KR102387684B1 - 자율주행 차량의 카메라 검교정 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자율주행 차량의 카메라 검교정 장치에 관한 것으로, 자율주행 차량의 카메라를 검교정하여 카메라 광축 틀어짐에 의한 영상 인식 오류 문제를 해결함으로써 안전한 자율주행이 가능하고, 사고를 미연에 방지할 수 있도록 한것이다.

Description

자율주행 차량의 카메라 검교정 장치{Camera calibration apparatus for an autonomous driving vehicle}
본 발명은 자율주행 차량 정비 기술에 관련한 것으로, 특히 자율주행 차량의 카메라 검교정 장치에 관한 것이다.
대한민국 공개특허 제10-2020-0064543호(2020.06.08) 등에 기재된 바와 같이, 자율주행 차량에는 카메라가 탑재되고, 카메라에 의해 촬영되는 영상을 이용해 자율주행이 이루어진다.
운전자의 조작없이 자동으로 주행할 수 있는 자율주행 차량에서 가장 핵심적인 요소는 차량 주변의 영상을 촬영하는 카메라들이다. 자율주행 차량의 경우 통상적으로 전방 카메라와, 후방 카메라 및 양 사이드 미러 카메라가 탑재된다.
그런데, 자율주행 차량 주행에 의한 진동이나, 운전 조작 실수로 인한 충돌이나 추돌 등의 충격에 의해 자율주행 차량에 탑재되는 카메라들의 광축이 틀어지게 된다.
자율주행 차량에 탑재되는 카메라들의 광축이 틀어지면, 영상 인식 오류가 발생되어 자율주행에 영향을 미치게 되고, 영상 인식 오류가 심각할 경우에는 사고가 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명자는 자율주행 차량의 카메라를 검교정하여 카메라 광축 틀어짐에 의한 영상 인식 오류 문제를 해결함으로써 안전한 자율주행이 가능하고, 사고를 미연에 방지할 수 있는 자율주행 차량의 카메라 검교정 기술에 대한 연구를 하였다.
대한민국 공개특허 제10-2020-0064543호(2020.06.08)
본 발명은 자율주행 차량의 카메라를 검교정하여 카메라 광축 틀어짐에 의한 영상 인식 오류 문제를 해결할 수 있는 자율주행 차량의 카메라 검교정 장치를 제공함을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따르면, 자율주행 차량의 카메라 검교정 장치가 차량을 바닥과 이격된 상태로 유지시키는 본체와; 본체에 의해 바닥과 이격된 상태로 유지되는 차량을 정자세로 정렬시키는 차량 정렬부와; 차량에 탑재되는 카메라의 검교정을 위한 제조사별 타겟 패턴이 장착되는 타겟 패턴 지지부와; 차량 정렬부 구동을 포함하는 정치 전반을 제어하되, 자율주행 차량의 카메라에 의해 촬영된 제조사별 타겟 패턴 이미지를 분석해 자율주행 차량의 카메라 광축 오류 검교정을 수행하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 타겟 패턴 지지부가 자율주행 차량의 전방 카메라 검교정을 위한 제조사별 타겟 패턴이 장착되는 전방 타겟 패턴 지지부와; 자율주행 차량의 후방 카메라 검교정을 위한 제조사별 타겟 패턴이 장착되는 후방 타겟 패턴 지지부와; 자율주행 차량의 양 사이드 미러 카메라 검교정을 위한 제조사별 타겟 패턴이 장착되는 측방 타겟 패턴 지지부를 포함한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 전방 타겟 패턴 지지부가 자유롭게 이동 가능한 동시에 제조사별 타겟 패턴이 수직 방향으로 리프팅되는 리프트 겸용 이동 방식일 수 있다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 후방 타겟 패턴 지지부가 본체의 후방 양측 지지대 각각에서 접철되는 접철 방식일 수 있다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 측방 타겟 패턴 지지부가 본체의 하부 베이스 양측 각각에서 슬라이딩되는 슬라이딩 방식일 수 있다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 차량 정렬부가 차량 전륜 또는 후륜 부분을 수평 방향으로 이동시켜 차량 자세를 조정하는 리니어 액츄에이터를 포함할 수 있다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 차량 정렬부가 차량 전륜 또는 후륜 양측에 클램핑되되, 레이저 조사를 통해 차량 자세를 인지하는 한쌍의 휠 클램프를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 차량 정렬부가 한쌍의 휠 클램프로부터 각각 조사되는 레이저를 반사시키는 차량 자세 인지용 크로스바를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 제어부가 한쌍의 휠 클램프에 의해 각각 조사되어 차량 자세 인지용 크로스바로부터 반사되는 두 레이저 빔의 도달시간에 차이를 분석해 차량 자세를 인지하고, 리니어 액츄에이터를 구동하여 차량 자세를 정자세로 조정하도록 구현될 수 있다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 자율주행 차량의 카메라 검교정 장치가 자율주행 차량의 ECU(Electronic Control Unit)와 통신 연결되어, 타겟 패턴 지지부에 장착되는 제조사별 타겟 패턴을 촬영한 이미지를 자율주행 차량의 ECU로부터 수신하고, 제어부에 의해 생성되는 자율주행 차량의 카메라 광축 오류 검교정 신호를 자율주행 차량의 ECU로 송신하는 통신 인터페이스를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 자율주행 차량의 카메라를 검교정하여 카메라 광축 틀어짐에 의한 영상 인식 오류 문제를 해결함으로써 안전한 자율주행이 가능하고, 사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 자율주행 차량의 카메라 검교정 장치의 일 실시예의 구성을 도시한 블럭도이다.
도 2 는 본 발명에 따른 자율주행 차량의 카메라 검교정 장치의 일 실시예의 구성을 도시한 사시도이다.
도 3 은 본 발명에 따른 자율주행 차량의 카메라 검교정 장치의 본체의 일 실시예의 구성을 도시한 사시도이다.
도 4 는 본 발명에 따른 자율주행 차량의 카메라 검교정 장치의 차량 정렬부의 리니어 액츄에이터의 일 실시예의 구성을 도시한 도면이다.
도 5 는 본 발명에 따른 자율주행 차량의 카메라 검교정 장치의 차량 정렬부의 휠 클램프의 일 실시예의 구성을 도시한 도면이다.
도 6 은 본 발명에 따른 자율주행 차량의 카메라 검교정 장치의 차량 정렬부의 차량 자세 인지용 크로스바의 일 실시예의 구성을 도시한 도면이다.
도 7 은 본 발명에 따른 자율주행 차량의 카메라 검교정 장치의 전방 타겟 패턴 지지부의 일 실시예의 구성을 도시한 도면이다.
도 8 은 본 발명에 따른 자율주행 차량의 카메라 검교정 장치의 후방 타겟 패턴 지지부의 일 실시예의 구성을 도시한 도면이다.
도 9 는 본 발명에 따른 자율주행 차량의 카메라 검교정 장치의 측방 타겟 패턴 지지부의 일 실시예의 구성을 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다. 특정 실시예들이 도면에 예시되고 관련된 상세한 설명이 기재되어 있으나, 이는 본 발명의 다양한 실시예들을 특정한 형태로 한정하려는 것은 아니다.
본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명 실시예들의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
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 이해될 수 있어야 할 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 자율주행 차량의 카메라 검교정 장치의 일 실시예의 구성을 도시한 블럭도, 도 2 는 본 발명에 따른 자율주행 차량의 카메라 검교정 장치의 일 실시예의 구성을 도시한 사시도이다.
도 1 및 도 2 에 도시한 바와 같이, 이 실시예에 따른 자율주행 차량의 카메라 검교정 장치(100)는 본체(110)와, 차량 정렬부(120)와, 타겟 패턴 지지부(130)와, 제어부(140)를 포함한다.
본체(110)는 차량(200)을 바닥과 이격된 상태로 유지시킨다. 도 3 은 본 발명에 따른 자율주행 차량의 카메라 검교정 장치의 본체의 일 실시예의 구성을 도시한 사시도이다.
도 3 에 도시한 바와 같이, 본체(110)는 차량이 정차되어 지지되는 하부 베이스(111)와, 하부 베이스(111)를 바닥과 이격된 상태로 고정하는 전방 양측 지지대(112) 및 후방 양측 지지대(113)와, 하부 베이스(111)에 정차되는 차량이 진입하는 경사판(114)을 포함할 수 있다.
카메라 검교정을 위한 자율주행 차량이 본체(110)의 경사판(114)을 따라 진입하여 하부 베이스(111)에 정차되어 지지되면, 전방 양측 지지대(112) 및 후방 양측 지지대(113)에 의해 하부 베이스(111)가 바닥과 이격된 상태로 고정되어 있으므로, 차량(200)이 바닥과 이격된 상태로 유지된다.
차량 정렬부(120)는 본체(110)에 의해 바닥과 이격된 상태로 유지되는 차량(200)을 정자세로 정렬시킨다. 예컨대, 차량 정렬부(120)가 리니어 액츄에이터(121)와, 한쌍의 휠 클램프(122)와, 차량 자세 인지용 크로스바(123)를 포함할 수 있다.
도 4 는 본 발명에 따른 자율주행 차량의 카메라 검교정 장치의 차량 정렬부의 리니어 액츄에이터의 일 실시예의 구성을 도시한 도면이다. 도 4 에 도시된 리니어 액츄에이터(121)는 차량 전륜 또는 후륜 부분을 수평 방향으로 이동시켜 차량 자세를 조정한다.
도 5 는 본 발명에 따른 자율주행 차량의 카메라 검교정 장치의 차량 정렬부의 휠 클램프의 일 실시예의 구성을 도시한 도면이다. 도 5 에 도시된 휠 클램프(122)는 차량 전륜 또는 후륜 양측에 각각 클램핑되되, 레이저 조사를 통해 차량 자세를 인지한다.
도 6 은 본 발명에 따른 자율주행 차량의 카메라 검교정 장치의 차량 정렬부의 차량 자세 인지용 크로스바의 일 실시예의 구성을 도시한 도면이다. 도 6 에 도시된 차량 자세 인지용 크로스바(123)는 한쌍의 휠 클램프(122)로부터 각각 조사되는 레이저를 반사시킨다.
타겟 패턴 지지부(130)는 차량에 탑재되는 카메라의 검교정을 위한 제조사별 타겟 패턴이 장착된다. 이 때, 타겟 패턴 지지부(130)가 전방 타겟 패턴 지지부(131)와, 후방 타겟 패턴 지지부(132)와, 측방 타겟 패턴 지지부(133)를 포함할 수 있다.
전방 타겟 패턴 지지부(131)는 자율주행 차량의 전방 카메라 검교정을 위한 제조사별 타겟 패턴(131a)이 장착된다. 예컨대, 전방 타겟 패턴 지지부(131)가 자유롭게 이동 가능한 동시에 제조사별 타겟 패턴이 수직 방향으로 리프팅되는 리프트 겸용 이동 방식 형태로 구현될 수 있다.
도 7 은 본 발명에 따른 자율주행 차량의 카메라 검교정 장치의 전방 타겟 패턴 지지부의 일 실시예의 구성을 도시한 도면이다. 도 7 에 도시한 바와 같이, 전방 타겟 패턴 지지부(131)가 하부에 바퀴가 장착되어 자유롭게 이동 가능하도록 구현되어 있음을 볼 수 있다.
또한, 전방 타겟 패턴 지지부(131)에 차량 전면 하부 카메라와 상부 카메라 각각의 검교정을 위한 하부 타겟 패턴(131a')과 상부 타겟 패턴(131a")이 리프팅 가능하도록 설치되어 있음을 볼 수 있다. 추가로, 전방 타겟 패턴 지지부(131)에 차량 자세 인지용 크로스바(123)가 부착된 형태로 구현되어 있는 것도 볼 수 있다.
후방 타겟 패턴 지지부(132)는 자율주행 차량의 후방 카메라 검교정을 위한 제조사별 타겟 패턴(132a)이 장착된다. 예컨대, 후방 타겟 패턴 지지부(132)가 본체(110)의 후방 양측 지지대(113) 각각에서 접철되는 접철 방식 형태로 구현될 수 있다.
도 8 은 본 발명에 따른 자율주행 차량의 카메라 검교정 장치의 후방 타겟 패턴 지지부의 일 실시예의 구성을 도시한 도면이다. 도 8 에 도시한 바와 같이, 후방 타겟 패턴 지지부(132)가 본체(110)의 후방 양측 지지대(113) 각각에서 아래로 펼쳐지고, 그 단부에 후방 카메라 검교정을 위한 제조사별 타겟 패턴(132a)이 부착되어 있음을 볼 수 있다. 이 때, 후방 카메라 검교정을 위한 제조사별 타겟 패턴(132a)의 위치는 조정 가능하도록 구현될 수 있다.
측방 타겟 패턴 지지부(133)는 자율주행 차량의 양 사이드 미러 카메라 검교정을 위한 제조사별 타겟 패턴(133a)이 장착된다. 예컨대, 측방 타겟 패턴 지지부(133)가 본체(110)의 하부 베이스(111) 양측 각각에서 슬라이딩되는 슬라이딩 방식 형태로 구현될 수 있다.
도 9 는 본 발명에 따른 자율주행 차량의 카메라 검교정 장치의 측방 타겟 패턴 지지부의 일 실시예의 구성을 도시한 도면이다. 도 9 에 도시한 바와 같이, 측방 타겟 패턴 지지부(133)가 본체(110)의 하부 베이스(111) 양측 각각에서 슬라이딩되어 꺼내지고, 그 위에 자율주행 차량의 양 사이드 미러 카메라 검교정을 위한 제조사별 타겟 패턴(133a)이 부착되어 있음을 볼 수 있다.
제어부(140)는 차량 정렬부(120) 구동을 포함하는 정치 전반을 제어하되, 자율주행 차량의 카메라에 의해 촬영된 제조사별 타겟 패턴 이미지를 분석해 자율주행 차량의 카메라 광축 오류 검교정을 수행한다.
예컨대, 제어부(140)가 한쌍의 휠 클램프(122)에 의해 각각 조사되어 차량 자세 인지용 크로스바(123)로부터 반사되는 두 레이저 빔의 도달시간에 차이를 분석해 차량 자세를 인지하고, 리니어 액츄에이터(121)를 구동하여 차량 자세를 정자세로 조정하도록 구현될 수 있다.
차량 자세가 정자세로 조정되면, 제어부(140)가 전방 카메라, 후방 카메라 및 양 사이드 미러 카메라 각각에 의해 촬영된 제조사별 타겟 패턴 이미지를 자율주행 차량(200)의 ECU(Electronic Control Unit)(도면 도시 생략)로 요청한다.
자율주행 차량(200)의 ECU로부터 전방 카메라, 후방 카메라 및 양 사이드 미러 카메라 각각에 의해 촬영된 제조사별 타겟 패턴 이미지가 전송되면, 제어부(140)는 이들 각각을 미리 저장된 기준 타겟 패턴 이미지들과 비교하여 전방 카메라, 후방 카메라 및 양 사이드 미러 카메라의 광축 오류를 검출한다.
만약, 광축 오류가 검출되면, 제어부(140)가 자율주행 차량의 카메라 광축 오류 검교정 신호를 생성하여 자율주행 차량의 ECU로 전송하도록 제어함으로써 자율주행 차량의 카메라 광축 오류 검교정을 수행한다. 예컨대, 자율주행 차량의 카메라 광축 오류 검교정 신호가 자율주행 차량의 카메라 광축 오류 보정을 위한 파라미터 설정값일 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 자율주행 차량 주행에 의한 진동이나, 운전 조작 실수로 인한 충돌이나 추돌 등의 충격에 의해 발생하는 자율주행 차량에 탑재되는 카메라들의 광축이 틀어짐 현상을 쉽고 간편하게 확인하여 검교정할 수 있다.
한편, 발명의 부가적인 양상에 따르면, 자율주행 차량의 카메라 검교정 장치(100)가 통신 인터페이스(150)를 더 포함할 수 있다. 통신 인터페이스(150)는 자율주행 차량(200)의 ECU(Electronic Control Unit)와 통신 연결되어, 타겟 패턴 지지부(130)에 장착되는 제조사별 타겟 패턴을 촬영한 이미지를 자율주행 차량의 ECU로부터 수신하고, 제어부(140)에 의해 생성되는 자율주행 차량의 카메라 광축 오류 검교정 신호를 자율주행 차량의 ECU로 송신한다.
예컨대, 통신 인터페이스(150)가 차량의 ECU와 유선 연결되는 직렬 시리얼 통신 인터페이스일 수도 있고, 차량의 ECU와 무선 연결되는 WiFi 또는 블루투스 등과 같은 근거리 무선 통신 인터페이스일 수도 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
통신 인터페이스(150)를 통해 자율주행 차량의 카메라 검교정 장치(100)로부터 자율주행 차량의 카메라 광축 오류 검교정 신호가 전송되면, 자율주행 차량의 ECU가 이를 수신하고, 카메라 광축 오류 보정 어플리케이션(도면 도시 생략)을 실행하여 자율주행 차량의 카메라 광축 오류 보정을 수행한다.
이와 같이 구현함에 의해 본 발명은 자율주행 차량의 카메라를 검교정하여 카메라 광축 틀어짐에 의한 영상 인식 오류 문제를 해결할 수 있으므로, 안전한 자율주행이 가능하고, 사고를 미연에 방지할 수 있다.
본 명세서 및 도면에 개시된 다양한 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 다양한 실시예들의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.
따라서, 본 발명의 다양한 실시예들의 범위는 여기에서 설명된 실시예들 이외에도 본 발명의 다양한 실시예들의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 다양한 실시예들의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명은 자율주행 차량 정비 기술분야 및 이의 응용 기술분야에서 산업상으로 이용 가능하다.
100 : 자율주행 차량의 카메라 검교정 장치
110 : 본체
111 : 하부 베이스
112 : 전방 양측 지지대
113 : 후방 양측 지지대
114 : 경사판
120 : 차량 정렬부
121 : 리니어 액츄에이터
122 : 휠 클램프
123 : 차량 자세 인지용 크로스바
130 : 타겟 패턴 지지부
131 : 전방 타겟 패턴 지지부
132 : 후방 타겟 패턴 지지부
133 : 측방 타겟 패턴 지지부
140 : 제어부
150 : 통신 인터페이스
200 : 자율주행 차량

Claims (10)

  1. 차량을 바닥과 이격된 상태로 유지시키는 본체와;
    본체에 의해 바닥과 이격된 상태로 유지되는 차량을 정자세로 정렬시키는 차량 정렬부와;
    차량에 탑재되는 카메라의 검교정을 위한 제조사별 타겟 패턴이 장착되는 타겟 패턴 지지부와;
    차량 정렬부 구동을 포함하는 정치 전반을 제어하되, 자율주행 차량의 카메라에 의해 촬영된 제조사별 타겟 패턴 이미지를 분석해 자율주행 차량의 카메라 광축 오류 검교정을 수행하는 제어부를;
    포함하되,
    타겟 패턴 지지부가:
    차량 전면 하부 카메라와 상부 카메라 각각의 검교정을 위한 하부 타겟 패턴과 상부 타겟 패턴이 리프팅 가능하도록 설치되는 전방 타겟 패턴 지지부와;
    본체의 후방 양측 지지대 각각에서 아래로 펼쳐지고, 그 단부에 후방 카메라 검교정을 위한 제조사별 타겟 패턴이 부착되는 후방 타겟 패턴 지지부와;
    본체의 하부 베이스 양측 각각에서 슬라이딩되어 꺼내지고, 그 위에 자율주행 차량의 양 사이드 미러 카메라 검교정을 위한 제조사별 타겟 패턴이 부착되는 측방 타겟 패턴 지지부를;
    포함하는 자율주행 차량의 카메라 검교정 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    차량 정렬부가:
    차량 전륜 또는 후륜 부분을 수평 방향으로 이동시켜 차량 자세를 조정하는 리니어 액츄에이터를;
    포함하는 자율주행 차량의 카메라 검교정 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    차량 정렬부가:
    차량 전륜 또는 후륜 양측에 클램핑되되, 레이저 조사를 통해 차량 자세를 인지하는 한쌍의 휠 클램프를;
    더 포함하는 자율주행 차량의 카메라 검교정 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    차량 정렬부가:
    한쌍의 휠 클램프로부터 각각 조사되는 레이저를 반사시키는 차량 자세 인지용 크로스바를;
    더 포함하는 자율주행 차량의 카메라 검교정 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    제어부가:
    한쌍의 휠 클램프에 의해 각각 조사되어 차량 자세 인지용 크로스바로부터 반사되는 두 레이저 빔의 도달시간에 차이를 분석해 차량 자세를 인지하고, 리니어 액츄에이터를 구동하여 차량 자세를 정자세로 조정하는 자율주행 차량의 카메라 검교정 장치.
  10. 제 1 항 또는 제 6 항 내지 제 9 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    자율주행 차량의 카메라 검교정 장치가:
    자율주행 차량의 ECU(Electronic Control Unit)와 통신 연결되어, 타겟 패턴 지지부에 장착되는 제조사별 타겟 패턴을 촬영한 이미지를 자율주행 차량의 ECU로부터 수신하고, 제어부에 의해 생성되는 자율주행 차량의 카메라 광축 오류 검교정 신호를 자율주행 차량의 ECU로 송신하는 통신 인터페이스를;
    더 포함하는 자율주행 차량의 카메라 검교정 장치.
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