KR20140102831A

KR20140102831A - 모바일 기반의 부가정보를 이용한 위치 보정 방법

Info

Publication number: KR20140102831A
Application number: KR1020130016176A
Authority: KR
Inventors: 임혁규; 최석재; 윤경애
Original assignee: 브이앤아이 주식회사
Priority date: 2013-02-15
Filing date: 2013-02-15
Publication date: 2014-08-25
Also published as: KR101459522B1

Abstract

본 발명은 모바일 기반의 부가정보를 이용하여 위치를 보정하는 방법에 관한 것으로서, 객체까지의 거리를 정확하게 산출하는 것을 목적으로 한다.
이를 위하여 본 발명은, 객체로부터 일정 거리 이격된 위치에서 레이저 측정기로 해당 객체의 특징점과의 거리를 측정하고, 지면으로부터 객체까지의 높이를 산출하여 해당 객체에 대한 기준 데이터를 설정하여 데이터베이스로 정리하는 기준 DB 생성 단계(S10)와; 모바일 기기의 카메라를 이용하여 목적하는 객체의 영상을 획득하고, GPS 정보를 통해 위치 정보를 확인한 후 추출한 실제 영상의 특징점과 기준 DB에 있는 영상의 특징점을 비교하는 객체 인식 단계(S20)와; 상기한 특징점 비교 결과에 따라 사용자와 객체 사이의 실제 거리를 계산하고, 그 결과에 따라 GPS 오차를 보정하여 객체에 대한 정확한 위치 정보를 판단하는 위치정보확인 단계(S30);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

모바일 기반의 부가정보를 이용한 위치 보정 방법{Location Correction Method Using Additional Information of Mobile Instrument}

본 발명은 모바일 기반의 부가정보를 이용하여 위치를 보정하고 객체와의 거리를 측정하는 방법에 관한 것으로서, 특히 기준 DB 내의 객체 영상 정보와 모바일 기기의 영상 정보를 이용하여 모바일 기기의 위치를 보정하고 객체와의 거리를 측정할 수 있도록 한 모바일 기반의 부가정보를 이용한 위치 보정 방법에 관한 것이다.

스마트폰을 비롯한 최근의 모바일 기기는 GPS 수신 기능이 있어 GPS 정보를 통해 특정 객체의 위치와 거리 등을 확인할 수 있다.

그런데, 모바일 기기가 수신한 GPS 위치 정보는 대략 30m 이상의 오차를 보이고 있고, 그로 인해 모바일 기기를 이용하여 특정 객체까지의 거리를 정확히 산출하기에는 한계가 있다.

이에 따라 대부분의 모바일 기기에서는 GPS 위치 정보를 보정함과 아울러, 모바일 기기에서 촬영된 객체의 영상에서 특징점을 추출하여 데이터베이스에 저장된 영상의 특징점과 비교함으로써, 객체까지의 거리를 산출하고 있다.

그러나, 상기한 방법은 영상들의 특징점을 각각 비교함에 따라 시간이 많이 소요되고, 객체 영상의 촬영상태 및 영상의 선명도에 따라 오차가 발생하는 문제점이 있다.

한편, 아래의 특허문헌 1은, 카메라의 영상 신호의 이전 프레임과 현재 프레임을 비교하여 감시 구역 내에 침입한 대상을 추출하고, 미리 저장된 바닥면 및 수직면에 대한 각도 및 바닥면으로부터의 높이를 이용하여 추출된 대상의 각 픽셀별로 대상의 실제 크기를 계산하는 방법을 기재하고 있다.

또, 특허문헌 2는, 영상에서 객체를 포함하는 객체 영역 박스를 검출하여 그 크기를 측정하고, 보간 함수를 이용하여 객체와 촬영부 사이의 거리를 추정하며, 추정된 거리와 촬영부의 회전 각도 및 위치정보에 근거하여 객체의 위치 정보를 생성하는 단일 카메라 영상 기반의 객체 위치 추정 방법을 기재하고 있다.

그리고, 특허문헌 3은, 제1단말기로부터 경로 소스정보를 수신하고 수신된 경로 소스정보를 근거로 제2단말기에서 증강현실정보가 포함된 제1단말기의 주변 영상을 표시하며, 표시된 주변 영상에 대한 사용자 입력에 따라 제2단말기가 제1단말기에게 실시간 경로 안내를 제공하도록 하는 증강현실을 이용한 경로 안내 방법을 기재하고 있다.

KR

10-2007-0115000

A

KR

10-2011-0064544

A

KR

10-2011-0134177

A

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 객체의 특징점에 대한 높이 데이터를 구비한 상태에서 모바일 기기로 촬영한 객체의 영상에서 특징점을 추출하고, 해당 특징점의 높이 데이터와 영상의 높이를 비교하여 모바일 기기의 GPS 위치를 보정함으로써 객체까지의 거리를 정확하게 산출할 수 있도록 한 모바일 기반의 부가정보를 이용한 위치 보정 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 객체로부터 일정 거리 이격된 위치에서 레이저 측정기로 해당 객체의 특징점과의 거리를 측정하고, 지면으로부터 객체까지의 높이를 산출하여 해당 객체에 대한 기준 데이터를 설정하여 데이터베이스로 정리하는 기준 DB 생성 단계와; 모바일 기기의 카메라를 이용하여 목적하는 객체의 영상을 획득하고 GPS 정보를 통해 위치 정보를 확인한 후 추출한 실제 영상의 특징점과 기준 DB에 있는 영상의 특징점을 비교하는 객체 인식 단계와; 상기한 특징점 비교 결과에 따라 사용자와 객체 사이의 실제 거리를 계산하고 그 결과에 따라 GPS 오차를 보정하여 객체에 대한 정확한 위치 정보를 판단하는 위치정보확인 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 모바일 기반의 부가정보를 이용한 위치 보정 방법에 따르면, 상기 기준 DB에는 객체의 영상과 해당 객체의 특징점에 대한 정보, 객체의 높이 정보 및 객체의 방위 정보가 포함되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 모바일 기반의 부가정보를 이용한 위치 보정 방법에 따르면, 상기 기준 DB 생성단계에서 객체의 높이는, 피타고라스의 정리를 이용하여 레이저 측정기로부터 객체까지의 수평방향 직선 거리와 레이저 측정기로부터 객체까지의 대각선 거리로부터 역산하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 모바일 기반의 부가정보를 이용한 위치 보정 방법에 따르면, 상기 객체 인식 단계는 추출한 실제 영상의 특징점과 기준 DB의 영상의 특징점을 비교함과 아울러 상기 기준 DB의 객체 방위정보를 확인하여 실제 방위정보와 대비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 모바일 기반의 부가정보를 이용한 위치 보정 방법에 따르면, 상기 위치정보확인 단계는 기준 DB 내의 객체 높이 및 모바일 기기의 내부 초점거리와 획득된 실제 영상의 객체 높이의 비를 이용하여 객체와의 거리를 산출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 모바일 기반의 부가정보를 이용한 위치 보정 방법에 따르면, 모바일 기기에서 촬영한 객체의 영상을 기준 DB의 영상과 대비하여 객체와의 거리를 계산함으로써, GPS 위치 정보를 보정하여 사용자가 객체에 대한 위치 정보를 정확하게 파악할 수 있는 효과가 있다.

또, 본 발명의 모바일 기반의 부가정보를 이용한 위치 보정 방법에 따르면, 기준 DB에 저장된 객체의 다양한 정보와 모바일 기기에서 촬영한 영상을 대비함으로써 위치 정보 계산의 정확성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 모바일 기반의 부가정보를 이용한 위치 보정 방법에 따르면, 기준 DB 생성시 피타고라스의 정리를 이용한 높이 산출 방법을 이용하여 객체의 높이를 계산하게 되므로 정확한 객체 높이를 파악할 수 있는 효과가 있다.

또, 본 발명의 모바일 기반의 부가정보를 이용한 위치 보정 방법에 따르면, 객체 인식 과정에서 실제 영상과 기준 DB의 영상에 대한 특징점을 비교함과 아울러, 기준 DB의 객체 방위정보를 확인하여 실제 방위정보와 대비함으로써 검색 속도가 빨라지고 정확성이 높아지는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 모바일 기반의 부가정보를 이용한 위치 보정 방법에 따르면, 위치정보 확인시 기준 DB 내의 객체 높이와 실제 영상의 객체 높이를 대비하여 객체와의 거리를 산출함으로써 객체와의 거리를 정확하게 계산할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 거리 측정방법을 개략적으로 나타낸 블록도.
도 2는 본 발명의 요부 구성인 기준 DB 생성 모습을 나타낸 참고도.
도 3은 본 발명의 요부인 객체 높이 산출 방법을 설명하기 위한 참고도.
도 4는 본 발명의 요부인 모바일 기기와 객체 사이의 거리를 계산하는 방법을 설명하기 위한 참고도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 모바일 기반의 부가정보를 이용한 위치 보정 방법을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 모바일 기반의 부가정보를 이용한 위치 보정 방법은 도 1에 도시된 바와 같이, 객체로부터 일정 거리 이격된 위치에서 레이저 측정기로 해당 객체의 특징점과의 거리를 측정하고, 지면으로부터 객체까지의 높이를 산출하여 해당 객체에 대한 기준 데이터를 설정하여 데이터베이스로 정리하는 기준 DB 생성 단계(S10)와; 모바일 기기의 카메라를 이용하여 목적하는 객체의 영상을 획득하고 GPS 정보를 통해 위치 정보를 확인한 후 특징점 추출 알고리즘인 SURF(Speeded Up Robust Features)를 이용하여 추출한 실제 영상의 특징점과 기준 DB에 있는 영상의 특징점을 비교하는 객체 인식 단계(S20)와; 상기한 특징점 비교 결과에 따라 사용자와 객체 사이의 실제 거리를 계산하고, 그 결과에 따라 GPS 오차를 보정하여 객체에 대한 정확한 위치 정보를 판단하는 위치정보확인 단계(S30);를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 기준 DB에는 객체의 영상과 해당 객체의 특징점에 대한 정보, 객체의 높이 정보 및 객체의 방위 정보가 포함되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 기준 DB 생성단계(S10)에서 객체의 높이(b)는, 도 3에 도시된 직각 삼각형과 다음의 수학식 1에 기재된 피타고라스의 정리를 이용한 객체 높이 산출방법을 통해 구할 수 있다.

여기서, a는 레이저 측정기로부터 객체까지의 수평방향 직선 거리이고, b는 객체의 높이이며, c는 레이저 측정기로부터 객체까지의 대각선 거리를 의미한다.

상기 객체 인식 단계(S20)에서 영상을 비교(S24)하는 경우에는, 추출한 실제 영상의 특징점과 기준 DB의 영상의 특징점을 비교함과 아울러, 상기 기준 DB의 객체 방위정보를 확인하여 실제 방위정보와 대비하는 것이 바람직하다. 이에 따라 객체에 대한 검색 시간이 단축될 수 있다.

그리고, 상기 위치정보확인 단계(S30)에서 객체와의 거리를 산출하는 방법을 도 4를 참조하여 설명하면, 기준 DB 내의 객체 높이(h) 및 모바일 기기의 내부 초점거리(f)와 획득된 실제 영상의 객체 높이(hi)의 비를 이용하여 객체와의 거리(X)를 산출하게 된다. 이를 수학식으로 나타내면 다음의 수학식 2와 같다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 모바일 기반의 부가정보를 이용한 위치 보정 방법은, 객체와의 거리를 정확하게 계산하여 GPS 위치 정보를 보정함으로써 모바일 기기를 이용한 위치 정보 수집을 용이하게 한다.

이하 본 발명에 따른 작용 및 효과를 설명한다.

다시점 영상을 이용하여 객체와의 거리를 측정하기 위해서는 우선 다양한 객체에 대한 기준 DB를 생성하여야 한다.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 객체로부터 일정 거리 이격된 위치에서 레이저 측정기로 해당 객체의 특징점에 해당하는 객체의 꼭지점과의 거리를 측정한다.

이때, 상기 레이저 측정기로부터 객체의 특징점까지의 수평 방향 직선 거리와 대각선 거리를 모두 측정하며, 이를 기반으로 하여 지면으로부터 객체까지의 높이를 산출하여 해당 객체에 대한 기준 데이터를 설정한다.

여기서, 기준 데이터에는 객체의 영상과 특징점의 위도 및 경도와 같은 특징점 정보, 객체의 높이 정보 및 방위정보가 모두 포함된다. 이와 같이 특정 객체에 대한 기준 데이터가 설정되면, 이들을 모두 객체에 대한 기준 DB를 생성한다.

이후, 모바일 기기를 소지한 사용자가 이동 중에 특정 객체에 대한 위치 정보를 확인하고자 해당 객체를 촬영하면, 해당 객체에 대한 GPS 정보를 수신하여 대략적인 위치 정보를 확인한다.

이어서 SURF를 이용하여 모바일 기기에 의해 촬영된 실제 영상으로부터 특징점을 추출하고, 이 특징점과 기준 DB 내에 있는 해당 객체의 특징점을 비교한다.

이때, 상기 기준 DB의 객체 방위정보를 확인하여 실제 방위정보와 대비하면 더 빠르게 해당 객체를 검색할 수 있게 된다.

이후, 기준 DB 내의 객체 높이(h) 및 모바일 기기의 내부 초점거리(f)와 실제 영상의 객체 높이(hi)의 비를 이용하여 객체와의 거리(X)를 산출한다.

이에 따라 모바일 기기의 사용자와 해당 객체와의 거리를 정확하게 계산할 수 있게 되며, 이를 이용하여 GPS 위치 정보를 보정함으로써 객체에 대한 정확한 위치 정보를 수집할 수 있으므로 ,목적지에 쉽고 빠르게 도달할 수 있게 된다.

본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이에 의해 한정되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

a: 레이저 측정기로부터 객체까지의 수평방향 직선 거리
b: 객체의 높이
c: 레이저 측정기로부터 객체까지의 대각선 거리
f: 모바일 기기의 내부 초점거리
H: 기준 DB 내의 객체 높이
Hi: 실제 영상의 객체 높이
X: 모바일 기기로부터 객체와의 거리

Claims

객체로부터 일정 거리 이격된 위치에서 레이저 측정기로 해당 객체의 특징점과의 거리를 측정하고, 지면으로부터 객체까지의 높이를 산출하여 해당 객체에 대한 기준 데이터를 설정하여 데이터베이스로 정리하는 기준 DB 생성 단계(S10)와;
모바일 기기의 카메라를 이용하여 목적하는 객체의 영상을 획득하고 GPS 정보를 통해 위치 정보를 확인한 후, 추출한 실제 영상의 특징점과 기준 DB에 있는 영상의 특징점을 비교하는 객체 인식 단계(S20)와;
상기한 특징점 비교 결과에 따라 사용자와 객체 사이의 실제 거리를 계산하고, 그 결과에 따라 GPS 오차를 보정하여 객체에 대한 정확한 위치 정보를 판단하는 위치정보확인 단계(S30);를 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 기반의 부가정보를 이용한 위치 보정 방법.
제1항에 있어서,
상기 기준 DB에는, 객체의 영상과 해당 객체의 특징점에 대한 정보, 객체의 높이 정보 및 객체의 방위 정보가 포함되는 것을 특징으로 하는 모바일 기반의 부가정보를 이용한 위치 보정 방법.
제1항에 있어서,
상기 기준 DB 생성단계(S10)에서 객체의 높이(b)는, 피타고라스의 정리를 이용하여 레이저 측정기로부터 객체까지의 수평방향 직선 거리(a)와 레이저 측정기로부터 객체까지의 대각선 거리(c)로부터 역산하는 것을 특징으로 하는 모바일 기반의 부가정보를 이용한 위치 보정 방법.
제1항에 있어서,
상기 객체 인식 단계(S20)는, 추출한 실제 영상의 특징점과 기준 DB의 영상의 특징점을 비교함과 아울러, 상기 기준 DB의 객체 방위정보를 확인하여 실제 방위정보와 대비하는 것을 특징으로 하는 모바일 기반의 부가정보를 이용한 위치 보정 방법.
제1항에 있어서,
상기 위치정보확인 단계(S30)는, 기준 DB 내의 객체 높이(h) 및 모바일 기기의 내부 초점거리(f)와 획득된 실제 영상의 객체 높이(hi)의 비를 이용하여 객체와의 거리(X)를 산출하는 것을 특징으로 하는 모바일 기반의 부가정보를 이용한 위치 보정 방법.