KR101683108B1 - 탈조를 감지하고 보정기능을 갖는 감시카메라 시스템 및 이의 탈조를 감지하고 보정하는 방법 - Google Patents

탈조를 감지하고 보정기능을 갖는 감시카메라 시스템 및 이의 탈조를 감지하고 보정하는 방법 Download PDF

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Abstract

탈조를 감지하고 보정기능을 갖는 감시카메라 시스템이 제공된다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 탈조를 감지하고 보정기능을 갖는 감시카메라 시스템은 카메라를 좌우로 회전시키거나 틸트시키는 모터를 구동시키는 구동부, 상기 모터에 의해서 회전하도록 배치되고, 그 외측에는 복수 개의 슬롯들과 이들 사이에 돌기들이 형성되고, 상기 슬롯들과 상기 돌기들은 서로 다른 각도영역을 갖도록 형성된 감응부재, 상기 감응부재에 형성된 상기 슬롯들 또는 상기 돌기들의 시작위치 및 종료위치 감지하도록 배치되는 센서, 및 상기 센서를 통해서 상기 슬롯들 또는 상기 돌기들 중 하나의 시작위치 및 종료위치 사이에서 상기 모터로 인가되는 펄스를 감지하고, 감지된 펄스값과 기준펄스값을 비교하여 해당되는 슬롯 또는 돌기를 선택하고, 선택된 슬롯 또는 돌기의 시작점 또는 종료위치로 상기 감응부재를 위치시켜 초기화 시키는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

탈조를 감지하고 보정기능을 갖는 감시카메라 시스템 및 이의 탈조를 감지하고 보정하는 방법{MONITORING CAMERA SYSTEM THAT DETECTS OUT-OF PHASE AND HAS COMPENSATION FUNCTION AND THE METHOD THAT DETECTS OUT-OF PHASE AND COMPENSATES THEREOF}
본 발명은 탈조를 감지하고 보정기능을 갖는 감시카메라 시스템 및 이의 탈조를 감지하고 보정하는 방법에 관한 것으로 보다 상세히 카메라의 위치를 제어하는 기준위치를 보정하여 보다 정밀하게 카메라의 위치를 제어할 수 있도록 하는 탈조를 감지하고 보정기능을 갖는 감시카메라 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 주택을 비롯한 도로, 주차장, 은행, 전시장 등의 장소에서는 불법행위나 도난을 방지하기 위하여 감시 카메라를 사용하고 있다. 감시 카메라에 의해 촬영된 감시 영역은 사무실 등의 감시 장소에서 모니터를 통해 확인할 수 있다.
감시 카메라는 일정한 영역만을 감시할 수 있는 고정형 카메라와, 광범위한 영역을 감시할 수 있는 이동형 카메라가 있다. 고정형 카메라는 방향 전환이 불가능하도록 고정 설치되어 있어 한 공간 안에서 다수의 영역을 감시하고자 할 경우, 여러 장소에 설치하여야 한다. 이동형 카메라는 사용자의 조작에 의해 촬영 방향이 조절되거나, 설정된 프로그램에 의해 소정의 간격으로 회전하여 주위를 감시할 수 있다. 최근에는 상술한 고정형 카메라의 단점으로 인해 이동형 카메라를 사용하여 주택이나 공공장소의 불법행위를 감시하는 것이 추세이다.
감시 카메라(이하 감시 카메라는 "이동형 카메라"를 의미함)는 팬모터에 의해 360도 수평 방향으로 회전하고, 틸트모터에 의해 예를 들어 90도(최대 360도) 수직 방향으로 회전하여 감시영역을 확장할 수 있다. 팬모터 및 틸트모터는 속도 가변이 가능한 스테핑 모터(Stepping Motor)를 사용하여 구성될 수 있다.
스테핑 모터는 입력 펄스 수에 비례하여 회전각이 변화되고, 입력 주파수에 비례하여 회전속도가 변화되기 때문에 피드백(Feed Back)없이 동작 제어가 가능한 모터이다. 그러나, 피드백 없이 스테핑 모터로 동작 제어를 하는 경우, 외부 요인(장애물, 강풍, 저온에 의한 구동부 마찰, 진동 등)에 의한 탈조 발생 시, 정확한 위치 제어가 어렵게 된다.
특히, 종래의 실시예에서는 한 센서 감응부재의 특정 위치까지 이동해야 그 점의 정보로부터 기준위치가 보정되어, 감시 누락시간이 늘어나는 단점이 있다.
본 발명의 실시예들은 탈조상태를 판단한 후 복귀하는 시간을 최소화 하여 이상동작 시 누락되는 감시시간을 최소화 하도록 모든 위치가 구분 가능하기 때문에 인접한 임의의 돌기 또는 슬롯의 정보로 보정이 가능하여 감시누락시간이 최소화되는 탈조를 감지하고 보정기능을 갖는 감시카메라 시스템 및 이의 탈조를 감지하고 보정하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 탈조를 감지하고 보정기능을 갖는 감시카메라 시스템은 카메라를 좌우로 회전시키거나 틸트시키는 모터를 구동시키는 구동부, 상기 모터에 의해서 회전하도록 배치되고, 그 외측에는 복수 개의 슬롯들과 이들 사이에 돌기들이 형성되고, 상기 슬롯들과 상기 돌기들은 서로 다른 각도영역을 갖도록 형성된 감응부재, 상기 감응부재에 형성된 상기 슬롯들 또는 상기 돌기들의 시작위치 및 종료위치 감지하도록 배치되는 센서, 및 상기 센서를 통해서 상기 슬롯들 또는 상기 돌기들 중 하나의 시작위치 및 종료위치 사이에서 상기 모터로 인가되는 펄스를 감지하고, 감지된 펄스값과 기준펄스값을 비교하여 해당되는 슬롯 또는 돌기를 선택하고, 선택된 슬롯 또는 돌기의 시작점 또는 종료위치로 상기 감응부재를 위치시켜 초기화 시키는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 슬롯들은 각각 대응하는 슬롯각도들을 가지며, 상기 슬롯각도들은 상기 감응부재의 회전방향으로 서로 다른 각도영역을 가지고 있어서, 상기 제어부가 각 슬롯들을 구분할 수 있도록 설정될 수 있다.
상기 돌기들은 각각 대응하는 돌기각도들을 가지며, 상기 돌기각도들은 상기 감응부재의 회전방향으로 서로 다른 각도영역을 가지고 있어서, 상기 제어부가 가 돌기들을 구분할 수 있도록 설정될 수 있다.
상기 제어부는 상기 모터로 인가되는 펄스신호를 기초로 상기 슬롯들 또는 상기 돌기들의 각도를 연산하도록 설정될 수 있다.
상기 감응부재는 상기 팬모터에 의해서 회전하도록 배치되고, 그 외측에는 회전방향으로 복수 개의 팬슬롯과 팬돌기가 교대로 형성된 팬감응부재, 및 상기 틸트모터에 의해서 회전하도록 배치되고, 그 외측에는 회전방향으로 복수 개의 틸트슬롯과 틸트돌기가 교대로 형성된 틸트감응부재를 포함하고, 상기 센서는 상기 팬감응부재의 상기 팬슬롯과 상기 팬돌기의 회전방향 시작점과 끝점을 각각 감지하도록 배치되는 팬센서, 및 상기 틸트감응부재의 상기 틸트슬롯과 상기 틸트돌기의 회전방향 시작점과 끝점을 각각 감지하도록 배치되는 틸트센서를 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 모터를 동작시키지 않은 상태에서, 상기 센서로부터 상기 감응부재의 이동이 감지되면, 상기 카메라가 기준위치를 이탈한 것으로 판단하고, 상기 센서를 통해서 상기 슬롯들 또는 상기 돌기들 중 하나의 시작위치 및 종료위치 사이에서 상기 모터로 인가되는 펄스를 감지하고, 감지된 펄스값과 기준펄스값을 비교하여 해당되는 슬롯 또는 돌기를 선택하고, 선택된 슬롯 또는 돌기의 시작점 또는 종료위치로 상기 감응부재를 위치시켜 초기화 시킬 수 있다.
본 발명의 한 실시예로써, 감시카메라 시스템의 탈조를 감지하고 보정하는 방법은, 캘리브레이션단계로서, 모터로 펄스를 인가하여 감응부재를 회전시키고, 센서를 통해서 상기 감응부재에 형성된 돌기 또는 슬롯을 순차적으로 감지하고, 상기 펄스를 기준으로 상기 감응부재에 형성된 돌기 또는 슬롯의 기준펄스값을 설정하는 단계, 기동단계로써, 상기 모터를 작동시켜 상기 감응부재에 형성된 돌기 또는 슬롯의 실제펄스값을 감지하고, 상기 실제펄스값과 상기 기준펄스값을 비교하여 해당되는 돌기 또는 슬롯을 선택하는 단계, 및 초기위치로 이동하는 단계로써, 선택된 돌기 또는 슬롯에 해당하는 기준펄스값을 이용하여 선택된 돌기 또는 슬롯의 시작점 또는 끝점으로 상기 감응부재를 이동시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 모터는 카메라를 좌우로 회전시키는 팬모터, 및 상기 카메라를 상하로 회전시키는 틸트모터를 포함할 수 있다.
상기 감응부재는 상기 팬모터에 의해서 회전하도록 배치되는 팬감응부재; 및 상기 틸트모터에 의해서 회전하도록 배치되는 틸트감응부재를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 고가의 엔코더를 부착하지 않고도 탈조를 감지하여 정확한 위치 제어를 수행할 수 있으며, 탈조를 감지하여 탈조에 의해 발생한 오차각도를 짧은 시간에 보정한 후 이어서 정확한 위치제어를 수행할 수 있음으로써, 감시목표대상을 놓치는 감시누락시간을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈조를 감지하고 보정기능을 갖는 감시카메라 시스템의 일부 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탈조를 감지하고 보정기능을 갖는 감시카메라 시스템의 분해 사시도이다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 탈조를 감지하고 보정기능을 갖는 감시카메라 시스템에서 팬감응부재와 팬센서의 결합 사시도이다.
도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 탈조를 감지하고 보정기능을 갖는 감시카메라 시스템에서 틸트감응부재와 틸트센서의 결합 사시도이다.
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 탈조를 감지하고 보정기능을 갖는 감시카메라 시스템에서 팬감응부재의 정면도이다.
도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 탈조를 감지하고 보정기능을 갖는 감시카메라 시스템에서 틸트감응부재의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 탈조를 감지하고 보정기능을 갖는 감시카메라 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 탈조를 감지하고 보정기능을 갖는 감시카메라 시스템에서 감응부재를 감지하는 팬센서에서 제어부로 송부되는 신호의 파형을 보여주는 그래프이다.
도 7은 탈조상태 판단방법의 적용에 사용될 표와 개략적인 개념도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 감기 카메라 장치의 탈조상태 판단방법을 보여주는 개략적인 순서도이다.
도 9a 는 본 발명의 한 실시예에 따른 감시 카메라 장치의 캘리브레이션 과정을 보여주는 순서도이다.
도 9b은 본 발명의 한 실시예에 따른 감기 카메라 장치의 탈조상태 판단방법을 보여주는 순서도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 감기 카메라 장치의 탈조상태 판단방법의 실례를 보여주는 순서도이다.
본 발명은 이하에서 설명되는 특정 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변형, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 특정 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 구성이나 작용 등 외에도 다른 구성이나 작용 등을 더 포함할 가능성이 있음을 의미한다. 제1, 제2 등의 용어는 구성요소들을 한정하기 위한 것이 아니며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하, 본 발명에 따른 탈조를 감지하고 보정기능을 갖는 감시카메라 시스템 및 그 제어방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈조를 감지하고 보정기능을 갖는 감시카메라 시스템의 일부 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 탈조를 감지하고 보정기능을 갖는 감시카메라 시스템은 카메라(100), 줌렌즈(105), 카메라하우징(110), 투시창(115), 팬틸트본체(120), 및 팬틸트베이스(125)를 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 카메라(100), 줌렌즈(105), 카메라하우징(110), 투시창(115), 팬틸트본체(120), 및 팬틸트베이스(125)는 "감시카메라 장치"의 구성요소이며, 탈조감지를 위한 일련의 구조물은 팬틸트본체(120)에 포함되어 있고, 탈조감지 및 복원 제어알고리즘을 탑재한 제어기 또한 팬틸트본체(120) 내에 포함될 수 있다.
상기 팬틸트베이스(125)는 건물이나 고정용 폴대 또는 브라켓 등의 고정부에 고정되는 부분이고, 상기 팬틸트본체(120)는 상기 팬틸트베이스(125) 위에서 좌우로 회전하는 구조이고, 상기 팬틸트본체(120)은 상기 카메라하우징(110)을 상하로 회전시킨다.
본 발명의 실시예에서 팬은 pan을 의미하는 것으로 카메라를 좌우로 회전시킨다는 의미를 포함하고 있고, 틸트는 tilt를 의미하는 것으로 카메라를 상하로 회전시킨다는 의미를 포함하고 있다.
상기 카메라하우징(110) 안에는 상기 카메라(100)가 배치되고, 상기 카메라(100)의 앞쪽에 상기 줌렌즈(105)가 배치되고, 상기 줌렌즈(105)의 앞쪽에 상기 투시창(115)이 배치된다. 상기 카메라(100)는 상기 투시창(115)과 상기 줌렌즈(105)를 통해서 전방의 물체 등을 감시할 수 있으며, 상기 팬틸트본체(120)의 팬동작과 틸트동작을 통해서 주변의 상하 좌우에 존재하는 물체를 감시할 수 있다. 즉, 원하는 감시영역의 방향으로 제어할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탈조를 감지하고 보정기능을 갖는 감시카메라 시스템의 분해 사시도이다.
도 2를 참조하면, 상기 탈조를 감지하고 보정기능을 갖는 감시카메라 시스템은 틸트접점형연결부재(200), 틸트감응부재(202), 틸트센서(204), 팬모터(206), 팬모터브라켓(210), 틸트기어벨트(212), 틸트모터브라켓(214), 틸트모터풀리(216), 틸트모터(218), 팬기어박스(220), 팬샤프트(222), 팬기어(224), 팬접점형연결부재(226), 팬벨트(228), 팬기어박스풀리(230), 팬센서(232), 팬감음부재(234), 틸트기어(236), 틸트기어박스풀리(238), 틸트기어박스(240), 메인바디(242), 카메라하우징(110), 및 틸트샤프트(244)를 포함한다.
상기 틸트모터(218)의 회전력은 상기 틸트모터풀리(216), 상기 틸트기어벨트(212), 상기 틸트기어박스풀리(238), 상기 틸트기어박스(240), 상기 틸트기어(236)를 통해서 상기 틸트샤프트(244)로 전달되고, 이에 대응하여 상기 카메라하우징(110)이 틸트되는 구조를 갖는다. 아울러, 상기 틸트샤프트(244)의 일측에는 상기 틸트감응부재(202)가 고정되고, 상기 틸트샤프트(244)와 상기 틸트감응부재(202)가 함께 회전하는 구조를 갖는다.
아울러, 상기 틸트센서(204)는 상기 틸트감응부재(202)의 슬롯과 돌기를 감지하여 상기 카메라하우징(110)의 실제 틸팅위치를 감지할 수 있다.
상기 팬모터(206)의 회전력은 상기 팬모터풀리(208), 상기 팬벨트(228), 상기 팬기어박스풀리(230), 상기 팬기어박스(220), 및 상기 팬기어(224)를 통해서 상기 팬샤프트(222)로 전달되고, 이에 대응하여 상기 카메라하우징(110)이 좌우로 회전(팬; pan)되는 구조를 갖는다. 아울러, 상기 팬샤프트(222)의 일측에는 상기 팬감응부재(234)가 고정되고, 상기 팬샤프트(222)와 상기 팬감응부재(234)가 함께 회전하는 구조를 갖는다.
아울러, 상기 팬센서(232)는 상기 팬감응부재(234)의 슬롯과 돌기를 감지하여 상기 카메라하우징(110)의 실제 팬각도(좌우 회전각도)를 감지할 수 있다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 탈조를 감지하고 보정기능을 갖는 감시카메라 시스템에서 팬감응부재와 팬센서의 결합 사시도이다.
도 3a를 참조하면, 상기 팬센서(232)는 상기 팬감응부재(234)의 슬롯과 돌기를 감지하도록 배치된다. 상기 팬감응부재(234)의 슬롯은 팬슬롯으로 부를 수 있고, 돌기는 팬돌기로 부를 수 있다.
아울러, 상기 팬센서(232)는 회전하는 경우 회전에 의해 지나고 있는 곳 또는 정지해 있는 경우 머물러 있는 곳이 팬돌기의 위치인지 팬슬롯의 위치인지 감지할 수 있고, 회전하는 경우 센서의 감지상태가 변하는 모서리 시점을 감지해 팬돌기 또는 팬슬롯의 시작위치와 종료위치를 각각 감지할 수 있다.
상기 제어부(150)는 상기 팬모터(206)로 인가되는 스텝펄스의 개수에 따라서 시작위치와 종료위치 사이의 각도를 연산할 수 있다.
즉, 상기 제어부(150)는 상기 팬센서(232)에서 감지되는 팬슬롯의 시작위치와 종료위치 사이에서 상기 팬모터(206)로 인가되는 스텝펄스를 이용하여 상기 팬슬롯이 형성된 슬롯각도를 연산할 수 있다. 또한, 상기 팬돌기의 돌기각도도 연산될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 돌기각도 라는 용어와 돌출부각도 라는 용어가 혼용되고 있으나, 이들은 동일한 의미를 갖는다.
도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 탈조를 감지하고 보정기능을 갖는 감시카메라 시스템에서 틸트감응부재와 틸트센서의 결합 사시도이다.
도 3b를 참조하면, 상기 틸트센서(204)는 상기 틸트감응부재(202)의 슬롯과 돌기를 각각 감지하도록 배치된다. 상기 틸트감응부재(202)의 슬롯은 틸트슬롯으로 부를 수 있고, 돌기는 틸트돌기로 부를 수 있다.
아울러, 상기 틸트센서(204)는 틸트슬롯의 시작위치와 종료위치를 각각 감지할 수 있고, 제어부(150)는 상기 틸트모터(218)로 인가되는 스텝펄스의 개수에 따라서 시작위치와 종료위치 사이의 각도를 연산할 수 있다.
즉, 상기 제어부(150)는 상기 틸트센서(204)에서 감지되는 틸트슬롯의 시작위치와 종료위치 사이에서 상기 틸트모터(218)로 인가되는 스텝펄스를 이용하여 상기 틸트슬롯이 형성된 슬롯각도를 연산할 수 있다. 또한, 상기 틸트돌기의 돌기각도도 연산될 수 있다.
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 탈조를 감지하고 보정기능을 갖는 감시카메라 시스템에서 팬감응부재의 정면도이다.
도 4a를 참조하면, 상기 팬감응부재(234)는 회전중심점(400)을 기준으로 상기 팬샤프트(222)와 함께 회전하는 구조를 갖는다.
상기 팬감응부재(234)의 외측 가장자리에는 둘레방향으로 설정된 간격을 두고 팬슬롯들이 형성된다. 상기 팬슬롯들은 제1팬슬롯(47b1), 제2팬슬롯(47b2), 제3팬슬롯(47b3)…제n팬슬롯(47bn)을 포함한다. 아울러, 상기 팬슬롯들 사이에는 제1팬돌기(47a1), 제2팬돌기(47a2), 제3팬돌기…제n팬돌기(47an)가 형성된다.
본 발명의 실시예에서, 제1팬슬롯(47b1), 제2팬슬롯(47b2), 제3팬슬롯(47b3)…제n팬슬롯(47bn)은 모두 다른 팬슬롯각도를 갖는 것을 특징으로 한다. 아울러, 제1팬돌기(47a1), 제2팬돌기(47a2), 제3팬돌기(47a3)…제n팬돌기(47an)는 모두 다른 팬돌기각도를 갖는 것을 특징으로 한다.
제어부(150)는 상기 팬센서(232)와 상기 팬모터(206)를 이용하여 상기 팬돌기 및 상기 팬슬롯의 실제 팬돌기각도와 실제 팬슬롯각도를 감지할 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 상기 실제 팬돌기각도는 상기 팬센서에 의해서 감지되는 팬돌기의 시작점과 끝점 사이에서 상기 팬모터(206)로 인가되는 펄스의 누적값에 의해서 상기 제어부(150)에 의해서 연산될 수 있다.
도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 탈조를 감지하고 보정기능을 갖는 감시카메라 시스템에서 틸트감응부재의 정면도이다.
도 4b를 참조하면, 상기 틸트감응부재(202)는 회전중심점을 기준으로 상기 틸트샤프트(244)와 함께 회전하는 구조를 갖는다.
상기 틸트감응부재(202)의 외측 가장자리에는 설정된 틸트영역에 둘레방향으로 설정된 간격을 두고 틸트슬롯들이 형성된다. 상기 틸트슬롯들은 제1틸트슬롯(32b1), 제2틸트슬롯(32b2), 제3틸트슬롯(32b3)…제n틸트슬롯(32bn)을 포함한다. 아울러, 상기 틸트슬롯들 사이에는 제1틸트돌기(32a1), 제2틸트돌기(32a2), 제3틸트돌기(32a3)…제n틸트돌기(32an)가 형성된다. 아울러, 초기틸트돌기(32a0)는 초기에 형성된 기준돌기다.
본 발명의 실시예에서, 제1틸트슬롯(32b1), 제2틸트슬롯(32b2), 제3틸트슬롯(32b3)…제n틸트슬롯(32bn)은 모두 다른 틸트슬롯각도를 갖는 것을 특징으로 한다. 아울러, 제1틸트돌기(32a1), 제2틸트돌기(32a2), 제3틸트돌기(32a3)…제n틸트돌기(32an)는 모두 다른 틸트돌기각도를 갖는 것을 특징으로 한다.
제어부(150)는 상기 틸트센서(204)와 상기 틸트모터(218)를 이용하여 상기 틸트돌기 및 상기 틸트슬롯의 실제 틸트돌기각도 또는 실제 틸트슬롯각도를 감지할 수 있고, 이를 메모리에 저장된 기준틸트돌기각도 또는 기준틸트슬롯각도와 비교할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 도 7의 기준펄스 누적값으로부터 현재 카메라(100)가 팬 기준 26.1도의 영상을 감시하고 있다면, 이에 대응하는 펄스누적값이 725이기 때문에, 저장부(130)에 저장된 팬센서(232)는 팬돌기(47a)를 감지하고 있다고 판단한다. 그런데, 만약 팬센서(232)가 팬슬롯(47b)을 감지하고 있다면 제어부(150)는 탈조가 발생했다고 판단하여 보정을 시도할 수 있다.
이를 보정하기 위해서, 상기 제어부(150)는 소정의 방향(본 실시예의 경우 시계방향)으로 팬 모터를 구동시키며 팬돌기와 대응하는 기준펄스값(팬돌기각도와 대응) 또는 기준펄스값(팬슬롯각도)를 검출한다.
여기서, 팬돌기각도에 해당하는 기준펄스값이 190이라면 현재 검출된 팬돌기가 도 7의 제3팬돌기 또는 도 4a의 47a3이 검출된 것으로 인지한다. 이때 상기 팬센서(232)는 47a3을 지나쳐왔으므로 47b3에 위치하고 있다.
그러면 다시 팬감응부재(234)를 반시계방향으로 회전시키면서 47a3과 47b3의 경계면, 즉, 47b3의 반시계방향 종료점 및 47a3의 반시계방향 시작점에 도달하는 순간 도 7의 기준펄스 누적값을 참조하여 제3팬돌기(47a3)의 끝점을 펄스 누적값 1528을 현재각도를 의미하는 변수값에 대입함으로써 탈조에 의한 틀어짐이 보정된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 탈조를 감지하고 보정기능을 갖는 감시카메라 시스템의 개략적인 구성도이다.
탈조를 감지하고 보정기능을 갖는 감시카메라 시스템은 카메라(100), 팬모터(206), 틸트모터(218), 팬모터구동부, 틸트모터구동부, 틸트센서(204), 팬센서(232), 저장부(130), 인터페이스부(140), 및 제어부(150)를 포함하며, 외부조정장치(500)와 통신할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면 팬모터(206) 또는 틸트모터(218)는 스테핑 모터로 구성되며 팬모터 구동부 및 틸트모터 구동부는 제어부(150)로부터 출력되는 구동펄스 및 구동제어신호에 따라 팬모터(206) 및 틸트모터(218)의 회전방향, 이동각도, 이동속도 가감속 등을 조절할 수 있다.
팬센서(232)는 팬감응부재(234)를 감지할 수 있는 센서를 포함하여 구성될 수 있다. 일예로, 팬센서(232)는 자석으로 이루어진 홀(hall)센서나 광을 감지하여 전기신호로 출력하는 광센서(예를 들면, 포토 인터럽터)를 포함하여 구성될 수 있다. 팬센서(232)가 홀센서로 구성되면 팬감응부재(234) 감지 시 자속이 집속된다.
팬센서(232)는 자속이 집속되는 경우, 팬모터(206) 의 기준위치 검출신호를 제어부(150)로 전송한다. 팬센서(232)가 광센서로 구성되면 팬감응부재(234) 감지 시 광신호를 검출하여 전기신호로 출력 또는 변환한다. 팬센서(232)는 출력 또는 변환되는 전기신호를 제어부(150)에 전송하여 기준위치 검출신호로 사용할 수 있도록 한다.
틸트센서(204)는 틸트감응부재(202)를 감지할 수 있는 센서를 포함하여 구성될 수 있다. 일예로, 틸트센서(204)는 홀센서를 포함하여 구성될 수 있으며, 틸트감응부재(202) 감지 시 기준위치 검출신호를 제어부(150)로 전송한다.
상기 팬센서(232)가 포토 인터럽터 등의 광센서로 구성되는 경우 상기 팬센서(232)는 수광부와 발광부로 구성되고 그 사이에 상기 팬감응부재(234)가 위치하는데, 팬돌기(47a)가 위치할 때에는 발광부의 빛이 수광부에 도달하지 못하고 팬슬롯(47b)이 위치할 때에는 발광부의 빛이 수광부에 도달하는데 이때 발생하는 전기신호를 제어부에 전송하여 기준위치 검출신호로 사용할 수 있도록 한다.
틸트센서(204)가 포토 인터럽터 등의 광센서로 구성되는 경우 틸트센서(204)는 수광부와 발광부로 구성되고 그 사이에 틸트감응부재(202)가 위치하는데, 틸트돌기(32a)가 위치할 때에는 발광부의 빛이 수광부에 도달하지 못하고 틸트슬롯(32b)이 위치할 때에는 발광부의 빛이 수광부에 도달하는데 이때 발생하는 전기신호를 제어부에 전송하여 기준위치 검출신호로 사용할 수 있도록 한다.
저장부(130)는 팬모터(206) 및 틸트모터(218)를 구동하기 위한 모터구동 프로그램을 감시모드 별로 저장할 수 있다. 감시 모드는 두 개의 감시영역 사이를 왕복 감시하는 오토패닝모드와, 다수의 감시영역을 소정 순서에 의해 순차적으로 감시하는 프리셋모드와, 소정의 시간동안 외부조정장치(500)에 의해 조작된 카메라(100)의 동작 패턴을 저장한 후, 저장된 동작패턴에 대응되게 소정의 시간 동안 카메라(100)가 동작하는 패턴 모드와, 외부조정장치(500)에 의해 조작되는 동작패턴에 대응되게 카메라(100)가 실시간으로 동작하는 일반감시모드를 포함할 수 있다.
인터페이스부(140)는 탈조를 감지하고 보정기능을 갖는 감시카메라 시스템이 호스트 컴퓨터와 같은 외부조정장치(500)와 통신할 수 있는 경로를 지원하는 인터페이스이다. 외부조정장치(500)는 탈조를 감지하고 보정기능을 갖는 감시카메라 시스템의 감시모드 선택 및 카메라(100)의 동작 제어를 위한 다수의 조작키가 마련될 수 있다.
제어부(150)는 외부조정장치(500)로부터 선택되는 소정의 감시모드에 따라 팬 모터(206)와 틸트모터(218)를 제어하여 해당 감시영역을 감시하며, 탈조를 감지하고 보정기능을 갖는 감시카메라 시스템의 동작을 수행할 수 있다. 제어부(150)는 저장부(130)에 저장된 모터구동 프로그램을 이용하여 탈조를 감지하고 보정기능을 갖는 감시카메라 시스템의 동작을 수행할 수 있다.
제어부(150)는 탈조를 감지하고 보정기능을 갖는 감시카메라 시스템의 동작 중 팬모터(206) 또는 틸트모터(218)의 탈조를 감지할 수 있다. 제어부(150)는 외란이 없는 상황에서 미리 산출해 놓은 팬감응부재(234) 또는 틸트감응부재(202)의 기준 위치 정보와, 실제 작동 시 획득한 팬감응부재(234) 또는 틸트감응부재(202)의 실제 위치 정보를 비교하여 탈조를 감지할 수 있다.
여기서, 상기 기준위치정보는 상기 팬모터(206) 또는 상기 틸트모터(218)로 인가되는 스텝펄스의 개수를 통해서 연산되거나 저장부(130)의 데이터로부터 선택될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 탈조를 감지하고 보정기능을 갖는 감시카메라 시스템에서 감응부재를 감지하는 팬센서에서 제어부로 송부되는 신호의 파형을 보여주는 그래프이다.
도 6을 참조하면, 신호의 파형에서는 제1팬슬롯(47b1), 제1팬돌기(47a1), 제2팬슬롯(47b2), 제2팬돌기(47a2), 제3팬슬롯(47b3), 제3팬돌기(47a3)가 순차적으로 각각 감지되고, 각각의 팬슬롯각도와 팬돌기각도가 연산될 수 있다.
아울러, 상기 제2팬슬롯(47b2)의 시작점과 종료점을 각각 감지할 수 있고, 이들 사이에 상기 팬슬롯의 팬슬롯각도를 연산할 수 있다.
도 7은 탈조상태 판단방법의 적용에 사용될 표와 개략적인 개념도이고, 본 발명의 실시예에서 언급되는 돌기각도와 슬롯각도에 대응하는 값을 모터로 인가되는 펄스값으로 연산할 수 있다는 것을 보여준다.
도 7을 참조하면, 캘리브레이션 단계에서 팬모터(206)로 펄스를 인가하면서, 상기 팬모터(206)를 회전시켜, 팬센서(232)를 통해서 팬감응부재(234)에 형성된 기준돌기, 제1팬슬롯, 제1팬돌기, 제2팬슬롯, 제2팬돌기, 제3팬슬롯…제n팬돌기의 기준펄스값을 감지하여 저장부(130)에 저장한다.
본 발명의 실시예에서, 팬모터(206)를 통해서 팬동작을 캘리브레이션하는 것을 설명하지만, 동일한 방법으로 틸트모터(218)로 펄스를 인가하여 틸트동작을 캘리브레이션할 수 있다.
기준펄스값은 돌기 (또는 슬롯)의 영역에 대응하는 팬모터(206)로 인가되는 펄스의 개수를 나타낸다. 즉, 상기 기준펄스값이 클수록, 이에 대응하는 상기 돌기(또는 슬롯)의 돌기각도(또는 슬롯각도)가 크다는 것을 의미한다.
기준돌기에 해당하는 기준돌기펄스값은 137을 나타내고, 제1팬슬롯에 해당하는 제1팬슬롯펄스값은 536을 나타내고, 제1팬돌기에 해당하는 제1팬돌기펄스값은 157을 나타내고, 제2팬슬롯에 해당하는 제2팬슬롯펄스값은 508을 나타내며, 제2팬돌기에 해당하는 제2팬돌기펄스값은 190을 나타내며, 제3팬슬롯에 해당하는 제3팬슬롯펄스값은 481을 나타내며, 제n팬돌기에 해당하는 제n팬돌기펄스값은 148을 나타낸다.
아울러, 기준펄스누적값은 각 펄스값들의 누적값으로, 제1팬슬롯펄스누적값은 상기 기준돌기펄스값과 상기 제1팬슬롯펄스값을 합한 값(137+536)이고, 제1팬돌기펄스누적값은 상기 기준돌기펄스값, 상기 제1팬슬롯펄스값, 및 상기 제1팬돌기펄스값을 합합 값(137+536+157)이다.
이와 같은 방법으로 캘리브레이션이 수행되어, 각 돌기(또는 슬롯)에 해당하는 펄스값과 펄스누적값이 미리 설정된다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 감시 카메라 장치의 탈조상태 판단방법을 보여주는 개략적인 순서도이다.
도 8을 참조하면, S900은 캘리브레이션단계로써, 도 9a의 과정을 거쳐 도 9의 기준펄스값과 기준펄스누적값을 산출하여 저장부(130)에 설정한다.
S910은 기동단계로써, 상기 팬감응부재(234)에 형성된 돌기(또는 슬롯)의 실제위치를 선택하는 단계이다. 즉, 팬모터로 인가되는 펄스의 개수를 이용하여 현재의 돌기(또는 슬롯)의 위치를 선택한다.
그리고, S920에서, 기준돌기(또는 기준슬롯으로)로 상기 팬감응부재(234)를 회전시키는 단계로, 상기 기준펄스누적값을 적용하여 상기 팬감응부재(234)를 초기 위치로 리턴시킨다.
도 9a 는 본 발명의 한 실시예에 따른 감시 카메라 장치의 캘리브레이션 과정을 보여주는 순서도이다.
도 9a를 참조하면, 본 발명의 실시예로써, S100에서 상기 팬감응부재(234)에 형성된 팬돌기(또는 팬슬롯)의 반시계 방향 모서리(시작점)가 상기 팬센서(232)에 대응하도록 팬모터(206)를 작동하여, 팬감응부재(234)의 펄스카운터 변수를 초기위치(zero point)값으로 설정한다.
S105에서 팬돌기(또는 팬슬롯)의 시작과 끝 사이의 펄스값을 감지하고, S110에서 감지된 펄스값을 기준펄스값으로 설정하며, S115에서는 S110에서 설정된 기준펄스값을 누적하여 기준펄스누적값을 연산하여 저장부(130)에 저장한다.
본 발명의 실시예에서, S100 단계에서, 도 4a의 47n을 검출하지만 어떤 돌기 또는 어떤 슬롯을 기준으로 삼아도 구현에 문제는 없다.
아울러, 틸트동작의 경우에는 가장 작은 각도를 갖는 돌기가 아닌 가장 큰 각도를 갖는 돌기, 즉 도 4b의 32a0 돌기를 검출한다. 그 이유는 팬동작과 달리 상하 틸트동작은 카메라 몸체와 하우징이 부딪힐 수 있는 구조를 가질 수 있다.
따라서, 틸트동작의 경우 초기화 시 틸트돌기가 검출된 후 돌기의 폭이 32a1 ~ 32an 중 가장 큰 것 보다 더 크게 검출되려고 하면 32a0가 검출된 것으로 판단하고, 카메라 하우징과 몸체가 부딪치기 전에 틸트모터의 구동을 정지할 수 있고, 32b1과 32a0 사이의 모서리 위치를 기준으로 초기화를 진행할 수 있다.
도 9b은 본 발명의 한 실시예에 따른 감기 카메라 장치의 탈조상태 판단방법을 보여주는 순서도이다.
도 9b를 참조하면, 탈조상태를 판단하는 과정을 보여준다. S120에서 현재 센서와 대응하는 팬돌기(또는 팬슬롯)의 시작과 끝 사이의 실제펄스값을 감지한다.
S122에서 감지된 실제펄스값과 기준펄스값을 비교하여, S124에서 실제팬돌기(팬슬롯)을 선택하고, S126에서 실제팬돌기(팬슬롯)와 대응하는 기준펄스누적값을 선택한다.
그리고, S128에서 선택된 기준펄스누적값에 대응하여 상기 감응부재를 초기 위치로 초기화시킨다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 감기 카메라 장치의 탈조상태 판단방법의 실례를 보여주는 순서도이다.
도 10은 실시예를 보여주는 것으로, S130에서 현재 팬돌기에 대응하는 실제펄스값 192가 감지된다.
S132에서는 192와 가장 유사한 190의 기준펄스값을 갖는 제2팬돌기를 선택하고, S134에서 상기 제2팬돌기와 대응하는 기준펄스누적값인 1528을 선택하여, S136에서 상기 팬모터로 1528회의 역회전모터펄스를 인가하여 상기 감응부재(및 카메라)의 위치를 초기화시킨다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 탈조를 감지하고 보정기능을 갖는 감시카메라 시스템의 제어방법을 보여주는 플로우차트이다.
본 발명의 하나의 실시예로써, 돌기(또는 슬롯)에 해당하는 돌기각도(또는 스롯각도)가 언급되어 있으며, 여기서 돌기각도는 돌기의 시작점과 끝점 사이의 각도를 의미하는 것으로써, 돌기의 시작점과 끝점 사이에 모터로 인가되는 펄스값으로부터 연산될 수 있다.
아울러, 기준돌기각도는 캘리브레이션 단계에서 모터로 인가되는 펄스값으로 연산되고, 실제돌기각도는 기동단계에서 모터로 인가되는 펄스값으로부터 연산될 수 있다.
아울러, 본 발명의 실시예에서, 탈조를 감지하고, 이를 보정한 후에, 감시동작을 재개하는데, 보정후 감시동작을 재재하는 동작은 공지된 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예에서, 탈조상태판단과 보정작업은 상기 틸트감응센서와 상기 팬감응센서에 대응하여 모두 수행되거나, 상기 틸트감응센서에 대응하여 수행되거나, 상기 팬감응센서에 대응하여 수행될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 팬모터 및 틸트모터에는 여기서, 모터는 스테핑모터, BLDC모터, AC모터, 서보모터 등 중 하나가 적용될 수 있으며, 대표적으로 스테핑모터가 적용될 수 있다.
아울러, 회전자속의 회전속도와 회전자의 속도가 일치해야 하는 특성을 가지는 모터들이 선택적으로 적용될 수 있다. 예를 들어, 동기기, BLDC모터 등이 적용될 수 있으며, 모터의 종류를 하나로 한정하지 않는다.
이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
100: 카메라 105: 줌렌즈
110: 카메라하우징 115: 투시창
120: 팬틸트본체 125: 팬틸트베이스
200: 틸트접점형연결부재 202: 틸트감응부재
204: 틸트센서 206: 팬모터
208: 팬모터풀리 210: 팬모터브라켓
212: 틸트기어벨트 214: 틸트모터브라켓
216: 틸트모터풀리 218: 틸트모터
220: 팬기어박스 222: 팬샤프트
224: 팬기어 226: 팬접점형연결부재
228: 팬벨트 230: 팬기어박스풀리
232: 팬센서 234: 팬감응부재
236: 틸트기어 238: 틸트기어박스풀리
240: 틸트기어박스 242: 메인바디
244: 틸트샤프트 47b1: 제1팬슬롯
47b2: 제2팬슬롯 47b3: 제3팬슬롯
47bn: 제n팬슬롯 47a1: 제1팬돌기
47a2: 제2팬돌기 47a3: 제3팬돌기
47an: 제n팬돌기 32a1: 제1틸트돌기
32a2: 제2틸트돌기 32a3: 제3틸트돌기
32an: 제4틸트돌기 32b1: 제1틸트슬롯
32b2: 제2틸트슬롯 32b3: 제3틸트슬롯
32bn: 제4틸트슬롯

Claims (9)

  1. 카메라를 좌우로 회전시키거나 틸트시키는 모터를 구동시키는 구동부;
    상기 모터에 의해서 회전하도록 배치되는 감응부재이고, 상기 감응부재의 외측에는 복수 개의 슬롯들과 이들 사이에 돌기들이 형성되고, 상기 슬롯들과 상기 돌기들은 서로 다른 각도영역을 갖도록 형성된 감응부재;
    상기 감응부재에 형성된 상기 슬롯들 또는 상기 돌기들의 시작위치 및 종료 위치를 감지하도록 배치되는 센서; 및
    상기 센서를 통해서 상기 슬롯들 또는 상기 돌기들 중 하나의 시작위치 및 종료위치 사이에서 상기 모터로 인가되는 펄스를 감지하고, 감지된 펄스값과 기준 펄스값을 비교하여 해당되는 슬롯 또는 돌기를 선택하고, 선택된 슬롯 또는 돌기의 시작점 또는 종료위치로 상기 감응부재를 위치시켜 초기화 시키는 제어부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 탈조를 감지하고 보정기능을 갖는 감시카메라 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬롯들은 각각 대응하는 슬롯각도들을 가지며, 상기 슬롯각도들은 상기 감응부재의 회전방향으로 서로 다른 각도영역을 가지고 있어서, 상기 제어부가 각 슬롯들을 구분할 수 있도록 설정된 것을 특징으로 하는 탈조를 감지하고 보정기능을 갖는 감시카메라 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 돌기들은 각각 대응하는 돌기각도들을 가지며, 상기 돌기각도들은 상기 감응부재의 회전방향으로 서로 다른 각도영역을 가지고 있어서, 상기 제어부가 돌기들을 구분할 수 있도록 설정된 것을 특징으로 하는 탈조를 감지하고 보정기능을 갖는 감시카메라 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 모터로 인가되는 펄스신호를 기초로 상기 슬롯들 또는 상기 돌기들의 각도를 연산하도록 설정된 것을 특징으로 하는 탈조를 감지하고 보정기능을 갖는 감시카메라 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 모터는
    상기 카메라를 좌우로 회전시키는 팬모터; 및 상기 카메라를 상하로 회전시키는 틸트모터;를 포함하고,
    상기 감응부재는
    상기 팬모터에 의해서 회전하도록 배치되고, 그 외측에는 회전방향으로 복수 개의 팬슬롯과 팬돌기가 교대로 형성된 팬감응부재; 및
    상기 틸트모터에 의해서 회전하도록 배치되고, 그 외측에는 회전방향으로 복수 개의 틸트슬롯과 틸트돌기가 교대로 형성된 틸트감응부재; 를 포함하고,
    상기 센서는
    상기 팬감응부재의 상기 팬슬롯과 상기 팬돌기의 회전방향 시작점과 끝점을 각각 감지하도록 배치되는 팬센서; 및
    상기 틸트감응부재의 상기 틸트슬롯과 상기 틸트돌기의 회전방향 시작점과 끝점을 각각 감지하도록 배치되는 틸트센서;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 탈조를 감지하고 보정기능을 갖는 감시카메라 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 모터를 동작시키지 않은 상태에서, 상기 센서로부터 상기 감응부재의 이동이 감지되면, 상기 카메라가 기준위치를 이탈한 것으로 판단하고,
    상기 센서를 통해서 상기 슬롯들 또는 상기 돌기들 중 하나의 시작위치 및 종료위치 사이에서 상기 모터로 인가되는 펄스를 감지하고, 감지된 펄스값과 기준펄스값을 비교하여 해당되는 슬롯 또는 돌기를 선택하고, 선택된 슬롯 또는 돌기의 시작점 또는 종료위치로 상기 감응부재를 위치시켜 초기화 시키는 것을 특징으로 하는 탈조를 감지하고 보정기능을 갖는 감시카메라 시스템.
  7. 캘리브레이션단계로서, 모터로 펄스를 인가하여 감응부재를 회전시키고, 센서를 통해서 상기 감응부재에 형성된 돌기 또는 슬롯을 순차적으로 감지하고, 상기 펄스를 기준으로 상기 감응부재에 형성된 돌기 또는 슬롯의 기준펄스값을 설정하는 단계;
    기동단계로써, 상기 모터를 작동시켜 상기 감응부재에 형성된 돌기 또는 슬롯의 실제 펄스값을 감지하고, 상기 실제펄스값과 상기 기준펄스값을 비교하여 해당 되는 돌기 또는 슬롯을 선택하는 단계; 및
    초기위치로 이동하는 단계로써, 선택된 돌기 또는 슬롯에 해당하는 기준펄스 값을 이용하여 선택된 돌기 또는 슬롯의 시작점 또는 끝점으로 상기 감응부재를 이동시키는 단계;
    를 포함하고,
    상기 감응부재의 외측에는 복수 개의 상기 슬롯들과 이들 사이에 상기 돌기들이 형성되고, 상기 슬롯들과 상기 돌기들은 서로 다른 각도영역을 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 감시카메라 시스템의 탈조를 감지하고 보정하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 모터는 카메라를 좌우로 회전시키는 팬모터; 및 상기 카메라를 상하로 회전시키는 틸트모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 감시카메라 시스템의 탈조를 감지하고 보정하는 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 감응부재는 상기 팬모터에 의해서 회전하도록 배치되는 팬감응부재; 및 상기 틸트모터에 의해서 회전하도록 배치되는 틸트감응부재; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 감시카메라 시스템의 탈조를 감지하고 보정하는 방법.
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