KR20220080351A - 3d shape data acquisition method for automatic car wash equipment and vehicle shape data acquisition system - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동세차 장치에 진입한 자동차의 전면 및 후면의 경사진 부분까지 정밀한 형상의 획득이 가능하면서 자동차 형상 데이터를 획득하는데 필요한 설치 비용을 줄일 수 있는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 방법은 자동차 차체의 상면으로부터 소정 거리 떨어지고 상기 자동차 차체의 길이방향을 따르는 중심선으로부터 측면방향으로 소정 거리 떨어진 위치에 배치되는 제1의 2D 라이다를 사용하여, 적어도 상기 자동차 차체 상면의 중심부를 포함하는 위치와 자동차 차체 측면 사이를 스캔하여 자동차 차체의 형상 데이터를 얻는 단계와, 자동차 차체의 일 측면으로부터 소정 거리 떨어지고 지면으로부터 소정 높이에 배치되는 거리 센서를 사용하여, 차체의 폭을 측정하는 단계와, 상기 측정된 차체의 폭의 중간 거리를 이용하여 상기 제1의 2D 라이다의 데이터를 미러링함으로써, 자동차 차체 전체 형상 데이터를 얻는 단계를 포함한다.The present invention relates to a method capable of reducing the installation cost required to acquire vehicle shape data while enabling the acquisition of precise shapes up to the inclined portions of the front and rear surfaces of a vehicle entering an automatic car washing apparatus.
The method according to the present invention uses a first 2D lidar disposed at a predetermined distance from the top surface of the vehicle body and a predetermined distance laterally from a center line along the longitudinal direction of the vehicle body, using at least the upper surface of the vehicle body. Obtaining shape data of the vehicle body by scanning between the position including the center and the side of the vehicle body, and measuring the width of the vehicle body by using a distance sensor disposed at a predetermined height from the ground and a predetermined distance away from one side of the vehicle body and mirroring the data of the first 2D lidar using the intermediate distance of the measured width of the vehicle body, thereby obtaining overall shape data of the vehicle body.

Description

자동세차 장치용 차량의 3차원 형상 데이터 획득 방법 및 이를 위한 자동차 3차원 형상 데이터 획득 시스템 {3D SHAPE DATA ACQUISITION METHOD FOR AUTOMATIC CAR WASH EQUIPMENT AND VEHICLE SHAPE DATA ACQUISITION SYSTEM}3D shape data acquisition method of vehicle for automatic car wash and vehicle 3D shape data acquisition system for same

본 발명은 자동세차 장치용 자동차 형상 데이터 획득 방법과 이 방법에 사용되는 자동차 형상 데이터 획득 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게 본 발명은 자동세차의 효율성을 높이고 스팀세차를 자동화할 수 있을 정도의 정밀한 형상 정보를 저비용으로 획득할 수 있는 방법과 이 방법에 사용되는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle shape data acquisition method for an automatic car washing apparatus and a vehicle shape data acquisition system used in the method. More particularly, the present invention relates to a method for increasing the efficiency of automatic car washing and obtaining precise shape information sufficient to automate steam car washing at low cost, and an apparatus used in the method.

종래 자동세차 장치에는 빔 센서, 초음파 센서 같은 일차원적인 단순한 센싱 장치를 사용하여, 세차 장치에 진입된 차량의 길이, 폭, 위치 등을 대략적으로 인식한 후, 물이나, 세정액을 분사하고 브뤄쉬 등을 회전시켜 오염물을 제거하고, 송풍장치와 같은 건조수단을 사용하여 세차 과정에서 차량의 표면에 묻어있는 물기를 제거한다.Conventional automatic car wash devices use simple one-dimensional sensing devices such as beam sensors and ultrasonic sensors to roughly recognize the length, width, and location of a vehicle entering the car wash, and then spray water or cleaning liquid and brush, etc. Rotate to remove contaminants, and use a drying means such as a blower to remove moisture on the surface of the vehicle during car washing.

이러한 종래의 자동세차 장치에서 빔 센서나 초음파 센서와 같은 단순한 센싱장치를 통해 획득된 자동차 형상 또는 위치에 대한 인식 정밀도가 낮기 때문에, 자동세차를 위해 가동되는 세척모듈이나 건조모듈과 자동차 간의 간섭 또는 충돌에 의해 자동차가 파손되는 것을 막기 위하여, 세척모듈이나 건조모듈을 자동차로부터 비교적 안전한 이격 거리를 두고 장치들이 가동되도록 운용되어 왔다.Interference or collision between the washing module or drying module operated for automatic car washing and the vehicle because the recognition precision for the shape or position of the vehicle obtained through a simple sensing device such as a beam sensor or an ultrasonic sensor in the conventional automatic car washing device is low. In order to prevent the vehicle from being damaged by the vehicle, the washing module or the drying module has been operated to operate at a relatively safe distance from the vehicle.

이러한 이유로, 일반적인 자동세차 장치에는 물이나 세정액을 고압으로 분사하여 세정력을 높이고 있으나 세정력이 충분하지 않아 브러쉬와 같이 물리적으로 자동차 표면을 닦는 수단을 통해 세차를 수행하는데 이때 브러쉬와 차량의 외형간의 이격거리가 일정거리 수준보다 멀어지는 경우 미세척 구간이 존재하고 너무 가까이 밀착되는 경우에는 차량에 부착된 부착물의 파손이 발생하는 경우 생긴다. 또한, 송풍을 통한 물을 제거하는 작업도 상당한 거리를 두고 이루어지기 때문에 자동차에 부착된 물이 충분히 제거되지 않는 등의 문제가 있었다.For this reason, in general automatic car washing devices, the cleaning power is increased by spraying water or cleaning liquid at high pressure, but the cleaning power is not sufficient. If is farther than a certain distance level, there is a micro-clean section, and if it is too close together, it occurs when the attachment attached to the vehicle is damaged. In addition, since the operation of removing water through blowing is also performed at a considerable distance, there is a problem in that the water attached to the vehicle is not sufficiently removed.

또한, 자동세차기에서는 차량의 윤곽에 브러쉬나 건조장치가 최대한 밀착되어야 하지만 세차할 차량의 윤곽에 대한 정확한 데이터를 확보할 수 없기 때문에, 세차 차량과 자동세차기가 일정한 위치에 일직선으로 정렬되어야만 하고, 이를 유도하기 위한 인력이 필수적으로 요구되어 자동세차기의 유지 관리 비용을 증가하시키는 원인이 되고 있다.In addition, in an automatic car wash, the brush or drying device should be as close as possible to the contour of the vehicle, but since accurate data on the contour of the vehicle to be washed cannot be obtained, the car wash and the automatic car wash must be aligned in a straight line at a certain position, Manpower for induction is essential, which increases the maintenance cost of automatic car washes.

한편, 초음파 센서나 빔 센서 대신에 2D 라이다(Lidar)를 다수 개 사용할 경우, 세차하는 차량의 형상 데이터를 정밀하게 얻을 수 있어, 차량을 자동세차기에 맞추어 정렬시키지 않더라도, 브러쉬나 건조수단을 차량의 윤곽에 밀접하게 작동하더라도 도장의 손상 등을 최소화할 수 있어 바람직하나, 다수 개의 고가의 2D 라이다를 장착하여야 하므로 자동세차기의 설치 비용은 현저하게 높아져 경제성이 떨어진다.On the other hand, if a large number of 2D lidars are used instead of ultrasonic sensors or beam sensors, shape data of the vehicle being washed can be obtained precisely, so that even if the vehicle is not aligned with the automatic washing machine, a brush or drying means can be applied to the vehicle. Even if it works closely with the contour of the car, it is preferable because it can minimize damage to the paint.

또한, 스팀 세차 방법은 차량에 부착된 오염물을 제거하는데 효율적이고 소량의 물만 사용할 수 있어 환경 친화적인 방법이지만, 스팀 건과 차체와의 간격을 매우 정밀하게 유지할 수 있어야만 가능한 방법이기 때문에 기존의 자동세차기와 같은 방법을 적용하기 어려워 인력에 의한 수작업으로만 진행되고 있다.In addition, the steam car washing method is efficient in removing contaminants attached to the vehicle and is an environmentally friendly method because it can use only a small amount of water. It is difficult to apply the same method, so it is performed only manually by manpower.

공개특허공보 제2011-0107629호Unexamined Patent Publication No. 2011-0107629

본 발명의 목적은, 자동세차 장치의 밀착 세정에 필요한 차량의 3차원 정밀 형상 데이터를 획득할 수 있을 뿐 아니라 자동차 형상 데이터를 획득하는데 필요한 설치 비용을 줄일 수 있는 자동세차 장치용 자동차 형상 데이터 획득 방법과 이 방법에 사용되는 자동세차 장치용 자동차 형상 데이터 획득 장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to obtain a vehicle shape data acquisition method for an automatic car wash device that can obtain three-dimensional precise shape data of a vehicle required for close cleaning of an automatic car wash device, as well as reduce the installation cost required to acquire the vehicle shape data And to provide a vehicle shape data acquisition device for an automatic car washing device used in this method.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제 1 측면은, 자동차 차체의 상면으로부터 소정 거리 떨어지고 상기 자동차 차체의 길이방향을 따르는 중심선으로부터 측면방향으로 소정 거리 떨어진 위치에 배치되는 제1의 2D 라이다를 사용하여, 적어도 상기 자동차 차체 상면의 중심부를 포함하는 위치와 자동차 차체 측면 사이를 스캔하여 자동차 차체의 형상 데이터를 얻는 단계와, 자동차 차체의 일 측면으로부터 소정 거리 떨어지고 지면으로부터 소정 높이에 배치되는 거리 센서를 사용하여, 차체의 폭을 측정하는 단계와, 상기 측정된 차체의 폭의 중간 거리를 이용하여 상기 제1의 2D 라이다의 데이터를 미러링함으로써, 자동차 차체 전체 형상 데이터를 얻는 단계를 포함하는, 자동세차 장치용 자동차 형상 데이터 획득 방법을 제공한다. A first aspect of the present invention for solving the above problem is to use a first 2D lidar disposed at a predetermined distance away from the upper surface of the vehicle body and a predetermined distance away from the center line along the longitudinal direction of the vehicle body in the lateral direction. to obtain shape data of the vehicle body by scanning between at least a position including the center of the upper surface of the vehicle body and the side surface of the vehicle body, and a distance sensor disposed at a predetermined height from the ground at a predetermined distance from one side of the vehicle body A method comprising: measuring the width of a vehicle body using the method; Provided is a method of acquiring vehicle shape data for a car washing device.

상기 거리 센서는 바람직하게 빔 센서 또는 1D 라이다일 수 있다.The distance sensor may preferably be a beam sensor or 1D lidar.

이 방법에 의하면, 세차기의 일측면에 거리 센서를 세차 차량의 차폭과 차량의 정렬각 데이터를 얻을 있도록 배열하고 상면 2D 라이다 센서에서 얻어진 데이터와 측면 거리센서로 얻어진 차폭 데이터를 기반으로 미러링하여 전체 차량의 형상 데이터를 얻을 수 있도록 구성할 수 있다. 이러한 구성은 비록 차량의 측면부에 대한 정확한 외형 데이터를 생성하기에는 다소 부족한 점이 있으나 세차에 필요한 전체 차량의 형상 데이터를 생성하기에는 무리가 없으며 저렴한 비용으로 자동세차의 효율성을 높이거나 스팀 세차가 가능한 수준의 형상 데이터를 얻을 수 있다.According to this method, a distance sensor is arranged on one side of the car wash to obtain the vehicle width and alignment angle data of the vehicle, and based on the data obtained from the top 2D lidar sensor and the vehicle width data obtained from the side distance sensor, the entire It can be configured to obtain vehicle shape data. Although this configuration has some shortcomings in generating accurate external shape data for the side part of the vehicle, it is not difficult to generate the shape data of the entire vehicle required for car washing. data can be obtained.

또한, 이러한 차량의 정밀 데이터는 자동세차 장치를 가동할 때, 세척용 브러쉬이나 건조용 송풍장치를 최대한 자동차 표면에 근접하여 작동할 수 있도록 하여, 세차 품질을 현저하게 향상시킬 수 있게 한다. 특히, 스팀 세차와 같은 차량 표면에 보다 밀착된 세차가 필요한 세차기도 자동화할 수 있게 되어 물사용량의 최소화를 통한 환경오염 감소, 세차기 설치 면적 및 공간의 최소화를 통한 입지 제한 등의 문제를 해결할 수 있다.In addition, the precise data of such a vehicle enables the cleaning brush or the drying blower to operate as close to the surface of the vehicle as possible when the automatic car washing device is operated, thereby remarkably improving the car washing quality. In particular, it is possible to automate a car wash that requires a car wash that is closer to the vehicle surface, such as a steam car wash. .

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제 2 측면은, 자동차 차체의 상면으로부터 소정 거리 떨어지고 상기 자동차 차체의 길이방향을 따르는 중심선으로부터 측면방향으로 소정 거리 떨어진 위치에 배치되는 제1의 2D 라이다를 사용하여, 적어도 상기 자동차 차체 상면의 중심부를 포함하는 위치와 자동차 차체 측면 사이를 스캔하여 자동차 차체의 형상 데이터를 얻는 단계와, 자동차 차체의 일 측면으로부터 소정 거리 떨어지고 지면으로부터 소정 높이에 배치되는 제2의 2D 라이다를 사용하여, 적어도 지면 또는 지면에서 소정 위치와 상기 자동차 차체의 측 단부 사이를 스캔하여 자동차 차체의 측면 형상 데이터를 얻는 단계와, 상기 제1의 2D 라이다의 데이터와 제2의 2D 라이다의 데이터를 자동차 차체의 전체 형상 데이터를 얻는 단계를 포함하는, 자동세차 장치용 자동차 형상 데이터 획득 방법을 제공하는 것이다.A second aspect of the present invention for solving the above problem is to use a first 2D lidar disposed at a predetermined distance away from the upper surface of the vehicle body and a predetermined distance away from the center line along the longitudinal direction of the vehicle body in the lateral direction. to obtain shape data of the vehicle body by scanning between at least a position including the center of the upper surface of the vehicle body and the side surface of the vehicle body; using a 2D lidar to scan at least on the ground or between a predetermined position on the ground and a side end of the vehicle body to obtain side shape data of the vehicle body, the data of the first 2D lidar and the second 2D An object of the present invention is to provide a method for obtaining vehicle shape data for an automatic car washing apparatus, comprising the step of obtaining overall shape data of a vehicle body using lidar data.

이 방법에 의하면, 자동차의 길이 방향에 평행한 중심선을 기준으로 일측에 치우치도록 제1의 2D 라이다를 배치하고, 자동차의 측면에 제2의 2D 라이다를 배치하여 각각 형상 데이터를 얻은 후, 자동차 차체의 형상이 좌우 대칭이라는 점을 통해 미러링을 통해 전체 차량의 형상 데이터를 얻을 수 있기 때문에, 2D 라이다를 2개만 사용하여 차량의 측면부에 대한 정확한 외형 데이터를 포함한 자동차의 정밀한 형상 정보를 저비용으로 획득할 수 있다.According to this method, the first 2D lidar is arranged so as to be biased to one side with respect to the center line parallel to the longitudinal direction of the vehicle, and the second 2D lidar is arranged on the side of the vehicle to obtain shape data, respectively. , since the shape data of the entire vehicle can be obtained through mirroring through the fact that the shape of the vehicle body is symmetrical, precise shape information of the vehicle, including accurate external data on the side of the vehicle, can be obtained using only two 2D lidars. It can be obtained at low cost.

상기 제 2 측면에 있어서, 상기 제2의 2D 라이다는 자동차 차체의 일 측면으로부터 소정 거리 떨어지고, 상기 자동차 차체의 도어 이상의 높이에 위치할 수 있다. In the second aspect, the second 2D lidar may be separated from one side of the vehicle body by a predetermined distance and located at a height greater than or equal to the door of the vehicle body.

이를 통해, 제1의 2D 라이다는 자동차 상면과 상면과 측면의 경계부분의 형상에 대해 보다 정밀한 데이터를 획득할 수 있게 된다.Through this, the first 2D lidar can acquire more precise data about the shape of the top surface of the vehicle and the boundary between the top surface and the side surface.

상기 제 1 측면 또는 제 2 측면에 있어서, 상기 제1의 2D 라이다와 제2의 2D 라이다의 자동차 차체 길이 방향으로의 스캔은, 자동차가 제1의 2D 라이다 및 제2의 2D 라이다를 향해 이동하거나, 상기 제1의 2D 라이다와 제2의 2D 라이다를 거치하는 거치대가 정지한 자동차를 향해 이동하거나, 자동차와 상기 제1의 2D 라이다와 제2의 2D 라이다를 거치하는 거치대가 서로를 향해 이동하는 것을 통해 이루어질 수 있다.The first or second aspect, wherein the scan in the vehicle body length direction of the first 2D lidar and the second 2D lidar indicates that the automobile is the first 2D lidar and the second 2D lidar moving toward, or the cradle that holds the first 2D lidar and the second 2D lidar moves toward a stationary vehicle, or mounts the vehicle and the first 2D lidar and the second 2D lidar This can be accomplished by moving the cradles toward each other.

상기 제 1 측면 또는 제 2 측면에 있어서, 상기 제1의 2D 라이다는 2개의 발광원을 가지는 2채널로 이루어지고, 상기 2개의 발광원은 차체 길이 방향을 따라 소정 각도로 벌어져 각각 전방과 후방측을 향해 발광될 수 있다.In the first side or the second side, the first 2D lidar consists of two channels having two light emitting sources, and the two light emitting sources are spread out at a predetermined angle along the longitudinal direction of the vehicle body to the front and rear, respectively. It can be emitted toward the side.

이를 통해, 차체의 전면부와 후면부와 같이 지면에 대해 경사진 부분에 대한 형상 정밀도를 높일 수 있다. 예를 들어 자동차 차체의 전면에 구비된 엠블럼과 같이 자동세차를 함에 있어서 장애물이 될 수 있는 작은 구조물의 형상에 대해서도 정밀한 형상 데이터를 얻을 수 있게 된다.Through this, it is possible to increase the shape precision of the part inclined with respect to the ground, such as the front part and the rear part of the vehicle body. For example, it is possible to obtain precise shape data even for the shape of a small structure that can become an obstacle in automatic car washing, such as an emblem provided on the front of the car body.

상기 제 1 측면 또는 제 2 측면에 있어서, 상기 제1의 2D 라이다의 스캔에 의해, 상기 자동차 차체로부터 반사되어 수광된 광 중에 소정 강도 이하의 광은 필터를 통해 제거할 수 있다.In the first side or the second side, light of a predetermined intensity or less among the light reflected from the vehicle body and received by the scan of the first 2D lidar may be removed through a filter.

이를 통해, 세차 장치로부터 또는 자동차 차체로부터 비산하는 물방울에 의해 라이다에서 방출된 레이저 광이 산란되어 발생하는 형상 정보에 대한 노이즈를 현저하게 줄일 수 있다.Through this, it is possible to remarkably reduce noise on shape information generated by scattering laser light emitted from the lidar by water droplets scattering from the car washing device or from the vehicle body.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제 3 측면은, 자동차 차체의 상면으로부터 소정 거리 떨어지고 상기 자동차 차체의 길이방향을 따르는 중심선으로부터 소정 거리 떨어진 위치에 배치되는 제1의 2D 라이다와, 자동차 차체의 일 측면으로부터 소정 거리 떨어지고 지면으로부터 소정 높이에 배치되어 차체의 폭을 측정하는 거리 센서와, 제1의 2D 라이다와 거리 센서에서 생성한 데이터를 처리하여, 상기 측정된 차체의 폭의 중간 거리를 이용하여 상기 제1의 2D 라이다의 데이터를 미러링함으로써, 자동차 차체 전체 형상 데이터를 얻는 처리를 하는 데이터 처리 장치를 포함하는, 자동세차 장치용 자동차 형상 데이터 획득 장치를 제공하는 것이다.A third aspect of the present invention for solving the above problems is a first 2D lidar disposed at a predetermined distance away from an upper surface of a vehicle body and a predetermined distance away from a center line along a longitudinal direction of the vehicle body; A distance sensor disposed at a predetermined height from one side and disposed at a predetermined height from the ground to measure the width of the vehicle body, and the first 2D lidar and the distance sensor, process data generated by the distance sensor to obtain an intermediate distance between the measured width of the vehicle body It is to provide an apparatus for obtaining vehicle shape data for an automatic car washing device, including a data processing device that performs a process of obtaining overall shape data of a vehicle body by mirroring the data of the first 2D lidar using the data.

본 발명의 제 3 측면에 따른 자동차 형상 데이터 획득 장치는 1개의 2D 라이다만을 사용하여 자동차 형상 데이터를 비교적 정확하게 얻을 수 있기 때문에 저비용으로 스팀세차가 가능한 수준의 정밀한 자동차 형상을 얻을 수 있게 된다.Since the vehicle shape data acquisition apparatus according to the third aspect of the present invention can obtain vehicle shape data relatively accurately using only one 2D lidar, it is possible to obtain a precise vehicle shape capable of steam washing at low cost.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제 3 측면은, 자동차 차체의 상면으로부터 소정 거리 떨어지고 상기 자동차 차체의 길이방향을 따르는 중심선으로부터 소정 거리 떨어진 위치에 배치되는 제1의 2D 라이다와, 자동차 차체의 일 측면으로부터 소정 거리 떨어지고 지면으로부터 소정 높이에 배치되어 차체의 폭을 측정하는 제2의 2D 라이다와, 제1의 2D 라이다에서 생성한 데이터와 제2의 2D 라이다에서 생성한 데이터를 융합하여 자동차 차체 전체 형상 데이터를 얻는 처리를 하는 데이터 처리 장치를 포함하는, 자동세차 장치용 자동차 형상 데이터 획득 장치를 제공하는 것이다.A third aspect of the present invention for solving the above problems is a first 2D lidar disposed at a predetermined distance away from an upper surface of a vehicle body and a predetermined distance away from a center line along a longitudinal direction of the vehicle body; A second 2D lidar that is a predetermined distance away from one side and is disposed at a predetermined height from the ground to measure the width of the vehicle body, and data generated by the first 2D lidar and data generated by the second 2D lidar are fused An object of the present invention is to provide a vehicle shape data acquisition device for an automatic car washing device, including a data processing device that performs processing to obtain the overall shape data of the vehicle body.

본 발명의 제 4 측면에 따른 자동차 형상 데이터 획득 장치는 2개의 2D 라이다를 사용하기 때문에 1개의 2D 라이다를 사용하는 것에 비해 설치비용이 증가하나, 자동차 측면 형상 데이터까지 정확하게 얻을 수 있어 보다 정밀한 자동차 형상을 비교적 저비용으로 구현할 수 있다.Since the vehicle shape data acquisition device according to the fourth aspect of the present invention uses two 2D lidars, the installation cost is increased compared to using one 2D lidar, but it is possible to obtain accurate vehicle side shape data, resulting in more precise A vehicle shape can be implemented at a relatively low cost.

상기 제 3 측면 또는 제 4 측면에 있어서, 상기 제1의 2D 라이다 또는 제2의 2D 라이다에 접하거나 소정 거리 떨어진 위치에 배치되어, 상기 세차 장치 또는 자동차 차체로부터 비산하는 액적으로부터 상기 제1의 2D 라이다 또는 제2의 2D 라이다를 보호하는 에어커튼 또는 에어블로어를 구비할 수 있다.In the third or fourth aspect, the first 2D lidar or the second 2D lidar is disposed in contact with or a predetermined distance away from the droplets scattered from the car wash device or the vehicle body, and the first It may be provided with an air curtain or air blower to protect the 2D lidar or the second 2D lidar of the.

이를 통해, 제1의 2D 라이다 또는 제2의 2D 라이다를 향해 비산하는 액적에 의해 광의 산란을 억제할 수 있어 형상 데이터의 정확도를 더 높이면서, 고가의 2D 라이다를 오염으로부터 보호할 수 있게 된다.Through this, scattering of light by droplets scattered toward the first 2D lidar or the second 2D lidar can be suppressed, thereby further increasing the accuracy of shape data and protecting the expensive 2D lidar from contamination. there will be

상기 제 3 측면 또는 제 4 측면에 있어서, 상기 제1의 2D 라이다는 2개의 발광원을 가지는 2채널을 구비할 수 있다.In the third or fourth aspect, the first 2D lidar may have two channels having two light emitting sources.

이를 통해, 차체의 전면부와 후면부와 같이 지면에 대해 경사진 부분에 대한 형상 정밀도를 높일 수 있다.Through this, it is possible to increase the shape precision of the part inclined with respect to the ground, such as the front part and the rear part of the vehicle body.

본 발명에 의하면, 자동세차 장치에 필요한 자동차 형상 데이터를 저비용으로 정확하게 얻을 수 있다.According to the present invention, it is possible to accurately obtain vehicle shape data required for an automatic car washing apparatus at low cost.

또한, 본 발명에 따라 얻어진 자동차 형상 데이터를 자동 세차기에 적용하게 될 경우, 자동차 형상 정보(위치 정보 포함)의 정밀도가 매우 높기 때문에, 이러한 차량의 정밀 데이터는 자동세차 장치를 가동할 때, 세척용 브러쉬이나 건조용 송풍장치를 최대한 자동차 표면에 근접하여 작동할 수 있도록 하여, 세차 품질을 현저하게 향상시킬 수 있게 한다. 특히, 스팀 세차와 같은 차량 표면에 보다 밀착된 세차가 필요한 세차기도 자동화할 수 있게 되고 물사용량의 최소화를 통한 환경오염 감소, 스팀 스프레이의 분출 압력도 불필요하게 높게 할 필요가 없어, 에너지 절감, 세차기 설치 면적 및 공간의 최소화를 통한 입지 제한 등의 문제를 해결할 수 있다.In addition, when the vehicle shape data obtained according to the present invention is applied to an automatic car washing machine, since the precision of the vehicle shape information (including location information) is very high, the precise data of the vehicle is used for washing when operating the automatic car washing device. By enabling the brush or drying blower to operate as close to the vehicle surface as possible, it is possible to significantly improve the car wash quality. In particular, it is possible to automate a car wash that requires a car wash that is closer to the vehicle surface, such as a steam car wash, and reduces environmental pollution through minimization of water consumption. It is possible to solve problems such as location restrictions by minimizing the installation area and space.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 자동차 형상 데이터 획득 방법에 사용된 자동차 형상 데이터 획득 장치를 구성하는 제1의 2D 라이다와 제2의 2D 라이다와, 차폭 측정용 센서를 자동세차 장치에 설치한 상태의 이미지이다.
도 2는 도 1에 설치된 제1의 2D 라이다와 차폭 측정센서를 통해 얻은 차폭 정보를 이용하여 제1의 2D 라이다의 점군 데이터를 미러링하여 자동차 전체 데이터를 생성한 결과를 나타낸 것이다.
도 3은 자동차에 부착되거나 비산되는 물 방울에 의해 나타나는 데이터 형상에서의 오류를 나타낸 것이다.
도 4는 도 1에 설치된 제1의 2D 라이다와 제2의 2D 라이다를 통해 획득한 점군 데이터와, 이를 융합하여 자동차 전체 데이터를 생성한 결과를 나타낸 것이다.
도 5는 제1의 2D 라이다로 1채널 라이다를 사용하였을 때, 레이저 광의 스캔 상태를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 실시예 2에 따른 데이터 획득 장치로, 제1의 2D 라이다로 2채널 라이다를 사용하여 레이저 광의 스캔 상태를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 실시예 2에 따른 데이터 획득 장치에서, 제1의 2D 라이다로 2채널 라이다를 사용하여 얻은 자동차 3차원 형상 이미지를 나타낸 것이다.1 is a first 2D lidar and a second 2D lidar constituting a vehicle shape data acquisition device used in a vehicle shape data acquisition method according to Embodiment 1 of the present invention, and a vehicle width measurement sensor in an automatic car washing device; FIG. This is an image of the installed state.
FIG. 2 shows the result of generating total vehicle data by mirroring the point cloud data of the first 2D lidar using the vehicle width information obtained through the first 2D lidar installed in FIG. 1 and the vehicle width measurement sensor.
3 shows an error in the data shape displayed by water droplets attached to or scattered on a vehicle.
FIG. 4 shows the point cloud data obtained through the first 2D lidar and the second 2D lidar installed in FIG. 1, and the result of fusion of the data to generate the entire vehicle data.
5 schematically shows a scanning state of laser light when a 1-channel lidar is used as the first 2D lidar.
6 is a data acquisition device according to Embodiment 2 of the present invention, schematically illustrating a laser light scan state using a 2-channel lidar as a first 2D lidar.
7 is a diagram illustrating a three-dimensional image of a vehicle obtained by using a two-channel lidar as a first 2D lidar in the data acquisition device according to Embodiment 2 of the present invention.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다.Hereinafter, the configuration and operation of the embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, when a part "includes" a certain component, this means that other components may be further included rather than excluding other components unless otherwise stated.

[실시예 1][Example 1]

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 자동차 형상 데이터 획득 방법에 사용된 자동차 형상 데이터 획득 장치를 구성하는 제1의 2D 라이다와 제2의 2D 라이다와, 차폭 측정용 센서를 자동세차 장치에 설치한 상태의 이미지이다.1 is a first 2D lidar and a second 2D lidar constituting a vehicle shape data acquisition device used in a vehicle shape data acquisition method according to Embodiment 1 of the present invention, and a vehicle width measurement sensor in an automatic car washing device; FIG. This is an image of the installed state.

도 1에 나타낸 것과 같이, 자동세차 장치에 자동차가 진입할 때, 자동차의 상면(일측의 측면 포함)을 스캔하여 형상 데이터를 획득할 수 있도록 제1의 2D 라이다(도 1의 좌측에 원으로 표시한 것)가 자동세차 장치의 입구측 상부 프레임으로부터 하방으로 돌출되도록 부착된 브라켓 상에 부착되어 있다.As shown in Fig. 1, when a car enters the automatic car wash, the first 2D lidar (circled on the left in Fig. 1) scans the upper surface (including the side of one side) of the car to obtain shape data. marked) is attached to the attached bracket so as to protrude downward from the upper frame of the entrance side of the automatic car wash device.

또한, 자동차의 측면(일부 상면 포함)을 스캔하여 형상 데이터를 획득할 수 있도록 제2의 2D 라이다(도 1의 우측에 원으로 표시한 것)가 자동세차 장치의 입구측 측부 프레임에 부착된 브라켓에 의해 부착되어 있다.In addition, a second 2D lidar (indicated by a circle on the right side of Fig. 1) is attached to the entrance side frame of the automatic car wash device so that shape data can be obtained by scanning the side surface (including some top surfaces) of the car. It is attached by brackets.

또한, 자동차의 타이어와의 거리를 측정하여 차폭을 정확하게 측정하는 차폭 측정 센서가 세차기의 양 측부에 설치되어 있다.In addition, vehicle width measuring sensors for accurately measuring the vehicle width by measuring the distance to the tire of the vehicle are installed on both sides of the car wash.

또한, 도시되어 있지 않지만, 상기 제1의 2D 라이다와 제2의 2D 라이다로부터 획득한 정보를 유선 또는 무선으로 전달받아 최종적으로 이미지의 융합 처리를 하기 위한 프로세서(계산기)가 상기 자동세차 장치의 내부(또는 외부)에 구비되어 있다.In addition, although not shown, a processor (calculator) for receiving information obtained from the first 2D lidar and the second 2D lidar by wire or wirelessly and finally performing image fusion processing is included in the automatic car wash device It is provided inside (or outside) of

상기 2D 라이다(LIDAR - Light Detection And Ranging)는 목표물(본 발명의 실시예에서는 자동세차 장치에 진입하는 자동차)을 향해 펄스 레이저광을 소정 각도로 스캔하는 형태로 방출한 후 목표물에 반사되어 돌아오는 빛 에너지를 광 수신소자(Photo Detector)를 사용하여 포착하고 이를 전기적 신호로 변환함으로써, 목표물까지의 거리나 목표물의 이동속도 등을 산출하며, 목표물까지의 거리에 대한 점군 데이터를 통해 3차원 형상 정보(2D이지만 자동차와의 상대 이동에 의해 3차원 이미지가 획득됨)에 대한 데이터를 산출할 수 있는 장치이다.The 2D lidar (LIDAR - Light Detection And Ranging) emits pulsed laser light in the form of scanning at a predetermined angle toward a target (in the embodiment of the present invention, a car entering the automatic car wash), and then reflects back on the target. By capturing the incoming light energy using a photo detector and converting it into an electrical signal, the distance to the target or the moving speed of the target is calculated. It is a device capable of calculating data for information (2D, but a three-dimensional image is obtained by relative movement with a vehicle).

또한, 본 발명의 실시예 1에서 상기 제1의 2D 라이다는 자동차의 길이방향을 기준으로 가상의 중심선을 그을 때, 중심선으로부터 일측에 치우치도록 비대칭으로 배치된다. 도 1에 나타난 것과 같이, 제1의 2D 라이다는 좌측 상부에 배치되어 있다.In addition, in Embodiment 1 of the present invention, the first 2D lidar is asymmetrically disposed so as to be biased to one side from the center line when a virtual center line is drawn based on the longitudinal direction of the vehicle. As shown in Figure 1, the first 2D lidar is arranged in the upper left.

또한, 본 발명의 실시예 1에서 상기 제2의 2D 라이다는 자동차의 측부를 스캔할 수 있는 위치에 배치된다. 제2의 2D 라이다의 위치는 자동차 측부에서 볼 때, 자동차 도어 영역 내에 배치되는 것이 가장 바람직하나, 자동차 측면을 스캔함에 있어서 문제가 없다면, 자동차 높이보다 높은 위치에 배치되어도 무방하다. 특히, 자동차의 경우 세단이나 SUV와 같이 종류에 따라 높이가 크게 달라지므로, 이와 같이 다양한 자동차의 높이에 관계 없이 자동차 측면을 스캔할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 자동차 종류에 따라 제2의 2D 라이다의 높이가 조절되도록 구성될 수도 있다. 이 경우, 자동차 측부의 형상 정보를 보다 정밀하게 얻을 수 있게 된다.In addition, in Embodiment 1 of the present invention, the second 2D lidar is disposed at a position capable of scanning the side of the vehicle. The position of the second 2D lidar is most preferably arranged within the vehicle door area when viewed from the side of the vehicle. However, if there is no problem in scanning the vehicle side, it may be arranged at a position higher than the vehicle height. In particular, in the case of a car, since the height varies greatly depending on the type, such as a sedan or SUV, it is preferable to be configured to scan the side of the car regardless of the height of various cars. For example, it may be configured to adjust the height of the second 2D lidar according to the type of vehicle. In this case, shape information of the vehicle side can be obtained more precisely.

또한, 본 발명의 실시예 1에서 상기 차폭 측정센서에는 1D 라이다 센서 또는 빔 센서를 사용한다. 1D 라이다 센서의 경우 스캔 기능이 없어 영상정보를 제공하지 않고 단순히 목표물과의 거리를 정확하게 측정할 수 있도록 하는 라이다로 2D 라이다에 비해 가격이 현저하게 저렴하다. 1D 라이다 센서는 예를 들어 진입하는 자동차의 휠까지의 거리를 정확하게 측정함으로써, 차폭에 관한 정보를 정확하게 도출할 수 있게 한다.In addition, in Embodiment 1 of the present invention, a 1D lidar sensor or a beam sensor is used as the vehicle width measuring sensor. In the case of 1D LiDAR sensor, it does not provide image information because it does not have a scan function, and it simply measures the distance to the target accurately. It is significantly cheaper than 2D LiDAR. The 1D lidar sensor accurately measures the distance to the wheel of an approaching vehicle, enabling accurate information on vehicle width to be derived.

또한, 도 1에 도시되지는 않았으나, 상기 제1의 2D 라이다와 제2의 2D 라이다가 부착된 브라켓 주위에는 세차 장치가 작동할 때 제1의 2D 라이다 및 제2의 2D 라이다를 향해 비산된 물 방울이 접촉되지 않도록, 세차 장치의 내측을 향해 강한 에어를 제공하는 에어 블로어가 설치될 수 있다.In addition, although not shown in FIG. 1 , the first 2D lidar and the second 2D lidar are installed around the bracket to which the first 2D lidar and the second 2D lidar are attached when the car wash is operated. An air blower that provides strong air toward the inside of the car washing device may be installed so that the water droplets scattered toward it do not come into contact.

이상과 같은 제1의 2D 라이다, 차폭 측정 센서, 제2의 2D 라이다 및 컴퓨터를 사용하여, 자동세차 장치용 자동차 형상 데이터 획득 방법은 다음과 같은 3가지 방법으로 이루어질 수 있다.Using the first 2D lidar, the vehicle width measuring sensor, the second 2D lidar, and the computer as described above, the method of acquiring vehicle shape data for the automatic car washing apparatus may be performed in the following three ways.

<제1의 2D 라이다와 차폭 측정 센서만을 이용하는 경우><In the case of using only the first 2D lidar and vehicle width measurement sensor>

먼저, 도 1의 자동세차 장치 내부로 자동차가 진입할 때, 상기 제1의 2D 라이다가 자동차의 상면과 일측의 측면을 스캔하여 거리에 대한 점군 데이터를 획득하여 이를 통해 3차원 형상 정보를 획득하게 된다(도 2 참조).First, when a car enters the automatic car wash apparatus of FIG. 1 , the first 2D lidar scans the upper surface and one side of the car to obtain point cloud data about the distance, thereby obtaining three-dimensional shape information (see FIG. 2).

이때, 제1의 2D 라이다의 스캔은 자동차 상면의 일측단에서 타측단까지를 왕복하는 형태로 이루어지며, 이때 자동차가 세차 장치로 진입하기 때문에, 자동차 길이 방향으로의 스캔이 이루어지게 된다. 이에 따라, 자동차 상면의 일측단에서 타측단 사이의 범위를 지그재그 형태로 하는 스캔이 이루어지게 된다.At this time, the scan of the first 2D lidar is made in a form of reciprocating from one end of the upper surface of the vehicle to the other end. Accordingly, a scan is performed in the form of a zigzag in a range between one end and the other end of the upper surface of the vehicle.

그리고 상기 자동세차 장치의 양측면에 장착되어 있는 차폭 측정 센서는 세차 차량의 차폭과 차량의 정렬각 데이터를 얻을 있도록 배열되어 있어, 진입하는 세차 차량의 예를 들어 타이어를 기준으로 차폭 데이터를 측정한다.In addition, the vehicle width measuring sensors mounted on both sides of the automatic car wash are arranged to obtain the vehicle width and alignment angle data of the car wash, so that the vehicle width data is measured based on, for example, the tire of the entering car wash.

상기 컴퓨터는 얻어진 정확한 차폭 데이터를 기준으로, 상기 제1의 2D 라이다로부터 획득한 3차원 형상 정보의 폭에 대한 정보를 보정하고, 차폭에 대한 중심선을 기준으로 미러링함으로써 전체 차량의 형상 데이터를 얻는다(도 2 참조).The computer obtains shape data of the entire vehicle by correcting the information on the width of the 3D shape information obtained from the first 2D lidar based on the obtained accurate vehicle width data, and mirroring based on the center line for the vehicle width (See Fig. 2).

본 방법에 의하면, 도 2에서 확인되는 것과 같이, 자동차 차체의 측면 하부를 제외한 대부분의 자동차 형상에 대해 정밀한 정보를 획득할 수 있게 된다. 일반적으로 자동차 차체의 세차에는 자동차 하부까지 정밀하게 요구되지 않는 경우가 대부분이므로, 본 방법에 의해 획득한 자동차 차체 형상 데이터를 사용하더라도 자동세차의 효율을 크게 높일 수 있을 뿐 아니라, 스팀세차의 자동화도 가능하게 할 수 있다.According to this method, as can be seen in FIG. 2 , it is possible to acquire precise information about most of the shapes of vehicles except for the lower side of the side of the vehicle body. In general, since most of the cases do not require precisely the lower part of the car for car washing of the car body, even if the car body shape data obtained by this method is used, the efficiency of automatic car washing can be greatly increased, and the steam car washing can also be automated. can make it possible

한편, 도 2에 나타낸 점군 데이터는 다수의 노이즈를 포함할 수 있다. 예를 들어, 세차 장치 내에 비산된 물 방울이 있는 상태에서 형상 정보를 획득해야 할 경우, 도 3에 나타난 것과 같이, 라이다로부터 방출된 레이저 광의 굴절, 산란 또는 반사 등에 의해 형상 정보에 오류가 발생할 가능성이 있다. 이 경우, 반사되어 수신된 레이저 광 중에서 일정 강도 이하의 광에 대해서는 필터하여 제거하는 방법을 사용하여 데이터 오류를 줄일 수 있다.Meanwhile, the point cloud data shown in FIG. 2 may include a plurality of noises. For example, when shape information needs to be acquired in the presence of water droplets scattered in the car wash, as shown in FIG. 3, there is a possibility that an error may occur in shape information due to refraction, scattering, or reflection of laser light emitted from the lidar. There is this. In this case, it is possible to reduce data errors by using a method of filtering and removing light of a certain intensity or less among the reflected and received laser light.

<제1의 2D 라이다와 제2의 2D 라이다를 이용하는 경우><When using the first 2D lidar and the second 2D lidar>

도 1의 자동세차 장치 내부로 자동차가 진입할 때, 상기 제1의 2D 라이다와 제2의 2D 라이다는 각각 자동차의 상면(일부 측면 포함)과 자동차의 측면(일부 상면 포함)을 스캔하여 거리에 대한 점군 데이터를 획득하여 이를 통해 3차원 형상 정보를 획득하게 된다. 이와 동시에 제2의 2D 라이다의 스캔은 자동차 측면에서 상단에서 하단까지를 왕복하는 형태로 이루어지며, 제1의 2D 라이다와 마찬가지로 자동차가 세차 장치로 진입하는 동작을 하기 때문에, 자동차 길이 방향으로의 스캔이 동시에 이루어지게 된다. 이에 따라, 자동차 길이방향을 따라 하단과 상단을 지그재그 형태로 하는 스캔이 이루어지게 된다.When a car enters the automatic car wash apparatus of FIG. 1, the first 2D lidar and the second 2D lidar scan the top surface (including some side surfaces) and the side surface (including some top surfaces) of the vehicle, respectively By acquiring the point cloud data for the distance, 3D shape information is acquired through this. At the same time, the scan of the second 2D lidar is made in the form of reciprocating from the top to the bottom on the side of the vehicle. scans are performed at the same time. Accordingly, a scan with the lower end and the upper end in a zigzag form is performed along the longitudinal direction of the vehicle.

도 4는 도 1과 같이 배치된 제1의 2D 라이다 및 제2의 2D 라이다의 스캔을 통해 얻은 점군 데이터를 통해 얻은 형상 정보와, 이를 융합하여 도출한 형상 정보를 나타낸 것이다.FIG. 4 shows shape information obtained through point cloud data obtained through scans of the first 2D lidar and the second 2D lidar arranged as shown in FIG. 1, and shape information derived by fusion thereof.

도 4의 좌상측의 형상은 제1의 2D 라이다로부터 얻은 자동차의 형상 정보를 나타낸 것이고, 도 4의 우상측의 형상은 제2의 2D 라이다로부터 얻은 자동차의 형상 정보를 나타낸 것이다. The upper left shape of FIG. 4 shows shape information of the vehicle obtained from the first 2D lidar, and the upper right shape of FIG. 4 shows vehicle shape information obtained from the second 2D lidar.

도 4의 아래에 나타낸 형상은, 자동차의 형상이 좌우 대칭이라는 점을 반영하여, 제1의 2D 라이다와 제2의 2D 라이다에서 획득한 형상 정보 중에서 정밀한 영역을 추출한 후 이를 융합하여 전체적인 자동차 형상을 도출한 것이다. 이러한 과정을 통해, 2개의 라이다만을 사용하여 자동세차에 필요한 자동차 형상 정보를 비교적 정밀하게 얻을 수 있게 된다.The shape shown below in FIG. 4 reflects the fact that the shape of the vehicle is symmetrical, extracting a precise region from the shape information obtained from the first 2D lidar and the second 2D lidar, and then fusing them to create the overall vehicle. shape was derived. Through this process, it is possible to obtain relatively precise vehicle shape information required for automatic car washing using only two lidars.

<제1의 2D 라이다, 제2의 2D 라이다 및 차폭 측정 센서를 이용하는 경우><When using the first 2D lidar, the second 2D lidar and the vehicle width measurement sensor>

제1의 2D 라이다와 제2의 2D 라이다의 융합을 통해서도 정밀한 자동차 형상 정보를 획득할 수 있으나, 차폭에 대한 정밀도에는 오차가 발생할 가능성이 있다. 이 경우, 차폭 측정 센서로부터 획득한 차폭 정보를 사용하여 차폭에 대한 보정을 수행한 후 융합하게 되면, 차폭에 대한 정확도를 보다 향상시킨 자동차 형상 정보를 얻을 수 있게 된다.Even through the fusion of the first 2D lidar and the second 2D lidar, precise vehicle shape information can be obtained, but there is a possibility that an error may occur in the precision of the vehicle width. In this case, if the vehicle width is corrected using the vehicle width information obtained from the vehicle width measurement sensor and then fused, vehicle shape information with improved vehicle width accuracy can be obtained.

[실시예 2][Example 2]

도 5는 제1의 2D 라이다로 1채널 라이다를 사용한 예를 개략적으로 나타낸 것이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 자동차의 상부에 1채널 라이다를 배치하여 레이저를 방출하게 될 경우, 레이저가 방출되는 각도(도 5에서는 지면을 향해 수직으로 방출)로 인해, 자동차 전면의 번호판이나, 후면의 뒷범퍼 쪽의 형상이 정확하게 추출되지 않는다.5 schematically shows an example of using a 1-channel lidar as a first 2D lidar. As shown in FIG. 5, when a laser is emitted by placing a 1-channel lidar on the upper part of the vehicle, due to the angle at which the laser is emitted (in FIG. 5, it is emitted vertically toward the ground), the number plate or , The shape of the rear bumper on the rear side is not accurately extracted.

한편, 도 5와 달리 1채널의 제1의 2D 라이다의 광 방출 각도를 지면에 수직하지 않고 자동차의 길이 방향을 따라 소정 각도를 가지고 방출될 경우, 전면의 번호판 부위는 정밀한 3차원 형상 정보가 추출되나 후면이 정밀하게 추출되지 않거나, 반대로 후면은 정밀하게 추출되나 후면이 정밀하게 추출되지 않는다.On the other hand, unlike FIG. 5, when the light emission angle of the first 2D lidar of one channel is not perpendicular to the ground and is emitted at a predetermined angle along the longitudinal direction of the vehicle, the front license plate area has precise three-dimensional shape information. It is extracted but the back side is not precisely extracted, or, conversely, the back side is precisely extracted but the back side is not precisely extracted.

이에 따라, 대부분은 실시예 1에 따른 방법으로도 자동세차가 가능한 3차원 형상 정보의 획득이 가능하나, 자동차 전면부 또는 후면부의 형상이 통상적인 형상과 다른 형상으로 이루어진 자동차의 경우, 전면과 후면에 대한 정밀한 형상 정보가 필요할 수 있다.Accordingly, most of the three-dimensional shape information capable of automatic car washing can be obtained even by the method according to the first embodiment. Precise shape information may be required for

도 6은 본 발명의 실시예 2에 따라 제1의 2D 라이다로 2채널 라이다를 사용한 예를 개략적으로 나타낸 것이다. 2채널 라이다는 레이저를 서로 상이한 각도로 스캔할 수 있는 광원이 2개인 라이다이다.6 schematically shows an example of using a two-channel lidar as a first 2D lidar according to Embodiment 2 of the present invention. A two-channel lidar is a lidar with two light sources that can scan the laser at different angles.

도 6에 도시된 것과 같이, 2개의 채널에서 방출되는 광의 각도를 자동차 길이방향(자동차의 이동방향 또는 세차기의 이동방향)에 대해 소정 각도를 가지고 방출되도록 할 경우(2채널 중에서 전방 및 후방으로 소정 각도를 가지고 비스듬하게 레이저를 방출할 경우), 2개 채널 중 하나에서 방출된 광을 통해 자동차 번호판, 그릴 형상 등에 대한 정밀한 형상 정보를 획득할 수 있고, 나머지 하나에서 방출된 광을 통해 자동차 후면에 대한 정밀한 형상 정보를 획득할 수 있다.As shown in FIG. 6, when the angle of light emitted from the two channels is set to be emitted at a predetermined angle with respect to the longitudinal direction of the vehicle (the moving direction of the vehicle or the moving direction of the car wash) If the laser is emitted obliquely with an angle), precise shape information about the license plate and grill shape can be acquired through the light emitted from one of the two channels, and the It is possible to obtain precise shape information for

도 7에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 실시예 2에 따라, 자동차의 전면부는 물론 후면부의 형상에 대해서도 정밀한 형상 정보를 획득할 수 있다.As shown in FIG. 7 , according to the second embodiment of the present invention, precise shape information can be obtained not only on the front part of the vehicle but also on the shape of the rear part.

Claims (11)

자동차 차체의 상면으로부터 소정 거리 떨어지고 상기 자동차 차체의 길이방향을 따르는 중심선으로부터 측면방향으로 소정 거리 떨어진 위치에 배치되는 제1의 2D 라이다를 사용하여, 적어도 상기 자동차 차체 상면의 중심부를 포함하는 위치와 자동차 차체 측면 사이를 스캔하여 자동차 차체의 형상 데이터를 얻는 단계와,
자동차 차체의 일 측면으로부터 소정 거리 떨어지고 지면으로부터 소정 높이에 배치되는 거리 센서를 사용하여, 차체의 폭을 측정하는 단계와,
상기 측정된 차체의 폭의 중간 거리를 이용하여 상기 제1의 2D 라이다의 데이터를 미러링함으로써, 자동차 차체 전체 형상 데이터를 얻는 단계를 포함하는, 자동세차 장치용 자동차 형상 데이터 획득 방법.A position including at least the center of the upper surface of the vehicle body using the first 2D lidar disposed at a predetermined distance from the upper surface of the vehicle body and a predetermined distance in the lateral direction from the center line along the longitudinal direction of the vehicle body; A step of obtaining shape data of the vehicle body by scanning between the sides of the vehicle body;
measuring the width of the vehicle body by using a distance sensor disposed at a predetermined height from the ground at a predetermined distance from one side of the vehicle body;
and obtaining overall shape data of the vehicle body by mirroring the data of the first 2D lidar using the intermediate distance of the measured width of the vehicle body. 제 1 항에 있어서,
상기 거리 센서는 빔 센서 또는 1D 라이다인, 자동세차 장치용 자동차 형상 데이터 획득 방법.The method of claim 1,
The distance sensor is a beam sensor or 1D lidine, a vehicle shape data acquisition method for an automatic car wash device. 자동차 차체의 상면으로부터 소정 거리 떨어지고 상기 자동차 차체의 길이방향을 따르는 중심선으로부터 측면방향으로 소정 거리 떨어진 위치에 배치되는 제1의 2D 라이다를 사용하여, 적어도 상기 자동차 차체 상면의 중심부를 포함하는 위치와 자동차 차체 측면 사이를 스캔하여 자동차 차체의 형상 데이터를 얻는 단계와,
자동차 차체의 일 측면으로부터 소정 거리 떨어지고 지면으로부터 소정 높이에 배치되는 제2의 2D 라이다를 사용하여, 적어도 지면 또는 지면에서 소정 위치와 상기 자동차 차체의 측 단부 사이를 스캔하여 자동차 차체의 측면 형상 데이터를 얻는 단계와,
상기 제1의 2D 라이다의 데이터와 제2의 2D 라이다의 데이터를 자동차 차체의 전체 형상 데이터를 얻는 단계를 포함하는, 자동세차 장치용 자동차 형상 데이터 획득 방법.A position including at least the center of the upper surface of the vehicle body using the first 2D lidar disposed at a predetermined distance from the upper surface of the vehicle body and a predetermined distance in the lateral direction from the center line along the longitudinal direction of the vehicle body; A step of obtaining shape data of the vehicle body by scanning between the sides of the vehicle body;
Side shape data of the vehicle body by scanning at least the ground or a predetermined position on the ground and the side end of the vehicle body by using a second 2D lidar that is a predetermined distance away from one side of the vehicle body and is disposed at a predetermined height from the ground Steps to obtain,
and obtaining overall shape data of the vehicle body by using the first 2D lidar data and the second 2D lidar data. 제 3 항에 있어서,
상기 제2의 2D 라이다는 자동차 차체의 일 측면으로부터 소정 거리 떨어지고, 상기 자동차 차체의 도어 이상의 높이에 위치하는, 자동세차 장치용 자동차 형상 데이터 획득 방법.4. The method of claim 3,
The second 2D lidar is separated by a predetermined distance from one side of the vehicle body and is located at a height greater than or equal to the door of the vehicle body. 제 3 항에 있어서,
상기 제1의 2D 라이다와 제2의 2D 라이다의 자동차 차체 길이 방향으로의 스캔은, 자동차가 제1의 2D 라이다 및 제2의 2D 라이다를 향해 이동하거나, 상기 제1의 2D 라이다와 제2의 2D 라이다를 거치하는 거치대가 정지한 자동차를 향해 이동하거나, 자동차와 상기 제1의 2D 라이다와 제2의 2D 라이다를 거치하는 거치대가 서로를 향해 이동하는 것을 통해 이루어지는, 자동세차 장치용 자동차 형상 데이터 획득 방법.4. The method of claim 3,
A scan of the first 2D lidar and the second 2D lidar in the longitudinal direction of the vehicle body of the vehicle may determine whether the vehicle moves toward the first 2D lidar and the second 2D lidar, or the first 2D lidar The cradle for mounting the IDA and the second 2D lidar moves toward a stationary vehicle, or the vehicle and the cradle for mounting the first 2D lidar and the second 2D lidar move toward each other. , A method of acquiring vehicle shape data for an automatic car washing device. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 제1의 2D 라이다는 2개의 발광원을 가지는 2채널로 이루어지고, 상기 2개의 발광원은 차체 길이 방향을 따라 소정 각도로 벌어져 각각 전방과 후방측을 향해 발광되는, 자동세차 장치용 자동차 형상 데이터 획득 방법.4. The method of claim 1 or 3,
The first 2D lidar consists of two channels having two light emitting sources, and the two light emitting sources are spread at a predetermined angle along the longitudinal direction of the vehicle body and emit light toward the front and rear, respectively. How to acquire shape data. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 제1의 2D 라이다의 스캔에 의해, 상기 자동차 차체로부터 반사되어 수광된 광 중에 소정 강도 이하의 광은 필터를 통해 제거하는, 자동세차 장치용 자동차 형상 데이터 획득 방법.4. The method of claim 1 or 3,
The method for obtaining vehicle shape data for an automatic car wash apparatus, wherein, by the scan of the first 2D lidar, light of a predetermined intensity or less among the light reflected from the vehicle body and received is removed through a filter. 자동차 차체의 상면으로부터 소정 거리 떨어지고 상기 자동차 차체의 길이방향을 따르는 중심선으로부터 소정 거리 떨어진 위치에 배치되는 제1의 2D 라이다와,
자동차 차체의 일 측면으로부터 소정 거리 떨어지고 지면으로부터 소정 높이에 배치되어 차체의 폭을 측정하는 거리 센서와,
제1의 2D 라이다와 거리 센서에서 생성한 데이터를 처리하여, 상기 측정된 차체의 폭의 중간 거리를 이용하여 상기 제1의 2D 라이다의 데이터를 미러링함으로써, 자동차 차체 전체 형상 데이터를 얻는 처리를 하는 데이터 처리 장치를 포함하는, 자동세차 장치용 자동차 형상 데이터 획득 장치.a first 2D lidar disposed at a predetermined distance away from the upper surface of the vehicle body and a predetermined distance away from a center line along the longitudinal direction of the vehicle body;
a distance sensor disposed at a predetermined distance from one side of the vehicle body and disposed at a predetermined height from the ground to measure the width of the vehicle body;
Process of processing data generated by the first 2D LiDAR and the distance sensor, and mirroring the data of the first 2D LiDAR using the intermediate distance of the measured width of the vehicle body, thereby obtaining overall shape data of the vehicle body A vehicle shape data acquisition device for an automatic car washing device, comprising a data processing device that 자동차 차체의 상면으로부터 소정 거리 떨어지고 상기 자동차 차체의 길이방향을 따르는 중심선으로부터 소정 거리 떨어진 위치에 배치되는 제1의 2D 라이다와,
자동차 차체의 일 측면으로부터 소정 거리 떨어지고 지면으로부터 소정 높이에 배치되어 차체의 폭을 측정하는 제2의 2D 라이다와,
제1의 2D 라이다에서 생성한 데이터와 제2의 2D 라이다에서 생성한 데이터를 융합하여 자동차 차체 전체 형상 데이터를 얻는 처리를 하는 데이터 처리 장치를 포함하는, 자동세차 장치용 자동차 형상 데이터 획득 장치.a first 2D lidar disposed at a predetermined distance away from the upper surface of the vehicle body and a predetermined distance away from a center line along the longitudinal direction of the vehicle body;
a second 2D lidar arranged at a predetermined distance from one side of the vehicle body and disposed at a predetermined height from the ground to measure the width of the vehicle body;
A vehicle shape data acquisition device for an automatic car washing device, comprising a data processing device that performs processing to obtain overall shape data of a vehicle body by fusing data generated by the first 2D lidar and data generated by the second 2D lidar . 제 9 항에 있어서,
상기 제1의 2D 라이다 또는 제2의 2D 라이다에 접하거나 소정 거리 떨어진 위치에 배치되어, 상기 세차 장치 또는 자동차 차체로부터 비산하는 액적으로부터 상기 제1의 2D 라이다 또는 제2의 2D 라이다를 보호하는 에어커튼 또는 에어블로어를 구비하는, 자동세차 장치용 자동차 형상 데이터 획득 장치.10. The method of claim 9,
The first 2D lidar or the second 2D lidar is disposed in contact with or a predetermined distance away from the first 2D lidar or the second 2D lidar from droplets scattered from the car wash device or the vehicle body. A vehicle shape data acquisition device for an automatic car washing device, comprising an air curtain or an air blower to protect. 제 8 항에 있어서,
상기 제1의 2D 라이다는 2개의 발광원을 가지는 2채널을 구비하는, 자동세차 장치용 자동차 형상 데이터 획득 장치.9. The method of claim 8,
The first 2D lidar is provided with two channels having two light emitting sources, a vehicle shape data acquisition device for an automatic car wash device.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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US20140104622A1 (en) * 2011-05-20 2014-04-17 Omg Di Geminiani Gino System for obtaining the shape of motor vehicles
KR20160094742A (en) * 2015-02-02 2016-08-10 울산대학교 산학협력단 Car washing system and washing method thereof

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110107629A (en) 2010-03-25 2011-10-04 조성채 Car washing apparatus using steam
US20140104622A1 (en) * 2011-05-20 2014-04-17 Omg Di Geminiani Gino System for obtaining the shape of motor vehicles
KR20160094742A (en) * 2015-02-02 2016-08-10 울산대학교 산학협력단 Car washing system and washing method thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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권민수 외 3인, 'Easy, Fast, and Accurate Method of 3-Dimensional Mirror Plane Creation for Actual Clinical Users,' Applied Sciences, 2020년 9월 3일* *

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