KR102484704B1 - 차형 자동 인식 기능을 갖춘 세차 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차형 자동 인식 기능을 갖춘 세차 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 실시 예에 따른 차형 자동 인식 기능을 갖춘 세차 시스템은, 차량이 정차되어 위치되는 차량 정차부; 상기 차량 정차부에 위치된 차량을 통과하여 이동하도록 형성되는 터널형 몸체부; 상기 차량 정차부에 위치된 차량의 차형을 인식하는 차형 인식부; 상기 터널형 몸체부에 설치되어 터널형 몸체부가 차량을 통과할 시에 세차를 수행하는 세차부 및 상기 세차부에 의해 세차를 진행한 차량을 건조하도록 구성되는 건조부를 포함하며, 상기 세차부는, 상기 차형 인식부와 연동되어 차량의 형태에 맞게 차량과 일정 간격을 유지하면서 차량으로 고압수를 분사하여 세차하도록 구성되는 고압분사장치를 포함하여 구성될 수 있다.
Description
본 발명은 세차 시스템에 관한 것으로, 특히 차형 자동 인식 기능을 갖춘 세차 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 세차 시스템은 작동 방식에 따라 자동세차기, 셀프세차기, 문형식 세차기, 터널식 세차기로 구분할 수 있으며, 구성에 따라 접촉식과 비접촉식으로 구분되기도 한다.
자동세차기는 주유소 및 셀프세차장에 설치되는 제품으로 차량이 정차된 상태에서 세차기가 이동하면서 차량의 물세차 및 에어건조가 이루어지는 방식이고, 셀프세차기는 셀프세차장 세차설비로 고압 물/세제 분사장비와 브러쉬로 구성되어 사람이 직접 세차하는 방식이다.
또한, 문형식 세차기는 지면에 레일을 설치 후 차량이 정차된 세차기가 이동하여 세차하는 방식으로 터널식에 비해 좁은 공간에도 설치가 가능하며, 전기와 물의 소비가 적은편이나, 시간당 세차 대수는 터널식보다 적은 특징이 있는 방식이고, 터널식 세차기는 차량이 컨베이어 벨트에 의해 이동하면서 세차기가 고정된 상태로 세차가 이루어지며 문형세차기보다 세차대수가 많은 것이 특징이다.
또한, 접촉식 세차기는 물/세제 분사 후 차량을 세척할 브러쉬가 장착된 세차기를 모두 이르는 말로 접촉식 세차기 혹은 브러쉬 타입 세차기라고 하며, 비접촉식 세차기는 브러쉬 없이 고압의 물/세제로만 구성된 세차기를 이르는 말로 노브러쉬 타입 세차기라고도 한다.
종래의 자동세차기 및 터널세차기는 차량이 진입하여 브러쉬로 차량표면을 세척하는 구조로 되어 있어 차량표면에 스크래치가 생길 가능성이 많으며, 브러쉬 교체시기가 3~4년으로 교환주기를 넘기게 되면 브러쉬 표면에 각질이 생기고 끝부분이 갈라져 차량에 더 많은 흠집을 남기며 세척력이 많이 떨어지는 문제점이 있었다.
이 때문에, 최근 차량표면과의 접촉이 없는 노브러쉬 타입이 각광을 받고 있으나, 종래의 노브러쉬 타입의 물 분사 노즐은 차형 인식 기능이 없어 차량이 크기와 형태가 다양함에도 불구하고 차량과의 간섭을 피해 설치된 자리에서 항시 일관적으로 분사만을 수행하여 세척 효율이 낮은 문제점이 발생하였다.
이를 해결하기 위해, 세차 작업자가 수동으로 물 분사 노즐의 위치를 맞추기도 하나, 이는 잘못 조작될 경우 차량의 손상을 가져올 수 있고, 세차 작업자의 필요로 인한 비용 증가와 더불어, 세차 소요 시간이 증대되는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 고압수를 분사하는 고압분사장치를 갖춘 세차 시스템에 있어서 고압분사장치가 차형에 따라 자동으로 차량과의 간격을 유지하는 차형 자동 인식 기능을 갖추어 세척력이 강하고 세차가 보다 효율적으로 수행되도록 하는 차형 자동 인식 기능을 갖춘 세차 시스템을 제공하는 데 일 목적이 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 차형 자동 인식 기능을 갖춘 세차 시스템은, 차량이 정차되어 위치되는 차량 정차부; 상기 차량 정차부에 위치된 차량을 통과하여 이동하도록 형성되는 터널형 몸체부; 상기 차량 정차부에 위치된 차량의 차형을 인식하는 차형 인식부; 상기 터널형 몸체부에 설치되어 터널형 몸체부가 차량을 통과할 시에 세차를 수행하는 세차부 및 상기 세차부에 의해 세차를 진행한 차량을 건조하도록 구성되는 건조부를 포함하며, 상기 세차부는, 상기 차형 인식부와 연동되어 차량의 형태에 맞게 차량과 일정 간격을 유지하면서 차량으로 고압수를 분사하여 세차하도록 구성되는 고압분사장치를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 차형 인식부는, 한 쌍으로 설치되는 깊이 카메라(Depth camera)를 이용해 차량을 촬영하고, 촬영된 차량 이미지의 방사형 왜곡과 접선 왜곡을 포함하는 이미지 왜곡을 보정하며, 상기 보정된 이미지로부터 상기 깊이 카메라의 위치 좌표와 차량의 위치 좌표를 통해 얻어지는 매개 변수를 측정하고, 측정된 매개 변수를 이용하여 차량의 부피를 측정함으로써 차형을 인식할 수 있다.
또한, 상기 매개 변수는, 한 쌍의 깊이 카메라 간의 간격(b), 이미지 평면과 카메라 렌즈와의 거리() 및 각 깊이 카메라에서 측정된 차량에 대한 x축 위치 차이(x)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 깊이 카메라의 위치 좌표와 차량의 위치 좌표는, 바이너리 마커를 이용하여 표현될 수 있다.
또한, 상기 차량의 부피 측정은, 상기 한 쌍의 깊이 카메라로부터 연속된 프레임을 축적하여 3D 장면을 도출하고, 상기 3D 장면에서 특징을 추출 후 특징에 대한 영역을 표시하며, 표시된 영역을 이용해 각 개체 클러스터로 분할하며, 각 개체 클러스터의 가장자리 결함을 제거하고, 선형보간(Linear interpolation)을 통해 누락된 3D 점을 복원하며, 각 개체 클러스터 영역을 통합 후 부피를 측정할 수 있다.
또한, 상기 각 개체 클러스터로의 분할은, U자형 컨볼루션 신경망 또는 완전 컨볼루션 신경망(FCN, Fully convolutional network)을 사용하여 분할할 수 있다.
또한, 상기 세차부는, 신축성 스펀지(Elastic sponge)소재로 형성되며, 상기 차형 인식부와 연동되어 차량의 형태에 맞게 차량과 일정 간격을 유지하면서 차량의 일부 표면에 대해 회전하도록 구성되되, 내측에는 외측 방향으로 물을 토출하는 물 분사 노즐이 구비된 물 방사형 브러쉬를 더 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 고압분사장치는, 상/하 방면 또는 좌/우 방면으로 반복적으로 움직이는 요동 모듈에 의해 요동하도록 구성될 수 있다.
한편, 상기 차형 자동 인식 기능을 갖춘 세차 시스템은, 차량 색상의 변화도를 판단하여 차량 오염도를 측정하는 차량 오염도 측정부를 더 포함하며, 상기 고압분사장치는, 상기 차량 오염도 측정부로부터 측정되는 차량 오염도에 따라 차량과의 거리나 수압을 달리하거나, 분사각도를 달리하여 오염이 심한 부위에 집중 분사하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 차형 자동 인식 기능을 갖춘 세차 시스템은, 상기 세차부의 세차 수행 전에 상기 차량 정차부에 정차된 차량이 내부에 위치되도록 차량으로 이동하도록 구성되고, 차량이 내부에 위치되면 개방면을 폐쇄하여 내부로 스팀을 주입하도록 구성되는 스팀 주입 박스를 더 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 차형 자동 인식 기능을 갖춘 세차 시스템은, 고압분사장치가 차형에 따라 자동으로 차량과의 간격을 유지하는 차형 자동 인식 기능을 갖추어 세척력이 강하고 세차가 보다 효율적으로 수행될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차형 자동 인식 기능을 갖춘 세차 시스템은, 물 방사형 브러쉬, 요동 모듈, 차량 오염도 측정부, 스팀 주입 박스 등을 더 포함하여 보다 세척력이 매우 뛰어난 장점이 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 차형 자동 인식 기능을 갖춘 세차 시스템은, 위에서 언급된 본 발명의 실시 예에 따른 효과가 기재된 내용에만 한정되지 않고, 명세서 및 도면으로부터 예측 가능한 모든 효과를 더 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차형 자동 인식 기능을 갖춘 세차 시스템의 구성도이다.
도 2a는 한 쌍의 깊이 카메라를 이용하여 차형을 인식하는 상태를 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 2b는 차형에 따라 고압분사장치가 차량과의 간격을 조절하면서 분사하는 모습을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 차형 인식부가 깊이 카메라를 이용하여 차형을 인식하는 과정 속에 사용되는 매개 변수를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 차형 인식부가 깊이 카메라를 이용하여 차형을 인식하는 과정 속에 사용되는 바이너리 마커를 예시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 차형 인식부가 깊이 카메라를 이용하여 차형을 인식하는 과정 속에 사용되는 완전 컨볼루션 신경망(FCN, Fully convolutional network)의 모식도이다.
도 6은 본 발명의 차형 인식부가 깊이 카메라를 이용하여 차형을 인식하는 과정 속에 사용되는 U-net 신경망의 모식도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 마련되는 물 방사형 브러쉬의 개략도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 마련되는 차량 오염도 측정부의 연결 구성도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따라 마련되는 스팀 주입 박스의 예시도이다.
도 2a는 한 쌍의 깊이 카메라를 이용하여 차형을 인식하는 상태를 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 2b는 차형에 따라 고압분사장치가 차량과의 간격을 조절하면서 분사하는 모습을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 차형 인식부가 깊이 카메라를 이용하여 차형을 인식하는 과정 속에 사용되는 매개 변수를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 차형 인식부가 깊이 카메라를 이용하여 차형을 인식하는 과정 속에 사용되는 바이너리 마커를 예시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 차형 인식부가 깊이 카메라를 이용하여 차형을 인식하는 과정 속에 사용되는 완전 컨볼루션 신경망(FCN, Fully convolutional network)의 모식도이다.
도 6은 본 발명의 차형 인식부가 깊이 카메라를 이용하여 차형을 인식하는 과정 속에 사용되는 U-net 신경망의 모식도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 마련되는 물 방사형 브러쉬의 개략도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 마련되는 차량 오염도 측정부의 연결 구성도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따라 마련되는 스팀 주입 박스의 예시도이다.
이하, 도면을 참조한 본 발명의 설명은 특정한 실시 형태에 대해 한정되지 않으며, 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있다. 또한, 이하에서 설명하는 내용은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하의 설명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되는 용어로서, 그 자체에 의미가 한정되지 아니하며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서 전체에 걸쳐 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 이하에서 기재되는 "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로 해석되어야 하며, 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.
또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 차형 자동 인식 기능을 갖춘 세차 시스템에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차형 자동 인식 기능을 갖춘 세차 시스템의 구성도이며, 도 2a는 한 쌍의 깊이 카메라를 이용하여 차형을 인식하는 상태를 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 2b는 차형에 따라 고압분사장치가 차량과의 간격을 조절하면서 분사하는 모습을 보여주는 도면이다.
도 1 내지 도 2b를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차형 자동 인식 기능을 갖춘 세차 시스템은, 차량 정차부(10), 터널형 몸체부(20), 차형 인식부(30), 세차부(40), 및 건조부(50)를 포함하여 구성될 수 있다.
구체적으로, 차량 정차부(10)는 차량이 정차되어 위치되는 공간으로, 본 발명의 세차 시스템이 설치되는 지면에 형성되며, 차량의 정차를 인식하기 위해 차량 인식 센서(미도시)가 구비될 수 있다. 여기서, 차량 인식 센서는 압력센서나 이미지 센서 등 한정되지 않는 다양한 센서가 활용될 수 있다.
터널형 몸체부(20)는 차량이 이동될 정면과 후면은 개방되고, 상면과 양측면은 페쇄되는 터널 구조로 형성되며, 이동형으로 구비될 수 있다. 이때, 터널형 몸체부(20)는 차량 정차부(10)를 기준으로 양측에서 전/후방으로 길이를 형성하도록 설치된 레일(미도시)을 따라 이동하도록 구성될 수 있다. 즉, 터널형 몸체부(20)는 차량 정차부(10)에 위치된 차량을 통과하여 이동되도록 형성될 수 있다.
이때, 터널형 몸체부(20)는 차량 정차부(10)에 구비되는 차량 인식 센서(미도시)와 연동되어 차량 인식 센서(미도시)로부터 차량이 인식될 경우에만 이동이 가능하도록 구성될 수 있고, 이를 통해 보다 안전하게 사용될 수 있다.
차형 인식부(30)는 한 쌍으로 설치되는 깊이 카메라(Depth camera, 30-1, 30-2)를 포함하여 구성되며, 상기 한 쌍의 깊이 카메라(30-1, 30-2)를 이용하여 차량 정차부(10)에 위치된 차량(V)의 차형(Vehicle shape)을 인식하도록 구성될 수 있다. 이때, 한 쌍의 깊이 카메라(30-1, 30-2)는 차형 인식부(30)를 기준으로 양측으로 설치될 수 있고, 한 쌍의 깊이 카메라(30-1, 30-2)로부터 촬영된 데이터는 차형 인식 알고리즘을 통해 차형을 인식하는데 활용할 수 있다. 상술한 차형 인식 알고리즘에 대한 구체적 설명은 후술하기로 한다.
한편, 차형 인식부(30)의 깊이 카메라들(30-1, 30-2)은 터널형 몸체부(20)에 장착될 수도 있으나, 이에 한정되지 않고 터널형 몸체부(20)와 이원화 되어 고정설치 될 수도 있다. 즉, 깊이 카메라(30-1, 30-2)의 설치 위치는 한정되지 않고 차량 정차부(10)에 위치된 차량(V)의 차형을 인식할 수 있는 위치면 무관하다.
세차부(40)는 터널형 몸체부(20)에 설치되어 터널형 몸체부(20)의 움직임을 따라 이동하면서, 터널형 몸체부(20)가 차량(V)을 통과할 시에 세차를 수행하도록 구성될 수 있다. 이때, 세차부(40)는 차량(V)으로 고압수를 분사하여 세차하도록 구성되는 고압분사장치(45)를 포함하여 구성되는데, 본 발명의 일 특징은 고압분사장치(45)가 상술한 차형 인식부(30)와 연동되어 차량(V)의 형태에 맞추어 차량(V)과 일정 간격을 유지하면서 차량으로 고압수를 분사하도록 구성되는 것에 있다.
이는 종래의 세차 시스템의 경우, 고압분사장치(45)를 이용하나 차량의 형태에 맞추지 못하였고, 이에 따라 다양한 차량의 형태에 세밀하지 못해 세차 성능이 현저히 떨어지는 문제점을 보다 효과적으로 개선한 것이다.
예를 들어, 종래의 세차 시스템은 고압분사장치(45)를 대형차 기준에 맞추어 간격을 형성할 경우, 소형차가 진입하면 차량과 고압분사장치(45)간의 간격이 멀어지게 되어 수압이 차량으로 제대로 전달되지 않아 세차 성능이 떨어지는 문제점이 있었으나, 본 발명은 소형차나 대형차의 구분 없이 차형을 인식하여 그 간격을 유지하므로 모든 차종에 수압이 일정하게 전달되며 세차가 세밀하게 진행될 수 있는 것이다.
고압분사장치(45)는 차량의 형태에 맞추어 차량(V)과의 간격을 조절하기 위해 설치된 위치에서 차량(V)을 향해 전진하거나 후진이 가능하도록 형성될 수 있고, 나아가 분사각도를 조절할 수 있도록 구성될 수도 있다.
차량(V)과의 간격이 조절되고 분사각도를 조절할 수 있는 고압분사장치(45)는 후술하는 차량 오염도 측정부(60)와 연동되어 동작될 수도 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 차량 오염도 측정부(60)의 설명에서 보다 상세히 설명하기로 한다.
아울러, 건조부(50)는 세차부(40)에 의해 세차를 진행한 차량을 건조하도록 구성되는 것으로, 전/후방으로 이동이 가능하도록 형성될 수 있다. 이때, 건조부(50)는 터널형 몸체부(20)에 설치되어 터널형 몸체부(20)의 움직임을 따르거나, 터널형 몸체부(20)와 이원화되도록 설치되어 따로 이동이 가능하도록 형성될 수 있다.
건조부(50)는 차량의 물을 흡입하는 후드형이거나, 차량으로 공기를 배출하여 물을 털어내는 송풍형 모두 가능할 수 있고, 어느 특정한 형태에 한정되지는 않는다.
한편, 차형 인식부(30)는 상술한 바와 같이 한 쌍의 깊이 카메라(30-1, 30-2)를 이용하여 차량 정차부(10)에 정차된 차량을 촬영하며, 촬영 데이터를 차형 인식 알고리즘에 적용하여 차형을 인식하도록 구성될 수 있다.
보다 구체적으로, 차형 인식 알고리즘은 차형 인식부(30)의 한 쌍으로 설치되는 깊이 카메라(Depth camera, 30-1, 30-2)를 이용해 차량을 촬영하고, 촬영된 차량 이미지의 방사형 왜곡과 접선 왜곡을 포함하는 이미지 왜곡을 보정하도록 구성될 수 있다.
또한, 차형 인식 알고리즘은 왜곡이 보정된 이미지로부터 깊이 카메라(30-1, 30-2)의 위치 좌표와 차량의 위치 좌표를 통해 얻어지는 매개 변수를 측정할 수 있고, 측정된 매개 변수를 이용하여 차량의 부피를 측정함으로써 차형을 인식할 수 있다.
여기서, 매개 변수는 한 쌍의 깊이 카메라(30-1, 30-2) 간의 간격(b)과, 이미지 평면과 카메라 렌즈와의 거리() 및 각 깊이 카메라(30-1, 30-2)에서 측정된 차량에 대한 x축 위치 차이(x)를 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 차형 인식부가 깊이 카메라를 이용하여 차형을 인식하는 과정 속에 사용되는 매개 변수를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명의 차형 인식부가 깊이 카메라를 이용하여 차형을 인식하는 과정 속에 사용되는 바이너리 마커를 예시하는 도면이다.
또한, 도 5는 본 발명의 차형 인식부가 깊이 카메라를 이용하여 차형을 인식하는 과정 속에 사용되는 완전 컨볼루션 신경망(FCN, Fully convolutional network)의 모식도이고, 도 6은 본 발명의 차형 인식부가 깊이 카메라를 이용하여 차형을 인식하는 과정 속에 사용되는 U-net 신경망의 모식도이다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, Y축이 동일한 양측으로 마련된 한 쌍의 깊이 카메라(30-1, 30-2) 사이 중심에 Z축을 향하여 형성되는 기준축이 형성됨을 볼 수 있고, 각 깊이 카메라(30-1, 30-2)의 후방으로 카메라의 상이 맺히는 이미지 평면이 형성됨을 확인할 수 있다 (여기서 이미지 평면 상에 상이 맺히는 좌표를 각각, 이라 한다).
이를 이용하여, 한 쌍의 깊이 카메라(30-1, 30-2) 간의 간격(b)과, 이미지 평면과 카메라 렌즈와의 거리()와, 각 깊이 카메라(30-1, 30-2)에서 측정된 차량에 대한 x축 위치 차이 즉, 시차(x)에 관한 매개 변수를 추정할 수 있다.
또한, 도면에 표시된 이미지가 맺히는 상의 좌표와 로부터 각 대응 깊이 카메라(30-1, 30-2)의 위치를 거쳐 차량이 위치된 좌표 까지 표시한 빨간색 점선과 파란색 점선에 거리에 대한 비례식으로 세우면 과 의 합으로 정의되어 [수학식 1]과 같은 식이 도출될 수 있다.
[수학식 1]
한편, 상술한 깊이 카메라(30-1, 30-2)의 위치 좌표 , 와, 차량의 위치 좌표 는 도 4에 도시된 바이너리 마커(BM)를 이용하여 표현될 수 있다. 바이너리 마커(BM)는 ArUco 또는 ChArUco일 수 있으며, 바이너리 마커(BM)에 의해 3차원 거리 값이 자동으로 보다 용이하게 도출될 수 있다.
차량의 부피 측정은 한 쌍의 깊이 카메라(30-1, 30-2)로부터 연속된 프레임을 축적하여 3D 장면을 도출하고, 상기 3D 장면에서 특징을 추출 후 특징에 대한 영역을 표시하며, 표시된 영역을 이용해 각 개체 클러스터로 분할하며, 각 개체 클러스터의 가장자리 결함을 제거하고, 선형보간(Linear interpolation)을 통해 누락된 3D 점을 복원하며, 각 개체 클러스터 영역을 통합 후 부피를 측정할 수 있다.
여기서, 각 개체 클러스터로의 분할은, U자형 컨볼루션 신경망 또는 완전 컨볼루션 신경망(FCN, Fully convolutional network)을 사용하여 분할할 수 있다. U자형 컨볼루션 신경망은 U-net 또는 Advanced U-net 신경망을 의미한다.
각 개체 클러스터로의 분할에 있어서, 모든 격자에 대해 독립적으로 합성곱 신경망 학습모델을 만들어 결과를 도출해야 하는데, 이 경우 모든 픽셀마다 따로 학습을 수행하기 때문에 계산시간이 오래 걸린다.
그렇기 때문에 완전 컨볼루션 신경망(FCN)은, 도 5에 도시된 바와 같이 합성곱을 이용해 이미지의 크기(Demension)를 다운샘플링(Downsampling) 후, 업샘플링(Upsampling)을 통해 다시 이미지를 하여 영상분할 함으로써 계산시간을 단축시킬 수 있다.
한편, 업샘플링 과정에서 공간에 대한 정보를 잃어, 현실적인 고해상도의 이미지를 복구하는 것이 어려울 수 있는데, U자형 컨볼루션 신경망은 도 6에 도시된 바와 같이 'Skip connection'이란 기법을 통해 작아지기 전의 이미지로부터 공간정보를 학습하여 보다 정확한 고해상도를 다시 해석해낼 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 U자형 컨볼루션 신경망 또는 완전 컨볼루션 신경망(FCN, Fully convolutional network)을 사용하여 각 개체 클러스터로 보다 빠르게 고성능으로 분할을 수행할 수가 있다.
아울러, 각 개체 클러스터의 가장자리 결함을 제거는 볼록 다각형을 형성하여 결함을 제거할 수 있으며, 각 개체 클러스터 영역을 통합은 장면 위상(Scene geometry)를 기반으로 통합을 수행할 수 있다.
상기와 같은 방식으로 차형을 분석하고 계산함으로써 본 발명은 고압분사장치(45)가 차형에 따라 간격을 차량과 일정 수준으로 유지하며, 효율적인 세차를 제공할 수 있다.
한편, 본 발명은 보다 효율적인 세차 수행을 위해 세차부(40)가 물 방사형 브러쉬(47)를 더 포함하여 구성될 수도 있다. 이는, 도 7을 참조하여 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 마련되는 물 방사형 브러쉬의 개략도이다.
도 7을 참조하면, 물 방사형 브러쉬(47)는 브러쉬부(47-3)가 신축성 스펀지(Elastic sponge) 소재로 형성될 수 있다. 또한, 물 방사형 브러쉬(47)는 차형 인식부(30)와 연동되어 차량의 형태에 맞게 차량과 일정 간격을 유지하면서 회전부(47-1)를 통해 차량의 일부 표면에 대해 회전하도록 구성될 수 있다. 이때, 물 방사형 브러쉬(47)는 브러쉬부(47-3)가 그 소재의 특성으로 인하여 차량의 표면에 맞추어 변형되면서 회전을 수행할 수 있다. 또한, 물 방사형 브러쉬(47)는 내측에 외측 방향으로 물을 토출하는 물 분사 노즐(47-2)이 구비될 수 있다.
물 방사형 브러쉬(47)는 브러쉬부(47-3)가 회전부(47-1)에 의해 차량의 표면에 대해 회전하면서 차량에 묻은 이물질이나 물을 흡수하도록 구성되는데, 이때, 물 분사 노즐(47-2)로부터 물이 토출되면 물 방사형 브러쉬(47)의 회전에 의해 방사형으로 물을 분사하게 되고, 분사되는 물이 브러쉬부(47-3)로 흡수된 이물질 등을 외부로 쳐내어 이물질 등이 차량의 표면을 긁는 것을 방지할 수 있고, 한편으론 차량으로 분사될 경우 고압분사장치(45)로부터 분사되는 고압수와 같은 역할을 할 수도 있다.
이러한 물 방사형 브러쉬(47)는 바람직하게는 이물질이 많이 부착되는 차량의 측면 하부의 표면을 닦도록 구성될 수 있으나, 이는 예시에 불과하며 물 방사형 브러쉬(47)가 구비되는 위치는 한정되지는 않는다.
또한, 도면에는 도시되지 않았으나 본 발명은 보다 효율적인 세차 수행을 위해 고압분사장치(45)가 상/하 방면, 좌/우 방면 또는 일정 회전 반경으로 반복적으로 움직이는 요동 모듈(미도시)에 의해 요동하도록 구성될 수도 있다.
이를 위해, 요동 모듈은 상/하 방면, 좌/우 방면 또는 일정 회전 반경으로 반복적으로 움직임을 발생시키기 위한 하나 이상의 요동 모터(미도시)와, 상기 요동 모터를 고압분사장치(45)와 연결하는 하나 이상의 연결부재를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 연결부재는 각 모터의 회전력을 전달 받아 고압분사장치(45)를 회전시키거나 직선 운동하도록 변환하는 형태이면 모두 가능한 것으로, 일례로 체인과 스프로킷의 조합이나 벨트와 풀리의 조합일 수 있으며, 크랭크축과 같은 편심축을 기반으로 하는 축부재 일 수도 있고, 설명되지 않은 부재들도 포함될 수 있다.
이러한 요동 모듈은 고압분사장치(45)가 요동하면서 다각도로 고루 차량 표면에 분사하도록 하여 세차력을 향상시킬 수가 있다. 한편, 상기와 같은 요동 모듈은 연결부재의 구성에 따라 고압분사장치(45)를 일정 범위에서 요동시키는 것뿐만 아니라 고압분사장치(45)의 이동을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차형 자동 인식 기능을 갖춘 세차 시스템은, 세차 효율을 높이기 위해 차량 오염도 측정부(60)를 더 포함하여 구성될 수도 있다. 이는, 도 8을 참조하여 설명하기로 한다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 마련되는 차량 오염도 측정부의 연결 구성도이다.
도 8을 참조하면, 차량 오염도 측정부(60)는 차량 색상의 변화도를 판단하여 차량 오염도를 측정할 수 있다. 이를 위해, 차량 오염도 측정부(60)는 깊이 카메라(30-1, 30-2)와 연동되어 깊이 카메라(30-1, 30-2)로부터 촬영되는 차량 이미지를 전달 받을 수 있고, 따로 카메라를 마련하여 차량 오염 측정에만 사용되는 이미지를 전달 받을 수도 있다.
또한, 차량 오염도 측정부(60)는 전달 받은 차량 이미지에서 기존 차량 색상과 차량의 색상 변화도를 추출할 수가 있다. 이때, 기존 차량 색상의 판단은 차량 전면(全面)에 걸쳐 색상간 대조를 통해 판단되고, 차량의 색상 변화도는 판단된 기존 차량 색상 대비 농도의 변화를 통해 판단할 수 있다.
이렇게 차량 오염도 측정부(60)는 차량 색상의 변화도를 차량의 전면(全面)에 걸쳐 판단하게 되면, 차량의 어느 부분이 얼만큼 오염되었는지 확인할 수 있고, 이 데이터를 고압분사장치(45)로 전달하여 고압분사장치(45)에서 맞춤형 분사를 수행하도록 할 수 있다.
고압분사장치(45)는 차량 오염도 측정부(60)로부터 측정되는 차량 오염도에 따라 차량과의 거리나 수압을 달리하거나, 분사각도를 달리하여 오염이 심한 부위에 집중 분사하도록 하여 맞춤형 분사를 수행할 수 있다.
아울러, 본 발명의 실시 예에 따른 차형 자동 인식 기능을 갖춘 세차 시스템은, 세차 효율을 높이기 위해 스팀 주입 박스(70)를 더 포함하여 구성될 수도 있다. 이는, 도 9를 참조하여 설명하기로 한다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따라 마련되는 스팀 주입 박스의 예시도이다.
도 9를 참조하면, 스팀 주입 박스(70)는 터널형으로써 양측면과 상면은 폐쇄되는 구조를 형성하며, 전면(前面)과 후면은 개방과 폐쇄를 조절할 수 있는 개폐도어(75)가 마련되도록 구성될 수 있다. 이때, 스팀 주입 박스(70)는 상술한 터널형 몸체부(20)와의 간섭을 피하기 위해 터널형 몸체부(20)보다는 작은 형태로 형성될 수 있다.
또한, 스팀 주입 박스(70)는 하단에 레일이 설치되어 차량의 이동 방향인 전방과 후방으로 이동 가능하도록 형성될 수 있다. 이때, 스팀 주입 박스(70)는 차량의 면적보다는 큰 형태로 형성되어 차량 정차부(10)로 이동될 경우 위치한 차량을 감싸도록 형성될 수 있다.
또한, 스팀 주입 박스(70)는 일측에 스팀 주입구(77)가 마련되어 스팀 주입기(미도시)가 연결될 수 있다.
상기와 같은 스팀 주입 박스(70)는 차량 정차부(10)에 차량이 위치되면 세차부(40)가 동작하기 전에 먼저 차량 정차부(10)로 이동하여 차량을 감싸도록 형성된다. 이때, 전면과 후면 중 하나는 차량을 통과해야 함으로, 전면과 후면 중 차량이 통과해야 하는 적어도 일면은 개폐도어(75)가 개방되어 개방면을 형성할 수 있다.
차량 정차부(10)로 이동한 스팀 주입 박스(70)는 차량이 내부에 위치되면 개방면을 폐쇄하고, 스팀 주입구(77)를 통해 내부로 스팀을 주입하도록 구성될 수 있다. 이러한 스팀은, 차량에 열을 제공함으로써 고착된 이물질을 탈락시키거나 부착력을 약화시켜 세차부(40)에서 세차가 진행될 경우에 보다 효과적으로 이물질을 제거하도록 할 수 있다.
이상으로 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것이다.
10 : 차량 정차부
20 : 터널형 몸체부
30 : 차형 인식부
30-1, 30-2 : 깊이 카메라
40 : 세차부
45 : 고압분사장치
47 : 물 방사형 브러쉬
47-1 : 회전부
47-2 : 물 분사 노즐
47-3 : 브러쉬부
50 : 건조부
60 : 차량 오염도 측정부
70 : 스팀 주입 박스
75 : 개폐도어
77 : 스팀 주입구
V: 차량
BM : 바이너리 마커
20 : 터널형 몸체부
30 : 차형 인식부
30-1, 30-2 : 깊이 카메라
40 : 세차부
45 : 고압분사장치
47 : 물 방사형 브러쉬
47-1 : 회전부
47-2 : 물 분사 노즐
47-3 : 브러쉬부
50 : 건조부
60 : 차량 오염도 측정부
70 : 스팀 주입 박스
75 : 개폐도어
77 : 스팀 주입구
V: 차량
BM : 바이너리 마커
Claims (10)
- 차량이 정차되어 위치되는 차량 정차부;
상기 차량 정차부에 위치된 차량을 통과하여 이동하도록 형성되는 터널형 몸체부;
상기 차량 정차부에 위치된 차량의 차형을 인식하는 차형 인식부;
상기 터널형 몸체부에 설치되어 터널형 몸체부가 차량을 통과할 시에 세차를 수행하는 세차부 및
상기 세차부에 의해 세차를 진행한 차량을 건조하도록 구성되는 건조부를 포함하며,
상기 세차부는,
상기 차형 인식부와 연동되어 차량의 형태에 맞게 차량과 일정 간격을 유지하면서 차량으로 고압수를 분사하여 세차하도록 구성되는 고압분사장치를 포함하며,
상기 차형 인식부는,
한 쌍으로 설치되는 깊이 카메라(Depth camera)를 이용해 차량을 촬영하고, 촬영된 차량 이미지의 방사형 왜곡과 접선 왜곡을 포함하는 이미지 왜곡을 보정하며, 상기 보정된 이미지로부터 상기 깊이 카메라의 위치 좌표와 차량의 위치 좌표를 통해 얻어지는 매개 변수를 측정하고, 측정된 매개 변수를 이용하여 차량의 부피를 측정함으로써 차형을 인식할 수 있는 것을 특징으로 하는 차형 자동 인식 기능을 갖춘 세차 시스템.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 깊이 카메라의 위치 좌표와 차량의 위치 좌표는,
바이너리 마커를 이용하여 표현되는 것을 특징으로 하는 차형 자동 인식 기능을 갖춘 세차 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 차량의 부피 측정은,
상기 한 쌍의 깊이 카메라로부터 연속된 프레임을 축적하여 3D 장면을 도출하고, 상기 3D 장면에서 특징을 추출 후 특징에 대한 영역을 표시하며, 표시된 영역을 이용해 각 개체 클러스터로 분할하며, 각 개체 클러스터의 가장자리 결함을 제거하고, 선형보간(Linear interpolation)을 통해 누락된 3D 점을 복원하며, 각 개체 클러스터 영역을 통합 후 부피를 측정하는 것을 특징으로 하는 차형 자동 인식 기능을 갖춘 세차 시스템.
- 제 5 항에 있어서,
상기 각 개체 클러스터로의 분할은,
U자형 컨볼루션 신경망 또는 완전 컨볼루션 신경망(FCN, Fully convolutional network)을 사용하여 분할하는 것을 특징으로 하는 차형 자동 인식 기능을 갖춘 세차 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 세차부는,
신축성 스펀지(Elastic sponge)소재로 형성되며, 상기 차형 인식부와 연동되어 차량의 형태에 맞게 차량과 일정 간격을 유지하면서 차량의 일부 표면에 대해 회전하도록 구성되되, 내측에는 외측 방향으로 물을 토출하는 물 분사 노즐이 구비된 물 방사형 브러쉬를 더 포함하는 차형 자동 인식 기능을 갖춘 세차 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 고압분사장치는,
상/하 방면 또는 좌/우 방면으로 반복적으로 움직이는 요동 모듈에 의해 요동하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차형 자동 인식 기능을 갖춘 세차 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
차량 색상의 변화도를 판단하여 차량 오염도를 측정하는 차량 오염도 측정부를 더 포함하며,
상기 고압분사장치는,
상기 차량 오염도 측정부로부터 측정되는 차량 오염도에 따라 차량과의 거리나 수압을 달리하거나, 분사각도를 달리하여 오염이 심한 부위에 집중 분사하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차형 자동 인식 기능을 갖춘 세차 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 세차부의 세차 수행 전에 상기 차량 정차부에 정차된 차량이 내부에 위치되도록 차량으로 이동하도록 구성되고, 차량이 내부에 위치되면 개방면을 폐쇄하여 내부로 스팀을 주입하도록 구성되는 스팀 주입 박스를 더 포함하는 차형 자동 인식 기능을 갖춘 세차 시스템.
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