KR20170006420A

KR20170006420A - 선박용 야간 영상촬영 시스템

Info

Publication number: KR20170006420A
Application number: KR1020150096994A
Authority: KR
Inventors: 김관진; 하윤도
Original assignee: (주)벤투스
Priority date: 2015-07-08
Filing date: 2015-07-08
Publication date: 2017-01-18

Abstract

본 발명은 선박용 촬영 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 저조도 상황에서도 선명한 영상의 촬영이 가능한 선박용 야간 영상촬영 시스템에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 선박용 야간 영상촬영 시스템은, 선박의 이동방향을 따라서 영상을 기록하는 선박용 영상촬영 시스템에 있어서, 해상의 영상정보를 실시간으로 획득하는 영상촬영장치(10)와 이 영상촬영장치(10)가 수평을 유지하도록 결합되는 수평유지장치(20)를 갖는 영상촬영부(100)와; 상기 영상촬영장치(10)가 선명한 영상을 촬영할 수 있도록 제어하는 제어부(200)와; 상기 영상촬영장치(10)로부터 촬영된 영상 이미지를 송신하는 무선통신부(300)와; 상기 무선통신부(300)로부터 영상 이미지를 수신받아 영상을 출력하는 디스플레이부(400)를 포함하며, 상기 영상촬영부(100)는 상기 영상촬영장치(10)와 상기 수평유지장치(20)를 수용하며 상기 영상촬영장치(10)가 전방을 촬영할 수 있도록 적어도 1개소 이상은 투명한 재질의 창을 갖는 하우징(30)이 구비되는 것을 특징으로 한다.

Description

선박용 야간 영상촬영 시스템 {NIGHT PHOTOGRAPHY SYSTEM FOR SHIP}

본 발명은 선박용 촬영 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 저조도 상황에서도 선명한 영상의 촬영이 가능한 선박용 야간 영상촬영 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 선박들의 야간 항해 시에는 육안으로는 시야의 확보가 어렵기 때문에 레이더나 적외선 카메라를 이용하여 전방을 주시하며 항해를 한다. 그러나 중소형 레저선박 및 어선의 경우에는 레이더와 같은 피아식별을 위한 고가의 장비가 대부분 탑재 되어 있지 않으며 야간 항해 시 시계 확보를 위하여 항해등과 전등을 이용하여 시야를 확보하고 있다. 그러나 항해등은 타선에서 본선의 상태를 인지하여 안전사고를 예방하는 것을 주목적으로 하는 장비로서 본선의 야간 항해 시 시계확보의 어려움은 여전히 존재한다.

레이더나 적외선 카메라가 장착되어 있는 선박의 경우에, 레이더는 물체에 의해 반사된 전파 등을 수신하여 물체의 존재를 인식한다. 그러나 플라스틱이나 나무 등과 같이 전파를 반사하지 않고 흡수하는 부유물 등은 레이더에 잡히지 않는 경우가 많다. 특히 연근해를 운항하는 중소형 레저선박 및 어선의 경우에는 다양한 부유물과 암초들로 인하여 그 사고의 위험이 더욱 높아진다. 또한 적외선 카메라는 화면이 선명하지 않아 이를 통하여 육안으로 부유물 등을 식별하기가 용이하지 않다. 아울러 선박은 파도에 지속적으로 흔들림이 발생하여 적외선 카메라 등에 의하여 촬영되는 영상의 식별력은 더욱 감소될 수 있다.

본 발명은 상기 문제점들을 해소하고자 안출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 선박들이 조도가 낮은 야간 항해 시에도 선명한 영상의 촬영을 통하여 시야를 확보할 수 있는 선박용 야간 영상촬영 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 선박이 파도 등의 흔들림에도 수평을 유지하며 촬영이 가능한 선박용 야간 영상촬영 시스템을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 선박용 야간 영상촬영 시스템은, 선박의 이동방향을 따라서 영상을 기록하는 선박용 영상촬영 시스템에 있어서, 해상의 영상정보를 실시간으로 획득하는 영상촬영장치(10)와 이 영상촬영장치(10)가 수평을 유지하도록 결합되는 수평유지장치(20)를 갖는 영상촬영부(100)와; 상기 영상촬영장치(10)가 선명한 영상을 촬영할 수 있도록 제어하는 제어부(200)와; 상기 영상촬영장치(10)로부터 촬영된 영상 이미지를 송신하는 무선통신부(300)와; 상기 무선통신부(300)로부터 영상 이미지를 수신받아 영상을 출력하는 디스플레이부(400)를 포함하며, 상기 영상촬영부(100)는 상기 영상촬영장치(10)와 상기 수평유지장치(20)를 수용하며 상기 영상촬영장치(10)가 전방을 촬영할 수 있도록 적어도 1개소 이상은 투명한 재질의 창을 갖는 하우징(30)이 구비되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 영상촬영장치(10)는 저조도 상황에서 빛의 증폭과 확장을 통하여 사물의 식별이 용이하도록 하는 특수렌즈가 구비되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 영상촬영장치(10)는, 특수센서(EO:Electro-Optical) 및 촬영감도가 매우 높은 HARP관을 사용하는 촬상관 방식의 고감도 HARP 카메라가 구비되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 영상촬영부(100)는, 상기 하우징(30)을 회전시키는 회전장치(40)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 무선통신부(300)와 상기 디스플레이부(400)는 근거리 무선 통신에 의해 통신하는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 수평유지장치(20)는, 상기 영상촬영장치(10)가 고정되는 거치대(22)와; 상기 영상촬영장치(10)의 각속도를 검출하는 자이로센서(24)와; 상기 자이로센서(24)로부터 검출된 값을 통하여 상기 영상촬영장치(10)가 수평을 유지하도록 상기 거치대(22)와 연동하는 구동장치(26)를 포함한다.

본 발명에 따른 선박용 야간 영상촬영 시스템은, 저조도 렌즈와 HARP관을 사용하는 촬상관 방식의 촬영장치를 통하여 초저도 상황에서도 선명한 영상의 촬영이 가능하며 이를 통하여 부유물 등을 선명하게 인식할 수 있어 선박의 야간항해시 안전사고의 위험을 줄일 수 있는 우수한 효과가 있다.

또한, 자이로센서를 통한 영상촬영장치의 지속적인 수평유지로 식별력 있는 영상을 촬영하고 제공할 수 있는 뛰어난 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 야간 영상촬영 시스템의 구성요소를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 야간 영상촬영 시스템의 영상촬영부의 사시도이다.
도 3는 도 2의 수평유지장치의 작동을 나타내는 단면도이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 또한, 사용된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하, 본 발명에 의한 선박용 야간 영상촬영 시스템의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 야간 영상촬영 시스템을 구성 중심으로 상세히 설명한다. 도 1 과 도 2에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 야간 영상촬영 시스템의 블록도와 사시도가 각각 도시되어 있다. 도 1과 도 2를 참조하여 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 야간 영상촬영 시스템(1)은 선박의 이동방향에 따라 해상의 영상정보를 실시간으로 촬영하는 영상촬영부(100)와 영상촬영부(100)를 제어하는 제어부(200)와 영상촬영부(100)로부터 촬영된 영상을 송신하는 무선통신부(300)를 갖으며 이 무선통신부(300)로부터 송신된 영상을 수신 받아 출력하는 디스플레이부(400)를 포함한다.

영상촬영부(100)는 선박에 설치되어 선박의 이동방향에 따라 실시간으로 해상의 정보를 촬영할 수 있도록 영상촬영장치(10)와 수평유지장치(20), 하우징(30), 회전장치(40)을 포함하여 구성된다.

영상촬영장치(10)는 렌즈(12)와, 렌즈(12)가 장착되어 있는 본체(14)와, 빛의 조도를 측정할 수 있는 조도센서(16)로 이루어진다. 렌즈(12)는 본체(14)의 전단부에 장착되며 조저도의 상황에서 빛의 증폭과 확장을 통하여 빛의 강도(Intensity)를 증가시켜 사물의 식별이 용이하도록 하는 특수렌즈가 사용된다. 특수렌즈는 초저조도(0.005lux)의 상황에서도 촬영이 가능한 렌즈가 사용되는 것이 바람직하다. 본체(14)에는 전하결합소자(CCD)에 비해 빛에 대한 민감도가 높은 특수 광학센서와 고해상도를 제공하는 HARP관을 사용하는 촬상관 방식의 고감도 HARP카메라가 내장되어 있다. 본체(14)의 전면부에는 빛의 조도를 측정할 수 있는 조도센서(16)가 구비되어 있다. 또한 본체(14)에는 후술하는 적외선 차단 필터와 제어부(200), 무선 통신부(300)가 포함될 수 있다.

수평유지장치(20)는 영상촬영장치(10)의 본체(14)가 결합되는 거치대(22)와, 상하 및 좌우, 전후 등 3축의 움직임에 대하여 수평값을 측정할 수 있는 자이로센서(24)와, 이 자이로센서(24)로부터 전달받은 값을 통하여 거치대(14)가 수평을 유지할 수 있도록 작동되는 구동장치(26)를 포함한다.

자이로센서(24)는 영상촬영장치(10)와 평행하도록 배치된다. 자이로센서(24)는 선박이 파도 등에 의해 좌우 또는 전후로 흔들릴 경우 선박의 움직임에 다른 3축의 각속도를 통하여 수평값을 계산하게 된다. 자이로센서(24)는 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 거치대(22)의 하단에서 구동장치(26)가 고정되어 있는 케이싱(28)안에 내장된다.

구동장치(26)는 거치대(22)와 케이싱(28)의 사이에 설치된다. 구동장치(26)는 케이싱(28)에 대하여 거치대(22)를 상하 이동시키는 액츄에이터(26a)로 구성된다. 액츄에이터(26a)는 거치대(22)와 케이싱(28)의 사이에서 연장되어 구비된다. 액츄에이터(26a)는 케이싱(28)의 상면에서 전후와 좌우에 각각 1개씩 고정되어 총 4개의 액츄에이터(26a)들이 설치될 수 있다. 액츄에이터(26a)들은 자이로센서(24)로부터 계산된 값을 통해 각각 작동되며 거치대(22)와 영상 촬영장치(10)의 수평을 유지시킨다. 본 일 실시예에서는 구동장치(26)가 액츄에이터(26a)로 구성되어 도시되어 있지만, 이는 일 실시예로 이에 한정 하지 않으며 거치대(22)와 연동하여 거치대(22)의 상하 및 전후, 좌우 수평을 유지하도록 다양한 방법으로 구성될 수 있다.

도 2와 도 3을 참조하면 영상촬영부(100)는 선박의 외부에 설치되는 것이 바람직하므로 고장 및 파손을 방지하기 위하여 하우징(30)이 구비된다. 하우징(30)의 하단에는 하우징(30)내부에 수용된 영상촬영부(100)가 360도 회전하며 영상을 촬영할 수 있도록 하우징(30)을 회동시키는 회전장치(40)가 구비된다.

하우징(30)은 대략적인 돔 형상으로 제작될 수 있다. 하우징(30)중 영상촬영장치(10)의 렌즈(12)가 바라보는 방향을 포함하여 적어도 1개소 이상에서는 투명한 재질을 갖는 투명창(32)을 갖는다. 본 발명에 따른 일 실시예의 도면에서는 영상촬영장치(10)의 렌즈(12)와 조도센서(16)가 외부로 노출될 수 있는 크기의 투명창(32)이 구비된다.

회전장치(40)는 하우징(30)의 하단에서 하우징(30)의 외주면과 동일한 둘레를 갖도록 연장된다. 회전장치(40)의 내부에는 구동모터(미도시)가 마련된다. 구동모터는 직, 간접적으로 하우징의 하단부와 연결되어 있으며 동력모터의 회전운동으로 인하여 하우징(30)을 회전시킬 수 있게 된다.

다시, 도 1을 참조하여 살펴보면 제어부(200)은 영상촬영장치(10)가 선명한 영상을 촬영할 수 있도록 제어하는 역할을 한다. 제어부(200)는 본체(14)에 포함될 수 있다. 제어부(200)는 피사체의 식별능력을 개선한 WDR(Wide Dynamic Range)기능과 자동 색 온도 보정(Auto White Balance :AWB), 자동 노출 보정(Auto Exposure:AE), 자동 초점 조절(Auto Focus:AF)기능 등을 수행할 수 있다. 또한 영상촬영 장치(10)로부터 영상정보를 제공받아 기상잡음(예를 들어 기상 상태에 따른 안개, 해무, 폭우, 폭설, 황사, 연무, 또는 연기 등)을 필터링 하여 영상에 생기는 노이즈를 제거하는 기능도 수행할 수 있다. 아울러 본체(14)에 구비된 조도센서(16)에서 측정한 조도에 따라 적외선을 차단필터를 ON/OFF시키는 기능을 수행한다. 예를 들어 낮에는 적외선을 차단 필터를 ON시켜 칼라영상을 입력받고 밤에는 적외선 차단 필터를 OFF시켜 흑백영상을 입력받도록 한다.

또한, 제어부(200)를 통하여 수평유지장치(20)를 작동시키는 데이터 값을 설정할 수 있다. 선박의 작은 흔들림에도 수시로 수평유지장치(20)가 작동하게 되면 오히려 식별력 없는 영상이 촬영될 수 있다. 이때, 제어부(200)를 통하여 자이로센서(24)의 값 중 일정한 값 이상일 때 만 수평유지장치(20)가 작동 되도록 설정하여 사용자의 상황과 장치의 이용 목적에 따라 다양하게 사용할 수 있다.

무선통신부(300)는 영상촬영장치(10)로부터 획득한 영상을 송신하는 역할을 한다. 무선통신부(300)는 근거리 통신 기술을 적용하여 통신하며, 본체(14)의 내부에 내장되어 구성될 수도 있다.

디스플레이부(400)는 영상촬영부(100)로부터 촬영된 영상을 무선통신부(300)부로부터 수신 받아 기관사가 관찰할 수 있도록 표시하는 구성요소이다. 디스플레이부(400)는 선박의 내부에 설치된다. 디스플레이부와 더불어 선박 내에는 조작부(미도시)가 구성되며 조작부를 통하여 제어부(200)와 영상촬영부(100)를 컨트롤 할 수 있다.

지금부터는, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 선박용 야간 영상촬영 시스템을 작용 중심으로 상세히 설명한다.

도 1과 도 2를 참조하면 본 발명에 일 실시예에 따른 선박용 야간 촬영시스템(1)은 영상촬영장치(10)에 구비된 조도센서(16)가 조도 값을 측정하여 적외선 필터를 ON/OFF시키게 된다. 조도가 낮은 일몰이나 일출전의 상황에서는 조도 값이 낮으므로 적외선 차단 필터를 OFF시켜 흑백 영상을 출력 받게 된다. 이와 더불어 저조도 렌즈(12)를 통하여 빛을 확장 및 증폭 하게 되며, HARP관을 사용하는 촬상관 방식을 통하여 고화질의 영상을 획득하게 된다. 기상 상황이나 상태에 따라 제어부(200)가 필요한 기능을 수행하여 더욱 선명한 화질의 영상을 촬영할 수 있게 된다. 제어부(200)의 기능에 대해서는 위에서 자세히 상술하였으므로 생략하기로 한다.

선박의 항해 시 파도 등에 의하여 흔들릴 경우 수평유지장치(20)를 통하여 영상촬영장치(10)가 실시간으로 수평을 유지할 수 있다. 만약 선박의 흔들림에 따라 수평을 유지 시키지 못하면 허공이나 불필요한 곳을 촬영하게 되므로 촬영된 영상의 식별력이 떨어진다.

도 3를 참조하여 수평유지장치(20)의 작용을 자세히 살펴보면, 선박이 파도로 인하여 전단이 상승하도록 기울어질 경우, 영상촬영부(100)도 선박과 같이 기울어지게 된다. 영상촬영부(100)와 평행하게 위치하는 자이로센서(24)는 기울어진 각속도를 계산하여 수평 값을 도출한다. 도출된 수평 값을 맞추기 위하여 액츄에이터(26a)들이 각각 동작하며 도면에서 도시된 바와 같이 전방 액츄에이터(26a-1)는 하강하고 후방 액츄에이터(26a-2)는 상승하도록 작동하여 영상촬영장치(10)의 수평을 유지한다. 이와 같은 작용을 통하여 선박의 흔들림에도 영상촬영장치(10)는 일정한 수평을 유지하며 식별력 있는 촬영을 수행한다.

위와 같은 과정을 통하여 촬영된 영상은 무선통신부(300)를 통하여 송신되고 송신된 영상은 디스플레이부(400)에서 수신되어 기관사가 영상을 관찰할 수 있도록 표시된다.

본 발명은 도면에 도시되는 일 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

1 : 선박용 야간 영상촬영 시스템 10 : 영상촬영장치
20 : 수평유지장치 30 : 하우징
40 : 회전장치 100 : 영상촬영부
200 : 제어부 300 : 무선통신부
400 : 디스플레이부

Claims

선박의 이동방향을 따라서 영상을 기록하는 선박용 영상촬영 시스템에 있어서,
해상의 영상정보를 실시간으로 획득하는 영상촬영장치(10)와 이 영상촬영장치(10)가 수평을 유지하도록 결합되는 수평유지장치(20)를 갖는 영상촬영부(100)와;
상기 영상촬영장치(10)가 선명한 영상을 촬영할 수 있도록 제어하는 제어부(200)와;
상기 영상촬영장치(10)로부터 촬영된 영상 이미지를 송신하는 무선통신부(300)와;
상기 무선통신부(300)로부터 영상 이미지를 수신받아 영상을 출력하는 디스플레이부(400)를 포함하며,
상기 영상촬영부(100)는 상기 영상촬영장치(10)와 상기 수평유지장치(20)를 수용하며 상기 영상촬영장치(10)가 전방을 촬영할 수 있도록 적어도 1개소 이상은 투명한 재질의 창을 갖는 하우징(30)이 구비되는 것을 특징으로 하는 선박용 야간 영상촬영 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 영상촬영장치(10)는 저조도 상황에서 빛의 증폭과 확장을 통하여 사물의 식별이 용이하도록 하는 특수렌즈가 구비되는 것을 특징으로 하는 선박용 야간 영상촬영 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 영상촬영장치(10)는, 특수센서(EO:Electro-Optical) 및 촬영감도가 매우 높은 HARP관을 사용하는 촬상관 방식의 고감도 HARP 카메라가 구비되는 것을 특징으로 하는 선박용 야간 영상촬영 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 영상촬영부(100)는, 상기 하우징(30)을 회전시키는 회전장치(40)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 야간 영상촬영 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 무선통신부(300)와 상기 디스플레이부(400)는 근거리 무선 통신에 의해 통신하는 것을 특징으로 하는 선박용 야간 영상촬영 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 수평유지장치(20)는, 상기 영상촬영장치(10)가 고정되는 거치대(22)와;
상기 영상촬영장치(10)의 각속도를 검출하는 자이로센서(24)와;
상기 자이로센서(24)로부터 검출된 값을 통하여 상기 영상촬영장치(10)가 수평을 유지하도록 상기 거치대(22)와 연동하는 구동장치(26)를 포함하는 선박용 야간 영상촬영 시스템.