KR101936929B1 - 3차원 스캐너의 스캔 속도 향상 장치 및 방법 - Google Patents

3차원 스캐너의 스캔 속도 향상 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 3차원 스캐너의 스캔 속도 향상 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 피검사물을 스캔하여 3차원 데이터를 획득하는 제1 3차원 스캐너 및 제2 3차원 스캐너를 구비하되, 상기 제1 3차원 스캐너 및 제2 3차원 스캐너를 엇갈려 설치하여 3차원 데이터를 획득함으로써, 3차원 스캐너의 3차원 영상 스캔 속도를 빠르게 하여 부품 또는 제품의 결함 검출 속도를 향상할 수 있고, 또한 상기 엇갈려 획득한 3차원 데이터를 병합하고 상기 병합된 3차원 데이터를 수정 메디언 필터로 수정하여 최종 3차원 데이터를 획득함으로써, 3차원 스캐너의 3차원 영상 스캔시 노이즈 및 사각지점으로 인한 3차원 데이터가 없는 구간을 보완하여 부품 또는 제품의 결함 검출에 신뢰성을 향상하고자 하는데 있다.

Description

3차원 스캐너의 스캔 속도 향상 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR IMPROVING SCAN SPEED OF 3D SCANNER}
본 발명은 3차원 스캐너의 스캔 속도 향상 장치 및 방법에 관한 것으로, 상세하게는 제품의 결함 또는 부품의 높낮이, 부피 등을 스캔하는 3차원 스캐너의 스캔 속도를 크게 향상할 수 있도록 한 3차원 스캐너의 스캔 속도 향상 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 머신 비전(machine vision) 산업은 제품 또는 부품을 2차원 라인 스캔 카메라로 2차원 영상을 획득하여 제품 또는 부품의 결함을 측정하면서 제품 또는 부품공장의 자동화를 해오고 있다.
상기 2차원 라인 스캔 카메라는 도 1에 도시한 바와 같이, 측정 또는 검사 대상 제품 또는 부품에 대하여 측방에서 조명하고, 상기 제품 또는 부품의 직상부에서 센서와 라인 스캔 카메라로 상기 조명에서 조사된 빛을 상기 센서로 획득하고 센서에서 획득된 빛을 라인 스캔 카메라로 영상을 생성하게 된다.
즉, 상기 2차원 라인 스캔 카메라의 영상 생성은 도 2에 도시한 바와 같이, 센서로 1라인의 N 개의 데이타를 센싱하되, 상기 1라인을 M 번 센싱하고 상기 라인 스캔 카메라에서는 센싱된 데이타 N × M 크기의 영상을 생성하게 된다.
이렇게 2차원 라인 스캔 카메라로 생성된 2차원 영상(평면영상)으로는 제품 또는 부품에 대한 전체를 정확하게 검사해 낼 수 없다.
왜냐하면, 상기 제품 또는 부품은 길이, 폭, 높낮이, 깊이 및 부피가 있어 상기 2차원 라인 스캔 카메라에서 생성된 2차원 평면 영상으로는 길이 및 폭을 검사해 낼 수 있으나, 제품 또는 부품의 높낮이, 깊이, 부피에 대하여 검사해 낼 수 없다.
그래서 상기 제품 또는 부품을 보다 정확하고 효율적으로 검사하기 위해서는 3차원 영상을 이용하여 제품 또는 부품을 검사할 수 있는 장치 또는 방법이 절실히 필요한 상황이다.
상기 3차원 영상을 이용할 수 있는 3차원 스캐너는 도 3에 도시한 바와 같이, 측정 또는 검사 대상의 제품에 대하여 직상부에 레이저와 스캐너 및 측방에 센서가 설치되어 있어, 직상부에서 조사하는 레이저를 측방의 센서로 획득하고 센서로 획득된 데이터를 스캐너로 변위를 계산한 후 3차원 데이터를 생성하도록 되어 있다.
즉, 3차원 스캐너의 영상 생성은 도 4에 도시한 바와 같이, 측정하고자 하는 제품 또는 부품에 대하여 3차원 스캐너는 센서로 N × N2 데이타를 획득하고 상기 획득된 N × N2 데이타에서 N × 1 변위(높이)를 계산하여 N × 1라인 크기의 높이데이터를 생성하되, 상기 N × 1 라인 크기의 높이 데이타 M번 생성하여 N × M의 크기의 영상을 생성한다.
이렇게 N × M의 크기의 영상 데이터를 생성하는 3차원 스캐너는 상기 라인 스캔 카메라보다 영상을 생성하는 데이터가 기하급수적으로 많아져 영상 데이터를 생성하기 위한 스캔 속도가 늦어지는 문제점을 가지고 있다.
대한민국 등록특허 제10-1094412호(3차원 영상기반 BGA 칩의 볼 접합 부위 결함 검출 방법)(이하 "종래기술" 이라함)에 의하면, BGA 칩의 볼 접합 부위에 대한 3차원 영상을 획득하는 단계; 상기 3차원 영상의 기설정된 검사영역에서 블롭 레이블링(Blob labeling)을 수행하여 검사대상 볼들에 대한 적어도 개수, 위치, 면적, 및 부피를 포함하는 제1정보를 획득하는 단계; 상기 제1정보를 바탕으로 각 볼들의 부피 결함 여부를 판별하는 단계; 및 상기 각 볼들의 표면에 해당하는 픽셀을 추출하고, 그 추출된 각 픽셀을 기준으로 해당 지점의 곡률값을 계산하고, 그 계산된 곡률 값에 기초하여 볼 접합 부위의 형태 결함 여부를 판별하는 단계로 구성함으로써, 기존의 2차원 X-ray 검사로는 어려웠던 BGA 칩 적층부위의 각종 볼 결함을 정확하고 빠르게 자동으로 검출할 수 있도록 하였다.
그러나 상기 종래기술은 상기 BGA 칩의 볼 접합 부위에 대한 3차원 영상에서 블롭 레이블링(Blob labeling)을 통한 볼 부피 결함 분석을 수행하고 각 볼들의 곡률(Curvature)을 기반으로 한 볼 형태 결함 분석을 수행하여 빅/스몰 볼 결함, 쇼트 결함, 오픈 결함 등과 같은 볼 부피와 관련된 결함 및 드-웨트(De-wet)결함이나 헤드인필로우(Head-in pillow) 등과 같은 형태 관련 결함을 자동으로 검출할 수 있으나, 상기 BGA 칩의 볼 결함을 검출하기 위한 과정이 여러 단계를 거쳐 복잡하게 이루어지므로 전체적으로 결함 검출속도가 늦어지는 문제점을 여전히 가지고 있다.
상기 문제점을 해결하고자 하는 본 발명의 과제는 3차원 스캐너의 3차원 영상 스캔 속도를 빠르게 하여 부품 또는 제품의 결함 검출 속도를 향상하고자 하는데 있다.
본 발명의 다른 과제는 3차원 스캐너의 3차원 영상 스캔시 노이즈 및 사각지점으로 인한 3차원 데이터가 없는 구간을 보완하여 부품 또는 제품의 결함 검출에 신뢰성을 향상하고자 하는데 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 수단은 제1 3차원 스캐너 및 제2 3차원 스캐너를 구비하는 단계, 상기 단계에서 제1 3차원 스캐너 및 제2 3차원 스캐너에 피검사물의 3차원 데이터 획득을 위한 기준을 설정하는 단계, 상기 단계에서 구비된 제1 3차원 스캐너 및 제2 3차원 스캐너로 피검사물을 엔코더부에서 발생하는 엔코더 펄스로 엇갈려 스캔하여 3차원 데이터를 획득하는 단계, 상기 단계에서 엇갈려 획득한 3차원 데이터를 병합하는 단계, 및 상기 단계에서 병합된 3차원 데이터를 수정하여 최종 3차원 데이터를 획득하는 단계를 포함하고, 상기 3차원 데이터의 획득 기준을 설정하는 단계는 상기 엔코더 펄스의 해상도를 결정하는 단계, 상기 제1 3차원 스캐너 및 제2 3차원 스캐너 간의 가로(x)와 세로(y)축의 옵셋(offset)을 계산하는 단계, 상기 단계에서 획득된 세로(y)축 옵셋을 엔코더 펄스로 변환하는 단계, 상기 제1 3차원스캐너 및 제2 3차원 스캐너 각각이 1라인 3차원 데이터 획득을 위한 소정의 엔코더 펄스를 결정하는 단계를 더 포함하는 것이다.
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본 발명의 다른 수단에서 상기 3차원 데이터를 획득하는 단계는 제1 3차원 스캐너가 엔코더부의 홀수 펄스시 스캔하여 3차원 데이터를 획득하고, 상기 제2 3차원 스캐너는 엔코더부의 짝수 펄스시 스캔하여 3차원 데이터를 획득하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 수단에서 상기 엇갈려 획득한 3차원 데이터를 병합하는 단계는 획득된 가로(x)축의 옵셋을 병합하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 수단에서 상기 최종 3차원 데이터를 획득하는 단계는 상기 제1 3차원 스캐너 및 제2 3차원 스캐너에서 획득되어 병합된 3차원 데이터를 수정 메디언 필터로 수정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제의 해결 수단에 따른 본 발명의 효과는 피검사물을 스캔하여 3차원 데이터를 획득하는 제1 3차원 스캐너 및 제2 3차원 스캐너를 구비하되, 상기 제1 3차원 스캐너 및 제2 3차원 스캐너를 엇갈려 설치하여 3차원 데이터를 획득함으로써, 3차원 스캐너의 3차원 영상 스캔 속도를 빠르게 하여 부품 또는 제품의 결함 검출 속도를 향상할 수 있고, 또한 상기 엇갈려 획득한 3차원 데이터를 병합하고 상기 병합된 3차원 데이터를 수정 메디언 필터로 수정하여 최종 3차원 데이터를 획득함으로써, 3차원 스캐너의 3차원 영상 스캔시 노이즈 및 사각지점으로 인한 3차원 데이터가 없는 구간을 보완하여 부품 또는 제품의 결함 검출에 신뢰성을 향상하고자 하는데 있다.
도 1은 일반적인 2차원 라인 스캔 카메라의 스캔 상태도
도 2는 도 1에서 생성되는 2차원 데이터
도 3은 일반적인 3차원 스캐너의 스캔 상태도
도 4는 도 3에서 생성되는 3차원 데이터
도 5는 본 발명 3차원 스캐너의 스캔 속도 향상 장치의 설치상태도
도 6은 본 발명 3차원 스캐너의 스캔 속도 향상 장치의 제어 블럭도
도 7은 본 발명 3차원 스캐너의 스캔 속도 향상 장치의 플로우챠트
도 8은 본 발명 3차원 스캐너의 3차원 데이터 획득 기준 설정 플로우챠트
도 9는 본 발명 3차원 스캐너 간의 거리 x,y 축 옵셋 값 획득 및 엔코더펄스 변환 설정도
도 10은 본 발명 3차원 스캐너의 스캔 속도 향상 장치로 획득된 3차원 데이터
도 11은 본 발명 3차원 스캐너의 스캔 속도 향상 장치로 획득된 3차원 데이터의 병합 상태도
도 12는 본 발명 3차원 스캐너의 스캔 속도 향상장치의 수정 메디언 필터로 수정하는 3차원 데이터
도 13은 본 발명 3차원 스캐너의 스캔 속도 향상장치의 수정 메디언 필터로 수정 보완된 최종 3차원 데이터
이하 첨부되는 도면에 의거 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 5는 본 발명 3차원 스캐너의 스캔 속도 향상장치의 설치상태도이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명 3차원 스캐너의 스캔 속도 향상장치(100)는 검사하고자 하는 부품 또는 제품인 피검사물(1)이 놓여지는 선반(10), 상기 선반(1)의 상방에 수평위치로 설치되고 하방에 피검사물(1)을 스캔하는 제1 3차원 스캐너(11) 및 제2 3차원 스캐너(12), 상기 제1 3차원 스캐너(11) 및 제2 3차원 스캐너(12)가 스캔하도록 엔코더 펄스를 발생하는 엔코더부(13), 상기 엔코더부(13)에서 발생되는 엔코더 펄스에 의해 제1 3차원 스캐너(11), 제2 3차원 스캐너(12)로 스캔하여 3차원 데이타를 획득하고 상기 획득된 3차원 데이타를 병합하며 병합된 3차원 데이터를 수정하여 최종 3차원 데이타를 획득하여 출력하는 컴퓨터(14)에서 출력되는 최종 3차원 데이터로 표시하는 영상출력부(15)로 구성된다.
상기 제1 3차원 스캐너(11)와 제2 3차원 스캐너(12)는 부품 또는 제품인 피검사물(1)로부터 스캔되는 3차원 데이터에 사각지점을 없애기 위해 서로 역방향으로 설치하여 구비하게 된다.
그러므로 상기 제1 3차원 스캐너(11)와 제2 3차원 스캐너(12)는 서로 역방향 설치에 의해 레이저(111)(121)가 피검사물(1)의 정면을 조사하고 센서(112)(122)가 양측면을 센싱하며 피검사물(1)을 스캔하게 되므로 사각지점이 없이 스캔하게 되는 것이다.
또한, 상기 제1 3차원 스캐너(11)는 상기 엔코더부(13)의 홀수 펄스에서 3차원 데이터를 스캔하고, 상기 제2 3차원 스캐너(12)는 엔코더부(13)의 짝수 펄스에서 3차원 데이터를 스캔하도록 구비하게 된다.
그러므로 상기 제1 3차원 스캐너(11)는 엔코더부(13)에서 발생되는 홀수펄스에 의해 피검사물(1)에 3차원 데이터를 스캔하고, 제2 3차원 스캐너(12)는 엔코더부(13)에서 발생되는 짝수펄스에 의해 피검사물(1)에 3차원 데이터를 스캔하게 되므로, 상기 피검사물(1)을 신속하게 스캔할 수 있게 된다.
이와 같이 상기 스캔 속도 향상장치(100)는 선반(10)에 검사하고자 하는 피검사물(1)을 상방에 설치된 제1 3차원 스캐너(11) 및 제2 3차원 스캐너(12)로 상기 엔코더부(13)로부터 발생하는 엔코더 펄스의 짝수와 홀수에 의해 각각 스캔하여 3차원 데이터를 각각 획득하고, 상기 제1 3차원 스캐너(11) 및 제2 3차원 스캐너(12)에서 각각 획득된 3차원 데이터는 컴퓨터(14)에서 병합하고 수정 보완하여 최종 3차원 데이터를 출력함으로써, 제1 3차원 스캐너(11) 및 제2 3차원 스캐너(12)에 의해 상기 피검사물(1)에 스캔 속도 향상은 물론, 획득된 3차원 데이터의 신뢰성을 향상하게 된다.
도 6은 본 발명 3차원 스캐너의 스캔 속도 향상장치의 제어 블럭도이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 컴퓨터(14)는 제1 3차원 스캐너(11) 및 제2 3차원 스캐너(12)에 기설정된 엔코더 펄스를 발생하는 펄스부(141), 상기 제1 3차원 스캐너(11) 및 제2 3차원 스캐너(12)에 스캔신호를 발생하는 트리거부(142), 상기 제1 3차원 스캐너(11) 및 제2 3차원 스캐너(12)에서 스캔된 3차원 데이터를 병합하고 수정하며 제어하는 제어부(143), 상기 제어부(143)에서 수정하고 보완 처리하여 최종 3차원 데이터를 출력하는 데이터처리부(144)로 구성된다.
그러므로 상기 컴퓨터(14)에서는 상기 제1 3차원 스캐너(11) 및 제2 3차원 스캐너(12)를 통해서 펄스부(141)에서 발생하는 엔코더 펄스와 트리거부(142)에서 발생하는 트리거신호에 의해 피검사물(1)을 스캔하게 되는데, 이때 상기 제1 3차원 스캐너(11)에서는 상기 엔코더부(13)의 홀수 펄스에서 피검사물(1)의 3차원 데이터를 스캔하고, 상기 제2 3차원 스캐너(12)는 엔코더부(13)의 짝수 펄스에서 피검사물(1)의 3차원 데이터를 스캔하여 3차원 데이터를 각각 획득하여 제어부(143)에 입력하고 상기 제어부(143)에서는 상기 각각 획득된 3차원 데이터는 병합하고, 상기 병합된 3차원 데이터에서 스캔시 데이터 노이즈 및 사각지점에 의해 발생하는 픽셀에 대하여 수정 메디언 필터(modified median filter)로 수정하고 보완하여 데이터처리부(144)로 최종 3차원 데이터를 출력하게 된다.
도 7은 본 발명 3차원 스캐너의 스캔 속도 향상장치의 플로우챠트이고, 도 8은 본 발명 3차원 스캐너의 3차원 데이터 획득 기준 설정 플로우챠트이며, 도 9는 본 발명 3차원 스캐너 간의 거리 x,y 축 옵셋값 획득 및 엔코더펄스 변환 설정도이고, 도 10은 본 발명 3차원 스캐너의 스캔 속도 향상장치로 획득된 3차원 데이터이며, 도 11은 본 발명 3차원 스캐너의 스캔 속도 향상장치로 획득된 3차원 데이터의 병합 상태도이고, 도 12는 본 발명 3차원 스캐너의 스캔 속도 향상장치의 수정 메디언 필터로 수정하는 3차원 데이터이며, 도 13은 본 발명 3차원 스캐너의 스캔 속도 향상장치의 수정 메디언 필터로 수정 보완된 최종 3차원 데이터이다.
도 7 에 도시한 바와 같이, 상기 제1 3차원 스캐너(11) 및 제2 3차원 스캐너(12)를 구비하는 단계(S1); 상기 단계(S1)에서 제1 3차원 스캐너(11) 및 제2 3차원 스캐너(12)에 피검사물(1)의 3차원 데이터 획득을 위한 기준을 설정하는 단계(S2), 상기 단계(S2)에서 구비된 제1 3차원 스캐너(11) 및 제2 3차원 스캐너(12)로 피검사물(1)을 엔코더부(13)에서 발생하는 엔코더 펄스로 엇갈려 스캔하여 3차원 데이터를 획득하는 단계(S3); 상기 단계(S3)에서 엇갈려 획득한 3차원 데이터를 병합하는 단계(S4); 및 상기 단계(S4)에서 병합된 3차원 데이터를 수정하여 최종 3차원 데이터를 획득하는 단계(S5)로 이루어지게 된다.
상기 단계(S1)는 상기 제1 3차원 스캐너(11) 및 제2 3차원 스캐너(12)가 피검사물(1)을 스캔시 노이즈 또는 사각지점을 가능한 한 없애기 위해, 선반(1)에 놓여진 피검사물(1)의 상부에 수평 위치에서 피검사물(1)에 레이저가 정면을 조사하고 센서가 양측면을 센싱하여 스캔하도록 상기 제1 3차원 스캐너(11)와 제2 3차원 스캐너(12)를 서로 역방향 설치하게 된다.
도 8 에 도시한 바와 같이, 상기 3차원 데이터의 획득 기준을 설정하는 단계(S2)는 상기 엔코더 펄스의 해상도를 결정하는 단계(S21), 상기 제1 3차원 스캐너(11) 및 제2 3차원 스캐너(12) 간의 가로(x)와 세로(y)축의 옵셋(offset)을 계산하는 단계(S22), 상기 단계(S22)에서 획득된 세로(y)축 옵셋을 엔코더 펄스로 변환하는 단계(S23), 상기 제1 3차원스캐너(11) 및 제2 3차원 스캐너(12) 각각이 1라인 3차원 데이터 획득을 위한 소정의 엔코더 펄스를 결정하는 단계(S24)로 이루어진다.
도 9에 도시한 바와 같이, 상기 단계(S21)에서 엔코더펄스의 해상도 결정은 상기 제1 3차원 스캐너(11)와 제2 3차원 스캐너(12)의 3차원 데이터의 픽셀 해상도의 10분 1 크기 이하로 사용하게 된다.
여기서 상기 픽셀 해상도를 10분 1 크기 이하로 설정하는 이유는 1 픽셀보다 작은 분해능을 가져야 정밀한 3차원 데이터를 얻을 수 있기 때문이다.
그러므로 상기 엔코더 펄스 해상도 = 3D 스캐너의 픽셀 해상도 / 10
따라서 3D 스캐너의 픽셀 해상도가 1mm 인 경우,
상기 엔코더 펄스 해상도 = 1mm / 10 = 100㎛ 이하로 결정되게 된다.
상기 단계(S22)에서 3차원 스캐너의 x,y 축 옵셋 계산은 플레이트의 플러스텀(plate of frustum)이라는 계산척에 대하여 수평 위치로 설치된 상기 제1 3차원 스캐너(11)와 제2 3차원 스캐너(12)로 스캔시, 상기 제1 3차원 스캐너(11)와 제2 3차원 스캐너(12) 간의 스캔 간격에 대한 세로(y)축 옵셋을 계산하고, 상기 제1 3차원 스캐너(11)와 제2 3차원 스캐너(12) 간의 스캔 유동에 대한 가로(x)축 옵셋을 계산하게 된다.
상기 단계(S23)에서 세로(y) 옵셋의 엔코더 펄스단위 변환은 상기 단계(S22)에서 계산된 스캐너(12) 간의 스캔 간격을 세로(y)축 옵셋의 거리 10mm, 상기 단계(S21)에서 결정된 엔코더 펄스의 해상도가 100㎛ 인 경우,
상기 세로(y)축 옵셋의 엔코더 펄스단위 = 세로(y)축 옵셋 / 엔코더펄스의 해상도 = 10mm / 100㎛ = 100 펄스가 된다.
즉 제1 3차원 스캐너(11)로 하나의 피검사물(1)을 스캔하고, 제2 3차원 스캐너(12)로 스캔하기까지 100 펄스 간격을 갖고 스캔을 시작하게 된다.
상기 단계(24)에서 세로(y)축 옵셋의 엔코더 펄스에 1라인 3차원 데이터 획득을 위한 엔코더 펄스 결정은 상기 3차원 스캐너가 1라인 스캔 픽셀 해상도 1mm 이고, 엔코더 펄스 해상도 100㎛인 경우, 1mm / 100㎛ = 10 펄스이므로, 상기 제1 3차원 스캐너(11)로 피검사물(1)을 스캔하고, 이어서 상기 제1 3차원 스캐너(11)로 스캔되고 있는 피검사물(1)이 상기 제2 3차원 스캐너(12)로 스캔을 시작하게 되는시점, 즉 상기 제1 3차원 스캐너(11)와 제2 3차원 스캐너(12)와의 계산된 거리 세로(y)축 옵셋 100 펄스에 1라인 스캔 픽셀 해상도를 10 펄스를 지연시킨 110 펄스 지연 후 상기 제2 3차원 스캐너(12)로 스캔을 시작하게 된다.
상기 3차원 데이터를 획득하는 단계(S3)는 도 10에 도시한 바와 같이, 상기 제1 3차원 스캐너(11)가 엔코더부(13)의 홀수 펄스시 스캔하여 3차원 데이터를 획득하고, 상기 제2 3차원 스캐너(12)가 엔코더부(13)의 짝수 펄스시 스캔하여 3차원 데이터를 획득하게 된다.
따라서 상기 제1 3차원 스캐너(11)는 상기 엔코더부(13)의 홀수펄스(1,3,5,7 9)에서 상기 피검사물(1)을 1라인씩 순차적으로 스캔하여 3차원 데이터를 획득하고, 이어서 상기 제1 3차원 스캐너(11)에서 홀수 펄스에 의해 스캔되고 있는 상기 피검사물(1)은 상기 제1 3차원 스캐너(11)의 스캔 시작과 상기 제2 3차원 스캐너(12)의 스캔 시작시점의 거리 y축 옵셋 거리에 의해 상기 제2 3차원 스캐너(12)로상기 엔코더부(13)의 엔코더 펄스가 짝수 펄스 즉 상기 y축 옵셋 거리 100 펄스에 홀수펄스 10펄스 경과 후 짝수 펄스에서 상기 피검사물(1)을 1라인씩 스캔하여 3차원 데이터를 획득하게 된다.
그러므로 상기 피검사물(1)을 상기 제1 3차원 스캐너(11)와 제2 3차원 스캐너(12)로 1/2씩 스캔하게 되므로 상기 제1 3차원 스캐너(11)와 제2 3차원 스캐너(12)에서 획득한 3차원 데이터량이 작아 데이터를 처리하는 시간을 줄일 수 있어 그만큼 스캔 속도를 크게 향상할 수 있게 된다.
상기 엇갈려 획득한 3차원 데이터를 병합하는 단계(S4)는 도 11에 도시한 바와 같이, 상기 단계(S2)에서 상기 제1 3차원 스캐너(11)와 제2 3차원 스캐너(12)에서 엇갈려 스캔하여 획득한 각각의 3차원 데이터를 상기 단계(S2)에서 계산된 가로(x)축 옵셋을 기준으로 병합하게 된다.
상기 단계(S4)에서 상기 제1 3차원 스캐너(11)와 제2 3차원 스캐너(12)로 획득된 3차원 데이터를 가로(x)축의 옵셋을 기준으로 병합시 병합되는 3차원 데이터는 가로(x)축의 옵셋에 의해 3차원데이터가 생성되지 않은 영역이 존재하게 되므로, 메디언 필터로 수정하고 보완하게 된다.
여기서 상기 메디언(Median)필터는 집합 내의 값들을 크기 순서로 나열하여 가운데 값을 취하되, 만약 집합의 수가 짝수이면 가운데 두수의 평균한 값을 취하게 된다.
그러므로 영상 잡음 제거 알고리즘인 메디언 필터를 사용하면 잡음을 그 주위에 가장 유사한 화소로 대체하게 되는데, 상기 최종 3차원 데이터를 획득하는 단계(S5)는 수정 메디언 필터(modified median filter)를 사용하여 3차원 데이터의 병합시 데이터가 없는 부분을 -1 로 표시하게 된다.
도 12에 도시한 바와 같이, 병합된 3차원 데이터에서 1횡의 영역 픽셀이 4.5.6 데이터가 존재하고, 2횡의 영역 픽셀이 -1,-1,-1 데이터가 없고, 3횡의 영역픽셀이 7,8,9 데이터가 존재하는 경우, 상기 픽셀을 데이터의 크기순으로 -1,-1,-1, 4(1), 5(2), 6(3), 7(4), 8(5), 9(6)로 나열하고, 상기 나열된 픽셀 데이터 크기의 중간위치는 다음의 수식에 따른다.
따라서 상기 데이터가 없는 영역을 제외한 총 픽셀 개수 6 / 2 = 중간위치,
중간위치 = 6 / 2 = (3) 이 된다.
그래서 중간위치 (3)은 상기 나열된 픽셀 데이터가 있는 4(1), 5(2), 6(3), 7(4), 8(5), 9(6)에서 6(3) 데이터가 되고, 상기 데이터 6은 데이터가 없는 중간부분 -1, -1, -1 에서 중간 픽셀 데이터 -1을 6(3)으로 대체하여 보완하게 된다.
그러나 상기 중간위치 = 5 /2 = (2,5)인 경우, 정수 아닌 소숫점(0.5)을 버려서 정수인 (2)부분을 채택하여 상기 데이터의 크기순으로 -1,-1,-1, 4(1), 5(2), 6(3), 7(4), 8(5), 9(6)로 나열된 픽셀 데이터에서 데이터가 없는 -1, -1, -1에서 중간 픽셀 데이터 -1을 5(2)로 대체하여 보완하게 된다.
그러므로 도 13에 도시한 바와 같이, 상기 데이터의 병합 후 수정된 메디안 필터를 이용하여 데이터가 없는 픽셀데이터를 데이터가 있는 픽셀 데이터로 수정 보완하여 줌으로써, 병합된 3차원 데이터의 픽셀 데이터에 노이즈 제거 또는 사각 지대로 인한 데이터가 없는 픽셀을 보완할 수 있게 되므로 양질의 픽셀을 획득하여 최종의 3차원 데이터를 출력하게 되는 것이다.
1; 피검사물 10; 선반
11; 제1 3차원 스캐너 12; 제1 3차원 스캐너
13; 엔코더부 14; 컴퓨터
15; 영상출력부 141; 펄스부
142; 트리거부 143; 제어부
144; 데이터처리부

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1 3차원 스캐너 및 제2 3차원 스캐너를 구비하는 단계,
    상기 단계에서 제1 3차원 스캐너 및 제2 3차원 스캐너에 피검사물의 3차원 데이터 획득을 위한 기준을 설정하는 단계,
    상기 단계에서 구비된 제1 3차원 스캐너 및 제2 3차원 스캐너로 피검사물을 엔코더부에서 발생하는 엔코더 펄스로 엇갈려 스캔하여 3차원 데이터를 획득하는 단계,
    상기 단계에서 엇갈려 획득한 3차원 데이터를 병합하는 단계, 및
    상기 단계에서 병합된 3차원 데이터를 수정하여 최종 3차원 데이터를 획득하는 단계를 포함하고,
    상기 3차원 데이터의 획득 기준을 설정하는 단계는
    상기 엔코더 펄스의 해상도를 결정하는 단계,
    상기 제1 3차원 스캐너 및 제2 3차원 스캐너 간의 가로(x)와 세로(y)축의 옵셋(offset)을 계산하는 단계,
    상기 단계에서 획득된 세로(y)축 옵셋을 엔코더 펄스로 변환하는 단계,
    상기 제1 3차원스캐너 및 제2 3차원 스캐너 각각이 1라인 3차원 데이터 획득을 위한 소정의 엔코더 펄스를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 스캐너의 스캔 속도 향상 방법.
  7. 삭제
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 3차원 데이터를 획득하는 단계는 제1 3차원 스캐너가 엔코더부의 홀수 펄스시 스캔하여 3차원 데이터를 획득하고, 상기 제2 3차원 스캐너는 엔코더부의 짝수 펄스시 스캔하여 3차원 데이터를 획득하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 스캐너의 스캔 속도 향상 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 엇갈려 획득한 3차원 데이터를 병합하는 단계는 획득된 가로(x)축의 옵셋을 병합하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 스캐너의 스캔 속도 향상 방법.
  10. 제 6 항에 있어서
    상기 최종 3차원 데이터를 획득하는 단계는 상기 제1 3차원 스캐너 및 제2 3차원 스캐너에서 획득되어 병합된 3차원 데이터를 수정 메디언 필터로 수정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 3차원 스캐너의 스캔 속도 향상 방법.
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