KR101030067B1 - 지리 정보 파노라마 사진의 제작을 위한 방위각 측정 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지리 정보 파노라마 사진의 제작을 위한 방위각 측정 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 목적은 자기장에 영향을 미치는 구조물이 출현하여도 이에 영향을 받지 않아 측정값이 흐트러지지 않고, 각 지역을 이동하며 지속적으로 방위각을 연산해 나가더라도 오차가 누적되지 않아 정확한 방위각을 수집해 갈 수 있는 지리 정보 파노라마 사진의 제작을 위한 방위각 측정 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 방위각 측정 장치는 지자기 센서와 각속도 센서의 보정을 수행하기 위한 장치로서 360°회전 동작이 가능하도록 이루어진 센서보드와, 상기 센서보드 상에 장착되며, 지구의 자기를 감지해 방위각 정보를 출력하는 지자기 센서와, 상기 센서보드 상에 장착되며, 회전하는 물체의 각속도를 측정해 각속도 정보를 출력하는 각속도 센서와, 상기 지자기 센서 및 각속도 센서로부터 각속도 정보와 방위각 정보에 근거한 연산 처리를 통해 방위각을 산출해 나가는 연산 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

지리 정보, 파노라마, 방위각

Description

지리 정보 파노라마 사진의 제작을 위한 방위각 측정 장치 및 방법{Azimuth Measurement Device and Method for Producing the Map Information Panorama}

본 발명은 지리 정보 파노라마 사진의 제작을 위한 방위각 측정 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 차량, 오토바이 등의 이동수단(이하, 차량)에 설치된 복수 개의 카메라로부터 매 순간 획득되는 영상 프레임에 정확한 방위각을 부여해 나가기 위한 지리 정보 파노라마 사진의 제작을 위한 방위각 측정 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

유무선 통신의 발달과 더불어 컴퓨터, 네비게이터, 휴대폰과 같은 전자 정보 단말기의 발달과 보급 확대가 증대되고 있다. 이에 따라 특정 지역의 지리 정보를 얻고자 하는 사용자들은 상기 단말기에 접속하여 도로나 지형, 지물 등 해당 지역과 관련된 일체의 정보를 손쉽게 제공받을 수 있다. 그러나, 종래 지리 정보 제공 서비스는 2D 로 구현되어 표시해 주고 있어 사용자가 해당 지역과 관련된 지형, 지물을 시각적으로 정확히 인식하는 것은 불가능하였다.

상기와 같은 문제점을 극복하기 위하여 최근에는 도로, 지형, 지물을 시각적으로 인식할 수 있도록, 전자지도 상에 해당 지역의 실제 사진을 함께 표시해주는 파노라마 사진 지리 정보 제공 서비스가 개발 및 시도되고 있다.

상술한 파노라마 사진을 이용한 지리 정보 제공 서비스를 구현하기 위해서는 기본적으로 사진 촬영 작업, 사진 연결 작업, 위치 정보 부여 작업이 필요하다.

사진 촬영 작업 및 사진 연결 작업이란 차량에 설치된 다수 개의 카메라를 이용하여 각 지역을 이동하며 지형, 지물 및 도로의 분할 촬영을 통해 영상 프레임들을 획득해 나가는 작업을 의미한다.

사진 연결 작업이란 사진 촬영 작업을 통해 획득한 다수 개의 영상 프레임들을 도로변에 위치한 순서대로 파노라마 사진으로 연결하면서 편집하는 작업을 의미한다. 상기 사진 연결 작업을 통해 구성된 각각의 파노라마 사진은 GPS 코드로 연결할 수 있는 디지털 지도와 매핑함으로써 실제 영상의 위치 정보 제공이 가능해 진다.

위치 정보 부여 작업이란, 사진 촬영 작업을 통해 획득되는 각각의 영상 프레임이 GPS(Global Positioning System)와 연계되도록 하여 해당 사진의 좌표값 같은 위치 정보를 부여하는 과정을 지칭한다. 즉, 매 순간 촬영되는 각각의 사진에는 위치 정보가 부여되는데, 상기 위치 정보는 상술한 GPS 를 이용한 좌표값 정보 이외에 방위각 정보도 기록되어야 한다.

상기 위치 정보에 있어서, 방위각 정보를 획득할 수 있는 통상적인 방법은 지자기 센서를 사용하여 방위각 정보를 수집해 나가는 것이다. 지자기 센서란 지 구의 자기를 감지해 방위각을 출력해 주는 장치로서, 이러한 지자기 센서를 이용하여 방위각 정보를 수집하는 방법을 살펴보면, 먼저 지자기 센서를 구동한 후, 지자기 센서에 유도되는 전압값을 측정하여 이로부터 각 지점의 방위각을 측정해 나간다.

그러나, 지자기 센서만을 이용하여 방위각을 측정할 경우 다음과 같은 문제점이 발생한다. 즉, 차량과 같은 이동수단에 지자기 센서를 설치하고 도로 등을 따라 이동하며 각 지점의 방위각을 측정해 나갈 경우, 차량이 근접하여 지나가거나 금속 구조물 등이 근처에 존재하게 되면 지자기 센서에 영향을 미치게 되어 잘못 측정된 방위각이 해당 파노라마 사진에 매칭되는 문제점이 있었다.

지리 정보 파노라마 사진 제작을 위한 촬영 작업시, 방위각 정보를 획득해 나갈 수 있는 또 다른 방법은 각속도 센서를 사용하여 방위각 정보를 수집해 나가는 것이다.

그러나, 각속도 센서를 이용하여 각 지점을 이동하며 방위각을 수집해나 갈 경우, 방위각을 산출하기 위한 적분연산 과정에서 오차가 지속적으로 누적됨에 따라, 결국 측정 시간이 흐를수록 산출되는 방위각의 오차 역시 증대되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 자기장에 영향을 미치는 구조물이 출현하여도 이에 영향을 받지 않아 측정값이 흐트러지지 않고, 각 지역을 이동하며 지속적으로 방위각을 연산해 나가더라도 오차가 누적되지 않아 정확한 방위각을 수집해 갈 수 있는 지리 정보 파노라마 사진의 제작을 위한 방위각 측정 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 지리 정보 파노라마 사진의 제작을 위한 방위각 측정 장치는 차량을 포함한 이동수단에 카메라를 설치하고, 상기 카메라로부터 획득되는 촬영 사진에 매칭되는 방위각을 수집해 나가기 위한 장치로서, 지자기 센서와 각속도 센서의 보정을 수행하기 위한 장치로서 360°회전 동작이 가능하도록 구성된 센서보드; 상기 센서보드 상에 장착되며, 지구의 자기를 감지해 방위각 정보를 출력하는 지자기 센서; 상기 센서보드 상에 장착되며, 회전하는 물체의 각속도를 측정해 각속도 정보를 출력하는 각속도 센서; 상기 센서보드의 360°회전여부 및 소요시간을 카운팅하기 위한 카운팅 수단; 및 상기 지자기 센서, 각속도 센서 및 카운팅 수단로부터 입력되는 정보에 근거한 연산 처리를 통해 각 촬영 지점의 방위각을 산출해 나가는 연산 모듈을 포함하고,

상기 연산 모듈은, 상기 각속도 센서와 카운팅 수단을 이용하여 상기 각속도 센서의 장비별 편차를 교정하기 위한 보정값을 산출하는 연산을 수행하고, 상기 각속도 센서로부터 입력받는 각속도의 적분연산과 상기 각속도 센서 보정값과 이전 촬영 지점에서 동기화된 방위각을 이용하여 현 촬영 지점의 방위각을 산출하는 연산을 수행하고, 산출된 상기 현 촬영 지점의 방위각과 상기 현 촬영 지점에서 상기 지자기 센서로부터 입력된 방위각의 비교하여 소정의 조건을 만족할 경우, 상기 현 촬영 지점의 방위각을 상기 지자기 센서로부터 입력된 방위각에 동기화시키는 처리를 수행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 지자기 센서 및 각속도 센서를 이용한 방위각 측정 장치 및 방법에 의하면, 각속도 센서와 지자기 센서를 유기적으로 이용한 방위각 측정 방법을 통해, 지자기 센서 주변에 자기장에 영향을 미치는 구조물이 나타나 잘못 측정된 방위각이 해당 파노라마 사진에 매칭되는 문제점과, 각속도 센서를 통한 방위각 정보 수집시 오차가 누적됨에 따라 잘못된 방위각이 산출되는 문제점을 제거하여, 작업자는 각 지역을 이동하며 정확한 방위각을 지속적으로 수집해 나갈 수 있는 현저한 효과가 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 지리 정보 파노라마 사진의 제작을 위한 방위각 측정 장치의 시스템 구성을 도시한 블록 구성도이다.

본 발명에 따른 지리 정보 파노라마 사진의 제작을 위한 방위각 측정 장치는 차량, 오토바이 등의 이동수단(이하, 차량)에 설치된 복수 개의 카메라(10)로부터 매 순간 획득되는 영상 프레임에 정확한 방위각을 부여하기 위한 시스템 구성 및 연산 모듈(100)을 제시한다.

본 발명에 따른 방위각 측정 장치는 기본적으로 각속도 센서(120)로부터 출력되는 각속도 정보의 적분연산을 통해 방위각 정보를 수집해 가되, 지자기 센서(110)에 의한 동기화 처리를 통해 누적오차가 제거된 유효 방위각을 산출하며 각 촬영 지역에서 획득되는 영상 프레임에 정확한 방위각을 매칭시켜 나갈 수 있게 된다.

즉, 각속도 센서(120)와 지자기 센서(110)를 유기적으로 이용한 방위각 측정 방법을 통해, 지자기 센서(110) 주변에 자기장에 영향을 미치는 구조물이 나타나 잘못 측정된 방위각이 해당 파노라마 사진에 매칭되는 문제점을 차단하고, 동시에 각속도 센서(120)를 통한 방위각 정보 수집시 오차가 누적됨에 따라 잘못된 방위각이 산출되는 문제점을 제거함으로써, 작업자는 파노라마 사진에 매칭되는 정확한 방위각을 지속적으로 수집해 나갈 수 있는 강점을 제공한다.

본 발명의 방위각 측정 장치는 회전하는 물체(예컨데, 차량)의 각속도를 측정해 각속도 정보를 출력하는 각속도 센서(120)와, 지구의 자기를 감지해 방위각 정보를 출력하는 지자기 센서(110)와, 상기 각속도 센서(120) 및 지자기 센서(110)가 장착되는 센서보드(140)와, 상기 센서보드(140)를 차량에 탑재할 수 있도록 하 고 360°회전 작동 가능하도록 구성된 회전 장치 그리고 상기 각속도 센서(120) 및 지자기 센서(110)로부터 출력되는 정보를 이용한 연산 과정을 거쳐 각 촬영 지역의 유효 방위각을 산출하는 연산 모듈(100)을 포함하도록 구성된다.

설명에 앞서, 상기 "유효 방위각" 이란 목적 지역의 촬영시 매 순간 획득되는 영상 프레임에 각각 매칭되어 해당 영상의 실질적인 위치 정보를 나타내는 방위각으로서 본 발명의 연산 모듈(100)을 통해 최종 산출되며, 지자기 센서(110)를 이용한 동기화 처리의 반복 실행을 통해 각속도 센서(120)의 누적오차가 제거된 방위각을 지칭한다.

이하에서 도 1을 참조하여, 본 발명에 따른 지리 정보 파노라마 사진의 제작을 위한 방위각 측정 장치에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

본 발명의 각속도 센서(120)와 지자기 센서(110)는 상기 유효 방위각 산출에 필요한 정보를 검출하기 위한 수단에 해당하며, 파노라마 사진 제작을 위한 촬영 장비가 구비된 차량 등에 함께 설치되어 차량의 이동에 따라 변화하는 각속도 정보 및 방위각 정보를 검출하여 상기 연산 모듈(100)에 제공해 준다.

구체적으로, 본 발명의 각속도 센서(120)는 이동 중인 차량의 회전 운동시 발생하는 각속도를 검출하여 아날로그 형태의 신호로 출력하게 된다. 발생된 회전에 대한 각속도 정보를 담고 있는 상기 아날로그 신호는 아날로그-디지털 컨버터(A/D Converter)를 통해 디지털 신호로 변환되어 연산 모듈(100)로 입력된다.

본 발명의 지자기 센서(110)는 상기 각속도 센서(120)의 적분연산을 통해 방 위각을 수집해 나갈 경우 발생하는 누적오차를 보완해 주기 위한 수단에 해당하며, 상기 지자기 센서(110)는 각속도 센서(120)와 마찬가지로 차량에 설치되어 해당 차량의 회전에 따라 변화하는 방위각 정보를 검출하여 아날로그 형태의 신호로 출력하고, 해당 지점의 방위각 정보를 담고 있는 상기 아날로그 신호는 아날로그-디지털 컨버터(A/D Converter)를 통해 디지털 신호로 변환되어 연산 모듈(100)로 입력된다.

또한, 상기 각속도 센서(120)와 지자기 센서(110)는 회전 작동이 가능하도록 구성된 센서보드(140) 상에 설치되며, 상기 센서보드(140)는 360°회전 작동함으로써 지자기 센서(110)의 캘리브레이션(Calibration)을 실행하고, 각속도 센서(120)의 보정값을 산출하기 위한 장치에 해당한다.

지자기 센서(110)의 캘리브레이션(Calibration)이란, 파노라마 사진을 촬영하고자 하는 지역에서 지자기 센서(110)를 360°전방위로 회전시키는 조작을 통해, 지자기 센서(110)가 정확하게 방위각을 검출할 수 있도록 보정하는 작업을 의미하며, 상술한 지자기 센서(110)의 보정을 위한 360°회전 조작은 상기 회전 장치의 센서보드(140)를 통해 수행된다.

각속도 센서(120)의 보정값 산출이란, 각속도 센서(120)의 생산 편차 및 운용 환경에 따라 발생하는 장비별 오차를 교정하기 위한 작업을 의미하며, 상기 교정 작업을 통해 산출되는 보정값은 각속도 센서별로 고유한 값으로 나타난다. 센서보드(140)를 이용한 보정값 산출 방법은 이하에서 상세히 설명하기로 한다.

또한, 본 발명의 센서보드(140)는 상기 센서보드(140)의 360°회전여부 및 소요시간을 카운팅하기 위한 카운팅 수단을 더 구비하며 상기 카운팅 수단은 포토 커플러(130)로 구성하는 것이 바람직하다.

상기 포토 커플러(130)는 센서보드(140)의 정확한 360°회전 여부를 체크하기 위한 장치로서, 기본적으로 발광소자와 수광소자로 구성되어 빛을 매개로 신호를 전달함으로써 상기 센서보드(140)의 360°회전 동작을 카운팅한다. 상기 포토커플러는 널리 공지된 기술로서 자세한 설명은 생략하도록 한다.

이하에서는, 상술한 유효 방위각을 산출하기 위하여 본 발명의 연산 모듈(100)이 수행하는 연산 처리 작업에 대하여 설명하도록 한다.

(1) 각속도 센서 보정값 산출을 위한 연산

상기 센서보드(140)를 360°회전시킴으로써, 상기 센서보드(140)에 장착된 각속도 센서(120)를 통해 상기 센서보드(140)의 각속도를 산출하고 또한, 상기 센서보드(140)의 1 회전(360°)에 소요된 시간을 이용하여 상기 센서보드(140)의 각속도를 산출하는 연산을 수행한다.

상기 센서보드(140)의 1 회전 카운팅 및 1 회전에 소요된 시간의 측정은 상기 포토 커플러(130)를 통해 달성 가능하다.

(2) 각속도 센서에 근거한 방위각 산출을 위한 연산

상기 센서보드(140)의 1회전 동작을 통해 획득한 각속도 센서 보정값과, 차량 등의 이동 수단이 회전 동작할 경우 상기 차량에 설치된 각속도 센서(120)로부터 입력받는 각속도 정보을 이용하여 상기 차량의 방위각 변화량을 계산하고 해당 지점에서의 방위각을 산출하는 연산을 수행한다.

이하에서는 상기와 같이 각속도 센서(120)로부터 입력받는 각속도 정보를 이용해 산출되는 방위각을 "각속도 센서 방위각"이라 칭하기로 한다.

(3) 각속도 센서 방위각과 지자기 센서 방위각 비교 연산.

전술한 연산 작업을 통해 산출된 각속도 센서 방위각을 차량 등에 설치된 지자기 센서(110)로부터 입력받는 방위각 정보(이하, 지자기 센서 방위각이라 칭함)와 비교하는 연산을 수행한다.

(4) 각속도 센서 방위각의 동기화

상기 각속도 센서 방위각과 상기 지자기 센서 방위각을 비교하여 상기 두 개의 방위각이 서로 일치하면, 상기 각속도 센서(120)를 통해 산출된 방위각을 상기 지자기 센서를 통해 산출된 방위각에 동기화시키는 처리를 수행하고, 상기 동기화된 방위각을 기준 방위각으로 설정한다.

전술한 바와 같은 연산 모듈(100)의 연산 처리 작업을 통해 산출되는 방위각 정보는 지도 정보 매칭부로 전송되고, 상기 지도 정보 매칭부는 차량에 탑재된 카메라(10)로부터 매 순간 획득되는 영상 프레임에 상기 방위각을 매칭시켜 저장함으로써 작업자는 촬영되는 각각의 사진에 대응하는 방위각 정보를 수집해 나갈 수 있게 된다.

도 4는 본 발명의 회전 장치의 일실시예를 도시한 분해사시도이다.

본 발명의 회전 장치는 지자기 센서(110), 각속도센서 및 포토커플러가 장착된 센서보드(140)의 회전 동작을 실행해 주고, 상기 센서보드(140)가 차량에 안정 적으로 탑재될 수 있도록 구성되어야 한다.

상기와 같은 바, 도 4를 참조하면 본 발명의 일실시예에 따른 회전 장치는 기본적으로 지자기 센서(110), 각속도센서 및 포토커플러가 장착된 센서보드(140)와, 상기 센서보드(140)의 회전 동작을 구현하기 위한 회전 상판(210) 및 상기 회전 상판(210)과 결합되는 회전 하판(215) 그리고 상기 회전 상/하판을 회전봉(230)과 연결시키기 위한 하판 지지물(220)과, 상기 하판 지지물(220)의 회전을 통해 센서보드(140)의 회전을 유도하기 위한 회전봉(230)과, 상기 회전봉(230)의 회전을 발생시키기 위한 구동모터(240)를 포함하도록 구성된다.

또한, 상기 회전봉(230)이 구동모터(240)에 안정적으로 연결될 수 있도록 상기 회전봉(230)과 구동모터(240) 사이에 아탑터(250)를 더 구비하고, 상기 구동모터(240)는 내부가 비어있는 하부케이스(260)에 장착되도록 하고, 상기 하부케이스 (260)는 차량에 실질적으로 부착되는 베이스 기판(270)에 결합 고정되도록 구성함으로써, 본 발명의 회전 장치를 차량에 안정적으로 탑재할 수 있고, 센서보드(140)의 회전 조작을 발생시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 센서보드(140)가 회전 상판(210)에 안정적으로 결합되어 회전 동작할 수 있도록 상기 센서보드(140)와 회전 상판 사이에 센서보드 지지대 (280)를 더 구비하는 것이 바람직하며, 상기 센서보드(140)는 내부가 비어 있는 측면 보호캡(290)과 상부 보호캡(295)에 감싸지도록 구성함으로써 센서보드(140)가 외부 환경으로부터 보호될 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.

상기에서 설명 및 도시한 회전 장치는 바람직한 하나의 일실시예에 해당하며 따라서, 상술한 목적을 달성 가능한 범위에서 다양하게 조립 설계될 수 있음은 당업자에게 자명하다.

도 2는 본 발명에 따른 방위각 측정 장치를 통해 방위각을 산출해 나가는 흐름을 도시한 블록 순서도이고, 도 3은 각속도 센서를 이용하여 현 촬영 지점의 방위각을 산출하는 구체적인 방법을 도시한 블록 순서도이다.

이하에서는 도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 방위각 측정 장치를 통해 각 지역의 유효 방위각을 산출해 나가는 방법에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

(1) 각속도 센서 보정값 산출 단계(S10)

센서보드를 360°회전시킨 후, 상기 센서보드에 장착된 각속도 센서를 통해 센서보드의 각속도를 산출하고, 또한 상기 센서보드의 1 회전(360°)에 소요된 시간을 이용하여 센서보드의 각속도를 계산하는 연산을 수행한다.

먼저, 센서보드에 장착된 각속도 센서를 통해 상기 센서보드의 각속도를 산출하는 방법은 센서보드의 1 회전 동안 각속도 센서가 읽어들인 각속도값을 합산한 후, 상기 합산에 사용된 각속도값의 개수로 나눠줌으로써 산출한다.

다음으로, 센서보드의 1 회전(360°)에 소요된 시간을 이용하여 상기 센서보드의 각속도를 산출하는 방법은 센서보드에 장착된 포토 커플러를 이용하여 센서보드의 1회전 동작 여부 및 1회전에 소요된 시간을 측정한 후, 1회전에 해당하는 각도(즉, 360°)를 상기 소요 시간으로 나눠줌으로써 산출한다.

각속도 센서 보정값은 각속도 센서를 이용해 산출한 센서보드의 각속도를 회전 소요시간을 측정해 산출한 센서보드의 각속도로 나눠준 값으로서, 이는 후술할 방위각 변화량 계산시 각속도 센서 장비에 따른 편차를 보정하기 위한 고유값으로 사용된다.

(2) 각속도 센서를 통한 방위각 변화량 산출 단계

도로변을 이동 중인 차량이 회전을 하게되면 상기 차량에 탑재된 카메라(10)로부터 획득되는 각각의 사진에 해당하는 방위각 역시 변하게 된다.

각속도 센서를 통한 방위각 산출 단계는 상술한 바와 같이 차량의 회전 이동에 따라 변화하는 방위각을 산출하되, 각속도 센서로부터 출력되는 각속도 정보와 기준 방위각을 이용하여 현 촬영 지점의 유효 방위각을 산출하는 단계이다.

상기 "기준 방위각"이란 현재 촬영 중인 지점의 이전 지점에서 본 발명의 방위각 측정 장치 및 방법을 통해 확보된 유효 방위각을 지칭하는 것으로서, 자세한 것은이하에서 설명하기로 한다.

상기 각속도 센서와 기준 방위각을 이용하여 현 촬영 지점의 유효 방위각을 산출하기 위하여는 먼저, 차량의 회전 발생시 상기 각속도 센서로부터 측정되는 각속도 정보를 이용해 상기 차량의 회전각 즉, 방위각 변화량을 계산하는 단계(S21)가 필요하다.

상기 회전각(방위각 변화량)은 회전 운동 발생시 측정되는 각속도의 적분연 산을 통해 산출할 수 있다. 그러나, 각속도 센서는 장비마다 어느정도 편차를 갖고 있기 때문에 차량에 설치된 특정 각속도 센서를 통해 산출된 방위각 변화량은 해당 각속도 센서의 편차를 고려하여 보정하는 과정이 필요하다.

상기 방위각 변화량의 보정은 상술한 각속도 센서 보정값을 통하여 보정이 이루어진다. 즉, 각속도 센서를 통해 산출된 방위각 변화량을 상기 각속도 센서 보정값으로 나눠주게 되면(S22), 사용된 각속도 센서 장비의 편차가 제거된 방위각 변화량을 획득할 수 있다. 이를 "유효 방위각 변화량" 이라 칭하기로 한다.

이하에서는, 상술한 과정을 통해 산출된 유효 방위각 변화량과 기준 방위각을 이용해 현 촬영 지점의 실질적인 방위각에 해당하는 유효 방위각을 획득해 나가는 방법에 대하여 설명하도록 한다.

해당 지점의 촬영 사진에 매칭되는 유효 방위각을 획득하기 위하여는 먼저, 상술한 각속도 센서 방위각을 산출한 후 이를 지자기 센서 방위각과 비교하는 과정이 필요하다.

(3) 각속도 센서 방위각 산출 단계(S20)

각속도 센서 방위각이란 각속도 센서로부터 입력받는 각속도 정보를 이용해 산출한 현 촬영 지점의 방위각으로서, 구체적으로는 상술한 유효 방위각 변화량을 이전 지점에서 확보된 기준 방위각에 가감(加減)함(S23)으로써 산출된다.

(4) 비교 연산(S30) 및 동기화(S40) 단계

전술한 과정을 통해 산출된 특정 각속도 센서 방위각에 해당하는 촬영 지점에 있어서, 본 발명의 연산 모듈(100)은 상기 촬영 지점에 대한 지자기 센서 방위각 정보도 입력받게 된다.

본 발명의 비교 연산 및 동기화 단계는 특정 지점에서 산출된 각속도 센서 방위각과 지자기 센서로부터 측정된 지자기 센서 방위각을 비교한 후, 상기 각속도 센서 방위각을 상기 지자기 센서 방위각에 동기화하는 과정을 의미한다.

구체적으로 살펴보면, 상기 각속도 센서를 통해 산출된 방위각과 상기 지자기 센서로부터 검출된 방위각을 비교하여 소정 조건의 만족 여부를 판단하고, 상기 판단 결과 상기 소정 조건을 만족하면 유효 방위각으로 판단하여 상기 각속도 센서 방위각을 상기 지자기 센서 방위각에 동기화시킨다.

동기화된 방위각은 현 촬영 지점에 대한 유효 방위각으로 사용되고, 동시에 상술한 각속도 센서 방위각 산출시 필요한 기준 방위각으로 재설정(S50)된다.

즉, 상기 소정의 조건을 만족하여 동기화가 완료된 방위각은 현 지점에서 촬영된 사진에 매칭될 유효 방위각이면서, 동시에 다음 촬영 지점(즉, 차량의 회전 등으로 방위각이 변화된 지점)에서 각속도 센서 방위각 산출시 필요한 기준 방위각으로 재설정되는 것이다.

또한, 상기 "소정의 조건"이란 상기 각속도 센서 방위각과 상기 지자기 센서 방위각이 일치하는 경우를 지칭하며, 상기 "일치하는 경우"가 의미하는 바는 상기 각속도 센서 방위각과 상기 지자기 센서 방위각이 소수점 이하까지 완벽하게 일치하는 경우는 물론 작업자가 설정한 편차 허용 범위(예컨데, ±0.05) 내에서 상기 각속도 센서 방위각과 상기 지자기 센서 방위각이 일치하는 경우도 포함한다.

만약, 상기 비교 연산 결과 상기 각속도 센서 방위각과 지자기 센서 방위각이 상기 소정의 조건을 만족하지 못한다면 다음과 같이 처리 진행된다.

두 개의 방위각이 상기 소정의 조건을 만족하지 못하고 있다는 것은 현재 촬영 지점에 자기장에 영향을 미치는 구조물 등이 나타나 지자기 센서가 오작동하여 잘못된 방위각을 출력하고 있음을 의미한다.

따라서, 상기와 같이 경우 연산 모듈(100)은 비교 연산 과정을 다시 반복함으로써 두 개의 방위각이 일치 여부를 다시 확인하는 작업을 수행하고, 지자기 센서가 구조물의 영향을 벗어나 옳바르게 작동하게 되어 두 개의 방위각이 일치됨을 확인하면, 상술한 동기화 작업을 실시함으로써 기준 방위각 및 유효 방위각을 최종적으로 확보할 수 있게 된다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 방위각 측정 장치는 촬영을 위하여 이동 중인 차량에 설치된 각속도 센서와 지자기 센서로부터 각속도 정보 및 방위각 정보를 입력받고, 이를 근거로 산출되는 각속도 센서 방위각과 지자기 센서 방위각을 비교 연산 및 동기화하는 작업을 수행하고, 차량의 이동 및 회전으로 방위각에 변화가 발생할 시 마다 상기 작업을 반복 실행함으로써 각각의 촬영 사진에 정확하게매칭되는 방위각을 수집해 갈 수 있게 된다.

이상에서, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 설명 및 도시하였으나, 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것을 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 지리 정보 파노라마 사진의 제작을 위한 방위각 측정 장치의 시스템 구성을 도시한 블록 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 방위각 측정 장치를 통해 방위각을 산출해 나가는 흐름을 도시한 블록 순서도.

도 3은 각속도 센서를 이용하여 현 촬영 지점의 방위각을 산출하는 구체적인 방법을 도시한 블록 순서도.

도 4는 본 발명의 회전 장치의 일실시예를 도시한 분해사시도.

Claims (7)

1. 차량을 포함한 이동수단에 카메라를 설치하고, 상기 카메라로부터 획득되는 촬영 사진에 매칭되는 방위각을 수집해 나가기 위한 장치로서,

   지자기 센서와 각속도 센서의 보정을 수행하기 위한 장치로서 360°회전 동작이 가능하도록 구성된 센서보드;

   상기 센서보드 상에 장착되며, 지구의 자기를 감지해 방위각 정보를 출력하는 지자기 센서;

   상기 센서보드 상에 장착되며, 회전하는 물체의 각속도를 측정해 각속도 정보를 출력하는 각속도 센서;

   상기 센서보드의 360°회전여부 및 소요시간을 카운팅하기 위한 카운팅 수단; 및

   상기 지자기 센서, 각속도 센서 및 카운팅 수단로부터 입력되는 정보에 근거한 연산 처리를 통해 각 촬영 지점의 방위각을 산출해 나가는 연산 모듈을 포함하고,

   상기 연산 모듈은,

   상기 각속도 센서와 카운팅 수단을 이용하여, 상기 각속도 센서의 각속도 측정시 발생할 수 있는 측정 오차를 교정하기 위한 보정값을 산출하는 연산을 수행하고,

   상기 각속도 센서로부터 입력받는 각속도의 적분연산과 상기 각속도 센서 보정값과 이전 촬영 지점에서 동기화된 방위각을 이용하여 현 촬영 지점의 방위각을 산출하는 연산을 수행하고,

   산출된 상기 현 촬영 지점의 방위각과 상기 현 촬영 지점에서 상기 지자기 센서로부터 입력된 방위각을 비교하여 소정의 조건을 만족할 경우, 상기 현 촬영 지점의 방위각을 상기 지자기 센서로부터 입력된 방위각에 동기화시키는 처리를 수행하며,

   상기 소정의 조건은,

   상기 각속도 센서를 통해 산출된 방위각과 상기 지자기 센서로부터 입력된 방위각이 작업자가 설정한 편차 허용 범위 내에서 상호 일치하는 경우인 것을 특징으로 하는 지리 정보 파노라마 사진의 제작을 위한 방위각 측정 장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 카운팅 수단은 포토커플러로 구성되는 것을 특징으로 하는 지리 정보 파노라마 사진의 제작을 위한 방위각 측정 장치.
4. 차량을 포함한 이동수단에 설치된 지자기 센서 및 각속도 센서를 이용하여, 차량의 카메라로부터 획득되는 촬영 사진에 매칭되는 방위각을 수집해 나가기 위한 방법으로서,

   현 촬영 지점에서 상기 각속도 센서로부터 측정되는 각속도 정보를 이용해 상기 이동수단의 방위각 변화량을 계산하는 제 1 단계;

   상기 제 1 단계를 통해 산출된 방위각 변화량을 이전 촬영 지점에서 확보된 기준 방위각에 가감하여 현 촬영 지점에서의 방위각을 산출하는 제 2 단계;

   상기 제 2 단계에서 산출된 방위각을 상기 현 지점에서 상기 지자기 센서로부터 검출된 방위각과 비교하는 제 3 단계;

   제 3 단계의 비교 결과, 상기 각속도 센서를 통해 산출된 방위각과 상기 지자기 센서로부터 검출된 방위각이 소정의 조건을 만족할 경우, 유효한 방위각으로 판단하여 상기 각속도 센서를 통해 산출된 방위각을 상기 지자기 센서로부터 검출된 방위각에 동기화시키는 제 4 단계; 및

   상기 동기화된 방위각을 새로운 기준 방위각으로 재설정하고, 상기 이동수단이 상기 현 촬영 지점으로부터 다른 촬영 지점으로 이동시, 상기 제 1 단계 내지 제 4 단계의 연산 과정을 반복해 나감으로써, 각 지역을 이동하며 정확한 방위각을 지속적으로 수집해 나갈 수 있는 것을 특징으로 하고,

   상기 제 4 단계의 상기 소정의 조건은 상기 각속도 센서를 통해 산출된 방위각과 상기 지자기 센서로부터 입력된 방위각이 작업자가 설정한 편차 허용 범위 내에서 상호 일치하는 경우인 것을 특징으로 하는 지리 정보 파노라마 사진의 제작을 위한 방위각 측정 방법.
5. 삭제
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 각속도 센서가 장착되고 360°회전 가능하도록 구성된 센서보드를 회전시켜 연산을 수행함으로써 각속도 센서 보정값을 산출하는 보정 단계를 더 포함하고,

   상기 제 1 단계는,

   상기 이동수단의 회전 운동 발생시 측정되는 각속도의 적분연산을 통해 산출된 회전각을 상기 보정 단계에서 산출된 각속도 센서 보정값으로 나눠줌으로써, 상기 이동수단의 방위각 변화량을 산출하는 것을 특징으로 하는 지리 정보 파노라마 사진의 제작을 위한 방위각 측정 방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 보정 단계는,

   상기 센서보드를 360°회전시키는 제 1-1 단계;

   상기 센서보드에 설치된 각속도 센서를 통해 출력된 각속도값을 합산한 후, 상기 합산에 사용된 사용된 각속도값의 개수로 나눠줌으로써, 상기 센서보드의 평균 각속도를 산출하는 제 1-2 단계;

   상기 센서보드의 360°회전에 소요된 시간을 측정하여 계산함으로써, 상기 센서보드의 평균 각속도를 산출하는 제 1-3 단계; 및

   상기 제 1-2 단계를 통해 산출된 평균 각속도값을 상기 제 1-3 단계를 통해 산출된 평균 각속도값으로 나눠줌으로써, 각속도 센서 보정값을 산출하는 제 1-4 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지리 정보 파노라마 사진의 제작을 위한 방위각 측정 방법.

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