KR100937367B1 - 휴대형 원격 피사체 면적 측정 장치 - Google Patents

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Abstract

측정 대상의 거리를 레이저로 측정하고, 내장된 카메라로 촬영 후 곧 바로 면적을 측정할 수 있는 휴대형 피사체 면적 측정 장치를 제공함에 그 목적이 있다.휴대용 단말기는 면적 측정 화면 아이콘이 선택되면 구동되어 초기화 명령을 발생하고 피사체의 영상을 본 사용자가 상기 피사체의 각 꼭지점을 선택한 후 면적 측정 버튼을 선택하면 거리 측정 명령을 발생하는 면적 측정 응용 프로그램, 상기 면적 측정 응용 프로그램에 의해 발생된 초기화 명령에 따른 구동 신호를 발생하는 디바이스 구동부, 촬영된 피사체의 영상을 화면에 디스플레이하는 디스플레이부를 구비한다. 컴팩트 플래쉬 카드는 상기 휴대용 단말기와의 신호 및 데이터를 인터페이스하는 입력/출력 인터페이스부, 상기 휴대용 단말기로부터의 구동 신호에 따라 동작하여 레이저를 피사체로 발사하고 상기 피사체에 반사되어 온 레이저를 수신하는 레이저 모듈, 상기 휴대용 단말기로부터의 구동 신호에 따라 동작하여 상기 피사체를 촬영하여 생성한 상기 피사체의 영상을 상기 휴대용 단말기로 제공하여 디스플레이하도록 하는 카메라, 및 상기 레이저의 수신 시간 및 레이저 속도를 기초로 하여 상기 카메라 모듈과 상기 피사체의 거리를 계산하는 디지털 신호 처리부를 구비한다. 상기 면적 측정 응용 프로그램은 상기 컴팩트 플래쉬 카드로부터의 상기 카메라 모듈과 상기 피사체의 거리를 기초로 하여 상기 피사체의 면적을 계산한다.
피사체 면적, PDA

Description

휴대형 원격 피사체 면적 측정 장치{Portable remote subject area measuring apparatus}
본 발명은 원격 피사체의 거리 및 면적을 측정하기 위한 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사각형 형태의 특정 대상의 면적을 편리하고 손쉽게 측정하는 장치에 관한 것이다.
종래에는 레이저 거리 측정기를 이용하여 삼각구도응용방식의 면적 측정이 가능하도록 개발되어 시판되고 있으나 측정하고자 하는 대상물에 레이저 포인트를 가로세로 6번을 측정하여야 하며, 대상물의 꼭지점을 레이저 포인트로 측정하기가 어려울 뿐만 아니라 많은 시간이 소요되어 효율성이 떨어진다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 측정 대상의 거리를 레이저로 측정하고, 내장된 카메라로 촬영 후 곧 바로 면적을 측정할 수 있는 휴대형 피사체 면적 측정 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 휴대형 원격 피사체 면적 측정 장치는 면적 측정 화면 아이콘이 선택되면 구동되어 초기화 명령을 발생하고 피사체의 영상을 본 사용자가 상기 피사체의 각 꼭지점을 선택한 후 면적 측정 버튼을 선택하면 거리 측정 명령을 발생하는 면적 측정 응용 프로그램, 상기 면적 측정 응용 프로그램에 의해 발생된 초기화 명령에 따른 구동 신호를 발생하는 디바이스 구동부, 촬영된 피사체의 영상을 화면에 디스플레이하는 디스플레이부를 구비하는 휴대용 단말기; 그리고 상기 휴대용 단말기와의 신호 및 데이터를 인터페이스하는 입력/출력 인터페이스부, 상기 휴대용 단말기로부터의 구동 신호에 따라 동작하여 레이저를 피사체로 발사하고 상기 피사체에 반사되어 온 레이저를 수신하는 레이저 모듈, 상기 휴대용 단말기로부터의 구동 신호에 따라 동작하여 상기 피사체를 촬영하여 생성한 상기 피사체의 영상을 상기 휴대용 단말기로 제공하여 디스플레이하도록 하는 카메라, 및 상기 레이저의 수신 시간 및 레이저 속도를 기초로 하여 상기 카메라 모듈과 상기 피사체의 거리를 계산하는 디지털 신호 처리부를 구비하는 컴팩트 플래쉬 카드를 포함하고, 상기 면적 측정 응용 프로그램은 상기 컴팩트 플래 쉬 카드로부터의 상기 카메라 모듈과 상기 피사체의 거리를 기초로 하여 상기 피사체의 면적을 계산하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 휴대형 원격 피사체 면적 측정 장치는 건물의 옥외 광고물(가로형 간판, 돌출 간판, 옥상 간판 등)이나, 창틀 등 측정하고자 하는 사각형 형태의 특정 대상의 면적을 편리하고 손쉽게 측정할 수 있도록 한다.
이하, 첨부된 예시 도면에 의거하여 본 발명의 실시예에 따른 휴대형 원격 피사체 면적 측정 장치를 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 휴대형 원격 피사체 면적 측정 장치를 나타낸 사시도이다. 본 발명은 모바일 디바이스용 컴팩트 플래쉬(compact flash) 타입 장치로서, 레이저 거리 측정장치인 레이저 모듈(220)와 면적 측정용 카메라(230)가 결합된 장치이며, 거리 및 면적을 측정하기 위한 장치에 관한 것이다. 장치 내의 레이저 모듈(220)로 거리를 측정하며, 카메라(230)로 면적을 측정한다. 본 발명은 Embedded 디바이스 기술의 일종이며, 레이저, 모바일용 카메라, DSP(digital signal processor), Microsoft사의 O/S WinCE 5.0 기반의 응용 프로그램 개발 기술을 요구하는 장치이다.
본 발명의 실시예에 따른 휴대형 원격 피사체 면적 측정 장치는 휴대용 단말기(100) 및 컴팩트 플래쉬 카드(200)를 포함한다.
도 2는 도 1에 도시된 휴대형 원격 피사체 면적 측정 장치의 블록도이다.
휴대용 단말기(100)는 면적 측정 응용 프로그램(110), 디바이스 구동 부(120), 및 디스플레이부(130), 중앙 처리 장치(140)를 포함한다.
면적 측정 응용 프로그램(110)은 면적 측정 화면 아이콘이 선택되면 구동되어 초기화 명령을 발생하고, 피사체의 영상을 본 사용자가 상기 피사체의 각 꼭지점을 선택한 후 면적 측정 버튼을 선택하면 거리 측정 명령을 발생한다. 상기 면적 측정 응용 프로그램(110)의 예로서 Microsoft사의 WinCE 5.0 기반 응용 프로그램이 사용될 수 있다.
디바이스 구동부(120)는 상기 면적 측정 응용 프로그램(110)에 의해 발생된 초기화 명령에 따른 구동 신호를 발생한다. 상기 디바이스 구동부(120)의 예로서Microsoft사의 WinCE 5.0 기반 하드웨어 구동 프로그램이 사용될 수 있다.
디스플레이부(130)는 촬영된 피사체의 영상을 화면에 디스플레이한다.
컴팩트 플래쉬 카드(200)는 입력/출력 인터페이스부(210), 레이저 모듈(220), 카메라(230), 및 디지털 신호 처리부(240)를 포함한다.
입력/출력 인터페이스부(210)는 상기 휴대용 단말기(100)와의 신호 및 데이터를 인터페이스한다.
레이저 모듈(220)은 상기 휴대용 단말기(100)로부터의 구동 신호에 따라 동작하여 레이저를 피사체로 발사하고 상기 피사체에 반사되어 온 레이저를 수신한다.
카메라(230)는 상기 휴대용 단말기로부터의 구동 신호에 따라 동작하여 상기 피사체를 촬영하여 생성한 상기 피사체의 영상을 상기 휴대용 단말기(100)로 제공하여 디스플레이하도록 한다.
디지털 신호 처리부(240)는 상기 레이저의 수신 시간 및 레이저 속도를 기초로 하여 상기 카메라(230)와 상기 피사체 간의 거리를 계산한다.
상기 면적 측정 응용 프로그램(110)은 상기 플래쉬 카드(200)로부터의 상기 카메라(230)와 상기 피사체의 거리를 기초로 하여 상기 피사체의 면적을 계산한다.
상기한 바와 같은 구성을 갖는 휴대형 원격 피사체 면적 측정 장치에 의한 거리 및 면적 측정 방법을 이하에 설명한다.
사용자가 휴대용 단말기의 면적 측정 응용 프로그램(110)에서 면적 측정 화면 아이콘을 클릭하면, 면적 측정 응용 프로그램(110)이 구동되어, 프로그램의 내부에서 OS를 통하여 PDA와 같은 휴대형 단말기(100)의 디바이스 구동부(130)로 초기화 명령이 전달된다.
상기 디바이스 구동부(130)는 CPU(140), I/O 인터페이스부(210), CF 카드(200)의 제어부인 DSP(240)로 구동 신호를 전달하여 레이저 모듈(220) 및 카메라(230)의 초기화 명령이 전달된다.
이때, 레이저모듈(220)은 상기 구동 신호에 따라 발광부에서 레이저 펄스가 피사체까지 발광하며, 이와 동시에 카메라(230)는 건물의 옥외 광고물(가로형 간판, 돌출 간판, 옥상 간판 등)이나, 창틀 등 측정하고자 하는 사각형 형태의 특정 대상인 피사체를 촬영하여 해당 영상을 휴대형 단말기(100)의 디스플레이부(130)에 전달한다.
이후 휴대형 단말기(100)인 PDA의 디스플레이부(130)의 LCD 화면에서 피사체의 영상이 보이게 되면, 사용자는 면적 측정 응용 프로그램(110)의 내의 면적 측정 버튼을 클릭하면, 면적 측정 응용 프로그램(110)이 거리 측정 명령을 발생하여 디바이스 구동부(130), 중앙처리장치(140), 및 입/출력 인터페이스부(210)를 통하여 제어부 DSP(240)로 전달한다.
상기 DSP(240)는 상기 PDA(100)로부터의 상기 거리 측정 명령에 따라 발광 정지 명령 신호를 생성하여 레이저 모듈(220)의 발광부(도시안됨)에 전달하고, 마지막 발광된 레이저의 펄스를 레이저의 수광부(도시안됨)에서 처리하여 거리값, 즉 상기 카메라(230)와 상기 피사체 간의 거리를 계산한다. 이때, 레이저 거리는 다음 수학식 1에 의해 구해진다.
Figure 112009023680428-pat00001
여기서, a는 상기 카메라(230)와 상기 피사체 간의 거리, v는 레이저 모듈의 레이저 속도, t는 레이저 수신 시간이다.
동시에 카메라(230)는 피사체의 이미지를 촬영하게 되며 촬영된 사진 파일을 제어부 DSP(240)로 전송한다.
DSP(240)는 I/O 인터페이스부(210)를 거쳐, CPU(140), 디바이스 구동부(120), 면적 측정 응용 프로그램(110)으로 전달되어 피사체의 면적을 계산하게 되며, 플래쉬 메모리(150)에 저장하게 된다.
이하, 면적 측정 응용 프로그램(110)에 의해 상기 카메라(230)와 상기 피사체 간의 거리(a)를 기초로 하여 피사체의 면적을 구하는 과정의 실시예로서 상 기 피사체가 상기 카메라 모듈(230)에 대하여 정면 위치에 있지 않고 높은 장소에 위치하는 경우, 상기 카메라(230)로 촬영된 피사체(S)를 3 차원 그래픽 시스템을 이용하여 실물 크기(R)로 보정하는 과정을 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다. 도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 카메라에 의해 촬영된 피사체 영상을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 1 및 도 2에 도시된 면적 측정 응용 프로그램에 의해 피사체의 면적을 계산하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
상기 카메라(230)의 위치 (C)와 상기 피사체의 밑변 꼭지점(B) 간의 거리(a): 상기 피사체의 윗변 길이(ud) = 상기 카메라(230)와 상기 피사체의 윗변
꼭지점(A) 간의 거리(b): 상기 피사체의 밑변 길이(bd)의 관계가 있으므로, 상기 카메라(230)와 상기 피사체의 윗변 꼭지점(A) 간의 거리(b)는 아래 수학식 2에 의해 구해진다.
Figure 112009023680428-pat00002
예를 들면, 상기 카메라(230)와 상기 피사체의 밑변 꼭지점(B) 간의 거리(a)가 6.7m에서 피사체의 밑변 길이(bd)가 2m로 측정되면, 상기 피사체의 윗변 길이(ud) 1.8m는 6.7m보다 먼 지점인 7.44m (b)는 수학식 2에 상기한 값들을 적용함으로써 수학식 3으로 구할 수 있다.
Figure 112009023680428-pat00003
도 4를 참조하면, 카메라(C), 상기 피사체의 윗변 꼭지점(A), 및 상기 피사체의 밑변 꼭지점(B)은 삼각형 ABC를 구성하며, a는 선분 CB의 길이로서 상기 카메라(230)와 상기 피사체의 밑변 꼭지점(B) 간의 거리, b는 선분 CA의 길이로서 상기 카메라(230)와 상기 피사체의 윗변 꼭지점(A) 간의 거리이고, c는 선분 AB의 길이로서 실체 피사체의 세로 길이이고, h는 상기 피사체의 영상 상의 높이로서 상기 삼각형 ABC에서 상기 피사체의 밑변 꼭지점(B)에서 상기 카메라(C)와 상기 피사체의 윗변 꼭지점(A) 간의 거리(b)에 내린 수선의 발(H)과 상기 피사체의 밑변 꼭지점(B) 간의 거리이고, C는 상기 카메라(C)에서 상기 피사체의 윗변 꼭지점(A)을 바라본 각도로서 예각이다.
Figure 112009023680428-pat00004
여기서, 상기 수학식 4에서 C를 구하면 다음 수학식 5로 표현된다.
Figure 112009023680428-pat00005
상기 피사체의 윗변 꼭지점(A)과 밑변 꼭지점(B) 간으로 선분인 실체 피사체 의 세로 길이(c)는 상기 카메라(230)와 상기 피사체의 밑변 꼭지점(B) 간의 거리(a), 수학식 2에 의해 구한 상기 카메라(230)와 상기 피사체의 윗변 꼭지점(A) 간의 거리(b), 수학식 5에 의한 구한 상기 카메라(230)에서 피사체의 윗변 꼭지점(A)을 바라본 각도(C)를 피타고라스 정리로부터 도출된 삼각 함수, 구체적으로는 코사인 법칙 c2 = a2 + b2 - 2ab cos C에 적용하여 수학식 6에 의해 구한다.
Figure 112009023680428-pat00006
즉, 면적 측정 응용 프로그램(110)은 상기한 바와 같이 수학식 2 내지 수학식 6을 이용하여 상기 피사체의 세로 길이(c)를 구하고, 상기 피사체의 가로 길이인 상기 삼각형의 밑변 길이(bd) 및 상기 실체 피사체의 세로 길이(c)를 연산하여 상기 피사체의 면적을 계산한다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예로서 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허 청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.
본 발명에 따른 휴대형 원격 피사체 면적 측정 장치는 건물의 옥외 광고물(가로형 간판, 돌출 간판, 옥상 간판 등)이나, 창틀의 면적을 측정하는데 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 휴대형 피사체 면적 측정 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 휴대형 피사체 면적 측정 장치의 블록도이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 카메라에 의해 촬영된 피사체 영상을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 1 및 도 2에 도시된 면적 측정 응용 프로그램에 의해 피사체의 면적을 계산하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 휴대용 단말기
110: 면적 측정 응용 프로그램
120: 디바이스 구동부
130: 디스플레이부
200: 컴팩트 플래쉬 카드
210: I/O 인터페이스부
220: 레이저 모듈
230: 카메라
240: DSP

Claims (3)

  1. 면적 측정 화면 아이콘이 선택되면 구동되어 초기화 명령을 발생하고 피사체의 영상을 본 사용자가 상기 피사체의 각 꼭지점을 선택한 후 면적 측정 버튼을 선택하면 거리 측정 명령을 발생하는 면적 측정 응용 프로그램(110),
    상기 면적 측정 응용 프로그램에 의해 발생된 초기화 명령에 따른 구동 신호를 발생하는 디바이스 구동부(120),
    촬영된 피사체의 영상을 화면에 디스플레이하는 디스플레이부(130)를 구비하는 휴대용 단말기(100); 그리고
    상기 휴대용 단말기와의 신호 및 데이터를 인터페이스하는 입력/출력 인터페이스부(210),
    상기 휴대용 단말기로부터의 구동 신호에 따라 동작하여 레이저를 피사체로 발사하고 상기 피사체에 반사되어 온 레이저를 수신하는 레이저 모듈(220),
    상기 휴대용 단말기로부터의 구동 신호에 따라 동작하여 상기 피사체를 촬영하여 생성한 상기 피사체의 영상을 상기 휴대용 단말기로 제공하여 디스플레이하도록 하는 카메라(230), 및
    상기 레이저의 수신 시간 및 레이저 속도를 기초로 하여 상기 카메라 모듈과 상기 피사체의 거리를 계산하는 디지털 신호 처리부(240)를 구비하는 컴팩트 플래쉬 카드(200)를 포함하고,
    상기 면적 측정 응용 프로그램(110)은 상기 컴팩트 플래쉬 카드로부터의 상기 카메라 모듈과 상기 피사체의 거리를 기초로 하여 상기 피사체의 면적을 계산하고, 상기 피사체가 상기 카메라 모듈에 대하여 높은 장소에 위치하는 사각형 형상인 경우, 상기 면적 측정 응용 프로그램(110)은 수학식:
    Figure 112009066557462-pat00013
    (여기서, a는 상기 카메라와 상기 피사체의 밑변 꼭지점 간의 거리로서 상기 카메라 모듈과 상기 피사체의 거리와 동일한 길이이고, ud는 상기 피사체의 윗변 길이이고, b는 상기 카메라와 상기 피사체의 윗변 꼭지점 간의 거리이고, bd는 상기 피사체의 밑변 길이) 및
    수학식:
    Figure 112009066557462-pat00014
    (c는 상기 피사체의 세로 길이로서 상기 카메라, 상기 피사체의 윗변 꼭지점, 및 상기 피사체의 밑변 꼭지점으로 이루어진 삼각형에서 상기 피사체의 윗변 꼭지점 및 상기 피사체의 밑변 꼭지점 간의 선분이고, h는 상기 피사체의 영상 상의 높이로서 상기 삼각형에서 상기 피사체의 밑변 꼭지점에서 상기 카메라와 상기 피사체의 윗변 꼭지점 간의 거리(b)에 내린 수선의 발과 상기 피사체의 밑변 꼭지점 간의 거리 임)에 의해 상기 피사체의 세로 길이를 구하고, 상기 피사체의 가로 길이인 상기 삼각형의 밑변 길이 및 상기 실체 피사체의 세로 길이를 연산하여 상기 피사체의 면적을 계산하는 휴대형 원격 피사체 면적 측정 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 휴대용 단말기는 PDA를 포함하는 휴대형 원격 피사체 면적 측정 장치.
  3. 삭제
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