KR101649292B1 - 수중 영상 처리 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수중 영상 처리 시스템에 관한 것으로서, 수중을 유영할 수 있도록 형성된 수중 추진체와, 수중 추진체에 탑재되어 수중을 촬상하는 수중 카메라와, 수중 추진체에 장착되며 음파 신호를 송신하는 추진음파 통신부와, 모선에 장착되며 수중 추진체와 음파에 의해 통신을 수행하며 수중 추진체로부터 수신되는 음파로부터 수중 추진체에 대한 이격거리 및 방향을 추적할 수 있도록 된 메인 음파 통신부와, 모선에 장착되어 GPS신호를 수신하는 GPS수신기와, 수중 카메라에 의해 촬상되어 메인 음파 통신부를 통해 전송된 수중 영상에 대해 GPS수신기에 수신된 모선의 좌표정보와 모선으로부터 수중추진체에 대한 이격거리 및 방향정보를 이용하여 수중 추진체의 위치정보를 산출하고, 산출된 수중 추진체의 위치정보를 수중영상에 대해 맵핑하여 메인 기억부에 기록되게 처리하는 메인 제어부를 구비한다. 이러한 수중 영상 처리 시스템에 의하면, 수중 영상에 대한 촬상위치정보를 함께 맴핑되게 기록할 수 있어 수중 생태환경에 대한 파노라마 영상구축을 지원할 수 있으며, 비상시 수중 추진체가 용이하게 수상에서 발견될 수 있게 처리할 수 있는 장점을 제공한다.

Description

수중 영상 처리 시스템{underwater image processing system}
본 발명은 수중 영상 처리 시스템에 관한 것으로서, 수중에서 확보한 영상에 대해 위치정보와 함께 매핑시킬 수 있도록 된 수중 영상 처리 시스템에 관한 것이다.
수중에서 수중영상을 획득하는 방법으로서 수중카메라에 의한 광학 영상을 획득방법과 초음파를 이용한 초음파 영상획득방법이 있다.
초음파를 이용한 영상획득 장치는 수십 내지 수백 미터에 이르기까지의 넓은 범위에 대한 수중영상을 획득할 수 있는 장점이 있지만 선명도가 매우 낮기 때문에 정확한 형상을 알아보기가 어렵다는 문제점이 있다.
한편, 수중 카메라에 의해 촬상된 영상을 처리하는 방식에 대해서는 국내 등록특허 제10-1441742호 등 다양하게 게시되어 있다.
그런데, 최근 수중 생태에 대한 관심이 증가하면서 수중 생태정보를 수중 영상에 대해 촬상 위치 정보를 이용하여 파노라마 형태로 제공할 수 있는 방안이 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 요구사항을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 수중에서 촬상된 영상정보를 촬상위치 정보와 맵핑시켜 기록할 수 있는 수중 영상 처리 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 수중 영상 처리 시스템은 수중을 유영할 수 있도록 형성된 수중 추진체와; 상기 수중 추진체에 탑재되어 수중을 촬상하는 수중 카메라와; 상기 수중 추진체에 장착되며 음파 신호를 송신하는 추진음파 통신부와; 모선에 장착되며 상기 수중 추진체와 음파에 의해 통신을 수행하며 상기 수중 추진체로부터 수신되는 음파로부터 상기 수중 추진체에 대한 이격거리 및 방향을 추적할 수 있도록 된 메인 음파 통신부와; 상기 모선에 장착되어 GPS신호를 수신하는 GPS수신기와; 상기 수중 카메라에 의해 촬상되어 상기 메인 음파 통신부를 통해 전송된 수중 영상에 대해 상기 GPS수신기에 수신된 모선의 좌표정보와 상기 모선으로부터 상기 수중추진체에 대한 이격거리 및 방향정보를 이용하여 상기 수중 추진체의 위치정보를 산출하고, 산출된 수중 추진체의 위치정보를 상기 수중영상에 대해 맵핑하여 메인 기억부에 기록되게 처리하는 메인 제어부;를 구비한다.
바람직하게는 상기 수중 추진체에는 상기 수중 카메라에서 촬상된 수중 영상에 대해 상기 추진음파 통신부를 통해 전송되게 처리하는 추진제어부와; 상기 추진제어부에 의해 제어되며 비상시 상기 수중 추진체에 장착된 에어백에 가스를 충진시켜 수상으로 부상될 수 있게 형성된 에어백 유니트를 포함하는 비상부상처리부;가 마련되어 있다.
또한, 상기 에어백의 표면에는 태양전지모듈이 장착되어 있고, 상기 비상부상처리부는 상기 태양전지모듈에서 생성된 전력을 충전하는 충전부와; 상기 태양전지모듈에서 상기 충전부로 출력되는 전압을 검출하는 전압검출부와; 비상용 발광다이오드를 구동하는 발광점멸 구동부와; 상기 전압검출부에서 검출된 전압이 야간전압에 해당하면 상기 비상용 발광다이오드가 점멸구동하게 상기 발광점멸 구동부를 제어하는 비상처리부;를 구비한다.
더욱 바람직하게는 상기 비상처리부에 제어되며 비콘신호를 설정된 주기로 발생하는 비콘 발생기;를 더 구비한다.
본 발명에 따른 수중 영상 처리 시스템에 의하면, 수중 영상에 대한 촬상위치정보를 함께 맴핑되게 기록할 수 있어 수중 생태환경에 대한 파노라마 영상구축을 지원할 수 있으며, 비상시 수중 추진체가 용이하게 수상에서 발견될 수 있게 처리할 수 있는 장점을 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 수중 영상 처리 시스템을 개략적으로 나타내 보인 도면이고,
도 2는 도 1의 수중 영상 처리 시스템의 제어계통을 나타내 보인 블록도이고,
도 3은 도 2의 비상부상처리부의 상세 블록도이고,
도 4는 도 1의 수중 추진체의 에어백이 팽창된 상태되어 수상에 떠 있는 상태를 나타내보인 도면이다.
도 1은 본 발명에 따른 수중 영상 처리 시스템을 개략적으로 나타내 보인 도면이고, 도 2는 도 1의 수중 영상 처리 시스템의 제어계통을 나타내 보인 블록도이고, 도 3은 도 2의 비상부상처리부의 상세 블록도이고, 도 4는 도 1의 수중 추진체의 에어백이 팽창된 상태되어 수상에 떠 있는 상태를 나타내보인 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 수중 영상 처리 시스템(100) 수중 추진체(110), 수중 카메라(130), 메인 영상처리기(210)를 구비한다.
수중 추진체(110)는 수중 추진 본체(112)가 추진엔진부(121)의 가동에 의해 수중에서 추진할 수 있도록 되어 있다.
추진엔진부(121)는 추진력을 생성하도록 구축되면 되고, 도시된 예에서는 메인 배터리(미도시)로부터 공급된 전력에 의해 구동되는 프로펠러(121a)의 회전에 의해 추진력을 생성하는 방식이 적용되어 있고, 도시된 방식과 다른 공지된 다양한 추진 방식으로 구축될 수 있음은 물론이다.
수중 추진본체(112)는 추진엔진부(121)에 의해 추진 및 방향 회전이 가능하면서 수중을 유형할 수 있고, 후술되는 수중카메라(130)를 탑재할 수 있도록 되어 있다.
수중카메라(130)는 수중 추진본체(112)에 탑재되어 있다.
수중 카메라(130)는 투명 보호캡(132)에 의해 싸여 보호되어 있고, 광학식으로 수중을 촬상할 수 있는 것이 적용되어 있다.
조명광 구동부(134)는 추진제어부(141)에 제어되어 조명광(135)을 온/오프 구동한다.
여기서 조명광(135)은 수중 카메라(130)의 촬상방향으로 광을 조명할 수 있게 수중 추진 본체(112)에 설치되어 있다.
센서부(136)는 수중 추진 본체(112)의 수심을 측정하는 수심측정용 압력센서, 수중 추진 본체(112)의 방위각을 측정하는 방위각 측정센서, 충격을 감지하는 충격감지센서, 메인 배터리의 충전 잔량을 측정하는 충전량 측정센서, 주중내의 조도를 검출하는 조도센서 등 요구되는 정보를 측정하기 위한 센서들이 적용될 수 있다.
추진기억부(143)는 추진 제어부(141)에 제어되어 수중카메라(130)에 의해 촬상된 영상을 임시 저장하거나 필요한 정보를 기록하기 위한 용도로 이용된다.
추진음파통신부(145)는 수중 추진체(110)에 장착되며 추진 제어부(141)에 제어되어 음파 신호를 송신한다.
여기서 추진 제어부(141)는 수중 카메라(130)에 의해 촬상된 수중 영상정보를 음파신호로 변환하여 추진음파통신부(145)를 통해 송출하도록 처리한다.
추진음파 통신부(145)와 통신을 수행하는 메인 영상처리기(210)는 수상에서 이동하는 선박인 모선(200)에 설치되어 있다.
메인 영상처리기(210)는 메인 음파통신부(220), GPS수신기(231), 메인 기억부(233), 메인 제어부(241)를 구비한다.
메인 음파 통신부(220)는 모선(200)에 장착되며 수중에서 수중 추진체(110)와 음파에 의해 데이터 통신을 수행하며 수중 추진체(110)로부터 수신되는 음파로부터 수중 추진체(110)에 대한 이격거리 및 방향을 추적할 수 있도록 되어 있다.
이러한 메인 음파 통신부(220)는 음파를 수중 추진체(110)에 송출하는 음파 송신기와, 수중 추진체(110)로부터 반사된 음파를 수신할 수 있게 배열된 다수의 음파 수신기로 구축될 수 있다. 여기서, 음파 송신기는 수중 추진체(110) 추적용으로 이용하기 위한 것으로 다양한 방향으로 음파를 송신한다. 또한 음파 수신기들은 360도 방향으로 다수개가 어레이되어 어느 방향에서 수신된 음파의 강도가 가장 강한지로부터 수중 추진체(110)의 방향을 검출하고, 음파의 송신 이후 수신까지의 시간으로부터 수중 추진체(110)에 대한 이격거리를 산출할 수 있게 구축된다.
또한, 메인 음파 통신부(220)는 설정된 주기마다 음파송신기와 음파수신기를 가동하여 수중 추진체(110)에 대한 위치 및 방향정보를 취득하고, 추진음파 통신부(145)로부터 송출되어 음향수신기로부터 수신된 음향신호는 변조과정을 거쳐 수중 영상에 대한 정보를 추출한다.
한편, 추진음파 통신부(145)에 수중영상정보와 별개로 설정된 주기마다 현재시간정보가 포함된 음향정보를 위치추적용으로 송출하고, 메인 음파 통신부(220)에서는 음파수신기에 의해 수신된 음향정보에 기록된 시간을 판독하고, 수신강도를 이용하여 수중 추진체(110)에 대한 방향 및 이격거리를 산출하도록 구축될 수 있다.
GPS수신기(231)는 모선(200)에 장착되어 GPS신호를 수신한다.
메인 제어부(241)는 수중 카메라(130)에 의해 촬상되어 메인 음파 통신부(220)를 통해 전송된 수중 영상에 대해 GPS수신기(231)에 수신된 모선(200)의 좌표정보와 모선(200)으로부터 파악된 수중추진체(110)에 대한 이격거리 및 방향정보를 이용하여 수중 추진체(110)의 위치정보를 산출하고, 산출된 수중 추진체(110)의 위치정보를 수중영상에 대해 맵핑하여 메인 기억부(233)에 기록되게 처리한다. 이와 같이 수중영상에 대해 촬영 위치정보가 함께 맵핑되면 수중 생태 환경에 대해 파노라마 영상을 영상 가공과정을 거쳐 생성할 수 있다.
한편, 수중 추진체(110)에 이상이 있는 경우 예를 들면, 추진엔진부(121)에 고장이 발생하거나 수중물체와 충돌에 의해 정상적인 추진활용이 어렵거나, 수중 추진체(110)에 탑재된 메인 배터리가 모선(200)으로 복귀에 요구되는 에너지보다 낮게 방전된 경우에는 추진 제어부(141)는 비상시라고 판단하고, 비상모드를 수행한다.
이러한 비상모드에서 수중 추진체(110)에 부유하는 부유력을 발생시키고, 비상신호를 출력할 수 있도록 된 비상부상 처리부(160)가 추진제어부(141)에 제어되어 작동할 수 있도록 수중 추진체(110)에 마련되어 있다.
여기서, 추진 제어부(141)가 비상시라고 판단하여 비상모드 수행을 수행하도록 결정하는 방식은 앞서 설명된 방식 이외에도 모선(200)의 메인 제어부(241)로부터 메인음파통신부(220)를 통해 비상모드 수행명령을 지시받은 경우에도 수행하도록 구축될 수 있음은 물론이다.
비상부상 처리부(160)는 도 4에 도시된 바와 같이 추진제어부(141)에 의해 제어되며 비상시 수중 추진체(110)에 장착된 에어백(173)에 가스를 충진시켜 수상으로 에어백(173)이 부상될 수 있게 형성된 에어백 유니트(170)를 포함한다.
여기서 에어백 유니트(170)는 수중 추진체(110)에 형성된 보호캡(171) 내에 접혀진 상태로 내장된 에어백(173)과, 에어백(173)을 순간적으로 부풀리기 위한 나트륨과 질소로 이루어진 아지드화나트륨 캡슐과, 산화철 및 추진 제어부(141)에 의해 불꽃을 발생시키는 기폭장치를 갖는 통상의 구조로 형성될 수 있다.
에어백(173)은 견인용 줄(175)에 의해 수중추진본체(112)와 결합되어 있다.
또한, 에어백(173)의 표면에는 플렉서블한 태양전지모듈(181)이 장착되어 있다.
비상부상처리부(160)는 충전부(183), 전압검출부(185), 발광점멸구동부(187), 발광다이오드(LED), 비상처리부(191) 및 비콘발생기(193)를 구비한다.
충전부(183)는 태양전지모듈(181)에서 생성된 전력을 충전하고, 충전된 전력을 후술되는 비상처리부(191)를 포함한 구동요소의 구동전력으로 공급한다.
전압검출부(185)는 태양전지모듈(181)에서 충전부(183)로 출력되는 전압을 검출하여 비상처리부(191)에 제공한다.
발광점멸구동부(187)는 비상처리부(191)에 제어되어 비상용 발광다이오드(LED)(188)를 온/오프 구동한다.
비상용 발광다이오드(188)는 에어백(173)의 표면에 외부로 노출되게 적어도 하나 이상 설치된 것이 바람직하다.
비콘 발생기(193)는 비상처리부(191)에 제어되며 위치 방송용 비콘신호를 설정된 주기로 발생한다.
비상처리부(191)는 전압검출부(185)에서 검출된 전압이 야간전압에 해당하면 비상용 발광다이오드(188)가 점멸구동하게 발광점멸 구동부(187)를 제어하고, 비콘 발생기(193)에서 비콘 신호가 송출되게 처리한다.
이러한 비상처리부(191)는 에어백(173)이 팽창하여 태양전지모듈(181)에 의해 생성된 전력이 충전부(183)에 충전되고, 충전부(183)에 의해 충전된 전력에 의해 웨이크업 되어 가동되도록 구축될 수 있다.
따라서, 비상모드시 추진제어부(141)가 에어백유니트(170)의 기폭장치를 가동하여 에어백(173)이 팽창되어 수중에 부상된 이후에는 태양전지모듈(181)을 통해 생성된 전력으로 비콘을 발생시키고, 야간에 비상용 발광다이오드(188)를 점멸 구동할 수 있어 쉽게 찾을 수 있게 지원한다.
이상에서 설명된 수중 영상 처리 시스템에 의하면, 수중 영상에 대한 촬상위치정보를 함께 맴핑되게 기록할 수 있어 수중 생태환경에 대한 파노라마 영상구축을 지원할 수 있으며, 비상시 수중 추진체가 용이하게 수상에서 발견될 수 있게 처리할 수 있는 장점을 제공한다.
110: 수중 추진체 130: 수중 카메라
160: 비상부상처리부 170: 에어백유니트
181: 태양전지모듈 210: 메인 영상처리기

Claims (4)

  1. 수중을 유영할 수 있도록 형성된 수중 추진체와;
    상기 수중 추진체에 탑재되어 수중을 촬상하는 수중 카메라와;
    상기 수중 추진체에 장착되며 음파 신호를 송신하는 추진음파 통신부와;
    모선에 장착되며 상기 수중 추진체와 음파에 의해 통신을 수행하며 상기 수중 추진체로부터 수신되는 음파로부터 상기 수중 추진체에 대한 이격거리 및 방향을 추적할 수 있도록 된 메인 음파 통신부와;
    상기 모선에 장착되어 GPS신호를 수신하는 GPS수신기와;
    상기 수중 카메라에 의해 촬상되어 상기 메인 음파 통신부를 통해 전송된 수중 영상에 대해 상기 GPS수신기에 수신된 모선의 좌표정보와 상기 모선으로부터 상기 수중추진체에 대한 이격거리 및 방향정보를 이용하여 상기 수중 추진체의 위치정보를 산출하고, 산출된 수중 추진체의 위치정보를 상기 수중영상에 대해 맵핑하여 메인 기억부에 기록되게 처리하는 메인 제어부;를 구비하고,
    상기 수중 추진체에는
    상기 수중 카메라에서 촬상된 수중 영상에 대해 상기 추진음파 통신부를 통해 전송되게 처리하는 추진제어부와;
    상기 추진제어부에 의해 제어되며 비상시 상기 수중 추진체에 장착된 에어백에 가스를 충진시켜 수상으로 부상될 수 있게 형성된 에어백 유니트를 포함하는 비상부상처리부;가 마련되어 있고,
    상기 에어백의 표면에는 태양전지모듈이 장착되어 있고,
    상기 비상부상처리부는
    상기 태양전지모듈에서 생성된 전력을 충전하는 충전부와;
    상기 태양전지모듈에서 상기 충전부로 출력되는 전압을 검출하는 전압검출부와;
    비상용 발광다이오드를 구동하는 발광점멸 구동부와;
    상기 전압검출부에서 검출된 전압이 야간전압에 해당하면 상기 비상용 발광다이오드가 점멸구동하게 상기 발광점멸 구동부를 제어하는 비상처리부와;
    상기 비상처리부에 제어되며 비콘신호를 설정된 주기로 발생하는 비콘 발생기;를 구비하고,
    상기 수중추진체는 수중 추진 본체가 추진력을 생성하는 추진엔진부의 가동에 의해 수중에서 추진할 수 있도록 되어 있고,
    상기 수중카메라의 촬상방향으로 광을 조명할 수 있게 상기 수중 추진 본체에 설치된 조명광과;
    상기 추진제어부에 제어되어 상기 조명광을 온/오프 구동하는 조명광 구동부;를 구비하고,
    상기 추진음파 통신부는 설정된 주기마다 현재시간정보가 포함된 음향정보를 위치추적용으로 송출하고, 상기 메인음파통신부는 상기 추진음파 통신부로부터 수신된 음향정보에 기록된 시간을 판독하고, 수신강도를 이용하여 상기 수중 추진체에 대한 방향 및 이격거리를 산출하도록 구축되어 있고,
    상기 에어백유니트는
    상기 수중 추진체에 형성된 보호캡 내에 접혀진 상태로 내장된 에어백과;
    상기 에어백 내에 수용되며 상기 에어백을 순간적으로 부풀리기 위한 나트륨과 질소로 이루어진 아지드화나트륨 캡슐과 산화철; 및
    상기 추진제어부에 의해 상기 에어백 내에 불꽃을 발생시키는 기폭장치;를 구비하는 것을 특징으로 하는 수중 영상 처리 시스템.
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  3. 삭제
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