광각 파노라마 영상획득 방법

Abstract

한 장의 영상에 보다 많은 영상정보를 담기 위해서는 넓은 시야각이 필요하다. 넓은 시야각을 갖는 영상은 보안, 감시, 원격화상회의, 이동로봇 등의 산업분야에서 사용된다. 본 논문에서는 광각의 파노라마 영상을 획득하기 위해 쌍곡면 실린더형 반사체를 이용한 영상획득 방법을 제안한다. 일반적인 응용 예에서 수직화각 보다 수평화각이 중요하므로 수직방향으로는 평면거울과 같고, 수평방향으로 쌍곡선 형태를 갖는 실린더형 반사체를 설계하였다. 광학적 성능 분석을 위해 광선추적법을 통해 본 쌍곡면 실린더형 반사체 영상계의 영상획득 모델을 구하였으며, 쌍곡면 실린더형 반사체를 실제 제작하였고, 영상 실험을 통해 광각 영상획득 성능을 검증하였다. 제안하는 영상 시스템은 기존 방법에 비해 경제적이며, 별도의 영상처리 없이 수평화각 210도에 이르는 광각의 실시간 파노라마 영상을 획득할 수 있었다. 【Wide FOV(Field-of-View) is required to contain much more visual information in a single image. The wide FOV imaging system has many industrial applications such as surveillance, security, tele-conference, and mobile robots. In order to obtain a wide FOV panorama image, an imaging system with hyperbolic cylinder mirror is proposed in this paper. Because the horizontal FOV is more important than the vertical FOV in general, a hyperbolic cylinder mirror is designed in this paper, that has a hyperbolic curve in the horizontal surface and is the same as a planar mirror in the vertical axis. Imaging model of the proposed imaging system is presented by ray tracing method and the hyperbolic cylinder mirror is implemented. The imaging performance of wide FOV is verified by experiments in this paper. This imaging system is cost-effective and is possible to acquire a wide panorama image having 210 degree horizontal FOV in real-time without an extra image processing.】