KR102243810B1 - 헬리캠의 실시간 촬영 영상에 위치 및 속성 정보를 자막으로 생성하는 방법 및 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 헬리캠의 실시간 촬영 영상 정보를 네트워크를 통해 운용자에게 제공 시 지리정보시스템을 활용해 위치 및 속성 정보를 자막으로 합성하여 출력하는 시스템을 제공하기 위한 것이다.
이에 본 발명에서는 로터의 회전력을 가변적으로 이용해 비행하는 헬리캠, 상기 헬리캠의 위치 정보, 영상 정보, 촬영 각도 및 촬영 고도 정보를 실시간으로 수신하여 스트리밍 서버로 전송하고, 상기 헬리캠을 지상에서 원격 제어 및 조종하는 지상통제장치, 상기 스트리밍 서버를 통해 수신받은 상기 헬리캠의 영상 정보에 위치 및 속성 정보를 자막으로 입히는 영상처리장치를 포함하는 헬리캠의 실시간 촬영 영상에 위치 및 속성 정보를 자막으로 생성하는 시스템을 개시한다.
이에 본 발명에서는 로터의 회전력을 가변적으로 이용해 비행하는 헬리캠, 상기 헬리캠의 위치 정보, 영상 정보, 촬영 각도 및 촬영 고도 정보를 실시간으로 수신하여 스트리밍 서버로 전송하고, 상기 헬리캠을 지상에서 원격 제어 및 조종하는 지상통제장치, 상기 스트리밍 서버를 통해 수신받은 상기 헬리캠의 영상 정보에 위치 및 속성 정보를 자막으로 입히는 영상처리장치를 포함하는 헬리캠의 실시간 촬영 영상에 위치 및 속성 정보를 자막으로 생성하는 시스템을 개시한다.
Description
본 발명은 헬리캠의 실시간 촬영 영상에 위치 및 속성 정보를 자막으로 생성하는 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 헬리캠의 실시간 촬영 영상 정보를 네트워크를 통해 운용자에게 제공 시 지리정보시스템을 활용해 현재 촬영지 및 배경, 건물 등 대상 지점의 실시간 위치 및 속성 정보를 자막으로 합성하여 출력하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
헬리캠은 생동감 있는 영상이나 사람의 접근이 어려운 곳에서의 촬영을 위해 소형 무인 헬리콥터에 카메라를 장착하여 만든 원격 무선조종 촬영 장비로, 고공을 비행하면서 여러 각도의 촬영이 가능하고 원격에서 무선조종하기 때문에 생동감 있는 영상 연출이 가능하고 암벽이나 화재, 화공 약품, 방사능 누출 사고 현장 등 인간의 접근이 어려운 환경에서 요긴하게 사용되고 있다.
이러한 헬리캠은 최근 무선조종을 위한 오픈 소스 소프트웨어가 개발되고 접근성이 높아짐에 따라 방송촬영, 3차원 공간 정보 획득, 통신, 농업, 배송 등 여러 분야로 이용이 확산되고 있다.
그런데 기존의 헬리캠은 위성항법장치(GPS)를 활용하여 획득한 경도 및 위도를 촬영지의 위치 정보로 운용자에게 전송하는 방식이기 때문에 헬리캠의 실시간 촬영 영상의 위치 정보를 정확하고 신속하게 파악하기 매우 어려운 한계가 있다.
또한, 운용자가 헬리캠의 현재 위치 정보를 파악하기 위해서는 구글 등 포털사이트에 접속하여 위성항법장치(GPS)의 정보를 임의로 주소 등으로 변환하여 확인하는 수밖에 없어 상당히 번거로운 데다 비상상황 발생 시 등에 신속하게 대처하기 어려운 문제점이 있다.
한편, 헬리캠은 무선으로 조종을 하기 때문에 비행기록 및 촬영 영상 등을 가로채거나, GPS 신호 또는 오작동 신호를 보내어 탈취하거나, 작동불능 상태로 만드는 등의 해킹에 취약한 문제가 있다.
즉, 헬리캠과 지상통제장치(GCS: GROUND CONTROL STATION) 간의 무선통신은 보안이 취약하여 액세스가 가능한 범위 안의 악의적인 공격자가 정당한 지상통제장치로 위장하여 공격하는 것이 가능하다.
예컨대, 보안이 적용되지 않은 헬리캠은 무선 채널로 전송되는 데이터를 검증하지 않고 처리하므로 정당하지 않은 지상통제장치로부터 잘못된 제어명령을 전송(fault injection attacks) 받으면, 이를 수행 및 비행을 유지하기 위하여 배터리 전력을 불필요하게 소모하는 오작동이 발생하고, 이로 인해 본래의 임무를 수행하지 못하고 작동 불능 상태에 빠질 수 있다.
또한, 카메라, 센서 및 별도의 공격용 무기를 탑재할 수 있기 때문에 사람에 대한 사생활 침해, 개인정보 유출, 영상 정보 유출 등의 피해뿐만 아니라 주요시설 충돌, 공격 등 물리적 피해를 입히는 무력화 공격이 가능하다.
따라서 헬리캠과 지상통제장치(GCS), 관제 시스템 간의 통신 보안, 기기인증, 컨트롤러의 안전한 운용, 개인정보 보호, 네트워크 보안, 악성코드 방지 등을 통해 안전성을 강화하는 기술이 요구되고 있다.
여기서 상술한 배경기술 또는 종래기술은 본 발명자가 보유하거나 본 발명을 도출하는 과정에서 습득한 정보로서 본 발명의 기술적 의의를 이해하는데 도움이 되기 위한 것일 뿐, 본 발명의 출원 전에 이 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 기술을 의미하는 것은 아님을 밝힌다.
이에 본 발명자는 상술한 제반 사항을 종합적으로 고려함과 동시에 기존의 헬리캠 기술이 지닌 기술적 한계 및 문제점들을 해결하려는 발상에서, 헬리캠의 실시간 촬영 영상 정보를 네트워크를 통해 운용자에게 제공 시 지리정보시스템을 활용해 현재 촬영지의 실시간 위치 및 속성 정보를 자막으로 합성하여 출력함으로써, 이를 모니터링하는 운용자나 관리자 등이 촬영 영상 내의 위치 및 속성 정보를 정확하고 신속하게 파악하여 비상상황 발생 시 등에 신속한 대처가 가능하고, 아울러 헬리캠과 지상통제장치(GCS) 간의 통신 보안성을 한층 높이는 효과를 도모할 수 있는 헬리캠의 실시간 촬영 영상에 위치 및 속성 정보를 자막으로 생성하는 새로운 방법 및 시스템을 개발하고자 각고의 노력을 기울여 부단히 연구하던 중 그 결과로써 본 발명을 창안하게 되었다.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제 및 목적은 헬리캠의 촬영 영상의 위치 및 속성 정보를 정확하고 신속하게 파악할 수 있도록 하는, 헬리캠의 실시간 촬영 영상에 위치 및 속성 정보를 자막으로 생성하는 방법 및 시스템을 제공하는 데 있는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제 및 목적은 헬리캠과 지상통제장치 간의 보안성을 강화할 수 있도록 하는, 헬리캠의 실시간 촬영 영상에 위치 및 속성 정보를 자막으로 생성하는 방법 및 시스템을 제공하는 데 있는 것이다.
여기서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제 및 목적은 이상에서 언급한 기술적 과제 및 목적으로 국한하지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제 및 목적들은 아래의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.
상술한 바와 같은 본 발명의 기술적 과제를 해결하기 위한 새로운 착상을 구체화하면서 특정의 기술적 목적을 효과적으로 달성하기 위한 본 발명의 일실시 태양(aspect)에 따른 구체적인 수단은, 로터의 회전력을 가변적으로 이용해 비행하되, 인공위성으로부터 GPS 정보를 수신하여 NMEA(The National Marine Electronics Association) 데이터를 추출 및 국토지리정보원의 VRS(Virtual Reference Station) 서버로 전송하는 GPS 수신기, 상기 국토지리정보원의 VRS 서버로부터 VRS 보정 데이터를 수신받아 실시간 위치 정보를 생성하는 위치측위부, 피사체를 실시간 항공 촬영하여 영상 신호로 변환하는 영상촬영부, 비행 방향과 자세를 제어 및 상기 영상촬영부의 촬영 각도를 조절하는 비행조종제어부, 상기 영상촬영부의 촬영 각도를 측정하는 촬영각도측정부, 상기 영상촬영부의 초점과 지표 간의 절대고도를 측정하는 촬영고도측정부 및 상기 위치 정보, 영상 정보, 촬영 각도 및 촬영 고도 정보를 실시간으로 전송하는 취득정보송신부를 포함하여 구성된 헬리캠, 상기 취득정보송신부로부터 상기 헬리캠의 위치 정보, 영상 정보, 촬영 각도 및 촬영 고도 정보를 실시간으로 수신하여 스트리밍 서버로 전송하고, 상기 헬리캠을 지상에서 원격 제어 및 조종하는 지상통제장치, 상기 스트리밍 서버를 통해 수신받은 상기 헬리캠의 영상 정보 영역 내에 미리 배치된 지상기준점의 GPS 좌표를 식별하는 기준좌표식별부, 상기 헬리캠의 위치 정보, 촬영 각도 및 촬영 고도 정보와 상기 기준좌표식별부의 GPS 좌표를 이용하여 상기 영상촬영부의 영상 정보상의 대상 지점에 대한 특정 좌표를 추정하는 좌표추정부, 상기 좌표추정부의 추정 좌표에 해당하는 위치 및 속성 정보를 지리정보시스템의 GIS 서버로부터 추출하는 지리정보추출부 및 상기 지리정보추출부로부터 추출된 위치 및 속성 정보를 상기 스트리밍 서버를 통해 수신받은 상기 헬리캠의 영상 정보에 자막으로 입히는 자막생성부를 포함하여 구성된 영상처리장치를 포함하는 것을 특징으로 하는, 헬리캠의 실시간 촬영 영상에 위치 및 속성 정보를 자막으로 생성하는 시스템을 제시한다.
이로써 본 발명은, 헬리캠의 실시간 촬영 영상 정보를 네트워크를 통해 운용자에게 제공 시 지리정보시스템을 활용해 대상 지점의 실시간 위치 및 속성 정보를 자막으로 합성하여 출력할 수 있고, 이를 통해 운용자나 관리자 등이 촬영 영상 내의 위치 및 속성 정보를 정확하고 신속하게 파악하여 비상상황 발생 시 등에 신속한 대처가 가능할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 일실시 태양(aspect)으로 상기 헬리캠은, 암호 체계를 사용하여 상기 지상통제장치와의 정보를 송수신하는 통신보안 모듈을 더 포함하여 구성되고, 상기 통신보안 모듈은, 패스워드의 변경 주기 및 변경 규칙에 대한 정보를 수신하여 저장하는 패스워드 변경정보부, 상기 헬리캠에 대한 정보 및 기존 패스워드 정보를 관리하는 정보관리부, 패스워드의 변경 주기 및 변경 규칙, 기존 패스워드 정보에 기초하여 상기 헬리캠에 대한 신규 패스워드 정보를 자동 생성하는 패스워드 변경부 및 신규 패스워드 정보를 상기 헬리캠의 패스워드로 설정하는 패스워드 설정부를 포함하여 구성됨으로써 헬리캠과 지상통제장치 간의 통신 보안성을 강화할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 태양(aspect)에 따른 구체적인 수단은, (가) 헬리캠의 GPS 수신기가 인공위성으로부터 GPS 정보를 수신하여 NMEA 데이터를 추출 및 국토지리정보원의 VRS 서버로 전송하는 단계, (나) 상기 헬리캠의 위치측위부가 상기 국토지리정보원의 VRS 서버로부터 VRS 보정 데이터를 수신받아 실시간 위치 정보를 생성하는 단계, (다) 상기 헬리캠의 영상촬영부가 피사체를 실시간 항공 촬영하여 영상 신호로 변환하고, 상기 헬리캠의 촬영각도측정부 및 촬영고도측정부가 상기 영상촬영부의 촬영 각도 및 촬영 고도를 측정하여 취득정보송신부를 통해 지상통제장치로 실시간 전송하는 단계, (라) 상기 지상통제장치가 상기 취득정보송신부로부터 상기 헬리캠의 위치 정보, 영상 정보, 촬영 각도 및 촬영 고도 정보를 실시간으로 수신하여 스트리밍 서버로 전송하는 단계, (마) 영상처리장치의 기준좌표식별부가 상기 스트리밍 서버를 통해 수신받은 상기 헬리캠의 영상 정보 영역 내에 미리 배치된 지상기준점의 GPS 좌표를 식별하는 단계, (바) 상기 영상처리장치의 좌표추정부가 상기 스트리밍 서버를 통해 수신받은 상기 헬리캠의 위치 정보, 촬영 각도 및 촬영 고도 정보와 상기 기준좌표식별부의 GPS 좌표를 이용하여 상기 영상촬영부의 영상 정보상의 대상 지점에 대한 특정 좌표를 추정하는 단계, (사) 상기 영상처리장치의 지리정보추출부가 상기 좌표추정부의 추정 좌표에 해당하는 위치 및 속성 정보를 지리정보시스템의 GIS 서버로부터 추출하는 단계, (아) 상기 영상처리장치의 자막생성부가 상기 지리정보추출부로부터 추출된 위치 및 속성 정보를 상기 스트리밍 서버를 통해 수신받은 상기 헬리캠의 영상 정보에 자막으로 입히는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 헬리캠의 실시간 촬영 영상에 위치 및 속성 정보를 자막으로 생성하는 방법을 제시한다.
이로써 본 발명은 지리정보시스템을 활용해 헬리캠의 실시간 촬영 영상 정보에 위치 및 속성 정보를 자막으로 합성하여 출력할 수 있고, 이를 통해 운용자나 관리자 등이 촬영 영상 내의 위치 및 속성 정보를 정확하고 신속하게 파악하여 비상상황 발생 시 등에 신속한 대처가 가능할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 다른 실시 태양(aspect)으로 상기 (바) 단계에서, 상기 좌표추정부가 상기 영상촬영부의 영상 정보상의 대상 지점에 대해 추정한 좌표 및 그 추정 좌표와 가장 가까운 곳에 미리 배치된 지상기준점의 GPS 좌표를 상호 비교하여 상기 추정 좌표를 검증함으로써, 헬리캠의 실시간 촬영 영상 정보에 실제 좌표에 해당하는 위치 및 속성 정보를 더욱 정확하게 자막으로 합성하여 출력할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 다른 실시 태양(aspect)으로 상기 (바) 단계에서, 상기 헬리캠의 위치 정보, 촬영 각도 및 촬영 고도 정보가 변경될 경우 상기 기준좌표식별부의 GPS 좌표 정보를 이용하여 상기 헬리캠으로부터 전송되는 영상 정보상의 중앙에 위치하는 대상 지점에 대한 추정 좌표를 변경하여 산출하고, 그 추정 좌표가 연속해서 변경 산출되는 경우 이전 추정 좌표와 현재 추정 좌표 간의 거리를 산출한 후, 이전 추정 좌표와 가장 가까운 곳에 미리 배치 및 저장된 지상기준점의 GPS 좌표 정보와 현재 추정 좌표와 가장 가까운 곳에 미리 배치 및 저장된 지상기준점의 GPS 좌표 정보 간의 거리와 비교하여 상기 추정 좌표를 검증함으로써, 헬리캠의 실시간 촬영 영상 정보에 실제 좌표에 해당하는 위치 및 속성 정보를 더욱 정밀하게 산출할 수 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하고자 특유한 해결 수단이 기초하고 있는 본 발명의 기술사상 및 실시 예(embodiment)에 따르면, 지리정보시스템을 활용해 헬리캠의 실시간 촬영 영상에 대상 지점의 위치 및 속성 정보를 자막으로 합성하여 출력함으로써, 이를 모니터링하는 운용자나 관리자 등이 촬영 영상 내의 위치 및 속성 정보를 정확하고 신속하게 파악하여 비상상황 발생 시 등에 신속한 대처 및 조치가 가능하여 피해를 최소화할 수 있다.
또한, VRS 데이터를 활용하여 헬리캠의 촬영 위치의 정확도를 높임은 물론 지상기준점의 GPS 좌표를 탐지하여 추정 좌표와의 상호 거리 및 위치를 검증하므로 촬영 영상 내의 정확한 위치 및 속성 정보를 획득할 수 있다.
게다가 헬리캠과 지상통제장치 간 통신 시스템의 접속을 위한 암호화 체계를 주기적으로 자동 변경함으로써 보안성을 한층 강화할 수 있다.
여기서 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 국한하지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 헬리캠의 실시간 촬영 영상에 위치 및 속성 정보를 자막으로 생성하는 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 헬리캠의 실시간 촬영 영상에 위치 및 속성 정보를 자막으로 생성하는 시스템을 구성하는 통신보안 모듈을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 헬리캠의 실시간 촬영 영상에 위치 및 속성 정보를 자막으로 생성하는 시스템의 디스플레이 및 검증 과정의 이해를 돕기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 헬리캠의 실시간 촬영 영상에 위치 및 속성 정보를 자막으로 생성하는 시스템을 구성하는 통신보안 모듈을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 헬리캠의 실시간 촬영 영상에 위치 및 속성 정보를 자막으로 생성하는 시스템의 디스플레이 및 검증 과정의 이해를 돕기 위한 개념도이다.
이하, 본 발명에 따른 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
이에 앞서, 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이는 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 개념과 당해 기술분야에서 통용 또는 통상적으로 인식되는 의미로 해석하여야 함을 명시한다.
또한, 본 발명과 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
여기서 첨부된 도면들은 기술의 구성 및 작용에 대한 설명과, 이해의 편의 및 명확성을 위해 일부분을 과장하거나 간략화하여 도시한 것으로, 각 구성요소가 실제의 크기 및 형태와 정확하게 일치하는 것은 아님을 밝힌다.
아울러 본 명세서에서 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함하는 의미이며, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
즉, '포함하다' 또는 '구비하다', '가지다' 등의 용어는 본 명세서에서 설시(說示)하는 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해해야 한다.
아울러 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
이외에도 "부" 및 "유닛"의 용어에 대한 의미는 시스템에서 목적하는 적어도 하나의 기능이나 어느 일정한 동작을 처리하는 단위 또는 역할을 하는 모듈 형태를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 혹은 하드웨어 및 소프트웨어의 결합 등을 통한 수단이나 독립적인 동작을 수행할 수 있는 디바이스 또는 어셈블리 등으로 구현할 수 있다.
또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있다. 즉, 제1, 제2 등의 용어는 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 구성요소는 본 발명의 보호범위를 벗어나지 않는 한에서 제2 구성요소로 명명할 수 있고, 또 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명할 수도 있다.
또한, 신호 또는 정보의 "전송", "통신", "송신", "수신" 기타 이와 유사한 의미의 용어는 하나의 구성요소에서 다른 구성요소로 신호 또는 정보가 직접 전달되는 것뿐만 아니라 다른 구성요소를 거쳐 전달되는 것도 포함한다. 특히 신호 또는 정보를 하나의 구성요소로 "전송" 또는 "송신"한다는 것은 그 신호 또는 정보의 최종 목적지를 지시하는 것이고 직접적인 목적지를 의미하는 것이 아니다. 이는 신호 또는 정보의 "수신"에 있어서도 동일하다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 헬리캠의 실시간 촬영 영상에 위치 및 속성 정보를 자막으로 생성하는 시스템을 구성하는 주요 구성요소는 헬리캠(100), VRS 서버(200), 지상통제장치(300), 스트리밍 서버(400), 영상처리장치(500) 및 GIS 서버(600)를 포함하고 있으며, 상호 간의 통신 방법은 유선 및/또는 무선 네트워크를 통하여 객체와 객체가 네트워킹 할 수 있는 모든 통신 방법을 포함할 수 있다.
예를 들어, 헬리캠(100), VRS 서버(200), 지상통제장치(300), 스트리밍 서버(400), 영상처리장치(500) 및 GIS 서버(600) 사이의 유선 및/또는 무선 네트워크는 LAN(Local Area Network), MAN(Metropolitan Area Network), GSM(Global System for Mobile Network), EDGE(Enhanced Data GSM Environment), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), W-CDMA(Wideband Code Division Multiple Access), CDMA(Code Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), 와이-파이(Wi-Fi), VoIP(Voice over Internet Protocol), LTE Advanced, IEEE80216m, WirelessMAN-Advanced, HSPA+, 3GPP Long Term Evolution (LTE), Mobile WiMAX (IEEE 80216e), UMB (formerly EV-DO Rev C), Flash-OFDM, iBurst and MBWA (IEEE 80220) systems, HIPERMAN, Beam-Division Multiple Access (BDMA), Wi-MAX(World Interoperability for Microwave Access) 및 초음파 활용 통신으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 통신 방법에 의한 통신 네트워크를 지칭할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
헬리캠(100)은 로터의 회전력을 가변적으로 이용해 비행하면서 피사체를 실시간 항공 촬영하여 영상 신호로 변환하고, 위치 정보 등의 데이터를 생성하여 실시간으로 전송한다.
구체적으로 헬리캠(100)은 GPS 수신기(110), 위치측위부(120), 영상촬영부(130), 비행조종제어부(140), 촬영각도측정부(150), 촬영고도측정부(160), 취득정보송신부(170) 및 통신보안 모듈(180)을 포함하고 있다.
GPS 수신기(110)는 인공위성으로부터 GPS 정보를 수신하여 NMEA 데이터를 추출 및 국토지리정보원의 VRS 서버(200)로 전송한다.
여기서 NMEA(The National Marine Electronics Association) 데이터는 GPS에서 사용되는 신호 형식을 의미하며, GPGGA(Global Positioning System Fix Data), GPGSV(GPS Satellites in View), GPRMC(Recommended Minimum Specific GNSS Data) 등의 데이터가 모두 포함된 가공되지 않은 데이터이다.
또한, NMEA 데이터 전체를 패킷 형태로 국토지리정보원의 VRS 서버(200)로 전송할 경우 데이터 용량이 크고 불필요한 정보가 많이 포함되어 전송이 원활하게 이루어지지 않을 수 있어, NMEA 데이터에서 GPGGA 데이터를 추출하는 작업을 거친 뒤, 이를 VRS 서버(200)로 전송하는 것이 바람직하다. 이를 위해 헬리캠(100)은 데이터 처리모듈을 포함하여 구성되어야 함은 물론이다.
한편, GPS 수신기(110)는 가상기준점측량(Network-based RTK) 방식을 지원하는 2주파수 이상의 수신기로 구성될 수 있다.
위치측위부(120)는 국토지리정보원의 VRS 서버(200)로부터 VRS 보정 데이터를 수신받아 헬리캠(100)의 실시간 위치 정보를 생성한다.
즉, 위치측위부(120)는 VRS 서버(200)를 통해 헬리캠(100)의 정확한 현재 위치 정보를 획득할 수 있다.
영상촬영부(130)는 피사체를 실시간 항공 촬영하여 영상 신호로 변환한다.
즉, 영상촬영부(130)는 헬리캠(100)의 진행 방향 및 아래 방향을 주사하여 물체의 탐지 및 영상을 획득하기 위해 헬리캠(100)의 동체 중심부에 탑재되어 있다.
여기서 영상촬영부(130)는 가시광선 카메라, 적외선 카메라, 스테레오 카메라 등 촬영 대상인 피사체의 형태를 구분할 수 있는 영상을 획득 가능한 촬영 수단인 경우 특별히 그 종류를 한정하지 않는다.
또한, 영상촬영부(130)는 별도의 짐벌(Gimbal) 또는 3축 이동안정화시스템(3axis motion stabilizer system for camera)을 이용함으로써 비행 중 바람 등의 외적 작용에 의한 영상의 흔들림을 최소화하여 안정적인 영상을 취득할 수 있다.
한편, 영상촬영부(130)는 영상 정보를 압축하여 전송함으로써 효율적인 신호 처리를 수행할 수 있다.
비행조종제어부(140)는 제어 프로세서로 이루어져 헬리캠(100)의 비행 방향과 자세, 속도, 고도 등을 제어하고 영상촬영부(130)의 촬영 각도 및 촬영 조건 등 조절한다.
여기서 비행조종제어부(140)는 별도의 하드웨어로 구현되거나 또는 동일한 하드웨어에서 구현될 수 있다.
예를 들어, 동일한 ASIC, CPU, FPGA 등의 프로세서에서 구현되거나 별개의 프로세서에서 구현될 수 있다.
또한, 비행조종제어부(140)는 조종자의 조작에 따라 영상촬영부(130)의 좌우로 기울여 촬영 각도를 조절하거나 상하 기준축을 중심으로 360도 회전시킬 수 있다.
예를 들면, 모터를 이용한 회전수 조절을 통해 영상촬영부(130)의 회전 및 기울임 정도를 제어할 수 있다.
이외에도 비행조종제어부(140)는 짐벌 및 항법 좌표계를 이용하여 영상촬영부(130)의 롤(roll), 피치(pitch), 요(yaw) 각도를 조절하여 촬영 자세를 유지하도록 제어할 수 있다.
촬영각도측정부(150)는 영상촬영부(130)의 촬영 각도를 측정한다.
즉, 촬영각도측정부(150)는 헬리캠(100)에 대한 영상촬영부(130)의 기울어진 각도를 상하 방향의 기준축을 중심으로 산출하고, 기준축으로부터 시계방향으로 회전한 각도를 산출한다.
촬영고도측정부(160)는 영상촬영부(130)의 촬영 고도를 측정한다.
즉, 촬영고도측정부(160)는 영상촬영부(130)의 카메라 초점과 지표 간의 절대고도를 측정하여 영상촬영부(130)의 촬영 고도를 산출한다.
취득정보송신부(170)는 무선 네트워크 기반으로 위치 정보, 영상 정보, 촬영 각도 및 촬영 고도 정보를 무선 통신 프로토콜에 따라 실시간으로 전송한다.
통신보안 모듈(180)은 암호 체계를 사용하여 지상통제장치(300)와의 통신을 수행한다.
구체적으로 통신보안 모듈(180)은 통신 과정에서 데이터 유출을 막고 네트워크에 대한 인증을 위해 암호화된 통신을 수행하며, 패스워드 변경정보부(181), 정보관리부(182), 패스워드 변경부(183) 및 패스워드 설정부(184)를 포함하고 있다.
패스워드 변경정보부(181)는 패스워드의 변경 주기 및 변경 규칙에 대한 정보를 수신하여 저장한다.
예를 들어, 패스워드의 변경 주기는 최대 사용기간을 설정하고, 그 사용기간이 경과하면 영문자, 숫자, 특수문자의 조합으로 이루어진 변경 규칙에 의거하여 자동으로 생성될 수 있다.
정보관리부(182)는 헬리캠(100)의 통신 시스템에 대한 정보 및 기존 패스워드 정보를 관리한다.
여기서 기존 패스워드 정보는 헬리캠(100)의 통신 시스템과의 통신을 위한 개인 계정, 공유 계정 및 애플리케이션 계정 중 어느 하나에 대한 패스워드 정보일 수 있다.
패스워드 변경부(183)는 패스워드의 변경 주기 및 변경 규칙, 기존 패스워드 정보에 기초하여 헬리캠(100)의 통신 시스템과의 통신을 위한 신규 패스워드 정보를 자동 생성한다.
그리고 패스워드 변경부(183)는 패스워드 변경 주기, 관리자 제어 중 적어도 하나에 기초하여 신규 패스워드 정보를 자동 생성할 수 있다.
이때, 신규 패스워드 정보는 기존 패스워드 정보에 대응되는 헬리캠(100)의 통신 시스템의 개인 계정, 공유 계정 및 애플리케이션 계정 중 어느 하나에 대한 패스워드의 정보일 수 있다.
또한, 패스워드 변경부(183)는 자동 변경, 요청 변경 방식으로 헬리캠(100)의 통신 시스템의 패스워드를 변경할 수 있다. 자동 변경 방식은 패스워드 변경 주기에 따른 주기적 자동 변경, 랜덤 변경, 규칙 변경으로 통신 시스템의 패스워드를 변경하는 방식이고, 요청 변경 방식은 사용자의 제어 즉, 승인 처리에 의하여 통신 시스템의 패스워드를 변경하는 방식이다.
패스워드 설정부(184)는 패스워드 변경부(183)에서 생성한 신규 패스워드 정보를 헬리캠(100)의 통신 시스템의 패스워드로 설정한다.
이때, 패스워드 설정부(184)는 헬리캠(100)의 통신 시스템의 애플리케이션 계정의 패스워드를 푸쉬(Push) 방식 혹은 폴링(Polling) 방식으로 기존 패스워드 정보를 신규 패스워드 정보로 변경할 수있다.
또한, 패스워드 설정부(184)는 헬리캠(100)의 통신 시스템의 애플리케이션 계정의 패스워드가 스크립트 혹은 환경 파일에 존재하는 경우, 신규 패스워드 정보를 헬리캠(100)의 통신 시스템에서 애플리케이션 및 스크립트 혹은 환경 파일에 동기화하는 형식으로 패스워드 정보를 변경할 수 있다.
따라서 헬리캠(100)과 지상통제장치(300) 간 통신 시스템의 접속을 위한 암호화 체계를 주기적으로 변경함으로써 보안성을 한층 강화할 수 있다.
한편, 헬리캠(100)의 동체에는 무선 전파로 기체를 조종할 수 있도록 하는 GPS 장치, 안전한 비행에 필요한 센서, 지상통제장치(300)와 무선 통신을 위한 통신시스템, 회전익과 배터리를 포함하는 동력 모듈 및 이를 제어하는 소프트웨어 모듈 등이 탑재되어 있다.
예를 들면, 헬리캠(100)의 동체 내부에는 동력 모듈과 전기적으로 연결되어 그 구동 및 구동 방향을 전류의 인가 여부 및 인가방향에 따라 제어하는 소프트웨어 모듈이 장치되어 있다.
또한, 헬리캠(100)은 3차원 좌표 정보에 기반한 비행 경로를 따라 비행하기 위한 자율비행 소프트웨어(FMS)가 장치될 수도 있다.
여기서 헬리캠(100)의 비행체는 회전익 드론뿐만 아니라 고정익 드론, 틸트 로터(tilt-rotor) 드론 및 공기흡입 및 배출을 통해 양력 및 추진력을 얻는 임펠러 시스템(impeller system)을 이용한 드론 등 특별히 그 종류를 한정하지 않는다.
특히 회전익 드론인 경우 비행 모듈은 모터의 구동에 의해 회전되는 프로펠러(프롭,prop)를 포함할 수 있고, 이 경우 회전익 드론에서 비행 제어는 프로펠러의 제어(프로펠러의 회전수 또는 프로펠러의 가변 피치 등)를 통해 비행 자세 및 경로, 이착륙을 제어할 수 있으나, 고정익 드론 또는 임펠러 시스템 드론 등에서는 날개, 비행 모듈은 공기 흡입 또는 배출 시스템, 프로펠러 등을 포함할 수 있고, 비행 제어는 각 부품의 각도, 회전 수, 모터 구동 등의 제어 등 해당 드론의 형태 및 구조에 따라 추진력 및 양력을 제어하기 위한 부품 또는 구조를 제어할 수 있다.
한편, 헬리캠(100)에 포함된 각 부(unit) 또는 모듈은, 전적으로 하드웨어이거나 또는 부분적으로는 하드웨어이고 부분적으로는 소프트웨어일 수 있다. 예컨대, 특정 형식 및 내용의 데이터를 처리하거나 또는/또한 전자통신 방식으로 주고받기 위한 하드웨어 및 이에 관련된 소프트웨어를 통칭할 수 있다.
또한, 본 명세서에서 "부", "모듈", "장치", "단말기", "서버" 또는 "시스템" 등의 용어는 하드웨어 및 해당 하드웨어에 의해 구동되는 소프트웨어의 조합을 지칭할 수 있다.
예를 들어, 하드웨어는 CPU 또는 다른 프로세서(processor)를 포함하는 데이터 처리 기기일 수 있다.
또한, 하드웨어에 의해 구동되는 소프트웨어는 실행 중인 프로세스, 객체(object), 실행 파일(executable), 실행 스레드(thread of execution), 프로그램(program) 등을 지칭할 수 있다.
그리고 헬리캠(100)을 구성하는 각각의 구성요소는 반드시 서로 물리적으로 구분되는 별개의 장치를 지칭하는 것으로 의도되지 않는다.
즉, 위치측위부(120), 촬영각도측정부(150), 촬영고도측정부(160), 취득정보송신부(170) 및 통신보안 모듈(180) 등은 헬리캠(100)을 구성하는 하드웨어를 해당 하드웨어에 의해 수행되는 동작에 따라 기능적으로 구분한 것일 뿐, 반드시 각각의 부가 서로 독립적으로 구비되어야 하는 것이 아니다. 물론, 실시 예에 따라서는 각 구성요소 중 하나 이상이 서로 물리적으로 구분되는 별개의 장치로 구현되는 것도 가능하다.
VRS 서버(200)는 헬리캠(100)의 GPS 수신기(110)로부터 NMEA 데이터를 수신받아 VRS 보정 데이터를 생성한 후 네트워크를 통해 헬리캠(100)의 위치측위부(120)로 전송한다.
즉, VRS 서버(200)는 헬리캠(100)으로부터 NMEA 데이터 또는 이로부터 추출된 GPGGA 데이터를 수신하여 현재 위치의 VRS(Virtual Reference Station) 데이터를 생성한다.
여기서 VRS 보정 데이터는 GPS 수신기(110)에서 추출한 NMEA 데이터의 위치 보정에 사용하여 헬리캠(100)의 현재 좌표에 대한 정확도를 높이게 된다.
즉, VRS 서버(200)는 GPS 상시관측소로 이루어진 기준국망을 이용하여 오차를 분리 및 모델링하고, GPS 수신기(110)에서 가까운 지점에 가상기준국을 생성한 후 실제 기준국에 형성된 네트워크를 이용해 계산된 보정 값을 수신하여 가상기준국에 대한 위치를 재계산한 뒤 GPS 수신기(110)에 대한 정확한 위치를 결정하여 헬리캠(100)의 위치측위부(120)로 전송할 수 있다.
지상통제장치(300)는 헬리캠(100)을 지상에서 원격 제어 및 조종하며, 헬리캠(100)으로부터 그 위치 정보, 영상 정보, 촬영 각도 및 촬영 고도 정보를 실시간으로 수신하여 스트리밍 서버(400)를 통해 영상처리장치(500)로 전송한다.
여기서 지상통제장치(300)는 멀티드롭 방식으로 다수의 헬리캠(100)을 동시에 접속하여 제어하거나 조종자가 헬리캠(100)을 직접 제어할 수 있는 제어 모듈과, 헬리캠(100)의 비행 항로를 미리 설정할 수 있는 미션 모듈 등을 포함하여 구성될 수 있으며, 아울러 조종자의 수동 조작을 위한 조이스틱과, 그 조이스틱의 수동 조작에 따라 조종 신호를 발생하는 신호발생기를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 헬리캠(100)과의 실제 통신이 이루어지기 전에 서로 연결하는 페어링(fairing) 과정이 선행되는 것이 바람직하며, 이 과정에서 헬리캠(100)의 고유 번호를 전달받아 저장 및 관리하며, 이를 암호 데이터로 공유하는 것이 바람직하다.
스트리밍 서버(400)는 헬리캠(100)의 취득정보송신부(170)로부터 전송되는 헬리캠(100)의 위치 정보, 영상 정보, 촬영 각도 및 촬영 고도 정보를 지상통제장치(300)를 통해 실시간으로 수신 및 수집하여 영상처리장치(500)로 전송한다.
여기서 스트리밍 서버(400)는 Wi-Fi, 4G, 5G 등의 무선통신망 및 단말을 통해 이동통신 기지국에 접속하여 수집한 정보를 영상처리장치(500)로 실시간 스트리밍(streaming)으로 전송할 수도 있다.
영상처리장치(500)는 스트리밍 서버(400)를 통해 수신받은 헬리캠(100)의 영상 정보, 위치 정보, 촬영 각도 정보, 촬영 고도 정보와 미리 배치 및 저장된 지상기준점의 GPS 좌표를 이용하여 해당 영상 정보상의 대상 지점에 대한 특정 좌표를 추정하고, 그 추정 좌표에 해당하는 위치 및 속성 정보를 지리정보시스템의 GIS 서버(600)로부터 추출하여 해당 영상 정보에 자막으로 입혀서 저장한다.
구체적으로 영상처리장치(500)는 기준좌표식별부(510), 좌표추정부(520), 지리정보추출부(530), 자막생성부(540) 및 통합정보수신부(550)를 포함하고 있다.
기준좌표식별부(510)는 스트리밍 서버(400)를 통해 수신받은 헬리캠(100)의 영상 정보 영역 내에 미리 배치 및 저장된 지상기준점의 GPS 좌표를 탐지하여 식별한다.
즉, 기준좌표식별부(510)는 헬리캠(100)의 영상 정보 영역 내에 복수개로 미리 배치 및 지상기준점의 GPS 좌표 정보 및 위치를 미리 저장하도록 구성되어 있고, 통합정보수신부(550)에 의해 수신된 헬리캠(100)의 영상 정보로부터 미리 배치된 지상기준점의 GPS 좌표의 이미지를 식별하도록 구성되어 있다.
여기서 지상기준점의 GPS 좌표의 이미지를 식별하는 방법은 각각의 지상기준점의 GPS 좌표에 상응하는 모양과 고유의 색상 배열이 위치하는 픽셀들을 이미지로부터 추출하는 방식 또는 이미지 처리 알고리즘에 의해 이루어질 수 있다.
또한, 기준좌표식별부(510)는 통합정보수신부(550)에 의해 수신된 헬리캠(100)의 영상 정보를 저장하도록 구성될 수 있고, 아울러 헬리캠(100)의 촬영 고도에 따른 영상 정보와 실제 이미지의 비율을 나타내는 축적 정보를 저장할 수도 있다.
좌표추정부(520)는 헬리캠(100)의 비행 방향, 비행 속도, 위치 정보, 촬영 각도 및 촬영 고도 정보와 기준좌표식별부(510)의 GPS 좌표를 이용하여 헬리캠(100)의 영상 정보상의 대상 지점에 대한 특정 좌표를 추정한다.
즉, 좌표추정부(520)는 헬리캠(100)의 현재 위치 정보 및 비행 상태 정보와 영상촬영부(130)의 촬영 각도 및 촬영 고도 정보, 미리 저장된 영상촬영부(130)의 화각 정보를 이용한 삼각측량으로 영상 정보상의 공간에 존재하는 또는 중앙에 위치하는 대상 지점에 대한 특정 좌표를 추정하여 산출할 수 있다.
예를 들면, 좌표추정부(520)는 헬리캠(100)의 현재 위치 정보 및 고도값에 비행하는 지형을 나타내는 3차원 좌표 정보의 고도값을 빼는 방식으로 수선의 길이, 즉 영상 정보상의 중앙에 위치하는 대상 지점과의 거리를 산출할 수 있다.
여기서 헬리캠(100)의 영상 정보는 넓게 퍼져 있는 영역을 하나의 고정된 지점에서 촬영한 것이므로, 영상촬영부(130)에 장치되는 렌즈의 구면수차(spherical aberration)로 인한 이미지의 왜곡이 존재할 수 있어, 좌표추정부(520)가 영상촬영부(130)의 영상 정보상의 대상 지점에 대해 추정한 좌표와, 그 추정 좌표와 가장 가까운 곳에 미리 배치 및 저장된 지상기준점의 GPS 좌표를 상호 비교하여 추정 좌표를 검증한다.
예를 들어, 영상촬영부(130)의 영상 정보가 가로 및 세로 방향의 픽셀 개수에 따라 200×100의 해상도를 갖는 이미지이며, 그 이미지의 중앙 좌표를 (0, 0)이라고 하고, 식별된 지상기준점의 GPS 좌표 중 이미지의 중앙에 가장 가깝게 위치하는 지상기준점의 GPS 좌표는 (5, -8)이라고 가정할 경우, 이미지의 중앙에 가장 가깝게 위치하는 지상기준점의 GPS 좌표(5, -8)와 이에 인접한 추정 좌표 사이의 실제 거리는 미리 저장된 GPS 좌표를 통해 산출될 수 있으므로, 지상기준점의 GPS 좌표와 이에 인접한 추정 좌표 사이의 실제 거리를 이미지에 투영하여 영상 정보 내 위치를 검증할 수 있다.
이때, 실제 지표면상의 거리와 이미지 내의 거리의 비율은 영상 정보의 촬영 시 헬리캠(100)의 촬영 고도 정보와 기준좌표식별부(510)에 저장된 영상촬영부(130)의 사진 축척 정보를 이용하여 산출할 수도 있다.
한편, 좌표추정부(520)가 추정 좌표를 검증하는 방법은 전자적으로 정보를 처리하는 다양한 수단을 통하여 명령을 수행하는 프로그램 명령 형태로 구현되어 저장 매체에 기록될 수 있다. 저장 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.
지리정보추출부(530)는 좌표추정부(520)의 추정 좌표에 해당하는 위치 및 속성 정보를 지리정보시스템의 GIS 서버(600)로부터 추출한다.
즉, 지리정보추출부(530)는 지리정보시스템의 GIS 서버(600)에 접속하여 좌표추정부(520)의 추정 좌표에 해당하는 위치 및 속성 정보를 추출한다.
자막생성부(540)는 지리정보추출부(530)로부터 추출된 위치 및 속성 정보를 스트리밍 서버(400)를 통해 수신받은 헬리캠(100)의 영상 정보에 자막으로 입힌다.
즉, 자막생성부(540)는 지리정보추출부(530)로부터 추출된 위치 및 속성 정보를 분석하여 스트리밍 서버(400)를 통해 수신받은 헬리캠(100)의 영상 정보 내 중앙에 위치하는 대상 지점과 일치하는 위치 및 속성 정보가 존재할 경우, 이와 매칭되는 텍스트 또는 숫자로 검출하여 해당 영상 정보에 좌표, 주소, 주변 건물 명칭이나 주요 지형 명칭 등의 위치 및 속성 정보로 자막 처리할 수 있다.
예를 들어, 3D 좌표를 가진 가상공간에서 자막(caption)으로 처리된 영역의 모델링 또는 속성을 가진 덱스트나 숫자 오브젝트(object)를 자막 오브젝트라 할 때, 현실공간에서 헬리캠(100)이 촬영한 실제 영상 정보의 측점 시점에서 바라본 자막 오브젝트가 있는 가상 공간의 화면을 실제 영상 정보와 겹쳐서(merge) 합성한 후 이를 모니터링 화면에 출력하거나 저장장치에 저장할 수 있다.
통합정보수신부(550)는 스트리밍 서버(400)를 통해 헬리캠(100)의 위치 정보, 영상 정보, 촬영 각도 및 촬영 고도 정보를 수신하여 출력한다.
즉, 통합정보수신부(550)는 스트리밍 서버(400)를 통해 수신된 통합 정보를 별도의 디스플레이 단말로 출력하거나 저장장치에 저장할 수 있다.
GIS 서버(600)는 지도 기반의 지리정보 즉 공간적으로 분포하는 정보를 데이터베이스화화여 제공한다.
여기서 GIS 서버(600)의 데이터베이스는 공간자료와 속성자료로 이루어져 있는데, 공간자료는 지형요소에 대한 유형, 위치, 크기, 다른 지형요소와의 공간적 위상관계 등이며, 속성자료는 지형요소의 속성에 대한 수학적 의미를 포함하는 정량적 자료와 지도명, 주기, 라벨 등 대상물 설명에 필한 정성적 자료가 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 실시 예에 따른 헬리캠의 실시간 촬영 영상에 위치 및 속성 정보를 자막으로 생성하는 시스템에서 위치 및 속성 정보를 자막으로 생성하는 방법을 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 헬리캠(100)은 지상통제장치(300)의 조종 및 제어에 따라 비행하면서 그 GPS 수신기(110)가 인공위성으로부터 GPS 정보를 수신하여 NMEA 데이터를 추출 및 국토지리정보원의 VRS 서버(200)로 전송한다.
그리고 헬리캠(100)의 위치측위부(120)가 국토지리정보원의 VRS 서버(200)로부터 VRS 보정 데이터를 수신받아 실시간 위치 정보를 생성한다.
이어서, 헬리캠(100)의 영상촬영부(130)가 피사체를 실시간 항공 촬영하여 영상 신호로 변환하고, 아울러 헬리캠(100)의 촬영각도측정부(150) 및 촬영고도측정부(160)가 영상촬영부(130)의 촬영 각도 및 촬영 고도를 측정하여 취득정보송신부(170)를 통해 지상통제장치(300)로 실시간 전송한다.
지상통제장치(300)는 취득정보송신부(170)로부터 헬리캠(100)의 위치 정보, 영상 정보, 촬영 각도 및 촬영 고도 정보를 실시간으로 수신하여 스트리밍 서버(400)를 통해 영상처리장치(500)로 전송한다.
이때, 영상처리장치(500)의 기준좌표식별부(510)는 스트리밍 서버(400)를 통해 수신받는 헬리캠(100)의 영상촬영부(130)에서 획득한 영상 정보 영역 내에 미리 배치 및 저장된 지상기준점의 GPS 좌표를 탐지하여 식별한다.
이어서, 영상처리장치(500)의 좌표추정부(520)는 스트리밍 서버(400)를 통해 수신받은 헬리캠(100)의 위치 정보, 촬영 각도 및 촬영 고도 정보와 기준좌표식별부(510)의 GPS 좌표 정보를 이용하여 스트리밍 서버(400)를 통해 전송되는 영상촬영부(130)에서 획득한 영상 정보상의 대상 지점에 대한 특정 좌표를 추정한다.
이때, 좌표추정부(520)는 도 3에서와 같이 스트리밍 서버(400)를 통해 전송되는 영상촬영부(130)에서 획득한 영상 정보상의 중앙(중앙점)에 위치하는 대상 지점(뉴인빌딩)에 대해 추정한 좌표와, 미리 배치 및 저장된 지상기준점들의 GPS 좌표 정보 중 그 추정 좌표와 가장 가까운 곳에 미리 배치 및 저장된 지상기준점의 GPS 좌표 정보를 삼각측정법으로 지정 및 선택한 후 상호 비교하여 추정 좌표를 검증할 수 있다.
아울러 헬리캠(100)의 위치 정보, 촬영 각도 및 촬영 고도 정보가 변경될 경우 영상촬영부(130)에서 획득하여 스트리밍 서버(400)를 통해 전송되는 영상 정보상의 중앙에 위치하는 대상 지점에 대한 추정 좌표를 기준좌표식별부(510)의 GPS 좌표를 이용하여 변경 산출하고, 그 추정 좌표가 연속해서 변경 산출되는 경우 이전 추정 좌표와 현재 추정 좌표 간의 거리를 산출한 후, 이를 이전 추정 좌표와 가장 가까운 곳에 미리 배치 및 저장된 지상기준점의 GPS 좌표 정보와 현재 추정 좌표와 가장 가까운 곳에 미리 배치 및 저장된 지상기준점의 GPS 좌표 정보 간의 거리와 비교하여 추정 좌표를 검증할 수 있다.
이어서, 영상처리장치(500)의 지리정보추출부(530)는 좌표추정부(520)의 추정 좌표에 해당하는 위치 및 속성 정보를 지리정보시스템의 GIS 서버(600)로부터 추출한다.
이후, 영상처리장치(500)의 자막생성부(540)는 지리정보추출부(530)로부터 추출된 위치 및 속성 정보를 영상촬영부(130)에서 획득하여 스트리밍 서버(400)를 통해 전송되는 영상 정보에 자막으로 입혀서 합성한 후 모니터로 출력하거나 별도의 저장장치에 저장할 수 있다.
이처럼 본 발명의 실시 예에 따른 헬리캠의 실시간 촬영 영상에 위치 및 속성 정보를 자막으로 생성하는 시스템은, 헬리캠(100)의 실시간 촬영 영상상의 대상 지점에 대한 좌표를 추정하고, 이에 부합하는 위치 및 속성 정보를 자막으로 합성하여 출력하므로 촬영 영상 내의 대상 지점의 위치 및 속성 정보를 더욱 정확하고 신속하게 파악할 수 있다.
또한, 국토지리정보원의 VRS 서버(200)로부터 수신받는 VRS 보정 데이터를 활용하여 실시간 위치 정보를 생성하므로 헬리캠(100)의 촬영 위치에 대한 정확도를 높임은 물론 지상기준점의 GPS 좌표를 탐지하여 추정 좌표와의 상호 거리 및 위치를 검증하므로 촬영 영상 내의 정확한 위치 및 속성 정보를 획득할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시 예에 따른 헬리캠의 실시간 촬영 영상에 위치 및 속성 정보를 자막으로 생성하는 방법에 의한 동작은 적어도 부분적으로 컴퓨터 프로그램으로 구현되고 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록될 수 있고, 아울러 방법에 의한 동작을 구현하기 위한 프로그램이 기록되고 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다.
여기서 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CDROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있다.
또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수도 있다.
한편, 본 발명은 상술한 실시 예(embodiment) 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 안에서 예시되지 않은 여러 가지로 다양하게 변형하고 응용할 수 있음은 물론이고 각 구성요소의 치환 및 균등한 타 실시 예로 변경하여 폭넓게 적용할 수도 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백하다.
그러므로 본 발명의 기술적 특징을 변형하고 응용하는 것에 관계된 내용은 본 발명의 기술사상 및 범위 내에 포함되는 것으로 해석하여야 할 것이다.
100: 헬리캠
200: VRS 서버
300: 지상통제장치
400: 스트리밍 서버
500: 영상처리장치
600: GIS 서버
200: VRS 서버
300: 지상통제장치
400: 스트리밍 서버
500: 영상처리장치
600: GIS 서버
Claims (4)
- 로터의 회전력을 가변적으로 이용해 비행하는 헬리캠(100)에 설치되고, 인공위성으로부터 GPS 정보를 수신하여 NMEA 데이터를 추출 및 국토지리정보원의 VRS 서버(200)로 전송하는 GPS 수신기(110);
상기 헬리캠(100)에 설치되고 상기 국토지리정보원의 VRS 서버(200)로부터 VRS 보정 데이터를 수신받아 실시간 위치 정보를 생성하는 위치측위부(120);
상기 헬리캠(100)에 설치되고 피사체를 실시간 항공 촬영하여 영상 신호로 변환하는 영상촬영부(130);
상기 헬리캠(100)의 비행 제어 및 상기 영상촬영부(130)의 촬영 각도를 조절하는 비행조종제어부(140);
상기 영상촬영부(130)의 촬영 각도를 측정하는 촬영각도측정부(150);
상기 헬리캠(100)에 설치되고 상기 영상촬영부(130)의 초점과 지표 간의 절대고도를 측정하는 촬영고도측정부(160);
상기 헬리캠(100)의 위치 정보, 영상 정보, 촬영 각도 및 촬영 고도 정보를 취득하여 실시간으로 전송하는 취득정보송신부(170);
상기 헬리캠(100)에 설치되고 암호 체계를 사용하여 지상통제장치(300)와의 통신을 수행하되, 패스워드의 변경 주기 및 변경 규칙에 대한 정보를 수신하여 저장하는 패스워드 변경정보부(181)와, 상기 헬리캠(100)의 통신 시스템에 대한 정보 및 기존 패스워드 정보를 관리하는 정보관리부(182)와, 패스워드의 변경 주기 및 변경 규칙, 기존 패스워드 정보에 기초하여 상기 헬리캠(100)의 통신 시스템에 대한 신규 패스워드 정보를 자동 생성하는 패스워드 변경부(183) 및 신규 패스워드 정보를 상기 헬리캠(100)의 통신 시스템 패스워드로 설정하는 패스워드 설정부(184)로 구성된 통신보안 모듈(180);
상기 취득정보송신부(170)로부터 상기 헬리캠(100)의 위치 정보, 영상 정보, 촬영 각도 및 촬영 고도 정보를 실시간으로 수신하여 스트리밍 서버(400)로 전송하고, 상기 헬리캠(100)을 지상에서 원격 제어 및 조종하는 지상통제장치(300);
상기 스트리밍 서버(400)를 통해 수신받은 상기 헬리캠(100)의 영상 정보를 바탕으로 필요한 정보를 분석 및 처리하는 영상처리장치(500)에 설치되고 상기 스트리밍 서버(400)를 통해 수신받은 상기 헬리캠(100)의 영상 정보 영역 내에 미리 배치 및 저장된 지상기준점의 GPS 좌표를 탐지하여 식별하는 기준좌표식별부(510);
상기 영상처리장치(500)에 설치되고 상기 헬리캠(100)의 위치 정보, 촬영 각도 및 촬영 고도 정보와 상기 기준좌표식별부(510)의 GPS 좌표를 이용하여 상기 영상촬영부(130)의 영상 정보상의 대상 지점에 대한 특정 좌표를 추정하는 좌표추정부(520);
상기 영상처리장치(500)에 설치되고 상기 좌표추정부(520)의 추정 좌표에 해당하는 위치 및 속성 정보를 지리정보시스템의 GIS 서버(600)로부터 추출하는 지리정보추출부(530);
상기 지리정보추출부(530)로부터 추출된 위치 및 속성 정보를 상기 스트리밍 서버(400)를 통해 수신받은 상기 헬리캠(100)의 영상 정보에 자막으로 입히는 자막생성부(540); 및
상기 영상처리장치(500)에 설치되고 상기 스트리밍 서버(400)를 통해 헬리캠(100)의 위치 정보, 영상 정보, 촬영 각도 및 촬영 고도 정보를 수신하여 출력하는 통합정보수신부(550);
를 포함하여 이루어지며,
상기 헬리캠(100)의 GPS 수신기(110)가 인공위성으로부터 GPS 정보를 수신하여 NMEA 데이터를 추출 및 국토지리정보원의 VRS 서버(200)로 전송하고,
상기 헬리캠(100)의 위치측위부(120)가 상기 국토지리정보원의 VRS 서버(200)로부터 VRS 보정 데이터를 수신받아 실시간 위치 정보를 생성하고,
상기 헬리캠(100)의 영상촬영부(130)가 피사체를 실시간 항공 촬영하여 영상 신호로 변환하고,
상기 헬리캠(100)의 촬영각도측정부(150) 및 촬영고도측정부(160)가 상기 영상촬영부(130)의 촬영 각도 및 촬영 고도를 측정하여 취득정보송신부(170)를 통해 상기 지상통제장치(300)로 실시간 전송하고,
상기 지상통제장치(300)가 상기 취득정보송신부(170)로부터 상기 헬리캠(100)의 위치 정보, 영상 정보, 촬영 각도 및 촬영 고도 정보를 실시간으로 수신하여 상기 스트리밍 서버(400)를 통해 영상처리장치(500)로 전송하고,
상기 영상처리장치(500)의 기준좌표식별부(510)가 상기 스트리밍 서버(400)를 통해 수신받은 상기 헬리캠(100)의 영상 정보 영역 내에 미리 배치 및 저장된 지상기준점의 GPS 좌표를 탐지하여 식별하고,
상기 영상처리장치(500)의 좌표추정부(520)가 상기 스트리밍 서버(400)를 통해 수신받은 상기 헬리캠(100)의 위치 정보, 촬영 각도 및 촬영 고도 정보와 상기 기준좌표식별부(510)의 GPS 좌표 정보를 이용하여 상기 영상촬영부(130)에서 획득한 영상 정보상의 대상 지점에 대한 특정 좌표를 추정하고,
상기 영상처리장치(500)의 좌표추정부(520)가 상기 헬리캠(100)으로부터 전송되는 영상 정보상의 중앙에 위치하는 대상 지점에 대해 추정한 좌표와, 그 추정 좌표와 가장 가까운 곳에 미리 배치 및 저장된 지상기준점의 GPS 좌표 정보를 상호 비교하여 상기 추정 좌표를 검증하되, 상기 헬리캠(100)의 위치 정보, 촬영 각도 및 촬영 고도 정보가 변경될 경우 상기 기준좌표식별부(510)의 GPS 좌표 정보를 이용하여 상기 헬리캠(100)으로부터 전송되는 영상 정보상의 중앙에 위치하는 대상 지점에 대한 추정 좌표를 변경하여 산출하고, 그 추정 좌표가 연속해서 변경 산출되는 경우 이전 추정 좌표와 현재 추정 좌표 간의 거리를 산출한 후, 이전 추정 좌표와 가장 가까운 곳에 미리 배치 및 저장된 지상기준점의 GPS 좌표 정보와 현재 추정 좌표와 가장 가까운 곳에 미리 배치 및 저장된 지상기준점의 GPS 좌표 정보 간의 거리와 비교하여 상기 추정 좌표를 검증하고,
상기 영상처리장치(500)의 지리정보추출부(530)가 상기 좌표추정부(520)의 추정 좌표에 해당하는 위치 및 속성 정보를 지리정보시스템의 GIS 서버(600)로부터 추출하며,
상기 영상처리장치(500)의 자막생성부(540)가 상기 지리정보추출부(530)로부터 추출된 위치 및 속성 정보를 상기 스트리밍 서버(400)를 통해 수신받는 상기 헬리캠(100)의 영상촬영부(130)에서 획득한 영상 정보상에 자막으로 입히는 것을 특징으로 하는, 헬리캠의 실시간 촬영 영상에 위치 및 속성 정보를 자막으로 생성하는 시스템. - 삭제
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