KR20200071630A - 연속적인 회전과 순간포착 촬영을 이용한 3차원 다방향 영상 추출 장치 및 시스템 - Google Patents

Abstract

(1) 기술분야
본 발명은 3차원 다방향 영상을 추출하는 카메라 장치 구조 및 추출 방법에 관한 것이다.
(2) 해결하려는 과제
하나의 촬영 장치로 360도 전방향을 동시 촬영하고 이를 외부로 통합하여 출력해주는 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
(3) 과제의 해결 수단
장치의 촬영부를 지속적으로 회전시키고, 회전 중에 순간포착 방식의 촬영을 한다. 그런 뒤 제어부에서 영상정보로 통합하고 외부와 통신한다.
(4) 효과 등
영상 추출에 필요한 카메라의 댓수를 최소화여 비용을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 촬영에 물리적인 장애 요소가 존재하지 않는 한 촬영 각도에 제한이 없어 사각지대를 최소화할 수 있다.

Description

연속적인 회전과 순간포착 촬영을 이용한 3차원 다방향 영상 추출 장치 및 시스템 {3D multi-directional image extracting device and system using continuous rotation and instant capture}

본 발명은 3차원 다방향 영상을 추출하는 카메라 장치 구조 및 추출 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 지속적인 회전력을 이용하여 적은 수의 카메라로 동시에 전 방향의 영상을 촬영하고 이를 추출하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

카메라를 이용한 영상 촬영 장치들 중 cctv나 가상현실 360도 촬영 장치는 카메라의 시야각이 매우 중요하다. 일반적으로 이를 해결하기 위해 시야각이 넓은 카메라를 사용하거나, 여러 대의 카메라를 함께 사용한다. 이런 방식으로는 사각지대가 생기거나 비용이 증가하는 등의 단점들이 있다.

본 발명은 이러한 배경에서 창안된 것으로써, 여러 대의 장치로 각각 촬영하여 개별적으로 열람하거나 추가적으로 편집이나 취합등의 작업을 할 필요 없이, 하나의 촬영 장치로 360도 전방향을 동시 촬영하고 이를 외부로 통합하여 출력해주는 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 고정된 장소를 기준으로 3차원 다방향 영상을 출력해주는 장치에 관한 것으로, 지속적인 회전 중에 외부로부터 전력을 공급받는 전원부;. 외부로부터 동작 명령을 전달 받는 수신부;. 촬영한 영상을 외부로 전송하고 확인하는 통신부;. 장치의 회전속도를 조절하고 이를 측정하여 장착된 카메라의 적절한 촬영 간격, 촬영 결과물 통신 순서를 제어하는 제어부;. 제어를 위해 잠시 이미지 데이터를 보관할 수 있는 저장부를 포함한다. 제어부는 이 모든 동작을 총괄하고 외부로 영상물을 전송한다.

한편, 장치가 영상물을 촬영하는 방법에 관한 것으로서, (A) 외부의 영상 수신 장치와 연결되고 작동 명령을 수신받는 단계;. (B) 상기 (A)에서 수신한 작동 명령 데이터 해석을 통해 회전 속도, 촬영 시기를 계산하고 결정하는 단계;. (C) 회전하며 촬영한 결과 이미지들을 순서대로 배치하고 실시간으로 전송하는 단계를 포함한다.

상기 본 발명에 따르면, 지속적인 회전 및 촬영을 통해 영상을 추출함으로써 영상 추출에 필요한 카메라의 댓수를 최소화여 비용을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 촬영에 물리적인 장애 요소가 존재하지 않는 한 촬영 각도에 제한이 없어 사각지대를 최소화할 수 있다.

도1은 장치의 사시도이다.
도2은 장치의 저면도이다.
도3은장치의 우측, 좌측면도이다.
도4은 장치의 정면도이다.
도5은 장치 내부의 시스템 요소를 나타낸 그림이다.
도6은 장치 제어 실시예를 나타낸 그림이다.

도1.은 본 발명에 따른 연속적인 회전과 순간포착 촬영을 이용한 3차원 다방향 영상 추출 장치에 관한 도면으로서, 도시된 바와 같이 장치 고정 지지대(10), 장치 고정부(11), 회전판(12), 카메라 장치 보호 커버(20), 순간포착 카메라(30), 카메라 지지대(31), 내부적으로 모터 슬립링(40), 베어링(50)을 포함하고 있다.

구체적으로, 장치 고정 지지대(10)는 본 발명 장치를 의도하는 구조물 또는 위치에 고정시킬 수 있고, 내부적으로 데이터 및 전력 공급 회선이 배치되어 있다. 장치 고정부(11)은 위쪽으로는 장치 고정 지지대(10)와 함께 고정되어 있고, 아래쪽으로는 모터 슬립링(40), 회전판(12)과 함께 고정되어 있으며 내부적으로는 베어링(50) 구조를 하고 있어, 회전부인 회전판과의 장치 회전 경계를 구성한다. 회전판(12)은 카메라 지지대(31)과 고정되어 순간포착 카메라(30)를 지지하고 있으며, 위쪽으로는 모터 슬립링(40), 베어링(50)과 연결되어 회전력을 전달받고 카메라에 그 회전력을 전달할 수 있도록 구성되어 있다. 카메라 장치 보호 커버(20)는 장치의 상단 고정부인 장치 고정부(11)에 고정되어 회전력을 받지 않으며, 순간포착 카메라(30)의 회전 반경에 따라 그보다 1cm 이상 더 큰 반경의 반구 형태로 구성되어 있다. 또한 카메라 장치 보호 커버(20)는 지평선을 기준으로 장치 고정부(11)에 의해 촬영이 불가능한 약 60~120도를 제외한 모든 각도에 대해 촬영이 가능하므로, 완전한 반구 형태가 아닌, 장치 고정부(11)의 원통 형태 반경을 제외한 반구 형태로 구성되어 있다. 순간포착 카메라(30)은 안정적이고 지속적인 회전을 위해 좌우 무게가 균일하게 구성되어 있으며, 도시되어 있는 대로 시야각 110~120도의 카메라 2대를 기준으로 각 카메라는 이미지를 겹쳐서 촬영할 시 한 바퀴 회전마다 4컷을 촬영하며, 이는 2프레임을 구성한다. 카메라 지지대(31)은 순간포착 카메라(30)와 회전판(12)를 고정시켜 주어 회전력을 전달하며 내부적으로는 카메라와 연결된 전력 공급 회선과 데이터 통신 회선을 고정해주고 있다. 또한 카메라 지지대(31)는 순간포착 카메라(30)와의 연결부에서 카메라의 각도를 수직적으로 조절할 수 있다.모터 슬립링(40)은 장치에 회전력을 부여하는 동력원으로서, 일반적인 카메라 각도와 시야각 110~120도의 카메라 2대를 기준으로 30FPS 영상 촬영을 위해서는 1800rpm의 회전 속도로 작동한다. 베어링(50)은 직접적으로는 장치 고정부(11)에 고정되어 있고, 간접적으로 회전판(12)에 연결되어 고속으로 회전하는 장치에 안정성을 부여하고, 장치를 고정부와 회전부로 분류하여 고정부에는 회전이 필요하지 않은 장치 요소들을 배치하도록 구성되어 있다.

추가적으로, 본 도면에는 도시되어 있지 않지만 장치 고정부(12)에는 소형 CPU(104)와 메모리(105)가 장착되어, 장치 통신 및 제어를 담당하고 있다. 또한 도면에는 순간포착 카메라(30) 2대가 도시되어 있지만, 목적 또는 의도에 따라 1대 또는 2대 이상을 장착할 수 있다.

도2.은 장치의 저면도를 나타낸 도면이다.

도3.은 장치의 우측면도를 나타낸 도면이다. 본 발명 장치는 우측, 좌측에 대한 구성 형태가 동일하다.

도4.은는 장치의 정면도를 나타낸 도면이다.

도5.은는 본 발명 장치의 구조적 작동 시스템을 나타낸 개념도이다. 도시된 바와 같이 전원부(101), 수신부(102), 통신부(103), 제어부(104), 저장부(105)를 포함한다.

구체적으로 전원부(101)는 외부로부터 전력을 공급받아 장치에 연결해주고 있으며, 장치의 고정부가 모터 슬립링(40)을 통해 회전부로 전달한다. 수신부(102)는 외부로부터 제어 명령을 전달받아 해석한 뒤 장치의 제어부(104)에 전달한다. 통신부(103)는 제어부로부터 정리된 통신 데이터들을 전달받아 외부로 송신하며 외부로부터 통신 검증 데이터를 주고 받는다. 제어부(104)는 순간포착 카메라(30)가 촬영한 이미지들을 전달받아 이미지 순서, 모터 슬립링(40)의 회전 속도, 순간포착 카메라(30)의 조절 각도 데이터들을 추가하고 통신부(103)에 데이터 패킷 송신을 요청한다. 저장부(105)는 제어부(104)의 일부로서, 순간포착 카메라(30)가 촬영한 이미지들을 통신용 데이터 패킷으로 통합하기 전에 임시로 저장하고, 고정적으로는 모터 슬립링(40)의 회전 속도, 순간포착 카메라(30)의 조절 각도의 제어 데이터 값들을 저장하고 있다.

추가적으로, 장치 특성상 이미지들을 영상으로 통합하고 이를 특정 출력 가능 장치에 출력하는 작업은 외부의 소프트웨어로 분리한다. 외부 소프트웨어는 본 발명 장치로부터 영상 데이터 패킷을 전송받아 해석한 뒤, 연결된 또 다른 출력 장치에 실시간으로 전송 및 출력한다.

도6.은 본 발명 장치의 제어 실시예를 나타낸 개념도이다. 도시된 바와 같이 순간포착 카메라(30)의 각도 조절을 통해 촬영할 수 있는 영역을 나타내었다.

구체적으로, 기본적인 수평각도에서는 촬영 가능 영역은 가장 작은 반면에 각 카메라의 촬영 영역이 동일하므로 필요한 촬영 횟수는 절반으로 감소한다. 때문에, 출력되는 영상 품질을 가장 높게 출력할 수 있다. 동일 각도로 비스듬하게 위치시키면 촬영 영역이 위, 아래로 넓어지는 반면 필요한 촬영 횟수는 상대적으로 두 배가 된다. 때문에 출력되는 영상 품질은 상대적으로 낮을 수 있지만 넓은 영역을 촬영할 수 있다. 또한 반대 각도로 비스듬히 아래쪽으로 위치시키면 촬영 영역이 아래로 넓어져 아래쪽 사각지대는 완전히 사라지는 반면 높은 품질의 영상을 위해서는 기본적으로 모터 슬립링(40)이 빠른 rpm을 유지한다.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

10 : 장치 고정 지지대
11 : 장치 고정부
12 : 회전판
20 : 카메라 장치 보호 커버
30 : 순간포착 카메라
31 : 카메라 지지대
40 : 전원 공급, 데이터 통신용 모터 슬립링
50 : 베어링
101, 102, 103 : 모터 슬립링 회로
104, 105 : CPU, MEMORY

Claims (3)

1. 장치 본체에 고정부와 회전부가 구비된 촬영 장치가 지속적인 회전 및 촬영을 하는 촬영 장치 구조;
   상기 촬영 장치가 지속적인 회전 중 순간포착 방식의 연속적 촬영을 통해 다방향의 이미지를 영상정보로 추출하는 영상추출단계;
   상기 제어부가 외부와의 신호 통신을 통해 입력된 영상 품질 설정에 따라 장치의 회전 속도 및 촬영 시간 간격을 설정하는 촬영제어단계가 특징인 연속적인 회전과 순간포착 촬영을 이용한 3차원 다방향 영상 추출 시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 회전부가 모터 슬립링으로부터 회전력을 부여받고 베어링을 통해 고정되는 것이 특징인 연속적인 회전과 순간포착 촬영을 이용한 3차원 다방향 영상 추출 장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 촬영부가 촬영 각도 조절과 촬영 영역 회전 촬영에 따라 영상 결과물 영역에 의도적인 변화를 가할 수 있는 것이 특징인 연속적인 회전과 순간포착 촬영을 이용한 3차원 다방향 영상 추출 장치.
   

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