KR100687740B1 - 위치 탐지 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

카메라 및 GPS를 탑재하여 위치를 탐지하는 장치 및 그 방법이 개시된다. 외부 영상을 촬영하고, GPS를 이용하여 현재 위치를 파악한다. 그리고, 파악된 현재 위치를 포함하는 일정 영역의 2차원 지도 및 상기 2차원 지도의 지형 높이 정보를 지도 데이터베이스에서 검색한 후 외부 영상과 2차원 지도 및 높이 정보를 기초로 생성한 3차원 지형 정보를 정합하고, 외부 영상에서 사용자에 의해 선택된 위치에 대한 위치 정보를 3 차원 지형 정보를 통해 파악한다. 이로써, 위치를 파악하고자 하는 곳에 직접 가지 않고도 카메라를 통해 입력된 영상을 통해 위치 정보를 정확하고 신속하게 탐지할 수 있다.

카메라, GPS, 2 차원 지도, 지형 높이 정보

Description

위치 탐지 장치 및 그 방법{Location finding apparatus and method}

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 위치 탐지 장치의 구성의 일 실시예를 도시한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 위치 탐지 장치의 동작 과정을 도시한 도면, 그리고,

도 3은 본 발명에 따른 위치 탐지 방법의 일 실시예의 흐름을 도시한 흐름도이다.

본 발명은 위치 탐지 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 카메라 및 GPS(Global Positioning System)를 탑재한 개인용 휴대 단말기를 이용하여 소정 위치를 탐지하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

종래의 GPS를 이용한 네비게이션 시스템의 경우 GPS 장치로부터 들어온 정보에 의해 네비게이션 시스템의 현재 위치만을 표시하여 주기 때문에 현재 위치에서 관찰할 수 있는 곳에 대한 위치 정보를 파악하기에는 어려움이 많다.

또한, 종래의 GPS 시스템은 대부분 2차원적인 위치 정보만을 사용자에게 알려주기 때문에 실제 접근이 용이하지 않은 3차원적 지형 위치를 필요로 하는 산악 지형에서 원하는 위치를 설명하기에는 부족한 점이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 위치를 파악하고자 하는 곳에 직접 가지 않고도 카메라와 GPS를 이용하여 카메라를 통해 입력받은 외부 영상에서 소정 위치를 선택하고 그 선택한 위치에 대한 위치 정보를 파악하는 휴대성이 높은 위치 탐지 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 위치 탐지 장치의 일 실시예는, 외부 영상을 촬영하여 표시하는 촬영부; GPS를 이용하여 현재 위치를 파악하는 GPS 부; 상기 파악된 현재 위치를 포함하는 일정 영역의 2차원 지도 및 상기 2차원 지도의 지형 높이 정보를 지도 데이터베이스에서 검색하는 지도 검색부; 상기 외부 영상과 상기 2차원 지도 및 높이 정보를 기초로 생성한 3차원 지형 정보를 정합하는 랜더링부; 및 상기 외부 영상에서 사용자에 의해 선택된 위치에 대한 위치 정보를 상기 3 차원 지형 정보를 통해 파악하는 위치 파악부;를 포함한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 위치 탐지 방법의 일 실시예는, 외부 영상을 촬영하는 단계; GPS를 이용하여 현재 위치를 파악하는 단계; 상기 파악된 현재 위치를 포함하는 일정 영역의 2차원 지도 및 상기 2차원 지도의 지형 높이 정보를 지도 데이터베이스에서 검색하는 단계; 상기 외부 영상과 상기 2차원 지도 및 높이 정보를 기초로 생성한 3차원 지형 정보를 정합하는 단계; 상기 외부 영상에서 사용자에 의해 선택된 위치에 대한 위치 정보를 상기 3 차원 지형 정보를 통해 파악하는 단계;를 포함한다.

이로써, 위치를 파악하고자 하는 곳에 직접 가지 않고도 카메라를 통해 입력된 영상을 통해 위치 정보를 정확하고 신속하게 탐지할 수 있다.

이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 위치 탐지 장치 및 그 방법에 관해 상세히 설명한다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 위치 탐지 장치의 구성의 일 실시예를 도시한 도면이다.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 위치 탐지 장치는 촬영부(100), GPS부(110), 지도 검색부(120), 랜더링부(130), 위치 파악부(140), 통신부(150) 및 지도 데이터베이스(160)를 포함한다.

촬영부(100)는 카메라를 통해 외부 영상(170,172)을 촬영한다. GPS부(110)는 본 발명에 따른 위치 탐지 장치의 현재 위치 정보(위도, 경도, 고도, 속도, 방위각)를 GPS(Global Positioning System)를 이용하여 파악한다.

지도 검색부(120)는 GPS부(110)가 파악한 현재 위치 정보를 기초로 2차원 지도(162) 및 지형 높이 정보(164)가 저장된 지도 데이터베이스(160)를 검색하여 현재 위치를 포함하는 일정 영역의 2차원 지도 및 지형 높이 정보를 검색한다.

지도 데이터베이스(160)는 본 발명에 따른 위치 탐지 장치에 내장되어 구현되거나 외부 서버에 구현될 수 있다. 지도 데이터베이스가 외부 서버에 구현되는 경우, 위치 탐지 장치는 무선 또는 유선망을 통해 외부 서버에 접속하여 해당하는 2차원 지도 및 지형 높이 정보를 검색한다. 지도 데이터베이스(160)는 2차원 지도 및 2차원 지도의 지형 높이 정보 뿐만 아니라 중요 지점(도로, 관공서, 대형 건물 등)의 이미지 정보를 포함하는 것이 바람직하다.

랜더링부(130)는 촬영부(100)에 의해 촬영된 외부 영상에 해당하는 영역을 지도 검색부(120)에 의해 검색된 2차원 지도 및 지형 높이 정보에서 찾는다. 구체적으로 랜더링부(130)는 촬영된 외부 영상에 해당하는 지도상의 영역을 찾기 위해 먼저 외부 영상에서 직선에 가까운 특징들을 추출하여 2차원 지도 상에 기술된 건물이나 도로 등의 정보와 대조한다. 이를 통해 탐지하지 못한 경우에 랜더링부(130)는 외부 영상에서 곡률이 많은 특징을 탐색하여 2차원 지도상의 산, 강과 같은 자연 지형에 대한 정보와 대조한다. 이 두 가지 방법으로도 외부 영상에 해당하는 지도상의 영역을 탐지하지 못한 경우에는 랜더링부(130)는 사용자에게 특정 지형물에 대한 이미지 정보를 제시하고 촬영부(100)가 촬영한 외부 영상에서 사용자가 특정 지형물에 해당하는 위치를 직접 선택하도록 한다.

여기서, 촬영부(100)를 통해 촬영한 외부 영상에서 직선에 가까운 특징들 또는 곡률이 많은 특징을 탐색하여 분석하는 기술은 종래 컴퓨터 비전(computer vision)의 다양한 방법을 적용하여 구현할 수 있으며, 대표적으로는 칼라 필터나 영상에서 찾아낸 에지(egde)들의 곡률 정보 등에 의한 기하하적 정보 취득 방법을 사용한다.

한 번 검색되어 찾아낸 지형은 템플릿 영상으로 저장되며 게속적으로 GPS에서 취득된 이동정보를 통하여 영상을 패턴 비교 방식으로 계속 실시간 추적함으로써 정밀하고 빠른 탐색이 가능하도록 한다.

랜더링부(130)는 외부 영상에 해당하는 지도 영역을 탐색한 후, 해당하는 지도 영역의 2차원 지도와 지형 높이 정보를 기초로 3D 매쉬를 생성하고 랜더링한다. 그리고, 랜더링부(130)는 생성한 3차원 지형 정보와 외부 영상을 정합하여 최종 보정을 실시한 후 터치 스크린 등의 화면에 표시한다.

위치 탐색부(140)는 위치 탐색 장치의 화면에 표시된 3차원 지형 정보와 정합된 외부 영상을 통해 사용자가 소정 위치를 선택하면, 그 선택된 위치에 대한 위치 정보를 랜더링부(130)에 의해 랜더링된 3차원 지형 정보에서 주어진 벡터 연산을 통하여 계산하여 찾아내고 사용자에게 음성, 문자 등을 통해 표시한다.

통신부(150)는 위치 탐색부(140)에 의해 파악된 위치 정보를 사용자의 선택에 따라 유/무선 통신을 통해 전송한다.

본 발명에 따른 위치 탐지 장치는 카메라와 GPS가 내장된 휴대폰, PDA 등의 개인휴대 단말기에 구현되거나, 차량 네비게이션 장치에 구현될 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 위치 탐지 장치의 동작 과정을 도시한 도면이다.

도 1a 및 도 2를 참조하면, 촬영부(100)를 통해 들어온 외부 영상(200)은 에지(edge)와 같은 특징을 찾는 영상 분석 과정을 거쳐 생성한 영상(230)을 해당하는 2차원 지도의 지형 높이 정보(210)와 정합한다. 2차원 지도 및 지형 높이 정보에 의해 생성된 3차원 영상 이미지(220)와 외부 영상(230)과의 정합이 끝난 후에 외부 영상(240)을 터치스크린(250)에 표시한다. 사용자는 터치 스크린(250) 상에서 자신이 알고자 하는 위치를 선택하면 위치 탐지 장치는 선택된 위치를 지도 데이터(220)에서 역추적하여 찾아내고 이를 사용자에게 알려준다.

도 3은 본 발명에 따른 위치 탐지 방법의 일 실시예의 흐름을 도시한 흐름도이다.

도 3을 참조하면, 카메라와 GPS 수신기가 내장된 모바일 기기 등을 통해 위치를 탐지하는 방법은 먼저 카메라를 통해 외부 영상을 입력받는다(S300). 그리고, GPS 수신기를 통해 현재 위치를 파악하고(S310), 파악된 현재 위치 정보를 기초로 2차원 지도 정보에 높이 정보를 포함한 3차원 맵 데이터베이스를 검색하여 외부 영상에 해당하는 위치의 지도 정보를 찾는다(S320).

3차원 맵 데이터베이스로부터 검색하여 얻는 2차원 지도 및 지형 높이 정보를 기초로 외부 영상에 해당하는 곳의 3차원 영상을 랜더링하고 이를 외부 영상과 정합한 후 모바일 기기의 터치 스크린과 같은 사용자 인터페이스에 표시한다(S330).

사용자는 터치 스크린 등의 사용자 인터페이스에 표시된 외부 영상에서 알고자 하는 위치를 선택하면, 외부 영상과 정합된 3차원 영상으로부터 벡터 연산 등을 수행하여 선택된 위치의 2차원 지도상의 위치(위도, 경도 등) 및 지형 높이 정보 등의 정보를 파악한다.

파악된 위치 정보는 사용자에게 직접 음성 이나 문자 등을 통해 알려주거나 유무선 통신망을 통해 원하는 곳으로 전송한다. 예를 들어, 본 발명에 따른 위치 탐색 장치가 핸드폰인 경우 사용자는 SMS 메시지 또는 이메일 주소로 위치 파악 결과를 전송할 수 있다. 만약 산불 지점을 알리고자 하는 경우에는 파악된 위치 정보에 산불이 발생했다는 정보를 더 기록하여 SMS 메시지를 통해 전송할 수 있다.

본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

본 발명에 따르면, GPS와 카메라를 이용한 3D 위치 탐색 장치를 이용하면 찾고자 곳의 위치 정보(위도, 경도, 높이 등의 수치화된 정보)를 직접 가지 않고도 편리하게 알 수 있다.

또한, 산불지역의 탐색, 인명구조와 같이 신속하고 정확하게 해당 위치를 필 요로 하는 민간 분야 뿐만 아니라 산악 지형의 직관적인 이해를 필요로 하는 3차원 지도, 저고도 항공기의 네비게이션 장치, 목표물의 위치 탐지 등의 군사용 시스템 등 다방면에 유용하게 사용될 수 있다.

Claims (7)

1. 외부 영상을 촬영하는 촬영부;

   GPS를 이용하여 현재 위치를 파악하는 GPS 부;

   상기 파악된 현재 위치를 포함하는 일정 영역의 2차원 지도 및 상기 2차원 지도의 지형 높이 정보를 지도 데이터베이스에서 검색하는 지도 검색부;

   상기 외부 영상에서 직선에 가까운 특징들을 추출하여 상기 2차원 지도 상의 건물 또는 도로와 대조하고, 상기 외부 영상에서 곡률이 큰 특징들을 추출하여 상기 2차원 지도의 산 및 강을 포함하는 자연 지형과 대조하여, 상기 외부 영상에 해당하는 상기 2차원 지도 상의 영역을 탐지하고, 상기 탐지된 영역에 대한 상기 2차원 지도의 지형 높이 정보를 기초로 상기 탐지된 영역에 대한 3차원 지형 정보를 파악하는 랜더링부; 및

   상기 외부 영상에서 사용자에 의해 선택된 위치에 대한 위치 정보를 상기 3 차원 지형 정보를 통해 파악하는 위치 파악부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 탐지 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 파악된 위치 정보를 유무선 통신망을 통해 전송하는 통신부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 탐지 장치.
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,

   상기 위치 파악부는 랜더링부에 의해 정합된 외부 영상이 표시된 터치 스크린을 통해 사용자가 상기 외부 영상에서 소정의 위치를 선택하면 상기 선택된 위치에 해당하는 위치 정보를 상기 2차원 지도 및 높이 정보를 기초로 파악하는 것을 특징으로 하는 위치 탐지 장치.
5. (a) 외부 영상을 촬영하는 단계;

   (b) GPS를 이용하여 현재 위치를 파악하는 단계;

   (c) 상기 파악된 현재 위치를 포함하는 일정 영역의 2차원 지도 및 상기 2차원 지도의 지형 높이 정보를 지도 데이터베이스에서 검색하는 단계;

   (d) 상기 외부 영상에서 직선에 가까운 특징들을 추출하여 상기 2차원 지도 상의 건물 또는 도로와 대조하고, 상기 외부 영상에서 곡률이 큰 특징들을 추출하여 상기 2차원 지도의 산 및 강을 포함하는 자연 지형과 대조하여, 상기 외부 영상에 해당하는 상기 2차원 지도 상의 영역을 탐지하고, 상기 탐지된 영역에 대한 상기 2차원 지도의 지형 높이 정보를 기초로 상기 탐지된 영역에 대한 3차원 지형 정보를 파악하는 단계; 및

   (e) 상기 외부 영상에서 사용자에 의해 선택된 위치에 대한 위치 정보를 상기 3 차원 지형 정보를 통해 파악하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 탐지 방법.
6. 제 5항에 있어서,

   (f)상기 파악된 위치 정보를 유무선 통신망을 통해 전송하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 탐지 방법.
7. 삭제

Images