KR101031276B1 - Measuring Apparatus Using an Indoor Global Positioning System - Google Patents
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Abstract
실내 위치 측정 시스템(indoor global positioning system, IGPS)을 이용한 계측 장치가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 실내 위치 측정 시스템을 이용하여, 작업장 내에 위치한 계측 대상물을 3차원적으로 계측하기 위한 계측 장치로서, 작업장 내에서 이동 가능한 프레임(frame), 및 프레임에 설치되어 계측 대상물 상에 배치된 수신기를 향해 레이저 신호를 발신하는 복수의 송신기를 포함하는 계측 장치가 제공된다. 이에 따르면, 계측 사각 영역을 최소화하여 다양한 형태 및 사이즈의 계측 대상물도 정밀하게 3차원 계측할 수 있으며, 설치 및 회수의 용이성이 향상될 수 있다.Disclosed is a measurement device using an indoor global positioning system (IGPS). According to an aspect of the present invention, as a measuring device for three-dimensional measurement of the measurement object located in the workplace using the indoor position measurement system, a frame (movable), and installed in the frame and the measurement object A metrology device is provided that includes a plurality of transmitters for transmitting a laser signal towards a receiver disposed thereon. Accordingly, by minimizing the measurement blind area, measurement objects of various shapes and sizes can be precisely three-dimensionally measured, and the ease of installation and recovery can be improved.
3차원 계측, 실내 위치 측정 시스템(indoor global positioning system, IGPS) 3-D measurement, indoor global positioning system (IGPS)
Description
본 발명은, 실내 위치 측정 시스템을 이용한 계측 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a measuring device using an indoor position measuring system.
선박의 건조 시, 작업장 내부에 위치한 블록의 3차원 계측을 위하여, 실내 위치 측정 시스템(indoor global positioning system, IGPS) 기술을 기반으로 한 계측 장치가 이용될 수 있다.In the construction of a ship, a measurement device based on an indoor global positioning system (IGPS) technology may be used for three-dimensional measurement of a block located inside a workplace.
종래 기술에 따르면, 작업장 내부에 위치한 블록 등의 계측 대상물의 3차원 계측을 위해, 계측 신호로서 레이저 신호를 발신하는 송신기를 작업장의 내부에 고정 설치하였다.According to the prior art, a transmitter for transmitting a laser signal as a measurement signal is fixedly installed in the workplace for three-dimensional measurement of a measurement object such as a block located inside the workplace.
그러나 종래 기술에 따를 경우, 계측 대상물의 형태나 배치 등에 의해 송신기를 설치하기 위한 적당한 공간을 확보하기 어려운 문제가 있다. 그리고 계측 대상물의 위치에 따라, 계측 대상물에 송신기의 레이저 신호가 도달하지 않아 계측이 불가능한 계측 사각 영역이 발생하게 되는 문제가 존재한다.However, according to the prior art, there is a problem that it is difficult to secure a suitable space for installing the transmitter due to the shape or arrangement of the measurement object. In addition, depending on the position of the measurement object, there is a problem in that a measurement blind area that cannot be measured is generated because the laser signal of the transmitter does not reach the measurement object.
본 발명은 계측 사각 영역을 최소화하여 다양한 형태 및 사이즈의 계측 대상물도 정밀하게 3차원 계측할 수 있는 계측 장치를 제공하는 것이다.The present invention is to provide a measuring device that can accurately measure three-dimensional measurement objects of various shapes and sizes by minimizing the measurement blind area.
본 발명의 일 측면에 따르면, 실내 위치 측정 시스템(indoor global positioning system, IGPS)을 이용하여, 작업장 내에 위치한 계측 대상물을 3차원적으로 계측하기 위한 계측 장치로서, 작업장 내에서 이동 가능한 프레임(frame), 및 프레임에 설치되어 계측 대상물 상에 배치된 수신기를 향해 레이저 신호를 발신하는 복수의 송신기를 포함하는, 실내 위치 측정 시스템을 이용한 계측 장치가 제공된다.According to an aspect of the present invention, by using an indoor global positioning system (IGPS), as a measuring device for three-dimensional measurement of the measurement object located in the workplace, a frame (movable) in the workplace And a plurality of transmitters installed in the frame and transmitting a laser signal toward a receiver disposed on the measurement object.
프레임은, 지지대, 지지대에 회전 가능하게 결합되며, 송신기가 설치되는 설치대, 및 지지대의 하부에 설치되는 복수의 이동 바퀴를 포함할 수 있다.The frame may include a support, rotatably coupled to the support, a mounting table on which the transmitter is installed, and a plurality of moving wheels installed below the support.
지지대는, 이동 바퀴가 하부에 설치되는 하부 지지대, 및 일단부가 하부 지지대에 상하로 이동 가능하도록 결합되며, 타단부에 설치대가 결합되는 상부 지지대를 포함할 수 있다.The support may include a lower support on which a moving wheel is installed at the bottom, and an upper support on one end of which is movable up and down to the lower support, and on which the mounting support is coupled to the other end.
지지대는, 하부 지지대와 이동 바퀴 사이에 개재되는 복수의 바퀴 지지대를 더 포함할 수 있다.The support may further include a plurality of wheel supports interposed between the lower support and the moving wheel.
이동 바퀴 간의 거리 조절이 가능하도록, 바퀴 지지대 각각은 서로 회전 가능하게 결합될 수 있다.Each of the wheel supports may be rotatably coupled to each other so that the distance between the moving wheels can be adjusted.
계측 장치는 이동 바퀴의 회전을 로킹시키는 로킹 장치를 더 포함할 수 있다.The metrology device may further comprise a locking device for locking the rotation of the moving wheel.
계측 장치는 송신기에 전기를 공급하기 위한 배터리(battery)를 더 포함할 수 있다.The measurement device may further comprise a battery for supplying electricity to the transmitter.
계측 장치는 송신기와 배터리 사이에 개재되는 자석(magnet)을 더 포함할 수 있다.The measurement device may further include a magnet interposed between the transmitter and the battery.
계측 장치는 작업장 내의 일정한 위치에 설치되는 추가 송신기를 더 포함할 수 있다.The metrology device may further comprise additional transmitters installed at fixed locations within the workplace.
프레임은 계측 대상물의 상면 및 측면을 둘러싸며, 작업장 내의 가이드 레일(guide rail)을 따라 이동할 수 있다.The frame surrounds the top and side surfaces of the measurement object and can move along a guide rail in the workplace.
송신기는 프레임에 회전 가능하게 설치될 수 있다.The transmitter may be rotatably installed in the frame.
본 발명의 일 측면에 따르면, 계측 사각 영역을 최소화하여 다양한 형태 및 사이즈의 계측 대상물도 정밀하게 3차원 계측할 수 있다.According to an aspect of the present invention, by minimizing the measurement blind area, measurement objects of various shapes and sizes can be precisely three-dimensionally measured.
이하에서는 본 발명의 실시예를 첨부되는 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings an embodiment of the present invention will be described in detail.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 계측 장치(100)를 나타낸 정면도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 계측 장치(100)를 나타낸 측면도이다.1 is a front view showing a
본 실시예에 따르면, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 실내 위치 측정 시스템(indoor global positioning system, IGPS)을 이용하여, 작업장(도 3의 180) 내에 위치한 계측 대상물(도 3의 190)을 3차원적으로 계측하기 위한 계측 장치(100)로서, 프레임(frame, 110), 지지대(111), 설치대(115), 이동 바퀴(116), 로킹 장치(locking unit, 120), 배터리(battery, 130), 자석(magnet, 140) 및 송신기(transmitter, 150)를 포함하는 계측 장치(100)가 제시된다.According to the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the measurement object (190 in FIG. 3) located in the workplace (180 in FIG. 3) may be moved using an indoor global positioning system (IGPS). As the
이와 같은 본 실시예에 따르면, 프레임(110)을 작업장(도 3의 180)에 대해 이동 가능하도록 구성하여, 송신기(150)가 계측 대상물(도 3의 190)에 대하여 이동할 수 있게 함으로써, 계측 사각 영역을 최소화하여 다양한 형태 및 사이즈의 계측 대상물(도 3의 190)을 정밀하게 3차원 계측할 수 있다.According to the present embodiment as described above, the
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여, 각 구성에 대하여 보다 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, each configuration will be described in more detail with reference to FIGS. 1 and 2.
프레임(110)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 이동 바퀴(116)를 구비함으로써 작업장(도 3의 180) 내에서 이동 가능하도록 구성된다. 프레임(110)은 지지대(111), 설치대(115), 이동 바퀴(116)를 포함한다.
지지대(111)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 하부 지지대(113), 상부 지지대(112), 바퀴 지지대(114)로 이루어진다. 상부 지지대(112)는, 일단부가 하부 지지대(113)에 상하로 이동 가능하도록 결합되며, 타단부에 설치대(115)가 결합된 다. The
이와 같이 상부 지지대(112)가 하부 지지대(113)에 인출입 가능하도록 삽입됨으로써, 송신기(150)의 높이를 용이하게 조절할 수 있어, 계측 장치(100)의 계측 가능 영역(154)을 보다 확장시킬 수 있다.In this way, the
하부 지지대(113)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 복수의 바퀴 지지대(114)를 통해 하부에 이동 바퀴(116)가 설치된다. 즉 바퀴 지지대(114)가 하부 지지대(113)와 이동 바퀴(116) 사이에 개재되어 이동 바퀴(116)를 지지한다. 이와 같이 프레임(110)이 이동 바퀴(116)를 구비함으로써, 계측 장치(100)의 설치 및 회수의 용이성을 향상시킬 수 있다.The
이 경우 바퀴 지지대(114) 각각은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 이동 바퀴(116) 간의 거리 조절이 가능하도록, 서로 회전 가능하게 결합된다. 이에 따라, 작업장(도 3의 180) 내의 이동 공간이 협소한 경우 바퀴 지지대(114)를 회전시켜 이동 바퀴(116) 간의 간격을 줄임으로써, 송신기(150)를 작업장(도 3의 180) 내에서 보다 용이하게 이동시킬 수 있다.In this case, each of the
로킹 장치(120)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 이동 바퀴(116)의 회전을 로킹시킨다. 계측 대상물(도 3의 190)의 계측을 위하여 작업장(도 3의 180) 내의 일정 위치로 계측 장치(100)가 이동된 후, 로킹 장치(120)를 작동시켜 이동 바퀴(116)를 로킹시킴으로써 계측 장치(100)의 위치를 고정시킬 수 있다.The
설치대(115)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 지지대(111)에 회전 가능하게 결합된다. 즉 설치대(115)가 상부 지지대(112)에 좌우 또는 상하 방향으로 회전 가능하도록 결합됨으로써, 계측 장치(100)의 계측 가능 영역을 보다 확장시킬 수 있다.The
복수(적어도 3개)의 송신기(150)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 프레임(110)의 설치대(115)에 설치되어 계측 대상물(도 3의 190) 상에 배치된 수신기(도 3의 192)를 향해 레이저 신호(도 5의 152)를 발신한다.A plurality of (at least three)
복수의 송신기(150)로부터 각각 발신된 레이저 신호(도 5의 152)는 계측 대상물(도 3의 190) 상에 배치된 각 수신기(도 3의 192)에 의해 수신된다. 이와 같이 수신기(도 3의 192)에 의해 레이저 신호(도 5의 152)가 감지되면, 제어부는 이 레이저 신호(도 5의 152)를 통해 각 송신기(150)로부터 각 수신기(도 3의 192)까지의 거리를 산출할 수 있다.The
즉, 복수의 송신기(150) 사이의 거리는 미리 정해진 값을 가지므로, 제어부에 의해 각 송신기(150)로부터 각 수신기(도 3의 192)까지의 거리가 산출되면, 이 거리들로부터 각 수신기(도 3의 192)의 3차원 좌표값을 산출하면, 계측 대상물(도 3의 190)을 3차원적으로 계측할 수 있다.That is, since the distance between the plurality of
상술한 실내 위치 측정 시스템을 이용한 3차원 위치 측정 원리는 당업계에 공지된 기술(미국 등록특허 US 6,501543호 등)로서 당업자라면 이를 용이하게 실시 가능할 것이므로, 이에 대한 보다 상세한 설명은 생략하도록 한다.The three-dimensional position measurement principle using the above-described indoor positioning system is a technique known in the art (US Patent No. 6,501543, etc.) will be easily implemented by those skilled in the art, more detailed description thereof will be omitted. .
배터리(130)는 송신기(150)에 전기를 공급하기 위한 구성으로, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 송신기(150)의 하부에 장착될 수 있다. 이에 따라 송신기(150)에 전기를 공급하기 위한 외부 전원 등을 생략할 수 있으므로, 계측 장 치(100)의 이동성을 향상시킬 수 있다.The
이 경우 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 송신기(150)와 배터리(130) 사이에 자석(140)이 개재되어 자력에 의해 송신기(150)의 하부에 배터리(130)를 장착할 수 있다. 이에 따라 별도의 체결 수단을 생략할 수 있어, 장치를 보다 단순화할 수 있다.In this case, as shown in FIGS. 1 and 2, the
다음으로, 도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 계측 장치(100)에 대하여 설명하도록 한다.Next, referring to FIGS. 3 and 4, the
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 계측 장치(100)를 나타낸 개략도이다. 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 계측 장치(100)를 나타낸 평면도이다.3 is a schematic diagram showing a
본 실시예에 따르면, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 프레임(110), 송신기(150), 추가 송신기(160)를 포함하는 계측 장치(100)가 제시된다.According to the present embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, a
본 실시예의 경우, 프레임(110), 송신기(150)는 상술한 실시예와 동일 또는 유사하므로, 이에 대한 설명은 생략하고, 이하 추가 송신기(160)에 대하여 보다 상세히 설명하도록 한다.In the present embodiment, since the
추가 송신기(160)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 작업장(180) 내의 일정한 위치, 예를 들어 작업장(180) 내의 기둥(182)에 설치된다. 이와 같이 프레임(110)에 장착되는 송신기(150) 이외에 작업장(180) 내부에 추가 송신기(160)를 더 설치함으로써, 계측 사각 영역을 최소화하여, 보다 효율적으로 계측 대상물(190)을 3차원적으로 계측할 수 있다.The
다음으로, 도 5 내지 도 10을 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 계측 장치(100)에 대하여 설명하도록 한다.Next, the
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 계측 장치(100)를 나타낸 사시도이다. 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 계측 장치(100)를 나타낸 평면도. 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 계측 장치(100)의 이동을 나타낸 평면도이다.5 is a perspective view showing a
본 실시예에 따르면, 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이 프레임(110), 송신기(150)를 포함하는 계측 장치(100)가 제시된다.According to the present embodiment, a
이와 같은 본 실시예에 따르면, 작업장(도 3의 180) 내의 가이드 레일(170)을 따라 프레임(110)이 이동 가능하도록 설치됨으로써, 송신기(150)의 이동 시마다 송신기(150)의 3차원 위치를 재설정하는 셋업(set-up) 작업을 보다 용이하게 수행할 수 있으므로, 보다 용이하게 계측 대상물(190)을 3차원 계측할 수 있다.According to the present embodiment as described above, the
본 실시예의 경우, 송신기(150)는 상술한 실시예와 동일 또는 유사하므로, 이하 프레임(110)에 대하여 보다 상세히 설명하도록 한다.In the present embodiment, since the
프레임(110)은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 계측 대상물(190)의 상면 및 측면을 둘러싸며, 작업장(도 3의 180) 내의 가이드 레일(guide rail, 170)을 따라 이동한다.The
프레임(110)은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 계측 대상물(190)을 둘러싸도록 "ㄷ" 자 형상으로 이루어진다. 이에 따라 프레임(110)의 내측의 상면 및 측면 에 장착된 송신기(150)로부터 발신되는 레이저 신호(152)가 프레임(110)의 내부의 모든 영역을 커버할 수 있으므로, 계측 사각 영역을 최소화할 수 있다.The
또한 프레임(110)은 도 7에 도시된 바와 같이 작업장(도 3의 180) 내에 설치된 가이드 레일(170)을 따라 직선으로 이동할 수 있다. 이와 같이 프레임(110)이 계측 대상물(190)을 통과하며 직선으로 이동함으로써, 계측 가능 영역(154)을 확장시킬 수 있으므로, 이에 따라 보다 효율적으로 계측 대상물(190)을 3차원 계측할 수 있다.In addition, the
한편, 송신기(150)가 장착된 프레임(110)이 이동함에 따라 기준 위치에 대한 송신기(150)의 3차원 좌표값을 재설정하는 셋업(set-up) 작업이 수행되어야 한다. 본 실시예의 경우 가이드 레일(170)을 따라 프레임(110) 및 이에 장착된 송신기(150)가 직선적으로 이동하므로, 송신기(150)의 3차원 좌표 중 어느 하나는 일정하게 유지할 수 있다. 따라서 이와 같은 송신기(150) 위치의 셋업 작업을 보다 용이하게 수행할 수 있다.Meanwhile, as the
이 경우 도 7에 도시된 바와 같이 프레임(110)이 이동함에 따라 송신기(150)의 위치가 변화하여, 송신기(150)에 대한 계측 대상물(190)의 상대적인 3차원 좌표값이 달라지므로, 계측 대상물(190)에 미리 설정된 공통 포인트(194)를 이용하여, 프레임(110) 이동 전후의 3차원 좌표값을 연결시켜 주는 작업이 필요하다.In this case, as shown in FIG. 7, as the
한편 송신기(150)는 프레임(110)에 상하 또는 좌우로 회전 가능하도록 설치될 수 있다. 이에 따라, 계측 가능 영역(154)을 더욱 확장시킬 수 있다.Meanwhile, the
도 8 내지 도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 계측 장치(100)를 나타 낸 사시도이다. 도 8 내지 도 10을 참조하면, 송신기(150)는 프레임(110) 내측의 상면에 각각 3개, 4개, 6개씩 설치될 수 있으며, 계측 대상물(190)의 종류에 따라 송신기(150)의 개수가 다양하게 변형 가능함은 물론이다.8 to 10 are perspective views showing the measuring
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상 범위 내에 든다고 할 것이다.Although one embodiment of the present invention has been described above, the spirit of the present invention is not limited to the embodiments set forth herein, and those skilled in the art who understand the spirit of the present invention may add components within the scope of the same idea. Other embodiments may be easily proposed by changing, deleting, adding, etc., but this will also fall within the spirit of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 계측 장치를 나타낸 정면도.1 is a front view showing a measuring device according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 계측 장치를 나타낸 측면도.2 is a side view showing a measuring device according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 계측 장치를 나타낸 개략도.3 is a schematic view showing a measuring device according to another embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 계측 장치를 나타낸 평면도.4 is a plan view showing a measurement device according to another embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 계측 장치를 나타낸 사시도.5 is a perspective view showing a measurement device according to another embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 계측 장치를 나타낸 평면도.6 is a plan view showing a measurement device according to another embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 계측 장치의 이동을 나타낸 평면도.7 is a plan view showing the movement of the measuring device according to another embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 계측 장치를 나타낸 사시도.8 is a perspective view showing a measuring device according to another embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 계측 장치를 나타낸 사시도.9 is a perspective view showing a measuring device according to another embodiment of the present invention.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 계측 장치를 나타낸 사시도.10 is a perspective view showing a measuring device according to another embodiment of the present invention.
-도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명-Explanation of symbols on main parts of drawing
100: 계측 장치 110: 프레임100: measuring device 110: frame
111: 지지대 112: 상부 지지대111: support 112: upper support
113: 하부 지지대 114: 바퀴 지지대113: lower support 114: wheel support
115: 설치대 116: 이동 바퀴115: mounting base 116: moving wheels
120: 로킹 장치 130: 배터리120: locking device 130: battery
140: 자석 150: 송신기140: magnet 150: transmitter
152: 레이저 신호 154: 계측 가능 영역152: laser signal 154: measurable area
160: 추가 송신기 170: 가이드 레일160: additional transmitter 170: guide rail
180: 작업장 182: 기둥180: workshop 182: pillar
190: 계측 대상물 192: 수신기190: measurement object 192: receiver
194: 공통 포인트194: common point
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US20050259266A1 (en) | 2004-05-20 | 2005-11-24 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Optical lens system and position measurement system using the same |
-
2009
- 2009-07-13 KR KR1020090063644A patent/KR101031276B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050259266A1 (en) | 2004-05-20 | 2005-11-24 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Optical lens system and position measurement system using the same |
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Publication number | Publication date |
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KR20110006147A (en) | 2011-01-20 |
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