KR20100123046A - 지리정보를 제공하는 디지털 카메라 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 지리정보를 제공하는 디지털 카메라에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 다양한 종류의 센서들을 활용하여, 위도와 경도, 방위각, 지면과의 높이, 촬영 각도 정보 및 피사체와의 거리 등과 같은 지리적 정보를 획득하고 이러한 데이터 처리할 수 있는 디지털 카메라를 제공하는데 있다.
이를 위해 본 발명에 따른 지리정보를 제공하는 디지털 카메라는 위성들로부터 GPS 정보를 수신하여 사용자가 위치하고 있는 위도정보와 경도정보를 수집하는 GPS 수신모듈과, 지구 자기장을 측정하여 사용자가 촬영하고자 하는 위치의 방위정보를 수집하는 지자계 센서와, 카메라의 수직방향 각도를 측정하는 각도 센서와, 수집된 데이터들을 저장하는 데이터 저장부 및 상기 GPS 수신모듈, 지자계 센서, 각도 센서를 제어하고, 상기 데이터 저장부에 저장된 데이터를 처리하는 마이컴을 포함하는 지리정보 처리부가 설치된 것을 특징으로 하는 지리정보를 제공하는 디지털 카메라를 개시한다.
디지털 카메라, 위치정보, 위도, 경도, 지자계, GPS

Description

지리정보를 제공하는 디지털 카메라{A Digital Camera for Providing Geometric Information}
본 발명은 지리정보를 제공하는 디지털 카메라에 관한 것으로서, 디지털 카메라의 사용자들이 보다 쉽게 여행 정보 및 개인 정보를 기록할 수 있게 하는 디지털 카메라에 관한 것이다.
근래에 디지털 카메라 보급과 함께 엄청난 양의 정지영상 및 동영상 데이터를 관리하게 되었다. 기존 필름 카메라의 경우 현상과 인화의 과정을 거쳐야 했고, 이로 인한 번거로움과 비용문제로 인하여 촬영의 횟수 및 인화할 수 있는 영상의 종류가 제한적이었다.
이에 비하여 촬영 후 보관 비용이 거의 없는 디지털 카메라는 일부 영상을 제외하고는 대부분 디지털 저장 장치에 보관된다. 이로 인하여 점점 데이터가 늘어나게 되고, 많은 데이터로 인하여 사진이 촬영된 정보를 알기 힘들다는 문제점이 있었다.
최근에 일본의 소니(Sony)사에서 출시되는 일부 DSLR 모델의 경우 상술한 문제점을 해결하기 위하여 GPS 기능을 제공하고 있으며, 이런 정보를 이용하여 사용자는 자신의 블로그나 홈페이지 등에 사진의 지정학적 정보가 포함된 데이터를 업로드할 수 있으나, 이러한 경우에도 카메라의 방향성을 알기 어렵고 데이터 자체가 한정적이기 때문에 널리 사용되지는 못하고 있는 실정이다.
본 발명은 상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 다양한 종류의 센서들을 활용하여, 위도와 경도, 방위각, 지면과의 높이, 촬영 각도 정보 및 피사체와의 거리 등과 같은 지리적 정보를 획득하고 이러한 데이터 처리할 수 있는 디지털 카메라를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 지리정보를 제공하는 디지털 카메라는 위성들로부터 GPS 정보를 수신하여 사용자가 위치하고 있는 위도정보와 경도정보를 수집하는 GPS 수신모듈과, 지구 자기장을 측정하여 사용자가 촬영하고자 하는 위치의 방위정보를 수집하는 지자계 센서와, 카메라의 수직방향 각도를 측정하는 각도 센서와, 수집된 데이터들을 저장하는 데이터 저장부 및 상기 GPS 수신모듈, 지자계 센서, 각도 센서를 제어하고, 상기 데이터 저장부에 저장된 데이터를 처리하는 마이컴을 포함하는 지리정보 처리부가 설치된다.
카메라의 렌즈 몸통부분에 장착되어 카메라 높이를 측정하는 초음파 센서를 더 포함할 수 있다.
상기 데이터 저장부는 사용자가 촬영한 영상 데이터, 지리정보 데이터, 상기 지리정보 데이터가 포함된 영상 데이터 및 상기 지리정보 데이터를 영상 데이터에 병합하는 프로그램이 저장될 수 있다.
상기 지리정보 데이터는 상기 GPS 수신모듈을 통하여 수집된 위도정보와 경도정보, 상기 지자계 센서를 통하여 수집된 방위정보, 상기 각도 센서를 통하여 수집된 카메라의 수직방향 각도 및 상기 초음파 센서를 통하여 측정된 카메라 높이 정보 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 지리정보 데이터가 포함된 영상 데이터는 상기 지리정보 데이터가 상기 영상 데이터에 메타 데이터 형태로 삽입되는 방법으로 생성된다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 지리정보를 제공하는 디지털 카메라에 의하면 다양한 종류의 센서들을 활용하여, 위도와 경도, 방위각, 지면과의 높이, 촬영 각도 정보 및 피사체와의 거리 등과 같은 지리적 정보를 획득하고 이러한 데이터 처리할 수 있는 효과가 있다.
또한, 획득된 지리적 정보를 통하여 사용자가 보다 자세한 정보를 기록하고 기억할 수 있으며, 시스템 등에 바로 적용이 가능하므로 보다 많은 정보를 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 다양한 영상들의 각각에 대한 지리적 정보는 3D 지도 및 여러 개인 정보 제공 서비스에 응용이 가능한 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의해야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다.
도 1a는 본 발명에 따른 지리정보를 제공하는 디지털 카메라의 전체 외관을 도시한 도이고, 도 1b는 본 발명에 따른 지리정보를 제공하는 디지털 카메라의 측면을 도시한 도이다.
도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 지리정보를 제공하는 디지털 카메라(1)는 상기 디지털 카메라에 설치된 지리정보 처리부(100) 및 상기 카메라 렌즈 몸통부분에 장착되는 초음파 센서(200)를 포함한다.
도 2는 본 발명에 따른 지리정보를 제공하는 디지털 카메라에 설치되는 지리정보 처리부를 도시한 블록도이다. 도 2에 도시된 바와 같이 상기 지리정보 처리부(100)는 GPS 수신모듈(110), 지자계 센서(120), 각도 센서(130), 데이터 저장 부(140) 및 마이컴(150)을 포함한다.
상기 GPS 수신모듈(110)은 위성들로부터 GPS 정보를 수신하여 사용자가 위치하고 있는 위도정보와 경도정보를 수집한다.
여기서 GPS(Global Positioning System)는 현재 완전하게 운용되고 있는 유일한 범지구위성항법시스템으로써, 미국 국방부에서 개발되었으며 무기 유도, 항법, 측량, 지도제작, 측지, 시각동기 등의 군용 및 민간용 목적으로 사용되고 있다. 상기 GPS에서는 중궤도를 도는 24개(실제는 그 이상)의 인공위성에서 발신하는 마이크로파를 GPS 수신기에서 수신하여 수신기의 위치벡터를 결정하며 이러한 GPS는 전 세계에서 무료로 사용가능하다.
한편, 상기 GPS 수신모듈(110)은 세 개 이상의 GPS 위성으로부터 송신된 신호를 수신하여 위성과 수신기의 위치를 결정한다. 위성에서 송신된 신호와 수신기에서 수신된 신호의 시간차를 측정하면 위성과 수신기 사이의 거리를 구할 수 있는데, 이 때 송신된 신호에는 위성의 위치에 대한 정보가 들어 있다.
즉, 최소한 세 개의 위성과의 거리와 각 위성의 위치를 알게 되면 삼변측량에서와 같은 방법을 이용해 수신기의 위치를 계산할 수 있다.
상기 GPS는 세 개 이상의 위성들로부터 수신 받은 정보를 이용하여 현재 위치의 위도 및 경도를 계산한다. 일반적인 GPS는 자체에 오차를 포함하므로, 여러 데이터를 수신하여 오차 보정이 필요하다.
한편, GPS 수신모듈은 군사용과 일반용으로 나누어지는데, 일반적으로 사용 되는 GPS 데이터는 수신되는 데이터에 노이즈 성분을 삽입하여 악의적 사용을 방지한다. 이 때문에 실제 수신되는 GPS 정보는 5 ∼ 50m 까지의 오차를 보인다. 이런 이유로 촬영된 데이터에 너무 많은 오차가 발생할 경우 데이터로서의 가치가 떨어진다. 카메라는 대부분 한 곳에서 정지된 상태에서 촬영된다는 점을 고려하면, 일정 시간 이상의 데이터를 획득한 후 이를 이용하기 보다 정확한 정보를 추출할 수 있다. 본 발명에서는 이 방법을 사용하여 보정 기능을 수행한다.
상기 지자계 센서(120)는 지구 자기장을 측정하여 사용자가 촬영하고자 하는 위치의 방위정보를 수집한다. 즉, 상기 지자계 센서(120)는 지구 자기장을 측정하고 이를 이용하여 방위각을 판단할 수 있다. 본 발명에서는 상기 지자계 센서(120)를 이용하여 촬영하고자 하는 위치의 방향정보를 함께 수집한다.
GPS 데이터는 해당 위치에 대한 위도 및 경도 좌표만을 돌려주기 때문에, 일반적으로 방향을 판단하기 위해서는 움직이면서 두 위치 사이의 방향성을 추정한다. 예를 들어, 차량용 네비게이션은 이러한 과정으로 차의 진행 방향을 판단한다.
하지만, 카메라의 경우 정지 상태에서 촬영되기 때문에 이 방법이 사용되기 어렵다는 문제점이 있다. 따라서 본 발명에서는 이 점을 해결하기 위하여 방위정보를 수집할 수 있는 지자계 센서(120)가 설치된다.
상기 지자계 센서(120)는 지구의 자북(磁北, magnetic north)을 측정한다. 이는 시간이 지나면서 차차 변하게 되므로 진북(眞北)을 알아야 한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 방위정보에 대한 보정이 필요하다.
일반적으로 자북이 변하는 시간은 예측이 가능하다. 본 발명에서는 특정한 알고리즘이 아닌 시간 변화에 따른 수치 변환 함수를 사용한다. 즉, 2009년, 2010년, 2011년 등의 자북 및 진북의 방위각 예측 정보를 미리 가지고 있는 상태에서 , 실제 촬영 당시의 일시를 고려하여 방위정보 보정을 수행한다. 이를 바탕으로 보다 정확한 방위각 정보 획득이 가능하다.
상기 각도 센서(130)는 카메라의 수직방향 각도를 측정한다. 최근 출시된 디지털 카메라에는 파노라마 기능이 있다. 즉, 여러장의 사진을 합성하여 하나의 파노라마 사진을 만들어 주는 것이다. 하지만 이러한 사진은, 좌우로 길게 촬영된 영상은 파노라마 영상으로 만들어도 왜곡이 적게 발생하지만, 위 아래로 촬영된 영상의 경우 심각한 왜곡 현상이 발생한다. 이를 위해서는 위 아래쪽의 데이터를 함께 가지고 있어야한다.
본 발명에서는 이와 같은 파노라마 기능 이외에도 촬영되는 위치의 비교적 자세한 정보를 위해 각도를 측정하여 각도 데이터를 저장한다. 따라서, 본 발명에서는 위로 70°내지 아래로 50°까지 수직각도를 10°단위로 표시할 수 있는 각도 센서(130)가 설치된다. 이를 통하여 보다 정확한 카메라의 앵글 위치 및 피사체의 위치 추적, 예측, 합성 등의 다양한 기능의 구현이 가능하게 된다.
상기 데이터 저장부(140)는 수집된 데이터들을 저장한다. 보다 자세하게, 상기 데이터 저장부(140)에는 사용자가 촬영한 영상 데이터, 지리정보 데이터, 상기 지리정보 데이터가 포함된 영상 데이터 및 상기 지리정보 데이터를 영상 데이터에 병합하는 프로그램이 저장된다.
여기서 사용자 촬영한 영상 데이터는 사용자가 디지털 카메라를 통하여 촬영한 영상의 데이터 파일 등을 의미한다.
상기 지리정보 데이터는 상기 GPS 수신모듈(110)을 통하여 수집된 위도정보와 경도정보, 상기 지자계 센서(120)를 통하여 수집된 방위정보, 상기 각도 센서(130)를 통하여 수집된 카메라의 수직방향 각도 및 상기 초음파 센서(200)를 통하여 측정된 카메라 높이 정보 중 하나 이상을 포함한다.
상기 지리정보 데이터를 영상 데이터에 병합하는 프로그램은 상기 지리정보 데이터를 메타데이터 형태로 상기 영상 데이터 파일 자체에 삽입한다. 즉, 상기 프로그램은 상기 데이터 저장부(140)에 저장된 지리정보 데이터를 상기 영상 데이터에 병합하여, 디스플레이 등을 통하여 상기 영상 데이터와 상기 지리정보를 함께 표시할 수 있는 파일을 생성한다.
이렇게 생성된 파일의 예시를 도 3에 도시하였다. 도 3은 지리정보 데이터가 촬영된 영상 데이터에 메타 데이터 형태로 삽입된 모습을 도시한 사진이다. 한편, 기존의 JPEG 및 GIF 등의 압축 규약들은 다양한 메타데이터 삽입 기능을 제공한다.
상기 마이컴(150)은 상기 GPS 수신모듈(110), 지자계 센서(120), 각도 센서(130)를 제어하고, 상기 데이터 저장부(140)에 저장된 데이터를 처리한다.
상기 마이컴(150)은 컴퓨터의 연산 처리부를 1개 또는 수 개의 대규모집적회 로(LSI)로 구성한 마이크로프로세서에, 기억장치 및 주변장치와의 인터페이스 회로 등을 붙인 보드에 탑재한 극소형 컴퓨터 등을 말하는 것으로서, 상기 마이컴(150)은 디지털 컴퓨터에 설치된 다양한 센서와 모듈을 제어하고, 상기 데이터 저장부(140)에 저장된 데이터를 처리할 수 있는 것이면 어떠한 것이라도 상관없으며, 상기 마이컴(150)의 종류를 한정하는 것은 아니다.
상기 초음파 센서(200)는 카메라의 렌즈 몸통부분에 장착되어 카메라 높이를 측정한다. 각도 측정에서 추가로 문제되는 부분은 지면으로부터의 높이 데이터이다. 높이 데이터가 있어야만 해당 물체에 대한 자세한 표현 및 위치정보 표현이 가능하기 때문이다. 따라서, 본 발명에서는 카메라의 렌즈 몸통부분에 장착되어 하단부로 초음파을 발사함으로써 카메라 높이를 측정할 수 있는 초음파 센서(200)를 포함한다. 여기서 높이에 관한 데이터는 Cm 단위로 입력된다.
한편, 본 발명에 따른 디지털 카메라는 피사체 거리에 관한 정보도 수집할 수 있다. 상기 피사체 거리에 관한 정보는 줌(Zoom) 및 초점정보를 이용하여 개략적으로 알 수 있다. 일반적으로 촬영을 할 때에는 오토 포커스(auto focus) 기능을 이용하여 초점을 맞추게 된다. 또한, 원거리의 물체를 촬영할 때에는 줌 기능을 이용한다. 이 기능들을 이용하면 정확하지는 않지만 개략적인 거리정보를 추정할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 지리정보를 제공하는 디지털 카메라를 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상 범위내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
도 1a는 본 발명에 따른 지리정보를 제공하는 디지털 카메라의 전체 외관을 도시한 도이다.
도 1b는 본 발명에 따른 지리정보를 제공하는 디지털 카메라의 측면을 도시한 도이다.
도 2는 본 발명에 따른 지리정보를 제공하는 디지털 카메라에 설치되는 지리정보 처리부를 도시한 블록도이다.
도 3은 지리정보 데이터가 촬영된 영상 데이터에 메타 데이터 형태로 삽입된 모습을 도시한 사진이다.
도 4는 본 발명에 따른 지리정보를 제공하는 디지털 카메라의 지리정보 획득 알고리즘을 도시한 순서도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
1: 본 발명에 따른 지리정보를 제공하는 디지털 카메라
100: 지리정보 처리부 110: GPS 수신모듈
120: 지자계 센서 130: 각도 센서
140: 데이터 저장부 150: 마이컴
200: 초음파 센서

Claims (5)

  1. 위성들로부터 GPS 정보를 수신하여 사용자가 위치하고 있는 위도정보와 경도정보를 수집하는 GPS 수신모듈;
    지구 자기장을 측정하여 사용자가 촬영하고자 하는 위치의 방위정보를 수집하는 지자계 센서;
    카메라의 수직방향 각도를 측정하는 각도 센서;
    수집된 데이터들을 저장하는 데이터 저장부; 및
    상기 GPS 수신모듈, 지자계 센서, 각도 센서를 제어하고, 상기 데이터 저장부에 저장된 데이터를 처리하는 마이컴;
    을 포함하는 지리정보 처리부가 설치된 것을 특징으로 하는 지리정보를 제공하는 디지털 카메라.
  2. 청구항 1에 있어서,
    카메라의 렌즈 몸통부분에 장착되어 카메라 높이를 측정하는 초음파 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지리정보를 제공하는 디지털 카메라.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 데이터 저장부는 사용자가 촬영한 영상 데이터, 지리정보 데이터, 상기 지리정보 데이터가 포함된 영상 데이터 및 상기 지리정보 데이터를 영상 데이터에 병합하는 프로그램이 저장되는 것을 특징으로 하는 지리정보를 제공하는 디지털 카메라.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 지리정보 데이터는 상기 GPS 수신모듈을 통하여 수집된 위도정보와 경도정보, 상기 지자계 센서를 통하여 수집된 방위정보, 상기 각도 센서를 통하여 수집된 카메라의 수직방향 각도 및 상기 초음파 센서를 통하여 측정된 카메라 높이 정보 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 지리정보를 제공하는 디지털 카메라.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 지리정보 데이터가 포함된 영상 데이터는 상기 지리정보 데이터가 상기 영상 데이터에 메타 데이터 형태로 삽입되는 방법으로 생성되는 것을 특징으로 하는 지리정보를 제공하는 디지털 카메라.
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