KR101200685B1 - Measurement system for inflation profile of air bag and method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명, 에어백의 내부 또는 외부에 부착되는 복수 개의 마커들(Markers); 에어백이 팽창하여 에어백의 형상이 변화하는 동안 마커들의 위치를 추적하여 마커들의 연속적인 영상을 촬영하고, 각각 서로 다른 위치에 설치되어 서로 다른 방향에서 영상을 촬영하는 복수 개의 촬영장치들; 이러한 촬영장치들로부터 제공받은 영상들을 분석하여, 팽창하면서 형상이 변화하는 에어백의 3차원 연속이미지를 구현하는 제어부를 포함하는 에어백의 팽창형상 측정시스템을 제공한다.
따라서 순간적으로 급격히 팽창하는 에어백의 형상변화를 연속적인 3차원 이미지로 구현하고, 나아가 에어백의 팽창속도와 변형되는 형상 등을 측정 및 추적하고 이를 정량화 하여, 에어백에 있어서 최적의 형상을 개발 및 설계할 수 있는 등 에어백의 제품개발에 주요한 정보를 제공할 수 있다.The present invention, a plurality of markers (Markers) attached to the inside or outside of the airbag; A plurality of photographing apparatuses that track the positions of the markers while the airbag is inflated to change the shape of the airbag, thereby photographing successive images of the markers, and are installed at different positions, respectively, to photograph the images from different directions; The present invention provides an inflation shape measurement system for an airbag including a controller for analyzing three-dimensional continuous images of an airbag whose shape changes while analyzing the images provided from the photographing apparatuses.
Therefore, it is possible to develop and design the optimum shape of the airbag by realizing the continuous change of shape of the airbag which is rapidly inflated in a continuous three-dimensional image, further measuring, tracking and quantifying the airbag inflation speed and deformation shape. It can provide important information on product development of airbags.

Description

에어백의 팽창형상 측정시스템 및 측정방법 {Measurement system for inflation profile of air bag and method thereof}Measurement system and measurement method of airbag inflated shape {Measurement system for inflation profile of air bag and method

본 발명은 에어백(Air bag)의 팽창형상 측정시스템 및 측정방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 에어백이 팽창하면서 연속적으로 변화하는 형상을 3차원의 연속적인 이미지로 구현하고 나아가 팽창속도 등을 측정하고 정량화할 수 있는 에어백의 팽창형상 측정시스템 및 측정방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an inflated shape measurement system and a measuring method of an air bag, and more particularly, to implement a three-dimensional continuous image of a shape that continuously changes while the airbag is inflated and further measures an inflation speed and the like. The present invention relates to an inflatable shape measuring system and a measuring method of an airbag that can be quantified.

일반적으로 자동차에는 안전장치로서, 운전자와 스티어링 휠(Steering wheel) 사이, 또는 조수석의 승객과 대시 패널(Dash panel) 사이에 설치되어, 충돌 순간 팽창함으로써 충돌 시 운전자에게 가해지는 충격을 완화하여 운전자의 부상 등을 방지하는 에어백이 장착되어 있다. 이러한 에어백은 센서 등에 의하여 충돌 상태를 감지하면 ECU(Electronic Control Unit) 등의 제어부에서 상기 에어백으로 가스가 공급되도록 하여, 순간적으로 팽창(Inflation)한다. 즉, 상기 에어백은 운전자의 생명과 직결되는 중요한 안전장치로서 자동차의 성능만큼이나 중요한 개발요소이기도 하다. In general, as a safety device for a vehicle, it is installed between the driver and the steering wheel, or between the passenger and the dash panel of the passenger seat and expands at the moment of collision to alleviate the impact on the driver during a collision. An airbag is installed to prevent injury. When the airbag detects a collision state by a sensor or the like, gas is supplied to the airbag by a controller such as an ECU (Electronic Control Unit), and inflation is instantaneously. That is, the airbag is an important safety device that is directly connected to the driver's life, and is also an important development factor as much as the performance of an automobile.

그런데, 종래에는 순간적으로 급격히 팽창하는 에어백의 팽창형상을 정확히 측정하고 추적하기가 쉽지 않았기 때문에, 가스가 공급되는 유로의 설계, 에어백의 접는 방법 및 시간에 따라 팽창하는 모습 등과 같은 에어백의 전반적인 설계 및 디자인의 개발이 어려운 현실적인 문제를 내포하고 있었다.
However, in the related art, since it was not easy to accurately measure and track the inflated shape of the air bag rapidly expanding rapidly, the overall design of the air bag such as the design of the gas supply flow path, the folding method of the air bag, and the appearance of inflating over time, and The development of the design involved a difficult and realistic problem.

본 발명은, 순간적으로 급격히 팽창하는 에어백의 형상변화를 연속적인 3차원 이미지로 구현하고, 나아가 에어백의 팽창속도와 변형되는 형상 등을 측정 및 추적하여 그 데이터를 정량화 할 수 있는 에어백의 팽창형상 측정시스템 및 측정방법을 제공하는데 목적이 있다.
The present invention implements a continuous three-dimensional image of the instantaneous rapid expansion of the shape change of the airbag, and further measures the airbag inflation speed and deformation shape, and measure the inflated shape of the airbag that can quantify the data The purpose is to provide a system and measurement method.

본 발명은, 에어백의 내부 또는 외부에 부착되는 복수 개의 마커들(Markers); 상기 에어백이 팽창하여 상기 에어백의 형상이 변화하는 동안 상기 마커들의 위치를 추적하여 상기 마커들의 연속적인 영상을 촬영하고, 각각 서로 다른 위치에 설치되어 서로 다른 방향에서 상기 에어백을 촬영하는 복수 개의 촬영장치들; 및 상기 촬영장치들로부터 제공받은 상기 영상들을 분석하여, 팽창하면서 형상이 변화하는 상기 에어백의 3차원 연속이미지를 구현하는 제어부를 포함하는 에어백의 팽창형상 측정시스템을 제공한다. The present invention includes a plurality of markers attached to the inside or outside of the airbag; A plurality of photographing apparatuses that track the positions of the markers while the airbag is inflated to change the shape of the airbag, thereby photographing successive images of the markers, and are respectively installed at different positions to photograph the airbag in different directions field; And a controller configured to analyze the images provided from the photographing apparatuses and to implement a three-dimensional continuous image of the airbag whose shape changes while inflating.

여기서, 상기 촬영장치는, 투시성 광(X-ray)을 이용하여 상기 마커들을 촬영하는 투시촬영기(Fluoroscopy)와, 상기 마커들을 사이에 두고 상기 투시촬영기의 대면하는 방향에 설치되어 상기 투시촬영기에서 상기 마커들을 투시한 상기 영상을 투영하는 스크린을 포함하며, 이때 상기 마커는, 상기 투시성 광(X-ray)이 투시하지 못하는 금속재질로 형성될 수 있다. Here, the photographing apparatus is a Fluoroscopy for capturing the markers using a fluoroscopic light (X-ray), and installed in the facing direction of the fluoroscopy with the markers in between the fluoroscopy And a screen for projecting the image through the markers, wherein the markers may be formed of a metal material through which the transparent light (X-ray) cannot see.

또한, 상기 제어부는, RSA(Radiostereometric Analysis)방법을 이용하여 상기 영상들을 분석할 수 있다.In addition, the controller may analyze the images using a RSA (Radiostereometric Analysis) method.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 본 발명은, 에어백의 내부 또는 표면에 복수 개의 마커들을 부착하는 단계, 상기 에어백의 일방향 및 타방향에 각각 설치되며 상기 마커들을 투시하여 상기 마커들의 위치를 추적하여 상기 마커들의 연속적인 영상을 촬영하는 촬영장치들을 통하여, 상기 에어백이 팽창하는 동안 상기 에어백이 팽창하는 형상을 상기 일방향 및 타방향에서 각각 촬영하는 단계 및 상기 촬영장치들에 의하여 상기 에어백의 상기 일방향 및 타방향에서 각각 촬영된 상기 영상들을 제어부가 RSA(Radiostereometric Analysis)방법으로 분석하여, 팽창하면서 형상이 변화하는 상기 에어백의 3차원 연속이미지를 구현하는 단계를 포함하는 에어백의 팽창형상 측정방법을 제공한다. 이때, 상기 촬영장치는, 투시성 광(X-ray)을 이용하여 상기 마커들을 투시하는 투시촬영기와, 상기 마커들을 사이에 두고 상기 투시촬영기의 대면하는 방향에 설치되어 상기 투시촬영기에서 상기 마커들을 투시한 영상을 투영하고, 투영된 상기 영상을 상기 제어부로 제공하는 스크린을 포함한다.
According to another aspect of the invention, the present invention, the step of attaching a plurality of markers on the inside or surface of the air bag, respectively installed in one direction and the other direction of the air bag and through the markers to track the position of the markers Photographing a continuous image of the markers, photographing the shape of the airbag inflating while the airbag is inflated in the one direction and the other direction, respectively; and the one direction and the other direction of the airbag by the photographing apparatuses. The control unit analyzes the images taken in each direction by a RSA (Radiostereometric Analysis) method, thereby providing a method of measuring the inflated shape of the airbag, comprising the step of implementing a three-dimensional continuous image of the airbag that changes shape while inflating. In this case, the photographing apparatus may be a perspective photographing apparatus for projecting the markers using fluoroscopic light (X-ray) and installed in a facing direction of the perspective apparatus with the markers therebetween to project the markers in the perspective photographing apparatus. And a screen for projecting one image and providing the projected image to the controller.

본 발명에 따른 에어백의 팽창형상 측정시스템 및 측정방법에 의하면, 순간적으로 급격히 팽창하는 에어백의 형상변화를 연속적인 3차원 이미지로 구현하고, 나아가 에어백의 팽창속도와 변형되는 형상 등을 측정 및 추적하고 이를 정량화 하여, 에어백에 있어서 최적의 형상을 개발 및 설계할 수 있는 등 에어백의 제품개발의 주요정보를 제공할 수 있다.
According to the measurement system and method for measuring the inflated shape of the airbag according to the present invention, the shape change of the suddenly inflating airbag is realized in a continuous three-dimensional image, and further, the measurement and tracking of the inflation speed and deformation of the airbag, etc. By quantifying this, it is possible to provide the main information of the product development of the airbag, such as to develop and design the optimum shape in the airbag.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 에어백의 팽창형상을 시간차를 두고 촬영한 사진들이다.
도 2는 도 1의 에어백의 팽창형상 측정시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 도 2의 에어백의 팽창형상 측정시스템의 원리를 각각 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4a 내지 도 4c는 도 2의 에어백의 팽창형상 측정시스템에서 사용하는 RSA를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 에어백의 팽창형상 측정방법을 나타내는 절차도이다.1 is a photograph taken with a time difference of the inflated shape of the airbag according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of an inflation shape measurement system of the airbag of FIG. 1.
3A and 3B are schematic views illustrating the principle of the inflated shape measuring system of the airbag of FIG. 2, respectively.
4A to 4C are views for explaining the RSA used in the inflated shape measurement system of the airbag of FIG.
5 is a flowchart illustrating a method of measuring an inflated shape of an airbag according to an exemplary embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 에어백의 팽창형상을 시간차를 두고 촬영한 사진들이고, 도 2는 도 1의 에어백의 팽창형상 측정시스템의 구성을 나타내는 도면이다. 도 3a 및 도 3b는 도 2의 에어백의 팽창형상 측정시스템의 원리를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 4a 내지 도 4c는 도 2의 에어백의 팽창형상 측정시스템에서 사용하는 RSA(Radiostereometric Analysis)를 설명하기 위한 도면이다.
1 is a photograph taken with a time difference of the inflated shape of the airbag according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a view showing the configuration of the inflated shape measurement system of the airbag of FIG. 3A and 3B are schematic diagrams illustrating the principle of the inflated shape measuring system of the airbag of FIG. 2, and FIGS. 4A to 4C illustrate RSA (Radiostereometric Analysis) used in the inflated shape measuring system of the airbag of FIG. 2. It is for the drawing.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 에어백의 팽창형상 측정시스템은, 도 1의 (a) 내지 (f)와 같이 팽창하는 에어백(10a,10b)에 있어서, 상기 에어백(10a,10b)의 팽창형상을 3차원 이미지로 구현하는 측정시스템으로서, 에어백(10a,10b)에 복수 개의 마커들(Markers;100)을 부착하고, 복수 개의 촬영장치(200; 도 3a참조)들을 이용하여 상기 에어백(10a,10b)에 대하여 각각 다른 방향을 향하도록 한 다음 상기 에어백(10a,10b)의 팽창형상을 연속적으로 투시촬영하여 복수 개의 영상을 얻은 후, 이를 RSA를 통하여 분석하여 상기 에어백(10a,10b)의 팽창형상을 연속적인 3차원 이미지로 구현하는 팽창형상 측정시스템이다. First, in the inflated shape measurement system of the airbag according to the embodiment of the present invention, in the inflated airbags 10a and 10b as shown in Fig. 1 (a) to (f), the inflated shape of the airbag (10a, 10b) As a 3D image, a plurality of markers 100 are attached to airbags 10a and 10b, and the airbags 10a and 3 are photographed using a plurality of photographing apparatuses 200 (see FIG. 3A). 10b) and then faced in different directions, and continuously view the inflated shape of the airbags 10a and 10b to obtain a plurality of images, and analyze them through RSA to inflate the airbags 10a and 10b. It is an expanded shape measurement system that realizes a shape as a continuous three-dimensional image.

이에 본 실시예의 구성을 도 2를 참조하여 상세히 살펴보면, 본 실시예는 에어백(10a,10b)에 부착되는 복수 개의 마커들(100)과, 복수 대의 촬영장치(200)들과, 제어부(300)를 포함한다.Thus, the configuration of the present embodiment will be described in detail with reference to FIG. 2. The present embodiment includes a plurality of markers 100, a plurality of photographing apparatuses 200, and a controller 300 attached to the airbags 10a and 10b. It includes.

상기 마커(100)는 복수 개가 상기 에어백(10a,10b)에 서로 이격되게 부착된다. 이때, 부착되는 상기 마커(100)들끼리의 간격은 상기 에어백(10a,10b)의 크기와 해석하고자 하는 이미지정도에 따라 그 간격을 설정할 수 있으며, 중점적으로 구현하고자 하는 에어백(10a,10b)의 부위에 따라 그 분포정도를 달리하여 부착시킬 수 있는 등 사용자에 따라 다양하게 할 수 있다. The plurality of markers 100 are attached to the airbags 10a and 10b to be spaced apart from each other. At this time, the interval between the markers 100 to be attached can be set according to the size of the airbag (10a, 10b) and the degree of the image to be interpreted, the focus of the airbag (10a, 10b) It can be attached to the user by varying the degree of distribution depending on the site.

또한, 상기 마커(100)는 상기 에어백(10a,10b)의 외부표면 뿐만 아니라, 필요에 따라서는 내부에도 선택적으로 부착될 수 있다. 이는 상기 촬영장치(200)가 대면하여 보이는 부분의 마커(100)뿐만 아니라 보이지 않는 마커(100)까지도 투시하여 촬영할 수 있기 때문이며, 이로 인하여 본 실시예는 최소한의 촬영장치(200)로 입체적인 에어백(10a,10b)의 외부 및 내부 변형을 추적하고 측정할 수 있게 된다. In addition, the marker 100 may be selectively attached not only to the outer surfaces of the airbags 10a and 10b but also to the inside as necessary. This is because not only the marker 100 of the visible part facing the photographing apparatus 200 but also the invisible marker 100 can be photographed by perspective, and thus, the present exemplary embodiment uses a three-dimensional airbag with a minimum photographing apparatus 200. External and internal deformations of 10a, 10b) can be tracked and measured.

한편, 상기 마커(100)는 상기 촬영장치(200)가 투시하지 못하는 재질의 금속재질로 형성되어, 후술하는 투시성 광이 투시될 때 스크린(212,222)으로 상기 마커(100)의 위치가 투영될 수 있도록 한다.On the other hand, the marker 100 is formed of a metal material of the material that the photographing apparatus 200 does not see, the position of the marker 100 can be projected onto the screen (212, 222) when the transparent light to be described later Make sure

상기 촬영장치(200)는, 상기 에어백(10a,10b)이 팽창(Inflation)하여 상기 에어백(10a,10b)의 형상이 변화하는 동안 상기 마커(100)들의 위치를 연속적으로 추적하여 상기 마커(100)들의 연속적인 영상을 촬영하는 역할을 한다. The photographing apparatus 200 continuously tracks the positions of the markers 100 while the airbags 10a and 10b are inflated to change the shape of the airbags 10a and 10b. ) To shoot a series of images.

상세하게는, 상기 촬영장치(200)는, 투시성 광을 이용하여 상기 마커(100)들을 투시 촬영하는 고속 투시촬영기(Fluoroscopy;210,220)와, 상기 마커(100)들을 사이에 두고 상기 투시촬영기(210,220)의 대면하는 방향에 설치되어 상기 투시촬영기(210,220)에서 상기 마커(100)들을 투시한 상기 영상을 투영하고, 투영된 상기 영상을 상기 제어부(300)로 제공하는 스크린(212,222)을 포함한다. 여기서, 상기 투시성 광은 엑스레이(X-ray)를 적용할 수 있다. 하지만, 이는 일 실시예로 상기 투시성 광은 이외 상기 에어백(10a,10b)을 투시하여 상기 마커(100)들의 위치를 투영할 수 있는 투시성 광이라면 모두 가능하다고 볼 것이다.In detail, the photographing apparatus 200 includes a high-speed fluoroscopy 210 and 220 for fluoroscopically capturing the markers 100 using transparent light, and the fluoroscopy apparatuses 210 and 220 with the markers 100 interposed therebetween. It is installed in the facing direction of the projections 210 and 220 includes a screen (212, 222) for projecting the image through the markers 100, and provides the projected image to the control unit (300). Here, the transparent light may apply X-rays. However, in one embodiment, the transparent light may be any other transparent light that can project the positions of the markers 100 through the airbags 10a and 10b.

한편, 상기 촬영장치(200)는, 복수 개의 투시촬영기(210,220)를 각각 서로 다른 위치에 설치되고 상기 에어백(10a,10b)과 상기 마커(100)들을 서로 다른 방향에서 촬영하여, 팽창 변화하는 상기 에어백(10a,10b)의 팽창형상을 다각도에서 입체적으로 촬영한다.On the other hand, the photographing apparatus 200, the plurality of fluoroscopy (210, 220) are respectively installed at different positions and the airbag (10a, 10b) and the markers 100 in different directions, the expansion that changes The inflated shape of the airbags 10a and 10b is taken three-dimensionally from various angles.

상기 제어부(300)는 상기 촬영장치(200)들로부터 제공받은 상기 영상들을 분석하여, 팽창하면서 형상이 변화하는 상기 에어백(10a,10b)의 3차원 연속이미지를 구현한다. 상세하게는, 상기 제어부(300)는 RSA(Radiostereometric Analysis)방법을 이용하여 상기 영상들을 분석하며, RSA방법에 있어서 후술되는 캘리브레이션 케이지를 이용하여 상기 투시촬영기(210,220)로부터 투시되는 투시성 광(X-ray 소스)과 상기 스크린(212,222)의 위치를 계산한다.The controller 300 analyzes the images provided from the photographing apparatuses 200 and implements three-dimensional continuous images of the airbags 10a and 10b that change shape while inflating. In detail, the control unit 300 analyzes the images by using a RSA (Radiostereometric Analysis) method, and the transparent light (X−) projected from the see-through cameras 210 and 220 using a calibration cage described later in the RSA method. ray source) and the location of the screens 212 and 222.

여기서, 상기 RSA방법의 원리에 대하여 살펴보면 다음과 같다.Here, the principle of the RSA method will be described.

상기 RSA는 도 3a 및 도 3b에 나타난 바와 같이, 두개의 투시성 광(이하, X-ray 소스라고 한다)과, 두 대의 X-ray 이미징 장비(이하, 스크린이라 한다)를 이용하여 3차원에 있는 마커의 위치를 계산하는 방법이다. 먼저, 일측 방향으로 상기 X-Ray 소스로부터 스크린으로 X-Ray가 방출이 되는데, 이때 상기 X-ray소스와 스크린 사이에 마커가 있어, 상기 마커의 투영 이미지가 스크린에 맺히게 된다. 이를 이용, 두 개의 X-Ray 소스의 위치와 두 개의 스크린의 위치를 알게 되면, 스크린에 맺힌 마커의 위치로부터 3차원 마커의 위치를 역계산 할 수 있다.The RSA is in three dimensions using two transparent lights (hereinafter referred to as X-ray sources) and two X-ray imaging equipment (hereinafter referred to as screens), as shown in FIGS. 3A and 3B. How to calculate the position of the marker. First, X-Ray is emitted from the X-Ray source to the screen in one direction. At this time, there is a marker between the X-ray source and the screen, and the projection image of the marker is formed on the screen. By using this, if the position of two X-Ray sources and the position of two screens are known, the position of the three-dimensional marker can be inversely calculated from the position of the marker on the screen.

한편, 상기한 RSA 계산에서는 X-ray 소스와 스크린의 위치를 정확히 계산하는 것이 중요한데, 이에 대하여 정육면체 형상의 캘리브레이션 케이지(calibration cage)의 전면과 후면에 구슬을 일정하게 배치한 경우를 예로 하여 살펴보기로 한다. 먼저, 도 4a를 참조하면, 상기 X-ray 소스와 스크린을 이용하여 상기 캘리브레이션 케이지의 X-Ray 이미지를 얻으면 이것으로부터 X-Ray 소스와 스크린 사이의 관계를 계산할 수 있다. 이 때 상기 캘리브레이션 케이지의 각 면에는 최소한 일직선상에 있지 않은 네 개의 마커가 있어야 하며, 또한 기준(Fiducial)평면 위에 상기 캘리브레이션 케이지의 기준 좌표계를 잡았을 때 기준평면과 컨트롤(Control)평면 위에 있는 모든 마커의 좌표를 정확히 알고 있어야 한다. 여기서, 상기 컨트롤평면은 상기 캘리브레이션 케이지에서 X-ray 소스와 대면하는 쪽의 면이고, 상기 기준평면은 상기 컨트롤평면과 대향되며 상기 스크린 쪽의 면이다. On the other hand, it is important to accurately calculate the position of the X-ray source and the screen in the RSA calculation, which will be described in the case where the beads are uniformly placed on the front and rear of the cube-shaped calibration cage. Shall be. First, referring to FIG. 4A, when the X-ray image of the calibration cage is obtained using the X-ray source and the screen, the relationship between the X-ray source and the screen may be calculated therefrom. At this time, each side of the calibration cage must have at least four markers that are not in line with each other, and all markers on the reference plane and the control plane when the reference coordinate system of the calibration cage is held on the fiducial plane. You must know the coordinates of. Here, the control plane is the side facing the X-ray source in the calibration cage, the reference plane is the side facing the control plane and the screen side.

이에, 상기 X-Ray 이미지로부터 X-Ray소스와 스크린의 관계를 찾는 캘리브레이션(Calibration)에 대하여 살펴보면, 상기 캘리브레이션은 두 단계로 이루어져 있다. 먼저, 도 4b를 참조하면 1단계에서는 스크린에 투영되어 맺힌 마커 중에 기준평면위에 있는 마커를 사용한다. 이 단계에서는 기준평면의 2D 좌표계에서, 이 평면 위의 네 마커의 좌표를 알고 있고, 스크린의 2D 좌표계에서 이 평면에 맺힌 네 개의 마커의 좌표를 구할 수 있다. 이렇게 구해진 네 쌍의 좌표를 이용하여, 기준평면의 2D 좌표계가 스크린의 2D 좌표계에 매핑(Mapping)되는 2D-2D 변환식(매트릭스)을 계산할 수 있고, 역으로 스크린의 2D 좌표계가 기준평면의 2D 좌표계에 매핑되는 변환식도 계산할 수 있다. 이때 상기 RSA에서는 후자의 매핑식을 사용한다. 다음으로, 도 4c를 참조하면, 2단계에서는 컨트롤평면 위의 마커와 1단계에서 구한 매핑식을 이용한다. 여기서, 컨트롤평면 위의 네 개의 마커가 스크린 위에 투영하여 맺히면, 이 네 개의 마커의 스크린에서의 좌표를 1단계에서 구한 매핑식을 통하여 기준평면 위의 좌표로 변환할 수 있다. 또한 기준평면 위의 기준 좌표계에서 컨트롤평면 위에 있는 네 개의 마커의 좌표를 알고 있다. 이때, 상기 네 개의 좌표 쌍으로부터 네 직선을 만들 수 있고, 네 직선의 교차점이 X-Ray 소스의 위치가 된다.Thus, when looking at the calibration (Calibration) to find the relationship between the X-Ray source and the screen from the X-Ray image, the calibration consists of two steps. First, referring to FIG. 4B, in step 1, the marker on the reference plane is used among the markers projected onto the screen. In this step, we know the coordinates of the four markers on this plane in the 2D coordinate system of the reference plane, and we can find the coordinates of the four markers on this plane in the 2D coordinate system of the screen. Using these four pairs of coordinates, we can calculate a 2D-2D transformation (matrix) in which the 2D coordinate system of the reference plane is mapped to the 2D coordinate system of the screen, and conversely, the 2D coordinate system of the screen is the 2D coordinate system of the reference plane. You can also calculate the conversions that map to. In this case, the RSA uses the latter mapping equation. Next, referring to FIG. 4C, in step 2, the marker on the control plane and the mapping equation obtained in step 1 are used. Here, when four markers on the control plane are projected onto the screen and bound, the coordinates of the four markers on the screen can be converted into coordinates on the reference plane through the mapping equation obtained in step 1. We also know the coordinates of the four markers on the control plane in the reference coordinate system on the reference plane. At this time, four straight lines can be made from the four coordinate pairs, and the intersection point of the four straight lines becomes the position of the X-ray source.

상기 RSA에서는 두 쌍의 X-Ray 소스와 스크린이 있기 때문에 캘리브레이션 케이지의 네 면을 이용한다. 즉 두 면은 한 쌍의 X-Ray 소스와 스크린을 캘리브레이션하기 위해 쓰이고, 다른 두 면은 나머지 한 쌍을 캘리브레이션하기 위해 쓰인다. 이 때 네 면 중 한 면에 이 캘리브레이션 케이지의 기준 좌표계를 만들고, 캘리브레이션 케이지 위의 모든 마커의 좌표를 알고 있어야 한다. 이 방법을 통하여 캘리브레이션 케이지 위의 좌표계를 기준으로 두 X-Ray 소스의 위치 그리고, 두 이미징 평면을 두 기준평면으로 매핑식을 계산할 수 있다. 이 계산이 끝나면 임의의 마커가 두 개의 스크린에 맺혔을 때 캘리브레이션 케이지 위의 좌표계를 기준으로 3차원 위치를 계산할 수 있다. The RSA uses four sides of the calibration cage because there are two pairs of X-Ray sources and screens. Two sides are used to calibrate a pair of X-Ray sources and screens, and the other two sides are used to calibrate the other pair. At this point, you need to create a reference coordinate system for this calibration cage on one of the four sides and know the coordinates of all the markers on the calibration cage. Through this method, the position of two X-Ray sources can be calculated based on the coordinate system on the calibration cage, and the two imaging planes can be mapped to two reference planes. After this calculation, the three-dimensional position can be calculated based on the coordinate system on the calibration cage when an arbitrary marker is placed on two screens.

한편, 본 실시예에서는 3차원 연속이미지를 구현하기 위한 대상으로 자동차에 적용되는 상기 에어백(10a,10b)을 예로 하였지만, 이는 일 실시예로서 상기한 에어백(10a,10b) 외에 상기 마커(100)의 부착이 가능하고 형상이 변화하는 대상이라면 모두 적용 가능하다.
Meanwhile, in the present embodiment, the airbags 10a and 10b applied to automobiles are used as an object for realizing a three-dimensional continuous image. However, the marker 100 may be used in addition to the airbags 10a and 10b. If it is possible to attach and change the shape, it is applicable to all.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 에어백의 팽창형상 측정방법을 나타내는 절차도이다. 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 에어백의 팽창형상 측정방법은, 마커들(100)을 부착하는 단계(S10)와, 촬영하는 단계(S20)와, 영상을 분석하는 단계(S30)와, 3차원 연속이미지를 구현하는 단계(S40)를 포함한다.5 is a flowchart illustrating a method of measuring an inflated shape of an airbag according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to the drawings, the method for measuring the inflated shape of the airbag according to the present embodiment, the step of attaching the markers (S10), the step of photographing (S20), the step of analyzing the image (S30), Implementing a three-dimensional continuous image (S40).

먼저, 상기 마커(100)들을 부착하는 단계(S10)는, 상기 에어백(10a,10b)을 접어서 스티어링 휠에 넣기 전에 상기 에어백(10a)의 내부 또는 표면에 복수 개의 마커(100)들을 견고하게 부착하는 단계이다. 이때, 상기 마커(100)들은 상기 에어백(10a,10b)에 서로 이격되게 부착하며 이때의 이격거리는 해석하고자 하는 영상 및 설계 등에 따라 다양하게 할 수 있다.First, attaching the markers 100 (S10), firmly attach the plurality of markers 100 to the inside or surface of the airbag (10a) before folding the airbag (10a, 10b) into the steering wheel. It's a step. In this case, the markers 100 may be attached to the airbags 10a and 10b to be spaced apart from each other, and the separation distance may vary according to an image and a design to be analyzed.

상기 촬영하는 단계(S20)는, 상기 마커(100)들이 부착된 에어백(10a,10b)이 팽창할 시 상기 에어백(10a,10b)의 변화하는 팽창형상을 촬영장치(200)들을 이용하여 연속적으로 촬영하는 단계이다. 여기서, 상기 촬영장치(200)는 한 쌍이 구비되어 상기 에어백(10a,10b)의 일방향 및 타방향에 각각 설치되고, 상기 에어백(10a,10b)이 팽창하는 동안 상기 마커(100)들을 투시하여 상기 에어백(10a,10b)이 팽창하는 형상을 상기 일방향 및 타방향에서 연속적으로 각각 촬영한다. In the photographing step S20, when the airbags 10a and 10b to which the markers 100 are attached are inflated, the inflated shape of the airbags 10a and 10b is continuously used by the photographing apparatuses 200. This is the step of shooting. Here, the photographing apparatus 200 is provided with a pair and installed in one direction and the other direction of the airbags 10a and 10b, respectively, and through the markers 100 while the airbags 10a and 10b are inflated. The airbags 10a and 10b are inflated continuously in the one direction and the other direction, respectively.

상기 3차원 연속이미지를 구현하는 단계(S40)는, 상기 촬영장치(200)들에 의하여 상기 에어백(10a,10b)의 일방향 및 타방향에서 각각 촬영된 상기 영상들을 제어부(300)가 RSA(Radiostereometric Analysis)방법으로 분석하는 단계(S30)를 거친후, 팽창하면서 형상이 변화하는 상기 에어백(10a,10b)의 3차원 연속이미지를 구현하는 단계(S40)이다. 여기서, 상기 촬영장치(200)를 포함하는 각 구성에 대한 상세한 설명과, RSA에 대한 내용은 전술한 바와 같으므로 생략하기로 한다. In the step (S40) of implementing the 3D continuous image, the control unit 300 controls the images taken in one direction and the other direction of the airbags 10a and 10b by the photographing apparatus 200, respectively. After the step S30 of the analysis is performed, the step S40 of implementing the three-dimensional continuous image of the airbags 10a and 10b in which the shape changes while inflating. Here, a detailed description of each configuration including the photographing apparatus 200 and the details of the RSA are the same as described above, and thus will be omitted.

상기한 바와 같이, 본 실시예는 에어백(10a,10b)에 복수 개의 마커(100)들을 부착하고, 상기 에어백(10a,10b)을 복수 개의 촬영장치(200)들을 통하여 다각도로 촬영하여 여러 각도에 대한 복수 개의 영상을 얻고, 이렇게 획득한 영상들을 RSA를 통하여 상기 마커(100)들의 3차원 운동을 계산하며, 이로부터 연속된 에어백(10a,10b)의 팽창속도와 형상 등 상기 에어백(10a,10b)의 3차원 연속이미지를 구현하고 정량화할 수 있다. 이 때문에, 본 실시예는 에어백(10a,10b)에 있어서 가스가 주입되는 유로의 디자인, 에어백(10a,10b)을 스티어링 휠에 접어서 넣는 방법 및 시간경과에 따른 팽창형상 등 에어백(10a,10b)의 전반적인 설계에 필요한 중요한 정보를 제공할 수 있으며, 이에 따라 최적의 에어백(10a,10b)을 개발할 수 있도록 할 수 있다.
As described above, in the present embodiment, the plurality of markers 100 are attached to the airbags 10a and 10b, and the airbags 10a and 10b are photographed at various angles through the plurality of photographing apparatuses 200. Obtaining a plurality of images for the image, and calculates the three-dimensional motion of the markers 100 through the RSA, from the airbag (10a, 10b) such as the inflation speed and shape of the continuous airbag (10a, 10b) 3D continuous images can be implemented and quantified. For this reason, in the present embodiment, the airbags 10a and 10b, such as the design of the flow path into which the gas is injected in the airbags 10a and 10b, the method of folding the airbags 10a and 10b into the steering wheel, and the inflated shape over time, are provided. It is possible to provide important information necessary for the overall design of the vehicle, thereby enabling the development of optimal airbags 10a and 10b.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

10a,10b... 에어백 100... 마커
200... 촬영장치 210,220... 투시촬영기
212,222... 스크린 300... 제어부10a, 10b ... Airbag 100 ... Marker
200 ... Recording device 210,220 ... Perspective camera
212,222 ... Screen 300 ... Controls

Claims (6)

에어백의 내부 또는 외부에 부착되는 복수 개의 마커들(Markers);
상기 에어백이 팽창하여 상기 에어백의 형상이 변화하는 동안 상기 마커들의 위치를 추적하여 상기 마커들의 연속적인 영상을 촬영하고, 각각 서로 다른 위치에 설치되어 서로 다른 방향에서 상기 에어백을 촬영하는 복수 개의 촬영장치들; 및
상기 촬영장치들로부터 제공받은 상기 영상들을 분석하여, 팽창하면서 형상이 변화하는 상기 에어백의 3차원 연속이미지를 구현하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는,
스크린에 투영되어 맺힌 마커중에 캘리브레이션 케이지(Calibration cage)의 기준평면위에 있는 마커의 좌표를 통하여 2D-2D변환식을 계산하는 1단계와, 상기 캘리브레이션 케이지에서 상기 기준평면과 대향되는 컨트롤평면위의 마커와 상기 1단계에서 구한 2D-2D변환식을 이용하는 2단계를 포함하는 RSA(Radiostereometric Analysis)방법을 이용하여 상기 영상들을 분석하고,
상기 촬영장치는, 투시성 광(X-ray)을 이용하여 상기 마커들을 촬영하는 투시촬영기(Fluoroscopy)와, 상기 마커들을 사이에 두고 상기 투시촬영기의 대면하는 방향에 설치되어 상기 투시촬영기에서 상기 마커들을 투시한 상기 영상을 투영하는 스크린을 포함하고,
상기 마커는, 상기 투시성 광(X-ray)이 투시하지 못하는 금속재질로 형성된 에어백의 팽창형상 측정시스템.A plurality of markers attached to the inside or outside of the airbag;
A plurality of photographing apparatuses that track the positions of the markers while the airbag is inflated to change the shape of the airbag, thereby photographing successive images of the markers, and are respectively installed at different positions to photograph the airbag in different directions field; And
And a controller configured to analyze the images provided from the photographing apparatuses and to implement a three-dimensional continuous image of the airbag in which the shape changes while inflating.
The control unit,
A step 1 of calculating a 2D-2D conversion equation through coordinates of a marker on a reference plane of a calibration cage among the markers projected on the screen, and a marker on a control plane opposite to the reference plane in the calibration cage; Analyze the images by using the RSA (Radiostereometric Analysis) method comprising the step 2 using the 2D-2D conversion formula obtained in step 1,
The photographing apparatus includes a Fluoroscopy for capturing the markers by using fluoroscopic light (X-ray), and installed in the facing direction of the fluorograph with the markers interposed therebetween. A screen projecting the projected image,
The marker is inflated shape measurement system of the airbag formed of a metal material that the transparent light (X-ray) is not visible. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 에어백의 내부 또는 표면에 복수 개의 마커들을 부착하는 단계;
상기 에어백의 일방향 및 타방향에 각각 설치되며, 투시성 광(X-ray)을 이용하여 상기 마커들을 투시하는 투시촬영기와, 상기 마커들을 사이에 두고 상기 투시촬영기의 대면하는 방향에 설치되어 상기 투시촬영기에서 상기 마커들을 투시한 영상을 투영하고, 투영된 상기 영상을 제어부로 제공하는 스크린을 포함하여, 상기 마커들의 위치를 추적하여 상기 마커들의 연속적인 영상을 촬영하는 촬영장치들을 통하여, 상기 에어백이 팽창하는 동안 상기 에어백이 팽창하는 형상을 상기 일방향 및 타방향에서 각각 촬영하는 단계; 및
상기 촬영장치들에 의하여 상기 에어백의 상기 일방향 및 타방향에서 각각 촬영된 상기 영상들을 제어부가 스크린에 투영되어 맺힌 마커중에 캘리브레이션 케이지(Calibration cage)의 기준평면위에 있는 마커의 좌표를 통하여 2D-2D변환식을 계산하는 1단계와, 상기 캘리브레이션 케이지에서 상기 기준평면과 대향되는 컨트롤평면위의 마커와 상기 1단계에서 구한 2D-2D변환식을 이용하는 2단계를 포함하는 RSA(Radiostereometric Analysis)방법으로 분석하여, 팽창하면서 형상이 변화하는 상기 에어백의 3차원 연속이미지를 구현하는 단계를 포함하는 에어백의 팽창형상 측정방법.Attaching a plurality of markers to an interior or surface of the airbag;
Installed in one direction and the other direction of the air bag, respectively, a fluoroscopy for seeing the markers using transparent light (X-ray), and installed in the facing direction of the fluoroscopy with the markers between the fluoroscopy The airbag is inflated through a photographing apparatus for projecting an image through which the markers are projected at, and including a screen for providing the projected image to a controller, and tracking a position of the markers to capture a continuous image of the markers. Photographing shapes of the airbag inflated in the one direction and the other direction, respectively; And
2D-2D conversion type through the coordinates of the marker on the reference plane of the calibration cage among the markers formed by the control unit is projected on the screen for the images respectively taken in the one direction and the other direction of the airbag by the photographing apparatus Analyze by RSA (Radiostereometric Analysis) method comprising a step of calculating a step, and using a 2D-2D conversion equation obtained in step 1 and a marker on the control plane opposed to the reference plane in the calibration cage, Method of measuring the inflated shape of the airbag comprising the step of realizing a three-dimensional continuous image of the airbag while the shape changes. 삭제delete
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