KR100285342B1 - 트럭의 3차원 위치 및 형상인식방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제품출하용 무인화 천정크레인으로 제품을 트럭에 싣기 위한 트럭의 위치 및 형상을 인식하는 방법에 관한 것으로서, 트럭의 상부표면을 완전히 관찰할 수 있는 장소에 레이저 거리센서(6)를 설치하는 단계와; 상기 레이저 거리센서(6)의 스캔에 의해 레이저거리센서(6)에서 트럭의 상부표면까지의 거리를 측정하는 단계; 상기 측정된 거리측정값을 3차원 직각좌표로 변환한 뒤 트럭의 3차원 영상지도를 구하는 단계; 상기 트럭의 3차원 영상지도로부터 트럭의 운전석(2) 적재함(1) 대비 상대위치를 인식하는 단계; 상기 트럭의 3차원 영상지로도부터 트럭 적재함(1)의 가장자리를 인식하는 단계 및; 인식한 트럭 적재함(1)의 가장자리로부터 꼭지점 마스크를 이용하여 네 꼭지점의 위치를 구하는 단계로 이루어져 레이저 거리센서를 이용하여 트럭의 3차원 거리를 측정하여 트럭의 운전석 상대위치, 적재함의 네 꼭지점 형상을 인식하여 무인 크레인의 제어 컴퓨터에 전송함으로서 제품의 적재위치를 추출하기 위한 정보를 제공하여 보다 용이하게 무인 크레인 작업을 할 수 있는 트럭의 3차원 위치 및 형상인식방법이다.

Description

트럭의 3차원 위치 및 형상인식방법

본 발명은 제품출하용 무인화 천정크레인으로 제품을 트럭에 싣기 위한 트럭의 위치 및 형상을 인식하는 방법에 관한 것으로서, 특히 레이저 거리센서를 이용하여 트럭의 3차원 거리를 측정하고 트럭의 운전석위치, 적재함 형상을 인식하는 천정크레인의 무인화를 위한 트럭의 3차원 위치 및 형상인식방법에 관한 것이다.

일반적으로 제품창고에서는 제품의 출하시 도 1에 도시한 바와 같이 제품(4)을 트럭에 싣는 과정을 천정크레인(3)을 이용하게 되는데, 크레인 운전자는 크레인 운전석에 앉아 트럭의 위치 및 형상을 육안 판단을 근거로 크레인(3)을 조작하여 제품(4)을 트럭의 적재함(1)에 올려놓는데, 이를 무인화하기 위해서는 크레인(3) 자체의 자동화뿐만 아니라 트럭의 위치 및 형상의 인식과정이 필수적으로 요구된다.

이와 같이 트럭의 위치 및 형상을 인식하는 종래의 방법은 CCD 카메라로 얻은 영상을 토대로 에지검출(edge detection), 영상영역화(image segmentation)등의 영상처리기법을 사용하고 있으나, 이러한 종래 방법은 주위 조명이 열악한 환경에선 CCD 카메라로 얻은 영상이 주위 조도에 많은 영향을 받으며, 이를 처리하는 기법 또한 많은 시간이 소요하게 된다고 하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 실정을 감안하여 종래 영상처리기법을 이용한 트럭의 위치및 형상인식 방법이 갖는 문제점을 해결하고자 발명한 것으로서, 레이저 거리센서를 이용하여 트럭의 3차원 거리를 측정하고 트럭의 운전석 위치, 적재함 형상을 인식하여 천정 크레인의 무인화를 가능하게 하는 트럭의 3차원 위치 및 형상인식방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 무인천정크레인을 이용하는 창고내 제품을 트럭에 싣는 개략도

도 2는 본 발명의 방법에 채용되는 레이저 거리센서로 트럭의 상부표면을 스캔하는 개략도

도 3은 레이저센서에서 트럭의 상부 표면까지의 측정된 거리정보로 직각좌표상에 나타낸 트럭의 3차원 형상

도4는 트럭 운전석 상대위치를 인식하기 위한 탐색경로를 나타낸 도면

도5는 트럭적재함의 가장자리를 인식하기 위한 탐색방법을 나타낸 개략도

도6은 트럭적재함의 가장자리를 인식한 결과를 좌표계 상에 나타낸 도면

도7은 트럭적재함의 꼭지점 탐색을 위한 꼭지점마스크

도8은 트럭적재함의 꼭지점 인식결과를 좌표계상에 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 트럭의 적재함 2 : 트럭의 운전석

3 : 천정크레인 4 : 제품

5 : 스캔영역 6 : 레이저거리센서

7 : ER영역 P : 광학적 원점

A∼D : 꼭지점마스크 AL, BL : 직선

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 트럭의 3차원 위치 및 형상인식 방법은 트럭의 상부표면을 완전히 관찰할 수 있는 장소에 레이저 거리센서(6)를 설치하는 단계와; 상기 레이저 거리센서(6)의 스캔에 의해 레이저거리센서(6)에서 트럭의 상부표면까지의 거리를 측정하는 단계; 상기 측정된 거리측정값을 3차원 직각좌표로 변환한 뒤 트럭의 3차원 영상지도를 구하는 단계; 상기 트럭의 3차원영상지도로부터 트럭의 운전석(2) 적재함(1) 대비 상대위치를 인식하는 단계; 상기 트럭의 3차원 영상지로도부터 트럭 적재함(1)의 가장자리를 인식하는 단계 및; 인식한 트럭 적재함(1)의 가장자리로부터 꼭지점 마스크를 이용하여 네 꼭지점의 위치를 구하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명 트럭의 3차원 위치 및 형상인식 방법을 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 방법에 채용되는 거리센서로 트럭의 상부표면을 스캔하는 개략도로서, 우선 트럭의 상부 표면을 완전히 관찰할 수 있는 장소에 레이저 거리센서(6)를 설치한다. 다음에 트럭의 3차원 영상지도를 얻기위해 레이저빛을 이용한 거리센서를 사용하는데, 3차원 영상을 얻기위해 거울과 모터의 회전을 통해 트럭의상부표면을 스캔하여 거리정보를 추출한다. 추출된 거리정보를 직각 좌표변환을 하면 도 3과 같이 트럭의 3차원 형태가 그려진다.

도 2에서 도면부호 5는 스캔영역을 나타낸다.

다음에 트럭의 운전석(2)과 적재함(1)의 상대 위치를 인식하기 위해 도 4와 같이 광학적 원점(P)을 통과하는 직선인 직선(AL),(BL)상의 거리 정보를 이용한다. 트럭은 운전석(2)의 높이가 가장 높으므로 거리정보의 연속된 두점의 거리차가 가장 큰 부분에 트럭의 운전석(2)이 있다. 도 4에서 직선(AL)상의 연속된 두점의 거리차중 가장 큰 값과 직선(BL)상의 연속된 두점의 거리차가 가장 큰 값을 비교하여 더 큰 거리차를 가지는 부분에 트럭의 운전석(2)이 있다고 판단할 수 있다.

이어 적재함(1)의 가장자리를 탐색한다. 탐색방법은 광학적 원점(P)을 기점으로하여 도 5와 같이 바깥방향으로 직선을 긋고 이 직선상의 연속된 두점을 비교하여 적재함(1)에서 바닥으로 떨어지는 위치차가 발생하는 지점만을 표시한다. 이때 운전석(2)이 있는 부분은 적재함(1)에서 운전석(2)으로 올라가는 위치차가 발생하는 지점만을 표시한다. 제 6 도는 그 적재함(1)의 가장자리라고 판명된 지점을 각각 좌표계상에 표시한 결과도이다.

계속하여 적재함(1)의 네 꼭지점을 탐색한다, 탐색방법은 도 7에 나타낸 바와 같은 네 개의 꼭지점 마스크(A∼D)를 사용하여 가장자리 지점과 꼭지점 마스크의 ER영역(7)과 겹치는 점의 갯수를 구하여 그 갯수가 가장 큰 네 지점을 찾는 것이다. 마스크(A∼D)는 네 꼭지점에 상응하는 각각의 마스크이며, 상기 네 꼭지점을 직각좌표계에 나타낸 결과를 나타낸 것이 도 8이다.

상술한 바와 같이 본 발명 트럭의 3차원 위치 및 형상인식방법에 의하면, 레이저 거리센서를 이용하여 트럭의 3차원 거리를 측정하여 트럭의 운전석 상대위치, 적재함의 네 꼭지점 형상을 인식하여 무인 크레인의 제어 컴퓨터에 전송함으로서 제품의 적재위치를 추출하기 위한 정보를 제공하여 보다 용이하게 무인크레인 작업을 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 트럭의 상부표면을 완전히 관찰할 수 있는 장소에 레이저 거리센서(6)를 설치하는 단계와; 상기 레이저 거리센서(6)의 스캔에 의해 레이저거리센서(6)에서 트럭의 상부표면까지의 거리를 측정하는 단계; 상기 측정된 거리측정값을 3차원 직각좌표로 변환한 뒤 트럭의 3차원 영상지도를 구하는 단계; 상기 트럭의 3차원 영상지도로부터 트럭의 운전석(2) 적재함(1) 대비 상대위치를 인식하는 단계; 상기 트럭의 3차원 영상지도로부터 트럭 적재함(1)의 가장자리를 인식하는 단계 및; 인식한 트럭 적재함(1)의 가장자리로부터 꼭지점 마스크를 이용하여 네 꼭지점의 위치를 구하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 트럭의 3차원 위치 및 형상인식방법.