KR102173334B1 - 차량 다중 카메라 교정을 위한 교정판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량 다중 카메라 교정을 위한 교정판에 관한 것으로, 이는 강성 재질로 구현되며, 소정 거리 이격되어 배치되는 다수의 도형 판넬; 및 상기 도형 판넬 다수개를 일직선 연결하며, 판넬간 거리에 따라 길이 조정이 가능한 판넬 연결 줄을 포함하며, 상기 도형 판넬 각각은 마름모, 정사각형, 정삼각형 중 어느 하나의 형상을 가지는 것을 특징으로 한다.

Description

차량 다중 카메라 교정을 위한 교정판{Calibration panel for multi-camera calibration}

본 발명은 차량 다중 카메라 교정을 위한 교정판에 관한 것으로, 특히 형상서로 변형이 없으며 오염에 강인한 특성을 가지며, 또한 다양한 차종 모두에 적용 가능한 상이한 차량 다중 카메라 교정을 위한 교정판에 관한 것이다.

최근 자동차 산업의 발달로 인하여 1가구 1자동차 시대라고 할 정도로 자동차의 보급은 상용화되었고, 차량의 안전도 향상과 운전자의 편의를 도모하기 위해 다양한 첨단 전자 기술이 자동차에 적용되고 있다.

이러한 첨단 전자 기술 중 자동차의 주변 환경을 촬영하여 표시함으로써, 운전자가 자동차의 주변 환경을 육안으로 편리하게 확인할 수 있는 차량 어라운드 뷰 영상 제공 장치(Around View Monitoring, AVM)가 있다.

차량 주변영상 표시 시스템은 자동차의 전방, 후방, 좌측 및 우측에 각각 설치된 카메라를 통해 주변 환경을 촬영하고, 촬영된 영상을 기초로 중복 영역을 자연스럽게 보이도록 보정 처리하여 차량 어라운드 뷰 영상을 생성한 후, 이를 자동차에 구비된 디스플레이 장치에 제공하도록 한다.

이에 따라 운전자는 표시된 주변 환경을 통해 자동차의 주변 상황을 정확하게 인식할 수 있고, 사이드 미러나 백 미러를 보지 않고도 편리하게 주차를 할 수 있다.

한편 차량 주변 영상 시스템에서 서로 다른 카메라에서 촬영된 영상을 하나의 화면에 자연스럽게 표시하거나, 특히 3D 영상으로 구현하기 위해서는 전방, 후방, 좌측 및 우측에 각각 설치된 카메라의 위치 및 자세, 즉 카메라 교정 값을 알아야 한다.

종래에는 도 1에서와 같이 다수의 교정판이 프린팅된 부직포와 같은 천을 차량 전방 또는 후방에 배치한 후, 이를 차량 전방, 후방, 좌측 및 우측에 각각 설치된 카메라를 통해 동시 촬영하고, 카메라 촬영 결과를 기반으로 카메라 교정 값을 추정하도록 하였다.

다만, 다수의 교정판이 부직포와 같은 천에 프린팅되는 경우, 바람이 불면 교정판의 흔들림으로 고정이 어려워 교정의 정밀도가 떨어지고 작업의 시간과 난이도가 증가하는 문제가 발생하게 된다. 또한 작업자의 발자국 및 실외 환경에 의한 오염에 취약하여 장기간 사용 할 수 없는 문제도 있다.

그리고 다중 카메라 교정을 위한 교정판은 도 2에서와 같이 반드시 카메라 시야각 중복 지점에 배치되어야 교정판에 다수의 카메라에 중복 촬영될 수 있다. 그 결과, 차량 크기에 따라 카메라 시야각 중복 지점이 변화되면, 이에 따라 교정판 사이의 간격 또한 조정되어야 한다.

그러나 다수의 교정판을 부직포와 같은 천에 프린팅하게 되면, 다수 교정판의 간격이 고정되어 다양한 차량 크기 모두를 커버할 수가 없게 된다. 이에 차종에 따라 차량 크기가 달라질 때마다 교정판을 별도 제작해야 하는 문제가 발생하게 된다.

이에 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 바람과 같은 외부 환경에 의한 형상 변화가 발생하지 않으며 작업자의 발자국 및 실외 환경에 의한 오염에도 강인한 특성을 가질 수 있도록 하는 차량 다중 카메라 교정을 위한 교정판을 제공하고자 한다.

또한 차종에 따른 차량 크기 변화에 상관없이 재사용될 수 있도록 하는 차량 다중 카메라 교정을 위한 교정판을 제공하고자 한다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면 강성 재질로 구현되며, 소정 거리 이격되어 배치되는 다수의 도형 판넬; 및 상기 도형 판넬 다수개를 일직선 연결하며, 판넬간 거리에 따라 길이 조정이 가능한 판넬 연결 줄을 포함하며, 상기 도형 판넬 각각은 마름모, 정사각형, 정삼각형 중 어느 하나의 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 차량 다중 카메라 교정을 위한 교정판을 제공할 수 있다.

상기 도형 판넬 각각은 상기 도형 판넬의 각 변에 대응되며, 힌지를 매개로 자바라식으로 절첩될 수 있는 다수의 프레임으로 구현되는 것을 특징으로 한다.

상기 강성 재질은 나무, 플라스틱, 아크릴, 금속제 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

본 발명은 카메라 교정을 위한 이미지를 강성 재질의 도형 판넬을 통해 구현함으로써, 바람과 같은 외부 환경에 의한 형상 변화가 발생하지 않으며 작업자의 발자국 및 실외 환경에 의한 오염에도 강인한 특성을 가질 수 있도록 한다.

또한 도형 판넬을 판넬 연결 줄을 통해 일직선 연결하며, 판넬 연결 줄의판넬간 길이를 통해 판넬간 거리를 임의 조정할 수 있도록 함으로써, 차종에 따른 차량 크기 변화에 상관없이 언제 어디서나 재사용될 수 있도록 한다.

도 1은 종래의 기술에 따른 교정판을 도시한 도면이다.
도 2는 카메라 교정을 위한 교정판 배치 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 다중 카메라 교정을 위한 교정판을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도형 판넬의 상세 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도형 판넬의 상세 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 교정판의 길이 조정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 다중 카메라 교정을 위한 교정판을 기반으로 한 차량 다중 카메라 교정 장치의 일례를 도시한 도면이다.

본 발명의 목적 및 효과, 그리고 그것들을 달성하기 위한 기술적 구성들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 다중 카메라 교정을 위한 교정판을 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 참고하면, 본 발명의 교정판(10)은 강성 재질로 구현되며, 소정 거리 이격되어 배치되는 다수의 도형 판넬(11)과, 상기 도형 판넬(11) 다수개를 일직선 연결하며, 판넬간 거리에 따라 길이 조정이 가능한 판넬 연결 줄(12)을 포함할 수 있다.

이때의 도형 판넬(11) 각각은 마름모, 정사각형, 정삼각형과 같은 다각형 형상을 가지나, 경우에 따라서는 원형 형상을 가질 수도 있도록 한다.

그리고 나무, 플라스틱, 아크릴, 금속제와 같은 강성 재질로 구현되어, 바람과 같은 외부 환경에 의한 형상 변화가 발생하지 않으며, 작업자의 발자국 및 실외 환경에 의한 오염에도 강인한 특성을 가질 수 있도록 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도형 판넬의 상세 구성을 설명하기 위한 도면으로, 이는 도형 판넬이 마름모 또는 정사각형 형상으로 구현되는 경우에 관한 것이다.

도 4를 참고하면, 본 발명의 도형 판넬은 마름모(또는 정사각형)의 각 변에 대응되는 4개의 프레임(F1~F4)과, 4개의 프레임 겸침 부분 각각에 형성된 4개의 힌지(H1~H4)를 구비하여, 4개의 프레임(F1~F4)이 4개의 힌지(H1~H4)를 매개로 자바라식으로 절첩될 수 있는 구조를 가지도록 한다.

즉, 본 발명의 도형 판넬은 4개의 힌지(H1~H4)를 매개로 하여 4개의 프레임(F1~F4)이 모두 펼칠 경우에는 도형 판넬이 도 4의 (a)와 같이 마름모 형상을 가지되, 4개의 힌지(H1~H4)를 매개로 하여 4개의 프레임(F1~F4) 모두를 접을 경우에는 도형 판넬이 도 4의 (b)와 같이 일자 형상을 가질 수 있게 된다.

더하여, 4개의 힌지(H1~H4) 중에서 일부(즉, 도형 판넬의 양측 가장자리에 위치하는 힌지(H2, H3)에 힌지판넬 연결 줄(12)이 끼워지는 체결구(CH)를 추가 형성하고, 이를 통해 판넬 연결 줄(12)이 도형 판넬에 결합 및 고정될 수도 있도록 한다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도형 판넬의 상세 구성을 설명하기 위한 도면으로, 이는 도형 판넬이 정삼각형 형상으로 구현되는 경우에 관한 것이다.

도 5를 참고하면, 본 발명에서는 정삼각형의 두 변은 하나의 프레임(F1, F2)을 통해 구현하되, 나머지 한변은 두개의 프레임(F2, F3)을 통해 구현하도록 한다. 그리고 4개의 프레임 겸침 부분 각각에 4개의 힌지(H1~H4)를 형성하도록 한다.

즉, 정삼각형으로 구현되는 도형 판넬 또한 짝수의 프레임과 힌지를 구비하도록 함으로써, 짝수개의 프레임이 4 짝수개의 힌지(H1~H4)를 매개로 자바라식으로 절첩될 수 있도록 한다.

도 4 및 도 5에서와 같이, 본 발명의 도형 판넬은 일자형으로 접힐 수 있어, 교정판의 보관, 이동시 부피가 최소화될 수 있도록 한다.

더하여, 도 4 및 도 5의 구조 이외에 교정판의 부피 최소화를 위한 접힘 방식이 있다면, 그 또한 다양하게 적용할 수 있음은 물론 당연할 수 있을 것이다.

도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 교정판의 길이 조정 방법을 설명하기 위한 도면으로, 도 6은 길이 변화 결과를, 도 7은 판넬 연결 줄에 삽입되는 줄 길이 조정 장치의 구현 예를 도시한 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명은 다수개의 도형 판넬(11)을 판넬 연결 줄(12)을 통해 일직선 연결하되, 차량 크기를 고려하여 판넬 연결 줄(12)의 길이를 다양하게 조정할 수 있도록 한다. 즉, 판넬 연결 줄(12)의 길이를 통해 도형 판넬(11) 사이의 거리를 임의 조정할 수 있도록 한다.

이를 위해, 판넬 연결 줄(12)에는 도 7과 같은 줄 길이 조정 장치(12a)가 삽입될 수 있다.

도 7을 참고하면, 본 발명의 줄 길이 조정 장치(12a)는 장치 본체(210), 장치 본체(210)에 의해 위치 고정되는 중심축(220), 중심축(220)을 매개로 하여 회전되는 감김 원통(230), 판넬 연결 줄(12)의 양쪽 부분이 동시에 돌아가는 것을 방지하기 위해 판넬 연결 줄(12)의 일측을 장치 본체(210)에 위치 고정시켜주는 고정대(240) 등을 포함하여 구현될 수 있다. 이에 사용자는 감김 원통(230)을 회전시킴으로써, 판넬 연결 줄(12)의 길이를 줄여주거나, 차량 크기에 따라 판넬 연결 줄(12)의 길이를 늘려줄 수 있게 된다.

더하여, 다수개의 도형 판넬(11)은 판넬 연결 줄(12)에 의해 일직선 연결되는 것이 바람직한데, 이는 다수개의 도형 판넬(11)이 수평 관계를 유지할 때에 판넬 연결 줄(12)이 다수개의 도형 판넬(11)을 일직선 연결함을 기본 가정할 수 있기 때문이다.

그 결과, 사용자는 판넬 연결 줄(12)이 꺽임 현상 없이 다수개의 도형 판넬(11)을 일직선 연결함을 시각적으로 확인한 후, 카메라 촬영을 진행함으로써, 수평 관계를 가지는 다수의 도형 판넬(11)을 기반으로 한 카메라 교정 동작을 안정적으로 수행할 수 있게 된다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 다중 카메라 교정을 위한 교정판을 기반으로 한 차량 다중 카메라 교정 장치의 일례를 도시한 도면이다.

도 8을 참고하면, 본 발명의 차량 다중 카메라 교정 장치는 n(n은 2 이상의 자연수)개의 카메라(211~214), 제1 교정부(221), 및 제2 교정부(22) 등을 포함할 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편이를 위해, 4개의 카메라를 이용하는 경우에 한해 설명하기로 한다.

차량이 다수의 카메라를 통해 차량 주변 영상을 촬영하여, 차량 어라운드 뷰 영상과 같은 부가 영상을 생성 및 제공하기 위해서는 차량에 설치된 4개 카메라(211~214)의 자세 및 위치에 대한 교정 값을 알아야 한다.

이에 본 발명은 차량 전방과 후방에 앞서 설명된 교정판을 설치하고, 교정판에 구비된 도형 판넬의 거리를 조정하여, 4개 카메라(211~214)의 카메라 시야각 중복 지점 각각에 도형 판넬 각각이 배치함으로써, 4개 카메라(211~214) 각각을 통해 촬영된 영상에는 2개의 교정판이 동시 포함되도록 한다.

그러면 제1 교정부(221)는 4개의 영상 각각에 포함되는 2개의 도형 판넬 에서 i(i는 2 이상의 자연수)개의 특징점을 추출한 후, 특정점간 거리 오차를 최소화시키는 틸트 각도, 롤 각도, Z 좌표를 획득하여, 카메라 각각의 교정 값으로 저장하도록 한다.

그리고 제2 교정부(222)는 4개의 카메라 중 인접 배치된 2 개의 카메라를 기준 카메라와 교정 카메라로 순차 선택하면서, 기준 카메라와 교정 카메라를 통해 획득된 2 개의 영상에 동시 포함되는 1개의 도형 판넬을 식별 및 분석하여 i(i는 2개 이상의 자연수)개의 대응점쌍을 추출한 후, i개의 대응점쌍간 위치 오차를 최소화시키는 팬 각도, X좌표, Y 좌표를 저장하도록 한다.

이와 같이, 본 발명은 차량 전방과 후방에 앞서 설명된 교정판을 기반으로 4개의 카메라 각각의 외부 파라메터(틸트 각도, 롤 각도, 팬 각도, X좌표, Y 좌표, Z 좌표)를 획득 및 저장할 수 있게 된다.

그러면, AVM 영상 제공 장치는 차량 다중 카메라 교정 장치에 의해 획득된교정부 카메라 각각의 교정값을 기반으로 이들 영상을 합성하여 차량 주행 상황 또는 사용자 선택에 따라 정해지는 소정의 가상 시점을 가지는 가상 카메라에 대한 가상 시점 영상을 생성하여 화면 표시할 수 있게 된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (3)

1. 마름모, 정사각형, 정삼각형 중 어느 하나의 형상을 가지며, 카메라 시야각 중복 지점에 각각 위치하도록 소정 거리 이격되어 배치되는 다수의 도형 판넬; 및
   상기 도형 판넬 다수개를 일직선 연결하며, 판넬간 거리에 따라 길이 조정이 가능한 판넬 연결 줄을 포함하며,
   상기 도형 판넬 각각은
   상기 도형 판넬의 각 변에 대응되는 n개의 프레임(n는 3 또는 4)과, n개의 프레임 겸침 부분 각각에 형성된 n개의 힌지를 구비하여, 상기 n개의 프레임이 n개의 힌지를 매개로 자바라식으로 절첩될 수 있는 구조를 가지며,
   상기 n개의 프레임 각각은 나무, 플라스틱, 아크릴, 금속제 중 어느 하나의 강성 재질로 구현되는 것을 특징으로 하는 차량 다중 카메라 교정을 위한 교정판.
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