KR101681130B1

KR101681130B1 - 방사선 3차원 탐지 및 가시화 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101681130B1
Application number: KR1020140087658A
Authority: KR
Inventors: 이남호; 박순용; 황영관; 김종열; 정현규
Original assignee: 한국원자력연구원
Priority date: 2014-07-11
Filing date: 2014-07-11
Publication date: 2016-12-12
Also published as: JP6095236B2; US9910164B2; US20160011322A1; KR20160007253A; EP2966478B1; EP2966478A1; JP2016020889A

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 3차원 탐지 및 가시화 장치는 하나의 방사선 센서를 포함하는 제 1센싱모듈, 하나의 이미지 센서를 포함하는 제 2센싱모듈, 일측 및 타측에 상기 제 1센싱모듈 및 상기 제 2센싱모듈이 수직방향으로 회전 가능하도록 결합된 제 1지지체, 상기 제 1지지체가 수평방향으로 회전 가능하도록 상기 제 1지지체와 결합된 제 2지지체, 상기 제 1센싱모듈 및 제 2센싱모듈을 수직방향으로 회전시키는 틸트 모터; 및 상기 제 1지지체를 수평방향으로 회전시키는 팬 모터를 포함한다.

Description

방사선 3차원 탐지 및 가시화 장치 및 방법{SYMMETRICAL-TYPE MONO-SENSOR THREE-DIMENSIONAL RADIATION DETECTION AND VISUALIZATION SYSTEM AND METHOD THEREOF}

본 발명은 방사선 3차원 탐지 및 가시화 장치 및 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 하나의 방사선 센서 및 하나의 이미지 센서만을 이용하여 3차원 상에서의 공간 방사선 정보를 산출할 수 있는 방사선 3차원 탐지 및 가시화 장치 및 방법에 관한 것이다.

체르노빌 원전이나 후쿠시마 원전의 방사능 누출사고 환경은 누출된 방사선에 의한 오염으로 인해 큰 어려움을 겪고 있다. 누출 방사선원이나 방사능 오염원을 처리하기 하기 위해 다양한 제염기술을 개발 중에 있으며, 이 기술은 향후 지속적 증가가 예상되는 노후 원전의 폐로 작업 과정에서도 필요하다.

방사선 오염원의 제염을 위해서는 먼저 오염원(방사선원)을 찾는 작업이 우선되어야 하며, 현재 선진국에서는 방사선 영상화장치(일명 Gamma Camera)가 개발되어 고가에 시판 중에 있다. 이 장치들은 PMT나 반도체센서, 또는 CCD 카메라 등을 결합한 센싱 모듈(방사선 센서 + 이미지 센서)을 이용하여 방사선원의 위치를 탐지하여 실사 영상에 중첩 디스플레이를 함으로써 방사선 오염원 제거에 크게 기여하고 있다.

그러나 기존의 방사선 영상화장치 방사선 영상화 장치를 사용하여 방사선정보를 추출한 후 방사선 영상과 이미지 영상(가시광 영상)을 중첩하여 영상화(가시화)하는 장치는 하나의 센싱 모듈을 가지고 있기 때문에 방사선원의 방향 정보만 제공할 뿐 방사선원까지의 거리 정보는 얻을 수 없으므로, 방사선원 거리 및 방사선원의 세기를 알 수 없다는 문제점이 있다.

상기 문제점을 해결하기 위하여, 스테레오 타입의 두 대의 센싱 모듈을 이용하여 방사선원까지의 거리 정보를 추출하는 장치가 개발되고 있으나, 제조 원가가 높아지고, 하중이 무거워지게 되므로 운용성 및 상품성에 제한을 가져오는 문제점이 있다.

하기 선행문헌은 하나의 입체 방사광 및 가시광 영상 융합장치에서 렌즈와 콜리메이터의 교체없이 절환하여, 교체에 따른 작업시간을 줄이고 교체과정에서 발생되는 방사능 오염가능성을 최소화하거나 차단할 수 있는 렌즈/콜리메이터 절환구조를 가진 입체 방사광 및 가시광 영상 융합장치에 관한 것으로써, 본 발명의 기술적 요지를 포함하고 있지 않다.

(특허문헌 1) KR10-1309826 B1

본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 3차원 탐지 및 가시화 장치 및 다른 실시예에 따른 방사선 3차원 탐지 및 가시화 방법은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 다음과 같은 해결과제를 목적으로 한다.

기존의 두 대의 방사선 센싱모듈을 사용하거나 한 대의 센싱모듈로 위치를 이동하여 방사선 3차원 탐지 및 가시화를 구현한 스테레오 방사선 영상화 장치에서 문제되는 복잡한 좌표 변환 또는 이를 통한 오류 발생을 최소화할 수 있는 방사선 3차원 탐지 및 가시화 장치 및 이를 이용한 방사선 3차원 탐지 및 가시화 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 3차원 탐지 및 가시화 방법은, 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 3차원 탐지 및 가시화 장치를 이용한 방법으로써, 상기 방사선 센서 및 상기 이미지 센서가 스캔 대상 영역을 향하도록 상기 제 1센싱모듈 및 상기 제 2센싱모듈을 배치하는 제 1단계, 상기 방사선 센서가 상기 스캔 대상 영역의 제 1방사선 정보를 획득하고, 상기 이미지 센서가 상기 스캔 대상 영역의 제 1영상 정보를 획득하는 제 2단계, 상기 제 1센싱모듈 및 상기 제 2센싱모듈을 수직방향으로 180도 회전시키고, 상기 제 1지지체를 수평방향으로 180도 회전시키는 제 3단계, 상기 방사선 센서가 상기 스캔 대상 영역의 제 2방사선 정보를 획득하고, 상기 이미지 센서가 상기 스캔 대상 영역의 제 2영상 정보를 획득하는 제 4단계 및 상기 제 1방사선 정보, 제 2방사선 정보, 제 1영상 정보 및 제 2영상 정보에 기초하여 가시 영상 기반의 방사선원 탐지 정보를 입체화하는 제 5단계를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 3차원 탐지 및 가시화 장치 및 다른 실시예에 따른 방사선 3차원 탐지 및 가시화 방법은 방사선 센서를 구비한 제 1센싱모듈 및 이미지 센서를 구비한 제 2센싱모듈을 서로 대칭되도록 배치시키고, 제 1센싱모듈과 제 2센싱모듈을 팬/틸트 방향으로 회전시키는 팬/틸트 모터를 구비함으로써 복잡한 좌표 변환 또는 이를 통한 오류 발생을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

아울러, 방사선 센서 및 이미지 센서를 모두 구비하는 2개의 센싱모듈을 구성하지 않아도 되기 때문에 원가 절감이 가능하고, 나아가 소형화 및 경량화가 가능하다는 효과가 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.

도 1 및 도 2는 종래의 방사선 3차원 탐지 및 가시화 장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 3차원 탐지 및 가시화 장치의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 3차원 탐지 및 가시화 장치의 회전축 및 중심축을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 3차원 탐지 및 가시화 방법을 시계열적으로 도시한 플로우 차트이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 3차원 탐지 및 가시화 방법에서, 방사선 센서가 스캔 대상 영역을 스캔하여 제 1방사선 정보를 획득하는 방법을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 3차원 탐지 및 가시화 방법에서, 제 1센싱모듈 및 제 2센싱모듈의 회전에 의해 제 1센싱모듈 및 제 2센싱모듈의 위치가 변경하는 내용을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 3차원 탐지 및 가시화 방법에서, 방사선 센서가 스캔 대상 영역을 스캔하여 제 2방사선 정보를 획득하는 방법을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 3차원 탐지 및 가시화 방법에서, 가시 영상 기반의 방사선원 탐지 정보를 입체화하는 단계를 구체적으로 세분화한 플로우 차트이다.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.

이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 종래의 방사선 3차원 탐지 및 가시화 장치에 대해서 간단히 설명하도록 한다. 도 1 및 도 2는 종래의 방사선 3차원 탐지 및 가시화 장치의 사시도이다.

도 1에 도시된 방사선 3차원 탐지 및 가시화 장치는 방사선원의 거리 정보를 추출하기 위하여 두 대의 센싱모듈(1, 2)을 적용한 스테레오 방식의 방사선 3차원 탐지 및 가시화 장치이다. 즉, 두 대의 센싱모듈(1, 2)을 이용하여 시차를 가진 두 개의 이차원 영상을 획득하고, 이 두장의 2차원 영상으로부터 공간 및 방사선원에 대한 3차원 정보를 계산함으로써 방사선원의 거리 정보의 획득이 가능하게 된다. 그러나 센싱모듈(1, 2) 각각은 영상 정보를 획득하기 위한 이미지 센서 및 방사선 정보를 획득하기 위한 방사선 센서를 모두 구비해야 하는데, 이러한 센싱모듈(1, 2)은 방사선으로부터 센서를 차폐하기 위한 고하중의 물질로 이루어지기 때문에 이러한 고하중에 의해 운용성 및 상품성에 제한을 가져오는 문제가 있다.

상기 문제점을 해결하기 위해서 한 대의 센싱모듈을 이용하여 스테레오 타입의 구조를 구현하고자 하는 시도가 있어왔다. 그 일 예로써, 좌(우)측에 위치한 하나의 센싱모듈로 공간을 스캔한 후, 레일 또는 밸트 등을 이용하여 우(좌)측으로 이동시킨 후, 다시 한번 방사선 오염공간을 스캔함으로써 하나의 센싱모듈로써 좌/우측의 두개의 센싱모듈의 기능을 구현하는 방식이 제안된 바 있다. 그러나, 이 또한 센싱모듈의 이동을 위한 추가적 구성이 요구되기 때문에 방사선 3차원 탐지 및 가시화 장치의 고하중화 문제를 해결하기에 어려운 점이 있었다.

상기 문제점을 해결하기 위해서, 도 2와 같은 장치가 제안된 바 있으며, 구체적으로 두 개의 모터와 하나의 센싱모듈(5)만으로 구성되어 스테레오 방사선 영상화 장치를 구현하는 방식이 채용된 장치이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 개선된 방사선 3차원 탐지 및 가시화 장치는 베이스부(9), 베이스부(9) 상단에 수평방향으로 회전 가능하도록 결합된 지지체(8) 및 상기 지지체(8)의 일측에 수직방향으로 회전 가능하도록 결합된 하나의 센싱모듈(5)로 구성되어 있다. 센싱모듈(5)은 하나의 방사선 센서(6)와 하나의 이미지 센서(7)를 포함하고 있으며, 좌/우 중 일측 공간을 스캔하여 방사선 정보 및 영상 정보를 획득하고, 이후 센싱모듈(5)을 수직 및 수평 방향으로 180도 회전시켜서 좌/우 중 타측 공간을 스캔하여 방사선 정보 및 영상 정보를 획득한다. 각각 획득된 영상을 기초로 영상 처리를 수행하고, 최종적으로는 3차원 방사선 정보를 획득할 수 있게 된다. 도 2의 장치는 도 1의 장치 대비 하나의 센싱모듈(5)로 구성됨으로써 비용 및 중량 측면에서의 장점을 가지고 있으나, 방사선 센서(6)와 이미지 센서(7)가 나란히 배치되어 있어서 중심축이 일치하지 않는 구조를 취하고 있으므로, 두 개의 방사선 영상 및 가시광 영상 상의 영상중첩(Overlay) 과정에서 복잡한 좌표변환이 요구되고, 이를 통해 방사선 정보 3차원 가시화 과정에 오류 발생 가능성이 높다는 문제점이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 3차원 탐지 및 가시화 장치 및 다른 실시예에 따른 방사선 3차원 탐지 및 가시화 방법은 상기 도 1 및 도 2에 도시된 스테레오 타입의 방사선 3차원 탐지 및 가시화 장치의 문제점을 해소하기 위한 것으로써, 이하 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 3차원 탐지 및 가시화 장치에 대해서 먼저 설명하도록 하겠다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 3차원 탐지 및 가시화 장치의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 3차원 탐지 및 가시화 장치의 회전축 및 중심축을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 3차원 탐지 및 가시화 장치는 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1센싱모듈(100), 제 2센싱모듈(200), 제 1지지체(300) 및 제 2지지체(400)를 포함한다. 제 1센싱모듈(100)에는 하나의 방사선 센서(110)가 포함되고, 제 2센싱모듈(200)에는 하나의 이미지 센서(210)가 포함되며, 이미지 센서(210)로는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semidonductor) 센서가 적용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 3차원 탐지 및 가시화 장치는 도 1 및 도 2의 장치와는 다르게 두 개의 센싱모듈(100, 200)을 구비하되, 제 1센싱모듈(100)에는 방사선 센서(110)만을 구비하고, 제 2센싱모듈(200)에는 이미지 센서(210)만을 구비하게 되는 것이다.

제 1지지체(300)는 제 1센싱모듈(100) 및 제 2센싱모듈(200)과 결합되는 구성으로써, 구체적으로는 제 1지지체(300)의 일측에 제 1센싱모듈(100)을 결합시키고, 제 1지지체의(300)의 타측에 제 2센싱모듈(200)을 결합시키게 된다. 이를 통해 방사선 센서(110) 및 이미지 센서(210)가 제 1지지체를 중심으로 좌/우로 이격하여 독립적으로 배치되게 된다. 특히, 제 1센싱모듈(100) 및 제 2센싱모듈(200)은 수직방향으로 회전, 특 틸팅(Tilting) 회전이 가능하도록 결합된다. 이때, 제 1지지체(300)에는 제 1센싱모듈(100) 및 제 2센싱모듈(200)을 수직방향으로 회전시킬 수 있는 틸트 모터(미도시)를 구비하는 것이 바람직하다. 특히 도 4에 도시된 바와 같이 제 1센싱모듈(100) 및 제 2센싱모듈(200)은 동일한 회전축(310)을 갖고 수직방향으로 회전하도록 구성되고, 동일한 속도로 회전함으로써 결국 하나의 틸트 모터로 제 1센싱모듈(100) 및 제 2센싱모듈(200)을 동시에 회전시키도록 구성하는 것이 바람직하다.

제 2지지체(400)는 제 1지지체(300)와 결합되는 구성으로써, 구체적으로는 제 1지지체(300)가 수평방향으로 회전 가능하도록 결합되는 구성이다. 제 2지지체(400)에는 제 1지지체(300)를 수평방향으로 회전, 즉 패닝(Panning) 회전시키기 위해서 팬 모터(미도시)를 구비함으로써, 팬 모터가 팬 모터의 회전축(410)을 중심으로 제 1지지체(300)를 수평방향으로 회전시킴으로써, 결국 제 1센싱모듈(100) 및 제 2센싱모듈(200)이 동시에 수평방향으로 회전하게 된다.

한편, 제 1센싱모듈(100) 및 제 2센싱모듈(200)의 배치와 관련하여 도 4를 참조하여 구체적으로 살펴보도록 하겠다. 제 1센싱모듈(100) 및 제 2센싱모듈(200)은 도 4에 도시된 바와 같이 방사선 센서(110)의 중심축(C1) 및 제 1지지체(300)의 회전축(410) 간의 거리(a)가 이미지 센서(210)의 중심축(C2)과 제 1지지체(300)의 회전축(410) 간의 거리(b)가 동일하도록 제 1센싱모듈(100) 및 제 2센싱모듈(200)을 배치해야 한다. 즉, 방사선 센서(110)와 이미지 센서(210)가 제 1지지체(300)의 또한, 방사선 센서(110)의 중심축(C1)과 이미지 센서(210)의 중심축(C2)이 제 1센싱모듈(100) 및 제 2센싱모듈(200)의 수직 회전축 상에 배치되도록 구성되는 것이 바람직할 것이다. 이는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 3차원 탐지 및 가시화 장치의 동작에서 후술하겠지만, 제 1센싱모듈(100) 및 제 2센싱모듈(200)이 회전하기 전의 방사선 센서(110)의 중심축(C1) 및 이미지 센서(210)의 중심축(C2)를 회전이 완료된 후의 중심축(C1, C2)과 일치시킴으로써, 방사선 정보와 가시광 영상 정보들을 중첩(Overlay)할 경우 일치된 좌표의 사용이 가능하므로, 정확하고 간단한 좌표변환이 가능해진다.

이하에서는 도 5 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 3차원 탐지 및 가시화 방법에 대해서 구체적으로 살펴보도록 하겠다. 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 3차원 탐지 및 가시화 방법을 시계열적으로 도시한 플로우 차트이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 3차원 탐지 및 가시화 방법에서, 방사선 센서(110)가 스캔 대상 영역을 스캔하여 제 1방사선 정보를 획득하는 방법을 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 3차원 탐지 및 가시화 방법에서, 제 1센싱모듈(100) 및 제 2센싱모듈(200)의 회전에 의해 제 1센싱모듈(100) 및 제 2센싱모듈(200)의 위치가 변경하는 내용을 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 3차원 탐지 및 가시화 방법에서, 방사선 센서(110)가 스캔 대상 영역을 스캔하여 제 2방사선 정보를 획득하는 방법을 도시한 도면이고, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 3차원 탐지 및 가시화 방법에서, 가시 영상 기반의 방사선원 탐지 정보를 입체화하는 단계를 구체적으로 세분화한 플로우 차트이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 3차원 탐지 및 가시화 방법은 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 3차원 탐지 및 가시화 장치를 이용한 방법으로써, 도 5에 도시된 바와 같이, 제 1센싱모듈(100) 및 제 2센싱모듈(200)의 위치를 초기화하는 제 1단계(S100), 제 1방사선 정보 및 제 1영상 정보를 획득하는 제 2단계(S200), 제 1센싱모듈(100), 제 2센싱모듈(200) 및 제 1지지체(300)를 회전시키는 제 3단계(S300), 제 2방사선 정보 및 제 2영산 정보를 획득하는 제 4단계(S400) 및 가시 영상 기반의 방사선원 탐지정보를 입체화하는 제 5단계(S500)을 포함한다. 이하에서는 상기 각 단계(S100 내지 S500)에 대해 좀 더 구체적으로 살펴보도록 하겠다.

상기 제 1단계(S100)는 방사선 센서(110) 및 이미지 센서(210)가 스캔 대상 영역(500)을 향하도록 제 1센싱모듈(100) 및 제 2센싱모듈(200)을 배치시키는 단계로써, 틸트 모터 및 패닝 모터를 이용하여 제 1센싱모듈(100) 및 제 2센싱모듈(200)을 회전시킴으로써, 방사선 센서(110) 및 이미지 센서(210)가 스캔 대상 영역(500)을 감지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 이하에서는 제 1단계에서의 제 1센싱모듈(100)은 제 1지지체(300)의 좌측에 배치되고, 제 2센싱모듈(200)은 제 1지지체(300)의 우측에 배치되는 것으로 전제하고 다음 단계에 대해 후술하도록 하겠다.

제 2단계(S200)에서는 우선 제 2센싱모듈(200)에 포함된 이미지 센서(210)가 스캔 대상 영역(500)을 촬상하여 제 1영상 정보를 획득한다. 이후 제 1센싱모듈(100)에 포함된 방사선 센서(110)를 통해 스캔 대상 영역(500)을 스캔하여 제 1 방사선 정보를 획득한다. 특히, 방사선 센서(110)를 포함하고 있는 제 1센싱모듈(100)을 상하 및 좌우 방향으로 이동시켜서 스캔 대상 영역(500)의 방사선 정보를 획득하게 되는데, 이는 상술한 틸트 모터를 이용하여 제 1센싱모듈(100)을 상하로 회전시키고, 팬 모터를 이용하여 제 1지지체(300)를 수평방향으로 회전시킴으로써 스캔 대상 영역(500)을 스캔하게 되고, 이때 회전 허용 각도는 일반적으로 +/- 20도 정도로 설정하는 것이 일반적이다. 이러한 방사선 센서(110)가 스캔 대상 영역(500)을 스캔하는 일 예를 도 6을 참조하여 구체적으로 살펴보면, 먼저 방사선 센서(110)의 중심축(C1)을 초기 설정 위치로부터 스캔 대상 영역(500)의 좌상단(C3)으로 이동시킨다. 이때, 도 6에 도시된 바와 같이 틸트모터 및 팬틸트를 동시에 구동하여 방사선 센서(110)의 중심축(C1)이 초기 설정 위치로부터 스캔 대상 영역(500)의 좌상단까지 최단 경로(L1)로 이동하도록 하는 것이 바람직하다. 이후 방사선 센서(110)가 스캔을 시작하고, 도 6에 도시된 바와 같이 지그재그 경로(L2)를 따라 스캔 대상 영역(500)을 스캔하고, 스캔 대상 영역(500)의 우하단(C4)까지 스캔이 된 이후, 스캐닝을 종료함으로써 제 1방사선 정보를 획득하게 된다.

제 3단계(S300)에서는 제 1센싱모듈(100) 및 제 2센싱모듈(200)을 틸트모터를 이용하여 수직방향으로 180도 회전시키고, 제 1지지체(300)를 팬모터를 이용하여 수평방향으로 180도 회전시킨다. 구체적으로 제 1센싱모듈(100) 및 제 2센싱모듈(200)이 수직방향으로 180도 회전되면, 방사선 센서(110) 및 이미지 센서(210)는 각각 스캔 대상 영역(500)의 반대 방향을 바라보게 되고, 이 상태에서 제 1지지체(300)가 수평방향으로 180도 회전되면, 방사선 센서(110) 및 이미지 센서(210)는 스캔 대상 영역(500)을 향하게 되지만, 최초 설정 위치와는 다르게 방사선 센서(110) 및 이미지 센서(210)는 각각 우측 및 좌측에 배치되게 된다. 이러한 제 1센싱모듈(100) 및 제 2센싱모듈(200)의 수평 및 수직 회전은 틸트모터 및 팬틸트를 동시에 구동시킴으로써 도 7에 도시된 바와 같이 상기 과정이 동시에 수행되도록 하는 것이 회전 시간의 단축을 고려할 때 바람직할 것이다. 이러한 제 1센싱모듈(100) 및 제 2센싱모듈(200)의 수직, 수평 방향으로의 180도 이동에 의해 방사선 센서(110) 및 이미지 센서(210)의 좌/우 위치가 바뀌게 되며, 이 경우 이미지 센서(210)의 촬상면이 최초 설정 대비 상하 및 좌우 반전되게 된다.

제 4단계(S400)에서는 제 1센싱모듈(100)에 포함된 방사선 센서(110)를 통해 스캔 대상 영역(500)을 스캔하여 제 2방사선 정보를 획득한다. 방사선 센서(110)의 위치가 제 3단계(S300)의 수행에 의해 수평 회전축을 중심으로 좌측에서 우측으로 변경되었기 때문에, 제 4단계(S400)에서의 방사선 센서(110)의 스캔 대상 영역은 제 2단계(S200)에서의 방사선 센서(110)의 스캔 대상 영역과 일치하지는 않을 것이며, 제 2단계(S200)에서의 이미지 센서(210)의 촬상 영역과는 일치할 것이다. 특히, 방사선 센서(110)를 포함하고 있는 제 1센싱모듈(100)을 상하 및 좌우 방향으로 이동시켜서 스캔 대상 영역(500)의 방사선 정보를 획득하게 되는데, 이는 제 2단계(S200)에서의 이미 설명한 내용과 중복되는 부분에 대한 설명은 생략하도록 하겠다. 특히, 제 4단계(S400)에서 방사선 센서(110) 스캔 대상 영역(500)을 스캔하는 여러 예들을 도 8을 참조하여 살펴보면, 우선 제 2단계(S200)에서의 방사선 센서(110)의 스캔 이후의 중심점(C4)을 시작점(C5)으로 하여 스캔을 시작하되, 도 8(a)와 같이 지그재그 경로(L2)를 통해 스캔 대상 영역(500)의 전체를 스캔하는 방법이 있다. 또한, 방사선 센서(110)의 스캔 시간을 최소화하기 위하여 도 8(b) 및 도 8(c)와 같이 제 2단계(S200)에서 추출된 방사선 영상 정보를 활용하여 방사선 영역(510)의 위치를 중심으로 스캔을 진행하는 것도 가능하다. 구체적으로 도 8(b)와 같이 방사선 센서(110)의 중심축(C1)이 제 2단계(S200)에서 확인된 방사선 영역(510)의 Edge에 근접하는 좌표(C6)로 이동할 수 있도록 제 1센싱모듈(100)을 틸트모터 및 팬모터를 이용하여 스캔 없이 이동시키고, Edge에 근접하는 좌표(C6)부터 방사선원 스캔 경로(L2)를 따라 스캔을 시작할 수 있다. 나아가, 제 2단계(S200)에서 추출된 방사선 영상 정보를 확인한 결과, 방사선량이 작다고 판단되는 경우라면 도 8(c)와 같이 스캔 없이 시작점(C5)으로부터 방사선 영역(510)과 근접하는 좌표(C6)로 방사선 센서(110)의 중심축(C1)을 이동시킨 후, 방사선 영역(510)을 X축 방향으로의 라인을 따라 간단하게 스캔을 수행함으로써 방사선 센서(110)의 스캔 시간을 더욱 단축하는 것이 가능하다. 상술한 과정들을 통해 방사선 센서(110)는 제 2방사선 정보를 획득하게 된다. 이후 틸트모터 및 팬모터를 이용하여 방사선 센서(110)의 중심축(C1) 및 이미지 센서(210)의 중심축(C2)을 제 1단계에서 설정된 위치로 이동시키고, 이미지 센서(210)를 이용하여 스캔 대상 영역(500)을 촬상함으로써 제 2영상 정보를 획득한다. 이미지 센서(210)의 위치가 제 3단계(S300)의 수행에 의해 수평 회전축을 중심으로 우측에서 좌측으로 변경되었기 때문에, 제 4단계(S400)에서의 이미지 센서(210)의 촬상 영역은 제 2단계(S200)에서의 이미지 센서(210)의 촬상 영역과는 일치하지는 않을 것이며, 제 2단계(S200)에서의 방사선 센서(110)의 스캔 영역과 일치할 것이다.

제 5단계(S500)에서는 제 2단계(S200) 및 제 4단계(S400)에서 획득한 제 1방사선 정보, 제 2방사선 정보, 제 1영상 정보 및 제 2영상 정보를 기초로 가시 영상 기반의 방사선원 탐지 정보를 입체화한다. 제 5단계를 좀 더 세분화하여 구체적으로 살펴보면, 먼저 제 1영상 정보 및 제 2영상 정보의 시차(Disparity)를 산출하는 제 5-1단계(S510)가 수행된다. 이때 상술한 바와 같이 제 1영상 정보 및 제 2영상 정보는 서로 상하 및 좌우 반전되어 있기 때문에 제 2영상 정보의 반전이 수행되어 야 할 것이다. 다음으로 제 1방사선 정보 및 제 2방사선 정보의 시차(Disparity)를 산출한다. 제 5-1단계(S510) 및 제 5-2단계(S520)에서 산출된 각각의 시차(Dispartiry)는 3차원 영상의 획득 및 방사선원의 거리를 산출하는데 기초가 된다. 또한 제 1영상 정보, 제 2영상 정보, 제 1방사선 정보 및 제 2방사선 정보의 좌표 캘리브레이션을 수행하는 제 5-3단계(S530)을 수행하게 되고, 또한 제 1영상 정보 및 제 2영상 정보를 기초로 3차원 공간 영상 정보를 산출하는 제 5-4단계(S540) 및 제 1방사선 정보 및 제 2방사선 정보를 기초로 3차원 공간 방사선 정보를 산출하는 제 5-5단계(S550)가 수행된다. 이러한 각 단계를 거쳐서 결국 3차원 공간 영상 정보에 3차원 공간 방사선 정보를 중첩(Overlay) 시킴으로써, 방사선원의 위치를 3차원 공간상에서 가시화 할 수 있게 된다.

본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것이 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 제 1센싱모듈
110: 방사선 센서
200: 제 2센싱모듈
210: 이미지 센서
300: 제 1지지체
400: 제 2지지체
500: 스캔 대상 영역

Claims

하나의 방사선 센서(110)를 구비하는 제 1센싱모듈(100);
하나의 이미지 센서(210)를 구비하는 제 2센싱모듈(200);
일측 및 타측에 상기 제 1센싱모듈(100) 및 상기 제 2센싱모듈(200)이 각각 결합되는 제 1지지체(300); 및
상측이 상기 제 1지지체(300)와 결합된 제 2지지체(400);
를 포함하고,
상기 제 1센싱모듈(100) 및 상기 제 2센싱모듈(200)은 상기 제 1지지체(300)의 길이방향을 축으로 하여 수직 방향으로 회전하도록 상기 제 1지지체(300)와 결합되고, 상기 방사선 센서(110)의 중심축(C1) 및 상기 제 1지지체(300)의 회전축(410) 간의 거리(a)가 상기 이미지 센서(210)의 중심축(C2)과 상기 제 1지지체(300)의 회전축(410) 간의 거리(b)와 동일하도록 배치되며,
상기 방사선 센서(110)의 중심축(C1)과 상기 이미지 센서(210)의 중심축(C2)이 상기 제 1센싱모듈(100) 및 상기 제 2센싱모듈(200)의 수직 회전축 상에 배치되며,
상기 제 1지지체(300)는 수평 방향으로 회전하도록 상기 제 2 지지체(400)와 결합되는 방사선 3차원 탐지 및 가시화 장치.
제 1항에 있어서,
상기 제 1센싱모듈(100) 및 제 2센싱모듈(200)을 수직방향으로 회전시키는 틸트 모터; 및
상기 제 1지지체(300)를 수평방향으로 회전시키는 팬 모터;
를 더 포함하는 방사선 3차원 탐지 및 가시화 장치.
제 2항에 있어서,
상기 틸트 모터는 상기 제 1센싱모듈(100) 및 상기 제 2센싱모듈(200)을 동시에 회전시키는 방사선 3차원 탐지 및 가시화 장치.
삭제
하나의 방사선 센서(110)를 구비하는 제 1센싱모듈(100), 하나의 이미지 센서(210)를 구비하는 제 2센싱모듈(200), 일측 및 타측에 상기 제 1센싱모듈(100) 및 상기 제 2센싱모듈(200)이 각각 결합되는 제 1지지체(300) 및 상측이 상기 제 1지지체(300)와 결합된 제 2지지체(400)를 포함하는 방사선 3차원 탐지 및 가시화 장치를 이용한 방사선 3차원 탐지 및 가시화 방법에 있어서,
상기 제 1센싱모듈(100) 및 상기 제 2센싱모듈(200)은 상기 제 1지지체(300)의 길이방향을 축으로 하여 수직 방향으로 회전하도록 상기 제 1지지체(300)와 결합되고, 상기 방사선 센서(110)의 중심축(C1) 및 상기 제 1지지체(300)의 회전축(410) 간의 거리(a)가 상기 이미지 센서(210)의 중심축(C2)과 상기 제 1지지체(300)의 회전축(410) 간의 거리(b)와 동일하도록 배치되며, 상기 방사선 센서(110)의 중심축(C1)과 상기 이미지 센서(210)의 중심축(C2)이 상기 제 1센싱모듈(100) 및 상기 제 2센싱모듈(200)의 수직 회전축 상에 배치되며, 상기 제 1지지체(300)는 수평 방향으로 회전하도록 상기 제 2 지지체(400)와 결합되고, 상기 방사선 센서(110) 및 상기 이미지 센서(210)가 스캔 대상 영역(500)을 향하도록 상기 제 1센싱모듈(100) 및 상기 제 2센싱모듈(200)을 배치하는 제 1단계(S100);
상기 방사선 센서(110)가 상기 스캔 대상 영역(500)의 제 1방사선 정보를 획득하고, 상기 이미지 센서(210)가 상기 스캔 대상 영역(500)의 제 1영상 정보를 획득하는 제 2단계(S200);
상기 제 1센싱모듈(100) 및 상기 제 2센싱모듈(200)을 수직방향으로 180도 회전시키고, 상기 제 1지지체(300)를 수평방향으로 180도 회전시키는 제 3단계(S300); 및
상기 방사선 센서(110)가 상기 스캔 대상 영역(500)의 제 2방사선 정보를 획득하고, 상기 이미지 센서(210)가 상기 스캔 대상 영역(500)의 제 2영상 정보를 획득하는 제 4단계(S400);
를 포함하는 방사선 3차원 탐지 및 가시화 방법.
제 5항에 있어서,
상기 제 2단계(S200)에서 상기 방사선 센서(110)는 상기 제 1센싱모듈(100) 및 상기 제 1지지체(300)를 미리 설정된 각도 범위 내에서 수직방향 및 수평방향으로 회동시켜 상기 스캔 대상 영역(500)을 스캔함으로써 상기 제 1방사선 정보를 획득하는 방사선 3차원 탐지 및 가시화 방법.
제 5항에 있어서,
상기 제 3단계(S300)에서 상기 제 1센싱모듈(100) 및 상기 제 2센싱모듈(200)의 수직방향으로의 회전과 상기 제 1지지체(300)의 수평방향의 회전은 동시에 이루어지는 방사선 3차원 탐지 및 가시화 방법.
제 5항에 있어서,
상기 제 4단계(S400)에서 상기 방사선 센서(110)는 상기 제 1센싱모듈(100) 및 상기 제 1지지체(300)를 미리 설정된 각도 범위 내에서 수직방향 및 수평방향으로 회동시켜 상기 스캔 대상 영역(500)을 스캔함으로써 상기 제 2방사선 정보를 획득하는 방사선 3차원 탐지 및 가시화 방법.
제 5항에 있어서,
상기 제 1방사선 정보, 제 2방사선 정보, 제 1영상 정보 및 제 2영상 정보에 기초하여 가시 영상 기반의 방사선원 탐지 정보를 입체화하는 제 5단계(S500);
를 더 포함하는 방사선 3차원 탐지 및 가시화 방법.
제 9항에 있어서,
상기 제 5단계(S500)는,
상기 제 1영상 정보 및 제 2영상 정보의 시차(Disparity)를 산출하는 제 5-1단계(S510);
상기 제 1방사선 정보 및 상기 제 2방사선 정보의 시차(Disparity)를 산출하는 제 5-2단계(S520);
상기 제 1방사선 정보, 제 2방사선 정보, 제 1영상 정보 및 제 2영상 정보의 좌표 캘리브레이션을 수행하는 제 5-3단계(S530);
상기 제 1영상 정보 및 제 2영상 정보를 기초로 3차원 공간 영상 정보를 산출하는 제 5-4단계(S540); 및
상기 제 1방사선 정보 및 제 2방사선 정보를 기초로 3차원 공간 방사선 정보를 산출하는 제 5-5단계(S550);
를 포함하는 방사선 3차원 탐지 및 가시화 방법.