KR20220105330A - 열화상 카메라의 시야각 확장 틸팅 시스템 - Google Patents

열화상 카메라의 시야각 확장 틸팅 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 열화상 카메라의 시야각 확장 틸팅 시스템에 관한 것으로서, 열화상 카메라, 상기 열화상 카메라를 이동시키는 틸팅 기능을 수행하는 모듈로서, 패닝 축을 기준으로 요(yaw) 방향으로 회전시키거나 틸팅 축을 기준으로 피치(pitch) 방향으로 회전시키는 틸팅 모듈 및 상기 열화상 카메라와 통신하며, 틸팅 명령을 전송하여 상기 틸팅 모듈의 구동을 제어하는 컴퓨터를 포함한다. 본 발명에서 틸팅 모듈은 전달받은 틸팅 명령에 따라 구동된다.
본 발명에 의하면, 열화상 카메라의 시야각 확장 틸팅 시스템은 열화상 카메라가 수평회전 모터에 의해 수평방향으로 일정각도 회전하고 수직회전 모터에 의해 상하방향으로 일정각도 회전함으로써, 일정 범위로 제한된 열화상 카메라의 시야각이 확장되는 것과 같은 효과를 얻을 수 있는 장점이 있다.

Description

열화상 카메라의 시야각 확장 틸팅 시스템 {Tilting system for extending viewing angle of thermal imaging camera}
본 발명은 열화상 카메라의 시야각 확장 틸팅 시스템에 관한 것으로서, 특히 시야각이 일정범위 이내로 제한되어 있는 열화상 카메라에 틸팅 모듈을 장착하여 시야각을 확장함으로써 감시영역을 넓힐 수 있는 열화상 카메라의 시야각 확장 틸팅 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 열화상 카메라는 열(온도) 분포를 측정하는 카메라를 가리키는 것으로서, 온도 차에 의한 이미지를 생성할 뿐만 아니라 이러한 온도 차를 정확하게 측정할 수 있다.
또한, 절대온도 0K 이상의 모든 물체는 적외선을 자체적으로 발생시키기 때문에 열화상 카메라를 이용하여 별도의 조명 없이도 주·야간에 상관없이 영상을 획득할 수 있는 장점이 있다.
이러한 장점 때문에 열화상 카메라는 전자장비의 결함 검사, 발열에 의한 사람의 신체 온도변화, 건물 및 전자 설비에 대한 화재감지, 고전압 설비의 국부적인 발열에 의한 진단장비 등 다양한 분야에 폭넓게 사용되고 있고, 그 사용추세는 점점 더 증가하고 있다.
그러나, 위와 같은 열화상 카메라는 그 시야각에 일정 범위의 제한이 있다 보니 감시 영역이 넓지 않은 문제가 있어서, 넓은 면적을 감시하기 위해서는 다수의 열화상 카메라를 설치해야만 하는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허 10-2000-0063725
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 일정 범위의 시야각을 갖는 열화상 카메라를 좌우방향과 상하방향으로 회전되도록 하여 열화상 카메라의 감시범위를 넓힐 수 있는 열화상 카메라의 시야각 확장 틸팅 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 열화상 카메라의 시야각 확장 틸팅 시스템에 관한 것으로서, 열화상 카메라, 상기 열화상 카메라를 이동시키는 틸팅 기능을 수행하는 모듈로서, 패닝 축을 기준으로 요(yaw) 방향으로 회전시키거나 틸팅 축을 기준으로 피치(pitch) 방향으로 회전시키는 틸팅 모듈 및 상기 열화상 카메라와 통신하며, 틸팅 명령을 전송하여 상기 틸팅 모듈의 구동을 제어하는 컴퓨터를 포함한다. 본 발명에서 틸팅 모듈은 전달받은 틸팅 명령에 따라 구동된다.
상기 컴퓨터는 사용자로부터 입력된 위치 및 속도 명령을 포함하는 틸팅 명령을 실시간으로 전달하여 상기 틸팅 모듈의 구동을 제어하는 수동 운전 모드와, 메모리에 저장되어 있는 위치이동 값을 로딩하여 상기 틸팅 모듈의 구동을 제어하는 자동운전 모드를 포함할 수 있다.
상기 컴퓨터는 촬영 영역을 상기 열화상 카메라의 열화상 센서의 시야각으로 분할하고, 이에 따라 n개의 영상 영역으로 분할된 분할 각도에 따라 상기 열화상 카메라가 이동하면서 대상체의 온도 영역을 스캔 및 감시하도록 틸팅 각도를 설정하고, 이에 따른 틸팅 명령을 상기 틸팅 모듈에 전달할 수 있다.
상기 컴퓨터는 촬영 영역을 상기 열화상 카메라의 열화상 센서의 시야각으로 분할하고, 이에 따라 분할된 n개의 영상 영역을 모두 촬영하여 하나의 그리드 이미지 또는 파노라마 이미지를 생성하는 방식으로 상기 열화상 카메라가 대상체의 온도 영역을 스캔 또는 감시하도록 상기 틸팅 모듈의 동작을 제어할 수 있다.
본 발명에 의하면, 열화상 카메라의 시야각 확장 틸팅 시스템은 열화상 카메라가 수평회전 모터에 의해 수평방향으로 일정각도 회전하고 수직회전 모터에 의해 상하방향으로 일정각도 회전함으로써, 일정 범위로 제한된 열화상 카메라의 시야각이 확장되는 것과 같은 효과를 얻을 수 있는 장점이 있다.
또한, 위치정보 조작부를 통해 수평회전 모터와 수직회전 모터의 회전 좌표축을 용이하게 설정할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 일 실시예에 따른 열화상 카메라의 시야각 확장 틸팅 시스템의 외관을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열화상 카메라의 시야각 확장 틸팅 시스템의 위치정보 조작부를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열화상 카메라의 시야각 확장 틸팅 시스템에서 틸팅 모듈의 명령어를 설정하는 위치정보 조작부를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 열화상 카메라의 시야각 확장 틸팅 시스템에서 틸팅 모듈 제어 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 틸팅 모듈에서의 동작 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 장치 간의 연결 방식을 예시한 도면이다.
도 7은 일반적인 장치 간의 연결 방식을 도시한 것이다.
도 8은 틸팅 모듈 미 사용시 영상 영역을 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 틸팅 모듈 사용시 그리드 이미지 형식의 영상 영역을 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 그리드 이미지 영상을 예시한 것이다.
도 11 내지 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 그리드 이미지 자동 영역 설정 기능을 설명하기 위한 도면이다.
본 명세서에서 개시된 실시 예의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시에서 제안하고자 하는 실시 예는 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 실시 예들의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 개시된 실시 예에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 개시된 실시 예들의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 관련 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 명세서의 상세한 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
본 명세서에서의 단수의 표현은 문맥상 명백하게 단수인 것으로 특정하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에서 사용되는 "부"라는 용어는 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, "부"는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 "부"는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. "부"는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 "부"는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 "부"들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 "부"들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 "부"들로 더 분리될 수 있다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명에 의한 열화상 카메라의 시야각 확장 틸팅 시스템의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 일 실시예에 따른 열화상 카메라의 시야각 확장 틸팅 시스템의 외관을 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 열화상 카메라의 시야각 확장 틸팅 시스템은 컴퓨터(100), 틸팅 모듈(200), 열화상 카메라(300)를 포함한다.
컴퓨터(100)는 열화상 카메라(300)와 통신하며, 틸팅 명령을 전송하여 틸팅 모듈(200)의 구동을 제어한다.
틸팅 모듈(200)은 열화상 카메라(300)를 이동시키는 틸팅 기능을 수행하는 모듈로서, 패닝 축을 기준으로 요(yaw) 방향으로 회전시키거나 틸팅 축을 기준으로 피치(pitch) 방향으로 회전시킨다. 틸팅 모듈(200)은 전달받은 틸팅 명령에 따라 구동된다.
컴퓨터(100)는 사용자로부터 입력된 위치 및 속도 명령을 포함하는 틸팅 명령을 실시간으로 전달하여 틸팅 모듈(200)의 구동을 제어하는 수동 운전 모드와, 메모리에 저장되어 있는 위치이동 값을 로딩하여 틸팅 모듈(200)의 구동을 제어하는 자동 운전 모드를 포함한다.
본 발명에서 컴퓨터(100)는 촬영 영역을 열화상 카메라(300)의 열화상 센서의 시야각으로 분할하고, 이에 따라 n개의 영상 영역으로 분할된 분할 각도에 따라 열화상 카메라(300)가 이동하면서 대상체의 온도 영역을 스캔 및 감시하도록 틸팅 각도를 설정하고, 이에 따른 틸팅 명령을 틸팅 모듈(200)에 전달할 수 있다.
컴퓨터(100)는 촬영 영역을 열화상 카메라(300)의 열화상 센서의 시야각으로 분할하고, 이에 따라 분할된 n개의 영상 영역을 모두 촬영하여 하나의 그리드 이미지 또는 파노라마 이미지를 생성하는 방식으로 열화상 카메라(300)가 대상체의 온도 영역을 스캔 또는 감시하도록 틸팅 모듈(200)의 동작을 제어할 수 있다.
본 발명에 의한 열화상 카메라의 시야각 확장 틸팅 시스템은 컴퓨터(100)와, 컴퓨터(100)로부터 위치정보 데이터를 제공받아 저장하는 틸팅 모듈(200)과, 틸팅 모듈(200)에 설치되는 열화상 카메라(300)를 포함하여 구성된다.
컴퓨터(100)는 틸팅 모듈(200)에 위치정보 데이터를 제공하여 열화상 카메라(300)가 위치정보에 상응하여 움직일 수 있도록 한다.
틸팅 모듈(200)은 위치정보 데이터에 상응되게 열화상 카메라(300)를 이동시키는 것으로서, 제어부(210)와, 제어부(210)로부터 명령을 받아 작동하는 수평회전 모터(220)와, 상기 수평회전 모터(220)로부터 회전력을 전달받아 회전하는 수직회전 모터(230)와, 상기 수직회전 모터(230)로부터 회전력을 전달받아 회전하는 브라켓(240)을 포함하여 구성된다.
제어부(210)는 컴퓨터(100) 및 열화상 카메라(300)와 통신을 하는 통신모듈(211)을 포함하고, 수평회전 모터(220)와 수직회전 모터(230)를 제어한다.
통신모듈(211)은 컴퓨터(100)와 RS485 방식으로 통신을 하거나, 열화상 카메라(300)와 RS485 방식으로 통신을 한다. 이러한 통신을 통하여 열화상 카메라(300)가 이동할 위치정보 데이터를 제공받고, 이렇게 제공된 위치정보 데이터는 플래시 메모리 타입의 메모리(미도시)에 저장된다.
부연하면, 제어부(210)의 통신모듈(211)은 컴퓨터(100)와 RS485 방식으로 직접 통신을 하여, 열화상 카메라(300)가 이동하여 일정시간동안 대기할 위치에 관한 위치정보 데이터를 컴퓨터(100)로부터 직접 제공받을 수 있다.
더불어, 제어부(210)의 통신모듈(211)은 열화상 카메라(300)와 RS485 방식으로 통신을 하고 열화상 카메라(300)는 컴퓨터(100)와 TCP/IP 방식으로 통신을 하여, 열화상 카메라(300)가 컴퓨터(100)로부터 위치정보 데이터를 제공받은 후 이 위치정보 데이터를 제어부(210)의 통신모듈(211)과의 통신을 통해 제어부(210)에 제공하여 메모리에 저장되게 할 수도 있다.
수평회전 모터(220)는 제어부(210)의 메모리에 저장된 위치정보에 상응되게 수평면 상에서 모터축이 회전한다. 즉 원하는 위치로 열화상 카메라(300)를 이동시키기 위하여 수평회전 모터(220)의 모터축이 수평면 상에서 회전을 하는 것이다.
수직회전 모터(230)는 수평회전 모터(220)의 모터축에 연결되어 수평면 상에서 회전을 하면서, 동시에 제어부(210)의 메모리에 저장된 위치정보에 상응되게 수직면 상에서 모터축이 회전한다.
따라서, 수평회전 모터(220)의 모터축의 회전에 의해 열화상 카메라(300)의 X축 위치가 이동하고, 수평회전 모터(220)의 모터축 회전에 의해 열화상 카메라(300)의 Y축 위치가 이동한다.
브라켓(240)은 수직회전 모터(230)의 모터축에 연결되어 모터축과 함께 수직면 상에서 회전하는 것으로서, 브라켓(240)의 전면에는 열화상 카메라(300)가 장착된다.
부연하면, 브라켓(240)은 수평회전 모터(220)에 의해 좌우방향으로 회전하고, 더불어 수직회전 모터(230)에 의해 상하방향으로 회전한다. 따라서 브라켓(240)의 전면에 설치된 열화상 카메라(300) 역시 브라켓(240)과 함께 움직임으로써 시야각이 확장된다.
이처럼 본 발명에서는 열화상 카메라(300)의 IR 센서의 시야각만으로 보고자 하는 열상 대상체가 보이지 않을 경우, 틸팅 모듈(200)을 사용하여 시야각을 확장하고, 열상 대상체를 감시할 수 있다.
도 1에서 보는 바와 같이, 본 발명에서 열화상 카메라(300)를 틸팅 모듈(200)의 브라켓(240)에 부착하여 구현한다.
틸팅 모듈(200)의 각도는 패닝 축(Yaw - Z), 틸팅 축(Pitch - Y) 으로 2축으로 구성된다.
본 발명에서는 틸팅 모듈(200)을 이용하여 넓은 면적의 열상 대상체의 온도 감시목적으로 현재의 열화상 카메라(300)의 각도를 변경하여 열상 대상체의 온도를 감시할 수 있다.
본 발명에서 위치 값(X 위치값, Y 위치값, 이동속도, 대기시간)을 정해진 용량까지 저장 및 스캔할 수 있다. 예를 들어, 30개의 위치 값을 메모리에 저장하고 스캔할 수 있다.
본 발명에서는 촬영 전체 영상영역을 열화상 센서의 시야각(화각)으로 나누어 영상영역 n 개의 분할 각도에 따른 틸팅 각도로 이동하여 열상 대상체를 스캔 및 감시할 수 있다.
본 발명에서 촬영 전체 영상영역을 열화상 센서의 시야각(화각)으로 나누어 영상영역 n 개를 모두 촬영 하여, 한 개의 이미지(그리드 이미지 or 파노라마 이미지)로 만들어 열상 대상체의 온도 영역을 스캔 또는 감시할 수 있다.
본 발명에서 틸팅 모듈(200)의 상태 값은 패닝 축(Yaw - Z)의 현재 위치 값, 틸팅 축(Pitch - Y) 의 현재 위치 값, 현재상태 “정지중 / 초기화중 / 자동운전-이동중 / 자동운전-대기중” 값, 자동 운전 중 자동 위치 스텝(Auto Position Step)의 이동대기 남은 대기시간, 자동 운전 중 자동 위치 스텝(Auto Position Step) 이동시 현재 스텝(STEP) 위치 등이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열화상 카메라의 시야각 확장 틸팅 시스템의 위치정보 조작부를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 컴퓨터(100)는 제어부(210)의 메모리에 저장되는 위치정보 데이터를 조작하는 위치정보 조작부(110)를 구비하고 있다.
위치정보 조작부(110)는 터치 스크린 방식의 패널로서, 이 위치정보 조작부(110)를 통해 용이하게 위치정보 데이터를 입력한다.
이러한 위치정보 조작부(110)는 틸트 포지션 세팅부(111)와, 정보저장버튼(112)과, 자동운전버튼(113)과, 상태표시부(114)와, 직접 위치 이동명령부(115) 및 조그 이동명령부(116)를 포함하여 구성된다.
틸트 포지션 세팅부(111)는 순차적으로 수행되는 각 스텝에서 자동 이동할 XY좌표, 상기 XY좌표로의 이동속도 및 이동완료 후 해당 위치에서 대기하는 시간을 포함하는 위치정보 데이터를 세팅하는 영역이다.
부연하면, 브라켓(240)에 설치된 열화상 카메라(300)는 특정 X좌표와 Y좌표로 표시되는 위치로 이동한 후 그 위치에서 일정시간동안 대기하면서 그 주변지역을 감시하고(1스텝), 이후 다른 위치로 이동한 후 감시하는 과정을 다수회 반복한다(2스텝, 3스텝, …).
정보저장버튼(112)은 틸트 포지션 세팅부(111)에 저장된 위치정보 데이터를 제어부(210)의 메모리에 저장시키기 위한 버튼이다. 이렇게 메모리에 위치정보 데이터가 저장되면 그 데이터대로 열화상 카메라(300)가 위치할 수 있도록 수평회전 모터(220)와 수직회전 모터(230)가 작동한다.
자동운전버튼(113)은 제어부(210)의 메모리에 저장된 위치정보 데이터, 틸트 포지션 세팅부(111)에 세팅되어 있는 위치정보 데이터에 상응되는 위치에 열화상 카메라(300)가 위치될 수 있도록 틸팅 모듈(200), 즉 수평회전 모터(220)와 수직회전 모터(230)가 작동되도록 하는 버튼이다.
상태표시부(114)는 열화상 카메라(300)의 현재 위치와 현재 위치에서의 상태를 표시하는 영역이다. 이러한 상태표시부(114)에는 '정지 중/초기화 중/자동운전 중'과 같은 문자로 열화상 카메라(300)의 현재 상태가 표시되면서, 열화상 카메라(300)의 위치가 X좌표와 Y좌표로 표시된다.
직접 위치 이동명령부(115)는 열화상 카메라(300)가 이동할 특정 위치를 직접 세팅하는 영역이다. 즉 틸트 포지션 세팅부(111)에 저장된 위치정보 데이터에 맞춰 틸팅 모듈(200)을 움직이지 않고 사용자가 특별히 원하는 특정위치에 열화상 카메라(300)를 이동시키고 싶을 때 직접 위치 이동명령부(115)를 사용한다.
조그 이동명령부(116)는 열화상 카메라(300)의 위치가 상하 좌우로 조정될 수 있도록 수평회전 모터(220)와 수직회전 모터(230)를 작동시키는 영역이다. 즉 틸트 포지션 세팅부(111)에 세팅된 위치정보에 상관없이 사용자가 조그를 누르는 대로 열화상 카메라(300)가 움직이게 하는 부분이 조그 이동명령부(116)이다.
그 외에도 위치정보 조작부(110)에는 초기와 시키는 초기화 버튼(117)과, 수평회전 모터(220)와 수직회전 모터(230)의 작동을 정지시키는 정지버튼(118)과, 제어부(210)의 메모리에 저장된 위치정보 데이터를 역으로 위치정보 조작부(110)에 저장할 때 사용하는 수신버튼(119) 등이 더 구비되어 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열화상 카메라의 시야각 확장 틸팅 시스템에서 틸팅 모듈의 명령어를 설정하는 위치정보 조작부를 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 틸팅 모듈(200)을 제어하기 위한 명령어에는, 현재 상태 값 요청, 정지 명령, 자동 운전 명령, 초기화 명령, 직접 위치 이동명령(X 위치, Y 위치, 이동속도), 조그 이동명령 (LEFT), 조그 이동명령 (RIGHT), 조그 이동명령 (UP), 조그 이동명령 (DOWN), 자동 운전의 위치 스텝(STEP) 모듈의 데이터 다운로드/업로드(위치/속도/시간 x 30개의 데이터) 등이 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 열화상 카메라의 시야각 확장 틸팅 시스템에서 틸팅 모듈 제어 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 컴퓨터(100)에서 열화상 카메라(300)에 접속하고(S401), 틸팅 명령 자동운전 관련 데이터를 설정한다(S403).
그리고, 컴퓨터(100)에서 틸팅 모듈(200)에 대한 틸팅 명령 데이터를 설정하고(S405), 이에 따라 틸팅 모듈에 명령을 송신하거나 또는 열화상 카메라에 명령을 송신한다(S415).
열화상 카메라(300)에서는 열화상 영상 데이터를 취득하여 처리하고, 컴퓨터(100)로부터 TCP/IP 통신 방식으로 수신한 영상 데이터 및 틸팅 명령을 틸팅 모듈(200)에 전송하고, RS485 통신 방식으로 틸팅 모듈(200)로부터 틸팅 데이터를 수신한다(S419).
틸팅 모듈(200)은 명령 수신 대기 상태에서 열화상 카메라(300)로부터 명령을 수신하면 이를 처리하고 명령 응답을 열화상 카메라(300)로 송신한다(S421, S423).
컴퓨터(100)에서는 명령 응답 데이터 수신을 대기하고, 열화상 카메라(300)로부터 틸팅 모듈(200)의 명령 응답을 수신하고, 열화상 카메라(300)의 명령 응답을 수신한다(S407, S417).
그리고, 컴퓨터(100)는 명령 응답 데이터를 기반으로 틸팅 모듈(200)의 상태를 확인하고 스텝을 확인한다(S409). 그리고, 스텝에 따른 영상 영역 n을 처리하고, 열(row)*행(column) 좌표에 따른 영상 스캔을 처리하거나 버퍼링을 처리한다(S411). 마지막 스텝인 경우, 영상 영역 n개의 열(row)*행(column) 그리드 이미지 또는 파노라마 이미지를 처리한다(S413).
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 틸팅 모듈에서의 동작 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 틸팅 모듈(200)은 명령 수신 대기 중에 수신 명령을 확인하고(S501, S513), 자동 운전 명령이면 자동운전 스텝을 초기화하여 스텝 '0'부터 틸팅을 실행한다(S503).
그리고, 다음 스텝 데이터를 확인하여 각도, 속도, 대기시간 데이터가 모두 0이면 다시 초기화를 진행하고, 그렇지 않으면 다음 스텝 데이터에 따라 자동운전 틸팅 동작을 진행한다(S505, S507).
수신 명령이 자동운전 명령이 아니면, 수신한 명령을 처리하고, 명령 응답 데이터를 송신한다(S509, S511).
만약 수신한 명령이 정지 명령이면, 동작을 정지한다(S515).
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 장치 간의 연결 방식을 예시한 도면이고, 도 7은 일반적인 장치 간의 연결 방식을 도시한 것이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 컴퓨터(100) 등의 외부 기기로부터 TCP/IP 통신을 통해 틸팅 모듈 제어 명령이 틸팅 모듈(200)로 전달될 수 있다.
그리고, RS485 통신을 통하여 열화상 카메라 모듈(300)과 틸팅 모듈(200)이 통신할 수 있다. 또는, 외부기기와 틸팅 모듈(200)을 직접 연결하여 RS485 통신을 통해 틸팅 모듈 명령을 전달할 수 있다.
위치, 속도, 대기시간을 포함하는 위치이동 데이터는 틸팅 모듈(200)의 플래시 메모리에 저장될 수 있다.
틸팅 모듈(200)은 수동운전 시, 외부기기로부터 직접 위치 및 속도 명령을 수신받아, 이동가능하다. 그리고, 자동운전 시, 플래시 메모리에 저장된 위치이동 값을 로딩하여 가동될 수 있다.
틸팅 모듈(200)은 열화상 카메라 모듈이 아닌, 타 외부기기로부터 RS485 통신을 이용한 명령전달이 가능하다.
도 8은 틸팅 모듈 미 사용시 영상 영역을 도시한 것이다.
도 8을 참조하면, 틸팅 모듈 미사용시 고정된 시야각(예를 들어, 가로 51° × 세로 39°)내에서 영역 설정을 하여 온도스캔, 알람, 경고 상태를 확인한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 틸팅 모듈 사용시 그리드 이미지 형식의 영상 영역을 도시한 것이다.
도 9를 참조하면, 틸팅 모듈(200) 사용시, 영상영역 1 -> 2 -> 3 -> n 순 으로 각도를 이동시키고, 열화상 영상을 저장하고, 원하는 각도만큼 이동하며 저장할 수 있다. 그리고, 각 영상영역의 각도에 따른 열화상 이미지를 전체적으로 그리드 형식의 이미지로 처리할 수 있다. 이렇게 함으로써, 합쳐진 각 영상영역의 이미지를 한눈에 볼 수 있으며, 영상영역에서 알람 및 온도스캔 영역도 광범위 하게 설정할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 그리드 이미지 영상을 예시한 것이다.
도 10에서 (a)는 그리드 이미지 영상을 예시한 것이고, (b)는 USB 일반 캠을 이용하여 파노라마 이미지를 확인하는 예시이고, (c)는 열화상 카메라를 이용하여 파노라아 이미지를 확인하는 예시이다.
도 10을 참조하면, 틸팅 모듈 자동모드의 경우, 전체 영상 영역 n개라고 할 때, 틸팅 모듈(200)을 이용하여 스캔 영상영역에 따른 각도 이동을 수행하고, 이동완료 트리거가 발생하면, 열화상 영상을 스캔하고, n개의 영상 영역 스캔이 완료되면, 영상영역 1번부터 스캔을 재시작한다. 그리고, 스캔 시 틸팅 모듈(200)의 스캔영상 위치를 틸팅 모듈(200)에 저장하고, 스캔 이미지의 틸팅 모듈 각도를 계산하여 전체 파노라마 이미지 또는 그리드 이미지 영상을 확인한다.
도 11 내지 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 그리드 이미지 자동 영역 설정 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 11을 참조하면, 1) 초기화 위치 또는 홈 위치로 이동시키기 위하여, 틸팅 모듈(200)의 X 좌표를 “0”, Y 좌표를 “0” 으로 이동시켜서 초기화한다.
그리고, 2) 그리드 이미지 전체 영상 영역 중, 측정 영역 가운데 부근에 틸팅 모듈(200)을 위치시킨다. 이때, 그리드 이미지 전체 영역이 틸팅 모듈(200)의 이동 각도 내에서 스캔 가능한 위치에 있어야 한다.
도 12를 참조하면, 3) 전체의 그리드 이미지 영상 영역 중 좌측 상단의 측정 영역(#01)으로 이동(사용자이동)하고, 이때의 틸팅 모듈(200)의 X, Y 좌표 값을 저장한다.
그리고, 4) 전체의 그리드 이미지 영상 영역 중 우측 하단의 측정 영역(#12)으로 이동(사용자이동)하고, 이때의 틸팅 모듈(200)의 X, Y 좌표 값을 저장한다.
그리고, 5) 전체 그리드 이미지의 영상영역 센터 위치를 계산한다. 예를 들어, 틸팅 모듈(200)의 위치 값 #1, #12를 이용하여 영상영역 센터 위치를 계산할 수 있다.
예를 들어, #1의 X1 각도 값이 -75°, Y1 각도 값이 +60°이고, #12의 X2 각도 값이 +60°, Y2 각도 값이 -40°라고 할 때, 전체 그리드 이미지의 영상영역 센터 위치는 (X1+X2/2= -7.5°, (Y1+Y2)/2=10°이다.
도 13을 참조하면, 6) 그리드 이미지 센터 위치에서부터 열화상 센서의 시야 각 만큼 전체 영상영역을 나누어 계산하고, 전체 그리드 이미지의 영상 열(ROW) / 행(COL)의 영상영역 n 을 계산한다. 이때, 좌상 영상영역 기준계산, 센터 영상영역 기준계산의 두 가지 계산 공식으로 계산할 수 있다.
도 14를 참조하면, 7) 그리드 이미지의 그리드 이미지의 영상 열(ROW) / 행(COL)의 영상영역 n 을 계산함에 있어서, 두 가지 계산 방식을 예시한 것으로서, (A)는 좌상 좌표 기준 계산 방식을 예시한 것이고, (B)는 센터 좌표 기준 계산 방식을 예시한 것이다.
그리드 이미지의 영역이 센서 시야 각 기준으로 나누고, 나머지가 0보다 큰 경우 영상영역을 시야 각 만큼 추가 스캔하고, 0보다 작을 경우 스캔을 종료한다. 이때, 좌상 좌표 기준 계산 방식과 센터 좌표 기준 계산 방식 모두 추가 영상 영역 설정은 동일하다.
이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시 예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시 예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.
100: 컴퓨터 110: 위치정보 조작부
111: 틸트 포지션 세팅부 112: 정보저장버튼
113: 자동운전버튼 114: 상태표시부
115: 직접 위치 이동명령부 116: 조그 이동명령부
117: 초기화 버튼 118: 정지버튼
119: 수신버튼 200: 틸팅 모듈
210: 제어부 211: 통신모듈
220: 수평회전 모터 230: 수직회전 모터
240: 브라켓 300: 열화상 카메라

Claims (4)

  1. 열화상 카메라;
    상기 열화상 카메라를 이동시키는 틸팅 기능을 수행하는 모듈로서, 패닝 축을 기준으로 요(yaw) 방향으로 회전시키거나 틸팅 축을 기준으로 피치(pitch) 방향으로 회전시키는 틸팅 모듈; 및
    상기 열화상 카메라와 통신하며, 틸팅 명령을 전송하여 상기 틸팅 모듈의 구동을 제어하는 컴퓨터를 포함하며,
    상기 틸팅 모듈은 전달받은 틸팅 명령에 따라 구동되는 것을 특징으로 하는 열화상 카메라의 시야각 확장 틸팅 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 컴퓨터는 사용자로부터 입력된 위치 및 속도 명령을 포함하는 틸팅 명령을 실시간으로 전달하여 상기 틸팅 모듈의 구동을 제어하는 수동 운전 모드와, 메모리에 저장되어 있는 위치이동 값을 로딩하여 상기 틸팅 모듈의 구동을 제어하는 자동운전 모드를 포함하는 것을 특징으로 하는 열화상 카메라의 시야각 확장 틸팅 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 컴퓨터는 촬영 영역을 상기 열화상 카메라의 열화상 센서의 시야각으로 분할하고, 이에 따라 n개의 영상 영역으로 분할된 분할 각도에 따라 상기 열화상 카메라가 이동하면서 대상체의 온도 영역을 스캔 및 감시하도록 틸팅 각도를 설정하고, 이에 따른 틸팅 명령을 상기 틸팅 모듈에 전달하는 것을 특징으로 하는 열화상 카메라의 시야각 확장 틸팅 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 컴퓨터는 촬영 영역을 상기 열화상 카메라의 열화상 센서의 시야각으로 분할하고, 이에 따라 분할된 n개의 영상 영역을 모두 촬영하여 하나의 그리드 이미지 또는 파노라마 이미지를 생성하는 방식으로 상기 열화상 카메라가 대상체의 온도 영역을 스캔 또는 감시하도록 상기 틸팅 모듈의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 열화상 카메라의 시야각 확장 틸팅 시스템.
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