KR100999711B1 - 원격 협업 시스템의 실시간 캘리브레이션 장치 및 실시간 캘리브레이션 방법 - Google Patents

원격 협업 시스템의 실시간 캘리브레이션 장치 및 실시간 캘리브레이션 방법 Download PDF

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Abstract

원격 협업 시스템의 실시간 캘리브레이션 장치 및 실시간 캘리브레이션 방법 이 개시된다. 복수의 디스플레이와 디스플레이의 화면상에 포인팅을 하기 위한 광학 마커를 포함하는 원격 협업 시스템에 있어서, 디스플레이에 부착되어 발광함으로써 해당 디스플레이의 ID 정보를 송신하기 위한 복수의 ID 트랜스미터와, ID 트랜스미터의 발광 지점 및 ID 트랜스미터로부터 수신한 ID 정보를 인식하기 위한 적어도 두 개 이상의 카메라와, 디스플레이가 이동할 때, 카메라가 인식한 발광 지점 및 ID 정보를 이용하여, 해당 디스플레이의 화면의 3차원 위치 정보를 실시간으로 산출하기 위한 디스플레이 위치보정부를 포함하는 실시간 캘리브레이션 장치를 구성한다. 상기와 같은 원격 협업 시스템의 실시간 캘리브레이션 장치 및 실시간 캘리브레이션 방법에 따르면, 수동 캘리브레이션에 따른 오차 발생 및 불편함을 제거하는 효과가 있다. 아울러 디스플레이의 실시간 이동에도 불구하고, 사용자들이 협업을 원활하게 할 수 있도록 하는 환경을 제공하는 효과가 있다.
Figure R1020090019768
캘리브레이션, 실시간, 디스플레이, ID 트랜스미터, ID 패턴, 적외선

Description

원격 협업 시스템의 실시간 캘리브레이션 장치 및 실시간 캘리브레이션 방법{APPARATUS FOR REAL-TIME CALIBRATING IN THE COLLABORATION SYSTEM AND METHOD USING THE SAME}
본 발명은 원격 협업 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원격 협업 시스템에서 다수의 디스플레이 화면을 실시간으로 캘리브레이션(위치 보정)하기 위한 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
종래에는 협업 환경에서 다수의 구성원들이 공용의 타일드 디스플레이(tiled display)와 같은 대형 디스플레이를 이용하거나 개인용 디스플레이를 이용하는 경우가 많다. 때로는 공용의 디스플레이가 다수인 경우도 존재한다.
이처럼 다수의 공용의 디스플레이가 존재하는 경우, 디스플레이의 객체를 포인팅하거나 특정 인터랙션(interaction)을 수행하기 위해서는 각 공용 디스플레이의 3차원 공간상의 위치 정보가 미리 캘리브레이션(calibration)되어야 한다.
대개의 경우 디스플레이의 캘리브레이션은 수동으로 행해지며, 디스플레이의 3차원 위치 정보가 미리 설정된다. 이러한 경우 수동 캘리브레이션이 수월하지 않을뿐더러 오차가 발생할 위험도 많다.
또한, 개인용 디스플레이가 노트북과 같이 이동성을 가지는 장치인 경우에는 그 위치가 조금만 바뀌어도 다시 캘리브레이션해야 하는 불편함을 감수해야 한다. 더구나 협업 환경에서는 이러한 디스플레이의 위치를 수시로 바꾸어야 하는 경우도 자주 발생한다.
이에, 협업 환경에서는 디스플레이의 위치가 수시로 바뀌더라도 해당 디스플레이의 캘리브레이션을 자동으로 수행할뿐더러, 실시간으로도 수행되도록 함으로써, 협업이 원활하게 진행되도록 할 필요가 있다.
본 발명의 제1 목적은, 원격 협업 시스템의 실시간 캘리브레이션 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 제2 다른 목적은, 원격 협업 시스템의 실시간 캘리브레이션 방법을 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 제1 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 복수의 디스플레이와 상기 디스플레이의 화면상에 포인팅을 하기 위한 광학 마커를 포함하는 원격 협업 시스템의 실시간 캘리브레이션 장치는, 상기 디스플레이에 부착되어 발광함으로써 해당 디스플레이의 ID 정보를 송신하기 위한 복수의 ID 트랜스미터와, 상기 ID 트랜스미터의 발광 지점 및 상기 ID 트랜스미터로부터 수신한 ID 정보를 인식하기 위한 적어도 두 개 이상의 카메라와, 상기 디스플레이가 이동할 때, 상기 카메라가 인식한 발광 지점 및 ID 정보를 이용하여, 상기 해당 디스플레이의 화면의 3차원 위치 정보를 실시간으로 산출하기 위한 디스플레이 위치보정부를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 상기 실시간 캘리브레이션 장치는 상기 카메라에서 촬영된 영상을 처리하기 위한 영상처리부와, 상기 ID 트랜스미터 별 ID 정보와 상기 ID 트랜스미터가 부착된 디스플레이 정보를 미리 저장하고 있는 ID 정보 저장부를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 이때, 상기 디스플레이 위치 보정부는, 상기 ID 트랜스미터로부터 송신된 ID 정보와 상기 ID 정보 저장부에 미리 저장 된 ID 정보를 대비 판단하여 상기 해당 디스플레이를 식별하고, 상기 영상처리부에서 처리한 영상을 통해 상기 ID 트랜스미터의 3차원 위치 정보를 산출하도록 구성될 수 있다. 그리고 상기 디스플레이 위치보정부는, 상기 적어도 두 개 이상의 카메라를 이용하여 삼각 측량법에 의해 상기 ID 트랜스미터의 좌표를 산출하도록 구성될 수 있다. 한편, 상기 ID 트랜스미터는, 적외선 LED 발광 소자 및 적외선 LED 구동 회로로 구성될 수 있다. 이때, 상기 ID 정보는, 적외선 LED 발광 소자의 점멸에 의한 ID 패턴으로 구성될 수 있다. 한편, 상기 복수의 ID 트랜스미터는, 상기 해당 디스플레이를 식별하기 위해 상기 해당 디스플레이에 미리 대응되도록 설정된 ID 패턴을 송신함으로써, 상기 해당 디스플레이가 다른 디스플레이와 식별되도록 구성될 수 있다. 그리고 상기 카메라는, 상기 적외선 LED 발광 소자에서 발광되는 적외선을 감지하는 적외선 필터가 구비된 적외선 카메라로 구성될 수 있다. 한편, 상기 실시간 캘리브레이션 장치는, 상기 적외선 카메라가 인지한 상기 광학 마커의 포인팅 지점의 3차원 위치 정보를 실시간으로 산출하는 포인팅 지점 산출부를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 실시간 캘리블레이션 장치는, 상기 광학 마커를 이용한 사용자의 지시에 따라 미리 설정된 소정 인터랙션을 수행하도록 제어하는 인터랙션 수행부를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 그리고 상기 실시간 캘리브레이션 장치는, 상기 산출된 포인팅 지점 및 상기 수행되는 인터랙션을 원격으로 연결되는 소정 디스플레이에 디스플레이하도록 제어하는 디스플레이 수행부를 더 포함하도록 구성될 수 있다.
상술한 본 발명의 제2 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 원격 협업 시스템의 실시간 캘리브레이션 장치를 이용한 실시간 캘리브레이션 방법은 복수의 ID 트랜스미터가 디스플레이의 화면 가장자리에 부착되어 발광하여 해당 디스플레이의 ID 정보를 송신하는 단계와, 적어도 두개 이상의 카메라가 상기 ID 트랜스미터의 발광 지점 및 상기 송신된 ID 정보를 인식하는 단계와, 디스플레이 위치 보정부가 상기 인식된 ID 정보를 이용하여 상기 복수의 ID 트랜스미터가 부착된 디스플레이를 식별하는 단계와, 상기 디스플레이 위치 보정부가 상기 복수의 ID 트랜스미터의 발광 지점으로부터 상기 디스플레이의 화면의 3차원 위치 정보를 실시간으로 산출하는 단계를 포함하도록 구성될 수 있다. 여기서, 상기 디스플레이 위치 보정부가 상기 인식된 ID 정보를 이용하여 상기 복수의 ID 트랜스미터가 부착된 디스플레이를 식별하는 단계는, 상기 디스플레이 위치 보정부는 상기 ID 트랜스미터로부터 송신된 ID 정보와 상기 ID 정보 저장부에 미리 저장된 상기 ID 트랜스미터 별 ID 정보를 대비 판단하여 상기 해당 디스플레이를 식별하는 단계로 구성될 수 있다. 그리고 상기 디스플레이 위치 보정부가 상기 복수의 ID 트랜스미터의 발광 지점으로부터 상기 디스플레이의 화면의 3차원 위치 정보를 실시간으로 산출하는 단계는, 상기 적어도 두 개 이상의 카메라를 이용하여 삼각 측량법에 의해 상기 ID 트랜스미터의 좌표를 산출하도록 구성될 수 있다. 이때, 상기 ID 트랜스미터는, 적외선 LED 발광 소자 및 적외선 LED 구동 회로로 구성될 수 있다. 그리고 상기 ID 정보는, 적외선 LED 발광 소자의 점멸에 의한 ID 패턴으로 구성될 수 있다. 한편, 상기 복수의 ID 트랜스미터는, 상기 해당 디스플레이를 식별하기 위해 상기 해당 디스플레이에 미리 대응되도록 설정된 ID 패턴을 송신함으로써, 상기 해당 디 스플레이가 다른 디스플레이와 식별되도록 구성될 수 있다. 이때, 상기 카메라는, 상기 적외선 LED 발광 소자에서 발광되는 적외선을 감지하는 적외선 필터가 구비된 적외선 카메라로 구성될 수 있다. 그리고 상기 실시간 캘리브레이션 방법은, 상기 적외선 카메라가 적외선 마커의 포인팅 지점을 인식하면, 포인팅 지점 산출부가 상기 인식된 포인팅 지점의 3차원 위치 정보를 실시간으로 산출하는 단계를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 그리고 상기 실시간 캘리브레이션 방법은, 상기 적외선 마커를 이용한 사용자의 지시가 있는 경우, 인터랙션 수행부가 상기 지시에 해당하는 미리 설정된 소정 인터랙션을 수행하는 단계를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 아울러 상기 실시간 캘리브레이션 방법은, 디스플레이 수행부가 상기 산출된 포인팅 지점 및 상기 수행되는 인터랙션을 원격으로 연결되는 소정 디스플레이에 디스플레이하는 단계를 더 포함하도록 구성될 수 있다.
상기와 같은 원격 협업 시스템의 실시간 캘리브레이션 장치 및 실시간 캘리브레이션 방법에 따르면, 다수의 디스플레이의 3차원 위치 정보에 대해 자동으로 실시간 캘리브레이션하도록 함으로써, 수동 캘리브레이션에 따른 오차 발생 및 불편함을 제거하는 효과가 있다. 아울러 디스플레이의 실시간 이동에도 불구하고, 사용자들이 협업을 원활하게 할 수 있도록 하는 환경을 제공하는 효과가 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등 물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지 다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원격 협업 시스템의 실시간 캘리브레이션 장치의 구성 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시간 캘리브레이션 장치(100)는 적외선 마커(110), 디스플레이(120), ID 트랜스미터(130), 적외선 카메라(140), 영상 처리부(150), 포인팅 지점 산출부(160), 인터랙션 수행부(170), 디스플레이 위치 보정부(180), ID 정보 저장부(190), 디스플레이 수행부(200)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기에서, 실시간 캘리브레이션 장치(100)는 협업 환경에서 다수의 디스플레 이(120)가 이동하는 경우 그 위치를 자동으로 실시간 보정함으로써, 디스플레이의 위치 이동에 따른 오차 및 위치의 재설정을 할 필요가 없다. 이에 사용자는 각 디스플레이(120)의 위치가 변할 때마다 수동으로 캘리브레이션을 수행할 필요없이 원활하게 협업을 수행할 수 있다. 이하 각 구성에 대하여 상세하게 설명한다.
적외선 마커(110)는 디스플레이(120) 화면상의 특정 객체를 지시하거나 특정 인터랙션 또는 오퍼레이션을 지시하기 위한 구성이다.
적외선 마커(110)는 적외선을 발광하여 디스플레이(120) 화면상의 특정 지점을 포인팅한다. 특정 색채를 가진 광학 마커(110)를 이용될 수도 있으나, 본 발명에서는 적외선 마커(110)를 이용함으로써, 디스플레이(120) 화면상의 컨텐츠와 식별될 수 있도록 한다. 또한, 단일 색상을 가지는 레이저가 아닌 적외선을 이용하기 때문에, 사용자에게 눈에 직접적인 피해를 줄 염려가 없다.
물론, 적외선 마커(110)에 의한 포인팅 지점은 사람의 육안으로는 식별할 수 없으므로, 적외선 카메라(140)로 포인팅 지점을 인식하여 인식된 포인팅 지점에 커서(cursor)와 같은 별도의 아이콘(icon)을 표시하도록 구성될 수 있다.
적외선 마커(110)는 특정 오퍼레이션이나 인터랙션을 수행하도록 하기 위한 일종의 입력 수단으로 동작하기 때문에, 디스플레이(120) 화면상에 표시된 특정 컨텐츠 내지 객체를 실행시키는 오퍼레이션이나, 여러 디스플레이(121, 122, 123)간에 특정 객체를 이동시키는 등의 인터랙션을 수행하도록 하는 정보를 송신하도록 구성될 수 있다. 사용자는 적외선 마커(110)의 소정 버튼이나 인터페이스 조작을 통하여 소정의 인터랙션을 수행하도록 하는 정보를 송신할 수 있다. 물론, 적외선 카메라(140)를 통해 이를 수신할 수 있다. 해당 오퍼레이션 또는 인터랙션에 관한 정보는 미리 설정되어 있어야 한다. 별도의 인터랙션 정보 저장부(미도시)에 미리 저장된 인터렉션 정보를 참조하여 후술하는 인터랙션 수행부(170)가 해당 인터랙션을 수행하도록 구성될 수 있다.
적외선 마커(110)는 적외선 마커 #1(111), 적외선 마커 #2(112)와 같이 사용자 별로 복수개가 존재할 수 있으며, 각 적외선 마커(111, 112)별로 각 적외선 마커별 ID 정보를 송신하거나 각각 다른 파장의 적외선을 송신함으로써, 각 적외선 마커(111, 112) 내지는 이를 사용하는 사용자를 식별할 수 있도록 구성될 수 있다. 이때, 디스플레이 수행부(200)가 각 포인팅 지점에 해당 사용자를 식별할 수 있는 소정의 커서가 디스플레이될 수 있도록 구성될 수 있다.
이러한 적외선 마커(110)는 적외선 LED 발광 소자와 적외선 LED 구동 회로로 구성될 수 있다.
디스플레이(120)는 협업 환경에서 소정의 컨텐츠 내지 객체를 디스플레이하기 위한 것이다. 디스플레이(120)의 예로는 LCD 모니터로 구성된 공용의 타일드 디스플레이 또는 DLP 프로젝터뿐만 아니라, 개인용 데스크탑 컴퓨터나 개인용 노트북 컴퓨터의 디스플레이 장치도 이에 해당될 수 있다.
협업 환경에서는 다수의 디스플레이(121, 122, 123)가 이용될 수 있다. 예를 들면, 다수의 회의 참석자들이 각자의 노트북 컴퓨터 등을 이용하여 프리젠테이션을 수행할 수 있으며, 각자의 노트북에 설치된 디스플레이(120)를 통해 협업 환경을 구축할 수 있다.
이처럼 다수의 디스플레이(121, 122, 123)를 이용하는 경우에는, 각 디스플레이(121, 122, 123)가 어느 사용자의 디스플레이(121, 122, 123)인지 식별될 필요가 있으며, 각 디스플레이(121, 122, 123)의 위치가 이동되는 경우에는 그 이동된 위치를 트랙킹할 필요가 있다. 이에, ID 트랜스미터(130)가 필요하다.
ID 트랜스미터(130)는 디스플레이(120)의 화면 가장자리에 부착되어 발광함으로써 ID 트랜스미터(130)가 부착된 디스플레이(120)의 ID 정보를 적외선 카메라(140)로 송신하기 위한 구성이다.
ID 트랜스미터(130)는 디스플레이(120)의 화면 가장자리, 바람직하게는 사각형 화면의 각 모서리에 하나씩 총 네개가 부착되도록 구성될 수 있다. ID 트랜스미터(130)는 각 디스플레이(121, 122, 123)에 각각 네개씩 부착될 수 있으며, 각 디스플레이(121, 122, 123)에 부착된 ID 트랜스미터 #1-#4(131), ID 트랜스미터 #5-#8(132), ID 트랜스미터 #9-#12(133)는 각각 다른 ID 정보를 송신하도록 구성될 수 있다. 각 ID 트랜스미터(131, 132, 133)는 서로 다른 고유의 ID 정보를 송신함으로써, 각 ID 트랜스미터(131, 132, 133)가 부착된 디스플레이(121, 122, 123)가 식별되도록 하기 위한 구성이다.
이러한 ID 정보는 주기적으로 또는 간헐적으로 ID 트랜스미터(130)를 통해 송신되어야 디스플레이(120)의 실시간 위치 이동을 파악하여 실시간 캘리브레이션을 할 수 있음은 직관적으로 알 수 있다.
ID 정보는 다양하게 구성될 수 있다. 예를 들면, 각 디스플레이(120)마다 서로 다른 색상의 가시 광선이 발광되도록 하거나, 동일한 색상의 서로 다른 파장 의 가시 광선이 발광되도록 하여 ID 정보를 구성할 수 있다. 이처럼 적외선을 이용하는 경우에는 일방 가시광선 영역하의 조명 장치와는 주파수가 달라서 간섭 등으로 인한 오작동이 예방될 수 있다.
또한, ID 정보는 동일한 파장을 갖는 적외선으로서 '0'과 '1'로 구성되는 ID 패턴으로 구성될 수 있다. '0'은 ID 트랜스미터의 'OFF'동작이고, '1'은 'ON'동작이 될 수 있다. 가시 광선 영역의 ID 정보를 이용하는 경우에는 간섭 등으로 오작동이 발생할 수 있지만, 적외선 영역의 경우에는 이러한 간섭의 영향이 없으므로 매우 효율적이다.
ID 패턴의 구조에 대한 예를 들면, 4 비트의 시작 시그널과 6 비트의 데이터 시그널로 구성될 수 있다. 시작 시그널은 주기적으로 전송되는 ID 패턴의 시작을 구분하기 위한 것으로서, '1110'과 같이 미리 약속된 특정 비트열로 구성되도록 할 수 있다. 그리고 데이터 시그널은 6 비트이므로 총 63가지의 데이터 비트열('0000' 제외)이 있을 수 있다. 실제 구현에서는 시작 시그널에 존재하는 '111'비트열과 비슷한 비트열이 존재하는 경우에는 ID 패턴의 해석상 오류가 날 수 있으므로, 데이터 시그널에서 '111'을 포함하는 비트열(총 20개)을 제외하면 적어도 43개의 ID 패턴을 생성할 수 있다. 물론, 이러한 시작 시그널없이 10 비트를 모두 데이터 시그널로 구성할 수 있다.
한편, ID 트랜스미터(130)는 디스플레이(120) 화면의 네 모서리에 부착되어 발광됨으로써, 디스플레이(120) 화면의 3차원 위치가 트랙킹될 수 있도록 한다.
ID 트랜스미터(130)는 적외선 LED 발광 소자 및 적외선 LED 구동 회로로 구 성될 수 있다. 여기서, 상기 ID 패턴은 적외선 LED 발광 소자의 점멸을 통해 생성될 수 있다.
한편, 적외선 LED 발광 소자를 이용하여 상기 설명한 ID 패턴을 발광 내지 송신하는 경우, 현재의 회로 기술로는 1 초에 수십회 이상 점멸하도록 구성될 수 있다.
적외선 카메라(140)는 ID 트랜스미터(130)가 송신하는 ID 정보를 인식하고, ID 트랜스미터(130)의 발광 지점을 인식하기 위한 구성이다. 적외선 카메라(140)는 ID 정보 즉 ID 패턴을 수신하여 이를 디스플레이 위치 보정부(180)로 송신한다.
여기서, 적외선 카메라(140)는 적외선 카메라 #1(141), 적외선 카메라 #2(142)와 같이 적어도 2개 이상이 구비되어야 한다. 이는 적외선 카메라(140)가 찍은 영상으로부터 각 디스플레이(120)의 3차원 위치를 산출하기 위해서는 적어도 2개 이상의 영상이 필요하기 때문이다. 각 적외선 카메라(141, 142)가 찍은 적외선 영상은 영상 처리부(150)로 전송된다.
한편, 적외선 카메라(140)는 적외선 마커(110)로부터 수신한 인터랙션 정보를 인터랙션 수행부(170)로 송신하도록 구성될 수 있다.
ID 트랜스미터(130)는 적외선 필터를 구비함으로써, 적외선 LED 발광 소자에서 발광되는 적외선을 감지하도록 구성된다.
영상 처리부(150)는 적외선 카메라(140)에서 촬영된 적외선 영상을 처리하기 위한 구성이다. 종래의 일반적인 영상 처리 구성과 같으며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 영상 처리부(150)에서 처리된 영상은 디스플레이 위치 보정 부(150)로 송신된다. 도 2를 참조하여 좀 더 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원격 협업 시스템의 실시간 캘리브레이션 장치의 예시도이다. 도 3에 따르면, 디스플레이(121)의 화면 네 모서리에 ID 트랜스미터(131)가 부착되어 있으며, 각 ID 트랜스미터(131)가 ID 패턴을 송신하면 적외선 카메라(141, 142)가 이를 수신하여 해당 디스플레이(121)를 식별하고 있음을 알 수 있다.
디스플레이 위치 보정부(180)는 디스플레이(120)가 이동할 때, 적외선 카메라(140)가 인식한 ID 트랜스미터(120)의 발광 지점 및 ID 정보를 이용하여, 각 디스플레이(120) 화면의 3차원 위치 정보를 실시간으로 산출하기 위한 구성이다.
먼저, 각 디스플레이(120)를 식별하기 위해서는 각 디스플레이(121, 122, 123)에 부착된 ID 트랜스미터(131, 132, 133)의 ID 정보를 이용하게 되는데, ID 트랜스미터(131, 132, 133) 각각에 대한 ID 정보는 ID 정보 저장부(190)에 미리 설정되어 저장되도록 한다. 아울러 어느 디스플레이(121, 122, 123)에 어느 ID 트랜스미터(130)가 부착되어 있는가에 대한 정보도 미리 저장되어 있어야 한다.
이에 따라 디스플레이 위치 보정부(180)는 적외선 카메라(140)로부터 수신한 ID 정보와 ID 정보 저장부(190)에 저장된 ID 정보를 대비하여 해당 디스플레이(120)를 식별할 수 있다.
디스플레이 위치 보정부(180)가 ID 정보를 이용하여 해당 디스플레이(120)를 식별하는 기능을 하기 표 1 내지 표 3을 통해 좀 더 구체적으로 설명한다. 하기 표 1은 각 적외선 LED 발광 소자의 식별 번호를 나타내고, 각 적외선 LED 발광 소 자의 ID 패턴을 나타낸다.
적외선 LED 발광 소자의
식별 번호		 ID 패턴
#1 1010101010
#2 0010100110
#3 0100100111
... ...
만약, 적외선 LED 발광 소자의 점멸 패턴(ID 패턴)의 주기가 1/3초라고 하고, 적외선 카메라(140)가 1/30초의 프레임 획득 주기로 영상 프레임을 획득하는 경우, 이러한 적외선 LED 발광 소자의 점멸 패턴은 실시간으로 파악이 가능하다. 즉, 적외선 LED 발광 소자의 위치가 변하더라도, 그 추적이 가능하며, 다음 표 2와 같이 각 적외선 LED 발광 소자의 위치와 점멸 패턴을 산출할 수 있다.
점멸 패턴이
감지된 위치		 감지된
점멸 패턴
(x1, y1, z1) 0101010101
(x2, y2, z2) 1100110000
(x3, y3, z3) 1001110100
... ...
그러면, 표 2의 감지된 점멸 패턴을 표 1의 ID 패턴과 비교하여 각 위치에 해당하는 적외선 LED 발광 소자를 식별하게 된다. 즉, 표 2의 (x1, y1, z1)에 해당하는 위치의 점멸 패턴 0101010101을 표 1의 ID 패턴들 1010101010, 0011001100, 0100100111와 비교하여 상관 관계(correlation)이 어떤지 연산하고, 가장 상관 관계가 높은 적외선 LED 발광 소자 #1이 (x1, y1, z1)에 위치하고 있음을 알 수 있다. 마찬가지로, 다음의 표 3과 같은 대응관계가 도출된다.
적외선 LED 발광 소자의
위치		 적외선 LED 발광 소자의
식별 번호
(x1, y1, z1) #1
(x2, y2, z2) #2
(x3, y3, z3) #3
... ...
한편, 디스플레이 위치 보정부(180)는 영상 처리부(150)로부터 수신한 영상을 이용하여 각 디스플레이(120)의 3차원 위치를 산출한다. 디스플레이 위치 보정부(180)는 적어도 두 개 이상의 적외선 카메라(140)에서 촬영된 영상을 통해서 삼각 측량법 등의 컴퓨터 비전 기술을 이용해서 산출할 수 있다. 즉, 각 디스플레이(120)의 네 모서리에 부착된 ID 트랜스미터(130)로 인해 각 화면의 3차윈 위치 정보가 산출된다.
여기서, 각 디스플레이(121, 122, 123)가 이동하더라도 적외선 카메라(140)를 통해 촬영된 영상을 통해 디스플레이 위치 보정부(180)는 각 디스플레이(120) 화면의 위치 변화를 실시간으로 산출할 수 있게 된다.
이에 적외선 마커(110)에 의한 포인팅 지점이 어느 디스플레이(120) 상에서 존재하는지도 실시간으로 트랙킹할 수 있다. 즉, 디스플레이(120)의 위치 이동에도 불구하고 수동으로 디스플레이(120)의 캘리브레이션을 할 필요가 없다. 도 3을 참조하여 도식적으로 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 화면의 이동에 대한 예시도이다. 도 3에 따르면, 디스플레이 #2(122) 및 디스플레이 #3(123)이 이동하여 위치가 변한 경우, 적외선 마커(111)가 디스플레이 #2(122)가 아닌 디스플레이 #3(123)상의 한 지점을 포인팅하고 있음을 실시간으로 트랙킹할 수 있다. 즉, 어느 디스플레이에 포인팅되는지를 정확하게 인지하고 있는 것이다.
디스플레이 위치 보정부(180)는 이처럼 각 디스플레이(120)에 대해 산출된 실시간 3차원 위치 정보를 디스플레이 수행부(200)로 송신한다.
포인팅 지점 산출부(160)는 적외선 마커(110)의 포인팅 지점에 대한 3차원 위치 정보를 실시간으로 산출하는 구성이다. 포인팅 지점 산출부(160)는 영상 처리부(150)로부터 각 영상을 수신하여, 적외선 마커(110)의 포인팅 지점에 대한 3차원 위치 정보를 산출한다. 그리고 나서, 산출된 3차원 위치 정보를 디스플레이 수행부(200)로 송신한다. 그리고 상기 정보를 인터랙션 수행부(170)로 송신하도록 구성될 수도 있다.
인터랙션 수행부(170)는 적외선 마커(110)를 이용한 사용자의 지시에 대응하는 인터랙션을 수행하기 위한 구성이다. 이러한 인터랙션으로는 디스플레이(120)상에 표시된 컨텐츠나 객체의 이동, 확대, 실행 등이 그 예가 될 수 있다. 컨텐츠나 객체의 이동의 경우에는 디스플레이(121, 122, 123) 간의 이동이 될 수도 있다.
이러한 인터랙션 수행부(170)는 적외선 마커(110)를 통해 사용자가 특정 키조작등을 하면, 미리 설정된 인터랙션이 수행되도록 구성될 수 있다. 적외선 마커(110)는 특정 키조작에 대해서 특정 인터랙션 ID를 송신하고, 인터랙션 수행부(170)는 인터랙션 정보 저장부(미도시)에 미리 저장된 해당 인터랙션을 참조하여 수행하도록 구성될 수 있다. 인터랙션 수행부(170)는 수행될 인터랙션에 대한 정보를 디스플레이 수행부로(200)로 송신하도록 구성될 수 있다.
디스플레이 수행부(200)는 포인팅 지점 산출부(160)에서 산출된 포인팅 지점의 3차원 위치 정보 및 디스플레이 위치 보정부(180)에서 산출된 각 디스플레이(120)의 3차원 위치 정보를 이용하여 소정 디스플레이에 실시간으로 디스플레이하도록 하기 위한 구성이다.
이때, 상기 소정 디스플레이는 원격으로 연결되는 협업 시스템 내 디스플레이(미도시)가 될 수 있다. 즉, 원격지에 있는 다른 회의 참석자들은 현재 적외선 마커(110)의 포인팅 지점이 존재하는 어느 하나의 디스플레이(121, 122, 123) 화면을 원격지에 디스플레이하도록 제어하며, 마찬가지로 해당 포인팅 지점의 움직임도 디스플레이하도록 하여, 원격지의 회의 참석자들과 협업을 수행할 수 있도록 할 수 있다.
한편, 디스플레이 수행부(200)는 인터랙션 수행부(170)에서 수신한 인터랙션 정보를 이용하여 해당 인터랙션이 디스플레이되도록 구성될 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 원격 협업 시스템의 실시간 캘리브레이션 방법을 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 원격 협업 시스템의 실시간 캘리브레이션 방법의 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 먼저 디스플레이(120)의 화면 가장자리에 부착된 복수의 ID 트랜스미터(130)가 발광하여 해당 디스플레이의 ID 정보를 송신한다.(S100) 이때, ID 트랜스미터(130)는 디스플레이(120)의 네 모서리에 부착될 수 있으며, 적외선 LED 발광 소자와 적외선 LED 구동 회로로 구성될 수 있다. 그리고 ID 정보는 ID 트랜스미터(130)가 부착된 해당 디스플레이(120)를 식별하기 위한 구성으로서, ID 패턴으로 구성될 수 있다. 이러한 ID 패턴은 적외선 LED 발광 소자의 점멸에 의한 패턴이 될 수 있다. 물론, 이러한 ID 패턴은 ID 트랜스미터(130)마다 달라야 식별이 가능하며, 각 ID 트랜스미터(131, 132, 133)가 어느 디스플레이(121, 122, 123)에 부착되어 있는지도 미리 설정되도록 구성될 수 있을 것이다.
다음으로, 적어도 두 개 이상의 카메라(140)가 상기 ID 정보 및 ID 트랜스미터(130)의 발광 지점을 인식한다.(S200) 여기서 카메라(140)는 ID 트랜스미터(130)가 적외선 LED 발광소자 및 적외선 LED 구동회로로 구성되는 경우에는 적외선 필터가 구비된 적외선 카메라(140)가 될 것이다. 이때, 적외선 카메라(140)는 적어도 두 개 이상의 적외선 카메라(140)가 필요하며, 두 개 이상의 적외선 카메라(140)가 촬영한 영상으로부터 삼각 측량법 등의 컴퓨터 비전 기술을 이용하여 각 ID 트랜스미터(130)의 3차원 위치 정보를 산출하기 위함이다. 이에, 적외선 카메라(140)는 영상 처리부(150)에 적외선 영상을 송신하고, 영상 처리부(150)가 이를 영상 처리하여 디스플레이 위치 보정부(180)에 송신한다. 적외선 카메라(140)가 인식한 ID 정보를 디스플레이 위치 보정부(180)로 송신함은 물론이다.
다음으로, 디스플레이 위치 보정부(180)는 적외선 카메라(140)가 인식한 ID 정보 즉, 적외선 LED 발광 소자의 점멸에 의한 ID 패턴을 이용하여 ID 트랜스미터(130)가 부착된 해당 디스플레이(120)를 식별한다.(S300) 디스플레이 위치 보정부(180)는 ID 정보 저장부(190)에 ID 트랜스미터(130) 별로 미리 저장되어 있는 ID 패턴과 적외선 카메라(140)가 수신한 ID 패턴을 대비 판단함으로써, ID 트랜스미터(130)를 식별한다. ID 트랜스미터(130)의 식별을 통해 자연스레 각 디스플레이(120)를 식별할 수 있다. 그리고 각 ID 트랜스미터(131, 132, 133)가 어느 디스플레이(121, 122, 123)에 부착되어 있는지도 미리 ID 정보 저장부에 설정해 놓을 수도 있다.
한편, 디스플레이 위치 보정부(180)는 ID 트랜스미터(130)의 발광 지점으로부터 디스플레이(120) 화면의 3차원 위치 정보를 실시간으로 산출한다.(S400) 이는 적외선 카메라(140)가 촬영한 영상으로부터 삼각 측량법 등의 컴퓨터 비전 기술을 이용하여 3차원 위치 정보를 산출할 수 있다. ID 트랜스미터(130)는 각 디스플레이(120)의 화면 네 모서리에 부착됨으로 인해, 각 화면의 위치 및 대향하는 방향이 산출될 수 있다.
다음으로, 포인팅 지점 산출부(160)는 적외선 마커(110)의 포인팅 지점의 3차원 위치 정보를 실시간으로 산출한다.(S500) 적외선 마커(110)가 복수의 디스플레이(121, 122, 123) 중 어느 하나의 디스플레이에 포인팅을 하는 경우, 적외선 카메라(140)가 이를 인식하고, 영상 처리부(150)의 영상 처리를 거쳐 포인팅 지점 산출부(160)에 송신하며, 포인팅 지점 산출부(160)가 그 3차원 위치 정보를 실시간으로 산출하여 디스플레이 수행부(200)로 송신한다. 이때, 각 적외선 마커(111, 112)는 각각 다른 적외선 파장을 이용함으로써, 어느 적외선 마커(111, 112)가 포인팅하고 있는지 식별되도록 구성될 수 있다.
다음으로, 적외선 마커(110)를 이용하여 사용자가 특정 지시를 하는 경우, 인터랙션 수행부(170)는 상기 지시에 해당하는 미리 설정된 소정의 인터랙션을 수행한다.(S600) 이러한 인터랙션은 디스플레이(120)상에 표시된 특정 객체나 특정 컨텐츠를 실행하거나 확대하는 것이 그 예가 될 수 있으며, 디스플레이(121, 122, 123)간에 특정 객체나 특정 컨텐츠를 이동시키는 것이 될 수도 있다. 이러한 경우, 인터랙션 정보 저장부(미도시)가 사용자의 지시에 대응하는 인터랙션의 수행 프로세스를 미리 저장하고 있어야 한다. 그래서 인터랙션 수행부(170)가 사용자의 지시에 대응되는 인터랙션 수행 프로세스를 인터랙션 정보 저장부(미도시)에서 참조하여 수행되도록 구성될 수 있다.
마지막으로, 디스플레이 수행부(200)는 포인팅 지점 산출부(160)에서 산출된 포인팅 지점 및 인터랙션 수행부(170)에서 수행되는 인터랙션을 원격으로 연결되는 소정의 디스플레이에 디스플레이 한다.(S700) 이때, 사용자의 포인팅 동작에 따라 디스플레이가 요구되는 어느 하나의 디스플레이(121, 122, 123) 화면이 디스플레이 될 것이다. 물론, 모든 디스플레이(121, 122, 123) 화면이 디스플레이되도록 구성될 수도 있을 것이다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원격 협업 시스템의 실시간 캘리브레이션 장치의 구성 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원격 협업 시스템의 실시간 캘리브레이션 장치의 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 화면의 이동에 대한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 원격 협업 시스템의 실시간 캘리브레이션 방법의 흐름도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110: 적외선 마커 120: 디스플레이
130: ID 트랜스미터 140: 적외선 카메라
150: 영상처리부 160: 포인팅 지점 산출부
170: 인터랙션 수행부 180: 디스플레이 위치 보정부
190: ID 정보 저장부 200: 디스플레이 수행부

Claims (21)

  1. 복수의 디스플레이와 상기 디스플레이의 화면상에 포인팅을 하기 위한 광학 마커를 포함하는 원격 협업 시스템에 있어서,
    상기 디스플레이에 부착되어 발광함으로써 해당 디스플레이의 ID 정보를 송신하기 위한 복수의 ID 트랜스미터;
    상기 ID 트랜스미터의 발광 지점 및 상기 ID 트랜스미터로부터 수신한 ID 정보를 인식하기 위한 적어도 두 개 이상의 카메라;
    상기 디스플레이가 이동할 때, 상기 카메라가 인식한 발광 지점 및 ID 정보를 이용하여, 상기 해당 디스플레이의 화면의 3차원 위치 정보를 실시간으로 산출하기 위한 디스플레이 위치보정부를 포함하는 실시간 캘리브레이션 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 카메라에서 촬영된 영상을 처리하기 위한 영상처리부; 및
    상기 ID 트랜스미터 별 ID 정보와 상기 ID 트랜스미터가 부착된 디스플레이 정보를 미리 저장하고 있는 ID 정보 저장부를 더 포함하는 실시간 캘리브레이션 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 디스플레이 위치 보정부는,
    상기 ID 트랜스미터로부터 송신된 ID 정보와 상기 ID 정보 저장부에 미리 저 장된 ID 정보를 대비 판단하여 상기 해당 디스플레이를 식별하고, 상기 영상처리부에서 처리한 영상을 통해 상기 ID 트랜스미터의 3차원 위치 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 실시간 캘리브레이션 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 디스플레이 위치보정부는,
    상기 적어도 두 개 이상의 카메라를 이용하여 삼각 측량법에 의해 상기 ID 트랜스미터의 좌표를 산출하는 것을 특징으로 하는 실시간 캘리브레이션 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 ID 트랜스미터는,
    적외선 LED 발광 소자 및 적외선 LED 구동 회로로 구성되는 것을 특징으로 하는 실시간 캘리브레이션 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 ID 정보는,
    적외선 LED 발광 소자의 점멸에 의한 ID 패턴인 것을 특징으로 하는 실시간 캘리브레이션 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 복수의 ID 트랜스미터는,
    상기 해당 디스플레이를 식별하기 위해 상기 해당 디스플레이에 미리 대응되도록 설정된 ID 패턴을 송신함으로써, 상기 해당 디스플레이가 다른 디스플레이와 식별되도록 하는 것을 특징으로 하는 실시간 캘리브레이션 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 카메라는,
    상기 적외선 LED 발광 소자에서 발광되는 적외선을 감지하는 적외선 필터가 구비된 적외선 카메라인 것을 특징으로 하는 실시간 캘리브레이션 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 적외선 카메라가 인지한 상기 광학 마커의 포인팅 지점의 3차원 위치 정보를 실시간으로 산출하는 포인팅 지점 산출부를 더 포함하는 실시간 캘리브레이션 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 광학 마커를 이용한 사용자의 지시에 따라 미리 설정된 소정 인터랙션을 수행하도록 제어하는 인터랙션 수행부를 더 포함하는 실시간 캘리브레이션 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 산출된 포인팅 지점 및 상기 수행되는 인터랙션을 원격으로 연결되는 소정 디스플레이에 디스플레이하도록 제어하는 디스플레이 수행부를 더 포함하는 실시간 캘리브레이션 장치.
  12. 원격 협업 시스템의 실시간 캘리브레이션 장치를 이용한 실시간 캘리브레이션 방법에 있어서,
    복수의 ID 트랜스미터가 디스플레이의 화면 가장자리에 부착되어 발광하여 해당 디스플레이의 ID 정보를 송신하는 단계;
    적어도 두개 이상의 카메라가 상기 ID 트랜스미터의 발광 지점 및 상기 송신된 ID 정보를 인식하는 단계;
    디스플레이 위치 보정부가 상기 인식된 ID 정보를 이용하여 상기 복수의 ID 트랜스미터가 부착된 디스플레이를 식별하는 단계;
    상기 디스플레이 위치 보정부가 상기 복수의 ID 트랜스미터의 발광 지점으로부터 상기 디스플레이의 화면의 3차원 위치 정보를 실시간으로 산출하는 단계를 포함하는 실시간 캘리브레이션 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 디스플레이 위치 보정부가 상기 인식된 ID 정보를 이용하여 상기 복수의 ID 트랜스미터가 부착된 디스플레이를 식별하는 단계는,
    상기 디스플레이 위치 보정부는 상기 ID 트랜스미터로부터 송신된 ID 정보와 ID 정보 저장부에 미리 저장된 상기 ID 트랜스미터 별 ID 정보를 대비 판단하여 상기 해당 디스플레이를 식별하는 단계인 것을 특징으로 하는 실시간 캘리브레이션 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 디스플레이 위치 보정부가 상기 복수의 ID 트랜스미 터의 발광 지점으로부터 상기 디스플레이의 화면의 3차원 위치 정보를 실시간으로 산출하는 단계는,
    상기 적어도 두 개 이상의 카메라를 이용하여 삼각 측량법에 의해 상기 ID 트랜스미터의 좌표를 산출하는 것을 특징으로 하는 실시간 캘리브레이션 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 ID 트랜스미터는,
    적외선 LED 발광 소자 및 적외선 LED 구동 회로로 구성되는 것을 특징으로 하는 실시간 캘리브레이션 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 ID 정보는,
    적외선 LED 발광 소자의 점멸에 의한 ID 패턴인 것을 특징으로 하는 실시간 캘리브레이션 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 복수의 ID 트랜스미터는,
    상기 해당 디스플레이를 식별하기 위해 상기 해당 디스플레이에 미리 대응되도록 설정된 ID 패턴을 송신함으로써, 상기 해당 디스플레이가 다른 디스플레이와 식별되도록 하는 것을 특징으로 하는 실시간 캘리브레이션 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 카메라는,
    상기 적외선 LED 발광 소자에서 발광되는 적외선을 감지하는 적외선 필터가 구비된 적외선 카메라인 것을 특징으로 하는 실시간 캘리브레이션 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 적외선 카메라가 적외선 마커의 포인팅 지점을 인식하면, 포인팅 지점 산출부가 상기 인식된 포인팅 지점의 3차원 위치 정보를 실시간으로 산출하는 단계를 더 포함하는 실시간 캘리브레이션 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 적외선 마커를 이용한 사용자의 지시가 있는 경우, 인터랙션 수행부가 상기 지시에 해당하는 미리 설정된 소정 인터랙션을 수행하는 단계를 더 포함하는 실시간 캘리브레이션 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    디스플레이 수행부가 상기 산출된 포인팅 지점 및 상기 수행되는 인터랙션을 원격으로 연결되는 소정 디스플레이에 디스플레이하는 단계를 더 포함하는 실시간 캘리브레이션 방법.
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