KR102216621B1

KR102216621B1 - 3차원 스캐닝용 턴테이블 및 이를 이용한 피사체의 3d 테이터를 얻는 방법

Info

Publication number: KR102216621B1
Application number: KR1020180140419A
Authority: KR
Inventors: 정일호
Original assignee: 온스캔스주식회사
Priority date: 2018-11-15
Filing date: 2018-11-15
Publication date: 2021-02-17
Also published as: KR20200056576A

Abstract

본 발명은 3차원 스캐닝용 턴테이블 및 이를 이용한 피사체의 3D 테이터를 얻는 방법에 관한 것이다.
이를 위하여, 본 발명은 턴테이블 몸체와; 상기 턴테이블 몸체의 내부로 구비되며, 소정 길이를 갖는 구동축이 상부로 노출되게 구비된 모터와; 상기 구동축의 상단부에 축이음부로 결합된 회전판과; 상기 모터를 구동하기 위해 접속된 모터 구동부와; 상기 모터의 구동속도, 구동각도, 정지속도 및 정지각도 등 모터구동에 필요한 제어프로그램이 저장되며, 스캔부와 연동되도록 구비된 모터 제어부와; 상기 모터 제어부에 접속되도록 상기 모터 구동부에 구비된 통신 모듈부; 및 상기 모터 구동부에 구동전원이 공급되는 구동전원 공급부가 포함됨을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명은 피사체의 3D 테이터를 용이하게 얻을 수 있도록 하는 가운데 이를 통해 피사체의 3D 테이터 제작 시간을 줄일 수 있도록 한 것이다.

Description

3차원 스캐닝용 턴테이블 및 이를 이용한 피사체의 3D 테이터를 얻는 방법{A METHOD FOR OBTAINING 3D DATA OF A SUBJECT USING THE TURNTABLE FOR THREE-DIMENSIONAL SCANNING}

본 발명은 3차원 스캐닝용 턴테이블 및 이를 이용한 피사체의 3D 테이터를 얻는 방법에 관한 것으로서, 특히 턴테이블의 회전판에 올려진 피사체가 회전됨과 동시에 3차원 스캐닝 장치에 의하여 스캔이 이루어지도록 한 것이다.

일반적으로 물체의 3차원 형상 측정은 다양한 가공물의 검사나, 캐드/캠(CAD/CAM), 의료, 솔리드 모델링 등 여러 가지 분야에서 폭넓게 적용되고 있다.

3차원 형상의 측정기술의 하나 중의 하나가 접촉식 3차원 측정기를 사용하여 곡면상의 한 점씩 측정하여 전체 곡면형상을 측정하는 방식이 사용되고 있으나, 접촉식 3차원 형상 측정법은 측정 시간이 과다하게 소요되는 문제점이 있었다.

이러한 접촉식 3차원 측정기의 단점을 해소하여 측정 효율을 높이기 위하여 광학적인 방식을 이용하고 있고, 광학적인 방법을 이용하여 물체의 입체형상을 측정하는 장비를 3차원 스캐너(3D Scanner)라고 부른다.

3차원 스캐너는 렌즈와 카메라로 이루어진 영상획득부와 패턴광을 영사하는 패턴광 영사부로 구비되어 있고, 영상획득부와 패턴광 영사부는 임의로 조정할 수 없도록 고정되어 있음으로서, 줄자 등을 이용하여 해당 3D 스캐너의 사양에 따라 정해진 최적의 초점 위치를 찾은 후에 그 위치에 측정 대상물을 위치시키는 과정에서 3차원 스캐너를 사용할 때마다 줄자를 준비해야하는 번거로움이 있어 효율성이 떨어지는 문제점이 있었다.

한편, 렌즈와 카메라로 구성되는 영상획득부, 측정 대상물 표면에 패턴광을 영사하는 패턴광 영사부 및 측정 대상물 표면에 점광원을 조사하는 점광원 발생기를 이용하여 측정 대상물을 전진 혹은 후진시키면서 두 개의 점광원이 겹쳐지는 위치를 최적 위치로 설정할 수 있게 되나, 별도의 점광원 2개를 배치시켜야 하기 때문에 장치의 부피가 커지는 것은 물론 추가적인 비용의 지출이 불가피한 또 다른 문제점이 있다.

공개특허공보 제10-2018-0040316호(2018.04.20)

본 발명은 턴테이블의 회전판에 올려진 피사체가 회전됨과 동시에 3차원 스캐닝 장치에 의하여 스캔이 이루어지도록 하는 가운데 스캔으로 얻어진 스캔 데이터가 자동으로 배열 및 기록될 수 있도록 한 것이다.

본 발명은 턴테이블 몸체와; 상기 턴테이블 몸체의 내부로 구비되며, 소정 길이를 갖는 구동축이 구비된 모터와; 상기 구동축의 상단부에 축이음부로 결합된 회전판과; 상기 모터를 구동하기 위해 접속된 모터 구동부와; 상기 모터의 구동속도, 구동각도, 정지속도 및 정지각도 등 모터 구동에 필요한 제어프로그램이 저장되며, 3차원 스캔 장치와 연동되도록 구비된 모터 제어부와; 상기 모터 제어부에 접속되도록 상기 모터 구동부에 구비된 통신 모듈부; 및 상기 모터 구동부에 구동전원이 공급되는 구동전원 공급부가 포함됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 축이음부는 회전판의 하부 중앙에 돌출되게 형성된 구동축 삽입홀을 갖는 구동축 삽입부와; 상기 구동축 삽입부에 직각으로 교차되게 구비된 세트 스트류홀 ; 및 상기 세트 스크류홀에 나사 결합된 세트 스크류로 구비됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 모터 제어부는 모터 제어 프로그램부와 모터 세트부로 구비되되,상기 모터 제어 프로그램부는 통신 모듈부를 통해 모터 구동부의 접속여부를 확인하는 상태부와; 통신 모듈부의 통신포트와 일치시켜 모터 구동부를 접속시키는 커넥션부와; 상기 모터의 왼쪽 또는 오른쪽 회전방향을 선택하는 조그 무브부와; 상기 회전판의 현재 각도를 표시하는 현재 각도부와; 상기 회전판의 회전각도를 설정하는 세트각도부로 구비되고, 상기 모터 세트부는 상기 모터의 회전 속도를 입력하는 회전 속도부와; 매뉴얼로 사용되는 모터의 회전속도를 입력하는 조그 속도부 및모터에 의해 회전되는 회전판의 실제 회전 각도를 실시간으로 표시하는 실제 각도부와; 상기 회전판의 1회전을 360°로하여 얼마 간격으로 회전 후 멈출 것인지를 입력하는 정지 각도부; 및 모든 설정이 끝나면 모터 및 3차원 스캐너 장치를 작동시켜 3차원 촬영을 시작, 정지하는 시작, 정지부로 구비됨을 특징으로 한다.

그리고 상기 모터 및 스캐너의 구동에 따라 피사체의 스캔된 스캔 데이터는 프로그램에 의하여 자동으로 배열 및 기록되는 데이터 배열 기록부가 포함됨을 특징으로 한다.

한편, 본 발명은 3차원 스캐닝용 턴테이블을 이용한 피사체의 3D 테이터는 컴퓨터의 스캔 프로그램내에서 캘리브레이션을 선택하여 실행시키면 모터 제어부의 모터 제어 프로그램부에 의하여 3차원 스캐너 장치와 턴테이블의 회전판의 위치를 인식하게 되는 캘리브레이션 단계와; 상기 회전판에 피사체를 올여 놓은 후 스캔을 실행시키면 입력된 회전 각도 및 스캔 회전수에 따라 회전판이 회전되면서 3차원 스캐너 장치의 스캔이 이루어지는 스캔 및 피사체 회전단계와; 상기 스캔 및 피사체 회전단계를 반복하여 설정된 최종 스캔이 진행됨과 동시에 스캔이 완료되는 스캔 데이터로 정리 단계와; 상기 스캔된 이미지 데이터는 프로그램에 의하여 확인 후 기록되는 이미지 기록단계; 및 상기 기록된 이미지의 최종 이미지들이 자동으로 결합되도록 하는 이미지 결합단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

또한, 상기 캘리브레이션 단계는 턴테이블의 회전판이 1방향으로 설정된 각도로 회전 후 3차원 스캐너 장치로 촬영이 진행되어 1차 이미지를 얻고, 다시 턴테이블의 회전판이 2방향으로 설정된 각도로 회전 후 3차원 스캐너 장치로 촬영이 진행되어 2차 이미지를 얻은 후 1,2차 이미지를 분석하여 턴테이블의 회전판의 초기 위치를 확인하는 것이 더 포함됨을 특징으로 한다.

그리고, 상기 캘리브레이션 단계는 모터 제어부의 신호가 통신모듈부를 통해 모터 구동부로 입력됨과 동시에 회전판이 회전 및 일정한 위치에서 멈추는 과정 중 모터 제어 프로그램부는 통신 모듈부를 통해 상태부에 의하여 모터 구동부의 접속여부를 확인하고, 커넥션부에 의하여 통신 모듈부의 통신포트가 모터 구동부에 일치되는 것이 더 포함됨을 특징으로 한다.

본 발명은 턴테이블의 회전판에 올려진 피사체가 회전됨과 동시에 3차원 스캐너 장치에 의하여 스캔이 이루어지도록 하는 가운데 피사체의 3차원 스캔된 데이터가 자동으로 배열 기록되어지도록 함으로써, 피사체의 3차원 테이터를 용이하게 얻을 수 있는 효과가 있다.

또한, 이를 통해 피사체의 3차원 테이터 제작 시간을 줄일 수 있는 효과를 더 얻을 수 있다.

도1은 본 발명에 따른 3차원 스캐닝용 턴테이블을 도시한 블록도.
도2는 본 발명에 따른 3차원 스캐닝용 턴테이블에 있어 축이음부의 내,외부를 절개하여 분리 도시한 요부 사시도.
도3은 본 발명에 따른 3차원 스캐닝용 턴테이블을 이용하여 피사체의 3차원테이터를 얻는 과정을 도시한 순서도.
도4는 본 발명에 따른 3차원 스캐닝용 턴테이블에 접속된 3차원 스캐닝 장치를 도시한 블록도.
도5는 본 발명에 따른 3차원 스캐닝용 턴테이블에 접속된 3차원 스캐닝 장치에 스캐닝 과정을 도시한 순서도.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

본 발명에 따른 3차원 스캐닝용 턴테이블을 설명하기에 앞서 이러한 턴테이블이 사용되는 3차원 스캐닝 장치 및 스캐닝 과정을 도4 및 도5을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도4는 본 발명에 따른 3차원 스캐닝용 턴테이블에 접속된 3D 스캐닝 장치를 도시한 블록도로써, 3차원 스캐닝 장치(900)는 프로젝터(901), 카메라(903), 버퍼(905), 메모리(907) 및 프로세서(909)가 포함되도록 구비되어 있다.

상기 프로젝터(901)는 대상 물체에 특정 패턴 이미지를 투사되되도록 구비된 것으로 대상 물체에 구조광(structured light)이 투사되도록 구비되어 있고, 상기 카메라(903)는 대상 물체에 맺힌 패턴 이미지를 촬영하여 그 이미지 데이타가 획득되도록 구비된 것으로 대상 물체에 구조광이 투사된 이미지가 캡쳐되도록 구비된다.

상기 버퍼(905)는 카메라(903)가 캡쳐한 이미지를 임시 저장하고, 상기 메모리(907)는 3차원 스캐닝 장치(900)의 동작 메모리로서 제공되며, 상기 버퍼(705)에 버퍼링된 이미지들은 파일 형태로 저장된다.

상기 프로세서(909)는 3차원 스캐닝 장치(900)의 제반 동작이 제어되도록 구비된 것으로 패턴 이미지가 대상 물체에 투사되도록 프로젝터(901)를 제어하고, 투사된 패턴 이미지의 캡쳐 이미지를 획득하도록 카메라(903)를 제어한다.

상기 프로세서(909)는 카메라(903)에서 제공되는 캡쳐 이미지로부터 대상 물체에 대한 3차원 데이터를 구하여 이를 3차원 형상화시키는 스캐닝 동작을 수행하고, 캡쳐 이미지를 토대로 수학적 연산을 통해 3차원 형상 측정치를 산출한다.

상기 프로세서(909)는 스캔 시간을 최소화하기 위하여 프로젝터(901)와 카메라(903)의 동기(Sync)를 맞추고, 카메라(903)의 프레임에 맞춘 프로젝터(901)의 이미지를 캡쳐한다. 이는 10장의 정해진 이미지를 투사하고 캡쳐 하는데 소요되는 시간은 10/30 초 일 수 있다.

상기 프로세서(909)는 처음 이미지 맞춤을 통해 프로젝터(901)의 처음 투사되는 이미지가 카메라(903)에 온전하게 캡쳐되도록 하고, 정해진 모든 패턴 이미지, 예를들면 10장~ 15장의 이미지를 계속 프레임에 맞춰 원하는 수량을 캡쳐한다. 이때 캡쳐된 이미지들을 이미지 파일 형태, 예를 들면, 24bit bmp 파일로 메모리(907)에 저장될 수 있다. 프로세서(909)는 프로젝터(101)와 카메라(103)의 시간을 맞추기 위하여 캘리브레이션을 선택적으로 실행할 수 있다.

프로세서(909)는 프로젝터(901) 및 카메라(903)와 연동하여 메모리(907)에 저장된 프로그램을 실행하며, 이러한 프로그램은 프로젝터(901)를 통해 측정 대상 물체에 출력할 복수의 패턴 이미지 별로 패턴 이미지가 투사된 대상 물체의 이미지를 카메라를 통해 캡쳐하기까지의 지연 시간을 각각 설정하고, 설정된 지연 시간이 유효한지 확인하며, 유효한 것으로 확인된 지연 시간을 적용하여 대상 물체의 이미지를 캡쳐하는 3차원 스캐닝 프로세스를 수행하는 명령어들(instructions)을 포함한다.

도5는 본 발명에 따른 3차원 스캐닝용 턴테이블에 접속된 3차원 스캐닝 장치에 스캐닝 과정을 도시한 순서도이다.

도 5를 참조하면, 프로세서(909)는 카메라(903)가 캡쳐하기 위한 지연 시간을 투사할 이미지 별로 설정한 후(S900) 설정한 지연 시간이 맞는지 확인 하고(S910), 프로세서(909)는 프로젝터(901)를 통해 패턴 이미지 출력 후, S900 단계에서 확인된 지연 시간만큼 지연시킨 후, 카메라(903)의 캡쳐 동작을 수행한다(S920).

본 발명은 이러한 과정을 통해 스캔이 이루어지는 과정에서 대상 물체인 피사체(S)가 용이하게 회전되는 가운데 스캔된 3차원 이미지 데이터가 자동으로 배열 기록되어지도록 한 것이다.

도1은 본 발명에 따른 3차원 스캐닝용 턴테이블을 도시한 블록도이고, 도2는 본 발명에 따른 3차원 스캐닝용 턴테이블에 있어 축이음부의 내,외부를 절개하여 분리 도시한 요부 사시도이다.

본 발명에 따른 3차원 스캐닝용 턴테이블은 도1에 도시된 바와 같이, 턴테이블 몸체(100), 모터(200), 회전판(300), 모터 구동부(400), 모터 제어부(500), 통신 모듈부(600) 및 구동전원 공급부(700)로 구비되어 있다.

여기에서, 상기 턴테이블 몸체(100)는 내부에 소정 공간부가 제공되는 가운데 상기 모터(200)와 회전판(300)이 안정되게 지지될 수 있도록 구비되어 있다.

상기 모터(200)는 통신 모듈부(600)를 통해 모터 제어부(500)로부터 인가되는 신호에 따라 모터 구동부(400)에 의하여 정,역 회전 및 멈춤이 이루어질 수 있도록 구비되어 상기 회전판(300)이 연동될 수 있도록 구비되어 있다.

상기 모터(200)는 회전판(300)이 안정되게 회전될 수 있도록 하기 위한 방안으로 소정 길이를 갖는 구동축(210)이 턴테이블 몸체(100)의 상부로 노출되도록 구비되어 있고, 상부로 노출된 구동축(210)에 회전판(300)이 결합되어 있다.

상기 회전판(300)은 윗면으로 피사체(S)가 안정되게 안착되도록 하는 가운데 안착된 피사체(S)가 3차원 스캐닝 장치(900)에 의하여 여러 방향에서 일정한 속도로 촬영될 수 있도록 구비된 것으로 상기 구동축(210)의 상단부에 축이음부(310)로 결합되어 있다.

상기 축이음부(310)는 회전판(300)의 하부 중앙에 구동축 삽입홀(311)을 갖는 구동축 삽입부(312)가 하부를 향하여 돌출되게 형성되어 있고, 상기 구동축 삽입부(312)의 외주연부에 직각으로 교차되는 형태를 갖는 세트 스트류홀(313)이 일체로 형성되어 있다.

상기 구동축 삽입부(312)에 구동축(210)의 상부가 삽입된 상태에서 상기 세트 스크류홀(313)에 세트 스크류(314)가 나사 결합됨으로써, 구동축(210)에 회전판(300)이 연동될 수 있게 결합된다.

상기 모트 구동부(400)는 모터(200)를 구동하기 위해 접속된 것으로 3차원 스캐닝 장치(900)와 연동되도록 구비된 모터 제어부(500)에 의하여 연동될 수 있도록 구비되어 있다.

상기 모터 제어부(500)는 3차원 스캔 장치(900)와 연동되는 가운데 상기 모터(200)의 구동속도, 구동각도, 정지속도 및 정지각도 등 모터 구동에 필요한 제어프로그램으로 이루어져 있다.

이러한 모터 제어부(500)는 측정 대상물인 피사체(S)를 스캔하기 위한 일련의 프로세스들을 수행하는 프로세서들을 포함하는 컴퓨터 장치로 구성될 수 있다. 이 컴퓨터 장치는 프로세서들을 지원할 수 있는 워크스테이션(workstation), 서버(server), 랩탑(laptop), 메인프레임(mainframe), PDA, 함께 작동하는 장치들의 클러스터(cluster), 가상 장치(virtual device) 또는 다른 컴퓨터 장치일 수 있다.

상기 모터 제어부(500)는 회전판(300)의 회전 작동 및 3차원 스캐너 장치(900)의 스캔 작동을 제어하며, 스캔 작업이 시작되면 회전판(300)을 360°회전시킨다.

이와 동시에 모터 제어부(500)는 회전판(300)의 회전 각도별로 피사체(S)를 스캔하도록 3차원 스캐너 장치(900)의 작동을 제어한다. 예를 들면, 3차원 스캐너 장치(900)는 회전판(300)이 일정 각도씩 회전할 때마다 피사체(S)를 상기한 바와 같이, 스캔하여 스캔 데이터를 획득할 수 있다.

또한, 상기 모터 제어부(500)는 3차원 스캐너 장치(900)와 턴테이블의 회전판(300)의 위치를 인식하기 위하여 컴퓨터의 스캔 프로그램내에서 미도시한 캘리브레이션을 선택하여 실행되도록 구비되어 있고, 캘리브레이션은 턴테이블의 회전판(300)이 1방향으로 설정된 각도로 회전 후 3차원 스캐너 장치(900)로 촬영하여 1차 이미지를 얻고, 다시 턴테이블의 회전판(300)을 2방향으로 설정된 각도로 회전 후 3차원 스캐너 장치(900)로 촬영하여 얻은 2차 이미지 즉, 1,2차 이미지를 분석하여 이미지를 분석하여 턴테이블의 회전판(300)의 위치를 확인한다.

또한, 3차원 스캐너 장치(900)의 스캔은 보통 6회에서 8회 스캔이 진행되는데 턴테이블을 이용한 스캔을 선택하고, 회전 각도 및 스캔 회전수를 기입한 후 스캔이 이루어지게 된다. 이때, 자동 스캔을 선택할 경우, 1번 스캔 및 스캔된 데이터가 창에 표시 되면서 모터(200)에 결합된 회전판(300)이 자동으로 회전하며 특정 위치에서 스캔됨으로써, 스캔된 1번 이미지 데이터를 얻게 되고, 2회 스캔 시 스캔된 데이터가 창에 표시되는 과정 중 1번 스캔 이미지 데이터와 겹쳐서 보이게 된다. 즉, 회전판(300)의 회전 1(회수/360도)에 스캔 1, 회전판의 회전 n (n, 360/360까지)에 스캔 n 후 스캔 데이터가 정리(arrange) 된다. 이러한 과정의 반복을 통해 설정된 최종 스캔이 진행됨과 동시에 스캔이 완료되고, 이어 프로그램에 의하여 스캔된 이미지 데이터가 확인 후 기록(registering) 된 후 최종 이미지들이 자동을 결합( merging)되도록 하는 것으로 스캔이 완료된다. 즉, 회전판(300)의 회전은 분당 2~3회 정도로 하는 것이 바람직하며, 정밀도는 2°를 갖도록 하고, 피사체의 무게는 10kg 내외를 갖도록 하는 것이 바람직하다.

상기 모터 제어부(500)는 모터(200)와 3차원 스캐닝 장치(900)가 연동으로 제어되도록 한 것으로 모터 제어 프로그램부(510)와 모터 세트부(520)로 구비되어 있다.

상기 모터 제어 프로그램부(510)는 통신 모듈부(600)를 통해 모터 구동부(400)의 접속여부를 확인하는 상태부(511)가 구비되어 있고, 상기 통신 모듈부(600)의 통신포트와 일치시켜 모터 구동부(400)를 접속시키는 커넥션부(512)가 구비되어 있다.

또한, 상기 모터(200)의 왼쪽 또는 오른쪽 회전방향을 선택하는 조그 무브부(513)와 상기 회전판(300)의 현재 각도를 표시하는 현재 각도부(514) 및 상기 회전판(300)의 회전각도를 설정하는 세트각도부(515)로 구비되어 상기 통신 모듈부(600)를 통해 모터(200) 및 회전판(300)의 구동량을 설정하는 기능이 제공되도록 구비되어 있다.

상기 모터 세트부(520)는 모터(200)의 회전 속도를 입력하는 회전 속도부(521)가 구비되어 있고, 매뉴얼로 사용되는 모터(200)의 회전속도를 입력하는 조그 속도부(522)와 모터(200)에 의해 회전되는 회전판(300)의 실제 회전 각도를 실시간으로 표시하는 실제 각도부(523)가 구비되어 있고, 상기 회전판(300)의 1회전을 360°로하여 얼마 간격으로 회전 후 멈출 것인지를 입력하는 정지 각도부(524) 및 모든 설정이 끝나면 모터(200) 및 3차원 스캐닝 장치(900)를 작동시켜 3차원 촬영을 시작, 정지하는 시작, 정지부(525)로 구비되어 있다. 이대, 상기 모터(200) 및 3D 스캐너 장치(900)의 구동에 따라 피사체(S)의 스캔된 스캔 데이터는 데이터 배열 기록부(530)인 프로그램에 의하여 자동으로 배열 및 기록되도록 구비되어 있다.

상기 통신 모듈부(600)는 모터 제어부(500)에 접속되도록 상기 모터 구동부(400)에 구비되어 있다.

상기 구동전원 공급부(700)는 모터 구동부(400)에 구동전원이 공급되어 모터(200)와 통신모듈부(600)로 공급될 수 있도록 구비되어 있다.

도3은 본 발명에 따른 3차원 스캐닝용 턴테이블을 이용하여 피사체의 3D 테이터를 얻는 과정을 도시한 순서도이다.

이와 같은 3차원 스캐닝용 턴테이블을 이용하여 피사체(S)로부터 3D 이미지 테이터를 얻는 과정은 먼저, 캘리브레이션 단계(S100)로 컴퓨터의 스캔 프로그램내에서 캘리브레이션을 선택하여 실행시키면 모터 제어부(500)의 모터 제어 프로그램부(510)에 의하여 3차원 스캐너 장치(900)와 턴테이블의 회전판(300)의 위치를 인식하게 된다. 즉, 턴테이블의 회전판(300)이 1방향으로 설정된 각도로 회전 후 3차원 스캐너 장치(900)로 촬영이 진행되어 1차 이미지를 얻고, 다시 턴테이블의 회전판(300)이 2방향으로 설정된 각도로 회전 후 3차원 스캐너 장치(900)로 촬영이 진행되어 2차 이미지를 얻은 후 1,2차 이미지를 분석하여 턴테이블의 회전판(300)의 위치(초기 위치)를 확인한다.

이때, 상기 회전판(300)은 모터 제어부(500)의 신호가 통신모듈부(600)를 통해 모터 구동부(400)로 입력됨과 동시에 회전되며, 일정한 위치에서 멈출 수 있게 된다. 이 과정에서 모터 제어 프로그램부(510)는 통신 모듈부(600)를 통해 상태부(511)에 의하여 모터 구동부(400)의 접속여부가 확인되고, 커넥션부(512)에 의하여 통신 모듈부(600)의 통신포트가 모터 구동부(400)에 일치되도록 한다. 이어 조그 무브부(513)에 의하여 모터(200)의 왼쪽 또는 오른쪽 회전방향이 선택되며, 현재 각도부(514)에 의하여 회전판(300)의 현재 각도를 표시되고, 세트각도부(515)에 의하여 회전판(300)의 회전각도를 설정되도록 한다. 즉, 통신 모듈부(600)를 통해 모터(200)에 연동되는 회전판(300)의 구동량을 설정할 수 있게 된다.

한편, 모터 세트부(520)의 회전 속도부(521)를 통해 모터(200)의 회전 속도를 입력하고, 조그 속도부(522)를 통해 매뉴얼로 사용되는 모터(200)의 회전속도를 입력한 후 실제 각도부(523)에 의하여 조그 속도부(522)와 모터(200)에 의해 회전되는 회전판(300)의 실제 회전 각도를 실시간으로 표시될 수 있게 된다.

이 후 정지 각도부(524)를 통해 회전판(300)의 1회전을 360°로하여 얼마 간격으로 회전 후 멈출 것인지를 입력한 후 모든 설정이 끝나면 시작, 정지부(525)에 의하여 모터(200) 및 3차원 스캐닝 장치(900)를 작동시켜 3차원 촬영을 시작 및 정지할 수 있게 된다.

다음, 3차원 스캐너 장치(900)의 스캔 및 피사체 회전단계(S200)로 회전판(300)에 피사체(S)를 올여 놓은 후 스캔을 실행시키면 입력(기입)된 회전 각도 및 스캔 회전수에 따라 회전판(300)이 회전되면서 3차원 스캐너 장치(900)의 스캔이 이루어지게된다. 이때, 1번 스캔 및 스캔된 데이터가 창에 표시 되면서 모터(200)에 결합된 회전판(300)이 자동으로 회전하면서 특정 위치에서 피사체(S)의 스캔된 이미지 데이터를 얻게 되고, 이어 2회 스캔시 스캔된 데이터가 창에 표시될 때 1번 스캔 데이터와 겹쳐서 보이게 된다. 즉, 회전판(300)의 회전 1(회수/360도)에 스캔 1, 회전판의 회전 n (n, 360/360까지)에 스캔 n 이 보이게 된다.

다음, 스캔 데이터로 정리 단계(S300)로 이러한 과정의 반복을 통해 설정된 최종 스캔이 진행됨과 동시에 스캔이 완료되고 이어 이미지 기록단계(S400)로 프로그램에 의하여 스캔된 이미지 데이터가 확인 후 기록(registering)된다.

다음, 이미지 결합단계(S500)로 최종 이미지들이 자동을 결합(merging)되도록 하는 것으로 피사체(S)로부터 정확한 3차원 테이터를 얻을 수 있게 된다.

상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

100:턴테이블 몸체 200:모터
210:구동축 300:회전판
310:축이음부 311:구동축 삽입홀
312:구동축 삽입부 313:세트 스트류홀
314:세트 스크류 400:모터 구동부
500:모터 제어부 510:모터 제어 프로그램부
511:상태부 512:커넥션부
513:조그 무브부 514:현재 각도부
515:세트각도부 520:모터 세트부
521:회전 속도부 522:조그 속도부
523:실제 각도부 524:정지 각도부
525:시작, 정지부 530:데이터 배열 기록부
600:통신 모듈부 700:구동전원 공급부

Claims

턴테이블 몸체와;
상기 턴테이블 몸체의 내부로 구비되며, 소정 길이를 갖는 구동축이 구비된 모터와;
상기 구동축의 상단부에 축이음부로 결합된 회전판과;
상기 모터를 구동하기 위해 접속된 모터 구동부와;
상기 모터의 구동속도, 구동각도, 정지속도 및 정지각도를 포함하여 모터구동에 필요한 제어프로그램이 저장되며, 스캔부와 연동되도록 구비된 모터 제어부와;
상기 모터 제어부에 접속되도록 상기 모터 구동부에 구비된 통신 모듈부; 및
상기 모터 구동부에 구동전원이 공급되는 구동전원 공급부가 포함되며,
상기 모터 제어부는 모터 제어 프로그램부와 모터 세트부로 구비되되,
상기 모터 제어 프로그램부는 통신 모듈부를 통해 모터 구동부의 접속여부를 확인하는 상태부와;
통신 모듈부의 통신포트와 일치시켜 모터 구동부를 접속시키는 커넥션부와;
상기 모터의 왼쪽 또는 오른쪽 회전방향을 선택하는 조그 무브부와;
상기 회전판의 현재 각도를 표시하는 현재 각도부와;
상기 회전판의 회전각도를 설정하는 세트각도부로 구비되고,
상기 모터 세트부는 상기 모터의 회전 속도를 입력하는 회전 속도부와;
매뉴얼로 사용되는 모터의 회전속도를 입력하는 조그 속도부와;
모터에 의해 회전되는 회전판의 실제 회전 각도를 실시간으로 표시하는 실제 각도부와;
상기 회전판의 1회전을 360°로하여 얼마 간격으로 회전 후 멈출 것인지를 입력하는 정지 각도부; 및
모든 설정이 끝나면 모터 및 스캐너를 작동시켜 3차원 촬영을 시작, 정지하는 시작, 정지부로 구비되며,
상기 모터 제어부는 3차원 스캐너 장치와 턴테이블의 회전판의 위치를 인식하기 위하여 컴퓨터의 스캔 프로그램내에서 캘리브레이션을 선택하여 실행되도록 구비되고,
캘리브레이션은 턴테이블의 회전판이 1방향으로 설정된 각도로 회전 후 3차원 스캐너 장치로 촬영하여 1차 이미지를 얻고, 다시 턴테이블의 회전판을 2방향으로 설정된 각도로 회전 후 3차원 스캐너 장치로 촬영하여 얻은 2차 이미지를 분석하여 턴테이블의 회전판의 위치를 확인하는 것을 특징으로 하는 3차원 스캐닝용 턴테이블.
제1항에 있어서,
상기 축이음부는 회전판의 하부 중앙에 돌출되게 형성된 구동축 삽입홀을 갖는 구동축 삽입부와;
상기 구동축 삽입부에 직각으로 교차되게 구비된 세트 스크류홀 ; 및
상기 세트 스크류홀에 나사 결합된 세트 스크류로 구비됨을 특징으로 하는 3차원 스캐닝용 턴테이블.
삭제
제1항에 있어서,
상기 모터 및 스캐너의 구동에 따라 피사체의 스캔된 스캔 데이터는 프로그램에 의하여 자동으로 배열 및 기록되는 데이터 배열 기록부가 포함됨을 특징으로 하는 3차원 스캐닝용 턴테이블.
삭제
삭제
삭제