KR102331394B1

KR102331394B1 - 항공촬영시스템에서 사용하는 항공촬영용 카메라의 광학조절장치

Info

Publication number: KR102331394B1
Application number: KR1020210133872A
Authority: KR
Inventors: 이승규
Original assignee: 주식회사 파나시아
Priority date: 2021-10-08
Filing date: 2021-10-08
Publication date: 2021-12-01
Anticipated expiration: 2041-10-08

Abstract

본 발명은 항공촬영시스템에서 사용하는 항공촬영용 카메라의 광학조절장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 항공촬영된 다수의 영상이미지를 이용하여 완성된 지도에 표시되는 경사진 지상물을 편집해서 해당 지상물의 정확한 평면모습만이 출력되도록 하고, 이렇게 제작된 지도를 통해 도심지와 같이 수많은 지형지물이 위치한 지역에 대한 길안내를 효과적으로 수행할 수 있도록 하면서 영상처리기에 실장된 처리모듈을 안정적이고 효과있게 냉각하여 처리모듈의 열화를 방지하고, 이를 통해 영상처리중 오류나 불량 발생을 사전에 차단하도록 하되, 항공촬영용 카메라의 광학조절을 통해 효율적인 촬영이 이루어지도록 개선된 항공촬영시스템에서 사용하는 항공촬영용 카메라의 광학조절장치에 관한 것이다.

Description

항공촬영시스템에서 사용하는 항공촬영용 카메라의 광학조절장치{Optical control device for aerial photography used in aerial imaging system}

지리정보시스템(GIS:Geographic Information System)은 공간상 위치를 점유하는 지리자료(Geographic data)와 이에 관련된 속성자료(Attribute data)를 통합하여 처리하는 정보시스템으로서 다양한 형태의 지리정보를 효율적으로 수집, 저장, 갱신, 처리, 분석 및 출력하기 위해 이용되는 하드웨어, 소프트웨어, 지리자료 및 인적자원의 총체적 조직체이다.

지리정보시스템(GIS)는 인간생활에 필요한 지리정보를 효율적으로 활용하기 위한 정보시스템의 하나이다.

여기서 의미하는 GIS란 공중의 사용을 목적으로 실세계의 관련 구성 요소간의 상호작용으로 이루어진 활동시스템을 의미한다.

또한, GIS는 넓은 의미에서 인간의 의사결정능력의 지원에 필요한 지리정보의 관측과 수집에서부터 보존, 분석 및 출력에 이르기까지 일련의 조작을 위한 정보시스템을 의미한다.

이때, 정보시스템이란 의사결정에 필요한 정보를 만들기 위한 제반 과정으로서 각종 정보의 생성에서부터 정보의 저장 및 분석을 포함한다.

따라서, 정보시스템은 제반정보의 관측, 측정과 같은 정보의 생성, 저장 및 관리기능으로부터 저장된 정보를 분석하고, 분석 결과를 의사결정에 활용하는 광범위한 기능까지를 의미할 수 있다.

그리고, GIS에서 사용되는 수치지도제작 등을 위하여 항공사진을 촬영할 수 있다.

항공사진을 촬영시, 촬영자는 미리 항공기의 운항경로를 설정하고 항공기에 카메라를 부착한 후 비행을 하면서 원하는 대상 지역의 사진을 촬영하게 된다.

다수의 항공기가 동시에 할당된 특정 지역을 초정밀 항공촬영하는 경우가 있고, 이와 같이 다수 항공기가 각각 초정밀 촬영한 영상 이미지는 초정밀 상태로 합성하여야 한다.

그런데, 항공촬영이미지는 지상으로부터 일정한 고도에 위치한 항공기에서 촬영된 것이므로, 항공기의 연직 방향에 위치한 지상물을 제외하곤 이와 인접하는 다른 지상물들은 측면이 포함돼 촬영될 수밖에 없다. 참고로, 도 1의 좌측 상단에 위치한 흰색 밑줄의 "강남제일빌딩" 건물과, 우측 상단에 위치한 흰색 밑줄의 "풍림산업" 건물과, 좌측 하단에 위치한 흰색 밑줄의 "메리츠타워" 건물이 각각 옥상(평면부)만이 아닌 측면까지 촬영되었음을 확인할 수 있다.

한편, 지도 제작을 위해서는 전술한 바와 같이 다수 개의 항공촬영이미지를 서로 연결해 잇는 작업을 해야 하는데, 이 과정에서 다른 위치에서 촬영된 항공촬영이미지를 부분적으로 적용한다. 결국, 앞서 제시한 3개의 건물을 통해 알 수 있듯이, 종래 지도 제작방법을 통해 제작된 지도는 동일한 지도임에도 불구하고 인접하는 3개의 건물이 전혀 다른 방향으로 기울어져 보이게 된다.

따라서, 사용자는 낯선 지역에 대한 지도 해석에 어려움을 겪게 되고, 이를 통해 지도 이용에 불편을 느끼게 된다.

이와 같은 거대한 빅데이터를 단시간에 처리해야 하므로 처리모듈들은 쉽게 열화되어 처리불량, 쇼트 등 많은 수명단축 요인에 의해 단수명화되어 처리효율을 떨어뜨리고 있는 것이 현실이다.

대한민국 등록특허 제10-0617829호(2006.08.22.) '줌 카메라의 광학 장치'

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 항공촬영된 다수의 영상이미지를 이용하여 완성된 지도에 표시되는 경사진 지상물을 편집해서 해당 지상물의 정확한 평면모습만이 출력되도록 하고, 이렇게 제작된 지도를 통해 도심지와 같이 수많은 지형지물이 위치한 지역에 대한 길안내를 효과적으로 수행할 수 있도록 하면서 영상처리기에 실장된 처리모듈을 안정적이고 효과있게 냉각하여 처리모듈의 열화를 방지하고, 이를 통해 영상처리중 오류나 불량 발생을 사전에 차단하도록 하되, 항공촬영용 카메라의 광학조절을 통해 효율적인 촬영이 이루어지도록 개선된 항공촬영시스템에서 사용하는 항공촬영용 카메라의 광학조절장치을 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 항공기(100)에 설치되는 카메라(200)와; 항공기(100)에 설치되어 카메라(200)의 하부를 이동하는 촬영방해물체(B)를 감지하는 제1,2감지센서(300,310)와; 항공기(100)에 설치되며 제어유닛(500) 제어용 제어신호를 입력하고, 입력된 제어신호에 따른 출력내용을 디스플레이하는 터치스크린패널(400)과; 항공기(100)에 설치되어 항공기(100) 운항중 항공기(100)가 영상촬영영역에 도달되면 카메라(200)를 매개로 영상촬영영역을 촬영하고, 촬영중 감지센서(300)로부터 촬영방해물체 감지신호가 수신되면 해당 영상촬영영역을 재촬영영역으로 지정하며, 터치스크린패널(400)로부터 재촬영영역의 최단 항공경로를 재설정하라는 제어신호가 입력되면 재촬영영역으로의 최단 항공경로를 설정하고, 촬영 영상을 지상센터의 영상처리기(800)로 송신하는 제어유닛(500) 및 항공기(100)와 통신하여 지상기준 좌표를 송신하고, 이 지상기준 좌표와 항공기(100)의 위치좌표를 비교하여 촬영이미지의 처리기준점을 잡도록 안내하는 지상기준점(900);을 포함한 항공촬영시스템에서 사용하는 항공촬영용 카메라의 광학조절장치에 있어서;

상기 카메라(200)는 내부에 광학계가 구현된 본체하우징(1200)과, 상기 본체하우징(1200)의 상부로 노출된 촬상부(1210)와, 상기 본체하우징(1200)의 하부로 노출된 망원렌즈(1220)를 포함하되,

상기 망원렌즈(1220) 직상방에는 제1빔스프릿(1230)이 설치되고, 상기 제1빔스프릿(1230)과 간격을 두고 평행하게 제1반사거울(1240)이 설치되며, 상기 제1빔스프릿(1230)의 직상방에는 제1배율렌즈(1250)가 설치되고, 상기 제1반사거울(1240)의 직상방에는 제2배율렌즈(1260)이 설치되며, 상기 제1,2배율렌즈(1250,1260) 사이는 격벽(1270)에 의해 완전히 분할되고, 상기 제1배율렌즈(1250)의 직상방에는 상기 촬상부(1210)의 직하방과 일치되게 배치되는 제2빔스프릿(1280)이 설치되며, 상기 제2배율렌즈(1260)의 직상방에는 제2반사거울(1290)이 설치되고, 상기 격벽(1270)의 상단에는 슬라이딩가이드(SLG)가 설치되며, 상기 슬라이딩가이드(SLG)에는 이를 따라 활주되면서 상기 제1,2배율렌즈(1250,1260)를 선택적으로 개방하는 슬라이더(SL)가 구비되고, 상기 슬라이더(SL)는 모터에 의해 구동되는 기어(GR)와 치결합되어 움직일 수 있게 구성된 것을 특징으로 하는 항공촬영시스템에서 사용하는 항공촬영용 카메라의 광학조절장치를 제공한다.

본 발명에 따르면, 항공촬영된 다수의 영상이미지를 이용하여 완성된 지도에 표시되는 경사진 지상물을 편집해서 해당 지상물의 정확한 평면모습만이 출력되도록 하고, 이렇게 제작된 지도를 통해 도심지와 같이 수많은 지형지물이 위치한 지역에 대한 길안내를 효과적으로 수행할 수 있도록 하면서 영상처리기에 실장된 처리모듈을 안정적이고 효과있게 냉각하여 처리모듈의 열화를 방지하고, 이를 통해 영상처리중 오류나 불량 발생을 사전에 차단하도록 하되, 항공촬영용 카메라의 광학조절을 통해 효율적인 촬영이 이루어지도록 개선된 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 종래 항공사진 지도의 모습을 보인 이미지이고,
도 2는 본 발명에 따른 항공촬영시스템을 설명하기 위한 항공기와 카메라와 감지센서를 나타낸 도면이고,
도 3은 본 발명에 따른 구성 요소간의 연결관계를 나타낸 블록도이고,
도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 항공촬영시스템을 나타낸 작동도이고,
도 7은 본 발명에 따른 항공촬영시스템을 구성하는 영상처리기의 모습을 도시한 블록도이고,
도 8은 본 발명에 따른 항공촬영시스템을 구성하는 영상처리기가 적용되는 항공촬영이미지를 도시한 도면이고,
도 9는 본 발명에 따른 채색모듈에 의해 도 8의 항공촬영이미지가 채색처리된 모습을 도시한 도면이고,
도 10은 본 발명에 따른 항공촬영시스템의 영상처리방법을 순차 도시한 플로우차트이고,
도 11은 본 발명에 따른 항공촬영시스템의 영상처리방법 적용을 위한 항공촬영모습을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 12는 본 발명에 따른 항공촬영시스템의 영상처리방법에 따라 보정된 지상물의 모습을 도시한 도면이고,
도 13은 본 발명에 따른 항공촬영시스템의 영상처리방법에 따라 보정된 수직영상을 보인 이미지이고,
도 14는 본 발명에 따른 항공촬영시스템을 구성하는 영상처리기의 구성예 및 그 냉각구조를 보인 블럭도이고,
도 15는 본 발명에 따른 영상처리기의 제습, 제진을 위한 진공처리구조를 보인 예시도이고,
도 16은 본 발명에 따른 항공촬영시스템을 구성하는 지상기준점의 예시도이고,
도 17은 본 발명에 따른 항공촬영시스템을 구성하는 항공촬영용 카메라의 광학조절장치를 보인 예시도이다.

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

먼저, 본 발명에 따른 항공촬영시스템에 대해 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 항공촬영시스템은 도 2 및 도 3의 예시와 같이, 항공기(100)에 설치되는 카메라(200)와; 항공기(100)에 설치되는 제1,2감지센서(300,310)와; 항공기(100)에 설치되는 터치스크린패널(400)과; 항공기(100)에 설치되는 무선통신모듈을 갖춰 촬영 영상을 지상센터의 영상처리기(800)로 송신하는 제어유닛(500); 및 상기 항공기(100)와 통신하여 지상기준 좌표를 송신하고, 이 지상기준 좌표와 항공기(100)의 위치좌표를 비교하여 촬영이미지의 처리기준점을 잡도록 안내하는 지상기준점(900);을 포함한다.

이때, 상기 항공기(100)는 본체(110)와 본체(110)의 하부에 설치되는 지지대(120)를 갖춘다.

또한, 상기 카메라(200)는 항공촬영에 사용되는 통상의 것으로 본체(110)의 하부에 설치된다.

그리고, 상기 제1,2감지센서(300,310)중 제1감지센서(300)는 항공기(100)의 선단부 하면에 설치되어 간섭체, 즉 촬영방해물체(B)를 선검출하도록 설치되며, 제2감지센서(310)는 카메라(200)의 카메라베이스(미도시)에 설치되어 카메라(200) 직하방에 존재하는 촬영방해물체(B)를 감지하기 위한 것으로, 초음파센서 혹은 적외선센서 등이 사용된다.

아울러, 상기 제1감지센서(300)와 간격을 두고, 레이저발진기(320)와 음파발사기(330)가 더 설치되는데, 만약 상기 제1감지센서(300)가 촬영방해물체(B)를 감지할 경우 제어유닛(500)의 제어신호에 따라 레이저발진기(320)와 음파발사기(330)가 동시에 동작하면서 지면을 향해 직하방으로 레이저 및 음파를 발진시킴으로써 촬영방해물체(B), 예컨대 새떼 등이 흩어지게 하여 카메라(200) 하방으로 이동하지 못하도록 예방하며, 그럼에도 불구하고 제2감지센서(310)에서 촬영방해물체(B)가 검출된 경우라면 이때에는 해당 지점의 촬영은 중지시키고 해당 지점에 대한 미촬영정보를 저장해 두었다고 전체 촬영종료 후 착륙하지 않고 다시 이동하여 재촬영함으로써 촬영정보에 대한 정밀도를 향상시킬 수 있도록 구성된다.

그리고, 상기 터치스크린패널(400)은 터치스크린 기능을 가지는 것으로, 제어유닛(500)에 의해 작동제어된다.

이때, 터치스크린패널(400)은 제어유닛(500)에 제어신호를 입력하기 위한 입력메뉴와 제어신호에 따른 출력내용을 디스플레이하는 출력메뉴를 포함한다.

상기 제어유닛(500)은 촬영할 촬영영역과, 촬영영역에 따른 항공경로를 별도의 단말장치에 의해 입력받아 항공기(100)가 항공경로를 따라 이동하도록 하고, 카메라(200) 및 제1,2감지센서(300,310)의 동작을 제어하며, 터치스크린패널(420)의 각 메뉴를 작동제어한다.

이때, 상기 제어유닛(500)은 터치스크린(400)을 통해 촬영영역 및 항공경로를 입력받을 수도 있다.

또한, 상기 제어유닛(500)은 제2감지센서(320)로부터 감지신호를 수신하면, 앞서 설명한 바와 같이 감지신호가 수신될 당시의 촬영 위치를 확인하여 재촬영 영역으로 지정한다.

뿐만 아니라, 상기 제어유닛(500)은 터치스크린패널(400)으로부터 재촬영항로설정신호가 입력되면, 재촬영 영역으로 설정된 영역까지의 최단 항공경로를 설정하여 터치스크린패널(400)에 디스플레이한다.

한편, 상기 제어유닛(500)이 항공경로를 설정하는 것은 이미 공지된 사실이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.

덧붙여, 상기 항공기(100)에는 GPS센서(600)도 포함하는데, 상기 GPS센서(600)는 GPS인공위성(700)으로부터 위치정보를 받는 통상의 것으로 제어유닛(500)에 의해 작동제어된다.

그리고, 상기 GPS인공위성(700)은 GPS센서(600)에 위치정보를 주는 통상의 것으로 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 항공촬영시스템을 나타낸 작동도로서, 작업자는 별도의 단말장치를 매개로 제어유닛(500)에 항공촬영을 할 대상지역을 촬영영역으로 설정하고, 촬영영역에 따른 항공경로를 설정한다.

상기와 같이 촬영영역과 항공경로가 설정되면, 작업자는 항공기(100)를 이륙시켜 항공경로를 따라 항공기(100)를 운행한다.

상기 항공기(100)의 운행 중 제어유닛(500)이 GPS센서(600)로부터 촬영영역에 대한 위치정보를 수신하면, 제어유닛(500)은 카메라(200)와 제1,2감지센서(300,310)를 작동시킨다.

이때, 도 5와 같이, 상기 카메라(200)의 촬영영역 촬영 중 새와 같은 촬영방해물체(B)가 카메라(200)의 촬영각 내로 들어오면, 제2감지센서(310)는 촬영방해물체(B)를 감지하여 감지신호를 제어유닛(500)으로 출력한다.

한편, 상기 카메라(200)에 의해 대상지역이 촬영중 일 때, 카메라(200)의 촬영각 안으로 새와 같은 촬영방해물체(B)가 지나가면, 카메라(200)의 영상 이미지에 촬영방해물체(B)가 표시되어 정확한 영상 이미지를 촬영할 수 없다.

때문에, 상기 제2감지센서(310)로부터 감지신호를 수신한 제어유닛(500)은 감지신호가 수신된 지점의 경도 및 위도를 확인하여 해당지역을 재촬영지점으로 지정하게 된다.

다만, 이 과정은 이하 설명되는 카메라(200)의 촬영방해물체(B)를 회피할 수 있는 구조로부터 자유롭지 않을 경우에만 수행된다.

상기와 같은 항공촬영과정을 통해 촬영영역에 대한 모든 촬영을 마친 작업자는 재촬영지점으로 지정된 지점에 대한 재촬영을 하기 위해 터치스크린패널(400)의 재촬영항로설정메뉴(420)를 터치한다.

이때, 제어유닛(500)은 각각의 재촬영지점(RP)까지의 최단 항공경로를 설정하고, 이를 도 6과 같이 재촬영 항공경로(AL)와 재촬영지점(RP)을 맵메뉴(410)에 나타낸다.

이후, 상기 항공기(100)는 재설정된 항공경로를 따라 이동하고, 항공기(100)가 재촬영지점(RP)에 도착하였을 때 제어유닛(500)은 카메라(200)를 작동시켜 재촬영지점(RP)를 재촬영한다.

이렇게 촬영된 영상이미지는 제어유닛(500)의 제어하에 도 7과 같은 영상처리기로 전송되고, 지상 센터에 설치된 이 영상처리기에 의해 편집 가공된다.

도 7 내지 도 13에서와 같이, 본 발명에 따른 영상처리기는 케이스(BOX, 도 14 참조)와, 상기 케이스(BOX)에 서버랙 형태로 실장되는 다수의 처리모듈로 구성되며; 상기 처리모듈들은 다양한 지역의 항공촬영이미지 데이터를 저장하는 이미지DB(1)와, 지상물 관련 링크정보를 저장하는 링크정보DB(1')와, 이미지DB(1)에서 특정 항공촬영이미지 데이터를 검색하는 이미지검색모듈(2)과, 검색된 항공촬영이미지 데이터를 읽고 출력하는 출력모듈(3)과, 출력모듈(3)에 의해 출력된 항공촬영이미지에서 특정 지점을 선택해 수정해야할 지상물이미지의 탐색 기준을 설정하는 지점선택모듈(4)과, 상기탐색 기준에 따라 수정지상물이미지(20a; 도 12(a) 참고)를 탐색하는 이미지탐색모듈(5)과, 수정된 수정지상물이미지(20a'; 도 12(b) 참고)를 기존 항공촬영이미지 데이터에 적용해 합성 및 갱신처리하는 이미지편집모듈(6)과, 수정해야할 수정지상물이미지(20a)를 수정하는 이미지도화모듈(7)로 이루어진다.

이와 더불어, 본 발명에 따른 영상처리기는 항공촬영이미지에 포함된 지상물이미지의 색상을 픽셀단위로 확인해서, 일정 범위 내에 있는 픽셀을 공통색상으로 조정해 통일시키는 채색모듈(8)을 더 포함한다.

또한, 수정된 수정지상물이미지(20a)에 링크정보DB(1')에 저장된 관련 정보를 링크시켜서, 사용자의 수치지도이용시 관련 정보를 쉽게 얻을 수 있도록 하는 식별코드링크모듈(9)을 더 포함한다.

데이터를 저장하는 이미지DB(1)와, 링크정보DB(1')와, 이미지DB(1)에서 특정 [0024] 데이터를 검색하는 이미지검색모듈(2)은, 그 구성과 구조가 공지,공용되는 통상적인 기술이므로, 여기서는 그 설명을 생략한다. 참고로, 링크정보DB(1')는 지상물에 대한 각종 링크정보를 저장하는 것으로, 출력모듈(3)에 의해 출력되고 있는 수치지도 형태의 항공촬영이미지 중 사용자가 임의 지상물이미지를 선택할 경우, 식별코드링크모듈(9)에 의해 출력된다.

여기서, 식별코드링크모듈(9)은 링크정보의 출력을 처리하는 것으로, 사용자에 의한 지상물이미지 선택시 링크정보가 게시된 별도의 창을 출력시키거나, 웹브라우저를 구동시켜서 관련 웹사이트에 접속할 수 있도록 할 수 있다.

이에 대한 설명은 아래에서 상세히 한다.

출력모듈(3)은 화면 입력기능을 갖는 공지,공용의 터치스크린(3a)에, 이미지검색모듈(2)이 검색한 데이터를 출력하는 것으로, 본 발명에서 상기 데이터는 항공촬영이미지이고, 출력모듈(3)은 터치스크린(3a)을 통해 항공촬영이미지를 출력하기 위한 공지,공용의 모듈이다. 물론, 출력모듈(3)은 사용자가 터치스크린(3a)을 터치한 지점을 확인해서 해당 정보를 입력하는 기능을 갖는다. 참고로, 출력모듈(3)은 '포토샵(어도비 시스템즈사에서 개발한 레스터 그래픽 편집기)', 마이크로소프트사의 대표적인 운영체제인 윈도우즈의 그래픽 편집기인 '그림판' 등과 같이, 이미지데이터를 확인해 이미지로 출력할 수 있는 통상적인 프로그램일 것이다.

지점선택모듈(4)은 본 발명에 따른 영상처리기가 항공촬영이미지에서 수정지상물이미지(20a)를 탐색하기 위한 기준을 설정하는 것으로, 탐색을 위한 상기 기준은 항공촬영이미지에 포함된 도로이미지(30)가 될 수 있다.

이를 좀 더 상세히 설명하면, 기준지상물(10; 도 11 참조) 및 수정지상물(20; 도 11 참조)의 인접 지역에는 아스팔트와 같이 균일한 색상의 골재가 포장된 도로가 위치한다. 이러한 도로는 기준지상물(10) 또는 수정지상물(20)과는 매우 근접하므로, 수정지상물(20)의 측면부가 촬영돼 도로 쪽으로 기울어진 외관을 보이게 되는 수정지상물이미지(20a)는 도로이미지(30)의 가장자리 부분을 점유할 수밖에 없다.

본 발명에 따른 영상처리기는 이러한 특성을 응용한 것으로, 상기 지점선택모듈(4)은 사용자가 터치스크린(3a)을 통해 지정한 한 쌍의 초기점(P1)과 한 쌍의 말기점(P2)을 기준으로 해당 범위 내에 있는 이미지를 도로이미지(30)로 확정한다. 즉, 지점선택모듈(4)은 사용자가 선택한 초기점(P1) 및 말기점(P2)의 각 좌표값을 확인해서 이를 기준직선으로 연결해 잇고, 이렇게 형성된 기준직선은 도로의 경계가 되면서 도로이미지(30)의 범위가 확정되는 것이다.

이미지탐색모듈(5)은 지점선택모듈(4)에 의해 범위와 그 경계가 확정된 도로이미지(30)의 색상을 확인한 후, 도로이미지(30)의 가장자리에 해당하는 픽셀의 지정된 색상을 확인해서, 도로이미지(30)의 색상과 비교해 그 일치여부를 확인한다.

이를 좀 더 상세히 설명하면, 이미지탐색모듈(5)은 앞서 설정한 기준직선에 해당하는 픽셀의 지정된 색상을 확인하고, 이렇게 확인된 색상과 도로이미지(30)의 색상을 비교해서, 일정길이 이상 도로이미지(30)의 색상과는 불일치하면서 서로는 동일한 색상으로 지정된 픽셀의 구간(T)이 확인되면, 해당 구간(T)은 수정지상물이미지(20a)가 위치한 것으로 간주해 이를 수정대상으로 설정한다.

물론, 수정지상물이미지(20a)에 해당하는 픽셀의 지정 색상과 도로이미지(30)에 해당하는 픽셀의 지정 색상이 일치해서 상기 구간(T)이 확인되지 않더라도, 기준직선의 주변 픽셀의 지정 색상도 아울러 확인해서 기준직선으로부터 일정간격이상 벗어난 위치의 픽셀에도 도로이미지(30)의 색상과 동일,유사한 색상이 연속적으로 확인되면, 이는 수정지상물이미지(20a)로 간주해서 이를 수정대상으로 설정한다.

한편, 전술한 바와 같이 이미지탐색모듈(5)은 항공촬영이미지를 구성하는 픽셀의 지정색상을 일일이 확인하고, 이렇게 확인된 내용을 상기 기준직선과 비교해서 수정지상물이미지(20a)를 결정한다. 즉, 픽셀의 지정색상을 확인하고, 이렇게 확인된 상기 지정색상과 이웃하는 다른 픽셀의 지정색상을 비교해서 그 경계를 찾는 것이 이미지탐색모듈(5)이 항공촬영이미지에서 수정지상물이미지(20a)를 결정하는 중요한 기준이 되는 것이다.

그런데, 도 1에서 보인 바와 같이, 항공촬영이미지는 실제 수정지상물(20)을 촬영한 것이므로, 항공촬영이미지를 구성하는 픽셀들은 동일한 색상으로 지정되지 않는다. 즉, 촬영되는 수정지상물(20)은 그 옥상(평면)이 다양한 형상을 이루고, 다양한 종류의 설비(헬기 착륙장, 각종 안테나, 물탱크 설비 등)가 설치되며, 다양한 방향으로의 그림자들이 형성되므로, 항공촬영이미지에 포함된 수정지상물이미지(20a)는 그 범위 내에서도 해당 픽셀들이 각각 다양한 색상으로 지정된다.

결국, 이미지탐색모듈(5)은 픽셀별로 다양한 색상이 지정된 상태의 항공촬영이미지를 확인해서, 독립된 수정지상물이미지(20a)를 구분해야하고, 이렇게 구분된 수정지상물이미지(20a)가 이웃하는 다른 지상물이미지 또는 도로이미지(30)와 어떤 형태로 겹쳐지거나 간섭되는지를 분석해야 하므로, 이미지탐색모듈(5)의 동작을 위해 요구되는 시스템의 부하가 지나치게 증가하는 문제가 발생했다.

더욱이, 사용자는 출력모듈(3)의 터치스크린(3a)에 출력되는 항공촬영이미지를 확인해서 이미지탐색모듈(5)의 탐색 결과가 올바른지 여부도 확인해야 하는데, 도 1에 도시한 바와 같이 항공촬영이미지에 포함된 수많은 지상물이미지가 서로 비슷한 형태와 색상을 가지므로, 시각적으로 지상물이미지들과 도로이미지(30) 등을 명확히 구분하는 것은 쉽지 않다.

이러한 문제를 해소하기 위해 본 발명에 따른 영상처리기는 채색모듈(8)을 더 포함한다.

채색모듈(8)은 항공촬영이미지에 포함된 지상물이미지들을 다양한 색상으로 명확히 구분시켜서, 이미지탐색모듈(5)은 물론 사용자도 시각적으로 지상물이미지를 쉽게 구별할 수 있도록 한다.

이를 위해 채색모듈(80)은 항공촬영이미지의 각 픽셀을 확인해서 동일,유사한 색상으로 지정돼 연속성을 갖도록 배치된 픽셀들을 검색한 후, 이들을 일렬로 연결해 경계선을 형성시킨다. 여기서 상기 연속성이란, 동일,유사한 색상으로 지정된 픽셀이 바로 이웃하는 것은 물론, 동일,유사한 색상으로 지정된 픽셀이 일정 간격 범위 내에 있는 것을 의미한다. 즉, 동일,유사한 색상으로 지정된 픽셀이 일정 간격 범위 내로 일렬 배치된다면, 이를 연결해서 경계선으로 형성시키는 것이다.

한편, 이렇게 형성된 경계선이 일렬로 연결되어 일정한 범위의 폐구간을 형성하지 않고 일단 또는 양단이 끊긴 형태를 이룬다면, 해당 경계선은 지상물이미지의 경계가 아니므로, 해당 픽셀의 색상은 배경 색상으로 설정된 색상으로 지정해서 지상물이미지가 아닌 것으로 간주한다.

참고로, 건물은 동일한 골재로 건축되므로, 당해 건물을 촬영한 지상물이미지는 그 테두리가 동일한 색상으로 명확히 구분될 것이고, 이 테두리를 따라 상기 경계선이 형성될 것이다.

채색모듈(8)에 의해 경계선이 확정되면, 경계선의 폐구간에 있는 픽셀의 지정색상은 무시하고 이들을 동일한 색상으로 지정한다. 이때, 이웃하는 다른 지상물이미지와의 시각적인 구분을 더욱 명확히 하기 위해, 채색모듈(8)은 이웃하는 다른 지상물이미지에 적용하는 색상이 서로 대비되도록 한다.

계속해서, 이미지도화모듈(7)은 설정된 수정지상물이미지(20a)를 수정하고, 이미지편집모듈(6)은 수정된 수정지상물이미지(20a')를 항공촬영이미지에 적용해 갱신하는 것이며, 식별코드링크모듈(9)은 링크정보DB(1')에 저장된 링크정보를 이미지도화모듈(6)에 의해 수정된 수정지상물이미지(20a')에 링크시켜서 사용자의 상기 수정된 수정지상물이미지(20a') 선택시 해당 링크정보가 링크정보DB(1')에서 검색돼 출력되도록 하는 것으로, 이에 대한 설명은 아래에서 좀 더 상세히 한다.

도 11 내지 도 13에서와 같이, 본 발명에 따른 영상처리방법은 항공촬영시 촬영되는 지상물의 측면부를 보정해서, 지도로서 완성된 항공촬영이미지가 지상물의 평면만을 정확히 표시할 수 있도록 하고, 이를 통해 상기 항공촬영이미지가 지도의 기능을 효과적으로 수행할 수 있도록 한다.

영상처리방법에 대해 설명하면, 다음과 같다.

S11; 수정대상 선택단계

출력모듈(3)은 다양한 지상물이미지(10a, 20a)를 포함하는 항공촬영이미지를 출력하고, 전술한 바와 같이 지점선택모듈(4) 및 이미지탐색모듈(5)은 수정지상물이미지(20a)를 탐색해 결정한다.

출력모듈(3)에 의한 출력시에는 항공촬영이미지 원본이 그대로 출력될 수도 있고, 채색모듈(8)에 의해 채색돼 수정된 항공촬영이미지가 출력될 수도 있을 것인데, 출력모듈(3)은 사용자가 스스로의 선택에 따라 상기 두 가지의 항공촬영이미지를 선택적으로 출력되도록 하는 것이 바람직할 것이다.

S12; 수정대상 기준점 설정단계

수정지상물이미지(20a)가 결정되면, 항공촬영이미지에서 수정지상물이미지(20a)가 점유하고 있는 범위를 확인하고, 수정지상물이미지(20a)가 갖는 모서리를 기준점(a1 내지 a6)으로 설정한다. 물론, 기준점(a1 내지 a6)으로 선택되는 모서리는 도 12(a)에 도시한 바와 같이 수정지상물이미지(20a)의 평면부와 측면부의 경계부에 위치한 모서리(a3, a4)도 포함된다.

이를 위해, 이미지탐색모듈(5)은 채색모듈(8)이 수정지상물이미지(20a)에 해당하는 픽셀에 일괄적으로 지정한 색상을 확인해서 수정지상물이미지(20a)의 경계를 확정하고, 이렇게 확정된 경계에서 모서리부분을 확인해서 상기 기준점(a1 내지 a6)을 설정한다.

이미지탐색모듈(5)은 수정지상물이미지(20a)의 기준점(a1 내지 a6)을 설정하면, 이 기준점(a1 내지 a6)을 기준으로 수정지상물이미지(20a)의 전체 폭(w1)과 평면부 폭(w2)을 각각 연산한다.

참고로, 기준점(a1 내지 a6)이 설정되며 이미지탐색모듈(5)은 픽셀을 매개로해당 지점에 대한 좌표값을 확인하고, 이 좌표값들을 이용해 공지,공용의 연산방법으로 수정지상물이미지(20a)의 전체 폭(w1)과 평면부 폭(w2)을 연산할 수 있다. 여기서, 전체 폭(w1)과 평면부 폭(w2)이란, 수정지상물이미지(20a)의 기울어진 방향으로의 전체 및 평면부의 길이가 될 것이다.

또한, 채색모듈(8)에 의한 색상 지정은 이미지탐색모듈(5)의 탐색 기능 및 연산기능에 대한 정확성을 높이기 위한 것이므로, 이미지탐색모듈(5)에 의한 수정대상 및 기준대상에 대한 기준점 설정이 완료되면, 해당 항공촬영이미지를 원상태로 복귀시키거나, 채색모듈(8)에 의한 색상 지정을 항공촬영이미지의 복사본에 적용해 기준점을 설정한 후 이를 폐기 또는 이미지DB(1)에 저장관리할 수 있을 것이다.

S13; 기준대상 선택단계

비행중인 항공기에서 지상을 촬영할 시에는 도 11에 도시한 바와 같이 특정 지상물의 평면이 정확히 촬영될 수 있다. 물론, 기준지상물(10)의 평면만을 100%로 촬영해서 항공촬영이미지에 출력할 수는 없으므로, 사용자가 육안으로 확인할 때 평면으로 지각되면서 주변 도로이미지(30)를 식별할 수 있다면 기준지상물이미지(10a)로 선택되기에 충분하다 할 것이다.

한편, 사용자는 전술한 조건을 충족하는 기준지상물(10)을 기준대상으로 선택하되, 수정대상으로 선택된 수정지상물(20)의 위치를 고려해 선택하는 것이 바람직하다. 즉, 기준지상물(10)은 수정지상물(20)의 측면이 보이도록 기울어진 방향과 동일직선상에 위치하는 지상물을 선택해서 이를 기준대상으로 하는 것이다.

따라서, 이미지탐색모듈(5)은 수정지상물이미지(20a)가 도로이미지(30)를 덮은 방향으로 검색직선을 형성하고, 출력모듈(3)은 상기 검색직선을 터치스크린(3a)에 출력해서, 사용자가 검색직선상에 위치한 이미지들 중 기준지상물이미지(10a)로 선택할 지점을 터치해 이를 입력할 수 있도록 한다.

S14; 기준대상 기준점 설정단계

기준지상물이미지(10a)가 선택되면, 이미지탐색모듈(5)은 사용자가 터치한 지점 픽셀의 지정 색상을 확인해서, 당해 색상과 동일,유사한 픽셀의 범위를 기준지상물이미지(10a)의 경계로 확정하고, 이렇게 확정된 경계에서 모서리부분을 확인해서 상기 기준점(b1 내지 b4)을 설정한다. 물론, 기준지상물이미지(10a)에 해당하는 픽셀들 또한 채색모듈(8)에 의해 동일한 색상이 지정되므로, 기준지상물이미지(10a) 또한 정확히 한정돼 설정될 것이다.

상기 기준점(b1 내지 b4)이 설정되면, 이미지탐색모듈(5)은 기준점(b1 내지 b4)을 기준으로 전술한 바와 같이 기준지상물이미지(10a)의 평면 폭(L1)을 연산한다.

S15; 촬영각 연산단계

기준지상물이미지(10a)가 선택되면, 이미지도화모듈(7)은 도 11에 도시한 바와 같이 촬영중인 항공기가 기준지상물(10)의 직상방에 위치하면서 해당 기준지상물(10)을 촬영하는 것으로 구조화한다.

한편, 이미지도화모듈(7)은 기준지상물(10)과 수정지상물(20) 간의 실제 중심거리(d)를 확인한다. 중심거리(d)는 기준지상물이미지(10a)의 기준점(b1 내지 b4) 내 중심점과 수정지상물이미지(20a) 평면부의 기준점(a3 내지 a6) 내 중심점 간 거리를 연산한 후, 그 결과값을 항공촬영이미지의 축척 정도로 환산해 얻을 수 있다.

아울러, 이미지검색모듈(2)은 이미지DB(1)에서 당해 항공촬영이미지 촬영시 항공기의 고도(h2)와, 수정지상물(20)의 실제 높이(h1)를 검색해 확인한다.

계속해서, 이미지도화모듈(7)은 항공기에서 촬영된 수정지상물(20)의 촬영각([0059] θ)을 연산한다. 여기서 촬영각(θ)이란 카메라의 촬영방향과 수정지상물(20)의 배치방향의 각을 가리키는 것이다. 따라서, 항공기가 기준지상물(10)의 직상방에 위치하면서 항공기의 카메라가 기준지상물(10)을 촬영하는 촬영각(θ)은 '0도'가 될 것이다.

촬영각(θ) 연산을 위해서는 아래의 [수학식 1]을 이용한다.

[수학식 1]

S16; 수정대상 범위연산단계

도 11 및 도 12에 도시한 바와 같이, 항공기의 카메라가 수정지상물(20)의 직상방에 위치하지 못하면, 촬영된 수정지상물이미지(20a)는 수정지상물(20)의 평면부와 측면부가 포함돼 출력된다.

즉, 수정지상물이미지(20a)가 점유하는 것처럼 보이는 항공촬영이미지 내 면적은, 수정지상물(20)이 지상을 점유하는 평면적을 항공촬영이미지의 축척 정도로 연산해 얻은 면적과 차이가 있는 것이다.

이를 좀 더 상세히 설명하면, 수정지상물이미지(20a)는 항공촬영시 수정지상물(20)이 비스듬히 촬영되면서 그 수정지상물이미지(20a)에 수정지상물(20)의 평면부와 측면부가 포함되고, 이로 인해 수정지상물(20)이 실제로 점유하지 않은 지상부분이 수정지상물(20)에 의해 가려진다. 이렇게 촬영된 항공촬영이미지에는 수정지상물(20)이 가린 부분도 수정지상물(20)의 일부분으로 확인되어서, 수정지상물이미지(20a)는 수정지상물(20)의 실제모습보다 큰 구조물로 보이게 된다.

물론, 이러한 오류는 수정지상물이미지(20a)에 인접하는 도로이미지(30)까지 가려 보이지 않게 하므로, 당해 항공촬영이미지를 기반으로 제작된 지도를 이용하는 사용자는 지도이용에 혼란을 느끼게 된다.

따라서, 이러한 문제점을 해소하기 위해 항공촬영이미지에 출력된 수정지상물이미지(20a)의 크기를 보정해서, 항공기가 수정지상물(20)의 직상방에서 촬영한 것과 같은 효과를 발하는 항공촬영이미지 수정을 진행한다.

이를 위해 이미지도화모듈(7)은 보정해야 할 항공촬영이미지 내 수정지상물이미지(20a)의 평면부 폭(w2)과, 촬영각(θ)을 [수학식 2]에 대입해서, 수정지상물(20)의 평면을 직상방에서 촬영했을 때의 수정된 평면부 폭(L2)을 연산한다.

[수학식 2]

S17; 수정대상 이미지보정단계

이미지도화모듈(7)은 수정된 평면부 폭(L2)에 맞춰 보정된 수정지상물이미지(20a')를 완성하고, 이를 별도의 레이어 형식을 갖는 데이터로서 이미지DB(1)에 저장한다. 보정된 수정지상물이미지(20a')는 기존 수정지상물이미지(20a)의 측면부는 제거되고, 평면부의 크기는 수정된 평면부 폭(L2)에 맞춰 보정된다.

여기서, 이미지도화모듈(7)에 의한 수정된 수정지상물이미지(20a')의 도화는 다음과 같이 진행된다.

우선, 기존 수정지상물이미지(20a)의 평면부만을 절개해 독립된 평면이미지로 확보한다. 이렇게 확보된 평면이미지는 기존의 수정지상물이미지(20a) 평면부의 폭(w2) 대비 수정된 수정지상물이미지(20a')의 수정된 평면부폭(L2)의 비율에 따라 변형되는데, 이러한 변형은 공지,공용의 이미지변형기술을 적용할 수 있다.

참고로, 이미지변형기술이라 함은 '포토샵(어도비 시스템즈사에서 개발한 레스터 그래픽 편집기)', 마이크로소프트사의 대표적인 운영체제인 윈도우의 그래픽 편집기인 '그림판', 통상적이 워드프로그램에서 이미지를 '붙여넣기'하는 기술 등에서 널리 적용되는 기능으로, 이미지도화모듈(7)은 상기 기능을 통해 이미지의 가로 및 세로 길이의 비율을 결정해서 해당 비율로 이미지의 크기를 조정할 수 있다.

한편, 이미지편집모듈(6)에 의한 수정된 평면부를 합성할 때의 기준은 기준지상물이미지(10a)와 직접 마주하는 모서리(a1, a2)로 한다. 이는 수정지상물이미지(20a)의 기울어진 모습과는 상관없이 기준지상물이미지(10a)와 비교해 상기 모서리(a1, a2)는 지상에서 항시 고정된 위치이기 때문이다.

계속해서, 수정된 수정지상물이미지(20a')는 항공촬영이미지와는 분리된 별도의 레이어 형식을 취하고, 식별코드링크모듈(9)에 의해 링크정보DB(1')의 관련 링크정보와 링크돼 이미지DB(1)에 저장된다.

한편, 식별코드링크모듈(9)은 링크정보가 게시된 별도의 창을 출력하도록 되어서, 사용자가 레이어 형식의 상기 수정된 수정지상물이미지(20a')를 선택하면, 식별코드링크모듈(9)은 이를 인식해서 상기 창을 출력한다.

여기서, 수정된 수정지상물이미지(20a')의 수정된 평면도는 건물과 같은 지상물이므로, 링크정보는 해당 지상물의 명칭, 위치, 크기, 용도 등과 같은 데이터가 될 것이다.

S18; 이미지합성단계

도 12에 도시한 바와 같이, 수정지상물이미지(20a')의 수정이 완료되면, 기존 수정지상물이미지(20a)가 점유해 출력되지 못했던 음영부분(D)의 처리가 요구된다. 이를 위해 이미지편집모듈(6)은 이미지검색모듈(2)을 통해 이미지DB(1)에서 음영부분(D)의 실제이미지가 촬영된 다른 항공촬영이미지를 검색하고, 이렇게 검색된 다른 항공촬영이미지를 수정지상물이미지(20a')가 포함된 항공촬영이미지의 크기 및 해상도에 일치시킨다. 참고로, 이미지DB(1)에 저장된 항공촬영이미지는 수치지도로서 그 기능을 수행하는 데이터이므로, 상기 항공촬영이미지에는 GPS좌표가 적용된 수치지도데이터이다. 따라서, 이미지편집모듈(6)은 음영부분(D)에 대한 GPS좌표를 확인하고, 이를 기초로 이미지DB(1)를 검색해서 음영부분(D) 전체가 정상적으로 출력된 다른 항공촬영이미지를 검색할 수 있다.

상기 실제이미지와 항공촬영이미지의 크기 및 해상도가 일치되면, 이미지편집모듈(6)은 다른 항공촬영이미지에서 절개된 음영부분(D)의 실제이미지를 수정지상물이미지(20a')를 포함한 항공촬영이미지의 음영부분(D)에 합성해서, 도 13(본 발명에 따른 영상처리방법에 따라 보정된 수직영상을 보인 이미지)에 도시한 바와 같이 음영부분(D)을 제거하고, 완전한 수직영상이 출력되도록 한다.

S19; 수직영상 데이터갱신단계

수정지상물이미지(20a')의 보정이 완료되면, 이미지편집모듈(6)은 실제이미지가 합성된 항공촬영이미지 데이터를 이미지DB(1)에 입력해 갱신한다.

이와 같이 엄청나게 많은 양의 데이터, 즉 빅데이터를 처리하는 처리모듈(M, 도 14 참조)들은 높은 열을 발산시키는데, 이 열이 영상처리기(800)를 구성하는 함체(810, 14 참조) 내부에서 신속하게 냉각되지 않으면 처리모듈(M)들이 쉽게 열화되어 오류발생, 과부하에 의한 셧 다운, 함체(810) 내부에서 발생되는 더스트에 의한 쇼트 등 열화현상에 의해 수명이 단축되고, 처리효율이 급격히 떨어지는 단점이 발생된다.

특히, 이러한 영상처리기(800)는 도 14 및 도 15의 예시와 같이, 함체(810) 내부에 메인보드(B)가 탑재되고, 상기 메인모드(B)에 다수의 처리모듈(M)들이 실장되어 있는 구조이므로 효율적인 냉각수단의 구현이 필요하다.

이를 위해, 본 발명에서는 이러한 다수의 처리모듈(M)들의 열화를 막아 내구성을 높여 영상처리기(800)의 장수명화를 유지하기 위해 메인보드(B)를 냉각하도록 하는 구조를 갖출 수 있는데, 메인보드(B)는 전자신호를 처리하는 PCB 형태이므로 대부분 팬을 이용하여 냉각하게 된다. 하지만, 팬을 이용할 경우 팬에 먼지가 단시간에 많이 끼어 버려 냉각효율이 떨어지는 단점이 있다.

또한, 본 발명에서는 PCB 형태의 메인보드(B) 뒷면에는 솔더링된 자국들이 남아 있기 때문에 냉각판을 맞대게 되면 쇼트될 확률이 있으므로 도시와 같이 간봉(SA)을 통해 간격을 유지시킨 상태에서 냉각챔버(CH)를 고정하여 냉각챔버(CH) 내부를 흐르는 냉각유체의 온도와 흐름을 조절하는 냉각유닛(1500)에 의해 적정한 온도로 간접냉각되게 함으로써 메인보드(B)의 열화를 막아 이에 접속된 기판들의 열화도 함께 막도록 구성된다.

이때, 간봉(SA)은 절연기능을 가지면서 일종의 씰링성, 방열성을 갖춘 부재로서 테두리를 따라 사각틀 형태로 밀착 구비된다.

때문에, 간봉(SA)은 중요한 기능을 수행해야 하기 때문에 단순히 일반적인 실리콘수지로 구성되지 않고, 특수하게 조합된 조성물로 제조되어야 한다.

이를 위해, 본 발명에서는 잔탄검(XanthanGum) 10중량%, 트리페닐포스핀을 10중량%, 구리 분말 10중량%, 폴리실록산 10중량%, 산화알루미늄 분말 10중량%, 흑연 분말 5중량%, 에틸아세테이트 20중량% 및 나머지 아크릴수지로 조성된다.

이때, 잔탄검은 고투명성과 광투과율이 우수하고, 점도 낮아 별도의 용매에 녹일 필요가 없어 본 발명 아크릴 방열 점착제 성분으로 매우 유용하다. 그리고, 트리페닐포스핀은 점착제의 경화촉진 및 경화 안정화를 위해 첨가된다.

또한, 구리 분말은 전성과 연성이 뛰어나고 전기 전도도 뿐만 아니라, 열전도성도 뛰어나기 때문에 계면간 접지력과 부착력 및 방열특성을 강화시키기 위해 첨가된다. 또한, 폴리실록산은 점착제의 경화 후 경도 증가를 억제하여 신율을 유지함으로써 크랙이나 탈락을 차단하기 위해 첨가된다.

뿐만 아니라, 산화알루미늄 분말은 점착제의 점착 후 형태성을 유지하면서 열전도성 필러 특성을 구현하여 방열특성을 증대시키기 위해 첨가된다. 또한 에틸아세테이트는 보통 도료의 희석제나 용제로 많이 사용하지만, 본 발명에서는 분산안정제로서 다수의 분말들이 분산되는 과정에서 서로 엉기거나 미분산됨으로써 방열 특성이 저하되는 것을 막기 위해 균일 분산유도, 엉김방지를 위해 첨가된다.

그리고, 아크릴수지는 무색 투명성을 유지하면서 비중이 낮고 높은 점착특성이 있어 본 발명에 따른 점착제로서 가장 합당한 베이스수지이다.

한편, 상기 냉각유닛(1500)은 소형의 유체 회로도로서, 상기 영상처리기(800)에 탑재된 제어기(미도시)에 의해 구동 제어되게 되는데, 이를 위해 상기 냉각유닛(1500)은 상기 냉각챔버(CH)와 연결되어 메인보드(B)의 뒷면을 적정온도로 냉각시키도록 냉각유체를 냉각 혹은 가열하는 냉각기(1510)와 가열기(1520)를 포함한다.

여기에서, 상기 냉각기(1510)와 가열기(1520)는 모두다 소형의 열전소자(TEM)이며, 냉각은 흡열쪽에만 냉각유체가 접촉하게 하여 냉각시키고, 가열은 발열쪽에만 냉각유체가 접촉하게 하여 가열시키는 방식으로 동작된다.

또한, 유체혼합기(1530)가 구비되어 냉각된 유체와 가열된 유체를 혼합하여 메인보드(B)를 냉각할 온도로 조절하여 냉각챔버(CH)로 공급하도록 구성된다.

이 경우, 본 발명은 냉각기(1510)를 순환하는 유체(냉매)와, 가열기(1520)를 순환하는 유체가 유체혼합기(1530)를 거쳐 순환하는 메인유체와 섞이지 않도록 한 간접냉각 구조를 갖추고 있는 것이 특징이다.

즉, 냉각기(1510)를 순환하는 유체(냉매)와, 가열기(1520)를 순환하는 유체를 유체혼합기(1530)에서 모두 섞어서 온도를 조절하게 되면 온도조절이 쉽지 않고 온도 충격이 커 비효율적이기 때문에 이를 개선하여 메인유체와, 냉각기(1510) 및 가열기(1520)를 각각 순환하는 서브유체가 서로 혼합되지 않도록 한 것이 특징이다.

이를 위해, 서브유체가 냉각기(1510)를 순환하는 제1순환회로(CL1)에는 제1판형간접열교환기(1512)가 설치되고, 서브유체가 가열기(1520)를 순환하는 제2순환회로(CL2)에는 제2판형간접열교환기(1522)가 설치된다.

때문에, 유체혼합기(1530)는 간접냉각된 메인유체와, 간접가열된 메인유체, 즉 순환경로를 달리한 어차피 같은 메인유체를 서로 혼합하여 온도조절하게 되므로 미세온도 컨트롤이 쉽고 정밀한 제어가 가능하게 된다.

그리고, 유체혼합기(1530)의 배출단에는 냉각챔버(CH)로 혼합된 냉각유체를 공급하기 위한 유체공급관(1532)이 연결 배관되고, 냉각챔버(CH)의 타측에는 유체배출관(1534)이 연결된 후 제1판형간접열교환기(1512)와 제2판형간접열교환기(1522)로 흘러가도록 배관된다.

따라서, 상기 제2판형간접열교환기(1522)로 들어갈 수 있도록 유체배출관(1534)의 일부에는 분배밸브(1542)가 설치되고 제어기의 제어신호에 따라 개도를 조절함으로써 간접가열 쪽으로 흘러가는 메인유체의 양을 조절할 수 있어 자연스럽게 간접냉각 쪽으로 흘러가는 메인유체의 양도 조절되므로 간접 온도 조절효과를 증폭시킬 수 있다.

이 경우, 냉각유체의 순환을 유지하기 위해 상기 유체배출관(1534) 상에는 상기 제어기에 의해 제어되는 유체써클펌프(1540)가 설치된다.

그리고, 상기 제1판형간접열교환기(1512)의 배출단과 유체혼합기(1530)의 유입단을 연결하는 관로 상에는 냉각온도검출기(1514)가 설치되어 검출온도를 실시간으로 제어기로 전송하도록 구성된다.

또한, 상기 제2판형간접열교환기(1522)의 배출단과 유체혼합기(1530)의 유입단을 연결하는 관로 상에는 가열온도검출기(1524)가 설치되어 검출온도를 실시간으로 제어기로 전송하도록 구성된다.

그리하여, 두 온도를 비교하여 혼합했을 때 조절되는 온도를 연산하고, 현재 메인보드(B)의 표면온도를 검출하여 냉각에 필요한 온도를 산출하고, 그 온도에 맞게 유체혼합기(1530)를 통해 냉각유체의 온도를 조절하게 된다.

이에 따라, 메인보드(B)를 안정적으로 냉각시킬 수 있어 시스템의 안정화를 물론, 시스템의 효율화를 유지할 수 있다.

특히, 본 발명에서는 도 15의 예시와 같이, 영상처리기(800)가 함체(810) 형태를 갖기 때문에 처리모듈(M)들이 주된 열화원인은 습기와 먼지(더스트)이므로 이를 주기적으로 제거할 수 있도록 함체(810)의 일측면에는 진공처리기(1600)가 더 설치된다.

상기 진공처리기(1600)는 함체(810) 내부를 대기압과 동등수준이거나 혹은 대기압보다 약간 낮게 내부를 유지시켜 냉각유닛(1500)을 통한 냉각효율도 향상시킬 수 있게 된다.

이러한 진공처리기(1600)는 원통형상의 진공챔버(1610)를 포함한다. 상기 진공챔버(1610)는 함체(810)의 일측면을 관통하여 밀봉된 채 내부와 연통될 수 있도록 다수의 연결관부(1620)를 구비한다.

또한, 상기 진공챔버(1610)의 일단에는 배출관(1630)이 마련되고, 상기 배출관(1630) 상에는 솔레노이드밸브(1640)가 설치되며, 상기 솔레노이드밸브(1640)에는 밸브제어기(1650)가 설치된다.

이때, 밸브제어기(1650)는 도시하지 않았지만, 상술한 제어기(미도시)와 연결되어 제어될 수 있다. 혹은 별도의 컴퓨터를 연결하여 제어할 수도 있으며, 이 경우에는 진공처리기(1600)를 상시 운용하지 않고 주기적으로 장탈착하여 사용하는 경우에 속할 것이다.

특히, 상기 배출관(1630)의 단부에는 흡습기(1660)가 설치되고, 상기 흡습기(1660)의 외측면 중앙에는 배기구(1662)가 설치되어 흡습기(1660)를 통해 흡습 및 더스트 포집된 후 정화된 공기만 대기중으로 배출된다.

이 경우, 흡습기(1660)는 통형태로서 갈아끼울 수 있도록 구성된다.

뿐만 아니라, 상기 밸브제어기(1650)에는 벤트홀(1652)이 형성되어 있어 갑작스런 과부하시 벤트시키거나 혹은 벤트홀(1652)을 통해 흡기되게 함으로써 신속한 설비 안정화를 유도하도록 구성된다.

아울러, 상기 진공챔버(1610)의 외주면 일부에는 내부와 연통된 관체(1612)가 고정되고, 상기 관체(1612)에는 진공검출센서(1670)가 설치되며, 상기 진공검출센서(1670)는 제어기와 연결된다.

여기에서, 상기 진공검출센서(1670)는 디지털 진공계센서를 사용함이 바람직하며, 진공챔버(1610) 내부의 진공도를 디지털화된 수치값을 계측할 수 있다.

따라서, 제어기는 함체(810) 내부의 진공도를 지속적으로 체크하고 관리할 수 있게 된다.

이와 같이 구성함으로써 냉각효율 확보는 물론, 함체(810) 내부를 청정상태로 유지하여 실장된 처리모듈(M)들의 드라이브 환경을 최적화시킬 수 있게 된다.

다른 한편, 상기 지상기준점(900)은 무선통신이 가능한데, 항공기(100)와 무선통신거리 내에서 송출하는 특정신호에만 반응하여 응답하도록 설계될 수 있다.

즉, 항공기(100)가 발신한 특정신호에 반응하여 지상기준점(900)이 가지고 있는 좌표정보를 항공기(100)에게 송신하도록 구성되며, 지상기준점이 여러개일 때는 각 지상기준점(900)마다 고유번호를 할당하여 서로 구분될 수 있도록 구성된다.

여기에서, 상기 지상기준점(900)은 도 16의 예시와 같이, 기준점 설치 바닥면에 고정되는 고정하우징(910)과, 상기 고정하우징(910)에 내장된 발전기(920)와, 상기 발전기(920)와 연결된 축전지(930)와, 상기 고정하우징(910)의 외주면 일부에 형성되어 개폐가능한 하우징도어(940)와, 상기 하우징도어(940)의 내면상에 설치되고 메모리를 포함하는 기준점컨트롤러(950)와, 상기 고정하우징(910)의 상단부에 고정되고 일부가 개방된 상태로 내부가 빈 구형상의 회전축볼(960)과, 상기 회전축볼(960) 상에 끼워지는 한 쌍의 반구(970)와, 각 반구(970)에 일체로 고정된 날개판(980)과, 상기 반구(970)의 삽입단부(972)에 고정된 발전기축(922)과, 상기 기준점컨트롤러(950)에 실장된 무선통신모듈(952)과 연결된 무선통신안테나(990)를 포함한다.

이때, 상기 회전축볼(960)은 일종의 구형 회전축이 되는 것이다. 이렇게 만드는 이유는 회전자유도가 360°에 대해 매우 자유로워서 조그마한 바람에도 잘 회전될 수 있도록 하기 위함이다.

뿐만 아니라, 상기 회전축볼(960)의 상단 정점에는 일정반경을 갖는 개방부(962)가 형성되고, 외주에는 한 쌍의 반구(970)가 안착된다.

여기에서, 상기 반구(970)는 반구형상으로 형성된 부재로서 회전축볼(960)에 끼워진 상태에서 회전축볼(960)을 회전축 삼아 회전운동하는 회전체가 된다.

이 경우, 상기 반구(970)의 일단에는 서로 대향되게 삽입단부(972)가 형성되고, 타단에는 각각 날개판(980)이 일체로 형성된다.

그리고, 상기 반구(970)의 삽입단부(972)는 회전축볼(960)의 상단부에 형성된 개방부(962)에 끼워진 후 발전기축(922)에 고정된다.

특히, 상기 날개판(980)에는 양측면에 격자홈(982)이 형성되어 있어 바람에 대한 저항을 쉽고 크게 받을 수 있도록 구성된다.

뿐만 아니라, 상기 축전지(930) 하부에는 흡습폼(932)이 고정되어 내부에서 발생되는 습기를 흡수하도록 구성되며, 필요할 경우 하우징도어(940)를 열고 교체할 수 있다.

또한, 상기 날개판(980)의 각 외측단에는 상하방향으로 일정간격을 두고 다수의 리본(RB)을 매달아 바람이 불면 리본(RB)이 펄럭이도록 함으로써 바람에 대한 저항력을 더욱 높여 회전력을 증대시키고 이를 통해 발전량을 높일 수 있게 된다.

아울러, 상기 무선통신안테나(990)는 날개판(980)중 어느 하나의 상단면에 접속되게 구성되고, 날개판(980)의 내부를 관통하는 신호유도선(954)이 날개판(980)의 하단에 탄성출몰되게 구성된 판접속단(956)에 연결되고, 판접속단(956)에는 탄성출몰되게 구성된 모듈접속단(958)이 상시 접촉되게 구성되어 항상 신호를 수신할 수 있도록 구성되며, 모듈접속단(958)은 무선통신모듈(952)에 연결된다.

따라서, 날개판(980)이 회전되어도 이에 간섭되지 않고 원활한 접속이 가능하게 된다.

나아가, 가시적으로 회전되는 상태를 확인할 수 있으므로 간섭체나 혹은 동물들의 접근을 막아 안전성을 더욱 높일 수 있다.

이러한 구조를 갖게 되면 자가 충전이 가능하여 상용전기를 끌어쓰지 않고도 반영구적인 사용이 가능하다.

특히, 기준점컨트롤러(950)는 항공기(100)가 보내는 특정신호에 반응하여 응답신호를 송신할 수 있도록 구성된다.

그리고, 본 발명에서는 카메라(200)의 광학구조를 개량하여 촬영효율을 높일 수 있도록 구성된다.

이를 위해, 도 17에서와 같이, 본 발명에 따른 카메라(200)는 내부에 광학계가 구현된 본체하우징(1200)과, 상기 본체하우징(1200)의 상부로 노출된 촬상부(1210)와, 상기 본체하우징(1200)의 하부로 노출된 망원렌즈(1220)를 포함한다.

이때, 촬상부(1210)는 디지털이미지로 저장하는 수단이고, 망원렌즈(1220)는 지형지물을 근접촬영할 수 있도록 여러 배율로 조절할 수 있는 렌즈이다.

여기에서, 본 발명에 따른 항공촬영은 높은 고도에서 항공기(100)가 촬영하는 것이기 때문에 망원렌즈(1220)의 배율만으로는 한계가 있다. 때문에 이에 더하여 고배율, 초고배율 조절이 가능하도록 구현할 필요가 있는데, 본 발명은 이를 구현한 것이다.

이를 위해, 상기 망원렌즈(1220) 직상방에는 제1빔스프릿(1230)이 설치되고, 상기 제1빔스프릿(1230)과 간격을 두고 평행하게 제1반사거울(1240)이 설치되며, 상기 제1빔스프릿(1230)의 직상방에는 제1배율렌즈(1250)가 설치되고, 상기 제1반사거울(1240)의 직상방에는 제2배율렌즈(1260)이 설치되며, 상기 제1,2배율렌즈(1250,1260) 사이는 격벽(1270)에 의해 완전히 분할되고, 상기 제1배율렌즈(1250)의 직상방에는 상기 촬상부(1210)의 직하방과 일치되게 배치되는 제2빔스프릿(1280)이 설치되며, 상기 제2배율렌즈(1260)의 직상방에는 제2반사거울(1290)이 설치되고, 상기 격벽(1270)의 상단에는 슬라이딩가이드(SLG)가 설치되며, 상기 슬라이딩가이드(SLG)에는 이를 따라 활주되면서 상기 제1,2배율렌즈(1250,1260)를 선택적으로 개방하는 슬라이더(SL)가 구비되고, 상기 슬라이더(SL)는 모터에 의해 구동되는 기어(GR)와 치결합되어 움직일 수 있게 구성된다.

그리하여, 망원렌즈(1220) 단독으로 올릴 수 있는 배율까지 올릴 수 있게 되는데, 적어도 2개의 고배율, 즉 고배율과, 초고배율을 더 활용할 수 있어 세세한 지형지물까지 촬상할 수 있게 된다.

예컨대, 망원렌즈(1220)에 고배율, 이를 테면 제1배율렌즈(1250)를 거친 경우라면 슬라이더(SL)가 제2배율렌즈(1260)로의 빔 유동은 차단하고 제1배율렌즈(1250)로의 빔 유동만 개방한 상태이며, 이는 제어부(미도시)의 의해 모터의 구동을 제어하여 기어(GR)를 움직임으로써 제어가능하다.

그러면, 피사체는 망원렌즈(1220) → 제1빔스프릿(1230) → 제1배율렌즈(1250) → 제2빔스프릿(1280) → 촬상부(1210)의 순서로 촬상되게 된다.

한편, 초고배율인 제2배율렌즈(1260)를 거친 경우라면 슬라이더(SL)가 제2배율렌즈(1260)로의 빔 유동은 개방하고 제1배율렌즈(1250)로의 빔 유동만 차단한 상태이며, 이는 제어부(미도시)의 의해 모터의 구동을 제어하여 기어(GR)를 움직임으로써 제어가능하다.

그러면, 피사체는 망원렌즈(1220) → 제1빔스프릿(1230) → 제1반사거울(1240) → 제2배율렌즈(1260) → 제2반사거울(1290) → 제2빔스프릿(1280) → 촬상부(1210)의 순서로 촬상되게 된다.

결국, 본 발명에 따르면, 아주 협소한 공간임에도 불구하고 2가지의 고배율(고배율, 초고배율)을 조합할 수 있어 다양한 배율 조절이 용이하고, 보다 선명한 이미지를 얻을 수 있게 된다.

100; 항공기 200; 카메라
300; 감지센서 400; 터치스크린패널
500; 제어유닛 600; GPS감지센서
700; GPS인공위성 800; 영상처리기
900; 지상기준점

Claims

항공기(100)에 설치되는 카메라(200)와; 항공기(100)에 설치되어 카메라(200)의 하부를 이동하는 촬영방해물체(B)를 감지하는 제1,2감지센서(300,310)와; 항공기(100)에 설치되며 제어유닛(500) 제어용 제어신호를 입력하고, 입력된 제어신호에 따른 출력내용을 디스플레이하는 터치스크린패널(400)과; 항공기(100)에 설치되어 항공기(100) 운항중 항공기(100)가 영상촬영영역에 도달되면 카메라(200)를 매개로 영상촬영영역을 촬영하고, 촬영중 감지센서(300)로부터 촬영방해물체 감지신호가 수신되면 해당 영상촬영영역을 재촬영영역으로 지정하며, 터치스크린패널(400)로부터 재촬영영역의 최단 항공경로를 재설정하라는 제어신호가 입력되면 재촬영영역으로의 최단 항공경로를 설정하고, 촬영 영상을 지상센터의 영상처리기(800)로 송신하는 제어유닛(500) 및 항공기(100)와 통신하여 지상기준 좌표를 송신하고, 이 지상기준 좌표와 항공기(100)의 위치좌표를 비교하여 촬영이미지의 처리기준점을 잡도록 안내하는 지상기준점(900);을 포함한 항공촬영시스템에서 사용하는 항공촬영용 카메라의 광학조절장치에 있어서;
상기 카메라(200)는 내부에 광학계가 구현된 본체하우징(1200)과, 상기 본체하우징(1200)의 상부로 노출된 촬상부(1210)와, 상기 본체하우징(1200)의 하부로 노출된 망원렌즈(1220)를 포함하되,
상기 망원렌즈(1220) 직상방에는 제1빔스프릿(1230)이 설치되고, 상기 제1빔스프릿(1230)과 간격을 두고 평행하게 제1반사거울(1240)이 설치되며, 상기 제1빔스프릿(1230)의 직상방에는 제1배율렌즈(1250)가 설치되고, 상기 제1반사거울(1240)의 직상방에는 제2배율렌즈(1260)이 설치되며, 상기 제1,2배율렌즈(1250,1260) 사이는 격벽(1270)에 의해 완전히 분할되고, 상기 제1배율렌즈(1250)의 직상방에는 상기 촬상부(1210)의 직하방과 일치되게 배치되는 제2빔스프릿(1280)이 설치되며, 상기 제2배율렌즈(1260)의 직상방에는 제2반사거울(1290)이 설치되고, 상기 격벽(1270)의 상단에는 슬라이딩가이드(SLG)가 설치되며, 상기 슬라이딩가이드(SLG)에는 이를 따라 활주되면서 상기 제1,2배율렌즈(1250,1260)를 선택적으로 개방하는 슬라이더(SL)가 구비되고, 상기 슬라이더(SL)는 모터에 의해 구동되는 기어(GR)와 치결합되어 움직일 수 있게 구성된 것을 특징으로 하는 항공촬영시스템에서 사용하는 항공촬영용 카메라의 광학조절장치.
제1항에 있어서,
상기 지상기준점(900)은 기준점 설치 바닥면에 고정되는 고정하우징(910)과, 상기 고정하우징(910)에 내장된 발전기(920)와, 상기 발전기(920)와 연결된 축전지(930)와, 상기 고정하우징(910)의 외주면 일부에 형성되어 개폐가능한 하우징도어(940)와, 상기 하우징도어(940)의 내면상에 설치되고 메모리를 포함하는 기준점컨트롤러(950)와, 상기 고정하우징(910)의 상단부에 고정되고 일부가 개방된 상태로 내부가 빈 구형상의 회전축볼(960)과, 상기 회전축볼(960) 상에 끼워지는 한 쌍의 반구(970)와, 각 반구(970)에 일체로 고정된 날개판(980)과, 상기 반구(970)의 삽입단부(972)에 고정된 발전기축(922)과, 상기 기준점컨트롤러(950)에 실장된 무선통신모듈과 연결된 무선통신안테나(990) 및 상기 날개판(980)의 각 외측단에는 상하방향으로 일정간격을 두고 매달린 다수의 리본(RB)을 포함하는 것을 특징으로 하는 항공촬영시스템에서 사용하는 항공촬영용 카메라의 광학조절장치.