KR101193445B1 - Automatic scene tracking system for air photograph - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 항공기에 탑재된 카메라로부터 얻은 지상 영상을 이용하여 항공기가 이동하여도 지상의 건물이나 지형 같은 배경(SCENE)을 안정되게 추적하고 또한 운용자가 추적하려는 목표 배경을 수동으로 조정이 가능한 항공 촬영용 자동 배경 추적 장치에 관한 것이다.The present invention uses the ground image obtained from the camera mounted on the aircraft for aerial photography that can stably track the background (SCENE), such as buildings and terrain on the ground even if the aircraft moves, and also manually adjust the target background that the operator wants to track. Relates to an automatic background tracking device.
항공기에서 카메라를 이용하여 지상의 특정한 지점을 촬영 할 때 지상의 정지된 건물이나 지형 같은 배경(SCENE)을 추적하면서 촬영하면 안정된 촬영 영상을 얻을 수 있다.When shooting a specific point on the ground by using a camera in the aircraft, you can get a stable image by tracking the scene such as stationary buildings or terrain on the ground.
이와 같이 자동배경(SCENE) 추적기는 기존의 특정 표적을 추적하는 영상 추적과는 달리 추적을 위하여 입력된 카메라 영상을 적당한 영역으로 나누어 각 영역마다 특징점을 추출하고 그 다음 입력 영상에서 그 특징점의 수평 이동 변위를 산출 한 후 카메라의 시선을 그 변위 만큼 구동시켜 배경 전체를 추적한다.Like this, unlike the conventional image tracking that tracks a specific target, the SCENE tracker divides the input camera image into appropriate areas to extract feature points for each area, and then horizontally moves the feature points in the next input image. After calculating the displacement, the camera's gaze is driven by the displacement to track the entire background.
한편 상기 카메라로부터 얻은 영상을 이용하여 자동으로 지상 목표배경에 대한 추적을 수행할 경우, 추적 신호 처리의 오차로 인해 운용자는 원치 않는 곳을 추적하는 경우가 있다. 또한, 상기 추적 도중에 운용자는 카메라의 시선을 변경하여 다른 곳을 추적 하여야 하는 경우도 있다. On the other hand, when automatically tracking the ground target background using the image obtained from the camera, the operator may track the unwanted place due to the error of the tracking signal processing. In addition, during the tracking, the operator may need to track another place by changing the line of sight of the camera.
상기 두 가지 상황이 발생할 경우 운용자는 수동 조작을 통해 카메라의 시선을 움직여 주어야 한다. 상기 수동 조작방법은 스위치를 이용하여 자동 추적을 차단하고 수동 조작을 수행하는 방법이 있다. 그런데, 이 방법은 수동 조작시간동안 항공기가 선운동이나 회전운동을 할 경우 카메라의 시선도 함께 움직이기 때문에 정확하게 수동조작이 어려울 수 있다.When the above two situations occur, the operator must move the gaze of the camera through manual operation. The manual operation method includes a method of blocking automatic tracking using a switch and performing a manual operation. However, this method may be difficult to precisely operate manually because the line of sight of the camera moves along with the linear movement or rotational movement during the manual operation time.
그러나 자동으로 추적 중에 목표지점의 변경을 동시에 수행하면 편리하게 시스템을 운용할 수 있다. However, if you change the target point at the same time during the automatic tracking, you can operate the system conveniently.
본 발명의 목적은 항공기에 탑재된 카메라를 이용하여 지상의 정지된 건물, 다리 또는 지형 같은 배경을 촬영하기 위하여 자동 및 수동 동시 조정이 가능한 항공 촬영용 자동배경 추적 장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an automatic background tracking apparatus for aerial photography, which is capable of automatic and manual simultaneous adjustment in order to photograph a background such as a stationary building, a bridge or a terrain on the ground using a camera mounted on an aircraft.
본 발명의 다른 목적은 자동 및 수동으로 배경 추적을 수행할 때 손쉽게 배경 추적 옵셋 보정 및 카메라 시선변경을 수행할 수 있는 항공 촬영용 자동배경 추적 장치를 제공하는데 있다. Another object of the present invention is to provide an automatic background tracking apparatus for aerial photography, which can easily perform background tracking offset correction and camera gaze change when performing background tracking automatically and manually.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 항공 촬영용 자동배경 추적 장치는, 지상 목표를 촬영하는 카메라; 카메라로부터 받은 현재 영상과 1프레임 이전의 과거 영상을 이용하여 두 영상간의 평행 이동값을 출력하는 자동 배경 추적부; 운용자가 카메라의 시선을 수동 조작하기 위한 수동 조작부; 자동 배경 추적부를 통해 자동 배경 추적이 수행되는 동안 수동 조작부를 통해 카메라의 시선이 변경되면, 자동 배경 추적부와 수동 조작부의 가로 및 세로 성분을 통합하여 방위각 및 고각을 출력하는 자동/수동 통합부; 자동/수동 통합부에서 출력된 방위각 및 고각신호에 따라 카메라 구동신호(시선 이동신호)를 생성하는 카메라 구동 제어부; 및 카메라와 기계적으로 연결되어 상기 카메라 구동 제어부에서 출력된 카메라 구동신호에 따라 상기 카메라의 시선을 이동시키는 카메라 구동부;를 포함한다. In order to achieve the above object, an aerial background tracking apparatus for aerial photography according to the present invention includes a camera shooting a ground target; An automatic background tracking unit for outputting a parallel shift value between the two images using the current image received from the camera and a past image one frame earlier; Manual operation unit for the operator to manually manipulate the gaze of the camera; An automatic / manual integration unit for outputting an azimuth and elevation by integrating the horizontal and vertical components of the automatic background tracking unit and the manual operation unit when the gaze of the camera is changed through the manual operation unit while the automatic background tracking unit is performed; A camera driving controller configured to generate a camera driving signal (a gaze movement signal) according to the azimuth and elevation signals output from the automatic / manual integration unit; And a camera driver mechanically connected to the camera to move the gaze of the camera according to a camera driving signal output from the camera driving controller.
상기 영상의 평행 이동값은 연속하는 두 프레임 영상간의 상호상관의 최대값의 위치를 이용하여 구한다.The parallel shift value of the image is obtained by using the position of the maximum value of cross-correlation between two consecutive frame images.
상기 자동 배경 추적부는 카메라에서 촬영된 현재 영상과 현재 시점으로부터 1프레임 이전 과거영상을 저장하는 영상 저장부; 및 영상 저장부에 저장된 현재 및 과거 영상간의 평행 이동값을 계산하여 가로와 세로성분으로 나누어 출력하는 평행이동 측정부;로 구성된다.The automatic background tracking unit may include an image storage unit for storing a current image photographed by a camera and a past image one frame before the current view point; And a parallel movement measuring unit configured to calculate a parallel movement value between current and past images stored in the image storage unit and output the divided image into horizontal and vertical components.
상기 자동/수동 통합부는 자동 배경 추적부의 출력과 수동 조작부의 출력을 가로와 세로 성분으로 나누어 통합한다.The automatic / manual integration unit divides the output of the automatic background tracking unit and the output of the manual operation unit into horizontal and vertical components.
상기 자동/수동 통합부는 자동 배경 추적부와 수동 조작부의 가로성분 출력을 가산하는 제1가산기; 상기 제1가산기의 출력을 적분하여 방위각을 출력하는 제1적분기; 자동 배경 추적부와 수동 조작부의 세로성분 출력을 가산하는 제2가산기; 및 상기 제2가산기의 출력을 적분하여 고각을 출력하는 제2적분기;로 구성된다.The automatic / manual integration unit includes: a first adder for adding horizontal component outputs of the automatic background tracking unit and the manual operation unit; A first integrator configured to output an azimuth angle by integrating the output of the first adder; A second adder for adding the vertical component outputs of the automatic background tracking unit and the manual operation unit; And a second integrator for integrating the output of the second adder and outputting an elevation angle.
상기 제1,제2적분기는 자동 배경 추적부에서 출력된 인접한 프레임 영상간의 평행 이동값을 첫 번째 프레임 영상과 현재 프레임 영상간의 평행 이동값으로 변환한다.The first and second integrators convert a parallel shift value between adjacent frame images output from the automatic background tracking unit into a parallel shift value between the first frame image and the current frame image.
상기 카메라와 기계적으로 연결되어, 항공기의 이동에 따라 유입되는 각속도 움직임과 외란을 감지하는 움직임 감지부; 및 움직임 감지부의 감지 정보를 이용하여 카메라의 시선이 지상 목표를 안정적으로 추적할 수 있도록 보상하기 위한 방위각 및 고각신호를 카메라 구동 제어부로 출력하는 움직임 보상부;를 더 포함한다.A motion detector connected to the camera to detect an angular velocity movement and disturbance introduced by the movement of the aircraft; And a motion compensator for outputting an azimuth and elevation signal to the camera driving controller for compensating the gaze of the camera to stably track the ground target by using the sensed information of the motion detector.
본 발명은 항공기에서 지상의 특정한 지점을 촬영할 때 항공기의 기동이나 이에 따른 외란 하에서도 안정되게 촬영이 가능하도록 하였고, 또한 지상 목표지점 촬영 중에도 운용자가 추적 영상을 보면서 수동 조작에 의하여 손쉽게 옵셋을 보정하거나 다른 목표 지점으로 카메라 시선을 옮길 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, when shooting a specific point of the ground in the aircraft, it is possible to stably shoot even under the maneuver of the aircraft or disturbance accordingly, and the operator can easily correct the offset by manual operation while watching the tracking image even during the shooting of the ground target point. This has the effect of directing the camera's attention to another target point.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 항공 촬영용 자동 배경 추적 장치의 구성도.
도 2는 자동 배경 추적부의 세부 구성도.1 is a block diagram of an automatic background tracking device for aerial photography according to an embodiment of the present invention.
2 is a detailed configuration diagram of an automatic background tracking unit.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 항공기에 탑재된 카메라를 이용하여 지상의 건물이나 지형 등 고정된 배경(SCENE)을 촬영하는 경우 목표지점을 안정되게 촬영할 수 있도록 배경 추적을 실시하고 추적 중 영상신호처리의 오차로 인해 운용자가 원치 않는 곳을 추적하거나 배경추적 도중 운용자가 카메라의 시선을 변경하여 다른 곳을 추적하고 싶은 경우 발생하는 문제를 해결한다.According to the present invention, when taking a fixed background such as a building or terrain on the ground by using a camera mounted on an aircraft, the background tracking is performed so that the target point can be stably photographed, and the operator has an error due to an error in image signal processing during tracking. Solves the problem that occurs when the user wants to track where he or she doesn't want or to change the camera's line of sight during background tracking.
도 1은 본 발명에 따른 항공 촬영용 자동 배경 추적 장치의 구성도이다. 1 is a block diagram of an automatic background tracking device for aerial photography according to the present invention.
도 1에 도시된 바와같이, 항공 촬영용 자동 배경 추적 장치는 지상 목표를 촬영하는 카메라(10)와, 카메라(10)로부터 받은 영상을 이용하여 자동으로 배경 영상을 추적하는 신호를 생성하는 자동 배경 추적부(20)와, 카메라 영상을 운용자가 볼 수 있도록 표시하는 화면 출력부(30)와, 운용자가 화면 출력부(30)의 영상을 보면서 카메라(10)의 시선을 움직이기 위한 조작을 할 수 있는 수동 조작부(40)와, 상기 자동 배경 추적부(20)의 출력과 수동 조작부(40)의 출력을 덧셈기와 적분기를 이용하여 통합하는 자동/수동 통합부(50)와, 자동/수동 통합부(50)의 출력값을 이용하여 카메라 구동신호(시선 이동신호)를 생성하는 카메라 구동 제어부(60)와, 상기 카메라(10)와 기계적으로 연결되어 카메라 구동 제어부(60)에서 출력된 카메라 구동신호에 따라 카메라(10)의 시선을 이동시키는 카메라 구동부(70)를 포함한다. As shown in FIG. 1, the automatic background tracking apparatus for aerial photography is an automatic background tracking for generating a signal for automatically tracking a background image using a
또한, 상기 항공 촬영용 자동 배경 추적 장치는 카메라(10)와 기계적으로 연결되어, 항공기의 이동에 따라 카메라(10)로 유입되는 각속도 움직임과 외란을 감지하는 움직임 감지부(80)와, 움직임 감지부(80)의 감지 정보를 이용하여 카메라(10)의 시선이 안정되도록 보상하기 위한 보상값(방위각 및 고각)을 출력하는 움직임 보상부(90) 및 카메라 영상의 흔들림을 완화시켜 화면 출력부(30)로 출력하는 영상 안정화부(100)를 더 포함한다. In addition, the aerial background tracking device for aerial photography is mechanically connected to the
도 2는 자동 배경 추적부(20)의 상세 구성도이다.2 is a detailed block diagram of the automatic
도 2에 도시된 바와같이, 자동 배경 추적부(20)는 카메라(10)에서 촬영된 현재 영상과 현재 시점으로부터 1프레임 이전의 과거 영상을 저장하는 영상 저장부(21)와, 상기 영상 저장부(21)에 저장된 현재 및 과거 영상을 이용하여 두 영상간 평행 이동값을 가로와 세로 방향으로 나누어 출력하는 평행이동 측정부(22)를 포함한다. As shown in FIG. 2, the automatic
이와같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 항공 촬영용 자동 배경 추적 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다. Referring to the operation of the automatic background tracking device for aerial photography according to an embodiment of the present invention configured as described above are as follows.
이동중인 항공기가 지상의 목표(표적)을 추적할 경우 카메라(10)로부터 촬영된 영상은 화면 출력부(30)에 표시된다. 이때, 자동 배경 추적부(20)는 카메라(10)에서 출력된 현재 영상과 현재 시점으로부터 1프레임 앞서 입력 및 저장된 과거 영상을 이용하여 두 영상간의 평행 이동값을 계산한다. 상기 계산된 평행 이동값은 가로와 세로성분으로 나뉘어 자동/수동 통합부(50)로 입력된다.When the moving aircraft tracks a target (target) on the ground, the image captured by the
운용자는 카메라(10)에서 촬영된 영상을 화면 출력부(80)를 통해 확인하여 현재 원치않는 경우를 추적하고 있거나 다른 곳을 추적하고 싶을 경우에는 카메라(10)의 시선(방향)을 조절할 수 있다. 즉, 운용자는 수동 조작부(40)를 조작하여 자신이 원하는 방향으로 카메라(10)의 시선(방향)을 변경할 수 있다. 이 경우 수동 조작부(90)의 출력은 가로와 세로 성분으로 나뉘어 자동/수동 통합부(100)로 입력된다. 이와같이 이동중인 항공기에서 카메라를 이용하여 지상의 표적을 추적할 경우에는 자동 추적과 수동추적 상황이 발생한다. The operator may check the image captured by the
자동/수동 통합부(50)는 자동 추적과 수동추적 상황이 발생될 때 자동 배경 추적부(20)와 수동 조작부(40)의 출력(추적량)을 통합하는 부분으로, 자동 배경 추적부(20)의 출력과 수동 조작부(40)의 출력을 가로와 세로 방향으로 나누어 통합한다. The automatic / manual integration unit 50 is a part that integrates the output (tracking amount) of the automatic
즉, 자동/수동 통합부(50)의 제1가산기(50a)는 자동 배경 추적부(20)의 출력 중 가로 방향과 수동 조작부(40)의 출력 중 가로 방향을 더하고, 초기값이 0인 제1적분기(50b)는 제1가산기(50a)의 출력을 적분하여 방위각 성분을 출력한다. 또한, 자동/수동 통합부(50)의 제2가산기(50c)는 자동 배경 추적부(20)의 출력 중 세로 방향과 수동 조작부(40)의 출력중 세로 방향을 더하고, 초기값이 0인 제2적분기(50d)는 제2가산기(50c)의 출력을 적분하여 고각 성분을 출력한다. That is, the first adder 50a of the automatic / manual integration unit 50 adds the horizontal direction among the outputs of the automatic
이때, 제1,제2적분기(50b, 50d)의 역할은 자동 배경 추적부(20)의 출력인 두 장의 인접한 프레임 영상간의 평행 이동값을 첫 번째 프레임 영상과 현재 프레임 영상간의 평행 이동값으로 변환해 주는 역할을 한다. At this time, the role of the first and
이를 수식을 이용하여 설명하면, n번째 프레임에서 지면의 고정된 한 점이 카메라(10)의 촬상 소자에 맺히는 위치 중 세로 성분(단, 단위는 화소)을 G[n]이라 하고, n번째 프레임에서 자동 배경 추적부(20)가 출력하는 세로 방향의 출력을 A[n]이라고 가정해 보자. 상기 A[n]을 G[n]에 관한 수식으로 표현하면 다음의 수학식 1과 같이 된다.When this is explained using a formula, the vertical component (wherein the unit is a pixel) of the position where a fixed point of the ground forms on the image pickup device of the
그리고, 상기 n번째 프레임에서 수동 조작부(40)의 출력을 M[n]이라 하면, n번째 프레임에서 제2가산기(50c)의 출력 Add[n]은 다음의 수학식 2와 같이 된다. If the output of the
이후 상기 제2가산기(50c)의 출력 Add[n]이 제2적분기(50d)에서 누적되면, n번째 프레임에서 제2적분기(50d)의 출력 I[n]은 다음의 수학식 3으로 표현된다.Then, when the output Add [n] of the
단, 수학식 3에서 A[1]=0이다.However, in Equation 3, A [1] = 0.
상기 수학식3에서 G[1]-G[n]는, 자동 배경 추적의 시작시점으로부터 첫 번째 프레임에서 지면의 고정된 한 점이 카메라(10)의 촬상 소자에 맺힌 좌표 중 세로 성분과 현재 프레임에서 지면의 고정된 한 점이 카메라의 촬상 소자에 맺힌 좌표 중 세로 성분의 차이를 의미한다. 이를 다르게 표현하면 목표 값(G[1]에 해당)과 현재 값(G[n]에 해당)의 세로 방향 차로서, 이 값을 카메라 구동 제어부(60)에 전달하여 현재 값이 목표 값에 도달하도록 한다.In Equation 3, G [1] -G [n] is a vertical component of the coordinates of the fixed point of the ground formed on the image pickup device of the
수학식 3에서 G[1]-G[n]을 구하기 위해 상기 자동 배경 추적부(20)와 같이 현재 영상과 현재로부터 1프레임 이전의 영상을 사용하지 않고, 현재 영상과 첫 번째 프레임 영상을 사용하는 방법을 생각할 수도 있다. 그런데, 후자의 방법은 항공기의 이동에 따른 시점의 변화가 클 경우 배경 추적에 실패할 수 있다는 단점이 있다. 예를 들어 항공기에 탑재된 카메라가 지상의 건물을 추적할 경우 첫 번째 프레임에서는 건물의 앞면이 카메라에 맺히지만 항공기의 이동에 따라 현재 프레임에서는 건물의 뒷면이 카메라에 맺힐 수 있다. 이 경우 건물 앞면 영상과 건물 뒷면 영상의 상관도가 낮기 때문에 영상 추적에 실패할 수 있다. 그러나 현재 영상과 현재로부터 1프레임 이전 영상을 사용할 경우 두 영상의 상관도가 매우 높기 때문에 정확도 높은 영상 추적이 가능하다.In order to obtain G [1] -G [n] in Equation 3, the current image and the first frame image are used without using the current image and the image before 1 frame from the present as in the automatic
또한 수학식 3에서 는 수동 조작에 의한 오프셋으로서, 상기 G[1]-G[n]에 더해져 목표값이 로 변경되도록 한다. 예를 들어 운용자가 수동 조작을 통해 10프레임에 해당하는 시간 동안 1이라는 명령을 내리면, 목표값은 G[1]+10이 된다. 이에 따라 목표값에 10화소의 오프셋이 발생하여 자동 배경 추적부(20)의 오차를 보상하거나 초기 목표와 다른 위치를 추적할 수 있게 된다. Also in Equation 3 Is an offset by manual operation. The target value is added to G [1] -G [n]. To be changed. For example, if the operator gives a command of 1 for 10 frames by manual operation, the target value is G [1] +10. Accordingly, an offset of 10 pixels is generated in the target value, thereby compensating for the error of the automatic
그리고, 상기 제2가산기(50c)의 화소 단위의 출력을 각도 단위의 출력으로 변환하기 위해서는 상기 수학식 3에 Kv가 곱해진다(= 카메라의 세로 시계/카메라의 세로 화소수). 이때, 상기 Kv는 세로 방향의 단위 화소당 카메라의 시계를 의미한다. In order to convert the output of the pixel unit of the
따라서, n번째 프레임에서 자동/수동 통합부(50)의 고각 출력 D[n]은 다음과 같이 수학식 4로 나타낼 수 있다.Therefore, the elevation output D [n] of the automatic / manual integration unit 50 in the nth frame may be represented by Equation 4 as follows.
수학식 4에서 D[n]은 현재 카메라 시선에서 자동 배경 추적 시작 시점으로부터 첫 번째 프레임의 영상을 추적하기 위해 카메라의 시선이 이동해야 하는 고각과 누적된 운용자의 수동조작 값 중 고각과의 합을 나타낸다.In Equation 4, D [n] is the sum of the elevation angle of the camera's gaze and the accumulated operator's manual operation value in order to track the image of the first frame from the start of automatic background tracking in the current camera gaze. Indicates.
가로 방향에서도 수학식 1, 2, 3, 4와 동일한 연산이 가로 방향 제1가산기(50a)와 제1적분기(50b)를 통해 수행되며, 상기 제1가산기(50a)의 화소 단위의 출력을 각도 단위의 출력으로 변환하기 위해서는 마찬가지로 구해진 식에 (=카메라 영상의 가로 시계/카메라 영상의 가로 화소수)가 곱해진다. 이때, 상기 는 가로 방향의 단위 화소당 카메라 영상의 시계를 의미한다.In the horizontal direction, the same operations as in Equations 1, 2, 3, and 4 are performed through the first adder 50a and the
상기 자동/수동 통합부(50)가 방위각과 고각을 출력할 때 움직임 감지부(80)는 카메라와 표적간의 거리, 카메라의 자세, 카메라의 선속도와 각속도를 감지하여 출력한다. 움직임 보상부(90)는 상기 감지값을 이용하여 카메라(10)의 시선이 안정되도록(목표 배경을 추적하도록) 보상하기 위한 방위각 및 고각을 출력한다. 상기 값은 자동/수동 통합부(50)의 출력과 함께 카메라 구동 제어부(60)로 전달되어 카메라 구동부(70)에 구동 명령을 전달한다. 따라서, 상기 카메라 구동부(70)는 카메라 구동 제어부(60)의 출력에 의해 카메라(10)의 시선을 움직이도록 기계적인 토크를 출력한다. When the automatic / manual integration unit 50 outputs the azimuth and elevation, the motion detector 80 detects and outputs the distance between the camera and the target, the attitude of the camera, the linear speed and the angular velocity of the camera. The
상술한 바와같이 본 발명은 항공기 움직임에 의해 항공기에 장착된 카메라 시선의 움직임이 발생하는 환경에서 운용자의 수동 조작중에도 자동 영상 추적이 동작하도록 한다. 이와 같은 방법을 이용하면 고가의 항법 장비 없이도 운용자의 수동 조작 중에 항공기의 움직임에 의한 카메라 시선의 움직임을 보상하고, 항법 장비를 이용하여 카메라의 시선을 특정 위치로 지향할 경우에는 항법 장비의 오차나 항공기와 표적간의 거리 오차에 의한 카메라 구동명령 계산오차를 줄일 수 있는 효과가 있다. As described above, the present invention allows automatic image tracking to operate during manual operation of an operator in an environment in which movement of a camera's gaze mounted to an aircraft occurs due to the movement of the aircraft. This method compensates the movement of the camera's gaze due to the movement of the aircraft during the manual operation of the operator without expensive navigation equipment, and when the camera's gaze is directed to a specific position using the navigation equipment, The camera driving command calculation error due to the distance error between the aircraft and the target can be reduced.
상기와 같이 설명된 항공 촬영용 자동 배경 추적 장치는 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.The above-described automatic background tracking apparatus for aerial photography is not limited to the configuration and method of the embodiments described above, but the embodiments may be selectively or partially all of the embodiments so that various modifications may be made. It may be configured in combination.
10 : 카메라 20 : 자동 배경 추적부
30 : 화면 출력부 40 : 수동 조작부
50 : 자동/수동 통합부 60 : 카메라 구동 제어부
70 : 카메라 구동부 80 : 움직임 감지부
90 : 움직임 보상부 100 : 영상 안정화부10: camera 20: automatic background tracking unit
30: screen output unit 40: manual operation unit
50: automatic / manual integrated unit 60: camera drive control unit
70: camera driver 80: motion detection unit
90: motion compensation unit 100: video stabilization unit
Claims (13)
카메라로부터 받은 현재 영상과 1프레임 이전의 과거 영상을 이용하여 두 영상간의 평행 이동값을 출력하는 자동 배경 추적부;
카메라의 시선을 수동 조작하기 위한 수동 조작부;
자동 배경 추적부를 통해 자동 배경 추적이 수행되는 동안 운용자가 수동 조작부를 통해 카메라의 시선을 움직이면, 자동 배경 추적부와 수동 조작부 출력의 가로 및 세로 성분을 통합하여 카메라 구동을 위한 방위각 및 고각신호를 출력하는 자동/수동 통합부;
자동/수동 통합부에서 출력된 방위각 및 고각신호에 따라 카메라 구동신호를 생성하는 카메라 구동 제어부; 및
카메라와 기계적으로 연결되어 상기 카메라 구동 제어부에서 출력된 카메라 구동신호에 따라 상기 카메라의 시선을 이동시키는 카메라 구동부;를 포함하는 항공 촬영용 자동 배경 추적 장치.A camera for shooting ground targets;
An automatic background tracking unit for outputting a parallel shift value between the two images using the current image received from the camera and a past image one frame earlier;
A manual operation unit for manually operating a gaze of a camera;
If the operator moves the camera's eye through the manual control unit while the auto background tracking unit is performing, the azimuth and elevation signals for driving the camera are output by integrating the horizontal and vertical components of the auto background tracker and the manual control unit output. Automatic / manual integration unit;
A camera driving controller configured to generate a camera driving signal according to the azimuth and elevation signals output from the automatic / manual integration unit; And
And a camera driver mechanically connected to a camera to move the gaze of the camera according to a camera driving signal output from the camera driving controller.
연속하는 두 프레임 영상간의 상호상관의 최대값의 위치를 이용하여 구하는 것을 특징으로 하는 항공 촬영용 자동 배경 추적 장치. The method of claim 1, wherein the parallel shift value of the image is
An automatic background tracking device for aerial photography, wherein the image is obtained using the position of the maximum value of cross-correlation between two consecutive frame images.
카메라에서 촬영된 현재 영상과 현재 시점으로부터 1프레임 이전의 과거영상을 저장하는 영상 저장부; 및
영상 저장부에 저장된 현재 및 과거 영상간의 평행 이동값을 계산하여 가로와 세로성분으로 나누어 출력하는 평행 이동 측정부;로 구성된 것을 특징으로 하는 항공 촬영용 자동 배경 추적 장치.The method of claim 1, wherein the automatic background tracking unit
An image storage unit for storing a current image captured by the camera and a past image one frame before the current view; And
An automatic background tracking apparatus for aerial photography, comprising: a parallel movement measuring unit configured to calculate and output parallel movement values between current and past images stored in an image storage unit and divide the horizontal and vertical components.
자동 배경 추적부의 출력과 수동 조작부의 출력을 가로와 세로 성분으로 나누어 통합하는 것을 특징으로 하는 항공 촬영용 자동 배경 추적 장치. The method of claim 1, wherein the automatic / manual integration unit
An automatic background tracking device for aerial photography, characterized by integrating the output of the automatic background tracking unit and the output of the manual control unit into horizontal and vertical components.
자동 배경 추적부와 수동 조작부의 가로성분 출력을 가산하는 제1가산기;
상기 제1가산기의 출력을 적분하여 방위각을 출력하는 제1적분기;
자동 배경 추적부와 수동 조작부의 세로성분 출력을 가산하는 제2가산기; 및
상기 제2가산기의 출력을 적분하여 고각을 출력하는 제2적분기;로 구성된 것을 특징으로 하는 항공 촬영용 자동 배경 추적 장치. The method of claim 1, wherein the automatic / manual integration unit
A first adder for adding the horizontal component outputs of the automatic background tracking unit and the manual operation unit;
A first integrator configured to output an azimuth angle by integrating the output of the first adder;
A second adder for adding the vertical component outputs of the automatic background tracking unit and the manual operation unit; And
And a second integrator for integrating the output of the second adder and outputting an elevation angle.
자동 배경 추적부에서 출력된 인접한 프레임 영상간의 평행 이동값을 첫 번째 프레임 영상과 현재 프레임 영상간의 평행 이동값으로 변환하는 것을 특징으로 하는 항공 촬영용 자동 배경 추적 장치. The method of claim 5, wherein the first and second integrator
An automatic background tracking device for aerial photography, characterized in that the parallel movement value between adjacent frame images output from the automatic background tracking unit is converted into a parallel movement value between the first frame image and the current frame image.
움직임 감지부의 감지 정보를 이용하여 카메라의 시선이 지상 표적을 안정적으로 추적하도록 보상하기 위한 방위각 및 고각신호를 카메라 구동 제어부로 출력하는 움직임 보상부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 항공 촬영용 자동 배경 추적 장치. According to claim 1, Mechanically connected to the camera, the movement detecting unit for detecting the angular velocity movement and disturbance flowing into the camera according to the movement of the aircraft; And
Automatic background tracking for aerial photography, further comprising a motion compensation unit for outputting an azimuth and elevation signal to the camera drive control unit for compensating the gaze of the camera to track the ground target stably using the detection information of the motion detection unit. Device.
카메라로부터 받은 영상을 자동으로 영상을 추적하여, 현재 촬영된 영상과 1프레임 이전의 과거영상간의 평행 이동값을 출력하는 자동 배경 추적부;
카메라의 시선을 수동으로 움직이기 위한 수동 조작부;
자동 배경 추적부를 통해 자동 배경 추적이 수행되는 동안 운용자가 수동 조작부를 통해 카메라의 시선이 움직이면, 자동 배경 추적부와 수동 조작부 출력의 가로 및 세로 성분을 통합하여 카메라 구동을 위한 방위각 및 고각신호를 출력하는 자동/수동 통합부;
자동/수동 통합부에서 출력된 방위각 및 고각신호에 따라 카메라의 시선을 움직이기 위한 카메라 구동신호를 생성하는 카메라 구동 제어부;를 포함하며, 상기 자동/수동 통합부는
자동 배경 추적부와 수동 조작부의 가로성분 출력을 가산하는 제1가산기;
상기 제1가산기의 출력을 적분하여 방위각을 출력하는 제1적분기;
자동 배경 추적부와 수동 조작부의 세로성분 출력을 가산하는 제2가산기; 및
상기 제2가산기의 출력을 적분하여 고각을 출력하는 제2적분기;로 구성된 것을 특징으로 하는 항공 촬영용 자동 배경 추적 장치.A camera for shooting ground targets;
An automatic background tracking unit for automatically tracking an image received from a camera and outputting a parallel shift value between a current image and a previous image one frame ago;
A manual operation unit for manually moving the gaze of the camera;
If the operator moves the camera's eye through the manual control unit while auto background tracking is performed through the auto background tracking unit, the azimuth and elevation signals are output to integrate the horizontal and vertical components of the auto background tracker and the manual control unit output. Automatic / manual integration unit;
And a camera driving controller configured to generate a camera driving signal for moving the gaze of the camera according to the azimuth and elevation signals output from the automatic / manual integration unit, wherein the automatic / manual integration unit
A first adder for adding the horizontal component outputs of the automatic background tracking unit and the manual operation unit;
A first integrator configured to output an azimuth angle by integrating the output of the first adder;
A second adder for adding the vertical component outputs of the automatic background tracking unit and the manual operation unit; And
And a second integrator for integrating the output of the second adder and outputting an elevation angle.
연속하는 두 프레임 영상간의 상호상관의 최대값의 위치를 이용하여 구하는 것을 특징으로 하는 항공 촬영용 자동 배경 추적 장치. The method of claim 8, wherein the parallel shift value of the image is
An automatic background tracking device for aerial photography, wherein the image is obtained using the position of the maximum value of cross-correlation between two consecutive frame images.
카메라에서 촬영된 현재 영상과 현재 시점으로부터 1프레임 이전의 과거 영상을 저장하는 영상 저장부와;
영상 저장부에 저장된 현재 및 과거 영상간의 평행 이동값을 계산하여 가로와 세로 방향으로 나누어 출력하는 평행이동 측정부;로 구성된 것을 특징으로 하는 항공 촬영용 자동 배경 추적 장치.The method of claim 8, wherein the automatic background tracking unit
An image storage unit for storing a current image captured by the camera and a past image one frame before the current view;
An automatic background tracking device for aerial photography, comprising: a parallel movement measuring unit configured to calculate a parallel movement value between current and past images stored in an image storage unit and divide the output into horizontal and vertical directions.
자동 배경 추적부의 출력과 수동 조작부의 출력을 가로와 세로 방향으로 나누어 통합하는 것을 특징으로 하는 항공 촬영용 자동 배경 추적 장치. The method of claim 8, wherein the automatic / manual integration unit
An automatic background tracking device for aerial photography, characterized by integrating the output of the automatic background tracking unit and the output of the manual control unit in the horizontal and vertical directions.
자동 배경 추적부에서 출력된 인접한 프레임 영상간의 평행 이동값을 첫 번째 프레임 영상과 현재 프레임 영상간의 평행 이동값으로 변환하는 것을 특징으로 하는 항공 촬영용 자동 배경 추적 장치. The method of claim 8, wherein the first and second integrator
An automatic background tracking device for aerial photography, characterized in that the parallel movement value between adjacent frame images output from the automatic background tracking unit is converted into a parallel movement value between the first frame image and the current frame image.
움직임 감지부의 감지 정보를 이용하여 카메라의 시선이 지상 표적을 안정적으로 추적하도록 보상하기 위한 방위각 및 고각신호를 카메라 구동 제어부로 출력하는 움직임 보상부;및
상기 카메라와 기계적으로 연결되어 상기 카메라 구동 제어부에서 출력된 카메라 구동신호에 따라 상기 카메라의 시선을 이동시키는 카메라 구동부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 항공 촬영용 자동 배경 추적 장치.According to claim 8, Mechanically connected to the camera, the movement detecting unit for detecting the linear velocity movement and disturbance flowing into the camera in accordance with the movement of the aircraft;
A motion compensator for outputting azimuth and elevation signals to the camera driving controller for compensating the gaze of the camera to track the ground target stably using the sensing information of the motion detector; and
And a camera driver mechanically connected to the camera to move the gaze of the camera according to the camera driving signal output from the camera driving controller.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020120036912A KR101193445B1 (en) | 2012-04-09 | 2012-04-09 | Automatic scene tracking system for air photograph |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020120036912A KR101193445B1 (en) | 2012-04-09 | 2012-04-09 | Automatic scene tracking system for air photograph |
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Publication Number | Publication Date |
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KR101193445B1 true KR101193445B1 (en) | 2012-10-24 |
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ID=47288439
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020120036912A KR101193445B1 (en) | 2012-04-09 | 2012-04-09 | Automatic scene tracking system for air photograph |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101193445B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016068354A1 (en) * | 2014-10-28 | 2016-05-06 | 연세대학교 산학협력단 | Unmanned aerial vehicle, automatic target photographing device and method |
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JP2004287806A (en) | 2003-03-20 | 2004-10-14 | Mitsubishi Electric Corp | Moving target detector, tracking system and moving target identification method |
KR101030079B1 (en) | 2010-09-03 | 2011-04-19 | 엘아이지넥스원 주식회사 | Apparatus and method for deciding tracking point in image, and the recording media storing the program performing the said method |
-
2012
- 2012-04-09 KR KR1020120036912A patent/KR101193445B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
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KR101030079B1 (en) | 2010-09-03 | 2011-04-19 | 엘아이지넥스원 주식회사 | Apparatus and method for deciding tracking point in image, and the recording media storing the program performing the said method |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2016068354A1 (en) * | 2014-10-28 | 2016-05-06 | 연세대학교 산학협력단 | Unmanned aerial vehicle, automatic target photographing device and method |
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