KR102114662B1 - 적외선 led를 이용한 실내 측위 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 기술은 적외선 LED를 이용한 실내 측위 시스템 및 방법이 개시된다. 본 기술의 구체적인 예에 따르면, 실내에 구비되어 일련번호를 가지는 IR 적외선 발생부의 각각의 조명 장치에서 발산되는 적외선에 의해 사용자 위치에서 반사된 패턴 이미지를 카메라에 의거 획득하고 획득된 일련의 번호와 대응되는 사용자 위치의 패턴 이미지를 토대로 사용자의 실내 위치를 측정함에 따라, 별도의 장비 추가 없이 3차원 사용자 위치 측정이 가능하고 RF에 대한 간섭이 없으므로 사용자 위치 측정에 대한 정확도를 향상시킬 수 있고 IR 적외선 발생부의 적외선을 사람의 눈에 보이지 아니한 일정 두께의 플라스틱을 통과할 수 있으므로 기존의 사물과 융화된 상태로 실내의 소정 위치에 거치할 수 있다.
Description
본 발명은 적외선 LED(Light Emitting Diode)를 이용한 실내 측위 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실내에 구비되어 일련번호를 가지는 IR(Infrared Ray) 적외선 발생부의 각각의 조명 장치에서 조사된 적외선에 의해 사용자 위치에서 반사된 패턴 이미지를 카메라에 의거 획득하고 획득된 일련의 번호와 대응되는 사용자 위치의 패턴 이미지를 토대로 사용자의 위치를 측정하는 기술에 관한 것이다.
일반적으로 사용자의 위치를 인식하는 시스템은, GPS를 통해 위치좌표를 수신하여 사용자의 위치를 확인하게 된다.
대한민국 공개특허 제10-2007-0016795호(실내외 환경에서 GPS를 이용한 위치 측정 방법 및 이를 이용한 위치기반 서비스 제공 방법, 시스템 및 장치)에는, 1) GPS 인공위성으로부터 GPS 전파를 수신하여 측위를 시도하고, 2) 이동통신 단말기가 GPS 전파를 수신할 수 있는 실외 환경에 위치하여 측위에 성공한 경우 현 주기의 위치정보를 저장하고, GPS 전파를 수신할 수 없는 실내 환경에 위치하여 측위에 실패한 경우에는 이전 주기에 산출된 위치 정보를 상기 현 주기의 위치 정보로 하여 저장하는 기술이 개시되어 있다.
그러나, 전술한 선행특허의 경우, 사용자 위치인식 시스템을 구축하기 위해 기지국 AP(Access Point), 와이파이 AP(Access Point), RFID 또는 ZIGBEE 통신을 위한 장비를 포함하는 인프라를 구축해야하기 때문에 막대한 비용이 발생하는 문제점이 있다.
아울러, 사용자가 GPS 전파를 수신할 수 없는 실내 환경에 위치한 경우, 현 주기의 위치 정보를 산출할 수 없는 구조적인 문제점이 있다.
본 발명은 실내에 구비되어 일련번호를 가지는 IR(Infrared Ray) 적외선 발생부의 각각의 조명 장치에서 조사된 적외선에 의해 사용자 위치에서 반사된 패턴 이미지를 카메라에서 획득하고 획득된 일련의 번호와 대응되는 사용자 위치의 패턴 이미지를 토대로 사용자의 위치를 측정함에 따라, 별도의 장비 추가 없이 3차원 사용자 위치 측정이 가능하고 RF(Radio Frequency)에 대한 간섭이 없으므로 사용자 위치 측정에 대한 정확도를 향상시킬 수 있는 적외선 LED를 이용한 실내 측위 시스템 및 방법을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 IR 적외선 발생부의 적외선이 사람의 눈에 보이지 아니한 일정 두께의 플라스틱을 통과할 수 있으므로 기존의 사물과 융화된 상태로 실내의 소정 위치에 거치할 수 있는 적외선 LED를 이용한 실내 측위 시스템 및 방법을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.
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.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 의해 적외선 LED를 이용한 실내 측위 시스템은,
각각의 일련 번호를 가지며 적외선 파장을 출력하는 적어도 하나의 조명 장치로 구비된 IR( 적외선 발생부; 사용자에게 제공된 적어도 하나의 조명 장치에서 조사된 적외선에 의거 사용자에 의해 반사된 적어도 하나의 이미지를 촬영하는 카메라; 및 상기 카메라로부터 획득된 적어도 하나의 패턴 이미지를 토대로 사용자 위치를 예측하는 이미지 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 이미지 프로세서는, 획득된 각각의 패턴 이미지, 조명 장치, 및 카메라 간의 각도와 카메라 및 이미지 패턴 간의 거리를 토대로 극좌표계의 사용자 위치를 측정하고 측정된 극좌표계의 사용자 위치를 상기 패턴 이미지로부터 도출된 절대 위치를 토대로 직각 좌표계로 변환하도록 구비될 수 있다.
이에 상기 이미지 프로세서는,
획득된 패턴 이미지의 노이즈 성분을 제거하는 필터부; 상기 필터부의 패턴 이미지를 재구성하여 IR 영역의 패턴 이미지를 추출하는 전처리부; 및 상기 IR 영역의 패턴 이미지, 카메라, 및 조명 장치간의 각도 및 거리를 토대로 사용자 위치의 각도와 거리를 극좌표계로 측정하고 측정된 극좌표계의 사용자 위치를 상기 패턴 이미지로부터 도출된 절대 위치를 토대로 직각 좌표계로 변환하는 위치 측정부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 태양에 의해 적외선 LED를 이용한 실내 측위 방법은, IR(Infrared Ray) 적외선 발생부로부터 제공받은 적외선에 의거 사용자로부터 반사된 적어도 하나의 패턴 이미지를 카메라에서 획득하는 패턴 이미지 획득 단계; 획득된 적어도 하나의 패턴 이미지, 카메라, 및 IR 적외선 발생부 간의 거리 및 각도를 가지는 극좌표계의 사용자 위치를 적어도 하나의 패턴 이미지로부터 도출된 절대 위치를 토대로 직각 좌표계로 변환하는 사용자 위치 측정 단계; 및 직각 좌표계의 사용자 위치를 실내 지도 상에 표시하는 표시 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 사용자 위치 측정 단계는, 적어도 하나의 패턴 이미지의 각각의절대 위치에 대한 평균치로 절대 위치를 설정하도록 구비될 수 있다.
본 발명에 따르면 서 발산되는 적외선에 의해 사용자 위치에서 반사된 패턴 이미지를 카메라에 의거 획득하고 획득된 일련의 번호와 대응되는 사용자 위치의 패턴 이미지를 토대로 사용자의 실내 위치를 측정함에 따라, 별도의 장비 추가 없이 3차원 사용자 위치 측정이 가능하고 RF에 대한 간섭이 없으므로 사용자 위치 측정에 대한 정확도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 의거 IR 적외선 발생부의 적외선은 사람의 눈에 보이지 아니한 일정 두께의 플라스틱을 통과할 수 있으므로 기존의 사물과 융화된 상태로 실내의 소정 위치에 거치할 수 있다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 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 적외선 LED를 이용한 실내 측위 시스템의 구성을 보인 도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 적외선 LED를 이용한 실내 측위 시스템에 있어 사용자로부터 반사된 패턴 이미지를 보인 예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 적외선 LED를 이용한 실내 측위 시스템의 이미지 프로세서의 세부적인 구성을 보인 도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 적외선 LED를 이용한 실내 측위 시스템의 이미지 프로세서의 동작 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 적외선 LED를 이용한 실내 측위 시스템의 이미지 프로세서의 세부적인 구성을 보인 도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 적외선 LED를 이용한 실내 측위 시스템의 이미지 프로세서의 동작 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 적외선 LED를 이용한 실내 측위 시스템의 구성을 보인 도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 적외선 LED를 이용한 실내 측위 시스템에 있어 사용자로부터 반사된 패턴 이미지를 보인 예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 적외선 LED를 이용한 실내 측위 시스템의 이미지 프로세서의 세부적인 구성을 보인 도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 적외선 LED를 이용한 실내 측위 시스템의 이미지 프로세서의 동작 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 적외선 LED를 이용한 실내 측위 시스템의 이미지 프로세서의 세부적인 구성을 보인 도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 적외선 LED를 이용한 실내 측위 시스템의 이미지 프로세서의 동작 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예37들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에서 사용되는 "부"라는 용어는 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, "부"는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 "부"는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. "부"는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다.
따라서, 일 예로서 "부"는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 "부"들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 "부"들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 "부"들로 더 분리될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략한다.
이하에 논의되는 도 1 내지 도 6에 개시된 단지 예일뿐으로 어떤 식으로도 본 개시의 범위를 한정하는 것으로 간주되어서는 안될 것이다. 당업자는 본 개시의 원리들이 어떤 적절하게 구성된 실내 측위 시스템으로 구현될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 적외선 LED를 이용한 실내 측위 시스템을 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 적외선 LED에 의거 생성된 패턴 이미지를 보인 예시도이며, 도 4는 도 1에 도시된 이미지 프로세서의 세부적인 구성을 보인 도이고, 도 4는 도 4에 도시된 이미지 프로세서의 사용자 위치를 측정하는 과정을 설명하기 위한 예시도이다. 도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 적외선 LED를 이용한 실내 측위 시스템(S)는, 적외선 LED에 의거 생성된 패턴 이미지를 토대로 사용자 위치를 추출하도록 구비될 수 있고, 이러한 시스템(S)는 IR(Infrared Ray) 적외선 발생부(10), 카메라(20), 및 이미지 프로세서(30)을 포함할 수 있다.
여기서 IR 적외선 발생부(10)는, 실내에 구비되는 소정 수의 조명 장치로서 각 조명 장치 마다 일련 번호를 가지며 조사되는 적외선에 대해 사용자로부터 반사된 패턴 이미지 및 일련 번호가 반사된다. 예를 들어 각각의 조명 장치는 기 정해진 일련 번호를 가지므로 적외선은 사용자로부터 반사되어 이러한 일련 번호를 가지는 패턴 이미지가 도 2에 도시된 바와 같이 반사된다. 이때 5 x 5의 총 10개의 조명 장치인 경우 패턴 이미지가 생성될 수 있으며 이러한 패턴 이미지를 사용자(P)로 간주할 수 있다. 또한, IR 적외선 발생부(10)는 사람의 눈에 보이지 않는 위치에 일정 두께의 플라스틱 내에 삽입된 적외선 LED로 실내의 소정 위치에 고정 설치된다.
그리고 카메라(20)는 IR 적외선 발생부(10)로부터 조사된 적외선에 의거 사용자로부터 반사된 패턴 이미지를 도 2에 도시된 바와 같이 획득하도록 구비될 수 있고, 이에 카메라(20)를 통해 획득된 이미지는 이미지 프로세서(30)로 전달된다.
이미지 프로세서(30)는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 사용자 위치 측정 시스템 전체를 제어하며, 카메라(20)를 통해 수신된 패턴 이미지를 토대로 사용자의 위치를 정확하게 도출하도록 구비되며, 이에 이미지 프로세서(30)는 도 3에 도시된 바와 같이, 필터부(221), 전처리부(222), 위치 측정부(223), 및 표시부(224)를 포함할 수 있다.
필터부(221)는 저역통과필터로 구비되어 카메라(20)를 통해 수신된 패턴 이미지의 노이즈 성분을 제거한 다음 전처리부(222)로 전달되며 전처리부(222)는 노이즈 성분이 제거된 패턴 이미지로부터 IR 영역을 재구성하여 IR 영역의 패턴 이미지를 추출한다. 그리고, 전처리부(222)는 재구성된 IR 영역의 패턴 이미지에 표시된 조명장치의 위치를 토대로 실내의 절대 위치를 도출한다. 여기서 절대 위치란 사용자의 위치를 상대적으로 측정하기 위한 기준 위치(0,0)이다. 사용자 위치의 상대적으로 측정하기 위한 기준 위치는 고정된 절대 위치에 대한 상대적 위치를 도출하하기 위한 위치로 조명 장치는 소정 위치에 고정 설치되므로, 기준 위치는 패턴 이미지에 표시된 조명장치의 위치로 설정될 수 있다.
이어 추출된 IR 영역의 패턴 이미지는 위치 측정부(223)로 전달된다. 위치 측정부(223)는 도 4에 도시된 바와 같이, 수신된 IR 영역의 패턴 이미지와 카메라(20)의 거리(r)와 조명 장치(10), 패턴 이미지, 및 카메라(20) 간의 각도(θ)와 거리(r)를 토대로 사용자 위치를 극좌표계(r, θ)로 측정한 후 직각좌표계(x, y)로 변환하고 변환된 직각 좌표계 형태의 사용자 위치(x, y)는 상기 절대 위치(0.0)를 기준으로 표시부(224)로 전달된다. 여기서, 각도(θ)는 사용자(P)로부터 획득된 각 패턴 이미지에 표시된 각 조명장치의 위치, 사용자(P)에 의해 반사된 각 패턴 이미지의 위치, 및 사용자에 의해 반사된 패턴 이미지를 획득하는 카메라(20)의 위치가 이루는 각도이고, 거리(r)은 사용자에 의해 생성된 각 패턴 이미지의 반사된 위치와 상기 카메라의 위치 간의 길이이다.
표시부(224)는 수신된 사용자 위치(x, y)를 가공 처리하여 실내 지도 상에 표시한다.
표시부(224)는 수신된 사용자 위치(x, y)를 가공 처리하여 실내 지도 상에 표시한다.
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이에 따라 실내에 구비되어 일련번호를 가지는 IR 적외선 발생부(10)의 각각의 조명 장치에서 발산되는 적외선에 의해 사용자로부터 반사된 패턴 이미지를 카메라에서 획득하고 획득된 일련의 번호와 대응되는 패턴 이미지를 토대로 사용자의 위치를 예측함에 따라, 별도의 장비 추가 없이 3차원 사용자 위치 측정이 가능하고 RF에 대한 간섭이 없으므로 사용자 위치 추정에 대한 정확도를 향상시킬 수 있다. 또한, IR 적외선 발생부의 적외선은 사람의 눈에 보이지 아니한 일정 두께의 플라스틱을 통과할 수 있으므로 기존의 사물과 융화된 상태로 실내의 소정 위치에 거치할 수 있다.
도 5는 도 3에 도시된 이미지 프로세서(30)의 세부적인 구성을 보인 도이고, 도 6은 도 5에 도시된 이미지 프로세서(30)의 동작 과정을 설명하기 위한 예시도로서, 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 실내 측위 시스템에 대해 설명한다.
이미지 프로세서(30)는 각 카메라(20)에 의거 획득된 다수의 패턴 이미지에 표시된 각 조명장치의 위치의 평균치를 토대로 각 사용자(P1)(P2)의 각 절대 위치를 도출하고 도출된 각 절대 위치(0,0)를 토대로 실내의 상대적인 사용자(P1)(P2) 위치를 측정한다.
즉, 필터부(321)는 저역통과필터로 구비되어 카메라(20)를 통해 수신된 각각의 패턴 이미지의 노이즈 성분을 제거하여 IR 영역을 추출하고 추출된 각각의 IR 영역의 패턴 이미지는 전처리부(322)로 전달된다.
전처리부(322)는 각각의 수신된 IR 영역의 패턴 이미지를 재구성하여 패턴 이미지에 표시된 조명장치 위치에 대한 평균치로 각각의 절대 위치를 추출하고 추출된 각각의 절대 위치는 연산부(323)으로 전달되며, 연산부(323)는 수신된 각 절대 위치에 대해 평균치로 사용자(P1)(P2)의 절대 위치를 설정한다. 그리고 설정된 절대 위치는 위치 측정부(323)로 전달된다. 여기서 절대 위치는 상대적인 사용자의 위치를 측정하기 위한 기준 위치(0,0)이다.
위치 측정부(324)는 도 6에 도시된 바와 같이, 수신된 IR 영역의 제1 패턴 이미지(P1)와 카메라(20)의 거리(r1)와 조명 장치(10), 패턴 이미지, 및 카메라(20) 간의 각도(θ1)를 토대로 사용자 위치를 극좌표계(r1, θ1)로 측정하고, 수신된 IR 영역의 제2 패턴 이미지(P2)와 카메라(20)의 거리(r2)와 조명 장치(10), 제2 패턴 이미지(P2), 및 카메라(20) 간의 각도(θ2)를 토대로 사용자 위치를 극좌표계(r2, θ2)로 측정하고 직각좌표계(x, y)로 변환하며 변환된 직각 좌표계 형태의 사용자 위치(x, y)는 측정된 각각의 사용자 위치를 절대 위치(0,0)를 기준으로 도출된 상대적인 사용자 위치를 표시부(325)로 전달된다.
표시부(325)는 수신된 사용자 위치(x, y)를 가공 처리하여 실내 맵 형태로 표시한다. 이에 따라 사용자 위치는 실내 지도 상에 표시된다.
이에 대해 하나의 패턴 이미지를 이용하여 사용자 위치를 측정하는 것에 비해 측정된 사용자 위치에 대한 정확도가 더욱 향상될 수 있다.
본 발명의 다른 태양에 의해 적외선 LED를 이용한 실내 측위 방법은 IR(Infrared Ray) 적외선 발생부로부터 제공받은 적외선에 의거 사용자로부터 반사된 적어도 하나의 패턴 이미지를 카메라에 의거 획득하는 패턴 이미지 획득 단계; 획득된 적어도 하나의 패턴 이미지, 카메라, 및 IR 적외선 발생부와의 거리 및 각도를 가지는 극좌표계의 사용자 위치를 적어도 하나의 패턴 이미지로부터 도출된 절대 위치를 토대로 직각 좌표계의 사용자 위치로 변환하는 사용자 위치 측정 단계; 및 직각 좌표계의 사용자 위치를 실내 맵상에 표시하는 표시 단계를 포함하는 것을 특징으로 하고, 바람직하게 사용자 위치 측정 단계는, 적어도 하나의 패턴 이미지의 각각의절대 위치에 대한 평균치로 절대 위치를 설정하도록 구비될 수 있다. 상기의 적외선 LED를 이용한 실내 측위 방법의 각 단계는 전술한 IR 적외선 발생부(10), 카메라(20), 및 이미지 프로세서(30)에서 수행되는 기능으로 자세한 원용은 생략한다.
이에 본 발명에 따르면, 실내에 구비되어 일련번호를 가지는 IR 적외선 발생부(10)의 각각의 조명 장치에서 발산되는 적외선에 의해 사용자 위치에서 반사된 패턴 이미지를 카메라에 의거 획득하고 획득된 일련의 번호와 대응되는 사용자 위치의 패턴 이미지를 토대로 사용자의 실내 위치를 측정함에 따라, 별도의 장비 추가 없이 3차원 사용자 위치 측정이 가능하고 RF에 대한 간섭이 없으므로 사용자 위치 측정에 대한 정확도를 향상시킬 수 있다. 또한, IR 적외선 발생부의 적외선은 사람의 눈에 보이지 아니한 일정 두께의 플라스틱을 통과할 수 있으므로 기존의 사물과 융화된 상태로 실내의 소정 위치에 거치할 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
실내에 구비되어 일련번호를 가지는 IR 적외선 발생부의 각각의 조명 장치에서 발산되는 적외선에 의해 사용자 위치에서 반사된 패턴 이미지를 카메라에 의거 획득하고 획득된 일련의 번호와 대응되는 사용자 위치의 패턴 이미지를 토대로 사용자의 실내 위치를 측정함에 따라, 별도의 장비 추가 없이 3차원 사용자 위치 측정이 가능하고 RF에 대한 간섭이 없으므로 사용자 위치 측정에 대한 정확도를 향상시킬 수 있고 IR 적외선 발생부의 적외선을 사람의 눈에 보이지 아니한 일정 두께의 플라스틱을 통과할 수 있으므로 기존의 사물과 융화된 상태로 실내의 소정 위치에 거치할 수 있는 적외선 LED를 이용한 실내 측위 시스템 및 방법에 대한 운용의 정확성 및 신뢰도 측면, 더 나아가 성능 효율 면에 매우 큰 진보를 가져올 수 있으며, 실내 측위 기반의 서비스를 제공하는 시스템의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.
Claims (5)
- 사물과 융화된 실내의 소정 위치에 고정 거치하고 사람의 눈에 보이지 아니한 소정 두께의 플라스틱의 통과가 가능하고, 각각의 일련 번호를 가지는 적외선 파장을 출력하는 적어도 하나의 조명 장치로 구비된 IR 적외선 발생부;
사용자에게 제공된 적어도 하나의 조명 장치에서 조사된 각 적외선에 의거 사용자(P)에 의해 반사된 적어도 하나의 이미지를 촬영하는 카메라; 및
상기 카메라로부터 획득된 적어도 하나의 패턴 이미지를 토대로 사용자(P) 위치를 예측하는 이미지 프로세서를 포함하고,
상기 패턴 이미지는 조명장치의 일련 번호와 적외선의 IR 영역을 포함하며,
상기 이미지 프로세서는,
적어도 하나의 패턴 이미지의 각각의 조명장치의 위치에 대한 평균치로 절대 위치를 설정한 다음
사용자(P)로부터 획득된 각 패턴 이미지에 나타낸 각 조명장치(10)의 위치, 사용자(P)에 의해 반사된 각 패턴 이미지의 위치, 및 사용자에 의해 반사된 패턴 이미지를 획득하는 카메라(20)의 위치가 이루는 각도(θ)와 사용자에 의해 생성된 각 패턴 이미지의 반사된 위치와 상기 카메라의 위치 간의 거리(r)를 토대로 극좌표계의 사용자 위치를 측정하고
상기 측정된 극좌표계의 사용자 위치를 직각 좌표계의 사용자 위치로 변환한 다음 직각 좌표계의 사용자 위치와 상기 절대 위치를 토대로 실내의 상대적인 직각 좌표계의 사용자 위치를 도출하는 것을 특징으로 하는 적외선 LED를 이용한 실내 측위 시스템.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 이미지 프로세서는,
획득된 패턴 이미지의 노이즈 성분을 제거하는 필터부;
상기 필터부의 패턴 이미지를 재구성하여 IR 영역의 패턴 이미지를 추출한 다음 적어도 하나의 패턴 이미지의 각각의 조명장치의 위치에 대한 평균치로 절대 위치를 설정하는 전처리부; 및
사용자(P)로부터 획득된 각 패턴 이미지에 나타낸 각 조명장치(10)의 위치, 사용자(P)에 의해 반사된 각 패턴 이미지의 위치, 및 사용자에 의해 반사된 패턴 이미지를 획득하는 카메라(20)의 위치가 이루는 각도(θ)와 사용자에 의해 생성된 각 패턴 이미지의 반사된 위치와 상기 카메라의 위치 간의 거리(r)를 토대로 극좌표계의 사용자 위치를 측정하고 상기 측정된 극좌표계의 사용자 위치를 직각 좌표계의 사용자 위치로 변환한 다음 직각 좌표계의 사용자 위치와 상기 절대 위치를 토대로 실내의 상대적인 직각 좌표계의 사용자 위치를 도출하는 위치 측정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 LED를 이용한 실내 측위 시스템. - 사물과 융화된 실내의 소정 위치에 고정 거치하고 사람의 눈에 보이지 아니한 소정 두께의 플라스틱의 통과가 가능하고, 각각의 일련 번호를 가지는 적외선 파장을 출력하는 IR(Infrared Ray) 적외선 발생부로부터 제공받은 적외선에 의거 사용자로부터 반사된 적어도 하나의 패턴 이미지를 카메라에서 획득하는 패턴 이미지 획득 단계;
획득된 적어도 하나의 패턴 이미지, 카메라, 및 IR 적외선 발생부 간의 거리 및 각도를 가지는 극좌표계의 사용자 위치를 적어도 하나의 패턴 이미지로부터 도출된 절대 위치를 토대로 직각 좌표계로 변환하는 사용자 위치 측정 단계; 및
직각 좌표계의 사용자 위치를 실내 지도 상에 표시하는 표시 단계를 포함하고,
상기 사용자 위치 측정 단계는,
적어도 하나의 패턴 이미지의 각각의 조명장치의 위치에 대한 평균치로 절대 위치를 설정한 다음
사용자(P)로부터 획득된 각 패턴 이미지에 나타낸 각 조명장치(10)의 위치, 사용자(P)에 의해 반사된 각 패턴 이미지의 위치, 및 사용자에 의해 반사된 패턴 이미지를 획득하는 카메라(20)의 위치가 이루는 각도(θ)와 사용자에 의해 생성된 각 패턴 이미지의 반사된 위치와 상기 카메라의 위치 간의 거리(r)를 토대로 극좌표계의 사용자 위치를 측정하고
상기 측정된 극좌표계의 사용자 위치를 직각 좌표계의 사용자 위치로 변환한 다음 직각 좌표계의 사용자 위치와 상기 절대 위치를 토대로 실내의 상대적인 직각 좌표계의 사용자 위치를 도출하는 것을 특징으로 하는 적외선 LED를 이용한 실내 측위 방법.
- 삭제
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| KR1020170166952A KR102114662B1 (ko) | 2017-12-06 | 2017-12-06 | 적외선 led를 이용한 실내 측위 시스템 및 방법 |
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000507356A (ja) * | 1996-03-28 | 2000-06-13 | ヘルシュテン，ハンス | 無線干渉識別能力を最適化する超広帯域干渉レーダーシステム |
| JP2005331784A (ja) * | 2004-05-20 | 2005-12-02 | Fuji Xerox Co Ltd | 光学レンズ系およびこれを用いた位置計測システム |
| JP2008245236A (ja) * | 2007-02-27 | 2008-10-09 | Sony Corp | 撮像装置および欠陥画素補正方法 |
| KR100991348B1 (ko) * | 2008-11-28 | 2010-11-01 | 영남대학교 산학협력단 | Ｐｓｏ를 이용한 스텝주파수 레이더 영상의 요동 보상 방법 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0813040A3 (en) * | 1996-06-14 | 1999-05-26 | Xerox Corporation | Precision spatial mapping with combined video and infrared signals |
| KR101010864B1 (ko) * | 2008-09-23 | 2011-01-25 | 한국표준과학연구원 | 보안감시용 적외선 열화상 카메라 시스템의 문턱값 능동 설정 장치 및 방법 |
| WO2011059127A1 (ko) * | 2009-11-13 | 2011-05-19 | 한국과학기술연구원 | 적외선 센서 및 이를 이용한 감지 방법 |
| KR101196219B1 (ko) * | 2010-02-01 | 2012-11-05 | 주식회사 고영테크놀러지 | 3차원 형상 측정장치의 높이 측정방법 및 이를 이용한 3차원 형상 측정장치 |
| KR20120068668A (ko) * | 2010-12-17 | 2012-06-27 | 한국전자통신연구원 | 위치 측정 장치 및 그 방법 |
| KR101361537B1 (ko) * | 2011-11-25 | 2014-02-13 | 주식회사 미르기술 | 적외선패턴조사부를 구비하는 비전검사장치 |
-
2017
- 2017-12-06 KR KR1020170166952A patent/KR102114662B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000507356A (ja) * | 1996-03-28 | 2000-06-13 | ヘルシュテン，ハンス | 無線干渉識別能力を最適化する超広帯域干渉レーダーシステム |
| JP2005331784A (ja) * | 2004-05-20 | 2005-12-02 | Fuji Xerox Co Ltd | 光学レンズ系およびこれを用いた位置計測システム |
| JP2008245236A (ja) * | 2007-02-27 | 2008-10-09 | Sony Corp | 撮像装置および欠陥画素補正方法 |
| KR100991348B1 (ko) * | 2008-11-28 | 2010-11-01 | 영남대학교 산학협력단 | Ｐｓｏ를 이용한 스텝주파수 레이더 영상의 요동 보상 방법 |
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