KR20240086573A - 캘리브레이션 지그 및 이를 포함하는 캘리브레이션 시스템 - Google Patents

캘리브레이션 지그 및 이를 포함하는 캘리브레이션 시스템 Download PDF

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KR20240086573A
KR20240086573A KR1020230175835A KR20230175835A KR20240086573A KR 20240086573 A KR20240086573 A KR 20240086573A KR 1020230175835 A KR1020230175835 A KR 1020230175835A KR 20230175835 A KR20230175835 A KR 20230175835A KR 20240086573 A KR20240086573 A KR 20240086573A
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정은석
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주식회사 엘엑스세미콘
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Abstract

본 실시예는 캘리브레이션 지그 및 이를 포함하는 캘리브레이션 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 TOF 카메라의 카메라 캘리브레이션과 심도 캘리브레이션을 모두 진행할 수 있는 캘리브레이션 지그 및 이를 포함하는 캘리브레이션 시스템에 관한 것이다.

Description

캘리브레이션 지그 및 이를 포함하는 캘리브레이션 시스템{CALIBRATION JIG AND CALIBRATION SYSTEM INCLUDING THE SAME}
본 실시예는 캘리브레이션 지그 및 이를 포함하는 캘리브레이션 시스템에 관한 것이다.
TOF(Time Of Flight) 카메라는 3D(Dimension) 카메라의 한 종류이다.
TOF 카메라는 적외선, 레이저 등과 같은 광신호를 방출하고, 방출한 광신호가 촬영 대상에 반사되어 오는 시간을 측정하거나 방출한 광신호와 반사된 광신호의 위상차를 측정하여 촬영 대상의 심도(深度, Depth)를 감지한다.
이러한, TOF 카메라는 증강 현실(Augmented Reality) 카메라, 동작 인식 카메라 등으로 사용될 수 있다.
일반적인 카메라는 2D 이미지를 촬영하기 때문에 2D 이미지의 왜곡을 제거하기 위한 카메라 캘리브레이션만을 진행하면 된다.
하지만, TOF 카메라는 카메라 캘리브레이션 이외에도 심도 계산의 오차를 제거하기 위한 심도 캘리브레이션을 더 진행해야 한다.
일반적으로 카메라 캘리브레이션을 위한 지그(Jig)와 심도 캘리브레이션을 위한 지그가 각각 별개로 존재한다. 따라서, 카메라 캘리브레이션과 심도 캘리브레이션을 각각 진행할 때에 지그를 교체해야 하는 번거로움이 있다.
본 실시예는 하나의 지그를 사용해서 TOF 카메라의 카메라 캘리브레이션과 심도 캘리브레이션을 진행할 수 있는 기술을 제공한다.
본 실시예에서 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 실시예는, 제1캘리브레이션 기간에는 캘리브레이션 패턴을 표출하고, 제2캘리브레이션 기간에는 TOF(Time Of Flight) 카메라에서 방출한 광신호를 상기 TOF 카메라 측으로 반사하는 광신호 반사면을 표출하는 캘리브레이션 지그; 및 상기 제1캘리브레이션 기간에는 상기 TOF 카메라에서 상기 캘리브레이션 패턴을 촬영한 제1촬영 이미지를 이용해서 제1캘리브레이션을 실시하고, 상기 제2캘리브레이션 기간에는 상기 TOF 카메라와 상기 광신호 반사면 간의 이격 거리를 상기 TOF 카메라가 측정한 이격 거리 측정값과, 기저장한 실제 이격 거리값을 이용해서 제2캘리브레이션을 실시하는 캘리브레이션 장치를 포함하는 캘리브레이션 시스템을 제공한다.
다른 측면에서, 본 실시예는, 투명 판재; 상기 투명 판재의 상면에 형성되고, TOF(Time Of Flight) 카메라에서 방출한 광신호를 상기 TOF 카메라 측으로 반사하는 광신호 반사층; 상기 투명 판재의 하면에 부착되고, 캘리브레이션 패턴을 구성하는 패턴 도형에 상응하는 형상의 개구들이 서로 이격되어 형성되고, 상기 개구들이 형성된 부분 이외의 부분은 광차단층으로 형성되는 캘리브레이션 패턴층; 및 상기 캘리브레이션 패턴층의 하측에 배치되고, 상기 TOF 카메라의 제1캘리브레이션 기간에 턴-온(Turn-On)되어서 상기 투명 판재 방향으로 가시광을 조사하고, 상기 TOF 카메라의 제2캘리브레이션 기간에는 턴-오프(Turn-Off)되는 평판 광원을 포함하는 캘리브레이션 지그를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, TOF 카메라의 카메라 캘리브레이션 기간에는 캘리브레이션 지그에서 캘리브레이션 패턴을 표출하고, 심도 캘리브레이션 기간에는 캘리브레이션 지그에서 광신호 반사면을 표출하기 때문에 하나의 지그로 카메라 캘리브레이션과 심도 캘리브레이션을 진행할 수 있다.
실시예의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 실시예의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 제1실시예에 따른 캘리브레이션 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 제1실시예에 따른 캘리브레이션 지그의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 제1실시예에 따른 광신호 반사면을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 4 및 도 5는 제1실시예에 따른 캘리브레이션 패턴층을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 제1실시예에 따른 평판 광원의 구성을 나타낸 도면이다.
도 7 및 도 8은 제1실시예에 따른 반사층에 표출된 캘리브레이션 패턴을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 9는 제1실시예에 따른 캘리브레이션 지그에서 광신호를 반사하는 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 제2실시예에 따른 캘리브레이션 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 11 및 도 12는 제2실시예에 따른 캘리브레이션 지그에서 디스플레이한 캘리브레이션 패턴 이미지를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 13은 제2실시예에 따른 캘리브레이션 지그에서 디스플레이한 광신호 반사면 이미지를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 14는 제2실시예에 따른 캘리브레이션 지그에서 광신호를 반사하는 구성을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 제1실시예에 따른 캘리브레이션 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, TOF(Time Of Flight) 카메라(10)의 캘리브레이션 시스템(100)은 캘리브레이션 지그(110) 및 캘리브레이션 장치(120)를 포함한다. 여기서, TOF 카메라(10)는 일반적인 카메라 이외에도 스마트폰, 태블릿 PC(Personal Computer) 등과 같은 멀티미디어 장치의 부품으로 사용되는 카메라 모듈을 의미할 수도 있다.
TOF 카메라(10)는 방출한 광신호가 촬영 대상에 반사되어 오는 시간을 직접 계산하여 촬영 대상의 심도(Depth)를 감지하는 다이렉트(Direct) 방식의 카메라 모듈일 수 있다.
또한, TOF 카메라(10)는 방출한 광신호와 반사된 광신호의 위상차를 통해 시간을 간접적으로 계산하여 촬영 대상의 심도를 감지하는 인다이렉트(Indirect) 방식의 카메라 모듈일 수도 있다.
인다이렉트 방식의 카메라 모듈은 20 ~ 100MHz의 변조 주파수를 가질 수 있고, 연속적인 파장의 광신호를 방출할 수 있다. 이를 통해서 10미터(Meter) 이내의 근거리를 감지할 수 있다.
다이렉트 방식의 카메라 모듈은 200 ~ 300MHz의 변조 주파수를 가지며, 끊어진 단파장의 광신호를 방출해서 인다이렉트 방식보다 감지 거리가 더 길다.
한편, 제1실시예에서 캘리브레이션 지그(110)는 소정의 두께를 가지는 평판 형태로 형성될 수 있다.
TOF 카메라(10)의 제1캘리브레이션 기간에, 캘리브레이션 지그(110)는 캘리브레이션 패턴을 표출한다. 여기서, 제1캘리브레이션 기간은 카메라 캘리브레이션 기간일 수 있다.
그리고 TOF 카메라(10)의 제2캘리브레이션 기간에, 캘리브레이션 지그(110)는 TOF 카메라(10)에서 방출한 광신호를 TOF 카메라 측으로 반사하는 광신호 반사면을 표출한다. 여기서, 광신호는 적외선 신호 또는 레이저 신호일 수 있다. 그리고 제2캘리브레이션 기간은 심도(Depth) 캘리브레이션 기간일 수 있다.
제1실시예에서 캘리브레이션 지그(110)는 도 2와 같이 투명 판재(112), 광신호 반사층(114), 캘리브레이션 패턴층(116) 및 평판 광원(118)을 포함할 수 있다.
투명 판재(112)는 광신호 반사층(114)과 캘리브레이션 패턴층(116)을 지지하는 지지부재일 수 있다. 여기서, 투명 판재(112)의 재질은 유리일 수 있다. 그리고 투명 판재(112)의 재질은 투명 아크릴(Acrylic), 투명 폴리염화비닐(Polyviniyl Chloride), 투명 폴리프로필렌(Polyproylene)과 같은 투명 플라스틱일 수도 있다.
투명 판재(112)의 형상은 사각형일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
제1실시예에서 광신호 반사층(114)과 캘리브레이션 패턴층(116)을 지지하는 지지부재로 투명 판재(112)를 사용하는 이유는 평판 광원(118)이 조사한 가시광이 투명 판재(112)를 투과해서 광신호 반사층(114)까지 도달해야 하기 때문이다.
광신호 반사층(114)은 투명 판재(112)의 상면에 형성된다. 다시 말해서, 광신호 반사층(114)은 투명 판재(112)의 상면에 얇은 막 형태로 형성된다.
광신호 반사층(114)의 일면은 광신호 반사면으로 형성되어서, 제2캘리브레이션 기간에 TOF 카메라(10)에서 방출한 광신호를 TOF 카메라 측으로 반사한다.
그리고 제1캘리브레이션 기간에, 광신호 반사층(114)은 캘리브레이션 패턴이 표출되기 위한 스크린으로 사용된다.
이러한 광신호 반사층(114)은 평판 광원(118)에서 조사한 가시광은 TOF 카메라(10) 측으로 투과시키고, TOF 카메라(10)에서 방출한 광신호는 TOF 카메라(10) 측으로 반사할 수 있는 백색 필름 또는 백색 도료층일 수 있다. 그리고 광신호 반사층(114)의 형상은 도 3과 같이 사각형일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
여기서, 광신호 반사층(114)이 백색 필름일 경우, 광신호 반사층(114)의 타면에는 점착층(미도시)이 형성되어서 광신호 반사층(114)이 투명 판재(112)의 상면에 부착될 수 있다.
광신호 반사층(114)이 백색 도료층일 경우, 투명 판재(112)의 상면에 백색 도료가 도포되어서 광신호 반사층(114)을 형성할 수 있다.
일반적으로 검은색은 약 3%의 빛 반사율을 가지고, 회색, 녹색, 청색 및 적색은 약 18%의 빛 반사율을 가진다. 이에 반해 백색의 빛 반사율은 약 93%이기 때문에 TOF 카메라(10)에서 방출한 광신호의 대부분을 TOF 카메라(10) 측으로 반사할 수 있다.
그리고 광신호 반사층(114)은 얇은 막 형태로 형성되기 때문에 평판 광원(118)에서 조사한 가시광의 일부는 TOF 카메라(10) 측으로 투과될 수 있다.
한편, 광신호의 반사 효율을 높이기 위해서 광신호 반사층(114)의 일면, 즉 백색 필름 또는 백색 도료층의 일면에 재귀 반사 도료가 도포될 수도 있다. 여기서, 재귀 반사란 광원으로부터 방출된 빛이 물체의 표면에 반사되어 원래의 출발점으로 돌아가는 반사를 의미한다. 그리고 재귀 반사 도료는 재귀 반사제인 유리 비드를 포함할 수 있다.
캘리브레이션 패턴층(116)은 도 2와 같이 투명 판재(112)의 하면에 부착된다.
캘리브레이션 패턴층(116)은 캘리브레이션 패턴을 구성하는 패턴 도형에 상응하는 형상의 개구(hole)들이 서로 이격되어 형성되고, 개구(hole)들이 형성된 부분 이외의 부분은 광차단층(도 4 또는 도 5의 검은색 부분)으로 형성되어서 캘리브레이션 패턴을 구성한다.
예를 들어서, 캘리브레이션 패턴층(116)은 광차단 필름에 도 4와 같이 원형 형상의 개구들을 타공하거나 도 5와 같이 사각형 형상의 개구들을 타공해서 형성될 수 있다. 도 4에서는 캘리브레이션 패턴층(116)의 개구를 원형 형상으로 한정하고, 도 5에서는 캘리브레이션 패턴층(116)의 개구를 사각형 형상으로 한정하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
다시 말해서, 캘리브레이션 패턴층(116)의 개구(hole) 형상은 원형, 사각형 이외의 2차원 도형 형상으로 형성될 수도 있다.
여기서, 캘리브레이션 패턴층(116)은 투명 판재(112)에 탈착 가능하게 부착될 수 있다.
구체적으로, 투명 판재(112)의 하면에 부착되는 캘리브레이션 패턴층(116)의 일면에는 탈부착 가능한 점착층(미도시)이 형성되어서, 캘리브레이션 패턴층(112)이 투명 판재(112)의 하면으로부터 탈착 가능하게 부착될 수 있다. 여기서, 점착층(미도시)은 재박리성이 우수한 실리콘 점착층일 수 있다.
제1실시예에서는 위와 같이 캘리브레이션 패턴층(112)을 투명 판재(112)에 탈착 가능하게 부착할 수 있다. 따라서, 캘리브레이션 대상인 TOF 카메라(10)의 종류 등에 따라서 캘리브레이션 패턴층(112)을 교체할 수 있다.
예를 들어서, 도 4와 같이 원형 형상의 개구들이 격자 형태로 배열된 제1캘리브레이션 패턴층을 투명 판재(112)에 부착하고, 이후에 제1캘리브레이션 패턴층을 투명 판재(112)에서 떼어내고 도 5와 같이 사각형 형상의 개구들이 격자 형태로 배열된 제2캘리브레이션 패턴층을 투명 판재(112)에 다시 부착할 수 있다.
평판 광원(118)은 캘리브레이션 패턴층(116)의 하측에 배치된다. 여기서, 평판 광원(118)은 캘리브레이션 패턴층(116)이 부착된 투명 판재(112)의 하면에 부착되거나, 투명 판재(112)의 하면과 일정 간격 이격되어 배치될 수 있다.
이러한 평판 광원(118)은 제1캘리브레이션 기간에 턴-온(Turn-On)되어서 투명 판재 방향으로 가시광을 조사하고, 제2캘리브레이션 기간에는 턴-오프(Turn-Off)될 수 있다. 여기서, 평판 광원(118)의 턴-온과 턴-오프 후술할 캘리블레이션 장치(120)에서 제어할 수 있다.
평판 광원(118)의 광원은 빛의 직진성이 높은 LED(Light Emitting Diode) 광원(L)일 수 있다. 여기서, 평판 광원(118)의 면적은 투명 판재(112)의 면적과 동일하거나 유사할 수 있고, 평판 광원(118)의 일면에는 도 6과 같이 복수의 LED 광원(L)이 격자 형태로 매립될 수 있다.
따라서, 평판 광원(118)은 캘리브레이션 패턴층(116)에 가시광을 고르게 조사할 수 있다. 여기서, 캘리브레이션 패턴층(116)의 개구(hole) 측으로 조사된 가시광은 투명 판재(112)를 투과해서 광신호 반사층(114)에 도달할 수 있다.
그리고 캘리브레이션 패턴층(116)의 광차단층 측으로 조사된 가시광은 광차단층에 차단되어 투명 판재(112)를 투과하지 못한다.
광신호 반사층(114)에 도달한 가시광의 일부는 광신호 반사층(114)을 투과할 수 있기 때문에 광신호 반사층(114)의 표면에는 도 7 또는 도 8과 같이 캘리브레이션 패턴이 투영될 수 있다.
다시 말해서, 캘리브레이션 패턴층(116)에 형성된 캘리브레이션 패턴이 광신호 반사층(114)을 통해 표출될 수 있다.
위와 같이 제1캘리브레이션 기간에는 평판 광원(118)이 턴-온되어서 캘리브레이션 지그(110)에 캘리브레이션 패턴이 표출될 수 있다.
이 때에 TOF 카메라(10)는 캘리브레이션 지그(110)에 표출된 캘리브레이션 패턴을 촬영한 제1촬영 이미지를 생성할 수 있다.
한편, 제2캘리브레이션 기간에는 캘리브레이션 지그(110)의 평판 광원(118)이 도 9와 같이 턴-오프되어서, 광신호 반사층(114)에 캘리브레이션 패턴이 표출되지 않는다. 다시 말해서, 제2캘리브레이션 기간에는 도 3과 같이 광신호 반사층(114)의 일면인 광신호 반사면이 표출된다.
이 상태에서, 도 9와 같이 TOF 카메라(10)에서 방출한 광신호는 광신호 반사층(114)에 의해서 TOF 카메라(10) 측으로 반사될 수 있다.
이 때에 TOF 카메라(10)는 다이렉트 방식 또는 인다이렉트 방식을 적용해서 캘리브레이션 지그(10)의 심도, 즉 도 1과 같이 TOF 카메라(10)와 광신호 반사면 간의 이격 거리(d)를 측정하고, 이에 대한 이격 거리 측정값을 생성할 수 있다.
캘리브레이션 장치(120)는 제1캘리브레이션 기간에 평판 광원(118)이 턴-온되도록 제어할 수 있다.
그리고 제1캘리브레이션 기간에 TOF 카메라(10)에서 생성한 제1촬영 이미지를 이용해서 제1캘리브레이션을 실시할 수 있다.
다시 말해서, 캘리브레이션 장치(120)는 제1촬영 이미지의 캘리브레이션 패턴을 구성하는 패턴 도형들의 특징점을 추출해서 제1캘리브레이션을 실시할 수 있다.
여기서, 패턴 도형의 형상이 도 7과 같은 원형인 경우, 특징점은 원형의 중심점일 수 있다. 그리고 패턴 도형의 형상이 도 8과 같은 사각형인 경우, 특징점은 사각형의 꼭짓점들일 수 있다.
캘리브레이션 장치(120)는 허프 서클 변환(Hough Circle Transform) 알고리즘을 이용하여 원형의 특징점인 중심점을 추출할 수 있다.
그리고 캘리브레이션 장치(120)는 해리스 코너(Harris Corner) 알고리즘을 이용하여 사각형의 특징점인 4개의 꼭짓점을 추출할 수도 있다.
한편, 제2캘리브레이션 기간에 캘리브레이션 장치(120)는 평판 광원(118)이 턴-오프되도록 제어할 수 있다.
그리고 제2캘리브레이션 기간에 TOF 카메라(10)에서 생성한 이격 거리 측정값과 기저장한 실제 이격 거리값(d)을 이용해서 제2캘리브레이션을 실시할 수 있다.
다시 말해서, 캘리브레이션 장치(120)는 이격 거리 측정값과 실제 이격 거리값(d) 간의 편차(Offset)를 계산하고, 편차를 보상할 수 있는 보상값을 생성해서 TOF 카메라(10)에 전달할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 제1실시예에서는 캘리브레이션 지그(110)가 투명 판재(112), 광신호 반사층(114), 캘리브레이션 패턴층(116) 및 평판 광원(118)을 포함해서 평판 광원(118)의 가시광에 의해서 캘리브레이션 패턴을 표출할 수 있다. 그리고 평판 광원(118)이 턴-오프된 상태에서는 광신호 반사면을 표출할 수 있다.
하지만, 본 실시예는 이에 한정되지 않고, 캘리브레이션 지그(110)가 디스플레이 패널로 구현될 수도 있다.
이에 대한 자세한 설명은 아래와 같다.
도 10은 제2실시예에 따른 캘리브레이션 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 110을 참조하면, 제2실시예에 따른 캘리브레이션 시스템(1000)은 캘리브레이션 지그(1010) 및 캘리브레이션 장치(1020)를 포함할 수 있다.
제2실시예에서 캘리브레이션 지그(1010)는 제1캘리브레이션 기간에는 캘리브레션 패턴에 해당하는 캘리브레이션 패턴 이미지를 디스플레이하고, 제2캘리브레이션 기간에는 광신호 반사면에 해당하는 광신호 반사면 이미지를 디스플레이하는 디스플레이 패널일 수 있다.
여기서, 캘리브레이션 패턴은 제1도형 형상들이 격자 형태로 배열된 제1캘리브레이션 패턴 및 제2도형 형상들이 격자 형태로 배열된 제2캘리브레이션 패턴을 포함할 수 있다. 여기서, 제1도형 형상은 원형 형상일 수 있고, 제2도형 형상은 사각형 형상일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
캘리브레이션 지그(1010)에서 제1캘리브레이션 기간의 일부는 도 11과 같이 제1캘리브레이션 패턴에 해당하는 제1켈리브레이션 패턴 이미지를 디스플레이하고, 제1캘리브레이션 기간의 나머지는 도 12와 같이 제2캘리브레이션 패턴에 해당하는 제2캘리브레이션 패턴 이미지를 디스플레이할 수 있다.
이 때에 TOF 카메라(10)는 캘리브레이션 지그(110)에서 디스플레이한 캘리브레이션 패턴 이미지를 촬영하고, 이에 대한 제1촬영 이미지를 생성할 수 있다.
여기서, 캘리브레이션 지그(1010)가 제1캘리브레이션 기간에 제1캘리브레이션 패턴 이미지와 제2캘리브레이션 패턴 이미지를 디스플레이하면, TOF 카메라(10)는 제1캘리브레이션 패턴 이미지에 해당하는 제1촬영 이미지 및 제2캘리브레이션 패턴 이미지에 해당하는 제2촬영 이미지를 생성할 수 있다.
한편, 제2캘리브레이션 기간에 캘리브레이션 지그(1010)는 단일 색상의 광신호 반사면 이미지를 디스플레이할 수 있다.
예를 들어, 캘리브레이션 지그(1010)는 도 13과 같이 빛반사율이 가장 높은 색상인 백색의 광신호 반사면 이미지를 디스플레이할 수 있다.
이 상태에서, 도 14와 같이 TOF 카메라(10)에서 방출한 광신호는 광신호 반사면 이미지에 의해서 TOF 카메라(10) 측으로 반사될 수 있다.
이 때에 TOF 카메라(10)는 다이렉트 방식 또는 인다이렉트 방식을 적용해서 캘리브레이션 지그(1010)의 심도, 즉 도 10과 같이 TOF 카메라(10)와 캘리브레이션 지그(1010)의 화면 간의 이격 거리(d)를 측정하고, 이에 대한 이격 거리 측정값을 생성할 수 있다.
제2실시예에서 캘리브레이션 장치(1020)는 캘리브레이션 패턴 이미지에 해당하는 영상 데이터인 패턴 영상 데이터 및 광신호 반사면 이미지에 해당하는 영상 데이터인 반사면 영상 데이터를 저장할 수 있다. 여기서, 패턴 영상 데이터는 제1캘리브레이션 패턴 이미지에 해당하는 제1패턴 영상 데이터와 제2캘리브레이션 패턴 이미지에 해당하는 제2패턴 영상 데이터를 포함할 수 있다.
캘리브레이션 장치(1020)는 제1캘리브레이션 기간에 캘리브레이션 패턴 이미지에 해당하는 패턴 영상 데이터를 캘리브레이션 지그(1010)로 전송할 수 있다. 그리고 TOF 카메라(10)에서 생성한 제1촬영 이미지에서 캘리브레이션 패턴에 포함된 도형 형상들의 특징점을 추출해서 제1캘리브레이션을 실시할 수 있다.
여기서, 캘리브레이션 장치(1020)는 제1캘리브레이션의 정확도를 향상하기 위해서, 제1캘리브레이션 기간에 제1캘리브레이션 패턴 이미지에 해당하는 제1패턴 영상 데이터와 제2캘리브레이션 패턴 이미지에 해당하는 제2패턴 영상 데이터를 캘리브레이션 지그(1010)에 순차적으로 전송할 수 있다.
그리고, TOF 카메라(10)에서 생성한 제1촬영 이미지에서 제1캘리브레이션 패턴에 해당하는 도형 형상들의 특징점을 추출하고, 제2촬영 이미지에서 제2캘리브레이션 패턴에 해당하는 도형 형상들의 특징점을 추출해서 제1캘리브레이션을 실시할 수도 있다.
한편, 제2캘리브레이션 기간에 캘리브레이션 장치(1020)는 TOF 카메라(10)에서 생성한 이격 거리 측정값과 기저장한 실제 이격 거리값(d)을 비교해서 TOF 카메라(10)의 제2캘리브레이션을 실시할 수 있다.
다시 말해서, 캘리브레이션 장치(1020)는 이격 거리 측정값과 실제 이격 거리값(d) 간의 편차(Offset)를 계산하고, 편차를 보상할 수 있는 보상값을 생성해서 TOF 카메라(10)에 전달할 수 있다.

Claims (10)

  1. 제1캘리브레이션 기간에는 캘리브레이션 패턴을 표출하고, 제2캘리브레이션 기간에는 TOF(Time Of Flight) 카메라에서 방출한 광신호를 상기 TOF 카메라 측으로 반사하는 광신호 반사면을 표출하는 캘리브레이션 지그; 및
    상기 제1캘리브레이션 기간에는 상기 TOF 카메라에서 상기 캘리브레이션 패턴을 촬영한 제1촬영 이미지를 이용해서 제1캘리브레이션을 실시하고, 상기 제2캘리브레이션 기간에는 상기 TOF 카메라와 상기 광신호 반사면 간의 이격 거리를 상기 TOF 카메라가 측정한 이격 거리 측정값과, 기저장한 실제 이격 거리값을 이용해서 제2캘리브레이션을 실시하는 캘리브레이션 장치
    를 포함하는 캘리브레이션 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 캘리브레이션 지그는
    투명 판재;
    상기 투명 판재의 상면에 부착되는 광신호 반사층;
    상기 투명 판재의 하면에 부착되고, 상기 캘리브레이션 패턴을 구성하는 패턴 도형에 상응하는 형상의 개구들이 서로 이격되어 형성되고, 상기 개구들이 형성된 부분 이외의 부분은 광차단층으로 형성되는 캘리브레이션 패턴층;
    상기 캘리브레이션 패턴층의 하측에 배치되고, 상기 제1캘리브레이션 기간에 턴-온(Turn-On)되어서 상기 투명 판재 방향으로 가시광을 조사하고, 상기 제2캘리브레이션 기간에는 턴-오프(Turn-Off)되는 평판 광원
    을 포함하는 캘리브레이션 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 평판 광원에서 조사한 가시광이 상기 캘리브레이션 패턴층의 상기 개구들 및 상기 투명 판재는 투과하고, 상기 광차단층은 비투과하여 상기 광신호 반사층의 표면에 상기 캘리브레이션 패턴이 표출되는 캘리브레이션 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 캘리브레이션 지그는, 상기 제1캘리브레이션 기간에는 상기 캘리브레션 패턴에 해당하는 캘리브레이션 패턴 이미지를 디스플레이하고, 상기 제2캘리브레이션 기간에는 상기 광신호 반사면에 해당하는 광신호 반사면 이미지를 디스플레이하는 디스플레이 패널인 캘리브레이션 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 캘리브레이션 패턴은 제1도형 형상들이 격자 형태로 배열된 제1캘리브레이션 패턴 및 제2도형 형상들이 격자 형태로 배열된 제2캘리브레이션 패턴을 포함하고,
    상기 캘리브레이션 지그에서 상기 제1캘리브레이션 기간의 일부는 상기 제1캘리브레이션 패턴에 해당하는 제1캘리브레이션 패턴 이미지를 디스플레이하고, 상기 제1캘리브레이션 기간의 나머지는 상기 제2캘리브레이션 패턴에 해당하는 제2캘리브레이션 패턴 이미지를 디스플레이하는 캘리브레이션 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1캘리브레이션 기간에 상기 캘리브레이션 장치는 상기 캘리브레이션 패턴 이미지에 해당하는 영상 데이터를 상기 캘리브레이션 지그로 전송하고,
    상기 제2캘리브레이션 기간에 상기 캘리브레이션 장치는 상기 광신호 반사면 이미지에 해당하는 영상 데이터를 상기 캘리브레이션 지그로 전송하는 캘리브레이션 시스템.
  7. 투명 판재;
    상기 투명 판재의 상면에 형성되고, TOF(Time Of Flight) 카메라에서 방출한 광신호를 상기 TOF 카메라 측으로 반사하는 광신호 반사층;
    상기 투명 판재의 하면에 부착되고, 캘리브레이션 패턴을 구성하는 패턴 도형에 상응하는 형상의 개구들이 서로 이격되어 형성되고, 상기 개구들이 형성된 부분 이외의 부분은 광차단층으로 형성되는 캘리브레이션 패턴층; 및
    상기 캘리브레이션 패턴층의 하측에 배치되고, 상기 TOF 카메라의 제1캘리브레이션 기간에 턴-온(Turn-On)되어서 상기 투명 판재 방향으로 가시광을 조사하고, 상기 TOF 카메라의 제2캘리브레이션 기간에는 턴-오프(Turn-Off)되는 평판 광원
    을 포함하는 캘리브레이션 지그.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 광신호 반사층은 상기 평판 광원에서 조사한 가시광은 상기 TOF 카메라 측으로 투과시키고, 상기 TOF 카메라에서 방출한 광신호는 상기 TOF 카메라 측으로 반사하는 백색 필름 또는 백색 도료층인 캘리브레이션 지그.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 평판 광원에는 다수의 LED(Light Emitting Diode)광원이 격자 형태로 매립되는 캘리브레이션 지그.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 투명 판재의 하면에 부착되는 상기 캘리브레이션 패턴층의 일면에는 탈부착이 가능한 점착층이 형성되는 캘리브레이션 지그.
KR1020230175835A 2022-12-09 2023-12-06 캘리브레이션 지그 및 이를 포함하는 캘리브레이션 시스템 KR20240086573A (ko)

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