KR102485302B1 - 영상 표시장치 및 영상 표시방법 - Google Patents

영상 표시장치 및 영상 표시방법 Download PDF

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정신영
김건종
고윤수
김형준
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한화시스템 주식회사
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Abstract

본 발명은 화기가 조준하는 제1 방향으로 조준경에 표시되는 제1 영상을 촬영하도록 상기 화기에 장착되는 제1 촬영기; 운용자의 시선이 향하는 제2 방향으로 제2 영상을 촬영하도록 운용자의 웨어러블 장비에 장착되는 제2 촬영기; 상기 제1 촬영기와 무선 통신이 가능하고, 상기 제2 촬영기로부터 전달받은 제2 영상에 상기 제1 촬영기로부터 전달받은 제1 영상을 합성하여 합성영상을 생성하기 위한 합성기; 및 상기 합성기로부터 전달받은 합성영상을 운용자에게 시각적으로 표시하기 위한 표시기;를 포함하고, 화기를 목표물에 신속하게 조준시키도록 영상을 제공할 수 있다.

Description

영상 표시장치 및 영상 표시방법{PORTABLE IMAGE DISPLAY APPARATUS AND IMAGE DISPLAY METHOD}
본 발명은 영상 표시장치 및 영상 표시방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 화기를 목표물에 신속하게 조준시키도록 영상을 제공하는 영상 표시장치 및 영상 표시방법에 관한 것이다.
최근 여러 나라에서 미래 병사체계의 주요 구성품으로 전시장비 등을 개발하고 있다. 전시장비는 병사의 헬멧이나 고글형 안경에 부착되어, 화기 조준경 등으로부터 전송되는 영상을 병사에게 시각적으로 표시해줄 수 있다.
이때, 전시장비와 화기 조준경 사이에 컴퓨터가 구비된다. 컴퓨터는 병사가 착용할 수 있는 형태로 형성될 수 있고, 화기 조준경에서 획득한 영상을 전시장비에 전송하거나 동료병사와 공유시킬 수 있다.
그러나 종래에는 전시장비, 컴퓨터, 및 화기 조준경이 유선으로 연결된다. 이에, 선 때문에 병사의 움직임에 제한이 발생할 수 있고, 병사의 전투력이 저하되는 문제를 발생시킬 수 있다.
KR 10-1442019 B
본 발명은 무선통신을 이용하여 영상들을 전송받아 처리할 수 있는 영상 표시장치 및 영상 표시방법을 제공한다.
본 발명은 화기를 목표물에 신속하게 조준시키도록 영상을 제공할 수 있는 영상 표시장치 및 영상 표시방법을 제공한다.
본 발명은 화기가 조준하는 제1 방향으로 조준경에 표시되는 제1 영상을 촬영하도록 상기 화기에 장착되는 제1 촬영기; 운용자의 시선이 향하는 제2 방향으로 제2 영상을 촬영하도록 운용자의 웨어러블 장비에 장착되는 제2 촬영기; 상기 제1 촬영기와 무선 통신이 가능하고, 상기 제2 촬영기로부터 전달받은 제2 영상에 상기 제1 촬영기로부터 전달받은 제1 영상을 합성하여 합성영상을 생성하기 위한 합성기; 및 상기 합성기로부터 전달받은 합성영상을 운용자에게 시각적으로 표시하기 위한 표시기;를 포함한다.
상기 제1 촬영기 및 상기 제2 촬영기는, 제1 환경에서 영상을 촬영하기 위한 주간 촬영부; 상기 제1 환경보다 저조도인 제2 환경에서 영상을 촬영하기 위한 야간 촬영부; 및 상기 주간 촬영부 또는 상기 야간 촬영부가 촬영한 영상을 상기 합성기에 송신하기 위한 송신부;를 포함한다.
상기 합성기는, 상기 제1 촬영기와 상기 제2 촬영기의 촬영 영역을 비교하여 중첩되는 중첩영역이 있는지 판단하기 위한 비교부; 상기 중첩영역이 있다고 판단되는 경우, 상기 제2 영상 중 상기 중첩영역을 표시하는 부분에 상기 제1 영상이 제공되도록 합성하기 위한 제1 합성부; 및 상기 중첩영역이 없다고 판단되는 경우, 상기 제2 영상과 함께 상기 제1 영상이 제공되도록 합성하기 위한 제2 합성부;를 포함한다.
상기 제1 합성부는, 상기 제1 영상과 상기 제2 영상의 특징점들을 추출하기 위한 추출부; 및 상기 제1 영상과 상기 제2 영상의 특징점들을 비교하여, 상기 제2 영상 중 상기 중첩영역을 표시하는 부분을 상기 제1 영상으로 대체하기 위한 대체부;를 포함한다.
상기 제1 촬영기의 회전 각도를 검출하도록, 상기 화기에 설치되는 제1 검출기; 및 상기 제2 촬영기의 회전 각도를 검출하도록, 상기 웨어러블 장비에 설치되는 제2 검출기;를 더 포함한다.
상기 제1 합성부는, 상기 제1 검출기와 상기 제2 검출기의 검출결과를 전달받고, 상기 제1 촬영기와 상기 제2 촬영기 중 어느 하나가 다른 하나에 대하여 상대적으로 회전한 각도에 따라 상기 제1 영상이 상기 제2 영상에 합성되는 부분을 보정하기 위한 보정부를 더 포함한다.
상기 제2 영상은 중심부분 및 상기 중심부분을 감싸는 외곽부분을 포함하고, 상기 제2 합성부는, 상기 외곽부분에 상기 제1 영상을 제공한다.
상기 웨어러블 장비는 운용자가 착용하는 헬멧을 포함한다.
본 발명은 화기가 조준하는 제1 방향으로 조준경에 표시되는 제1 영상을 촬영하는 과정; 운용자의 시선이 향하는 제2 방향으로 제2 영상을 촬영하는 과정; 상기 제1 영상을 무선으로 전달받고 상기 제2 영상에 상기 제1 영상을 합성하여 합성영상을 생성하는 과정; 및 상기 합성영상을 운용자에게 시각적으로 표시하는 과정;을 포함한다.
상기 제2 영상에 상기 제1 영상을 합성하여 합성영상을 생성하는 과정은, 상기 제1 영상을 촬영하는 제1 촬영기와 상기 제2 영상을 촬영하는 제2 촬영기의 촬영 영역을 비교하여 중첩되는 중첩영역이 있는지 판단하는 과정; 및 상기 중첩영역의 존재여부에 따라 상기 제2 영상에서 상기 제1 영상을 합성할 부분을 선택하는 과정;을 포함한다.
상기 제2 영상에서 상기 제1 영상을 합성할 영역을 선택하는 과정은, 상기 중첩영역이 있다고 판단되는 경우, 상기 제2 영상 중 상기 중첩영역을 표시하는 부분에 상기 제1 영상이 제공되도록 합성하는 과정; 및 상기 중첩영역이 없다고 판단되는 경우, 상기 제2 영상과 함께 상기 제1 영상이 제공되도록 합성하는 과정;을 포함한다.
상기 제2 영상 중 상기 중첩영역을 표시하는 부분에 상기 제1 영상이 제공되도록 합성하는 과정은, 상기 제1 영상과 상기 제2 영상의 특징점들을 추출하는 과정; 상기 제1 영상과 상기 제2 영상의 특징점들을 비교하여, 상기 제2 영상 중 상기 중첩영역을 표시하는 부분을 특정하는 과정; 및 상기 중첩영역으로 특정된 부분을 상기 제1 영상으로 대체하는 과정;을 포함한다.
상기 제1 영상과 상기 제2 영상의 특징점들을 추출하는 과정은, 상기 제1 영상과 상기 제2 영상에서 엣지나 코너 부분의 픽셀 정보를 추출하는 과정을 포함하고,
상기 제2 영상 중 상기 중첩영역을 표시하는 부분을 특정하는 과정은, 상기 제1 영상과 상기 제2 영상에서 추출한 픽셀 정보를 비교하여, 상기 제2 영상에서 상기 제1 영상과 픽셀 정보가 가장 유사한 부분을, 상기 중첩영역으로 선정하는 과정을 포함한다.
상기 제2 영상 중 상기 중첩영역을 표시하는 부분에 상기 제1 영상이 제공되도록 합성한 후에, 상기 제1 촬영기와 상기 제2 촬영기가 회전하는 각도를 검출하는 과정; 및 상기 제1 촬영기와 상기 제2 촬영기 중 어느 하나가 다른 하나에 대하여 상대적으로 회전한 각도에 따라 상기 제1 영상이 상기 제2 영상에 합성되는 부분의 위치를 보정하는 과정;을 더 포함한다.
본 발명의 실시 예들에 따르면, 무선통신을 이용하여 영상들을 전송받아 처리할 수 있다. 이에, 선 때문에 운용자의 움직임이 제한되는 것을 억제하거나 방지할 수 있다. 따라서, 운용자가 용이하게 화기를 운용할 수 있다.
또한, 화기를 목표물에 신속하게 조준시키도록 영상을 제공할 수 있다. 이에, 운용자가 목표물을 신속하게 확인하여 대응할 수 있기 때문에, 운용자의 전투력이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 영상 표시장치를 운용자가 소지한 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 제1 촬영부와 제2 촬영부가 합성기에 영상을 전송하는 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 합성기의 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 영상 표시방법을 나타내는 플로우 차트이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 제1 영상과 제2 영상을 합성하는 방식을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 제2 영상에서 제1 영상을 합성하는 위치를 보정하는 방식을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 발명을 상세하게 설명하기 위해 도면은 과장될 수 있고, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 영상 표시장치를 운용자가 소지한 구조를 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 제1 촬영부와 제2 촬영부가 합성기에 영상을 전송하는 구조를 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 합성기의 구조를 나타내는 도면이다. 하기에서는 본 발명의 실시 예에 따른 영상 표시장치에 대해 설명하기로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 영상 표시장치는 운용자에게 전장상황을 영상으로 표시해주는 영상 표시장치이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 영상 표시장치(100)는 제1 촬영기(110), 제2 촬영기(120), 합성기(130), 및 표시기(140)를 포함한다.
제1 촬영기(110)는 운용자가 소지한 화기에 장착된다. 제1 촬영기(110)는 화기가 조준하는 방향을 촬영하도록 화기의 총구와 함께 운용자가 운용하는 방향으로 이동할 수 있다. 예를 들어, 제1 촬영기(110)는 화기에 장착된 조준경에 표시되는 영상을 제1 영상으로 촬영할 수 있다. 따라서, 제1 촬영기(110)는 화기가 조준하는 제1 방향으로 조준점이 표시되는 제1 영상을 촬영할 수 있다. 이에, 운용자가 화기로 사격을 수행하면, 제1 영상의 조준점이 표시된 부분으로 총탄이 발사될 수 있다. 제1 촬영기(110)는 도 2와 같이 제1 주간 촬영부(111), 제1 야간 촬영부(112), 및 제1 송신부(113)를 포함한다.
제1 주간 촬영부(111)는 제1 환경에서 영상을 촬영하는 카메라일 수 있다. 제1 환경은 주간 시간대의 촬영 환경일 수 있다. 예를 들어, 제1 주간 촬영부(111)는 CCD 카메라일 수 있고, FHD(Full High Definition) 이상의 화질로 제1 영상을 촬영할 수 있다. 따라서, 조도가 상대적으로 높은 환경에서 고화질로 제1 영상을 촬영할 수 있다. 그러나 제1 주간 촬영부(111)로 사용하는 카메라의 종류 및 화질은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
제1 야간 촬영부(112)는 제1 환경보다 저조도인 제2 환경에서 영상을 촬영하는 카메라일 수 있다. 제2 환경은 야간 시간대의 촬영 환경일 수 있다. 예를 들어, 제1 야간 촬영부(112)는 CMOS 카메라일 수 있고, VGA 이상의 화질로 제1 영상을 촬영할 수 있다. 따라서, 조도가 상대적으로 낮은 환경에서 상대적으로 노이즈가 적어지게 제1 영상을 촬영할 수 있다. 그러나 제1 야간 촬영부(112)로 사용하는 카메라의 종류 및 화질은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
한편, 제1 촬영기(110)는 제1 전환기(미도시)를 더 포함할 수도 있다. 제1 전환기는 제1 주간 촬영부(111)에서 제1 야간 촬영부(112)로 제1 영상을 촬영할 촬영부를 전환하거나, 제1 야간 촬영부(112)에서 제1 주간 촬영부(111)로 제1 영상을 촬영할 촬영부를 전환할 수 있다. 예를 들어, 제1 전환기는 미리 설정된 시간대에 자동으로 제1 영상을 촬영하는 촬영부를 전환하거나, 운용자의 조작에 의해 수동으로 제1 영상을 촬영하는 촬영부를 전환할 수 있다. 또는, 제1 전환기가 조도센서를 구비할 수 있고, 조도 센서에서 측정되는 조도가 미리 설정된 설정조도 이하이면 제1 주간 촬영부(111)에서 제1 야간 촬영부(112)로 제1 영상을 촬영할 촬영부를 전환하거나, 조도 센서에서 측정되는 조도가 설정조도를 초과하면 제1 야간 촬영부(112)에서 제1 주간 촬영부(111)로 제1 영상을 촬영할 촬영부를 전환할 수 있다. 따라서, 조도가 높은 환경에서는 고화질의 영상이 제공되고, 저조도 환경에서는 노이즈가 적은 영상이 제공되기 때문에, 조도에 상관없이 제1 영상이 화기가 향하는 영역을 정확하게 촬영할 수 있다.
제1 송신부(113)는 제1 주간 촬영부(111) 및 제1 야간 촬영부(112)로부터 데이터를 전달받을 수 있게 연결될 수 있다. 제1 송신부(113)는 무선 안테나를 구비할 수 있다. 이에, 제1 주간 촬영부(111) 또는 제1 야간 촬영부(112)에서 촬영한 제1 영상이 제1 송신부(113)로 전달될 수 있고, 제1 송신부(113)는 전달받은 제1 영상을 합성기(130)에 무선으로 송신할 수 있다. 따라서, 합성기(130)로 제1 영상을 전송하기 위한 선이 구비되지 않기 때문에, 운용자가 화기를 운용하는데 제한이 발생하는 것을 억제하거나 방지할 수 있다.
제2 촬영기(120)는 운용자의 웨어러블 장비에 장착된다. 예를 들어, 제2 촬영기(120)가 장착되는 웨어러블 장비는 운용자가 착용하는 헬멧일 수 있고, 운용자의 시선이 향하는 방향을 촬영하도록 제2 촬영기(120)는 헬멧과 함께 운용자의 얼굴이 이동하는 방향으로 이동할 수 있다. 따라서, 제2 촬영기(120)는 운용자의 시선이 향하는 제2 방향으로 제2 영상을 촬영할 수 있다. 또한, 제2 촬영기(120)는 제1 촬영기(110)보다 큰 화각을 가져 촬영범위가 넓을 수 있고, 운용자의 시야와 동일한 배율로 제2 영상을 촬영하도록 설정될 수 있다. 이에, 제1 영상보다 제2 영상에 더 넓은 영역이 표시될 수 있고, 운용자의 실제 시야처럼 제2 영상을 생성할 수 있다. 제2 촬영기(120)는 도 2와 같이 제2 주간 촬영부(121), 제2 야간 촬영부(122), 및 제2 송신부(123)를 포함한다.
제2 주간 촬영부(121)는 제1 환경에서 영상을 촬영하는 카메라일 수 있다. 제1 환경은 주간 시간대의 촬영 환경일 수 있다. 이에, 제2 주간 촬영부(121)는 조도가 상대적으로 높은 환경에서 제2 영상을 촬영할 수 있고, 제2 주간 촬영부(121)로 상대적으로 고화질로 촬영 가능한 카메라를 사용할 수 있다.
제2 야간 촬영부(122)는 제1 환경보다 저조도인 제2 환경에서 영상을 촬영하는 카메라일 수 있다. 제2 환경은 야간 시간대의 촬영 환경일 수 있다. 이에, 제2 야간 촬영부(122)는 조도가 상대적으로 낮은 환경에서 제2 영상을 촬영할 수 있고, 제2 야간 촬영부(122)로 상대적으로 노이즈가 적어지도록 촬영 가능한 카메라를 사용할 수 있다.
한편, 제2 촬영기(120)는 제2 전환기(미도시)를 더 포함할 수도 있다. 제2 전환기는 제2 주간 촬영부(121)에서 제2 야간 촬영부(122)로 제2 영상을 촬영할 촬영부를 전환하거나, 제2 야간 촬영부(122)에서 제2 주간 촬영부(121)로 제2 영상을 촬영할 촬영부를 전환할 수 있다. 예를 들어, 제2 전환기는 미리 설정된 시간대에 자동으로 제2 영상을 촬영하는 촬영부를 전환하거나, 운용자의 조작에 의해 수동으로 제2 영상을 촬영하는 촬영부를 전환할 수 있다. 또는, 제2 전환기가 조도센서를 구비할 수 있고, 조도 센서에서 측정되는 조도가 미리 설정된 설정조도 이하이면 제2 주간 촬영부(121)에서 제2 야간 촬영부(122)로 제2 영상을 촬영할 촬영부를 전환하거나, 조도 센서에서 측정되는 조도가 설정조도를 초과하면 제2 야간 촬영부(122)에서 제2 주간 촬영부(121)로 제2 영상을 촬영할 촬영부를 전환할 수 있다. 이에, 조도가 높은 환경에서는 고화질의 영상이 제공되고, 저조도 환경에서는 노이즈가 적은 영상이 제공되기 때문에, 조도에 상관없이 제2 영상이 운용자의 시야가 향하는 주변환경을 정확하게 촬영할 수 있다. 이때, 제2 전환기는 제1 전환기에 구비되는 조도 센서를 이용할 수도 있다. 따라서, 하나의 조도 센서를 이용하여 제1 전환기와 제2 전환기가 사용하는 촬영부를 전환할 수 있다.
제2 송신부(123)는 제2 주간 촬영부(121) 및 제2 야간 촬영부(122)로부터 데이터를 전달받을 수 있게 연결될 수 있다. 이때, 제2 송신부(123)는 무선 안테나를 구비하는 경우, 제2 주간 촬영부(121) 또는 제2 야간 촬영부(122)에서 촬영한 제2 영상이 제2 송신부(123)로 전달될 수 있고, 제2 송신부(123)는 전달받은 제2 영상을 합성기(130)에 무선으로 송신할 수 있다. 따라서, 합성기(130)로 제2 영상을 전송하기 위한 선이 구비되지 않기 때문에, 선에 의해 운용자의 시야를 방해하거나 운용자의 움직임이 제한되는 것을 억제하거나 방지할 수 있다. 또는, 제2 송신부(123)가 무선 안테나 대신 케이블을 구비하여 합성기(130)와 연결될 수도 있다. 이에, 제2 송신부(123)가 케이블을 통해 신속하고 안정적으로 합성기(130)에 제2 영상을 전달할 수 있다.
이처럼 무선통신을 이용하여 촬영기들이 합성기(130)로 영상들을 전송할 수 있다. 따라서, 선 때문에 운용자의 움직임이 제한되는 것을 억제하거나 방지할 수 있다. 이에, 운용자가 용이하게 화기를 운용할 수 있다.
합성기(130)는 운용자가 착용한 웨어러블 장비에 장착된다. 예를 들어, 웨어러블 장비는 헬멧일 수 있고, 합성기(130)는 제1 촬영기(110)보다 표시기(140)에 근접하게 배치될 수 있다. 합성기(130)는 제1 촬영기(110)와 무선 통신이 가능하고, 제2 촬영기(120)와 유선 또는 무선 통신이 가능하다. 이에, 무선으로 합성기(130)에 제1 영상이 송신될 수 있고, 유선 또는 무선으로 송신기(130)에 제2 영상이 송신될 수 있다. 따라서, 합성기(130)는 제1 영상과 제2 영상을 전달받을 수 있고, 제2 영상에 제1 영상을 합성하여 합성영상을 생성할 수 있다. 합성기(130)는 도 3과 같이 비교부(131), 제1 합성부(132), 및 제2 합성부(133)를 포함한다.
비교부(131)는 제1 촬영기(110)와 제2 촬영기(120)의 촬영 영역을 비교하여 중첩되는 중첩영역이 있는지 판단할 수 있다. 예를 들어, 비교부(131)는 제1 촬영기(110)의 촬영 영역과 제2 촬영기(120)의 촬영 영역이 분석하여, 제2 촬영기(120)의 촬영 영역에 제1 촬영기(110)의 촬영 영역이 포함되는지 판단할 수 있다. 이에, 제2 촬영기(120)의 촬영 영역에 제1 촬영기(110)의 촬영 영역이 포함되면 중첩영역 있다고 판단하고, 제2 촬영기(120)의 촬영 영역에 제1 촬영기(110)의 촬영 영역이 포함되지 않으면 중첩영역이 없다고 판단할 수 있다. 또는, 제1 촬영기(110)와 제2 촬영기(120)에 각각 자이로스코프가 구비될 수 있고, 비교부(131)는 제1 촬영기(110)에 구비된 자이로스코프가 제공하는 제1 방향과, 제2 촬영기(120)에 구비된 자이로스코프가 제공하는 제2 방향을 비교할 수 있다. 따라서, 제1 방향과 제2 방향을 비교하여 일치율을 산출한 후, 일치율을 미리 설정된 설정값과 비교할 수 있다. 일치율이 설정값 이상이면 두 촬영기가 서로 동일하거나 유사한 방향의 영역을 촬영하기 때문에 중첩영역이 있다고 판단하고, 일치율이 설정값 미만이면 두 촬영기가 서로 다른 방향의 영역을 촬영하기 때문에 중첩영역이 없다고 판단할 수 있다. 그러나 비교부(131)가 중첩영역이 있는지 판단하는 방식은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
제1 합성부(132)는 비교부(131)와 데이터를 주고받을 수 있게 연결될 수 있다. 이에, 제1 합성부(132)는 비교부(131)의 비교결과를 전달받을 수 있다. 중첩영역이 있다고 판단되는 경우, 제1 합성부(132)는 제2 영상 중 중첩영역을 표시하는 부분에 제1 영상이 제공되도록 합성할 수 있다. 제1 합성부(132)는 추출부(132a), 및 대체부(132b)를 포함한다.
추출부(132a)는 제1 영상과 제2 영상의 특징점들을 추출할 수 있다. 예를 들어, 제1 영상과 제2 영상 각각에서 엣지나 코너 부분의 픽셀 정보를 추출할 수 있다.
대체부(132b)는 추출부(132a)와 데이터를 주고받을 수 있게 연결될 수 있다. 이에, 대체부(132b)는 추출부(132a)에서 추출된 제1 영상과 제2 영상 각각의 특징점들을 전달받을 수 있다. 대체부(132b)는 제1 영상과 제2 영상의 특징점들을 비교하여 중첩영역으로 특정하고, 제2 영상 중 중첩영역을 표시하는 부분을 제1 영상으로 대체할 수 있다. 즉, 제1 영상과 제2 영상에서 추출한 픽셀 정보를 비교하여, 제2 영상에서 제1 영상과 픽셀 정보가 가장 유사한 부분을 중첩영역으로 선정할 수 있다. 따라서, 제2 영상에서 중첩영역으로 선정된 부분이 제1 영상으로 대체하도록 제2 영상에 제1 영상을 합성할 수 있다.
제2 합성부(133)는 비교부(131)와 데이터를 주고받을 수 있게 연결될 수 있다. 이에, 제2 합성부(133)는 비교부(131)의 비교결과를 전달받을 수 있다. 중첩영역이 없다고 판단되는 경우, 제2 합성부(133)는 제2 영상과 함께 제1 영상이 제공되도록 합성할 수 있다. 즉, 제2 영상에서 제1 영상이 표시될 영역을 미리 설정하고, 설정된 영역에 제1 영상을 합성할 수 있다. 예를 들어, 제2 영상이 중심부분 및 중심부분을 감싸는 외곽부분을 포함하는 경우, 제2 합성부(133)는 제2 영상의 외곽부분에 제1 영상이 제공되도록 합성할 수 있다.
표시기(140)는 운용자가 착용한 웨어러블 장비에 장착된다. 예를 들어, 표시기(140)가 장착되는 웨어러블 장비는 헬멧이나 고글형 안경일 수 있고, 디스플레이를 구비할 수 있다. 디스플레이는 HMD(Head Mounted Display)일 수 있다. 표시기(140)는 합성기(130)와 데이터를 주고받을 수 있게 연결될 수 있다. 이에, 표시기(140)는 합성기(130)로부터 전달받은 합성영상을 운용자에게 시각적으로 표시할 수 있다. 따라서, 운용자는 제2 영상 및 제2 영상에 합성된 제1 영상을 동시에 함께 확인할 수 있다.
한편, 영상 표시장치(100)는 제1 검출기(150), 및 제2 검출기(160)를 더 포함할 수도 있다. 제1 검출기(150)는 제1 촬영기(110)의 회전 각도를 검출할 수 있고, 합성기(130)에 검출결과를 전송할 수 있다. 제2 검출기(160)는 제2 촬영기(120)의 회전 각도를 검출할 수 있고, 합성기(130)에 검출결과를 전송할 수 있다.
제1 검출기(150)는 제1 촬영기(110) 또는 화기에 설치될 수 있다. 이에, 제1 검출기(150)는 제1 촬영기(110)의 회전 각도를 검출할 수 있다. 예를 들어, 제1 검출기(150)는 관성 측정장비일 수 있다. 따라서, 제1 촬영기(110)의 움직임을 인식하고, 제1 촬영기(110)가 화기에 의해 회전하는 각도 등을 산출할 수 있다.
제2 검출기(160)는 제2 촬영기(120) 또는 웨어러블 장비에 설치될 수 있다. 이에, 제2 검출기(160)는 제2 촬영기(120)의 회전 각도를 검출할 수 있다. 예를 들어, 제2 검출기(160)는 관성 측정장비일 수 있다. 따라서, 제2 촬영기(120)의 움직임을 인식하고, 제2 촬영기(120)가 운용자의 움직임으로 의해 회전하는 각도 등을 산출할 수 있다.
이때, 제1 검출기(150)와 제2 검출기(160)의 검출결과를 이용할 수 있도록, 합성기(130)의 제1 합성부(132)에 보정부(132c)가 더 포함될 수 있다. 보정부(132c)는 제1 촬영기(110)와 제2 촬영기(120) 중 어느 하나가 다른 하나에 대하여 상대적으로 회전한 각도에 따라 제1 영상이 제2 영상에 합성되는 부분을 보정할 수 있다. 즉, 제1 촬영기(110)와 제2 촬영기(120) 중 어느 하나가 다른 하나에 대하여 상대적으로 이동하는 경우, 제2 영상에서 중첩영역을 표시하는 부분의 위치가 변경될 수 있기 때문에, 상대적으로 회전한 각도만큼 제1 영상이 제2 영상에 합성되는 위치를 조정할 수 있다. 따라서, 운용자는 제2 영상을 통해 실제 자신의 시야로 보는 것처럼 전장 상황을 전체적으로 확인하면서, 동일한 화면에서 제2 영상에 합성된 제1 영상을 통해 화기가 향하는 위치도 확인하여 정밀하게 목표물을 사격할 수 있다.
이처럼 화기를 목표물에 신속하게 조준시키도록 영상을 제공할 수 있다. 따라서, 운용자가 목표물을 신속하게 확인하여 대응할 수 있기 때문에, 운용자의 전투력이 향상될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 영상 표시방법을 나타내는 플로우 차트이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 제1 영상과 제2 영상을 합성하는 방식을 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 제2 영상에서 제1 영상을 합성하는 위치를 보정하는 방식을 나타내는 도면이다. 하기에서는 본 발명의 실시 예에 따른 영상 표시방법에 대해 설명하기로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 영상 표시방법은 운용자에게 전장상황을 영상으로 표시해주는 영상 표시방법이다. 도 4를 참조하면 영상 표시방법은, 화기가 조준하는 제1 방향으로 조준경에 표시되는 제1 영상을 촬영하는 과정(S110), 운용자의 시선이 향하는 제2 방향으로 제2 영상을 촬영하는 과정(S120), 제1 영상을 무선으로 전달받고 제2 영상에 제1 영상을 합성하여 합성영상을 생성하는 과정(S130), 및 합성영상을 운용자에게 시각적으로 표시하는 과정(S140)을 포함한다.
이때, 영상 표시방법은 본 발명의 실시 예에 따른 영상 표시장치에 의해 수행될 수 있다. 따라서, 하기에서는 본 발명의 실시 예에 따른 영상 표시장치를 이용하여 영상 표시방법을 수행하는 과정을 설명하기로 한다. 그러나 이에 한정되지 않고 다양한 구조의 영상 표시장치에 의해 본 발명의 실시 예에 따른 영상 표시방법이 수행될 수 있다.
우선, 화기가 조준하는 제1 방향으로 조준경에 표시되는 제1 영상을 촬영한다(S110). 즉, 운용자가 소지한 화기에 장착된 제1 촬영기(110)로 제1 영상을 촬영할 수 있다. 이에, 화기가 조준하는 방향을 따라 제1 촬영기(110)가 함께 이동하면서 제1 방향으로 제1 영상을 촬영할 수 있다.
그 다음, 운용자의 시선이 향하는 제2 방향으로 제2 영상을 촬영한다(S120). 즉, 운용자가 착용한 헬멧과 같은 웨어러블 장비에 장착된 제2 촬영기(120)로 제2 영상을 촬영할 수 있다. 이에, 운영자의 시선이 향하는 방향을 따라 헬멧과 함께 제2 촬영기(120)가 이동하면서 제2 방향으로 제2 영상을 촬영할 수 있다. 또한, 제2 촬영기(120)는 제1 촬영기(110)보다 큰 화각을 가지기 때문에 제2 영상의 촬영범위가 제1 영상보다 넓을 수 있고, 제2 촬영기(120)는 운용자의 시야와 동일한 배율로 제2 영상을 촬영하기 때문에 운용자의 실제 시야로 보는 것처럼 제2 영상을 생성할 수 있다. 따라서, 운용자가 제2 영상을 보는 경우, 실제 시야로 주변 환경을 보는 것과의 이질감을 감소시킬 수 있다. 이때, 제2 영상을 촬영하는 과정은 제1 영상을 촬영하는 과정과 동시에 함께 수행될 수 있다.
그 다음, 제1 영상을 무선으로 전달받고 제2 영상에 제1 영상을 합성하여 합성영상을 생성한다(S130). 상세하게는, 합성기(130)가 제1 촬영기(110)로부터 제1 영상을 무선을 전달받고, 제2 촬영기(120)로부터 제2 영상을 무선 또는 유선으로 전달받을 수 있다. 이에, 합성기(130)로 제1 영상을 전송하기 위한 선이 구비되지 않기 때문에, 운용자가 화기를 운용하는데 제한이 발생하는 것을 억제하거나 방지할 수 있다. 제2 촬영기(120)도 제2 영상을 무선으로 전송하는 경우, 합성기(130)로 제2 영상을 전송하기 위한 선이 구비되지 않기 때문에, 선에 의해 운용자의 시야를 방해하거나 운용자의 움직임이 제한되는 것을 억제하거나 방지할 수 있다.
이처럼 무선통신을 이용하여 촬영기들이 합성기(130)로 영상들을 전송할 수 있다. 따라서, 선 때문에 운용자의 움직임이 제한되는 것을 억제하거나 방지할 수 있기 때문에, 운용자가 용이하게 화기를 운용하여 전투력이 향상될 수 있다.
또한, 합성기(130)는 제2 영상에 제1 영상을 합성하여 합성영상을 생성할 수 있다. 상세하게는, 제1 영상을 촬영하는 제1 촬영기(110)와 제2 영상을 촬영하는 제2 촬영기(120)의 촬영 영역을 비교하여 중첩되는 중첩영역이 있는지 판단하고, 중첩영역의 존재여부에 따라 제2 영상에서 상기 제1 영상을 합성할 부분을 선택하여 합성영상을 생성할 수 있다.
예를 들어, 중첩영역이 있다고 판단되는 경우, 도 5의 (a)와 같이 제2 영상(B) 중 중첩영역을 표시하는 부분에 제1 영상(A)이 제공되도록 합성할 수 있다. 이를 위해, 제1 영상(A)과 제2 영상(B)의 특징점들을 추출한 후, 제1 영상(A)과 제2 영상(B)의 특징점들 사이의 유사도를 비교하여, 제2 영상(B) 중 중첩영역을 표시하는 부분을 특정할 수 있다. 즉, 제1 영상(A)과 제2 영상(B)에서 엣지나 코너 부분의 픽셀 정보를 추출하고, 제1 영상(A)과 제2 영상(B)에서 추출한 픽셀 정보를 비교하여 제2 영상(B)에서 제1 영상(A)과 픽셀 정보가 가장 유사한 부분을 중첩영역이 표시되는 부분으로 선정할 수 있다. 중첩영역이 특정되면, 제2 영상(B)에서 중첩영역으로 특정된 부분을 제1 영상(A)으로 대체할 수 있다.
또는, 중첩영역이 없다고 판단되는 경우, 도 5의 (b)와 같이 제2 영상(B)과 함께 제1 영상(A)이 제공되도록 합성할 수 있다. 이를 위해, 제2 영상(B)을 중심부분 및 중심부분을 감싸는 외곽부분으로 구분하고, 외곽부분에 제1 영상(A)을 합성할 수 있다. 이에, 운용자의 시선과 화기가 향하는 방향이 서로 다르더라도 합성영상에 제2 영상(B)과 제1 영상(A)이 함께 표시될 수 있고, 제1 영상(A) 때문에 제2 영상(B)의 중심부분이 가려져 운용자의 시야를 방해하는 것을 억제하거나 방지할 수 있다. 따라서, 운용자가 합성영상에서 제2 영상(B) 부분을 통해 주변환경도 용이하게 확인하면서, 제1 영상(A) 부분을 통해 운용자의 시야 밖에 있는 목표물도 용이하게 확인할 수 있다.
한편, 제2 영상의 중첩영역을 표시하는 부분에 제1 영상을 합성할 때, 운용자의 시선이나 화기가 조준하는 방향이 변경될 수 있다. 이에, 제2 영상에서 중첩영역을 표시하는 부분의 위치가 변경되기 때문에, 제2 영상에 제1 영상을 합성한 후, 운용자의 시선이나 화기가 조준하는 방향이 변경될 때마다 제2 영상에서 제1 영상이 합성되는 부분의 위치를 보정해야 한다. 따라서, 제1 촬영기(110)와 제2 촬영기(120)가 회전하는 각도를 각각 검출한 후, 제1 촬영기(110)와 제2 촬영기(120) 중 어느 하나가 다른 하나에 대하여 상대적으로 회전한 각도에 따라 제1 영상이 제2 영상에 합성되는 부분의 위치를 보정할 수 있다.
예를 들어, 도 6의 (a)와 같이 운용자가 고개를 아래로 움직여 제2 촬영기(120)가 회전 이동하고 제1 촬영기(110)는 회전 이동하지 않는 경우, 제2 영상(B)이 향하는 시선이 아래로 회전 이동하게 되고, 제1 영상(A)이 향하는 시선은 변경되지 않는다. 따라서, 제2 영상(B)이 향하는 시선이 아래로 이동한만큼, 제2 영상(B)에서 제1 영상(A)이 합성되는 위치가 실제보다 위로 이동하기 때문에, 제1 영상(A)을 제2 영상(B)에 합성시키는 위치를 상측으로 이동시켜 합성 위치를 보정할 수 있다.
또는, 도 6의 (b)와 같이 운용자가 화기가 조준하는 방향을 아래로 이동시켜 제1 촬영기(110)가 이동하고 제2 촬영기(120)는 이동하지 않는 경우, 제2 영상(B)이 향하는 시선은 변경되지 않고, 제1 영상(A)이 향하는 시선은 아래로 회전 이동한다. 따라서, 제1 영상(A)이 향하는 시선이 아래로 이동한만큼, 제2 영상(B)에서 제1 영상(A)이 합성되는 위치가 실제보다 아래로 이동하기 때문에, 제1 영상(A)을 제2 영상(B)에 합성시키는 위치를 하측으로 내려 합성 위치를 보정할 수 있다.
그 다음, 합성영상을 운용자에게 시각적으로 표시한다(S140). 즉, 합성기(130)에서 생성된 합성영상이 표시기(140)에 실시간으로 전달되고, 표시기(140)는 운용자에게 합성영상을 시각적으로 표시해줄 수 있다. 따라서, 운용자는 표시기(140)에 표시되는 합성영상을 통해 주변환경을 용이하게 확인하면서 화기가 조준되는 영역도 확인할 수 있다. 또한, 운용자의 시선이나 화기가 조준하는 방향이 변경될 때마다 제2 영상에 제1 영상이 보정되는 위치를 실시간으로 보정하면서 합성영상을 운용자에게 표시할 수 있다. 이에, 주변환경에 목표물이 나타나는 것을 운용자가 신속하게 확인하면서, 화기를 목표물을 향해 신속하게 조준시킬 수 있다.
이처럼 화기를 목표물에 신속하게 조준시키도록 영상을 제공할 수 있다. 따라서, 운용자가 목표물을 신속하게 확인하여 대응할 수 있기 때문에, 운용자의 전투력이 향상될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하며, 실시 예들 간에 다양한 조합도 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 아래에 기재될 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 영상 표시장치 110: 제1 촬영기
120: 제2 촬영기 130: 합성기
131: 비교부 132: 제1 합성부
133: 제2 합성부 140: 표시기

Claims (14)

  1. 화기가 조준하는 제1 방향으로 조준경에 표시되는 제1 영상을 촬영하도록 상기 화기에 장착되는 제1 촬영기;
    운용자의 시선이 향하는 제2 방향으로 제2 영상을 촬영하도록 운용자의 웨어러블 장비에 장착되는 제2 촬영기;
    상기 제1 촬영기와 무선 통신이 가능하고, 상기 제2 촬영기로부터 전달받은 제2 영상에 상기 제1 촬영기로부터 전달받은 제1 영상을 합성하여 합성영상을 생성하기 위한 합성기; 및
    상기 합성기로부터 전달받은 합성영상을 운용자에게 시각적으로 표시하기 위한 표시기;를 포함하고,
    상기 합성기는,
    상기 제1 촬영기와 상기 제2 촬영기의 촬영 영역을 비교하여 중첩되는 중첩영역이 있는지 판단하기 위한 비교부,
    상기 중첩영역이 있다고 판단되는 경우, 상기 제2 영상 중 상기 중첩영역을 표시하는 부분에 상기 제1 영상이 제공되도록 합성하기 위한 제1 합성부, 및
    상기 중첩영역이 없다고 판단되는 경우, 상기 제2 영상과 함께 상기 제1 영상이 제공되도록 합성하기 위한 제2 합성부를 포함하는 영상 표시장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 촬영기 및 상기 제2 촬영기는,
    제1 환경에서 영상을 촬영하기 위한 주간 촬영부;
    상기 제1 환경보다 저조도인 제2 환경에서 영상을 촬영하기 위한 야간 촬영부; 및
    상기 주간 촬영부 또는 상기 야간 촬영부가 촬영한 영상을 상기 합성기에 송신하기 위한 송신부;를 포함하는 영상 표시장치.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 합성부는,
    상기 제1 영상과 상기 제2 영상의 특징점들을 추출하기 위한 추출부; 및
    상기 제1 영상과 상기 제2 영상의 특징점들을 비교하여, 상기 제2 영상 중 상기 중첩영역을 표시하는 부분을 상기 제1 영상으로 대체하기 위한 대체부;를 포함하는 영상 표시장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1 촬영기의 회전 각도를 검출하도록, 상기 화기에 설치되는 제1 검출기; 및
    상기 제2 촬영기의 회전 각도를 검출하도록, 상기 웨어러블 장비에 설치되는 제2 검출기;를 더 포함하는 영상 표시장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1 합성부는,
    상기 제1 검출기와 상기 제2 검출기의 검출결과를 전달받고, 상기 제1 촬영기와 상기 제2 촬영기 중 어느 하나가 다른 하나에 대하여 상대적으로 회전한 각도에 따라 상기 제1 영상이 상기 제2 영상에 합성되는 부분을 보정하기 위한 보정부를 더 포함하는 영상 표시장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 영상은 중심부분 및 상기 중심부분을 감싸는 외곽부분을 포함하고,
    상기 제2 합성부는, 상기 외곽부분에 상기 제1 영상을 제공하는 영상 표시장치.
  8. 청구항 1, 청구항 2, 및 청구항 4 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 웨어러블 장비는 운용자가 착용하는 헬멧을 포함하는 영상 표시장치.
  9. 화기가 조준하는 제1 방향으로 조준경에 표시되는 제1 영상을 촬영하는 과정;
    운용자의 시선이 향하는 제2 방향으로 제2 영상을 촬영하는 과정;
    상기 제1 영상을 무선으로 전달받고 상기 제2 영상에 상기 제1 영상을 합성하여 합성영상을 생성하는 과정; 및
    상기 합성영상을 운용자에게 시각적으로 표시하는 과정;을 포함하고,
    상기 제2 영상에 상기 제1 영상을 합성하여 합성영상을 생성하는 과정은,
    상기 제1 영상을 촬영하는 제1 촬영기와 상기 제2 영상을 촬영하는 제2 촬영기의 촬영 영역을 비교하여 중첩되는 중첩영역이 있는지 판단하는 과정, 및
    상기 중첩영역의 존재여부에 따라 상기 제2 영상에서 상기 제1 영상을 합성할 부분을 선택하는 과정을 포함하는 영상 표시방법.
  10. 삭제
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 제2 영상에서 상기 제1 영상을 합성할 영역을 선택하는 과정은,
    상기 중첩영역이 있다고 판단되는 경우, 상기 제2 영상 중 상기 중첩영역을 표시하는 부분에 상기 제1 영상이 제공되도록 합성하는 과정; 및
    상기 중첩영역이 없다고 판단되는 경우, 상기 제2 영상과 함께 상기 제1 영상이 제공되도록 합성하는 과정;을 포함하는 영상 표시방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제2 영상 중 상기 중첩영역을 표시하는 부분에 상기 제1 영상이 제공되도록 합성하는 과정은,
    상기 제1 영상과 상기 제2 영상의 특징점들을 추출하는 과정;
    상기 제1 영상과 상기 제2 영상의 특징점들을 비교하여, 상기 제2 영상 중 상기 중첩영역을 표시하는 부분을 특정하는 과정; 및
    상기 중첩영역으로 특정된 부분을 상기 제1 영상으로 대체하는 과정;을 포함하는 영상 표시방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제1 영상과 상기 제2 영상의 특징점들을 추출하는 과정은,
    상기 제1 영상과 상기 제2 영상에서 엣지나 코너 부분의 픽셀 정보를 추출하는 과정을 포함하고,
    상기 제2 영상 중 상기 중첩영역을 표시하는 부분을 특정하는 과정은,
    상기 제1 영상과 상기 제2 영상에서 추출한 픽셀 정보를 비교하여, 상기 제2 영상에서 상기 제1 영상과 픽셀 정보가 가장 유사한 부분을, 상기 중첩영역으로 선정하는 과정을 포함하는 영상 표시방법.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 제2 영상 중 상기 중첩영역을 표시하는 부분에 상기 제1 영상이 제공되도록 합성한 후에,
    상기 제1 촬영기와 상기 제2 촬영기가 회전하는 각도를 검출하는 과정; 및
    상기 제1 촬영기와 상기 제2 촬영기 중 어느 하나가 다른 하나에 대하여 상대적으로 회전한 각도에 따라 상기 제1 영상이 상기 제2 영상에 합성되는 부분의 위치를 보정하는 과정;을 더 포함하는 영상 표시방법.
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