KR100756009B1 - System for 3d plane image pick up of container and a method thereof - Google Patents

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KR100756009B1 KR1020060023267A KR20060023267A KR100756009B1 KR 100756009 B1 KR100756009 B1 KR 100756009B1 KR 1020060023267 A KR1020060023267 A KR 1020060023267A KR 20060023267 A KR20060023267 A KR 20060023267A KR 100756009 B1 KR100756009 B1 KR 100756009B1
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주식회사 지팬스
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Abstract

A system for obtaining a 3D plane image of a container and a method for the same are provided to effectively detect a 3D plane state of the container exposed to the outside by being installed on each of a left side surface, a right side surface, and a top surface inside of a gate house. A system for obtaining a 3D plane image of a container includes a gate house, a position detecting device(200), a slit beam generating device(300), an image obtaining device(400), and a control device(500). The gate house with opening the front and the rear is installed on the ground to pass vehicles loaded with the container. The position detecting device performs a function of detecting a position of the container and measures the movement speed of the container according to results. The slit beam generating device forms a singular scanning line by perpendicularly detecting a laser slit beam in a progressive direction of the container to pile a predetermined area up on an external plane of the container. The image obtaining device obtains a two dimension image of a section profile of the container by imaging a constant area. The control device controls an operation of a first camera unit(400a) or a third camera unit(400c) of the image obtaining device and a first laser(300a) or a second laser(300c) of the slit beam generating device according to a signal of notifying going-into and going-out of the container detected from each sensor of the position detecting device.

Description

컨테이너의 3차원 표면 영상획득시스템 및 그 방법{SYSTEM FOR 3D PLANE IMAGE PICK UP OF CONTAINER AND A METHOD THEREOF}3D surface image acquisition system of container and its method {SYSTEM FOR 3D PLANE IMAGE PICK UP OF CONTAINER AND A METHOD THEREOF}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너의 3차원 표면 영상획득시스템을 설명하기 위한 사시도.1 is a perspective view for explaining a three-dimensional surface image acquisition system of a container according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 적용된 슬릿광 발생장치 및 영상획득장치를 설명하기 위한 사시도.Figure 2 is a perspective view for explaining a slit light generating device and an image acquisition device applied to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너의 3차원 표면 영상획득시스템을 설명하기 위한 블록 구성도.3 is a block diagram illustrating a three-dimensional surface image acquisition system of a container according to an embodiment of the present invention.

도 4a 내지 4d는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너의 3차원 표면 영상획득시스템의 동작 상태를 설명하기 위한 개념도.4A to 4D are conceptual views illustrating an operation state of a 3D surface image acquisition system of a container according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너의 3차원 표면 영상획득방법을 설명하기 위한 흐름도.5 is a flowchart illustrating a 3D surface image acquisition method of a container according to an embodiment of the present invention.

도 6a 내지 도 6f는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너의 3차원 표면 영상획득방법을 설명하기 위한 개념도.6A to 6F are conceptual views illustrating a 3D surface image acquisition method of a container according to an embodiment of the present invention.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 ****** Explanation of symbols on main parts of drawing ***

10 : 컨테이너, 20 : 지지대,10: container, 20: support,

100 : 게이트 하우스, 200 : 위치검출장치,100: gate house, 200: position detection device,

200a 내지 200c : 제1 내지 제3 발광부,200a to 200c: first to third light emitting units,

200a' 내지 200c' : 제1 내지 제3 수광부,200a 'to 200c': first to third light receiving units,

300 : 슬릿광 발생장치,300: slit light generator,

300a 내지 300c : 제1 내지 제3 레이저,300a to 300c: first to third laser,

400 : 영상획득장치,400: image acquisition device,

400a 내지 400c : 제1 내지 제3 카메라,400a to 400c: first to third cameras,

500 : 제어장치, 600 : 관리서버500: control device, 600: management server

본 발명은 컨테이너의 3차원 표면 영상획득시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 컨테이너의 외부 표면에 특정영역이 중첩되도록 레이저 슬릿광을 조사하여 단일 주사선을 형성하기 위하여 복수개의 레이저가 일직선상에 일정간격으로 설치되는 슬릿광 발생장치와 컨테이너의 외부 표면에 형성된 단일 주사선을 촬상하기 위하여 복수개의 카메라가 컨테이너의 단면 형상에 대한 2차원 영상들을 획득하기 위한 영상획득장치를 포함함으로써, 컨테이너의 3차원 표면 영상을 보다 정확하고 용이하게 획득할 수 있는 컨테이너의 3차원 표면 영상획득시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a three-dimensional surface image acquisition system of a container and a method thereof, and more particularly, in order to form a single scan line by irradiating laser slit light so that a specific region overlaps the outer surface of the container, a plurality of lasers are aligned in a straight line. In order to capture a single scanning line formed on the outer surface of the container and a slit light generator installed at regular intervals in the plurality of cameras, a plurality of cameras includes an image acquisition device for acquiring two-dimensional images of the cross-sectional shape of the container, The present invention relates to a three-dimensional surface image acquisition system and a method for acquiring a dimensional surface image more accurately and easily.

일반적으로, 많은 화물들을 이동시키기 위한 컨테이너(Container)는 그 크기가 상당히 크다. 또한, 차량에 실려서 게이트 하우스(Gate House)를 통과하는 컨테이너의 이동 속도가 일정할 수 없다.In general, containers for moving many cargoes are quite large in size. In addition, the moving speed of the container that is loaded into the vehicle and passes through the gate house may not be constant.

종래에는 컨테이너의 외부 상태를 확인하기 위해서 검수자가 직접 육안으로 확인해 왔다. 이에 따라, 컨테이너의 외부 상태가 정확히 검수되지 못하였으며, 컨테이너의 외부 상태를 검수자가 확인하기 위하여 컨테이너를 실은 차량이 잠시 정지되어야 하므로, 컨테이너의 신속한 진행이 이루어지지 않는 문제점이 있다.Conventionally, the inspector has visually confirmed the object directly to confirm the external state of the container. Accordingly, the external state of the container has not been accurately inspected, and the vehicle carrying the container has to be stopped for a while to check the external state of the container.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 컨테이너의 외부 표면에 특정영역이 중첩되도록 레이저 슬릿광을 조사하여 단일 주사선을 형성하기 위하여 복수개의 레이저가 일직선상에 일정간격으로 설치되는 슬릿광 발생장치와 컨테이너의 외부 표면에 형성된 단일 주사선을 촬상하기 위하여 복수개의 카메라가 컨테이너의 단면 형상에 대한 2차원 영상들을 획득하기 위한 영상획득장치를 포함함으로써, 컨테이너의 3차원 표면 영상을 보다 정확하고 용이하게 획득할 수 있는 컨테이너의 3차원 표면 영상획득시스템 및 그 방법을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to irradiate laser slit light so that a specific region overlaps an outer surface of a container to form a single scan line, and a plurality of lasers are arranged at a constant distance in a straight line. In order to capture a single scanning line formed on the outer surface of the container and a slit light generating device is installed in a plurality of cameras include an image acquisition device for acquiring two-dimensional images of the cross-sectional shape of the container, the three-dimensional surface image of the container To provide a three-dimensional surface image acquisition system and method of the container that can be obtained more accurately and easily.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1 측면은, 컨테이너의 진행방 향으로 게이트 하우스에 배열되어 컨테이너의 위치를 검출하기 위한 복수개의 센서로 이루어진 위치검출장치; 컨테이너와 일정간격으로 이격되도록 게이트 하우스의 내측면에 적어도 두 대 이상의 레이저가 설치되며, 컨테이너의 외부 표면에 특정영역이 중첩되도록 레이저 슬릿광을 조사하여 단일 주사선을 형성하기 위한 슬릿광 발생장치; 상기 각 레이저와 일정간격으로 이격되도록 적어도 두 대 이상의 카메라부가 설치되며, 상기 단일 주사선을 촬상하여 컨테이너의 단면 형상에 대한 2차원 영상들을 획득하기 위한 영상획득장치; 및 상기 위치검출장치로부터 검출된 컨테이너의 위치신호에 따라 컨테이너의 이동속도를 산출함과 아울러 상기 슬릿광 발생장치 및 상기 영상획득장치의 동작을 제어하고, 각 카메라부로부터 획득된 2차원 영상들에 대하여 단일 주사선을 추출하여 각 2차원 영상에 대한 Z 및 Y좌표 영상데이터를 생성하며, 카메라부간의 간격 및 카메라부와 컨테이너의 거리값을 이용하여 상기 생성된 각 2차원 영상에 대한 Y좌표 영상데이터의 중첩구간을 산출한 후, 상기 산출된 중첩구간을 조합하여 새로운 영상데이터들을 생성하며, 상기 산출된 컨테이너의 이동속도를 이용하여 상기 생성된 새로운 영상데이터들을 조합하여 X좌표 영상데이터를 생성한 후, 상기 생성된 X, Y 및 Z좌표 영상데이터를 이용하여 컨테이너의 3차원 전체 표면 영상데이터를 출력하기 위한 제어장치를 포함하는 컨테이너의 3차원 표면 영상획득시스템을 제공하는 것이다.In order to achieve the above object, the first aspect of the present invention, the position detection device consisting of a plurality of sensors arranged in the gate house in the direction of the direction of the container for detecting the position of the container; At least two lasers are installed on an inner surface of the gate house so as to be spaced apart from the container by a predetermined distance, and a slit light generator for irradiating laser slit light to overlap a specific region on the outer surface of the container to form a single scan line; At least two camera units are installed to be spaced apart from each laser at a predetermined interval, and an image acquisition device for acquiring two-dimensional images of a cross-sectional shape of a container by capturing the single scan line; And calculating the moving speed of the container according to the position signal of the container detected by the position detecting device, controlling the operation of the slit light generating device and the image obtaining device, and controlling the operation of the slit light generating device and the image obtaining device. Z and Y coordinate image data for each 2D image is generated by extracting a single scan line, and the Y coordinate image data for each of the generated 2D images using the distance between the camera units and the distance between the camera unit and the container. After calculating the overlap section of, generate new image data by combining the calculated overlap section, and generates the X coordinate image data by combining the generated new image data using the calculated moving speed of the container Using the generated X, Y and Z coordinate image data, to output the three-dimensional full surface image data of the container Control to provide a three-dimensional surface image pickup system of the container containing the device.

여기서, 상기 위치검출장치는, 상기 컨테이너의 진행방향으로 상기 게이트 하우스의 내부 양측에 일정간격으로 각각 설치되며, 발광부와 수광부가 서로 대향되어 한 조로 이루어진 복수개의 투과형 센서로 이루어짐이 바람직하다.Here, the position detecting device is installed at both sides of the inside of the gate house in the advancing direction of the container at predetermined intervals, it is preferable that the light emitting portion and the light receiving portion is composed of a plurality of transmissive sensor made of a pair.

바람직하게는, 상기 슬릿광 발생장치 및 상기 영상획득장치는 상기 컨테이너의 진행방향에 따른 상기 게이트 하우스의 내부 좌측면, 우측면 및 상면에 각각 설치된다.Preferably, the slit light generating device and the image acquisition device are installed on the inner left side, the right side, and the upper side of the gate house according to the advancing direction of the container, respectively.

바람직하게는, 상기 좌측면 및 우측면에 설치된 슬릿광 발생장치 및 영상획득장치는 서로 대향되도록 설치되며, 상기 상면에 설치된 슬릿광 발생장치 및 영상획득장치는 상기 좌측면 및 우측면에 설치된 슬릿광 발생장치 및 영상획득장치와 수직 방향으로 설치된다.Preferably, the slit light generating device and the image acquisition device provided on the left side and the right side are installed to face each other, the slit light generating device and the image acquisition device provided on the upper surface is a slit light generating device provided on the left and right sides. And it is installed in the vertical direction with the image acquisition device.

바람직하게는, 상기 슬릿광 발생장치의 각 레이저는 일직선상에 일정간격으로 설치된다.Preferably, each laser of the slit light generating device is installed at a predetermined interval on a straight line.

바람직하게는, 상기 영상획득장치의 카메라부는 상기 슬릿광 발생장치의 레이저와 동일 수평선상에 대응되는 개수로 구비되고, 상기 각 레이저에 의해 컨테이너의 외부 표면에 형성된 단일 주사선을 촬상할 수 있도록 소정의 각도로 기울어져 설치되며, 고체촬상소자(CCD) 카메라이다.Preferably, the camera unit of the image acquisition device is provided in the number corresponding to the same horizontal line as the laser of the slit light generating device, and predetermined to scan a single scan line formed on the outer surface of the container by each laser It is installed at an angle and is a solid state imaging device (CCD) camera.

바람직하게는, 상기 제어장치는, 상기 슬릿광 발생장치의 레이저와 동일선상에 있는 상기 위치검출장치의 센서가 컨테이너의 진출을 알리는 신호를 발생시킬 때까지, 상기 슬릿광 발생장치의 각 레이저와 상기 영상획득장치의 각 카메라부의 동작을 계속적으로 수행하도록 제어한다.Preferably, the control device is characterized in that each laser and the laser of the slit light generating device until the sensor of the position detection device on the same line as the laser of the slit light generating device generates a signal indicating the exit of the container Control to continuously perform the operation of each camera unit of the image acquisition device.

바람직하게는, 상기 제어장치로부터 출력된 상기 컨테이너의 3차원 전체 표면영상을 제공받아 이를 디스플레이, 컨테이너별로 데이터베이스화하여 저장 및 관리하기 위한 관리서버가 더 포함된다.Preferably, the management server for receiving the three-dimensional full surface image of the container output from the control device for displaying, storing and managing the database by the container further includes.

본 발명의 제2 측면은, 컨테이너의 외부 표면에 특정영역이 중첩되도록 레이저 슬릿광을 조사하여 단일 주사선을 형성하기 위하여 복수개의 레이저가 구비된 슬릿광 발생장치와, 상기 슬릿광 발생장치로부터 형성된 단일 주사선을 촬상하여 컨테이너의 단면 형상에 대한 2차원 영상들을 획득하기 위하여 복수개의 카메라부가 구비된 영상획득장치를 포함하는 시스템을 이용하여 컨테이너의 3차원 표면영상을 획득하는 방법에 있어서, (a) 상기 복수개의 레이저에 의해 컨테이너의 외부 표면에 특정영역이 중첩되도록 레이저 슬릿광을 조사하여 단일 주사선을 형성하는 단계; (b) 상기 컨테이너의 외부 표면에 형성된 단일 주사선을 상기 복수개의 카메라부에 의해 촬상하여 상기 컨테이너의 단면 형상에 대한 2차원 영상들을 획득하는 단계; (c) 상기 획득된 컨테이너의 단면 형상에 대한 2차원 영상들에 대하여 각각의 단일 주사선을 추출하는 단계; (d) 상기 각각의 2차원 영상에 대한 3차원 공간좌표(X,Y,Z)에서의 Z좌표 및 Y좌표 영상데이터를 생성하는 단계; (e) 각 카메라부간의 간격 및 각 카메라부와 컨테이너의 거리값을 이용하여 상기 생성된 각 2차원 영상에 대한 Y좌표 영상데이터의 중첩구간을 산출하는 단계; (f) 상기 산출된 각 2차원 영상에 대한 Y좌표 영상데이터의 중첩구간을 보정 및 조합하여 새로운 영상데이터들을 생성하는 단계; 및 (g) 상기 컨테이너의 이동 속도를 이용하여 상기 생성된 새로운 영상데이터들을 조합하여 3차원 공간좌표에서의 X좌표 영상데이터를 생성한 후, 상기 생성된 3차원 공간좌표 영상데이터를 이용하여 컨테이너의 3차원 전체 표면 영상데이터로 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨테이너의 3차원 표면영상 획득방법을 제공하는 것이다.According to a second aspect of the present invention, there is provided a slit light generating device having a plurality of lasers for irradiating laser slit light to form a single scan line so that a specific area is overlapped on an outer surface of a container, and a single formed from the slit light generating device. A method of acquiring a three-dimensional surface image of a container by using a system including an image acquisition device having a plurality of camera units for acquiring two-dimensional images of a cross-sectional shape of a container by capturing a scanning line, the method comprising: (a) Irradiating laser slit light such that a specific region is overlapped with the outer surface of the container by a plurality of lasers to form a single scan line; (b) capturing a single scan line formed on an outer surface of the container by the plurality of camera units to obtain two-dimensional images of a cross-sectional shape of the container; (c) extracting each single scan line for two-dimensional images of the obtained cross-sectional shape of the container; (d) generating Z coordinate and Y coordinate image data in three-dimensional spatial coordinates (X, Y, Z) for each of the two-dimensional images; (e) calculating an overlapping section of Y-coordinate image data for each of the generated two-dimensional images by using a distance between each camera unit and a distance value of each camera unit and a container; (f) generating new image data by correcting and combining overlapping sections of Y coordinate image data for each of the calculated two-dimensional images; And (g) generating the X coordinate image data in the 3D spatial coordinates by combining the generated new image data using the moving speed of the container, and then using the generated 3D spatial coordinate image data. It provides a three-dimensional surface image acquisition method of a container comprising the step of outputting the three-dimensional full surface image data.

이때, 상기 단계(g)이후에, 상기 출력된 컨테이너의 3차원 전체 표면영상을 미리 마련된 관리서버에 출력하여 디스플레이, 컨테이너별로 데이터베이스화하여 저장 및 관리하는 단계를 더 포함함이 바람직하다.At this time, after the step (g), it is preferable to further include the step of outputting the three-dimensional entire surface image of the output container to the management server prepared in advance, the database for each container, storage and management.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention illustrated below may be modified in many different forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너의 3차원 표면 영상획득시스템을 설명하기 위한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 적용된 슬릿광 발생장치 및 영상획득장치를 설명하기 위한 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너의 3차원 표면 영상획득시스템을 설명하기 위한 블록 구성도이다.1 is a perspective view for explaining a three-dimensional surface image acquisition system of a container according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a perspective view for explaining a slit light generating device and an image acquisition device applied to an embodiment of the present invention 3 is a block diagram illustrating a three-dimensional surface image acquisition system of a container according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너의 3차원 표면 영상획득시스템은, 크게 게이트 하우스(100), 위치검출장치(200), 슬릿광 발생장치(300), 영상획득장치(400) 및 제어장치(500)를 포함하여 이루어진다.1 to 3, a three-dimensional surface image acquisition system of a container according to an embodiment of the present invention includes a gate house 100, a position detection device 200, a slit light generator 300, and an image. It comprises an acquisition device 400 and the control device 500.

여기서, 게이트 하우스(100)는 컨테이너(10, 도 4a 참조)를 실은 차량이 통과되도록 전/후방이 개방되어 지면에 고정설치되어 있다.Here, the gate house 100 is fixed to the ground by opening the front and rear to pass through the vehicle carrying the container 10 (see Fig. 4a).

위치검출장치(200)는 컨테이너(10)의 진행방향으로 게이트 하우스(100)에 배열된 복수개의 센서로 구성되는 바, 컨테이너(10)의 진입 및 진출 즉, 위치를 검출하는 기능을 수행하고, 그 수행 결과에 따라 컨테이너(10)의 이동 속도를 측정할 수 있다.The position detecting device 200 is composed of a plurality of sensors arranged in the gate house 100 in the advancing direction of the container 10, and performs the function of detecting the entry and exit of the container 10, that is, the position. According to the result of the execution, the moving speed of the container 10 may be measured.

이러한 다수개의 센서는 컨테이너(10)의 진행방향으로 게이트 하우스(100)의 내부 양측에 일정한 간격으로 각각 설치되며, 제1 내지 제3 발광부(200a 내지 200c)와 제1 내지 제3 수광부(200a' 내지 200c')가 서로 대향되어 한 조로 이루어진 투과형 센서로 구현됨이 바람직하다. 또한, 상기 투과형 센서의 개수는 보다 정밀한 위치의 검출을 위하여 적절하게 조정할 수 있다.The plurality of sensors are respectively installed at regular intervals on both sides of the inside of the gate house 100 in the advancing direction of the container 10, and the first to third light emitting parts 200a to 200c and the first to third light receiving parts 200a are provided. '200c') is preferably implemented as a transmissive sensor composed of a pair of opposed to each other. In addition, the number of the transmissive sensors can be appropriately adjusted for the detection of a more precise position.

또한, 투과형 센서들 각각의 제1 내지 제3 발광부(200a 내지 200c)는 예컨대, 적외선들을 지속적으로 제1 내지 제3 수광부(200a' 내지 200c')에 각각 입사시킨다. 이에 따라, 투과형 센서들 각각의 제1 내지 제3 수광부(200a' 내지 200c')는 컨테이너(10)의 진입 및 진출을 알리는 신호들을 순차적으로 발생시킨다.In addition, the first to third light emitting parts 200a to 200c of each of the transmissive sensors, for example, continuously emit infrared rays to the first to third light receiving parts 200a 'to 200c', respectively. Accordingly, the first to third light receiving units 200a 'to 200c' of each of the transmissive sensors sequentially generate signals informing of the entry and exit of the container 10.

슬릿광 발생장치(300)는 컨테이너(10)의 외부 표면에 소정 영역이 중첩되도록 레이저 슬릿광을 컨테이너(10)의 진행방향에 수직으로 조사하여 단일 주사선을 형성하기 위한 것으로서, 게이트 하우스(100)를 통과하는 컨테이너(10)와 일정한 간격으로 이격되도록 설치되며, 복수개의 제1 내지 제3 레이저(300a 내지 300c)가 일직선상에 일정한 간격으로 예컨대, 게이트 하우스(100)의 내측 벽면에 고정된 지지대(20)에 고정설치됨이 바람직하다.The slit light generator 300 is for irradiating a laser slit light perpendicularly to the traveling direction of the container 10 so that a predetermined region overlaps the outer surface of the container 10 to form a single scan line, and the gate house 100. It is installed so as to be spaced apart from the container 10 passing through a predetermined interval, a plurality of first to third laser (300a to 300c) is fixed to the inner wall surface of the gate house 100, for example at a constant interval in a straight line It is preferable to be fixed to the 20.

이러한 제1 내지 제3 레이저(300a 내지 300c)로부터 조사된 각 레이저 슬릿 광의 사이에는 소정 영역이 중첩되도록 제1 내지 제3 레이저(300a 내지 300c)간의 간격, 컨테이너(10)와 제1 내지 제3 레이저(300a 내지 300c)의 간격을 적절하게 조절됨이 바람직하다.The interval between the first to third laser beams 300a to 300c, the container 10 and the first to third beams so that a predetermined region overlaps between the respective laser slit lights emitted from the first to third laser beams 300a to 300c. Preferably, the spacing of the lasers 300a to 300c is appropriately adjusted.

한편, 본 발명의 일 실시예에 적용된 슬릿광 발생장치(300)는 제1 내지 제3 레이저(300a 내지 300c)로 구성하였지만, 이에 국한하지 않으며, 적어도 두 대 이상의 레이저로 구성할 수 있으며, 컨테이너(10)의 높이와 폭에 따라 레이저의 개수를 적절하게 조절됨이 바람직하다.On the other hand, the slit light generating apparatus 300 applied to an embodiment of the present invention is configured of the first to third laser (300a to 300c), but is not limited to this, may be composed of at least two lasers, containers It is preferable that the number of lasers is appropriately adjusted according to the height and width of (10).

영상획득장치(400)는 슬릿광 발생장치(300)의 제1 내지 제3 레이저(300a 내지 300c)로부터 컨테이너(10)의 외부 표면에 형성된 단일 주사선을 포함하도록 일정영역을 촬상하여 컨테이너(10)의 단면 형상(프로파일)에 대한 2차원 영상을 획득하기 위한 것으로서, 복수개의 제1 내지 제3 카메라부(400a 내지 400c)가 일직선상에 일정한 간격으로 예컨대, 게이트 하우스(100)의 내측 벽면에 고정된 지지대(20)에 고정설치됨이 바람직하다.The image acquisition apparatus 400 captures a predetermined region to include a single scan line formed on the outer surface of the container 10 from the first to third lasers 300a to 300c of the slit light generating apparatus 300 so as to capture the container 10. In order to obtain a two-dimensional image of the cross-sectional shape (profile) of the plurality of first to third camera units 400a to 400c are fixed to the inner wall surface of the gate house 100 at regular intervals in a straight line, for example. It is preferable that the fixed support 20 is installed.

이러한 제1 내지 제3 카메라부(400a 내지 400c)는 제1 내지 제3 레이저(300a 내지 300c)와 일정한 간격으로 이격되도록 대응되게 설치됨이 바람직하다.The first to third camera units 400a to 400c are preferably installed to be spaced apart from the first to third laser beams 300a to 300c at regular intervals.

또한, 제1 내지 제3 카메라부(400a 내지 400c)는 제1 내지 제3 레이저(300a 내지 300c)에 의해 컨테이너(10)의 외부 표면에 형성된 단일 주사선을 촬상할 수 있도록 소정의 각도로 기울어져 설치되며, 제1 내지 제3 레이저(300a 내지 300c)로부터 조사되는 레이저 슬릿광을 촬상할 수 있도록 소정의 필터를 포함하며 통상의 2차원 영상을 검출하는 고체촬상소자(Charge Coupled Device, CCD) 카메라로 구현됨이 바람직하다.In addition, the first to third camera units 400a to 400c are inclined at a predetermined angle so as to capture a single scan line formed on the outer surface of the container 10 by the first to third lasers 300a to 300c. A charge coupled device (CCD) camera, which is provided and includes a predetermined filter to capture laser slit light emitted from the first to third lasers 300a to 300c and detects a normal two-dimensional image. It is preferable to implement.

또한, 제1 내지 제3 카메라부(400a 내지 400c)는 제1 내지 제3 레이저(300a 내지 300c)와 동일하게 컨테이너(10)의 외부 표면에 소정영역이 중첩되게 촬상하여 컨테이너(10)의 외부 표면영상을 획득할 수 있도록 제1 내지 제3 카메라부(400a 내지 400c)간의 간격, 컨테이너(10)와 제1 내지 제3 카메라부(400a 내지 400c)의 간격을 제1 내지 제3 레이저(300a 내지 300c)와 동일하게 적용됨이 바람직하다.In addition, the first to third camera units 400a to 400c are imaged to overlap a predetermined area on the outer surface of the container 10 in the same manner as the first to third laser beams 300a to 300c and thus to the outside of the container 10. The distance between the first to third camera parts 400a to 400c and the distance between the container 10 and the first to third camera parts 400a to 400c to obtain the surface image are determined by the first to third lasers 300a. To 300c), it is preferable to apply the same.

한편, 본 발명의 일 실시예에 적용된 영상획득장치(400)를 제1 내지 제3 카메라부(400a 내지 400c)로 구성하였지만, 이에 국한하지 않으며, 컨테이너(10)의 높이와 폭에 따라 카메라부의 개수를 적절하게 조절됨이 바람직하다.Meanwhile, although the image acquisition apparatus 400 applied to the embodiment of the present invention is configured with the first to third camera units 400a to 400c, the present invention is not limited thereto, and the camera unit may be configured according to the height and width of the container 10. It is preferred that the number be properly adjusted.

다른 한편, 본 발명의 일 실시예에서는 제1 내지 제3 레이저(300a 내지 300c)와 제1 내지 제3 카메라부(400a 내지 400c)를 지지대(20)에 고정설치하였지만, 이에 국한하지 않으며, 컨테이너(10)와 일정한 간격으로 이격되도록 게이트 하우스(100)의 내측 벽면에 통상의 고정수단 예컨대, 나사, 못, 용접 또는 강력 접착제 등으로 단단히 고정설치할 수도 있다.On the other hand, in one embodiment of the present invention, the first to third laser (300a to 300c) and the first to third camera unit (400a to 400c) is fixed to the support 20, but is not limited thereto, the container The inner wall surface of the gate house 100 may be firmly fixed to the inner wall surface of the gate house 100 by, for example, a screw, a nail, a welding, or a strong adhesive so as to be spaced at regular intervals from the 10.

전술한 바와 같이 구성된 슬릿광 발생장치(300)와 영상획득장치(400)는 컨테이너(10)의 진행방향에 따른 게이트 하우스(100)의 내부 좌측면, 우측면 및 상면에 각각 설치됨이 바람직하다.The slit light generating device 300 and the image acquisition device 400 configured as described above are preferably installed on the inner left side, the right side, and the upper side of the gate house 100 according to the moving direction of the container 10, respectively.

이때, 좌측면 및 우측면에 설치된 슬릿광 발생장치(300) 및 영상획득장치(400)는 서로 대향되도록 설치됨이 바람직하며, 상면에 설치된 슬릿광 발생장치 (300) 및 영상획득장치(400)는 좌측면 및 우측면에 설치된 슬릿광 발생장치(300) 및 영상획득장치(400)와 수직 방향으로 설치됨이 바람직하다.In this case, the slit light generating device 300 and the image acquisition device 400 installed on the left side and the right side are preferably installed to face each other, and the slit light generating device 300 and the image acquisition device 400 installed on the upper surface are left. The slit light generating device 300 and the image acquisition device 400 installed on the surface and the right side is preferably installed in a vertical direction.

제어장치(500)는 위치검출장치(200)의 각 센서로부터 검출된 컨테이너(10)의 진입 및 진출을 알리는 신호에 따라 슬릿광 발생장치(300)의 제1 내지 제3 레이저(300a 내지 300c)와 영상획득장치(400)의 제1 내지 제3 카메라부(400a 내지 400c)의 동작을 제어한다.The control device 500 is a first to third laser (300a to 300c) of the slit light generating device 300 in accordance with a signal indicating the entry and exit of the container 10 detected from each sensor of the position detection device 200 And the operations of the first to third camera units 400a to 400c of the image acquisition device 400.

또한, 제어장치(500)는 슬릿광 발생장치(300)와 동일선상에 있는 위치검출장치(200)의 센서가 컨테이너(10)의 진출을 알리는 신호를 발생시킬 때까지, 슬릿광 발생장치(300)의 제1 내지 제3 레이저(300a 내지 300c)와 영상획득장치(400)의 제1 내지 제3 카메라부(400a 내지 400c)의 동작을 계속적으로 수행하도록 제어함이 바람직하다.In addition, the control device 500 is a slit light generating device 300 until the sensor of the position detection device 200 on the same line as the slit light generating device 300 generates a signal indicating the exit of the container 10 It is preferable to control to continuously perform the operations of the first to third laser (300a to 300c) and the first to third camera unit (400a to 400c) of the image acquisition device (400).

또한, 제어장치(500)는 위치검출장치(200)의 각 센서로부터 컨테이너(10)의 진입 및 진출을 알리는 신호가 발생됨에 따라 컨테이너(10)의 이동 속도를 산출하고, 제1 내지 제3 카메라부(400a 내지 400c)로부터 획득된 컨테이너(10)의 단면 형상에 대한 2차원 영상들에 대하여 각각의 단일 주사선을 추출하여, 각각의 2차원 영상에 대한 실좌표 영상데이터 즉, 3차원 공간좌표(X, Y, Z)에서의 Z좌표(카메라와 컨테이너의 거리) 영상데이터와 각 2차원 영상의 중심 픽셀(pixel)을 기준으로 화소해상도(영상의 크기/총화소수)를 계산하여 Y좌표(컨테이너의 높이) 영상데이터를 생성하는 기능을 수행한다.In addition, the control device 500 calculates the moving speed of the container 10 as a signal indicating the entry and exit of the container 10 is generated from each sensor of the position detection device 200, and the first to third cameras. Each single scan line is extracted from two-dimensional images of the cross-sectional shape of the container 10 obtained from the units 400a to 400c, and real coordinate image data of each two-dimensional image, that is, three-dimensional spatial coordinate ( Based on the Z coordinate (distance between the camera and the container) image data at X, Y, and Z and the center pixel of each two-dimensional image, the pixel resolution (image size / pixel count) is calculated and the Y coordinate (container) is calculated. Height) to generate the image data.

이때, 상기 Z좌표(카메라와 컨테이너의 거리) 영상데이터는 상기 획득된 2 차원 영상 면의 거리에 따라 변화되는 주사선의 위치를 통해 쉽게 구할 수 있다.At this time, the Z coordinate (distance between the camera and the container) image data can be easily obtained through the position of the scan line which is changed according to the distance of the obtained two-dimensional image plane.

또한, 제어장치(500)는 제1 내지 제3 카메라부(400a 내지 400c)간의 간격 및 제1 내지 제3 카메라부(400a 내지 400c)와 컨테이너(10)의 거리값을 이용하여 상기 생성된 각 2차원 영상에 대한 Y좌표 영상데이터의 중첩구간을 산출한 후, 상기 산출된 각 2차원 영상에 대한 Y좌표 영상데이터의 중첩구간을 보정 및 조합하여 새로운 영상데이터들을 생성하는 기능을 수행한다.In addition, the controller 500 may generate the generated angle using the interval between the first to third camera units 400a to 400c and the distance value between the first to third camera units 400a to 400c and the container 10. After calculating an overlapping section of the Y coordinate image data for the 2D image, a function of generating new image data by correcting and combining the calculated overlapping section of the Y coordinate image data for each 2D image is performed.

또한, 제어장치(500)는 상기 산출된 컨테이너(10)의 이동 속도를 이용하여 상기 생성된 새로운 영상데이터들을 조합하여 3차원 공간좌표(X, Y, Z)에서의 X좌표 영상데이터를 생성한 후, 상기 생성된 3차원 공간좌표(X, Y, Z) 영상데이터를 통상의 면 형성기법을 이용하여 컨테이너(10)의 3차원 전체 표면 영상데이터로 출력하는 기능을 수행한다.In addition, the control apparatus 500 generates the X coordinate image data in the three-dimensional spatial coordinates (X, Y, Z) by combining the generated new image data using the calculated moving speed of the container 10. Subsequently, the generated three-dimensional spatial coordinates (X, Y, Z) image data is output as three-dimensional full surface image data of the container 10 by using a conventional surface forming technique.

추가적으로, 제어장치(500)로부터 출력된 컨테이너(10)의 3차원 전체 표면영상데이터를 제공받아 이를 디스플레이, 컨테이너별로 데이터베이스화하여 저장 및 관리하기 위한 관리서버(600)가 더 포함될 수 있다.In addition, the management server 600 for receiving the three-dimensional full surface image data of the container 10 output from the control device 500, and display and store and manage the database for each container may be further included.

이하에는 전술한 구성을 가지는 본 발명의 컨테이너의 3차원 표면 영상획득시스템의 동작에 대해서 상세하게 설명한다.Hereinafter, the operation of the three-dimensional surface image acquisition system of the container of the present invention having the above-described configuration will be described in detail.

도 4a 내지 4d는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너의 3차원 표면 영상획득시스템의 동작 상태를 설명하기 위한 개념도이다.4A to 4D are conceptual views illustrating an operating state of a 3D surface image acquisition system of a container according to an embodiment of the present invention.

도 4a를 참조하면, 위치검출장치(200)의 각 센서가 동작된 상태에서 컨테이 너(10)를 실은 차량이 게이트 하우스(100)에 진입하여 제1 발광부(200a)와 제1 수광부(200a')를 통과함과 따라 컨테이너(10)의 진입을 알리는 신호가 발생되면, 시스템의 초기화 상태 예컨대, 제어장치(500)는 슬릿광 발생장치(300)의 제1 내지 제3 레이저(300a 내지 300c)와 영상획득장치(400)의 제1 내지 제3 카메라부(400a 내지 400c)가 동작될 수 있도록 준비한다.Referring to FIG. 4A, a vehicle carrying a container 10 enters the gate house 100 in a state where each sensor of the position detecting apparatus 200 is operated, so that the first light emitting unit 200a and the first light receiving unit ( When a signal indicating the entry of the container 10 is generated as it passes through 200a ', the initialization state of the system, for example, the control device 500 may include the first to third laser beams 300a to 300 of the slit light generator 300. 300c and the first to third camera units 400a to 400c of the image acquisition device 400 are prepared to operate.

도 4b를 참조하면, 컨테이너(10)를 실은 차량이 게이트 하우스(100)에 진입하여 제1 발광부(200a)와 제1 수광부(200a')를 지나 제2 발광부(200b)와 제2 수광부(200b')에 의해 컨테이너(10)의 진입을 알리는 신호가 발생되면, 제어장치(500)는 슬릿광 발생장치(300)의 제1 내지 제3 레이저(300a 내지 300c)와 영상획득장치(400)의 제1 내지 제3 카메라부(400a 내지 400c)가 계속적인 동작을 수행하도록 소정의 제어신호를 출력하며, 제1 내지 제3 카메라부(400a 내지 400c)의 촬상 동작에 의해 컨테이너(10)의 진행방향에 따라 컨테이너(10)의 좌측면, 우측면 및 상면에 대한 2차원 표면 영상을 획득하여 제어장치(500)로 전달한다.Referring to FIG. 4B, a vehicle carrying a container 10 enters the gate house 100 and passes through the first light emitting part 200a and the first light receiving part 200a 'to pass through the second light emitting part 200b and the second light receiving part. When a signal indicating the entry of the container 10 is generated by the 200b ', the control device 500 may control the first to third laser beams 300a to 300c and the image acquisition device 400 of the slit light generator 300. Outputs a predetermined control signal so that the first to third camera units 400a to 400c of the second camera unit 400a to 400c perform a continuous operation, and the container 10 is controlled by the imaging operation of the first to third camera units 400a to 400c. The two-dimensional surface image of the left side, the right side, and the top surface of the container 10 is obtained and transmitted to the control apparatus 500 according to the traveling direction of.

또한, 제어장치(500)는 제1 및 제2 발광부(200a 및 200b)와 제1 및 제2 수광부(200a' 및 200b')로부터 발생되는 진입 신호를 제공받아 각 센서간의 거리와 도착시간을 이용하여 컨테이너(10)의 시작 부분 이동속도를 산출할 수 있다.In addition, the control device 500 receives an entrance signal generated from the first and second light emitting units 200a and 200b and the first and second light receiving units 200a 'and 200b' to adjust the distance and arrival time between the sensors. The moving speed of the starting portion of the container 10 can be calculated.

도 4c를 참조하면, 컨테이너(10)를 실은 차량이 게이트 하우스(100)에 진입하여 제2 발광부(200b)와 제2 수광부(200b')를 지나 제3 발광부(200c)와 제3 수광부(200c')에 의해 컨테이너(10)의 진입을 알리는 신호가 발생되면, 제어장치(500)는 제2 및 제3 발광부(200b 및 200c)와 제2 및 제3 수광부(200b' 및 200c')로부터 발생되는 진입 신호를 제공받아 각 센서간의 거리와 도착시간을 이용하여 컨테이너(10)의 중간 부분 이동속도를 산출할 수 있다.Referring to FIG. 4C, the vehicle carrying the container 10 enters the gate house 100 and passes through the second light emitting part 200b and the second light receiving part 200b 'to pass through the third light emitting part 200c and the third light receiving part. When a signal indicating the entry of the container 10 is generated by the 200c ', the control device 500 controls the second and third light emitting units 200b and 200c and the second and third light receiving units 200b' and 200c '. The middle part of the container 10 may be moved by using the distance between the sensors and the arrival time based on the input signal generated from the).

도 4d를 참조하면, 컨테이너(10)를 실은 차량이 게이트 하우스(100)에 진입하여 제1 발광부(200a)와 제1 수광부(200a')를 완전히 통과한 후, 제2 발광부(200b)와 제2 수광부(200b')에 의해 컨테이너(10)의 진출을 알리는 신호가 발생되면, 제어장치(500)는 슬릿광 발생장치(300)의 제1 내지 제3 레이저(300a 내지 300c)와 영상획득장치(400)의 제1 내지 제3 카메라부(400a 내지 400c)의 동작을 정지시키며, 제1 및 제2 발광부(200a 및 200b)와 제1 및 제2 수광부(200a' 및 200b')로부터 발생되는 진출 신호를 제공받아 각 센서간의 거리와 도착시간을 이용하여 컨테이너(10)의 끝 부분 이동 속도를 산출할 수 있다.Referring to FIG. 4D, after the vehicle carrying the container 10 enters the gate house 100 and completely passes through the first light emitting part 200a and the first light receiving part 200a ', the second light emitting part 200b is used. And when the signal indicating the exit of the container 10 is generated by the second light receiving unit (200b '), the control device 500 is the image of the first to third laser (300a to 300c) of the slit light generating device 300 The operation of the first to third camera units 400a to 400c of the acquisition device 400 is stopped, and the first and second light emitting units 200a and 200b and the first and second light receiving units 200a 'and 200b' are stopped. The moving speed of the container 10 may be calculated using the distance between each sensor and the arrival time received from the exit signal.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너의 3차원 표면 영상획득방법을 설명하기 위한 흐름도이며, 도 6a 내지 도 6f는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너의 3차원 표면 영상획득방법을 설명하기 위한 개념도로서, 별다른 설명이 없는 한 제어장치(500, 도 3 참조)가 주체가 되어 수행함을 밝혀둔다.5 is a flowchart illustrating a three-dimensional surface image acquisition method of the container according to an embodiment of the present invention, Figures 6a to 6f illustrate a three-dimensional surface image acquisition method of the container according to an embodiment of the present invention As a conceptual diagram for the sake of brevity, the control apparatus 500 (see FIG. 3) is mainly performed unless otherwise described.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너의 3차원 표면 영상획득방법은, 먼저 위치검출장치(200, 도 3 참조)의 각 센서로부터 컨테이너(10, 도 4a 참조)의 진입 및 진출을 알리는 신호가 발생됨에 따라 컨테이너(10)로부터 일정한 간격으로 이격된 제1 내지 제3 레이저(300a 내지 310c, 도 3 참조)에 의해 컨테이너(10)의 외부 표면에 특정영역이 중첩되도록 레이저 슬릿광 을 조사하여 단일 주사선을 형성한다(S100).5 and 6, a three-dimensional surface image acquisition method of a container according to an embodiment of the present invention, first, from each sensor of the position detection device 200 (see FIG. 3) (see 10, 4a) As a signal indicating the entry and exit of the vehicle is generated, a specific region overlaps the outer surface of the container 10 by the first to third lasers 300a to 310c spaced apart from the container 10 at regular intervals (see FIG. 3). The laser slit light is irradiated so as to form a single scan line (S100).

이와 동시에, 상기 단계S100에서 컨테이너(10)의 외부 표면에 형성된 단일 주사선을 영상획득장치(400)의 제1 내지 제3 카메라부(400a 내지 400c, 도 3 참조)에 의해 촬상하여 컨테이너(10)의 단면 형상(프로파일)에 대한 2차원 영상들을 획득한다(S200).At the same time, in step S100, the single scan line formed on the outer surface of the container 10 is imaged by the first to third camera units 400a to 400c (see FIG. 3) of the image acquisition apparatus 400, and the container 10 Two-dimensional images of a cross-sectional shape (profile) of are obtained (S200).

다음으로, 상기 단계S200에서 획득된 컨테이너(10)의 단면 형상(프로파일)에 대한 2차원 영상들에 대하여 각각의 단일 주사선을 추출한 후(S300), 각각의 2차원 영상에 대한 실좌표 영상데이터 즉, 3차원 공간좌표(X, Y, Z)에서의 Z좌표(카메라와 컨테이너의 거리) 영상데이터와 각 2차원 영상의 중심 픽셀(pixel)을 기준으로 화소해상도(영상의 크기/총화소수)를 계산하여 Y좌표(컨테이너의 높이) 영상데이터를 생성한다(S400). 이때, 상기 Z좌표(카메라와 컨테이너의 거리) 영상데이터는 상기 획득된 2차원 영상 면의 거리에 따라 변화되는 주사선의 위치를 통해 쉽게 구할 수 있다.Next, after extracting each single scan line from the two-dimensional images of the cross-sectional shape (profile) of the container 10 obtained in step S200 (S300), the real coordinate image data of each two-dimensional image, that is, The pixel resolution (size / total size of the image) based on the Z-coordinate (distance of the camera and the container) image data in three-dimensional spatial coordinates (X, Y, Z) and the center pixel of each two-dimensional image. By calculating the Y coordinate (container height) image data (S400). At this time, the Z coordinate (distance between the camera and the container) image data can be easily obtained through the position of the scan line which is changed according to the distance of the obtained 2D image plane.

이를 구체적으로 살펴보면, 도 6a는 각 카메라부로부터 획득된 2차원 영상 면의 거리에 따라 변화되는 단일 주사선의 위치를 나타낸 것으로서, 예컨대, 카메라부를 가로 87픽셀(pixel), 세로 767픽셀(pixel)로 셋팅(setting)하여 촬영하였을 때, 가장 가까운 촬영거리(D0)에서의 단일 주사선은 가장 좌측에 위치(P1 = 0픽셀)되어 있고, 중간 정도의 촬영거리(D1)에서의 단일 주사선은 약간 우측으로 치우친 위치(P2 = 약 47픽셀)되어 있으며, 가장 먼 곳의 촬영거리(D2)에서의 단일 주사 선은 가장 우측에 위치(P3 = 86픽셀)되어 있음을 보여주고 있다.Specifically, FIG. 6A illustrates a position of a single scan line that varies according to a distance of a two-dimensional image plane obtained from each camera unit. For example, the camera unit may be 87 pixels horizontally and 767 pixels vertically. When shooting by setting, the single scan line at the closest shooting distance D 0 is positioned at the leftmost (P 1 = 0 pixels), and the single scan line at the medium shooting distance D 1 is It is slightly biased to the right (P 2 = about 47 pixels), and shows that a single scan line at the farthest shooting distance (D 2 ) is located to the far right (P 3 = 86 pixels).

도 6b는 각 카메라부의 촬영거리(D0 ~ D2)와 각 레이저 주사선의 위치(P0 ~ P2)의 관계를 개략적으로 나타낸 그래프로서, 촬영거리(D0 ~ D2)에 따라 각 카메라부로 들어오는 영상의 크기(FOV)가 틀리기 때문에, 각 레이저 주사선의 위치 및 굵기도 틀려지지만, 레이저 주사선의 굵기는 카메라부의 해상도에 비해 거의 차이가 크기 않아 고려하지 않는다.FIG. 6B is a graph schematically illustrating a relationship between the shooting distances D 0 to D 2 of each camera unit and the positions P 0 to P 2 of the laser scanning lines, and each camera according to the shooting distances D 0 to D 2 . Since the size (FOV) of the negative incoming image is different, the position and thickness of each laser scan line are also different, but the thickness of the laser scan line is not so large that the difference is large compared to the resolution of the camera unit.

즉, 각 카메라부의 촬영거리(D0 ~ D2)와 레이저 주사선의 위치(P0 ~ P2)의 관계는 하기의 수학식 1에 의해 2차 곡선(포물선)으로 표현될 수 있다.That is, the relationship between the photographing distances D 0 to D 2 of the camera units and the positions P 0 to P 2 of the laser scan lines may be expressed as quadratic curves (parabolas) by Equation 1 below.

Figure 112006017631086-pat00001
Figure 112006017631086-pat00001

여기서,

Figure 112006017631086-pat00002
이고,here,
Figure 112006017631086-pat00002
ego,

Figure 112006017631086-pat00003
이며,
Figure 112006017631086-pat00003
Is,

Figure 112006017631086-pat00004
이다.
Figure 112006017631086-pat00004
to be.

도 6c는 각 카메라부로부터 획득된 2차원 영상으로부터 각 픽셀당 포인트(point)의 위치분포를 개략적으로 나타낸 도면으로서, 근거리에서는 각 픽셀당 포인트간의 간격이 작게 표시되어 있으며, 원거리에서는 각 픽셀당 포인트간의 간격이 크게 표시되어 있음을 알 수 있다.FIG. 6C is a diagram schematically illustrating a positional distribution of points per pixel from a two-dimensional image obtained from each camera unit. In FIG. 6C, a distance between points per pixel is small at a short distance, and points per pixel at a long distance. It can be seen that the interval between the marks is large.

이후에, 제1 내지 제3 카메라부(400a 내지 400c)간의 간격 및 제1 내지 제3 카메라부(400a 내지 400c)와 컨테이너(10)의 거리값을 이용하여 상기 단계S400에서 생성된 각 2차원 영상에 대한 Y좌표 영상데이터의 중첩구간을 산출한 후(S500), 상기 산출된 각 2차원 영상에 대한 Y좌표 영상데이터의 중첩구간을 보정 및 조합하여 새로운 영상데이터들을 생성한다(S600).Subsequently, each of the two dimensions generated in step S400 using the interval between the first to third camera units 400a to 400c and the distance value between the first to third camera units 400a to 400c and the container 10. After calculating an overlapping section of the Y coordinate image data for the image (S500), new image data are generated by correcting and combining the calculated overlapping section of the Y coordinate image data for each of the two-dimensional images (S600).

이를 구체적으로 살펴보면, 도 6d는 각 카메라부의 촬영거리(D0 ~ D2)와 레이저 주사선의 실제길이(L0 ~ L2)의 관계를 개략적으로 나타낸 그래프로서, 각 카메라부마다 영상의 크기(FOV) 오차로 인해 길이차이가 다소 있으나, 카메라부의 해상도에 비해 차이가 심하지 않아 고려하지 않는다. 또한, 상기 레이저 주사선의 실제길이(L0 ~ L2)는 각 카메라부로부터 획득된 영상의 크기(FOV)와 동일하다.Specifically, FIG. 6D is a graph schematically showing a relationship between the shooting distances D 0 to D 2 of the camera units and the actual lengths L 0 to L 2 of the laser scanning lines, and the size of the image for each camera unit ( The length difference is somewhat due to the FOV error, but the difference is not serious compared to the resolution of the camera. In addition, the actual lengths (L 0 to L 2 ) of the laser scan line are equal to the size (FOV) of the image obtained from each camera unit.

즉, 각 카메라부의 촬영거리(D0 ~ D2)와 레이저 단일 주사선의 실제길이(L0 ~ L2)의 관계는 하기의 수학식 2에 의해 직선으로 표현될 수 있다.That is, the relationship between the photographing distances D 0 to D 2 of each camera unit and the actual lengths L 0 to L 2 of the laser single scan line may be represented by a straight line by Equation 2 below.

Figure 112006017631086-pat00005
Figure 112006017631086-pat00005

여기서,

Figure 112006017631086-pat00006
이고,
Figure 112006017631086-pat00007
이며, θ는 각 카메라부의 화각이다.here,
Figure 112006017631086-pat00006
ego,
Figure 112006017631086-pat00007
Is the angle of view of each camera unit.

한편, 하기의 수학식 3에 의해 레이저 단일 주사선의 위치(P)로부터 각 카메라부의 촬영거리(D), 레이저 단일 주사선의 실제길이(L), 포인트 간격(M) 및 각 2차원 영상에 대한 Y좌표 영상데이터의 중첩구간(O)을 산출할 수 있다.Meanwhile, according to Equation 3 below, the photographing distance D of each camera unit from the position P of the laser single scan line, the actual length L of the laser single scan line, the point spacing M, and the Y for each two-dimensional image. An overlap section O of the coordinate image data may be calculated.

Figure 112006017631086-pat00008
Figure 112006017631086-pat00009
Figure 112006017631086-pat00010
Figure 112006017631086-pat00011
, , ,
Figure 112006017631086-pat00008
Figure 112006017631086-pat00009
Figure 112006017631086-pat00010
Figure 112006017631086-pat00011
,,,

여기서, PM은 최대 픽셀(pixel)이고, G는 각 카메라부간의 간격이다.Here, P M is a maximum pixel and G is an interval between camera units.

도 6e는 각 2차원 영상에 대한 Y좌표 영상데이터의 중첩구간을 보정 및 조합하여 새로운 영상데이터들을 생성하는 과정을 설명하기 위한 도면으로서, 각 2차원 영상에 대한 Y좌표 영상데이터의 중첩구간(O0 및 O1)의 중심(C)을 기준으로 접합한다. 이때, 각 2차원 영상의 중심위치(S0 및 S1)간의 간격(G)은 실제 각 카메라부간의 간격과 일치한다.FIG. 6E is a diagram for describing a process of generating new image data by correcting and combining an overlapping section of Y coordinate image data for each two-dimensional image, wherein the overlapping section of Y coordinate image data for each two-dimensional image (O They are joined on the basis of the center (C) of 0 and O 1). At this time, the interval G between the center positions S 0 and S 1 of each two-dimensional image coincides with the interval between the respective camera units.

다음으로, 위치검출장치(200)의 각 센서로부터 컨테이너(10)의 진입 및 진출을 알리는 신호가 발생됨에 따라 산출되는 컨테이너(10)의 이동 속도를 이용하여 상기 단계S600에서 생성된 새로운 영상데이터들을 조합하여 3차원 공간좌표(X, Y, Z)에서의 X좌표 영상데이터를 생성한 후(S700), 상기 생성된 3차원 공간좌표(X, Y, Z) 영상데이터를 통상의 면 형성기법(예컨대, TRIANGLE 또는 QUARD 기법 등)을 이용하여 각 3차원 공간좌표(X, Y, Z)간의 면을 구성 즉, 컨테이너(10)의 3차원 전체 표면 영상데이터로 출력한다(S800).Next, new image data generated in step S600 is generated by using the moving speed of the container 10 calculated as a signal indicating the entry and exit of the container 10 is generated from each sensor of the position detection apparatus 200. After the combination generates the X coordinate image data in the three-dimensional spatial coordinates (X, Y, Z) (S700), the generated three-dimensional spatial coordinates (X, Y, Z) image data is generated using a conventional plane forming technique ( For example, a surface between each three-dimensional spatial coordinates (X, Y, Z) is constructed using a TRIANGLE or QUARD technique, that is, the three-dimensional full surface image data of the container 10 is output (S800).

이를 구체적으로 살펴보면, 도 6f는 컨테이너의 이동 거리에 따라 변화되는 컨테이너의 이동 속도를 개략적으로 나타낸 그래프로서, 컨테이너(10)의 초기 이동 속도(Sv)와 마지막 이동 속도(Ev)를 이용하여 컨테이너(10)의 평균 속도값을 산출하고, 상기 산출된 평균 속도와 각 영상의 프레임 수를 이용하여 실제 컨테이 너(10)의 거리를 산출한다.In detail, FIG. 6F is a graph schematically illustrating a moving speed of a container that varies according to a moving distance of the container. The container (eg, the container 10 may be configured using the initial moving speed Sv and the last moving speed Ev of the container 10). The average speed value of 10) is calculated, and the distance of the actual container 10 is calculated using the calculated average speed and the number of frames of each image.

즉, 초기 이동 속도(Sv)에서 마지막 이동 속도(Ev)간의 Sin 고선방정식을 이용하여 X좌표의 간격을 산출하여 3차원 공간좌표(X, Y, Z)에서의 X좌표 영상데이터를 생성한다.That is, the X coordinate image data in the three-dimensional spatial coordinates (X, Y, Z) is generated by calculating the interval of the X coordinate by using the Sin high-linear equation between the initial movement speed Sv and the last movement speed Ev.

추가적으로, 상기 출력된 컨테이너의 3차원 전체 표면영상을 관리서버(600, 도 3 참조)로 전달하여 디스플레이, 컨테이너별로 데이터베이스화하여 저장 및 관리하는 단계를 더 포함할 수 있다.Additionally, the method may further include transferring the three-dimensional entire surface image of the output container to the management server 600 (refer to FIG. 3) to display and store and manage the database by container.

전술한 본 발명에 따른 컨테이너의 3차원 표면 영상획득시스템 및 그 방법에 대한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.Although a preferred embodiment of the three-dimensional surface image acquisition system and method thereof for a container according to the present invention has been described above, the present invention is not limited thereto, but is within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. It is possible to carry out various modifications and this also belongs to this invention.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 컨테이너의 3차원 표면 영상획득시스템 및 그 방법에 따르면, 컨테이너의 외부 표면에 특정영역이 중첩되도록 레이저 슬릿광을 조사하여 단일 주사선을 형성하기 위하여 복수개의 레이저가 일직선상에 일정간격으로 설치되는 슬릿광 발생장치와 컨테이너의 외부 표면에 형성된 단일 주사선을 촬상하기 위하여 복수개의 카메라가 컨테이너의 단면 형상에 대한 2차원 영상들을 획득하기 위한 영상획득장치를 포함함으로써, 컨테이너의 3차원 표면 영 상을 보다 정확하고 용이하게 획득할 수 있는 이점이 있다.According to the three-dimensional surface image acquisition system and method of the container of the present invention as described above, a plurality of lasers in a straight line in order to form a single scan line by irradiating laser slit light so that a specific region overlaps the outer surface of the container In order to capture a single scanning line formed on the outer surface of the container and a slit light generator installed at regular intervals in the plurality of cameras, a plurality of cameras includes an image acquisition device for acquiring two-dimensional images of the cross-sectional shape of the container, The advantage is that the dimensional surface image can be obtained more accurately and easily.

또한, 본 발명에 따르면, 슬릿광 발생장치 및 영상획득장치를 컨테이너의 진행방향에 따른 게이트 하우스의 내부 좌측면, 우측면 및 상면에 각각 설치하여 컨테이너의 외부 3차원 표면영상을 획득함으로써, 외부로 노출된 컨테이너의 3차원 표면 상태를 효과적으로 파악할 수 있는 이점이 있다.In addition, according to the present invention, by installing the slit light generating device and the image acquisition device on the inner left side, right side and the upper surface of the gate house according to the progress direction of the container, respectively, to obtain the external three-dimensional surface image of the container, exposed to the outside There is an advantage that can effectively grasp the three-dimensional surface state of the container.

또한, 본 발명에 따르면, 슬릿광 발생장치의 각 레이저를 일직선상에 일정간격으로 설치하고, 각 레이저와 동일 수평선상에 영상획득장치의 카메라부를 대응되도록 설치함으로써, 컨테이너의 3차원 표면영상을 일정하고 보다 정확하게 획득할 수 있는 이점이 있다.According to the present invention, the three-dimensional surface image of the container is uniformly provided by installing each laser of the slit light generating device at a predetermined interval on a straight line and installing the camera unit of the image acquisition device on the same horizontal line as each laser. There is an advantage that can be obtained more accurately.

Claims (10)

컨테이너의 진행방향으로 게이트 하우스에 배열되어 컨테이너의 위치를 검출하기 위한 복수개의 센서로 이루어진 위치검출장치;A position detection device arranged in the gate house in a direction of travel of the container and comprising a plurality of sensors for detecting a position of the container; 컨테이너와 일정간격으로 이격되도록 게이트 하우스의 내측면에 적어도 두 대 이상의 레이저가 설치되며, 컨테이너의 외부 표면에 특정영역이 중첩되도록 레이저 슬릿광을 조사하여 단일 주사선을 형성하기 위한 슬릿광 발생장치;At least two lasers are installed on an inner surface of the gate house so as to be spaced apart from the container by a predetermined distance, and a slit light generator for irradiating laser slit light to overlap a specific region on the outer surface of the container to form a single scan line; 상기 각 레이저와 일정간격으로 이격되도록 적어도 두 대 이상의 카메라부가 설치되며, 상기 단일 주사선을 촬상하여 컨테이너의 단면 형상에 대한 2차원 영상들을 획득하기 위한 영상획득장치; 및At least two camera units are installed to be spaced apart from each laser at a predetermined interval, and an image acquisition device for acquiring two-dimensional images of a cross-sectional shape of a container by capturing the single scan line; And 상기 위치검출장치로부터 검출된 컨테이너의 위치신호에 따라 컨테이너의 이동속도를 산출함과 아울러 상기 슬릿광 발생장치 및 상기 영상획득장치의 동작을 제어하고, 각 카메라부로부터 획득된 2차원 영상들에 대하여 단일 주사선을 추출하여 각 2차원 영상에 대한 Z 및 Y좌표 영상데이터를 생성하며, 카메라부간의 간격 및 카메라부와 컨테이너의 거리값을 이용하여 상기 생성된 각 2차원 영상에 대한 Y좌표 영상데이터의 중첩구간을 산출한 후, 상기 산출된 중첩구간을 조합하여 새로운 영상데이터들을 생성하며, 상기 산출된 컨테이너의 이동속도를 이용하여 상기 생성된 새로운 영상데이터들을 조합하여 X좌표 영상데이터를 생성한 후, 상기 생성된 X, Y 및 Z좌표 영상데이터를 이용하여 컨테이너의 3차원 전체 표면 영상데이터를 출력하기 위한 제어장치를 포함하는 컨테이너의 3차원 표면 영상획 득시스템.The moving speed of the container is calculated according to the position signal of the container detected by the position detecting device, and the operation of the slit light generating device and the image acquisition device is controlled, and the 2D images obtained from each camera unit are controlled. A single scan line is extracted to generate Z and Y coordinate image data for each two-dimensional image, and the Y coordinate image data for each of the generated two-dimensional images is generated by using the distance between the camera portions and the distance between the camera portion and the container. After calculating the overlapping section, new image data are generated by combining the calculated overlapping section, and generating the X coordinate image data by combining the generated new image data using the calculated moving speed of the container. And outputting three-dimensional full surface image data of the container by using the generated X, Y, and Z coordinate image data. Three-dimensional surface image acquisition system, the container including a device. 제 1 항에 있어서, 상기 위치검출장치는,According to claim 1, wherein the position detecting device, 상기 컨테이너의 진행방향으로 상기 게이트 하우스의 내부 양측에 일정간격으로 각각 설치되며, 발광부와 수광부가 서로 대향되어 한 조로 이루어진 복수개의 투과형 센서로 이루어진 것을 특징으로 하는 컨테이너의 3차원 표면 영상획득시스템.A three-dimensional surface image acquisition system of a container, which is installed at both sides of the inside of the gate house at a predetermined interval in the advancing direction of the container, and includes a plurality of transmissive sensors composed of a pair of light emitting parts and light receiving parts facing each other. 제 1 항에 있어서, 상기 슬릿광 발생장치 및 상기 영상획득장치는 상기 컨테이너의 진행방향에 따른 상기 게이트 하우스의 내부 좌측면, 우측면 및 상면에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 컨테이너의 3차원 표면 영상획득시스템.The 3D surface image acquisition of the container according to claim 1, wherein the slit light generating device and the image acquisition device are respectively installed on the inner left side, the right side, and the upper side of the gate house according to the moving direction of the container. system. 제 3 항에 있어서, 상기 좌측면 및 우측면에 설치된 슬릿광 발생장치 및 영상획득장치는 서로 대향되도록 설치되며, 상기 상면에 설치된 슬릿광 발생장치 및 영상획득장치는 상기 좌측면 및 우측면에 설치된 슬릿광 발생장치 및 영상획득장치와 수직 방향으로 설치되는 것을 특징으로 하는 컨테이너의 3차원 표면 영상획득시스템.The slit light generating device and the image acquisition device provided on the left side and the right side are opposed to each other, and the slit light generating device and the image acquisition device provided on the upper surface are slit light provided on the left side and the right side. 3D surface image acquisition system of the container, characterized in that installed in the vertical direction with the generator and the image acquisition device. 제 1 항에 있어서, 상기 슬릿광 발생장치의 각 레이저는 일직선상에 일정간격으로 설치되는 것을 특징으로 하는 컨테이너의 3차원 표면 영상획득시스템.The three-dimensional surface image acquisition system of a container according to claim 1, wherein each laser of the slit light generating device is installed at a predetermined interval on a straight line. 제 1 항에 있어서, 상기 영상획득장치의 카메라부는 상기 슬릿광 발생장치의 레이저와 동일 수평선상에 대응되는 개수로 구비되고, 상기 각 레이저에 의해 컨테이너의 외부 표면에 형성된 단일 주사선을 촬상할 수 있도록 소정의 각도로 기울어져 설치되며, 고체촬상소자(CCD) 카메라인 것을 특징으로 하는 컨테이너의 3차원 표면 영상획득시스템.According to claim 1, wherein the camera unit of the image acquisition device is provided in the number corresponding to the same horizontal line as the laser of the slit light generating device, so as to capture a single scan line formed on the outer surface of the container by each laser A three-dimensional surface image acquisition system of a container, which is installed at an inclined angle and is a solid state imaging device (CCD) camera. 제 1 항에 있어서, 상기 제어장치는,The method of claim 1, wherein the control device, 상기 슬릿광 발생장치의 레이저와 동일선상에 있는 상기 위치검출장치의 센서가 컨테이너의 진출을 알리는 신호를 발생시킬 때까지, 상기 슬릿광 발생장치의 각 레이저와 상기 영상획득장치의 각 카메라부의 동작을 계속적으로 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 컨테이너의 3차원 표면 영상획득시스템.Each laser of the slit light generating device and each camera unit of the image acquisition device are operated until a sensor of the position detecting device, which is in line with the laser of the slit light generating device, generates a signal informing the advance of the container. 3D surface image acquisition system of the container, characterized in that the control to perform continuously. 삭제delete 컨테이너의 외부 표면에 특정영역이 중첩되도록 레이저 슬릿광을 조사하여 단일 주사선을 형성하기 위하여 복수개의 레이저가 구비된 슬릿광 발생장치와, 상 기 슬릿광 발생장치로부터 형성된 단일 주사선을 촬상하여 컨테이너의 단면 형상에 대한 2차원 영상들을 획득하기 위하여 복수개의 카메라부가 구비된 영상획득장치를 포함하는 시스템을 이용하여 컨테이너의 3차원 표면영상을 획득하는 방법에 있어서,In order to form a single scan line by irradiating laser slit light so that a specific area overlaps the outer surface of the container, a slit light generator having a plurality of lasers and a single scan line formed from the slit light generator are photographed to cross-section the container A method of acquiring a three-dimensional surface image of a container by using a system including an image acquisition device having a plurality of camera units to acquire two-dimensional images of a shape, (a) 상기 복수개의 레이저에 의해 컨테이너의 외부 표면에 특정영역이 중첩되도록 레이저 슬릿광을 조사하여 단일 주사선을 형성하는 단계;(a) irradiating laser slit light to form a single scan line by overlapping a specific region on an outer surface of the container by the plurality of lasers; (b) 상기 컨테이너의 외부 표면에 형성된 단일 주사선을 상기 복수개의 카메라부에 의해 촬상하여 상기 컨테이너의 단면 형상에 대한 2차원 영상들을 획득하는 단계;(b) capturing a single scan line formed on an outer surface of the container by the plurality of camera units to obtain two-dimensional images of a cross-sectional shape of the container; (c) 상기 획득된 컨테이너의 단면 형상에 대한 2차원 영상들에 대하여 각각의 단일 주사선을 추출하는 단계;(c) extracting each single scan line for two-dimensional images of the obtained cross-sectional shape of the container; (d) 상기 각각의 2차원 영상에 대한 3차원 공간좌표(X,Y,Z)에서의 Z좌표 및 Y좌표 영상데이터를 생성하는 단계;(d) generating Z coordinate and Y coordinate image data in three-dimensional spatial coordinates (X, Y, Z) for each of the two-dimensional images; (e) 각 카메라부간의 간격 및 각 카메라부와 컨테이너의 거리값을 이용하여 상기 생성된 각 2차원 영상에 대한 Y좌표 영상데이터의 중첩구간을 산출하는 단계;(e) calculating an overlapping section of Y-coordinate image data for each of the generated two-dimensional images by using a distance between each camera unit and a distance value of each camera unit and a container; (f) 상기 산출된 각 2차원 영상에 대한 Y좌표 영상데이터의 중첩구간을 보정 및 조합하여 새로운 영상데이터들을 생성하는 단계; 및(f) generating new image data by correcting and combining overlapping sections of Y coordinate image data for each of the calculated two-dimensional images; And (g) 상기 컨테이너의 이동 속도를 이용하여 상기 생성된 새로운 영상데이터들을 조합하여 3차원 공간좌표에서의 X좌표 영상데이터를 생성한 후, 상기 생성된 3차원 공간좌표 영상데이터를 이용하여 컨테이너의 3차원 전체 표면 영상데이터로 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨테이너의 3차원 표면영상 획득방법.(g) generating the X coordinate image data in the three-dimensional spatial coordinates by combining the generated new image data using the moving speed of the container, and then using the generated three-dimensional spatial coordinate image data, 3D surface image acquisition method of the container comprising the step of outputting the full-dimensional surface image data. 삭제delete
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