KR102642144B1 - Image processing system for correcting image by synthesizing location information with image - Google Patents

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Abstract

본 발명은 영상처리시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이미지 출력모듈, 이미지 제어모듈, GNSS 모듈, 관계식 연산모듈, 왜곡비율 확인모듈, 좌표값 설정모듈 및 좌표보정모듈을 포함하는 것을 특징으로 하여, 항공촬영장치를 통해 획득되어 이미지 출력모듈에 제공되는 촬영이미지가 기설정되는 촬영기준점을 중심으로 항시 정해진 고도 및 위치에서 획득되면서 이미지 출력모듈에 매번 큰 편차 없이 일정한 수준으로 제공할 수 있는 위치정보를 촬영이미지에 합성하여 보정할 수 있는 영상처리시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an image processing system, and more specifically, includes an image output module, an image control module, a GNSS module, a relational calculation module, a distortion ratio confirmation module, a coordinate value setting module, and a coordinate correction module, The captured image acquired through an aerial imaging device and provided to the image output module is always acquired at a fixed altitude and location centered on a preset shooting reference point, and location information that can be provided to the image output module at a constant level without significant deviation each time This relates to an image processing system that can be corrected by combining captured images.

Description

위치정보를 촬영이미지에 합성하여 보정할 수 있는 영상처리시스템{IMAGE PROCESSING SYSTEM FOR CORRECTING IMAGE BY SYNTHESIZING LOCATION INFORMATION WITH IMAGE}An image processing system that can correct location information by combining it with a captured image {IMAGE PROCESSING SYSTEM FOR CORRECTING IMAGE BY SYNTHESIZING LOCATION INFORMATION WITH IMAGE}

본 발명은 영상처리시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 위치정보를 촬영이미지에 합성하여 보정할 수 있는 영상처리시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an image processing system, and more specifically, to an image processing system that can correct location information by combining it with a captured image.

정사영상은 중심투영인 항공사진을 편위수정하여 지도와 같이 정사투영의 형태로 보정함으로써 확보된다. 여기에서 편위수정은 카메라를 이용한 촬영시에 발생된 경사(기울기)와 축척(촬영배율) 등을 수정하는 작업이다.Orthoimages are obtained by correcting the deviation of an aerial photograph, which is a central projection, into an orthoprojection like a map. Here, deviation correction is the process of correcting the inclination (tilt) and scale (photography magnification) that occur when shooting using a camera.

이러한 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 구축된다.For these orthoimages, ground images are secured through orthophoto projection, error-free orthoimages are extracted using a digital elevation model (DEM) on the secured orthophoto images, and the colors of the orthoimages are again corrected and aggregated to produce error-free orthoimages. It is constructed through a series of processes that include correction and final quality inspection.

항공사진으로부터 정사영상을 제작하는 종래 방법은, 항공사진 자체가 지닌 왜곡에 대한 보정을 수행하는 내부 표정 과정을 거쳐 보정된 항공사진을 만들고, 보정된 항공사진의 사진좌표와 지상좌표의 관계를 나타내는 공선조건식과 GNSS(Global Navigation Satellite System) 측량에 의한 지상기준점을 이용하여 번들조정법으로 외부표정을 수행함으로써 표정 6요소를 구하며, 이렇게 구해지는 표정 6요소와 수치표고자료를 이용하여 정사영상을 제작했다. The conventional method of producing an orthophoto from an aerial photo creates a corrected aerial photo through an internal facial expression process that corrects for the distortion of the aerial photo itself, and represents the relationship between the photo coordinates of the corrected aerial photo and ground coordinates. Using collinear condition equations and ground reference points from GNSS (Global Navigation Satellite System) surveying, external expression was performed using the bundle adjustment method to obtain the 6 facial expression elements, and an orthoimage was produced using the 6 facial expression elements and digital elevation data obtained in this way. .

또한, 항공사진으로부터 정사영상을 제작하는 상술한 종래 방법은 내부표정과정을 통해 보정된 항공사진을 만들 때와 정상영상을 만들 때 뉴튼-랍슨(Newton-Rapson) 방법을 사용하게 되는데, 이러한 뉴튼-랍슨 방법은 해를 구하는 방법이 초기치의 반복적인 갱신에 의해 근접한 해를 구하는 방법이어서, 계산과정에 많은 시간이 요구된다.In addition, the above-described conventional method of producing an orthophoto from an aerial photo uses the Newton-Rapson method when creating an aerial photo corrected through an internal facial expression process and when creating a normal image. Robson's method is a method of finding a close solution by repeatedly updating the initial value, so the calculation process requires a lot of time.

또한, 컴퓨터에 스캐닝하여 저장되는 항공사진은 보통 한 장에 400 메가바이트 정도의 데이터 용량을 갖는데, 종래와 같이 왜곡이 보정된 항공사진을 별도로 제작하여 저장하게 되면 그 만큼의 데이터 용량이 더 필요하게 되는 문제가 있었다.In addition, aerial photos scanned and stored on a computer usually have a data capacity of about 400 megabytes per sheet, but if distortion-corrected aerial photos are separately produced and stored as in the past, an equivalent amount of data capacity is needed. There was a problem.

이를 해결하기 위해서 한국 등록특허 제10-0544345호(발명의 명칭 : 항공사진의 정사영상 제작방법)가 제안되었다.To solve this problem, Korean Patent No. 10-0544345 (title of the invention: method for producing orthophotos from aerial photographs) was proposed.

그러나 상기 ‘항공사진의 정사영상 제작방법’은 상술한 항공사진으로부터 정사영상을 제작하는 종래의 방법을 실시하는 과정에서 컴퓨터의 부하를 줄이기 위한 기술임에도 불구하고, 항공사진의 기준점 별로 정사영상 좌표 연산 및 이를 위한 왜곡 값 연산을 일일이 수행해야 하므로, 실제로 컴퓨터가 부담해야 하는 부하가 크게 줄지 못했다. However, although the above-mentioned 'method for producing orthoimages from aerial photos' is a technology to reduce the load on the computer in the process of carrying out the conventional method of producing orthoimages from aerial photos, the orthoimage coordinates are calculated for each reference point of the aerial photo. and distortion value calculations for this must be performed one by one, so the load on the computer has not been significantly reduced.

또한, 이러한 이유로 인해서 항공측량을 통해 항공사진을 수집하는 항공기에서는 항공사진의 정사보정이 실시간으로 이루어질 수 없는 한계가 있었다.Additionally, for this reason, there was a limitation in that orthocorrection of aerial photos could not be performed in real time on aircraft that collect aerial photos through aerial surveying.

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.The matters described as background technology above are only for the purpose of improving understanding of the background of the present invention, and should not be taken as recognition that they correspond to prior art already known to those skilled in the art.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 항공촬영장치를 통해 획득되어 이미지 출력모듈에 제공되는 촬영이미지가 기설정되는 촬영기준점을 중심으로 항시 정해진 고도 및 위치에서 획득되면서 이미지 출력모듈에 매번 큰 편차 없이 일정한 수준으로 제공할 수 있는 위치정보를 촬영이미지에 합성하여 보정할 수 있는 영상처리시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is intended to solve the problems of the prior art described above. The captured image is acquired through an aerial photography device and provided to the image output module. The image is always acquired at a determined altitude and position around a preset shooting reference point, and the image output module The purpose is to provide an image processing system that can be corrected by combining location information that can be provided at a constant level without significant deviation each time with a captured image.

또한, 본 발명은 해당 촬영이미지를 실시간으로 정사보정해서 해당 정사영상 출력과 더불어 최소한의 시간과 시스템 부하로 해당 촬영이미지에 적용되는 지상기준점 좌표값을 해당 촬영이미지에 합성 출력하는 기능이 크게 향상될 수 있는 위치정보를 촬영이미지에 합성하여 보정할 수 있는 영상처리시스템을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.In addition, the present invention will greatly improve the function of orthocorrecting the captured image in real time and outputting the orthoimage as well as the ground reference point coordinates applied to the captured image with a minimum of time and system load. Another purpose is to provide an image processing system that can correct location information by combining it with captured images.

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.The technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the present invention. .

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 제어값에 따라 동작하면서 촬영이미지를 출력하되, 촬영이미지 내 각 지점의 좌표를 확인할 수 있도록 다수의 X축선 및 Y축선이 격자 형태로 배열되어 이루어진 촬영이미지 좌표계를 적용하여 동작하는 이미지 출력모듈; 이미지 출력모듈의 동작 제어를 위한 제어값을 생성해서 이미지 출력모듈로 전달하는 이미지 제어모듈; 항공기의 현재 위치를 GNSS 좌표로 확인하는 GNSS 모듈; 지상기준점 좌표값을 촬영이미지 좌표값으로 연산하는 관계식 연산모듈; 입력된 둘 이상의 지상기준점 좌표값을 촬영이미지 좌표값으로 연산하도록 관계식 연산모듈에 전달하고, 관계식 연산모듈로부터 수신한 촬영이미지 좌표값의 위치를 촬영이미지 좌표계를 기준으로 확인하고, 촬영이미지 좌표계의 원점과 촬영이미지 좌표값 간 거리인 제1거리를 지점별로 각각 연산하고, GNSS모듈에서 확인한 원점의 지상기준점 좌표값과 입력된 지상기준점 좌표값 간 거리인 제2거리를 지점별로 각각 연산하고, 지점별로 확인한 제2거리 및 지점별로 확인한 제1거리 간의 거리 차이를 제2거리를 기준으로 지점별로 확인해서 지점별 제2거리 차이 대비 제1거리 차이가 크게 발생하는지 여부를 확인하고 지점별 제1거리 차이의 증가 또는 감소비율인 왜곡비율을 확인하는 왜곡비율 확인모듈; 원점을 중심으로 위도방향과 경도방향을 따라 지상기준점을 설정하되, 왜곡비율로 변하는 지상기준점 간의 간격을 확인해서 촬영이미지에 지상기준점의 위치를 설정하고, 설정된 지상기준점을 잇는 다수의 위도축선과 경도축선이 격자형태로 배열되어 이루어진 지상기준점 좌표계를 생성하고, 지상기준점 좌표계와 촬영이미지 좌표계를 서로 연계해서 지상기준점 좌표값에 대응하는 촬영이미지 좌표값이 링크되도록 처리하는 좌표값 설정모듈; 및 촬영이미지 내 확인대상 지상물을 선택해서 확인대상 지상물 이미지가 겹치는 지상기준점 좌표계의 제1좌표값을 확인하고, 지상기준점DB에서 확인대상 지상물의 실제 지상기준점 좌표값을 검색해서 지상기준점 좌표계에 적용한 수정대상 좌표값을 확인하고, 수정대상 좌표값에 해당하는 경도축선과 위도축선이 제1좌표값에 해당하는 경도축선과 위도축선이 되도록 이동시키고, 이동된 경도축선 및 위도축선을 기준으로 이웃하는 다른 경도축선 및 위도축선이 왜곡비율에 따라 배치되도록 수정해서 촬영이미지에 적용하는 좌표보정모듈; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.The configuration of the present invention to achieve the above object is to output a captured image while operating according to a control value, and to have a plurality of X-axis and Y-axis lines arranged in a grid so that the coordinates of each point in the captured image can be confirmed. An image output module that operates by applying the captured image coordinate system; An image control module that generates control values for controlling the operation of the image output module and transmits them to the image output module; GNSS module that determines the aircraft's current position in GNSS coordinates; A relational calculation module that calculates ground reference point coordinates with captured image coordinates; The input coordinate values of two or more ground reference points are transmitted to the relational calculation module to be calculated as the captured image coordinate value, the location of the captured image coordinate value received from the relational calculation module is checked based on the captured image coordinate system, and the origin of the captured image coordinate system is confirmed. The first distance, which is the distance between the coordinate values of the captured image, is calculated for each point, and the second distance, which is the distance between the ground reference point coordinate value of the origin confirmed in the GNSS module and the input ground reference point coordinate value, is calculated for each point. The distance difference between the confirmed second distance and the confirmed first distance for each point is checked for each point based on the second distance to check whether the first distance difference is greater than the second distance difference for each point, and the first distance difference for each point is checked. A distortion rate confirmation module that checks the distortion rate, which is the increase or decrease rate of; Set the ground control point along the latitude and longitude directions centered on the origin, check the interval between ground control points that changes with the distortion ratio, set the location of the ground control point in the captured image, and set multiple latitude axes and longitude lines connecting the set ground control points. A coordinate value setting module that generates a ground reference point coordinate system in which axes are arranged in a grid, and links the ground reference point coordinate system and the captured image coordinate system so that the captured image coordinate values corresponding to the ground reference point coordinate values are linked; and select the ground object to be confirmed in the captured image, check the first coordinate value of the ground control point coordinate system where the image of the ground object to be confirmed overlaps, search the ground control point DB for the actual ground control point coordinate value of the ground object to be confirmed, and enter it in the ground control point coordinate system. Check the applied coordinate value to be modified, move the longitude axis and latitude axis corresponding to the coordinate value to be modified so that they become the longitude axis and latitude axis corresponding to the first coordinate value, and move them to neighbors based on the moved longitude axis and latitude axis. A coordinate correction module that modifies and applies different longitude and latitude axes to the captured image so that they are arranged according to the distortion ratio; It is characterized by including.

본 발명의 실시예에 따른 위치정보를 촬영이미지에 합성하여 보정할 수 있는 영상처리시스템은, 상기 이미지 출력모듈에 촬영이미지를 전송하는 항공촬영장치; 및 항공촬영장치를 통한 촬영이미지의 획득 작업이 기설정된 촬영기준점을 기준으로 정해진 위치에서 진행될 수 있도록 촬영기준점에 설치되는 항공촬영 유도장치; 를 더 포함하는 것이 바람직하다.An image processing system that can correct location information by combining it with a captured image according to an embodiment of the present invention includes an aerial photography device that transmits a captured image to the image output module; and an aerial photography guidance device installed at the filming reference point so that the task of acquiring the photographed image through the aerial photography device can be carried out at a determined location based on the preset filming reference point; It is desirable to further include.

본 발명의 실시예에 따른 위치정보를 촬영이미지에 합성하여 보정할 수 있는 영상처리시스템에서 상기 항공촬영장치는, 항공기의 저면에 회전 가능하도록 설치되는 회전구동유닛; 회전구동유닛의 하부에 결합되며 길이방향으로 이동 가능한 한 쌍의 이동구동부; 한 쌍의 이동구동부의 하부에 결합되는 한 쌍의 승강구동부; 한 쌍의 승강구동부의 하부에 설치되며 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전 가능한 한 쌍의 수평회전구동부; 및 수평회전구동부의 하부에 결합되며 촬영이미지를 획득하는 한 쌍의 촬영부; 를 포함하는 것이 바람직하다.In an image processing system that can correct location information by combining it with a captured image according to an embodiment of the present invention, the aerial photographing device includes: a rotation drive unit rotatably installed on the bottom of the aircraft; A pair of moving driving units coupled to the lower part of the rotation driving unit and capable of moving in the longitudinal direction; A pair of lifting actuators coupled to the lower part of the pair of moving actuators; A pair of horizontal rotation drives installed at the lower part of the pair of lifting drives and capable of rotating clockwise or counterclockwise; and a pair of photographing units coupled to the lower part of the horizontal rotation drive unit and acquiring photographed images; It is desirable to include.

본 발명의 실시예에 따른 위치정보를 촬영이미지에 합성하여 보정할 수 있는 영상처리시스템에서 상기 촬영부는, 타원형으로 마련되는 촬영지지바디; 촬영지지바디의 일측부에 마련되어 촬영지지바디와 같이 회전되는 촬영모듈; 촬영모듈에 마련되어 촬영모듈의 수평을 감지하는 수평감지센서; 및 촬영지지바디에 결합되어 촬영지지바디를 회전시키는 복수의 촬영회전실린더; 를 포함하는 것이 바람직하다.In an image processing system that can correct location information by combining it with a captured image according to an embodiment of the present invention, the photographing unit includes: a photographing support body provided in an oval shape; A photographing module provided on one side of the photographing support body and rotated together with the photographing support body; A horizontal detection sensor provided in the photographing module to detect the horizontal of the photographing module; And a plurality of photographing rotation cylinders coupled to the photographing support body to rotate the photographing support body; It is desirable to include.

본 발명의 실시예에 따른 위치정보를 촬영이미지에 합성하여 보정할 수 있는 영상처리시스템에서 상기 수평구동부는, 복수의 촬영회전실린더의 상측부가 결합되며 제1회전기어가 구비된 구동플레이트; 및 제1회전기어와 기어 맞물림되는 제2회전기어가 구비되어 구동플레이트를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시키는 구동모터; 를 포함하는 것이 바람직하다.In an image processing system that can correct location information by combining it with a captured image according to an embodiment of the present invention, the horizontal driving part includes a driving plate to which upper portions of a plurality of photographing rotation cylinders are coupled and provided with a first rotation gear; and a drive motor including a second rotation gear engaged with the first rotation gear and rotating the drive plate clockwise or counterclockwise; It is desirable to include.

본 발명의 실시예에 따른 위치정보를 촬영이미지에 합성하여 보정할 수 있는 영상처리시스템에서 상기 승강부는, 구동플레이트에 마련된 구동축이 회전되게 결합되는 제1베이스플레이트; 및 제1베이스플레이트의 상면부에 힌지 결합되어 제1베이스플레이트를 승강시키는 복수의 승강실린더; 를 포함하는 것이 바람직하다.In the image processing system that can correct location information by combining it with a captured image according to an embodiment of the present invention, the lifting unit includes a first base plate to which a driving shaft provided on the driving plate is coupled to rotate; and a plurality of lifting cylinders that are hinged to the upper surface of the first base plate and lift the first base plate. It is desirable to include.

본 발명의 실시예에 따른 위치정보를 촬영이미지에 합성하여 보정할 수 있는 영상처리시스템에서 상기 이동부는, 복수의 승강실린더의 상측부가 결합되는 제2베이스플레이트; 및 제2베이스플레이트의 상부에 결합되어 제2베이스플레이트와 같이 이동되는 이동가이드; 를 포함하는 것이 바람직하다.In the image processing system that can correct location information by combining it with a captured image according to an embodiment of the present invention, the moving part includes a second base plate to which upper portions of a plurality of lifting cylinders are coupled; and a movement guide coupled to the upper part of the second base plate and moving together with the second base plate; It is desirable to include.

본 발명의 실시예에 따른 위치정보를 촬영이미지에 합성하여 보정할 수 있는 영상처리시스템에서 상기 회전구동유닛은, 항공기의 하부에 결합되는 회전구동실린더; 항공기의 하부에 배치되며 회전구동실린더에 결합되어 회전구동실린더의 방향으로 이동되는 커넥터암; 커넥터암에 연결되어 회전구동실린더의 구동에 의해 회전되며 한 쌍의 이동구동부 중 하나의 이동구동부가 결합되는 제1회전부; 및 제1회전부와 이격되도록 커넥터암에 연결되어 회전구동실린더의 구동에 의해 회전되며 한 쌍의 이동구동부 중 나머지 하나의 이동구동부가 결합되는 제2회전부; 를 포함하는 것이 바람직하다.In the image processing system that can correct location information by combining it with a captured image according to an embodiment of the present invention, the rotation drive unit includes: a rotation drive cylinder coupled to the bottom of the aircraft; a connector arm disposed at the bottom of the aircraft, coupled to the rotary drive cylinder, and moved in the direction of the rotary drive cylinder; A first rotating part connected to the connector arm and rotated by the driving of the rotary driving cylinder, and to which one moving driving part of the pair of moving driving parts is coupled; and a second rotating part connected to the connector arm so as to be spaced apart from the first rotating part, rotated by the driving of the rotary driving cylinder, and coupled to the other moving driving part of the pair of moving driving parts; It is desirable to include.

본 발명의 실시예에 따른 위치정보를 촬영이미지에 합성하여 보정할 수 있는 영상처리시스템에서 상기 제1회전부는, 일측부가 커넥터암에 회전되게 결합되는 제1연결암; 제1연결암의 타측부에 결합되며 회전구동실린더의 구동에 의해 회전되는 제1회전바디; 일측부는 항공기에 결합되고 타측부는 제1회전바디에 결합되어 제1회전바디의 회전을 지지하는 제1회전지지축; 및 제1회전바디의 하면부에 마련되어 하나의 이동구동부의 이동을 가이드하는 제1가이드레일; 을 포함하는 것이 바람직하다.In the image processing system that can correct location information by combining it with a captured image according to an embodiment of the present invention, the first rotating part includes a first connection arm whose one side is rotatably coupled to the connector arm; a first rotary body coupled to the other side of the first connection arm and rotated by driving a rotary drive cylinder; a first rotation support shaft, one side of which is coupled to the aircraft and the other side of which is coupled to the first rotation body to support the rotation of the first rotation body; and a first guide rail provided on the lower surface of the first rotating body to guide the movement of one moving driving unit; It is desirable to include.

본 발명의 실시예에 따른 위치정보를 촬영이미지에 합성하여 보정할 수 있는 영상처리시스템에서 상기 제2회전부는, 일측부가 커넥터암에 회전되게 결합되며 제1연결암과 이격 배치되는 제2연결암; 제2연결암의 타측부에 결합되며 회전구동실린더의 구동에 의해 회전되는 제2회전바디; 일측부는 항공기에 결합되고 타측부는 제2회전바디에 결합되어 제2회전바디의 회전을 지지하는 제2회전지지축; 및 제2회전바디의 하면부에 마련되어 나머지 하나의 이동구동부의 이동을 가이드하는 제2가이드레일; 을 포함하는 것이 바람직하다.In the image processing system that can correct location information by combining it with a captured image according to an embodiment of the present invention, the second rotating part has one side rotatably coupled to the connector arm and a second connecting arm that is spaced apart from the first connecting arm. ; a second rotary body coupled to the other side of the second connection arm and rotated by driving a rotary drive cylinder; a second rotation support shaft, where one side is coupled to the aircraft and the other side is coupled to the second rotation body to support the rotation of the second rotation body; and a second guide rail provided on the lower surface of the second rotating body to guide the movement of the remaining moving driving unit; It is desirable to include.

위와 같은 구성을 가지는 본 발명은, 항공촬영장치를 통해 획득되어 이미지 출력모듈에 제공되는 촬영이미지가 기설정되는 촬영기준점을 중심으로 항시 정해진 고도 및 위치에서 획득되면서 이미지 출력모듈에 매번 큰 편차 없이 일정한 수준으로 제공됨에 따라, 해당 촬영이미지를 실시간으로 정사보정해서 해당 정사영상 출력과 더불어 최소한의 시간과 시스템 부하로 해당 촬영이미지에 적용되는 지상기준점 좌표값을 해당 촬영이미지에 합성 출력하는 기능이 크게 향상될 수 있는 동시에 작업 효율성이 높아지는 효과가 있다.In the present invention, which has the above configuration, the captured image obtained through an aerial photography device and provided to the image output module is always acquired at a determined altitude and location around a preset shooting reference point, and is provided to the image output module at a constant rate without significant deviation every time. As the level is provided, the function of orthocorrecting the captured image in real time and outputting the orthoimagery as well as the ground reference point coordinate values applied to the captured image with a minimum of time and system load is greatly improved. This has the effect of increasing work efficiency.

첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 위치정보를 촬영이미지에 합성하여 보정할 수 있는 영상처리시스템의 전체적인 구성을 도시한 블록도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 영상처리시스템에서 진행되는 촬영이미지 내 지상기준점 좌표계 생성 과정을 도시한 순서도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 영상처리시스템에서 촬영이미지의 왜곡 비율을 연산하기 위해 지상기준점 좌표값에 해당하는 지점을 촬영이미지 좌표계에 표시한 모습을 예시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 영상처리시스템에서 촬영이미지 내에 지상기준점을 입력하기 위한 지상기준점 좌표계를 예시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 영상처리시스템에서 작업자가 선택한 촬영이미지의 특정 지점에 대한 지상기준점 좌표값을 도 4의 지상기준점 좌표계에 표시한 모습을 예시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 영상처리시스템에서 상기준점 좌표계와 촬영이미지 간의 매칭 상태를 확인하는 모습을 예시한 도면.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 영상처리시스템에서 지상기준점 좌표계의 수정 모습을 순차적으로 예시한 도면.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 영상처리시스템에서 진행되는 촬영이미지의 정사처리 과정을 순차적으로 예시한 도면.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 영상처리시스템의 구동 시 형성된 촬영기하를 예시한 도면.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 영상처리시스템의 구동 시 형성된 촬영이미지의 좌표값과 촬영방향 벡터 u 간의 관계를 나타낸 도면.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 영상처리시스템에서 촬영이미지의 왜곡을 보정하는 모습을 그래프화한 도면.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 영상처리시스템에서 항공촬영 유도장치가 설치된 상태를 예시한 도면.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 항공촬영 유도장치를 통해 항공촬영장치에서 촬영이미지의 획득 위치가 정해지는 상태를 예시한 도면.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 항공촬영장치의 전체적인 모습을 도시한 도면.
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 항공촬영장치를 하부에서 바라본 모습을 도시한 저면도.
도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 항공촬영장치를 측면에서 바라본 모습을 도시한 도면.
도 17은 본 발명의 일실시예에 따른 회전구동유닛의 작동 모습을 도시한 도면.
도 18은 본 발명의 일실시예에 따른 제2베이스플레이트가 길이 방향으로 이동된 작동 모습을 도시한 도면.
The attached drawings are intended as reference for understanding the technical idea of the present invention, and are not intended to limit the scope of the present invention.
Figure 1 is a block diagram showing the overall configuration of an image processing system capable of correcting location information by combining it with a captured image according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a flowchart showing the process of generating a ground reference point coordinate system within a captured image performed in an image processing system according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a diagram illustrating a point corresponding to a ground reference point coordinate value displayed on a captured image coordinate system to calculate the distortion rate of a captured image in an image processing system according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a diagram illustrating a ground control point coordinate system for inputting a ground control point in a captured image in an image processing system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating the ground reference point coordinate value for a specific point of a captured image selected by an operator in the image processing system according to an embodiment of the present invention displayed in the ground reference point coordinate system of FIG. 4.
Figure 6 is a diagram illustrating confirmation of a matching state between the reference point coordinate system and a captured image in an image processing system according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a diagram sequentially illustrating the modification of the ground reference point coordinate system in the image processing system according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is a diagram sequentially illustrating the orthoprocessing process of a captured image performed in an image processing system according to an embodiment of the present invention.
Figure 9 is a diagram illustrating an imaging geometry formed when driving an image processing system according to an embodiment of the present invention.
Figure 10 is a diagram showing the relationship between the coordinate value of a captured image formed when driving an image processing system according to an embodiment of the present invention and the shooting direction vector u.
FIG. 11 is a graphical diagram illustrating correction of distortion of a captured image in an image processing system according to an embodiment of the present invention.
Figure 12 is a diagram illustrating a state in which an aerial photography guidance device is installed in an image processing system according to an embodiment of the present invention.
Figure 13 is a diagram illustrating a state in which the acquisition position of a captured image is determined in an aerial photography device through an aerial photography guidance device according to an embodiment of the present invention.
Figure 14 is a diagram showing the overall appearance of an aerial imaging device according to an embodiment of the present invention.
Figure 15 is a bottom view showing an aerial imaging device according to an embodiment of the present invention as seen from below.
Figure 16 is a view showing a side view of the aerial imaging device according to an embodiment of the present invention.
Figure 17 is a diagram showing the operation of the rotation drive unit according to an embodiment of the present invention.
Figure 18 is a diagram showing the operation of the second base plate moved in the longitudinal direction according to an embodiment of the present invention.

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.Hereinafter, based on the attached drawings, the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily practice it. However, the present invention may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly explain the present invention, parts that are not relevant to the description are omitted, and identical or similar components are assigned the same reference numerals throughout the specification.

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. In addition, terms or words used in this specification and patent claims should not be construed as limited to their usual or dictionary meanings, and the inventor must appropriately use the concept of terms to explain his or her invention in the best way. It must be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle of definability.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 위치정보를 촬영이미지에 합성하여 보정할 수 있는 영상처리시스템의 전체적인 구성을 도시한 블록도이다.Figure 1 is a block diagram showing the overall configuration of an image processing system capable of correcting location information by combining it with a captured image according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 영상처리시스템은 항공촬영장치가 촬영한 항공사진(촬영이미지)을 실시간으로 정사보정해서, 해당 정사영상 출력과 더불어 최소한의 시간과 시스템 부하로 촬영이미지에 적용되는 지상기준점 좌표값을 촬영이미지에 합성 출력하는 시스템이다.The image processing system according to the present invention orthocorrects aerial photos (captured images) taken by an aerial photography device in real time, and outputs the corresponding orthoimages as well as ground reference point coordinates applied to the captured images with minimal time and system load. It is a system that outputs composite images from captured images.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 영상처리시스템은, 지상기준점에 대한 정보를 저장하는 지상기준점DB(11)와, 항공촬영장치(30)가 촬영한 촬영이미지에 지상기준점 좌표값의 위치정보를 링크해 저장하는 이미지DB(12)와, 이미지DB(12)에 저장된 촬영이미지를 출력하는 이미지 출력모듈(21)과, 이미지 출력모듈(21)에 출력되는 촬영이미지를 작업자가 제어할 수 있도록 이미지 출력모듈(21)을 제어하는 이미지 제어모듈(22)과, 촬영이미지 좌표값과 지상기준점 좌표값 간의 관계식을 활용해서 지상기준점 좌표값으로부터 촬영이미지 좌표값을 연산하는 관계식 연산모듈(23)과, 촬영이미지의 왜곡 비율을 연산하는 왜곡비율 확인모듈(24)과, 상기 촬영이미지에 위치별로 해당하는 지상기준점 좌표값을 링크하는 좌표값 설정모듈(25)과, 항공기의 현 위치를 GNSS(Global Navigation Satellite System)로 측정하는 GNSS모듈(26)과, 상기 촬영이미지에 링크된 지상기준점 좌표값의 위치를 확인하고 오류 확인시 이를 보정하는 좌표보정모듈(27) 그리고 상기 항공촬영장치(30)를 통한 촬영이미지의 획득 작업이 기설정된 촬영기준점을 기준으로 정해진 위치에서 진행될 수 있도록 상기 촬영기준점별 매칭되어 설치되는 항공촬영 유도장치(40)로 구성된다.As shown, the image processing system according to the present invention includes a ground control point DB (11) that stores information about the ground control point, and location information of the ground control point coordinate value in the image captured by the aerial photography device (30). An image DB (12) that links and stores images, an image output module (21) that outputs captured images stored in the image DB (12), and an image output module (21) that allows the operator to control the captured images output to the image output module (21). An image control module 22 that controls the output module 21, a relational expression calculation module 23 that calculates the captured image coordinate value from the ground reference point coordinate value using the relational expression between the captured image coordinate value and the ground reference point coordinate value, A distortion rate confirmation module 24 that calculates the distortion rate of the captured image, a coordinate value setting module 25 that links the ground reference point coordinate value corresponding to each location to the captured image, and GNSS (Global Navigation) the current location of the aircraft. Through the GNSS module (26) that measures with the Satellite System, the coordinate correction module (27) that checks the location of the ground reference point coordinate value linked to the captured image and corrects it when an error is confirmed, and the aerial photography device (30) It consists of an aerial photography guidance device 40 that is installed and matched to each of the photographing reference points so that the task of acquiring the photographed image can be carried out at a determined location based on the preset photographing reference point.

지상기준점DB(11)는 지상의 특정 지점들에 대한 각각의 지상기준점 정보를 저장한다. 촬영이미지를 내부표정 및 외부표정 처리하기 위해서는 상기 촬영이미지에 기준점을 잡아야 한다. 본 발명에 따른 영상처리시스템은 상기 촬영이미지에 잡아야 하는 기준점을 지상기준점DB(11)에 저장된 지상기준점에 맞춰서 진행할 수 있다. 참고로, 지상기준점 정보는 지상에 선정된 특정 지점의 GNSS 좌표로 된 좌표값이다. 본 실시 예에서는 지상기준점DB(11)가 상기 촬영이미지에 위치한 지상 지점의 지상기준점 좌표값을 저장한다.The ground control point DB 11 stores ground control point information for each specific point on the ground. In order to process internal and external expressions of a captured image, a reference point must be set on the captured image. The image processing system according to the present invention can proceed by matching the reference point to be captured in the captured image to the ground reference point stored in the ground reference point DB (11). For reference, ground reference point information is a coordinate value made up of GNSS coordinates of a specific point selected on the ground. In this embodiment, the ground control point DB 11 stores the ground control point coordinates of the ground point located in the captured image.

이미지DB(12)는 항공촬영장치(30)에 의해 지상이 촬영된 촬영이미지와, 상기 촬영이미지에 링크된 지상기준점 좌표값을 저장한다. 상기 촬영이미지에 지상기준점을 링크하는 과정 및 기술내용은 아래에서 상세히 설명한다.The image DB 12 stores a captured image of the ground captured by the aerial imaging device 30 and a ground reference point coordinate value linked to the captured image. The process and technical details of linking the ground control point to the captured image are described in detail below.

이미지 출력모듈(21)은 이미지DB(12)에 저장된 촬영이미지와 정사영상을 출력하는 통상적인 디스플레이 장치로서, 일반 모니터 또는 터치스크린 등이 적용될 수 있다. 일반적으로 모니터 또는 터치스크린 등의 이미지 출력모듈(21)은 출력되는 촬영이미지의 각 지점에 대한 좌표값을 확인할 수 있도록 다수의 X축선과 Y축선이 격자형태로 배열된 촬영이미지 좌표계(AX; 도 3 참조)를 갖춘다. 따라서, 촬영이미지 상에 특정 지점을 선택하면, 이미지 출력모듈(21)은 해당 화면 내 상기 특정 지점에 대한 촬영이미지 좌표값을 추적해 확인한다.The image output module 21 is a typical display device that outputs captured images and orthoimages stored in the image DB 12, and may be a general monitor or a touch screen. In general, the image output module 21, such as a monitor or touch screen, uses a captured image coordinate system (AX) in which multiple 3). Therefore, when a specific point is selected on the captured image, the image output module 21 tracks and confirms the captured image coordinate value for the specific point within the corresponding screen.

이미지 제어모듈(22)은 이미지 출력모듈(21)이 출력하는 이미지를 제어하기 위한 조작수단으로서, 작업자의 조작에 따라 제어값을 생성하여 이미지 출력모듈(21)에 전달한다. 이미지 제어모듈(22)은 터치스크린 기술 방식으로 실행될 수도 있고, 별도의 자판 또는 조이스틱 등이 적용될 수도 있다.The image control module 22 is an operating means for controlling the image output by the image output module 21, and generates control values according to the operator's manipulation and transmits them to the image output module 21. The image control module 22 may be implemented using touch screen technology, or a separate keyboard or joystick may be used.

관계식 연산모듈(23)은 촬영이미지 좌표값과 지상기준점 좌표값 간의 관계식을 활용해서, 왜곡비율 확인모듈(24)이 제시한 지상기준점 좌표값으로부터 촬영이미지 좌표값을 연산한다. 상기 관계식은 아래에서 설명하는 수정공선조건식이 적용될 수 있다.The relational expression calculation module 23 uses the relational expression between the captured image coordinate value and the ground reference point coordinate value to calculate the captured image coordinate value from the ground reference point coordinate value presented by the distortion ratio confirmation module 24. The modified collinear condition described below can be applied to the above relational expression.

왜곡비율 확인모듈(24)은 촬영이미지에 적용되는 지상기준점의 위치를 확인해서 해당 촬영이미지의 실제 왜곡상태를 확인하고 왜곡비율을 연산해서, 상기 촬영이미지의 이미지 배치 상태를 확인할 수 있도록 한다.The distortion rate confirmation module 24 confirms the actual distortion state of the captured image by checking the position of the ground reference point applied to the captured image, calculates the distortion ratio, and confirms the image arrangement state of the captured image.

좌표값 설정모듈(25)은 왜곡비율 확인모듈(24)이 연산한 왜곡비율을 기초로 해당 지상기준점 좌표계를 생성하고, 상기 좌표계에 촬영이미지의 좌표값과 지상기준점의 좌표값이 링크돼 이루어지도록 한다.The coordinate value setting module 25 creates a corresponding ground reference point coordinate system based on the distortion rate calculated by the distortion rate confirmation module 24, and links the coordinate value of the captured image and the coordinate value of the ground reference point in the coordinate system. do.

GNSS모듈(26)은 항공기의 현재 위치를 GNSS로 측정해서 확인한다. GNSS측정을 위한 장치는 공지,공용의 기술이므로, GNSS모듈(26)의 동작 원리 및 구성에 대해서는 그 설명을 생략한다.The GNSS module (26) measures and confirms the current location of the aircraft using GNSS. Since the device for GNSS measurement is a known and common technology, description of the operating principle and configuration of the GNSS module 26 will be omitted.

좌표보정모듈(27)은 촬영이미지에 결합된 지상기준점 좌표계의 좌표정보와, 촬영이미지에 촬영된 특정 지점에 대한 실제 좌표정보를 비교해서, 상기 실제 좌표정보에 상기 지상기준점 좌표계를 맞춘다. 좌표보정모듈(27)에 대한 보다 구체적인 설명은 본 실시 예에 따른 영상처리시스템의 구동 과정을 설명하면서 상세히 한다.The coordinate correction module 27 compares the coordinate information of the ground reference point coordinate system combined with the captured image with the actual coordinate information for a specific point captured in the captured image, and adjusts the ground reference point coordinate system to the actual coordinate information. A more detailed description of the coordinate correction module 27 will be provided while explaining the driving process of the image processing system according to this embodiment.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 영상처리시스템에서 진행되는 촬영이미지 내 지상기준점 좌표계 생성 과정을 도시한 순서도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 영상처리시스템에서 촬영이미지의 왜곡 비율을 연산하기 위해 지상기준점 좌표값에 해당하는 지점을 촬영이미지 좌표계에 표시한 모습을 예시한 도면이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 영상처리시스템에서 촬영이미지 내에 지상기준점을 입력하기 위한 지상기준점 좌표계를 예시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 영상처리시스템에서 작업자가 선택한 촬영이미지의 특정 지점에 대한 지상기준점 좌표값을 도 4의 지상기준점 좌표계에 표시한 모습을 예시한 도면이며, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 영상처리시스템에서 상기준점 좌표계와 촬영이미지 간의 매칭 상태를 확인하는 모습을 예시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 영상처리시스템에서 지상기준점 좌표계의 수정 모습을 순차적으로 예시한 도면이다.Figure 2 is a flow chart showing the process of generating a ground reference point coordinate system in a captured image performed in an image processing system according to an embodiment of the present invention, and Figure 3 is a distortion of a captured image in an image processing system according to an embodiment of the present invention. It is a diagram illustrating the point corresponding to the ground reference point coordinate value displayed in the captured image coordinate system to calculate the ratio. Figure 4 shows how to input the ground reference point in the captured image in the image processing system according to an embodiment of the present invention. It is a diagram illustrating the ground control point coordinate system for, and FIG. 5 shows the ground control point coordinate value for a specific point of the captured image selected by the operator in the image processing system according to an embodiment of the present invention displayed in the ground control point coordinate system of FIG. is a diagram illustrating, and Figure 6 is a diagram illustrating the state of checking the matching state between the reference point coordinate system and the captured image in the image processing system according to an embodiment of the present invention, and Figure 7 is an embodiment of the present invention. This diagram sequentially illustrates the modification of the ground reference point coordinate system in the following image processing system.

S10; 왜곡비율 확인단계S10; Distortion ratio confirmation step

작업자는 이미지 출력모듈(21)에 출력되고 있는 촬영이미지 내 특정 지상물을 선택해서 상기 지상물의 지상기준점 좌표값을 입력하면, 상기 지상기준점 좌표값을 입력받은 왜곡비율 확인모듈(24)은 상기 지상기준점 좌표값을 관계식 연산모듈(23)에 전달하고, 관계식 연산모듈(23)은 촬영이미지 좌표값과 지상기준점 좌표값 간의 관계식을 활용해서 이에 대응하는 촬영이미지 좌표값을 연산한다. 여기서, 상기 관계식은 수정공선조건식이 예시될 수 있다.When the operator selects a specific ground object in the captured image being output to the image output module 21 and inputs the ground reference point coordinate value of the ground object, the distortion rate confirmation module 24 that receives the ground reference point coordinate value inputs the ground reference point coordinate value of the ground object. The reference point coordinate value is transmitted to the relational calculation module 23, and the relational expression calculation module 23 uses the relational expression between the captured image coordinate value and the ground reference point coordinate value to calculate the corresponding captured image coordinate value. Here, the above relational expression may be an example of a modified collinear conditional expression.

도 3에서 보인 바와 같이, 관계식 연산모듈(23)은 작업자가 입력한 지상기준점 좌표값을 상기 수정공선조건식에 입력해서 해당하는 촬영이미지의 좌표값을 연산하고, 왜곡비율 확인모듈(24)은 관계식 연산모듈(23)로부터 수신한 결과인 촬영이미지 좌표값을 해당 촬영이미지의 좌표계(AX)에 적용한다. 본 실시 예에서, 제1선택지점(AP)은 상기 수정공선조건식을 통해 연산한 결과 원점(O)을 중심으로 촬영이미지 좌표값(-6, -4)에 위치하고, 제2선택지점(BP)은 상기 수정공선조건식을 통해 연산한 결과 원점(O)을 중심으로 촬영이미지 좌표값(6, 6)에 위치하며, 제3선택지점(CP)은 상기 수정공선조건식을 통해 연산한 결과 원점(O)을 중심으로 촬영이미지 좌표값(8,-11)에 위치한다.As shown in FIG. 3, the relational expression calculation module 23 inputs the ground reference point coordinate value input by the operator into the modified collinear condition equation to calculate the coordinate value of the corresponding captured image, and the distortion ratio confirmation module 24 calculates the coordinate value of the corresponding captured image by using the relational expression. The captured image coordinate value, which is the result received from the calculation module 23, is applied to the coordinate system (AX) of the captured image. In this embodiment, the first selection point (AP) is located at the captured image coordinate values (-6, -4) centered on the origin (O) as a result of calculation through the modified collinear condition equation, and the second selection point (BP) is located at the captured image coordinate value (6, 6) centered on the origin (O) as a result of calculation through the modified collinear condition formula, and the third selection point (CP) is located at the origin (O) as a result of calculation through the modified collinear condition formula. ) is located at the captured image coordinate values (8,-11).

계속해서, 왜곡비율 확인모듈(24)은 확인된 선택지점(AP, BP, CP)의 촬영이미지 좌표값을 기초로 원점(O)과 각 선택지점(AP, BP, CP) 간의 제1거리를 연산한다.Subsequently, the distortion ratio confirmation module 24 determines the first distance between the origin (O) and each selected point (AP, BP, CP) based on the captured image coordinate values of the confirmed selected points (AP, BP, CP). Calculate.

계속해서, 왜곡비율 확인모듈(24)은 작업자가 입력한 선택지점(AP, BP, CP)의 지상기준점 좌표값과, GNSS모듈(26)이 측정한 원점(O)의 지상기준점 좌표값을 확인해서, 이를 기초로 원점(O)과 각 선택지점(AP, BP, CP) 간의 제2거리를 연산한다.Subsequently, the distortion rate confirmation module 24 checks the ground reference point coordinates of the selected point (AP, BP, CP) entered by the operator and the ground reference point coordinates of the origin (O) measured by the GNSS module 26. So, based on this, the second distance between the origin (O) and each selected point (AP, BP, CP) is calculated.

전술한 바와 같이, 상기 제1거리는 촬영이미지를 배경으로 하는 선택지점(AP, BP, CP)과 원점(O) 간의 거리이고, 상기 제2거리는 지상기준점을 기초로 하는 선택지점(AP, BP, CP)과 원점(O) 간의 거리이다. 따라서, 상기 제2거리가 원점(P)의 위치와 선택지점(AP, BP, CP)의 위치 간 실제거리이고, 상기 제1거리는 해당 촬영이 미지의 왜곡으로 거리의 변화가 발생한 왜곡된 거리이다. 여기서, 원점(O)의 좌표값은 GNSS모듈(26)이 확인한 GNSS 좌표값으로서, 상기 촬영이미지를 촬영할 당시의 항공기 위치이다.As described above, the first distance is the distance between the selected points (AP, BP, CP) on the background of the captured image and the origin (O), and the second distance is the selected point (AP, BP, CP, It is the distance between CP) and the origin (O). Therefore, the second distance is the actual distance between the location of the origin (P) and the location of the selection point (AP, BP, CP), and the first distance is a distorted distance in which the distance change occurred due to unknown distortion of the corresponding shooting. . Here, the coordinate value of the origin (O) is a GNSS coordinate value confirmed by the GNSS module 26 and is the aircraft position at the time of capturing the image.

왜곡비율 확인모듈(24)은 지점 간 제2거리 차이 대비 제1거리 차이에 대한 거리별 차이비율을 확인한다. 즉, 원점(O)으로부터 거리가 먼 선택지점(AP, BP, CP)일수록 지점 간 제2거리 차이 대비 제1거리 차이가 크게 발생하는지 여부를 확인하고, 상기 거리에 따른 지점별 제1거리 차이의 증가 또는 감소비율인 왜곡비율을 확인하는 것이다. 일 예를 들어, 원점(O)과 제4선택지점 간의 제1거리가 10, 제2거리는 300m이고, 원점(O)과 제5선택지점 간의 제1거리가 21, 제2거리는 600m이며, 원점(O)과 제6선택지점 간의 제1거리가 33, 제2거리는 900m으로 확인되면, 제1거리는 지점별로 10(10 - 0), 11(21 - 10), 12(33 - 21) 등의 차이를 보이고, 제2거리는 지점별로 300(300 - 0), 300(600 - 300), 300(900 - 600) 등의 차이를 보인다. 결국, 제2거리 차이 대비 제1거리에 대한 거리별 차이비율은 10%로 증가하고, 이를 통해 거리가 멀어질수록 10%의 왜곡비율로 촬영이미지가 왜곡됨을 확인할 수 있다.The distortion ratio confirmation module 24 checks the difference ratio by distance for the first distance difference compared to the second distance difference between points. In other words, the farther the selected point (AP, BP, CP) is from the origin (O), the greater the first distance difference compared to the second distance difference between points, and the first distance difference for each point according to the distance. The purpose is to check the distortion ratio, which is the increase or decrease rate of . For example, the first distance between the origin (O) and the fourth selection point is 10, the second distance is 300m, the first distance between the origin (O) and the fifth selection point is 21, the second distance is 600m, and the origin If the first distance between (O) and the 6th selection point is confirmed to be 33 and the second distance is 900m, the first distance is 10 (10 - 0), 11 (21 - 10), 12 (33 - 21), etc. for each point. There is a difference, and the second distance varies from point to point, such as 300 (300 - 0), 300 (600 - 300), and 300 (900 - 600). In the end, the distance difference ratio for the first distance compared to the second distance difference increases to 10%, and through this, it can be seen that the captured image is distorted at a distortion rate of 10% as the distance increases.

참고로, 카메라에 촬영된 촬영이미지는 촬영 중심으로부터 멀어질수록 왜곡이 발생한다. 따라서, 촬영이미지의 외곽으로 갈수록, 촬영 대상물의 형태 변형 및 크기 증가가 심화한다. 결국, 촬영이미지는 그 외곽으로 갈수록 실제 위치보다 먼 위치에 위치하고 큰 형상으로 왜곡돼 출력된다.For reference, the image captured by the camera becomes more distorted the further away it is from the center of the image. Accordingly, the shape deformation and size increase of the photographed object become more severe as it moves to the outskirts of the photographed image. In the end, the farther out the captured image goes, the farther away it is from its actual location, and it is output distorted into a large shape.

S20; 지상기준점 좌표계 생성단계S20; Ground reference point coordinate system creation stage

좌표값 설정모듈(25)은 왜곡비율 확인모듈(24)이 확인한 왜곡비율에 따라 해당 촬영이미지 전용 지상기준점 좌표계(BX)를 생성한다. 이를 위해 좌표값 설정모듈(25)은 촬영이미지의 방위를 확인해서 지상기준점 좌표계(BX)의 축 방향을 결정하고, 해당 촬영이미지에 적용할 지상기준점들 간의 간격을 결정한다.The coordinate value setting module 25 generates a ground reference point coordinate system (BX) dedicated to the captured image according to the distortion ratio confirmed by the distortion ratio confirmation module 24. To this end, the coordinate value setting module 25 checks the direction of the captured image, determines the axial direction of the ground reference point coordinate system (BX), and determines the interval between ground reference points to be applied to the captured image.

계속해서, 좌표값 설정모듈(25)은 원점(O)을 중심으로 상기 간격에 위치한 위도방향과 경도방향의 지상기준점을 입력하고, 앞서 확인된 왜곡비율로 상기 위도방향과 경도방향을 따라 지상기준점의 간격이 조정되도록 설정해서, 도 4 및 도 5에서 보인 바와 같이, 상기 지상기준점을 잇는 다수의 위도축선과 경도축선이 격자형태로 배열돼 이루어진 지상기준점 좌표계(BX)를 완성한다.Subsequently, the coordinate value setting module 25 inputs ground reference points in the latitude direction and longitude direction located in the above intervals with the origin O as the center, and ground reference points along the latitude direction and longitude direction at the previously confirmed distortion rate. By setting the spacing to be adjusted, as shown in Figures 4 and 5, a ground control point coordinate system (BX) consisting of a plurality of latitude and longitude axes connecting the ground control points is arranged in a grid form is completed.

본 실시 예에서 보인 지상기준점 좌표계(BX)는 왜곡비율 확인모듈(24)이 확인한 왜곡비율만큼 원점(O)으로부터 멀어질수록 지상기준점 간 간격이 증가한다.In the ground reference point coordinate system (BX) shown in this embodiment, the distance between ground reference points increases as the distance from the origin (O) increases by the distortion rate confirmed by the distortion rate confirmation module 24.

계속해서, 좌표값 설정모듈(25)은 도 4에서 보인 바와 같이, 지상기준점 좌표계(BX)와 촬영이미지 좌표계(AX)의 연계를 통해 지상기준점 좌표값과 촬영이미지 좌표값이 링크되도록 해서, 임의의 지상기준점이 촬영이미지의 어떤 좌표값에 대응해 위치하는지를 곧바로 확인할 수 있도록 한다. 여기서, 촬영이미지 좌표계(AX)는 이미지 출력모듈(21)이 해당 촬영이미지를 출력할 때, 이미지의 출력 지점 등을 결정하기 위해 당연히 생성하는 공지,공용의 기술로서, 본 발명에 따른 영상처리시스템은 상기 기술을 응용해 활용한다.Subsequently, as shown in FIG. 4, the coordinate value setting module 25 links the ground reference point coordinate value and the captured image coordinate value through linkage between the ground reference point coordinate system (BX) and the captured image coordinate system (AX), thereby arbitrarily It is possible to immediately check which coordinate value of the captured image the ground reference point is located in. Here, the captured image coordinate system (AX) is a known and common technology that is naturally created to determine the output point of the image when the image output module 21 outputs the captured image, and is an image processing system according to the present invention. applies and utilizes the above technology.

결국, 좌표값 설정모듈(25)에 의해 생성된 지상기준점 좌표계(BX)가 촬영이미지 좌표계(AX)와 연계하면서 정사영상 처리 효과를 주므로, 작업자가 촬영이미지의 일 지점(TP)을 선택하거나 상기 일 지점(TP)의 지상기준점 좌표값을 입력하면, 상기 일 지점(TP)과 연계하는 촬영이미지 좌표계(AX)가 바로 확인되어 출력된다.Ultimately, since the ground reference point coordinate system (BX) generated by the coordinate value setting module 25 provides an orthophoto processing effect in conjunction with the captured image coordinate system (AX), the operator can select a point (TP) of the captured image or When the ground reference point coordinates of a point (TP) are input, the captured image coordinate system (AX) associated with the point (TP) is immediately confirmed and output.

따라서, 촬영이미지의 정사영상 처리를 위해서 해당 촬영이미지 내 지상기준점을 복잡한 관계식 등을 통해 일일이 연산처리하지 않아도 촬영이미지의 좌표에 대응하도록 보정할 수 있고, 이를 통해 항공촬영 중 촬영되는 촬영이미지를 실시간으로 신속히 처리할 수 있다.Therefore, in order to process orthoimages of captured images, the ground control points in the captured images can be corrected to correspond to the coordinates of the captured images without having to calculate them individually through complex relational expressions, etc., and through this, the captured images captured during aerial photography can be processed in real time. It can be processed quickly.

S25; 지상기준점 좌표계 보정단계S25; Ground reference point coordinate system correction step

좌표보정모듈(27)은 촬영이미지에 적용된 지상기준점 좌표계(BX)를 확인하고, 촬영이미지에 촬영된 지상물의 지상기준점 좌표값과의 비교해서, 촬영이미지에 적용된 지상기준점 좌표계(BX)의 오차 여부를 확인한다.The coordinate correction module 27 checks the ground reference point coordinate system (BX) applied to the captured image and compares it with the ground reference point coordinate value of the ground object photographed in the captured image to determine whether there is an error in the ground reference point coordinate system (BX) applied to the captured image. Check .

이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 좌표보정모듈(27)은 확인대상 지상물(ST)을 선택하고, 지상기준점 좌표계(BX)를 기준으로 확인대상 지상물(ST)의 지상기준점 좌표값인 제1좌표값(OP1)을 확인한다. 참고로, 제1좌표값(OP1)은 확인대상 지상물(ST)의 이미지가 겹치는 지상기준점 좌표계(BX)의 일 지점의 좌표값으로 한다.To explain this in more detail, the coordinate correction module 27 selects the ground object (ST) to be confirmed and provides the first ground reference point coordinate value of the ground object (ST) to be confirmed based on the ground reference point coordinate system (BX). Check the coordinate value (OP1). For reference, the first coordinate value (OP1) is the coordinate value of a point in the ground reference point coordinate system (BX) where the image of the ground object (ST) to be confirmed overlaps.

계속해서, 좌표보정모듈(27)은 지상기준점DB(11)에서 확인대상 지상물(ST)의 실제 지상기준점 좌표값을 검색하고, 검색된 지상기준점 좌표값을 지상기준점 좌표계(BX)에 적용해서 수정대상 좌표값(TP2)을 확인한다.Subsequently, the coordinate correction module 27 searches the ground reference point DB 11 for the actual ground reference point coordinate value of the ground object (ST) to be confirmed, and applies the searched ground reference point coordinate value to the ground reference point coordinate system (BX) to correct it. Check the target coordinate value (TP2).

여기서, 확인대상 지상물(ST)이 위치한 제1좌표값(OP1)과 수정대상 좌표값(TP2)의 위치에 차이가 발생하므로, 좌표보정모듈(27)은 해당 지상기준점 좌표계(BX)에 오류가 있음을 확인한다. 이러한 오류를 보정하기 위해서, 좌표보정모듈(27)은 도 7에서 보인 바와 같이, 제1좌표값(OP1)과 경도 위치에 차이가 있는 수정대상 좌표값(TP2)의 '경도축선'을 제1좌표값(OP1)이 위치한 '경도축선'으로 이동시킨다. 더불어서, 좌표보정모듈(27)은 본 지상기준점 좌표계(BX)에 적용된 왜곡비율에 따라 상기 '경도축선'에 이웃하도록 지상기준점 좌표계(BX)에 구성된 다른 '경도축선'들을 이동시켜서(도 7(b) 참고), 보정된 지상기준점 좌표계의 해당 지점에 확인대상 지상물(ST)의 지상기준점 좌표값이 정확히 표시될 수 있도록 한다.Here, since there is a difference in the position of the first coordinate value (OP1) where the ground object (ST) to be confirmed is located and the coordinate value to be corrected (TP2), the coordinate correction module 27 makes an error in the corresponding ground reference point coordinate system (BX). Confirm that there is. In order to correct this error, the coordinate correction module 27, as shown in FIG. 7, sets the 'longitude axis' of the coordinate value to be corrected (TP2) that has a difference in longitude position from the first coordinate value (OP1) to the first coordinate value (OP1). Move it to the ‘longitude axis’ where the coordinate value (OP1) is located. In addition, the coordinate correction module 27 moves other 'longitude axes' configured in the ground reference point coordinate system (BX) to be adjacent to the 'longitude axis' according to the distortion rate applied to the ground reference point coordinate system (BX) (FIG. 7 ( b) Reference), ensure that the ground control point coordinate value of the ground object (ST) to be confirmed is accurately displayed at the corresponding point in the corrected ground control point coordinate system.

본 실시 예에서는 수정대상 좌표값(TP2)과 경도 차이만 있는 제1좌표값(OP1)을 예시하였으나, 이외에도, 위도 차이만 있을 수도 있고(OP2), 경도와 위도 모두가 차이가 있을 수도 있다(OP3).In this embodiment, the coordinate value to be modified (TP2) and the first coordinate value (OP1) having only a difference in longitude are exemplified, but in addition, there may be only a latitude difference (OP2), or there may be a difference in both longitude and latitude ( OP3).

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 영상처리시스템에서 진행되는 촬영이미지의 정사처리 과정을 순차적으로 예시한 도면이고, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 영상처리시스템의 구동 시 형성된 촬영기하를 예시한 도면이며, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 영상처리시스템의 구동 시 형성된 촬영이미지의 좌표값과 촬영방향 벡터 u 간의 관계를 나타낸 도면이고, 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 영상처리시스템에서 촬영이미지의 왜곡을 보정하는 모습을 그래프화한 도면이다.FIG. 8 is a diagram sequentially illustrating the orthoprocessing process of a captured image performed in an image processing system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a view showing a photograph formed when the image processing system is driven according to an embodiment of the present invention. It is a diagram illustrating geometry, and FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the coordinate value of a captured image formed when driving an image processing system according to an embodiment of the present invention and the shooting direction vector u, and FIG. 11 is an embodiment of the present invention. This is a graph showing how distortion of a captured image is corrected in an image processing system according to an example.

S30; 기준점 선택단계S30; Reference point selection stage

항공측량시 항공기에 장착된 촬영장치(30)가 지상을 실시간으로 측정해서 이미지DB(12)에 저장하고, 이미지 출력모듈(21)은 정사보정 대상 구역이 촬영된 촬영이미지를 출력한다. 아울러, GNSS모듈(26)은 현재 항공기의 촬영 위치를 실시간으로 측정해서, 촬영된 촬영이미지에 링크한다.During aerial surveying, the imaging device 30 mounted on the aircraft measures the ground in real time and stores it in the image DB 12, and the image output module 21 outputs a captured image of the orthocorrection target area. In addition, the GNSS module 26 measures the current shooting position of the aircraft in real time and links it to the captured image.

이어서, 작업자는 이미지 출력모듈(21)에 출력된 촬영이미지에서 기준점을 선택하고, 관계식 연산모듈(23)은 이를 입력받아 확인한다.Next, the operator selects a reference point from the captured image output to the image output module 21, and the relational expression calculation module 23 receives and confirms this input.

항공촬영된 촬영이미지는 통상적으로 스캐닝 과정을 거쳐 파일로 저장되는데, 스캐닝 과정을 거쳐 파일로 저장된 촬영이미지는 지상 좌표값을 지니지 않고 있기 때문에 촬영이미지에서 식별이 용이한 지점인 도로의 교차점, 교량, 수로 또는 도로 굴곡부 정점 및 산 정상부 등을 기준점 좌표(xa ,ya)로 결정한다.Aerial images are usually saved as files after going through a scanning process. Since the images saved as files through the scanning process do not have ground coordinate values, they are easily identifiable points such as road intersections, bridges, etc. The peaks of waterways or road bends and mountain peaks are determined as reference point coordinates (xa,ya).

참고로, 작업자는 이미지 제어모듈(22)을 조작해서, 이미지 출력모듈(21)에 출력되고 있는 촬영이미지 내에서 상기 기준점을 선택하고, 관계식 연산모듈(23)은 상기 기준점을 입력받아 확인한다.For reference, the operator operates the image control module 22 to select the reference point within the captured image being output to the image output module 21, and the relational expression calculation module 23 receives and confirms the reference point.

S40; 지상기준점 검색단계S40; Ground control point search stage

작업자는 촬영이미지 내 기준점을 선택하고, 선택한 지점에 대응한 지상기준점 좌표값인 (Px, Py, Pz)를 지상기준점DB(11)에서 검색해서, 본 발명에 따른 항공측량시스템이 제시하는 해당 입력란(미도시함)에 상기 지상기준점을 입력한다.The operator selects a reference point in the captured image, searches the ground reference point DB (11) for (Px, Py, Pz), which is the ground reference point coordinate value corresponding to the selected point, and enters the corresponding input field provided by the aerial surveying system according to the present invention. Enter the ground reference point (not shown).

항공측량 과정은 기존 수치지도의 배경 이미지를 업데이트하기 위한 목적이 있으므로, 작업자가 촬영이미지에서 선택한 기준점에 대응하는 지상기준점은 바로 확인 가능한다.Since the aerial survey process aims to update the background image of the existing digital map, the ground control point corresponding to the reference point selected by the operator in the captured image can be immediately confirmed.

S50; 제1연산 단계S50; First operation step

표정6요소를 결정하는 단계는 촬영이미지의 내부표정 및 외부표정을 수행하는 단계라고 할 수 있다.The step of determining the six facial expression elements can be said to be the step of performing the internal and external facial expressions of the captured image.

내부표정은 항공사진 자체가 지니고 있는 왜곡을 보정하는 것이다.Internal expression corrects the distortion inherent in the aerial photo itself.

참고로, 항공기에서 지상을 촬영한 촬영이미지는 카메라의 특성, 대기의 굴절, 지구의 곡률 등 여러 요인에 의해 왜곡을 갖는다. 이와 같은 왜곡으로 촬영이미지 상에서 왜곡이 없는 경우 (xa', ya')의 수정좌표값을 갖고 있어야 할 지점이, 왜곡으로 인해 (xa, ya)의 좌표값을 갖게 된다. 이와 같이 왜곡을 갖는 상기 촬영이미지의 각 좌표값인 (xa, ya)를 왜곡이 보정된 새로운 수정좌표값인 (xa', ya')로 재배열시키는 것이 내부표정이다.For reference, images taken of the ground from an aircraft are distorted by various factors such as camera characteristics, atmospheric refraction, and the curvature of the Earth. Due to this distortion, the point that should have the corrected coordinate value of (xa', ya') when there is no distortion on the captured image has the coordinate value of (xa, ya) due to the distortion. In this way, internal facial expression is rearranged from each coordinate value (xa, ya) of the captured image with distortion into new corrected coordinate values (xa', ya') with the distortion corrected.

한편, 외부표정은 상기 지상기준점으로부터 항공촬영시 알려지지 않은 미지수인 표정6요소 (ω, Φ, ψ, Sx, Sy. Sz)를 계산해서 내부표정을 통해 왜곡이 보정된 촬영이미지의 기준점 좌표값인 (xa', ya')와 해당 지상기준점 좌표값인 (Px, Py, Pz)의 관계를 정립한다.Meanwhile, the external expression calculates the 6 expression elements (ω, Φ, ψ, Sx, Sy. Sz), which are unknown unknowns during aerial photography, from the ground reference point, and calculates the reference point coordinate value of the captured image whose distortion has been corrected through the internal expression. Establish the relationship between (xa', ya') and the corresponding ground reference point coordinate values (Px, Py, Pz).

본 발명은 내부표정을 별도로 수행하여 왜곡이 보정된 정사영상을 제작할 필요가 없다. 따라서 내부표정을 포함하는 새로운 수정공선조건식을 정립하고 상기 수정공선조건식으로부터 표정6요소를 계산한다.In the present invention, there is no need to separately perform internal facial expression to produce an orthoimage with correction of distortion. Therefore, a new modified collinear condition equation including the internal expression is established and the six expression elements are calculated from the modified collinear condition equation.

참고로, 표정요소(orientation elements, 標定要素)는 항공사진의 표정에 필요한 카메라의 위치와 자세를 결정짓는 요소로서, 기선의 성분과 그 기선 주위의 회전각 등으로 구성된다.For reference, orientation elements are elements that determine the position and posture of the camera required for facial expressions in aerial photos, and are composed of the components of the baseline and the angle of rotation around the baseline.

도 9에서 확인할 수 있듯이, 지구중심에서 항공기의 위치를 나타내는 벡터와 지구중심에서 촬영되는 지상기준점의 위치를 나타내는 벡터 및 촬영방향을 나타내는 벡터 사이의 관계는 아래의 [수학식 1]과 같이 표현할 수 있다.As can be seen in Figure 9, the relationship between the vector representing the position of the aircraft at the center of the Earth, the vector representing the position of the ground reference point captured from the center of the Earth, and the vector representing the shooting direction can be expressed as [Equation 1] below: there is.

[수학식 1][Equation 1]

여기서 μ는 임의의 스케일 변수이다. 상기 [수학식 1]에서 는 지구 중심좌표계로 표현되지만, 는 도 10처럼 사진좌표계에 의해서 표현된다. 서로 다른 좌표계를 지니고 있는 벡터를 동일 좌표계로 맞추기 위하여 x, y, z방향으로의 회전행렬이 정의되어야 하며, 이 회전행렬 M은 아래와 같다.Here μ is an arbitrary scale variable. In [Equation 1] above, and is expressed in an earth-centered coordinate system, is expressed by a photographic coordinate system as shown in Figure 10. In order to fit vectors with different coordinate systems into the same coordinate system, rotation matrices in the x, y, and z directions must be defined, and this rotation matrix M is as follows.

[수학식 2][Equation 2]

여기서, ω, Φ, Ψ는 x, y, z방향으로의 회전각을 나타낸다.Here, ω, Φ, and Ψ represent rotation angles in the x, y, and z directions.

또한, 는 도 10에서 보는 바와 같이, 촬영이미지의 좌표값인 (xa ,ya) 그리고 초점거리 f에 의해서 [수학식 3]으로 결정될 수 있다.also, As shown in FIG. 10, can be determined by [Equation 3] by (xa,ya), which is the coordinate value of the captured image, and the focal length f.

[수학식 3][Equation 3]

하지만, 사진촬영시 렌즈에 의한 왜곡, 지구곡률에 대한 왜곡 및 대기의 굴절에 의한 왜곡이 발생하게 된다.However, when taking pictures, distortion caused by the lens, distortion due to the curvature of the Earth, and distortion in the atmosphere occurs.

이러한 왜곡량(δr)은 촬영이미지의 중심으로부터의 거리( )에 의해 정의되며 [수학식 3]은 아래와 같이 다시 쓰여질 수 있다.This amount of distortion (δr) is the distance from the center of the captured image ( ), and [Equation 3] can be rewritten as follows.

[수학식 4][Equation 4]

여기서, 왜곡량 δr은 아래와 같이 정의된다.Here, the amount of distortion δr is defined as follows.

[수학식 5][Equation 5]

여기서, △r1은 렌즈의 왜곡을 나타내며, △r2는 지구곡률에 대한 왜곡을 나타내고, △r3는 대기의 굴절에 대한 왜곡을 나타낸다. 이들 값은 항공기의 높이와 촬영하는 촬영장치(30)의 특성(렌즈의 굴절률, 초점거리 등)에 의해서 정의된 값으로, 사진측량학에서 일반적으로 쉽게 그 해를 구할 수 있으므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.Here, △r1 represents the distortion of the lens, △r2 represents the distortion due to the curvature of the Earth, and △r3 represents the distortion due to the refraction of the atmosphere. These values are values defined by the height of the aircraft and the characteristics of the photographing device 30 (refractive index of the lens, focal length, etc.), and since the solution can generally be easily obtained in photogrammetry, a detailed explanation thereof is omitted. do.

[수학식 1]은 [수학식 2, 4]로부터 다음과 같이 표현할 수 있다.[Equation 1] can be expressed as follows from [Equations 2 and 4].

[수학식 6][Equation 6]

여기서, m11 [0095] 내지 m33은 M의 요소이다.Here, m11 to m33 are elements of M.

[수학식 6]은 항공기의 촬영기하로부터 얻어진 것이며, μ는 알려지지 않은 미지수이므로 μ를 소거하면 아래와 같이 표현할 수 있다.[Equation 6] is obtained from the imaging geometry of the aircraft, and since μ is an unknown unknown, μ can be expressed as follows by canceling μ.

[수학식 7][Equation 7]

[수학식 8][Equation 8]

관계식 연산모듈(23)이 전술한 절차를 통해 연산한 관계식인 [수학식 7] 및 [수학식 8]은 왜곡이 보정된 좌표값 (xa' ,ya')=(xa(1-δr), ya(1-δr))와 지상기준점의 좌표값 (Px, Py, Pz)와의 관계를 나타내는 관계식으로 수정공선조건식이라 정의한다.[Equation 7] and [Equation 8], which are the relational expressions calculated by the relational expression calculation module 23 through the above-described procedure, are distortion-corrected coordinate values (xa', ya') = (xa(1-δr), It is defined as a modified collinear condition equation as a relational expression expressing the relationship between ya(1-δr)) and the coordinate values (Px, Py, Pz) of the ground reference point.

상기 수정공선조건식[수학식 7,8]을 이용하여 촬영이미지가 지닌 왜곡을 보정하는 내부표정과, 촬영이미지의 기준점 좌표값에 지상기준점 좌표값을 적용하는 외부표정을 동시에 수행할 수 있다.Using the modified collinear condition equation [Equations 7 and 8], internal expression for correcting the distortion of the captured image and external expression for applying the ground reference point coordinate value to the reference point coordinate value of the captured image can be performed simultaneously.

상기 수정공선조건식에 촬영이미지의 좌표값(xa, ya)과 이에 대응하는 지상기준점의 좌표값(Px, Py, Pz), 그리고 촬영이미지의 좌표값(xa, ya)으로부터 얻어지는 왜곡량을 대입하면, 표정6요소(ω, Φ, ψ, Sx, Sy. Sz)이 계산된다.By substituting the coordinate values (xa, ya) of the captured image, the coordinate values of the corresponding ground reference point (Px, Py, Pz), and the amount of distortion obtained from the coordinate values (xa, ya) of the captured image into the modified collinear condition equation, , six facial expression elements (ω, Φ, ψ, Sx, Sy. Sz) are calculated.

상기 표정6요소의 미지수는 6개이므로 방정식은 6개가 필요하다. 따라서 촬영이미지의 좌표값(xa, ya)과 이에 대응하는 지상기준점의 좌표값(Px, Py, Pz)은 3점 이상이 필요하다. 통상적으로 해당 좌표값은 5점 또는 6점이 이용된다. 상기 표정6요소를 구하는 과정은 항공측량에서 일반적으로 적용하는 광속조정법(Bundle Block Adjustment)에서 사용하는 방법을 이용한다.Since there are 6 unknowns in the 6 facial expression elements, 6 equations are needed. Therefore, the coordinate values (xa, ya) of the captured image and the coordinate values (Px, Py, Pz) of the corresponding ground reference point need to be at least 3 points. Typically, 5 or 6 points are used as the coordinate value. The process of calculating the six facial expression elements uses the method used in the bundle block adjustment method commonly applied in aerial surveying.

참고로, 광속조정법은 다수의 중첩된 영상의 외부표정요소를 결정하는 대표적인 지오레퍼런싱(Georeferencing) 방법이다.For reference, the luminous flux adjustment method is a representative georeferencing method that determines the external expression elements of multiple overlapping images.

상기 정사영상을 제작하는 제1연산단계(S50)는 중심투영에 의한 항공사진을 정사투영에 의한 정사영상으로 변환하는 것이다. 즉, 중심투영에 의해 발생하는 편위를 제거하는 것이다. 정사영상의 제작은 외부표정과 밀접한 관계를 갖는다. 이는 정사영상의 제작은 중심투영된 촬영이미지의 좌표값(xa, ya)을 정사투영된 정사영상의 좌표값(xb, yb)으로 옮기는 것이라 할 수 있기 때문이다. 즉, 수정공선조건식을 이용하여 지상기준점의 좌표값(Px, Py, Pz)으로부터 각각의 촬영이미지의 좌표값(xa, ya)을 구하고, 상기 각각의 촬영이미지의 좌표값(xa, ya)이 갖고 있는 밝기값(Brightness Value or Digital Number)을 추출하고, 추출된 밝기값을 각각의 정사영상 좌표값(xb, yb)에 부여함으로써 정사영상은 제작된다. 스캐닝되어 이미지DB(12)에 저장되어 있는 촬영이미지는 좌표값(xa, ya)과 이에 대한 밝기값을 갖고 있으므로, 정사영상 좌표값(xb, yb)에 대응하는 촬영이미지의 좌표값(xa, ya)을 구하면 정사영상은 쉽게 제작될 수 있다.The first operation step (S50) of producing the orthoimage is to convert an aerial photo by central projection into an orthoimage by orthogonal projection. In other words, the deviation caused by central projection is removed. The production of orthophotos is closely related to external facial expressions. This is because the production of an orthophoto image involves transferring the coordinate values (xa, ya) of the centrally projected captured image to the coordinate values (xb, yb) of the orthoprojected image. In other words, the coordinate values (xa, ya) of each captured image are obtained from the coordinate values (Px, Py, Pz) of the ground reference point using the modified collinear condition, and the coordinate values (xa, ya) of each captured image are An orthoimage is produced by extracting the brightness value (Brightness Value or Digital Number) and assigning the extracted brightness value to each orthoimage coordinate value (xb, yb). Since the captured image scanned and stored in the image DB 12 has coordinate values (xa, ya) and corresponding brightness values, the coordinate values (xa, ya) of the captured image corresponding to the orthoimage coordinate values (xb, yb) If ya) is obtained, an orthophoto can be easily produced.

S60; 제2연산단계S60; Second operation stage

제1연산단계(S30)를 통해 관계식 연산모듈(23)이 표정6요소를 연산하면, 상기 수정공선조건식[수학식 7,8]에서 미지수는 지상기준점 좌표값(Px, Py, Pz)과 촬영이미지 좌표값(xa, ya)이다.When the relational calculation module 23 calculates the 6 facial expression elements through the first calculation step (S30), the unknowns in the modified collinear condition equation [Equations 7 and 8] are taken with the ground reference point coordinate values (Px, Py, Pz). Image coordinate values (xa, ya).

여기서, 상기 지상기준점의 좌표값은 수치표고자료인 지상기준점DB(11)의 검색을 통해 확인한다. 따라서, 실제 미지수는 촬영이미지의 좌표값(xa, ya)이 된다. 그런데 상기 수정공선조건식의 좌변에 있는 (1-δr)은 r(사진원점에서의 거리)에 관련된 함수([수학식 5] 참조)이고, r은 또한 xa, ya에 관련된 함수인 이다. 따라서 단순한 방법으로는 해를 구할 수 없다.Here, the coordinate value of the ground reference point is confirmed through a search of the ground reference point DB (11), which is digital elevation data. Therefore, the actual unknowns become the coordinate values (xa, ya) of the captured image. However, (1-δr) on the left side of the modified collinear condition equation is a function related to r (distance from the photo origin) (see [Equation 5]), and r is also a function related to xa and ya. Therefore, the solution cannot be found using simple methods.

따라서 계산 과정을 보다 간단히 하기 위하여, 본 발명의 관계식 연산모듈(23)은 r-f(r) 테이블을 이용한다.Therefore, in order to simplify the calculation process, the relational expression calculation module 23 of the present invention uses the r-f(r) table.

상기 [수학식 7]과 [수학식 8]의 양변을 제곱하고 더하면 아래와 같은 수학식이 유도된다.If both sides of [Equation 7] and [Equation 8] are squared and added, the following equation is derived.

[수학식 9][Equation 9]

[수학식 10][Equation 10]

여기서, U1, U2, U3 는 아래와 같이 정의되며, f(r)는 내부표정이 수행되어 왜곡이 보정된 사진에서 원점에서의 거리( )를 나타낸다.Here, U1, U2, and U3 are defined as follows, and f(r) is the distance from the origin in the photo in which internal expression has been performed and distortion has been corrected ( ).

[수학식 11][Equation 11]

[수학식 12][Equation 12]

[수학식 13][Equation 13]

상기 [수학식 9]에서 는 전술한 바와 같이 카메라의 특성과 촬영시의 고도에 의해 정의되어 있는 값이므로, 촬영된 촬영이미지에 대해 r에 대한 f(r)의 값을 쉽게 계산가능하며, 이를 [도 11]와 같이 r-f(r) 테이블화할 수 있다. 상기 [도 11]를 참조하여 f(r)로부터 r을 계산하는 방법에 대해 예를 들면, 지상기준점 좌표값 (Px, Py, Pz)이 주어지면, 상기 지상점을 이용하여 [수학식 11, 12 및 13]으로부터 U1(Px, Py,Pz), U2(Px, Py, Pz), U3(Px, Py, Pz)를 계산하고, [수학식 9]을 이용하여 f(r)을 계산한다. [도 11]에 보이는 것처럼 f(r)=120이라면, r과 f(r)의 테이블을 이용하여 r=122.037값을 찾는다. 상기와 같은 방법을 이용하면, 원하는 모든 지상점에 대하여 f(r)을 구하고, f(r)에 해당하는 r값을 쉽게 찾을 수 있다.In [Equation 9] above, As mentioned above, since is a value defined by the characteristics of the camera and the altitude at the time of shooting, it is possible to easily calculate the value of f(r) for r for the captured image, which is calculated as rf as shown in [Figure 11]. (r) Can be converted into a table. For example, regarding the method of calculating r from f(r) with reference to [FIG. 11], if ground reference point coordinate values (Px, Py, Pz) are given, using the ground point, [Equation 11, 12 and 13], calculate U1(Px, Py, Pz), U2(Px, Py, Pz), and U3(Px, Py, Pz), and calculate f(r) using [Equation 9] . As shown in [Figure 11], if f(r)=120, find the value of r=122.037 using the table of r and f(r). Using the above method, f(r) can be obtained for all desired ground points and the r value corresponding to f(r) can be easily found.

또한, f(r)/r=1-δr 이므로 상기 [수학식 7]과 [수학식 8]은 아래와 같이 다시 표현될 수 있다.Additionally, since f(r)/r=1-δr, [Equation 7] and [Equation 8] can be re-expressed as follows.

[수학식 14][Equation 14]

[수학식 15][Equation 15]

상기 [수학식 14]와 [수학식 15]는 상기 [수학식 7]과 [수학식 8]과 실질적으로 동일한 것이다.[Equation 14] and [Equation 15] are substantially the same as [Equation 7] and [Equation 8].

따라서 수치표고자료를 통해 지상기준점 좌표값(Px, Py, Pz)을 입력하면 f(r)값이 결정되고, r-f(r)테이블을 통해 결정된 f(r)로부터 r값이 결정되고, 수정공선조건식([수학식 7,8] 또는 [수학식 14,15])으로부터 왜곡되어 있는 항공 촬영이미지의 좌표값(xa, ya)이 쉽고 빠르게 계산된다.Therefore, when the ground reference point coordinates (Px, Py, Pz) are entered through digital elevation data, the f(r) value is determined, the r value is determined from f(r) determined through the r-f(r) table, and the corrected collinear The coordinate values (xa, ya) of the distorted aerial image are easily and quickly calculated from the conditional expression ([Equation 7, 8] or [Equation 14, 15]).

이렇게 항공 촬영이미지의 좌표값(xa, ya)이 추출되면, 이 촬영이미지의 좌표값([0122] xa, ya)이 갖고 있는 밝기값을 정사영상의 좌표값(xb, yb)에 부여한다. 이와 같은 과정이 모든 좌표에 대해 수행되어 결국 원하는 지역의 정사영상이 얻어지게 된다. 참고로, 정사영상의 좌표값(xb, yb)의 촬영이미지 좌표값(xa, ya)은 수치표고자료의 지상기준점 좌표값(Px, Py)에 대응한다고 할 수 있다.When the coordinate values (xa, ya) of the aerial image are extracted in this way, the brightness value contained in the coordinate values (xa, ya) of the captured image is assigned to the coordinate values (xb, yb) of the orthophoto image. This process is performed for all coordinates, ultimately obtaining an orthoimage of the desired area. For reference, it can be said that the captured image coordinate values (xa, ya) of the orthoimage coordinate values (xb, yb) correspond to the ground reference point coordinate values (Px, Py) of digital elevation data.

도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 영상처리시스템에서 항공촬영 유도장치가 설치된 상태를 예시한 도면이고, 도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 항공촬영 유도장치를 통해 항공촬영장치에서 촬영이미지의 획득 위치가 정해지는 상태를 예시한 도면이다.Figure 12 is a diagram illustrating a state in which an aerial photography guidance device is installed in an image processing system according to an embodiment of the present invention, and Figure 13 is a diagram illustrating a state in which an aerial photography guidance device is installed in an image processing system according to an embodiment of the present invention. This diagram illustrates the state in which the image acquisition location is determined.

항공촬영 유도장치(40)는 항공촬영장치(30)를 통한 촬영이미지의 획득 작업이 기설정된 촬영기준점을 기준으로 정해진 위치에서 진행될 수 있도록 하는 기능을 하며, 이에 따라 항공촬영 유도장치(40)는 상기 촬영기준점별로 매칭되어 설치된다.The aerial photography guidance device 40 functions to allow the acquisition of captured images through the aerial photography device 30 to proceed at a designated location based on a preset filming reference point. Accordingly, the aerial photography guidance device 40 It is installed and matched for each shooting reference point.

항공촬영장치(30)는 촬영이미지의 획득 시 사전에 정해진 고도에서 항공촬영 유도장치(40)의 위치표시블록(41)들이 모두 촬영 범위에 들어오는 조건일 때 촬영을 진행하게 된다.When acquiring a photographed image, the aerial photographing device 30 performs photographing at a predetermined altitude under the condition that all position marking blocks 41 of the aerial photographing guidance device 40 are within the photographing range.

도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 항공촬영장치의 전체적인 모습을 도시한 도면이고, 도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 항공촬영장치를 하부에서 바라본 모습을 도시한 저면도이며, 도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 항공촬영장치를 측면에서 바라본 모습을 도시한 도면이고, 도 17은 본 발명의 일실시예에 따른 회전구동유닛의 작동 모습을 도시한 도면이며, 도 18은 본 발명의 일실시예에 따른 제2베이스플레이트가 길이 방향으로 이동된 작동 모습을 도시한 도면이다.Figure 14 is a diagram showing the overall appearance of an aerial photography device according to an embodiment of the present invention, and Figure 15 is a bottom view showing an aerial photography device according to an embodiment of the present invention as seen from below. 16 is a diagram showing a side view of the aerial imaging device according to an embodiment of the present invention, Figure 17 is a diagram showing the operation of the rotation drive unit according to an embodiment of the present invention, and Figure 18 is a diagram showing the operation of the rotation drive unit according to an embodiment of the present invention. This is a diagram showing the operation of the second base plate moved in the longitudinal direction according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 상기 항공촬영장치(30)는, 항공기(100)의 저면에 회전 가능하도록 설치되는 회전구동유닛(600), 회전구동유닛(600)의 하부에 결합되며 길이방향으로 이동 가능한 한 쌍의 이동구동부(500), 한 쌍의 이동구동부(500)의 하부에 결합되는 한 쌍의 승강구동부(400), 한 쌍의 승강구동부(400)의 하부에 설치되며 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전 가능한 한 쌍의 수평회전구동부(300) 및 수평회전구동부(300)의 하부에 결합되며 촬영이미지를 획득하는 한 쌍의 촬영부(200)를 포함한다.As shown, the aerial imaging device 30 is coupled to the rotation drive unit 600, which is rotatably installed on the bottom of the aircraft 100, and the lower part of the rotation drive unit 600, and is movable in the longitudinal direction. A pair of moving driving parts 500, a pair of lifting driving parts 400 coupled to the lower part of the pair of moving driving parts 500, installed in the lower part of the pair of lifting driving parts 400 and moving clockwise or counterclockwise. It includes a pair of rotatable horizontal rotation driving units 300 and a pair of photographing units 200 that are coupled to the lower part of the horizontal rotation driving units 300 and acquire photographed images.

한 쌍의 촬영부(200)는 타원형으로 마련되는 촬영지지바디(210), 촬영지지바디(210)의 일측부에 마련되어 촬영지지바디(210)와 같이 회전되는 촬영모듈(220), 촬영모듈(220)에 마련되어 촬영모듈(220)의 수평을 감지하는 수평감지센서(230), 촬영지지바디(210)에 결합되어 촬영지지바디(210)를 회전시키는 복수의 촬영회전실린더(240)를 포함한다.The pair of photographing units 200 includes an oval-shaped photographing support body 210, a photographing module 220 provided on one side of the photographing support body 210 and rotated with the photographing support body 210, and a photographing module ( It includes a horizontal detection sensor 230 provided in 220 to detect the horizontal of the photographing module 220, and a plurality of photographing rotation cylinders 240 that are coupled to the photographing support body 210 and rotate the photographing support body 210. .

복수의 촬영회전실린더(240)는 촬영지지바디(210)를 둘러싸도록 마련되며 수평감지센서(230)에서 감지되는 신호를 기초로 작동되어 촬영모듈(220)의 수평을 유지할 수 있다. A plurality of photographing rotation cylinders 240 are provided to surround the photographing support body 210 and are operated based on a signal detected by the horizontal detection sensor 230 to maintain the horizontality of the photographing module 220.

예를 들어, 촬영모듈(220)가 기울어진 경우 수평감지센서(230)는 이를 감지하여 제어부(미도시)로 보내고, 제어부는 이 신호를 기초로 복수의 촬영회전실린더(240) 중 선택된 촬영회전실린더(240)를 작동시켜 촬영지지바디(210)의 특정 영역을 승강하거나 하강시키는 방식으로 촬영모듈(220)의 수평을 제어할 수 있다.For example, when the photographing module 220 is tilted, the horizontal sensor 230 detects this and sends it to the control unit (not shown), and the control unit selects a photographing rotation from among the plurality of photographing rotation cylinders 240 based on this signal. The horizontality of the photographing module 220 can be controlled by operating the cylinder 240 to raise or lower a specific area of the photographing support body 210.

또한, 본 발명은 복수의 촬영회전실린더(240) 중 전방에 위치한 촬영회전실린더(240)를 상승시켜 촬영모듈(220)이 지형지물의 상측 영상을 수집하도록 하거나, 복수의 촬영회전실린더(240) 중 전방에 위치한 촬영회전실린더(240)를 하강시켜 촬영모듈(220)이 지형지물의 하측 영상을 수집하도록 할 수 있다.In addition, the present invention raises the photographing rotation cylinder 240 located in the front among the plurality of photographing rotation cylinders 240 so that the photographing module 220 collects the upper image of the feature, or one of the plurality of photographing rotation cylinders 240 The photographing rotation cylinder 240 located in the front can be lowered so that the photographing module 220 can collect images of the lower side of the feature.

즉, 본 발명은 타원형으로 형성된 촬영지지바디(210)를 둘러싸도록 복수의 촬영회전실린더(240)를 구비하여 사용자가 원하는 방향의 촬영이미지를 수집할 수 있으며, 경우에 따라서는 복수의 촬영회전실린더(240) 중 가운데 위치한 촬영회전실린더(240)를 작동시켜 촬영모듈(220)을 롤링시킬 수도 있다.That is, the present invention is provided with a plurality of photographing rotation cylinders 240 to surround the photographing support body 210 formed in an oval shape, so that photographing images in a desired direction can be collected by the user. In some cases, a plurality of photographing rotation cylinders are used. The photographing module 220 may be rolled by operating the photographing rotation cylinder 240 located in the center of (240).

본 실시 예에서 촬영부(200)는 한 쌍의 수평회전구동부(300)에 의해 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전될 수 있고, 한 쌍의 승강구동부(400)에 의해 상승 또는 하강될 수 있고, 한 쌍의 이동구동부(500)에 의해 항공기(100)의 길이 방향으로 이동될 수 있고, 회전구동유닛(600)에 의해 승강 방향과 직교되는 방향으로 회전될 수 있어 영상 수집의 편리성을 현저히 향상할 수 있다.In this embodiment, the photographing unit 200 can be rotated clockwise or counterclockwise by a pair of horizontal rotation drives 300, and can be raised or lowered by a pair of lifting drives 400, It can be moved in the longitudinal direction of the aircraft 100 by a pair of moving drive units 500, and can be rotated in a direction perpendicular to the elevation direction by the rotation drive unit 600, significantly improving the convenience of image collection. can do.

수평회전구동부(300)는 한 쌍의 촬영부(200)에 결합되어 촬영부(200)를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 수평 회전시킬 수 있다.The horizontal rotation drive unit 300 is coupled to a pair of photographing units 200 and can horizontally rotate the imaging units 200 clockwise or counterclockwise.

본 실시 예에서 수평회전구동부(300)는 복수의 촬영회전실린더(240)의 상측부가 결합되며 제1회전기어(312)가 구비된 구동플레이트(310), 제1회전기어(312)와 기어 맞물림되는 제2회전기어(321)가 구비되어 구동플레이트(310)를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시키는 구동모터(320)를 포함한다.In this embodiment, the horizontal rotation drive unit 300 is connected to the upper side of a plurality of photographing rotation cylinders 240, and is geared with the drive plate 310 provided with the first rotation gear 312 and the first rotation gear 312. It includes a drive motor 320 that is provided with a second rotation gear 321 that rotates the drive plate 310 clockwise or counterclockwise.

본 실시 예에서 구동플레이트(310)의 상면부에는 구동축(311)이 마련되고, 이 구동축(311)의 상부는 제1베이스플레이트(410)에 회전되게 결합될 수 있다.In this embodiment, a drive shaft 311 is provided on the upper surface of the drive plate 310, and the upper part of the drive shaft 311 may be rotatably coupled to the first base plate 410.

한 쌍의 승강구동부(400)는 한 쌍의 수평회전구동부(300)를 전체적으로 승강시켜 최종적으로 촬영부(200)를 전체적으로 승강시키는 역할을 한다. 촬영부(200)는 승강구동부(400)에 의해 전체적으로 승강되어 장애물의 영향을 최소화할 수 있다.The pair of lifting parts 400 serves to raise and lower the pair of horizontal rotation parts 300 as a whole and ultimately lifts the imaging unit 200 as a whole. The imaging unit 200 can be entirely lifted up and down by the elevation drive unit 400 to minimize the influence of obstacles.

본 실시 예에서 한 쌍의 승강구동부(400)는 구동플레이트(310)에 마련된 구동축(311)이 회전되게 결합되는 제1베이스플레이트(410), 제1베이스플레이트(410)의 상면부에 힌지 결합되어 제1베이스플레이트(410)를 승강시키는 복수의 승강실린더(420)를 포함한다.In this embodiment, the pair of lifting units 400 are hinged to the first base plate 410, which is coupled to rotate the drive shaft 311 provided on the drive plate 310, and to the upper surface of the first base plate 410. It includes a plurality of elevating cylinders 420 that elevate the first base plate 410.

한 쌍의 이동구동부(500)는 한 쌍의 승강구동부(400)에 결합되어 승강구동부(400)를 항공기(100)의 길이 방향으로 전체적으로 이동시키는 역할을 한다.The pair of moving driving units 500 are coupled to the pair of lifting driving units 400 and serve to move the lifting driving units 400 as a whole in the longitudinal direction of the aircraft 100.

본 실시 예에서 한 쌍의 이동구동부(500)는 복수의 승강실린더(420)의 상측부가 결합되는 제2베이스플레이트(510), 제2베이스플레이트(510)의 상부에 결합되어 제2베이스플레이트(510)와 같이 이동되는 이동가이드(520)를 포함한다.In this embodiment, the pair of moving driving units 500 are coupled to the second base plate 510, where the upper portions of the plurality of lifting cylinders 420 are coupled, and to the upper part of the second base plate 510 to form a second base plate ( It includes a movement guide 520 that moves together with 510).

본 실시 예에서 이동가이드(520)는 제1회전바디(632)의 하면부에 마련되는 제1가이드레일(634)에 지지되어 이동될 수 있다. 또한, 본 실시 예에서 이동가이드(520)는 제2회전바디(642)의 하면부에 마련되는 제2가이드레일(644)에 지지되어 이동될 수 있다.In this embodiment, the movement guide 520 may be moved while being supported on the first guide rail 634 provided on the lower surface of the first rotating body 632. Additionally, in this embodiment, the movement guide 520 may be moved while being supported by the second guide rail 644 provided on the lower surface of the second rotating body 642.

회전구동유닛(600)은 일측부는 항공기(100)에 결합되고 타측부는 한 쌍의 이동구동부(500)에 각각 결합되어 한 쌍의 이동구동부(500)를 승강 방향에 직교하는 방향으로 회전시킬 수 있다.One side of the rotation drive unit 600 is coupled to the aircraft 100, and the other side is coupled to a pair of moving driving units 500, so that the pair of moving driving units 500 can be rotated in a direction perpendicular to the lifting direction. there is.

본 실시 예에서 회전구동유닛(600)은 항공기(100)의 하부에 결합되는 회전구동실린더(610), 항공기(100)의 하부에 배치되며 회전구동실린더(610)에 결합되어 회전구동실린더(610)의 방향으로 이동되는 커넥터암(620), 커넥터암(620)에 연결되어 회전구동실린더(610)의 구동에 의해 회전되며 한 쌍의 이동구동부(500) 중 하나의 이동구동부(500)가 결합되는 제1회전부(630), 제1회전부(630)와 이격되도록 커넥터암(620)에 연결되어 회전구동실린더(610)의 구동에 의해 회전되며 한 쌍의 이동구동부(500) 중 나머지 하나의 이동구동부(500)가 결합되는 제2회전부(640)를 포함한다.In this embodiment, the rotary drive unit 600 is a rotary drive cylinder 610 coupled to the bottom of the aircraft 100, and is disposed at the bottom of the aircraft 100 and coupled to the rotary drive cylinder 610 to form a rotary drive cylinder 610. The connector arm 620 moves in the direction of ), is connected to the connector arm 620 and rotates by driving the rotary drive cylinder 610, and one of the pair of movement drive units 500 is coupled to the connector arm 620. The first rotating part 630, which is connected to the connector arm 620 so as to be spaced apart from the first rotating part 630, is rotated by driving the rotary driving cylinder 610, and moves the remaining one of the pair of moving driving parts 500. It includes a second rotating part 640 to which the driving part 500 is coupled.

본 실시 예에서 제1회전부(630)는 회전구동실린더(610)를 기준으로 항공기(100)의 우측에 배치될 수 있고, 제2회전부(640)는 회전구동실린더(610)를 기준으로 항공기(100)의 좌측에 배치될 수 있다.In this embodiment, the first rotating part 630 may be placed on the right side of the aircraft 100 based on the rotary drive cylinder 610, and the second rotating part 640 may be placed on the right side of the aircraft 100 based on the rotary drive cylinder 610. 100) can be placed on the left.

또한, 본 실시 예에서 회전구동실린더(610)가 작동되면, 제1회전부(630)와 제2회전부(640)가 180도 간격으로 배치될 수 있고, 다시 회전구동실린더(610)가 작동되면, 제1회전부(630)와 제2회전부(640)가 평행되게 배치될 수 있다. 본 실시 예의 제1회전부(630)와 제2회전부(640)의 평행한 배치는 항공기(100)의 운행 중에 적용될 수 있다.In addition, in this embodiment, when the rotation driving cylinder 610 is operated, the first rotating part 630 and the second rotating part 640 can be arranged at intervals of 180 degrees, and when the rotating driving cylinder 610 is operated again, The first rotating part 630 and the second rotating part 640 may be arranged in parallel. The parallel arrangement of the first rotating part 630 and the second rotating part 640 of this embodiment can be applied while the aircraft 100 is in operation.

본 실시 예에서 제1회전부(630)는 일측부가 커넥터암(620)에 회전되게 결합되는 제1연결암(631), 제1연결암(631)의 타측부에 결합되며 회전구동실린더(610)의 구동에 의해 회전되는 제1회전바디(632), 일측부는 항공기(100)에 결합되고 타측부는 제1회전바디(632)에 결합되어 제1회전바디(632)의 회전을 지지하는 제1회전지지축(633), 제1회전바디(632)의 하면부에 마련되어 하나의 이동구동부(500)의 이동을 가이드하는 제1가이드레일(634)을 포함한다.In this embodiment, the first rotating part 630 is coupled to the first connection arm 631, one side of which is rotatably coupled to the connector arm 620, and the other side of the first connection arm 631, and the rotation driving cylinder 610. The first rotating body 632 is rotated by the drive, one side is coupled to the aircraft 100 and the other side is coupled to the first rotating body 632 to support the rotation of the first rotating body 632. It includes a rotation support shaft 633 and a first guide rail 634 provided on the lower surface of the first rotation body 632 to guide the movement of one movement driving unit 500.

본 실시 예에서 제2회전부(640)는 일측부가 커넥터암(620)에 회전되게 결합되며 제1연결암(631)과 이격 배치되는 제2연결암(641), 제2연결암(641)의 타측부에 결합되며 회전구동실린더(610)의 구동에 의해 회전되는 제2회전바디(642), 일측부는 항공기(100)에 결합되고 타측부는 제2회전바디(642)에 결합되어 제2회전바디(642)의 회전을 지지하는 제2회전지지축(643), 제2회전바디(642)의 하면부에 마련되어 나머지 하나의 이동구동부(500)의 이동을 가이드하는 제2가이드레일(644)을 포함한다.In this embodiment, the second rotating part 640 is rotatably coupled to the connector arm 620 on one side, and the second connecting arm 641 is spaced apart from the first connecting arm 631. A second rotary body 642 is coupled to the other side and rotated by driving the rotary drive cylinder 610, one side is coupled to the aircraft 100, and the other side is coupled to the second rotary body 642 to perform second rotation. A second rotation support shaft 643 that supports the rotation of the body 642, and a second guide rail 644 provided on the lower surface of the second rotation body 642 to guide the movement of the remaining movement driving unit 500. Includes.

이하에서 회전구동유닛(600)의 작동을 제1회전부(630)를 기준으로 설명한다.Hereinafter, the operation of the rotation drive unit 600 will be described based on the first rotation unit 630.

먼저, 회전구동실린더(610)의 실린더 로드가 인출되면서 커넥터암(620)을 밀어낸다. 커넥터암(620)이 밀려나면 제1연결암(631)도 커넥터암(620)과 같이 이동되고, 이때, 제1회전바디(632)는 제1회전지지축(633)을 기준축으로 회전되어 이동될 수 있다. 제2회전부(640)는 제1회전부(630)와 반대 방향으로 회전되어 이동될 수 있다. 이에 따라, 제1회전부(630)와 제2회전부(640)는 평행하게 배치되고 촬영부(200)는 항공기(100)의 전방 영상을 수집한다.First, the cylinder rod of the rotary drive cylinder 610 is pulled out and the connector arm 620 is pushed out. When the connector arm 620 is pushed out, the first connection arm 631 is also moved along with the connector arm 620, and at this time, the first rotation body 632 is rotated about the first rotation support axis 633 as a reference axis. can be moved The second rotating part 640 may be rotated and moved in the opposite direction to the first rotating part 630. Accordingly, the first rotating part 630 and the second rotating part 640 are arranged in parallel, and the photographing part 200 collects the front image of the aircraft 100.

회전구동실린더(610)의 실린더 로드가 수납되면 커넥터암(620)이 전방으로 이동되면서 제1연결암(631)도 커넥터암(620)과 같이 이동된다. 이때, 제1회전바디(632)는 제1회전지지축(633)을 기준축으로 전술한 것과 반대 방향으로 회전되어 이동될 수 있다. 제2회전부(640)는 제1회전부(630)와 반대 방향으로 회전되어 이동될 수 있다. 이에 따라, 제1회전부(630)와 제2회전부(640)가 180도 간격으로 배치되고 촬영부(200)는 항공기(100)의 측방 영상을 수집한다.When the cylinder rod of the rotary drive cylinder 610 is received, the connector arm 620 moves forward and the first connection arm 631 also moves together with the connector arm 620. At this time, the first rotation body 632 may be rotated and moved in the opposite direction to that described above with the first rotation support axis 633 as the reference axis. The second rotating part 640 may be rotated and moved in the opposite direction to the first rotating part 630. Accordingly, the first rotating unit 630 and the second rotating unit 640 are arranged at intervals of 180 degrees, and the photographing unit 200 collects lateral images of the aircraft 100.

즉, 본 발명은 회전구동유닛(600)을 이용하여 제1회전부(630)와 제2회전부(640)의 배치 자체를 변경할 수 있으므로 촬영부(200)를 이용하여 항공기(100)의 전방 영상과 측방 영상을 자유자재로 수집할 수 있다.That is, the present invention can change the arrangement of the first rotating part 630 and the second rotating part 640 using the rotation drive unit 600, so that the front image of the aircraft 100 and Lateral images can be freely collected.

또한, 본 발명은 제1회전부(630)와 제2회전부(640)를 180도 간격으로 배치한 상태에서 이동구동부(500)를 이용하여 제1회전부(630)와 제2회전부(640) 사이의 간격을 조절하고, 수평회전구동부(300)를 이용하여 촬영부(200)의 수평 각도를 조절할 수 있으므로 지형지물을 매우 정밀하게 촬영할 수 있다.In addition, the present invention uses the moving driving unit 500 to move the first rotating unit 630 and the second rotating unit 640 at 180-degree intervals. Since the distance can be adjusted and the horizontal angle of the photographing unit 200 can be adjusted using the horizontal rotation drive unit 300, terrain features can be photographed very precisely.

아울러, 본 발명은 제어부(미도시)를 통해 수평회전구동부(300), 이동구동부(500) 및 회전구동유닛(600)을 유기적으로 작동시킬 수 있으므로 한 번의 이동만으로도 촬영부(200)가 누락되는 부분 없이 촬영이미지를 수집할 수 있다.In addition, the present invention can organically operate the horizontal rotation driving unit 300, the moving driving unit 500, and the rotation driving unit 600 through a control unit (not shown), so that the photographing unit 200 is not missing with just one movement. You can collect images without any parts.

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.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and it is commonly known in the technical field to which the present invention pertains that various substitutions, modifications, and changes can be made without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those who have the knowledge of.

30 : 항공촬영장치 40 : 항공촬영 유도장치 41 : 위치표시블록
42 : 메인 제어부 43 : 메인통신모듈 100 : 항공기
200: 촬영부 210 : 촬영지지바디 220 : 촬영모듈
230 : 수평감지센서 240 : 촬영회전실린더 300 : 수평회전구동부
310 : 구동플레이트 311 : 구동축 312 : 제1회전기어
320 : 구동모터 321 : 제2회전기어 400 : 승강구동부
410 : 제1베이스플레이트 420 : 승강실린더 500 : 이동구동부
510 : 제2베이스플레이트 520 : 이동가이드 600 : 회전구동유닛
610 : 회전구동실린더 620 : 커넥터암 630 : 제1회전부
631 : 제1연결암 632 : 제1회전바디 633 : 제1회전지지축
634 : 제1가이드레일 640 : 제2회전부 641 : 제2연결암
642 : 제2회전바디 643 : 제2회전지지축 644 : 제2가이드레일
30: Aerial photography device 40: Aerial photography guidance device 41: Position indication block
42: main control unit 43: main communication module 100: aircraft
200: Filming unit 210: Filming support body 220: Filming module
230: Horizontal detection sensor 240: Shooting rotation cylinder 300: Horizontal rotation drive unit
310: Drive plate 311: Drive shaft 312: First rotation gear
320: Drive motor 321: Second rotation gear 400: Elevating drive unit
410: First base plate 420: Elevating cylinder 500: Moving drive unit
510: Second base plate 520: Movement guide 600: Rotation drive unit
610: Rotation driving cylinder 620: Connector arm 630: First rotating part
631: First connection arm 632: First rotation body 633: First rotation support axis
634: 1st guide rail 640: 2nd rotating part 641: 2nd connection arm
642: Second rotation body 643: Second rotation support axis 644: Second guide rail

Claims (1)

제어값에 따라 동작하면서 촬영이미지를 출력하되, 촬영이미지 내 각 지점의 좌표를 확인할 수 있도록 다수의 X축선 및 Y축선이 격자 형태로 배열되어 이루어진 촬영이미지 좌표계를 적용하여 동작하는 이미지 출력모듈;
이미지 출력모듈의 동작 제어를 위한 제어값을 생성해서 이미지 출력모듈로 전달하는 이미지 제어모듈;
항공기의 현재 위치를 GNSS 좌표로 확인하는 GNSS 모듈;
지상기준점 좌표값을 촬영이미지 좌표값으로 연산하는 관계식 연산모듈;
입력된 둘 이상의 지상기준점 좌표값을 촬영이미지 좌표값으로 연산하도록 관계식 연산모듈에 전달하고, 관계식 연산모듈로부터 수신한 촬영이미지 좌표값의 위치를 촬영이미지 좌표계를 기준으로 확인하고, 촬영이미지 좌표계의 원점과 촬영이미지 좌표값 간 거리인 제1거리를 지점별로 각각 연산하고, GNSS모듈에서 확인한 원점의 지상기준점 좌표값과 입력된 지상기준점 좌표값 간 거리인 제2거리를 지점별로 각각 연산하고, 지점별로 확인한 제2거리 및 지점별로 확인한 제1거리 간의 거리 차이를 제2거리를 기준으로 지점별로 확인해서 지점별 제2거리 차이 대비 제1거리 차이가 크게 발생하는지 여부를 확인하고 지점별 제1거리 차이의 증가 또는 감소비율인 왜곡비율을 확인하는 왜곡비율 확인모듈;
원점을 중심으로 위도방향과 경도방향을 따라 지상기준점을 설정하되, 왜곡비율로 변하는 지상기준점 간의 간격을 확인해서 촬영이미지에 지상기준점의 위치를 설정하고, 설정된 지상기준점을 잇는 다수의 위도축선과 경도축선이 격자형태로 배열되어 이루어진 지상기준점 좌표계를 생성하고, 지상기준점 좌표계와 촬영이미지 좌표계를 서로 연계해서 지상기준점 좌표값에 대응하는 촬영이미지 좌표값이 링크되도록 처리하는 좌표값 설정모듈; 및
촬영이미지 내 확인대상 지상물을 선택해서 확인대상 지상물 이미지가 겹치는 지상기준점 좌표계의 제1좌표값을 확인하고, 지상기준점DB에서 확인대상 지상물의 실제 지상기준점 좌표값을 검색해서 지상기준점 좌표계에 적용한 수정대상 좌표값을 확인하고, 수정대상 좌표값에 해당하는 경도축선과 위도축선이 제1좌표값에 해당하는 경도축선과 위도축선이 되도록 이동시키고, 이동된 경도축선 및 위도축선을 기준으로 이웃하는 다른 경도축선 및 위도축선이 왜곡비율에 따라 배치되도록 수정해서 촬영이미지에 적용하는 좌표보정모듈; 을 포함하되,
상기 이미지 출력모듈에 촬영이미지를 전송하는 항공촬영장치; 및 항공촬영장치를 통한 촬영이미지의 획득 작업이 기설정된 촬영기준점을 기준으로 정해진 위치에서 진행될 수 있도록 촬영기준점에 설치되는 항공촬영 유도장치; 를 더 포함하며,
상기 항공촬영장치는,
항공기의 저면에 회전 가능하도록 설치되는 회전구동유닛; 회전구동유닛의 하부에 결합되며 길이방향으로 이동 가능한 한 쌍의 이동구동부; 한 쌍의 이동구동부의 하부에 결합되는 한 쌍의 승강구동부; 한 쌍의 승강구동부의 하부에 설치되며 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전 가능한 한 쌍의 수평회전구동부; 및 수평회전구동부의 하부에 결합되며 촬영이미지를 획득하는 한 쌍의 촬영부; 를 포함하며,
상기 촬영부는,
타원형으로 마련되는 촬영지지바디; 촬영지지바디의 일측부에 마련되어 촬영지지바디와 같이 회전되는 촬영모듈; 촬영모듈에 마련되어 촬영모듈의 수평을 감지하는 수평감지센서; 및 촬영지지바디에 결합되어 촬영지지바디를 회전시키는 복수의 촬영회전실린더; 를 포함하고,
상기 수평회전구동부는,
복수의 촬영회전실린더의 상측부가 결합되며 제1회전기어가 구비된 구동플레이트; 및 제1회전기어와 기어 맞물림되는 제2회전기어가 구비되어 구동플레이트를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시키는 구동모터; 를 포함하며,
상기 승강구동부는,
구동플레이트에 마련된 구동축이 회전되게 결합되는 제1베이스플레이트; 및 제1베이스플레이트의 상면부에 힌지 결합되어 제1베이스플레이트를 승강시키는 복수의 승강실린더; 를 포함하고,
상기 이동구동부는,
복수의 승강실린더의 상측부가 결합되는 제2베이스플레이트; 및 제2베이스플레이트의 상부에 결합되어 제2베이스플레이트와 같이 이동되는 이동가이드; 를 포함하며,
상기 회전구동유닛은,
항공기의 하부에 결합되는 회전구동실린더; 항공기의 하부에 배치되며 회전구동실린더에 결합되어 회전구동실린더의 방향으로 이동되는 커넥터암; 커넥터암에 연결되어 회전구동실린더의 구동에 의해 회전되며 한 쌍의 이동구동부 중 하나의 이동구동부가 결합되는 제1회전부; 및 제1회전부와 이격되도록 커넥터암에 연결되어 회전구동실린더의 구동에 의해 회전되며 한 쌍의 이동구동부 중 나머지 하나의 이동구동부가 결합되는 제2회전부; 를 포함하고,
상기 제1회전부는,
일측부가 커넥터암에 회전되게 결합되는 제1연결암; 제1연결암의 타측부에 결합되며 회전구동실린더의 구동에 의해 회전되는 제1회전바디; 일측부는 항공기에 결합되고 타측부는 제1회전바디에 결합되어 제1회전바디의 회전을 지지하는 제1회전지지축; 및 제1회전바디의 하면부에 마련되어 하나의 이동구동부의 이동을 가이드하는 제1가이드레일; 을 포함하며,
상기 제2회전부는,
일측부가 커넥터암에 회전되게 결합되며 제1연결암과 이격 배치되는 제2연결암; 제2연결암의 타측부에 결합되며 회전구동실린더의 구동에 의해 회전되는 제2회전바디; 일측부는 항공기에 결합되고 타측부는 제2회전바디에 결합되어 제2회전바디의 회전을 지지하는 제2회전지지축; 및 제2회전바디의 하면부에 마련되어 나머지 하나의 이동구동부의 이동을 가이드하는 제2가이드레일; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 위치정보를 촬영이미지에 합성하여 보정할 수 있는 영상처리시스템.
An image output module that outputs a captured image while operating according to control values, and operates by applying a captured image coordinate system in which multiple X and Y axes are arranged in a grid so that the coordinates of each point in the captured image can be checked;
An image control module that generates control values for controlling the operation of the image output module and transmits them to the image output module;
GNSS module that determines the aircraft's current position in GNSS coordinates;
A relational calculation module that calculates ground reference point coordinates with captured image coordinates;
The input coordinate values of two or more ground reference points are transmitted to the relational calculation module to be calculated as the captured image coordinate value, the location of the captured image coordinate value received from the relational calculation module is checked based on the captured image coordinate system, and the origin of the captured image coordinate system is confirmed. The first distance, which is the distance between the coordinate values of the captured image, is calculated for each point, and the second distance, which is the distance between the ground reference point coordinate value of the origin confirmed in the GNSS module and the input ground reference point coordinate value, is calculated for each point. The distance difference between the confirmed second distance and the confirmed first distance for each point is checked for each point based on the second distance to check whether the first distance difference is greater than the second distance difference for each point, and the first distance difference for each point is checked. A distortion rate confirmation module that checks the distortion rate, which is the increase or decrease rate of;
Set the ground control point along the latitude and longitude directions centered on the origin, check the interval between ground control points that changes with the distortion ratio, set the location of the ground control point in the captured image, and set multiple latitude axes and longitude lines connecting the set ground control points. A coordinate value setting module that generates a ground reference point coordinate system in which axes are arranged in a grid, and links the ground reference point coordinate system and the captured image coordinate system so that the captured image coordinate values corresponding to the ground reference point coordinate values are linked; and
Select the ground object to be confirmed in the captured image, check the first coordinate value of the ground control point coordinate system where the image of the object to be confirmed overlaps, search the ground control point DB for the actual ground control point coordinate value of the ground object to be confirmed, and apply it to the ground control point coordinate system. Check the coordinate value to be modified, move the longitude axis and latitude axis corresponding to the coordinate value to be modified to become the longitude axis and latitude axis corresponding to the first coordinate value, and move the neighboring longitude axis and latitude axis based on the moved longitude axis and latitude axis. A coordinate correction module that applies to captured images by modifying different longitude and latitude axes to be arranged according to the distortion ratio; Including,
An aerial photography device that transmits captured images to the image output module; and an aerial photography guidance device installed at the filming reference point so that the task of acquiring the photographed image through the aerial photography device can be carried out at a determined location based on the preset filming reference point; It further includes,
The aerial imaging device,
A rotation drive unit rotatably installed on the bottom of the aircraft; A pair of moving driving units coupled to the lower part of the rotation driving unit and capable of moving in the longitudinal direction; A pair of lifting actuators coupled to the lower part of the pair of moving actuators; A pair of horizontal rotation drives installed at the lower part of the pair of lifting drives and capable of rotating clockwise or counterclockwise; and a pair of photographing units coupled to the lower part of the horizontal rotation drive unit and acquiring photographed images; Includes,
The filming department,
A filming support body provided in an oval shape; A photographing module provided on one side of the photographing support body and rotated together with the photographing support body; A horizontal detection sensor provided in the photographing module to detect the horizontal of the photographing module; And a plurality of photographing rotation cylinders coupled to the photographing support body to rotate the photographing support body; Including,
The horizontal rotation drive unit,
A driving plate coupled to the upper portions of a plurality of photographing rotation cylinders and equipped with a first rotation gear; and a drive motor including a second rotation gear engaged with the first rotation gear and rotating the drive plate clockwise or counterclockwise; Includes,
The elevator shaft section,
A first base plate coupled to rotate the drive shaft provided on the drive plate; and a plurality of lifting cylinders that are hinged to the upper surface of the first base plate and lift the first base plate. Including,
The moving drive unit,
a second base plate to which upper portions of a plurality of lifting cylinders are coupled; and a movement guide coupled to the upper part of the second base plate and moving together with the second base plate; Includes,
The rotation drive unit is,
A rotary drive cylinder coupled to the bottom of the aircraft; a connector arm disposed at the bottom of the aircraft, coupled to the rotary drive cylinder, and moved in the direction of the rotary drive cylinder; A first rotating part connected to the connector arm and rotated by the driving of the rotary driving cylinder, and to which one moving driving part of the pair of moving driving parts is coupled; and a second rotating part connected to the connector arm so as to be spaced apart from the first rotating part, rotated by the driving of the rotary driving cylinder, and coupled to the other moving driving part of the pair of moving driving parts; Including,
The first rotating part,
a first connection arm whose one side is rotatably coupled to the connector arm; a first rotary body coupled to the other side of the first connection arm and rotated by driving a rotary drive cylinder; a first rotation support shaft, one side of which is coupled to the aircraft and the other side of which is coupled to the first rotation body to support the rotation of the first rotation body; and a first guide rail provided on the lower surface of the first rotating body to guide the movement of one moving driving unit; Includes,
The second rotating part,
a second connection arm whose one side is rotatably coupled to the connector arm and which is spaced apart from the first connection arm; a second rotary body coupled to the other side of the second connection arm and rotated by driving a rotary drive cylinder; a second rotation support shaft, where one side is coupled to the aircraft and the other side is coupled to the second rotation body to support the rotation of the second rotation body; and a second guide rail provided on the lower surface of the second rotating body to guide the movement of the remaining moving drive unit; An image processing system that can correct location information by combining it with a captured image, comprising:
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6747702B1 (en) * 1998-12-23 2004-06-08 Eastman Kodak Company Apparatus and method for producing images without distortion and lateral color aberration
KR101833795B1 (en) * 2017-09-25 2018-04-13 (주)에스지원정보기술 Processing device for orthoimage
KR102493769B1 (en) * 2022-07-14 2023-01-31 서광항업 주식회사 Digital map production system for updating map by analysis of geo-referenced image and reference point information

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