KR20120092109A - 캐스케이드형 카메라 및／또는 보정 요소를 포함하는 넓은 영역의 이미지를 상세하게 캡쳐하는 시스템 및 방법 - Google Patents

캐스케이드형 카메라 및／또는 보정 요소를 포함하는 넓은 영역의 이미지를 상세하게 캡쳐하는 시스템 및 방법 Download PDF

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KR20120092109A KR1020127009283A KR20127009283A KR20120092109A KR 20120092109 A KR20120092109 A KR 20120092109A KR 1020127009283 A KR1020127009283 A KR 1020127009283A KR 20127009283 A KR20127009283 A KR 20127009283A KR 20120092109 A KR20120092109 A KR 20120092109A
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스튜어트 윌리암 닉슨
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니어맵 피티와이 엘티디.
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Abstract

본 발명은, 개관 이미지가 제 1 잉여도로 생성되고 그리고 상세 이미지가 적은 중첩 상태 및 제 2의 잉여도로 캡쳐되도록, 개관 이미징 장치 및 상세 이미징 장치로부터 이미지가 캡쳐되는, 방법 및 시스템에 관한 것이다.

Description

캐스케이드형 카메라 및／또는 보정 요소를 포함하는 넓은 영역의 이미지를 상세하게 캡쳐하는 시스템 및 방법{SYSTEMS AND METHODS OF CAPTURING LARGE AREA IMAGES IN DETAIL INCLUDING CASCADED CAMERAS AND／OR CALIBRATION FEATURES}
관련 출원의 상호 참조
본 출원은, 전체 내용이 본 명세서에서 참조되는, 발명의 명칭이 "캐스케이드형 카메라 및/또는 보정 요소를 포함하는 넓은 영역의 이미지를 상세하게 캡쳐하는 시스템 및 방법"인 2008년 4월 11일자로 출원된 미국특허출원 제12/101,167호의 부분계속 출원이다.
저작권 공지 및 허가
본원 특허 서류의 문서(documentation) 부분들은 저작권 보호 대상이 되는 객체를 포함한다. 저작권 소유자는 특허 서류 또는 특허 공개 중 어느 것을 특허 및 상표청 파일 또는 기록으로 기재된 것 그대로 팩시밀리 복제하는 것에 대해서 반대하지 않으나, 그 외의 모든 저작권은 그대로 보유한다.
도 1은 개관(overview) 이미지 및 상세 이미지를 캡쳐하기 위한 예시적인 시스템을 도시한 블록도이다.
도 2a 내지 도 2b는 개관 이미지 및 상세 이미지를 캡쳐하기 위한 다른 예시적인 시스템의 블록도이다.
도 3은 개관 이미지 및 상세 이미지를 캡쳐하기 위한 또 다른 예시적인 시스템의 블록도이다.
도 4는 카메라 포드(pod) 시스템을 도시한 도면이다.
도 5a는 소형 단발 엔진 항공기상에 장착된 외부 포드를 포함하는 하나의 예시적인 적용례를 도시한 도면이다.
도 5b는 외부 포드 내에 장착된 이미지 캡쳐링 하위시스템(subsystems)의 하나의 예시적인 적용례를 도시한 도면이다.
도 5c는 개관 이미지 및 상세 이미지의 데이터 수집을 위한 항공기의 예시적인 이용례를 도시한 도면이다.
도 5d는 개관 이미지 및 상세 이미지의 수집을 위한 예시적인 비행 계획을 도시한 도면이다.
도 6a 내지 도 6b는 예시적인 개관 이미지 및 상세 이미지를 도시한 도면이다.
도 7a 내지 도 7b는 추가적인 예시적 개관 이미지 및 상세 이미지를 도시한 도면이다.
도 8a 내지 도 8c는 개관 이미지 및 상세 이미지를 캡쳐하기 위한 2 개의 예시적인 시스템의 실시예를 위한 대표적인 카메라 구성을 도시한 표이다.
도 9는 컴퓨팅/프로세싱 시스템, 내비게이션/비행 계획 시스템, 비행 계획 디스플레이, 및 카메라 포드 시스템이 탑재된 항공기를 도시한 도면이다.
도 10은 일 실시예에서 설명되는 바와 같은 제어부 및 GPS 시스템과 함께 작동되는 노트북/랩탑 컴퓨터를 위한 블록도이다.
이하의 설명은 본원 발명의 복수의 실시예들 중 하나 또는 둘 이상을 도시한 첨부 도면을 참조할 때 보다 잘 이해될 수 있을 것이다. 그러나, 본원 발명의 여러 실시예들은 도면들에 도시된 구성 및 기구들로 제한되지 않는다는 것을 이해하여야 할 것이다.
단순히 편의상 특정 기술용어들을 사용하였고 그리고 그러한 용어는 본원 발명의 실시예에 대한 제한으로 간주되지 않는다. 첨부 도면들에서, 몇 개의 도면들에 걸쳐서 동일한 구성요소를 나타내기 위해서 동일한 참조 부호 및 참조 번호를 사용하였다.
"우측", "좌측", "하부" 및 "상부"라는 단어는 참조되는 도면들에서의 방향을 나타낸다. "전방" 및 "측방"이라는 단어는 차량, 항공기, 우주선, 잠수함 또는 지면에 대해서 이동하는 기타 다른 플랫폼의 방향을 나타낸다. 기술용어는 위에서 구체적으로 언급된 단어들, 그 파생단어 및 유사한 의미의 단어들을 포함한다.
"해상도"라는 용어는, 여기에서 이미지와 관련하여 사용된 경우에, 이미지화된 객체들을 구별할 수 있는 능력을 지칭하며, 그러한 해상도는 통상적으로 cm 단위로 주어지고 그리고 지면 상의 객체(들)에 대한 것이다. 그러한 문맥으로 사용될 때, 해상도는 지면 샘플링 거리, 해상도 셀(cell), 지면 해상도, 또는 지면 픽셀 해상도라는 다양한 용어로 표현될 수 있을 것이다. 카메라 또는 다른 이미징 장치와 관련하여 사용될 때, 해상도는 해당 이미징 장치의 픽셀의 밀도를 나타낼 것이다. 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 이미지의 해상도(지면 샘플링 거리, 해상도 셀, 지면 해상도, 또는 지면 픽셀 해상도)는 많은 파라미터들에 따라서 달라지며, 그러한 파라미터에는 카메라의 해상도 뿐만 아니라 다른 변수들이 포함되며, 그러한 변수들의 비제한적인 예를 들면 이미징 시스템(예를 들어, 렌즈) 및 이미지가 캡쳐되는 작동 조건(예를 들어, 고도)이 포함된다.
지구의 항공 이미지 및 인공위성 이미지는 광범위한 군사적 용도, 상업적 용도 및 소비자 용도를 위해 사용된다. 많은 수의 새로운 용도들에는 인터넷에서 사진 이미지 지도를 서비스하는 것과 그러한 사진지도(photomap)의 생성을 기반으로 하는 서비스(예를 들어, 지도 및 방향, 부동산 가격)가 포함된다. 일반적으로, 사진 이미지 지도 및 최근에 업데이트된 사진지도에 대한 수요가 증대되고 있다. 그러나, 사진지도를 생성하기 위한 기존의 시스템은 종종 과도하게 복잡한 구성요소를 포함하고, 많은 자본 비용을 필요로 하며, 및/또는 작업 비용이 높고, 다른 단점들을 갖는다. 이들 시스템은 더욱 짧은 시간프레임 및 작동 범위(regimes) 내의 이미지를 제공할 수 없거나, 또는 현재 요구되는 높은 해상도를 제공할 수 없다.
일반적으로, 현존하는 사진측량식(photogrammetry) 이미지 솔루션은, 보다 최신의 더욱 높은 해상도의 이미지에 대한 증가하는 요구를 충족시키지 못하고 있는데, 이는 그러한 솔루션이 효과적인 방식으로 적절하게 높은 해상도의 데이터를 충분한 양으로 캡쳐할 수 없기 때문이다. 본 명세서의 혁신적인 것과 관련된 특정 양태에 부합하는 원리에 따르면, 항공 사진측량법을 위해 사용되는 카메라 시스템은 2가지 상충되는 요건을 반드시 해결해야만 한다.
첫 번째로, 카메라 시스템의 렌즈 및 포커싱 시스템 파라미터들(내부 배향(interior orientation)으로 알려져 있음)뿐만 아니라, 공간 상에서의 그 위치 및 관찰 각도(look angle)(외부 배향(exterior orientation)으로 알려져 있음)를 정확하게 계산하는 것이 필수적이다. 번들 조정(bundle adjustment)으로서 알려져 있는 사진측량 솔루션을 이용하여 카메라 및 당해 카메라에 의해 촬영된 각각의 사진에 대한 내부 배향 정보 및 외부 배향 정보를 계산할 수 있을 것이다. 이러한 계산은 종종 각각의 사진을 이음매 없는 사진지도로 합체할 수 있게 하기 위한 선결-요건(pre-requrement)을 의미한다. 요구되는 레벨의 정확도를 달성하기 위한 한 가지 방법은, 복수의 이미지를 촬영하는 것이며, 이때 사진들 사이에는 많은 양의 잉여(redundant) 데이터가 있게 된다. 복수의 사진에서 볼 수 있는 공통된 특징들, 공통된 요소들, 공통된 지점들, 또는 이미지 요소들이 식별될 수 있고, 그리고 카메라의 내부 파라미터 및 외부 파라미터를 계산하기 위해서 사용될 수 있다. 그러나, 사진들 사이의 많은 양의 잉여 데이터에도 불구하고, 사진들이 다른 시간에 촬영되거나 또는 다른 조건들 하에서 촬영된 경우에 공통 지점들 또는 공통 이미지 요소들을 식별하는 것이 어려울 수 있는데, 이는 공통 지점들 또는 공통 이미지 요소들이 이동되었을 수가 있고 또는 다른 외관(예를 들어, 조명의 변화로 인한 다른 그림자 형성)을 나타낼 수도 있기 때문이며, 이러한 것이 그러한 공통 지점들 또는 공통 이미지 요소들 사이의 상호연관을 어렵게 만들기 때문이다.
두 번째로, 신속하게 항공 측량(survey)을 완료하는 것이 바람직하다. 이는, 작업 비용을 낮추고 악천후와 같은 유리하지 않은 환경 또는 측량 조건으로부터 초래되는 지연을 최소화하는 등과 같은 여러 가지 장점을 제공한다. 시간당 km2 로 측정되는, 캡쳐된 지면 영역의 크기를 증대시키기 위한 효과적인 방법은, 사진지도를 생성하기 위해서 추후에 이용되는 상세한 고해상도 사진들 사이의 잉여도의 크기를 최소화하는 것이다 .
그와 같은 경우에, 이미지들의 정확한 사진측량적 포지셔닝(positioning; 위치결정)을 가능하게 하기 위해서 이미지들 사이의 잉여도를 증대시키기 위한 요구는 보다 적은 비용으로 측량을 완료하기 위해 사진들 사이의 잉여도를 줄여야 하는 요구와 균형을 이루어야 한다.
항공 사진지도 데이터의 수집은 항공 이미징 장치(예를 들어, 카메라)를 구비한 항공기를 비행 계획에 따라서 비행시킴으로써 이루어질 수 있으며, 상기 비행 계획에는 비교적 직선인 경로를 따른 비행, 원래의 경로로부터 측방으로 약간 변위된 평행한 회귀 경로를 비행기가 비행하도록 180°회전시키기 위한 선회(banking) 및 회전(turning), 그리고 지면의 지정 영역에 대한 사진작업을 완료할 때까지 이러한 패턴을 반복하는 것이 포함된다. 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 이미지 또는 사진들이 비행 계획의 직선 부분을 따라서 주기적인 간격으로 캡쳐되어 전방으로(forward) 중첩되는 사진들을 생성하고, 그리고 캡쳐된 이미지들이 측방향으로 나란히(side-by-side) 중첩되도록 비행 계획이 디자인된다.
이미지들의 중첩은 수많은 기구에 의해서 이루어질 수 있을 것이다. 예를 들어, 일반적으로 운송체(예를 들어, 항공기) 내에서 지면위로 이동되는 또는 축선을 따라서 병진이동되는 이미징 시스템이 이미지들을 주기적으로 캡쳐할 수 있다. 사진들이 이동 방향으로 중첩되도록 캡쳐된 이미지들(사진들) 사이의 타이밍이 결정될 수 있을 것이다. 이동 전방 방향으로부터 초래되는 중첩을 일반적으로 전방 중첩이라 한다. 그러한 시스템에서 차례로 촬영되고 그리고 전술한 바와 같이 전방 중첩된 사진들은 순차적인(sequential) 또는 인접 사진들이라 지칭될 수 있다. 전방 경로 및 회귀 경로를 가지는 비행 계획에서, 측방 중첩은 전방 경로 및 회귀 경로를 이격시킴으로써 생성되며, 그에 따라 상기 경로들을 따라 캡쳐된 이미지들이 원하는 정도의 중첩을 가진다. 비행 계획에서의 전방 경로 및 회귀 경로의 간격으로부터 초래되는 중첩을 일반적으로 측방 중첩이라 한다. 마지막으로, 이미징 시스템 또는 카메라가 아래의 지면의 다른 영역들을 지향하도록 이미징 시스템 또는 카메라가 이미지 캡쳐링 시스템 내에 정렬될 수 있고, 이때 캡쳐된 이미지들 사이의 중첩은 이미징 캡쳐(예를 들어, 카메라) 시스템의 기계적인 정렬로 인해서 생성된다.
전방 중첩 및 측방 중첩의 양이 용도마다 다를 수 있지만, 현재의 항공 맵핑 시스템의 일반적인 중첩은 80/30이며, 이는 비행 라인을 따른 순차적인 사진들이 80% 전방 중첩되고 및 인접한 평행 비행 라인들에서의 사진들이 30% 측방 중첩된다는 것을 나타낸다. 그러한 구성에서, 하나의 비행 라인에서의 전방 이동 중에 순차적인 이미지들을 캡쳐링하는 것은 각 이미지의 20% 만이 새로운 정보를 포함하는 결과를 초래할 것이다. 이러한 방식으로 데이터를 수집하는 것은 특징, 이미지 요소 또는 공통 지점이 5 개의 이미지들 내에서 식별될 수 있게 한다. 전술한 예에 대한 잉여도와 관련하여, 해당 공통 영역 내의 임의 지점, 픽셀, 픽셀들의 세트, 요소, 이미지 요소, 객체, 또는 특징은 4의 잉여도(해당 지점 또는 객체의 원본 이미지에 더하여 4 개의 추가적인 식별가능한 이미지)를 가진다. 그와 같은 경우에, 80% 중첩도를 가지는 순차적인 이미지들의 세트가 4의 잉여도를 가지는 것으로 간주될 수 있을 것이다. 일반적으로, 잉여도는 지점들이 평균적으로 나타나는 값에서 1을 뺀 (이미지들의 세트 내의) 이미지들의 수로서 설명될 수 있을 것이다. 잉여적으로 캡쳐된 지점들은 이미지 요소로서 사용될 수도 있고 사용되지 않을 수도 있으나, 그러한 지점들 또는 픽셀들은 세트 내의 복수의 이미지들에서 보여진다. 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 잉여도의 값이 높은 경우에, 지점들이 평균적으로 보여지는 이미지들의 수(n)는 잉여도(n-1)에 근접한다(approximate). 이미지들의 세트 내의 잉여 정보의 양은 측방 중첩에 의해서 더욱 많아질 것이며, 결과적으로 각각의 이미지의 약 14% 만이 새로운 정보를 포함할 것이고 그리고 이미지 정보의 약 86%는 최종 사진지도와 관련된 잉여도가 될 것이다. 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 전방 중첩, 측방 중첩 또는 다른 작업이나 기계적인 구성에 의해서 발생되는 중첩이든지 간에, 중첩의 증가는 이미지들의 세트 내의 잉여도를 증대시킬 것이다.
본원 발명의 시스템 및 방법의 일 실시예에서, 둘 이상의 이미징 시스템/하위시스템을 이용하여 개관 이미지 및 상세 이미지를 캡쳐한다. 다른 실시예에서, 둘 이상의 이미징 시스템/하위시스템을 이용하여 제 1 해상도 레벨의 개관 이미지 및 제 2 해상도 레벨의 상세 이미지를 캡쳐하고, 이때 제 2 해상도 레벨은 제 1 해상도 레벨 보다 더 높다(이미지가 보다 상세하다). 도 1에 도시된 바와 같이, 제 2 시스템(120)에 의해서 캡쳐된 상세 이미지(122, 124 및 126)는 제 1 시스템(110)에 의해서 캡쳐된 개관 이미지(112)의 캡쳐 영역 내에 부분적으로 포함되거나 또는 완전히 포함된다. 제 1 및 제 2 시스템(110 및 120)은, 통상적으로 X-축선(115)을 따라서 이동된다. 도 5c 및 5d는 비행기로부터 그리고 통상적으로 각각의 통상적인 비행 측량 경로를 따라서 상세 이미지 및 개관 이미지를 캡쳐하는 것을 도시한다. 개관 이미지들에서 상당한 중첩이 존재하도록, 그러나 개관 이미지들 내의 중첩 양에 대비해서 상세 이미지들에서의 중첩은 상당히 감소되거나 최소화되도록, 이미지들이 수집된다. 유사하게, 본원 발명의 시스템 및 방법의 하나 또는 둘 이상의 실시예에서 상세 이미지들의 중첩량이 다른 통상적인 사진지도 이미징 시스템에서 얻어지는 이미지들에 대비하여 크게 감소된다. 개관 이미지들에서 상당한 중첩량을 가짐으로써, 그러한 저해상도 이미지들이 높은 잉여도를 가지게 되고, 그러한 잉여도는 사진지도 생성과 관련된 이미지 프로세싱을 위해서 이용된다. 사진지도를 위한 희망 해상도를 가지는 상세 이미지들은 상당히 적은 양(크기)의 잉여도를 가지며, 그에 따라 이들 이미지들에 대한 저장 및 프로세싱 요건을 상당히 저감한다.
보다 큰 잉여도 레벨 또는 중첩은 카메라 시스템에 대한 외부 배향 및 내부 배향을 정밀하게 계산할 수 있는 능력을 증대시킨다. 그러나, 증대된 잉여도는 최종 사진지도를 생성할 때 대부분 폐기되는데(wasted), 이는 최종 사진지도를 생성하기 위해서 필요한 것 보다 상당히 더 많은 이미지 데이터가 캡쳐되기 때문이다. 이러한 과다 데이터를 수집하는 것은 측량 비행에 소요되는 시간 및 비용을 증대시킨다. 예를 들어, 만약 통상적인 항공 이미징 시스템이 80/30 중첩을 이용하여 10 cm 지면 픽셀 크기 사진지도를 생성할 수 있는 고도에서 비행된다면, 크기가 약 14 테라바이트(TB)인 최종 사진지도를 생성하기 위해서는 약 100 테라바이트의 이미지 데이터가 수집될 필요가 있을 것이다. 그와 같은 경우에, 10 cm 지면 픽셀 해상도 이미지는 약 6의 잉여도(각 이미지내에서 단지 약 14%의 새로운 정보에 상응)를 가질 것이고, 그리고 이들 이미지들은 카메라 시스템의 외부 배향 및 내부 배향을 계산하기 위해서, 그리고 최종 사진지도의 생성을 위해서 제공될 것이다.
그 대신에, 본원 발명의 방법 및 시스템의 이용에 의해서, 사진 마다 매우 적은 특유 영역(unique area)이 커버되는 높은 잉여도(예를 들어 98)로 100 cm 지면 픽셀 크기를 제공하는 제 1 카메라, 및 사진 마다 80%의 높은 특유 영역을 가지는 10 cm의 고해상도를 제공하는 제 2 카메라 시스템을 이용할 수 있게 된다. 이러한 기술 및 시스템을 이용하는 것은, 총 30 테라바이트 미만의 저장 요건의 경우에, 높은 잉여도 사진 세트를 위한 약 15 테라바이트 및 낮은 잉여도 사진 세트를 위한 약 15 테라바이트를 필요로 할 것이다. 또한, 저해상도 사진에서의 높은 잉여도(98)로 인해서, 추후의 프로세싱은 보다 높은 해상도의 낮은 잉여도 이미지에서 보다 더 높은 강건성(robustness)(보다 적은 오류) 및 더 높은 정확도를 달성할 수 있다. 예를 들어, 만약 통상적인 시스템이 0.5 픽셀의 제곱평균(RMS) 오류를 가진다면, 절대 지면 오류는 5cm(0.5 * 10 cm)가 될 것이다. 본원 발명의 방법 및 시스템을 사용하면, 높은 잉여도는, 0.1 * 100 cm = 10 cm의 절대 지면 오류에 대한, 0.1 픽셀의 RMS 추후 프로세싱을 가능하게 할 것이다. 이는 높은 잉여도 이미지 내에 매우 상세한 이미지들을 위치시킴으로써 추가적으로 개선될 수 있으며, 결과적으로 종래의 시스템에 필적할 수 있는 또는 그보다 낮은 절대 지면 오류 레벨을 달성할 수 있는 능력을 제공한다.
일 실시예에서, 본원 발명의 방법 및 시스템은 복수의 카메라 세트의 이용을 채용하고, 그러한 각각의 카메라 세트는 복수의 카메라들을 포함할 수도 있을 것이다. 그와 같은 경우에, 해상도는 현재의 카메라 시스템의 해상도로 제한되지 않는다. 예를 들어, Vexcel corporation이 제공하는 것과 같은 현재의 카메라 시스템은 300 메가픽셀의 해상도를 가질 수 있으나, 이러한 것은 극히 강성인(rigid) 플랫폼에 장착되고 그리고 미리-보정된 복수의 카메라들을 이용함으로써 달성된다. 본원 발명의 방법 및 시스템을 이용할 때, 극히 높은 해상도(예를 들어, 10 기가픽셀)의 가상(virtual) 카메라 시스템을 생성할 수 있다.
항공 사진에 대해서 요구되는 요건들 때문에, 카메라 시스템은 특정 항공 사진 용도를 위해서 통상적으로 맞춤형으로 구성된다. 전통적인 시스템은 상용 기성품(Commercial Off The Shelf; COTS) 부품들의 이점을 취할 수 없으며, 그리고 그와 같은 경우에, 전문가용 디지털 단안 렌즈 리플렉스(Digital Single Lens Reflex; D-SLR) 카메라의 비교적 저렴한(그리고 계속적으로 가격이 내려가는) 비용과 같은, 진보된 디지털 사진의 이점을 용이하게 취할 수가 없다. 전통적인 접근 방식을 이용하는데 필요한 카메라 시스템의 무거운 중량 및 높은 비용은 쌍발 엔진 터보-프롭 항공기의 이용을 권장하거나 필요로 하며, 이는 운영 비용을 추가적으로 상승시키고, 그러한 항공기는 Cessna 210과 같은 통상적인 단발 엔진 상용 항공기 보다 운영 비용이 상당히 더 많이 소요된다. 또한, 전통적인 시스템의 이용은 일반적으로 카메라 장착을 위해서 항공기에 맞도록 개조할 것을 필요로 한다. 이와 대조적으로, 본원 발명의 방법 및 시스템에 의해서, 특정 실시예에서, 단발 엔진 항공기를 이용할 수 있게 되고 그리고 항공기 프레임에 대한 개조를 필요로 하지 않으며, 상기 단발 엔진 항공기는 쌍발 엔진 항공기 보다 운영 비용이 저렴할 것이다.
본원 발명의 방법 및 시스템을 이용할 때, 항공 또는 지구궤도의(space-borne) 사진지도 측량을 위한 큰 영역에 걸친 고해상도 디지털 이미지가 캡쳐될 수 있다. 데이터 수집 시간은 현재의 시스템 보다 크게 감소될 수 있다. 그와 같은 경우에, 자본 비용 및 운영 비용이 감소될 수 있고, 그리고 기후가 허락할 때 비행 측량이 신속하게 실시될 수 있다. 특정 실시예에서, 고해상도 측량이 높은 고도에서 캡쳐될 수 있고, 그에 따라 항공 교통 관제(Air Traffic Control)에 대한 영향을 줄일 수 있고, 비행 측량 승무원에게 보다 원활한 비행 조건들을 제공할 수 있고, 일반적으로 조종사 업무부하를 감소시킬 수 있다.
추가적으로, 다른 각도들로 이용되는 여러 가지 타입의 카메라, 또는 카메라들을 이용하여 해상도가 다르고 그리고 잉여도 정도(degree)가 다른 이미지들을 수집할 수 있다. 예를 들어, 사진측량 용도를 위한 이미지 데이터의 수집시에, 오버헤드 카메라를 이용하여 비교적 낮은 해상도 및 높은 잉여도 정도로 개관 이미지를 수집할 수 있을 것이고, 그리고 경사형(oblique) 카메라를 이용하여 낮은 잉여도 정도의 고해상도 데이터를 수집할 수 있을 것이다. 사진측량 용도뿐만 아니라 다른 용도들에서도 다른 카메라들 및 해상도/잉여도 조합들이 가능할 것이다. 본원 발명의 방법 및 시스템을 이용할 때, 상이한 타입들의 카메라를 조합하여 수직방향(nadir) 사진, 경사형 사진지도, 적외선 사진지도, 또는 측량 요건에 의해서 결정되는 바와 같은 다른 조합들을 생성할 수 있을 것이다.
본원 명세서에서 상세 카메라 및 개관 카메라들로 이루어진 시스템을 설명하고 있지만, 부가적인 카메라 세트(또는 다른 타입의 이미지 캡쳐링 장치들)를 통합하여 상이한 해상도 및 상이한 잉여도 정도의 양으로 작동되는 이미지 캡쳐링 시스템의 캐스케이드를 형성할 수 있을 것이다. 고해상도 이미지에서 보다 저해상도 이미지에서 보다 높은 잉여도를 가짐으로써, 이미지 프로세싱(예를 들어, 번들 조정, 디지털 고도 지도(elevation map) 생성)을 위한 적절한 잉여도의 양(크기)을 가질 수 있으면서도 동시에 고해상도 이미지에서의 잉여도의 양(크기)을 최소화할 수 있다. 예를 들어, 본원에 기재된 방법 및 시스템을 3 개의 카메라 세트와 함께 이용할 수 있으며, 이때 제 1 카메라 세트는 높은 잉여도를 가지는 저해상도 이미지로 작동되고, 제 2 카메라 세트는 중간 잉여도를 가지는 중간 해상도 이미지로 작동되고, 그리고 제 3 카메라 세트는 낮은 잉여도를 가지는 고해상도 이미지로 작동된다. 일반적으로, 다른 중첩도, 해상도 및 잉여도를 가지는 이미지들을 캡쳐하는 복수의 카메라 세트를 이용하여 캐스케이딩을 실시할 수 있으며, 그에 따라 결과적인 저해상도 이미지의 세트가 고해상도로 촬영된 이미지들의 세트 보다 더 높은 잉여도를 가진다. 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 카메라의 캐스케이드는 n 개의 카메라 또는 n 개의 카메라 세트까지 확장될 수 있으며, 특정의 물리적 구성으로 제한되지 않는다. 카메라의 캐스케이드는 고해상도 이미지에서의 낮은 잉여도와 일치되는 해상도 스펙트럼을 가지는 이미지들을 생성할 수 있다. 카메라의 세트는, 선형 방식으로, 어레이로(행과 열 포맷), 또는 계층적(hierarchy) 배율로 조직되는지의 여부에 관계 없이, 결과가 다른 지면 해상도를 가지는 복수의 캡쳐된 이미지들일 때, 캐스케이드 방식으로 조직되는 것으로 간주될 수 있다. 예로서, 어레이로 정렬된 4 개의 카메라의 세트는 상이한 지면 해상도로 또는 상이한 배율을 가지는 상이한 지면 해상도로 이미지들을 캡쳐함으로써 캐스케이드 방식으로 조직될 수 있을 것이다. 만약 동일한 또는 중첩되는 지면 영역들을 커버하도록 카메라가 조직된다면, 캡쳐된 이미지들 사이에 잉여 이미지가 존재할 것이다.
당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 이미지가 캡쳐된 후에, 이러한 방법 또는 종래 방법이든지에 관계 없이, 사진지도 또는 디지털 고도 지도와 같은 다수의 적용례를 생성하기 위해서 사진측량 기구를 이용하여 프로세싱될 수 있다. 그러한 프로세싱을 위해서 이용되는 일반적인 소프트웨어 프로그램은 이하의 프로그램들 중 하나 또는 둘 이상을 포함하나, 그러한 것으로 제한되는 것은 아니다: 즉, Inpho Corporation가 판매하는 Match-AT 삼각측량 소프트웨어; BAE Systems？에 의해서 Socet Set？이라는 상표명으로 판매되는 디지털 맵핑 소프트웨어; GIP mbH에 의해서 BINGO로서 판매되는 사진측량 번들 조정 소프트웨어와 통합된 Socet Set？; 그리고 ERDAS？가 판매하는 ERDAS ER Mapper 이미지 프로세싱 소프트웨어. 추가적으로, 다양한 공급업자들이 판매하는 광범위한 이미지 프로세싱 및 삼각측량 소프트웨어를 이용하여 데이터를 프로세싱할 수 있을 것이다.
개관 이미지 및 상세 이미지 캡쳐를 위한 이미징 시스템/하위시스템이 이미지 캡쳐를 위한 적합한 운반체(예를 들어, 항공기, 우주선, 잠수함, 풍선기구) 상에 함께 위치될 수 있을 것이고 또는 별도의 플랫폼 상에 위치될 수 있을 것이다. 몇 가지 실시예에서, 개관 및 상세 이미징 시스템들이 소형 항공기에 부착되는 하우징(예를 들어, 포드) 내에 함께-위치된다. 하나 또는 둘 이상의 실시예들에서, 개관 이미지 및 상세 이미지들이 실질적으로 동시에 캡쳐된다. 이미지 캡쳐 신호는 상세 이미지 및 개관 이미지의 거의 동시적인 캡쳐를 돕는 타이밍 시스템/하위시스템(예를 들어, 시스템 제어부)으로부터 생성될 수 있다.
본원 발명의 시스템 및 방법의 하나 또는 둘 이상의 실시예에서, 전방 방향으로 50% 또는 그 초과의 순차적으로 캡쳐된 개관 이미지들(이하에서는 순차적인 개관 이미지들로서 지칭된다)의 중첩이 존재하도록, 개관 이미지들이 수집된다. 대안적인 실시예에서, 전방 방향을 따른 순차적인 개관 이미지들의 중첩은 90% 이상이 된다. 일 실시예에서, 전방 방향을 따른 순차적인 상세 이미지들의 중첩은 0% 내지 20%가 된다. 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 그리고 순차적인 개관 이미지들에서의 중첩도 보다 상당히 낮은 순차적인 상세 이미지들에서의 중첩도와 일치되는, 다른 중첩 조합을 가지는 다른 실시예들도 가능할 것이다.
본원 발명의 시스템 및 방법의 일 실시예에서, 제 1 이미지 캡쳐 시스템을 이용하여 개관 영역의 개관 이미지를 캡쳐할 수 있는 한편, 제 2 이미지 캡쳐 시스템을 이용하여, 실질적으로 동시에, 개관 영역의 적어도 일부의 상세 이미지를 캡쳐할 수 있으며, 이때 개관 이미지들 사이에 잉여도가 존재하고, 그리고 상세 이미지들 사이에 잉여도가 존재한다.
잉여도와 관련하여, 일 실시예에서, 개관 이미지들에서의 잉여도가 10 보다 큰 반면, 상세 이미지들에서의 잉여도는 10과 같거나 그보다 낮다. 다른 실시예에서, 상세 이미지들에서의 잉여도가 영에 접근한다. 또 다른 실시예에서, 상세 이미지들에서의 잉여도가 때때로 영 미만(음의 값)이 되고, 이는 캡쳐된 이미지들 사이에 갭이 있다는 것을 나타낸다. 개관 이미지들에서의 높은 잉여도 때문에, 상세 이미지들에서의 갭들이 후속 이미지 프로세싱을 통해서 재생산될 수 있고 또는 채워질 수 있을 것이다.
당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 이미지들이 수집되는 분위기 또는 조건들에 따라서 잉여도 정도가 변경될 수 있을 것이다. 열악한 가시도 또는 급변하는 분위기에서, 잉여도 정도를 매우 높게 할 필요가 있을 것이다. 예를 들어, 안개낀/먼지가 많은 조건에서, 또는 수중(underwater) 적용례에서, 솔루션이 보다 큰 잉여도쪽으로 편향될 수 있을 것이다. 이는, 보다 빈번한 이미지 캡쳐(심지어 비디오 프레임 비율에 접근한다)를 가짐으로써 또는 보다 많은 개관 카메라의 이용을 포함하는 다양한 기구를 통해서, 달성될 수 있을 것이다. 수중 적용례의 경우에, 비디오 주파수에 가깝게 작동되는 복수의 270°센서들을 이용하여 잉여도가 매우 높은 개관 타입 이미지들을 수집할 수 있는 한편, 단일 카메라를 이용하여 매우 높은 해상도/저잉여도 이미지를 촬영할 수 있을 것이다. 결과적으로, 시간 경과에 따라서 덜 변화되는 분위기에서(예를 들어, 우주로부터 전체 지구를 관찰할 때), 개관 이미지들에서의 잉여도 정도가 감소될 수 있을 것이다.
하나의 용도에서, 개관 이미지 및 상세 이미지가 동시에 수집되고, 그에 따라 잉여 이미지들이 충분한 수의 가능한(potential) 공통 특징들, 공동 요소들, 공통 지점들, 또는 이미지 요소들을 포함하도록 보장하고, 그리고 조명의 변화 또는 객체의 이동에 따른 영향을 최소화한다. 다른 실시예에서, 개관 이미지 및 상세 이미지가 대략적으로 동일한 위치에서 캡쳐된다. 또 다른 실시예에서, 개관 이미지 및 상세 이미지가 대략적으로 동일한 위치로부터 동시에 캡쳐된다.
본원 발명의 시스템 및 방법의 하나 또는 둘 이상의 실시예에서, 이미지 캡쳐 시스템/하위시스템은 디지털 카메라를 이용한다. 하나 또는 둘 이상의 실시예에서, 디지털 카메라는 CMOS계 카메라 또는 센서들이다. 다른 실시예에서, 푸시 브룸(push broom) 센서가 이용되고, 그리고 또 다른 실시예에서 위스크(whisk) 브룸 센서가 이미지 캡쳐를 위해서 이용된다. 개관 이미지 및 상세 이미지 모두를 이미지 캡쳐하기 위해서 이용될 수 있는 다른 기구에는 아날로그 필름 시스템, 포인트 또는 리니어 스캐너, CCd 이미징 어레이, 다른 III-V 또는 II- VI계 이미징 장치, 초음파 이미저, 적외선(열상) 이미저가 포함되나, 이러한 것으로 제한되는 것은 아니다. 이미저들은 전자기선의 수신을 기초로 작동되고 그리고 적외선, 가시광선, 또는 다른 전자기 스펙트럼 부분들에서 작동될 수 있다. 예를 들어, 본원에서 전체가 참조되어 포함되는 Gruber 등에게 허여된 미국 특허 7,009,638, 및 Tanaka 등에게 허여된 미국 특허 5,757,423에 개시된 것과 같은, 대형 포맷 및 복수의 렌즈들, 복수의 탐지기, 및 복수의 탐지기/렌즈 시스템이 또한 개관 이미지 및 상세 이미지의 캡쳐를 위해서 사용될 수 있을 것이다. 추가적으로, TRACK'AIR corporation에 의해서 제공되는 Multi-cameras Integrated Digital Acquisition System (MIDAS)과 같은 복수의 이미지 수집 시스템, 그리고 상세한 계측 경사 뷰(detailed metric oblique views)를 제공하도록 구성된 다른 시스템이 채용될 수 있고 그리고 본원 발명의 시스템 및 방법에 통합될 수 있을 것이다.
본원 발명의 시스템 및 방법의 하나 또는 둘 이상의 실시예에서, 타이밍 시스템/하위시스템을 이용하여 이미지 캡쳐 신호를 생성할 수 있고, 그러한 신호는 이미지 캡쳐 시스템/하위시스템으로 공급되고 그리고 개관 이미지 및 상세 이미지가 캡쳐되게 한다. 하나 또는 둘 이상의 실시예에서, 케이블링을 통해서 또는 공간을 통해서(예를 들어, 무선으로) 이미지 캡쳐링 시스템/하위시스템으로 전송될 수 있는 전자 신호 또는 광학적 신호를 생성하기 위해서, 타이밍 시스템/하위시스템은 적절한 소프트웨어, 펌웨어, 및 수반하는 하드웨어를 가지는 마이크로컨트롤러 또는 마이크로프로세서를 기초로 한다. 그 대신에, GPS 기반 네이게이션 시스템과 같은 내비게이션 시스템과 함께 작동하는, 또는 단독으로 작동하는 특화된 전자 하드웨어 장치가 타이밍 시스템/하위시스템으로서 작용하여 이미지 캡쳐 신호를 생성할 수 있을 것이다. 하나 또는 둘 이상의 실시예에서, 이미지 캡쳐 신호들은 컴퓨터(예를 들어, 랩탑 또는 러기다이즈드 컴퓨터(ruggedized computer)) 형태의 시스템 제어부에서 생성되고 그리고 개관 카메라 및 상세 카메라를 위한 이미징 시스템을 형성하는 디지털 카메라들에 의해서 수신된다. 비록 하나 또는 둘 이상의 동기화된 이미지 캡쳐 신호들의 이용이 실질적으로 동시적인 이미지들의 캡쳐를 초래하지만, 케이블들(통상적으로 길이가 다르다)을 통한 신호들의 전송에는 고유의 왜곡(skew)이 있고 그리고 디지털 카메라 고유의 지연이 있으며, 그에 따라 이미지들의 실제 캡쳐 시간에 변동이 있게 된다.
하나 또는 둘 이상의 실시예들에서, 이미지 캡쳐 신호는 타이밍 시스템/하위시스템으로부터 방출되는 일방향 신호이고, 이미지 캡쳐 시스템/하위시스템으로부터의 회귀 신호가 필요하지는 않다. 유사하게, 이미지 캡쳐 데이터가 이미징 장치들(예를 들어, 디지털 카메라들) 내에 국부적으로(locally) 저장될 수 있고 그리고 이미지 데이터가 이미징 장치로부터 제어부나 다른 데이터 저장 장치로 보내질 필요는 없다. 이미지 데이터를 저장하기 위해서 이용되는 데이터 저장부는, 비제한적인 예를 들어: 플래시 메모리, 스태틱 랜덤 억세스 메모리(SRAM), 다이나믹 랜덤 억세스 메모리(DRAM)와 같은 솔리드 스테이트 메모리 장치; 비제한적인 예를 들어, 테입, 자기 드럼, 코어 메모리, 코어 로프 메모리, 박막 필름 메모리, 트위스터 메모리, 및 버블 메모리를 포함하는 자기 저장 장치; 비제한적인 예를 들어, 하드 드라이브 또는 디스크 드라이브 그리고 플로피 드라이브를 포함하는 전기-자기 저장 장치; 비제한적인 예를 들어, 포토그래픽 필름, 홀로그래픽 메모리 장치 및 홀로그램, 그리고 광학적 디스크를 포함하는 광학적 저장 장치; 그리고 마그네토-옵틱 드라이브 및 데이터 저장 장치를 포함한다.
도 1은 본원 발명의 시스템 및 방법과 관련된 특정 양태와 일치되는 예시적인 시스템(100)의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 시스템(100)은 하나 이상의 개관 이미지(112)를 획득하는 제 1 시스템(110), 및 상세 이미지(122, 124, 126)를 획득하는 제 2 시스템(120)을 포함할 수 있을 것이다. 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 x-y 좌표 시스템(114) 내에서 그리고 x-축선(115) 및 y-축선(116)을 따라서 배향될 수 있다. 일 실시예에서, 이미징 캡쳐 장치(예를 들어, 카메라들)가 상세 축선(130)을 따른 스트립들 내에서 상세 이미지(122, 124, 126)를 캡쳐하도록 정렬되고, 이때 상세 축선(130)은 전체적으로 y-축선(114)와 평행하다.
제 1 시스템(110) 및 제 2 시스템(120)은 각각 하나 이상의 이미지 캡쳐 장치, 예컨대 카메라(본원 전체를 통해서, 광의의 용어 "이미지 캡쳐 장치"는 주로 편의를 위해 비제한적으로 "카메라"로 지칭됨)를 포함할 수 있다. 또한, 이미징 어레이는 이미지를 캡쳐하기 위해서 사용되고 그리고 개별적인 이미지 캡쳐 장치 또는 카메라로서 작용할 수 있는 개별적인 센서들의 정렬체(arrangement)를 통해서 생성될 수 있다. 개별적인 카메라 또는 이미지 캡쳐 장치가 선형 정렬체로 정렬될 수 있고, 지면의 다른 영역들을 캡쳐하기 위해서 가변적인 각도들로 셋팅되고 축선을 따라서 정렬될 수 있으며, 또는 행렬 또는 어레이(행과 열) 포맷으로 정렬될 수 있다. 그와 같이 정렬되었을 때, 이미지 캡쳐 장치는 인접한 또는 근접한 이미지 영역들을 캡쳐하며, 중첩되거나 또는 중첩되지 않거나 간에, 그러한 장치는 인접 방식으로 정렬되는 것으로 간주될 수 있다.
일 실시예에서, 제 1 시스템(110) 및 제 2 시스템(120)은 주기적으로 이미지를 캡쳐하면서 x 방향으로 이동되고, 그에 따라 제 1 시스템(110)에 의해서 캡쳐된 순차적인 개관 이미지들에서 높은 중첩도가 생성되고, 그리고 제 2 시스템(120)에 의해서 캡쳐된 순차적인 상세 이미지에서 보다 낮은 중첩도가 생성된다. 몇몇 실시예에서, 불필요한 데이터 저장 및 프로세싱을 필요로 함이 없이, 개관 이미지들 내의 높은 잉여도를 생성하기 위해서 개관 이미지들은 상세 이미지들 보다 더 낮은 해상도를 가진다.
도 1에 도시된 바와 같이, 이미징 시스템들 또는 카메라들의 물리적 정렬로 인해서, 상세 축선(130)의 방향을 따라서 상세 이미지(122)가 상세 이미지(124)와 약간 중첩되고, 그리고 상세 이미지(124)가 상세 이미지(126)과 약간 중첩된다. 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 제 1 시스템(110) 및 제 2 시스템(120)이 주기적으로 이미지들을 캡쳐하면서 x-축선(115)을 따라서 이동하는 것에 의해서, 지면의 폭(swath) 또는 스트립이 상세 이미지(122, 124, 및 126)로 이미지화될 수 있으며, 이때 중첩은 상세 이미지들이 지면이 폭을 따라서 연속적인 스트립을 캡쳐하도록 보장한다. 이미지들의 주기적인 캡쳐와 함께 제 1 시스템(110) 및 제 2 시스템(120)이 이동 또는 병진운동하는 것은 상세 이미지 레벨에서 제 1 전방 중첩도를 가지는 인접한 스트립들/폭들의 캡쳐, 그리고 제 2 전방 중첩도를 가지는 개관 이미지들의 캡쳐를 초래하고, 상기 제 2 중첩도는 제 1 중첩도 보다 더 높다.
대안적인 실시예에서, 제 1 시스템(110) 및 제 2 시스템(120)이 y-축선(114)을 따라서 이동된다. 또 다른 실시예에서, 제 1 시스템(110)이 제 2 시스템(120)과 분리되어 이동된다. 또 다른 실시예에서, 개관 이미지(112) 및 상세 이미지(122, 124, 및 126)가 각각 독립적인 시간에 제 1 시스템(110) 및 제 2 시스템(120)으로부터 캡쳐된다.
또한, 제 1 및 제 2 시스템(110, 120)은, 강성 마운트 또는 반 강성 마운트에 장착되는 복수의 카메라의 캐스케이드형 또는 인접한 그룹들과 같은 디지털 이미지 캡쳐 장치의 어레이를 포함할 수 있다. 당업자는 이러한 장착의 세부사항이 예시적이라는 것을 이해할 것이다. 예를 들면, 강성 또는 반강성 마운트 시스템이라는 용어는, 단일 카메라 또는 복수의 카메라와 같은 이미징 시스템의 상대적인 위치를 정확하게 규정할 수 있는 임의 장치를 나타내는 것일 수 있다. 그러한 장착 시스템은 수 많은 방식으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 장착 시스템은 포드 엔클로저(pod enclosure) 내에 카메라를 장착하는 것과 같은 강성 구조를 포함할 수 있고; 이는 위성들 사이의 상대적인 카메라 위치를 규정하기 위해서 지역 기준(local reference) 시스템을 갖춘 복수의 구분되는 항공 시스템 또는 인공위성 시스템 내에 장착되는 카메라와 같이, 서로에 대해서 정확한 위치에서 그러나 독립적인 위치에서 유지되는 카메라를 포함할 수 있다. 그 대신에, 제 1 시스템(110)이 저해상도 이미징 어레이로 이루어질 수 있고, 그리고 제 2 시스템(120)이 하나 또는 둘 이상의 고해상도 이미징 어레이로 이루어질 수 있으며, 제 1 시스템(110)의 저해상도 이미징 어레이가 개관 이미지(112)를 캡쳐하도록, 그리고 고해상도 이미징 어레이가 상세 이미지(122, 124, 및 126)를 캡쳐하도록, 상기 정렬체 및 어레이들의 이미징이 선택된다.
도 1의 시스템(100)은 또한 제 1 시스템(110) 및 제 2 시스템(120) 및/또는 그 이미징 캡쳐 장치 사이에 존재할 수 있는 다양한 구조와 관련하여 예시한 것이다. 예를 들면, 도 2a 및 도 2b는 본원에 개시된 방법 및 시스템에 따른 제 1 시스템(110) 및 제 2 시스템(120)의 상이한 정렬체를 도시하는 블록도이다. 도 2a 및 2b 모두에서, 이미징 시스템(210A 및 220A)이 제 1 시스템(110) 및 제 2 시스템(120) 각각과 함께 이용된다. 도 2a는, 제 1 시스템(110) 및 제 2 시스템(120)이 하나의 고정 위치에, 예를 들어 항공 플랫폼 상에, 비제한적으로 고정 날개형 항공기 또는 헬리콥터를 포함하는 항공기 상에 또는 그 내부에, 위성 내에, 높은 고도 또는 우주 기반 관찰 플랫폼 내에, 또는 선박, 잠수함 또는 다른 수중 용기(vessel)과 같은 항해 선체 상에 또는 그 내부에 위치되는 실시예를 도시한다. 이러한 실시예에서, 제 1 시스템(110) 및 제 2 시스템(120)이 서로 근접하여 위치되고 그리고 함께 이동된다. 다른 용도에서, 근접하여 위치되는 제 1 시스템(110) 및 제 2 시스템(120)이 지면 관찰, 지구-하늘 관찰, 수중 이미지, 또는 현미경적 이미징을 위해서 이용된다.
도 2b는 제 1 시스템(110)이 제 2 시스템(120)과 독립적으로 배치되는 실시예를 도시한다. 이러한 실시예에서, 제 1 및 제 2 시스템이 독립적으로 유지되나 두(또는 그 초과) 시스템들의 서로에 대한 위치가 정밀하게 알려지거나 계산된다. 물리적 구조물 내에서, 이는 포드 엔클로저 내에서와 같은 강성 장착을 통해서 달성될 수 있다. 그 대신에, 제 1 시스템(110)과 제 2 시스템(120) 사이의 상대적인 위치의 추적(tracking)으로 인해서, 2 개의 완전히 독립적인 플랫폼을 이용할 수 있게 된다. 일 실시예에서, 제 1 항공기 또는 다른 운반체가 제 1 시스템(110)을 이용하여 개관 이미지를 생성할 수 있는 한편, 제 2 항공기 또는 다른 타입의 운반체가 제 2 시스템(120)을 이용하여 상세 이미지를 생성할 수 있다. 내비게이션 또는 관성 안내 시스템을 이용하여 시스템들의 상대적인 위치를 결정할 수 있을 것이다. 또 다른 실시예에서, 시스템들은 복수의 구분되는 위성 시스템들 내에 장착되고, 지역 기준 시스템을 이용하여 위성들 사이의 상대적인 카메라 위치를 결정한다.
도 3은 본원의 개선과 관련된 특정 양태에 따른 다른 예시적인 시스템의 블록도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 단일 플랫폼 또는 모듈(310)이 제 1 시스템(110) 및 제 2 시스템(120) 양자 모두를 포함할 수 있거나 구현할 수 있다. 단일 플랫폼은 제 1 시스템 및 제 2 시스템이 고정적으로 부착되고 그리고 함께 병진운동 또는 이동될 수 있는 임의 배열 또는 구성을 가질 수 있다. 추가적인 실시예에 따라, 플랫폼(310)은 또한 제 1 및 제 2 이미징 캡쳐 장치 또는 카메라의 다양한 어레이 및/또는 정렬체를 또한 포함할 수 있을 것이다. 도 3과 관련하여, 이미지 캡쳐링 시스템(210A 및 210A')은 제 1 해상도의 개관 이미지를 캡쳐하는 제 1 이미징 시스템을 나타낸다. 제 1 해상도로 개관 이미지를 캡쳐하는 이미지 캡쳐링 시스템의 수는 이미지 캡쳐링 시스템(210AM)에 의해서 도시된 바와 같이 확장될 수 있고, 그리고 그와 같은 경우에 복수의 카메라 또는 다른 이미징 장치를 이용하여 개관 이미지(112)를 생성할 수 있을 것이다. 일 실시예에서, 제 1 이미징 시스템(210A, 210A' 내지 210AM)의 각각을 이용하여 완전한 개관 이미지(112)를 촬영할 수 있는 한편, 다른 실시예에서 제 1 이미징 시스템(210A, 210A' 내지 210AM)들이 개관 이미지(112)의 세그먼트들을 촬영하도록 정렬되고 그리고 그와 같은 경우에 전체 개관 이미지의 조립을 지원한다. 일 실시예에서, 제 1 이미징 시스템(210A, 210A' 내지 210AM)이 상세 축선(130)을 따라서 정렬된다. 다른 실시예에서, 제 1 이미징 시스템(210A, 210A' 내지 210AM)이 x-축선(115)을 따라서, 어레이 포맷으로 또는 개관 이미지(112)에서 캡쳐되는 개관 영역의 커버리지를 제공하는 임의의 다른 정렬상태로 정렬된다. 전술한 바와 같이, 이미징 장치들의 정렬체 및/또는 어레이가 이미징 시스템들의 캐스케이드를 생성하도록 구성되어, 해상도 증가와 함께 잉여도가 전체적으로 감소되는 스펙트럼을 생성할 수 있을 것이다.
도 3을 참조하면, 개관 이미지(112) 보다 해상도가 높은 상세 이미지(122, 124, 및 126)가 제 2 이미징 시스템(220A, 220A', 및 210AN) 각각으로 캡쳐된다. 일 실시예에서, 상세 이미지(122, 124, 및 126)가 상세 축선(130)을 따라서 정렬된 상세 이미지들과 중첩되고, 상기 상세 축선(130)은 y-축선에 대해서 실질적으로 평행하다. 다른 실시예에서, 제 2 이미징 시스템(220A, 220A', 및 210AN) 모두가 x-축선(115)을 따라서, 어레이 포맷으로, 또는 상세 이미지(122, 124, 및 126)와 같은 상세 이미지들을 캡쳐할 수 있게 하는 임의의 다른 중첩형 또는 비-중첩형 포맷으로 정렬된다.
일 실시예에서, 제 1 이미징 시스템(210A, 210A' 내지 210AM) 및 제 2 이미징 시스템(220A, 220A', 및 210AN) 모두가, 예를 들어 스펙트럼의 가시광선 부분에서 작동하는 디지털 카메라와 같은, 동일한 타입의 이미징 시스템을 기초로 한다. 대안적인 실시예에서, 제 1 이미징 시스템(210A, 210A' 내지 210AM) 및 제 2 이미징 시스템(220A, 220A', 및 210AN) 내의 개별적인 이미징 시스템들이 상이하다. 예를 들어, 제 1 이미징 시스템(220A)이 스펙트럼의 가시광선 영역에서 작동될 수 있는 한편, 제 2 이미징 시스템(220A')이 스펙트럼의 적외선 영역에서 작동될 수 있다. 유사하게, 제 2 이미징 시스템(220A, 220A', 및 210AN)이 상이한 타입들(예를 들어, 가시광선 및 적외선)일 수 있고 그리고 상세 이미지(122)가 둘 또는 세 차례 이상, 둘 또는 셋 이상의 이미징 시스템의 각각에 의해서 한 차례씩 캡쳐되도록 조직될 수 있다. 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 상세 이미지(122, 124, 및 126)가 복수 타입의 이미징 시스템(예를 들어, 가시광선 또는 적외선)에 의해서 캡쳐될 수 있고, 또는 단일 타입의 캡쳐링 시스템에 의해서 캡쳐될 수 있다.
도 4를 참조하면, 단일 모듈(400)이 개시되며, 그러한 단일 모듈은 제 1 개관 카메라 뷰(411A)에 대응하는 제 1 개관 카메라(410A), 제 2 개관 카메라 뷰(411B)에 대응하는 제 2 개관 카메라(도 4에 도시되지 않음), 제 1 상세 뷰(421A)에 대응하는 제 1 상세 카메라(420A), 제 2 상세 카메라 뷰(421B)에 대응하는 제 2 상세 카메라(420B), 제 3 상세 카메라 뷰(421C)에 대응하는 제 3 상세 카메라(420C), 제 4 상세 카메라 뷰(421D)에 대응하는 제 4 상세 카메라(420D), 제 5 상세 카메라 뷰(421E)에 대응하는 제 5 상세 카메라(420E), 제 6 상세 카메라 뷰(421F)에 대응하는 제 6 상세 카메라(420F), 제 7 상세 카메라 뷰(421G)에 대응하는 제 7 상세 카메라(420G), 제 8 상세 카메라 뷰(421H)에 대응하는 제 8 상세 카메라(420H), 제 9 상세 카메라 뷰(4211)에 대응하는 제 9 상세 카메라(4201), 제 10 상세 카메라 뷰(421J)에 대응하는 제 10 상세 카메라(420J), 제 11 상세 카메라 뷰(421K)에 대응하는 제 11 상세 카메라(420K)를 포함한다. 지역(local) 데이터 저장부가 각각의 카메라와 함께 사용될 수 있고, 그에 따라 중앙 메모리 또는 저장 위치에 다시 기록할 필요가 없게 된다. 지역 데이터 저장부는 임의 타입의 디지털 메모리로 구성될 수 있고, 그러한 디지털 메모리는 비제한으로 플래시 메모리 또는 다른 타입의 비휘발성 메모리, 휘발성 메모리 및 해당 메모리 내에서 정보를 유지하기 위한 관련 시스템, 디스크 드라이브, 또는 다른 타입의 디지털 저장 매체 또는 시스템을 포함한다. 그 대신에, 카메라가 지역 메모리를 공유할 수 있을 것이다. 후자와 관련하여, 본원에서의 혁신 중 일부는, 캡쳐된 사진을 중앙 저장 시스템으로 전달하고 저장하는 것을 필요로 하지 않고, 각각의 카메라와 관련하여 이미지를 압축 및/또는 저장하는 특징을 포함한다. 각각의 카메라를 이용한 사진들의 병렬 압축 및 저장은 카메라 시스템에 대한 최대 처리량 및 저장량을 증대시키고, 이는 측량 비행이 더욱 빠른 속도로 이루어질 수 있게 하고, 더욱 많은 데이터가 저장될 수 있도록 할 수 있으며 비행 시간이 증대되도록 할 수 있다. 각각의 카메라에서의 이러한 병렬 압축 및 저장은 또한 저장 신뢰도를 높이는데, 왜냐하면 이는 각각의 카메라와 함께 컴팩트 플래시 또는 다른 솔리드-스테이트(solid-state) 매체의 사용을 허용하기 때문이다.
현존하는 시스템은 디지털 이미징 시스템은 통상적으로 원료 선형 센서(raw linear sensor)를 중앙 저장 시스템에 저장되는 12 내지 16 비트 데이터로서 저장한다. 대조적으로, 각각의 카메라에서 병렬로 압축을 행함으로써, 데이터가 YCbCr과 같은 감마 색공간(gamma colour space)으로 변환될 수 있다. 이는, 데이터가 8 비트 데이터로서 저장될 수 있게 허용하는데, 왜냐하면 큰 비트 심도(depth)는 통상적으로 원료 선형 데이터에 대해서만 요구되기 때문이고, 그리고 또한 각각의 카메라의 데이터 저장시에 저장에 앞서 이미지를 압축할 수 있게 허용한다. 감마 색공간으로의 변환 및 압축으로 인해서, 저장 공간의 요건을 약 10배 정도 줄일 수 있다. 예를 들면, 각각 32 기가바이트 컴팩트 플래시 메모리 카드를 갖춘 14 대의 카메라를 구비한 시스템에 있어서, 448 기가바이트의 총 저장 용량은 최대 약 4,500 기가바이트, 즉 4.5 테라바이트의 압축되지 않은 원료 사진 데이터와 등가일 수 있다. 병렬 작업은 이미지 데이터 또는 임의의 다른 신호를 카메라로부터 비행 제어 컴퓨터 시스템으로 전송할 필요성을 배제하고, 그와 같은 경우에 카메라 시스템의 캡쳐 속도(rate)가 증대되고, 따라서 케이블링(케이블 연결) 및 신호전달 요건의 감소에 의해서 사후(post)-프로세싱 요건이 감소되고 그리고 강건성이 증대된다.
비행 계획 및 이미지 캡쳐 타이밍 하위시스템을 이용하여, 도 4에 도시된 바와 같이, 카메라로 전송되는 하나 또는 둘 이상의 캡쳐 신호를 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 단일 캡쳐 신호가 비행 계획 및 이미지 캡쳐 타이밍 하위시스템으로부터 각각의 카메라로 전송된다. 그러나, 케이블 길이, 카메라에서의 지연 시간, 및 기타 변수들에서의 편차로 인해서 약간 다른 시간에 사진이 촬영될 수 있을 것이다. 또한, 카메라의 국부적인 클록이 부정확하거나 편차를 나타낼 수 있을 것이다.
일 실시예에서, 통상적으로 CMOS 이미징 센서 어레이를 포함하는 디지털 카메라를 이용하여 개관 이미지 및 상세 이미지를 캡쳐한다. 다른 실시예에서, 광학 센서들의 선형 어레이로 구성되는 푸시 브룸 센서가 상세 이미지들을 캡쳐하기 위해서 이용될 수 있고 그리고 상세 이미지 캡쳐 시스템으로서의 역할을 할 수 있다. 다른 실시예에서, 위스키 브룸 또는 스포트라이트 센서를 이용하여 상세 이미지들을 생성할 수 있다. 위스키 브룸 센서를 이용할 때, 거울-기반 또는 다른 타입의 스캐닝 시스템은 단일 스폿을 센서 상으로 이미징함으로써 이미지를 생성한다. 스캐닝 시스템이 타이밍 및 내비게이션 시스템과 통합될 수 있고, 그에 따라 스캐닝 속도(rate)가 카메라 시스템은 이송하는 운반체의 전방 운동과 적절하게 동기화될 수 있고 그리고 적절한 해상도의 상세 이미지를 생성한다.
당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 상세 카메라들의 수량(즉, 양 카메라들의 및 어레이들의 수량)을 조정하여 원하는 이미지 결과를 제공할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러한 실시예에 다른 이점에는, 수직 또는 경사(큰 또는 작은) 이미지, 또는 이들의 조합의 수집과 같은 다른 측량 요건에 맞춰 모듈(400)을 구성 및/또는 재구성할 수 있는 능력이 포함된다. 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 수직 이미지 또는 사진은 가능한 한 거의 수직으로 지향된 카메라 축선 상태에서 촬영된 것들인 반면, 경사 이미지들 또는 사진들은 수직으로부터 의도적으로 틸팅된 카메라 축선 상태에서 촬영된 해당 이미지들 또는 사진들을 지칭한다. 또한, 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 큰 경사 이미지 또는 사진은 일반적으로 수평선을 포함하는 한편, 적은 경사 이미지 또는 사진은 일반적으로 수평선을 포함하지 않는다.
도 4를 참조하면, 복수의 카메라가 단일 모듈(400) 내에 정렬되고, 그에 따라 카메라들이 전체적으로 모듈 축선(450)을 따라서 정렬된다. 일 실시예에서, 모듈 축선(450)은 도 3의 x-축선(115)에 대해서 실질적으로 평행하고, 이는 통상적으로 항공기 또는 다른 운반체의 전방 이동 방향을 따른다. 이러한 실시예에서, 상세 축선(130)(도 4에는 도시되지 않음)은 모듈 축선(450)에 대해서 실질적으로 수직이고 그리고 상세 카메라들은 도 3의 y-축선(114)에 대해서 실질적으로 평행한 이미징 폭을 생성하도록 정렬된다.
도 8a 및 8b는 일 실시예에서 사용될 수 있는 카메라 구성의 상세예를 도시한다. 본원에 개시된 특정 예들은 제한적인 것이 아니고 본원에 개시된 방법 및 시스템의 이용을 어떠한 방식으로든 제한하지 않으며, 그러한 예들은 이미징 시스템의 많은 유형 및 구성에 대해서 적용될 수 있을 것이다. 예를 들어, 예시적인 구성의 상세예가 Canon 또는 Nikon 장비를 기준으로 하고 있지만, 다른 타입의 이미징 장비 또는 그들의 조합, 또는 다른 카메라 그룹, 레이아웃, 또는 렌즈들의 조합이 이용될 수 있을 것이다. 일 실시예에서, 개관 카메라(Canon 또는 Nikon 브랜드 카메라)가, 도 8a의 표 1에 기재된 바와 같이, 수직 하향되는 28 mm 렌즈를 구비한 카메라 형태의 수직 개관 카메라, 및 수직으로부터 35 도의 각도로 뒤쪽을 지향하는(또는 항공기 또는 다른 운반체의 운동 방향과 반대를 향하는) 28 mm 렌즈를 구비한 후방 개관 카메라로 이루어지도록, 카메라가 그룹화된다. 이러한 실시예에서, Canon 고해상도 카메라가 -19°, -9.5°, 0°, 9.5°, 19°및 28.5°의 그룹 간격을 가지고 200 mm 렌즈들을 구비한 5 개의 카메라를 가지는 수직 그룹; 38°, 47.5°, 57°의 그룹 간격 및 200 mm 렌즈들을 가지는 3 개의 카메라로 이루어진 측방 경사 그룹; 그리고 수직으로부터 50°벗어나서 경사진 -14.5°, 0°, 14.5°의 그룹 간격을 가지고 135 mm 렌즈들을 구비한 3 개의 카메라로 이루어진 후방 경사 그룹을 포함한다. Nikon 고해상도 카메라의 경우에, -21°, -10.5°, 0°, 10.5°, 21°, 31.5°의 그룹 간격을 가지고 180 mm 렌즈들을 구비한 6 개의 카메라의 수직 그룹; 42°, 52.5°, 및 63°의 그룹 간격 및 180 mm 렌즈들을 가지는 3 개의 카메라로 이루어진 측방 경사 그룹; 그리고 수직으로부터 50°벗어나서 경사진 -14.5°, 0°, 14.5°의 그룹 간격을 가지고 135 mm 렌즈들을 구비한 3 개의 카메라로 이루어진 후방 경사 그룹을 포함한다.
대안적인 실시예에서, 제 1 카메라 세트가 광각 렌즈들로 구성되고 그리고 50/99(50% 측방 및 99% 전방)과 같은 매우 큰 중첩량을 가지는 사진들을 캡쳐하기 위해서 이용된다. 이들 카메라에 의해서 캡쳐된 사진들은 사진 마다 큰 영역을 커버하고, 그리고 높은 중첩도 및 잉여도는 공통 특징들, 공통 요소들, 공동 지점들, 또는 이미지 요소 지점들이 이전의 시스템에서 보다 더 많은 사진들에서 보여지도록 하며, 그에 따라 안정화된 플랫폼을 이용하지 않고도, 내부 및 외부 배향의 정밀한 결정을 가능하게 한다. 제 2 카메라 세트는 보다 긴 포커스 길이의 렌즈와 함께 구성될 수 있고 그리고 측량을 위한 상세한 사진지도를 생성하기 위한 상세 이미지를 캡쳐하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 카메라에서 적은 양의 중첩을 이용하여 잉여도를 최소화하고 그리고 상세 측량을 위한 사진 이미지의 이용을 최대화하여, 측량을 완성하는데 필요한 전체적인 비용 및 시간을 감소시킨다.
도 5a는 소형 단발 엔진 항공기(510)에 장착된 외부 포드를 포함하는 예시적인 일 실시예를 도시한 것이다. 도 5a를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서 카메라 시스템을 위한 카메라가 포드 또는 분리가능한 하우징(520)에 장착되며, 이는 단일 모듈(400)로서 기능한다. 그와 같은 경우에, 기체에 대한 변경을 필요로 하지 않으면서, Cessna 210과 같은 표준형 소형 항공기(510) 상에서 카메라 시스템을 이용할 수 있게 된다. 도 5b는 이미지 캡쳐링 시스템의 예시적인 실시예를 도시한 것이다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 포드 또는 분리가능한 엔클로저(520)는 복수의 개관 카메라 (410) 및 상세 카메라(420)를 포함할 수 있으며, 이들 카메라는 도 4, 8a 및 8b와 관련하여 설명한 바와 같이 그리고 전술한 바와 같이 그룹화되거나 정렬될 수 있다. 도 5a 및 도 5b에 도시된 실시예는, 안정화 장착 플랫폼을 필요로 하지 않고도, 높은 정확도를 제공하며, 또한 중량 및 크기를 충분히 감소시킬 수 있어서 카메라 시스템이 사람이 탑승하지 않은 항공 운반체(UAV)에 장착될 수 있게 한다.
비행 측량은 다양한 고도 및 다양한 비행 시간을 이용하여 다양한 결과적인 해상도로 실시될 수 있다. 예를 들어, 도 8a 및 8b에 도시된 카메라 구성에 따라서, 포커스 깊이가 28 mm인 렌즈를 구비한 1 개의 수직 Canon IDs Mklll 카메라 및 포커스 깊이가 200 mm 인 렌즈를 구비한 5 개의 Canon IDs Mklll 카메라를 이용하여 8,000 ft의 고도에서 실시한 비행 측량은 해상도가 7.5 cm인 최종 사진지도를 위한 데이터를 생성할 수 있다. 이러한 예에서, 330 km2/hr의 캡쳐 속도로, 통상적인 50 km x 40 km 의 도시를 6시간의 비행 시간에 캡쳐할 수 있다.
다른 실시예에서, 도 8c에 도시된 카메라 구성에 따라, 포커스 깊이가 28 mm인 렌즈를 가지는 1 개의 수직 개관 Canon IDs Mklll 카메라 및 포커스 깊이가 300 mm인 렌즈를 가지는 9 개의 상세 Canon IDs Mklll 카메라 및 10,000 ft의 고도를 이용하여, 500 km2/hr의 캡쳐 속도가 획득될 수 있으며, 결과적으로 6.5 cm의 결과적인 해상도로 50km x 40km의 통상적인 도시를 4 시간의 비행 시간에 캡쳐하였다.
전술한 동일한 실시예를 이용하여, 또는 다른 실시예에서 보다 낮은 고도 및 보다 긴 비행 시간(예를 들어, 9시간의 비행 측량에서 캡쳐된 3.5 cm 해상도)을 이용하여, 보다 높은 해상도가 캡쳐될 수 있다. 전술한 비행 측량은 단지 예시적인 것이고 그리고 본원 발명의 범위를 제한하지 않으며, 그러한 비행 측량은 광범위한 조건하에서 실시될 수 있을 것이다. 수중 용도의 경우에, 고도는 해양 바닥 위쪽의 거리와 비교될 수 있을 것이다.
당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 고도와 해상도 사이의 다양한 관계와 함께 이미징 시스템의 여러 가지 구성을 이용할 수 있을 것이며, 그러한 모든 구성은 본원 발명의 범위 및 사상에 포함될 것이다. 일 실시예에서, 1 cm 해상도가 1,000 ft의 고도 마다 생성될 수 있다(예를 들어, 3,000 ft 고도에서 3 cm 해상도, 7,000 ft 고도에서 7 cm 해상도). 제 2 실시예에서, cm 단위의 지면 지점 해상도는 ft 단위의 고도를 900으로 나눈 것이 된다. 제 3 실시예에서, cm 단위의 지면 지점 해상도는 ft 단위의 고도를 800으로 나눈 것이 되고, 제 3 실시예에서, cm 단위의 지면 지점 해상도는 ft 단위의 고도를 2,000으로 나눈 것이 된다.
도 5c를 참조하면, 일 실시예에서의 방법 및 시스템의 이용이 도시되어 있으며, 여기에서 항공기(510)는 포드 또는 분리가능한 하우징(520)을 구비하고 그리고 주어진 고도 h 530(z-축선(117)을 따라서 표시됨)에서, v 532의 속도로 이동하고, 그러한 이동은 x-축선(115) 및 y-축선(114)에 의해서 규정된 x-y 평면 내에서 일반적으로 이루어진다.
도 5d는 x-y 평면 내에서의 측량을 위한 비행 계획을 도시하며, 그러한 비행 계획은 제 1의 긴 세그먼트(560), 이어서 회전(564), 이어서 회귀의 긴 세그먼트(568)를 가진다. 긴 세그먼트들, 회전들, 및 회귀의 긴 세그먼트들의 반복된 조합을 이용하여 측량 영역을 위한 비행 계획을 생성할 수 있다.
본원에 기재된 방법 및 시스템은 또한 비행 계획 및 타이밍 시스템/하위시스템을 포함할 수 있고, 이는 특별한 영역의 사진지도를 생성하기에 적합할뿐만 아니라 각각의 이미지들이 캡쳐되어야 한다는 것을 나타내는 캡쳐링 신호를 개관 및 상세 이미지 캡쳐 시스템으로 전달하기에 적합한 캡쳐링 신호를 생성하기에 적합하다. 일 실시예에서, 비행 계획은 고도, 이동 방향, 풍속, 중간지점(waypoint) 및 회전 위치와 같은 파라미터들을 포함한다. 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 비행 계획은, 적절한 정도의 측방향 중첩을 가지는 이미지들을 생성할 수 있는 패턴으로 비행하도록 조정사에게(또한 무인 또는 자동 제어형 선체의 경우에 운반체에게) 지시한다. 비록 전방 방향의 중첩이 이미지 캡쳐 신호들의 타이밍에 의해서 제어되나, 측방향으로의 중첩은 비행 중의 이전의 평행한 경로들과 관련한 항공기/운반체의 경로에 의해서 주로 제어된다.
일 실시예에서, 비행 계획 및 타이밍 시스템/하위시스템은 위치를 결정하기 위해서 지면을 기반으로 하는 시스템(예를 들어, VOR, LORAN) 및 위성 시스템(예를 들어, GPS 및 WAAS)을 포함하는 내비게이션 장비로부터 입력 신호를 수신한다. 항공기의 속도 변화 및 피치, 요잉, 및 롤링의 변화를 결정하기 위해서, 관성 시스템으로부터 생성된 신호들이 위치 결정 신호와 함께 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 방향의 급속한 변화는 마이크로-전기-기계적 시스템(Micro-Electrical-Mechanical Systems; MEMS)을 이용하여 결정될 수 있다. 예정된 비행 계획으로부터의 짧은 기간의 편차 및 긴 기간의 편차 모두가 비행 계획 및 이미지 캡쳐 타이밍 하위시스템에 의해서 통합될 수 있고, 그에 따라 비행 계획의 교정을 나타낼 수 있고 또는 개관 및 상세 이미지 캡쳐 시스템으로 전송되는 캡쳐 신호들을 교정할 수 있을 것이다.
일 실시예에서, 비행 계획 및 이미지 캡쳐 타이밍 하위시스템은 부가적인 내비게이션 장비(예를 들어, GPS, D-GPS), 디스플레이, 및 프로그래밍을 가지는 개인용 컴퓨터를 기반으로 하며, 그러한 컴퓨터는 비행 계획을 세울 수 있고 그리고 희망하는 중첩에 부합하는 이미지 캡쳐를 위한 타이밍 신호를 생성한다. 다른 실시예에서, 맞춤형 하드웨어를 이용하여 비행 계획을 세우고 그리고 이미지 캡쳐 신호를 생성할 수 있다.
도 6a 및 6b는 예시적인 개관 이미지 표시 및 상세 이미지 표시를 도시한 도면이다. 도 6a는 예시적인 하나의 표시를 제시한 것이며, 이때 다수의 상세 카메라를 사용함으로써 특유 (비 중첩된) 영역에서 획득된 상세 이미지 데이터(610)의 양이 최대가 되도록 다수의 카메라를 구성하는 한편, 사진지도로의 성공적인 프로세싱이 가능하도록 하기 위한 희망하는 잉여도를 생성하기 위해 개관 이미지(612)들 사이에 충분한 중첩이 존재하도록 보장한다.
도 6a의 표시는, 예컨대 내부 배향 및 외부 배향을 캡쳐하기 위한 하나의 개관 카메라(예를 들어, 그 대표적 이미지(612, 616, 620, 624) 참고), 및 개관 해상도 보다 더 높은 해상도로 각각의 개관 사진의 하위-부분들 또는 상세한 사진(610, 614, 618, 622)의 스트립을 캡쳐하도록 인접한 방식으로 정렬된 9 대의 카메라로 이루어진 하나의 그룹을 이용하는 것에 의해 달성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 본원의 개선의 양태들은 카메라 시스템에서 카메라의 고정된 또는 부분적으로 조정가능한 정렬을 포함할 수 있으며, 이는 스트립을 형성하는 상세 이미지들 사이의 최소 중첩 상태로 사진을 촬영할 수 있게 허용한다. 또한, 비행 라인을 따라 촬영된 순차적인 이미지들의 스트립들 사이에 중첩이 존재하도록 보장하도록 이미지들이 촬영될 수 있을 것이고, 그리고 인접한 비행 경로들을 따라 촬영된 상세 이미지들의 스트립들 사이에 중첩이 확실히 존재하도록 비행 라인들이 구성될 수 있다. 정확한 번들 조정을 행하기 위해 상당한 중첩이 요구되는 현존의 시스템과는 달리, 본원의 개선사항은 후속하는, 순차적인 또는 이웃하는 상세 이미지들의 스트립들 사이에서 최소량의 중첩을 이용할 수 있게 하고, 이는 단지 이후에 이음새 없는 사진지도를 생성하기에 충분하기만 하면 된다. 결과적으로, 상세 카메라로부터의 사진들의 스트립에 대해서 요구되는 잉여도는 현존 시스템에서 요구되는 잉여도보다 훨씬 적고, 이는 측량 시간 및 비용을 현저하게 절감시켜준다.
또한, 요구되는 만큼의 다수의 추가적인 상세 카메라는, 수직방향 오버헤드(수직) 이미지 또는 다른 관찰 각도로부터의 경사 이미지와 같은 특정 뷰를 위한 개관 이미지의 상세한 하위부분들을 캡쳐하기 위해 인접 또는 캐스케이드 방식으로 구성될 수 있을 것이다. 후속하여, 이들 이미지를 프로세싱하여 대응하는 수직방향 오버헤드 사진지도 또는 경사 사진지도를 생성할 수 있다. 단일 상세 카메라는 희망하는 측량을 위한 충분한 해상도로 하위부분을 캡쳐하기에 충분한 해상도를 가지지 않을 수 있기 때문에, 특정 뷰 조망(perspective)을 위한 상세 카메라들의 그룹을 보다 넓은 폭의 희망 조망을 캡쳐하기 위한 스트립으로 조직할 수 있을 것이다. 도 7a 및 도 7b는 추가의 예시적인 개관 및 상세 이미지를 도시한다. 도 7a는, 5 개의 카메라가 상세한 수직 뷰(예를 들어, 이미지(730, 730A-E))에 상응하는 이미지들을 생성하고, 4 개의 카메라가 교호적인 비행 라인들(예를 들어, 이미지(740)로부터의 상세한 좌측 및 우측 경사 뷰에 상응하는 이미지들을 생성하고, 그리고 3 개의 카메라가 교호적인 비행 라인들(예를 들어, 이미지(750, 750A-C))로부터의 상세한 전방 및 후방 경사 뷰에 상응하는 이미지들을 생성하는, 상세 카메라들의 3개의 인접 그룹들의 결과를 보여준다. 도 7b는, 교호적인 방향으로 비행 라인을 비행함으로써 제공되는, 예를 들어, 경사 카메라의 2 개 그룹으로부터 4 개의 경사 뷰들을 획득함으로써 복수의 경사 뷰들이 제공되는, 운반체 또는 항공기의 운동을 통한 이미지 캡쳐를 도시한 도면이다.
도 8a, 8b, 및 8c와 관련하여 전술한 바와 같이, 특별한 타입의 카메라가 도 7a-7b에 도시된 이미징 구성들을 달성하도록 기하학적으로 정렬될 수 있다. 소위 당업자는, 항해 선박으로부터의 해저 맵핑의 경우에 또는 다양한 항공 운반체 또는 항공기로부터 항공 데이터를 캡쳐하기에 적합한 것으로서 본원에 개시된 것과 다른 구성을 가지는 것을 결정할 수 있을 것이다.
본원 방법 및 시스템을 이용하여 수집된 이미지들은 서로 중첩되고, 그에 따라 둘 또는 셋 이상의 이미지나 사진들에 공통되는 지점들의 출현을 초래한다. 그러한 지점들은 공통 특징들, 공동 요소들, 공통 지점들, 또는 이미지 요소들, 지면 지점들, 특징 지점들, 지면 특징 지점들, 타이(tie) 지점들, 입체쌍(stereopairs)들 또는 복수의 이미지들 내의 지점 또는 객체의 반복되는 외관을 지칭하는 다른 용어들을 의미할 것이다. 일부 경우에, 지점들은 공지된 위치들을 가지는 객체들 포함할 수 있으며, 이들 객체는 일반적으로 제어 지점이라고 지칭된다. 공통 지점들을 이용하여 내부 배향, 상대적인 배향, 및 절대적인 배향의 단계들을 통해서 적절한 분석용 실체모델(stereomodel)을 개발할 수 있을 것이다. 일반적으로, 내부 배향은 이미지 또는 사진이 촬영되었을 때의 카메라(또는 다른 이미징 시스템) 내에 존재하는 기하학적 형성을 재생한다. 분석용 상대적 배향은 사진들이 촬영되었을 때 존재하던 사진들 사이의 상대적인 각도 자세(attitude) 및 위치적인 변위를 결정하는 프로세스이다. 분석용 절대 입체배향(stereorientation)의 프로세스의 결과로서, 제어 지점들의 좌표가 지면-기반 시스템 내에서 그들의 3-차원적 좌표와 연관된다.
일반적으로, 여러 관점으로부터의 다수의 지점들을 나타내는 이미지들의 세트가 주어지면, 통상적인 번들 조정 프로세스를 이용하여, 단일 솔루션에서 모든 사진측량적인 측정을 지면 제어 값들(지면 지점들 또는 공통 지점들)로 조정할 수 있을 것이다. 번들 조정은 모든 객체 지점들의 객체 공간 좌표, 및 모든 사진의 외부 배향 파라미터를 결정을 포함할 수 있다. 번들 조정은 지면 지점 위치들에 대해서 그리고 각각의 사진에 대해서 외부 및 내부 배향 평가치(estimates)를 동시에 리파인(refine). 지면 지점 위치는 각 사진에서의 특징으로서 식별된다. 번들 조정을 위한 요건은 지면 지점이 식별될 수 있는 사진의 평균 및 최대 개체수를 최대화하는 것이다. 만약 지면 지점이 너무 적은 사진들에서 식별된다면, 솔루션은 매우 엄밀하지 못하게 되고(not rigid) 그리고 정확도 오류 및 실수 위험이 높아지는 것과 관련한 문제가 발생하게 되며, 부정확하게 식별된 지면 지점들이 번들 솔루션에서 사용되게 된다. 번들 조정은 다른 포즈를 가지는 사진들을 리파이닝할 수 있으며, 예를 들어 사진들이 다른 경사 각도를 가질수 있고 또는 수직으로 배향될 수 있다. 번들 조정에 관한 추가적인 정보가 당업자에게 공지되어 있으며, 그리고 예를 들어 Paul Wolf 및 Bon Dewitt가 저술한 "Elements of Photogrammetry with Applications in GIS, 3rd edition"(McGraw Hill, 2000), Zhang 등에게 허여된 미국 특허 제 6,996,254 호", 그리고 Bill Triggs, Philip McLauchlan, Richard Hartley 및 Andrew Fitzgibbon이 Lecture Notes in Computer Science, vol. 1882 (Springer Verlag, January 2000)에 기고한 "Bundle adjustment-a modern synthesis"에 기재되어 있으며, 이러한 모든 것들은 본원에서 참조되어 포함된다.
일 실시예에서, 이미징 캡쳐 시스템이 항공기 상에 또는 그 내부에 장착되어 본원에서 설명된 방법 및 시스템을 이용하여 적합한 원료 이미지를 획득하고 그리고 항공기의 조종사를 정확한 좌표로 안내한다. 도 9는 이러한 실시예에 따른 필요 장비들을 구비한 예시적인 항공기를 도시한다. 항공기(510)는 그러한 항공기(510) 내에 강성으로 장착되는 포드 또는 분리가능한 하우징(520)과 함께 준비된다. 일 실시예에서, 장착은 탑승객쪽 항공기 도어의 제거, 및 도어를 도어/포드 장착부로 교체하는 것을 통해서 이루어진다.
포드 또는 분리가능한 하우징(520)은 도 4와 관련하여 전술한 바와 같은 복수의 카메라를 수용한다. 일 실시예에서, 일련의 이동가능한 도어들이 포드 또는 분리가능한 하우징(520) 내의 카메라들을 커버하여, 이륙 및 착륙을 포함하는 비행의 부분들 중에 카메라를 보호한다. 일 실시예에서, 센서들이 카메라 도어에 통합되고, 그에 따라 도어의 상태가 모니터링될 수 있다. 일 실시예에서, 포드 또는 분리가능한 하우징(520)의 도어 및 카메라가 컴퓨터(1000)에 연결된다. 이러한 실시예에서, 컴퓨터(1000)는 비행 중에 시스템의 요소들을 제어 및 작동시키도록 개발된 소프트웨어를 구동시킨다. 랩탑으로 도시하였지만, 컴퓨터(1000)는 랩탑, 러기다이즈드 개인용 컴퓨터, 항공기에 내장된 시스템, 맞춤형 컴퓨터, PDA 또는 셀룰러 폰과 같은 휴대 장치를 포함하는 어떠한 컴퓨터도 될 수 있을 것이다.
도 9를 다시 참조하면, 컴퓨터(1000)가 GPS 유닛(1010)에 연결되고, 이는 항공기의 현재 위치를 추적하기 위한 피드(feed)를 생성하고 컴퓨터(1000)의 저장부에 현재 위치를 로그(log)한다. 카메라 제어 유닛(1030)은 포드 또는 분리가능한 하우징(520) 내의 카메라 어레이들을 제어하고, 이는 자동 포커싱하기 위한 그리고 사진을 촬영하기 위한 신호를 전송하는 것을 포함한다. 도 10에 도시된 실시예에서, GPS 유닛(1010)은 내비게이션 시스템/하위시스템으로서의 기능을 하는 한편, 컴퓨터(1000)는 타이밍 시스템/하위시스템으로서의 기능을 한다. 대안적인 실시예에서, 컴퓨터(1000)는 내비게이션 시스템의 기능을 통합할 수 있고 그리고 GPS 유닛(1010)을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 내비게이션 및 타이밍 기능을 제공하는 하위시스템을 전용 유닛이 구비한다.
비행 디스플레이(1020)는 컴퓨터(1000)에 연결되고 그리고 일 실시예에서 비행의 상세사항을 디스플레이한다. 다른 실시예에서, 비행 디스플레이(1020)는 시스템의 상태를 전체적으로 보여주며, 그러한 상태에는 도어의 상태 및 이미지 획득에 있어서의 카메라 활동성을 포함한다. 비행 디스플레이(1020)는 개인용 컴퓨터(1000)의 모니터일 수 있고, 부가적인 외장 모니터 또는 항공기에 매립된 모니터일 수 있다. 비행 디스플레이(1020)는 터치 감응식 모니터일 수 있고 그리고 시스템으로 명령 입력을 허용할 수 있다. 그 대신에, 마우스, 키보드 또는 기타 입력 장치(도시하지 않음)를 이용하여 사용자의 입력을 수신할 수 있다.
일 실시예에서, 시스템은 다양한 정보를 항공기(510)의 조종사에게 디스플레이한다. 이러한 정보는 비행 디스플레이(1020) 상에, 컴퓨터(1000)의 디스플레이 상에, 또는 조종사가 이용할 수 있는 다른 디스플레이 상에 디스플레이될 수 있다. 시스템은 계획된(projected) 영역의 비행 라인들, 규정된 기하학적 영역 및 캡쳐를 위한 맵 내에서 실제 영역을 규정하는 측량 데이터를 디스플레이한다.
도 10은 제어부(1120) 및 GPS 장치(1122)와 함께 작동하는 컴퓨터(1000)를 위한 블록도를 도시한다. 일 실시예에서, 컴퓨터(1000)는 USB 허브(1112)에 연결되는 하나 이상의 USB 포트(1100)를 포함한다. USB 허브(1112)는 장치들이 컴퓨터(1000)에 연결될 수 있게 하고 그리고 컴퓨터(1000)와 통신할 수 있게 하는 복수의 부가적인 USB 포트를 가진다. USB 포트(1114)는 제어부(1120)에 연결된다. 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 다른 타입의 유선 또는 무선, 직렬 또는 병렬 버스들을 이용하여 도 10의 부품들을 상호연결할 수 있을 것이다. 일 실시예에서, 제어부(1120)는 카메라 제어 유닛(예를 들어, 카메라 제어 유닛(1030))이고 그리고 포드 또는 분리가능한 하우징(520) 내의 카메라(들)를 제어하고, 카메라(들) 내에서 자동 포커스 명령(1130) 및 셔터 명령(1132)을 실행한다. 또한, 제어부(1120)는 도어 센서(1134)로부터 판독하여, 포드 또는 분리가능한 하우징(520) 내의 카메라들을 보호하는 도어가 개방 또는 폐쇄되었는지를 결정한다. 도어는 도어 센서(1134)를 판독하는 제어부(1120)에 응답하여 적절하게 개방 또는 폐쇄될 수 있을 것이다. GPS 장치(1122)는 USB 포트(1116, 1118)를 통해서 USB 허브(1112)에 연결된다. GPS 장치(1122)는 장치의 현재의 지리적인 위치를 판독하고 그리고 그러한 데이터를 컴퓨터(1000)로 전송한다. 제어부(1120)는 신호를 전달하도록 인에이블링되어 분리가능한 하우징(520)으로부터 사진이 촬영될 수 있게 한다.
본원 발명의 실시예들은 하드웨어 및 소프트웨어의 임의 조합으로 실행될 수 있을 것이다. 만약 컴퓨터-실행형 장치로서 실시된다면, 본원 발명은 전술한 모든 단계들 및 기능들을 실행하기 위한 수단을 이용하여 실시된다.
본원 발명의 실시예들은, 예를 들어, 컴퓨터 이용가능형 매체 또는 컴퓨터 판독가능형 매체를 가지는 제조 물품(예를 들어, 하나 또는 둘 이상의 컴퓨터 프로그램 제품)에 포함될 수 있을 것이다. 이러한 매체는 그 내부에 구현되고, 예를 들어, 본원 발명의 실시예들의 기구를 제공하고 용이하게 하기 위한, 컴퓨터-실행가능형 명령어들을 포함하는, 컴퓨터 판독가능형 프로그램 코드 수단에 구현된다. 제조 물품은 컴퓨터 시스템의 일부로서 포함될 수 있고 또는 독립적으로 판매될 수 있다.
특정 실시예들을 전술한 상세한 설명에서 구체적으로 설명하였고 그리고 첨부 도면들에 도시하였지만, 전체적인 본원 발명의 교시 및 광범위한 본원 발명의 개념들에 비추어 볼 때, 그러한 상세 사항에 대한 여러 가지 변형 및 변경이 가능하다는 것을 당업자는 이해할 수 있을 것이다. 그에 따라, 본원 발명의 범위는 본원에 개시된 특정 예들 및 실시예들로 제한되지 않고, 특허청구범위에 의해서 규정된 및 임의의 그리고 모든 균등물의 사상 및 범위 내에서의 변경을 포함할 것이다.

Claims (39)

  1. 이미지 캡쳐 시스템이며,
    시간의 제 1 순간에, 개관 영역의 적어도 하나의 개관 이미지를 캡쳐하도록 구성된 제 1 이미징 장치를 포함하는 제 1 이미지 캡쳐 하위시스템과,
    시간의 제 1 순간과 실질적으로 동시에, 개관 영역의 적어도 일부분의 적어도 하나의 상세 이미지를 캡쳐하도록 구성된 제 2 이미징 장치를 포함하는 제 2 이미지 캡쳐 하위시스템을 포함하며,
    복수의 개관 이미지가 복수의 개관 이미지 사이의 이미지 요소의 개관 잉여도를 초래하도록 그리고 복수의 상세 이미지가 복수의 상세 이미지 사이의 이미지 요소의 상세 잉여도를 초래하도록, 제 1 및 제 2 이미지 캡쳐 하위시스템이 구성되는, 이미지 캡쳐 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 제 1 이미지 캡쳐 하위시스템은 복수의 개관 이미지를 캡쳐하도록 배열된 복수의 이미징 장치를 포함하는, 이미지 캡쳐 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 복수의 이미징 장치는 복수의 개관 이미지를 실질적으로 동시에 캡쳐하도록 배열되는, 이미지 캡쳐 시스템.
  4. 제2항에 있어서, 복수의 이미징 장치는 복수의 개관 이미지를 캡쳐하기 위해 인접한 방식으로 배열되는, 이미지 캡쳐 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 제 1 및 제 2 이미지 캡쳐 하위시스템은 서로 근접하여 위치되는, 이미지 캡쳐 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 잉여도는 이미지 요소가 복수의 이미지에서 나타나는 정도를 표시하는, 이미지 캡쳐 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 이미지 요소는 적어도 하나의 개관 이미지 및 적어도 하나의 상세 이미지에서 캡쳐된 영역에 대응하는 하나 이상의 식별가능한 피쳐, 영역 또는 마킹을 포함하는, 이미지 캡쳐 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 개관 잉여도는 10보다 큰, 이미지 캡쳐 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상세 잉여도는 10 이하인, 이미지 캡쳐 시스템.
  10. 이미지 캡쳐 시스템이며,
    시간의 제 1 순간에, 개관 영역의 적어도 하나의 개관 이미지를 제 1 지면 해상도로 캡쳐하도록 구성된 제 1 이미징 장치를 포함하는 제 1 이미지 캡쳐 하위시스템과,
    시간의 제 1 순간과 실질적으로 동시에, 개관 영역의 적어도 일부분의 적어도 하나의 상세 이미지를 캡쳐하도록 구성된 제 2 이미징 장치를 포함하는 제 2 이미지 캡쳐 하위시스템을 포함하며,
    적어도 하나의 상세 이미지는 제 1 지면 해상도보다 높은 제 2 지면 해상도를 갖는, 이미지 캡쳐 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 복수의 개관 이미지가 복수의 개관 이미지 사이의 이미지 요소의 잉여도를 초래하도록 그리고 복수의 상세 이미지가 복수의 상세 이미지 사이의 이미지 요소의 잉여도를 초래하도록, 제 1 및 제 2 이미지 캡쳐 하위시스템이 구성되는, 이미지 캡쳐 시스템.
  12. 제10항에 있어서, 제 1 이미지 캡쳐 하위시스템은 하나 이상의 개관 영역의 복수의 개관 이미지를 캡쳐하도록 배열된 복수의 이미징 장치를 포함하는, 이미지 캡쳐 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 복수의 이미징 장치는 복수의 개관 이미지를 실질적으로 동시에 캡쳐하도록 배열되는, 이미지 캡쳐 시스템.
  14. 제12항에 있어서, 복수의 이미징 장치는 복수의 개관 이미지를 캡쳐하기 위해 인접한 방식으로 배열되는, 이미지 캡쳐 시스템.
  15. 제12항에 있어서, 복수의 제 1 이미징 장치는 복수의 개관 이미지를 캡쳐하기 위해 캐스케이드 방식으로 배열되는, 이미지 캡쳐 시스템.
  16. 제10항에 있어서, 제 2 이미지 캡쳐 하위시스템은 하나 이상의 상세 영역의 복수의 상세 이미지를 캡쳐하도록 배열된 복수의 이미징 장치를 포함하는, 이미지 캡쳐 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 복수의 이미징 장치는 복수의 상세 이미지를 실질적으로 동시에 캡쳐하도록 배열되는, 이미지 캡쳐 시스템.
  18. 제16항에 있어서, 복수의 제 2 이미징 장치는 복수의 상세 이미지를 캡쳐하기 위해 인접한 방식으로 배열되는, 이미지 캡쳐 시스템.
  19. 제16항에 있어서, 복수의 이미징 장치는 복수의 상세 이미지를 캡쳐하기 위해 캐스케이드 방식으로 배열되는, 이미지 캡쳐 시스템.
  20. 제10항에 있어서, 제 1 및 제 2 이미지 캡쳐 하위시스템은 서로 근접하여 위치되는, 이미지 캡쳐 시스템.
  21. 제10항에 있어서, 제 1 및 제 2 이미지 캡쳐 하위시스템은 항공기 상에 또는 항공기 내에 장착되는, 이미지 캡쳐 시스템.
  22. 제21항에 있어서, 제 1 및 제 2 이미지 캡쳐 하위시스템은 항공기 상의 하우징 내에 배열되는, 이미지 캡쳐 시스템.
  23. 제22항에 있어서, 하우징은 항공기에 분리가능하게 부착되는, 이미지 캡쳐 시스템.
  24. 제10항에 있어서, 적어도 하나의 제 2 이미징 장치는 디지털 카메라인, 이미지 캡쳐 시스템.
  25. 제10항에 있어서, 적어도 하나의 제 2 이미징 장치는 CMOS 센서인, 이미지 캡쳐 시스템.
  26. 제10항에 있어서, 적어도 하나의 제 2 이미징 장치는 푸시 브룸 센서인, 이미지 캡쳐 시스템.
  27. 제10항에 있어서, 적어도 하나의 제 2 이미징 장치는 위스크 브룸 센서인, 이미지 캡쳐 시스템.
  28. 제10항에 있어서, 개관 이미지는 제 1 이미지 캡쳐 하위시스템 내에 국부적으로 저장되는, 이미지 캡쳐 시스템.
  29. 제10항에 있어서, 상세 이미지는 제 2 이미지 캡쳐 하위시스템 내에 국부적으로 저장되는, 이미지 캡쳐 시스템.
  30. 이미지를 캡쳐하는 방법이며,
    (a) 개관 영역의 제 1 지면 해상도를 갖는 제 1 개관 이미지를 제 1 이미지 캡쳐 하위시스템으로 캡쳐하는 단계와,
    (b) 제 1 개관 이미지의 캡쳐와 실질적으로 동시에, 개관 영역의 적어도 일부분의 제 1 상세 이미지를 제 2 이미지 캡쳐 하위시스템으로 캡쳐하는 단계를 포함하며,
    제 1 상세 이미지는 제 1 지면 해상도보다 높은 제 2 지면 해상도를 갖는, 이미지를 캡쳐하는 방법.
  31. 제30항에 있어서,
    (c) 제 1 축선을 따라 제 1 및 제 2 이미지 캡쳐 하위시스템을 이동시키는 단계와,
    (d) 제 1 이미지 캡쳐 하위시스템으로 제 2 개관 영역의 제 2 개관 이미지를 제 1 지면 해상도로 캡쳐하는 단계로서, 제 1 및 제 2 개관 이미지는 서로에 대해 적어도 하나의 중첩되는 개관 부분을 갖는, 제 2 개관 이미지를 캡쳐하는 단계와,
    (e) 제 2 이미지 캡쳐 하위시스템으로 제 2 상세 이미지를 제 2 지면 해상도로 캡쳐하는 단계로서, 제 1 및 제 2 상세 이미지는 서로에 대해, 제 1 및 제 2 개관 이미지의 중첩되는 개관 부분보다 실질적으로 적은, 적어도 하나의 중첩되는 상세 부분을 갖는, 제 2 상세 이미지를 캡쳐하는 단계를 더 포함하는, 이미지를 캡쳐하는 방법.
  32. 제31항에 있어서, 중첩되는 개관 부분과 중첩되는 상세 부분 중 적어도 하나는 제 1 및 제 2 개관 이미지에 대한 개관 잉여도 및 제 1 및 제 2 상세 이미지에 대한 상세 잉여도를 초래하는, 이미지를 캡쳐하는 방법.
  33. 제32항에 있어서, 잉여도는 이미지 요소가 복수의 이미지에서 나타나는 정도를 표시하는, 이미지를 캡쳐하는 방법.
  34. 제33항에 있어서, 이미지 요소는 개관 이미지 및 적어도 하나의 상세 이미지에서 캡쳐된 영역에 대응하는 하나 이상의 식별가능한 피쳐, 영역 또는 마킹을 포함하는, 이미지를 캡쳐하는 방법.
  35. 제32항에 있어서, 개관 잉여도는 10보다 큰, 이미지를 캡쳐하는 방법.
  36. 제32항에 있어서, 상세 잉여도는 10 이하인, 이미지를 캡쳐하는 방법.
  37. 제32항에 있어서, 개관 잉여도는 10보다 크고, 상세 잉여도는 10 이하인, 이미지를 캡쳐하는 방법.
  38. 제31항에 있어서, 제 1 축선을 따르는 적어도 하나의 중첩되는 개관 부분의 영역은 제 1 개관 이미지와 제 2 개관 이미지 중 하나의 개관 이미지의 영역의 50% 이상인, 이미지를 캡쳐하는 방법.
  39. 제31항에 있어서, 제 1 축선을 따르는 적어도 하나의 중첩되는 상세 부분의 영역은 제 1 상세 이미지와 제 2 상세 이미지 중 하나의 상세 이미지의 영역의 20% 이하인, 이미지를 캡쳐하는 방법.
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