KR20190123095A - Drone-based omni-directional thermal image processing method and thermal image processing system therefor - Google Patents

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KR20190123095A
KR20190123095A KR1020180046830A KR20180046830A KR20190123095A KR 20190123095 A KR20190123095 A KR 20190123095A KR 1020180046830 A KR1020180046830 A KR 1020180046830A KR 20180046830 A KR20180046830 A KR 20180046830A KR 20190123095 A KR20190123095 A KR 20190123095A
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Abstract

The present invention relates to a drone-based omnidirectional thermal image processing method and a thermal image processing system therefor. The drone-based omnidirectional thermal image processing method includes a step of allowing a drone to photograph an image from a thermal imaging camera having a wide-angle lens; a step of allowing the drone to correct temperature and shape distortion with respect to the distortion of the image generated by the wide-angle lens; a step of transmitting the corrected image to a terrestrial thermal image processing apparatus; and a step of allowing the terrestrial thermal image processing apparatus to output the image received from the drone as an omnidirectional image. The correction of the temperature distortion and the image distortion is performed by inverse conversion mapping. It is possible to provide a wide field of view.

Description

드론 기반의 전방위 열화상 이미지 처리 방법 및 이를 위한 열화상 이미지 처리 시스템{Drone-based omni-directional thermal image processing method and thermal image processing system therefor}Drone-based omni-directional thermal image processing method and thermal image processing system therefor}

본 발명은 드론 기반의 전방위 열화상 이미지 처리 방법 및 이를 위한 열화상 이미지 처리 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열화상 카메라가 장착된 드론에 의해 촬영된 영상에 기초하여 신속하게 전방위 영화상 이미지를 처리하는 방법 및 이를 위한 열화상 이미지 처리 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a drone-based omnidirectional thermal image processing method and a thermal image processing system therefor, and more particularly, to rapidly process an omnidirectional movie image based on an image photographed by a drone equipped with a thermal imaging camera. And a thermal image processing system therefor.

드론(Drone)은 사전적으로, "낮게 웅웅대는 소리"라는 의미를 갖는다. 여기서, 다양한 뜻이 파생되어 "수벌" 또는 "악기가 내는 저음"등의 뜻으로도 사용되고 있다. 하지만 최근에는 소형 무인항공기(무인기)를 지칭하는 의미로 주로 사용되고 있다.Drone is a dictionary meaning "low hum". Here, various meanings are derived and are also used to mean "submersible" or "instrumental bass." Recently, however, it is mainly used to mean a small unmanned aerial vehicle (unmanned aerial vehicle).

최근, 드론은 탑재된 복수의 초소형 프로펠러(로터:Rotor)를 이용하여 기체 균형을 유지하고, 카메라 등을 탑재하여 주변 상황을 촬영할 수 있는 기능이 탑재되고 있다.In recent years, drones are equipped with a function of maintaining a gas balance using a plurality of micro propellers (Rotors) mounted, and taking a picture of a surrounding situation by mounting a camera or the like.

이러한, 드론은 다양한 산업 분야에 활용되고 있다. 보다 구체적으로, 종래에는 군용 및 취미용으로 사용되었으나, 최근 운송업 및 영화나 방송산업에 이르기까지 그 활용성이 매우 넓어지고 있으며, 활용목적에 따라 다양한 크기와 성능을 가진 비행체들이 다양하게 개발되고 있다. 특히, 정글이나 오지, 화산지역, 자연재해지역, 원자력 발전소 사고지역 등 인간이 접근할 수 없는 지역에 드론을 투입하여 운용하기도 한다.Such drones are used in various industrial fields. More specifically, in the past, it has been used for military and hobby, but recently, the utilization of the transportation industry, the film, and the broadcasting industry has become very wide, and various aircrafts having various sizes and performances have been developed according to the purpose of use. . In particular, drones are put into operation in areas not accessible to humans, such as jungles, remote areas, volcanic areas, natural disaster areas, and nuclear power plant accident areas.

또한, 드론은 미리 설정된 경로를 따라 자유롭고 신속하게 이동하여 탑재된 카메라나 센서를 통해 특정지역에 대한 원격 감시를 할 수 있다. 또한, 드론은 조정 장치 또는 조정사 단말과 유무선으로 연결되어, 조정 장치 또는 조정사 단말로부터 전송되는 명령에 따라 비행 및 사진촬영 등의 기능을 수행하여 특정 지역을 감시를 할 수 있다.In addition, drones can move freely and quickly along preset routes, allowing remote monitoring of specific areas through onboard cameras or sensors. In addition, the drone may be connected to the coordinating device or coordinator terminal by wire or wirelessly, and may monitor a specific area by performing a function such as flight and photography according to a command transmitted from the coordinating device or coordinator terminal.

그러나, 현재까지 드론을 이용한 수색 및 탐지는, 장착한 카메라의 화각의 제약으로 수색시 사각영역이 발생하여, 드론이 수색 지역을 여러 번 비행하여야 하므로, 수색 및 탐색 시간이 길어지는 문제점이 발생하였다. However, until now, search and detection using drones caused blind spots when searching due to the angle of view of the mounted camera, so that the drone had to fly several times in the search area, resulting in a long search and search time. .

이에, 드론을 이용한 수색, 감시 또는 탐지 목적을 위해서는 넓은 시계를 제공함과 동시에, 표적의 탐지 식별이 가능한 기능을 겸비한 드론이 요구된다. Therefore, for the purpose of searching, monitoring or detecting using a drone, a drone having a function capable of detecting and identifying a target while providing a wide field of view is required.

본 명세서는 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 넓은 시계를 제공함과 동시에, 표적의 탐지 식별이 가능한 카메라를 구비한 드론 기반의 전방위 열화상 이미지 처리 방법 및 이를 위한 열화상 이미지 처리 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present specification provides a wide field of view and a drone-based omnidirectional thermal image processing method having a camera capable of detecting and identifying a target, and a thermal image processing system therefor. The purpose is to provide.

이와 같은 목적을 달성하기 위한, 본 명세서의 실시예에 따르면, 드론 기반의 전방위 열화상 이미지 생성 방법은 드론이 광각 렌즈를 구비한 열화상 카메라 촬영에 의해 열화상 로우 영상을 생성하는 단계; 상기 드론이 광각 렌즈에 의해 발생한 열화상 로우 영상의 왜곡에 대한 온도 및 형상 왜곡을 보정하는 단계; 상기 드론이 상기 보정된 영상을 지상의 열화상 이미지 처리 장치에 전송하는 단계; 및 지상의 열화상 이미지 처리 장치가 상기 드론으로부터 수신받은 영상을 전방위 영상으로 출력하는 단계를 포함하고, 상기 온도 왜곡 및 영상 왜곡을 보정은 열화상 카메라의 광각 렌즈 장착 전과 후의 영상 비교에 의해 산출되는 면적비를 적용하는 것을 특징으로 한다. According to an embodiment of the present disclosure, a drone-based omnidirectional thermal image generation method includes: generating a thermal image raw image by a drone thermal imaging camera having a wide-angle lens; Correcting the temperature and shape distortion of the drone by the wide-angle lens with respect to the distortion of the thermal image; The drone transmitting the corrected image to a terrestrial thermal image processing apparatus; And outputting, by the terrestrial thermal image processing apparatus, the image received from the drone as an omnidirectional image, wherein the temperature distortion and the image distortion are corrected by comparing the images before and after the wide-angle lens is mounted on the thermal imaging camera. It is characterized by applying an area ratio.

상기 온도 왜곡 및 영상 왜곡을 보정은 역환산 매핑에 의해 수행되는 것을 특징으로 한다. The temperature distortion and image distortion correction are performed by inverse conversion mapping.

상기 면적비는 3차원 구면의 표면 해당 면적 대비 2차원 좌표계의 IFOV 면적 비율로 정의되는 것을 특징으로 한다. The area ratio is defined as the ratio of the IFOV area of the two-dimensional coordinate system to the corresponding area of the surface of the three-dimensional sphere.

본 명세서의 실시예에 따르면, 드론 기반의 전방위 열화상 이미지 생성 방법은 드론이 복수개의 열화상 카메라 촬영에 의해 열화상 로우 영상을 생성하는 단계; 상기 드론이 복수개의 열화상 로우 영상을 화각이 겹치는 영상을 이웃하게 배치하는 단계; 상기 드론이 기 배치된 영상을 지상의 열화상 이미지 처리 장치에 전송하는 단계; 및 지상의 열화상 이미지 처리 장치가 상기 드론으로부터 수신받은 영상을 스티칭(stitching)하여 전방위 영상으로 출력하는 단계를 포함한다. According to an embodiment of the present disclosure, a drone-based omnidirectional thermal image generation method includes: generating a thermal image raw image by a drone by a plurality of thermal imaging cameras; The drone arranging a plurality of thermal image raw images adjacent to each other where the angles of view overlap; Transmitting the drone-prepared image to a terrestrial thermal image processing apparatus; And stitching, by the terrestrial thermal image processing apparatus, the image received from the drone to output the omnidirectional image.

본 명세서의 실시예에 따르면, 상기 복수개의 열화상 카메라는 서로 화각이 겹치도록 배치되고, 상기 배치하는 단계와 상기 전송하는 단계 사이에, 상기 드론이 화각이 겹치는 영역의 온도 보정을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. According to an embodiment of the present disclosure, the plurality of thermal imaging cameras are disposed so that angles of view overlap each other, and between the disposing and transmitting, the drone performs temperature correction of an area where the angles of view overlap. It further comprises.

본 명세서의 실시예에 따르면, 드론 기반의 전방위 열화상 이미지 생성 방법은 드론이 360도 회전 비행하여, 구비된 열화상 카메라에 의해 탐색영역을 촬영하여 파노라마 정지영상을 생성하는 단계-상기 드론은 파노라마 각각의 컷의 영상의 일부를 회전방향으로 겹치도록 촬영함-; 상기 드론이 파노라마 정지영상을 지상의 열화상 이미지 처리 장치에 전송하는 단계; 및 지상 영상장치가 상기 드론으로부터 수신받은 파노라마 정지 영상에서 겹쳐진 영상을 보정하여 전방위 영상을 출력하는 단계를 포함한다. According to the exemplary embodiment of the present specification, a drone-based omnidirectional thermal image generation method includes a step of generating a panoramic still image by capturing a search area by a thermal imaging camera equipped with a drone rotated 360 degrees, wherein the drone is a panorama Photographing a portion of an image of each cut so as to overlap in a rotational direction; Transmitting, by the drone, the panoramic still image to a terrestrial thermal image processing apparatus; And outputting the omnidirectional image by correcting the superimposed image from the panoramic still image received from the drone.

본 명세서의 실시예에 따르면, 상기 파노라마 정지 영상에서 겹쳐진 영상을 보정하여 전방위 영상을 출력하는 단계는, 상기 겹쳐진 제1 영상과 제2 영상의 온도의 평균값으로 온도를 보정하는 것을 특징으로 한다. According to an embodiment of the present disclosure, the step of outputting the omnidirectional image by correcting the overlapped image in the panoramic still image, characterized in that for correcting the temperature by the average value of the temperature of the overlapping first image and the second image.

본 명세서의 실시예에 따르면, 드론 기반의 전방위 열화상 이미지 생성 시스템은 광각 렌즈를 구비한 열화상 카메라를 장착하고, 상기 열화상 카메라에 의해 영상을 촬영하여 열화상 로우 영상을 생성하는 드론; 상기 드론으로부터 수신받은 영상을 전방위 영상으로 출력하는 열화상 이미지 처리 장치를 포함하고, 상기 드론이 상기 열화상 로우 영상의 왜곡에 대한 온도 및 형상 왜곡을 보정하고, 보정된 영상을 상기 열화상 이미지 처리 장치에 전송하며, 상기 온도 왜곡 및 영상 왜곡을 보정은 열화상 카메라의 광각 렌즈 장착 전과 후의 영상 비교에 의해 산출되는 면적비를 적용하는 것을 특징으로 한다. According to an embodiment of the present disclosure, a drone-based omnidirectional thermal image generation system includes a drone equipped with a thermal imaging camera having a wide-angle lens and capturing an image by the thermal imaging camera to generate a thermal image low image; And a thermal image processing apparatus for outputting an image received from the drone as an omnidirectional image, wherein the drone corrects temperature and shape distortion with respect to the distortion of the thermal image low image, and processes the corrected image into the thermal image image. The temperature distortion and the image distortion are transmitted to the device, and the area ratio calculated by comparing the images before and after the wide-angle lens of the thermal imaging camera is applied.

본 명세서의 실시예에 따르면, 드론 기반의 전방위 열화상 이미지 생성 시스템은, 복수개의 열화상 카메라를 장착하고, 상기 열화상 카메라에 의해 영상을 촬영하여 열화상 로우 영상을 생성하는 드론; 상기 드론으로부터 수신받은 영상을 스티칭(stitching)하여 전방위 영상으로 출력하는 열화상 이미지 처리 장치를 포함한다. According to an embodiment of the present disclosure, a drone-based omnidirectional thermal image generation system includes: a drone equipped with a plurality of thermal imaging cameras and generating a thermal image low image by capturing an image by the thermal imaging camera; And a thermal image processing apparatus for stitching an image received from the drone to output the omnidirectional image.

이상에서 설명한 바와 같이 본 명세서에 의하면, 드론의 전방위 열화상 이미지 제공이 가능하게 되어, 가시광선과 차별되는 우수한 투과 특성으로 구름, 악천우, 안개에 상관없이 관찰 가능하며 야간에도 주간과 같은 관측을 가능하게 한다.As described above, according to the present specification, it is possible to provide an omnidirectional thermal image of the drone, and it can be observed regardless of clouds, bad weather, and fog with excellent transmission characteristics that are distinguished from visible light, and can observe daytime at night. Let's do it.

드론 기반 수색시, 수색시간 및 드론 비행시간을 단축하여, 사고 발생 시 골든 타임을 가장 빠른 시간에 확보할 수 있다.Drone-based search, search time and drone flight time can be shortened to ensure the fastest time in case of an accident.

전방위 이미지를 제공하므로 수색의 사각 영역을 해결하여, 운영 드론 수 및 운영자수를 감소시킬 수 있다. By providing an omnidirectional image, the blind spots in the search can be solved, reducing the number of drones and operators.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 드론 기반의 전방위 열화상 이미지 처리 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 드론 내부의 개략적인 구성을 나타낸 블럭 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광각 렌즈에 의한 왜곡 보정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 드론 기반의 전방위 열화상 이미지 생성 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 드론 내부의 개략적인 구성을 나타낸 블럭 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 드론 기반의 전방위 열화상 이미지 생성 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 영상의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따라 작성된 신뢰도 맵의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따라 관심 영역의 영상 정보를 표시한 화면의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 드론 내부의 개략적인 구성을 나타낸 블럭 구성도이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 드론 기반의 전방위 열화상 이미지 생성 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 12는 드론 기반의 전방위 열화상 이미지 처리 방법을 이용한 수색 시스템의 구성도이다.
1 is a block diagram of a drone-based omnidirectional thermal image processing system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a drone according to a first embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining distortion correction by a wide-angle lens according to the first embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a drone-based omnidirectional thermal image generation method according to a first embodiment of the present invention.
5 is a block diagram showing a schematic configuration of a drone according to a second embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a drone-based omnidirectional thermal image generation method according to a second embodiment of the present invention.
7 is a diagram for describing an arrangement of an image according to a second exemplary embodiment of the present invention.
8 is a diagram illustrating an example of a reliability map created according to the second embodiment of the present invention.
9 is a diagram illustrating an example of a screen displaying image information of an ROI according to a second exemplary embodiment of the present invention.
10 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a drone according to a third exemplary embodiment of the present invention.
11 is a flowchart illustrating a drone-based omnidirectional thermal image generation method according to a third embodiment of the present invention.
12 is a block diagram of a search system using a drone-based omnidirectional thermal image processing method.

본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.It is to be noted that the technical terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In addition, the technical terms used in the present specification should be interpreted as meanings generally understood by those skilled in the art unless they are specifically defined in this specification, and are overly inclusive. It should not be interpreted in the sense of or in the sense of being excessively reduced. In addition, when the technical terms used herein are incorrect technical terms that do not accurately represent the spirit of the present invention, it should be replaced with technical terms that can be understood correctly by those skilled in the art. In addition, the general terms used in the present invention should be interpreted as defined in the dictionary or according to the context before and after, and should not be interpreted in an excessively reduced sense.

또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.Also, the singular forms used herein include the plural forms unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, terms such as “consisting of” or “comprising” should not be construed as necessarily including all of the various components, or various steps described in the specification, wherein some of the components or some of the steps It should be construed that it may not be included or may further include additional components or steps.

또한, 본 명세서에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.In addition, the suffixes "module" and "unit" for the components used herein are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have meanings or roles that are distinguished from each other.

또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.In addition, terms including ordinal numbers, such as first and second, as used herein may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.

본 발명에서 설명하는 열화상 카메라는 적외선 파장(0.9~14㎛)을 이용하여, 열을 추적, 탐지하여 화면으로 보여주는 장치이다. 열화상 카메라는 상대온도 또는 절대 온도 값을 흑백으로 표현하여 출력한다. The thermal imaging camera described in the present invention is a device that tracks, detects, and displays a screen by using infrared wavelengths (0.9 to 14 μm). The thermal imaging camera displays the relative or absolute temperature in black and white.

열화상 카메라는 일반 카메라와 비교하여 비교적 해상도가 낮다. 예를 들어, 종래에는 80*60, 160*120, 320*240, 640*480 및 1920*1080 등이 사용되고 있다. Thermal imaging cameras have a relatively low resolution compared to ordinary cameras. For example, 80 * 60, 160 * 120, 320 * 240, 640 * 480 and 1920 * 1080 are conventionally used.

열화상 카메라의 디텍터는 적외선 파장대에 민감한 다양한 물질로 제작되며, 마이크로미터 크기의 격자로 구성된 초점면배열(focal plane array; FPA)을 채택한다. The detectors of thermal imaging cameras are made of a variety of materials that are sensitive to infrared wavelengths and employ a focal plane array (FPA) consisting of a micrometer-sized grid.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and the same or similar components will be given the same reference numerals regardless of the reference numerals, and redundant description thereof will be omitted.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니됨을 유의해야 한다.In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, it is to be noted that the accompanying drawings are only for easily understanding the spirit of the present invention and are not to be construed as limiting the spirit of the present invention by the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 드론 기반의 전방위 열화상 이미지 처리 시스템의 구성도이다.1 is a block diagram of a drone-based omnidirectional thermal image processing system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 드론 기반의 전방위 열화상 이미지 처리 시스템은, 드론에 장착된 열화상 카메라의 영상을 이용하여 전방위 열화상 이미지를 출력하는 시스템으로서, 드론(100), 원격 조정장치(200) 및 열화상 이미지 처리 장치(300) 및 디스플레이 장치(400)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a drone-based omnidirectional thermal image processing system according to the present invention is a system for outputting an omnidirectional thermal image by using an image of a thermal imaging camera mounted on a drone. Apparatus 200 and thermal image processing apparatus 300 and display apparatus 400 are included.

드론(100)은 원격 조작에 의하여 제어가능하고, 열화상 카메라가 설치되어, 비행중 전방위 열화상 이미지를 생성하기 위한 열화상 로우(raw) 이미지를 촬영한다. 드론(100)은 촬영된 이미지를 네트워크를 통해 연결된 단말 또는 장치에 전송한다. The drone 100 is remotely controllable, and a thermal imaging camera is installed to capture a thermal image raw image for generating an omnidirectional thermal image during flight. The drone 100 transmits the photographed image to a terminal or a device connected through a network.

드론(100)의 상세한 구성에 대하여는 추후에 상세히 설명한다. 드론(100)의 상세한 구성은 실시예마다 일부 상이할 수 있다. The detailed configuration of the drone 100 will be described later in detail. The detailed configuration of the drone 100 may differ in some embodiments.

원격 조정장치(200)는 사용자의 입력에 기초하여 원격으로 네트워크망을 통해 드론(100)을 제어한다. The remote controller 200 controls the drone 100 through a network remotely based on a user input.

이를 위해, 원격 조정장치(200)는 사용자의 명령, 선택, 정보 중에서 적어도 하나를 입력 받기 위한 장치로서, 숫자 또는 문자 정보를 입력 받고 다양한 기능을 설정하기 위한 다수의 입력키 및 기능키를 포함할 수 있다. 예를 들어, 원격 조정장치(200)는, 드론(100)의 이동 및 정지를 제어하기 위한 홀드 버튼, 드론(100)의 상승을 명령하기 위한 상승 버튼, 및 드론(100)의 하강을 명령하기 위한 하강 버튼 등을 포함할 수 있다. To this end, the remote control apparatus 200 is a device for receiving at least one of a user's command, selection, and information, and includes a plurality of input keys and function keys for receiving numeric or text information and setting various functions. Can be. For example, the remote controller 200 may include a hold button for controlling the movement and stop of the drone 100, a rise button for commanding the rise of the drone 100, and commanding the drone 100 to descend. It may include a down button for.

또한, 원격 조정장치(200)는 이동물체의 속도와 방향, 중력, 가속도를 측정하는 장치로서, 가속도계, 각속도계, 지자기계, 및 고도계 등의 IMU(Inertial Measurement Unit) 센서가 내장된 웨어러블 디스플레이 장치 및 스마트폰을 포함할 수 있고, 조이스틱(joystick), 키 패드(Key Pad), 돔 스위치 (Dome Switch), 터치 패드(정압/정전), 터치스크린(Touch Screen), 조그 휠, 조그 스위치, 조그 셔틀(Jog Shuttle), 마우스(Mouse), 스타일러스 펜(Stylus Pen), 터치펜(Touch Pen) 등의 다양한 장치를 포함할 수 있다. In addition, the remote control device 200 is a device for measuring the speed, direction, gravity, and acceleration of a moving object, and includes a wearable display device having an inertial measurement unit (IMU) sensor such as an accelerometer, an angometer, a geomagnetic machine, and an altimeter. And a smartphone, and may include a joystick, a key pad, a dome switch, a touch pad (static pressure / capacitance), a touch screen, a jog wheel, a jog switch, a jog Various devices such as a shuttle, a mouse, a stylus pen, and a touch pen may be included.

원격 조정장치(200)는 유/무선 통신 모듈을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 무선 인터넷 기술은, 무선랜(Wireless LAN : WLAN), 와이 파이(Wi-Fi), 와이브로(Wireless Broadband : Wibro), 와이맥스(World Interoperability for Microwave Access : Wimax), 고속 하향 패킷 접속(High Speed Downlink Packet Access : HSDPA), IEEE 802.16, 롱 텀 에볼루션(Long Term Evolution : LTE), 광대역 무선 이동 통신 서비스(Wireless Mobile Broadband Service : WMBS) 등을 포함할 수 있고, 상기 근거리 통신(Short Range Communication) 기술은, 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association : IrDA), 초광대역 무선(Ultra Wideband : UWB), 지그비(ZigBee) 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 유선 통신 기술은, USB(Universal Serial Bus) 통신 등을 포함할 수 있다.The remote control apparatus 200 may include a wired / wireless communication module. Here, the wireless Internet technology, Wireless LAN (WLAN), Wi-Fi (Wi-Fi), Wireless Broadband (Wibro), WiMAX (World Interoperability for Microwave Access (Wimax), High-speed downlink packet access (High) Speed Downlink Packet Access (HSDPA), IEEE 802.16, Long Term Evolution (LTE), and Wireless Mobile Broadband Service (WMBS), and the like, and may include the short range communication. The technology may include Bluetooth, Radio Frequency Identification (RFID), Infrared Data Association (IrDA), Ultra Wideband (UWB), ZigBee, and the like. The wired communication technology may include universal serial bus (USB) communication.

원격 조정장치(200)는 수동 운용모드, 자동이착륙 기능, 자동 경로점비행, 및 비상귀환 등을 포함하는 다수의 기능을 가질 수 있다. 수동 운용모드는 관리자의 조종명령에 따라 비행되는 모드로서, 제한된 속도와 기울임 각 이내 기체 조작이 가능하고, 돌발 상황에서 긴급조치가 가능하다. 자동이착륙 기능은 수동 조작 없이 조종기 스위치나 GCS(Geographic Coordinate System) 화면 버튼만으로 자동 이착륙이 될 수 있다. 자동 경로점비행은, 다수의 경로점을 입력하여 이동 경로를 다양하게 계획하고, 경로의 편집과 저장을 가능하게 하여, 관리자의 업무강도 감소시키고 수월한 운용이 가능하게 한다. 비상귀환은 갑작스런 기능 이상과 배터리 저전압 상황 등의 비상모드에서 드론 제어부의 판단 혹은 운용자의 판단에 의해 안전한 위치로 자동귀환하는 기능이다.The remote control apparatus 200 may have a plurality of functions including a manual operation mode, an automatic takeoff and landing function, an automatic route point flight, and an emergency return. Manual operation mode is a mode that is operated by the manager's control command, the aircraft can be operated within a limited speed and tilt angle, and emergency actions can be performed in a sudden situation. The auto takeoff and landing feature can be automatically taken off and landed by simply pressing the remote controller switch or the Geographic Coordinate System (GCS) screen button. Automatic route point flight, by inputting a plurality of route points to plan a variety of movement paths, it is possible to edit and save the route, reducing the manager's work intensity and easy operation. Emergency return is a function to automatically return to the safe position by the judgment of the drone controller or the operator in emergency mode such as sudden malfunction or low battery condition.

열화상 이미지 처리 장치(300)는 드론(100)으로부터 영상 및 영상과 관련된 정보(이하, 영상 정보라 함)를 수신한다. 여기서, 영상은 동영상 또는 정지영상 중 어느 하나 이상을 포함한다. 열화상 이미지 처리 장치(300)는 드론(100)으로부터 수신한 영상과 영상 정보를 저장 장치(150)에 저장하거나, 수신된 영상에 기초하여 디스플레이 장치(400)에 적합한 영상으로 변환한다. The thermal image processing apparatus 300 receives an image and information related to the image (hereinafter, referred to as image information) from the drone 100. Here, the image includes at least one of a moving image and a still image. The thermal image processing apparatus 300 stores the image and the image information received from the drone 100 in the storage device 150 or converts the image and the image suitable for the display device 400 based on the received image.

열화상 이미지 처리 장치(300)는 보정된 영상을 디스플레이용 이미지 파일로 변환시키는 일반적인 멀티미디어 프로세서 및 그러한 이미지 파일을 저장하기 위한 메모리를 포함한다. The thermal image processing apparatus 300 includes a general multimedia processor for converting a corrected image into an image file for display, and a memory for storing such image file.

또한, 열화상 이미지 처리 장치(300)는 드론(100)으로부터 수신한 영상에 오버랩되는 영역이 있는 경우, 스티칭(stitching) 처리하여 출력할 수 있다. In addition, when there is a region overlapping the image received from the drone 100, the thermal image processing apparatus 300 may output the stitching process.

열화상 이미지 처리 장치(300) 변환한 영상과 비행정보 중 어느 하나 이상을 디스플레이 장치(400)로 전송한다. The thermal image processing apparatus 300 transmits one or more of the converted image and flight information to the display apparatus 400.

디스플레이 장치(400)는 열화상 이미지 처리 장치(300)에 의해 처리된 전방위 열화상 영상 및 비행정보를 화면을 통해 사용자에게 보여준다. 사용자는 사용자 인터페이스 장치(미도시), 예를 들면, 마우스(Mouse)를 이용하여 화면에 표시된 전방위(360도) 영상의 관심 영역(ROI)을 지정하고, 지정된 특정 영역의 정보(예를 들어, 평균온도, 최고온도, 최저온도, 좌표정보)를 확인할 수 있다. The display apparatus 400 shows the omnidirectional thermal image and flight information processed by the thermal image processing apparatus 300 to the user through a screen. The user designates a region of interest (ROI) of the 360-degree (360-degree) image displayed on the screen using a user interface device (not shown), for example, a mouse, and the information (eg, Average temperature, maximum temperature, minimum temperature, coordinate information) can be checked.

본 발명의 일 실시예에서는 원격 조정장치(200), 열화상 이미지 처리 장치(300) 및 디스플레이 장치(400)를 별도의 구성요소로 도시하여 설명하지만, 본 발명은 이에 의해 한정되지 아니하며, 이는 설명의 편의를 위해 기능적으로 구분하였으나, 당업자의 의도에 따라 상기 도시된 각각의 장치를 하나 또는 두개의 장치로 구현되어도 무방함을 명백히 밝혀두는 바이다.In the exemplary embodiment of the present invention, the remote controller 200, the thermal image processing apparatus 300, and the display apparatus 400 are illustrated as separate components, but the present invention is not limited thereto. Although functionally divided for the sake of convenience, it will be apparent that each device shown above may be implemented as one or two devices according to the intention of those skilled in the art.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 드론 내부의 개략적인 구성을 나타낸 블럭 구성도이다.2 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a drone according to a first embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 드론(100)은 열화상 카메라를 포함하는 촬영부(110), 무선통신부(120), 제어부(130), 영상 처리부(140) 및 기동부(150) 등을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the drone 100 may include a photographing unit 110 including a thermal imaging camera, a wireless communication unit 120, a control unit 130, an image processing unit 140, a starting unit 150, and the like. have.

촬영부(110)는 광각 렌즈를 구비한 열화상 카메라를 포함한다. 광각 렌즈는 어안 타입 렌즈일 수 있다. The photographing unit 110 includes a thermal imaging camera having a wide angle lens. The wide angle lens may be a fisheye type lens.

촬영부(110)는 적외선 파장(0.9~14㎛)을 이용하므로, 광각 렌즈는 장파장을 통과시킬 수 있는 규소(Si) 또는 게르마늄(Ge) 중 어느 하나 이상을 이용할 수 있다. Since the photographing unit 110 uses infrared wavelengths (0.9 to 14 μm), the wide-angle lens may use any one or more of silicon (Si) or germanium (Ge) capable of passing a long wavelength.

촬영부(110)에 장착되는 카메라의 개수는 광각 렌즈의 화각에 따라 적응적으로 조절된다. 예를 들어, 촬영부(110)는 화각이 180도인 광각 렌즈를 구비한 열화상 카메라 2대가 장착될 수 있다. 이 경우, 제1 열화상 카메라와 제2 열화상 카메라는 대향적으로 배치되어 서로 반대방향을 촬영한다. 제1 열화상 카메라와 제2 열화상 카메라 각각에 의해 제1 열화상 이미지와 제2 열화상 이미지가 생성된다. The number of cameras mounted on the photographing unit 110 is adaptively adjusted according to the angle of view of the wide-angle lens. For example, the photographing unit 110 may be equipped with two thermal imaging cameras having a wide-angle lens having an angle of view of 180 degrees. In this case, the first thermal imaging camera and the second thermal imaging camera are disposed to face each other to photograph opposite directions. The first thermal image and the second thermal image are generated by the first thermal image camera and the second thermal image camera, respectively.

본 발명의 일 실시예에서는 화각이 180도인 광각 렌즈의 경우를 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 화각이 120도인 경우, 3~4개의 카메라를 이용하여 촬영할 수 있다. An embodiment of the present invention has been described in the case of a wide-angle lens having an angle of view of 180 degrees, but is not limited thereto. If the angle of view is 120 degrees, three or four cameras can be used to shoot.

제어부(130)는 무선통신부(120)를 통해 원격 조정장치(200)로부터 제어정보를 수신하며, 제어정보에 따라 드론(100)의 움직임을 조정하는 기동부(150)를 제어하여 드론(100)을 비행시킬 수 있다. 이때, 무선통신부(120)는 네트워크망에 따른 통신방식을 지원할 수 있다.The control unit 130 receives control information from the remote controller 200 through the wireless communication unit 120, and controls the starter 150 for adjusting the movement of the drone 100 according to the control information. Can fly. At this time, the wireless communication unit 120 may support a communication method according to the network.

또한, 제어부(130)는 드론(100)의 비행시 촬영부(110)를 통해 촬영되는 영상을 데이터 저장부(160)에 저장하거나, 영상 처리부(140)에 전달하고, 영상 처리부(140)를 통해 보정되는 영상을 무선통신부(120)를 통해 열화상 이미지 처리 장치(300)로 전송할 수 있다.In addition, the controller 130 stores the image photographed through the photographing unit 110 during flight of the drone 100 in the data storage unit 160, or transmits the image to the image processor 140, and transmits the image processor 140. The corrected image may be transmitted to the thermal image processing apparatus 300 through the wireless communication unit 120.

또한, 제어부(130)는 드론(100)에 자이로 센서, 가속도 센서 등이 마련된 경우, 제어정보에 따라 상기 센서를 통해 측정된 센싱값을 기초로 자세정보를 생성하여 무신통신부(120)를 통해 열화상 이미지 처리 장치(300)로 전송할 수 있다.In addition, when a gyro sensor or an acceleration sensor is provided in the drone 100, the controller 130 generates posture information based on the sensing value measured by the sensor according to the control information, and then heats it through the wireless communication unit 120. The image may be transmitted to the image processing apparatus 300.

추가로, 제어부(130)는 GPS(Global Positioning System) 등이 마련된 경우, 측정된 위치 측정값을 기초로 드론(100)의 현재 위치에 대한 위치정보를 생성하여 무선통신부(120)를 통해 열화상 이미지 처리 장치(300)로 전송할 수 있다.In addition, when the Global Positioning System (GPS) or the like is provided, the controller 130 generates position information on the current position of the drone 100 based on the measured position measurement value, and thermal image through the wireless communication unit 120. The image processing apparatus 300 may transmit the image.

영상처리부(140)는 광각 렌즈에 의해 발생되는 열화상 로우 영상 상의 왜곡에 대한 영상 보정을 행한다. The image processor 140 performs image correction on the distortion of the thermal image low image generated by the wide-angle lens.

도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 광각 렌즈를 통해 입사된 영상은 중심에서 멀어질수록 대상물의 사이즈가 확대되고 또한 굴곡을 가지게 된다. 그에 따라 광각 렌즈를 통해 입사된 영상은 중심점에서 멀어질수록 더 큰 방사 왜곡(radial distortion)을 갖는다. As shown in (a) of FIG. 3, the image incident through the wide-angle lens is larger in size and more curved as it is moved away from the center. As a result, the image incident through the wide-angle lens has a larger radial distortion as it moves away from the center point.

영상처리부(140)는 이미지 센서를 통해 입사된 영상을 전기신호 이미지로서 감지하며, 이러한 전기신호 이미지에 대한 보정을 하게 된다. The image processor 140 detects an image incident through the image sensor as an electric signal image, and corrects the electric signal image.

영상처리부(140)는 역방향 맵핑 방법을 통해 영상을 보정한다. The image processor 140 corrects the image through a reverse mapping method.

역방향 맵핑 방법은 보정 영상의 좌표값을 이용하여 해당되는 왜곡 영상의 좌표값을 계산하는 방법으로, 열화상 카메라의 광각 렌즈 장착 전과 후의 영상의 면적의 비교에 의해 산출되는 면적비를 적용하여 수행한다. The reverse mapping method calculates coordinate values of a corresponding distorted image by using coordinate values of a corrected image. The reverse mapping method is performed by applying an area ratio calculated by comparing an area of an image before and after mounting a wide-angle lens of a thermal imaging camera.

면적비는 3차원 구면의 표면 해당 면적 대비 2차원 좌표계의 IFOV(분해능) 면적 비율로 정의된다. The area ratio is defined as the ratio of the IFOV (resolution) area of the two-dimensional coordinate system to the corresponding area of the surface of the three-dimensional sphere.

IFOV 면적은 다음 수학식1에 따라 구할 수 있다. IFOV area can be obtained according to the following equation (1).

[수학식 1][Equation 1]

IFOV Angle= (카메라의 가로 전체 FOV/가로 FPA 배열수, 카메라의 세로 전체 FOV/세로 FPA 배열수)IFOV Angle = (camera horizontal full FOV / horizontal FPA array, camera vertical full FOV / vertical FPA array)

다음, 도 3의 (b)를 참조하여, 이차원 좌표(u,v)값인 IFOV 픽셀의 4점[(U1, V1), (U2, V2), (U3, V3), (U4, V4)]으로부터 광각 렌즈의 굴절에 따라 삼차원 구면좌표(r,θ,φ)로 환산하여, 3차원 좌표계 [(x1,y1,z1), (x2,y2,z2), (x3,y3,z3), (x4,y4,z4)]를 구한다. 구해진 3좌표계의 4점으로 이루어진 공간상의 면적을 구해, IFOV 픽셀에 해당하는 구표면상의 면적을 근사치로 구할 수 있다. Next, referring to FIG. 3 (b), four points [IF (U1, V1), (U2, V2), (U3, V3), (U4, V4) of the IFOV pixel having two-dimensional coordinates (u, v) values] From the three-dimensional spherical coordinates (r, θ, φ) according to the refraction of the wide-angle lens from the three-dimensional coordinate system ((x1, y1, z1), (x2, y2, z2), (x3, y3, z3), ( x4, y4, z4)]. The spatial area consisting of four points of the obtained three-coordinate system is obtained, and the area on the spherical surface corresponding to the IFOV pixel can be approximated.

ρ*IFOV 면적 = 구표면상의 면적 근사치ρ * IFOV area = approximation of area on spherical surface

모든 IFOV(FPA)에 대한 UV 맵 상의 면적비 ρ를 구하여, 테이블 형태로 작성하여 면적비 테이블을 생성할 수 있다. The area ratio ρ on the UV map for all the IFOVs (FPAs) can be obtained and prepared in a table form to generate an area ratio table.

이와 같이 생성한 면적비 테이블을 데이터저장부(160)에 저장해 둔다. The area ratio table generated as described above is stored in the data storage unit 160.

열화상 이미지의 경우 픽셀마다 해당 온도(복사 에너지) 정보를 담게 되는데 픽셀의 면적에 왜곡이 발생하는 경우, 복사 에너지 정보에도 왜곡이 발생하게 된다. 이와 같이 복사 에너지 정보의 왜곡(온도 왜곡)에 대해서도 면적 왜곡과 유사하게 이미지의 중앙에서 바깥쪽으로 갈수록 좁은 FPA 픽셀 영역에 많은 복사에너지가 포함되어, 바깥쪽으로 갈수록 온도 왜곡이 심해진다. 따라서, 광각렌즈의 열감지 카메라로부터 획득한 열화상 로우 이미지에 있어서, 온도 왜곡의 보정은 필수적이다. In the case of a thermal image, each pixel contains corresponding temperature (radiation energy) information. When distortion occurs in an area of a pixel, distortion occurs in radiation energy information. As described above, the distortion (temperature distortion) of the radiation energy information includes a lot of radiation energy in a narrow FPA pixel area from the center of the image to the outside, similarly to the area distortion, and the temperature distortion becomes more severe toward the outside. Therefore, in the thermal image low image obtained from the thermal camera of the wide-angle lens, correction of the temperature distortion is essential.

영상 처리부(140)는 광각 렌즈에 의해 발생하는 열화상 로우 영상 상의 왜곡에 대한 온도 및 형상 왜곡을 역환산 매핑에 의해 보정한다. The image processor 140 corrects the temperature and shape distortion of the distortion on the thermal image low image generated by the wide-angle lens by inverse conversion mapping.

보다 상세히 설명하면, 카메라에 입력되는 총 복사 에너지는 수학식2으로 표시할 수 있게 된다. In more detail, the total radiant energy input to the camera can be expressed by Equation 2.

[수학식 2][Equation 2]

Wtot= e*t*Wobj +(1-e)*t*Wamb + (1-t)*Watm W tot = e * t * W obj + (1-e) * t * W amb + (1-t) * W atm

여기서, e*t*Wobj =물체의 방출 에너지, e는 물체의 방사율이며 t는 대기의 투과율이다. Where e * t * W obj = Emission energy of the object, e is the emissivity of the object and t is the transmittance of the atmosphere.

(1-e)*t*Wamb=주변 환경에서 방출된 복사선이 물체 표면에서 반사된 값이고, (1-e)는 물체의 반사율이다. (1-e) * t * W amb = radiation emitted from the surrounding environment is the value reflected from the surface of the object, and (1-e) is the reflectance of the object.

(1-t)*Watm=대기의 방출 에너지, (1-t)는 대기의 방사율이다. (1-t) * W atm = atmospheric emission energy, (1-t) is the emissivity of the atmosphere.

광각렌즈 총 복사에너지는 다음의 수학식 3을 만족한다.The total radiation energy of the wide-angle lens satisfies Equation 3 below.

[수학식 3] [Equation 3]

Wtot=ρ(e*t*Wobj +(1-e)*t*Wamb + (1-t)*Watm)W tot = ρ (e * t * W obj + (1-e) * t * W amb + (1-t) * W atm )

이와 같이 면적비 ρ를 적용하여 적은 연산량으로 왜곡보정이 가능하다. In this way, the distortion ratio can be corrected with a small amount of calculation by applying the area ratio p.

데이터저장부(160)는 촬영부(110)에서 촬영한 데이터들 및 영상 처리부(140)에서 분석한 데이터들을 저장한다. 또한, 데이터저장부(160)는 좌표계 면적비 테이블 및 이를 이용한 왜곡 보정 프로그램 또는 데이터를 저장한다. 저장매체로 이를테면, 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(이를테면, SD 또는 XD 메모리 등), 램(RAM), 롬(ROM) 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. The data storage unit 160 stores the data photographed by the photographing unit 110 and the data analyzed by the image processor 140. In addition, the data storage unit 160 stores a coordinate system area ratio table and a distortion correction program or data using the same. Storage media such as flash memory type, hard disk type, multimedia card micro type, card type memory (eg SD or XD memory, etc.), RAM ( RAM, ROM, or at least one type of storage medium.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 드론 기반의 전방위 열화상 이미지 생성 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 4 is a flowchart illustrating a drone-based omnidirectional thermal image generation method according to a first embodiment of the present invention.

드론이 비행중 광각 렌즈를 구비한 열화상 카메라로 탐색영역을 촬영하여 열화상 로우(raw) 영상을 생성한다(S110). 도 2 및 도 3을 참조하여 전술한 바와 같이, 광각 렌즈로 영상을 받아들이게 되면, 방사 왜곡이 필연적으로 뒤따르게 되므로, 열화상 로우 영상에는 영상 및 온도 데이터에 왜곡이 발생된다. The drone photographs the search area with a thermal imaging camera having a wide-angle lens in flight to generate a thermal image raw (S110). As described above with reference to FIGS. 2 and 3, when the image is received by the wide-angle lens, since the radiation distortion necessarily follows, the thermal image low image generates distortion in the image and the temperature data.

영상 처리부(140)는 미리 저장된 좌표별 면적비를 이용하여 이러한 광각 렌즈에 의해 발생하는 열화상 로우 영상 상의 왜곡에 대한 보정을 수행한다(S120). The image processor 140 corrects the distortion of the thermal image low image generated by the wide-angle lens by using the pre-stored area ratio for each coordinate (S120).

보다 상세하게는 왜곡이 발생하는 열화상 로우 영상의 삼차원 좌표의 각 단위 면적에 대하여 미리 저장된 좌표별 면적비에 기초하여 좌표의 온도값에 해당 좌표의 면적비를 곱하여, 용이하게 온도보정을 행할 수 있다. 이와 같이 미리 저장된 좌표별 면적비를 적용하여 온도를 보정하는 것은 연산값이 크지 않으므로, 드론 자체 내에서 수행이 가능하다. More specifically, the temperature correction can be easily performed by multiplying the area value of the coordinates by the temperature value of the coordinates based on the area ratio of the coordinates stored in advance for each unit area of the three-dimensional coordinates of the thermal image having the distortion occurring. The correction of the temperature by applying the pre-stored area ratio for each coordinate is not large, and thus can be performed in the drone itself.

상기 보정된 영상을 지상의 열화상 이미지 처리 장치에 전송한다(S130).The corrected image is transmitted to the terrestrial thermal image processing apparatus (S130).

영상 전송시 영상 정보를 함께 전송할 수 있다. 영상 정보는 촬영된 영상의 실제 위치 정보, 평균 온도 정보, 최고 온도 정보, 최저 온도 정보 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. Image information may be transmitted together with the image transmission. The image information may include at least one of actual position information, average temperature information, maximum temperature information, and lowest temperature information of the captured image.

열화상 이미지 처리 장치가 상기 드론으로부터 수신받은 영상을 멀티미디어 프로세서를 거쳐 전방위 영상으로 출력한다(S140). The thermal image processing apparatus outputs the image received from the drone as an omnidirectional image through the multimedia processor (S140).

다음 도 5~9를 참조하여 제2 실시예에 따라 복수개의 열화상 카메라가 장착된 드론을 이용하여 전방위 열화상 영상을 디스플레이하는 방법을 설명한다. Next, a method of displaying an omnidirectional thermal image by using a drone equipped with a plurality of thermal imaging cameras according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 5 to 9.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 드론 내부의 개략적인 구성을 나타낸 블럭 구성도이고, 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 드론 기반의 전방위 열화상 이미지 생성 방법을 설명하기 위한 흐름도이며, 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 영상의 배치를 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따라 작성된 신뢰도 맵의 일 예를 나타낸 도면이며, 도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따라 관심 영역의 영상 정보를 표시한 화면의 일 예를 나타낸 도면이다. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of a drone according to a second embodiment of the present invention, Figure 6 is a view for explaining a drone-based omnidirectional thermal image generation method according to a second embodiment of the present invention 7 is a flowchart illustrating an arrangement of an image according to a second embodiment of the present invention. FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a reliability map created according to the second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a screen displaying image information of an ROI according to a second exemplary embodiment of the present invention.

먼저, 도 5를 참조하여 제2 실시예에 따른 드론 내부의 개략적인 구성을 설명한다. First, a schematic configuration of a drone according to a second embodiment will be described with reference to FIG. 5.

촬영부(112)는 복수개의 열화상 카메라를 포함한다. 각각의 열화상 카메라는 화각이 일방향으로 서로 겹치도록 배치된다. The photographing unit 112 includes a plurality of thermal imaging cameras. Each thermal imaging camera is arranged such that the angles of view overlap one another in one direction.

본 발명의 일 실시예에 따른 열화상 카메라의 해상도는 320*240이고, 1920*1080 영역에 4개 이상 배치된다. The resolution of a thermal imaging camera according to an embodiment of the present invention is 320 * 240, and four or more are arranged in an area of 1920 * 1080.

이 경우, 1080P 전송 모뎀에 적용하면 열화상 320 해상도 영상을 12개 이상 전송이 가능하다. In this case, when applied to a 1080P transmission modem it is possible to transmit more than 12 thermal image resolution 320.

제어부(130)는 무선통신부(120)를 통해 원격 조정장치(200)로부터 제어정보를 수신하며, 제어정보에 따라 드론(100)의 움직임을 조정하는 기동부(150)를 제어하여 드론(100)을 비행시킬 수 있다. The control unit 130 receives control information from the remote controller 200 through the wireless communication unit 120, and controls the starter 150 for adjusting the movement of the drone 100 according to the control information. Can fly.

또한, 제어부(130)는 드론(100)의 비행시 촬영부(110)를 통해 촬영되고 영상 처리부(340)를 통해 촬영된 영상을 배열하여 무선통신부(120)를 통해 열화상 이미지 처리 장치(300)로 전송할 수 있다. In addition, the controller 130 arranges the image photographed by the photographing unit 110 during the flight of the drone 100 and the image photographed by the image processor 340, and the thermal image processing apparatus 300 through the wireless communication unit 120. ) Can be sent.

또한, 제어부(130)는 드론(100)에 자이로 센서, 가속도 센서 등이 마련된 경우, 제어정보에 따라 상기 센서를 통해 측정된 센싱값을 기초로 자세정보를 생성하여 무신통신부(120)를 통해 열화상 이미지 처리 장치(300)로 전송할 수 있다.In addition, when a gyro sensor or an acceleration sensor is provided in the drone 100, the controller 130 generates posture information based on the sensing value measured by the sensor according to the control information, and then heats it through the wireless communication unit 120. The image may be transmitted to the image processing apparatus 300.

영상처리부(142)는 복수개의 열화상 카메라에 의해 생성된 열화상 로우 이미지를 각각의 배치열에 대응하게 배치하여 전송한다. The image processor 142 arranges and transmits a thermal image row image generated by the plurality of thermal cameras corresponding to each arrangement column.

이때 영상처리부(142)는 열화상 카메라의 겹치는 화각에 대응하는 영상 즉, 오버랩되는 영상의 스티치 작업은 연산량이 많으므로 수행하지 않고, 열화상 로우 이미지를 단순 배치하여 무선통신부(120)를 통해 전송한다. At this time, the image processing unit 142 does not perform the stitch operation of the image corresponding to the overlapping angles of view of the thermal imager, that is, the overlapping image, because a large amount of calculation is performed, and simply arranges the thermal image low image and transmits it through the wireless communication unit 120. do.

다음, 도 6을 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 드론 기반의 전방위 열화상 이미지 생성 방법을 설명한다. Next, a drone-based omnidirectional thermal image generation method according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6.

드론이 장착된 복수개의 열화상 카메라로 촬영하여 열화상 로우 이미지를 생성한다(S210). A thermal image low image is generated by photographing the plurality of thermal imaging cameras equipped with drones (S210).

상기 드론이 복수개의 열화상 카메라로부터 촬영된 영상을 도 7에 도시한 바와 같이 실제 배열위치에 대응하게 배치한다(S220). 배치는 미리 저장된 카메라의 배열위치에 따른 일련의 배열 규칙에 따른다. 화각이 겹치는 영상을 이웃하게 배열한다. As shown in FIG. 7, the drone arranges images captured from a plurality of thermal imaging cameras in correspondence with actual arrangement positions (S220). The arrangement follows a set of alignment rules according to the arrangement position of the pre-stored camera. Arrange the images of overlapping angles of view next to each other.

상기 배치된 영상을 스티칭(stitching) 작업 없이 지상의 열화상 이미지 처리 장치에 실시간 전송한다(S230). The arranged image is transmitted in real time to the thermal image processing apparatus on the ground without stitching (S230).

지상의 열화상 이미지 처리 장치가 상기 드론으로부터 수신받은 영상을 스티칭하여 전방위 영상으로 출력한다(S240). The terrestrial thermal image processing apparatus stitches the image received from the drone and outputs the omnidirectional image (S240).

일반적인 RBG 영상에 기반한 스티칭 작업을 위해서는 흑백화 단계를 거쳐야하지만, 본 실시예와 같이 열화상 로우 이미지를 사용하는 경우, 흑백화 단계를 생략하고, 바로 매칭처리할 수 있다.In order to perform a stitching operation based on a general RBG image, a black-and-white step is required. However, when using a thermal image low image as in the present embodiment, the black-and-white step may be omitted and a matching process may be performed immediately.

보다 구체적으로 입력된 열화상 로우 이미지에서 SIFT, SIRF, FAST 기법 등을 사용하여 동일한 영역을 찾아 매칭 포인트 맵을 생성한다. More specifically, a matching point map is generated by finding the same region using the SIFT, SIRF, and FAST techniques in the input thermal image.

다만, 열화상 로우 이미지의 겹쳐지는 영역에 대하여는 온도 보정을 수행한다. 온도 보정은 두 영역의 온도의 평균처리하여 수행할 수 있다. However, temperature correction is performed on the overlapping area of the thermal image low image. Temperature correction can be performed by averaging the temperatures of the two zones.

또한, 수학식 4와 같이, 두 이미지의 매칭 포인트의 온도값의 차이를 평균해서 신뢰도를 구할 수 있다. In addition, as shown in Equation 4, reliability can be obtained by averaging the difference between the temperature values of the matching points of the two images.

[수학식 4][Equation 4]

신뢰도(%)=(1-abs(A-B)/픽셀 최대값)100% Confidence = (1-abs (A-B) / pixel maximum) 100

A와 B는 매칭되는 동일 영역에 대한 서로 다른 열화상 카메라로부터 획득된 온도이다. 온도값 차이가 많이 날수록 신뢰도가 하락한다. 도 8에 도시한 바와 같이, 모든 화소에 대하여 신뢰도를 계산한 신뢰도 맵을 생성할 수 있다. A and B are temperatures obtained from different thermal imaging cameras for the same matched region. The greater the difference in temperature value, the lower the reliability. As shown in FIG. 8, a reliability map in which reliability is calculated for all pixels can be generated.

또한, 도 9에 도시한 바와 같이, 출력되는 영상에서 사용자에 의해 임의의 관심영역(ROI)이 선택되는 경우, 선택된 관심영역의 평균온도, 신뢰도, 최대 온도 및 최소 온도를 화면에 표시할 수 있다. In addition, as illustrated in FIG. 9, when a certain ROI is selected by the user in the output image, the average temperature, the reliability, the maximum temperature, and the minimum temperature of the selected ROI may be displayed on the screen. .

다음 도 10~11을 참조하여 제3 실시예에 따라 단일의 열화상 카메라가 장착된 드론을 이용하여 전방위 열화상 영상을 디스플레이하는 방법을 설명한다. Next, a method of displaying an omnidirectional thermal image by using a drone equipped with a single thermal camera according to a third embodiment will be described with reference to FIGS. 10 to 11.

도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 드론 내부의 개략적인 구성을 나타낸 블럭 구성도이고, 도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 드론 기반의 전방위 열화상 이미지 생성 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. FIG. 10 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a drone according to a third embodiment of the present invention. FIG. 11 is a view illustrating a method of generating a drone-based omnidirectional thermal image according to a third embodiment of the present invention. It is a flow chart.

먼저, 도 10을 참조하여 제3 실시예에 따른 드론 내부의 개략적인 구성을 설명한다. First, a schematic configuration of a drone according to a third embodiment will be described with reference to FIG. 10.

촬영부(114)는 하나의 열화상 카메라를 포함한다. 촬영부(114)는 구비된 열화상 카메라에 의해 촬영된 열화상 로우 이미지를 데이터저장부(164)에 저장하거나, 영상처리부(144)에 전달한다. The photographing unit 114 includes one thermal imaging camera. The photographing unit 114 stores a thermal image raw image captured by the provided thermal imaging camera in the data storage unit 164 or transmits the image to the image processing unit 144.

제어부(134)는 무선통신부(120)를 통해 원격 조정장치(200)로부터 제어정보를 수신하며, 제어정보에 따라 드론(100)의 움직임을 조정하는 기동부(154)를 제어하여 드론(100)을 비행시킬 수 있다. The control unit 134 receives the control information from the remote controller 200 through the wireless communication unit 120, and controls the starter 154 to adjust the movement of the drone 100 according to the control information drone 100 Can fly.

제어부(134)는 제어정보에 따라 기동부(154)를 제어하여, 공중에서 수평안정한 상태의 회전운동을 하면서 촬영부(114)를 제어하여, 열화상 파노라마 촬영을 수행한다. 열화상 파노라마 촬영시 드론의 회전속도가 빠를수록 영상이 왜곡될 수 있으므로 저속의 수평회전비행이 요구된다. The controller 134 controls the starter 154 according to the control information, and controls the photographing unit 114 while performing a rotational motion in a horizontal stable state in the air, thereby performing a thermal imaging panorama. In the thermal imaging panorama, the faster the drone's rotational speed, the more distorted the image is.

또한, 제어부(134)는 드론(100)의 비행시 촬영부(114)를 통해 탐색영역을 촬영하고 영상 처리부(144)를 통해 처리되는 영상을 무선통신부(120)를 통해 열화상 이미지 처리 장치(300)로 전송할 수 있다. In addition, the controller 134 captures the search area through the photographing unit 114 during the flight of the drone 100 and the thermal image processing apparatus (120) through the wireless communication unit 120 to process the image processed by the image processor 144 ( 300).

또한, 제어부(134)는 드론(100)에 자이로 센서, 가속도 센서 등이 마련된 겨우, 제어정보에 따라 상기 센서를 통해 측정된 센싱값을 기초로 자세정보를 생성하여 무신통신부(120)를 통해 열화상 이미지 처리 장치(300)로 전송할 수 있다.In addition, the control unit 134 generates the posture information based on the sensing value measured by the sensor only when the gyro sensor, the acceleration sensor, etc. are provided in the drone 100, and heats through the radio communication unit 120. The image may be transmitted to the image processing apparatus 300.

영상처리부(144)는 촬영부(114)에 의해 생성되는 각각의 정지영상을 이용하여 파노라마 영상을 생성한다. 파노라마 영상의 생성은 당업자에게는 일반적인 기술이므로 상세한 설명은 생략한다. The image processor 144 generates a panoramic image by using each still image generated by the photographing unit 114. Since the generation of the panorama image is a general technique for those skilled in the art, detailed description thereof will be omitted.

기동부(154)는 수평짐벌을 구비한다. The starter 154 has a horizontal gimbal.

수평짐벌은 드론이 수평회전하면서 열화상 카메라를 촬영 할 때, 그 흔들림을 전자적 방법으로 방지하는 장치를 의미하며, 보통 2축 또는 3축으로 구성되어 자이로 센서에서 기울기 정보를 모터로 전달하여 카메라가 제자리에 위치하도록 모터를 작동시키는 방식으로 작동된다. The horizontal gimbal refers to a device that electronically prevents the shake when the drone is photographing the thermal imaging camera while rotating the horizontal. Usually, the gimbal is composed of two axes or three axes to transmit tilt information from the gyro sensor to the motor. It is operated by operating the motor to be in place.

다음, 도 11을 참조하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 드론 기반의 전방위 열화상 이미지 생성방법을 설명한다. Next, a method of generating a drone-based omnidirectional thermal image according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 11.

먼저, 제어부(134)가 드론을 제어하여, 비행중, 360도 회전하고, 장착된 열화상 카메라에 의해 탐색 영역을 촬영하여 파노라마용 열화상 정지 영상을 촬영한다. 제어부(134)는 촬영부(114)를 제어하여, 파노라마 각각의 컷의 영상의 일부를 회전방향으로 겹치도록 촬영한다(S310). First, the controller 134 controls the drone, rotates 360 degrees during the flight, photographs the search area using the mounted thermal imaging camera, and captures a panoramic thermal still image. The controller 134 controls the photographing unit 114 to photograph a part of the image of each cut of the panorama so as to overlap in the rotation direction (S310).

제어부(134)는 파노라마 영상을 지상의 열화상 이미지 처리 장치에 전송한다(S320). The controller 134 transmits the panoramic image to the terrestrial thermal image processing apparatus (S320).

지상 열화상 이미지 처리 장치가 드론으로부터 수신받은 파노라마 영상에서 겹쳐진 영상을 보정하여 전방위 영상을 출력한다(S330). The terrestrial thermal image processing apparatus outputs an omnidirectional image by correcting an overlapped image in the panoramic image received from the drone (S330).

이처럼, 본 발명의 제3 실시예에서는, 1 대의 열화상 카메라로 전방위 열화상 영상을 획득할 수 있다. As described above, in the third exemplary embodiment of the present invention, a single thermal imaging camera may acquire an omnidirectional thermal image.

본 발명의 제3 실시예에서는, 1대의 열화상 카메라만을 요구하므로, 초소형 드론에 적용하는 것이 적합하다. In the third embodiment of the present invention, since only one thermal imaging camera is required, it is suitable to be applied to a micro drone.

도 12는 드론 기반의 전방위 열화상 이미지 처리 방법을 이용한 수색 시스템의 구성도이다.12 is a block diagram of a search system using a drone-based omnidirectional thermal image processing method.

도 12를 참조하면, 본 발명에 따른 드론 기반의 전방위 열화상 이미지 처리 방법을 이용한 수색 시스템은, 도 1을 참조하여 전술한, 드론(100), 원격 조정장치(200) 및 열화상 이미지 처리 장치(300) 및 디스플레이 장치(400)를 포함하고, 추가로 수색서버(500)를 더 포함한다. Referring to FIG. 12, the search system using the drone-based omnidirectional thermal image processing method according to the present invention includes the drone 100, the remote controller 200, and the thermal image processing apparatus described above with reference to FIG. 1. 300 and the display device 400, and further includes a search server (500).

도 12에서 도 1과 동일한 구성요소에 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하며, 도 1과 상이한 부분을 중점적으로 설명한다. In FIG. 12, the same components as in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof will be omitted, and different portions from FIG. 1 will be mainly described.

수색서버(500)는 원격 조정장치(200) 및 영상 정보 처리장치(300)와 정보를 송수신하고, 수신한 정보를 저장하거나, 수색 요청 경로나 수색 지역 정보, 수색 대상 정보 등을 원격 조정장치(200) 및 영상 정보 처리장치(300)에 전송할 수 있다. The search server 500 transmits and receives information to and from the remote control apparatus 200 and the image information processing apparatus 300, and stores the received information, or controls the search request path, search area information, search target information, and the like. 200 and the image information processing apparatus 300.

수색서버(500)는 수색지역의 경로정보, 지도정보, 특이사항 정보, 드론(100)에서 수신되는 영상정보 및 비행 정보를 저장한다.The search server 500 stores route information, map information, singularity information, image information received from the drone 100 and flight information of the searched area.

수색서버(500)는 드론(100)이 위험한 지역에 가지 않도록 비행을 모니터링하되, 사용자의 조작 미숙에 따라 드론(100)의 이상 발생시 제어정보를 생성하여 드론(100)으로 전송할 수 있다. 이를 통해, 드론(100)은 수색서버(500)의 제어정보에 기초하여 비행을 제어할 수도 있다. 이때, 수색서버(500)는 드론(100)의 조작 전문가로부터 입력정보를 입력받을 수 있으며, 해당 입력정보에 기초하여 드론(100)을 조작하기 위한 제어정보를 생성할 수 있다.The search server 500 monitors the flight so that the drone 100 does not go to a dangerous area, and may generate control information when the abnormality of the drone 100 occurs according to an immature operation of the user and transmit it to the drone 100. Through this, the drone 100 may control the flight based on the control information of the search server 500. In this case, the search server 500 may receive input information from an operation expert of the drone 100, and generate control information for operating the drone 100 based on the input information.

원격 조정장치(200)는 수색서버(500)로부터 수신받은 수색 요청 경로에 기초하여, 선택된 코스의 비행 범위를 벗어나지 않도록 드론(100)을 제어할 수 있다.The remote controller 200 may control the drone 100 not to be out of the flight range of the selected course based on the search request path received from the search server 500.

그리고, 영상 정보 처리장치(300)는 수색서버(500)로부터 수신받은 수색 대상과 유사한 개체를 발견한 경우, 알람을 제공할 수 있다.  The image information processing apparatus 300 may provide an alarm when an object similar to the search target received from the search server 500 is found.

알람은 텍스쳐(Texture) 또는 음성으로 안내할 수 있다.The alarm can be guided by texture or voice.

일 실시예에 따른 수색서버(500)의 데이터베이스부(미도시)는, 적어도 하나의 수색 서버에 대한 정보를 저장할 수 있다. 상기 수색서버에 대한 정보에는 수색 기지의 식별정보(ID), 수색 기지 별 위치, 해당 수색 기지에 착륙 가능한 무인 항공기의 종류, 무인 항공기의 배터리를 충전하는데 이용되는 충전 설비의 개수 및 성능, 현재 수색 기지에서 충전 중이거나 이륙 대기 중인 무인 항공기의 대수 및 종류 등에 대한 정보가 포함될 수 있다. 수색서버(500)는 지상 기지로부터 상기 지상 기지에 대한 정보를 실시간으로 수신하여 정보를 갱신할 수 있다.The database unit (not shown) of the search server 500 according to an embodiment may store information on at least one search server. Information about the search server includes identification of the search base (ID), the location of the search base, the type of drone that can land at the search base, the number and performance of charging facilities used to charge the battery of the drone, the current search. Information about the number and type of drones being charged at the base or waiting to take off may be included. The search server 500 may receive information about the ground base from the ground base in real time and update the information.

일 실시예에 따른 수색서버(500)의 데이터베이스부(미도시)는, 적어도 하나의 무인 항공기에 대한 정보를 저장할 수 있다. 상기 무인 항공기에 대한 정보에는 무인 항공기의 식별정보(ID), 현재 위치, 속도, 방풍성능, 방수성능, 배터리 완전 충전 상태에서 체공 가능 시간, 배터리 잔량, 현재 배터리 상태에서의 체공 가능 시간, 기준 거리만큼 이동하는데 필요한 배터리의 양, 무인 항공기에 장착된 센서의 종류 등에 대한 정보가 포함될 수 있다. 무인 항공기들 각각은 주기적 또는 실시간으로 현재 위치 또는 현재 배터리 상태 등 무인 항공기에 대한 정보를 수색서버(500)에 보고할 수 있다.The database unit (not shown) of the search server 500 according to an embodiment may store information about at least one unmanned aerial vehicle. The information on the unmanned aerial vehicle includes identification information (ID) of the unmanned aerial vehicle, current location, speed, windproof performance, waterproof performance, flight time at battery fully charged, battery remaining time, flight time at current battery status, and reference distance. Information about the amount of battery required to move as much as the type of sensor mounted on the drone may be included. Each of the unmanned aerial vehicles may report to the search server 500 information about the unmanned aerial vehicle, such as a current position or a current battery status, periodically or in real time.

일 실시예에 따른 수색서버(500)의 데이터베이스부(미도시)는, 무인 항공기를 통해 감시가 필요한 적어도 하나의 지역에 대한 지리 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 무인 항공기가 감시 중인 지역의 고도를 포함한 지도 정보 또는 화재 발생시 연소될 수 있는 산림 지역에 대한 정보 등이 상기 적어도 하나의 지역에 대한 지리 정보에 포함될 수 있다.The database unit (not shown) of the search server 500 according to an embodiment may store geographic information about at least one area that needs to be monitored through an unmanned aerial vehicle. For example, geographic information about the at least one area may include map information including the altitude of the area that the drone is monitoring or information about a forest area that may be burned in the event of a fire.

일 실시예에 따른 수색서버(500)의 데이터베이스부(미도시)는, 적어도 하나의 지역에 대한 화재 발생 여부 또는 화재 발생 이력과 관련된 정보들을 저장할 수 있다. 예를 들어, 화재가 진행 중인 지역, 연소가 끝난 지역, 무인 항공기를 통한 감시 동작을 수행하기 위해 분할된 지역, 각 분할 지역별로 할당된 무인 항공기, 화재 진행 상황, 무인 항공기가 화재 지역을 감시한 결과에 대한 정보들 중 적어도 하나의 정보가 화재 정보부에 저장될 수 있다.The database unit (not shown) of the search server 500 according to an embodiment may store information related to a fire occurrence history or a fire occurrence history for at least one region. For example, the area where the fire is in progress, the area where the combustion is over, the area divided to perform surveillance operations by drone, the drone assigned to each divided area, the fire progress, At least one of the information on the result may be stored in the fire information unit.

이처럼, 본 발명의 실시예에서는, 드론이 전방위 열화상 이미지를 제공하므로, 드론 기반 수색시, 수색시간 및 드론 비행시간을 단축하고, 운영 드론 수 및 운영자수를 감소시킬 수 있다. As such, in the embodiment of the present invention, since the drone provides the omnidirectional thermal image, the drone-based search, the search time and the drone flight time can be shortened, and the number of operating drones and the number of operators can be reduced.

본 발명의 실시예에서는, 실시간으로 사람이 갈 수 없는 지역을 수색할 수 있다.In an embodiment of the present invention, it is possible to search an area where people cannot go in real time.

또한, 본 발명의 실시예에서는, 드론에 360도 영상 촬영이 가능한 360도 전방위 카메라를 적용하여 드론에서 카메라의 각도를 조절할 필요가 없어 드론의 무게를 줄일 수 있다.In addition, in the embodiment of the present invention, it is not necessary to adjust the angle of the camera in the drone by applying a 360-degree omnidirectional camera capable of 360-degree image recording to the drone can reduce the weight of the drone.

또한, 본 발명의 실시예에서는, 녹화된 전방위 열화상 영상, 온도 정보 및 비행 정보를 함께 제공하여 영상뿐만 아니라 온도 정보, 지리적 위치 및 자세정보를 통해 확장된 서비스(예를 들면, 수색상태알림, 지형정보설명, 음성안내, 및 화면텍스트 표시 등)를 제공할 수 있다.In addition, in the embodiment of the present invention, by providing the recorded omnidirectional thermal image, temperature information and flight information together, the service (for example, search status notification, Terrain information description, voice guidance, and display of screen text).

전술한 방법은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(Firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.The aforementioned method can be implemented through various means. For example, embodiments of the present invention may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.

하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로컨트롤러 및 마이크로프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.In the case of a hardware implementation, a method according to embodiments of the present invention may include one or more Application Specific Integrated Circuits (ASICs), Digital Signal Processors (DSPs), Digital Signal Processing Devices (DSPDs), and Programmable Logic Devices (PLDs). And field programmable gate arrays (FPGAs), processors, controllers, microcontrollers and microprocessors.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.In the case of an implementation by firmware or software, the method according to the embodiments of the present invention may be implemented in the form of a module, a procedure, or a function that performs the functions or operations described above. The software code may be stored in a memory unit and driven by a processor. The memory unit may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.

이상에서 본 명세서에 개시된 실시예들을 첨부된 도면들을 참조로 설명하였다. 이와 같이 각 도면에 도시된 실시예들은 한정적으로 해석되면 아니되며, 본 명세서의 내용을 숙지한 당업자에 의해 서로 조합될 수 있고, 조합될 경우 일부 구성 요소들은 생략될 수도 있는 것으로 해석될 수 있다.Embodiments disclosed herein have been described with reference to the accompanying drawings. As described above, the embodiments shown in each drawing should not be construed as limiting, but may be combined with each other by those skilled in the art, and some components may be omitted.

여기서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 명세서에 개시된 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Here, the terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to the ordinary or dictionary meanings, but should be interpreted as meanings and concepts corresponding to the technical spirit disclosed in the present specification.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 명세서에 개시된 실시예에 불과할 뿐이고, 본 명세서에 개시된 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the present specification and the configuration shown in the drawings are merely exemplary embodiments disclosed herein, and do not represent all of the technical ideas disclosed herein, and various equivalents may be substituted for them at the time of the present application. It should be understood that there may be water and variations.

100 : 드론
110 : 촬영부
120 : 무선통신부
130 : 제어부
140 : 영상 처리부
150 : 기동부
200 : 원격 조정장치
300 : 열화상 이미지 처리 장치
400 : 디스플레이 장치
100: drone
110: shooting unit
120: wireless communication unit
130: control unit
140: the image processing unit
150: starting unit
200: remote control device
300: thermal image processing device
400: display device

Claims (12)

드론이 광각 렌즈를 구비한 열화상 카메라 촬영에 의해 열화상 로우 영상을 생성하는 단계;
상기 드론이 광각 렌즈에 의해 발생한 열화상 로우 영상의 왜곡에 대한 온도 및 형상 왜곡을 보정하는 단계;
상기 드론이 상기 보정된 영상을 지상의 열화상 이미지 처리 장치에 전송하는 단계; 및
지상의 열화상 이미지 처리 장치가 상기 드론으로부터 수신받은 영상을 전방위 영상으로 출력하는 단계
를 포함하고,
상기 온도 왜곡 및 영상 왜곡을 보정은 열화상 카메라의 광각 렌즈 장착 전과 후의 영상 비교에 의해 산출되는 면적비를 적용하는 것을 특징으로 하는, 드론 기반의 전방위 열화상 이미지 생성 방법.
Generating, by the drone, a thermal image by capturing a thermal imaging camera having a wide-angle lens;
Correcting the temperature and shape distortion of the drone by the wide-angle lens with respect to the distortion of the thermal image;
The drone transmitting the corrected image to a terrestrial thermal image processing apparatus; And
Outputting the image received from the drone as an omnidirectional image by a terrestrial thermal image processing apparatus;
Including,
The method of claim 1, wherein the correction of the temperature distortion and the image distortion is performed by applying an area ratio calculated by comparing images before and after mounting the wide-angle lens of the thermal imaging camera.
제1항에 있어서, 상기 온도 왜곡 및 영상 왜곡을 보정은 역환산 매핑에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는, 드론 기반의 전방위 열화상 이미지 생성 방법. The method of claim 1, wherein the correction of the temperature distortion and the image distortion is performed by inverse conversion mapping. 제2항에 있어서, 상기 면적비는 3차원 구면의 표면 해당 면적 대비 2차원 좌표계의 IFOV 면적 비율로 정의되는 것을 특징으로 하는 드론 기반의 전방위 열화상 이미지 생성 방법.The method according to claim 2, wherein the area ratio is defined as the ratio of the IFOV area of the two-dimensional coordinate system to the corresponding area of the surface of the three-dimensional sphere. 드론이 복수개의 열화상 카메라 촬영에 의해 열화상 로우 영상을 생성하는 단계;
상기 드론이 복수개의 열화상 로우 영상을 화각이 겹치는 영상을 이웃하게 배치하는 단계;
상기 드론이 기 배치된 영상을 지상의 열화상 이미지 처리 장치에 전송하는 단계; 및
지상의 열화상 이미지 처리 장치가 상기 드론으로부터 수신받은 영상을 스티칭(stitching)하여 전방위 영상으로 출력하는 단계
를 포함하는 드론 기반의 전방위 열화상 이미지 생성 방법.
A drone generating a thermal image by capturing a plurality of thermal cameras;
The drone arranging a plurality of thermal image raw images adjacent to each other where the angles of view overlap;
Transmitting the drone-prepared image to a terrestrial thermal image processing apparatus; And
Stitching the image received from the drone and outputting it as an omnidirectional image by the terrestrial thermal image processing apparatus;
Drone-based omnidirectional thermal image generation method comprising a.
제4항에 있어서, 상기 복수개의 열화상 카메라는 서로 화각이 겹치도록 배치되고,
상기 배치하는 단계와 상기 전송하는 단계 사이에,
상기 드론이 화각이 겹치는 영역의 온도 보정을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 드론 기반의 전방위 열화상 이미지 생성 방법.
The method of claim 4, wherein the plurality of thermal imaging cameras are arranged so that the angle of view overlap each other,
Between the disposing step and the transmitting step,
And a drone-based temperature correction of the region where the angles of view overlap.
드론이 360도 회전 비행하여, 구비된 열화상 카메라에 의해 탐색영역을 촬영하여 파노라마 정지영상을 생성하는 단계-상기 드론은 파노라마 각각의 컷의 영상의 일부를 회전방향으로 겹치도록 촬영함-;
상기 드론이 파노라마 정지영상을 지상의 열화상 이미지 처리 장치에 전송하는 단계; 및
지상 영상장치가 상기 드론으로부터 수신받은 파노라마 정지 영상에서 겹쳐진 영상을 보정하여 전방위 영상을 출력하는 단계
를 포함하는 드론 기반의 전방위 열화상 이미지 생성 방법.
Generating a panoramic still image by capturing a search area by a thermal imaging camera equipped with a drone rotating by 360 degrees, wherein the drone photographs a part of an image of each cut of the panorama in a rotational direction;
Transmitting, by the drone, the panoramic still image to a terrestrial thermal image processing apparatus; And
Outputting the omnidirectional image by correcting the overlapped image in the panoramic still image received from the drone
Drone-based omnidirectional thermal image generation method comprising a.
제6항에 있어서, 상기 파노라마 정지 영상에서 겹쳐진 영상을 보정하여 전방위 영상을 출력하는 단계는,
상기 겹쳐진 제1 영상과 제2 영상의 온도의 평균값으로 온도를 보정하는 것을 특징으로 하는 드론 기반의 전방위 열화상 이미지 생성 방법.
The method of claim 6, wherein the correcting the overlapped image in the panoramic still image and outputting the omnidirectional image comprises:
A drone-based omnidirectional thermal image generation method according to claim 1, wherein the temperature is corrected by an average value of temperatures of the overlapped first and second images.
드론이 광각 렌즈를 구비한 열화상 카메라를 장착하고, 상기 열화상 카메라에 의해 영상을 촬영하여 열화상 로우 영상을 생성하는 드론;
상기 드론으로부터 수신받은 영상을 전방위 영상으로 출력하는 열화상 이미지 처리 장치
를 포함하고,
상기 드론이 상기 열화상 로우 영상의 왜곡에 대한 온도 및 형상 왜곡을 보정하고, 보정된 영상을 상기 열화상 이미지 처리 장치에 전송하며,
상기 온도 왜곡 및 영상 왜곡을 보정은 열화상 카메라의 광각 렌즈 장착 전과 후의 영상 비교에 의해 산출되는 면적비를 적용하는 것을 특징으로 하는, 드론 기반의 전방위 열화상 이미지 생성 시스템.
A drone mounted to a thermal imaging camera having a wide-angle lens, the drone photographing an image by the thermal imaging camera to generate a thermal image low image;
Thermal image processing apparatus for outputting the image received from the drone as an omnidirectional image
Including,
The drone corrects temperature and shape distortion for distortion of the thermal image raw image, and transmits the corrected image to the thermal image processing apparatus,
And the area ratio calculated by comparing images before and after mounting a wide-angle lens of the thermal imaging camera is used to correct the temperature distortion and the image distortion.
복수개의 열화상 카메라를 장착하고, 상기 열화상 카메라에 의해 영상을 촬영하여 열화상 로우 영상을 생성하는 드론;
상기 드론으로부터 수신받은 영상을 스티칭(stitching)하여 전방위 영상으로 출력하는 열화상 이미지 처리 장치
를 포함하고,
상기 드론이 복수개의 열화상 로우 영상을 화각이 겹치는 영상을 이웃하게 배치하여, 상기 배치된 영상을 지상의 열화상 이미지 처리 장치에 전송하는 것을 특징으로 하는 드론 기반의 전방위 열화상 이미지 생성 시스템.
A drone equipped with a plurality of thermal imaging cameras and generating an image of a thermal image by capturing an image by the thermal imaging camera;
A thermal image processing apparatus for stitching an image received from the drone and outputting it as an omnidirectional image
Including,
And a drone to arrange a plurality of thermal image raw images adjacent to each other, and transmit the disposed image to a terrestrial thermal image processing apparatus.
제9항에 있어서, 상기 드론이 화각이 겹치는 영역의 온도 보정을 수행하는 것을 특징으로 하는 드론 기반의 전방위 열화상 이미지 생성 시스템. 10. The system of claim 9, wherein the drone performs temperature correction of an area where the angle of view overlaps. 단일 열화상 카메라를 장착하고 360도 회전하여 파노라마 정지영상을 촬영하는 드론;
상기 드론으로부터 수신받은 파노라마 정지영상에서 겹쳐진 영상을 보정하여 전방위 영상을 출력하는 열화상 이미지 처리 장치
를 포함하고,
상기 드론은 파노라마 각각의 컷의 영상의 일부를 회전방향으로 겹치도록 촬영하여, 파노라마 영상을 지상의 열화상 이미지 처리 장치에 전송하는 것을 특징으로 하는 드론 기반의 전방위 열화상 이미지 생성 시스템.
A drone equipped with a single thermal imaging camera and rotating 360 degrees to take a panoramic still image;
A thermal image processing apparatus for outputting an omnidirectional image by correcting a superimposed image from a panoramic still image received from the drone
Including,
The drone photographs a part of the image of each cut of the panorama so as to overlap in a rotational direction, and transmits the panoramic image to the thermal image processing apparatus on the ground.
제11항에 있어서, 상기 드론은 수평짐벌을 포함하는 것을 특징으로 하는 드론 기반의 전방위 열화상 이미지 생성 시스템. 12. The system of claim 11, wherein the drone includes a horizontal gimbal.
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