KR100938284B1 - 모니터를 이용한 사물인식장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모니터를 통해 사물이 놓일 위치를 미리 디스플레이하고, 모니터의 상부 해당 위치에 사물이 놓였을 때 적외선 카메라에 의해 그 사물의 위치와 형태에 대한 영상 데이터를 획득하며, 그 획득된 영상 데이터를 기 데이터베이스화되어 저장된 데이터와 비교함으로써 동일성 여부를 판단하게 되어 이러한 판단에 따라 다른 응용 디바이스를 구동할 수 있도록 한 모니터를 이용한 사물인식장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 모니터를 이용한 사물인식장치는, 영상을 디스플레이하기 위한 모니터; 상기 모니터의 상부에 위치하여 측면으로부터 입사된 적외선을 상부면으로 확산시키는 적외선 확산판; 상기 적외선 확산판의 둘레를 따라 형성된 측벽; 상기 적외선 확산판의 외곽 모서리부분 두 곳에 설치되되 서로 마주보지 않도록 설치된 적외선 발생기들; 상기 적외선 발생기들이 설치된 위치에 각각 설치되어 적외선 확산판의 상부를 촬영하는 적외선 카메라들; 사물이 놓일 위치를 모니터를 통해 디스플레이하고, 상기 각 적외선 카메라들로부터 촬영된 영상 데이터를 데이터베이스에 저장된 위치 및 형태 데이터와 비교하여 일치성 여부를 판단하고, 그에 대한 제어명령을 출력하는 프로세서; 상기 모니터를 통해 디스플레이되는 사물이 놓일 위치에 대한 위치 및 형태 데이터를 저장하고 있는 데이터베이스; 상기 프로세서로부터 판단된 일치성 여부에 따른 제어명령의 출력에 의해 사물과 통신을 행하는 응용 디바이스;로 구성 된다.

Description

모니터를 이용한 사물인식장치 및 그 방법{Apparatus and method for an object recognition using monitor}

본 발명은 사물인식장치에 관한 것으로, 모니터의 상부에 형성된 적외선 확산 영역에 사물이 놓였을 때 사물의 측면으로부터 반사된 적외선으로부터 영상 데이터를 획득함으로써 사물의 위치와 형태를 인식하여 판단할 수 있도록 한 모니터를 이용한 사물인식장치 및 그 방법에 관한 것이다.

대한민국 공개특허공보 10-2008-0100008호는 적외선을 이용한 멀티 터치 장치를 제안하고 있는데, 이는 모니터의 표면에 적외선이 확산된 적외선 확산영역을 형성시키고, 그 적외선 확산영역으로부터 반사되는 적외선을 적외선 카메라를 통해 획득함으로써 터치된 위치를 판단하는 기술이다.

이는 단순히 모니터상에 터치된 위치만을 판단하여 해당 명령을 수행할 수 있도록 하는 기술사항으로서, 입력장치로서의 역할만을 수행하게 되어 다른 응용분야로의 확장이 제한되는 문제점을 가지고 있다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래기술에서의 문제점을 개선하기 위하여 제안된 것으로, 모니터를 통해 사물이 놓일 위치를 미리 디스플레이하고, 모니터의 상부 해당 위치에 사물이 놓였을 때 적외선 카메라에 의해 그 사물의 위치와 형태에 대한 영상 데이터를 획득하며, 그 획득된 영상 데이터를 기 데이터베이스화되어 저장된 데이터와 비교함으로써 동일성 여부를 판단하게 되어 이러한 판단에 따라 다른 응용 디바이스를 구동할 수 있도록 한 모니터를 이용한 사물인식장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 모니터를 이용한 사물인식장치는,

영상을 디스플레이하기 위한 모니터;

상기 모니터의 상부에 위치하여 측면으로부터 입사된 적외선을 상부면으로 확산시키는 적외선 확산판;

상기 적외선 확산판의 둘레를 따라 형성된 측벽;

상기 적외선 확산판의 외곽 모서리부분 두 곳에 설치되되 서로 마주보지 않 도록 설치된 적외선 발생기들;

상기 적외선 발생기들이 설치된 위치에 각각 설치되어 적외선 확산판의 상부를 촬영하는 적외선 카메라들;

사물이 놓일 위치를 모니터를 통해 디스플레이하고, 상기 각 적외선 카메라들로부터 촬영된 영상 데이터를 데이터베이스에 저장된 위치 및 형태 데이터와 비교하여 일치성 여부를 판단하고, 그에 대한 제어명령을 출력하는 프로세서;

상기 모니터를 통해 디스플레이되는 사물이 놓일 위치에 대한 위치 및 형태 데이터를 저장하고 있는 데이터베이스;

상기 프로세서로부터 판단된 일치성 여부에 따른 제어명령의 출력에 의해 사물과 통신을 행하는 응용 디바이스;로 구성된다.

또한 이러한 사물인식장치를 이용한 사물인식방법은,

적외선이 표면에 확산된 모니터에 사물이 놓일 위치 영상을 디스플레이하는 제1과정;

모니터의 상부면을 모니터의 모서리에 설치된 복수의 적외선 카메라에 의해 촬영하는 제2과정;

복수의 적외선 카메라로부터 촬영된 영상 데이터를 데이터베이스에 미리 저장된 사물이 놓인 위치 영상에 대응하는 데이터와 비교하여 동일성 여부를 판단하는 제3과정;

판단된 동일성 여부에 따라 응용 디바이스를 구동하는 제어명령을 출력하는 제4과정;으로 구성된다.

상기 설명한 바와 같이, 본 발명은 모니터에 디스플레이되는 위치에 사물을 올려놓으면 이의 위치와 형태를 파악하여 올바른 사물이 올려진 경우에 별도의 응용 디바이스를 구동시키도록 한다.

이러한 본 발명의 응용 예로서, 휴대폰 등의 이동기기를 모니터의 정해진 위치에 올려놓은 경우 적외선에 의해 이동기기의 형태를 파악하여 응용 디바이스가 휴대폰과 근거리 통신망인 블루투스나 지그비에 의해 해당 휴대폰에 적합한 데이터 또는 프로그램을 업로드 또는 다운로드를 자동으로 수행할 수 있는 효과가 있는 것이다.

이하 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도1은 본 발명의 구성을 보인 외관도이고, 도2는 도1의 단면도이며, 도3은 도1의 평면도로서 사물의 인식상태를 설명하기 위한 도이다.

도1 및 도2에서와 같이 본 발명은 LCD, PDP 등의 디스플레이 패널인 모니터(100)가 구비되고, 그 모니터(100)의 상부에는 적외선을 모니터(100)의 상부 표면에 확산시키기 위한 적외선 확산판(110)이 올려진다.

상기 적외선 확산판(110)은 적외선의 확산과 아울러 모니터(100)로부터 디스 플레이되는 영상을 상부로 투과시켜 표현하기 위해 투명의 유리 또는 아크릴 등의 재질로 형성될 수 있으며, 모니터(100)의 크기와 거의 유사하게 형성됨이 바람직하다.

상기 적외선 확산판(110)의 둘레로는 측벽(120)이 세워져서 적외선 확산판(110)의 상부에 적외선 확산 영역을 형성하게 된다.

또한 적외선 확산판(110)의 모서리 부분의 측부로는 적외선 LED 등으로 구성된 적외선 발생기(130,131)가 설치되는데, 이때 적외선 발생기(130,131)는 복수개의 적외선 LED가 수평으로 어레이 형태로 설치될 수 있으며, 2개의 적외선 발생기(130,131)가 서로 마주보지 않는 위치에 설치된다.

그리고, 적외선 발생기(130,131)의 상부에는 적외선 카메라(140,141)가 각각 장착되어 있는데, 이러한 적외선 카메라(140,141)는 적외선 확산판(110)의 상측부위를 촬영하도록 장착되며, 도3에서와 같이 제1적외선 카메라(140)는 A-A'의 대각선 방향 전체를 촬영할 수 있도록 설치되고, 제2적외선 카메라(141)는 B-B'의 대각선 방향 전체를 촬영할 수 있도록 설치된다.

이러한 본 발명의 동작을 설명한다.

먼저, 프로세서(160)는 적외선 발생기(130,131)를 구동시켜 적외선 확산판(110)의 상부에 적외선 확산 영역을 형성하고, 모니터(100)를 통해 사물을 올려놓을 위치를 디스플레이한다.

모니터(100)를 통해 디스플레이되는 사물을 올려놓을 위치에 대한 영상은 인식하기 위한 사물의 실제 크기와 형태가 된다.

또한, 사물을 올려놓을 위치에 대한 영상 정보에 대한 좌표에 대한 데이터는 데이터베이스(170)에 이미 저장되어 있으며, 또한 데이터베이스(170)에는 적외선 카메라(140)에 의해 촬영된 영상 데이터에 대한 위치와 형태 데이터가 저장되어 있다.

예를 들면, 도4에 도시한 바와 같이 사물을 올려놓을 다양한 위치와 사물의 다양한 형태에 대한 데이터가 저장되어 있는데, (a)의 경우는 사물(150)의 왼쪽과 아랫쪽을 제1적외선 카메라(140)쪽에서 바라보았을 때의 적외선 데이터이고, (b)의 경우는 사물(150)의 오른쪽과 아랫쪽을 제2적외선 카메라(141)쪽에서 바라보았을 때의 적외선 데이터이다.

따라서, 모니터(100)를 통해 디스플레이되는 사물을 올려놓을 위치에 사물(150)을 디스플레이되는 영상의 위치와 형태에 맞게 올려놓게 되면, 그 영상을 두 대의 적외선 카메라(140),141)가 동시에 촬영하게 된다.

이러한 촬영된 영상 데이터는 도5와 같이 나타나는데, 제1적외선 카메라(140)로부터 촬영된 영상 데이터는 도4(a)와 같이 나타나며, 제2적외선 카메라(141)로부터 촬영된 영상 데이터는 도4(b)와 같이 나타난다.

즉, 사물(150)에 의해 적외선이 반사된 경우 '1'로 표시될 수 있으며, 적외선이 반사되지 않은 영역은 '0'으로 표시될 것이다.

이러한 경우 영상 데이터의 '1'과 '0'의 어레이는 적외선 카메라(140,141)의 해상도에 따라 그 크기가 다르게 되며, 또한 사물(150)의 높이에 따라 복수개의 어레이층으로 2차원적인 영상 데이터가 표시될 수 있다.

그러나 도4 및 도5에서는 설명의 편의를 위해 하나의 1차원적인 어레이로 사물(150)의 위치와 형태를 표시한다.

따라서 사물(150)의 위치와 형태(또는 크기)에 따라서 도4와 같은 '0'과 '1'의 어레이 순서와 위치는 달라질 수 있는데, 예를 들면, 직사각형의 사물(150)이 모니터(100)의 가운데 부분에 위치한 경우에는 (a)의 어레이가 대략 '00000000000000000001111111000000000000000000'와 같이 나타나고, (b)의 어레이도 (a)와 유사하게 대략 '00000000000000000001111111000000000000000000'와 같이 나타날 것이다.

또한, 사물(150)의 크기에 따라서도 '1'의 어레이 크기가 달라지므로, 적외선 카메라(140,141)에 의해 촬영된 영상 데이터로부터 사물(150)의 위치와 크기를 판단할 수 있는 것이다.

이러한 영상 데이터는 프로세서(160)로 입력되고, 이에따라 프로세서(160)는 데이터베이스(170)에 저장된 데이터와 이를 비교하게 되는데, 이때 비교되는 데이터베이스의 데이터는 모니터(100)를 통해 디스플레이되는 사물을 올려놓을 위치에 대한 영상 데이터에 해당하는 '1'와 '0'의 어레이 데이터(도4에서 이미 언급)가 된다.

그러므로, 프로세서(160)에 의해 비교되는 두 데이터가 일치한 경우에는 올바른 사물(150)이 모니터(100)의 상부에 올려진 것으로 판단하게 되며, 이에따라 응용 디바이스(180)로 제어명령을 출력하게 된다.

응용 디바이스(180)는 예를들어 사물(150)과 근거리 통신인 블루투스 또는 지그비 등과 통신할 수 있는 디바이스로서, 사물(150)이 휴대폰인 경우 근거리 통신에 의해 필요한 데이터나 프로그램 등을 다운로드 및 업로드가 자동으로 가능하도록 한다.

즉, 휴대폰에 프로그램을 업데이트하고자 하는 경우 모니터(100)의 표시된 위치에 올려놓으면 자동으로 응용 디바이스(180)와 통신하여 업데이트가 가능하게 되며, 이는 휴대폰의 생산현장에서 휴대폰에 별도의 케이블을 연결하지 않고도 그 휴대폰에 적합한 프로그램을 자동으로 전송할 수 있어 생산성을 높이는 결과를 가져온다.

또한, 이러한 본 발명은 아이들의 교육 기자재에도 응용될 수 있는데, 아이들이 모니터(100)에 표시된 영상과 동일한 사물(150)을 동일 위치에 올려놓아 공간 지각력을 키우는 교재로서 이용할 수 있을 것이다.

물론, 이러한 경우를 이외에 본 발명의 응용 범위는 다양할 수 있다.

도1은 본 발명의 구성을 보인 외관도.

도2는 도1의 단면도.

도3은 도1의 평면도로서 사물의 인식상태를 설명하기 위한 도.

도4는 적외선 카메라에 의해 촬영된 영상 데이터의 예를 보인 도.

도5는 적외선 카메라에 의해 영상 데이터를 획득하는 과정을 설명하기 위한 도.

도6은 본 발명의 블록도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 모니터 110 : 적외선 확산판

120 : 측벽 130,131 : 적외선 발생기

140,141 : 적외선 카매라 150 : 사물

Claims (6)

1. 사물의 실제 크기에 대응하는 영상을 디스플레이하기 위한 모니터;

   상기 모니터의 상부에 위치하여 측면으로부터 입사된 적외선을 상부면으로 확산시키며, 상부면에 사물이 놓이는 적외선 확산판;

   상기 적외선 확산판의 둘레를 따라 형성된 측벽;

   상기 적외선 확산판의 외곽 모서리부분 두 곳에 설치되되 서로 마주보지 않도록 설치된 적외선 발생기들;

   상기 적외선 발생기들이 설치된 위치에 각각 설치되어 적외선 확산판의 상부를 촬영하는 적외선 카메라들;

   사물이 놓일 위치를 모니터를 통해 사물의 실제크기로 디스플레이하고, 상기 각 적외선 카메라들로부터 촬영된 사물의 위치와 형태 데이터인 '1'과 '0'의 어레이 데이터를 데이터베이스에 기 저장된 위치 및 형태 데이터와 비교하여 일치성 여부를 판단하며, 일치되는 경우 사물을 향해 데이터를 업로드 하거나 또는 다운로드 하기 위한 제어명령을 출력하는 프로세서;

   상기 모니터를 통해 디스플레이되는 사물이 놓일 위치에 대한 위치 및 형태 데이터인 '1'과 '0'의 어레이 데이터를 저장하고 있는 데이터베이스;

   상기 프로세서로부터 출력되는 제어명령에 의해 사물을 향해 근거리 무선통신으로 데이터를 업로드 하거나 다운로드 하는 응용 디바이스;로 구성된 것을 특징으로 하는 모니터를 이용한 사물인식장치.
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