KR101426314B1 - 일반 컬러 카메라와 열상 카메라의 영상 정합용 지그 - Google Patents

일반 컬러 카메라와 열상 카메라의 영상 정합용 지그 Download PDF

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Abstract

본 발명은 일반 컬러 카메라 영상과 열상 카메라 영상의 물리적인 위치 관계에 따른 화각과 왜곡도를 보정하여 하나의 영상으로 정합할 수 있도록 하는 일반 컬러 카메라와 열상 카메라의 영상 정합용 지그에 관한 것이다.
본 발명에 따른 영상 정합용 지그는 일반 컬러 카메라와 열상 카메라의 영상을 하나의 영상으로 정합하기 위한 기준 위치를 제공하는 영상 정합용 지그에 있어서, 가로와 세로 방향으로 일정 간격으로 사각형 또는 원형 구멍이 형성된 흰색 바탕판(10)과; 상기 흰색 바탕판(10)의 후면에 착탈 가능하게 결합되어, 흰색 바탕판(10)에 형성된 구멍이 검은색으로 표현되도록 하는 검은색 이너판(20);을 포함하여 이루어져, 흰색 바탕판과 검은색 이너판이 실온 상태 및 냉각 상태에서 보관된 후 결합되어, 상기 열상 카메라로 촬영되는 경우 흰색 바탕판과 검은색 이너판의 온도 차에 따라 검은색의 사각형 또는 원형 패턴이 추출될 수 있다.

Description

일반 컬러 카메라와 열상 카메라의 영상 정합용 지그 {JIG FOR SYNTHESIZING IMAGE OF COLOR CAMERA AND THERMAL CAMERA}
본 발명은 영상 정합용 지그에 관한 것으로, 특히 일반 컬러 카메라 영상과 열상 카메라 영상의 물리적인 위치 관계에 따른 화각과 왜곡도를 보정하여 하나의 영상으로 정합할 수 있도록 하는 일반 컬러 카메라와 열상 카메라의 영상 정합용 지그에 관한 것이다.
일반적으로 카메라를 통하여 촬영되는 영상은 카메라의 CCD 센서 왜곡 등에 따라 보정이 필요한 경우가 많은데, 이러한 카메라 보정은 카메라 CCD 센서의 왜곡도나 초점거리, 카메라의 중심점과 같은 변수들을 찾아내어 이를 보정하는 방식으로 진행된다.
근래에는 두 개의 카메라를 이용하여 대상을 촬영한 후 촬영된 영상을 정합함으로써 입체적인 스테레오 영상을 제작하기도 한다. 이러한 스테레오 카메라의 보정은 우선 카메라 변수가 다른 두 개의 카메라를 개별적으로 보정한 후, 두 카메라 사이의 물리적인 위치관계를 계산하여, 두 카메라의 변수 및 물리적인 위치관계를 통해 두 카메라 사이의 시차를 만들고, 이를 통해 화면상의 물체까지의 거리를 계산하여 보정을 하게 된다.
이러한 카메라 보정을 위해서는 두 카메라 영상의 절대적인 위치 기준점이 필요한데, 통상적으로 카메라 영상의 절대적 위치 기준을 삼기 위해 체스보드를 이용하게 된다. 종래 카메라 보정에 사용되는 체스보드는 검은색과 흰색 칸이 엇갈려 배치된 통상의 체스판 형성으로 이루어지는데, 각각의 카메라로 이 체스보드 전체를 촬영한 후, 각각의 이미지에서 체스보드 코너를 추출하고 추출된 코너 정보를 이용하여 보정을 수행하게 된다.
한편, 근래에 들어 서로 다른 이종의 카메라, 예를 들면 일반 컬러 카메라와 열상 카메라로 각각 동일한 대상을 촬영한 후, 촬영된 영상을 정합하여 하나의 영상으로 제작하기도 한다. 이러한 이종 카메라를 통하여 촬영된 영상을 정합하는 경우에도 카메라 보정이 필요한데, 종래 일반적으로 이용되고 있는 체스보드를 이용하는 경우 일반 컬러 카메라를 통한 체스보드의 검은색 패턴 코너 추출은 가능하나, 열상 카메라를 통하여 촬영되는 체스보드 영상은 불명확하기 때문에 정확한 코너 추출이 어려워 컬러 카메라로 촬영한 영상과 열상 카메라로 촬영한 영상의 정확한 정합이 어려운 문제점이 있었다.
특허등록 제10-1035055호 (2011.05.09)
본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 일반 컬러 카메라와 열상 카메라 모두에서 정확한 영상 획득이 가능하여 영상 정합 기준이 되는 위치 추출이 이루어질 수 있도록 함으로써 영상 정합의 정확성을 높이고 정합 시간을 줄일 수 있도록 하는 일반 컬러 카메라와 열상 카메라의 영상 정합용 지그를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 일반 컬러 카메라와 열상 카메라의 영상 정합용 지그는 일반 컬러 카메라와 열상 카메라의 영상을 하나의 영상으로 정합하기 위한 기준 위치를 제공하는 영상 정합용 지그에 있어서, 가로와 세로 방향으로 일정 간격으로 사각형 또는 원형 구멍이 형성된 흰색 바탕판과; 상기 흰색 바탕판의 후면에 착탈 가능하게 결합되어, 흰색 바탕판에 형성된 구멍이 검은색으로 표현되도록 하는 검은색 이너판;을 포함하여 이루어진다.
여기에서, 상기 흰색 바탕판의 후면에는 상기 검은색 이너판이 슬라이드 방식으로 착탈 가능하게 끼워져 지지되는 이너판 결합홈이 형성된다.
한편, 상기 흰색 바탕판은 테두리가 고정틀의 전면부에 고정 설치되고, 상기 검은색 이너판은 흰색 바탕판이 전면에 고정된 고정틀의 후면에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.
이때, 상기 고정틀의 후면에는 일측 방향을 통하여 상기 검은색 이너판이 슬라이드 방식으로 착탈 가능하게 끼워져 지지되는 이너판 결합홈이 형성되고, 고정틀의 측면에는 손잡이가 부착되는 것이 바람직하다.
상기의 구성으로 이루어진 흰색 바탕판과 검은색 이너판은 실온 상태 및 냉각 상태에서 각각 보관된 후 결합되어, 상기 열상 카메라로 촬영되는 경우 흰색 바탕판과 검은색 이너판의 온도 차에 따라 검은색의 사각형 또는 원형 패턴이 추출될 수 있도록 한다.
본 발명에 따른 일반 컬러 카메라와 열상 카메라의 영상 정합용 지그는 흰색 바탕판과 검은색 이너판의 색상 및 온도 차이를 통하여 일반 컬러 카메라 및 열상 카메라 모두에서 정확한 영상 촬영이 가능하여 영상 정합 기준 위치를 정확히 추출할 수 있으며, 이에 따라 일반 컬러 카메라로 촬영된 영상과 열상 카메라로 촬영된 영상의 정확하고 신속한 정합이 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 영상 정합용 지그의 분해 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 영상 정합용 지그의 흰색 바탕판 정면도,
도 3은 본 발명에 따른 영상 정합용 지그의 검은색 이너판 정면도,
도 4는 본 발명에 따른 영상 정합용 지그의 결합 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 영상 정합용 지그의 결합 정면도,
도 6은 본 발명에 따른 영상 정합용 지그의 결합 측단면도,
도 7은 본 발명에 따른 영상 정합용 지그의 검은색 이너판이 결합되는 과정을 나타낸 평면도,
도 8은 본 발명에 따라 추출된 검은색 사각 패턴의 코너점을 순차 정렬하여 스테레오 보정을 수행하는 일례,
도 9는 본 발명에 따른 일반 컬러 카메라 및 열상 카메라로 촬영한 영상 정합용 지그 영상 일례,
도 10은 본 발명에 따른 영상 정합용 지그를 이용하여 보정된 일반 컬러 카메라 및 열상 카메라의 보정된 두 영상 일례,
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 정합용 지그의 분리 사시도,
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 정합용 지그의 결합 사시도를 나타낸 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 영상 정합용 지그의 분해 사시도이고, 도 2는 영상 정합용 지그의 흰색 바탕판 정면도이며, 도 3은 영상 정합용 지그의 검은색 이너판 정면도를 나타낸 것이다. 또한, 도 4는 본 발명에 따른 영상 정합용 지그의 결합 사시도이고, 도 5는 영상 정합용 지그의 결합 정면도이며, 도 6는 영상 정합용 지그의 결합 측단면도를 나타낸 것이다.
도 1 내지 도 6에 도시된 본 발명에 따른 영상 정합용 지그는 일반 컬러 카메라와 열상 카메라로 촬영된 영상을 하나의 영상으로 정합하는데 필요한 절대적인 기준 위치를 제공하기 위한 장치로서, 이 영상 정합용 지그는 가로와 세로 방향으로 일정 간격으로 사각형 구멍(11)이 형성된 흰색 바탕판(10)과, 상기 흰색 바탕판(10)을 지지하여 전면에 고정하는 고정틀(30)과, 상기 흰색 바탕판(10)이 전면에 고정된 고정틀(30)의 후면에 착탈 가능하게 결합되는 검은색 이너판(20)을 포함하여 이루어진다. 한편, 본 발명에서 명칭되는 흰색 및 검은색은 정확한 흰색 또는 검은색을 의미하는 것이 아니라, 상호 색상 차이가 대비될 수 있을 정도의 흰색 계통 및 검은색 계통의 색상을 의미한다.
본 발명의 실시예에서 상기 흰색 바탕판(10)은 스테인리스스틸(STS304) 및 백색 아세탈 소재로 이루어져 직사각형 형태로 제작된다. 상기 흰색 바탕판(10)에는 일정한 패턴의 구멍(11)이 형성되는데, 이 구멍 패턴은 가로 방향으로 6개의 정사각형 구멍(11) 및 세로 방향으로 5개의 정사각형 구멍(11)으로 이루어지며, 이러한 흰색 바탕판(10)에 형성된 구멍(11)은 타공 기법을 통하여 형성될 수 있다. 또한, 흰색 바탕판(10)의 테두리에는 고정틀(30)의 전면부에 나사 등의 고정구(31a)를 통하여 고정시키기 위한 체결홈(10a)이 형성된다.
상기 검은색 이너판(20)은 흰색 바탕판(10)의 후면에 착탈 가능하게 결합되어 흰색 바탕판(10)에 형성된 사각형 구멍(11)이 검은색으로 보이도록 하기 위해 전면이 검은 색상으로 이루어진 알루미늄(AL6061) 소재의 직사각형 형태로 제작된다. 상기 검은색 이너판(20)은 흰색 바탕판(10)에 형성된 사각형 구멍(11)을 모두 커버할 수 있는 크기로 이루어져야 하는데, 본 발명의 실시예에서 상기 검은색 이너판(20)은 고정틀(30)의 후면에 슬라이드 방식으로 착탈 가능하게 결합될 수 있는 크기로 제작된다.
상기 고정틀(30)은 전후가 개방된 액자 틀(Frame) 형상으로 이루어져, 전면에 흰색 바탕판(10)을 고정시켜 지지하고, 후면에 검은색 이너판(20)을 착탈 가능하게 결합하는 역할을 하게 된다. 본 발명의 실시예에서 상기 고정틀(30)은 알루미늄(AL6061) 재질로 이루어진 직사각형 프레임 구조로 형성되는데, 이 고정틀(30)의 프레임 전면부(31)는 흰색 바탕판(10)의 테두리가 나사 등의 고정구(31a)를 통하여 결합되는 바탕판 고정부의 역할을 하게 된다. 이러한 직사각형 프레임 형태의 고정틀(30) 후면에는 검은색 이너판(20)이 일측의 수직 방향에서 슬라이드 방식으로 착탈 가능하게 끼워져 지지되는 이너판 결합홈(32)이 형성된다. 즉, 상기 고정틀(30)에는 일측 테두리 후면을 통하여 검은색 이너판(20)이 외부로부터 끼워지도록 테두리 후면 일측이 개방되고 이 개방된 테두리 후면 일측으로부터 내측으로 가이드 홈이 형성된 이너판 결합홈(32)이 형성되어, 검은색 이너판(20)이 슬라이드 방식으로 착탈 가능하게 끼움 결합하게 된다. 한편, 상기 고정틀(30)의 양측 테두리 외측에는 알루미늄 등의 소재로 이루어진 손잡이(33)가 부착되는데, 이 손잡이(33)는 고정틀(30)의 운반시 이용된다.
도 7은 상기의 구성으로 이루어진 영상 정합용 지그의 검은색 이너판이 결합되는 과정을 나타내는 평면도로서, 평소 흰색 바탕판(10)은 고정틀(30)에 결합된 상태로 보관되고 검은색 이너판(20)은 별도로 분리되어 보관되다가 사용시 고정틀(30)의 이너판 결합홈(32)을 통하여 고정틀(30)에 결합되어 이용되게 된다.
본 발명에서 검은색 이너판(20)을 고정틀(30)에 분리 가능하도록 결합하는 것은, 검은색 이너판(20)을 고정틀(30)에서 분리시켜 별도 냉각 보관함으로써 흰색 바탕판(10)과의 온도를 다르게 하여 열상 카메라로 촬영시 검은색 이너판(20)과 흰색 바탕판(10)의 온도차에 따른 영상 인식이 가능하도록 하기 위한 것이다.
즉, 일반 컬러 카메라로 동일 온도 조건에서 검은색 이너판(20)을 고정틀(30)에 결합시켜 촬영하는 경우 색상 차에 의해 흰색 바탕판(10)과 검은색 이너판(20)의 구분이 가능하지만, 열상 카메라로 촬영하는 경우 동일 온도 조건에서는 이러한 구분이 어려워진다. 이에 따라 본 발명에서는 흰색 바탕판(10)을 실온에서 보관하고 검은색 이너판(20)은 냉장고 등을 이용하여 냉각 상태에서 보관하다가, 열상 카메라로 촬영시 냉장 보관된 검은색 이너판(20)을 전면에 흰색 바탕판(10)이 결합된 고정틀(30)의 이너판 결합홈(32)에 결합시킨 후 촬영함으로써, 흰색 바탕판(10)과 검은색 이너판(20)의 온도 차를 인식하여 흰색 바탕판(10)의 사각형 구멍(11)에 표현되는 이너판(20)의 검은색 사각 패턴을 추출할 수 있도록 하고 있다.
상기 일반 컬러 카메라 및 열상 카메라로 촬영되어 검은색 사각 패턴 모양이 추출되면 추출된 검은색 사각 패턴을 통하여 각각의 사각형 코너점을 찾을 수 있게 된다. 이렇게 사각형 코너점을 찾게 되면 일반적인 스테레오 보정 과정과 마찬가지로 사각형 코너점을 순차 정렬하여 스테레오 보정을 수행할 수 있게 되는데, 도 8은 이렇게 추출된 검은색 사각 패턴의 코너점을 순차 정렬하여 스테레오 보정을 수행하는 일례를 나타낸 것이다.
또한, 도 9는 일반 컬러 카메라 및 열상 카메라로 촬영한 영상 정합용 지그 영상 일례이며, 도 10은 영상 정합용 지그를 이용하여 보정된 일반 컬러 카메라 및 열상 카메라의 보정된 두 영상 일례를 나타낸 것으로, 두 영상의 검은색 사각 패턴을 추출하면 이를 통해 두 영상을 보정하여 위치를 일치시킴으로써 하나의 영상으로 정합할 수 있게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 영상 정합용 지그는 서로 다른 온도에서 보관되는 흰색 바탕판(10)과 검은색 이너판(20)을 통하여 일반 컬러 카메라 및 열상 카메라 모두에서 인식 가능한 영상을 획득할 수 있게 되며, 이를 통하여 일반 컬러 카메라 영상 및 열상 카메라 영상을 정합하여 하나의 영상을 생성할 수 있게 된다.
한편, 상술한 실시예에서는 흰색 바탕판(10) 및 검은색 이너판(20)이 고정틀(30)에 결합되는 것으로 설명하였지만, 이 고정틀(30)은 검은색 이너판(20)을 착탈 가능하게 결합하기 위한 것이므로 이 고정틀(30)의 기능을 흰색 바탕판(10)을 통하여 이루어질 수 있도록 할 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 정합용 지그의 분리 사시도이고, 도 12는 영상 정합용 지그의 결합 사시도를 나타낸 것이다.
도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에서는 별도의 고정틀 없이 흰색 바탕판(10)이 고정틀의 역할을 하게 된다. 즉, 흰색 바탕판(10)은 전면에는 가로 및 세로 방향으로 소정의 간격으로 타공된 사각형 구멍(11)이 형성되고, 측면에는 손잡이(33)가 설치되며, 후면에는 검은색 이너판(20)이 슬라이드 방식으로 착탈 가능하게 결합되는 이너판 결합홈(32)이 형성된다.
이와 같이 흰색 바탕판(10)과 검은색 이너판(20)으로 이루어진 영상 정합용 지그는 흰색 바탕판(10)과 검은색 이너판(20)이 분리되어 서로 다른 온도에서 보관되고, 사용시 이를 결합하여 일반 컬러 카메라 및 열상 카메라로 촬영하여 검은색 패턴을 파악할 수 있도록 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 영상 정합용 지그는 사각형 구멍(11)이 가로 세로 방향으로 일정 간격으로 형성된 흰색 바탕판(10)의 후면에 검은색 이너판(20)을 착탈 가능하게 결합할 수 있도록 구성되어, 흰색 바탕판(10)과 검은색 이너판(20)의 색상 차이 및 온도 차이를 통하여 각각 검은색 사각 패턴을 추출하여 스테레오 보정을 수행함으로써 정확하고 신속한 영상 정합이 이루어질 수 있도록 제공된다.
한편, 상술한 실시예에서는 영상 정합용 지그의 흰색 바탕판(10)에 형성된 구멍이 사각형인 것으로 설명하였지만, 이는 패턴 파악이 이루어질 수 있는 다른 형태, 예를 들면 원형으로 이루어질 수 있다. 즉, 흰색 바탕판(10)에 형성된 구멍이 원형 패턴인 경우에도 종래 스테레오 보정 방식을 이용하여 검은색 원형 패턴을 추출할 수 있기 때문에 추출된 검은색 원형의 중심점을 파악하고, 파악된 중심점을 순차 정렬하여 스테레오 보정을 수행할 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 영상 정합용 지그는 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구 범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
10 : 바탕판 10a : 체결홈
11 : 사각형 구멍 20 : 이너판
30 : 고정틀 31 : 고정틀 전면부
31a : 고정구 32 : 이너판 결합홈
33 : 손잡이

Claims (6)

  1. 일반 컬러 카메라와 열상 카메라의 영상을 하나의 영상으로 정합하기 위한 기준 위치를 제공하는 영상 정합용 지그에 있어서,
    가로와 세로 방향으로 일정 간격으로 사각형 또는 원형 구멍이 형성된 흰색 바탕판(10)과;
    상기 흰색 바탕판(10)의 후면에 착탈 가능하게 결합되어, 흰색 바탕판(10)에 형성된 구멍이 검은색으로 표현되도록 하는 검은색 이너판(20);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 영상 정합용 지그.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 흰색 바탕판(10)의 후면에는 상기 검은색 이너판(20)이 슬라이드 방식으로 착탈 가능하게 끼워져 지지되는 이너판 결합홈(32)이 형성된 것을 특징으로 하는 영상 정합용 지그.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 흰색 바탕판(10)은 테두리가 고정틀(30)의 전면부(31)에 고정 설치되고,
    상기 검은색 이너판(20)은 상기 흰색 바탕판(10)이 전면에 고정된 고정틀(30)의 후면에 착탈 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 영상 정합용 지그.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 고정틀(30)의 후면에는 일측 방향을 통하여 상기 검은색 이너판(20)이 슬라이드 방식으로 착탈 가능하게 끼워져 지지되는 이너판 결합홈(32)이 형성된 것을 특징으로 하는 영상 정합용 지그.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 고정틀(30)의 측면에는 손잡이(33)가 부착된 것을 특징으로 하는 영상 정합용 지그.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흰색 바탕판(10)과 검은색 이너판(20)은 실온 상태 및 냉각 상태에서 각각 보관된 후 결합되어, 상기 열상 카메라로 촬영되는 경우 흰색 바탕판(10)과 검은색 이너판(20)의 온도 차에 따라 검은색의 사각형 또는 원형 패턴이 추출될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 영상 정합용 지그.
KR1020140049202A 2014-04-24 2014-04-24 일반 컬러 카메라와 열상 카메라의 영상 정합용 지그 KR101426314B1 (ko)

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