KR20100007444A

KR20100007444A - 감시카메라 시스템을 통한 감시 방법

Info

Publication number: KR20100007444A
Application number: KR1020080068082A
Authority: KR
Inventors: 구자회
Original assignee: 구자회
Priority date: 2008-07-14
Filing date: 2008-07-14
Publication date: 2010-01-22
Also published as: KR100958352B1

Abstract

본 발명은 팬 및 틸트 가능한 감시카메라가 팬 및 틸트 동작을 수행하면서 각 영역을 촬영하고 촬영된 각 영상은 영상처리되어 넓은 영역에 대한 파노라마 영상이 디스플레이되게 하는 공지의 감시카메라 시스템을 통한 감시 방법에 있어서, 파노라마 영상 중 지정된 일 지점에 해당하는 팬각도(θ) 및 틸트각도(δ)로 상기 감시카메라의 팬 각도 및 틸트 각도가 조정됨으로써, 상기 지정된 지점을 감시카메라가 향하도록 하는 단계와, 지정된 지점에 해당하는 감시카메라의 틸트각도(δ) 및 감시카메라의 높이(h)로부터 삼각법에 의하여 피사체와의 거리(y)를 측정하는 단계와, 상기 피사체와의 거리(y)에 따라 상기 감시카메라의 초점거리를 조정하여 촬영하는 단계를 포함하는 감시카메라 시스템을 통한 감시 방법에 관한 것이다.

감시카메라, 초점거리

Description

감시카메라 시스템을 통한 감시 방법{Monitoring method}

본 발명은 감시카메라를 통한 감시방법에 관한 것이다.

일반적인 카메라용 망원 줌렌즈의 구분은 70mm 내지 500mm 의 제품이 사용된다. 현재 망원렌즈의 자동 초점조정기능은 70mm 내지 120mm 까지 제한된 제품군이 나오고 있다. 일반적으로 자동초점원리는 TTL 위상차 검출방식을 사용하여 피사체의 휘도 차이가 존재하는 부위에 대해 그 수치가 극대화되는 지점을 역추정하여 거리를 계산하는 방식이다. 그런데, 원거리용 망원렌즈의 경우 일반렌즈에 비해 광량이 적고 어두워 TTL 위상차검출방식에 의한 정확한 거리계산이 어렵기 때문에 수동조정에 의존할 수 밖에 없었다.

또한 원거리 피사체의 정확한 거리계산이 어려운 문제가 있어, 거리를 측정하기 위해 별도 고가의 레이저거리측정기(LRF:Laser Range Finder)를 부착하여 사용하고 있다.

한편, 야간용 카메라의 경우 피사체에서 반사되는 광량이 극히 미비하거나 없기 때문에 일반적으로 보조 조명(방사기)을 추가로 장착하여 사용한다. 이러한 방사기의 종류는 광원에 따라 할로겐, 적외선LED, 레이저 방사기등이 이용된다. 원거리의 경우 광원의 빛의 세기가 거리가 멀어짐에 따라 급격히 감쇄되어 일반적인 할로겐 이나 LED 조명으로는 적용이 불가하고, 레이저광원의 경우 빛의 직진성에 의해 원거리용 방사기에 적용이 용이하여 주로 사용된다.

이 때, 일반적으로 카메라와 방사기는 별도 제품으로 수평 지지부에 일정 거리를 두고 고정된다. 원거리용 망원줌 카메라는 화각(FOV :Field of View)이 매우 좁기 때문에 좁은 FOV를 가지는 카메라의 관심영역(AOI: Area of interest)의 영상을 효과적으로 취득하기 위해 레이저 방사기의 광원 초점을 정확히 카메라의 AOI와 일치시켜야 하는 기술이 요구된다.

거리와 원거리의 피사체를 방사기로 조사할 경우 카메라의 AOI를 맞추기 위해 각각 다른 각도의 방사기 초점 위치조정이 필요하다. 기존 시스템은 근거리와 원거리의 중앙거리에서만 카메라와 방사기의 AOI를 수동으로 맞추어 놓고 운용하여 근거리와 원거리에서 방사기의 초점이 약간 벗어나도 이를 무시하고 사용하였는데, 이 경우 레이저 방사기의 정확한 AOI가 맞지 않으므로 선명한 영상을 얻기 어렵다는 문제점이 있었다.

본 발명의 경우 원거리에 위치한 피사체의 거리를 카메라 각도를 이용하여 측정하고 이를 사용하여 카메라의 조리개 크기를 조정하여 영상의 휘도를 제어하고, 또한 방사기의 출력을 이에 맞추어 조정함으로써 감시카메라를 사용하여 원거리 촬영시 선명한 영상을 확보할 수 있게 하는 것을 그 목적으로 한다.

여기서, 상기 피사체와의 거리(y)는 y = h / cosδ에 의하여 측정될 수 있으며, 더 정확하게 측정하기 위하여는 감시카메라의 팬각도(θ) 및 틸트각도(δ)에 대응하는 각 지점의 지아이에스(GIS) 높이 정보 H(θ, δ)에 의하여 y = ( h-H(θ, δ) ) / cosδ 와 같이 보정될 수 있다.

한편, 본 발명은 팬 및 틸트 가능한 감시카메라가 팬 및 틸트 동작을 수행하면서 각 영역을 촬영하고 촬영된 각 영상은 영상처리되어 넓은 영역에 대한 파노라마 영상으로 디스플레이해주며 촬영용 조명을 위하여 방사기로 피사체를 조사하는 공지의 감시카메라 시스템을 통한 감시 방법에 있어서, 파노라마 영상 중 일 지점이 지정되면, 그 지점에 해당하는 팬각도(θ) 및 틸트각도(δ)로 상기 감시카메라의 팬 각도 및 틸트 각도가 조정됨으로써, 상기 지정된 지점을 감시카메라가 향하도록 하는 단계와, 지정된 지점에 해당하는 감시카메라의 틸트각도(δ) 및 감시카메라의 높이(h)로부터 삼각법에 의하여 피사체와의 거리(y)를 측정하는 단계와, 상기 피사체와의 거리(y)에 따라 상기 감시카메라의 초점거리를 조정하는 단계와, 상기 피사체와의 거리(y)에 따라 상기 방사기의 팬 구동각을 조정하는 단계를 포함하는 감시카메라 시스템을 통한 감시 방법에 관한 것이다.

여기서, 상기 피사체와의 거리(y)에 따라 방사기의 레이저 출력을 조정하는 것이 바람직하다.

본 발명의 경우 원거리에 위치한 피사체의 거리를 카메라 각도를 이용하여 측정하고 이를 사용하여 카메라의 조리개 크기를 조정하여 영상의 휘도를 제어하고, 또한 방사기의 출력을 이에 맞추어 조정함으로써 감시카메라를 사용하여 원거리 촬영시 선명한 영상을 확보할 수 있게 하는 효과를 갖는다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이 팬 및 틸트 가능한 감시카메라는 통상 팬 및 틸트 동작을 수행하면서 주변 영역을 촬영한다. 한편, 촬영된 각 영상은 영상처리되어 넓은 영역에 대한 파노라마 영상이 획득되며 이러한 파노라마 영상이 디스플레이장체를 통하여 디스플레이되게 하는 것이 공지의 감시카메라 시스템이다. 예를 들면, 감시카메라가 팬 및 틸트 동작을 수행하면서 실시간으로 촬영하는 다수의 영상은 영상처리부에서 영상처리되어 넓은 영역에 대한 파노라마 영역의 영상을 얻을 수 있는데, 감시카메라의 팬 및 틸트 동작을 제어하는 마이콤에서 영상 중 각 부분과 이에 해당하는 카메라의 팬 각 θ 및 틸트 각 δ에 대한 매칭 정보를 보유하고 있게 된다. 또한 파노라마 영역 중의 각 부분과 이에 해당하는 지점에 대한 감시카메라의 팬 각 θ 및 틸트 각 δ에 대한 매칭 정보도 보유하고 있게 된다. 여기서 마이콤은 통상 컴퓨터일 수 있고, 파노라마 영상은 이에 유무선 연결되어 정보를 전달받는 디스플레이 수단에 의하여 디스플레이될 수 있다. 한편, 마이콤에 연결된 유저 인터페이싱 수단 예를 들면 마우스 등에 의하여 파노라마 영상 중 자세히 관 찰하고 싶은 일 부분이 지정되게 할 수 있다. 물론 유저에 의한 지정 외에 특정 조건 만족시 자동으로 지정되게 할 수도 있다. 이러한 경우 해당 부분만 자세히 볼 수 있게 하기 위하여 감시카메라는 지정된 지점에 해당하는 팬 각도 θ 및 틸트 각 δ로 팬 및 틸트 동작이 수행되게 제어하여 해당 지점을 촬영하게 하는 것이다.

이 때, 감시카메라의 틸트 각도 δ를 이용하여 초점 거리를 자동으로 조정할 수 있게 할 수 있다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같은 위치 관계에서 삼각법에 의하면, 피사체와의 거리 y는 다음 식에 의하여 측정될 수 있다.

y = h / cosδ

즉, 이러한 계산에 의하여 피사체와의 거리의 근사치를 얻을 수 있으며, 이렇게 얻은 거리에 해당하는 초점거리로 감시카메라의 초점거리가 조정되게 하는 것이다. 상기 마이컴은 감시카메라의 제어부와 유무선 통신하게 함으로써 마이컴에서 보내는 신호를 수신한 감시카메라의 제어부에 의하여 감시카메라의 초점거리가 자동으로 조정되게 할 수 있음은 물론이다.

한편, 감시카메라가 촬영하는 지역이 평지가 아닌 경우 고도차에 의한 오차가 있을 수 있다. 특히 원거리를 촬영하는 경우 고도차에 의한 거리 보정이 문제가 될 수 있다. 이 경우, 미리 주변 지역에 대한 지아이에스(GIS)상의 높이 정보를 통하여 감시카메라의 팬 각도 θ 및 틸트 각도 δ 의 함수의 형태로 주변 지역의 높 이에 대한 정보 H(θ, δ)를 확보하고 있다가, 이에 의하여 보정된 거리를 다음의 식

y = ( h-H(θ, δ) ) / cosδ

에 의하여 얻게 되는 것이다.

한편, 카메라 촬영을 보조하기 위하여 레이저 방사기 등의 방사기를 사용하는 경우 도 2에 도시된 바와 같이 방사기의 팬 각도를 조절할 필요가 있다. 즉, 방사기는 감시카메라와 인접하여 배치되나 상호간의 거리가 없을 수 없으므로 팬 각도가 감시카메라와 완전히 동일할 수는 없게 된다. 즉, 도시된 바와 같이 감시카메라의 팬 각도와 방사기의 팬 각도는 조금 차이가 있게 되는데 피사체의 거리가 가까울수록 팬 각도 차이는 더 커져야 하는 것이다.

감시카메라와 방사기의 상호 간의 거리가 d1이고 피사체와의 거리가 y라면, 감시카메라의 팬각도 θ1과 방사기의 팬각도 θ2의 차이는,

d1 = y (cosθ1 - cosθ2)라는 식으로부터 얻게 된다.

즉, 여기서, y는 앞에서 설명한 바와 같이 y = h / cosδ

또는 보다 정밀하게는 y = ( h-H(θ, δ) ) / cosδ 에 의하여 얻어지며,

d1과 카메라의 펜각도 θ1은 아는 값이므로, 방사기의 팬각도 θ2를 위의 식으로부터 얻게 되며, 이를 통해 카메라의 팬각도와 방사기의 팬각도의 차이를 계산 할 수 있게 되는 것이다.

한편, 방사기의 레이저 출력은 피사체가 멀수록 강해야 하므로 전술한 방법에 의하여 구한 피사체와의 거리(y)에 따라 방사기의 레이저 출력을 조정하는 것이 바람직하다.

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.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예의 도면이다.

Claims

팬 및 틸트 가능한 감시카메라가 팬 및 틸트 동작을 수행하면서 각 영역을 촬영하고 촬영된 각 영상은 영상처리되어 넓은 영역에 대한 파노라마 영상이 디스플레이되게 하는 공지의 감시카메라 시스템을 통한 감시 방법에 있어서,

파노라마 영상 중 지정된 일 지점에 해당하는 팬각도(θ) 및 틸트각도(δ)로 상기 감시카메라의 팬 각도 및 틸트 각도가 조정됨으로써, 상기 지정된 지점을 감시카메라가 향하도록 하는 단계와,

지정된 지점에 해당하는 감시카메라의 틸트각도(δ) 및 감시카메라의 높이(h)로부터 삼각법에 의하여 피사체와의 거리(y)를 측정하는 단계와,

상기 피사체와의 거리(y)에 따라 상기 감시카메라의 초점거리를 조정하여 촬영하는 단계를 포함하는

감시카메라 시스템을 통한 감시 방법
제 1 항에 있어서,

상기 피사체와의 거리(y)는

y = h / cosδ

에 의하여 측정되는 것을 그 특징으로 하는

감시카메라 시스템을 통한 감시 방법
제 1 항에 있어서,

상기 피사체와의 거리는 감시카메라의 팬각도(θ) 및 틸트각도(δ)에 대응하는 각 지점의 지아이에스(GIS) 높이 정보 H(θ, δ)에 의하여

y = ( h-H(θ, δ) ) / cosδ 와 같이 보정되는 것을

그 특징으로 하는

감시카메라 시스템을 통한 감시 방법
팬 및 틸트 가능한 감시카메라가 팬 및 틸트 동작을 수행하면서 각 영역을 촬영하고 촬영된 각 영상은 영상처리되어 넓은 영역에 대한 파노라마 영상으로 디스플레이해주며 촬영용 조명을 위하여 방사기로 피사체를 조사하는 공지의 감시카메라 시스템을 통한 감시 방법에 있어서,

파노라마 영상 중 일 지점이 지정되면, 그 지점에 해당하는 팬각도(θ) 및 틸트각도(δ)로 상기 감시카메라의 팬 각도 및 틸트 각도가 조정됨으로써, 상기 지정된 지점을 감시카메라가 향하도록 하는 단계와,

지정된 지점에 해당하는 감시카메라의 틸트각도(δ) 및 감시카메라의 높이(h)로부터 삼각법에 의하여 피사체와의 거리(y)를 측정하는 단계와,

상기 피사체와의 거리(y)에 따라 상기 감시카메라의 초점거리를 조정하는 단 계와,

상기 피사체와의 거리(y)에 따라 상기 방사기의 팬 구동각을 조정하는 단계를 포함하는

감시카메라 시스템을 통한 감시 방법
제 4 항에 있어서,

상기 피사체와의 거리(y)에 따라 방사기의 레이저 출력을 조정하는 단계를 추가적으로 포함하는

감시카메라 시스템을 통한 감시 방법