KR100623651B1

KR100623651B1 - 차량 투영면적 측정시스템 및 그 방법

Info

Publication number: KR100623651B1
Application number: KR1020040052431A
Authority: KR
Inventors: 오성동; 이창호
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2004-07-06
Filing date: 2004-07-06
Publication date: 2006-09-19
Also published as: KR20060003524A

Abstract

차량 투영면적 측정시스템 및 그 방법이 개시된다. 개시된 차량 투영면적 측정시스템은, 시험용 차량이 상부에 위치되어 상기 시험용 차량의 수직 정렬이 되도록 구비된 턴테이블과; 상기 턴테이블의 일측에 설치된 스크린과; 상기 스크린과 대향되는 일측에 설치되어 상기 시험용 차량에 레이저를 조사하여 상기 스크린에 상기 시험용 차량의 그림자가 투영되도록 하는 레이저장치와; 상기 레이저장치를 지지하며 설치되어 상기 레이저장치가 이송되도록 하는 이송장치와; 상기 스크린에 일측에 설치되어 상기 스크린에서 상기 시험용 차량의 외곽 형상에 대한 포인트 데이터를 획득하는 레이저 트랙커와; 상기 스크린에 설치되어 상기 레이저 트랙커로부터 조사되는 레이저를 수광하여 상기 레이저 트랙커와 함께 상기 스크린에 맺힌 그림자를 측정하는 리플렉터;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 측정시간을 단축시킬 수 있고, CCD와 같은 고가의 소자 불필요하므로 원가절감에 기여할 수 있는 이점이 있다.

스크린, 레이저 트랙커, 리플렉터

Description

차량 투영면적 측정시스템 및 그 방법{SYSTEM FOR MEASURING A REFLECTING AREA FOR VEHICLE AND METHOD FOR THE SAME}

도 1은 종래의 이미지 획득장치로 전송된 이미지를 개략적으로 나타내 보인 도면.

도 2는 종래의 기술에 따른 시시디를 이용한 차량투영면적 측정방법을 순차적으로 나타내 보인 개략적인 순서도.

도 3은 종래의 기술에 따른 차량투영면적 측정시스템의 일부 구성을 개략적으로 나타내 보인 도면,

도 4a는 본 발명에 따른 차량 투영면적 측정시스템의 구성을 개략적으로 나타내 보인 도면.

도 4b는 도 4의 평면도.

도 5는 도 4b의 A부를 상세하게 나타내 보인 도면.

도 6은 본 발명에 따른 차량 투영면적 측정방법을 순차적으로 나타내 보인 개략적인 순서도.

도 7은 도 4a의 턴테이블의 정렬 화면을 나타내 보인 도면.

도 8은 본 발명의 시스템을 이용하여 측정한 일 예를 개략적으로 나타내 보인 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

41. 턴테이블

43. 레이저장치

44. 이송장치

45. 스크린

46. 리플렉터

50. 레이저 트랙커

본 발명은 차량 투영면적 측정시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 레이저 트랙커를 이용하여 측정시간을 단축하고, CCD와 같은 고가의 소자가 소요되지 않게 하기 위한 차량 투영면적 측정시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

차량 전면투영면적 측정장치는 레이저장치, 스크린, 차량 정렬용 턴테이블(turn table), 디지털 카메라, 레이저장치 및 카메라의 이송장치, 이미지 획득 장치, 면적 계산을 위한 이미지 처리용 컴퓨터 및 소프트웨어가 구비된다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 차량 전면투영면적 측정장치의 작동을 설명한다.

우선, 전면투영면적을 측정할 차량을 턴테이블에 올려서 차량의 센터라인과 스크린이 수직을 이루도록 정렬한다. 그런 후, 상기 레이저장치를 작동시키면 차 량의 그림자가 차량 후방의 스크린에 생성된다.

이어서, 생성된 그림자를 스크린 후방의 카메라가 촬영하여 이미지 획득장치로 전송한다. 도 1a 및 도 1b에는 상기 이미지 획득장치로 전송된 이미지가 개략적으로 도시되어 있다. 이렇게 전송된 이미지를 컴퓨터에서 이미지를 처리하여 검게 나타나는 부분의 면적을 구한다.

그런데, 상기와 같이 작동되는 차량 전면투영면적 측정장치는, 측정장비의 구성이 많고, 레이저와 카메라의 중심선이 정확히 일치되면서 이송되어야 하므로 매우 정밀한 이송장치가 예컨대, 카메라용 1개, 레이저장치용 1개의 정밀 이송장치 2개 필요하다.

그리고 정밀한 이송장치 제어가 필요하므로 2개의 이송장치의 이송시간이 오래 걸린다. 또한 레이저에 의해 스크린에 생성된 차량의 그림자의 면적을 직접 구하는 방법이 아니라, 촬영된 영상을 이미지 처리하여 측정하는 것으로 이미지 저장과 처리과정에 많은 시간이 소요된다.

그리고 면적 측정시 획득된 이미지의 면적과 실제 면적 사이의 정확한 캘리브레이션(calibration)이 요구된다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 두 개의 이송장치가 요구되지 않아 시스템의 구성이 단순하고, 제어하기 쉽고 이송에 따른 시간과 측정시간이 단축되며, 캘리브레이션이 필요 없도록 한 시시디를 이용한 차량 투영면적 측정방법이 도 2와 같이 고안되었다.

도 2를 참조하면, 우선, 턴테이블(21) 상에 있는 차량(10)에 레이저장치(23) 로부터 레이저를 주사하여 차량(10)의 그림자가 투영되며, 시시디로 구성된 스크린(22)의 시시디를 초기화한다.(단계 110)

이어서, 상기 스크린(22)은 신호처리기(25)로부터 시시디의 초기화 신호를 받아 전체 시시디를 초기화한다.(단계 120)

그리고 레이저장치(23)의 레이저 스캔이 시작되면 이 레이저에 노출된 시시디의 신호를 신호처리기(25)로 전송을 시작한다.(단계 130)

또한 레이저 스캔이 종료되면 종료신호(end signal)를 신호처리기(25)로 전송하면 상기 신호처리기(25)가 종료신호를 스크린(22)으로 전송한다.(단계 140)

이어서, 상기 스크린(22)은 종료신호 입력 후, 상기 신호처리기(25)로의 전송을 종료한다.(단계 150)그리고 상기 신호처리기(25)는 레이저 스캔 시작신호와 종료신호 구간의 시간동안 스크린(22)으로부터 시시디 노출신호를 입력받아 신호처리기(25)의 카운터 유닛(25a)으로 전송한다.(단계 160)

또한 상기 신호처리기(25)의 카운터 유닛(25a)은 레이저에 노출된 시시디의 수를 저장한 후, 상기 신호처리기(25)의 연산 유닛(25b)으로 전송한다.(단계 170)

상기 신호처리기(25)의 연산 유닛(25b)은 카운터 유닛(25a)에서 레이저에 노출된 시시디의 개수를 입력받아 투영 면적을 계산하기 위한 연산을 수행한다.(단계 180)

상기 단계 180에서 수행한 연산결과를 상기 신호처리기(25)의 표시창 예컨대, LCD에 디스플레이 한다.(단계 190)

상기한 바와 같은 종래의 기술은, 대한민국 공개특허공보 제2004-0046824호( 이하, 종래기술1이라 함)에 개시되어 있다.

그리고 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 면적 측정 장비의 장착된 고가의 화상처리장치가 필요하지 않고, 전영역 측정에 비해 외곽선을 따라 측정하므로 측정시간을 단축시킬 수 있으며, 정확한 면적측정이 가능하고, 사람에 의한 오차가 방지될 수 있도록 한 차량 투영면적 측정 시스템의 일부 구성이 도 3에 도시되어 있다.

도면을 다시 참조하면, 본 발명에 따른 차량 투영면적 측정 시스템은, 우선, 상기 차량(21)의 전방의 레이저장치(24)에서 스크린(23)을 향해 레이저광이 방출되어 상기 스크린(23)을 통해 차량(21)의 음영이 투영된다.

그런 후, 스크린의 후방에 위치한 디지털 면적계(32) 및 시시디 어레이(31)에 빛이 감지된다. 상기 시시디 어레이(31)는 마주 보이게 다수의 시시디(31a)로 배치되어 구성되어 있고, 이 대칭되는 시시디(31a)에서 발생되는 전류의 차이로 음영의 외곽선을 파악한다.

이렇게 파악된 외곽선을 따라 디지털 면적계(32)가 부착된 면적계 이송장치에 의해 이송되고, 상기 디지털 면적계(32)의 이송 방향에 따라 레이저 이송장치도 연동된다. 상기한 과정으로 차량의 전 외곽선을 이동한 후, 초기 위치에서 위치 측정을 종료한다.

상기한 바와 같은 종래의 기술은, 대한민국 공개특허공보 제2004-0048125호(이하, 종래기술2라 함)에 개시되어 있다.

상기와 같은 종래기술2는 전술한 종래기술1의 단점인 스크린 CCD 소자를 최 소화하여 환형의 CCD소자로 구성하였고, 이에 따라 차에 의해 가려지는 점과 레이저광이 그대로 오는 점을 판단하여 차량의 외곽선 형태를 파악하여, 이를 따라 이동할 수 있도록 구성하여 면적을 측정한다. 따라서 전체를 스캔(scan)할 필요가 없으므로 종래기술1에 비하여 시간을 단축할 수 있다.

하지만, 차량의 사양이 변경된 경우, 즉 루프랙(Roof Rack) 유무, O/S MRR 유무, 각종 지상고 변경 등과 같이 여러 번 측정하여야 하는 경우에는 외곽선을 스캔하여야 하므로 반복 측정시 측정시간이 길어진다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, CCD와 같은 고가의 소자가 불필요하고, 일반적인 스크린이 이용되어 측정하여 면적 측정을 위해 스크린 전체를 스캔할 필요가 없어 측정시간이 단축되고, 차량의 사양에 따른 반복 측정시 부분 측정이 가능하므로 반복 측정시간이 단축되도록 한 차량 투영면적 측정시스템 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량 투영면적 측정시스템은, 시험용 차량이 상부에 위치되어 상기 시험용 차량의 수직 정렬이 되도록 구비된 턴테이블과; 상기 턴테이블의 일측에 설치된 스크린과; 상기 스크린과 대향되는 일측에 설치되어 상기 시험용 차량에 레이저를 조사하여 상기 스크린에 상기 시험용 차량의 그림자가 투영되도록 하는 레이저장치와; 상기 레이저장치를 지지하며 설치되어 상기 레이저장치가 이송되도록 하는 이송장치와; 상기 스크린에 일측에 설치되어 상기 스크린에서 상기 시험용 차량의 외곽 형상에 대한 포인트 데이터를 획득하는 레이저 트랙커와; 상기 스크린에 설치되어 상기 레이저 트랙커로부터 조사되는 레이저를 수광하여 상기 레이저 트랙커와 함께 상기 스크린에 맺힌 그림자를 측정하는 리플렉터;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량 투영면적 측정방법은, (a) 시험용 차량을 턴테이블에 위치시키는 단계와; (b) 상기 턴테이블을 이용하여 상기 시험용 차량을 수직 정렬하는 단계와; (c) 상기 시험용 차량의 일측에 이동 가능하게 설치된 레이저장치로부터 레이저를 조사하는 단계와; (d) 상기 시험용 차량의 외곽선을 따라 상기 레이저장치를 이송시키는 단계와; (e) 상기 시험용 차량의 그림자가 맺히는 스크린에 설치된 리플렉터로 트랙킹을 하는 단계와; (f) 데이터 변환 및 상기 스크린에 맺힌 상기 시험용 차량의 전면투영면적을 계산하는 단계;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 4a에는 본 발명에 따른 차량 투영면적 측정시스템의 구성을 개략적으로 나타내 보인 개략적인 구성도가 도시되어 있고, 도 4b에는 도 4a의 평면도가 도시되어 있다.

도면을 각각 참조하면, 본 발명에 따른 차량 투영면적 측정시스템은, 시험용 차량이 상부에 위치되어 시험용 차량의 수직 정렬이 되도록 구비된 턴테이블(41)과, 이 턴테이블(41)의 일측에 설치된 스크린(45)과, 이 스크린(45)과 대향되는 일 측에 설치되어 시험용 차량에 레이저를 조사하여 스크린(45)에 시험용 차량의 그림자가 투영되도록 하는 레이저장치(43)를 포함하여 구성된다.

그리고 본 발명에 따른 차량 투영면적 측정시스템에는, 이 레이저장치(43)를 지지하며 설치되어 레이저장치(43)를 이송되도록 하는 이송장치(44)와, 상기 스크린(45)에 일측에 설치되어 스크린(45)에서 시험용 차량의 외곽 형상에 대한 포인트 데이터(point data)를 획득하는 레이저 트랙커(laser tracker)(50)와, 상기 스크린(45)에 설치되어 레이저 트랙커(50)로부터 조사되는 레이저를 수광하여 레이저 트랙커(50)와 함께 스크린(45)에 맺힌 그림자를 측정하는 리플렉터(reflector)(46)가 구비된다.

상기 리플렉터(46)는, 도 4b 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 레이저장치(43)로부터 조사된 레이저가 스크린(45)에 수광되는 부분에 설치된다.

그리고 상기 이송장치(44)는, 이 이송장치가 지지되며 이송되도록 가이드장치(42)에 설치된다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 차량 투영면적 측정시스템을 적용하여 본 발명에 따른 차량 투영면적 측정방법을 설명하면 다음과 같다.

도 6에는 본 발명에 따른 차량 투영면적 측정방법을 순차적으로 나타내 보인 개략적인 순서도가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 차량 투영면적 측정방법은, 우선, 시험용 차량을 턴테이블(41)에 위치시킨다.(단계 210)

이어서, 상기 턴테이블(41)을 이용하여 시험용 차량을 수직 정렬한다.(단계 220)

그리고 상기 시험용 차량의 일측에 이동 가능하게 설치된 레이저장치(43)로부터 레이저를 조사한다.(단계 230)

또한 시험용 차량의 외곽선을 따라 상기 레이저장치(43)를 이송시킨다.(단계 240)

이어서, 상기 시험용 차량의 그림자가 맺히는 스크린(45)에 설치된 리플렉터(46)로 트랙킹을 한다.(단계 250)

그리고 데이터를 변환하고, 상기 스크린(45)에 맺힌 시험용 차량의 전면투영면적을 계산한다.(단계 260)

한편, 상기 단계260 수행 후, 추가 측정이 필요한지 판단하여, 추가 측정이 필요한 경우에는 상기 단계 230부터 재 수행한다. 이에 반해 추가 측정이 필요 없는 경우에는 본 제어를 종료한다.(단계 270)

상기한 바와 같이, 본 발명은, 시험용 차량의 외곽형상에 대한 포인트 데이터(point data)를 외부의 레이저 트랙커(50)로부터 획득하므로 르프 랙(Roof Rack) 유무의 경우 그 특정 부분만 따로 측정하여 기존의 형상에 연결하여 면적계산이 가능하다.

또한 O/S MRR 유무의 경우도 마찬가지로 이 O/S MRR 없는 경우를 측정하고 O/S MRR를 장착한 후, O/S MRR 부분만 측정하여 데이터 병합을 하게 되면 면적의 획득이 가능하다.

즉, 전술한 바와 같이 종래기술1,2에 비해 본 발명은, 스크린(45) 전 영역을 스캔하지 않고 차량의 외곽선을 따라 스캔하므로 측정시간이 단축된다. 그리고 CCD와 같은 고가의 소자 불필요하다. 또한 차량의 사양에 따른 반복 측정시 부분 측정이 가능하므로 반복측정시간이 단축된다.

이를 보다 구체적으로 설명한다.

본 발명은 이송장치(44)에 연결된 레이저장치(43)와 턴테이블(41)과 스크린(45) 그리고 레이저 트랙커(50) 및 리플렉터(46)로 이루어진다.

상기 이송장치(44)에 연결된 레이저장치(43)는 레이저의 직진성을 이용해서 시험용 차량의 전면투영면적 발생을 위해 사용되고, 턴테이블(41)은 시험용 차량의 수직 정렬을 위해 이용한다.

또한 상기 스크린(45)은 레이저장치(43)에서 조사되어 직진하는 레이저가 차량을 통과하면서 그림자를 나타낸다. 이 스크린(45)에 맺힌 그림자를 레이저 트랙커(50)와 리플렉터(46)를 이용하여 측정하면 차량의 전면투영면적을 나타내는 외곽선을 얻을 수 있다. 이렇게 얻은 외곽선을 이용하여 차량의 전면투영면적을 계산한다.

따라서 종래기술1,2를 이용한 차량의 전면투영면적측정 및 차량 당 턴테이블(41) 정렬을 포함하여 대당 2시간의 측정시간이 필요하고, 차량의 아이템이 추가되는 경우(즉, 루프랙이 없는 사양과 루프랙이 있는 사양) 종래기술1,2는 다시 2시간을 측정하여야 한다.

그러나 본 발명은, 대당 측정시간이 30분 이내이며 아이템 추가의 경우 추가된 아이템 부분만 상기 리플렉터(46)로 측정하면 된다. 즉, 시험 시간을 종래기술 의 1/4이상으로 줄일 수 있으며, 평가 아이템이 늘어나는 경우 시간의 절약은 더욱 크다.

다른 한편으로, 설명하지 않은 첨부도면 중 도 7은, 상기 턴테이블(41)의 정렬 화면을 나타내 보인 것이다.

그리고 도 8은, 본 발명의 시스템을 이용하여 측정한 일 예를 나타내 보인 것이다. 이와 같은 데이터는 좌표의 형태로 나오므로 면적을 구할 수도 있고, 필요에 따라 캐드 데이터로의 변환도 가능하여 다양한 분야에 응용 가능하다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차량 투영면적 측정시스템 및 그 방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.

종래에는 스크린을 CCD소자로 구성하여 전방의 레이저로부터 조사되어 나오는 레이저의 유무, 즉 차에 의해 가려지는 점과 레이저 광이 그대로 오는 점을 판단하여 전면투영면적을 계산하였으나, 본 발명은 CCD와 같은 고가의 소자가 불필요하고 일반적인 스크린을 이용하여 측정할 수 있으며, 면적측정을 위해 스크린 전체를 스캔할 필요가 없다.

따라서 스크린 전 영역을 스캔하지 않고, 차량의 외곽선을 따라 스캔하므로 측정시간을 단축시킬 수 있고, CCD와 같은 고가의 소자 불필요하므로 원가절감에 기여할 수 있다.

또한 차량의 사양에 따른 반복 측정시 부분 측정이 가능하므로 반복측정시간을 단축시킬 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims

시험용 차량이 상부에 위치되어 상기 시험용 차량의 수직 정렬이 되도록 구비된 턴테이블과;

상기 턴테이블의 일측에 설치된 스크린과;

상기 스크린과 대향되는 일측에 설치되어 상기 시험용 차량에 레이저를 조사하여 상기 스크린에 상기 시험용 차량의 그림자가 투영되도록 하는 레이저장치와;

상기 레이저장치를 지지하며 설치되어 상기 레이저장치가 이송되도록 하는 이송장치와;

상기 스크린에 일측에 설치되어 상기 스크린에서 상기 시험용 차량의 외곽 형상에 대한 포인트 데이터를 획득하는 레이저 트랙커와;

상기 스크린에 설치되어 상기 레이저 트랙커로부터 조사되는 레이저를 수광하여 상기 레이저 트랙커와 함께 상기 스크린에 맺힌 그림자를 측정하는 리플렉터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 투영면적 측정시스템.
제1항에 있어서,

상기 리플렉터는 상기 레이저장치로부터 조사된 레이저가 상기 스크린에 수광되는 부분에 설치된 것을 특징으로 하는 차량 투영면적 측정시스템.
(a) 시험용 차량을 턴테이블에 위치시키는 단계와;

(b) 상기 턴테이블을 이용하여 상기 시험용 차량을 수직 정렬하는 단계와;

(c) 상기 시험용 차량의 일측에 이동 가능하게 설치된 레이저장치로부터 레이저를 조사하는 단계와;

(d) 상기 시험용 차량의 외곽선을 따라 상기 레이저장치를 이송시키는 단계와;

(e) 상기 시험용 차량의 그림자가 맺히는 스크린에 설치된 리플렉터로 트랙킹을 하는 단계와;

(f) 데이터 변환 및 상기 스크린에 맺힌 상기 시험용 차량의 전면투영면적을 계산하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 투영면적 측정방법.
제3항에 있어서,

상기 단계(f) 수행 후, 추가 측정이 필요한지 판단하여, 추가 측정이 필요한 경우에는 상기 단계 (c)부터 재 수행하는 단계를 더 포함하여 된 것을 특징으로 하는 차량 투영면적 측정방법.