KR102012568B1 - Multi sensor calibration system and calibration method for multi sensor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다종센서 캘리브래이션 시스템 및 다종센서 캘리브래이션 방법에 관한 것으로, 일면에 일정한 크기의 검은색 사각형과 일정한 크기의 하얀색 사각형이 번갈아가며 형성된 격자패턴이 형성되는 컬러패턴 플레이트; 바둑판무늬의 패턴이 형성되고, 상기 바둑판무늬 패턴의 모서리부분에 열선이 설치되는 열선 플레이트; 상기 컬러패턴 플레이트 및 열선 플레이트를 영상으로 촬영하기 위한 촬영센서부; 기 설정된 깊이를 가지며, 일정한 크기의 적어도 하나의 사각형으로 형성된 사각형 패턴이 형성되는 깊이패턴 플레이트; 및 상기 깊이패턴 플레이트를 영상으로 촬영하기 위한 깊이센서부; 및 상기 촬영센서부에서 촬영된 영상정보를 교정하여 교정영상정보를 생성하고, 상기 깊이센서부에서 촬영한 영상정보를 교정하여 깊이교정정보를 생성하여, 상기 깊이교정정보와 상기 교정영상정보를 통합하여 최종영상정보를 생성하기 위한 교정부;를 포함한다.The present invention relates to a multi-sensor calibration system and a multi-sensor calibration method, comprising: a color pattern plate having a grid pattern formed by alternating a black square of a predetermined size and a white square of a predetermined size on one surface; A hot wire plate having a checkered pattern formed thereon and a hot wire installed at an edge of the checkered pattern; A photographing sensor unit for photographing the color pattern plate and the hot wire plate; A depth pattern plate having a preset depth and having a square pattern formed of at least one quadrangle having a predetermined size; And a depth sensor unit for photographing the depth pattern plate as an image. And generating calibration image information by correcting the image information photographed by the photographing sensor unit, generating depth correction information by correcting the image information photographed by the depth sensor unit, and integrating the depth correction information and the correction image information. And a correction unit for generating final image information.
Description
본 발명은 다종센서 캘리브래이션 시스템 및 다종센서 캘리브래이션 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열선, 컬러패턴 및 깊이를 가지는 패턴이 형성된 각각의 플레이트를 다양한 센서로 촬영하여, 촬영된 영상을 통합하여 교정하도록 구현한 다종센서 캘리브래이션 시스템 및 다종센서 캘리브래이션 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-sensor calibration system and a multi-sensor calibration method, and more specifically, each plate formed with a pattern having a heating wire, a color pattern, and a depth with various sensors to integrate the photographed image. It relates to a multi-sensor calibration system and a multi-sensor calibration method implemented to calibrate.
일반적으로 로봇이나 자율주행 차량 등에서 주변 환경을 감지하기 위하여 여러 가지 센서를 사용하고 있다. 이 중 로봇이나 자율주행 차량 주변의 환경을 감지하기 위하여 라이다, 레이더, 카메라 등이 많이 사용되고 있다. 이 때 하나의 단일 센서를 사용하기 보다, 여러 개의 다종센서를 이용한 센서 정보를 융합하여 활용하고 있다. 이에 서로 다른 센서 정보를 융합하기 위하여 각각의 센서 사이의 관계를 알아야 한다. 여기에서 센서 간의 관계는 센서 이의 회전(Rotation)과 병진(Translation)이다. 센서 간의 관계를 알기 위하여 센서 간을 캘리브래이션(Calibration) 하여야 한다. 정보 융합의 정확성을 높이기 위해서는 캘리브래이션의 오차를 최소화해야 한다.In general, various sensors are used to detect the surrounding environment in robots or autonomous vehicles. Among them, lidar, radar, cameras, etc. are used to detect the environment around robots or autonomous vehicles. At this time, rather than using a single sensor, the sensor information using multiple multiple sensors are fused and utilized. In order to fuse different sensor information, it is necessary to know the relationship between each sensor. The relationship between the sensors here is the rotation and translation of the sensor teeth. In order to know the relationship between the sensors, the sensors must be calibrated. In order to increase the accuracy of information convergence, it is necessary to minimize calibration errors.
일반적인 다종센서를 장치한 시스템에서 캘리브래이션을 수행하기 위해서는 캘리브래이션이 가능한 두 센서의 조합을 먼저 수행하고, 차례로 다른 조합에 대하여 캘리브래이션을 수행한다. 차례로 캘리브래이션을 하게 되면 첫 번째의 캘리브래이션 오차가 두 번째 캘리브레이션에 영향을 주고, 그 오차가 다시 다음 캘리브래이션에 영향을 주게 되어, 처음의 센서와 마지막의 센서 관계의 오차가 커지게 되는 문제점을 가진다.In order to perform calibration in a system equipped with a general multiple sensor, a combination of two sensors capable of calibration is first performed, followed by calibration of other combinations. In order to calibrate one after another, the first calibration error affects the second calibration, which in turn affects the next calibration, leading to a greater error between the first sensor and the last sensor relationship. Has the problem.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 열선, 컬러패턴 및 깊이를 가지는 패턴이 형성된 각각의 플레이트를 다양한 센서로 촬영하여, 촬영된 영상을 통합하여 교정하도록 구현한 다종센서 캘리브래이션 시스템 및 다종센서 캘리브래이션 방법을 제공하는 것이다.Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, the problem to be solved of the present invention is to shoot each image plate formed with a pattern having a heating wire, color pattern and depth with various sensors, It is to provide a multisensor calibration system and multisensor calibration method implemented to integrate and calibrate.
다만, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned above are clearly apparent to those skilled in the art from the following description. It can be understood.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로는, 일면에 일정한 크기의 검은색 사각형과 일정한 크기의 하얀색 사각형이 번갈아가며 형성된 격자패턴이 형성되는 컬러패턴 플레이트; 바둑판무늬의 패턴이 형성되고, 바둑판무늬 패턴의 모서리부분에 열선이 설치되는 열선 플레이트; 컬러패턴 플레이트 및 열선 플레이트를 영상으로 촬영하기 위한 촬영센서부; 기 설정된 깊이를 가지는 일정한 크기의 적어도 하나의 사각형으로 형성된 사각형 패턴이 형성되는 깊이패턴 플레이트; 및 깊이패턴 플레이트를 영상으로 촬영하기 위한 깊이센서부; 및 촬영센서부에서 촬영된 영상정보를 교정하여 교정영상정보를 생성하고, 깊이센서부에서 촬영한 영상정보를 교정하여 깊이교정정보를 생성하여, 깊이교정정보와 교정영상정보를 통합하여 최종영상정보를 생성하기 위한 교정부;를 포함하는 다종센서 캘리브래이션 시스템을 제공한다.As a means for achieving the above technical problem, a color pattern plate having a grid pattern formed by alternating a black square of a certain size and a white square of a predetermined size are formed on one surface; A hot wire plate having a checkered pattern formed thereon and a hot wire installed at an edge of the checkered pattern; A photographing sensor unit for photographing the color pattern plate and the hot wire plate; A depth pattern plate having a square pattern formed of at least one quadrangle having a predetermined depth and having a predetermined depth; And a depth sensor unit for photographing the depth pattern plate as an image. And calibrated image information taken by the photographing sensor unit to generate calibrated image information, calibrate the image information taken by the depth sensor unit to generate depth calibration information, and integrate depth calibration information and calibrated image information to obtain final image information. Provides a multi-sensor calibration system comprising a; calibration unit for generating a.
또한, 일 실시예에서, 촬영센서부는, 컬러패턴 플레이트를 촬영하여 컬러영상정보를 생성하고, 열선 플레이트를 촬영하여 열영상정보를 생성하는 것을 특징으로 한다.Also, in one embodiment, the photographing sensor unit photographs the color pattern plate to generate color image information, and photographs the hot wire plate to generate thermal image information.
또한, 일 실시예에서, 깊이센서부는, 깊이패턴 플레이트를 촬영하여 깊이영상정보를 생성하는 것을 특징으로 한다.Further, in one embodiment, the depth sensor unit is characterized in that to produce the depth image information by photographing the depth pattern plate.
또한, 일 실시예에서, 교정부는, 촬영센서부에서 촬영된 영상정보에서 컬러패턴 플레이트와 열선 플레이트의 왜곡부분을 교정하여 교정영상정보를 생성하는 것을 특징으로 한다.In addition, in one embodiment, the correction unit is characterized in that for generating the corrected image information by correcting the distortion portion of the color pattern plate and the hot wire plate in the image information photographed by the image sensor.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 수단으로는, 컬러패턴 플레이트와 열선 플레이트를 촬영센서부가 영상으로 촬영하는 제1 단계; 교정부가 촬영센서부에서 생성된 영상정보를 교정하여 교정영상정보를 생성하는 제2 단계; 깊이패턴 플레이트를 깊이센서부가 영상으로 촬영하는 제3 단계; 및 교정부가 촬영센서부에서 촬영된 영상정보를 교정하여 깊이교정정보를 생성하며, 깊이교정정보와 교정영상정보를 통합하여 최종영상정보를 생성하는 제4 단계;를 포함하는 다종센서 캘리브래이션 방법을 제공한다.Another means for achieving the above technical problem, the first step of photographing the color pattern plate and the hot wire plate in the image sensor unit; A second step of correcting the image information generated by the photographing sensor unit to generate the corrected image information; A third step of photographing the depth pattern plate as an image by the depth sensor unit; And a fourth step of generating a depth correction information by correcting the image information photographed by the photographing sensor unit, and generating final image information by integrating the depth correction information and the corrected image information. To provide.
또한, 일 실시예에서, 제2 단계는, 촬영센서부에서 생성된 영상정보가 열영상정보 또는 컬러영상정보인 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the second step may include image information generated by the photographing sensor unit being thermal image information or color image information.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 다종센서 캘리브래이션 시스템 및 다종센서 캘리브래이션 방법을 제공함으로써, 다종의 멀티센서를 동시에 캘리브래이션을 수행할 수 있는 효과를 가진다.According to an embodiment of the present invention, by providing a multi-sensor calibration system and a multi-sensor calibration method, the multi-sensor can be calibrated simultaneously.
다만, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, effects obtained in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned above will be clearly understood by those skilled in the art from the following description. Could be.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 다종센서 캘리브래이션 시스템을 제1 실시예로 블럭도이다.
도 2는 도 1에 있는 컬러패턴 플레이트의 정면도이다.
도 3은 도 1에 있는 열선 플레이트의 정면도이다.
도 4는 도 1에 있는 깊이패턴 플레이트의 정면도이다.
도 5는 도 1에 있는 깊이패턴 플레이트의 A-A` 단면도이다.
도 6은 도 1에 있는 열선 플레이트의 실제사진이다.
도 7은 본 발명의 다종센서 캘리브래이션 방법을 제1 실시예로 나타내는 순서도이다.The following drawings, which are attached in this specification, illustrate preferred embodiments of the present invention, and together with the detailed description of the present invention, serve to further understand the technical spirit of the present invention. It should not be construed as limited to.
1 is a block diagram of a multi-sensor calibration system according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view of the color pattern plate shown in FIG. 1.
3 is a front view of the hot wire plate in FIG. 1.
4 is a front view of the depth pattern plate in FIG. 1.
5 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of the depth pattern plate of FIG. 1.
6 is an actual picture of the hot wire plate in FIG.
7 is a flowchart showing a multi-sensor calibration method of the present invention as a first embodiment.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. However, since the description of the present invention is only an embodiment for structural or functional description, the scope of the present invention should not be construed as limited by the embodiments described in the text. That is, since the embodiments may be variously modified and may have various forms, the scope of the present invention should be understood to include equivalents capable of realizing the technical idea. In addition, the objects or effects presented in the present invention does not mean that a specific embodiment should include all or only such effects, the scope of the present invention should not be understood as being limited thereby.
본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.The meaning of the terms described in the present invention will be understood as follows.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.Terms such as "first" and "second" are intended to distinguish one component from another component, and the scope of rights should not be limited by these terms. For example, the first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component. When a component is referred to as being "connected" to another component, it should be understood that there may be other components in between, although it may be directly connected to the other component. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in between. On the other hand, other expressions describing the relationship between the components, such as "between" and "immediately between" or "neighboring to" and "directly neighboring to", should be interpreted as well.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Singular expressions should be understood to include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise, and terms such as "include" or "have" refer to features, numbers, steps, operations, components, parts, or parts thereof described. It is to be understood that the combination is intended to be present and does not exclude in advance the possibility of the presence or addition of one or more other features or numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.All terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art unless otherwise defined. Generally, the terms defined in the dictionary used are to be interpreted as being consistent with the meanings in the context of the related art, and should not be interpreted as having ideal or excessively formal meanings unless clearly defined in the present invention.
<제1 실시예에 따른 구성><Configuration according to the first embodiment>
도 1은 본 발명의 다종센서 캘리브래이션 시스템을 제1 실시예로 블록도이며, 도 2는 도 1에 있는 컬러패턴 플레이트의 정면도이며, 도 3은 도 1에 있는 열선 플레이트의 정면도이며, 도 4는 도 1에 있는 깊이패턴 플레이트의 정면도이며, 도 5는 도 1에 있는 깊이패턴 플레이트의 A-A` 단면도이며, 도 6은 도 1에 있는 열선 플레이트의 실제사진이다.1 is a block diagram of a multi-sensor calibration system according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view of the color pattern plate of FIG. 1, and FIG. 3 is a front view of the hot wire plate of FIG. 4 is a front view of the depth pattern plate in FIG. 1, FIG. 5 is a sectional view taken along line AA ′ of the depth pattern plate in FIG. 1, and FIG. 6 is an actual photograph of the hot wire plate in FIG.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 다종센서 캘리브래이션 시스템(10)는 컬러패턴 플레이트(100), 열선 플레이트(200), 촬영센서부(300), 깊이패턴 플레이트(400), 깊이센서부(500), 교정부(600)를 포함한다.1 to 2, The multi-sensor calibration system 10 includes a
컬러패턴 플레이트(100)는 일면에 일정한 크기의 검은색 사각형(11)과 일정한 크기의 하얀색 사각형(12)이 번갈아가며 형성된 격자패턴이 형성된다(도 2 참조).The
검은색 사각형(11)과 하얀색 사각형(12)은 직사각형(바람직하게는 정사각형)으로 형성될 수 있다. 검은색 사각형(11)과 하얀색 사각형(12)은 동일한 크기 및 형태로 형성될 수 있다.The
열선 플레이트(200)는 일면에 바둑판무늬의 패턴이 형성되고, 바둑판무늬 패턴의 모서리부분에 열선(13)이 설치된다(도 3 참조). 여기서 바둑판무늬는 컬러패턴 플레이트(100)의 격자패턴과 동일한 크기 및 형태로 형성될 수 있다.The
촬영센서부(300)는 컬러패턴 플레이트(100) 및 열선 플레이트(200)를 영상으로 촬영한다. 촬영센서부(300)는 컬러패턴 플레이트(100)를 촬영하여 컬러영상정보를 생성하고, 열선 플레이트(200)를 촬영하여 열영상정보를 생성할 수 있다. 촬영센서부(300)는 컬러영상정보와 열영상정보를 교정부(600)로 전달할 수 있다. 촬영센서부(300)는 컬러패턴 플레이트(100)를 촬영하기 위한 카메라(예를 들어, 컬러 카메라) 또는 열선을 감지하여 촬영하기 위한 카메라(예를 들어, 열화상 카메라, 나이트비전 카메라, 3D Lidar 등)등과 같은 다종의 멀티센서로 형성될 수 있다.The photographing
열화상 카메라는 열을 추적, 탐지하여 화면으로 한 눈에 보여주는 장치로서, 열을 어느 정도 내는지에 따라서 화면을 보여주기 때문에 연기와 같은 장애물의 유무, 빛의 유무와 상관없이 물체를 확인할 수 있다.Thermal imaging cameras are devices that track and detect heat and show it on the screen at a glance. The thermal camera displays the screen according to how much heat it emits, so that objects can be identified regardless of the presence or absence of obstacles such as smoke or light.
나이트비전 카메라는 적외선 영역을 이용하여 시야를 확보하고, 확보된 시야를 기반으로 전방의 물체를 감지한다. 이러한 나이트 비전 카메라는 근적외선 방식과 원적외선 박식으로 나뉠 수 있다. 여기서, 근적외선 방식은 적외선 방사기(IR Generator)를 통하여 방사된 적외선이 물체에 도달한 후 반사된 근적외선(파장 : 800~1,000nm)을 카메라를 통하여 감지하는 방법이다. 또한, 원적외선 방식은 물체가 발산하는 열(파장 : 1,000nm이상)을 원적외선 카메라를 이용하여 감지하는 방법을 말한다. Night vision cameras use the infrared region to secure the field of view and detect objects in front of the field of view. These night vision cameras can be divided into near-infrared and far-infrared. Here, the near-infrared method is a method of detecting the near-infrared (wavelength: 800 ~ 1,000nm) reflected by the infrared radiation emitted through the IR generator after reaching the object through the camera. In addition, the far infrared method refers to a method of detecting heat emitted by an object (wavelength: 1,000 nm or more) using a far infrared camera.
3D Lidar는 물체 움직임에 상관없이 물체의 주변을 감지하는 센서이다.3D Lidar is a sensor that detects the surroundings of objects regardless of their movement.
깊이패턴 플레이트(400)는 기 설정된 깊이를 가지는 일정한 크기의 적어도 하나의 사각형으로 형성된 사각형 패턴(14)이 형성된다(도 4 참조). 여기서, 사각형 패턴(14)에서 사각형은 검은색 사각형(11) 또는 하얀색 사각형(12)과 동일한 크기로 형성될 수 있다. 또한, 사각형 패턴(14)은 가로방향으로 하얀색 사각형(12)의 가로길이만큼 이격된 위치에 설치되며, 세로방향으로 하얀색 사각형(12)의 세로길이만큼 이격된 위치에 각각 설치될 수 있다.The
깊이센서부(500)는 깊이패턴 플레이트(400)를 영상으로 촬영한다. 깊이센서부(500)는 깊이패턴 플레이트(400)를 촬영하여 깊이영상정보를 생성할 수 있다. 여기서, 깊이영상정보는 촬영된 깊이패턴 플레이트(400)의 깊이정보를 저장할 수 있다. 깊이센서부(500)는 깊이영상정보를 교정부(600)로 전달할 수 있다. 깊이센서부(500)는 다양한 종류의 깊이센서(Depth sensor)로 형성되며, 능동적 깊이 센서방식과 수동적 깊이 센서방식으로 사용될 수 있다.The
능동적 깊이 센서 방식은 레이저 센서, 적외선 센서, 패턴 센서를 이용하여 물체의 3차원 깊이 정보를 직접 획득하는 방법이다. 이러한 경우 저해상도의 깊이 영상을 제공하고 큰 비용이 드는 단점이 있으나, 정확한 깊이 정보를 획득할 수 있는 장점이 있다.The active depth sensor method is a method of directly acquiring three-dimensional depth information of an object using a laser sensor, an infrared sensor, and a pattern sensor. In this case, a low resolution depth image may be provided and a high cost may be obtained, but accurate depth information may be obtained.
수동적 깊이 센서 방식은 다시점 및 스테레오 영상으로부터 간접적으로 3차원 깊이 정보를 획득하는 방법이다. 이러한 경우 깊이 정보를 획득하기 위해 시간이 오래 걸리며, 상대적으로 폐색 영역과 텍스처가 없는 영역 등에서 부정확한 깊이 정보를 제공하는 단점이 있으나, 고해상도의 깊이 영상을 제공하고, 하드웨어 구성을 위한 비용이 낮다는 장점이 있다.The passive depth sensor method is a method of obtaining 3D depth information indirectly from a multiview and a stereo image. In this case, it takes a long time to acquire the depth information, and has a disadvantage of providing inaccurate depth information in a relatively occlusion area or a texture-free area, but provides a high resolution depth image and low cost for hardware configuration. There is an advantage.
교정부(600)는 촬영센서부(300)에서 촬영된 영상정보를 교정하여 교정영상정보를 생성하고, 깊이센서부(500)에서 촬영한 영상정보를 교정하여 깊이교정정보를 생성하여, 깊이교정정보와 교정영상정보를 통합하여 최종영상정보를 생성한다. 교정부(600)는 촬영센서부(300)에서 촬영된 영상정보에서 컬러패턴 플레이트(100)와 열선 플레이트(200)의 왜곡부분을 교정하여 교정영상정보를 생성할 수 있다. 교정부(600)는 촬영센서부(300)로부터 컬러영상정보를 전달받아 촬영된 컬러패턴 플레이트(100)의 형상 중에서 왜곡된 부분(예를 들면, 컬러패턴 플레이트(100)의 주변부)을 교정할 수 있다. 다시 말해서, 교정부(600)는 컬러영상정보에서 컬러패턴 플레이트(100)의 영상좌표계에서 왜곡부분을 교정할 수 있다. 교정부(600)는 촬영센서부(300)로부터 열영상정보를 전달받아 촬영된 열선 플레이트(200)의 형상 중에서 왜곡된 부분(예를 들면, 열선 플레이트(200)의 주변부)을 교정할 수 있다. 다시 말해서, 교정부(600)는 열영상정보에서 열선 플레이트(200)의 영상좌표계에서 왜곡부분을 교정할 수 있다. 교정부(600)는 컬러영상정보와 열영상정보를 비교하여 왜곡된 부분을 교정하여 교정영상정보를 생성할 수 있다. 교정부(600)는 깊이센서부(500)로부터 깊이영상정보를 전달받아 촬영된 깊이패턴 플레이트(400)의 깊이를 확인하여, 촬영된 깊이패턴 플레이트(400)의 깊이와 실제 깊이패턴 플레이트(400)의 깊이를 비교하여 교정할 수 있다. 예를 들어, 교정부(600)는 깊이영상정보에 저장된 깊이패턴 플레이트(400)의 깊이가 5mm이고, 실제 깊이패턴 플레이트(400)의 깊이가 10mm인 경우에, 5mm의 차이를 교정할 수 있다. 교정부(600)는 컬러패턴 플레이트(100)의 실제패턴정보, 열선 플레이트(200)의 실제패턴정보 및 깊이패턴 플레이트(400)의 실제깊이정보를 미리 저장해 둘 수 있다.The
상술한 바와 같은 구성을 가진 다종센서 캘리브래이션 시스템(10)는 촬영센서부(300)와 깊이센서부(500)가 컬러패턴 플레이트(100), 열선 플레이트(200) 및 깊이패턴 플레이트(400)를 한 번에 촬영하여, 다종의 멀티센서(예를 들면, 열화상 카메라, 나이트비전 카메라, 3D Lidar 등)를 동시에 캘리브래이션을 수행할 수 있다.In the multiple sensor calibration system 10 having the configuration as described above, the photographing
<제1 실시예에 따른 방법><Method according to the first embodiment>
도 7은 본 발명의 다종센서 캘리브래이션 방법을 일 실시예로 나타내는 순서도이다.7 is a flowchart illustrating a multi-sensor calibration method according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 다종센서 캘리브래이션 방법은 제1 단계(S100), 제2 단계(S200), 제3 단계(S300), 제4 단계(S400)를 포함한다.Referring to FIG. 7, the multi-sensor calibration method includes a first step S100, a second step S200, a third step S300, and a fourth step S400.
먼저, 컬러패턴 플레이트(100)와 열선 플레이트(200)를 촬영센서부(300)가 영상으로 촬영한다(S100).First, the photographing
상술한 단계 S100이후에, 촬영센서부(300)가 촬영한 영상정보를 교정하여 교정영상정보를 생성한다(S200).After the above-described step S100, the photographing
상술한 단계 S200이후에, 깊이패턴 플레이트(400)를 깊이센서부(500)가 영상으로 촬영한다(S300).After the above-described step S200, the
상술한 단계 S300이후에, 교정영상정보와 깊이센서부(500)가 촬영한 영상정보를 교정한다(S400).After the above-described step S300, the calibration image information and the image information photographed by the
<제2 실시예에 따른 구성><Configuration according to the second embodiment>
다종센서 캘리브래이션 시스템은 컬러패턴 및 열선 플레이트(설명의 편의상 도면에는 도시하지 않음), 촬영센서부(300), 깊이패턴 플레이트(400), 깊이센서부(500), 교정부(600)를 포함한다. 여기서, 촬영센서부(300), 깊이패턴 플레이트(400), 깊이센서부(500), 교정부(600)는 도 1의 구성요소와 유사한 부분에 대해서 이하 그 설명을 생략하며, 다른 부분에 대해서만 설명하도록 한다.The multi-sensor calibration system includes a color pattern and a heating wire plate (not shown in the drawings for convenience of description), the photographing
컬러패턴 및 열선 플레이트는 일면에 일정한 크기의 검은색 사각형과 일정한 크기의 하얀색 사각형이 번갈아가며 형성된 격자패턴이 형성되고, 격자패턴의 모서리부분에 열선이 설치된다.The color pattern and the hot wire plate have a grid pattern formed by alternating black squares of a certain size and white squares of a constant size on one surface thereof, and a hot wire is installed at an edge of the grid pattern.
촬영센서부(300)는 컬러패턴 및 열선 플레이트의 일면을 영상으로 촬영한다.The photographing
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.The detailed description of the preferred embodiments of the invention disclosed as described above is provided to enable those skilled in the art to implement and practice the invention. Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will understand that various modifications and changes can be made without departing from the scope of the present invention. For example, those skilled in the art can use each of the configurations described in the above-described embodiments in combination with each other. Thus, the present invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 교정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.The invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential features of the invention. Accordingly, the above detailed description should not be interpreted as limiting in all aspects and should be considered as illustrative. The scope of the invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the invention are included in the scope of the invention. The present invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein. In addition, the claims may be combined to form an embodiment by combining claims that do not have an explicit citation relationship or may be incorporated as new claims by post-application correction.
10: 다종센서 캘리브래이션 시스템
11: 검은색 사각형
12: 하얀색 사각형
13: 열선
14: 사각형 패턴
100: 컬러패턴 플레이트
200: 열선 플레이트
300: 촬영센서부
400: 깊이패턴 플레이트
500: 깊이센서부
600: 교정부10: multi-sensor calibration system
11: black square
12: white square
13: heating wire
14: square pattern
100: color pattern plate
200: heated wire plate
300: photographing sensor unit
400: depth pattern plate
500: depth sensor
600: correction part
Claims (6)
바둑판무늬의 패턴이 형성되고, 상기 바둑판무늬 패턴의 모서리부분에 열선이 설치되는 열선 플레이트;
상기 컬러패턴 플레이트 및 열선 플레이트를 영상으로 촬영하기 위한 촬영센서부;
기 설정된 깊이를 가지는 일정한 크기의 사각형으로 형성된 사각형 패턴이 다수 형성되고, 상기 사각형 패턴은 가로방향으로 가로길이만큼 이격된 위치에 설치되며, 세로방향으로 세로길이만큼 이격된 위치에 각각 설치되는 깊이패턴 플레이트;
상기 깊이패턴 플레이트를 영상으로 촬영하기 위한 깊이센서부; 및
상기 촬영센서부에서 촬영된 영상정보를 교정하여 교정영상정보를 생성하고, 상기 깊이센서부에서 촬영한 영상정보를 교정하여 깊이교정정보를 생성하여, 상기 깊이교정정보와 상기 교정영상정보를 통합하여 최종영상정보를 생성하기 위한 교정부;를 포함하고,
상기 촬영센서부는, 상기 컬러패턴 플레이트를 촬영하여 컬러영상정보를 생성하고, 그리고 상기 열선 플레이트를 촬영하여 열영상정보를 생성하며,
상기 깊이센서부는, 상기 깊이패턴 플레이트를 촬영하여 깊이영상정보를 생성하며,
상기 교정부는, 상기 촬영센서부에서 촬영된 영상정보에서 상기 컬러패턴 플레이트와 상기 열선 플레이트의 왜곡부분을 교정하여 교정영상정보를 생성하고,
상기 교정부는, 상기 촬영센서부에서 촬영된 영상정보와, 상기 깊이센서부에서 촬영한 영상정보 및 상기 열선플레이트에서 촬영한 영상정보를 동시에 캘리브래이션하고,
상기 깊이센서부는, 주변의 환경을 감지하도록 레이저 센서, 적외선 센서 및 패턴 센서 중 어느 하나를 이용하는 것을 특징으로 하는 다종센서 캘리브래이션 시스템.A color pattern plate having a grid pattern formed by alternating black squares of a predetermined size and white squares of a predetermined size formed on one surface thereof;
A hot wire plate having a checkered pattern formed thereon and a hot wire installed at an edge of the checkered pattern;
A photographing sensor unit for photographing the color pattern plate and the hot wire plate;
A plurality of square patterns are formed in a rectangular shape having a predetermined depth having a predetermined depth, the square pattern is installed in a position spaced apart by a horizontal length in the horizontal direction, depth patterns are respectively installed in a position spaced by a vertical length in the vertical direction plate;
A depth sensor unit for photographing the depth pattern plate as an image; And
By generating the corrected image information by correcting the image information photographed by the photographing sensor unit, by generating the depth correction information by correcting the image information photographed by the depth sensor unit by integrating the depth correction information and the corrected image information Includes; correction unit for generating the final image information,
The photographing sensor unit photographs the color pattern plate to generate color image information, and photographs the hot wire plate to generate thermal image information.
The depth sensor unit photographs the depth pattern plate to generate depth image information,
The corrector may generate corrected image information by correcting distortions of the color pattern plate and the hot wire plate from the image information photographed by the photographing sensor unit.
The calibration unit may simultaneously calibrate the image information photographed by the photographing sensor unit, the image information photographed by the depth sensor unit, and the image information photographed by the hot wire plate,
The depth sensor unit, a multi-sensor calibration system, characterized in that using any one of a laser sensor, an infrared sensor and a pattern sensor to detect the surrounding environment.
컬러패턴 플레이트와 열선 플레이트를 촬영센서부가 영상으로 촬영하는 제1 단계;
상기 촬영센서부에서 생성된 영상정보를 교정하여 교정영상정보를 생성하는 제2 단계;
깊이패턴 플레이트를 깊이센서부가 영상으로 촬영하는 제3 단계; 및
교정부가 상기 촬영센서부에서 촬영된 영상정보를 교정하여 깊이교정정보를 생성하며, 상기 깊이교정정보와 상기 교정영상정보를 통합하여 최종영상정보를 생성하는 제4 단계;를 포함하고,
상기 제2 단계는, 상기 촬영센서부에서 생성된 영상정보가 열영상정보 또는 컬러영상정보이고,
상기 교정부는, 상기 촬영센서부에서 촬영된 영상정보와, 상기 깊이센서부에서 촬영한 영상정보 및 상기 열선플레이트에서 촬영한 영상정보를 동시에 캘리브래이션하고,
상기 깊이센서부는, 주변의 환경을 감지하도록 레이저 센서, 적외선 센서 및 패턴 센서 중 어느 하나를 이용하는 것을 특징으로 하는 다종센서 캘리브래이션 방법.As a calibration method of a multi-sensor calibration system according to claim 1,
A first step of photographing the color pattern plate and the hot wire plate by an image sensor;
A second step of generating corrected image information by correcting the image information generated by the photographing sensor unit;
A third step of photographing the depth pattern plate as an image by the depth sensor unit; And
And a fourth step of calibrating the image information photographed by the photographing sensor unit to generate depth correction information, and generating final image information by integrating the depth correction information and the corrected image information.
In the second step, the image information generated by the photographing sensor unit is thermal image information or color image information.
The calibration unit may simultaneously calibrate the image information photographed by the photographing sensor unit, the image information photographed by the depth sensor unit, and the image information photographed by the hot wire plate,
The depth sensor unit, a multi-sensor calibration method, characterized in that using any one of a laser sensor, an infrared sensor, and a pattern sensor to detect the surrounding environment.
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