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칼라 트레킹 센서 

(CTS : Color Tracking Sensor) 

사용자 매뉴얼 V 1.0 

www.varram.com 

release 08-06-23

CTS 사용자 매뉴얼 V 1.0 

Release Information 

Date 

2008.06.23 First Release 

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www.varram.com Page 2


CONTENTS 

1. 제품 소개 

1.1 제품의 구성 

1.2 개발 PC 최소 사양 

1.3 제품사양 

1.4 제품 특징 

1.5 동작 방식 

1.6 제품 응용 분야 

1.7 CTS HARDWARE 설명 

2. 개발 환경 구축 

2.1 개발환경 구축 개요 

2.2 CTS STUDIO 설치 

2.3 CTS USB device driver의 설치 

3. 사용법 

3.1 사용법 개요 

3.2 CTS STUDIO 사용방법 

3.3 PROTOCOL 설명 

www.varram.com 3


1. 제품소개 

11 1.1 제품의 구성 

CTS 제품은 아래와 같이 구성되어 있습니다. 

- CTS Module 1개 

- USB cable 1개 

- Power cable 1개 

- Serial cable1개 

- CD 1개 

CTS Module Cable USB Cable CD 

1.2 개발 PC 최소 사양 

- 지원 OS : Windows XP 

(추후 리눅스 지원 예정) 

- CPU : 펜티엄 4이상 

- 메모리 : HDD 20 GB 이상 

RAM 256MB 이상 



1.3 제품 사양 

항목 

CPU 

USB 

UART 

CAMERA 

ARM7(48MHz) 

ROM :64KByte 

RAM :16KByte 

USB 1.1 (Full Speed) 

사양 

1ch (9600bps ~ 115200bps지원) 

CMOS(VGA급) 

Image area 120 X 90 

Frame Rate 

Input Voltage 

SIZE 

SW 

20fps 

5V ~ 12V 

36mm X 25mm 

VARRAM CTS STUDIO 제공 

SUB BOARD 회로(AVR기반) 

및응용예제firmware제공 

Package Drawing 

36mm 

25mm 



1.4 제품 특징 

CTS (Color Tracking Sensor) 는 고성능 컴퓨터에서나 가능했던 영상처리를 

저전력 소형화된 임베디드인 CTS에서 스스로 처리하는 고성능 영상처리 센서입니다. 최대 

8개까지 색상추출이 가능하며,사용자는 UART 통신으로 색상정보와 위치데이터를 처리할 

수 있으며 이로 인하여 영상처리에 대한 부담이 없어지고 다양한 보드와 결합하여 다양한 

응용이 가능한 영상처리 센서입니다. 

 

20frame/s의 속도로 영 

상처리 후 데이터 전송 

동시 추적:8대 

 

36mmX25mm의 크기 

로써 2족 보행로봇 및 

소형인 제품에까지 적용 

가능 

 

간단한 PC PROGRAM을 이용하여 

SETTING작업 후 바로 사용가능 

가장 기본 통신인 SERIAL통신 선택 

 

기존 센서 없이 COLOR의 정보를 이 

용하여 TRACKING 및 FOLLOWING 

기능이 가능. 

 

현재 외국의 제품과 성능대비 최고 

의 가격.(국내 없음) 

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1.5 동작 방식 

1단계 : 제공되는 PC Program인 CTS STUDIO를 이용하여 추적 하고자 하는 

물체를 설정(색상,추적 물체 수,제어기와의 통신속도)하고 CTS로 설정 값을 

DOWNLOAD합니다. -다운로드 후 USB분리, STAND ALONE동작- 

2단계 : SETTING된 값에 의해 영상처리를 하여, RS232통신으로 사용자 제어기로 

물체의 정보(화면상 물체의 수, 모양, 위치,사이즈)를 전달해줍니다. 

1단계 

USB통신을 이용하여 

-색상 

-TARGET의수 

-통신속도 

등을 SETTING 

USB통신을 이용하여 

120X90영상전송 

20frame/sec 

2단계 

SETTING한 속도로 선 

택한 색상의 위치 및 

사이즈등을 전송 

AVR 및 UART가 

지원하는 모든 

MCU연결 가능 

입력된 PROTOCOL 

을 이용하여 로봇 및 

기타 기능의 제품 개발 가능 


Page 7


1.6 제품 응용 분야 

CTS는 로봇 솔루션을 비록 하여 칼라 추출로 이용할 수 있는 여러 분야에 적용 가능하다. 

- 완구용 로봇 개발 

- 영상을 이용한 모바일 응용 

- 2족 보행 로봇 컬러 트레킹 응용 

- 특성화된 교육용 제품개발 응용 

- 물체 추적 로봇의 개발 

- 교육용 로봇 개발 

-다양한 응용 가능 

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1.7 CTS HARDWARE 설명 

Front 

MODE1 LED(YELLOW) 

POWER LED(BLUE) 

CAMERA 

MODE2 LED(YELLOW) 

Rear 

POWER CONNECTOR 

USB CONNECTOR 

RS232 PORT 

(PC또는 제어기연결) 

TX ,RX: CAMERA 기준 

(232 level) 



2. 개발 환경 구축 

2.1 개발 환경 구축 개요 

CTS를 사용하기 위해서는 아래 그림과 같이 PC와 CTS간의 개발 환경을 

설정해 주어야 한다.기본적으로 두 가지 정도만 설정해 주면 된다. 

첫째 , CTS STUDIO GUI PROGRAM 설치 

둘째 , CTS USB 디바이스 드라이버의 설치 

이와 같은 설정은 PC가 바뀌지 않는 한 한번만 해주면 된다. 

1. CTS를 SETTING하기 위하여 

CTS STUDIO를 설치 하여야 한다. 

USB통신으로 

PC와 연결 

2. CTS와 PC는 USB로 연결된다. 

따라서 PC에 WRC Station 전용 USB 

드라이버를 설치 해 주어야 한다. 

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2.2 CTS STUDIO 설치 

CTS STUDIO V1.0.exe 파일 실행하기 

CD->VARRAM STS->CTS STUDIO 폴더에 위치함 

CD 

www.varram.com 의 CTS->자료실을 이용하여 

CTS STUDIO V1.0 DOWN받는다. 

다운받은 파일을 실행한다. 



실행한 후 아래의 그림 순대로 설치 한다. 

설치 위치를 변경하 경우 변경으로 하여 위치를 정한다. 



변경할 사항이 있을 때는 ‘뒤로’를 하시고 없을 경우 설치를 클릭한다.. 

설치중!!!!. 



설치 완료!! 

지금까지 CTS STUDIO 설치를 완료 하였다. 

이제 CTS가 USB로 PC로 연결될 경우, PC에서는 어떤 것이 자신에게 

연결되었는지 모르게 된다. 이를 알게 해주고 제대로 동작할 수 있도록 

해 주는 것이 DRIVE를 설치하는 작업이다. 

다음은 이 DRIVE를 설치 하는 작업이다. 

순서를 잡는 다면, 다음과 같다. 

CTS PC와 연결 -> CTS 전원인가 -> PC에서 새 장치 드라이브를 설치 



2.3 CTS USB device driver의 설치 

전원의 극성에 주의 하여 연결 한다. 극성 9 Page참조 

전원 인가 전, 

PC와 USB Cable 

연결 되어 있어야 함 

전원 OFF 상태 



전원(5~12V) 인가 시 PC에서 새로운 장치를 인식한다. 

아래의 그림 순대로 작업을 진행하기 바란다. 



CTS STUDIO가 설치된 

폴더에 cts usb driver 

폴더를 찾아서 연결해준다. 



계속 진행하기 바람 



설치가 완료 되었다면, ‘마침’을 클릭 후 장치 관리자에서 설치 된 것을 

확인한다. 



재확인과정 

1. CTS의 전원을 OFF한다. 

1 

2 

2. CTS의 전원을 ON한다. 

3 

3. 장치 관리자에서 확인한다. 

모든 LED OFF 

전원이 인가 되면, 

POWER LED가 ON되고 

PC에서 USB를 인식하면서, 

MODE2 LED가 ON된다. 

1 2 

3 



3. 사용법 

3.1 사용법 개요 

1. CTS STUDIO를 왜 사용하는가? 

사람은 오감을 통하여 물체를 인식하게 된다. 

기계도 이와 같은 기능이 있어야 물체를 인식하게 된다. 이 부분들을 해결해 주 

는 것이 여러종류의 센서이다. 

CTS는 오감중 시각을 이용했다고 보면 된다. 그러나 시각이라 하더라도 물체 

를 판별하기 위해서는 사전에 그 물체에 대하여 알고 있어야 한다. 

CTS STUDIO의 기능이 바로 물체를 판별함에 있어 그 물체의 정보를 미리 

CTS로 학습시켜주는 역할을 하는 것이다. 

2. PROTOCOL은 무엇이며, 왜 사용하는가? 

PROTOCOL은 서로간의 약속된 정보라고 이해하면 되겠다. 

예로 친구가 좋은 일을 했을 때 박수를 치게 된다. 이때 박수의 의미는 

‘잘했다’라는 뜻이다. 이것을 모르는 이는 없다. 바로 박수라는 것이 서로간에 

약속된 정보인 것이다. 서로간에 의미를 알고 있기에 가능 한 일이다. 

즉, 센서에서 제어기로 DATA를 전달 한다고 보자. 그 방법은 여러 가지가 있다. 

하지만, 약속을 통하여 전달 한다면, 제어기에서도 이해가 가능하게 된다. 

이 때문에 PROTOCOL이란 것을 정의하고 사용하는 것이다. 

그럼 PROTOCOL에는 물체의 정보를 준다지만 어떤 것이 정의 되어 있을까? 

바로 물체를 이용하여 동작 할 수 있도록 물체의 색상, 위치, 사이즈로 구성되어 

있다. 

3. 그럼 CTS는 어떻게 구동하는가? 

1. TARGET을 CTS STUDIO로 교육을 시킨다. 

(SETTING MODE와 DOWNLOAD MODE 과정) 

2. CTS는 교육 받은 정보를 바탕으로 화면을 분석하여, 교육받은 TARGET를 

찾게 된다. 

3. 물체가 화면상에 감지 되었다면 RS232통신으로 정의된 PROTOCOL을 이용 

하여 USER(제어기)에게 정보를 전달하게 된다. 

4. CTS를 OFF->ON시 USB CONNECTOR가 연결 되어 있지않다면, 이전에 

교육받은 정보를 이용하여 동작 

(STAND ALONE MODE또는 고속 트랙킹 모드라고 한다) 



3.2 CTS STUDIO 사용방법 

1 2 3 

6 

4 

5 

7 

1 

2 

RGB 창 : 입력된 영상을 RGB FORMAT으로 보여준다. 

YUV 창 : 입력된 영상을 YUV FORMAT으로 보여준다. 

3 OUTPUT 창 : 입력된 영상에서 TARGET물체를 보여준다. 

4 

5 

6 

7 

CONNECT BUTTON : CTS와 PC를 연결하는 버튼이다. 

DISCONNECT BUTTON : CTS를 PC와 연결 해제 하는 버튼이다. 

Contrast 창 : CTS의 밝기를 조절하는 부분이며, +-를 이용하여 조절한다. 

(범위는 1~10) 

10) 

Information 창 : TARGET의 정보와 PROTOCOL의 정보를 알려주는 창이다. 



9 

10 11 

12 

14 

13 

9 

10 

Property -> YUV 창 : TARGET의 YUV정보를 보여주는 창이며. 

TARGET의 영역 범위를 조절하는 부분이다. 

Clear : TARGET의 값을 초기화 해 주는 값이다. 

11 

Color 및 Serial : Color No.1~8은 TABBUTTON으로 되어 있으며, 각각의 

TARGET Color 설정 값을 담당한다. 

Serial Port부분은 CTS의 통신 속도값과 추적 TARGET 

수를 설정한다. 또한 DEBUG창도 포함되어 있다. 

12 All cear : Color No.1~8까지의 설정을 모두 초기화 한다. 

13 

14 

Download : 설정된 값을 CTS로 다운로드 하는 Button이다. 

Help : 각 기능의 대한 간단 한 설명을 보여준다. 



CTS에 전원을 인가하고 PC가 CTS를 

인식할 때 까지 기다린다. 

(인식 되었다면 MODE2 LED ON) 

CTS 

인식이 되었다면 

바탕화면의 CTS STUDIO를 

실행한다. 

그리고 CONNECT를 한다. 

영상을 전송하면서 MODE1 LED ->ON , MODE2LED -> ON OFF를 반복 

STUDIO 

영상을 수신하여, RGB, YUV, 

OUPUT 영상이 나타나며, 

Property의 YUV부분에 

히스토그램으로 YUV값이 

표현된다. 

영상의 밝기가 1단계여서 

어둡기를 ‘+’를 통해 증가시킨다. 



Color 1개 선택하여 Setting하기 

CTS 

CTS 전방에 빨강색 원기둥을 

두었다. 

이 것을 TARGET으로 하여, 

STUDIO를 SETTING하겠다. 

STUDIO 

밝기를 조절하여 영상이 획득이 용이 하도록 한다. 



Color 1개 선택하여 Setting하기 

STUDIO 

YUV창에서 TARGET을 마우스로 클릭한다. 

클릭한 부분의 색이 Output으로 

출력 되며, Property창에서는 선택 

부분의 값이 히스토그램에 

회색으로 표시된다. 

Information 창을 통하여 물체의 

정보와 그에 따른 Protocol을 확인 

할 수 있다.(33 Page)참조 

클릭한 위치의 Y,U,V값을 표시 

회색인 부분의 영역을 이동시켜 

Y,U,V의 범위를 조절한다. 

범위를 조절하여 TARGET 최적의 값을 찾도록 한다. 

찾았다고 생각되면 CTS를 움직이면서 확인하여 본다. 

(범위를 너무 넓게 잡았을 경우에는 주변의 다른 물체 

까지 인식할 수 있으니 주의 하기 바란다.) 

여기서 잠깐 !! 

YUV란 무엇인가? 

YUV는 밝기(Luminance)인 Y성분과 색상인 U(Cb)와 

V(Cr) 성분으로 구성하여 픽셀을 표현하는 방식이다. 



BAUD RATE 및 최대수 수정하기 

STUDIO 

Property의 TABBUTTON에서 Serial Port를 클릭한다. 

제어기와 통신할 속도를 선택한다. 

추적하고자 하는 최대수를 선택한다. 

(MAX :8) 

화면상 2개의 동일한 색상이 있을 때 

OBJECT를 1로 하며, 2개의 TARGET중 

사이즈가 큰 것 하나만을 추적한다. 

최대수 : OBJECT에서 설정한 값 

인식 수 : 현재 화면상 추적 TARGET수 

인식 수는 최대수를 넘을 수 없다. 



설정한 값 CTS로 Download하기 

STUDIO 

모든 설정을 완료 되었음으로 Download Button을 이용하여 다운로드 한다. 

Download가 완료 되었으면, CTS를 움직여보자 

화면상의 변화는 RGB와 YUV영상이 정지해 있음을 알 수 있다. 

Download가 완료 되었음으로 Disconnect를 하여 USB를 분리 시켜야 한다. 

그러나 CTS STUDIO에서 DEBUG기능이 지원 됨으로 DEBUG를 통하여 

한번 더 확인 하는 방법이 있다. 확인 절차를 더 커진 다음 USB를 분리 

하도록 하겠다. 



Serial을 이용하여 Debug하기 

9Page를 참조하기 바람. 

CTS 

PC 와 CTS 연결 시 – GND는 USB를 통하여 연결 됨으로 따로 접지 시키지 않아도 됨 

제어기와 CTS 연결 시 – CTS의 전원이 제어기 전원에서 분리되어 입력 될때는 GND가 

공통임으로 따로 접지 하지 않아도 됨 

STUDIO 

RS232 통신의 SERIAL 

PORT를 관리자를 

통하여 확인한다. 

상용화된 USB to Serial 

Port를 사용하였다. 

현재 COM3으로 잡혀있음 



Serial을 이용하여 Debug하기 

STUDIO 

CTS에 DOWNLOAD 

한BAUD RATE와 

COM PORT를 확인 

하다. 

PORT와 BARD RATE 

가 맞으면 OPEN을 

클릭한다. 

ROBOT VISION창은 RS232통신으로 입력된 PROTOCOL을 분석하여 화면에 

출력하는 기능을 한다. 이때 PROTOCOL은 Protocol info 창을 통하여 확인 

할 수 있다. 

SERIAL PORT가 OPEN되면서 ROBOT VISION창에 OUTPUT과 같은 영상이 

나타날 것이다. 이는 RS232을 통하여 CTS가 SETTING한 값에 의해 결과를 

잘 출력 되고 있음을 나타낸다. CTS를 이동시키면서 ROBOT VISION과 

OUPUT이 같이 변화는지를 확인하기 바란다. 

현재 CTS는 USB통신을 통하여 OUTPUT창에 값을 보내주고, RS232통신을 

통하여 ROBOT VISION의 영상을 보내준다. 다음 장에서 USB를 연결 해제 

하고 CTS가 STAND ALONE으로 동작되게 하겠다. 



USB DISCONNECT 하기 

STUDIO 

DISCONNECT BUTTON 

을 클릭한다. 

DISCONNECT BUTTON을 클릭 함과 동시에 메시지 창에서 ‘카메라는 고속 

드랙킹 모드로 진입합니다.다시 접속을 원한다면 카메라를 재부팅해 주세요’ 

라고 나타난다. 

이 말뜻은 CTS가 USB통신을 끊고 지금까지 설정한 값에 의해 RS232로 

PROTOCOL만 전달한다는 뜻이다. 즉 STAND ALONE동작으로 넘어간 것이 

다. 

그럼 STAND ALONE이 이전과 무엇이 차이가 날까? 이 상태에서는 USB통신 

을 하지 않기 때문에 최고의 속도로 TRACKING하는 것이다. 고로 최고의 성 

능이 발휘되는 시점인 것이다. CTS STUDIO의 SERIAL DEBUG기능만 사용이 

가능하다. 



CTS 

STAND ALONE상태일 때 의 CTS의 변화 

MODE1 LED -> ON,OFF반복 

MODE2 LED -> ON 

동작순서대로 정리를 하면 다음과 같다. 

최종 사용법 정리 

1. CTS를 CTS STUDIO와 연결한다. – SET UP MODE로 진입 

주의사항 : CTS에 USB가 연결된 상태에서…. 

2. TARGET의 값과 통신속도 물체의 수를 설정한다. 

3. DOWNLOAD를 한다. – DOWNLOAD MODE로 진입 

4. RS232통신을 이용하여 DEBUG가 가능 PORT를 OPEN하여 확인 

5. 모든 설정이 완료 되었으니 DISCONNECT한다. 

– STAND ALONE MODE로 진입 

6. 재 부팅 시 USB CONNECTOR가 연결되어 있지 않다면, 일정 시간 후 

자동 STAND ALONE MODE로 동작 



3.3 PROTOCOL 설명 

PROTOCOL 개요 

1. 물체 추적 시 필요한 것은? 

물체를 추적 하고자 할 때에는 가장 필요한 것은 물체의 위치이다. 

물체를 추적 하다 보면 물체의 거리도 필요하게 된다. 이때는 물체의 사이즈를 

이용하여 확인할 수 있다. 

여러 가지 물체를 동시에 추적 할 때에는 이들을 어떻게 구별 할 수 있는가? 

이때는 물체의 색상을 통하여 가능하게 된다.(MAX8) 

2. CTS PROTOCOL 구성 

HEADER 총 추적 객체 수 첫 번째 객체정보 두 번째 객체정보 세 번째 객체정보 

… 

V (1byte) 1~8 (1byte) (13byte) (13byte) (13byte) 

첫 번째 : HEADER ‘V’를 전송 

두 번째 : 화면상 감지된 TARGET의 총수 

(1BYTE) 

(1BYTE) 

세 번째 : 화면상 감지된 첫 번째 TARGET에 대한 정보 

(13BYTE) 

네 번째 : 화면상 감지된 두 번째 TARGET에 대한 정보 (13BYTE) 

. 

. 

. 

주의 : 화면상 1개의 TARGET만 존재 한다면 세 번째 까지 PROTOCOL이 구성 

되고 , HEADER부터 다시 반복해서 전달된다. 

즉, 두 번째 TARGET 총 수에 따라 객체 정보의 수가 변화게 되는 것이다. 



PROTOCOL 

DATA VALUE : ASCII 

HEADER 총 추적 객체 수 첫 번째 객체정보 두 번째 객체정보 세 번째 객체정보 

V (1byte) 1~8 (1byte) (13byte) (13byte) 

… 

(13byte) 

BYTE 0 BYTE 1 

BYTE 2 BYTE 3 BYTE 4 BYTE 5~9 BYTE 10~14 

‘V’ 

ALL 

TARGET 

NUM 

TARGET 

NUM 

TARGET 

COLOR 

TEGET 

SHAPE 

TARGET X,Y 

POSITION 

TARGET X,Y 

SIZE 

TARGET NUM 1~8 (1byte) 해당 객체의 순번 (사이즈에 의해 우선권) 

TARGET COLOR 1~8 (1byte) VARRAM STUDIO에서 설정한 칼라 번호 

TARGET SHAPE 0~3 (1byte) 객체 모양 - (현재 미적용 0으로 고정) 

TARGET X-POSITION 0~1 (1byte) 객체 X축 위치 표시 : 100의 자리값 



TARGET Y-POSITION 0~9 (1byte) 객체 Y축 위치 표시 : 10의 자리값 

TARGET Y-POSITION 0~9 (1byte) 객체 Y축 위치 표시 : 1의 자리값 

TARGET X-SIZE 0~1 (1byte) 객체 X축 사이즈 표시 : 100의 자리값 



TARGET Y-SIZE 0~9 (1byte) 객체 Y축 사이즈 표시 : 10의 자리값 

TARGET Y-SIZE 0~9 (1byte) 객체 Y축 사이즈 표시 : 1의 자리값 

TARGET X-POSITION : 1~120 

(120,90) 

TARGET Y-SIZE : 1~90 

TARGET Y-POSITION : 1~90 TARGET X-SIZE : 1~120 

(0,0) 



예제 

V11100684103334 

HEADER V PROTOCOL HEADER값 ’V’ 

ALL TARGET NUM 1 현재 화면상 포착된 TARGET의 총 수 

TARGET NUM 1 포착된 TARGET중 첫 번째 TARGET 

TARGET COLOR 1 CTS STUDIO에서 Color No.1로 SETTING한 색 

TARGET SHAPE 0 객체 모양 - (현재 미적용 0으로 고정) 

TARGET X-POSITION 0 100의 자리값 : 0 

TARGET X-POSITION 6 10의 자리값 : 6 

TARGET X-POSITION 8 1의 자리값 :8 

TARGET Y-POSITION 4 10의 자리값 : 4 

TARGET Y-POSITION 1 1의 자리값 : 1 위치(68,41) 

TARGET X-SIZE 0 100의 자리값 : 0 

TARGET X-SIZE 3 10의 자리값 : 3 

TARGET X-SIZE 3 1의 자리값 :3 

TARGET Y-SIZE 3 10의 자리값 : 3 

TARGET Y-SIZE 6 1의 자리값 : 6 사이즈(33,36) 



□ Release Infomation 

Designed by VARRAM.(http://www.varram.com) 

Copyright(c) VARRAM. All right reserved. 

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