b)할 수 있다.
그리고 지리 정보 제공 장치(100)는 이동 식별 지표의 이동 위치 정보를 파악하여 획득(S143b)할 수 있다.
일례로서, 이동 식별 지표 기구물은 지상 이동체(200b)에 배치되어 있으며, 지상 이동체(200b)의 GPS 등을 통해 위치 정보를 획득하고, 이를 지리 정보 제공 장치(100)에 제공할 수 있다 또는 지리 정보 제공 장치(100)는 사전에 설정된 위치로 지상 이동체(200b)를 이동시킴으로써 위치 정보를 획득할 수도 있다. 앞서 설명한 바와 마찬가지로 서로 인접한 고정 식별 지표 간은 서로 구분 가능하도록 각기 다른 형태 또는 색을 가지도록 설정될 수 있으며, 이러한 특징을 통해 지상 사진에 포함된 식별 지표의 위치 정보를 용이하게 획득할 수 있다.
다시 상기 도 3으로 회귀하여 이후 과정을 계속하여 살펴본다.
지리 정보 제공 장치(100)는 복수의 식별 지표 간의 위치 관계를 분석(S150)하여 지상 사진의 사이즈 및 틀어짐 등을 보정(S170)할 수 있다.
동일한 지상 영역을 촬영함에도 불구하고, 도 6에 도시된 바와 같이 무인 항공기(10)가 촬영하여 획득한 지상 사진은 무인 항공기(10)의 고도, 촬영 각도, 카메라 배율 등 다양한 요소로 인해 지상 사진 간의 사이즈가 서로 상이하고 지상 사진에 존재하는 이미지가 뒤틀릴 수 있다.
즉, 측정 대상 영역에 수직한 상공 위치에서 무인 항공기(10a)가 촬영한 지상 사진과 측정 대상 영역에서 비스듬하게 기울어진 상공 위치에서 무인 항공기(10b)가 촬영한 지상 사진은 동일한 영역의 사진임에도 불구하고 사진에 존재하는 이미지들은 뒤틀리거나 사이즈가 각기 상이하게 변화된다.
이러한 왜곡된 지상 사진들은 조합하는 경우, 지상 사진 간 지형지물의 크기와 모습이 서로 상이하여 적절한 조합이 이루어질 수 없으며, 이에 따라 지리 정보에는 오류가 존재하게 된다.
따라서 본 발명에서는 지상 사진 간 지상 영역에 대한 비율과 각도 등을 보정하여 보정 지상 사진을 생성할 수 있다.
지상 사진의 보정과 관련하여, 도 7은 본 발명에 따른 지리 정보 제공 방법에서 지상 사진 보정 과정에 대한 일실시예의 흐름도를 도시하며, 도 8은 본 발명을 통해 지상 사진을 보정하는 일례를 도시한다.
지리 정보 제공 장치(100)는 지상 식별 지표 기하 관계를 판단(S161)할 수 있다.
지리 정보 제공 장치(100)는 실제 지상에 존재하는 복수의 식별 지표에 대한 위치 정보를 보유하고 있으므로, 식별 지표 간의 지점과 거리 관계를 분석하여 복수의 식별 지표에 대한 지상 식별 지표 기하 관계를 판단할 수 있다.
지리 정보 제공 장치(100)는 지상 사진에 존재하는 복수의 식별 지표에 대하여 위치 관계를 분석하여 사진 식별 지표 기하 관계를 판단할 수 있다. 가령, 지상 사진에 존재하는 복수의 식별 지표 간의 지점과 거리 관계를 분석하여 사진 식별 지표 기하 관계를 판단할 수 있다.
그리고 지리 정보 제공 장치(100)는 지상 식별 지표 기하 관계에 사진 식별 지표 기하 관계를 대응시켜 지상 사진을 보정(S171)할 수 있다.
일례로서, 도 8을 참조하면, 상기 도 8의 (a)는 지상의 실제 측정 대상 영역(310)에 존재하는 복수의 식별 지표(RP1, RP 2, RP 3, RP 4)를 나타낸다. 지리 정보 제공 장치(100)는 각 식별 지표(RP 1, RP 2, RP 3, RP 4)에 대한 위치 정보를 보유하고 있으므로, 각 식별 지표의 위치 정보에 따른 좌표를 통해 식별 지표(RP 1, RP 2, RP 3, RP 4) 간의 X축 및 Y축의 이격 거리를 판단할 수 있다. 설명의 편의를 위해 2차원적으로 설명하나 식별 지표(RP 1, RP 2, RP 3, RP 4)의 위치 정보를 기초로 3차원적으로 지상 식별 지표 기하 관계를 판단할 수도 있다.
상기 도 8의 (b)는 무인 항공기(10)를 통해 획득된 지상 사진(320)을 나타낸다.
지상 사진(320)에는 복수의 식별 지표(VP1, VR2, VR3, VR4)가 존재하는데, 지상 자진(320) 자체만으로는 다른 지상 사진과 대비하여 사이즈나 뒤틀림 정도에 대한 왜곡을 판단하기 어려울 수 있다.
지리 정보 제공 장치(100)는 지상 사진(320)에 존재하는 식별 지표(VP1, VR2, VR3, VR4) 간의 이격 거리와 회전 정도를 파악하여 사진 식별 지표 기하 관계를 판단할 수 있다.
상기 도 8의 (c)는 지상 사진을 보정하는 일례를 나타낸다. 상기 도 8의 (a)를 통해 파악된 지상의 실제 측정 대상 영역(310)에 존재하는 실제 식별 지표(RP 1, RP 2, RP 3, RP 4) 간의 지상 식별 지표 기하 관계에 상기 도 8의 (b)에서 파악된 지상 사진(320)에 존재하는 식별 지표(VP1, VR2, VR3, VR4) 간의 사진 식별 지표 기하 관계를 대응시켜 지상 사진을 보정할 수 있다.
지상 식별 지표 기하 관계와 사진 식별 지표 기하 관계를 고려하여 지상 사진(320)의 뒤틀림을 보정하는데, 가령, 실제 측정 대상 영역(310)의 식별 지표 RP 1, RP 2 및 RP 3 간의 각도에 지상 사진(320)의 식별 지표 VP1, VR2 및 VR3 간의 각도가 대응되도록 지상 사진(320)을 뒤틀어 지상 사진(320)의 뒤틀림을 보정할 수 있다. 물론 복수의 식별 지표 모두 간의 각도 관계를 고려하여 지상 사진의 뒤틀림을 보정하게 된다.
그리고 지상 식별 지표 기하 관계와 사진 식별 지표 기하 관계 간의 축소 비율 관계를 고려할 때, 실제 측정 대상 영역(310)의 식별 지표 RP 1과 RP 2 간의 거리는 지상 사진(320)의 식별 지표 VP1과 VR2 간의 거리보다 작으므로 지상 사진(320)의 수평 사이즈(L)는 축소시키고, 실제 측정 대상 영역(310)의 식별 지표 RP 1과 RP 3 간의 거리는 지상 사진(320)의 식별 지표 VP1과 VR3 간의 거리보다 크므로 지상 사진(320)의 수직 사이즈(W)는 확대시킨다.
이와 같이 지상 사진(320)을 보정함으로써 실제 측정 대상 영역(310)의 식별 지표 RP 1, RP 2, RP 3 및 RP 4에 대응되는 식별 지표 CP1, CP2, CP3 및 CP4를 갖는 보정 지상 사진(330)을 획득할 수 있다.
무인 항공기(10)를 통해 인접한 지상 영역에 대한 복수의 지상 사진을 획득하고 상기의 과정을 거쳐서 각각의 지상 사진을 보정할 수 있다.
그리고 지리 정보 제공 장치(100)는 복수의 보정 지상 사진에 포함된 식별 지표를 기초로 복수의 보정 지상 사진 간을 조합하여 지리 정보를 생성(S190)할 수 있다. 일례로서, 두개의 지상 사진에는 하나 이상의 동일한 식별 지표가 존재하며, 두개의 지상 사진을 조합할 때 동일한 식별 지표를 서로 대응시켜 오버랩시킴으로써 두개의 지상 사진을 조합할 수 있다. 이러한 과정을 통해 지리 정보 제공 장치(100)는 복수의 보정 지상 사진으로 지리 정보를 생성할 수 있다.
이와 같은 본 발명을 통해 드론 등의 무인 항공기를 통해 획득된 지상 사진에 대하여 간단한 보정을 통해 실제 지상 형태와 동일한 지리 정보를 획득할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 기재된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상이 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의해서 해석되어야하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10, 10a, 10b : 무인 항공기,
100 : 지리 정보 제공 장치,
110 : 지상 사진 획득부,
130 : 식별 지표 위치 정보 획득부,
150 : 지상 사진 보정부,
170 : 지리 정보 생성부.

Claims (9)

  1. 무인 항공기가 지상을 비행하면서 위치 정보를 전송하고, 지리 정보 제공 장치가 상기 무인 항공기의 위치 정보를 복수의 지상 이동체에 전달하여, 상기 무인 항공기의 위치 정보를 기초로 이동 식별 지표 기구물이 설치된 복수의 상기 지상 이동체가 상기 무인 항공기의 위치 정보를 기초로 상기 무인 항공기를 추적하면서 서로 이격되어 이동하는 이동체 이동 단계;
    복수의 상기 지상 이동체의 이동 식별 지표 기구물 및 지상에 고정적으로 위치되는 고정 식별 지표 기구물이 서로 다른 색의 광을 방출하고, 지상 측정 대상 영역에 대하여 상기 무인 항공기가 광을 통해 인식되는 복수의 식별 지표가 포함된 연속적인 지상 사진을 획득하는 지상 사진 획득 단계;
    상기 지리 정보 제공 장치가, 상기 이동 식별 지표 기구물 및 상기 고정 식별 지표 기구물의 위치 정보를 전달받고, 상기 지상 사진에 포함된 복수의 식별 지표 간의 위치 관계를 분석하는 위치 분석 단계; 및
    상기 지리 정보 제공 장치가, 상기 위치 관계 분석 결과를 기초로 상기 지상 사진을 보정하는 지상 사진 보정 단계를 포함하며,
    상기 위치 분석 단계는,
    상기 지리 정보 제공 장치가, 이동 식별 지표 기구물이 설치된 복수의 상기 지상 이동체 각각의 이동 위치 정보를 전달받고, 상기 이동 식별 지표 기구물의 위치 정보 및 사전에 보유된 고정 식별 지표 기구물의 위치 정보를 기초로 복수의 식별 지표 간의 지상 식별 지표 기하 관계를 판단하는 지상 식별 지표 기하 관계 판단 단계; 및
    상기 지상 사진에 포함된 복수의 식별 지표 간의 사진 식별 지표 기하 관계를 판단하는 사진 식별 지표 기하 관계 판단 단계를 포함하며,
    상기 지상 사진 보정 단계는,
    상기 지상 식별 지표 기하 관계에 상기 사진 식별 지표 기하 관계를 대응시켜 상기 지상 사진을 보정하는 것을 특징으로 하는 지리 정보 제공 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 지상 사진 획득 단계 및 상기 지상 사진 보정 단계를 반복 수행하여 각기 다른 위치의 복수의 보정 지상 사진을 획득하며,
    상기 복수의 보정 지상 사진에 포함된 식별 지표를 기초로 상기 복수의 보정 지상 사진 간을 조합하여 지리 정보를 생성하는 지리 정보 생성 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지리 정보 제공 방법.
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