KR20000023963A

KR20000023963A - An image treating method for simulator

Info

Publication number: KR20000023963A
Application number: KR1019990062267A
Authority: KR
Inventors: 최천일; 엄기태
Original assignee: 정정모; 주식회사 심메드; 임필성; 주식회사 인터브이알
Priority date: 1999-12-24
Filing date: 1999-12-24
Publication date: 2000-05-06
Also published as: KR100317453B1

Abstract

PURPOSE: An image processing method is provided to store image data taken in a track section and position data corresponding to the image data by the frame while normally running a track vehicle, and regenerate the image nearest with a virtual vehicle ruuning speed. So it is possible to obtain an effect of running the real track vehicle. CONSTITUTION: An image processing method comprises steps of taking image of background in the track section while running the track vehicle with a uniform speed, stopping it at a station by decreasing the speed, starting it from the station or maintaining the uniform speed again, recording an accumulated count value of a tacho pulse at every image recording finish point while taking the image, tagging the position data on the individual recorded frame by proportionally calculating the overall tacho pulse count value and the running distance, recognizing the position data in the tack section by identifying the current position of the vehicle if operating the simulator, searching for an image data corresponding to the current position, and continuously regenerating the image frame with the nearest position data by comparing the position data, tagged on the frame, with a moving distance counted from a running speed.

Description

An image treating method for simulator

본 발명은 시뮬레이터용 화상처리방법에 관한 것으로, 특히 궤도차량의 정상운행에 의해 촬영한 화상데이터를 프레임 단위로 정확한 위치를 지정하면서 저장하고 모의운전시 열차의 위치에 가장 근접한 영상프레임을 찾아 차량의 가상운행 속도와 동일하게 재생시켜 줌으로써 차량을 실제로 운행하는 것과 같은 효과를 얻을 수 있도록 한 시뮬레이터용 화상처리방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image processing method for a simulator. In particular, the image data photographed by the normal operation of a track vehicle is stored while specifying the exact position in frame units, and the image frame closest to the position of the train during simulation driving is searched. The present invention relates to an image processing method for a simulator that can achieve the same effect as actually driving a vehicle by reproducing at the same speed as the virtual driving speed.

일반적으로 도로를 주행하는 자동차와는 달리 일정한 궤도를 달리는 궤도차량의 경우에는 운전연습을 위해 직접 궤도를 주행할 수 없어 주로 시뮬레이션의 방법을 이용하여 왔다.In general, unlike a car driving on a road, a tracked vehicle that runs on a constant track cannot use the track directly for driving practice. Therefore, a simulation method has been mainly used.

즉, 철도, 전동차, 경전철 또는 모노레일과 같이 일정한 궤도만 따라서 주행하는 궤도차량의 경우에는 다른 궤도차량에 방해가 되거나 운행을 위한 절차가 매우 복잡하여 효율적인 훈련이 되지 못하였다.In other words, in the case of a track vehicle that runs along a certain track such as a railroad, electric car, light rail, or monorail, it cannot interfere with other track vehicles or complicated procedures for running the train.

그러므로 모니터로 배경이 되는 화상을 재생시키면서 가상적으로 운전을 연습하는 시뮬레이션에 의한 훈련방법이 제안되어 많이 이용하고 있는 실정이다.Therefore, a training method based on a simulation of virtually practicing driving while reproducing a background image on a monitor has been proposed and used a lot.

종래에는 궤도차량을 등속도로 운행하면서 실사촬영을 한 후 이를 모니터에 화상신호로 재생시켜 시뮬레이터의 영상이 되도록 하였으므로, 영상을 실사촬영할 때 일정한 구간(일반적으로 25cm 또는 50cm)마다 하나의 화면으로 표시되는 한 프레임(Frame)의 영상프레임이 발생하게 되었고, 이에 따라 궤도차량을 시뮬레이션으로 운행할 때 구속으로 운행하는 중에 달리는 속도에 맞추어 영상이 재생되어 실제로 운행하는 효과를 얻으면서 훈련의 목적을 달성하도록 하였다.Conventionally, since the real-time shooting while driving the tracked vehicle at the same speed and then reproduced it as an image signal on the monitor to be the image of the simulator, when the real-time shooting image is displayed on one screen every certain section (usually 25cm or 50cm) An image frame of one frame was generated. Therefore, when driving the tracked vehicle in simulation, the image was reproduced according to the running speed while driving the tracked vehicle in simulation. .

그러나 상기와 같은 종래의 궤도차량의 시뮬레이션 훈련을 위한 영상촬영 및 재생의 방법에 의하여서는 궤도차량을 등속도로 달리는 중에는 영상의 각 프레임이 안정되게 표현되지만, 정거장에 멈추기 위하여 속도를 줄여 저속으로 운행할 경우에는 각 프레임의 영상이 재생될 때 스텝 현상이 발생하여 영상의 정확한 위치를 파악할 수 없게 되어 정위치에 정차하기 위한 훈련을 수행할 때 정밀한 효과를 얻을 수 없게 되는 등의 단점이 있었다.However, according to the conventional method of image recording and reproducing for the simulation training of the tracked vehicle, each frame of the image is stably displayed while the tracked vehicle is running at constant speed. In this case, a step phenomenon occurs when an image of each frame is reproduced, so that the exact position of the image cannot be grasped, and thus there is a disadvantage in that a precise effect cannot be obtained when training to stop at the correct position.

이에 따라 본 발명은 궤도차량의 정상운행에 의해 촬영한 화상데이터를 프레임 단위로 정확한 위치를 지정하면서 저장하고 모의 운전시 열차의 위치에 가장 근접한 영상프레임을 찾아 차량의 가상운행 속도와 동일하게 재생시켜 줌으로써 차량을 실제로 운행하는 것과 같은 효과를 얻을 수 있도록 한 시뮬레이터용 화상처리방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Accordingly, the present invention stores the image data photographed by the normal operation of the track vehicle while specifying the exact position in the frame unit, and finds the image frame closest to the position of the train during the simulation driving, and reproduces it at the virtual driving speed of the vehicle. It is an object of the present invention to provide an image processing method for a simulator in which an effect such as actually driving a vehicle can be obtained by zooming.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 궤도차량을 정상적으로 운행하는 중에 등속도로 운행하다가 속도를 점차 줄이면서 정거장에 정차하거나 다시 속도를 점차 늘리면서 등속도로 운행하는 상태에 따라 실질적인 주행구간의 배경에 대한 촬영을 수행하는 단계와,The present invention for achieving the above object is to operate at a constant speed while operating the track vehicle normally, while gradually reducing the speed while stopping at the station or gradually increasing the speed again to the background of the actual running section according to the state running at the same speed Performing the shooting,

상기 촬영중 매 화면의 녹화완료시점마다 타코 펄스(Tacho Pulse)의 누적계수값을 기록하여 데이터로 저장하는 단계와,Recording the cumulative coefficient value of the tacho pulse at each recording completion point of the screen and storing the data as data;

상기 기록된 타코 펄스의 총 누적계수값과 전체 촬영구간의 실제거리를 비례계산하여 촬영된 영상프레임별 위치정보를 환산하여 저장하는 단계와,Converting the stored cumulative coefficient value of the taco pulse and the actual distance of the entire photographing section in proportion to the location information of each image frame photographed and stored;

시뮬레이터를 작동시키면 현재 궤도차량의 위치를 확인하여 주행구간에서의 위치정보를 인식하는 단계와,When the simulator is operated, checking the position of the current track vehicle and recognizing the position information in the driving section;

상기의 위치정보에 따라 타코 펄스의 계수값을 통하여 저장된 해당 위치의 영상신호를 찾는 단계와,Finding an image signal of a corresponding position stored through a taco pulse count value according to the position information;

궤도차량의 주행속도에 따라 구해지는 이동거리의 값을 계산하여 상기의 영상 프레임별 위치정보와 비교하여 가장 근접한 위치정보를 갖고있는 영상프레임을 계속해서 재생함으로써 각 프레임의 영상신호를 궤도차량의 속도에 따라 이동하는 것과 같이 구현하여 실제 차량을 운행하는 분위기를 느낄 수 있도록 한 것이다.By calculating the value of the moving distance obtained according to the running speed of the tracked vehicle and comparing the positional information of the video frame with the above-mentioned positional information, the video signal having the closest positional information is continuously reproduced, thereby reproducing the video signal of each frame. It is implemented to move according to the way to feel the atmosphere of driving a real vehicle.

도 1은 본 발명의 개략적인 구성을 나타낸 블럭도.1 is a block diagram showing a schematic configuration of the present invention.

도 2는 본 발명의 시뮤레이션을 위한 과정을 나타낸 플로우 차트.2 is a flow chart illustrating a process for simulation of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

1 : 비디오 카메라 2 : 동기 분리기1: video camera 2: synchronous separator

3 : 포토 커플러 4 : 컴퓨터3: photo coupler 4: computer

5, 7 : 메모리 6 : 시뮬레이터5, 7: memory 6: simulator

9 : 재생기 10 : 모니터9: player 10: monitor

이하 본 발명을 첨부 도면에 의거 상세히 기술하여 보면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 영상을 촬영하고 데이터를 생성한 후 다시 시뮬레이션하는 구성을 개략적으로 도시한 것으로서,1 schematically illustrates a configuration of re-simulating after photographing an image of the present invention and generating data.

비디오 카메라(1)를 통하여 궤도차량의 운행과 정지에 따른 운행상태에 따라 주행구간을 촬영하도록 하고,Through the video camera (1) to take a driving section according to the driving state of the driving and stop of the tracked vehicle,

상기 비디오 카메라(1)에 의해 촬영된 영상신호를 동기분리기(2)로 출력하여 화면 끝신호(Even Odd Field Signal)를 분리하면서 한 화면의 끝 위치를 정확하게 검출하도록 하고,The video signal photographed by the video camera 1 is output to the synchronous separator 2 so that the end position of one screen is accurately detected while separating the end signal (Even Odd Field Signal).

궤도차량의 운행중 바퀴의 회전에 따른 이동거리를 측정하기 위하여 포토 커플러(3)를 통하여 타코 펄스신호를 TTL의 타코 펄스로 변환하고,The taco pulse signal is converted into a TTL taco pulse through the photo coupler 3 to measure the moving distance according to the rotation of the wheel during the operation of the tracked vehicle.

상기의 화면 끝신호(Even Odd Field Signal)와 상기의 타코 펄스를 입력받는 컴퓨터(4)에서는 궤도차량의 바퀴의 회전에 따른 이동거리를 검출하는 타코 펄스를 카운트하면서 그에 따라 하나의 화면을 표현하는 프레임마다의 화면 끝신호(Even Odd Field Signal)의 변화를 체크하여 상태의 천이가 발생하는 순간마다의 타코 펄스의 계수값을 외부 메모리(5)에 저장하고,The computer (4) receiving the above-mentioned end signal (Even Odd Field Signal) and the taco pulse is counting the taco pulse for detecting the movement distance according to the rotation of the wheels of the tracked vehicle and expressing one screen accordingly. The change in the screen signal (Even Odd Field Signal) for each frame is checked and the count value of the taco pulse at each instant of the state transition is stored in the external memory 5,

상기 외부 메모리(5)와 컴퓨터(4)와 정보를 공유하는 시뮬레이터(6)에서는 사용자가 조작하는 상태에 따라 시발역에서부터 종착역까지의 구간에 해당하는 거리 정보를 입력시킨 상태에서 타코 펄스의 누적계수값으로 나누어 타코 펄스의 한 주기에 해당하는 궤도차량의 진행거리를 인식하고,In the simulator 6 which shares information with the external memory 5 and the computer 4, the cumulative coefficient value of the taco pulse is input in a state in which distance information corresponding to a section from the start station to the end station is input according to a state operated by a user. Dividing by to recognize the traveling distance of the tracked vehicle corresponding to one period of taco pulse,

상기의 타코 펄스마다의 실제 거리를 근거로 하여 타코 펄스의 계수값에 해당하는 실제 거리를 환산한 거리값과 상기의 화면 끝신호(Even Odd Field Signal)를 합성하면서 궤도차량이 정지된 시간 동안의 영상신호를 삭제하여 중복되지 않도록 한 상태의 정보를 메모리(7)에 저장하고,On the basis of the actual distance for each taco pulse, the distance value obtained by converting the actual distance corresponding to the count value of the taco pulse and the above end signal (Even Odd Field Signal) are synthesized during the time when the track vehicle is stopped. Information stored in the memory 7 is stored in the memory 7 so as not to be duplicated by deleting the

궤도차량을 조작하는 입력부(8)의 정보를 인식하여 처음 운행을 시작하는 위치정보와 궤도차량의 속도에 따라 이동하는 거리값을 체크하면서 재생기(9)로 제어신호를 출력하여 상기 영상신호의 재생 속도를 제어하면서 궤도 차량의 이동에 따른 정확한 영상이 모니터(10)에 표현되도록 한다.Recognizing the information of the input unit 8 for manipulating the track vehicle and outputting a control signal to the player 9 while reproducing the video signal by checking the position information starting the first operation and the distance value moving according to the speed of the track vehicle. While controlling the speed, an accurate image according to the movement of the track vehicle is displayed on the monitor 10.

이와 같이 구성한 본 발명은 시뮬레이터용 화상처리방법에 그 특징이 있는 것으로서 그 과정을 상세히 기술하면 다음과 같다.The present invention constructed as described above has the characteristics of the simulator image processing method, and the process will be described in detail as follows.

먼저 비디오 카메라(1)를 지니고 궤도차량을 승차한 후 운행과 정지에 따른 운행상태에 따라 주행구간을 실시간동안 계속 촬영한다(단계 11).First, the boarding vehicle is carried with the video camera 1, and the driving section is continuously photographed for real time according to the driving state according to driving and stopping (step 11).

상기 비디오 카메라(1)에 의해 촬영된 영상신호를 동기분리기(2)로 출력하여 화면 끝신호(Even Odd Field Signal)를 분리하면서 매 화면의 녹화완료시점을 정확하게 검출한다(단계 12).The video signal captured by the video camera 1 is output to the synchronous separator 2 to separate the screen end signal (Even Odd Field Signal) while accurately detecting the completion point of recording of each screen (step 12).

그리고 궤도차량의 운행중에 포토 커플러(3)를 통하여 타코 펄스신호를 TTL의 타코 펄스로 변환하면서 바퀴의 회전에 따른 이동거리를 측정한다(단계 13).While the track vehicle is in operation, the taco pulse signal is converted into the TTL taco pulse through the photo coupler 3, and the moving distance according to the rotation of the wheel is measured (step 13).

상기의 화면 끝신호(Even Odd Field Signal)와 상기의 타코 펄스를 입력받는 컴퓨터(4)에서는 궤도차량의 바퀴의 회전에 따른 이동거리를 검출하는 타코 펄스를 카운트하면서(단계 14) 매 화면의 녹화완료시점마다 나타나는 하나의 화면을 표현하는 프레임마다의 화면 끝신호(Even Odd Field Signal)의 변화를 체크하여(단계 15) 상태의 천이가 발생하는 순간마다의 타코 펄스를 카운트한 누적계수값을 외부 메모리(5)에 저장한다(단계 16).In the computer 4 which receives the above screen signal (Even Odd Field Signal) and the taco pulse, the taco pulse which detects the movement distance according to the rotation of the wheel of the tracked vehicle is counted (step 14). The cumulative coefficient value that counts taco pulses at each instant of transition is checked by checking the change of the screen signal (Even Odd Field Signal) for each frame representing one screen appearing at the completion point (step 15). Store in memory 5 (step 16).

상기의 타코 펄스는 궤도차량의 전동차가 약 0.7cm를 진행할 때마다 한 주기의 펄스를 발생하게 되므로 타코 펄스를 각각의 프레임마다 나타나는 화면 끝신호(Even Odd Field Signal)로 기록함으로써 녹화된 선로구간의 영상 프레임 간의 상대거리를 검출할 수 있게 된다.Since the taco pulse generates one cycle of pulse every time the electric vehicle of the track vehicle proceeds about 0.7 cm, the taco pulse is recorded by recording the taco pulse as an Even Odd Field Signal which appears for each frame. The relative distance between image frames can be detected.

상기 외부 메모리(5)와 컴퓨터(4)와 정보를 공유하면서 사용자의 조작상태를 인식하는 시뮬레이터(6)에 시발역에서부터 종착역까지의 구간에 해당하는 거리 정보를 입력시킨다(단계 17).The distance information corresponding to the section from the start station to the end station is input to the simulator 6 which recognizes the operation state of the user while sharing information with the external memory 5 and the computer 4 (step 17).

여기서 상기의 전체 구간의 거리는 토목공사의 데이터를 직접 입력시킬 수 있으므로 이 거리를 전체구간의 거리정보로 활용한다.Here, the distance of the entire section can directly input the data of civil engineering, so use this distance as distance information of the entire section.

상기의 전체구간에 해당하는 거리 정보를 타코 펄스의 총 누적계수값으로 나누면서 비례계산하여(단계 18), 촬영된 영상 프레임별 위치정보를 환산저장하여 타코 펄스 하나에 해당하는 궤도차량의 진행거리를 인식할 수 있도록 한다(단계 19).The distance information corresponding to the entire section is divided by the total cumulative coefficient value of the taco pulse, proportionally calculated (step 18), and the positional information of the captured image frame is converted and stored to determine the progress distance of the track vehicle corresponding to one taco pulse. To be recognized (step 19).

상기 타코 펄스마다의 실제 거리를 근거로 하여 타코 펄스의 계수값에 해당하는 실제 거리를 환산한 거리값과 상기의 화면 끝신호(Even Odd Field Signal)를 합성하면서(단계 20), 궤도차량이 정지된 시간 동안의 영상신호를 삭제하여 중복되지 않도록 한 상태의 정보를 메모리(7)에 저장한다(단계 21).On the basis of the actual distance for each taco pulse, the track vehicle stops while synthesizing the distance value obtained by converting the actual distance corresponding to the count value of the taco pulse and the above-mentioned end odd field signal (step 20). Information of the state in which the video signal for a predetermined time is deleted and is not duplicated is stored in the memory 7 (step 21).

궤도차량을 조작하는 입력부(8)의 정보를 인식하여 처음 운행을 시작하는 위치정보를 거간의 시발역으로 간주하여 "0"프레임으로 일치시키고(단계 22), 운전자의 조작에 따라 궤도차량이 이동하게 되면 궤도차량의 속도정보를 전달받은 시뮬레이터(6)에서는 궤도차량의 주행속도에 따라 이동하는 거리값을 계산하면서(단계 23) 속도가 변화되면(단계24), 이동 거리값으로 속도의 변화치를 인식하여(단계 25) 영상 프레임별 위치정보와 비교하여 가장 근접된 위치정보를 갖는 영상 프레임을 계속해서 재생하도록 재생기(9)로 제어신호를 출력하면서 영상신호의 재생 속도를 제어하여 궤도 차량의 이동에 따른 정확한 영상이 모니터(10)에 표현되도록 한다(단계 26).Recognizing the information of the input unit 8 for manipulating the tracked vehicle, the positional information for starting the first operation is regarded as a starting point of a long distance and matched with a "0" frame (step 22), and the tracked vehicle moves according to the driver's operation. When the speed is changed (step 24), the simulator 6 receives the speed information of the tracked vehicle and calculates the moving distance value according to the running speed of the tracked vehicle (step 23). (Step 25) by controlling the playback speed of the video signal while outputting a control signal to the player 9 to continuously play back the video frame having the closest position information compared with the position information for each video frame. The correct image is displayed on the monitor 10 (step 26).

따라서 본 발명의 시뮬레이터용 화상처리방법에 의하여서는 궤도차량을 정상적으로 운행하는 중에 등속도로 운행하다가 속도를 점차 줄이면서 정거장에 정차하거나 다시 속도를 점차 늘리면서 등속도로 운행하는 상태에 따라 실질적인 주행구간의 배경에 대한 촬영을 수행하는 단계와,Therefore, according to the simulator image processing method of the present invention, while driving the tracked vehicle at a normal speed, the vehicle stops at the station while gradually decreasing the speed, or gradually increases the speed, and then operates at the same speed while the vehicle is running at the same speed. Performing the shooting for you,

상기 촬영중 매 화면의 녹화완료시점마다 타코 펄스의 누적계수값을 기록하여 데이터로 저장하는 단계와,Recording and storing the cumulative coefficient value of the taco pulse at each recording completion point of the screen as data;

Claims

Continuously photographing the driving section in real time according to the driving state according to the driving and stopping of the tracked vehicle with the video camera (1),

Outputting an image signal photographed by the video camera 1 to the synchronous separator 2 to detect an end position of one screen accurately while separating an end odd field signal;

Measuring the moving distance according to the rotation of the wheel while converting the taco pulse signal to the TTL taco pulse through the photo coupler 3 while the track vehicle is in operation;

Change in the screen end signal for each frame representing one screen while counting a taco pulse for detecting the movement distance according to the rotation of the wheel of the track vehicle in the computer 4 receiving the screen end signal and the taco pulse. Checking and storing the count value of the taco pulse at each moment when the state transition occurs in the external memory 5;

Inputting distance information corresponding to a section from the start station to the end station in the simulator 6 which shares information with the external memory 5 and the computer 4 and recognizes the operation state of the user;

Dividing the distance information corresponding to the entire section by the count value of the taco pulse so as to recognize the traveling distance of the track vehicle corresponding to one taco pulse;

On the basis of the actual distance for each taco pulse, a distance value obtained by converting the actual distance corresponding to the count value of the taco pulse and the screen end signal are synthesized, and the video signal during the time when the tracked vehicle is stopped is not overlapped. Storing information in a state of avoiding in the memory 7;

Recognizing the information of the input unit 8 for manipulating the tracked vehicle, the positional information for starting the first operation is regarded as a starting point of a long distance, and is matched with a "0" frame. In the simulator (6) receiving the step of recognizing the change in speed while checking the moving distance value,

By recognizing the change in the speed by the position information and the moving distance value of the running track vehicle, the player 9 outputs a control signal to reproduce the image frame having the position information closest to the position information for each image frame. And controlling the reproduction speed so that an accurate image according to the movement of the track vehicle is displayed on the monitor (10) so that a natural feeling such as actual driving is performed.