KR101604472B1 - 다수의 모듈들을 이용한 타겟 영상 실시간 출력 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 타겟에 대한 영상을 분할한 후 복수개의 블루투스 모듈들을 이용하여 분할된 각 영상을 동시에 전송하여 타겟으로부터 일정 거리 떨어진 지점에서 타겟에 대한 영상이 실시간으로 출력되도록 제어하는 타겟 영상 실시간 출력 제어 방법을 제안한다. 본 발명에 따른 방법은 타겟에 대한 영상을 미리 정해진 개수로 분할하며, 분할된 각 영상과 분할된 각 영상의 순서 정보를 포함하여 타겟 정보들을 생성하는 단계; 서로 다른 채널들을 이용하여 타겟 정보들을 동시에 전송하는 단계; 타겟 정보들을 전송하는 타겟 정보 송신부로부터 미리 정해진 거리 떨어진 위치에서 타겟 정보들을 수신하는 단계; 순서 정보를 기초로 타겟 정보들에 포함된 분할 영상들을 결합하여 타겟에 대한 영상을 생성하는 단계; 타겟에 대한 영상을 실시간으로 출력하는 단계; 및 실시간으로 출력된 타겟에 대한 영상을 출력 일시에 대한 정보와 함께 저장하는 단계를 포함한다.

Description

다수의 모듈들을 이용한 타겟 영상 실시간 출력 제어 방법 {Method for controlling output target image in real time using multiple modules}
본 발명은 타겟에 대한 영상이 실시간으로 출력되도록 제어하는 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 타겟으로부터 일정 거리 떨어져 있는 지점에서 타겟에 대한 영상이 실시간으로 출력되도록 제어하는 방법에 관한 것이다.
영상 정보는 많은 데이터 양을 요구한다. 그러므로 고속 대용량 통신이 요구된다. 요즘 무기 분야에서 무선으로 영상 정보를 실시간으로 전달해야 하는 요구 사항이 점점 커지고 있다. 예를 들어 드론을 이용하여 적군 부대의 규모와 움직임을 실시간으로 보고 싶다거나, 드론에서 보내오는 정보를 이용하여 공격을 하기 위해서도 실시간으로 영상 정보가 필요하다.
무선 통신은 여러 가지가 있는데 저전력이면서 소형 경량화된 H/W 특성을 갖는 무선 통신으로는 아직까지는 블루투스가 가장 최적이라고 할 수 있다. 하지만 전송 속도가 느려서 대용량의 영상 정보를 실시간으로 보내는 것은 무리가 있다.
한국공개특허 제2015-0045341호는 블루투스 통신 기반의 영상 전송 장치에 대하여 제안하고 있다. 그러나 이 장치는 영상 전송에 단순히 블루투스 통신을 이용하는 것이기 때문에 상기한 문제점을 해결할 수 없다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 타겟에 대한 영상을 분할한 후 복수개의 블루투스 모듈들을 이용하여 분할된 각 영상을 동시에 전송하여 타겟으로부터 일정 거리 떨어진 지점에서 타겟에 대한 영상이 실시간으로 출력되도록 제어하는 타겟 영상 실시간 출력 제어 방법을 제안하는 것을 목적으로 한다.
그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 사항으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위해 안출된 것으로서, 타겟에 대한 영상을 미리 정해진 개수로 분할하며, 분할된 각 영상과 상기 분할된 각 영상의 순서 정보를 포함하여 타겟 정보들을 생성하는 타겟 정보 생성부; 서로 다른 채널들을 이용하여 상기 타겟 정보들을 동시에 전송하는 타겟 정보 송신부; 상기 타겟 정보 송신부로부터 미리 정해진 거리 떨어진 위치에서 상기 타겟 정보들을 수신하는 타겟 정보 수신부; 상기 순서 정보를 기초로 상기 타겟 정보들에 포함된 상기 분할된 각 영상을 결합하여 상기 타겟에 대한 영상을 생성하는 타겟 영상 생성부; 및 상기 타겟에 대한 영상을 실시간으로 출력하는 타겟 영상 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 타겟 영상 실시간 출력 제어 시스템을 제안한다.
바람직하게는, 상기 타겟 정보 송신부는 블루투스를 이용하여 상기 타겟 정보들을 전송하며, 상기 타겟 정보 수신부는 상기 타겟 정보 송신부에 구비된 송신기들과 동일한 개수의 수신기들을 구비한다.
바람직하게는, 상기 타겟 정보 송신부는 상기 타겟 정보들과 동일한 개수의 상기 송신기들을 구비하거나, 상기 타겟 정보들보다 적은 개수의 상기 송신기들을 구비한다.
바람직하게는, 상기 타겟 정보 생성부는 상기 타겟 정보 송신부에 구비된 송신기들의 전송 속도를 더하여 얻은 값과 동일한 속도로 상기 타겟에 대한 영상을 분할하거나, 상기 송신기들의 전송 속도를 더하여 얻은 값보다 빠른 속도로 상기 타겟에 대한 영상을 분할한다.
바람직하게는, 상기 타겟 정보 생성부는 분할된 순서에 따라 상기 분할된 각 영상에 상기 순서 정보를 삽입하여 상기 타겟 정보들을 생성한다.
바람직하게는, 상기 타겟 정보 생성부는 상기 타겟에 대한 영상의 크기 정보와 상기 타겟 정보 송신부에 구비된 송신기들의 전송 속도를 기초로 분할될 영상의 개수를 결정한다.
바람직하게는, 상기 타겟 정보 생성부는 상기 타겟 정보들을 전송할 때 이용될 패킷의 페이로드 크기를 기초로 분할될 각 영상의 크기를 결정한다.
바람직하게는, 상기 타겟 영상 실시간 출력 제어 시스템은 상기 타겟에 대한 영상으로부터 분할된 영상의 개수에 따라 상기 타겟 정보 송신부에 구비된 송신기들 중에서 작동시킬 송신기들의 개수를 결정하는 송신기 제어부를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 타겟 영상 생성부는 상기 분할된 각 영상 중에서 미리 정해진 시간 이내에 수신되지 않은 영상이 있는지 여부를 판단하고, 상기 미리 정해진 시간 이내에 수신되지 않은 영상이 있는 것으로 판단되면 상기 순서 정보를 기초로 이전에 수신된 영상들 중에서 해당 영상을 검출하거나 인접하는 영상을 상기 해당 영상으로 검출하며, 상기 미리 정해진 시간 이내에 수신된 영상들과 상기 해당 영상을 결합하여 상기 타겟에 대한 영상을 생성한다.
또한 본 발명은 타겟에 대한 영상을 미리 정해진 개수로 분할하며, 분할된 각 영상과 상기 분할된 각 영상의 순서 정보를 포함하여 타겟 정보들을 생성하는 단계; 서로 다른 채널들을 이용하여 상기 타겟 정보들을 동시에 전송하는 단계; 상기 타겟 정보들을 전송하는 타겟 정보 송신부로부터 미리 정해진 거리 떨어진 위치에서 상기 타겟 정보들을 수신하는 단계; 상기 순서 정보를 기초로 상기 타겟 정보들에 포함된 상기 분할된 각 영상을 결합하여 상기 타겟에 대한 영상을 생성하는 단계; 상기 타겟에 대한 영상을 실시간으로 출력하는 단계; 및 실시간으로 출력된 상기 타겟에 대한 영상을 출력 일시에 대한 정보와 함께 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 타겟 영상 실시간 출력 제어 방법을 제안한다.
바람직하게는, 상기 전송하는 단계는 블루투스를 이용하여 상기 타겟 정보들을 전송하며, 상기 수신하는 단계는 상기 타겟 정보 송신부에 구비된 송신기들과 동일한 개수의 수신기들을 이용하여 상기 타겟 정보들을 수신한다.
바람직하게는, 상기 전송하는 단계는 상기 타겟 정보들과 동일한 개수의 상기 송신기들을 구비하는 상기 타겟 정보 송신부를 이용하거나, 상기 타겟 정보들보다 적은 개수의 상기 송신기들을 구비하는 상기 타겟 정보 송신부를 이용한다.
바람직하게는, 상기 타겟 정보들을 생성하는 단계는 상기 타겟 정보 송신부에 구비된 송신기들의 전송 속도를 더하여 얻은 값과 동일한 속도로 상기 타겟에 대한 영상을 분할하거나, 상기 송신기들의 전송 속도를 더하여 얻은 값보다 빠른 속도로 상기 타겟에 대한 영상을 분할한다.
바람직하게는, 상기 타겟 정보들을 생성하는 단계는 분할된 순서에 따라 상기 분할된 각 영상에 상기 순서 정보를 삽입하여 상기 타겟 정보들을 생성한다.
바람직하게는, 상기 타겟 정보들을 생성하는 단계는 상기 타겟에 대한 영상의 크기 정보와 상기 타겟 정보 송신부에 구비된 송신기들의 전송 속도를 기초로 분할될 영상의 개수를 결정한다.
바람직하게는, 상기 타겟 정보들을 생성하는 단계는 상기 타겟 정보들을 전송할 때 이용될 패킷의 페이로드 크기를 기초로 분할될 각 영상의 크기를 결정한다.
바람직하게는, 상기 타겟 정보들을 생성하는 단계와 상기 전송하는 단계 사이에, 상기 타겟에 대한 영상으로부터 분할된 영상의 개수에 따라 상기 타겟 정보 송신부에 구비된 송신기들 중에서 작동시킬 송신기들의 개수를 결정하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 영상을 생성하는 단계는 상기 분할된 각 영상 중에서 미리 정해진 시간 이내에 수신되지 않은 영상이 있는지 여부를 판단하고, 상기 미리 정해진 시간 이내에 수신되지 않은 영상이 있는 것으로 판단되면 상기 순서 정보를 기초로 이전에 수신된 영상들 중에서 해당 영상을 검출하거나 인접하는 영상을 상기 해당 영상으로 검출하며, 상기 미리 정해진 시간 이내에 수신된 영상들과 상기 해당 영상을 결합하여 상기 타겟에 대한 영상을 생성한다.
또한 본 발명은 상기한 방법이 기록된 기록매체를 제안한다.
본 발명은 상기한 목적 달성을 위한 구성을 통하여 다음 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 복수개의 블루투스 모듈들을 이용하여 타겟에 대한 영상을 전송함으로써 영상의 크기에 관계없이 타겟으로부터 일정 거리 떨어진 지점까지 타겟에 대한 영상을 실시간으로 전달하는 것이 가능해진다.
둘째, 블루투스 통신을 이용할 때 타겟에 대한 영상을 분할하여 전송함으로써 타겟으로부터 일정 거리 떨어진 지점에서 타겟에 대한 영상을 실시간으로 출력하는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명에 적용될 블루투스 환경에 대한 참고도이다.
도 2는 본 발명에 적용될 블루투스 망 구성에 대한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 다채널 블루투스 통신을 통한 실시간 영상 정보 전달 시스템의 개념도이다.
도 4는 도 3의 시스템에서 영상 송신단에 구비되는 제1 FPGA의 내부 구성을 도시한 제1 실시 예시도이다.
도 5는 도 3의 시스템에서 영상 송신단에 구비되는 제1 FPGA의 내부 구성을 도시한 제2 실시 예시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 블루투스 통신 구성을 설명하기 위한 참고도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 타겟 영상 실시간 출력 제어 시스템의 개념도이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 타겟 영상 실시간 출력 제어 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
본 발명은 블루투스 통신을 통하여 영상 정보를 실시간으로 전달하기 위하여 다채널 방식을 이용하여 영상 정보를 전달하는 방법에 대하여 제안한다. 이하 도면을 참조하여 다채널 블루투스 통신을 통한 실시간 영상 정보 전달 방법에 대하여 설명한다.
먼저 본 발명에 적용될 블루투스에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명에 적용될 블루투스 환경에 대한 참고도이다.
블루투스 하드웨어 구성은 크게 베이스밴드(Baseband) 부분과 RF(Radio Frequency) 부분으로 구분된다.
RF 부분은 고주파 신호와 디지털 신호를 변환시켜 준다. RF 부분은 고주파 신호를 받아서 디지털 신호로 변환하여 처리가 가능하게 하거나 디지털 신호를 고주파 신호로 바꾸어 전송한다.
베이스밴드 부분은 물리 계층(Physical Layer)의 프로토콜을 처리한다.
본 발명에 적용될 무선 환경은 세계적으로 이용 가능한 전역 주파수 대역인 2.45GHz band를 이용하고 721kbps 데이터 전송 속도와 3개 음성 채널을 지원한다.
본 발명에 따른 블루투스 환경은 물리 계층을 규정하는 RF(105), 호핑 패턴 등을 규정하는 베이스밴드(Baseband; 110), 패킷의 구성 등을 규정하는 링크 매니저(Link Manager; 115), L2CAP(120)와 그 위의 호스트 시스템(Host System) 간의 인터페이스를 규정하는 HID(125)와 RFCOMM(130) 등으로 나누어진다. 베이스밴드(110)의 상위에서는 프레임을 구성하거나, 오류 제어, 암호화(Encryption), 인증(Authentication) 등을 정의하고 있다.
음성(Audio) CODEC(135)은 64kbps의 CSVD 및 logPCM을 채용하고 있다. 또한 TCP/IP(140)의 프로토콜 스택 등은 L2CAP(120)의 상위에 실장된다. 또한 호스트와의 인터페이스로서는 USB, EIA-232 등이 탑재된다.
한편 TCP/IP(140), HID(125), RFCOMM(130), Data(145), Control(150) 등은 최상위에 위치하는 Applications(155)과 더불어 어플리케이션 프레임워크(Application Framework)를 지원한다.
도 2는 본 발명에 적용될 블루투스 망 구성에 대한 개념도이다.
블루투스 시스템은 점-대-점(Point-to-Point), 점-대-다점(Point-to-Multipoint) 연결을 지원한다. 1개의 마스터 유니트(Master Unit; 220)와 최대 7개의 슬레이브 유니트(Slave Unit; 230)들로 구성되어 있는 피코넷(Piconet; 210)은 애드혹(ad-hoc) 형태로 연결된다.
즉 피코넷(210)은 정보를 교환하기 위해 같은 채널을 공유하고 있는 장치들의 집합이다. 하나의 채널을 공유하는 2개 또는 그 이상의 블루투스 장치는 하나의 피코넷(210)을 형성한다. 채널 상의 트래픽을 제어하기 위하여 통신에 참여하는 장치 중의 하나가 피코넷(210)의 마스터가 되고 나머지 다른 장치들은 슬레이브가 된다. 어떠한 장치도 마스터가 될 수 있지만, 피코넷(210)을 설정한 장치가 이 역할을 맡는 것으로 간주하고 슬레이브 장치가 마스터 역할을 넘겨 받기를 원하면 역할을 교환할 수 있다. 이렇게 자동적으로 장치들 간의 마스터 슬레이브 역할 교환 설정을 하는 것을 애드혹 연결이라 할 수 있다.
모든 장치는 자신의 Free Running 클럭을 가지고 있는데, 피코넷(210)에 있는 모든 장치는 호핑 채널을 따르기 위하여 마스터 장치(220)의 주소와 클럭을 사용한다. 연결이 설정되면 슬레이브 클럭과 마스터 클럭의 동기를 맞추기 위하여 클럭 옵셋이 더해진다. 자기 자신의 클럭을 조정하지 않고, 다만 연결 동안에는 옵셋만이 유효하다.
마스터 장치(220)는 채널 상에서의 모든 트래픽을 제어한다. 마스터 장치(220)는 슬롯을 보유하여 SCO 링크에 대한 용량을 할당한다. ACL 링크에 대해서는 폴링 방식을 사용한다. 먼저 master-to-slave 슬롯에서 MAC 주소에 의해 지정되었을 때에만 슬레이브 장치(230)는 slave-to master 슬롯에 전송을 할 수 있다. Master-to-slave 패킷은 슬레이브 장치(230)를 선택한다. 즉, 하나의 슬레이브 장치(230)로 보내진 트래픽 패킷은 자동적으로 슬레이브 장치(230)를 선택한다. 슬레이브 장치(230)로 보낼 정보가 없다면, 마스터 장치(220)는 슬레이브 장치(230)를 선택하기 위한 패킷을 사용할 수 있다. 이 패킷은 억세스 코드와 헤더만으로 구성되어 있다. 이러한 중앙 폴링 방식은 마스터 장치(220)와 슬레이브 장치(230) 사이의 전송시 충돌을 없앨 수 있다.
한편 스캐터넷(Scatternet)은 피코넷(210)들이 한 슬레이브 유니트(230)를 공유하면서 통신 범위를 확장한 형태를 말한다. 도 2에서 (a)는 본 발명에 따른 피코넷의 일례를 나타낸 것이고, (b)는 본 발명에 따른 스캐터넷의 일례를 나타낸 것이다.
본 발명에 적용되는 블루투스는 다른 기기와의 간섭을 적게 하기 위한 스펙트럼 확산 방식의 일종인 주파수 호핑 방식을 채용한다. 이 방식은 1 타임 슬롯(Time Slot)마다 랜덤한(Random) 주파수를 바꾸는 것으로 고정의 송신 주파수에 의한 간섭을 방지하는 동작을 한다. 본 발명에 따른 블루투스의 경우에는 1 타임 슬롯이 625㎲로 초당 1600번의 주파수 호핑이 일어난다. 기본적으로는 1 호핑 슬롯(625㎲ = 1/1600초)를 단위로 하여 TDD(Time Division Duplex)로 송수신을 한다. 데이터 전송의 처리량으로는 단일 방향/비대칭으로 최대 721kbps이다. 데이터 전송 및 수신에 있어서 Master는 항상 짝수 슬롯을 사용하고 Slave는 항상 홀수 슬롯을 사용한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 다채널 블루투스 통신을 통한 실시간 영상 정보 전달 시스템의 개념도이다.
본 발명은 드론이 표적을 탐지하고 영상 정보를 군인에게 실시간으로 전달하기 위한 방법에 관한 것이다. 하지만 영상 정보같이 대용량의 정보를 블루투스(최대 1Mbps)로 실시간 전달하기에는 통신 속도가 부족하다. 도 3의 일실시예는 이 문제를 해결하기 위한 하드웨어 구성도이다.
이하 본 발명에서는 드론을 예를 들어 설명한다. 드론이 표적(ex. 적 탱크 부대)를 발견하고 우리 아군에게 이 영상 정보를 전달하기 위해서 블루투스를 이용하여 영상 정보를 실시간으로 전달한다.
드론에 탑재되는 영상 정보 전달 H/W(310)는 영상 정보 획득 장치(311), 디코더(DECODER; 312), 제1 FPGA(313), 2개의 블루투스 송신 모듈(Bluetooth Module)들(314a, 314b)을 포함한다.
영상 정보 획득 장치(311)는 카메라를 이용하여 표적에 대한 영상을 획득한다. 영상 정보 획득 장치(311)는 본 실시예에서 CCD, IR 등으로 구현될 수 있다.
디코더(312)는 영상 정보 획득 장치(311)에 의해 획득된 영상 신호를 처리하여 FPGA(313)로 전송한다.
제1 FPGA(313)는 블루투스 통신 속도보다 훨씬 빠른 200MHz 이상의 연산을 통해서 영상 프레임을 홀수 짝수로 나누어서 2개의 블루투스 송신 모듈들(314a, 314b)에 전송하고 프레임 번호도 또한 전송한다. 최근 들어 블루투스 모듈 칩들은 손톱만큼으로 소형화되고 ONE CHIP으로 구성되어 있어서 몇 개를 달아도 드론이 요구하는 무게 성능을 만족할 수 있다. 한편 도 3의 일실시예에서는 영상 정보 전달 H/W(310)에 구비되는 블루투스 송신 모듈들의 개수를 2개로 설정하였으나, 본 발명에서 블루투스 송신 모듈들의 개수가 이에 한정되는 것은 아니다.
한편 군인이 가지고 있는 포터블(Portable) 영상 시현 장치(320)는 2채널로 영상 정보를 수신하고 200MHz 이상의 연산을 통해서 영상 프레임을 구성한다. 이를 위해 포터블 영상 시현 장치(320)는 2개의 블루투스 수신 모듈들(321a, 321b), 제2 FPGA(322), 엔코더(Encoder; 323), 영상 디스플레이(324) 등을 포함할 수 있다.
본 발명은 이상 설명한 영상 정보 전달 H/W(310)와 포터블 영상 시현 장치(320)를 포함함으로써 기존보다 2배 빠른 영상 정보 전달 효과를 가질 수 있다. 블루투스 모듈이 저가이며 소형화되어 있기 때문에 N개의 블루투스 모듈을 사용할 경우 그만큼 영상 프레임을 N개로 나누게 되면 N배의 영상 정보를 실시간으로 전달할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
다음으로 영상 정보를 나누는 것에 대하여 설명한다. 본 실시예에서 영상 분할은 제1 FPGA(313)에 의해 수행된다.
엔코더(323)에서 픽셀당 8 Bit로 구성되며 1028 × 508 Size로 구성된 영상 1 프레임의 영상 정보를 실시간으로 보내기 위해서는 1028 × 508 × 8 = 4,177,792 약 4Mbit/sec의 통신 속도를 가져야 초당 1 프레임의 영상을 보낼 수 있다. 하지만 블루투스 최대 통신 속도 1Mbps(유효 723Kbps, ACL)로 전달한다고 하면 불가능한 일이다. 하지만 블루투스 모듈 칩 4개로 영상 한 프레임을 실시간으로 쪼개서 보낸다면 가능한 일이다. 물론 이렇게 하기 위해서는 제1 FPGA(313)가 블루투스 전송 속도보다 빠르게 연산하여 끊임없이 실시간으로 영상을 나누고 전달해야 한다.
도 4는 도 3의 시스템에서 영상 송신단에 구비되는 제1 FPGA의 내부 구성을 도시한 제1 실시 예시도이다.
제1 FPGA(313)는 영상 정보를 수신하고 일단 영상 4 Frame 크기 만큼의 버퍼(Buffer)들에 저장한다. 그리고 순차적으로 각각의 영상 프레임 끝에 프레임의 숫자를 삽입하여 수신단에서 몇번째 프레임인지 판별할 수 있게 한다. 왜냐하면 무선 환경에서 동시에 전송되기 때문에 4개의 영상 프레임의 순서를 알아야 수신단에서 조합하여 순서대로 영상을 전송할 수 있기 때문이다.
도 4에 도시된 바와 같이 제1 FPGA(313)에 의해 수행되는 과정들이 블루투스 최대 데이터레이트(Data rate) 1Mbps에 영향을 안주고 통신 속도가 모듈 개수의 배수가 되기 위해서는 제1 FPGA(313)가 영상 1 프레임을 받는 순간부터 블루투스 무선 통신으로 전달하기 전까지 고속으로 1㎲ 이내에 이루어지도록 설계가 되어야 하며 이는 고속의 클럭을 이용하여 사용자 로직으로 디자인한다면 FPGA로서 충분히 가능하다. 제1 FPGA(313)는 이를 위해 SPI 통신을 이용할 수 있다.
한편 제1 FPGA(313)는 다음과 같이 작동하는 것도 가능하다. 도 5는 도 3의 시스템에서 영상 송신단에 구비되는 제1 FPGA의 내부 구성을 도시한 제2 실시 예시도이다.
제1 FPGA(313)는 영상 정보를 수신하고 일단 영상 1 Frame 크기 만큼의 buffer에 저장하고 1 frame의 저장이 끝나면 영상을 4로 나누는 로직으로 전달한다. 이후 제1 FPGA(313)는 영상 1 프레임을 4개로 분할하여 각각 4개의 buffer에 저장한다. 여기서 buffer는 여러 section들로 구성되는데 한 section의 크기는 블루투스 패킷의 payload 크기만큼 설정한다. 4개로 분할된 1 프레임 영상 정보는 수신단에서 싱크를 맞추기 위한 프레임 count 값을 가지게 되고 이 값을 가지고 수신단에서 영상을 조합한다.
한편 무선 환경은 AWGN 환경으로서 동시에 블루투스 통신으로 전송을 하여도 항상 같은 시각에 도달하기는 어렵다. 본 발명은 실시간으로 이루어지는 것이므로 실시간성이 보장되지 않은 채 영상 전송 속도만 높이는 것은 의미가 없다. 그러므로 실시간성을 지키기 위해서는 정해진 시간에 도착하지 않는 영상 정보는 버리고 기존 것으로 대처한다.
블루투스 4개의 모듈들이 정해진 시간 안에 N, N+1, N+3의 영상을 받고 N+2의 영상을 받지 못한 경우 문제가 발생한다. 물론 N+2의 영상은 들어올 것이지만 현재 시점에 빨리 영상 전시를 위해서 필요하다면 N+3의 영상을 N+2에 사용한다. 이 작업은 제2 FPGA(322) 특히 영상 프레임 Count & 융합 Logic에서 수행하는데, 이 Logic의 수행 속도는 영상 디스플레이(324)의 실시간 전시 속도와 직접적인 관계가 있으므로 이 Logic을 정해진 시간 안에 SKIP할 프레임의 판별을 식별하고 대처할 프레임을 삽입하며 순서대로 보내기 위하여 융합하여 영상을 엔코더(323)로 전송해야 한다.
다음으로 블루투스 통신 구성이 어떻게 되는지에 대하여 설명한다. 도 6은 본 발명에 따른 블루투스 통신 구성을 설명하기 위한 참고도이다.
만약 2채널로 블루투스 통신 속도를 2배 향상시키기 위해서는 2개의 피코넷(610, 620)이 설정되어야 한다. 포터블 영상 시현 장치(320)에 구비되는 블루투스 수신 모듈들(321a, 321b)이 마스터 장치가 되며, 드론에 탑재되는 영상 정보 전달 H/W(310)에 구비되는 블루투스 송신 모듈들(314a, 314b)이 슬레이브 장치가 된다. 이 둘 간에 무선 주파수 간섭을 염려할 수 있으나 본 발명에서는 블루투스 주파수 호핑 방식을 사용하므로 염려할 필요 없다.
블루투스 통신은 PAN 통신 방식으로 H/W 구성이 ONE CHIP이며, 저전력의 장점이 있지만 영상을 실시간으로 전달하기에는 저속이다. 이를 극복하기 위해서 제안된 본 발명은 영상 정보의 실시간성을 확보할 수 있다.
이상 설명한 본 발명은 단거리/장거리에서 영상 정보를 실시간으로 수신해야 하는 모든 군용 분야(ex. 무기에 대한 원격 조종, 무인기를 이용한 적군 탐지 등)에 적용 가능하다.
이상 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일실시 형태에 대하여 설명하였다. 이하에서는 이러한 일실시 형태로부터 추론 가능한 본 발명의 바람직한 형태에 대하여 설명한다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 타겟 영상 실시간 출력 제어 시스템의 개념도이다.
도 7에 따르면, 타겟 영상 실시간 출력 제어 시스템(700)은 타겟 정보 송신 장치(710) 및 타겟 정보 수신 장치(720)를 포함한다.
타겟 정보 송신 장치(710)는 타겟 정보 생성부(711), 타겟 정보 송신부(712), 제1 전원부(713) 및 제1 주제어부(714)를 포함한다.
타겟 정보 생성부(711)는 타겟에 대한 영상을 미리 정해진 개수로 분할하며, 분할된 각 영상과 분할된 각 영상의 순서 정보를 포함하여 타겟 정보들을 생성하는 기능을 수행한다. 이를 위해 타겟 정보 송신 장치(710)는 타겟에 대한 영상을 획득하는 타겟 영상 획득부를 더 포함할 수 있다.
타겟 정보 생성부(711)는 타겟 정보 송신부(712)에 구비된 송신기들의 전송 속도를 더하여 얻은 값과 동일한 속도로 타겟에 대한 영상을 분할하거나, 송신기들의 전송 속도를 더하여 얻은 값보다 빠른 속도로 타겟에 대한 영상을 분할할 수 있다.
타겟 정보 생성부(711)는 분할된 순서에 따라 분할된 각 영상에 순서 정보를 삽입하여 타겟 정보들을 생성할 수 있다.
타겟 정보 생성부(711)는 타겟에 대한 영상의 크기 정보와 타겟 정보 송신부(712)에 구비된 송신기들의 전송 속도를 기초로 분할될 영상의 개수를 결정할 수 있다.
타겟 정보 생성부(711)는 타겟 정보들을 전송할 때 이용될 패킷의 페이로드 크기를 기초로 분할될 각 영상의 크기를 결정할 수 있다.
타겟 정보 송신부(712)는 서로 다른 채널들을 이용하여 타겟 정보들을 동시에 전송하는 기능을 수행한다.
타겟 정보 송신부(712)는 블루투스를 이용하여 타겟 정보들을 전송할 수 있다.
타겟 정보 송신부(712)는 타겟 정보 생성부(711)에 의해 생성될 타겟 정보들과 동일한 개수의 송신기들을 구비하거나, 타겟 정보들보다 적은 개수의 송신기들을 구비할 수 있다.
제1 전원부(713)는 타겟 정보 송신 장치(710)를 구성하는 각 구성에 전원을 공급하는 기능을 수행한다.
제1 주제어부(714)는 타겟 정보 송신 장치(710)를 구성하는 각 구성의 전체 작동을 제어하는 기능을 수행한다.
한편 타겟 정보 송신 장치(710)는 송신기 제어부(715)를 더 포함할 수 있다.
송신기 제어부(715)는 타겟에 대한 영상으로부터 분할된 영상의 개수에 따라 타겟 정보 송신부(712)에 구비된 송신기들 중에서 작동시킬 송신기들의 개수를 결정하는 기능을 수행한다.
타겟 정보 수신 장치(720)는 타겟 정보 수신부(721), 타겟 영상 생성부(722), 타겟 영상 출력부(723), 제2 전원부(724) 및 제2 주제어부(725)를 포함한다.
타겟 정보 수신부(721)는 타겟 정보 송신부(712)로부터 미리 정해진 거리 떨어진 위치에서 타겟 정보들을 수신하는 기능을 수행한다.
타겟 정보 수신부(721)는 타겟 정보 송신부(712)에 구비된 송신기들과 동일한 개수의 수신기들을 구비할 수 있다.
타겟 영상 생성부(722)는 순서 정보를 기초로 타겟 정보들에 포함된 분할 영상들을 결합하여 타겟에 대한 영상을 생성하는 기능을 수행한다.
타겟 영상 생성부(722)는 분할된 각 영상 중에서 미리 정해진 시간 이내에 수신되지 않은 영상이 있는지 여부를 판단하고, 미리 정해진 시간 이내에 수신되지 않은 영상이 있는 것으로 판단되면 순서 정보를 기초로 이전에 수신된 영상들 중에서 해당 영상을 검출하며, 미리 정해진 시간 이내에 수신된 영상들과 해당 영상을 결합하여 타겟에 대한 영상을 생성할 수 있다. 한편 타겟 영상 생성부(722)는 순서 정보를 기초로 인접하는 영상을 해당 영상으로 검출하는 것도 가능하다.
타겟 영상 출력부(723)는 타겟에 대한 영상을 실시간으로 출력하는 기능을 수행한다.
제2 전원부(724)는 타겟 정보 수신 장치(720)를 구성하는 각 구성에 전원을 공급하는 기능을 수행한다.
제2 주제어부(725)는 타겟 정보 수신 장치(720)를 구성하는 각 구성의 전체 작동을 제어하는 기능을 수행한다.
다음으로 타겟 영상 실시간 출력 제어 시스템의 작동 방법에 대하여 설명한다. 도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 타겟 영상 실시간 출력 제어 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
먼저 타겟 정보 생성부(711)가 타겟에 대한 영상을 미리 정해진 개수로 분할하며(S810), 분할된 각 영상과 분할된 각 영상의 순서 정보를 포함하여 타겟 정보들을 생성한다(S820).
이후 타겟 정보 송신부(712)가 서로 다른 채널들을 이용하여 타겟 정보들을 동시에 전송한다(S830).
이후 타겟 정보들을 전송하는 타겟 정보 송신부(712)(즉 타겟 정보 송신 장치(710))로부터 미리 정해진 거리 떨어진 위치에서 타겟 정보 수신부(721)가 타겟 정보들을 수신한다(S840).
이후 타겟 영상 생성부(722)가 순서 정보를 기초로 타겟 정보들에 포함된 분할 영상들을 결합하여 타겟에 대한 영상을 생성한다(S850).
이후 타겟 영상 출력부(723)가 타겟에 대한 영상을 실시간으로 출력한다(S860).
이후 타겟 영상 저장부(미도시)가 실시간으로 출력된 타겟에 대한 영상을 출력 일시에 대한 정보와 함께 저장한다(S870). S870 단계는 S860 단계와 동시에 수행되는 것도 가능하다.
한편 S830 단계와 S840 단계 사이에, 송신기 제어부(715)가 타겟에 대한 영상으로부터 분할된 영상의 개수에 따라 타겟 정보 송신부(712)에 구비된 송신기들 중에서 작동시킬 송신기들의 개수를 결정할 수 있다. 이 단계는 S830 단계와 동시에 수행되는 것도 가능하다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 또한, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 USB 메모리, CD 디스크, 플래쉬 메모리 등과 같은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 기록매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.
또한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 상세한 설명에서 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 타겟에 대한 영상을 미리 정해진 개수로 분할하며, 분할된 각 영상과 상기 분할된 각 영상의 순서 정보를 포함하여 타겟 정보들을 생성하는 단계로서, 상기 타겟 정보들이 전송되는 최대 속도를 기초로 산출된 속도를 이용하여 상기 타겟에 대한 영상으로부터 상기 타겟 정보들을 생성하는 단계;
    서로 다른 채널들을 이용하여 상기 타겟 정보들을 동시에 전송하는 단계;
    상기 타겟 정보들을 전송하는 타겟 정보 송신부로부터 미리 정해진 거리만큼 떨어진 위치에서 상기 타겟 정보들을 수신하는 단계;
    상기 순서 정보를 기초로 상기 타겟 정보들에 포함된 상기 분할된 각 영상을 결합하여 상기 타겟에 대한 영상을 생성하는 단계로서, 상기 분할된 각 영상 중에서 미리 정해진 시간 이내에 수신되지 않은 영상이 있는지 여부를 판단하고, 상기 미리 정해진 시간 이내에 수신되지 않은 영상이 있는 것으로 판단되면 상기 순서 정보를 기초로 인접하는 영상을 해당 영상으로 검출하며, 상기 미리 정해진 시간 이내에 수신된 영상들과 상기 해당 영상을 결합하여 상기 타겟에 대한 영상을 생성하는 단계;
    상기 타겟에 대한 영상을 실시간으로 출력하는 단계; 및
    실시간으로 출력된 상기 타겟에 대한 영상을 출력 일시에 대한 정보와 함께 저장하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 타겟 영상 실시간 출력 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전송하는 단계는 블루투스를 이용하여 상기 타겟 정보들을 전송하며,
    상기 수신하는 단계는 상기 타겟 정보 송신부에 구비된 송신기들과 동일한 개수의 수신기들을 이용하여 상기 타겟 정보들을 수신하는 것을 특징으로 하는 타겟 영상 실시간 출력 제어 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 전송하는 단계는 상기 타겟 정보들과 동일한 개수의 상기 송신기들을 구비하는 상기 타겟 정보 송신부를 이용하거나, 상기 타겟 정보들보다 적은 개수의 상기 송신기들을 구비하는 상기 타겟 정보 송신부를 이용하는 것을 특징으로 하는 타겟 영상 실시간 출력 제어 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 타겟 정보들을 생성하는 단계는 상기 산출된 속도로 상기 최대 속도보다 더 빠른 속도를 이용하거나, 상기 산출된 속도로 1㎲를 이용하는 것을 특징으로 하는 타겟 영상 실시간 출력 제어 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 타겟 정보들을 생성하는 단계는 분할된 순서에 따라 상기 분할된 각 영상에 상기 순서 정보를 삽입하여 상기 타겟 정보들을 생성하는 것을 특징으로 하는 타겟 영상 실시간 출력 제어 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 타겟 정보들을 생성하는 단계는 상기 타겟에 대한 영상의 크기 정보와 상기 타겟 정보 송신부에 구비된 송신기들의 전송 속도를 기초로 분할될 영상의 개수를 결정하는 것을 특징으로 하는 타겟 영상 실시간 출력 제어 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 타겟 정보들을 생성하는 단계는 상기 타겟 정보들을 전송할 때 이용될 패킷의 페이로드 크기를 기초로 분할될 각 영상의 크기를 결정하는 것을 특징으로 하는 타겟 영상 실시간 출력 제어 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 타겟에 대한 영상으로부터 분할된 영상의 개수에 따라 상기 타겟 정보 송신부에 구비된 송신기들 중에서 작동시킬 송신기들의 개수를 결정하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 타겟 영상 실시간 출력 제어 방법.
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