KR100933024B1

KR100933024B1 - 부재 위치 정보 인식 장치 및 방법

Info

Publication number: KR100933024B1
Application number: KR1020070125595A
Authority: KR
Inventors: 노동기; 박진형
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2007-12-05
Filing date: 2007-12-05
Publication date: 2009-12-21
Also published as: KR20090058825A

Abstract

본 발명은 디지털영상처리 기술을 이용한 로컬좌표측정부와 IGPS(Indoor Global Positioning System)의 유기적 결합을 통해 부재 로컬좌표를 부재 글로벌좌표로 변환시킴에 따라 부재 위치 정보를 용이하게 인식하거나, 로봇 위치 추정을 정밀하게 구현하는 부재 위치 정보 인식 장치 및 방법을 제공한다.

본 발명의 부재 위치 정보 인식 장치는 부재 촬영용 카메라를 프레임에 구비하여 부재 로컬좌표를 측정하는 로컬좌표측정부; 이런 로컬좌표측정부의 프레임에서 기준점간 간격에 대응한 기구적 오프셋을 유지하도록 부착된 제1 IGPS수신기; 상기 로컬좌표측정부가 탑재된 로봇시스템 또는 계측시스템의 스키드 플레이트의 모서리를 기준으로 설치된 적어도 하나의 제2 IGPS수신기; 상기 제1 IGPS수신기와 상기 제2 IGPS수신기 쪽으로 광신호를 발신하도록 상기 스키드 플레이트 주변에 설치된 적어도 하나의 트랜스미터와, 상기 제1 IGPS수신기와 상기 제2 IGPS수신기에 연결된 유선 또는 무선망을 통해 연결되고 계측 운영프로그램이 탑재된 호스트컴퓨터를 갖는 IGPS를 포함한다.

IGPS(Indoor Global Positioning System), 로컬좌표측정부, 오프셋(OFFSET)

Description

부재 위치 정보 인식 장치 및 방법{PARTS LOCATION INFORMATION RECOGNITION SYSTEM AND METHOD THEREOF}

본 발명은 부재 위치 정보 인식 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 레이저 비전 시스템(Laser Vision System, LVS) 또는 카메라 비전 시스템(Camera Vision System, CVS) 중 어느 하나에 해당하는 로컬좌표측정부와 IGPS(Indoor Global Positioning System)의 유기적 결합을 통하여, 용접선, 부재 끝단 등을 포함한 부재에 대해 결과적으로 부재 글로벌좌표 또는 부재 로봇좌표와 같은 부재 위치 정보를 제공할 수 있는 부재 위치 정보 인식 장치 및 방법에 관한 것이다.

부재 위치 정보는 부재 계측을 위한 계측시스템, 부재 용접을 위한 로봇시스템 등에서 사용된다.

산업 기술의 고도한 발전과 함께 근로환경 또한 많은 개선이 이루어짐으로써, 용접과 같은 열악한 환경하의 작업을 기피하는 현상이 만연하였기 때문에 사람 을 대신하여 로봇이 작업을 할 수 있도록 하는 여러 가지 자동화 장비가 출연되고 있다.

특히, 조선산업에 있어서 용접은 융착하고자 하는 위치가 위험하고 열악하기 때문에 자동화의 실현이 더욱 많이 요구되고 있다.

일반적으로, 용접로봇은 자동차, 선박등과 같이 금속판재의 접합공정에서 사용되며, 작업프로그램에 의해 자동적으로 용접작업을 진행하게 된다.

용접로봇은 작업명령에 따라 로봇 암에 부착된 용접토치를 이동시켜 목적 대상인 부재의 용접선, 부재 끝단 등을 추적하면서 용접하게 된다.

예컨대, 용접선을 추적하기 위해 용접로봇에 설치된 레이저 비전 시스템(이하, LVS라 칭함)을 이용한다.

용접로봇은 LVS에 의해 획득된 영상으로부터 부재 또는 그의 용접부위를 인식하여 용접작업을 수행할 수 있다.

다만, 로봇의 기구적 모호성 때문에 프로그램 오류 등에 의해 로봇이 오작동되는 경우, 또는 로봇이 움직이는 과정에서 생긴 관성력에 의한 로봇 암의 위치가 용접부위에서 벗어난 경우, 용접로봇은 용접하고자 하는 지점에서 정확하게 용접할 수 없어 용접불량이 발생하는 문제점이 있었다.

이런 연유로, 용접로봇에 설치된 LVS는 용접부위 또는 용접선 등에 대해서 글로벌좌표 또는 부재 위치 정보를 용이하고 정확하게 계측 또는 획득하기 어렵다.

한편, 종래에는 용접선 등의 정확한 글로벌좌표 측정을 목적으로, LVS와 LVS가 장착된 로봇간의 기구적 좌표 관계는 주지의 캘리브레이션 지그의 사용에 의해 획득되었다.

그러나, 로봇시스템의 로봇좌표계에서 LVS와 LVS가 장착된 로봇간의 기구적 좌표 관계는 시간이 지나면 항상 변동되어 용접로봇이 정확한 위치에서 용접을 수행하지 못하는 문제가 있었다.

한편, IGPS수신기는 접촉식 센서로서 넓은 지역에서 정밀한 글로벌좌표를 찾는 것은 용이하나 접촉식이므로 정확한 대상물에 접촉하기 어려운 면이 있어서, 실제 용접하고 있는 부재 또는 그의 용접선에 직접 접촉하여 계측할 수 없는 문제점을 갖는다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 디지털영상처리 기술을 이용한 로컬좌표측정부(예 : LVS 또는 CVS)와 IGPS(Indoor Global Positioning System)의 유기적 결합을 통해 부재 로컬좌표를 부재 글로벌좌표로 변환시킴에 따라 부재 위치 정보를 용이하게 인식 및 획득할 수 있고, 부재를 위해 작동하는 로봇 위치 추정을 정밀하게 구현할 수 있는 부재 위치 정보 인식 장치 및 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 삼는다.

본 발명의 목적은 제1 IGPS수신기를 제1, 제2 프레임에 부착시켜 사용함에 따라 사용자가 휴대하면서 사용하던 기존의 사용자측 계측 오차를 제거할 수 있는 부재 위치 정보 인식 장치를 제공한다.

본 발명의 다른 목적은 용접물과 같은 부재의 설치에 따른 오차, 고정기구류의 좌표의 부정확성, 부재의 형상 오차 등으로 인한 부재의 초기 오차에 대해 별도의 보조기구(예 : 캘리브레이션 지그)를 사용하여 캘리브레이션하는 과정 없이도 부재의 위치를 정확하게 인식할 수 있는 부재 위치 정보 인식 방법을 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 기술적 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적들은, 하기에 상세히 설명할 바와 같이, 부재 촬영용 카메라를 프레임에 구비하여 부재 로컬좌표를 측정하는 로컬좌표측정부; 상기 로컬좌표측정부의 프레임에서 기준점간 간격에 대응한 기구적 오프셋을 유지하도록 부착된 제1 IGPS수신기; 상기 로컬좌표측정부가 탑재된 로봇시스템 또는 계측시스템의 스키드 플레이트의 모서리를 기준으로 설치된 적어도 하나의 제2 IGPS수신기; 상기 제1 IGPS수신기와 상기 제2 IGPS수신기 쪽으로 광신호를 발신하도록 상기 스키드 플레이트 주변에 설치된 적어도 하나의 트랜스미터와, 상기 제1 IGPS수신기와 상기 제2 IGPS수신기에 연결된 유선 또는 무선망을 통해 연결되고 계측 운영프로그램이 탑재된 호스트컴퓨터를 갖는 IGPS(Indoor Global Positioning System)를 포함한다.

본 발명에 따른, 기구적 오프셋에 대응한 오프셋변환행렬을 이용하여, 상기 로컬좌표측정부를 통해 획득한 부재 로컬좌표를 부재 글로벌좌표로 변환시키는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따르면, 부재 촬영용 카메라를 프레임에 구비하여 부재 로컬좌표를 측정하는 로컬좌표측정부, IGPS, 호스트컴퓨터에 의해 구현되는 것으로서, 상기 프레임에서 기구적으로 오프셋 되어 기준점간 간격을 유지하도록 부착된 제1 IGPS수신기를 통해서 제1 IGPS수신기의 글로벌좌표가 획득되는 제1 단계; 상기 로컬좌표측정부가 인식한 영상데이터인 U값과 V값을 추출하고, 미리 설정한 캘리브레이션변환행렬에 의해 U값과 V값을 부재 로컬좌표

,

로 변환시키는 제2 단계; 상기 프레임에 부착된 제1 IGPS수신기의 기준점과 프레임의 기준점간 오프셋(OFFSET)에 대응한 오프셋변환행렬에 의해 상기 부재 로컬좌표

,

을 부재 글로벌좌표

,

로 변환시키는 제3 단계; 상기 호스트컴퓨터와 상기 IGPS를 이용하여 획득한 계측데이터를 기초로 정해진 데이터변환행렬에 의해 상기 부재 글로벌좌표

,

를 부재 로봇좌표

,

로 변환시키는 제4 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 부재 위치 정보 인식 방법이 제공된다.

따라서, 상기와 같이 구성되고 설치된 본 발명에 따른 부재 위치 정보 인식 장치 및 방법은 부재에 IGPS 수신기를 접촉하지 않고도 비접촉식 센서인 LVS 또는 CVS에 IGPS수신기를 부착시킴으로써 부재의 글로벌좌표를 계측할 수 있다. 이에 따라서, 접촉식 센서인 IGPS수신기의 계측방식에 따라 발생하는 계측오차를 제거할 수 있다.

또한, LVS 또는 CVS가 결합된 로봇이 오작동되는 경우나, LVS 또는 CVS가 결합된 로봇이 움직이는 과정에서 생긴 관성력에 의한 로봇 암의 위치 변경 등으로 인하여 생긴 용접선의 좌표에 대한 오류에 대하여, 본 발명은 제1 IGPS수신기를 제1, 제2 프레임에 부착시켜 별도의 보조기구(예 : 캘리브레이션 지그 등)의 도움 없이도 부재 글로벌좌표를 실시간으로 계측할 수 있다.

또한, 캘리브레이션 지그를 사용하지 않음으로써, 수작업시 낭비되는 시간을 줄일 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도면에서, 도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 부재 위치 정보 인식 장치를 로봇시스템에 탑재시킨 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 부재 위치 정보 인식 장치에서 원 A로 표시한 로컬좌표측정부를 LVS로 구성한 확대 사시도이고, 도 3은 도 1에 도시된 부재 위치 정보 인식 장치에서 원 A로 표시한 로컬좌표측정부를 CVS로 구성한 확대 사시도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

로컬좌표측정부(A)는 부재(110)를 촬영하여 분석하는 디지털영상처리 기술을 이용한 측정장치 또는 시스템으로 이해된다.

더욱 구체적으로, 로컬좌표측정부(A)는 레이저 비전 시스템[이하, LVS(210)라 칭함](도 2참조) 또는 카메라 비전 시스템[이하, CVS(310)라 칭함](도 3참조) 중 어느 하나를 이용하여 구성 가능하다.

로컬좌표측정부(A)는 계측시스템(도시 안됨) 또는 상기 부재(110)의 용접을 위한 로봇시스템(700) 등에서 탑재 가능하다.

도 2를 참조하면, 로컬좌표측정부(A)는 LVS(210)를 기반으로 구성되어 제1 IGPS수신기(231)와 결합하여 사용된다.

LVS(210)는 부재 로컬좌표, 부재 끝단 등과 같은 부재 관련 정보를 인식하는 장치로서, 제1 프레임(211), 레이저 다이오드(212), 제1 카메라(213), 제1 영상처리부(214)를 구비하고 있다.

여기의 설명 및 특허청구범위에서, 부재 로컬좌표는 LVS(210)에 의해 인식된 부재(110)의 용접선(115), 부재 끝단 등의 좌표값을 의미한다.

제1 프레임(211)은 LVS(210)의 내부의 레이저 다이오드(212), 제1 카메라(213), 제1 영상처리부(214) 등을 보호하기 위한 구조물이다.

레이저 다이오드(212)는 부재(110)의 용접선(115)에 레이저 빔을 조사한다.

제1 카메라(213)는 레이저 다이오드(212)와 일정 거리 후면에 이격 설치되어 레이저 다이오드(212)로부터 조사된 레이저 빔이 부재(110)의 표면에 형성하는 레이저 빔 영상을 촬영하는 역할을 한다.

제1 영상처리부(214)는 제1 카메라(213)가 촬영하여 인식한 영상데이터를 입력 받아 용접선(115)에 대한 2차원좌표를 출력하는 LVS영상복원부(214a)와, LVS영상복원부(214a)의 2차원좌표에 대한 변환행렬을 이용하여 3차원좌표로 변환하는 LVS좌표변환부(214b)를 구비하고 있다.

도 3을 참조하면, 로컬좌표측정부(A)는 CVS(310)를 기반으로 구성되어 제1 IGPS수신기(231)와 결합하여 사용된다.

CVS(310)는 제2 프레임(311), 제2 카메라(312), 제2 영상처리부(313)를 구비하고 있다.

제2 프레임(311)은 CVS(310)의 내부의 제2 카메라(312), 제2 영상처리부(313) 등을 보호하기 위한 구조물이다.

제2 카메라(312)는 제2 프레임(311)의 내부에 설치되는 것으로서, 부재(110) 표면의 용접선(115)을 촬영한다.

제2 카메라(312)는 앞서 도 2를 통해 언급한 LVS(210)의 제1 카메라(213)와 달리, 조명(도시 안됨)을 이용하여 용접선(115)을 촬영함으로써, LVS(210)의 제1 카메라(213)에 비해 촬영 방식이 상이하고, 또한 영상에서 용접선(115) 또는 부재 끝단 등과 같은 부재 관련 영상좌표를 추출하는 카메라영상처리기법이 상이하다.

제2 영상처리부(313)는 제2 카메라(312)가 촬영한 영상데이터를 입력 받아 용접선 등에 대한 2차원좌표를 출력하는 CVS영상복원부(313a)와, CVS영상복원부(313a)의 2차원좌표에 대한 변환행렬을 이용하여 3차원좌표로 변환하는 CVS좌표변환부(313b)를 구비하고 있다.

도 1을 참조하면, IGPS(Indoor Global Positioning System)는 실내 공간에 설치된 적어도 하나의 송신기인 트랜스미터(610, 620, 630)와, 이런 트랜스미터(610, 620, 630)의 광 신호를 수신하는 제1 IGPS수신기(231) 및 제2 IGPS수신기(232, 233, 234, 235)와, 호스트컴퓨터(720)를 구비하여 부재(110)에 대한 3차원 위치 정보를 측정한다.

트랜스미터(610, 620, 630)는 스키드 플레이트(100) 주변에 설치되어서, 제1 IGPS수신기(231) 및 제2 IGPS수신기(232, 233, 234, 235) 쪽으로 회전 팬 빔과 같은 광신호를 발신한다.

접촉식 센서인 제1 IGPS수신기(231)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 제1 프레임(211) 또는 제2 프레임(311)에 부착되어 있다.

앞서 언급한 바와 같이, 도 2에 보이는 제1 프레임(211)은 LVS(210)용 구조물이고, 도 3에 보이는 제2 프레임(311)은 CVS(310)용 구조물이다.

접촉식 센서인 제2 IGPS수신기(232, 233, 234, 235)는 도 1에 도시된 바와 같이 스키드 플레이트(100)의 모서리 또는 모퉁이에 각각 부착되어 있다.

IGPS는 제1 IGPS수신기(231) 및 제2 IGPS수신기(232, 233, 234, 235)를 부재(110) 또는 상기 모서리 등에 접촉시킬 때, 접촉한 지점의 공간좌표, 즉 글로벌좌표를 획득하여 처리하는 것으로서, 제1 IGPS수신기(231) 및 제2 IGPS수신기(232, 233, 234, 235) 각각의 케이블, 상기 케이블에 연결된 무선망 허브, 상기 무선망 허브에 연결되고 유, 무선통신 및 계측 운영프로그램이 탑재된 호스트컴퓨터(720)를 갖는다.

제1 IGPS수신기(231)는 트랜스미터(610, 620, 630)가 발신하는 광신호를 수신하여 제1 IGPS수신기(231) 자신이 해당 제1, 제2프레임(211, 311)에 부착된 지점의 위치정보, 즉 제1 IGPS수신기(231)의 글로벌좌표를 호스트컴퓨터(720)로 전송한다.

적어도 하나의 제2 IGPS수신기(232, 233, 234, 235)도 역시 트랜스미터(610, 620, 630)가 발신하는 광신호를 수신하여 제2 IGPS수신기(232, 233, 234, 235)가 접촉된 지점의 위치정보를 호스트컴퓨터(720)로 전송한다.

호스트컴퓨터(720)는 유선 또는 무선망을 통해 전송된 정보를 토대로 로봇시스템(700)에서의 제1 IGPS수신기(231) 및 제2 IGPS수신기(232, 233, 234, 235)가 위치한 지점의 위치정보를 검출한다.

호스트컴퓨터(720)는 이더넷(Ethernet)을 통해 데이터 베이스 서버(730)의 제반 데이터를 이용한다.

하기에서는, 위와 같이 구성된 IGPS와 로컬좌표측정부(A)를 갖는 본 발명의 부재 위치 정보 인식 장치에 의해 실현되는 바와 같이, 로봇좌표계에서의 용접선(115)의 3차원 좌표와 같은 부재 로봇좌표를 획득할 수 있고, 이에 대한 부재 위치 정보 인식 방법을 단계별로 상세히 설명하고자 한다.

중복 설명을 피하고 명료한 설명과 이해를 도모하도록, LVS(210) 또는 CVS(310)는 "로컬좌표측정부(A)"로 통칭되고, 제1, 제2프레임(211, 311)은 "프레임"으로 통칭되고, 제1, 제2 카메라(313, 212)는 "카메라"로 통칭되어 설명되나, 로컬좌표측정부(A)에 관련된 세부적인 LVS(210) 또는 CVS(310)별 특정 구성에 대해서는 개별적으로 호칭되어 설명될 것이다.

제1 단계에서, 호스트컴퓨터(720)는 프레임에 부착된 제1 IGPS수신기(231)의 글로벌좌표를 획득한다.

여기서, 호스트컴퓨터(720)는 제1 IGPS수신기(231)의 기준점(I)을 입력받아 인식할 수 있다.

또한, 제1 IGPS수신기(231)의 기준점(I)으로부터 물리적으로 또는 기구적으로 오프셋(OFFSET) 된 프레임의 기준점(L, C)이 호스트컴퓨터(720)에 입력된다.

프레임의 기준점(L, C)은 LVS(210) 또는 CVS(310)의 장착 또는 계측시에 기준으로 사용되는 지점을 의미한다.

제1 IGPS수신기(231)는 프레임의 해당 기준점(L, C) 간격에 대응하여 기구적으로 오프셋을 유지하도록 프레임에 부착되어 있다.

제2 단계에서, 상기 기준점(L, C)을 기준 또는 원점좌표로서 이용하는 로컬좌표측정부(A)는 부재(110)의 용접선(115) 또는 부재 끝단에 해당하는 부재 로컬좌 표

,

을 획득한다.

예컨대, 로컬좌표측정부(A)가 LVS(210)으로 구성되어 있는 경우, 도 2에 보이듯이, 제1 카메라(213)는 부재(110)의 표면에 형성되는 레이저 빔을 촬영한다.

이와 연동된 LVS영상복원부(214a)는 카메라 영상에서 용접선(115) 또는 부재(110) 등의 인식에 따른 영상데이터인 "U값"과 "V값"을 추출한다.

실험실에서는 LVS 캘리브레이션 과정이 미리 진행되는 것이 바람직하고, 이를 통해 캘리브레이션변환행렬이 설정 또는 정의된다. 캘리브레이션변환행렬은 작업자가 미리 실험실에서 계측한 데이터에 의하므로 당업자의 요구에 따라 다양하게 설정될 수 있어 특정한 것에 한정하지 않음은 물론이다.

따라서, LVS좌표변환부(214b)는 캘리브레이션변환행렬을 이용하여 상기 추출한 "U값"과 "V값"을 부재 로컬좌표

,

으로 변환한다.

로컬좌표측정부(A)가 도 3과 같이 CVS(310)로 구성되는 경우에는, CVS(310)용 기준점(C)을 사용하는 것과, 카메라영상처리기법이 상이한 것 이외에, 동일한 원리로 부재 로컬좌표

,

을 획득할 수 있다.

제3 단계에서, 호스트컴퓨터(720)는 프레임에 부착된 제1 IGPS수신기(231)의 기준점(I)과 프레임의 기준점(L, C)간 기구적인 오프셋에 대응한 오프셋변환행렬을 이용하여서, 상기 부재 로컬좌표

,

을 부재 글로벌좌표

,

로 변환시킨다.

오프셋변환행렬은 제1 IGPS수신기(231)의 기준점(I)과 상기 기준점(L, C)을 일치시키는 과정에서 이용된 기구적 오프셋 수치에 대응하게 설정 또는 정의 가능 하다.

여기서, 부재 글로벌좌표

,

는 프레임의 기준점(L, C)에 대응한 용접선(115)의 상대적 좌표이다.

또한, 부재 글로벌좌표

,

는 부재 로봇좌표

,

으로도 변환될 수 있다. 부재 로봇좌표

,

는 도 1에 보이는 로봇좌표계에서 로봇좌표계의 기준점(R)에 대한 용접선(115)의 상대적 좌표에 해당한다.

예컨대, 제4 단계에서는 호스트컴퓨터(720)에 의해 상기 부재 글로벌좌표

,

를 로봇좌표계의 기준점(R)을 기준으로 변환시켜 부재 로봇좌표

,

가 구해진다.

여기서, 로봇좌표계는 로봇시스템(700)의 3차원 장비좌표계이고, 로봇좌표계의 기준점(R)은 도 1에 도시된 적어도 하나의 제2 IGPS수신기(232)를 통해 파악 가능하다.

상기와 같이 부재 글로벌좌표

,

를 부재 로봇좌표

,

로 변환하는 데에는 데이터변환행렬이 이용된다.

여기서, 데이터변환행렬이란 호스트컴퓨터(720)와 IGPS를 이용하여 획득한 계측데이터를 기초로 정해지는 것으로서, 예컨대, IGPS트랜스미터(610, 620, 630)의 광신호를 감지한 제1 IGPS수신기(231) 및 제2 IGPS수신기(232, 233, 234, 235)의 좌표값에 의한 행렬이다. 이런 데이터변환행렬은 당업자의 요구에 따라 다양한 것을 적용할 수 있으므로 특정한 것에 한정하지 않음은 물론이다.

상술한 과정에 의해서, 본 발명은 LVS(210) 또는 CVS(310)에 해당하는 로컬좌표측정부(A)에 제1 IGPS수신기(231)를 결합 또는 부착하여 용접선(115) 또는 부재(110)에 관련된 정보를 실시간으로 파악함으로써, 갠트리 로봇(500)의 로봇 암(400)이 관성에 의해 원래 이동하고자 하는 위치에서 변경된 경우에도 종전과 달리 캘리브레이션 지그와 같은 별도의 보조기구의 도움 없이도 로봇 암(400)을 원래 이동하고자 하는 위치로 이동시킬 수 있다.

예컨대, 용접선(115)에 대한 좌표를 정확히 알고 있으면 로봇좌표계에서 사용자는 갠트리 로봇(500)을 X축 방향을 따라 좌우로 이동시켜 용접선(115)의 X축 좌표로 이동시킨 후, 용접용 로봇 암(400)을 Y축 방향을 따라 전후로 이동시켜 용접선의 Y축 좌표로 이동시킨 다음, 용접용 로봇 암(400)을 Z축 방향을 따라 상하로 이동시켜 용접선의 정확한 위치에 용접용 로봇 암(400)이 위치하게 할 수 있어, 결과적으로 로봇 위치 추정을 정밀하게 구현할 수 있게 된다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 부재 위치 정보 인식 장치를 로봇시스템에 탑재시킨 사시도이다.

도 2는 도 1에 도시된 부재 위치 정보 인식 장치에서 원 A로 표시한 로컬좌표측정부를 LVS로 구성한 확대 사시도이다.

도 3은 도 1에 도시된 부재 위치 정보 인식 장치에서 원 A로 표시한 로컬좌표측정부를 CVS로 구성한 확대 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 설명>

100 : 스키드 플레이트 110 : 부재

115 : 용접선 210 : LVS

231 : 제1 IGPS수신기 232, 233, 234, 235 : 제2 IGPS수신기

310 : CVS 700 : 로봇시스템

Claims

부재 촬영용 카메라를 프레임에 구비하여 부재 로컬좌표를 측정하는 로컬좌표측정부;

상기 로컬좌표측정부의 프레임에서 기준점간 간격에 대응한 기구적 오프셋을 유지하도록 부착된 제1 IGPS수신기;

상기 로컬좌표측정부가 탑재된 로봇시스템 또는 계측시스템의 스키드 플레이트의 모서리를 기준으로 설치된 적어도 하나의 제2 IGPS수신기;

상기 제1 IGPS수신기와 상기 제2 IGPS수신기 쪽으로 광신호를 발신하도록 상기 스키드 플레이트 주변에 설치된 적어도 하나의 트랜스미터와, 상기 제1 IGPS수신기와 상기 제2 IGPS수신기에 연결된 유선 또는 무선망을 통해 연결되고 계측 운영프로그램이 탑재된 호스트컴퓨터를 갖는 IGPS(Indoor Global Positioning System);를

포함하는 것을 특징으로 하는 부재 위치 정보 인식 장치.
제1항에 있어서,

상기 로컬좌표측정부는 레이저 비전 시스템 또는 카메라 비전 시스템 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 부재 위치 정보 인식 장치.
제1항에 있어서,

상기 호스트컴퓨터는 상기 기구적 오프셋에 대응한 오프셋변환행렬을 이용하여, 상기 로컬좌표측정부를 통해 획득한 부재 로컬좌표를 부재 글로벌좌표로 변환시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 부재 위치 정보 인식 장치.
제1항 또는 제3항에 있어서,

상기 호스트컴퓨터는 적어도 하나의 제2 IGPS수신기에 대응한 로봇좌표계의 기준점과, IGPS를 이용하여 획득한 계측데이터를 기초로 정해진 데이터변환행렬을 이용하여, 부재 글로벌좌표를 부재 로봇좌표로 변환시키는 것을 특징으로 하는 부재 위치 정보 인식 장치.
부재 촬영용 카메라를 프레임에 구비하여 부재 로컬좌표를 측정하는 로컬좌표측정부, IGPS, 호스트컴퓨터에 의해 구현되는 것으로서,

상기 프레임에서 기구적으로 오프셋 되어 기준점간 간격을 유지하도록 부착된 제1 IGPS수신기를 통해서 제1 IGPS수신기의 글로벌좌표가 획득되는 제1 단계;

상기 로컬좌표측정부가 인식한 영상데이터인 U값과 V값을 추출하고, 미리 설정한 캘리브레이션변환행렬에 의해 U값과 V값을 부재 로컬좌표
,
,
로 변환시 키는 제2 단계;

상기 프레임에 부착된 제1 IGPS수신기의 기준점과 프레임의 기준점간 오프셋(OFFSET)에 대응한 오프셋변환행렬에 의해 상기 부재 로컬좌표
,
,
을 부재 글로벌좌표
,
,
로 변환시키는 제3 단계;

상기 호스트컴퓨터와 상기 IGPS를 이용하여 획득한 계측데이터를 기초로 정해진 데이터변환행렬에 의해 상기 부재 글로벌좌표
,
,
를 부재 로봇좌표
,
,
로 변환시키는 제4 단계;를

포함하는 것을 특징으로 하는 부재 위치 정보 인식 방법