KR102558069B1 - 구체 높이 측정 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 구체 높이 측정 시스템을 제공하며, 부감 촬영 장치, 측면 촬영 장치 및 처리 장치를 포함한다. 상기 부감 촬영 장치는 구체 측정 대기 물체를 부감 촬영하여 구체 부감 영상을 획득한다. 상기 측면 촬영 장치는 상기 구체 측정 대기 물체를 측면 촬영하여 구체 측면 촬영 영상을 획득한다. 상기 처리 장치는 상기 구체 부감 영상과 상기 구체 측면 영상에서 바깥원 특징과 구체 투영 경계를 정의한다. 상기 처리 장치는 상기 구체 부감 영상에서, 상기 바깥원 특징으로부터 상기 구체 투영 경계 사이의 제1 참조 폭을 확정하고, 상기 구체 측면 영상에서, 상기 바깥원 특징으로부터 상기 구체 투영 경계 사이의 제2 참조 폭을 확정하여 상기 구체 측정 대기 물체의 구체 높이를 획득한다.

Description

구체 높이 측정 시스템 및 방법{System and Method for measuring height of sphere}
본 발명은 구체 높이 측정 시스템에 관한 것이며, 특히 2차원 영상을 통해 획득한 구체 높이의 구체 높이 측정 시스템에 관한 것이다.
현재, 시장에는 주로 4가지의 기본 방식으로 볼 그리드 어레이 패킹(Ball Grid Array, BGA) 중 솔더 볼의 용접 품질을 측정하며, 해당 방법들은 각각 스펙트럼 공초점 센서 측정법, X-Ray 측정법, 적색 침투 테스트, 크로스 섹션 테스트이다.
상기 4가지 측정 방법에서, 스펙트럼 공초점 센서 측정법 및 X-Ray 측정법은 비 파괴성 검사 방법이며, 볼 그리드 어레이 패킹 중 솔더 볼의 용접성을 분석할 시, 솔더 볼 본체를 파괴하지 않으면서 검측을 완성할 수 있다. 스펙트럼 공초점 센서 측정법은 주로 반사광의 파장을 측정하는 것을 통해 피측정 물체로부터 렌즈까지의 정확한 거리를 획득하고, 이를 통해 솔더볼의 구조 및 그의 용접성을 분석하며; X-Ray 검사기는 주동적으로 X-Ray를 측정 대기 물체에 조사하고, 대기 측정 물체는 X-Ray를 흡수한 에너지 차이에 따라 검측기에서 상이한 그레이 스케일 정도를 나타낸다.
적색 침투 테스트 및 크로스 섹션법은 모두 파괴성 테스트이며, 통상적으로, 비파괴성 점검에서 해결불가인 불량판에 사용되며, 불량품에 대해 최종 검측을 진행하여 검측된 결과에 의해 양품률을 개선한다. 적색 침투 테스트는 주로 적색 시약을 전체 솔더 볼 그리드 어레이 패킹 모듈 바닥에 충진하고, 적색 시약이 모든 미세 크랙에 침투될 수 있는 특성을 이용하여, 솔더 볼 그리드 어레이 패킹 모듈이 회로판에서 제거된 후, 적색 시약 분포 및 솔더 볼의 결과를 검사한다. 크로스 섹션법은 주로 우선 전기 테스트를 사용하여 문제가 발생되는 솔더 볼을 테스트하며, 그 후, 문제가 발생한 솔더 볼에 대해 별도로 슬라이스하여 단면 구조를 통해 솔더 볼을 상세하게 검사한다.
본 발명은 주요 목적은, 구체 측정 대기 물체를 측정하는 구체 높이 측정 방법을 제공하는 것이며, 구체 부감 영상 및 구체 측면 영상에서, 바깥원 특징과 구체 투영 경계를 정의하는 단계; 상기 구체 부감 영상에서, 상기 바깥원 특징으로부터 상기 구체 투영 경계 사이의 제1 참조 폭을 확정하는 단계; 상기 구체 측면 영상에서, 상기 바깥원 특징으로부터 상기 구체 투영 경계 사이의 제2 참조 폭을 확정하는 단계; 상기 제1 참조 폭, 상기 제2 참조 폭을 통해 상기 구체 측정 대기 물체의 구체 높이를 획득하는 단계, 를 포함한다.
본 발명의 다른 목적은, 컴퓨터 프로그램이 저장되는 비휘발성 컴퓨터 읽기 가능 기록 매체를 제공하는 것이며, 상기 컴퓨터 프로그램은 처리 장치 또는 컴퓨터에 의해 로딩 및 수행된 후, 상기와 같은 구체 높이 측정 방법을 구현한다.
본 발명의 또 다른 목적은, 컴퓨터 읽기 가능 매체에 저장되는 컴퓨터 프로그램 제품을 제공하는 것이며, 처리 장치 또는 컴퓨터가 상기 컴퓨터 프로그램 제품을 로딩 및 수행 후, 상기와 같은 구체 높이 측정 방법을 구현한다.
본 발명의 또 다른 목적은, 구체 높이 측정 시스템을 제공하는 것이며, 부감 촬영 장치, 측면 촬영 장치 및 처리 장치를 포함한다. 상기 부감 촬영 장치는 구체 측정 대기 물체를 부감 촬영하여 구체 부감 영상을 획득한다. 상기 측면 촬영 장치는 상기 구체 측정 대기 물체를 측면 촬영하여 구체 측면 촬영 영상을 획득한다. 상기 처리 장치는 상기 구체 부감 영상과 상기 구체 측면 영상에서 바깥원 특징과 구체 투영 경계를 정의한다. 상기 처리 장치는 상기 구체 부감 영상에서, 상기 바깥원 특징으로부터 상기 구체 투영 경계 사이의 제1 참조 폭을 확정하고, 상기 구체 측면 영상에서, 상기 바깥원 특징으로부터 상기 구체 투영 경계 사이의 제2 참조 폭을 확정하여 상기 구체 측정 대기 물체의 구체 높이를 획득한다.
종합하면, 본 발명은 단순히 종래의 자동 광학 검측 기기의 카메라를 통해 구체 측정 대기 물체 또는 측정 대기 물체 상의 구체 부품에 대해 검측을 진행하고, 구체의 높이 및 기타 참조 데이터를 측정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 구체 높이 측정 시스템의 일 실시예의 블록 개략도이다.
도 2는 본 발명의 구체 높이 측정 시스템의 일 실시예의 외관 간이 개략도이다.
도 3은 본 발명의 구체 높이 측정 시스템의 다른 일 실시예의 외관 간이 개략도이다.
도 4는 본 발명의 구체 부감 영상의 개략도(ㄱ)이다.
도 5는 본 발명의 구체 측면 영상의 개략도(ㄱ)이다.
도 6은 본 발명의 구체 측정 대기 물체의 단면 개략도(ㄱ)이다.
도 7은 본 발명의 구체 측정 대기 물체의 단면 개략도(ㄴ)이다.
도 8은 본 발명의 구체 부감 영상의 개략도(ㄴ)이다.
도 9는 본 발명의 구체 측면 영상의 개략도(ㄴ)이다.
도 10은 본 발명의 구체 측정 대기 물체의 단면 개략도(ㄷ)이다.
도 11은 본 발명 구체 높이 측정 방법의 다른 일 실시예의 프로세스 개략도이다.
본 발명에 관한 상세한 설명 및 기술 내용은 도면과 결합하여 아래와 같이 설명한다. 또한, 본 발명의 도면은 설명의 편의를 위해, 그 비례는 실제 비례로 제작된 것이 않을 수 있으며, 해당 도면 및 그 비례는 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아님을 알린다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 도 1 및 도 2는 본 발명의 구체 높이 측정 시스템의 일 실시예의 블록 개략도 및 외관 간이 개략도이다.
본 실시예는 구체 측정 대기 물체(BT)를 측정하는 구체 높이 측정 시스템(100)을 개시한다. 상기 구체 높이 측정 시스템(100)은 단일 독립 검측 플랫폼으로 마련될 수 있거나, 또는 다른 수행 가능한 일 실시예에서 직접적으로 자동 광학 검측 기기(Automatic Optical Inspection Apparatus)에 배치되어, 측정 대기 물체에 대해 광학 검측을 진행하는 동시에 상기 획득한 측정 대기 물체 영상으로부터 측정 대기 물체 중 구체 부품의 각 데이터를 측정하며, 상기 배치 방식은 본 발명에서 한정하려고자 하는 범위가 아니다.
상기 구체 높이 측정 시스템(100)은 주로 검측 플랫폼(10), 부감 촬영 장치(20), 측면 촬영 장치(30), 상기 부감 촬영 장치(20)와 상기 측면 촬영 장치(30)에 연결된 처리 장치(40)를 포함한다.
상기 검측 플랫폼(10)은 주로 구체 측정 대기 물체(BT)의 설치에 사용되며, 구체 측정 대기 물체(BT), 부감 촬영 장치(20), 측면 촬영 장치(30) 사이의 상대적 위치 관계의 조정에 사용된다. 수행 가능한 일 실시예에서, 검측 플랫폼(10)은 지그이며, 지그를 통해 구체 측정 대기 물체(BT)를 플랫폼의 고정 위치에 고정하여 측정 대기 물체가 특정된 각도로 촬영 위치에 조준되도록 한다. 수행 가능한 다른 일 실시예에서, 검측 플랫폼(10)은 측정 대기 물체를 흡착하는 진공 장치일 수 있으며, 다른 일 측면으로, 측정 대기 물체 표면 상의 먼지, 쇄설물 등을 제거할 수 있다. 또 다른 일 수행 가능한 실시예에서, 검측 플랫폼(10)은 이동 장치일 수도 있으며(예를 들어, 이동 플랫폼, 또는 기계팔), 이동 장치를 통해 구체 측정 대기 물체(BT)를 골재 스테이션 또는 골재 박스로부터 촬영 위치까지 이동시킨다. 상기 실시예 외에, 검측 플랫폼은 임의의 구체 측정 대기 물체(BT)를 설치하는 플랫폼일 수 있으며, 본 발명은 이에 대해 한정하지 않는다.
상기 구체 측정 대기 물체(BT)는 측정 대기 물체 자체가 구체 형상인 것에 한정되지 않으며, 구체 측정 대기 물체(BT)는 측정 대기 물체의 구조 또는 일부 구조에 구체 조형의 부품을 구비한 것일 수도 있음을 알린다. 실무 조작에서, 상기 구체 측정 대기 물체(BT) 또는 구체 측정 대기 물체(BT) 상의 구체는 복수개일 수 있고, 일회성 촬영 후 복수개의 구체에 대해 검측을 진행하며, 상기 구체 측정 대기 물체(BT) 및 구체 수량의 설정은 본 발명에서 한정하지 않는다.
수행 가능한 일 실시예에서, 상기 검측 플랫폼(10)은 카메라 이동 장치(50)(예를 들어, XY 플랫폼, 기계팔 등)을 더 포함하며, 부감 촬영 장치(20) 및/또는 측면 촬영 장치(30)를 탑재 및 이동하거나 또는, 부감 촬영 장치(20) 및 측면 촬영 장치(30)를 동일한 플랫폼에 설치하며, 플랫폼에서 부감 촬영 장치(20) 및 측면 영상 촬영 장치(30)의 촬영 방향을 교정하여 부감 촬영 장치(20) 및 측면 영상 촬영 장치(30)가 동일 위치에 포커싱되도록 한다.
상기 부감 촬영 장치(20)는 검측 플랫폼(10)의 부감 방향측에 마련되며, 구체 측정 대기 물체(BT)를 부감 촬영하여 구체 부감 영상을 획득한다. 상기 부감 방향측은 검측 플랫폼 정상방 부근의 위치를 가리키며, 상기 부감 촬영 장치(20)의 촬영 방향이 상기 검측 플랫폼(10) 또는 구체 측정 대기 물체가 소재한 평면에 직교(오차값±5도)되도록 한다. 상기 부감 촬영 장치(20)는 예를 들어, 검측 플랫폼(10) 상의 구체 측정 대기 물체(BT)를 촬영하는 컬러 카메라를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 일 실시예에서, 부감 촬영 장치(20)는 평면 스캔 카메라(Area Scan Camera), 또는 라인 스캔 카메라(Line Scan Camera)일 수 있으며, 본 발명은 이에 대해 한정하지 않는다.
상기 측면 촬영 장치(30)는 상기 검측 플랫폼(10)의 측면 방향측에 마련되며, 측면으로 상기 구체 측정 대기 물체(BT)를 촬영하여 구체 측면 영상을 획득한다. 상기 측면 방향측은 검측 플랫폼의 경사측 상방 부근의 위치를 가리키며, 측면 촬영 장치(30)가 경사 방향으로 상기 구체 측정 대기 물체를 촬영하여 상기 구체 측면 영상을 획득하도록 한다. 상기 측면 영상 촬영 장치의 촬영 방향과 상기 검측 플랫폼의 직교 방향 또는 구체 측정 대기 물체가 소재한 평면의 직교 방향 상의 각도는 0 내지 180도 사이이며, 본 발명은 이에 대해 한정하지 않는다. 상기 측면 영상 촬영 장치(30)는 검측 플랫폼(10) 상의 구체 측정 대기 물체(BT)를 촬영하는 컬러 카메라를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 일 실시예에서, 측면 촬영 장치(30)는 평면 스캔 카메라(Area Scan Camera), 또는 라인 스캔 카메라(Line Scan Camera)일 수 있으며, 본 발명은 이에 대해 한정하지 않는다.
상기 처리 장치(40)는 컴퓨터, 서버, 자동화 제어 기기 또는 기타 임의의 이미지 처리 기능을 구비하는 장치 또는 기기일 수 있으며, 본 발명은 이에 대해 한정하지 않는다. 수행 가능한 일 실시예에서, 상기 처리 장치(40)는 주로 프로세서(41) 및 상기 프로세서(41)와 결합되어 마련되는 저장부(42)를 포함한다. 수행 가능한 일 실시예에서, 상기 프로세서(41) 및 상기 저장부(42)는 함께 컴퓨터 또는 프로세서로 구성될 수 있으며, 예를 들어, 개인 컴퓨터, 워크 스테이션, 마스터 컴퓨터 또는 기타 유형의 컴퓨터 또는 프로세서일 수 있으며, 그 유형에 대해 안정하지 않는다. 프로세서(41)는 예를 들어, 중앙 프로세서(Central Processing Unit, CPU), 또는 기타 프로그램화 가능한 일반 용도 또는 특수 용도의 마이크로 프로세서(Microprocessor), 디지털 신호 프로세서(Digital Signal Processor, DSP), 프로그램화 가능 컨트롤러, 특수 응용 직접 회로(Application Specific Integrated Circuits, ASIC), 프로그램화 가능 로직 장치(Programmable Logic Device, PLD) 또는 기타 유사 장치 또는 이러한 장치들의 조합일 수 있다.
상기 처리 장치(40)는 부감 촬영 장치(20) 및 측면 촬영 장치(30)를 통해 구체 측정 대기 물체(BT)의 구체 부감 영상 및 구체 측면 영상을 획득하며, 구체 부감 영상과 구체 측면 영상의 영상 특징에서 바깥원 특징 및 구체 투영 경계를 정의하고, 상기 바깥원 특징을 통해 구체 파라미터를 획득하며, 구체 측정 대기 물체(BT)의 구체 높이를 더 계산한다.
수행 가능한 일 실시예에서, 상기 처리 장치(40)는 상기 구체 측정 대기 물체(BT)의 가시적 특징을 기준으로 상기 바깥원 특징을 설정할 수 있으며, 예를 들어, 구체 투영 경계를 기준으로 하는 것을 통해, 피복 면적 비례로 바깥원 특징의 위치, 크기 및 피복 범위를 설정하거나, 또는 직접 구체 상의 프린팅, 잉크, 스트립을 바깥원 특징으로 설정할 수 있으며, 본 발명은 이에 대해 한정하지 않는다.
도 3을 참조하면, 도 3은 본 발명 구체 높이 측정 시스템의 일 실시예의 외관 간이 개략도이다. 다른 일 수행 가능한 실시예에서, 본 발명은 광원 출력장치(60)를 더 포함할 수 있으며, 광원 출력 장치(60)를 통해 구체 측정 대기 물체(BT)의 정상부를 조사하여 상기 바깥원 특징을 형성한다. 상기 광원 출력 장치(60)는 본 실시예에서 부감 촬영 장치와 결합되어 마련된 동일축 광원이며; 동일축 광원 외에도, 상기 광원 출력 장치(60)는 점광원, 또는 환형 광원일 수도 있으며, 상기 광원의 유형은 본 발명에서 한정하고자 하는 범위가 아니다. 이해 가능한 것은, 고아원이 구체 측정 대기 물체(BT) 상의 바깥원 특징에 조사되는 면적이 작을 수록, 획득한 구체 높이는 정확하다.
상기 방식을 통해, 구체 부감 영상(A1) 및 구체 측면 영상(A2)에서 각각 바깥원 특징(S1) 및 바깥원 특징(S2)를 형성할 수 있다. 구체 높이의 연산 방식은 도 4 및 도 5를 함께 참조하며, 도 4 및 도 5는 본 발명 중 구체 부감 영상(ㄱ) 및 구체 측면 영상의 개략도(ㄴ)이다.
처리 장치(40)는 구체 부감 영상(A1)및 구체 측면 영상(A2)에서 바깥원 특징을 획득한 후, 상기 구체 부감 영상(A1)로부터 바깥원 특징 폭(T) 및 구체 투영 영역(B) 폭을 획득하며, 구체 측면 영상(A2)로부터 구체 측면 폭(S)을 획득하며, 상기 값들을 통해 구체 높이(H)를 획득한다.
구체 부감 영상(A1)에 관하여, 도 4에서 도시한바와 같이, 상기 처리 장치(40)는 구체 부감 영상(A1)을 획득 후, 상기 구체 부감 영상(A1)에서 상기 바깥원 특징(S1)으로부터 구체 투영 경계(E1)까지의 제1 참조 폭(W1)을 확정한다. 수행 가능한 일 실시예에서, 바깥원 특징(S1) 경계와 구체 투영 경계(E1)을 크로스하는 축라인(M1)에서, 바깥원 특징(S1) 경계의 샘플링 포인트(SP1)과 구체 투영 경계(E1)의 샘플링 포인트(SP2)를 설정하는 것을 통해, 제1 참조 폭(W1)을 획득할 수 있다. 동일축 광원을 입력한 상황에서, 구체 측정 대기 물체(BT)의 바닥측은 투영 음영 영역(SH1)을 형성하며, 구체 투영 경계(E1)는 구체 가장자리이다.
구체 측면 영상(A2)에 관하여, 도 5에서 도시한바와 같이, 상기 처리 장치(40)는 구체 측면 영상(A2)을 획득 후, 상기 구체 측면 영상(A2)에서 상기 바깥원 특징(S2)으로부터 구체 투영 경계(E2) 까지의 제2 참조 폭(W2)(도 6에서 도시한바와 같이)을 확정한다. 수행 가능한 일 실시예에서, 바깥원 특징(S2) 경계와 구체 투영 경계(E2)을 크로스하는 축라인(M2)에서, 바깥원 특징(S2) 경계의 샘플링 포인트(SP3)과 구체 투영 경계(E2)의 샘플링 포인트(SP4)를 설정하는 것을 통해, 구체 측면 폭(S)을 획득하고, 다시 상기 구체 측면 폭(S)를 통해 상기 제2 참조 폭(W2)를 획득할 수 있다. 본 실시예에서, 상기 구체 투영 경계(E2)는 주로 구체 측정 대기 물체(BT)가 포함하는 투영 음영 영역(SH1)의 영상이며, 샘플링 포인트(SP4)는 투영 음영 영역(SH1)의 경계에서 샘플링된다. 광학 설정이 합리적인 상황에서, 상기 투영 음영 영역(SH1)에서 생성된 오차는 극소화되어 직접 구체 측정 대기 물체(BT)의 경계를 상기 구체 투영 경계(E2)로 할 수 있으며, 본 발명은 이에 대해 한정하지 않는다.
여기서 특별히 설명해야 할 것은, 제1 참조 폭(W1) 및 제2 참조 폭(W2)은 반드시 부감 촬영 장치(20), 측면 촬영 장치(30)의 촬영 각도 및 거리에 의해 보정 공식 및 보정 파라미터에 대입하여 보정해야 하며, 해당 부분은 본 발명에서 한정하고자 하는 범위가 아니므로 설명을 생략한다. 부감 촬영 장치(20)는 검측 플랫폼(10)의 표면과 완전한 직교 관계가 아닐 수 있으므로, 합리적인 오차 범위 내에서 등한시하거나 또는 보정 공식 및 보정 파라미터를 통해 보정을 진행할 수 있으며, 해당 부분은 본 발명에서 한정하고자 하는 범위가 아니므로 설명을 생략한다.
구체 높이의 계산 방식에 관하여, 도 6을 참조하면, 도 6은 본 발명 중 구체 측정 대기 물체의 단면 개략도(ㄱ)이다. 일 실시예에서, 측면 촬영 장치(30)의 광축 방향(OX)과 구체 측정 대기 물체 바깥원 특징으로부터 구체 투영 경계까지의 단면도에서의 커넥션(CL)이 대략적으로 직교일 시, 구체 측면 폭(S)(도 5에서 도시한바와 같이) 거리와 비례를 결합하여 제2 참조 폭(W2)을 계산하여 얻을 수 있다. 그 후 제1 참조 폭(W1), 및 제2 참조 폭(W2)을 통해 구체 높이(H)를 획득할 수 있다.
처리 장치(40)는 구체 부감 영상 및 구체 측면 영상에서 구체 측정 대기 물체(BT)의 제1 참조 폭(W1), 및 제2 참조 폭(W2)을 획득 후, 구체 측정 대기 물체(BT) 상의 구체 높이(H)를 더 획득할 수 있다. 상기 처리 장치(40)는 상기 제1 참조 폭(W1), 상기 제2 참조 폭(W2)과 상기 구체 높이(H) 사이의 피타고라스 정리 또는 3각 함수 관계에 의해 상기 구체 측정 대기 물체(BT)의 구체 높이(H)를 획득한다. 구체적으로, 상기 처리 장치(40)는 아래의 계산식을 통해 상기 구체 측정 대기 물체의 구체 높이를 획득한다: . 바깥원 특징의 영역(S3) 피복 면적이 충분히 작은 상황에서, 생성된 오차는 기본적으로 등한시할 수 있다.
다른 일 실시예에서, 도 7을 함께 참조하면, 도 7은 본 발명의 구체 측정 대기 물체의 단면 개략도(ㄴ)이다. 측면 촬영 장치(30)의 광축 방향(OX)와 구체 측정 대기 물체 바깥원 특징으로부터 구체 투영 경계까지의 커넥션이 비직교인 상황에서, 측면 촬영 장치(30)의 시각에 의해 구체 측면 폭(PW)을 보정하여 실제 제2 참조 폭(W2)을 획득할 수 있다. 구체적으로, 상기 처리 장치(40)는 상기 제1 참조 폭, 상기 측면 촬영 장치(30)의 촬영 각도(α), 및 상기 구체 측면 영상 중 바깥원 특징으로부터 구체 투영 경계까지의 투영 폭(즉, 상기 구체 측면 폭(PW))에 의해 상기 구체 측정 대기 물체(BT)의 구체 높이(H)를 획득할 수 있다. 실제 연산 과정에서, 우선, 구체 측면 영상의 촬영 각도(α)를 통해 투영 협각(A)을 획득하고, 상기 투영 협각(A), 구체 측면 폭(S) 및 제1 참조 폭(W1)을 이용하여 상기 제2 참조 폭(W2)를 계산 및 획득하며, 최종적으로 상기 제1 참조폭(W1) 및 제2 참조 폭(W2)를 통해 구체 높이(H)를 획득한다. 주의해야 할 점은, 구체 측정 대기 물체(BT)는 대칭 또는 비대칭 형상일 수 있으며, 정확한 값을 획득하기 위해, 상기 제1 참조 폭(W1) 및 제2 참조 폭(W2)은 동일 단면 위치상의 동일 측의 두 그룹 파라미터에 기반하여 획득해야 하며(예를 들어, 샘플링 포인트(SP2), 샘플링 포인트(SP4)는 상기 구체 측정 대기 물체(BT)의 동일 위치에 위치함), 본 발명은 구체 측정 대기 물체(BT)가 근접하게 대칭되는 상황 또는 합리적인 오차가 수용가능한 상황에서 실시되는 것을 배제하지 않으며, 상기 실시 방식은 본 발명의 핵심 기술 특징을 벗어나지 않는 상황에서 여전히 본 발명의 범위에 속해야 함을 알린다.
다른 일 수행 가능한 실시예에서, 직접적으로 바깥원 특징의 중심 위치를 샘플링 포인트로 설정하여 구체 높이를 계산할 수 있다. 도 8 및 도 9를 함께 참조하면, 도 8 및 도 9는 본 발명 구체 부감 영상(ㄴ) 및 구체 측면 영상의 개략도(ㄴ)이다.
도 8에서 도시한바와 같이, 상기 처리 장치(40)는 구체 부감 영상(A1) 획득 후, 상기 구체 부감 영상(A1)에서 상기 바깥원 특징(S1)으로부터 구체 경계(E1)까지의 제1 참조 폭(W3)을 획득한다. 바깥원 특징(S1)의 중심에 샘플링 포인트(SP5)를 설정하고, 구체 경계(E1) 상의 샘플링 포인트(SP6)은 상기 구체 경계(E1) 라인 상의 임의의 위치일 수 있으며, 샘플링 포인트(SP5, SP6) 사이의 거리를 계산하여 제1 참조 폭(W3)을 획득한다. 동일축 광원인 상황에서, 구체 측정 대기 물체(BT)의 바닥측은 투영 음영 영역(SH2)을 형성하며, 구체 투영 경계(E1)는 구체 가장자리이다.
도 9에서 도시한바와 같이, 상기 처리 장치(40)는 구체 측면 영상(A2)를 획득 후, 상기 구체 측면 영상(A2)에서 상기 바깥원 특징(S2)의 중심으로부터 구체 경계(E2) 까지의 제2 참조 폭(W4)을 획득한다. 수행 가능한 실시예에서, 바깥원 특징(S2)의 중심에 샘플링 포인트(SP7)을 설정하고, 구체 측면 영상(A2) 중 구체 중앙 및 바깥원 특징(S2) 중앙을 지나는 중축라인(M3)을 설정하는 것을 통해 구체 경계(E2)와 교차되는 위치의 샘플링 포인트(SP8)을 획득할 수 있으며, 샘플링 포인트(SP7, SP8) 사이의 거리를 계산하여 구체 측면 폭(S')을 획득하고, 다시 상기 구체 측면 영상 폭(S')을 통해 상기 제2 참조 폭(W4)을 획득한다. 본 실시예에서, 상기 구체 투영 경계(E2)는 구체 측정 대기 물체(BT)가 포함하는 투영 음영 영역(SH2)의 영상이며, 샘플링 포인트 (SP8)은 투영 음영 영역(SH2)의 경계에서 샘플링한다. 광학 설정이 합리적인 상황에서, 상기 투영 음영 영역(SH2)에서 생성된 오차는 극소화되어 직접 구체 측정 대기 물체(BT)의 경계를 상기 구체 투영 경계(E2)로 할 수 있으며, 본 발명은 이에 대해 한정하지 않는다.
구체 높이의 계산 방식에 관하여, 도 10을 참조하면, 도 10은 본 발명 중 구체 측정 대기 물체의 단면 개략도(ㄴ)이다. 처리 장치(40)는 구체 부감 영상 및 구체 측면 영상에서 구체 측정 대기 물체(BT)의 제1 참조 폭(W3), 및 제2 참조 폭(W4)을 획득 후, 구체 측정 대기 물체(BT) 상의 구체 높이(H)를 더 획득할 수 있다. 상기 처리 장치(40)는 아래의 계산식을 통해 상기 구체 측정 대기 물체의 구체 높이를 획득한다: . 여기서, W3은 상기 제1 참조 폭이고, W4는 상기 제2 참조 폭이며, H는 상기 구체 높이이다.
그전 실시예와 마찬가지로, 구체 측정 대기 물체(BT)는 완전 대칭 형상이 아닐 수 있으며, 정확한 값을 획득하기 위해, 상기 제1 참조 폭(W3) 및 제2 참조 폭(W4)은 동일 단면 위치상의 동일 측의 두 그룹 파라미터에 기반하여 획득해야 하며(예를 들어, 샘플링 포인트(SP6), 샘플링 포인트(SP8)는 상기 구체 측정 대기 물체(BT)의 동일 위치에 위치함), 본 발명은 구체 측정 대기 물체(BT)가 근접하게 대칭되는 상황 또는 합리적인 오차가 수용가능한 상황에서 실시되는 것을 배제하지 않으며, 상기 실시 방식은 본 발명의 핵심 기술 특징을 벗어나지 않는 상황에서 여전히 본 발명의 범위에 속해야 함을 알린다.
본 발명의 다른 일 실시예에서, 또한 구체 높이 측정 방법을 제공한다. 도 11을 참조하면, 도 11은 본 발명 구체 높이 측정 방법의 다른 일 실시예의 프로세스 개략도이다. 상기 방법은 아래와 같은 단계를 포함한다:
처리 장치는 입력된 구체 부감 영상 및 입력된 구체 측면 영상을 수신하고, 구체 부감 영상 및 구체 측면 영상에서 바깥원 특징과 구체 투영 경계를 정의한다(단계(S21)). 실시예에서, 단계(S21)는 광원이 상기 구체 측정 대기 물체의 정상부를 조사하는 것을 이용하여 상기 바깥원 특징을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 다른 일 실시예에서, 단계(S21)은 상기 구체 측정 대기 물체의 가시적 특징을 기준으로 상기 구체 부감 영상 및 상기 구체 측면 영상에서 상기 바깥원 특징을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이어서, 처리 장치는 상기 구체 부감 영상에서, 상기 바깥원 특징으로부터 상기 구체 투영 경계 사이의 제1 참조 폭을 확정한다(단계(S22)). 다른 일 측면에서, 처리 장치는 상기 구체 측면 영상에서, 상기 바깥원 특징으로부터 상기 구체 투영 경계 사이의 제2 참조 폭을 확정한다(단계(S23)). 수행 가능한 일 실시예에서, 상기 제1 참조 폭은 상기 구체 부감 영상 중 상기 바깥원 특징의 경계로부터 상기 구체 투영 경계까지의 거리이며; 상기 제2 참조 폭은 상기 구체 측면 영상에서, 상기 바깥원 특징의 경계로부터 상기 구체 투영 경계까지의 거리이다. 다른 일 수행 가능한 실시예에서, 상기 제1 참조 폭은 상기 구체 부감 영상 중 상기 바깥원 특징의 중심으로부터 상기 구체 투영 경계까지의 거리이며; 상기 제2 참조 폭은 상기 구체 측면 영상 중 상기 바깥원 특징의 중심으로부터 상기 구체 투영 경계까지의 거리이다.
여기서, 상기 단계(S22) 및 단계(S23)은 선후 순서를 정할 필요가 없으며, 먼저 단계(S22)를 수행후 단계(S23)을 수행하거나, 단계(S22), 단계(S23)을 동시에 진행할 수도 있으며, 본 발명은 이에 대해 한정하지 않는다.
마지막으로, 처리 장치는 상기 제1 참조 폭, 상기 제2 참조 폭을 통해 상기 구체 측정 대기 물체의 구체 높이를 획득한다(단계(S24)). 일 실시예에서, 상기 처리 장치는 상기 제1 참조 폭, 상기 구체 측면 영상의 촬영 각도, 및 상기 구체 측면 영상 중 바깥원 특징으로부터 구체 투영 경계까지의 투영 폭에 의해 상기 구체 측정 대기 물체의 구체 높이를 획득하며; 여기서, 상기 구체 측정 대기 물체의 구체 높이는 상기 제1 참조 폭, 상기 제2 참조 폭과 상기 구체 높이 사이의 피타고라스 정리 또는 3각 함수 관계에 의해 획득된다. 구체적으로, 상기 구체 측정 대기 물체의 높이는 아래의 계산식을 통해 획득한다: ; 여기서, W1은 상기 제1 참조 폭이고, W2는 상기 제2 참조 폭이며, H는 상기 구체 높이이다. 수행 가능한 일 실시예에서, 상기 제2 참조 폭(W2)은 상기 구체 측면 영상 중 바깥원 특징으로부터 구체 투영 경계까지의 투영 폭이며, 상기 구체 측면 영상의 시각, 및 상기 제1 참조 폭(W1)의 수정과 결합하여 획득된다.
상기 방법 단계는 컴퓨터 읽기 가능 기록매체의 방식을 통해 실시될 수 있으며, 상기 컴퓨터 읽기 가능 기록매체는, 예를 들어 리드 온리 메모리, 플래시 메로리, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광 디스크, 이동 가능 디스크, 자기 테이프, 네트워크 액세스 가능한 데이터 베이스 또는 해당 기술에 익숙한 작업자들이 용이하게 생각해내거나 동일한 기능을 구비하는 저장 매체일 수 있다. 처리 장치 또는 컴퓨터가 프로그램을 로딩하여 수행 후, 상기 단계(S21) 내지 단계(S24)의 구체 높이 측정 방법을 완성할 수 있다.
컴퓨터 읽기 가능 기록 매체 외에 상기 방법 단계는 컴퓨터 프로그램 제품으로 실시될 수도 있으며, 네트워크 서비스의 하드 디스크, 기억 장치, 예를 들어, app store, google play, window 마켓, 또는 기타 유사한 어플리케이션 온라인 출시 플랫폼에 저장되어, 컴퓨터 프로그램 제품을 서버에 전송 후 사용자가 지불을 통해 다운로드하여 처리 장치 또는 컴퓨터에서 수행될 수 있다.
종합하면, 본 발명은 단순히 종래의 자동 광학 검측 기기의 카메라를 통해 구체 측정 대기 물체 또는 측정 대기 물체 상의 구체 부품에 대해 검측을 진행하고, 구체의 높이 및 기타 참조 데이터를 측정할 수 있다.
이상으로, 본 발명에 대해 상세한 설명을 진행하였으며, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 실시예일뿐이며, 본 발명의 실시 범위로 한정하여서는 안된다. 즉, 본 발명의 출원 범위내에서 진행한 동등한 변경 및 수정은 모두 여전히 본 발명의 범위내에 속해야 한다.
100: 구체 높이 측정 시스템
10: 검측 플랫폼
20: 부감 촬영 장치
30: 측면 촬영 장치
40: 처리 장치
41: 프로세서
42: 저장부
50: 카메라 이동 장치
60: 광원 출력 장치
BT: 구체 측정 대기 물체
A1: 구체 부감 영상
S1: 바깥원 특징
E1: 구체 투영 경계
SH1: 투영 음영 영역
W1: 제1 참조 폭
M1: 중축라인
SP1: 샘플링 포인트
SP2: 샘플링 포인트
W3: 제1 참조 폭
SP5: 샘플링 포인트
SP6: 샘플링 포인트
A2: 구체 측면 영상
S2: 바깥원 특징
E2: 구체 투영 경계
SH2: 투영 음영 영역
W2: 제2 참조 폭
M2: 중축라인
SP3: 샘플링 포인트
SP4: 샘플링 포인트
W4: 제2 참조 폭
SP7: 샘플링 포인트
SP8: 샘플링 포인트
M3: 중축라인
OX: 광축 방향
CL: 커넥션
S: 구체 측면 폭
PW: 구체 측면 폭
α: 각도
A: 투영 협각
H: 구체 높이
단계S11-단계S16
단계S21-단계S24

Claims (16)

  1. 구체 측정 대기 물체를 측정하는 구체 높이 측정 방법에 있어서,
    구체 부감 영상 및 구체 측면 영상에서, 바깥원 특징과 구체 투영 경계를 정의하는 단계;
    상기 구체 부감 영상에서, 상기 바깥원 특징으로부터 상기 구체 투영 경계 사이의 제1 참조 폭을 확정하는 단계;
    상기 구체 측면 영상에서, 상기 바깥원 특징으로부터 상기 구체 투영 경계 사이의 제2 참조 폭을 확정하는 단계; 및
    상기 제1 참조 폭, 상기 제2 참조 폭을 통해 상기 구체 측정 대기 물체의 구체 높이를 획득하는 단계, 를 포함하는 구체 높이 측정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구체 측정 대기 물체의 구체 높이는 상기 제1 참조 폭, 상기 제2 참조 폭과 상기 구체 높이 사이의 피타고라스 정리 또는 3각 함수 관계에 의해 획득하는 구체 높이 측정 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 참조 폭, 상기 구체 측면 영상의 촬영 각도, 및 상기 구체 측면 영상 중 바깥원 특징으로부터 구체 투영 경계까지의 투영 폭에 의해 상기 구체 측정 대기 물체의 구체 높이를 획득하는 구체 높이 측정 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    광원이 상기 구체 측정 대기 물체의 정상부를 조사하는 것을 이용하여 상기 바깥원 특징을 형성하는 단계를 포함하는 구체 높이 측정 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 구체 측정 대기 물체의 가시적 특징을 기준으로 상기 구체 부감 영상 및 상기 구체 측면 영상에서 상기 바깥원 특징을 생성하는 단계를 포함하는 구체 높이 측정 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 참조 폭은 상기 구체 부감 영상 중 상기 바깥원 특징의 경계로부터 상기 구체 투영 경계까지의 거리이며; 상기 제2 참조 폭은 상기 구체 측면 영상에서, 상기 바깥원 특징의 경계로부터 상기 구체 투영 경계까지의 거리인 구체 높이 측정 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 참조 폭은 상기 구체 부감 영상 중 상기 바깥원 특징의 중심으로부터 상기 구체 투영 경계까지의 거리이며; 상기 제2 참조 폭은 상기 구체 측면 영상 중 상기 바깥원 특징의 중심으로부터 상기 구체 투영 경계까지의 거리인 구체 높이 측정 방법.
  8. 처리 장치 또는 컴퓨터에 의해 로딩 및 수행된 후, 청구항 1 내지 7 중 임의의 일 항의 구체 높이 측정 방법을 구현하는 컴퓨터 프로그램이 저장되는 비휘발성 컴퓨터 읽기 가능 기록 매체.
  9. 컴퓨터 읽기 가능 매체에 저장되는 컴퓨터 프로그램 제품에 있어서, 처리 장치 또는 컴퓨터가 상기 컴퓨터 프로그램 제품을 로딩 및 수행 후, 청구항 1 내지 7 중 임의의 일 항의 구체 높이 측정 방법을 구현하는 컴퓨터 프로그램 제품.
  10. 구체 측정 대기 물체를 부감 촬영하여 구체 부감 영상을 획득하는 부감 촬영 장치;
    상기 구체 측정 대기 물체를 측면 촬영하여 구체 측면 촬영 영상을 획득하는 측면 촬영 장치; 및
    상기 부감 촬영 장치와 상기 측면 촬영 장치에 연결되고, 상기 구체 부감 영상과 상기 구체 측면 영상에서 바깥원 특징과 구체 투영 경계를 정의하는 처리 장치,를 포함하고,
    상기 처리 장치는 상기 구체 부감 영상에서, 상기 바깥원 특징으로부터 상기 구체 투영 경계 사이의 제1 참조 폭을 확정하고, 상기 구체 측면 영상에서, 상기 바깥원 특징으로부터 상기 구체 투영 경계 사이의 제2 참조 폭을 확정하여 상기 구체 측정 대기 물체의 구체 높이를 획득하는 구체 높이 측정 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 처리 장치는, 상기 제1 참조 폭, 상기 제2 참조 폭과 상기 구체 높이 사이의 피타고라스 정리 또는 3각 함수 관계에 의해 상기 구체 측정 대기 물체의 구체 높이를 획득하는 구체 높이 측정 시스템.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 처리 장치는, 상기 제1 참조 폭, 상기 구체 측면 영상의 촬영 각도, 및 상기 구체 측면 영상 중 바깥원 특징으로부터 구체 투영 경계까지의 투영 폭에 의해 상기 구체 측정 대기 물체의 구체 높이를 획득하는 구체 높이 측정 시스템.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 구체 측정 대기 물체의 정상부를 조사하는 것을 통해 상기 바깥원 특징이 형성되도록 하는 광원 장치를 더 포함하는 구체 높이 측정 시스템.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 처리 장치는 상기 구체 측정 대기 물체의 가시적 특징을 기준으로 상기 구체 부감 영상 및 상기 구체 측면 영상에서 상기 바깥원 특징을 생성하는 구체 높이 측정 시스템.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 제1 참조 폭은 상기 구체 부감 영상 중 상기 바깥원 특징의 경계로부터 상기 구체 투영 경계까지의 거리이며; 상기 제2 참조 폭은 상기 구체 측면 영상에서, 상기 바깥원 특징의 경계로부터 상기 구체 투영 경계까지의 거리인 구체 높이 측정 시스템.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 제1 참조 폭은 상기 구체 부감 영상 중 상기 바깥원 특징의 중심으로부터 상기 구체 투영 경계까지의 거리이며; 상기 제2 참조 폭은 상기 구체 측면 영상 중 상기 바깥원 특징의 중심으로부터 상기 구체 투영 경계까지의 거리인 구체 높이 측정 시스템.
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