KR20190143172A - 팬틸트-짐벌 일체형 시스템 및 그 제어 방법 - Google Patents

Abstract

팬틸트-짐벌 일체형 시스템을 개시한다. 일 실시 예에 따른 팬틸트-짐벌 일체형 시스템은, 이동체에 설치되고, 일측에 장착된 카메라를 적어도 2축 방향으로 회전시키는 회전 모듈; 상기 이동체의 요우 및 피치 방향 흔들림을 측정하는 센서부; 상기 카메라의 촬영 각도를 조절하기 위한 명령이 입력되는 입력부; 및 상기 회전 모듈의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 카메라의 요우 및 피치 방향 흔들림이 보정되도록, 상기 센서부에서 측정된 상기 이동체의 흔들림에 반대되는 방향으로 상기 회전 모듈을 회전시키고, 상기 입력부에 상기 카메라의 회전 명령이 입력되면, 상기 제어부는 상기 입력된 명령에 따라 회전 모듈을 회전시키되, 상기 카메라의 흔들림 보정 제어와 연동되도록 제어할 수 있다.

Description

팬틸트-짐벌 일체형 시스템 및 그 제어 방법{PAN-TILT-GIMBAL INTEGRATED SYSTEM AND CONTROL METHOD THEREOF}

아래의 실시 예는 팬틸트-짐벌 일체형 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

최근 사람이 접근하기 어려운 환경이나 지속적으로 상주하기 어려운 상황에서 무인 카메라의 필요성이 증가하고 있다. 무인 카메라는 선박, 차량, 비행기 또는 지상 로봇 등의 이동체에 장착되어 영상 촬영, 정찰 또는 감시 등의 다양한 목적으로 활용되고 있으며, 그 범위가 점차 확대되고 있다. 무인 카메라의 촬영 각도를 조절하기 위하여, 무인 카메라는 패닝 및 틸팅 가능한 팬틸트 모듈에 장착된다. 한편, 외부 환경의 변화나 이동 상황의 변화에 따라 이동체가 흔들리는 경우에도, 안정적인 영상 촬영을 위하여 카메라는 수평이 유지되어야 한다. 예를 들어, 선박에 설치된 무인 카메라는, 파도에 의하여 선박이 흔들리는 경우에도 안정적으로 영상을 촬영하기 위하여 실시간으로 수평이 유지되어야 한다. 이를 위하여, 이동체의 흔들림을 보정해주는 짐벌 모듈이 활용되고 있다. 종래에는 팬틸트 모듈과 짐벌 모듈이 서로 별개의 모듈로서 구성되어 왔다. 즉, 카메라를 패닝 또는 틸팅시키기 위한 팬틸트 모듈과, 카메라의 수평을 보정하는 짐벌 모듈이 서로 별개의 모듈로 구성되어졌다. 다만, 팬틸트 모듈과 짐벌 모듈을 별개의 모듈로 구성하여 사용하는 것은 공간 및 비용의 낭비를 초래하며 그 제어 방법 또한 비효율적인 측면이 있었다. 따라서, 팬틸트 모듈과 짐벌 모듈이 일체형으로 구성되는 팬틸트-짐벌 일체형 시스템이 요구되며, 이러한 일체형 시스템을 제어하는 제어 방법이 요구된다.

일 실시 예의 목적은, 팬틸트 모듈과 짐벌 모듈이 일체형으로 구성된 팬틸트-짐벌 일체형 시스템을 제공하는 것이다.

일 실시 예의 목적은, 팬틸트-짐벌 일체형 시스템을 효율적으로 제어하기 위한 제어 방법을 제공하는 것이다.

일 실시 예에 따른 팬틸트-짐벌 일체형 시스템은, 이동체에 설치되고, 일측에 장착된 카메라를 적어도 2축 방향으로 회전시키는 회전 모듈; 상기 이동체의 요우 및 피치 방향 흔들림을 측정하는 센서부; 상기 카메라의 촬영 각도를 조절하기 위한 명령이 입력되는 입력부; 및 상기 회전 모듈의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 카메라의 요우 및 피치 방향 흔들림이 보정되도록, 상기 센서부에서 측정된 상기 이동체의 흔들림에 반대되는 방향으로 상기 회전 모듈을 회전시키고, 상기 입력부에 상기 카메라의 회전 명령이 입력되면, 상기 제어부는 상기 입력된 명령에 따라 회전 모듈을 회전시키되, 상기 카메라의 흔들림 보정 제어와 연동되도록 제어할 수 있다.

상기 입력부에 상기 카메라를 일방향으로 회전시키는 명령이 입력되면, 상기 제어부는 상기 회전 모듈을 상기 일방향으로 회전시키되, 상기 회전 모듈이 상기 일방향으로 회전하는 동안에는 상기 카메라의 상기 일방향에 대한 흔들림 보정을 수행하지 않도록 제어할 수 있다.

상기 입력부에 상기 카메라의 패닝 명령이 입력되면, 상기 제어부는 상기 회전 모듈을 패닝시키되, 상기 회전 모듈이 패닝하는 동안에는 상기 카메라의 요우 방향 흔들림 보정을 수행하지 않도록 제어할 수 있다.

상기 입력부에 상기 카메라의 틸팅 명령이 입력되면, 상기 제어부는 상기 회전 모듈을 틸팅시키되, 상기 회전 모듈이 틸팅하는 동안에는 상기 카메라의 피치 방향 흔들림 보정을 수행하지 않도록 제어할 수 있다.

상기 입력부에 상기 카메라를 일방향으로 입력 각도만큼 회전시키는 명령이 입력되면, 상기 제어부는, 상기 카메라가 현재 위치에서 상기 일방향으로 상기 입력 각도만큼 회전된 위치에 추종될 때까지 상기 회전 모듈을 상기 일방향으로 회전시키되, 상기 회전 모듈이 상기 일방향으로 회전하는 동안에는 상기 카메라의 상기 일방향에 대한 흔들림 보정을 수행하지 않도록 제어할 수 있다.

상기 입력부에 상기 카메라를 입력된 위치로 회전시키는 명령이 입력되면, 상기 제어부는, 상기 카메라의 흔들림 보정을 수행하면서 상기 카메라가 상기 입력된 위치에 추종되도록 상기 회전 모듈을 회전시킬 수 있다.

상기 입력부에 상기 카메라를 입력된 위치로 회전시키는 명령이 입력되면, 상기 제어부는, 상기 카메라의 흔들림 보정에 대한 기준 위치를 상기 입력된 위치로 재설정할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 카메라의 촬영 각도 조절이 완료되면 상기 카메라의 흔들림 보정에 대한 기준 위치를 상기 카메라의 현재 위치로 재설정할 수 있다.

상기 회전 모듈은 3축 방향으로 회전 가능하고, 상기 센서부는 상기 이동체의 요우, 피치 및 롤 방향 흔들림을 측정하고, 상기 제어부는 상기 카메라의 요우, 피치 및 롤 방향 흔들림이 보정되도록, 상기 센서부에서 측정된 상기 이동체의 흔들림에 반대되는 방향으로 상기 회전 모듈을 회전시키고, 상기 제어부는 상기 카메라의 롤 방향 흔들림 보정은 지속적으로 수행되도록 제어할 수 있다.

상기 센서부는 자이로 센서, 가속도 센서 및 지자기 센서 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따른 팬틸트-짐벌 일체형 시스템 제어 방법은, 이동체에 설치되고, 일측에 장착된 카메라의 요우 및 피치 방향 흔들림이 보정되도록, 상기 카메라를 상기 이동체에 대하여 적어도 2축 방향으로 회전시키는 회전 모듈이 제공되는 단계; 상기 카메라를 일방향으로 회전시키는 명령이 입력되는 단계; 상기 회전 모듈을 상기 일방향으로 회전시키는 단계; 및 상기 회전 모듈이 상기 일방향으로 회전하는 동안, 상기 카메라의 상기 일방향에 대한 흔들림 보정을 수행하지 않도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따른 팬틸트-짐벌 일체형 시스템 제어 방법은, 이동체에 설치되고, 일측에 장착된 카메라의 요우 및 피치 방향 흔들림이 보정되도록, 상기 카메라를 상기 이동체에 대하여 적어도 2축 방향으로 회전시키는 회전 모듈이 제공되는 단계; 상기 카메라를 일방향으로 입력 각도만큼 회전시키는 명령이 입력되는 단계; 상기 카메라가 현재 위치에서 상기 일방향으로 상기 입력 각도만큼 회전된 위치에 추종될 때까지 상기 회전 모듈을 상기 일방향으로 회전시키는 단계; 및 상기 회전 모듈이 상기 일방향으로 회전하는 동안, 상기 카메라의 상기 일방향에 대한 흔들림 보정을 수행하지 않도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 입력된 명령에 따른 상기 카메라의 회전이 완료되면, 상기 카메라의 흔들림 보정에 대한 기준 위치를 상기 카메라의 현재 위치로 재설정할 수 있다.

일 실시 예에 따른 팬틸트-짐벌 일체형 시스템 및 그 제어 방법은, 하나의 회전 모듈로 팬틸트 기능 및 짐벌 기능을 모두 구현할 수 있다.

일 실시 예에 따른 팬틸트-짐벌 일체형 시스템 및 그 제어 방법은, 팬틸트 기능 및 짐벌 기능을 서로 연동하여 제어함으로써 제어 프로세스를 단순화시킬 수 있다.

일 실시 예에 따른 팬틸트-짐벌 일체형 시스템 및 그 제어 방법의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 일 실시 예에 따른 팬틸트-짐벌 일체형 시스템의 개략도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 팬틸트-짐벌 일체형 시스템의 제어 방법의 순서도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 팬틸트-짐벌 일체형 시스템의 제어 방법의 순서도이다.

이하, 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 일 실시 예에 따른 팬틸트-짐벌 일체형 시스템의 개략도이다.

도 1을 참조하면, 팬틸트-짐벌 일체형 시스템(1)은 이동체(M)에 설치될 수 있다. 팬틸트-짐벌 일체형 시스템(1)은 이동체(M)에 설치되는 카메라(C)를 제어하기 위하여 사용될 수 있다. 이동체(M)는 선박, 비행기, 차량, 로봇 또는 드론 등을 의미할 수 있다. 팬틸트-짐벌 일체형 시스템(1)은 카메라(C)의 촬영 각도를 조절하기 위하여, 카메라(C)를 원하는 방향 및 각도로 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 팬틸트-짐벌 일체형 시스템(1)은 카메라(C)를 패닝(panning) 또는 틸팅(tilting)시킬 수 있다. 또한, 팬틸트-짐벌 일체형 시스템(1)은 카메라(C)의 흔들림을 보정하는 짐벌 기능을 구현할 수 있다. 즉, 팬틸트-짐벌 일체형 시스템(1)은 이동체(M)가 흔들리는 경우에도 카메라(C)가 흔들림 없이 안정적으로 영상을 촬영할 수 있도록, 이동체(M)의 흔들림에 따른 카메라(C)의 흔들림을 실시간으로 보정할 수 있다. 팬틸트-짐벌 일체형 시스템(1)은 하나의 회전 모듈(10)로 팬틸트 기능과 짐벌 기능을 모두 수행할 수 있다. 또한, 팬틸트-짐벌 일체형 시스템(1)은 팬틸트 기능과 짐벌 기능을 서로 연동하여 제어할 수 있다. 예를 들어, 카메라(C)가 패닝/틸팅하는 동안에는 짐벌 기능의 일부가 수행되지 않을 수 있다. 또는, 경우에 따라 카메라(C)의 패닝/틸팅과 짐벌 기능이 동시에 수행될 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 하나의 회전 모듈(10)로 팬틸트 기능 및 짐벌 기능을 모두 구현할 수 있으므로, 공간 및 비용을 절약할 수 있으며, 제어 프로세스를 단순화시킬 수 있다. 팬틸트-짐벌 일체형 시스템(1)은, 회전 모듈(10), 입력부(11), 센서부(12) 및 제어부(13)를 포함할 수 있다.

회전 모듈(10)은 이동체(M)에 설치될 수 있다. 회전 모듈(10)의 일측에는 카메라(C)가 장착될 수 있다. 회전 모듈(10)은 카메라(C)를 이동체(M)에 대하여 2축 또는 3축 방향으로 회전시킬 수 있다. 이를 위하여 회전 모듈(10)은 2축 또는 3축 방향으로 회전 가능한 구동부를 포함할 수 있다. 회전 모듈(10)에 장착되는 카메라(C)는 일반 카메라, 캠, CCTV, 열화상 카메라, 적외선 카메라 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 회전 모듈(10)의 일측에는 주간용 카메라가, 타측에는 야간용 카메라가 연결될 수 있다.

회전 모듈(10)은 장착된 카메라(C)를 패닝(panning) 또는 틸팅(tilting)시킬 수 있다. 도 1에 도시된 좌표계를 기준으로, 패닝은 z축 방향에 대한 회전을 의미하고, 틸팅은 y축 방향에 대한 회전을 의미한다. 즉, 패닝은 좌우 방향 회전을 의미하고, 틸팅은 상하 방향 회전을 의미할 수 있다. 회전 모듈(10)은 카메라(C)를 패닝시키기 위하여 z축 방향으로 회전할 수 있다. 또한, 회전 모듈(10)은 카메라(C)를 틸팅시키기 위하여 y축 방향으로 회전할 수 있다. 이러한 회전 모듈(10)의 회전을 통해 카메라(C)를 패닝 및 틸팅 시킴으로써, 카메라(C)의 촬영 각도를 조절할 수 있다. 한편, 회전 모듈(10)이 3축 방향으로 회전 가능한 경우, 회전 모듈(10)은 카메라(C)를 롤링(rolling)시킬 수 있다. 롤링은 x축 방향에 대한 회전을 의미한다. 회전 모듈(10)은 카메라(C)를 롤링시키기 위하여 x축 방향을 회전할 수 있다.

회전 모듈(10)은 이동체(M)가 이동함에 따라 흔들림이 발생하더라도 카메라(C)가 수평을 유지할 수 있도록, 이동체(M)에 대하여 카메라(C)의 흔들림을 보정할 수 있다. 즉, 회전 모듈(10)은 2축 또는 3축 짐벌(gimbal)로 기능할 수 있다. 예를 들어, 회전 모듈(10)이 3축 방향으로 구동되는 경우, 회전 모듈(10)은 카메라(C)의 요우(yaw), 피치(pitch) 또는 롤(roll) 방향 흔들림을 보정할 수 있다. 즉, 회전 모듈(10)은 이동체(M)의 흔들림에 따른 카메라(C)의 요우, 피치 또는 롤 방향 흔들림이 보정되도록 회전할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 회전 모듈(10)이 이동체(M)의 흔들림을 보정함으로써, 카메라(C)는 흔들림 없는 촬영 화면을 제공할 수 있다. 한편, 도 1에 도시된 좌표계를 기준으로, 요우는 z축 방향에 대한 회전을 의미하고, 피치는 y축 방향에 대한 회전을 의미하고, 롤은 x축 방향에 대한 회전을 의미한다. 즉, 요우는 패닝에 대응되며, 피치는 틸팅에 대응되며, 롤은 롤링에 대응된다.

입력부(11)에는 카메라(C)의 촬영 각도를 조절하기 위한 명령이 입력될 수 있다. 카메라(C)의 촬영 각도는, 카메라(C)의 위치, 회전 각도 등을 의미할 수 있다. 사용자는 카메라(C)의 위치, 회전 각도 등을 조절하기 위하여, 입력부(11)에 명령을 입력할 수 있다. 입력부(11)는 조이스틱, 키보드, 버튼 등 다양한 형태로 형성될 수 있다. 입력부(11)에는 카메라(C)의 회전 방향 및/또는 회전 각도가 입력될 수 있다. 예를 들어, 입력부(11)가 조이스틱인 경우, 입력부(11)에는 카메라(C)의 회전 방향이 입력될 수 있다. 또는, 입력부(11)가 키보드인 경우, 입력부(11)에는 카메라(C)의 회전 방향 및/또는 회전 각도가 입력될 수 있다. 입력부(11)에 입력된 명령은 제어부(13)에 전달될 수 있다.

센서부(12)는 이동체(M)의 요우, 피치 또는 롤 방향 흔들림을 측정할 수 있다. 즉, 센서부(12)는 이동체(M)가 흔들림에 따라 카메라(C)가 요우, 피치 또는 롤 방향으로 얼마나 흔들렸는지를 측정할 수 있다. 센서부(12)는 자이로 센서, 가속도 센서 및 지자기 센서 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 센서부(12)는 상기 센서를 이용하여 이동체(M)의 기울어진 방향, 각도, 각속도 등을 측정할 수 있다. 센서부(12)에서 측정된 측정값은 제어부(13)에 전달될 수 있다. 한편, 일 실시 예에 따른 팬틸트-짐벌 일체형 시스템은, 회전 모듈의 회전 각도 및 회전 속도를 측정하는 엔코더를 더 포함할 수도 있다.

제어부(13)는 회전 모듈(10)의 동작을 제어할 수 있다. 제어부(13)는 회전 모듈(10)이 팬틸트 모듈로서 기능하도록, 회전 모듈(10)을 패닝 또는 틸팅시킬 수 있다. 즉, 제어부(13)는 카메라(C)가 패닝 또는 틸팅되도록, 회전 모듈(10)을 z축 또는 y축 방향으로 회전시킬 수 있다. 또한, 제어부(13)는 회전 모듈(10)이 짐벌 모듈로서 기능하도록, 회전 모듈(10)을 회전시킬 수 있다. 즉, 제어부(13)는 이동체(M)의 흔들림에 따른 카메라(C)의 요우, 피치 또는 롤 방향 흔들림이 보정되도록, 회전 모듈(10)을 2축 또는 3축 방향으로 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 제어부(13)는 센서부(12)에서 측정된 이동체(M)의 흔들림에 반대되는 방향 및 각도로 회전 모듈(10)을 회전시킴으로써, 카메라(C)의 흔들림을 보정할 수 있다. 카메라(C)의 흔들림 보정에 대한 기준 위치는 절대 기준 위치를 참조할 수 있다. 제어부(13)는 입력부(11)를 통한 별도의 명령이 없는 한, 카메라(C)의 흔들림 보정이 지속적으로 수행되도록 회전 모듈(10)의 회전 동작을 제어할 수 있다.

제어부(13)는 입력부(11)로부터 입력된 명령을 전달받을 수 있다. 입력부(11)에 카메라(C)의 회전 명령이 입력되면, 제어부(13)는 입력된 명령에 따라 카메라(C)의 흔들림 보정과 연동하여 회전 모듈(10)의 회전을 제어할 수 있다. 즉, 제어부(13)는 입력된 명령에 따라 회전 모듈(10)을 회전시키되, 카메라(C)의 흔들림 보정 제어와 연동되도록 회전 모듈(10)의 회전을 제어할 수 있다. 제어부(13)의 연동 제어에 대하여는 이하에서 케이스 별로 설명하도록 한다.

이하에서는, 카메라(C)를 특정 방향으로 회전시키는 명령이 입력된 경우의 연동 제어에 대하여 설명한다.

입력부(11)에 카메라(C)를 특정 방향으로 회전시키는 명령이 입력될 수 있다. 예를 들어, 입력부(11)는 조이스틱이고, 사용자는 조이스틱을 이용하여 목표하는 카메라(C)의 회전 방향을 입력할 수 있다. 이는 입력부(11)에 카메라(C)의 회전 방향에 대한 정보만 입력된 것으로 이해될 수 있다. 위와 같은 명령이 입력되면, 제어부(13)는 회전 모듈(10)을 입력된 방향으로 회전시킬 수 있다. 또한, 제어부(13)는 회전 모듈(10)이 사용자의 명령에 따라 입력된 방향으로 회전하는 동안에는, 회전 모듈(10)이 입력된 방향과 동일한 방향에 대하여 카메라(C)의 흔들림 보정을 수행하지 않도록 제어할 수 있다. 즉, 제어부(13)는 사용자의 명령에 따라 회전 모듈(10)이 일방향으로 회전하는 동안에는 상기 일방향에 대한 카메라(C)의 흔들림 보정을 수행하지 않도록 제어할 수 있다. 카메라(C)의 회전 방향에 대한 명령만 입력된 경우, 입력된 방향으로 카메라(C)를 회전시키는 것이 목적이므로, 회전 모듈(10)이 입력된 방향에 대한 흔들림 보정을 수행하지 않는 것이 더 효율적일 수 있다. 회전 모듈(10)이 명령에 따라 회전하는 동안, 동일 방향에 대한 흔들림 보정을 정지시킴으로써, 보정 프로세스를 3축 보정에서 2축 보정으로 또는, 2축 보정에서 1축 보정으로 단순화시킬 수 있다. 또한, 회전 모듈(10)의 불필요한 회전을 방지할 수 있으므로, 회전 모듈(10)의 수명 증대에 도움이 될 수 있다.

예를 들어, 입력부(11)에 카메라(C)의 패닝 명령이 입력되면, 제어부(13)는 회전 모듈(10)을 패닝시키고(z축 방향으로 회전시키고), 회전 모듈(10)이 패닝하는 동안에는 회전 모듈(10)이 요우 방향에 대한 흔들림 보정을 수행하지 않도록 제어할 수 있다. 다만, 회전 모듈(10)이 패닝하는 동안에도 카메라(C)의 피치 또는 롤 방향 흔들림에 대한 보정은 지속적으로 수행되도록 제어될 수 있다. 틸팅의 경우에도 마찬가지로 적용될 수 있다. 입력부(11)에 카메라(C)의 틸팅 명령이 입력되면, 제어부(13)는 회전 모듈(10)을 틸팅시키고(y축 방향으로 회전시키고), 회전 모듈(10)이 틸팅하는 동안에는 회전 모듈(10)이 피치 방향에 대한 흔들림 보정을 수행하지 않도록 제어할 수 있다. 다만, 회전 모듈(10)이 틸팅하는 동안에도 카메라(C)의 요우 또는 롤 방향 흔들림에 대한 보정은 지속적으로 수행되도록 제어될 수 있다.

한편, 카메라(C)의 회전을 종료시키는 명령이 입력된 경우, 제어부(13)는 회전 모듈(10)의 회전 동작을 종료하고, 회전 모듈(10)이 다시 모든 방향에 대하여 흔들림 보정을 수행하도록 제어할 수 있다. 이 경우, 카메라(C)의 흔들림 보정에 대한 기준 위치는 카메라(C)의 현재 위치로 재설정될 수 있다. 즉, 제어부(13)는 사용자의 명령에 따른 카메라(C)의 촬영 각도 조절이 완료되면, 카메라(C)의 흔들림 보정에 대한 기준 위치를 카메라(C)의 현재 위치로 재설정할 수 있다.

이하에서는, 카메라(C)를 특정 방향으로 특정 각도만큼 회전시키는 명령이 입력된 경우의 연동 제어에 대하여 설명한다.

입력부(11)에 카메라(C)를 특정 방향으로 특정 각도만큼 회전시키는 명령이 입력될 수 있다. 예를 들어, 입력부(11)는 키보드이고, 사용자는 키보드를 이용하여 목표하는 카메라(C)의 회전 방향 및 회전 각도를 입력할 수 있다. 이는 입력부(11)에 카메라(C)의 회전 방향 및 회전 각도에 대한 정보가 함께 입력된 것으로 이해될 수 있다. 위와 같은 명령이 입력되면, 제어부(13)는 카메라(C)가 현재 위치에서 입력된 방향으로 입력된 각도만큼 회전한 위치에 추종되도록, 회전 모듈(10)을 회전시킬 수 있다. 또한, 제어부(13)는 사용자의 명령에 따라 회전 모듈(10)이 입력된 방향으로 회전하는 동안에는, 회전 모듈(10)이 입력된 방향에 대한 카메라(C)의 흔들림 보정을 수행하지 않도록 제어할 수 있다. 카메라(C)의 회전 방향 및 회전 각도에 대한 명령이 입력된 경우, 카메라(C)를 현재 위치에서 입력된 방향 및 각도로 회전시키는 것이 목적이므로, 회전 모듈(10)이 입력된 방향에 대한 흔들림 보정을 수행하지 않도록 하는 것이 더 효율적일 수 있다. 예를 들어, 입력부(11)에 카메라(C)를 +20도만큼 틸팅시키는 명령이 입력되고, 그 순간 이동체(M)가 y축 방향으로 +5도만큼 흔들렸다고 하자. 이 경우, 제어부(13)는 카메라(C)의 피치 방향 흔들림 보정을 정지시키고, 회전 모듈(10)을 +15만큼만 틸팅시킴으로써, 사용자가 원하는 것과 동일한 결과를 달성할 수 있다. 즉, 카메라(C)가 실질적으로 입력된 각도만큼 회전하기만 하면 되므로, 이동체(M)가 입력된 방향으로 흔들린 각도(+5도)와 회전 모듈(10)이 입력된 방향으로 회전한 각도(+15도)의 합이 입력된 각도(+20도)와 일치하도록 회전 모듈(10)을 회전시킬 수 있다. 이를 위하여, 제어부(13)는 카메라(C)가 현재 위치에서 입력된 방향으로 입력된 각도만큼 회전된 위치에 추종될 때까지, 회전 모듈(10)을 회전시킬 수 있다. 다시 말해, 제어부(13)는 이동체(M)가 입력된 방향으로 흔들린 각도와 회전 모듈(10)이 입력된 방향으로 회전한 각도의 합이 입력된 각도와 일치되도록, 회전 모듈(10)을 회전시킬 수 있다. 이와 같이, 회전 모듈(10)이 일시적으로 카메라(C)의 회전 방향에 대한 흔들림 보정을 수행하지 않도록 제어함으로써, 회전 모듈(10)의 불필요한 회전을 방지할 수 있다. 즉, 위와 동일한 예시에서 회전 모듈(10)이 y축 방향으로 -5도만큼 회전하여 피치 방향 흔들림을 보정하고, 입력된 명령에 따라 다시 y축 방향으로 +20만큼 회전하는 등의 비효율적인 회전을 방지할 수 있다. 또한, 일시적으로 회전 모듈(10)의 특정 방향에 대한 흔들림 보정을 정지시킴으로써, 보정 프로세스를 3축 보정에서 2축 보정으로 또는, 2축 보정에서 1축 보정으로 단순화시킬 수 있다. 한편, 위와 동일한 예시에서, 제어부(13)는 카메라(C)의 요우 또는 롤 방향 흔들림에 대한 보정은 지속적으로 수행되도록 제어될 수 있다.

카메라(C)가 목표하는 위치에 도달하여 카메라(C)의 회전이 완료되는 경우, 제어부(13)는 회전 모듈(10)이 다시 모든 방향에 대하여 흔들림 보정을 수행하도록 제어할 수 있다. 이 경우, 카메라(C)의 흔들림 보정에 대한 기준 위치는 카메라(C)의 현재 위치로 재설정될 수 있다. 즉, 제어부(13)는 사용자의 명령에 따른 카메라(C)의 촬영 각도 조절이 완료되면, 카메라(C)의 흔들림 보정에 대한 기준 위치를 카메라(C)의 현재 위치로 재설정할 수 있다.

이하에서는, 카메라(C)를 위치 지정 방식으로 제어하는 경우의 연동 제어에 대하여 설명한다.

입력부(11)에 카메라(C)를 특정 위치로 회전시키는 명령이 입력될 수 있다. 즉, 입력부(11)에 카메라(C)로 촬영하고자 하는 위치의 절대 좌표가 입력될 수 있다. 예를 들어, 사용자는 입력부(11)에 카메라(C)로 촬영하고자 하는 위치의 위도, 경도 또는 방위각, 고도 등의 위치 좌표를 입력할 수 있다. 위와 같은 명령이 입력되면, 제어부(13)는 카메라(C)가 입력된 위치에 추종되도록 회전 모듈(10)을 회전시킬 수 있다. 이 경우, 제어부(13)는 카메라(C)의 흔들림 보정이 모든 방향에서 수행되도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(13)는 카메라(C)의 흔들림 보정에 대한 기준 위치를 입력부(11)에 입력된 위치로 재설정할 수 있다. 이와 같은 제어에 의하면, 카메라(C)의 흔들림 보정을 위한 제어와 사용자의 명령에 따른 제어가 일치되므로, 회전 모듈(10)의 불필요한 회전을 방지할 수 있다. 한편, 입력부(11)에 위치 좌표가 입력된 경우에도, 카메라(C)를 입력된 좌표에 추종시키기 위하여 카메라(C)가 회전되어야 하는 방향 및 각도를 계산할 수 있고, 이는 곧 카메라(C)의 회전 방향 및 회전 각도가 입력된 경우와 마찬가지로 해석되므로, 해당 제어방법이 적용될 수도 있다.

이상 제어부(13)의 연동 제어에 대하여 케이스 별로 설명함에 있어서, 사용자의 명령이 일방향에 대한 회전 명령인 것으로 설명하였으나, 둘 이상의 방향에 대한 회전 명령이 동시에 입력된 경우에도, 각 방향에 대하여 독립적으로 상기 제어 방법이 적용될 수 있다. 또한, 회전 모듈(10)이 3축 방향으로 회전 가능하고, 사용자에 의하여 카메라(C)의 롤 방향 동작이 별도로 제어되지 않는 경우, 제어부(13)는 카메라(C)의 롤 방향 흔들림에 대한 보정은 지속적으로 수행되도록 제어할 수 있다.

이하에서는 일 실시 예에 따른 팬틸트-짐벌 일체형 시스템의 제어 방법에 대하서 설명하도록 한다. 제어 방법을 설명함에 있어서, 앞서 설명한 내용과 중복되는 내용은 생략하도록 한다.

도 2는 일 실시 예에 따른 팬틸트-짐벌 일체형 시스템의 제어 방법의 순서도이다.

도 2를 참조하면, 일 실시 예에 따른 팬틸트-짐벌 일체형 시스템의 제어 방법(2)은, 회전 모듈이 제공되는 단계(210), 카메라를 일방향으로 회전시키는 명령이 입력되는 단계(220), 회전 모듈을 일방향으로 회전시키는 단계(230), 일방향에 대한 흔들림 보정을 수행하지 않도록 제어하는 단계(240) 및 흔들림 보정 기준 위치를 재설정하는 단계(250)를 포함할 수 있다.

단계 210은, 회전 모듈이 제공되는 단계일 수 있다. 회전 모듈은 이동체에 설치될 수 있다. 회전 모듈의 일측에는 카메라가 장착될 수 있다. 회전 모듈은 장착된 카메라의 요우 및 피치 방향 흔들림이 보정되도록, 카메라를 이동체에 대하여 2축 또는 3축 방향으로 회전시킬 수 있다.

단계 220은, 카메라를 일방향으로 회전시키는 명령이 입력되는 단계일 수 있다. 입력부에는 카메라의 회전 방향에 대한 정보가 입력될 수 있다.

단계 230은, 회전 모듈을 상기 일방향으로 회전시키는 단계일 수 있다. 제어부는 입력부에 입력된 회전 방향으로 회전 모듈을 회전시킬 수 있다.

단계 240은, 회전 모듈이 입력된 명령에 따라 상기 일방향으로 회전하는 동안, 카메라의 상기 일방향에 대한 흔들림 보정을 수행하지 않도록 제어하는 단계일 수 있다. 단계 240은 회전 모듈이 입력된 명령에 따라 상기 일방향으로 회전하는 동안에만 수행될 수 있다. 즉, 단계 230 및 단계 240은 동시에 수행될 수 있다. 다만, 회전 모듈이 상기 일방향으로 회전하는 동안에도, 상기 일방향을 제외한 다른 방향에 대하여는 흔들림 보정이 지속적으로 수행되도록 제어될 수 있다. 이와 같은 제어 방법에 의하면, 보정 프로세스를 3축 보정에서 2축 보정으로 또는, 2축 보정에서 1축 보정으로 단순화시킬 수 있다.

단계 250은, 입력된 명령에 따른 카메라의 촬영 각도 조절이 완료되면, 카메라의 흔들림 보정에 대한 기준 위치를 카메라의 현재 위치로 재설정하는 단계일 수 있다.

도 3은 일 실시 예에 따른 팬틸트-짐벌 일체형 시스템의 제어 방법의 순서도이다.

도 3을 참조하면, 일 실시 예에 따른 팬틸트-짐벌 일체형 시스템의 제어 방법(3)은, 회전 모듈이 제공되는 단계(310), 카메라를 일방향으로 입력 각도만큼 회전시키는 명령이 입력되는 단계(320), 카메라가 목적 위치에 추종될 때까지 회전 모듈을 회전시키는 단계(330), 일방향에 대한 흔들림 보정을 수행하지 않도록 제어하는 단계(340) 및 흔들림 보정 기준 위치를 재설정하는 단계(350)를 포함할 수 있다.

단계 310은, 상술한 단계 210과 동일한 단계이므로 설명을 생략하도록 한다.

단계 320은, 카메라를 일방향으로 입력 각도만큼 회전시키는 명령이 입력되는 단계일 수 있다. 입력부에는 카메라의 회전 방향 및 회전 각도에 대한 정보가 입력될 수 있다.

단계 330은, 카메라가 현재 위치에서 상기 일방향으로 상기 입력 각도만큼 회전된 위치에 추종될 때까지 회전 모듈을 상기 일방향으로 회전시키는 단계일 수 있다. 즉, 카메라가 목적 위치에 추종되도록 회전 모듈을 상기 일방향으로 회전시킬 수 있다.

단계 340은, 회전 모듈이 입력된 명령에 따라 상기 일방향으로 회전하는 동안, 상기 카메라의 일방향에 대한 흔들림 보정을 수행하지 않도록 제어하는 단계일 수 있다. 단계 340은 회전 모듈이 입력된 명령에 따라 상기 일방향으로 회전하는 동안에만 수행될 수 있다. 즉, 단계 330 및 단계 340은 동시에 수행될 수 있다. 다만, 회전 모듈이 상기 일방향으로 회전하는 동안에도, 상기 일방향을 제외한 다른 방향에 대하여는 흔들림 보정이 지속적으로 수행되도록 제어될 수 있다. 이와 같은 제어 방법에 따르면, 회전 모듈이 일시적으로 카메라의 회전 방향에 대한 흔들림 보정을 수행하지 않음으로써, 회전 모듈의 불필요한 회전을 방지할 수 있다.

단계 350은, 입력된 명령에 따른 카메라의 촬영 각도 조절이 완료되면, 카메라의 흔들림 보정에 대한 기준 위치를 카메라의 현재 위치로 재설정하는 단계일 수 있다.

이상과 같이 비록 한정된 도면에 의해 실시 예들이 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

1: 팬틸트-짐벌 일체형 시스템
10: 회전 모듈
11: 입력부
12: 센서부
13: 제어부
C: 카메라
M: 이동체

Claims (13)

1. 이동체에 설치되고, 일측에 장착된 카메라를 적어도 2축 방향으로 회전시키는 회전 모듈;
   상기 이동체의 요우(yaw) 및 피치(pitch) 방향 흔들림을 측정하는 센서부;
   상기 카메라의 촬영 각도를 조절하기 위한 명령이 입력되는 입력부; 및
   상기 회전 모듈의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고,
   상기 제어부는 상기 카메라의 요우 및 피치 방향 흔들림이 보정되도록, 상기 센서부에서 측정된 상기 이동체의 흔들림에 반대되는 방향으로 상기 회전 모듈을 회전시키고,
   상기 입력부에 상기 카메라의 회전 명령이 입력되면, 상기 제어부는 상기 입력된 명령에 따라 회전 모듈을 회전시키되, 상기 카메라의 흔들림 보정 제어와 연동되도록 제어하는, 팬틸트-짐벌 일체형 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 입력부에 상기 카메라를 일방향으로 회전시키는 명령이 입력되면,
   상기 제어부는 상기 회전 모듈을 상기 일방향으로 회전시키되, 상기 회전 모듈이 상기 일방향으로 회전하는 동안에는 상기 카메라의 상기 일방향에 대한 흔들림 보정을 수행하지 않도록 제어하는, 팬틸트-짐벌 일체형 시스템.
3. 제2항에 있어서,
   상기 입력부에 상기 카메라의 패닝(panning) 명령이 입력되면,
   상기 제어부는 상기 회전 모듈을 패닝시키되, 상기 회전 모듈이 패닝하는 동안에는 상기 카메라의 요우 방향 흔들림 보정을 수행하지 않도록 제어하는, 팬틸트-짐벌 일체형 시스템.
4. 제2항에 있어서,
   상기 입력부에 상기 카메라의 틸팅(tilting) 명령이 입력되면,
   상기 제어부는 상기 회전 모듈을 틸팅시키되, 상기 회전 모듈이 틸팅하는 동안에는 상기 카메라의 피치 방향 흔들림 보정을 수행하지 않도록 제어하는, 팬틸트-짐벌 일체형 시스템.
5. 제1항에 있어서,
   상기 입력부에 상기 카메라를 일방향으로 입력 각도만큼 회전시키는 명령이 입력되면,
   상기 제어부는, 상기 카메라가 현재 위치에서 상기 일방향으로 상기 입력 각도만큼 회전된 위치에 추종될 때까지 상기 회전 모듈을 상기 일방향으로 회전시키되, 상기 회전 모듈이 상기 일방향으로 회전하는 동안에는 상기 카메라의 상기 일방향에 대한 흔들림 보정을 수행하지 않도록 제어하는, 팬틸트-짐벌 일체형 시스템.
6. 제1항에 있어서,
   상기 입력부에 상기 카메라를 입력된 위치로 회전시키는 명령이 입력되면,
   상기 제어부는, 상기 카메라의 흔들림 보정을 수행하면서 상기 카메라가 상기 입력된 위치에 추종되도록 상기 회전 모듈을 회전시키는, 팬틸트-짐벌 일체형 시스템.
7. 제6항에 있어서,
   상기 입력부에 상기 카메라를 입력된 위치로 회전시키는 명령이 입력되면,
   상기 제어부는, 상기 카메라의 흔들림 보정에 대한 기준 위치를 상기 입력된 위치로 재설정하는, 팬틸트-짐벌 일체형 시스템.
8. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는, 상기 카메라의 촬영 각도 조절이 완료되면 상기 카메라의 흔들림 보정에 대한 기준 위치를 상기 카메라의 현재 위치로 재설정하는, 팬틸트-짐벌 일체형 시스템.
9. 제1항에 있어서,
   상기 회전 모듈은 3축 방향으로 회전 가능하고,
   상기 센서부는 상기 이동체의 요우(yaw), 피치(pitch) 및 롤(roll) 방향 흔들림을 측정하고,
   상기 제어부는 상기 카메라의 요우, 피치 및 롤 방향 흔들림이 보정되도록, 상기 센서부에서 측정된 상기 이동체의 흔들림에 반대되는 방향으로 상기 회전 모듈을 회전시키고,
   상기 제어부는 상기 카메라의 롤 방향 흔들림 보정은 지속적으로 수행되도록 제어하는, 팬틸트-짐벌 일체형 시스템.
10. 제1항에 있어서,
    상기 센서부는 자이로 센서, 가속도 센서 및 지자기 센서 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는, 팬틸트-짐벌 일체형 시스템.
11. 이동체에 설치되고, 일측에 장착된 카메라의 요우 및 피치 방향 흔들림이 보정되도록, 상기 카메라를 상기 이동체에 대하여 적어도 2축 방향으로 회전시키는 회전 모듈이 제공되는 단계;
    상기 카메라를 일방향으로 회전시키는 명령이 입력되는 단계;
    상기 회전 모듈을 상기 일방향으로 회전시키는 단계; 및
    상기 회전 모듈이 상기 일방향으로 회전하는 동안, 상기 카메라의 상기 일방향에 대한 흔들림 보정을 수행하지 않도록 제어하는 단계를 포함하는, 팬틸트-짐벌 일체형 시스템 제어 방법.
12. 이동체에 설치되고, 일측에 장착된 카메라의 요우 및 피치 방향 흔들림이 보정되도록, 상기 카메라를 상기 이동체에 대하여 적어도 2축 방향으로 회전시키는 회전 모듈이 제공되는 단계;
    상기 카메라를 일방향으로 입력 각도만큼 회전시키는 명령이 입력되는 단계;
    상기 카메라가 현재 위치에서 상기 일방향으로 상기 입력 각도만큼 회전된 위치에 추종될 때까지 상기 회전 모듈을 상기 일방향으로 회전시키는 단계; 및
    상기 회전 모듈이 상기 일방향으로 회전하는 동안, 상기 카메라의 상기 일방향에 대한 흔들림 보정을 수행하지 않도록 제어하는 단계를 포함하는, 팬틸트-짐벌 일체형 시스템 제어 방법.
13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 입력된 명령에 따른 상기 카메라의 회전이 완료되면, 상기 카메라의 흔들림 보정에 대한 기준 위치를 상기 카메라의 현재 위치로 재설정하는, 팬틸트-짐벌 일체형 시스템 제어 방법.

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