KR102088307B1 - 모델용 스캐너의 스캔 경로 생성 장치 및 그 방법 - Google Patents

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박지영
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오스템임플란트 주식회사
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Abstract

모델용 스캐너의 스캔 경로 생성 장치 및 그 방법이 개시된다. 스캔 경로 생성 방법은, 스캔 결과에 따라 점유 그리드를 생성, 또는 업데이트하여 오브젝트에 대응하는 경계 다면체에서 스캔된 영역을 확인하고, 스캔되지 않은 영역에 대하여 우선 순위를 설정하고, 우선 순위에 따라 순차적으로 스캔 경로를 생성할 수 있다.

Description

모델용 스캐너의 스캔 경로 생성 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR Generating A Scan Path Of A Scanner For A Model}
본 발명은 모델용 스캐너에서 스캔 되지 않는 홀 영역이 존재하지 않도록 스캔 경로를 생성하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
치과용 모델 스캐너는 지그(jig) 위에 올려진 오브젝트를 여러 방향에서 촬영하여 획득한 영상들을 합성하여 3차원 폴리곤 모델을 생성할 수 있다.
모델 스캐너 제조사에서는 오브젝트의 모든 영역을 촬영하기 위하여 촬영 방향의 개수와 각 방향에 대한 회전 및 이동 값들이 포함된 스캔 경로(scan path)를 정의하고 있다. 그리고, 종래의 모델 스캐너는 스캔 과정에서 기 설정된 스캔 경로 중 적어도 하나를 선택하고, 선택한 스캔 경로에 따라 지그가 부착된 스캐너 암을 제어하여 오브젝트를 스캔하였다.
그러나, 사전에 정의된 스캔 경로(scan path)는 다양한 모델의 형상을 반영하지 않기 때문에 스캔 경로에 따라 스캔하더라도 스캔 되지 않은 홀(Hole) 영역이 존재하는 문제가 있었다. 따라서, 종래의 모델 스캐너는 홀 영역을 존재하지 않도록 하기 위하여 스캔 경로에 따라 오브젝트가 스캔된 후, 사용자가 홀 영역을 확인하고, 확인 결과에 따라 추가 스캔을 수행해야 하는 불편함이 있었다.
따라서, 추가 스캔 없이도 홀 영역이 발생하지 않도록 오브젝트를 스캔할 수 있는 스캔 경로를 생성하는 방법이 요청되고 있다.
[선행문헌]
등록 특허 제1631720호
본 발명은 스캔 결과에 따라 점유 그리드를 생성, 또는 업데이트하여 오브젝트에서 스캔되지 않은 영역을 확인하고, 스캔되지 않은 영역에 대하여 스캔 경로를 생성하는 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 경계 다면체를 생성하기 위하여 사용하는 다각형의 크기를 조절함으로써, 스캔 경로의 정밀도를 높이는 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 스캔 경로 생성 방법은 오브젝트의 스캔 결과를 3D 모델로 복원하는 단계; 상기 3D 모델을 이용하여 스캔 영역을 포함하는 경계 다면체를 생성하는 단계; 상기 경계 다면체에 상기 3D 모델을 매핑하여 점유 그리드를 생성하는 단계; 상기 그리드에 포함된 셀들 중에서 상기 3D 모델이 매핑되지 않은 셀들을 그룹화하여 셀 그룹들을 생성하는 단계; 및 상기 셀 그룹들 중에서 선택된 셀 그룹의 노말 벡터에 따라 스캔 경로를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 스캔 경로 생성 방법의 경계 다면체를 생성하는 단계는, 상기 3D 모델을 구성하는 3차원 정점들이 모두 포함된 외접구들 중에서 반지름이 가장 작은 구를 검색하여 경계구(Bounding sphere)로 정의하는 단계; 및 상기 경계구의 표면을 기 설정된 크기를 가지는 다각형으로 분할하여 경계 다면체로 정의하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 스캔 경로 생성 방법은 상기 셀 그룹들 중 선택되지 않았던 셀 그룹들 각각에 대하여 스캔 경로를 생성하는 단계; 모든 셀 그룹에 대하여 스캔 경로가 생성된 경우, 상기 경계 다면체를 생성하기 위하여 사용하는 다각형의 크기를 감소시키는 단계; 및 상기 경계구의 표면을 감소된 크기의 다각형으로 분할하여 생성한 경계 다면체를 이용하여 스캔 경로를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 스캔 경로 생성 방법의 점유 그리드를 생성하는 단계는, 상기 경계 다면체에 포함된 셀들 중에서 상기 3D 모델을 구성하는 3차원 정점들의 노말 벡터와 유사도가 가장 높은 노말 벡터를 가지는 셀들 각각에 상기 3차원 정점들을 매핑할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 스캔 경로 생성 방법의 셀들을 그룹화하는 단계는, 점유 그리드에서 상기 3D 모델이 매핑된 셀들을 점유된 셀로 분류하고, 상기 3D 모델이 매핑되지 않은 셀들을 점유되지 않은 셀로 분류하는 단계; 점유되지 않은 셀들 중에서 인접한 셀들을 그룹화하여 셀 그룹들을 생성하는 단계; 셀 그룹들 각각에 포함된 셀들의 개수에 따라 셀 그룹들의 우선 순위를 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 스캔 경로 생성 방법의 스캔 경로를 생성하는 단계는, 상기 셀 그룹들의 우선 순위에 따라 순차적으로 셀 그룹을 선택하는 단계; 선택한 셀 그룹의 중심 셀을 식별하는 단계; 스캐너에 포함된 카메라의 방향 벡터를 상기 중심 셀의 노말 벡터와 반대 방향으로 설정하는 단계; 상기 카메라의 방향 벡터에 따라 스캔 경로를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 스캔 경로 생성 장치는 오브젝트의 스캔 결과를 3D 모델로 복원하는 3D 모델 복원부; 상기 3D 모델을 이용하여 스캔 영역을 포함하는 경계 다면체를 생성하는 경계 다면체 생성부; 상기 경계 다면체에 3D 모델을 매핑하여 점유 그리드를 생성하는 점유 그리드 생성부; 상기 점유 그리드에 포함된 셀들 중에서 상기 3D 모델이 매핑되지 않은 셀들을 그룹화하여 셀 그룹들을 생성하는 셀 그룹화부; 및 상기 셀 그룹들 중에서 선택된 셀 그룹의 노말 벡터에 따라 스캔 경로를 생성하는 스캔 경로 생성부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 스캔 경로 생성 장치의 경계 다면체 생성부는, 상기 3D 모델을 구성하는 3차원 정점들이 모두 포함된 외접구들 중에서 반지름이 가장 작은 구를 검색하여 경계구로 정의하고, 상기 경계구의 표면을 기 설정된 크기를 가지는 다각형으로 분할하여 경계 다면체로 정의할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 스캔 경로 생성 장치의 경계 다면체 생성부는, 모든 셀 그룹에 대하여 스캔 경로가 생성된 경우, 상기 경계 다면체를 생성하기 위하여 사용하는 다각형의 크기를 감소시키고, 상기 스캔 경로 생성부는, 상기 경계구의 표면을 감소된 크기의 다각형으로 분할하여 생성한 경계 다면체를 이용하여 스캔 경로를 생성할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 스캔 경로 생성 장치의 점유 그리드 생성부는, 상기 경계 다면체에 포함된 셀들 중에서 상기 3D 모델을 구성하는 3차원 정점들의 노말 벡터와 유사도가 가장 높은 노말 벡터를 가지는 셀들 각각에 상기 3차원 정점들을 매핑할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 스캔 경로 생성 장치의 셀 그룹화부는, 점유 그리드에서 상기 3D 모델이 매핑된 셀들을 점유된 셀로 분류하고, 상기 3D 모델이 매핑되지 않은 셀들을 점유되지 않은 셀로 분류하며, 점유되지 않은 셀들 중에서 인접한 셀들을 그룹화하여 셀 그룹들을 생성하고, 셀 그룹들 각각에 포함된 셀들의 개수에 따라 셀 그룹들의 우선 순위를 설정할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 스캔 경로 생성 장치는 상기 셀 그룹들의 우선 순위에 따라 순차적으로 셀 그룹을 선택하는 그룹 선택부를 더 포함하고, 상기 스캔 경로 생성부는, 선택한 셀 그룹의 중심 셀을 식별하고, 스캐너에 포함된 카메라의 방향 벡터를 상기 중심 셀의 노말 벡터와 반대 방향으로 설정하며, 상기 카메라의 방향 벡터에 따라 스캔 경로를 생성할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 스캔 결과에 따라 점유 그리드를 생성, 또는 업데이트하여 오브젝트에 대응하는 경계 다면체에서 스캔된 영역을 확인하고, 스캔되지 않은 영역에 대하여 우선 순위를 설정하고, 우선 순위에 따라 순차적으로 스캔 경로를 생성함으로써, 스캐너가 누락되는 영역 없이 오브젝트를 스캔 하도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 의하면, 경계 다면체를 생성하기 위하여 사용하는 다각형의 크기를 감소시킨 후, 재 스캔하고, 스캔 경로를 생성하는 과정을 반복함으로써, 오브젝트에서 스캔이 누락되는 영역을 감소시키고, 이전 스캔보다 정밀한 스캔 경로를 생성할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스캔 경로 생성 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 생성한 스캔 경로에 의하여 스캐너가 스캔하는 과정의 일례이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 생성한 3D 모델의 일례이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 3차원 격자를 정의하는 과정의 일례이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 점유 그리드를 업데이트하는 과정의 일례이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 카메라의 방향 벡터를 이동시켜 스캔 경로를 생성하는 과정의 일례이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따라 3차원 격자의 크기를 변경하는 과정의 일례이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 스캔 경로 생성 방법을 도시한 플로우차트이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따라 3차원 격자의 크기를 순차적으로 감소시키는 스캔 경로 생성 방법을 도시한 플로우차트이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 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 실시예가 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.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명의 일실시예에 따른 스캔 경로 생성 방법은 스캔 경로 생성 장치에 의해 수행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스캔 경로 생성 장치를 나타내는 도면이다.
스캔 경로 생성 장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 스캐너 제어부(110), 3D모델 복원부(120), 경계 다면체 생성부(130), 점유 그리드 생성부(140), 셀 그룹화부(150), 그룹 선택부(160), 및 스캔 경로 생성부(170)를 포함할 수 있다. 이때, 3D모델 복원부(120), 경계 다면체 생성부(130), 점유 그리드 생성부(140), 셀 그룹화부(150), 그룹 선택부(160), 및 스캔 경로 생성부(170)는 서로 다른 프로세스, 또는 하나의 프로세스에서 수행되는 프로그램에 포함된 각각의 모듈일 수 있다.
스캔 경로 생성 장치(100)는 스캐너(101)에 내장되며, 스캔 경로 생성부(170)가 생성한 스캔 경로에 따라 스캐너 제어부(110)가 스캐너(101)의 동작을 제어할 수 있다. 또한, 스캔 경로 생성 장치(100)는 스캐너(101)와 별도의 하드웨어로 구성되고 유선, 또는 무선으로 스캐너(101)와 접속하여 스캐너(101)의 동작을 제어할 수도 있다.
스캐너(101)는 3차원 폴리곤 모델을 생성하는 스캐너이며, 오브젝트를 촬영하여 스캔하는 카메라, 스캔할 오브젝트가 올려지는 지그, 및 지그가 부착되며 회전, 또는 이동가능한 스캐너 암을 포함할 수 있다. 예를 들어, 스캐너(101)는 치과용 모델 스캐너일 수 있다.
스캐너 제어부(110)는 스캐너(101)를 이용하여 오브젝트를 스캔할 수 있다. 스캐너 제어부(110)는 초기 스캔 경로에 따라 스캐너 암을 제어함으로써, 스캐너(101)의 지그 위에 올려진 오브젝트가 초기 스캔 경로에 대응하는 각도 및 위치에서 스캐너(101)의 카메라에 의하여 스캔 되도록 할 수 있다.
이때, 초기 스캔 경로는 스캐너(101)에서 스캐너 암의 첫번째 자세(pose) 정보를 포함할 수 있다. 이때, 스캐너 암의 자세 정보는 스캐너 암의 방향이나 위치를 이동시키기 위한 정보일 수 있다. 예를 들어, 스캐너 암의 자세 정보는 스핀(spin) 각도, 틸트(tilt) 각도, 및 리프트(lift) 이동 거리 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
그리고, 스캔 경로 생성부(170)에 의하여 스캔 경로가 추가로 생성되는 경우, 스캐너 제어부(110)는 추가로 생성된 스캔 경로에 따라 스캐너 암을 제어하여 오브젝트를 추가로 스캔할 수 있다.
스캐너 제어부(110)가 스캐너 암의 자세 정보에 따라 스캐너 암을 제어하는 과정은 이하 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.
3D모델 복원부(120)는 스캐너 제어부(110)의 제어에 따라 스캐너(101)가 스캔하여 생성한 오브젝트의 스캔 결과를 3D 모델로 복원할 수 있다. 이때, 3D 모델은 3차원 정점들로 구성될 수 있다. 또한, 오브젝트의 스캔 결과는 스캐너(101)가 카메라로 오브젝트를 촬영하여 생성한 영상일 수 있다.
구체적으로, 3D모델 복원부(120)는 스캐너 제어부(110)에 의하여 제어된 스캐너 암에 의하여 특정 방향에서 스캔된 오브젝트의 영상을 3차원 정점(vertex)들의 집합으로 복원할 수 있다. 이때, 3차원 정점들의 집합은 정점들 각각의 3차원 상의 위치 좌표와 노멀(normal) 방향 벡터를 포함할 수 있다.
경계 다면체 생성부(130)는 3D모델 복원부(120)가 복원한3D 모델을 이용하여 스캔 영역을 포함하는 경계 다면체를 생성할 수 있다.
이때, 경계 다면체 생성부(130)는 3D 모델을 구성하는 3차원 정점들이 모두 포함된 외접구들 중에서 반지름이 가장 작은 구를 검색하여 경계구(Bounding sphere)로 정의할 수 있다. 다음으로, 경계 다면체 생성부(130)는 경계구의 표면을 기 설정된 크기를 가지는 다각형으로 분할하여 3차원 격자(Grid)를 가지는 경계 다면체로 정의할 수 있다. 이때, 경계 다면체 생성부(130)가 경계구의 표면을 분할하기 위하여 사용하는 다각형은 삼각형 또는 육각형과 같이 균일하게 분할 될 수 있는 다각형들 중 하나일 수 있다. 또한, 경계 다면체에서 3차원 격자들 각각으로 분할된 영역은 경계 다면체에 포함된 셀로 정의될 수 있다.
점유 그리드 생성부(140)는 경계 다면체 생성부(130)가 생성한 경계 다면체에 3D모델 복원부(120)가 복원한 3D 모델을 매핑하여 점유 그리드를 생성할 수 있다. 이때, 그리드 생성부(140)는 경계 다면체에 포함된 셀들 중에서 3차원 정점들의 노말 벡터와 유사도가 가장 높은 노말 벡터를 가지는 셀들 각각에 3차원 정점들을 매핑할 수 있다.
또한, 스캐너 제어부(110)가 오브젝트를 스캔한 이력이 있는 경우, 먼저 스캔하여 생성한 스캔 결과에 따라 생성된 점유 그리드가 존재할 수 있다. 이때, 점유 그리드 생성부(140)는 경계 다면체 생성부(130)가 생성한 경계 다면체에 3D모델 복원부(120)가 복원한 3D 모델을 매핑하여 기존의 점유 그리드를 업데이트할 수 있다.
이때, 점유 그리드의 점유된 셀은 스캔된 셀들이고, 점유되지 않은 셀은 아직 스캔되지 않은 셀일 수 있다. 구체적으로, 3D 모델은 스캐너(101)의 스캔 결과에 따라 복원되므로, 경계 다면체에서 3D 모델이 매칭된 셀은 스캐너(101)가 스캔한 셀일 수 있다. 따라서, 점유 그리드 생성부(140)는 경계 다면체에서 3D 모델이 매칭된 셀을 점유 그리드의 점유된 셀로 설정할 수 있다.
셀 그룹화부(150)는 점유 그리드에서 점유되지 않은 셀들을 그룹화하여 셀 그룹들을 생성할 수 있다. 구체적으로, 셀 그룹화부(150)는 점유 그리드에서 점유된 셀과 점유되지 않은 셀을 분류할 수 있다. 다음으로, 셀 그룹화부(150)는 점유되지 않은 셀들 중에서 인접한 셀들을 그룹화하여 셀 그룹들을 생성할 수 있다. 예를 들어, 점유되지 않은 모든 셀들이 서로 연결된 경우, 셀 그룹화부(150)는 점유되지 않은 모든 셀들을 하나의 셀 그룹으로 생성할 수 있다. 또한, 복수의 셀 그룹들을 생성한 경우, 셀 그룹화부(150)는 셀 그룹들 각각에 포함된 셀들의 개수에 따라 셀 그룹들의 우선 순위를 설정할 수 있다. 즉, 셀 그룹화부(150)는 셀 그룹들 중 영역이 가장 넓은 셀 그룹에게 가장 높은 우선 순위를 설정할 수 있다.
그룹 선택부(160)는 셀 그룹들의 우선 순위에 따라 순차적으로 셀 그룹을 선택할 수 있다. 구체적으로, 그룹 선택부(160)는 셀 그룹들 중 우선 순위가 가장 높은 셀 그룹을 선택할 수 있다. 그리고, 스캔 경로 생성부(170)가 선택한 셀 그룹에 대한 스캔 경로를 생성하면, 그룹 선택부(160)는 우선 순위가 두번째로 높은 셀 그룹을 선택할 수 있다.
이때, 그룹 선택부(160)는 스캔 경로 생성부(170)에서 모든 셀 그룹에 대한 스캔 경로가 생성될 때까지 순차적으로 셀 그룹을 선택할 수 있다.
스캔 경로 생성부(170)는 그룹 선택부(160)가 선택한 셀 그룹의 노말 벡터에 따라 스캔 경로를 생성할 수 있다. 구체적으로, 스캔 경로 생성부(170)는 그룹 선택부(160)가 선택한 셀 그룹의 중심 셀을 식별할 수 있다. 그 다음으로, 스캔 경로 생성부(170)는 스캐너(101)에 포함된 카메라의 방향 벡터를 중심 셀의 노말 벡터와 반대 방향으로 설정할 수 있다. 다음으로, 스캔 경로 생성부(170)는 설정한 카메라의 방향 벡터에 따라 스캔 경로를 생성할 수 있다.
스캔 경로 생성부(170)가 카메라의 방향 벡터를 설정하나 스캐너(101)의 카메라는 고정되어 있고, 스캐너 암이 회전, 또는 이동하며, 스캐너 암에 부착된 지그 위에 올려진 오브젝트를 회전, 또는 이동시켜, 카메라에 촬영되는 오브젝트의 면, 또는 거리를 변경함으로써, 카메라의 방향 벡터가 변경된 효과를 가질 수 있다.
따라서, 스캔 경로 생성부(170)는 카메라의 방향 벡터에 따라 카메라에 촬영되는 오브젝트의 면, 또는 거리가 변경되도록 스캐너 암을 회전, 또는 이동시키는 스캔 경로를 생성할 수 있다.
그리고, 스캔 경로 생성부(170)는 생성한 신규 스캔 경로가 기존 스캔 경로에 포함되어 있는지 여부를 검색할 수 있다. 신규 스캔 경로가 기존 스캔 경로에 포함되지 않은 경우, 스캔 경로 생성부(170)는 신규 스캔 경로를 스캐너 제어부(110)로 전송할 수 있다. 그리고, 스캐너 제어부(110)는 수신한 신규 스캔 경로에 따라 스캐너 암을 제어하여 기존의 스캔 방향과 다른 방향에서 오브젝트를 스캔할 수 있다.
신규 스캔 경로가 기존 스캔 경로에 포함된 경우, 스캔 경로 생성부(170)는 모든 셀 그룹에 대한 스캔 경로가 생성되었는지 여부를 확인할 수 있다.
셀 그룹화부(150)에서 생성된 모든 셀 그룹들 각각에 대한 스캔 경로가 생성되지 않은 경우, 스캔 경로 생성부(170)는 그룹 선택부(160)에게 셀 그룹의 선택을 요청할 수 있다. 그리고, 그룹 선택부(160)는 이전에 선택한 셀 그룹보다 우선 순위가 한 단계 낮은 셀 그룹을 선택할 수 있다.
셀 그룹화부(150)에서 생성된 모든 셀 그룹들 각각에 대한 스캔 경로가 생성된 경우, 스캔 경로 생성부(170)는 스캔을 종료할 수 있다.
또한, 스캔 경로 생성부(170)는 경계 다면체 생성부(130)에게 경계 다면체를 생성하기 위하여 사용하는 다각형의 크기 감소를 요청하고, 스캐너 제어부(110)에 재스캔을 요청할 수 있다.
이때, 스캐너 제어부(110)는 초기 스캔 경로에 따라 스캐너 암을 제어하여 오브젝트를 재스캔할 수 있다. 다음으로, 3D모델 복원부(120)는 오브젝트의 재스캔 결과를 3D 모델로 복원할 수 있다. 그 다음으로, 경계 다면체 생성부(130)는 경계구의 표면을 감소된 크기의 다각형으로 분할하여 경계 다면체를 생성할 수 있다. 다음으로, 점유 그리드 생성부(140), 셀 그룹화부(150), 그룹 선택부(160), 및 스캔 경로 생성부(170)는 감소된 크기의 다각형으로 분할하여 생성된 경계 다면체를 기초로 앞서 설명한 동작을 수행하여 감소된 크기의 다각형으로 생성된 셀들이 그룹화된 셀 그룹 각각에 대응하는 스캔 경로를 생성할 수 있다.
그리고, 스캔 경로 생성부(170)는 경계 다면체 생성부(130)에게 경계 다면체를 생성하기 위하여 사용하는 다각형의 크기 감소를 요청하고, 스캐너 제어부(110)에 재스캔을 요청하는 과정을 다각형의 크기가 기 설정된 크기 이하로 감소될 때까지 반복하거나, 기 설정된 회수로 반복할 수 있다.
경계 다면체를 생성하기 위하여 사용하는 다각형의 크기가 감소될수록 셀 그룹에 포함되는 셀의 크기가 감소하여 촬영되지 않은 셀이 점유된 셀로 오인될 가능성이 감소되고 오브젝트의 스캔 경로가 정밀 해질 수 있다. 즉, 스캔 경로 생성 장치(100)는 경계 다면체를 생성하기 위하여 사용하는 다각형의 크기를 순차적으로 감소시킨 후 재 스캔함으로써, 오브젝트에서 스캔이 누락되는 영역을 감소시키고, 이전 스캔보다 정밀한 스캔 경로를 생성할 수도 있다.
스캔 경로 생성 장치(100)는 스캔 결과에 따라 점유 그리드를 생성, 또는 업데이트하여 오브젝트에 대응하는 경계 다면체에서 스캔된 영역을 확인하고, 스캔되지 않은 영역에 대하여 스캔 경로를 생성함으로써, 스캐너(101)가 누락되는 영역 없이 오브젝트를 스캔 하도록 할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 생성한 스캔 경로에 의하여 스캐너가 스캔하는 과정의 일례이다.
스캐너 제어부(110)는 자세 정보에 포함된 틸트(tilt) 각도에 따라 스캐너 암의 수직 회전판(220)를 제어하여 도 2의 케이스 1(Case 1), 또는 케이스 2(Case 2)에 도시된 바와 같이 오브젝트가 올려진 지그(210)의 틸트를 변경할 수 있다. 그리고, 지그(210)의 틸트 변경에 따라 스캐너(101)의 상부에 부착된 카메라가 촬영하는 오브젝트의 면도 변경될 수 있다.
스캐너 제어부(110)는 자세 정보에 포함된 리프트(lift) 이동 거리에 따라 스캐너 암의 리프트(230)를 제어하여 도 2의 케이스 3(Case 3), 또는 케이스 4(Case 4)에 도시된 바와 같이 오브젝트가 올려진 지그(210)와 카메라 간의 거리를 변경할 수 있다. 그리고, 지그(210)와 카메라 간의 거리 변경에 따라 스캐너(101)의 상부에 부착된 카메라가 촬영하는 오브젝트의 크기도 변경될 수 있다.
스캐너 제어부(110)는 자세 정보에 포함된 스핀(spin) 각도에 따라 스캐너 암의 수평 회전판(240)를 제어하여 도 2의 케이스 5(Case 5)에 도시된 바와 같이 오브젝트가 올려진 지그(210)를 수평 회전시킬 수 있다. 그리고, 지그(210)의 수평 회전에 따라 스캐너(101)의 상부에 부착된 카메라가 촬영하는 오브젝트의 면도 변경될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 생성한 3D 모델의 일례이다.
3D 모델 복원부(120)가 스캐너(101)로부터 수신한 오브젝트의 스캔 결과에 따라 복원한 3D모델은 도 3에 도시된 바와 같이 3차원 상의 위치 좌표와 노멀 방향 벡터를 포함하는 3차원 정점(vertex)들의 집합일 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 3차원 격자를 정의하는 과정의 일례이다.
경계 다면체 생성부(130)는 3D 모델을 구성하는 3차원 정점들이 모두 포함된 외접구들 중에서 반지름 r이 가장 작은 구를 검색하여 경계구(Bounding sphere)(410)로 정의할 수 있다.
다음으로, 경계 다면체 생성부(130)는 경계구(410)의 표면을 기 설정된 크기를 가지는 삼각형으로 분할하여 3차원 격자(Grid)를 가지는 경계 다면체(420)로 정의할 수 있다. 도 4에서는 경계구(410)의 표면을 삼각형으로 분할한 예를 도시하였으나, 삼각형 이외에도 육각형과 같은 다각형으로 분할할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 점유 그리드를 업데이트하는 과정의 일례이다.
점유 그리드 생성부(140)는 경계 다면체 생성부(130)가 생성한 경계 다면체(420)에 3D모델 복원부(120)가 복원한 3D 모델(510)을 매핑하여 점유 그리드(520)를 생성할 수 있다. 이때, 그리드 생성부(140)는 경계 다면체(420)에 포함된 셀들 중에서 3차원 정점들의 노말 벡터와 유사도가 가장 높은 노말 벡터를 가지는 셀들 각각에 3D 모델(510)의 3차원 정점들을 매핑할 수 있다.
이때, 점유 그리드(520)에서 3D 모델(510)이 매칭된 셀은 스캐너(101)에서 스캔이 완료된 셀이므로, 점유 그리드 생성부(140)는 3D 모델(510)이 매칭된 셀을 점유된 셀로 설정할 수 있다
도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 카메라의 방향 벡터를 이동시켜 스캔 경로를 생성하는 과정의 일례이다.
초기 스캔 경로에 따른 카메라의 방향 벡터(611)에서 촬영된 영상에 의하여 점유 그리드에 점유된 셀(610)이 설정될 수 있다. 그리고, 셀 그룹화부(150)는 점유되지 않은 셀(620)들을 그룹화하여 셀 그룹들을 생성할 수 있다. 이때, 그룹 선택부(160)는 셀 그룹들 중 하나를 선택하고, 스캔 경로 생성부(170)는 선택된 셀 그룹의 중심에 해당하는 셀의 노말 벡터와 반대 방향으로 카메라의 방향 벡터(621)를 설정하고, 카메라의 방향 벡터(621)에 따라 스캐너(101)의 스캐너 암을 이동시키기 위한 스캔 경로를 생성할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따라 3차원 격자의 크기를 변경하는 과정의 일례이다.
경계 다면체 생성부(130)는 다각형의 초기 크기에 따라 도 7에 도시된 바와 같은 경계 다면체(710)를 생성할 수 있다.
그리고, 스캔 경로 생성부(170)가 경계 다면체(710)의 셀들을 기초로 생성한 셀 그룹들 모두에 대한 스캔 경로를 생성한 경우, 경계 다면체 생성부(130)는 다각형의 크기를 축소하여 경계 다면체(720)를 생성할 수 있다. 이때, 스캔 경로 생성부(170)가 경계 다면체(720)의 셀들을 기초로 생성한 셀 그룹에 대한 스캔 경로를 생성할 수 있다.
그리고, 스캔 경로 생성부(170)가 경계 다면체(720)의 셀들을 기초로 생성한 셀 그룹들 모두에 대한 스캔 경로를 생성한 경우, 경계 다면체 생성부(130)는 다각형의 크기를 축소하여 경계 다면체(730)를 생성할 수 있다.
경계 다면체 생성부(130)는 다각형의 크기가 기 설정된 크기 이하로 감소될 때까지 상기 과정을 반복할 수 있다. 또한, 경계 다면체 생성부(130)는 다격형의 크기를 감소하는 과정을 기 설정된 회수로 반복할 수도 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 스캔 경로 생성 방법을 도시한 플로우차트이다.
단계(810)에서 스캐너 제어부(110)는 스캐너(101)를 이용하여 오브젝트를 스캔할 수 있다. 이때, 스캐너 제어부(110)는 초기 스캔 경로에 따라 스캐너 암을 제어하여 오브젝트가 초기 스캔 경로에 대응하는 각도 및 위치에서 스캐너(101)의 카메라에 의하여 스캔 되도록 할 수 있다.
단계(820)에서 3D모델 복원부(120)는 단계(810)에서 생성한 오브젝트의 스캔 결과를 3D 모델로 복원할 수 있다. 이때, 3D모델 복원부(120)는 단계(810)에서 특정 방향으로 스캔된 오브젝트의 영상을 3차원 정점(vertex)들의 집합으로 복원할 수 있다.
단계(830)에서 경계 다면체 생성부(130)는 단계(820)에서 복원한3D 모델을 이용하여 스캔 영역을 포함하는 경계 다면체를 생성할 수 있다.
단계(840)에서 점유 그리드 생성부(140)는 단계(830)에서 생성한 경계 다면체에 단계(820)에서 복원한 3D 모델을 매핑하여 점유 그리드를 생성할 수 있다. 이때, 그리드 생성부(140)는 경계 다면체에 포함된 셀들 중에서 3차원 정점들의 노말 벡터와 유사도가 가장 높은 노말 벡터를 가지는 셀들 각각에 3차원 정점들을 매핑할 수 있다.
단계(850)에서 셀 그룹화부(150)는 점유 그리드에서 점유되지 않은 셀들을 그룹화하여 셀 그룹들을 생성할 수 있다. 구체적으로, 셀 그룹화부(150)는 점유 그리드에서 3D 모델이 매핑된 셀을 점유된 셀로 분류하고, 3D 모델이 매핑되지 않은 셀을 점유되지 않은 셀로 분류할 수 있다. 다음으로, 셀 그룹화부(150)는 점유되지 않은 셀들 중에서 인접한 셀들을 그룹화하여 셀 그룹들을 생성할 수 있다. 이때, 셀 그룹화부(150)는 셀 그룹들 각각에 포함된 셀들의 개수에 따라 셀 그룹들의 우선 순위를 설정할 수 있다.
단계(860)에서 그룹 선택부(160)는 단계(850)에서 설정한 셀 그룹들의 우선 순위에 따라 순차적으로 셀 그룹을 선택할 수 있다.
단계(870)에서 스캔 경로 생성부(170)는 단계(860)에서 그룹 선택부(160)가 선택한 셀 그룹의 노말 벡터에 따라 스캔 경로를 생성할 수 있다.
단계(880)에서 스캔 경로 생성부(170)는 단계(870)에서 생성한 신규 스캔 경로가 기존 스캔 경로에 포함되어 있는지 여부를 검색할 수 있다. 신규 스캔 경로가 기존 스캔 경로에 포함되지 않은 경우, 스캔 경로 생성부(170)는 신규 스캔 경로를 스캐너 제어부(110)로 전송할 수 있다. 그리고, 스캐너 제어부(110)는 단계(810)를 재수행하며, 스캔 경로 생성부(170)로부터 수신한 신규 스캔 경로에 따라 스캐너 암을 제어하여 기존의 스캔 방향과 다른 방향에서 오브젝트를 스캔할 수 있다. 또한, 신규 스캔 경로가 기존 스캔 경로에 포함된 경우, 스캔 경로 생성부(170)는 단계(890)를 수행할 수 있다.
단계(890)에서 스캔 경로 생성부(170)는 모든 셀 그룹에 대한 스캔 경로가 생성되었는지 여부를 확인할 수 있다. 모든 셀 그룹에 대한 스캔 경로 생성이 완료된 경우, 스캔 경로 생성부(170)는 스캔을 종료할 수 있다. 모든 셀 그룹에 대한 스캔 경로 생성이 완료되지 않은 경우, 스캔 경로 생성부(170)는 그룹 선택부(160)에게 셀 그룹의 선택을 요청할 수 있다. 그리고, 그룹 선택부(160)는 단계(860)를 재수행하며 이전에 선택한 셀 그룹보다 우선 순위가 한 단계 낮은 셀 그룹을 선택할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따라 3차원 격자의 크기를 순차적으로 감소시키는 스캔 경로 생성 방법을 도시한 플로우차트이다.
단계(910)에서 스캔 경로 생성 장치(100)는 스캐너(101)를 이용하여 오브젝트를 스캔할 수 있다. 이때, 스캐너 제어부(110)는 초기 스캔 경로에 따라 스캐너 암을 제어하여 오브젝트가 초기 스캔 경로에 대응하는 각도 및 위치에서 스캐너(101)의 카메라에 의하여 스캔 되도록 할 수 있다.
단계(920)에서 스캔 경로 생성 장치(100)는 단계(910)에서 생성한 오브젝트의 스캔 결과를 이용하여 경계 다면체를 생성하고, 경계 다면체에 3D 모델을 매핑하여 점유 그리드를 생성하며, 점유 그리드에서 점유되지 않은 셀들을 그룹화하여 셀 그룹들을 생성할 수 있다. 다음으로, 스캔 경로 생성 장치(100)는 셀 그룹들 중에서 하나를 선택하여 스캔 경로를 생성할 수 있다. 이때, 단계(920)에서 스캔 경로 생성 장치(100)가 스캔 경로를 생성하는 구체적인 과정은 도 8의 단계(820) 내지 단계(870)과 동일할 수 있다.
단계(930)에서 스캔 경로 생성 장치(100)는 단계(920)에서 생성한 신규 스캔 경로가 기존 스캔 경로에 포함되어 있는지 여부를 검색할 수 있다. 신규 스캔 경로가 기존 스캔 경로에 포함되지 않은 경우, 스캔 경로 생성 장치(100)는 단계(810)를 재수행하며, 신규 스캔 경로에 따라 스캐너 암을 제어하여 기존의 스캔 방향과 다른 방향에서 오브젝트를 스캔할 수 있다. 또한, 신규 스캔 경로가 기존 스캔 경로에 포함된 경우, 스캔 경로 생성 장치(100)는 단계(940)를 수행할 수 있다.
단계(940)에서 스캔 경로 생성 장치(100)는 모든 셀 그룹에 대한 스캔 경로가 생성되었는지 여부를 확인할 수 있다. 모든 셀 그룹에 대한 스캔 경로 생성이 완료된 경우, 스캔 경로 생성 장치(100)는 단계(950)를 수행할 수 있다. 모든 셀 그룹에 대한 스캔 경로 생성이 완료되지 않은 경우, 스캔 경로 생성 장치(100)는 단계(920)를 재수행하며 이전에 선택한 셀 그룹보다 우선 순위가 한 단계 낮은 셀 그룹을 선택할 수 있다.
단계(950)에서 스캔 경로 생성 장치(100)는 스캔을 종료할 것인지 여부를 확인할 수 있다. 경계 다면체를 생성하기 위하여 사용하는 다각형인 격자의 크기가 기 설정된 크기 이하이거나, 단계(960)이 기 설정된 회수 이상 반복 수행된 경우, 스캔 경로 생성 장치(100)는 스캔을 종료하는 것으로 판단할 수 있다.
또한, 격자의 크기가 기 설정된 크기를 초과하거나, 단계(960)이 기 설정된 회수 미만으로 반복 수행된 경우, 스캔 경로 생성 장치(100)는 스캔을 종료하지 않는 것으로 판단하고 단계(960)을 수행할 수 있다.
단계(960)에서 스캔 경로 생성 장치(100)는 격자의 크기를 감소시킬 수 있다. 그리고, 단계(910)에서 오브젝트를 재스캔할 수 있다.
그후, 단계(920)에서 스캔 경로 생성 장치(100)는 단계(960)에서 감소된 격자의 크기에 따라 경계구의 표면을 분할하여 경계 다면체를 생성하고, 생성한 경계 다면체에 따라 단계(840) 내지 단계(870)를 수행하여 감소된 크기의 다각형으로 생성된 셀들이 그룹화된 셀 그룹 각각에 대응하는 스캔 경로를 생성할 수 있다.
본 발명은 스캔 결과에 따라 점유 그리드를 생성, 또는 업데이트하여 오브젝트에 대응하는 경계 다면체에서 스캔된 영역을 확인하고, 스캔되지 않은 영역에 대하여 스캔 경로를 생성함으로써, 스캐너(101)가 누락되는 영역 없이 오브젝트를 스캔 하도록 할 수 있다. 또한, 본 발명은 경계 다면체를 생성하기 위하여 사용하는 다각형의 크기를 순차적으로 감소시킨 후 재 스캔함으로써, 오브젝트에서 스캔이 누락되는 영역을 감소시키고, 이전 스캔보다 정밀한 스캔 경로를 생성할 수도 있다.
본 명세서에 설명된 각종 기술들의 구현들은 디지털 전자 회로조직으로, 또는 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어로, 또는 그들의 조합들로 구현될 수 있다. 구현들은 데이터 처리 장치, 예를 들어 프로그램가능 프로세서, 컴퓨터, 또는 다수의 컴퓨터들의 동작에 의한 처리를 위해, 또는 이 동작을 제어하기 위해, 컴퓨터 프로그램 제품, 즉 정보 캐리어, 예를 들어 기계 판독가능 저장 장치(컴퓨터 판독가능 매체)에 기록된 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수 있다. 상술한 컴퓨터 프로그램(들)과 같은 컴퓨터 프로그램은 컴파일된 또는 인터프리트된 언어들을 포함하는 임의의 형태의 프로그래밍 언어로 기록될 수 있고, 독립형 프로그램으로서 또는 모듈, 구성요소, 서브루틴, 또는 컴퓨팅 환경에서의 사용에 적절한 다른 유닛으로서 포함하는 임의의 형태로 전개될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 하나의 사이트에서 하나의 컴퓨터 또는 다수의 컴퓨터들 상에서 처리되도록 또는 다수의 사이트들에 걸쳐 분배되고 통신 네트워크에 의해 상호 연결되도록 전개될 수 있다.
컴퓨터 프로그램의 처리에 적절한 프로세서들은 예로서, 범용 및 특수 목적 마이크로프로세서들 둘 다, 및 임의의 종류의 디지털 컴퓨터의 임의의 하나 이상의 프로세서들을 포함한다. 일반적으로, 프로세서는 판독 전용 메모리 또는 랜덤 액세스 메모리 또는 둘 다로부터 명령어들 및 데이터를 수신할 것이다. 컴퓨터의 요소들은 명령어들을 실행하는 적어도 하나의 프로세서 및 명령어들 및 데이터를 저장하는 하나 이상의 메모리 장치들을 포함할 수 있다. 일반적으로, 컴퓨터는 데이터를 저장하는 하나 이상의 대량 저장 장치들, 예를 들어 자기, 자기-광 디스크들, 또는 광 디스크들을 포함할 수 있거나, 이것들로부터 데이터를 수신하거나 이것들에 데이터를 송신하거나 또는 양쪽으로 되도록 결합될 수도 있다. 컴퓨터 프로그램 명령어들 및 데이터를 구체화하는데 적절한 정보 캐리어들은 예로서 반도체 메모리 장치들, 예를 들어, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광 기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 롬(ROM, Read Only Memory), 램(RAM, Random Access Memory), 플래시 메모리, EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM) 등을 포함한다. 프로세서 및 메모리는 특수 목적 논리 회로조직에 의해 보충되거나, 이에 포함될 수 있다.
또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용매체일 수 있고, 컴퓨터 저장매체를 포함할 수 있다.
본 명세서는 다수의 특정한 구현물의 세부사항들을 포함하지만, 이들은 어떠한 발명이나 청구 가능한 것의 범위에 대해서도 제한적인 것으로서 이해되어서는 안되며, 오히려 특정한 발명의 특정한 실시형태에 특유할 수 있는 특징들에 대한 설명으로서 이해되어야 한다. 개별적인 실시형태의 문맥에서 본 명세서에 기술된 특정한 특징들은 단일 실시형태에서 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 단일 실시형태의 문맥에서 기술한 다양한 특징들 역시 개별적으로 혹은 어떠한 적절한 하위 조합으로도 복수의 실시형태에서 구현 가능하다. 나아가, 특징들이 특정한 조합으로 동작하고 초기에 그와 같이 청구된 바와 같이 묘사될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 일부 경우에 그 조합으로부터 배제될 수 있으며, 그 청구된 조합은 하위 조합이나 하위 조합의 변형물로 변경될 수 있다.
마찬가지로, 특정한 순서로 도면에서 동작들을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 그 특정한 순서나 순차적인 순서대로 그러한 동작들을 수행하여야 한다거나 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정한 경우, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 또한, 상술한 실시형태의 다양한 장치 컴포넌트의 분리는 그러한 분리를 모든 실시형태에서 요구하는 것으로 이해되어서는 안되며, 설명한 프로그램 컴포넌트와 장치들은 일반적으로 단일의 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다중 소프트웨어 제품에 패키징 될 수 있다는 점을 이해하여야 한다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
100: 스캔 경로 생성 장치
101: 스캐너
110: 스캐너 제어부
120: 3D 모델 복원부
130: 경계 다면체 생성부;
140: 점유 그리드 생성부;
150: 셀 그룹화부
160: 그룹 선택부
170: 스캔 경로 생성부

Claims (12)

  1. 오브젝트의 스캔 결과를 3D 모델로 복원하는 단계;
    상기 3D 모델을 이용하여 스캔 영역을 포함하는 경계 다면체를 생성하는 단계;
    상기 경계 다면체에 상기 3D 모델을 매핑하여 점유 그리드를 생성하는 단계;
    상기 그리드에 포함된 셀들 중에서 상기 3D 모델이 매핑되지 않은 셀들을 그룹화하여 셀 그룹들을 생성하는 단계; 및
    상기 셀 그룹들 중에서 선택된 셀 그룹의 노말 벡터에 따라 스캔 경로를 생성하는 단계
    를 포함하는 스캔 경로 생성 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 경계 다면체를 생성하는 단계는,
    상기 3D 모델을 구성하는 3차원 정점들이 모두 포함된 외접구들 중에서 반지름이 가장 작은 구를 검색하여 경계구(Bounding sphere)로 정의하는 단계; 및
    상기 경계구의 표면을 기 설정된 크기를 가지는 다각형으로 분할하여 경계 다면체로 정의하는 단계
    를 포함하는 스캔 경로 생성 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 셀 그룹들 중 선택되지 않았던 셀 그룹들 각각에 대하여 스캔 경로를 생성하는 단계;
    모든 셀 그룹에 대하여 스캔 경로가 생성된 경우, 상기 경계 다면체를 생성하기 위하여 사용하는 다각형의 크기를 감소시키는 단계; 및
    상기 경계구의 표면을 감소된 크기의 다각형으로 분할하여 생성한 경계 다면체를 이용하여 스캔 경로를 생성하는 단계
    를 더 포함하는 스캔 경로 생성 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 점유 그리드를 생성하는 단계는,
    상기 경계 다면체에 포함된 셀들 중에서 상기 3D 모델을 구성하는 3차원 정점들의 노말 벡터와 유사도가 가장 높은 노말 벡터를 가지는 셀들 각각에 상기 3차원 정점들을 매핑하는 스캔 경로 생성 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 셀들을 그룹화하는 단계는,
    점유 그리드에서 상기 3D 모델이 매핑된 셀들을 점유된 셀로 분류하고, 상기 3D 모델이 매핑되지 않은 셀들을 점유되지 않은 셀로 분류하는 단계;
    점유되지 않은 셀들 중에서 인접한 셀들을 그룹화하여 셀 그룹들을 생성하는 단계;
    셀 그룹들 각각에 포함된 셀들의 개수에 따라 셀 그룹들의 우선 순위를 설정하는 단계
    를 포함하는 스캔 경로 생성 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 스캔 경로를 생성하는 단계는,
    상기 셀 그룹들의 우선 순위에 따라 순차적으로 셀 그룹을 선택하는 단계;
    선택한 셀 그룹의 중심 셀을 식별하는 단계;
    스캐너에 포함된 카메라의 방향 벡터를 상기 중심 셀의 노말 벡터와 반대 방향으로 설정하는 단계;
    상기 카메라의 방향 벡터에 따라 스캔 경로를 생성하는 단계
    를 포함하는 스캔 경로 생성 방법.
  7. 오브젝트의 스캔 결과를 3D 모델로 복원하는 3D 모델 복원부;
    상기 3D 모델을 이용하여 스캔 영역을 포함하는 경계 다면체를 생성하는 경계 다면체 생성부;
    상기 경계 다면체에 3D 모델을 매핑하여 점유 그리드를 생성하는 점유 그리드 생성부;
    상기 점유 그리드에 포함된 셀들 중에서 상기 3D 모델이 매핑되지 않은 셀들을 그룹화하여 셀 그룹들을 생성하는 셀 그룹화부; 및
    상기 셀 그룹들 중에서 선택된 셀 그룹의 노말 벡터에 따라 스캔 경로를 생성하는 스캔 경로 생성부
    를 포함하는 스캔 경로 생성 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 경계 다면체 생성부는,
    상기 3D 모델을 구성하는 3차원 정점들이 모두 포함된 외접구들 중에서 반지름이 가장 작은 구를 검색하여 경계구로 정의하고, 상기 경계구의 표면을 기 설정된 크기를 가지는 다각형으로 분할하여 경계 다면체로 정의하는 스캔 경로 생성 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 경계 다면체 생성부는,
    모든 셀 그룹에 대하여 스캔 경로가 생성된 경우, 상기 경계 다면체를 생성하기 위하여 사용하는 다각형의 크기를 감소시키고,
    상기 스캔 경로 생성부는,
    상기 경계구의 표면을 감소된 크기의 다각형으로 분할하여 생성한 경계 다면체를 이용하여 스캔 경로를 생성하는 스캔 경로 생성 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 점유 그리드 생성부는,
    상기 경계 다면체에 포함된 셀들 중에서 상기 3D 모델을 구성하는 3차원 정점들의 노말 벡터와 유사도가 가장 높은 노말 벡터를 가지는 셀들 각각에 상기 3차원 정점들을 매핑하는 스캔 경로 생성 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 셀 그룹화부는,
    점유 그리드에서 상기 3D 모델이 매핑된 셀들을 점유된 셀로 분류하고, 상기 3D 모델이 매핑되지 않은 셀들을 점유되지 않은 셀로 분류하며, 점유되지 않은 셀들 중에서 인접한 셀들을 그룹화하여 셀 그룹들을 생성하고, 셀 그룹들 각각에 포함된 셀들의 개수에 따라 셀 그룹들의 우선 순위를 설정하는 스캔 경로 생성 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 셀 그룹들의 우선 순위에 따라 순차적으로 셀 그룹을 선택하는 그룹 선택부를 더 포함하고,
    상기 스캔 경로 생성부는,
    선택한 셀 그룹의 중심 셀을 식별하고, 스캐너에 포함된 카메라의 방향 벡터를 상기 중심 셀의 노말 벡터와 반대 방향으로 설정하며, 상기 카메라의 방향 벡터에 따라 스캔 경로를 생성하는 스캔 경로 생성 장치.
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