KR102170793B1 - 위성 사진을 이용한 cctv 화면에서의 거리 측정 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 위성 사진을 이용한 CCTV 화면에서의 거리 측정 방법에 관한 것으로서, 카메라 촬영 영상인 CCTV 화면과 위성 지도를 매칭하여 절대 위치를 구하며, CCTV 상에서의 정확한 거리 판단이 가능하고, 카메라의 위치가 달라지게 되면 그 지점으로부터 다시 측정해야 하는 문제의 해결 가능하다.

Description

위성 사진을 이용한 CCTV 화면에서의 거리 측정 방법 {Distance measurement method of CCTV image using satellite images}

본 발명은 CCTV 화면에서 절대적인 위치를 알 수 있는 위성 사진을 이용한 CCTV 화면에서의 거리 측정 방법에 관한 것이다.

우리 주변에는 범죄 예방 및 상황 감시 등을 위해서 설치된 수많은 CCTV가 있고 화면의 내용을 분석하여 다양한 방법으로 활용되고 있다. 때로는 화면에 나타나는 영상이 카메라가 설치된 위치와 얼마나 떨어져 있고 각 물체들 사이에 거리가 어느 정도인지 알 필요가 있다. 이를 위해서는 거리 측정 장비를 이용하여 많은 영역에 대한 실제 거리를 측정하고 저장 한 후 촬영된 영상과 매칭시켜 근접한 지점끼리의 보간을 통하여 추정할 수 있다. 하지만 영상은 원근감이 표현된 3차원 공간이라 특정 물체가 촬영 되었을 때 거리에 따라 그 크기가 다르게 나타나므로 이를 고려하여 다양하게 측정 되어야만 한다. 또한 카메라의 위치가 달라지게 되면 그 지점으로부터 다시 측정해야 하는 문제가 발생한다.

한국등록특허 제10-1503213호 (2015년 03월 17일 공고)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 카메라 촬영 영상 (CCTV) 과 위성 지도 (daum map) 2개의 관점이 서로 다른 두 영상을 매칭하여 절대 위치를 구하는 위성 사진을 이용한 CCTV 화면에서의 거리 측정 방법을 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 위성 사진을 이용한 CCTV 화면에서의 거리 측정 방법에 따르면, 카메라 촬영 영상인 CCTV 화면과 위성 지도를 매칭하여 절대 위치를 구할 수 있다.

본 발명의 위성 사진을 이용한 CCTV 화면에서의 거리 측정 방법에 따르면 관점에 다른 두 영상을 매칭하여 CCTV 화면의 절대 위치를 구할 수 있다. 이때 원근감이 배제되어 있고 절대적인 위치를 정확히 알 수 있는 위성사진을 이용하여 CCTV 상에서의 정확한 거리 판단이 가능하고, 카메라의 위치가 달라지게 되면 그 지점으로부터 다시 측정해야 하는 문제의 해결 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 CCTV 카메라의 촬영 영상을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 위성 지도를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 위성 지도의 시점을 옮기거나 3D 좌표계의 이동을 통하여 CCTV와 비슷한 영상을 얻도록 변환한 모습을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 실시예에 따라 시점 전환을 이용하여 렌더링한 모습을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4의 실시예에 따라 렌더링한 모습을 CCTV 영상과 오버레이한 모습을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 2D 스크린 좌표계의 한 점을 3D 공간에 투영하여 교차하는 지점을 구하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 위성 지도에서 두 지점의 거리를 측정하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 8은 도 7의 실시예에 따라 CCTV 영상에서 실제 거리를 유추하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 일 실시예에 따라 위성 지도에서 두 지점의 거리를 측정하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 10은 도 9의 실시예에 따라 CCTV 영상에서 실제 거리를 유추하는 모습을 나타낸 도면이다.

하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명은 영상에서 특정 지점의 위치를 계산하는 기술과 관련한 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명은 화면에 나타나는 영상이 카메라가 설치된 위치와 얼마나 떨어져 있고 각 물체들 사이에 거리가 어느 정도인지 파악하기 위해 원근감이 배제되어 있고 절대적인 위치를 정확히 알 수 있는 위성사진을 활용하였으며 관점이 서로 다른 두 영상을 매칭하여 절대 위치를 구하는 방법을 핵심 기술로 정의 한다.

본 발명에서는 원근감이 배제되어 있고 절대적인 위치를 정확히 알 수 있는 위성사진을 사용하였다. 또한 위성사진에서 사용되는 축척도에 따라 픽셀당 거리를 참조하여 실제 거리를 유추한다. 더하여 2D 스크린 좌표계에서의 한 점을 XYZ 3D 공간에 그대로 투영하여 교차하는 지점을 구할 수 있으며 그 위치는 위성사진의 절대좌표로 환산한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 CCTV 카메라의 촬영 영상을 나타내는 도면이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 위성 지도를 나타낸 도면이다.

도 1 및 도 2와 같이 위성 사진에서 CCTV의 위치를 찾고 화면에 촬영되는 영역을 포함하는 영상으로 준비한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 위성 지도의 시점을 옮기거나 3D 좌표계의 이동을 통하여 CCTV와 비슷한 영상을 얻도록 변환한 모습을 나타낸 도면이다.

도 3에서 위성 사진을 xyz 3차원 공간을 표현 할 수 있는 영역에서 xz-공간에 매핑한다. (openGL API 사용)

매핑시 영상의 가로, 세로 비율을 유지하여야 한다.

도 4는 도 3의 실시예에 따라 시점 전환을 이용하여 렌더링한 모습을 나타낸 도면이다.

도 5는 도 4의 실시예에 따라 렌더링한 모습을 CCTV 영상과 오버레이한 모습을 나타낸 도면이다.

도 4 및 도 5에서 openGL API에서 카메라의 시점을 옮기거나 3D 좌표계의 이동을 통하여 CCTV와 비슷한 영상을 얻을 수 있도록 변환한다.

이때 카메라의 화각이나 렌즈의 종류에 따라서 적절한 임의 조정이 필요 할 수 있다. openGL에서투시 투영(Perspective projection) 방법을 사용하면 실제와 비슷한 영상을 위 처럼 렌더링 할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 2D 스크린 좌표계의 한 점을 3D 공간에 투영하여 교차하는 지점을 구하는 모습을 나타낸 도면이다.

2D 스크린 좌표계에서의 한 점을 XYZ 3D 공간에 그대로 투영하여 교차하는 지점을 구할 수 있으며 그 위치는 위성사진의 절대좌표로 환산된다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 위성 지도에서 두 지점의 거리를 측정하는 모습을 나타낸 도면이다.

도 8은 도 7의 실시예에 따라 CCTV 영상에서 실제 거리를 유추하는 모습을 나타낸 도면이다.

도 9는 본 발명의 다른 일 실시예에 따라 위성 지도에서 두 지점의 거리를 측정하는 모습을 나타낸 도면이다.

도 10은 도 9의 실시예에 따라 CCTV 영상에서 실제 거리를 유추하는 모습을 나타낸 도면이다.

도 7 내지 도 10에서 결과와 같이 약간의 오차는 존재하지만 멀고 가까움에 대해 일관성이 유지되기 때문에 문제없이 사용할 수 있고 이 오차는 거리 측정기를 사용할 때의 측정오차와 비슷한 수준이다.

본 발명의 실시예에 따른 위성 사진을 이용한 CCTV 화면에서의 거리 측정 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 판독 가능한 프로그램 형태로 구현되어 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다. 또한, 본 명세서와 도면에서 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.

Claims (3)

1. 위성 사진에서 CCTV의 위치를 찾고 화면에 촬영되는 영역을 포함하는 영상을 준비하는 단계;
   상기 위성 사진을 xyz 3차원 공간을 표현할 수 있는 영역에서 xz-공간에 매핑하는 단계;
   상기 위성 사진의 카메라의 시점을 옮기거나 3D 좌표계를 이동시켜 렌더링하는 단계;
   2D 스크린 좌표계에서의 한 점을 XYZ 3D 공간에 그대로 투영하여 교차하는 지점을 산출하고, 상기 지점을 상기 위성 사진의 절대 좌표로 환산하는 단계;
   상기 위성 사진의 축적도에 따라 픽셀당 거리를 참조하여 실제 거리를 유추하는 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 위성 사진을 이용한 CCTV 화면에서의 거리 측정 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 매핑하는 단계에서,
   매핑시 영상의 가로, 세로 비율을 유지하는 것을 특징으로 하는 위성 사진을 이용한 CCTV 화면에서의 거리 측정 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 매핑하는 단계 및 상기 렌더링하는 단계는,
   openGL API를 사용하는 것을 특징으로 하는 위성 사진을 이용한 CCTV 화면에서의 거리 측정 방법.

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