KR20200082441A - 촬영영상을 이용한 실내공간 실측 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 특징에 따르면, 일정간격 이격배치된 좌안카메라(111)와 우안카메라(112)를 포함하며 실내공간(R)의 내부에서 실내공간(R)의 내부면을 향해 360도 촬영범위로 복수 회 촬영하는 스테레오 카메라장치(113)를 포함하는 촬영수단(110); 및 상기 촬영수단(110)으로부터 촬영된 영상이미지를 수신하여 각 영상이미지에 포함된 공통된 특징점을 기준으로 각 영상이미지를 스티칭하고, 상기 특징점의 위치좌표를 산출하여 산출된 위치좌표 값을 기준으로 상기 실내공간(R)에 대한 입체 모델링 데이터를 생성하며, 상기 좌안카메라(111)와 우안케메라(112) 간의 이격거리 데이터, 상기 촬영수단(110)으로부터의 이격거리 데이터 및 상기 좌안카메라(111)에서 촬영된 좌안영상이미지와 우안케메라(112)에서 촬영된 우안영상이미지 간의 픽셀차 데이터를 이용하여 상기 실내공간(R)에 위치한 피사체의 길이값을 산출하는 사용자 단말(130);을 포함하는 촬영영상을 이용한 실내공간 실측 시스템이 제공된다.

Description

촬영영상을 이용한 실내공간 실측 시스템{INDDOR SPACE SURVEYING SYSTEM USING RECORDED IMAGE}
본 발명은 촬영영상을 이용한 실내공간 실측 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스테레오 카메라로 촬영된 영상을 이용하여 실내공간의 길이 및 거리정보를 획득할 수 있는 촬영영상을 이용한 실내공간 실측 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 리모델링과 같은 실내공간의 인테리어 작업시 가장 기초적이고 중요한 것이 실측인데 실측은 보통 현장 실측, 철거후 실측, 디테일 실측과 같이 최소 3번 이상 수행해야 한다. 실측시에는 줄자를 이용하기 때문에 실측자이외에 줄자를 붙잡아줄 보조자가 필요하였다. 즉, 실내공간을 실측하는데 필요한 인건비와 소요시간이 과도하게 할애되는 문제점이 있었다.
또한, 실측후에는 실측된 데이터를 바탕으로 실내공간의 도면을 그리고 실측된 데이터를 표시해야 하는 등 실내공간의 실측정보를 준비하는데 부수적인 노력이 필요한 문제점이 있었다. 한편, 줄자를 대신하여 레이저줄자를 이용하기도 하였으나 측정데이터에 오차가 큰 문제점이 있었다.
공개특허공보 제10-2011-0135997호(2011.12.21), 레이저 줄자.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 스테레오 카메라를 이용하여 촬영된 영상이미지를 이용하여 실내공간의 길이 및 거리정보를 획득할 수 있어 실내공간을 실측하는데 필요한 인건비 및 소요시간을 대폭 절감할 수 있으며 종래의 레이저 줄자를 이용한 실측방식보다 실측데이터의 정확도를 증대시킨 촬영영상을 이용한 실내공간 실측 시스템을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 특징에 따르면, 일정간격 이격배치된 좌안카메라(111)와 우안카메라(112)를 포함하며 실내공간(R)의 내부에서 실내공간(R)의 내부면을 향해 360도 촬영범위로 복수 회 촬영하는 스테레오 카메라장치(113)를 포함하는 촬영수단(110); 및 상기 촬영수단(110)으로부터 촬영된 영상이미지를 수신하여 각 영상이미지에 포함된 공통된 특징점을 기준으로 각 영상이미지를 스티칭하고, 상기 특징점의 위치좌표를 산출하여 산출된 위치좌표 값을 기준으로 상기 실내공간(R)에 대한 입체 모델링 데이터를 생성하며, 상기 좌안카메라(111)와 우안케메라(112) 간의 이격거리 데이터, 상기 촬영수단(110)으로부터의 이격거리 데이터 및 상기 좌안카메라(111)에서 촬영된 좌안영상이미지와 우안케메라(112)에서 촬영된 우안영상이미지 간의 픽셀차 데이터를 이용하여 상기 실내공간(R)에 위치한 피사체의 길이값을 산출하는 사용자 단말(130);을 포함하는 촬영영상을 이용한 실내공간 실측 시스템이 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 사용자 단말(130)은, 상기 좌안영상이미지(LI)와 우안영상이미지(RI)를 비교하여 촬영수단(110)과의 이격거리가 확인된 부분의 이미지가 정합되도록 각 영상이미지(LI,RI)를 정렬한 상태에서 실측대상 피사체의 좌안영상이미지(LI)와 우안영상이미지(RI) 간의 픽셀차 데이터를 산출하여 상기 실측대상 피사체와 촬영수단간의 이격거리 데이터를 산출하며, 산출된 이격거리 데이터와 상기 좌안영상이미지에서의 측정대상 피사체의 위치값, 우안영상이미지에서의 측정대상 피사체의 위치값을 삼각측량법에 적용하여 상기 좌안영상이미지와 우안영상이미지의 픽셀차이에 대한 거리값을 산출하며, 산출된 거리값 데이터를 이용하여 상기 측정대상 피사체의 길이를 산출하는 것을 특징으로 하는 촬영영상을 이용한 실내공간 실측 시스템이 제공된다
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 촬영수단(110)은, 이동바퀴(122)가 장착된 본체부(114)와, 상기 본체부(114)에 직립배치되며 지주바(115)와, 상기 지주바(115)의 상단에 장착되고 상부에는 상기 스테레오 카메라장치(113)가 장착되며 상기 지주바(115)에 대하여 회전구동하면서 상기 스테레오 카메라장치(113)의 촬영방향을 조절하는 회전구동부(116)와, 제어신호에 따라 상기 이동바퀴(122)를 회전시키는 이동구동부(117)와, 상기 이동구동부(117)를 구동제어하여 본체부(114)의 위치를 제어하여 제어부(118) 및, 상기 스테레오 카메라장치(113)에서 촬영된 영상이미지를 영상분석하여 상기 실내공간(R) 내에서의 자동주행경로 데이터를 생성하는 영상분석부(119)를 포함하며, 상기 제어부(118)는 영상분석부(119)에서 생성된 자동주행경로 데이터를 따라 촬영수단이 이동하도록 이동구동부(117)를 구동제어하고, 이동간에 상기 스테레오 카메라장치(113)가 실내공간(R)의 내부면을 촬영하도록 구동제어하는 것을 특징으로 하는 촬영영상을 이용한 실내공간 실측 시스템이 제공된다.
이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 스테레오 카메라를 이용하여 촬영된 영상이미지를 이용하여 실내공간의 길이 및 거리정보를 획득할 수 있어 실내공간을 실측하는데 필요한 인건비 및 소요시간을 대폭 절감할 수 있으며 종래의 레이저 줄자를 이용한 실측방식보다 실측데이터의 정확도를 증대시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 촬영영상을 이용한 실내공간 실측 시스템의 구성을 나타낸 개략도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 촬영수단의 기능적 구성을 나타낸 블럭도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 촬영수단의 외부 구성을 나타낸 사시도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스테레오 카메라장치가 회전하면서 360도 범위로 촬영구동하는 상태를 나타낸 개략도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 사용자 단말의 기능적 구성을 나타낸 블럭도,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스테레오 카메라장치를 이용하여 좌안영상이미지와 우안영상이미지를 촬영한 상태를 나타낸 개략도,
도 7 내지 도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 촬영영상을 이용한 실내공간 실측 시스템의 동작원리를 설명하기 위한 개략도이다.
상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 촬영영상을 이용한 실내공간 실측 시스템은 촬영영상을 이용한 실내공간 실측 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스테레오 카메라로 촬영된 영상을 이용하여 실내공간의 길이 및 거리정보를 획득할 수 있는 실측 시스템으로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 촬영수단(110), 사용자 단말(130) 및 메인서버(140)를 포함한다.
먼저, 상기 촬영수단(110)은 실측에 필요한 기초데이터로 영상이미지를 획득하는 수단으로서 일정간격 이격배치된 좌안카메라(111)와 우안카메라(112)를 포함하며 실내공간(R)의 내부에서 실내공간(R)의 내부면을 향해 360도 촬영범위로 복수 회 촬영하는 스테레오 카메라장치(113)를 포함한다.
여기서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상기 촬영수단(110)은, 이동바퀴(122)가 장착된 본체부(114)와, 상기 본체부(114)에 직립배치되며 지주바(115)와, 상기 지주바(115)의 상단에 장착되고 상부에는 상기 스테레오 카메라장치(113)가 장착되며 상기 지주바(115)에 대하여 회전구동하면서 상기 스테레오 카메라장치(113)의 촬영방향을 조절하는 회전구동부(116)와, 제어신호에 따라 상기 이동바퀴(122)를 회전시키는 이동구동부(117)와, 상기 이동구동부(117)를 구동제어하여 본체부(114)의 위치를 제어하여 제어부(118) 및, 상기 스테레오 카메라장치(113)에서 촬영된 영상이미지를 영상분석하여 상기 실내공간(R) 내에서의 자동주행경로 데이터를 생성하는 영상분석부(119)를 포함한다.
또한, 상기 제어부(118)는 도9에 도시된 바와 같이 영상분석부(119)에서 생성된 자동주행경로 데이터를 따라 촬영수단이 이동하도록 이동구동부(117)를 구동제어하고, 이동간에 상기 스테레오 카메라장치(113)가 실내공간(R)의 내부면을 촬영하도록 구동제어할 수 있다. 더불어, 상기 촬영수단(110)에는 사용자 단말(130)과 신호연결되어 데이터를 송수신하는데 필요한 통신부(121)가 구비된다.
이러한 자동주행 기능이 구비됨으로써 실측자가 스테레오 카메라장치(113)를 들고 실내공간(R)의 내부를 이동하며 촬영하는 경우보다 양질의 영상이미지를 획득할 수 있으며 실측자의 편의를 도모할 수 있다.
상기 사용자 단말(130)은 실측자가 사용하는 단말장치로서 스마트폰, 테블릿, 노트북, PC 등 다양한 데이터 연산처리장치가 이용될 수 있다. 또한, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 사용자 단말(130)은 통신부(131)가 구비되어 상기 촬영수단(110)으로부터 촬영된 영상이미지를 수신한다. 또한, 스티칭부(133)가 구비되어 각 영상이미지에 포함된 공통된 특징점을 기준으로 각 영상이미지를 스티칭하고, 모델링가공부(134)가 구비되어 상기 특징점의 위치좌표를 산출하여 산출된 위치좌표 값을 기준으로 상기 실내공간(R)에 대한 입체 모델링 데이터를 생성하며, 거리측정부(135)가 구비되어 상기 좌안카메라(111)와 우안케메라(112) 간의 이격거리 데이터, 상기 촬영수단(110)으로부터의 이격거리 데이터 및 상기 좌안카메라(111)에서 촬영된 좌안영상이미지와 우안케메라(112)에서 촬영된 우안영상이미지 간의 픽셀차 데이터를 이용하여 상기 실내공간(R)에 위치한 피사체의 길이값을 산출한다.
여기서, 상기 사용자 단말(130)은, 상기 좌안영상이미지(LI)와 우안영상이미지(RI)를 비교하여 촬영수단(110)과의 이격거리가 확인된 부분의 이미지가 정합되도록 각 영상이미지(LI,RI)를 정렬한 상태에서 실측대상 피사체의 좌안영상이미지(LI)와 우안영상이미지(RI) 간의 픽셀차 데이터를 산출하여 상기 실측대상 피사체와 촬영수단간의 이격거리 데이터를 산출하며, 사용자 단말(130)의 길이측정부(136)는 산출된 이격거리 데이터와 상기 좌안영상이미지에서의 측정대상 피사체의 위치값, 우안영상이미지에서의 측정대상 피사체의 위치값을 삼각측량법에 적용하여 상기 좌안영상이미지와 우안영상이미지의 픽셀차이에 대한 거리값을 산출하며, 산출된 거리값 데이터를 이용하여 상기 측정대상 피사체의 길이를 산출할 수 있다. 또한, 상기 사용자 단말(130)에는 사용자의 조작을 입력받는 입력부(132) 및 디스플레이(138)가 구비되어 생성된 입체 모델링 데이터를 화면표시하고 표시된 모델링 데이터 상에서 사용자가 확인하고자 하는 입력한 임의 두 지점을 입력하고 입력된 두 지점에 대한 거리값 데이터를 화면표시하여 확인할수 있도록 한다.
상기 공통된 특징점은 영상을 스티치하고 입체 모델링하는데 필요한 기준점으로 실내공간(R)의 각 벽면이 만나는 라인, 벽면과 천장이 만나는 라인, 실내공간(R) 상에 배치된 피사체의 형상라인 등이 대상이 될 수 있다.
도 7을 참고하여 보다 구체적으로 설명하면, 상기 좌안카메라(111)와 우안케메라(112)는 패러럴 방식으로 장착되는데, 획득된 영상이미지를 바탕으로 초기 픽셀차(디스패리티)를 추정하며 피사체의 디스패리트값이 0이 나오는 지점을 기준거리로 정한다.
예를 들어, 좌안카메라(111)와 우안케메라(112) 간의 거리가 50mm인 경우 픽셀차값이 0으로 나오는 지점이 2m이면 좌안영상이미지(LI)와 우안영상이미지(RI)를 비교했을 때 픽셀차가 (-)인 경우 2m 보다 근거리이며 이때 차이나는 필셀차를 이용하여 거리를 측정한다. 픽셀수 × n(거리에 따른 상수값) = 촬영수단(110)과 피사체와의 거리
이때, 상수값은 좌안카메라(111)와 우안케메라(112) 간의 거리와 해상도에 따라 달라지며 높은 해상도를 가질수록 거리측정이 세밀해진다.
도 7에서와 같이 좌안카메라(111)와 우안케메라(112)의 거리가 50mm, 어깨의 디스패리어트값이 0이며 녹색원에 디스패리어트값이 6이면 -6×7(상수) = 42mm, 촬영수단(110)로부터 거리는 (2,000 -42) = 1,958이며, 적색원에 디스페리어트값이 165이라고 하면 절대값 165×7(상수) = 1,1155 따라서, 촬영수단(110)으로부터 거리는 3,155mm(2,000+1,155)가 되는 것이다.
또한, 도 8을 참고하면 카메라위치가 A이고, 좌안영상이미지(LI)에서 피사체의 특정부분의 위치가 B이고 우안영상이미지(RI)에서 동일한 피사체의 동일한 특정부분의 우치가 C인 경우, 상기와 같이 L2는 3,155mm로 확인되고 각 영상이미지의 비교를 통해 각 B와 각 C의 내각을 확인할 수 있으므로, 이 값들을 삼각측량법에 적용하여 상기 B와 C 사이의 거리를 측정할 수 있으며, 측정된 거리값을 픽셀수로 나누면 한 픽셀당 거리값을 도출할 수 있고 도출된 픽셀당 거리값과, 실측자가 알고자 하는 피사체의 임의 두 위치 사이의 픽셀수를 이용하여 상기 피사체의 임의 두 위치 사이의 거리값(픽셀당 거리값 × 픽셀수)을 산출할 수 있는 것이다.
상기 메인서버(140)는 촬영수단(110)에서 촬영된 영상이미지와 상기 사용자 단말(130)에서 생성된 입체모델링 데이터 및 실측데이터를 취합관리하는 서버로서, 상기 사용자 단말(130)을 포함하여 PC 등과 같이 서버에 접속하여 데이터를 송수신하는 통신단말을 이용하여 메인서버(140)에 저장된 각종 데이터를 공유할 수 있도록 한다.
상술한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 촬영영상을 이용한 실내공간 실측 시스템의 각 구성 및 기능에 의해, 스테레오 카메라를 이용하여 촬영된 영상이미지를 이용하여 실내공간의 길이 및 거리정보를 획득할 수 있어 실내공간을 실측하는데 필요한 인건비 및 소요시간을 대폭 절감할 수 있으며 종래의 레이저 줄자를 이용한 실측방식보다 실측데이터의 정확도를 증대시킬 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
110...촬영수단 111...좌안카메라
112...우안케메라 113...스테레오 카메라장치
114...본체부 115...지주바
116...회전구동부 117...이동구동부
118...제어부 119...영상분석부
130...사용자 단말

Claims (3)

  1. 일정간격 이격배치된 좌안카메라(111)와 우안카메라(112)를 포함하며 실내공간(R)의 내부에서 실내공간(R)의 내부면을 향해 360도 촬영범위로 복수 회 촬영하는 스테레오 카메라장치(113)를 포함하는 촬영수단(110); 및
    상기 촬영수단(110)으로부터 촬영된 영상이미지를 수신하여 각 영상이미지에 포함된 공통된 특징점을 기준으로 각 영상이미지를 스티칭하고, 상기 특징점의 위치좌표를 산출하여 산출된 위치좌표 값을 기준으로 상기 실내공간(R)에 대한 입체 모델링 데이터를 생성하며, 상기 좌안카메라(111)와 우안케메라(112) 간의 이격거리 데이터, 상기 촬영수단(110)으로부터의 이격거리 데이터 및 상기 좌안카메라(111)에서 촬영된 좌안영상이미지와 우안케메라(112)에서 촬영된 우안영상이미지 간의 픽셀차 데이터를 이용하여 상기 실내공간(R)에 위치한 피사체의 길이값을 산출하는 사용자 단말(130);을 포함하는 촬영영상을 이용한 실내공간 실측 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 사용자 단말(130)은,
    상기 좌안영상이미지(LI)와 우안영상이미지(RI)를 비교하여 촬영수단(110)과의 이격거리가 확인된 부분의 이미지가 정합되도록 각 영상이미지(LI,RI)를 정렬한 상태에서 실측대상 피사체의 좌안영상이미지(LI)와 우안영상이미지(RI) 간의 픽셀차 데이터를 산출하여 상기 실측대상 피사체와 촬영수단간의 이격거리 데이터를 산출하며, 산출된 이격거리 데이터와 상기 좌안영상이미지에서의 측정대상 피사체의 위치값, 우안영상이미지에서의 측정대상 피사체의 위치값을 삼각측량법에 적용하여 상기 좌안영상이미지와 우안영상이미지의 픽셀차이에 대한 거리값을 산출하며, 산출된 거리값 데이터를 이용하여 상기 측정대상 피사체의 길이를 산출하는 것을 특징으로 하는 촬영영상을 이용한 실내공간 실측 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 촬영수단(110)은,
    이동바퀴(122)가 장착된 본체부(114)와,
    상기 본체부(114)에 직립배치되며 지주바(115)와,
    상기 지주바(115)의 상단에 장착되고 상부에는 상기 스테레오 카메라장치(113)가 장착되며 상기 지주바(115)에 대하여 회전구동하면서 상기 스테레오 카메라장치(113)의 촬영방향을 조절하는 회전구동부(116)와,
    제어신호에 따라 상기 이동바퀴(122)를 회전시키는 이동구동부(117)와,
    상기 이동구동부(117)를 구동제어하여 본체부(114)의 위치를 제어하여 제어부(118) 및,
    상기 스테레오 카메라장치(113)에서 촬영된 영상이미지를 영상분석하여 상기 실내공간(R) 내에서의 자동주행경로 데이터를 생성하는 영상분석부(119)를 포함하며,
    상기 제어부(118)는 영상분석부(119)에서 생성된 자동주행경로 데이터를 따라 촬영수단이 이동하도록 이동구동부(117)를 구동제어하고, 이동간에 상기 스테레오 카메라장치(113)가 실내공간(R)의 내부면을 촬영하도록 구동제어하는 것을 특징으로 하는 촬영영상을 이용한 실내공간 실측 시스템.
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