KR20180112342A

KR20180112342A - 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR20180112342A
Application number: KR1020170043126A
Authority: KR
Inventors: 서상우; 김명규; 김우석; 김종성; 백성민; 홍성진
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2017-04-03
Filing date: 2017-04-03
Publication date: 2018-10-12

Abstract

본 발명의 일 실시예는, 서로 1:1 대응되는 발광 모듈들과 수광 모듈들을 이용하여 복수개의 적외선 송/수신 경로들을 생성하는 프레임; 상기 발광 모듈들의 스캐닝 타임 스케쥴 및 점멸 방법을 결정하는 컨트롤러; 및 상기 수광 모듈들로부터 수신한 정보를 이용하여 상기 프레임의 내부를 공간을 통과하는 측정 객체에 상응하는 대표 위치와 움직임 정보를 산출하는 산출부; 를 포함하는, 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 장치를 제공한다.

Description

적외선 스캐닝 기반 객체 검출 장치 및 그 방법 {APPARATUS FOR OBJECT DETECTION BASED ON INFRARED SCANNING AND METHOD FOR THE SAME}

본 발명은 적외선 스캐닝 기법을 이용하여 객체의 좌표를 측정하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

오늘날, 구기 종목을 위한 가상 스포츠 시뮬레이터의 시장이 급격히 커지고 있으며, 스크린 골프를 시작으로 스크린야구, 테니스, 축구 등, 그 종목의 수도 다양해지고 있다. 이런 대부분의 가상 스포츠 시뮬레이터는 컴퓨터 비젼 기술을 이용하여 공을 인식하고, 속도 및 궤적 등 공의 모션을 분석한다.

하지만, 컴퓨터 비젼 기술의 특성상 정밀 분석을 위해서는 두 대 이상의 초고속 카메라를 필요할 뿐만 아니라, 카메라가 고정 되어 있으므로 분석하는 영역의 범위가 상당히 제한적이다. 하지만, 야구, 배구, 게이트볼과 같이 구기 종목 스포츠 시뮬레이터 중 이런 고가의 초고속 스테레오 카메라를 이용한 고정밀 분석을 요구하지 않는 종목도 많다.

또한, 카메라 비젼 기술 이외에도 리얼야구존 레이져 센서를 이용하여 공의 모션을 인식하는 기술을 방명하였지만, 속도와 방향을 정확하게 측정하기 위하여 두 개의 센서 프레임이 필요할 뿐만 아니라, 레이저 자체가 높은 전류 및 광학 밀도를 가지므로 장치의 신뢰성 및 수명이 떨어지는 단점이 있다.

전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.

국내 등록특허공보 제10-1276054호

본 발명의 목적은 적외선 센서를 활용하여 객체의 좌표를 측정하는 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 고속으로 스캐닝 기법을 적용하여 객체의 좌표를 정확하게 측정하여, 객체의 속도를 분석하는 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예는, 서로 1:1 대응되는 발광 모듈들과 수광 모듈들을 이용하여 복수개의 적외선 송/수신 경로들을 생성하는 프레임; 상기 발광 모듈들의 스캐닝 타임 스케쥴 및 점멸 방법을 결정하는 컨트롤러; 및 상기 수광 모듈들로부터 수신한 정보를 이용하여 상기 적외선 송/수신 경로들을 통과하는 측정 객체에 상응하는 대표 위치와 움직임 정보를 산출하는 산출부; 를 포함하는, 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 장치를 제공한다.

이때, 각각의 상기 발광 모듈들은 하나 이상의 적외선 LED들을 포함하고, 각각의 상기 수광 모듈들은 상기 적외선 LED들과 1:1 대응되는 포토 TR들을 포함하며, 각각의 상기 적외선 송/수신 경로들은 서로 대응되는 한 쌍의 상기 적외선 LED 및 상기 포토 TR과 1:1 대응될 수 있다.

이때, 상기 컨트롤러는 기설정된 규칙에 따라 상기 적외선 LED들을 연동하여, 연동된 적외선 LED들끼리 동시에 점멸하도록 상기 점멸 방법을 결정할 수 있다.

이때, 상기 산출부는 상기 측정 객체가 적외선 송/수신 경로들을 통과하는 통과 시간들을 측정하고, 상기 통과 시간들을 이용하여 상기 측정 객체의 통과 길이들을 산출하며, 상기 통과 길이들을 이용하여 상기 측정 객체에 상응하는 대표 위치를 산출할 수 있다.

이때, 상기 산출부는 상기 측정 객체가 상기 적외선 송/수신 경로들을 지나기 전의 위치 정보와 상기 대표 위치 정보를 이용하여 상기 측정 객체에 상응하는 이동 방향과 속력을 산출할 수 있다.

이때, 상기 프레임은 각각의 상기 포토 TR들이 대응되지 않는 상기 적외선 LED들에서 방출되는 적외선 신호들에 의해 간섭되는 것을 막는 하나 이상의 간섭 방지막들을 포함할 수 있다.

이때, 상기 간섭 방지막들은 상기 적외선 송/수신 경로들에 상응하는 위치에 구멍을 구비할 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예는, 발광 모듈들의 스캐닝 타임 스케줄 및 점멸 방법을 결정하는 단계; 상기 결정된 점멸 방법에 따라 상기 발광 모듈들에 점멸 신호들을 전송하여 적외선 송/수신 경로를 생성하는 단계; 수광 모듈들로부터 측정 객체가 상기 적외선 송/수신 경로들을 통과하면서 발생하는 응답 신호들을 수신하는 단계; 상기 응답 신호들을 분석하여 상기 측정 객체에 상응하는 대표 위치를 산출하는 단계; 및 상기 측정 객체에 상응하는 움직임 정보를 산출하는 단계; 를 포함하는, 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 방법을 제공한다.

이때, 각각의 상기 발광 모듈들은 하나 이상의 적외선 LED들을 포함하고, 각각의 상기 수광 모듈들은 상기 적외선 LED들과 1:1 대응되는 포토 TR들을 포함하며, 각각의 상기 적외선 송/수신 경로들은 서로 대응되는 한 쌍의 상기 적외선 LED 및 상기 포토 TR와 1:1 대응될 수 있다.

이때, 상기 점멸 방법을 결정하는 단계는 기설정된 규칙에 따라 상기 적외선 LED들을 연동하여, 연동된 적외선 LED들끼리 동시에 점멸하도록 상기 점멸 방법을 결정할 수 있다.

이때, 상기 대표 위치를 산출하는 단계는 상기 측정 객체가 적외선 송/수신 경로들을 통과하는 통과 시간들을 측정하는 단계; 상기 통과 시간들을 이용하여 상기 측정 객체의 통과 길이들을 산출하는 단계; 및 상기 통과 길이들을 이용하여 상기 측정 객체에 상응하는 대표 위치를 산출하는 단계; 를 포함할 수 있다.

이때, 상기 움직임 정보를 산출하는 단계는 상기 측정 객체가 상기 적외선 송/수신 경로들을 지나기 전의 위치 정보와 상기 대표 위치 정보를 이용하여 상기 측정 객체에 상응하는 이동 방향과 속력을 산출할 수 있다.

이때, 상기 적외선 송/수신 경로들은 각각의 상기 포토 TR들이 대응되지 않는 상기 적외선 LED들에서 방출되는 적외선 신호들에 의해 간섭되는 것을 막는 하나 이상의 간섭 방지막들을 통과할 수 있다.

본 발명에 따르면, 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 장치 및 그 방법에 의해, 적외선 센서를 활용하여 객체의 좌표를 측정함으로써, 기존의 고속 스테레오 카메라보다 낮은 비용으로 시스템을 구축할 수 있으며, 레이저 스캐닝 기법을 적용한 시스템에 비하여 효율이 높고 수명이 길다.

또한, 본 발명은 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 장치 및 그 방법에 의해, 고속으로 스캐닝 기법을 적용하여 객체의 좌표를 정확하게 측정하여 객체의 속도를 분석함으로써, 높은 신뢰성으로 객체의 모션을 분석할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 장치(100)의 일 사용례를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 장치(100)의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 장치(100)의 내부 구성의 일 예를 나타낸 블록도이다.
도 4는 도 2에 도시된 발광 모듈들의 일 예를 나타낸 동작 흐름도이다.
도 5는 도 2에 도시된 수광 모듈들의 일 예를 나타낸 동작 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 장치(100)의 간섭 방지막(115)의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 도 6에 도시된 간섭 방지막(115)의 다른 일 예를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 장치(100)을 통과하는 측정 객체(200)를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성되어 다양한 형태로 구현될 수 있다. 이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 장치(100)의 일 사용례를 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 장치(100)는 운동 정보를 측정하기 위한 측정 객체(200)와 함께 사용된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 장치(100)는 서로 1:1 대응되는 발광 모듈들과 수광 모듈들을 이용하여 복수개의 적외선 송/수신 경로들을 생성하는 프레임을 구비한다. 그리고, 발광 모듈들의 스캐닝 타임 스케쥴 및 점멸 방법을 결정하고, 결정된 방법과 스케쥴에 따라 발광 모듈을 제어하여 적외선 송/수신 경로들을 생성하며, 적외선 송/수신 경로들을 통과하는 측정 객체(200)에 의하여 변화된 신호를 수신하고, 수신한 정보를 이용하여 측정 객체(200)에 상응하는 대표 위치와 움직임 정보를 산출할 수 있다.

여기서, 각각의 적외선 송/수신 경로들은 서로 1:1 대응되는 한 쌍의 적외선 LED와 포토 TR과 1:1 대응된다. 즉, 하나의 적외선 LED에서 전송된 적외선 신호가 대응되는 포토 TR에서 수신되며, 전송되는 적외선 신호의 경로가 적외선 송/수신 경로이다.

이때, 움직임 정보에는 운동 방향이나 속력 등이 포함될 수 있다. 그리고, 측정 객체(200)의 움직임 정보를 분석하기 위하여 검출되는 시간 정보와 위치 정보를 사용할 수 있다.

선택적 실시예에서, 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 장치(100)는 발광 모듈들 각각에 기설정된 N개의 적외선 LED들을 포함하고, 수광 모듈들 각각에 상기 적외선 LED들에 1:1 대응되도록 N개의 포토 TR들을 포함하며, 여기서 기설정된 N은 1 이상의 자연수로 결정될 수 있다.

이때, 다중 스캐닝 기법을 적용하여, 모든 발광부 모듈들 각각에 위치한 k번째 적외선 LED들끼리 연동하여 동시에 점멸하도록 할 수 있다. 여기서, k는 1 이상이며 N 이하인 자연수이다.

이에 따라, 프레임에 위치한 발광 모듈들과 수광 모듈들의 개수에 상관 없이 단 N 점멸(on/off) 싸이클만으로 모든 적외선 LED들과 포토 TR들을 스캐닝 할 수 있다.

선택적 실시예에서, 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 장치(100)는 측정의 정확도를 높이기 위하여 간섭 방지막을 구비하여 서로 대응되지 않는 적외선 LED들의 신호가 포토 TR들로 수신되지 않도록 할 수 있다. 여기서, 간섭 방지막은 수광 모듈들의 근처에 위치하여 모든 포토 TR들에 상응하는 구멍을 구비하도록 구성될 수 있다.

이에 따라, 각각의 포토 TR들은 간섭 방지막 반대편에 위치한 대응되는 적외선 LED의 신호만 수신할 수 있어 측정의 정확도를 높일 수 있다.

선택적 실시예에서, 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 장치(100)는 기설정된 N을 8로 하여, 각각의 발광 모듈들에 8개의 적외선 LED들을 구비하고, 각각의 수광 모듈들에 8개의 포토 TR들을 구비할 수 있다. 또한, 적외선 LED는 파장이 850nm인 적외선을 방사하는 LED일 수 있다. 또한, 적외선 LED는 방사각이 3도인 LED일 수 있다.

측정 객체(200)는 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 장치(100)을 통해서 위치와 움직임 정보를 측정하고자 하는 대상이다. 특히, 측정 객체(200)는 구형일 수 있다.

예컨대, 측정 객체(200)는 야구공, 축구공 또는 골프공 등일 수 있다.

즉, 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 장치(100)는 스크린 야구장 또는 스크린 골프장 등과 같은 가상 시뮬레이션을 구현할 때 사용될 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 장치(100)의 일 예를 나타낸 도면이다.

도 3은 도 1에 도시된 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 장치(100)의 내부 구성의 일 예를 나타낸 블록도이다.

도 2와 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 장치(100)는 프레임(110), 컨트롤러(130) 및 산출부(150) 등을 포함한다.

상세히, 프레임(110)은 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 장치(100)가 측정 객체(200)의 움직임을 포착하기 위한 구성요소로, 서로 1:1 대응되는 발광 모듈들과 수광 모듈들을 이용하여 복수개의 적외선 송/수신 경로들을 생성한다. 여기서, 각각의 적외선 송/수신 경로들은 한 쌍의 발광 모듈에 포함된 적외선 LED 및 수광 모듈에 포함된 포토 TR과 1:1 대응될 수 있다.

예컨대, 내부가 빈 사각형의 형태를 가질 수 있고, 서로 마주보지 않는 두개의 변 각각에 복수개의 적외선 발광 모듈들(111x_1 내지 111x_n 및 111y_1 내지 111y_n)이 위치하고, 상기 발광 모듈들(111x_1 내지 111x_n 및 111y_1 내지 111y_n)이 위치되지 않은 나머지 두개의 변 각각에 상기 발광 모듈들(111x_1 내지 111x_n 및 111y_1 내지 111y_n)에 상응하는 포토 TR 수광 모듈들(113x_1 내지 113x_n 및 113y_1 내지 113y_n)이 위치할 수 있다.

도 2에서, 하단 프레임에 위치한 발광 모듈들(111x_1 내지 111x_n)은 수평 방향 혹은 x축 방향에 위치한 발광 모듈들로, 이하 x축 발광 모듈들로 명명한다. 또한, 상단 프레임에 위치한 수광 모듈들(113x_1 내지 113x_n)은 수평 방향 혹은 x축 방향에 위치한 수광 모듈들로, 이하 x축 수광 모듈들로 명명한다. 그리고, 좌측 프레임에 위치한 발광 모듈들(111y_1 내지 111y_n)은 수직 방향 혹은 y축 방향에 위치한 발광 모듈들로, 이하 y축 발광 모듈들로 명명한다. 마지막으로, 우측 프레임에 위치한 수광 모듈들(113y_1 내지 113y_n)은 수직 방향 혹은 y축 방향에 위치한 수광 모듈들로, 이하 y축 수광 모듈들로 명명한다.

여기서, x축 발광 모듈들(111x_1 내지 111x_n)과 x축 수광 모듈들(113x_1 내지 113x_n)의 위치가 서로 바뀌어도 상관이 없으며, 마찬가지로 y축 발광 모듈들(111y_1 내지 111y_n)과 y축 수광 모듈들(113y_1 내지 113y_n)의 위치가 서로 바뀔 수 있다.

각각의 발광 모듈들은 1:1 대응되는 수광 모듈들이 존재한다. 그리고, 각각의 발광 모듈들은 대응되는 수광 모듈들에 적외선 신호를 전송하게 된다. 예컨대, x축 발광 모듈 1(111x_1)은 x축 수광 모듈 1(113x_1)과 1:1 대응되어 적외선 신호를 전송하고, y축 발광 모듈 1(111y_1)은 y축 수광 모듈 1(113y_1)과 1:1 대응되어 적외선 신호를 전송한다.

프레임(110)은 발광 모듈들(111x_1 내지 111x_n 및 111y_1 내지 111y_n)과 수광 모듈들(113x_1 내지 113x_n 및 113y_1 내지 113y_n)을 통하여, 내부의 빈 공간을 통과하는 측정 객체(도 1의 200 참조)에 대한 운동 정보를 파악할 수 있다. 측정 객체가 프레임 내부 공간을 통과하면서 발광 모듈들과 수광 모듈들 사이의 적외선 송/수신 경로를 일부 차단하게 되며, 이 차단되는 적외선 송/수신 경로에 상응하는 정보를 산출부(150)에 전송하여 측정 객체(도 1의 200 참조)에 대한 운동 정보를 산출할 수 있다.

또한, 각각의 발광 모듈들(111x_1 내지 111x_n 및 111y_1 내지 111y_n)은 기설정된 N개의 적외선 LED들로 구성되어 적외선 신호들을 방출할 수 있다. 그리고, 각각의 수광 모듈들(113x_1 내지 113x_n 및 113y_1 내지 113y_n)도 기설정된 N개의 포토 TR들로 구성될 수 있다. 이때, 각각의 포토 TR들은 적외선 LED들과 1:1 대응되며, 대응되는 적외선 LED에서 방출한 적외선 신호를 수신한다. 즉, 한 쌍의 적외선 LED와 포토 TR이 하나의 적외선 송/수신 경로를 생성한다.

이에 따라, 발광 모듈들(111x_1 내지 111x_n 및 111y_1 내지 111y_n)의 개수와 상관 없이 N 점멸(on/off) 싸이클만으로 모든 적외선 LED 및 포토 TR들을 스캐닝할 수 있다. 만약, N이 8로 설정된 경우에는 8 점멸 싸이클만으로 모든 적외선 LED 및 포토 TR들을 스캐닝할 수 있다.

여기서, 각각의 적외선 LED들과 각각의 포토 TR들은 일정한 간격을 가지도록 위치할 수 있고, 서로 맞은편에 위치한 적외선 LED들과 포토 TR들을 1:1 대응될 수 있다.

특히, 각각의 포토 TR들은 맞은편에 대응되는 적외선 LED에서 방출된 신호에만 반응하여야 하고, 다른 적외선 LED들에서 방출된 신호에 반응하면 심각한 오류가 발생할 수 있다.

선택적 실시예에서, 프레임(110)은 수광 모듈들(113x_1 내지 113x_n 및 113y_1 내지 113y_n)의 신호 수신 정확도를 높이기 위하여 하나 이상의 간섭 방지막들(도 6의 115 참조)을 포함할 수 있다. 그리고 각각의 간섭 방지막들(도 6의 115 참조)은 프레임(110)의 각 변에 상응하여 변마다 1개씩 선택적으로 위치할 수 있다. 이때, 각각의 간섭 방지막들(도 6의 115 참조)은 위치하고 있는 변에 상응하는 적외선 LED들 또는 포토 TR들에 상응하는 구멍이 뚫려있다. 이때, 간섭 방지막들(도 6의 115 참조)은 아크릴 판으로 구현될 수 있다.

이에 따라, 각각의 포토 TR들은 대응되지 않는 다른 적외선 LED들에서 방출되는 적외선 신호들의 간섭을 피할 수 있다.

선택적 실시예에서, 적외선 LED들은 파장이 850nm인 적외선을 방출할 수 있다. 또한, 적외선 LED들이 방사각이 3도인 것일 수 있다. 이때, 방사각이 3도이면 적외선 LED의 중심 방향으로부터 3도를 기준으로 빛의 강도가 절반으로 줄어든다.

컨트롤러(130)는 프레임(110)에 위치한 발광 모듈들(111x_1 내지 111x_n 및 111y_1 내지 111y_n)의 적외선 LED들과 및 수광 모듈들(113x_1 내지 113x_n 및 113y_1 내지 113y_n)의 포토 TR들의 전원 스위칭 스캐쥴을 관리한다. 또한, 발광 모듈들(111x_1 내지 111x_n 및 111y_1 내지 111y_n)에서 적외선 신호를 점멸하기 위한 신호를 생성한다. 그리고, 수광 모듈들(113x_1 내지 113x_n 및 113y_1 내지 113y_n)에서 수신한 신호들을 획득하여 산출부(150)으로 전송한다.

이때, 수신한 신호들로부터 측정 객체(도 1의 200 참조)에 대한 패킷을 생성하여 통신 모듈(미도시)을 통해 산출부(150)으로 전송할 수 있다. 여기서, 한 패킷은 측정 객체(도 1의 200 참조)에 대한 좌표값 범위 정보를 나타낼 수 있다.

여기서, 컨트롤러(130)는 마이크로 프로세서(131), x축 버퍼(133x), x축 선택기(135x), y축 버퍼(133y) 및 y축 선택기(135y)를 포함할 수 있다.

마이크로 프로세서(131)는 데이터를 처리할 수 있는 모든 종류의 장치를 포함할 수 있다. 여기서, 마이크로 프로세서(131)는, 예를 들어 프로그램 내에 포함된 코드 또는 명령으로 표현된 기능을 수행하기 위해 물리적으로 구조화된 회로를 갖는, 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치를 의미할 수 있다. 이와 같이 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치의 일 예로써, 마이크로 프로세서(micro processor), 중앙처리장치(central processing unit: CPU), 프로세서 코어(processor core), 멀티프로세서(multiprocessor), ASIC(application-specific integrated circuit), FPGA(field programmable gate array) 등의 처리 장치를 망라할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

산출부(150)는 컨트롤러(130)로부터 측정 객체(도 1의 200 참조)에 대한 검출 정보들을 전송 받는다. 그리고, 측정 객체(도 1의 200 참조)에 상응하는 대표 위치 및 움직임 정보를 산출한다.

이때, 측정 객체(도 1의 200 참조)에 상응하는 움직임 정보를 분석하기 위하여, 측정 객체(도 1의 200 참조)가 수광 모듈들(113x_1 내지 113x_n 및 113y_1 내지 113y_n)에 검출되는 시간 정보와 위치 정보를 이용할 수 있다.

그리고, 산출부(150)에서 산출하고자 하는 측정 객체(도 1의 200 참조)에 상응하는 움직임 정보는 속력과 이동 방향을 포함할 수 있다.

여기서, 측정 객체(도 1의 200 참조)가 프레임(110)을 통과하는 위치 정보는 측정 객체(도 1의 200 참조)가 통과함으로써 생기는 적외선 신호의 변화가 감지된 수광 모듈들(113x_1 내지 113x_n 및 113y_1 내지 113y_n)의 위치 정보를 통하여 산출할 수 있다. 특히, x축 수광 모듈들(113x_1 내지 113x_n)을 통하여 x축 방향에 대한 위치 정보를 파악할 수 있고, y축 수광 모듈들(113y_1 내지 113y_n)을 통하여 y축 방향에 대한 위치 정보를 파악할 수 있다.

특히, 대표 위치는 측정 객체(도 1의 200 참조)가 적외선 송/수신 경로들을 통과하는 통과 시간들을 측정하고, 통과 시간들을 이용하여 측정 객체(도 1의 200 참조)의 통과 길이들을 산출하며, 통과 길이들을 이용하여 대표 위치를 산출할 수 있다.

또한, 측정 객체(도 1의 200 참조)가 프레임(110)을 통과하는 움직임 정보는 측정 객체(도 1의 200 참조)가 통과함으로써 생기는 적외선 송/수신 경로가 단절되는 시간 정보를 통하여 산출할 수 있다. 마찬가지로, x축 수광 모듈들(113x_1 내지 113x_n)을 통하여 x축 방향에 대한 움직임 정보를 파악할 수 있고, y축 수광 모듈들(113y_1 내지 113y_n)을 통하여 y축 방향에 대한 움직임 정보를 파악할 수 있다.

특히, 측정 객체(도 1의 200 참조)가 프레임을 지나기 전의 위치 정보와 대표 위치 정보를 이용하여 측정 객체(도 1의 200 참조)에 상응하는 이동 방향과 속력을 산출할 수 있다.

이에 따라, 적외선 스캐닝을 기반으로 하여 객체에 대한 위치 정보와 움직임 정보를 산출할 수 있으며, 저렴한 비용으로 구기 스포츠의 가상 시뮬레이션 시스템을 구축할 수 있다. 또한, 적외선 LED의 특징상 효율이 높고 수명이 길어 유지 관리가 용이하다. 그리고, 객체의 위치와 운동 방향 및 운동 속력까지 분석이 가능하므로, 높은 신뢰성으로 객체의 모션을 분석할 수 있다.

도 4는 도 2에 도시된 발광 모듈들의 일 예를 나타낸 동작 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 도 2에 도시된 발광 모듈들(41 내지 4n)은 각각 기설정된 N개의 적외선 LED들로 구성될 수 있으며, N은 1 이상의 자연수이다. 그리고, 각각의 적외선 LED들은 컨트롤러(도 2의 130 참조)로부터 신호를 수신하여 적외선을 발산한다.

도 4는 N이 8인 경우로서, 각각의 발광 모듈들(41 내지 4n)이 8개의 적외선 LED들(L₁ 내지 L₈)을 포함하고 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 장치(100)에서는 다중 스캐닝 기법을 활용하여, 모든 발광 모듈들(41 내지 4n)의 k번째 적외선 LED(L_k)가 동시에 점멸하도록 구현된다. 여기서, k는 1 이상이고 N 이하의 자연수이다.

이에 따라, 발광 모듈들(41 내지 4n)의 개수와 상관 없이, 총 N번의 점멸 싸이클로 모든 적외선 LED들을 점멸하여 스캐닝의 성능을 향상시킬 수 있다.

도 5는 도 2에 도시된 수광 모듈들의 일 예를 나타낸 동작 흐름도이다.

도 5를 참조하면, 도 2에 도시된 수광 모듈들(51 내지 5n)은 각각 기설정된 N개의 포토 TR들로 구성될 수 있으며, N은 1 이상의 자연수이며, 발광 모듈들(도 4의 41 내지 4n)이 포함하는 적외선 LED들의 개수와 같다. 여기서, 각각의 포토 TR들은 1:1 대응되는 적외선 LED가 존재한다. 그리고, 각각의 포토 TR들은 적외선 LED들로부터 적외선 신호를 수신하여 컨트롤러(도 2의 130 참조)에 검출 신호를 송신한다.

도 5는 N이 8인 경우로서, 각각의 수광 모듈들(51 내지 5n)이 8개의 포토 TR들(P₁ 내지 P₈)을 포함하고 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 장치(100)에서는 다중 스캐닝 기법을 활용하여, 모든 수광 모듈들(51 내지 5n)의 k번째 포토 TR(P_k)가 동시에 적외선 신호를 수신하도록 구현된다. 여기서, k는 1 이상이고 N 이하의 자연수이다.

이에 따라, 수광 모듈들(51 내지 5n 참조)의 개수와 상관 없이, 총 N번의 점멸 싸이클로 모든 적외선 LED들로부터 적외선 신호를 수신하여 스캐닝의 성능을 향상시킬 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 장치(100)의 간섭 방지막(115)의 일 예를 나타낸 도면이다.

도 7은 도 6에 도시된 간섭 방지막(115)의 다른 일 예를 나타낸 도면이다.

도 6은 각각의 발광 모듈들(41 내지 4n)이 8개의 적외선 LED들(L₁ 내지 L₈)을 포함하고, 각각의 수광 모듈들(51 내지 5n)이 8개의 포토 TR(P₁ 내지 P₈)을 포함하고 있다.

도 7은 2개 열로 구멍이 뚫린 간섭 방지막(115)의 일 예를 도시하고 있다.

도 6과 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 장치(100)의 간섭 방지막(115)은 각각의 포토 TR들(P1 내지 P8)이 1:1 대응되는 적외선 LED들(L₁ 내지 L₈) 이외의 적외선 신호에 의한 간섭을 받지 않도록 중간에 간섭을 막아준다.

간섭 방지막(115)은 여러 개 존재할 수 있다. 그리고, 각각의 간섭 방지막들(115)은 프레임(도 2의 110 참조)의 각 변에 상응하여 변마다 1개씩 선택적으로 위치할 수 있다.

이때, 각각의 간섭 방지막(115)들은 위치하고 있는 변에 상응하는 발광 모듈들(41 내지 4n) 또는 수광 모듈들(51 내지 5n)과 상응하는 위치에 구멍들이 뚫려있다.

예컨대, 도 6에 도시된 간섭 방지막(115)은 적외선 LED L₁에서 방출된 적외선 신호가 대응되는 포토 TR P₁으로 전송되는 경로와 교차하는 부분에 구멍이 뚫려있다. 즉, 간섭 방지막(115)에는 상응하는 발광 모듈들(41 내지 4n)이 포함하는 적외선 LED들의 개수 또는 수광 모듈들(51 내지 5n)이 포함하는 포토 TR들의 개수만큼 구멍이 뚫려있을 수 있다.

간섭 방지막(115)에 구비된 구멍을 통해서 서로 대응되는 적외선 LED들과 포토 TR들은 적외선 신호를 송수신하게 된다. 그리고, 각각의 포토 TR들에 있어서, 대응되지 않는 적외선 LED들로부터 방출된 적외선 신호는 간섭 방지막(115)에 의하여 걸러져서 검출되지 않는다.

이에 따라, 발광 모듈들(41 내지 4n)의 적외선 LED들에서 발산된 적외선 신호들이 대응되는 수광 모듈들(51 내지 5n)의 포토 TR들에 정확히 수신되도록 하여, 간섭을 줄이고 인식의 정확도를 높일 수 있다.

이때, 간섭 방지막(115)는 적외선 LED들과 포토 TR들의 구성에 따라, 도 7과 같이 2열 이상의 형태를 가질 수 있다. 그리고 간섭 방지막(115)는 아크릴 재질로 구현될 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 장치(100)을 통과하는 측정 객체(200)를 나타낸 도면이다.

도 8을 참조하면, 측정 객체(200)는 z축 방향으로 이동는 구형의 객체이며, 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 장치(100)의 프레임(110)은 xy-평면에 평행하도록 t_p지점에 위치한다. 그리고, y축 발광 모듈들에 포함된 적외선 LED들인 L_1y와 L_2y에서 적외선 신호가 방출되고, y축 수광 모듈들에 포함된 포토 TR들인 P_1y와 P_2y가 적외선 신호를 수신한다. 여기서 P_1y는 L_1y에서 방출한 적외선 신호를 수신하고, P_2y는 L_2y에서 방출한 적외선 신호를 수신한다. 특히, P_1y와 L_1y의 y 좌표가 동일하며, P_2y와 L_2y의 y좌표가 동일하다. 이때, P_1y와 P_2y는 포토 TR들을 지칭함과 동시에 이들의 y좌표를 지칭할 수 있다.

L_1y와 L_2y 사이의 거리는 K이며, 마찬가지로 P_1y와 P_2y 사이의 거리도 K이다. 여기서, 측정 객체(200)가 L_1y와 P_1y를 잇는 선을 지나가는 거리는 d₁이고 지나가는데 걸리는 시간은 t₁이다. 또한, 측정 객체(200)가 L_2y와 P_2y를 잇는 선을 지나가는 거리는 d₂이고 지나가는데 걸리는 시간은 t₂이다. 즉, d₁, t₁, d₂ 및 t₂는 측정 객체(200)가 t_p 지점을 통과하면서 측정되는 정보이다. 만약 측정 객체(200)가 L_2y 보다 L_1y 쪽에 치우쳐져 있다면, t₁이 t₂보다 크게되고, d₁이 d₂보다 크게된다.

D는 측정 객체(200)의 지름이고 r은 측정 객체(200)의 반지름이며, h₁과 h₂는 측정 객체(200)의 중심으로부터 L_1y와 L_2y가 각각 y축으로부터 떨어진 거리이다. 여기서, h₁과 h₂는 L_1y와 L_2y 사이의 측정 객체(200)에 상응하는 대표 위치의 좌표를 얻는데 사용될 수 있다.

이때, d₁, d₂, t₁, t₂는 하기 수학식 1과 하기 수학식 2와 같은 관계식을 얻을 수 있다.

[수학식 1]

[수학식 2]

그리고, h₁과 h₂는 하기 수학식 3과 같은 연립방정식을 통하여 구할 수 있다.

[수학식 3]

여기서, 측정 객체(200)에 상응하는 대표 위치의 y축 좌표 B_y는 하기 수학식 4 또는 하기 수학식 5를 이용하여 구할 수 있다.

[수학식 4]

[수학식 5]

이와 같이, 측정 객체(200)에 상응하는 대표 위치의 좌표는 상기의 과정을 x축과 y축 모두에 수행하여 구할 수 있다.

또한, 측정 객체(200)의 z축 방향 속력(v_z)은 측정 객체(200)가 t_p 지점을 완전히 통과하는데 걸리는 시간(T_z)과 하기 수학식 6과 같은 관계식을 만족한다.

[수학식 6]

그리고, T_z _-는 하기 수학식 7을 통해 계산할 수 있다.

[수학식 7]

그리고, x축과 y축에 대한 측정 객체(200)의 속력은 측정 객체의 발사 혹은 타격 정보와 하기 수학식 8과 하기 수학식 9를 이용하여 구할 수 있다. 여기서, θ_azimuth과 θ_elevation는 각각 방위각과 상승각을 말하며, 이는 측정 객체(200)의 발사 지점 혹은 타격 지점과 같이 다른 지점에서의 위치 정보와 상기 수학식 4 또는 상기 수학식 5에서 계산한 측정 객체(200)에 상응하는 대표 위치 값을 활용하여 구할 수 있다.

[수학식 8]

[수학식 9]

마지막으로, 하기 수학식 10을 이용하여 측정 객체(200)의 속력(v_ball)을 구할 수 있다.

[수학식 10]

특히, 하나의 프레임(110)에 적외선 LED들과 포토 TR들이 2열 이상으로 배치된 경우에는, 측정 객체(200)의 x축 이동 방향과 y축 이동 방향 정보를 더욱 정확히 파악할 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 방법은 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 장치(도 1의 100 참조)가, 발광 모듈들의 스캐닝 타임 스케줄을 결정한다(S901).

이때, 각각의 발광 모듈들은 하나 이상의 적외선 LED들을 포함할 수 있고, 각각의 수광 모듈들은 적외선 LED들과 1:1 대응되도록 포토 TR들을 포함할 수 있다. 이 경우, 각각의 발광 모듈들은 기설정된 N개씩의 적외선 LED들을 포함할 수 있고, 각각의 수광 모듈들도 기설정된 N개씩의 포토 TR들을 포함할 수 있다.

이에 따라, 발광 모듈들의 개수와 상관 없이 N 점멸(on/off) 싸이클만으로 모든 적외선 LED 및 포토 TR들을 스캐닝할 수 있다. 만약, N이 8로 설정된 경우에는 8 점멸 싸이클만으로 모든 적외선 LED 및 포토 TR들을 스캐닝할 수 있다.

여기서, 각각의 적외선 LED들과 각각의 포토 TR들은 일정한 간격을 가지도록 위치할 수 있고, 서로 맞은편에 위치한 적외선 LED들과 포토 TR들을 1:1 대응될 수 있다. 이때, 서로 대응되는 한 쌍의 적외선 LED와 포토 TR은 한 개의 적외선 송/수신 경로를 생성한다.

따라서, 프레임은 수광 모듈들의 신호 수신 정확도를 높이기 위하여 하나 이상의 간섭 방지막들을 포함할 수 있다. 그리고 각각의 간섭 방지막들은 프레임의 각 변에 상응하여 변마다 1개씩 선택적으로 위치할 수 있다. 이때, 각각의 간섭 방지막들은 위치하고 있는 변에 상응하는 적외선 LED들 또는 포토 TR들에 상응하는 구멍이 뚫려있다. 이때, 간섭 방지막은 아크릴 판으로 구현될 수 있다.

즉, 적외선 송/수신 경로들은 정확도를 높이기 위하여 하나 이상의 간섭 방지막들을 통과할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 방법은 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 장치(도 1의 100 참조)가, 발광 모듈들에 포함된 적외선 LED들의 점멸 방법을 결정한다(S903).

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 방법은 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 장치(도 1의 100 참조)가, 결정된 타임 스케쥴 및 점멸 방법에 따라 발광 모듈들에 점멸 신호들을 전송하여 적외선 송/수신 경로를 생성한다(S905).

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 방법은 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 장치(도 1의 100 참조)가, 수광 모듈들로부터 측정 객체가 적외선 송/수신 경로들을 통과하면서 발생하는 응답 신호들을 수신한다(S907).

여기서, 응답 신호들은 적외선 송/수신 경로들이 단절되는 정보를 포함한다. 만약, 측정 객체가 통과하면 측정 객체에 의하여 일부 적외선 송/수신 경로들이 단절되므로, 응답 신호들을 통하여 측정 객체에 상응하는 위치 정보와 움직임 정보를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 방법은 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 장치(도 1의 100 참조)가, 응답 신호들을 분석하여 측정 객체에 상응하는 대표 위치를 산출한다(S909).

이때, 상기 측정 객체가 적외선 송/수신 경로들을 통과하는 측정 시간들을 측정하고, 측정 시간들을 이용하여 측정 객체의 통과 길이들을 산출하며, 통과 길이들을 이용하여 측정 객체에 상응하는 대표 위치를 산출할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 방법은 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 장치(도 1의 100 참조)가, 측정 객체에 상응하는 움직임 정보를 산출한다(S911).

여기서, 움직임 정보에는 측정 객체의 이동 방향이나 속력이 포함될 수 있다. 특히, 이동 방향을 산출함에 있어서, 측정 객체의 발사 혹은 타격 지점과 같은 이전의 다른 위치 정보를 이용할 수 있다.

특히, 측정 객체가 적외선 송/수신 경로들을 지나기 전의 위치 정보와 대표 위치 정보를 이용하여 측정 객체에 상응하는 이동 방향과 속력을 산출할 수 있다.

선택적 실시예에서, 상기 단계들(S901, S903, S905, S907, S909 및 S911)에 있어서, 스캐닝 타임 스케줄을 결정하는 단계(S901)와 점멸 방법을 결정하는 단계(S903)는 병렬적으로 수행될 수 있다.

선택적 실시예에서, 상기 단계들(S901, S903, S905, S907, S909 및 S911)에 있어서, 점멸 방법을 결정하는 단계(S903)가 먼저 수행되고, 스캐닝 타임 스케줄을 결정하는 단계(S901)가 수행될 수 있다.

선택적 실시예에서, 상기 단계들(S901, S903, S905, S907, S909 및 S911)에 있어서, 객체의 위치를 검출하는 단계(S909)와 객체의 움직임 정보를 산출하는 단계(S911)는 병렬적으로 수행될 수 있다.

이상 설명된 본 발명에 따른 실시예는 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은, 프로그램 명령어를 저장하고 실행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의하여 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위하여 하나 이상의 소프트웨어 모듈로 변경될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

본 발명에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시 예들로서, 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, “필수적인”, “중요하게” 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

100: 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 장치
110: 프레임
111x_1 내지 111x_n: x축 발광 모듈
111y_1 내지 111y_n: y축 발광 모듈
113x_1 내지 113y_n: x축 수광 모듈
113y_1 내지 113y_n: y축 수광 모듈
115: 간섭 방지막 130: 컨트롤러
150: 산출부 200: 검출 객체

Claims

서로 1:1 대응되는 발광 모듈들과 수광 모듈들을 이용하여 복수개의 적외선 송/수신 경로들을 생성하는 프레임;
상기 발광 모듈들의 스캐닝 타임 스케쥴 및 점멸 방법을 결정하는 컨트롤러; 및
상기 수광 모듈들로부터 수신한 정보를 이용하여 상기 적외선 송/수신 경로들을 통과하는 측정 객체에 상응하는 대표 위치와 움직임 정보를 산출하는 산출부;
를 포함하는, 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 장치.
청구항 1에 있어서,
각각의 상기 발광 모듈들은
하나 이상의 적외선 LED들을 포함하고,
각각의 상기 수광 모듈들은
상기 적외선 LED들과 1:1 대응되는 포토 TR들을 포함하며,
각각의 상기 적외선 송/수신 경로들은
서로 대응되는 한 쌍의 상기 적외선 LED 및 상기 포토 TR과 1:1 대응되는 것인, 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 컨트롤러는
기설정된 규칙에 따라 상기 적외선 LED들을 연동하여, 연동된 적외선 LED들끼리 동시에 점멸하도록 상기 점멸 방법을 결정하는 것인, 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 산출부는
상기 측정 객체가 적외선 송/수신 경로들을 통과하는 통과 시간들을 측정하고, 상기 통과 시간들을 이용하여 상기 측정 객체의 통과 길이들을 산출하며, 상기 통과 길이들을 이용하여 상기 측정 객체에 상응하는 대표 위치를 산출하는 것인, 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 산출부는
상기 측정 객체가 상기 적외선 송/수신 경로들을 지나기 전의 위치 정보와 상기 대표 위치 정보를 이용하여 상기 측정 객체에 상응하는 이동 방향과 속력을 산출하는 것인, 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 프레임은
각각의 상기 포토 TR들이 대응되지 않는 상기 적외선 LED들에서 방출되는 적외선 신호들에 의해 간섭되는 것을 막는 하나 이상의 간섭 방지막들을 포함하는 것인, 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 장치.
청구항 6에 있어서,
상기 간섭 방지막들은
상기 적외선 송/수신 경로들에 상응하는 위치에 구멍을 구비하는 것인, 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 장치.
발광 모듈들의 스캐닝 타임 스케줄 및 점멸 방법을 결정하는 단계;
상기 결정된 점멸 방법에 따라 상기 발광 모듈들에 점멸 신호들을 전송하여 적외선 송/수신 경로를 생성하는 단계;
수광 모듈들로부터 측정 객체가 상기 적외선 송/수신 경로들을 통과하면서 발생하는 응답 신호들을 수신하는 단계;
상기 응답 신호들을 분석하여 상기 측정 객체에 상응하는 대표 위치를 산출하는 단계; 및
상기 측정 객체에 상응하는 움직임 정보를 산출하는 단계;
를 포함하는, 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 방법.
청구항 8에 있어서,
각각의 상기 발광 모듈들은
하나 이상의 적외선 LED들을 포함하고,
각각의 상기 수광 모듈들은
상기 적외선 LED들과 1:1 대응되는 포토 TR들을 포함하며,
각각의 상기 적외선 송/수신 경로들은
서로 대응되는 한 쌍의 상기 적외선 LED 및 상기 포토 TR와 1:1 대응되는 것인, 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 방법.
청구항 9에 있어서,
상기 점멸 방법을 결정하는 단계는
기설정된 규칙에 따라 상기 적외선 LED들을 연동하여, 연동된 적외선 LED들끼리 동시에 점멸하도록 상기 점멸 방법을 결정하는 것인, 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 방법.
청구항 10에 있어서,
상기 대표 위치를 산출하는 단계는
상기 측정 객체가 적외선 송/수신 경로들을 통과하는 통과 시간들을 측정하는 단계;
상기 통과 시간들을 이용하여 상기 측정 객체의 통과 길이들을 산출하는 단계; 및
상기 통과 길이들을 이용하여 상기 측정 객체에 상응하는 대표 위치를 산출하는 단계; 를 포함하는 것인, 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 방법.
청구항 11에 있어서,
상기 움직임 정보를 산출하는 단계는
상기 측정 객체가 상기 적외선 송/수신 경로들을 지나기 전의 위치 정보와 상기 대표 위치 정보를 이용하여 상기 측정 객체에 상응하는 이동 방향과 속력을 산출하는 것인, 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 방법.
청구항 12에 있어서,
상기 적외선 송/수신 경로들은
각각의 상기 포토 TR들이 대응되지 않는 상기 적외선 LED들에서 방출되는 적외선 신호들에 의해 간섭되는 것을 막는 하나 이상의 간섭 방지막들을 통과하는 것인, 적외선 스캐닝 기반 객체 검출 방법.