KR100956168B1

KR100956168B1 - 엘브이에스를 이용한 탑브릿지패드 단차와 갭 계측장치 및방법

Info

Publication number: KR100956168B1
Application number: KR1020070094523A
Authority: KR
Inventors: 강민구; 박영준; 홍진일
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2007-09-18
Filing date: 2007-09-18
Publication date: 2010-05-06
Also published as: KR20090029358A

Abstract

본 발명은 엘엔지 선박 화물창 단열재의 시공에서 탑패드 사이에 설치되는 탑브릿지패드의 단차 및 갭을 동시에 정밀 측정할 수 있고, 객관적인 측정 방법 및 수단을 제시할 수 있고, 멤브레인(membrane) 부착 불량을 최소화시킬 수 있는 엘브이에스를 이용한 탑브릿지패드 단차와 갭 계측장치 및 방법을 제공한다.

본 발명의 엘브이에스를 이용한 탑브릿지패드 단차와 갭 계측장치는 탑브릿지패드(Top Bridge Pad, TBP)의 단차와 갭의 검사를 위한 것으로서, 휴대 가능한 구조의 본체부(100); 상기 단차와 갭에 대한 계측결과를 육안으로 확인하기 위한 화면조작부(110); 상기 본체부에 설치되어 상기 탑브릿지패드 쪽으로 듀얼 레이저빔을 발생시키는 엘브이에스(120); 상기 듀얼 레이저빔의 분석과 광삼각법을 이용하여 상기 탑브릿지패드의 단차와 갭을 계측하도록 상기 화면조작부에 결합된 제어부(130)를 포함한다.

엘브이에스, 탑브릿지패드, 멤브레인, 카메라, 레이저, 단차, 갭

Description

엘브이에스를 이용한 탑브릿지패드 단차와 갭 계측장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MEASURING STEP HIGHT AND GAP OF TOP BRIDGE PAD USING LASER VISION SENSOR}

본 발명은 엘브이에스를 이용한 탑브릿지패드 단차와 갭 계측장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 엘엔지 선박 화물창에는 화물창 내부의 방열 작용을 위해서 내부 벽면에 수천에서 수만개 정도의 패널 형식의 보온재(insulation panel, IP)가 설치된다.

패널 형상의 보온재의 일부분은 스터드볼트를 통해 선박의 선체(hull)에 고정되며, 이때 보온재와 보온재 사이에는 간격 30㎜의 틈새가 형성되고, 이런 간격 부분에서의 방열을 방지하기 위해 플랫조인트(flat joint)라는 부재가 삽입되어 상기 틈새를 채우게 된다.

종래 기술로서 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 보온재 중에서 선체에 고정되는 평판형 바닥 패널(1) 위에 탑패드(2)가 고정될 경우,

와 같은 단면을 갖게 된다.

이들이 화물창 내표면을 따라 복수개로 배열될 경우, 2 개 기준

와 같은 단면형상을 갖게 된다.

플랫조인트(3)는 바닥 패널(1)과 탑패드(2)로 각각 이루어진 보온재 사이의 틈새에 삽입된다.

2차 방벽에 해당하는 트리플렉스는 에폭시 글루(Epoxy Glue) 또는 PU Glue(폴리우레탄 글루)라는 접착제를 이용하여 플랫조인트(3)의 상부로 탑패드(2) 사이의 표면에 부착된다.

이런 트리플렉스의 상부로 탑패드(2) 사이의 공간에는 복수개의 탑브릿지패드(4)(top bridge pad, 이하 TBP 라 칭함)가 설치된다.

TBP(4)는 상기 탑패드(2) 사이의 공간에 적합하게 제조된 규격품이지만, 현장 보온재 시공 상황에 따라 상기 사이의 공간이 달라지거나, 또는 상기 탑패드(2) 내지 바닥 패널(1)의 설치 각도, 위치 등에 의해 TBP(4)와 탑패드(2) 간에 단차(a)와 갭(b)이 형성될 수 밖에 없는 상황에 처해있다.

일부 엘엔지 운반선 화물창 규격에서는 상기 단차(a)의 허용값이 0.5미리 이하 즉 +0 ∼ 0.5㎜ 범위 내에 포함되어야 하고, 상기 갭(b)의 허용값도 4미리 이하 즉 +0 ∼ 4㎜ 범위 내에 포함되어야 한다.

화물창 제작 공정에서 TBP(4) 설치 후 단차(a) 및 갭(b)의 품질은 그 이후의 공정인 멤브레인(membrane) 부착에 중대한 악영향을 초래하고 있다.

예컨대, 갭(b)의 허용값이 4미리 이상일 경우 단열에 문제가 생기고, 단차(a)의 허용값이 0.5미리 이상일 경우 멤브레인 부착 불량 유발로 집중응력 발생 가능성이 매우 높게 된다.

이러한 이유로 TBP(4) 설치 후 단차(a) 및 갭(b) 상태를 검사하기 위한 검사 공정으로서 작업자 자신이 수작업에 의해 줄자, 각자, 갭 게이지 등을 이용하여서, 전적으로 작업자의 주관적인 방법으로 평가되고 있는 실정이다.

특히 TBP(4) 단차에 대해서는 공정 관리가 되고 있으나 허용값 이내임에도 불구하고 객관적인 측정 방법이 없어, 대략적으로 검사를 한 후 거의 전구간에 걸쳐 단차가 없게 샌딩(sanding) 작업을 수행하게 되어, 작업 현장에서 상대적으로 많은 분진이 발생되는 등의 문제가 발생되고 있다. 그리고 갭(b)에 대해서는 대략적으로 갭(b)을 측정하여 허용값 이상인 범위 내에서 충진재(예 : 유리섬유)를 갭(b)에 삽입하게 된다.

따라서, 본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 엘엔지 선박 화물창 단열재의 시공에서 탑패드 사이에 설치되는 탑브릿지패드의 단차와 갭을 정밀 측정할 수 있고, 객관적인 측정 방법 및 수단을 제시할 수 있고, 멤브레인(membrane) 부착 불량을 최소화시킬 수 있고, 단차 및 갭 계측 데이터의 지속적 관리를 통한 공정 효율을 증대시킬 수 있는 엘브이에스를 이용한 탑브릿지패드 단차와 갭 계측장치 및 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 삼는다.

앞서 설명한 바와 같은 본 발명의 목적은, 하기에 상세히 설명할 바와 같이, 탑브릿지패드(Top Bridge Pad, TBP)의 단차와 갭의 검사를 위한 휴대형 계측장치에 있어서, 휴대 가능한 구조의 본체부; 상기 단차와 갭에 대한 계측결과를 육안으로 확인하기 위한 화면조작부; 상기 본체부에 설치되어 상기 탑브릿지패드 쪽으로 듀얼 레이저빔을 발생시키는 엘브이에스; 상기 듀얼 레이저빔의 분석과 광삼각법을 이용하여 상기 탑브릿지패드의 단차와 갭을 계측하도록 상기 화면조작부에 결합된 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘브이에스를 이용한 탑브릿지패드 단차와 갭 계측장치에 의해 달성된다.

또한, 본 발명의 목적은 휴대형 계측장치에 탑재된 엘브이에스를 이용한 탑 브릿지패드 단차와 갭 계측방법에 있어서, 상기 계측장치의 전원을 인가하여 작동 초기화를 수행하는 초기화 단계; 상기 계측장치에 장착된 한 개의 레이저다이오드모듈로부터 레이저빔을 발생시킨 후 빔분리기를 통해 듀얼 레이저빔을 생성하여 계측 부위에 조사시킴에 따라 탑브릿지패드의 갭과 단차를 동시에 측정하는 탑브릿지패드 단차 및 갭 측정단계; 상기 탑브릿지패드 단차 및 갭 측정단계에서 얻어진 계측 부위에서 미리 정한 엘엔지 화물창 규격에 비해 초과되는 지점을 마킹하는 마킹단계; 상기 마킹 단계에서 확인된 마킹 지점을 기준으로 단차와 갭을 검사하는 탑브릿지패드 단차 및 갭 검사단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘브이에스를 이용한 탑브릿지패드 단차와 갭 계측방법에 의해 달성된다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 탑브릿지패드 단차 및 갭 측정단계는 카메라인터페이스모듈에 의해 이미지 그랩(grab)이 수행되는 그랩 단계; 상기 그랩 단계 이후 이미지처리모듈에 의해 듀얼 레이저빔 각각의 센터가 추출되는 추출 단계; 상기 추출 단계의 수행 결과 듀얼 레이저빔이 검색될 경우, 상기 기하학적분석모듈에 의해 듀얼 레이저빔 각각을 라인 형식으로 피팅하는 피팅 단계; 상기 피팅 단계의 이미지 정보 상에서 특이점이 이미지처리모듈에 의해 추출되는 추출 단계; 상기 특이점이 추출되면 기하학적분석모듈에 의해 3차원 변환이 이루어지는 변환 단계; 검사기능모듈에 의해 엘브이에스의 롤, 피치, 요우에 대한 보정이 수행되는 보정 단계; 검사기능모듈에 의해 광삼각법이 이용되어 탑브릿지패드의 단차 및 갭의 계산이 이루어지는 계산 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 엘브이에스를 이용한 탑브릿지패드(TBP) 단차와 갭 계측장치 및 방법은 단차 및 갭 동시 측정 기능과, 데이터 저장기능과, 연속 계측 기능과, 허용 단차 및 갭 초과 포인트 표시 기능을 구비하여 TBP의 단차 및 갭 측정을 신속하고 정밀하게 계측할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 엘브이에스를 이용한 탑브릿지패드 단차와 갭 계측장치는 휴대용 장비로 제작되어 있어서, 휴대 및 보관성이 뛰어나 현장 작업을 용이하게 할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 엘브이에스를 이용한 탑브릿지패드 단차와 갭 계측장치는 지지대를 부착하여 사용함에 따라 단차 및 갭의 영상 확보가 용이하고, 손 떨림을 방지할 수 있고, 정밀한 계측 데이터를 확보할 수 있고, 오차 발생율이 상대적으로 적어서 측정 시간을 상대적으로 단축시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 엘브이에스를 이용한 탑브릿지패드 단차와 갭 계측방법은 미리 수많은 실측을 통해 예상되는 측정 포지션 별로 미리 파악 및 저장한 표준편차값을 사용하여 측정치를 보정함에 따라 더욱 정밀한 TBP의 단차와 갭 계측이 이루어질 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 엘브이에스를 이용한 탑브릿지패드 단차와 갭 계측장치 및 방법은 TBP 단차와 갭에 대한 객관적인 측정 방법으로서, 불필요한 샌딩 작업을 대폭 감소시킬 수 있고, 화물창 내 분진 감소를 도모하여 작업장 환경 개선 및 품질 확보로 선주, 선급의 신뢰도 향상을 가져올 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 엘브이에스를 이용한 탑브릿지패드 단차와 갭 계측장치는 0.1미리 이내의 정밀도를 갖고 있어서 정밀하고 신뢰성 있는 계측값을 제공할 수 있는 장점이 있다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도면에서, 도 2는 본 발명의 엘브이에스를 이용한 탑브릿지패드 단차와 갭 계측방법의 전체 흐름도이고, 도 3은 본 발명의 엘브이에스를 이용한 탑브릿지패드 단차와 갭 계측장치의 단면도이다. 또한, 도 4는 도 3에 도시된 계측장치의 하드웨어 구성도이고, 도 5는 도 3에 도시된 계측장치의 소프트웨어 구성도이고, 도 6은 도 2에 도시된 탑브릿지패드 단차 및 갭 측정을 설명하기 위한 흐름도이다. 그리고, 도 7은 측정 포지션별 단차 및 갭 계산과 회전각 보정을 설명하기 위한 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 설명에 앞서, 탑브릿지패드에 해당하는 TBP의 부착 공정에 대해서 설명하고자 한다.

먼저, 작업자는 탑패드 사이를 기준으로 바닥 패널의 상면에 접착제를 바른 후 TBP를 접착제 위로 놓는다. 이후 작업자는 상기 TBP와 탑패드가 서로 연결될 수 있도록, 상기 TBP 및 탑패드 상부에 복수개의 세팅바를 덧대어 부착한다.

이렇게 세팅바에 의해 TBP가 고정되고, 이때, 통상의 볼트 및 너트 체결 방 식에 의해 TBP가 바닥 패널의 상면쪽으로 가압되도록 볼팅 작업이 이루어진다.

일정 시간이 지나 접착제가 굳어 하드닝(hardening), 즉 경화가 이루어지면, 세팅바를 분리하고, 갭을 측정하며, 허용 갭을 초과할 경우 갭 충진제인 유리섬유 등을 이용하여 TBP의 갭을 보정한다.

그리고, 돌출된 보온재(IP) 너트 등을 삽입하거나, 너트 주변 및 허용 단차 초과 지점을 샌딩(sanding) 작업을 수행하여, TBP의 부착 공정이 완료된다.

특히, 본 발명에서 상세히 설명할 계측장치는, 계측장치의 전원을 인가하여 작동 초기화를 수행하는 초기화 단계(S10)와; 상기 계측장치에 장착된 한 개의 레이저다이오드모듈로부터 레이저빔을 발생시킨 후 빔분리기를 통해 띠(strip) 또는 라인(line)과 같은 듀얼 레이저빔을 생성하여 계측 부위에 조사시킴에 따라 TBP의 갭과 단차를 동시에 측정하는 탑브릿지패드 단차 및 갭 측정단계(S20)와; 상기 탑브릿지패드 단차 및 갭 측정단계(S20)에서 얻어진 계측 부위에서 미리 정한 화물창 규격에 비해 초과되는 지점을 마킹하는 마킹단계(S30)와; 상기 마킹단계(S30)에서 확인된 마킹 지점을 기준으로 단차와 갭을 검사하는 탑브릿지패드 단차 및 갭 검사단계(S40)를 포함하는 본 발명의 엘브이에스를 이용한 탑브릿지패드 단차와 갭 계측방법에 활용된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 계측방법을 실현하기 위한 본 발명의 계측장치는 손잡이 구멍(101)을 중앙에 형성하되 후방쪽에 손잡이(102)를 형성하고, 손잡이(102)의 반대쪽에 복수의 투과창(103)을 형성하고, 각종 조작 버튼(온오프 버튼, 계측 버튼 등)을 구비한 분해 조립 케이스 형식을 갖고 휴대 가능한 구조의 본체 부(100)를 갖는다.

본체부(100)는 상기 손잡이 구멍(101)의 후방쪽에 형성된 손잡이(102)에 의해 휴대 가능한 구조를 실현한다.

화면조작부(110)는 단차와 갭에 대한 계측결과를 육안으로 확인하기 위한 것이며, 이와 함께 터치 스크린 기능을 병행할 수 있도록 구성되어 있다.

이런 화면조작부(110)는 본체부(100)의 손잡이 구멍(101)을 이용하여 힌지(H)를 기준으로 유한한 각도 범위 내에서 회동 가능하게 결합되어 있다. 화면조작부(110)는 터치 스크린 기능을 위해 하기에 설명할 제어부(130)에 결합된다.

화면조작부(110)는 그의 결합 형식을 힌지 회동 방식으로 구성하였지만, 고정 방식 또는 틸트 방식 중 어느 하나를 사용하여 본체부(100)에 탑재 가능하다.

본체부(100) 또는 화면조작부(110)의 내부 공간을 이용하여 아래에서 설명할 도 4의 엘브이에스(120) 또는 제어부(130)가 설치된다.

도 3 또는 도 4를 참조하면, 본체부(100)의 전방쪽 내부 공간에는 레이저다이오드모듈(121)이 상향으로 레이저빔을 발광시킬 수 있게 설치되어 있다.

빔분리기(122)는 레이저다이오드모듈(121)에서 레이저빔이 발광되어 나오는 곳을 기준으로 본체부(100)의 내부 공간에 설치된다.

레이저다이오드모듈(121)은 샘플링 타임이 500미리세컨드와 같이 연속 계측 기능을 수행하도록 구성된다.

빔분리기(122)에서 생성된 듀얼 레이저빔은 상부쪽 투과창(103)을 통해 계측 부위(예 : 측정하려는 TBP의 갭 또는 단차가 형성된 곳)에 조사된다.

한편 본체부(100)는 그의 아래쪽 내부 공간에 설치된 상기 듀얼 레이저빔의 영상을 촬상하기 위한 카메라(123)와, 상기 카메라(123)에서 듀얼 레이저빔 또는 빛을 수광하는 밴드패스필터(124)와, 상기 밴드패스필터(124)의 전방쪽을 기준으로 상기 본체부(100)의 아래쪽 내부 공간에 설치되어 듀얼 레이저빔을 촬영하기 위해 이용되는 미러(125)(mirror)를 포함한다.

미러(125)는 카메라(123)의 촬상 각도를 상기 듀얼 레이저빔쪽으로 전환시키는 역할을 담당한다.

제어부(130)용 이미지프로세싱장치(131) 및 관련 회로와 전원공급장치(133)는 화면조작부(110)의 내부공간을 이용하여 설치된다.

또한, 화면조작부(110)에는 LCD액정 형식으로서 터치 스크린 기능을 구현할 수 있도록 구성되어 제어부(130)에 연결된 디스플레이장치(132)가 탑재된다.

이미지프로세싱장치(131)는 레이저빔 센터 추출 방식으로서 서브픽셀링(subpexelling)을 사용하며, 0.1미리 이내의 정밀도를 갖고 있다.

예컨대 아래의 [표 1] 내지 [표 3]을 참조하면, 100회 실측 시, 표준편차가 0.005 내지 0.013에 포함되어 그 정밀도가 월등함이 입증된다.

본체부(100)와 화면조작부(110)는 상기 엘브이에스(120)와 제어부(130)를 모두 포함하더라도 0.8킬로그램이 넘지 않고, 그 크기 역시 150×110×30(단위 : ㎜)를 갖기 때문에 휴대 및 관리성이 뛰어난 특징을 갖는다.

이미지프로세싱장치(131)는 소프트웨어적인 마킹 처리를 통해서 디스플레이장치(132) 상에 포인트를 표시할 수 있다.

작업자는 상기 포인트 및 주지의 먹칼 등을 이용하여 해당 TBP에 상기 마킹단계(S30)와 같이 물리적으로도 마킹을 용이하게 수행할 수 있다.

아래의 [표 1], [표 2], [표 3]은 본 발명의 계측장치의 반복능, 정밀도 측정 결과를 보여주는 자료로서 하기의 포지션별로 100회 반복하여 얻은 결과이며, 이들 결과는 하기에 상세히 설명할 탑브릿지패드 단차 및 갭 측정단계에서 본 발명 계측장치의 회전각을 보정하여 단차 및 갭 계산에 사용되어, 더욱 정밀한 계측값을 산출할 수 있도록 돕는다.

아래의 [표 1]은 요우(yaw) 측정 포지션에서 실측하여 얻은 값이다.

아래의 [표 2]는 피치(pitch) 측정 포지션에서 실측하여 얻은 값이다.

아래의 [표 3]은 롤(roll) 측정 포지션에서 실측하여 얻은 값이다.

본 발명의 계측장치는 사용자가 본체부(100)를 잡고 사용하는 6-자유도의 특성에 따라 편차가 발생될 수 있으므로, 이를 보정하여 단차 및 갭을 정밀하게 계산할 수 있도록 되어 있다.

즉, 본 발명의 계측장치는 계측장치 개발 당시와 같이 사전에 먼저 6-자유도 별로 기울어짐 없이 기준값을 측정 및 기록 저장하고, 이를 실제 계측값과 비교하여 실제 계측값을 보정하거나, 상기 표준편차값을 감안하여 TBP 단차와 갭을 계산 및 출력하므로, 더욱 정밀한 계측값을 얻을 수 있다.

참고적으로 본 설명에서의 TBP의 상면에 수직한 Z축방향으로 향하게 본체부(100)를 놓고 사용하는 것을 감안하여, 상기 6-자유도는 X축방향의 전후직선이동(Surge)과; Y축방향의 좌우직선이동(Sway)과; Z축방향의 상하직선이동(Heave)과; 상기 X축방향을 기준으로 선회(Rx)하려는 요우(yaw)와; 상기 Y축방향을 기준으로 회전(Ry)하려는 피치(pitch)와; Z축방향을 기준으로 회동(Rz)하려는 롤(roll)으로서 정의된다.

각각의 요우, 피치, 롤은 해당 각도로서 연산되며, 계측 거리를 고정값으로 입력한 상태에서, 카메라(123)와 레이저다이오드모듈(121)을 이용한 주지의 광삼각법을 이용하여 측정될 수 있다.

도 4를 통해 본 발명에 따른 계측장치의 세부적인 하드웨어 구성에 대해서 설명한다.

엘브이에스(120)의 레이저다이오드모듈(121)은 적색 레이저 타입으로서 파장대역 650nm의 LD(Laser Diode) 및 해당 회로로 이루어져 있다.

빔분리기(122)에는 주지의 광선 분할기 등이 본 발명에 사용 가능하다.

카메라(123)는 1/3인치 흑백 CCD카메라로서, 적어도 렌즈초점거리(lens focal length)가 F=16㎜ 인 것이 바람직하다.

밴드패스필터(124)에는 엘브이에스(120)의 파장대역과 동일한 파장대역 650nm[반띠너비(half band width) 기준 20nm]와, 최소 첨두 투과율(min. peak trans.) 70%를 갖는 제품이 사용 가능하다.

미러(125)에는 일반적인 레이저 광학계에서 사용되는 제품이 사용된다.

제어부(130)의 이미지프로세싱장치(131)는 제품명 S3C2440A 400 MHz와 같은 펜티엄 모바일 프로세서와, 제품명 eMbedded Visual C++ 4.0 SDK(Software Development Kit)와 같은 소프트웨어 개발 키트를 이용하여 터치 스크린 기능을 디스플레이장치(132)에게 제공하도록 제작된 것으로서 윈도우 씨이(Windows CE)를 운영체제로 사용하는 임베디드(embedded) 메인보드 등의 기본 컴퓨터 구성요소를 갖는다.

디스플레이장치(132)에는 주지의 4인치 TFT-LCD 터치 모듈이 본 발명에 적용 가능하다.

전원공급장치(133)에는 배터리 또는 상용 전원을 직류전원으로 변환시키는 전원어댑터 등이 본 발명에 사용 가능하다.

도 5를 통해 본 발명에 따른 계측장치의 세부 소프트웨어 구성에 대해서 설명한다.

상기 이미지프로세싱장치의 작동을 위한 소프트웨어는 선 처리와 레이저빔 센터 추출과 레이저 디파인(define) 기능을 수행하는 이미지처리모듈(150); 이미지 정보에서 주어진 점들을 연결하는데 가장 적합한 직선을 계산해 내는 피팅(fitting) 내지 이미지의 3차원 변환을 수행하는 기하학적분석모듈(151); 3차원 변환 행렬 생성을 수행하는 켈리브레이션모듈(152); TBP 형상 검사(inspection)와 롤, 피치, 요우의 보정과 광삼각법을 이용하여 TBP의 단차 및 갭 계산을 수행하는 검사기능모듈(153); 레이저다이오드모듈 전원과 카메라 전원과 LCD 백라이트 전원에 대한 공급 관리를 수행하는 전원관리모듈(154); 촬영한 화면에 나타난 그래픽 정보를 디지털 정보로 기록 저장하는 바와 같은 이미지 그랩(grab)을 수행하는 카메라인터페이스모듈(155); 이미지 정보 내지 각종 처리 정보를 기록 저장하거나 백업(backup)을 수행하는 데이터베이스인터페이스모듈(156); 모니터링이나 버튼 와치 독(watch-dog) 등을 수행하는 운용기능모듈(157); 검사, 켈리브레이션, 데이터베이스 각각에 대한 액세스 화면 표시를 수행하는 그래픽유저인터페이스모듈(158); 본체부에 부착된 각종 조작 버튼의 입력을 수행하는 버튼이벤트모듈(159)을 포함한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 앞서 언급한 탑브릿지패드 단차 및 갭 측정단계는 카메라를 통해 화상 또는 이미지 등이 촬영될 때, 상기 카메라인터페이스모듈에 의해 앞서 언급한 이미지 그랩(grab)이 수행되는 그랩 단계(S21)를 포함한다.

이후, 상기 이미지처리모듈에 의해 듀얼 레이저빔 각각의 센터가 추출되는 추출 단계(S22)가 수행된다.

상기 추출 단계(S22)의 수행 결과 듀얼 레이저빔이 검색될 경우(S23), 상기 기하학적분석모듈에 의해 듀얼 레이저빔 각각을 라인 형식으로 피팅하는 피팅 단계(S24)가 수행된다.

이후에는 이미지처리모듈(150)에 의해 상기 피팅 단계(S24)의 이미지 정보 상에서 특이점을 추출하는 추출 단계(S25)가 수행된다.

여기서, 특이점은 듀얼 레이저빔에 의해 생성된 띠 상에서 TBP의 갭에 의해 형성되어 2차원의 영상좌표로서 추출 가능한 특이한 포인트를 의미한다.

상기 추출 단계(S25) 이후에는 3차원 변환 단계(S26)가 수행된다.

3차원 변환 단계(S26)에서는 상기 특이점에 해당하는 2차원의 영상좌표가 켈리브레이션모듈(152)에서 생성된 3차원 변환 행렬에 의해 실제 좌표로 변환되는 과정을 의미한다.

본 발명에서는 단일의 레이저빔에 의해 생성된 띠 하나로는 계측장치 또는 엘브이에스의 포지션 즉 롤, 피치, 요우 쪽으로 몇 도 기울었는지 알 수가 없기 때문에, 도 7과 같이 2개의 띠를 갖는 듀얼 레이저빔의 상관관계를 이용할 경우, 롤, 피치, 요우에 해당하는 각도값을 추정할 수 있고, 이 각도값을 이용하여 추출된 특이점의 3차원값을 보정하여 보다 정확한 단차와 갭을 계산할 수 있다. 즉, 본 발명의 듀얼 레이저빔은 계측장치의 현재 포지션을 구하는데 사용될 수 있다.

한편, 검사기능모듈(153)에 의해 실제 좌표로 변환된 두 개의 특이점으로 엘브이에스의 롤, 피치, 요우 각각의 측정 포지션을 계산하고 측정된 포지션의 회전 각도를 이용하여 특이점의 실제좌표를 보정하는 보정 단계(S27)가 수행된다.

롤, 피치, 요우 각각의 측정 포지션을 위한 보정은 앞서 6-자유도를 설명할 때 계측장치 개발 당시의 기준값을 이용하여 계측값의 각도를 비교 및 보정하는 것을 의미한다.

도 7을 참조하면, 롤 측정 포지션(A)과, 피치 측정 포지션(B)과, 요우 측정 포지션(C) 각각에 대해서, 개발 과정에 미리 이미지 처리를 수행하고, 포지션 별 회전각에 따른 이미지 변화를 기준값으로 미리 기억 저장하고 있으므로, 상기 검사기능모듈은 측정시에 들어오는 화상을 상기 기준값을 기초로 보정하여, 비록 사용자가 본체부를 부적절하게 잡고 사용하더라도, 측정값은 올바르게 출력되도록 보정할 수 있다.

다시 도 6을 참조하면, 상기 검사기능모듈에 의해 광삼각법을 이용하여 TBP의 단차 및 갭의 계산이 이루어지는 계산 단계(S28)가 수행된다.

상기 계산 단계(S28)에서 출력된 측정값 또는 계측결과는 데이터베이스로서 기록 저장 또는 백업되거나, 화면 상에 출력된다.

도 1은 종래 기술에 따른 보온재 시공 단면을 설명하기 위한 단면도이다.

도 2는 본 발명의 엘브이에스를 이용한 탑브릿지패드 단차와 갭 계측방법의 전체 흐름도이다.

도 3은 본 발명의 엘브이에스를 이용한 탑브릿지패드 단차와 갭 계측장치의 단면도이다.

도 4는 도 3에 도시된 계측장치의 하드웨어 구성도이다.

도 5는 도 3에 도시된 계측장치의 소프트웨어 구성도이다.

도 6은 도 2에 도시된 탑브릿지패드 단차 및 갭 측정을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 7은 측정 포지션별 단차 및 갭 계산과 회전각 보정을 설명하기 위한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 설명>

100 : 본체부 110 : 화면조작부

120 : 엘브이에스 130 : 제어부

Claims

탑브릿지패드(Top Bridge Pad, TBP)의 단차와 갭의 검사를 위한 휴대형 계측장치에 있어서,

휴대 가능한 구조의 본체부;

상기 단차와 갭에 대한 계측결과를 육안으로 확인하기 위한 화면조작부;

상기 본체부에 설치되어 상기 탑브릿지패드 쪽으로 듀얼 레이저빔을 발생시키는 엘브이에스;

상기 듀얼 레이저빔의 분석과 광삼각법을 이용하여 상기 탑브릿지패드의 단차와 갭을 계측하는 제어부;를

포함하며,

상기 제어부는 이미지프로세싱장치의 작동을 위한 소프트웨어로서,

선 처리와 레이저빔 센터 추출과 레이저 디파인(define) 기능을 수행하는 이미지처리모듈;

이미지 정보에서 주어진 점들을 연결하는데 가장 적합한 직선을 계산해 내는 피팅(fitting) 내지 이미지의 3차원 변환을 수행하는 기하학적분석모듈;

3차원 변환 행렬 생성을 수행하는 켈리브레이션모듈;

탑브릿지패드 형상 검사와 롤, 피치, 요우의 보정과 광삼각법을 이용하여 탑브릿지패드의 단차 및 갭 계산을 수행하는 검사기능모듈;

레이저다이오드모듈 전원과 카메라 전원과 LCD 백라이트 전원에 대한 공급 관리를 수행하는 전원관리모듈;

촬영한 화면에 나타난 그래픽 정보를 디지털 정보로 기록 저장하는 바와 같은 이미지 그랩(grab)을 수행하는 카메라인터페이스모듈;

이미지 정보 내지 각종 처리 정보를 기록 저장하거나 백업(backup)을 수행하는 데이터베이스인터페이스모듈;

모니터링이나 버튼 와치 독(watch-dog) 등을 수행하는 운용기능모듈;

검사, 켈리브레이션, 데이터베이스 각각에 대한 액세스 화면 표시를 수행하는 그래픽유저인터페이스모듈;

본체부에 부착된 각종 조작 버튼의 입력을 수행하는 버튼이벤트모듈;을

포함하는 것을 특징으로 하는 엘브이에스를 이용한 탑브 릿지패드 단차와 갭 계측장치.
제1항에 있어서,

상기 본체부는 손잡이 구멍의 후방쪽에 손잡이를 형성한 것을 특징으로 하는 엘브이에스를 이용한 탑브릿지패드 단차와 갭 계측장치.
제1항에 있어서,

상기 화면조작부는 힌지 회동 방식, 고정 방식, 틸트 방식 중 어느 하나에 의해 본체부에 탑재되어 있는 것을 특징으로 하는 엘브이에스를 이용한 탑브릿지패드 단차와 갭 계측장치.
제1항에 있어서,

상기 엘브이에스는

상기 본체부의 전방쪽 내부 공간에 설치된 레이저다이오드모듈;

상기 레이저다이오드모듈에서 레이저빔이 발광되어 나오는 곳을 기준으로 상기 본체부의 내부 공간에 설치된 빔분리기;

상기 빔분리기를 통해 생성된 듀얼 레이저빔을 미러를 이용하여 촬영하도록 상기 본체부의 내부 공간에 설치된 카메라;

상기 카메라에서 상기 듀얼 레이저빔 또는 빛을 수광하는 수광부위에 설치된 밴드패스필터;를

포함하는 것을 특징으로 하는 엘브이에스를 이용한 탑브릿지패드 단차와 갭 계측장치.
삭제
휴대형 계측장치에 탑재된 엘브이에스를 이용한 탑브릿지패드 단차와 갭 계측방법에 있어서,

상기 계측장치의 전원을 인가하여 작동 초기화를 수행하는 초기화 단계;

상기 계측장치에 장착된 한 개의 레이저다이오드모듈로부터 레이저빔을 발생시킨 후 빔분리기를 통해 듀얼 레이저빔을 생성하여 계측 부위에 조사시킴에 따라 탑브릿지패드의 갭과 단차를 동시에 측정하는 탑브릿지패드 단차 및 갭 측정단계;

상기 탑브릿지패드 단차 및 갭 측정단계에서 얻어진 계측 부위에서 미리 정한 화물창 규격에 비해 초과되는 지점을 마킹하는 마킹단계;

상기 마킹단계에서 확인된 마킹 지점을 기준으로 단차와 갭을 검사하는 탑브릿지패드 단차 및 갭 검사단계;를

포함하는 것을 특징으로 하는 엘브이에스를 이용한 탑브릿지패드 단차와 갭 계측방법.
제6항에 있어서,

상기 탑브릿지패드 단차 및 갭 측정단계는,

카메라인터페이스모듈에 의해 촬영한 화면에 나타난 그래픽 정보를 디지털 정보로 기록 저장하는 바와 같은 이미지 그랩(grab)이 수행되는 그랩 단계;

상기 그랩 단계 이후 이미지처리모듈에 의해 듀얼 레이저빔 각각의 센터가 추출되는 추출 단계;

상기 추출 단계의 수행 결과 듀얼 레이저빔이 검색될 경우, 기하학적분석모듈에 의해 듀얼 레이저빔 각각을 라인 형식으로 피팅하는 피팅 단계;

상기 피팅 단계의 이미지 정보 상에서 특이점이 이미지처리모듈에 의해 추출되는 추출 단계;

상기 특이점이 추출되면 기하학적분석모듈에 의해 3차원 변환이 이루어지는 변환 단계;

검사기능모듈에 의해 엘브이에스의 롤, 피치, 요우에 대한 보정이 수행되는 보정 단계;

검사기능모듈에 의해 광삼각법이 이용되어 탑브릿지패드의 단차 및 갭의 계산이 이루어지는 계산 단계;를

포함하는 것을 특징으로 엘브이에스를 이용한 탑브릿지패드 단차와 갭 계측방법.