KR101164656B1 - Photographing apparatus for tracking object with high speed - Google Patents

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KR101164656B1 KR1020120023779A KR20120023779A KR101164656B1 KR 101164656 B1 KR101164656 B1 KR 101164656B1 KR 1020120023779 A KR1020120023779 A KR 1020120023779A KR 20120023779 A KR20120023779 A KR 20120023779A KR 101164656 B1 KR101164656 B1 KR 101164656B1
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주식회사 바로텍시너지
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Abstract

PURPOSE: A photographing device for tracking a moving object is provided to photograph a moving subject by accurately tracking using a trigger signal generating device and to obtain accurate data with one tracked photographing using a simulator unit. CONSTITUTION: A photographing device for tracking a moving object comprises a camera assembly(10), a trigger signal generating device(40), a computer(50), and a controller(30). A mirror is mounted in a shaft rotating in a servo motor and the camera assembly rotates the shaft and photographs images reflected from the mirror with the camera. The trigger signal generating device inputs trigger signals which are command signals to track and photograph a moving subject. Location information indicating a relative location of the camera assembly with respect to a moving track and a starting point of the moving subject and a situation variable including speed information of the moving subject and a tracking distance are input to the computer and the computer sets a rotating setting value including a rotation initial position of the mirror, a rotary range, and rotation change patterns based on the location information and situation variable. The controller tracks and photographs the moving subject by photographing with the camera while rotating the mirror with the servo motor according to the rotating setting value set by the computer.

Description

이동물체 궤적 추적 촬영장치{PHOTOGRAPHING APPARATUS FOR TRACKING OBJECT WITH HIGH SPEED}Moving object tracking tracking device {PHOTOGRAPHING APPARATUS FOR TRACKING OBJECT WITH HIGH SPEED}
본 발명은 고속으로 이동하는 피사체를 이동 궤적을 따라가며 추적 촬영하는 이동물체 궤적 추적 촬영장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 고속으로 회전시킬 수 있는 거울을 카메라의 광축 선상에 배치하여 피사체의 이동에 맞추어 거울을 고속 회전시켜 촬영하고, 피사체의 이동 궤적과 카메라 간의 위치관계 및 피사체의 예상 이동패턴에 맞추어 거울의 회전 초기 위치, 회전 범위 및 회전변화패턴을 사전에 설정하는 한편, 미리 시뮬레이션한 결과에 근거하여 설정값을 정함으로서 정확성을 기하며, 카메라의 지지대를 움직이지 않더라도 거울과 카메라 간의 상대 위치를 용이하게 조정할 수 있는 이동물체 궤적 추적 촬영장치에 관한 것이다.The present invention relates to a moving object tracking tracking photographing apparatus for tracking and photographing a subject moving at a high speed along a moving trajectory. More specifically, the subject is moved by arranging a mirror that can be rotated at a high speed on the optical axis line of the camera. The mirror is photographed by rotating it at high speed, and the initial position of the mirror, the range of rotation and the pattern of rotation change are preset in accordance with the movement trajectory of the subject and the positional relationship between the camera and the expected movement pattern of the subject. The present invention relates to a moving object tracking tracking photographing apparatus that can determine accuracy based on a predetermined value, and can easily adjust a relative position between a mirror and a camera even when the support of the camera is not moved.
포탄이나 미사일처럼 고속으로 비행하여 이동하는 피사체는 피사체의 형상이나 무게 또는 무게 중심 등의 조건에 따라 공기 저항의 차이가 크게 나타나서 비행 성능에 많은 영향을 미치므로, 피사체의 비행특성 및 비행궤적을 고화상으로 정밀하게 촬영하여 분석할 필요가 있다. 이와 같이 피사체의 비행특성 및 비행궤적을 분석한 자료는 피사체의 설계변경에 반영함으로써 피사체의 성능을 향상시킬 수 있다. Subjects that fly and move at high speed, such as shells or missiles, have a large difference in air resistance depending on the shape, weight, or center of gravity of the subject, which greatly affects flight performance. It is necessary to accurately capture and analyze images. As such, the data analyzing the flight characteristics and the flight trajectory of the subject can be reflected in the design change of the subject, thereby improving the performance of the subject.
고속으로 이동하는 피사체를 고화상으로 정밀하게 촬영하려면, 초고속 카메라로 피사체를 촬영하여야 하는 데, 초고속 카메라의 경우에 촬영 범위가 좁으므로, 카메라를 고속으로 회전시켜 카메라의 광축을 피사체에 맞추어야 한다.In order to accurately capture a high-speed moving subject with a high image, it is necessary to shoot the subject with a high speed camera. In the case of a high speed camera, the shooting range is narrow.
하지만, 피사체의 이동에 맞춰 카메라를 회전시키기란 어렵고, 피사체의 출발시점에 맞추어 촬영 개시 시점을 동기화하는 것도 매우 어렵다. 이는 카메라의 무게에 의한 회전 관성으로 인해 고속 이동하는 피사체를 쫓아가며 촬영하기 어렵기 때문이다.However, it is difficult to rotate the camera according to the movement of the subject, and it is also very difficult to synchronize the shooting start time with the starting point of the subject. This is because the rotational inertia caused by the weight of the camera makes it difficult to follow a fast moving subject.
이러한 어려움을 해소하기 위해서 카메라의 회전 없이 이동 피사체 또는 넓을 범위를 촬영할 수 있는 기술로서, 카메라의 광축 선상에 거울을 배치하여 거울의 회전으로 피사체를 추적 촬영하거나 아니면 넓은 범위를 순차적으로 스캔하는 기술들이 공개특허 제10-2009-0070520호, 공개특허 제10-2001-0110674호, 공개특허 제10-2011-0053857호, 공개특허 제10-1991-0015880호 등에서 제안되었다. In order to solve this difficulty, a technology capable of photographing a moving subject or a wide range without rotating the camera is provided. A technique of arranging a mirror on the optical axis line of the camera to track a subject by scanning the rotation or scanning a wide range sequentially Suggested in Korean Patent Application Publication Nos. 10-2009-0070520, 10-2001-0110674, 10-2011-0053857, 10-1991-0015880, and the like.
하지만, 상기한 종래기술들은 포탄이나 미사일처럼 초고속으로 이동하는 피사체를 정밀 촬영하는 데 적용하기 어렵다. 부연하면, 고속으로 이동하는 물체의 이동 특성을 정확하게 분석하려면 충분한 이동거리 내내 고화상으로 촬영하여야 하지만, 촬영하려는 구간을 피사체가 수십 msec이내의 짧은 시간동안 이동하므로, 피사체를 추적촬영하기란 매우 어려우며, 이와 같이 고속으로 이동하는 물체를 추적 촬영하기 위한 장치에 대해서 상기 종래기술에는 기술되지 않았다.However, the above-described conventional techniques are difficult to apply to precisely photographing a subject moving at a high speed such as a shell or a missile. In other words, in order to accurately analyze the movement characteristics of a moving object at high speed, it is necessary to shoot a high image within a sufficient moving distance, but since the subject moves for a short time within several tens of msec, it is very difficult to track the subject. As described above, a device for tracking and photographing an object moving at a high speed is not described in the prior art.
더욱이, 고속으로 이동하는 물체를 추적 촬영하여 얻는 영상을 오차 없이 획득하기란 매우 어렵지만, 이에 대책도 상기 종래기술에는 기술되지 않았다.Moreover, although it is very difficult to obtain an image obtained by tracking and photographing an object moving at high speed without error, this countermeasure has not been described in the prior art.
한편, 카메라에 대한 거울의 위치는 피사체의 이동 궤적에 정확하게 맞추어야 하므로, 카메라를 고정한 이후에 거울의 위치를 정밀하게 조정할 수 있고, 거울의 위치 조정도 용이하게 하는 것이 바람직하다.On the other hand, since the position of the mirror with respect to the camera must be exactly matched to the movement trajectory of the subject, it is preferable to precisely adjust the position of the mirror after fixing the camera and to facilitate the position adjustment of the mirror.
또한, 촬영 목적에 따라 서로 다른 카메라를 사용할 수 있으므로, 카메라를 교체하더라도 카메라의 초점에 맞추어 거울과의 이격 거리를 용이하게 조절할 수 있게 하는 것이 좋다.In addition, since different cameras can be used according to the shooting purpose, it is good to be able to easily adjust the separation distance from the mirror in accordance with the focus of the camera even if the camera is replaced.
KR 10-2009-0070520 A 2009.07.01.KR 10-2009-0070520 A 2009.07.01. KR 10-2001-0110674 A 2001.12.13.KR 10-2001-0110674 A 2001.12.13. KR 10-2011-0053857 A 2011.05.24.KR 10-2011-0053857 A 2011.05.24. KR 10-1991-0015880 A 1991.09.30.KR 10-1991-0015880 A 1991.09.30.
따라서 본 발명의 목적은, 카메라의 광축 선상에 회전 가능한 거울을 배치하여 이동 피사체를 거울의 회전으로 추적 촬영하되, 고속으로 이동하는 피사체의 특성에 맞추어 추적 촬영하며, 추적 촬영 작업을 반복하지 않더라도 피사체의 이동 궤적을 따라가며 정확하게 촬영한 영상을 얻을 수 있는 이동물체 궤적 추적 촬영장치를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to place a rotatable mirror on the line of the optical axis of the camera to track and photograph the moving subject by the rotation of the mirror, and to follow the characteristics of the subject moving at a high speed, and tracking the subject, even if the tracking operation is not repeated The present invention provides a moving object tracking tracking photographing device that can accurately capture an image while following a moving trajectory of a.
본 발명의 다른 목적은, 카메라에 대한 거울의 위치를 용이하게 조절할 수 있는 이동물체 궤적 추적 촬영장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a moving object tracking tracking photographing apparatus that can easily adjust the position of the mirror with respect to the camera.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 이동하는 피사체를 추적하며 촬영하는 이동물체 궤적 추적 촬영장치에 있어서, 서보모터(141)에서 회전하는 샤프트(142)에 거울(13)을 장착하여 거울(13)을 회전시키고 거울(13)에 반사되는 영상을 카메라(12)로 촬영하는 카메라 어셈블리(10); 이동 피사체를 추적 촬영하라는 지령신호인 트리거신호를 입력하는 트리거신호 발생장치(40); 이동 피사체의 출발점 및 이동 궤적에 대한 상기 카메라 어셈블리(10)의 상대적 위치를 나타내는 위치정보와, 이동 피사체의 속도정보 및 추적거리를 포함하는 상황 변수를 입력받고, 위치정보 및 상황 변수에 근거하여 거울(13)의 회전 초기 위치, 회전범위 및 회전 변화패턴을 포함하는 회전 설정값을 지정하는 컴퓨터(50); 트리거신호를 입력받으면 컴퓨터(50)에서 지정한 회전 설정값에 따라 서보모터(141)로 거울(13)을 회전시키며 카메라(12)로 촬영하여 이동 피사체를 추적 촬영하는 컨트롤러(30); 를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention, in the moving object tracking tracking photographing apparatus for tracking and photographing a moving subject, the mirror (13) is mounted on the shaft 142 that rotates in the servomotor 141 A camera assembly 10 rotating the 13 and photographing the image reflected by the mirror 13 with the camera 12; A trigger signal generator 40 for inputting a trigger signal which is a command signal for tracking and photographing a moving subject; Position information indicating a relative position of the camera assembly 10 with respect to a starting point and a moving trajectory of a moving subject, and a situation variable including speed information and a tracking distance of the moving subject are received, and the mirror is based on the position information and the situation variable. A computer 50 for specifying a rotation set value including a rotation initial position, a rotation range and a rotation change pattern of (13); A controller 30 which rotates the mirror 13 by the servomotor 141 according to the rotation setting value specified by the computer 50 and captures a moving subject by tracking the moving object when receiving the trigger signal; Characterized in that configured to include.
상기 컴퓨터(50)는, 회전 설정값에 따라 이동 피사체의 비행 궤적을 시뮬레이션하여 예상오차를 산출하는 시뮬레이터부(52)가 마련되어서, 시뮬레이션 결과에 따라 회전 설정값을 수정할 수 있게 함을 특징으로 한다.The computer 50 is provided with a simulator 52 for calculating an expected error by simulating a flight trajectory of a moving subject according to the rotation setting value, so that the rotation setting value can be corrected according to the simulation result. .
상기 컴퓨터(50)는, 이동 피사체의 예상 초기속도 및 감속도를 포함하는 정보를 속도정보로 입력받으며, 트리거신호 발생장치(40)에 의한 지연시간을 입력받아 거울(13)의 회전 초기의 회전 변화패턴를 보정함을 특징으로 한다.The computer 50 receives information including the estimated initial speed and deceleration of the moving subject as speed information, and receives a delay time by the trigger signal generator 40 to rotate the initial rotation of the mirror 13. And correcting the change pattern.
상기 카메라 어셈블리(10)는, 상기 서보모터(141), 상기 서보모터(141)의 샤프트(142)에 고정되고 상기 거울(13)이 장착되는 브라켓(143), 및 서보모터(141)를 수용하는 케이스(145)를 포함하여 구성되는 액츄에이터(14); 상기 액츄에이터(14)의 케이스(145)가 상부에서 하부방향으로 끼워지는 안착공(112)이 일측에 형성되고, 케이스(145)의 회전 위치 또는 높낮이가 조정된 상태에서 케이스(145)를 파지하는 클램프(15)가 마련되며, 타측에 상기 카메라(12)가 장착되는 베이스 프레임(11); 을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.The camera assembly 10 accommodates the servo motor 141, a bracket 143 fixed to the shaft 142 of the servo motor 141, on which the mirror 13 is mounted, and the servo motor 141. An actuator 14 including a case 145; A seating hole 112 into which the case 145 of the actuator 14 is fitted from the upper side to the lower side is formed at one side, and the case 145 is gripped in a state in which the rotation position or height of the case 145 is adjusted. A base frame 11 on which a clamp 15 is provided and on which the camera 12 is mounted; Characterized in that configured to include.
상기 클램프(15)는, 상기 안착공(112)에 끼워지는 케이스(145)의 외주면을 파지하는 링 형상의 클램프로 구성되되, 두개의 반원형 클램프(151, 152)로 분리되어, 어느 하나의 반원형 클램프(151)를 베이스 프레임(11)에 고정하고 다른 하나의 반원형 클램프(152)를 탈착 가능하게 함을 특징으로 한다.The clamp 15 is composed of a ring-shaped clamp that grips the outer circumferential surface of the case 145 to be fitted to the seating hole 112, separated into two semi-circular clamps (151, 152), any one semi-circular It is characterized in that the clamp 151 is fixed to the base frame 11 and the other semi-circular clamp 152 is detachable.
상기 베이스 프레임(11)은 카메라(12)를 슬라이딩할 레일(11)를 상기 거울(13)을 향하는 방향으로 구비하여 카메라(12)와 거울(13) 간의 거리를 조절하게 함을 특징으로 한다.The base frame 11 has a rail 11 for sliding the camera 12 in the direction toward the mirror 13 to adjust the distance between the camera 12 and the mirror 13.
상기 거울(13)은, 타원형 테두리를 갖춘 거울로 형성되어, 타원의 단축(短軸)을 거울(13)의 회전축 선상에 놓이게 장착됨을 특징으로 한다.The mirror 13 is formed as a mirror having an elliptical rim, and is characterized in that the short axis of the ellipse is mounted to lie on the axis of rotation of the mirror 13.
상기와 같이 구성되는 본 발명은, 촬영 대상인 피사체와의 위치 관계 및 피사체의 이동 특성에 따른 상황 변수에 맞추어 사전에 거울의 회전 초기 위치, 회전범위, 및 회전 변화패턴을 설정하므로, 트리거신호 발생장치에 의해 실제 추적 촬영할 시에 정확하게 추적하며 촬영할 수 있다.According to the present invention configured as described above, since the initial position of the mirror, the rotation range, and the rotation change pattern are set in advance according to the positional relationship with the subject to be photographed and the situational variables according to the movement characteristics of the subject, the trigger signal generator By tracking can be accurately tracked during the actual shooting.
또한, 본 발명은 거울의 회전에 대한 설정값을 정함에 있어서, 시뮬레이터부를 이용해 적합한 설정값을 정함으로써, 반복 실험을 하지 않더라도 한번의 추적 촬영으로 정확한 자료를 얻을 수 있다.In addition, in the present invention, in setting the set value for the rotation of the mirror, by setting the appropriate set value using the simulator unit, it is possible to obtain accurate data in a single follow-up shooting without repeated experiments.
또한, 본 발명은 거울이 장착되는 액츄에이터의 높낮이 및 방향을 클램프를 이용하여 조정할 수 있으므로, 촬영 범위에 맞추어 거울의 위치를 상황에 따라 용이하게 맞출 수 있으며, 레일을 이용해 카메라와 거울 간의 거리를 조정하므로 카메라의 종류에 구애받지 않고 카메라의 특성에 맞추어 사용할 수 있다.In addition, the present invention can adjust the height and direction of the actuator on which the mirror is mounted using a clamp, so that the position of the mirror can be easily adjusted to the shooting range according to the shooting range, and the distance between the camera and the mirror using the rail Therefore, it can be used according to the characteristics of the camera regardless of the type of camera.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이동물체 궤적 추적 촬영장치의 구성도.
도 2는 지지대(20)의 상단에 고정된 카메라 어셈블리(10)의 사시도.
도 3은 지지대(20)의 상단에서 분리된 카메라 어셈블리(10)의 사시도.
도 4는 카메라 어셈블리(10)의 분리 사시도.
도 5는 거울(13)이 장착된 액츄에이터(14)의 사시도.
도 6은 거울(13)을 액츄에이터(14)에 장착하는 과정을 보여주는 사시도.
도 7은 변수 설정부(51)에 의한 화면 구성도.
도 8은 시뮬레이터부(52)에 의한 화면 구성도.
1 is a block diagram of a moving object tracking tracking photographing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view of the camera assembly 10 fixed to the top of the support 20.
3 is a perspective view of the camera assembly 10 separated from the top of the support 20.
4 is an exploded perspective view of the camera assembly 10.
5 is a perspective view of the actuator 14 on which the mirror 13 is mounted.
6 is a perspective view showing a process of mounting the mirror 13 to the actuator 14.
7 is a screen configuration diagram of the variable setting unit 51;
8 is a screen configuration diagram by the simulator unit 52.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다. 첨부된 도면들에서 구성 또는 작용에 표기된 참조번호는, 다른 도면에서도 동일한 구성 또는 작용을 표기할 때에 가능한 한 동일한 참조번호를 사용하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. It should be noted that, in the drawings, the same reference numerals are used to denote the same or similar components in other drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이동물체 궤적 추적 촬영장치의 구성도이다. 1 is a block diagram of a moving object tracking tracking photographing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2는 지지대(20)의 상단에 고정된 카메라 어셈블리(10)의 사시도이고, 도 3은 지지대(20)의 상단에서 분리된 카메라 어셈블리(10)의 사시도이다.2 is a perspective view of the camera assembly 10 fixed to the top of the support 20, Figure 3 is a perspective view of the camera assembly 10 separated from the top of the support 20.
본 발명의 실시예에 따른 이동물체 궤적 추적 촬영장치는, 이동 피사체를 추적하여 촬영하는 카메라 어셈블리(10); 카메라 어셈블리(10)를 지지하는 지지대(20); 상기 카메라 어셈블리(10)의 동작을 제어하는 컨트롤러(30); 추적 촬영의 시작을 알리는 트리거 신호를 발생하여 상기 컨트롤러(30)에 전달하는 트리거 신호 발생 장치(40); 상기 컨트롤러(30)의 제어 동작에 필요한 설정값을 입력하고 상기 컨트롤러(30)를 통해 데이터를 수집하여 이동 피사체의 추적 정보를 수집 및 분석하는 컴퓨터(50); 를 포함하여 구성된다.Moving object tracking tracking photographing apparatus according to an embodiment of the present invention, the camera assembly 10 for tracking and photographing a moving subject; A support 20 for supporting the camera assembly 10; A controller 30 controlling the operation of the camera assembly 10; A trigger signal generator (40) for generating a trigger signal for notifying the start of tracking photographing and delivering it to the controller (30); A computer (50) for inputting setting values necessary for a control operation of the controller (30) and collecting data through the controller (30) to collect and analyze tracking information of a moving subject; It is configured to include.
이와 같이 구성되는 이동물체 궤적 추적 촬영장치는, 상기 컴퓨터(50)를 이용한 설정값을 입력한 후에 상기 트리거 신호 발생 장치(40)로부터 트리거 신호가 입력되면 상기 컨트롤러(30)의 의해 제어되는 카메라 어셈블리(10)가 이동 피사체를 추적하며 촬영하고 촬영한 영상을 컴퓨터(50)로 해독하여 이동 피사체의 이동 궤적을 해독한다.The moving object tracking tracking photographing apparatus configured as described above is a camera assembly controlled by the controller 30 when a trigger signal is input from the trigger signal generator 40 after inputting a setting value using the computer 50. 10 decodes the moving subject of the moving subject by deciphering the moving subject by capturing and capturing the captured image with the computer 50.
상기 카메라 어셈블리(10)는, 회전 가능한 거울(13)에 촬영하려는 영상을 반사시켜 카메라(12)에 입사시킴으로써, 카메라(12)를 고정한 상태로 거울(13)을 회전시켜 넓은 범위의 영상을 촬영한다. 이에 대한 설명은 도면 4 내지 도 6을 참조하여 설명한다.The camera assembly 10 reflects an image to be captured on the rotatable mirror 13 and enters the camera 12, thereby rotating the mirror 13 while fixing the camera 12 to capture a wide range of images. do. The description thereof will be described with reference to FIGS. 4 to 6.
상기 지지대(20)는, 상단에 상기 카메라 어셈블리(10)를 탑재한 상태로 지면에 세워지는 구성요소로서, 일반적인 카메라 삼각대처럼 상기 카메라 어셈블리(10)의 방향을 조절할 수 있게 구성되는 바람직하다. 다시 말해서, 상기 카메라 어셈블리(10)를 탑재한 지지대(20)를 지면에 세운 상태에서 촬영하려는 범위에 적합한 방향을 향하도록 상기 카메라 어셈블리(10)의 방향을 조절한다. 이에 따라, 상기 지지대(20)에서 상기 카메라 어셈블리(10)의 방향을 조절하는 구성요소는 롤링(Rolling), 피칭(Pitching), 요잉(Yawing)을 조절하는 헤드(21)를 포함하는 것이 좋다. 또한, 상기 헤드(21)는 사람이 손으로 조작하여 방향을 조절하는 것도 가능하지만, 상기 컴퓨터(50)에서 조절하게 하는 것도 좋다. 상기 컴퓨터(50)에서 조절하게 하면, 카메라에서 촬영되는 영상을 컴퓨터(50)의 화면에서 보며 카메라의 방향을 잡을 때에 유용하게 활용될 수 있다.The support 20 is a component erected on the ground in a state where the camera assembly 10 is mounted on the top, and is preferably configured to adjust the direction of the camera assembly 10 like a general camera tripod. In other words, in the state in which the support 20 on which the camera assembly 10 is mounted is erected on the ground, the direction of the camera assembly 10 is adjusted to face the direction suitable for the range to be photographed. Accordingly, the component for adjusting the direction of the camera assembly 10 in the support 20 may include a head 21 for adjusting the rolling (rolling), pitching (Pitching), yawing (Yawing). In addition, the head 21 may be controlled by a person by hand, but may be controlled by the computer 50. If the computer 50 is adjusted, it can be usefully used to orient the camera while viewing the image captured by the camera on the screen of the computer 50.
상기 컨트롤러(30)는, 전원선(W1)을 통해 전원을 공급받고, 상기 컴퓨터(50)와 통신 케이블(W5)로 연결되어 상호 데이터를 전송하고, 상기 트리거 신호 발생 장치(40)와 신호 케이블(W6, W7)로 연결되어 트리거 신호를 입력받고, 상기 카메라 어셈블리(10)와 전원선(W4) 및 신호케이블(W3, W5)로 연결되어 상기 카메라 어셈블리(10)에 전원을 공급하고 추적 촬영동작을 제어하며 촬영한 영상을 입력받는다.The controller 30 is supplied with power through a power line W1, connected to the computer 50 by a communication cable W5, and transmits data to each other, and the trigger signal generator 40 and a signal cable It is connected to the (W6, W7) to receive the trigger signal, connected to the camera assembly 10, the power line (W4) and the signal cable (W3, W5) to supply power to the camera assembly (10) and tracking shot It controls the operation and receives the captured image.
이와 같이 주변 구성요소들과 연결된 상기 컨트롤러(30)는 상기 컴퓨터(50)에서 설정한 값을 전달받고 상기 카메라 어셈블리(10)를 동작시킬 준비를 한 상태에서, 상기 트리거 신호 발생 장치(40)로부터 트리거 신호를 입력받으면, 상기 컴퓨터(50)에서 설정한 값에 따라 상기 카메라 어셈블리(10)를 제어하여 추적 촬영한다. 그리고, 상기 컨트롤러(30)는, 촬영한 영상을 컴퓨터(50)에 전송한다.As such, the controller 30 connected to the peripheral components receives the value set by the computer 50 and prepares to operate the camera assembly 10. When the trigger signal is input, the camera assembly 10 is controlled and tracked according to the value set by the computer 50. The controller 30 transmits the captured image to the computer 50.
여기서, 상기 컴퓨터(50)에서 설정하는 값은 거울(13)을 정렬하기 위한 거울(13)의 회전 초기 위치, 거울(13)의 회전 범위 및 거울(13)의 회전 변화 패턴을 정한 설정값을 포함한다. 그리고, 상기 컨트롤러(30)는 설정값에 따라 후술하는 서보모터(141)의 회전동작을 제어하여 거울(13)을 회전 초기 위치에서 시작하여 회전 종료 위치에 이르는 회전 범위 내에서 회전 변화 패턴에 따른 속도로 회전시키며, 거울(13)을 회전시키는 중에 카메라(12)로 촬영하여 영상을 자동 저장한다. 여기서, 회전 변화 패턴은 거울(13)의 반사면이 이동 피사체를 향하도록 거울(13)의 회전 위치(또는 회전 속도)를 변화시키는 패턴을 의미하며, 변화하는 회전 위치에 따라 가변적인 속도값을 갖도록 할 수 있다.Here, the value set by the computer 50 is a set value that defines the initial position of rotation of the mirror 13 to align the mirror 13, the rotation range of the mirror 13, and the rotation change pattern of the mirror 13. Include. In addition, the controller 30 controls the rotation operation of the servomotor 141 which will be described later according to a set value, and starts the mirror 13 at the rotation initial position and reaches the rotation end position according to the rotation change pattern. It rotates at a speed and automatically stores an image by photographing with the camera 12 while rotating the mirror 13. Here, the rotation change pattern refers to a pattern for changing the rotation position (or rotation speed) of the mirror 13 so that the reflective surface of the mirror 13 faces the moving subject, and the speed change variable according to the changing rotation position. You can have it.
상기 트리거 신호 발생 장치(40)는, 촬영하려는 이동 피사체의 출발 시점을 감지하여 트리거 신호를 발행한다. 여기서, 상기 트리거신 발생장치(40)에 의해 발생되는 트리거 신호는 이동 피사체를 추적하며 촬영하라는 지령신호로서 상기 컨트롤러(30)에 전달된다. The trigger signal generating device 40 detects a starting point of a moving subject to be photographed and issues a trigger signal. Here, the trigger signal generated by the trigger scene generator 40 is transmitted to the controller 30 as a command signal for tracking and photographing a moving subject.
본 발명의 실시예를 설명하기 위해 첨부한 도 1의 도면을 참조하면, 대포에서 발사되는 포탄을 추적 촬영하는 상황이며, 이러한 상황에서 상기 트리거 신호 발생 장치(40)는 포탄을 발사할 때에 발생하는 섬광을 감지하는 적외선 센서, 또는 포신의 단부에 신호케이블을 장착하여 신호케이블의 단선을 포탄의 발사로 감지하는 단선 검출방식 센서로 구성될 수 있다. 하지만, 상기 트리거 신호 발생 장치(40)는 이동 피사체의 출발 시점을 감지하는 방식이 촬영 대상이 되는 이동 피사체의 종류에 따라 다양하게 구성할 수 있으므로, 도 1에 도시된 예시에 한정되는 것은 아니다.Referring to the accompanying drawings of FIG. 1 to describe an embodiment of the present invention, it is a situation of tracking and shooting a shell fired from a cannon, and in this situation, the trigger signal generator 40 is generated when firing a shell. Infrared sensor for detecting the glare, or a signal cable at the end of the barrel can be composed of a disconnection detection type sensor for detecting the disconnection of the signal cable by firing the shell. However, the trigger signal generator 40 may be configured in various ways depending on the type of the moving subject to be photographed, and thus the trigger signal generator 40 is not limited to the example illustrated in FIG. 1.
상기 컴퓨터(50)는, 상기 카메라 어셈블리(10)에 장착한 거울(13)의 회전 변화 패턴, 거울(13)의 회전범위, 및 거울(10)의 초기 정렬에 대한 설정값을 지정하여 상기 컨트롤러(30)에 전달하며, 설정값을 지정하는 데 필요한 정보를 사용자가 입력하도록 화면을 구성한다. 설정값의 지정에 필요한 정보의 입력 및 입력 정보에 따른 설정값의 지정은 상기 컴퓨터(50)에 마련된 변수 설정부(51)에서 담당한다.The computer 50 designates a setting value for the rotation change pattern of the mirror 13 mounted on the camera assembly 10, the rotation range of the mirror 13, and the initial alignment of the mirror 10 to the controller. 30, and configures the screen so that the user inputs the information necessary to specify the set value. The variable setting unit 51 provided in the computer 50 is responsible for inputting information required for designation of the setting value and designation of the setting value according to the input information.
또한, 상기 컴퓨터(50)는 설정값을 지정함에 앞서서 설정값의 적합성을 검증하거나 또는 적합한 설정값을 얻기 위한 시뮬레이터부(52)도 마련되어 있다.In addition, the computer 50 is also provided with a simulator 52 for verifying the suitability of the setting value or obtaining a suitable setting value prior to designating the setting value.
상기 컴퓨터(50)에 마련된 변수 설정부(51) 및 시뮬레이터부(52)는 프로그램으로 탑재할 수 있으며, 하기에서 도 7 및 도 8을 참조하여 상세하게 설명한다.The variable setting unit 51 and the simulator unit 52 provided in the computer 50 may be mounted as a program, which will be described in detail with reference to FIGS. 7 and 8 below.
또한, 상기 컴퓨터(50)는 상기 카메라 어셈블리(10)에서 촬영한 영상을 상기 컨트롤러(30)로부터 전달받아 해석하여 이동 피사체의 궤적을 얻는다. 또한, 상기 컴퓨터(50)는 이동 피사체의 궤적을 추적 촬영하기 전에 카메라의 촬영범위(실제로는 거울을 통해 촬영되는 범위)가 맞게 되었는지를 확인하기 위해서 카메라로 촬영되는 영상을 화면에 출력하여 카메라의 촬영방향을 조정할 수 있게 한다. 이에 따라, 이동 피사체의 출발점에 맞게 거울의 회전 초기위치를 설정할 수 있다.
In addition, the computer 50 receives the image captured by the camera assembly 10 from the controller 30 and analyzes it to obtain a trajectory of a moving subject. In addition, the computer 50 outputs an image captured by the camera on the screen to check whether the camera's shooting range (actually, the shooting range through the mirror) is correct before tracking the trajectory of the moving subject. Allows you to adjust the shooting direction. Accordingly, the initial position of rotation of the mirror can be set according to the starting point of the moving subject.
도 4는 카메라 어셈블리(10)의 분리 사시도이고, 4 is an exploded perspective view of the camera assembly 10,
도 5는 거울(13)이 장착된 액츄에이터(14)의 사시이고, 5 is a perspective view of the actuator 14 with the mirror 13 mounted thereon,
도 6은 거울(13)을 액츄에이터(14)에 장착하는 과정을 보여주는 사시도이다.6 is a perspective view illustrating a process of mounting the mirror 13 to the actuator 14.
상기 카메라 어셈블리(10)는 평판형의 베이스 프레임(11), 영상을 반사하는 거울(13), 거울(13)에 반사되는 영상을 촬영하는 카메라(12), 서보모터(142)의 회전동작으로 거울(13)을 회전시키게 구성한 액츄에이터(14), 액츄에이터(14)를 베이스 프레임(11)에 고정하는 클램프(15)를 포함하여 구성되며, 각 구성요소들을 상세하게 설명하면 다음과 같다.The camera assembly 10 is a rotational operation of a flat base frame 11, a mirror 13 reflecting an image, a camera 12 photographing an image reflected by the mirror 13, and a servomotor 142. It comprises an actuator 14 configured to rotate the mirror 13, a clamp 15 for fixing the actuator 14 to the base frame 11, each component will be described in detail as follows.
상기 베이스 프레임(11)은 평판형으로 형성되고 상기 액츄에이터(14)를 상부에서 하부방향으로 끼울 수 있는 안착공(112)을 일측에 구비하고, 상기 카메라(12)를 슬라이딩 가능하게 탑재할 레일(111)을 타측에 구비한다. 여기서, 상기 레일(111)은 상기 안착공(112)을 향해 길게 형성되어서 상기 카메라(12)와 상기 안착공(112) 간의 거리를 조절할 수 있으며, 이에 따라, 상기 안착공(112)에 카메라 어셈블리(10)를 끼우고 고정하면 카메라(12)를 카메라 어셈블리(10)에 장착한 거울(13)을 향해 가깝게 하거나 멀게 할 수 있다. 물론, 카메라(12)의 광축은 상기 거울(13)을 향하게 하여서 거울(13)에 반사된 영상을 카메라(12)로 촬영한다.The base frame 11 is formed in a flat plate shape and provided with a seating hole 112 on which one side of the actuator 14 can be inserted from the top to the bottom direction, and a rail for mounting the camera 12 slidably ( 111) is provided on the other side. Here, the rail 111 is formed long toward the seating hole 112 to adjust the distance between the camera 12 and the seating hole 112, accordingly, the camera assembly in the seating hole 112 Inserting and fixing the 10 may bring the camera 12 closer or farther toward the mirror 13 mounted on the camera assembly 10. Of course, the optical axis of the camera 12 is directed toward the mirror 13 to take an image reflected by the mirror 13 with the camera 12.
이와 같이 레일(111)을 이용하여 카메라(12)와 거울(13)의 거리를 조절하게 한 것은, 사용하려는 카메라마다 초점이 상이할 수 있기 때문이다. The reason why the distance between the camera 12 and the mirror 13 is adjusted by using the rail 111 is that the focus may be different for each camera to be used.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 레일(111)은 상하로 관통된 장공(111a)을 구비하되 저면쪽의 개구 폭을 상면 쪽의 개구 폭보다 크게 하며, 저면쪽의 개구에 너트(111c)를 끼우고 상면 쪽의 개구에 볼트(111b)를 끼워서 볼트(111b)에 고정되는 카메라(12)를 볼트체결로 레일(111)에 탑재한다. 이때, 상기 너트(111c)는 장공(111a)에서 빠지지 아니하며 이동할 수 있고, 볼트(111b)의 회전시에 같이 회전하지 아니하면 된다. 이와 같이 구성된 상기 레일(111)은 상기 베이스 프레임(11)의 상면에 고정되되 상기 안착공(112)을 향하게 고정된다. 한편, 상기 레일(111)은 도면에 도시된 형태로 한정되는 것은 아니며, 카메라(12)를 슬라이딩시켜 위치를 맞춘 후에 카메라(12)를 움직이지 않도록 고정할 수 있으면 된다.According to an embodiment of the present invention, the rail 111 has a long hole (111a) penetrated up and down, but the opening width of the bottom side is larger than the opening width of the top side, and the nut 111c in the opening of the bottom side The camera 12 fixed to the bolt 111b by fitting the bolt 111b into the opening on the upper surface side is mounted on the rail 111 by bolting. At this time, the nut 111c may move without falling out of the long hole 111a and may not rotate together when the bolt 111b is rotated. The rail 111 configured as described above is fixed to an upper surface of the base frame 11 and fixed to the seating hole 112. On the other hand, the rail 111 is not limited to the form shown in the drawings, it is only necessary to be fixed so as not to move the camera 12 after sliding and positioning the camera 12.
상기 액츄에이터(14)는 전기에너지를 샤프트(142)의 회전운동으로 변환하는 서보모터(141), 서보모터(141)를 내부에 수납하되 서보모터(141)의 샤프트(142)를 상부로 돌출되게 한 원통형의 케이스(145), 서보모터(141)의 샤프트(142)에 고정되어 샤프트(142)에 의해 회전하며 상기 거울(13)이 장착되는 브라켓(143), 상기 샤프트(142)에 의해 회전하는 브라켓(143)의 회전 위치(또는 회전각)을 감지하는 센서(144),를 포함하여 구성된다.The actuator 14 accommodates the servo motor 141 and the servo motor 141 that convert the electrical energy into the rotational motion of the shaft 142, but protrudes the shaft 142 of the servo motor 141 upwards. One cylindrical case 145, a bracket 143 fixed to the shaft 142 of the servomotor 141, rotated by the shaft 142, and on which the mirror 13 is mounted, rotated by the shaft 142. It comprises a sensor 144, which detects the rotation position (or rotation angle) of the bracket 143.
상기 브라켓(143)에 대해 부연설명하면, 상기 브라켓(143)은 상기 샤프트(142)에 직결되어 세워지는 샤프트 브라켓(143a)과, 샤프트 브라켓(143a)의 상단에 세워지는 미러 서포터(143b)로 구성되며, 여기서, 미러 서포터(143b)는 거울(13)의 뒷면을 고정하는 판의 형태를 갖추되 세워져 있어서 거울(13)을 미러 서포터(143b)에 고정하면 거울(13)의 앞면인 반사면이 세워진 상태로 있게 된다. 즉, 세워진 거울(13)이 수직으로 세워진 상기 샤프트(142)의 회전에 의해서 좌우로 회동할 수 있다. The bracket 143 will be described in detail. The bracket 143 is a shaft bracket 143a which is directly connected to the shaft 142 and a mirror supporter 143b which is erected on an upper end of the shaft bracket 143a. Here, the mirror supporter (143b) is in the form of a plate for fixing the back of the mirror 13 is set up so that when the mirror 13 is fixed to the mirror supporter (143b) the reflective surface that is the front of the mirror (13) This will remain upright. That is, the upright mirror 13 may rotate left and right by the rotation of the shaft 142 upright.
그리고, 브라켓(143)의 뒤쪽(거울이 부착되지 아니한 방향)에는 상기 센서(144)가 케이스(145)에 고정되어 브라켓(143)의 회전 위치를 감지함으로써, 거울(13)의 회전 위치를 이동 피사체의 출발점에 맞출 수 있다. 여기서, 상기 브라켓(143)은 고속으로 회전하여야 하므로 회전에 의한 관성을 최소화하도록 중량이 적게 나가는 재질로 제작하는 것이 좋다. 예를 들면, 경량의 플라스틱 재질로 제작할 수 있다. 이와 같이 상기 브라켓(143)을 가볍게 하는 것이 좋은 이유는, 예를 들어 고속으로 이동하는 포탄과 같은 이동 피사체를 추적하여 거울(13)를 100deg(degree, 각도단위) 범위를 30msec 이하의 시간동안 회전시킨다고 가정할 때에, 브라켓(143)이 무거우면 회전 초기에 계속 정지하고 있으려는 관성에 의해서 초기 회전속도가 늦어지고 원하는 회전속도에 도달하는 데에도 시간이 지연되며 회전 종료시점에서 계속 회전하려는 관성에 의해 멈추기도 어렵기 때문이다.In addition, the sensor 144 is fixed to the case 145 at the rear of the bracket 143 (the direction in which the mirror is not attached) to detect the rotation position of the bracket 143, thereby moving the rotation position of the mirror 13. Can be adjusted to the starting point of the subject. In this case, the bracket 143 is to be rotated at a high speed, it is preferable to manufacture a material that is less weight to minimize the inertia due to rotation. For example, it can be manufactured from a lightweight plastic material. The reason for lightening the bracket 143 in this way is, for example, to track a moving subject such as a shell moving at a high speed to rotate the mirror 13 in a range of 100 deg (degree, angle unit) for 30 msec or less. Assuming that the bracket 143 is heavy, the initial rotational speed is slowed down by the inertia to continue to stop at the beginning of rotation, and the time is delayed to reach the desired rotational speed. Because it is difficult to stop by.
한편, 상기 케이스(145)는 상기 센서(144)가 고정되는 부분을 상부로 연장하여서, 거울(13), 브라켓(143) 및 센서(144)가 설치된 공간의 상부를 덮는 원판(145a)을 설치하게 되어 있다. 여기서, 원판(145a)을 지지하기 위해 상부로 연장된 부분(145b)은 거울(13)을 회전시켜 영상을 카메라(12)에 입사시킬 때에 영상을 가리지 않도록 도면에 도시된 바와 같이 폭을 작게 하는 것이 좋다.On the other hand, the case 145 extends a portion where the sensor 144 is fixed upwards, and installs a disk 145a covering the upper part of the space in which the mirror 13, the bracket 143, and the sensor 144 are installed. It is supposed to be done. Here, the portion 145b extending upward to support the disc 145a is smaller in width as shown in the figure so as not to obstruct the image when the mirror 13 is rotated to enter the image into the camera 12. It is good.
그리고, 상기 원판(145a)에는 손잡이(146)도 마련되어 있다. 상기 원판(145a)은 거울(13), 브라켓(143) 및 센서(144)를 보호하기도 하지만 햇빛을 가리는 기능도 하며, 상기 손잡이(146)는 액츄에이터(14)를 설치할 때뿐만 아니라 후술하는 바와 같이 베이스 프레임(11)에 대한 액츄에이터(14)의 설치 높이(즉, 거울의 높이)를 조절할 때 또는 액츄에이터(14)를 베이스 프레임(11)의 안착공(112)에 끼운 상태에서 회전시킬 때에 유용하게 사용된다.The disc 145a is also provided with a handle 146. The disc 145a protects the mirror 13, the bracket 143, and the sensor 144 but also functions to block sunlight, and the handle 146 not only when installing the actuator 14 but also as described below. It is useful when adjusting the mounting height of the actuator 14 (ie, the height of the mirror) with respect to the base frame 11 or when the actuator 14 is rotated while being fitted into the seat hole 112 of the base frame 11. Used.
상기 거울(13)은 원거리의 피사체라도 왜곡 없이 반사하는 정밀한 제품을 사용하며, 유효 반사면적 대비 중량을 최대한 줄일 수 있도록 타원형으로 형성된다. 즉, 상기 거울(13)의 테두리는 타원을 이루되, 타원의 단축(短軸)을 거울(13)의 회전축 선상에 놓이게 한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 거울(13)의 회전축이 수직을 이루므로, 거울의 단축(短軸)을 수직으로 세우고 거울의 장축(長軸)을 수평으로 놓이게 한다. The mirror 13 uses a precise product that reflects without distortion even a long distance object, and is formed in an oval shape so as to reduce the weight to the effective reflection area as much as possible. That is, the edge of the mirror 13 forms an ellipse, and the axis of the ellipse is placed on the axis of rotation of the mirror 13. According to the embodiment of the present invention, since the axis of rotation of the mirror 13 is vertical, the short axis of the mirror is set vertically and the long axis of the mirror is laid horizontally.
부연하면, 이동 피사체가 이동하더라도 거울(13)을 회전시켜 이동 피사체의 영상을 카메라(12)로 향하게 하므로, 거울(13)의 반사면 중에 거울(13)의 무게 중심점에서 멀어진 면은 불필요하게 되고, 가능하면 이동 피사체의 이동 궤적과 일치하는 폭을 크게 하는 것이 바람직하므로, 상기한 바와 상기 거울(13)을 타원형으로 형성하되 단축을 중심으로 장축이 회전하는 형태로 장착된다.
In other words, even if the moving subject moves, the mirror 13 is rotated so that the image of the moving subject is directed to the camera 12. Therefore, the surface away from the center of gravity of the mirror 13 in the reflective surface of the mirror 13 becomes unnecessary. If possible, it is preferable to increase the width corresponding to the moving trajectory of the moving subject, so that the mirror 13 is formed in an elliptical shape and the long axis is rotated around the short axis.
상기 클램프(15)는 상기 베이스 프레임(11)의 안착공(112) 주변을 감싸는 형태로 설치되는 링 형상으로 이루어져서, 안착공(112)에 끼워진 액츄에이터(14)의 케이스(145) 외주면을 파지하여 움직이지 않게 한다. 그리고, 상기 클램프(15)는 액츄에이터(14)를 안착공(112)에 끼운 상태에서 베이스 프레임(11)을 기준으로 액츄에이터(14)의 높이를 조절할 수 있게 구성된다.The clamp 15 has a ring shape installed in a form surrounding the seat hole 112 of the base frame 11, and grips the outer circumferential surface of the case 145 of the actuator 14 fitted into the seat hole 112. Do not move. In addition, the clamp 15 is configured to adjust the height of the actuator 14 based on the base frame 11 in a state in which the actuator 14 is inserted into the seating hole 112.
구체적으로 살펴보면, 상기 클램프(15)는 링 형상이되 두개의 반원형 클램프(151, 152)로 분리되어 있으며, 어느 하나의 반원형 클램프(151)를 베이스 프레임(11)에 고정하고 나머지 하나의 반원형 클램프(152)를 상기 어느 하나의 반원형 클램프(151)에 탈착할 수 있게 하였다. 본 발명의 실시예에서는 두개의 반원형 클램프(151, 152)가 서로 접하게 되는 면에 플랜지를 형성하여 볼트(153)로 체결하게 하였다. 이에 따라, 볼트(153)를 느슨하게 나사체결하여서 두개의 반원형 클램프(152) 사이를 벌릴 수 있게 하면 상기 액츄에이터(14)을 상하로 이동하거나 회전시킬 수 있고, 액츄에이터(14)의 높낮이 또는 회전 위치를 조절한 후에 볼트(153)를 완전히 나사체결하면 두개의 반원형 클램프(151, 152)가 액츄에이터(14)를 파지하며 베이스 프레임(11)에 고정할 수 있다.
Specifically, the clamp 15 has a ring shape, and is separated into two semicircular clamps 151 and 152. The one semicircular clamp 151 is fixed to the base frame 11 and the other semicircular clamp is fixed. 152 is detachable to any one of the semi-circular clamp 151. In the embodiment of the present invention, the two semicircular clamps 151 and 152 are fastened to the bolt 153 by forming a flange on the surface in contact with each other. Accordingly, when the bolt 153 is loosely screwed to allow the two semicircular clamps 152 to be spaced apart, the actuator 14 can be moved up or down, and the height or rotational position of the actuator 14 can be changed. When the bolt 153 is completely screwed after the adjustment, the two semicircular clamps 151 and 152 grip the actuator 14 and may be fixed to the base frame 11.
이하, 상기한 바와 같이 카메라 어셈블리(10), 지지대(20), 컨트롤러(30), 트리신호 발생장치(40) 및 컴퓨터(50)를 포함하여 구성되는 이동물체 궤적 추적 촬영장치를 이용하여 이동 피사체를 촬영하는 과정을 설명하고, 아울러, 상기 컴퓨터(50)에 마련된 변수 설정부(51) 및 시뮬레이터부(52)에 대해 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, as described above, a moving subject using a moving object tracking and tracking apparatus configured to include a camera assembly 10, a support 20, a controller 30, a tree signal generator 40, and a computer 50. The photographing process will be described, and the variable setting unit 51 and the simulator 52 provided in the computer 50 will be described in more detail.
이동 피사체를 촬영하기에 앞서서, 이동 피사체가 발사되는 지점까지의 거리가 적당하고 이동 피사체의 예상 이동방향을 따라 추적 촬영하기에도 적당한 지점에 지지대(20)를 설치하고, 지지대(20)의 상단에 카메라 어셈블리(10)를 탑재한다. 여기서, 적당한 거리는 예를 들면 대략 40m 정도이고, 추적 촬영하기에 적당한 지점은 추적 촬영하려는 범위의 양끝(출발점 및 촬영 종료점)까지 거리가 비슷하면 좋다. Prior to shooting the moving subject, the support 20 is installed at a suitable point for the distance from which the moving subject is shot and suitable for tracking shooting along the expected moving direction of the moving subject. Mount the camera assembly (10). Here, a suitable distance is about 40 m, for example, and a suitable point for tracking shooting should have a similar distance to both ends (starting point and shooting end point) of a range to be tracked.
그리고, 트리신호 발생장치(40)를 설치하여 이동 피사체의 출발 시점을 감지할 수 있게 하고, 케이블들을 이용하여 컨트롤러(30)에 각각의 구성요소들을 연결한다.In addition, the tree signal generator 40 may be installed to detect the starting point of the moving subject, and the respective components may be connected to the controller 30 using cables.
다음으로, 지지대(20)의 헤드(21)를 조작하여 카메라 어셈블리(10)의 방향을 대략 맞춘다. 여기서, 거울(13)의 회전범위와 카메라(12)의 위치를 고려하여 카메라 어셈블리(10)의 방향을 대략 맞춘다.Next, the head 21 of the support 20 is operated to roughly orient the camera assembly 10. Here, the direction of the camera assembly 10 is approximately adjusted in consideration of the rotation range of the mirror 13 and the position of the camera 12.
다음으로, 클램프(15)를 이용하여 액츄에이터(14)의 회전 위치 및 높낮이 맞추며, 여기서는 거울(13)을 회전시킴에 따라 거울(13)에 반사되어 카메라(12)에 입사되는 영상이 촬영범위에 맞게 되도록 한다. 물론, 레일(11)을 이용하여 카메라(12)와 거울(13)의 거리도 조정한다.Next, the rotational position and height of the actuator 14 are adjusted using the clamp 15. Here, as the mirror 13 is rotated, the image reflected by the mirror 13 and incident on the camera 12 is reflected in the photographing range. To make sure it fits. Of course, the distance between the camera 12 and the mirror 13 is also adjusted using the rail 11.
다음으로, 컴퓨터(50)를 이용하여 이동 피사체의 출발점 및 예상 궤적에 대한 카메라 어셈블리(10)의 상대적 위치를 나타내는 위치정보와, 이동 피사체의 예상 속도정보 및 추적거리를 포함하는 상황 변수를 입력한다. Next, using the computer 50, positional information indicating a relative position of the camera assembly 10 with respect to the starting point and the predicted trajectory of the moving subject, and a situation variable including the estimated speed information and the tracking distance of the moving subject are input. .
도 7은 컴퓨터(50)에 마련된 변수 설정부(51)에 의한 화면 구성도이다.7 is a screen configuration diagram of the variable setting unit 51 provided in the computer 50.
상기 도 7을 살펴보면, 수평면 상에서, 카메라 어셈블리(10)로부터 이동 피사체의 예상 이동선(1-5) 선상에 이르는 법선(1-4)의 길이, 그 법선(1-4)과 예상 이동선(1-5)이 만나는 지점으로부터 이동 피사체의 출발점까지의 거리를 입력하여서, 촬영하려는 이동 피사체와 카메라 어셈블리(10) 간의 정렬 상태 변수를 설정한다. 여기서, 이동 피사체의 출발점과 카메라 어셈블리(10) 간의 거리도 계산하고, 이동 피사체의 출발점과 카메라 어셈블리(10) 간을 잇는 선과 상기 법선(1-4) 아니면 상기 예상 이동선(1-5)이 이루는 각도도 계산한다.Referring to FIG. 7, on a horizontal plane, the length of the normal line 1-4 from the camera assembly 10 on the line of the expected moving line 1-5 of the moving subject, its normal line 1-4 and the expected moving line 1-1. By inputting the distance from the point where 5) meets to the starting point of the moving subject, the alignment state variable between the moving subject to be photographed and the camera assembly 10 is set. Here, the distance between the starting point of the moving subject and the camera assembly 10 is also calculated, and a line connecting the starting point of the moving subject and the camera assembly 10 and the normal line 1-4 or the expected moving line 1-5 are formed. Also calculate the angle.
그리고, 이동 피사체의 초기추적속도(2-1, 출발점에서 추적속도), 이동 피사체의 감속도(2-2), 이동 피사체의 추적거리(2-4, 촬영하려는 이동 피사체의 이동 거리)를 입력함으로서, 이동 피사체의 비행특성 및 촬영범위를 설정한다. 즉, 초기추적속도(2-1), 감속도(2-2) 및 추적거리(2-4)에 근거하여 추적시간(3-1)을 얻을 수 있고, 최종 추적거리(2-4)와 정렬 상태 변수에 근거하여 최종 추적각도(3-2)도 계산한다. 여기서, 최종 추적각도(3-2)는 거울(13)의 회전범위를 결정한다.Then, the initial tracking speed of the moving subject (2-1, the tracking speed at the starting point), the deceleration of the moving subject (2-2), and the tracking distance of the moving subject (2-4, the moving distance of the moving subject to be photographed) are input. In this way, flight characteristics and a shooting range of the moving subject are set. That is, the tracking time 3-1 can be obtained based on the initial tracking speed 2-1, the deceleration 2-2 and the tracking distance 2-4, and the final tracking distance 2-4 can be obtained. The final tracking angle (3-2) is also calculated based on the alignment state variable. Here, the final tracking angle 3-2 determines the rotation range of the mirror 13.
한편, 트리거신호 발생장치(40)에 의한 트리거신호가 발생하는 시점에서 카메라(12) 및 서보모터(141)를 이용해 추적 촬영하기 시작하는 시점까지는 일치하지 아니하고 시간 지연이 발생할 수 있다. 이럴 경우에는 트리거 지연시간(2-3)도 입력한다. 여기서 입력된 트리거 지연시간(2-3)이 "0"이 아니면, 지연시간의 크기에 맞게 거울의 초기 회전 변화패턴을 보정한다. 예를 들면, 지연시간이 클수록 초기 회전 속도를 크게 하여 지연시간을 보상함으로써 피사체의 이동속도에 맞추는 것이다.On the other hand, a time delay may not occur until a point when the trigger signal generated by the trigger signal generator 40 is generated and a point at which tracking is started using the camera 12 and the servomotor 141 starts. In this case, also enter the trigger delay time (2-3). If the input trigger delay time 2-3 is not "0", the initial rotation change pattern of the mirror is corrected according to the size of the delay time. For example, as the delay time increases, the initial rotation speed is increased to compensate for the delay time, so as to match the moving speed of the subject.
상기한 바와 같이 변수 설정부(51)에 의한 화면 구성에 필요한 정보를 입력하면, 변수 설정부(51)는 설정된 상황 변수에 근거하여 거울(13)의 회전 초기위치 및 종료 위치(또는 회전 범위), 거울(13)의 회전 변화패턴을 설정하고, 이와 같이 설정된 값을 상기 컨트롤러(30)에 전달한다. 여기서, 상기한 회전 변화패턴은 예를 들면 거울(13)을 등속도로 회전시킨다면 회전속도가 된다.When the information necessary for the screen configuration by the variable setting unit 51 is input as described above, the variable setting unit 51 is based on the set situation variable and the initial position and the end position (or rotation range) of the mirror 13. The rotation change pattern of the mirror 13 is set, and the set value is transmitted to the controller 30. Here, the rotation change pattern is, for example, the rotation speed if the mirror 13 is rotated at a constant speed.
거울(13)의 회전 초기위치를 이동 피사체의 출발점에 맞추기 위해서, 카메라(12)를 작동시켜 카메라(12)로 촬영한 영상을 컴퓨터(50)의 화면에 출력한 후에 화면에 출력한 영상을 보며 조정할 수도 있다. 그리고, 이와 같이 조정한 거울(13)의 회전 초기위치를 설정하면 된다.
In order to adjust the initial rotational position of the mirror 13 to the starting point of the moving subject, the camera 12 is operated to output an image captured by the camera 12 on the screen of the computer 50, and then to view the image output on the screen. You can also make adjustments. What is necessary is just to set the rotation initial position of the mirror 13 adjusted in this way.
본 발명에 따르면, 이동 피사체를 추적 촬영하기 앞서서, 상기 변수 설정부(51)를 통해 입력할 값들에 대한 적합성을 사전에 검증하거나 아니면 적합한 설정값을 얻을 수 있게 하는 시뮬레이터부(52)가 상기 컴퓨터(50)에 마련된다. According to the present invention, prior to tracking and photographing a moving subject, a simulator unit 52 for verifying in advance the suitability of values to be input through the variable setting unit 51 or otherwise obtaining a suitable setting value is performed by the computer. 50 is provided.
도 8은 시뮬레이터부(52)에 의한 화면 구성도이다.8 is a screen configuration diagram by the simulator unit 52.
상기 도 8을 참조하면, 시뮬레이터부(52)에 의한 화면 구성에서도, 상기 변수 설정부(51)와 동일하게 이동 피사체의 출발점(4-2), 예상 이동선 및 카메라 어셈블리(10)의 위치(4-1) 간의 정렬 상태 변수(4-3, 4-4)를 설정하고, 초기추적속도(5-2) 및 이동 피사체의 감속도(5-1)를 입력한다. 추적거리는 충분히 큰 값을 입력하여 여유를 둔다. Referring to FIG. 8, even in the screen configuration by the simulator unit 52, the starting point 4-2 of the moving subject, the expected moving line, and the position 4 of the camera assembly 10 are the same as the variable setting unit 51. Set the alignment state variables 4-3 and 4-4 between -1), and input the initial tracking speed 5-2 and the deceleration 5-1 of the moving subject. Set the tracking distance to a value large enough.
그러면, 시뮬레이터부(52)는 이동 피사체의 실제 예상되는 비행궤적과 거울을 통해 바라보는 비행궤적의 속도변화를 계산할 수 있으며, 계산할 결과에 근거한 궤적을 그래프(6-1)로 출력하고, 예상오차도 그래프(6-2)로서 출력한다. 이에 따라, 예상오차를 최소화할 수 있도록 설정값을 수정할 수 있다. 설정값의 수정은 입력값을 변화시켜 반복 시뮬레이션함으로써 예상오차를 최소화하는 입력값을 정하면 된다. Then, the simulator unit 52 may calculate the speed change of the flight trajectory viewed through the mirror and the actual expected flight trajectory of the moving object, output the trajectory based on the result to be calculated as a graph 6-1, and the expected error. It outputs as FIG. 6-2. Accordingly, the setting value may be modified to minimize the expected error. To modify the set value, change the input value and repeat the simulation to determine the input value that minimizes the expected error.
여기서 정하는 입력값을 상기 변수 설정부(51)를 통해 입력함으로써, 실제 이동 피사체을 추적 촬영할 때에 발행할 수 있는 오차를 최소화할 수 있어서, 시행착오에 따라 추적 촬영하는 과정을 반복하는 일도 없고, 실제 추적 촬영하는 얻는 궤적 자료의 정확성도 보증할 수 있다. 만약, 상기 시뮬레이터부(52)에 의한 시뮬레이션 결과에 따라 카메라와 피사체 간의 위치정보를 정한다면, 설치 위치를 정하기전에 상기 시뮬레이터부(52)로 시뮬레이션한다.
By inputting the input value determined here through the variable setting unit 51, it is possible to minimize the error that can be issued when tracking the actual moving subject, so that the tracking process is not repeated according to trial and error, and the actual tracking The accuracy of the trajectory data taken can also be guaranteed. If the positional information between the camera and the subject is determined according to the simulation result by the simulator 52, the simulator 52 is simulated before determining the installation position.
이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.Although illustrated and described in the specific embodiments to illustrate the technical spirit of the present invention, the present invention is not limited to the same configuration and operation as the specific embodiment as described above, within the limits that various modifications do not depart from the scope of the invention It can be carried out in. Therefore, such modifications should also be regarded as belonging to the scope of the present invention, and the scope of the present invention should be determined by the claims below.
1 : 이동 피사체
10 : 카메라 어셈블리
11 : 베이스 프레임 111 : 레일 112 : 안착공
12 : 카메라 13 : 거울
14 : 액츄에이터 141 : 서보 모터 142 : 샤프트
143 : 브라켓 144 : 센서 145 : 케이스
146 : 손잡이
15 : 클램프 151, 152 : 반원형 클램프
20 : 지지대 30 : 컨트롤러 40 : 트리거신호 발생장치
50 : 컴퓨터 51 : 변수 설정부 52 : 시뮬레이터부
1: moving subject
10: camera assembly
11 base frame 111 rail 112 seating hole
12: camera 13: mirror
14 actuator 141 servo motor 142 shaft
143: bracket 144: sensor 145: case
146 knob
15: clamp 151, 152: semicircular clamp
20: support 30: controller 40: trigger signal generator
50: computer 51: variable setting unit 52: simulator unit

Claims (7)

  1. 삭제delete
  2. 서보모터(141)에서 회전하는 샤프트(142)에 거울(13)을 장착하여 거울(13)을 회전시키고 거울(13)에 반사되는 영상을 카메라(12)로 촬영하는 카메라 어셈블리(10);
    이동 피사체를 추적 촬영하라는 지령신호인 트리거신호를 입력하는 트리거신호 발생장치(40);
    이동 피사체의 출발점 및 이동 궤적에 대한 상기 카메라 어셈블리(10)의 상대적 위치를 나타내는 위치정보와, 이동 피사체의 속도정보 및 추적거리를 포함하는 상황 변수를 입력받고, 위치정보 및 상황 변수에 근거하여 거울(13)의 회전 초기 위치, 회전범위 및 회전 변화패턴을 포함하는 회전 설정값을 지정하는 컴퓨터(50);
    트리거신호를 입력받으면 컴퓨터(50)에서 지정한 회전 설정값에 따라 서보모터(141)로 거울(13)을 회전시키며 카메라(12)로 촬영하여 이동 피사체를 추적 촬영하는 컨트롤러(30);
    를 포함하여 구성되되,
    상기 컴퓨터(50)는,
    회전 설정값에 따라 이동 피사체의 비행 궤적을 시뮬레이션하여 예상오차를 산출하는 시뮬레이터부(52)가 마련되어서, 시뮬레이션 결과에 따라 회전 설정값을 수정할 수 있게 함을 특징으로 하는 이동물체 궤적 추적 촬영장치.
    A camera assembly 10 which mounts a mirror 13 to the shaft 142 rotating from the servomotor 141 to rotate the mirror 13 and to photograph the image reflected by the mirror 13 with the camera 12;
    A trigger signal generator 40 for inputting a trigger signal which is a command signal for tracking and photographing a moving subject;
    Position information indicating a relative position of the camera assembly 10 with respect to a starting point and a moving trajectory of a moving subject, and a situation variable including speed information and a tracking distance of the moving subject are received, and the mirror is based on the position information and the situation variable. A computer 50 for specifying a rotation set value including a rotation initial position, a rotation range and a rotation change pattern of (13);
    A controller 30 which rotates the mirror 13 by the servomotor 141 according to the rotation setting value specified by the computer 50 and captures a moving subject by tracking the moving object when receiving the trigger signal;
    Consists of including
    The computer 50,
    And a simulator 52 for simulating a flight trajectory of a moving subject and calculating an expected error according to the rotation setting value, so that the rotation setting value can be modified according to the simulation result.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 컴퓨터(50)는,
    이동 피사체의 예상 초기속도 및 감속도를 포함하는 정보를 속도정보로 입력받으며,
    트리거신호 발생장치(40)에 의한 지연시간을 입력받아 거울(13)의 회전 초기의 회전 변화패턴를 보정함을 특징으로 하는 이동물체 궤적 추적 촬영장치.
    The method of claim 2,
    The computer 50,
    Receives information including the estimated initial speed and deceleration of the moving subject as speed information,
    Moving object tracking tracking photographing device, characterized in that for receiving the delay time by the trigger signal generator 40 to correct the rotation change pattern of the initial rotation of the mirror (13).
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 카메라 어셈블리(10)는,
    상기 서보모터(141), 상기 서보모터(141)의 샤프트(142)에 고정되고 상기 거울(13)이 장착되는 브라켓(143), 및 서보모터(141)를 수용하는 케이스(145)를 포함하여 구성되는 액츄에이터(14);
    상기 액츄에이터(14)의 케이스(145)가 상부에서 하부방향으로 끼워지는 안착공(112)이 일측에 형성되고, 케이스(145)의 회전 위치 또는 높낮이가 조정된 상태에서 케이스(145)를 파지하는 클램프(15)가 마련되며, 타측에 상기 카메라(12)가 장착되는 베이스 프레임(11);
    을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 이동물체 궤적 추적 촬영장치.
    4. The method according to claim 2 or 3,
    The camera assembly 10,
    The servo motor 141 includes a bracket 143 fixed to the shaft 142 of the servo motor 141 and on which the mirror 13 is mounted, and a case 145 accommodating the servo motor 141. An actuator 14 configured;
    A seating hole 112 into which the case 145 of the actuator 14 is fitted from the upper side to the lower side is formed at one side, and the case 145 is gripped in a state in which the rotation position or height of the case 145 is adjusted. A base frame 11 on which a clamp 15 is provided and on which the camera 12 is mounted;
    Moving object tracking tracking photographing device, characterized in that configured to include.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 클램프(15)는,
    상기 안착공(112)에 끼워지는 케이스(145)의 외주면을 파지하는 링 형상의 클램프로 구성되되, 두개의 반원형 클램프(151, 152)로 분리되어, 어느 하나의 반원형 클램프(151)를 베이스 프레임(11)에 고정하고 다른 하나의 반원형 클램프(152)를 탈착 가능하게 함을 특징으로 하는 이동물체 궤적 추적 촬영장치.
    The method of claim 4, wherein
    The clamp 15,
    Consists of a ring-shaped clamp for holding the outer circumferential surface of the case 145 to be fitted to the seating hole 112, separated into two semi-circular clamps (151, 152), any one semi-circular clamp 151 to the base frame And a semicircular clamp 152 to be fixed to the other and detachable from the other object.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 베이스 프레임(11)은 카메라(12)를 슬라이딩할 레일(11)를 상기 거울(13)을 향하는 방향으로 구비하여 카메라(12)와 거울(13) 간의 거리를 조절하게 함을 특징으로 하는 이동물체 궤적 추적 촬영장치.
    6. The method of claim 5,
    The base frame 11 is provided with a rail 11 for sliding the camera 12 in the direction toward the mirror 13 to adjust the distance between the camera 12 and the mirror 13. Object tracking device.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 거울(13)은, 타원형 테두리를 갖춘 거울로 형성되어, 타원의 단축(短軸)을 거울(13)의 회전축 선상에 놓이게 장착됨을 특징으로 하는 이동물체 궤적 추적 촬영장치.
    The method of claim 4, wherein
    The mirror (13) is formed as a mirror having an elliptical frame, moving object tracking apparatus for photographing, characterized in that the short axis of the ellipse is mounted on the axis of rotation of the mirror (13).
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