KR102679383B1 - 거리 측정 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 거리 측정 방법은, 크기가 정해진 이미지가 표시되는 표시부를 촬영하는 촬영부와, 이미지에 대응하는 픽셀수값에 기초하여 표시부까지의 거리값을 계산하는 처리부와, 표시부까지의 거리값을 사용자에게 제공하는 안내부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

거리 측정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MEASURING DISTANCE}
본 발명은 거리 측정 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 큐알코드의 형상 등을 활용하여 카메라와 큐알코드 사이의 거리를 측정하고 큐알코드 부착 대상물의 정보를 안내할 수 있는 거리 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 시각장애인은 주변의 사물을 인지하기 위하여 지팡이를 이용하거나, 점자를 인지하는 방식 등으로 주변 사물 정보를 얻는다.
카메라를 활용한 인식 기술이 개발되고 있지만 시각장애인이 필요한 대상물의 정보만 선별적으로 제공할 수 없다. 예를 들어 카메라 영상인식으로 실내에서 문을 인지할 수 있지만 형체만 구분하는 패턴인식으로는 화장실 문인지 안방문인지 구분할 수는 없다.
대상물의 정보를 알리기 위하여 대상물에 카메라 영상 인식되는 기호나 큐알코드 등을 넣을 수 있지만, 시각장애인이 이동 시에는 대상물이 무엇인지 식별하는 정보만으로는 부족하다. 대상물의 정보와 함께, 대상물 까지의 거리와 방향 정보가 있어야 식별하고 방향을 정하고 이동하는 것이 가능하다.
최근에는 카메라 영상인식 기술에 라이더나 초음파 센서와 같은 거리 측정 장치들을 융합하여 주변 공간의 사물의 위치를 맵핑하고 식별하는 기술로 무인주행 자동차등을 운영하기도 한다. 그러나 시각장애인이 여러 개의 센서와 카메라를 가진 장치를 착용하고 이동하는 것는 무겁고 또 거추장스러운 문제점이 있다. 따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명의 배경 기술은, 대한민국 등록특허공보 10-1691422(2016.12.26 등록, 발명의 명칭: 시각장애인용 실내위치 정보 제공 스틱)에 개시되어 있다.
본 발명은 큐알코드 등의 표시부를 인식하여 표시부가 부착된 물체 까지의 거리 및 물체에 대한 정보를 안내할 수 있는 거리 측정 장치 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 거리 측정 방법은, 크기가 정해진 이미지가 표시되는 표시부를 촬영하는 촬영부; 상기 이미지에 대응하는 픽셀수값에 기초하여 상기 표시부까지의 거리값을 계산하는 처리부; 및 상기 표시부까지의 거리값을 사용자에게 제공하는 안내부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 표시부는, 기 설정된 간격으로 표시되는 복수 개의 심볼이미지를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 표시부는, 기 설정된 크기로 표시되는 원이미지를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 표시부는, 큐알코드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 처리부는, 크기가 정해진 상기 이미지에 대응하는 픽셀수값에 기초하여 상기 표시부까지의 거리를 계산하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 표시부에는 상기 표시부가 부착되는 물체의 정보를 나타내는 물체정보이미지가 표시되고, 상기 처리부는 상기 촬영부가 촬영한 상기 물체정보이미지로부터 상기 표시부가 부착된 물체를 인식하여 생성된 물체정보를 상기 안내부에 전달하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 거리 측정 방법은 크기가 정해진 이미지가 표시되는 표시부를 촬영하는 이미지입력단계; 상기 이미지에 대응하는 픽셀수값으로부터 상기 표시부까지의 거리를 계산하는 처리단계; 및 상기 표시부까지의 거리를 사용자에게 안내하는 안내단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 거리 측정 방법은 상기 표시부에는 상기 표시부가 부착되는 물체의 정보를 나타내는 물체정보이미지가 표시되고, 상기 이미지입력단계에서 입력된 상기 물체정보이미지로부터 상기 표시부가 부착된 물체를 인식하는 물체인식단계; 및 상기 물체인식단계에서 인식된 물체 정보를 사용자에게 안내하는 물체안내단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 처리단계는, 크기가 정해진 상기 이미지에 대응하는 픽셀수값에 기초하여 상기 표시부까지의 거리를 계산하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 처리단계는, 상기 이미지입력단계에서 상기 표시부가 복수 개 입력된 때에는 가장 큰 상기 표시부의 이미지를 선정하는 표시부선정단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 간단한 구성 및 방법으로 표시부까지의 거리와, 표시부가 부착된 물체의 정보를 시각장애인 등의 사용자에게 안내할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른, 거리 측정 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 거리 측정 장치에서 복수 개의 심볼이미지 간격을 이용하여 거리를 계산하는 것을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 거리 측정 장치에서 원이미지 간격을 이용하여 거리를 계산하는 것을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 거리 측정 장치에서 표시부가 소정 각도 기울어진 상태와 표시부의 정면 상태를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 거리 측정 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 거리 측정 방법의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 거리 측정 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1을 참고하면, 본 실시예에 따른 거리 측정 장치(1)는 촬영부(300), 처리부(500) 및 안내부(700)를 포함하여, 촬영부(300)로부터 표시부(100)까지의 거리를 측정하여 사용자에게 안내할 수 있다.
촬영부(300)는 크기가 정해진 이미지가 표시되는 표시부(100)를 촬영한다. 본 실시예에서 촬영부(300)는 이미지센서(310)를 구비하는 카메라로 예시되며, 스마트폰의 카메라, 사용자의 안경에 장착되는 카메라 또는 신체에 장착할 수 있는 카메라 등으로 예시될 수 있다.
촬영부(300)는 표시부(100)에 표시되는 이미지를 이미지센서(310)에서 인식하게 되며, 특히, 크기가 정해진 이미지가 이미지센서(310)에 대응되는 픽셀수인 측정픽셀수값에 대응되어 인식된다.
본 실시예에서 표시부(100)는 거리 측정의 기준이 될 수 있는 다양한 이미지를 포함할 수 있다. 예를 들어 표시부(100)는 기 설정된 간격으로 표시되는 복수 개의 심볼이미지(110)를 포함할 수 있다.
복수 개의 심볼이미지(110)가 기 설정된 간격, 예를 들어 1cm로 설정되어 위치할 때, 촬영부(300)가 표시부(100)를 촬영하면 해당 간격에 대응되는 이미지센서(310)의 측정픽셀수값이 촬영부(300)로부터 심볼이미지(110)까지의 거리에 따라 달라지게 된다.
이러한 심볼이미지(110)는 세 개 이상일 수 있으며, 세 개 이상인 경우 복수 개의 간격에 대응되는 픽셀수값을 평균하여 거리값을 계산하거나, 촬영부(300)에 대하여 표시부(100)가 기울어진 정도를 계산하여 측정된 거리값을 보정할 수 있다.
또한, 표시부(100)는 기 설정된 크기로 표시되는 도형, 예를 들어 원이미지(130)를 포함할 수 있다. 예를 들어 촬영부(300)가 지름이 1cm인 원이미지(130)를 촬영하면, 원이미지(130)의 지름에 대응되는 픽셀수값은 촬영부(300)에서 원이미지(130) 사이의 거리에 비례하게 되며, 간단한 비례식을 이용하여 촬영부(300)로부터 표시부(100)까지의 거리를 계산할 수 있게 된다.
특히 원이미지(130)의 경우 촬영부(300)에 대해 표시부(100)가 기울어져 타원 형상 등으로 인식되는 경우에도 해당 타원의 장축의 길이가 원의 지름에 해당되는 것을 이용하여 촬영부(300)로부터 표시부(100)까지의 거리를 계산할 수 있게 된다.
이러한 표시부(100)는 큐알코드(QR code)를 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 큐알코드에는 심볼이미지(110), 원이미지(130) 중 적어도 어느 하나가 포함되도록 구성할 수 있다.
이 때, 촬영부(300)는 큐알코드에 표시된 심볼이미지(110), 원이미지(130)를 촬영하여 처리부(500)가 해당 이미지에 대응되는 픽셀수값에 기초하여 촬영부(300)로부터 표시부(100)까지의 거리를 측정할 수 있게 된다.
본 실시예에서 복수 개의 심볼이미지(110)는 사각형 모양 큐알코드의 세 꼭지점에 위치하는 위치찾기심볼(find pattern)로 예시될 수 있다.
아울러, 원이미지(130)는 프레임 큐알코드의 대략 중앙에 위치하는 원형의 이미지로 예시될 수 있다.
본 실시예에서 표시부(100)는 표시부(100)가 부착되는 물체의 정보를 나타내는 물체정보이미지를 포함할 수 있다. 이렇게 표시된 물체정보이미지는 촬영부(300)에서 촬영하여 처리부(500)에 전달하고, 처리부(500)는 해당 물체정보이미지로부터 물체정보를 인식하고 안내부(700)로 전달하여, 물체정보가 거리값과 함께 사용자에게 안내될 수 있게 한다.
처리부(500)는 이미지에 대응하는 픽셀수값으로부터 표시부(100)까지의 거리값을 계산한다.
본 실시예에서 처리부(500)는 기준거리(촬영부의 이미지센서에 인식된 이미지의 측정픽셀수값과, 기준거리(예시: 1m)에 위치한 이미지의 크기(예시 1cm)에 대응하는 기준픽셀수값을 비교하는 비례식에 기초하여 촬영부(300)로부터 표시부(100)까지의 거리를 계산한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 거리 측정 장치에서 복수 개의 심볼이미지 간격을 이용하여 거리를 계산하는 것을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2를 참고하면, 촬영부(300)로부터 '1'm 떨어진 거리에 위치한 '1'cm 간격인 한 쌍의 심볼이미지(110)에 대응하는 기준픽셀수값이 N1으로 설정되어 있을 때, 촬영부(300)에서 Lcm 간격의 심볼이미지(110)가 촬영되면, 촬영부(300)로부터 표시부(100)까지의 거리 D는 다음의 식으로 구할 수 있다.
D(m) = L * (N2/N1) (m)
여기서, N1은 설정거리(1m) 거리에서 설정간격(1cm)를 인식하는 이미지센서(310)의 픽셀수, N2는 촬영한 이미지에서 심볼이미지(110) 간격의 픽셀수, D는 표시부(100)와 촬영부(300) 사이의 거리를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 거리 측정 장치에서 원이미지 간격을 이용하여 거리를 계산하는 것을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 3을 참고하면, 비례식을 이용한 거리 측정 방식은, 원이미지(130)를 기초로 거리를 구하는 경우에도 적용될 수 있다.
즉, 촬영부(300)로부터 1m 떨어진 거리에 위치한 1cm 지름의 원이미지(130)에 대응하는 기준픽셀수값이 N1으로 설정되어 있을 때, 촬영부(300)에서 Dm 떨어진 Lcm 지름의 원이미지(130)가 촬영되면, 촬영부(300)로부터 표시부(100)까지의 거리 D는 다음의 식으로 구할 수 있다.
D = L * (N2/N1) (m)
여기서, N1은 설정거리(1m) 거리에서 설정간격(1cm)를 인식하는 이미지센서(310)의 픽셀수, N2는 촬영한 이미지에서 원이미지(130) 지름의 픽셀수, D는 표시부(100)와 촬영부(300) 사이의 거리를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 거리 측정 장치에서 표시부가 소정 각도 기울어진 상태와 표시부의 정면 상태를 나타내는 도면이다. 도 4를 참고하면, 처리부(500)는 촬영부(300)가 표시부(100)의 정면에 위치하지 않은 경우, 표시부(100)의 이미지 크기가 왜곡되어 거리값이 잘못 계산되는 것을 보완할 수 있다.
예를 들어 3개 이상의 심볼이미지(110)가 인식된 경우, 해당 심볼이미지(110) 간의 측정된 간격의 비가 설정된 간격 간의 비를 기준으로 할 때, 설정범위 이상으로 다르게 인식되면, 촬영부(300)는 표시부의 이미지가 설정각도 이상으로 기울어진 상태로 촬영된 것으로 인식하여 측정픽셀수값을 결정할 수 있다.
촬영부(300)는 심볼이미지(110)가 표시된 표시부(100)의 촬영 정보를 보정하기 위하여, 3개의 심볼이미지(110)가 형성하는 평행사변형의 꼭지점을 지나고, 장축과 단축이 평행사변형의 어느 한 변과 평행하게 형성되는 타원을 계산하고, 해당 타원의 장축 길이를 기준으로 측정픽셀수값을 결정할 수 있다.
또한, 처리부(500)는 표시부(100)에 표시된 원이미지(130)가 설정범위의 편평도를 벗어나는 타원으로 인식된 경우 해당 타원의 장축 길이를 기준으로 측정픽셀수값을 결정할 수 있다.
본 실시예에서 처리부(500)는 촬영부(300)가 복수 개의 표시부(100)를 인식하였을 때, 복수 개의 표시부(100) 중 가장 큰 표시부(100)를 기준으로 거리값 등을 계산할 수 있다.
또한, 본 실시예에서 처리부(500)는 촬영부(300)를 이동하면서 표시부(100)를 인식할 때, 표시부(100)를 명확하게 특정하거나 표시부(100) 정보를 정확하게 얻을 수 있도록 표시부(100)를 특정하거나 표시부(100)가 촬영부(300)의 전방에 위치하도록 안내하는 신호를 안내부(700)에서 송출하도록 할 수 있다.
즉, 사용자가 표시부(100)를 촬영하기 위하여 촬영부(300)를 이동시킬 때, 표시부(100)가 촬영부(300)의 인식 범위 이내에 들어왔음을 나타내는 신호를 우선 송출하도록 하고, 거리를 측정하고자 하는 표시부(100)가 결정되거나 인식 가능한 상황임을 알리는 신호를 이어서 송출하게 함으로써 표시부(100)를 명확히 지정하고 거리 측정을 정확하게 하도록 안내할 수 있다.
안내부(700)는 표시부(100)까지의 거리값 또는 물체의 정보를 사용자에게 제공할 수 있다. 본 실시예에서 안내부(700)는 소리 정보를 제공하는 스피커 등으로 예시되며 처리부(500)에서 계산한 거리값을 일정 간격의 신호음, 거리 정보를 안내 음성 등으로 안내할 수 있다.
본 실시예에서 안내부(700)는 진동 신호로 거리값 등을 사용자에게 안내할 수 있다. 예를 들어 안내부(700)는 표시부(100)까지의 거리값의 크기에 반비례하도록 진동을 발생시켜 사용자가 표시부(100) 측으로 이동하는 것을 용이하게 할 수 있다.
또한, 본 실시예에서 안내부(700)는 표시부가 설치된 물체에 대응되는 진동 신호를 발생시켜, 사용자가 특정 물체, 예를 들어 출입문, 냉장고 등의 물체를 진동을 감지하는 방식으로 파악하게 할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 거리 측정 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다. 도 1 내지 5를 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 거리 측정 방법(S1) 및 그 효과를 설명한다. 본 실시예에서 거리 측정 방법(S1)은 이미지입력단계(S100), 처리단계(S300) 및 안내단계(S500)를 포함한다.
이미지입력단계(S100)에서는 크기가 정해진 이미지가 표시되는 표시부(100)를 촬영한다. 본 실시예에서 이미지입력단계(S100)는 스마트폰의 카메라 등으로 예시되는 촬영부(300)가 표시부(100)에 포함된 이미지를 이미지센서(310)로 인식하고, 인식된 이미지를 처리부(500)에 전달한다.
처리단계(S300)에서는 처리부(500)가 이미지로부터 표시부(100)까지의 거리를 계산한다. 처리부(500)는 설정 크기에 대응되는 픽셀수값에 기초하여 촬영부(300)로부터 표시부(100)까지의 거리를 계산한다.
아울러, 본 실시예에서 거리 측정 방법(S1)은 물체인식단계 및 물체안내단계를 더 포함할 수 있다. .
물체인식단계에서 처리부(500)는 표시부(100)에서 물체의 정보를 나타내는 물체정보이미지를 인식하고 해당 물체정보이미지에 대응되는 물체정보를 안내부(700)에 전달한다.
물체안내단계에서 안내부(700)는 표시부(100)에서 전달한 물체정보를 소리, 진동 등의 방식으로 사용자에게 안내한다.
안내단계(S500)에서는 표시부(100)까지의 거리를 사용자에게 안내한다. 본 실시예에서 안내단계(S500)는 소리 신호 또는 진동 신호를 이용하여 사용자에게 거리값 또는 물체정보를 안내할 수 있다.
이로써, 본 실시예에 따른 거리 측정 장치(1) 및 방법(S1)은 간단한 구성 및 방법으로 표시부(100)까지의 거리 및 표시부(100)가 부착된 물체의 정보를, 시각장애인 등의 사용자에게 안내할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
1: 거리 측정 장치 100: 표시부
110: 심볼이미지 130: 원이미지1
300: 촬영부 310: 이미지센서
500: 처리부 700: 안내부
S1: 거리 측정 방법 S100: 이미지입력단계
S300: 처리단계 S500: 안내단계

Claims (10)

  1. 크기가 정해진 이미지가 표시되는 표시부를 촬영하는 촬영부;
    상기 이미지에 대응하는 픽셀수값에 기초하여 상기 표시부까지의 거리값을 계산하는 처리부; 및
    상기 표시부까지의 거리값을 사용자에게 안내하는 안내부;를 포함하고,
    상기 표시부는,
    기 설정된 크기로 표시되는 원이미지를 포함하며,
    상기 처리부는,
    상기 표시부가 상기 촬영부의 인식 범위 이내에 들어왔음을 나타내는 신호를 상기 안내부에서 우선 송출하게 하며, 거리를 측정하고자 하는 상기 표시부가 결정되거나 인식 가능한 상황임을 나타내는 신호를 상기 안내부가 이어서 송출하게 하고, 상기 원이미지가 타원으로 인식된 경우 해당 타원의 장축의 길이에 대응하는 픽셀수값에 기초하여 상기 표시부까지의 거리를 계산하며, 상기 표시부가 복수 개 입력된 때에는 입력된 복수 개의 상기 표시부 중 가장 큰 상기 표시부의 이미지를 기준으로 거리값을 계산하는 것을 특징으로 하는 거리 측정 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 표시부는,
    기 설정된 간격으로 표시되는 복수 개의 심볼이미지를 포함하는 것을 특징으로 하는 거리 측정 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 표시부는,
    큐알코드를 포함하는 것을 특징으로 하는 거리 측정 장치.
  5. 삭제
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 표시부에는 상기 표시부가 부착되는 물체의 정보를 나타내는 물체정보이미지가 표시되고,
    상기 처리부는 상기 촬영부가 촬영한 상기 물체정보이미지로부터 상기 표시부가 부착된 물체를 인식하여 생성된 물체정보를 상기 안내부에 전달하는 것을 특징으로 하는 거리 측정 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
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WO2021075090A1 (ja) * 2019-10-17 2021-04-22 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 補正パラメータ算出方法、変位量算出方法、補正パラメータ算出装置、及び、変位量算出装置

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