KR102293902B1 - 자세 안정화 기능을 구비한 파노라마 카메라 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박, 항공기 또는 차량 등에 탑재되어 전방 또는 측후방 등에 있는 장애물을 자동으로 탐지하여 운항관제, 장애물회피 알고리즘 등에 제공할 수 있는 파노라마 카메라 장치에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명의 자세안정화 기능을 구비한 파노라마 카메라장치는, 가시광 영역대 탐지가 가능한 전자광학 카메라(11)를 적어도 하나 이상으로 구비한 카메라부(10); 및 상기 카메라부(10)를 내부에 탑재하며, 베이스부(30)에 대하여 회동 가능하게 구비된 하우징부(40); 상기 하우징부(40)에 대한 피치 자세를 구동하는 피치 자세 구동기(22)와, 롤 자세를 구동하는 롤 자세 구동기(23)를 구비한 자세구동부(20);를 포함하여 구성되며, 상기 자세구동부(20)에 의하여 피치 자세 및 롤 자세를 안정화하도록 제어하는 구조를 구비한다.

Description

자세 안정화 기능을 구비한 파노라마 카메라 장치 { Panoramic Camera Device having Posture Stabilization Functions for Moving Vehicles }

본 발명은 선박, 항공기 또는 차량 등에 탑재되어 전방 또는 측후방 등에 있는 장애물을 자동으로 탐지하여 운항관제, 장애물회피 알고리즘 등에 제공할 수 있는 파노라마 카메라 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 이동체에 탑재되어 전방위적으로 장애물 등을 탐지하되 이동체의 움직임을 자동으로 보상할 수 있는 자세 안정화 기능이 구비되어 장애물 탐지 성능 및 장애물 위치정보, 영상 정보 등의 품질을 개선할 수 있는 자세 안정화 기능을 갖는 파노라마 카메라 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 사람이 타고 다니는 자동차, 항공기, 선박 등이 점차 무인화되고 있다. 이러한 무인화된 체계에는 사고 등을 방지하기 위하여 전방뿐만 아니라 측방 및 후방 등에 대한 관측 필요성이 증가하고, 충돌회피, 전방감시 등을 위해 안정된 영상을 획득할 수 있는 카메라 탑재에 대한 요구가 증가되고 있다.

또한, 사람이 조종하는 유인항공기, 유인선박에도 안전과 사고기록의 저장 등을 위해 감시카메라의 설치가 급격히 늘어나는 추세이다.

기존의 자동차, 항공기, 선박 등은 짙은 안개나 어두운 밤에 사람의 시야에 의존하여 조종하고 있다. 특히, 항공기의 경우, 산악지역의 전기줄, 전신주 등에 위험이 노출되고, 선박의 경우, 양식 그물, 부유물 등에 위험이 노출된다.

하지만, 높은 가격의 장비와 관측할 수 있는 시야의 제한으로 인해 구현성이 현저히 저하되는 양상이다.

이에 따라 가격을 낮추고, 사용자의 필요에 맞게 주변 상황을 쉽게 인지할 수 있도록 하는 카메라장치의 개발이 시급하게 되었다.

이러한 목적을 위하여 도 1과 같이 복수의 카메라를 이용한 파노라마 카메라 장치가 이용될 수 있는데, 해당 파노라마 카메라 기술은 주로 건물 등의 고정체를 기반으로 하여 구성된 것이어서 선박, 항공기, 차량 등에 탑재될 경우에 영상이 출렁이며 상하 좌우로 흔들려 보고자 하는 물체가 영상에 나타났다, 영상 밖으로 사라졌다를 반복하게 되어 감시가 불가능한 수준이므로, 해당 기술을 이동체에 적용하기에는 성능, 안정성 등의 측면에서 제한적이다. 이러한 안정성의 개선을 위하여 추가적인 구동수단이 요구되고 이에 대한 제어알고리즘의 구성 등이 요구되어 기술적 분석을 기반으로 한 개선 노력이 요구된다. 특히, 이동체에서는 카메라의 설치 위치에 따라 동적 교란이 더욱 극대화될 수 있어서 세부 구성의 배치 등에 있어서 구조적인 개선이 요구된다.

한국 공개특허 공보 제10-2019-0080366호

이에 따라 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 안개, 야간 등의 환경에서도 표적을 원활하게 탐지하여 추적할 수 있는 파노라마 카메라장치를 제공하고자 한다.

또한, 마운트부의 심화된 변동성에도 불구하고 안정적으로 전방 및 측후방 등의 주변을 촬영 및 추적 가능한 파노라마 카메라장치를 제공하고자 한다.

또한, 부가된 안정화 메커니즘이 카메라의 시야를 가리지 않는 구조적인 기술수단을 제공하고자 한다.

또한, 장치의 구동 전원이 차단되는 상황에서도 장치의 구성이 무동력 흔들림 등에 의해 손상되지 않도록 추가적인 기술적 개선을 제공하고자 한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본원 발명의 일실시예에 따른 자세안정화 기능을 구비한 파노라마 카메라장치는, 육지 또는 해상, 공중에서 운용되는 이동체에 장착되어 장애물을 탐지하거나 추적하기 위한 파노라마 카메라장치로서, 가시광 영역대 탐지가 가능한 전자광학 카메라를 적어도 하나 이상으로 구비한 카메라부; 및 상기 카메라부를 내부에 탑재하며, 베이스부에 대하여 회동 가능하게 구비된 하우징부; 상기 하우징부에 대한 피치 자세를 구동하는 피치 자세 구동기와, 롤 자세를 구동하는 롤 자세 구동기를 구비한 자세구동부;를 포함하여 구성되며, 상기 자세구동부에 의하여 피치 자세 및 롤 자세를 안정화하도록 제어하는 구조를 구비한다.

또한, 본원 발명의 일실시예에 따른 자세안정화 기능을 구비한 파노라마 카메라장치에서, 상기 카메라부는, 장애물의 열을 이용하여 영상을 구성하는 열상 카메라를 더 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 본원 발명의 일실시예에 따른 자세안정화 기능을 구비한 파노라마 카메라장치에서, 상기 자세구동부는, 상기 하우징부의 자세를 감지하기 위한 자세감지센서를 더 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 본원 발명의 일실시예에 따른 자세안정화 기능을 구비한 파노라마 카메라장치에서, 상기 카메라부는, 상기 하우징부에 광학창을 구비하며, 상기 광학창은, 상기 하우징부에 탑재된 카메라에 대한 투과파장 대역을 최적화하는 광학필터 기능을 구비하도록 구성될 수 있다.

또한, 본원 발명의 일실시예에 따른 자세안정화 기능을 구비한 파노라마 카메라장치에서, 상기 하우징는 내부의 습기 또는 결로를 방지하거나 제거하기 위한 제습수단을 구비하며, 상기 제습수단은 히터 또는 송풍용 팬이거나, 하우징의 내부에 교체 가능하게 구비된 제습제인 구성을 구비할 수 있다.

또한, 본원 발명의 일실시예에 따른 자세안정화 기능을 구비한 파노라마 카메라장치에서, 상기 파노라마 카메라장치는, 비상시 장치의 구성을 보호할 수 있도록 비상보호수단을 추가로 포함하여 구성되며, 상기 비상보호수단은, 파노라마 카메라장치의 피치 자세 회동을 제한하는 피치 잠금브레이크; 및 파노라마 카메라장치의 롤 자세 회동을 제한하는 롤 잠금브레이크; 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 본원 발명의 일실시예에 따른 자세안정화 기능을 구비한 파노라마 카메라장치에서, 상기 자세구동부는, 상기 베이스부에 대해 회동 가능하게 지지되고 상기 하우징부를 회동 가능하게 지지하는 자세 구동 중심체를 더 포함하여 구성되며, 상기 자세 구동 중심체는, 상기 베이스부와 상호 공유하는 피치 자세 중심축과, 상기 하우징부와 상호 공유하는 롤 자세 중심축을, 각 중심축의 수직방향 위치가 상호 근접하거나 동일 수평면 상에 존재하도록 피치 자세 구동 구조와 롤 자세 구동 구조를 구비할 수 있다.

또한, 본원 발명의 일실시예에 따른 자세안정화 기능을 구비한 파노라마 카메라장치를 구비한 이동체는 상기 자세안정화 기능을 구비한 파노라마 카메라장치를 구비한 선박, 항공기 또는 차량의 형태로 구성될 수 있다.

상술한 과제의 해결 수단에 의하면, 본 발명의 자세 안정화 기능을 갖는 파노라마 카메라 장치는, 칼라카메라 및 열상카메라를 포함하여 구성함으로써, 안개, 야간 등의 환경에서도 표적을 원활하게 탐지하고 추적할 수 있는 효과를 가진다.

또한, 본 발명의 자세 안정화 기능을 갖는 파노라마 카메라 장치는, 피치 자체 및 롤 자세를 변경하는 구동부를 추가로 구비함으로써, 본 발명의 자세 안정화 기능을 갖는 파노라마 카메라 장치가 탑재된 이동체의 심화된 변동성에도 불구하고 안정적으로 주변에 대한 촬영 및 추적을 수행할 수 있는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명의 자세 안정화 기능을 갖는 파노라마 카메라 장치는, 히터, 팬, 제습제 등의 제습수단을 구비함으로써 안개, 우천 등이 환경에서도 내부구성의 작동을 원활하게 하는 효과를 제공한다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 종래의 파노라마 카메라장치에 대한 예시도.
도 2는 본 발명에 따른 파노라마 카메라장치의 개념도.
도 3은 본 발명에 따른 파노라마 카메라장치에서 피칭 외란 안정화 구동의 예시.
도 4는 본 발명에 따른 파노라마 카메라장치에서 롤링 외란 안정화 구동의 예시.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 파노라마 카메라장치의 전체적인 외관 모습.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 파노라마 카메라장치의 내부 구성의 배치 구조.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 파노라마 카메라장치의 자세안정화 제어 알고리즘.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 파노라마 카메라장치에서 자세안정화 구동 구조.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 파노라마 카메라장치의 평면 단면도.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 파노라마 카메라장치의 외관 변형실시예.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 파노라마 카메라장치의 영상촬영 결과 예시.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다.

우선, 각 도면을 살펴보면, 도 2는 본 발명에 따른 파노라마 카메라장치의 개념도로서 전자광학 카메라 또는 열상카메라, 상공감시 카메라 등이 구비된 하우징부가 베이스부에 대하여 피칭 구동 및 롤 구동이 가능하도록 형성된 것을 예시적으로 나타낸 것이다. 도 3은 본 발명에 따른 파노라마 카메라장치에서 피칭 외란 안정화 구동을 예시적으로 도시한 것으로서, 하우징부가 베이스부에 대하여 피칭 구동됨으로써 외부의 피칭 외란에 대하여 안정화 기능을 수행하는 구조를 예시적으로 나타낸 것이다. 도 4는 본 발명에 따른 파노라마 카메라장치에서 롤링 외란 안정화 구동을 예시적으로 도시한 것으로서, 하우징부가 베이스부에 대하여 롤링 구동됨으로써 외부의 롤링 외란에 대하여 안정화 기능을 수행하는 구조를 예시적으로 나타낸 것이다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 파노라마 카메라장치의 전체적인 외관 모습을 도시한 것으로서, 피칭 및 롤링 안정화 구동이 가능한 하우징부에 각종 카메라가 구비된 구조로 형성된다. 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 파노라마 카메라장치의 내부 구성의 배치 구조를 예시적으로 도시한 것으로서, 도 6(a)는 외부를 촬영하는 각종 카메라가 하우징부의 테두리 영역을 따라 방사상으로 설치되거나 상부에 설치된 배치 구조를 투시도 형식으로 나타낸 것이고, 도 6(b)는 하우징부의 메인하우징을 생략하여 내부 구성의 배치 구조를 예시적으로 나타낸 것이다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 파노라마 카메라장치의 자세안정화 제어 알고리즘을 도시한 것으로서, 피칭 안정화 구동 또는 롤 안정화 구동을 위한 구동 입력 및 피드백 신호, 제어 신호의 흐름 관계를 예시적으로 나타낸 것이다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 파노라마 카메라장치에서 자세안정화 구동 구조를 도시한 것으로서, 도 8(a)는 베이스부에 대하여 자세구동 중심체가 피칭 구동이 가능하게 상호 결합된 구조를, 도 8(b)는 자세구동 중심체에 대하여 하우징부가 롤링 구동이 가능하게 상호 결합된 구조를, 각각 예시적으로 나타낸 것이다. 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 파노라마 카메라장치의 평면 단면도로서 피치 자세 구동 구조와 롤 자세 구동 구조의 배치 관계를 나타낸 것이다.

도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 파노라마 카메라장치의 외관 변형실시예를 도시한 것으로서 각 카메라장치에 대응되는 하우징부의 외관에 태양광 등 외란 광의 입력을 감소시키기 위한 외란광 차단부재가 구비된 것을 나타낸 것이다. 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 파노라마 카메라장치의 영상촬영 결과를 예시적으로 나타낸 것으로서 전자광학 카메라 및 열상카메라에 의하여 전방 및 측후방 등에 대한 다양한 장애물 탐지가 가능하며 안정화된 자세 제어 구동을 통하여 장애물 탐지 성능 및 장애물 위치정보, 영상 정보 등의 품질을 개선할 수 있는 효과를 가질 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 자세 안정화 기능을 갖는 파노라마 카메라 장치(100)는, 도 2 내지 11에 도시된 바와 같이, 선박, 항공기 또는 차량 등의 이동체에 탑재되어 전방 또는 측후방 등에 있는 장애물을 자동으로 탐지하여 운항관제, 장애물회피 알고리즘 등에 제공할 수 있다. 장치의 주요구성으로서, 카메라부(10) 및 자세구동부(20), 베이스부(30), 하우징부(40)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 카메라부(10)는 내부에 적어도 하나 이상의 카메라를 포함하여 구성되며, 상기 자세구동부(20)는 상기 카메라부(10)를 자세 안정화하기 위하여 피칭각(pitching angle), 롤링각(rolling angle) 등의 각도 자세를 구동하여 제어하고, 상기 베이스부(30)는 선박, 항공기 또는 차량 등의 이동체에 상기 카메라장치(100)를 탑재하여 지지하고, 상기 하우징부(40)는 상기 카메라부(10)의 세부 구성을 지지 고정하고 보호하기 위한 구성으로서 상기 자세구동부(20)에 의하여 상기 베이스부(30)와 피칭 또는 롤링 구동 가능하게 결합된다.

본 발명의 일실시예에 따른 자세 안정화 기능을 갖는 파노라마 카메라 장치(100)에서 카메라부(10)는 수평방향 주변부를 탐지하기 위한 전자광학 카메라, 근적외선 카메라, 중적외선 카메라, 열상카메라 중 적어도 하나를 포함하여 구성되며, 상공을 탐지할 수 있는 상공감시 카메라를 더 포함하여 구성될 수도 있다. 또한, 카메라 제어부(15), 광학창(18) 등을 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 전자광학 카메라(11)는 가시광 영역대 탐지가 가능한 촬영수단으로서 EO(Electro-Optica) 카메라 등으로 구성될 수 있으며, 주로 일반 주간환경에서 주요 기능을 담당한다. 상기 전자광학 카메라(11)의 전방에 카메라 보호 등을 위하여 광학창(18) 등을 추가로 구비할 수 있으며, 이때 상기 광학창(18)은 안개가 빈번히 발생할 수 있는 지역 또는 해수 환경 등에서의 이용을 보완하고자 안개를 제거할 수 있는 하드웨어 렌즈 필터로 구성될 수 있으며, 상기 하드웨어 렌즈 필터로서, 예를 들어, 가시광 차단 필터(visible cut filter)가 채용될 수 있다. 상기 가시광 차단 필터는 가시광 파장 대역을 적어도 부분적으로 차단하고 근적외선 영역 근처의 대역을 투과하도록 허용함으로써 안개 상황에서도 표적뿐만 아니라 표적의 배경도 명확하게 전시할 수 있게 되고 이로 인하여 표적의 형태 등을 중심으로 탐지 및 관찰을 원활하게 수행할 수 있는 장점을 제공한다.

상기 근적외선 카메라는 가시광 영역대에서 탐지가 어려운 표적을 탐지할 수 있도록 근적외선 영역대 파장을 이용하는 촬영수단으로서 주로 주간환경에서 안개가 빈번한 상황에서 주요 탐지 기능을 발휘한다. 본 발명에서 상기 근적외선 카메라는 상기 전자광학 카메라(11)와 달리 고정 화각으로 주변 또는 넓은 시야에서 표적을 탐지하는 기능을 수행하도록 구성될 수 있다. 여기서 근적외선 카메라는 주로 0.9~1.7㎛ 파장을 이용하는 단파장 적외선(Short Wave InfraRed, SWIR) 카메라 등이 채용될 수 있는데, 이에 제한되지 않는다.

상기 중적외선 카메라는 상기 전자광학 카메라(11) 및 근적외선 카메라와는 다른 방식으로 표적의 열을 이용하여 영상을 구성하는 카메라로서 안개상황 또는 빛이 없는 무월광 야간에도 표적을 탐지할 수 있는 기능을 수행한다. 여기서 중적외선 카메라는 주로 3~5㎛ 파장을 이용하는 중파장 적외선(Mid Wave InfraRed, MWIR) 카메라 등이 채용될 수 있는데, 이에 제한되지 않는다.

상기 열상카메라(12)는 상기 전자광학 카메라(11) 및 근적외선 카메라, 중적외선 카메라와는 다른 방식으로 표적의 열을 이용하여 영상을 구성하는 카메라로서 대부분의 안개 조건, 어둠 속에서도 보행자를 감지하고 분류할 수 있고 햇빛의 눈부심에도 영향을 받지 않아 ADAS와 자율주행 시스템 등에 보다 견고하고 신뢰할 수 있는 상황인식 능력을 제공할 수 있다. 여기서 열상카메라는 주로 8~14㎛ 파장을 이용하는 장파장 적외선(Long Wave InfraRed, LWIR) 카메라 등이 채용될 수 있는데, 이에 제한되지 않는다.

상기 상공감시 카메라(13)는 카메라부(10)에 의하여 상공방향을 탐지하기 위하여 필요에 따라 부가할 수 있으며, 상기 전자광학 카메라(11)처럼 가시광 영역대 탐지가 가능한 촬영수단으로서 EO(Electro-Optica) 카메라 등으로 구성될 수 있으나, 이에 제한되지 않고 필요에 따라 근적외선 카메라, 중적외선 카메라, 열상카메라 등을 포함하여 구성될 수도 있다. 또한 상기 상공감시 카메라(13)는 넓은 화각으로 촬영이 가능하도록 어안렌즈를 구비할 수 있다.

또한, 상기 카메라 제어부(15)는 전자광학 카메라(11), 근적외선 카메라, 중적외선 카메라, 열상카메라(12), 상공감시 카메라(13) 등에 대한 제어기능을 수행하는 구성으로서, 예를 들어, 각 카메라의 내부 렌즈부 등을 제어하여 영상의 줌인(zoom in) 또는 줌아웃(zoom out) 기능을 제어한다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 자세 안정화 기능을 갖는 파노라마 카메라 장치(100)는 상기 카메라부(10)를 탑재하여 보호하며 장치의 외관을 형성하는 하우징부(40)에 상기 전자광학 카메라(11), 열상카메라(12), 상공감시 카메라(13) 등 내부의 센서와 각종 구성을 보호하도록 광학창(18)을 구비한다.

상기 광학창(18)은 내부 센서의 파장대역을 고려하여 구분하여 구비할 수 있으며, 예를 들어, 도 8 등에 도시한 바와 같이, 전자광학 카메라(11), 상공감시 카메라(13) 등을 위한 광학창(18-1)과, 열상카메라(12) 등을 위한 광학창(18-2)으로 구분하여 각각에 대한 투과파장 대역을 최적화하는 필터 기능을 부가할 수 있다.

상기 하우징부(40)는 상기 카메라부(10)에 대응되는 상기 광학창(18)의 이슬, 이물질 등을 제거하기 위한 와이퍼(미도시)를 추가로 구비할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 자세 안정화 기능을 갖는 파노라마 카메라 장치(100)에서 자세구동부(20)는 상기 카메라부(10)의 영상촬영 안정화를 위하여 하우징부(40)에 대한 자세제어 기능을 수행하며, 본 발명의 파노라마 카메라 장치(100)를 탑재한 선박, 항공기 또는 차량 등의 이동시 또는 정지 중 발생하는 외란에도 불구하고 안정적인 영상을 취득할 수 있도록 베이스부(30)에 대한 하우징부(40)의 자세 또는 운동을 구동하는 기능을 수행한다. 상기 자세구동부(20)는 세부구성으로서, 자세 구동 중심체(21), 및 피치 자세 구동기(22), 롤 자세 구동기(23), 자세감지센서(24) 등을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 자세구동부(20)의 자세 구동 중심체(21)는 상기 베이스부(30)에 의해 회동 가능하게 지지되어 결과적으로 상기 베이스부(30)에 대하여 상기 하우징부(40)의 피칭 자세 또는 롤링 자세 중 어느 하나를 구현하며, 또한, 상기 자세 구동 중심체(21)에 대하여 상기 하우징부(40)가 회동 가능하게 지지되어 결과적으로 상기 베이스부(30)에 대하여 상기 하우징부(40)의 피칭 자세 또는 롤링 자세 중 다른 하나를 구현하는 구조적인 회동 지지체이다.

상기 자세구동부(20)의 피치 자세 구동기(22)는 자세 구동 중심체(21)를 베이스부(30)에 대하여 회동 구동하는 구성으로서, 회동구동을 위한 모터를 포함하여 구성될 수 있으며, 필요에 따라 기어박스 등의 동력전달장치를 더 포함할 수 있다. 즉, 후술하는 모터제어부(26)의 구동전원 제어에 의하여 모터를 구동함으로써 자세 구동 중심체(21)를 상하수직(pitching) 방향으로 회동시켜 피치 자세를 원하는 회전변위로 또는 회전속도로 회전시키는 기능을 수행한다.

또한, 상기 자세구동부(20)의 롤 자세 구동기(23)는 하우징부(40)를 자세 구동 중심체(21)에 대하여 회동 구동하는 구성으로서, 회동구동을 위한 모터를 포함하여 구성될 수 있으며, 필요에 따라 기어박스 등의 동력전달장치를 더 포함할 수 있다. 즉, 후술하는 모터제어부(26)의 구동전원 제어에 의하여 모터를 구동함으로써 자세 구동 중심체(21)를 기준으로 하우징부(40)를 좌우수직(rolling) 방향으로 회동시켜 롤 자세를 원하는 회전변위로 또는 회전속도로 회전시키는 기능을 수행한다.

여기서 상기 피치 자세 구동기(22) 또는 롤 자세 구동기(23) 중 적어도 어느 하나는 보이스 코일 모터(Voice Coil Motor)를 채용하여 구성함으로써, 빠른 응답성 및 정밀제어 등이 가능하고 내구성, 소형화 성능이 우수한 구조를 구현할 수 있다. 또한, 상기 피치 자세 구동기(22) 또는 롤 자세 구동기(23)는 회전변위 또는 속도를 감지할 수 있는 별도의 엔코더를 내부 또는 외부에 더 구비할 수도 있다.

한편, 어레이 형태로 구성된 파노라마 카메라장치의 특성상 360도 또는 넓은 방위각을 감시하기 위해 피치 및 롤 자세 구동기와 내부 구조물이 카메라의 시야를 가리면 안되는 제약이 있는데, 본 발명의 파노라마 카메라장치는 이를 해결하기 위해 피치 및 롤 자세 구동기와 구동구조물을 파노라마 카메라장치의 안쪽 중앙부에 배치한 구조로 형성된다.

상기 자세구동부(20)의 자세감지센서(24)는 하우징부(40)의 내부에 설치되어 카메라부(10)의 피치 자세, 롤 자세 등을 감지하는 센서로서, 상기 자세감지센서(24)에 의한 감지신호 또는 감지결과는 후술하는 안정화 제어부(25) 또는 모터 제어부(26)에 제공되어 카메라부(10) 및 하우징부(40)의 피치 자세, 롤 자세 등의 제어에 이용될 수 있다. 상기 자세감지센서(24)는, 예를 들어, 광섬유 자이로 센서(Fiber Optics Gyro Sensor; FOG 센서)와 같은, 자이로센서로 구성될 수 있는데, 이에 제한되지 않는다.

상기 자세구동부(20)는 각 구동부의 안정화 제어를 위한 안정화 제어부(25)를 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 안정화 제어부(25)는 상기 자세감지센서(24)로부터 입수된 신호에 의한 피치 자세, 롤 자세 등의 정보에 의하여 안정화 자세 제어명령을 출력하여 모터제어부(26)에 전달한다.

또한, 모터제어부(26)는 상기 안정화 제어부(25)로부터 전달된 자세 제어 명령에 따라 각 구동기(22, 23)에 대하여 구동전원 또는 구동명령을 제공한다. 이때 상기 안정화제어부(25)와 상기 모터제어부(26)는 별도의 모듈 디바이스로 각각 형성되어 상호 신호전달하는 구조로 결합되거나 혹은 하나의 모듈 디바이스 내부에서 각각의 함수모듈로 형성되어 입출력 변수로 상호 결합된 구조로 구성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 자세 안정화 기능을 갖는 파노라마 카메라 장치(100)에서 베이스부(30)는 선박, 항공기 또는 차량 등의 이동체에 본 발명의 파노라마 카메라장치(100)를 장착하여 고정하기 위한 구성이며, 더불어 상기 하우징부(40)와 회동 가능하도록 결합된다. 즉, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 베이스부(30)는 상기 자세구동부(20)를 통하여 상기 하우징부(40)와 회동 가능하게 결합되어 결과적으로 상기 카메라부(10)의 피치 자세 및/또는 롤 자세를 안정화시키는 구조를 형성한다.

상기 베이스부(30)는 회동 가능하게 지지된 상기 하우징부(40)의 회동 공간을 제공할 수 있도록 수직 기둥 형태로 형성된 지지포스트(31)를 구비하며, 상기 지지포트(31)의 상부에 상기 하우징부(40)를 회동 가능하게 지지함으로써 상기 하우징부(40)의 내부 공간에 탑재된 상기 카메라부(10)의 탐지 시야를 안정적으로 확보할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 자세 안정화 기능을 갖는 파노라마 카메라 장치(100)에서 하우징부(40)는, 상기 카메라부(10)를 내부공간에 탑재하고 상기 베이스부(30)에 회동 가능하게 지지되어 피치 자세 및/또는 롤 자세의 안정화 제어 대상이 된다. 상기 하우징부(40)는 세부구성으로서 메인하우징(41) 및 인너하우징(42), 하부플레이트(43) 등을 포함하여 구성될 수 있는데, 이에 제한되지 않고 상기 세부구성을 일부 통합하여 구성하거나 또는 추가 분할하여 형성한 후 조립하여 하우징부를 구성할 수도 있다.

상기 하우징부(40)의 메인하우징(41)은 파노라마 카메라 장치(100)의 주변에 대한 외관을 형성하며, 전체적으로 원통형 덮개 형상 또는 다각형 덮개 형상으로 형성될 수 있고, 상기 카메라부(10)의 각 카메라에 대응되는 위치에 관통공이 형성되어 해당 관통공에 맞춤설치되거나 관통공의 내측 또는 외측 주변부에 결합된 구조로 광학창(18)을 구비할 수 있다. 이때 상기 메인하우징(41)은 광학창(18)이 결합된 부분이 메인하우징(41)의 내측 중심을 향하여 함몰된 구조로 형성됨으로써 주변 광원에 의한 원치 않는 입사광을 차단시키거나 감소시키도록 구성할 수 있다.

상기 하우징부(40)의 인너하우징(42)은 상기 메인하우징(40)의 내측 중앙에 배치되고 내측 중앙을 향하여 하우징부(40)의 외관을 형성하며, 상기 자세구동부(20)의 자세 구동 중심체(21)에 회동 가능하게 탑재되어 롤 자세 구동기(23)에 의해서 롤 방향으로 회전 구동된다.

상기 하우징부(40)의 하부플레이트(43)는 상기 메인하우징(41)과 인너하우징(42)의 하단부를 상호 연결하는 막음판 구조로 형성되고, 하우징부(40)의 내부에 배치된 상기 카메라부(10) 등의 구성을 유지 또는 보수할 수 있도록 상기 메인하우징(41) 및/또는 인너하우징(42)과 탈착 가능하게 결합되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 하우징부(40)는 강성을 확보하면서도 무게를 절감하기 위하여 알루미늄 등의 금속 재질로 형성하는 것이 바람직하며, 또한, 이동체가 선박인 경우에 해수 사용 환경을 고려하여 염분에 강인하도록 도금, 도장을 적용할 수 있다.

한편, 상기 하우징부(40)의 내측 공간에 탑재된 상기 전자광학 카메라(11), 열상카메라(12), 상공감시 카메라(12) 등은 메인하우징(41) 및 인너하우징(42), 하부플레이트(43) 중 적어도 어느 하나에 고정되어 지지될 수 있다. 또한, 상기 카메라 제어부(15)도 상기 하우징부(40)의 내측 공간에 탑재될 수 있으나, 이에 제한되지 않고, 예를 들어, 베이스부(30)의 내측 공간에 탑재되고 유선 또는 무선 형태로 각 카메라 등과 전기전자적으로 연결될 수도 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 자세 안정화 기능을 갖는 파노라마 카메라 장치(100)에서 영상분석처리부(미도시)는 카메라부(10)의 각 카메라로부터 영상정보를 수신하거나 상기 영상정보를 유선 또는 무선을 이용하여 파노라마 카메라 장치(100)가 탑재된 이동체의 중앙 제어부 또는 내부 디스플레이 등으로 전송하거나 상기 영상정보로부터 표적을 분석하는 기능, 상기 이동체의 중앙 제어부로부터 제어명령 등을 수신하는 기능 등을 수행할 수 있다. 상기 영상분석처리부는, 세부구성으로서, 비디오 변환기 및 신호처리부, 네트워크 처리부 등을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 영상분석처리부의 비디오처리기는 여러 개의 어레이카메라에서 오는 원본 영상을 스티칭알고리즘을 통해 하나의 영상으로 융합하고 이를 네트워크를 통해 전송하는 영상 스트리밍 알고리즘을 내장하며 하나 또는 두개의 융합된 영상으로 전송하는 역할을 수행한다.

또한, 대용량의 영상정보를 유선 또는 무선방식으로 이동체의 중앙제어부 등으로 전송하기 위한 구성으로서, 영상압축을 이용하여 영상 정보를 전송함으로써 전송데이터의 용량을 줄일 수 있도록 구성된다. 예를 들어, 영상 압축이 적용되지 않은 원본영상(카메라 입력)의 화질과 유사한 화질을 확보 가능한 H.264 압축방식을 적용할 수 있으며, 무선 대역을 고려하여 데이터 전송량을 조절할 수 있도록 구성된다.

상기 영상분석처리부의 신호처리부는, 이동체의 중앙제어부 등에 탑재된 통제 소프트웨어와 자세안정화 파노라마 카메라장치와의 프로토콜을 중계하는 역할을 수행하는 구성이다. 예를 들어, 전자광학 카메라, 근적외선 카메라, 열상카메라 등의 제어, 각 구동부 제어, 전원 제어, 영상추적 제어 등을 위한 송수신을 수단으로서, 이동체의 중앙제어부 등의 통제소프트웨어로부터 수신되는 명령을 분석하여 내부의 카메라 제어부, 안정화 제어부 및 영상추적부로 명령을 전달하는 기능과 내부의 카메라 상태, 구동부 상태, 전원 상태, 추적 상태 등을 이동체의 중앙제어부로 실시간 전송하는 기능을 담당한다.

상기 영상분석처리부의 네트워크 처리부는, 이동체의 중앙제어부와 자세안정화 파노라마 카메라 장치 또는 다른 이동체의 중앙제어 체계와의 데이터 연결을 가능하게 하는 역할을 수행할 수 있다. 즉, 이동체의 중앙제어부와 자세안정화 파노라마 카메라 장치, 다른 이동체의 중앙제어 체계는 서로 네트워크를 이용하여 유기적으로 데이터 공유 구조를 가질 수 있다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 자세 안정화 기능을 갖는 파노라마 카메라 장치(100)는, 이동체의 운용환경 또는 하우징부 내외부의 기온 차이 등에 의해 내부에 발생할 수 있는 수분유입, 습기, 이슬맺힘 등으로 인한 성능 열화, 고장 등을 방지하기 위하여 제습수단(60)을 추가로 포함하여 구성될 수 있다. 즉, 예를 들어, 이동체가 선박인 경우에 본 발명의 파노라마 카메라 장치(100)가 운용되는 해상환경은 다습하기에 온도차에 의한 카메라장치 내부에 결로가 발생하기 쉬우며 결로의 발생은 카메라의 성능을 저하시키거나 고장을 유발하는 요소로 작용할 수 있는데, 이러한 문제를 방지하거나 감소시키기 위하여 제습수단을 구비하는 것이 바람직하다.

즉, 예를 들어, 외부와 내부의 온도차에 의해 발생된 하우징부(40) 내부의 습기 또는 이슬맺힘 등을 제거할 수 있도록 히터(61) 및/또는 송풍용 블로워팬(62)을 구비할 수 있고 내부의 습공기 등을 외부로 배출하기 위하여 개폐형 배기커버(미도시)가 하우징부의 어느 일측에 더 구비될 수도 있다. 또한, 하우징부의 내부에 제습제(미도시)를 배치할 수 있는 제습제거치부(미도시)를 구비하고, 상기 제습제를 손쉽게 교체할 수 있도록 상기 하우징에 제습제 교체커버(미도시)를 추가로 구비할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 자세 안정화 기능을 갖는 파노라마 카메라 장치(100)는, 비상시 장치의 구성을 보호할 수 있도록 비상보호수단(70)을 추가로 포함하여 구성될 수 있다. 즉, 예를 들어, 파노라마 카메라장치(100)의 피치 자세 회동을 제한하는 피치 잠금브레이크(71)를 구비하거나 파노라마 카메라장치(100)의 롤 자세 회동을 제한하는 롤 잠금브레이크(72)를 구비하여 각 구성의 회동을 임시로 고정함으로써 비상보호 기능을 수행할 수 있다. 이러한 비상보호수단으로서 잠금브레이크는, 도 8, 9 등에 도시한 바와 같이, 별도의 독립된 구성으로 구비될 수 있으며, 이외에도 구동모터 자체에 내장된 구조로 형성될 수도 있다.

본 발명의 파노라마 카메라장치(100)가 탑재되는 이동체는 선박, 항공기 또는 차량 등을 포함하며, 선박이 운항되는 지역의 기상 환경, 해양 환경 등에 의해서 이동체의 표류 변동성이 과도하게 심화될 수 있으며, 차량이 운행되는 지형 조건 또는 도로 형태, 교통상황 등에 의하여 또한 차량의 가감속 변동성 등에 의하여 이동체의 자세 변동성 등이 심화될 수 있는데, 상기 비상보호수단(70)을 통하여 장치의 내구성, 안정성 등을 현저하게 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.

여기서, 상기 비상보호수단(70)의 잠금브레이크(71, 72)는 파노라마 카메라장치(100)의 전원 공급이 차단된 경우에 피치 자세 및/또는 롤 자세의 잠금 기능을 수행하도록 정상잠금형(normal closed type) 클러치로 구성될 수 있다. 즉, 구동전원의 입력이 없는 경우에 잠금상태를 유지하고 구동전원의 입력에 의해 잠금상태가 해제되는 구조를 구비하여, 정상 환경에서 잠금해제 상태에서 피치 자세 및/또는 롤 자세의 구동 제어를 수행하고, 외란 등에 의하여 과도한 변동이 유발되는 경우에는 장치 보호를 위하여 잠금브레이크(71, 72)의 구동전원을 해제하여 잠금상태를 능동적으로 형성할 수 있고, 고장, 전원불량 등 비상시에는 전원부재로 인하여 자연적으로 잠금상태를 형성할 수 있도록 구성한다.

본 발명의 일실시예에 따른 자세 안정화 기능을 갖는 파노라마 카메라 장치(100)는, 이동체의 전방 및 측방향의 주변부를 탐지하도록 전자광학 카메라(11) 및 열상 카메라(12)를 복수의 방위각으로 분산 배치하여 영상을 획득함으로써 파노라마 영상을 구현하도록 구성할 수 있다. 이때 전자광학 카메라(11) 및 열상 카메라(12)를 각각 상하 위치에 배열하여 한 쌍을 구성함으로써 해당 쌍의 전자광학 카메라(11) 및 열상 카메라(12)에서 취득된 영상을 상호 보완적으로 이용할 수 있도록 구성할 수 있다.

도 5 내지 9에 도시된 본 발명의 일실시예에 따른 자세 안정화 기능을 갖는 파노라마 카메라 장치(100)는, 이동체의 전방 및 측방향의 주변부를 탐지하도록 전방을 중심으로 대칭되게 총 7개의 방위각 위치에 각각 한 쌍의 전자광학 카메라(11) 및 열상 카메라(12)를 상하 관계로 배치하여 구성한 것을 예시적으로 나타낸 것이다.

이러한 배치를 통하여, 태양광이 충분한 주간과 안개가 없는 환경에서 상기 전자광학 카메라(11)에 의해서 장애물 등의 표적 탐지가 가능한 양호한 영상을 획득할 수 있으며, 상기 전자광학 카메라(11)의 경우에 색의 표현도 가능하여 장애물 등의 정보를 충분하게 확보할 수 있는 성능을 제공할 수 있다. 상기 도 11의 예시에서 상하분할 화면 중 상측 화면의 영상(11’)은 전자광학 카메라(11)의 영상을 파노라마 이미지로 구현하여 디스플레이로 제시한 것이다.

또한, 태양광 등이 충분하지 않은 야간 환경 등에서 상기 전자광학 카메라(11) 측의 영상으로부터 장애물 등의 표적을 탐지하기에 영상정보가 불충분할 수 있는데, 이러한 환경에서 상기 열상카메라(12)는 장애물 표적 등의 열원을 인지하는 방식으로 표적을 탐지할 수 있는 영상을 획득 가능하여, 주간뿐만 아니라 야간 등에도 여전히 표적을 탐지할 수 있는 성능을 제공할 수 있다. 더불어, 해당 표적이 가시광을 차단하거나 방해하는 다른 얇은 물체 등에 의해 일부 가려지거나 은폐된 경우에도 해당 표적의 열원을 추가로 감지할 수 있는 영상을 획득할 수 있어서 장애물 등의 표적 탐지 성능을 더욱 개선할 수 있는 효과를 가진다. 상기 도 11의 예시에서 상하분할 화면 중 하측 화면의 영상(12’)은 열상카메라(12)의 영상을 파노라마 이미지로 구현하여 디스플레이로 제시한 것이다.

한편, 본 발명의 파노라마 카메라장치(100)가 탑재되는 이동체는 선박, 항공기 또는 차량 등을 포함하는데, 선박의 경우 운항되는 지역의 기상 환경, 해양 환경 등에 의해서 이동체의 표류 변동성이 발생하며, 차량의 경우에 운행되는 지형 조건 또는 도로 형태, 교통상황 등에 의하여 또한 차량의 가감속 변동성 등에 의하여 이동체의 자세 변동성이 발생한다. 이러한 이동체의 피치 자세 또는 롤 자세 변동성이 안정화되지 않은 경우에 파노라마 카메라장치의 영상에서 장애물 등의 표적에 대한 관측의 어려움이 있을 수 있으며, 또한, 피치 자세 또는 롤 자세의 안정화가 수행되지 않은 영상을 지속적으로 관측하는 경우에 관측자는 어지러움을 느낄 수 있는 등 적지 않은 불편이 발생할 수 있다.

본 발명의 파노라마 카메라장치는, 도 2 및 3에 도시한 바와 같이, 베이스부(30)의 자세 변동성에도 불구하고 카메라부(10)가 탑재된 하우징부(40)의 피치 자세 및 롤 자세 안정성을 개선하도록 자세구동부(20)를 구비하여 안정화 제어를 수행한다. 이때 피치 자세 변동성 및 롤 자세 변동성 등을 안정화시키는 자세안정화 제어 알고리즘은, 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 피드백 제어구조로 형성될 수 있으며, 세부 구조 등은 이에 제한되지 않는다. 또한, 피드백 제어구조 이외에도 적응제어 구조, 학습제어 구조 등과 이들의 조합을 채용할 수도 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 자세 안정화 기능을 갖는 파노라마 카메라 장치(100)의 전체 제어알고리즘을 도 7의 예시를 통하여 설명하면, 자세안정화 제어 알고리즘은 자세 안정화 기능을 위한 구동명령(피치/롤)을 각 모터 드라이버에 제공하며, 파노라마 카메라장치의 시선을 임의로 조정할 수 있도록 사용자에 의해서 입력된 사용자의 구동명령(피치/롤)을 반영하여 각 모터 드라이버에 제공할 수 있다.

또한, 자세감지센서(24)로부터 자세안정화 파노라마 카메라 장치의 자세정보를 입력 받아 자세안정화 제어 알고리즘을 이용하여 시선을 안정화하기 위한 명령을 추정하고, 상기 추정된 명령을 모터 제어부(26)에 전달하여 최종적으로 피치 자세 구동기(22) 및 롤 자세 구동기(23)에 명령을 전달하여 자세안정화 기능을 수행할 수 있다. 이와 더불어, 소정의 선택모드에 따라 자세안정화 알고리즘 수행 중 파노라마 카메라장치의 시선을 임의로 조정하려는 사용자 구동명령을 반영하여 시선변경 및 자세안정화 구동을 복합적으로 수행할 수도 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 자세 안정화 기능을 갖는 파노라마 카메라 장치(100)는, 하우징부(40)의 내부에 탑재되는 카메라부(10)에 유발되는 피치 자세 또는 롤 자세의 변동성을 그 변동크기 측면에서 감소시키기 위한 구조적인 기술수단으로서, 하우징부(40)의 피치 자세 중심축과 롤 자세 중심축 사이의 수직 이격거리가 감소되도록 내부 결합구조를 구비한다. 즉, 베이스부(30)에 대하여 피치 방향 회동 가능하게 지지되는 자세 구동 중심체(21) 상에서 상기 하우징부(40)의 인너하우징(42)을 롤 방향 회동 가능하게 지지하는 구조를 형성함에 있어서, 상기 베이스부(30)와 자세 구동 중심체(21)가 상호 공유하는 피치 자세 중심축과, 상기 자세 구동 중심체(21)와 인너하우징(42)이 상호 공유하는 롤 자세 중심축을, 각 중심축의 수직방향 위치가 상호 근접하거나 일치하도록 피치 자세 구동 구조와 롤 자세 구동 구조를 형성한다.

도 9 등에 제시된 본 발명의 일실시예에 따른 자세 안정화 기능을 갖는 파노라마 카메라 장치(100)는, 상기 피치 자세 중심축과 상기 롤 자세 중심축을 동일 평면 상에 배치하여 각 카메라들이 받는 피치 또는 롤 자세의 변동성을 그 변동크기 측면에서 최소화하는 구조로 형성한 것이다.

또한, 상기 하우징부(40)의 내측에 카메라부(10)의 전자광학 카메라(11), 열상카메라(12) 등을 탑재함에 있어서 회동에 의한 변동크기를 기본적으로 감소시킬 수 있는 구조를 형성하기 위하여 하우징부(40)의 수직 중심축으로부터 반경방향으로의 이격 거리를 감소시키는 구조와, 상기 피치 자세 중심축 또는 상기 롤 자세 중심축이 포함된 수평면으로부터 이격 거리를 감소시키는 구조를, 형성하도록 전자광학 카메라(11), 열상카메라(12) 등을 고정구조를 형성한다. 이러한 카메라 배치 구조를 통하여 각 카메라의 회동반경을 감소시켜 구성함으로써 하우징부(40)의 변동성에 의해서 유발되는 전자광학 카메라(11), 열상카메라(12) 등의 변동 영향을 감소시킬 수 있는 효과를 가진다.

도 9 등에 제시된 본 발명의 일실시예에 따른 자세 안정화 기능을 갖는 파노라마 카메라 장치(100)는, 상기 피치 자세 중심축과 상기 롤 자세 중심축을 포함하는 가상 평면을 기준으로 상하측에 근접되게 전자광학 카메라(11) 및 열상카메라(12)를 각각 배치하여 각 카메라가 받는 피치 또는 롤 자세의 변동성을 그 변동크기 측면에서 최소화하는 구조로 형성한 것이다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 자세 안정화 기능을 갖는 파노라마 카메라 장치(100)는 전자광학 카메라(11)에 가시광 대역을 부분적으로 차단하고 근적외선에 근접한 대역에서 투과하도록 형성된 가시광 차단 필터(미도시)를 더 포함할 수 있다. 즉, 전자광학 카메라(11)로 전체 가시광 대역을 대상으로 영상을 획득한 경우에는 안개가 발생한 상황에서 장애물 등의 표적과, 표적의 배경 등에서 영상 품질이 감소될 수 있는데, 전자광학 카메라(11)에 가시광 차단 필터를 추가로 구비하여 가시광 대역을 부분적으로 차단하고 근적외선에 근접한 대역에서 투과된 영상을 획득한 경우에는 안개가 발생한 상황에서 전체적으로 영상 품질이 향상된 영상을 획득할 수 있다. 특히, 표적의 배경도 명확하게 디스플레이되어 표적의 주변 환경 파악 및 표적의 추적 등에서 현저하게 향상된 효과를 제공한다.

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또한, 본 발명의 일실시예에 따른 자세 안정화 기능을 갖는 파노라마 카메라 장치(100)는 태양광 등 주변 광원에 의한 외란 입력으로 상기 전자광학 카메라(11), 열상카메라(12) 등의 장애물 탐지 성능이 방해되거나 저하되는 현상을 개선할 수 있도록 각 카메라장치에 대응되는 하우징부(40)의 외관에 주변 광원의 광선 입력을 차단하는 구조로 외란광 차단부재(45)를 추가로 구비할 수 있다.

또한, 앞선 설명의 실시예에서 베이스부를 기준으로 피치 자세 구동 구조가 먼저 나타나고 다음으로 롤 자세 구동 구조가 구비되어 하우징부를 안정화하는 방식으로 세부 구조를 제시하였으나 이에 한정되지 않는다. 즉, 베이스부를 기준으로 롤 자세 구동 구조가 먼저 나타나고 다음으로 피치 자세 구동 구조가 구비되어 하우징부를 안정화하는 방식으로도 형성될 수 있다.

또한, 앞선 설명의 실시예에서 피치 자세 구동 구조 및 롤 자세 구동 구조가 함께 구비된 파노라마 카메라장치의 세부 구조를 제시하였으나, 이동체의 운용 환경 등을 고려하여 상기 피치 자세 구동 구조 및 롤 자세 구동 구조 중 어느 하나만 구비된 본 발명의 파노라마 카메라장치를 구성할 수 있다.

더불어, 앞선 설명의 실시예에서 피치 자세 안정화 수단 및 롤 자세 안정화 수단으로서 회동 구동기에 의한 물리적인 안정화 구조를 포함하는 본 발명의 파노라마 카메라장치에 대하여 설명하였으나 이에 제한되는 것은 아니며, 필요에 따라 피치 자세 안정화 수단 및 롤 자세 안정화 수단 중 어느 하나는 소프트웨어에 의한 영상의 자세안정화 제어 구조로 대체하여 구성하거나 또는 물리적인 자세안정화 제어 구조와 소프트웨어에 의한 영상의 자세안정화 제어 구조를 함께 조합하여 구성할 수 있다. 즉, 예를 들어, 피치 자세의 변동성에 대해서는 피치 자세 구동기의 제어를 통하여 물리적인 안정화를 적용하고, 롤 자세의 변동성에 대해서는 소프트웨어에 의하여 자세안정화 처리된 영상을 구현하는 제공하는, 본 발명의 파노라마 카메라장치를 구성할 수 있다.

이 외에도 전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산 또는 분할되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산 또는 분할된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 통상의 기술자가 이해하는 범위 안에서 결합된 형태로 실시될 수 있다. 또한, 방법의 단계는 단독으로 복수회 실시되거나 혹은 적어도 다른 어느 한 단계와 조합으로 복수회 수행되는 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 자세안정화 파노라마 카메라장치
10 : 카메라부 11 : 전자광학 카메라
12 : 열상카메라 13 : 상공감시 카메라
15 : 카메라 제어부 18 : 광학창
20 : 자세구동부 21 : 자세 구동 중심체
22 : 피치 자세 구동기 23 : 롤 자세 구동기
24 : 자세감지센서 25 : 안정화 제어부
26 : 모터제어부
30 : 베이스부 31 : 지지포스트
40 : 하우징부 41 : 메인하우징
42 : 인너하우징 43 : 하부플레이트
60 : 제습수단 61 : 히터
62 : 블로워 팬
70 : 비상보호수단 71 : 피치 잠금브레이크
72 : 롤 잠금브레이크

Claims (8)

1. 육지 또는 해상, 공중에서 운용되는 이동체에 장착되어 장애물을 탐지하거나 추적하기 위한 파노라마 카메라장치에 있어서,
   가시광 영역대 탐지가 가능한 전자광학 카메라(11)를 적어도 하나 이상으로 구비한 카메라부(10); 및
   상기 카메라부(10)를 내부에 탑재하며, 베이스부(30)에 대하여 회동 가능하게 구비된 하우징부(40);
   상기 하우징부(40)에 대한 피치 자세를 구동하는 피치 자세 구동기(22), 또는 롤 자세를 구동하는 롤 자세 구동기(23)를 구비한 자세구동부(20);를 포함하여 구성되며,
   상기 자세구동부(20)에 의하여 피치 자세 또는 롤 자세를 안정화하도록 제어하며, 상기 자세구동부(20)는 상기 하우징부(40)의 중앙부에 배치되고, 상기 카메라부(10)의 전자광학 카메라(11)는 상기 하우징부(40)의 중앙부로부터 이격된 위치에 복수의 방위각으로 분산 배치되며,
   상기 파노라마 카메라장치는, 비상시 장치의 구성을 보호할 수 있도록 비상보호수단(70)을 추가로 포함하여 구성되며, 상기 비상보호수단(70)은, 파노라마 카메라장치(100)의 피치 자세 회동을 제한하는 피치 잠금브레이크(71); 및 파노라마 카메라장치(100)의 롤 자세 회동을 제한하는 롤 잠금브레이크(72); 중 적어도 어느 하나를 포함하며,
   상기 자세구동부(20)는, 상기 베이스부(30)에 대해 회동 가능하게 지지되고 상기 하우징부(40)를 회동 가능하게 지지하는 자세 구동 중심체(21)를 더 포함하여 구성되며, 상기 자세 구동 중심체(21)는, 상기 베이스부(30)와 상호 공유하는 피치 자세 중심축과, 상기 하우징부(40)와 상호 공유하는 롤 자세 중심축을, 각 중심축의 수직방향 위치가 상호 근접하거나 동일 수평면 상에 존재하도록 피치 자세 구동 구조와 롤 자세 구동 구조를 구비한 것을 특징으로 하는, 자세안정화 기능을 구비한 파노라마 카메라장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 카메라부(10)는, 장애물의 열을 이용하여 영상을 구성하는 열상 카메라(12)를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는, 자세안정화 기능을 구비한 파노라마 카메라장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 자세구동부(20)는, 상기 하우징부(40)의 자세를 감지하기 위한 자세감지센서(24)를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는, 자세안정화 기능을 구비한 파노라마 카메라장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 카메라부(10)는, 상기 하우징부(40)에 광학창(18)을 구비하며,상기 광학창(18)은, 상기 하우징부(40)에 탑재된 카메라에 대한 투과파장 대역을 최적화하는 광학필터 기능을 구비한 것을 특징으로 하는, 자세안정화 기능을 구비한 파노라마 카메라장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 하우징부(40)는 내부의 습기 또는 결로를 방지하거나 제거하기 위한 제습수단(60)을 구비하며,
   상기 제습수단(60)은 히터 또는 송풍용 팬이거나, 하우징의 내부에 교체 가능하게 구비된 제습제인 것을 특징으로 하는, 자세안정화 기능을 구비한 파노라마 카메라장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 하우징부(40)의 상부에 상공을 탐지할 수 있는 상공감시 카메라를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는, 자세안정화 기능을 구비한 파노라마 카메라장치.
   
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나에 의한 자세안정화 기능을 구비한 파노라마 카메라장치를 구비한 이동체로서, 상기 이동체는 선박, 항공기 또는 차량인 것을 특징으로 하는, 이동체.
   
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