KR101744662B1 - 초분광영상 기법을 통한 염생식물 분류 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 항공 초분광영상을 이용하여 염생식물의 분포를 분석하고, 염생식물의 표징종에 대한 분류가 보다 정확하고 체계적으로 이루어질 수 있도록 하는 초분광영상 기법을 통한 염생식물 분류 시스템에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 초분광영상 기법을 통한 염생식물 분류 시스템은 항공 초분광영상 전처리부, 표적탐지 알고리즘 실행부, 제어부, 염생식물 분류 데이터베이스부 및 드론을 포함하여 구성될 수 있고, 또한 드론은 드론 본체, 연결부, 지지대, 추진부, 착륙부, 정역회전모터, 센서 설치대, 날개장치, 자이로센서, 수직방향 거리감지센서, 수평방향 거리감지센서, 드론 제어부를 포함하여 구성될 수 있으며, 드론을 통한 항공 초분광영상의 획득 과정에서 연안습지의 염생식물에 대한 근접 촬영 시에도 드론의 추력이 해당 염생식물에 영향을 주지 않아 보다 정확하고 선명한 항공 초분광영상의 획득을 가능하게 하는 동시에 드론의 추진부와 염생식물 간의 접촉을 원천적으로 배제시켜 드론의 추진부에 의한 염생식물의 훼손 내지 드론의 추진부에 염색식물이 엉키는데 따른 드론 추진부의 이상 발생 및 추락 현상이 방지될 수 있다.
Description
본 발명은 항공 촬영된 초분광 영상 이미지를 분석하여 염생식물의 분포를 분류하고, 염생식물의 표징종에 대한 분류가 보다 정확하고 체계적으로 이루어질 수 있도록 하는 초분광영상 기법을 통한 염생식물 분류 시스템에 관한 것이다.
연안습지는 주기적인 조석에 의해 해수의 영향을 받으며 식생이 형성된 곳이다.
이러한 연안습지는 육상과 해양으로부터 공급되는 무기 및 유기영양염류가 풍부하여 여러 유형의 생태계 중 생산성이 가장 높은 것이 특징이다.
우리나라 서남해안은 장기간에 걸친 간척사업들로 인해 연안습지가 지속적으로 사라지고 있으나, 최근 생태적 중요성으로 인한 연안습지의 보전이 중요한 가치로 부각되고 있다.
염생식물 군락은 높은 1차 생산자임과 동시에 다양한 생물의 서식처 그리고 각종 오염물질의 정화 등 중요한 역할을 수행하며, 이러한 염생식물은 특히 연안습지의 건강성에 대한 지표로 분포양상과 면적에 대한 현황파악과 지속적인 모니터링이 시급하다.
국내에서 염생식물과 관련된 연구는 국소지역에 대한 분포 종 조사와 생육환경의 영향 등에 초점이 맞추어져 왔다.
그러나 큰 조석차로 인해 넓은 염습지가 분포하는 서남해안 전체의 염생식물 분포양상 및 면적에 관한 조사는 본격적으로 이루어지지 않고 있다. 이는 염생식물이 갯벌(습지)이라는 상대적으로 접근이 어려운 지역에 분포하는 특징을 갖고 있어, 현장조사를 통해 그 분포를 조사하는데 한계가 있기 때문이다. 따라서 염생식물 분포조사의 경우 접근이 용이한 만조선 부근 해안에 국한되어 있다.
최근 들어 다양한 원격탐사자료를 이용하여 염생식물 분포 파악과 관련된 연구가 수행되고 있다.
이는 접근이 제한적인 연안습지에 분포하는 염생식물의 분포를 파악하는데 매우 효율적인 방법이다.
Lee et al.(2007)은 지상에서 측정한 칠면초, 갈대, 퇴적물의 분광반사특성의 차이를 분석하여, 원격탐사자료를 이용한 염생식물 탐지 가능성을 제시하였다.
“Park, J. W; Lee, Y. K; Won, J. S. 2009, Investigation of Intertidal Zone using TerraSAR-X, Korean Journal of Remote Sensing, 25(4):383-389.”에는 합성개구레이더(SAR) 영상인 TerraSAR-X 자료에서 염생식물 군락에 의한 후방산란계수 증가를 이용한 탐지 가능성을 연구한 자료가 게재되어 있다.
“Hong, S. H; Chun, S. S; Eom, J. A. 2015, The 2009-based Detailed Distribution Pattern and Area of Phragmites Communis-dominant and Suaeda japonica-dominant Communities on the Suncheon-bay and Beolgyo Estuarine Wetlands, Journal of Wetlands Research, 17(1):26-37.”에는 순천만과 벌교하구를 촬영한 KOMPSAT-2 영상의 정규식생지수(NDVI)를 이용하여 갈대와 칠면초 군락의 분포를 분석한 자료가 게재되어 있다.
특히 “Lee, Y. K; Eom, J. A; Ryu, J. H; Won, J. S. 2007, Analyzing Spectral Characteristics of Salt Marsh Vegetation around Donggumdo Tidal Flat in Ganghwado, Korea, Korean Journal of Remote Sensing, 23(6):575-581.”의 연구에서 퇴적물과 염생식물을 분류하여 분포를 분석하기 위해서 분광해상도가 높은 영상자료의 필요성이 제시되었다.
한편, 최근 분광해상도가 높은 원격탐사자료로 초분광영상이 등장하였다. 과거부터 현재까지 주로 활용되고 있는 위성영상 또는 항공영상은 10개 이하의 분광밴드를 갖는 다중분광영상으로 정의할 수 있다. 반면 초분광영상은 수십~수백개의 연속적인 분광밴드로 이루어져 있어, 보다 세밀한 분광반사특성을 화소마다 획득할 수 있는 영상이다. 이러한 세밀한 분광반사특성은 기존 원격탐사자료에서 분류 또는 탐지가 어려운 피복을 분석하는데 활용할 수 있다. 특히 좁은 파장영역에서 분광반사특성의 차이를 보이는 퇴적물과 염생식물을 분류하거나 분석하는데 효과적이다.
따라서, 염생식물 군락이 잘 발달한 지역을 대상으로 항공 초분광영상을 이용하여 염생식물의 분포를 분석하고, 지표가 되는 주요 종(표징종)에 대한 분류 가능성을 평가하여 이를 통해 접근이 어렵고 넓은 연안습지에 분포하는 염생식물의 분포 파악 가능성을 제시하는 동시에 향후 연안습지의 모니터링과 보전정책 수립에 기여할 수 있는 방안으로써 본 발명을 제안하게 되었다.
본 발명의 실시 예는 본 발명은 항공 초분광영상을 이용하여 염생식물의 분포를 분석하고, 염생식물의 표징종에 대한 분류가 보다 정확하고 체계적으로 이루어질 수 있도록 하는 초분광영상 기법을 통한 염생식물 분류 시스템을 제공한다.
또한, 본 발명의 실시 예는 연안습지의 염생식물에 대한 항공 초분광영상의 획득에 드론을 이용하되, 드론을 통한 항공 초분광영상의 획득 과정에서 연안습지의 염생식물에 대한 근접 촬영 시에도 드론의 추력이 해당 염생식물에 영향을 주지 않아 보다 정확하고 선명한 항공 초분광영상의 획득을 가능하게 하는 동시에 드론의 추진부와 염생식물 간의 접촉을 원천적으로 배제시켜 드론의 추진부에 의한 염생식물의 훼손 내지 드론의 추진부에 염색식물이 엉키는데 따른 드론 추진부의 이상 발생 및 추락 현상이 방지될 수 있도록 하는 초분광영상 기법을 통한 염생식물 분류 시스템을 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 초분광영상 기법을 통한 염생식물 분류 시스템은, 항공 초분광영상을 원시영상에 센서 복사보정계수 및 시스템 정보를 적용하여 각 화소별로 센서에 도달한 복사휘도(at-sensor radiance)를 획득하는 복사보정, 복사휘도 영상에 태양-지표-센서의 기하정보, 대기모델을 적용하여 대기에 의한 영향을 제거함으로써 지표에서의 분광반사율(복사휘도/입사조도)을 획득하는 대기보정, GPS/IMU 자료와 지상기준점 측량 자료를 이용하여 분광반사율 영상에 지리 좌표를 등록하는 기하보정의 순서로 전처리 하는 항공 초분광영상 전처리부(110)와, 샘플화소를 통해 획득한 기준 분광반사율과 각 화소 간의 분광유사도(spectral similarity)를 계산하는 표적탐지 알고리즘을 실행시키되, 상기 표적탐지 알고리즘은 아래의 식
(표적 분광반사율(α)은 영상의 각 화소가 갖는 밴드별 반사율이고, 기준 스펙트럼(β)은 샘플 화소의 분광반사율이다. 분광각(θ)은 radian단위로 0에서 1사이의 값으로 나타나며 각도가 작을수록 유사도가 높다)
으로 정의되는 분광각매퍼(spectral angle mapper, SAM) 알고리즘이 사용되는 표적탐지 알고리즘 실행부(120)와, 상기 항공 초분광영상 전처리부(110)의 처리 정보 및 상기 표적탐지 알고리즘 실행부(120)의 처리 정보를 각각 입력 받으며, 항공 초분광영상의 모든 화소에 대해서 종별 샘플화소와의 분광각을 계산한 후 임계값(threshold)을 부여하여 샘플화소와 유사도가 높은 화소를 염생식물로 추출하는 제어부(130)와, 상기 제어부(130)를 통해 처리되는 염생식물의 추출에 사용된 정보 및 추출 정보가 염생식물별로 매핑되어 저장되는 염생식물 분류 데이터베이스부(140)와, 상기 항공 초분광영상의 획득을 위해 항공 초분광영상 센서(200)가 탑재되는 드론(150)을 포함하며,
상기 드론(150)은 하면으로부터 수직 방향으로 측정부 결합봉(151a)이 연장되는 드론 본체(151)와, 상기 드론 본체(151)의 하부 둘레를 따라 복수로 형성되는 연결부(152)와, 상기 연결부(152)에 길이방향의 일단이 결합되고 길이방향의 타단은 상기 드론 본체(151)의 바깥쪽으로 수평 연장되는 형태로 상기 연결부(152)별 설치되는 지지대(153)와, 상기 지지대(153)의 상기 연결부(152)와 결합된 일단의 반대쪽 단부에 설치되며, 추력을 발생시키는 추진부(154)와, 상기 지지대(153)의 아래에 구비되는 착륙부(155)와, 상기 드론 본체(151)의 측정부 결합봉(151a) 하단에 설치되는 정역회전모터(156)와, 상기 정역회전모터(156)의 구동축(156a)에 상면 중앙부가 결합되어 상기 구동축(156a)의 회전 방향에 따라 롤링 운동하며, 하부를 개방한 박스형 구조로 이루어져 상기 항공 초분광영상 센서(200)가 개방된 하부를 통해 항공 초분광영상을 획득할 수 있는 상태로 내측에 장착되며, 사방 측면의 외측 하단에 고정 힌지부(157a)가 각각 형성되는 센서 설치대(157)와, 상기 센서 설치대(157)의 고정 힌지부(157a)에 회전 가능하게 결합되는 제1 힌지부(158a-1)가 일단에 형성되고 타단에 제2 힌지부(158a-3)가 상기 제1 힌지부(158a-1)와 반대되는 방향으로 형성되며 상기 제1 힌지부(158a-1)의 힌지홈(158a-2)은 사각 형태로 형성되는 제1 날개부(158a), 상기 제1 날개부(158a)의 제2 힌지부(158a-3)에 회전 가능하게 결합되는 회전 힌지부(158b-1)가 일단에 형성되며 상기 회전 힌지부(158b-1)의 힌지홈(158b-2)은 사각 형태로 형성되는 제2 날개부(158b), 상기 센서 설치대(157)에 고정 설치되어 그 구동축(158c-1)이 상기 센서 설치대(157)의 고정 힌지부(157a) 및 상기 제1 날개부(158a)의 제1 힌지부(158a-1)를 차례로 관통하여 상기 고정 힌지부(157a) 및 제1 힌지부(158a-1)를 회전 가능하게 연결하되 상기 구동축(158c-1)의 단부에는 사각블럭(158c-2)이 형성되어 상기 사각블럭(158c-2)이 상기 제1 힌지부(158a-1)의 사각 힌지홈(158a-2)에 결합되는 제1 서보모터(158c), 상기 제1 날개부(158a)에 고정 설치되어 그 구동축(158d-1)이 상기 제1 날개부(158a)의 제2 힌지부(158a-3) 및 상기 제2 날개부(158b)의 회전 힌지부(158b-1)를 차례로 관통하여 상기 제2 힌지부(158a-3) 및 회전 힌지부(158b-1)를 회전 가능하게 연결하되 상기 구동축(158d-1)의 단부에는 사각블럭(158d-2)이 형성되어 상기 사각블럭(158d-2)이 상기 회전 힌지부(158b-1)의 사각 힌지홈(158b-2)에 결합되는 제2 서보모터(158d)를 포함하는 형태로 이루어져 상기 센서 설치대(157)의 사방 측면에 각각 설치되며, 각각은 상기 제1 서보모터(158c)의 구동축(158c-1) 회전 방향에 따라 상기 제1 날개부(158a)가 상기 센서 설치부(157)의 측면으로 접혀지는 상태 및 상기 센서 설치부(157)의 측면으로부터 바깥쪽으로 펼쳐지는 상태로의 회전 작동을 하고, 상기 제2 서보모터(158d)의 구동축(158d-1) 회전 방향에 따라 상기 제2 날개부(158b)가 상기 제1 날개부(158a)의 일면으로 접혀지는 상태 및 상기 제1 날개부(158a)의 일면으로부터 바깥쪽으로 펼쳐지는 상태로의 회전 작동을 하며, 상기 제1 날개부(158a) 및 제2 날개부(158b)가 모두 수평 상태로 펼쳐졌을 시를 기준으로 상기 제1 날개부(158a) 및 제2 날개부(158b)의 연결된 길이가 상기 드론 본체(151)로부터 상기 추진부(154)의 단부까지의 길이보다 길게 형성되는 복수의 날개장치(158)와, 상기 센서 설치대(157)에 설치되는 자이로센서(159)와, 상기 센서 설치대(157)의 하단에 설치되는 수직방향 거리감지센서(160)와, 상기 센서 설치대(157)의 상면에 설치되는 수평방향 거리감지센서(161)와, 상기 드론(150)에 대한 원격 제어 기기(300)로부터 상기 항공 초분광영상 센서(200)의 작동 신호 수신 시 상기 항공 초분광영상 센서(200)가 수평 상태를 유지할 수 있도록 상기 자이로센서(159)의 감지 신호를 기반으로 상기 정역회전모터(156)를 제어하여 상기 센서 설치대(157)를 수평 상태로 유지시키고, 상기 원격 제어 기기(300)로부터 상기 항공 초분광영상 센서(200)의 작동 신호가 수신된 상태에서 상기 수평방향 거리감지센서(161)로부터 감지되는 신호가 사전 설정된 거리 값보다 작은 거리 값일 경우 상기 제1 날개부(158a) 및 제2 날개부(158b)가 수평으로 펼쳐친 상태가 되도록 상기 제1 서보모터(158c) 및 제2 서보모터(158d)의 작동을 제어하며, 상기 원격 제어 기기(300)로부터 상기 항공 초분광영상 센서(200)의 작동 신호가 수신된 상태에서 상기 수평방향 거리감지센서(161)로부터 감지되는 신호가 사전 설정된 거리 값보다 작은 거리 값인 동시에 상기 수직방향 거리감지센서(160)로부터 감지되는 신호가 사전 설정된 거리 값보다 작은 거리 값인 경우 상기 제1 날개부(158a)가 수평 상태로 펼쳐지도록 상기 제1 서보모터(158c)의 작동을 제어하는 동시에 수평 상태로 펼쳐진 상기 제1 날개부(158a)를 기준으로 상기 제2 날개부(158b)가 상측 방향으로 기울기를 갖는 상태로 펼쳐진 상태가 되도록 상기 제2 서보모터(158d)의 작동을 제어하는 드론 제어부(163)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 항공 초분광영상을 이용하여 염생식물의 분포를 분석하고, 염생식물의 표징종에 대한 분류가 보다 정확하고 체계적으로 이루어질 수 있게 된다.
또한, 연안습지의 염생식물에 대한 항공 초분광영상의 획득에 드론을 이용하되, 드론을 통한 항공 초분광영상의 획득 과정에서 연안습지의 염생식물에 대한 근접 촬영 시에도 드론의 추력이 해당 염생식물에 영향을 주지 않아 보다 정확하고 선명한 항공 초분광영상의 획득을 가능하게 하는 동시에 드론의 추진부와 염생식물 간의 접촉을 원천적으로 배제시켜 드론의 추진부에 의한 염생식물의 훼손 내지 드론의 추진부에 염색식물이 엉키는데 따른 드론 추진부의 이상 발생 및 추락 현상이 방지될 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 초분광영상 기법을 통한 염생식물 분류 시스템의 블록 구성도
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 초분광영상 기법을 통한 염생식물 분류 시스템에서 드론의 구성을 예시한 사시도
도 3은 도 2의 실시 예에 따른 드론의 요부 구성을 보인 사시도
도 4는 도 2의 실시 예에 따른 드론의 전기적 구성을 예시한 블록도
도 5 및 도 6은 도 2의 실시 예에 따른 드론의 작동 상태를 예시한 도면
그리고
도 7은 내지 도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 초분광영상 기법을 통한 염생식물 분류 시스템의 적용 예에 대한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 초분광영상 기법을 통한 염생식물 분류 시스템에서 드론의 구성을 예시한 사시도
도 3은 도 2의 실시 예에 따른 드론의 요부 구성을 보인 사시도
도 4는 도 2의 실시 예에 따른 드론의 전기적 구성을 예시한 블록도
도 5 및 도 6은 도 2의 실시 예에 따른 드론의 작동 상태를 예시한 도면
그리고
도 7은 내지 도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 초분광영상 기법을 통한 염생식물 분류 시스템의 적용 예에 대한 도면.
이하의 본 발명에 관한 상세한 설명들은 본 발명이 실시될 수 있는 실시 예이고 해당 실시 예의 예시로써 도시된 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 예는 당업자가 본 발명의 실시에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 예에 관련하여 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 기재된 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다.
따라서 후술되는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 적절하게 설명된다면 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
발명에서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 “…부”, ＂…모듈“ 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 초분광영상 기법을 통한 염생식물 분류 시스템에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 초분광영상 기법을 통한 염생식물 분류 시스템의 블록 구성도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 초분광영상 기법을 통한 염생식물 분류 시스템은 항공 초분광영상 전처리부(110), 표적탐지 알고리즘 실행부(120), 제어부(130), 염생식물 분류 데이터베이스부(140) 및 드론(150)을 포함하여 구성된다.
항공 초분광영상 전처리부(110)는 항공 초분광영상을 전처리하는 것으로서, 이러한 항공 초분광영상 전처리부(110)는 원시영상에 센서 복사보정계수 및 시스템 정보를 적용하여 각 화소별로 센서에 도달한 복사휘도(at-sensor radiance)를 획득하는 복사보정, 복사휘도 영상에 태양-지표-센서의 기하정보, 대기모델을 적용하여 대기에 의한 영향을 제거함으로써 지표에서의 분광반사율(복사휘도/입사조도)을 획득하는 대기보정, GPS/IMU 자료와 지상기준점 측량 자료를 이용하여 분광반사율 영상에 지리 좌표를 등록하는 기하보정의 순서로 항공 초분광영상을 전처리 한다.
표적탐지 알고리즘 실행부(120)는 샘플화소를 통해 획득한 기준 분광반사율과 각 화소 간의 분광유사도(spectral similarity)를 계산하는 표적탐지 알고리즘을 실행시킨다. 그리고 상기 표적탐지 알고리즘은 아래의 식
(표적 분광반사율(α)은 영상의 각 화소가 갖는 밴드별 반사율이고, 기준 스펙트럼(β)은 샘플 화소의 분광반사율이다. 분광각(θ)은 radian단위로 0에서 1사이의 값으로 나타나며 각도가 작을수록 유사도가 높다)
으로 정의되는 분광각매퍼(spectral angle mapper, SAM) 알고리즘이 사용된다.
제어부(130)는 항공 초분광영상 전처리부(110)의 처리 정보 및 표적탐지 알고리즘 실행부(120)의 처리 정보를 각각 입력 받으며, 항공 초분광영상의 모든 화소에 대해서 종별 샘플화소와의 분광각을 계산한 후 임계값(threshold)을 부여하여 샘플화소와 유사도가 높은 화소를 염생식물로 추출한다.
염생식물 분류 데이터베이스부(140)는 제어부(130)를 통해 처리되는 염생식물의 추출에 사용된 정보 및 추출 정보가 염생식물별로 매핑되어 저장된다.
드론(150)은 항공 초분광영상의 획득을 위해 항공 초분광영상 센서(200)가 탑재된다.
상술한 구성에 의해서, 항공 초분광영상을 이용하여 염생식물의 분포를 분석하고, 염생식물의 표징종에 대한 분류가 보다 정확하고 체계적으로 이루어질 수 있게 되는 동시에 해당 자료들을 활용할 수 있게 된다.
다음은 상술한 드론(150)의 구성에 대해 도 2 내지 도 6을 참조하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 초분광영상 기법을 통한 염생식물 분류 시스템에서 드론의 구성을 예시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 실시 예에 따른 드론의 요부 구성을 보인 사시도이며, 도 4는 도 2의 실시 예에 따른 드론의 전기적 구성을 예시한 블록도이다. 그리고 도 5 및 도 6은 도 2의 실시 예에 따른 드론의 작동 상태를 예시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 드론(150)은 드론 본체(151), 연결부(152), 지지대(153), 추진부(154), 착륙부(155), 정역회전모터(156), 센서 설치대(157), 날개장치(158), 자이로센서(159), 수직방향 거리감지센서(160), 수평방향 거리감지센서(161), 드론 제어부(162)를 포함하여 구성된다.
드론 본체(151)는 하면으로부터 수직 방향으로 측정부 결합봉(151a)이 연장된다.
연결부(152)는 드론 본체(151)의 하부 둘레를 따라 복수로 형성된다.
지지대(153)는 연결부(152)에 길이방향의 일단이 결합되고 길이방향의 타단은 드론 본체(151)의 바깥쪽으로 수평 연장되는 형태로 형성도며, 이러한 지지대(153)는 연결부(152)별로 설치된다.
추진부(154)는 지지대(153)의 연결부(152)와 결합된 일단의 반대쪽 단부에 설치되며, 이러한 추진부(154)는 드론(150)의 추력을 발생시키는 기능을 한다.;
착륙부(155)는 지지대(153)의 아래에 구비되며, 이러한 착륙부(155)는 드론(150)의 착륙 시 우선적으로 착륙 면에 접하는 기능을 한다.
정역회전모터(156)는 드론 본체(151)의 측정부 결합봉(151a) 하단에 설치된다.
센서 설치대(157)는 정역회전모터(156)의 구동축(156a)에 상면 중앙부가 결합되어 구동축(156a)의 회전 방향에 따라 롤링 운동한다. 이러한 센서 설치대(157)는 하부를 개방한 박스형 구조로 이루어져 항공 초분광영상 센서(200)가 개방된 하부를 통해 항공 초분광영상을 획득할 수 있는 상태로 내측에 장착된다. 그리고 센서 설치대(157)는 사방 측면의 외측 하단에 고정 힌지부(157a)가 각각 형성된다.
날개장치(158)는 센서 설치대(157)의 사방 측면에 각각 설치되는 것으로서, 각각의 날개장치(158)는 동일한 구성을 가지며, 따라서 하나의 날개장치(158)를 기준으로 날개장치(158)의 세부 구성에 대해 설명한다.
날개장치(158)는 제1 날개부(158a), 제2 날개부(158b), 제1 서보모터(158c) 및 제2 서보모터(158d)를 포함하여 구성된다.
제1 날개부(158a)는 센서 설치대(157)의 고정 힌지부(157a)에 회전 가능하게 결합되는 제1 힌지부(158a-1)가 일단에 형성되고 타단에 제2 힌지부(158a-3)가 제1 힌지부(158a-1)와 반대되는 방향으로 형성된다. 이때, 제1 힌지부(158a-1)의 힌지홈(158a-2)은 사각 형태로 형성된다.
제2 날개부(158b)는 제1 날개부(158a)의 제2 힌지부(158a-3)에 회전 가능하게 결합되는 회전 힌지부(158b-1)가 일단에 형성되며 이러한 회전 힌지부(158b-1)의 힌지홈(158b-2)은 사각 형태로 형성된다.
제1 서보모터(158c)는 센서 설치대(157)에 고정 설치되어 그 구동축(158c-1)이 센서 설치대(157)의 고정 힌지부(157a) 및 제1 날개부(158a)의 제1 힌지부(158a-1)를 차례로 관통하여 고정 힌지부(157a) 및 제1 힌지부(158a-1)를 회전 가능하게 연결한다. 이때, 제1 서보모터(158c)의 구동축(158c-1)의 단부에는 사각블럭(158c-2)이 형성되어 이러한 사각블럭(158c-2)이 제1 힌지부(158a-1)의 사각 힌지홈(158a-2)에 결합된다.
제2 서보모터(158d)는 제1 날개부(158a)에 고정 설치되어 그 구동축(158d-1)이 제1 날개부(158a)의 제2 힌지부(158a-3) 및 제2 날개부(158b)의 회전 힌지부(158b-1)를 차례로 관통하여 제2 힌지부(158a-3) 및 회전 힌지부(158b-1)를 회전 가능하게 연결한다. 이때, 제2 서보모터(158d)의 구동축(158d-1) 단부에는 사각블럭(158d-2)이 형성되어 이러한 사각블럭(158d-2)이 회전 힌지부(158b-1)의 사각 힌지홈(158b-2)에 결합된다.
상술한 구성을 갖는 날개장치(158) 각각은 제1 서보모터(158c)의 구동축(158c-1) 회전 방향에 따라 제1 날개부(158a)가 센서 설치부(157)의 측면으로 접혀지는 상태 및 센서 설치부(157)의 측면으로부터 바깥쪽으로 펼쳐지는 상태로의 회전 작동을 한다. 또한, 날개장치(158) 각각은 제2 서보모터(158d)의 구동축(158d-1) 회전 방향에 따라 제2 날개부(158b)가 제1 날개부(158a)의 일면으로 접혀지는 상태 및 제1 날개부(158a)의 일면으로부터 바깥쪽으로 펼쳐지는 상태로의 회전 작동을 한다.
그리고 날개장치(158) 각각은 제1 날개부(158a) 및 제2 날개부(158b)가 모두 수평 상태로 펼쳐졌을 시를 기준으로 제1 날개부(158a) 및 제2 날개부(158b)의 연결된 길이가 드론 본체(151)로부터 추진부(154)의 단부까지의 길이보다 길게 형성된다.
상술한 날개장치(158)의 구성에 의해서, 드론(150)이 비행하면서 항공 초분광영상의 획득이 이루어지는 과정 중 연안습지의 염생식물에 대해 근접 촬영을 할 경우, 날개장치(158)의 제1 날개부(158a)를 수평 방향으로 펼치는 동시에 제2 날개부(158b)를 수평 방향으로 펼쳐진 제1 날개부(158a)를 기준으로 상측 방향으로 기울기를 갖는 상태로 위치시켜 드론(150)의 추진부(154)에서 발생되는 바람이 아래쪽의 염생식물에 전달되지 않게 하고, 이에 따라 염생식물의 움직임 없이 보다 정확하고 선명한 항공 초분광영상을 획득할 수 있게 된다.
또한, 마찬가지로 드론(150)이 비행하면서 항공 초분광영상을 획득하는 과정 중 연안습지의 염생식물에 대해 근접 촬영을 할 경우, 날개장치(158)의 제1 날개부(158a) 및 제2 날개부(158b)가 수평 방향으로 펼쳐져 드론 본체(151)를 기준으로 추진부(154)보다 바깥쪽으로 돌출되는 상태를 유지하므로, 추진부(154)의 추력 발생 과정에서 염생식물이 훼손되거나 염생식물이 추진부(154)에 엉겨 추진부(154)의 추력 동작에 이상이 발생되고 심한 경우 드론이 추락하는 현상이 방지될 수 있게 된다.
그리고 상술한 날개장치(158)의 작동을 위해 이어서 설명될 수직방향 거리감지센서(160), 수평방향 거리감지센서(161) 및 드론 제어부(162)가 설치된다. 그리고 정역회전모터(156)와 연계가 이루어지는 자이로센서(159)에 대해서도 함께 설명한다.
수직방향 거리감지센서(160)는 센서 설치대(157)의 하단에 설치되어 수직방향에서 감지되는 물체에 대한 거리를 감지하고 감지되는 신호를 드론 제어부(162)에 실시간 전송한다.
수평방향 거리감지센서(161)는 센서 설치대(157)의 상면에 설치되어 수평방향에서 감지되는 물체에 대한 거리를 감지하고 감지되는 신호를 드론 제어부(162)에 실시간 전송한다.
자이로센서(159)는 센서 설치대(157)에 설치되어 센서 설치대(157)의 기울기를 감지한다.
드론 제어부(163)는 드론(150)에 대한 원격 제어 기기(300)로부터 항공 초분광영상 센서(200)의 작동 신호 수신 시 항공 초분광영상 센서(200)가 수평 상태를 유지할 수 있도록 자이로센서(159)의 감지 신호를 기반으로 정역회전모터(156)를 제어하여 센서 설치대(157)를 수평 상태로 유지시킨다.
또한, 드론 제어부(163)는 원격 제어 기기(300)로부터 항공 초분광영상 센서(200)의 작동 신호가 수신된 상태에서 수평방향 거리감지센서(161)로부터 감지되는 신호가 사전 설정된 거리 값보다 작은 거리 값일 경우 날개장치(158)의 제1 날개부(158a) 및 제2 날개부(158b)가 수평으로 펼쳐친 상태가 되도록 날개장치(158)의 제1 서보모터(158c) 및 제2 서보모터(158d)의 작동을 제어한다.
또한, 드론 제어부는 원격 제어 기기(300)로부터 항공 초분광영상 센서(200)의 작동 신호가 수신된 상태에서 수평방향 거리감지센서(161)로부터 감지되는 신호가 사전 설정된 거리 값보다 작은 거리 값인 동시에 수직방향 거리감지센서(160)로부터 감지되는 신호가 사전 설정된 거리 값보다 작은 거리 값인 경우 날개장치(158)의 제1 날개부(158a)가 수평 상태로 펼쳐지도록 제1 서보모터(158c)의 작동을 제어하는 동시에 수평 상태로 펼쳐진 제1 날개부(158a)를 기준으로 날개장치(158)의 제2 날개부(158b)가 상측 방향으로 기울기를 갖는 상태로 펼쳐진 상태가 되도록 날개장치(158)의 제2 서보모터(158d)의 작동을 제어한다.
다음은 본 발명의 실시 예에 따른 초분광영상 기법을 통한 염생식물 분류 시스템의 적용 예에 대해 도 7 내지 도 12를 참조하여 설명한다.
적용 지역은 전라남도 무안군 운남면과 청계면에 둘러싸인 무안만의 북부 지역이며, 도 7은 이를 나타낸 것이다. 무안만은 다양한 생물의 산란장으로 중요한 역할을 하고 있을 뿐 아니라, 생물다양성이 풍부하고 보전가치가 높아 2008년 람사르(Ramsar) 습지로 지정·등록되었다.
국토해양부는 2007년 무안만의 수리환경, 퇴적환경, 갯벌 건강성, 저서동물, 수산자원, 염생식물, 물새 등의 다양한 습지생태계를 조사하였다. 이 적용 예에서는 국토해양부의 조사자료 중 염생식물에 대한 자료를 영상 분석을 위한 참조자료로 사용하였다. 염생식물에 대한 현장조사는 2007년 16개 지점에 대해 수행되었고, 위성영상과 1/25,000 지도를 사용하여 현존식생도를 작성하였다. 그러나 현장조사는 해안도로를 따라 해변에 분포하는 염생식물 군락을 대상으로 수행되었고, 상대적으로 넓은 면적을 차지하는 조간대에 대한 조사는 이루어지지 않았다. 2007년 현장조사를 통해 무안만에 37종의 염생식물이 분포하며, 연안습지의 건강성을 평가하는 지표군락은 방석나물, 갈대, 천일사초, 갯잔디, 칠면초 군락이 분포하는 것으로 조사되었다.
이 적용 예에서는 아래에서 설명하는 항공 초분광영상의 촬영범위와 일치하는 4개 현장조사 지점의 현존식생도를 참조자료로 사용하였고, 이 지점들에서 나타나는 3종의 지표군락인 방석나물(Suaeda australis), 갯잔디(Zoysia sinica Hance), 갈대(Phragmites communis Trin.)를 분석대상으로 선정하였다.
원격탐사 자료는 CASI-1500 항공 초분광영상 센서에 의해 촬영되었다. 도면 8은 이를 예시한 것이다. 공간해상도는 1m이고 분광밴드(채널)은 가시광선에서 근적외선(370nm-1044nm) 영역의 48개 밴드이다. 촬영면적은 2.5Km > 8.4Km로 무안만의 북부를 대상으로 하고 있고, 간조 시에 촬영되어 비교적 넓은 조간대가 드러나 있다.
샘플화소 수집은 표적탐지 알고리즘에 필요한 기준 분광반사율(reference spectrum)을 획득하기 위한 과정으로, 일반적으로 현장조사 또는 참조자료에서 획득한 좌표를 사용하거나 영상의 육안판독을 통해 수집한다. 이 적용 예에서는 2007년 현장조사를 통해 작성된 현존식생도를 참조자료로 이용하였다. 현존식생도에 표시된 염생식물 3종의 군락 위치 중 영상의 육안판독을 통해 식생으로 판단되는 지점을 샘플화소로 수집하였다(방석나물 23개, 갯잔디 65개, 갈대 42개). 여기에서 현장조사와 영상촬영 간에 시간차가 존재하므로 식생 분포의 변화 가능성을 고려하였다. 그러나 영상의 육안판독으로 종을 판단하는데 한계가 있어 시간에 따라 급격한 종 변화가 발생하지 않는다는 가정 하에 샘플화소 수집을 실시하였다.
항공 초분광영상을 이용하여 3종의 염생식물 탐지를 수행하였고, 그 결과 염생식물의 분포를 파악할 수 있다. 도 9는 사용한 초분광영상을 배경으로 방석나물(적색), 갯잔디(청색), 갈대(보라색)의 분포를 보여주고 있다. 영상의 남쪽인 강정리 해안에는 방석나물이 만조선 부근에 주로 분포하고 있는 것으로 나타났다. 영상의 중간부 동측해안인 도대리 인근에는 갯잔디가 주로 분포하며, 만조선부터 조간대에 이르는 상대적으로 넓은 영역에 분포하고 있다. 영상의 북쪽인 피서리 해안에는 주로 갈대가 만조선 부근에 분포하고 조간대 쪽으로 갯잔디가 분포하는 것으로 나타났다. 영상의 중간부 서측인 하묘리 해안에는 방석나물이 조간대 곳곳에 패치의 형태로 분포하는 것으로 나타났다. 면적은 방석나물 31,123, 갯잔디 42,395, 갈대 13,078로 나타났다.
초분광영상을 이용한 염생식물 탐지 결과와 현존식생도에서 공통적으로 염생식물로 나타나는 15개 군락을 대상으로 탐지정확도를 평가하였다. 도 10은 한 개 지점을 예시로 좌측에 현존식생도와 염생식물 탐지결과를 보여주고 있다. 현존식생도에서 규모가 비교적 큰 3개 군락을 검증 군락으로 선정하였고, 검증군락 1과 2는 방석나물, 검증군락 3은 갯잔디이다. 염생식물 탐지결과에서는 해당지역의 염생식물이 모두 방석나물로 나타나고 있다. 그러나 현존식생도와 비교하였을 때 전체적인 분포 패턴이 유사하게 나타나고 있다.
따라서 초분광영상을 이용하여 연속적인 관측이 가능하고, 이를 분석하여 염생식물의 전체적인 분포를 파악할 수 있을 것으로 판단된다. 특히 현장조사로 접근이 어려운 조간대를 관측할 수 있어 해당 지역의 전체적인 염생식물 분포와 면적을 추정할 수 있다.
도 11은 15개 군락에 대한 현존식생도와 염생식물 탐지 결과에서 나타난 종을 비교하여 보여주고 있다. 15개 군락은 도 10의 예시와 같이 분석대상인 3개 종의 군락 중 영상의 해상도를 고려하여 비교적 면적이 큰 군락을 선택한 것이다. 탐지정확도는 15개 군락 중 11개 군락이 정탐지되어 73%의 정탐지율을 보여주고 있다. 오탐지가 일어난 4개 군락 중 3개 군락의 경우 방석나물(SA)과 갯잔디(ZS)가 혼동되고 있는 것으로 나타났다.
오탐지의 원인은 크게 두가지로 생각해 볼 수 있다. 첫째는 샘플화소 선정에서 발생할 수 있는 오류이다. 예로 실제 방석나물 군락이지만 갯잔디의 샘플화소로 수집된 경우를 들 수 있다. 이는 염생식물의 특성 상 만조선과 조상대에 해안선을 따라 좁고 길게 분포하기 때문에 참조자료의 위치정확도가 중요하다. 그러나 도 10의 예와 같이 사용한 현존식생도의 경우 1/25,000 지도에 대략적인 경계를 표시했기 때문에 영상에서 정확한 샘플화소의 위치를 판단하는데 한계가 있다. 둘째는 종간 분광반사특성의 유사도가 높은 것을 원인으로 들 수 있다. 도 12와 같이 실제 샘플화소들에 대한 평균 분광반사율을 비교해보면 방석나물과 갯잔디의 분광반사율이 전체 파장영역에 대해 유사한 것을 볼 수 있다. 갈대의 경우 가시광선 영역(350-700nm)에서 방석나물 및 갯잔디와 유사한 분광반사율을 보이다가 근적외선 영역(700-1050nm)에서 두 종과 다른 분광반사율을 보여준다.
따라서 초분광영상을 이용하여 보다 정확하고 활용 가능한 염생식물 분포 분석을 수행하기 위해서 높은 정확도의 참조자료가 필요하고, 초분광영상으로 분류 가능한 종을 정의할 필요가 있다.
부연하면, 상술한 적용 예는 항공 초분광영상을 이용하여 염생식물의 표징종에 대한 분류 가능성을 평가하고자 하였다. 현장조사를 통해 작성된 현존식생도를 참조자료로 이용하여 초분광영상을 분석하기 위한 샘플화소를 수집하였고, 표적탐지 알고리즘을 이용하여 3종의 표징종 분포를 분석하였다. 그 결과 현존식생도 대비 탐지정확도가 73%로 나타났고, 오탐지의 원인은 참조자료의 부정확성과 종간 유사한 분광반사특성을 들 수 있다. 그러나 전체적인 염생식물의 공간분포는 현존식생도와 유사한 패턴을 보여주었다. 따라서 참조자료의 정확도 확보와 분광반사특성을 이용하여 분류 가능한 종의 정의가 이루어진다면, 초분광영상을 이용하여 넓은 지역에 대한 염생식물 분포 분석을 효율적으로 수행할 수 있을 것으로 기대된다. 특히 현장조사에 한계가 있는 조간대를 간조시 동시에 촬영함으로써 염생식물 분포도 작성의 공간적 범위 확장과 일관성 확보가 가능할 것이다.
향후 다른 적용 예에서는 보다 다양한 종을 대상으로 분광반사특성 측정하고, 이를 기반으로 분광반사특성을 이용하여 분류 가능한 종을 정의하는 과정이 필요하다. 또한 영상 촬영과 가까운 시기에 정확한 현장조사를 수행함으로서 초분광영상의 염생식물 분류가능성을 보다 구체적으로 평가할 필요가 있다.
이상과 같이 본 설명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시 예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서 본 발명의 사상은 설명된 실시 예에 국한되어 정하여 저서는 안되며, 후술되는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등하거나 등가적인 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
110 : 항공 초분광영상 전처리부 120 : 표적탐지 알고리즘 실행부
130 : 제어부 140 : 염생식물 분류 데이터베이스부
150 : 드론 151 : 드론 본체
152 : 연결부 153 : 지지대
154 : 추진부 155 : 착륙부
156 : 정역회전모터 156a : 구동축
157 : 센서 설치대 157a : 고정 힌지부
158 : 날개장치 158a : 제1 날개부
158a-1 : 제1 힌지부 158a-2 : 힌지홈
158a-3 : 제2 힌지부 158b : 제2 날개부
158b-1 : 회전 힌지부 158b-2 : 힌지홈
158c : 제1 서보모터 158c-1 : 구동축
158c-2 : 사각블럭 158d : 제1 서보모터
158d-1 : 구동축 158d-2 : 사각블럭
159 : 자이로센서 160 : 수직방향 거리감지센서
161 : 수평방향 거리감지센서 162 : 드론 제어부
200 : 초분광영상 센서 300 : 원격 제어 기기
130 : 제어부 140 : 염생식물 분류 데이터베이스부
150 : 드론 151 : 드론 본체
152 : 연결부 153 : 지지대
154 : 추진부 155 : 착륙부
156 : 정역회전모터 156a : 구동축
157 : 센서 설치대 157a : 고정 힌지부
158 : 날개장치 158a : 제1 날개부
158a-1 : 제1 힌지부 158a-2 : 힌지홈
158a-3 : 제2 힌지부 158b : 제2 날개부
158b-1 : 회전 힌지부 158b-2 : 힌지홈
158c : 제1 서보모터 158c-1 : 구동축
158c-2 : 사각블럭 158d : 제1 서보모터
158d-1 : 구동축 158d-2 : 사각블럭
159 : 자이로센서 160 : 수직방향 거리감지센서
161 : 수평방향 거리감지센서 162 : 드론 제어부
200 : 초분광영상 센서 300 : 원격 제어 기기
Claims (1)
- 항공 초분광영상을 원시영상에 센서 복사보정계수 및 시스템 정보를 적용하여 각 화소별로 센서에 도달한 복사휘도(at-sensor radiance)를 획득하는 복사보정, 복사휘도 영상에 태양-지표-센서의 기하정보, 대기모델을 적용하여 대기에 의한 영향을 제거함으로써 지표에서의 분광반사율을 획득하는 대기보정, GPS/IMU 자료와 지상기준점 측량 자료를 이용하여 분광반사율 영상에 지리 좌표를 등록하는 기하보정의 순서로 전처리 하는 항공 초분광영상 전처리부(110);
샘플화소를 통해 획득한 기준 분광반사율과 각 화소 간의 분광유사도(spectral similarity)를 계산하는 표적탐지 알고리즘을 실행시키되, 상기 표적탐지 알고리즘은 아래의 식
(표적 분광반사율(α)은 영상의 각 화소가 갖는 밴드별 반사율이고, 기준 스펙트럼(β)은 샘플 화소의 분광반사율이다. 분광각(θ)은 radian단위로 0에서 1사이의 값으로 나타나며 각도가 작을수록 유사도가 높다)
으로 정의되는 분광각매퍼(spectral angle mapper, SAM) 알고리즘이 사용되는 표적탐지 알고리즘 실행부(120);
상기 항공 초분광영상 전처리부(110)의 처리 정보 및 상기 표적탐지 알고리즘 실행부(120)의 처리 정보를 각각 입력 받으며, 항공 초분광영상의 모든 화소에 대해서 종별 샘플화소와의 분광각을 계산한 후 임계값(threshold)을 부여하여 샘플화소와 유사도가 높은 화소를 염생식물로 추출하는 제어부(130);
상기 제어부(130)를 통해 처리되는 염생식물의 추출에 사용된 정보 및 추출 정보가 염생식물별로 매핑되어 저장되는 염생식물 분류 데이터베이스부(140);
상기 항공 초분광영상의 획득을 위해 항공 초분광영상 센서(200)가 탑재되는 드론(150)을 포함하며,
상기 드론(150)은
하면으로부터 수직 방향으로 측정부 결합봉(151a)이 연장되는 드론 본체(151);
상기 드론 본체(151)의 하부 둘레를 따라 복수로 형성되는 연결부(152);
상기 연결부(152)에 길이방향의 일단이 결합되고 길이방향의 타단은 상기 드론 본체(151)의 바깥쪽으로 수평 연장되는 형태로 상기 연결부(152)별 설치되는 지지대(153);
상기 지지대(153)의 상기 연결부(152)와 결합된 일단의 반대쪽 단부에 설치되며, 추력을 발생시키는 추진부(154);
상기 지지대(153)의 아래에 구비되는 착륙부(155);
상기 드론 본체(151)의 측정부 결합봉(151a) 하단에 설치되는 정역회전모터(156);
상기 정역회전모터(156)의 구동축(156a)에 상면 중앙부가 결합되어 상기 구동축(156a)의 회전 방향에 따라 롤링 운동하며, 하부를 개방한 박스형 구조로 이루어져 상기 항공 초분광영상 센서(200)가 개방된 하부를 통해 항공 초분광영상을 획득할 수 있는 상태로 내측에 장착되며, 사방 측면의 외측 하단에 고정 힌지부(157a)가 각각 형성되는 센서 설치대(157);
상기 센서 설치대(157)의 고정 힌지부(157a)에 회전 가능하게 결합되는 제1 힌지부(158a-1)가 일단에 형성되고 타단에 제2 힌지부(158a-3)가 상기 제1 힌지부(158a-1)와 반대되는 방향으로 형성되며 상기 제1 힌지부(158a-1)의 힌지홈(158a-2)은 사각 형태로 형성되는 제1 날개부(158a), 상기 제1 날개부(158a)의 제2 힌지부(158a-3)에 회전 가능하게 결합되는 회전 힌지부(158b-1)가 일단에 형성되며 상기 회전 힌지부(158b-1)의 힌지홈(158b-2)은 사각 형태로 형성되는 제2 날개부(158b), 상기 센서 설치대(157)에 고정 설치되어 그 구동축(158c-1)이 상기 센서 설치대(157)의 고정 힌지부(157a) 및 상기 제1 날개부(158a)의 제1 힌지부(158a-1)를 차례로 관통하여 상기 고정 힌지부(157a) 및 제1 힌지부(158a-1)를 회전 가능하게 연결하되 상기 구동축(158c-1)의 단부에는 사각블럭(158c-2)이 형성되어 상기 사각블럭(158c-2)이 상기 제1 힌지부(158a-1)의 사각 힌지홈(158a-2)에 결합되는 제1 서보모터(158c), 상기 제1 날개부(158a)에 고정 설치되어 그 구동축(158d-1)이 상기 제1 날개부(158a)의 제2 힌지부(158a-3) 및 상기 제2 날개부(158b)의 회전 힌지부(158b-1)를 차례로 관통하여 상기 제2 힌지부(158a-3) 및 회전 힌지부(158b-1)를 회전 가능하게 연결하되 상기 구동축(158d-1)의 단부에는 사각블럭(158d-2)이 형성되어 상기 사각블럭(158d-2)이 상기 회전 힌지부(158b-1)의 사각 힌지홈(158b-2)에 결합되는 제2 서보모터(158d)를 포함하는 형태로 이루어져 상기 센서 설치대(157)의 사방 측면에 각각 설치되며, 각각은 상기 제1 서보모터(158c)의 구동축(158c-1) 회전 방향에 따라 상기 제1 날개부(158a)가 상기 센서 설치대(157)의 측면으로 접혀지는 상태 및 상기 센서 설치대(157)의 측면으로부터 바깥쪽으로 펼쳐지는 상태로의 회전 작동을 하고, 상기 제2 서보모터(158d)의 구동축(158d-1) 회전 방향에 따라 상기 제2 날개부(158b)가 상기 제1 날개부(158a)의 일면으로 접혀지는 상태 및 상기 제1 날개부(158a)의 일면으로부터 바깥쪽으로 펼쳐지는 상태로의 회전 작동을 하며, 상기 제1 날개부(158a) 및 제2 날개부(158b)가 모두 수평 상태로 펼쳐졌을 시를 기준으로 상기 제1 날개부(158a) 및 제2 날개부(158b)의 연결된 길이가 상기 드론 본체(151)로부터 상기 추진부(154)의 단부까지의 길이보다 길게 형성되는 복수의 날개장치(158);
상기 센서 설치대(157)에 설치되는 자이로센서(159);
상기 센서 설치대(157)의 하단에 설치되는 수직방향 거리감지센서(160);
상기 센서 설치대(157)의 상면에 설치되는 수평방향 거리감지센서(161);
상기 드론(150)에 대한 원격 제어 기기(300)로부터 상기 항공 초분광영상 센서(200)의 작동 신호 수신 시 상기 항공 초분광영상 센서(200)가 수평 상태를 유지할 수 있도록 상기 자이로센서(159)의 감지 신호를 기반으로 상기 정역회전모터(156)를 제어하여 상기 센서 설치대(157)를 수평 상태로 유지시키고, 상기 원격 제어 기기(300)로부터 상기 항공 초분광영상 센서(200)의 작동 신호가 수신된 상태에서 상기 수평방향 거리감지센서(161)로부터 감지되는 신호가 사전 설정된 거리 값보다 작은 거리 값일 경우 상기 제1 날개부(158a) 및 제2 날개부(158b)가 수평으로 펼쳐친 상태가 되도록 상기 제1 서보모터(158c) 및 제2 서보모터(158d)의 작동을 제어하며, 상기 원격 제어 기기(300)로부터 상기 항공 초분광영상 센서(200)의 작동 신호가 수신된 상태에서 상기 수평방향 거리감지센서(161)로부터 감지되는 신호가 사전 설정된 거리 값보다 작은 거리 값인 동시에 상기 수직방향 거리감지센서(160)로부터 감지되는 신호가 사전 설정된 거리 값보다 작은 거리 값인 경우 상기 제1 날개부(158a)가 수평 상태로 펼쳐지도록 상기 제1 서보모터(158c)의 작동을 제어하는 동시에 수평 상태로 펼쳐진 상기 제1 날개부(158a)를 기준으로 상기 제2 날개부(158b)가 상측 방향으로 기울기를 갖는 상태로 펼쳐진 상태가 되도록 상기 제2 서보모터(158d)의 작동을 제어하는 드론 제어부(163)를 포함하는 초분광영상 기법을 통한 염생식물 분류시스템.
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