KR20070025410A - 3차원 영상 생성 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 특정 사물에 대한 3차원 영상정보를 신속하면서도 정확하게 생성할 수 있도록 된3차원 영상 생성 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 있어서는 촬영하고자 하는 물체를 올려놓기 위한 거치대(21)와, 상기 거치대(21)로 부터 일정한 거리를 두고 설치되는 원호 형상의 측벽(22), 상기 측벽의 내측면에 설치됨과 더불어 카메라를 구비하며, 카메라의 설치각도가 조정 가능하도록 되어 있는 다수의 카메라 모듈(23) 및, 시스템 전체를 제어하는 제어수단을 포함하여 구성되고, 상기 거치대(21)의 상면에는 소정의 격자 패턴이 마련되고, 상기 제어수단은 카메라를 통해 상기 격자 패턴을 촬영하고, 이 촬영된 이미지 데이터를 근거로 카메라의 설치각도를 조정하는 것을 특징으로 한다.

3차원 영상, 가상현실

Description

3차원 영상 생성 시스템{Three Dimension Image Processing System}

도 1은 종래의 3차원 영상 생성 시스템을 도시한 계략도.

도 2는 본 발명의일실시예에 따른 3차원 영상 생성 시스템을 도시한 계략도.

도 3은 도 2에서 카메라 모듈(23)의 구체적인 구성을 나타낸 단면도.

도 4는 도 2에서 거치대(21)의 상면에 마련되는 격자패턴의 일례를 나타낸 도면.

도 5는 도 2에서 측벽(22)을 정면에서 바라본 정면도.

도 6은 본 발명에따른 3차원 영상 생성 시스템의 제어장치의 구성을 나타낸 블록구성도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명 ***

21 : 거치대, 22 : 측벽,

23 : 카메라 모듈, 24 : 레이저 광원,

본 발명은 3차원 영상 생성 시스템에 관한 것으로서, 특히 특정 사물에 대한 3차원 영상정보를 신속하면서도 정확하게 생성할 수 있도록 된 3차원 영상 생성 시스템에 관한 것이다.

최근 사회가 고도화 및 멀티미디어화 되면서 사물에 대한 영상정보, 특히 3차원 영상정보에 대한 요구가 증가되고 있고, 이러한 요구는 인터넷 쇼핑몰이나 3차원 가성현실 시스템이 보편화 되면서 더욱 폭발적으로 증가되고 있다.

그러나, 특정 사물에 대한 3차원 영상정보를 생성한다는 것은 매우어렵다. 현재 많이 이용되고 있는 방법으로서는 3차원 모델링 프로그램과 랜더링 프로그램을 이용하는 방법이 있다. 그러나, 이러한 방법은 해당 전문가가 컴퓨터를 이용하여 특정 사물에 대한 모양 및 색체를 3차원적으로 형상화 하여야 하기 때문에 작업시간이 매우 많이 소요되고, 또한 정확하게 사물을 3차원적으로 표시하는 한계가 있다.

상기한 사정을 고려하여, 최근에는 사물의 외관을 다양한 각도에서 카메라로 촬영하고, 이들 촬영된 이미지 데이터를 컴퓨터에서 프로그램적으로 조합하여 3차원 영상이미지를 생성하는 방법이 제안된 바 있다.

도 1은 현재 개발되어 있는 3차원 영상 이미지 생성 시스템을 나타낸 구성도이다. 도 1에 나타낸 이미지 생성 시스템은 3차원 영상을 촬영하기 위한 소정의 룸내에 설치된다. 룸의 중앙 부분에는 거치대(1)가 마련되고, 이 거치대(1)상에는 촬영을 위한 물체가 도면에 도시되진 않았지만 예컨데 거치대(1)에 놓여진다. 도면에 구체적으로 나타내지는 않았으나, 상기 거치대(1)는 높낮이 조절과 회전이 가능하도록 되어 있다.

또한, 상기 거치대(1)로부터 일정한 거리를 따라 원호 형상의 레일(3)이 마련되면서, 상기 레일(3)상에는 물체의 촬영을 위한 카메라(4)가 설치된다. 이때 카메라(4)는 레일(3)을 따라 이동이 가능하도록 설치된다.

상기 시스템에 있어서는 우선 카메라(4)를 레일(3)을 따라 소정 각도씩 이동시키면서 물체(2)의 특정한 면을 촬영하게 된다. 그리고, 이러한 촬영작업을 거치대(1)를 회전시켜가면서 물체의 모든 면에 대하여 순차적으로 실행하여 물체의 전 체적인 외관에 대한 이미지 정보를 획득한 후, 이들 정보들을 프로그램적으로 조합하여 해당 물체에 대한 3차원 영상 이미지를 생성하게 된다.

그러나, 상기한 종래 시스템에 있어서는 다음과 같은 문제가 있다.

1. 종래의 방법에 있어서는 카메라를 이동시키면서 물체의 이미지를 촬영한다. 따라서, 카메라를 이동시킨 후 그 이동에 의한 카메라의 떨림에 제거된 후에야 물체의 촬영이 실행되게 되므로 물체 이미지의 촬영작업이 상당히 길어지는 문제가 있다.

2. 카메라를 이용한 장시간의 촬영작업에 의해 카메라의 각도 등이 틀어지게 되는 경우 이를 보정할 마땅한 방법이 없기 때문에 정밀한 촬영작업이 어려어지고, 이를 프로그램적으로 보정하기 위해서는 많은 수작업이 요구된다.

3. 정확한 물체 이미지 정보를 얻기 위해서는 카메라 이동경로의 정 중앙부분에 물체를 놓아야 하는데, 이를 위한 적당한 방안이 제시되어 있지 않다.

이에, 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 물체에 대한 촬영작업을 신속하면서도 정확하게 실행할 수 있는 3차원 영상 생성 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 3차원 영상생성 시스템은 촬영하고자 하는 물체를 올려 놓기 위한 거치대와, 상기 거치대로부터 일정한 거리를 두고 설치되는 원호 형상의 측벽, 상기 측벽의 내측면에 설치됨과 더불어 카메라를 구비하며, 카메라의 설치각도가 조정가능 하도록 되어 있는 다수의 카메라 모듈 및, 시스템 전체를 제어하는 제어수단을 포함하여 구성되고, 상기 거치대의 상면에는 소정의 격자 패턴이 마련되고, 상기 제어수단은 카메라를 통해 상기 격자 패턴을 촬영하고, 이 촬영된 이미지 데이터를 근거로 카메라의 설치각도를 조정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 측벽에 다수의 조명등이 추가로 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 거치대의 수직 상방향에 레이저 광원이 추가로 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어수단은 개인용 컴퓨터와, 이 개인용 컴퓨터에 인스톨되는 프로그램을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 프로그램은 데이터 기록매체에 저장되어 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 영상 생성 시스템의 구성을 나타낸 구성도이다. 본 발명에 따른 3차원 영상 생성 시스템은 물체의 촬영을 위한 룸의 중앙 부분에 물체를 올려놓기 위한 거치대(21)가 구비된다. 이 거치대(21)는 도 1에서 설명한 종래의 것과 마찬가지로 그 높낮이가 조절됨과 더불어 회전이 가능하도록 되어 있다.

그리고, 상기 거치대(21)를 중심점으로 하는 원호 형상의 측벽(22)이 구비된 다. 이 측벽(22)에는 다수, 예컨대 4대의 카메라 모듈(23)이 구비됨과 더불어, 상기 거치대(21)의 상측에는 레이저 광원(24)이 구비된다. 이 레이저 광원(24)은 거치대(21)의 중앙부분에 레이저 광원(24)을 조사하여 이용자가 촬영을 위한 물체를 거치대(21)의 중앙부분에 정확하게 위치시킬 수 있도록 하기 위한 것이다.

한편, 도 3은 상기 카메라 모듈(23)의 단면 구성을 나타낸 단면도이다.

도 3에서 카메라 모듈(23)은 카메라(231)를 구비한다. 이 카메라(231)는 상기 거치대(21)상에 놓여지는 물체를 촬영하기 위한 것으로, 이는 도면에 구체적으로 도시되지는 않았지만 예컨대 USB 케이블을 통해 이후에 설명할 컴퓨터와 결합된다. 상기 카메라(231)의 몸체 하단부에는 수평방향으로 회동축(232)이 결합되고, 이 회동축(232)의 일단부에는 제1 모터(234)의 구동기어(235)와 결합되는 종동기어(233)가 마련된다.

상기 회동축(232)은 카메라 지지판(236)의 브라켓에 구비된 베어링(237)으로 회동가능하게 지지된다. 상기 카메라 지지판(236)의 하측에는 지지판(236)의 회전을 위한 회전축(238)이 고정적으로 설치되면서, 이 회전축(238)의 다른 단에는 제2 모터(240)의 구동기어(241)와 결합되는 종동기어(238)가 마련된다.

상기 제1 및 제2 모터(234, 240)는 예컨대 스탭 모터로 이루어지는데, 제1 모터(234)는 카메라(231)의 경사각을 조절하기 위한 것이고, 제2 모터(240)는 카메라(231)를 일정한 각도 만큼 회전시키기 위한 것이다. 도면에 구체적으로 나타내지는 않았으나 상기 제1 및 제2 모터(234, 240)는 콘트롤박스와 전기적으로 결합되어 콘트롤박스에 의해 구동 제어된다.

또한, 상기 거치대(21)의 상측 표면에는 소정의 격자 패턴이 마련된다. 도 4는 상기 거치대(21)상에 마련되는 격자 패턴의 일례를 나타낸 것이다. 이 격자 패턴은 각 카메라 모듈(23)의 영점 조정을 위해 사용된다. 이에 대해서는 이후에 설명될 것이다.

한편, 도 5는 카메라모듈(23)이 설치되는 측벽(22)을 정면에서 보았을 경우를 나타낸 정면도이다.

상기 측벽(22)에는 중앙 부분에 다수의 카메라 모듈(23)이 설치됨과 더불어, 이들 카메라 모듈(23)의 양측과 측벽 상단 중앙 부위에는 다수의 조명등(25)이 설치된다. 이들 조명등(25)은 콘트롤박스와 전기적으로 결합되어 콘트롤박스에 의해 구동제어된다.

도 6은 본 3차원 영상 이미지 생성 시스템을 제어하기 위한 제어장치(60)의 구성을 나타낸 블록구성도이다. 본 제어장치(60)는 개인용 컴퓨터(61)와 콘트롤박스(62)를 구비한다.

상기 개인용 컴퓨터(61)에는 통상적인 것과 마찬가지로 다수의 USB 포트(611)와 시리얼 포트(612)를 구비한다. 상기 USB 포트(611)에는 각각카메라 모듈(23)의 카메라(231)가 결합되고, 상기 시리얼 포트(612)에는 콘트롤박스(62)가 결합된다. 물론, 이 경우 개인용 컴퓨터(61)와 카메라(231) 및 콘트롤박스(62)의 결합방식은 특정한 방식에 한정되지 않는다.

상기 개인용 컴퓨터(61)에는 소정의 어플리케이션 프로그램이 저장된다. 이들 프로그램은 예컨대 CD롬에 저장되어 사용자에게 제공될 것이다. 상기 개인용 컴 퓨터에 저장되는 어플리케이션 프로그램은 기본적으로 카메라(231)의 구동을 제어하고, 또한 카메라(231)로부터 입력되는 촬영 이미지를 수신하기 위한 카메라 구동모듈과, 콘트롤박스(62)와 연동하여 카메라 모듈(23)의 스텝 모터(234, 240), 조명등(25), 레이저 광원(24) 및 거치대(21) 등 본 시스템 전체를 제어하는 제어모듈, 사용자에게 예컨대 GUI(Graphic User Interface)기능을 제공하는 GUI 모듈 및, 카메라(231)로부터 입력된 촬영 이미지 데이터를 조합하여 3차원 영상을 생성하는 통상적인 영상처리모듈을 구비한다.

또한, 콘트롤박스(62)는 상기 개인용 컴퓨터(61)로부터 입력되는 제어데이터를 근거로 카메라 모듈(23)의 스텝 모터(234, 240), 조명등(25), 레이저 광원(24) 및 거치대(21)를 구동제어하게 된다.

이어, 상기한 구성으로 된 시스템의 동작을 설명한다.

우선, 각 카메라 모듈(23)의 영점 조정동작을 설명한다.

영점 조정은 각 카메라 모듈(23)의 설치각도가 정확하지 않은 경우에 실행한다. 사용자가 개인용 컴퓨터(61)의 키보드나 마우스를 조작하여 영점 조정을 선택하게 되면 개인용 컴퓨터(61), 특히 개인용 컴퓨터(61)에 인스톨되어 있는 제어 모듈은 콘트롤박스(62)와 연동하여 영점 조정동작을 실행하게 된다. 물론, 이러한 영점 조정은 거치대(21)상에 물체를 올려놓지 않은 상태에서 실행한다.

우선, 개인용 컴퓨터(61)의 제어 모듈은 콘트롤박스(62)를 통해 조명등을 온구동한 후, 카메라 구동 모듈을 제어하여 카메라 모듈(23)의 카메라(231)들을 동시적으로 작동시켜 촬영동작을 실행하게 된다. 이때, 거치대(21)상에는 물체가 놓여 지지 않으므로 각 카메라(231)는 거치대(21)상에 마련되어 있는 격자 패턴을 촬영하게 되고, 이와 같이 촬영된 이미지 데이터는 개인용 컴퓨터(61)로 전송되어 하드디스크 등에 저장된다.

상기와 같이 촬영동작이 종료되면, 제어 모듈은 각 카메라(231)로부터 입력된 이미지 데이터와 그 이전에 미리 등록되어 있는 기준 데이터를 비교하여 이미지 데이터간의 차이값을 산출하게 된다. 여기서, 상기 기준데이터는 프로그램적으로 미리 제공될 수 있고, 또한 이전의 영점 조정을 통해서 얻어진 이미지 데이터를 기준 데이터로서 사용할 수 있다. 상기 제어 모듈은 입력된 이미지 데이터와 기준 데이터간의 차이값이 산출되면 그 차이값을 근거로 콘트롤박스(62)를 통해 카메라 모듈(23)의 스탭 모터(234, 240)를 구동 제어하여 카메라(231)의 설치각도를 조정한다.

그리고, 이러한 조정이 모든 카메라(231)에 대하여 종료되면, 다시 상술한 과정을 반복하여 각 카메라(231)의 설치각도를 정확하게 설정하게 된다. 카메라(231)에 대한 영점 조정이 종료되면, 제어 모듈은 개인용 컴퓨터(61)의 모니터를 통해 영점 조정이 종료되었음을 표시함과 더불어, 콘트롤박스(62)를 통해 조명등(25)을 오프 구동한다.

이어, 임의의 물체에 대한 이미지 생성에 대하여 설명한다.

사용자가 키보드나 마우스를 이용하여 3차원 이미지 생성기능을 선택하게 되면, 개인용 컴퓨터(61)의 제어 모듈은 모니터를 통해 거치대(21)상에 이미지 생성을 위한 물체를 올려 놓으라는 안내 메시지를 출력함과 더불어, 콘트롤 박스(62)를 통해 레이저 광원(24)을 온 시키게 된다.

상기한 안내 메시지에 따라 사용자가 거치대(21)상에 물체를 올려 놓은 후 개인용 컴퓨터에 완료 메시지를 입력하게 되면, 개인용 컴퓨터(61)의 제어 모듈은 콘트롤박스(62)를 통해 조명등(25)을 온 시킴과 더불어 레이저 광원(24)을 오프 시키게 된다. 이때, 조명등(25)으로부터 출력되는 광강도는 사용자가 개인용 컴퓨터(61)의 GUI 화면을 통해 적절하게 설정하는 것이 가능하다.

이어, 제어 모듈은 카메라 구동 모듈을 제어하여 카메라(231)에 의한 촬영동작을 실행하게 된다. 카메라 구동 모듈은 제어 모듈로부터 촬영명령이 입력되면, 모든 카메라(231)로 제어데이터를 송출하여 거치대(21)상의 물체에 대한 촬영동작을 실행한다. 그리고, 각 카메라(231)로부터 촬영데이터가 입력되면, 카메라 구동 모듈은 입력되는 데이터를 하드디스크 등에 저장한 후, 촬영 동작이 종료되었음을 제어 모듈에게 통보하게 된다.

상기와 같이 물체의 일면에 대한 촬영동작이 종료되면, 제어 모듈은 콘트롤박스(62)를 통해 거치대(21)를 소정 각도만큼 회전시킨 후, 상기한 촬영동작을 다시 실행하게 된다.

그리고, 이러한 촬영동작이 물체의 모든 면에 대하여 완료되면, 제어 모듈은 콘트롤박스(62)를 통해 조명등(25)을 오프시킴과 더불어, 모니터를 통해 촬영동작이 종료되었음을 사용자에게 통보해 주게 된다. 이어, 제어 모듈은 영상처리 모듈을 구동하여 촬영된 이미지 데이터를 근거로 한 3차원 영상 이미지 생성작업을 실행하게 된다. 여기서, 영상처리 모듈에 의한 3차원 영상이미지 생성과정은 일반적 인 사항이므로 구체적인 설명은 생략한다.

이어, 상기한 이미지 생성과정이 종료되면 제어 모듈은 그 결과 데이터를 하드디스크에 저장함과 더불어, 모니터를 통해 이미지 생성이 종료되었음을 통보해 주게 된다.

상술한 실시에에 있어서는 카메라 모듈(23)을 이동시키지 않고, 또한 물체의 일면에 대한 촬영동작이 동시적으로 실행되므로 3차원 영상정보를 생성하는데 소요되는 시간이 대폭적으로 감축된다.

또한, 상술한 실시예에 있어서는 카메라의 영점 조정이 자동적이면서도 정확하게 실행되므로, 양호한 품질의 3차원 영상정보를 용이하면서도 신속하게 생성할 수 있게 된다.

이상으로 본 발명에 따른 실시예를 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 개념을 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변형시켜 실시할 수 있다.

이상으로 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 물체에 대한 촬영작업을 신속하면서도 정확하게 실행할 수 있는 3차원 영상 생성 시스템을 구현할 수 있게 된다.

Claims (5)

1. 촬영하고자 하는 물체를 올려놓기 위한 거치대와,

   상기 거치대로부터 일정한 거리를 두고 설치되는 원호 형상의 측벽,

   상기 측벽의 내측면에 설치됨과 더불어 카메라를 구비하며, 카메라의 설치각도가 조정 가능하도록 되어 있는 다수의 카메라 모듈 및,

   시스템 전체를 제어하는 제어수단을 포함하여 구성되고,

   상기 거치대의 상면에는 소정의 격자 패턴이 마련되고,

   상기 제어수단은 카메라를 통해 상기 격자 패턴을 촬영하고, 이 촬영된 이미지 데이터를 근거로 카메라의 설치각도를 조정하는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 생성 시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 측벽에 다수의 조명등이 추가로 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 생성 시스템.
3. 제1항에 있어서,

   상기 거치대의 수직 상방향에 레이저 광원이 추가로 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 생성 시스템.
4. 제1항에 있어서,

   상기 제어수단은 개인용 컴퓨터와, 이 개인용 컴퓨터에 인스톨되는 프로그램 을 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 생성시스템.
5. 제4항에 있어서,

   상기 프로그램은 데이터 기록매체에 저장되어 있는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 생성 시스템.

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