KR19980084421A

KR19980084421A - 운용자의 머리위치추적에 따른 사각지대 모니터링장치 및 방법

Info

Publication number: KR19980084421A
Application number: KR1019970020213A
Authority: KR
Inventors: 김성범
Original assignee: 배순훈; 대우전자 주식회사
Priority date: 1997-05-23
Filing date: 1997-05-23
Publication date: 1998-12-05

Abstract

본 발명은 운용자의 머리 위치에 따라 카메라의 촬영위치를 제어하여 사각지대를 정확하게 모니터링할 수 있는 모니터링장치 및 방법에 관한 것으로, 본 장치는 기준지점을 중심으로 시스템 운용자의 머리에 대한 좌우방향의 이동을 추적하여 해당되는 이동거리데이타와 이동방향정보를 출력하기 위한 머리위치 추적부; 시스템외부의 소정 위치에 배치된 카메라; 머리위치 추적부로부터 전송되는 이동거리데이타와 기준지점 데이터를 이용하여 운용자에 대한 회전각을 계산하고, 운용자에 대한 회전각 정보와 카메라의 위치정보를 이용하여 카메라에 대한 회전각을 계산하는 회전각 계산부; 회전각 계산부로부터 전송되는 카메라에 대한 회전각정보와 이동방향정보를 이용하여 카메라의 촬영위치가 운용자의 현재 시각방향에 대응되는 사각지대를 촬영할 수 있도록 회전시키는 회전처리수단; 및 회전처리수단에 의해 변경된 촬영시점의 영상신호가 카메라로부터 전송되면, 운용자가 인식할 수 있도록 디스플레이하는 디스플레이수단을 포함하도록 구성된다.

Description

운용자의 머리위치추적에 따른 사각지대 모니터링장치 및 방법

본 발명은 시스템 운용자(Operator)의 시야(Visual Field)를 모니터링하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히, 운용자의 머리의 위치를 추적하여 사각지대(Dead Angle)를 정확하게 모니터링할 수 있는 모니터링장치 및 방법에 관한 것이다.

대형 트럭이나 중장비 또는 탱크, 전투기 등은 운전자(또는 조종사)의 시야가 매우 한정되어 있어 운행중 사각지대가 존재하게 된다. 이러한 사각지대는 운전자의 시각이 보장되지 않는 지역으로, 사고 발생 또는 전투능력을 저하시키는 원인이 되기도 한다. 따라서 시스템 운행중 사각지대를 없애기 위하여, 시스템 외부에 카메라를 장착하고, 카메라를 통해 사각지대를 모니터링한 영상을 제공할 수 있다. 그러나 운용자의 현재 시각방향을 고려하지 않는 단순한 영상제공은 오히려 착각을 일으킬 수 있으므로 운용자의 각별한 주의가 요구되는 단점이 있다.

본 발명은 상술한 결점을 개선하기 위하여 안출한 것으로서, 운용자의 머리 위치에 따라 카메라의 촬영위치를 제어하여 사각지대를 정확하게 모니터링할 수 있는 모니터링장치 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 장치는, 기준지점을 중심으로 시스템 운용자의 머리에 대한 좌우방향의 이동을 추적하여 해당되는 이동거리데이타와 이동방향정보를 출력하기 위한 머리위치 추적부; 시스템외부의 소정 위치에 배치된 카메라; 머리위치 추적부로부터 전송되는 이동거리데이타와 기준지점 데이터를 이용하여 운용자에 대한 회전각을 계산하고, 운용자에 대한 회전각 정보와 카메라의 위치정보를 이용하여 카메라에 대한 회전각을 계산하는 회전각 계산부; 회전각 계산부로부터 전송되는 카메라에 대한 회전각정보와 이동방향정보를 이용하여 카메라의 촬영위치가 운용자의 현재 시각방향에 대응되는 사각지대를 촬영할 수 있도록 회전시키는 회전처리수단; 및 회전처리수단에 의해 변경된 촬영시점의 영상신호가 카메라로부터 전송되면, 운용자가 인식할 수 있도록 디스플레이하는 디스플레이수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 방법은, 시스템 외부에 장착된 카메라를 통해 운용자의 현재 시각방향에 대응되는 사각지대를 모니터링하는 방법에 있어서, 사각지대 모니터링이 요구되면, 운용자의 머리에 대해 좌우방향의 이동을 추적하여 현재 운용자의 머리 위치값을 검출하는 단계; 검출단계에서 검출된 운용자의 머리위치값을 이용하여 운용자의 머리의 회전각을 계산하는 제 1 회전각 계산단계; 제 1 회전각 계산단계에서 계산된 운용자의 회전각과 카메라의 현재 위치정보를 이용하여 카메라에 대한 회전각을 계산하는 제 2 회전각 계산단계; 제 2 회전각 계산단계에서 계산된 회전각만큼 카메라가 회전되도록 촬영각도를 제어하는 단계; 회전된 위치에서 카메라를 통해 촬영된 지점의 영상을 운용자에게 제공하는 단계; 제공단계 수행후, 사각지대 모니터링에 대한 해제가 요구될 때까지 운용자의 머리위치값이 변경될 때마다 검출단계부터 제공단계를 반복 수행하는 단계를 포함하여 수행되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 운용자의 머리위치 추적에 따른 사각지대 모니터링장치에 대한 블럭도

도 2는 본 발명에 따른 사각지대 모니터링방법에 대한 흐름도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100:HMD(Head Mounted Display)101:머리위치 추적부

110:회전각 계산부120:모터구동부

130:모터140:회전판

150:카메라

본 발명의 상술한 목적 및 기타 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 사각지대 모니터링장치의 블록도로서, 운용자가 착용시 운용자의 시각방향에 관련된 정보를 시스템의 입력신호로 제공하고 운용자에게 출력영상신호를 제공하는 입출력기기인 HMD(Head Mounted Display)(100), 시스템 외부의 소정 위치에 장착되어 촬영된 영상신호를 HMD(100)로 제공하는 카메라(150), 카메라(150)의 촬영지점을 좌우로 이동시키기 위하여 회전되는 회전판(140), 회전판(140)을 좌우로 이동시키는 모터(130), HMD(100)에서 출력되는 운용자의 머리위치값(또는 시각방향 데이터라고도 함)에 대응되는 회전각을 계산하는 회전각 계산부(110), 회전각 계산부(100)로부터 전송되는 회전각 정보에 따라 모터(130)를 구동시키는 모터구동부(120)로 구성된다.

이와 같이 구성된 사각지대 모니터링장치는 다음과 같이 구동된다.

먼저, HMD(100)는 가상현실(Virtual Reality)시스템에서 주로 이용되고 있는 입출력기기로서, 착용자에 대해 6가지 위치와 방향을 추적할 수 있는 기능이 구비되어 있다. 즉, 전/후, 좌/우, 및 상/하 등의 3가지 이동기능과 롤(Roll), 피치(Pitch), 및 요(Yaw) 등의 3가지 회전기능이 그것이다. 본 실시예에서는 사각지대 모니터링시 착용자의 좌/우이동만을 추적(Tracking)한 값을 검출하기 위한 머리위치 추적부(101)를 HMD(100)내에 구비한다. 따라서, 사각지대 모니터링을 요구하는 명령이 인가되면, HMD(100)는 머리위치 추적부(101)를 구동시켜 착용자의 좌 또는 우측방향의 머리이동을 추적한다. 추적결과, 좌 또는 우측방향의 이동이 발생되면, 기준점을 중심으로 발생된 이동거리 데이터를 출력한다. 출력된 이동거리데이타는 회전각 계산부(110)로 전송된다.

회전각 계산부(110)는 HMD(100)로부터 전송되는 이동거리데이타에 대응되는 회전각을 계산한다. 즉, 회전각 계산부(110)는 사전에 저장되어 있던 HMD(100)의 기준점 정보와 HMD(100)로부터 전송되는 이동거리 데이터를 이용하여 삼각형 정보를 형성하고, 형성된 삼각형정보에 대해 코사인연산 등과 같은 연산처리에 의하여 해당 회전각을 계산한다.

그리고 현재 운용자의 시각방향에 대응되는 사각지대를 카메라(150)가 촬영할 수 있도록 계산된 회전각과 카메라(150)의 위치정보를 이용하여 카메라(150)에 대응되는 회전각을 계산한다. 계산된 카메라(150)에 대응되는 회전각 정보는 모터구동부(120)로 전송된다. 이 때 회전방향 정보(즉, 우측으로 회전되었는지 좌측으로 회전되었는 지를 나타내는 정보)도 함께 전송된다.

모터 구동부(120)는 회전각 계산부(110)로부터 전송되는 카메라(150)에 대한 회전각정보 및 회전방향정보에 의해 모터(130)를 구동시킨다. 모터(130)의 구동에 따라 회전판(140)이 구동되어 카메라(150)는 변경된 시점을 촬영하게 된다. 이 때, 회전판(140)은 카메라(150)의 하단에 구비된 것을 예사하였으나 카메라 상단에 구비되도록 구현할 수도 있다. 이와 같이 모터 구동부(120), 모터(130) 및 회전판(140)은 카메라(150)에 대한 회전처리수단으로 구동된다.

카메라(150)를 통해 촬영된 영상은 HMD(100)로 전송되어 HMD(100) 착용자에게 제공된다.

한편, 도 2는 본 발명에 따른 사각지대 모니터링방법에 대한 흐름도이다.

도 1을 참조하여 도 2에 도시된 본 발명에 따른 방법에 대한 동작을 설명하면 다음과 같다.

즉, 제 201 단계에서 사각지대 모니터링요구명령이 인가되면, HMD(100)는 현재 착용자의 머리 위치값을 추적하여 검출한다. 즉, 소정의 기준점을 중심으로 착용자의 머리가 좌측 또는 우측방향으로의 이동이 이루어졌는 지를 추적하고, 이동이 이루어진 경우에 해당 이동거리 데이터를 머리 위치값으로 검출한다.

그리고 제 203 단계로 진행되어 검출된 머리의 위치값인 이동거리데이타와 기준점 데이터를 이용하여 착용자의 회전각을 계산한다. 착용자의 회전각이 계산되면, 이동된 착용자의 시각에 대응되는 사각지대를 카메라(150)가 촬영할 수 있도록 계산된 회전각과 현재 카메라(150)의 위치정보를 이용하여 카메라(150)에 대응되는 회전각을 계산한다.

그리고 제 204 단계로 진행되어 카메라(150)에 대응되는 회전각만큼 카메라(150)의 촬영각도를 제어하고, 제 205 단계로 진행되어 대기상태를 유지한다. 대기상태를 유지하는 상태에서, HMD(100) 착용자의 머리의 위치값이 변경되면, 제 206 단계에서 제 202 단계로 진행되어 상술한 과정을 반복 수행한다.

이러한 과정은 사각지대에 대한 모니터링 해제요구신호가 인가되기 전까지 반복적으로 이루어진다. 그러고 사각지대에 대한 모니터링 해제가 요구되면, 제 206 단계에서 제 207 단계로 진행되어 작업을 종료한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 시스템운영시 사각지대가 존재하지 않도록 운용자의 머리위치에 따라 시스템외부에 장착된 카메라의 촬영위치를 조절하여 운용자의 시각방향과 대응되는 지점에 존재하는 사각지대를 촬영한 영상을 운용자에게 제공함으로써, 사각지대로 인한 사고발생 또는 효율저하를 막을 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 상술한 실시예로서 설명되었으나 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어 상술한 실시예에서는 머리위치 추적부(100)를 가상현실 시스템에서 이용되고 있는 HMD(100)를 이용한 경우를 예시하였으나 시스템운영자의 좌우이동에 따른 머리 위치를 추적할 수 있는 장치와 카메라(150)로부터 촬영된 영상신호를 디스플레이할 수 있는 디스플레이장치를 구비하여 본 발명의 기술사상을 구현할 수 있다. 따라서 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구의 범위에 의하여 정하여져야 한다.

Claims

기준지점을 중심으로 시스템 운용자의 머리에 대한 좌우방향의 이동을 추적하여 해당되는 이동거리데이타와 이동방향정보를 출력하기 위한 머리위치 추적부;

시스템외부의 소정 위치에 배치된 카메라;

상기 머리위치 추적부로부터 전송되는 상기 이동거리데이타와 상기 기준지점 데이터를 이용하여 상기 운용자에 대한 회전각을 계산하고, 상기 운용자에 대한 회전각 정보와 상기 카메라의 위치정보를 이용하여 상기 카메라에 대한 회전각을 계산하는 회전각 계산부;

상기 회전각 계산부로부터 전송되는 상기 카메라에 대한 회전각정보와 상기 이동방향정보를 이용하여 상기 카메라의 촬영위치가 상기 운용자의 현재 시각방향에 대응되는 사각지대를 촬영할 수 있도록 회전시키는 회전처리수단; 및

상기 회전처리수단에 의해 변경된 촬영시점의 영상신호가 상기 카메라로부터 전송되면, 상기 운용자가 인식할 수 있도록 디스플레이하는 디스플레이수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 운용자의 머리위치추적에 따른 사각지대 모니터링장치.
제 1 항에 있어서, 상기 머리위치 추적부 및 상기 디스플레이수단은 가상현실시스템에서 이용되는 HMD(Head Mounted Display)로 구현되는 것을 특징으로 하는 운용자의 머리위치추적에 따른 사각지대 모니터링장치.
시스템 외부에 장착된 카메라를 통해 운용자의 현재 시각방향에 대응되는 사각지대를 모니터링하는 방법에 있어서,

사각지대 모니터링이 요구되면, 운용자의 머리에 대해 좌우방향의 이동을 추적하여 현재 운용자의 머리 위치값을 검출하는 단계;

상기 검출단계에서 검출된 운용자의 머리위치값을 이용하여 상기 운용자의 머리의 회전각을 계산하는 제 1 회전각 계산단계;

상기 제 1 회전각 계산단계에서 계산된 운용자의 회전각과 상기 카메라의 현재 위치정보를 이용하여 상기 카메라에 대한 회전각을 계산하는 제 2 회전각 계산단계;

상기 제 2 회전각 계산단계에서 계산된 회전각만큼 상기 카메라가 회전되도록 촬영각도를 제어하는 단계;

회전된 위치에서 상기 카메라를 통해 촬영된 지점의 영상을 상기 운용자에게 제공하는 단계;

상기 제공단계 수행후, 상기 사각지대 모니터링에 대한 해제가 요구될 때까지 상기 운용자의 머리위치값이 변경될 때마다 상기 검출단계부터 상기 제공단계를 반복 수행하는 단계를 포함하여 수행되는 것을 특징으로 하는 운용자의 머리위치추적에 따른 사각지대 모니터링방법.