KR102093727B1 - 카메라를 이용한 송신측 안테나 및 이를 이용한 무선전력 전송시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 기술은 카메라를 이용한 송신측 안테나와 이를 이용한 무선전력 전송시스템 및 방법이 개시된다. 본 발명의 구체적인 예에 따르면, 카메라를 통해 획득된 이동체의 영상에 대한 영상 객체 추적 알고리즘을 토대로 이동체의 이동 거리를 정확하게 추적함에 따라, 송신 및 수신을 단속하는 능동 채널 블록의 구성 부품이 제거되고 이에 무선전력 전송장치의 송신측 안테나의 구조가 단소화하고 소형화 및 경량화가 가능하며 제조 단가를 절감할 수 있고, 또한, 소형 카메라 및 영상 객체 추적 알고리즘을 이용하여 이동체의 위치 추적 및 빔 조향 제어를 수행함에 따라 제어부의 연산 복잡도를 줄여 부하를 최소화할 수 있다.

Description

카메라를 이용한 송신측 안테나 및 이를 이용한 무선전력 전송시스템 및 방법{TRANSMITTER ANTENNA USING CAMERA AND WIRELESS POWER TRANSMISSION SYSTEM AND METHOD USING THEREOF}
본 발명은 카메라를 이용한 송신측 안테나 및 이를 이용한 무선전력 전송시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 카메라를 통해 획득된 이동체의 영상을 토대로 이동체의 이동 궤적을 도출한 후 도출된 이동체의 이동 궤적에 따라 빔 조향 제어를 수행하여 전력을 이동체로 전달할 수 있도록 한 기술에 관한 것이다.
무선으로 전기 에너지를 수신기로 전달하는 무선전력전송 기술(wireless power transmission)은 전자기유도 원리를 이용한 전기 모터나 변압기부터, RF 나 레이저와 같은 전자파를 이용해서 전기에너지를 전송하는 방법이 개발되어 왔다.
현재까지 무선 방식에 의한 에너지 전달 방식은 자기 유도, 자기 공진 및 단파장 무선 주파수를 이용한 원거리 송신 기술 등이 있다.
단파장 무선 주파수를 이용한 무선전력전송 기술의 경우 수신기측에서 제공하는 전기 신호를 송신기 측에서 3차원적으로 수신하여, 수신기측의 위치를 특정한 다음 빔포밍으로 전송하는 방법이 주로 이용되고 있다.
다만 수신기가 움직이거나, 일직선상에 장애물이 있는 경우는 전력 전송의 효율이 감소할 수 있으므로 이를 극복하려는 연구가 계속되고 있다.
이에 일반적인 무선전력 전송시스템은 전자식 빔 추적 안테나 또는 기계식 빔 추적 안테나로 구비되고, 전자식 빔 추적 안테나는 송신 빔을 송신 및 추적 빔을 수신하는 기능을 동시에 수행하도록 배열되고, 이러한 송신 및 수신을 단속하는 능동 채널 블록의 구성 부품이 추가로 연결되므로 안테나의 구조가 복잡한 한계에 도달하였다.
또한 기계식 빔 추적 안테나는 모터를 이용하여 상시 추적 방향의 주변을 원을 그리며 이동체의 추적 빔을 수신하도록 구현되므로 모터 구동에 따른 부하가 커지고 수신된 추적 빔의 신호 세기를 실시간으로 비교하는 연산 복잡도가 높아지며, 또한 비교 결과에 따라 송신 및 수신을 단속하는 능동 채널 블록의 구성 부품이 추가로 연결되어 안테나의 구조가 복잡할 뿐만 아니라 실시간으로 이동체의 무선 전력 전송이 불가능하다.
본 발명은 카메라를 통해 획득된 이동체의 영상 분석 결과에 따라 이동체의 이동 궤적을 정확하게 추적함에 따라, 안테나소자의 송신 및 수신을 제어하는 능동 채널 블록의 구성 부품이 제거되므로 송신측 안테나의 구조가 간단하고 시스템의 소형화 및 경량화가 가능하며 시스템의 제조 단가를 절감할 수 있는 카메라를 이용한 송신측 안테나 및 이를 이용한 무선전력 전송시스템 및 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 카메라 및 카메라로 획득된 영상 분석 알고리즘을 이용하여 이동체의 위치 추적 및 빔 조향 제어를 수행함에 따라 제어부의 연산 복잡도를 줄여 시스템의 부하를 최소화할 수 있는 카메라를 이용한 송신측 안테나 및 이를 이용한 무선전력 전송시스템 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명은 중심에 카메라가 배열되고, 상기 카메라와 이격되어 다수의 송신측 안테나소자가 배열되며, 상기 카메라를 통해 수신된 영상으로부터 도출된 이동체의 위치 좌표로 상기 송신측 안테나소자의 빔 조향 제어한 후 전력을 상기 이동체로 전송하도록 구비되는 것을 일 특징으로 한다.
바람직하게 상기 송신측 안테나소자는 지향성 안테나소자로 구비될 수 있다.
또한 본 발명은, 중심에 카메라가 배열되고, 상기 카메라와 이격되어 다수의 송신측 안테나소자가 배열된 송신측 안테나; 이동체의 소정 위치에 마련되어 상기 송신측 안테나로부터 제공된 빔 형태의 전력을 수신하는 수신측 안테나; 및 상기 카메라를 통해 수신된 영상으로부터 상기 이동체의 위치 좌표를 도출하고 도출된 위치 좌표로 송신 빔 조향 제어를 수행한 후 전력을 상기 수신측 안테나로 전달하는 제어부를 포함하는 것을 다른 특징으로 한다.
바람직하게 상기 제어부는, 상기 카메라를 통해 획득된 영상으로부터 이동체를 검출하는 영상 획득기; 상기 영상 획득기에서 검출된 이동체의 위치 좌표를 도출하는 영상 추적기; 및 상기 송신측 안테나소자의 위상 조절로 빔 조향 제어를 수행하여 상기 이동체의 위치 좌표로 전력을 전달하는 전력 전송기를 포함할 수 있다.
바람직하게 상기 영상 추적기는 상기 이동체의 이동 시 이동체의 이동 좌표를 도출하고, 상기 이동체의 위치 좌표와 이동체의 이동 좌표의 차를 토대로 수평 및 수직 방향으로의 이동 거리를 도출하여 상기 전력 전송기로 전달하고, 상기 전력 전송기는 상기 도출된 이동체의 이동 거리로 상기 송신측 안테나의 빔 조향 제어를 수행하여 전력을 상기 이동체로 전달하도록 구비될 수 있다.
한편 본 발명은, 송신측 안테나의 중심에 설치된 카메라를 통해 획득된 영상으로부터 이동체를 검출하는 영상 획득기; 상기 영상 획득기에서 검출된 이동체의 위치 좌표를 도출하는 영상 추적기; 및 상기 송신측 안테나소자의 위상 조절로 빔 조향 제어를 수행하여 상기 이동체의 위치 좌표로 전력을 빔 형태로 전달하는 전력 전송기를 포함하는 것을 또 다른 특징으로 한다.
바람직하게 상기 영상 추적기는 상기 이동체의 이동 시 이동체의 이동 좌표를 도출하고, 상기 이동체의 위치 좌표와 이동체의 이동 좌표의 차를 토대로 수평 및 수직 방향으로의 이동 거리를 도출하여 상기 전력 전송기로 전달하고, 상기 전력 전송기는 상기 도출된 이동체의 이동 거리로 상기 송신측 안테나의 빔 조향 제어를 수행하여 전력을 상기 이동체로 전달하도록 구비될 수 있다.
한편 본 발명은, 송신측 안테나의 중심에 설치된 카메라를 통해 획득된 영상으로부터 이동체를 검출하는 영상 획득단계; 상기 영상 획득기에서 검출된 이동체의 위치 좌표를 도출하는 영상 추적단계; 및 상기 송신측 안테나소자의 위상 조절로 빔 조향 제어를 수행하여 상기 이동체의 위치 좌표로 전력을 빔 형태로 전달하는 전력 전송단계를 포함하는 것을 또 다른 특징으로 한다.
바람직하게 상기 영상 추적단계는, 상기 이동체의 이동 시 이동체의 이동 좌표를 도출하고, 상기 이동체의 위치 좌표와 이동체의 이동 좌표의 차를 토대로 수평 및 수직 방향으로의 이동 거리를 도출하여 상기 전력 전송기로 전달하고, 상기 전력 전송기는 상기 도출된 이동체의 이동 거리로 상기 송신측 안테나의 빔 조향 제어를 수행하여 전력을 상기 이동체로 전달하도록 구비될 수 있다.
전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 의하면 카메라를 통해 획득된 이동체의 영상에 대한 영상 객체 추적 알고리즘을 토대로 이동체의 이동 거리를 정확하게 추적함에 따라, 송신 및 수신을 단속하는 능동 채널 블록의 구성 부품이 제거되고 이에 무선전력 전송장치의 송신측 안테나의 구조가 단소화하고 소형화 및 경량화가 가능하며 제조 단가를 절감할 수 있다.
또한, 소형 카메라 및 영상 객체 추적 알고리즘을 이용하여 이동체의 위치 추적 및 빔 조향 제어를 수행함에 따라 제어부의 연산 복잡도를 줄여 부하를 최소화할 수 있다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 송신측 안테나의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 시스템의 제어부의 세부 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이동체의 영상 예시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 방법의 전체 흐름도이다.
본 발명은 위상배열안테나 시스템에 적용된다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있는 모든 통신 시스템 및 방법에도 적용될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것 일뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다. 본 발명의 사상은 첨부된 도면외에 모든 변경, 균등물 내지 대체물에 까지도 확장되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명은 소정 수의 수신용 안테나소자로부터 수신된 수평 및 수직 신호 세기를 토대로 이동체의 위치를 도출하며 상기 소정 수를 제외한 나머지 안테나소자를 통해 이동체의 위치로 전력을 빔 형태로 전달하는 구성을 갖춘다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이동체 추적 시스템의 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 송신측 안테나의 구성 예시도이며, 도 3은 도 1에 도시된 이동체 추적 시스템의 동작을 제어하는 제어부의 세부 구성도이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시 예에 따른 시스템(S)은 무선전력전송장치(100) 및 이동체(200)을 포함한다.
무선전력 전송장치(100)의 소정 위치에 마련된 송신측 안테나는 도 2에 도시된 바와 같이, 중심에 카메라(110)를 배치하고 카메라(110)와 이격되어 다수의 지향성 안테나소자(110)를 배열하는 구성을 갖춘다.
여기서 카메라(110)는 화각이 넓은 어안 카메라, 가시광선 영역을 촬영하는 촬상 카메라, 촬영된 좌안 및 우안 영상으로 촬영 영역의 360도 전방위각 및 전고도각 영상 획득이 가능한 어안 카메라, 및 360도 전방위각이 촬영되는 파노라마 카메라 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이에 카메라(110)는 이동체(200)의 영상을 획득한다.
이에 본 실시 예는 카메라(110)의 획득된 영상을 토대로 이동체(200)의 위치를 도출하고 도출된 이동체(210)의 위치로 송신측 안테나소자(120)를 통해 전력을 빔 형태로 전달하도록 구비된다.
따라서, 무선전력 전송장치(100)는 카메라(110)를 통해 획득된 이동체(210)의 영상을 처리하여 이동체(210)의 위치를 도출하는 제어부(300)를 더 포함할 수 있고, 제어부(300)는 도 3에 도시된 바와 같이, 영상 획득기(310), 영상 추적기(320), 및 전력 전송기(330)를 포함할 수 있다.
영상 획득기(310)는 촬영 대상 지역을 촬영한 영상을 전달받아 적어도 하나 이상의 디지털 필터를 이용하여 상기 촬영한 영상으로부터 추적 대상의 이동체(200)를 추출한다.
본 실시 예는 카메라(110)로부터 획득된 영상에 대해 할라이크 특징(Haar-like) 필터, TLD(Tracking Learning Detection) 학습 알고리즘, 및 확장칼만필터 중 적어도 하나를 추적대상 물체에 대한 추적 성능을 높일 수 있다.
즉, 이동체(200)의 수직 특징 및 수평 특징을 검출하기 위해 Haar-like 필터를 이용하도록 한다. 여기서, Haar-like 특징(Feature)은 최소 두 개의 특징(Feature) 마스크를 사용하여 수직 성분 및 수평 성분 특징을 의미한다. 따라서 촬영된 영상에서 존재하는 성분들 중에서 대각선 방향의 성분을 가지고 있는 요소들은 수직 성분과 수평 성분을 함께 가지고 있고, 이러한 대각선 성분을 가지고 있는 요소들을 제거하는 과정을 통해 이동체(200)의 검출 및 추적이 이루어진다. 그리고 이동체(200)의 위치는 TLD(Tracking Learning Detection) 학습 알고리즘 방식으로 검증되고, 확장칼만필터를 이용하여 추적대상 물체에 대한 추적성능을 높일 수 있다.
또한, 카메라(110)로부터 획득된 영상에서 이루어지는 이동체(200)의 검출은 분산필터, 앙상블 분류기, 및 최근접 이웃분류기를 포함하는 캐스케이드 구조의 단계 별 분류 알고리즘 방식을 사용하여 실시간 처리가 가능하다.
영상 추적기(320)는 카메라 (110)에서 촬영된 이동체(200)의 영상을 전송 받아 영상 내에서 이동체(200)의 위치 정보를 생성하여 전력 전송기(330)로 전송하도록 구비된다.
즉, 영상 추적기(320)는 카메라(110)로부터 촬영된 영상을 전송 받으면, 전송된 촬영영상 중 지정된 배경을 제외하고, 이동되는 대상을 이동체(200)로 지정하여 위치 좌표를 추출한다. 추출된 이동체(200)가 이동하게 되면 이동되는 궤적을 따라서 지속적으로 이동 좌표를 추출하고 추출되는 이동 좌표는 전력 전송기(330)로 전송된다.
따라서, 영상 추적부(320)는 촬영된 영상에서 이동체(200)의 위치 좌표를 추출하고, 이동체(200)의 이동 시 이동 좌표를 추적하여 상기 위치 좌표 및 이동 좌표를 전력 전송기(330)로 전송한다.
한편 전력 전송기(330)는 영상 추적기(320)로부터 전달받은 이동체(200)의 위치 좌표를 토대로 전력을 지향성 안테나소자(120)를 통해 전송하도록 구비된다. 여기서, 지향성 안테나소자(120)는 전력 전송기(330)로부터 전달받은 이동체(200)의 위치 좌표로 위상을 조절한 후 빔 형태의 전력을 이동체(200)로 전달한다.
한편, 이동체(200)의 이동으로 카메라(110)의 촬영된 이동체(200)의 위치 좌표가 변경된 경우 영상 추적기(320)는 위치 좌표와 이동 좌표의 차로 수평 및 수직 방향의 이동 거리를 도출하고 도출된 이동 거리를 전력 전송기(330)로 전달한다.
도 5는 영상 추적기(320)에서 위치 좌표 및 이동 좌표를 토대로 빔 조향 제어를 설명하기 위한 도면으로서, 도 5를 참조하면, 이동체(200)의 위치 좌표가 (9, 8)이고 이동 좌표가 (6. 7)인 경우 수평 및 수직의 이동 거리는 (-3, -1)로 도출됨을 확인할 수 있고, 이에 따라 전력 전송기(330)는 도출된 수평 및 수직 방향의 이동 거리(-3, -1)로 빔 조향 제어된다.
즉, 전력 전송기(330)는 수신된 이동체(200)의 이동 거리로 송신측 안테나(120)의 위상을 조절하고, 전력을 위상 조절된 송신측 안테나(120)를 통해 송신 빔 형태로 이동체(200)에 전달한다.
이에 이동체(200)는 송신측 안테나소자(120)로부터 전달받은 송신 빔 형태의 전력을 수신용 안테나를 통해 수신하여 충전한다.
본 실시 예에서 설명 상의 편의를 위해, 무선전력 전송장치(100)는 카메라(110)로부터 획득된 이동체(200)의 영상을 토대로 이동체(200)의 위치 좌표를 획득하는 것을 일례로 설명하고 있으나, 이동체(200)의 수신측 안테나소자로부터 전달된 추적 빔을 토대로 카메라(110)의 화각을 제어하고 화각이 제어된 카메라(110)로부터 획득된 이동체(200)의 영상을 토대로 이동체(200)의 위치 좌표를 획득하도록 구비될 수 있으며, 추적 빔을 토대로 카메라(110)의 화각을 제어하는 일련의 과정은 본 발명의 실시 예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다. 이때 수신용 안테나소자(110)가 모노펄스(Mono-pluse) 구조로 배열된 경우 이동체(200)의 추적 빔 수신이 실시간으로 가능하다.
이에 따라, 카메라를 통해 획득된 이동체의 영상에 대한 영상 객체 추적 알고리즘을 토대로 이동체의 위치 좌표 및 이동 좌표와 이동 거리를 정확하게 추적함에 따라, 기존의 송신 및 수신을 단속하는 능동 채널 블록의 구성 부품이 제거되고 이에 무선전력 전송장치의 송신측 안테나의 구조가 간소화, 소형화 및 경량화가 가능하며 제조 단가를 절감할 수 있다.
또한, 본 실시 예는 소형 카메라 및 영상 객체 추적 알고리즘을 이용하여 이동체의 위치 추적과 송신측 안테나소자의 위상 조절을 통한 빔 조향 제어를 수행함에 따라 제어부의 연산 복잡도를 줄여 부하를 최소화할 수 있다.
본 실시 예에서 영상 획득기(310), 영상 추적기(320), 및 전력 전송기(330)를 설명의 편의상 제어부(300)에 종속적으로 구성하는 것을 예시하고 있으나, 제어부(300)와 각 기능별로 독립적으로 구성될 수 있으며, 하나 또는 그 이상의 장비에 상기 기능들이 통합되어 구비될 수 있다. 또한, 설명의 편의에 따라 본 발명과 관련된 구성에 대해서는 설명함에 유의하여야 한다. 필요에 따라 송신용 안테나를 이용하여 목표 이동체를 추적하는 중 목표　이동체가 동일한 형상의 여타 이동체와 섞이는 경우, 다수의 동일 형상의 이동체가 앞 뒤로 배열하는 경우, 및 해당 위치에 존재하는 목표 이동체와 여타 이동체가 갈라져서　이동하는 경우가 발생 시 복수의 이동체 중 목표 이동체를 식별하는 기능, 각 이동체 각각에 대한 위치 좌표를 식별하는 기능을 제공하기 위한 장치들이 추가로 포함될 수 있을 것이다.
일 례로 다수의 이동체 중 목표 이동체의 식별이 용이하도록 목표 이동체의 외곽을 소정의 도형 형태로 표시 및 위치 좌표가 추출되고, 또한 동일 형상의 이동체가 다수 존재하는 경우 소정 도형을 각 이동체마다 달리하여 복수의 이동체의 위치 좌표를 동시에 도출할 수도 있을 것이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선전력 전송방법을 나타내는 흐름도로서, 도 4를 참조하며 본 발명의 다른 실시 에에 따른 무선전력 전송방법은 영상 획득단계(S1), 영상 추적단계(S2) 및 전력 전송단계(S3)를 포함할 수 있다.
먼저 영상 획득단계(S1)는 카메라(110)를 통해 촬영된 영상으로부터 이동체를 검출하는 단계로서, 이동체의 검출은 할라이크 특징, TLD(Tracking Learning Detection) 학습 알고리즘 방식, 및 확장칼만필터 등의 다양한 디지털 필터를 통해 이루어지며, 이에 이동체(200)에 대한 추적 성능을 높일 수 있다.
다음으로 영상 추적단계(S2)는 영상 획득단계(S1)에서 도출된 이동체(200)의 위치 좌표를 도출하는 단계일 수 있다. 또한 영상 추적단계(S2)는 카메라(110)를 통해 촬영된 영상으로부터 이동체(200)의 이동 시 이동체(200)의 이동 좌표를 도출한다.
이어 전력 전송단계(S3)는 도출된 이동체(200)의 위치 좌표에 따라 송신측 안테나소자(120)의 위상 조절을 통해 빔 조향 제어를 수행하고 제어된 빔 조향 위치로 전력을 전송한다.
또한 전력 전송단계(S3)는 이동체(200)의 이동 좌표에 따라 위치 좌표의 차를 연산하여 이동체(200)의 수직 및 수평 방향 이동 거리를 도출하고 도출된 이동 거리를 토대로 송신측 안테나소자(120)의 위상 조절을 수행하여 빔 조향 제어를 수행하고 제어된 빔 조향 위치로 전력을 전송한다.
이에 따라 본 실시 예는 카메라를 통해 획득된 이동체의 영상에 대한 영상 객체 추적 알고리즘을 토대로 이동체의 위치 좌표 및 이동 좌표와 이동 거리를 정확하게 추적함에 따라, 기존의 송신 및 수신을 단속하는 능동 채널 블록의 구성 부품이 제거되고 이에 무선전력 전송장치의 송신측 안테나의 구조가 간소화, 소형화 및 경량화가 가능하며 제조 단가를 절감할 수 있고, 소형 카메라 및 영상 객체 추적 알고리즘을 이용하여 이동체의 위치 추적과 송신측 안테나소자의 위상 조절을 통한 빔 조향 제어를 수행함에 있어 연산 복잡도를 줄여 부하를 최소화할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 무선전력 전송장치 200 : 이동체
110 : 카메라 120 : 송신용 안테나소자
300 : 제어부 310 : 영상 획득기
320 : 영상 추적기 330 : 전력 전송기

Claims (9)

  1. 위상배열 안테나 시스템에서,
    위상배열 안테나 상의 중심에 카메라가 배열되고,
    상기 카메라의 주변에 다수의 송신측 안테나소자가 배열되며,
    카메라의 최소 두 개의 특징(Feature) 마스크를 사용하여 수직 성분 및 수평 성분을 도출하고, 촬영된 영상에서 존재하는 성분들 중에서 대각선 방향의 성분을 가지고 있는 요소들을 제거하여 이동체의 검출 및 추적하고, 검출된 이동체의 위치 좌표로 상기 송신측 안테나소자를 빔 조향 제어한 후 빔 형태의 전력을 상기 송신측 안테나소자를 통해 상기 이동체로 전송하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 카메라를 이용한 송신측 안테나.
  2. 삭제
  3. 위상배열 안테나 시스템에서,
    위상배열 안테나 상의 중심에 카메라가 배열되고, 상기 카메라의 주변에 다수의 송신측 안테나소자가 배열된 송신측 안테나;
    이동체의 소정 위치에 마련되어 상기 송신측 안테나로부터 제공된 빔 형태의 전력을 수신하는 수신측 안테나; 및
    상기 송신측 안테나에 설치되고, 상기 카메라를 통해 수신된 영상으로부터 카메라의 최소 두 개의 특징(Feature) 마스크를 사용하여 수직 성분 및 수평 성분을 도출하고, 촬영된 영상에서 존재하는 성분들 중에서 대각선 방향의 성분을 가지고 있는 요소들을 제거하여 이동체를 검출 및 추적하고 검출된 이동체의 위치 좌표를 도출하고 도출된 위치 좌표로 상기 송신측 안테나소자의 송신 빔 조향 제어를 수행한 후 빔 형태의 전력을 상기 송신측 안테나소자를 통해 상기 이동체로 전달하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라를 이용한 무선전력 전송시스템.
  4. 삭제
  5. 제3항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 카메라를 통해 획득된 영상으로부터 이동체를 검출하는 영상 획득기;
    상기 영상 획득기에서 검출된 이동체의 위치 좌표를 도출하는 영상 추적기; 및
    상기 송신측 안테나소자의 위상 조절로 빔 조향 제어를 수행하여 상기 이동체의 위치 좌표로 전력을 전달하는 전력 전송기를 포함하되,
    상기 영상 추적기는
    상기 이동체의 이동 시 이동체의 이동 좌표를 도출하고,
    상기 이동체의 위치 좌표와 이동체의 이동 좌표의 차를 토대로 수평 및 수직 방향으로의 이동 거리를 도출하여 상기 전력 전송기로 전달하며,
    상기 전력 전송기는
    상기 도출된 이동체의 이동 거리로 상기 송신측 안테나의 빔 조향 제어를 수행하여 전력을 빔 형태로 상기 이동체로 전달 구비되는 것을 특징으로 하는 카메라를 이용한 무선전력 전송시스템.
  6. 위상배열 안테나 시스템의 송신측 안테나에 설치된 무선전력 전송시스템의 제어장치에 있어서,
    다수의 송신측 안테나 소자의 중심에 설치된 카메라를 통해 획득된 영상으로부터 카메라의 최소 두 개의 특징(Feature) 마스크를 사용하여 수직 성분 및 수평 성분을 도출하고, 촬영된 영상에서 존재하는 성분들 중에서 대각선 방향의 성분을 가지고 있는 요소들을 제거하여 이동체를 검출 및 추적하는 영상 획득기;
    상기 영상 획득기에서 검출된 이동체의 위치 좌표를 도출하는 영상 추적기;및
    상기 송신측 안테나소자의 위상 조절로 빔 조향 제어를 수행하여 상기 이동체의 위치 좌표로 전력을 빔 형태로 전달하는 전력 전송기를 더 포함하고,
    상기 영상 추적기는
    상기 이동체의 이동 시 이동체의 이동 좌표를 도출하고, 상기 이동체의 위치 좌표와 이동체의 이동 좌표의 차를 토대로 수평 및 수직 방향으로의 이동 거리를 도출하여 상기 전력 전송기로 전달하고,
    상기 전력 전송기는 상기 도출된 이동체의 이동 거리로 상기 송신측 안테나의 빔 조향 제어를 수행하여 전력을 빔 형태로 상기 이동체로 전달하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 카메라를 이용한 무선전력 전송시스템의 제어장치.
  7. 삭제
  8. 중심에 카메라가 배열되고, 상기 카메라의 주변에 다수의 송신측 안테나소자가 배열된 위상배열 안테나 시스템의 송신측 안테나에 설치된 제어부에서, 상기 카메라의 최소 두 개의 특징(Feature) 마스크를 사용하여 수직 성분 및 수평 성분을 도출하고, 촬영된 영상에서 존재하는 성분들 중에서 대각선 방향의 성분을 가지고 있는 요소들을 제거하여 이동체를 검출 및 추적하는 영상 획득단계;
    상기 제어부에서 검출된 이동체의 위치 좌표와 이동체의 이동 좌표의 차를 토대로 수평 및 수직 방향으로의 이동 거리를 도출하는 영상 추적단계; 및
    상기 도출된 이동체의 이동 거리로 상기 송신측 안테나소자의 위상 조절로 빔 조향 제어를 수행하여 상기 이동체의 이동 좌표로 빔 형태의 전력을 전달하는 전력 전송단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라를 이용한 무선전력 전송방법.


  9. 삭제
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