KR101301019B1 - 광 데이터 수신 방법 및 이를 위한 광 데이터 수신 장치 - Google Patents

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Abstract

광 데이터 송신 장치를 촬영하여 광 데이터를 수신하는 광 데이터 수신 방법 및 광 데이터 수신 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 광 데이터 수신 방법은, 광 신호 송신 장치를 촬영하여 촬상 이미지 데이터를 생성하는 단계; 상기 촬상 이미지 데이터에 대한 색 필터링을 수행하여 필터링된 데이터를 생성하는 단계; 상기 필터링된 데이터를 이용하여 상기 광 신호 송신장치의 발광 여부를 판단하여 발광 여부에 상응하는 비트 데이터를 저장하는 단계; 및 상기 비트 데이터를 축적하여 생성된, 상기 광 신호 송신 장치에 상응하는 비트 스트림에서 광 데이터를 추출하는 단계를 포함한다. 따라서, 원거리 가시광선 또는 적외선 무선 통신이 가능하고, 이동하는 광 송신 장치 또는 광 수신 장치에 대한 추적 수신이 가능하다.
가시광 무선통신, 적외선 데이터 통신, 거리 측정

Description

광 데이터 수신 방법 및 이를 위한 광 데이터 수신 장치{Method of receiving light data and light data receiving device for the same}
본 발명은 광 무선통신 기술에 관한 것으로서, 촬상 이미지 데이터와 색 필터링 기술을 이용하여 광 데이터를 수신함과 동시에 송신장치로부터의 거리 측정이 가능한 광 데이터 수신 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명은 지식경제부의 IT원천기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2008-F-009-02, 과제명: IT조명통신융합 380~780 나노미터 가시광 RGB 선별 무선통신 연구].
가시광선이란 전자기파 중에서 사람의 눈에 보이는 범위의 파장을 가지는 광선으로 파장으로는 380nm~780nm에 해당한다. 가시광선 내에서는 파장에 따른 성질의 변화가 각각 색깔로 나타나며, 빨강색에서 보라색으로 갈수록 파장이 짧아진다. 빨강색보다 파장이 긴 빛을 적외선이라 하고, 보라색보다 파장이 짧은 빛을 자외선이라고 한다. 단색광의 경우 700~610nm는 빨강, 610~590nm는 주황, 590~570nm는 노랑, 570~500nm는 초록, 500~450nm는 파랑, 450~400nm는 보라로 보인다. 각 파장의 색들의 혼합되면 사람의 눈에 다양한 색으로 보인다.
통신 영역에서의 빛을 이용한 통신 기술에는 적외선 영역을 사용하는 적외선 데이터 통신(IrDA), 가시광선을 이용한 가시광 무선통신, 광섬유를 이용한 광통신 등이 있다.
적외선 데이터 통신(IrDA: Infrared Data Association)은 적외선 데이터 통신의 규격을 제정하기 위해 1993년에 설립된 민간 표준 단체이나 일반적으로는 IrDA가 정한 통신 규격을 나타낸다.
PC(Personal Computer)에서 이용되는 주요 규격으로는 최대 데이터 전송 속도가 2.4~115.2kbps인 IrDA1.0 및 1.152Mbps와 4Mbps의 IrDA1.1이 있다. 이러한 적외선 통신은 앞서 설명한 850nm~900nm의 파장을 가지는 적외선 영역을 사용하여 통신을 하는 기술이다.
가시광 무선통신은 380nm~780nm 영역의 파장을 이용하는 통신 기술로 IEEE 802.15 WPAN(Wireless Personal Area Network)에서 표준화기 진행 중이며, 국내에서는 한국정보통신기술협회(TTA)에서 가시광 무선통신 실무반이 운영 중이다.
가시광 무선 통신은 조명 등의 발광다이오드(Light Emitting Diode; LED) 고유의 용도는 그대로 활용함과 동시에 무선 통신이 가능하게 한다. 또한, 가시광 무선 통신은 병원이나 항공기 등과 같이 통신에 제약을 받는 지역에서도 활용할 수 있어 차세대 유비쿼터스 기술로 각광을 받을 것으로 기대를 모으고 있다.
광통신을 수행함에 있어, 광 송신 장치가 발생시키는 광은 그 파장이 다양한 경우가 많다. 즉, A라는 광 송신 장치는 700~610nm 파장의 광을 송신하고, B라는 광 송신 장치는 500~450nm 파장의 광을 송신할 수 있다. 이러한 경우에 광 수신 장치는 다양한 파장의 광을 수신하여 이를 인식할 수 있어야 광 송신 장치가 송신한 광 데이터를 복원할 수 있다.
나아가, 광통신에 있어서, 광 송신 장치 또는 광 수신 장치가 이동하는 경우가 많고, 이러한 경우에도 광 수신 장치가 효과적으로 광 송신 장치가 송신하는 데이터를 복원할 수 있어야 한다. 특히, 광 송신 장치 및/또는 광 수신 장치가 이동하는 경우에 광 송신 장치 및 광 수신 장치 사이의 거리가 고려될 필요가 있는 경우가 많다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 가시광선 또는 적외선 등을 송신하는 광 송신 장치의 특성에 맞추어 색(파장)에 따라 필터링을 통하여 데이터를 수신할 수 있는 광 데이터 수신 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 광 데이터 수신시 송신장치의 면적을 계산하여 광 데이터의 수신과 동시에 수신장치에서 송신장치까지의 거리 측정이 가능하도록 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 목적은 광 데이터 송신 장치나 수신 장치가 이동하는 경우에도 광 데이터 수신 장치 관점에서 광 데이터 송신 장치의 위치를 트랙킹하여 추적 수신이 가능하도록 하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광 데이터 수신 방법은, 광 신호 송신 장치를 촬영하여 촬상 이미지 데이터를 생성하는 단계; 상기 촬상 이미지 데이터에 대한 색 필터링을 수행하여 필터링된 데이터를 생성하는 단계; 상기 필터링된 데이터를 이용하여 상기 광 신호 송신장치의 발광 여부를 판단하여 발광 여부에 상응하는 비트 데이터를 저장하는 단계; 및 상기 비트 데이터를 축적하여 생성된, 상기 광 신호 송신 장치에 상응하는 비트 스트림에서 광 데이터를 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 광 데이터 수신 방법은 필터링된 데이터를 이용하여 상기 광 신호 송 신 장치의 촬영 면적을 산출하는 단계; 및 산출된 상기 촬영 면적을 기저장된 상기 광 신호 송신 장치의 실제 면적과 비교하여 상기 광 신호 송신 장치로부터의 거리를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 때, 비트 데이터를 저장하는 단계는 상기 필터링된 데이터를 이용하여 상기 광 신호 송신 장치의 좌표를 산출하는 단계; 상기 광 신호 송신 장치에 상응하는 이동 오차 범위를 산출하는 단계; 산출된 상기 광 신호 송신 장치의 좌표가 상기 이동 오차 범위 이내이면 데이터베이스에 상기 광 신호 송신 장치의 좌표를 업데이트하는 단계; 및 상기 비트 데이터를 축적하기 위해 저장하는 단계를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 비트 데이터를 저장하는 단계는 산출된 상기 광 신호 송신 장치의 좌표가 상기 이동 오차 범위 이내가 아니면 산출된 상기 광 신호 송신 장치의 좌표를 상기 데이터베이스에 새로 저장할 수 있다.
이 때, 광 신호 송신 장치의 좌표를 산출하는 단계는 픽셀 단위의 좌표값으로 상기 광 신호 송신 장치의 좌표를 산출할 수 있다.
이 때, 필터링된 데이터를 생성하는 단계는 상기 광 신호 송신 장치에 상응하는 중심 필터색을 중심으로 오차 범위 이내의 색은 모두 중심 필터색의 RGB 코드 값을 가지게 하고, 나머지 부분은 여백색을 가지도록 할 수 있다.
이 때, 광 데이터를 추출하는 단계는 비트 스트림에서 프리앰블을 탐색하는 단계; 상기 프리앰블이 탐색되면 상기 비트 스트림이 완전한 프레임에 상응하는 것인지 판단하는 단계; 완전한 프레임에 상응하는 것으로 판단되는 경우 프레임 오류를 검사하는 단계; 및 상기 프레임 오류가 발견되지 않는 경우 상기 광 데이터를 산출된 상기 광 신호 송신 장치의 좌표에 대응하여 저장하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 광 데이터를 이용한 거리 측정 방법은, 발광체를 촬영하여 촬상 이미지 데이터를 생성하는 단계; 상기 촬상 이미지 데이터에 대한 색 필터링을 수행하여 필터링된 데이터를 생성하는 단계; 상기 필터링된 데이터를 이용하여 상기 발광체의 촬영 면적을 산출하는 단계; 및 산출된 상기 촬영 면적을 상기 발광체의 실제 면적과 비교하여 상기 발광체로부터의 거리를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 광 데이터를 이용한 거리 측정 방법은 상기 필터링된 데이터를 이용하여 상기 발광체의 발광 여부를 판단하여 발광 여부에 상응하는 비트 데이터를 저장하는 단계 및 상기 데이터를 축적하여 생성된 상기 발광체에 상응하는 비트 스트림에서 광 데이터를 추출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 광 데이터 수신 장치는 광 신호 송신 장치를 촬영하여 촬상 이미지 데이터를 생성하고, 상기 촬상 이미지 데이터에 대한 색 필터링을 수행하는 촬영/처리기; 상기 필터링된 데이터를 이용하여 상기 광 신호 송신 장치의 좌표를 산출하는 발광 좌표 처리기; 및 상기 광 신호 송신 장치의 발광 여부에 상응하는 비트 데이터를 저장하고, 상기 비트 데이터를 축적하여 생성된 비트 스트림에서 광 데이터를 추출하는 수신 데이터 처리기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 광 데이터 수신 장치는 상기 필터링된 데이터를 이용하여 상기 광 신 호 송신 장치의 촬영 면적을 산출하고, 산출된 촬영 면적과 상기 광 신호 송신 장치의 실제 면적을 비교하여 광 신호 송신 장치로부터의 거리를 계산하는 송신 장치 거리 처리기를 더 포함할 수 있다.
이 때, 광 데이터 수신 장치는 상기 색 필터링에 사용되는 색 오차를 계산하고, 상기 광 신호 송신 장치의 좌표에 상응하는 이동 오차를 계산하고, 상기 광 신호 송신 장치의 형태에 따른 면적 오차를 계산하는 오차 제어기를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 카메라 등의 영상 기록장치를 이용하여 사람이 인식하는 가시광선 영역에서부터 인식이 불가능한 적외선 영역까지의 광을 이용하여 광 데이터를 송신하고 이를 색(파장) 필터링을 통하여 수신함으로써 저속의 원거리 광 무선통신이 가능하다.
또한, 본 발명은 광 데이터 수신시 송신장치의 면적을 계산하여 광 데이터의 수신과 동시에 수신장치에서 송신장치까지의 거리 측정이 가능하다.
또한, 본 발명은 광 데이터 송신 장치나 수신 장치가 이동하는 경우에도 광 데이터 수신 장치 관점에서 광 데이터 송신 장치의 위치를 트랙킹하여 추적 수신이 가능하다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 광 데이터 수신 장치를 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 광 데이터 수신 장치는 촬영/처리기(110), 발광 좌표 처리기(120), 수신 데이터 처리기(130), 오차 제어기(140) 및 송신 장치 거리 처리기(150)를 포함한다.
촬영/처리기(110)는 광 신호 송신 장치를 촬영하여 촬상 이미지 데이터를 생성하고, 상기 촬상 이미지 데이터에 대한 색 필터링을 수행한다.
발광 좌표 처리기(120)는 상기 필터링된 데이터를 이용하여 상기 광 신호 송신 장치의 좌표를 산출한다.
수신 데이터 처리기(130)는 상기 광 신호 송신 장치의 발광 여부에 상응하는 비트 데이터를 저장하고, 상기 비트 데이터를 축적하여 생성된 비트 스트림에서 광 데이터를 추출한다.
오차 제어기(140)는 상기 색 필터링에 사용되는 색 오차를 계산하고, 상기 광 신호 송신 장치의 좌표에 상응하는 이동 오차를 계산하고, 상기 광 신호 송신 장치의 형태에 따른 면적 오차를 계산한다.
송신 장치 거리 처리기(150)는 상기 필터링된 데이터를 이용하여 상기 광 신호 송신 장치의 촬영 면적을 산출하고, 산출된 촬영 면적과 상기 광 신호 송신 장치의 실제 면적을 비교하여 광 신호 송신 장치로부터의 거리를 계산한다.
도 2는 도 1에 도시된 촬영/처리기의 일 예를 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 촬영/처리기는 촬영부(210), 색 필터링부(220), 색 필터 제어부(230) 및 송신 장치 설정부(240)를 포함한다.
촬영부(210)는 다양한 이미지 센서를 이용하여 광 데이터 송신 장치 등의 발광체를 촬영하고 RGB 형태로 촬상 이미지 데이터를 출력한다.
색 필터링부(220)는 색 필터 제어부(230)에서 요청하는 색(중심 필터색)만을 남기고 다른 색은 모두 제거하는 필터링 기능을 수행한다. 즉, 색 필터링이 처리된 이미지에는 남겨진 중심 필터색과 제거된 영역의 RGB값이 모두 0인 값(여백색)만이 존재하게 된다.
색 필터 제어부(230)는 송신 장치 설정부(240)에서 선택한 광 데이터 송신 장치의 종류에 따라 색 필터링부(220)에서 필터링을 수행할 중심 필터색의 RGB 색 코드를 결정한다. 색 필터 제어부(230)에서 제공하는 필터색 코드는 중심 필터색 코드와 색 오차 계산부에서 제공되는 오차 범위를 가지는 코드이다.
색 필터 제어부(230)에서 오차 범위를 가지는 필터색을 제공하면, 색 필터링부(220)를 통하여 필터링된 데이터는 오차 범위 내에 위치한 색은 모두 중심 필터 색의 RGB 코드 값을 가지게 되고 나머지 부분은 모두 여백색을 가지게 된다.
송신 장치 결정부(240)는 광 데이터 송신 장치의 종류에 따라 필터링에 사용될 중심 필터색의 표준 RGB 코드 값을 제공한다. 예를 들어, 광 데이터 송신 장치가 LED 신호등인 경우에는 표준 LED 신호등의 적색, 녹색 및 황색의 표준 RGB 코드 값을 제공한다.
도 3은 도 1에 도시된 발광 좌표 처리기의 일 예를 나타낸 블록도이다.
도 3을 참조하면, 발광 좌표 처리기는 송신 장치 확인부(310), 송신 좌표 계산부(320), 송신 좌표 처리부(330) 및 송신 좌표 저장부(340)를 포함한다.
송신 장치 확인부(310)는 필터링된 데이터에서 광 신호 송신 장치를 찾는 기능을 수행한다.
송신 좌표 계산부(320)는 송신 장치 확인부(310)에서 찾은 광 데이터 송신 장치의 중심 좌표에 관하여, 이미지의 픽셀 단위로 광 데이터 송신 장치의 가장 중심인 좌표와 광 데이터 송신 장치의 크기에 따른 오차 및 이동 오차 계산부에서 제공하는 이동 오차를 고려하여 송신 좌표 처리부(330)에서 사용할 송신 좌표를 계산한다.
송신 좌표 처리부(330)는 송신 좌표 계산부(320)에서 제공한 송신 좌표를 이용하여 송신 좌표 저장부(340)로부터 기존에 저장된 송신 좌표를 검색한다. 송신 좌표 처리부(330)는 기존에 저장된 송신 좌표가 없는 경우 새로운 송신 좌표를 송신 좌표 저장부(340)에 등록하는 기능과 더 이상 수신되지 않는 송신 좌표를 삭제하는 기능도 함께 수행한다.
송신 좌표 저장부(340)는 탐색된 모든 광 데이터 송신 장치의 이미지 픽셀 단위의 좌표 값을 저장한다.
광 신호는 발광하였거나 발광하지 않았거나 하는 두 가지 형태를 가진다. 즉, 촬영 이미지에 발광 형태로 촬영 되었거나 발광하지 않은 형태로 촬영될 수 있다. 발광이 촬영된 경우에는 '1', 촬영되지 않는 경우에는 '0'으로 광 데이터를 수집할 수도 있고, 발광이 촬영된 경우에 '0', 촬영 되지 않은 경우에 '1'로 광 데이터를 수집할 수도 있다.
이하, 발광이 촬영된 경우에 '1', 발광이 촬영되지 않은 경우에 '0'의 비트 데이터를 수집하는 경우를 중심으로 본 발명에 관하여 설명한다.
도 4는 도 1에 도시된 수신 데이터 처리기의 일 예를 나타낸 블록도이다.
도 4를 참조하면, 수신 데이터 처리기는 수신 비트 처리부(410), 데이터 임시 저장부(420), 프리앰블 탐색부(430), 프레임 오류 검사부(440), 데이터 확인부(450) 및 데이터 및 좌표 저장부(460)를 포함한다.
수신 비트 처리부(410)는 발광 또는 불발광 형태의 광 신호를 통하여 데이터가 수신 되었을 때 데이터 임시 저장부(420)에 수신된 비트 데이터를 저장한다. 예를 들어, 기존 저장된 좌표 목록 중에서 발광 좌표에는 '1'을 저장하고 나머지 모든 좌표에는 '0'을 저장한다.
프리앰블 탐색부(430)는 데이터 임시 저장부(420)에 저장된 비트열에서 프리앰블을 검색한다.
프레임 오류 검사부(440)는 수신이 완료된 좌표의 비트 데이터에서 수신 오 류를 검사한다.
데이터 확인부(450)는 프레임 오류 검사부(440)에서 오류가 발견되지 않은 프레임에서 데이터 부분만 읽어서 해당 좌표와 함께 데이터 및 좌표 저장부(460)에 저장한다.
데이터 및 좌표 저장부(460)에 저장된 데이터 및 좌표는 최종 사용자에게 제공되는 광 데이터이다.
도 5는 도 1에 도시된 오차 제어기의 일 예를 나타낸 블록도이다.
도 5를 참조하면, 오차 제어기는 색 오차 계산부(510), 이동 오차 계산부(520), 면적 오차 계산부(530) 및 오차 제어부(540)를 포함한다.
색 오차 계산부(510)는 촬영된 이미지에서 나타나는 광 데이터 송신 장치의 색 오차 범위를 계산한다.
이동 오차 계산부(520)는 광 데이터 송신 장치 또는 광 데이터 송신 장치를 촬영하는 광 데이터 수신 장치가 이동하는 경우 처리 가능한 이동 오차 범위를 계산한다.
면적 오차 계산부(530)는 촬영된 이미지에서 광 데이터 송신 장치의 면적 또는 크기의 오차 범위를 계산한다.
오차 제어부(540)는 촬영 장치의 성능 및 송신 장치의 특성을 고려하여 색 오차 계산부(510), 이동 오차 계산부(520) 및 면적 오차 계산부(530)에 오차 계산 관계값을 제공한다. 색 오차 계산부(510)에는 외부 조명에 따른 색 오차 정보를 제공하고, 이동 오차 계산부(520)에는 광 데이터 송신 장치의 최대 이동 속도, 광 데이터 수신 장치의 현재 이동 속도 정보를 제공하고, 면적 오차 계산부(530)에는 광 데이터 송신 장치의 형태에 따른 면적 오차 정보를 제공한다.
도 6은 도 1에 도시된 송신 장치 거리 처리기의 일 예를 나타낸 블록도이다.
도 6을 참조하면, 송신 장치 거리 처리기는 발광 면적 및 크기 계산부(610) 및 목표 거리 계산부(620)를 포함한다.
발광 면적 및 크기 계산부(610)는 촬영된 이미지에서 광 데이터 송신 장치가 차지하는 면적 또는 가로/세로 크기를 픽셀 단위로 계산한다.
목표 거리 계산부(620)는 도 2에 도시된 송신 장치 설정부(240)에서 제공하는 광 데이터 송신 장치의 실제 면적 또는 크기를 기준으로 광 데이터 송신 장치에서 광 데이터 수신 장치까지의 거리를 계산한다. 이 때, 광 데이터 송신 장치가 멀면 멀수록 촬영된 이미지에서 차지하는 면적 또는 크기가 줄어들고, 가까우면 가까울수록 면적 또는 크기가 커지는 원리가 이용될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 광 데이터 수신 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 광 데이터 수신 방법은 먼저 광 데이터 송신 장치를 촬영하여 촬상 이미지 데이터를 생성한다(S711).
또한, 광 데이터 수신 방법은 상기 촬상 이미지 데이터에 대한 색 필터링을 수행하여 필터링된 데이터를 생성한다(S712).
이 때, 도 5에 도시된 색 오차 계산부(510)에서 촬영된 이미지에서 나타나는 광 데이터 송신 장치의 색 오차 범위가 계산되고, 도 2에 도시된 색 필터링부(220) 는 색 필터 제어부(230)에서 제공된 필터색만 남기고 다른 색은 모두 제거될 수 있다.
또한, 광 데이터 수신 방법은 필터링된 데이터를 이용하여 필터색으로 표현되는 광 데이터 송신 장치가 존재하는지 여부를 판단한다(S713).
단계(S713)의 판단 결과, 광 데이터 송신 장치가 존재한다고 판단되면 발광 좌표를 광 데이터 송신 장치의 중심부분을 기준으로 이미지의 픽셀 단위로 확인한다(S720).
또한, 광 데이터 수신 방법은 확인된 발광 좌표에 상응하도록 좌표 업데이트를 수행하고, 데이터 임시 저장부에 비트 데이터로 '1'을 저장한다(S730).
데이터 임시 저장부에 비트 데이터를 저장한 후, 광 데이터 수신 방법은 다른 광 데이터 송신 장치가 존재하는지 여부를 판단한다(S740).
단계(S740)의 판단 결과, 다른 광 데이터 송신 장치가 존재한다고 판단되면, 광 데이터 수신 방법은 단계(S720)로 돌아가서 발광 좌표를 확인한다.
단계(S740)의 판단 결과, 다른 광 데이터 송신 장치가 존재하지 않는다고 판단되면 발광하지 않은 다른 광 데이터 송신 장치에 대한 처리 프로세스로 들어간다.
즉, 광 데이터 수신 방법은 발광하지는 않았지만 통신중이던 다른 광 데이터 송신 장치가 존재하는지 여부를 판단한다(S780).
단계(S780)의 판단 결과, 발광하지는 않았지만 통신중이던 다른 광 데이터 송신 장치가 존재하면 이번 촬영에서는 해당 송신 장치가 발광하지 않은 상태이므 로 기존 좌표를 검색하여(S760) '0'을 저장한다(S770).
단계(S780)의 판단 결과, 발광하지는 않았지만 통신중이던 다른 광 데이터 송신 장치가 존재하지 않으면 모든 광 데이터 송신 장치에 대한 처리가 완료된 것으로 판단하여 광 데이터 수집/처리를 수행한다(S790).
단계(S713)의 판단 결과, 광 데이터 송신 장치가 존재하지 않는다고 판단되면 통신중이던 광 데이터 송신 장치가 있었는지 여부를 판단한다(S750).
단계(S750)의 판단 결과, 통신중이던 광 데이터 송신 장치가 없었다고 판단되면, 광 데이터 수신 방법은 단계(S711)로 돌아가서 광 데이터 송신 장치 촬영을 다시 수행한다.
단계(S750)의 판단 결과, 통신중이던 광 데이터 송신 장치가 있었다고 판단되면, 광 데이터 수신 방법은 도 3에 도시된 송신 좌표 저장부(340)에서 기존 좌표를 검색하여(S760), 해당하는 기존 좌표에 모두 '0'을 저장하고(S770) 데이터 수집/처리를 수행한다(S790).
도 8은 도 7에 도시된 좌표 업데이트 및 '1' 저장 단계의 일 예를 나타낸 동작 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 도 7에 도시된 좌표 업데이트 및 '1' 저장 단계는, 광 데이터 송신 장치 또는 광 데이터 수신 장치의 이동으로 인한 기존에 저장된 좌표로부터의 오차 범위를 계산한다(S810).
즉, 20픽셀의 이동이 허용되는 경우에, 현재의 광 데이터 송신 장치의 위치가 (X픽셀, Y픽셀)인 경우, 기존 좌표에 대해서는 (X픽셀, Y픽셀)을 기준으로 반경 20 픽셀 이내에 존재하는 좌표를 송신 좌표 저장부(108)에서 검색(S820)하면 된다.
오차 범위 내에 기존 광 데이터 송신 장치가 존재하면(S830), 오차 범위 내에서 송신 장치가 이동하였는지 여부를 조사하여(S850) 이동하였으면 기존 좌표를 수정하고(S860), 이동하지 않았으면 좌표 수정 없이 데이터 임시 저장부에 '1'을 저장한다(S870). 또한, 오차 범위 내에 발광 좌표가 존재하지 않으면 신규 송신 좌표를 등록하고(S840) 데이터 임시 저장부에 '1'을 저장한다(S870).
도 9는 도 7에 도시된 데이터 수집/처리 단계의 일 예를 나타낸 동작 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 데이터 수집/처리 단계는 프리앰블 패턴 추적을 수행하여(S911), 데이터 임시 저장부에 저장된 비트열에 프리앰블 패턴이 존재하는지 여부를 판단한다(S912).
데이터 임시 저장부에 저장된 비트열에서 프리앰블 패턴이 발견되지 않으면, 데이터 수집/처리 단계는 프리앰블 유사 패턴이 발견되는지 여부를 판단한다(S980).
프리앰블 유사 패턴도 발견되지 않으면, 데이터 수집/처리 단계는 수집된 비트열이 프리앰블과 무관한 것으로 판단하고 이를 삭제한다(S990).
프리앰블 유사 패턴이 발견되면, 데이터 수집/처리 단계는 계속하여 비트 데이터를 수집하기 위해 광 데이터 송신 장치 촬영 단계로 되돌아간다.
데이터 임시 저장부에서 프리앰블이 패턴이 발견되면, 해당 좌표의 수신이 완료되도록 계속하여 비트 데이터를 수신하고 프레임 수신이 완료되었는지 여부를 판단한다(S920).
프레임 수신이 완료되지 않은 것으로 판단되면, 광 데이터 송신 장치 촬영 단계로 되돌아가서 계속하여 비트 데이터를 수집한다.
프레임 수신이 완료된 것으로 판단되면, 수신 프레임의 오류 검사를 수행하고(S930), 수신 프레임에 오류가 존재하는지 여부를 판단한다(S940).
오류가 존재하는 것으로 판단되면 수신 프레임을 삭제한다(S970).
오류가 존재하지 않는 것으로 판단되면 광 데이터를 저장하고(S950), 광 데이터 좌표를 저장(S960)한다. 이 때, 광 데이터는 ID, 교통신호정보, 상품정보, 메시지 정보 등일 수 있다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 광 데이터를 이용한 거리 측정 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 10을 참조하면, 도 2에 도시된 촬영부(210)에서 광 데이터 송신 장치를 촬영하면(S1010), 도 5에 도시된 색 오차 계산부(510)는 촬영된 이미지에서 나타나는 광 데이터 송신 장치의 색 오차 범위를 계산하고 도 2에 도시된 색 필터링부(220)는 색 필터 제어부(230)에서 결정된 필터색만 남기고 다른 색은 모두 제거하는 필터링 기능을 수행한다(S1020).
광 데이터를 이용한 거리 측정 방법은 필터링된 결과물에서 필터색으로 표현되는 발광체(송신 장치)가 존재하는지 여부를 판단한다(S1030).
발광체가 존재하지 않으면, 광 데이터를 이용한 거리 측정 방법은 다시 촬영 단계(S1010)로 돌아간다.
발광체가 존재하면 광 데이터 송신 장치의 거리 계산인지 여부를 판단한다(S1040).
광 데이터 송신 장치의 거리 계산은 데이터를 송신하는 장치까지의 거리 계산으로 1회라도 데이터를 송신한 송신 장치에 대하여 거리를 계산하는 것이며, 광 데이터 송신 장치의 거리 계산이 아니면 송신 기능과는 무관한 장치로부터의 거리를 계산하는 것이다.
광 데이터 송신 장치의 거리 계산이 아니라고 판단되는 경우, 면적 오차를 계산하여(S1070) 발광체의 면적을 계산하고(S1080) 거리를 계산한다(S1090).
광 데이터 송신 장치의 거리 계산이라고 판단되는 경우, 발광 좌표를 확인하고(S1050), 송신 장치에 상응하는 좌표를 확인하여 1회라도 데이터를 송신한 송신 장치인지 여부를 판단한다(S1060).
1회라도 데이터를 송신한 송신 장치이면 면적 오차 범위를 계산하여(S1070) 발광체의 면적을 계산하고(S1080) 거리를 계산한다(S1090).
1회도 데이터를 송신한 장치가 아니면 다시 촬영 단계(S1010)로 돌아간다.
도 10에 도시된 동작은 도 7에 도시된 동작과 함께 수행될 수도 있다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 광 데이터 수신 방법 및 장치, 광 데이터를 이용한 거리 측정 방법은 상기한 바와 같이 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.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 광 데이터 수신 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 촬영/처리기의 일 예를 나타낸 블록도이다.
도 3은 도 1에 도시된 발광 좌표 처리기의 일 예를 나타낸 블록도이다.
도 4는 도 1에 도시된 수신 데이터 처리기의 일 예를 나타낸 블록도이다.
도 5는 도 1에 도시된 오차 제어기의 일 예를 나타낸 블록도이다.
도 6은 도 1에 도시된 송신 장치 거리 처리기의 일 예를 나타낸 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 광 데이터 수신 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 8은 도 7에 도시된 좌표 업데이트 및 '1' 저장 단계의 일 예를 나타낸 동작 흐름도이다.
도 9는 도 7에 도시된 데이터 수집/처리 단계의 일 예를 나타낸 동작 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 광 데이터를 이용한 거리 측정 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.

Claims (20)

  1. 광 신호 송신 장치를 촬영하여 촬상 이미지 데이터를 생성하는 단계;
    상기 촬상 이미지 데이터에 대한 색 필터링을 수행하여 필터링된 데이터를 생성하는 단계;
    상기 필터링된 데이터를 이용하여 상기 광 신호 송신장치의 발광 여부를 판단하여 발광 여부에 상응하는 비트 데이터를 저장하는 단계;
    상기 비트 데이터를 축적하여 생성된, 상기 광 신호 송신 장치에 상응하는 비트 스트림에서 광 데이터를 추출하는 단계;
    상기 필터링된 데이터를 이용하여 상기 광 신호 송신 장치의 촬영 면적을 산출하는 단계; 및
    산출된 상기 촬영 면적을 기저장된 상기 광 신호 송신 장치의 실제 면적과 비교하여 상기 광 신호 송신 장치로부터의 거리를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 데이터 수신 방법.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 비트 데이터를 저장하는 단계는
    상기 필터링된 데이터를 이용하여 상기 광 신호 송신 장치의 좌표를 산출하는 단계;
    상기 광 신호 송신 장치에 상응하는 이동 오차 범위를 산출하는 단계;
    산출된 상기 광 신호 송신 장치의 좌표가 상기 이동 오차 범위 이내이면 데이터베이스에 상기 광 신호 송신 장치의 좌표를 업데이트하는 단계; 및
    상기 비트 데이터를 축적하기 위해 저장하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 데이터 수신 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 이동 오차 범위는
    상기 광 데이터 송신 장치 또는 상기 광 데이터 수신 장치의 이동을 고려하여 기존 위치로부터 예상 가능한 좌표 범위로 설정된 것을 특징으로 하는 광 데이터 수신 방법.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 비트 데이터를 저장하는 단계는
    산출된 상기 광 신호 송신 장치의 좌표가 상기 이동 오차 범위 이내가 아니면 산출된 상기 광 신호 송신 장치의 좌표를 상기 데이터베이스에 새로 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 데이터 수신 방법.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 광 신호 송신 장치의 좌표를 업데이트하는 단계는
    산출된 상기 광 신호 송신 장치의 좌표가 상기 데이터베이스에 기저장된 좌표와 동일하면 상기 데이터베이스에 기저장된 좌표를 유지하고, 기저장된 좌표와 상이하면 산출된 상기 광 신호 송신 장치의 좌표를 상기 데이터베이스에 업데이트하는 것을 특징으로 하는 광 데이터 수신 방법.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 광 신호 송신 장치의 좌표를 산출하는 단계는
    상기 필터링된 데이터상의 광 신호 송신 장치의 중심을 픽셀 단위의 좌표값으로 산출하여 상기 광 신호 송신 장치의 좌표로 설정하는 것을 특징으로 하는 광 데이터 수신 방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 필터링된 데이터를 생성하는 단계는
    상기 광 신호 송신 장치에 상응하는 중심 필터색을 중심으로 오차 범위 이내의 색은 모두 중심 필터색의 RGB 코드 값을 가지게 하고, 나머지 부분은 여백색을 가지도록 하는 것을 특징으로 하는 광 데이터 수신 방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 광 데이터를 추출하는 단계는
    상기 비트 스트림에서 프리앰블을 탐색하는 단계;
    상기 프리앰블이 탐색되면 상기 비트 스트림이 완전한 프레임에 상응하는 것인지 판단하는 단계;
    완전한 프레임에 상응하는 것으로 판단되는 경우 프레임 오류를 검사하는 단계; 및
    상기 프레임 오류가 발견되지 않는 경우 상기 광 데이터를 산출된 상기 광 신호 송신 장치의 좌표에 대응하여 저장하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 데이터 수신 방법.
  10. 발광체를 촬영하여 촬상 이미지 데이터를 생성하는 단계;
    상기 촬상 이미지 데이터에 대한 색 필터링을 수행하여 필터링된 데이터를 생성하는 단계;
    상기 필터링된 데이터를 이용하여 상기 발광체의 촬영 면적을 산출하는 단계; 및
    산출된 상기 촬영 면적을 상기 발광체의 실제 면적과 비교하여 상기 발광체로부터의 거리를 산출하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 데이터를 이용한 거리 측정 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 발광체로부터의 거리를 산출하는 단계는
    상기 발광체가 광 신호 송신 장치인 경우 상기 광 신호 송신 장치에 상응하는 발광 좌표를 확인하여 상기 광 신호 송신 장치가 데이터를 송신한 적이 있는 경우에만 상기 거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 광 데이터를 이용한 거리 측정 방법.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 필터링된 데이터를 생성하는 단계는
    상기 발광체에 상응하는 중심 필터색을 중심으로 오차 범위 이내의 색은 모두 중심 필터색의 RGB 코드 값을 가지게 하고, 나머지 부분은 여백색을 가지도록 하는 것을 특징으로 하는 광 데이터를 이용한 거리 측정 방법.
  13. 청구항 10에 있어서,
    상기 광 데이터를 이용한 거리 측정 방법은
    상기 필터링된 데이터를 이용하여 상기 발광체의 발광 여부를 판단하여 발광 여부에 상응하는 비트 데이터를 저장하는 단계; 및
    상기 비트 데이터를 축적하여 생성된 상기 발광체에 상응하는 비트 스트림에서 광 데이터를 추출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 데이터를 이용한 거리 측정 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 광 데이터를 추출하는 단계는
    상기 비트 스트림에서 프리앰블을 탐색하는 단계;
    상기 프리앰블이 탐색되면 상기 비트 스트림이 완전한 프레임에 상응하는 것인지 판단하는 단계;
    완전한 프레임에 상응하는 것으로 판단되는 경우 프레임 오류를 검사하는 단계; 및
    상기 프레임 오류가 발견되지 않는 경우 상기 광 데이터를 상기 발광체 및 산출된 상기 발광체의 좌표에 대응하여 저장하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 데이터를 이용한 거리 측정 방법.
  15. 광 신호 송신 장치를 촬영하여 촬상 이미지 데이터를 생성하고, 상기 촬상 이미지 데이터에 대한 색 필터링을 수행하는 촬영/처리기;
    상기 필터링된 데이터를 이용하여 상기 광 신호 송신 장치의 좌표를 산출하는 발광 좌표 처리기;
    상기 광 신호 송신 장치의 발광 여부에 상응하는 비트 데이터를 저장하고, 상기 비트 데이터를 축적하여 생성된 비트 스트림에서 광 데이터를 추출하는 수신 데이터 처리기; 및
    상기 필터링된 데이터를 이용하여 상기 광 신호 송신 장치의 촬영 면적을 산출하고, 산출된 촬영 면적과 상기 광 신호 송신 장치의 실제 면적을 비교하여 광 신호 송신 장치로부터의 거리를 계산하는 송신 장치 거리 처리기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 데이터 수신 장치.
  16. 삭제
  17. 청구항 15에 있어서,
    광 데이터 수신 장치는
    상기 색 필터링에 사용되는 색 오차를 계산하고,
    상기 광 신호 송신 장치의 좌표에 상응하는 이동 오차를 계산하고,
    상기 광 신호 송신 장치의 형태에 따른 면적 오차를 계산하는 오차 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 데이터 수신 장치.
  18. 청구항 15에 있어서,
    상기 촬영/처리기는
    상기 광 신호 송신 장치를 촬영하여 촬상 이미지 데이터를 생성하는 촬영부;
    상기 촬상 이미지 데이터에 대한 색 필터링을 수행하는 색 필터링부;
    상기 광 신호 송신 장치의 종류에 따라 중심 필터색의 표준 RGB 코드 값을 제공하는 송신 장치 설정부; 및
    상기 색 필터링부에서 사용될 필터색 코드를 결정하는 색 필터 제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 데이터 수신 장치.
  19. 청구항 15에 있어서,
    상기 발광 좌표 처리기는
    상기 필터링된 데이터에서 상기 광 신호 송신 장치를 찾는 송신 장치 확인부;
    확인된 상기 광 신호 송신 장치의 중심 좌표, 상기 광 신호 송신 장치의 크기에 따른 오차 및 이동 오차 범위를 고려하여 송신 좌표를 계산하는 송신 좌표 계산부; 및
    상기 송신 좌표를 이용하여 송신 좌표 저장부에서 기존에 저장된 송신 좌표를 검색하는 송신 좌표 처리부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 데이터 수신 장치.
  20. 청구항 15에 있어서,
    상기 수신 데이터 처리기는
    상기 비트 데이터를 데이터 임시 저장부에 저장하는 수신 비트 처리부;
    상기 데이터 임시 저장부에 저장된 비트열에서 프리앰블을 탐색하는 프리앰블 탐색부;
    수신이 완료된 좌표의 비트 데이터에서 수신 오류를 검사하는 프레임 오류 검사부; 및
    상기 수신 오류가 발견되지 않은 경우 상기 프레임에서 데이터 부분만 읽어서 상기 좌표에 대응하여 저장하는 데이터 확인부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 데이터 수신 장치.
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