KR102457618B1 - 틸트-각도 유지 방법, 틸팅 제어 방법, 및 감시 카메라 - Google Patents

틸트-각도 유지 방법, 틸팅 제어 방법, 및 감시 카메라 Download PDF

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Abstract

본 실시예의 틸트-각도 유지 방법은, 감시 카메라의 프로세서가, 지령 틸트 각도로의 틸팅(tilting)을 완료한 후, 현재의 틸트 각도가 상기 지령 틸트 각도를 벗어나지 않도록 제어하는 방법으로서, 단계들 (a) 내지 (c)를 포함한다. 단계 (a)에서, 지령 틸트 각도로의 틸팅이 완료되었으면, 프로세서는 가속도 센서의 적어도 한 축의 가속도 값들에 의하여 추정(推定) 틸트 각도를 주기적으로 구한다. 단계 (b)에서, 프로세서는 현재 주기에서의 추정 틸트 각도와 이전 주기에서의 추정 틸트 각도의 차이 값을 구한다. 단계 (c)에서, 추정 틸트 각도의 차이 값이 설정 제한 값을 초과하면, 프로세서는 상기 차이 값에 따라 보정을 위한 틸팅(tilting)을 수행한다.

Description

틸트-각도 유지 방법, 틸팅 제어 방법, 및 감시 카메라{Tilt-angle maintaining method, tilting control method, and surveillance camera}
본 발명은, 틸트-각도 유지 방법, 틸팅 제어 방법, 및 감시 카메라에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 개루프(open loop) 제어에 의하여 틸팅을 수행하는 감시 카메라에서의 틸트-각도 유지 방법 및 틸팅 제어 방법에 관한 것이다.
감시 카메라의 틸팅 제어에 있어서, 개루프(open loop) 제어 방식 또는 폐루프(close loop) 제어 방식이 채용될 수 있다.
폐루프(close loop) 제어 방식인 경우, 인코더(encoder) 등에 의하여 귀환 제어를 수행함에 따라 틸팅의 탈조(out of phase)를 검출하여 보정할 수 있다. 하지만, 폐루프(close loop) 제어 방식을 채용하여 틸팅을 수행할 경우, 인코더(encoder) 등과 같은 고가의 위치 검출 소자를 사용함에 따라 감시 카메라의 제조 비용이 상승하는 문제점이 있다.
이에 따라, 대부분의 감시 카메라들은 스테핑 모터 등을 사용하면서 개루프(open loop) 제어 방식을 채용한다. 하지만, 이와 같이 개루프(open loop) 제어 방식이 채용된 경우, 감시 카메라는 틸팅(tilting)을 완료한 후에 시간이 흐르면서 중력, 진동, 바람, 및 열 등에 의하여 틸트 각도가 변하는 것을 즉각적으로 검출하여 보정할 수 없다. 이 경우, 사용자가 원하지 않는 영역을 당분간 감시하게 되어, 감시의 공백이 발생한다.
상기 배경 기술의 문제점은, 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 내용으로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공지된 내용이라 할 수는 없다.
일본 등록 특허 제6080065호(명칭 : 카메라 장치)
본 발명의 실시예는, 개루프(open loop) 제어 방식을 채용하여 틸팅을 수행하는 감시 카메라에 있어서, 틸팅(tilting)을 완료한 후에 시간이 흐르면서 중력, 진동, 바람, 및 열 등에 의하여 틸트 각도가 변하는 것을 즉각적으로 검출하여 보정할 수 있게 해주는 틸트-각도 유지 방법, 및 이를 채용한 틸팅 제어 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예의 틸트-각도 유지 방법은, 감시 카메라의 프로세서가, 지령 틸트 각도로의 틸팅(tilting)을 완료한 후, 현재의 틸트 각도가 상기 지령 틸트 각도를 벗어나지 않도록 제어하는 방법으로서, 단계들 (a) 내지 (c)를 포함한다.
상기 단계 (a)에서, 상기 지령 틸트 각도로의 틸팅이 완료되었으면, 상기 프로세서는 가속도 센서의 적어도 한 축의 가속도 값들에 의하여 추정(推定) 틸트 각도를 주기적으로 구한다.
상기 단계 (b)에서, 상기 프로세서는 현재 주기에서의 추정 틸트 각도와 이전 주기에서의 추정 틸트 각도의 차이 값을 구한다.
상기 단계 (c)에서, 상기 추정 틸트 각도의 차이 값이 설정 제한 값을 초과하면, 상기 프로세서는 상기 차이 값에 따라 보정을 위한 틸팅(tilting)을 수행한다.
본 발명의 일 실시예의 틸팅 제어 방법은, 감시 카메라의 프로세서가, 지령 틸트 각도로의 틸팅(tilting)을 수행하고, 틸팅 완료 후의 틸트 각도가 상기 지령 틸트 각도를 벗어나지 않도록 제어하는 방법으로서, 단계들 (a) 내지 (b3)을 포함한다.
상기 단계 (a)에서, 상기 프로세서는, 상기 지령 틸트 각도로의 틸팅(tilting)을 수행하되, 광-차단(Photo-Interrupt) 센서를 사용하여 상기 지령 틸트 각도로의 틸팅(tilting)이 정상적으로 수행되는지를 모니터링한다.
상기 단계 (b1)에서, 상기 지령 틸트 각도로의 틸팅이 완료되었으면, 상기 프로세서는 가속도 센서의 적어도 한 축의 가속도 값들에 의하여 추정 틸트 각도를 주기적으로 구한다.
상기 단계 (b2)에서, 상기 프로세서는 현재 주기에서의 추정 틸트 각도와 이전 주기에서의 추정 틸트 각도의 차이 값을 구한다.
상기 단계 (b3)에서, 상기 추정 틸트 각도의 차이 값이 설정 제한 값을 초과하면, 상기 프로세서는 상기 차이 값에 따라 보정을 위한 틸팅(tilting)을 수행한다.
본 실시예의 상기 틸트-각도 유지 방법 또는 상기 틸팅 제어 방법에 의하면, 상기 가속도 센서의 적어도 한 축의 가속도 값들을 이용하여 틸팅 완료 후의 틸트 각도를 모니터링하면서 유지시킬 수 있다.
이에 따라, 개루프(open loop) 제어 방식을 채용하여 틸팅을 수행하는 감시 카메라에 있어서, 틸팅(tilting)을 완료한 후에 시간이 흐르면서 중력, 진동, 바람, 및 열 등에 의하여 틸트 각도가 변하는 것을 즉각적으로 검출하여 보정할 수 있다.
한편, 대부분의 감시 카메라들은 촬영의 흔들림을 검출 및 보정하기 위하여 자이로(Gyro) 센서를 구비한다. 대부분의 경우, 자이로(Gyro) 센서만이 판매되지 않고 가속도 센서와 함께 속도 센서로서 판매된다. 따라서, 본 실시예의 상기 틸트-각도 유지 방법 또는 상기 틸팅 제어 방법은, 자이로(Gyro) 센서와 함께 속도 센서에 포함되어 있는 가속도 센서를 활용하므로, 경제적이다.
추가적으로, 본 실시예의 상기 틸팅 제어 방법에 의하면, 개루프(open loop) 제어 방식을 채용하여 틸팅을 수행하는 감시 카메라에 있어서, 낮은 가격의 광-차단(Photo-Interrupt) 센서가 이용됨에 의하여, 상기 지령 틸트 각도로의 틸팅(tilting)이 정상적으로 수행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예의 감시 카메라들이 채용된 감시 시스템을 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1에서의 어느 한 감시 카메라의 내부 구성을 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2에서의 속도 센서 내에 포함된 가속도 센서의 설치 상태를 보여주는 사시도이다.
도 4는 도 3의 가속도 센서가 감시 카메라의 틸팅(tilting)에 따라 회전된 상태를 보여주는 사시도이다.
도 5는 도 2에서의 프로세서가 수행하는 본 발명의 실시예의 틸트-각도 유지 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 6은, 지령 틸트 각도가 90 도(0O)인 경우, 노이즈 필터링이 되기 전의 Y-축 가속도 값들과 노이즈 필터링이 된 후의 Y-축 가속도 값들을 비교하기 위한 그래프이다.
도 7은, 지령 틸트 각도가 90 도(0O)인 경우, 노이즈 필터링이 되기 전의 Z-축 가속도 값들과 노이즈 필터링이 된 후의 Z-축 가속도 값들을 비교하기 위한 그래프이다.
도 8은 도 5의 단계 S502의 상세 흐름도이다.
도 9는, 지령 틸트 각도가 45 도(0O)인 경우, Y-축 및 Z-축 가속도 값들을 적용하여 구해진 추정 틸트 각도들과 Y-축 가속도 값들만을 적용하여 구해진 추정 틸트 각도들을 비교하기 위한 그래프이다.
도 10은 도 2에서의 프로세서가 수행하는 본 발명의 실시예의 틸팅 제어 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 11은 도 2에서의 광-차단 센서를 보여주는 측면도이다.
도 12는 도 11에서 A 방향으로 바라본 경우의 원형 판을 보여주는 정면도이다.
도 13은 도 11에서의 수광 소자가 틸팅에 의하여 회전함에 따라 발생시키는 논리 신호를 보여주는 파형도이다.
도 14는 도 10의 단계 S1002의 상세 흐름도이다.
도 15는 도 14의 단계 S1404의 상세 흐름도이다.
하기의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명에 따른 동작을 이해하기 위한 것이며, 본 기술 분야의 통상의 기술자가 용이하게 구현할 수 있는 부분은 생략될 수 있다.
또한 본 명세서 및 도면은 본 발명을 제한하기 위한 목적으로 제공된 것은 아니고, 본 발명의 범위는 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다. 본 명세서에서 사용된 용어들은 본 발명을 가장 적절하게 표현할 수 있도록 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예가 설명된다.
도 1은 본 발명의 실시예의 감시 카메라들(101a 내지 101n)이 채용된 감시 시스템을 보여준다.
도 1을 참조하면, 본 실시예의 감시 카메라들(101a 내지 101n)은 촬영에 의한 동영상 신호들(Svid)을 디지털 비디오 리코더(102)에게 전송한다.
디지털 비디오 리코더(102)는, 감시 카메라들(101a 내지 101n)로부터의 아날로그 동영상 신호들(Svid)을 디지털 동영상 데이터로 변환하고, 변환 결과의 디지털 동영상 데이터(DIMAT)를 저장하며, 디지털 동영상 데이터(DIMAT)를 인터넷(103)을 통하여 클라이언트 단말기들(104a 내지 104m)에게 전송한다.
도 1에서 참조 부호 DIMAT는 디지털 비디오 리코더(102)로부터 인터넷(103)으로 전송되는 디지털 동영상 데이터를, 그리고 참조 부호 DIMA는 인터넷(103)으로부터 클라이언트 단말기들(104a 내지 104m) 각각에 전송되는 디지털 동영상 데이터를 가리킨다.
도 2는 도 1에서의 어느 한 감시 카메라(101n)의 내부 구성을 보여준다.
도 2를 참조하면, 본 실시예의 감시 카메라(101n)는 본체부(21)와 인터페이스부(22)를 포함한다. 도 2에서 참조 부호 ACin은 교류 전원을, Sco는 디지털 비디오 리코더(도 1의 102)와의 통신 신호를, 그리고 Svid1 및 Svid는 비디오 신호들을 각각 가리킨다.
본체부(21)는 광학계(OPS), 광전 변환부(OEC), 아날로그-디지털 변환부(201), 프로세서(207), 비디오-신호 발생부(208), 구동부(210), 마이크로-컴퓨터(213), 조리개 모터(Ma), 줌 모터(Mz), 포커스 모터(Mf), 필터 모터(Md), 패닝 모터(Mp), 틸팅 모터(Mt), 속도 센서(215), 및 광-차단(Photo-Interrupt) 센서(219)를 포함한다.
렌즈들과 적외선 차단 필터를 구비한 광학계(OPS)는 피사체로부터의 빛을 광학적으로 처리한다. 광학계(OPS)의 렌즈들은 줌 렌즈 및 포커스 렌즈를 포함한다.
CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS (Complementary Metal-Oxide- Semiconductor)의 광전 변환부(OEC)는 광학계(OPS)로부터의 빛을 전기적 아날로그 신호로 변환시킨다. 여기에서, 프로세서(207)는 타이밍 회로(202)를 제어하여 광전 변환부(OEC)와 아날로그-디지털 변환부(201)의 동작을 제어한다.
아날로그-디지털 변환부(201)는 광전 변환부(OEC)로부터의 아날로그 영상 신호를 디지털 영상 신호로 변환한다. 보다 상세하게는, 아날로그-디지털 변환부(201)는, 광전 변환부(OEC)로부터의 아날로그 영상 신호의 고주파 노이즈를 제거하고 진폭을 조정한 후, 디지털 영상 데이터로 변환시킨다. 이 디지털 영상 데이터는 프로세서(207)에 입력된다.
프로세서(207) 예를 들어, 디지털 신호 처리기는 광학계(OPS), 광전 변환부(OEC) 및 아날로그-디지털 변환부(201)의 동작을 제어하면서 아날로그-디지털 변환부(201)로부터의 디지털 영상 신호의 형식을 변환한다. 보다 상세하게는, 프로세서(207)는 아날로그-디지털 변환부(201)로부터의 디지털 신호를 처리하여 휘도 및 색도 신호로 분류된 디지털 영상 신호를 발생시킨다.
비디오-신호 발생부(208)는 프로세서(207)로부터의 디지털 영상 신호를 아날로그 영상 신호인 비디오 신호(Svid1)로 변환한다.
프로세서(207)는, 인터페이스부(22)를 통하여, 디지털 비디오 리코더(도 1의 102)와 통신하면서 비디오-신호 발생부(208)로부터의 비디오 신호(Svid1)를 디지털 비디오 리코더(102)에 전송한다.
한편, 마이크로-컴퓨터(213)는 구동부(210)를 제어하여 조리개 모터(Ma), 줌 모터(Mz), 포커스 모터(Mf), 필터 모터(Md), 패닝 모터(Mp) 및 틸팅 모터(Mt)를 구동한다.
조리개 모터(Ma)는 조리개를 구동하고, 줌 모터(Mz)는 줌 렌즈를 구동하며, 포커스 모터(Mf)는 포커스 렌즈를 구동한다. 필터 모터(Md)는 적외선 차단 필터를 구동한다.
패닝 모터(Mp)는 광학계(OPS) 및 광전 변환부(OEC)의 조립체를 좌우로 회전시킨다. 틸팅 모터(Mt)는 광학계(OPS) 및 광전 변환부(OEC)의 조립체를 상하로 회전시킨다.
속도 센서(215)는 자이로(Gyro) 센서와 가속도 센서를 포함한다. 자이로(Gyro) 센서는 촬영의 흔들림을 검출 및 보정하기 위하여 사용된다. 가속도 센서는 틸팅 완료 후의 틸트 각도를 모니터링하면서 유지시키는 데에 사용된다.
광-차단 센서(219)는 지령 틸트 각도로의 틸팅(tilting)이 정상적으로 수행되는지를 모니터링하기 위하여 사용된다. 물론, 별도의 광-차단 센서가 추가되어, 지령 팬 각도로의 패닝(panning)이 정상적으로 수행되는지를 모니터링할 수도 있다. 본 실시예는 틸팅(tilting)에 대해서만 관련되어 있다.
도 3은 도 2에서의 속도 센서(215) 내에 포함된 가속도 센서(31)의 설치 상태를 보여준다.
도 3을 참조하면, 가속도 센서(31)는 X-축, Y-축, 및 Z-축의 가속도 값들을 발생시킨다. 지령 틸트 각도가 영 도(0O)일 때에 Z-축의 가속도는 중력 가속도와 같고, 감시 카메라(도 2의 101n)의 틸팅(tilting)에 의하여 가속도 센서(31)는 X-축 또는 Y-축을 회전 축으로 하여 회전하도록 설치된다. 본 실시예의 경우, 틸팅(tilting)에 의하여 가속도 센서(31)는 X-축을 회전 축으로 하여 회전하도록 설치된다.
본 실시예의 가속도 센서(31)의 경우, 각 축의 가속도 값들은 정규화된 값들이다. 예를 들어, Z-축의 가속도는 중력 가속도와 같을 경우에 "1"이다. 여기에서, 지령 틸트 각도가 영 도(0O)일 때에 Z-축의 가속도가 "1"과 정확히 일치하지 않더라도, 추정(推定) 틸트 각도를 구할 수 있다.
도 4는 도 3의 가속도 센서(31)가 감시 카메라의 틸팅(tilting)에 따라 회전된 상태를 보여준다. 여기에서, 틸팅(tilting)에 의하여 가속도 센서(31)는 X-축을 회전 축으로 하여 θO만큼 회전된 상태이다.
도 4를 참조하면, Y-축의 가속도가 ay, 그리고 Z-축의 가속도가 aZ인 경우, 아래의 수학식 1이 성립함을 알 수 있다.
(수학식 1)
tan θ = ay / aZ
따라서, 추정 틸트 각도 θ는 아래의 수학식 2에 의하여 구해질 수 있다.
(수학식 2)
θ = tan-1 (ay / aZ)
여기에서, 가속도 센서(31)는 중력의 미세한 변화 등으로 인하여 안정된 값을 출력하지 못한다(아래의 도 6, 7 및 표 1 참조). 이에 따라, 단위 주기에서 추정 틸트 각도 θ들의 평균 값을 적용할 필요가 있다. 이와 관련하여, 한 축의 '가속도 값'이라고 기재하지 않고 한 축의 '가속도 값들'이라고 기재하기로 한다.
한편, 추정 틸트 각도 θ는 한 축의 가속도 값들을 이용하여 구할 수도 있다.
도 4를 참조하면 아래의 수학식 3이 성립함을 알 수 있다.
(수학식 3)
sin θ = ay / g
상기 수학식 3에서, g는 중력 가속도에 상응하는 정규화 값으로서, 지령 틸트 각도가 영 도(0O)일 때에 Z-축의 가속도 값 예를 들어 '1'이다.
따라서, 추정 틸트 각도 θ는 아래의 수학식 4에 의하여 구해질 수 있다.
(수학식 4)
θ = sin-1 (ay / g)
이와 마찬가지로, 추정 틸트 각도 θ는 Z-축의 가속도 값들을 이용하여 구할 수도 있다. 도 4를 참조하면 아래의 수학식 5가 성립함을 알 수 있다.
(수학식 5)
cos θ = aZ / g
따라서, 추정 틸트 각도 θ는 아래의 수학식 6에 의하여 구해질 수 있다.
(수학식 6)
θ = cos-1 (aZ / g)
도 5는 도 2에서의 프로세서(207)가 수행하는 본 발명의 실시예의 틸트-각도 유지 방법을 보여준다. 도 4 및 5를 참조하여 이를 설명하기로 한다.
지령 틸트 각도로의 틸팅(tilting)이 완료되었으면(단계 S501), 프로세서(207)는 가속도 센서(31)의 적어도 한 축의 가속도 값들에 의하여 추정 틸트 각도 θ를 주기적으로 구한다(단계 S502).
다음에, 프로세서(207)는 현재 주기에서의 추정 틸트 각도와 이전 주기에서의 추정 틸트 각도의 차이 값을 구한다(단계 S503).
상기 추정 틸트 각도의 차이 값이 설정 제한 값을 초과하면(단계 S504), 프로세서(207)는 상기 차이 값에 따라 보정을 위한 틸팅(tilting)을 수행한다(단계 S505).
상기 단계들 S502 내지 S505는 종료 신호가 발생될 때까지 반복적으로 수행된다(단계 S506).
상기와 같은 틸트-각도 유지 방법에 의하면, 가속도 센서(31)의 적어도 한 축의 가속도 값들을 이용하여 틸팅 완료 후의 틸트 각도를 모니터링하면서 유지시킬 수 있다.
이에 따라, 개루프(open loop) 제어 방식을 채용하여 틸팅을 수행하는 감시 카메라(101n)에 있어서, 틸팅(tilting)을 완료한 후에 시간이 흐르면서 중력, 진동, 바람, 및 열 등에 의하여 틸트 각도가 변하는 것을 즉각적으로 검출하여 보정할 수 있다.
한편, 대부분의 감시 카메라들은 촬영의 흔들림을 검출 및 보정하기 위하여 자이로(Gyro) 센서를 구비한다. 대부분의 경우, 자이로(Gyro) 센서만이 판매되지 않고 가속도 센서(31)와 함께 속도 센서(도 2에서의 215)로서 판매된다. 따라서, 본 실시예의 틸트-각도 유지 방법 또는 틸팅 제어 방법은, 자이로(Gyro) 센서와 함께 속도 센서(215)에 포함되어 있는 가속도 센서(31)를 활용하므로, 경제적이다.
상기한 바와 같이, 프로세서(207)는, 속도 센서(215)에 포함되어 있는 자이로(Gyro) 센서로부터의 값들에 의하여 감시 카메라(도 2에서의 101n)의 흔들림 여부를 모니터링한다. 본 실시예의 경우, 프로세서(207)는 감시 카메라(101n)가 흔들리지 않았다고 판정되는 동안에 상기 단계들 S503 내지 S505를 수행한다. 왜냐하면, 감시 카메라(101n)가 흔들리는 동안에 상기 단계들 S503 내지 S505의 수행은 불필요하기 때문이다.
상기 단계 S502를 위하여, 가속도 센서(31)로부터의 각 축의 가속도 값들에 대하여, 단위 주기에서 노이즈 필터링이 되기 전의 Y-축 가속도 값들과 노이즈 필터링이 된 후의 Y-축 가속도 값들을 비교하였다. 본 실시예의 경우, 잘 알려져 있는 칼만 필터(Kalman filter)의 알고리즘에 의하여 노이즈 필터링이 수행된다.
도 6은, 지령 틸트 각도가 90 도(0O)인 경우, 노이즈 필터링이 되기 전의 Y-축 가속도 값들과 노이즈 필터링이 된 후의 Y-축 가속도 값들을 비교하기 위한 그래프이다.
도 7은, 지령 틸트 각도가 90 도(0O)인 경우, 노이즈 필터링이 되기 전의 Z-축 가속도 값들과 노이즈 필터링이 된 후의 Z-축 가속도 값들을 비교하기 위한 그래프이다.
도 6 및 7에 도시된 바와 같이, 가속도 센서(도 3의 31)는 중력의 미세한 변화 등으로 인하여 안정된 값을 출력하지 못한다(아래의 표 1 참조). 이에 따라, 단위 주기에서 추정 틸트 각도 θ들의 평균 값을 적용할 필요가 있다.
도 6 및 7을 참조하면, 노이즈 필터링이 된 후의 가속도 값들은 노이즈 필터링이 되기 전의 가속도 값들에 비하여 편차(deviation)가 작고 안정적임을 알 수 있다. 따라서, 가속도 센서(31)로부터의 각 축의 가속도 값들에 대하여 노이즈 필터링을 수행하는 것이 바람직하다.
아래의 표 1은, X-축을 회전 축으로 하여 지령 틸트 각도가 45O인 틸팅을 완료한 후, 노이즈 필터링 결과의 가속도 값들을 상기 수학식 2에 대입하여 추정 틸트 각도 θO를 구한 내역을 보여준다. 참고로, 표의 데이터에서의 부극성 부호는 가속도 센서(31)의 출력 극성과 관련된다.
판독 번호 가속도 센서로부터의 Y-축 가속도 값 가속도 센서로부터의 X-축 가속도 값 가속도 센서로부터의 Z-축 가속도 값 노이즈 필터링 결과로서의 Y-축 가속도 값 노이즈 필터링 결과로서의 X-축 가속도 값 노이즈 필터링 결과로서의 Z-축 가속도 값 추정 틸트 각도(θO)
1 0.724 -0.018 -0.749 0.726 -0.007 -0.758 -43.69
2 0.732 0.002 -0.756 0.728 -0.005 -0.759 -43.96
3 0.730 0.009 -0.763 0.726 -0.001 -0.765 -43.66
4 0.729 -0.012 -0.758 0.727 -0.004 -0.766 -43.58
5 0.722 0.006 -0.775 0.726 -0.004 -0.767 -43.27
6 0.717 -0.023 -0.780 0.725 -0.005 -0.766 -43.11
7 0.731 0.004 -0.757 0.727 -0.002 -0.755 -44.07
8 0.726 -0.012 -0.760 0.727 -0.007 -0.754 -43.92
9 0.723 -0.013 -0.742 0.727 -0.006 -0.758 -43.65
10 0.732 0.011 -0.747 0.728 -0.003 -0.755 -44.11
11 0.723 -0.018 -0.745 0.724 -0.010 -0.755 -43.76
12 0.731 0.014 -0.729 0.726 -0.004 -0.756 -44.04
13 0.727 -0.005 -0.761 0.727 -0.003 -0.761 -43.69
14 0.723 -0.007 -0.763 0.728 -0.002 -0.759 -43.61
15 0.732 0.002 -0.764 0.728 -0.004 -0.757 -44.04
... ... ... ... ... ... ... ...
485 0.718 -0.022 -0.770 0.725 -0.006 -0.760 -43.37
486 0.726 -0.009 -0.755 0.727 -0.002 -0.754 -43.92
487 0.728 0.005 -0.725 0.726 0.000 -0.752 -44.07
488 0.723 -0.017 -0.737 0.727 -0.005 -0.755 -43.76
489 0.728 0.014 -0.747 0.725 -0.003 -0.757 -43.88
490 0.720 -0.016 -0.759 0.726 -0.005 -0.761 -43.41
491 0.732 0.004 -0.755 0.728 -0.001 -0.756 -44.08
492 0.729 0.000 -0.759 0.730 -0.004 -0.753 -44.07
493 0.723 -0.019 -0.742 0.727 -0.005 -0.751 -43.91
494 0.736 0.012 -0.755 0.731 -0.001 -0.755 -44.27
495 0.727 -0.012 -0.754 0.730 -0.005 -0.755 -43.92
496 0.730 -0.001 -0.770 0.728 -0.004 -0.770 -43.47
497 0.726 0.000 -0.738 0.729 -0.001 -0.753 -43.95
498 0.719 -0.014 -0.730 0.726 -0.004 -0.757 -43.53
499 0.727 0.003 -0.750 0.726 -0.006 -0.751 -44.07
500 0.715 -0.017 -0.748 0.724 -0.007 -0.761 -43.21
평균 0.72679 -0.00423 -0.76255 0.72677 -0.00385 -0.76134 -43.67034
상기 표 1을 참조하면, 지령 틸트 각도가 45O이고 가속도 센서를 이용한 추정 틸트 각도 θ가 약 43.67O이다. 따라서, 추정 틸트 각도에 대하여 1.33O의 오프셋(offset) 보정을 하는 경우, 추정 틸트 각도와 지령 틸트 각도가 거의 일치될 수 있다.
참고로, 상기와 같은 오프셋(offset) 보정에 의하여 사용자는 데이터 관리를 편리하게 할 수 있다. 하지만, 상기와 같은 오프셋(offset) 보정을 하지 않더라도 본 발명의 틸트-각도 유지 방법은 실행될 수 있다(본 발명의 한 효과가 될 수 있음). 왜냐하면, 본 발명의 틸트-각도 유지 방법은 현재 주기에서의 추정 틸트 각도와 이전 주기에서의 추정 틸트 각도의 차이 값에 의하여 틸트-각도의 변화 여부를 모니터링하기 때문이다.
아래의 표 2는, X-축을 회전 축으로 하여 지령 틸트 각도가 30O인 틸팅을 완료한 후, 노이즈 필터링 결과의 가속도 값들을 상기 수학식 2에 대입하여 추정 틸트 각도를 구하고, 상기와 같이 1.33O의 오프셋(offset) 보정을 수행한 내역을 보여준다.
판독 번호 가속도 센서로부터의 Y-축 가속도 값 가속도 센서로부터의 Z-축 가속도 값 노이즈 필터링 결과로서의 Y-축 가속도 값 노이즈 필터링 결과로서의 Z-축 가속도 값 오프셋 보정 전의
추정 틸트 각도(θO) 		오프셋 보정 후의
추정 틸트 각도(θ'O)
1 0.526 -0.927 0.519 -0.923 29.68 31.01
2 0.515 -0.942 0.516 -0.929 29 30.33
3 0.513 -0.927 0.516 -0.929 28.91 30.24
4 0.508 -0.923 0.514 -0.925 28.78 30.11
5 0.520 -0.908 0.517 -0.925 29.34 30.67
6 0.512 -0.911 0.517 -0.928 28.89 30.22
7 0.519 -0.922 0.518 -0.926 29.27 30.6
8 0.516 -0.909 0.515 -0.926 29.13 30.46
9 0.510 -0.906 0.513 -0.933 28.66 29.99
10 0.517 -0.925 0.514 -0.937 28.89 30.22
11 0.523 -0.935 0.517 -0.934 29.25 30.58
12 0.514 -0.913 0.517 -0.926 29.03 30.36
13 0.518 -0.941 0.518 -0.928 29.17 30.5
14 0.523 -0.934 0.518 -0.926 29.46 30.79
15 0.509 -0.915 0.515 -0.926 28.8 30.13
... ... ... ... ... ...
485 0.517 -0.930 0.518 -0.927 29.15 30.48
486 0.514 -0.906 0.517 -0.922 29.14 30.47
487 0.512 -0.939 0.515 -0.923 29.02 30.35
488 0.514 -0.941 0.516 -0.930 28.93 30.26
489 0.511 -0.940 0.516 -0.926 28.89 30.22
490 0.517 -0.912 0.518 -0.920 29.33 30.66
491 0.518 -0.940 0.519 -0.928 29.17 30.5
492 0.510 -0.916 0.515 -0.924 28.9 30.23
493 0.516 -0.930 0.516 -0.926 29.13 30.46
494 0.521 -0.935 0.517 -0.931 29.23 30.56
495 0.510 -0.932 0.516 -0.927 28.82 30.15
496 0.521 -0.935 0.515 -0.928 29.31 30.64
497 0.515 -0.928 0.515 -0.928 29.03 30.36
498 0.511 -0.930 0.514 -0.928 28.84 30.17
499 0.525 -0.915 0.518 -0.927 29.52 30.85
500 0.515 -0.937 0.515 -0.932 28.92 30.25
평균 0.51635 -0.9255 0.51624 -0.92725 29.11156 30.44156
상기 표 2를 참조하면, 추정 틸트 각도에 대하여 1.33O의 오프셋(offset) 보정을 하는 경우, 추정 틸트 각도와 지령 틸트 각도가 보다 근접함을 확인할 수 있다.
도 8은 도 5의 단계 S502의 상세 흐름도이다. 도 4 및 8을 참조하여 이를 설명하기로 한다.
프로세서(도 2에서의 207)는, 각각의 주기에서, 가속도 센서(31)로부터의 적어도 한 축의 가속도 값들을 읽는다(단계 S801, 상기 표 1 참조).
다음에, 프로세서(207)는 가속도 센서(31)로부터의 가속도 값들에 대하여 노이즈 필터링을 수행한다(단계 S802, 상기 표 1 참조).
다음에, 프로세서(207)는 상기 노이즈 필터링이 수행된 결과의 가속도 값들에 상응하는 틸트 각도들을 구한다(단계 S803, 상기 표 1 참조).
다음에, 프로세서(207)는 구해진 상기 틸트 각도들에 대하여 오프셋(offset) 보정을 수행한다(단계 S804, 상기 표 2 참조). 단계 S804를 수행하기 위한 오프셋(offset) 값은 상기 지령 틸트 각도로의 틸팅을 시작하기 전에 구해진다.
그리고, 프로세서(207)는 상기 오프셋(offset) 보정이 수행된 결과의 틸트 각도들의 평균 각도를 상기 추정 틸트 각도로서 구한다(단계 S805, 상기 표 2 참조).
상기한 바와 같이, 오프셋(offset) 보정 단계(S804)에 의하여 사용자는 데이터 관리를 편리하게 할 수 있다. 하지만, 상기와 같은 오프셋(offset) 보정을 하지 않더라도 본 발명의 틸트-각도 유지 방법은 실행될 수 있다. 왜냐하면, 본 발명의 틸트-각도 유지 방법은 현재 주기에서의 추정 틸트 각도와 이전 주기에서의 추정 틸트 각도의 차이 값에 의하여 틸트-각도의 변화 여부를 모니터링하기 때문이다. 따라서, 사용자의 데이터 관리가 중요하지 않은 경우, 상기 단계 S804는 생략될 수 있다.
도 9는, 지령 틸트 각도가 45 도(0O)인 경우, Y-축 및 Z-축 가속도 값들을 적용하여 구해진 추정 틸트 각도들과 Y-축 가속도 값들만을 적용하여 구해진 추정 틸트 각도들을 비교하기 위한 그래프이다.
도 9를 참조하면, Y-축만을 적용(상기 수학식 4 사용)하여 구해진 추정 틸트 각도들은, Y-축 및 Z-축 가속도 값들을 적용(상기 수학식 2 사용)하여 구해진 추정 틸트 각도들에 비하여, 편차(deviation)가 작고 안정적임을 알 수 있다. 즉, 단일 축만을 적용(상기 수학식 4 또는 6 사용)하여 추정 틸트 각도를 구하는 것이 바람직함을 알 수 있다.
도 9를 뒷받침하는 실험 자료는 아래의 표 3과 같다.
판독 번호 노이즈 필터링 결과로서의 Y-축 가속도 값 노이즈 필터링 결과로서의 Z-축 가속도 값 Y-축 및 Z-축 가속도 값들을 적용한 결과의 추정 틸트 각도(오프셋 보정 전) Y-축 가속도 값들만을 적용한 결과의 추정 틸트 각도(오프셋 보정 전) Y-축 및 Z-축 가속도 값들을 적용한 결과의 추정 틸트 각도(1.33O 오프셋 보정 후) Y-축 가속도 값들만을 적용한 결과의 추정 틸트 각도(1.62O 오프셋 보정 후)
1 0.726 -0.758 43.69 46.55 45.02 44.93
2 0.728 -0.759 43.96 46.72 45.29 45.1
3 0.726 -0.765 43.66 46.55 44.99 44.93
4 0.727 -0.766 43.58 46.64 44.91 45.02
5 0.726 -0.767 43.27 46.55 44.6 44.93
6 0.725 -0.766 43.11 46.47 44.44 44.85
7 0.727 -0.755 44.07 46.64 45.4 45.02
8 0.727 -0.754 43.92 46.64 45.25 45.02
9 0.727 -0.758 43.65 46.64 44.98 45.02
10 0.728 -0.755 44.11 46.72 45.44 45.1
11 0.724 -0.755 43.76 46.39 45.09 44.77
12 0.726 -0.756 44.04 46.55 45.37 44.93
13 0.727 -0.761 43.69 46.64 45.02 45.02
14 0.728 -0.759 43.61 46.72 44.94 45.1
15 0.728 -0.757 44.04 46.72 45.37 45.1
... ... ... ... ... ... ...
485 0.725 -0.76 43.37 46.47 44.7 44.85
486 0.727 -0.754 43.92 46.64 45.25 45.02
487 0.726 -0.752 44.07 46.55 45.4 44.93
488 0.727 -0.755 43.76 46.64 45.09 45.02
489 0.725 -0.757 43.88 46.47 45.21 44.85
490 0.726 -0.761 43.41 46.55 44.74 44.93
491 0.728 -0.756 44.08 46.72 45.41 45.1
492 0.73 -0.753 44.07 46.89 45.4 45.27
493 0.727 -0.751 43.91 46.64 45.24 45.02
494 0.731 -0.755 44.27 46.97 45.6 45.35
495 0.73 -0.755 43.92 46.89 45.25 45.27
496 0.728 -0.77 43.47 46.72 44.8 45.1
497 0.729 -0.753 43.95 46.8 45.28 45.18
498 0.726 -0.757 43.53 46.55 44.86 44.93
499 0.726 -0.751 44.07 46.55 45.4 44.93
500 0.724 -0.761 43.21 46.39 44.54 44.77
평균 0.7268 -0.761 43.67 46.62 45 45
상기와 같이 단일 축만을 적용(상기 수학식 4 또는 6 사용)하여 추정 틸트 각도를 구함에 있어서, sine 곡선은 0O ~ 45O 및 135O ~ 180O에서 상대적으로 큰 기울기를 갖고, cosine 곡선은 45O ~ 135O에서 상대적으로 큰 기울기를 갖는다. 이를 이용하여, 상기 지령 틸트 각도에 따라 가속도 센서(31)의 단일 축을 교대로 적용하는 것이 바람직하다.
예를 들어, 틸팅 범위가 0O ~ 180O인 경우, 상기 지령 틸트 각도가 0O ~ 45O 및 135O ~ 180O의 제1 범위에 속하면 상기 Y-축의 가속도 값에 따라 상기 추정 틸트 각도가 구해진다(수학식 4 사용). 또한, 상기 지령 틸트 각도가 45O ~ 135O의 제2 범위에 속하면 상기 Z-축의 가속도 값에 따라 상기 추정 틸트 각도가 구해진다(수학식 6 사용).
도 10은 도 2에서의 프로세서(207)가 수행하는 본 발명의 실시예의 틸팅 제어 방법을 보여준다. 도 2, 4 및 5를 참조하여 이를 설명하기로 한다.
지령 틸트 각도가 입력되었으면(단계 S1001), 프로세서(207)는, 지령 틸트 각도로의 틸팅(tilting)을 수행하되, 광-차단(Photo-Interrupt) 센서(219)를 사용하여 상기 지령 틸트 각도로의 틸팅(tilting)이 정상적으로 수행되는지를 모니터링한다(단계 S1002). 이 단계(S1002)에 대하여 도 11 내지 15를 참조하여 상세히 설명될 것이다.
지령 틸트 각도로의 틸팅(tilting)이 완료되었으면(단계 S1003), 프로세서(207)는 가속도 센서(31)의 적어도 한 축의 가속도 값들에 의하여 추정 틸트 각도 θ를 주기적으로 구한다(단계 S1004).
다음에, 프로세서(207)는 현재 주기에서의 추정 틸트 각도와 이전 주기에서의 추정 틸트 각도의 차이 값을 구한다(단계 S1005).
상기 추정 틸트 각도의 차이 값이 설정 제한 값을 초과하면(단계 S1006), 프로세서(207)는 상기 차이 값에 따라 보정을 위한 틸팅(tilting)을 수행한다(단계 S1007).
상기 단계들 S1001 내지 S1007은 종료 신호가 발생될 때까지 반복적으로 수행된다(단계 S1008).
상기와 같은 본 실시예의 틸팅 제어 방법에 의하면, 개루프(open loop) 제어 방식을 채용하여 틸팅을 수행하는 감시 카메라에 있어서, 낮은 가격의 광-차단(Photo-Interrupt) 센서(219)가 이용됨에 의하여, 지령 틸트 각도로의 틸팅(tilting)이 정상적으로 수행될 수 있다.
참고로, 상기 단계들 S1003 내지 S1007은 도 5에서의 단계들 S501 내지 S505와 동일하다. 따라서, 상기 단계들 S1003 내지 S1007에 대한 상세한 설명이 생략된다.
도 11은 도 2에서의 광-차단 센서(219)를 보여주는 측면도이다. 도 12는 도 11에서 A 방향으로 바라본 경우의 원형 판(1103)을 보여주는 정면도이다. 도 13은 도 11에서의 수광 소자(1102)가 틸팅에 의하여 회전함에 따라 발생시키는 논리 신호를 보여주는 파형도이다.
도 11 내지 13을 참조하면, 광-차단(Photo-Interrupt) 센서(219)는 발광 소자(1101), 수광 소자(1102), 및 원형 판(1103)을 포함한다.
발광 소자(1101)는 제1 방향으로 빛을 조사한다. 수광 소자(1102)는 틸팅에 의하여 원형 판(1103)의 주위에서 회전하도록 설치되어 있다.
상기 제1 방향에서 발광 소자(1101)와 수광 소자(1102) 사이에 위치한 원형 판(1103)에 있어서, 발광 소자(1101)로부터의 빛을 통과시키는 통과 영역들 및 발광 소자(1101)로부터의 빛을 차단하는 차단 영역들이 형성되어 있다.
본 실시예의 경우, 지령 틸트 각도의 범위가 0O ~ 180O이지만, -15O(345O) ~ 0O 및 180O ~ 195O의 틸트 범위가 틸팅 초기화를 위하여 사용된다. 원형 판(1103)에 있어서, 발광 소자(1101)로부터의 빛을 통과시키는 통과 영역들은 틸트 각도 -10O(350O) ~ 0O, 40O ~ 60O, 120O ~ 150O, 및 180O ~ 195O에 상응하는 위치에 형성되어 있다. 즉, 발광 소자(1101)로부터의 빛을 차단하는 차단 영역들은 틸트 각도 -15O(345O) ~ -10O(350O), 0O ~ 40O, 60O ~ 120O, 및 150O ~ 180O에 상응하는 위치에 형성되어 있다(도 12 참조). 여기에서, 상기 통과 영역들 및 상기 차단 영역들 각각의 길이가 모두 다름에 따라, 상기 통과 영역들 및 상기 차단 영역들 각각의 틸트 각도 범위가 모두 다르게 설정되어 있다.
수광 소자(1102)는, 틸팅에 의하여 회전하면서 상기 통과 영역들 및 상기 차단 영역들을 경유함에 따라, 높은 논리 신호들 및 낮은 논리 신호들을 프로세서(207)에 출력한다(도 13 참조).
원형 판(1103)에 대하여, 상기 통과 영역들 및 상기 차단 영역들 각각의 일단의 위치(도 13에서의 상승단 또는 하강단에 상응함)에 대하여 기준 틸트 각도 -10O, 0O, 40O, 60O, 120O, 150O, 및 180O가 설정되어 있다.
도 10의 단계 S1002에서 틸팅을 수행하는 동안에, 프로세서(207)는, 상기 통과 영역들 및 상기 차단 영역들 각각의 상기 일단의 위치에 수광 소자(1102)가 존재함을 검지한 시점에서, 틸팅 진행에 따른 기준 틸트 각도와 현재 주기에서의 누적 틸트 각도의 차이가 기준 차이보다 크면 보정 제어를 수행한다.
도 14는 도 10의 틸팅 수행 단계 S1002의 상세 흐름도이다. 도 2, 도 11 내지 13, 및 도 14를 참조하여 이를 설명하기로 한다.
프로세서(207)는, 지령 틸트 각도에 따라 구동부(210)를 제어하여, 틸팅 모터(Mt)를 동작시킨다(단계 S1401).
또한, 프로세서(207)는, 광-차단 센서(219)로부터의 신호가 상승단 또는 하강단의 상태일 때, 틸팅 진행에 따른 기준 틸트 각도와 현재 주기에서의 누적 틸트 각도의 차이가 기준 차이보다 크면 보정 제어를 수행한다(단계들 S1402 내지 S1404).
상기 단계들 S1401 내지 S1404는 지령 틸트 각도(AI)가 누적 틸트 각도(AC)와 같아질 때까지 반복적으로 수행된다(단계 S1405).
도 15는 도 14의 보정 제어 단계(S1404)의 상세 흐름도이다. 도 2, 도 11 내지 13, 및 도 15를 참조하여 이를 설명하기로 한다.
프로세서(207)는, 추가적 정방향 틸팅 및 추가적 역방향 틸팅의 조합에 의하여 상기 통과 영역들 및 상기 차단 영역들 중에서 어느 한 영역의 상기 일단의 위치(도 13에서의 상승단 또는 하강단에 상응함)를 찾는다(단계 S1501).
다음에, 프로세서(207)는, 찾아진 일단의 위치에 대하여 설정되어 있는 기준 틸트 각도가 현재 주기에서의 누적 틸트 각도가 되도록 설정한다(단계 S1502).
이에 따라, 프로세서(207)는 틸팅을 수행하는 도중에 나타날 수 있는 탈조 현상을 검출하여 즉시 대응할 수 있다.
이상 설명된 바와 같이, 본 실시예의 틸트-각도 유지 방법 또는 틸팅 제어 방법에 의하면, 가속도 센서의 적어도 한 축의 가속도 값들을 이용하여 틸팅 완료 후의 틸트 각도를 모니터링하면서 유지시킬 수 있다.
이에 따라, 개루프(open loop) 제어 방식을 채용하여 틸팅을 수행하는 감시 카메라에 있어서, 틸팅(tilting)을 완료한 후에 시간이 흐르면서 중력, 진동, 바람, 및 열 등에 의하여 틸트 각도가 변하는 것을 즉각적으로 검출하여 보정할 수 있다.
한편, 대부분의 감시 카메라들은 촬영의 흔들림을 검출 및 보정하기 위하여 자이로(Gyro) 센서를 구비한다. 대부분의 경우, 자이로(Gyro) 센서만이 판매되지 않고 가속도 센서와 함께 속도 센서로서 판매된다. 따라서, 본 실시예의 틸트-각도 유지 방법 또는 틸팅 제어 방법은, 자이로(Gyro) 센서와 함께 속도 센서에 포함되어 있는 가속도 센서를 활용하므로, 경제적이다.
추가적으로, 본 실시예의 틸팅 제어 방법에 의하면, 개루프(open loop) 제어 방식을 채용하여 틸팅을 수행하는 감시 카메라에 있어서, 낮은 가격의 광-차단(Photo-Interrupt) 센서가 이용됨에 의하여, 지령 틸트 각도로의 틸팅(tilting)이 정상적으로 수행될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명을 구현할 수 있음을 이해할 것이다. 그러므로 상기 개시된 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 특허청구범위에 의해 청구된 발명 및 청구된 발명과 균등한 발명들은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 한다.
본 발명은 개루프(open loop) 제어가 아닌 폐루프(close loop) 제어를 수행하는 틸팅 모터에도 추가적으로 이용될 수 있다.
101a 내지 101n : 감시 카메라들, 102 : 비디오 리코더,
103 : 인터넷,
104a 내지 104m : 클라이언트 단말기들,
OPS : 광학계, OEC : 광전 변환부,
201 : 아날로그-디지털 변환부, 202 : 타이밍 회로,
207 : 프로세서, 208 : 비디오-신호 발생부,
210 : 구동부, 213 : 마이크로 컴퓨터,
215 : 속도 센서, 219 : 광-차단 센서, 22 : 인터페이스부, 31 : 가속도 센서,
1101 : 발광 소자, 1102 : 수광 소자,
1103 : 원형 판.

Claims (15)

  1. 감시 카메라의 프로세서가, 지령 틸트 각도로의 틸팅(tilting)을 완료한 상기 감시 카메라의 현재의 틸트 각도가 상기 지령 틸트 각도를 벗어나지 않도록 제어하는 틸트-각도 유지 방법에 있어서,
    (a) 상기 감시 카메라가 상기 지령 틸트 각도로의 틸팅이 완료된 후, 가속도 센서의 적어도 한 축의 가속도 값들에 의하여 추정(推定) 틸트 각도를 주기적으로 구함;
    (b) 상기 감시 카메라가 상기 지령 틸트 각도로의 틸팅이 완료된 후 산출된, 현재 주기에서의 추정 틸트 각도와 이전 주기에서의 추정 틸트 각도의 차이 값을 구함;
    (c) 상기 추정 틸트 각도의 차이 값이 설정 제한 값을 초과하면, 상기 감시 카메라가 상기 차이 값에 따라 보정을 위한 틸팅(tilting)을 수행하도록 제어함;을 포함한, 틸트-각도 유지 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 가속도 센서는 X-축, Y-축, 및 Z-축의 가속도 값들을 발생시키고,
    상기 틸팅(tilting)에 의하여 상기 가속도 센서는 상기 X-축을 회전 축으로 하여 회전하며,
    상기 지령 틸트 각도는 제1 범위 또는 제2 범위에 속하며,
    상기 단계 (a)에서,
    상기 지령 틸트 각도가 상기 제1 범위에 속한 경우에 상기 Y-축의 가속도 값에 따라 상기 추정 틸트 각도가 구해지며,
    상기 지령 틸트 각도가 상기 제2 범위에 속한 경우에 상기 Z-축의 가속도 값에 따라 상기 추정 틸트 각도가 구해지는, 틸트-각도 유지 방법.
  8. 감시 카메라의 프로세서가, 지령 틸트 각도로의 틸팅(tilting)을 수행하고 틸팅 완료한 상기 감시 카메라의 틸트 각도가 상기 지령 틸트 각도를 벗어나지 않도록 제어하는 틸팅 제어 방법에 있어서,
    (a) 상기 감시 카메라가 상기 지령 틸트 각도로의 틸팅(tilting)을 수행하는 동안 광-차단(Photo-Interrupt) 센서를 사용하여 상기 지령 틸트 각도로의 틸팅(tilting)이 정상적으로 수행되는지를 모니터링함;
    (b1) 상기 감시 카메라가 상기 지령 틸트 각도로의 틸팅이 완료된 후, 가속도 센서의 적어도 한 축의 가속도 값들에 의하여 추정 틸트 각도를 주기적으로 구함;
    (b2) 상기 감시 카메라가 상기 지령 틸트 각도로의 틸팅이 완료된 후 산출된, 현재 주기에서의 추정 틸트 각도와 이전 주기에서의 추정 틸트 각도의 차이 값을 구함; 및
    (b3) 상기 추정 틸트 각도의 차이 값이 설정 제한 값을 초과하면, 상기 감시 카메라가 상기 차이 값에 따라 보정을 위한 틸팅(tilting)을 수행하도록 제어함;을 포함한, 틸팅 제어 방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 청구항 8에 있어서, 상기 단계 (b1)은,
    (b11) 각각의 주기에서, 상기 가속도 센서로부터의 가속도 값들을 읽음;
    (b12) 상기 가속도 센서로부터의 가속도 값들에 대하여 노이즈 필터링을 수행함;
    (b13) 상기 노이즈 필터링이 수행된 결과의 가속도 값들에 상응하는 틸트 각도들을 구함;
    (b14) 구해진 상기 틸트 각도들의 평균 각도를 상기 추정 틸트 각도로서 구함;을 포함한, 틸팅 제어 방법.
  14. 청구항 8에 있어서,
    상기 가속도 센서는 X-축, Y-축, 및 Z-축의 가속도 값들을 발생시키고,
    상기 틸팅(tilting)에 의하여 상기 가속도 센서는 상기 X-축을 회전 축으로 하여 회전하며,
    상기 지령 틸트 각도는 제1 범위 또는 제2 범위에 속하며,
    상기 단계 (b1)에서,
    상기 지령 틸트 각도가 상기 제1 범위에 속한 경우에 상기 Y-축의 가속도 값에 따라 상기 추정 틸트 각도가 구해지며,
    상기 지령 틸트 각도가 상기 제2 범위에 속한 경우에 상기 Z-축의 가속도 값에 따라 상기 추정 틸트 각도가 구해지는, 틸팅 제어 방법.
  15. 프로세서를 구비한 감시 카메라에 있어서,
    청구항 1, 7 중에서 어느 하나의 틸트-각도 유지 방법 또는 청구항 8, 13, 14 중에서 어느 하나의 틸팅 제어 방법을 상기 프로세서가 수행하는, 감시 카메라.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200122013A (ko) * 2019-04-17 2020-10-27 엘지이노텍 주식회사 카메라 모듈 및 광학 기기

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005352239A (ja) 2004-06-11 2005-12-22 Mitsubishi Electric Corp カメラ付き携帯端末機器
US20100253792A1 (en) 2009-04-02 2010-10-07 Katsuhisa Kawaguchi Imaging device and method for controlling power of imaging device
US20110115908A1 (en) 2009-11-13 2011-05-19 Sanyo Electric Co., Ltd. Surveillance camera
US20110261196A1 (en) 2008-10-01 2011-10-27 Mobotix Ag Adjustment securing means for monitoring cameras
US20140111643A1 (en) 2011-11-08 2014-04-24 Huawei Technologies Co., Ltd. Method, apparatus, and system for acquiring visual angle

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6080065A (ja) 1983-10-07 1985-05-07 株式会社日立製作所 セパレ−ト形空気調和機
JPH09266547A (ja) 1996-03-28 1997-10-07 Sony Corp パンチルト装置およびパンチルト方法
JPH11341335A (ja) 1998-05-28 1999-12-10 Mitsubishi Electric Corp カメラシステム
JP2000338534A (ja) 1999-05-26 2000-12-08 Yokogawa Electric Corp パンチルトカメラ装置
KR20050111223A (ko) 2004-05-21 2005-11-24 주식회사 파인디지털 감시용 카메라의 팬 틸트 동작 구동용 콘덴서 모터의 속도제어 장치
JP4488417B2 (ja) * 2004-09-15 2010-06-23 株式会社エルモ社 監視カメラ装置
KR101069184B1 (ko) 2004-11-05 2011-09-30 엘지전자 주식회사 자기장 센서를 이용한 팬/틸트 제어장치 및 방법
US7868911B2 (en) * 2004-11-09 2011-01-11 Samsung Techwin Co., Ltd. Surveillance camera capable of adjusting position and a controlling method thereof
KR100708470B1 (ko) 2005-02-28 2007-04-18 삼성전자주식회사 감시 카메라의 팬/틸트모터 제어 장치 및 그 제어 방법
JP4188394B2 (ja) * 2005-09-20 2008-11-26 フジノン株式会社 監視カメラ装置及び監視カメラシステム
DE102005000140A1 (de) 2005-10-17 2007-04-19 Hilti Ag Neigungssteuerungsverfahren
KR100844638B1 (ko) 2006-12-01 2008-07-07 현대자동차주식회사 가속도센서를 이용한 경사각 판단 시스템 및 그 방법
JP3131099U (ja) 2007-02-08 2007-04-19 成榮機械廠股▲ふん▼有限公司 軌道健康器具
KR100927323B1 (ko) 2008-01-31 2009-11-19 주식회사 코웰테크 감시용 카메라의 촬영 위치 확인 장치
KR101549458B1 (ko) 2008-11-04 2015-09-02 엘지전자 주식회사 팬 틸터와 모터 고장 및 수명 검출 방법
JP2011166336A (ja) 2010-02-08 2011-08-25 Sanyo Electric Co Ltd 監視カメラ
JP5849448B2 (ja) 2011-06-14 2016-01-27 リコーイメージング株式会社 ３軸電子コンパスを用いた方位測定方法および方位測定装置
KR101424151B1 (ko) 2012-07-16 2014-08-04 주식회사 에스 피 지 감시 카메라 장치 및 그 제어방법
JP6029692B2 (ja) 2013-01-31 2016-11-24 富士機械製造株式会社 画像処理システムおよび介助システム
JP2014171344A (ja) 2013-03-05 2014-09-18 Hitachi Ltd 撮像装置、モータ駆動装置、および撮像方法
JP6332212B2 (ja) * 2015-09-18 2018-05-30 カシオ計算機株式会社 姿勢推定装置、姿勢推定方法及びプログラム
KR102406209B1 (ko) 2015-11-09 2022-06-07 한화테크윈 주식회사 원통형 감시 카메라 및 이를 포함하는 감시 카메라 어셈블리
CN105391946A (zh) * 2015-12-29 2016-03-09 浙江宇视科技有限公司 一种防干涉摄像机及其防干涉方法
JP6080065B1 (ja) 2016-03-07 2017-02-15 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 カメラ装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005352239A (ja) 2004-06-11 2005-12-22 Mitsubishi Electric Corp カメラ付き携帯端末機器
US20110261196A1 (en) 2008-10-01 2011-10-27 Mobotix Ag Adjustment securing means for monitoring cameras
US20100253792A1 (en) 2009-04-02 2010-10-07 Katsuhisa Kawaguchi Imaging device and method for controlling power of imaging device
US20110115908A1 (en) 2009-11-13 2011-05-19 Sanyo Electric Co., Ltd. Surveillance camera
US20140111643A1 (en) 2011-11-08 2014-04-24 Huawei Technologies Co., Ltd. Method, apparatus, and system for acquiring visual angle

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