KR100558367B1

KR100558367B1 - System and method for making digital map using gps and ins

Info

Publication number: KR100558367B1
Application number: KR1020040022790A
Authority: KR
Inventors: 이대희
Original assignee: 한진정보통신(주)
Priority date: 2004-04-02
Filing date: 2004-04-02
Publication date: 2006-03-10
Also published as: KR20050097618A

Abstract

본 발명에 따른 수치지도 제작 시스템은, 항공기에 장착되어 GPS 위성으로부터 GPS 데이터를 수신하는 GPS 센서와, 항공기의 자세정보를 감지하는 INS 센서와, IINS 데이터와 GPS 데이터를 융합하여 항공사진의 외부 표정 요소를 취득하고 외부 표정 요소를 도화하여 수치 지도를 제작할 수 있는 제어 수단을 포함한다.Numerical mapping system according to the present invention, the GPS sensor mounted on the aircraft to receive GPS data from the GPS satellites, the INS sensor for detecting the attitude information of the aircraft, the IINS data and the GPS data fused by the external expression of the aerial photo Control means for acquiring the elements and drawing the external facial expression elements to produce a digital map.

이와 같이, 본 발명은 항공사진을 촬영함과 동시에 GPS/INS를 이용하여 항공사진의 중심 위치 및 회전각으로 구성되는 사진의 외부 표정 요소를 산출한 후, 이를 토대로 수치지도를 제작함으로써, 기존의 지상 측량 및 항공 삼각 측량을 위한 수학적 계산 과정을 생략함으로써 수치지도 제작 과정을 단순화시킬 수 있다.As described above, the present invention calculates an external facial expression element of the photo composed of the center position and the rotation angle of the aerial photograph using GPS / INS while photographing the aerial photograph, and then produces a digital map based on this. By omitting the mathematical calculations for ground surveys and aerial triangulation, the digital mapping process can be simplified.

또한, 본 발명은 실제 지상 측량과 항공 삼각 측량을 위한 수학적 계산과정을 생략할 수 있음으로, 수치지도 제작에 소요되는 비용을 절감시킬 수 있다.In addition, the present invention can omit the mathematical calculation process for the actual ground survey and aerial triangulation, it is possible to reduce the cost required to produce a digital map.

Description

ＧＰＳ및 ＩＮＳ를 이용한 수치지도 제작 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR MAKING DIGITAL MAP USING GPS AND INS}Digital mapping system and method using JP and INS {SYSTEM AND METHOD FOR MAKING DIGITAL MAP USING GPS AND INS}

도 1은 본 발명에 따른 GPS 및 INS를 이용한 수치지도 제작 시스템을 도시한 블록도이고,1 is a block diagram showing a digital map production system using GPS and INS according to the present invention,

도 2는 도 1의 제어 수단을 세부적으로 도시한 블록도이고,2 is a block diagram showing in detail the control means of FIG.

도 3은 본 발명에 따른 GPS 및 INS를 이용한 수치지도 제작 과정을 도시한 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a digital map production process using GPS and INS according to the present invention.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞<Description of the code | symbol about the principal part of drawing>

100 : 항공기 GPS 센서 110 : 항공기 INS 센서100: aircraft GPS sensor 110: aircraft INS sensor

120 : 항공사진 카메라 130 : 제어 수단120: aerial photograph camera 130: control means

131 : 데이터 수신부 132 : 타이머131: data receiving unit 132: timer

133 : 시간 정보 기록부 134 : 시간 동기화부133: time information recording unit 134: time synchronization unit

135 : 정보 산출부 136 : 회전각 보정부135: information calculation unit 136: rotation angle correction unit

137 : 데이터베이스137: database

본 발명은 수치지도 제작에 관한 것으로, 특히 항공사진 촬영시, GPS/INS를 이용한 수치지도 제작 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to digital map production, and more particularly, to a digital map production system and method using GPS / INS during aerial photography.

인공위성 자동 위치측정 시스템(GPS : Global Positioning System)이란 범지구적 위치 결정 시스템이라 할 수 있다. 인공위성 자동 위치측정 시스템을 이용하면 지상, 해상, 공중 등 지구상의 어느 곳에서나 시간 제약 없이 인공위성에서 발신하는 정보를 수신하여 정지 또는 이동하는 물체의 절대적 위치를 측정할 수 있다. GPS를 이용한 측량은 시공간의 제약 없이 높은 정확도의 위치정보 취득이 가능하므로 수치지도 제작에 있어 필수적인 요소라 할 수 있다. The Global Positioning System (GPS) is a global positioning system. The automatic satellite positioning system can be used to measure the absolute position of a stationary or moving object by receiving information from satellites anywhere in the world, whether on the ground, at sea or in the air, without time constraints. GPS surveying is an essential element in digital map production because it can acquire location information with high accuracy without limitation of space and time.

한편, 수치지도는 지형 요소에 관한 정보들을 계층화된 레이어별로 구분하여 데이터베이스하고, 전산화를 통해 이용 목적에 따라 지도를 자유로이 작성할 수 있으므로 지형공간정보 시스템뿐만 아니라 여러 분야에 다양한 응용이 가능하다. 또한, 수치지도는 입출력, 편집, 수정된 수치지도 자료를 그대로 이용할 수 있고, 변환과 검색이 가능하며, 건물, 도로 하천, 지형 등의 구조화된 데이터베이스 구축이 가능하기 때문에 다른 종료의 자료와 조합시켜 각종 형식의 지도를 만들 수 있다. 그러므로 구조화된 수치지도는 지리정보 시스템의 가장 기본적인 자료이기 때문에 매우 중요하다.On the other hand, the digital map is a database by dividing the information on the topographic elements by layered layer, and can be freely prepared according to the purpose of use through computerization, so that various applications can be applied to various fields as well as geospatial information system. In addition, the digital map can use the input and output, edited and modified digital map data as it is, can be converted and searched, and it is possible to build a structured database of buildings, roads, rivers, terrain, etc. You can create maps in various formats. Therefore, structured digital maps are very important because they are the most basic data of geographic information system.

항공사진을 이용한 수치지도 제작은 일반적으로 항공 삼각 측량 방법을 이용하여 제작된다. 항공 삼각 측량은 촬영노선을 따라 60%의 중복도를 갖도록 사진을 촬영하고, 사진에서는 실제 지상을 측량한 점의 위치를 사진에서 찾아내어 사진에 실제 좌표를 등록할 수 있다. 또한 등록된 지상좌표를 이용하여, 수학적으로 사 진의 중심위치와 회전각을 나타내는 외부표정요소를 구할 수 있는데, 이러한 일련의 과정을 항공 삼각 측량이라 한다.Numerical maps using aerial photographs are generally manufactured using aerial triangulation methods. Aerial triangulation can take a picture with 60% redundancy along the shooting route, and in the picture you can find the location of the surveyed point on the ground and register the actual coordinates in the picture. In addition, using the registered ground coordinates, mathematically, the external coordinates of the center position and angle of rotation can be obtained. This series of processes is called aerial triangulation.

이와 같이 항공 삼각 측량을 이용한 수치지도 제작 과정은, 먼저 항공기에 장착된 카메라를 이용하여 일정 지역의 항공사진을 촬영한 후, 지상 측량을 통해 지상 기준점의 좌표를 구해되고, 인접 사진에서 동일점을 추출하는 공액점 추출과정을 통해 여러 장의 사진을 연결하고, 지상기준점의 위치를 항공사진에서 찾아내어 실제 측량 좌표를 입력함으로써 촬영된 모든 항공사진이 좌표를 가질 수 있다. 이러한 과정을 통해 얻어진 외부 표정을 요소를 이용하여 항공사진의 수치지도를 제작한다.As described above, in the digital mapping process using aerial triangulation, first photographing aerial photographs of a certain area using a camera mounted on an aircraft, and then obtaining ground coordinates through ground surveying. Through the process of extracting the conjugate points, the photographs can be connected to all photographs by connecting several photographs, finding the position of the ground control point in the aerial photograph, and inputting the actual survey coordinates. Digital maps of aerial photographs are created using the external facial expressions obtained through this process.

그러나, 상기와 같은 종래의 수치 지도 제작 과정은 지상기준점 측량을 실시해야 하므로, 많은 비용과 시간이 소요되며, 공정개선을 위해 항공기에 장착된 GPS 데이터를 이용하여 사진이 촬영된 시점의 사진의 중심 위치를 계산할 수 있으나, 항공기의 특성상 매순간 회전될 때의 회전각에 대한 정보를 얻을 수 없는 문제점이 있다. However, such a conventional digital mapping process requires a ground control point survey, which is expensive and time-consuming, and uses the GPS data mounted on the aircraft to improve the process. Although the position can be calculated, there is a problem in that the information on the rotation angle when the rotation is performed every minute due to the characteristics of the aircraft.

본 발명의 목적은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 항공사진을 촬영함과 동시에 GPS/INS를 이용하여 항공사진의 중심 위치 및 회전각의 외부 표정 요소를 산출한 후 이를 토대로 수치지도를 제작함으로써, 기존의 항공삼각 측량에서 필요한 지상 측량 및 항공 삼각 측량의 수학적 계산과정을 생략하여 수치지도 제작 과정을 단순화시킬 수 있는 GPS/INS를 이용한 수치지도 제작 시 스템 및 방법을 제공하고자 한다.An object of the present invention is to solve the above problems of the prior art, the photographing the aerial photo and at the same time using the GPS / INS to calculate the external expression element of the center position and rotation angle of the aerial photograph and then the digital map By constructing, we will provide a system and method for producing digital maps using GPS / INS that can simplify the process of digital map production by eliminating the mathematical calculation process of ground surveying and aerial triangulation required by conventional aerial triangulation.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 항공기에서 촬영된 항공사진의 수치지도 제작 시스템에 있어서, 상기 항공기에 장착되어 GPS 위성로부터 GPS 데이터를 수신하는 항공기 GPS 센서와, 상기 항공기에 장착되어 INS 데이터를 감지하는 항공기 INS 센서와, 상기 항공기 INS 데이터와 항공기 GPS 데이터를 융합하여 상기 항공사진의 외부 표정 요소를 취득하고, 상기 외부 표정 요소를 도화하여 수치 지도를 생성시키는 제어 수단을 포함한다.In order to achieve the above object, the present invention, in the aerial map digital photographing system photographed from the aircraft, the aircraft GPS sensor mounted on the aircraft to receive GPS data from the GPS satellite, and the INS mounted on the aircraft And an aircraft INS sensor for sensing data, and control means for fusing the aircraft INS data and the aircraft GPS data to obtain an external facial expression element of the aerial photograph, and drawing the external facial expression element to generate a numerical map.

또한, 본 발명은, 항공기 GPS 센서와 항공기 INS 센서를 구비한 항공기에서 촬영된 항공사진의 수치지도 제작 방법에 있어서, 상기 GPS 센서로부터 GPS 데이터를 수신하는 단계와, 상기 INS 센서로부터 INS 데이터를 수신하는 단계와, 상기 INS 데이터와 GPS 데이터를 융합하여 상기 항공사진의 외부 표정 요소를 산출하는 단계와, 상기 외부 표정 요소를 도화하여 수치지도를 생성시키는 단계를 포함한다.The present invention also provides a method for producing a digital map of an aerial photograph taken on an aircraft having an aircraft GPS sensor and an aircraft INS sensor, the method comprising: receiving GPS data from the GPS sensor and receiving INS data from the INS sensor And fusing the INS data and the GPS data to calculate an external facial expression element of the aerial photograph, and drawing the external facial expression element to generate a digital map.

이하에서 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 항공기 내에 장착된 수치지도 제작 시스템을 도시한 블록도이고, 도 2는 도 1의 제어 수단을 세부적으로 도시한 블록도이다.FIG. 1 is a block diagram showing a digital map making system mounted in an aircraft according to the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing the control means of FIG. 1 in detail.

도 1을 참조하면, 수치지도 제작 시스템은 항공기에 장착되어 GPS 위성으로부터 GPS 데이터를 수신하는 항공기 GPS 센서(100), 항공기에 장착되어 항공기의 움직임을 감지하는 항공기 INS 센서(110)와, 특정 시점에 촬영된 항공사진의 카메 라(120) 위치를 항공기 GPS 센서(100) 데이터와 항공기 INS 센서(110) 데이터의 융합을 통해 알아내고, 얻어진 외부 표정 요소를 이용하여 도화작업을 수행하여 수치지도를 생성시키는 제어 수단(130)을 포함한다. 이때, GPS 위성에서 제공되는 GPS 데이터에는 GPS 시간 정보가 포함되어 있으므로, 모든 센서의 시각 정보는 GPS 시간을 기준으로 시각 동기화시킨다. 제어 수단(130)이 산출하는 외부 표정 요소는 항공사진의 중심 위치(X, Y, Z)와 각 축의 회전각이다.Referring to FIG. 1, the numerical mapping system includes an aircraft GPS sensor 100 mounted on an aircraft to receive GPS data from a GPS satellite, an aircraft INS sensor 110 mounted on the aircraft to detect movement of the aircraft, and a specific time point. The location of the aerial photograph of the camera 120 is determined through the fusion of the aircraft GPS sensor 100 data and the aircraft INS sensor 110 data, and the drawing is performed using the obtained external facial expressions. Control means 130 for generating. In this case, since the GPS data provided by the GPS satellite includes GPS time information, the time information of all sensors is visually synchronized based on the GPS time. The external facial expression element calculated by the control means 130 is the center position (X, Y, Z) of the aerial photograph and the rotation angle of each axis.

GPS 센서(100)는 GPS 위성으로부터 GPS 데이터, 즉 움직이는 항공기의 위치를 수신하여 제어 수단(130)에 제공한다.The GPS sensor 100 receives the GPS data from the GPS satellites, that is, the position of the moving aircraft and provides it to the control means 130.

INS 센서(110)는 각 측정을 위한 각 측정계와 항공기 동체의 가속도를 측정하기 위한 가속도계로 이루어져 있으며, 이때 각 측정계는 관성 장치, 즉 중력에 대해 저항하려는 힘이 작용하여 센서의 현재 위치를 지속적으로 유지시키는 장치로서 센서의 3개의 축(X, Y, Z)에 작용하는 힘을 통해 항공기의 회전각을 계산할 수 있다. 이러한 각 측정계와 가속도계로 이루어진 항공기 INS 센서(110)는 항공기 동체의 회전각을 계산한 후 회전각과 측정된 가속도를 이용하여 변화하는 항공기 동체의 정확한 위치를 산출한다.The INS sensor 110 is composed of each measuring system for each measurement and an accelerometer for measuring the acceleration of the aircraft fuselage, where each measuring system is inertial, that is, a force to resist the gravity acts to continuously maintain the current position of the sensor. As a holding device, the rotational angle of the aircraft can be calculated from the forces acting on the three axes (X, Y, Z) of the sensor. The aircraft INS sensor 110 composed of each of the measuring system and the accelerometer calculates the rotation angle of the aircraft fuselage and then calculates the exact position of the changing aircraft fuselage using the rotation angle and the measured acceleration.

제어 수단(130)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 항공기 GPS 센서(100), 항공기 INS 센서(110) 및 항공사진 카메라(120)와 통신하여 데이터를 수신하는 데이터 수신부(131)와, INS 센서(110)로부터 INS 데이터가 수신되거나 카메라(120)에서 항공사진을 촬영할 때 시간 정보를 제공하는 타이머(132)와, 타이머를 통해 항공사진 및 INS 데이터가 제어장치(130)에 입력된 시간을 기록하는 시간 정보 기록부(133) 와, 항공사진과 INS 데이터에 기록된 시간 정보를 GPS 데이터에 포함된 GPS 시간 정보로 동기화시키는 시간 동기화부(134)와, GPS 시간 정보로 동기화된 INS 데이터와 GPS 데이터의 융합을 통해 특정 시간에 촬영된 항공사진의 중심 위치(좌표)와 중심 위치에서 각 축의 회전각을 계산하는 정보 산출부(135)와, 정보 산출부(135)에서 산출된 각 축의 회전각을 기 설정된 기준 회전각을 이용하여 오차를 보정하는 회전각 보정부(136) 및 보정된 회전각과 각 축의 회전각으로 이루어진 외부 표정 요소를 저장하는 데이터베이스(137)로 구성된다. 여기서, 제어 수단(130)은 이와 같이 외부 표정 요소를 산출할 수 있는 기능과 외부 표정 요소를 이용하여 수치지도를 제작할 수 있는 기능을 갖는 컴퓨터와 같은 연산기기이다.As shown in FIG. 2, the control means 130 includes a data receiver 131 for communicating with the aircraft GPS sensor 100, the aircraft INS sensor 110, and the aerial photograph camera 120 to receive data, and the INS. The timer 132 provides time information when the INS data is received from the sensor 110 or the aerial photograph is photographed by the camera 120, and the time when the aerial photograph and the INS data are input to the controller 130 through the timer. A time information recording unit 133 for recording, a time synchronization unit 134 for synchronizing time information recorded in the aerial photographs and INS data with GPS time information included in the GPS data, and INS data and GPS synchronized with GPS time information The information calculating unit 135 calculates the rotation angle of each axis at the center position (coordinate) and the center position of the aerial photograph photographed at a specific time through fusion of data, and the rotation angle of each axis calculated by the information calculating unit 135. Set the reference rotation angle Rotation angle correction unit 136 for correcting the error by using and a database 137 for storing the external facial expression element consisting of the corrected rotation angle and the rotation angle of each axis. Here, the control means 130 is a computing device such as a computer having a function of calculating an external facial expression element and a function of producing a digital map using the external facial expression element.

한편, 정보 산출부(135)는 INS 데이터와 GPS 데이터를 칼만 필터링 방식으로 융합시켜 외부 표정 요소를 산출하며, 칼만 필터링 방식은 현재와 과거의 위치와 회전각을 이용하여 보다 정확한 위치 정보의 최적 해를 구해내는 방법으로서 강결합(tightly coupled system) 형태의 칼만 필터링 방법을 이용한다. 이와 같이 칼만 필터링 방식으로 외부 표정 요소를 산출하는 것은 GPS 센서(100)와 INS 센서(110)가 가지는 장단점을 서로 보완하기 위해서며, 이를 통해 항공사진이 찍힌 시간의 항공기 위치 및 자세 정보를 계산할 수 있다. 즉, GPS는 장시간 동안 위치와 속도에서 높은 정확도를 유지하고 시간과 중력에 영향을 받지 않고 정확도를 갖는 반면에 관측 자료의 저출력율과 사이클 슬립(cycle slip), GPS 위성 신호 단절, 자세 자료의 잡음 등이다. 이에 반해, INS는 위치와 속도의 높은 정확도, 정확한 자세 결정, 관측 자료의 고출력율, 중력 벡터 결정 등이 있지만 시간에 따른 정확 도 감소, 중력에 의한 영향이 등이 있다. 정보 산출부(135)는 이와 같은 INS의 장단점과 GPS의 장단점을 칼만 필터링 방식으로 융합시켜 정확한 외부 표정 요소를 산출한다.Meanwhile, the information calculating unit 135 calculates an external facial expression element by fusing INS data and GPS data by Kalman filtering method, and the Kalman filtering method uses the current and past positions and rotation angles to optimize the optimal location information. We use Kalman filtering in the form of a tightly coupled system. The calculation of the external facial expression by the Kalman filtering method is to compensate for the advantages and disadvantages of the GPS sensor 100 and the INS sensor 110, and through this, the aircraft position and attitude information of the aerial photographed time can be calculated. have. That is, while GPS maintains high accuracy in position and speed for a long time and has accuracy without being influenced by time and gravity, the low power rate of the observation data, cycle slip, GPS satellite signal disconnection, and noise of attitude data And so on. On the other hand, INS has high accuracy of position and velocity, accurate attitude determination, high output rate of observation data, and determination of gravity vector. However, INS has accuracy decrease over time and influence by gravity. The information calculating unit 135 calculates an accurate external facial expression element by fusing the advantages and disadvantages of the INS and the advantages and disadvantages of the GPS by the Kalman filtering method.

회전각 보정부(136)는 정보 산출부(135)에서 산출된 회전각에 일정한 오차량의 차감을 적용하여 산출된 회전각을 보정한다. 이때 기준 회전각은 재래식 항공 삼각 측량을 이용하여 산출될 수 있다.The rotation angle correction unit 136 corrects the calculated rotation angle by applying a subtraction of a certain error amount to the rotation angle calculated by the information calculation unit 135. In this case, the reference rotation angle may be calculated using conventional aerial triangulation.

상기와 같은 구성을 갖는 수치지도 제작 시스템의 동작 과정은 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3은 본 발명에 따른 수치지도 제작 과정을 도시한 흐름도이다.An operation process of the digital map production system having the above configuration will be described with reference to FIG. 3. 3 is a flowchart illustrating a digital map making process according to the present invention.

도 3을 참조하면, 먼저, 항공기 GPS 센서(100)는 기 설정된 시간 간격으로 GPS 위성으로부터 GPS 데이터를 수신한 후 이를 데이터 수신부(131)를 통해 시간 정보 기록부(133)에 제공하고, 항공기 INS 센서(110)는 기 설정된 시간 간격으로 INS 데이터를 감지한 후 이를 데이터 수신부(131)를 통해 시간 정보 기록부(133)에 제공한다. 동시에 항공기에 장착된 항공사진 카메라(120)는 항공사진을 촬영하며, 촬영된 항공사진은 데이터 수신부(131)를 통해 시간 정보 기록부(133)에 제공된다(S300, S302). Referring to FIG. 3, first, the aircraft GPS sensor 100 receives GPS data from a GPS satellite at preset time intervals, and then provides the GPS data to the time information recording unit 133 through the data receiver 131. 110 detects the INS data at predetermined time intervals and provides the same to the time information recording unit 133 through the data receiving unit 131. At the same time, the aerial photograph camera 120 mounted on the aircraft photographs the aerial photograph, and the photographed aerial photograph is provided to the time information recording unit 133 through the data receiving unit 131 (S300 and S302).

시간 정보 기록부(133)는 항공사진 카메라(120)에 의해 항공사진이 찍히는 시간 정보를 타이머(132)로부터 제공받아 기록하고, 항공기 INS 센서(110)가 기록되는 시점을 타이머(132)로부터 제공받아 INS 데이터에 기록한다(S304).The time information recording unit 133 receives and records the time information of the aerial photo taken by the aerial photograph camera 120 from the timer 132, and receives the time point at which the aircraft INS sensor 110 is recorded from the timer 132. The data is recorded in the INS data (S304).

시간 동기화부(134)는 항공사진의 시간 정보와 INS 데이터의 시간 정보를 GPS 시간 정보로 변환시켜 GPS 데이터의 GPS 시간 정보로 동기화 시킨다(S306). 이 것은 GPS의 절대적 위치정보로부터, 항공기의 위치를 알 수 있기 때문에, INS 데이터와 사진의 촬영시간 정보를 GPS 시간정보로 변환한다.The time synchronization unit 134 converts the time information of the aerial photograph and the time information of the INS data into GPS time information and synchronizes the GPS time information of the GPS data (S306). Since the position of the aircraft can be known from the absolute position information of the GPS, the INS data and the photographing time information of the picture are converted into the GPS time information.

이후, 정보 산출부(135)는 GPS 데이터와 GPS 시간 정보로 동기화된 INS 데이터를 칼만 필터링 방식으로 융합시켜 항공사진의 중심 위치(즉, 좌표)와 각 축의 회전각, 즉 외부 표정 요소를 산출한다(S308).Thereafter, the information calculating unit 135 fuses the GPS data and the INS data synchronized with the GPS time information by Kalman filtering to calculate the center position (ie, coordinate) of the aerial photograph and the rotation angle of each axis, that is, the external facial expression element. (S308).

한편, 회전각 보정부(136)는 정보 산출부(135)에서 산출된 회전각을 기 설정된 기준 회전각을 이용하여 보정시킨다(S310). 또한 항공사진에 대한 보정된 회전각과 중심 위치는 데이터베이스(136)에 저장된다.Meanwhile, the rotation angle correction unit 136 corrects the rotation angle calculated by the information calculating unit 135 using the preset reference rotation angle (S310). The corrected rotation angle and center position for the aerial photograph are also stored in the database 136.

제어 수단(130)은 데이터베이스(136)에 저장된 외부 표정 요소를 이용하여 도화 작업을 수행하여, 항공사진의 수치지도를 제작한다(S312, S314). The control means 130 performs the drawing operation using the external facial expression elements stored in the database 136 to produce a numerical map of the aerial photograph (S312, S314).

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 항공사진을 촬영함과 동시에 GPS/INS를 이용하여 항공사진의 중심 위치 및 회전각의 외부 표정 요소를 산출한 후, 이를 토대로 수치지도를 제작함으로써, 기존의 재래식 항공 삼각 측량을 수행하는데 필요한 지상기준점 측량 및 수학적 계산과정의 생략을 통해 수치지도 제작 과정을 단순화시킬 수 있다.As described above, the present invention calculates the external facial expressions of the center position and rotation angle of the aerial photo using GPS / INS at the same time as photographing the aerial photo, and by using the digital map to create a conventional conventional aviation Omission of ground control point surveys and mathematical calculations required for triangulation can simplify the digital mapping process.

또한, 본 발명은 실제 지상 측량과 항공 삼각 측량의 수행을 위한 수학적 계산과정을 생략할 수 있음으로, 수치지도 제작에 따른 비용을 절감시킬 수 있다.In addition, the present invention can omit the mathematical calculation process for performing the actual ground survey and aerial triangulation, it is possible to reduce the cost of the digital map production.

Claims

항공사진을 이용한 수치지도 제작 시스템에 있어서,In the digital map production system using an aerial photo,

상기 항공기에 장착되어 GPS 위성으로부터 GPS 데이터를 수신하는 항공기 GPS 센서와,An aircraft GPS sensor mounted on the aircraft to receive GPS data from a GPS satellite;

상기 항공기에 장착되어 항공기의 회전각 정보를 감지하는 항공기 INS 센서와,An aircraft INS sensor mounted on the aircraft and detecting rotation angle information of the aircraft;

상기 항공기 INS 데이터와 항공기 GPS 데이터를 융합하여 상기 항공사진의 외부 표정 요소를 취득하고, 상기 외부 표정 요소를 이용하여, 도화과정을 통해 수치 지도를 생성시키는 제어 수단을 포함하되, And a control means for fusing the aircraft INS data and aircraft GPS data to obtain an external facial expression element of the aerial photograph, and using the external facial expression element, to generate a digital map through a drawing process.

상기 제어 수단은,The control means,

상기 항공기 INS 센서로부터 INS 데이터가 수신될 때와 상기 항공사진이 촬영될 때, 타이머의 시간 정보를 상기 항공사진과 INS 데이터에 포함시키는 시간 정보 기록부와,A time information recording unit including time information of a timer in the aerial photographs and the INS data when INS data is received from the aircraft INS sensor and when the aerial photographs are photographed;

상기 항공사진과 INS 데이터의 시간 정보를 GPS 시간 정보로 변환시켜 GPS 데이터의 GPS 시간 정보와 동기화시키는 시간 동기화부와,A time synchronization unit for converting time information of the aerial photographs and INS data into GPS time information and synchronizing with GPS time information of the GPS data;

상기 GPS 시간 정보로 동기화된 항공기 INS 데이터와 항공기 GPS 데이터를 칼만 필터링 방법에 의해서 융합시켜 항공사진의 좌표와 회전각 데이터로 이루어진 상기 항공사진의 외부 표정 요소를 산출하는 정보 산출부와, An information calculating unit configured to fuse the aircraft INS data and the aircraft GPS data synchronized with the GPS time information by a Kalman filtering method to calculate an external facial expression element of the aerial photo including coordinates and rotation angle data of the aerial photo;

상기 산출된 회전각 데이터와 기준 회전각 데이터간에 일정한 오차값을 적용하여 상기 산출된 회전각 데이터를 보정하는 회전각 보정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 GPS/INS를 이용한 수치지도 제작 시스템.And a rotation angle correction unit for correcting the calculated rotation angle data by applying a constant error value between the calculated rotation angle data and the reference rotation angle data.

삭제delete

제 1 항에 있어서,The method of claim 1,

상기 항공기 INS 센서는, 각 측정을 위한 각 측정계와 상기 항공기 동체의 가속도를 측정하기 위한 가속도계로 이루어진 것을 특징으로 하는 GPS/INS를 이용한 수치지도 제작 시스템.The aircraft INS sensor is a digital map production system using GPS / INS, characterized in that each measuring system for each measurement and an accelerometer for measuring the acceleration of the aircraft body.

제 5 항에 있어서,The method of claim 5,

상기 각 측정계는, 관성 장치로서 중력에 대해 저항하려는 힘이 작용하여 상기 항공기의 현재 위치를 지속적으로 유지시키는 것을 특징으로 하는 GPS/INS를 이용한 수치지도 제작 시스템.Each measuring system is a digital map production system using GPS / INS, characterized in that the force acting to resist gravity as an inertial device to maintain the current position of the aircraft continuously.

항공기 GPS 센서와 항공기 INS 센서를 구비한 항공기에서 촬영된 항공사진의 수치지도 제작 방법에 있어서,In the numerical map production method of aerial photographs taken from an aircraft equipped with an aircraft GPS sensor and an aircraft INS sensor,

상기 항공기 GPS 센서로부터 GPS 데이터를 수신하는 단계와,Receiving GPS data from the aircraft GPS sensor;

상기 항공기 INS 센서로부터 INS 데이터를 수신하는 단계와,Receiving INS data from the aircraft INS sensor;

상기 항공기 INS 데이터와 항공기 GPS 데이터를 융합하여 상기 항공사진의 외부 표정 요소를 산출하는 단계와, Calculating an external facial expression element of the aerial photograph by fusing the aircraft INS data and aircraft GPS data;

상기 외부 표정 요소를 도화하여 수치지도를 생성시키는 단계를 포함하되, Drawing the external facial expression element to generate a digital map;

상기 외부 표정 요소 산출 단계는, The external facial expression factor calculating step,

상기 항공기 INS 센서로부터 INS 데이터가 수신될 때와 상기 항공사진이 촬영될 때 타이머의 시간 정보를 상기 항공사진과 INS 데이터에 포함시키는 단계와,Including time information of a timer in the aerial photo and INS data when INS data is received from the aircraft INS sensor and when the aerial photo is taken;

상기 항공사진의 촬영시간과 항공기 INS 데이터의 시간 정보를 GPS 시간 정보로 변환시켜 항공기 GPS 데이터의 GPS 시간 정보와 동기화시키는 단계와,Converting the photographing time of the aerial photograph and the time information of the aircraft INS data into GPS time information and synchronizing with the GPS time information of the aircraft GPS data;

상기 GPS 시간 정보로 동기화된 항공기 INS 데이터와 항공기 GPS 데이터를 칼만 필터링 방법에 의해서 융합시켜 통해 상기 항공사진의 좌표와 회전각 데이터로 이루어진 상기 항공사진의 외부 표정 요소를 산출하는 단계와,Calculating an external facial expression element of the aerial photo consisting of coordinates and rotation angle data of the aerial photo by fusing the aircraft INS data synchronized with the GPS time information by the Kalman filtering method;

상기 산출된 회전각 데이터를 기 설정된 기준 회전각 데이터로 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 GPS/INS를 이용한 수치지도 제작 방법.And correcting the calculated rotation angle data with preset reference rotation angle data.

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