KR100748162B1

KR100748162B1 - 헬멧을 이용한 실시간 영상 디스플레이 장치 및 그를이용한 무인항공기의 카메라 조절 장치

Info

Publication number: KR100748162B1
Application number: KR1020040110827A
Authority: KR
Inventors: 박무혁; 김성필; 안이기; 김응태
Original assignee: 한국항공우주연구원
Priority date: 2004-12-23
Filing date: 2004-12-23
Publication date: 2007-08-09
Also published as: KR20060072273A

Abstract

본 발명은 무인항공기에 의해 촬영된 영상을 실시간으로 전송받아 오토바이용 헬멧 상에서 디스플레이할 수 있는 장치와 상기 헬멧의 이동 방향에 따라 자동으로 촬영 방향을 조절할 수 있는 무인항공기의 카메라 조절 장치를 제공하는 것으로, 영상신호를 디스플레이하기 위한 디스플레이부; 무인항공기로부터 실시간으로 전송된 영상신호를 디스플레이부에 출력시키는 제어부; 및 무인항공기로부터 전송된 무선주파수신호를 기저대역신호로 변환시켜 제어부로 전달하는 무선주파수 송수신부를 구비하되, 디스플레이부, 제어부 및 무선주파수 송수신부는 헬멧에 장착되는 것을 특징으로 한다.

헬멧, 카메라, 무인항공기, 영상, 조절, 디스플레이, 실시간

Description

헬멧을 이용한 실시간 영상 디스플레이 장치 및 그를 이용한 무인항공기의 카메라 조절 장치{Apparatus for displaying real-time image using helmet and apparatus for controlling camera of remotely piloted vehicle using the same}

도 1은 본 발명이 적용되는 복합영상신호의 송수신 시스템의 모식도.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 헬멧을 이용한 실시간 영상 디스플레이 장치의 구성도.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무인항공기의 카메라 조절 장치의 구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100: 헬멧 110: 디스플레이부

120: 스피커 130: 방향감지 센서

140, 230: 제어부 150, 240: 무선주파수 송수신부

160: 비디오 처리부 170: 오디오 처리부

200: 무인항공기 210: 마이크

220: 카메라 250: 구동부

본 발명은 헬멧을 이용한 실시간 영상 디스플레이 장치 및 그를 이용한 무인항공기의 카메라 조절 장치에 관한 것으로서, 특히 무인항공기에 의해 촬영된 영상을 실시간으로 전송받아 오토바이용 헬멧 상에서 디스플레이할 수 있는 장치와 상기 헬멧의 이동 방향에 따라 자동으로 촬영 방향을 조절할 수 있는 무인항공기의 카메라 조절 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 항공기는 조종사의 조정력에 의하여 비행이 이루어지는 일반 항공기와 조종사의 조정력에 의존하지 않는 무인항공기가 있다. 무인항공기는 대표적으로 리모콘의 조정에 의하여 비행이 이루어지는 모형항공기와 무인항공기로 구분된다.

이러한 무인항공기는 군사용이나 기상 관측용 등으로 많이 사용되고 있기 때문에 특정 영상 등을 촬영하기 위한 특수 촬영장치를 구비하고 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 무인항공기는 군사용이나 기상에 관한 영상 등을 촬영하는데 이용되고 있을 뿐 일반인들을 위한 영상을 촬영하지는 않고 있다. 즉, 천문학적인 비용을 들여 제작한 무인항공기가 특정 분야에만 한정되어 사용하고 일반인을 위해 사용되지 않는 것은 그의 활용성을 떨어뜨리는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 무인항 공기에 부착된 카메라에 의해 촬영된 영상을 실시간으로 전송받아 오토바이용 헬멧을 착용한 사람에게 보여줄 수 있는 디스플레이 장치를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 오토바이용 헬멧을 착용한 사람에 의해 헬멧의 방향이 이동될 때마다 헬멧의 이동 방향에 따라 자동으로 촬영 방향을 조절할 수 있는 무인항공기의 카메라 조절 장치를 제공한다.

본 발명의 또다른 목적은 무인항공기에 의해 촬영된 영상을 오토바이용 헬멧을 착용한 사람에게 실시간으로 보여줌으로써, 지상의 사람에게 항공기를 탑승한 것과 같은 효과를 부여할 수 있는 디스플레이 장치를 제공한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 무인항공기로부터 촬영되는 영상을 무선으로 수신하여 디스플레이하기 위한 디스플레이 장치에 있어서, 영상신호를 디스플레이하기 위한 디스플레이부; 상기 헬멧에 장착되며, 상기 무인항공기로부터 전송된 무선주파수신호를 기저대역신호로 변환시키는 무선주파수 송수신부; 상기 헬멧에 장착되며, 상기 무인항공기로부터 실시간으로 전송되어, 상기 무선주파수 송수신부를 통하여 수신된 영상신호를 상기 디스플레이부에 출력시키는 제어부; 상기 헬멧에 장착되며, 상기 제어부에 의해 전달되는 소리신호를 전기적인 신호로 변환시켜 상기 헬멧에 장착된 스피커에 출력하는 오디오 처리부; 상기 헬멧에 장착되며, 상기 제어부에 의해 전달되는 영상신호를 상기 디스플레이부에 적합한 신호로 변환시켜 상기 디스플레이부로 출력하는 비디오 처리부; 및 상기 헬멧에 장착되며, 상기 헬멧에 장착되며, 상기 헬멧의 이동 방향을 감지하기 위한 방향감지 센서를 구비하는 것을 특징으로 한다. 상기 디스플레이부는 상기 헬멧을 착용한 착용자의 전면에 위치되도록 상기 헬멧에 부착된다. 상기 제어부는 상기 무인항공기로부터 전송된 복합영상신호에 포함된 영상신호와 소리신호를 각각 상기 비디오 처리부와 상기 오디오 처리부에 출력하고, 상기 방향감지 센서에 의해 감지된 방향신호를 상기 무선주파수송수신부를 통해 실시간으로 상기 무인항공기에게 전송한다. 상기 무선주파수 송수신부는 상기 제어부로부터 전달되는 방향신호를 무선주파수신호로 변환시켜 상기 무인항공기로 전송한다.

본 발명은 주변의 영상을 촬영하여 촬영한 영상신호를 헬멧과 같은 외부기기로 전송하는 무인항공기의 카메라 조절 장치에 있어서, 주변의 소리를 입력받기 위한 마이크; 주변의 영상을 촬영하기 위한 카메라; 상기 카메라의 촬영 방향을 이동시키기 위한 구동부; 상기 마이크로부터 입력되는 소리신호와 상기 카메라에 의해 촬영된 영상신호를 포함한 복합영상신호를 출력하고, 방향신호에 따라 상기 카메라의 위치를 이동시키도록 상기 구동부를 제어하는 제어부; 및 상기 제어부로부터 전달되는 복합영상신호를 무선주파수신호로 변환시켜 상기 외부기기에 실시간 전송하고, 상기 외부기기로부터 무선주파수신호로 전송된 상기 방향신호를 기저대역신호로 변환시켜 상기 제어부로 전달하는 무선주파수 송수신부를 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 복합영상신호의 송수신 시스템의 모식도로서, 오토바이 탑승자용으로 사용되고 무선주파수신호로 제공되는 영상신호를 실시간으로 디스플레이하는 헬멧(100)과, 탑재된 카메라를 통해 지상의 영상을 촬영하고 촬영한 영상을 무선주파수신호로 헬멧(100)에게 전송하는 무인항공기(200)로 구성된다.

헬멧(100)은 일반적으로 오토바이 탑승자가 사고 발생시 머리의 손상을 방지하기 위해 사용되지만, 본 발명에서는 헬멧(100)에 영상신호의 디스플레이 기능과 소리신호의 출력 기능을 부여하여 무인항공기(200)의 카메라에 의해 공중에서 촬영되는 영상을 실시간으로 헬멧(100) 상에 디스플레이하여 주고, 또한 무인항공기(200)의 주변에서 발생되는 음향 등의 소리신호를 헬멧(100)을 통해 제공함으로써, 헬멧(100)의 착용자가 지상에서도 비행기에 탑승한 것과 같은 기분을 갖도록 하는 것이다.

무인항공기(200)는 탑재된 카메라를 통해 공중에서 지상의 영상을 촬영하고 탑재된 마이크를 통해 주변에서 발생되는 소리를 입력받은 후, 촬영한 영상신호와 입력된 소리신호를 포함하는 복합영상신호를 무선주파수신호로 변환시켜 헬멧(100)에게 전송한다.

여기서, 무인항공기(200)는 별도로 법적인 허가없이 사용할 수 있는 2.4GHz의 ISM(Industrial Scientific Medical)대의 주파수를 이용하여 복합영상신호를 헬멧(100)에게 전송하되, 어드레스를 이용하지 않고 일방적으로 복합영상신호를 무선주파수신호로 변환시켜 전송한다.

그리고, 헬멧(100)이 착용자에 의해 방향이 이동될 때마다 이동 방향을 감지하여 감지한 방향신호를 무선주파수신호로 변환시켜 무인항공기(200)로 실시간 전송하면, 무인항공기(200)는 헬멧(100)으로부터 전송된 방향신호에 따라 탑재된 카메라의 촬영 방향을 헬멧(100)이 이동된 방향으로 변경시킨다.

이와 같은 기능을 수행하는 헬멧(100)과 무인항공기(200)에 적용되는 본 발명에 대하여 살펴보면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 헬멧을 이용한 실시간 영상 디스플레이 장치의 구성도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 디스플레이 장치는, 영상신호를 디스플레이하기 위한 디스플레이부(110)와, 소리신호를 출력하기 위한 스피커(120)와, 헬멧(100)의 이동 방향을 감지하기 위한 방향감지 센서(130)와, 무인항공기(200)로부터 전송된 복합영상신호에 포함된 영상신호와 소리신호를 각각 디스플레이부(110)와 스피커(120)로 출력시키고, 방향감지 센서(130)에 의해 감지된 방향신호를 무인항공기(200)로 전송하는 제어부(140)와, 무인항공기(200)로부터 전송된 무선주파수신호를 기저대역신호로 변환시켜 제어부(140)로 전달하고 제어부(140)로부터 전달되는 방향신호를 무선주파수신호로 변환시켜 무인항공기(200)로 전송하는 무선주파수 송수신부(150)와, 제어부(140)에 의해 전달되는 영상신호를 디스플레이부(110)에 적합한 신호로 변환시켜 디스플레이부(110)로 출력하는 비디오 처리부(160)와, 제어부 (140)에 의해 전달되는 소리신호를 스피커(120)에 적합한 전기적 신호로 변환시켜 스피커(120)로 출력하는 오디오 처리부(170)를 구비한다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 디스플레이 장치는 헬멧(100) 상에 배치되고 배터리나 건전지에 의해 구동된다.

디스플레이부(110)는 무인항공기(200)에서 실시간으로 제공되는 영상신호를 제어부(140)에 의해 전달받아 디스플레이함으로써, 헬멧(100)의 착용자가 비행기에 탑승한 것과 같은 효과를 부여한다. 이에 따라, 착용자가 헬멧(100)을 착용하는 경우, 디스플레이부(110)는 착용자 눈의 전면에 위치되도록 구현하며, 특히 헬멧(100)을 오토바이 탑승시 안전도구로 사용할 수 있도록 하기 위해 디스플레이부(110)는 상하방향으로 이동할 수 있도록 구현하는 것이 바람직할 것이다. 즉, 무인항공기(200)로부터 제공되는 영상신호를 디스플레이할 때에는 디스플레이부(110)가 착용자 눈의 전면에 위치되도록 하고, 오토바이 탑승을 위한 안전도구로 이용될 때에는 디스플레이부(110)가 착용자의 머리 부분에 위치되도록 한다. 그리고, 디스플레이부(110)는 액정화면(LCD : Liquid Crystal Display)으로 구현될 수 있다.

스피커(120)는 무인항공기(200)의 주변에서 발생되는 소리신호를 실시간으로 수신하여 출력함으로써, 헬멧(100)의 착용자가 무인항공기(200)에 의해 촬영되는 영상신호를 보면서 동시에 그의 주변에서 발생되는 소리신호를 들을 수 있도록 하여 보다 높은 현장감을 부여한다. 이러한 스피커(120)는 헬멧(100) 상에 부착되되, 착용자가 헬멧(100)을 착용하고 있을 때 착용자의 양측 귀에 위치되도록 한 쌍으로 구현되는 것이 바람직할 것이다.

방향감지 센서(130)는 머리에 헬멧(100)을 착용하고 있는 착용자가 머리를 움직일 경우 움직인 머리의 방향을 감지하여 감지한 방향신호를 제어부(140)로 전달하여 감지한 방향신호가 무인항공기(200)로 실시간 전송되도록 한다. 이는 헬멧(100)의 착용자가 자신의 머리를 움직여 무인항공기(200)에 탑재된 카메라의 촬영 위치를 이동시킬 수 있도록 하기 위한 것으로, 이에 따라 착용자는 자신의 머리를 움직여 자신이 보고 싶은 방향의 영상을 실시간으로 볼 수 있는 것이다.

제어부(140)는 무인항공기(200)로부터 전송된 복합영상신호가 무선주파수 송수신부(150)를 통해 수신되면, 수신된 복합영상신호에 포함된 영상신호와 소리신호를 각각 비디오 처리부(160)와 오디오 처리부(170)로 출력시킨다. 이때, 비디오 처리부(160)는 제어부(140)에 의해 전달되는 영상신호를 디스플레이부(110)에 적합한 신호로 변환시켜 디스플레이부(110)로 출력하고, 또한 오디오 처리부(170)는 제어부(140)에 의해 전달되는 소리신호를 스피커(120)에 적합한 전기적 신호로 변환시켜 스피커(120)로 출력한다.

그리고, 제어부(140)는 방향감지 센서(130)에 의해 감지된 방향신호를 실시간으로 무선주파수 송수신부(150)을 통해 무인항공기(150)로 전송한다.

무선주파수 송수신부(150)는 무인항공기(200)로부터 전송된 2.4GHz의 ISM 대의 무선주파수신호를 기저대역신호로 변환시켜 제어부(140)로 전달하고, 또한 제어부(140)로부터 전달되는 방향신호를 2.4GHz의 ISM 대의 무선주파수신호로 변환시켜 무인항공기(200)로 전송한다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무인항공기의 카메라 조절 장치의 구 성도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 무인항공기(200)는, 주변의 소리를 입력받기 위한 마이크(210)와, 주변의 영상을 촬영하기 위한 카메라(220)와, 마이크(210)로부터 입력되는 소리신호와 카메라(220)에 의해 촬영된 영상신호를 포함한 복합영상신호를 헬멧(100)으로 전송하고, 헬멧(100)으로부터 전송된 방향신호에 따라 카메라(220)의 촬영 방향의 이동을 제어하기 위한 제어부(230)와, 헬멧(100)으로부터 전송된 무선주파수신호를 기저대역신호로 변환시켜 제어부(230)로 전달하고 제어부(230)로부터 전달되는 복합영상신호를 무선주파수신호로 변환시켜 헬멧(100)으로 전송하는 무선주파수 송수신부(240)와, 제어부(230)의 제어에 따라 카메라(220)의 위치를 이동시키기 위한 구동부(250)를 구비한다.

마이크(210)는 무인항공기(200)의 주변에서 발생되는 소리를 입력받아 제어부(230)에 적합한 전기적 소리신호를 제어부(230)로 출력한다.

카메라(220)는 제어부(230)의 촬영 지시에 따라 비행중인 무인항공기(200)의 영상을 촬영하여 제어부(230)로 실시간 전달하며, 또한 구동부(250)에 의해 촬영 방향이 이동된다.

제어부(230)는 마이크(210)로부터 입력되는 소리신호와 카메라(220)에 의해 촬영된 영상신호를 포함한 복합영상신호를 무선주파수 송수신부(240)를 통해 헬멧(100)으로 실시간 전송하고, 또한 헬멧(100)으로부터 전송된 방향신호에 따라 카메라(220)의 촬영 방향의 이동을 제어한다.

무선주파수 송수신부(240)는 헬멧(100)으로부터 전송된 2.4GHz의 ISM 대의 무선주파수신호를 기저대역신호로 변환시켜 제어부(230)로 전달하고, 또한 제어부(230)로부터 전달되는 복합영상신호를 2.4GHz의 ISM 대의 무선주파수신호로 변환시켜 헬멧(100)으로 전송한다.

구동부(250)는 제어부(230)가 지시하는 방향으로 카메라(220)의 촬영 방향을 이동시킨다.

본 발명의 기술사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 오토바이용 헬멧을 착용한 사람에 의해 헬멧의 방향이 이동될 때마다 헬멧의 이동 방향에 따라 자동으로 무인항공기에 장착된 카메라의 촬영 방향을 조절하고 이 카메라에 의해 촬영되는 영상을 오토바이용 헬멧을 착용한 사람에게 실시간으로 보여줌으로써, 지상의 사람에게 항공기를 탑승한 것과 같은 효과를 부여하고, 또한 오토바이용 헬멧과 무인항공기의 활용성을 높일 수 있다.

Claims

무인항공기로부터 촬영되는 영상을 무선으로 수신하여 디스플레이하기 위한 디스플레이 장치에 있어서,

헬멧에 장착되며, 영상신호를 디스플레이하기 위한 디스플레이부;

상기 헬멧에 장착되며, 상기 무인항공기로부터 전송된 무선주파수신호를 기저대역신호로 변환시키는 무선주파수 송수신부;

상기 헬멧에 장착되며, 상기 무인항공기로부터 실시간으로 전송되어, 상기 무선주파수 송수신부를 통하여 수신된 영상신호를 상기 디스플레이부에 출력시키는 제어부;

상기 헬멧에 장착되며, 상기 제어부에 의해 전달되는 소리신호를 전기적인 신호로 변환시켜 상기 헬멧에 장착된 스피커에 출력하는 오디오 처리부;

상기 헬멧에 장착되며, 상기 제어부에 의해 전달되는 영상신호를 상기 디스플레이부에 적합한 신호로 변환시켜 상기 디스플레이부로 출력하는 비디오 처리부; 및

상기 헬멧에 장착되며, 상기 헬멧에 장착되며, 상기 헬멧의 이동 방향을 감지하기 위한 방향감지 센서를 구비하되,

상기 디스플레이부는 상기 헬멧을 착용한 착용자의 전면에 위치되도록 상기 헬멧에 부착되고,

상기 제어부는 상기 무인항공기로부터 전송된 복합영상신호에 포함된 영상신호와 소리신호를 각각 상기 비디오 처리부와 상기 오디오 처리부에 출력하고, 상기 방향감지 센서에 의해 감지된 방향신호를 상기 무선주파수송수신부를 통해 실시간으로 상기 무인항공기에게 전송하고,

상기 무선주파수 송수신부는 상기 제어부로부터 전달되는 방향신호를 무선주파수신호로 변환시켜 상기 무인항공기로 전송하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
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주변의 영상을 촬영하여 촬영한 영상신호를 헬멧과 같은 외부기기로 전송하는 무인항공기의 카메라 조절 장치에 있어서,

주변의 소리를 입력받기 위한 마이크;

주변의 영상을 촬영하기 위한 카메라;

상기 카메라의 촬영 방향을 이동시키기 위한 구동부;

상기 마이크로부터 입력되는 소리신호와 상기 카메라에 의해 촬영된 영상신호를 포함한 복합영상신호를 출력하고, 방향신호에 따라 상기 카메라의 위치를 이동시키도록 상기 구동부를 제어하는 제어부; 및

상기 제어부로부터 전달되는 복합영상신호를 무선주파수신호로 변환시켜 상기 외부기기에 실시간 전송하고, 상기 외부기기로부터 무선주파수신호로 전송된 상기 방향신호를 기저대역신호로 변환시켜 상기 제어부로 전달하는 무선주파수 송수신부를 포함하는 무인항공기의 카메라 조절 장치.
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