KR200364222Y1 - 다중 전자지도를 이용한 항공사진촬영 안내시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안은 수치지형도와 항로지도와 같이 다중 전자지도가 제공되는 항공사진촬영 안내시스템을 개시한다. 기 제작된 수치지형도는 차량항법지도로 변환되고, 종이형태의 항로지도는 스캐닝되어 수치항로지도로 변환된다. 항공사진촬영 안내시스템은 GPS 단말로부터의 현재 항공기 위치정보, 입력된 촬영기준선, 차량항법지도 및 수치항로지도에 기초하여 항공사진촬영을 효율적으로 하기 위한 경로를 표시한다.

Description

다중 전자지도를 이용한 항공사진촬영 안내시스템 {SYSTEM FOR GUIDING TO PICTURE AN AERIAL PHOTOGRAPH USING MULTI-ELECTROMAP}

본 고안은 항공사진촬영 안내시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 수치지형도와 수치항로지도를 동시에 제공할 수 있는 항공사진촬영 안내시스템에 관한 것이다.

항공사진 촬영안내는 통상적으로 지도를 제작하기 위해서 대상지역을 촬영할 때 일정한 규칙에 따라 촬영할 수 있도록 보조해 주는 것을 말한다. 지도를 제작하기 위해서 대상지역의 항공사진을 촬영할 때에는 그 대상지역을 지도제작의 목적에 접합한 축척으로 촬영하여야 한다. 도 1 은 통상적인 항공촬영시 촬영진행방향과 인접코스간에 중복촬영되어야 하는 비율을 나타내는 도면이다. 통상적으로 지도를 제작하기 위해서 항공사진촬영을 하는 경우에는, 미리 항공기의 운항경로를 설정하고 항공기에 카메라를 부착한 후 비행을 하면서 대상지역의 사진을 촬영하게 된다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 항공사진은 통상적으로 촬영진행방향으로는 약 60%, 인접코스간에는 약 30% 중첩되도록 촬영되나, 지도 제작의 목적 등에 따라 다른 규칙이 적용될 수도 있다.

이러한 촬영규칙에 부합하도록 촬영하기 위해서 항공사진촬영의 초기단계에서는 조종사 또는 사진 촬영자가 육안으로 지형을 판독하고 경험에 의거하여 촬영하는 작업을 수행하였으나, 이런 경우에는 오차발생률이 크고 많은 시간이 소모되는 단점이 있었다.

이러한 단점을 해결하기 위해, 촬영자 (또는 항공기 조종사) 가 비행 전에 항공기가 이동해야 할 기준 경로를 입력한 후 비행 시 촬영 기준선 (또는 촬영 기준선) 과 현재 항공기의 위치를 함께 확인할 수 있도록 하는 시스템이 고안되었다. 이러한 종래의 항공사진촬영 안내시스템에서, 항공기 조종사는 항공사진촬영 안내시스템에 의해 제공되는 정보를 이용하여 항공기의 위치가 촬영 기준선과 일치하거나 또는 인접하도록 항공기를 조종한다. 즉, 종래의 항공사진촬영 안내시스템은 간단한 배경지도에 촬영자가 촬영 기준선을 입력할 수 있게 하고, GPS 등의 위치측정시스템으로부터 데이터를 입력받아 촬영 기준선과 함께 항공기의 위치를 표시하는 것과 동시에 부가적인 항법정보를 표시하는 기술이다.

도 2 는 항공사진촬영 안내시스템에서 촬영 기준선을 나타내기 위한 데이터를 입력한 예를 나타내는 도면으로, 조종사 또는 사진 촬영자는 입력부 (532) 를 통해 촬영 기준선을 입력한다. 통상적으로 촬영 기준선은 시점과 종점으로 구성되며, 사용자는 도 2 의 실시예에 도시된 바와 같이 격자형태의 입력 창에 시점과 종점의 위도 및 경도를 입력하여 촬영 기준선을 입력할 수 있다. 이러한 촬영 기준선 입력방식은 종래에 종이지도 상에 촬영 기준선을 직접 그리던 방식을 전산화한 것으로, 지도 표시 축척과 무관하게 촬영 기준선의 배치상황을 확인할 수있는 장점이 있다.

이러한 종래의 항공사진촬영 안내시스템은 주로 미국이나 캐나다 등지에서 개발되고 생산되었으며, 국내의 현황은 개발보다는 이러한 외국의 제품들을 들여와 제대로 활용하도록 하는 것이었다.

그러나, 종래의 항공사진촬영 안내시스템에서 조종사 (또는 촬영자) 는 사진촬영을 위해 수치지형도로부터 지형에 관련된 정보를 얻어야만 할 뿐만 아니라 안전운행을 위하여 수치항로지도로부터 항로지도 정보를 함께 확인해야 했으며, 조종사는 운행시 수치지형도와 수치항로지도를 번갈아 확인하면서 운행해야 하는 단점이 있었다. 이러한 단점에도 불구하고, 종래의 항공사진촬영 안내시스템은 한가지 종류의 배경지도를 지원하고 있으며, 따라서 2 가지 종류 이상의 배경지도가 지원되는 항공사진촬영 시스템을 개발할 필요성이 있다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은, 종래에 항공사진촬영 안내시스템에 제공되던 수치지형도 이외에 수치지형도와 동일 지역에 대한 수치항로지도까지 한화면에 동시에 제공되는 항공사진촬영 안내시스템을 제공하는 것이다.

도 1 은 통상적인 항공촬영시 촬영진행방향과 인접코스간에 중복촬영되어야 하는 비율을 나타내는 도면이다.

도 2 는 본 고안에 따른 항공사진촬영 안내시스템에서 촬영 기준선을 나타내기 위한 데이터를 입력한 예를 나타내는 도면이다.

도 3 은 본 고안에 따른 항공사진촬영 안내시스템에 제공되어야 하는, 종이형태의 항로지도에 대한 일실시예를 나타내는 도면이다.

도 4 는 본 고안에 따른 항공사진촬영 안내시스템에 대한 일실시예를 나타내는 도면이다.

도 5 는 도 4 의 수치항로 변환부에 대한 일실시예를 나타내는 도면이다.

도 6 은 본 고안에 따른 항공사진촬영 안내시스템에 의해 동작이 수행되는 실시예를 나타내는 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

410 : GPS 단말 412 : GPS 수신부

414 : GPS 송신부 430 : 항공사진촬영 안내장치

432 : 입력부 434 : 차량항법지도 DB

436 : 수치항로 변환부 438 : 수치항로지도 DB

440 : 데이터 처리부 442 : 표시부

502 : 스캐닝 장치 504 : 수치영상 데이터 변환부

506 : 좌표 변환부 508 : 벡터데이터 변환부

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 장치는, GPS 위성과 통신하며 항공기의 현재 위치를 측정하는 GPS 단말을 포함하는 항공사진촬영 안내시스템에 있어서, 기 제작된 수치지형도 데이터를 차량항법지도 데이터로 변환하여 변환된 상기 차량항법지도 데이터를 저장하는 지도데이터 변환저장부, 항공사진촬영을 위한 촬영기준선 정보를 입력하기 위한 입력부, 항로지도를 스캐닝하여 수치화된 항로지도 (수치항로지도) 데이터로 변환하여 저장하는 수치항로지도 변환저장부, 상기 GPS 단말로부터의 항공기의 현재위치 정보에 기초하여 항공기의 현재위치를 중심으로 하는 차량항법지도 데이터 및 수치항로지도 데이터를 상기 지도데이터 변환저장부 및 수치항로지도 변환저장부에서 검색하여 판독하고, 상기 입력부로부터의 촬영기준선 정보, 상기 항공기의 현재위치 정보, 및 상기 판독된 차량항법지도 데이터와 수치항로지도 데이터에 기초하여 항공사진촬영안내를 위한 화상정보를 출력하는 데이터 처리부, 및 상기 데이터 처리부로부터의 화상정보에 기초하여, 화면의 1/2 에는 상기 차량항법지도에 기초한 수치지형도를, 나머지 1/2 에는 상기 수치항로지도에 기초한 항로지도를 표시하고 표시된 상기 수치지형도 및 항로지도 상에 항공기의 현재위치 및 촬영기준선을 함께 표시하는 표시부를 포함한다.

한편, 본 고안의 수치항로지도 변환저장부는, 항로지도를 스캐닝하여 영상데이터로 변환하는 스캐닝 장치, 상기 스캐닝된 영상 데이터를 수치영상 데이터로 변환하는 수치영상 데이터 변환부, 상기 변환된 영상 데이터가 지도 좌표계에 준거한 좌표값을 갖도록 상기 수치영상 데이터의 수치 영상에 위치한 4 개 이상의 지점에 좌표값을 부여하고 변환하는 좌표 변환부 및 상기 좌표값이 부여된 수치 영상을 배경으로 하여 상기 항로지도 상의 주요 항목들을 벡터데이터로 변환하는 벡터데이터 변환부를 포함하며, 상기 주요항목들은 항로, 주요 공항, 비행금지구역, 관제탑 보고지점, 관제용 방송 기지국을 포함한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 고안을 보다 상세하게 설명한다.

본 고안에 따른 항공사진촬영 안내시스템은 종래에 제공되던 수치지형도 이외에 수치항로지도까지도 함께 제공할 수 있는 것으로, 이를 위해서는 수치항로지도가 본 고안에 따른 안내시스템에 제공될 수 있는 포맷으로 변환되어야 한다.

도 3 은 본 고안에 따른 항공사진촬영 안내시스템에 제공되어야 하는, 종이형태의 항로지도에 대한 일실시예를 나타내는 도면이다. 도 3 에 도시된 바와 같이 통상적으로 사용되고 있는 항로지도는 종이지도의 형태로써 주요 공항, 항로, 비행금지구역 등의 정보를 포함하고 있으며, 본 고안에서는 이와 같이 종이지도 형식으로 사용되고 있는 항로지도를 항공사진촬영 안내시스템에 제공될 수 있는 형태로 변환하여 수치화하여 저장한 후, 수치지형도와 함께 항공사진촬영 안내를 위해 제공한다.

도 4 는 본 고안에 따른 항공사진촬영 안내시스템에 대한 일실시예를 나타내는 도면으로, 항공사진촬영 안내시스템은 GPS 위성과 통신하며, GPS 위성과 항공기의 위치 등의 정보를 송수신하는 GPS 단말 (410), 및 GPS 단말 (410) 과 접속되며 항공사진촬영을 위한 안내를 수행하는 항공사진촬영 안내장치 (430)을 포함한다.

한편, GPS 수신부 (412) 는 항공기의 위치 등의 정보를 GPS 위성으로부터 수신하며, GPS 송신부 (414) 는 GPS 위성이 항공기의 위치를 계속해서 추적할 수 있도록 하기 위해 항공기의 위치 등의 정보를 GPS 위성으로 송신한다.

항공사진 촬영 안내장치 (430) 는 촬영 기준선 (또는 촬영 기준선) 등의 정보를 입력하는 입력부 (432), 차량항법지도 등의 데이터를 저장하는 차량항법지도 DB (434), 종이형태의 항로지도를 수치항로지도로 변환하는 수치항로지도 변환부 (436), 수치항로지도로 변환된 항로지도 데이터를 저장하는 수치항로지도 DB (438), 항공사진촬영 안내를 위한 화상정보를 출력하기 위해 입력부 (432), 차량항법지도 DB (434), 및 수치항로지도 DB (438) 로부터 데이터를 입력받아 처리하는 데이터 처리부 (440), 및 데이터 처리부 (440) 로부터 출력된 화상정보를 표시하는 표시부 (442) 를 포함한다.

이하 도 5 를 참조하여 항로지도를 수치화하기 위한 수치항로지도 변환부 (436) 의 동작을 설명한다.

먼저 종이 형태의 항로지도는 스캐닝 장치 (502) 에 의해 스캐닝되며, 스캐닝된 영상 데이터는 수치영상 데이터 변환부 (504) 로 입력된다. 수치영상 데이터 변환부 (504) 에서는 입력된 영상 데이터를 수치영상 데이터로 변환하여 좌표변환부 (506) 로 전송하며, 좌표 변환부 (506) 는 변환된 수치영상 데이터의 수치영상에 위치한 4 개 이상의 지점에 좌표값을 부여하고 변환함으로써 전체 영상이 지도 좌표계에 준거한 좌표값을 갖도록 한다. 벡터 데이터 변환부 (508) 는 이러한 영상을 배경으로 하여 주요항목들을 화면 디지타이징 작업을 통하여 벡터 데이터로 변환한다. 이 때, 수치항로지도에서 주요항목들은 항로, 주요 공항, 비행금지구역, 관제탑 보고지점, 관제용 방송 기지국 등이 있다.

이렇게 수치화된 항로지도 (즉, 수치항로지도) 는 다양한 축척에서 사용될 수 있으며, 실시간으로 선택한 지점과 현재위치 사이의 거리와 방위각을 표시하도록 하는 지점선택기능을 구현함으로써 항공기의 방향 설정을 위한 정보를 제공할 수 있다.

다시 4 를 참조하여 본 고안에 따른 항공사진촬영 안내시스템의 동작을 살펴보면, 먼저 본 고안에 제공되는 수치지형도는 기 제작된 전국규모의 지도로서 화상으로 제공하기 편리한 데이터 포맷으로 차량항법지도 DB (434) 에 저장되어 있으며, 수치지형도와 함께 제공되는 수치항로지도는 수치항로 변환부 (436) 에 의해 종이 형태의 항로지도가 수치항로지도 데이터 포맷으로 변환되어 수치항로지도 DB (438) 에 저장된다. 한편, 조종사 (또는 촬영자) 는 입력부 (432) 를 통해 촬영 기준선을 입력하는데, 도 2 에 도시된 바와 같이 이러한 촬영 기준선의 입력은 항공사진촬영의 시점과 종점의 위도 및 경도를 입력함으로써 수행된다. 촬영이 이루어지게될 지역에 대한 정보가 입력되면 데이터 처리부 (440) 는 입력된 정보와 항공기의 운행정보 등을 기초로 하여 수치지형도 DB (434) 및 수치항로지도 DB (438) 에서 항공사진촬영이 이루어지는 지역을 검색하여 화면에 표시하기 위한 데이터 처리를 하며, 표시부 (442) 에서는 처리된 데이터에 기초하여 수치지형도와 수치항로지도를 동시에 표시한다.

한편, 본 고안에 따른 항공사진촬영 안내장치 (430) 의 각 구성요소들은 각각 별도의 장치로 구현될 수도 있으나, 기능을 일체화하여 구현될 수도 있으며, 휴대용 컴퓨터 내에 일체화된 기능을 갖도록 구현될 수도 있다. 또한, 비행시 조작의 편리함을 위하여, 항공사진촬영 안내장치 (430) 는 바람직하게는 전자펜을 사용하는 펜 컴퓨터 내에 구현될 수도 있으며, 이동체에 장착하기 편리하도록 탈착가능하게 설계될 수도 있다.

본 고안의 실시예에서는, 항공기 내에 장착을 효율적으로 하기 위하여 항공기의 위치를 실시간으로 측정하는 GPS 단말 (410) 은 별도의 전원 공급 부분을 필요로 하지 않는 수신기, 안테나 일체형의 제품이 사용되며, 항공사진촬영 안내기능이 일체화되어 구현된 펜 컴퓨터의 USB 포트에 연결하여 사용된다.

상술한 바와 같이, 본 고안에 따른 항공사진촬영 안내장치는 펜 컴퓨터와 USB 일체형 GPS 단말 (410) 을 연결하여 사용함으로써 항공기 내에 설치될 때 별도의 전원이나 전선을 추가로 필요로 하지 않으므로, 간단하고 효율적으로 장착할 수 있는 특징이 있다.

도 6 은 본 고안에 따른 항공사진촬영 안내시스템에 의해 동작이 수행되는 실시예를 나타내는 도면이다. 도 6 에는 항공사진촬영 안내장치 (430) 의 표시부 (442) 와 GPS 단말 (410) 이 연동되어 사용되는 것이 도시되어 있으며, 항공사진촬영 안내장치는 펜 컴퓨터에 수치지형도와 수치항로지도는 함께 저장되어 소프트웨어로 설치되며 것으로 한다. 비행 전에 조종사 (또는 촬영자) 는 도 2 에 도시된 입력화면을 이용하여 촬영 기준선의 시점과 종점의 위도 및 경도 좌표를 입력함으로써 촬영 기준선을 입력한다.

항공기의 운행과 함께 GPS 단말 (410) 은 항공기의 위치를 측정하기 위해 도 6 에 도시되지 않은 GPS 위성과 통신을 시작하며 항공사진촬영 안내시스템은 측정된 항공기의 현재 위치를 중심으로 지도를 표시한다. 도 6 에 도시된 바와 같이 표시부 (442) 의 화면 1/2 에는 수치지형도가 표시되고, 나머지 부분에는 수치항로지도가 표시되며 수치지형도와 수치항로지도 양쪽 모두에 촬영 기준선이 표시된다. 조종사 (또는 촬영자) 는 이렇게 표시된 두 종류의 수치화된 지도와 촬영 기준선 그리고, 현재 위치를 확인하며 촬영대상지역까지의 항공기를 운행하여 사진촬영을 위한 운행을 할 수 있다. 한편, 조종사 (또는 촬영자) 는 수치지형도를 통해서는 촬영대상지역의 발견을 위한 정보를 얻고, 수치항로지도로부터는 안전운행을 위한 정보를 얻을 수 있다.

본 고안에 따르면, 지형판독을 위한 수치지형도와 안전운행을 위한 수치항로지도가 동시에 제공됨으로써 조종사 (또는 촬영자) 가 종이지도 형태의 지형도와 항로지도를 번갈아서 확인해야 하는 번거러움을 해소하여 안전하고 효율적으로 항공사진촬영이 수행될 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 고안에 따르면, 종이지도 형태의 항로지도를 수치화함으로써 축척과 범위에 상관없이 편리하게 지도 정보를 얻을 수 있으며, 항공사진촬영을 위한 운행 이외에 광범위하게 사용될 수 있는 수치항로지도를 이용하여 설치된 시스템의 활용범위를 확장시킬 수 있는 효과가 있다.

이상에서는 본 고안의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 고안은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 않으며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형이 가능함은 물론이고, 그와 같은 변형은 본 고안의 실용신안등록청구범위 내에 있을 것이다.

Claims (2)

1. GPS 위성과 통신하며 항공기의 현재 위치를 측정하는 GPS 단말을 포함하는 항공사진촬영 안내시스템에 있어서,

   기 제작된 수치지형도 데이터를 차량항법지도 데이터로 변환하여 변환된 상기 차량항법지도 데이터를 저장하는 지도데이터 변환저장부;

   항공사진촬영을 위한 촬영기준선 정보를 입력하기 위한 입력부;

   항로지도를 스캐닝하여 수치화된 항로지도 (수치항로지도) 데이터로 변환하여 저장하는 수치항로지도 변환저장부;

   상기 GPS 단말로부터의 항공기의 현재위치 정보에 기초하여 항공기의 현재위치를 중심으로 하는 차량항법지도 데이터 및 수치항로지도 데이터를 상기 지도데이터 변환저장부 및 수치항로지도 변환저장부에서 검색하여 판독하고, 상기 입력부로부터의 촬영기준선 정보, 상기 항공기의 현재위치 정보, 및 상기 판독된 차량항법지도 데이터와 수치항로지도 데이터에 기초하여 항공사진촬영안내를 위한 화상정보를 출력하는 데이터 처리부; 및

   상기 데이터 처리부로부터의 화상정보에 기초하여, 화면의 1/2 에는 상기 차량항법지도에 기초한 수치지형도를, 나머지 1/2 에는 상기 수치항로지도에 기초한 항로지도를 표시하고 표시된 상기 수치지형도 및 항로지도 상에 항공기의 현재위치 및 촬영기준선을 함께 표시하는 표시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공사진촬영 안내시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 수치항로지도 변환저장부는,

   항로지도를 스캐닝하여 영상데이터로 변환하는 스캐닝 장치;

   상기 스캐닝된 영상 데이터를 수치영상 데이터로 변환하는 수치영상 데이터 변환부;

   상기 변환된 영상 데이터가 지도 좌표계에 준거한 좌표값을 갖도록 상기 수치영상 데이터의 수치 영상에 위치한 4 개 이상의 지점에 좌표값을 부여하고 변환하는 좌표 변환부; 및

   상기 좌표값이 부여된 수치 영상을 배경으로 하여 상기 항로지도 상의 주요 항목들을 벡터데이터로 변환하는 벡터데이터 변환부를 포함하며,

   상기 주요항목들은 항로, 주요 공항, 비행금지구역, 관제탑 보고지점, 관제용 방송 기지국을 포함하는 것을 특징으로 하는 항공사진촬영 안내시스템.