KR101069184B1 - 자기장 센서를 이용한 팬/틸트 제어장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 자기장 센서를 이용한 팬/틸트 제어장치 및 방법에 관한 것으로, 예를 들어 자기장의 변화를 이용하여, 감시용 카메라의 팬/틸트 각도를 검출하기 위한 자기장 센서(Magnetic Field Sensor)를, 팬/틸터에 추가 설치함과 아울러, 팬/틸트 모터의 스텝 카운트 수에 의해 검출되는 팬/틸트 각도와, 상기 자기장 센서에 의해 검출되는 팬/틸트 각도간의 편차를 산출하여, 그 편차에 상응하는 스텝 수만큼, 상기 스텝 카운트 수를 자동으로 보정함으로써, 클로우즈 루프(Close Loop) 상태에서, 팬 모터와 틸트 모터의 회전 스텝 수를 정확하게 보정할 수 있게 되므로, 물리적인 충격이나 오차 등으로 인해, 상기 카운트되는 팬 모터와 틸트 모터의 회전 스텝 수에 에러(Error)가 발생하더라도, 이를 자동으로 보정하여, 감시용 카메라의 촬영 각도를 정확하게 조절할 수 있게 되는 매우 유용한 발명인 것이다.
감시용 카메라, 팬/틸터, 팬/틸트 각도, 스텝 카운트 수, 자기장 센서, 편차
Description
도 1은 일반적인 감시용 카메라가 팬/틸터에 의해 패닝 및 틸팅되는 실시예를 도시한 것이고,
도 2는 일반적인 팬/틸터와 감시용 카메라에 대한 구성을 도시한 것이고,
도 3은 본 발명이 적용되는 팬/틸터와 감시용 카메라에 대한 구성을 도시한 것이고,
도 4는 본 발명에 적용되는 자기장 센서에 대한 실시예를 도시한 것이고,
도 5는 본 발명에 따른 자기장 센서를 이용한 팬/틸트 제어방법에 대한 동작 흐름도를 도시한 것이다.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 줌 렌즈 11 : 포커스 렌즈
12 : 아이리스 13 : 씨씨디
14 : 디지털 신호처리부 15 : 마이컴
16 : 인터페이스 20 : 팬 모터
21 : 틸트 모터 22 : 스텝 모터 드라이버
23 : 팬/틸터 마이컴 24 : 자기장 센서
100 : 감시용 카메라 200 : 팬/틸터
본 발명은, 자기장 센서를 이용한 팬/틸트 제어장치 및 방법에 관한 것으로, 예를 들어 감시용 카메라가 탑재되는 팬/틸터(Pan/Tilter)에 자기장 센서(Magnetic Field Sensor)를 추가 설치하여, 팬/틸트 동작에 의해 카운트되는 스텝(Step) 카운트 수를 정확하게 보정할 수 있도록 하기 위한 자기장 센서를 이용한 팬/틸트 제어장치 및 방법에 관한 것이다.
도 1은, 일반적인 감시용 카메라가 팬/틸터에 의해 패닝 및 틸팅되는 실시예를 도시한 것으로, 상기 감시용 카메라, 예를 들어 팬/틸트/줌 기능이 구비된 PTZ 감시용 카메라는, 감시하고자 하는 특정 장소의 천장 등에 부착 설치되는 팬/틸터(Pan/Tilter)에 탑재 사용될 수 있다.
한편, 상기 감시용 카메라는, 상기 팬/틸터에 의해 수평 방향으로 회전되는 패닝(Panning) 동작과, 수직 방향으로 회전되는 틸팅(Tilting) 동작에 의해, 감시 영역을 다른 방향으로 변경시킬 수 있으며, 상기 감시용 카메라 내에 구비된 줌 렌즈(Zoom Lens)를 조절하여, 피사체를 확대 촬영하거나 또는 축소 촬영할 수 있다.
또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 감시용 카메라(100)에는, 줌 렌즈(10), 포커스 렌즈(11), 아이리스(12), 씨씨디(13), 디지털 신호처리부(14), 마이컴(15), 인터페이스(16) 등이 포함 구비되고, 팬/틸터(200)에는, 팬 모터(20), 틸트 모터(21), 스텝 모터 드라이버(22), 그리고 팬/틸터 마이컴(23) 등이 포함 구성된다.
그리고, 상기 팬 모터(20)와 틸트 모터(21)는, 각각 스텝 모터(Step Motor)가 사용되며, 상기 팬/틸터 마이컴(23)에서는, 상기 팬 모터(20)와 틸트 모터(21)를 회전시킴과 아울러, 그 팬 모터와 틸트 모터의 회전 스텝 수를 카운트하여, 팬 각도와 틸트 각도를 검출하여, 사용자가 원하는 감시용 카메라의 촬영 각도가 되도록 팬/틸트 제어 동작을 수행하게 된다.
그러나, 상기와 같이 팬/틸터 마이컴(23)에서는, 오픈 루프(Open Loop) 상태에서, 상기 팬 모터와 틸트 모터의 회전 스텝 수를 카운트하여, 팬 각도와 틸트 각도를 검출하기 때문에, 예를 들어 물리적인 충격이나 오차 등으로 인해, 상기 카운트되는 팬 모터와 틸트 모터의 회전 스텝 수에 에러(Error)가 발생하게 되는 경우, 팬 각도와 틸트 각도를 부정확하게 검출하게 되어, 감시용 카메라의 촬영 각도를 잘못 조절하게 되는 문제점이 발생하게 된다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서, 예를 들어 자기장의 변화를 이용하여, 감시용 카메라의 팬/틸트 각도를 검출하기 위한 자기장 센서(Magnetic Field Sensor)를, 팬/틸터에 추가 설치함과 아울러, 팬/틸트 모터의 스텝 카운트 수에 의해 검출되는 팬/틸트 각도와, 상기 자기장 센 서에 의해 검출되는 팬/틸트 각도간의 편차를 산출하여, 그 편차에 상응하는 스텝 수만큼, 상기 스텝 카운트 수를 정확하게 보정할 수 있도록 하기 위한 자기장 센서를 이용한 팬/틸트 제어장치 및 방법을 제공하는 데, 그 목적이 있는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자기장 센서를 이용한 팬/틸트 제어방법은, 감시용 카메라를 패닝 및 틸팅시키는 팬/틸트 모터의 스텝 카운트 수를 확인하여, 팬/틸트 각도를 검출하는 1단계; 상기 검출된 팬/틸트 각도를, 자기장 센서에 의해 검출되는 팬/틸트 각도와 비교하는 2단계; 및 상기 비교 결과, 팬/틸트 각도들이 서로 일치하지 않는 경우, 상기 팬/틸트 각도들간의 편차를 산출하여, 그 편차에 상응하는 스텝 수만큼, 상기 스텝 카운트 수를 보정하는 3단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하며,
또한, 본 발명에 따른 자기장 센서를 이용한 팬/틸트 제어장치는, 감시용 카메라를 패닝 및 틸팅시키기 위한 팬/틸트 모터; 상기 감시용 카메라의 팬/틸트 각도를, 자기장 변화에 의해 검출하기 위한 자기장 센서; 및 상기 팬/틸트 모터의 스텝 카운트 수에 의해 검출되는 팬/틸트 각도와, 상기 자기장 센서에 의해 검출되는 팬/틸트 각도간의 편차를 산출하여, 상기 스텝 카운트 수를 보정하기 위한 제어수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 자기장 센서를 이용한 팬/틸트 제어장치 및 방법에 대 한 바람직한 실시예에 대해, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은, 본 발명이 적용되는 팬/틸터와 감시용 카메라에 대한 구성을 도시한 것으로, 전술한 바와 같이, 상기 감시용 카메라(100)에는, 줌 렌즈(10), 포커스 렌즈(11), 아이리스(12), 씨씨디(13), 디지털 신호처리부(14), 마이컴(15), 인터페이스(16) 등이 포함 구비되고, 상기 팬/틸터(200)에는, 팬 모터(20), 틸트 모터(21), 스텝 모터 드라이버(22), 그리고 팬/틸터 마이컴(22) 포함 구성됨과 아울러, 자기장의 변화를 이용하여, 감시용 카메라의 팬/틸트 각도를 검출하기 위한 자기장 센서(24)가 추가로 포함 구성된다.
한편, 상기 자기장 센서(24)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 전류가 흐르는 전극(Electrode)에 형성된 자기장에, 물체가 접근하게 되면, 해당 위치의 전극에 자기장의 변화가 발생하게 되는 원리를 이용하여, 감시용 카메라의 팬/틸트 각도를 검출하게 되는 데, 예를 들어, 상기 자기장 센서(24)에는, 다수의 전극들이 원형 내의 부채 살 모양으로 배치될 수 있다.
또한, 상기 팬/틸터 마이컴(23)에서는, 상기 팬 모터(20)와 틸트 모터(21)의 회전 스텝 수를 카운트하여, 팬 각도와 틸트 각도를 검출함과 동시에, 상기 자기장 센서(24)에 의해 검출되는 팬/틸트 각도를 비교하여, 그 팬/틸트 각도들간의 편차를 산출하게 된다.
그리고, 상기 산출된 편차에 상응하는 스텝 카운트 수 만큼, 상기 카운트된 스텝 카운트 수를 보정하게 되는 데, 상기 스텝 카운트 수에 의해 검출된 팬/틸트 각도가, 상기 자기장 센서에 의해 검출된 팬/틸트 각도 보다 큰 경우, 그 편차에 상응하는 스텝 수만큼, 상기 스텝 카운트 수를 감소시키고, 그 반대의 경우에는, 스텝 카운트 수를 증가시키게 된다.
예를 들어, 상기 팬/틸트 마이컴(23)에서는, 상기 스텝 카운트 수에 의해 검출된 팬 각도가 15도이고, 상기 자기장 센서에 의해 검출된 팬 각도 14도인 경우, 그 편차인 1도에 상응하는 스텝 수(예: 1 Step)만큼, 상기 스텝 카운트 수를 감소시키고, 상기 스텝 카운트 수에 의해 검출된 팬 각도가 15도이고, 상기 자기장 센서에 의해 검출된 팬 각도 16도인 경우, 그 편차인 1도에 상응하는 스텝 수(예: 1 Step)만큼, 상기 스텝 카운트 수를 증가시켜, 클로우즈 루프(Close Lop) 상태에서, 상기 스텝 카운트 수를 정확하게 보정하게 되는 데, 이에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 5는, 본 발명에 따른 자기장 센서를 이용한 팬/틸트 제어방법에 대한 동작 흐름도를 도시한 것으로, 상기 팬/틸터 마이컴(23)에서는, 팬/틸터에 전원이 온(Power On)되는 경우, 상기 팬 모터(20)와 틸트 모터(21)의 엔드(End) 포인트를 검출하는 일련의 동작을 수행하게 되는 데(S10), 예를 들어, 상기 팬 모터(20)를 역 방향으로 계속 회전시키다가 더 이상 회전되지 않은 엔드 포인트를 검출하게 되면(S11), 그 시점에 팬 모터의 스텝 카운트 수를 초기 값(예: '0')으로 리셋시키게 된다(S12).
또한, 상기 틸트 모터(21)를 역 방향으로 계속 회전시키다가 더 이상 회전되지 않은 엔드 포인트를 검출하게 되면, 그 시점에 틸트 모터의 스텝 카운트 수를 초기 값(예: '0')으로 리셋시키게 된다.
그리고, 상기와 같이 팬/틸트 모터의 스텝 카운트 수가 초기화된 상태에서, 사용자의 요청에 따라, 상기 팬/틸트 모터를 회전 제어하여, 감시용 카메라를 패닝 또는 틸팅시키는 통상적인 팬/틸트 동작을 제어하게 되는 데, 이때 상기 팬/틸트 모터의 회전 스텝 수를 카운트하게 된다(S13).
한편, 상기 팬/틸터 마이컴(23)에서는, 상기와 같이 카운트되는 회전 스텝 수를 기준으로 팬/틸트 각도를 검출하게 되는 데, 예를 들어 회전 스텝 수 '1'에 대응되는 각도가 '1도'라고 가정한 상태에서, 상기 카운트된 팬 모터의 회전 스텝 수가 '50'이고, 틸트 모터의 회전 스텝 수가 '45'인 경우, 팬 각도가 50도이고, 틸트 각도가 45도라고 검출하게 된다(S14).
또한, 상기 팬/틸터 마이컴(23)에서는, 도 4를 참조로 전술한 바와 같이 추가 설치되는 자기장 센서(24)에 의해 출력되는 검출 신호를 기준으로 감시용 카메라의 팬/틸트 각도를 검출하게 되는 데(S15), 예를 들어 상기 자기장 센서에 의해 검출되는 팬/틸트 각도와, 상기 스텝 카운트 수에 의해 검출되는 팬/틸트 각도가 일치하지 않는 경우(S16), 상기 검출된 팬/틸트 각도들간의 편차를 산출하게 된다(S17).
예를 들어, 상기 스텝 카운트 수에 의해 검출된 팬/틸트 각도가 '50도/45도'이고, 상기 자기장 센서(24)에 의해 검출되는 팬/틸트 각도가 '52도/47도'인 경우, 상기 팬/틸터 마이컴(23)에서는, 상기 팬/틸트 각도들간의 편차를 '2도/2도'라고 산출한 후, 상기 편차에 상응하는 스텝 수 만큼, 상기 스텝 카운트 수를 보정하게 되는 데, 만일 1도에 상응하는 스텝 수가 1인 경우, 상기 팬/틸터 마이컴(23)에서는, 현재 카운트된 스텝 수에서, '2'를 더 증가시키게 된다.
반대로, 상기 스텝 카운트 수에 의해 검출된 팬/틸트 각도가 '52도/47도'이고, 상기 자기장 센서(24)에 의해 검출되는 팬/틸트 각도가 '50도/45도'인 경우에는, 현재 카운트된 스텝 수에서, '2'를 감소시키는 보정 동작을 수행하게 된다(S17).
그리고, 상기와 같이 보정된 스텝 카운트 수를 기준으로, 사용자가 요청하는 팬/틸트 동작 등과 같은 해당 동작을 정확하게 수행하게 되므로(S18), 물리적인 충격이나 오차 등으로 인해, 상기 카운트되는 팬 모터와 틸트 모터의 스텝 수에 에러(Error)가 발생하더라도, 이를 자동으로 보정하여, 감시용 카메라의 촬영 각도를 정확하게 조절할 수 있게 된다.
참고로, 상기 자기장 센서는, 감시용 카메라에 대향되는 팬/틸터의 외측에 다양한 형상으로 추가 설치될 수 있으며, 이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면, 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 또 다른 다양한 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.
상기와 같이 구성 및 이루어지는 본 발명에 따른 자기장 센서를 이용한 팬/틸트 제어장치 및 방법은, 예를 들어 자기장의 변화를 이용하여, 감시용 카메라의 팬/틸트 각도를 검출하기 위한 자기장 센서(Magnetic Field Sensor)를, 팬/틸터에 추가 설치함과 아울러, 팬/틸트 모터의 스텝 카운트 수에 의해 검출되는 팬/틸트 각도와, 상기 자기장 센서에 의해 검출되는 팬/틸트 각도간의 편차를 산출하여, 그 편차에 상응하는 스텝 수만큼, 상기 스텝 카운트 수를 자동으로 보정함으로써, 클로우즈 루프(Close Loop) 상태에서, 팬 모터와 틸트 모터의 회전 스텝 수를 정확하게 보정할 수 있게 되므로, 물리적인 충격이나 오차 등으로 인해, 상기 카운트되는 팬 모터와 틸트 모터의 회전 스텝 수에 에러(Error)가 발생하더라도, 이를 자동으로 보정하여, 감시용 카메라의 촬영 각도를 정확하게 조절할 수 있게 되는 매우 유용한 발명인 것이다.
Claims (7)
- 감시용 카메라를 패닝 및 틸팅시키는 팬/틸트 모터의 스텝 카운트 수를 확인하여, 팬/틸트 각도를 검출하는 1단계;상기 검출된 팬/틸트 각도를, 자기장 센서에 의해 검출되는 팬/틸트 각도와 비교하는 2단계; 및상기 비교 결과, 팬/틸트 각도들이 서로 일치하지 않는 경우, 상기 팬/틸트 각도들간의 편차를 산출하여, 그 편차에 상응하는 스텝 수만큼, 상기 스텝 카운트 수를 보정하는 3단계를 포함하되,상기 3단계는, 상기 스텝 카운트 수에 의해 검출된 팬/틸트 각도가, 상기 자기장 센서에 의해 검출된 팬/틸트 각도 보다 큰 경우, 그 편차에 상응하는 스텝 수만큼, 상기 스텝 카운트 수를 감소시키고, 그 반대의 경우에는, 스텝 카운트 수를 증가시키는 것을 특징으로 하는 자기장 센서를 이용한 팬/틸트 제어방법.
- 제 1항에 있어서,전원 온시, 팬/틸트 모터의 엔드(End) 포인트를 검출함과 아울러, 그 시점에 팬/틸트 모터의 스텝 카운트 수를 초기 값으로 리셋(Reset)시키는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자기장 센서를 이용한 팬/틸트 제어방법.
- 삭제
- 감시용 카메라를 패닝 및 틸팅시키기 위한 팬/틸트 모터;상기 감시용 카메라의 팬/틸트 각도를, 자기장 변화에 의해 검출하기 위한 자기장 센서; 및상기 팬/틸트 모터의 스텝 카운트 수에 의해 검출되는 팬/틸트 각도와, 상기 자기장 센서에 의해 검출되는 팬/틸트 각도간의 편차를 산출하여, 상기 스텝 카운트 수를 보정하기 위한 제어수단을 포함하되,상기 제어수단은, 상기 스텝 카운트 수에 의해 검출된 팬/틸트 각도가, 상기 자기장 센서에 의해 검출된 팬/틸트 각도 보다 큰 경우, 그 편차에 상응하는 스텝 수만큼, 상기 스텝 카운트 수를 감소시키고, 그 반대의 경우에는, 스텝 카운트 수를 증가시키는 것을 특징으로 하는 자기장 센서를 이용한 팬/틸트 제어장치.
- 제 4항에 있어서,상기 자기장 센서에는, 감시용 카메라의 팬/틸트 각도를 검출하기 위한 다수의 전극들이, 원형 내에 부채 살 모양으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 자기장 센서를 이용한 팬/틸트 제어장치.
- 제 4항에 있어서,상기 제어수단은, 전원이 온되는 경우, 팬/틸트 모터의 엔드(End) 포인트를 검출함과 아울러, 그 시점에 팬/틸트 모터의 스텝 카운트 수를 초기 값으로 리셋(Reset)시키는 것을 특징으로 하는 자기장 센서를 이용한 팬/틸트 제어장치.
- 삭제
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