KR20130054065A - 카메라를 이용한 계측 시스템 및 이를 이용한 카메라 캘리브레이션 방법 - Google Patents

카메라를 이용한 계측 시스템 및 이를 이용한 카메라 캘리브레이션 방법 Download PDF

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Abstract

카메라를 이용한 계측 시스템 및 이를 이용한 카메라 캘리브레이션 방법이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 카메라를 이용한 계측 시스템은 제1 제어 신호에 따라 타겟을 회전시키는 타겟 기구부 및 상기 타겟을 촬영하는 카메라를 제2 제어 신호에 따라 회전시키는 카메라 기구부를 포함하며, 대면적에 대한 계측 시스템에 있어서 카메라 및 타겟을 고정된 위치에서 일정 각도로 회전시킴으로써 카메라 캘리브레이션 파라미터를 얻을 수 있어 시간적, 경제적으로 효율적인 카메라 캘리브레이션을 수행할 수 있다.

Description

카메라를 이용한 계측 시스템 및 이를 이용한 카메라 캘리브레이션 방법{ Measurement system using a camera and camera calibration method using thereof}
본 발명은 카메라를 이용한 계측 시스템 및 이를 이용한 카메라 캘리브레이션 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 카메라 및 타겟의 이동없이 카메라 및 타겟을 일정 각도로 회전시켜 카메라 캘리브레이션 파라미터를 얻기 위한 카메라를 이용한 계측 시스템 및 이를 이용한 카메라 캘리브레이션 방법에 관한 것이다.
카메라를 이용한 계측 시스템에 있어서 계측을 실행하기 전에 반드시 캘리브레이션을 수행해야 한다. 정밀한 영상 분석을 위해서는 정확한 크기 측정이 가능한 공간 매핑이 필수적이며, 3차원 공간의 일부를 2차원 공간으로 투사한 카메라 영상의 경우, 별도의 정보 없이 2차원 영상과 3차원 공간 모델을 매핑하기 어렵다. 그러나, 영상을 취득할 때 이용되는 카메라의 설치 높이, 지향각(Tilt Angle), 시야각(Field of View) 등의 파라미터를 알 수 있는 경우 2차원 영상으로부터 3차원 실제 공간을 수학적으로 모델링하여 매핑시킬 수 있다. 다만, 카메라의 설치 위치와 지향각을 실측해야 하므로 카메라의 설치 높이 및 지향각을 얻기 어려우며, 계측 상의 여러 변수들(지면의 불규칙함 등) 때문에 실측값에 대한 신뢰성이 높지 않다.
따라서, 카메라의 2차원 영상과 3차원 공간 모델을 매핑하기 위해 필요한 파라미터를 얻기 위한 카메라 캘리브레이션이 요구된다. 카메라 캘리브레이션 (Camera Calibration)이란 카메라 파라미터(Camera Parameter)를 얻기 위한 것으로 초점 거리(Focal Length), 카메라 중심(Principal Point), 왜곡량(Distortion Coefficients) 등을 계산한다. 카메라 캘리브레이션을 수행하기 위해서는 일정한 패턴의 타겟을 카메라의 FOV 상에 다양한 자세로 촬영한 이미지를 분석하여 얻는 것이 일반적이다. 다만, 대면적에 대한 계측 시스템에서는 카메라의 FOV에 대해 모두 타겟의 이미지를 얻기 위해서는 타겟의 크기를 늘리고 직접 타겟의 위치를 여러 번 옮겨야 한다. 이는 매우 시간적, 경제적으로 비효율적이므로 새로운 카메라 캘리브레이션 방법이 요구된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 대면적에 대한 계측에 필요한 캘리브레이션을 보다 시간적, 경제적으로 효율적으로 수행하기 위한 카메라를 이용한 계측 시스템 및 이를 이용한 카메라 캘리브레이션 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 타겟을 복수 회 촬영하여 카메라의 캘리브레이션을 수행하기 위한 계측 시스템으로서, 상기 타겟을 회전시키는 타겟 기구부; 상기 카메라를 회전시키는 카메라 기구부; 및 상기 타겟의 크기와 상기 카메라의 FOV(Field of View)로부터 상기 타겟과 카메라를 회전시키기 위한 제어 신호를 생성하는 호스트를 포함하는 카메라를 이용한 계측 시스템이 제공된다.
상기 호스트는 상기 타겟을 회전시키기 위한 제1 제어 신호를 생성하고, 상기 타겟 기구부는 상기 호스트로부터 상기 제1 제어 신호를 수신하여 상기 타겟을 회전시키는 타겟 회전 구동부를 포함할 수 있다.
상기 타겟 회전 구동부는 상기 타겟 회전 신호에 따라 상기 타겟을 X축, Y축 및 Z축을 중심으로 회전시킬 수 있다.
상기 호스트는 상기 카메라를 회전시키기 위한 제2 제어 신호를 생성하고, 상기 카메라 기구부는 상기 호스트로부터 상기 제2 제어 신호를 수신하여 상기 카메라를 회전시키는 카메라 회전 구동부를 포함할 수 있다.
상기 카메라 회전 구동부는 상기 카메라 회전 신호에 따라 상기 카메라를 X축 및 Y축을 중심으로 회전시킬 수 있다.
상기 호스트는 상기 타겟의 크기에 따라 상기 카메라의 FOV를 분할하고, 분할된 각 영역에 상기 타겟이 들어오도록 상기 제2 제어 신호를 생성할 수 있다.
상기 호스트는 상기 카메라로부터 촬영된 이미지를 수신하여, 상기 이미지로부터 코너포인트를 추출하고, 캘리브레이션 파라미터를 산출하는 그래버를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 타겟의 크기와 카메라의 FOV로부터 상기 타겟과 카메라를 회전시키기 위한 제어 신호를 생성하는 단계; 상기 제어 신호에 따라 상기 타겟을 회전시키는 단계; 상기 제어 신호에 따라 상기 카메라를 회전시키는 단계; 및 상기 카메라의 회전에 따라 상기 타겟을 복수 회 촬영하여 상기 타겟의 이미지를 취득하는 단계를 포함하는 카메라 캘리브레이션 방법이 제공된다.
상기 타겟을 회전시키는 단계는 상기 타겟을 X축, Y축 및 Z축을 중심으로 회전시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 카메라를 회전시키는 단계는 상기 카메라를 X축 및 Y축을 중심으로 회전시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 타겟의 이미지를 취득하는 단계 후, 상기 이미지로부터 코너포인트를 추출하고, 캘리브레이션 파라미터를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제어 신호를 생성하는 단계는, 상기 타겟의 크기에 따라 상기 카메라의 FOV를 분할하고, 분할된 각 영역에 상기 타겟이 들어오도록 제어 신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 카메라를 이용한 계측 시스템 및 이를 이용한 카메라 캘리브레이션 방법에 의하면 대면적에 대한 계측 시스템에 있어서 카메라 및 타겟을 고정된 위치에서 일정 각도로 회전시킴으로써 카메라 캘리브레이션 파라미터를 얻을 수 있어 시간적, 경제적으로 효율적인 카메라 캘리브레이션을 수행할 수 있다.
도 1은 통상적인 카메라 캘리브레이션 방법을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 카메라를 이용한 계측 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 카메라를 이용한 계측 시스템을 이용한 카메라 캘리브레이션 방법을 상세히 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 도 3에 도시된 제1 제어 신호에 따른 타겟의 회전 과정을 상세히 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 도 3에 도시된 제2 제어 신호에 따른 카메라의 회전 과정을 상세히 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 카메라를 이용한 계측 시스템의 타겟 및 카메라의 회전 방향을 상세히 나타내기 위한 블록도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 캘리브레이션 방법을 위한 타겟 이미지를 얻는 과정을 나타내는 블록도이다.
본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 통상적인 카메라 캘리브레이션 방법을 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 카메라 캘리브레이션을 수행하려면, 먼저 카메라(100)를 설치하고 카메라의 FOV(Field of View;105) 내에 격자 무늬의 타겟(110)을 위치시킨 후 타겟(110)의 이미지를 촬영한다. 이 때 캘리브레이션에 필요한 타겟(110)의 이미지를 얻기 위해 직접 타겟(110)을 카메라(100)의 FOV(105)의 전 영역에 걸쳐 이동시키며 촬영하여야 한다. 또한, 보다 정확한 캘리브레이션 파라미터를 얻기 위해서는 타겟(110)의 카메라(100)에 대한 방향을 다양하게 한 후 카메라(100)의 FOV(105)의 전 영역에 걸쳐 반복하여 촬영해야 한다. 카메라의 FOV(105)가 매우 클 경우, 즉 대면적에 대해 계측을 수행해야 하는 카메라의 경우 위와 같은 방법을 사용하는 것이 시간적, 비용적으로 매우 비효율적이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 카메라를 이용한 계측 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 카메라를 이용한 계측 시스템(200)은 호스트(230), 타겟 기구부(210) 및 카메라 기구부(220)를 포함할 수 있다.
호스트(230)는 사용자로부터 카메라(260)의 FOV 및 타겟(240)의 크기를 입력 받아 카메라(260) 및 타겟(240)의 필요한 회전량을 계산할 수 있다. 호스트(230)의 COM1 및 COM2는 계산된 회전량을 기초로 하여 타겟 기구부(210)를 동작하기 위한 제1 제어 신호 및 카메라 기구부(220)를 동작하기 위한 제2 제어 신호를 생성하여 타겟 기구부(210) 및 카메라 기구부(220)로 전송할 수 있다. 또한, 호스트(230)의 그래버는 후술할 카메라 기구부(220)의 동작에 의해 촬영된 타겟(240)의 이미지를 수신하여 타겟(240)의 이미지의 코너포인트를 추출하여 캘리브레이션 파라미터를 산출할 수 있다.
타겟 기구부(210)는 타겟(240)을 결합하여 회전시킬 수 있다. 타겟(240)은 후술할 타겟 기구부(210)의 동작에 따라 카메라(260)의 FOV 내에서 타겟(240)의 이미지를 제공할 수 있다.
타겟 기구부(210)는 타겟 회전 신호 발생부(254) 및 타겟 회전 구동부(252)를 포함할 수 있다. 타겟 회전 신호 발생부(254)는 호스트(230)의 COM1로부터 제1 제어 신호를 수신하여 타겟 회전 구동부(252)를 구동하기 위한 타겟 회전 신호를 생성하여 타겟 회전 구동부(252)로 전송할 수 있다. 타겟 회전 구동부(252)는 복수의 회전 모터를 포함할 수 있으며, 타겟 회전 신호 발생부(254)로부터 타겟 회전 신호를 수신하여 복수의 회전 모터를 구동할 수 있다.
카메라 기구부(220)는 카메라(260)를 결합하여 회전시킬 수 있다. 카메라(260)는 후술할 카메라 기구부(220)의 동작에 따라 카메라(260)의 FOV 내에서 타겟(240)의 이미지를 촬영할 수 있다.
카메라 기구부(220)는 카메라 회전 신호 발생부(274) 및 카메라 회전 구동부(272)를 포함할 수 있다. 카메라 회전 신호 발생부(274)는 호스트(230)의 COM2로부터 제2 제어 신호를 수신하여 카메라 회전 구동부(272)를 구동하기 위한 카메라 회전 신호를 생성하여 카메라 회전 구동부(272)로 전송할 수 있다. 카메라 회전 구동부(272)는 복수의 회전 모터를 포함할 수 있으며, 카메라 회전 신호 발생부(274)로부터 카메라 회전 신호를 수신하여 복수의 회전 모터를 구동할 수 있다.
상기와 같이 타겟 기구부(210) 및 카메라 기구부(220)의 동작에 의해 타겟(240)과 함께 카메라(260)를 동시에 또는 순차적으로 회전시킴으로써, 카메라(260)는 하나의 위치에서 타겟(240)을 이동시킬 필요없이 카메라 캘리브레이션에 필요한 타겟(240)의 이미지를 모두 취득할 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 카메라를 이용한 계측 시스템(200)을 이용한 카메라 캘리브레이션 방법을 상세히 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 호스트(230)는 카메라(260)의 FOV 및 타겟(240)의 크기에 기초하여 생성된 타겟(240)의 회전량에 대한 정보를 포함하는 제1 제어 신호 및 카메라(260)의 회전량에 대한 정보를 포함하는 제2 제어 신호를 각각 타겟 기구부(210) 및 카메라 기구부(220)로 전송할 수 있다(S300). 타겟 기구부(210)는 수신된 제1 제어 신호에 따라 타겟(240)을 일정 각도로 회전시킬 수 있다(S310). 카메라 기구부(220)는 수신된 제2 제어 신호에 따라 카메라(260)를 일정 각도로 회전시킬 수 있다(S320).
일정 각도로 회전된 상태에서 카메라(260)는 타겟(240)의 이미지를 촬영하여 호스트(230)로 전송할 수 있다(S330). 타겟(240)이 일정 각도로 고정된 상태에서 카메라 기구부(220)는 카메라(260)의 FOV의 전영역에 타겟(240)이 촬영될 수 있도록 제2 제어 신호에 따라 카메라(260)를 회전시킬 수 있다. 카메라(260)의 FOV의 전영역에 대해 타겟(240)의 이미지 취득이 완료되어 카메라(260)의 회전이 완료된 경우(S340) 타겟 기구부(210)는 제1 제어 신호에 따라 타겟(240)을 일정 각도로 다시 회전시킬 수 있다(S310). 타겟(240)의 일정 각도로의 회전이 완료된 경우(S350) 카메라(260)의 FOV의 전영역에 회전이 이루어진 타겟(240)이 촬영될 수 있도록 제2 제어신호에 따라 카메라(260)를 회전시켜 타겟 이미지를 취득할 수 있다(S320, S330).
상기와 같은 과정을 카메라 캘리브레이션을 수행하기에 충분한 타겟 이미지를 얻을 때까지 반복할 수 있다. 카메라(260) 및 타겟(240)의 회전이 완료된 경우 호스트(230)에 포함된 그래버는 타겟(240)의 이미지의 코너 포인트를 추출할 수 있다(S360). 호스트(230)는 추출된 코너포인트를 기초로 카메라(260)의 캘리브레이션 파라미터를 산출할 수 있다(S370).
도 4는 도 3에 도시된 제1 제어 신호에 따른 타겟의 회전 과정을 상세히 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 도 3의 제1 제어 신호에 따라 타겟(240)을 회전시키는 과정은 먼저 타겟 회전 신호 발생부(254)가 호스트(230)의 COM1으로부터 제1 제어 신호를 수신할 수 있다(S312). 제1 제어 신호는 카메라(260)의 FOV 및 타겟(240)의 크기를 기초로 타겟(240)의 필요한 회전량이 계산되고 이를 포함하는 타겟 기구부(210)를 제어하기 위한 신호이다.
타겟 회전 신호 발생부(254)는 수신된 제1 제어 신호를 기초로 타겟 회전 구동부(252)에 포함된 복수의 모터들을 회전시키기 위한 타겟 회전 신호를 생성하여 타겟 회전구동부로 전송할 수 있다(S314).
타겟 회전 구동부(252)는 수신된 타겟 회전 신호에 따라 복수의 모터를 구동할 수 있으며, 복수의 모터에는 타겟(240)이 결합되어 타겟(240)의 방향을 전환할 수 있다. 이 때 카메라 캘리브레이션에 필요한 타겟 이미지를 얻기 위해 타겟(240)을 카메라에 대하여 다양한 각도로 회전시킬 수 있도록 X축(pan), Y축(tilt) 및 Z축(rotation)으로 회전 이동 시킬 수 있다(S316).
도 5는 도 3에 도시된 제2 제어 신호에 따른 카메라의 회전 과정을 상세히 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 도 3의 제2 제어 신호에 따라 카메라(260)를 회전시키는 과정은 먼저 카메라 회전 신호 발생부(274)가 호스트(230)의 COM2으로부터 제2 제어 신호를 수신할 수 있다(S322). 제2 제어 신호는 카메라(260)의 FOV 및 타겟(240)의 크기를 기초로 카메라(260)의 필요한 회전량이 계산되고 이를 포함하는 카메라 기구부(220)를 제어하기 위한 신호이다.
카메라 회전 신호 발생부(274)는 수신된 제2 제어 신호를 기초로 카메라 회전 구동부(272)에 포함된 복수의 모터들을 회전시키기 위한 카메라 회전 신호를 생성하여 카메라 회전구동부로 전송할 수 있다(S324).
카메라 회전 구동부(272)는 수신된 카메라 회전 신호에 따라 복수의 모터를 구동할 수 있으며, 복수의 모터에는 카메라(260)가 결합되어 카메라(260)의 방향을 전환할 수 있다. 이 때 카메라 캘리브레이션에 필요한 타겟 이미지를 얻기 위해 고정된 타겟(240)을 카메라(260)가 다양한 각도에서 촬영할 수 있도록 X축(pan) 및 Y축(tilt)으로 회전 이동 시킬 수 있다(S326).
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 카메라를 이용한 계측 시스템의 타겟 및 카메라의 회전 방향을 상세히 나타내기 위한 블록도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 타겟 회전 구동부(252)는 타겟 회전 신호 발생부(254)로부터 타겟 회전 신호를 수신하고, 이에 따라 타겟 회전 구동부(252)에 포함된 복수의 모터를 구동할 수 있다. 이 때 카메라 캘리브레이션 파라미터를 얻기 위해서는 카메라(260)에 대해 타겟(240)의 다양한 자세가 요구되며 이를 위해서는 X축(pan), Y축(tilt) 및 Z축(rotation) 방향으로의 회전이 필요하다. 복수의 모터는 3개의 전기식, 공기식 또는 유압식 모터가 이용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 카메라 회전 구동부(272)는 카메라 회전 신호 발생부(274)로부터 카메라 회전 신호를 수신하고, 이에 따라 카메라 회전 구동부(272)에 포함된 복수의 모터를 구동할 수 있다. 이 때 카메라 캘리브레이션 파라미터를 얻기 위해서는 카메라(260)의 FOV 전체에 대해 카메라(260)에 대해 고정된 타겟(240)의 타겟 이미지가 필요하므로 카메라(260)를 회전시키는 것이 필요하며 이를 위해서는 X축(pan) 및 Y축(tilt) 방향으로의 회전이 요구된다. 복수의 모터는 2개의 전기식, 공기식 또는 유압식 모터가 이용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 캘리브레이션 방법을 위한 타겟 이미지를 얻는 과정을 나타내는 블록도이다.
도 3, 도 7 및 도 8을 참조하면, 호스트(230)는 카메라(260)의 FOV(600) 및 타겟(240)의 크기로부터 카메라(260)의 FOV(600)를 다수의 영역으로 분할할 수 있으며, 도 7의 경우 전체 FOV(600)에 대해 9개의 영역으로 분할된 것을 알 수 있다. 다수의 영역 중 제1 영역(1)에 해당하는 영역에 타겟(240)을 위치하게 하여 타겟 이미지를 취득하고자 한다면, 먼저 타겟 기구부(210)는 제1 제어 신호에 따라 타겟(240)을 카메라(260)에 대해 정면을 바라 보도록 회전 시킬 수 있다(S310). 카메라 기구부(220)는 제2 제어 신호에 따라 타겟(240)을 제1 영역(1)에 위치하도록 카메라를 축(pan) 및 Y축(tilt) 방향으로 일정 각도로 회전시킬 수 있다(S320).
일정 각도로 회전된 상태에서 카메라(260)는 타겟(240)의 이미지를 촬영하여 호스트(230)로 전송할 수 있다(S330). 타겟(240)이 카메라(260)에 대해 정면을 바라보도록 고정된 상태에서 카메라 기구부(220)는 카메라(260)의 FOV(600)의 전영역에 타겟(240)이 촬영될 수 있도록 화살표 방향으로 순차적으로 제2 제어 신호에 따라 카메라(260)를 회전시킬 수 있다. 카메라(260)가 화살표 방향을 따라 제1 영역(1) 내지 제9 영역(9)에 대해 타겟 이미지 취득을 완료한 경우(S340) 타겟 기구부(210)는 제1 제어 신호에 따라 타겟(240)을 일정 각도로 다시 회전시킬 수 있다.
도 8을 참조하면, 타겟(240)의 일정 각도로의 회전이 완료된 경우(S350) 카메라(260)의 FOV(600)의 화살표 방향을 따라 제1 영역(1) 내지 제9 영역(9)에 회전이 완료된 타겟(240)이 촬영될 수 있도록 제2 제어신호에 따라 카메라(260)를 축(pan) 및 Y축(tilt) 방향으로 회전시켜 타겟 이미지를 취득할 수 있다(S320, S330). 상기와 같은 과정을 카메라 캘리브레이션을 수행하기에 충분한 타겟 이미지를 얻을 때까지 반복할 수 있다.
발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
타겟 기구부(210)
카메라 기구부(220)
호스트(230)
타겟(240)
타겟 회전 구동부(252)
타겟 회전 신호 발생부(254)
카메라(260)
카메라 회전 구동부(272)
카메라 회전 신호 발생부(274)

Claims (12)

  1. 타겟을 복수 회 촬영하여 카메라의 캘리브레이션을 수행하기 위한 계측 시스템으로서,
    상기 타겟을 회전시키는 타겟 기구부;
    상기 카메라를 회전시키는 카메라 기구부; 및
    상기 타겟의 크기와 상기 카메라의 FOV(Field of View)로부터 상기 타겟과 카메라를 회전시키기 위한 제어 신호를 생성하는 호스트를 포함하는 카메라를 이용한 계측 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 호스트는 상기 타겟을 회전시키기 위한 제1 제어 신호를 생성하고,
    상기 타겟 기구부는
    상기 호스트로부터 상기 제1 제어 신호를 수신하여 상기 타겟을 회전시키는 타겟 회전 구동부를 포함하는 카메라를 이용한 계측 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 타겟 회전 구동부는 상기 타겟 회전 신호에 따라 상기 타겟을 X축, Y축 및 Z축을 중심으로 회전시키는 카메라를 이용한 계측 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 호스트는 상기 카메라를 회전시키기 위한 제2 제어 신호를 생성하고,
    상기 카메라 기구부는
    상기 호스트로부터 상기 제2 제어 신호를 수신하여 상기 카메라를 회전시키는 카메라 회전 구동부를 포함하는 카메라를 이용한 계측 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 카메라 회전 구동부는 상기 카메라 회전 신호에 따라 상기 카메라를 X축 및 Y축을 중심으로 회전시키는 카메라를 이용한 계측 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 호스트는 상기 타겟의 크기에 따라 상기 카메라의 FOV를 분할하고, 분할된 각 영역에 상기 타겟이 들어오도록 상기 제2 제어 신호를 생성하는 카메라를 이용한 계측 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 호스트는 상기 카메라로부터 촬영된 이미지를 수신하여, 상기 이미지로부터 코너포인트를 추출하고, 캘리브레이션 파라미터를 산출하는 그래버를 포함하는 카메라를 이용한 계측 시스템.
  8. 타겟의 크기와 카메라의 FOV로부터 상기 타겟과 카메라를 회전시키기 위한 제어 신호를 생성하는 단계;
    상기 제어 신호에 따라 상기 타겟을 회전시키는 단계;
    상기 제어 신호에 따라 상기 카메라를 회전시키는 단계; 및
    상기 카메라의 회전에 따라 상기 타겟을 복수 회 촬영하여 상기 타겟의 이미지를 취득하는 단계를 포함하는 카메라 캘리브레이션 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 타겟을 회전시키는 단계는
    상기 타겟을 X축, Y축 및 Z축을 중심으로 회전시키는 단계를 포함하는 카메라 캘리브레이션 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 카메라를 회전시키는 단계는
    상기 카메라를 X축 및 Y축을 중심으로 회전시키는 단계를 포함하는 카메라 캘리브레이션 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 타겟의 이미지를 취득하는 단계 후,
    상기 이미지로부터 코너포인트를 추출하고, 캘리브레이션 파라미터를 산출하는 단계를 더 포함하는 카메라 캘리브레이션 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 제어 신호를 생성하는 단계는,
    상기 타겟의 크기에 따라 상기 카메라의 FOV를 분할하고, 분할된 각 영역에 상기 타겟이 들어오도록 제어 신호를 생성하는 카메라 캘리브레이션 방법.
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