KR101975565B1 - 일인칭 시점의 알씨카 레이싱 시스템 - Google Patents

Abstract

일인칭 시점의 알씨카 레이싱 시스템에 관한 것으로, 알씨카는 트랙을 주행하면서 전방과 후방을 촬영함으로써 획득되는 전방 영상과 후방 영상을 송신하고, 무선모니터는 알씨카로부터 수신된 후방 영상의 화소값들 중 알씨카의 바디에 해당하는 화소값들에 기초하여 알씨카로부터 수신된 후방 영상으로부터 좌측사이드미러 영상, 우측사이드미러 영상, 및 백미러 영상을 추출하여 알씨카로부터 수신된 전방 영상과 함께 디스플레이함으로써 조정자는 그 일인칭 시점에서 마치 알씨카에 탑승하고 있다고 느끼면서 실제 자동차로 레이싱을 하는 듯한 현실감을 체험할 수 있다.

Description

일인칭 시점의 알씨카 레이싱 시스템 {RC car racing system of first person view}

조종자의 일인칭 시점에서 알씨카의 조종이 가능한 알씨카 레이싱 시스템에 관한 것이다.

무선조종(radio control)은 1898년에 니콜라 테슬라(Nikola Tesla)가 시연한 원격 제어 보트에서 시작되었다. 최근 들어, 경제적으로 풍요해지면서 키덜트 족을 중심으로 무선조종 모형을 취미로 하는 인구가 점차적으로 늘어나고 있다. 무선조종 모형 중에서도 원격지에 있는 조종자에 의해 무선으로 조종될 수 있는 모형 자동차인 알씨카(Radio Controlled car)의 저변이 가장 넓다. 알씨카의 취미 활동은 실제 자동차를 축소시켜 놓은 스케일 분야, 산악 지역의 험로를 주행하는 오프로드 분야, 포장도로에서 속도를 즐기는 온로드 분야, 여러 대의 알씨카가 속도를 겨루는 레이싱 분야 등으로 분류될 수 있는데, 그 중에서도 알씨카 레이싱 분야의 인기가 가장 높다. 알씨카 레이싱 대회는 세계 각지에서 매년 여러 차례 개최되고 있다.

종래의 알씨카 레이싱은 여러 명의 조종자가 트랙의 주변이나 중앙에 위치하여 여러 대의 알씨카를 그 외부에서, 즉 삼인칭 시점에서 관찰하면서 자신의 알씨카를 조종함으로써 이루어진다. 알씨카는 트랙을 일주하면서 주행하기 때문에 알씨카의 위치에 따라 알씨카의 앞쪽, 뒤쪽, 왼쪽, 또는 오른쪽이 시시각각 변하면서 조종자를 향하게 된다. 조종자는 알씨카의 외부에서 그 알씨카를 바라보면서 조종하기 때문에 알씨카의 위치에 따라 알씨카의 주행 방향에 대해 조종자 관점에서의 조종방향이 순간순간 달라지는 현상이 발생한다. 이러한 현상은 알씨카 조종의 묘미를 유발하기도 하지만 조종자의 일인칭 시점에서의 조종이 불가능함에 따라 실제 자동차 레이싱과의 이질감을 매우 크게 한다.

근래에는 일인칭 시점에서의 자동차 시뮬레이션 게임이 많은 인기를 얻고 있으나 자동차의 구동을 수학적으로 모델링하여 컴퓨터그래픽으로 표현하기 때문에 실제 자동차 레이싱의 현실감을 느끼게 하는 데에는 한계가 있다. 대한민국등록특허 제10-1651005호 "네트워크를 통한 알씨완구 제어 시스템"은 알씨완구의 제어를 위한 네트워크를 구성하여 원격지에서도 스마트폰을 이용한 알씨완구의 동작 제어가 가능한 알씨완구 제어 시스템을 개시하고 있다. 이 종래기술에 따르면, 알씨완구에 알씨완구의 전면 영상을 촬영하기 위한 카메라 모듈이 장착되어 있고, 스마트폰은 카메라 모듈에 의하여 촬영된 영상을 디스플레이한다. 그러나, 알씨완구의 전면 영상만이 스마트폰에 디스플레이되기 때문에 조종자가 주변의 다른 알씨카가 어느 방향에서 어느 정도로 가깝게 접근해 오는지를 알 수 없어 이 종래기술로 여러 대의 알씨카를 조종하면서 레이싱을 펼치기에는 무리가 있다.

조종자가 일인칭 시점에서 주변의 다른 알씨카가 어느 방향에서 어느 정도로 가깝게 자신의 알씨카에 접근해 오는지를 관찰하면서 자신의 알씨카를 조종할 수 있도록 함으로써 조종자가 마치 알씨카에 탑승하고 있다고 느끼면서 실제 자동차로 레이싱을 하는 듯한 현실감을 체험할 수 있게 하는 일인칭 시점의 알씨카 레이싱 시스템을 제공하는데 있다. 상기된 바와 같은 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 과제가 도출될 수도 있다.

본 발명에 따른 일인칭 시점의 알씨카 레이싱 시스템은 트랙을 주행하면서 전방과 후방을 촬영함으로써 획득되는 전방 영상과 후방 영상을 제 1 무선통신방식으로 송신하는 알씨카(Radio Controlled car); 상기 알씨카로부터 상기 제 1 무선통신방식으로 수신된 전방 영상과 후방 영상에 기초하여 상기 알씨카의 전방윈도우 영상을 디스플레이하고, 상기 알씨카의 좌측사이드미러 영상, 우측사이드미러 영상, 및 백미러 영상 중 적어도 하나를 디스플레이하는 무선모니터; 및 상기 조종자의 입력에 따라 상기 알씨카의 주행을 제어하기 위한 제어신호를 생성하여 제 2 무선통신방식으로 상기 알씨카로 송신하는 무선조종기를 포함한다.

상기 알씨카의 전방윈도우 영상, 좌측 사이드미러 영상, 우측 사이드미러 영상, 및 백미러 영상은 상기 조정자가 상기 알씨카에 탑승하고 있다는 가정 하에 상기 알씨카의 전방윈도우, 좌측 사이드미러, 우측 사이드미러, 및 백미러를 통해 상기 조정자의 일인칭 시점에서 관찰되는 영상이고, 상기 무선모니터는 상기 알씨카로부터 수신된 후방 영상의 화소값들 중 상기 알씨카의 바디에 해당하는 화소값들에 기초하여 상기 알씨카로부터 수신된 후방 영상으로부터 상기 좌측사이드미러 영상, 상기 우측사이드미러 영상, 및 상기 백미러 영상 중 적어도 하나를 추출하여 디스플레이한다.

상기 알씨카는 상기 알씨카의 전방을 촬영함으로써 상기 알씨카의 전방 영상을 생성하는 전방카메라; 및 촬영방향이 후방 하향하도록 상기 전방카메라의 상측에 설치되어 상기 알씨카의 길이방향의 중심선의 앞쪽부터 후미까지의 알씨카의 바디 일부와 상기 알씨카의 외부를 촬영함으로써 상기 알씨카의 후방 영상을 생성하는 후방카메라를 포함할 수 있다.

상기 알씨카는 기둥 형태로 상기 알씨카의 길이방향의 중심선보다 앞쪽에 직립 설치되어 상기 전방카메라와 상기 후방카메라를 지지하는 카메라지지대를 더 포함하고, 상기 카메라지지대의 상면은 후방 하향의 경사면으로 형성되고 상기 후방 하향으로 경사진 상면에 상기 후방카메라가 탑재되어 고정됨으로써 상기 후방카메라의 촬영방향은 후방 하향하게 되고, 상기 카메라지지대의 몸체에는 상기 알씨카의 전방을 향하여 개구된 홈이 형성되어 있고 상기 홈에 전방카메라가 삽입되어 고정될 수 있다.

상기 무선모니터는 상기 알씨카의 바디를 나타내는 영상의 화소값들을 이용하여 상기 후방 영상의 화소들 중 상기 알씨카의 바디에 해당하는 화소들을 검출하고, 상기 알씨카의 바디에 해당하는 화소들에 기초하여 상기 후방 영상으로부터 상기 좌측사이드미러 영상, 상기 우측사이드미러 영상, 및 상기 백미러 영상을 추출할 수 있다.

상기 무선모니터는 상기 알씨카의 바디의 윤곽선 형태 정보를 이용하여 상기 알씨카의 바디에 해당하는 화소들 중 상기 알씨카의 바디의 좌측 윤곽선, 우측 윤곽선, 및 후미 윤곽선 각각에 해당하는 화소들을 검출하는 영상분석부; 및 상기 알씨카의 바디의 좌측 윤곽선, 우측 윤곽선, 및 후미 윤곽선 각각에 해당하는 화소들에 기초하여 상기 알씨카로부터 수신된 후방 영상으로부터 상기 좌측사이드미러 영상, 상기 우측사이드미러 영상, 및 상기 백미러 영상을 추출하는 영상추출부를 포함할 수 있다.

상기 무선모니터는 상기 후방 영상의 화소들 중 상기 알씨카의 바디의 좌측 윤곽선에 해당하는 화소들의 좌측에 위치하는 화소들을 상기 좌측사이드미러 영상으로서 추출하고, 상기 알씨카의 바디의 우측 윤곽선에 해당하는 화소들의 우측에 위치하는 화소들을 상기 우측사이드미러 영상으로서 추출하고, 상기 알씨카의 바디의 후미 윤곽선에 해당하는 화소들의 후측에 위치하는 화소들을 상기 백미러 영상으로서 추출할 수 있다.

알씨카에 의해 실제로 촬영된 영상을 기반으로 하는 전방 연상, 좌측사이드미러 영상, 우측사이드미러 영상, 백미러 영상이 조종자에게 디스플레이되기 때문에 조종자는 그 일인칭 시점에서 주변의 다른 알씨카가 어느 방향에서 어느 정도로 가깝게 자신의 알씨카에 접근해 오는지를 관찰하면서 자신의 알씨카를 조종할 수 있다. 이에 따라, 조종자는 마치 알씨카에 탑승하고 있다고 느끼면서 실제 자동차로 레이싱을 하는 듯한 현실감을 체험할 수 있다.

특히, 후방카메라에 의해 촬영된 후방 영상의 화소값들 중 알씨카의 바디에 해당하는 화소값들에 기초하여 후방 영상으로부터 좌측사이드미러 영상, 우측사이드미러 영상, 및 백미러 영상을 추출함으로써 복잡한 영상 분석 과정 없이 한 대의 카메라만으로 좌측사이드미러 영상, 우측사이드미러 영상, 및 백미러 영상 모두를 얻을 수 있다. 그 결과, 알씨카에 장착되는 카메라의 개수를 최소할 수 있을 뿐만 아니라 후방 영상으로부터 좌측사이드미러 영상, 우측사이드미러 영상, 및 백미러 영상을 고속으로 추출할 수 있어 고화질 동영상을 제공할 수 있다.

도 1-2는 본 발명의 일 실시예에 따른 알씨카 레이싱 시스템의 구성도이다.
도 3은 도 1에 도시된 알씨카(10)의 내부를 도시한 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 알씨카(10)와 무선모니터(20)의 구성도이다.
도 5는 도 3에 도시된 카메라지지대(13)의 확대도이다.
도 6은 도 5에 도시된 전방카메라(11)의 촬영범위를 도시한 도면이다.
도 7은 도 5에 도시된 전방카메라(11)의 촬영범위를 도시한 도면이다.
도 8은 도 2에 도시된 무선모니터(20)의 화면의 일례를 도시한 도면이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 알씨카(Radio Controlled car)란 2.4GHz, 27MHz, 40MHz, 72MHz 등의 주파수대역의 전파나 적외선을 이용하여 원격지에 있는 조종자에 의해 무선으로 조종될 수 있는 모형 자동차를 말한다. 이하에서 설명되는 실시예들은 여러 명의 조종자 각자가 그 일인칭 시점에서 주변의 다른 알씨카가 어느 방향에서 어느 정도로 가깝게 자신의 알씨카에 접근해 오는지를 관찰하면서 자신의 알씨카를 조종할 수 있음에 따라, 조종자가 마치 알씨카에 탑승하고 있다고 느끼면서 실제 자동차로 레이싱을 하는 듯한 현실감을 체험할 수 있는 일인칭 시점의 알씨카 레이싱 시스템에 관한 것으로, 이하에서는 간략하게 "알씨카 레이싱 시스템"이라고 호칭할 수도 있다.

도 1-2는 본 발명의 일 실시예에 따른 알씨카 레이싱 시스템의 구성도이다. 도 1-2를 참조하면, 본 실시예에 따른 알씨카 레이싱 시스템은 복수의 알씨카(10), 복수의 무선모니터(20), 및 복수의 무선조종기(30)로 구성된다. 본 실시예에 따른 알씨카 레이싱 시스템은 상기된 주요 구성요소 이외에도 복수의 알씨카(10)가 안정적으로 주행할 수 있도록 하기 위한 트랙(40), 복수의 조종자가 착석할 수 있는 복수의 좌석(50) 등과 같은 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있으나 본 실시예의 특징과 관련이 없어 본 실시예의 특징이 흐려짐을 방지하기 위하여 더 이상의 자세한 설명은 생략하기로 한다. 도 1에는 트랙(40) 위에 여러 대의 알씨카(10)가 주행하는 모습이 도시되어 있고, 도 2에는 여러 명의 조종자가 여러 대의 무선모니터(20)를 보면서 각자의 알씨카(10)를 무선 조종할 수 있는 환경이 도시되어 있다.

복수의 알씨카(10), 복수의 무선모니터(20), 및 복수의 무선조종기(30)는 하나씩 서로 일대일로 대응되어 한 세트를 이루며, 복수의 알씨카(10) 중 어느 하나의 알씨카(10)에 의해 촬영된 영상은 복수의 무선모니터(20) 중 그것과 한 세트를 이루는 무선모니터(20)로 전송되고, 복수의 무선조종기(30) 중 그것과 한 세트를 이루는 무선조종기(30)에 의해 무선 제어된다. 이하에서는 한 세트에 해당하는 알씨카(10), 무선모니터(20), 및 무선조종기(30)에 대하여 설명하기로 하며, 다른 세트에 해당하는 알씨카(10), 무선모니터(20), 및 무선조종기(30)에 대해서도 이하에서 설명된 내용이 그대로 적용된다.

알씨카(10)는 트랙을 주행하면서 그것의 전방과 후방을 촬영함으로써 획득되는 전방 영상과 후방 영상을 제 1 무선통신방식으로 무선모니터(20)로 송신한다. 또한, 알씨카(10)는 그것의 주행을 제어하기 위한 제어신호를 무선조종기(30)로부터 제 2 무선통신방식으로 수신하고, 이와 같이 수신된 제어신호에 따라 그것의 주행을 제어한다. 현재 드론 등 알씨카(10)와 유사한 크기에 장착되는 소형 무선카메라는 대부분 2.4GHz 대역의 와이파이 방식을 채택하고 있기 때문에 본 실시예의 제 1 무선통신방식은 2.4GHz 대역의 와이파이 방식임이 바람직하다. 본 실시예의 제 2 무선통신방식은 2.4GHz 대역의 와이파이 방식과 혼선 가능성이 없는 주파수대역, 예를 들어 27MHz, 40MHz, 72MHz 대역의 AM(Amplitude Modulation), FM(Frequency Modulation) 기반의 무선통신방식이거나, 동일한 주파수대역의 주파수호핑(frequency hopping) 기반의 무선통신방식임이 바람직하다.

무선모니터(20)는 알씨카(10)로부터 제 1 무선통신방식으로 수신된 전방 영상과 후방 영상에 기초하여 알씨카(10)의 전방윈도우 영상, 좌측사이드미러 영상, 우측사이드미러 영상, 및 백미러 영상을 디스플레이한다. 여기에서, 알씨카(10)의 전방윈도우 영상, 좌측 사이드미러 영상, 우측 사이드미러 영상, 및 백미러 영상은 조종자가 알씨카(10)에 탑승하고 있다는 가정 하에 알씨카(10)의 전방윈도우, 좌측 사이드미러, 우측 사이드미러, 및 백미러를 통해 조종자의 일인칭 시점에서 관찰되는 영상이다. 알씨카(10)의 좌측사이드미러 영상, 우측사이드미러 영상, 및 백미러 영상 중 어느 하나, 예를 들어 백미러 영상만이 디스플레이될 수도 있다.

조종자가 주변의 다른 알씨카가 어느 방향에서 어느 정도로 가깝게 접근해 오는지를 알 수 없으면 뒤에서 자신의 알씨카를 추월하는 다른 알씨카와의 충돌을 피할 수가 없을 뿐만 아니라 다른 알씨카가 자신의 알씨카를 어느 정도의 간격으로 따라붙는지를 알 수 없어 알씨카 레이싱의 긴장감이 많이 떨어진다. 본 실시예에 따르면, 무선모니터(20)에 알씨카(10)의 전방윈도우 영상, 좌측사이드미러 영상, 우측사이드미러 영상, 및 백미러 영상이 디스플레이되기 때문에 조종자는 주변의 다른 알씨카가 왼쪽 방향, 오른쪽 방향, 뒤쪽 방향 등 어느 방향에서 어느 정도로 가깝게 접근해 오는지를 알 수 있다.

즉, 조종자는 그 일인칭 시점에서 표현된 알씨카(10)의 전방윈도우 영상, 좌측사이드미러 영상, 우측사이드미러 영상, 및 백미러 영상을 보면서 주변의 다른 알씨카와의 충돌을 피하면서 다른 알씨카를 앞지를 수 있도록 자신의 알씨카의 주행방향, 주행속도 등을 조종할 수 있을 뿐만 아니라 다른 알씨카가 자신의 알씨카를 어느 정도의 간격으로 따라붙는지를 알 수 있어 마치 실제 자동차끼리 경주하는 것처럼 긴장감 넘치는 실감나는 알씨카 레이싱을 즐길 수 있다.

무선모니터(20)는 알씨카(10)로부터 수신된 후방 영상의 화소값들 중 알씨카(10)의 바디(18)에 해당하는 화소값들에 기초하여 알씨카(10)로부터 수신된 후방 영상으로부터 좌측사이드미러 영상, 우측사이드미러 영상, 및 백미러 영상을 추출하여 디스플레이한다. 일반적으로, 알씨카(10)는 실제 자동차의 1/8, 1/10 등의 스케일로 축소되어 제작된다. 이와 같이, 실제 자동차에 비해 알씨카(10)의 크기는 매우 작기 때문에 한 대의 알씨카(10)에 여러 대의 카메라가 장착되기가 어렵다. 최근에는 동전보다 작은 초소형 카메라도 출시되고 있으나 화질이 매우 떨어지고 고가이어서 알씨카(10)에 적용되기가 어렵다.

본 실시예에 따르면, 후방카메라(12)에 의해 촬영된 후방 영상의 화소값들 중 알씨카(10)의 바디(18)에 해당하는 화소값들에 기초하여 후방 영상으로부터 좌측사이드미러 영상, 우측사이드미러 영상, 및 백미러 영상을 추출할 수 있기 때문에 한 대의 카메라만으로 좌측사이드미러 영상, 우측사이드미러 영상, 및 백미러 영상 모두를 얻을 수 있어 좌측사이드미러 영상, 우측사이드미러 영상, 및 백미러 영상을 얻기 위해 알씨카(10)에 장착되는 카메라의 개수를 최소할 수 있을 뿐만 아니라 알씨카(10)에 장착되는 각 카메라의 크기를 여유 있게 설계할 수 있어 다소 크기가 있는 고화질의 카메라도 설치될 수 있다.

무선조종기(30)는 조종자의 입력에 따라 알씨카(10)의 주행을 제어하기 위한 제어신호를 생성하여 제 2 무선통신방식으로 알씨카(10)로 송신한다. 조종자는 도 2에 도시된 바와 같은 무선조종기(30)의 핸들과 페달을 조작함으로써 알씨카(10)의 전진, 후진, 좌회전, 우회전, 가속, 감속 등을 원격으로 제어할 수 있다. 무선조종기(30)는 핸들과 페달 방식이 아닌 전통적인 스틱 방식 등 다른 방식으로 구현될 수도 있다. 이하에서는 본 실시예의 특징과 관련이 있는 알씨카(10)와 무선모니터(20)에 대해 자세히 설명하기로 하며, 본 실시예의 특징이 흐려짐을 방지하기 위하여 본 실시예의 특징과 관련이 없는 무선조종기(30)에 대해서는 자세한 설명을 생략하기로 한다.

도 3은 도 1에 도시된 알씨카(10)의 내부를 도시한 도면이고, 도 4는 도 1에 도시된 알씨카(10)와 무선모니터(20)의 구성도이다. 도 3에는 알씨카(10)의 바디(18)가 분리된 상태에서의 알씨카(10)의 내부가 도시되어 있고, 도 4에는 알씨카(10)와 무선모니터(20)의 구성 중 본 실시예에 따른 알씨카(10)와 무선모니터(20)의 상호 연동과 관련된 알씨카(10)와 무선모니터(20)의 구성이 도시되어 있다. 도 3-4를 참조하면, 알씨카(10)는 전방카메라(11), 후방카메라(12), 카메라지지대(13), 통신부(14), 제어부(15), 구동부(16), 차체(17), 바디(18), 및 배터리(19)로 구성된다. 본 실시예에 따른 알씨카(10)는 상기된 주요 구성요소 이외에도 본 실시예의 특징과 관련이 없는 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있으나 본 실시예의 특징이 흐려짐을 방지하기 위하여 생략하기로 한다.

전방카메라(11)는 알씨카(10)의 전방을 촬영함으로써 알씨카(10)의 전방 영상을 생성한다. 보다 상세하게 설명하면, 전방카메라(11)는 그 촬영방향이 전방 수평하도록 후방카메라(12)의 하측에 설치되어 알씨카(10)의 외부를 촬영함으로써 알씨카(10)의 전방영상을 생성한다. 여기에서, 전방카메라(11)의 촬영방향의 수평은 알씨카(10)의 전륜의 중심과 후륜의 중심을 잇는 수평선과 수평함을 의미한다. 후방카메라(12)는 알씨카(10)의 후방을 촬영함으로써 알씨카(10)의 후방 영상을 생성한다. 보다 상세하게 설명하면, 후방카메라(12)는 그 촬영방향이 후방 하향하도록 전방카메라(11)의 상측에 설치되어 알씨카(10)의 길이방향의 중심선의 앞쪽부터 후미까지의 알씨카(10)의 바디 일부와 알씨카(10)의 외부를 촬영함으로써 알씨카(10)의 후방영상을 생성한다.

도 5는 도 3에 도시된 카메라지지대(13)의 확대도이다. 도 5의 (a)는 카메라지지대(13)의 사시도이고, 도 5의 (b)는 카메라지지대(13)의 측면도이다. 도 1, 3, 5에 도시된 바와 같이, 카메라지지대(13)는 기둥 형태로 알씨카(10)의 길이방향의 중심선보다 앞쪽에 직립 설치되어 전방카메라(11)와 후방카메라(12)를 지지한다. 카메라지지대(13)가 최대한 알씨카(10)의 앞쪽에 설치될수록 후방카메라(12)는 실제 자동차의 양측 사이드미러를 통해 보게 되는 영상과 보다 더 유사한 영상을 획득할 수 있다. 다만, 카메라지지대(13)가 알씨카(10)의 보닛 상면 등과 같은 부위에 설치될 경우에 카메라지지대(13)의 하단만이 고정될 수 있음으로 인해 알씨카(10)가 급출발, 급정거, 충돌 시에 카메라지지대(13)가 전도될 수 있다.

도 1, 3에 도시된 바와 같이, 바디(18)의 전방윈도우에 구멍을 뚫고 카메라지지대(13)의 하단을 차체(17) 또는 차체(17)에 탑재된 다른 부재에 고정시킨 후에 바디(18)의 전방윈도우의 구멍에 카메라지지대(13)를 통과시킴으로써 카메라지지대(13)가 설치될 수 있다. 이 경우, 카메라지지대(13)는 카메라지지대(13)의 하단과 몸체의 중간 부위가 이중으로 고정될 수 있기 때문에 카메라지지대(13)가 안정적으로 설치될 수 있다. 카메라지지대(13)의 상면은 후방 하향의 경사면으로 형성되고 이러한 후방 하향으로 경사진 상면에 후방카메라(12)가 탑재되어 고정됨으로써 후방카메라(12)의 촬영방향은 후방 하향하게 된다. 카메라지지대(13)의 몸체에는 알씨카(10)의 전방을 향하여 개구되고 상하면이 수평면인 홈이 형성되어 있고 이러한 홈에 전방카메라(11)가 삽입되어 고정됨으로써 전방카메라(11)의 촬영방향은 전방 수평하게 된다.

도 6은 도 5에 도시된 전방카메라(11)의 촬영범위를 도시한 도면이다. 도 6을 참조하면, 전방카메라(11)는 그 설치 높이에 따라 알씨카(10)의 앞쪽 외부영역만을 촬영할 수도 있고, 알씨카(10)의 외부영역 외에 알씨카(10)의 보닛(bonnet) 일부를 촬영할 수도 있다. 도 7은 도 5에 도시된 전방카메라(11)의 촬영범위를 도시한 도면이다. 도 7을 참조하면, 전방카메라(11)와 후방카메라(12)가 동일 제품으로서 그 제품 성능 측면에서의 촬영각이 동일하다고 하더라도 후방카메라(12)는 후방 하향으로 경사진 카메라지지대(13)의 상면에 탑재됨으로 인해 알씨카(10)의 평면도에서는 전방카메라(11)보다 촬영각이 보다 넓어지게 나타난다. 카메라지지대(13)의 상면 경사가 급할수록 보다 넓은 바디 영역을 촬영할 수 있으나 그 만큼 후방카메라(12)에 촬영되는 알씨카(10)의 외부 영역이 감소되기 때문에 카메라지지대(13)의 상면 경사는 적절하게 설계되어야 한다.

통신부(14)는 전방카메라(11)에 의해 생성된 전방 영상과 후방카메라(12)에 의해 생성된 후방 영상을 포함하는 영상신호를 무선모니터(20)로 제 1 무선통신 방식으로 송신하고, 무선조종기(30)로부터 알씨카(10)의 주행을 제어하기 위한 신호를 제 2 무선통신 방식으로 수신한다. 제어부(15)는 통신부(14)에 의해 수신된 무선조종기(30)의 제어신호에 따라 구동부(16)를 제어함으로써 알씨카(10)의 주행을 제어한다. 구동부(16)는 제어부(15)의 제어에 따라 알씨카(10)의 주행을 위한 구동을 수행한다. 구동부(16)는 알씨카(10)의 주행에 필요한 모터, 기어, 바퀴, 조향장치 등 일체를 의미한다. 즉, 제어부(15)는 구동부(16)의 모터를 제어함으로써 알씨카(10)의 정지, 전진, 후진, 속도 등을 제어할 수 있고, 구동부(16)의 조향장치를 제어함으로써 알씨카(10)의 좌우회전을 제어할 수 있다.

무선모니터(20)는 알씨카(10)의 바디(18)를 나타내는 영상의 화소값들을 이용하여 알씨카(10)로부터 수신된 후방 영상의 화소들 중 알씨카(10)의 바디(18)에 해당하는 화소들을 검출하고, 이와 같이 검출된 알씨카(10)의 바디(18)에 해당하는 화소들에 기초하여 후방 영상으로부터 좌측사이드미러 영상, 우측사이드미러 영상, 및 백미러 영상을 추출한다. 도 4를 참조하면, 무선모니터(30)는 통신부(21), 영상분석부(22), 영상추출부(23), 영상생성부(24), 및 디스플레이부(25)로 구성된다. 본 실시예에 따른 무선모니터(20)는 상기된 주요 구성요소 이외에도 하우징, 파워서플라이 등 본 실시예의 특징과 관련이 없는 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있으나 본 실시예의 특징이 흐려짐을 방지하기 위하여 생략하기로 한다. 통신부(21)는 알씨카(10)로부터 알씨카(10)의 전방 영상과 후방 영상을 포함하는 영상신호를 제 1 무선통신 방식으로 수신한다.

영상분석부(22)는 통신부(21)에 의해 수신된 알씨카(10)의 후방 영상의 화소값들과 알씨카(10)의 바디(18)를 나타내는 영상의 화소값들을 대비시킴으로써 알씨카(10)의 후방 영상의 화소들 중 알씨카(10)의 바디(18)에 해당하는 화소들을 검출한다. 알씨카(10)의 바디(18)를 나타내는 영상은 알씨카(10)의 바디(18)가 후방카메라(12)에 의해 미리 촬영됨으로써 획득될 수 있다. 영상분석부(22), 영상추출부(23), 영상생성부(24) 등은 마이크로프로세서, 메모리 등의 조합에 의해 구현될 수 있는데, 이러한 메모리 등에 알씨카(10)의 바디(18)를 나타내는 영상은 미리 저장될 수 있다. 본 실시예에서 후방카메라(12)는 카메라지지대(13)에 의해 지지되어 알씨카(10)의 바디(18) 상부의 일정한 위치에 고정되어 있기 때문에 후방카메라(12)의 촬영 영상에는 알씨카(10)의 바디(18)가 항상 일정한 영역에 위치하게 된다. 따라서, 본 실시예는 많은 수학적 계산을 요구하는 복잡한 영상 분석 과정 없이 알씨카(10)의 바디 영상을 이용하여 알씨카(10)의 바디(18)에 해당하는 화소들을 간단하게 검출할 수 있다.

통신부(21)에 의해 수신된 알씨카(10)의 후방 영상의 화소값들과 알씨카(10)의 바디(18)를 나타내는 영상의 화소값들은 트랙(40)을 비추는 자연광상태, 조명상태 등에 따라 약간의 미차가 있을 수 있다. 통신부(21)에 의해 수신된 알씨카(10)의 후방 영상의 화소값들과 알씨카(10)의 바디 외부에 해당하는 화소값들은 이러한 미차보다 매우 더 큰 차이가 나기 때문에, 영상분석부(22)는 통신부(21)에 의해 수신된 알씨카(10)의 후방 영상의 화소값들 중 알씨카(10)의 바디(18)를 나타내는 영상의 화소값들에 보다 근사한 화소값들이 배치된 영역의 화소들을 알씨카(10)의 바디(18)에 해당하는 화소들로서 검출할 수 있다.

이어서, 영상분석부(22)는 알씨카(10)의 바디(18)의 윤곽선 형태 정보를 이용하여 상기된 바와 같이 검출된 알씨카(10)의 바디(18)에 해당하는 화소들 중 알씨카(10)의 바디(18)의 좌측 윤곽선, 우측 윤곽선, 및 후미 윤곽선 각각에 해당하는 화소들을 검출한다. 알씨카(10)의 바디(18)에 해당하는 화소들 중 그 둘레에 위치하는 화소들은 알씨카(10)의 바디(18)의 윤곽선에 해당하는 화소들이다. 메모리 등에 알씨카(10)의 바디(18)의 좌측 윤곽선 형태, 우측 윤곽선 형태, 후미 윤곽선 형태 각각을 나타내는 정보는 미리 저장될 수 있다. 이러한 형태 정보는 알씨카(10)의 바디(18)의 좌측 윤곽선 형태를 이루는 화소들간의 위치 정보, 우측 윤곽선 형태를 이루는 화소들의 위치 정보, 후미 윤곽선 형태를 이루는 화소들의 위치 정보로 표현될 수 있다.

영상분석부(22)는 알씨카(10)의 바디(18)에 해당하는 화소들의 둘레를 따라 연속적으로 이어져서 배치되는 화소들 중 알씨카(10)의 바디(18)의 좌측 윤곽선 형태로 배치된 화소들을 알씨카(10)의 바디(18)의 좌측 윤곽선에 해당하는 화소들로 검출하고, 알씨카(10)의 바디(18)의 우측 윤곽선 형태로 배치된 화소들을 알씨카(10)의 바디(18)의 우측 윤곽선에 해당하는 화소들로 검출하고, 알씨카(10)의 바디(18)의 후미 윤곽선 형태로 배치된 화소들을 알씨카(10)의 바디(18)의 우측 윤곽선에 해당하는 화소들로 검출한다. 본 실시예는 많은 수학적 계산을 요구하는 복잡한 영상 분석 과정 없이 알씨카(10)의 바디(18)의 윤곽선 형태 정보를 이용하여 알씨카(10)의 바디(18)의 좌측 윤곽선, 우측 윤곽선, 및 후미 윤곽선 각각에 해당하는 화소들을 간단하게 검출할 수 있다.

영상추출부(23)는 영상분석부(22)에 의해 검출된 알씨카(10)의 바디(18)의 좌측 윤곽선, 우측 윤곽선, 및 후미 윤곽선 각각에 해당하는 화소들에 기초하여 알씨카()로부터 수신된 후방 영상으로부터 좌측사이드미러 영상, 우측사이드미러 영상, 및 백미러 영상을 추출한다. 보다 상세하게 설명하면, 영상추출부(23)는 후방 영상의 화소들 중 알씨카(10)의 바디(18)의 좌측 윤곽선에 해당하는 화소들의 좌측에 위치하는 화소들을 좌측사이드미러 영상으로서 추출하고, 알씨카(10)의 바디(18)의 우측 윤곽선에 해당하는 화소들의 우측에 위치하는 화소들을 우측사이드미러 영상으로서 추출하고, 알씨카(10)의 바디(18)의 후미 윤곽선에 해당하는 화소들의 후측에 위치하는 화소들을 백미러 영상으로서 추출한다.

이와 같이, 본 실시예는 많은 수학적 계산을 요구하는 복잡한 영상 분석 과정 없이 화소들간의 위치 관계를 이용하여 후방카메라(12)에 의해 촬영된 후방 영상으로부터 좌측사이드미러 영상, 우측사이드미러 영상, 및 백미러 영상을 간단하게 추출할 수 있다. 그 결과, 후방카메라(12)에 의해 촬영된 후방 영상으로부터 좌측사이드미러 영상, 우측사이드미러 영상, 및 백미러 영상을 고속으로 추출할 수 있기 때문에 매우 높은 프레임 레이트(frame rate)의 고화질 동영상을 제공할 수 있다.

도 8은 도 2에 도시된 무선모니터(20)의 화면의 일례를 도시한 도면이다. 영상생성부(24)는 도 8에 도시된 바와 같이 알씨카(10)의 전방윈도우 주변의 내부 환경을 표현한 템플릿 영상의 전방윈도우 영역(251)에 통신부(21)에 의해 수신된 알씨카(10)의 전방 영상을 삽입하고, 좌측사이드미러 영역(252)에 영상추출부(23)에 의해 추출된 좌측사이드미러 영상을 삽입하고, 우측사이드미러 영역(253)에 영상추출부(23)에 의해 추출된 우측사이드미러 영상을 삽입하고, 백미러 영역(254)에 영상추출부(23)에 의해 추출된 백미러 영상을 삽입함으로써 조종자 일인칭 시점의 알씨카 내부 영상을 생성한다. 알씨카(10)의 전방윈도우 주변의 내부 환경을 표현한 템플릿 영상의 전방윈도우 영역(254)에 통신부(21)에 의해 수신된 알씨카(10)의 전방 영상을 삽입하는 과정에서 통신부(21)에 의해 수신된 알씨카(10)의 전방 영상 중 일부는 제거될 수 있다.

본 실시예에 따르면, 알씨카(10)에 의해 실제로 촬영된 영상을 기반으로 하는 전방 연상, 좌측사이드미러 영상, 우측사이드미러 영상, 백미러 영상이 실제 자동차의 내부 환경과 거의 흡사한 템플릿 영상에 삽입되어 조종자에게 디스플레이되기 때문에 조종자는 그 일인칭 시점에서 주변의 다른 알씨카가 어느 방향에서 어느 정도로 가깝게 자신의 알씨카에 접근해 오는지를 관찰하면서 자신의 알씨카를 조종할 수 있다. 이에 따라, 조종자는 마치 알씨카(10)에 탑승하고 있다고 느끼면서 실제 자동차로 레이싱을 하는 듯한 현실감을 체험할 수 있다. 상술한 바와 같이,

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 ... 알씨카
11 .... 전방카메라 12 ... 후방카메라
13 ... 카메라지지대 14 ... 통신부
15 ... 제어부
16 ... 구동부 17... 차체
18 ... 바디 19 ... 배터리
20 ... 무선모니터
21 ... 통신부 22 ... 영상분석부
23 .... 영상추출부 24 ... 영상생성부
25 .... 디스플레이부
30 ... 무선조종기
40 ... 트랙
50 ... 좌석

Claims (6)

1. 트랙을 주행하면서 전방과 후방을 촬영함으로써 획득되는 전방 영상과 후방 영상을 제 1 무선통신방식으로 송신하는 알씨카(Radio Controlled car)(10);
   상기 알씨카(10)로부터 상기 제 1 무선통신방식으로 수신된 전방 영상과 후방 영상에 기초하여 상기 알씨카(10)의 전방윈도우 영상을 디스플레이하고, 상기 알씨카(10)의 좌측사이드미러 영상, 우측사이드미러 영상, 및 백미러 영상 중 적어도 하나를 디스플레이하는 무선모니터(20); 및
   조종자의 입력에 따라 상기 알씨카(10)의 주행을 제어하기 위한 제어신호를 생성하여 제 2 무선통신방식으로 상기 알씨카(10)로 송신하는 무선조종기(30)를 포함하고,
   상기 알씨카(10)의 전방윈도우 영상, 좌측 사이드미러 영상, 우측 사이드미러 영상, 및 백미러 영상은 상기 조종자가 상기 알씨카(10)에 탑승하고 있다는 가정 하에 상기 알씨카(10)의 전방윈도우, 좌측 사이드미러, 우측 사이드미러, 및 백미러를 통해 상기 조종자의 일인칭 시점에서 관찰되는 영상이고,
   상기 무선모니터(20)는 상기 알씨카(10)로부터 수신된 후방 영상의 화소값들 중 상기 알씨카(10)의 바디(18)에 해당하는 화소값들에 기초하여 상기 알씨카(10)로부터 수신된 후방 영상으로부터 상기 좌측사이드미러 영상, 상기 우측사이드미러 영상, 및 상기 백미러 영상 중 적어도 하나를 추출하여 디스플레이하고,
   상기 알씨카(10)는
   상기 알씨카(10)의 전방을 촬영함으로써 상기 알씨카(10)의 전방 영상을 생성하는 전방카메라(11); 및
   촬영방향이 후방 하향하도록 상기 전방카메라(11)의 상측에 설치되어 상기 알씨카(10)의 길이방향의 중심선의 앞쪽부터 후미까지의 알씨카(10)의 바디 일부와 상기 알씨카(10)의 외부 영역을 촬영함으로써 상기 알씨카(10)의 후방 영상을 생성하는 후방카메라(12)를 포함하는 것을 특징으로 하는 일인칭 시점의 알씨카 레이싱 시스템.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 알씨카(10)는
   기둥 형태로 상기 알씨카(10)의 길이방향의 중심선보다 앞쪽에 직립 설치되어 상기 전방카메라(11)와 상기 후방카메라(12)를 지지하는 카메라지지대(13)를 더 포함하고,
   상기 카메라지지대(13)의 상면은 후방 하향의 경사면으로 형성되고 상기 후방 하향으로 경사진 상면에 상기 후방카메라(12)가 탑재되어 고정됨으로써 상기 후방카메라(12)의 촬영방향은 후방 하향하게 되고, 상기 카메라지지대(13)의 몸체에는 상기 알씨카(10)의 전방을 향하여 개구된 홈이 형성되어 있고 상기 홈에 전방카메라(11)가 삽입되어 고정되는 것을 특징으로 하는 일인칭 시점의 알씨카 레이싱 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 무선모니터(20)는 상기 알씨카(10)의 바디(18)를 나타내는 영상의 화소값들을 이용하여 상기 후방 영상의 화소들 중 상기 알씨카(10)의 바디(18)에 해당하는 화소들을 검출하고, 상기 알씨카(10)의 바디(18)에 해당하는 화소들에 기초하여 상기 후방 영상으로부터 상기 좌측사이드미러 영상, 상기 우측사이드미러 영상, 및 상기 백미러 영상을 추출하는 것을 특징으로 하는 일인칭 시점의 알씨카 레이싱 시스템.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 무선모니터(20)는
   상기 알씨카(10)의 바디(18)의 윤곽선 형태 정보를 이용하여 상기 알씨카(10)의 바디(18)에 해당하는 화소들 중 상기 알씨카(10)의 바디(18)의 좌측 윤곽선, 우측 윤곽선, 및 후미 윤곽선 각각에 해당하는 화소들을 검출하는 영상분석부(22); 및
   상기 알씨카(10)의 바디(18)의 좌측 윤곽선, 우측 윤곽선, 및 후미 윤곽선 각각에 해당하는 화소들에 기초하여 상기 알씨카(10)로부터 수신된 후방 영상으로부터 상기 좌측사이드미러 영상, 상기 우측사이드미러 영상, 및 상기 백미러 영상을 추출하는 영상추출부(23)를 포함하는 것을 특징으로 하는 일인칭 시점의 알씨카 레이싱 시스템.
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 무선모니터(20)는 상기 후방 영상의 화소들 중 상기 알씨카(10)의 바디(18)의 좌측 윤곽선에 해당하는 화소들의 좌측에 위치하는 화소들을 상기 좌측사이드미러 영상으로서 추출하고, 상기 알씨카(10)의 바디(18)의 우측 윤곽선에 해당하는 화소들의 우측에 위치하는 화소들을 상기 우측사이드미러 영상으로서 추출하고, 상기 알씨카(10)의 바디(18)의 후미 윤곽선에 해당하는 화소들의 후측에 위치하는 화소들을 상기 백미러 영상으로서 추출하는 것을 특징으로 하는 일인칭 시점의 알씨카 레이싱 시스템.

Images