KR20080067089A - 다수인의 실시간 위치 정보 획득 시스템 및 다수인의실시간 위치 정보 획득 방법 - Google Patents

다수인의 실시간 위치 정보 획득 시스템 및 다수인의실시간 위치 정보 획득 방법 Download PDF

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KR20080067089A
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Abstract

본 발명은 다수인의 실시간 위치 정보 획득 시스템에 관한 것으로, 각 다수인에게 주어지며 각각 서로 다른 점멸 파형을 갖는 복수의 적외선 LED 발광소자(100)와, 적외선 필터가 장착되어 적외선 촬영을 수행하며, 상기 복수의 적외선 LED 발광소자를 촬영하여 화면 정보를 컴퓨터(108)로 송신하기 위한 복수의 카메라(106)와, 상기 복수의 LED 발광소자의 점멸 파형에 관한 데이터베이스를 저장하고 있고 상기 카메라에서 송신하는 화면 정보를 영상 처리하여 촬영된 화면 내의 LED 발광소자의 3차원 위치를 결정하며, 촬영된 각 LED 발광소자의 점멸파형을 저장하고 있는 점멸파형과 비교하여 촬영된 화면 내의 LED 발광소자가 어느 것인지를 식별하고, 식별된 LED 발광소자의 3차원 위치에 관한 정보를 저장하는 컴퓨터를 포함하는 다수인의 실시간 위치 정보 획득 시스템에 관한 것이다.
적외선, 위치, 카메라

Description

다수인의 실시간 위치 정보 획득 시스템 및 다수인의 실시간 위치 정보 획득 방법{A system and a method for acquiring real-time position information of a multiple number of persons}
도 1은 본 발명의 일 실시예의 시스템 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예의 적외선 LED 발광소자의 점멸패턴이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예의 적외선 LED 발광소자의 점멸패턴에 관하여 저장된 데이터베이스이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예의 카메라에서 전송된 화면 정보를 영상처리하여 얻어지는 일 시점에서의 적외선 LED 발광소자 위치와 해당 적외선 LED 발광소자의 점멸패턴 정보이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예의 카메라에서 전송된 화면 정보로부터 얻어지는 일 시점에서의 적외선 방광소자 위치와 이에 관한 식별번호에 관한 정보이다.
도 6은 촬영된 적외선 LED 발광소자의 실시간 위치에 관한 데이터베이스의 일 예이다.
도 7은 본 발명에서의 식별 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명에서의 다수인의 실시간 위치 정보 획득 과정을 설명하기 위한 도면이다.
<도면의 주요 부호에 관한 설명>
100 : 적외선 LED 발광소자 106 : 카메라
108 : 컴퓨터
본 발명은 다수인의 실시간 위치 정보 획득 시스템에 관한 것이다.
종래 실외의 사물의 위치를 파악하기 위해서는 GPS 시스템 등을 사용하나 30 ㎝ 이내 또는 5 ㎝ 이내의 오차범위 내의 정확도를 요구하는 경우 부적합하며, 도한 실내의 다수인의 정확한 위치를 파악하기 위해서는 사용할 수 없다. 따라서 실내의 일 물체의 정확한 위치를 파악하기 위하여 카메라를 통한 추적을 수행하기도 하나 이러한 경우 복수의 물체를 상호 구별하기 어려워 다수인을 식별하면서 동시에 정확한 위치를 추적하여 실시간으로 다수인의 위치 정보를 획득하는 데에는 부적합하였다.
본 발명은 회의 등을 위하여 실내에 존재하는 다수인의 위치를 실시간으로 파악하고 위치 정보를 획득할 수 있게 하는 것을 그 목적으로 한다.
한편, 회의 등을 위하여 실내에 존재하는 다수인의 위치 정보를 획득 저장함으로써 이를 통하여 각 좌석에 앉아 있는 사람을 식별할 수 있게 하고 각 사람의 움직임에 관한 정보를 얻을 수 있는 등 다양한 애플리케이션에 응용할 수 있게 하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 다수인의 실시간 위치 정보 획득 시스템에 관한 것으로, 각 다수인에게 주어지며 각각 서로 다른 점멸 파형을 갖는 복수의 적외선 LED 발광소자(100)와, 적외선 필터가 장착되어 적외선 촬영을 수행하며, 상기 복수의 적외선 LED 발광소자를 촬영하여 화면 정보를 컴퓨터(108)로 송신하기 위한 복수의 카메라(106)와, 상기 복수의 LED 발광소자의 점멸 파형에 관한 데이터베이스를 저장하고 있고 상기 카메라에서 송신하는 화면 정보를 영상 처리하여 촬영된 화면 내의 LED 발광소자의 3차원 위치를 결정하며, 촬영된 각 LED 발광소자의 점멸파형을 저장하고 있는 점멸파형과 비교하여 촬영된 화면 내의 LED 발광소자가 어느 것인지를 식별하고, 식별된 LED 발광소자의 3차원 위치에 관한 정보를 저장하는 컴퓨터를 포함하는 다수인의 실시간 위치 정보 획득 시스템에 관한 것이다.
여기서, 상기 복수의 적외선 LED 발광소자는 동일 주기(T)의 점멸 패턴을 갖 도록 형성되고, 상기 일 주기를 동일 갯수의 구간으로 나누었을 때, 각 구간별로 ON 또는 OFF 되도록 점멸되게 형성되며, 촬영된 각 LED 발광소자의 점멸파형과 저장하고 있는 점멸파형의 비교를 통한 적외선 LED 발광소자의 식별은 상관관계 측정(correlation measurement)에 의하여 이루어지는 것이 바람직하다.
한편, 상기 상관관계 측정은 간단하게는 촬영된 LED 발광소자의 점멸파형 의 디지털 데이터 및 그 데이터를 천이한 데이터와, 복수의 적외선 LED 발광소자의 점멸 파형에 관하여 데이터베이스에 저장되어 있는 점멸파형 중 어느 것과의 일치 테스트에 의하여 이루어질 수 있다.
한편, 본 발명은 다수인의 실시간 위치 정보 획득 방법에 있어서, 적외선 필터가 장착된 복수의 카메라(106)로 적외선 촬영을 수행하여, 각 다수인에게 주어지며 각각 서로 다른 점멸 파형을 갖는 복수의 적외선 LED 발광소자(100)를 촬영하여 화면 정보를 컴퓨터로 송신하는 단계와, 상기 카메라에서 송신하는 화면 정보가 영상 처리되어 촬영된 화면 내의 적외선 LED 발광소자의 3차원 위치를 결정하는 단계와, 촬영된 각 LED 발광소자의 점멸파형을 상기 복수의 적외선 LED 발광소자의 점멸 파형에 관하여 사전 저장된 데이터베이스와 비교하여 촬영된 화면 내의 적외선 LED 발광소자가 어느 것인지를 식별하는 단계와, 식별된 적외선 LED 발광소자의 3차원 위치에 관한 정보를 컴퓨터의 저장장치에 저장하는 단계를 포함하는 다수인의 실시간 위치 정보 획득 방법에 관한 것이다.
이하 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명은, 각 다수인에게 주어지며 각각 서로 다른 점멸 파형을 갖는 복수의 적외선 LED 발광소자(100), 회의 공간을 촬영하는 복수의 카메라(106), 상기 복수의 카메라에 연결된 컴퓨터(108)를 포함하여 구성된다.
적외선 LED 발광소자는 적외선을 발광하는 LED 발광소자이며, 각각의 회의참여자에게 주어지게 된다. 그 형태는 제한이 없으며, 예를 들어 다수인의 옷에 고정할 수도 있고 작은 스틱 형태로 주어질 수도 있다. 적외선 LED 발광소자는 적외선을 방사하므로 일반 가시광선 영역하의 조명장치와는 주파수가 달라서 간섭 등으로 인한 오작동이 예방된다.
복수의 회의참여자에게 적외선 LED 발광소자가 구비된 적외선 마우스 포인터가 주어지고, 각 적외선 LED 발광소자가 적외선을 방사함으로써 적외선 LED 발광소자의 위치를 카메라로 추적함으로써 각 다수인의 위치를 알 수 있게 된다. 이 때 각각의 적외선 LED 발광소자간의 식별이 필요한데, 이를 위하여 회의참여자에게 점멸파형이 서로 다른 적외선 LED 발광소자가 부여된다. 현재의 회로 기술상으로 적외선 LED 발광소자가 1초에도 수십 번 깜박이게 할 수 있는데 이러한 점멸파형을 서로 다르게 형성하여 파형을 통하여 각각의 적외선 LED 발광소자를 식별하는 것이다. 예를 들면, 도 2에 3개의 서로 다른 적외선 LED 발광소자의 점멸파형이 도시된 바와 같이, ON 상태(그래프 상에서 1의 값)와 OFF 상태(그래프 상에서 0의 값)가 다양한 파형을 갖도록 점멸하도록 형성한다. 보다 상세하게는, 복수의 적외선 LED 발광소자가 동일한 주기를 갖고 서로 다른 점멸파형을 반복하면서 점멸하게 형성된다. 도 2에 도시된 바와 같이 3분의 1 초라는 주기를 10개의 구간으로 나누었을 때(한 구간이 30분의 1초에 해당함) 각 구간에서 0 또는 1의 값을 갖는 다양한 점멸 파형을 갖게 구성할 수 있다. 즉, 도 2의 맨 위의 파형은 (1010101010)에 해당하며 이러한 동작을 반복하게 된다. 한편, 도 2의 두 번째 파형은 (0011001100)에 해당하며 이러한 점멸 동작을 반복하게 된다. 한편, 도 2의 최하단의 파형은 (0100100111)에 해당하며 이러한 점멸동작을 반복하게 된다.
각각 서로 다른 점멸 파형을 갖는 복수의 적외선 LED 발광소자(100)가 각 다수인에게 주어지며, 회의 공간을 적어도 두 개의 적외선 필터가 구비되어 적외선을 촬영하는 카메라로 촬영하여 촬영한 화면 정보는 컴퓨터로 전송되고 컴퓨터에서 영상처리가 행해져서 촬영된 적외선 LED 발광소자의 위치에 대하여 3차원 트랙킹을 수행하여 촬영된 화면 내의 적외선 LED 발광소자들의 3차원 위치를 파악하게 되고 위치 정보가 기억장소에 저장되게 된다.
이 때, 단순히 적외선 LED 발광소자의 위치 정보만을 단순 저장하는 것이 아 니고 촬영된 각각의 적외선 LED 발광소자가 어느 것인지를 식별하여 어느 적외선 LED 발광소자가 어느 위치에 있는지에 관한 정보를 저장하게 된다. 이를 위하여는 적외선 LED 발광소자의 점멸패턴을 분석하여 식별하는 과정이 필요하다. 컴퓨터 내의 기억장소에는 도 3에 도시된 바와 같은 미리 다수인에게 주어지는 적외선 LED 발광소자의 점멸패턴에 관한 데이터베이스가 저장되어 있어서 저장된 데이터베이스의 점멸패턴과 카메라에서 전송된 화면 정보 상의 각 적외선 LED 발광소자의 점멸 패턴을 비교하여 적외선 LED 발광소자를 식별하게 된다.
도 2의 예와 같이 적외선 LED 발광소자의 점멸 패턴의 주기가 3분의 1초이고, 각각의 구간이 30분의 1초로 되어 있을 때, 적외선 LED 발광소자를 촬영하는 복수의 카메라는 30분의 1초 간격으로 프레임을 획득하여 컴퓨터로 전송하게 되며, 이러한 화면 정보는 영상처리되어 어떠한 위치에서 적외선 LED 발광소자가 점멸하고 있는지에 관한 위치 정보가 실시간으로 파악되며, 각 위치에 해당하는 적외선 발광 패턴이 3분의 1초 만에 도 4에 도시된 바와 같이 얻어지게 된다. 그러면 각각의 발광 패턴을 도 3의 데이터베이스상의 점멸패턴과 비교하여 각 위치에 해당하는 적외선 LED 발광소자를 식별하게 된다. 도 4의 (x1, y1, z1) 위치에 해당하는 점멸패턴 0101010101을 도 3의 데이터베이스 상의 점멸패턴들 즉 1010101010, 0011001100, 0100100111 등과 각각 비교하여 상관관계(correlation)에 대한 연산을 수행하며, 이를 통해 0101010101은 1010101010과 상관관계가 높으므로 (x1, y1, z1) 위치에 존재하는 적외선 LED 발광소자는 #1 임을 식별할 수 있게 되는 것이다. 상관관계 연산 내지 상관관계 측정은 촬영되어 전송된 발광패턴의 점멸패턴을 이루는 일련의 디지털 데이터값을 한 자리씩 천이(shift)시키면서 도 3의 데이터베이스 상의 점멸패턴과 일치하는지 비교함으로써 이루어질 수도 있다. 즉, 예를 들어 도 4의 (x2, y2, z2) 위치에 해당하는 점멸패턴 1100110000이 촬영되어 전송되었을 때, 도 7에 도시된 바와 같이 이 점멸패턴을 한 자리씩 천이시키면서 데이터베이스 상의 점멸패턴과 비교한다. 그러면 도시된 바와 같이 천이된 점멸 패턴 중의 하나가 데이터베이스 상의 #2에 해당하는 점멸패턴과 일치함을 알 수 있고 결국 (x2, y2, z2) 위치에서 점멸하는 적외선 LED 발광소자가 #2 임을 식별할 수 있는 것이다.
한편, 예를 들어 카메라의 프레임 레이트가 30분의 1초당 촬영이 이루어지게 정해져 있다면, 사용하는 LED 발광소자의 각 점멸 구간이 상기 설명과 같이 30분의 1초로 구성될 수도 있으나 카메라의 프레임 레이트에 맞추기 어렵다면 LED 발광소자의 각 점멸 구간을 그 정수배로 되어도 무방하다. 즉, 15분의 1초로 각 점멸 구간이 형성되어도 된다.
따라서 이러한 과정을 통해 각각의 위치에 해당하는 적외선 LED 발광소자를 식별하게 됨으로써, 도 5에 도시된 바와 같이 어느 순간에서 위치와 적외선 LED 발광소자 식별번호를 맵핑하는 데이터베이스를 얻게 되며, 이러한 과정을 지속적으로 수행함으로써 각 식별번호의 적외선 LED 발광소자의 실시간 위치를 추적함으로써 도 6에 도시된 바와 같이 각 식별번호의 실시간 위치에 관한 데이터를 얻게 되며, 얻어진 데이터를 컴퓨터의 기억장소에 보관하여 이를 다양한 용도로 사용할 수 있게 된다.
본 발명의 다수인의 실시간 위치 정보 획득 방법을 정리하면 도 8에 도시된 바와 같이, 우선 적외선 필터가 장착된 복수의 카메라(106)로 적외선 촬영을 수행하여, 각 다수인에게 주어지며 각각 서로 다른 점멸 파형을 갖는 복수의 적외선 LED 발광소자(100)를 촬영하여 화면 정보를 컴퓨터(108)로 송신하며(S1), 카메라에서 송신하는 화면 정보는 컴퓨터에 의하여 영상 처리되는데, 카메라에서 송신하는 화면 정보를 영상 처리하여 촬영된 화면 내의 적외선 LED 발광소자의 3차원 위치를 결정하고(S2), 복수의 적외선 LED 발광소자의 점멸 파형에 관하여 사전 저장된 데이터베이스와 촬영된 각 LED 발광소자의 점멸파형을 비교하여 촬영된 화면 내의 적외선 LED 발광소자가 어느 것인지를 식별하고(S3), 식별된 적외선 LED 발광소자의 3차원 위치에 관한 정보를 컴퓨터의 저장장치에 저장한다(S4).
이러한 방식에 의하여, 예를 들면, 회의실 내에서 각 좌석에 누가 앉아 있는지를 쉽게 파악할 수 있다. A 좌석에 앉아 있는 사람이 소유하는 적외선 발광소자를 식별하면, 해당 적외선 발광소자가 주어진 사람이 그 좌석에 앉아 있다는 것을 알 수 있는 것이다. 또한 실내 운동 경기, 아이스 하키, 농구 등에 있어서 각 선수의 움직임 정보를 용이하게 획득하고 각 선수가 움직인 총거리 등을 쉽게 계산할 수 있는 등 여러 가지 면으로 이를 이용할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 본 발명의 실시 태양 중 하나의 예를 든 것으로 본 발명은 이에 한정되지 아니하고 이와 등가물, 균등물을 포함함을 밝혀 둔다.
본 발명은 회의 등을 위하여 실내에 존재하는 다수인의 위치를 실시간으로 파악하고 위치 정보를 획득할 수 있게 하는 효과를 갖는다.
한편, 회의 등을 위하여 실내에 존재하는 다수인의 위치 정보를 획득 저장함으로써 이를 통하여 각 좌석에 앉아 있는 사람을 식별할 수 있게 하고 각 사람의 움직임에 관한 정보를 얻을 수 있는 등 다양한 애플리케이션에 응용할 수 있게 하는 효과를 갖는다.

Claims (10)

  1. 다수인의 실시간 위치 정보 획득 시스템에 있어서,
    각 다수인에게 주어지며 각각 서로 다른 점멸 파형을 갖는 복수의 적외선 LED 발광소자(100)와,
    적외선 필터가 장착되어 적외선 촬영을 수행하며, 상기 복수의 적외선 LED 발광소자를 촬영하여 화면 정보를 컴퓨터(108)로 송신하기 위한 복수의 카메라(106)와,
    상기 복수의 적외선 LED 발광소자의 점멸 파형에 관한 데이터베이스를 저장하고 있고 상기 카메라에서 송신하는 화면 정보를 영상 처리하여 촬영된 화면 내의 적외선 LED 발광소자의 3차원 위치를 결정하며, 촬영된 각 LED 발광소자의 점멸파형을 저장하고 있는 점멸파형과 비교하여 촬영된 화면 내의 적외선 LED 발광소자가 어느 것인지를 식별하고, 식별된 적외선 LED 발광소자의 3차원 위치에 관한 정보를 저장하는 컴퓨터를 포함하는
    다수인의 실시간 위치 정보 획득 시스템
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 적외선 LED 발광소자는 동일 주기(T)의 점멸 패턴을 갖도록 형성된 것을 그 특징으로 하는
    다수인의 실시간 위치 정보 획득 시스템
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 LED 발광소자의 각 점멸 구간은 상기 카메라의 프레임 레이트의 정수배로 형성되어 있는 것을 그 특징으로 하는
    다수인의 실시간 위치 정보 획득 시스템
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 적외선 LED 발광소자는 상기 일 주기를 동일 갯수의 구간으로 나누었을 때, 각 구간별로 ON 또는 OFF 되도록 점멸되는 것을 그 특징으로 하는
    다수인의 실시간 위치 정보 획득 시스템
  5. 제 4 항에 있어서,
    촬영된 각 LED 발광소자의 점멸파형과 복수의 적외선 LED 발광소자의 점멸 파형에 관하여 데이터베이스에 저장되어 있는 점멸파형의 비교를 통한 적외선 LED 발광소자의 식별은 상관관계 측정(correlation measurement)에 의하여 이루어지는 것을 그 특징으로 하는
    다수인의 실시간 위치 정보 획득 시스템
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 상관관계 측정은 촬영된 LED 발광소자의 점멸파형 의 디지털 데이터 및 그 데이터를 천이한 데이터와, 복수의 적외선 LED 발광소자의 점멸 파형에 관하여 데이터베이스에 저장되어 있는 점멸파형 중 어느 것과의 일치 테스트에 의하여 이루어지는 것을 그 특징으로 하는
    다수인의 실시간 위치 정보 획득 시스템
  7. 다수인의 실시간 위치 정보 획득 방법에 있어서,
    적외선 필터가 장착된 복수의 카메라(106)로 적외선 촬영을 수행하여, 각 다수인에게 주어지며 각각 서로 다른 점멸 파형을 갖는 복수의 적외선 LED 발광소자(100)를 촬영하여 화면 정보를 컴퓨터로 송신하는 단계와,
    상기 카메라에서 송신하는 화면 정보가 영상 처리되어 촬영된 화면 내의 적외선 LED 발광소자의 3차원 위치를 결정하는 단계와,
    촬영된 각 LED 발광소자의 점멸파형을 상기 복수의 적외선 LED 발광소자의 점멸 파형에 관하여 사전 저장된 데이터베이스와 비교하여 촬영된 화면 내의 적외선 LED 발광소자가 어느 것인지를 식별하는 단계와,
    식별된 적외선 LED 발광소자의 3차원 위치에 관한 정보를 컴퓨터의 저장장치에 저장하는 단계를 포함하는
    다수인의 실시간 위치 정보 획득 방법
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 적외선 LED 발광소자는 동일 주기(T)의 점멸 패턴을 갖도록 형성되고,
    상기 복수의 적외선 LED 발광소자는 상기 일 주기를 동일 갯수의 구간으로 나누었을 때, 각 구간별로 ON 또는 OFF 되도록 점멸되는 것을 그 특징으로 하는
    다수인의 실시간 위치 정보 획득 시스템
  9. 제 8 항에 있어서,
    촬영된 각 LED 발광소자의 점멸파형과 복수의 적외선 LED 발광소자의 점멸 파형에 관하여 데이터베이스에 저장되어 있는 점멸파형의 비교를 통한 적외선 LED 발광소자의 식별은 상관관계 측정(correlation measurement)에 의하여 이루어지는 것을 그 특징으로 하는
    다수인의 실시간 위치 정보 획득 방법
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 상관관계 측정은 촬영된 LED 발광소자의 점멸파형 의 디지털 데이터 및 그 데이터를 천이한 데이터와, 복수의 적외선 LED 발광소자의 점멸 파형에 관하여 데이터베이스에 저장되어 있는 점멸파형 중 어느 것과의 일치 테스트에 의하여 이루어지는 것을 그 특징으로 하는
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