KR20140068416A - 스마트 기기를 활용한 3차원 이미지 생성장치 및 그 방법 - Google Patents

스마트 기기를 활용한 3차원 이미지 생성장치 및 그 방법 Download PDF

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KR20140068416A KR1020120135854A KR20120135854A KR20140068416A KR 20140068416 A KR20140068416 A KR 20140068416A KR 1020120135854 A KR1020120135854 A KR 1020120135854A KR 20120135854 A KR20120135854 A KR 20120135854A KR 20140068416 A KR20140068416 A KR 20140068416A
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Abstract

본 발명은 스마트 기기를 활용한 3차원 이미지 생성장치 및 그 방법에 관한 것으로, 카메라 및 다수개의 센서를 구비하는 스마트 기기를 활용한 3차원 이미지 생성장치에 있어서, 상기 카메라를 통해 촬영되는 피사체의 이미지를 생성하는 촬영부; 상기 센서들로부터 출력되는 상기 스마트 기기의 위치이동 정보와 방위 및 기울기 정보를 감지하는 감지부; 상기 감지된 위치이동 정보와 방위 및 기울기 정보를 활용하여 상기 피사체의 중심 좌표값 및 상기 피사체와 상기 스마트 기기 간의 평균거리를 포함하는 공간좌표 정보를 도출하는 공간정보 도출부; 상기 도출된 중심 좌표값과 상기 평균거리를 이용하여 가상의 구의 표면 좌표값을 도출하는 표면좌표 도출부; 및 상기 가상의 구의 표면 좌표값에 따른 상기 이미지를 매핑하여 상기 피사체의 3차원 방위 이미지를 생성하는 3차원 이미지 생성부;를 포함한다.

Description

스마트 기기를 활용한 3차원 이미지 생성장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR GENERATING THREE DIMENSION IMAGE USING SMART DEVICE}
본 발명은 스마트 기기를 활용한 3차원 이미지 생성장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 카메라와 각종 센서가 구비된 휴대 단말기기(이하, '스마트 기기')의 이용하여 피사체의 이미지를 촬영하고, 센서정보를 통해 피사체와 스마트 기기 간의 공간좌표를 도출하고, 도출된 공간좌표와 이미지를 매칭하여 3차원 방위 이미지를 생성하고 디스플레이하는 스마트 기기를 활용한 3차원 이미지 생성장치 및 그 방법에 관한 것이다.
전자기기의 기술의 발전에 수반하여 제품 구매자는 이미지 영상에 대한 보다 높은 수준의 품질을 원하게 되고, 그에 대한 결과물로 최근 3D TV는 대중화에 성공하였으나 바라보는 시각의 방위를 조절하면서 전 방위에서 피사체를 바라볼 수 있는 3차원 이미지에 대한 디스플레이 서비스는 비용이 과다하게 드는 점과 촬영기기 제작의 어려움 등으로 대중화를 이루어내지 못하고 있다.
현재까지 서비스되는 이미지 정보는 크게 일반적인 이미지 포맷, 사람의 눈과 같이 양안의 시각 차가 있는 두 화면을 조합하여 만든 이미지, 피사체를 바라보는 시각의 방위를 조절하면서 전 방위에서 피사체를 바라볼 수 있는 3차원 이미지로 구분할 수 있다.
3차원 이미지를 생성하는 종래의 방법은 한국공개특허 10-2011-0050843에 개시된 바와 같이 여러 대의 카메라를 활용하여 여러 각도에서 촬영한 이미지를 결합하여 생성한다. 즉, 피사체의 주변에 여러 대의 카메라를 일정한 간격을 두고 배치한 후 동일한 피사체를 다양한 각도에서 촬영한 후 이미지를 결합하여 전 방위에서의 이미지를 생성한 후 촬영된 이미지를 결합하여 디스플레이한다.
그러나, 이러한 방법은 움직이는 피사체의 경우 여러 대의 카메라를 사용해야 하므로 카메라 구입과 촬영에 필요한 인력에 대한 과다한 비용이 발생하고, 카메라간 배치간격과 피사체와 카메라 간의 간격을 일정하게 유지해야 하는 제약이 발생하는 문제점이 있다. 또한, 카메라 설치가 가능한 지상 360° 외에 상. 하를 포함한 3차원 전 방위 이미지를 생성할 수 없는 문제점이 있다. 또한, 3차원 전 방위 이미지를 생성함에 있어, 일상적으로 휴대하기 어려운 장비를 사용해야 하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 위치 센서, 방위 기울기 센서 및 카메라가 구비된 스마트 기기를 이용하여 단편적인 이미지 또는 시간적 흐름에 따른 이미지가 아닌 피사체의 3차원 방위 이미지를 생성함으로써, 사용자의 요구에 따라 디스플레이할 수 있는 스마트 기기를 활용한 3차원 이미지 생성장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 피사체의 3차원 방위 이미지를 생성함으로써, 완전한 실제의 피사체의 이미지 정보 기록이 가능하고, 사용자의 요구에 따라 방위를 이동시키며 피사체의 정밀한 이미지 정보 획득이 가능함으로써, 이미지 확인을 통한 다양한 업무처리를 신속하고 효율적으로 수행할 수 있는 스마트 기기를 활용한 3차원 이미지 생성장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스마트 기기를 활용한 영상정보 생성장치는, 카메라 및 다수개의 센서를 구비하는 스마트 기기를 활용한 3차원 이미지 생성장치에 있어서, 상기 카메라를 통해 촬영되는 피사체의 이미지를 생성하는 촬영부; 상기 센서들로부터 출력되는 상기 스마트 기기의 위치이동 정보와 방위 및 기울기 정보를 감지하는 감지부; 상기 감지된 위치이동 정보와 방위 및 기울기 정보를 활용하여 상기 피사체의 중심 좌표값 및 상기 피사체와 상기 스마트 기기 간의 평균거리를 포함하는 공간좌표 정보를 도출하는 공간정보 도출부; 상기 도출된 중심 좌표값과 상기 평균거리를 이용하여 가상의 구의 표면 표값을 도출하는 표면좌표 도출부; 및 상기 가상의 구의 표면 좌표값에 따른 상기 이미지를 매핑하여 상기 피사체의 3차원 방위 이미지를 생성하는 3차원 이미지 생성부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 공간정보 도출부는, 상기 피사체의 이미지가 생성된 지점을 기준으로 하는 기준 좌표값을 토대로, 상기 스마트 기기의 이동궤적을 나타내는 상기 스마트 기기의 위치이동 좌표값을 도출하는 위치이동 좌표 도출부; 상기 피사체의 중심을 기준으로 교차하는 상기 스마트 기기의 중심 선간의 간격이 최소가 되는 점을 상기 피사체의 중심 좌표값을 도출하는 중심 좌표 도출부; 및 상기 스마트 기기의 위치이동 좌표값과 상기 피사체의 중심 좌표값 간의 상기 평균거리를 도출하는 평균거리 도출부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 평균거리는 상기 가상의 구의 반지름인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 표면좌표 도출부는 상기 피사체의 중심 좌표값과 상기 가상의 구의 반지름을 통해 상기 가상의 구의 표면 좌표값을 도출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 3차원 이미지 생성부에서 상기 가상의 구의 표면 좌표값과 매칭되는 상기 이미지는 상기 스마트 기기의 위치이동 좌표값과의 오차가 적고 상기 스마트 기기의 중심이 상기 피사체의 중심을 지나는 이미지인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 피사체의 3차원 방위 이미지를 디스플레이하는 디스플레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스마트 기기를 활용한 3차원 이미지 생성방법은, 카메라 및 다수개의 센서를 구비하는 스마트 기기를 활용한 3차원 이미지 생성방법에 있어서, 촬영부에 의해, 상기 카메라를 통해 촬영되는 피사체의 이미지를 생성하는 단계; 감지부에 의해, 상기 센서들로부터 출력되는 상기 스마트 기기의 위치이동 정보와 방위 및 기울기 정보를 감지하는 단계; 공간정보 도출부에 의해, 상기 감지된 위치이동 정보와 방위 및 기울기 정보를 활용하여 상기 피사체의 중심 좌표값 및 상기 피사체와 상기 스마트 기기 간의 평균거리를 포함하는 공간좌표 정보를 도출하는 단계; 표면좌표 도출부에 의해, 상기 도출된 중심 좌표값과 상기 평균거리를 이용하여 가상의 구의 표면 좌표값을 도출하는 단계; 및 3차원 이미지 생성부에 의해, 상기 가상의 구의 표면 좌표값에 따른 상기 이미지를 매핑하여 상기 피사체의 3차원 방위 이미지를 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 공간좌표 정보를 도출하는 단계는. 상기 피사체의 이미지가 생성된 지점을 기준으로 하는 기준 좌표값을 토대로, 상기 스마트 기기의 이동궤적을 나타내는 상기 스마트 기기의 위치이동 좌표값을 도출하는 단계; 상기 피사체의 중심을 기준으로 교차하는 상기 스마트 기기의 중심 선간의 간격이 최소가 되는 점을 상기 피사체의 중심 좌표값을 도출하는 단계; 및 상기 스마트 기기의 위치이동 좌표값과 상기 피사체의 중심 좌표값 간의 상기 평균거리를 도출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 공간좌표 정보를 도출하는 단계에서, 상기 평균거리는 상기 가상의 구의 반지름인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가상의 구의 표면 좌표값을 도출하는 단계는, 상기 피사체의 중심 좌표값과 상기 가상의 구의 반지름을 통해 상기 가상의 구의 표면 좌표값을 도출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 피사체의 3차원 방위 이미지를 생성하는 단계에서, 상기 가상의 구의 표면 좌표값과 매칭되는 상기 이미지는 상기 스마트 기기의 위치이동 좌표값과의 오차가 적고 상기 스마트 기기의 중심이 상기 피사체의 중심을 지나는 이미지인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 피사체의 3차원 방위 이미지를 생성하는 단계 이후에, 상기 피사체의 3차원 전 방위 이미지를 디스플레이하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의한 스마트 기기를 활용한 3차원 이미지 생성장치 및 그 방법은 위치 센서, 방위 기울기 센서 및 카메라가 구비된 스마트 기기를 이용하여 단편적인 이미지 또는 시간적 흐름에 따른 이미지가 아닌 피사체의 3차원 방위 이미지를 생성함으로써, 사용자의 요구에 따라 디스플레이 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 피사체의 3차원 방위 이미지를 생성함으로써, 완전한 실제의 피사체의 이미지 정보 기록이 가능하고, 사용자의 요구에 따라 방위를 이동시키며 피사체의 정밀한 이미지 정보 획득이 가능함으로써, 이미지 확인을 통한 다양한 업무처리를 신속하고 효율적으로 수행할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 파노라마 사진기법을 대체할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 기기를 활용한 3차원 이미지 생성 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 기기를 활용한 3차원 이미지 생성장치에 채용되는 공간정보 도출부의 세부 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 기기를 활용한 3차원 이미지 생성 장치로부터 공간좌표 정보를 도출하는 원리를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 기기를 활용한 3차원 이미지 생성 장치로부터 피사체의 중심 좌표값을 도출하는 원리를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 3 및 도 4에서 도출된 공간좌표 정보 및 피사체의 중심 좌표값으로부터 평균 거리를 도출하는 원리를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 기기를 활용한 3차원 이미지 생성방법의 과정을 나타내는 순서도이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선, 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
이하에서는, 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 기기를 활용한 3차원 이미지 생성장치 및 그 방법에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 스마트 기기를 활용한 3차원 이미지 생성 장치의 구성을 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 스마트 기기를 활용한 3차원 이미지 생성장치에 채용되는 공간정보 도출부의 세부 구성을 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 스마트 기기를 활용한 3차원 이미지 생성 장치로부터 공간좌표 정보를 도출하는 원리를 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 스마트 기기를 활용한 3차원 이미지 생성 장치로부터 피사체의 중심 좌표값을 도출하는 원리를 나타내는 도면이고, 도 5는 도 3 및 도 4에서 도출된 공간좌표 정보 및 피사체의 중심 좌표값으로부터 평균 거리를 도출하는 원리를 나타내는 도면이다.
여기서, 본 발명에 따른 스마트 기기를 활용한 3차원 이미지 생성장치(100) 는 스마트 기기에 구비되는 카메라, 3차원 공간에서의 스마트 기기의 위치이동 정보를 인지할 수 있는 위치 센서, 피사체의 중점을 계산하기 위한 스마트 기기의 방위 및 기울기 정보를 인지할 수 있는 방위 기울기 센서를 토대로 한다.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 스마트 기기를 활용한 영상정보 생성장치(100)는 크게 촬영부(110), 감지부(120), 공간정보 도출부(130), 표면좌표 도출부(140), 3차원 이미지 생성부(150) 및 디스플레이부(160)를 포함한다. 이때, 상기 구성들은 도면에 도시되지 않았지만 중앙제어부에 의해 제어될 수 있다.
촬영부(110)는 스마트 기기에 구비된 카메라를 통해 촬영되는 피사체의 이미지를 생성한다. 촬영부(110)는 스마트 기기의 카메라가 구를 그리듯이 이동시키며 피사체를 촬영할 때 그 해당 이미지를 생성한다.
감지부(120)는 센서들로부터 출력되는 스마트 기기의 위치이동 정보와 방위 및 기울기 정보를 감지한다. 감지부(120)는 스마트 기기에 구비되는 위치 센서를 통해 스마트 기기의 이동궤적을 감지하고, 방위 기울기 센서를 통해 스마트 기기의 방위 및 기울기를 감지한다.
공간정보 도출부(130)는 감지된 위치이동 정보와 방위 및 기울기 정보를 활용하여 도 3에 도시된 바와 같이 피사체의 중심 좌표값 및 피사체와 상기 스마트 기기 간의 평균거리를 포함하는 공간좌표 정보를 도출한다.
이를 위해, 공간정보 도출부(130)는 도 2에 도시된 바와 같이 위치이동 좌표 도출부(131), 중심 좌표 도출부(133) 및 평균거리 도출부(135)를 포함할 수 있다.
위치이동 좌표 도출부(131)는 피사체의 이미지가 생성된 지점을 기준으로 하는 기준 좌표값(0.0.0)을 토대로, 스마트 기기의 이동궤적을 나타내는 스마트 기기의 위치이동 좌표값(a,b,c)을 도출한다.
중심 좌표 도출부(133)는 도 4에 도시된 바와 같이, 피사체의 중심을 기준으로 교차하는 스마트 기기의 중심 선간의 간격이 최소가 되는 점을 피사체의 중심 좌표값(A,B,C)으로 도출한다. 이때, 스마트 기기의 중심은 스마트 기기의 촬영면의 중점과 직각이 되는 선을 말한다.
평균거리 도출부(135)는 스마트 기기의 위치이동 좌표값(a,b,c)과 피사체의 중심 좌표값(A,B,C) 간의 평균거리를 도출한다. 이때, 평균거리 정보는 가상의 구를 그렸다고 가정 시 정규분포를 이루게 되며, 정규분포로의 표준 편차 값 또는 평균값이 가상의 구의 반지름(r)이 된다.
표면좌표 도출부(140)는 중심 좌표값과 평균거리를 이용하여 가상의 구의 표면 좌표값(x,y,z)을 도출한다. 도 5에 도시된 바와 같이 피사체의 중심 좌표값(A,B,C)에서 이미지의 위치정보 변경 좌표값(a,b,c)에 대한 거리는 오차영역만큼의 오차를 가지게 되므로 표준 편차값 또는 평균값으로 가상의 구의 반지름(r)이 도출된다. 즉, 표면좌표 도출부(140)는 평균거리 정보를 가상의 구의 반지름(r)으로 하여 피사체의 중심점(O)을 중점으로 하는 가상의 구가 형성되도록 한다.
3차원 이미지 생성부(160)는 가상의 구의 표면좌표를 이용하여 피사체의 3차원 방위 이미지를 생성한다. 3차원 이미지 생성부(160)는 이미지 위치정보 변경 좌표값(a,b,c) 및 가상의 구의 반지름(r) 정보를 통해 가상의 구의 표면좌표(x,y,z)를 도출하고, 가상의 구의 표면좌표(x,y,z)와 이미지를 매칭하여 피사체의 3차원 방위 이미지를 생성한다. 이때, 매칭되는 이미지는 이미지 위치정보 변경 좌표값(a,b,c)과의 오차가 적고 스마트 기기의 중심이 피사체의 중심을 지나는(스마트 기기에서 생성된 이미지의 면이 구의 접면이 되는 경우는 면의 중심선과 촬영면이 직각을 이룬다) 이미지인 것으로 한다.
디스플레이부(170)는 피사체의 3차원 방위 이미지를 디스플레이한다. 이때, 디스플레이되는 3차원 전 방위 이미지는 단일이미지 사진이나 동영상 포맷이 아닌 3차원 전 방위 이미지 서비스를 위해 새로운 포맷의 데이터이다. 이에 대해서는 이후 자세하게 설명하기로 한다.
다음은 본 발명에 따른 스마트 기기를 활용한 3차원 이미지 생성장치에 의해 생성되는 3차원 이미지 서비스를 위한 포맷 데이터에 대해 설명한다.
스마트 기기의 녹화기능 버튼으로 피사체를 촬영 시 영상 데이터는 (초당 24프레임으로 저장한다고 가정 시) 1~n번의 고유 ID를 가지며, 초기ID 1의 이미지가 녹화되는 시점의 좌표정보를 (0,0,0)으로 저장한다. 스마트기기는 피사체를 기준으로 가상의 구를 그리듯이 촬영하며, 스마트기기의 위치 센서에 의해 ID n의 이미지는 기준좌표를 기준으로 위치 이동좌표값(a,b,c)을 가짐과 동시에 방위 및 기울기 센서에 의하여 스마트 기기의 방위 및 기울어짐 정보와 공간정보(θn, Φn)를 가진다.
이에 따른 기본적인 포맷 데이터 구조는 다음 [표 1]과 같다.
ID
 이미지
 공간 정보
기준좌표 이동좌표 방위정보
n 10011110… 0,0,0 a,b,c θn , Φn
ID : 피사체 녹화시 이미지당 저장되는 고유 ID값 (0~n[녹화종료시까지])
기준좌표 : 0,0,0 고정값, 위치이동센서를 reset하는 시점의 기준값
이동좌표 : 기준좌표를 기준으로 n ID의 이미지가 저장된 지점의 위치 이동값[위치 센서에 의해 측정]
(초기 ID를 1이라 할 때, 기준좌표와 이동좌표의 값은 0,0,0로 동일함)
촬영공간정보 : 카메라가 바라보는 방향에 대한 정보[방위 기울기 센서에 의해 측정](θn : x,y평면의 양의 x축을 기준으로 하는 방위값, Φn : y,z평명의 양의 y축을 기준으로 하는 방위값)
각 ID의 이미지가 촬영된 좌표인 위치이동 좌표값(a,b,c)에서 피사체를 바라보는 방향인 공간정보(θn, Φn)로 나아가는 직선은 피사체를 중심으로 교차하게 되며, 각 직선좌표를 (a(θn, Φn), b(θn, Φn), b(θn, Φn))라 하면 피사체의 중심 좌표값(A,B,C)은 각 직선과의 거리의 합이 최소가 되는 점으로 이는 아래 수식 1을 통해 계산된다.
[수식 1]
Figure pat00001

카메라와 피사체 간의 거리 r은 이미지표출을 위한 이상적인 가상의 구의 표면 좌표값을 계산하기 위하여 필요한 값으로 r은 위치이동 좌표값(a,b,c)과 중심 좌표값(A,B,C) 간의 평균값으로 이는 아래 수식 2를 통해 계산된다.
[수식 2]
Figure pat00002

이에 따른 포맷 데이터 구조는 다음 [표 2]와 같다.
ID
 이미지
공간 정보 구의 정보
기준좌표 이동좌표 방위정보 중심 좌표값 거리 반지름
n 10011110… 0,0,0 a,b,c θn , Φn A,B,C tn r
사용자에게 서비스되는 3차원 이미지는 중심 좌표값(A,B,C)를 중심으로 반지름 r을 가지는 구의 표면좌표(x,y,z)에 대한 이미지로 사용자가 촬영 시 이동한 궤적인 이동좌표(a,b,c)에 대한 이미지를 매칭하여 표출된다. 사용자가 촬영한 정보는 이상적인 가상의 구의 표면 좌표값과 일치하거나 상이할 수 있으므로 이상적인 구의 표면 좌표값(x,y,z)에 매칭되는 이미지는 피사체의 중심을 향하여 촬영된 이미지 중 표면좌표와 가장 가까운 위치이동 좌표값(a,b,c)을 갖는 이미지로 한다. 즉, 중심 좌표값(A,B,C)과의 거리값
Figure pat00003
인 이미지 중
Figure pat00004
인 이동좌표(a,b,c)인 이미지이다.
이에 따른 최종 포맷 데이터 구조는 다음 [표 3]과 같다.
ID
(서비스이미지)
 구의 정보 표면좌표
 ID
(촬영이미지)
 이미지
중심 좌표값 거리 반지름
m A,B,C tn r x,y,z n 10011110…
최종적으로 이상적인 가상의 구의 표면 좌표값에 대하여 이미지는 1:1 이미지 매칭이 이루어지며, 촬영 방향이 피사체를 벗어나거나 이상적인 가상의 구의 표면에서 많이 벗어나는 불필요한 이미지 정보는 매칭 프로세스 이후 버려지게 되어 데이터 사이즈를 최적화하게 된다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 기기를 활용한 3차원 이미지 생성방법의 과정을 나타내는 순서도이다.
도 6을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 스마트 기기를 활용한 3차원 이미지 생성방법은 앞서 설명한 본 발명에 따른 스마트 기기를 활용한 3차원 이미지 생성장치를 이용하는 것으로 이하 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
카메라 및 다수개의 센서를 구비하는 스마트 기기를 활용한 3차원 이미지 생성방법에 있어서, 먼저, 카메라를 통해 촬영되는 피사체의 이미지를 생성한다.(S100) 즉, 스마트 기기의 카메라가 구를 그리듯이 이동시키며 피사체를 촬영할 때 그 해당 이미지를 생성한다.
다음, 센서들로부터 출력되는 스마트 기기의 위치이동 정보와 방위 및 기울기 정보를 감지한다.(S200) 즉, 스마트 기기에 구비되는 위치 센서를 통해 스마트 기기의 이동궤적을 감지하고, 방위 기울기 센서를 통해 스마트 기기의 방위 및 기울기를 감지한다.
다음, 감지된 위치이동 정보와 방위 및 기울기 정보를 활용하여 피사체의 중심 좌표값 및 피사체와 스마트 기기 간의 평균거리를 포함하는 공간좌표 정보를 도출한다.(S300) 이 단계는 먼저, 피사체의 이미지가 생성된 지점을 기준으로 하는 기준 좌표값(0.0.0)을 토대로, 스마트 기기의 이동궤적을 나타내는 스마트 기기의 위치이동 좌표값(a,b,c)을 도출한다. 그 다음, 피사체의 중심을 기준으로 교차하는 스마트 기기의 중심 선간의 간격이 최소가 되는 점을 피사체의 중심 좌표값(A,B,C)으로 도출한다. 그 다음, 스마트 기기의 위치이동 좌표값(a,b,c)과 피사체의 중심 좌표값(A,B,C) 간의 평균거리를 도출한다.
다음, 도출된 중심 좌표값과 상기 평균거리를 이용하여 가상의 구의 표면 좌표값을 도출한다.(S400) 즉, 피사체의 중심 좌표값(A,B,C)에서 이미지의 위치정보 변경 좌표값(a,b,c)에 대한 거리는 오차영역만큼의 오차를 가지게 되므로 표준 편차 값 또는 평균값으로 가상의 구의 반지름(r)이 도출된다. 즉, 표면좌표 도출부(140)는 평균거리 정보를 가상의 구의 반지름(r)으로 하여 피사체의 중심점(O)을 중점으로 하는 가상의 구가 형성되도록 한다.
다은, 표면 좌표값에 따른 가상의 구의 표면 좌표값에 따른 이미지를 매핑하여 피사체의 3차원 방위 이미지를 생성한다.(S500) 이미지 위치정보 변경 좌표값(a,b,c) 및 가상의 구의 반지름(r) 정보를 통해 가상의 구의 표면좌표(x,y,z)를 도출하고, 가상의 구의 표면좌표(x,y,z)와 이미지를 매칭하여 피사체의 3차원 방위 이미지를 생성한다.
마지막으로, 피사체의 3차원 전 방위 이미지를 디스플레이한다.(S600)
이처럼, 본 발명에 따른 스마트 기기를 활용한 3차원 이미지 생성장치 및 그 방법은 위치 센서, 방위 기울기 센서 및 카메라가 구비된 스마트 기기를 이용하여 단편적인 이미지 또는 시간적 흐름에 따른 이미지가 아닌 피사체의 3차원 방위 이미지를 생성함으로써, 사용자의 요구에 따라 디스플레이할 수 있다.
또한, 본 발명은 피사체의 3차원 방위 이미지를 생성함으로써, 완전한 실제의 피사체의 이미지 정보 기록이 가능하고, 사용자의 요구에 따라 방위를 이동시키며 피사체의 정밀한 이미지 정보 획득이 가능함으로써, 이미지 확인을 통한 다양한 업무처리를 신속하고 효율적으로 수행할 수 있다.
이상에서, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양변형 예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.
100 : 스마트 기기를 활용한 3차원 이미지 생성장치
110 : 촬영부 120 : 감지부
130 : 공간정보 도출부 140 : 표면좌표 도출부
150 : 3차원 이미지 생성부 160 : 디스플레이부

Claims (12)

  1. 카메라 및 다수개의 센서를 구비하는 스마트 기기를 활용한 3차원 이미지 생성장치에 있어서,
    상기 카메라를 통해 촬영되는 피사체의 이미지를 생성하는 촬영부;
    상기 센서들로부터 출력되는 상기 스마트 기기의 위치이동 정보와 방위 및 기울기 정보를 감지하는 감지부;
    상기 감지된 위치이동 정보와 방위 및 기울기 정보를 활용하여 상기 피사체의 중심 좌표값 및 상기 피사체와 상기 스마트 기기 간의 평균거리를 포함하는 공간좌표 정보를 도출하는 공간정보 도출부;
    상기 도출된 중심 좌표값과 상기 평균거리를 이용하여 가상의 구의 표면 좌표값을 도출하는 표면좌표 도출부; 및
    상기 가상의 구의 표면 좌표값에 따른 상기 이미지를 매핑하여 상기 피사체의 3차원 방위 이미지를 생성하는 3차원 이미지 생성부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 기기를 활용한 3차원 이미지 생성장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 공간정보 도출부는,
    상기 피사체의 이미지가 생성된 지점을 기준으로 하는 기준 좌표값을 토대로, 상기 스마트 기기의 이동궤적을 나타내는 상기 스마트 기기의 위치이동 좌표값을 도출하는 위치이동 좌표 도출부;
    상기 피사체의 중심을 기준으로 교차하는 상기 스마트 기기의 중심 선간의 간격이 최소가 되는 점을 상기 피사체의 중심 좌표값으로 도출하는 중심 좌표 도출부; 및
    상기 스마트 기기의 위치이동 좌표값과 상기 피사체의 중심 좌표값 간의 상기 평균거리를 도출하는 평균거리 도출부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 기기를 활용한 3차원 이미지 생성장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 평균거리는 상기 가상의 구의 반지름인 것을 특징으로 하는 스마트 기기를 활용한 3차원 이미지 생성장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 표면좌표 도출부는 상기 피사체의 중심 좌표값과 상기 가상의 구의 반지름을 통해 상기 가상의 구의 표면 좌표값을 도출하는 것을 특징으로 하는 스마트 기기를 활용한 3차원 이미지 생성장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 3차원 이미지 생성부에서 상기 가상의 구의 표면 좌표값과 매칭되는 상기 이미지는 상기 스마트 기기의 위치이동 좌표값과의 오차가 적고 상기 스마트 기기의 중심이 상기 피사체의 중심을 지나는 이미지인 것을 특징으로 하는 스마트 기기를 활용한 3차원 이미지 생성장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 피사체의 3차원 방위 이미지를 디스플레이하는 디스플레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 기기를 활용한 3차원 이미지 생성장치.
  7. 카메라 및 다수개의 센서를 구비하는 스마트 기기를 활용한 3차원 이미지 생성방법에 있어서,
    촬영부에 의해, 상기 카메라를 통해 촬영되는 피사체의 이미지를 생성하는 단계;
    감지부에 의해, 상기 센서들로부터 출력되는 상기 스마트 기기의 위치이동 정보와 방위 및 기울기 정보를 감지하는 단계;
    공간정보 도출부에 의해, 상기 감지된 위치이동 정보와 방위 및 기울기 정보를 활용하여 상기 피사체의 중심 좌표값 및 상기 피사체와 상기 스마트 기기 간의 평균거리를 포함하는 공간정보를 도출하는 단계;
    표면좌표 도출부에 의해, 상기 도출된 중심 좌표값과 상기 평균거리를 이용하여 가상의 구의 표면 좌표값을 도출하는 단계; 및
    3차원 이미지 생성부에 의해, 상기 가상의 구의 표면 좌표값에 따른 상기 이미지를 매핑하여 상기 피사체의 3차원 방위 이미지를 생성하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 기기를 활용한 3차원 이미지 생성방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 공간좌표 정보를 도출하는 단계는.
    상기 피사체의 이미지가 생성된 지점을 기준으로 하는 기준 좌표값을 토대로, 상기 스마트 기기의 이동궤적을 나타내는 상기 스마트 기기의 위치이동 좌표값을 도출하는 단계;
    상기 피사체의 중심을 기준으로 교차하는 상기 스마트 기기의 중심 선간의 간격이 최소가 되는 점을 상기 피사체의 중심 좌표값으로 도출하는 단계; 및
    상기 스마트 기기의 위치이동 좌표값과 상기 피사체의 중심 좌표값 간의 상기 평균거리를 도출하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 기기를 활용한 3차원 이미지 생성방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 공간좌표 정보를 도출하는 단계에서,
    상기 평균거리는 상기 가상의 구의 반지름인 것을 특징으로 하는 스마트 기기를 활용한 3차원 이미지 생성방법.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 가상의 구의 표면 좌표값을 도출하는 단계는,
    상기 피사체의 중심 좌표값과 상기 가상의 구의 반지름을 통해 상기 가상의 구의 표면 좌표값을 도출하는 것을 특징으로 하는 스마트 기기를 활용한 3차원 이미지 생성방법.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 피사체의 3차원 방위 이미지를 생성하는 단계에서,
    상기 가상의 구의 표면 좌표값과 매칭되는 상기 이미지는 상기 스마트 기기의 위치이동 좌표값과의 오차가 적고 상기 스마트 기기의 중심이 상기 피사체의 중심을 지나는 이미지인 것을 특징으로 하는 스마트 기기를 활용한 3차원 이미지 생성방법.
  12. 제 7항에 있어서,
    상기 피사체의 3차원 방위 이미지를 생성하는 단계 이후에,
    상기 피사체의 3차원 방위 이미지를 디스플레이하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 기기를 활용한 3차원 이미지 생성방법.
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CN108242082A (zh) * 2016-12-26 2018-07-03 粉迷科技股份有限公司 立体空间的场景编辑方法与系统

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