WO2011068380A4 - 영상신호와 센서신호의 동기화 시스템 및 방법 - Google Patents

영상신호와 센서신호의 동기화 시스템 및 방법 Download PDF

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WO2011068380A4
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video signal
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최승환
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(주) 알디텍
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    • H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
    • H04N25/745—Circuitry for generating timing or clock signals

Definitions

  • the present invention relates to a system and method for synchronizing a video signal and a sensor signal in analyzing a multi-channel video signal and a sensor signal in a wire / wireless environment, and more particularly to a system and method for synchronizing a video signal input from a camera and a sensor
  • the synchronizing device synchronizes the synchronizing clock by transmitting a synchronizing signal to each device in the synchronizing device and thereafter synchronizes the synchronizing clock with the sensor signal acquired by the sensor device,
  • To the computer device via the central control device and the central control device adds the acquisition time to the acquisition number of the video signal transmitted from the camera to the computer device and transmits the acquired acquisition time to the computer device, So that the synchronization of the video signal and the sensor signal can be performed.
  • a camera for capturing an image of a subject and acquiring a video signal is employed in a cellular phone or a notebook computer carried by a user.
  • devices that utilize a video signal acquired through a camera for example, in a game machine such as an archery analyzer have appeared.
  • a game device is equipped with a sensor that senses the surrounding situation, for example, senses wind direction and wind speed, or senses tension, inclination, temperature, pressure, and the like.
  • the acquisition time is added to the acquisition number of the video signal transmitted to the device and transmitted to the computer device so that the computer device can synchronize the video signal and the sensor signal based on the acquisition time information, SYSTEM AND METHOD, SYNCHRONIZATION DEVICE AND METHOD OF SYNCHRONIZING THE SENSOR SIGNAL WITH THEIR VIDEO SIGNAL, It is a method of synchronizing signal and sensor signal to provide.
  • a system for synchronizing a video signal and a sensor signal comprising: a camera device for capturing an image of a subject and outputting the obtained image signal; A sensor device for generating a sensor signal corresponding to the video signal according to a sensing operation and adding acquisition time information of the first synchronization clock to the generated sensor signal, ; A second synchronizing clock is built in, and the sensor signal to which the acquisition time information is added is received from the sensor device to be transmitted to the computer device, and the number of acquisitions of the video signal transmitted from the camera device to the computer device is A central control unit which adds the acquisition time information by the second synchronization clock to the acquisition number and transmits it to a computer device or stores it in a computer device and verifies the synchronization by utilizing it in analysis; A synchronization device which incorporates a reference clock and simultaneously transmits a reference time for synchronizing the first synchronization clock and the second synchronization clock to the sensor device and the central control device at regular
  • the sensor device may further include a synchronizing unit that synchronizes the first synchronizing clock based on the reference time received from the synchronizing unit, and then acquires the acquisition time of the sensor signal generated by the sensing operation by the first synchronizing clock And transmits the information to the central control unit.
  • a synchronizing unit that synchronizes the first synchronizing clock based on the reference time received from the synchronizing unit, and then acquires the acquisition time of the sensor signal generated by the sensing operation by the first synchronizing clock And transmits the information to the central control unit.
  • the sensor device compares the reference time received from the synchronization device with the time of the second synchronization clock, corrects the reference time by an error, adds acquisition time information to the sensor signal based on the corrected time, To the central control unit.
  • the sensor device compares the reference time received from the synchronizing device with the time of the first synchronizing clock to obtain a time error and transmits the obtained time error to the computer device, respectively, And corrects the sensor signal received from the sensor device on the time axis by the time error.
  • the synchronization device requests and obtains current time information from the sensor device.
  • the synchronization device compares the acquired current time information with the reference time information to check an error range. When the calibration is required, To the sensor device.
  • the sensor device When the sensor device receives the time correction command, the sensor device performs calibration based on the calibration time information, performs synchronization with a clock received from the synchronization device at a second clock, and transmits a calibration completion command to the synchronization device Lt; / RTI >
  • a synchronization device including: a communication unit for communicating with a sensor device, a central control device, and a computer device; A frequency generator for generating a frequency signal for transmitting reference time information for synchronization to the sensor device, the central control device, and the computer device; A synchronization clock unit for generating the generated frequency signal as a clock signal; A reference time module (FPGA) for generating the generated clock signal as the reference time information; A real time (RTC) clock unit for providing a real time clock to the reference time module; And a control unit for controlling the frequency generator, the synchronization clock unit, and the reference time module to generate the reference time information and transmitting the generated reference time information to the sensor device, the central control device, and the computer device .
  • a communication unit for communicating with a sensor device, a central control device, and a computer device
  • a frequency generator for generating a frequency signal for transmitting reference time information for synchronization to the sensor device, the central control device, and the computer device
  • a synchronization clock unit for generating the
  • the controller may request and obtain current time information from the sensor device, compare the acquired current time information with the reference time information to check an error range, and if necessary, correct current time information and a time correction command To the sensor device.
  • An A / D converter for converting an analog signal input from the sensor device, the central control device, and the computer device into a digital signal;
  • An output unit for outputting the digital signal;
  • a display unit for displaying the operation of generating the reference time information, the current time information, and the transmission operation related to the time correction command.
  • a sensor device including: a sensor for generating a sensor signal sensing a tilt, a tension, and a weight; A signal converter for converting the analog sensor signal into digital sensor data; A communication unit for transmitting the sensor data to a synchronization device and a central control device; A synchronizing clock unit for synchronizing with a reference time provided by the synchronizing apparatus; A memory unit for storing the sensor data; A control unit for controlling the sensor data to be transmitted to the central control unit and transmitting the sensor data to the central control unit together with the sensor data after receiving the reference time from the synchronization unit and synchronizing with the sensor data, ; A frequency generator for generating a frequency signal and providing the frequency signal to the controller; And a real time (RTC) module for providing a real time clock to the controller.
  • RTC real time
  • a method of synchronizing a video signal and a sensor signal in a system including a camera device, a sensor device, a central control device, a synchronization device, and a computer device, (A) transmitting, by the synchronization device, synchronization time information to the sensor device and the central control device; (b) synchronizing synchronizing clocks built in the sensor device and the central control device, respectively, based on the synchronization time information; (c) the camera device acquires a video signal and transmits the acquired video signal to the computer device; (d) the sensor device acquires a sensor signal, adds acquisition time information by the built-in synchronization clock, and transmits it to the central control device, and the central control device transmits a video signal to which the acquisition time information is added To the computer device; And (e) the computer device performing synchronization of the video signal and the sensor signal based on the built-in synchronization clock and the acquisition time information.
  • the computer device compares time information of the built-in synchronization clock with the acquisition time information to calculate a time error, and corrects the image signal and the sensor signal by a time error on a time axis Thereby synchronizing the video signal and the sensor signal.
  • a method of synchronizing a video signal and a sensor signal of a synchronizing apparatus including synchronizing a sensor device, a central control device, The method comprising the steps of: (a) receiving current time information by requesting current time information from the specific device; (b) comparing the current time information with reference time information to obtain error information; (c) generating time information for correcting the error information, and transmitting the time information and the time correction command to the specific device; And (d) receiving from the specific device a synchronization completion command indicating that synchronization has been completed by time calibration according to the time information.
  • a method of synchronizing a video signal and a sensor signal in a computer device comprising: receiving a video signal from a camera device, a sensor device, a central control device, A method of synchronizing a signal and a sensor signal, the method comprising: (a) receiving reference time information from the synchronization device and synchronizing the built-in synchronization clock; (b) receiving a video signal from the camera device and receiving a sensor signal including acquisition time information obtained by the sensor device from the central control device; And (c) synchronizing the video signal and the sensor signal based on the built-in synchronization clock and the acquisition time information.
  • a time error is calculated by comparing the time information of the built-in synchronization clock with the acquisition time information, and the time difference is corrected for the video signal and the sensor signal by the time error on the time axis, And synchronizes the signal with the sensor signal.
  • the step (c) may further include correcting the video signal and the sensor signal by the time error information on the time axis based on the time error information received from the sensor device and the central control device, Lt; / RTI >
  • the present invention it is possible to secure the synchronization of the video signal and the sensor signal collected according to the surrounding environment.
  • synchronization of the two signals can be easily implemented irrespective of the communication means for acquiring the video signal and the sensor signal and transmitting the video signal and the sensor signal, thereby enabling accurate and convenient analysis of the video signal and the sensor signal.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically illustrating the configuration of a synchronization system of a video signal and a sensor signal according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram schematically illustrating an internal configuration of a synchronization apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram schematically showing an internal configuration of a sensor device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an overall flowchart illustrating a method of synchronizing a video signal and a sensor signal according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a method of synchronizing a video signal and a sensor signal of a synchronization apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a synchronization procedure and a timing diagram according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of synchronizing a video signal and a sensor signal of a computer apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically illustrating the configuration of a synchronization system of a video signal and a sensor signal according to an embodiment of the present invention.
  • a system 100 for synchronizing a video signal and a sensor signal includes a camera device 110, a synchronization device 120, a plurality of sensor devices 130 to 134, a central control device 140 And a computer device 150.
  • the camera device 110 captures an image of a subject to acquire an image signal, and outputs the obtained image signal to the computer device 150.
  • the synchronizing device 120 has a built-in reference clock and sets reference times for synchronizing the sensor devices 130 to 134 and the central control device 140 at predetermined intervals with the sensor devices 130 to 134 and the central control device 140, .
  • the plurality of sensor devices 130 to 134 include a first synchronizing clock and generate a sensor signal corresponding to the video signal according to a sensing operation and acquire acquisition time information by the first synchronizing clock And outputs the output to the central control unit 140.
  • the plurality of sensor devices 130 to 134 include, for example, an archery analyzer that senses an inclination or a tension of an arrow, an X-balance sensor that senses a user's foot motion before and after, Or a weather analyzer that senses the wind speed.
  • the sensor signal may be tension or inclination.
  • the sensor signal may be front, rear, left, and right.
  • temperature, pressure, etc. can be used as sensor signals according to the sensing characteristics of the sensor.
  • the central control device 140 has a built-in second clock for synchronization, and controls to receive the sensor signal to which the acquisition time information is added from the sensor devices 130 to 134 and transmit it to the computer device 150.
  • the central control device 140 continuously accumulates and counts the number of acquisitions of the video signal transmitted from the camera device 110 to the computer device 150.
  • the central control device 140 compares the acquired number with the time information by the second synchronization clock After saving, it is used for analysis to verify synchronization.
  • the computer device 150 receives the sensor signal to which the acquisition time information is added from the central control device 140, receives the image signal from the camera device 110, checks the time information for each signal, And synchronizes the video signal and the sensor signal.
  • the computer device may be a PC in the form of a desktop, or a PC in the form of a portable notebook.
  • the sensor devices 130 to 134 synchronize the first synchronizing clock based on the reference time received from the synchronizing device 120 and then synchronize the sensor signals generated by the sensing operation with the first synchronizing clock Adds the acquisition time information, and transmits it to the central control unit 140.
  • the sensor devices 130 to 134 compares the reference time received from the synchronization device 120 with the time of the first synchronization clock and corrects the reference time by an error and acquires acquisition time information on the sensor signal on the basis of the corrected time And transmits it to the central control unit 140 in addition.
  • the sensor devices 130 to 134 obtain the time error by comparing the reference time received from the synchronization device 120 with the time of the first synchronization clock and transmit the obtained time error to the computer device 150 ,
  • the computer device 150 corrects the sensor signal transmitted from the sensor devices 130 to 134 on the time axis by a time error.
  • the synchronization device 120 requests and obtains current time information from the sensor devices 130 to 134, compares the acquired current time information with the reference time information to check the error range, and if necessary, And a time correction command to the sensor devices 130 to 134.
  • the sensor devices 130 to 134 Upon receiving the time calibration command, the sensor devices 130 to 134 perform calibration based on the received calibration time information, perform synchronization with the clock received from the synchronization device 120 at the second clock, (Calibration) completion command to the synchronization device 120.
  • FIG. 2 is a block diagram schematically illustrating an internal configuration of a synchronization apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the synchronization apparatus 120 includes a communication unit 210, a frequency generator 220, a synchronization clock unit 230, a reference time module 240, A controller 260, an A / D converter 270, an output unit 280, and a display unit 290.
  • the communication unit 210 communicates with the sensor devices 130 to 134, the central control device 140, and the computer device 150.
  • the frequency generating unit 220 generates frequency signals to transmit reference time information for synchronization to the sensor devices 130 to 134, the central control device 140, and the computer device 150.
  • the synchronization clock unit 230 generates the frequency signal generated by the frequency generation unit 220 as a clock signal.
  • the reference time module 240 generates the generated clock signal as reference time information.
  • the real time clock unit 250 provides a real time clock (RTC) to the reference time module unit 240.
  • RTC real time clock
  • the control unit 260 generates the reference time information by controlling the frequency generator 220, the synchronization clock unit 230 and the reference time module 240 and outputs the generated reference time information to the sensor devices 130 to 134, To be transmitted to the central control device 140 and the computer device 150.
  • the control unit 260 requests and obtains current time information from the sensor devices 130 to 134.
  • the control unit 260 compares the acquired current time information with the reference time information to check the error range. And transmits a time correction command to the sensor devices 130 to 134.
  • the A / D converter 270 converts the analog signals input from the sensor devices 130 to 134, the central control device 140, and the computer device 150 into digital signals.
  • the output unit 280 outputs the digital signal to the outside through the port.
  • the display unit 290 displays the operation of generating the reference time information, the current time information, and the transmission operation related to the time correction command.
  • FIG. 3 is a block diagram schematically showing an internal configuration of a sensor device according to an embodiment of the present invention.
  • the sensor device 130 includes a communication unit 310, a sensor 320, a signal conversion unit 330, a synchronization clock unit 340, a memory unit 350, a control unit 360, a frequency generator 370, and a real-time clock unit 380.
  • the communication unit 310 transmits the sensor data to the synchronization device 120 and the central control device 140.
  • the sensor 320 generates a sensor signal that senses a tilt, a tension, a weight, and the like.
  • the signal converting unit 330 converts an analog type sensor signal into digital type sensor data.
  • the synchronization clock unit 340 synchronizes with the reference time provided by the synchronization unit 120.
  • the memory unit 350 stores sensor data.
  • the control unit 360 controls the sensor data to be transmitted to the central control unit 140. After receiving the reference time from the synchronizing device 120 and synchronizing the sensor data with the sensor data, (140).
  • the frequency generator 370 generates a frequency signal and provides it to the controller 460.
  • the real-time clock unit 380 provides the controller 460 with a real-time clock.
  • FIG. 4 is an overall flowchart illustrating a method of synchronizing a video signal and a sensor signal according to an embodiment of the present invention.
  • the synchronization device 120 transmits synchronization time information to the sensor devices 130 to 134 and the central control device 140 (S410).
  • the sensor devices 130 to 134 and the central control device 140 synchronize the built-in synchronization clock based on the synchronization time information (S420).
  • the camera device 110 captures an object and transmits the acquired image signal to the computer device 150 (S430).
  • the central control unit 140 continuously accumulates and counts the number of acquisitions of the video signal transmitted from the camera apparatus 110 to the computer apparatus 150, and outputs the calculated number of acquisitions to the time information And the synchronization is verified by utilizing it in the analysis.
  • the sensor devices 130 to 134 acquire the sensor signals through the sensor 320 and add the acquisition time information to the central control device 140.
  • the central control device 140 acquires the acquisition time information
  • the sensor signal is transmitted to the computer device 150 (S440).
  • the video signal is generally transmitted to the computer device 150 with the acquisition time information added without passing through the central control device 140 because the capacity is large.
  • the computer device 150 performs synchronization between the video signal and the sensor signal based on the time information of the second synchronization clock and the acquisition time information (S450).
  • the computer device 150 corrects the error time of each signal based on the error time information received from the central control device 140 and the sensor devices 130 to 134, and then synchronizes the video signal and the sensor signal.
  • the computer device 150 compares the acquisition time information added to the sensor signal with the time information of the second synchronization clock to calculate a time error, corrects the sensor signal by a time error on the time axis, Can be synchronized.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a method of synchronizing a video signal and a sensor signal of a synchronization apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the synchronization apparatus 120 acquires reference time information through the reference time module 240 in a state where the system is initialized (S502).
  • the synchronization device 120 requests the current time information and receives the current time information to the specific device including the sensor devices 130 to 134 and the central control device 140 (S504 ).
  • 6 is a diagram illustrating a synchronization procedure and a timing diagram according to an embodiment of the present invention.
  • ⁇ T1 represents the error time between the synchronization device 120 and the sensor devices 130 to 134 before calibration
  • ⁇ t1 represents the time information transmission delay time by the serial communication
  • ⁇ t2 represents the time information transmission delay time by the sensor device 130
  • T3 denotes a time at which the synchronization device 120 confirms the error time
  • t4 denotes time information from the synchronization device 120 It represents the time to receive and wait for calibration.
  • the synchronization apparatus 120 compares the received current time information with the reference time information to obtain error information (S506).
  • the synchronization apparatus 120 generates calibration time information for correcting the error information (S508).
  • the synchronization device 120 transmits the generated calibration time information and the time calibration command to the specific device including the sensor devices 130 to 134 and the central control device 140 (S510).
  • the specific devices including the sensor devices 130 to 134 and the central control device 140 can receive the calibration time information received from the synchronization device 120 and the synchronization clock built on the basis of the time calibration command, And transmits a synchronization completion command to the synchronization device 120 to notify that synchronization has been completed.
  • the synchronization device 120 receives a synchronization completion command from the specific device including the sensor devices 130 to 134 and the central control device 140 to notify that the synchronization is completed by time calibration according to the calibration time information (S512 ).
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of synchronizing a video signal and a sensor signal of a computer apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the computer 150 receives reference time information from the synchronizing device 120 and synchronizes the synchronizing clock built therein by itself (S710).
  • the computer device 150 receives the video signal from the camera device 110 and receives the sensor signal acquired by the sensor devices 130 to 134 and containing the acquisition time information from the central control device 140 S720).
  • the computer device 150 synchronizes the video signal and the sensor signal based on the time information and the acquisition time information of the built-in second synchronization clock (S730).
  • the computer device 150 compares the time information of the second synchronizing clock with the acquisition time information of the sensor devices 130 to 134, calculates a time error, corrects the sensor signal by a time error on the time axis, And the sensor signal.
  • the computer device 150 may acquire the video signal and the sensor signal from the camera device 110 and the sensor devices 130 to 134, synchronization may be disabled.
  • the central control device 140 calculates the video signal acquisition time information and the sensor signal acquisition time error of the sensor devices 130 to 134 from the camera device 110 and then transmits the error information to the computer device 150, 150 may correct the information on the time axis by the time error received.
  • the central control unit 140 may directly calculate the time error without calculating the time error, and may correct the video signal and the sensor signal by the time error accordingly.
  • the synchronizing clock is built in the sensor device and the central control device for the video signal inputted from the camera and the sensor signal corresponding to each video signal, After synchronizing the synchronizing clock by transmitting the synchronizing signal to the device, the sensor signal acquired by the sensor device is acquired and transmitted to the computer device via the central control device, and the central control device is transferred from the camera to the computer device
  • a system and method for synchronizing a video signal and a sensor signal so that a computer device can synchronize a video signal and a sensor signal based on acquisition time information by adding an acquisition time to the acquisition number of the video signal
  • Synchronizing device and method for synchronizing its video signal and sensor signal, computer device and its video signal and sensor It is possible to realize a method of synchronizing a call.
  • the present invention can be applied to a system and a service in which a video signal acquired from a camera device and a sensor signal acquired from a sensor device must be simultaneously provided as a screen and sound.
  • the present invention can be applied to an apparatus for generating a video signal and a sensor signal and transmitting the same through wireless communication and wire communication.
  • the present invention can be applied to an apparatus or a system for analyzing multi-channel video signals and sensor signals.
  • Wired wireless, camera, video signal, sensor, sensor signal, synchronization, error

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  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)

Abstract

본 발명은 카메라로부터 입력되는 영상신호와 각각의 영상신호에 대응되어 있는 센서신호에 대해, 센서장치 및 중앙제어장치에 동기용 시계가 각각 내장되어 있어, 동기화 장치에서 각각의 장치에 동기신호를 전송하여 동기용 시계를 동기화 시킨 이후에 센서장치에서 획득한 센서신호에 취득시간을 붙여 중앙제어장치를 경유해 컴퓨터 장치에 전송하고, 중앙제어장치가 카메라에서 컴퓨터 장치로 전송되는 영상신호의 취득 수에 취득시간을 부가해 컴퓨터 장치로 전송함으로써, 컴퓨터 장치가 취득시간 정보를 근거로 영상신호와 센서신호의 동기화를 수행할 수 있도록 된 영상신호와 센서신호의 동기화 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 영상신호와 센서신호의 동기화 시스템은, 피사체를 촬영하여 영상신호를 획득하고, 상기 획득된 영상신호를 출력하는 카메라 장치; 제1 동기용 시계가 내장되어 있으며, 상기 영상신호에 대응된 센서신호를 센싱 동작에 따라 생성하고, 상기 생성된 센서신호에 상기 제1 동기용 시계에 의한 취득시간정보를 부가하여 출력하는 센서 장치; 제2 동기용 시계가 내장되어 있으며, 상기 센서 장치로부터 상기 취득시간정보가 부가된 센서신호를 수신하여 컴퓨터 장치로 전송하도록 제어하고, 상기 카메라 장치로부터 컴퓨터 장치로 전송되는 영상 신호에 대한 취득 수를 계속 누적하여 계산하며, 상기 취득 수에 상기 제2 동기용 시계에 의한 취득시간정보를 부가하여 컴퓨터 장치로 전송하거나 저장한 후 분석 시에 활용하여 동기화를 검증하는 중앙제어장치; 기준 시계를 내장하고, 상기 제1 동기용 시계와 상기 제2 동기용 시계의 동기를 위한 기준시간을 일정 간격으로 상기 센서 장치 및 상기 중앙제어장치에 동시에 전송하는 동기화 장치; 및 상기 중앙제어장치로부터 상기 취득시간정보가 부가된 센서신호를 전송받고, 상기 카메라 장치로부터 영상신호를 전송받아 각각의 신호별로 시간정보를 확인하고 각각의 신호를 동일한 시간대로 재구성하여, 상기 영상신호와 상기 센서신호를 동기화하는 컴퓨터 장치를 포함한다. 본 발명에 의하면, 주변 환경에 따라 수집된 영상 신호 및 센서 신호의 동기성을 확보할 수 있다. 또한, 다채널이고 고속인 영상 신호와 그에 대응된 센서 신호의 동기화를 통해 사용자에게 향상된 서비스를 제공할 수 있다. 그리고, 영상 신호와 센서 신호를 획득하여 유선 또는 무선으로 전송하는 통신 수단에 관계 없이 두 신호의 동기화를 용이하게 구현할 수 있고, 그에 따라 영상 신호와 센서 신호를 정확하고 편리하게 분석할 수 있다.

Description

영상신호와 센서신호의 동기화 시스템 및 방법
본 발명은 유무선 환경에서 다채널 영상신호와 센서신호의 분석 시 영상신호와 센서신호를 동기화하는 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 카메라로부터 입력되는 영상신호와 각각의 영상신호에 대응되어 있는 센서신호에 대해, 센서장치 및 중앙제어장치에 동기용 시계가 각각 내장되어 있어, 동기화 장치에서 각각의 장치에 동기신호를 전송하여 동기용 시계를 동기화 시킨 이후에 센서장치에서 획득한 센서신호에 취득시간을 붙여 중앙제어장치를 경유해 컴퓨터 장치에 전송하고, 중앙제어장치가 카메라에서 컴퓨터 장치로 전송되는 영상신호의 취득 수에 취득시간을 부가해 컴퓨터 장치로 전송함으로써, 컴퓨터 장치가 취득시간 정보를 근거로 영상신호와 센서신호의 동기화를 수행할 수 있도록 된 것이다.
최근에는 피사체를 촬영하여 영상 신호를 획득하는 카메라를 사용자가 휴대하는 핸드폰이나 노트북 컴퓨터에 채용하여 사용하고 있다. 또한, 카메라를 통해 획득한 영상 신호를 예컨대, 양궁 분석기와 같은 게임기 등에 활용하는 장치가 등장하고 있다.
게임 장치 등에는 주변 상황을 센싱하는 예컨대, 풍향이나 풍속을 센싱하거나, 장력이나 기울기, 온도, 압력 등을 센싱하는 센서가 구비되어 있다.
그런데, 카메라로부터 획득한 영상 신호와 센서를 통해 센싱한 센서 신호를 매칭하여 사용자에게 제공해야 할 경우에 서비스의 품질을 위해서는 두 신호의 동기화가 매우 중요하다.
그러나, 최소 2 채널 이상의 다채널이고 고속이며 무선 통신으로 영상 신호나 센서 신호를 전송해야 하는 경우에, 주변 환경에 따라 수집된 개별 신호들의 동기성을 확보하기가 매우 어려운 문제점이 있다.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 카메라로부터 입력되는 영상신호와 각각의 영상신호에 대응되어 있는 센서신호에 대해, 센서장치 및 중앙제어장치에 동기용 시계가 각각 내장되어 있어, 동기화 장치에서 각각의 장치에 동기신호를 전송하여 동기용 시계를 동기화 시킨 이후에 센서장치에서 획득한 센서신호에 취득시간을 붙여 중앙제어장치를 경유해 컴퓨터 장치에 전송하고, 중앙제어장치가 카메라에서 컴퓨터 장치로 전송되는 영상신호의 취득 수에 취득시간을 부가해 컴퓨터 장치로 전송함으로써, 컴퓨터 장치가 취득시간 정보를 근거로 영상신호와 센서신호의 동기화를 수행할 수 있도록 된 영상신호와 센서신호의 동기화 시스템 및 방법, 동기화 장치 및 그의 영상신호와 센서신호를 동기화하는 방법, 컴퓨터 장치 및 그의 영상신호와 센서신호를 동기화하는 방법을 제공함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 영상신호와 센서신호의 동기화 시스템은, 피사체를 촬영하여 영상신호를 획득하고, 상기 획득된 영상신호를 출력하는 카메라 장치; 제1 동기용 시계가 내장되어 있으며, 상기 영상신호에 대응된 센서신호를 센싱 동작에 따라 생성하고, 상기 생성된 센서신호에 상기 제1 동기용 시계에 의한 취득시간정보를 부가하여 출력하는 센서 장치; 제2 동기용 시계가 내장되어 있으며, 상기 센서 장치로부터 상기 취득시간정보가 부가된 센서신호를 수신하여 컴퓨터 장치로 전송하도록 제어하고, 상기 카메라 장치로부터 컴퓨터 장치로 전송되는 영상 신호에 대한 취득 수를 계속 누적하여 계산하며, 상기 취득 수에 상기 제2 동기용 시계에 의한 취득시간정보를 부가하여 컴퓨터 장치로 전송하거나 저장한 후 분석 시에 활용하여 동기화를 검증하는 중앙제어장치; 기준 시계를 내장하고, 상기 제1 동기용 시계와 상기 제2 동기용 시계의 동기를 위한 기준시간을 일정 간격으로 상기 센서 장치 및 상기 중앙제어장치에 동시에 전송하는 동기화 장치; 및 상기 중앙제어장치로부터 상기 취득시간정보가 부가된 센서신호를 전송받고, 상기 카메라 장치로부터 영상신호를 전송받아 각각의 신호별로 시간정보를 확인하고 각각의 신호를 동일한 시간대로 재구성하여, 상기 영상신호와 상기 센서신호를 동기화하는 컴퓨터 장치를 포함한다.
또한, 상기 센서 장치는, 상기 동기화 장치로부터 수신된 기준시간을 근거로 상기 제1 동기용 시계를 동기화 한 후, 상기 센싱 동작에 따라 생성된 상기 센서신호에 상기 제1 동기용 시계에 의한 취득시간정보를 부가하여 상기 중앙제어장치로 전송한다.
또한, 상기 센서 장치는, 상기 동기화 장치로부터 수신된 상기 기준시간을 상기 제2 동기용 시계의 시간과 비교하여 오차만큼 보정하고, 보정된 시간을 기준으로 상기 센서신호에 취득시간정보를 부가하여 상기 중앙제어장치로 전송한다.
또한, 상기 센서 장치는, 상기 동기화 장치로부터 수신된 상기 기준시간을 상기 제1 동기용 시계의 시간과 비교하여 시간 오차를 얻고 상기 얻은 시간 오차를 각각 상기 컴퓨터 장치로 전송하며, 상기 컴퓨터 장치는 상기 센서 장치로부터 전송받은 상기 센서신호에 대해 상기 시간 오차만큼 시간축에서 보정한다.
또한, 상기 동기화 장치는 상기 센서 장치에 현재시간 정보를 요청하여 획득하고, 상기 획득한 현재시간 정보를 상기 기준시간 정보와 비교하여 오차범위를 확인하며, 교정이 필요한 경우 교정시간 정보와 시간교정 명령을 상기 센서 장치로 전송한다.
그리고, 상기 센서 장치는 상기 시간교정 명령을 수신하면, 상기 교정시간 정보를 기준으로 교정을 수행하고, 두 번째 클럭에서 상기 동기화 장치로부터 수신된 클럭으로 동기화를 수행하며, 교정 완료 명령을 상기 동기화 장치로 전송한다.
한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 동기화 장치는, 센서 장치, 중앙제어장치 및 컴퓨터 장치와 통신하기 위한 통신부; 상기 센서 장치, 중앙제어장치 및 컴퓨터 장치로 동기화를 위한 기준시간 정보를 전송하기 위해 주파수 신호를 생성하는 주파수 생성부; 상기 생성된 주파수 신호를 클럭 신호로 생성하는 동기화 클럭부; 상기 생성된 클럭 신호를 상기 기준시간 정보로 생성하는 기준시간 모듈부(FPGA); 상기 기준시간 모듈부에 실시간 클럭을 제공하는 실시간(RTC) 클럭부; 및 상기 주파수 생성부와 상기 동기화 클럭부 및 상기 기준시간 모듈부를 제어하여 상기 기준시간 정보를 생성하고, 상기 생성된 기준시간 정보가 상기 센서 장치, 중앙제어장치 및 컴퓨터 장치로 전송되도록 제어하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 제어부는 상기 센서 장치에 현재시간 정보를 요청하여 획득하고, 상기 획득한 현재시간 정보를 상기 기준시간 정보와 비교하여 오차범위를 확인하며, 교정이 필요한 경우 현재시간 정보와 시간교정 명령을 상기 센서 장치로 전송한다.
그리고, 상기 센서 장치, 중앙제어장치 및 컴퓨터 장치로부터 입력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부; 상기 디지털 신호를 출력하기 위한 출력부; 및 상기 기준시간 정보의 생성 동작, 상기 현재시간 정보 및 상기 시간교정 명령에 관한 전송 동작 등을 표시하기 위한 디스플레이부를 더 포함한다.
한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 센서 장치는, 기울기, 장력, 무게 등을 센싱한 센서 신호를 생성하는 센서; 아날로그 형태의 상기 센서 신호를 디지털 형태의 센서 데이터로 변환하는 신호 변환부; 상기 센서 데이터를 동기화 장치 및 중앙제어장치로 전송하기 위한 통신부; 상기 동기화 장치에서 제공된 기준시간으로 동기화하기 위한 동기용 시계부; 상기 센서 데이터를 저장하기 위한 메모리부; 상기 센서 데이터가 상기 중앙제어장치로 전송되도록 제어하고, 상기 동기화 장치로부터 상기 기준시간을 수신하여 동기화한 후, 상기 센서 데이터를 취득한 취측시간 정보를 상기 센서 데이터와 함께 상기 중앙제어장치로 전송하는 제어부; 주파수 신호를 생성하여 상기 제어부에 제공하는 주파수 생성부; 및 상기 제어부에 실시간 클럭(Real Time Clock)을 제공하는 실시간(RTC) 모듈부를 포함한다.
한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 영상신호와 센서신호의 동기화 방법은, 카메라 장치, 센서 장치, 중앙제어장치, 동기화 장치 및 컴퓨터 장치를 포함하는 시스템의 영상신호와 센서신호의 동기화 방법으로서, (a) 상기 동기화 장치가 동기화 시간 정보를 상기 센서 장치 및 상기 중앙제어장치로 전송하는 단계; (b) 상기 센서 장치 및 상기 중앙제어장치가 상기 동기화 시간 정보에 근거해 각각 내장된 동기용 시계를 동기시키는 단계; (c) 상기 카메라 장치가 영상 신호를 획득하여 상기 컴퓨터 장치로 전송하는 단계; (d) 상기 센서 장치가 센서 신호를 획득하여, 상기 내장된 동기용 시계에 의한 취득시간 정보를 부가하여 상기 중앙제어장치로 전송하고, 상기 중앙제어장치가 상기 취득시간 정보가 부가된 영상 신호를 상기 컴퓨터 장치로 전송하는 단계; 및 (e) 상기 컴퓨터 장치가 상기 내장된 동기용 시계와 상기 취득시간 정보를 근거로 상기 영상 신호와 상기 센서 신호의 동기화를 수행하는 단계를 포함한다.
그리고, 상기 (e) 단계는 상기 컴퓨터 장치가 상기 내장된 동기용 시계의 시간 정보와 상기 취득시간 정보를 비교하여 시간 오차를 계산하고, 상기 영상신호와 상기 센서신호에 대해 시간축에서 시간 오차만큼 보정하여 상기 영상신호와 상기 센서신호를 동기화한다.
한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 동기화 장치의 영상신호와 센서신호를 동기화하는 방법은, 센서 장치, 중앙제어장치 및 컴퓨터 장치를 포함하는 특정 장치와 유선 또는 무선으로 통신하는 동기화 장치의 영상신호와 센서신호를 동기화하는 방법으로서, (a) 상기 특정 장치에 현재시간 정보를 요청하여 현재시간 정보를 수신하는 단계; (b) 상기 현재시간 정보를 기준시간 정보와 비교하여 오차 정보를 획득하는 단계; (c) 상기 오차 정보를 보정하는 시간 정보를 생성하고, 상기 특정 장치로 상기 시간 정보와 시간교정 명령을 전송하는 단계; 및 (d) 상기 특정 장치로부터 상기 시간 정보에 따른 시간 교정으로 동기화가 완료되었음을 알리는 동기 완료 명령을 수신하는 단계를 포함한다.
한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 컴퓨터 장치의 영상신호와 센서신호를 동기화하는 방법은, 카메라 장치, 센서 장치, 중앙제어장치 및 동기화 장치와 유선 또는 무선으로 통신하는 컴퓨터 장치의 영상신호와 센서신호를 동기화하는 방법으로서, (a) 상기 동기화 장치로부터 기준시간 정보를 수신하여 내장된 동기용 시계를 동기시키는 단계; (b) 상기 카메라 장치로부터 영상신호를 수신하고, 상기 중앙제어장치로부터 상기 센서장치에 의해 획득된 취득시간 정보가 포함된 센서신호를 수신하는 단계; 및 (c) 상기 내장된 동기용 시계와 상기 취득시간 정보를 근거로 상기 영상신호와 상기 센서신호를 동기화하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 (c) 단계는 상기 내장된 동기용 시계의 시간 정보와 상기 취득시간 정보를 비교하여 시간오차를 계산하고, 상기 영상신호와 상기 센서신호에 대해 시간축에서 상기 시간오차만큼 보정하여 상기 영상신호와 상기 센서신호를 동기화한다.
그리고, 상기 (c) 단계는 상기 센서 장치 및 상기 중앙제어장치로부터 전송받은 시간오차 정보에 근거해 상기 영상신호와 상기 센서신호에 대해 시간축에서 상기 시간오차 정보만큼 보정하여 상기 영상신호와 상기 센서신호를 동기화한다.
본 발명에 의하면, 주변 환경에 따라 수집된 영상 신호 및 센서 신호의 동기성을 확보할 수 있다.
또한, 다채널이고 고속인 영상 신호와 그에 대응된 센서 신호의 동기화를 통해 사용자에게 향상된 서비스를 제공할 수 있다.
그리고, 영상 신호와 센서 신호를 획득하여 유선 또는 무선으로 전송하는 통신 수단에 관계 없이 두 신호의 동기화를 용이하게 구현할 수 있고, 그에 따라 영상 신호와 센서 신호를 정확하고 편리하게 분석할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 영상신호와 센서신호의 동기화 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 동기화 장치의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 센서 장치의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 영상신호와 센서신호의 동기화 방법을 설명하기 위한 전체 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 동기화 장치의 영상신호와 센서신호를 동기화하는 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 동기화 절차 및 타이밍도를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨터 장치의 영상신호와 센서신호를 동기화하는 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
본 발명의 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 명세서에 첨부된 도면에 의거한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 영상신호와 센서신호의 동기화 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 영상신호와 센서신호의 동기화 시스템(100)은, 카메라 장치(110), 동기화 장치(120), 다수의 센서 장치(130 ~ 134), 중앙제어장치(140) 및 컴퓨터 장치(150)를 포함한다.
카메라 장치(110)는 피사체를 촬영하여 영상신호를 획득하고, 획득된 영상신호를 컴퓨터 장치(150)로 출력 전송한다.
동기화 장치(120)는 기준 시계를 내장하고, 센서 장치(130 ~ 134) 및 중앙제어장치(140)의 동기를 위한 기준시간을 일정 간격으로 센서 장치(130 ~ 134) 및 중앙제어장치(140)에 동시에 전송한다.
다수의 센서 장치(130 ~ 134)는 제1 동기용 시계가 내장되어 있으며, 영상신호에 대응된 센서신호를 센싱 동작에 따라 생성하고, 생성된 센서신호에 제1 동기용 시계에 의한 취득시간정보를 부가하여 중앙제어장치(140)로 출력 전송한다.
여기서, 다수의 센서 장치(130 ~ 134)는 예를 들면, 화살의 기울기나 장력 등을 센싱하는 양궁 분석기, 사용자의 발 동작을 전후, 좌우로 센싱하는 발동작 분석기(X-balance), 주변의 풍향이나 풍속을 센싱하는 기후 분석기 등이 될 수 있다. 이때, 양궁 분석기의 경우 장력이나 기울기 등이 센서 신호가 될 수 있고, 발동작 분석기의 경우 전, 후, 좌, 우 등이 센서 신호가 될 수 있으며, 기후 분석기의 경우 풍향이나 풍속 등이 센서 신호가 될 수 있다. 이 외에도 센서의 센싱 특성에 따라 온도나, 압력 등을 센서 신호로 할 수 있다.
중앙제어장치(140)는 제2 동기용 시계가 내장되어 있으며, 센서 장치(130~134)로부터 취득시간정보가 부가된 센서신호를 수신하여 컴퓨터 장치(150)로 전송하도록 제어한다.
또한, 중앙제어장치(140)는 카메라 장치(110)로부터 컴퓨터 장치(150)로 전송되는 영상 신호에 대한 취득 수를 계속 누적하여 계산하며, 취득 수를 제2 동기용 시계에 의한 시간 정보와 함께 저장한 후 분석 시에 활용하여 동기화를 검증한다.
컴퓨터 장치(150)는 중앙제어장치(140)로부터 취득시간정보가 부가된 센서신호를 전송받고, 카메라 장치(110)로부터 영상신호를 전송받아 각 신호 별로 시간정보를 확인하고 각각의 신호를 동일한 시간대로 재구성하여, 영상신호와 센서신호를 동기화한다. 여기서, 컴퓨터 장치는 데스크탑(Desktop) 형태의 PC일 수 있고, 이동할 수 있는 노트북(Notebook) 형태의 PC일 수 있다.
또한, 센서 장치(130~134)는, 동기화 장치(120)로부터 수신된 기준시간을 근거로 제1 동기용 시계를 동기화한 후, 센싱 동작에 따라 생성된 센서신호에 제1 동기용 시계에 의한 취득시간정보를 부가하여 중앙제어장치(140)로 전송한다.
또한, 센서 장치(130~134)는, 동기화 장치(120)로부터 수신된 기준시간을 제1 동기용 시계의 시간과 비교하여 오차만큼 보정하고, 보정된 시간을 기준으로 센서신호에 취득시간정보를 부가하여 중앙제어장치(140)로 전송한다.
또한, 센서 장치(130~134)는, 동기화 장치(120)로부터 수신된 기준시간을 제1 동기용 시계의 시간과 비교하여 시간 오차를 얻고, 얻은 시간 오차를 각각 컴퓨터 장치(150)로 전송하며, 컴퓨터 장치(150)는 센서 장치(130~134)로부터 전송받은 센서신호에 대해 시간 오차만큼 시간축에서 보정한다.
또한, 동기화 장치(120)는 센서 장치(130~134)에 현재시간 정보를 요청하여 획득하고, 획득한 현재시간 정보를 기준시간 정보와 비교하여 오차범위를 확인하며, 교정이 필요한 경우 교정시간 정보와 시간교정 명령을 센서 장치(130~134)로 전송한다.
그리고, 센서 장치(130~134)는 시간교정 명령을 수신하면, 수신된 교정시간 정보를 기준으로 교정을 수행하고, 두 번째 클럭에서 동기화 장치(120)로부터 수신된 클럭으로 동기화를 수행하며, 동기(교정) 완료 명령을 동기화 장치(120)로 전송한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 동기화 장치의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 동기화 장치(120)는, 통신부(210), 주파수 생성부(Oscillator)(220), 동기화 클럭부(230), 기준시간 모듈부(240), 실시간 클럭부(250), 제어부(260), A/D 변환부(Analog to Digital Converter)(270), 출력부(280) 및 디스플레이부(290)를 포함한다.
통신부(210)는 센서 장치(130~134), 중앙제어장치(140) 및 컴퓨터 장치(150)와 통신한다.
주파수 생성부(220)는 센서 장치(130~134), 중앙제어장치(140) 및 컴퓨터 장치(150)로 동기화를 위한 기준시간 정보를 전송하기 위해 주파수 신호를 생성한다.
동기화 클럭부(230)는 주파수 생성부(220)에 의해 생성된 주파수 신호를 클럭 신호로 생성한다.
기준시간 모듈부(240)는 생성된 클럭 신호를 기준시간 정보로 생성한다.
실시간 클럭부(250)는 기준시간 모듈부(240)에 실시간 클럭(RTC)을 제공한다.
제어부(260)는 주파수 생성부(220)와 동기화 클럭부(230) 및 기준시간 모듈부(240)를 제어하여 기준시간 정보를 생성하고, 생성된 기준시간 정보가 센서 장치(130~134), 중앙제어장치(140) 및 컴퓨터 장치(150)로 전송되도록 제어한다.
또한, 제어부(260)는 센서 장치(130~134)에 현재시간 정보를 요청하여 획득하고, 획득한 현재시간 정보를 기준시간 정보와 비교하여 오차범위를 확인하며, 교정이 필요한 경우 교정시간 정보와 시간교정 명령을 센서 장치(130~134)로 전송한다.
A/D 변환부(270)는 센서 장치(130~134), 중앙제어장치(140) 및 컴퓨터 장치(150)로부터 입력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다.
출력부(280)는 디지털 신호를 포트를 통해 외부로 출력한다.
디스플레이부(290)는 기준시간 정보의 생성 동작, 현재시간 정보 및 시간교정 명령에 관한 전송 동작 등을 표시한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 센서 장치의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 센서 장치(130)는, 통신부(310), 센서(320), 신호 변환부(330), 동기용 시계부(340), 메모리부(350), 제어부(360), 주파수 생성부(370) 및 실시간 클럭부(380)를 포함한다.
통신부(310)는 센서 데이터를 동기화 장치(120) 및 중앙제어장치(140)로 전송한다.
센서(320)는 기울기, 장력, 무게 등을 센싱한 센서 신호를 생성한다.
신호 변환부(330)는 아날로그 형태의 센서 신호를 디지털 형태의 센서 데이터로 변환한다.
동기용 시계부(340)는 동기화 장치(120)에서 제공된 기준시간으로 동기화한다.
메모리부(350)는 센서 데이터를 저장한다.
제어부(360)는 센서 데이터가 중앙제어장치(140)로 전송되도록 제어하고, 동기화 장치(120)로부터 기준시간을 수신하여 동기화한 후, 센서 데이터를 취득한 취측시간 정보를 센서 데이터와 함께 중앙제어장치(140)로 전송하도록 제어한다.
주파수 생성부(370)는 주파수 신호를 생성하여 제어부(460)에 제공한다.
실시간 클럭부(380)는 제어부(460)에 실시간 클럭(Real Time Clock)을 제공한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 영상신호와 센서신호의 동기화 방법을 설명하기 위한 전체 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 먼저 동기화 장치(120)는 동기화 시간 정보를 센서 장치(130~134) 및 중앙제어장치(140)로 전송한다(S410).
이에, 센서 장치(130~134) 및 중앙제어장치(140)가 동기화 시간 정보에 근거해 각각 내장된 동기용 시계를 동기시킨다(S420).
이어, 카메라 장치(110)가 피사체를 촬영하여 획득한 영상 신호를 컴퓨터 장치(150)로 전송한다(S430).
이때, 중앙제어장치(140)는 카메라 장치(110)로부터 컴퓨터 장치(150)로 전송되는 영상 신호에 대한 취득 수를 계속 누적하여 계산하며, 계산된 취득 수를 제2 동기용 시계에 의한 시간 정보와 함께 저장한 후 분석 시에 활용하여 동기화를 검증하게 된다.
또한, 센서 장치(130~134)는 센서(320)를 통해 센서 신호를 획득하고 취득시간 정보를 부가하여 중앙제어장치(140)로 전송하고, 중앙제어장치(140)는 취득시간 정보가 부가된 센서 신호를 컴퓨터 장치(150)로 전송한다(S440).
여기서, 영상 신호는 일반적으로 용량이 커서 중앙제어장치(140)를 거치지 않고 취득시간 정보가 부가된 채로 곧바로 컴퓨터 장치(150)로 전송된다.
따라서, 컴퓨터 장치(150)는 제2 동기용 시계의 시간 정보와 취득시간 정보를 근거로 영상 신호와 센서 신호의 동기화를 수행한다(S450).
이때, 컴퓨터 장치(150)는 중앙제어장치(140) 및 센서 장치(130~134)로부터 전송받은 오차 시간 정보에 근거해 각 신호의 오차 시간을 보정한 후 영상신호와 센서신호를 동기화한다.
또한, 컴퓨터 장치(150)는 센서신호에 부가된 취득시간 정보를 제2 동기용 시계의 시간 정보와 비교하여 시간오차를 계산하고, 센서신호에 대해 시간축에서 시간오차만큼 보정하여 영상신호와 센서신호를 동기화 할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 동기화 장치의 영상신호와 센서신호를 동기화하는 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 동기화 장치(120)는 시스템이 초기화 된 상태에서 기준시간 모듈부(240)를 통해 기준시간 정보를 획득한다(S502).
이어, 동기화 장치(120)는 센서 장치(130~134) 및 중앙제어장치(140) 등을 포함하는 특정 장치에 도 6에 도시된 바와 같이 현재시간 정보를 요청하여 현재시간 정보를 수신한다(S504). 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 동기화 절차 및 타이밍도를 나타낸 도면이다. 도 6에서 △T1은 교정하기 전 동기화 장치(120)와 센서 장치(130~134) 간의 오차 시간을 나타내고, △t1은 시리얼 통신에 의한 시간정보 전송 지연 시간을 나타내며, △t2는 센서 장치(130~134)에서 현재시간 정보를 송신한 시간을 나타내며, △t3은 동기화 장치(120)에서 오차 시간을 확인하고 설정 시간과 명령전달 지연 시간을 나타내며, △t4는 동기화 장치(120)로부터 시간정보를 전송받고 교정을 대기하는 시간을 나타낸다.
이어, 동기화 장치(120)는 수신된 현재시간 정보를 기준시간 정보와 비교하여 오차 정보를 획득한다(S506).
이어, 동기화 장치(120)는 오차 정보를 보정하는 교정시간 정보를 생성한다(S508).
이어, 동기화 장치(120)는 생성한 교정시간 정보와 시간교정 명령을 센서 장치(130~134) 및 중앙제어장치(140) 등을 포함하는 특정 장치에 전송한다(S510).
이에, 센서 장치(130~134) 및 중앙제어장치(140) 등을 포함하는 특정 장치들은 동기화 장치(120)로부터 수신한 교정시간 정보와 시간교정 명령에 근거해 내장된 동기용 시계를 교정시간 정보로 교정하여 동기화 하고, 동기화가 완료되었음을 알리는 동기 완료 명령을 동기화 장치(120)로 전송한다.
따라서, 동기화 장치(120)는 센서 장치(130~134) 및 중앙제어장치(140) 등을 포함하는 특정 장치로부터 교정시간 정보에 따른 시간 교정으로 동기화가 완료되었음을 알리는 동기 완료 명령을 수신한다(S512).
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨터 장치의 영상신호와 센서신호를 동기화하는 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 컴퓨터 장치(150)는 동기화 장치(120)로부터 기준시간 정보를 수신하여 자체에 내장된 동기용 시계를 동기시킨다(S710).
이어, 컴퓨터 장치(150)는 카메라 장치(110)로부터 영상신호를 수신하고, 중앙제어장치(140)로부터 센서장치(130~134)에 의해 획득되어 취득시간 정보가 포함된 센서신호를 수신한다(S720).
이어, 컴퓨터 장치(150)는 내장된 제2 동기용 시계의 시간 정보와 취득시간 정보를 근거로 영상신호와 센서신호를 동기화한다(S730).
즉, 컴퓨터 장치(150)는 제2 동기용 시계의 시간 정보와 센서 장치(130~134)의 취득시간 정보를 비교하여 시간오차를 계산하고, 센서신호에 대해 시간축에서 시간오차만큼 보정하여 영상신호와 센서신호를 동기화한다.
한편, 컴퓨터 장치(150)는 카메라 장치(110) 및 센서 장치(130~134)로부터 영상 신호 및 센서 신호를 취득하는 중에도 동기화가 틀어질 수 있으므로 취득이 끝난 후 이를 검증해야 한다. 따라서, 중앙제어장치(140)가 카메라 장치(110)로부터 영상 신호 획득 시간 정보 및 센서 장치(130~134)의 센서신호 획득 시간 오차를 계산한 후 컴퓨터 장치(150)로 전달하여, 컴퓨터 장치(150)가 전달받은 시간 오차만큼 해당 정보를 시간축에서 보정하면 된다. 물론, 중앙제어장치(140)에서 시간 오차를 계산하지 않고 컴퓨터 장치(150)가 직접 시간 오차를 산출하여 그에 따라 영상 신호와 센서 신호를 시간 오차만큼 보정할 수도 있다.
전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 카메라로부터 입력되는 영상신호와 각각의 영상신호에 대응되어 있는 센서신호에 대해, 센서장치 및 중앙제어장치에 동기용 시계가 각각 내장되어 있어, 동기화 장치에서 각각의 장치에 동기신호를 전송하여 동기용 시계를 동기화 시킨 이후에 센서장치에서 획득한 센서신호에 취득시간을 붙여 중앙제어장치를 경유해 컴퓨터 장치에 전송하고, 중앙제어장치가 카메라에서 컴퓨터 장치로 전송되는 영상신호의 취득 수에 취득시간을 부가해 컴퓨터 장치로 전송함으로써, 컴퓨터 장치가 취득시간 정보를 근거로 영상신호와 센서신호의 동기화를 수행할 수 있도록 된 영상신호와 센서신호의 동기화 시스템 및 방법, 동기화 장치 및 그의 영상신호와 센서신호를 동기화하는 방법, 컴퓨터 장치 및 그의 영상신호와 센서신호를 동기화하는 방법을 실현할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명은 카메라 장치에서 획득한 영상 신호와 센서 장치로부터 획득한 센서 신호를 동시에 화면과 음향으로 제공해야 하는 시스템 및 서비스에 적용할 수 있다.
또한, 영상 신호와 센서 신호를 생성하여 무선 통신과 유선 통신으로 전송하는 장치에 적용할 수 있다.
그리고, 다채널 영상 신호 및 센서 신호를 분석하는 장치나 시스템 등에 적용할 수 있다.
유선, 무선, 카메라, 영상 신호, 센서, 센서 신호, 동기화, 오차

Claims (16)

  1. 피사체를 촬영하여 영상신호를 획득하고, 상기 획득된 영상신호를 출력하는 카메라 장치;
    제1 동기용 시계가 내장되어 있으며, 상기 영상신호에 대응된 센서신호를 센싱 동작에 따라 생성하고, 상기 생성된 센서신호에 상기 제1 동기용 시계에 의한 취득시간정보를 부가하여 출력하는 센서 장치;
    제2 동기용 시계가 내장되어 있으며, 상기 센서 장치로부터 상기 취득시간정보가 부가된 센서신호를 수신하여 컴퓨터 장치로 전송하도록 제어하고, 상기 카메라 장치로부터 컴퓨터 장치로 전송되는 영상 신호에 대한 취득 수를 계속 누적하여 계산하며, 상기 취득 수에 상기 제2 동기용 시계에 의한 취득시간정보를 부가하여 컴퓨터 장치로 전송하거나 저장한 후 분석 시에 활용하여 동기화를 검증하는 중앙제어장치;
    기준 시계를 내장하고, 상기 제1 동기용 시계와 상기 제2 동기용 시계의 동기를 위한 기준시간을 일정 간격으로 상기 센서 장치 및 상기 중앙제어장치에 동시에 전송하는 동기화 장치; 및
    상기 중앙제어장치로부터 상기 취득시간정보가 부가된 센서신호를 전송받고, 상기 카메라 장치로부터 영상신호를 전송받아 각각의 신호별로 시간정보를 확인하고 각각의 신호를 동일한 시간대로 재구성하여, 상기 영상신호와 상기 센서신호를 동기화하는 컴퓨터 장치;
    를 포함하는 영상신호와 센서신호의 동기화 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서 장치는, 상기 동기화 장치로부터 수신된 기준시간을 근거로 상기 제1 동기용 시계를 동기화 한 후, 상기 센싱 동작에 따라 생성된 상기 센서신호에 상기 제1 동기용 시계에 의한 취득시간정보를 부가하여 상기 중앙제어장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 영상신호와 센서신호의 동기화 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 센서 장치는, 상기 동기화 장치로부터 수신된 상기 기준시간을 상기 제2 동기용 시계의 시간과 비교하여 오차만큼 보정하고, 보정된 시간을 기준으로 상기 센서신호에 취득시간정보를 부가하여 상기 중앙제어장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 영상신호와 센서신호의 동기화 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서 장치는, 상기 동기화 장치로부터 수신된 상기 기준시간을 상기 제1 동기용 시계의 시간과 비교하여 시간 오차를 얻고 상기 얻은 시간 오차를 각각 상기 컴퓨터 장치로 전송하며, 상기 컴퓨터 장치는 상기 센서 장치로부터 전송받은 상기 센서신호에 대해 상기 시간 오차만큼 시간축에서 보정하는 것을 특징으로 하는 영상신호와 센서신호의 동기화 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 동기화 장치는 상기 센서 장치에 현재시간 정보를 요청하여 획득하고, 상기 획득한 현재시간 정보를 상기 기준시간 정보와 비교하여 오차범위를 확인하며, 교정이 필요한 경우 교정시간 정보와 시간교정 명령을 상기 센서 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 영상신호와 센서신호의 동기화 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 센서 장치는 상기 시간교정 명령을 수신하면, 상기 교정시간 정보를 기준으로 교정을 수행하고, 두 번째 클럭에서 상기 동기화 장치로부터 수신된 클럭으로 동기화를 수행하며, 교정 완료 명령을 상기 동기화 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 영상신호와 센서신호의 동기화 시스템.
  7. 센서 장치, 중앙제어장치 및 컴퓨터 장치와 통신하기 위한 통신부;
    상기 센서 장치, 중앙제어장치 및 컴퓨터 장치로 동기화를 위한 기준시간 정보를 전송하기 위해 주파수 신호를 생성하는 주파수 생성부(Oscillator);
    상기 생성된 주파수 신호를 클럭 신호로 생성하는 동기화 클럭부;
    상기 생성된 클럭 신호를 상기 기준시간 정보로 생성하는 기준시간 모듈부(FPGA);
    상기 기준시간 모듈부에 실시간 클럭(Real Time Clock)을 제공하는 실시간(RTC) 클럭부; 및
    상기 주파수 생성부와 상기 동기화 클럭부 및 상기 기준시간 모듈부를 제어하여 상기 기준시간 정보를 생성하고, 상기 생성된 기준시간 정보가 상기 센서 장치, 중앙제어장치 및 컴퓨터 장치로 전송되도록 제어하는 제어부;
    를 포함하는 동기화 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 센서 장치에 현재시간 정보를 요청하여 획득하고, 상기 획득한 현재시간 정보를 상기 기준시간 정보와 비교하여 오차범위를 확인하며, 교정이 필요한 경우 현재시간 정보와 시간교정 명령을 상기 센서 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 동기화 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 센서 장치, 중앙제어장치 및 컴퓨터 장치로부터 입력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부;
    상기 디지털 신호를 출력하기 위한 출력부; 및
    상기 기준시간 정보의 생성 동작, 상기 현재시간 정보 및 상기 시간교정 명령에 관한 전송 동작 등을 표시하기 위한 디스플레이부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동기화 장치.
  10. 기울기, 장력, 무게 등을 센싱한 센서 신호를 생성하는 센서;
    아날로그 형태의 상기 센서 신호를 디지털 형태의 센서 데이터로 변환하는 신호 변환부;
    상기 센서 데이터를 동기화 장치 및 중앙제어장치로 전송하기 위한 통신부;
    상기 동기화 장치에서 제공된 기준시간으로 동기화하기 위한 동기용 시계부;
    상기 센서 데이터를 저장하기 위한 메모리부;
    상기 센서 데이터가 상기 중앙제어장치로 전송되도록 제어하고, 상기 동기화 장치로부터 상기 기준시간을 수신하여 동기화한 후, 상기 센서 데이터를 취득한 취측시간 정보를 상기 센서 데이터와 함께 상기 중앙제어장치로 전송하는 제어부;
    주파수 신호를 생성하여 상기 제어부에 제공하는 주파수 생성부; 및
    상기 제어부에 실시간 클럭(Real Time Clock)을 제공하는 실시간(RTC) 모듈부;
    를 포함하는 센서 장치.
  11. 카메라 장치, 센서 장치, 중앙제어장치, 동기화 장치 및 컴퓨터 장치를 포함하는 시스템의 영상신호와 센서신호의 동기화 방법으로서,
    (a) 상기 동기화 장치가 동기화 시간 정보를 상기 센서 장치 및 상기 중앙제어장치로 전송하는 단계;
    (b) 상기 센서 장치 및 상기 중앙제어장치가 상기 동기화 시간 정보에 근거해 각각 내장된 동기용 시계를 동기시키는 단계;
    (c) 상기 카메라 장치가 영상 신호를 획득하여 상기 컴퓨터 장치로 전송하는 단계;
    (d) 상기 센서 장치가 센서 신호를 획득하여 상기 내장된 동기용 시계에 의한 취득시간 정보를 부가하여 상기 중앙제어장치로 전송하고, 상기 중앙제어장치가 상기 취득시간 정보가 부가된 영상 신호를 상기 컴퓨터 장치로 전송하는 단계; 및
    (e) 상기 컴퓨터 장치가 상기 내장된 동기용 시계와 상기 취득시간 정보를 근거로 상기 영상 신호와 상기 센서 신호의 동기화를 수행하는 단계;
    를 포함하는 영상신호와 센서신호의 동기화 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 (e) 단계는 상기 컴퓨터 장치가 상기 내장된 동기용 시계의 시간 정보와 상기 취득시간 정보를 비교하여 시간 오차를 계산하고, 상기 영상신호와 상기 센서신호에 대해 시간축에서 시간 오차만큼 보정하여 상기 영상신호와 상기 센서신호를 동기화하는 것을 특징으로 하는 영상신호와 센서신호의 동기화 방법.
  13. 센서 장치, 중앙제어장치 및 컴퓨터 장치를 포함하는 특정 장치와 유선 또는 무선으로 통신하는 동기화 장치의 영상신호와 센서신호를 동기화하는 방법으로서,
    (a) 상기 특정 장치에 현재시간 정보를 요청하여 현재시간 정보를 수신하는 단계;
    (b) 상기 현재시간 정보를 기준시간 정보와 비교하여 오차 정보를 획득하는 단계;
    (c) 상기 오차 정보를 보정하는 시간 정보를 생성하고, 상기 특정 장치로 상기 시간 정보와 시간교정 명령을 전송하는 단계; 및
    (d) 상기 특정 장치로부터 상기 시간 정보에 따른 시간 교정으로 동기화가 완료되었음을 알리는 동기 완료 명령을 수신하는 단계;
    를 포함하는 동기화 장치의 영상신호와 센서신호를 동기화하는 방법.
  14. 카메라 장치, 센서 장치, 중앙제어장치 및 동기화 장치와 유선 또는 무선으로 통신하는 컴퓨터 장치의 영상신호와 센서신호를 동기화하는 방법으로서,
    (a) 상기 동기화 장치로부터 기준시간 정보를 수신하여 내장된 동기용 시계를 동기시키는 단계;
    (b) 상기 카메라 장치로부터 영상신호를 수신하고, 상기 중앙제어장치로부터 상기 센서장치에 의해 획득된 취득시간 정보가 포함된 센서신호를 수신하는 단계; 및
    (c) 상기 내장된 동기용 시계와 상기 취득시간 정보를 근거로 상기 영상신호와 상기 센서신호를 동기화하는 단계;
    를 포함하는 컴퓨터 장치의 영상신호와 센서신호를 동기화하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는 상기 내장된 동기용 시계의 시간 정보와 상기 취득시간 정보를 비교하여 시간오차를 계산하고, 상기 영상신호와 상기 센서신호에 대해 시간축에서 상기 시간오차만큼 보정하여 상기 영상신호와 상기 센서신호를 동기화하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 장치의 영상신호와 센서신호를 동기화하는 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는 상기 센서 장치 및 상기 중앙제어장치로부터 전송받은 시간오차 정보에 근거해 상기 영상신호와 상기 센서신호에 대해 시간축에서 상기 시간오차 정보만큼 보정하여 상기 영상신호와 상기 센서신호를 동기화하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 장치의 영상신호와 센서신호를 동기화하는 방법.
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