KR100292958B1 - 투명한 벽을 통한 물체의 포착과 디지탈화 방법 - Google Patents

투명한 벽을 통한 물체의 포착과 디지탈화 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 바람직한 실시예에서 물체의 단면들을 포착하고 디지탈화하는 시스템(1)은 공동의 받침대(2)에 의해 운반되는 복수 개의 센서(Ca1내지 Ca4)를 포함한다. 센서(Ca1내지 Ca4)는 레이저 평면을 형성하는 층상 빔(fℓ1)을 방출하는 레이저 원, 및 물체(4)를 관찰하는 두 개의 카메라(C11-C12)를 포함한다. 다양한 레이저 평면(fℓ1)들은 동일면에 있으며 단일 측정 레이저 평면을 형성한다. 수단(Calc)이 관찰된 화상을 계산하고 동기화하기 위해 제공된다. 측정될 물체(4)를 위한 지지체(40)는 비평면 표면을 갖는다. 예비 과정은 측정 공간의 보정, 및 투명 벽(40)의 표면의 포착과 디지탈화를 포함한다.
용도에는 인간의 발 또는 압축 하중을 받을 때의 자동차 문을 위한 고무 밀폐 부재의 형상을 포착하고 디지탈화하는 것을 포함한다.

Description

투명한 벽을 통한 물체의 포착과 디지탈화 방법
제1도는 인간의 발의 단면들을 포착하고 디지탈화하기 위한 시스템에 대한 개략도,
제2도는 이러한 종류의 시스템의 보정 과정을 도시하는 도면,
제3도는 비평면 벽을 통한 굴절과 관련된 문제를 보여주는 도면,
제4a도와 제4b도는 각각 휴지 상태(문이 열린 상태)와 변형된 상태(문이 닫힌 상태)에서 자동차 문의 고무 밀폐 부재의 동태를 보여주는 도면, 그리고,
제5a도와 제5b도는 압축되어 하중이 걸린 상기 밀폐 부재의 변형을 모니터하기 위한 포착 및 디지탈화 시스템의 개략도이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
1 : 시스템 2 : 센서 지지 받침대
3 : 신호 처리 유닛 4 : 물체(인간의 발)
5 : 구동 장치 7 : 밀폐 부재
Ca1, Ca2, Ca3, Ca4: 센서 ℓa3: 레이저 원
본 발명은 투명한 벽, 특히, 비평면의 투명한 벽을 통하여 물체를 포착하고 디지탈화하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 또한 이러한 종류의 방법을 수행하기 위한 시스템에 관한 것이다. 많은 종래 기술의 광학 센서 시스템이 있다. 특히 프랑스 특허 FR-B-2 685 764는 뒤틀린 부품의 형상을 3차원적으로 포착하고 디지탈화하는 시스템이 개시되어 있다. 이러한 목적을 위하여, 시스템은 레이저 방사원을 구비한 광학 센서와 연구 대상의 물체 상의 레이저 빔의 자취를 분석하는 하나 이상의 카메라를 포함한다.
더 정확하게는, 시스템은 "레이저 평면", 말하자면, 매우 얇지만 분석될 물체의 전부 또는 일부를 포괄하기에 충분한 폭을 부채꼴형의 층상 빔을 생성하며, 동시에 상기의 카메라는 다른 입사각에서 레이저 평면을 보게 된다. 물체의 표면을 포착하고 디지탈화하기 위해서, 물체의 부분은 레이저 평면에 의해 스캐닝되어야 한다. 이와 같은 방식으로, 물체의 표면은 점진적으로 3차원으로 포착된다. 스캐닝은 물체에 대한 센서의 축지회동 운동 또는 위치 변환 운동에 의해 달성될 수 있다. 스캐닝은 또한 센서를 고정시키고 센서에 대해 물체를 이동시킴으로써 달성될 수 있다. 상기의 특허는 또한, 센서의 구조를, 특히, 레이저 빔을 꺾음으로써 소형화하기 위한 배열을 개시하고 있다. 이 배열은 작은 범위에서 높은 정밀도로 크기가 작은 물체에 대해 센서가 매우 제한된 공간에서 사용될 수 있게 한다.
이러한 종류의 센서는 이와 같은 상황에서 그 기능을 완벽하게 수행한다.
그럼에도 불구하고 상기와 같은 종류의 시스템이 적용될 수 없는 다른 필요 조건이 있다. 여기에는 투명한 창, 경우에 따라서는 비평면의 창을 통하여 작동하는 것이 필요한 용도가 모두 포함된다. 간단히 보아서, 이들 용도는 두 개의 군으로 구분될 수 있다.
용도의 제1군에서, 물체는 지지체 상에 지지체의 한계선에서의 모습을 포함하여 물체의 단면들의 완전한 "모습"으로 놓여진다. 이에 의해 물체의 주변 환경이 실제적 상황으로 그려질 수 있다.
제1군의 용도의 전형적인 예는 인간의 신체의 디지탈화이며, 특히 적어도, 발의 치수 상의 특성의 일부, 예를 들어, 발바닥의 형상을 구하기 위하여 발의 크기를 그리기 위한 인간의 발에 대한 디지탈화이다. 제한이 되지 않는 일례를 든다면, 발의 완전한 형상의 포착에 의해 제작될 구두가 측정될 수 있다. 이 경우에, 포착과 디자탈화 작업이 적정하게 수행될 수 있도록, 디지탈화된 발이 신발과 가능한 가깝게 닯은 환경에 있도록 하는 것이 필요하다. 이러한 목적을 위하여, 구두의 가죽의 압력을 모방하도록 지지용 양말 내에 감싸진다. 발은 또한 발이 구두 내에서 놓여지는 가죽 조각인 "구두 안창"의 형상을 가능한 한 가깝게 재생하는 투명 판 위에 놓여진다. 투명 판은 유리판이나 유사한 재료 위에 놓여진다. 이러한 배열에 의해 발이 구두 내에서 진정으로 지지되는 방식에 대한 가장 가까운 모방이 이루어질 수 있게 한다.
제2군의 용도는 물리적인 하중에 의해 변형되는 물체에 관한 것이다. 자동차에서 사용되는 고무 밀폐 부재는 예로서 고려된다. 밀폐 부재는 문이 닫혀질 때 변형된다. 차량이 적정하게 밀폐되었는지의 여부를 결정하는 것은 밀폐 부재가 문에 의해 변형되었을 때의 윤곽이다. 최적화된 윤곽은 통상적으로 컴퓨터 원용 설계(CAD)에 의해 계산된다. 이론적인 윤곽은 밀폐 부재에 가해진 하중이 컴퓨터에 모방된 후에 유한 요소 모델링 소프트웨어를 사용하여 계산된다. 이에 의해 유사한 변형이 가시화될 수 있다. 그 다음에 물론, 프로토타입의 밀폐 부재를 제작하고, CAD의 계산을 검증하고, 즉, 실제 사용 환경에서 이를 시험하는 것이 필요하다. 이를 위하여, 최선의 방식으로, 즉, "문이 닫힌 차량"의 조건에서 압축되었을 때 밀폐 부재를 "포착"하는 것이 필요하다. 이러한 시험이 밀폐 부재의 변형에 대한 "실제 상황"의 디지탈화와 가시화를 의미하기 때문에 적정하게 수행되는 것이 어렵다는 것이 명백하다.
이를 위하여, 기준이 되는 문이 투명한 재료로 만들어 진다. 그 다음, 광학 센서를 사용하여 기준이 되는 문이 투명하므로 이를 통하여 기준이 되는 문에 의해 압착되는 밀폐 부재를 연속적으로 디지탈화하는 것이 가능하다.
디지탈화된 윤곽을 규정하는 데이터가 얻어진 후에, 적절한 형태로 CAD 시스템에 입력될 수 있고, 계산된 이론적인 데이터와 비교될 수 있다. 그 차이가 소정의 한계를 넘을 경우에, 선행의 단계들이 만족스러운 결과가 얻어질 때까지 반복될 수 있다.
이러한 설비가 관련된 자동차 제조업자에게 큰 상업적 및 재정적 이점을 준다는 것은 쉽게 이해할 수 있다.
그러나, 문제는 두 가지 군의 용도 모두에서 발생한다. 상기 특허 출원서에 따른 광학 센서는 벽이 평면이 아닐 경우에 두드러지는 현상으로 투명 벽을 통과할 때 변형되는 레이저 빔을 생성한다. 같은 상황이 광학 센서와 관련된 하나 이상의 카메라에 의해 픽업되는 반사 광선에도 적용된다. 물체의 크기를 재구성하고 이로부터 물체의 정확한 형상, 즉, 변형이 없는 형상을 도출하기 위하여 하나 이상의 카메라와 절대의 좌표계에 의해 "보여진" 점들을 상호 관련시키는 것이 필요하다.
본 발명은 이러한 첫째의 필요 조건에 대한 해결책을 제공하는 것이 목적이다.
전술한 출원서에 따른 시스템의 사용과 관련된 또 다른 제약이 있다. 단 하나의 센서에 의해 물체의 완전한 단면을 3차원으로 추출할 수 있다. 전술한 바와 같이 인간의 발에 대한 경우가 그것이다.
센서가 물체의 주위를 완전히 돌게 하는 것을 고려할 수 있다. 그러나, 이러한 해결책은 단점을 갖는다. 실제로, 매우 무거운 기계적 장치를 사용할 필요가 있다. 둘째로, 센서는 제어 장치, 및 포착하여 디지탈화한 값들을 표시하는 신호들을 처리하기 위한 장치, 예를 들면, 표준적인 디지탈 신호 처리, 메모리 및 디스플레이 시스템에 적어도 케이블에 의해 연결된다. 그러므로, 물체 주위에서의 무한 회전은 불가능하다. 초기 또는 휴지 상태로 복귀하는 역 작동을 수행할 필요가 있다. 그러므로, 이러한 작동 중에, 연결 케이블은 "매듭이 풀려야"하며, 이것은 어려운 것일 수 있다. 모든 경우에 있어서, 시스템은 융통성이 결여되어 있다.
이러한 문제를 피하기 위해서 회전 접촉을 사용하는 것을 고려해야 한다. 이러한 장치는 장치의 가격을 증가시키고 장치의 신뢰성을 매우 감소시킨다.
같은 문제가 디지탈화될 물체가 긴 기간(약 20초 이상) 동안 부동의 상태로 유지될 수 없는 경우의 용도에서 발생된다. 이러한 경우는 역시 목적이 발과 같은 인간의 신체의 단면을 얻는 것인 경우이다.
그러므로, 빠르게 작업하는 것이 필요하지만, 복수의 디지탈화 패스(pass)에서의 포착은 배제한다.
살아 있는 부재에 대한 측정의 경우에, 측정될 "물체"는 비교적 부드럽고 포착 시간이 약 15 초를 초과해서는 안된다는 것이 전제될 수 있다. 문제의 포착은 단일 단면에 대한 것이 아니며, 오히려 연속적인 슬라이스를 구성하는 복수의 단면에 대한 것이다.
따라서, 본 발명의 바람직한 일 실시예에서, 연구 대상의 물체는 단일 패스에 의해 불체의 완전한 단면들을 구성하도록 복수 개의 센서에 의해 포위된다. 여기서, 단일 패스는, 말하자면,
- 센서들과 연관된 카메라들이 중첩되는 구역에서 다른 센서들에 의해 방출되는 다른 레이저 평면들을 보지 않아도 되도록, 복수 개의 센서에 의해, 물체를 완전히 포위하는 단일 레이저 평면을 생성하는 단계;
- 각각의 측정에서 모든 센서들에 대한 공동 면에서 동종의 단면부들을 포착하기 위해 각각의 센서로부터 측정 결과를 동기화하는 단계; 및 각각의 측정면으로부터 필요한 3차원 화상을 얻기 위해 단일의 절대 좌표계(absolute frame of reference)에서 다양한 카메라들로부터 얻어진 데이터를 그룹으로 분류하는 단계를 포함한다.
본 발명은 일부가 언급된 바 있는 종래 기술의 장치의 단점들을 피하고, 명시된 필요 조건을 충족시키는 것이 목적이다.
본 발명의 방법은 물체를 향하여 측정 레이저 평면을 형성하는 층상 빔을 방사하는 레이저 원, 및 상기 투명 벽을 통하여 상기 물체를 관찰하는 적어도 하나의 카메라를 포함하며 이동 가능한 센서 지지체에 고정되어 있는 적어도 하나의 센서를 사용하여 투명한 벽을 통하여 물체를 포착하고 디지탈화하는 방법에 있어서, 상기 투명 벽이 일정한 두께로 되어 있으며 상기 투명 벽의 일 표면에 대해 수직인 레이저 평면에 의해 특정의 축을 따라 연속적으로 스캐닝될 수 있는 윤곽을 가지며, 적어도 다음의 과정들, 즉,
a. 포착되고 디지탈화될 상기 물체를 포위하는 측정 공간을 한정하는 단계;
b. 좌표계에 대한 상기 투명 벽의 기하학적 특성을 판단하기 위해 상기 투명 벽을 디지탈화하는 단계;
c. 상기 센서로부터 상기 레이저 평면이 상기 투명 벽의 상기 표면에 항상 수직이 되도록 상기 특정 축에 대해 상기 센서를 경사지게 하며, 상기 특정 축에 따른 변위 윤곽을 한정하고, 상기 특정 축을 따라 상기 투명 벽에 대해 수직으로 이동하는 보정 패턴에 의해 상기 측정 공간 전체를 보정하는 단계; 및
d. 상기의 방식으로 포착되고 디지탈화된 좌표 데이터의 절대 좌표계로 변환하고, 이것을 메모리 내에 저장하는 단계;를 적어도 포함하는 예비 과정; 및
a. 상기 측정 레이저 평면이 상기 투명 벽에 수직을 유지하도록 상기 변위 윤곽에 따라 상기 특정 축을 따른 상기 센서 홀더를 변위시키는 단계;
b. 연속적인 슬라이스의 형태로 상기 물체의 단면들의 전부 또는 일부를 포착하고과 디지탈화하는 단계;
c. 상기 측정 공간의 보정으로 얻어지고 메모리에 저장된 상기 데이터와 상관시킴으로써 상기의 방식으로 얻어진 좌표 데이터를 절대 좌표계로 변환하는 단계;를 적어도 포함하는 상기 물체를 포착하고 디지탈화하는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 측정 레이저 평면은 상기 센서 지지체에 고정되고 상기 물체를 완전히 포위하는 복수 개의 광학 센서에 의해 생성된 특정 레이저 평면들의 조합이며, 상기 예비 과정에서 보충적 단계는 단일 측정 레이저 평면을 형성하도록 상기 레이저에 의해 방출되는 개별적인 레이저 평면들을 동일 평면에 있게 하는 것이다.
본 발명의 목적은 또한 이러한 방법을 수행하기 위한 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 특히 제작될 구두를 측정하기 위한 인간의 발의 디지탈화에 적용하는 것이다.
본 발명의 목적은 또한 특히 자동차를 위한 밀폐 부재로 하중이 가해진 압축 가능한 밀폐 부재의 디지탈화에 적용하는 것에 있다.
첨부된 도면을 참조하여 이루어진 다음의 설명을 읽음으로써 본 발명은 더 명확히 이해될 수 있으며, 다른 이점과 특징들도 명확히 들어날 것이다.
전술한 제1군의 용도들 중에서 본 발명의 전형적인 용도가 먼저 설명된다.
다음의 구체적인 예는 본 발명의 범주를 제한하지 않으며, 인간의 발의 포착과 디지탈화에 대해 언급한다. 마찬가지로, 이 예는 본 발명의 실시예의 바람직한 실시예, 즉, 다중 센서 시스템에 관한 것이다.
제1도는 비평면 투명 벽을 통하여 물체의 단면들을 포착하고 디지탈화하기 위한 시스템(1)을 보여준다.
시스템은 4개의 광학 센서(Ca1)(Ca2)(Ca3)(Ca4)를 포함한다.
각각의 광학 센서는 전술한 프랑스 특허 FR-B-2 685 764에 기술된 센서와 유사하거나 동일할 수도 있으며, 센서에 대한 더 상세한 설명은 이를 유익하게 참조할 수 있다. 이와 같은 센서는 필수적으로 층상 빔, 예를 들면, 빔(fℓ1)을 생성하는 레이저 원(도시되지 않음)을 포함한다. 레이저 원으로는 반도체 레이저 다이오드가 유리하다.
본 발명의 중요한 특징에 따라, 시스템이 다중 센서 시스템일 경우에, 층상 빔의 4개의 레이저 평면, 또는 더 일반적으로 층상 빔의 N개의 레이저 평면들은 동일면에 있다.
각각의 센서(Ca1)(Ca2)(Ca3)(Ca4)는 적어도 하나의 카메라, 바람직하게는 2개의 카메라, 예를 들면, 센서(Ca1)의 경우에 카메라(C11)(C12)가 제공되어 있으며, 2개의 카메라는 레이저 원과 대향하는 면에 위치한다.
4개의 센서(Ca1)(Ca2)(Ca3)(Ca4)는 디지탈화될 물체, 이 예에서는 발(4)을 포위하도록 받침대(2), 예를 들면, 원형의 받침대에 부착된다.
4개의 빔의 레이저 평면은 동일 평면에 있으며, 카메라들은 발(4)의 동일 단면(Si)을 관찰한다. 카메라들의 출력 신호는 연결 부재(ℓ1)(ℓ2)(ℓ3)(ℓ4)를 경유하여 포착과 디지탈화를 수행하는 신호 처리 시스템(3)으로 전달된다. 이를 위하여, 카메라들로부터의 신호는 카메라들이 아날로그 방식의 것이면, 먼저 통상적인 방법으로 디지탈 신호로 변환된다. 이러한 변환은 센서(Ca1)(Ca2)(Ca3)(Ca4)의 물리적 한계내에서 수행될 수 있다. 또한, 감지된 화상을 나타내는 디지탈 신호를 직접 공급하는 디지탈 카메라들이 있다. 신호 처리 유닛(3)은 이들 신호를 기반으로 단면을 포착하고 디지탈화한다. 신호 처리 유닛(3)에는 저장된 프로그램 계산 유닛(Calc)이 포함되는 것이 유리하다. 여기에는 카메라, 예를 들면, 카메라(C11)(C12)와 통신을 위해 적절한 인터페이스 카드(도시되지 않음)가 제공되어 있다. 이들의 연결은 카메러, 레이저 원, 및 센서 지지체의 운동을 구동하는 유닛에 지시와 명령을 전달하고, 카메라의 출력 신호를 받아들이도록 통상적으로 양방향 연결 또는 일방향 연결의 쌍의 형태를 갖는다. 센서(Ca1)(Ca2)(Ca3)(Ca4)의 구성 요소를 위한 전력 공급 장치와 같은 다양한 통상적인 장치가 당연히 제공된다.
신호 처리 유닛(3)은 데이터와 프로그램을 저장하기 위한 메모리(Mem)를 더 포함한다. 메모리(Mem)는 계산 유닛(Calc)의 일부 또는 외부의 것(도시된 예에서와 같음)일 수 있다. 신호 처리 유닛(3)은 마지막으로 가시화 디스플레이 유닛(Visu), 예를 들면, 음극선관 디스플레이, 및 다양한 여타의 통상적인 회로(도시되지 않음), 고정 메모리 등을 포함한다.
이러한 모든 배열들은 그 자체로서 통상적인 것이며, 당해 기술 분야에 숙련된 사람에게 공지된 것이다. 따라서, 이들에 대해 더 이상 설명할 필요가 없다.
제한이 되지 않는 예로서, 상술한 프랑스 특허에 개시된 포착 기술이 제7도 내지 제10d도와 관련된 설명을 참조하여 사용될 수 있다.
그러나, 이 기술은 단일 센서의 경우에 완전히 적합하지만, 본 발명의 바람직한 실시예는 복수 개의 센서, 설명된 예에서 4개의 센서를 사용하기 때문에 그 기술은 그 자체로서 본 발명의 상황에 충분하지 못하다.
각각의 센서(Ca1)(Ca2)(Ca3)(Ca4)에 의한 도면은 각각의 측정에서 모든 센서들에 대한 동일 평면에서 동일한 단면부(Si)를 얻기 위해 동기화된 방식으로 그려져야 한다.
또한, 각각의 측정 평면으로부터 필요한 3차원 화상을 얻기 위해서, 다양한 카메라들로부터 얻어진 데이터는 단일의 절대 좌표계(x, y, z 축)에서 그룹으로 구분될 필요가 있다.
이를 위하여, 센서들은, 아래에 설명되는 바와 같이, 모든 디지탈화된 공간에 대해 보정된다.
측정될 발(4)은 투명한 재료로 된 판의 형태인 기판(40) 위에 놓여 있다. 다른 발(도시되지 않음)은 첫번째 발과 평행이지만 센서(Ca1)(Ca2)(Ca3)(Ca4)에 의해 점유된 공간 밖의 기판(41) 위에 놓을 수 있다.
발(4)의 3차원 화상을 얻기 위해, 연속적인 단면 평면과 관련된 단면(Si)들을 얻을 필요가 있다. 발(4)이 기판(40) 위에 부동의 상태로 있어야 하므로, 발(4)을 전방으로 이동하는 것은 명백히 불가하다. 그러므로, 그 받침대(2)에 고정된 광학 센서(Ca1)(Ca2)(Ca3)(Ca4)가 발(4)의 종축인 축 Δ을 따라 병진 운동해야 한다.
이를 위해 장치(5)가 디지탈화 시스템(1)을 구동하기 위해, 더 정확히 말해서 받침대(2)를 구동하기 위해 제공되어 있다. 설명된 예에서, 장치(5)는 회전 축 ΔR의 주위를 회전하는 풀리와 기어 유닛(52)을 구동하는 구동 모우터(51)와 곧바른 안내 레일(50)을 포함한다. 구동 장치(5)는 받침대(2)와, 그리고 이와 관련된 센서(Ca1)(Ca2)(Ca3)(Ca4)를 소정의 크기로 곧바른 안내 레일(50)을 따라 병진 운동하게 한다. 이것은 또한 아래에 설명되는 이유 때문에 받침대를 풀리와 기어 유닛(52)을 경유하여 회전 축 ΔR의 주위로 축지회동시키는 제2 모우터(53)를 포함한다. 센서 변위 윤곽은 디지탈화 중에 연속인 운동(그러므로, 가능한 한 가장 빠른 운동)을 달성해야 한다. 센서들은 계속적으로 이동한다. 변위는 데이터 처리 유닛(3)의 제어 하에서 "스텝" 모드로 작동되지 않지만, 예를 들면, 모우터에 리졸버(resolver)를 제공하고 엔코더 휠 "펄스"를 계수함으로써 계속적으로 재계산되는 센서의 공간적 위치에 의해서 작동될 수 있다. 각각의 센서 카메라로부터의 모든 단면부들과 센서의 공간적 좌표를 연관시키는 것이 가능하다.
이러한 이전성 운동 중에 일련의 연속적인 다수의 측정이 수행된다. 각각의 일련의 측정은 단면 평면에 상응하는 포착된 단면(Si)과 관련되어 있다. 연속적인 단면 평면의 개수가 충분히 많으면, 발(4)의 외부 체적을 "그물망" 형태로, 또는 그물망 형태를 평활하게 만드는 다른 공지된 데이터 처리 방법을 사용하여 포착하고 그릴 수 있다. 다양한 신호들이 제1도에 도시된 신호 처리 유닛(3)에 의해 처리될 수 있다.
데이터가 획득되고 메모리에 저장되었을 경우에, 데이터는 통상적인 방식으로 후속적으로 명백히 처리될 수 있어, 이와 같은 방식으로 측정되고 디지탈화된 발에 완전히 맞는 구두의 구성 부품을 생성하기 위한 자동 장치를 제어하게 된다.
그러나, 본 설명에 대한 전제부에서 지적된 바와 같이, 측정될 발이 구두의 내부 표면의 형상을 가능한 한 정확히 재생하는 비평면 표면판(40) 위에 놓여지는 것이 바람직하다. 판 아래의 센서들(이 예에서 센서(Ca3)(Ca4))과 관련된 레이저 원에 의해 생성된 레이저 빔은 비평면 투명 벽, 즉, 발(4)을 위한 지지체 판(40)을 통과하면서 변형된다. 마찬가지로, 반사광은 이들 센서(Ca3)(Ca4)들과 관련된 카메라들에 의해서 픽업된다. 발의 체적을 그리고 이로부터 발의 정확한 형상, 즉, 광학적 왜곡이 없는 발의 형상을 도출하기 위하여, 카메라들에 의해서 "보여진" 점들과 절대 좌표계를 상호 연관시키는 것이 필요하다.
그러므로, 벽(40)이 비평면이라는 사실 때문에 빔의 변형에 의해 왜곡되어 모든 카메라들에 의해서 관찰된 점들, 즉, 상대적 좌표계의 점들을 절대 좌표계로 변환하는 것이 가능하도록, 비평면 벽의 정확한 치수 특성을 얻기 위한 초기 보정 단계를 수행하는 것이 필요하다.
이 초기 보정 단계는 가장 일반적인 경우가 설명된다. 본 설명의 전제부에서 지적된 바와 같이, 본 발명의 방법은 평면 벽들과 완전히 병립될 수 있으며, 비평면 벽들이 봉착된 문제들을 강조한다는 것을 알 수 있다.
그러므로, 투명 벽은 일반적으로 벽의 한 표면에 수직인 레이저 평면에 의해 연속적으로 스캐닝될 수 있도록 맞추어진 벽으로서 정의될 수 있다. 또 다른 필요 조건은 벽이 일정한 두께의 것이라는 사실이다.
이러한 종류의 벽은 다음의 벽일 수 있다.
- 특수한 경우를 구성하는 평면 벽;
- 연속적인 커브로부터 변환에 의해 생성된 규칙적인 표면을 갖는 벽;
- 원통형 표면의 벽;
- 규칙적인 커브를 공동 축의 주위로 회전함으로써 생성된 회전 벽 표면;
앞의 경우의 특수한 경우를 구성하는 구형 표면 벽.
지지 판 보정 공정은 다수의 단계를 포함한다. 공정은 제2도와 제3도를 참조하여 설명된다. 제2도는 투명한 재료의 지지판(40)의 일부를 보여준다. 시험 패턴(6)은 보정을 수행하기 위해 사용된다. 시험 패턴(6)은 복수의 열과 복수의 행으로 된 규칙적인 매트릭스 배열에 배열된 핀(600)들을 수반하는 판(6)의 형태이다.
레이저 평면들은 센서(Ca1)(Ca2)(Ca3)(Ca4)로부터의 부분적인 빔들, 예를 들면, 빔(fℓ1)에 의해 구성된 레이저 평면은 핀(600)들과 교차하며, 센서 카메라(도시되지 않음)는 이들 교차점들에 상응하는 일련의 점들을 본다. 각각의 센서 카메라(Ca1)(Ca2)(Ca3)(Ca4)의 화소를 레이저 평면과 관련되거나, 센서 지지체(2)에 의해 형성되거나, 상대적 좌표계(U, V, W)에 관련된 공간 또는 상대적 공간의 점을 연관시키는 변환 매트릭스가 그 다음에 계산된다. 핀(600)들을 수반하는 시험 패턴(60)으로 구성되는 고정되고 "경직성"의 좌표계(R, S, T)에 대한 이동 가능한 센서 지지 받침대(2)의 위치를 알면, 절대 공간(X, Y, Z)에서의 좌표는 계산될 수 있다.
계산은 프랑스 특허 출원서 FR-A-2 642 833에 설명된 바와 같이 수행될 수 있다. 거기에는 절대 좌표계(X, Y, Z)에서 3차원 물체의 부분적 형상을 나타내는 좌표(x, y, z)를 전달하도록 적용된 이동식 센서 시스템을 포함하는 형상 포착 시스템을 보정하는 방법이 기술되어 있다. 이 방법은 포착 시스템의 센서 시스템에 의해 전달되는 상대적 좌표계(u, v, w)와 관련된 처리전 데이터와 포착되는 물체의 표면의 실제 좌표(x, y, z) 사이의 포괄적인 전달 함수를 수립한다. 고정된 시험 패턴은 좌표(r, s, t) 갖는 좌표계와 연관되어 진다. 한 시스템에서 다른 시스템으로의 좌표의 변환은 통상적인 매트릭스 계산에 의해 이루어진다.
기술된 센서 시스템은 받침대(2)에 부착된 복수 개의 센서(도시된 예에서 4개의 센서)를 포함하는 본 발명의 바람직한 실시예와는 달리 당연히 단일 센서 시스템이다. 다양한 센서(Ca1)(Ca2)(Ca3)(Ca4)에 의해서 수행되는 모든 측정은 동기화 후에 고려되어야 한다. 상대적 좌표계(U, V, W)의 좌표(u, v, w)를 정의하는 것은 이러한 측정의 세트(組)이다. 다양한 빔들이 핀(600)들에 중첩되는 것은 당연히 필요하다.
더욱이, 비평면(40)을 통한 디지탈화의 경우에, 다른 변수들은 지지체의 곡률 때문에 초기 보정 중에 획득되어야 한다. 레이저 평면이 판(40)의 하면(401)에 언제나 수직인 상태로 유지되면서, 레이저 평면의 변위에 대한 연속적인 윤곽을 정의할 필요가 있다.
이를 위하여, 판(40)의 하면(401)은 관례적으로 판(40)의 아래쪽에 있는 기준 평면(Pref)에 관련하여 정의된다. 평면(Pref)은 수평으로 가정하는 것이 유리하다. 그러므로, 축(Δ)을 따라 판(40) 위의 임의의 점(Pi)에 대해 획득되고 디지탈화되어질 3개의 변수가 있다. 마지막으로, 판(40)의 두께 "e"는 일정하고, 하면(401)의 치수 특성을 알면 상면(400)의 치수 특성이 도출될 수 있다.
그러므로, 획득되고 디지탈화되어야 할 변수들은 다음과 같다. 원위치 횡좌표(xo)로부터 하면(401) 상의 임의의 점(pi)까지의 거리(xi), pi와 xi사이의 거리(vi)(pi에서 직선 선분 pi-xi는 표면(401)에 수직이다) 및 직선 선분 vi-pi와 횡좌표축 사이의 각도(αi). 횡좌표축(x)은 축(Δ)에 평행이다.
상면(400) 위의 작업 공간을 계산하려면, 상면(400)에 수직인 레이저 평면의 변위의 윤곽은 정의되었으므로, 시험 패턴(6)은 센서 지지 받침대(2)(제1도)에 부착된다. 투명 판의 가장 근접한 보정이 가능하도록, 보정 시험 패턴(6)은 판(40)으로부터 일정한 거리, 가장 작은 거리를 이동한다. 시험 패턴(6)은 로울링 수단에 의해 이동된다. 이를 위하여, 핀 지지판(60)의 양측에 각각의 로울러(611)(612)가 제공되어 있다. 이에 의해 핀 지지판(60)은 투명 판(40)의 상면(400)에서 이동할 수 있다. 마지막으로, 핀 지지판(60)의 상부에는 임의의 점(pi)에서 변위(vi)를 측정하는 센서(7)에 기계적으로 결합된 봉(613)이 제공되어 있다.
이러한 구비물에 의해, 시험 패턴(6)의 판(60)에 의해 형성된 평면은 센서들의 단일 측정 레이저 평면과 일치하며, 항상 면(400)에 수직이고, 따라서 면(401)에 수직인 상태를 유지한다.
요약하면, 변위 센서(7)는 측정값 xi와 αi와 관련하여 보정 시험 패턴(6)의 정확한 위치와 이에 따른 핀(600)들 자체의 위치를 결정하는 측정값 vi를 제공한다. 다시 말하면, αi는 면(401)을 디지탈화함으로써 xi로부터 얻어지고, 그 다음 vi는 측정 공간의 보정을 수행함으로써 xi와 αi로부터 얻어진다. 실제에서, 정밀한 디지탈화는 투명 판의 형상을 참작하면서 수행된다(1mm 단위의 x 축 변위).
판(40)의 일부의 확대 단면도인 제3도에 특별히 도시된 바와 같이, 카메라들은 투명 면에 대해 수직으로 보지 않는다. 이 도면은 판(40) 아래의 센서들 중의 하나, 이 예에서는 센서(Ca3)를 보여준다. 이 센서(Ca3)는 2개의 카메라(C31)(C32)를 가지고 있다.
판의 변형은 카메라(C31)(C32)가 다르게 "보게" 하며, 달리 말하면, 투명 판에 대한 카메라들의 입사각 β와 γ가 다르기 때문에 광학 경로는 다르다. 센서(Ca3)의 레이저 원(ℓa3)는 pi에서 판(40)의 하면에 수직인 방사축(Δ') 상에 층상 빔(fℓ1)을 방사한다. 카메라(C31)(C32)들은 축(Δ')을 따라 점(p31)(p32)들을 갈라서 보며, 다른 굴절각 β와 γ 때문에 점(p31)(p32)들 사이의 거리는 δ1과 같다.
보정의 목적은 이 처럼 앞에서 정의한 변위 윤곽의 기본 데이터에 따라 각각의 카메라에 대한 3차원 데이터 도시 변수, 변수 xi, αi및 vi를 정의하는 것이다.
앞에서 언급한 바와 같이, 투명 판은 일정한 두께의 것이며, 변위 윤곽을 정의하기 위한 방법은 상면(400)의 디지탈화에 근거하거나 또는 하면(401)의 디지탈화에 근거하는 두 가지 방법이 있다.
제1의 방법이 제1도를 참조하여 설명된다. 이 방법은 다음의 과정들과 단계들을 포함한다.
a. 센서 보정 과정:
- 단계 Ⅰ: 판(40)의 아래의 센서(Ca3)(Ca4)들로부터의 레이저 빔들이 오프(off) 상태로 하고 판(40)의 위에 있는 센서(Ca1)(Ca2)로부터의 레이저 빔(예를 들면, 센서(Ca1)로부터의 빔(fℓ1))들은 온(on) 상태로 한다;
- 단계 Ⅱ: 공간의 단일 단면 평면 상에서 회전없이 판(40)의 상부의 센서(Ca1)(Ca2)의 카메라들(예를 들면, C11과 C12)의 보정; 그러므로, 시험 패턴(6)(제2도)은 이 단계에서 이동되지 않으며, 보정 변수는 시험 패턴(6)의 단일 디지탈화로부터 계산된다;
b. 판(40) 디지탈화 과정:
- 단계 Ⅰ: 판(40)의 상면(400)의 공백화;
- 단계 Ⅱ: 공동 레이저 평면이 회전함이 없이 이에 의해 상면(400)을 스캐닝함;
- 단계 Ⅲ: 판(40)의 상면(400) 아래에 그려질 수 있는 불필요한 점들을 후속적으로 제거하기 위한 작업 구역의 결정.
제2의 방법이 이하에 설명된다. 이 방법은 다음의 과정들과 단계들을 포함한다.
a. 센서 보정 과정:
- 단계 Ⅰ: 판(40)의 해체(탈거);
- 단계 Ⅱ: 판(40) 위의 센서(Ca1)(Ca2)들로부터의 레이저 빔들은 오프 상태로 하고, 판(40) 아래의 센서(Ca3)(Ca4)들로부터의 레이저 빔들은 온 상태로 한다.
- 단계 Ⅲ: 공간의 단일 단면 평면 상에서 회전없이 판(40)의 상부의 센서(Ca3)(Ca4)의 카메라들(예를 들면, C41)의 보정; 그러므로, 시험 패턴(6)(제2도)은 이 단계에서 이동되지 않으며, 보정 변수는 시험 패턴(6)의 단일 디지탈화로부터 계산된다; 이를 위하여, 핀(600)들이 판(40)의 하면(401)에 의해 앞서 점유되었던 공간을 덮도록 보정 패턴(6)은 가능한 한 낮추어진다;
b. 판(40) 디지탈화 과정:
- 단계 Ⅰ: 판(40)의 하면(401)의 공백화;
- 단계 Ⅱ: 공동 레이저 평면이 회전함이 없이 이에 의해 하면(401)을 스캐닝함;
- 단계 Ⅲ: 판(40)의 일정한 두께를 고려하여, 판(40)의 상면(400) 아래에 그려질 수 있는 불필요한 점들을 후속적으로 제거하기 위한 작업 구역의 결정.
제2의 방법의 변형에서(도시되지 않음) 곤란한 주변 상황에 의해, 단일 보정 시스템을 제공하기 위해 투명 판을 해체하는 것이 불가능한 경우에, 판(40)의 양면에 2개의 보정 패턴을 사용하는 것이 필요하다. 당연히 제2의 패턴은 투명 벽(40)이 디지탈화되어야할 비평면 윤곽을 갖는 경우에만 필요하다.
방법의 선택은 다양한 인자에 따른다. 특히, 제2의 방법의 선택에서는 다음의 조건이 우선성을 갖는다.
- 상면(400)과 하면(401)에 대한 접근의 용이성; 및
- 상면(400) 위의 센서의 존재 여부.
앞서 설명한 인간의 발의 디지탈화 시스템의 경우에, 예를 들면, 하면(401)으로 접근하려면, 판(40)의 해체가 필요하다. 이 경우에, 판(40)의 위에 2개의 센서(Ca1)(Ca2)가 있으므로(설명된 예에서), 따라서, 제1의 해결책이 바람직하다.
한편, 표면의 단 하나만, 예를 들면, 하면(즉, 측정 공간의 외부의 표면)에만 접근이 가능한 경우와 같이 곤란한 주변 환경의 경우에, 모든 센서들은 접근 가능한 표면에 위치하며, 제2의 해결책이 선택되어야 한다.
보정 과정이 모든 것에 대하여, 적어도 소정 판(40)에 대하여, 소정 시간 동안 시간의 흐름을 고려하여 한번 수행된다.
판(40)이 포착되고 디지탈화된 특성은 보정 공정에 의해 절대 좌표계로 변환되고 메모리에 저장된다. 보정 공정이 단일 위치(pi)에 관련되는 고립된 평면과 관련될 뿐만 아니라, 모든 측정 공간과 관련된다.
정상적인 측정 조건 하에서, 센서 지지 받침대(2)는 이동 수단(5)에 의해 축(Δ)을 따라 이동된다(제1도). 이동 수단(5)은 신호 처리 유닛(3)의 제어 하에 있다. 축(Δ)을 따른 위치는 결정하기 쉽다. 좌표 xi를 갖는 각각의 측정점 pi에 대해(단면 Si를 포착함), αi와 vi의 값은 보정 중에 저장된 데이터로부터 알 수 있다. 특히, αi를 알면, 회전 구동 모우터(53)는 센서 지지 받침대(2)를 이에 상응하게 회전시키며, 이에 의해 단일 측정 레이저 평면을 기울이며, 따라서, 단일 측정 레이저 평면이 모든 점(pi)에서 판(40)의 표면에 수직을 유지한다.
계속적으로 포착되고 디지탈화된 데이터는, 포착 중의 축(Δ)에 따른 센서 지지 받침대(2)의 위치를 알면, 절대 좌표로 변환될 수 있다. 데이터는 보정되고, 따라서 판(40)의 비평면 형상으로 인한 에러가 없다는 점을 주목하자. 축(Δ)을 따라 포착되고 디지탈화된 다양한 단면들에 관련되어 축적된 데이터에 의해 발(4)의 정확한 외형이 그려진다.
이미 언급한 바와 같이, 이 데이터는 후속 공정을 위해 메모리에 저장되어 제작될 구두가 측정될 수 있게 한다. 포착과 디지탈화 공정은 포착된 단면들을 디스플레이 스크린상에 디스플레이함으로써 실제 위치와 실시간에서 자연스럽게 모니터될 수 있다. 결과는 "그물망" 형태, 예를 들면, "모조의 색상"으로, 또는 더 복잡한 형태에서 적절한 "평탄화"와 보간 소프트웨어를 사용하여 실제에 가까운 형태로 디스플레이될 수 있다.
제2군의 용도에서 본 발명의 방법의 전형적인 용도가 이하에서 설명된다.
이러한 설명은 압축 가능한 부재, 예를 들면, 자동차의 문, 해치백, 등에 사용되는 고무 밀폐 부재의 설계에 관한 것이다.
제4a도와 제4b도는 각각 휴지 상태(문이 열린 상태)와 변형된 상태(문이 닫힌 상태)의 자동차 문(8)에 사용되는 고무 밀폐 부재(7)의 동태를 보여준다.
밀폐 부재는 차량의 몸체 쉘(9)에 접착되거나 달리 고정된 기재부(71), 및 문(8)의 내부 표면과 접촉하며 점진적으로 압축되는 (문의 위치 8'와 밀폐 부재의 위치 7') 머리부(70)을 갖는다.
제4b도는 닫혀진 문(8')에 의해 압축 하중을 받는 밀폐 부재(7)를 보여준다. 더 나은 밀폐를 위해서, 압축된 밀폐 부재(위치 7')가 닫힌 문(위치 8')의 내면과 2개 이상의 접촉점을 갖는 것이 유리하다. 도시된 예에서는 3개의 접촉점(700)(701)(702)이 있다.
밀폐 부재(7)의 치수, 머리부(70)의 특정 외형, 내부 통로(72)의 형성 가능성, 및 밀폐 부재(7)의 기계적 성질(탄성, 등)에 의해 의도된 목적이 달성될 수 있다.
이미 언급한 바와 같이, 이런 종류의 밀폐 부재는 CAD를 사용하여 유리하게 설계될 수 있다. 이들 방법은 하중이 가해졌을 때 밀폐 부재의 변형을 모방하고, 밀폐 부재가 의도된 밀폐 기능을 충족시킴에 있어 어느 정도 효과적인가를 예측하는 데 사용될 수 있다.
"이론적" 설계가 완성되었을 때, 계산 결과에 따라 프로토타입을 제작하고 그 프로토타입을 실제 사용 조건에서 시험함으로써 계산 결과를 검증하는 것이 남아 있다. 그러므로, 이러한 단계에서 문이 닫힌 상태에서 실제의 변형을 측정하고 가시화하는 것이 필요하다.
제5a도와 제5b도는 이러한 디지탈화를 수행하기 위한 본 발명의 디지탈화 시스템에 대한 개략도이다.
이 시스템에는 필수적으로 2개의 판, 차량의 몸체 쉘(제4a도와 제4b도에서 9)을 모방하는 불투명 판(10), 및 차량의 문(제4a도와 제4b도에서 8과 8')을 모방하는 투명한 재료의 판(11)이 포함된다.
시스템은 또한 도시된 예에서 본 발명에 따라 2개의 광학 센서(Ca1)(Ca2)를 포함한다. 이들은 수직인 것이 유리한 방향 Δ1과 Δ2로 레이저 빔(fℓ1)(fℓ2)들을 방출한다. 빔(fℓ1)(fℓ2)들은 본 발명의 하나의 특징에 따라 당연히 동일 평면 상에 있다.
밀폐 부재(7)의 기재부(71)는 차량의 경우에 가해지는 조건들과 유사한 조건 하에서 불투명한 판(10)에 고정된다. 밀폐 부재(7)의 머리부(70)는 문(제5a도에 "문이 열린" 상태가 도시되어 있다)을 모방하는 투명한 벽(11)과 접촉하게 된다.
기술적인 편의를 위해서, 일단 시스템의 보정이 완료되면 센서(Ca2)(축 Δ2을 따라 밀폐 부재 머리부(70)를 상방에서 관찰함)와 투명 벽(11) 사이의 거리는 일정하게 유지되어야 하며; 그러므로, 방향 Δ2에 평행인 방향으로 이동되는 판은 판(11)이 아니라, 불투명 판(10)이다. 실제 사용 환경의 조건들과 완전히 유사한 조건 하에서 밀폐 부재 머리부(70)(위치 7')를 압축하는 것은 하나의 판(10)의 다른 판(11)을 향한 상대적 운동이므로, 이러한 방식은 하중을 받는 밀폐 부재의 동태를 어떤 방식으로도 왜곡하지 않는다는 것은 명백하다. 그러므로, 문(제4b도에서 8')이 닫혀질 때에 봉착하는 압축 하중은 신뢰성있게 재생된다. 제5b도는 이러한 "문이 닫혀진" 상태(위치 10'에 있는 불투명한 판)를 보여준다. 이동에서 하나의 판의 다른 판을 향한 상대적 운동은 적절한 통상적인 수단(12)(리니어 모우터, 유압 피스톤, 등)에 의해 얻어질 수 있다.
밀폐 부재가 2개의 센서(Ca1)(Ca2)에 의해 직접(센서(Ca1)) 또는 투명한 벽(11)(센서(Ca2))을 통하여 "보여지기" 때문에 밀폐 부재(7)의 윤곽, 특히 머리부(7)의 윤곽은 휴지 상태(제5a도)에서 디지탈화될 수 있으며, 스크린(도시되지 않음) 상에 디스플레이될 수 있다. 디지탈화는, 전술한 바와 같이, 본 발명의 방법에 의해 수행될 수 있다.
이것은 또한 "문이 닫힌" 위치를 모방하면서, 완전히 압축된 위치(제5b도에서 위치 10'에 불투명 판에 있는 위치 7')에서 수행될 수 있다.
이와 같은 방식으로, 동일한 하중을 모방하면서, 측정된 윤곽을 CAD에 의해 설계되는 것과 같은 기준 모델과 항상 비교할 수 있다.
측정된 차이가 소정의 한계를 넘거나 미달하는 경우에, 프로토타입에 대한 측정에서 얻어진 실제 데이터를 CAD 공정에 피이드백시키고, 명시된 필요 조건에 맞게 동작하는 밀폐 부재를 얻기 위해 바로 설명한 공정을 필요한 만큼 반복하여 수행할 수 있다.
제5a도와 제5b도에 도시된 바와 같이, 단지 2개의 센서만을 사용하는 것에 의해서 완전한 단면이 얻어지지 않으며, 머리부(70)의 상면과 밀폐 부재(7)의 일면만이 관찰되고 디지탈화될 수 있다. 더욱이, 상부와 한 쪽에서 보여진 머리부(70)의 변형만이 진정한 관심의 대상이며, 기재부(71)는 실제 사용 조건 하에 있는 판(11)(몸체 쉘(9))에 고정되어 진다. 그러나, 제3의 센서가 밀폐 부재(7)의 다른 쪽을 관찰하기 위하여 추가될 수 있다.
제1도를 참조하여 설명된, 인간의 발을 디지탈화하기 위한 시스템에서와 같이, 초기 보정 과정을 수행할 필요가 있다. 제2도와 관련하여 전술한 것과 모든 면에서 유사한 공정이 사용될 수 있다. 그러므로, 그것을 다시 설명할 필요는 없다.
또한, 전술한 시스템에 대하여 이미 설명한 바와 유사한 방법으로, 고무 밀폐 부재를 디지탈화하기 위한 시스템은 신호 처리 회로(도시되지 않음)를 포함한다. 센서들은 또한 센서 지지 받침대(2) 위에 설치된다. 만일 측정이 밀폐 부재(7)의 일부 또는 전체에 대하여 수행되어야 한다면, 센서 지지 받침대(2)를 위한 구동 수단이, 예를 들면, 축 Δ1과 Δ2에 수직인 종축 Δℓo를 따라 제공될 필요가 있다. 이 구동 수단들은 제1도를 참조하여 설명된 것들과 유사한 것일 수 있다.
상기의 설명을 읽음으로써 본 발명에 의해 명시된 목적을 달성함을 확인한다.
그러나, 본 발명이 특히 제1도 내지 제3도를 참조하여 전술한 실시예에 국한되지 않음은 명백하다. 특히, 그 시스템이 바람직한 일 실시예에서, 단일 패스로 물체의 완전한 단면을 포착하고 디지탈화할 수 있는 다중 센서 시스템이지만, 본 발명의 시스템은 물체의 완전한 단면을 포착하고 디지탈화할 필요가 없으면, 단일의 광학 센서를 포함할 수 있다. 예를 들면, 발바닥을 디지탈화하는 경우가 그러한 경우이다.
예로서 여기에 설명된 용도에 특히 적합할지라도, 본 발명은 그와 같은 용도에 국한되는 것은 아니다. 본 발명은 또한 투명한 표면을 통하여 임의의 물체를 포착하고 디지탈화하는 것에 적용될 수 있다.

Claims (21)

  1. 물체(4, 7)를 향하여 측정 레이저 평면을 형성하는 층상 빔(fℓ3)을 방사하는 레이저 원, 및 투명 벽을 통하여 상기 물체(4, 7)를 관찰하는 적어도 하나의 카메라(C41)를 포함하며 이동 가능한 센서 지지체(2)에 고정되어 있는 적어도 하나의 센서(Ca1내지 Ca4)를 사용하여 투명한 벽을 통하여 물체를 포착하고 디지탈화하는 방법에 있어서, 상기 투명 벽이 일정한 두께로 되어 있되 반드시 평평할 필요는 없고, 상기 투명 벽(40)의 일 표면에 대해 수직인 레이저 평면에 의해 특정의 축(Δ)을 따라 계속적으로 스캐닝될 수 있는 윤곽을 가지며, 상기 방법은 적어도 다음의 과정들, 즉,
    a. 포착되고 디지탈화될 상기 물체(4, 7)를 포위하는 측정 공간을 한정하는 단계;
    b. 좌표계(Pref)에 대한 상기 투명 벽(40)의 기하학적 특성을 판단하기 위해 상기 투명 벽을 디지탈화하는 단계;
    c. 상기 센서로부터 상기 레이저 평면이 상기 투명 벽(40)의 상기 표면에 항상 수직이 되도록 상기 특정 축(Δ)에 대해 상기 센서를 경사지게 하며, 상기 특정 축(Δ)에 따른 변위 윤곽을 한정하고, 및 상기 특정 축(Δ)을 따라 상기 투명 벽(40)에 대해 수직으로 이동하는 보정 패턴(6)에 의해 상기 측정 공간 전체를 보정하는 단계; 및
    d. 상기의 방식으로 포착되고 디지탈화된 좌표 데이터의 절대 좌표계로 변환하고, 이것을 메모리 내에 저장하는 단계;를 적어도 포함하는 예비 과정: 및
    a. 상기 측정 레이저 평면이 상기 투명 벽(40)에 수직을 유지하도록 상기 변위 윤곽에 따라 상기 특정 축(Δ)을 따른 상기 센서 홀더(2)를 변위시키는 단계;
    b. 연속적인 슬라이스의 형태로 상기 물체(4, 7)의 단면(Si)들의 전부 또는 일부를 포착하고과 디지탈화하는 단계;
    c. 상기 측정 공간의 보정으로 얻어지고 메모리에 저장된 상기 데이터와 상관시킴으로써 상기의 방식으로 얻어진 좌표 데이터를 절대 좌표계로 변환하는 단계;를 적어도 포함하는 상기 물체를 포착하고 디지탈화하는 과정:을 포함하는 것을 특징으로 하는 투명한 벽을 통한 물체의 포착과 디지탈화 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 측정 레이저 평면이 상기 센서 지지체(2)에 고정되어 있고 상기 물체(4, 7)를 부분적으로 또는 전체적으로 감싸고 있는 복수 개의 광학 센서(Ca1내지 Ca4)에 의해 생성되는 특정 레이저 평면들의 조합이고, 상기 예비 과정이 단일 측정 레이저 평면을 형성하도록 상기 레이저 공동 면에 의해 방출된 개별적인 레이저 평면(f21)을 만드는 보충 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 투명한 벽을 통한 물체의 포착과 디지탈화 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 투명 벽(40)이 평면인 것을 특징으로 하는 투명한 벽을 통한 물체의 포착과 디지탈화 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 투명 벽(40)의 표면(400)(401)들이 상기 특정 축(Δ)에 수직이며 서로 평행인 직선 선분(Di)들에 의해 정리되는 것을 특징으로 하는 투명한 벽을 통한 물체의 포착과 디지탈화 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 투명 벽(40)의 표면(400)(401)들이 원통형인 것을 특징으로 하는 투명한 벽을 통한 물체의 포착과 디지탈화 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 투명 벽(40)의 표면(400)(401)들이 규칙적인 곡선을 공동 축 주위로 회전시킴으로써 형성된 회전체의 표면들인 것을 특징으로 하는 투명한 벽을 통한 물체의 포착과 디지탈화 방법.
  7. 제6항에 있어서, 투명 벽(40)을 디지탈화하는 상기 단계가 다음의 과정들, 즉
    - 투명 판(40) 아래의 센서(Ca3)(Ca4)들로부터의 레이저 빔들은 오프 상태로 하고, 상기 투명 판(40) 위의 센서(Ca1)(Ca2)들로부터의 레이저 빔들은 온 상태로 하는 단계;
    - 상기 센서 지지체(2)와 상기 보정 패턴(6)은 부동의 상태를 유지하며, 투명 벽(40) 위의 센서(Ca1)(Ca2)의 카메라(C11)(C12)들을 측정공간의 단 하나의 단면에 대해서만 보정하고 보정 패턴(6)의 단일 보정으로부터 보정 변수를 결정하는 단계;를 포함하는 상기 센서들을 보정하는 과정; 및
    - 투명한 판(40)의 상면(400)이 상기 센서들에 의해 보여질 수 있도록 상기 상면(400)을 전체 또는 부분에 대해 잠정적으로 불투명하게 만들기 위해 상기 상면(400)을 잠정적으로 공백화하는 단계;
    - 상기 공동 레이저 평면을이 회전시키지 않고 이 공동 레이저 평면에 의해 상기 상면(400)을 스캐닝하는 단계;
    - 투명 판(40)의 상면(400) 아래에 그려질 수 있는 불필요한 점들을 후속적인 과정에서 제거할 수 있도록 작업 구역을 결정하는 단계;를 포함하는 투명 벽(40)을 디지탈화하는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 투명한 벽을 통한 물체의 포착과 디지탈화 방법.
  8. 제6항에 있어서, 투명 벽(40)을 디지탈화하는 상기 단계가 다음의 과정들, 즉
    - 상기 투명 벽(40)을 탈거하는 단계;
    - 상기 투명 판(40) 아래의 센서(Ca3)(Ca4)들로부터의 레이저 빔들은 오프 상태로 하고, 상기 투명 판(40) 위의 센서(Ca1)(Ca2)들로부터의 레이저 빔들은 온 상태로 하는 단계;
    - 상기 센서 지지체(2)와 상기 보정 패턴(6)은 부동의 상태를 유지하며, 투명 벽(40) 위의 센서(Ca3)(Ca4)의 카메라(C41)들을 측정공간의 단 하나의 단면에 대해서만 보정하고 보정 패턴(6)의 단일 디지탈화의 보정 변수를 결정하는 단계;를 포함하는 센서를 보정하는 과정; 및
    - 투명한 판(40)의 하면(401)이 상기 센서들에 의해 보여질 수 있도록 상기 상면(401)을 전체 또는 부분에 대해 잠정적으로 불투명하게 만들기 위해 상기 상면(401)을 잠정적으로 공백화하는 단계;
    - 상기 공동 레이저 평면이 회전함이 없이 이에 의해 상기 하면(401)을 스캐닝하는 단계;
    - 투명 판(40)의 상면(400) 아래에 그려질 수 있는 불필요한 점들을 후속적인 과정에서 제거할 수 있도록 작업 구역을 결정하는 단계; 및
    - 하면(401)으로부터 투명 벽(40)의 상기 상면(400)을 결정하는 단계;를 포함하는 투명 벽(40)을 디지탈화하는 과정:을 포함하는 것을 특징으로 하는 투명한 벽을 통한 물체의 포착과 디지탈화 방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 투명 벽(40)을 디지탈화하는 상기 단계가 상기 특정 축(Δ)에 평행인 방향으로 상기 면(401) 상의 임의의 점(pi)에서 다음의 기하학적 변수들, 즉,
    - 기준을 형성하는 원위치 좌표 xo에 대한 좌표축을 따라 점 pi에서 상기 면(401)에 수직인 직선 선분의 교차점의 좌표 xi;
    - 점 pi에서 상기 수직의 직선 선분과 좌표축 사이의 각도 αi; 및
    - 상기 교차점과 점 pi사이의 거리 vi;의 획득을 포함하는 것을 특징으로 하는 투명한 벽을 통한 물체의 포착과 디지탈화 방법.
  10. 제9항에 있어서, 좌표 xi와 각도 αi가 상기 특정 축(Δ)을 따라 상기 패턴(6)의 변위를 측정하고 상기 측정 레이저 평면의 회전을 측정함으로써 측정되는 것을 특징으로 하는 투명한 벽을 통한 물체의 포착과 디지탈화 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 패턴(6)이 상기 보정 중에 항상 센서들에 대향하는 면 위에 있어 그 표면을 따르게 되는 것과 그것이 변위 센서에 연결되어 상기 교차점과 점 pi사이의 거리를 측정하는 것을 특징으로 하는 투명한 벽을 통한 물체의 포착과 디지탈화 방법.
  12. 제2항에 있어서, 각각의 슬라이스에 대하여, 상기 물체(4, 7)의 완전한 단면(Si)이 단일 패스로 포착되고 디지탈화되는 것을 특징으로 하는 투명한 벽을 통한 물체의 포착과 디지탈화 방법.
  13. 시스템은 제1의 특정한 축(Δ)을 따라 병진 이동 가능하고, 제1의 특정한 축(Δ)에 수직인 제2의 특정한 축(ΔR)의 주위로 회전 이동 가능한 받침대 형태의 센서 지지체(2) 상에 설치된 일조의 광학 센서(Ca1내지 Ca4)들을 포함하며, 이들 센서의 각각은 특정의 측정 레이저 평면을 형성하는 층상 빔(fℓ3)을 방출하는 레이저 원(ℓa3), 및 상기 물체(4)를 관찰하는 적어도 하나의 카메라(C11)(C12)(C41)를 포함하며, 상기 일조의 특정의 측정 레이저 평면들은 단일 측정 레이저 평면을 형성하도록 동일 평면에 있는 것을 특징으로 하며, 상기 시스템은 상기 물체(4)가 놓여지는 상기 투명 벽을 형성하는 비평면 지지체(40), 상기 지지체 아래에 배치되어 있는 상기 센서(Ca1내지 Ca4)의 일부, 및 상기 제1의 특정한 축(Δ)을 따라 상기 센서 지지체를 병진 운동시키고 상기 제2의 특정한 축(ΔR)의 주위로 상기 센서 지지체를 기울이기 위한 수단(5)을 포함하는 것을 특징으로 하며, 그리고, 상기 시스템은 상기 단일 측정 레이저 평면이 상기 투명 벽(40)에 대해 수직으로 이동되도록 상기 투명 벽(40)의 디지탈화와 측정 공간의 보정의 상기 예비 과정 중에 결정된 상기 변위 윤곽에 따른 상기 이동 및 경사 수단(5)을 제어하고, 상기 센서(Ca1내지 Ca4)와 관련된 카메라(C11)(C12)(C41)들로부터 각각의 단면(Si)이 하나의 슬라이스에 상응하는 상기 물체(4)의 연속적인 단면(Si)들의 포착과 디지탈화에 대한 신호를 받아들이는 신호 처리 및 데이터 저장 수단(3)을 포함하는 것을 특징으로 하는 제2항에 따른 방법을 수행하기 위한 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 시스템이 4개의 센서(Ca1내지 Ca4)를 포함하는 것, 시스템이 상기 제1 특정 축(Δ)에 평행인 안내 레일(50)을 포함하는 것, 및 상기 병진 이동 및 경사 수단(5)이 상기 레일(50)을 따르는 상기 센서 운반 수단을 구동하는 제1 모우터(51)와 상기 제2축(ΔR)에 대해 상기 센서 운반 수단(2)을 기울이는 제2 모우터(53)를 포함하는 것을 특징으로 하는 투명한 벽을 통한 물체의 포착과 디지탈화 방법을 수행하기 위한 시스템.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 신호 처리 및 저장 수단(3)이 상기 물체(4)의 연속적인 단면(Si)의 포착과 디지탈화에 대한 실시간 모니터링을 위한 가시화 유닛(Visu)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투명한 벽을 통한 물체의 포착과 디지탈화 방법을 수행하기 위한 시스템.
  16. 제13항 또는 제14항에 있어서, 규칙적인 매트릭스 구성으로 배열된 핀(600)들을 결합하는 투명 벽(60)의 형태의 시험 패턴(6)이 초기 보정을 수행하는 데 사용되는 것, 및 상기 패턴(6)이 상기 센서 지지체(2)에 부착되어 이와 함께 이동하게 되는 것을 특징으로 하는 투명한 벽을 통한 물체의 포착과 디지탈화 방법을 수행하기 위한 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 상기 시험 패턴(6)이 로울링 수단(611)(612)위에 설치되고 상기 지지체(40)의 상면(400)을 따르는 것을 특징으로 하는 투명한 벽을 통한 물체의 포착과 디지탈화 방법을 수행하기 위한 시스템.
  18. 제17항에 있어서, 상기 시험 패턴(6)이 상기 지지체(40)에 수직인 방향으로의 변위에 감응하는 센서(7)에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 투명한 벽을 통한 물체의 포착과 디지탈화 방법을 수행하기 위한 시스템.
  19. 제작될 구두에 필요한 측정 자료를 수집하기 위하여 인간의 발의 형상을 포착하고 디지탈화하는 것에 적용하는 제2항에 따른 방법.
  20. 몸체 쉘(9)과 닫혔을 때(8') 밀폐 부재에 하중을 가하는 문 사이에 밀폐 부재를 제공하기 위하여 압축 가능한 밀폐 부재(7)의 단면들을 연속적으로 포착하고 디지탈화하는 것에 적용하는 제2항에 따른 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 밀폐 부재(7)가 불투명한 평면 지지체(10)와 투명 벽(10) 사이에 배치되고, 문이 닫힌 위치(8')에서 문에 의해 밀폐 부재에 가해지는 상기 하중을 모방하는 압축 하중을 가하기 위하여, 상기 불투명한 평면 지지체(10)가 상기 투명 벽(11)을 향하여 이동하는 방식으로 동작되는 것, 및 상기 밀폐 부재의 단면들의 포착과 디지탈화가 상기 이동하는 방식의 동작 중에 연속적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 제2항에 따른 방법.
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