KR20160017400A - 레이더와 레이저를 이용한 정밀촬영장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레이더와 레이저를 이용하여 물체의 위치를 정밀 추적하여 촬영하도록 함으로써 물체가 사람인 경우 정확하게 얼굴을 인식할 수 있는 정도의 선명한 영상을 획득할 수 있도록 하는 레이더와 레이저를 이용한 정밀촬영장치에 관한 것이으로, 레이더에 의하여 1차적인 레이저 스캔영역을 설정하고, 2차적으로 레이저에 의하여 물체의 정밀위치를 추적한 후에 카메라를 작동하는 기술구성이 개시된다.

Description

레이더와 레이저를 이용한 정밀촬영장치{photographing system with RADAR and LASER}

본 발명은 레이더와 레이저를 이용하여 물체의 위치를 정밀 추적하여 촬영하도록 함으로써 물체가 사람인 경우 정확하게 얼굴을 인식할 수 있는 정도의 선명한 영상을 획득할 수 있도록 하는 레이더와 레이저를 이용한 정밀촬영장치에 관한 것이다.

범죄예방을 위하여 방범용 카메라들이 많이 설치되어 있으나, 현재 방범용 카메라에 의하여 촬상되는 영상의 질이 낮아 촬영된 영상 내의 인물을 정확히 식별하기가 곤란한 실정이다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 특허등록 제10-0954739호(발명의 명칭:무단침입자 감시 및 고해상도 영상획득 시스템)(이하, 종래기술이라 한다)은 보다 선명한 영상을 얻기 위하여 레이더를 이용한 기술을 개시하고 있다.

도 1은 종래기술의 전체적인 구성을 설명하기 위한 구성도이다.

도 1에 도시된 종래기술의 구성은 본 발명은 표적 물체의 위치정보를 탐지 및 식별하는 다수의 도플러 레이더(10, 11.....1n)와, 실시간으로 영상정보를 획득하는 레이저 카메라(20)와, 상기 다수의 도플러 레이더((10, 11.....1n)로부터 입력되는 표적 물체의 위치정보를 받아 연산처리하여 상기 레이저 카메라(20)를 물체가 있는 곳으로 지향하도록 제어하는 동시에 해당 표적 물체의 영상정보를 디스플레이하도록 표시장치(50)의 동작을 제어하는 마이크로컴퓨터(40)와, 상기 마이크로컴퓨터(40)의 제어 하에 해당 표적 물체의 영상정보를 디스플레이하는 표시장치(50)로 이루어진다.

이와 같은 종래기술은 1차적으로 레이더에 의하여 표적물체의 위치정보를 마이크로컴퓨터(40)가 입력받아 레이저 카메라(20)를 위치정보에 적합하도록 카메라를 줌인시키고, 레이저를 발사시키고 반사되는 레이저를 카메라에 수광시켜 피사체를 촬영하는 구조로 이루어지나, 레이더는 도플러 효과를 이용하여 물체의 위치를 식별하기 위한 것으로, 물체가 정지상태에 있는 경우에는 도플러 효과가 발생되지 않기 때문에 물체의 위치를 식별하기가 곤란하다. 또한 레이더의 성능은 최대탐지거리, 거리분해능, 각도분해능에 의하여 결정되고, 성능을 높이기 위해서는 고가의 레이더 시스템을 구축해야 하는 문제점이 있어 방범용으로 설치하는 저가의 레이더로 물체의 위치를 정확히 식별하기는 매우 곤란한 실정이고, 이런 문제로 레이더를 이용한 방범시스템은 확산되지 못하고 있다.

또한 종래기술에서 사용되는 레이저카메라는 레이저를 발산시키고, 물체에서 반사되는 레이저를 카메라가 수광하여 물체를 촬영하는 장치로서 야간에도 주간과 동일하게 물체를 촬영하기 위한 장치로서, 레이더가 정밀한 거리분해능 및 각도분해능을 갖추지 못하고 있는 경우에 레이저카메라는 물체의 정확한 위치정보를 갖고 있지 못하기 때문에 정확하게 물체를 촬영할 수 없는 문제를 발생시킨다. 즉 잘못된 방향으로 레이저를 발산시키는 경우에는 물체를 촬영할 수 없는 경우가 발생하게 된다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 레이더에 의하여 물체의 1차 위치정보를 획득하고, 획득된 1차 위치정보가 포함된 영역을 스캔하여 물체의 영역정보를 획득하고, 획득된 영역정보에 대하여 촬영하도록 함으로써 물체에 대하여 선명한 영상을 획득하도록 하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 해결과제는 레이더에 의하여 1차 위치정보를 획득하고, 1차 위치정보를 인식하고 레이저에 의하여 물체가 위치하는 정밀한 영역정보를 획득하도록 함으로써 물체의 위치정보가 레이더와 레이저에 의하여 탐색되게 되므로 레이더 장치의 제조원가가 저렴하게 되며, 결국 시스템 구축비용이 저렴하게 된다.

상기 과제를 해결하기 위한 해결수단은 마이크로 전자파를 출사하고, 물체로부터 반사되는 반사파를 수신하는 레이더부; 레이저를 출사하고, 상기 물체로부터 반사되는 반사파를 수신하는 레이저부; 상기 물체를 촬영하는 카메라; 상기 레이더부로부터 수신되는 신호에 의하여 상기 물체의 1차위치를 검출하고, 상기 물체의 1차위치가 기설정된 레이저 검출영역 내에 있는 경우 레이저 스캔영역을 결정하고, 상기 레이저부를 구동시켜 상기 물체의 2차위치를 검출하고, 상기 2차위치의 정보에 의하여 상기 카메라를 구동시켜 상기 물체를 촬영하는 것이다.

또한 본 발명에서 상기 레이저부에서 출사되는 레이저는 스캔 레이저인 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 2차위치의 정보는 상기 물체의 영역 정보가 포함되는 것이 바람직하다.

상기 해결과제와 해결수단을 갖는 본 발명에 따르면, 레이더에 의하여 물체의 1차위치를 검출하고, 1차위치에 의하여 스캔영역을 생성하여 레이저로 물체를 스캔함으로써 정확한 물체의 2차적으로 위치 및 영역정보를 검출하고, 2차정보에 의하여 카메라를 정밀작동하도록 하여 물체를 정확히 촬상하도록 함으로써 분해능력이 낮은 저가의 레이더에 의해서도 정밀한 영상을 획득할 수 있도록 한다.

도 1은 종래기술의 전체적인 구성을 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 전체적인 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 동작과정을 설명하기 위한 순서도이다.

도 2는 본 발명의 전체적인 구성을 설명하기 위한 블록도이다.

본 발명의 촬영장치는 os를 담당하며, 제어대상을 제어하는 제어부(100)와, 제어부의 제어를 받아 마이크로 전자기파를 출사하고 물체로부터 반사되는 전자기파를 수신하는 레이더(RADAR)부(109), 레이더부(109)를 제어부(100)의 제어신호에 의하여 구동시키는 레이더 구동부(111), 레이저(LASER)를 출사하고 물체로부터 반사되는 반사 레이저를 수신하는 레이저부(113), 제어부(100)의 제어신호에 의하여 레이저부(113)를 구동시키는 레이저 구동부(115), 레이더부(109)와 레이저부(111)로부터 획득되는 위치 및 영역정보에 의하여 카메라(101)를 구동시키는 카메라구동부(103), 카메라(101)에 의하여 획득된 영상에 대하여 신호왜곡보정, 색깔보정 등의 영상처리를 수행하는 영상처리부(105), 외부 통신망과 연결되어 데이터를 송수신하는 전송부(107)로 이루어진다.

도 3은 본 발명의 동작과정을 설명하기 위한 순서도이고, 도 4는 본 발명의 스캔 레이저의 예를 도시한 것이다.

레이더구동부(111)는 제어부(100)의 제어를 받아 레이더부(109)가 마이크로 전자파를 출사하도록 하는 구동신호를 레이더부(109)에 공급하고, 레이더부(109)는 물체를 향하여 마이크로 전자파를 출사시키고, 물체로부터 반사된 마이크로 전자파를 수신하고 출사된 시점과 반사파의 수신시점을 제어부(100)에 전송한다. 제어부(100)는 레이더부에서 마이크로 전자파가 출사되는 시점과 반사파의 수신시점을 입력받아 반사물체를 감지한다(S1). 또한 제어부(100)는 반사물체의 위치가 기설정된 레이저 검출영역인지를 판단한다. 레이저 검출영역은 설계시에 설정되는 근거리 영역으로 레이더부의 마이크로 전자파로 물체의 개략적인 위치를 신속히 검출하고 정밀위치를 스캔 레이저로 정밀하게 검출하는 영역을 나타내며, 레이저 검출영역보다 원거리 영역인 레이더 검출영역은 레이더부로부터 출사되는 마이크로 전자파에 의하여 물체의 위치를 대략적으로 검출하게 된다. 이때 레이더 영역의 물체의 위치를 정밀검출하기 위하여 스캔 레이저를 출사할 수 있으나, 원거리의 물체를 스캔 레이저로 검출하기위해서는 시간이 걸리게 되기 때문에 원거리의 물체를 스캔 레이저로 검출하는 것은 레이더 검출이 비정상상태로 이루어지는 경우에만 이루어지도록 한다. 물체가 레이더부의 마이크로전자파에 의하여 검출되고 레이저 검출영역으로 진입하는 경우에 물체의 위치정보에 의하여 레이저 스캔영역을 산출하여 레이저 구동부(115)에 전송하여 레이저부(113)가 도 4에 도시된 바와 같이 스캔영역을 스캔하도록 한다. 또한 레이더부(109)에서 물체가 검지된 물체가 레이저 검출영역이 아닌 경우라고 하여도 레이더부(109)에서 검지중인 물체가 정지되게 되어 레이더 신호에 의하여 제어부(100)가 더 이상 물체를 검지할 수 없게 되는 경우에 제어부(100)는 레이더 신호에 의하여 검출되는 물체의 최종위치정보에 의하여 레이저 스캔영역을 산출하여 레이저를 출사하도록 한다(S2), (S3). 레이더는 이동물체에서 반사되는 마이크로 전자파의 도플러 효과를 응용하여 물체의 위치 및 속도를 검출하는 장치이지만, 정지물체에 대해서는 레이저 만큼 정확히 물체의 위치를 파악할 수 없기 때문에 정지물체에 대하여는 기설정된 레이저 검출영역에 물체가 놓여있지 않는 경우라고 해도 레이저를 출사시키도록 한다. 또한 레이저부(113)에서 출사되는 레이저는 도 4에 도시된 바와 같이 스캔 레이저로 일정 영역을 스캔하여 물체의 스캔레이저 영상 및 위치를 정확히 검출하도록 하여 카메라 줌의 배율을 정확히 결정하도록 한다(S4), (S5). 이러한 스캔레이저에 의하여 단순히 점광원의 레이저로부터 얻을 수 없는 물체가 점유하는 영역정보를 얻을 수 있기 때문에 카메라의 배율을 정확히 산출할 수 있다.

제어부(100)는 레이저부(113)의 레이저의 출사시점과 반사파의 수신시점을 입력받아 물체의 위치를 정밀 검출하고, 반사파에 의하여 스캔레이저 영상을 형성하여 물체의 영역을 결정한 후에 카메라의 줌배율 신호를 생성하고, 카메라의 팬-틸트 구동신호를 생성하여 카메라 구동부(103)에 출력하여 카메라(101)가 물체를 정확히 촬영하도록 한다(S7).

또한 레이저부(113)의 구동에 의하여 물체의 정밀 위치가 검출되고 있는 중에도 레이더부(109)의 구동에 의하여 레이더부 검출영역 내에 물체가 진입되는 경우에는 물체를 검지하고, 레이저 검출영역 내에 진입하게 되면 레이저부에 의하여 물체의 정밀 위치를 검출하도록 하여 제어부(100)는 다수개의 물체의 위치를 추적하고, 다수개의 물체의 위치정보에 의하여 카메라를 구동시키도록 함으로써 다수개의 물체에 대하여 선명한 영상을 획득하도록 한다.

이와 같이 1차적으로 레이더에 의하여 물체를 감지한 후 2차적으로 레이저에 의하여 물체를 정확히 인식하도록 함으로써 분해능력이 낮은 저비용의 레이더를 사용하는 경우에도 물체를 충분히 인식할 수 있도록 선명한 영상을 얻도록 카메라를 작동시킬 수 있다. 특히 물체가 사람인 경우에 사람의 얼굴을 충분히 식별할 수 있도록 시스템을 저가의 비용으로 구축할 수 있도록 함으로써 방범용으로 널리 사용될 수 있도록 하며, 불법 주정차 단속용 카메라 시스템 등의 다양한 용도로 사용될 수 있도록 한다.

100: 제어부 101: 카메라
103: 카메라 구동부 105: 영상처리부
107: 전송부 109: 레이더부
111: 레이더 구동부 113: 레이저부
115: 레이저 구동부

Claims (3)

1. 마이크로 전자파를 출사하고, 물체로부터 반사되는 반사파를 수신하는 레이더부;
   레이저를 출사하고, 상기 물체로부터 반사되는 반사파를 수신하는 레이저부;
   상기 물체를 촬영하는 카메라;
   상기 레이더부로부터 수신되는 신호에 의하여 상기 물체의 1차위치를 검출하고, 상기 물체의 1차위치가 기설정된 레이저 검출영역 내에 있는 경우 레이저 스캔영역을 결정하고, 상기 레이저부를 구동시켜 상기 물체의 2차위치를 검출하고, 상기 2차위치의 정보에 의하여 상기 카메라를 구동시켜 상기 물체를 촬영하는 것을 특징으로 하는 레이더와 레이저를 이용한 정밀촬영장치.
2. 청구항1에 있어서, 상기 레이저부에서 출사되는 레이저는 스캔 레이저인 것을 특징으로 하는 레이더와 레이저를 이용한 정밀촬영장치.
3. 청구항2에 있어서, 상기 2차위치의 정보는 상기 물체의 영역 정보가 포함되는 것을 특징으로 하는 레이더와 레이저를 이용한 정밀촬영장치.

Images