KR20230123027A - 차량 카메라 변위 측정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 차량 카메라 변위 측정 장치는 차량과 이격되게 배치되는 타겟; 타겟에 설치되어 차량을 촬영하는 타겟 카메라; 타겟을 이동시키는 타겟 이동부; 타겟을 회전시키거나 또는 전후방으로 이동시키는 타겟 조정부; 및 타겟 카메라에서 촬영된 영상과 기 저장된 기준 위치 영상에 따라 타겟 이동부를 제어하여 타겟을 기 설정된 기준 위치로 이동시키고, 차량 카메라로 타겟을 촬영하고, 차량 카메라에서 촬영된 영상 내 타겟과 기 저장된 타겟 기준 영상 내 타겟에 따라 타겟 조정부를 제어하여 타겟 카메라의 변위를 측정하는 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량 카메라 변위 측정 장치{APPARATUS FOR MEASURING DISPLACEMENT OF CAMERA FOR VEHICLE}

본 발명은 차량 카메라 변위 측정 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 차량은 각종 센서를 통해 주변상황을 인지한다. 센서에는 카메라, 라이다 센서, 레이더 센서, 초음파 센서 등이 포함될 수 있으며, 각 센서는 해당 특성에 따라 각기 다른 역할을 담당한다.

특히, 카메라는 자율주행제어기가 도로상의 차선을 인지하거나 교통신호를 인지하는데 필요한 영상을 제공하는 중요한 역할을 수행한다.

카메라는 전방을 주시하기 위해 전면 윈드실드에 장착될 수 있는데, 카메라의 위치나 장착 각도는 차량의 크기나 종류에 따라서 다양하게 결정될 수 있다.

이와 같이, 카메라의 장착위치가 결정되면, 카메라는 해당 차량에 대해서 동일한 장착 각도 및 위치가 보장되어야 된다.

그러나, 주행 중 진동이나 사고에 의한 충격, 고정 브라킷의 마모 등에 의해 카메라의 변위가 발생할 수 있으며, 이로 인해 인지 기능에 문제가 발생할 수 있었다. 따라서, 카메라의 변위를 측정할 필요성이 있었다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 10-2021-0057894호(2021.05.24)의 '자율주행차량의 카메라 안정화 장치 및 그 방법'에 개시되어 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 목적은 타겟을 차량 주변의 기준 위치에 위치시켜 차량 카메라에서 타겟을 촬영하고, 촬영된 영상의 타겟과 기 저장된 타겟 기준 영상의 타겟을 비교하여 차량 카메라의 변위를 측정하는 차량 카메라 변위 측정 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 차량 카메라 변위 측정 장치는 차량과 이격되게 배치되는 타겟; 상기 타겟에 설치되어 상기 차량을 촬영하는 타겟 카메라; 상기 타겟을 이동시키는 타겟 이동부; 상기 타겟을 회전시키거나 또는 전후방으로 이동시키는 타겟 조정부; 및 상기 타겟 카메라에서 촬영된 영상과 기 저장된 기준 위치 영상에 따라 상기 타겟 이동부를 제어하여 상기 타겟을 기 설정된 기준 위치로 이동시키고, 차량 카메라로 상기 타겟을 촬영하고, 상기 차량 카메라에서 촬영된 영상 내 타겟과 기 저장된 타겟 기준 영상 내 타겟에 따라 상기 타겟 조정부를 제어하여 상기 타겟 카메라의 변위를 측정하는 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 프로세서는 상기 타겟 카메라에서 촬영된 영상에서 마커를 검출하고, 상기 마커와 상기 기준 위치 영상의 기준 마커의 크기와 모양 및 위치 중 적어도 하나가 일치하도록 상기 타겟 이동부를 제어하여 상기 타겟을 상기 기준 위치로 이동시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 프로세서는 상기 마커를 상기 차량의 전면 유리 또는 상기 차량의 외형을 토대로 검출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 타겟은 상기 차량을 향하는 차량측의 면에 체커보드가 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 타겟 카메라는 상기 타겟의 체커보드의 중심에 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 프로세서는 상기 차량 카메라에서 촬영된 영상 내 체커보드와 상기 타겟 기준 영상 내 체커보드에서 기준 포인트와 체크 포인트가 일치하도록 상기 타겟 조정부를 제어하여 상기 타겟 카메라의 변위를 측정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 프로세서는 상기 기준 포인트와 상기 체크 포인트가 일치하도록 하는 상기 타겟 조정부의 변위를 상기 차량 카메라의 변위로 판정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 프로세서는 상기 기준 포인트와 상기 체크 포인트가 일치하도록 상기 타겟 조정부를 통해 상기 타겟의 6축 방향으로의 변위를 조정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 차량 카메라 변위 측정 장치는 차량 주변의 기준 위치에 위치시켜 차량 카메라에서 타겟을 촬영하고, 촬영된 영상의 타겟과 기 저장된 타겟 기준 영상의 타겟을 비교하여 차량 카메라의 변위를 측정한다.

본 발명의 차량 카메라 변위 측정 장치는 차량 카메라의 렌즈 변위를 측정할 수 있고, 차량 카메라의 변위 발생으로 인한 차량 카메라의 인지 기능 저하를 미연에 방지한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 카메라 변위 측정 장치의 블럭 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 타겟 조정부를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 타겟의 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 타겟 카메라의 영상에서 검출된 마커의 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기준 위치 영상 내 기준 마커의 위치를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 타겟 카메라의 현재 위치에서의 영상 내 마커와 기준 위치 영상 내 기준 마커를 비교하는 예를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 카메라에서 촬영된 영상에서의 체커보드 내 기준 포인트와 체크 포인트를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 카메라에서 촬영된 영상의 체커보드와 타겟 기준 영상의 체커보드를 비교하는 예를 도시한 도면이다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 카메라 변위 측정 장치를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 이용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 카메라 변위 측정 장치의 블럭 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 카메라 변위 측정 장치는 타겟(200), 타겟 카메라(300), 타겟 이동부(500), 타겟 조정부(400) 및 프로세서(600)를 포함한다.

타겟(200)은 차량(10)의 주변에 차량(10)과 이격되게 배치되며, 차량 카메라(100)에 의해 촬영될 수 있다.

여기서, 차량 카메라(100)는 차량(10)의 전방을 촬영하는 전방 카메라, 차량(10)의 후방을 촬영하는 후방 카메라, 차량(10)의 측후방을 촬영하는 측후방 카메라 등일 수 있으며, 특별히 한정되는 것은 아니다.

타겟(200)은 차량 카메라(100)의 촬영 방향에 따라 차량(10)을 중심으로 여러 방향에 배치될 수 있다.

따라서, 타겟(200)은 차량(10)의 전방이나 후방 또는 측후방 등의 다양한 위치에 배치될 수 있다.

본 실시예에서는 타겟(200)이 차량(10)의 전방에 배치되는 것을 예시로 설명한다.

타겟(200)에는 차량(10)측 면에 체커보드가 형성된다. 따라서, 차량 카메라(100)에 의해 타겟(200)이 촬영되는 경우에는 체커보드가 촬영된다.

타겟(200)은 전후좌우 방향을 포함한 다양한 방향으로 이동 가능하게 배치된다. 이에 따라, 타겟(200)은 차량 카메라(100)의 변위 측정을 위해 기 설정된 기준 위치로 이동할 수 있게 된다.

타겟 조정부(400)는 프로세서(600)의 제어명령에 따라 타겟(200)을 6축 방향으로 조정한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 타겟 조정부를 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 타겟 조정부(400)는 타겟(200)을 6축 방향(x,y,z,yaw,roll,pitch)으로 회전 또는 이동시킨다.

타겟 조정부(400)는 6축 로봇이 채용될 수 있으나, 특별히 한정되는 것은 아니다.

타겟 이동부(500)는 차량 카메라(100)를 중심으로 타겟(200)을 기준 위치로 이동시킨다.

즉, 타겟 이동부(500)는 타겟 조정부(400)에 설치되어 타겟 조정부(400)를 전후좌우 방향을 포함한 다양한 방향으로 이동시킨다. 이에 따라, 타겟 조정부(400)에 설치된 타겟(200)이 타겟 이동부(500)의 동작에 의해 기준 위치까지 이동할 수 있게 된다.

기준 위치는 차량 카메라(100)의 변위 측정을 위해 사전에 설정된 위치이며, 차량 카메라(100)의 현재 위치에 따라 다양한 거리와 방향으로 결정될 수 있다.

타겟 카메라(300)는 타겟(200)에 설치되어 차량(10)을 촬영한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 타겟의 예시도이다.

도 3 을 참조하면, 타겟 카메라(300)는 타겟(200)에 형성된 체커보드의 중심에 설치될 수 있다.

프로세서(600)는 타겟 카메라(300)를 제어하여 차량(10)을 촬영한다.

프로세서(600)는 타겟 카메라(300)에서 촬영된 영상과 기 저장된 기준 위치 영상에 따라 타겟 이동부(500)를 제어하여 타겟(200)을 기준 위치로 이동시킨다.

기준 위치 영상에 대해서는 후술한다.

타겟(200)이 기준 위치로 이동된 후, 프로세서(600)는 차량 카메라(100)로 타겟(200)을 촬영한다.

이어, 프로세서(600)는 차량 카메라(100)에서 촬영된 영상 내 타겟(200)과 기 저장된 타겟 기준 영상 내 타겟(200)이 일치하도록 타겟 조정부(400)를 통해 타겟(200)을 조정한다. 이 경우, 프로세서(600)는 차량 카메라(100)에서 촬영된 영상 내 타겟(200)과 타겟 기준 영상 내 타겟(200)을 일치시키기 위한 타겟 조정부(400)의 변위를 차량 카메라(100)의 변위로 판정한다.

타겟 기준 영상에 대해서는 후술한다.

이하, 프로세서(600)가 차량 카메라(100)의 변위를 측정하는 과정을 도 4 내지 도 8을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 타겟 카메라의 영상에서 검출된 마커의 예시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기준 위치 영상 내 기준 마커의 위치를 나타낸 도면이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 타겟 카메라의 현재 위치에서의 영상 내 마커와 기준 위치 영상 내 기준 마커를 비교하는 예를 도시한 도면이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 카메라에서 촬영된 영상에서의 체커보드 내 기준 포인트와 체크 포인트를 나타낸 도면이며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 카메라에서 촬영된 영상의 체커보드와 타겟 기준 영상의 체커보드를 비교하는 예를 도시한 도면이다.

먼저, 프로세서(600)는 타겟 카메라(300)로 차량(10)을 촬영한다.

타겟 카메라(300)가 차량(10)의 전방에서 차량(10)을 촬영하는 경우, 차량(10)의 전면 유리가 촬영될 수 있다.

프로세서(600)는 타겟 카메라(300)가 촬영된 영상에서 해당 영상에서 마커(310)를 검출한다.

마커(310)는 차량(10)으로부터 타겟(200)이 위치하는 거리와 방향을 인식하기 위해 해당 영상에서 검출되는 표식이다.

마커(310)는 차량(10)의 전면 유리를 기준으로 4각 박스 등의 형태로 검출될 수 있으나 특별히 한정되는 것은 아니며, 차량(10)의 외형을 토대로 다양한 형태로 검출될 수 있다.

이어, 프로세서(600)는 타겟 카메라(300)가 촬영된 영상에서 검출된 마커(310)의 크기와 모양 및 위치를 기준 위치 영상의 기준 마커(320)의 크기와 모양 및 위치와 각각 비교하여 이들이 일치하도록 타겟 이동부(500)를 제어하여 타겟(200)을 기준 위치로 이동시킨다.

기준 위치 영상은 기준 위치에서의 타겟 카메라(300)에 의해 사전에 촬영된 영상이며, 기준 마커(320)는 해당 기준 위치 영상에서 검출된 마커이다

도 4에는 기준 마커(320)가 차량(10)의 전면 유리를 토대로 검출된 예가 도시되었다.

도 5를 참조하면, 기준 마커(320)는 상하좌우가 대칭이다.

즉, 기준 마커(320)의 중심으로부터 좌측 라인까지의 픽셀거리와 중심으로부터 우측 라인까지의 픽셀거리는 동일(L_b')하고, 기준 마커(320)의 중심으로부터 상측 라인까지의 픽셀거리와 중심으로부터 우측 라인까지의 픽셀거리는 동일(L_a')하다.

또한, 기준 마커(320)의 좌측 라인으로부터 영상의 좌측 최외곽 라인까지의 픽셀 거리와 기준 마커(320)의 우측 라인으로부터 영상의 우측 최외곽 라인까지의 픽셀 거리는 동일(L_b)하고, 기준 마커(320)의 상측 라인으로부터 영상의 상측 최외곽 라인까지의 픽셀 거리와 기준 마커(320)의 하측 라인으로부터 영상의 하측 최외곽 라인까지의 픽셀 거리는 동일(L_a)하다.

즉, 프로세서(600)는 도 6 에 도시된 바와 같이 타겟 카메라(300)가 촬영된 영상에서 마커(310)를 검출하고, 이 마커(310)와 기준 마커(320)의 크기와 모양 및 위치를 각각 비교하여 마커(310)와 기준 마커(320)가 일치하도록 타겟 이동부(500)를 제어한다. 이에 따라, 타겟(200)은 차량 카메라 변위 측정에 설정된 기준 위치로 이동하게 된다.

타겟(200)이 기준 위치로 이동함에 따라, 프로세서(600)는 차량 카메라(100)를 제어하여 타겟(200)을 촬영하고, 도 7 에 도시된 바와 같은 타겟 기준 영상 내 체커보드(120)의 기준 포인트(124)와 체크 포인트(122)를 검출한다.

프로세서(600)는 차량 카메라(100)에서 촬영된 영상 내 체커보드(110)의 기준 포인트(114) 및 체크 포인트(112)가 타겟 기준 영상 내 체커보드(120)의 기준 포인트(124)와 체크 포인트(122)가 일치하도록 타겟 조정부(400)를 제어하여 타겟 카메라(300)의 변위를 측정한다.

타겟 기준 영상은 타겟(200)이 기준 위치에서 촬영된 기 저장된 영상이다.

타겟 기준 영상내 체커보드(120)의 기준 포인트(124)와 체크 포인트(122)는 해당 체커보드(120)를 토대로 검출되는 포인트이며, 사전에 저장된다.

한편, 차량 카메라(100)에서 촬영된 영상 내 체커보드(110)의 기준 포인트(114)와 체크 포인트(112)는 상기한 기준 위치에서 촬영된 체커보드(110)를 토대로 검출된다.

즉, 프로세서(600)는 차량 카메라(100)에서 촬영된 체커보드(110)에서 기준 포인트(114)와 체크 포인트(112)를 검출한다.

이어, 프로세서(600)는 도 8에 도시된 바와 같이 차량 카메라(100)에서 촬영된 체커보드(110)의 기준 포인트(114)와 체크 포인트(112)를 타겟 기준 영상 내 체커보드(120)의 기준 포인트(124)와 체크 포인트(122) 각각을 그 위치 또는 배치구조에 따라 일대일 매칭시킨다.

이후, 프로세서(600)는 타겟 기준 영상 내 체커보드(120)의 기준 포인트(124)와 체크 포인트(122)에 대한 차량 카메라(100)에서 촬영된 체커보드(110)의 기준 포인트(114)와 체크 포인트(112) 각각의 변위를 검출한다.

상기한 바와 같이 차량 카메라(100)에서 촬영된 체커보드(110)의 기준 포인트(114)와 체크 포인트(112) 각각의 변위의 변위에 따라, 프로세서(600)는 타겟 조정부(400)를 6축 방향으로의 변위를 조정하여 차량 카메라(100)에서 촬영된 체커보드(110)의 기준 포인트(114)와 체크 포인트(112)를 타겟 기준 영상 내 체커보드(120)의 기준 포인트(124)와 체크 포인트(122)와 일치시킨다.

이때, 프로세서(600)는 타겟 조정부(400)의 변위를 차량 카메라(100)의 변위로 판정한다.

한편, 프로세서(600)는 기준 포인트와 체크 포인트가 일치하도록 하는 타겟 조정부(400)의 변위를 차량 카메라(100)의 변위로 판정할 수 있으나, 이외에도 타겟 기준 영상 내 체커보드(120)의 기준 포인트(124)와 체크 포인트(112)에 대한 차량 카메라(100)에서 촬영된 체커보드(110)의 기준 포인트(114)와 체크 포인트(112)에 대한 영상 분석을 통해 차량 카메라(100)의 변위를 검출할 수도 있다.

또한, 프로세서(600)는 차량 카메라(100)의 해상력을 사전에 저장하고, 이후 기준위치에서 차량 카메라(100)가 타겟(200)을 촬영할 경우 해당 해상력과 기 저장된 해상력을 비교하여 차량 카메라(100)의 렌즈의 초점거리의 변위를 검출한다.

이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 카메라 변위 측정 장치는 차량 주변의 기준 위치에 위치시켜 차량 카메라에서 타겟을 촬영하고, 촬영된 영상의 타겟과 기 저장된 타겟 기준 영상의 타겟을 비교하여 차량 카메라의 변위를 측정한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 카메라 변위 측정 장치는 차량 카메라의 렌즈 변위를 측정할 수 있고, 차량 카메라의 변위 발생으로 인한 차량 카메라의 인지 기능 저하를 미연에 방지한다.

본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야할 것이다.

10: 차량 100: 차량 카메라
200: 타겟 300: 타겟 카메라
400: 타겟 조정부 500: 타겟 이동부
600: 프로세서

Claims (8)

1. 차량과 이격되게 배치되는 타겟;
   상기 타겟에 설치되어 상기 차량을 촬영하는 타겟 카메라;
   상기 타겟을 이동시키는 타겟 이동부;
   상기 타겟을 회전시키거나 또는 전후방으로 이동시키는 타겟 조정부; 및
   상기 타겟 카메라에서 촬영된 영상과 기 저장된 기준 위치 영상에 따라 상기 타겟 이동부를 제어하여 상기 타겟을 기 설정된 기준 위치로 이동시키고, 차량 카메라로 상기 타겟을 촬영하고, 상기 차량 카메라에서 촬영된 영상 내 타겟과 기 저장된 타겟 기준 영상 내 타겟에 따라 상기 타겟 조정부를 제어하여 상기 타겟 카메라의 변위를 측정하는 프로세서를 포함하는 차량 카메라 변위 측정 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 프로세서는
   상기 타겟 카메라에서 촬영된 영상에서 마커를 검출하고, 상기 마커와 상기 기준 위치 영상의 기준 마커의 크기와 모양 및 위치 중 적어도 하나가 일치하도록 상기 타겟 이동부를 제어하여 상기 타겟을 상기 기준 위치로 이동시키는 것을 특징으로 하는 차량 카메라 변위 측정 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 프로세서는
   상기 마커를 상기 차량의 전면 유리 또는 상기 차량의 외형을 토대로 검출하는 것을 특징으로 하는 차량 카메라 변위 측정 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 타겟은
   상기 차량을 향하는 차량측의 면에 체커보드가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량 카메라 변위 측정 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 타겟 카메라는
   상기 타겟의 체커보드의 중심에 설치되는 것을 특징으로 하는 차량 카메라 변위 측정 장치.
6. 제4항에 있어서, 상기 프로세서는
   상기 차량 카메라에서 촬영된 영상 내 체커보드와 상기 타겟 기준 영상 내 체커보드에서 기준 포인트와 체크 포인트가 일치하도록 상기 타겟 조정부를 제어하여 상기 타겟 카메라의 변위를 측정하는 것을 특징으로 하는 차량 카메라 변위 측정 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 프로세서는
   상기 기준 포인트와 상기 체크 포인트가 일치하도록 하는 상기 타겟 조정부의 변위를 상기 차량 카메라의 변위로 판정하는 것을 특징으로 하는 차량 카메라 변위 측정 장치.
8. 제6항에 있어서, 상기 프로세서는
   상기 기준 포인트와 상기 체크 포인트가 일치하도록 상기 타겟 조정부를 통해 상기 타겟의 6축 방향으로의 변위를 조정하는 것을 특징으로 하는 차량 카메라 변위 측정 장치.