KR20140105981A - Stereo camera rig control device and control method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 입체 카메라 리그 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 입체 영상 제작에 필요한 좌안 영상과 우안 영상을 확보하기 위해 두 카메라를 동조 결합시키는 입체 카메라 리그 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a stereoscopic camera-league control device and a control method thereof for tuning-coupling two cameras to secure a left-eye image and a right-eye image necessary for stereoscopic image production .
일반적으로 입체 영상, 소위 말하는 3D 영상을 구현하는 방법은 인간의 두 눈에 서로 다른 영상을 조명함으로써 구현되며, 이러한 입체 영상을 생성하기 위해서는 좌안을 위한 좌측 영상과 우안을 위한 우측 영상을 각각 촬영하여 합성함으로써 이루어진다.Generally, a stereoscopic image, a so-called 3D image, is realized by illuminating different images of two human eyes. To generate such a stereoscopic image, a left image for the left eye and a right image for the right eye are respectively photographed .
상기한 입체 영상을 제작하기 위해 사용되는 입체 카메라는 두 대의 카메라를 이용하여 피사체의 좌안 영상 및 우안 영상을 동시에 획득할 수 있는 카메라로서, 일반적으로 피사체의 좌안 영상을 촬영하는 좌안 카메라와, 피사체의 우안 영상을 촬영하는 우안 카메라와 및 상기 좌안 카메라 및 우안 카메라를 거치하는 입 카메라 리그로 이루어진다.The stereoscopic camera used for producing the stereoscopic image is a camera capable of simultaneously acquiring a left eye image and a right eye image of a subject using two cameras. The stereoscopic camera generally includes a left eye camera for photographing a left eye image of a subject, A right eye camera for capturing a right eye image, and a left eye camera rig for receiving the left and right eye cameras.
상기 입체 카메라 리그는 입체 영상의 품질을 결정하는 중요한 구성이며, 크게 수평방식(평행방식)과 직교방식으로 구분된다.The stereoscopic camera rig is an important structure for determining the quality of a stereoscopic image, and is largely divided into a horizontal system (parallel system) and an orthogonal system.
수평식 입체 카메라 리그는 원거리 촬영용과 강한 입체감을 표현할 때 사용하며 운영이 간편하고 세팅 시간이 빠른 반면에 렌즈의 크기 및 카메라 본체의 크기 등에 의해 사람의 눈과 눈 사이의 평균 거리로 알려진 65mm를 구현하기가 매우 힘들다. 이러한 수평식 리그는 견고한 프레임 위에 축간거리와 주시점을 제어할 수 있는 장치와 얼라이먼트(Alignment)를 위한 장치로 구성된다. 노출이나 색상 감소가 없으며 일반 카메라와 사용 환경이 비슷하고 가격이 저렴하다는 장점을 가지는 반면, 카메라 사이의 축간 거리가 카메라 크기나 렌즈 구경 폭에 제약되어 축간거리의 한계를 가지며 가까운 거리에 있는 피사체를 촬영하기 어렵다. 또한 피사체를 카메라에서 멀리 떨어뜨려 망원렌즈로 촬영하면 카드보드 이펙트가 발생하는 단점을 가진다.Horizontal stereoscopic camera rig is used for distance shooting and strong stereoscopic effect. It is easy to operate and fast setting time, but realizes 65mm which is known as mean distance between human eye and eye due to size of lens and size of camera body. It is very difficult to do. These horizontal rigs consist of a device for controlling the distance between axes and a main viewpoint on a solid frame, and a device for alignment. There is no exposure or color reduction, and it has the advantage of being similar to a general camera and a cheap price. However, the distance between the cameras is limited by the camera size and the lens aperture, It is difficult to shoot. Also, taking a subject away from the camera and photographing with a telephoto lens has a disadvantage that a cardboard effect occurs.
직교식 카메라 리그는 근거리 촬영용이며 부드러운 입체감을 표현할 때 사용하고 운용하는데 오랜 시간을 필요로 한다. 이러한 직교식 리그는 카메라 축과 45도에 위치하는 곳에 하프미러를 설치하여 위나 아래에 정확하게 90도로 배치된 카메라에 영상을 나누어 기록하여 카메라 크기나 렌즈의 크기에 영향받지 않고 두 카메라 사이의 축간거리를 0까지 일치시킬 수 있다. 직교식 리그의 종류로는 하향식과 상향식이 있으며, 축간거리의 유연성에 따른 근접 촬영과 높은 입체 품질이 가능하고 카메라와 렌즈 선택이 자유롭다는 장점을 가지는 반면, 하프미러에 의한 광량 손실과 좌우 카메라 간 색상 차이가 발생하는 단점을 가진다.The orthogonal camera rig is for close range shooting and it takes a long time to use and operate it to express a smooth three-dimensional feeling. Such an orthogonal rig is divided into a camera arranged at an angle of 90 degrees at the top and bottom by installing a half mirror at a position located at a position of 45 degrees with the camera axis, so that the distance between the two cameras without being influenced by the size of the camera or the size of the lens To zero. The types of orthogonal rigs are top-down and bottom-up. They have the advantages of close-up photography and high stereoscopic quality according to the flexibility of the inter-axis distance and freedom of camera and lens selection. On the other hand, There is a disadvantage that a difference in color occurs.
한편, 종래에는 수동 방식의 입체 카메라 리그를 이용하여 입체 영상을 촬영하였는데, 이 경우 카메라 사이의 간격, 즉 축간거리에서 얻어지는 시차정보를 비롯하여 두 영상의 얼라이먼트(Alignment), 컨버전스(Convergence)를 정확하게 제어하기가 쉽지 않으며 시간 역시 오래 걸린다. 따라서 정확하게 설정되지 않은 상태에서 두 카메라를 이용하여 촬영된 영상은 복잡하고 장시간이 소요되는 후처리 편집 작업이 필요하며, 완성된 입체 영상 역시 좋은 품질을 기대하기 힘들다.Conventionally, stereoscopic images were shot using a manual stereoscopic camera rig. In this case, the stereoscopic images obtained by the distance between the cameras, that is, the distance between the axes, as well as the alignment and convergence of the two images are precisely controlled It is not easy to do and takes a long time. Therefore, it is difficult to expect a good quality of the completed stereoscopic images because the images taken using two cameras in a state that is not set correctly are required to be processed after complicated and long time processing.
상기한 수동 방식을 대체하여 근래 들어 자동 방식의 입체 카메라 리그가 제안된 바 있으나, 단순히 수동으로 움직이던 두 카메라에 모터를 장착하여 리모트 컨트롤을 이용해 상기 모터의 이동 및 정지만을 제어하는 간단한 기능만이 가능하여 시야의 안정성을 가지는 입체 영상을 제작하기에는 어려운 실정이다.Recently, a stereoscopic camera rig of an automatic system has been proposed instead of the manual system. However, only a simple function of mounting the motor on the two manually operated cameras and controlling only the movement and the stop of the motor using the remote control It is difficult to produce a stereoscopic image having the stability of the visual field as much as possible.
앞선 배경기술에서 도출된 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 입체 영상 촬영 단계에서부터 높은 품질의 영상을 획득하여 후처리 편집 작업의 시간을 줄이면서 시야의 안정성을 가지는 입체 영상을 획득하기 위한 입체 카메라 리그 제어장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the problems derived from the prior art, and an object of the present invention is to provide a stereoscopic image capturing apparatus and a stereoscopic image capturing method for acquiring a stereoscopic image, And a control method thereof.
상기한 목적은, 본 발명의 실시예에 따라, 서로 평행하게 배치되는 한 쌍의 카메라와; 상기 한 쌍의 카메라에 각각 설치되어 상기 카메라의 움직임을 전기적으로 동작시키는 모터유닛과; 상기 모터유닛과 전기적으로 연결되어 상기 모터유닛의 동작을 제어하는 제어박스; 및 상기 제어박스가 상기 모터유닛을 제어하기 위해 필요한 프로그램을 상기 제어박스에 전송하고, 상기 프로그램을 소정 알고리즘에 따라 작성 또는 수정하는 단말장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 카메라 리그 제어장치에 의해 달성된다.According to an embodiment of the present invention, the above object is achieved by a camera comprising: a pair of cameras arranged parallel to each other; A motor unit installed in each of the pair of cameras to electrically operate the movement of the camera; A control box electrically connected to the motor unit to control operation of the motor unit; And a terminal device for transmitting to the control box a program necessary for the control box to control the motor unit and creating or modifying the program according to a predetermined algorithm .
바람직하게는, 상기 제어박스는, 상기 제어박스에 직류전압을 공급하는 스위칭모드 파워서플라이와, 상기 제어박스의 조작을 용이하게 하고 사용자에 의한 명령신호를 출력하는 입력부과, 상기 입력부로부터 입력받은 명령신호를 미리 구성된 프로그램에 따른 연산처리를 수행한 후 모터 제어신호를 송출하는 PLC(Programable Logic Controller)와, 상기 PLC로부터 입력된 모터 제어신호를 입력받아 상기 모터유닛에 펄스신호를 인가하는 모터드라이버를 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the control box includes: a switching mode power supply for supplying a DC voltage to the control box; an input unit for facilitating operation of the control box and outputting a command signal by a user; A PLC (Programmable Logic Controller) for outputting a motor control signal after performing an arithmetic process according to a program configured in advance of a signal, and a motor driver for receiving a motor control signal input from the PLC and applying a pulse signal to the motor unit .
바람직하게는, 상기 모터유닛은, 상기 카메라의 좌우동작을 제어하는 좌우제어 모터와, 상기 카메라의 회전동작을 제어하는 회전제어 모터와, 상기 카메라의 상하동작을 제어하는 상하제어 모터를 포함하며, 상기 모터유닛의 각 모터들에는 상기 모터드라이버가 각각 개별로 연결되어 독립적인 펄스신호를 인가하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the motor unit includes a left and right control motor for controlling the left and right operation of the camera, a rotation control motor for controlling the rotation operation of the camera, and a vertical control motor for controlling the vertical movement of the camera, And the motor drivers of the motor unit are individually connected to each other to apply an independent pulse signal.
한편, 상기한 목적은, 본 발명의 다른 실시예에 따라, 서로 평행하게 배치되는 한 쌍의 카메라와, 상기 한 쌍의 카메라에 각각 설치되어 각 카메라의 좌우동작과 회전동작 및 상하동작을 수행하는 각각의 모터들과, 상기 모터들의 동작을 제어하는 제어박스를 포함하는 구성의 입체 카메라 리그를 자동 제어하는 방법에 있어서, 상기 한 쌍의 카메라가 회전하는 각도에 따라 발생하는 펄스를 이용하여 상기 카메라와 가장 가까운 피사체와 가장 먼 피사체와의 거리를 계산하는 피사체 거리 계산단계와; 상기 피사체 거리 계산단계에서 얻어진 데이터를 이용하여 실제로 상기 모터가 움직일 거리를 계산하여 상기 한 쌍의 카메라 사이의 간격을 제어하는 축간거리 계산단계; 및 상기 축간거리 계산단계에서 얻어진 데이터와 사용자가 지정한 영점의 위치 데이터를 이용하여 두 눈 사이의 시차가 없는 수렴 지점인 영점의 제어각도를 계산하여 상기 한 쌍의 카메라의 회전각을 제어하는 영점 제어각도 계산단계;를 포함하며, 상기 피사체 거리 계산단계와 상기 축간거리 계산단계 및 상기 영점 제어각도 계산단계에서 얻어진 데이터에 따라 상기 제어박스는 소정의 펄스를 출력하여 상기 모터들의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 입체 카메라 리그의 제어방법에 의해 달성된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a camera system including a pair of cameras disposed in parallel with each other, and a pair of cameras installed in the pair of cameras, respectively, A method of automatically controlling stereoscopic camera rigs comprising a plurality of motors and a control box for controlling operations of the motors, the method comprising the steps of: Calculating a distance between the closest object and the furthest object; An inter-vehicle distance calculating step of calculating a distance through which the motor actually moves using the data obtained in the object distance calculating step and controlling an interval between the pair of cameras; And calculating a control angle of a zero point, which is a convergence point having no parallax between two eyes, using the data obtained in the inter-axis distance calculation step and the position data of the zero point designated by the user to control the rotation angle of the pair of cameras Wherein the control box controls the operation of the motors by outputting a predetermined pulse according to the data obtained in the subject distance calculation step, the inter-axis distance calculation step and the zero point control angle calculation step Of the three-dimensional camera rig.
바람직하게는, 상기 피사체 거리 계산단계는, 삼각 측량법 계산 방식을 적용한 다음의 수학식 에 의해 계산되는 것을 특징으로 한다. (여기서, A는 좌안 카메라이고, B는 우안 카메라이고, C는 피사체이고, D는 카메라와 피사체와의 거리이고, x는 상기 A,B,C를 연결한 삼각망에서 A꼭지점의 내각이고, y는 상기 A,B,C를 연결한 삼각망에서 B꼭지점의 내각이고, z는 상기 A,B,C를 연결한 삼각망에서 C꼭지점의 내각이다.)Preferably, the step of calculating the subject distance comprises the steps of: Is calculated by the following equation. (Where A is the left eye camera, B is the right eye camera, C is the subject, D is the distance between the camera and the subject, x is the interior angle of the A vertex in the triangle connecting the A, B, y is the interior angle of the B vertex in the triangulation network connecting A, B, and C, and z is the internal angle of the C vertex in the triangle connecting the A, B, and C.
바람직하게는, 상기 축간거리 계산단계는, 상기 카메라의 초점거리 및 시차를 입력하고 상기 카메라와 피사체 사이의 근거리 및 원거리 거리를 측정하여 상기 한 쌍의 카메라 사이의 간격을 제어하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the inter-axis distance calculating step inputs the focal distance and the parallax of the camera, and measures a distance between the camera and the object and a distance between the camera and the distance between the pair of cameras.
바람직하게는, 상기 카메라와 피사체 사이의 근거리 및 원거리 거리는, 삼각측량법 또는 레이저 거리계 센서에 의해 측정되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the near and far distances between the camera and the subject are measured by a triangulation method or a laser rangefinder sensor.
바람직하게는, 상기 레이저 거리계 센서는, 상기 피사체에 투광되는 레이저의 귀환 시간차를 거리로 환산하여 상기 제어박스에 전송하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the laser range finder sensor converts the time difference of the return of the laser beam projected onto the subject into distance, and transmits the distance to the control box.
바람직하게는, 상기 축간거리 계산단계는, 다음의 수학식 에 의해 계산되는 것을 특징으로 한다. (여기서, I.D는 축간 거리이고, F는 카메라 렌즈의 초점거리이고, P는 두 영상 사이의 시차이고, L은 카메라와 가장 먼 피사체의 거리이고, N은 카메라와 가장 가까운 피사체의 거리이다.)Preferably, the inter-axis distance calculating step includes: Is calculated by the following equation. (Where ID is the inter-axis distance, F is the focal length of the camera lens, P is the parallax between the two images, L is the distance between the camera and the furthest object, and N is the closest object to the camera).
바람직하게는, 상기 영점 제어각도 계산단계는, 다음의 수학식 에 의해 계산되는 것을 특징으로 한다. (여기서, X는 좌안 카메라와 우안 카메라 및 피사체를 연결하는 삼각점에서 상기 좌안 카메라의 꼭지점 내각이고, D는 사용자가 지정한 영점의 위치이고, I.D는 축간거리 계산단계에서 얻어진 데이터이고, Y는 영점 제어를 위한 제어각도이다.)Preferably, the step of calculating the zero point control angle includes the steps of: Is calculated by the following equation. (Where X is the vertex angle of the left eye camera at the triangle connecting the left eye camera and the right eye camera and the subject, D is the position of the zero point designated by the user, ID is the data obtained at the inter- It is the control angle for.
상기한 바에 따른 본 발명의 입체 카메라 리그 제어장치 및 그 제어방법에 의하면, 촬영 환경에 따른 축간거리 및 주시점의 자동제어가 가능하므로 촬영단계에서부터 오차를 최소화하여 우수한 품질의 입체 영상을 획득할 수 있으며, 후처리 편집 작업에서의 복잡성 및 시간을 단축시켜 생산성이 향상되는 효과가 있다.According to the stereoscopic camera-league control apparatus and control method of the present invention as described above, it is possible to automatically control the inter-axis distance and the main viewpoint according to the photographing environment, thereby minimizing the error from the photographing step, And the productivity and productivity are improved by shortening the complexity and time in post-processing editing work.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 입체 카메라 리그 제어장치의 개략적인 구성을 설명하기 위한 개략도이고,
도2는 본 발명의 실시예에 따른 제어박스의 개략적인 구성을 설명하기 위한 개략도이고,
도3a 내지 도3d는 본 발명의 실시예에 따른 입력부의 구성 버튼을 설명하기 위한 개략도이고,
도4는 본 발명의 실시예에 따른 입체 카메라 리그의 제어방법에서 피사체 거리 계산단계를 설명하기 위한 개념도이고,
도5는 본 발명의 실시예에 따른 입체 카메라 리그의 제어방법에서 영점 제어각도 계산단계를 설명하기 위한 개념도이다.1 is a schematic view for explaining a schematic configuration of a stereoscopic camera rig control apparatus according to an embodiment of the present invention,
2 is a schematic view for explaining a schematic configuration of a control box according to an embodiment of the present invention,
3A to 3D are schematic views for explaining a configuration button of an input unit according to an embodiment of the present invention,
4 is a conceptual diagram for explaining a step of calculating a subject distance in a method of controlling a stereoscopic camera rig according to an embodiment of the present invention,
5 is a conceptual diagram for explaining a zero point control angle calculation step in a method of controlling a stereoscopic camera rig according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 한편, 해당 기술분야의 통상적인 지식을 가진자로부터 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 도시 및 상세한 설명은 간략히 하거나 생략하고 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Brief Description of Drawings FIG. 1 is a block diagram of a computer system according to an embodiment of the present invention; FIG. 2 is a block diagram of a computer system according to an embodiment of the present invention; FIG.
먼저, 본 발명의 입체 카메라 리그 제어방법을 설명하는데 기초가 되는 입체 카메라 리그 제어장치의 구성에 대해 설명하기로 한다.First, the configuration of a stereoscopic camera rig control device as a basis for explaining the stereoscopic camera rig control method of the present invention will be described.
본 발명의 실시예에 따른 입체 카메라 리그는, 도1에 도시된 바와 같이, 서로 평행하게 배치되는 한 쌍의 카메라(220,240)와, 상기 한 쌍의 카메라에 각각 설치되어 상기 카메라의 움직임을 전기적으로 동작시키는 모터유닛과, 상기 모터유닛과 전기적으로 연결되어 상기 모터유닛의 동작을 제어하는 제어박스(400)와, 상기 제어박스(400)가 상기 모터유닛을 제어하기 위해 필요한 프로그램을 상기 제어박스(400)에 전송하고, 상기 프로그램을 소정 알고리즘에 따라 작성 또는 수정하는 단말장치를 포함한다.As shown in FIG. 1, the stereoscopic camera rig according to an embodiment of the present invention includes a pair of
여기서, 상기 제어박스(400)는, 도2에 도시된 바와 같이, 상기 제어박스(400)에 직류전압을 공급하는 스위칭모드 파워서플라이(SMPS,420)와, 상기 제어박스(400)의 조작을 용이하게 하고 사용자에 의한 명령신호를 출력하는 입력부(440)과, 상기 입력부(440)로부터 입력받은 명령신호를 미리 구성된 프로그램에 따른 연산처리를 수행한 후 모터 제어신호를 송출하는 PLC(Programable Logic Controller,460)와, 상기 PLC(460)로부터 입력된 모터 제어신호를 입력받아 상기 모터유닛에 펄스신호를 인가하는 모터드라이버(480)를 포함한다.2, the
상기 입력부(440)는 도3a ~ 도3d에 도시된 바와 같이 다양한 기능을 입력시키기 위한 수단으로 사용되며, 도시된 버튼들의 기능은 다음의 일 예와 같다. 특히 상기 입력부(440)는 대표적으로 터치패널의 형태로 구성될 수 있으므로 도 1 및 도 2에서 상기 입력부(440)를 터치패널(440)로 나타내었다. The
도3a는 입력부의 초기화면을 나타내는 일 예이며, 도시된 버튼의 기능은 다음과 같다.3A is an example of an initial screen of the input unit, and the functions of the illustrated buttons are as follows.
Manual: 입체 카메라 리그의 전동제어 화면으로 들어가기 위한 버튼Manual: Button to enter the motor control screen of the stereoscopic camera league
I.O.D: 좌안 카메라와 우안 카메라의 좌우이동 전동제어 화면으로 들어가기 위한 버튼I.O.D: Left and right movement of the left camera and right eye camera Button for entering the motorized control screen
Convergence: 좌안 카메라와 우안 카메라의 회전이동 전동제어 화면으로 들어가기 위한 버튼Convergence: Rotation of the left and right eye camera Movement button to enter the motorized control screen
Alignment: 좌안 카메라와 우안 카메라의 상하이동 전동제어 화면으로 들어가기 위한 버튼Alignment: button for entering the up / down movement control screen of the left camera and right eye camera
Automatic: 입체 카메라 리그의 자동제어 화면으로 들어가기 위한 버튼Automatic: Button to enter the auto control screen of stereoscopic camera league
Automatic Mode: 촬영환경에 따른 적절한 카메라 자동제어 화면으로 들어가기 위한 버튼Automatic Mode: button to enter the appropriate camera automatic control screen according to shooting environment
Display: 촬영정보를 모니터링하는 화면으로 들어가기 위한 버튼Display: Button to enter screen to monitor shooting information
Setting: 자동제어에 필요한 카메라 정보를 입력하는 화면으로 들어가기 위한 버튼Setting: Button to enter the screen to input camera information required for automatic control
원점복귀: 현재의 카메라 위치를 원점(초기지점)으로 지정하기 위한 버튼Homing: Button for specifying the current camera position as origin (initial point)
원점지정: 어느 위치에 카메라가 위치해 있든 초기에 지정해둔 원점으로 복귀시키는 버튼Origin point designation: A button to return to the originally designated origin no matter where the camera is located
에러리셋: PLC 프로그램 상에서 에러가 발생할 경우 리셋시켜주기 위한 버튼Error reset: button to reset when an error occurs in PLC program
도3b는 입체영상 촬영에서 두 카메라의 좌우 간격을 전동제어하기 위한 입력부 화면의 일 예이며, 도시된 버튼의 기능은 다음과 같다.FIG. 3B is an example of an input unit screen for electrically controlling the left and right gaps between the two cameras in stereoscopic imaging, and the functions of the illustrated buttons are as follows.
L 000mm: 좌안 카메라의 원점에서부터의 좌우이동거리를 표시L 000mm: Displays the left-to-right distance from the origin of the left eye camera
왼쪽 카메라 +,-: 좌안 카메라의 좌우 이동 버튼Left camera +, -: Left camera left button
R 000mm: 우안 카메라의 원점에서부터의 좌우이동거리를 표시R 000mm: Displays the left and right movement distance from the origin of the right eye camera
오른쪽 카메라 +,-: 우안 카메라의 좌우 이동 버튼Right camera +, -: Left eye movement button of right eye camera
동시제어 +,-: 좌안 카메라와 우안 카메라를 동시에 좌우 이동시키는 버튼Simultaneous control +, -: Button to move the left and right camera simultaneously
속도변환: 카메라 이동 중 속도를 변화시키는 버튼Speed conversion: Button to change speed during camera movement
원점복귀: 어느 위치에 카메라가 위치해 있든 초기에 지정해둔 원점으로 복귀시키는 버튼Homing: A button that returns to the originally specified home position regardless of where the camera is located
에러리셋: PLC 프로그램 상에서 에러가 발생할 경우 리셋시켜주기 위한 버튼Error reset: button to reset when an error occurs in PLC program
Convergence: 카메라의 회전이동 전동제어 화면으로 이동하기 위한 버튼Convergence: Button for moving the camera to the motorized control screen
Alignment: 카메라의 상하이동 전동제어 화면으로 이동하기 위한 버튼Alignment: Button for moving camera up / down movement control screen
Main: 초기화면으로 이동하기 위한 버튼Main: Button for moving to the initial screen
BACK: 이전화면으로 이동하기 위한 버튼BACK: Button for moving to previous screen
도3c는 입체 카메라 리그의 자동제어에 필요한 카메라 정보를 입력하기 위한 입력부 화면의 일 예이며, 도시된 버튼의 기능은 다음과 같다.3C is an example of an input unit screen for inputting camera information necessary for automatic control of the stereoscopic camera rig, and the functions of the illustrated buttons are as follows.
Focal Length: 카메라의 초점거리 입력화면 버튼Focal Length: Focal length input screen button
카메라 거리: 카메라 초기에 설정한 원점상태에서의 두 카메라 사이의 거리를 입력하는 화면Camera distance: A screen to enter the distance between two cameras in the home state set at the initial stage of the camera
Parallax: 촬영자가 원하는 입체 값을 입력하는 버튼Parallax: button to input stereoscopic value desired by the photographer
Near Object: 카메라와 가장 가까운 피사체 거리를 입력하는 버튼Near Object: Button to enter the closest object distance to the camera
Zero Point: 촬영자가 원하는 0점 위치를 입력하는 버튼Zero Point: Button to enter the desired point position of the photographer
Far Object: 카메라와 가장 먼 피사체의 거리를 입력하는 버튼Far Object: A button to enter the distance between the camera and the farthest subject
Display: 모니터링 화면으로 이동하기 위한 버튼Display: Button for moving to monitoring screen
Automatic Mode: 자동제어 화면으로 이동하기 위한 버튼Automatic Mode: Button to go to automatic control screen
Main: 초기화면으로 이동하기 위한 버튼Main: Button for moving to the initial screen
도3d는 입체 카메라 리그를 자동제어하기 위한 입력부 화면의 일 예이며, 도시된 버튼의 기능은 다음과 같다.FIG. 3D is an example of an input unit screen for automatically controlling the stereoscopic camera rig, and the functions of the illustrated buttons are as follows.
비상정지: 이동 중인 카메라를 비상 정지시키기 위한 버튼Emergency stop: Button for emergency stop of moving camera
Left+: 좌안 카메라의 회전이동 중 시계방향 이동을 위한 버튼Left +: Button for moving clockwise while rotating the left camera
Left-: 좌안 카메라의 회전이동 중 반시계방향 이동을 위한 버튼Left-: Button for moving counterclockwise while rotating the left camera
Right+: 우안 카메라의 회전이동 중 시계방향 이동을 위한 버튼Right +: button for clockwise movement of the right eye camera during rotation
Right-: 우안 카메라의 회전이동 중 반시계방향 이동을 위한 버튼Right-: Button for moving counterclockwise while rotating the right eye camera
N피사체: 카메라와 가장 가까운 피사체 간의 거리를 삼각측량법 방식으로 자동 계산하기 위한 버튼N Subject: A button for automatically calculating the distance between the camera and the nearest subject using the triangulation method
F피사체: 카메라와 가장 먼 피사체 간의 거리를 삼각측량법 방식으로 자동 계산하기 위한 버튼F Subject: A button for automatically calculating the distance between the camera and the farthest subject in a triangulation method
대기: 거리 계산이 완료되면 점멸한다Standby: Flashes when distance calculation is completed.
계산중: 가까운 피사체와 먼 피사체의 거리 획득이 완료되면 점멸한다Calculation: Flashes when the distance between the near subject and the distant subject is completed
I.O.D 제어: 상기 계산중 버튼이 점멸해야 동작가능하며 촬영 거리에 따라 자동으로 카메라 사이의 거리를 제어하기 위한 버튼I.O.D Control: Button to control the distance between camera automatically according to the shooting distance when button is flashing during calculation
0점 제어: I.O.D 제어가 완료되면 동작 카메라 사이의 거리에 따라 자동으로 회전이동을 제어하기 위한 버튼0 point control: Operation when I.O.D control is completed Button to control rotation movement automatically according to the distance between cameras
I.O.D 시작: 삼각측량법 방식이 아닌 촬영자가 원하는 카메라 사이의 거리를 입력하면 자동으로 제어하기 위한 버튼I.O.D start: button for automatic control when inputting the distance between the cameras that the photographer wants, not triangulation method
0점 시작: 촬영자가 원하는 카메라의 회전제어를 위한 버튼0 point Start: Button for controlling the rotation of the camera desired by the photographer
Setting: 설정화면으로 이동하기 위한 버튼Setting: Button to go to setting screen
Display: 모니터링 화면으로 이동하기 위한 버튼Display: Button for moving to monitoring screen
Main: 초기화면으로 이동하기 위한 버튼Main: Button for moving to the initial screen
상기 PLC(460)는 릴레이, 타이머, 카운터 등의 기능을 대체하는 LSI, 트랜지스터 등의 반도체 소자로 대체시켜 기본적인 시퀸스 제어 기능에 수치 연산 기능을 추가하여 프로그램 제어가 가능하도록 한 자율성 높은 제어장치이다. 이러한 PLC(460)는 도1에 도시된 바와 같이 CPU모듈(461), 입력모듈(463), 출력모듈(465), 통신모듈(467), 위치결정모듈(469)을 포함한다.The
상기 모터드라이버(480)는 상기 카메라에 설치되는 모터들에 각각 대응하여 전기적으로 연결되어 상기 모터들을 각각 개별로 제어하며, 저소음 저진동 회전을 위한 마이크로 스텝 구동이 가능하다. 그리고, 절환신호를 사용하여 스텝 각을 자유롭게 사용가능한 2상 마이크로 스텝 드라이버로 구성된다.The
그리고, 상기 모터유닛은, 도1에 도시된 바와 같이 구분될 수 있으며, 상기 카메라의 좌우동작을 제어함으로써 두 카메라 사이의 간격인 축간거리를 제어하는 좌우제어 모터(226,242)와, 상기 카메라의 회전동작을 제어함으로써 주시점을 제어하는 회전제어 모터(224,244)와, 상기 카메라의 상하동작을 제어함으로써 두 카메라 촬영 영상의 얼라이먼트를 제어하는 상하제어 모터(222,246)를 포함한다. 이렇게 구분된 각 모터들은 상기 모터드라이버(480a~480f)가 각각 개별로 연결되어 독립적인 펄스신호를 인가함으로써 상기 각 모터들이 독립적으로 제어되며, 입체 영상에 필요한 좌안/우안 영상을 확보하기 위해 한 쌍의 카메라를 동조시킨다. The motor unit may be divided as shown in FIG. 1, and includes left and
상기 좌우제어 모터(226,242)는 2상 스텝모터를 사용하며, 본 실시예에서는 각 축의 최대 이동범위는 100mm로 설계되고 초당 20mm의 거리의 이동이 가능하다. 그리고, 볼 스크류 방식으로 구동하며 20um의 정확성과 펄스당 2um(Full Step), 1um(Half Step)의 분해능을 가지며, 하나의 홈센서(Home Sensor)와 두 개의 리미트 센서(Limit Sensor)로 구성된다.The left and
상기 회전제어 모터(224,244)는 카메라의 간격과 부하하중을 고려하여 Ø60의 사이즈로 설계된다. 상기 좌우제어 모터와 동일하게 2상 스텝모터를 적용하며, 360°제어 가능하고 웜 기어 방식으로 구동된다. 그리고, 0.05°의 정확성을 가지며 펄스당 0.004°(Full Step), 0.002°(Half Step) 분해능을 가지며 0.02°의 반복성, 초당 20°의 이동이 가능하고 제어를 위하여 하나의 홈센서(Home Sensor)와 두 개의 리미트 센서(Limit Sensor)로 구성된다.The
상기 상하제어 모터(222,246)는 상기 회전제어 모터와의 결합을 위해 동일한 사이즈인 Ø60로 설계된다. 그리고, 볼 스크류 형식으로 두 개의 축을 조절할 수 있으며 조절 범위는 두 개의 축 모두 각각 ±10°이다. 또한, 2상 스텝모터가 적용되며 0.1°의 정확성과 펄스당 0.0045°(Full Step)의 분해능과 0.03°의 반복성을 가지고 하나의 홈센서(Home Sensor)와 두 개의 리미트 센서(Limit Sensor)로 구성된다.The upper and
한편, 상술한 모터유닛은 본 발명에 따른 카메라 리그에서 그 작동이 수동식, 전동식, 자동식의 모든 방식이 가능하도록 구성될 수 있다. 수동식은 전기적인 장치에 의해 작동하는 것이 아닌 단순히 기계적인 연동에 의해 사용자가 레버 등을 움직여 상기 카메라의 움직임을 조절한다. 전동식과 자동식은 본 발명에 따른 제어박스(400)와 단말장치에 의해 제어되며 본 원에서 상세히 설명하고 있기 때문에 생략하도록 한다.In the meantime, the above-described motor unit can be configured so that its operation in the camera rig according to the present invention can be any of manual, electric, and automatic modes. In the manual mode, the user moves the lever or the like by the mechanical interlocking rather than the electric device, thereby controlling the movement of the camera. The electric type and the automatic type are controlled by the
앞서 설명한 단말장치와 PLC(460) 및 입력부(440) 사이의 통신은 USB 케이블을 통해 이루어질 수 있으며, 상기 PLC(460)와 입력부(440) 사이의 통신은 RS-232 통신으로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 단말장치를 통하여 작성된 Ladder Diagram 형식의 PLC 프로그램과 입력부 프로그램을 각각의 장치에 다운로드 시킨 후, 최상위 장치인 입력부(440)이 PLC(460)로 명령어를 내보낸다. 상기 입력부로부터 명령을 받은 PLC는 연산처리 및 모터의 이동위치, 속도를 분석한 후 모터드라이버(480)로 신호를 보내주게 되며, 상기 모터드라이버를 통해 최종적으로 입체 카메라 리그가 제어되어 입체영상 촬영을 수행한다. 또한, 상기 입력부를 통하여 실시간으로 촬영정보(축간거리, 영점거리, 시차, 카메라와 피사체 사이의 거리)가 모니터링이 가능하다.Communication between the terminal device, the
다음으로, 상술한 입체 카메라 리그 제어장치의 구성을 바탕으로 입체 카메라 리그의 제어방법에 대해 설명하기로 한다.Next, the control method of the stereoscopic camera rig will be described based on the configuration of the above-described stereoscopic camera rig control device.
본 발명의 실시예에 따른 입체 카메라 리그의 제어방법은, 상기 한 쌍의 카메라(220,240)가 회전하는 각도에 따라 발생하는 펄스를 이용하여 상기 카메라와 가장 가까운 피사체와 가장 먼 피사체와의 거리를 계산하는 피사체 거리 계산단계와, 상기 피사체 거리 계산단계에서 얻어진 데이터를 이용하여 실제로 상기 좌우제어 모터가 움직일 거리를 계산하여 상기 한 쌍의 카메라 사이의 간격을 제어하는 축간거리 계산단계와, 상기 축간거리 계산단계에서 얻어진 데이터와 사용자가 지정한 영점의 위치 데이터를 이용하여 두 눈 사이의 시차가 없는 수렴 지점인 영점의 제어각도를 계산하여 상기 한 쌍의 카메라의 회전각을 제어하는 영점 제어각도 계산단계를 포함한다. 이에 의해 상기 피사체 거리 계산단계와 상기 축간거리 계산단계 및 상기 영점 제어각도 계산단계에서 얻어진 데이터에 따라 상술한 제어박스(400)는 소정의 펄스를 출력하여 상기 모터들의 동작을 제어하게 된다.The control method of the stereoscopic camera rig according to the embodiment of the present invention calculates the distance between the object closest to the camera and the distant object using the pulse generated according to the angle of rotation of the pair of
상기한 입체 카메라 리그의 제어방법을 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.The control method of the stereoscopic camera rig will be described in more detail as follows.
먼저 자동제어를 위해 피사체의 거리를 계산하기 위해서는 원점을 지정한 후 사용자의 사용 환경에 맞는 초점거리, 영점거리, 시차정보를 입력부를 통해 입력하여 초기세팅 작업을 수행하게 된다.First, in order to calculate the distance of the subject for automatic control, an initial setting operation is performed by inputting the focal distance, zero distance, and time difference information according to the user's environment through the input unit after designating the origin.
초기세팅을 마친 후 PLC(460) 위치결정 모듈의 전용 명령어를 통하여 각 축에 대한 정보를 획득하게 된다. 획득된 정보는 운전상태, 에러상태, 동작완료, 비상정지, 제어 축, 현재위치, 현재속도 등의 데이터를 포함하며, 획득된 데이터를 통하여 입체 카메라 리그의 다양한 제어가 이루어진다.After the initial setting is completed, information about each axis is obtained through a dedicated command of the
현재의 위치정보를 활용하여 카메라와 피사체 간의 거리 계산이 이루어지며, 축간거리 계산에 꼭 필요한 데이터인 카메라와 피사체 간의 거리는 PLC(460)에 저장되어 있는 회전제어 모터 축의 위치정보와 도4와 같이 삼각 측량법 방식을 적용하여 계산되어진다. 본 발명에서 PLC(460)는 펄스 단위로 제어되며, 상기 회전제어 모터(224,244)의 경우 1펄스당 0.01도의 위치가 이동하게 된다. 초기세팅에서 설정해둔 좌우제어 모터(226,242)와 회전제어 모터(224,244)의 위치에서 입력부(440)을 사용하여 두 카메라 거리를 계산할 피사체에 초점을 수동제어 방식으로 맞추면 PLC를 통하여 현재의 위치에서 이동된 위치까지의 펄스 데이터를 획득하게 된다. 이 데이터를 각도로 변환시킨 후 90도에서 마이너스 연산을 수행하면 도4에서 x와 y의 각도를 알 수 있으며, 상기 x,y 각도를 180도에서 마이너스 연산을 수행하면 z의 각도 역시 알 수 있다. 이에 따라 계산되어진 각도를 아래의 수학식1에 적용하여 PLC를 통해 연산처리 작업을 수행하면 원하는 거리 즉, 카메라와 피사체 간의 거리를 구할 수 있다.The distance between the camera and the object is calculated using the current position information. The distance between the camera and the object, which is essential data for calculating the distance between the axes, is calculated by using the position information of the rotation control motor shaft stored in the
카메라와 가장 가까운 피사체 및 가장 먼 피사체와의 거리 계산이 완료되면 이 거리 데이터를 활용하여 실질적으로 모터를 움직일 거리인 축간거리의 계산작업이 수행된다. When the calculation of the distance between the closest object and the farthest subject is completed, calculation of the inter-axis distance, which is the distance to actually move the motor, is performed using the distance data.
상기 축간거리의 계산은 한 쌍의 카메라 사이의 간격을 제어하는 것으로, 상기 카메라의 초점거리(Focal Length) 및 시차(Parallax)를 입력하고 상기 카메라와 피사체 사이의 근거리 및 원거리 거리를 측정하여 계산할 수 있으며, 상기 카메라와 피사체 사이의 근거리 및 원거리 거리는 삼각측량법 또는 레이저 거리계 센서에 의해 측정된다. 여기서, 상기 레이저 거리계 센서는 삼각측량법 방식으로 측정된 거리 정보의 오차를 보완하기 위한 것으로, 센서로부터 투광된 레이저가 피사체에 도달한 후 다시 센서로 귀환하는 시간차를 거리로 환산하여 측정한 값을 RS232 통신으로 제어박스의 PLC에 전달함으로써 카메라 제어에 이용한다. 한편, 상기 시차는 상기 초점거리와 마찬가지로 촬영거리에 따라 사용자가 원하는 입체값만큼의 축간거리를 계산하기 위해 입력하는 것이다.The calculation of the inter-axis distance controls the distance between the pair of cameras. The focal length and the parallax of the camera are input, and the near and far distances between the camera and the subject are measured. , And the near and far distances between the camera and the subject are measured by a triangulation method or a laser rangefinder sensor. Here, the laser rangefinder sensor compensates for the error of the distance information measured by the triangulation method. When the laser beam emitted from the sensor arrives at the subject and then returns to the sensor, the measured distance is converted into RS232 It is used to control the camera by transmitting it to PLC of control box through communication. The parallax is input in order to calculate the inter-axis distance as much as the stereoscopic value desired by the user according to the photographing distance, like the focal distance.
축간거리는 아래의 수학식2에 의해 계산되며, 이때 식 내의 카메라의 초점거리, 시차 데이터는 입력부(440)을 통해 초기에 입력하였던 데이터를 사용하게 된다.The focal length and the parallax data of the camera in the formula are used as input data through the
(여기서, I.D는 축간 거리이고, F는 카메라 렌즈의 초점거리이고, P는 두 영상 사이의 시차이고, L은 카메라와 가장 먼 피사체의 거리이고, N은 카메라와 가장 가까운 피사체의 거리이다.)(Where I.D is the inter-axis distance, F is the focal length of the camera lens, P is the parallax between the two images, L is the distance between the camera and the furthest object, and N is the distance from the object closest to the camera).
또한, 촬영도중 데이터 값이 변하면 자동적으로 상기 수학식2에 적용되어 새로운 축간거리 값이 계산된다. 이렇게 축간거리의 계산이 완료되면 모터드라이버(480c,480d)를 통해 펄스 데이터가 출력되어 입체 카메라 리그의 좌우제어 모터(242,244)가 구동된다.Also, when the data value changes during shooting, the new inter-axis distance value is automatically calculated by applying to the equation (2). When the calculation of the inter-axis distance is completed, pulse data is output through the
축간거리의 제어가 완료되면 영점 제어를 위한 각도를 계산하게 되며, 도5는 영점 제어각도를 처리하기 위한 방법을 나타낸다.When the control of the inter-axis distance is completed, the angle for zero point control is calculated. FIG. 5 shows a method for processing the zero point control angle.
삼각 측량법을 사용하여 계산된 축간거리 데이터와 초기에 사용자가 지정한 영점의 위치 데이터를 아래의 수학식3에 의해 계산된다.The inter-axis distance data calculated using the triangulation method and the position data of the zero point initially designated by the user are calculated by the following equation (3).
위 수학식3을 통해 도5에 도시된 제어각도 Y를 획득할 수 있으며, 영점 제어각도의 획득이 완료되면 모터드라이버(480b,480e)를 통하여 회전제어 모터(224,244)가 구동된다.The control angle Y shown in FIG. 5 can be obtained through Equation (3). When the acquisition of the zero control angle is completed, the
지금까지 설명한 본 발명에 의하면, 촬영 환경에 따른 축간거리 및 주시점의 자동제어가 가능하므로 촬영단계에서부터 오차를 최소화하여 우수한 품질의 입체 영상을 획득할 수 있으며, 후처리 편집 작업에서의 복잡성 및 시간을 단축시켜 생산성이 향상되는 효과가 있다.According to the present invention described above, it is possible to automatically control the inter-axis distance and the main viewpoint according to the photographing environment, so that it is possible to acquire a stereoscopic image of excellent quality by minimizing the error from the photographing step, The productivity is improved.
전술한 내용은 후술할 발명의 청구범위를 더욱 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 상술하였다. 상술한 실시예들은 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상의 범위에서 다양한 수정 및 변경이 가능할 것이다. 이러한 다양한 수정 및 변경 또한 본 발명의 기술적 사상의 범위 내라면 하기에서 기술되는 본 발명의 청구범위에 속한다 할 것이다.The foregoing has outlined rather broadly the features and technical advantages of the present invention in order that the claims of the invention to be described below may be better understood. The embodiments described above are susceptible to various modifications and changes within the technical scope of the present invention by those skilled in the art. These various modifications and changes are also within the scope of the technical idea of the present invention and will be included in the claims of the present invention described below.
200: 입체 카메라 리그 220: 좌안 카메라
240: 우안 카메라 222: 상하제어 모터
224: 회전제어 모터 226: 좌우제어 모터
242: 좌우제어 모터 244: 회전제어 모터
246: 상하제어 모터 400: 제어박스
420: 스위칭모드 파워서플라이 440: 입력부(터치패널)
460: PLC 461: CPU모듈
463: 입력모듈 465: 출력모듈
467: 통신모듈 469: 위치결정모듈
480: 모터드라이버200: stereoscopic camera rig 220: left eye camera
240: right eye camera 222: upper and lower control motor
224: rotation control motor 226: left and right control motor
242: left / right control motor 244: rotation control motor
246: Up and down control motor 400: Control box
420: switching mode power supply 440: input (touch panel)
460: PLC 461: CPU module
463: input module 465: output module
467: Communication module 469: Positioning module
480: Motor driver
Claims (10)
상기 한 쌍의 카메라에 각각 설치되어 상기 카메라의 움직임을 전기적으로 동작시키는 모터유닛;
상기 모터유닛과 전기적으로 연결되어 상기 모터유닛의 동작을 제어하는 제어박스; 및
상기 제어박스가 상기 모터유닛을 제어하기 위해 필요한 프로그램을 상기 제어박스에 전송하고, 상기 프로그램을 소정 알고리즘에 따라 작성 또는 수정하는 단말장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 카메라 리그 제어장치.A pair of cameras arranged parallel to each other;
A motor unit installed in each of the pair of cameras to electrically operate the movement of the camera;
A control box electrically connected to the motor unit to control operation of the motor unit; And
And a terminal device that transmits to the control box a program necessary for the control box to control the motor unit and creates or modifies the program according to a predetermined algorithm.
상기 제어박스는,
상기 제어박스에 직류전압을 공급하는 스위칭모드 파워서플라이와,
상기 제어박스의 조작을 용이하게 하고 사용자에 의한 명령신호를 출력하는 입력부과,
상기 입력부로부터 입력받은 명령신호를 미리 구성된 프로그램에 따른 연산처리를 수행한 후 모터 제어신호를 송출하는 PLC(Programable Logic Controller)와,
상기 PLC로부터 입력된 모터 제어신호를 입력받아 상기 모터유닛에 펄스신호를 인가하는 모터드라이버를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 카메라 리그 제어장치.The method according to claim 1,
The control box includes:
A switching mode power supply for supplying a DC voltage to the control box,
An input unit for facilitating operation of the control box and outputting a command signal by a user,
A PLC (Programmable Logic Controller) for performing a calculation process according to a pre-configured program of the command signal inputted from the input unit and sending out a motor control signal,
And a motor driver for receiving a motor control signal input from the PLC and applying a pulse signal to the motor unit.
상기 모터유닛은,
상기 카메라의 좌우동작을 제어하는 좌우제어 모터와,
상기 카메라의 회전동작을 제어하는 회전제어 모터와,
상기 카메라의 상하동작을 제어하는 상하제어 모터를 포함하며,
상기 모터유닛의 각 모터들에는 상기 모터드라이버가 각각 개별로 연결되어 독립적인 펄스신호를 인가하는 것을 특징으로 하는 입체 카메라 리그 제어장치.3. The method of claim 2,
The motor unit includes:
Left and right control motors for controlling left and right motions of the camera,
A rotation control motor for controlling rotation of the camera;
And a vertical control motor for controlling vertical movement of the camera,
Wherein the motor driver is connected to each motor of the motor unit independently to apply an independent pulse signal.
상기 한 쌍의 카메라가 회전하는 각도에 따라 발생하는 펄스를 이용하여 상기 카메라와 가장 가까운 피사체와 가장 먼 피사체와의 거리를 계산하는 피사체 거리 계산단계와;
상기 피사체 거리 계산단계에서 얻어진 데이터를 이용하여 실제로 상기 모터가 움직일 거리를 계산하여 상기 한 쌍의 카메라 사이의 간격을 제어하는 축간거리 계산단계; 및
상기 축간거리 계산단계에서 얻어진 데이터와 사용자가 지정한 영점의 위치 데이터를 이용하여 두 눈 사이의 시차가 없는 수렴 지점인 영점의 제어각도를 계산하여 상기 한 쌍의 카메라의 회전각을 제어하는 영점 제어각도 계산단계;를 포함하며,
상기 피사체 거리 계산단계와 상기 축간거리 계산단계 및 상기 영점 제어각도 계산단계에서 얻어진 데이터에 따라 상기 제어박스는 소정의 펄스를 출력하여 상기 모터들의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 입체 카메라 리그의 제어방법.A pair of cameras arranged in parallel with each other, respective motors respectively installed in the pair of cameras for performing left-right motion, rotation motion and up-down motion of each camera, and a control box for controlling the operation of the motors A method for automatically controlling a stereoscopic camera rig including a configuration,
Calculating a distance between a subject closest to the camera and a furthest object using a pulse generated according to an angle at which the pair of cameras rotate;
An inter-vehicle distance calculating step of calculating a distance through which the motor actually moves using the data obtained in the object distance calculating step and controlling an interval between the pair of cameras; And
Calculating a control angle of a zero point, which is a convergence point having no parallax between two eyes, using the data obtained in the inter-axis distance calculation step and the position data of the zero point designated by the user, thereby controlling the rotation angle of the pair of cameras; Comprising:
Wherein the control box controls a motion of the motors by outputting a predetermined pulse according to data obtained in the calculation of the subject distance, the calculation of the distance between axes, and the calculation of the zero point control angle .
상기 피사체 거리 계산단계는,
삼각 측량법 계산 방식을 적용한 다음의 수학식
에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 입체 카메라 리그의 제어방법.
(여기서, A는 좌안 카메라이고, B는 우안 카메라이고, C는 피사체이고, D는 카메라와 피사체와의 거리이고, x는 상기 A,B,C를 연결한 삼각망에서 A꼭지점의 내각이고, y는 상기 A,B,C를 연결한 삼각망에서 B꼭지점의 내각이고, z는 상기 A,B,C를 연결한 삼각망에서 C꼭지점의 내각이다.)5. The method of claim 4,
Wherein the calculating the subject distance comprises:
The following equation
Of the three-dimensional camera rig.
(Where A is the left eye camera, B is the right eye camera, C is the subject, D is the distance between the camera and the subject, x is the interior angle of the A vertex in the triangle connecting the A, B, y is the interior angle of the B vertex in the triangulation network connecting A, B, and C, and z is the internal angle of the C vertex in the triangle connecting the A, B, and C.
상기 축간거리 계산단계는,
상기 카메라의 초점거리 및 시차를 입력하고 상기 카메라와 피사체 사이의 근거리 및 원거리 거리를 측정하여 상기 한 쌍의 카메라 사이의 간격을 제어하는 것을 특징으로 하는 입체 카메라 리그의 제어방법.5. The method of claim 4,
The inter-axis distance calculating step includes:
Wherein the distance between the pair of cameras is controlled by inputting a focal length and a parallax of the camera, and measuring a short distance and a long distance between the camera and the subject.
상기 카메라와 피사체 사이의 근거리 및 원거리 거리는, 삼각측량법 또는 레이저 거리계 센서에 의해 측정되는 것을 특징으로 하는 입체 카메라 리그의 제어방법.The method according to claim 6,
Wherein the near and far distances between the camera and the subject are measured by a triangulation method or a laser rangefinder sensor.
상기 레이저 거리계 센서는, 상기 피사체에 투광되는 레이저의 귀환 시간차를 거리로 환산하여 상기 제어박스에 전송하는 것을 특징으로 하는 입체 카메라 리그의 제어방법.8. The method of claim 7,
Wherein the laser range finder sensor converts the return time difference of the laser beam projected onto the subject into a distance and transmits the distance to the control box.
상기 축간거리 계산단계는,
다음의 수학식
에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 입체 카메라 리그의 제어방법.
(여기서, I.D는 축간 거리이고, F는 카메라 렌즈의 초점거리이고, P는 두 영상 사이의 시차이고, L은 카메라와 가장 먼 피사체의 거리이고, N은 카메라와 가장 가까운 피사체의 거리이다.)5. The method of claim 4,
The inter-axis distance calculating step includes:
The following equation
Of the three-dimensional camera rig.
(Where ID is the inter-axis distance, F is the focal length of the camera lens, P is the parallax between the two images, L is the distance between the camera and the furthest object, and N is the closest object to the camera).
상기 영점 제어각도 계산단계는,
다음의 수학식
에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 입체 카메라 리그의 제어방법.
(여기서, X는 좌안 카메라와 우안 카메라 및 피사체를 연결하는 삼각점에서 상기 좌안 카메라의 꼭지점 내각이고, D는 사용자가 지정한 영점의 위치이고, I.D는 축간거리 계산단계에서 얻어진 데이터이고, Y는 영점 제어를 위한 제어각도이다.)5. The method of claim 4,
Wherein the zero point control angle calculation step comprises:
The following equation
Of the three-dimensional camera rig.
(Where X is the vertex angle of the left eye camera at the triangle connecting the left eye camera and the right eye camera and the subject, D is the position of the zero point designated by the user, ID is the data obtained at the inter- It is the control angle for.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
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