KR101489030B1 - 광학적 모양 및 위치 측정을 위한 구조-광 시스템의 정확한 이미지 획득 방법 - Google Patents

Abstract

복합 재료의 분석을 위한 시스템 및 방법이 제공된다. 복합 물체의 모양 및 위치의 측정을 위한 개선된 기술이 제공되며, 이는 구조 광을 사용하여 향상된 스캔 속도를 가진다.

Description

광학적 모양 및 위치 측정을 위한 구조-광 시스템의 정확한 이미지 획득 방법{Accurate Image Acqusition for structured-light System For Optical Shape And Positional Measurements}

본 발명은 일반적으로는 복합 재료를 검사하기 위한 비-파괴 기술 분야에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 삼차원 복합물의 검사를 위한 개선된 기술에 관한 것이다.

최근 수년간, 항공 우주 및 그 외의 산업 분야에서 복합 재료의 사용이 증가하여 왔다. 복합 재료는 성능면에서 현저한 개선점을 제공하나, 제조가 어렵고 이에 따라 제조시 엄격한 품질 제어 절차를 요한다. 또한, 복합 재료는 불규칙적인 모양을 가지는 제조물에 적합하다. 비-파괴 검사(NDE:Non-destructive evaluation) 기술은 예를 들면, 함유물, 판상 균열(delamination) 및 다공성과 같은 복합 구조물의 결함을 식별하기 위한 방법으로 개발되었다. 통상적인 비-파괴 검사법은 일반적으로 느리고, 노동-집약적이며, 비용이 비싸다. 결과적으로, 테스트 절차가 역으로 복합 구조물과 관련된 제조 비용을 증가시키게 된다.

불규칙적 표면을 가지는 파트(part)에 관한, 검사 데이터가 삼차원 위치 데이터와 상관되는 것이 바람직하다. 이러한 파트에 대하여, 파트의 모양을 결정하는 것은 이 파트 상의 위치에 대한 관련 검사의 핵심이다. 불규칙적 모양을 가지는 복합 파트를 스캔하기 위한 종래 기술의 방법에서는, 스캔 될 파트가 테이블 위에 배치되어 특정 위치에 고정되어야 하며, 따라서, 스캔을 위한 시작 기준점을 제공하여야 한다. 대형 및/또는 불규칙적 모양의 물체를 위한, 테이블 또는 파트 배치에 필요한 그 외의 수단은 가격이 비싸고, 그 파트에 대해서만 특화된다.

종래 기술의 방법에 따르면, 파트의 삼차원 모양을 결정하기 위해 복잡한 모양의 파트를 스캔하는 데는 여러 다른 포즈나 뷰에서의 다중 스캔이 필요하다. 이러한 스캔 방식은 물체의 삼차원 모양을 결정하는 데 있어 속도를 느리게 한다. 따라서, 삼차원 위치 데이터를 빠르게 획득하기 위한 방법 및 장치가 필요하다.

물체의 삼차원 모양을 결정하기 위한 비-접촉식 방법 및 장치가 제공된다.

본 발명의 일 측면에서, 물체를 분석하고 삼차원 구조를 제공하는 방법이 기술된다. 이 방법은: (a) 평가를 위해 물체를 배치하는 단계; (b) 광선(light beam)을 이용하여 물체를 스캔하는 단계: (c) 카메라를 이용하여 물체 상에서 광선을 검출하는 단계;(d) 카메라에 의해 물체로부터 검출된 광을 캡처 및 처리하기 위한 제 1 컴퓨터 구현 프로세스를 실행하는 단계; 그리고 (e)물체의 모양에 관한 삼차원 데이터를 획득하기 위한 제 2 컴퓨터 구현 프로세스를 실행하는 단계를 포함하되, 여기서 물체의 스캔 단계 및 광선을 검출하는 단계는, 물체가 스캔되는 것과 동시에 이루어진다.

특정한 실시예에서, 광은 알려진(인식된) 파장 및 패턴을 가진다. 특정한 실시예에서, 카메라는 CCD 이미지 센서를 포함한다. 특정한 실시예에서, 물체를 스캔하는 단계는 팬-앤드-틸트(pan-and-tilt) 유닛을 동작시키는 단계를 포함하고, 여기서 팬-앤드-틸트 유닛은 광원과 광 검출 카메라를 포함한다. 특정한 실시예에서, 제 3 컴퓨터 구현 프로세스는 카메라가 사전 선택된 위치에서 물체 상의 광선을 검출하도록 명령한다. 여기서, 제 3 컴퓨터 구현 프로세스는 팬-앤드-틸트 유닛을 제어한다. 특정한 실시예에서, 제 3 컴퓨터 구현 프로세스는 팬-앤드-틸트 유닛의 위치를 기록하고 팬-앤드-틸트 유닛의 위치를 물체의 모양과 관련된 삼차원 데이터와 상관시킨다. 특정한 실시예에서, 이 방법은 광선을 이용하여 물체를 스캔하기 전에, 광원과 카메라를 교정(calibration)하는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 다른 측면에서, 물체의 삼차원 표현(representation)을 측정하기 위한 장치가 제공된다. 이 장치는 광원(light beam source)과; 광 검출 카메라; 광원과 광 검출 카메라의 이동을 제어하기 위한 수단; 중앙 처리 유닛; 그리고 모션 제어 시스템을 포함하고, 여기서 광원 및 광 검출 수단이 서로 연결된다.

특정한 실시예에서, 이 장치는 광원과, 광 검출 수단, 그리고 광원 및 광 검출 카메라의 움직임을 제어하기 위한 수단을 포함하는 관절 로봇 암(articulated robot arm)을 더 포함한다. 특정한 실시예에서, 광원과 광 검출 카메라의 움직임을 제어하기 위한 수단은 팬-앤드-틸트 유닛을 포함한다. 특정한 실시예에서, 이 장치는 중앙 처리 유닛과 사용자 인터페이스를 더 포함하며, 여기서, 중앙 처리 유닛은 광원과 광 검출 카메라의 움직임을 제어하도록 동작한다. 특정한 실시예에서, 중앙 처리 유닛은 광 검출 수단으로부터의 정보를 기록하도록 구성된다. 특정한 실시예에서, 중앙 처리 유닛은 카메라에 의해 획득된 정보를 이용하여 물체의 삼차원 표현을 생성하도록 구성된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로직 흐름도를 나타낸다.

본 발명은 서로 다른 형태의 여러 실시예를 포함한다. 구체적인 실시예가 상세히 설명되며 도면에 도시된다. 여기서, 본 발명에 대한 설명이 본 발명의 원리를 예시하기 위한 것으로 이해되어야 하며, 이 명세서에 도시 및 설명된 이러한 실시예에 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 이 명세서에 논의된 실시예에 대한 다양한 내용이 별개로 이용될 수 있고, 원하는 결과를 생성하기 위해 적절히 조합될 수 있음이 전체적으로 이해되어야 한다. 위에 언급된 다양한 특성은 이하에서 상세히 설명될 여러 다른 특징 및 특성과 마찬가지로, 첨부된 도면을 참조하여, 실시예에 대한 다음의 상세한 설명을 읽는 본 발명의 속하는 분야의 기술자에게 분명히 이해될 것이다.

물체의 모양 및 삼차원 좌표를 결정하기 위한 비-접촉식 방법 및 장치가 이 명세서에 설명된다. 물체에 대한 삼차원 측정값이 결정된 후에, 파트가 스캔되고 물리적 및 스펙트럼 분석 데이터가 물체 상의 특정한 위치와 연관될 수 있다.

구조 광은 삼차원 복합 물질의 매핑을 위한 하나의 예시적인 비-접촉식 기술이며, 이는 물체에 대해 알려진 각도에서, 광 패턴(예를 들면, 평면, 격자(grid) 또는 그 외의 복잡한 모양)의 투사를 포함한다. 이러한 기술은 다양한 모양의 물체에 대한 영상화 및 크기 정보를 획득하는 데 유용하다. 전형적으로, 광 패턴은 광 시트(sheet)로 광선을 팬 아웃(fanning out) 또는 스캐터링함으로써 생성된다. 광원의 한 예는 레이저이다. 광의 시트가 물체와 교차할 때, 밝은 광을 물체의 표면에서 볼 수 있다. 입사 광의 각도와 다른, 전형적인 검출 각도에서, 물체로부터의 광의 라인은 관찰함으로써, 이 라인(line)의 왜곡률(distortion)이 보이는 물체 상에서의 높이 변화율로 변환될 수 있다. 뷰(view, 종종 포즈(pose)라 함)에 대한 다중 스캔(결과)이 전체 물체의 모양을 제공하기 결합될 수 있다. 광을 이용한 물체의 스캔은 물체의 모양에 대한 삼차원 정보를 제공할 수 있다. 때로는 이를 능동형 삼각 측량법(active triangulation)이라 한다.

구조 광이 물체의 모양을 결정하는데 사용될 수 있기 때문에, 이는 또한 환경 내에서 물체를 인식하고 위치를 정하는 데 도움이 될 수 있다. 이러한 특징은 구조된 빛이 프로세스 제어 또는 품질 제어를 구현하는 어셈블리 라인에서 사용하기 위한 유용한 기술이 되게 한다. 물체는 물체의 모양을 제공하도록 스캔될 수 있고, 이어서 획득된 데이터와 비교될 수 있다. 이러한 장점은 어셈블리 라인의 추가 자동화를 가능하게 할 수 있으므로, 일반적으로 전체 비용이 감소한다.

물체로 투사된 광선이, 카메라 등과 같은 광 검출 수단을 이용하여 관찰될 수 있다. 예시적인 광 검출 수단은 CCD 카메라 등을 포함한다. 해상도 및 신뢰도 면에서 레이저가 바람직하긴 하나, 다양한 여러 다른 광원이 스캔 광원으로 사용될 수 있다.

구조된 광원은 스캔될 물체의 광 패턴을 투사하고, 물체의 표면에서의 변화에 대응하는 피사체(subject) 상의 패턴의 변형을 관찰한다. 이 패턴은 일차원 또는 이차원일 수 있다. 일차원 패턴의 한 예가 라인(line)이다. 이러한 라인은 LCD 프로젝터나 스위핑 레이저(sweeping laser)를 사용하여 피사체에 투사된다. 카메라와 같은 검출 수단은 라인의 모양을 관찰하고 라인 상의 모든 포인트의 거리를 계산하기 위해 삼각 측정법과 유사한 기술을 이용한다. 단일-라인 패턴의 경우에, 이 라인은 시야(field of view) 전체로 훑어져 한번에 한 스트립씩 거리 정보를 수집한다.

구조된 삼차원 스캐너의 하나의 이점은 스캔 속도이다. 한번에 한 포인트씩 스캔하는 대신에, 특정한 구조 광 스캐너가 한번에 여러 포인트나 전체 시야를 스캔할 수 있다. 이는 스캔 모션의 왜곡 문제를 감소시키거나 제거한다. 일부 현존하는 시스템은 이동하는 물체를 실시간으로 스캔할 수 있다.

특정한 실시예에서, 구조 광 시스템 검출 카메라가 스캔 레이저의 파장과 같이, 구체적인 파장에만 대응하는 광을 통과하도록 디자인된 필터를 포함한다. 이러한 검출 카메라는 광 이미지를 검출 및 기록하고, 다양한 알고리즘을 사용하여 이미지에 대응하는 좌표값을 결정한다. 특정한 실시예에서, 레이저 및 검출 카메라는 서로 다른 여러 각도에서 물체를 바라본다.

특정한 실시예에서, 구조 광 시스템은 텍스처 카메라로 알려진, 제2 카메라를 포함할 수도 있으며, 이는 물체의 전체 이미지를 제공한다.

바람직한 실시예에서, 최적의 스캐너 방식으로 부분이 결정되고, 각각의 스캔을 완료하기 위해 필요한 뷰(view) 또는 "포즈(pose)"의 수를 최적화(즉, 최소화)하는 것이 포함되며, 이로써 스캔의 겹침을 효과적으로 최소화하고, 또한 후속 스캔을 재구성하거나 추가 스캔을 할 필요성을 최소화한다. 특정한 실시예에서, 포즈의 수는 측정된 데이터에 따라 최적화될 수 있다. 다른 특정한 실시에에서, 포즈의 수가 사전-존재하는 CAD 데이터의 측면에서 최적화될 수 있다. 또 다른 예에서, CAD 데이터가 물체를 스캔하기 전에 분석되어, 지정된 물체 또는 스캔될 파트에 필요한 스캔의 수를 최소화하고 프로그램할 수 있다.

특정한 실시예에서, 구조 광 시스템은, 물체의 모양 및 스캔될 파트의 구체적인 뷰(view)에 대응하는 포인트 클라우드를 생성하기 위해, 일련의 데이터 포인트를 제공한다. 각각의 뷰 또는 포즈에 대한 포인트 클라우드는 이어서 전체 파트의 복합 포인트 클라우드를 합체하기 위해 통합될 수 있다. 개별적인 포인트 클라우드가 이어서 구체적인 셀 좌표 시스템으로 변환될 수 있다.

각각의 파트에 대해 측정된 전체 포즈가 전체 파트에 대한 복합 포인트 클라우드를 제공하도록 합체되고, 파트에 대한 상대적인 좌표가 결정되었다면, 파트에 대응하는 데이터 세트가 등록될 수 있다. 파트에 대응하는 데이터 세트를 등록하는 것은 그 파트에 대한 좌표 포인트를 완성하고, 데이터가 공간(space)에서 교정되도록 하며, 이에 따라 동일한 파트가 후속 스캔시 이미 식별된 것으로 할 수 있다. 하나의 파트가 등록되었다면, 유사한 파트가 더 쉽게 식별되고, 이전 스캔(결과) 또는 확인된 CAD 데이터에 대한 후속 스캔의 비교에 의해 확인될 수 있다. 등록된 스캔(결과)은 데이터베이스를 제공하도록 수집될 수 있다.

일 측면에서, 본 발명은 물체의 삼차원 위치 데이터를 획득하기 위해 자동화된 비-파괴 기술 및 장치를 제공한다. 구조화된 장치에 대한 실시예는 하나 이상의 광원과 하나 이상의 광을 검출하기 위한 광학 수단을 포함한다. 특정한 실시에서, 광학 수단은 광학 스캐너, 카메라, CCD 어레이 등을 포함할 수 있다.

바람직한 실시예에서, 구조 광 시스템은 구조 광 신호를 제공하는 레이저, 스캔될 물체의 파노라마 이미지를 제공하는 선택적인 텍스처 카메라, 그리고 CCD 어레이를 가지는 구조 광을 포함한다. 특정한 실시예에서, 구조 광 카메라는 레이저에 의해 발생된 광의 파장과 다른 임의의 파장을 가지는 광을 필터링하도록 디자인된 필터를 포함할 수 있다.

특정한 실시예에서, 이 시스템은 암(arm)에 대해 회전하는 축을 가지는 관절 로봇 암에 연결될 수 있다. 특정한 실시예에서, 이 시스템은 로봇 암에 구조 광 시스템을 연결하는 팬-앤드-틸트 유닛을 포함할 수 있다. 팬-앤드-틸트 유닛은 로봇 암이 고정상태인 동안에 파트가 스캔되도록 한다. 로봇 암은 이 시스템이 암의 위치를 인식할 수 있게 하는 센서와, 부착형 카메라 및 광원을 포함함으로써, 자가-인식 절대 위치 시스템을 제공하고 기준 툴 테이블 상에서 스캔될 파트의 위치를 지정할 필요성을 제거할 수 있다. 추가로, 자가-인식 로봇 시스템은 도구 테이블 상에서 분석되기에는 너무 큰 대형 물체를 스캔하는데 적합하다. 이 시스템은 다양한 카메라를 제어하고 데이터 수집하는 소프트웨어를 포함하는 컴퓨터에 연결될 수 있다. 특정한 실시예에서, 시스템은 고정형 시스템이다. 다른 특정한 실시예에서, 이 시스템은 선형 레일(rail)에 연결될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 이 시스템은 이동형 베이스 또는 차량에 장착될 수 있다. 이 차량은 다양한 위치로 이 시스템을 운송하는 데 그리고, 우주선과 같은 대형 물체를 검사하기 위해 효과적으로 사용될 수 있다.

특정한 실시예에서, 구조 광 시스템을 이동시키기 위한 수단(관절 로봇 암 또는 암을 이동시키기 위한 그 외의 수단을 포함)은 예를 들어, 테이블과 같은 일반적인 영역에서 물체와 충돌하는 것을 방지하는 수단을 포함할 수 있다. 충돌 방지는 다양한 수단(모든 고정된 아이템 및 물체의 위치를 로봇 암을 위한 제어 시스템에 프로그램하는 것 또는, 물체나 파트가 검사되는 넓은 영역에서 물체상에 위치한 다양한 센서를 사용함으로써 프로그램하는 것을 포함함)에 의해 획득될 수 있다. 바람직하게는, 구조 광 장치를 이동시키기 위한 수단이 스캔될 파트에 의해 점유된 공간을 점유하는 것이 금지된다.

이제 도 1을 참조하면, 위치 데이터를 획득하기 위해 파트(part)를 스캔하는 예시적인 방법의 복수의 단계가 제공된다. 제 1 단계(102)에서, 파트는 구조 광 시스템을 이용하여 스캔하기 위해 사전 지정된 위치에 배치된다. 이 시스템은 교정형 구조 광 시스템과, 로봇 위치 지정 시스템을 포함한다. 일반적으로,(스캔될) 파트가 정의된 위치에 배치되는 것이 효과적이나, 종래 기술에서 필수적이었던 것과 같이, 파트가 알려진 위치에 배치될 필요는 없다. 제 2 단계(104)에서, 하나의 파트가 구조 광 시스템을 이용하여 스캔된다. 특정한 실시예에서, 구조 광 시스템은 구조 광 시스템에 관하여, 파트 표면의 절대 위치를 측정하기 위해 사전지정된 경로를 따른다. 전형적으로, 구조 광 카메라는 필터를 포함하고 레이저 광만을 측정한다. 이는 레이저에 의해 생성된 파장과 다른 모든 파장을 필터링함으로써 이루어질 수 있다. 이 시스템은 스캔될 파트의 전체 표면을 확인하기 위해 파트의 나머지 이미지를 취득하기 위해 이동 및 재배치된다. 단계(106)에서, 카메라가 레이저 광을 이용하여 물체를 스캔함으로써 생성된 신호를 수집한다. 카메라는, 파트가 스캔되는 동안, 사전지정된 위치에서 광 측정을 하도록 구성된다. 단계(108)에서, 카메라에 의해 캡처된 광 데이터가 추가 프로세싱을 위해 컴퓨터에 제공된다. 라인 검출 알고리즘이 물체 표면 전체에 대한 각각의 개별적인 스캔을 위한 좌표를 결정한다. 추가로, 컴퓨터에 광원 및 광 검출기의 위치에 관련된 데이터가 제공된다. 단계(110)에서, 컴퓨터는 카메라에 의해 획득된 광 데이터와 광원 및 카메라의 위치에 관련된 위치 데이터를 상관시킨다. 여섯번째 단계(112)에서, 파트의 전체 표면이 스캔된 후에, 데이터는 스캔된 물체의 삼차원 이미지를 제공하도록 처리된다. 특정한 실시예에서, 삼차원 이미지는 텍스처 카메라를 이용하여 획득된 이미지에 상관될 수 있다.

특정한 실시예에서, CAD 데이터가 분석 중인 데이터에 대해 이용될 수 있다. 이러한 실시예에서, 구조 광 시스템에 의해 발생된 위치 데이터가 CAD 데이터와 비교되거나, CAD 데이터를 이용하여 오버레이(overlay)될 수 있다. 이는 제조 프로세스를 검증하기 위한 품질 제어 절차로 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 구조 광 데이터는, 파트의 확인 결과를 제공하도록 CAD 데이터와 오버레이될 수 있다. 구조 광 시스템을 이용하여 수집된 데이터가 물체의 삼차원 구조에 대응하는 데이터 클라우드를 제공하는데 사용될 수 있다. 시스템에 사용된 교정 기술(calibration technique)에 근거하여, 절대 데이터 클라우드가 생성될 수 있다. 데이터 클라우드(cloud)는 이후에 CAD 도면에 맞춰질 수 있어, 구조 광 데이터와 CAD 데이터 사이의 상관관계를 제공한다.

특정한 실시예에서, 위의 장치는 제 2 카메라(텍스처 카메라로 알려짐)를 포함할 수 있다. 텍스처 카메라는 물체의 이미지를 캡처하고, 파트 인식 목적에 사용될 수 있다. 구조 광 카메라와 다르게, 텍스처 카메라 이미지는 이미지로부터 물체를 제거하도록 필터링 되지 않는다. 구조 광 데이터가 파트의 가상 표면을 제공하는 반면, 텍스처 카메라는 물체의 실제 이미지를 제공하며, 구조 광과 함께 사용될 수 있다. 이러한 방식으로, 구조 광 데이터와 CAD 데이터가 텍스처 카메라에 의해 제공된 가상 시각적 이미지와 비교될 수 있다. 추가로, 텍스처 카메라는 스캔중인 파트의 뷰를 오퍼레이터에게로 또는 기록을 목적으로 제공할 수 있다.

바람직하게는, 구조 광 시스템은 물체를 스캔하기 전에 교정된다. 교정(calibration)은 스캔되는 물체에 관한 좌표 데이터의 측정 및 준비시 정확성을 보장하는 데 필요하다. 특정한 실시예에서, 시스템은 구조 광 시스템을 이용하여 알려진 모양을 가지는 물체를 스캔하고, 데이터를 수집하며, 구조 광 측정값을 비교/교정함으로써, 로컬 방식으로, 즉 틸트 및 피봇 메커니즘에 관하여 교정된다.

본 발명이 속하는 분야의 기술자가 이해할 수 있는 바와 같이, 복잡한 모양을 가지는 파트의 스캔은 다중 스캔을 필요로 할 수 있다. 일 실시예에서, 이러한 스캔은 그 파트의 접합부 또는 에지에서 스캔이 겹쳐지도록 수행된다.

CAD 데이터 또는 유사하거나 동일한 파트에 대한 이전 스캔(결과)에 대한, 구조 광 데이터의 등록 및 비교는 100%의 표면 영역이 오버랩을 최소로 하면서 또는 파트의 임계 영역에서의 오버랩만으로 스캔 되도록 도울 수 있다. 추가로, 등록은 특징부 및/또는 결함부가 여러 파트에 걸쳐 스캔 및 비교될 수 있도록 한다. 이는 문제 영역이 분석되도록 하고 장래에 발생할 수 있는 결함을 방지하기 위한 해결책이 개발될 수 있도록 한다. 또한, 데이터의 저장은 수리될 파트를 "구성된 그대로의" 데이터 세트와 비교할 수 있게 한다.

복잡한 모양을 가지는 소형 파트에 관하여, 도구 테이블이 사용될 수 있으며, 이는 구조 광 시스템에 필수적인 정렬 큐(cue)를 제공하기 위한 못(peg)과 포스트(post)를 포함한다. 그러나, 검사되는 파트에 대한 베이스 및 지지대로서의 도구 테이블의 사용은, 그 파트에 대한 시작 기준 포인트와 마찬가지로, 그 파트의 모양에 대한 사전 인식을 필요로 한다.

이 명세서에 사용된 바와 같이, "약(about)" 과 "근접한(approximately)"와 같은 용어는 인용된 값의 약 5% 이내의 임의의 값을 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 나아가, 값의 범위에 관한, "약(about)" 과 "근접한(approximately)"과 같은 용어의 언급은 인용된 범위의 상한 및 하한값 모두를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명에 대한 실시예의 일부만이 도시 또는 설명되었으나, 본 발명이 이에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 다양한 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 분야의 기술자에게 자명하다.

Claims (17)

1. 검사를 위해 물체를 배치하는 단계;
   인식된 파장 및 패턴을 갖는 구조 광원으로부터의 광선을 이용하여 상기 물체를 스캔하는 단계;
   CCD 이미지 센서를 포함하는 카메라를 이용하여 상기 물체상의 광선을 검출하는 단계;
   상기 카메라에 의해 상기 물체로부터 검출된 빛을 처리하기 위한 제 1 컴퓨터 구현 프로세스를 실행하는 단계; 그리고
   상기 물체의 모양에 관한 삼차원 위치 데이터를 획득하기 위한 제 2 컴퓨터 구현 프로세스를 실행하는 단계를 포함하되,
   상기 물체를 스캔하는 단계 및 상기 광선을 검출하는 단계는, 상기 물체가 스캔되는 동안, 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는 물체 분석 방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 물체를 스캔하는 단계는, 팬-앤드-틸트(pan-and-tilt) 유닛을 동작시키는 단계를 포함하되, 상기 팬-앤드-틸트 유닛은 광원 및 광 검출 카메라를 포함하는 것을 특징으로 하는 물체 분석 방법.
5. 제 1 항에 있어서,
   제 3 컴퓨터 구현 프로세스를 실행하는 단계를 더 포함하되,
   상기 제 3 컴퓨터 구현 프로세스는 사전 선택된 위치에서 상기 물체 상의 광선을 검출하도록 카메라에 명령을 전달하고, 상기 제 3 컴퓨터 구현 프로세스는 팬-앤드-틸트 유닛을 제어하는 것을 특징으로 하는 물체 분석 방법.
6. 제 5 항에 있어서,
   팬-앤드-틸트 유닛의 위치를 기록하고, 상기 팬-앤드-틸트 유닛의 위치와 상기 물체의 모양에 관한 삼차원 데이터를 상관시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 물체 분석 방법.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 광선을 이용하여 상기 물체를 스캔하기 전에, 광원 및 카메라를 교정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 물체 분석 방법.
8. 물체로 인식된 모양 및 인식된 파장의 광학 패턴을 투사하는 광원;
   광 검출 카메라;
   팬-앤드-틸트 유닛을 포함하는 상기 광원과 상기 광 검출 카메라의 움직임을 제어하는 수단;
   중앙 처리 유닛; 그리고
   모션 제어 시스템을 포함하되,
   상기 광원과 상기 광 검출 카메라가 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 물체의 삼차원 표현 장치.
9. 제 8 항에 있어서,
   관절 로봇 암을 더 포함하되, 상기 관절 로봇 암은 상기 광원, 광 검출 카메라 및 상기 광원 및 광 검출 카메라의 움직임을 제어하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 물체의 삼차원 표현 장치.
10. 삭제
11. 제 8 항에 있어서,
    광 검출 카메라는 상기 물체로부터 반사된 패턴의 일부를 둘러싸는 시야를 가지며, 여기서 상기 광 검출 카메라는 상기 반사 패턴을 캡쳐하는 것을 특징으로 하는 물체의 삼차원 표현 장치.
12. 삭제
13. 제 8 항에 있어서,
    상기 중앙 처리 유닛은 사용자 인터페이스를 더 포함하되, 상기 중앙 처리 유닛은 상기 광원과 광 검출 카메라의 움직임을 제어하는 수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 물체의 삼차원 표현 장치.
14. 제 8 항에 있어서,
    상기 중앙 처리 유닛은 상기 광 검출 카메라로부터의 정보를 기록하는 것을 특징으로 하는 물체의 삼차원 표현 장치.
15. 제 8 항에 있어서,
    상기 중앙 처리 유닛은 광 검출 카메라에 의해 기록된 정보를 처리하는 것을 특징으로 하는 물체의 삼차원 표현 장치.
16. 제 8 항에 있어서,
    상기 물체에 대한 광선 차단은 상기 물체에 대한 구조 광 표면 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 물체의 삼차원 표현 장치.
17. 제 8 항에 있어서,
    상기 중앙 처리 유닛은 카메라에 의해 획득된 정보를 이용하여 상기 물체의 삼차원 표현을 생성하는 것을 특징으로 하는 물체의 삼차원 표현 장치.
    
    
    

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