KR102302574B1

KR102302574B1 - 스테레오 카메라 모듈 및 스테레오 카메라의 캘리브레이션 방법

Info

Publication number: KR102302574B1
Application number: KR1020150004415A
Authority: KR
Inventors: 오상걸; 김현준; 이주호
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2015-01-12
Filing date: 2015-01-12
Publication date: 2021-09-14
Also published as: KR20160086696A

Abstract

본 발명은 제1 카메라를 통해, 영상 표시 장치에 표시되는 오브젝트에 대한 제1 이미지를 획득하는 단계, 제2 카메라를 통해, 상기 영상 표시 장치에 표시되는 상기 오브젝트에 대한 제2 이미지를 획득하는 단계 및 상기 제1 및 제2 이미지를 통해 캘리브레이션을 수행하는 단계;를 포함하는 스테레오 카메라의 캘리브레이션 방법에 관한 것이다.

Description

스테레오 카메라 모듈 및 스테레오 카메라의 캘리브레이션 방법{stereo camera module and calibration method of stereo camera}

본 발명은 영상 표시 장치를 통해 캘리브레이션을 수행하는 스테레오 카메라 및 스테레오 카메라의 캘리브레이션 방법에 관한 것이다.

최근 자율 주행차에 대한 관심이 증가되면서, 자율 주행차에 탑재되는 센서에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 자율 주행차에 탑재되는 센서로 카메라, 적외선센서, 레이더, GPS, 라이더(Lidar), 자이로스코프 등이 있는데, 그 중 카메라는 사람의 눈을 대신하는 역할을 하는 센서로 중요한 위치를 차지하고 있다.

한편, 차량에 구비되는 카메라 중에서 스테레오 카메라는 디스패리티 맵을 이용하여 장애물과의 거리 검출 용으로 이용될 수 있다.

스테레오 카메라는 일반적으로 좌우로 소정 거리를 갖는 2개의 카메라를 이용한다. 2개의 카메라 배치에 대한 미세한 차이, 2개의 카메라에 각각 구비되는 렌즈의 왜곡 현상으로 인해, 피사체에 대한 정확한 이미지가 획득되지 않는 경우가 있다. 이경우, 스테레오 카메라에 대한 캘리브레이션이 요구된다. 특히, 스테레오 카메라 양산 체제에서는 빠른 속도로 캘리브레이션을 수행할 수 있는 방법이 요구된다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여, 영상 표시 장치를 통해 캘리브레이션을 수행하는 스테레오 카메라 및 스테레오 카메라의 캘리브레이션 방법을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 스테레오 카메라의 캘리브레이션 방법은, 제1 카메라를 통해, 영상 표시 장치에 표시되는 오브젝트에 대한 제1 이미지를 획득하는 단계, 제2 카메라를 통해, 상기 영상 표시 장치에 표시되는 상기 오브젝트에 대한 제2 이미지를 획득하는 단계 및 상기 제1 및 제2 이미지를 통해 캘리브레이션을 수행하는 단계를 포함한다.

한편, 상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 스테레오 카메라의 캘리브레이션 방법은, 스테레오 카메라에 포함된 각각의 카메라를 기준으로 시차가 기 반영된 오브젝트에 대한 복수의 이미지 각각이 합성된 합성 이미지를 영상 표시 장치에 표시하는 단계, 제1 편광 필터가 포함된 제1 카메라를 통해, 상기 합성 이미지에서 제1 이미지를 획득하고, 제2 편광 필터가 포함된 제2 카메라를 통해, 상기 합성 이미지에서 제2 이미지를 획득하는 단계 및 상기 제1 및 제2 이미지를 통해 캘리브레이션을 수행하는 단계를 포함한다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 실시예에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.

첫째, 캘리브레이션을 통해, 피사체에 대한 정확한 이미지를 획들득할 수 있는 효과가 있다.

둘째, 영상 표시 장치를 통해 표시되는 이미지를 기초로 캘리브래이션을 수행하므로, 양산 체제에서 빠르고 정확하게 캘리브레이션을 수행할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스테레오 카메라를 구비하는 차량의 외관을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 차량에 부착되는 스테레오 카메라의 외관을 도시한 도면이다.
도 3a 내지 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 스테레오 카메라 모듈의 내부 블록도의 다양한 예를 예시한다.
도 4a 내지 도 4c는 도 3a 내지 도 3b의 프로세서의 내부 블록도의 다양한 예를 예시한다.
도 5a 내지 도 5b는 도 4a 내지 도 4b의 프로세서의 동작 설명에 참조되는 도면이다.
도 6a 내지 도 6b는 도 3a 내지 도 3b의 스테레오 카메라 모듈의 동작 설명에 참조되는 도면이다.
도 7은 도 1의 차량 내부의 전자 제어 장치의 내부 블록도의 일예이다.
도 8a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스테레오 카메라의 캘리브레이션 방법을 설명하는데 참조되는 플로우 차트이다.
도 8b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 스테레오 카메라의 캘리브레이션 방법을 설명하는데 참조되는 플로우 차트이다.
도 9a 내지 도 9b는 오브젝트를 이용한 스테레오 카메라의 캘리브레이션 방법을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 10a 내지 도 15b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 캘리브레이션 방법을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 16a 내지 16b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 캘리브레이션 방법을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 17a 내지 도 17d는 본 발명의 제3 실시예에 따른 캘리브레이션 방법을 설명하는데 참조되는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에서 기술되는 차량은, 자동차, 오토바이를 포함하는 개념일 수 있다. 이하에서는, 차량에 대해 자동차를 위주로 기술한다.

본 명세서에서 기술되는 차량은, 동력원으로서 엔진을 구비하는 내연기관 차량, 동력원으로서 엔진과 전기 모터를 구비하는 하이브리드 차량, 동력원으로서 전기 모터를 구비하는 전기 차량 등을 모두 포함하는 개념일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스테레오 카메라를 구비하는 차량의 외관을 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 차량(200)은, 동력원에 의해 회전하는 바퀴(103FR,103FL,103RL,..), 차량(200)의 진행 방향을 조절하기 위한 핸들(150), 및 차량(200) 내부에 구비되는 스테레오 카메라(195)를 구비할 수 있다.

스테레오 카메라(195)는, 복수의 카메라를 구비할 수 있으며, 복수의 카메라에 의해 획득되는, 스테레오 영상은, 스테레오 카메라 모듈(도 3의 100) 내에서 신호 처리될 수 있다.

한편, 도면에서는 스테레오 카메라(195)가 두 개의 카메라를 구비하는 것을 예시한다.

도 2는 도 1의 차량에 부착되는 스테레오 카메라의 외관을 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 스테레오 카메라(195)는, 제1 렌즈(193a)를 구비하는 제1 카메라(195a), 제2 렌즈(193b)를 구비하는 제2 카메라(195b)를 구비할 수 있다.

한편, 스테레오 카메라(195)는, 각각, 제1 렌즈(193a)와 제2 렌즈(193b)에 입사되는 광을 차폐하기 위한, 제1 광 차폐부(light shield)(192a), 제2 광 차폐부(192b)를 구비할 수 있다.

도면의 스테레오 카메라(195)는, 차량(200)의 천정 또는 전면 유리에 탈부착 가능한 구조일 수 있다.

이러한 스테레오 카메라(195)를 구비하는 스테레오 카메라 모듈(도 3의 100)는, 스테레오 카메라(195)로부터, 차량 전방에 대한 스테레오 영상을 획득하고, 스테레오 영상에 기초하여, 디스패러티(disparity) 검출을 수행하고, 디스패러티 정보에 기초하여, 적어도 하나의 스테레오 영상에 대한, 오브젝트 검출을 수행하며, 오브젝트 검출 이후, 계속적으로, 오브젝트의 움직임을 트래킹할 수 있다.

도 3a 내지 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 스테레오 카메라 모듈의 내부 블록도의 다양한 예를 예시한다.

도 3a 내지 도 3b의 스테레오 카메라 모듈(100)은, 제 1 및 제2 카메라(195a, 195b)로부터 수신되는 스테레오 영상을, 컴퓨터 비젼(computer vision) 기반을 바탕으로 신호 처리하여, 차량 관련 정보를 생성할 수 있다. 여기서 차량 관련 정보는, 차량에 대한 직접적인 제어를 위한 차량 제어 정보, 또는 차량 운전자에게 운전 가이드를 위한 차량 운전 보조 정보를 포함할 수 있다.

먼저, 도 3a를 참조하면, 도 3a의 스테레오 카메라 모듈(100)은, 통신부(120), 인터페이스부(130), 제1 메모리(140), 프로세서(170), 전원 공급부(190), 및 제1 및 제2 카메라(195a, 195b)를 포함할 수 있다.

통신부(120)는, 이동 단말기(600) 또는 서버(500)와 무선(wireless) 방식으로, 데이터를 교환할 수 있다. 특히, 통신부(120)는, 차량 운전자의 이동 단말기와, 무선으로 데이터를 교환할 수 있다. 무선 데이터 통신 방식으로는, 블루투스(Bluetooth), WiFi Direct, WiFi, APiX 등 다양한 데이터 통신 방식이 가능하다.

통신부(120)는, 이동 단말기(600) 또는 서버(500)로부터, 날씨 정보, 도로의 교통 상황 정보, 예를 들어, TPEG(Transport Protocol Expert Group) 정보를 수신할 수 있다. 한편, 스테레오 카메라 모듈(100)에서, 스테레오 영상을 기반으로 파악한, 실시간 교통 정보를, 이동 단말기(600) 또는 서버(500)로 전송할 수도 있다.

한편, 사용자가 차량에 탑승한 경우, 사용자의 이동 단말기(600)와 스테레오 카메라 모듈(100)은, 자동으로 또는 사용자의 애플리케이션 실행에 의해, 서로 페어링(pairing)을 수행할 수 있다.

인터페이스부(130)는, 차량 관련 데이터를 수신하거나, 프로세서(170)에서 처리 또는 생성된 신호를 외부로 전송할 수 있다. 이를 위해, 인터페이스부(130)는, 유선 통신 또는 무선 통신 방식에 의해, 차량 내부의 제어부(770), AVN(Audio Video Navigation) 장치(400), 센서부(760) 등과 데이터 통신을 수행할 수 있다.

인터페이스부(130)는, AVN 장치(400)와의 데이터 통신에 의해, 차량 주행과 관련한, 맵(map) 정보를 수신할 수 있다. 예를 들어, AVN 장치(400)는 네비게이션을 포함하고, 인터페이스부(130)는 상기 네비게이션으로부터 지도(map) 및 지도 상에서의 차량의 위치에 대한 정보를 수신하여, 프로세서(170)에 전달할 수 있다.

한편, 인터페이스부(130)는, 제어부(770) 또는 센서부(760)로부터, 센서 정보를 수신할 수 있다.

여기서, 센서 정보는, 차량의 슬립 정도, 차량 방향 정보, 차량 위치 정보(GPS 정보), 차량 각도 정보, 차량 속도 정보, 차량 가속도 정보, 차량 기울기 정보, 차량 전진/후진 정보, 배터리 정보, 연료 정보, 타이어 정보, 차량 램프 정보, 차량 내부 온도 정보, 차량 내부 습도 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

이러한 센서 정보는, 휠 속도 센서, 헤딩 센서(heading sensor), 요 센서(yaw sensor), 자이로 센서(gyro sensor), 포지션 모듈(position module), 차량 전진/후진 센서, 휠 센서(wheel sensor), 차량 속도 센서, 차체 경사 감지센서, 배터리 센서, 연료 센서, 타이어 센서, 핸들 회전에 의한 스티어링 센서, 차량 내부 온도 센서, 차량 내부 습도 센서 등으로부터 획득될 수 있다. 한편, 포지션 모듈은, GPS 정보 수신을 위한 GPS 모듈을 포함할 수 있다.

한편, 센서 정보 중, 차량 주행과 관련한, 차량 방향 정보, 차량 위치 정보, 차량 각도 정보, 차량 속도 정보, 차량 기울기 정보 등을 차량 주행 정보라 명명할 수 있다.

제1 메모리(140)는, 프로세서(170)의 처리 또는 제어를 위한 프로그램 등, 스테레오 카메라 모듈(100) 전반의 동작을 위한 다양한 데이터를 저장할 수 있다.

제1 메모리(140)는 프로세서(170)와 전기적으로 연결되어, 유닛에 대한 기본데이터, 유닛의 동작제어를 위한 제어데이터, 입출력되는 데이터를 저장할 수 있다. 제1 메모리(140)는 ROM, RAM, EPROM, 플래시 드라이브, 하드 드라이브 등과 같은 다양한 저장기기 일 수 있다.

오디오 출력부(미도시)는, 프로세서(170)로부터의 전기 신호를 오디오 신호로 변환하여 출력한다. 이를 위해, 스피커 등을 구비할 수 있다. 오디오 출력부(미도시)는, 입력부(110), 즉 버튼의 동작에 대응하는, 사운드를 출력하는 것도 가능하다.

오디오 입력부(미도시)는, 사용자 음성을 입력받을 수 있다. 이를 위해, 마이크를 구비할 수 있다. 수신되는 음성은, 전기 신호로 변환하여, 프로세서(170)로 전달될 수 있다.

프로세서(170)는, 스테레오 카메라 모듈(100) 내의 각 유닛의 전반적인 동작을 제어한다.

특히, 프로세서(170)는, 컴퓨터 비젼(computer vision) 기반의 신호 처리를 수행한다. 이에 따라, 프로세서(170)는, 제1 및 제2 카메라(195a, 195b)로부터 차량 전방에 대한 스테레오 영상을 획득하고, 스테레오 영상에 기초하여, 차량 전방에 대한 디스패러티 연산을 수행하고, 연산된 디스패러티 정보에 기초하여, 스테레오 영상 중 적어도 하나에 대한, 오브젝트 검출을 수행하며, 오브젝트 검출 이후, 계속적으로, 오브젝트의 움직임을 트래킹할 수 있다.

특히, 프로세서(170)는, 오브젝트 검출시, 차선 검출(Lane Detection, LD), 주변 차량 검출(Vehicle Detection, VD), 보행자 검출(Pedestrian Detection,PD), 불빛 검출(Brightspot Detection, BD), 교통 표지판 검출(Traffic Sign Recognition, TSR), 도로면 검출 등을 수행할 수 있다.

그리고, 프로세서(170)는, 검출된 주변 차량에 대한 거리 연산, 검출된 주변 차량의 속도 연산, 검출된 주변 차량과의 속도 차이 연산 등을 수행할 수 있다.

한편, 프로세서(170)는 스테레오 영상을 기초로 주행중인 도로의 노면 정보를 생성할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(170)는, 스테레오 이미지 내의 휘도 데이터의 차이에 기초하여, 드라이(dry) 상태, 젖음(wet) 상태, 눈(snow) 상태, 아이스(ice) 상태로 구분할 수 있다. 구체적으로는, 눈 상태의 휘도가 가장 높고, 드라이(dry) 상태, 아이스 상태, 젖음 상태 순서로, 휘도가 낮아질 수 있으며, 이를 구분하여, 각각 드라이(dry) 상태, 젖음(wet) 상태, 눈(snow) 상태, 아이스(ice) 상태로 구분할 수 있다. 다른 예로, 스테레오 카메라 모듈(100)의 프로세서(170)는, 이미지 내의 광도(intensity)와 노출(exposure)에 기초하여, 드라이(dry) 상태, 젖음(wet) 상태, 눈(snow) 상태, 아이스(ice) 상태로 구분할 수 있다. 프로세서(170)는 도로 전방의 오르막 또는 내리막 및 노면 정보를 기초로 브레이크 구동부를 제어하기 위한 제어 신호를 제어부(770)에 출력할 수 있다.

한편, 프로세서(170)는, 통신부(120)를 통해, 날씨 정보, 도로의 교통 상황 정보, 예를 들어, TPEG(Transport Protocol Expert Group) 정보를 수신할 수 있다.

한편, 프로세서(170)는, 스테레오 카메라 모듈(100)에서, 스테레오 영상을 기반으로 파악한, 차량 주변 교통 상황 정보를, 실시간으로 파악할 수도 있다.

한편, 프로세서(170)는, 인터페이스부(130)를 통해, AVN 장치(400)로부터 맵 정보 등을 수신할 수 있다.

한편, 프로세서(170)는, 인터페이스부(130)를 통해, 제어부(770) 또는 센서부(760)로부터, 센서 정보를 수신할 수 있다. 여기서, 센서 정보는, 차량 슬립 정보, 차량 방향 정보, 차량 위치 정보(GPS 정보), 차량 각도 정보, 차량 속도 정보, 차량 가속도 정보, 차량 기울기 정보, 차량 전진/후진 정보, 배터리 정보, 연료 정보, 타이어 정보, 차량 램프 정보, 차량 내부 온도 정보, 차량 내부 습도 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 프로세서(170)는 인터페이스부(130)를 통해, 제어부(770)로부터 차량에 구비된 각 유닛의 제어 정보를 수신할 수 있다.

한편, 프로세서(170)는 차량(200)이 주행 중인 도로 중에서 스테레오 영상에 표시되는 영역을 제외한, 도로 정보를 내비게이션으로부터 제공받아 도로 상태를 예측할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(170)는 스테레오 영상에 표시되지 않는 차량 전방 또는 후방 도로 상태를 예측할 수 있다. 여기서, 도로 상태는 도로의 커브, 터널 및 차선수를 포함할 수 있다.

한편, 프로세서(170)는 DSP(digital signal processor), ASIC(application specific integrated circuit), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛으로 형성되어, 소정의 회로 보드 일면에 실장될 수 있다.

전원 공급부(190)는, 프로세서(170)의 제어에 의해, 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다. 특히, 전원 공급부(190)는, 차량 내부의 배터리 등으로부터 전원을 공급받을 수 있다.

제1 및 제2 카메라(195a, 195b)는, 차량(200)의 천정 또는 위드 쉴드(wind shield)에 탈부착 가능할 수 있다. 제1 카메라(195a)는 제1 렌즈(193a)를 구비하고), 제2 카메라(195b)는 제2 렌즈(193b)를 구비할 수 있다.

한편, 제1 및 제2 카메라(195a, 195b)는, 각각, 제1 렌즈(193a)와 제2 렌즈(193b)에 입사되는 광을 차폐하기 위한, 제1 광 차폐부(light shield)(192a), 제2 광 차폐부(192b)를 구비할 수 있다.

다음, 도 3b를 참조하면, 도 3b의 스테레오 카메라 모듈(100)은, 도 3a의 스테레오 카메라 모듈(100)에 비해, 입력부(110) 디스플레이(180), 오디오 출력부(185)를 더 구비할 수 있다. 이하에서는 입력부(110), 디스플레이(180), 오디오 출력부(185)에 대한 설명만을 기술한다.

입력부(110)는, 스테레오 카메라 모듈(100)에 부착되는 복수의 버튼 또는 터치 스크린을 구비할 수 있다. 복수의 버튼 또는 터치 스크린을 통해, 스테레오 카메라 모듈(100)의 전원을 온 시켜, 동작시키는 것이 가능하다. 그 외, 다양한 입력 동작을 수행하는 것도 가능하다.

오디오 출력부(185)는, 프로세서(170)에서 처리된 오디오 신호에 기초하여 사운드를 외부로 출력한다. 이를 위해, 오디오 출력부(185)는, 적어도 하나의 스피커를 구비할 수 있다.

디스플레이(180)는, 스테레오 카메라 모듈의 동작과 관련한 이미지를 표시할 수 있다. 이러한 이미지 표시를 위해, 디스플레이(180)는, 차량 내부 전면의 클러스터(cluster) 또는 HUD(Head Up Display)를 포함할 수 있다. 한편, 디스플레이(180)가 HUD 인 경우, 차량(200)의 전면 유리에 이미지를 투사하는 투사 모듈을 포함할 수 있다.

도 4a 내지 도 4b는 도 3a 내지 도 3b의 프로세서의 내부 블록도의 다양한 예를 예시하고, 도 5a 내지 도 5b는 도 4a 내지 도 4b의 프로세서의 동작 설명에 참조되는 도면이다.

먼저, 도 4a를 참조하면, 도 4a는, 프로세서(170)의 내부 블록도의 일예로서, 스테레오 카메라 모듈(100) 내의 프로세서(170)는, 영상 전처리부(410), 디스패러티 연산부(420), 오브젝트 검출부(434), 오브젝트 트래킹부(440), 및 어플리케이션부(450)를 포함할 수 있다.

영상 전처리부(image preprocessor)(410)는, 제1 및 제2 카메라(195a, 195b)로부터의 스테레오 영상을 수신하여, 전처리(preprocessing)를 수행한다.

구체적으로, 영상 전처리부(410)는, 스테레오 영상에 대한, 노이즈 리덕션(noise reduction), 렉티피케이션(rectification), 캘리브레이션(calibration), 색상 강화(color enhancement), 색상 공간 변환(color space conversion;CSC), 인터폴레이션(interpolation), 카메라 게인 컨트롤(camera gain control) 등을 수행할 수 있다. 이에 따라, 제1 및 제2 카메라(195a, 195b)에서 촬영된 스테레오 영상 보다 선명한 스테레오 영상을 획득할 수 있다.

디스패러티 연산부(disparity calculator)(420)는, 영상 전처리부(410)에서 신호 처리된, 스테레오 영상을 수신하고, 수신된 스테레오 영상들에 대한 스테레오 매칭(stereo matching)을 수행하며, 스테레오 매칭에 따른, 디스패러티 맵(dispartiy map)을 획득한다. 즉, 차량 전방에 대한, 스테레오 영상에 대한 디스패러티 정보를 획득할 수 있다.

이때, 스테레오 매칭은, 스테레오 영상들의 픽셀 단위로 또는 소정 블록 단위로 수행될 수 있다. 한편, 디스패러티 맵은, 스테레오 영상, 즉 좌,우 이미지의 시차(時差) 정보(binocular parallax information)를 수치로 나타낸 맵을 의미할 수 있다.

세그멘테이션부(segmentation unit)(432)는, 디스패러티 연산부(420)로부터의 디스페러티 정보에 기초하여, 스테레오 영상 중 적어도 하나에 대해, 세그먼트(segment) 및 클러스터링(clustering)을 수행할 수 있다.

구체적으로, 세그멘테이션부(432)는, 디스페러티 정보에 기초하여, 스테레오 영상 중 적어도 하나에 대해, 배경(background)과 전경(foreground)을 분리할 수 있다.

예를 들어, 디스패리티 맵 내에서 디스페러티 정보가 소정치 이하인 영역을, 배경으로 연산하고, 해당 부분을 제외시킬 수 있다. 이에 의해, 상대적으로 전경이 분리될 수 있다.

다른 예로, 디스패리티 맵 내에서 디스페러티 정보가 소정치 이상인 영역을, 전경으로 연산하고, 해당 부분을 추출할 수 있다. 이에 의해, 전경이 분리될 수 있다.

이와 같이, 스테레오 영상에 기반하여 추출된 디스페러티 정보 정보에 기초하여, 전경과 배경을 분리함으로써, 이후의, 오브젝트 검출시, 신호 처리 속도, 신호 처리 양 등을 단축할 수 있게 된다.

다음, 오브젝트 검출부(object detector)(434)는, 세그멘테이션부(432)로부터의 이미지 세그먼트에 기초하여, 오브젝트를 검출할 수 있다.

즉, 오브젝트 검출부(434)는, 디스페러티 정보 정보에 기초하여, 스테레오 영상 중 적어도 하나에 대해, 오브젝트를 검출할 수 있다.

구체적으로, 오브젝트 검출부(434)는, 스테레오 영상 중 적어도 하나에 대해, 오브젝트를 검출할 수 있다. 예를 들어, 이미지 세그먼트에 의해 분리된 전경으로부터 오브젝트를 검출할 수 있다.

다음, 오브젝트 확인부(object verification unit)(436)는, 분리된 오브젝트를 분류하고(classify), 확인한다(verify).

이를 위해, 오브젝트 확인부(436)는, 뉴럴 네트워크(neural network)를 이용한 식별법, SVM(Support Vector Machine) 기법, Haar-like 특징을 이용한 AdaBoost에 의해 식별하는 기법, 또는 HOG(Histograms of Oriented Gradients) 기법 등을 사용할 수 있다.

한편, 오브젝트 확인부(436)는, 제1 메모리(140)에 저장된 오브젝트들과, 검출된 오브젝트를 비교하여, 오브젝트를 확인할 수 있다.

예를 들어, 오브젝트 확인부(436)는, 차량 주변에 위치하는, 주변 차량, 차선, 도로면, 표지판, 위험 지역, 터널 등을 확인할 수 있다.

오브젝트 트래킹부(object tracking unit)(440)는, 확인된 오브젝트에 대한 트래킹을 수행한다. 예를 들어, 순차적으로, 획득되는 스테레오 영상들에 내의, 오브젝트를 확인하고, 확인된 오브젝트의 움직임 또는 움직임 벡터를 연산하며, 연산된 움직임 또는 움직임 벡터에 기초하여, 해당 오브젝트의 이동 등을 트래킹할 수 있다. 이에 따라, 차량 주변에 위치하는, 주변 차량, 차선, 도로면, 표지판, 위험 지역, 터널 등을 트래킹할 수 있게 된다.

다음, 어플리케이션부(450)는, 차량 주변에, 위치하는 다양한 오브젝트들, 예를 들어, 다른 차량, 차선, 도로면, 표지판 등에 기초하여, 차량(200)의 위험도 등을 연산할 수 있다. 또한, 앞차와의 추돌 가능성, 차량의 슬립 여부 등을 연산할 수 있다.

그리고, 어플리케이션부(450)는, 연산된 위험도, 추돌 가능성, 또는 슬립 여부 등에 기초하여, 사용자에게, 이러한 정보를 알려주기 위한, 메시지 등을, 차량 운전 보조 정보로서, 출력할 수 있다. 또는, 차량(200)의 자세 제어 또는 주행 제어를 위한 제어 신호를, 차량 제어 정보로서, 생성할 수도 있다.

도 4b는 프로세서의 내부 블록도의 다른 예이다.

도면을 참조하면, 도 4b의 프로세서(170)는, 도 4a의 프로세서(170)와 내부 구성 유닛이 동일하나, 신호 처리 순서가 다른 것에 그 차이가 있다. 이하에서는 그 차이만을 기술한다.

오브젝트 검출부(434)는, 스테레오 영상을 수신하고, 스테레오 영상 중 적어도 하나에 대해, 오브젝트를 검출할 수 있다. 도 4a와 달리, 디스패러티 정보에 기초하여, 세그먼트된 이미지에 대해, 오브젝트를 검출하는 것이 아닌, 스테레오 영상으로부터 바로 오브젝트를 검출할 수 있다.

다음, 오브젝트 확인부(object verification unit)(436)는, 세그멘테이션부(432)로부터의 이미지 세그먼트, 및 오브젝트 검출부(434)에서 검출된 오브젝트에 기초하여, 검출 및 분리된 오브젝트를 분류하고(classify), 확인한다(verify).

도 5a와 도 5b는, 제1 및 제2 프레임 구간에서 각각 획득된 스테레오 영상을 기반으로 하여, 도 4a의 프로세서(170)의 동작 방법 설명을 위해 참조되는 도면이다.

먼저, 도 5a를 참조하면, 제1 프레임 구간 동안, 제1 및 제2 카메라(195a, 195b)는, 스테레오 영상을 획득한다.

프로세서(170) 내의 디스패러티 연산부(420)는, 영상 전처리부(410)에서 신호 처리된, 스테레오 영상(FR1a,FR1b)를 수신하고, 수신된 스테레오 영상(FR1a,FR1b)에 대한 스테레오 매칭을 수행하여, 디스패러티 맵(dispartiy map)(520)을 획득한다.

디스패러티 맵(dispartiy map)(520)은, 스테레오 영상(FR1a,FR1b) 사이의 시차를 레벨화한 것으로서, 디스패러티 레벨이 클수록, 차량과의 거리가 가깝고, 디스패러티 레벨이 작을수록, 차량과의 거리가 먼 것으로 연산할 수 있다.

한편, 이러한 디스패러티 맵을 디스플레이 하는 경우, 디스패러티 레벨이 클수록, 높은 휘도를 가지고, 디스패러티 레벨이 작을수록 낮은 휘도를 가지도록 표시할 수도 있다.

도면에서는, 디스패러티 맵(520) 내에, 제1 차선 내지 제4 차선(528a,528b,528c,528d) 등이 각각 해당하는 디스패러티 레벨을 가지며, 공사 지역(522), 제1 전방 차량(524), 제2 전방 차량(526)이 각각 해당하는 디스패러티 레벨을 가지는 것을 예시한다.

세그멘테이션부(432)와, 오브젝트 검출부(434), 오브젝트 확인부(436)는, 디스패러티 맵(520)에 기초하여, 스테레오 영상(FR1a,FR1b) 중 적어도 하나에 대한, 세그먼트, 오브젝트 검출, 및 오브젝트 확인을 수행한다.

도면에서는, 디스패러티 맵(520)을 사용하여, 제2 스테레오 영상(FR1b)에 대한, 오브젝트 검출, 및 확인이 수행되는 것을 예시한다.

즉, 이미지(530) 내에, 제1 차선 내지 제4 차선(538a,538b,538c,538d), 공사 지역(532), 제1 전방 차량(534), 제2 전방 차량(536)이, 오브젝트 검출 및 확인이 수행될 수 있다.

다음, 도 5b를 참조하면, 제2 프레임 구간 동안, 제1 및 제2 카메라(195a, 195b)는, 스테레오 영상을 획득한다.

프로세서(170) 내의 디스패러티 연산부(420)는, 영상 전처리부(410)에서 신호 처리된, 스테레오 영상(FR2a,FR2b)를 수신하고, 수신된 스테레오 영상(FR2a,FR2b)에 대한 스테레오 매칭을 수행하여, 디스패러티 맵(dispartiy map)(540)을 획득한다.

도면에서는, 디스패러티 맵(540) 내에, 제1 차선 내지 제4 차선(548a,548b,548c,548d) 등이 각각 해당하는 디스패러티 레벨을 가지며, 공사 지역(542), 제1 전방 차량(544), 제2 전방 차량(546)이 각각 해당하는 디스패러티 레벨을 가지는 것을 예시한다.

세그멘테이션부(432)와, 오브젝트 검출부(434), 오브젝트 확인부(436)는, 디스패러티 맵(540)에 기초하여, 스테레오 영상(FR2a,FR2b) 중 적어도 하나에 대한, 세그먼트, 오브젝트 검출, 및 오브젝트 확인을 수행한다.

도면에서는, 디스패러티 맵(540)을 사용하여, 제2 스테레오 영상(FR2b)에 대한, 오브젝트 검출, 및 확인이 수행되는 것을 예시한다.

즉, 이미지(550) 내에, 제1 차선 내지 제4 차선(558a,558b,558c,558d), 공사 지역(552), 제1 전방 차량(554), 제2 전방 차량(556)이, 오브젝트 검출 및 확인이 수행될 수 있다.

한편, 오브젝트 트래킹부(440)는, 도 5a와 도 5b를 비교하여, 확인된 오브젝트에 대한 트래킹을 수행할 수 있다.

구체적으로, 오브젝트 트래킹부(440)는, 도 5a와 도 5b에서 확인된, 각 오브젝트들의 움직임 또는 움직임 벡터에 기초하여, 해당 오브젝트의 이동 등을 트래킹할 수 있다. 이에 따라, 차량 주변에 위치하는, 차선, 공사 지역, 제1 전방 차량, 제2 전방 차량 등에 대한 트래킹을 수행할 수 있게 된다.

도 6a 내지 도 6b는 도 3의 스테레오 카메라 모듈의 동작 설명에 참조되는 도면이다.

먼저, 도 6a는, 차량 내부에 구비되는 제1 및 제2 카메라(195a, 195b)에서 촬영되는 차량 전방 상황을 예시한 도면이다. 특히, 차량 전방 상황을 버드 아이 뷰(bird eye view)로 표시한다.

도면을 참조하면, 왼쪽에서 오른쪽으로, 제1 차선(642a), 제2 차선(644a), 제3 차선(646a), 제4 차선(648a)이 위치하며, 제1 차선(642a)과 제2 차선(644a) 사이에 공사 지역(610a)이 위치하며, 제2 차선(644a)과 제3 차선(646a) 사이에 제1 전방 차량(620a)가 위치하며, 제3 차선(646a)과 제4 차선(648a) 사이에, 제2 전방 차량(630a)이 배치되는 것을 알 수 있다.

다음, 도 6b는 스테레오 카메라 모듈에 의해 파악되는 차량 전방 상황을 각종 정보와 함께 표시하는 것을 예시한다. 특히, 도 6b와 같은 이미지는, 스테레오 카메라 모듈에서 제공되는 디스플레이(180) 또는 AVN 장치(400)에서 표시될 수도 있다.

도 6b는, 도 6a와 달리, 제1 및 제2 카메라(195a, 195b)에서 촬영되는 이미지를 기반으로하여 정보 표시가 되는 것을 예시한다.

도면을 참조하면, 왼쪽에서 오른쪽으로, 제1 차선(642b), 제2 차선(644b), 제3 차선(646b), 제4 차선(648b)이 위치하며, 제1 차선(642b)과 제2 차선(644b) 사이에 공사 지역(610b)이 위치하며, 제2 차선(644b)과 제3 차선(646b) 사이에 제1 전방 차량(620b)가 위치하며, 제3 차선(646b)과 제4 차선(648b) 사이에, 제2 전방 차량(630b)이 배치되는 것을 알 수 있다.

스테레오 카메라 모듈(100)은, 제1 및 제2 카메라(195a, 195b)에서 촬영되는 스테레오 영상을 기반으로 하여, 신호 처리하여, 공사 지역(610b), 제1 전방 차량(620b), 제2 전방 차량(630b)에 대한 오브젝트를 확인할 수 있다. 또한, 제1 차선(642b), 제2 차선(644b), 제3 차선(646b), 제4 차선(648b)을 확인할 수 있다.

한편, 도면에서는 공사 지역(610b), 제1 전방 차량(620b), 제2 전방 차량(630b)에 대한 오브젝트 확인을 나타내기 위해, 각각 테두리로 하이라이트되는 것을 예시한다.

한편, 스테레오 카메라 모듈(100)은, 제1 및 제2 카메라(195a, 195b)에서 촬영되는 스테레오 영상을 기반으로 하여, 공사 지역(610b), 제1 전방 차량(620b), 제2 전방 차량(630b)에 대한 거리 정보를 연산할 수 있다.

도면에서는, 공사 지역(610b), 제1 전방 차량(620b), 제2 전방 차량(630b) 각각에 대응하는, 연산된 제1 거리 정보(611b), 제2 거리 정보(621b), 제3 거리 정보(631b)가 표시되는 것을 예시한다.

한편, 스테레오 카메라 모듈(100)은, 제어부(770) 또는 센서부(760)로부터 차량에 대한 센서 정보를 수신할 수 있다. 특히, 차량 속도 정보, 기어 정보, 차량의 회전각(요각)이 변하는 속도를 나타내는 요 레이트 정보(yaw rate), 차량의 각도 정보를 수신할 수 있으며, 이러한 정보들을 표시할 수 있다.

도면에서는, 차량 전방 이미지 상부(670)에, 차량 속도 정보(672), 기어 정보(671), 요 레이트 정보(673)가 표시되는 것을 예시하며, 차량 전방 이미지 하부(680)에, 차량의 각도 정보(682)가 표시되는 것을 예시하나 다양한 예가 가능하다. 그 외, 차량의 폭 정보(683), 도로의 곡률 정보(681)가, 차량의 각도 정보(682)와 함께 표시될 수 있다.

한편, 스테레오 카메라 모듈(100)은, 통신부(120) 또는 인터페이스부(130)를 통해, 차량 주행 중인 도로에 대한, 속도 제한 정보 등을 수신할 수 있다. 도면에서는, 속도 제한 정보(640b)가 표시되는 것을 예시한다.

스테레오 카메라 모듈(100)은, 도 6b에 도시된 다양한 정보들을 디스플레이(180) 등을 통해 표시하도록 할 수 있으나, 이와 달리, 별도의 표시 없이, 각종 정보를 저장할 수도 있다. 그리고, 이러한 정보들을 이용하여, 다양한 어플리케이션에 활용할 수도 있다.

도 7은 도 1의 차량 내부의 전자 제어 장치의 내부 블록도의 일예이다.

도면을 참조하면, 차량(200)은 차량 제어를 위한 전자 제어 장치(700)를 구비할 수 있다. 전자 제어 장치(700)는, 상술한 스테레오 카메라 모듈(100), 및 AVN 장치(400)와 데이터를 교환할 수 있다.

전자 제어 장치(700)는, 입력부(710), 통신부(720), 제2 메모리(740), 램프 구동부(751), 조향 구동부(752), 브레이크 구동부(753), 동력원 구동부(754), 썬루프 구동부(755), 서스펜션 구동부(756), 공조 구동부(757), 윈도우 구동부(758), 에어백 구동부(759), 센서부(760), 제어부(770), 표시부(780), 오디오 출력부(785), 전원 공급부(790)를 구비할 수 있다.

입력부(710)는, 차량(200) 내부에 배치되는 복수의 버튼 또는 터치 스크린을 구비할 수 있다. 복수의 버튼 또는 터치 스크린을 통해, 다양한 입력 동작을 수행하는 것이 가능하다.

통신부(720)는, 이동 단말기(600) 또는 서버(500)와 무선(wireless) 방식으로, 데이터를 교환할 수 있다. 특히, 통신부(720)는, 차량 운전자의 이동 단말기와, 무선으로 데이터를 교환할 수 있다. 무선 데이터 통신 방식으로는, 블루투스(Bluetooth), WiFi Direct, WiFi, APiX 등 다양한 데이터 통신 방식이 가능하다.

통신부(720)는, 이동 단말기(600) 또는 서버(500)로부터, 날씨 정보, 도로의 교통 상황 정보, 예를 들어, TPEG(Transport Protocol Expert Group) 정보를 수신할 수 있다.

한편, 사용자가 차량에 탑승한 경우, 사용자의 이동 단말기(600)와 전자 제어 장치(700)는, 자동으로 또는 사용자의 애플리케이션 실행에 의해, 서로 페어링을 수행할 수 있다.

제2 메모리(740)는, 제어부(770)의 처리 또는 제어를 위한 프로그램 등, 전자 제어 장치(700) 전반의 동작을 위한 다양한 데이터를 저장할 수 있다.

제2 메모리(740)는 제어부(770)와 전기적으로 연결되어, 유닛에 대한 기본데이터, 유닛의 동작제어를 위한 제어데이터, 입출력되는 데이터를 저장할 수 있다. 제2 메모리(740)는 ROM, RAM, EPROM, 플래시 드라이브, 하드 드라이브 등과 같은 다양한 저장기기 일 수 있다.

램프 구동부(751)는, 차량 내,외부에 배치되는 램프의 턴 온/턴 오프를 제어할 수 있다. 또한, 램프의 빛의 세기, 방향 등을 제어할 수 있다. 예를 들어, 방향 지시 램프, 브레이크 램프 등의 대한 제어를 수행할 수 있다.

조향 구동부(752)는, 차량(200) 내의 조향 장치(steering apparatus)(미도시)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 이에 의해, 차량의 진행 방향을 변경할 수 있다.

브레이크 구동부(753)는, 차량(200) 내의 브레이크 장치(brake apparatus)(미도시)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들어, 바퀴에 배치되는 브레이크의 동작을 제어하여, 차량(200)의 속도를 줄일 수 있다. 다른 예로, 좌측 바퀴와 우측 바퀴에 각각 배치되는 브레이크의 동작을 달리하여, 차량(200)의 진행 방향을 좌측, 또는 우측으로 조정할 수 있다.

동력원 구동부(754)는, 차량(200) 내의 동력원에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다.

예를 들어, 화석 연료 기반의 엔진(미도시)이 동력원인 경우, 동력원 구동부(754)는, 엔진에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 이에 의해, 엔진의 출력 토크 등을 제어할 수 있다. 동력원 구동부(754)가 엔진인 경우, 제어부(770)의 제어에 따라, 엔진 출력 토크를 제한하여 차량의 속도를 제한할 수 있다.

다른 예로, 전기 기반의 모터(미도시)가 동력원인 경우, 동력원 구동부(754)는, 모터에 대한 제어를 수행할 수 있다. 이에 의해, 모터의 회전 속도, 토크 등을 제어할 수 있다.

썬루프 구동부(755)는, 차량(200) 내의 썬루프 장치(sunroof apparatus)(미도시)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들어, 썬루프의 개방 또는 폐쇄를 제어할 수 있다.

서스펜션 구동부(756)는, 차량(200) 내의 서스펜션 장치(suspension apparatus)(미도시)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들어, 도로면에 굴곡이 있는 경우, 서스펜션 장치를 제어하여, 차량(200)의 진동이 저감되도록 제어할 수 있다.

공조 구동부(757)는, 차량(200) 내의 공조 장치(air cinditioner)(미도시)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들어, 차량 내부의 온도가 높은 경우, 공조 장치가 동작하여, 냉기가 차량 내부로 공급되도록 제어할 수 있다.

윈도우 구동부(758)는, 차량(200) 내의 윈도우 장치(window apparatus)(미도시)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들어, 차량의 측면의 좌,우 윈도우들에 대한 개방 또는 폐쇄를 제어할 수 있다.

에어백 구동부(759)는, 차량(200) 내의 서스펜션 장치(airbag apparatus)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들어, 위험시, 에어백이 터지도록 제어할 수 있다.

센서부(760)는, 차량(100)의 주행 등과 관련한 신호를 센싱한다. 이를 위해, 센서부(760)는, 헤딩 센서(heading sensor), 요 센서(yaw sensor), 자이로 센서(gyro sensor), 포지션 모듈(position module), 차량 전진/후진 센서, 휠 센서(wheel sensor), 차량 속도 센서, 차체 경사 감지센서, 배터리 센서, 연료 센서, 타이어 센서, 핸들 회전에 의한 스티어링 센서, 차량 내부 온도 센서, 차량 내부 습도 센서 등을 구비할 수 있다.

이에 의해, 센서부(760)는, 차량 방향 정보, 차량 위치 정보(GPS 정보), 차량 각도 정보, 차량 속도 정보, 차량 가속도 정보, 차량 기울기 정보, 차량 전진/후진 정보, 배터리 정보, 연료 정보, 타이어 정보, 차량 램프 정보, 차량 내부 온도 정보, 차량 내부 습도 정보 등에 대한 센싱 신호를 획득할 수 있다.

한편, 센서부(760)는, 그 외, 가속페달센서, 압력센서, 엔진 회전 속도 센서(engine speed sensor), 공기 유량 센서(AFS), 흡기 온도 센서(ATS), 수온 센서(WTS), 스로틀 위치 센서(TPS), TDC 센서, 크랭크각 센서(CAS), 등을 더 구비할 수 있다.

제어부(770)는, 전자 제어 장치(700) 내의 각 유닛의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 여기서 제어부(770)는 ECU일 수 있다.

입력부(710)에 의한 입력에 의해, 특정 동작을 수행하거나, 센서부(760)에서 센싱된 신호를 수신하여, 스테레오 카메라 모듈(100)로 전송할 수 있으며, AVN 장치(400)로부터 맵 정보를 수신할 수 있으며, 각 종 구동부(751,752, 753,754,756)의 동작을 제어할 수 있다.

또한, 제어부(770)는, 통신부(720)로부터 날씨 정보, 도로의 교통 상황 정보, 예를 들어, TPEG(Transport Protocol Expert Group) 정보를 수신할 수 있다.

표시부(780)는, 스테레오 카메라 모듈의 동작과 관련한 이미지를 표시할 수 있다. 이러한 이미지 표시를 위해, 표시부(780)는, 차량 내부 전면의 클러스터(cluster) 또는 HUD(Head Up Display)를 포함할 수 있다. 한편, 표시부(780)가 HUD 인 경우, 차량(200)의 전면 유리에 이미지를 투사하는 투사 모듈을 포함할 수 있다. 한편, 표시부(780)는, 입력이 가능한, 터치 스크린을 포함할 수 있다.

오디오 출력부(785)는, 제어부(770)로부터의 전기 신호를 오디오 신호로 변환하여 출력한다. 이를 위해, 스피커 등을 구비할 수 있다. 오디오 출력부(785)는, 입력부(710), 즉 버튼의 동작에 대응하는, 사운드를 출력하는 것도 가능하다.

전원 공급부(790)는, 제어부(770)의 제어에 의해, 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다. 특히, 전원 공급부(790)는, 차량 내부의 배터리(미도시) 등으로부터 전원을 공급받을 수 있다.

도 8a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스테레오 카메라의 캘리브레이션 방법을 설명하는데 참조되는 플로우 차트이다.

도 8a를 참조하면, 제1 카메라는(195a)는 영상 표시 장치에 표시되는 오브젝트의 제1 이미지를 획득한다(S810). 즉, 프로세서(170)는 제1 카메라(195a)를 통해, 영상 표시 장치에 표시되는 오브젝트의 제1 이미지를 획득한다.

제2 카메라(195b)는 영상 표시장치에 표시되는 오브젝트의 제2 이미지를 획득한다(S820). 즉, 프로세서(170)는 제2 카메라(195b)를 통해, 영상 표시 장치에 표시되는 오브젝트의 제2 이미지를 획득한다.

여기서, 제1 이미지 및 제2 이미지는, 동일 오브젝트가 영상 표시 장치에서 서로 다른 영역에 표시되는 이미지일 수 있다. 예를 들면, 영상 표시 장치는 오브젝트를 제1 영역에 표시한다. 이경우, 제1 카메라(195a)는 제1 영역에 표시된 오브젝트의 제1 이미지를 획득한다. 또한, 영상 표시 장치는 오브젝트를 제2 영역에 표시한다. 이경우, 제2 카메라(195b)는 제2 영역에 표시된 오브젝트의 제2 이미지를 획득한다.

여기서, 제1 이미지 및 제2 이미지는, 동일 오브젝트가 영상 표시 장치에서 서로 다른 각도로 표시되는 이미지일 수 있다. 예를 들면, 영상 표시 장치는 오브젝트를 디스플레이부를 기준으로 제1 각도로 틀어진 상태로 표시한다. 이경우, 제1 카메라(195a)는 제1 각도로 틀어진 오브젝트의 제1 이미지를 획득한다. 또한, 영상 표시 장치는 오브젝트를 디스플레이부를 기준으로 제2 각도로 틀어진 상태로 표시한다. 이경우, 제2 카메라(195b)는 제2 각도로 틀어진 오브젝트의 제2 이미지를 획득한다.

한편, 영상 표시 장치는, 소정의 이미지를 표시하는 장치이다. 예를 들면, 영상 표시 장치는, TV, 컴퓨터 모니터, 프로젝터 등을 포함하는 개념일 수 있다.

한편, 오브젝트는, 제1 색과 제2 색이 교대로 채워진 격자(grid) 모양의 화면일 수 있다. 예를 들면, 오브젝트는, 체스판과 같이, 흰색과 검은색이 교대로 채워진 화면일 수 있다.

한편, 제1 이미지는, 제1 카메라(195a)를 기준으로, 제1 카메라(195a) 및 제2 카메라(195b) 사이의 거리에 따른 시차(parallax)가 기 반영되어, 영상 표시 장치에 표시되는 오브젝트의 이미지일 수 있다.

또는, 제1 이미지는, 제1 카메라(195a) 및 영상 표시 장치 사이의 거리에 따라, 오브젝트의 크기가 스케일링 된 이미지일 수 있다.

또는, 제1 이미지는, 제1 카메라(195a)를 기준으로, 제1 카메라(195a)에서 영상 표시 장치를 향한 가상의 법선 및 제1 카메라(195a)에서 오브젝트의 중심을 향해 연장되는 가상의 선이 이루는 각도가 반영된 이미지일 수 있다.

한편, 제2 이미지는 제2 카메라(195b)를 기준으로, 제1 카메라(195a) 및 제2 카메라(195b) 사이의 거리에 따른 시차가 기 반영되어, 영상 표시 장치에 표시되는 오브젝트의 이미지일 수 있다.

또는, 제2 이미지는, 제2 카메라(195b) 및 영상 표시 장치 사이의 거리에 따라, 오브젝트의 크기가 스케일링 된 이미지일 수 있다.

또는, 제2 이미지는, 제2 카메라(195b)를 기준으로, 제2 카메라(195b)에서 영상 표시 장치를 향한 가상의 법선 및 제2 카메라(195b)에서 오브젝트의 중심을 향해 연장되는 가상의 선이 이루는 각도가 반영된 이미지일 수 있다.

이후에, 프로세서(170)는 제1 및 제2 이미지를 기준 횟수만큼 획득하였는지 판단한다(S830).

여기서, 기준 횟수는 제1 및 제2 카메라(195a, 195b)의 캘리브레이션을 수행하기 위해 요구되는 제1 및 제2 이미지 획득 횟수를 의미한다. 기준 횟수는 실험에 의해 기 설정된 값일 수 있다.

만약, 제1 및 제2 이미지를 기준 횟수만큼 획득한 경우, 프로세서(170)는 획득된 제1 및 제2 이미지를 통해 캘리브레이션을 수행할 수 있다(S840).

예를 들면, 프로세서(170)는 제1 및 제2 이미지를 비교하여, 캘리브레이션 보정값을 생성할 수 있다. 이후에, 프로세서(170)는 생성된 캘리브레이션 보정값이 반영된, 캘리브레이션 테이블을 생성할 수 있다. 이후에, 프로세서(170)는 제1 및 제2 카메라(195a, 195b)를 통해 스테레오 이미지가 획득되는 경우, 상기 캘리브레이션 테이블을 적용할 수 있다.

만약, S830 단계에서 제1 및 제2 이미지를 기준 횟수만큼 획득하지 못한 경우, S810단계 및 S820단계는 반복하여 수행된다.

도 8b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 스테레오 카메라의 캘리브레이션 방법을 설명하는데 참조되는 플로우 차트이다.

영상 표시 장치는 합성 이미지를 표시한다(S860). 여기서, 합성 이미지는, 제1 이미지와 제2 이미지가 합성된 이미지이다. 제1 이미지는 제1 카메라(195a)를 기준으로, 제1 카메라(195a) 및 제2 카메라(195b) 사이의 거리에 따른 시차(parallax)가 기 반영된 이미지일 수 있다. 제2 이미지는 제2 카메라(195b)를 기준으로, 제1 카메라(195a) 및 제2 카메라(195b) 사이의 거리에 따른 시차가 기 반영된 이미지일 수 있다.

합성 이미지가 영상 표시 장치에 표시된 상태에서, 제1 카메라(195a)는 제1 이미지를 획득하고, 제2 카메라(195b)는 제2 이미지를 획득한다(S870). 제1 카메라(195a)는 제1 편광 필터를 포함할 수 있고, 제2 카메라(195b)는 제2 편광 필터를 포함할 수 있다.

제1 카메라(195a)는 1 편광 필터에 의해 필터링된 제1 광에 기초하여, 합성 이미지에서 제1 이미지만 분리하여 획득할 수 있다. 즉, 프로세서(170)는 제1 편광 필터에 의해 분리된 제1 이미지를 제1 카메라(195a)를 통해 획득할 수 있다.

제2 카메라(195b)는 제2 편광 필터에 의해 필터링된 제2 광에 기초하여, 합성 이미지에서 제2 이미지만 분리하여 획득할 수 있다. 즉, 프로세서(170)는 제2 편광 필터에 의해 분리된 제2 이미지를 제2 카메라(195b)를 통해 획득할 수 있다.

이후에, 프로세서(170)는 제1 및 제2 이미지를 기준 횟수만큼 획득하였는지 판단한다(S880).

만약, 제1 및 제2 이미지를 기준 횟수만큼 획득한 경우, 프로세서(170)는 획득된 제1 및 제2 이미지를 통해 캘리브레이션을 수행할 수 있다(S890).

만약, S880 단계에서 제1 및 제2 이미지를 기준 횟수만큼 획득하지 못한 경우, S860단계 및 S870단계는 반복하여 수행된다.

도 9a 내지 도 9b는 본 발명의 실시예에 따라, 오브젝트를 이용한 스테레오 카메라의 캘리브레이션 방법을 설명하는데 참조되는 도면이다.

도 9a 및 도 9b를 참조하면, 스테레오 카메라(195), 즉, 제1 카메라(195a) 및 제2 카메라(195b)는 오브젝트(930)를 촬영한다. 여기서, 제1 카메라(195a)는 좌안 카메라 또는 좌측 카메라로 명명할 수 있다. 또한, 제2 카메라(195b)는 우안 카메라 또는 우측 카메라로 명명할 수 있다.

도 9a의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 카메라(195a)는 제1 화각(915)을 갖는다. 제2 카메라(195b)는 제2 화각(925)을 갖는다. 제1 화각(915) 및 제2 화각(925)은 동일할 수 있다.

한편, 제1 카메라(195a) 및 제2 카메라(195b)는 d1 거리만큼 이격되어 있다. 제1 카메라(195a)와 오브젝트(930)는 d2 만큼 떨어져 있다. 또한, 제2 카메라(195a)와 오브젝트(930)는 d2 만큼 떨어져 있다.

여기서, 오브젝트(930)는 제1 카메라(195a) 측으로 치우쳐 있다.

도 9a의 (b) 및 도 9a의 (c)는 도 9a의 (a)의 조건에서 촬영된, 제1 카메라(195a)로부터의 좌안 이미지(940L)와 제2 카메라(195b)로부터의 우안 이미지(940R)를 예시한다. 도 9a의 (b)는 좌안 이미지(940L)와 우안 이미지(940R)의 좌우배치를 예시하고, 도 9a의 (c)는 좌안 이미지(940L)와 우안 이미지(940R)의 상하배치를 예시한다.

도 9a의 (b) 및 도 9a의 (c)를 참조하면, 좌안 이미지(940L) 내의 오브젝트(942L)와 우안 이미지(940R) 내의 오브젝트(942R)는, Y축 방향으로는 위치의 차이가 없으나(도 9a의 (b)에 예시), X축 방향으로는 위치의 차이(d3)가 있다(도 9a의 (c)에 예시). 즉, 우안 이미지(940R) 내의 오브젝트(942R)는 좌안 이미지(940L) 내의 오브젝트(942L)보다 더 좌측에 위치할 수 있다. 제1 카메라(195a)와 제2 카메라(195b)는 좌우로 이격되어 배치되기 때문에, 각각 획득되는 이미지(940L, 940R)에서 Y축 방향으로는 위치의 차이가 없으나, X축 방향으로는 위치의 차이가 발생한다.

프로세서(170)는, 각 이미지(940L, 940R) 내의 오브젝트(942L, 942R)의 X축 방향으로의 위치의 차이(d3), 즉, 시차(disparity)를 연산하고, 시차와, 제1 카메라(195a) 및 제2 카메라(195b)의 간격(d1)을 이용하여, 실제 오브젝트와의 거리(d2)를 연산할 수 있다.

한편, 스테레오 카메라 모듈(100) 제조 시, 제조 공정에 따라, 양 카메라(195a, 195b)간의 물리적인 배치, 양 카메라에 구비되는 렌즈의 왜곡등으로 인해, 오차가 발생할 수 있다.

이러한 경우, 좌안 카메라(195a)와 우안 카메라(195b)의 수평 간격 또는 수직 간격의 오차로 인해, 촬영된 스테레오 이미지를 기반으로, 거리 측정 등을 할 경우, 심각한 거리 오차가 발생할 수 있게 된다. 또는, 이미지 내의 동일 오브젝트 검출 후, 시차를 연산하는 경우, 이미지 내의 오브젝트 위치 변경으로 인해, 연산량이 많아져, 연산 속도가 증가되는 문제가 발생할 수 있게 된다.

따라서, 이러한 오차를 보정하기 위한 캘리브레이션 과정이 요구된다.

본 발명에서는, 이러한, 좌안 카메라(195a)와 우안 카메라(195b)의 수평 간격 또는 수직 간격의 오차, 렌즈의 왜곡 등을 고려하여, 스테레오 카메라를 캘리브레이션 하도록 한다.

예를 들어, 좌안 이미지(940L) 내의 오브젝트(942L)와 우안 이미지(940R) 내의 오브젝트(942R)가 Y축 상에서 차이가 발생하는 경우, 프로세서(170)는 상기 차이가 없어지도록 캘리브레이션을 수행한다.

예를 들어, 좌안 이미지(940L) 내의 오브젝트(942L)와 우안 이미지(940R) 내의 오브젝트(942R)가 X축 상에서 기준 거리 이상으로 차이가 발생하는 경우, 프로세서(170)는 상기 기준 거리 이상으로 발생한 차이가 없어지도록 캘리브레이션을 수행한다.

예를 들어, 좌안 이미지(940L) 내의 오브젝트(942L)와 우안 이미지(940R) 내의 오브젝트(942R)가 직선이 곡선으로 왜곡되어 표시되는 경우, 프로세서(170)는 상기 곡선이 직선으로 표시되도록 캘리브레이션을 수행한다.

도 9b는 도 9a와 다른 배치의 오브젝트(930)를 제1 카메라(195a) 및 제2 카메라(195b)를 통해 획득하여 캘리브레이션을 수행하는 동작을 예시한다.

도 9a와의 차이점을 중심으로 설명하면, 도 9b의 (a)에 도시된 바와 같이, 오브젝트(930)는 제2 카메라(195b) 측으로 치우쳐 있다.

도 9b의 (b) 및 도 9b의 (c)에 도시된 바와 같이, 좌안 이미지(950L) 내의 오브젝트(952L)와 우안 이미지(950R) 내의 오브젝트(952R)는, Y축 방향으로는 위치의 차이가 없으나(도 9b의 (b)에 예시), X축 방향으로는 위치의 차이(d4)가 있다(도 9b의 (c)에 예시). 즉, 좌안 이미지(950L) 내의 오브젝트(952L)는 우안 이미지(950R) 내의 오브젝트(952R)보다 더 우측에 위치할 수 있다. 제1 카메라(195a)와 제2 카메라(195b)는 좌우로 이격되어 배치되기 때문에, 각각 획득되는 이미지(950L, 950R)에서 Y축 방향으로는 위치의 차이가 없으나, X축 방향으로는 위치의 차이가 발생한다.

도 10a 내지 도 15b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 캘리브레이션 방법을 설명하는데 참조되는 도면이다.

한편, 제1 실시예에 따른 오브젝트 이미지 획득 및 캘리브레이션 방법은, 도 9a 내지 도 9b를 참조하여 설명한 내용을 준용한다.

도 10a는 제1 카메라(195a)를 통해 제1 이미지를 획득하는 동작을 예시한다.

제1 카메라(195a) 및 제2 카메라(195b)는 d1 거리만큼 이격되어 있다. 제1 카메라(195a)와 영상 표시 장치(1010)는 d2a만큼 떨어져 있다. 즉, 제1 카메라(195a)와 영상 표시 장치(1010)에 표시되는 오브젝트(1020a)는 d2a만큼 떨어져 있다.

제1 카메라(195a)는 영상 표시 장치(1010)에 표시되는 오브젝트(1020a)의 제1 이미지를 획득한다.

한편, 제1 이미지에 표시되는, 오브젝트(1020a)는 제1 방향으로 소정의 각도를 가지고 틀어진 상태의 이미지일 수 있다. 이때, 상기 소정의 각도는 10° 내지 30°인 것이 바람직하다. 예를 들면, 제1 이미지에 표시되는, 오브젝트(1020a)의 왼편은 영상 표시 장치(1010)가 제1 및 제2 카메라(195a, 195b)와 마주보는 방향을 향한다. 또한, 제1 이미지에 표시되는, 오브젝트(1020a)의 오른편은 영상 표시 장치(1010)가 제1 및 제2 카메라(195a, 195b)와 마주보는 방향의 반대 방향을 향한다. 이때, 제1 이미지에 표시되는 오브젝트(1020a)는 왼편이 가깝게 보이고, 오른편이 멀게 보이는 입체적 형상일 수 있다. 제1 이미지가 이러한 입체적 형상으로 표시됨으로 인해, 원근감이 표현될 수 있고, X,Y,Z의 공간 좌표에서 3개의 축 방향으로 캘리브레이션이 가능한 효과가 있다.

한편, 오브젝트(1020a)는, 제1 색과 제2 색이 교대로 채워진 격자(grid) 모양의 화면일 수 있다. 예를 들면, 오브젝트(1020a)는, 체스판과 같이, 흰색과 검은색이 교대로 채워진 화면일 수 있다.

한편, 제1 이미지는, 제1 카메라(195a)를 기준으로, 제1 카메라(195a) 및 제2 카메라(195b) 사이의 거리에 따른 시차(parallax)가 기 반영되어, 영상 표시 장치에 표시되는 오브젝트의 가상 이미지일 수 있다. 제1 카메라(195a)와 제2 카메라(195b)가 d1 만큼 이격되어 있기 때문에, 동일 오브젝트를 촬영하는 경우, 제1 카메라(195a)를 통해 획득되는 이미지와 제2 카메라(195b)를 통해 획득되는 이미지는 X축 방향으로 위치의 차이가 있다. 제1 이미지는, 이러한 X축 방향으로의 위치의 차이를 미리 반영한 이미지일 수 있다.

한편, 제1 이미지는 제1 카메라(195a) 및 영상 표시 장치(1010) 사이의 거리에 따라, 오브젝트의 크기가 스케일링된 가상 이미지일 수 있다. 제1 카메라(195a)를 통해, 제1 카메라(195a)로부터, d2만큼 떨어진 실제의 오브젝트(1020b)를 촬영하여 획득한 이미지와, 제1 카메라(195a)로부터, d2a 만큼 떨어진, 영상 표시 장치(1010)에 표시되는 오브젝트(1020a)를 촬영하여 획득한 이미지는 동일할 수 있다. 이때, 제1 이미지에 표시되는 오브젝트(1020a)는 d2 및 d2a를 고려하여, 실제의 오브젝트(1020b)의 크기가 스케일링되어 표시된 것일 수 있다.

한편, 제1 이미지는, 시차와 스케일링이 동시에 반영된 이미지일 수 있다. 즉, 제1 이미지는, 제1 카메라(195a) 및 제2 카메라(195b) 사이의 거리(d1)와 제1 카메라(195a) 및 영상 표시 장치 사이의 거리(d2a)가 기 반영된 가상 이미지일 수 있다. 여기서, 시차 반영은 제1 카메라(195a)와 제2 카메라(195b) 사이의 거리(d1)가 반영됨을 의미한다. 스케일링 반영은 제1 카메라(195a)와 영상 표시 장치(1010) 사이의 거리(d2a) 및 제1 카메라(195a)와 실제 오브젝트(1020b) 사이의 거리(d2)의 비율에 따른 오브젝트(1020b)의 크기가 스케일링됨을 의미한다. 즉, 제1 카메라(195a)는 실물의 오브젝트(1020b)를 d2 만큼 떨어진 상태에서 촬영하는 대신, d2 및 d2a 거리 비율만큼 작게 스케일링된 가상의 오브젝트(1020a)를 촬영한다.

시차 또는 스케일링이 반영되어 영상 표시 장치(1010)에 표시되는 오브젝트(1020a)를 이용하여, 캘리브레이션을 수행하는 경우, 화면 전환을 빠르게 할 수 있어, 실제 오브젝트(1020b)를 이용하여 캘리브레이션을 수행하는 경우보다 빠르게 오브젝트 영상을 획득하고, 빠른 캘리브레이션을 수행할 수 있다.

도 10b는 제2 카메라(195b)를 통해 제2 이미지를 획득하는 동작을 예시한다.

제1 카메라(195a) 및 제2 카메라(195b)는 d1 거리만큼 이격되어 있다. 제2 카메라(195b)와 영상 표시 장치(1010)는 d2a만큼 떨어져 있다. 즉, 제2 카메라(195b)와 영상 표시 장치(1010)에 표시되는 오브젝트(1020a)는 d2a만큼 떨어져 있다.

제2 카메라(195b)는 영상 표시 장치(1010)에 표시되는 오브젝트(1020a)의 제2 이미지를 획득한다.

한편, 제2 이미지에 표시되는, 오브젝트(1020a)는 제1 방향으로 소정의 각도를 가지고 틀어진 상태의 이미지일 수 있다. 이때, 상기 소정의 각도는 10° 내지 30°인 것이 바람직하다. 예를 들면, 제2 이미지에 표시되는, 오브젝트(1020a)의 왼편은 영상 표시 장치(1010)가 제1 및 제2 카메라(195a, 195b)와 마주보는 방향을 향한다. 또한, 제2 이미지에 표시되는, 오브젝트(1020a)의 오른편은 영상 표시 장치(1010)가 제1 및 제2 카메라(195a, 195b)와 마주보는 방향의 반대 방향을 향한다. 이때, 제2 이미지에 표시되는 오브젝트(1020a)는 왼편이 가깝게 보이고, 오른편이 멀게 보이는 입체적 형상일 수 있다. 제2 이미지가 이러한 입체적 형상으로 표시됨으로 인해, 원근감이 표시될 수 있고, X,Y,Z의 공간 좌표에서 3개의 축 방향으로 캘리브레이션이 가능한 효과가 있다.

한편, 제2 이미지는, 제2 카메라(195a)를 기준으로, 제1 카메라(195a) 및 제2 카메라(195b) 사이의 거리에 따른 시차(parallax)가 기 반영되어, 영상 표시 장치에 표시되는 오브젝트의 가상 이미지일 수 있다. 제1 카메라(195a)와 제2 카메라(195b)가 d1 만큼 이격되어 있기 때문에, 동일 오브젝트를 촬영하는 경우, 제1 카메라(195a)를 통해 획득되는 이미지와 제2 카메라(195b)를 통해 획득되는 이미지는 X축 방향으로 위치의 차이가 있다. 제2 이미지는, 이러한 X축 방향으로의 위치의 차이를 미리 반영한 이미지일 수 있다. 예를 들면, 도 10b에서 영상 표시 장치(1010)에 표시되는 오브젝트(1020a)는 도 10a에서 영상 표시 장치(1010)에 표시되는 오브젝트(1020a)보다 소정 거리만큼 더 좌측에 위치할 수 있다. 즉, 도 10a에서 영상 표시 장치(1010)에 표시되는 오브젝트(1020a)는 도 10b에서 영상 표시 장치(1010)에 표시되는 오브젝트(1020a)보다 소정 거리만큼 우측에 배치될 수 있다.

한편, 제2 이미지는 제2 카메라(195a) 및 영상 표시 장치(1010) 사이의 거리에 따라, 오브젝트의 크기가 스케일링된 가상 이미지일 수 있다. 제2 카메라(195a)를 통해, 제2 카메라(195a)로부터, d2만큼 떨어진 실제의 오브젝트(1020b)를 촬영하여 획득한 이미지와, 제2 카메라(195a)로부터, d2a 만큼 떨어진, 영상 표시 장치(1010)에 표시되는 오브젝트(1020a)를 촬영하여 획득한 이미지는 동일할 수 있다. 이때, 제2 이미지에 표시되는 오브젝트(1020a)는 d2 및 d2a를 고려하여, 실제의 오브젝트(1020b)의 크기가 스케일링되어 표시된 것일 수 있다.

한편, 제2 이미지는, 시차와 스케일링이 동시에 반영된 이미지일 수 있다. 즉, 제2 이미지는, 제1 카메라(195a) 및 제2 카메라(195b) 사이의 거리(d1)와 제1 카메라(195a) 및 영상 표시 장치 사이의 거리(d2a)가 기 반영된 가상 이미지일 수 있다. 여기서, 시차 반영은 제1 카메라(195a)와 제2 카메라(195b) 사이의 거리(d1)가 반영됨을 의미한다. 스케일링 반영은 제2 카메라(195a)와 영상 표시 장치(1010) 사이의 거리(d2a) 및 제2 카메라(195a)와 실제 오브젝트(1020b) 사이의 거리(d2)의 비율에 따른 오브젝트(1020b)의 크기가 스케일링됨을 의미한다. 즉, 제2 카메라(195a)는 실물의 오브젝트(1020b)를 d2 만큼 떨어진 상태에서 촬영하는 대신, d2 및 d2a 거리 비율만큼 작게 스케일링된 가상의 오브젝트(1020a)를 촬영한다.

도 10c 및 도 10d는 도 10a 및 도 10b 조건에서, 제1 카메라(195a)를 통해 촬영된 좌안 이미지(1030L) 및 제2 카메라(195b)를 통해 촬영된 우안 이미지(1030R)를 예시한다.

도 10c는 좌안 이미지(1030L) 및 우안 이미지(1030R)를 좌우로 배치한 도면이고, 도 10d는 좌안 이미지(1030L) 및 우안 이미지(1030R)를 상하로 배치한 도면이다.

도 10c에 도시된 바와 같이, 좌안 이미지(1030L) 내의 오브젝트(1032L)와 우안 이미지(1030R) 내의 오브젝트(1032R)는 Y축 상에서 위치의 차이가 없다. 만약, 각각의 오브젝트(1032L, 1032R)가 Y축 상에서 위치의 차이가 있는 경우, 캘리브레이션이 요구된다. 프로세서(170)는 각각의 오브젝트(1032L, 1032R)가 Y축 상에서 위치의 차이가 없도록 캘리브레이션을 수행할 수 있다.

도 10d에 도시된 바와 같이, 좌안 이미지(1030L) 내의 오브젝트(1032L)와 우안 이미지(1030R) 내의 오브젝트(1032R)는 X축 상에서 d5만큼 위치의 차이가 발생한다. 만약, 각각의 오브젝트(1032L, 1032R)에서 발생하는 위치의 차이가 d5보다 크거나 작은 경우, 캘리브레인션이 요구된다. 프로세서(170)는 각각의 오브젝트(1032L, 1032R)가 X축 상에서 d5만큼 위치의 차이가 존재하도록 캘리브레이션을 수행할 수 있다.

도 11a 내지 도 11d는 도 10a 내지 도 10d와 비교할 때, 영상 표시 장치(1010)에 표시되는 제1 및 제2 이미지 내의 오브젝트(1020a)에 차이가 있을 뿐, 나머지는 동일하다. 이하 차이점을 중심으로 설명한다.

도 11a는 제1 카메라(195a)를 통해 제1 이미지를 획득하는 동작을 예시한다.

제1 이미지에 표시되는, 오브젝트(1020a)는 제2 방향으로 소정의 각도를 가지고 틀어진 상태의 이미지일 수 있다. 이때, 상기 소정의 각도는 10° 내지 30°인 것이 바람직하다. 예를 들면, 제1 이미지에 표시되는, 오브젝트(1020a)의 오른편은 영상 표시 장치(1010)가 제1 및 제2 카메라(195a, 195b)와 마주보는 방향을 향한다. 또한, 제1 이미지에 표시되는 오브젝트(1020a)의 왼편은 영상 표시 장치(1010)가 제1 및 제2 카메라(195a, 195b)와 마주보는 방향의 반대 방향을 향한다. 이때, 제1 이미지에 표시되는 오브젝트(1020a)는 오른편이 가깝게 보이고, 왼편이 멀게 보이는 입체적 형상일 수 있다. 제1 이미지가 이러한 입체적 형상으로 표시됨으로 인해, 원근감이 표현될 수 있고, X,Y,Z의 공간 좌표에서 3개의 축 방향으로 캘리브레이션이 가능한 효과가 있다.

도 11b는 제2 카메라(195b)를 통해 제2 이미지를 획득하는 동작을 예시한다.

제2 이미지에 표시되는, 오브젝트(1020a)는 제2 방향으로 소정의 각도를 가지고 틀어진 상태의 이미지일 수 있다. 이때, 상기 소정의 각도는 10° 내지 30°인 것이 바람직하다. 예를 들면, 제1 이미지에 표시되는, 오브젝트(1020a)의 오른편은 영상 표시 장치(1010)가 제1 및 제2 카메라(195a, 195b)와 마주보는 방향을 향한다. 또한, 제1 이미지에 표시되는 오브젝트(1020a)의 왼편은 영상 표시 장치(1010)가 제1 및 제2 카메라(195a, 195b)와 마주보는 방향의 반대 방향을 향한다. 이때, 제1 이미지에 표시되는 오브젝트(1020a)는 오른편이 가깝게 보이고, 왼편이 멀게 보이는 입체적 형상일 수 있다. 제1 이미지가 이러한 입체적 형상으로 표시됨으로 인해, 원근감이 표현될 수 있고, X,Y,Z의 공간 좌표에서 3개의 축 방향으로 캘리브레이션이 가능한 효과가 있다.

한편, 제1 카메라(195a)와 제2 카메라(195b)가 d1 만큼 이격되어 있기 때문에, 동일 오브젝트를 촬영하는 경우, 제1 카메라(195a)를 통해 획득되는 이미지와 제2 카메라(195b)를 통해 획득되는 이미지는 X축 방향으로 위치의 차이가 있다. 제2 이미지는, 이러한 X축 방향으로의 위치의 차이를 미리 반영한 이미지일 수 있다. 예를 들면, 도 11b에서 영상 표시 장치(1010)에 표시되는 오브젝트(1020a)는 도 11a에서 영상 표시 장치(1010)에 표시되는 오브젝트(1020a)보다 소정 거리만큼 더 좌측에 위치할 수 있다. 즉, 도 11a에서 영상 표시 장치(1010)에 표시되는 오브젝트(1020a)는 도 11b에서 영상 표시 장치(1010)에 표시되는 오브젝트(1020a)보다 소정 거리만큼 우측에 배치될 수 있다.

도 11c 및 도 11d는 도 11a 및 도 11b 조건에서, 제1 카메라(195a)를 통해 촬영된 좌안 이미지(1040L) 및 제2 카메라(195b)를 통해 촬영된 우안 이미지(1040R)를 예시한다.

도 11c는 좌안 이미지(1040L) 및 우안 이미지(1040R)를 좌우로 배치한 도면이고, 도 11d는 좌안 이미지(1040L) 및 우안 이미지(1040R)를 상하로 배치한 도면이다.

도 11c에 도시된 바와 같이, 좌안 이미지(1040L) 내의 오브젝트(1042L)와 우안 이미지(1040R) 내의 오브젝트(1042R)는 Y축 상에서 위치의 차이가 없다. 만약, 각각의 오브젝트(1042L, 1042R)가 Y축 상에서 위치의 차이가 있는 경우, 캘리브레이션이 요구된다. 프로세서(170)는 각각의 오브젝트(1042L, 1042R)가 Y축 상에서 위치의 차이가 없도록 캘리브레이션을 수행할 수 있다.

도 11d에 도시된 바와 같이, 좌안 이미지(1040L) 내의 오브젝트(1042L)와 우안 이미지(1040R) 내의 오브젝트(1042R)는 X축 상에서 d6만큼 위치의 차이가 발생한다. 만약, 각각의 오브젝트(1042L, 1042R)에서 발생하는 위치의 차이가 d6보다 크거나 작은 경우, 캘리브레인션이 요구된다. 프로세서(170)는 각각의 오브젝트(1042L, 1042R)가 X축 상에서 d6만큼 위치의 차이가 존재하도록 캘리브레이션을 수행할 수 있다.

도 12a 내지 도 12d는 도 10a 내지 도 10d와 비교할 때, 영상 표시 장치(1010)에 표시되는 제1 및 제2 이미지 내의 오브젝트(1020a)에 차이가 있을 뿐, 나머지는 동일하다. 이하 차이점을 중심으로 설명한다.

도 12a는 제1 카메라(195a)를 통해 제1 이미지를 획득하는 동작을 예시한다.

제1 이미지에 표시되는 오브젝트(1020a)는 제3 방향으로 소정의 각도를 가지고 틀어진 상태의 이미지일 수 있다. 이때, 상기 소정의 각도는 10° 내지 30°인 것이 바람직하다. 예를 들면, 제1 이미지에 표시되는, 오브젝트(1020a)의 위편은 영상 표시 장치(1010)가 제1 및 제2 카메라(195a, 195b)와 마주보는 방향을 향한다. 또한, 제1 이미지에 표시되는 오브젝트(1020a)의 아래편은 영상 표시 장치(1010)가 제1 및 제2 카메라(195a, 195b)와 마주보는 방향의 반대 방향을 향한다. 이때, 제1 이미지에 표시되는 오브젝트(1020a)는 위편이 가깝게 보이고, 아래편이 멀게 보이는 입체적 형상일 수 있다. 제1 이미지가 이러한 입체적 형상으로 표시됨으로 인해, 원근감이 표현될 수 있고, X,Y,Z의 공간 좌표에서 3개의 축 방향으로 캘리브레이션이 가능한 효과가 있다.

도 12b는 제2 카메라(195b)를 통해 제2 이미지를 획득하는 동작을 예시한다.

제2 이미지에 표시되는 오브젝트(1020a)는 제3 방향으로 소정의 각도를 가지고 틀어진 상태의 이미지일 수 있다. 이때, 상기 소정의 각도는 10° 내지 30°인 것이 바람직하다. 예를 들면, 제2 이미지에 표시되는, 오브젝트(1020a)의 위편은 영상 표시 장치(1010)가 제1 및 제2 카메라(195a, 195b)와 마주보는 방향을 향한다. 또한, 제2 이미지에 표시되는 오브젝트(1020a)의 아래편은 영상 표시 장치(1010)가 제1 및 제2 카메라(195a, 195b)와 마주보는 방향의 반대 방향을 향한다. 이때, 제2 이미지에 표시되는 오브젝트(1020a)는 위편이 가깝게 보이고, 아래편이 멀게 보이는 입체적 형상일 수 있다. 제2 이미지가 이러한 입체적 형상으로 표시됨으로 인해, 원근감이 표현될 수 있고, X,Y,Z의 공간 좌표에서 3개의 축 방향으로 캘리브레이션이 가능한 효과가 있다.

한편, 제1 카메라(195a)와 제2 카메라(195b)가 d1 만큼 이격되어 있기 때문에, 동일 오브젝트를 촬영하는 경우, 제1 카메라(195a)를 통해 획득되는 이미지와 제2 카메라(195b)를 통해 획득되는 이미지는 X축 방향으로 위치의 차이가 있다. 제2 이미지는, 이러한 X축 방향으로의 위치의 차이를 미리 반영한 이미지일 수 있다.예를 들면, 도 12b에서 영상 표시 장치(1010)에 표시되는 오브젝트(1020a)는 도 12a에서 영상 표시 장치(1010)에 표시되는 오브젝트(1020a)보다 소정 거리만큼 좌측에 배치될 수 있다. 즉, 도 12a에서 영상 표시 장치(1010)에 표시되는 오브젝트(1020a)는 도 12b에서 영상 표시 장치(1010)에 표시되는 오브젝트(1020a)보다 소정 거리만큼 우측에 배치될 수 있다.

도 12c 및 도 12d는 도 12a 및 도 12b 조건에서, 제1 카메라(195a)를 통해 촬영된 좌안 이미지(1050L) 및 제2 카메라(195b)를 통해 촬영된 우안 이미지(1050R)를 예시한다.

도 12c는 좌안 이미지(1050L) 및 우안 이미지(1050R)를 좌우로 배치한 도면이고, 도 12d는 좌안 이미지(1050L) 및 우안 이미지(1050R)를 상하로 배치한 도면이다.

도 12c에 도시된 바와 같이, 좌안 이미지(1050L) 내의 오브젝트(1052L)와 우안 이미지(1050R) 내의 오브젝트(1052R)는 Y축 상에서 위치의 차이가 없다. 만약, 각각의 오브젝트(1052L, 1052R)가 Y축 상에서 위치의 차이가 있는 경우, 캘리브레이션이 요구된다. 프로세서(170)는 각각의 오브젝트(1052L, 1052R)가 Y축 상에서 위치의 차이가 없도록 캘리브레이션을 수행할 수 있다.

도 12d에 도시된 바와 같이, 좌안 이미지(1050L) 내의 오브젝트(1052L)와 우안 이미지(1050R) 내의 오브젝트(1052R)는 X축 상에서 d7만큼 위치의 차이가 발생한다. 만약, 각각의 오브젝트(1052L, 1052R)에서 발생하는 위치의 차이가 d7보다 크거나 작은 경우, 캘리브레인션이 요구된다. 프로세서(170)는 각각의 오브젝트(1052L, 1052R)가 X축 상에서 d7만큼 위치의 차이가 존재하도록 캘리브레이션을 수행할 수 있다.

도 13a 내지 도 13d는 도 10a 내지 도 10d와 비교할 때, 영상 표시 장치(1010)에 표시되는 제1 및 제2 이미지 내의 오브젝트(1020a)에 차이가 있을 뿐, 나머지는 동일하다. 이하 차이점을 중심으로 설명한다.

도 13a는 제1 카메라(195a)를 통해 제1 이미지를 획득하는 동작을 예시한다.

제1 이미지에 표시되는, 오브젝트(1020a)는 제4 방향으로 소정의 각도를 가지고 틀어진 상태의 이미지일 수 있다. 이때, 상기 소정의 각도는 10° 내지 30°인 것이 바람직하다. 예를 들면, 제1 이미지에 표시되는, 오브젝트(1020a)의 아래편은 영상 표시 장치(1010)가 제1 및 제2 카메라(195a, 195b)와 마주보는 방향을 향한다. 또한, 제1 이미지에 표시되는 오브젝트(1020a)의 위편은 영상 표시 장치(1010)가 제1 및 제2 카메라(195a, 195b)와 마주보는 방향의 반대 방향을 향한다. 이때, 제1 이미지에 표시되는 오브젝트(1020a)는 아래편이 가깝게 보이고, 위편이 멀게 보이는 입체적 형상일 수 있다. 제1 이미지가 이러한 입체적 형상으로 표시됨으로 인해, 원근감이 표현될 수 있고, X,Y,Z의 공간 좌표에서 3개의 축 방향으로 캘리브레이션이 가능한 효과가 있다.

도 13b는 제2 카메라(195b)를 통해 제2 이미지를 획득하는 동작을 예시한다.

제2 이미지에 표시되는, 오브젝트(1020a)는 제4 방향으로 소정의 각도를 가지고 틀어진 상태의 이미지일 수 있다. 이때, 상기 소정의 각도는 10° 내지 30°인 것이 바람직하다. 예를 들면, 제2 이미지에 표시되는, 오브젝트(1020a)의 아래편은 영상 표시 장치(1010)가 제1 및 제2 카메라(195a, 195b)와 마주보는 방향을 향한다. 또한, 제2 이미지에 표시되는 오브젝트(1020a)의 위편은 영상 표시 장치(1010)가 제1 및 제2 카메라(195a, 195b)와 마주보는 방향의 반대 방향을 향한다. 이때, 제2 이미지에 표시되는 오브젝트(1020a)는 아래편이 가깝게 보이고, 위편이 멀게 보이는 입체적 형상일 수 있다. 제2 이미지가 이러한 입체적 형상으로 표시됨으로 인해, 원근감이 표현될 수 있고, X,Y,Z의 공간 좌표에서 3개의 축 방향으로 캘리브레이션이 가능한 효과가 있다.

한편, 제1 카메라(195a)와 제2 카메라(195b)가 d1 만큼 이격되어 있기 때문에, 동일 오브젝트를 촬영하는 경우, 제1 카메라(195a)를 통해 획득되는 이미지와 제2 카메라(195b)를 통해 획득되는 이미지는 X축 방향으로 위치의 차이가 있다. 제2 이미지는, 이러한 X축 방향으로의 위치의 차이를 미리 반영한 이미지일 수 있다.

한편, 도 13b에서 영상 표시 장치(1010)에 표시되는 오브젝트(1020a)는 도 13a에서 영상 표시 장치(1010)에 표시되는 오브젝트(1020a)보다 소정 거리만큼 좌측에 배치될 수 있다. 즉, 도 13a에서 영상 표시 장치(1010)에 표시되는 오브젝트(1020a)는 도 13b에서 영상 표시 장치(1010)에 표시되는 오브젝트(1020a)보다 소정 거리만큼 우측에 배치될 수 있다.

도 13c 및 도 13d는 도 13a 및 도 13b 조건에서, 제1 카메라(195a)를 통해 촬영된 좌안 이미지(1060L) 및 제2 카메라(195b)를 통해 촬영된 우안 이미지(1060R)를 예시한다.

도 13c는 좌안 이미지(1060L) 및 우안 이미지(1060R)를 좌우로 배치한 도면이고, 도 13d는 좌안 이미지(1060L) 및 우안 이미지(1060R)를 상하로 배치한 도면이다.

도 13c에 도시된 바와 같이, 좌안 이미지(1060L) 내의 오브젝트(1062L)와 우안 이미지(1060R) 내의 오브젝트(1062R)는 Y축 상에서 위치의 차이가 없다. 만약, 각각의 오브젝트(1062L, 1062R)가 Y축 상에서 위치의 차이가 있는 경우, 캘리브레이션이 요구된다. 프로세서(170)는 각각의 오브젝트(1062L, 1062R)가 Y축 상에서 위치의 차이가 없도록 캘리브레이션을 수행할 수 있다.

도 13d에 도시된 바와 같이, 좌안 이미지(1060L) 내의 오브젝트(1062L)와 우안 이미지(1060R) 내의 오브젝트(1062R)는 X축 상에서 d8만큼 위치의 차이가 발생한다. 만약, 각각의 오브젝트(1062L, 1062R)에서 발생하는 위치의 차이가 d8보다 크거나 작은 경우, 캘리브레인션이 요구된다. 프로세서(170)는 각각의 오브젝트(1062L, 1062R)가 X축 상에서 d8만큼 위치의 차이가 존재하도록 캘리브레이션을 수행할 수 있다.

도 14a 내지 도 14b는 제1 카메라(195a)에 구비된 렌즈에 왜곡이 발생한 경우, 획득된 좌안 이미지 및 우안 이미지를 예시한다.

도 14a에 도시된 바와 같이, 제1 카메라(195a)에 구비된 렌즈에 왜곡이 발생한 경우, 제1 카메라(195a)를 통해 획득한 좌안 영상(1410L) 내의 오브젝트(1412L)에 왜곡이 발생할 수 있다. 구체적으로, 가로 방향으로 직선으로 표시되어야 하는 오브젝트(1412L)의 일 부분이 곡선(1414L)으로 표시될 수 있다.

반면, 왜곡이 발생하지 않은 렌즈를 구비한 제2 카메라(195b)를 통해 획득한 우안 영상(1410R) 내의 오브젝트(1412R)에는 왜곡이 발생되지 않는다. 좌안 영상(1410L)에서 왜곡 부분(1414L)과 대응되는 우안 영상(1410R)에서의 부분(1414R)은 가로 방향으로 직선으로 표시된다.

프로세서(170)는 좌안 영상(1410L)의 왜곡 부분(1414L)에 대해, 왜곡 부분(1414L)이 없어지도록, 캘리브레이션을 수행할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(170)는 곡선(1414L)이 직선이 되도록 캘리브레이션을 수행할 수 있다.

한편, 도 14b에 도시된 바와 같이, 제1 카메라(195a)에 구비된 렌즈에 왜곡이 발생한 경우, 제1 카메라(195a)를 통해 획득한 좌안 영상(1420L) 내의 오브젝트에 왜곡이 발생할 수 있다. 구체적으로, 세로 방향으로 직선으로 표시되어야 하는 오브젝트(1422L)의 일부분이 곡선(1424L)으로 표시될 수 있다.

반면, 왜곡이 발생하지 않은 렌즈를 구비한 제2 카메라(195b)를 통해 획득한 우안 영상(1420R) 내의 오브젝트(1422R)에는 왜곡이 발생되지 않는다. 좌안 영상(1420L)에서 왜곡 부분(1424L)와 대응되는 우안 영상(1420R)에서의 부분(1424R)은 세로 방향으로 직선으로 표시된다.

프로세서(170)는 좌안 영상(1420L)의 왜곡 부분(1424L)에 대해, 왜곡 부분(1424L)이 없어지도록, 캘리브레이션을 수행할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(170)는 곡선(1424L)이 직선이 되도록 캘리브레이션을 수행할 수 있다.

도 15a 내지 도 15b는 본 발명의 실시예에 따른 제1 및 제2 이미지를 설명하는데 참조되는 도면이다.

도 15a를 참조하면, 제1 카메라(195a)는 영상 표시 장치(1010)에 표시된 제1 이미지를 촬영한다. 여기서, 제1 이미지는, 제1 카메라(195a)를 기준으로, 제1 카메라(195a)에서 영상 표시 장치를 향한 가상의 법선(1530) 및 제1 카메라(195a)에서 오브젝트의 중심을 향해 연장되는 가상의 선(1540)이 이루는 각도(α)가 반영된 이미지일 수 있다.

상술한 바와 같이, 제1 이미지 내의 오브젝트(1520a)는 실제 오브젝트(1520b)에, 시차 또는 스케일링이 기 반영될 수 있다. 이경우, 제1 이미지는, 제1 카메라(195a)에서 영상 표시 장치를 향한 가상의 법선(1530) 및 제1 카메라(195a)에서 오브젝트의 중심을 향해 연장되는 가상의 선(1540)이 이루는 각도(α)가 반영함으로써, 상기 시차 또는 스케일링이 반영되게 할 수 있다.

한편, 제1 카메라(195a)는, 정교한 캘리브레이션을 수행하기 위해, 복수의 제1 이미지를 획득할 수 있다. 이때, 영상 표시 장치(1010)는 서로 다른 영역에 오브젝트(1520a)가 표시된 복수의 제1 이미지를 표시할 수 있다. 이경우, 제1 이미지는, 제1 카메라(195a)에서 영상 표시 장치를 향한 가상의 법선(1530) 및 제1 카메라(195a)에서 오브젝트의 중심을 향해 연장되는 가상의 선(1540)이 이루는 각도(α)를 반영할 수 있다.

도 15b를 참조하면, 제2 카메라(195b)는 영상 표시 장치(1010)에 표시된 제2 이미지를 획득한다. 여기서, 제2 이미지는, 제2 카메라(195b)를 기준으로, 제2 카메라(195b)에서 영상 표시 장치를 향한 가상의 법선(1570) 및 제2 카메라(195b)에서 오브젝트의 중심을 향해 연장되는 가상의 선(1580)이 이루는 각도(β)가 반영된 이미지일 수 있다.

상술한 바와 같이, 제2 이미지 내의 오브젝트(1520a)는 실제 오브젝트(1520b)에, 시차 또는 스케일링이 기 반영될 수 있다. 이경우, 제2 이미지는, 제1 카메라(195a)에서 영상 표시 장치를 향한 가상의 법선(1570) 및 제1 카메라(195a)에서 오브젝트의 중심을 향해 연장되는 가상의 선(1580)이 이루는 각도(β)가 반영함으로써, 상기 시차 또는 스케일링이 반영되게 할 수 있다.

한편, 제2 카메라(195b)는, 정교한 캘리브레이션을 수행하기 위해, 복수의 제2 이미지를 획득할 수 있다. 이때, 영상 표시 장치(1010)는 서로 다른 영역에 오브젝트(1520a)가 표시된 복수의 제2 이미지를 표시할 수 있다. 이경우, 제2 이미지는, 제2 카메라(195b)에서 영상 표시 장치를 향한 가상의 법선(1570) 및 제2 카메라(195b)에서 오브젝트의 중심을 향해 연장되는 가상의 선(1580)이 이루는 각도(β)를 반영할 수 있다.

도 16a 내지 16b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 캘리브레이션 방법을 설명하는데 참조되는 도면이다.

한편, 제2 실시예에 따른 캘리브레이션 방법은, 차이점을 제외하고, 도 9a 내지 도 15b를 참조하여 설명한 내용을 준용한다.

도 16a에 도시된 바와 같이, 영상 표시 장치(1010)는 합성 이미지(1620a)를 표시한다. 여기서, 합성 이미지(1620a)는, 상술한, 제1 이미지 및 제2 이미지가 합성된 이미지이다.

여기서, 제1 이미지는, 제1 카메라(195a)를 기준으로, 제1 카메라(195a) 및 제2 카메라(195b) 사이의 거리에 따른 시차(parallax)가 기 반영되어, 영상 표시 장치에 표시되는 오브젝트의 가상 이미지일 수 있다. 제1 카메라(195a)와 제2 카메라(195b)가 d1 만큼 이격되어 있기 때문에, 동일 오브젝트를 촬영하는 경우, 제1 카메라(195a)를 통해 획득되는 이미지와 제2 카메라(195b)를 통해 획득되는 이미지는 X축 방향으로 위치의 차이가 있다. 제1 이미지는, 이러한 X축 방향으로의 위치의 차이를 미리 반영한 이미지일 수 있다.

또는, 제1 이미지는 제1 카메라(195a) 및 영상 표시 장치(1010) 사이의 거리에 따라, 오브젝트의 크기가 스케일링된 가상 이미지일 수 있다. 제1 카메라(195a)를 통해, 제1 카메라(195a)로부터, d2만큼 떨어진 실제의 오브젝트(1020b)를 촬영하여 획득한 이미지와, 제1 카메라(195a)로부터, d2a 만큼 떨어진, 영상 표시 장치(1010)에 표시되는 오브젝트(1020a)를 촬영하여 획득한 이미지는 동일할 수 있다. 이때, 제1 이미지에 표시되는 오브젝트(1020a)는 d2 및 d2a를 고려하여, 실제의 오브젝트(1020b)의 크기가 스케일링되어 표시된 것일 수 있다.

또는, 제1 이미지는, 시차와 스케일링이 동시에 반영된 이미지일 수 있다. 즉, 제1 이미지는, 제1 카메라(195a) 및 제2 카메라(195b) 사이의 거리(d1)와 제1 카메라(195a) 및 영상 표시 장치 사이의 거리(d2a)가 기 반영된 가상 이미지일 수 있다. 여기서, 시차 반영은 제1 카메라(195a)와 제2 카메라(195b) 사이의 거리(d1)가 반영됨을 의미한다. 스케일링 반영은 제1 카메라(195a)와 영상 표시 장치(1010) 사이의 거리(d2a) 및 제1 카메라(195a)와 실제 오브젝트(1020b) 사이의 거리(d2)의 비율에 따른 오브젝트(1020b)의 크기가 스케일링됨을 의미한다.

여기서, 제2 이미지는, 제2 카메라(195a)를 기준으로, 제1 카메라(195a) 및 제2 카메라(195b) 사이의 거리에 따른 시차(parallax)가 기 반영되어, 영상 표시 장치에 표시되는 오브젝트의 가상 이미지일 수 있다. 제1 카메라(195a)와 제2 카메라(195b)가 d1 만큼 이격되어 있기 때문에, 동일 오브젝트를 촬영하는 경우, 제1 카메라(195a)를 통해 획득되는 이미지와 제2 카메라(195b)를 통해 획득되는 이미지는 X축 방향으로 위치의 차이가 있다. 제2 이미지는, 이러한 X축 방향으로의 위치의 차이를 미리 반영한 이미지일 수 있다.

또는, 제2 이미지는 제2 카메라(195a) 및 영상 표시 장치(1010) 사이의 거리에 따라, 오브젝트의 크기가 스케일링된 가상 이미지일 수 있다. 제2 카메라(195a)를 통해, 제2 카메라(195a)로부터, d2만큼 떨어진 실제의 오브젝트(1020b)를 촬영하여 획득한 이미지와, 제2 카메라(195a)로부터, d2a 만큼 떨어진, 영상 표시 장치(1010)에 표시되는 오브젝트(1020a)를 촬영하여 획득한 이미지는 동일할 수 있다. 이때, 제2 이미지에 표시되는 오브젝트(1020a)는 d2 및 d2a를 고려하여, 실제의 오브젝트(1020b)의 크기가 스케일링되어 표시된 것일 수 있다.

또는, 제2 이미지는, 시차와 스케일링이 동시에 반영된 이미지일 수 있다. 즉, 제2 이미지는, 제1 카메라(195a) 및 제2 카메라(195b) 사이의 거리(d1)와 제1 카메라(195a) 및 영상 표시 장치 사이의 거리(d2a)가 기 반영된 가상 이미지일 수 있다. 여기서, 시차 반영은 제1 카메라(195a)와 제2 카메라(195b) 사이의 거리(d1)가 반영됨을 의미한다. 스케일링 반영은 제2 카메라(195a)와 영상 표시 장치(1010) 사이의 거리(d2a) 및 제2 카메라(195a)와 실제 오브젝트(1020b) 사이의 거리(d2)의 비율에 따른 오브젝트(1020b)의 크기가 스케일링됨을 의미한다.

합성 이미지가 영상 표시 장치에 표시된 상태에서, 제1 카메라(195a)는 제1 이미지를 획득하고, 제2 카메라(195b)는 제2 이미지를 획득한다. 제1 카메라(195a)는 제1 편광 필터(1630a)를 포함할 수 있고, 제2 카메라(195b)는 제2 편광 필터(1630b)를 포함할 수 있다.

제1 카메라(195a)는 1 편광 필터(1630a)에 의해 필터링된 제1 광에 기초하여, 합성 이미지에서 제1 이미지만 분리하여 획득할 수 있다. 즉, 프로세서(170)는 제1 편광 필터(1630a)에 의해 분리된 제1 이미지를 제1 카메라(195a)를 통해 획득할 수 있다.

제2 카메라(195b)는 제2 편광 필터(1630b)에 의해 필터링된 제2 광에 기초하여, 합성 이미지에서 제2 이미지만 분리하여 획득할 수 있다. 즉, 프로세서(170)는 제2 편광 필터(1630b)에 의해 분리된 제2 이미지를 제2 카메라(195b)를 통해 획득할 수 있다.

도 16b는 본발명의 제2 실시에에 따라 획득한 좌안 이미지 및 우안 이미지를 예시한다.

도 16b 및 도 16c는 도 16a의 조건에서, 제1 카메라(195a)를 통해 촬영된 좌안 이미지(1630L) 및 제2 카메라(195b)를 통해 촬영된 우안 이미지(1630R)를 예시한다.

도 16b는 좌안 이미지(1630L) 및 우안 이미지(1630R)를 좌우로 배치한 도면이고, 도 16c는 좌안 이미지(1630L) 및 우안 이미지(1630R)를 상하로 배치한 도면이다.

도 16b에 도시된 바와 같이, 좌안 이미지(1630L) 내의 오브젝트(1632L)와 우안 이미지(1630R) 내의 오브젝트(1632R)는 Y축 상에서 위치의 차이가 없다. 만약, 각각의 오브젝트(1632L, 1632R)가 Y축 상에서 위치의 차이가 있는 경우, 캘리브레이션이 요구된다. 프로세서(170)는 각각의 오브젝트(1632L, 1632R)가 Y축 상에서 위치의 차이가 없도록 캘리브레이션을 수행할 수 있다.

도 16b에 도시된 바와 같이, 좌안 이미지(1630L) 내의 오브젝트(1632L)와 우안 이미지(1630R) 내의 오브젝트(1632R)는 X축 상에서 d9만큼 위치의 차이가 발생한다. 만약, 각각의 오브젝트(1632L, 1632R)에서 발생하는 위치의 차이가 d9보다 크거나 작은 경우, 캘리브레인션이 요구된다. 프로세서(170)는 각각의 오브젝트(1632L, 1632R)가 X축 상에서 d9만큼 위치의 차이가 존재하도록 캘리브레이션을 수행할 수 있다.

도 17a 내지 도 17d는 본 발명의 제3 실시예에 따른 캘리브레이션 방법을 설명하는데 참조되는 도면이다.

본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 캘리브레이션 방법에서, 프로세서(170)는 좌안 이미지와 우안 이미지를 서로 비교하여 캘리브레이션을 수행한다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 캘리브레이션 방법에서, 프로세서(170)는 기준 영상과 획득된 영상을 비교하여 캘리브레이션을 수행할 수 있다. 제3 실시예에 따른 캘리브레이션 수행은 좌안 이미지 및 우안 이미지 모두에 적용될 수 있다.

한편, 제1 메모리(140)에는 기준 이미지(1710)에 대한 정보가 저장될 수 있다. 여기서, 기준 이미지(1710)는 좌안 이미지에 대한 기준 이미지 및 우안 이미지에 대한 기준이미지가 각각 저장될 수 있다. 이하에서는 좌안 이미지를 기준으로 설명하나, 우안 이미지도 좌안 이미지와 동일하게 처리될 수 있다.

제1 카메라(195a)를 통해 좌안 이미지(1720, 1730, 1740, 1750)가 획득되는 경우, 프로세서(170)는 기준 이미지(1710)와 좌안 이미지(1720, 1730, 1740, 1750)를 비교하여 캘리브레이션을 수행할 수 있다.

도 17a에 도시된 바와 같이, Y축 상에서 위치에 차이(d10)가 발생하는 경우, 프로세서(170)는 상기 차이(d10)가 없어지도록 캘리브레이션을 수행할 수 있다. 즉, 프로세서(170)는 획득된 좌안 이미지(1720)를 기준 이미지(1710)와 동일해지도록 캘리브레이션을 수행할 수 있다.

한편, 도 17b에 도시된 바와 같이, X축 상에서 위치에 차이(d11)가 발생하는 경우, 프로세서(170)는 상기 차이(d11)가 없어지도록 캘리브레이션을 수행할 수 있다. 즉, 프로세서(170)는 획득된 좌안 이미지(1730)를 기준 이미지(1710)와 동일해지도록 캘리브레이션을 수행할 수 있다.

한편, 도 17c에 도시된 바와 같이, 제1 카메라(195a)에 구비된 렌즈에 왜곡이 발생한 경우, 제1 카메라(195a)를 통해 획득한 좌안 영상(1740) 내의 오브젝트(1742)에 왜곡이 발생할 수 있다. 구체적으로, 가로 방향으로 직선으로 표시되어야 하는 오브젝트(1742)의 일 부분이 곡선(1744)으로 표시될 수 있다.

프로세서(170)는 좌안 영상(1742)의 왜곡 부분(1744)에 대해, 왜곡 부분(1744)이 없어지도록, 캘리브레이션을 수행할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(170)는 곡선(1744)이 직선이 되도록 캘리브레이션을 수행할 수 있다.

한편, 도 17d에 도시된 바와 같이, 제1 카메라(195a)에 구비된 렌즈에 왜곡이 발생한 경우, 제1 카메라(195a)를 통해 획득한 좌안 영상(1750) 내의 오브젝트에(1752) 왜곡이 발생할 수 있다. 구체적으로, 세로 방향으로 직선으로 표시되어야 하는 오브젝트(1752)의 일부분이 곡선(1754)으로 표시될 수 있다.

프로세서(170)는 좌안 영상(1750)의 왜곡 부분(1754)에 대해, 왜곡 부분(1754)이 없어지도록, 캘리브레이션을 수행할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(170)는 곡선(1754)이 직선이 되도록 캘리브레이션을 수행할 수 있다.

전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 프로세서(170) 또는 제어부(770)를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 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.

100 : 스테레오 카메라
170 : 프로세서
195a : 제1 카메라
195b : 제2 카메라

Claims

영상 표시 장치에 표시된 오브젝트의 제1 이미지를 제1 카메라를 통해 획득하는 단계;
상기 영상 표시 장치에 표시된 상기 오브젝트의 제2 이미지를 제2 카메라를 통해 획득하는 단계; 및
상기 제1 및 제2 이미지를 통해 캘리브레이션을 수행하는 단계;를 포함하고,
상기 제1 이미지는, 상기 제1 카메라를 기준으로, 상기 제1 카메라 및 상기 제2 카메라 사이의 거리에 따른 시차(parallax)가 기 반영된 상기 오브젝트의 이미지이고, 상기 제2 이미지는, 상기 제2 카메라를 기준으로, 상기 시차가 기 반영된 상기 오브젝트의 이미지인 스테레오 카메라의 캘리브레이션 방법.
제 1항에 있어서,
상기 오브젝트는 제1 색과 제2 색이 교대로 채워진 격자(grid) 모양의 화면인 스테레오 카메라의 캘리브레이션 방법.
삭제
삭제
제 1항에 있어서,
상기 제1 이미지는,
상기 제1 카메라 및 상기 영상 표시 장치 사이의 거리에 따라, 상기 오브젝트의 크기가 스케일링 된 이미지인 스테레오 카메라의 캘리브레이션 방법.
제 1항에 있어서,
상기 제1 이미지는,
상기 제1 카메라를 기준으로, 상기 제1 카메라에서 상기 영상 표시 장치를 향한 가상의 법선 및 상기 제1 카메라에서 상기 오브젝트의 중심을 향해 연장되는 가상의 선이 이루는 각도가 반영된 이미지인 스테레오 카메라의 캘리브레이션 방법.
제 1항에 있어서,
상기 제2 이미지는,
상기 제2 카메라 및 상기 영상 표시 장치 사이의 거리에 따라, 상기 오브젝트의 크기가 스케일링 된 이미지인 스테레오 카메라의 캘리브레이션 방법.
제 1항에 있어서,
상기 제2 이미지는,
상기 제2 카메라를 기준으로, 상기 제2 카메라에서 상기 영상 표시 장치를 향한 가상의 법선 및 상기 제2 카메라에서 상기 오브젝트의 중심을 향해 연장되는 가상의 선이 이루는 각도가 반영된 이미지인 스테레오 카메라의 캘리브레이션 방법.
오브젝트의 제1 이미지와, 상기 오브젝트의 제2 이미지가 합성된 합성 이미지를 영상 표시 장치에 표시하는 단계;
제1 카메라가, 상기 제1 카메라에 포함된 제1 편광 필터를 통해, 상기 합성 이미지에서 상기 제1 이미지를 분리하여 획득하고, 제2 카메라가, 상기 제2 카메라에 포함된 제2 편광 필터를 통해, 상기 합성 이미지에서 상기 제2 이미지를 분리하여 획득하는 단계; 및
상기 제1 및 제2 이미지를 통해 캘리브레이션을 수행하는 단계;를 포함하고,
상기 제1 이미지는, 상기 제1 카메라를 기준으로, 상기 제1 카메라 및 상기 제2 카메라 사이의 거리에 따른 시차(parallax)가 기 반영된 상기 오브젝트의 이미지이고, 상기 제2 이미지는, 상기 제2 카메라를 기준으로, 상기 시차가 기 반영된 상기 오브젝트의 이미지인 스테레오 카메라의 캘리브레이션 방법.
제 9항에 있어서,
상기 획득하는 단계는,
상기 제1 편광 필터에 의해 필터링된 제1 광에 기초하여, 상기 제1 카메라를 기준으로 시차가 기 반영된 상기 제1 이미지를 획득하는 단계; 및
상기 제2 편광 필터에 의해 필터링된 제2 광에 기초하여, 상기 제2 카메라를 기준으로 시차가 기 반영된 상기 제2 이미지를 획득하는 단계;를 포함하는 스테레오 카메라의 캘리브레이션 방법.
제 1항 또는 제 9항에 있어서,
상기 수행하는 단계는,
상기 제1 이미지에 표시된 오브젝트의 좌표 및 상기 제2 이미지에 표시된 오브젝트의 좌표의 차이를 기초로 캘리브레이션을 수행하는 스테레오 카메라의 캘리브레이션 방법.
제 1항 또는 제 9항에 있어서,
상기 수행하는 단계는,
상기 제1 및 제2 이미지를 기초로 캘리브레이션 보정값을 생성하고, 상기 캘리브레이션 보정값이 반영된 캘리브레이션 테이블을 생성하는 단계; 및
상기 제1 및 제2 카메라를 통해, 스테레오 이미지가 획득되는 경우, 상기 스테레오 이미지에 상기 캘리브레이션 테이블을 적용하는 단계;를 포함하는 스테레오 카메라의 캘리브레이션 방법.
영상 표시 장치에 표시되는 오브젝트에 대한 제1 이미지를 획득하는 제1 카메라;
상기 영상 표시 장치에 표시되는 상기 오브젝트에 대한 제2 이미지를 획득하는 제2 카메라; 및
상기 제1 및 제2 이미지를 통해 캘리브레이션을 수행하는 프로세서;를 포함하고,
상기 제1 이미지는, 상기 제1 카메라를 기준으로, 상기 제1 카메라 및 상기 제2 카메라 사이의 거리에 따른 시차(parallax)가 기 반영된 상기 오브젝트의 이미지이고, 상기 제2 이미지는, 상기 제2 카메라를 기준으로, 상기 시차가 기 반영된 상기 오브젝트의 이미지인 스테레오 카메라 모듈.