KR20180107916A - 고정된 패턴 마스크를 이용하여 블랙, 화이트를 프로젝션을 수행하는 방법 및 시스템 - Google Patents

고정된 패턴 마스크를 이용하여 블랙, 화이트를 프로젝션을 수행하는 방법 및 시스템 Download PDF

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KR20180107916A
KR20180107916A KR1020170036842A KR20170036842A KR20180107916A KR 20180107916 A KR20180107916 A KR 20180107916A KR 1020170036842 A KR1020170036842 A KR 1020170036842A KR 20170036842 A KR20170036842 A KR 20170036842A KR 20180107916 A KR20180107916 A KR 20180107916A
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Abstract

3차원 스캐너 캘리브레이션 시스템은 3차원 좌표 제공 수단; 상기 3차원 좌표 제공 수단을 이동시키는 이동 수단; 및 제어부를 포함하며, 상기 제어부는 이동한 상기 3차원 좌표 제공 수단이 위치하는 3차원 좌표를 추출하고, 상기 3차원 좌표 제공 수단의 위치에서 카메라의 픽셀들 각각과 상기 3차원 좌표 제공 수단 사이의 관계를 측정하는 것을 특징으로 한다.

Description

고정된 패턴 마스크를 이용하여 블랙, 화이트를 프로젝션을 수행하는 방법 및 시스템{METHOD AND DEVICE FOR PERFORMING PROJECTION USING BLACK AND WHITE USING FIXED PATTERN MASK}
아래의 실시예들은 3차원 스캐너 캘리브레이션 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로, 다중 카메라와 다중 프로젝터를 사용하는 3D Scanning System의 캘리브레이션 수행 시 오류를 최소화하기 위하여, 실제 좌표로부터 각 픽셀을 지나는 광선의 식을 직접 추정하는 캘리브레이션 기술에 관한 것이다.
최근 3 차원 스캐너에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 3차원 인체 스캐너 기술은 의료, 보안, 인증, 패션, 제조 등 광범위한 산업 분야에서 응용될 수 있다.
3 차원 스캐너에서는 이미지 센서를 포함하는 카메라가 사용되며, 카메라 캘리브레이션이 필수적으로 요구된다. 즉, 3 차원 상의 점들은 카메라에 의하여 센싱되는 이미지 상에서 맺히게 되며, 3차원의 점들이 이미지 상에서 어디에 맺히는지는 영상을 찍을 당시의 카메라의 위치 및 방향에 의해 결정된다.
하지만 실제 이미지는 사용된 렌즈, 렌즈와 이미지 센서와의 거리, 렌즈와 이미지 센서가 이루는 각 등 카메라 내부의 기구적인 부분에 의해서 영향을 받을 수 있으며, 3 차원 점들이 영상에 투영된 위치를 구하거나 역으로 이미지 좌표계로부터 3차원 공간좌표를 복원할 때에는 이러한 내부 요인을 제거해야만 정확한 계산이 가능하다.
카메라 캘리브레이션은 상술한 과정에서 여러 요소들에 대한 파라미터들을 구하는 과정을 의미한다.
본 발명은 미리 스케쥴링된 위치들로 3차원 좌표 제공 수단들이 이동해 가면서, 모든 픽셀들 각각에서 주어진 3차원 위치에서의 3차원 좌표 제공 수단과 픽셀들 각각의 관계를 측정할 수 있고, 측정된 관계식은 제어 시스템의 메모리에 테이블의 형태로 저장될 수 있다.
본 발명에 의하면, 테이블의 형태로 저장된 모든 픽셀들 각각에서의 픽셀들 각각과 3차원 좌표 제공 수단의 관계식에 기초하여 내부 및 외부 파라미터가 보다 정밀하게 도출될 수 있고, 이러한 방법은 상술한 가정된 캘리브레이션 모델에 기인하는 에러를 제거할 수 있게 된다.
본 발명의 실시예는 발광 수단, 투사 수단, 또는 반사 수단 중 적어도 하나를 3차원 좌표 제공 수단으로 사용함으로써, 영상 처리 과정에서 발생하는 에러를 줄일 수 있으며, 3차원 좌표 제공 수단의 3차원 위치를 보다 정확하게 파악할 수 있고, 이를 전제로 픽셀별로 광선에 대한 관계식을 측정하기 때문에, 캘리브레이션 모델을 가정함으로써 발생하는 에러를 획기적으로 줄일 수 있다.
본 발명은 3차원 좌표 제공 수단의 3차원 위치를 보다 정확하게 파악하면서도 정밀하게 제어하기 위하여 스텝모터(이동 수단)와 슬라이드 레일을 활용하여 3차원 좌표 제공 수단의 위치를 이동시킬 수 있다.
본 발명의 실시예는 주어진 3차원 좌표 제공 수단의 위치에 대하여 다중 카메라가 동시에 캘리브레이션 과정을 수행할 수 있으며, 이것은 캘리브레이션의 소요 시간을 줄일 수 있게 한다.
3차원 스캐너 캘리브레이션 시스템은 3차원 좌표를 광학적으로 제공하는 3차원 좌표 제공 수단; 상기 3차원 좌표 제공 수단을 이동시키는 이동 수단; 및 제어부를 포함하며, 상기 제어부는
이동한 3차원 좌표 제공 수단이 위치하는 3차원 좌표를 추출하고, 상기 3차원 좌표 제공 수단의 위치에서 카메라의 픽셀들 각각과 상기 3차원 좌표 제공 수단 사이의 관계를 측정하고, 상기 관계에 기초하여 캘리브레이션을 수행한다.
이 때, 상기 이동 수단은 상기 3차원 좌표 제공 수단을 상기 픽셀들 사이의 간격보다 좁은 간격으로 이동시킬 수 있다.
상기 3차원 좌표 제공 수단은 광원을 포함하는 발광 수단, 프로젝터를 포함하는 투사 수단 또는 패턴이 형성된 반사 수단 중 적어도 하나를 포함할수 있다.
상기 제어부는 상기 3차원 좌표 제공 수단과 상기 3차원 좌표 제공 수단의 위치에서 카메라의 픽셀들 각각과 상기 3차원 좌표 제공 수단 사이의 관계를 저장하고, 상기 저장된 관계를 이용하여 캘리브레이션을 위한 파라미터를 계산할 수 있다.
복수의 카메라들이 존재하는 경우에, 상기 카메라들 각각에 대하여 동시에 상기 3차원 좌표 제공 수단과 상기 3차원 좌표 제공 수단의 위치에서 카메라의 픽셀들 각각과 상기 3차원 좌표 제공 수단 사이의 관계를 측정할 수 있다.
상기 제어부는 복수의 프로젝터들이 존재하는 경우에, 상기 프로젝터들들 각각에 대하여 순차적으로 상기 3차원 좌표 제공 수단과 상기 3차원 좌표 제공 수단의 위치에서 카메라의 픽셀들 각각과 상기 3차원 좌표 제공 수단 사이의 관계를 측정할 수 있다.
상기 이동 수단은 조절되는 이동 속도에 따라 상기 3차원 좌표 제공 수단을 이동시킬 수 있다.
가정된 캘리브레이션 모델 없이 측정된 데이터를 이용하여 캘리브레이션을 수행하는 방법은 이동 수단을 이용하여 3차원 좌표 제공 수단을 제1 위치에 위치시키는 단계; 및 제어부를 이용하여 이동한 상기 3차원 좌표 제공 수단이 위치하는 3차원 좌표를 추출하고, 상기 3차원 좌표 제공 수단의 위치에서 카메라의 픽셀들 각각과 상기 3차원 좌표 제공 수단 사이의 관계를 측정하는 단계를 포함한다.
상기 3차원 좌표 제공 수단과 상기 3차원 좌표 제공 수단의 위치에서 카메라의 픽셀들 각각과 상기 3차원 좌표 제공 수단 사이의 관계를 저장하는 단계; 및 상기 저장된 관계를 이용하여 캘리브레이션을 위한 파라미터를 계산하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 3차원 좌표 제공 수단을 제2 위치로 이동시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 미리 스케쥴링된 위치들로 3차원 좌표 제공 수단들이 이동해 가면서, 모든 픽셀들 각각에서 주어진 3차원 위치에서의 3차원 좌표 제공 수단과 픽셀들 각각의 관계를 측정할 수 있고, 측정된 관계식은 제어 시스템의 메모리에 테이블의 형태로 저장될 수 있다.
본 발명에 의하면, 테이블의 형태로 저장된 모든 픽셀들 각각에서의 픽셀들 각각과 3차원 좌표 제공 수단의 관계식에 기초하여 내부 및 외부 파라미터가 보다 정밀하게 도출될 수 있고, 이러한 방법은 상술한 가정된 캘리브레이션 모델에 기인하는 에러를 제거할 수 있게 된다.
본 발명의 실시예는 발광 수단, 투사 수단, 또는 반사 수단 중 적어도 하나를 3차원 좌표 제공 수단으로 사용함으로써, 영상 처리 과정에서 발생하는 에러를 줄일 수 있으며, 3차원 좌표 제공 수단의 3차원 위치를 보다 정확하게 파악할 수 있고, 이를 전제로 픽셀별로 광선에 대한 관계식을 측정하기 때문에, 캘리브레이션 모델을 가정함으로써 발생하는 에러를 획기적으로 줄일 수 있다.
본 발명은 3차원 좌표 제공 수단의 3차원 위치를 보다 정확하게 파악하면서도 정밀하게 제어하기 위하여 스텝모터(이동 수단)와 슬라이드 레일을 활용하여 3차원 좌표 제공 수단의 위치를 이동시킬 수 있다.
본 발명의 실시예는 주어진 3차원 좌표 제공 수단의 위치에 대하여 다중 카메라가 동시에 캘리브레이션 과정을 수행할 수 있으며, 이것은 캘리브레이션의 소요 시간을 줄일 수 있게 한다.
도 1은 영상 좌표계, 카메라의 좌표계 및 월드 좌표계(실제 좌표계)의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 기존에 알려진 캘리브레이션 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시에에 따른 캘리브레이션 방법이 적용될 수 있는 3차원 스캐너 캘리브레이션 시스템을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라, 3차원 좌표 제공 수단을 이동시켜가면서 3차원 실제 좌표계 상의 복수의 위치들에 위치시키고, 각각의 픽셀 마다 주어진 3차원 실제 좌표계 상의 위치에서 해당 3차원 좌표 제공 수단에 대한 관계식을 측정하는 것을 도시한 도면이다.
도 6은 슬라이드 레일를 활용하여 3차원 좌표 제공 수단의 위치를 정밀하게 이동하는 것을 설명하는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 영상 좌표계, 카메라의 좌표계 및 월드 좌표계(실제 좌표계)의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
카메라 캘리브레이션(camera calibration)은 도 1에 도시된 바와 같이, 월드 좌표계에서의 임의의 점(X, Y, Z)와 2D 영상 좌표계에서의 영상 좌표(x, y) 사이의 변환관계 또는 이 변환관계를 설명하는 파라미터를 찾는 과정이며, 핀홀 카메라에 대해서는 아래의 수학식 1과 같이 그 관계를 설명할 수 있다.
[수학식 1]
Figure pat00001
이 때, [R|t]를 카메라의 외부 파라미터(extrinsic parameter), A를 카메라의 내부 파라미터(intrinsic parameter)라고 부른다.
이 때, 기존에 알려진 캘리브레이션 방법은 외부 파라미터 및 내부 파라미터를 적절한 캘리브레이션 모델을 가정하여 추정한다. 즉, 기존에 알려진 캘리브레이션 방법은 실제 좌표계 상의 임의 점이 미리 가정된 캘리브레이션 모델에 기초하여 이미지 좌표계에서 특정 픽셀과 대응된다고 가정하고, 이러한 가정을 전제로 외부 파라미터 및 내부 파라미터를 추정한다. 이러한 캘리브레이션 방법은 가정된 캘리브레이션 모델에 기인하는 모델링 에러와 렌즈 또는 이미지 센서 등이 갖고 있는 측정 에러를 포함한다.
아래에서 설명하겠지만, 본 발명의 실시예들은 가정된 캘리브레이션 모델에 기인하는 모델링 에러를 제거함으로써, 기존에 알려진 캘리브레이션 방법의 에러를 획기적으로 감소시킬 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들은 미리 가정된 캘리브레이션 모델을 사용하는 것이 아니라, 각 픽셀별로 광선(ray)을 추정함으로써 캘리브레이션을 수행할 수 있다.
도 2는 기존에 알려진 캘리브레이션 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 기존에 알려진 캘리브레이션 방법은 실제 좌표계에 존재하는 오브젝트의 임의의 한 점이 이미지 좌표계에서 특정 픽셀과의 관계를 미리 가정된 캘리브레이션 모델로 간주하고, 그 가정된 캘리브레이션 모델을 이용하여 내부 및 외부 파라미터를 추정하게 된다. 이 때, 가정된 캘리브레이션 모델이 실제의 상태를 정확하게 나타내지 못한다면, 이것은 에러를 일으키게 되고, 이러한 에러를 캘리브레이션 에러라고 부르기로 한다.
도 2를 참조하여, 가정된 캘래브레이션 모델에 기인한 에러를 다시 설명하면, 오브젝트의 한 점은 실제로는 픽셀 1에 대응함에도 불구하고, 가정된 캘리브레이션 모델에 기인하는 에러로 인하여 픽셀 2에 대응하는 것으로 간주되고, 이러한 오류를 전제로 카메라의 내부 및 외부 파라미터를 추정하는 것은 당연히 잘못된 결과를 초래하게 된다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 캘리브레이션 방법이 적용될 수 있는 3차원 스캐너 캘리브레이션 시스템을 설명하는 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명은 단일 프로젝터와 복수의 카메라들을 이용하는 3차원 스캐너 캘리브레이션 시스템(도 3)과 복수의 프로젝터들과 복수의 카메라들을 이용하는 3차원 스캐너 캘리브레이션 시스템(도 4)에 적용될 수 있다. 물론, 실시예에 따라서, 본 발명은 단일의 프로젝터와 단일의 카메라를 사용하는 3차원 스캐너 캘리브레이션 시스템에도 적용될 수 있다(도시되지 않음).
도 5는 본 발명의 실시예에 따라, 3차원 좌표 제공 수단이 발광 수단으로서 광원(LED 등을 이용한 점광원일 수 있음)이 사용되는 것을 가정한다. 물론, 3차원 좌표 제공 수단은 발광 수단으로 한정되지 않으며, 프로젝터를 포함하는 투사 수단, 패턴이 형성된 반사 수단이 사용될 수 있다.
광원을 이동시켜가면서 3차원 실제 좌표계 상의 복수의 위치들에 위치시키고, 각각의 픽셀 마다 주어진 3차원 실제 좌표계 상의 위치에서 해당 광원에 대한 관계식이 측정될 수 있다.
도 5와 도 6을 같이 참조하면, 광원은 미리 설정된 간격으로 순차적으로 이동한다. 이 때, 미리 설정된 간격은 픽셀 사이의 간격보다 짧은 것일 수 있다.
특정 3차원의 위치에 광원이 놓여지게 되면, 픽셀들 각각에서는 주어진 3차원의 위치에 대하여 광원과 픽셀들 각각의 관계식이 측정되고, 이것은 제어 시스템(예를 들어, PC)의 메모리에 테이블의 형태로 저장될 수 있다. 예를 들어, 광원이 3차원 실제 좌표계에서 (X1, Y1, Z1)에 위치하는 경우, A 픽셀과 광원의 관계, B 픽셀과 광원의 관계가 개별적으로 측정된다. 이렇게 미리 스케쥴링된 위치들로 광원이 이동해 가면서, 모든 픽셀들 각각에서 주어진 3차원 위치에서의 광원과 픽셀들 각각의 관계가 측정될 수 있고, 측정된 관계식은 제어 시스템의 메모리에 테이블의 형태로 저장될 수 있다.
이 때, 상기 테이블의 한 항목에 저장되는 정보는 해당 픽셀에 투사되는 3차원 좌표를 지나는 직선으로서, 예를 들어 해당 직선을 지나는 두 점의 좌표로 표현될 수 있다.
모든 관계가 테이블의 형태로 측정되고 저장된 경우에, 캘리브레이션 과정은 매우 정밀해질 수 있다. 즉, 테이블의 형태로 저장된 모든 픽셀들 각각에서의 픽셀들 각각과 광원의 관계식에 기초하여 내부 및 외부 파라미터가 보다 정밀하게 도출될 수 있고, 이러한 방법은 상술한 가정된 캘리브레이션 모델에 기인하는 에러를 제거할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 실시예는 광원을 포함하는 발광 수단, 프로젝터를 포함하는 투사 수단 또는 패턴이 형성된 반사 수단 중 적어도 하나를 3차원 좌표 제공 수단으로 사용함으로써, 영상 처리 과정에서 발생하는 에러를 줄일 수 있으며, 3차원 좌표 제공 수단의 3차원 위치를 보다 정확하게 파악할 수 있고, 이를 전제로 픽셀별로 광선에 대한 관계식을 측정하기 때문에, 캘리브레이션 모델을 가정함으로써 발생하는 에러를 획기적으로 줄일 수 있다. 특히, 본 발명은 3차원 좌표 제공 수단의 3차원 위치를 보다 정확하게 파악하면서도 정밀하게 제어하기 위하여 스텝모터(이동 수단)와 슬라이드 레일을 활용하여 3차원 좌표 제공 수단의 위치를 이동시킬 수 있다.
도 6은 슬라이드 레일를 활용하여 광원의 위치를 정밀하게 이동하는 것을 설명하는 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명은 직교하는 복수의 슬라이드 바를 이용하여 광원의 위치를 이동시킬 수 있다. 즉, 모터에 의하여 광원은 X, Y, Z 축 세 개의 방향으로 자유롭게 이동할 수 있따.
이 때, 광원에는 스텝모터가 결합되어서, 미리 설정된 간격으로 이동할 수 있으며, 이 때, 광원의 이동 간격은 픽셀의 간격보다 작은 것이 바람직할 수 있다.
본 발명의 실시예들이 도 3 및 도 4에 도시된 다중 카메라 3차원 스캐너 캘리브레이션 시스템에 적용되는 경우에, 본 발명의 실시예는 주어진 3차원 좌표 제공 수단의 위치에 대하여 다중 카메라가 동시에 캘리브레이션 과정을 수행할 수 있으며, 이것은 캘리브레이션의 소요 시간을 줄일 수 있게 한다. 위에서, 카메라 캘리브레이션에 대하여 상세히 설명하였다.
프로젝터 캘리브레이션이 필요한 경우, 카메라 캘리브레이션이 완료된 이후에, 카메라 캘리브레이션 결과에 기초하여 전통적인 3차원 스캐닝 방식을 활용하여 순차적으로 프로젝터 각각에 대한 프로젝터 캘리브레이션이 수행될 수 있다. 이 때, 프로젝터의 위치는 프로젝터에 의하여 발사되는 광의 패턴을 통하여 인코딩될 수도 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (12)

  1. 3차원 스캐너 캘리브레이션 시스템에 있어서,
    3차원 좌표를 광학적으로 제공하는 3차원 좌표 제공 수단;
    상기 3차원 좌표 제공 수단을 이동시키는 이동 수단; 및
    제어부
    를 포함하며,
    상기 제어부는
    이동한 3차원 좌표 제공 수단이 위치하는 3차원 좌표를 추출하고, 상기 3차원 좌표 제공 수단의 위치에서 카메라의 픽셀들 각각과 상기 3차원 좌표 제공 수단 사이의 관계를 측정하고, 상기 관계에 기초하여 캘리브레이션을 수행하는 것을 특징으로 하는 3차원 스캐너 캘리브레이션 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 이동 수단은 상기 3차원 좌표 제공 수단을 상기 픽셀들 사이의 간격보다 좁은 간격으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 3차원 스캐너 캘리브레이션 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 3차원 좌표 제공 수단은 광원을 포함하는 발광 수단, 프로젝터를 포함하는 투사 수단 또는 패턴이 형성된 반사 수단 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 스캐너 캘리브레이션 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 3차원 좌표 제공 수단과 상기 3차원 좌표 제공 수단의 위치에서 카메라의 픽셀들 각각과 상기 3차원 좌표 제공 수단 사이의 관계를 저장하고, 상기 저장된 관계를 이용하여 캘리브레이션을 위한 파라미터를 계산하는 것을 특징으로 하는 3차원 스캐너 캘리브레이션 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    복수의 카메라들이 존재하는 경우에,
    상기 카메라들 각각에 대하여 동시에 상기 3차원 좌표 제공 수단과 상기 3차원 좌표 제공 수단의 위치에서 카메라의 픽셀들 각각과 상기 3차원 좌표 제공 수단 사이의 관계를 측정하는 것을 특징으로 하는 3차원 스캐너 캘리브레이션 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    복수의 프로젝터들이 존재하는 경우에,
    상기 프로젝터들 각각에 대하여 순차적으로 상기 3차원 좌표 제공 수단과 상기 3차원 좌표 제공 수단의 위치에서 카메라의 픽셀들 각각과 상기 3차원 좌표 제공 수단 사이의 관계를 측정하는 것을 특징으로 하는 3차원 스캐너 캘리브레이션 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 이동 수단은
    조절되는 이동 속도에 따라 상기 3차원 좌표 제공 수단을 이동시키는 3차원 스캐너 캘리브레이션 시스템.
  8. 가정된 캘리브레이션 모델 없이 데이터를 이용하여 캘리브레이션을 수행하는 방법에 있어서,
    이동 수단을 이용하여 3차원 좌표 제공 수단을 제1 위치에 위치시키는 단계; 및
    제어부를 이용하여 이동한 상기 3차원 좌표 제공 수단이 위치하는 3차원 좌표를 추출하고, 상기 3차원 좌표 제공 수단의 위치에서 카메라의 픽셀들 각각과 상기 3차원 좌표 제공 수단 사이의 관계를 측정하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 캘리브레이션을 수행하는 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 3차원 좌표 제공 수단과 상기 3차원 좌표 제공 수단의 위치에서 카메라의 픽셀들 각각과 상기 3차원 좌표 제공 수단 사이의 관계를 저장하는 단계; 및
    상기 저장된 관계를 이용하여 캘리브레이션을 위한 파라미터를 계산하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 캘리브레이션을 수행하는 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 3차원 좌표 제공 수단을 제2 위치로 이동시키는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 캘리브레이션을 수행하는 방법.
  11. 3차원 스캐너 캘리브레이션 시스템에 있어서,
    3차원 좌표를 광학적으로 제공하는 3차원 좌표 제공 수단;
    상기 3차원 좌표 제공 수단을 이동시키는 이동 수단;
    적어도 하나의 프로젝터; 및
    제어부
    를 포함하며,
    상기 제어부는
    이동한 3차원 좌표 제공 수단이 위치하는 3차원 좌표를 추출하고, 상기 3차원 좌표 제공 수단의 위치에서 카메라의 픽셀들 각각과 상기 3차원 좌표 제공 수단 사이의 관계를 측정하고, 상기 관계에 기초하여 카메라 캘리브레이션을 수행하며,
    상기 카메라 캘리브레이션 결과에 기초하여 상기 적어도 하나의 프로젝터에 대한 프로젝터 캘리브레이션을 수행하는 것을 특징으로 하는 3차원 스캐너 캘리브레이션 시스템.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 하나의 3차원 스캐너 캘리브레이션 시스템을 이용하여 상기 카메라 캘리브레이션 또는 상기 프로젝터 캘리브레이션이 수행되고, 상기 카메라 캘리브레이션 또는 상기 프로젝터 캘리브레이션의 결과에 기초하여 스캐닝을 수행하는 3차원 스캐너 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112837377A (zh) * 2021-01-13 2021-05-25 上海力信测量系统有限公司 一种相机内外参联合标定系统

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