KR102206007B1

KR102206007B1 - 지리정보를 활용한 실시간 수치지도 갱신 시스템

Info

Publication number: KR102206007B1
Application number: KR1020200055080A
Authority: KR
Inventors: 태웅성
Original assignee: (주)스페이스
Priority date: 2020-05-08
Filing date: 2020-05-08
Publication date: 2021-01-21
Anticipated expiration: 2040-05-08

Abstract

본 발명은 지리정보를 활용한 실시간 수치지도 갱신 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 항공촬영시 촬영지역에서의 항공기 GPS위치정보와 해당 촬영지역의 실제위치좌표를 비교하여 재촬영이 필요한 지역을 설정하고 이를 바탕으로 수치지도를 제작함으로써 수치지도 제작에 필요한 기존 좌표정보와 갱신된 지리정보를 비교하여 정확한 업데이트를 통해 지형변화로 생기는 수치지도의 부정확성을 극소화시키도록 개선된 지리정보를 활용한 실시간 수치지도 갱신 시스템에 관한 것이다.

Description

지리정보를 활용한 실시간 수치지도 갱신 시스템{A digital map production system that updates the location information of ground water based on GPS}

본 발명은 수치지도 기술 분야 중 지리정보를 활용한 실시간 수치지도 갱신 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 항공촬영시 촬영지역에서의 항공기 GPS위치정보와 해당 촬영지역의 실제위치좌표를 비교하여 재촬영이 필요한 지역을 설정하고 이를 바탕으로 수치지도를 제작함으로써 수치지도 제작에 필요한 기존 좌표정보와 갱신된 지리정보를 비교하여 정확한 업데이트를 통해 지형변화로 생기는 수치지도의 부정확성을 극소화시키도록 개선된 지리정보를 활용한 실시간 수치지도 갱신 시스템에 관한 것이다.

수치지도는 측량지도, 항공사진, 위성영상 등에 의해 얻어진 각종 수치정보를 해석하고, 이를 수치 편집하여 디지털 형태로 제작된 지도이다.

따라서, 수치지도는 이용자가 지도를 보면서 지리적/지형적 정보를 쉽게 수득할 수 있도록 해당 지점에 대한 수치화된 지리정보가 도화된 지형이미지에 정확히 적용되어야 하고, 아울러 도화된 지형이미지 또한 상기 지리정보에 맞춰 정확히 도시되어야 하며, 주로 각종 지적도 및 지형도로도 사용된다.

이러한 수치지도는 항공촬영과 지상촬영을 통해 수집한 이미지로부터 제작되고, 이렇게 수집된 이미지는 이웃하는 이미지들 간의 상호 연결을 통해 완전한 일체의 이미지로 완성되어 수치지도로 제작된다.

그런데, 이렇게 수집된 이미지의 상호 연결을 위해서는 이미지들 간의 정확한 연결을 위한 기준이 필요하고, 그 기준을 정확히 잡기 위해서는 GPS좌표에 따른 정확한 항공 영상이미지와 지상 영상이미지의 촬영이 선행되어야 한다.

즉, GPS좌표별로 항공촬영과 지상촬영을 정확히 수행해서 상기 GPS좌표별로 정확한 항공 영상이미지와 지상 영상이미지를 수집해야 하는 것이다.

이를 위해서는 촬영의 기준이 되는 기준점이 요구되고, 상기 기준점을 외부로 표시할 수 있는 장치 또한 요구된다.

종래에는 카메라가 신호 또는 빛을 수신해서 해당 지점의 위치를 인지할 수 있도록 하는 다양한 장치가 제시되었다.

그런데, 종래 장치들은 자체적으로 조사하는 빛을 카메라가 정확히 수신해 촬영할 수 있도록 하는 기술이 대부분이었고, 특히 외부 오염으로부터 자신을 보호하고 자체적으로 관리하는 기능이 전무했으므로 상기 장치의 수명이 짧은 문제가 있었다.

물론, 이러한 문제는 상기 장치가 수행하는 기준점의 역할을 충분히 발휘하지 못하도록 하므로, 시급히 해결해야 할 과제였다.

뿐만 아니라, 지형변화에 따른 수치지도의 부정확성을 개선하기 위해 주기적으로 변화된 지형을 재촬영하여 갱신정보를 획득하고, 이를 기존 정보와 비교하여 업데이트하여야 하는데, 이 경우에도 기준점이 정확하지 않으면 정확한 업데이트 정보를 획득할 수 없다는 한계에 봉착하게 된다.

나아가, 지형변화에 따른 수치지도의 부정확성을 개선하기 위해 항공촬영할 때 촬영 카메라의 선회각, 회전각을 원활하게 제어하여 하부 간섭체(조류 등)를 회피할 수 있고, 필요시 회전, 선회 유동시켜 촬영각도를 쉽고 빠르게 제어할 필요가 있다.

대한민국 등록특허 제10-1331546호(2013.11.14.), '지형정보 비교에 의한 수치지도 갱신 시스템'

본 발명은 상술한 바와 같은 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 항공촬영시 촬영지역에서의 항공기 GPS위치정보와 해당 촬영지역의 실제위치좌표를 비교하여 재촬영이 필요한 지역을 설정하고 이를 바탕으로 수치지도를 제작함으로써 수치지도 제작에 필요한 기존 좌표정보와 갱신된 지리정보를 비교하여 정확한 업데이트를 통해 지형변화로 생기는 수치지도의 부정확성을 극소화시키도록 개선된 지리정보를 활용한 실시간 수치지도 갱신 시스템을 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 항공기에 설치되는 GPS장치(11); 지형지물을 촬영하는 카메라(12); 적어도 3개 이상의 기준점에 설치된 송신기(700)로부터 좌표신호를 수신하는 수신기(13); GPS장치(11)ㆍ카메라(12)ㆍ수신기(13)를 작동제어하고, 상기 좌표신호의 수신세기에 따른 삼각측량 방법으로 항공기의 상대위치를 추적하며, 상기 좌표신호에 각각 포함된 GPS좌표값을 통해 항공기의 절대위치를 연산하고, 상기 절대위치와 GPS장치(11)의 GPS위치신호를 비교하여 기준치 이상의 차이가 발생할 경우 해당 촬영지역을 재촬영지역으로 지정하면서 해당 영상이미지를 체크하는 컨트롤러(14); 상기 카메라(12)가 수집한 영상이미지를 기초로 도화이미지를 완성해서 수치지도를 제작하는 수치지도제작기(20);를 포함하는 지리정보를 활용한 실시간 수치지도 갱신 시스템에 있어서;

상기 수치지도제작기(20)는 촬영장치(10)가 수집한 영상이미지를 저장하는 영상이미지DB(21)와, 영상이미지를 기초로 도화된 도화이미지를 저장하는 도화이미지DB(22)와, 다수의 영상이미지를 합성 및 편집하는 이미지편집모듈(23)과, 영상이미지 또는 도화이미지에 GPS좌표를 합성하는 좌표합성모듈(24)과, 영상이미지를 기초로 도화이미지를 작성하는 영상도화모듈(25)과, 영상이미지 및 도화이미지가 출력되고 수치지도제작기(20)의 동작을 위한 입력신호를 생성 및 입력시키는 입출력모듈(26)을 포함하고;

상기 항공기에 설치된 항공사진 촬영을 위한 카메라(12)의 회전 및 선회동작을 구현하도록 항공기에 고정되는 모듈박스(1100)를 더 포함하고;

상기 모듈박스(1100)의 하단면 일측에는 'ㄴ' 형상의 고정베이스(1200)가 고정되되, 상기 고정베이스(1200)는 상기 모듈박스(1100)의 하단면에 수직하게 고정된 수직편(1210)과 상기 수직편(1210)의 하단에서 수직하게 연장된 수평편(1220)으로 이루어지며;

상기 모듈박스(1100)의 내부 바닥면 일측에는 벨트가이드(1300)가 고정되고, 상기 벨트가이드(1300)의 상단에는 카메라선회모터(1310)가 설치되며;

상기 카메라선회모터(1310)의 모터축은 상기 벨트가이드(1300)를 관통하여 그 내부에 배치되며, 상기 모터축에는 구동풀리(1320)가 고정되고;

상기 벨트가이드(1300)와 간격을 두고 회전통(1400)이 구비되는데, 상기 회전통(1400)의 상단은 통베어링(1500)에 의해 회전가능하게 지지된 채 모듈박스(1100)의 바닥면을 관통하여 내부로 노출되게 돌출되고, 돌출된 노출단에는 종동풀리(1340)가 고정되며, 상기 종동풀리(1340)에는 상기 구동풀리(1320)에 감겨 회동력을 전달하는 벨트(1330)가 감겨 설치되고;

상기 회전통(1400)의 하단은 블럭 형상을 갖는 회전부재(1600)의 상단면에 고정되며, 상기 회전부재(1600)는 제자리 회전이 가능하도록 하단이 회전중심보스(1610)에 끼워지고, 상기 회전중심보스(1610)는 상기 수평편(1220) 상에 고정되며;

상기 회전부재(1600)의 일측면에는 카메라고정구(1700)가 설치되는데, 상기 카메라고정구(1700)의 배면 중심에는 고정구로드(1710)가 일체로 고정되고, 상기 고정구로드(1710)는 상기 회전부재(1600)를 관통하여 회전가능하게 베어링 고정되고;

상기 카메라고정구(1700)에는 카메라(12)가 고정된 것을 특징으로 하는 지리정보를 활용한 실시간 수치지도 갱신 시스템을 제공한다.

본 발명에 따르면, 항공촬영시 촬영지역에서의 항공기 GPS위치정보와 해당 촬영지역의 실제위치좌표를 비교하여 재촬영이 필요한 지역을 설정하고 이를 바탕으로 수치지도를 제작함으로써 수치지도 제작에 필요한 기존 좌표정보와 갱신된 지리정보를 비교하여 정확한 업데이트를 통해 지형변화로 생기는 수치지도의 부정확성을 극소화시키도록 개선된 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 시스템도이다.
도 2는 본 발명의 기준점적용장치를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 기준점적용장치를 나타내기 위한 평면도이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 작동상태를 설명하기 위한 작동도이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명에 따른 제작 시스템을 구성하는 항공 촬영용 카메라의 회전 및 선회 구조를 보인 예시도이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 특정 촬영위치에 설치되는 기준점적용장치(A)와, 항공기를 이용한 항공촬영에 사용되는 촬영장치(10)와, 촬영장치(10)가 수집한 영상이미지를 기초로 도화이미지를 완성해서 정밀한 수치지도를 제작하는 수치지도제작기(20)를 포함한다.

상기 기준점적용장치(A)는 기초대(100)와, 기초대(100)에 설치되는 회전통구동장치(M)와, 기초대(100)에 설치되는 태양전지(200)와, 태양전지(200)를 세척하는 세척액공급장치(300)와, 태양전지(200)에 붙은 먼지를 제거하는 에어분사장치(400)와, 태양전지(200)에 붙은 이물질을 제거하는 이물질제거부재(500)와, 기초대(100)에 설치되는 승강장치(600)와, 기준점적용장치(A)의 설치위치 좌표신호를 송출하는 송신기(700)와, 기초대(100)에 설치되는 조도센서(800)와, 전자기능을 하는 구성요소를 작동제어하는 제어부(900)와, 제어부(900)에 제어신호를 입력하는 입력장치(i)와, 전자기능을 하는 구성요소의 작동상태를 나타내는 디스플레이장치(ds)를 갖춘다.

상기 기초대(100)는 기초를 이루는 베이스(110)와, 베이스(110)에 회전가능하게 설치되는 회전통(120)과, 베이스(100)에 설치되는 이물질수용기구(130)를 갖춘다.

상기 베이스(110)는 상방으로 형성되는 제1측판(111)과, 제1측판(111)의 하부에 연결되어 측방으로 연장되는 하부판(112)과, 하부판(112)에 연결되어 상방으로 연장되며 제1측판(111)과 대향되는 제2측판(113)을 갖춘다.

상기 제1측판(111)은 내측에 형성되며 내부를 향해 라운드진 회전통안착부(111a)와, 상방으로 개구된 삽입홀(111b)과, 삽입홀(111b)과 연통되며 측방으로 연장되어 회전통안착부(111a)을 통해 개구되는 다수의 세척액방출홀(111c)을 갖춘다.

본 실시예에서는 삽입홀(111b)과 연통되는 메인라인(111d)이 제1측판(111)의 길이방향을 따라 형성되고, 다수의 세척액방출홀(111c)이 메인라인(111d)로부터 분기된다.

상기 하부판(112)은 제1측판(111)의 하부에 연결되어, 측방으로 연장된다.

상기 제2측판(113)은 내측에 형성되며 내부를 행해 라운드진 회전통안착부(113a)와, 측방으로 개구되어 회전통안착부(113a)의 하부에 배치되는 개구홀(113b)을 갖추고서, 제1측판(111)에 대향되게 하부판(112)에 연결되며 상방으로 연장되어, 제1측판(111),하부판(112)과 함께 회전통수용공간(a)을 형성한다.

본 실시예에서 회전통안착부(113a)에는 내부를 향해 형성된 이물질제거부제설치홈(113c)이 구비되어, 이물질제거부재(500)가 이물질제거부재설치홈(113c)에 설치된다.

본 실시예에서 상기 베이스(110)는 전후방에서 제1측판(111)과 제2측판(113)을 연결하는 전판(114) 및 후판(115)이 구비되면서, 회전통수용공간(a)이 상방 개구된 공간을 이루도록 했다.

상기 회전통(120)은 내부에 승강장치수용공간(121)을 형성한 본체와, 상기 본체의 둘레부 상부에 형성되는 태양전지판설치부(122)와, 상기 본체 상부에 형성되며 상하로 관통되어 승강장치수용공간(121)을 개구하는 관통홀(123)을 갖추고서, 베이스(110)의 전판(114) 및 후판(115)에 양단이 회전 가능하게 고정되고, 본체의 회전통안착부(111a,113a)에 안착하도록 된다.

상기 이물질수용기구(130)는 상방으로 개구되어 내부에 이물질수용공간(131)이 형성되며, 제2측판(113)의 개구홀(113b)에 삽탈가능하게 삽입되어, 회전통(120)의 하부에 배치된다.

본 실시예에서는 이물질수용기구(130)의 단부에 이물질수용기구(130)가 제2측판(113)의 개구홀(113b)로부터 용이하게 삽탈되도록 하기 위한 손잡이(132)가 구비된다.

상기 회전통구동장치(M)는 베이스(110)의 전판(114) 또는 후판(115)에 설치되어, 회전통(120)의 회전을 위한 동력을 전달한다.

본 실시예에서 회전통구동장치(M)는 통상적인 모터가 적용될 수 있을 것이다.

상기 태양전지(200)는 회전통(120)의 태양전지판설치부(122)에 설치되어 태양에너지를 전기에너지로 변환하는 다수의 태양전지판(210)과, 회전통(120)의 승강장치수용공간(121)에 내설되어, 태양전지판(210)으로부터의 전기에너지를 저장하는 축전지(220)를 갖추고서, 본 발명의 전기적 구성요소에 전기를 공급한다.

본 실시예에서 태양전지(200)는 태양에너지를 전기에너지로 변환하는 통상의 것으로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 세척액공급장치(300)는 베이스(110)의 제1측판(111) 상부에 설치되며 세척액이 수용되는 세척액수용체(310)와, 세척액수용체(310)에 연결되어 제1측판(111)의 삽입홀(111b)에 삽입되는 주입구(320)과, 세척액수용체(310)에 수용된 세척액의 흐름을 제어하는 전자식밸브(330)를 갖춘다.

이때 전자식밸브(330)는 주입구(320)에 설치되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 세척액으로 물 또는 세제 등이 함유된 세제물이 사용될 수 있다.

상기 에어분사장치(400)는 베이스(110)의 제1측판(111) 상부에 설치되는 에어발생장치(410)와, 베이스(110)에 설치된 회전통(120)의 길이방향을 따라 설치되는 에어분사라인(420)과, 에어분사라인(420)에 형성된 투수구(도면번호 생략)에 각각 설치되며 회전통(120)을 향하는 다수의 노즐(430)을 갖춘다.

본 실시예에서 에어발생장치(410)는 팬 등을 이용한 통상의 것이 사용된다.

상기 이물질제거부재(500)는 베이스(110)의 제2측판(113)에 형성된 회전통안착부(113a)에 설치되어, 회전통(120)이 회전할 시 태양전지판(210)과 맞닿아, 태양전지판(210)에 묻은 세척액 및 이물질을 닦아낸다.

본 실시예에서 이물질제거부재(500)는 섬유재질로 이뤄지는 것이 바람직하다.

상기 승강장치(600)는 회전통(120)의 승강장치수용공간(121) 하부에 설치되는 스크류구동장치(610)와, 스크류구동장치(610)에 설치되어 스크류구동장치(610)와 연동하며 스크류구동장치(610)에 의해 회전하는 스크류(620)와, 회전통(120)의 승강장치수용공간(121)에 설치되며 스크류(620)와 나란하게 설치되는 가이드(630)와, 일단이 스크류(620)와 나사산을 매개로 맞물리고 타단이 가이드(630)에 이동가능하게 설치되어서 스크류(620)의 회전방향을 따라 가이드(630)의 길이방향으로 승,하강하는 승강부재(640)와, 가이드(630)와 나란한 방향으로 길게 형성되며 일단이 승강부재(640)에 설치되고 타단이 회전통(120)의 관통홀(123)을 통해 외부로 인출되도록 된 송신기설치부(650)를 갖춘다.

본 실시예에서 스크류구동장치(610)는 모터 등을 포함하는 통상의 것이 사용된다.

상기 송신기(700)는 승강장치(600)의 송신기설치부(650)에 설치되며, 제어부(900)에 의해 작동제어되어, 기준점적용장치(A)의 위치를 나타내는 좌표신호를 일정세기로 무선으로 송출한다. 참고로, 좌표신호에는 기준점적용장치(A)가 위치한 GPS좌표값과, 기준점적용장치(A)의 식별을 위한 식별코드가 포함될 수 있고, 상기 GPS좌표값 및 식별코드를 포함한 좌표신호는 통상적인 A/D변환 등을 통해 무선 송출되어, 인접 지역을 통행 중인 항공기에 설치된 촬영장치(10)가 이를 수신해 처리할 수 있도록 한다.

한편, 본 발명에서 촬영장치(10)는 적어도 3개 이상의 기준점적용장치(A)로부터 좌표신호를 수신하는데, 기준점적용장치(A)는 모두 동일한 세기로 좌표신호를 송신하므로 촬영장치(10)는 수신한 좌표신호의 세기차를 이용해서 실시간으로 자신의 위치를 추적해 확인할 수 있다.

이에 대한 구체적인 설명은 아래에서 보다 상세히 한다.

상기 조도센서(800)는 기초대(100)에 설치되며, 제어부(900)에 의해 작동제어되어, 외부환경의 조도를 감지하여, 조도신호를 출력한다.

상기 제어부(900)는 기초대(100)에 설치되어, 회전통구동장치(M), 태양전지(200), 세척액공급장치(300), 에어분사장치(400), 스크류구동장치(610), 송신기(700), 조도센서(800)를 작동제어하며, 기초대(100)가 설치된 지점의 GPS 좌표값이 입력돼 상기 좌표신호로 송출될 수 있도록 한다.

또한, 상기 제어부(900)는 조도센서(800)로부터 조도신호를 수신하여, 주간에는 전기적 구성요소를 작동시키고, 야간에는 전기적 구성요소를 정지시킨다.

여기서 제어부(900)는 태양전지(200)에 충전된 전기를 각각의 전기적구성요소에 공급함으로써, 상기 전기적 구성요소를 작동제어한다.

그리고 상기 제어부(900)는 입력된 기준점 적용장치(A)의 위치를 나타내는 좌표신호를 송신기(700)를 매개로 송출한다.

상기 입력장치(i)는 기초대(100)에 설치되어, 제어부(900)에 의해 작동제어되며, 제어부(900)에 제어신호를 입력하여, 각각의 전기적 구성요소가 작동제어되도록 한다.

상기 디스플레이장치(ds)는 기초대(100)에 설치되어, 제어부(900)에 의해 작동제어되며, 각각의 전기적 구성요소의 작동상태가 출력되도록 한다.

상기 촬영장치(10)는 항공촬영을 위한 항공기에 설치되는 GPS장치(11)와, 항공기에 설치되어 지형 지물을 촬영하는 카메라(12)와, 기준점적용장치(A)의 송신기(700)로부터 좌표신호를 수신하는 수신기(13)와, 항공기에 설치되어 GPS장치(11), 카메라(12), 수신기(13)를 작동제어하는 컨트롤러(14)를 갖춘다.

본 실시예에서 상기 GPS장치(11), 카메라(12), 수신기(13) 및 항공기는 항공촬영시 사용되는 통상의 것으로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 컨트롤러(14)는, GPS장치(11), 카메라(12), 수신기(13)를 작동제어하며, GPS장치(11)로부터의 GPS위치신호와 수신기(13)로부터의 기준점적용장치(A)의 좌표신호를 비교하여, GPS위치신호가 기준점적용장치(A)의 좌표신호와 기준 이상의 오차가 발생하면, 해당 촬영지역을 재촬영지역으로 지정한다.

이를 좀 더 구체적으로 설명하면, GPS장치(11)를 통해 현재 위치를 실시간으로 확인하는 항공기는 적어도 3개 이상의 기준점적용장치(A)로부터 좌표신호를 추가로 수신한다.

이때, 3개의 기준점적용장치(A)는 각각 동일한 세기의 좌표신호를 송출하지만 항공기와의 거리차로 인해 촬영장치(10)가 최종적으로 수신하는 좌표신호의 세기는 기준점적용장치(A)별로 모두 다르게 된다.

결국 컨트롤러(14)는 서로 다른 세기로 수신한 좌표신호를 통해 3개의 기준점적용장치(A)의 위치대비 항공기의 상대위치를 추적할 수 있고, 더 나아가 기준점적용장치(A)의 좌표신호에 포함된 GPS좌표값을 통해 항공기가 위치한 절대위치에 대한 GPS좌표값을 연산할 수 있다.

물론, 이렇게 확인된 상기 GPS좌표값과 GPS장치(11)에서 확인한 위치를 비교해서 차이가 있을 경우 해당 촬영지역을 재촬영지역으로 지정하고, 촬영된 영상이미지는 별도로 체크해 수정대상임을 분명히 한다.

또한, 재촬영지역으로 지정된 지역의 재촬영을 수행한다.

참고로, 컨트롤러(14)는 기준점적용장치(A) 송출하는 좌표신호의 송출 세기를 저장하고, 이를 기준으로 수신한 상기 좌표신호의 세기를 확인해서 해당 기준점적용장치(A)의 거리를 추적할 수 있다.

따라서, 앞서 언급한 바와 같이 적어도 3개 이상의 좌표신호를 수신한 컨트롤러(14)는 공지,공용의 삼각측량 방법을 통해 기준점적용장치(A)의 위치대비 항공기의 위치를 추적해 확인할 수 있다.

도 4 내지 도 6은 본 발명의 작동상태를 나타낸 도면으로서, 도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

우선 작업자는 본 발명의 기준점적용장치(A)를 기준점으로 설정된 특정장소에 위치시킨다.

이후, 상기 작업자는 입력장치(i)를 통해 각각의 전기적 구성요소를 사용 가능상태로 세팅한다.

이때 상기 작업자는 기준점적용장치(A)의 제어부(900)에 기준점적용장치(A)가 설치된 위치의 절대좌표를 입력하고, 제어부(900)가 입력된 절대좌표의 좌표신호를 송신기(700)를 통해 외부로 송출하도록 한다.

와와 같이 세팅되면, 기준점적용장치(A)의 제어부(900)는 조도센서(800)로부터 조도신호를 수신하여, 주변환경이 밝으면(주간) 승강장치(600)를 구동시켜 송신기(700)가 도 4와 같이 상방으로 이동하도록 한다.

따라서, 송신기(700)는 상대적으로 높은 위치에 배치되어 높은 송신율을 보일 수 있다.

이때, 상기 태양전지(200)는 태양으로부터의 태양에너지를 전기에너지로 변환하여 저장한다.

한편, 상기와 같은 상태에서 항공촬영을 위해 항공기가 기준점적용장치(A)의 상공을 비행할 때 촬영장치(10)의 수신기(13)는 적어도 3개 이상의 기준점적용장치(A)로부터 좌표신호를 수신한다.

이때, 상기 촬영장치(10)의 컨트롤러(14)는 기준점적용장치(A)로부터 수신한 좌표신호를 처리해서 기준점적용장치(A)를 기준으로 한 항공기의 위치를 확인하고, 상기 위치와 GPS장치(11)로부터 확인한 항공기의 위치를 비교해서 좌표신호 간에 차이가 일정 기준치 이상일 경우 해당 지역을 재촬영지역으로 설정하고, 아울러 촬영된 영상이미지는 별도로 체크해서 도화시 이를 반영할 수 있도록 한다.

다른 한편, 상기 항공촬영은 통상적으로 주간에 이뤄져 기준점적용장치(A)는 야간에는 작동될 필요가 없다.

이에 따라, 상기 기준점적용장치(A)의 제어부(900)는 조도센서(800)로부터 주변환경이 어두워졌다는 조도신호를 수신하면, 승강장치(600)를 구동시켜 기준점적용장치(A)의 송신기(700)를 원위치시킨다.

이후, 상기 기준점적용장치(A)의 제어부(900)는 회전통구동장치(M)을 구동시켜 회전통(120)을 회전시킨다.

이와 동시에 상기 기준점적용장치(A)의 제어부(900)는 세척액공급장치(300) 및 에어분사장치(400)를 작동한다.

그러면, 도 5와 같이 상기 세척액공급장치(300)는 회전통(120)을 향해 세척액을 공급하고, 에어분사장치(400)는 회전통(120)을 향해 에어를 분사한다.

이때, 상기 태양전지(200)의 태양전지판(210)은 회전통(120)을 따라 회전하면서, 에어분사장치(400)로부터 분사되는 공기로 인해 먼지가 제거되고, 세척액공급장치(300)로부터 분사되는 세척액에 의해 표면이 세척된다.

이후, 상기 회전통(120)이 계속적으로 회전하면, 태양전지판(210)은 도 6과 같이 이물질제거부재(500)와 맞닿게 되고, 이때 에어분사장치(400)에 의해 제거되고 남은 잔여 먼지와 세척액이 혼합된 이물질혼합액이 이물질제거부재(500)에 의해 닦이면서, 이물질혼합액이 베이스(110)와 회전통(120)의 유격 사이로 자유 낙하하여, 이물질수용기구(130)에 수용된다.

또다른 한편, 상기 회전통(120)이 회전할 시 회전통(120)에 뭍은 일부 혼합액은 이물질제거부재(500)에 접촉하기 전에 자유 낙하하여 이물질수용기구(130)에 수용되기도 한다.

상기와 같이 태양전지판(120)의 세척단계가 여러 번 반복되면, 기준점적용장치(A)의 제어부(900)는 회전통구동장치(M),세척액공급장치(300),에어분사장치(400)의 구동을 멈춰, 도 2와 같이 기준점적용장치(A)가 초기상태가 되도록 한다.

이후, 상기 기준점적용장치(A)의 제어부(900)는 아침이 오면, 상기와 같이 승강장치(600), 송신기(700)를 구동시켜, 기준점적용장치(A)의 좌표신호가 송출되도록 한다.

또다른 한편, 수치지도제작기(20)는 촬영장치(10)가 수집한 영상이미지를 저장하는 영상이미지DB(21)와, 영상이미지를 기초로 도화된 도화이미지를 저장하는 도화이미지DB(22)와, 다수의 영상이미지를 합성 및 편집하는 이미지편집모듈(23)과, 영상이미지 또는 도화이미지에 GPS좌표를 합성하는 좌표합성모듈(24)과, 영상이미지를 기초로 도화이미지를 작성하는 영상도화모듈(25)과, 영상이미지 및 도화이미지가 출력되고 수치지도제작기(20)의 동작을 위한 입력신호를 생성 및 입력시키는 입출력모듈(26)을 포함하고, 필요에 따라 GIS(Geographic Information System)를 기반으로 한 구체적인 지리 및 지형정보를 도화이미지에 링크시켜서 사용자가 수치지도의 해당 정보 클릭시 관련 정보가 출력될 수 있는 수치지도가 되도록 제작하는 정보링크모듈(27)을 포함한다.

이미지편집모듈(23)은 촬영장치(10)에서 수집한 다수의 영상이미지를 연결 및 편집해서 하나의 영상이미지로 완성하는 것으로서, 서로 다른 영상이미지를 연결하기 위해 크기 및 해상도 등의 조정처리가 진행된다. 이미지편집모듈(23)은 일반적인 그래픽 편집 애플리케이션이 적용될 수 있으며, 3차원 영상이미지의 출력 및 편집을 위해 공지,공용의 프로그램이 적용될 수 있을 것이다.

앞서 언급한 바와 같이, 재촬영이 요구되는 영상이미지는 편집시 언제든지 대체 가능하도록 처리되어서, 재촬영에 의한 새로운 영상이미지가 입력되면 해당 위치의 영상이미지가 교체될 수 있도록 하고, 교체된 영상이미지를 기초로 좌표합성모듈에서 새로운 GPS좌표를 합성하고 이를 통해 도화이미지를 작성하여 수치지도에 표시되는 좌표데이터를 정확한 좌표로 업데이트할 수 있게 된다.

또한, 재촬영이 바로 이루어지는 경우 실시간으로 이를 반영하여 수치지도의 수치데이터를 업데이트할 수 도 있다.

좌표합성모듈(24)은 영상이미지 또는 도화이미지에 GPS좌표를 합성하는 것으로서, 통상적으로 영상이미지 또는 도화이미지에 표시된 기준점을 기준으로 좌표를 합성하여 이미지상에 좌표데이터를 표시한다.

상기 기준점은 영상이미지 또는 도화이미지를 작성하는 과정에서 표시되며, 표시방법은 촬영을 통한 자연표시방법 또는 도화를 통한 인위적인 표시방법 등이 있을 수 있을 것이다.

영상도화모듈(25)은 영상이미지를 기초로 도화 작업을 진행해서 수치지도의 배경이 되는 도화이미지를 작성하는 것으로서, 서면에 직접 도화하는 도화기가 적용될 수도 있을 것이나, 온라인 수치지도 제작을 위해 일반적으로 컴퓨터에 기록하는 방식의 애플리케이션이 적용될 수도 있을 것이다. 영상이미지를 기초로 한 애플리케이션 방식의 영상도화모듈은 수치지도 제작 분야에서 널리 활용되는 공지,공용의 기술이므로, 여기서는 그 설명을 생략한다.

정보링크모듈(27)은 GIS시스템에 기록된 각종 정보를 상기 도화이미지의 해당 지점에 링크시켜서, 사용자가 상기 해당 지점을 클릭할 경우 링크된 관련 정보가 출력될 수 있도록 하는 것으로서, 이를 위해 작업자는 도화이미지 작성과정에서 GIS시스템의 특정 정보에 링크될 대상물을 대상물이미지로 상기 도화이미지에 표시한다.

이렇게 완성된 수치지도는 입출력모듈(26)을 통해 출력된다.

아울러, 본 발명에서는 항공기에 설치된 항공사진 촬영을 위한 카메라(12)의 회전유동을 원활하고 안정적으로 지지하기 위해 도 7 내지 도 9의 예시와 같이 항공기에 고정되는 모듈박스(1100)를 더 포함한다.

그리고, 상기 모듈박스(1100)의 하단면 일측에는 'ㄴ' 형상의 고정베이스(1200)가 고정되되, 상기 고정베이스(1200)는 상기 모듈박스(1100)의 하단면에 수직하게 고정된 수직편(1210)과 상기 수직편(1210)의 하단에서 수직하게 연장된 수평편(1220)으로 이루어진다.

아울러, 상기 모듈박스(1100)의 내부 바닥면 일측에는 벨트가이드(1300)가 고정되고, 상기 벨트가이드(1300)의 상단에는 카메라선회모터(1310)가 설치된다.

또한, 상기 카메라선회모터(1310)의 모터축(미도시)은 상기 벨트가이드(1300)를 관통하여 그 내부에 배치되며, 상기 모터축에는 구동풀리(1320)가 고정된다.

그리고, 상기 벨트가이드(1300)와 간격을 두고 회전통(1400)이 구비되는데, 상기 회전통(1400)의 상단은 통베어링(1500)에 의해 회전가능하게 지지된 채 모듈박스(1100)의 바닥면을 관통하여 내부로 노출되게 돌출되고, 돌출된 노출단에는 종동풀리(1340)가 고정되어 함께 회전될 수 있게 구성되며, 상기 종동풀리(1340)에는 상기 구동풀리(1320)에 감겨 회동력을 전달하는 벨트(1330)가 감긴다.

이때, 상기 구동풀리(1320)와 종동풀리(1340) 및 벨트(1330)는 정확한 동력 전달을 위해 타이밍벨트/타이밍풀리로 구성될 수 있다.

또한, 상기 회전통(1400)의 하단은 블럭 형상을 갖는 회전부재(1600)의 상단면에 견고히 고정된다.

뿐만 아니라, 상기 회전부재(1600)는 제자리 회전이 가능하도록 하단이 회전중심보스(1610)에 끼워지는데, 상기 회전중심보스(1610)는 상기 고정베이스(1200)를 구성하는 수평편(1220) 상에 고정된다.

따라서, 상기 카메라선회모터(1310)의 회동력은 풀리-벨트의 동력전달수단에 의해 회전통(1400)으로 전달되어 회전통(1400)이 회전되며, 상기 회전통(1400)이 회전하게 되면 상기 회전부재(1600)도 회전중심보스(1610)를 회전축으로 하여 함께 회전하게 된다.

아울러, 상기 회전부재(1600)의 일측면에는 카메라고정구(1700)가 설치되는데, 상기 카메라고정구(1700)의 배면 중심에는 고정구로드(1710)가 일체로 고정되고, 상기 고정구로드(1710)는 상기 회전부재(1600)를 관통하여 회전가능하게 베어링 고정된다.

특히, 상기 고정구로드(1710)의 길이 일부에는 축풀리(1712)가 형성되고, 상기 축풀리(1712)에는 회전구동벨트(BT)가 감긴다.

이때, 상기 회전구동벨트(BT)는 상기 회전통(1400) 속에 배치된다.

또한, 상기 종동풀리(1340)의 상면에는 '∩' 형상의 벨트내장부재(1410)가 고정되고, 상기 벨트내장부재(1410) 속에는 상기 회전구동벨트(BT)가 감기는 벨트풀리(1420)가 내장된다.

뿐만 아니라, 도 9에 확대 도시한 바와 같이, 상기 벨트내장부재(1410)의 배면 상단에는 벨트승강실린더(1800)가 고정된다.

그리고, 상기 벨트승강실린더(1800)의 구동에 따라 인출입되는 승강실린더로드(1810)는 회전구동벨트(BT)의 길이 일부 판면에 결속된다.

이에 따라, 상기 승강실린더로드(1810)가 일정거리 하강하게 되면 회전구동벨트(BT)가 하강하므로 벨트풀리(1420)를 회전시켜 그 회전량만큼 카메라고정구(1700)를 제자리 회전시킬 수 있게 된다.

때문에, 설계치를 반영하여 상기 카메라고정구(1700)가 180°반전될 수 있는 스트로크를 갖도록 설계하면 된다.

아울러, 상기 카메라고정구(1700)에는 카메라(12)가 고정된다.

따라서, 카메라선회모터(1310)가 구동되면 회전부재(1600)가 회전중심보스(1610)를 회전축으로 하여 제자리 회전되면서 카메라(12)를 180°범위 내에서 선회시키게 된다.

이로 인해, 항공 촬영시 하방에 간섭체(조류, 기타 간섭물)가 존재할 경우 이를 회피하여 촬영할 수 있고, 방향을 자유롭게 설정하여 안정적으로 회동 및 촬영할 수 있는 장점이 있다.

뿐만 아니라, 벨트승강실린더(1800)가 전진하면 그 스트로크만큼 회전구동벨트(BT)가 이동하면서 축풀리(1712)를 회전시키므로 결국 축풀리(1712)가 고정되어 있는 고정구로드(1710)를 회전시키고, 이로 인해 카메라고정구(1700)가 상기 고정구로드(1710)를 회전축으로 하여 제자리 회전되며, 이에 따라 카메라(12)가 수직방향에 대해 제자리 회전이 가능하게 되어 촬영각도를 자유롭게 조절할 수 있는 특장점을 갖게 된다.

A: 기준점적용장치
10: 촬영장치
20: 수치지도제작기

Claims

항공기에 설치되는 GPS장치(11); 지형지물을 촬영하는 카메라(12); 적어도 3개 이상의 기준점에 설치된 송신기(700)로부터 좌표신호를 수신하는 수신기(13); GPS장치(11)ㆍ카메라(12)ㆍ수신기(13)를 작동제어하고, 상기 좌표신호의 수신세기에 따른 삼각측량 방법으로 항공기의 상대위치를 추적하며, 상기 좌표신호에 각각 포함된 GPS좌표값을 통해 항공기의 절대위치를 연산하고, 상기 절대위치와 GPS장치(11)의 GPS위치신호를 비교하여 기준치 이상의 차이가 발생할 경우 해당 촬영지역을 재촬영지역으로 지정하면서 해당 영상이미지를 체크하는 컨트롤러(14); 상기 카메라(12)가 수집한 영상이미지를 기초로 도화이미지를 완성해서 수치지도를 제작하는 수치지도제작기(20);를 포함하고,
상기 수치지도제작기(20)는 촬영장치(10)가 수집한 영상이미지를 저장하는 영상이미지DB(21)와, 영상이미지를 기초로 도화된 도화이미지를 저장하는 도화이미지DB(22)와, 다수의 영상이미지를 합성 및 편집하는 이미지편집모듈(23)과, 영상이미지 또는 도화이미지에 GPS좌표를 합성하는 좌표합성모듈(24)과, 영상이미지를 기초로 도화이미지를 작성하는 영상도화모듈(25)과, 영상이미지 및 도화이미지가 출력되고 수치지도제작기(20)의 동작을 위한 입력신호를 생성 및 입력시키는 입출력모듈(26)을 포함하며; 상기 항공기에 설치된 항공사진 촬영을 위한 카메라(12)의 회전 및 선회동작을 구현하도록 항공기에 고정되는 모듈박스(1100)를 더 포함하고;
상기 모듈박스(1100)의 하단면 일측에는 'ㄴ' 형상의 고정베이스(1200)가 고정되되, 상기 고정베이스(1200)는 상기 모듈박스(1100)의 하단면에 수직하게 고정된 수직편(1210)과 상기 수직편(1210)의 하단에서 수직하게 연장된 수평편(1220)으로 이루어지며; 상기 모듈박스(1100)의 내부 바닥면 일측에는 벨트가이드(1300)가 고정되고, 상기 벨트가이드(1300)의 상단에는 카메라선회모터(1310)가 설치되며; 상기 카메라선회모터(1310)의 모터축은 상기 벨트가이드(1300)를 관통하여 그 내부에 배치되며, 상기 모터축에는 구동풀리(1320)가 고정되고; 상기 벨트가이드(1300)와 간격을 두고 회전통(1400)이 구비되는데, 상기 회전통(1400)의 상단은 통베어링(1500)에 의해 회전가능하게 지지된 채 모듈박스(1100)의 바닥면을 관통하여 내부로 노출되게 돌출되고, 돌출된 노출단에는 종동풀리(1340)가 고정되며, 상기 종동풀리(1340)에는 상기 구동풀리(1320)에 감겨 회동력을 전달하는 벨트(1330)가 감겨 설치되고; 상기 회전통(1400)의 하단은 블럭 형상을 갖는 회전부재(1600)의 상단면에 고정되며, 상기 회전부재(1600)는 제자리 회전이 가능하도록 하단이 회전중심보스(1610)에 끼워지고, 상기 회전중심보스(1610)는 상기 수평편(1220) 상에 고정되며; 상기 회전부재(1600)의 일측면에는 카메라고정구(1700)가 설치되는데, 상기 카메라고정구(1700)의 배면 중심에는 고정구로드(1710)가 일체로 고정되고, 상기 고정구로드(1710)는 상기 회전부재(1600)를 관통하여 회전가능하게 베어링 고정되는 지리정보를 활용한 실시간 수치지도 갱신 시스템에 있어서;
상기 고정구로드(1710)의 길이 일부에는 축풀리(1712)가 형성되고, 상기 축풀리(1712)에는 회전구동벨트(BT)가 감기며, 상기 회전구동벨트(BT)는 상기 회전통(1400) 속에 배치되고, 상기 종동풀리(1340)의 상면에는 '∩' 형상의 벨트내장부재(1410)가 고정되고, 상기 벨트내장부재(1410) 속에는 상기 회전구동벨트(BT)가 감기는 벨트풀리(1420)가 내장되며;
상기 벨트내장부재(1410)의 배면 상단에는 벨트승강실린더(1800)가 고정되고, 상기 벨트승강실린더(1800)의 구동에 따라 인출입되는 승강실린더로드(1810)는 회전구동벨트(BT)의 길이 일부 판면에 결속되어 상기 승강실린더로드(1810)가 일정거리 하강하면 회전구동벨트(BT)가 하강하면서 벨트풀리(1420)를 회전시켜 그 회전량만큼 카메라고정구(1700)를 제자리 회전시킬 수 있게 구성되며;
상기 카메라고정구(1700)에는 카메라(12)가 고정되어 카메라선회모터(1310)가 구동되면 회전부재(1600)가 회전중심보스(1610)를 회전축으로 하여 제자리 회전되면서 카메라(12)를 180°범위 내에서 선회시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 지리정보를 활용한 실시간 수치지도 갱신 시스템.