KR200491660Y1 - Tof 카메라용 오차 보정 장치 - Google Patents

Tof 카메라용 오차 보정 장치 Download PDF

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Abstract

본 고안은 TOF 카메라용 오차 보정 장치에 관한 것으로서, 본 고안에 따른 TOF 카메라용 오차 보정 장치는 TOF 카메라가 로딩/언로딩되는 제1영역과 상기 TOF 카메라의 오차 보정이 진행되는 제2영역에서 각각 TOF 카메라를 지지하는 안착부와, 상기 안착부를 제1영역과 제2영역으로 번갈아 이동하는 인덱스 테이블을 포함하는 이송부; 및 상기 제2영역의 TOF 카메라 전방에 배치되는 차트;를 포함하며, 상기 안착부는 제1영역과 제2영역 내에 각각 복수의 TOF 카메라가 안착될 수 있도록 복수 마련되고, 상기 차트는 복수 마련되어 제2영역 내에 위치한 복수의 TOF 카메라의 전방에 각각 배치되는 것을 특징으로 한다.

Description

TOF 카메라용 오차 보정 장치{CALIBRATION DEVICE FOR TOF CAMERA}
본 고안은 TOF 카메라용 오차 보정 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 로딩/언로딩 공정과 렌즈 왜곡에 의한 오차 보정 공정을 동시에 수행함으로써 제품의 생산 효율을 향상시킬 수 있는 TOF 카메라용 오차 보정 장치에 관한 것이다.
TOF(Time of Flight) 카메라는 소정 주파수로 변조(modulation)된 빛이 피사체에서 반사되어 되돌아 오는 과정에서 발생되는 위상(phase)의 지연 등을 이용하여 피사체를 탐지하는 것으로서, 지형측량 분야 또는 피사체의 자세제어 분야 등에 널리 이용되고 있다.
TOF 카메라의 동작원리를 살펴보면, TOF 카메라는 소정의 중심파장을 갖는 빛을 출사하는 광원을 포함하고 있으며, 그러한 광원에서 출사되는 빛을 소정 주파수로 변조시켜 탐지하는 피사체에 조사를 하게 된다. 이후 피사체에 조사된 빛은 반사되어 TOF 카메라로 되돌아 오게 되며, TOF 카메라는 내장된 센서를 이용하여 되돌아오는 빛을 검출하게 된다. 이 경우 TOF 카메라에서 출사되는 빛과 피사체에 반사되어 되돌아오는 빛의 위상을 대비하게 되면 피사체까지의 거리를 알 수 있게 된다.
이러한 TOF 카메라는 3차원 공간좌표와 2차원 이미지 좌표간의 파리미터 값을 구하는 보정(calibration) 과정을 거치게 되는데, 이때 통상 체스보드와 같은 격자무늬의 차트가 활용된다.
하지만, 종래기술에 따른 보정장치는 제1위치에서 카메라 모듈을 로딩하고, 카메라 모듈을 제2위치로 이동하여 렌즈 왜곡에 의한 오차를 보정한 다음, 카메라 모듈을 제1위치로 다시 이동하여 언로딩하는 방식을 통해, 한번에 하나의 카메라 모듈을 처리하도록 구성되므로 생산 효율이 매우 낮은 문제가 있다.
특허문헌 1. 대한민국 공개특허 제10-2011-0011244호(2011.02.08)
따라서, 본 고안의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 로딩/언로딩 공정과 렌즈 왜곡에 의한 오차 보정 공정을 동시에 수행함으로써 제품의 생산 효율을 향상시킬 수 있는 TOF 카메라용 오차 보정 장치를 제공함에 있다.
또한, 한 번에 여러 개의 TOF 카메라 모듈을 처리함으로써 제품의 생산 효율을 향상시킬 수 있는 TOF 카메라용 오차 보정 장치를 제공함에 있다.
상기 목적은, 본 고안에 따라, TOF 카메라가 로딩/언로딩되는 제1영역과 상기 TOF 카메라의 오차 보정이 진행되는 제2영역에서 각각 TOF 카메라를 지지하는 안착부와, 상기 안착부를 제1영역과 제2영역으로 번갈아 이동하는 인덱스 테이블을 포함하는 이송부; 및 상기 제2영역의 TOF 카메라 전방에 배치되는 차트;를 포함하며, 상기 안착부는 제1영역과 제2영역 내에 각각 복수의 TOF 카메라가 안착될 수 있도록 복수 마련되고, 상기 차트는 복수 마련되어 제2영역 내에 위치한 복수의 TOF 카메라의 전방에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 TOF 카메라용 오차 보정 장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 안착부는 TOF 카메라가 안착되는 소켓과, 상기 인덱스 테이블 상에서 상기 소켓을 좌우로 회동 가능하게 지지하는 브라켓과, 상기 소켓을 회동시키는 회동구동부를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 차트는 제2영역의 상측과 좌, 우측에 각각 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제2영역에 위치한 복수의 소켓 중 상기 제2영역의 좌, 우측에 배치된 차트에 대응하는 소켓은 상기 회동구동부에 의해 회동하여 TOF 카메라의 광축이 차트를 향하도록 경사 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 소켓 중 상기 제1영역에 배치된 소켓은 TOF 카메라의 광축이 상측을 향하도록 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 차트는 TOF 카메라의 광축에 대하여 경사 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제2영역의 좌, 우측에 배치되는 차트는 수직방향으로 배치되는 것이 바람직하다.
본 고안에 따르면, 로딩/언로딩 공정과 렌즈 왜곡에 의한 오차 보정 공정을 동시에 수행함으로써 제품의 생산 효율을 향상시킬 수 있는 TOF 카메라용 오차 보정 장치가 제공된다.
또한, 한 번에 여러 개의 TOF 카메라 모듈을 처리함으로써 제품의 생산 효율을 향상시킬 수 있는 TOF 카메라용 오차 보정 장치가 제공된다.
도 1은 본 고안 TOF 카메라용 오차 보정 장치의 사시도,
도 2는 본 고안 TOF 카메라용 오차 보정 장치의 주요 구성을 발췌한 발췌사시도,
도 3는 본 고안 TOF 카메라용 오차 보정 장치에 따른 안착부의 발췌사시도,
도 4는 도 3에 도시된 안착부의 회동상태를 나타낸 사시도,
도 5는 본 고안 TOF 카메라용 오차 보정 장치의 평면 구성도,
도 6은 본 고안 TOF 카메라용 오차 보정 장치의 정면 구성도,
도 7은 본 고안 TOF 카메라용 오차 보정 장치의 측면 구성도이다.
설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안의 제1실시예에 따른 TOF 카메라용 오차 보정 장치에 대하여 상세하게 설명한다.
첨부도면 중, 도 1은 본 고안 TOF 카메라용 오차 보정 장치의 사시도, 도 2는 본 고안 TOF 카메라용 오차 보정 장치의 주요 구성을 발췌한 발췌사시도, 도 3는 본 고안 TOF 카메라용 오차 보정 장치에 따른 안착부의 발췌사시도, 도 4는 도 3에 도시된 안착부의 회동상태를 나타낸 사시도이다.
상기 도면에 도시된 바와 같은 본 고안 TOF 카메라용 오차 보정 장치는 제1영역(a1)과 제2영역(a2)에 TOF 카메라(C)를 각각 위치시킬 수 있는 이송부(110) 및 상기 제2영역(a2)에 배치되는 TOF 카메라(C)의 전방에 배치되는 차트(120)를 포함한다.
상기 이송부(110)는 TOF 카메라(C)가 로딩/언로딩되는 제1영역(a1)과 상기 TOF 카메라(C)의 렌즈 왜곡에 의한 오차 보정 공정이 진행되는 제2영역(a2)에 각각 배치되는 안착부(112)와, 상기 제1영역(a1)과 제2영역(a2)의 안착부(112)를 각각 지지한 상태에서 상기 안착부(112)를 제1영역(a1)과 제2영역(a2)으로 번갈아 이동시킬 수 있도록 회전 구동하는 인덱스 테이블(Index table)(111)을 포함한다.
상기 안착부(112)는 제1영역(a1)과 제2영역(a2) 내에서 각각 복수의 TOF 카메라(C)가 안착될 수 있도록 복수 마련된다.
상기 인덱스 테이블(111)은 복수의 안착부(112)를 제1영역(a1)과 제2영역(a2)으로 번갈아 위치시킬 수 있도록 일방향으로 180도씩 회전하거나, 케이블의 꼬임을 방지하기 위해 180도 정,역회전할 수 있다.
상기 차트(120)는 정면에서 보았을 때 검정색 사각 무늬와 흰색 사각 무늬가 격자 형태로 반복되는 체스보드(chessboard) 형태로 이루어질 수 있으며, 거리에 따른 왜곡 정도를 파악하기 위해 TOF 카메라(C)의 광축에 대하여 경사배치된다.
한편, 도시하지 않은 제어부에서는 상기 차트(120)를 촬영한 영상이미지를 분석하여 렌즈에 의한 왜곡을 보정(calibration)할 수 있다. 예를 들어, TOF 카메라(C)에서 촬영된 영상의 왜곡을 보정하기 위하여 체스보드 형태로 구현한 차트(120)를 촬영하여 영상이미지를 획득할 수 있다. 이때, 상기 차트(120)는 경사배치되어 있으므로 영상이미지 상에서 차트(120)는 대략 사다리꼴 형태로 표시될 수 있다. Gray, 이진화, 경계 검출(edge 검출) 등의 영상처리 기법을 이용하여 상기 영상이미지로부터 체스보드 형태의 경계선을 검출할 수 있으며, 영상처리 기법을 통해 검출된 경계선에서 교차점의 픽셀 좌표 값을 획득하고, 이러한 픽셀 좌표 값을 통해 히스토그램을 얻을 수 있다. 이에 따라, 픽셀 좌표 값을 이용하여 경계선 중 모든 가로선에 대하여 직선으로 보정(calibration)을 수행하고, 경계선 중 모든 세로선에 대하여 직선으로 보정을 수행할 수 있다.
본 실시예에서는, 제1영역(a1)과 제2영역(a2)에 각각 3개의 안착부(112)가 배치되고, 복수의 안착부(112)가 인덱스 테이블(111)에 의해 제1영역(a1)과 제2영역(a2)을 반복적으로 이동함에 따라 한 번의 공정으로 3개의 TOF 카메라(C)를 처리할 수 있다.
이때, 상기 제2영역(a2) 내에 3개의 안착부(112)가 배치되고, 이러한 안착부(112)에 안착된 TOF 카메라(C)의 전방에 각각 차트(120)가 배치되는 경우에는, 인접 차트(120)와의 간섭을 방지하기 위해 적어도 3개의 차트(120)의 폭에 대응하는 크기의 공간이 요구되므로, 장치의 크기가 불필요하게 커지게 된다.
따라서, 본 실시예에서는 공간 효율을 향상시키기 위해, 제2영역(a2)의 상측과 좌,우측에 각각 차트(120)를 배치하되, 제2영역(a2) 내에 위치한 복수의 안착부(112) 중 좌,우측에 배치된 소켓(113)이 각각 좌측과 우측에 배치된 차트(120)를 향해 경사배치되도록 함으로써, 장치의 부피를 최소화할 수 있다.
아울러, 제1영역(a1)에 위치한 복수의 안착부(112)들은 TOF 카메라(C)의 로딩/언로딩을 위해 상측을 향하도록 배치한다.
이를 위해, 상기 안착부(112)는 TOF 카메라(C)가 안착되는 소켓(113)이 안착부(112)의 위치에 따라 좌우로 회동할 수 있도록 구성된다. 즉, 상기 안착부(112)는 TOF 카메라(C)가 안착되는 소켓(113)과, 상기 인덱스 테이블(111) 상에서 상기 인덱스 테이블(111) 상에서 상기 소켓(113)을 좌우로 회동 가능하게 지지하는 브라켓(114)과, 상기 소켓(113)을 회동시키는 회동구동부(115)를 포함하여 구성된다.
상기 소켓(113)은 TOF 카메라(C)에 전원을 인가하고, TOF 카메라(C)에서 생성된 데이터를 외부로 출력하기 위해 TOF 카메라(C)에 전기적으로 접속할 수 있는 형태로 이루어진다.
또한, 상기 회동구동부(115)는 서보 모터나 스테핑 모터와 같이 회동 각도의 제어가 가능한 형태로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 브라켓(114)에는 소켓(113)의 회동각도를 제한하기 위한 스토퍼가 마련되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 차트(120)는 TOF 카메라(C)의 원근 왜곡을 보정할 수 있도록, TOF 카메라(C)의 광축에 대하여 경사배치된다.
지금부터는 상술한 TOF 카메라용 오차 보정 장치의 제1실시예의 작동에 대하여 설명한다.
첨부도면 중, 도 5는 본 고안 TOF 카메라용 오차 보정 장치의 평면 구성도, 도 6은 본 고안 TOF 카메라용 오차 보정 장치의 정면 구성도, 도 7은 본 고안 TOF 카메라용 오차 보정 장치의 측면 구성도이다.
먼저, 도 5에 도시된 바와 같이, 이송부(110)의 인덱스 테이블(111) 상에는 TOF 카메라(C)의 로딩/언로딩이 이루어지는 제1영역(a1)과 TOF 카메라(C)의 렌즈 왜곡에 의한 오차 보정 공정이 이루어지는 제2영역(a2)에 각각 복수의 안착부(112)가 배치되고, 복수의 안착부(112)는 인덱스 테이블(111)이 180도씩 회전함에 따라 제1영역(a1)과 제2영역(a2) 사이에서 왕복하게 된다.
이와 같이, 제1영역(a1)과 제2영역(a2)에 각각 복수의 안착부(112)가 배치되고, 제2영역(a2)의 상측과 좌,우측에 각각 차트(120)가 마련됨에 따라, 제1영역(a1)에서는 복수의 TOF 카메라(C)를 동시에 로딩/언로딩하고, 제2영역(a2)에서는 복수의 TOF 카메라(C)의 렌즈 왜곡에 의한 오차 보정 공정을 동시에 수행할 수 있다.
특히, 차트(120)는 TOF 카메라(C)의 원근 왜곡을 보정할 수 있도록 TOF 카메라(C)의 광축에 대하여 소정각도로 경사배치된다.
이를 위해, 도 7에 도시된 바와 같이 제2영역(a2)의 상측에 배치된 차트(120)는 대략 30도 정도 기울어진 상태로 배치되고, 제2영역(a2) 내에 배치된 세 개의 안착부(112) 중 중앙의 안착부(112)는 상측 방향을 향하도록 배치된다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이 제2영역(a2)의 좌측과 우측에 배치된 차트(120)는 수직방향으로 배치되고, 제2영역(a2) 내에 배치된 세 개의 안착부(112) 중 좌측의 안착부(112)는 좌측 방향을 향해 대략 60도 정도 기울어진 상태로 배치되고, 우측의 안착부(112)는 우측을 방향을 향해 대략 60도 정도 기울어진 상태로 배치된다.
상기와 같이, 제2영역(a2)의 상측과 좌,우측에 각각 차트(120)를 배치하고, 제2영역(a2) 내의 좌측과 우측에 배치된 안착부(112)의 소켓(113)은 측면 차트(120)를 향해 회동하여 경사 배치됨에 따라, 다수의 TOF 카메라(C)의 렌즈 왜곡에 의한 오차 보정을 위한 공간을 최소화할 수 있게 된다.
한편, 제1영역(a1) 내에서는 세 개의 안착부(112)에 각각 TOF 카메라(C)를 로딩/언로딩 하기 위해, 세 개의 안착부(112)가 각각 상측 방향을 향하도록 배치된다.
즉, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 제1영역(a1)과 제2영역(a2) 내에 배치된 복수의 안착부(112) 중, 중앙의 안착부(112)를 제외한 좌측과 우측의 안착부(112)에 마련된 소켓(113)은 각각 브라켓(114)에 의해 인덱스 테이블(111) 상에서 회동 가능한 상태로 지지되고, 제2영역(a2) 내에서는 회동구동부(115)에 의해 60도 회동하여 경사배치되고, 제1영역(a1) 내에서는 회동구동부(115)에 의해 다시 반대 방향으로 회동하여 상측 방향을 향하도록 배치된다.
본 고안의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 실용신안등록청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 실용신안등록청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 고안의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
110:이송부, 111:인덱스 테이블, 112:안착부,
113:소켓, 114:브라켓, 115:회동구동부,
120:차트, C:TOF 카메라

Claims (7)

  1. TOF 카메라의 로딩/언로딩을 위한 제1영역과 상기 TOF 카메라의 렌즈 왜곡에 의한 오차 보정을 위한 제2영역에서 각각 TOF 카메라를 지지하는 안착부와, 상기 안착부를 제1영역과 제2영역으로 번갈아 이동하는 인덱스 테이블을 포함하는 이송부; 및
    상기 제2영역에 위치하는 TOF 카메라의 전방에 배치되는 차트;를 포함하며,
    상기 안착부는 제1영역과 제2영역 내에 각각 복수의 TOF 카메라가 안착될 수 있도록 복수 마련되고,
    상기 차트는 상기 제2영역 내에 위치하는 복수의 TOF 카메라에 대응하도록 복수 마련되고 서로 다른 방향으로 배치되며,
    상기 안착부는 회동가능하게 이루어지고,
    상기 제1영역 내에서는 TOF 카메라의 로딩/언로딩을 위해 각각 상측을 향하도록 회동하고,
    상기 제2영역 내에서는 TOF 카메라가 상기 TOF 카메라에 대응하는 차트를 향하도록 각각 회동하는 것을 특징으로 하는 TOF 카메라용 오차 보정 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 안착부는 TOF 카메라가 안착되는 소켓과, 상기 인덱스 테이블 상에서 상기 소켓을 좌우로 회동 가능하게 지지하는 브라켓과, 상기 소켓을 회동시키는 회동구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 TOF 카메라용 오차 보정 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 차트는 제2영역의 상측과 좌, 우측에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 TOF 카메라용 오차 보정 장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 제2영역에 위치한 복수의 소켓 중 상기 제2영역의 좌, 우측에 배치된 차트에 대응하는 소켓은 상기 회동구동부에 의해 TOF 카메라의 광축이 차트를 향하도록 회동하는 것을 특징으로 하는 TOF 카메라용 오차 보정 장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 제2영역 내에서 상측 차트에 대응하는 소켓은 소켓에 안착된 TOF 카메라의 광축이 상측을 향하도록 배치되고, 상기 제2영역의 상측에 배치되는 차트는 상기 TOF 카메라의 광축에 대하여 기울기를 갖도록 경사 배치되는 것을 특징으로 하는 TOF 카메라용 오차 보정 장치.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 제2영역의 좌, 우측에 배치되는 차트는 수직방향으로 배치되고, 상기 제2영역 내에서 좌, 우측 차트에 대응하는 소켓은 소켓에 안착된 TOF 카메라의 광축이 차트에 대하여 기울기를 갖도록 경사 배치되는 것을 특징으로 하는 TOF 카메라용 오차 보정 장치.
  7. 삭제
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