KR101870376B1 - 객체 위치 기반 조명 제어 장치 및 방법 - Google Patents

객체 위치 기반 조명 제어 장치 및 방법 Download PDF

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김승훈
윤종률
권진우
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이석균
이원진
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허소정
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단국대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 객체 위치 기반 조명 제어 장치는 복수의 객체의 각각에 부착되고 서로 상이한 식별 정보를 저장하는 복수의 RF 송신기로부터 식별 정보를 포함하는 RF 정보를 수신하는 RF 정보 수신부, 복수의 객체를 촬영하는 카메라로부터 영상 정보를 수신하는 영상 정보 수신부, RF 정보로부터 복수의 객체 각각의 제1 위치 정보를 도출하고, 영상 정보로부터 복수의 객체 각각의 제2 위치 정보를 도출하여, 각각의 제1 위치 정보 및 각각의 제2 위치 정보를 기초로 하여 복수의 객체의 각각에 대하여 식별 정보가 매핑된 최종 위치 정보를 산출하는 위치 결정부 및 조명장치가 복수의 객체에 빛을 조사하도록 최종 위치 정보에 기초하여 조명 장치를 제어하는 제어신호를 생성하는 신호 처리부를 포함한다.

Description

객체 위치 기반 조명 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING ILLUMINATION DEVICE BASED ON OBJECT POSITION}
본 발명은 객체 위치 기반 조명 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 RF 정보, 영상 정보 및 LIDAR(light detection and ranging) 정보를 기초로 객체의 위치 정보를 산출하여 조명장치가 객체에 빛을 조사하도록 하는 객체 위치 기반 조명 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근에는 공연 컨텐츠가 화려해지고, 이를 뒷받침하기 위한 무대 기술이 발달함에 따라 공연 시설물에 대한 제어의 중요성이 부각되고 있다.
한편 조명장치의 경우, 그 종류와 수가 많고 공연 중 이루어지는 변화와 타이밍 등이 복잡하며, 조명의 대상이 되는 공연자의 위치 및 동선 등이 공연 중에 즉흥적으로 변경되는 경우가 많아, 공연자의 위치를 정확히 측정하여 빛을 조사하는 것이 매우 중요하다.
이를 위해, 종래에는 RF 송수신기를 이용하여 공연자의 위치를 측정하였으나, RF 송수신기를 이용한 공연자의 위치 측정은 장애물에 의한 신호 왜곡이 심하여 무대 장치가 즐비한 공연 공간에서 위치의 정밀한 측정이 어려울 뿐만 아니라, 오차범위가 넓어 공연자의 대략적인 위치만 산출할 수 있다는 문제가 있다.
또한 영상 장비를 이용하여 공연자의 위치를 측정을 하는 기술도 존재하나, 영상 장비를 통한 위치 측정의 경우 둘 이상의 공연자가 가까운 거리에 위치하였다가 멀어지게 되면 각 공연자를 식별하기 어렵다는 문제가 있다.
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한국 공개특허공보 제10-2010-0018363호: 이동 객체의 자동 위치추적 시스템
본 발명의 실시예에서 해결하고자 하는 과제는 무대 위의 객체 상호 간의 거리와 관계없이 복수의 객체를 식별하면서, 각 객체의 위치를 정확히 측정하는 기술을 제공하는 것이다.
또한 하나의 수단만을 활용하여 객체의 위치를 측정하는 것에 국한되지 않고, 다양한 수단을 함께 활용하여 객체의 위치를 측정할 수 있도록 하는 기술을 제공하고자 한다.
다만, 본 발명의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 기술적 과제가 도출될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 객체 위치 기반 조명 제어 장치는 복수의 객체의 각각에 부착되고 서로 상이한 식별 정보를 저장하는 복수의 RF 송신기로부터 상기 식별 정보를 포함하는 RF 정보를 수신하는 RF 정보 수신부, 상기 복수의 객체를 촬영하는 카메라로부터 영상 정보를 수신하는 영상 정보 수신부, 상기 RF 정보로부터 상기 복수의 객체 각각의 제1 위치 정보를 도출하고, 상기 영상 정보로부터 상기 복수의 객체 각각의 제2 위치 정보를 도출하여, 상기 각각의 제1 위치 정보 및 상기 각각의 제2 위치 정보를 기초로 하여 상기 복수의 객체의 각각에 대하여 상기 식별 정보가 매핑된 최종 위치 정보를 산출하는 위치 결정부 및 조명장치가 상기 복수의 객체에 빛을 조사하도록 상기 최종 위치 정보에 기초하여 상기 조명 장치를 제어하는 제어신호를 생성하는 신호 처리부를 포함한다.
이때 상기 위치 결정부는 상기 제2 위치 정보를, 상기 제1 위치 정보 중 상기 제2 위치 정보와 가장 가까운 위치를 나타내는 제1 위치 정보의 식별 정보와 매핑하여, 상기 식별 정보가 매핑된 최종 위치 정보를 산출할 수 있다.
또한 상기 조명장치가 조사할 수 있는 영역을 복수 개의 섹터로 나눌 때, 상기 위치 결정부는 상기 제1 위치 정보 및 상기 제2 위치 정보가 상기 복수 개의 섹터 중 제1 섹터에 포함되는 경우, 상기 제2 위치 정보를 상기 제1 위치 정보의 식별 정보와 매핑하여, 상기 식별 정보가 매핑된 최종 위치 정보를 산출할 수 있다.
더하여 상기 제어 장치는 상기 복수의 객체에 레이저를 방사하는 LIDAR 센서로부터 상기 복수의 객체의 위치에 관한 LIDAR 정보를 수신하는 LIDAR 정보 수신부를 더 포함하고, 상기 위치 결정부는 상기 LIDAR 정보로부터 상기 복수의 객체 각각의 제3 위치 정보를 도출하고, 상기 각각의 제1 위치 정보 및 상기 각각의 제3 위치 정보를 기초로 하여 상기 복수의 객체의 각각에 대하여 상기 식별 정보가 매핑된 최종 위치 정보를 산출할 수 있다.
이때 상기 위치 결정부는 상기 제3 위치 정보를, 상기 제1 위치 정보 중 상기 제3 위치 정보와 가장 가까운 위치를 나타내는 제1 위치 정보의 식별 정보와 매핑하여, 상기 식별 정보가 매핑된 최종 위치 정보를 산출할 수 있다.
또한 상기 위치 결정부는 상기 제3 위치 정보와 가장 가까운 위치를 나타내는 제1 위치 정보의 식별 정보가 상기 제2 위치 정보가 매핑되어 있는 경우, 상기 제2 위치 정보 및 상기 제3 위치 정보 중 신뢰도가 더 높은 위치 정보를 사용하여 최종 위치 정보를 산출할 수 있다.
더하여 상기 제어 장치는 사용자에 의해 입력된 상기 조명장치의 제어정보를 수신하는 체널을 더 포함하고, 상기 신호 처리부는 상기 체널에 의해 수신된 상기 제어정보를 기반으로 상기 조명장치를 제어하는 제어신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 객체 위치 기반 조명 제어 장치는 복수의 객체의 각각에 부착되고 서로 상이한 식별 정보를 저장하는 복수의 RF 송신기로부터 상기 식별 정보를 포함하는 RF 정보를 수신하는 RF 정보 수신부, 상기 복수의 객체에 레이저를 방사하는 LIDAR 센서로부터 상기 복수의 객체의 위치에 관한 LIDAR 정보를 수신하는 LIDAR 정보 수신부, 상기 RF 정보로부터 상기 복수의 객체 각각의 제1 위치 정보를 도출하고, 상기 LIDAR 정보로부터 상기 복수의 객체 각각의 제2 위치 정보를 도출하여, 상기 각각의 제1 위치 정보 및 상기 각각의 제2 위치 정보를 기초로 하여 상기 복수의 객체의 각각에 대하여 상기 식별 정보가 매핑된 최종 위치 정보를 산출하는 위치 결정부 및 조명장치가 상기 복수의 객체에 빛을 조사하도록 상기 최종 위치 정보에 기초하여 상기 조명 장치를 제어하는 제어신호를 생성하는 신호 처리부를 포함한다.
이때 상기 위치 결정부는 상기 제2 위치 정보를, 상기 제1 위치 정보 중 상기 제2 위치 정보와 가장 가까운 위치를 나타내는 제1 위치 정보의 식별 정보와 매핑하여, 상기 식별 정보가 매핑된 최종 위치 정보를 산출할 수 있다.
또한 상기 조명장치가 조사할 수 있는 영역을 복수 개의 섹터로 나눌 때, 상기 위치 결정부는 상기 제1 위치 정보 및 상기 제2 위치 정보가 상기 복수 개의 섹터 중 제1 섹터에 포함되는 경우, 상기 제2 위치 정보를 상기 제1 위치 정보의 식별 정보와 매핑하여, 상기 식별 정보가 매핑된 최종 위치 정보를 산출할 수 있다.
더하여 상기 제어 장치는 상기 복수의 객체를 촬영하는 카메라로부터 영상 정보를 수신하는 영상 정보 수신부를 더 포함하고, 상기 위치 결정부는,
상기 영상 정보로부터 상기 복수의 객체 각각의 제3 위치 정보를 도출하고, 상기 각각의 제1 위치 정보 및 상기 각각의 제3 위치 정보를 기초로 하여 상기 복수의 객체의 각각에 대하여 상기 식별 정보가 매핑된 최종 위치 정보를 산출할 수 있다.
또한 상기 위치 결정부는 상기 제3 위치 정보를, 상기 제1 위치 정보 중 상기 제3 위치 정보와 가장 가까운 위치를 나타내는 제1 위치 정보의 식별 정보와 매핑하여, 상기 식별 정보가 매핑된 최종 위치 정보를 산출할 수 있다.
이때 상기 위치 결정부는 상기 제3 위치 정보와 가장 가까운 위치를 나타내는 제1 위치 정보의 식별 정보가 상기 제2 위치 정보가 매핑되어 있는 경우, 상기 제2 위치 정보 및 상기 제3 위치 정보 중 신뢰도가 더 높은 위치 정보를 사용하여 최종 위치 정보를 산출할 수 있다.
아울러 상기 제어 장치는 사용자에 의해 입력된 상기 조명장치의 제어정보를 수신하는 체널을 더 포함하고, 상기 신호 처리부는 상기 체널에 의해 수신된 상기 제어정보를 기반으로 상기 조명장치를 제어하는 제어신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 객체 위치 기반 조명 제어 서버는 복수의 객체의 각각에 부착되고 서로 상이한 식별 정보를 저장하는 복수의 RF 송신기로부터 상기 식별 정보를 포함하는 RF 정보를 수신하는 RF 정보 수신부, 상기 복수의 객체를 촬영하는 카메라로부터 영상 정보를 수신하는 영상 정보 수신부, 상기 RF 정보로부터 상기 복수의 객체 각각의 제1 위치 정보를 도출하고, 상기 영상 정보로부터 상기 복수의 객체 각각의 제2 위치 정보를 도출하여, 상기 각각의 제1 위치 정보 및 상기 각각의 제2 위치 정보를 기초로 하여 상기 복수의 객체의 각각에 대하여 상기 식별 정보가 매핑된 최종 위치 정보를 산출하는 위치 결정부 및 상기 최종 위치 정보를 조명장치를 제어하는 장치에 송신하는 위치 정보 송신부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 객체 위치 기반 조명 제어 서버는 복수의 객체의 각각에 부착되고 서로 상이한 식별 정보를 저장하는 복수의 RF 송신기로부터 상기 식별 정보를 포함하는 RF 정보를 수신하는 RF 정보 수신부, 상기 복수의 객체에 레이저를 방사하는 LIDAR 센서로부터 상기 복수의 객체의 위치에 관한 LIDAR 정보를 수신하는 LIDAR 정보 수신부, 상기 RF 정보로부터 상기 복수의 객체 각각의 제1 위치 정보를 도출하고, 상기 LIDAR 정보로부터 상기 복수의 객체 각각의 제2 위치 정보를 도출하여, 상기 각각의 제1 위치 정보 및 상기 각각의 제2 위치 정보를 기초로 하여 상기 복수의 객체의 각각에 대하여 상기 식별 정보가 매핑된 최종 위치 정보를 산출하는 위치 결정부 및 상기 최종 위치 정보를 조명장치를 제어하는 장치에 송신하는 위치 정보 송신부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 객체 위치 기반 조명 제어 방법은 복수의 객체의 각각에 부착되고 서로 상이한 식별 정보를 저장하는 복수의 RF 송신기로부터 상기 식별 정보를 포함하는 RF 정보를 수신하는 단계, 상기 복수의 객체를 촬영하는 카메라로부터 영상 정보를 수신하는 단계, 상기 RF 정보로부터 상기 복수의 객체 각각의 제1 위치 정보를 도출하고, 상기 영상 정보로부터 상기 복수의 객체 각각의 제2 위치 정보를 도출하여, 상기 각각의 제1 위치 정보 및 상기 각각의 제2 위치 정보를 기초로 하여 상기 복수의 객체의 각각에 대하여 상기 식별 정보가 매핑된 최종 위치 정보를 산출하는 단계 및 조명장치가 상기 복수의 객체에 빛을 조사하도록 상기 최종 위치 정보에 기초하여 상기 조명 장치를 제어하는 제어신호를 생성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 객체 위치 기반 조명 제어 방법은 복수의 객체의 각각에 부착되고 서로 상이한 식별 정보를 저장하는 복수의 RF 송신기로부터 상기 식별 정보를 포함하는 RF 정보를 수신하는 단계, 상기 복수의 객체에 레이저를 방사하는 LIDAR 센서로부터 상기 복수의 객체의 위치에 관한 LIDAR 정보를 수신하는 단계, 상기 RF 정보로부터 상기 복수의 객체 각각의 제1 위치 정보를 도출하고, 상기 LIDAR 정보로부터 상기 복수의 객체 각각의 제2 위치 정보를 도출하여, 상기 각각의 제1 위치 정보 및 상기 각각의 제2 위치 정보를 기초로 하여 상기 복수의 객체의 각각에 대하여 상기 식별 정보가 매핑된 최종 위치 정보를 산출하는 단계 및 조명장치가 상기 복수의 객체에 빛을 조사하도록 상기 최종 위치 정보에 기초하여 상기 조명 장치를 제어하는 제어신호를 생성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, RF 정보에 포함되어 있는 무대 위 객체 각각의 RF 식별 정보를 다양한 수단을 통해 측정한 객체의 위치 정보와 매핑하여, 객체 상호 간의 거리와 관계없이 복수의 객체를 식별할 수 있다.
또한 다양한 수단을 활용하여 측정한 위치 정보 중 신뢰도가 높은 위치 정보를 활용함으로써 객체의 위치를 보다 정확히 측정할 수 있다.
더하여 기존에 수동으로 조명장치를 제어하는 콘솔을 본 발명의 실시예와 연동하여 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 객체 위치 기반 조명 제어 시스템을 도시하고 있는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 객체 위치 기반 조명 제어 장치의 위치 결정부 및 신호 처리부의 상세도이다.
도 3은 조명장치가 빛을 조사할 수 있는 영역을 복수 개의 섹터로 나눈 모습을 도시하고 있는 예시도이다.
도 4는 RF 정보, 영상 정보 및 LIDAR 정보로부터 최종 위치 정보를 산출하는 것을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 RF 정보, 영상 정보 및 LIDAR 정보로부터 최종 위치 정보를 도출하는 것을 설명하기 위한 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 객체 위치 기반 조명 제어 방법의 프로세스를 도시하는 흐름도이다.
본 발명의 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 명세서에 첨부된 도면에 의거한 이하의 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다. 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명한다.
본 명세서에서 개시되는 실시예들은 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되거나 이용되지 않아야 할 것이다. 이 분야의 통상의 기술자에게 본 명세서의 실시예를 포함한 설명은 다양한 응용을 갖는다는 것이 당연하다. 따라서, 본 발명의 상세한 설명에 기재된 임의의 실시예들은 본 발명을 보다 잘 설명하기 위한 예시적인 것이며 본 발명의 범위가 실시예들로 한정되는 것을 의도하지 않는다.
도면에 표시되고 아래에 설명되는 기능 블록들은 가능한 구현의 예들일 뿐이다. 다른 구현들에서는 상세한 설명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다른 기능 블록들이 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 하나 이상의 기능 블록이 개별 블록들로 표시되지만, 본 발명의 기능 블록들 중 하나 이상은 동일 기능을 실행하는 다양한 하드웨어 및 소프트웨어 구성들의 조합일 수 있다.
또한, 어떤 구성요소들을 포함한다는 표현은 개방형의 표현으로서 해당 구성요소들이 존재하는 것을 단순히 지칭할 뿐이며, 추가적인 구성요소들을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
나아가 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급될 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다.
또한 '제1, 제2' 등과 같은 표현은 복수의 구성들을 구분하기 위한 용도로만 사용된 표현으로써, 구성들 사이의 순서나 기타 특징들을 한정하지 않는다.
이하에서는 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 객체 위치 기반 조명 제어 시스템을 도시하고 있는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 객체 위치 기반 조명장치제어 시스템은 RF 송신기(11), RF 수신기(12), 카메라(20), LIDAR 센서(30), 객체 위치 기반 조명 제어 장치(100), 조명장치(200) 및 조명장치 수동제어 콘솔(300)을 포함할 수 있다.
RF 송신기(11)는 고유의 식별 정보를 저장하고 있으며, 객체에 부착되어 객체의 위치가 변함에 따라 RF 송신기(11)가 발송하는 신호의 위치가 달라진다.
RF 수신기(12)는 RF 송신기(11)가 발송하는 신호를 수신한다. RF 수신기(12)는 RF 송신기(11)의 위치에 따라 신호의 세기를 다르게 수신한다. 따라서 객체가 움직이는 공간에 도 1과 같이 다수의 RF 수신기(12)를 설치하면, RF 수신기(12)가 설치된 위치에 따라 RF 송신기(11)의 신호의 세기가 다르게 측정되며, 설치된 위치에 따라 신호의 세기가 상이한 특징을 이용하여 객체 위치 기반 조명 제어 장치(100)가 객체의 위치를 측정할 수 있다.
카메라(20)는 객체를 촬영하여 객체의 위치와 관련된 정보를 측정할 수 있다. 객체의 위치를 산출할 수 있는 기능을 갖는 카메라(20)는 예를 들면, TOF(time of flight) 방식의 Depth 카메라 및 키넥트(kinect) 방식의 Depth 카메라가 있다. TOF 방식의 Depth 카메라는 펄스를 쏘고 반사파가 들어오는 시간 차이를 측정해서 거리를 구하며, 키넥트 방식의 Depth 카메라는 특정한 라이트 패턴을 방사하고, 왜곡된 라이트 패턴을 찍어서 패턴의 간격이나 변형을 통해 객체의 거리를 구할 수 있다.
LIDAR 센서는 객체에 레이저를 방사하고 레이저가 반사되어 돌아오는 시간 및 반사되는 레이저의 세기를 측정하여 객체의 위치와 관련된 정보를 측정할 수 있다. 예를 들어, LIDAR 센서(30)는 360도 회전하면서 특정 주파수의 연속적으로 변조되는 레이저 빔을 방사하고, 측정 범위 내에 있는 객체로부터 반사되는 신호의 위상 변화량을 측정하여 거리를 계산할 수 있다.
객체 위치 기반 조명 제어 장치(100)는 객체를 측정하는 RF 송신기(11), 카메라(20), LIDAR 센서(30)로부터 측정된 객체의 위치와 관련된 정보를 기반으로 객체의 위치를 산출하고, 산출된 객체의 위치에 맞추어 조명장치(200)를 제어하는 제어신호를 생성한다.
조명장치(200)는 객체 위치 기반 조명 제어 장치가 생성한 제어신호에 따라 수평 회전인 pan과 수직 회전인 tilt 등의 움직임을 조절함으로써 움직이는 객체의 위치에 맞추어 빛을 조사한다.
조명장치 수동제어 콘솔(300)은 조명장치(200)를 수동으로 제어하기 위한 기존의 장치이다. 조명장치 수동제어 콘솔(300)은 본 발명의 일 실시예에 따른 객체 위치 기반 조명 제어 장치(100)와 연결될 수 있다. 이때 조명장치 수동제어 콘솔(300)이 출력하는 신호는 객체 위치 기반 조명 제어 장치(100)를 통해 바이패스(bypass)되어 조명장치(200)에 전송될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 객체 위치 기반 조명 제어 장치(100)의 위치 결정부(140) 및 신호 처리부(150)의 상세도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 객체 위치 기반 조명 제어 장치(100)는 RF 정보 수신부(110), 영상 정보 수신부(120), LIDAR 정보 수신부(130), 위치 결정부(140) 및 신호 처리부(150)를 포함할 수 있다.
RF 정보 수신부(110)는 RF 송신기(11)로부터 RF 정보를 수신한다. 이때 RF 정보는 RF 송신기(11)가 발송한 신호를 수신하는 RF 수신기(12)로부터 전달될 수 있다. RF 송신기(11)는 객체에 부착되고 각각의 RF 송신기(11)는 서로 상이한 식별 정보를 저장하고 있다. 따라서 RF 정보는 각각의 객체를 구분할 수 있는 식별 정보를 포함하고, RF 송신기(11)가 객체의 위치로부터 발송한 신호의 세기에 관한 정보를 포함할 수 있다.
영상 정보 수신부(120)는 복수의 객체를 촬영하는 카메라(20)로부터 영상 정보를 수신한다. 영상 정보는 카메라(20)가 촬영한 영상 자체, 또는 카메라(20)로부터 산출된 객체의 위치에 관한 정보를 포함할 수 있다.
LIDAR 정보 수신부(130)는 복수의 객체에 레이저를 방사하는 LIDAR 센서(30)로부터 객체의 위치에 관한 LIDAR 정보를 수신한다. 이때 LIDAR 정보는 객체로부터 반사되는 레이저를 기초로 산출된 객체의 위치에 관한 정보를 포함할 수 있다.
한편, RF 정보 수신부(110), 영상 정보 수신부(120) 및 LIDAR 정보 수신부(130)는 RF 정보, 영상 정보 및 LIDAR 정보를 수신하기 위하여 데이터를 주고받기 위한 통신 모듈을 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면 위치 결정부(140)는 RF 정보 수신부(110), 영상 정보 수신부(120) 및 LIDAR 정보 수신부(130)으로부터 제공 받은 RF 정보, 영상 정보 및 LIDAR 정보로부터 객체의 제1 위치 정보, 제2 위치 정보 및 제3 위치 정보를 도출하고, 제1 위치 정보에 포함된 RF 식별 정보를 기준으로 각 위치 정보에 포함된 위치 좌표를 매핑하여 최종 위치 정보를 산출할 수 있다.
우선, 위치 결정부(140)가 객체의 제1 위치 정보, 제2 위치 정보 및 제3 위치 정보를 도출하고, RF 식별 정보와 위치 좌표를 매핑시키는 과정을 설명한다.
위치 결정부(140)는 RF 정보 수신부(110)가 수신한 RF 정보로부터 복수의 객체 각각의 제1 위치 정보를 도출할 수 있다. 객체에 부착된 RF 송신기(11)가 발송하는 신호를 복수의 RF 수신기(12)가 수신하면, 각 RF 수신기(12)가 수신한 신호는 RF 수신기(12)의 위치 별로 세기가 다르다. 이와 같이, RF 수신기(12)의 위치 별로 수신하는 신호의 세기가 다르다는 특징을 이용하여 삼각측량법 등의 방법을 통해 RF 송신기(11)의 신호가 발송되는 위치를 추정할 수 있다.
이를 통하여, 복수의 객체에 부착된 RF 송신기(11)가 발송하는 신호를 RF 식별 정보 별로 구분하여 각 객체의 위치를 나타내는 제1 위치 정보를 도출할 수 있다.
한편, 배경기술에 기재된 바와 같이 RF 송신기(11) 및 RF 수신기(12) 만으로 측정한 객체의 위치 정보는 정밀하지 않을 수 있기 때문에, 도 3에 도시된 바와 같이 객체가 움직일 수 있는 공간을
Figure 112016129116012-pat00001
(v 및 u 는 자연수)개의 섹터로 구분하여 객체의 위치를 특정 좌표가 아닌 섹터에 매핑시켜, 객체가 위치하는 섹터의 정보를 포함하는 제1 위치 정보를 도출할 수 있다. 이와 같이, 제1 위치 정보는 각 객체의 RF 식별 정보(
Figure 112016129116012-pat00002
) 및 각 객체가 위치하는 섹터(
Figure 112016129116012-pat00003
) 등의 정보를 포함할 수 있다.
또한 위치 결정부(140)는 영상 정보 수신부(120)가 수신한 영상 정보로부터 복수의 객체 각각의 제2 위치 정보를 도출할 수 있다.
위치 결정부(140)는 객체가 움직이는 공간의 특정한 지점에 소정의 좌표 값을 부여하고, 영상 정보에 포함된 객체의 거리 및 방향과 특정한 지점의 좌표를 비교하여 객체의 위치 좌표
Figure 112016129116012-pat00004
를 포함하는 제2 위치 정보를 산출할 수 있으며, 이는 공지된 방법으로서 하나의 예시일 뿐, 이러한 방법에 한정되지는 않는다.
이때 위치 결정부(140)는 제2 위치 정보와 가장 가까운 위치를 나타내는 제1 위치 정보의 RF 식별 정보와 제2 위치 정보를 매핑하여 영상 정보를 통해 측정된 객체의 위치 정보에 RF 식별 정보를 부여할 수 있다.
예를 들어, 위치 결정부(140)는 제1 위치 정보 및 제2 위치 정보가 도 3에 도시된 복수 개의 섹터 중 같은 섹터에 포함되는 경우, 제2 위치 정보에 제1 위치 정보의 RF 식별 정보를 매핑하고 동일한 RF 식별 정보를 갖는 제1 위치 정보 및 제2 위치 정보를 이용하여 해당 객체의 식별 정보를 포함하는 최종 위치 정보를 산출할 수 있다. 이때 최종 위치 정보는 제1 위치 정보 및 제2 위치 정보 중 신뢰도가 높은 것을 선택할 수 있다. 가령, RF 정보를 통해 산출된 제1 위치 정보보다 영상 정보를 통해 산출된 제2 위치 정보의 신뢰도가 높다면, 최종 위치 정보는 영상 정보에서 측정된 객체(
Figure 112016129116012-pat00005
)에 매핑된 RF 식별 정보(
Figure 112016129116012-pat00006
), 영상 정보를 통해 도출한 각 객체의 위치 좌표
Figure 112016129116012-pat00007
등의 정보를 포함할 수 있다.
이와 같이, 영상 정보를 통해 측정한 객체의 제2 위치 정보에 RF 식별 정보를 매핑하여 최종 위치 정보를 도출함으로써, 둘 이상의 객체가 가까운 거리에 위치하였다가 멀어지는 경우에도 객체 간의 혼동 없이 각 객체의 위치를 정확하게 추적할 수 있다.
더하여 위치 결정부(140)는 LIDAR 정보 수신부(130)가 수신한 LIDAR 정보로부터 복수의 객체 각각의 제3 위치 정보를 도출할 수 있다.
위치 결정부(140)는 객체가 움직이는 공간의 특정한 지점에 소정의 좌표 값을 부여하고, LIDAR 정보에 포함된 객체의 거리 및 방향과 특정한 지점의 좌표를 비교하여 객체의 위치 좌표
Figure 112016129116012-pat00008
를 포함하는 제3 위치 정보를 산출할 수 있으며, 이는 공지된 방법으로서 하나의 예시일 뿐, 이러한 방법에 한정되지는 않는다.
이때 위치 결정부(140)는 제3 위치 정보와 가장 가까운 위치를 나타내는 제1 위치 정보의 RF 식별 정보와 매핑하여 LIDAR 정보를 통해 측정된 객체의 위치 정보에 RF 식별 정보를 부여할 수 있다.
예를 들어, 위치 결정부(140)는 제1 위치 정보 및 제3 위치 정보가 도 3에 도시된 복수 개의 섹터 중 같은 섹터에 포함되는 경우, 제3 위치 정보에 제1 위치 정보의 RF 식별 정보를 매핑하고 동일한 RF 식별 정보를 갖는 제1 위치 정보 및 제3 위치 정보를 이용하여 해당 객체의 식별 정보를 포함하는 최종 위치 정보를 산출할 수 있다. 이때 최종 위치 정보는 제1 위치 정보 및 제3 위치 정보 중 신뢰도가 높은 것을 선택할 수 있다. 가령, RF 정보를 통해 산출된 제1 위치 정보보다 LIDAR 정보를 통해 산출된 제3 위치 정보의 신뢰도가 높다면, 최종 위치 정보는 영상 정보에서 측정된 객체(
Figure 112016129116012-pat00009
)에 매핑된 RF 식별 정보(
Figure 112016129116012-pat00010
), 영상 정보를 통해 도출한 각 객체의 위치 좌표
Figure 112016129116012-pat00011
등의 정보를 포함할 수 있다.
이와 같이, LIDAR 정보를 통해 측정한 객체의 제3 위치 정보에 RF 식별 정보를 매핑하여 최종 위치 정보를 도출함으로써, 둘 이상의 객체가 가까운 거리에 위치하였다가 멀어지는 경우에도 객체 간의 혼동 없이 각 객체의 위치를 정확하게 추적할 수 있다.
한편, 제1 위치 정보, 제2 위치 정보 및 제3 위치 정보가 모두 같은 섹터(
Figure 112016129116012-pat00012
)에 포함되어, 제2 위치 정보 및 제3 위치 정보 각각에 동일한 제1 위치 정보가 매핑되어 있는 경우에는 어떠한 위치 정보를 기준으로 최종 위치 정보를 산출할 것인지 기준이 필요하다.
이때 위치 결정부(140)는 동일한 제1 위치 정보의 RF 식별 정보에 매핑된 제2 위치 정보 및 제3 위치 정보 중 신뢰도가 더 높은 위치 정보를 사용하여 최종 위치 정보를 산출할 수 있다.
도 4는 위와 같은 경우, RF 정보, 영상 정보 및 LIDAR 정보로부터 최종 위치 정보를 산출하는 것을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4를 참조하면, 한 객체의 RF 식별 정보(
Figure 112016129116012-pat00013
)에 영상 정보로부터 측정된 객체(
Figure 112016129116012-pat00014
)의 위치 좌표
Figure 112016129116012-pat00015
및 LIDAR 정보로부터 측정된 객체(
Figure 112016129116012-pat00016
)의 위치 좌표
Figure 112016129116012-pat00017
가 매핑되어 있을 때, 영상 정보의 신뢰도(90%)가 LIDAR 정보(80%)의 신뢰도가 높으므로 영상 정보를 통해 측정된 위치 좌표인
Figure 112016129116012-pat00018
를 최종 위치 정보에 포함될 좌표로 산출할 수 있다. 이에 따라, 도 5와 같이 RF 식별 정보(
Figure 112016129116012-pat00019
) 및 신뢰도가 더 높은 좌표
Figure 112016129116012-pat00020
를 포함하는 최종 위치 정보가 산출될 수 있다.
이때 위치 결정부(140)는 RF 정보에 포함된 RF 신호의 세기를 통해 신뢰도를 산출할 수 있다. 또한 위치 결정부(140)는 영상 정보에 포함된 객체의 형태로부터 측정하고 있는 객체가 사람일 확률을 분석하고, 측정하고 있는 객체가 움직이면서 그 객체의 형태의 유지 및 변형 정도를 통해, 측정하고 있는 객체가 믿을 만한 정보인지 나타내는 신뢰도를 산출할 수 있다. 아울러 위치 결정부(140)는 LIDAR 정보에 포함된 객체에 반사된 레이저의 세기를 통해 신뢰도를 산출할 수 있다. 한편 영상 정보를 통해 산출한 신뢰도 및 LIDAR 정보를 통해 산출한 신뢰도는 그 측정 기준이 다르므로, 사용자가 두 신뢰도의 비교기준을 설정할 수 있으며, 상술한 신뢰도를 산출하는 방법은 공지된 방법으로서 하나의 예시일 뿐으로 이러한 방법에 한정되지는 않는다.
한편 도 2를 다시 참조하면, 신호 처리부(150)는 조명장치(200)가 복수의 객체에 빛을 조사하도록 최종 위치 정보에 기초하여 조명 장치를 제어하는 제어신호를 생성한다. 신호 처리부(150)는 최종 위치 정보로부터 조명장치(200)가 움직여야 할 pan 또는 tilt의 움직임을 계산하고, 계산된 정보를 기초로 조명장치(200)의 제어신호를 생성한다. 이때 제어신호는 조명장치(200) 분야에서 사용되는 DMX 프로토콜에 따른 DMX 신호로 변환될 수 있다. 이에 따라, 신호 처리부(150)는 조명장치(200)로 DMX 신호를 출력하여 조명장치(200)가 움직이는 객체에 빛을 조사하도록 제어할 수 있다.
상술한 실시예에 따르면, RF 정보에 포함되어 있는 객체 각각의 식별 정보를 다양한 수단을 통해 측정한 위치 정보와 결합하여, 복수의 객체 각각을 식별할 수 있으며, 또한 다양한 수단을 활용하여 측정한 위치 정보 중 신뢰도가 높은 위치 정보를 활용함으로써 객체의 위치를 정확히 측정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 객체 위치 기반 조명 제어 장치(100)는 사용자에 의해 입력된 조명장치(200)의 제어정보를 수신하는 체널(도면 미도시)을 더 포함할 수 있고, 이때 신호 처리부(150)는 체널에 의해 수신된 제어정보를 기반으로 조명장치(200)를 제어하는 제어신호를 생성할 수 있다.
예를 들어, 사용자에 의해 입력된 조명장치(200)의 제어정보는 조명장치 수동제어 콘솔(300)로부터 생성된 제어정보일 수 있다. 이에 따라, 본 실시예에 따르면 기존에 수동으로 조명장치(200)를 제어하는 콘솔을 본 실시예에 따른 객체 위치 기반 조명 제어 장치(100)와 연동하여 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 객체 위치 기반 조명 제어 장치(100)는 서버의 형태로 구현될 수 있다. 이때 서버는 산출된 최종 위치 정보를 조명장치(200) 또는 조명장치(200)를 제어하는 장치에 송신하는 위치 정보 송신부(도면 미도시)를 더 포함할 수 있으며, 이때 위치 정보 송신부는 최종 위치 정보를 송신하기 위하여 데이터를 주고받기 위한 통신 모듈을 포함할 수 있다. 조명장치(200)를 제어하는 장치는 기존에 사용하는 수동으로 조명장치(200)를 제어하는 콘솔을 포함할 수 있다.
한편 상술한 실시예가 포함하는 위치 결정부(140) 및 신호 처리부(150)는 이들의 기능을 수행하도록 프로그램된 명령어를 포함하는 메모리, 및 이들 명령어를 수행하는 마이크로프로세서를 포함하는 연산 장치에 의해 구현될 수 있다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 객체 위치 기반 조명장치(200) 제어 방법의 순서를 도시하는 있는 흐름도이다. 도 6에 따른 객체 위치 기반 조명장치(200) 제어 방법의 각 단계는 도 1 및 도 2를 통해 설명된 객체 위치 기반 조명 제어 장치(100)에 의해 수행될 수 있으며, 각 단계를 설명하면 다음과 같다.
우선, RF 정보 수신부(110)는 복수의 객체의 각각에 부착되고 서로 상이한 식별 정보를 저장하는 복수의 RF 송신기(11)로부터 RF 식별 정보를 포함하는 RF 정보를 수신하고(S610), 영상 정보 수신부(120)는 복수의 객체를 촬영하는 카메라(20)로부터 영상 정보를 수신하며(S620), LIDAR 정보 수신부(130)는 복수의 객체에 레이저를 방사하는 LIDAR 센서(30)로부터 복수의 객체의 위치에 관한 LIDAR 정보를 수신한다(S630).
다음으로 위치 결정부(140)는 RF 정보로부터 복수의 객체 각각의 제1 위치 정보를 도출하고, 영상 정보로부터 복수의 객체 각각의 제2 위치 정보를 도출하고, LIDAR 정보로부터 복수의 객체 각각의 제3 위치 정보를 도출하여, 각각의 제1 위치 정보, 각각의 제2 위치 정보, 각각의 제3 위치 정보를 기초로 하여 복수의 객체의 각각에 대하여 동일한 RF 식별 정보가 매핑된 제1 위치정보, 제2 위치정보 및 제3 위치정보에 기초하여 해당 객체의 최종 위치 정보를 산출한다(S640).
이후, 신호 처리부(150)는 조명장치(200)가 복수의 객체에 빛을 조사하도록 최종 위치 정보에 기초하여 조명 장치를 제어하는 제어신호를 생성한다(S650).
도 6에 도시된 각 단계의 수행 과정의 구체적 설명은 도 1 및 도 2와 함께 설명한 구체적 수행 과정과 동일하므로 중복된 설명은 생략한다.
상술한 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.
하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
11: RF 송신기
12: RF 수신기
20: 카메라
30: LIDAR 센서
100: 객체 위치 기반 조명 제어 장치
110: RF 정보 수신부
120: 영상 정보 수신부
130: LIDAR 정보 수신부
140: 위치 결정부
150: 신호 처리부
200: 조명장치
300: 조명장치 수동제어 콘솔

Claims (20)

  1. 복수의 객체의 각각에 부착되고 서로 상이한 식별 정보를 저장하는 복수의 RF 송신기로부터 상기 식별 정보를 포함하는 RF 정보를 수신하는 RF 정보 수신부;
    상기 복수의 객체를 촬영하는 카메라로부터 영상 정보를 수신하는 영상 정보 수신부;
    상기 복수의 객체에 레이저를 방사하는 LIDAR(light detection and ranging) 센서로부터 상기 복수의 객체의 위치에 관한 LIDAR 정보를 수신하는 LIDAR 정보 수신부;
    상기 RF 정보로부터 상기 복수의 객체 각각의 제1 위치 정보를 도출하고, 상기 영상 정보로부터 상기 복수의 객체 각각의 제2 위치 정보를 도출하고, 상기 LIDAR 정보로부터 상기 복수의 객체 각각의 제3 위치 정보를 도출하여, 상기 각각의 제1 위치 정보 및 상기 각각의 제2 위치 정보가 나타내는 위치를 기초로 상호 매핑하고, 상기 각각의 제1 위치 정보 및 상기 각각의 제3 위치 정보가 나타내는 위치를 기초로 상호 매핑하여, 어느 하나의 제1 위치 정보에 대응되는 식별 정보를 가지는 객체의 최종 위치 정보를 상기 어느 하나의 제1 위치 정보에 매핑된 제2 위치 정보의 신뢰도 및 상기 어느 하나의 제1 위치 정보에 매핑된 제3 위치 정보의 신뢰도 중 더 높은 신뢰도를 가진 위치 정보인 것으로 결정하는 위치 결정부; 및
    조명장치가 상기 복수의 객체에 빛을 조사하도록 상기 최종 위치 정보에 기초하여 상기 조명 장치를 제어하는 제어신호를 생성하는 신호 처리부를 포함하고,
    상기 제2 위치 정보의 신뢰도 및 상기 제3 위치 정보의 신뢰도는 기 설정된 비교 기준에 기초하여 신뢰도의 고저가 비교되는
    객체 위치 기반 조명 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 위치 결정부는,
    상기 각각의 제1 위치 정보에 대해 상기 복수의 제2 위치 정보 중 가장 가까운 위치 정보와 매핑시키고, 상기 각각의 제1 위치 정보에 대해 상기 복수의 제3 위치 정보 중 가장 가까운 위치 정보와 매핑시키는
    객체 위치 기반 조명 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 조명장치가 조사할 수 있는 영역을 복수 개의 섹터로 나눌 때,
    상기 위치 결정부는,
    상기 제1 위치 정보 및 상기 제2 위치 정보가 상기 복수 개의 섹터 중 제1 섹터에 포함되는 경우, 상기 제2 위치 정보를 상기 제1 위치 정보의 식별 정보와 매핑시키고, 상기 제1 위치 정보 및 상기 제3 위치 정보가 상기 복수 개의 섹터 중 제1 섹터에 포함되는 경우, 상기 제3 위치 정보를 상기 제1 위치 정보의 식별 정보와 매핑시키는
    객체 위치 기반 조명 제어 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어 장치는,
    사용자에 의해 입력된 상기 조명장치의 제어정보를 수신하는 체널을 더 포함하고,
    상기 신호 처리부는,
    상기 체널에 의해 수신된 상기 제어정보를 기반으로 상기 조명장치를 제어하는 제어신호를 생성하는
    객체 위치 기반 조명 제어 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 복수의 객체의 각각에 부착되고 서로 상이한 식별 정보를 저장하는 복수의 RF 송신기로부터 상기 식별 정보를 포함하는 RF 정보를 수신하는 RF 정보 수신부;
    상기 복수의 객체를 촬영하는 카메라로부터 영상 정보를 수신하는 영상 정보 수신부;
    상기 복수의 객체에 레이저를 방사하는 LIDAR(light detection and ranging) 센서로부터 상기 복수의 객체의 위치에 관한 LIDAR 정보를 수신하는 LIDAR 정보 수신부;
    상기 RF 정보로부터 상기 복수의 객체 각각의 제1 위치 정보를 도출하고, 상기 영상 정보로부터 상기 복수의 객체 각각의 제2 위치 정보를 도출하고, 상기 LIDAR 정보로부터 상기 복수의 객체 각각의 제3 위치 정보를 도출하여, 상기 각각의 제1 위치 정보 및 상기 각각의 제2 위치 정보가 나타내는 위치를 기초로 상호 매핑하고, 상기 각각의 제1 위치 정보 및 상기 각각의 제3 위치 정보가 나타내는 위치를 기초로 상호 매핑하여, 어느 하나의 제1 위치 정보에 대응되는 식별 정보를 가지는 객체의 최종 위치 정보를 상기 어느 하나의 제1 위치 정보에 매핑된 제2 위치 정보의 신뢰도 및 상기 어느 하나의 제1 위치 정보에 매핑된 제3 위치 정보의 신뢰도 중 더 높은 신뢰도를 가진 위치 정보인 것으로 결정하는 위치 결정부; 및
    상기 최종 위치 정보를 조명장치를 제어하는 장치에 송신하는 위치 정보 송신부를 포함하고,
    상기 제2 위치 정보의 신뢰도 및 상기 제3 위치 정보의 신뢰도는 기 설정된 비교 기준에 기초하여 신뢰도의 고저가 비교되는
    객체 위치 기반 조명 제어 서버.
  16. 삭제
  17. 복수의 객체의 각각에 부착되고 서로 상이한 식별 정보를 저장하는 복수의 RF 송신기로부터 상기 식별 정보를 포함하는 RF 정보를 수신하는 단계;
    상기 복수의 객체를 촬영하는 카메라로부터 영상 정보를 수신하는 단계;
    상기 복수의 객체에 레이저를 방사하는 LIDAR(light detection and ranging) 센서로부터 상기 복수의 객체의 위치에 관한 LIDAR 정보를 수신하는 단계;
    상기 RF 정보로부터 상기 복수의 객체 각각의 제1 위치 정보를 도출하고, 상기 영상 정보로부터 상기 복수의 객체 각각의 제2 위치 정보를 도출하고, 상기 각각의 제1 위치 정보 및 상기 각각의 제2 위치 정보가 나타내는 위치를 기초로 상호 매핑하고, 상기 각각의 제1 위치 정보 및 상기 각각의 제3 위치 정보가 나타내는 위치를 기초로 상호 매핑하여, 어느 하나의 제1 위치 정보에 대응되는 식별 정보를 가지는 객체의 최종 위치 정보를 상기 어느 하나의 제1 위치 정보에 매핑된 제2 위치 정보의 신뢰도 및 상기 어느 하나의 제1 위치 정보에 매핑된 제3 위치 정보의 신뢰도 중 더 높은 신뢰도를 가진 위치 정보인 것으로 결정하는 단계; 및
    조명장치가 상기 복수의 객체에 빛을 조사하도록 상기 최종 위치 정보에 기초하여 상기 조명 장치를 제어하는 제어신호를 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 제2 위치 정보의 신뢰도 및 상기 제3 위치 정보의 신뢰도는 기 설정된 비교 기준에 기초하여 신뢰도의 고저가 비교되는
    객체 위치 기반 조명 제어 방법.
  18. 삭제
  19. 제17항의 방법을 프로세서가 수행하도록 하는 컴퓨터 판독 가능 기록매체에 저장된 프로그램.
  20. 제17항의 방법을 프로세서가 수행하게 하는 명령어를 포함하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능 기록매체.
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