KR101363502B1 - Position measuring apparatus, position measuring method, painting system, and painting method - Google Patents

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Abstract

위치 측정 장치가 개시된다. 위치 측정 장치는 피측정체를 촬영하는 카메라, 상기 카메라가 촬영한 상기 피측정체까지의 거리를 측정하는 레이저 거리 측정기, 상기 카메라 및 상기 레이저 거리 측정기가 지지되어 있으며, 상기 카메라 및 상기 레이저 거리 측정기와 함께 회전을 수행하는 구동 유닛, 및 상기 구동 유닛을 구동시키며, 상기 레이저 거리 측정기가 회전한 회전 각도와 상기 레이저 거리 측정기가 측정한 상기 거리를 기초로 상기 피측정체의 위치를 계산하는 제어부를 포함한다. A position measuring device is disclosed. The position measuring device is supported by a camera for photographing a target object, a laser range finder for measuring a distance to the object under test taken by the camera, the camera and the laser range finder, and the camera and the laser range finder. And a control unit for driving the driving unit and the driving unit, and calculating a position of the object under measurement based on the rotation angle rotated by the laser distance meter and the distance measured by the laser distance meter. Include.

Description

위치 측정 장치, 위치 측정 방법, 도장 시스템 및 도장 방법{POSITION MEASURING APPARATUS, POSITION MEASURING METHOD, PAINTING SYSTEM, AND PAINTING METHOD}Position measuring device, position measuring method, coating system and coating method {POSITION MEASURING APPARATUS, POSITION MEASURING METHOD, PAINTING SYSTEM, AND PAINTING METHOD}

본 발명은 위치 측정 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피측정체의 3차원 직교 좌표를 측정하는 위치 측정 장치, 위치 측정 방법, 도장 시스템 및 도장 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a position measuring device, and more particularly, to a position measuring device for measuring the three-dimensional rectangular coordinates of the object to be measured, a position measuring method, a painting system, and a painting method.

위치 측정 장치는 피측정체의 위치를 측정하는 장치이다.The position measuring device is a device for measuring the position of the object under test.

최근, 선박의 대형화 추세에 따라 선체를 이루는 선체 블록들을 조립하여 선박을 제작하는데, 선체 블록의 크기가 커짐에 따라 그 선체 블록을 도장하는 등의 작업에 소요되는 시간 및 비용이 증가하고 있다.Recently, in order to manufacture a ship by assembling the hull blocks constituting the hull according to the trend of the larger size of the ship, as the size of the hull block increases, the time and cost required for the work such as painting the hull block increases.

이에, 선체 블록에 대한 작업의 자동화는 지속적으로 개발되었으며, 이러한 자동화에 따라 선체 블록에 대한 도장, 용접 및 검사 등의 다양한 작업이 자동으로 수행되고 있었다.Accordingly, automation of work on the hull block has been continuously developed, and various operations such as painting, welding, and inspection of the hull block have been automatically performed according to the automation.

한편, 선체 블록에 대한 도장, 용접 및 검사 등의 다양한 자동화 작업에는 선체 블록에 대한 도장, 용접 또는 검사 등의 작업을 수행하는 도장 유닛, 용접 유닛 또는 검사 유닛 등의 작업 유닛이 사용되었다.On the other hand, a variety of automated operations such as painting, welding and inspection of the hull block used a work unit such as a painting unit, a welding unit or an inspection unit that performs operations such as painting, welding or inspection of the hull block.

그런데, 이러한 작업 유닛의 위치를 선체 블록에 대해 정확히 정렬시켜 선체 블록에 대한 작업 오류를 최소화시키기 위해 작업 유닛과 같은 피측정체의 위치를 측정하는 위치 측정 장치가 요구된다.However, there is a need for a position measuring device that accurately aligns the position of the work unit with respect to the hull block to measure the position of the object under measurement, such as the work unit, in order to minimize the work error for the hull block.

본 발명의 일 실시예는 선체 블록에 대한 작업을 수행하는 작업 유닛 등과 같은 피측정체의 위치를 측정하는 위치 측정 장치, 위치 측정 방법, 도장 시스템 및 도장 방법을 제공할 수 있다.One embodiment of the present invention may provide a position measuring device, a position measuring method, a painting system, and a painting method for measuring the position of a subject under test, such as a work unit performing a work on a hull block.

본 발명의 제1 측면은 피측정체를 촬영하는 카메라, 상기 카메라가 촬영한 상기 피측정체까지의 거리를 측정하는 레이저 거리 측정기, 상기 카메라 및 상기 레이저 거리 측정기가 지지되어 있으며, 상기 카메라 및 상기 레이저 거리 측정기와 함께 회전을 수행하는 구동 유닛, 및 상기 구동 유닛을 구동시키며, 상기 레이저 거리 측정기가 회전한 회전 각도와 상기 레이저 거리 측정기가 측정한 상기 거리를 기초로 상기 피측정체의 위치를 계산하는 제어부를 포함하는 위치 측정 장치를 제공한다.A first aspect of the present invention is a camera for photographing a subject, a laser range finder for measuring the distance to the subject to be photographed by the camera, the camera and the laser range finder are supported, the camera and the A driving unit that performs rotation with a laser range finder, and drives the driving unit, and calculates a position of the object under measurement based on a rotation angle rotated by the laser range finder and the distance measured by the laser range finder. It provides a position measuring device including a control unit.

상기 구동 유닛이 수행하는 상기 회전은 좌우 회전 및 상하 회전 중 하나 이상의 회전을 포함할 수 있다.The rotation performed by the driving unit may include one or more rotations of left and right rotations and up and down rotations.

상기 구동 유닛은 상기 카메라 및 상기 레이저 거리 측정기를 지지하는 제1 지지부, 상기 제1 지지부를 지지하며, 상기 제1 지지부가 상기 상하 회전하도록 회전하는 제1 샤프트, 상기 제1 샤프트를 지지하는 제2 지지부, 및 상기 제2 지지부를 지지하며, 상기 제2 지지부가 상기 좌우 회전하도록 회전하는 제2 샤프트를 포함할 수 있다.The driving unit supports a first support part for supporting the camera and the laser range finder, the first support part, and a first shaft that rotates the first support part to rotate vertically, and a second support part for the first shaft. It may include a support and a second shaft for supporting the second support, the second support is rotated to rotate the left and right.

상기 피측정체에 설치되어 있으며, 설정된 파장을 가지는 빛을 발광하는 하나 이상의 발광체를 포함하는 타겟판을 더 포함할 수 있다.The display device may further include a target plate disposed on the object to be measured and including one or more light emitters emitting light having a predetermined wavelength.

상기 발광체는 복수개이며, 상기 복수개의 발광체들은 소정의 간격으로 상호 이격되어 있을 수 있다.The light emitters may be plural and the plurality of light emitters may be spaced apart from each other at predetermined intervals.

상기 카메라는 상기 설정된 파장만을 통과시키는 필터를 포함할 수 있다.The camera may include a filter that passes only the set wavelength.

또한, 본 발명의 제2 측면은 피도장체와 대향하는 프레임, 상기 피도장체로 도료를 분사하는 도료 분사기, 상기 프레임에 상기 도료 분사기를 이동 가능하게 지지하며, 상기 프레임과 상기 피도장체 사이의 설정된 위치로 상기 도료 분사기를 이동시키는 분사기 구동 유닛, 및 상기 위치 측정 장치를 포함하며, 상기 위치 측정 장치의 상기 카메라에 의하여 촬영되는 상기 피측정체가 상기 도료 분사기인 도장 시스템을 제공한다.In addition, the second aspect of the present invention is a frame facing the object to be coated, a paint injector for injecting the paint to the object, the paint injector is supported on the frame so as to move between the frame and the object An injector drive unit for moving the paint injector to a set position, and the position measuring device, wherein the object to be photographed by the camera of the position measuring device is the paint injector.

또한, 본 발명의 제3 측면은 카메라가 피측정체를 포착하도록 상기 카메라를 회전시켜 상기 피측정체를 촬영하는 단계, 상기 카메라와 함께 회전한 레이저 거리 측정기를 다시 회전시켜 상기 레이저 거리 측정기의 레이저 포인트를 상기 피측정체에 기설정된 측정 포인트에 일치시키는 단계, 상기 레이저 거리 측정기의 레이저를 이용해 상기 피측정체까지의 거리를 측정하는 단계, 및 상기 레이저 거리 측정기가 최종적으로 회전한 회전 각도와 상기 레이저를 이용해 측정한 상기 거리를 기초로 상기 피측정체의 위치를 계산하는 단계를 포함하는 위치 측정 방법을 제공한다.In addition, the third aspect of the present invention is to rotate the camera to capture the object to the camera to capture the object to be measured, the laser rangefinder rotated with the camera again to rotate the laser of the laser range finder Matching a point to a measurement point preset to the object to be measured, measuring a distance to the object to be measured using a laser of the laser range finder, and a rotation angle at which the laser distance meter is finally rotated and the It provides a position measuring method comprising the step of calculating the position of the object under measurement based on the distance measured using a laser.

상기 피측정체를 촬영하는 단계는 상기 피측정체에 설치되어 있으며, 설정된 파장을 가지는 빛을 발광하는 하나 이상의 발광체를 포함하는 타겟판을 촬영하는 단계를 포함할 수 있다.The photographing of the object under test may include photographing a target plate installed in the object under test and including one or more light emitters emitting light having a predetermined wavelength.

상기 측정 포인트는 상기 발광체의 위치에 의해 설정되는 가상의 지점일 수 있다.The measuring point may be a virtual point set by the position of the light emitter.

또한, 본 발명의 제4 측면은 피도장체에 대응하여 설정된 위치로 피측정체인 도료 분사기를 위치시키는 단계, 상기 위치 측정 방법을 이용해 도료 분사기의 실제 위치를 측정하는 단계, 및 상기 도료 분사기의 상기 설정된 위치와 상기 측정된 도료 분사기의 실제 위치를 비교하는 단계를 포함하는 도장 방법을 제공한다.In addition, the fourth aspect of the present invention comprises the steps of positioning the paint injector to be the object to be measured in a set position corresponding to the object to be measured, measuring the actual position of the paint injector using the position measuring method, and the It provides a coating method comprising the step of comparing the set position and the actual position of the measured paint injector.

본 발명 실시예 중 하나에 의하면, 선체 블록에 대한 작업을 수행하는 작업 유닛 등과 같은 피측정체의 위치를 측정하는 위치 측정 장치, 위치 측정 방법, 도장 시스템 및 도장 방법이 제공된다.According to one of the embodiments of the present invention, there is provided a position measuring device, a position measuring method, a painting system, and a painting method for measuring the position of a subject under test, such as a work unit that performs work on a hull block.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 위치 측정 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 위치 측정 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 위치 측정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 도장 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 도장 방법을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view showing a position measuring device in a first embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a position measuring method according to a second exemplary embodiment of the present invention.
3 and 4 are views for explaining a position measuring method according to a second embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining a painting system according to a third embodiment of the present invention.
6 is a view for explaining a coating method according to a fourth embodiment of the present invention.

이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 위치 측정 장치를 설명한다. Hereinafter, a position measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 위치 측정 장치를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a position measuring device according to a first embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 위치 측정 장치는 피측정체의 3차원 직교좌표를 계산하여 피측정체의 위치를 측정하며, 타겟판(100), 카메라(200), 레이저 거리 측정기(300), 구동 유닛(400) 및 제어부(500)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the position measuring apparatus according to the first exemplary embodiment of the present invention calculates a three-dimensional rectangular coordinate of a target object to measure a position of the target object, and includes a target plate 100 and a camera 200. ), A laser range finder 300, a driving unit 400, and a controller 500.

타겟판(100)은 외부로 노출되도록 피측정체에 설치되며, 설정된 파장을 가지는 빛을 발광하는 하나 이상의 발광체(110)를 포함한다. 발광체(110)는 카메라(200)가 촬영할 대상이 될 수 있으며, 본 발명의 제1 실시예에서 발광체(110)는 복수개로 타겟판(100) 내에 배치되어 있다. 타겟판(100) 내에 배치된 복수개의 발광체(110)들은 설정된 간격으로 상호 이격되어 있다. 상호 이격된 발광체(110)에 의해 타겟판(100)에는 측정 포인트(MP)가 기설정된다. 이 측정 포인트(MP)는 설정된 간격으로 이격되어 있는 이웃하는 발광체(110)들 사이의 거리 비율에 의해 설정되는 가상의 점일 수 있다. 한편, 타겟판(100)이 한 개의 발광체(110)를 포함할 경우, 발광체(110) 자체가 측정 포인트(MP)로서 기능할 수 있다.The target plate 100 is installed on the object to be exposed to the outside, and includes one or more light emitters 110 to emit light having a set wavelength. The light emitter 110 may be an object to be photographed by the camera 200. In the first embodiment of the present invention, a plurality of light emitters 110 are disposed in the target plate 100. The plurality of light emitters 110 disposed in the target plate 100 are spaced apart from each other at set intervals. The measuring point MP is preset in the target plate 100 by the light emitters 110 spaced apart from each other. The measurement point MP may be a virtual point set by a ratio of distances between neighboring light emitters 110 spaced at set intervals. On the other hand, when the target plate 100 includes one light emitter 110, the light emitter 110 itself may function as a measurement point MP.

카메라(200)는 위치를 측정할 피측정체를 촬영한다. 카메라(200)는 피측정체에 설치될 타겟판(100)에 포함된 발광체(110)가 발광하는 빛의 파장에 대응하는 파장만을 통과시키는 필터(210)를 포함할 수 있다. 카메라(200)는 필터(210)를 포함함으로써, 발광체(110)가 발광하는 빛을 따라 소정의 공간 내에서 타겟판(100)이 설치된 피측정체를 촬영할 수 있다. 카메라(200)에 포함된 필터(210)는 발광체(110)가 발광하는 빛뿐만 아니라 레이저 거리 측정기(300)로부터 조사된 레이저의 파장에 대응하는 파장도 통과시킬 수 있다. 카메라(200)는 후술할 구동 유닛(400)에 의해 좌우 회전 및 상하 회전 중 하나 이상의 회전을 수행하며, 이러한 회전에 의해 타겟판(100)이 설치된 피측정체를 포착하여 촬영한다.The camera 200 photographs a subject to measure a position. The camera 200 may include a filter 210 that passes only a wavelength corresponding to a wavelength of light emitted by the light emitter 110 included in the target plate 100 to be installed on the object under test. The camera 200 may include a filter 210 to capture a target object on which the target plate 100 is installed in a predetermined space along the light emitted from the light emitter 110. The filter 210 included in the camera 200 may pass not only the light emitted by the light emitter 110 but also a wavelength corresponding to the wavelength of the laser emitted from the laser range finder 300. The camera 200 performs one or more rotations of left and right rotations and up and down rotations by the driving unit 400 to be described later, and captures and captures an object to which the target plate 100 is installed by the rotation.

카메라(200)와 이웃하여 레이저 거리 측정기(300)가 위치한다.The laser range finder 300 is positioned adjacent to the camera 200.

레이저 거리 측정기(300)는 레이저를 이용하여 거리를 측정한다. 레이저 거리 측정기(300)는 카메라(200)와 이웃하여 위치함으로써, 카메라(200)가 촬영하는 피측정체로 레이저를 조사하며, 레이저가 조사된 피측정체까지의 거리를 측정한다. 레이저 거리 측정기(300)는 카메라(200)와 함께 좌우 회전 및 상하 회전 중 하나 이상의 회전을 수행하며, 이러한 회전에 의해 피측정체에 설치된 타겟판(100)에 레이저의 포인트가 위치되어 레이저를 이용해 레이저 거리 측정기(300)로부터 피측정체까지의 거리를 측정한다.The laser range finder 300 measures a distance using a laser. The laser range finder 300 is located adjacent to the camera 200, thereby irradiating a laser onto the object to be photographed by the camera 200, and measuring the distance to the object to which the laser is irradiated. The laser range finder 300 performs one or more rotations of left and right rotations and up and down rotations with the camera 200. The laser range finder 300 is positioned on the target plate 100 installed on the object to be measured by using the lasers. The distance from the laser range finder 300 to the object under test is measured.

구동 유닛(400)은 카메라(200) 및 레이저 거리 측정기(300)를 지지하며, 카메라(200) 및 레이저 거리 측정기(300)와 함께 좌우 회전 및 상하 회전 중 하나 이상의 회전을 수행한다. 구동 유닛(400)은 제1 지지부(410), 제1 샤프트(420), 제1 베어링(430), 제2 지지부(440), 제2 샤프트(450) 및 제2 베어링(460)을 포함한다.The driving unit 400 supports the camera 200 and the laser range finder 300, and performs one or more of left and right rotation and up and down rotation together with the camera 200 and the laser range finder 300. The drive unit 400 includes a first support 410, a first shaft 420, a first bearing 430, a second support 440, a second shaft 450, and a second bearing 460. .

제1 지지부(410)는 카메라(200) 및 레이저 거리 측정기(300)를 지지한다. 제1 지지부(410)에 의해 카메라(200) 및 레이저 거리 측정기(300)가 상호 이웃하여 지지된다. 제1 샤프트(420)는 제1 지지부(410)를 지지하여 제1 지지부(410)가 상하 회전하도록 회전한다. 제1 베어링(430)은 제1 샤프트(420)를 사이에 두고 상호 대향하여 배치되어 있으며, 제1 샤프트(420)의 회전을 가이드한다. 제2 지지부(440)는 제1 샤프트(420)가 회전 가능하도록 제1 샤프트(420)를 지지한다. 제2 샤프트(450)는 제2 지지부(440)를 지지하며 제2 지지부(440)가 좌우 회전하도록 회전한다. 제2 베어링(460)은 제2 샤프트(450)를 사이에 두고 상호 대향하여 배치되어 있으며, 제2 샤프트(450)의 회전을 가이드한다.The first support part 410 supports the camera 200 and the laser range finder 300. The camera 200 and the laser range finder 300 are adjacent to each other by the first support part 410. The first shaft 420 supports the first support part 410 and rotates the first support part 410 to rotate up and down. The first bearing 430 is disposed to face each other with the first shaft 420 therebetween, and guides the rotation of the first shaft 420. The second support part 440 supports the first shaft 420 so that the first shaft 420 is rotatable. The second shaft 450 supports the second support part 440 and rotates the second support part 440 to rotate left and right. The second bearing 460 is disposed to face each other with the second shaft 450 therebetween, and guides the rotation of the second shaft 450.

이와 같이, 구동 유닛(400)은 제1 지지부(410), 제1 샤프트(420), 제1 베어링(430), 제2 지지부(440), 제2 샤프트(450) 및 제2 베어링(460)를 포함함으로써, 카메라(200) 및 레이저 거리 측정기(300)를 좌우 회전 및 상하 회전 중 하나 이상으로 회전시킨다. As such, the driving unit 400 includes the first support part 410, the first shaft 420, the first bearing 430, the second support part 440, the second shaft 450, and the second bearing 460. By including, the camera 200 and the laser range finder 300 is rotated in one or more of the left and right rotation and up and down rotation.

제어부(500)는 구동 유닛(400)을 제어한다.The controller 500 controls the driving unit 400.

보다 상세하게, 제어부(500)는 카메라(200)가 피측정체에 설치된 타겟판(100)에 포함된 발광체(110)를 포착하도록 구동 유닛(400)을 제어하여 카메라(200)를 좌우 회전 및 상하 회전 중 하나 이상으로 회전시킨다. 나아가, 제어부(500)는 카메라(200)가 피측정체를 포착하여 레이저 거리 측정기(300)로부터 조사된 레이저의 포인트가 피측정체에 설치된 타겟판(100)에 표시될 때, 레이저 거리 측정기(300)의 레이저 포인트가 타겟판(100)에 기설정된 측정 포인트(MP)와 일치하도록 구동 유닛(400)을 구동시켜 레이저 거리 측정기(300)를 좌우 회전 및 상하 회전 중 하나 이상으로 회전시킨다.In more detail, the controller 500 controls the driving unit 400 to capture the light emitter 110 included in the target plate 100 installed on the object under test so that the camera 200 rotates the camera 200 left and right and Rotate one or more of the up and down rotations. In addition, the controller 500 captures the object under test, and when the camera 200 captures the object under test and the point of the laser irradiated from the laser distance meter 300 is displayed on the target plate 100 installed in the object under test, the laser distance measurer ( The driving unit 400 is driven such that the laser point of 300 corresponds to the measurement point MP preset on the target plate 100 to rotate the laser distance meter 300 in at least one of horizontal rotation and vertical rotation.

또한, 제어부(500)는 레이저 거리 측정기(300)의 레이저 포인트가 피측정체에 설치된 타겟판(100)에 기설정된 측정 포인트(MP)와 일치할 때, 레이저 거리 측정기(300)가 최초 위치로부터 최종적으로 회전한 좌우 회전 및 상하 회전 중 하나 이상의 회전 각도와 레이저 거리 측정기(300)가 측정한 피측정체까지의 거리를 기초로 구면좌표를 이용해 피측정체가 위치한 3차원 직교좌표를 계산하여 소정의 공간 내에서 피측정체의 위치를 측정한다. 상기와 같은 구면좌표를 이용해 3차원 직교좌표를 계산하는 방법은 후술할 본 발명의 제2 실시예에 따른 위치 측정 방법에서 보다 상세히 설명한다.In addition, the control unit 500, when the laser point of the laser range finder 300 coincides with the measurement point (MP) preset on the target plate 100 installed on the object to be measured, the laser range finder 300 from the initial position Based on one or more rotation angles of the left and right rotations and the up and down rotations and the distance to the measurement object measured by the laser distance measuring device 300, the three-dimensional rectangular coordinates at which the measurement object is located is calculated by using a spherical coordinate. The position of the object under test is measured in space. The method of calculating the three-dimensional rectangular coordinates using the spherical coordinates as described above will be described in more detail in the position measuring method according to the second embodiment of the present invention to be described later.

이와 같은 본 발명의 제1 실시예에 따른 위치 측정 장치는 타겟판(100)을 포함하여 피측정체에 타겟판(100)을 설치해 피측정체의 위치를 측정하나, 본 발명의 다른 실시예에 따른 위치 측정 장치는 타겟판(100) 없이 피측정체의 위치를 측정할 수 있다. 일례로, 타겟판(100)이 피측정체에 설치되지 않을 경우, 카메라(200)는 위상차 검출 방식 또는 컨트라스트 검출 방식을 통해 기설정된 피측정체의 형상을 검출함으로써, 피측정체를 포착하여 카메라(200)와 함께 좌우 회전 및 상하 회전 중 하나 이상으로 회전한 레이저 거리 측정기(300)의 레이저 포인트를 피측정체에 표시할 수 있다.The position measuring device according to the first embodiment of the present invention measures the position of the object under test by installing the target plate 100 on the object under test, including the target plate 100. The position measuring device according to the present invention can measure the position of the object under test without the target plate 100. For example, when the target plate 100 is not installed on the object under measurement, the camera 200 detects the shape of the object under measurement by using a phase difference detection method or a contrast detection method, thereby capturing the object under measurement. The laser point of the laser range finder 300 rotated in at least one of left and right rotation and up and down rotation together with 200 may be displayed on the object to be measured.

이상과 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 위치 측정 장치는 레이저 거리 측정기(300)를 좌우 회전 및 상하 회전 중 하나 이상으로 회전시킨 각도와 레이저 거리 측정기(300)가 측정한 피측정체까지의 거리를 기초로 구면좌표를 이용해 피측정체가 위치하는 3차원 직교좌표를 계산함으로써, 피측정체의 위치를 정확히 측정할 수 있다.As described above, the position measuring device according to the first embodiment of the present invention includes the angle to which the laser distance meter 300 is rotated by at least one of left and right rotation and up and down rotation, and the object to be measured by the laser distance meter 300. By calculating the three-dimensional orthogonal coordinates on which the object under test is measured using spherical coordinates, the position of the object under test can be accurately measured.

이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 위치 측정 방법을 설명한다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 위치 측정 방법은 상술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 위치 측정 장치를 이용한 방법일 수 있다.Hereinafter, a position measuring method according to a second exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 4. The position measuring method according to the second embodiment of the present invention may be a method using the position measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention described above.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 위치 측정 방법을 나타낸 순서도이다. 도 3 및 도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 위치 측정 방법을 설명하기 위한 도면이다.2 is a flowchart illustrating a position measuring method according to a second exemplary embodiment of the present invention. 3 and 4 are views for explaining a position measuring method according to a second embodiment of the present invention.

우선, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 피측정체(MT)를 촬영한다(S110).First, as illustrated in FIGS. 2 to 4, the subject MT is photographed (S110).

구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 카메라(200)가 피측정체(MT)에 설치된 타겟판(100)을 포착하도록 제어부(500)를 이용해 구동 유닛(400)을 구동하여 카메라(200)를 좌우 회전 및 상하 회전 중 하나 이상으로 회전시킨다. 이때, 카메라(200)는 카메라(200)에 포함된 필터(210)에 의해 타겟판(100)에 포함된 발광체(110)가 발광하는 빛에 대응하는 설정된 파장만을 검출하여 타겟판(100)을 포착해 타겟판(100)을 촬영함으로써, 피측정체(MT)를 촬영할 수 있다. 이와 같이, 카메라(200)가 타겟판(100)을 포착해 피측정체(MT)를 촬영하면, 카메라(200)와 이웃하는 레이저 거리 측정기(300)의 레이저 포인트(LP)는 피측정체(MT)에 설치된 타겟판(100)의 일 지점(SP)에 표시된다.Specifically, as shown in FIG. 3, the camera 200 drives the driving unit 400 using the control unit 500 so that the camera 200 captures the target plate 100 installed in the object MT. Rotate at least one of the left and right rotation and the vertical rotation. At this time, the camera 200 detects only the set wavelength corresponding to the light emitted by the light emitter 110 included in the target plate 100 by the filter 210 included in the camera 200 to detect the target plate 100. By capturing and capturing the target plate 100, the target object MT can be captured. As described above, when the camera 200 captures the target plate 100 and captures the object MT, the laser point LP of the laser distance meter 300 adjacent to the camera 200 is measured under the object ( It is displayed at one point SP of the target plate 100 installed in the MT).

다음, 레이저 포인트(LP)를 피측정체(MT)에 기설정된 측정 포인트(MP)에 일치시킨다(S120).Next, the laser point LP coincides with the measurement point MP preset in the object MT (S120).

구체적으로, 레이저 거리 측정기(300)의 레이저 포인트(LP)가 피측정체(MT)에 설치된 타겟판(100)의 일 지점(SP)에 표시되면, 카메라(200)가 타겟판(100)을 촬영하는 상태에서 제어부(500)를 이용해 구동 유닛(400)을 구동하여 카메라(200)와 함께 좌우 회전 및 상하 회전 중 하나 이상으로 회전한 레이저 거리 측정기(300)를 다시 좌우 회전 및 상하 회전 중 하나 이상으로 회전시켜 레이저 거리 측정기(300)의 레이저 포인트(LP)를 피측정체(MT)에 설치된 타겟판(100)에 기설정된 측정 포인트(MP)에 일치시킨다. 이 측정 포인트(MP)는 타겟판(100)에 포함된 발광체(110)의 위치에 의해 설정된다. 한편, 레이저 포인트(LP)가 측정 포인트(MP)에 일치되는 여부는 카메라(200)에 의해 확인 가능하다. Specifically, when the laser point LP of the laser range finder 300 is displayed at one point SP of the target plate 100 installed on the object MT, the camera 200 may move the target plate 100. In the photographing state, the driving unit 400 is driven using the control unit 500 to rotate the laser range finder 300 rotated in at least one of left and right rotation and up and down rotation together with the camera 200. By rotating as described above, the laser point LP of the laser range finder 300 coincides with the measurement point MP preset in the target plate 100 installed in the object MT. This measurement point MP is set by the position of the light-emitting body 110 contained in the target plate 100. On the other hand, whether the laser point LP coincides with the measurement point MP can be confirmed by the camera 200.

다음, 피측정체(MT)까지의 거리를 측정한다(S130).Next, the distance to the subject MT is measured (S130).

구체적으로, 레이저 거리 측정기(300)의 레이저를 이용해 레이저 거리 측정기(300)로부터 피측정체(MT)에 설치된 타겟판(100)까지의 거리를 측정한다.Specifically, the distance from the laser range finder 300 to the target plate 100 installed in the object to be measured is measured by using the laser of the laser range finder 300.

다음, 피측정체(MT)가 위치한 3차원 직교좌표를 계산한다(S140).Next, the three-dimensional rectangular coordinates in which the measurement object MT is located are calculated (S140).

구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 레이저 거리 측정기(300)가 위치하는 원지점(O)에서 레이저 거리 측정기(300)가 최종적으로 회전한 좌우 회전 각도(a), 상하 회전 각도(b) 및 원지점(O)으로부터 타겟판(100)이 설치된 피측정체(MT)인 타겟(T)까지의 거리(L)를 기초로 구면좌표를 이용해 피측정체(MT)인 타겟(T)이 위치하는 3차원 직교좌표인 x좌표값(x1), y좌표값(y1) 및 z좌표값(z1)을 계산하여, 피측정체(MT)의 위치를 측정한다. 이러한 구면좌표를 이용한 3차원 직교좌표 계산은 원지점(O)으로부터 거리(L)와 각도(a, b)를 이용하여 계산 가능하다.Specifically, as shown in FIG. 4, the left and right rotation angles (a) and the vertical rotation angles (b) of which the laser distance meter 300 is finally rotated at the origin O where the laser distance meter 300 is located. And a target T that is the target object MT using spherical coordinates based on the distance L from the origin O to the target T that is the target object MT on which the target plate 100 is installed. The x coordinate value (x1), the y coordinate value (y1), and the z coordinate value (z1) which are three-dimensional rectangular coordinates which are located are calculated, and the position of the to-be-measured object MT is measured. Three-dimensional rectangular coordinate calculation using the spherical coordinates can be calculated using the distance (L) and the angle (a, b) from the origin (O).

이상과 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 위치 측정 방법은 레이저 거리 측정기(300)를 좌우 회전 및 상하 회전 중 하나 이상으로 회전시킨 각도와 레이저 거리 측정기(300)의 레이저를 이용해 측정한 피측정체(MT)까지의 거리를 기초로 구면좌표를 이용해 피측정체(MT)가 위치하는 3차원 직교좌표를 계산함으로써, 피측정체(MT)의 위치를 정확히 측정할 수 있다.As described above, in the position measuring method according to the second embodiment of the present invention, the angle measured by using the laser of the laser distance meter 300 and the angle at which the laser distance meter 300 is rotated by at least one of left and right rotation and up and down rotation. By calculating the three-dimensional orthogonal coordinates where the object MT is located, using the spherical coordinates, the position of the object MT can be accurately measured.

이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 도장 시스템을 설명한다. 본 발명의 제3 실시예에 따른 도장 시스템은 상술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 위치 측정 장치를 포함할 수 있다.Hereinafter, a painting system according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5. The painting system according to the third embodiment of the present invention may include the position measuring device according to the first embodiment of the present invention described above.

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 도장 시스템을 설명하기 위한 도면이다.5 is a view for explaining a painting system according to a third embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 도장 시스템은 선박의 건조 과정에서 선체 블록(SB)의 외판 즉, 피도장체인 선체 블록(SB)의 측면을 자동으로 도장할 수 있는 구성으로 이루어진다. 도장 시스템은 피도장체인 선체 블록(SB)과 대향하는 프레임(F), 작업 유닛으로서 피도장체인 선체 블록(SB)에 도료를 분사하는 피측정체인 도료 분사기(PM), 도료 분사기(PM)를 지지하여 프레임(F)과 피도장체인 선체 블록(SB) 사이의 설정된 위치로 도료 분사기(PM)를 이동시키는 분사기 구동 유닛(MAU) 및 위치 측정 장치(PMA)를 포함한다.As shown in FIG. 5, the coating system according to the third exemplary embodiment of the present invention may automatically paint the outer surface of the hull block SB, that is, the side surface of the hull block SB to be coated in the process of drying the ship. It consists of a configuration. The painting system includes a frame (F) facing the hull block (SB) to be coated, a paint injector (PM) and a paint sprayer (PM) to be sprayed onto the hull block (SB) to be coated as a work unit. And an injector drive unit (MAU) and a position measuring device (PMA) for supporting and moving the paint injector (PM) to a set position between the frame (F) and the hull block (SB) that is the workpiece.

분사기 구동 유닛(MAU)은 8가닥의 케이블(C1~C8)의 각각의 길이제어로 각 케이블(C1~C8)과 연결된 도료 분사기(PM)의 위치 및 자세를 제어한다. 이러한 8가닥의 케이블(C1~C8) 각각은 8개의 윈치(W)에 의해 감거나 풀리며, 8개의 윈치(W)에 의해 8가닥의 케이블(C1~C8) 각각의 길이가 개별 제어됨으로써, 도료 분사기(PM)의 위치가 설정된다.The injector drive unit MAU controls the position and attitude of the paint injector PM connected to each of the cables C1 to C8 by controlling the length of each of the eight cables C1 to C8. Each of the eight cables C1 to C8 is wound or unwound by eight winches W, and the length of each of the eight cables C1 to C8 is individually controlled by the eight winches W, thereby coating The position of the injector PM is set.

위치 측정 장치(PMA)는 상술한 제1 실시예에 따른 위치 측정 장치일 수 있으며, 피측정체인 도료 분사기(PM)의 위치를 측정한다.The position measuring device PMA may be the position measuring device according to the first embodiment described above, and measures the position of the paint sprayer PM, which is the object to be measured.

이상과 같은 본 발명의 제3 실시예에 따른 도장 시스템은 위치 측정 장치(PMA)에 의해 도료 분사기(PM)가 위치하는 정확한 위치를 측정할 수 있으며, 이로 인해 도료 분사기(PM)가 선체 블록(SB)에 대해 설정된 위치로 정확히 정렬되지 않았을 경우, 도료 분사기(PM)를 다시 설정된 위치로 정확히 정렬시킬 수 있다. 즉, 본 발명의 제3 실시예에 따른 도장 시스템은 선체 블록(SB)에 대한 작업 유닛인 도료 분사기(PM)의 위치를 측정하여 도료 분사기(PM)를 선체 블록(SB)에 대해 정확히 정렬시킬 수 있기 때문에, 선체 블록(SB)에 대한 작업 오류가 최소화된다.The coating system according to the third embodiment of the present invention as described above can measure the exact position where the paint injector PM is positioned by the position measuring device PMA. If it is not aligned correctly to the position set for SB), the paint sprayer PM can be correctly aligned to the set position again. That is, the coating system according to the third embodiment of the present invention measures the position of the paint injector PM, which is a work unit with respect to the hull block SB, to accurately align the paint injector PM with respect to the hull block SB. As a result, the working error on the hull block SB is minimized.

이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 제4 실시예에 따른 도장 방법을 설명한다.Hereinafter, a coating method according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6.

도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 도장 방법을 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining a coating method according to a fourth embodiment of the present invention.

우선, 도 6에 도시된 바와 같이, 피측정체인 도료 분사기(PM)를 위치시킨다(S210).First, as shown in FIG. 6, the paint injector PM that is the object to be measured is positioned (S210).

구체적으로, 분사기 구동 유닛(MAU)을 구동하여 피측정체인 도료 분사기(PM)를 프레임(F)과 피도장체인 선체 블록(SB) 사이에서 피도장체인 선체 블록(SB)에 대응하여 설정된 위치로 도료 분사기(PM)를 이동시킨다. 이때, 위치 측정 장치(PMA)의 타겟판은 피측정체인 도료 분사기(PM)에 설치된 상태이다.Specifically, the injector drive unit MAU is driven to move the paint injector PM, which is the object under test, to a position set corresponding to the hull block, SB, between the frame F and the hull block SB, which is the object to be coated. Move the paint injector PM. At this time, the target plate of the position measuring apparatus PMA is in the state installed in the paint injector PM which is a to-be-measured object.

다음, 도료 분사기(PM)의 위치를 측정한다(S220).Next, the position of the paint injector PM is measured (S220).

구체적으로, 상술한 본 발명의 제2 실시예에 따른 위치 측정 방법을 이용해 타겟판이 설치된 피측정체인 도료 분사기(PM)의 3차원 직교좌표를 계산하여 도료 분사기(PM)의 위치를 측정한다.Specifically, the position of the paint injector PM is measured by calculating a three-dimensional orthogonal coordinate of the paint injector PM, which is the target object on which the target plate is installed, using the position measuring method according to the second embodiment of the present invention.

다음, 도료 분사기(PM)의 위치를 비교한다(S230).Next, the position of the paint injector PM is compared (S230).

구체적으로, 도료 분사기(PM)의 설정된 위치와 상술한 위치 측정 방법에 의해 측정된 도료 분사기(PM)의 실제 위치를 비교한다. 이때, 도료 분사기(PM)의 실제 위치가 설정된 위치가 아닐 경우, 도료 분사기(PM)가 설정된 위치로 위치하도록 분사기 구동 유닛(MAU)을 구동하여 도료 분사기(PM)의 위치를 재조정한다. 재조정된 도료 분사기(PM)의 위치는 위치 측정 방법에 의해 다시 측정될 수 있으며, 다시 측정된 도료 분사기(PM)의 위치는 도료 분사기(PM)의 설정된 위치와 다시 비교할 수 있다.Specifically, the set position of the paint injector PM is compared with the actual position of the paint injector PM measured by the above-described position measuring method. At this time, when the actual position of the paint injector PM is not a set position, the injector driving unit MAU is driven to reposition the paint injector PM so that the paint injector PM is positioned at the set position. The position of the readjusted paint injector PM may be measured again by a position measuring method, and the measured position of the paint injector PM may be compared with the set position of the paint injector PM again.

이후, 도료 분사기(PM)를 이용해 선체 블록(SB)에 대한 도장을 수행할 수 있다.Thereafter, the coating on the hull block SB may be performed using the paint sprayer PM.

이상과 같은 본 발명의 제4 실시예에 따른 도장 방법은 위치 측정 장치(PMA)에 의해 도료 분사기(PM)가 위치하는 정확한 위치를 측정할 수 있으며, 이로 인해 도료 분사기(PM)가 선체 블록(SB)에 대해 설정된 위치로 정확히 정렬되지 않았을 경우, 도료 분사기(PM)를 다시 설정된 위치로 정확히 정렬시킬 수 있다. 즉, 본 발명의 제4 실시예에 따른 도장 방법은 선체 블록(SB)에 대한 작업 유닛인 도료 분사기(PM)의 위치를 측정하여 도료 분사기(PM)를 선체 블록(SB)에 대해 정확히 정렬시킬 수 있기 때문에, 선체 블록(SB)에 대한 작업 오류가 최소화된다.The coating method according to the fourth embodiment of the present invention as described above can measure the exact position where the paint injector PM is positioned by the position measuring device PMA. If it is not aligned correctly to the position set for SB), the paint sprayer PM can be correctly aligned to the set position again. That is, the coating method according to the fourth embodiment of the present invention measures the position of the paint injector PM, which is a work unit with respect to the hull block SB, to accurately align the paint injector PM with respect to the hull block SB. As a result, the working error on the hull block SB is minimized.

본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변환이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.Although the present invention has been described through the preferred embodiments as described above, the present invention is not limited thereto and various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the claims set out below. Those in the technical field to which they belong will easily understand.

카메라(200), 레이저 거리 측정기(300), 구동 유닛(400), 제어부(500)Camera 200, laser rangefinder 300, drive unit 400, control unit 500

Claims (11)

피측정체를 촬영하는 카메라;
상기 카메라가 촬영한 상기 피측정체까지의 거리를 측정하는 레이저 거리 측정기;
상기 카메라 및 상기 레이저 거리 측정기가 지지되어 있으며, 상기 카메라 및 상기 레이저 거리 측정기와 함께 회전을 수행하는 구동 유닛; 및
상기 구동 유닛을 구동시키며, 상기 레이저 거리 측정기가 회전한 회전 각도와 상기 레이저 거리 측정기가 측정한 상기 거리를 기초로 상기 피측정체의 위치를 계산하는 제어부; 및
상기 피측정체에 설치되어 있으며, 설정된 파장을 가지는 빛을 발광하며 설정된 간격으로 상호 이격된 복수개의 발광체를 포함하는 타겟판
을 포함하며,
상기 카메라는 상기 설정된 파장 및 상기 레이저 거리 측정기의 레이저 포인트의 파장만을 통과시키는 필터를 포함하며,
상기 제어부는 상기 레이저 거리 측정기의 상기 레이저 포인트가 이웃하는 상기 발광체 사이에 설정되는 가상의 측정 포인트와 일치하도록 상기 구동 유닛을 구동시키며,
상기 구동 유닛이 수행하는 상기 회전은 좌우 회전 및 상하 회전 중 하나 이상의 회전을 포함하는 위치 측정 장치.
A camera for photographing a subject;
A laser range finder for measuring a distance to the measurement target object photographed by the camera;
A driving unit which is supported by the camera and the laser range finder and performs rotation with the camera and the laser range finder; And
A controller configured to drive the driving unit and calculate a position of the object under measurement based on a rotation angle rotated by the laser distance meter and the distance measured by the laser distance meter; And
A target plate disposed in the object to be measured and including a plurality of light emitting bodies spaced apart from each other at a predetermined interval by emitting light having a set wavelength;
/ RTI >
The camera includes a filter for passing only the wavelength of the set wavelength and the laser point of the laser range finder,
The control unit drives the driving unit such that the laser point of the laser range finder coincides with a virtual measurement point set between neighboring light emitters.
And the rotation performed by the drive unit includes one or more rotations of left and right rotations and up and down rotations.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 구동 유닛은,
상기 카메라 및 상기 레이저 거리 측정기를 지지하는 제1 지지부;
상기 제1 지지부를 지지하며, 상기 제1 지지부가 상기 상하 회전하도록 회전하는 제1 샤프트;
상기 제1 샤프트를 지지하는 제2 지지부; 및
상기 제2 지지부를 지지하며, 상기 제2 지지부가 상기 좌우 회전하도록 회전하는 제2 샤프트
를 포함하는 위치 측정 장치.
The method of claim 1,
The driving unit includes:
A first support part supporting the camera and the laser range finder;
A first shaft supporting the first support part and rotating the first support part to rotate vertically;
A second support part supporting the first shaft; And
A second shaft that supports the second support and rotates the second support to rotate left and right
.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 피도장체와 대향하는 프레임;
상기 피도장체로 도료를 분사하는 도료 분사기;
상기 프레임에 상기 도료 분사기를 이동 가능하게 지지하며, 상기 프레임과 상기 피도장체 사이의 설정된 위치로 상기 도료 분사기를 이동시키는 분사기 구동 유닛; 및
제1항 또는 제3항에 따른 위치 측정 장치
를 포함하며,
상기 위치 측정 장치의 상기 카메라에 의하여 촬영되는 상기 피측정체가 상기 도료 분사기인 도장 시스템.A frame facing the subject;
A paint injector for spraying paint onto the object to be coated;
An injector drive unit movably supporting the paint injector on the frame and moving the paint injector to a set position between the frame and the to-be-coated body; And
Position measuring device according to claim 1 or 3
Including;
A coating system in which the object to be photographed by the camera of the position measuring device is the paint sprayer. 설정된 파장을 통과시키는 필터를 포함하는 카메라가 피측정체를 포착하도록 상기 카메라를 회전시켜 상기 피측정체를 촬영하는 단계;
상기 카메라와 함께 회전한 레이저 거리 측정기를 다시 회전시켜 상기 레이저 거리 측정기의 레이저 포인트를 상기 피측정체에 기설정된 측정 포인트에 일치시키는 단계;
상기 레이저 거리 측정기의 레이저를 이용해 상기 피측정체까지의 거리를 측정하는 단계; 및
상기 레이저 거리 측정기가 최종적으로 회전한 회전 각도와 상기 레이저를 이용해 측정한 상기 거리를 기초로 상기 피측정체의 위치를 계산하는 단계
를 포함하며,
상기 피측정체를 촬영하는 단계는,
상기 피측정체에 설치되어 있으며, 설정된 파장을 가지는 빛을 발광하며 설정된 간격으로 상호 이격된 복수개의 발광체를 포함하는 타겟판을 촬영하는 단계를 포함하며,
상기 측정 포인트는 이웃하는 상기 발광체 사이에 설정되는 가상의 점이며,
상기 필터는 상기 설정된 파장 및 상기 레이저 포인트의 파장만을 통과시키며,
상기 회전은 좌우 회전 및 상하 회전 중 하나 이상의 회전을 포함하는 위치 측정 방법.
Photographing the subject by rotating the camera so that the camera including the filter passing the set wavelength captures the subject;
Rotating the laser range finder again with the camera to match the laser point of the laser range finder to a measurement point preset to the object under test;
Measuring a distance to the object under test using a laser of the laser range finder; And
Calculating a position of the object under measurement based on the rotation angle of the laser range finder finally rotated and the distance measured using the laser;
Including;
The photographing of the object under test,
And photographing a target plate installed in the object to be measured, the target plate including a plurality of light emitters spaced apart from each other at a predetermined interval to emit light having a set wavelength,
The measuring point is an imaginary point set between the neighboring light emitters,
The filter passes only the wavelength of the set wavelength and the laser point,
And wherein the rotation comprises one or more rotations of left and right rotations and up and down rotations.
삭제delete 삭제delete 피도장체에 대응하여 설정된 위치로 피측정체인 도료 분사기를 위치시키는 단계;
제8항에 따른 위치 측정 방법을 이용해 도료 분사기의 실제 위치를 측정하는 단계; 및
상기 도료 분사기의 상기 설정된 위치와 상기 측정된 도료 분사기의 실제 위치를 비교하는 단계
를 포함하는 도장 방법.Positioning a paint injector as a target under a set position corresponding to the target object;
Measuring the actual position of the paint injector using the position measuring method according to claim 8; And
Comparing the set position of the paint sprayer with the actual position of the measured paint sprayer
.
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