KR20040046824A

KR20040046824A - 시시디를 이용한 차량 투영 면적 측정 시스템 및 그 방법

Info

Publication number: KR20040046824A
Application number: KR1020020074854A
Authority: KR
Inventors: 오성동
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2002-11-28
Filing date: 2002-11-28
Publication date: 2004-06-05

Abstract

시시디를 이용한 차량 투영 면적 측정 시스템 및 그 방법이 개시된다. 개시된 시시디를 이용한 차량 투영 면적 측정 시스템은, 차량이 상부에 위치되어 정렬되도록 구비된 턴테이블과; 상기 턴테이블의 일측에 설치되고, 시시디로 구성된 스크린과; 상기 스크린과 대향되는 일측에 설치되어 상기 차량에 레이저를 조사하여 상기 스크린에 상기 차량의 그림자가 투영되도록 하는 레이저 장치와; 상기 레이저 장치를 지지하며 설치되어 상기 레이저 장치를 이송되도록 하는 이송장치와; 상기 스크린의 일측에 설치되어 상기 스크린으로부터 상기 시시디의 노출신호를 받아 상기 스크린 상의 상기 차량의 투영 면적을 구하는 신호처리기;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 두 개의 이송장치가 요구되지 않아 시스템의 구성이 단순하고, 제어하기 쉽고 이송시간 및 측정시간이 단축되며, 캘리브레이션이 필요 없는 이점이 있다.

Description

시시디를 이용한 차량 투영 면적 측정 시스템 및 그 방법{SYSTEM AND METHOD FOR MEASURING PROJECTED AREA USING CCD FOR VEHICLE}

본 발명은 시시디를 이용한 차량 투영 면적 측정 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시스템의 구성이 단순하고, 시스템의 구동이 단순하여 측정시간이 단축된 시시디를 이용한 차량 투영 면적 측정 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

시시디(CCD; Charge Coupled Device)는 빛에 노출되면 전자를 전하로 변화시키는 반도체 소자로 주로 영상획득장치에 사용된다.

이러한 시시디의 원리를 설명한다.

시시디는 미세한 화소가 세밀하게 집적된 형태로 각 화소는 렌즈를 통해서 받은 빛을 전하로 바꾸어서 그 전하를 축적하는 것이 가능하다. 화소는 컨덴서(condenser)의 기능을 가지고 있는 것이다.

따라서 각 화소의 위치와 전하의 크기를 가지고 명암의 데이터를 얻을 수 있다. 주의할 것은 시시디 자체로서는 컬러(color) 정보를 얻을 수가 없다는 것이다. 그리고 시시디에서 출력된 시점에서는 아직 전하라고 하는 아날로그 데이터이고, A/D컨버터에서 디지털의 수치 데이터로 변환할 필요가 있다.

또한 시시디는 전하의 축적을 담당하며 출력명령이 내려지면 지금까지 축적해온 전하를 출력한다. 그러므로 그 전까지는 들어오는 빛을 계속해서 축적하고 있다. 이것을 이용해 전자셔터가 가능하다.

필름 카메라의 경우 필름에 도달하는 빛을 셔터를 이용해 끊어주게 되는데 시시디의 경우는 원하는 시간만큼 전하를 축적하고 있다가 순간적으로 전하를 출력하면 그것이 셔터속도의 개념을 가질 수가 있다.

한편, 차량 전면투영 면적 측정장치는 레이저 장치, 스크린, 차량 정렬용 턴테이블(turn table), 디지털 카메라, 레이저 장치 및 카메라의 이송장치, 이미지 획득 장치, 면적 계산을 위한 이미지 처리용 컴퓨터 및 소프트웨어가 구비된다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 차량 전면투영 면적 측정장치의 작동을 설명한다.

우선, 전면투영 면적을 측정할 차량을 턴테이블에 올려서 차량의 센터라인과 스크린이 수직을 이루도록 정렬한다.

그런 후, 상기 레이저 장치를 작동시키면 차량의 그림자가 차량 후방의 스크린에 생성된다.

이어서, 생성된 그림자를 스크린 후방의 카메라가 촬영하여 이미지 획득장치로 전송한다. 도 1a 및 도 1b에는 상기 이미지 획득장치로 전송된 이미지가 개략적으로 도시되어 있다.

이렇게 전송된 이미지를 컴퓨터에서 이미지를 처리하여 검게 나타나는 부분의 면적을 구한다.

그런데, 상기와 같이 작동되는 종래의 기술에 따른 차량 전면투영 면적 측정장치는, 측정장비의 구성이 많고, 레이저와 카메라의 중심선이 정확히 일치되면서 이송되어야 하므로 매우 정밀한 이송장치가 예컨대, 카메라용 1개, 레이저 장치용 1개의 정밀 이송장치 2개 필요하다.

그리고 정밀한 이송장치 제어가 필요하므로 2개의 이송장치의 이송시간이 오래 걸린다.

또한 레이저에 의해 스크린에 생성된 차량의 그림자의 면적을 직접 구하는 방법이 아니라, 촬영된 영상을 이미지 처리하여 측정하는 것으로 이미지 저장과 처리과정에 많은 시간이 소요된다.

그리고 면적 측정시 획득된 이미지의 면적과 실제 면적 사이의 정확한 캘리브레이션(calibration)이 요구된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 두 개의 이송장치가 요구되지 않아 시스템의 구성이 단순하고, 제어하기 쉽고 이송에 따른 시간과 측정시간이 단축되며, 캘리브레이션이 필요 없도록 한 시시디를 이용한 차량 투영 면적 측정 시스템 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1a 및 도 1b는 종래의 기술에 따른 이미지 획득장치로 전송된 이미지를 개략적으로 나타내 보인 도면.

도 2a는 본 발명에 따른 시시디를 이용한 차량 투영 면적 측정 시스템의 구성을 개략적으로 나타내 보인 정면도.

도 2b는 도 2a의 평면도.

도 3은 본 발명에 따른 시시디를 이용한 차량 투영 면적 측정방법을 순차적으로 나타내 보인 개략적인 플로차트.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

21. 턴테이블

22. 스크린

23. 레이저 장치

24. 이송장치

25. 신호처리기

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시시디를 이용한 차량 투영 면적 측정 시스템은, 차량이 상부에 위치되어 정렬되도록 구비된 턴테이블과; 상기 턴테이블의 일측에 설치되고, 시시디로 구성된 스크린과; 상기 스크린과 대향되는 일측에 설치되어 상기 차량에 레이저를 조사하여 상기 스크린에 상기 차량의 그림자가 투영되도록 하는 레이저 장치와; 상기 레이저 장치를 지지하며 설치되어 상기 레이저 장치를 이송되도록 하는 이송장치와; 상기 스크린의 일측에 설치되어 상기 스크린으로부터 상기 시시디의 노출신호를 받아 상기 스크린 상의 상기 차량의 투영 면적을 구하는 신호처리기;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시시디를 이용한 차량 투영 면적 측정방법은, (a) 차량에 레이저를 주사하여 상기 차량의 그림자가 투영되며, 시시디로 구성된 스크린의 상기 시시디를 초기화하는 단계와; (b) 상기 스크린은 신호처리기로부터 초기화 신호를 받아 전체 시시디를 초기화하는 단계와; (c) 레이저 스캔이 시작되면 레이저에 노출된 시시디의 신호를 상기 신호처리기로 전송을 시작하는 단계와; (d) 레이저 스캔이 종료되면 종료신호를 상기 신호처리기로 전송하면 상기 신호처리기가 상기 종료신호를 상기 스크린으로 전송하는 단계와; (e) 상기 스크린은 상기 종료신호 입력 후, 상기 신호처리기로의 전송을 종료하는 단계와; (f) 상기 신호처리기는 상기 레이저 스캔 시작신호와 종료신호 구간의 시간동안 상기 스크린으로부터 시시디 노출신호를 입력받아 상기 신호처리기의 카운터 유닛으로 전송하는 단계와; (g) 상기 신호처리기의 상기 카운터 유닛은 레이저에 노출된 시시디의 수를 저장한 후, 상기 신호처리기의 연산 유닛으로 전송하는 단계와; (h) 상기 연산 유닛은 상기 카운터 유닛에서 레이저에 노출된 시시디의 개수를 입력받아 상기 차량의 투영 면적을 계산하기 위한 연산을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2a에는 본 발명에 따른 시시디를 이용한 차량 투영 면적 측정 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 정면도가 도시되어 있고, 도 2b에는 도 2a의 평면도가 도시되어 있다.

도면을 각각 참조하면, 본 발명에 따른 시시디를 이용한 차량 투영 면적 측정 시스템은, 차량(10)이 상부에 위치되어 정렬되도록 구비된 턴테이블(21)과, 이 턴테이블(21)의 일측에 설치되고, 시시디로 전면이 구성된 스크린(22)과, 이 스크린(22)과 대향되는 일측에 설치되어 차량(10)에 레이저를 조사하여 스크린(22)에 차량(10)의 그림자가 투영되도록 하는 레이저 장치(23)와, 이 레이저 장치(23)를 지지하며 설치되어 레이저 장치(23)를 이송시켜 레이저가 스크린(22)의 전면으로 조사되도록 하는 이송장치(24)와, 상기 스크린(22)의 일측에 설치되어 스크린(22)으로부터 스크린(22)의 시시디의 노출신호를 받아 스크린(22) 상의 차량(10)의 투영 면적을 구하는 신호처리기(25)를 포함하여 구성된다.

상기 신호처리기(25)는 시시디의 노출신호를 받는 카운터 유닛(counter unit)(25a)과, 이 카운터 유닛(25a)에서 노출신호를 받아 면적계산을 위한 연산 수행을 하는 연산 유닛(25b)으로 이루어진다.

그리고 투영 면적이 계산되어지는 차량(10)은 턴테이블(21)에 올려서 차량(10)의 센터라인과 스크린(22)이 수직을 이루도록 정렬된다.

또한 상기 스크린(22)은 일정한 크기의 정사각형 시시디 소자가 거의 빈틈 없이 격자형태로 배열되어 구비된다.

그리고 상기 이송장치(24)는 레이저 장치(23)를 수평 및 수직으로 이송되도록 이루어진다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 시시디를 이용한 차량 투영 면적 측정 시스템의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 3에는 본 발명에 따른 시시디를 이용한 차량 투영 면적 측정방법을 순차적으로 나타내 보인 개략적인 플로차트가 도시되어 있다.

도면을 다시 참조하면, 본 발명에 따른 시시디를 이용한 차량 투영 면적 측정방법은, 우선, 턴테이블(21) 상에 있는 차량(10)에 레이저 장치(23)로부터 레이저를 주사하여 차량(10)의 그림자가 투영되며, 시시디로 구성된 스크린(22)의 시시디를 초기화한다.(단계 110)

이어서, 상기 스크린(22)은 신호처리기(25)로부터 시시디의 초기화 신호를 받아 전체 시시디를 초기화한다.(단계 120)

그리고 레이저 장치(23)의 레이저 스캔이 시작되면 이 레이저에 노출된 시시디의 신호를 신호처리기(25)로 전송을 시작한다.(단계 130)

또한 레이저 스캔이 종료되면 종료신호(end signal)를 신호처리기(25)로 전송하면 상기 신호처리기(25)가 종료신호를 스크린(22)으로 전송한다.(단계 140)

이어서, 상기 스크린(22)은 종료신호 입력 후, 상기 신호처리기(25)로의 전송을 종료한다.(단계 150)

그리고 상기 신호처리기(25)는 레이저 스캔 시작신호와 종료신호 구간의 시간동안 스크린(22)으로부터 시시디 노출신호를 입력받아 신호처리기(25)의 카운터 유닛(25a)으로 전송한다.(단계 160)

또한 상기 신호처리기(25)의 카운터 유닛(25a)은 레이저에 노출된 시시디의 수를 저장한 후, 상기 신호처리기(25)의 연산 유닛(25b)으로 전송한다.(단계 170)

상기 신호처리기(25)의 연산 유닛(25b)은 카운터 유닛(25a)에서 레이저에 노출된 시시디의 개수를 입력받아 투영 면적을 계산하기 위한 연산을 수행한다.(단계 180)

상기 단계 180에서 수행한 연산결과를 상기 신호처리기(25)의 표시창 예컨대, LCD에 디스플레이 한다.(단계 190)

상기 단계 180에서 수행한 연산에 따라 상기 차량(10)의 투영 면적은 아래의 식 1로 구한다.

[식 1]

(전체 시시디 소자수 - 레이저에 노출된 시시디 소자수) × 시시디 소자 1개당 면적

이와 같이, 본 발명은, 주위의 빛이 차단된 상태에서 레이저 장치(23)를 작동시켜 이송장치(24)를 이용하여 시시디 스크린(22) 전체를 스캔한다. 그러면, 차량(10)에 의하여 그림자가 생성된 부분의 스크린(22)상의 시시디는 빛에 노출되지 않고, 그 외의 시시디만 레이저에 노출되어 전하를 발생시킨다.

상기 스크린(22)에 설치된 신호처리기(25)는 빛에 노출된 시시디의 개수를 입력받아 전체 시시디 소자수에서 노출된 시시디 소자의 수를 빼고 이 값에 시시디 소자 1개의 면적을 곱하여 차량(10)전면 투영 면적을 구한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 시시디를 이용한 차량 투영 면적 측정 시스템 및 그 방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.

종래에는 두 개의 이송장치(레이저 장치의 이송장치, 카메라의 이송장치)가필요하였으나, 본 발명에서는 레이저 이송장치 하나만 필요하고, 종래의 장치에서 요구되는 디지털 카메라, 영상획득 장비 및 영상처리 소프트웨어가 본 발명에서는 요구되지 않음으로 시스템의 구성이 단순하고, 비용절감의 효과가 있다.

그리고 종래에는 레이저와 카메라의 중심선이 일치한 상태에서 이송되어야 하므로 정밀한 제어가 필요하였고, 이에 따라 이송시간이 오래 걸렸으나, 본 발명에서는 레이저 이송장치만 존재하므로 제어하기 쉽고 이송시간이 단축된다.

또한 종래 기술에서는 스크린 위에 생성된 영상을 디지털 카메라로 촬영하여 이 영상을 이미지 획득 장치로 전송하고 이 영상을 이미지 처리 소프트웨어를 사용하여 면적을 산출하므로 이미지 촬영 및 전송, 처리 과정에 시간이 많이 소요되었으나, 본 발명은 상기와 같은 과정이 불필요하므로 측정시간이 단축된다.

그리고 종래 기술은 전면투영 면적을 이미지 처리 과정을 통하여 간접방식으로 구하게 되므로 실제 스크린에 투영된 면적과 이미지 상의 면적의 정확한 캘리브레이션이 반드시 필요하였으나, 본 발명은 스크린에 부착된 시시디 소자를 통해 직접적으로 구하게 되므로 캘리브레이션이 필요 없다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims

차량이 상부에 위치되어 정렬되도록 구비된 턴테이블과;

상기 턴테이블의 일측에 설치되고, 시시디로 구성된 스크린과;

상기 스크린과 대향되는 일측에 설치되어 상기 차량에 레이저를 조사하여 상기 스크린에 상기 차량의 그림자가 투영되도록 하는 레이저 장치와;

상기 레이저 장치를 지지하며 설치되어 상기 레이저 장치를 이송되도록 하는 이송장치와;

상기 스크린의 일측에 설치되어 상기 스크린으로부터 상기 시시디의 노출신호를 받아 상기 스크린 상의 상기 차량의 투영 면적을 구하는 신호처리기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 시시디를 이용한 차량 투영 면적 측정 시스템.
제1항에 있어서,

상기 신호처리기는,

상기 시시디의 노출신호를 받는 카운터 유닛과, 상기 카운터 유닛에서 상기 노출신호를 받아 면적을 계산하기 위한 연산을 수행하는 연산 유닛을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 시시디를 이용한 차량 투영 면적 측정 시스템.
제1항에 있어서,

상기 차량은 상기 턴테이블에 올려서 상기 차량의 센터라인과 상기 스크린이수직을 이루도록 정렬하는 것을 특징으로 하는 시시디를 이용한 차량 투영 면적 측정 시스템.
제1항에 있어서,

상기 스크린은 일정한 크기의 정사각형 시시디 소자가 격자형태로 배열되어 구비된 것을 특징으로 하는 시시디를 이용한 차량 투영 면적 측정 시스템.
제1항에 있어서,

상기 이송장치는 상기 레이저 장치를 수평 및 수직으로 이송되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 시시디를 이용한 차량 투영 면적 측정 시스템.
(a) 차량에 레이저를 주사하여 상기 차량의 그림자가 투영되며, 시시디로 구성된 스크린의 상기 시시디를 초기화하는 단계와;

(b) 상기 스크린은 신호처리기로부터 초기화 신호를 받아 전체 시시디를 초기화하는 단계와;

(c) 레이저 스캔이 시작되면 레이저에 노출된 시시디의 신호를 상기 신호처리기로 전송을 시작하는 단계와;

(d) 레이저 스캔이 종료되면 종료신호를 상기 신호처리기로 전송하면 상기 신호처리기가 상기 종료신호를 상기 스크린으로 전송하는 단계와;

(e) 상기 스크린은 상기 종료신호 입력 후, 상기 신호처리기로의 전송을 종료하는 단계와;

(f) 상기 신호처리기는 상기 레이저 스캔 시작신호와 종료신호 구간의 시간동안 상기 스크린으로부터 시시디 노출신호를 입력받아 상기 신호처리기의 카운터 유닛으로 전송하는 단계와;

(g) 상기 신호처리기의 상기 카운터 유닛은 레이저에 노출된 시시디의 수를 저장한 후, 상기 신호처리기의 연산 유닛으로 전송하는 단계와;

(h) 상기 연산 유닛은 상기 카운터 유닛에서 레이저에 노출된 시시디의 개수를 입력받아 상기 차량의 투영 면적을 계산하기 위한 연산을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 시시디를 이용한 차량 투영 면적 측정방법.
제6항에 있어서,

상기 단계 (h)에서 수행한 연산결과를 상기 신호처리기의 표시창에 디스플레이 하는 단계를 더 포함하여 된 것을 특징으로 하는 시시디를 이용한 차량 투영 면적 측정방법.
제6항에 있어서,

상기 단계 (h)에서 수행한 연산에 따라 상기 차량의 전면투영 면적은 아래의 식 1로 구하는 것을 특징으로 하는 시시디를 이용한 차량 투영 면적 측정방법.

[식 1]

(전체 시시디 소자수 - 레이저에 노출된 시시디 소자수) × 시시디 소자 1개당 면적