KR20210086442A - 이미지 데이터 획득 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이미지 데이터 획득 장치 및 방법에 관한 것이다. 상기 장치는, 고정 플레이트; 상기 고정 플레이트에 대해 미리 설정된 회전 각도 범위 내에서 회전가능하게 설치된 턴테이블; 상기 턴테이블과 이격 배치되고 상기 턴테이블의 수직방향으로 연장되는 승강 가이드대; 상기 승강 가이드대에서 상기 턴테이블 측을 향하여 제공되고, 상기 승강 가이드대를 따라 복수의 높이별로 승강 조절 및 틸팅 각도 조절이 가능하도록 설치된 틸팅 모듈; 상기 틸팅 모듈에 고정되어 상기 각 높이별로 상기 턴테이블 위에 놓인 객체를 촬영하는 RGB 카메라; 및 상기 턴테이블의 회전 구동과 상기 틸팅 모듈의 구동을 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는 상기 틸팅 모듈이 상승함에 따라 상기 승강 가이드대의 하측으로 향하는 틸팅 각도가 증가하도록, 및 상기 틸팅 모듈이 하강함에 따라 상기 승강 가이드대의 상측으로 향하는 틸팅 각도가 증가하도록 틸팅 모듈의 구동을 제어할 수 있다.

Description

이미지 데이터 획득 장치 및 방법{APPARATUS FOR ACQUIRING IMAGE DATA AND METHOD USING THE SAME}
본 발명은 홀로그래픽 스테레오그램용 실사기반 영상 데이터 획득을 위한 이미지 데이터 획득 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 홀로그래픽 스테레오그램 제작의 기본 요소인 호겔을 생성하기 위해서는 다시점 영상(Perspective view)를 추출한 후 호겔을 생성한다. 호겔을 생성하기 위한 이미지 데이터는 실사 객체 또는 3D 스캐닝을 통해 생성된 실사 객체의 3D 모델로부터 얻을 수 있다. 3D 모델을 이용한 방법의 경우 스크립트 기능과 다양한 프로그래밍을 지원하는 3D Max 등의 툴을 통해 이미지 데이터를 얻을 수 있으나, 3D 모델 생성을 위한 시간, 및 양질의 결과물을 취득하기 위한 부수적인 후반작업이 상당 부분 필요하다는 단점이 있다.
실사 객체를 촬영하는 방법의 경우, 정확한 실사 객체의 위치, 카메라 각도와 거리 계산의 어려움으로 인하여, 일반 사용자가 손쉽게 접근하기 어렵다는 단점이 있다.
또한, 일반 사용자가 카메라에 연결된 기계식 이동 장치를 이용하여 카메라를 회전시키면서 촬영을 수행하는 경우, 카메라의 정회전 또는 역회전 시 기계식 이동 장치의 급정지로 인해 카메라가 떨려 안정적인 이미지를 획득하기가 어렵다.
한편, 한국 공개특허공보 제10-2016-0098589호에서는 다관절 구조를 이용하여 다수의 카메라를 통해 실사 객체를 촬영하되, 다수의 카메라를 시간 동기화하여 촬영하는 기술이 개시되어 있지만, 반드시 다수의 카메라를 사용하여야 하고, 각각의 카메라를 정밀 조정해야 할 뿐만 아니라, 각 카메라로부터 얻어진 영상에 대한 시간 동기화를 별도로 수행하여야 하는 번거로움이 있다.
또한, 상기 특허문헌에서는 카메라가 높이별로 객체를 촬영하되, 하나의 카메라를 틸팅시켜 객체를 촬영하는 각도를 조절하는 기술을 통해 실사 객체의 3D 모델을 얻는 기술은 개시되어 있지 않다.
한국 공개특허공보 제10-2016-0098589호
본 발명의 목적은 턴테이블과 수직 상하로 이동하는 카메라를 서로 연동하여 다시점 영상을 획득할 수 있도록 하는 이미지 데이터 획득 장치를 제공함에 있다.
위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제1 측면은 이미지 데이터 획득 장치에 관한 것이다. 상기 장치는, 고정 플레이트; 상기 고정 플레이트에 대해 미리 설정된 회전 각도 범위 내에서 회전가능하게 설치된 턴테이블; 상기 턴테이블과 이격 배치되고 상기 턴테이블의 수직방향으로 연장되는 승강 가이드대; 상기 승강 가이드대에서 상기 턴테이블 측을 향하여 제공되고, 상기 승강 가이드대를 따라 복수의 높이별로 승강 조절 및 틸팅 각도 조절이 가능하도록 설치된 틸팅 모듈; 상기 틸팅 모듈에 고정되어 상기 각 높이별로 상기 턴테이블 위에 놓인 객체를 촬영하는 RGB 카메라; 및 상기 턴테이블의 회전 구동과 상기 틸팅 모듈의 구동을 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는 상기 틸팅 모듈이 상승함에 따라 상기 승강 가이드대의 하측으로 향하는 틸팅 각도가 증가하도록, 및 상기 틸팅 모듈이 하강함에 따라 상기 승강 가이드대의 상측으로 향하는 틸팅 각도가 증가하도록 틸팅 모듈의 구동을 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 턴테이블의 회전 각도는 120° 이상일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 턴테이블의 회전 구동은 복수의 회전 구동 세트를 포함하고, 각각의 회전 구동 세트는 정방향 회전 구동 및 역방향 회전 구동을 포함하며, 상기 제어부는 각각의 회전 구동 세트 내의 턴테이블의 구동에 있어서, 서로 대응하는 상기 턴테이블의 정방향 및 역방향 회전 구간에서 정방향 회전과 역방향 회전이 같은 속도를 갖도록 제어하며, 서로 다른 회전 구동 세트 간의 턴테이블의 구동에 있어서, 상기 턴테이블의 회전 속도를 개별적으로 조절할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 틸팅 모듈은, 상기 RGB 카메라의 일측에 형성된 고정 플레이트를 구비하며 상기 승강 가이드대에 승강 가능하게 장착되는 틸팅 바디; 상기 고정 플레이트 상에 회전 가능하게 설치되는 회전 플레이트; 및 상기 회전 플레이트 상에 장착되어 상기 회전 플레이트의 회전에 의해 회전 가능하게 설치되는 회전 브라켓을 포함하며, 상기 RGB 카메라는 상기 회전 브라켓에 고정되어 상기 회전 브라켓의 회전에 따라 상기 틸팅 모듈의 틸팅 각도가 조절될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 회전 브라켓은 상기 RGB 카메라가 고정되는 받침부, 및 상기 받침부와 상기 회전 플레이트를 연결하는 연결부를 포함하며, 상기 받침부는 상기 회전 플레이트의 중심으로부터 이격되어 상기 회전 플레이트와 수직한 방향으로 연장 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 턴테이블 상에서 상기 승강 가이드대를 향한 측에 부착된 자성체; 상기 고정 플레이트에서 상기 턴테이블의 둘레 외측에 근접하게 설치된 복수의 홀센서를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 복수의 홀센서는 상기 회전 구간의 일측 및 타측에 배치되는 정방향 및 역방향 홀센서 세트를 포함하고, 상기 각각의 홀센서 세트는 서로 이격 배치되는 감속용 홀센서 및 정지용 홀센서를 포함하며, 상기 감속용 홀센서는 상기 정지용 홀센서로부터 상기 회전 구간의 중심 측으로 더 이격될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 회전 구간은 상기 회전 구간의 중심으로부터 상기 감속용 홀센서 사이의 제1 구간, 및 상기 감속용 홀센서와 상기 정지용 홀센서 사이의 제2 구간를 포함하며, 상기 제어부는 상기 제1 구간에서 상기 턴테이블의 회전 속도를 일정하게 유지하고, 상기 제2 구간에서 상기 턴테이블의 회전 속도를 상기 제1 구간에서의 회전 속도보다 감소된 속도로 제어할 수 있다.
본 발명의 제2 측면은 이미지 획득 방법에 관한 것이다. 상기 방법은, 미리 설정된 회전 각도 범위 내에서 회전가능하게 설치되는 턴테이블, 턴테이블과 이격 배치되고 상기 턴테이블의 수직방향으로 연장되는 승강 가이드대, 상기 승강 가이드대를 따라 승강 가능하도록 설치된 틸팅 모듈, 상기 턴테이블 위에 놓인 객체를 촬영하는 RGB 카메라, 및 상기 턴테이블과 상기 틸팅 모듈의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 장치를 이용하여 이미지 데이터를 획득하는 방법에 있어서, (a) 상기 제어부가 틸팅 모듈을 승강 가이드대의 일단으로 이동시키도록 제어하는 단계; (b) 상기 제어부가 상기 턴테이블을 상기 미리 설정된 회전 각도로 정방향 또는 역방향으로 회전시키면서 상기 틸팅 모듈에 고정된 RGB 카메라가 상기 턴테이블 위에 놓인 객체를 촬영하도록 제어하는 단계; (c) 상기 제어부가 상기 틸팅 모들을 상기 승강 가이드대의 타단 측으로 정해진 구간만큼 승강시키고 상기 틸팅 모듈의 틸팅 각도가 조절되도록 제어하는 단계; 및 (d) 상기 제어부가 상기 (b) 단계 및 상기 (c) 단계를 반복 수행하면서 상기 틸팅 모들이 상기 승강 가이드대의 타단에 도달하기까지 상기 RGB 카메라가 촬영하도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 턴테이블의 회전 구동을 복수의 회전 구동 세트로 수행하되, 각각의 회전 구동 세트는 정방향 회전 구동 및 역방향 회전 구동을 포함하며, 상기 (b) 단계는, 상기 제어부가 상기 각각의 회전 구동 세트 내의 상기 턴테이블의 구동에 있어서, 서로 대응하는 상기 턴테이블의 정방향 및 역방향 회전 구간에서 정방향 회전과 역방향 회전이 같은 속도를 갖도록 제어하며, 서로 다른 상기 회전 구동 세트 간의 상기 턴테이블의 구동에 있어서, 상기 턴테이블의 회전 속도를 개별적으로 조절할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 (c) 단계는, 상기 제어부가 상기 틸팅 모듈이 상승함에 따라 상기 승강 가이드대의 하측으로 향하는 틸팅 각도가 증가하도록, 및 상기 틸팅 모듈이 하강함에 따라 상기 승강 가이드대의 상측으로 향하는 틸팅 각도가 증가하도록 틸팅 모듈의 구동을 제어할 수 있다.
본 발명에 따르면, 턴테이블과 수직 상하로 이동하는 카메라를 서로 연동하여 일반 사용자가 손쉽게 다시점 영상을 획득할 수 있다.
또한, 객체가 놓이는 턴테이블의 회전 정지시 카메라의 떨림을 방지하여 안정적인 이미지를 획득할 수 있다.
또한, 카메라가 높이별로 객체를 촬영하되, 하나의 카메라를 틸팅시켜 객체를 촬영하는 각도를 조절하는 기술을 통해 실사 객체의 3D 모델을 얻도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 이미지 획득 장치의 각 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 이미지 획득 장치를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2의 이미지 획득 장치에 있어서 턴테이블이 회전하는 구성을 나타낸 평면도이다.
도 4는 도 2의 이미지 획득 장치에 있어서 틸팅 모듈이 승강 가이드대를 따라 승강하는 구성을 나타낸 측면도이다.
도 5는 도 4의 틸팅 모듈의 상세 구성을 나타낸 사시도이다.
도 6은 도 2의 이미지 획득 장치에 있어서 자성체 및 홀센서의 구성을 나타낸 평면도이다.
도 7은 도 2의 이미지 데이터 획득 장치의 제어부에 의한 턴테이블 및 틸팅 모듈의 구동을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 도 2의 이미지 데이터 획득 장치에 의해 촬영된 이미지 시퀀스를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 9는 도 2의 이미지 데이터 획득 장치의 제어부에 의한 틸팅 모듈의 구동을 통해 수행되는 이미지 데이터 획득 방법을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명에 따른 이미지 데이터 획득 장치는 완전시차(full-parallax) 홀로그래픽 스테레오그램 구현을 위한 다시점 이미지 생성 과정에서 실사 객체의 이미지 데이터를 직접 획득하는 데 사용될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며 관련 분야의 임의의 용도로 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 이미지 획득 장치의 각 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다. 도 2는 본 발명에 따른 이미지 획득 장치를 나타낸 사시도이다. 도 3은 도 2의 이미지 획득 장치에 있어서 턴테이블이 회전하는 구성을 나타낸 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 이미지 획득 장치는 고정 플레이트(1), 턴테이블(10), 승강 가이드대(20), 틸팅 모듈(30), RGB 카메라(40), 제어부(50), 및 이미지 획득부(80)를 포함한다.
고정 플레이트(1)는 지면 상에 고정 배치된다. 턴테이블(10)은 원형 테이블의 형태로 일정 높이를 갖도록 형성될 수 있다. 촬영 대상이 되는 객체는 턴테이블(10)의 상면 중심에 놓이게 된다. 턴테이블(10)은 고정 플레이트(1)에 대해 미리 설정된 회전 각도 범위 내에서 회전 가능하게 설치된다. 이에 따라, 턴테이블(10)은 회전 구간(s) 내에서 회전한다. 턴테이블(10) 내에는 턴테이블(10)의 회전을 제어하는 모터(11)(도 7 참조)가 설치되며, 모터(11)는 예를 들어 1/2hp 모터로 제공된다. 턴테이블(10)은 모터(11)에 의해 정방향 또는 역방향으로 회전할 수 있다. 이때, 턴테이블(10)의 회전 각도는 120° 이상으로 설정될 수 있다.
도 4는 도 2의 이미지 획득 장치에 있어서 틸팅 모듈이 승강 가이드대를 따라 승강하는 구성을 나타낸 측면도이다. 도 5는 도 4의 틸팅 모듈의 상세 구성을 나타낸 사시도이다.
도 4를 참조하면, 승강 가이드대(20)는 턴테이블(10)과 이격 배치되고 턴테이블(10)의 수직방향으로 연장된다. 승강 가이드대(20)는 높이방향으로 연장된 막대 형상으로 형성될 수 있다. 승강 가이드대(20)에는 틸팅 모듈(30)이 장착되어 승강될 수 있도록 하는 승강 가이드부(미도시)가 구비된다. 승강 가이드대(20)는 촬영 대상이 되는 객체의 높이보다 높게 형성되는 것이 바람직하다.
도 5의 (a), (b)를 참조하면, 틸팅 모듈(30)은 승강 가이드대(20)에서 턴테이블(10) 측을 향하여 제공되고, 승강 가이드대(20)를 따라 복수의 높이별로 승강 조절 및 틸팅 각도 조절이 가능하도록 설치된다. 틸팅 모듈(30)는 리드 스크류(미도시)와 스테퍼 모터(미도시)를 이용하여 구동될 수 있으며, 리드 스크류가 스테퍼 모터에 의해 회전하며 높낮이를 조절한다. 틸팅 모듈(30)에는 RGB 카메라(40)가 고정되어 틸팅 모듈(30)이 이동한 높이에서 촬영이 수행된다.
틸팅 모듈(30)은 틸팅 바디(31), 회전 플레이트(32), 및 회전 브라켓(33)을 포함할 수 있다.
틸팅 바디(31)는 RGB 카메라(40)의 일측에 형성된 고정 플레이트(31a)를 구비하며 승강 가이드대(20)에 승강 가능하게 장착될 수 있다. RGB 카메라(40)의 하단에는 고정 플레이트(31a)로부터 수직하게 연장 형성된 받침 플레이트(31b)가 형성될 수 있다. 고정 플레이트(31a)와 받침 플레이트(31b)는 'ㄴ'자 형상으로 서로 연결될 수 있다. 틸팅이 이루어지지 않은 상태에서 받침 플레이트(31b)는 지면과 수평하게 배치되며, 고정 플레이트(31a)는 RGB 카메라(40)의 일측에서 턴테이블(10)을 향해 연장되도록 배치된다.
회전 플레이트(32)는 고정 플레이트(31a) 상에 회전 가능하게 설치된다. 회전 플레이트(32)는 원형 디스크 형태로 형성될 수 있다. 회전 플레이트(32)는 고정 플레이트(31a)의 중심부에 RGB 카메라(40)를 향해 돌출되도록 장착될 수 있다. 회전 플레이트(32)는 모터(미도시)에 의해 정방향 또는 역방향으로 설정 각도만큼 회전한다.
회전 브라켓(33)은 회전 플레이트(32) 상에 장착되어 회전 플레이트(32)의 회전에 의해 회전 가능하게 설치된다. RGB 카메라(40)는 회전 브라켓(33)에 고정되어 회전 브라켓(33)의 회전에 따라 틸팅 각도가 조절된다. 즉, RGB 카메라(40)의 틸팅 각도는 회전 플레이트(32)의 회전 각도에 의해 정해진다.
회전 브라켓(33)은 RGB 카메라(40)가 고정되는 받침부(33a), 및 받침부(33a)와 회전 플레이트(32)를 연결하는 연결부(33b)를 포함할 수 있다. 받침부(33a)는 RGB 카메라(40)가 놓일 수 있도록 플레이트 형상으로 형성될 수 있다. 연결부(33b)는 받침부(33a)와 회전 플레이트(32)를 연결하는 연결 브라켓 형태로 형성될 수 있다.
받침부(33a)는 회전 플레이트(32)의 중심으로부터 이격되어 회전 플레이트(32)와 수직한 방향으로 연장 형성될 수 있다. 받침부(33a) 및 연결부(33b)는 회전 플레이트(32)에 고정된 'ㄴ'자 형상으로 서로 연결될 수 있다. 연결부(33b)는 회전 플레이트(32)의 중심으로부터 돌출되어 회전 플레이트(32)와 평행한 일측으로 꺾여 연장될 수 있다. 받침부(33a)는 받침 플레이트(31b)의 상부에서 평행하게 연결부(33b)의 단부로부터 연장될 수 있다.
회전 플레이트(32)가 회전하면 회전 플레이트(32)의 중심으로부터 이격된 받침부(33a)에 RGB 카메라(40)가 고정된 상태로 회전하므로, 회전 플레이트(32)가 일정 각도로 회전하는 경우, RGB 카메라(40)는 회전 플레이트(32)의 회전 각도보다 더 작은 각도로 회전하면서 촬영 각도를 보다 세밀하게 조정할 수 있다.
RGB 카메라(40)는 틸팅 모듈(30)에 고정되어 각 높이별로 턴테이블(10)에 놓인 객체를 촬영한다. RGB 카메라(40)는 턴테이블(10)에 놓인 객체를 향해 배향된다.
턴테이블(10)이 정방향 또는 역방향으로 회전하면서 RGB 카메라(40)는 턴테이블(10)과 함께 회전하는 객체의 이미지를 촬영한다. RGB 카메라(40)는 설정된 초당 프레임 수(fps)로 객체를 촬영할 수 있으며, 예를 들어 초당 120fps로 촬영할 수 있다. RGB 카메라(40)의 촬영은 제어부(50)에 의해 제어될 수 있다. RGB 카메라(40)에서 촬영된 복수의 이미지는 이미지 획득부(80)에 제공되어 이미지 시퀀스의 형태로 생성된다.
도 6은 도 2의 이미지 획득 장치에 있어서 자성체 및 홀센서의 구성을 나타낸 평면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 이미지 데이터 획득 장치는 자성체(60) 및 홀센서(70)를 포함할 수 있다.
자성체(60)는 턴테이블(10) 상에서 승강 가이드대(20)를 향한 측에 부착될 수 있다. 자성체(60)는 턴테이블(10)이 회전하기 전의 초기 상태에서 승강 가이드대(20)에 가장 가까운 원주 둘레의 일측에 형성될 수 있다. 자성체는 강한 자기력을 형성하는 네오디움 자석으로 형성될 수 있다.
홀센서(70)는 복수개이며, 턴테이블(10)의 둘레에서 턴테이블(10)의 회전 각도 범위에 대응하는 회전 구간(s)의 양 단부측에 설치되어 턴테이블(10)의 회전 위치를 감지할 수 있다. 홀센서(70)는 공지된 홀센서의 기본 구성을 포함한다. 홀센서(70)는 고정 플레이트(1)에 설치되며 턴테이블(10)의 둘레 외측에 근접하게 설치될 수 있다. 따라서, 턴테이블(10)이 상기 회전 각도 범위에 대응하여 회전함에 따라 자성체(60)는 홀센서(70)에 근접하게 이동하거나 이격될 수 있다. 이때, 홀센서(70)는 자성체(60)에 의해 형성된 자기력의 변화를 센싱할 수 있다. 즉, 자성체(60)가 근접함에 따라 자기력의 세기가 증가하고, 자성체(60)가 이격됨에 따라 자기력의 세기가 감소하는 신호를 출력할 수 있다. 이를 통해, 홀센서(70)는 자성체(60)의 위치와 관련된 센싱을 수행할 수 있다.
홀센서(70)는 회전 구간(s)의 일측 및 타측에 배치되는 정방향 및 역방향 홀센서 세트를 포함한다. 각각의 홀센서 세트는 서로 이격 배치되는 감속용 홀센서(71) 및 정지용 홀센서(72)를 포함한다. 감속용 홀센서(71)는 정지용 홀센서(72)로부터 회전 구간(s)의 중심 측으로 더 이격되어 있다.
감속용 홀센서(71)는 모터(11)를 통한 턴테이블(10)의 감속 정도를 설정하기 위해 감속이 필요한 지점의 턴테이블(10)의 회전 위치를 측정하기 위한 센서이다. 즉, 감속용 홀센서(71)에서 감지된 자성체의 세기가 미리 설정된 값에 해당할 때, 제어부(50)는 턴테이블(10)의 회전 속도를 감속시킬 수 있다. 정지용 홀센서(72)는 턴테이블(10)의 회전 정지 또는 회전 방향 전환을 위한 센서이다. 일 예로, 턴테이블(10)의 회전 위치를 초기 위치로 설정하면, 정지용 홀센서(72)에서 감지된 자성체의 세기가 미리 설정된 값에 해당할 때, 제어부(50)는 턴테이블(10)의 회전을 정지시킬 수 있다. 이후, 제어부(50)는 턴테이블(10)의 회전 방향을 정방향에서 역방향, 또는 역방향에서 정방향으로 전환하거나, 또는 틸팅 모듈(30)의 수직 상하의 높이 값을 변경한 후 반복 구동시킬 수 있다.
감속용 홀센서(71)는 정방향 감속용 홀센서(71a) 및 역방향 감속용 홀센서(71b)를 포함한다. 정지용 홀센서(72)는 정방향 정지용 홀센서(72a) 및 역방향 정지용 홀센서(72b)를 포함한다.
정방향 감속용 홀센서(71a)와 정방향 정지용 홀센서(72a)는 회전 구간(s)의 중심을 기준으로 일측으로 배치되며, 역방향 감속용 홀센서(71b)와 역방향 정지용 홀센서(72b)는 회전 구간(s)의 중심을 기준으로 타측으로 배치된다. 상세하게는, 정방향 감속용 홀센서(71a)와 정방향 정지용 홀센서(72a)는 회전 구간(s)의 일측 단부측에 배치되며, 역방향 감속용 홀센서(71b)와 역방향 정지용 홀센서(72b)는 회전 구간(s)의 타 단부측에 배치된다.
도 7은 도 2의 이미지 데이터 획득 장치의 제어부에 의한 턴테이블 및 틸팅 모듈의 구동을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 제어부(50)는 턴테이블(10)의 회전 구동과 틸팅 모듈(30)의 구동을 모터를 이용하여 제어할 수 있다. 턴테이블(10)의 회전은 정방향 또는 역방향으로 복수회 수행될 수 있다. 제어부(50)는 컨트롤 박스(51)와 연결되며 사용자는 컨트롤 박스(51) 내의 각 조절 버튼을 눌러 제어부(50)를 통해 턴테이블(10)의 회전 방향 및 회전 속도, 및 틸팅 모듈(30)의 수직 범위를 조절할 수 있다.
턴테이블(10)의 회전 구동은 복수의 회전 구동 세트를 포함하고, 각각의 회전 구동 세트는 정방향 회전 구동 및 역방향 회전 구동을 포함한다. 즉, 일 회전 구동 세트에 있어서는, 정방향 회전 구동 이후 역방향 회전 구동이 수행되거나, 반대로 역방향 회전 구동 이후 정방향 회전 구동이 수행될 수 있다.
제어부(50)는 각각의 회전 구동 세트 내의 턴테이블의 구동에 있어서, 서로 대응하는 턴테이블(10)의 정방향 및 역방향 회전 구간에서 정방향 회전과 역방향 회전이 같은 속도를 갖도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 회전 구동 세트가 제1 회전 구동 세트와 제2 회전 구동 세트를 포함하는 경우, 제1 회전 구동 세트에 있어서, 임의로 정해진 제1 구간에서의 정방향 회전 속도와 역방향 회전 속도는 같고, 다른 제2 구간에서 정방향 회전 속도와 역방향 회전 속도는 같도록 제어된다.
제어부(50)는 서로 다른 회전 구동 세트 간의 턴테이블(10)의 구동에 있어서, 턴테이블(10)의 회전 속도를 개별적으로 조절할 수 있다. 예를 들어, 제1 회전 구동 세트와 제2 회전 구동 세트에서의 턴테이블(10)의 회전 속도는 서로 다르게 조절될 수 있다.
도 8은 도 2의 이미지 데이터 획득 장치에 의해 촬영된 이미지 시퀀스를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 사용자가 지정하는 턴테이블(10)의 회전 속도에 따라 이미지 시퀀스의 수가 정해진다. 이는 최종 출력되는 홀로그래픽 스테레오시점의 좌우시점과 비례한다. 회전 속도는 단계별로 설정될 수 있다. 예를 들어, 회전 속도는 5개의 단계로 나눠질 수 있으며, 회전 속도와 획득되는 이미지의 수는 반비례한다. RGB 카메라(40)가 초당 120fps로 촬영하는 경우 회전 속도를 조절하여 약 120 내지 1200개의 이미지를 획득할 수 있다.
턴테이블(10)의 회전 구간(s)은 회전 구간(s)의 중심으로부터 감속용 홀센서(71) 사이의 제1 구간(s1), 및 감속용 홀센서(71)와 정지용 홀센서(72) 사이의 제2 구간(s2)을 포함한다. 제어부(50)는 제1 구간(s1)에서 턴테이블(10)의 회전 속도를 일정하게 유지하고, 제2 구간(s2)에서 턴테이블(10)의 회전 속도를 제1 구간(s1)에서의 회전 속도보다 감소된 속도로 제어할 수 있다.
이에 따라, 턴테이블(10)의 회전 정지시 RGB 카메라(40)의 떨림을 방지하여 안정적인 이미지를 획득할 수 있다. 즉, 급작스러운 정지로 인해 RGB 카메라(40)의 위치가 바뀌게 됨으로써 낮은 수준의 홀로그램이 생성되는 것을 방지할 수 있다.
이미지 획득부(80)는 RGB 카메라(40)로부터 미리 설정된 초당 프레임 수(fps)로 촬영된 복수의 이미지를 제공받아 이미지 시퀀스를 형성할 수 있다. 한편, 이미지 획득부(80)는 제공받은 복수의 이미지 중, 제1 구간(s1)보다 제2 구간(s2)에서 더 적은 수의 이미지를 추출하여, 추출된 이미지가 제1 및 제2 구간(s1, s2)에서 등간격으로 배열된 이미지 시퀀스를 형성하도록 할 수 있다.
도 4를 다시 참조하면, 제어부(50)는 틸팅 모듈(30)이 상승함에 따라 승강 가이드대(20)의 하측으로 향하는 틸팅 각도가 증가하도록, 및 틸팅 모듈(30)이 하강함에 따라 승강 가이드대(20)의 상측으로 향하는 틸팅 각도가 증가하도록 틸팅 모듈(30)의 구동을 제어할 수 있다.
예를 들어, 턴테이블(10)에 놓인 객체의 중심과 상기 객체의 중심 높이에 위치한 틸팅 모듈(30)에 고정된 RGB 카메라(40)와 상기 객체의 중심과의 거리가 약 1m로 설정될 수 있다. 승강 가이드대(20)를 따라 틸팅 모듈(30)이 승강하는 범위는 지면으로부터 약 0.8m로 설정될 수 있다. 틸팅 모듈(30)이 가장 높은 위치로 승강한 경우 틸팅 모듈(30)과 객체의 중심 사이의 거리는 약 1.08m가 되며, 객체의 중심을 향하여 하측으로 약 68.2°의 틸팅 각도 조절이 필요하다. 한편, 틸팅 모듈(30)이 가장 낮은 위치로 승강한 경우에도 객체의 중심을 향하여 상측으로 약 68.2°의 틸팅 각도 조절이 필요하다.
도 9는 도 2의 이미지 데이터 획득 장치의 제어부에 의한 틸팅 모듈의 구동을 통해 수행되는 이미지 데이터 획득 방법을 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 이미지 데이터 획득 방법은 초기 설정 단계(s100), 단위 촬영 단계(s200), 단위 촬영 종료 단계(s300), 재설정 및 촬영 반복 수행 단계(s400), 최종 촬영 종료 단계(s500)를 포함한다. 상기 이미지 데이터 획득 방법에는 상술한 실시예들에 따른 이미지 데이터 획득 장치가 이용된다.
초기 설정 단계(s100)에서는 제어부(50)가 사용자의 입력을 받아 턴테이블(10)이 정방향 또는 역방향 중 일 방향으로 회전하도록 설정한다(s110). 제어부(50)는 틸팅 모듈(30)을 승강 가이드대(20)의 일단으로 이동시킨다(s120). 제어부(50)는 사용자로부터 턴테이블(10)의 회전 속도 및 틸팅 모듈(30)의 수직 범위를 입력받아(s130) 사용자가 입력한 수직 범위의 일단으로 이동시킬 수 있다(s140). 제어부(50)는 틸팅 모듈(30)을 승강 가이드대(20)의 최상단을 촬영의 시작 지점으로 하여 이동시킬 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고 시작 지점을 승강 가이드대(20)의 최하단으로 설정할 수도 있다.
단위 촬영 단계(s200)에서는 먼저 제어부(50)가 사용자가 시작 버튼을 눌러 생성되는 시작 지시 신호를 입력받아(s210), 턴테이블(10)을 정해진 회전 각도로 정방향 또는 역방향으로 회전시키면서 틸팅 모듈(30)에 고정된 RGB 카메라(40)로 턴테이블(10) 위에 놓인 객체를 촬영하도록 제어할 수 있다(s220).
제어부(50)는 턴테이블(10)의 회전 구동을 복수의 회전 구동 세트로 수행하되, 각각의 회전 구동 세트는 정방향 회전 구동 및 역방향 회전 구동을 포함한다. 제어부(50)는 각각의 회전 구동 세트 내의 턴테이블(10)의 구동에 있어서, 서로 대응하는 턴테이블(10)의 정방향 및 역방향 회전 구간에서 정방향 회전과 역방향 회전이 갖은 속도를 갖도록 제어할 수 있다. 한편, 제어부(50)는 서로 다른 회전 구동 세트 간의 턴테이블(10)의 구동에 있어서, 턴테이블(10)의 회전 속도를 개별적으로 조절할 수 있다.
단위 촬영 종료 단계(s300)에서는 상술한 바와 같은 제어부(50)가 감속용 홀센서(71) 및 정지용 홀센서(72)가 동작하여 턴테이블(10)의 회전 속도를 입력받고(s310), 턴테이블(10)의 회전 속도를 모터를 통해 제어하여 일 단위의 카메라 촬영을 종료한다(s320).
재설정 및 촬영 반복 수행 단계(s400)에서는 먼저 틸팅 모듈(30)을 승강 가이드대(20)의 타단 측으로 정해진 구간만큼 승강시키고 틸팅 모듈(30)의 틸팅 각도를 조절할 수 있다. 컨트롤 박스(51)에는 틸팅 각도를 조절하기 위한 별도의 버튼이 없으며, 높이가 지정되면 틸팅 모듈(30)이 정해진 구간만큼 승강한 후 자동으로 틸팅 각도가 조절된다.
제어부(50)는 틸팅 모듈(30)이 상승함에 따라 승강 가이드대(20)의 하측으로 향하는 틸팅 각도가 증가하도록, 및 틸팅 모듈(30)이 하강함에 따라 승강 가이드대(20)의 상측으로 향하는 틸팅 각도가 증가하도록 틸팅 모듈(30)의 구동을 제어할 수 있다.
제어부(50)는 상기 단위 촬영 단계(s200)과 단위 촬영 종료 단계(s300), 및 틸팅 각도 조절 단계(s410)를 반복 수행하면서, 틸팅 모듈(30)이 승강 가이드대(20)의 타단에 도달하기까지 촬영을 수행할 수 있다.
최종 촬영 종료 단계(s500)에서는 제어부(50)는 사용자에 의해 입력된 수직 지정범위, 즉 틸팅 모듈(30)의 수직 이동범위 내에서 틸팅 모듈(30)이 수직 지정범위의 최하단에 위치하는지 여부를 확인하고(s510), 틸팅 모듈(30)이 수직 지정범위의 최하단에 위치하는 경우 전체 촬영을 종료하고, 틸팅 모듈(30)이 수직 지정범위의 최하단이 아닌 경우에는 다시 재설정 및 촬영 반복 수행 단계(s400)로 되돌아가 촬영을 수행한다.
이를 통해, 본 발명은 턴테이블과 수직 상하로 이동하는 하나의 카메라를 서로 연동함으로써 객체의 다시점 영상을 획득할 수 있게 된다.
이 분야의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명의 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.
10: 턴테이블 11: 모터
20: 승강 가이드대 30: 틸팅 모듈
31: 틸팅 바디 31a: 고정 플레이트
31b: 받침 플레이트 32: 회전 플레이트
33: 회전 브라켓 33a: 받침부
33b: 연결부 40: RGB 카메라
50: 제어부 51: 컨트롤 박스
60: 자성체 70: 홀센서
71: 감속센서 71a: 정방향 감속센서
71b: 역방향 감속센서 72: 정지센서
72a: 정방향 정지용 홀센서 72b: 역방향 정지용 홀센서
80: 이미지 획득부 s: 회전 구간
s1: 제1 회전 구간 s2: 제2 회전 구간

Claims (11)

  1. 고정 플레이트;
    상기 고정 플레이트에 대해 미리 설정된 회전 각도 범위 내에서 회전가능하게 설치된 턴테이블;
    상기 턴테이블과 이격 배치되고 상기 턴테이블의 수직방향으로 연장되는 승강 가이드대;
    상기 승강 가이드대에서 상기 턴테이블 측을 향하여 제공되고, 상기 승강 가이드대를 따라 복수의 높이별로 승강 조절 및 틸팅 각도 조절이 가능하도록 설치된 틸팅 모듈;
    상기 틸팅 모듈에 고정되어 상기 각 높이별로 상기 턴테이블 위에 놓인 객체를 촬영하는 RGB 카메라; 및
    상기 턴테이블의 회전 구동과 상기 틸팅 모듈의 구동을 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는 상기 틸팅 모듈이 상승함에 따라 상기 승강 가이드대의 하측으로 향하는 틸팅 각도가 증가하도록, 및 상기 틸팅 모듈이 하강함에 따라 상기 승강 가이드대의 상측으로 향하는 틸팅 각도가 증가하도록 틸팅 모듈의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는, 이미지 데이터 획득 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 턴테이블의 회전 각도는 120° 이상인 것을 특징으로 하는, 이미지 데이터 획득 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 턴테이블의 회전 구동은 복수의 회전 구동 세트를 포함하고, 각각의 회전 구동 세트는 정방향 회전 구동 및 역방향 회전 구동을 포함하며,
    상기 제어부는 각각의 회전 구동 세트 내의 턴테이블의 구동에 있어서, 서로 대응하는 상기 턴테이블의 정방향 및 역방향 회전 구간에서 정방향 회전과 역방향 회전이 같은 속도를 갖도록 제어하며,
    서로 다른 회전 구동 세트 간의 턴테이블의 구동에 있어서, 상기 턴테이블의 회전 속도를 개별적으로 조절하는 것을 특징으로 하는, 이미지 데이터 획득 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 틸팅 모듈은,
    상기 RGB 카메라의 일측에 형성된 고정 플레이트를 구비하며 상기 승강 가이드대에 승강 가능하게 장착되는 틸팅 바디;
    상기 고정 플레이트 상에 회전 가능하게 설치되는 회전 플레이트; 및
    상기 회전 플레이트 상에 장착되어 상기 회전 플레이트의 회전에 의해 회전 가능하게 설치되는 회전 브라켓을 포함하며,
    상기 RGB 카메라는 상기 회전 브라켓에 고정되어 상기 회전 브라켓의 회전에 따라 상기 틸팅 모듈의 틸팅 각도가 조절되는 것을 특징으로 하는, 이미지 데이터 획득 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 회전 브라켓은 상기 RGB 카메라가 고정되는 받침부, 및 상기 받침부와 상기 회전 플레이트를 연결하는 연결부를 포함하며,
    상기 받침부는 상기 회전 플레이트의 중심으로부터 이격되어 상기 회전 플레이트와 수직한 방향으로 연장 형성되는 것을 특징으로 하는, 이미지 데이터 획득 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 턴테이블 상에서 상기 승강 가이드대를 향한 측에 부착된 자성체;
    상기 고정 플레이트에서 상기 턴테이블의 둘레 외측에 근접하게 설치된 복수의 홀센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 이미지 데이터 획득 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 홀센서는 상기 회전 구간의 일측 및 타측에 배치되는 정방향 및 역방향 홀센서 세트를 포함하고, 상기 각각의 홀센서 세트는 서로 이격 배치되는 감속용 홀센서 및 정지용 홀센서를 포함하며,
    상기 감속용 홀센서는 상기 정지용 홀센서로부터 상기 회전 구간의 중심 측으로 더 이격된 것을 특징으로 하는, 이미지 데이터 획득 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 회전 구간은 상기 회전 구간의 중심으로부터 상기 감속용 홀센서 사이의 제1 구간, 및 상기 감속용 홀센서와 상기 정지용 홀센서 사이의 제2 구간를 포함하며,
    상기 제어부는 상기 제1 구간에서 상기 턴테이블의 회전 속도를 일정하게 유지하고, 상기 제2 구간에서 상기 턴테이블의 회전 속도를 상기 제1 구간에서의 회전 속도보다 감소된 속도로 제어하는 것을 특징으로 하는, 이미지 데이터 획득 장치.
  9. 미리 설정된 회전 각도 범위 내에서 회전가능하게 설치되는 턴테이블, 턴테이블과 이격 배치되고 상기 턴테이블의 수직방향으로 연장되는 승강 가이드대, 상기 승강 가이드대를 따라 승강 가능하도록 설치된 틸팅 모듈, 상기 턴테이블 위에 놓인 객체를 촬영하는 RGB 카메라, 및 상기 턴테이블과 상기 틸팅 모듈의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 장치를 이용하여 이미지 데이터를 획득하는 방법에 있어서,
    (a) 상기 제어부가 틸팅 모듈을 승강 가이드대의 일단으로 이동시키도록 제어하는 단계;
    (b) 상기 제어부가 상기 턴테이블을 상기 미리 설정된 회전 각도로 정방향 또는 역방향으로 회전시키면서 상기 틸팅 모듈에 고정된 RGB 카메라가 상기 턴테이블 위에 놓인 객체를 촬영하도록 제어하는 단계;
    (c) 상기 제어부가 상기 틸팅 모들을 상기 승강 가이드대의 타단 측으로 정해진 구간만큼 승강시키고 상기 틸팅 모듈의 틸팅 각도가 조절되도록 제어하는 단계; 및
    (d) 상기 제어부가 상기 (b) 단계 및 상기 (c) 단계를 반복 수행하면서 상기 틸팅 모들이 상기 승강 가이드대의 타단에 도달하기까지 상기 RGB 카메라가 촬영하도록 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 이미지 데이터 획득 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 턴테이블의 회전 구동을 복수의 회전 구동 세트로 수행하되, 각각의 회전 구동 세트는 정방향 회전 구동 및 역방향 회전 구동을 포함하며,
    상기 (b) 단계는, 상기 제어부가
    상기 각각의 회전 구동 세트 내의 상기 턴테이블의 구동에 있어서, 서로 대응하는 상기 턴테이블의 정방향 및 역방향 회전 구간에서 정방향 회전과 역방향 회전이 같은 속도를 갖도록 제어하며,
    서로 다른 상기 회전 구동 세트 간의 상기 턴테이블의 구동에 있어서, 상기 턴테이블의 회전 속도를 개별적으로 조절하는 것을 특징으로 하는, 이미지 데이터 획득 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 (c) 단계는, 상기 제어부가 상기 틸팅 모듈이 상승함에 따라 상기 승강 가이드대의 하측으로 향하는 틸팅 각도가 증가하도록, 및 상기 틸팅 모듈이 하강함에 따라 상기 승강 가이드대의 상측으로 향하는 틸팅 각도가 증가하도록 틸팅 모듈의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는, 이미지 데이터 획득 방법.
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