KR101529780B1

KR101529780B1 - 회전익 비행체를 이용한 3d 영상 촬영 방법 및 그 시스템

Info

Publication number: KR101529780B1
Application number: KR1020130108493A
Authority: KR
Inventors: 김준규
Original assignee: 김준규
Priority date: 2013-09-10
Filing date: 2013-09-10
Publication date: 2015-06-17
Also published as: KR20150029373A

Abstract

회전익 비행체에 탑재하는 카메라 각도 조절 또는 고정체로 하여금 촬영코저 하는 지점에서의 각도와 회전익 비행체의 위치이동을 처리하는 촬영계산부와 카메라의 고정과 각도조절을 촬영계산부에서 처리하는 신호로 카메라의 조절을 담당하는 짐벌부, 촬영된 영상을 동일 시간대에 획득되었는 표기를 하여 저장관리하는 저장관리부로 구성한다. 각 구성요소로 촬영코저 하는 일정영역의 중심지점을 기준으로 공중공간에서의 2각도 촬영지점을 자동계산하고, 촬영한 영상을 동일시간대에 촬영한 영상으로 저장관리하는 것과 된 것과 자동 계산한 2각도 촬영지점에서 장착된 카메라의 촬영각도를 유지시키는 짐벌부 및 촬영 상공에 촬영을 위한 안정된 고정자세를 유지할 수 있는 회전익 비행체를 조정하고, 실시간 신호를 수신하여 저장관리하는 것이다.
이를 통해, 고가의 장치를 이용해 3차원 영상을 획득하는 방법과 시스템에서 저가로 3차원 영상을 획득할 수 있어, 영화와 같은 컨텐츠 사업과 항공촬영을 이용한 지형 이미지 분야에 적용할 수 있다. 특히, 이동성이 용이한 회전익 비행체를 이용함에 있어 조립과 이동성이 보장되어 효용성이 증대되어 보다 촬영의 용이성이 두드러져 실감있는 영상을 즉시에 소비자들에게 제공할 수 있다.

Description

회전익 비행체를 이용한 3D 영상 촬영 방법 및 그 시스템{A 3D images building method and system using Rotor aircraft.}

본 발명은 회전익 비행체의 촬영지점 및 카메라 각도를 분할하여 2개 이상의 동일 지점의 영상을 획득하여 이를 합성함으로 3차원 영상을 구축하는 방법과 그 시스템에 관한 것으로 공중공간을 포함한 다양한 위치에서 3차원 영상을 획득하기 위한 동일지점에서의 2각도 이상의 영상을 회전익 비행체에 이동되는 경로상에 카메라 짐벌에 각도 조절과 회전익 비행체의 위치이동을 자동으로 처리하는 프로그램을 탑재하고 있으며, 영상을 실시간으로 저장하는 저장처리단을 구성요소로 한다.

현재는 고가의 2각도 앵글을 가지는 카메라로 무게의 부담감을 가지고 동시에 동일한 지점을 촬영할 때 2각도를 촬영한다. 이로 인해, 상당한 시간적 노력과 인력의 숙련도에 따른 품질에 큰 영향을 미치고 있는 실정이다. 또한, 현재까지의 3차원 영상 획득하는 방법은 2차원 영상에 대한 각종 호환되는 방법으로 처리하는 기술로만 대체하고 있어 실제적인 3차원 영상을 획득하는 방법은 고가의 2각도 카메라를 장착한 시스템으로만 획득하는 것으로만 한정되어 있다.

본 발명은 저가의 카메라를 1대 이상의 회전익 비행체에 카메라를 탑재하여 촬영하는 각도의 자동 처리와 촬영된 영상으로 고해상의 3차원 영상을 획득하기 위한 장치와 방법이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 회전익 비행체에 탑재하는 카메라 각도 조절 또는 고정체로 하여금 촬영코저 하는 지점에서의 각도와 회전익 비행체의 위치이동을 처리하는 촬영계산부와 카메라의 고정과 각도조절을 촬영계산부에서 처리하는 신호로 카메라의 조절을 담당하는 짐벌부, 촬영된 영상을 동일 시간대에 획득되었는 표기를 하여 저장관리하는 저장관리부로 구성한다.

또한, 상기 짐벌부 및 촬영계산부를 촬영지점에 위치시키는 회전익 비행체로 회전익 비행체 하나로 동일지점에 2각도로 자동 촬영하는 것과 다수의 회전익 비행체로 하여금 동일한 지점에서 다수 각도로 동시 영상 촬영을 하는 촬영계산부의 추가된 기능을 부여한다.

본 발명은 촬영코저 하는 일정영역의 중심지점을 기준으로 공중공간에서의 2각도 촬영지점을 자동계산하고, 촬영한 영상을 동일시간대에 촬영한 영상으로 저장관리하는 것과 된 것과 자동 계산한 2각도 촬영지점에서 장착된 카메라의 촬영각도를 유지시키는 짐벌부 및 촬영 상공에 촬영을 위한 안정된 고정자세를 유지할 수 있는 회전익 비행체를 조정하고, 실시간 신호를 수신하여 저장관리하는 저장관리부를 구성한다. 또한, 다수의 회전익 비행체로 동시간대 3차원 영상을 획득하기 위한 인접한 다수의 회전익 비행체에 상호 근접한 각도로 유지하고 짐벌부의 카메라 각도를 일정하게 유지하면서 촬영된 영상을 저장하거나 저장관리부로 송신하고 수신된 영상을 관리하는 저장관리부로 구성한다.

고가의 장치를 이용해 3차원 영상을 획득하는 방법과 시스템에서 저가로 3차원 영상을 획득할 수 있어, 영화와 같은 컨텐츠 사업과 항공촬영을 이용한 지형 이미지 분야에 적용할 수 있다. 특히, 이동성이 용이한 회전익 비행체를 이용함에 있어 조립과 이동성이 보장되어 효용성이 증대되어 보다 촬영의 용이성이 두드러져 실감있는 영상을 즉시에 소비자들에게 제공할 수 있다.

다수의 회전익 비행체의 비행 및 촬영 영상의 동시성을 보장할 수 있어, 입체 영상을 제공하는 저가의 장치를 제공한다.

도 1은 회전익 비행체의 2각도 이상의 촬영지점 선정 운영도
도 2는 회전익 비행체에 포함되어 있는 짐벌부의 사시도
도 3은 3차원 영상을 촬영하는 과정도
도 4는 3D 영상 촬영 시스템 구성도
도 5는 다수 회전익 비행체를 이용한 동시 3D 영상 촬영도

일정영역에 대해 2개 이상의 각도로 자동 촬영하여 3D 영상을 획득하는 회전익 비행체를 이용한 3D 영상 촬영 방법 및 시스템에 있어서;

도 3에서와 같은 가정을 설명하면, 회전익 비행체를 촬영지점의 중앙부에 위치하고 촬영지점과 일정각도로 설정된 2개 지점 이상으로 분할하는 분할계산단계(100)로 1개 이상의 짐벌부를 장착한 회전익 비행체가 일정영역을 제어통제관리부(50);에 설정하고 이에 맞는 일정 앵글과 피사체의 종류에 따라 적정 고도 및 촬영지점을 2각도가 나오도록 고도에 맞는 촬영지점을 분할하여 각각의 노드로 계산하고, 회전익 비행체의 촬영계산부(30);에서 분할계산된 2개 지점으로 회전익비행체를 이동한 회전익 비행체에 장착된 짐벌부의 카메라를 일정각도로 조정하는 짐벌각도조정단계(200);를 수행한다. 촬영계산부(30);는 상기 제어통제관리부(50)의 분할 일정 지점은 피사체를 중앙에 둔 동일한 촬영영역에서의 일정 각도를 짐벌부의 조절모터1, 조절모터 2를 조절하여 카메라 장착대(21)를 조정하여 장착대(20)에 체결되어 있는 카메라로 영상을 촬영토록 한다. 또한, 짐벌부에서는 회전익 비행체가 어떠한 흔들림이 있어도 카메라의 수평과 해당 조절된 각도를 유지하기 위한 수평유지 및 신호처리단(22)로 하여금 촬영해야 할 카메라의 각도(피치 및 롤)를 유지시켜 준다.

도 2의 짐벌부의 구성요소를 보면, 거리인식전파발신송신부1(25)는 촬영코저 하는 피사체에 일정신호 세기를 가지는 빔 또는 전파를 발산하여 거리 및 피사체의 위치정보를 획득하고, 이를 짐벌부(20)에 장착된 카메라의 각도(피치 및 롤)와 회전익 비행체의 방향을 계산하는 촬영계산부(30)를 회전익비행체는 구성되어 있고, 하나 이상의 회전익 비행체를 동시에 비행시켜 동일한 영역의 영상을 각도 있는 영상들로 촬영하기 위해서 중심이 되는 회전익 비행체와 더불어 인접한 비행체는 거리인식전파발신송신부2(25-1)에서의 발신 및 수신 정도로 거리를 상호 인식하여 영상 촬영시 해당 간격을 지속 유지토록 하며 촬영되는 시점의 정보를 저장관리부(40)에 영상과 함께 저장하여 영상의 동시성을 만족하게 한다.

실시간 전송이 되는 영상 전송은 저장관리부(40)에서 외부에 회전익 비행체(10) 및 각종 제어 통제를 하는 제어통제관리부(50)로 영상과 정보를 전송하여 실시간에 촬영된 영상을 확인하고 관리토록 하는 영상전송단계(300);와 전송된 정보와 영상으로 영상을 합성하여 관리하는 영상합성단계(400);를 구성한다.

또한, 상기의 회전익 비행체를 다수개로 영상을 촬영할 시에는 다수의 회전익비행체를 2개 지점 이상으로 분할하여 동일한 시간에 동일한 영역내 영상을 촬영토록 다수 회전익 비행체의 동시 분할지점을 계산하는 다수비행체 분할계산단계(101);를 적용하여 제어통제관리부(50)에서 각각의 회전익 비행체에 촬영지점을 각도에 맞도록 분할하여 각각의 회전익 비행체의 촬영계산부(30)로 전송하여 개별 영상 촬영을 실시하게 할 수 있게 한다.

기준되는 회전익 비행체에 대해 각종 정보를 제어통제부(50)에서 관리하고 이외의 인접한 회전익 비행체는 상호 거리인식전파발신송신부2(25-1)를 사용하여 다수 회전익 비행체의 동시 분할 지점을 계산하는 근접계산단계(102)로 각각의 회전익 비행체의 촬영지점을 설정한 일정 거리와 고도를 유지하며 계산된 카메라의 각도로 영상을 각각의 회전익 비행체가 촬영한다.

3D 촬영하는 방법을 도면 1의 회전익 비행체의 2각도 이상의 촬영지점 선정 운영도에서 최초 회전익 비행체(A)가 피사체 촬영지점(C)을 촬여하기 위해 일정각도(B1)로 짐벌부에 장착된 카메라를 각도 조절하여 촬영한 영상(A1)과 중앙부를 기준으로 우측부로 이동한 회전익비행체(A')의 위치에서 일정각도(B2)로 카메라 각도를 유지하고 촬영한 영상(A2)를 저장관리하고 이를 동시성의 정보로 저장고나리하고 영상합성을 위한 정보로 동시성의 정보를 참고하여 합성함으로써, 3D 영상을 한 프레임 만들 수 있다.

도 5는 2대 이상의 회전익 비행체가 동시에 동일한 피사체를 촬영하는 운영도를 나타내는 것으로 기준점의 회전익비행체(10)에서 거리인식전파발신송신부2(25-1)를 가지는 기타의 회전익 비행체(10', 10'')에 기준점의 회전익 비행체(10)와 설정한 거리(D)와 고도를 인접하게 유지할 수 있는 분할계산을 통해 근접 비행하면서 동일한 영역의 피사체를 일정 각도를 유지하면서 동시에 영상을 획득하는 것이다.

10 : 회전익 비행체
20 : 짐벌부
21 : 카메라 장착대
22 : 수평유지 및 신호처리단
23 : 조절모터 1
24 : 조절모터 2
25 : 거리인식전파발신송신부1
25-1 : 거리인식전파발신송신부2
26 : 카메라
30 : 촬영계산부
40 : 저장관리부
50 : 제어통제관리부

Claims

일정영역에 대해 2개 이상의 각도로 자동 촬영하여 3D 영상을 획득하는 회전익 비행체를 이용한 3D 영상 촬영 시스템에 있어서;
일정영역에 대해 촬영지점으로 자동 비행하여 촬영지점 상공에 정지비행과 경로 이동을 하는 회전익비행체(10); 및 상기 회전익 비행체(10) 중앙부에 장착되어 촬영계산부(30)에서 전송하는 일정 신호로 카메라의 촬영각도를 조정하는 짐벌부(20);와 상기 회전익 비행체의 촬영지점을 2각도 이상으로 분할 계산하고, 분할된 상기 촬영지점으로 회전익 비행체의 비행을 통제하며 촬영지점에서 각도를 조정하는 일정신호를 발생하여 짐벌부를 통제하며 회전익 비행체가 인접한 거리를 상호 측정할 수 있는 거리인식전파발신송신부2(25-1)으로 중심부의 회전익비행체 기준으로 일정거리와 방향으로 비행유지시키는 촬영계산부(30); 및 촬영된 영상을 촬영일시와 지점의 표시를 하여 저장관리하는 저장관리부(40); 및 상기 회전익비행체(10)의 비행 및 짐벌부(20)의 각도조절 정도를 조정 통제하고, 저장관리부에서 송신하는 영상을 수신하는 제어통제관리부(50);를 포함하는 회전익 비행체를 이용한 3D 영상 촬영 시스템
청구항 1에 있어서;
상기 촬영계산부(30)는 거리인식전파발신송신부1(25)로 촬영코저 하는 피사체에 일정신호 세기를 가지는 빔 또는 전파를 발산하여 피사체와의 거리 및 피사체의 위치정보를 획득하고, 이를 이용하여 짐벌부(20)에 장착된 카메라의 각도(피치 및 롤)와 회전익 비행체의 방향을 계산하는 것을 특징으로 하는 회전익 비행체를 이용한 3D 영상 촬영 시스템
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서;
상기 짐벌부(20)는 수평유지 및 신호처리단(22)으로 설정해둔 피사체의 거리 및 움직임에 따라 카메라의 각도(피치 및 롤)를 조절하는 것을 특징으로 하는 회전익 비행체를 이용한 3D 영상 촬영 시스템
청구항 1에 있어서;
다수의 회전익 비행체로 촬영코저하는 일정영역을 인접한 회전익 비행체 상호 일정거리를 유지하면서 짐벌부의 각도를 조정하여 동시에 촬영하여 저장관리부에 저장하는 것을 특징으로 하는 회전익 비행체를 이용한 3D 영상 촬영 시스템
삭제
일정영역에 대해 2개 이상의 각도로 자동 촬영하여 3D 영상을 획득하는 회전익 비행체를 이용한 3D 영상 촬영 방법에 있어서;
회전익 비행체를 촬영지점의 중앙부에 위치시키고 촬영지점과 일정각도로 설정된 2개 지점 이상으로 분할하는 분할계산단계(100); 및 다수의 회전익비행체 상호간 거리 조정으로 정해진 기준 회전익비행체를 거리인식전파발신송신부2(25-1)로 인식하여 다수 회전익 비행체의 동시 분할지점을 계산하는 근접계산단계(102);상기 분할계산된 2개 지점으로 회전익비행체를 이동하여 짐벌부의 카메라를 일정각도로 조정하는 짐벌각도조정단계(200);와 상기 짐벌부에 있는 카메라를 이용해 촬영하고 촬영된 시점을 함께 저장관리부로 전송하는 영상전송단계(300); 및 저장관리된 영상을 합성하는 영상합성단계(400); 및 다수의 회전익비행체 상호간 거리 조정으로 정해진 기준 회전익비행체를 거리인식전파발신송신부2(25-1)로 인식하여 다수 회전익 비행체의 동시 분할지점을 계산하는 근접계산단계(102);를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전익 비행체를 이용한 3D 영상 촬영 방법
청구항 6에 있어서;
다수의 회전익비행체를 운영시 2개 지점 이상으로 분할하여 동일한 시간에 동일한 영역내 영상을 촬영토록 다수 회전익 비행체의 동시 분할지점을 계산하는 다수비행체 분할계산단계(101);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전익 비행체를 이용한 3D 영상 촬영 방법
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