KR101434026B1 - 3차원 측정 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

3차원 측정 장치에 관한 것이다. 이러한 3차원 측정 장치는 광원에서 방출되는 광의 세기 주파수를 변조하는 주파수 제어부; 수신되는 광의 세기에 대응하는 전기적 신호로 변환하는 광전변환소자와 상기 광전변환소자에서 변환된 전기적 신호를 저장하는 저장부와 상기 저장부에 상기 변환된 전기적 신호의 저장여부를 제어하는 셔터와 상기 저장부에 저장된 전기적 신호의 전송여부를 제어하는 스위치를 구비한 이미지 센서; 상기 이미지 센서의 스위치를 제어하는 스위치 제어부; 상기 이미지 센서의 셔터를 제어하는 셔터 제어부; 상기 주파수 제어부와 상기 스위치 제어부 및 상기 셔터 제어부를 제어하여 물체에 대한 3차원 정보 및 절대 거리를 산출하여 상기 3차원 정보를 상기 절대 거리로 보정하는 제어부를 포함한다.

Description

3차원 측정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MEASURING THREE-DIMENSION}
본 발명은 측정 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 물체를 3차원으로 측정하는 3차원 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 3차원 측정 장치는 물체에 대한 색상 정보뿐만 아니라 물체의 각부분에 대한 깊이 정보까지 획득하는 장치이다.
자동차 업계에서 자동차의 주행 안전성을 확보하기 위한 ACC(Adaptive Cruise Control) 시스템 등에 3차원 측정 장치를 적용하는 연구개발이 활발하게 진행되고 있다.
이러한 3차원 측정 장치는 물체와의 거리를 획득하는 방법이 핵심 기술 중 하나이다.
한국공개특허공보 제10-2012-0069833호의 7 내지 8페이지에서 광원으로부터 방출된 광의 세기 주파수를 변조하고, 물체에 반사되어 광전변환기에 수신되는 수신광을 발신광의 세기 주파수의 위상에 따라 광의 세기를 샘플링하고, 이렇게 샘플링된 광의 세기를 이용하여 물체와의 거리를 획득하는 방법이 개시되어 있다.
상기 공보에서 개시되는 물체와의 거리 획득 방법은 아래의 수식 1과 같이 표현될 수 있다.
[수식 1]
d=cφ/4πfmod
여기서, d는 광의 발신부로부터 물체까지의 거리이고, c는 광속도이고, φ는 아래의 수식 2에 의해 획득되는 수신광의 위상차이고, fmod는 광의 세기 주파수이다.
[수식 2]
φ=tan-1[(A0-A2)/(A1-A3)]
여기서, φ는 발신광과 수신광의 위상차이고, A0는 발신광의 위상이 90도일 때에서 샘플링된 수신광의 세기이고, A1 는 발신광의 위상이 180도일 때 샘플링된 수신광의 세기이고, A2는 발신광의 위상이270도일 때 샘플링된 수신광의 세기이고, A3는 발신광의 위상이 360도일 때 샘플링된 수신 광의 세기이다.
한편, 수식 1과 같이 측정 가능한 거리(d)는 광의 세기 주파수(fmod)에 의해 결정된다.
그런데, 광의 세기 주파수(fmod)가 작으면 먼 거리를 측정할 수 있으나 측정의 정밀도가 감소한다. 반면에 광의 세기 주파수(fmod)가 크면 측정의 정밀도는 증가하나 가까운 거리만을 측정할 수 있게 된다.
따라서 상기 공보에서 개시되는 물체와의 거리를 측정하는 방법은 먼 거리를 정밀하게 측정할 수 없는 단점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 먼 거리에 있는 물체와의 거리를 정밀하게 측정할 수 있는 3차원 측정 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 광원에서 방출되는 광의 세기 주파수를 변조하는 주파수 제어부; 수신되는 광의 세기에 대응하는 전기적 신호로 변환하는 광전변환소자와 상기 광전변환소자에서 변환된 전기적 신호를 저장하는 저장부와 상기 저장부에 상기 변환된 전기적 신호의 저장여부 및 방출여부를 제어하는 셔터와 상기 저장부에 저장된 전기적 신호의 방출여부를 제어하는 스위치를 구비한 이미지 센서; 상기 스위치를 제어하는 스위치 제어부; 상기 셔터를 제어하는 셔터 제어부; 및 상기 주파수 제어부와 상기 스위치 제어부 및 상기 셔터 제어부를 제어하여 물체에 대한 3차원 정보 및 절대 거리를 산출하여 상기 3차원 정보를 상기 절대 거리로 보정하는 제어부를 포함하는 3차원 측정 장치를 제공한다.
본 발명의 다른 일 양태를 따르면, 광원에서 제1세기 주파수를 가지는 광을 방출시키는 단계; 상기 제1세기 주파수의 위상에 따라 제1 내지 제4 광의 세기를 획득하여 제1위상차와 제1 거리를 산출하는 단계; 산출된 상기 제1 거리를 이용하여 3차원 정보를 생성하는 단계; 상기 광원에서 제2세기 주파수를 가지는 광을 방출시키는 단계; 상기 제2세기 주파수의 위상에 따라 제5 내지 제6 광의 세기를 획득하여 제2 위상차를 산출하는 단계; 상기 제2 위상차에서 상기 제1위상차를 차감하여 버추얼 위상차를 산출하는 단계; 상기 제1세기 주파수를 이용하여 제1 파장을 산출하고, 상기 제2세기 주파수를 이용하여 제2 파장을 산출하여 버추얼 파장을 산출하는 단계; 및 산출된 상기 버추얼 위상차와 상기 버추얼 파장을 이용하여 절대 거리를 산출하여 상기 3차원 정보를 보정하는 단계를 포함하는 3차원 측정 방법을 제공한다.
이상에서와 같은 본 발명에 의해, 먼 거리에 있는 물체와의 거리를 정밀하게 측정할 수 있으며 먼 거리에 있는 물체에 대한 3차원 정보를 정밀하게 획득할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 측정 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서의 광전변환소자를 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 측정 방법을 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 측정 장치의 광의 세기를 획득하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 측정 장치를 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 측정 장치(100)는 광의 세기(intensity of light) 주파수를 제어하는 주파수 제어부(121)를 구비하여 광의 세기 주파수를 가지는 광을 방출하는 광방출부(120), 수신되는 광의 세기에 대응하는 전기적 신호를 생성하여 저장하는 이미지 센서(150), 이미지 센서(150)의 광전변환소자(200: 도 2참조)에 구비되는 스위치(240: 도 2 참조)를 제어하는 스위치 제어부(130), 이미지 센서(150)의 광전변환소자(200: 도 2 참조)에 구비되는 셔터(230: 도 2 참조)를 제어하는 셔터 제어부(140), 주파수 제어부(121)와 스위치 제어부(130) 및 셔터 제어부(140)를 제어하여 이미지 센서(150)로부터 광의 세기 주파수의 위상에 따른 광의 세기를 획득하여 물체(Ob) 사이의 거리 또는 절대 거리를 산출하여, 물체(Ob)에 대한 3차원 정보를 생성하고, 절대 거리로 3차원 정보를 보정하는 제어부(110)를 포함한다. 그리고 제어부(110)에서 생성된 물체(Ob)에 대한 3차원 정보를 표시하는 디스플레이(160)를 더 포함될 수 있다.
광방출부(120)는 주파수 제어부(121)와 광원(122)을 포함한다. 광원(122)은 발광 다이오드(LED) 어레이와 발산 렌즈(divergent lens)의 조합으로 구성될 수 있다. 주파수 제어부(121)는 광원(122)에서 방출되는 광의 세기 주파수를 제어한다.
이미지 센서(150)는 복수개의 광전변환소자(200: 도 2 참조)들이 어레이(array) 되어 구현된다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이미지 센서(150)의 광전변환소자(200)를 나타낸 개략도이다.
도 2를 참조하면, 광전변환소자(200)는 입사되는 광의 세기에 대응하는 전기적 신호를 생성하는 광전변환기(210), 광전변환기(210)에서 생성된 전기적 신호를 저장하는 저장부(220), 광전변환기(210)와 저장부(220)의 사이에 배치되어 광전변환기(210)에서 생성되는 전기적 신호의 저장 여부 및 방출 여부를 제어하는 셔터(230) 및 저장부(220)에 저장된 전기적 신호를 제어부(110)로 방출 여부를 제어하는 스위치(240)를 포함한다.
광전변환기(210)는 광을 전기적 신호로 변환하는 것으로 포토 다이오드로 구현될 수 있다. 여기서, 전기적 신호는 전류이다.
저장부(220)는 제1내지 제4 저장부(221, 222, 223, 224)로 이루어져 광전변환기(210)에서 변환된 전기적 신호를 저장한다. 제1 내지 제4 저장부(221, 222, 223, 224)는 전기적 신호를 저장할 수 있는 캐패시터로 구현되나, 이에 한정되지 않으며 전기적 신호를 저장할 수 있는 수단이라면 모두 이용가능하다.
셔터(230)는 제1 내지 제4셔터(231, 232, 233, 234)로 이루어진다. 제1 내지 제4셔터(231, 232, 233, 234) 각각은 광전변환기(210)와 제1저장부(221) 사이, 광전변환기(210)와 제2 저장부(222)의 사이, 광전변환기(210)와 제3저장부(233)의 사이 및 광전변환기(210)와 제4저장부(234) 사이들 각각에 배치된다. 이러한 제1내지 제4셔터(231, 232, 233, 234)는 제1내지 제4저장부(221, 222, 223, 224)에 광전변환기(210)에서 생성된 전기적 신호를 저장하거나 저장된 전기적 신호가 방출되도록 한다.
한편, 위와 같이 복수 개로 이루어지는 제1내지 제4 셔터(231, 232, 233, 234)에 의해 광전변환소자(200)는 고속으로 전기적 신호를 얻을 수 있게 된다. 즉, 제1내지 제4 셔터(231, 232, 233, 234)는 고속으로 동작시킴으로써 제1내지 제4저장부(221, 222, 223, 224) 각각에 저장된 전기적 신호를 얻으면 고속으로 데이터를 얻는 효과가 발생한다.
스위치 제어부(130)는 제어부(110)에 의해 제어되어 광전변환소자(200)의 스위치(240)의 온(ON)/오프(OFF)를 제어한다.
셔터 제어부(130)는 제어부(110)에 의해 제어되어 광전변환소자(200)의 셔터(220)의 온(ON)/오프(OFF)를 제어한다.
한편, 위에서 설명된 이미지 센서(150)와 스위치 제어부(130) 및 셔터 제어부(140)는 하나의 칩에 구현될 수 있으며 개별적으로도 구현될 수 있다.
제어부(110)의 기능에 대한 상세한 설명은 후술되는 3차원 측정 방법에 대한 설명에 의해 명확히 됨으로 생략하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 측정 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 제어부(110)는 광방출부(120)가 제1세기 주파수를 가지는 광을 방출하도록 제어한다(310) 즉, 제어부(110)는 주파수 제어부(121)를 제어하여 광원(122)이 제1 세기 주파수를 가지는 광을 방출하게 한다.
그 다음, 제어부(110)는 스위치제어부(130)과 셔터제어부(140)를 제어하여 이미지 센서(150)에 수신 되는 광의 세기를 광방출부(120)에서 방출되는 제1세기 주파수의 위상에 따라 제1내지 제4 광의 세기(B0, B1, B2, B3)를 획득한다(320).
이하에서는 도면을 참조하여 제1내지 제4 광의 세기(B0, B1, B2, B3) 데이터를 획득하는 방법에 대해 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 광의 세기를 획득하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 먼저, 제어부(110)는 스위치 제어부(130)를 제어하여 수위치 제어부(130)가 광전변환소자(200)의 스위치(240)를 오프(Off) 하도록 제어한다(510). 그 다음, 제어부(110)는 셔터 제어부(140)를 제어하여 광전변환소자(200)의 제1 내지 제4셔터(231, 232, 233, 234)가 제1세기 주파수의 위상에 따라 온(On) 되도록 한다(520).
여기서, 제1 내지 제4셔터(231, 232, 233, 234)가 온(On)되는 제1세기의 주파수 위상은 90도, 180도, 270도 및 360도이다. 그 다음, 제어부(110)는 스위치 제어부(130)를 제어하여 스위치(240)가 온(On) 되도록 한다(530). 그 다음, 제어부(110)는 셔터 제어부(140)를 제어하여 광전변환소자(200)의 제1 내지 제4셔터(231, 232, 233, 234)가 순차적으로 온(On) 되도록 한다(540). 그 다음, 제어부(110)는 제1 내지 제4저장부(221, 222, 223, 224)에 저장된 전기적 신호를 순차적으로 입력 받는다(550). 마지막으로, 제어부(110)는 순차적으로 입력받은 전기적 신호의 크기를 제1내지 제4광의 세기((B1, B2, B3, B4)로 정의한다(560). 여기서, 전기적 신호는 전류이다.
그 다음, 제어부(110)는 320 단계에서 획득된 제1내지 제4 광의 세기(B0, B1, B2, B3)를 이용하여 제1위상차(φ1)를 계산한다(330). 즉, 아래와 같은 수식 3에 제1내지 제4 광의 세기(B0, B1, B2, B3)를 대입하여 제1위상차(φ1)를 산출한다.
[수식 3]
φ1=tan-1[(B0-B2)/(B1-B3)]
여기서, φ1은 제1세기 주파수를 가지는 방출되는 광과 수신광의 위상차이고, B0은 제1광의 세기이고, B1은 제2광의 세기이고, B2는 제3광의 세기이고, B3는 제4 광의 세기이다.
그 다음, 제어부(110)는 제1위상차(φ1)와 방출광의 제1세기 주파수(f1)를 이용하여 제1 거리(d1)를 산출한다(340).
[수식 4]
d1=cφ1/4πf1
여기서, φ1은 방출광과 수신광의 위상차이고, f1은 방출광의 제1세기 주파수이다.
그 다음, 제어부(110)는 제1 거리(d1)를 이용하여 물체(Ob)의 3차원 정보를 획득한다(350). 즉, 310 단계 내지 340단계에서는 이미지 센서(150)의 어느 하나의 광전변환소자(200)에 입사되는 광을 이용하여 제1 거리(d1)를 산출하는 방법에 대해 설명하였지만, 이미지 센서(150)를 이루는 모든 광전변환소자들에 대해 310단계 내지 340단계를 순차적 또는 동시에 수행한다. 그 다음, 모든 광전변환소자(200) 각각과 물체(Ob) 사이의 거리들을 좌표에 정렬하여 물체(Ob)에 대한 3차원 정보를 획득한다.
이어서, 제어부(110)는 광방출부(120)가 제2세기 주파수를 가지는 광을 방출하도록 제어한다(360).
그 다음, 제어부(110)는 위에서 설명된510 단계 내지 560단계와 같은 방법으로 스위치 제어부(130)와 셔터 제어부(140)를 제어하여 광전변환소자(200)에 입사되는 광의 세기를 제2세기 주파수의 위상에 따른 제5내지 제8 광의 세기(C0, C1, C2, C3)를 획득한다(370).
그 다음, 제어부(110)는 획득된 제5 내지 제8 광의 세기(C0, C1, C2, C3)를 아래와 같은 수식 5에 대입하여 제2 위상차(φ2)를 산출한다(380).
[수식 5]
φ2=tan-1[(C0-C2)/(C1-C3)]
여기서, φ2는 제2세기 주파수를 가지는 방출되는 광과 수신광의 위상차이고, C0은 제5광의 세기이고, C1은 제6광의 세기이고, C2는 제7광의 세기이고, C3는 제8 광의 세기이다.
이어서, 제어부(110)는 제2 위상차(φ2)에서 제1위상차(φ1)를 차감하여 버추얼 위상차(φv)를 구한다(390).
그리고, 제어부(110)는 아래와 같은 수식 6에 제1세기 주파수(f1)를 대입하여 제1 파장(λ1)을 구하고, 아래와 같은 수식 7에 제2 세기 주파수(f2)를 대입하여 제2 파장(λ2)을 구하고, 아래와 같은 수식 8에 제1 및 제2 파장(λ1, λ2)을 대입하여 버추얼 파장(λV)을 구한다(400).
[수식 6]
λ1=c/f1
여기서, λ1는 제1 파장이고, c는 광속도이고, f1는 제1세기 주파수이다.
[수식 7]
λ2=c/f2
여기서, λ2는 제2 파장이고, c는 광속도이고, f2는 제2세기 주파수이다.
[수식 8]
λV=(λ1* λ2)/ |λ1-λ2|
여기서, λV는 버추얼 파장이고, λ1는 제1 파장이고, λ2는 제2 파장이다.
그 다음, 제어부(110)는 버추얼 파장(λV)과 버추얼 위상차(φV)를 아래의 수식 9에 대입하여 절대 거리(Da)를 구한다(410).
[수식 9]
Da=(φV* λV)/4π
여기서, Da는 절대 거리고, φV는 버추얼 위상차이고, λV는 버추얼 파장이다.
마지막으로, 제어부(260)는 3차원 정보를 절대 거리(Da)를 이용하여 보정한다(420). 즉, 좌표정렬되어 물체(Ob)에 대한 3차원 정보를 구성하는 제1 거리(d1) 각각에 절대 거리(Da)를 더한다.
본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-programmable gate array) 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Ob: 물체 100: 3차원 측정 장치
110: 제어부 120: 광방출부
130: 스위치 제어부 140: 셔터 제어부
150: 이미지 센서 200: 광전변환소자
210: 광전변환기 220: 저장부
230: 셔터 240: 스위치

Claims (6)

  1. 광원에서 방출되는 광의 세기 주파수를 변조하는 주파수 제어부;
    수신되는 광의 세기에 대응하는 전기적 신호로 변환하는 광전변환소자, 상기 광전변환소자에서 변환된 상기 전기적 신호를 저장하는 저장부, 상기 저장부에 상기 변환된 전기적 신호의 저장여부 및 방출여부를 제어하는 셔터, 및 상기 저장부에 저장된 상기 전기적 신호의 방출여부를 제어하는 스위치를 구비한 이미지 센서;
    상기 스위치를 제어하는 스위치 제어부;
    상기 셔터를 제어하는 셔터 제어부; 및
    상기 주파수 제어부, 상기 스위치 제어부, 및 상기 셔터 제어부를 제어하여 물체에 대한 3차원 정보 및 절대 거리를 산출하여 상기 3차원 정보를 상기 절대 거리로 보정하는 제어부
    를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 주파수 제어부에 의해 변조되어 방출된 제1세기 주파수를 가지는 광을 통해 제1 위상차와 제1 거리를 산출하고, 상기 제1 거리를 이용하여 3차원 정보를 생성하며,
    상기 주파수 제어부에 의해 변조되어 방출된 제2세기 주파수를 가지는 광을 통해 제2 위상차를 산출하고,
    상기 제2 위상차에서 상기 제1 위상차를 차감하여 버추얼 위상차를 산출하며,
    상기 제1세기 주파수를 이용하여 제1 파장을 산출하고, 상기 제2세기 주파수를 이용하여 제2 파장을 산출하여, 상기 제1 및 제2 파장을 통해 버추얼 파장을 산출하며,
    산출된 상기 버추얼 위상차와 상기 버추얼 파장을 이용하여 상기 절대 거리를 산출하는 3차원 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 셔터는 상기 광의 세기 주파수의 서로 다른 위상에서 순차적으로 온(On)되는 제1 내지 제4 셔터를 포함하고,
    상기 저장부는 상기 제1 내지 제4 셔터에 각각 연결되어 상기 제1 내지 제4 셔터의 제어에 따라, 상기 광의 세기 주파수의 4개 위상별로 각 위상에서의 광의 세기를 획득하여 각각 저장하는 제1 내지 제4 저장부를 포함하며,
    상기 제1 내지 제4 셔터 각각은 상기 광전변환소자와 각각의 상기 제1 내지 제4 저장부의 사이에 배치되는 3차원 측정 장치.
  3. 광원에서 제1세기 주파수를 가지는 광을 방출시키는 단계;
    상기 제1세기 주파수의 4개 위상별로 각 위상에서의 광의 세기인 제1 내지 제4 광의 세기를 획득하여 제1 위상차와 제1 거리를 산출하는 단계;
    획득된 상기 제1 거리를 이용하여 3차원 정보를 생성하는 단계;
    상기 광원에서 제2세기 주파수를 가지는 광을 방출시키는 단계;
    상기 제2세기 주파수의 4개 위상별로 각 위상에서의 광의 세기인 제5 내지 제8 광의 세기를 획득하여 제2 위상차를 산출하는 단계;
    상기 제2 위상차에서 상기 제1 위상차를 차감하여 버추얼 위상차를 산출하는 단계;
    상기 제1세기 주파수를 이용하여 제1 파장을 산출하고, 상기 제2세기 주파수를 이용하여 제2 파장을 산출하여, 상기 제1 및 제2 파장을 통해 버추얼 파장을 산출하는 단계;
    산출된 상기 버추얼 위상차와 상기 버추얼 파장을 이용하여 절대 거리를 산출하여 상기 3차원 정보를 보정하는 단계를 포함하는 3차원 측정 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 파장을 산출하는 것은 상기 제1세기 주파수를 수식 6에 대입하여 산출하고, 상기 제2 파장을 산출하는 것은 상기 제2세기 주파수를 수식 7에 대입하여 산출하는 3차원 측정 방법.
    [수식 6]
    λ1=c/f1
    여기서, λ1는 제1 파장이고, c는 광속도이고, f1는 제1세기 주파수이다.
    [수식 7]
    λ2=c/f2
    여기서, λ2는 제2 파장이고, c는 광속도이고, f2는 제2세기 주파수이다.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 버추얼 파장을 산출하는 것은 상기 제1 파장과 상기 제2 파장을 수식 8에 대입하여 산출하는 3차원 측정 방법.
    [수식 8]
    λV=(λ1* λ2)/ |λ1-λ2|
    여기서, λV는 버추얼 파장이고, λ1는 제1 파장이고, λ2는 제2 파장이다.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 절대 거리를 산출하는 것은 상기 버추얼 위상차와 상기 버추얼 파장을 수식 9에 대입하여 산출하는 3차원 측정 방법.
    [수식 9]
    Da=(φV* λV)/4π
    여기서, Da는 절대 거리이고, φV는 버추얼 위상차이고, λV는 버추얼 파장이다.
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KR20120027510A (ko) * 2009-06-09 2012-03-21 퀄컴 인코포레이티드 멀티채널 신호의 위상 기반 프로세싱을 위한 시스템들, 방법들, 장치들, 및 컴퓨터 판독가능한 매체

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