KR102232136B1

KR102232136B1 - 자율주행 차량의 센서 캘리브레이션용 장치

Info

Publication number: KR102232136B1
Application number: KR1020190099933A
Authority: KR
Inventors: 최두섭
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2019-08-14
Filing date: 2019-08-14
Publication date: 2021-03-25
Anticipated expiration: 2039-08-14
Also published as: KR20210020496A

Abstract

본 발명인 자율주행 차량의 센서 캘리브레이션용 장치는, 미지정된 위치에 임의로 배치된 차량의 중심점 상단에 연결되는 고정부와, 차량과 간격을 둔 상태에서 고정부를 중심으로 회전 가능하게 연결되는 링크부와, 링크부의 구동을 제어하여 차량에 내장된 각종 센서와 링크부간의 상대적인 위치관계를 측정하는 제어부를 포함한다.

Description

자율주행 차량의 센서 캘리브레이션용 장치{APPARATUS FOR SENSOR CALIBRATION OF AUTONOMOUS VEHICLE}

본 발명은 자율주행 차량의 센서 캘리브레이션용 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자율주행 차량에 탑재된 센서의 캘리브레이션을 효율적으로 할 수 있는 자율주행 차량의 센서 캘리브레이션용 장치에 관한 것이다.

일반적으로 자율주행 차량에는 차량 주변의 사물을 인지하기 위하여 여러 센서(카메라, 라이다, 레이다 등)가 장착되어 있다.

이러한 센서들의 출력값을 활용하여 차량과 주변 사물 사이의 거리를 정확히 인지하기 위해서는, 센서 캘리브레이션(Sensor Calibration)이 매우 중요하다.

센서 캘리브레이션은, 내재적 캘리브레이션(Intrinsic Calibration)과 외재적 캘리브레이션(Extrinsic Calibration)으로 나뉜다.

내재적 캘리브레이션은, 센서 자체가 지니고 있는 오류를 신호 처리적으로 보상하기 위한 방법이다.

외재적 캘리브레이션은, 센서가 중심이 되는 좌표계와 차량이 중심이 되는 좌표계 사이의 상관관계를 센서 출력값들로부터 추측하여 센서의 출력값으로부터 사물과 차량 사이의 거리를 직접 구하기 위한 방법이다.

차량에 장착된 센서의 차량 내 위치와 자세는, 센서 고정 장치의 물리적 특성 탓에, 시간이 지남에 따라 조금씩 변하게 된다. 따라서 캘리브레이션은, 주기적으로 이루어져야 하는 번거로움이 있다.

종래의 센서 캘리브레이션 방식은, 차량을 지정된 장소와 정해진 위치로 정차시켜야만 한다. 또한, 차량의 크기나 차량의 중심점 위치가 바뀌는 경우 지정된 장소에 정차하여도 미리 알려진 사물과의 거리가 변하기 때문에 기존의 실험 셋팅을 사용할 수 없는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 실정을 감안하여 제안된 것으로서, 차량이 임의의 위치에 정차한 상황에서도 쉽게 캘리브레이션을 수행할 수 있는 자율주행 차량의 센서 캘리브레이션용 장치를 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 센서 캘리브레이션용 장치는, 미지정된 위치에 임의로 배치된 차량의 중심점 상단에 연결되는 고정부; 상기 차량과 간격을 둔 상태에서 상기 차량의 주변을 돌 수 있도록 상기 고정부를 중심으로 회전 가능하게 연결되는 링크부; 및 상기 링크부의 구동을 제어하여, 상기 차량에 내장된 각종 센서와 상기 링크부 간의 상대적인 위치관계를 측정하는 제어부;를 포함한다.

상기 링크부는 상기 고정부로부터 수직 방향으로 연결된 제1 수직링크; 상기 제1 수직링크로부터 수평 방향으로 연결된 수평링크; 및 상기 수평링크로부터 수직 방향으로 연결된 제2 수직링크;를 포함한다.

상기 제1, 2 수직링크는 승강 조절이 가능하다.

상기 제1, 2 수직링크는 하단에 축 방향으로 회동이 가능한 볼 캐스터를 구비한다.

상기 수평링크는 수평 방향으로 길이 조절이 가능하다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 센서 캘리브레이션용 장치는, 상기 차량의 상단에 연결되는 고정부; 상기 차량과 간격을 둔 상태에서 상기 차량의 주변을 돌 수 있도록 상기 고정부를 중심으로 회전 가능하게 연결되는 접철식으로 이루어진 링크부; 상기 링크부 상에 배치되는 체커보드; 상기 체커보드를 촬상하는 영상부; 및 상기 링크부의 구동을 제어하되, 상기 영상부로부터 획득된 이미지 정보값을 토대로 상기 체커보드의 초기 위치값 및 상기 링크부의 회전 구동을 통해 변화된 상기 체커보드의 변환 위치값과 상기 고정부 간의 상대적인 위치관계를 측정하는 제어부;를 포함한다.

상기 고정부는 상기 차량의 중심점과 수평 방향으로 동일한 좌표값을 갖는 것이 바람직하다.

상기 링크부는 상기 고정부로부터 수직 방향으로 연결된 제1 수직링크; 상기 제1 수직링크로부터 수평 방향으로 연결된 제1 수평링크; 상기 제1 수평링크로부터 수평 방향으로 연결되되, 접철 구조로 이루어지는 제2 수평링크; 상기 제1 수평링크와 제2 수평링크 사이에 수직 방향으로 연결된 제2 수직링크; 및 상기 제2 수평링크의 길이 방향 끝단에 수직 방향으로 연결된 제3 수직링크;를 포함한다.

상기 제1, 2, 3 수직링크는 승강 조절이 가능하다.

상기 제2, 3 수직링크는 하단에 축 방향으로 회동이 가능한 볼 캐스터를 구비한다.

상기 영상부는 상기 고정부와 동일선상에 배치되는 것이 바람직하다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 센서 캘리브레이션용 장치는, x축 및y축 방향으로 이동이 가능한 고정부; 상기 차량과 간격을 둔 상태에서 상기 차량의 주변을 돌 수 있도록 상기 고정부와 회전 가능하게 연결되는 링크부; 및 상기 고정부와 링크부의 구동을 제어하는 제어부;를 포함한다.

상기 링크부는 상기 고정부의 하단에 수직 방향으로 연결된 제1 수직링크; 상기 제1 수직링크로부터 수평 방향으로 연결된 수평링크; 및 상기 수평링크로부터 수직 방향으로 연결된 제2 수직링크;를 포함한다.

상기 제1 수직링크의 하단에는 발광소자가 배치되고, 상기 차량의 상단에는 상기 발광소자와 이격된 수광소자가 형성된다.

이때, 상기 제어부는 상기 발광소자와 수광소자의 송수신 정보값을 전달받아 기 설정된 기준값과 비교 연산하여, 상기 차량의 위치에 따라 상기 고정부와 링크부를 센서 캘리브레이션이 가능한 위치로 구동시킨다.

상기 제어부는 상기 센서 캘리브레이션이 가능한 위치로 구동된 상기 링크부와, 상기 차량에 내장된 각종 센서 간의 상대적인 위치관계를 측정하는 것이 바람직하다.

상기 고정부는 상기 제어부에 의해 z축 방향으로 승강 조절이 가능하다.

상기 고정부는 x축 레일과, 상기 x축 레일과 교차하는y축 레일에 이동 가능하게 연결된다.

이때, 상기 x축 레일과y축 레일은, 격자 형식으로 천장에 배치된다.

상기 고정부는 상기 x축 레일과y축 레일 상에서 탈착 가능하다.

본 발명에 따르면, 차량이 임의의 위치에 정차한 상황에서도 쉽게 캘리브레이션을 수행할 수 있는 센서 캘리브레이션용 장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 센서 캘리브레이션용 장치는 차량을 지정된 장소의 지정된 위치에 지정된 자세로 위치시킬 필요 없이, 자유롭게 위치시킨 상태에서 센서 보정이 가능하도록 한다.

아울러, 본 발명은 차량의 크기 또는 차량 내 차량 중심점의 위치가 변하더라도 캘리브레이션을 쉽게 할 수 있다.

도 1은 자율주행 차량의 센서 캘리브레이션 방법을 개념적으로 설명하기 위해 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 센서 캘리브레이션용 장치 및 구성 간 작동관계를 측방에서 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 센서 캘리브레이션용 장치의 작동관계를 후방에서 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 센서 캘리브레이션용 장치에 있어서, 링크부의 변형 실시예를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 센서 캘리브레이션용 장치에 있어서, 변형된 링크부에 탄성부재가 적용된 도면.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 센서 캘리브레이션용 장치 및 구성 간 작동관계를 측방에서 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 센서 캘리브레이션용 장치에 있어서, 링크부의 변형 실시예를 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 센서 캘리브레이션용 장치에 있어서, 변형된 링크부에 탄성부재가 적용된 도면.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 센서 캘리브레이션용 장치에 있어서, 캘리브레이션이 수행되는 모습을 개략적으로 나타낸 평면도.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의된다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기에 앞서, 이해를 돕기 위해 도 1의 자율주행 차량의 센서 캘리브레이션 방법을 개념적으로 살펴보기로 한다.

도 1을 참조하면, 종래의 캘리브레이션 방법 특히, 외재적 캘리브레이션 과정은 다음의 단계를 거친다.

첫째, 차량(1)을 특정 공간의 특정 위치에 특정 자세(배치)로 정확히 정차시킨다.

둘째, 체커보드(2) 혹은 형체가 명확한 소도구(미도시) 등을 공간 내에 지정된 위치에 정확히 배치한 후, 각종 센서(미도시)를 이용하여 사물을 인식하고 그때의 센서 출력값을 저장한다.

이때, 차량(1)은 특정 위치에 특정 자세로 놓여져 있으므로 차량(1)의 중심점과 인식을 위한 사물(체커보드, 소도구 등) 사이에서 3차원 공간에서의 상대적 위치 차이는 미리 알고 있다고 가정한다.

셋째, 센서의 출력값과 미리 알고 있는 상기 상대적 위치 차이값을 활용하여 외재적 캘리브레이션을 위한 파라미터를 계산한다.

[수식 1] 캘리브레이션 파라미터를 얻기 위한 수식

위 [수식 1]은 외재적 캘리브레이션을 얻기 위한 수식이다. 왼쪽 항의 (x, y)는 카메라 센서(3)로부터 얻은 픽셀 위치(예: 도 1의 붉은 색 점 표시 등)를 나타낸다. 수식 오른쪽 항의 (x, y, z)는 체커보드(2) 내 붉은 색 점과 차량(1)의 중심점 사이의 실제 상대적 위치를 나타낸다.

마지막으로 접선 박스 내의 행렬은 구하고자 하는 캘리브레이션의 파라미터이다. 이러한 수식값을 통해 (x, y)-(x, y, z) 쌍을 얻을 수 있다면 캘리브레이션 파라미터를 얻을 수 있다.

제1 실시예

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 센서 캘리브레이션용 장치 및 구성 간 작동관계를 측방에서 나타낸 도면이고, 도 3은 그 작동관계를 후방에서 나타낸 도면이다.

도 2 및 도 3을 병행 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 센서 캘리브레이션용 장치(100)는, 고정부(110)와 링크부(120) 및 제어부(미도시)를 포함한다.

고정부(110)는 임의의 위치에 배치된 차량(1)의 중심점 수직 상방의 차량 천장에 결합된다. 상기 고정부(110)는 상기 차량(1)의 중심점과 수평면상 동일한 좌표값을 갖는 것이 바람직하다.

즉, 상기 고정부(110)는 중심점과 연결된 중심선이 동일한 x, y좌표 위치에 해당하며 z좌표 위치만 상이하다. 이때, 중심점의 위치는 GPS/IMU센서(101)가 배치된 위치를 의미한다.

캘리브레이션을 위한 체커보드(도 4의 140)는 격자 줄무늬 모양의 플레이트로, 상기 링크부(120)의 소정 위치에 배치된다. 이때, 상기 체커보드(140)는 제2 수평링크(126) 상에 별도의 고정구(141)를 통해 고정된다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 캘리브레이션용 장치(100)를 이용할 경우, 종래와 달리 차량(1)의 센서를 캘리브레이션 하기 위하여 차량(1)이 특정 장소에 배치될 필요가 없다.

위 설명된 바와 같이, 종래의 캘리브레이션 방법(도 1에 도시)은 캘리브레이션할 센서를 내장한 차량(1)과 기준물체(예컨대, 체커보드 등) 사이의 상대적 위치 관계를 파악할 수 있는 장치나 수단이 없어서, 특정 위치에 존재하는 체커보드(도 1의 2)를 이용하여 센서 캘리브레이션을 하려면 차량(1)을 체커보드(도 1의 2)와의 상대 위치가 명확한 지정위치로 정차시켜야만 했다.

하지만, 본 발명의 제1 실시예에 따른 센서 캘리브레이션용 장치(100)를 이용하면 차량(1)의 센서와 체커보드(도 1의 2)와의 상대적 위치 관계를 용이하게 파악할 수 있기 때문에, 캘리브레이션 하기 위하여 차량을 특정 장소에 배치시킬 필요가 없다.

따라서, 발명의 제1 실시예에 따른 센서 캘리브레이션용 장치(100)를 이용하면 차량(1)이 임의의 위치에 정차한 상황에서도 쉽게 캘리브레이션을 수행할 수 있다.

이어서 본 발명의 제1 실시예에 따른 구성을 보다 구체적으로 설명한다.

링크부(120)는 차량(1)과 간격을 둔 상태에서 상기 차량(1)의 주변을 돌 수 있도록 상기 고정부(110)를 중심으로 360도 회전 가능하게 연결된다.

상기 링크부(120)는 제1 수직링크(121), 수평링크(124) 및 제2 수직링크(123)를 포함한다.

제1 수직링크(121)는 상기 고정부(110)로부터 수직 방향으로 연결된다.

수평링크(124)는 상기 제1 수직링크(121)로부터 수평 방향으로 연결된다.

상기 수평링크(124)는 수평 방향으로 길이 조절이 가능하다.

제2 수직링크(123)는 상기 수평링크(124)로부터 수직 방향으로 연결된다.

이때, 상기 제1, 2 수직링크(121, 123)는 승강 조절이 가능하다.

상기 제1, 2 수직링크(121, 123)는 하단에 축 방향으로 회동이 가능한 볼 캐스터(127)를 구비한다.

제어부는 상기 링크부(120)의 구동을 제어하며, 상기 차량(1)의 중심점(GPS/IMU의 위치)과 상기 링크부(120)에 고정된 기준물체(예컨대, 체커보드)간의 상대적인 위치관계를 측정한다.

이때 상기 차량(1)은 ECU(미도시)를 통해 상기 제어부로부터 상기 상대적인 위치관계 측정값을 전달받아 캘리브레이션을 수행할 수 있다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 자율주행 차량의 센서 캘리브레이션용 장치에 있어서, 링크부의 변형 실시예를 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, 자율주행 차량의 센서 캘리브레이션용 장치(100)는 링크부(120)의 수평링크(124)가 하부로 변형되는 것을 방지하기 위하여 수직으로 링크부(120)가 추가된 형태이다.

이러한 링크부(120)는 상기 차량(1)과 간격을 둔 상태에서 상기 차량(1)의 주변을 돌 수 있도록 상기 고정부(110)를 중심으로 회전 가능하게 연결되는 접철식으로 이루어진다.

상기 링크부(120)는 제1 수직링크(121), 제1 수평링크(125), 제2 수평링크(126), 제2 수직링크(122) 및 제3 수직링크(123)를 포함한다.

제1 수평링크(125)는 상기 제1 수직링크(121)로부터 수평 방향으로 연결된다.

제2 수평링크(126)는 상기 제1 수평링크(125)로부터 수평 방향으로 연결되되, 접철 구조로 이루어진다.

제2 수직링크(122)는 상기 제1 수평링크(125)와 제2 수평링크(126) 사이에 수직 방향으로 연결된다.

제3 수직링크(123)는 상기 제2 수평링크(126)의 길이 방향 끝단에 수직 방향으로 연결된다.

이때, 상기 제1, 2, 3 수직링크(121, 122, 123)는 승강 조절이 가능하다.

상기 제2, 3 수직링크(122, 123)는 하단에 축 방향으로 회동이 가능한 볼 캐스터(127)를 구비한다.

이러한 볼 캐스터(127)는 상기 제2, 3 수직링크(122, 123)를 효과적으로 지지하여, 상기 제1, 2 수평링크(125, 126)가 하부로 휘어 변형되는 것을 방지할 수 있다.

체커보드(140)는 격자 줄무늬 모양의 플레이트로, 상기 링크부(120) 상에 배치된다. 이때, 상기 체커보드(140)는 제2 수평링크(126) 상에 별도의 고정구(141)를 통해 고정된다.

상기 고정구(141)는 상기 제2 수평링크(126)에 탈착 가능한 형태로 이루어지며, 상기 제2 수평링크(126) 상에서 제어부에 의해 수평 이동이 가능하다.

캘리브레이션 대상이 되는 카메라 센서는 상기 체커보드(140)를 촬상한다.

제어부는 상기 링크부(120)의 구동을 제어하며, 상기 영상부(미도시)로부터 획득된 이미지 정보값을 토대로 상기 체커보드(140)의 초기 위치값 및 상기 링크부(120)의 회전 구동을 통해 변화된 상기 체커보드(140)의 변환 위치값과 상기 고정부(110) 간의 상대적인 위치관계를 측정한다.

차량의 중심점과 체커보드와의 상대적 위치관계는 제어부가 계산해서 차량의 ECU로 전달해줄 수도 있고, 차량의 ECU가 제어부로부터 체커보드(140)와 상기 고정부(110) 간의 상대적인 위치관계 정보를 전달받아 이로부터 계산할 수도 있다.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 자율주행 차량의 센서 캘리브레이션용 장치에 있어서, 변형된 링크부에 탄성부재가 적용된 도면이다.

도 5를 참조하면, 탄성부재(180)는 링크부(120)의 제3 수직링크(123)의 축 상에 배치된다.

이러한 탄성부재(180)는 바닥면이 고르지 않을 경우, 상기 링크부(120)가 수평을 이룰 수 있도록 하기 위하여 상기 제3 수직링크(123)에 배치될 수 있다.

다시 말해, 상기 탄성부재(180)는 상기 상기 제3 수직링크(123) 상에 완충 기능을 담당한다.

이에 따라, 상기 탄성부재(180)는 볼 캐스터(127)가 울퉁불퉁한 바닥면을 지나갈 때, 상기 제3 수직링크(123)가 승강 조절되도록 하여 결과적으로 상기 링크부(120)가 수평을 이루도록 한다.

제2실시예

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 자율주행 차량의 센서 캘리브레이션용 장치 및 구성 간 작동관계를 측방에서 나타낸 도면이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 자율주행 차량의 센서 캘리브레이선용 장치(100)는 고정부(110)가 상부구조물(10)과 같은 상부에 위치한 고정 구조물에 고정된 형태로 이루어진다.

여기서, 상기 상부구조물(10)은 천장, 벽면, 기타 상부에 위치한 고정 구조물 등을 지칭한다.

이를 통해, 링크부(120)는 제2 수직링크(122)의 하단에 볼 캐스터(도 4의 127)가 없는 구조를 갖는다.

즉, 상기 링크부(120)는 상기와 같은 상부구조물(10)에 고정된 고정부(110)와 회전 가능하게 연결되기 때문에 상기 볼 캐스터(도 4의 127)가 없어도 차량(1)의 주변을 돌며 캘리브레이션 작업을 수행할 수 있다.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 자율주행 차량의 센서 캘리브레이션용 장치에 있어서, 링크부의 변형 실시예를 나타낸 도면이다.

도 7을 참조하면, 링크부(120)의 제2 수직링크(122) 하단에는 볼 캐스터(127)가 구비된다.

이러한 볼 캐스터(127)는 수평링크(124)가 별도의 외압이나 중력을 통해 하중을 견디지 못하고 하부로 변형되는 것을 방지하기 위하여 마련된다.

이때, 고정부(110)는 상부구조물(10) 상에서 x축 및 y축 방향으로 이동이 가능하다.

상기 고정부(110)는 상기 제어부에 의해 z축 방향으로 승강 조절이 가능하다.

상기 고정부(110)는 x축 레일(미도시)과, 상기 x축 레일(미도시)과 교차하는 y축 레일에 이동 가능하게 연결된다.

이때, 상기 x축 레일과 y축 레일은, 격자 형식으로 천장에 배치된다.

상기 고정부(110)는 상기 x축 레일과 y축 레일 상에서 탈착이 가능하다.

링크부(120)는 차량(1)과 간격을 둔 상태에서 상기 차량(1)의 주변을 돌 수 있도록 상기 고정부와 회전 가능하게 연결된다.

제어부는 상기 고정부(110)와 링크부(120)의 구동을 제어한다.

상기 링크부(120)는 상기 고정부(110)의 하단에 수직 방향으로 연결된 제1 수직링크(121), 상기 제1 수직링크(121)로부터 수평 방향으로 연결된 수평링크(124) 및 상기 수평링크(124)로부터 수직 방향으로 연결된 제2 수직링크(122)를 포함한다.

상기 제1 수직링크(121)의 하단에는 발광소자(160)가 배치되고, 상기 차량(1)의 상단에는 상기 발광소자(160)와 이격된 수광소자(170)가 배치된다.

이때, 상기 제어부는 상기 발광소자(160)와 수광소자(170)의 송수신 정보값을 전달받아 기 설정된 기준값과 비교 연산한다.

여기서 제어부는 상기 비교 연산된 결과값을 통해 임의로 배치된 차량(1)의 위치를 파악하고, 캘리브레이션이 용이하도록 상기 고정부(110)와 링크부(120)를 상기 차량(1)의 상부에 위치시킨다.

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 자율주행 차량의 센서 캘리브레이션용 장치에 있어서, 변형된 링크부에 탄성부재가 적용된 도면이다.

도 8을 참조하면, 링크부(120)의 제2 수직링크(122) 하단에는 볼 캐스터(127)가 구비되고, 제2 수직링크(122) 상에는 탄성부재(180)가 구비된다.

상기 볼 캐스터(127)는 수평링크(124)가 별도의 외압이나 중력을 통해 하중을 견디지 못하고 하부로 변형되는 것을 방지하기 위하여 마련된다.

상기 탄성부재(180)는 바닥면이 고르지 않을 경우, 상기 링크부(120)가 수평을 이룰 수 있도록 하기 위하여 상기 제2 수직링크(122)에 배치될 수 있다.

이때, 제어부는 별도의 모터(미도시)나 위치센서(미도시)의 송수신 값을 수신받아 상기 제2 수직링크(122)와 바닥면 간의 거리를 측정한다. 이러한 제어부는 상기 거리값을 기 설정된 기준값과 비교 연산하여 상기 제2 수직링크(122)를 승강 조절한다.

상기 제2 수직링크(122)가 승강 조절되는 과정에서, 상기 탄성부재(180)는 캘리브레이션 작업이 원활하게 진행되고, 링크부(120)가 수평을 이룰 수 있도록 상기 제2 수직링크(122)를 상, 하부로 탄성 조절한다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 자율주행 차량의 센서 캘리브레이션용 장치에 있어서, 캘리브레이션을 위하여 고정부와 체커보드의 상대 위치를 산출하는 방식을 설명하기 위한 평면도이다.

도 2 내지 도 8에서 설명된 본 발명은 구조적인 측면에서 특징되는 부분만을 언급하였지만, 본 발명은 공통적으로 체커보드(140)를 통해 센서의 캘리브레이션을 수행하도록 한다.

이때 도 9를 참조하면, 고정부(110)는 차량(1)의 기준점으로부터 상부(도 8의 z축 방향)로 이격된다. 이때, 고정부(110)로부터 체커보드(140)까지의 수평면 상의 거리는 B+Q이다.

만약, 본 발명과 차량(1)의 x축 방향 중심선 사이의 각도가 θ라면, 체커보드(140)는 차량(1)의 중심점으로부터 x축, y축 방향으로 각각 x'=(B+Q)cos(θ) 및 y'=(B+Q)sin(θ)만큼 떨어져 있게 된다.

만일 체커보드(140)의 크기 및 체커보드(140) 내 패턴의 크기를 알 수 있으면, 이와 같은 원리에 의해 차량(1) 중심점과 체커보드(100) 내 특정 위치 사이의 거리를 쉽게 알 수 있다. 이로부터 각 센서와 체커보드(100) 내 특정 위치도 산출이 가능하다.

상기 영상부는 다양한 각도로 회전하면서 다수의 이미지를 획득한다. 정확한 캘리브레이션을 위해서 B+Q는 통상 5~10 미터 내외로 한다. 또한 체커보드 내 사각형의 크기는 50cm x50cm 내외로 한다.

여기서, 상기 체커보드(140)는 B구간인 제1 수평링크(125)에 배치될 수도 있다. 이 경우 본 발명과 차량(1)의 x축 방향 중심선 사이의 각도가 θ일 때, 체커보드(140)는 차량(1)의 중심점으로부터 x축, y축 방향으로 각각 x'=Bcos(θ) 및 y'=Bsin(θ)만큼 떨어져 있게 된다.

전술한 바와 같이, 본 발명은 차량이 임의의 위치에 정차한 상황에서도 쉽게 캘리브레이션을 수행할 수 있는 센서 캘리브레이션용 장치를 제공할 수 있다.

본 발명은 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

1 : 자율주행 차량 2 : 종래의 체커보드
3 : 카메라 센서 10 : 상부구조물
100 : 자율주행 차량의 센서 캘리브레이션용 장치
101 : 센서부 110 : 고정부
120 : 링크부 121 : 제1 수직링크
122 : 제2 수직링크 123 : 제3 수직링크
124 : 수평링크 125 : 제1 수평링크
126 : 제2 수평링크 127 : 볼 캐스터
140 : 체커보드 141 : 고정구
160 : 발광소자 170 : 수광소자
180 : 탄성부재

Claims

미지정된 위치에 임의로 배치된 차량의 상단에 연결되는 고정부;
상기 차량과 간격을 둔 상태에서 상기 고정부를 중심으로 회전 가능하게 연결되는 링크부;
상기 링크부 상에 배치되는 체커보드;
상기 체커보드를 촬상하는 영상부; 및
상기 링크부의 구동을 제어하되, 상기 영상부로부터 획득된 이미지 정보값을 토대로 상기 체커보드의 초기 위치값 및 상기 링크부의 회전 구동을 통해 변화된 상기 체커보드의 변환 위치값과 상기 고정부 간의 상대적인 위치관계를 측정하는 제어부를 포함하고,
상기 링크부는
상기 고정부를 중심으로 일단이 수평 방향으로 길이 조절이 가능하고, 타단이 바닥면과의 사이에서 이격되어 수직 방향으로 길이 조절이 가능한 'ㄱ'자 형상으로 이루어지는 것인 자율주행 차량의 센서 캘리브레이션용 장치.
제1항에 있어서,
상기 고정부는
상기 차량의 중심점과 수평 방향으로 동일한 좌표값을 갖는 것인 자율주행 차량의 센서 캘리브레이션용 장치.
제1항에 있어서,
상기 링크부는
상기 고정부로부터 수직 방향으로 연결된 제1 수직링크;
상기 제1 수직링크로부터 수평 방향으로 연결된 제1 수평링크;
상기 제1 수평링크로부터 수평 방향으로 연결되되, 접철 구조로 이루어지고, 상기 체커보드가 배치되는 제2 수평링크;
상기 제1 수평링크와 제2 수평링크 사이에 수직 방향으로 연결된 제2 수직링크; 및
상기 제2 수평링크의 길이 방향 끝단에 수직 방향으로 연결된 제3 수직링크를 포함하는 것인 자율주행 차량의 센서 캘리브레이션용 장치.
제3항에 있어서,
상기 제1, 2, 3 수직링크는
승강 조절이 가능한 것인 자율주행 차량의 센서 캘리브레이션용 장치.
제3항에 있어서,
상기 제2, 3 수직링크의 하단에는
바닥면과의 사이에서 이동이 가능한 볼 캐스터가 구비되는 것인 자율주행 차량의 센서 캘리브레이션용 장치.
제5항에 있어서,
상기 제3 수직링크상에는
상기 볼 캐스터가 바닥면을 지나갈 때 상기 제3 수직링크가 승강 조절되며 상기 링크부가 수평을 이루도록, 완충 기능을 갖는 탄성부재가 구비되는 것인 자율주행 차량의 센서 캘리브레이션용 장치.
제1항에 있어서,
상기 영상부는
상기 고정부와 동일선상에 배치되는 것인 자율주행 차량의 센서 캘리브레이션용 장치.
제3항에 있어서,
상기 고정부는
상기 제2 수평링크에 밀착 가능한 형태로 이루어지며, 상기 제2 수평링크상에서 수평 이동이 가능한 것인 자율주행 차량의 센서 캘리브레이션용 장치.
제1항에 있어서,
상기 링크부는
상기 고정부로부터 수직 방향으로 연결된 제1 수직링크;
상기 제1 수직링크로부터 수평 방향으로 연결된 수평링크; 및
상기 수평링크로부터 수직 방향으로 연결된 제2 수직링크를 포함하는 것인 자율주행 차량의 센서 캘리브레이션용 장치.
제9항에 있어서,
상기 제2 수직링크의 하단에는
바닥면과의 사이에서 이동이 가능한 볼 캐스터가 구비되는 것인 자율주행 차량의 센서 캘리브레이션용 장치.
제10항에 있어서,
상기 제2 수직링크상에는
상기 볼 캐스터가 바닥면을 지나갈 때 상기 제2 수직링크가 승강 조절되며 상기 링크부가 수평을 이루도록, 완충 기능을 갖는 탄성부재가 구비되는 것인 자율주행 차량의 센서 캘리브레이션용 장치.
자율주행 차량의 센서 캘리브레이션용 장치에 있어서,
x축 및 y축 방향으로 이동이 가능한 고정부;
상기 차량과 간격을 둔 상태에서 상기 고정부와 회전 가능하게 연결되는 링크부; 및
상기 고정부와 링크부의 구동을 제어하는 제어부;를 포함하는 자율주행 차량의 센서 캘리브레이션용 장치.
제12항에 있어서,
상기 링크부는
상기 고정부의 하단에 수직 방향으로 연결된 제1 수직링크;
상기 제1 수직링크로부터 수평 방향으로 연결된 수평링크; 및
상기 수평링크로부터 수직 방향으로 연결된 제2 수직링크;를 포함하는 것인 자율주행 차량의 센서 캘리브레이션용 장치.
제13항에 있어서,
상기 제1 수직링크의 하단에는 발광소자가 배치되고,
상기 차량의 상단에는 상기 발광소자와 이격된 수광소자가 배치되며,
상기 제어부는
상기 발광소자와 수광소자의 송수신 정보값을 전달받아 기 설정된 기준값과 비교 연산하여, 상기 차량의 위치에 따라 상기 고정부와 링크부를 센서 캘리브레이션이 가능한 위치로 구동시키는 것인 자율주행 차량의 센서 캘리브레이션용 장치.
제12항에 있어서,
상기 제어부는
상기 차량의 위치에 따라 상기 고정부와 링크부를 센서 캘리브레이션이 가능한 위치로 구동시키는 것인 자율주행 차량의 센서 캘리브레이션용 장치.
제15항에 있어서,
상기 제어부는
상기 센서 캘리브레이션이 가능한 위치로 구동된 상기 링크부와, 상기 차량에 내장된 각종 센서 간의 상대적인 위치관계를 측정하는 것인 자율주행 차량의 센서 캘리브레이션용 장치.
제12항에 있어서,
상기 고정부는
상기 제어부에 의해 z축 방향으로 승강 조절이 가능한 것인 자율주행 차량의 센서 캘리브레이션용 장치.
제12항에 있어서,
상기 고정부는
x축 레일과, 상기 x축 레일과 교차하는y축 레일에 이동 가능하게 연결되며,
상기 x축 레일과 y축 레일은,
격자 형식으로 천장에 배치되는 것인 자율주행 차량의 센서 캘리브레이션용 장치.
제18항에 있어서,
상기 고정부는
상기 x축 레일과y축 레일 상에서 탈착 가능한 것인 자율주행 차량의 센서 캘리브레이션용 장치.