KR101199977B1

KR101199977B1 - 투시광선을 이용한 객체의 3차원 형상 검수 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101199977B1
Application number: KR1020110005925A
Authority: KR
Inventors: 구승범
Original assignee: 중앙대학교 산학협력단
Priority date: 2011-01-20
Filing date: 2011-01-20
Publication date: 2012-11-12
Also published as: KR20120084514A

Abstract

투시광선을 이용한 객체의 3차원 형상 검수 방법 및 장치가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 투시광선을 이용한 객체의 3차원 형상 검수 방법은, 투시광선을 이용하여 컨베이어 벨트에 의해 운반되는 객체의 복수의 영상을 획득하는 단계; 상기 획득된 영상을 처리하여 상기 객체의 3차원의 윤곽선 형상을 획득하는 단계; 및 상기 획득된 윤곽선 형상을 미리 저장된 객체의 원본 형상과 비교하여 상기 객체의 불량 여부를 확인하는 단계를 포함한다.

Description

투시광선을 이용한 객체의 3차원 형상 검수 방법 및 장치{Method and apparatus of examining 3-dimensioanl shape of object using X-ray}

본 발명은 투시광선을 이용한 객체의 3차원 형상 검수 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 투시광선을 이용하여 객체의 3차원 형상을 획득하여 객체의 불량 여부를 확인하는 투시광선을 이용한 객체의 3차원 형상 검수 방법 및 장치에 관한 것이다.

텔레비전, 휴대폰 등의 제품을 캐드 모델을 원본으로 하여 제조할 경우, 제품의 완성도를 검수할 필요가 있다. 제품의 완성도를 검수하기 위하여 레이저 스캐닝(Laser Scanning) 검사 방법, 투시광선(엑스선, 감마선 등) 비파괴 검사, CT(Computed Tomography) 비파괴 검사 등을 이용한다.

일반적으로 특정 피사체에 대한 3차원 영상을 생성하기 위해 레이저 스캐너가 많이 이용된다. 레이저 스캐너는 피사체의 표면에 조밀한 간격으로 무수히 많은 레이저 광선을 주사하여 3차원 좌표값을 포인트 형식으로 획득하는 측량 장비이다. 레이저 스캔 데이터로부터 3차원 형상을 구성하고, 이를 원본 캐드 모델과 비교하여 성형 제품의 원본 모델과의 오차를 측정하게 된다. 그러나, 레이저 스캐닝 방법은 레이저가 닿을 수 있는 부분만 스캔 데이터를 얻을 수 있어, 외부에서 가려져 잘 보이지 않는 부분은 레이저 스캐닝으로 형상을 추출하기가 어려운 문제가 있다.

또한, 투시광선 비파괴 검사는 용접이나 접합 부위의 검사에 용이한 장점이 있으나, 동일한 한 방향에서 얻은 투시광선 영상으로부터 3차원 형상을 추출할 수 없는 문제가 있다.

그리고, CT 비파괴 검사는 제품의 360도 주위에서 찍어 정확한 3차원 영상을 찾아낼 수 있는 장점이 있으나, CT 기계 안에 넣을 수 있는 제품의 크기가 한정되어 있고, 제품을 공정 라인으로부터 옮겨 와야 하고, 찍는 시간도 오래 걸리며, CT 촬영 기계의 비용이 고가인 단점이 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 레이저 스캐너나 CT 기계에 비하여 상대적으로 저렴한 투시광선(엑스선, 감마선 등)을 이용하여 제품의 3차원 형상을 추출하여 제품의 완성도를 측정하는 투시광선을 이용한 객체의 3차원 형상 검수 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 제품의 촬영 시간이 매우 짧고, 제품이 지나가는 공정 라인에 설치가 용이한 투시광선 기기를 이용하여 공정 라인을 지나가는 제품에 대해서 전수 검수가 가능한 투시광선을 이용한 객체의 3차원 형상 검수 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 투시광선을 이용한 객체의 3차원 형상 검수 방법은, 투시광선을 이용하여 컨베이어 벨트에 의해 운반되는 객체의 복수의 영상을 획득하는 단계; 상기 획득된 영상을 처리하여 상기 객체의 3차원의 윤곽선 형상을 획득하는 단계; 및 상기 획득된 윤곽선 형상을 미리 저장된 객체의 원본 형상과 비교하여 상기 객체의 불량 여부를 확인하는 단계를 포함한다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 투시광선을 이용한 객체의 3차원 형상 검수 장치는, 컨베이어 벨트에 의해 운반되는 객체에 투시광선을 방사하는 투시광선 광원부; 상기 객체를 투과한 투시광선을 검출하고, 상기 객체에 대한 영상을 획득하는 투시광선 검출부; 상기 투시광선 검출부에 의해 획득된 영상을 처리하여 상기 객체의 3차원의 윤곽선 형상을 획득하는 영상 처리부; 상기 객체의 원본 형상을 저장하는 저장부; 및 상기 영상 처리부에 의해 획득된 상기 윤곽선 형상을 상기 저장부에 상기 원본 형상과 비교하여 상기 객체의 불량 여부를 판단하는 판단부를 포함한다.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명에 따르면, 투시광선을 이용하여 제품 내부의 3차원 형상을 얻을 수 있어 제품의 검수를 간편하게 할 수 있다.

또한, 기존의 레이저 스캐너나 CT에 비해 공정 라인에 간단하게 설치하고, 비용도 저렴하여 경제적인 제품의 전수 검수를 실현할 수 있다.

그리고, 기존의 레이저 스캐너로도 형상의 검수가 불가능했던 분야까지 제품의 전수 검수를 실현할 수 있다.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 투시광선을 이용하여 제품의 검수를 하는 시스템의 개략도이고, 도 1b는 투시광선을 이용하여 추출된 제품의 3차원 윤곽선 형상 및 제품의 원본 캐드 모델의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 투시광선을 이용한 객체의 3차원 형상 검수 방법의 순서도이다.
도 3a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 투시광선을 이용한 객체의 3차원 형상 검수 방법의 상세한 순서도이다.
도 3b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 투시광선을 이용한 객체의 3차원 형상 검수 방법의 상세한 순서도이다.
도 4a 내지 도 4c는 두 방향의 투시광선 영상으로부터 3차원의 윤곽선 형상을 추출하는 알고리즘의 제1 실시예를 도시한 도면이다.
도 5a 내지 도 5c는 두 방향의 투시광선 영상으로부터 3차원의 윤곽선 형상을 추출하는 알고리즘의 제2 실시예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 투시광선을 이용한 객체의 3차원 형상 검수 장치의 구성도이다.
도 7은 투시광선을 이용한 객체의 3차원 형상 검수 장치 중 영상 처리부의 상세 구성도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "이루어지다(made of)"는 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 본 발명에 대하여 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.

도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 투시광선을 이용하여 제품의 검수를 하는 시스템의 개략도이고, 도 1b는 투시광선을 이용하여 추출된 제품의 3차원 윤곽선 형상 및 제품의 원본 캐드 모델의 사시도이다.

도 1a에서, 생산 라인에서 제조되는 제품, 즉 투시광선이 투과되는 객체(10)가 컨베이어 벨트(20)에 의해 이동하고 있다. 상기 컨베이어 벨트(20)에 의해 이동하는 객체(10)에 적어도 두 개의 투시광선 광원부(110)에 의해 방사되는 투시광선을 조사하여 투시 영상을 획득한다. 투시 영상은 디스플레이 장치(30)에 디스플레이된다. 여기에서, 도 1a에 투시광선 광원부(110)가 두 개 도시되어 있으나, 여기에 제한되지 않음은 물론이다.

또한, 투시광선은 엑스선(X-ray), 알파선(

-ray), 베타선(

-ray) 및 감마선(

-ray) 중 적어도 어느 하나일 수 있다. 그리고, 상기 기술된 투시광선 외에 당업자에게 자명한 투시광선도 본 발명의 범위에 속함은 당연하다.

도 1b에, 투시광선 광원부(110)에 의해 획득된 영상들을 처리하여 추출한 객체(10)의 3차원 윤곽선 형상(11) 및 객체(10)의 원본 형상(12)이 도시되어 있다. 객체(10)의 원본 형상(12)은 캐드 등에 의해 모델링되게 된다.

3차원 윤곽선 형상(11)과 원본 형상(12)을 비교하여 객체(10)의 완성도를 평가하게 된다.

도 2 내지 도 3a 및 도 3b를 참조하여 투시광선을 이용한 객체의 3차원 형상 검수 방법을 보다 상세히 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 투시광선을 이용한 객체의 3차원 형상 검수 방법의 순서도이다.

투시광선을 이용하여 컨베이어 벨트(20)에 의해 운반되는 객체(10)의 복수의 영상을 획득한다(S110). 상기 객체(10)의 복수의 영상은 투시광선을 조사하는 광원이 적어도 두 개 이상이거나, 또는 하나의 투시광선 광원이 회전하면서 여러 영상을 찍는 경우를 상정할 수 있다. 일반적으로 컨베이어 벨트(20)의 속도가 빠를 경우 투시광선 광원이 컨베이어 벨트(20) 근처에 복수개 설치될 것이다.

객체(10)의 영상을 획득한 후, 상기 획득된 영상을 처리하여 객체(10)의 3차원의 윤곽선 형상(11)을 획득한다(S120). 객체(10)의 영상은 적어도 두 개 이상이다. 3차원의 윤곽선 형상(11)을 획득하는 상세 알고리즘은 후술하여 살펴 보도록 한다.

3차원의 윤곽선 형상(11)을 획득한 후, 상기 획득된 윤곽선 형상(11)을 미리 저장된 객체(10)의 원본 형상(12)과 비교하여 객체(10)의 불량 여부를 확인한다(S130). 전술한 바와 같이, 객체(10)의 원본 형상(12)은 캐드 등에 의해 모델링된다.

우선, 객체(10)의 3차원 윤곽선 형상(11)과 원본 형상(12) 간의 형상의 불일치 정도가 미리 설정한 기준 이상일 때 불량으로 판정한다.

그리고, 객체(10)의 기공(void) 또는 크랙(crack) 등을 검출하여 객체(10)의 불량 여부를 2차적으로 확인한다(S140). 투시광선은 객체(10)를 투과하므로, 객체(10)의 표면뿐만 아니라 객체(10) 내부의 형상도 획득할 수 있고, 내부의 기공 등도 검출할 수 있게 된다.

객체(10)의 형상이 불일치하거나, 기공 또는 크랙 등이 존재하여 불량으로 판정된 객체(10)는 컨베이어 벨트(20)에서 제거되어 전수 검수가 이루어지게 된다.

객체의 불량 여부를 확인할 때, 상기 객체의 기공 또는 크랙의 크기가 미리 설정된 크기 이상일 때 불량으로 검출할 수 있다. 즉, 기공 또는 크랙의 크기가 객체(10)의 크기의 소정 비율 이상, 위치가 객체의 중요 부분, 또는 기공 또는 크랙의 개수가 소정 개수 이상인 경우를 예로 들 수 있다.

도 3a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 투시광선을 이용한 객체의 3차원 형상 검수 방법의 상세한 순서도이며, 도 3b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 투시광선을 이용한 객체의 3차원 형상 검수 방법의 상세한 순서도이다.

컨베이어 벨트(20)에 의해 이동하는 객체(10)의 복수의 영상을 획득하는 방법은, 복수의 투시광선 광원을 이용할 수도 있고, 하나의 투시광선 광원이 회전하면서 복수의 영상을 획득할 수도 있다.

객체(10)에 적어도 두 방향에서 투시광선을 조사하는 투시광선을 이용한 객체의 3차원 형상 검수 방법에 대해 자세히 살펴 보도록 한다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 객체(10)의 3차원의 윤곽선 형상(11)을 획득하는 단계(S120)는, 다음과 같은 순서로 이루어질수 있다.

객체(10)의 영상에서 객체(10)의 각 에지 라인을 검출하고(S121), 적어도 두 투시광선의 발생점과 상기 각 에지 라인을 연결하여 각 에지 라인에 대한 적어도 두 개의 연결면을 생성하고(S122), 상기 대응되는 적어도 두 개의 연결면으로부터 각 에지 라인에 대한 교선의 집합을 추출하고(S123), 상기 각 에지 라인의 양 끝점 및 상기 교선의 집합을 이용하여 상기 객체의 3차원의 윤곽선 형상을 획득한다(S124). 여기에서, 에지 라인은 에지 검출 알고리즘을 이용하여 검출한다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 객체(10)의 3차원의 윤곽선 형상(11)을 획득하는 단계(S120)는, 다음과 같은 순서로 이루어질수 있다.

적어도 하나의 영상을 처리하여 제1 에지 라인을 검출하고(S125), 상기 제1 에지 라인과 상기 처리된 영상의 투시광선의 발생점을 연결하여 상기 제1 에지 라인에 대한 제1 연결면을 생성하며(S126), 적어도 다른 하나의 영상을 처리하여 제2 에지 라인을 검출하고(S127), 상기 제2 에지 라인의 임의의 한 점을 선택하여 상기 처리된 다른 영상의 투시광선의 발생점과 상기 선택된 임의의 한 점을 연결하여 상기 제1 연결면과의 교차점을 생성하며(S128), 상기 교차점을 생성하는 단계(S128)를 반복적으로 실행하여 상기 객체의 3차원의 윤곽선 형상을 획득한다(S129).

객체(10)의 3차원의 윤곽선 형상(11)을 획득하는 일례로서, 도 4a 내지 도 4c에 상세 알고리즘의 제1 실시예가 도시되어 있으며, 도 5a 내지 도 5c에 상세 알고리즘의 제2 실시예가 도시되어 있다.

여기에서, 투시광선의 일례로 엑스선(X-ray)이 사용되고 있다.

도 4a 내지 도 4c는 두 방향의 투시광선 영상으로부터 3차원의 윤곽선 형상을 추출하는 알고리즘의 제1 실시예를 도시한 도면이다.

복잡한 객체(10)의 경우에도 에지 검출 알고리즘을 이용하여 객체(10)의 모서리, 즉 에지(edge)를 추출할 수 있다. 그러므로, 객체(10)를 다수의 에지의 집합으로 상정할 수 있게 된다.

도 4a의 경우, 객체(10) 위의 하나의 에지 라인으로부터 두 개의 엑스선 광원을 이용하여 두 개의 엑스선 영상을 획득한다.

엑스선의 발생점과 상기 에지 라인을 연결하면 부채꼴 모양의 면(surface)이 생성되며, 이는 도 4b에 도시되어 있다.

여기에서, 각 방향 영상의 3차원 공간 정보가 이용된다. 3차원 공간 정보는 엑스선 장비로 기준이 되는 객체를 촬영하여 두 엑스선 영상을 얻고, 보정 알고리즘을 이용하여 각 방향 엑스선 영상의 3차원 공간 정보를 계산한다. 기준이 되는 객체의 일례로 표면에 다수의 점(dot)이 표시된 육면체를 들 수 있으며, 두 방향에서 획득한 영상에 나타나는 점들의 위치가 다르게 될 것이다. 이를 이용하여 영상의 3차원 공간 정보를 계산하게 된다.

두 방향에 대하여 생성된 두 개의 면으로부터 교선을 추출하면 상기 추출된 하나의 에지 라인의 3차원 공간 위치를 검출하며, 이는 도 4c에 도시되어 있다.

그리하여, 추출된 에지 라인의 3차원 공간 위치에 기초하여 각 에지 라인의 끝점들의 위치를 조사하여 3차원 에지 라인의 연결 구조와 객체(10)의 형상을 이용하여 객체(10)의 3차원 윤곽선 형상을 추출하게 된다.

도 4a 내지 도 4c에 도시한 상세 알고리즘의 일례와 다른 방법으로 3차원 공간 상의 에지 라인을 추출할 수도 있음은 물론이다.

일례로, 도 5a 내지 도 5c에 두 방향의 투시광선 영상으로부터 3차원의 윤곽선 형상을 추출하는 알고리즘의 제2 실시예가 도시되어 있다.

도 5a에서, 객체(10) 위의 하나의 에지 라인으로부터 두 개의 엑스선 광원을 이용하여 두 개의 엑스선 영상을 획득할 수 있다.

적어도 하나의 엑스선의 발생점과 적어도 하나의 에지 라인을 연결하면 부채꼴 모양의 면(surface)이 하나 생성되며, 이는 도 5b에 도시되어 있다. 즉, 에지 라인을 점들의 집합으로 보면, 에지 라인 위의 점들과 투시광선의 발생점을 잇는 직선들을 만들어 하나의 면을 만들 수 있다.

그런 후에, 적어도 다른 하나의 영상에서 에지 라인을 검출하고, 상기 검출한 에지 라인 위의 임의의 한 점을 선택하여 투시광선의 발생점과 연결하여 임의의 한 직선을 생성한다. 그리고, 상기 임의의 한 직선이 상기 부채꼴 모양의 면과 만나는 교차점을 검출한다. 이 교차점이 객체(10)의 에지의 한 점이 된다. 그리고 나서, 반복적으로 교차점을 찾아 나가면 객체(10)의 에지 라인을 검출하게 되며, 이는 도 5c에 도시되어 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 투시광선을 이용한 객체의 3차원 형상 검수 장치의 구성도이다.

투시광선을 이용한 객체의 3차원 형상 검수 장치(100)는, 투시광선 광원부(110), 투시광선 검출부(120), 영상 처리부(130), 저장부(140) 및 판단부(150)를 포함한다.

투시광선 광원부(110)는 컨베이어 벨트에 의해 운반되는 객체에 투시광선을 방사하는 역할을 한다. 투시광선 광원부(110)는, 객체(10)에 적어도 두 방향에서 투시광선을 조사하도록 적어도 2개의 투시광선 광원을 구비한다. 또한, 투시광선 광원부(110)가 하나의 투시광선 광원으로만 이루어져, 상기 하나의 투시광선 광원이 회전하면서 복수의 투시광선 영상을 획득할 수도 있음은 물론이다.

투시광선 검출부(120)는 상기 객체를 투과한 투시광선을 검출하고, 상기 객체에 대한 영상을 획득하는 역할을 한다. 획득된 영상은 디스플레이 장치(30)에 디스플레이 될 수도 있다.

영상 처리부(130)는, 투시광선 검출부(120)에 의해 획득된 영상을 처리하여 객체(10)의 3차원의 윤곽선 형상을 획득한다. 영상 처리부(130)의 상세한 작동은 후술하여 살펴 보도록 한다.

저장부(140)는, 객체(10)의 원본 형상을 저장한다. 저장부(140)는 객체(10)의 원본 형상뿐만 아니라, 객체(10)의 3차원의 윤곽선 형상도 저장할 수 있다. 또한, 통신 장치(미도시)를 통하여 외부에 저장된 정보 등을 전송할 수도 있다.

판단부(150)는, 영상 처리부(130)에 의해 획득된 객체(10)의 윤곽선 형상을 저장부(140)에 저장된 객체(10)의 원본 형상과 비교하여 객체(10)의 불량 여부를 1차적으로 판단한다. 그리고, 판단부(150)는 객체(10)의 기공 또는 크랙 등을 검출하여 객체(10)의 불량 여부를 2차적으로 판단한다. 또한, 판단부(150)는 객체(10)의 기공 또는 크랙의 크기가 미리 설정된 크기 이상일 때, 객체(10)를 불량으로 판단하거나, 객체(10)의 3차원 윤곽선 형상과 원본 형상 간의 형상의 불일치 정도가 미리 설정한 기준 이상이거나, 기공 또는 크랙의 개수가 소정 개수 이상인 경우에도 불량으로 판정할 수 있다. 즉, 판단부(150)는 객체(10)의 성형 완성도를 평가하는 역할을 수행한다.

도 7은 투시광선을 이용한 객체의 3차원 형상 검수 장치 중 영상 처리부의 상세 구성도이다.

영상 처리부(130)는, 에지 검출부(131), 연결면 생성부(133), 교선 검출부(135) 및 형상 획득부(137) 등을 구비할 수 있다. 또한, 교차점 검출부(136)가 더 포함될 수 있다.

에지 검출부(131)는 객체(10)의 에지 라인을 검출하고, 연결면 생성부(133)는 투시광선 광원의 발생점과 각 에지 라인을 연결하여 에지 라인에 대한 연결면을 생성한다.

또한, 교선 검출부(135)는 연결면이 적어도 2개 이상일 경우에, 연결면으로부터 각 에지 라인에 대한 교선의 집합을 검출한다.

그리고, 교선 검출부(135)를 대신하여 교차점 검출부(136)가, 에지 라인을 투시광원 광원의 발생점과 연결하여 연결면 생성부(133)에 의해 생성되는 적어도 하나의 연결면에 대한 교차점을 생성하고, 상기 교차점을 순차적으로 생성하여 교차점의 집합을 검출할 수도 있다.

그리고, 형상 획득부(137)는 각 에지 라인의 양 끝점 및 교선 검출부(135)가 검출하는 교선의 집합을 이용하여 객체(10)의 3차원의 윤곽선 형상을 획득하거나, 교차점 검출부(136)가 검출하는 교차점의 집합을 이용하여 상기 객체의 3차원의 윤곽선 형상을 획득할 수 있다.

2개의 투시광선 광원이 있는 경우를 상정하여, 영상 처리부(130)의 작동을 설명하도록 한다.

일 실시예는 다음과 같다. 우선, 에지 검출부(131)가 영상에서 객체의 각 에지 라인을 검출한다. 여기에서, 에지 검출부(131)는 에지 검출 알고리즘을 이용하여 상기 에지 라인을 검출할 수 있다. 다음에, 연결면 생성부(133)가 두 투시광선 광원의 발생점과 상기 각 에지 라인을 연결하여 각 에지 라인에 대한 두 개의 연결면을 생성한다. 그 다음에, 교선 검출부(135)가 상기 대응되는 두 개의 연결면으로부터 각 에지 라인에 대한 교선의 집합을 검출한다. 다음으로, 형상 획득부(137)가 상기 각 에지 라인의 양 끝점 및 상기 교선의 집합을 이용하여 상기 객체(10)의 3차원의 윤곽선 형상을 획득한다. 객체(10)의 3차원의 윤곽선 형상을 미리 저장된 객체(10)의 3차원의 원본 형상과 비교하여 객체(10)의 완성도를 판정하나, 작업자가 객체(10)의 3차원의 윤곽선 형상을 시각적으로 판정하는 검수도 가능하다.

다른 실시예는 다음과 같다. 에지 검출부(131)가 영상에서 객체의 각 에지 라인을 검출하며, 여기에서, 에지 검출부(131)는 에지 검출 알고리즘을 이용하여 상기 에지 라인을 검출할 수 있다. 다음에, 연결면 생성부(133)가 적어도 하나의 투시광선 광원의 발생점과 상기 에지 라인을 연결하여 적어도 하나의 연결면을 생성한다. 그 다음에, 교차점 검출부(136)가, 적어도 하나의 에지 라인과, 투시광원의 발생점이 다른 적어도 하나의 에지 라인을 투시광원 광원의 발생점과 연결하여 상기 적어도 하나의 연결면에 대한 교차점의 집합을 검출한다. 다음으로, 형상 획득부(137)가, 교차점의 집합을 이용하여 상기 객체의 3차원의 윤곽선 형상을 획득한다. 이 때, 객체(10)의 3차원의 윤곽선 형상을 미리 저장된 객체(10)의 3차원의 원본 형상과 비교하여 객체(10)의 완성도를 판정하는 것이 작업자의 수고를 줄이는 것이나, 작업자가 객체(10)의 3차원의 윤곽선 형상을 시각적으로 판정하는 검수도 가능하다.

텔레비전, 컴퓨터 모니터, 휴대폰 등 성형 제품의 전수 검수가 필요한 분야는 기술의 발전에 따라 더욱 확대될 것이므로, 본 발명이 산업 제품의 품질 향상에 커다란 기여를 할 것이다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

10: 객체 20: 컨베이어 벨트
30: 디스플레이 장치 110: 투시광선 광원부
120: 투시광선 검출부 130: 영상 처리부
140: 저장부 150: 판단부

Claims

투시광선을 이용하여 컨베이어 벨트에 의해 운반되는 객체의 복수의 영상을 획득하는 단계;
상기 획득된 영상을 처리하여 상기 객체의 3차원의 윤곽선 형상을 획득하는 단계; 및
상기 획득된 윤곽선 형상을 미리 저장된 객체의 원본 형상과 비교하여 상기 객체의 불량 여부를 확인하는 단계를 포함하는 투시광선을 이용한 객체의 3차원 형상 검수 방법.
제 1항에 있어서,
상기 영상을 획득하는 단계는,
상기 객체에 적어도 두 방향에서 투시광선을 조사하는 투시광선을 이용한 객체의 3차원 형상 검수 방법.
제 2항에 있어서,
상기 객체의 3차원의 윤곽선 형상을 획득하는 단계는,
상기 영상에서 객체의 각 에지 라인을 검출하는 단계;
적어도 두 투시광선의 발생점과 상기 각 에지 라인을 연결하여 각 에지 라인에 대한 적어도 두 개의 연결면을 생성하는 단계;
상기 대응되는 적어도 두 개의 연결면으로부터 각 에지 라인에 대한 교선의 집합을 검출하는 단계; 및
상기 각 에지 라인의 양 끝점 및 상기 교선의 집합을 이용하여 상기 객체의 3차원의 윤곽선 형상을 획득하는 단계를 포함하는 투시광선을 이용한 객체의 3차원 형상 검수 방법.
제 2항에 있어서,
상기 객체의 3차원의 윤곽선 형상을 획득하는 단계는,
적어도 하나의 영상을 처리하여 제1 에지 라인을 검출하는 단계;
상기 제1 에지 라인과 상기 처리된 영상의 투시광선의 발생점을 연결하여 상기 제1 에지 라인에 대한 제1 연결면을 생성하는 단계;
적어도 다른 하나의 영상을 처리하여 제2 에지 라인을 검출하는 단계;
상기 제2 에지 라인의 임의의 한 점을 선택하여 상기 처리된 다른 영상의 투시광선의 발생점과 상기 선택된 임의의 한 점을 연결하여 상기 제1 연결면과의 교차점을 생성하는 단계; 및
상기 교차점을 생성하는 단계를 반복적으로 실행하여 상기 객체의 3차원의 윤곽선 형상을 획득하는 단계를 포함한 투시광선을 이용한 객체의 3차원 형상 검수 방법.
제 1항에 있어서,
상기 투시광선은, 엑스선(X-ray), 알파선(
-ray), 베타선(
-ray) 및 감마선(
-ray) 중 적어도 어느 하나인 투시광선을 이용한 객체의 3차원 형상 검수 방법.
제 1항에 있어서,
상기 객체의 3차원 윤곽선 형상과 원본 형상 간의 형상의 불일치 정도가 미리 설정한 기준 이상일 때 불량으로 판정하는 투시광선을 이용한 객체의 3차원 형상 검수 방법.
제 1항에 있어서,
상기 객체의 불량 여부를 확인하는 단계는,
상기 객체의 기공 또는 크랙의 크기가 미리 설정된 크기 이상일 때 불량으로 검출하는 투시광선을 이용한 객체의 3차원 형상 검수 방법.
컨베이어 벨트에 의해 운반되는 객체에 투시광선을 방사하는 투시광선 광원부;
상기 객체를 투과한 투시광선을 검출하고, 상기 객체에 대한 영상을 획득하는 투시광선 검출부;
상기 투시광선 검출부에 의해 획득된 영상을 처리하여 상기 객체의 3차원의 윤곽선 형상을 획득하는 영상 처리부;
상기 객체의 원본 형상을 저장하는 저장부; 및
상기 영상 처리부에 의해 획득된 상기 윤곽선 형상을 상기 저장부에 저장된 상기 원본 형상과 비교하여 상기 객체의 불량 여부를 판단하는 판단부를 포함하는 투시광선을 이용한 객체의 3차원 형상 검수 장치.
제 8항에 있어서,
상기 투시광선 광원부는,
상기 객체에 적어도 두 방향에서 투시광선을 조사하도록 2개의 투시광선 광원을 구비하는 투시광선을 이용한 객체의 3차원 형상 검수 장치.
제 9항에 있어서,
상기 영상 처리부는,
상기 영상에서 객체의 에지 라인을 검출하는 에지 검출부와,
상기 적어도 두 투시광선 광원의 발생점과 상기 각 에지 라인을 연결하여 각 에지 라인에 대한 적어도 두 개의 연결면을 생성하는 연결면 생성부와,
상기 대응되는 적어도 두 개의 연결면으로부터 각 에지 라인에 대한 교선의 집합을 검출하는 교선 검출부와,
상기 각 에지 라인의 양 끝점 및 상기 교선의 집합을 이용하여 상기 객체의 3차원의 윤곽선 형상을 획득하는 형상 획득부를 포함하는 투시광선을 이용한 객체의 3차원 형상 검수 장치.
제 9항에 있어서,
상기 영상 처리부는,
상기 영상에서 객체의 에지 라인을 검출하는 에지 검출부와,
상기 적어도 하나의 투시광선 광원의 발생점과 상기 에지 라인을 연결하여 적어도 하나의 연결면을 생성하는 연결면 생성부와,
상기 에지 라인과 투시광원의 발생점이 다른 에지 라인을 투시광원 광원의 발생점과 연결하여 상기 적어도 하나의 연결면에 대한 교차점의 집합을 검출하는 교차점 검출부와,
상기 교차점의 집합을 이용하여 상기 객체의 3차원의 윤곽선 형상을 획득하는 형상 획득부를 포함하는 투시광선을 이용한 객체의 3차원 형상 검수 장치.
제 8항에 있어서,
상기 투시광선은, 엑스선(X-ray), 알파선(
-ray), 베타선(
-ray) 및 감마선(
-ray) 중 적어도 어느 하나인 투시광선을 이용한 객체의 3차원 형상 검수 장치.
제 8항에 있어서,
상기 판단부는,
상기 객체의 3차원 윤곽선 형상과 원본 형상 간의 형상의 불일치 정도가 미리 설정한 기준 이상일 때 불량으로 판정하는 투시광선을 이용한 객체의 3차원 형상 검수 장치.
제 8항에 있어서,
상기 판단부는,
상기 객체의 기공 또는 크랙의 크기가 미리 설정된 크기 이상일 때, 상기 객체를 불량으로 판단하는 투시광선을 이용한 객체의 3차원 형상 검수 장치.