스테레오 기반 Large scale 3차원 정밀 계측을 위한 가상 PCG 패턴을 이용한 영상 왜곡 보정 방법

Abstract

선박업 및 제조업 등 다양한 산업에서 제품 및 부품의 3차원 좌표 계측은 중요하고 필수적인 공정이다. 현재 산업에서는 비행시간측정법 원리의 광파기를 이용해 계측을 진행하지만 번거롭고 시간이 오래 걸린다는 단점이 존재한다. 이를 개선할 수 있는 방안이 스테레오 방법이다. 하지만 선박업의 선체 블록 규모로 인해 스테레오 계측은 최소 10 m 거리 이상의 대규모라는 특수한 상황을 동반하고 이에 따라 체크보드의 위치가 극히 제한적이라는 치명적인 문제가 발생한다. 일반적인 카메라 캘리브레이션과 왜곡 보정 알고리즘은 이미지 전체 영역을 채우는 체크보드를 통해 카메라 파라미터를 추정하기 때문에 이미지 일부영역에만 체크보드가 놓여 지게 되는 대규모 상황에서의 캘리브레이션에서는 정확하게 작동하지 못한다. 본 논문은 이 문제를 개선하기 위해 아웃 포커스에서도 격자점 검출이 가능한 PCG 패턴을 모니터에 띄워 카메라로 촬영 후 왜곡 보정을 수행하여 전체 이미지 영역의 왜곡량맵을 획득한다. 컴퓨터 소프트웨어로 패턴을 생성하기에 원하는 자세에 해당하는 PCG 패턴을 무한정 만들 뿐 아니라 왜곡 중심점과 소실점을 정확히 추정할 수 있다. 추정한 왜곡량맵을 바탕으로 3차원 스테레오 계측을 수행한 결과 선행연구들보다 더 정밀한 3차원 좌표 계측이 가능하다.