KR102324977B1 - 동적 qr 코드 기반의 led 매트릭스 인식 장치 및 방법, 그리고 이를 포함하는 시스템 - Google Patents

동적 qr 코드 기반의 led 매트릭스 인식 장치 및 방법, 그리고 이를 포함하는 시스템 Download PDF

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Abstract

동적 QR 코드 기반의 LED 매트릭스 인식 장치 및 방법, 그리고 이를 포함하는 시스템이 개시된다. 상기 동적 QR 코드 기반의 LED 매트릭스 인식 장치 및 방법, 그리고 이를 포함하는 시스템은 광학 카메라로부터, QR 코드 형태로 동적 발광하는 매트릭스 구조의 복수의 LED 광원들이 촬영된 적어도 하나의 캡처 이미지를 수신하여 데이터를 획득함으로써, 실시간 데이터 모니터링이 가능하며, 캡처 이미지의 데이터 프레임 내 시퀀스 넘버를 이용하여, 광학 카메라의 프레임 레이트 변동에 의해 발생하는 데이터 샘플링 오류를 보정하는, 고정밀, 고효율 및 고신뢰성의 동적 QR 코드 기반의 LED 매트릭스 인식 장치 및 방법, 그리고 이를 포함하는 시스템을 제공할 수 있다.

Description

동적 QR 코드 기반의 LED 매트릭스 인식 장치 및 방법, 그리고 이를 포함하는 시스템{APPARATUS AND METHOD FOR RECOGNIGING LED MATRIX BASED ON DYNAMIC QR CODE AND SYSTEM HAVING THE SAME}
본 발명은 동적 QR 코드 기반의 LED 매트릭스 인식 장치 및 방법, 그리고 이를 포함하는 시스템에 관한 것으로, 광학 카메라 통신(OCC) 기술에 따라 LED 매트릭스 형태로 전송되는 데이터를 인식하는 LED 매트릭스 인식 장치 및 방법, 그리고 이를 포함하는 시스템에 관한 것이다.
QR 코드(Quick Response code, QR code)는 1994년 일본 자동차 산업에서 매트릭스 또는 2 차원 형태로 처음 설계된 바코드로, 기계 판독으로 바코드가 부착된 품목에 대한 정보의 식별이 가능한 광학 레이블이다. 예를 들어, QR 코드에는 웹 사이트나 애플리케이션을 가리키는 로케이터(Locater), 식별자(identifier) 또는 추적기(tracker)에 대한 데이터가 포함된다.
일반적으로, QR 코드는 4 개의 표준화된 인코딩 모드(숫자, 영숫자, 바이트 / 이진 및 한자)를 사용하여 데이터를 효율적으로 저장한다.
그러나 종래의 QR 코드는 정적인 코드로, 고정된 데이터만을 포함함으로써, 데이터 송신에 한정적인 단점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 고정확, 고정밀 및 고신뢰성의 LED 매트릭스 인식 방법을 제공하는 데 있다.
또한, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은 고정확, 고정밀 및 고신뢰성의 LED 매트릭스 인식 장치를 제공하는 데 있다.
또한, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 또다른 목적은 고정확, 고정밀 및 고신뢰성의 LED 매트릭스 시스템을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 매트릭스 인식 방법은, 광학 카메라로부터, QR 코드 형태로 일정 시퀀스마다 동적 발광하여 변조된 적어도 하나의 데이터 패킷을 송신하는 매트릭스 구조로 배열된 복수의 LED 광원들이 촬영된, 적어도 하나의 캡처 이미지를 획득하는 단계, 상기 캡처 이미지로부터 송신기의 위치를 관심영역(Region of Interest)을 추출하여 상기 변조된 데이터 패킷을 획득하는 단계, 상기 복수의 LED 광원들 중 페이로드 정보를 포함하는 적어도 하나의 LED 광원의 발광 여부를 판단하여, 상기 캡처 이미지를 통해 송신된 상기 변조된 데이터 패킷을 복조하는 단계 및 복조된 상기 데이터 패킷의 오류를 보정하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 캡처 이미지 내 매트릭스 구조로 배열된 복수의 LED 광원들 중 각 코너에 위치하는 코너 LED 광원들은, 상기 매트릭스 구조 중 코너를 제외한 다른 위치에 배열된 적어도 하나의 타 LED 광원 대비 밝기의 강도 또는 크기가 다를 수 있다.
또한, 상기 변조된 데이터 패킷을 획득하는 단계는, 상기 캡처 이미지로부터 상기 코너 LED 광원들의 위치 정보를 산출하는 단계 및 산출된 상기 코너 LED 광원들의 위치 정보를 이용하여, 상기 매트릭스 구조로 배열된 복수의 LED 광원들의 위치 정보를 보간하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 변조된 데이터 패킷을 획득하는 단계는, 상기 캡처 이미지로부터 상기 매트릭스 구조의 중심점을 추출하는 단계, 상기 중심점을 바탕으로 상기 코너 LED 광원들의 위치를 산출하는 단계 및 산출된 상기 코너 LED 광원들의 위치 정보를 이용하여, 상기 매트릭스 구조로 배열된 복수의 LED 광원들의 위치 정보를 보간하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 변조된 데이터 패킷을 복조하는 단계는, 소멸 상태의 상기 코너 LED 광원의 밝기 강도를 추출하는 단계, 발광 상태의 기준 LED 광원의 밝기 강도를 추출하는 단계, 상기 코너 LED 광원 및 상기 기준 LED 광원으로부터 추출된 밝기 강도 값을 이용하여 임계 강도를 산출하는 단계, 상기 임계 강도를 기준으로, 상기 페이로드 정보를 포함하는 적어도 하나의 LED 광원의 발광 여부를 판단하는 단계 및 상기 캡처 이미지를 통해 송신된 상기 변조된 데이터 패킷을 복조하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 복조된 상기 데이터 패킷의 오류를 보정하는 단계는, 상기 광학 카메라의 프레임 레이트가 상기 LED 매트릭스 인식 장치의 패킷 레이트 대비 일정 수준 이상의 값을 가질 경우, 상기 데이터 패킷 내 포함된 시퀀스 넘버(Sequence Number)를 확인하는 단계 및 동일한 시퀀스 넘버를 갖는 적어도 하나의 데이터 패킷을 병합하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 복조된 상기 데이터 패킷의 오류를 보정하는 단계는, 상기 광학 카메라의 프레임 레이트가 상기 LED 매트릭스 인식 장치의 패킷 레이트 대비 일정 수준 이하의 값을 가질 경우, 상기 데이터 패킷 내 포함된 시퀀스 넘버(Sequence Number)를 확인하는 단계, 누락된 시퀀스 넘버의 길이에 따라 누락된 페이로드의 수를 검출하는 단계 및 상기 누락된 페이로드의 수를 참조하여 상기 광학 카메라의 프레임 레이트를 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 매트릭스 인식 장치는, 메모리(memory) 및 상기 메모리에 저장된 적어도 하나의 명령을 실행하는 프로세서(processor)를 포함하되, 상기 적어도 하나의 명령은, 광학 카메라로부터, QR 코드 형태로 일정 시퀀스마다 동적 발광하여 변조된 적어도 하나의 데이터 패킷을 송신하는 매트릭스 구조로 배열된 복수의 LED 광원들이 촬영된, 적어도 하나의 캡처 이미지를 획득하도록 하는 명령, 상기 캡처 이미지로부터 송신기의 위치를 관심영역(Region of Interest)을 추출하여 상기 변조된 데이터 패킷을 획득하도록 하는 명령, 상기 복수의 LED 광원들 중 페이로드 정보를 포함하는 적어도 하나의 LED 광원의 발광 여부를 판단하여, 상기 캡처 이미지를 통해 송신된 상기 변조된 데이터 패킷을 복조하도록 하는 명령 및 복조된 상기 데이터 패킷의 오류를 보정하도록 하는 명령을 포함한다.
여기서, 상기 캡처 이미지 내 매트릭스 구조로 배열된 복수의 LED 광원들 중 각 코너에 위치하는 코너 LED 광원들은, 상기 매트릭스 구조 중 코너를 제외한 다른 위치에 배열된 적어도 하나의 타 LED 광원 대비 밝기의 강도 또는 크기가 다를 수 있다.
또한, 상기 변조된 데이터 패킷을 획득하도록 하는 명령은, 상기 캡처 이미지로부터 상기 코너 LED 광원들의 위치 정보를 산출하도록 하는 명령 및 산출된 상기 코너 LED 광원들의 위치 정보를 이용하여, 상기 매트릭스 구조로 배열된 복수의 LED 광원들의 위치 정보를 보간하도록 하는 명령을 포함할 수 있다.
또한, 상기 변조된 데이터 패킷을 획득하도록 하는 명령은, 상기 캡처 이미지로부터 상기 매트릭스 구조의 중심점을 추출하도록 하는 명령, 상기 중심점을 바탕으로 상기 코너 LED 광원들의 위치를 산출하도록 하는 명령 및 산출된 상기 코너 LED 광원들의 위치 정보를 이용하여, 상기 매트릭스 구조로 배열된 복수의 LED 광원들의 위치 정보를 보간하도록 하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 변조된 데이터 패킷을 복조하도록 하는 명령은, 소멸 상태의 상기 코너 LED 광원의 밝기 강도를 추출하도록 하는 명령, 발광 상태의 기준 LED 광원의 밝기 강도를 추출하도록 하는 명령, 상기 코너 LED 광원 및 상기 기준 LED 광원으로부터 추출된 밝기 강도 값을 이용하여 임계 강도를 산출하도록 하는 명령, 상기 임계 강도를 기준으로, 상기 페이로드 정보를 포함하는 적어도 하나의 LED 광원의 발광 여부를 판단하도록 하는 명령 및 상기 캡처 이미지를 통해 송신된 상기 변조된 데이터 패킷을 복조하도록 하는 명령을 포함할 수 있다.
또한, 상기 복조된 상기 데이터 패킷의 오류를 보정하도록 하는 명령은, 상기 광학 카메라의 프레임 레이트가 상기 LED 매트릭스 인식 장치의 패킷 레이트 대비 일정 수준 이상의 값을 가질 경우, 상기 데이터 패킷 내 포함된 시퀀스 넘버(Sequence Number)를 확인하도록 하는 명령 및 동일한 시퀀스 넘버를 갖는 적어도 하나의 데이터 패킷을 병합하도록 하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 복조된 상기 데이터 패킷의 오류를 보정하도록 하는 명령은, 상기 광학 카메라의 프레임 레이트가 상기 LED 매트릭스 인식 장치의 패킷 레이트 대비 일정 수준 이하의 값을 가질 경우, 상기 데이터 패킷 내 포함된 시퀀스 넘버(Sequence Number)를 확인하도록 하는 명령, 누락된 시퀀스 넘버의 길이에 따라 누락된 페이로드의 수를 검출하도록 하는 명령 및 상기 누락된 페이로드의 수를 참조하여 상기 광학 카메라의 프레임 레이트를 조절하도록 하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 LED 매트릭스 시스템은, 매트릭스 구조로 배열되어 QR 코드 형태로 일정 시퀀스마다 동적 발광하는 복수의 LED 광원들을 포함하는 LED 매트릭스 장치, 상기 LED 매트릭스 장치의 상기 복수의 LED 광원들의 동적 발광을 촬영하여 적어도 하나의 캡처 이미지를 생성하는 광학 카메라 및 상기 광학 카메라로부터 적어도 하나의 상기 캡처 이미지를 획득하여, 상기 캡처 이미지를 통해 송신된 변조된 데이터 패킷을 복조하는 LED 매트릭스 인식 장치를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 동적 QR 코드 기반의 LED 매트릭스 인식 장치 및 방법, 그리고 이를 포함하는 시스템은 광학 카메라로부터, QR 코드 형태로 동적 발광하는 매트릭스 구조의 복수의 LED 광원들이 촬영된 적어도 하나의 캡처 이미지를 수신하여 데이터를 획득함으로써, 실시간 데이터 모니터링이 가능하며, 캡처 이미지의 데이터 프레임 내 시퀀스 넘버를 이용하여, 광학 카메라의 프레임 레이트 변동에 의해 발생하는 데이터 샘플링 오류를 보정하는, 고정밀, 고효율 및 고신뢰성의 동적 QR 코드 기반의 LED 매트릭스 인식 장치 및 방법, 그리고 이를 포함하는 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 LED 매트릭스 인식 시스템을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 LED 매트릭스 인식 장치의 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LED 매트릭스 인식 시스템을 이용한 LED 매트릭스 인식 방법의 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 8X8 매트릭스 용 프레임 패킷 이미지이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 LED 광원들의 매핑(Mapping) 이미지이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 LED 매트릭스 인식 방법 중 변조된 데이터 패킷을 복조하는 단계를 설명하기 위한 순서도이다.
도 7는 본 발명의 실시예에 따른 LED 매트릭스 인식 방법 중 오버 샘플링에 따른 보정을 설명하기 위한 이미지이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 LED 매트릭스 인식 방법 중 언더 샘플링에 따른 보정을 설명하기 위한 이미지이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 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 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
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 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 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 출원에서, "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.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 LED 매트릭스 인식 시스템을 설명하기 위한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 동적 QR 코드 기반의 LED 매트릭스 시스템(S)은 광학 카메라 통신(Optical Camera Communication, OCC) 기술에 기반하여 동작할 수 있으며, LED 매트릭스 장치(L), 광학 카메라(C) 및 LED 매트릭스 인식 장치(1000)를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, LED 매트릭스 장치(L)는 매트릭스 형태의 복수의 LED 광원들을 이용하여 전송하고자 하는 데이터별 QR 코드를 동적으로 발광할 수 있다.
LED 매트릭스 장치(L)에 대해 보다 자세히 설명하면, LED 매트릭스 장치(L)는 적어도 하나의 센서로부터 수신된 무선 신호 데이터를 인코더에 의해 채널 코딩(Cannel Coding)할 수 있다. 다시 말하면, LED 매트릭스 장치(L)는 인코딩에 의해 패리티 비트(Parity Bit)를 변조 전 데이터에 추가될 수 있다.
이후, LED 매트릭스 장치(L)는 시작 프레임을 동기화하고 감지하기 위해 통신에 적용되는 프리앰블(Preamble) 심볼 신호를 추가할 수 있다. 여기서, 프리앰블 심볼 신호는 헤더(Header)일 수 있다.
LED 매트릭스 장치(L)가 변조 전 데이터에 프리앰블 심볼 신호의 길이를 추가함으로써, 본 발명의 실시예에 따른 후술될 LED 매트릭스 인식 장치(1000)는 수신된 데이터의 중복 여부를 확인할 수 있으므로 고성능의 LED 매트릭스 인식 장치를 제공할 수 있다.
또한, LED 매트릭스 장치(L)는 시퀀스 넘버(Sequence Number, 이하 SN)를 포함할 수 있다.
LED 매트릭스 장치(L)는 적어도 하나의 변조된 데이터를 매트릭스 형태로 배열된 복수의 LED 광원들을 통해 일정 시퀀스로 발광할 수 있다. 실시예에 따르면, LED 매트릭스 장치(L)의 복수의 LED 광원들은 변조된 데이터 신호를 QR 코드 형태로 LED 매트릭스 상에 표시할 수 있다.
광학 카메라(C)는 LED 매트릭스 장치(L)에 의해 동적 QR 코드 형태로 발광하는 LED 매트릭스 광원을 촬영하여 적어도 하나의 캡처 이미지를 생성할 수 있다.
이후, LED 매트릭스 인식 장치(1000)는 광학 카메라(C)로부터 수신한 적어도 하나의 캡쳐 이미지 내 변조된 데이터 신호를 복조할 수 있다. 다시 말하면, LED 매트릭스 인식 장치(1000)는 광학 카메라(C)에 의해 LED 매트릭스 장치(L)가 전송하고자 하는 데이터를 획득할 수 있다.
여기서, 광학 카메라(C)는 상술된 바와 같이, LED 매트릭스 인식 장치(1000)와 별도의 구성으로 독립적으로 제공되거나 또는 상술된 바에 국한되지 않고, LED 매트릭스 인식 장치(1000)에 포함된 구성으로 제공될 수 있다.
예를 들어, LED 매트릭스 인식 장치(1000)는 마이크로 컨트롤러 유닛(Micro Controller Unit) 또는 휴대용 단말(Potable Device) 등으로 제공될 수 있다. 실시예에 따르면, LED 매트릭스 인식 장치(1000)는 스마트 폰(Smart phone)으로 제공될 수 있다.
LED 매트릭스 인식 장치(1000)에 대해서는 하기 도 2를 참조하여 보다 구체적으로 설명하겠다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 LED 매트릭스 인식 장치의 블록 구성도이다.
도 2를 참조하면, LED 매트릭스 인식 장치(1000)는 적어도 하나의 명령을 저장하는 메모리(100) 및 상기 메모리의 적어도 하나의 명령을 실행하는 프로세서(200)를 포함할 수 있다.
그리고, LED 매트릭스 인식 장치(1000)는 상기 프로세서(200)를 통해 실행되는 네트워크와 연결되어 통신을 수행하는 송수신 장치(300), 입력 인터페이스 장치(400), 출력 인터페이스 장치(500) 및 저장 장치(600) 등을 더 포함할 수 있다. 여기서, LED 매트릭스 장치(1000)에 포함된 각각의 구성 요소들(100, 200, 300, 400, 500, 600)은 버스(bus, 700)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.
LED 매트릭스 인식 장치(1000) 내 메모리(100) 및 저장 장치(600)는 각각 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.
예를 들어, 메모리(100)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.
메모리(100)는 LED 매트릭스 장치(L)로부터 적어도 하나의 데이터를 획득하기 위한 적어도 하나의 프로그램 명령(program command)을 포함할 수 있다.
또한, 프로세서(200)는 메모리(100)에 저장된 상기 적어도 하나의 프로그램 명령을 실행할 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 상기 적어도 하나의 프로그램 명령은, 광학 카메라로부터, QR 코드 형태로 동적 발광하여 변조된 적어도 하나의 데이터 패킷을 송신하는 매트릭스 구조의 복수의 LED 광원들이 촬영된, 적어도 하나의 캡처 이미지를 획득하도록 하는 명령, 상기 캡처 이미지로부터 송신기의 위치를 관심영역(Region of Interest)을 추출하여 상기 변조된 데이터 패킷을 획득하도록 하는 명령, 상기 변조된 데이터 패킷을 복조하도록 하는 명령 및 복조된 상기 데이터 패킷의 오류를 보정하도록 하는 명령을 포함할 수 있다.
프로세서(200)는 메모리(100) 및 저장 장치(600) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 실시예에 따르면, 프로세서(200)는 메모리(100) 내 적어도 하나의 명령을 수행할 수 있다.
상기 적어도 하나의 프로그램 명령을 수행하는 프로세서(200)의 동작은 후술될 본 발명의 실시예에 따른 LED 매트릭스 인식 시스템을 이용한 LED 매트릭스 인식 방법의 설명 시 보다 자세히 설명하겠다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LED 매트릭스 인식 시스템을 이용한 LED 매트릭스 인식 방법의 순서도이다.
도 3을 참조하면, LED 매트릭스 인식 장치(1000) 내 프로세서(200)는 적어도 하나의 캡처 이미지를 획득할 수 있다(S1000). 여기서, 상기 캡처 이미지는 LED 매트릭스 인식 장치(1000)에 내장된 광학 카메라(C)에 의해 획득되거나 또는 LED 매트릭스 인식 장치(1000)의 외부에 별도의 구성으로 제공되는 광학 카메라(C)로부터 수신할 수 있다.
다시 말하면, 캡처 이미지는 광학 카메라로부터, QR 코드 형태로 일정 시퀀스마다 동적 발광하여 변조된 적어도 하나의 데이터 패킷을 송신하는 매트릭스 구조로 배열된 복수의 LED 광원들이 촬영된 것일 수 있다.
이후, 프로세서(200)는 캡처 이미지 내 관심영역(Region of Interest, RoI)을 추출할 수 있다(S3000). 관심영역(RoI)을 추출하는 방법은 하기 도 4 및 도 5를 참조하여 보다 구체적으로 설명하겠다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 8X8 매트릭스 용 프레임 패킷 이미지이다.
도 4를 참조하면, 프로세서(200)는 앞서 설명한 바와 같이, 광학 카메라(C)로부터 획득한 캡처 이미지로부터 관심영역(Region of Interest, RoI)을 추출할 수 있다.
여기서, 관심영역(RoI)는 캡처 이미지에서 LED 매트릭스 장치(L)의 매트릭스 형태로 배열된 LED 광원들이 위치한 이미지 영역일 수 있다. 다시 말하면, 관심영역(RoI)은 LED 매트릭스 장치(L)가 전송하고자 하는 적어도 하나의 변조된 데이터 패킷 정보를 포함하는 샘플들일 수 있다. 이에 따라, 프로세서(200)는 LED 매트릭스 장치(L)로부터 변조된 적어도 하나의 데이터 패킷 정보를 획득할 수 있다.
실시예에 따르면, 프로세서(200)는 RoI 알고리즘을 이용하여 관심영역(RoI)을 추출할 수 있다. 다시 말하면, 프로세서(200)는 RoI 알고리즘을 이용하여 관심영역(RoI)을 추출함으로써, LED 매트릭스 장치(L)가 전송하고자 하는 적어도 하나의 변조된 데이터 패킷 정보를 획득할 수 있다. 프로세서(200)가 RoI 알고리즘을 이용하여 관심영역(RoI)을 추출하는 방법은 하기 도 5에서 자세히 설명하겠다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 LED 광원들의 매핑(Mapping) 이미지이다.
도 5를 참조하면, 프로세서(200)는 일 실시예에 따라, 캡처 이미지 상에서 관심영역(RoI)을 추출하기 위해, 코너에 위치한 4개의 LED 광원의 위치를 획득할 수 있다.
예를 들어, LED 매트릭스 장치(L)는 매트릭스 형태로 배열된 복수의 LED 광원들 중 코너 부분에 위치하는 LED 광원들의 스팩(Specification) 다르게 적용할 수 있다.
또한, LED 매트릭스 장치(L)는 적어도 하나의 LED 광원들의 발광을 제어하여 송신하고자 하는 데이터 패킷 정보를 광학 카메라로 무선 송신할 수 있다.
실시예에 따르면, 먼저, LED 매트릭스 장치(L) 내 코너 부분에 위치하는 LED 광원들은 매트릭스 상의 다른 위치에 배열된 광원들 대비 크기나 밝기 값이 다른 제품으로 채용될 수 있다. 따라서, LED 매트릭스 인식 장치(1000) 내 프로세서(200)는 캡처 이미지 상에서 코너에 위치한 4개의 LED 광원을 용이하게 인식하여 관심영역(RoI)을 추출할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 프로세서(200)는 코너에 위치한 4개의 LED 광원의 위치가 정확하지 않을 경우, 하기 수학식 1 및 수학식 2에 따라 복수의 LED 광원들이 배열된 매트릭스 상의 중심점(Xcenter, Ycenter)을 추출할 수 있다.
Figure 112020076637498-pat00001
X1 - X4 : 코너에 배치된 LED 광원들의 추정되는 X 좌표
Figure 112020076637498-pat00002
Y1 - Y4 : 코너에 배치된 LED 광원들의 추정되는 Y 좌표
프로세서(200)는 산출된 중심점(Xcenter, Ycenter)으로 LED 광원들의 코너 위치(도 5의 0, 7, 56, 63 영역)를 산출할 수 있다.
이후, 프로세서(200)는 산출된 코너에 위치한 LED 광원들의 위치 정보를 이용하여, 매트릭스 구조로 배열된 전체 LED 광원들의 위치 정보를 보간할 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 프로세서(200)는 채널을 추정할 수 있다. 다시 말하면, 프로세서(200)는 매트릭스 구조로 배열된 LED 광원들의 발광 여부를 판단하여, 변조된 데이터 패킷을 복조할 수 있다(S5000). 변조된 데이터 패킷을 복조하는 방법은 하기 도 6을 참조하여 보다 구체적으로 설명하겠다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 LED 매트릭스 인식 방법 중 변조된 데이터 패킷을 복조하는 단계를 설명하기 위한 순서도이다.
도 6을 참조하면, 프로세서(200)는 프로세서(200)는 코너에 위치한 LED 광원을 둘러싸는 OFF 상태의 복수의 LED 광원들(도 5의 1, 6, 8, 9, 14, 15, 48, 49, 54, 55, 57 및 62)의 밝기 강도를 확인할 수 있다(S5100).
또한, 프로세서(200)는 ON 상태인 코너 부분에 위치한 LED 광원들(도 5의 0, 7, 56, 및 63)의 밝기 강도를 확인할 수 있다(S5300).
이후, 프로세서(200)는 하기 수학식 3과 같이, OFF 상태에서의 LED 광원의 밝기 강도 및 ON 상태에서의 LED 광원의 밝기 강도를 이용하여 임계 강도를 산출할 수 있다(S5500).
Figure 112020076637498-pat00003
이에 따라, 프로세서(200)는, 산출된 임계 강도를 기준으로 상기 매트릭스 구조로 배열된 각각의 LED 광원들 중 페이로드 값을 나타내는 적어도 하나의 LED 광원들의 발광 여부를 판단할 수 있다(S5700).
따라서, 프로세서(200)는 페이로드 값을 나타내는 적어도 하나의 LED 광원들의 발광 여부를 판단하여, 상기 적어도 하나의 LED 광원들의 발광 정보로부터 표현되는 데이터 패킷을 복조할 수 있다(S5900).
다시 도 3을 참조하면, 프로세서(200)는 광학 카메라(C)의 프레임 레이트(frame rate)와 LED 매트릭스 인식 장치(1000)간의 패킷 레이트(packet rate) 간의 속도 차이에 의해 발생되는 데이터 샘플링 오류를 보정할 수 있다(S7000).
보다 구체적으로 설명하면, 일반적으로 광학 카메라 통신(OCC) 기술을 기반으로 하는 시스템의 경우, 광학 카메라(C)의 프레임 레이트(Frame rate)가 변동되어 오류가 종종 발생한다.
이에 본 발명의 실시예에 따른 LED 매트릭스 인식 장치(1000)는 시퀀스 넘버(SN)를 이용하여 광학 카메라(C)의 프레임 레이트에 변동에 의해 발생하는 오버 샘플링 및 언더 샘플링을 보정할 수 있다.
LED 매트릭스 인식 장치(1000)의 오버 샘플링 및 언더 샘플링 발생에 따른 보정 방법은 하기 도 7 및 도 8에서 보다 자세히 설명하겠다.
도 7는 본 발명의 실시예에 따른 LED 매트릭스 인식 방법 중 오버 샘플링에 따른 보정을 설명하기 위한 이미지이다.
도 3 및 도 7를 참조하면, 일 실시예에 따라 LED 매트릭스 인식 장치(1000) 내 프로세서(200)는 오버 샘플링 발생에 따른 보정을 수행할 수 있다(S7100). 다시 말하면, 프로세서(200)는 광학 카메라(C)의 프레임 레이트가 LED 매트릭스 인식 장치(1000)의 패킷 레이트 대비 일정 수준 이상의 값을 가질 경우, 중복 데이터를 제거할 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 광학 카메라(C)의 프레임 레이트가 LED 매트릭스 인식 장치(1000)의 패킷 레이트 대비 일정 수준 이상 높아질 경우, 프로세서(200)는 광학 카메라(C)로부터 송신되는 데이터 패킷을 중복하여 샘플링 할 수 있다. 다시 말하면, 프로세서(200)는 광학 카메라(C)의 프레임 레이트가 LED 매트릭스 인식 장치(1000)의 패킷 레이트 대비 일정 수준 이상 높아질 경우, 광학 카메라(C)로부터 송신되는 데이터 패킷을 오버 샘플링(Over sampling) 할 수 있다.
이에 프로세서(200)는, 오버 샘플링된 데이터 패킷을 병합하기 위해, 광학 카메라(C)로부터 수신된 패킷 데이터의 시퀀스 넘버(SN)를 확인할 수 있다. 시퀀스 넘버(SN)는 앞서 설명한 바와 같이, 광학 카메라(C)에 의해 송신되기 전, LED 매트릭스 장치(L)로부터 전송되는 변조된 데이터 패킷 내부에 삽입되어 제공될 수 있다.
프로세서(200)는 시퀀스 넘버(SN) 중 동일한 값을 갖는 데이터 패킷을 추출하여 병합할 수 있다. 따라서, 프로세서(200)는 데이터 패킷의 오버 샘플링에 따른 오류를 방지할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 LED 매트릭스 인식 방법 중 언더 샘플링에 따른 보정을 설명하기 위한 이미지이다.
도 3 및 도 8을 참조하면, 다른 실시예에 따라 LED 매트릭스 인식 장치(1000) 내 프로세서(200)는 언더 샘플링(Under sampling) 발생에 따른 보정을 수행할 수 있다(S7500). 다시 말하면, 프로세서(200)는 광학 카메라(C)의 프레임 레이트가 LED 매트릭스 인식 장치(1000)의 패킷 레이트 대비 일정 수준 이하의 값을 가질 경우, 프로세서(200)는 광학 카메라(C)로부터 송신되는 데이터 패킷의 일부를 누락하여 샘플링 할 수 있다.
이에, 프로세서(200)는 언더 샘플링된 데이터 패킷을 보정하기 위해, 광학 카메라(C)로부터 수신된 패킷 데이터의 시퀀스 넘버(SN)를 확인할 수 있다.
이때, 프로세서(200)는 패킷 데이터 내 페이로드를 감지하여, 시퀀스 넘버(SN)가 누락된 페이로드를 추출할 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 프로세서(200)는 데이터 패킷의 제1 페이로드(n-1)에서 획득한 데이터 서브 패킷으로부터 제1 시퀀스 넘버를 확인할 수 있다.
이후, 프로세서(200)는 데이터 패킷의 제2 페이로드(n)에서 획득한 데이터 서브 패킷으로부터 제2 시퀀스 넘버를 확인할 수 있다.
프로세서(200)는 추출된 제1 시퀀스 넘버 및 제2 시퀀스 넘버 사이에 누락된 시퀀스 넘버가 존재할 경우, 누락된 시퀀스 넘버(SN)의 길이를 확인할 수 있다.
실시예에 따르면, 프로세서(200)는 제1 페이로드의 제1 시퀀스 넘버가 N-1이고, 제2 페이로드의 제2 시퀀스 넘버가 N+1일 경우, 두 개의 인접한 서브 패킷 사이에 n개의 페이로드가 누락됨을 확인할 수 있으며, 또한, 프로세서(200)는 시퀀스 넘버(SN)의 길이를 확인할 수 있다.
시퀀스 넘버(SN)의 길이에 따라, 서브 패킷의 누락된 페이로드 수가 달라질 수 있다. 예를 들어, 시퀀스 넘버(SN)의 길이가 3 bit일 경우, 프로세서는 7개의 페이로드들이 누락되었음을 검출할 수 있다. 따라서, 프로세서(200)는 데이터 패킷의 언더 샘플링을 감지할 경우, 광학 카메라의 프레임 레이트를 조절하여 언더 샘플링의 발생을 방지할 수 있다.
따라서, 프로세서(200)는 복조된 데이터 패킷의 오류를 보정하여, 광학 카메라(C)를 통해 LED 매트릭스 장치(L)로부터 송신된 데이터 패킷을 획득할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예에 따른 동적 QR 코드 기반의 LED 매트릭스 인식 장치 및 방법, 그리고 이를 포함하는 시스템을 설명하였다.
본 발명의 실시예에 따른 동적 QR 코드 기반의 LED 매트릭스 인식 장치 및 방법, 그리고 이를 포함하는 시스템은 광학 카메라로부터, QR 코드 형태로 동적 발광하는 매트릭스 구조의 복수의 LED 광원들이 촬영된 적어도 하나의 캡처 이미지를 수신하여 데이터를 획득함으로써, 실시간 데이터 모니터링이 가능하며, 캡처 이미지의 데이터 프레임 내 시퀀스 넘버를 이용하여, 광학 카메라의 프레임 레이트 변동에 의해 발생하는 데이터 샘플링 오류를 보정하는, 고정밀, 고효율 및 고신뢰성의 동적 QR 코드 기반의 LED 매트릭스 인식 장치 및 방법, 그리고 이를 포함하는 시스템을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 방법의 동작은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터로 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다. 프로그램 명령은 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 측면들은 장치의 문맥에서 설명되었으나, 그것은 상응하는 방법에 따른 설명 또한 나타낼 수 있고, 여기서 블록 또는 장치는 방법 단계 또는 방법 단계의 특징에 상응한다. 유사하게, 방법의 문맥에서 설명된 측면들은 또한 상응하는 블록 또는 아이템 또는 상응하는 장치의 특징으로 나타낼 수 있다. 방법 단계들의 몇몇 또는 전부는 예를 들어, 마이크로프로세서, 프로그램 가능한 컴퓨터 또는 전자 회로와 같은 하드웨어 장치에 의해(또는 이용하여) 수행될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 가장 중요한 방법 단계들의 하나 이상은 이와 같은 장치에 의해 수행될 수 있다.
실시예들에서, 프로그램 가능한 로직 장치(예를 들어, 필드 프로그머블 게이트 어레이)가 여기서 설명된 방법들의 기능의 일부 또는 전부를 수행하기 위해 사용될 수 있다. 실시예들에서, 필드 프로그머블 게이트 어레이는 여기서 설명된 방법들 중 하나를 수행하기 위한 마이크로프로세서와 함께 작동할 수 있다. 일반적으로, 방법들은 어떤 하드웨어 장치에 의해 수행되는 것이 바람직하다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1000: LED 매트릭스 인식 장치 100: 메모리
200: 프로세서 300: 송수신 장치
400: 입력 인터페이스 장치 500: 출력 인터페이스 장치
600: 저장 장치 700: 버스(BUS)
C: 광학 카메라 L: LED 매트릭스 장치
S: LED 매트릭스 시스템

Claims (15)

  1. 광학 카메라로부터, QR 코드 형태로 일정 시퀀스마다 동적 발광하여 변조된 적어도 하나의 데이터 패킷을 송신하는 매트릭스 구조로 배열된 복수의 LED 광원들이 촬영된, 적어도 하나의 캡처 이미지를 획득하는 단계;
    상기 캡처 이미지로부터 송신기의 위치를 관심영역(Region of Interest)으로 추출하여 상기 변조된 데이터 패킷을 획득하는 단계;
    상기 복수의 LED 광원들 중 페이로드 정보를 포함하는 적어도 하나의 LED 광원의 발광 여부를 판단하여, 상기 캡처 이미지를 통해 송신된 상기 변조된 데이터 패킷을 복조하는 단계; 및
    복조된 상기 데이터 패킷의 오류를 보정하는 단계를 포함하되,
    상기 캡처 이미지 내 매트릭스 구조로 배열된 복수의 LED 광원들 중 각 코너에 위치하는 코너 LED 광원들은,
    상기 매트릭스 구조 중 코너를 제외한 다른 위치에 배열된 적어도 하나의 타 LED 광원 대비 밝기의 강도 또는 크기가 다르며,
    상기 변조된 데이터 패킷을 획득하는 단계는,
    상기 캡처 이미지로부터 상기 코너 LED 광원들의 위치 정보를 산출하는 단계; 및
    산출된 상기 코너 LED 광원들의 위치 정보를 이용하여, 상기 매트릭스 구조로 배열된 복수의 LED 광원들의 위치 정보를 보간하는 단계를 포함하는,
    LED 매트릭스 인식 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 광학 카메라로부터, QR 코드 형태로 일정 시퀀스마다 동적 발광하여 변조된 적어도 하나의 데이터 패킷을 송신하는 매트릭스 구조로 배열된 복수의 LED 광원들이 촬영된, 적어도 하나의 캡처 이미지를 획득하는 단계;
    상기 캡처 이미지로부터 송신기의 위치를 관심영역(Region of Interest)으로 추출하여 상기 변조된 데이터 패킷을 획득하는 단계;
    상기 복수의 LED 광원들 중 페이로드 정보를 포함하는 적어도 하나의 LED 광원의 발광 여부를 판단하여, 상기 캡처 이미지를 통해 송신된 상기 변조된 데이터 패킷을 복조하는 단계; 및
    복조된 상기 데이터 패킷의 오류를 보정하는 단계를 포함하되,
    상기 캡처 이미지 내 매트릭스 구조로 배열된 복수의 LED 광원들 중 각 코너에 위치하는 코너 LED 광원들은,
    상기 매트릭스 구조 중 코너를 제외한 다른 위치에 배열된 적어도 하나의 타 LED 광원 대비 밝기의 강도 또는 크기가 다르며,
    상기 변조된 데이터 패킷을 획득하는 단계는, 상기 캡처 이미지로부터 상기 매트릭스 구조의 중심점을 추출하는 단계;
    상기 중심점을 바탕으로 상기 코너 LED 광원들의 위치를 산출하는 단계; 및
    산출된 상기 코너 LED 광원들의 위치 정보를 이용하여, 상기 매트릭스 구조로 배열된 복수의 LED 광원들의 위치 정보를 보간하는 단계를 포함하는, LED 매트릭스 인식 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 변조된 데이터 패킷을 복조하는 단계는,
    소멸 상태의 상기 코너 LED 광원의 밝기 강도를 추출하는 단계;
    발광 상태의 기준 LED 광원의 밝기 강도를 추출하는 단계;
    상기 코너 LED 광원 및 상기 기준 LED 광원으로부터 추출된 밝기 강도 값을 이용하여 임계 강도를 산출하는 단계;
    상기 임계 강도를 기준으로, 상기 페이로드 정보를 포함하는 적어도 하나의 LED 광원의 발광 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 캡처 이미지를 통해 송신된 상기 변조된 데이터 패킷을 복조하는 단계를 포함하는, LED 매트릭스 인식 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 복조된 상기 데이터 패킷의 오류를 보정하는 단계는,
    상기 광학 카메라의 프레임 레이트가 상기 LED 매트릭스 인식 장치의 패킷 레이트 대비 일정 수준 이상의 값을 가질 경우, 상기 데이터 패킷 내 포함된 시퀀스 넘버(Sequence Number)를 확인하는 단계; 및
    동일한 시퀀스 넘버를 갖는 적어도 하나의 데이터 패킷을 병합하는 단계를 포함하는 LED 매트릭스 인식 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 복조된 상기 데이터 패킷의 오류를 보정하는 단계는,
    상기 광학 카메라의 프레임 레이트가 상기 LED 매트릭스 인식 장치의 패킷 레이트 대비 일정 수준 이하의 값을 가질 경우, 상기 데이터 패킷 내 포함된 시퀀스 넘버(Sequence Number)를 확인하는 단계;
    누락된 시퀀스 넘버의 길이에 따라 누락된 페이로드의 수를 검출하는 단계; 및
    상기 누락된 페이로드의 수를 참조하여 상기 광학 카메라의 프레임 레이트를 조절하는 단계를 포함하는, LED 매트릭스 인식 방법.
  8. 메모리(memory); 및
    상기 메모리에 저장된 적어도 하나의 명령을 실행하는 프로세서(processor)를 포함하되,
    상기 적어도 하나의 명령은,
    광학 카메라로부터, QR 코드 형태로 일정 시퀀스마다 동적 발광하여 변조된 적어도 하나의 데이터 패킷을 송신하는 매트릭스 구조로 배열된 복수의 LED 광원들이 촬영된, 적어도 하나의 캡처 이미지를 획득하도록 하는 명령,
    상기 캡처 이미지로부터 송신기의 위치를 관심영역(Region of Interest)으로 추출하여 상기 변조된 데이터 패킷을 획득하도록 하는 명령,
    상기 복수의 LED 광원들 중 페이로드 정보를 포함하는 적어도 하나의 LED 광원의 발광 여부를 판단하여, 상기 캡처 이미지를 통해 송신된 상기 변조된 데이터 패킷을 복조하도록 하는 명령 및
    복조된 상기 데이터 패킷의 오류를 보정하도록 하는 명령을 포함하되,
    상기 캡처 이미지 내 매트릭스 구조로 배열된 복수의 LED 광원들 중 각 코너에 위치하는 코너 LED 광원들은,
    상기 매트릭스 구조 중 코너를 제외한 다른 위치에 배열된 적어도 하나의 타 LED 광원 대비 밝기의 강도 또는 크기가 다르며,
    상기 변조된 데이터 패킷을 획득하도록 하는 명령은,
    상기 캡처 이미지로부터 상기 코너 LED 광원들의 위치 정보를 산출하도록 하는 명령; 및
    산출된 상기 코너 LED 광원들의 위치 정보를 이용하여, 상기 매트릭스 구조로 배열된 복수의 LED 광원들의 위치 정보를 보간하도록 하는 명령을 포함하는, LED 매트릭스 인식 장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 메모리(memory); 및
    상기 메모리에 저장된 적어도 하나의 명령을 실행하는 프로세서(processor)를 포함하되,
    상기 적어도 하나의 명령은,
    광학 카메라로부터, QR 코드 형태로 일정 시퀀스마다 동적 발광하여 변조된 적어도 하나의 데이터 패킷을 송신하는 매트릭스 구조로 배열된 복수의 LED 광원들이 촬영된, 적어도 하나의 캡처 이미지를 획득하도록 하는 명령,
    상기 캡처 이미지로부터 송신기의 위치를 관심영역(Region of Interest)으로 추출하여 상기 변조된 데이터 패킷을 획득하도록 하는 명령,
    상기 복수의 LED 광원들 중 페이로드 정보를 포함하는 적어도 하나의 LED 광원의 발광 여부를 판단하여, 상기 캡처 이미지를 통해 송신된 상기 변조된 데이터 패킷을 복조하도록 하는 명령 및
    복조된 상기 데이터 패킷의 오류를 보정하도록 하는 명령을 포함하되,
    상기 캡처 이미지 내 매트릭스 구조로 배열된 복수의 LED 광원들 중 각 코너에 위치하는 코너 LED 광원들은,
    상기 매트릭스 구조 중 코너를 제외한 다른 위치에 배열된 적어도 하나의 타 LED 광원 대비 밝기의 강도 또는 크기가 다르며,
    상기 변조된 데이터 패킷을 획득하도록 하는 명령은,
    상기 캡처 이미지로부터 상기 매트릭스 구조의 중심점을 추출하도록 하는 명령;
    상기 중심점을 바탕으로 상기 코너 LED 광원들의 위치를 산출하도록 하는 명령; 및
    산출된 상기 코너 LED 광원들의 위치 정보를 이용하여, 상기 매트릭스 구조로 배열된 복수의 LED 광원들의 위치 정보를 보간하도록 하는 명령을 포함하는, LED 매트릭스 인식 장치.
  12. 제8 항에 있어서,
    상기 변조된 데이터 패킷을 복조하도록 하는 명령은,
    소멸 상태의 상기 코너 LED 광원의 밝기 강도를 추출하도록 하는 명령;
    발광 상태의 기준 LED 광원의 밝기 강도를 추출하도록 하는 명령;
    상기 코너 LED 광원 및 상기 기준 LED 광원으로부터 추출된 밝기 강도 값을 이용하여 임계 강도를 산출하도록 하는 명령;
    상기 임계 강도를 기준으로, 상기 페이로드 정보를 포함하는 적어도 하나의 LED 광원의 발광 여부를 판단하도록 하는 명령; 및
    상기 캡처 이미지를 통해 송신된 상기 변조된 데이터 패킷을 복조하도록 하는 명령를 포함하는, LED 매트릭스 인식 장치.
  13. 제8 항에 있어서,
    상기 복조된 상기 데이터 패킷의 오류를 보정하도록 하는 명령은,
    상기 광학 카메라의 프레임 레이트가 상기 LED 매트릭스 인식 장치의 패킷 레이트 대비 일정 수준 이상의 값을 가질 경우, 상기 데이터 패킷 내 포함된 시퀀스 넘버(Sequence Number)를 확인하도록 하는 명령; 및
    동일한 시퀀스 넘버를 갖는 적어도 하나의 데이터 패킷을 병합하도록 하는 명령를 포함하는, LED 매트릭스 인식 장치.
  14. 제8 항에 있어서,
    상기 복조된 상기 데이터 패킷의 오류를 보정하도록 하는 명령은,
    상기 광학 카메라의 프레임 레이트가 상기 LED 매트릭스 인식 장치의 패킷 레이트 대비 일정 수준 이하의 값을 가질 경우, 상기 데이터 패킷 내 포함된 시퀀스 넘버(Sequence Number)를 확인하도록 하는 명령;
    누락된 시퀀스 넘버의 길이에 따라 누락된 페이로드의 수를 검출하도록 하는 명령; 및
    상기 누락된 페이로드의 수를 참조하여 상기 광학 카메라의 프레임 레이트를 조절하도록 하는 명령을 포함하는, LED 매트릭스 인식 장치.
  15. 매트릭스 구조로 배열되어 QR 코드 형태로 일정 시퀀스마다 동적 발광하는 복수의 LED 광원들을 포함하는 LED 매트릭스 장치;
    상기 LED 매트릭스 장치의 상기 복수의 LED 광원들의 동적 발광을 촬영하여 적어도 하나의 캡처 이미지를 생성하는 광학 카메라; 및
    상기 광학 카메라로부터 적어도 하나의 상기 캡처 이미지를 획득하여, 상기 캡처 이미지를 통해 송신된 변조된 데이터 패킷을 복조하는 LED 매트릭스 인식 장치를 포함하되,
    상기 캡처 이미지 내 매트릭스 구조로 배열된 복수의 LED 광원들 중 각 코너에 위치하는 코너 LED 광원들은, 상기 매트릭스 구조 중 코너를 제외한 다른 위치에 배열된 적어도 하나의 타 LED 광원 대비 밝기의 강도 또는 크기가 다르며,
    상기 LED 매트릭스 인식 장치는,
    상기 캡처 이미지로부터 상기 코너 LED 광원들의 위치 정보를 산출하고, 산출된 상기 코너 LED 광원들의 위치 정보를 이용하여, 상기 매트릭스 구조로 배열된 복수의 LED 광원들의 위치 정보를 보간함으로써, 상기 캡처 이미지로부터 송신기의 위치를 관심영역(Region of Interest)으로 추출하여 상기 변조된 데이터 패킷을 획득하는, LED 매트릭스 시스템.
KR1020200091086A 2020-02-18 2020-07-22 동적 qr 코드 기반의 led 매트릭스 인식 장치 및 방법, 그리고 이를 포함하는 시스템 KR102324977B1 (ko)

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