KR20000053872A - 다중 영상을 이용한 3차원 스캐닝 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다중 영상을 이용한 3차원 스캐닝 시스템(3 Dimensional model scanning system using multi image)에 관한 것으로서, 현재 수천 만원에서 수억 원에 수입되는 시스템 장비를 수십 만원에서 수백 만원대인 저가의 제품으로 개발하여 산업 현장 또는 3차원 영상 기술을 필요로 하는데 활용하고자 하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 턴 테이블을 대신하는 멀티 레일(Multi rail)을 이용하여 공정, 제품의 화상을 구성하여 카메라 내부 파라메타와 외부 파라메타를 구성하고 이들 영상들의 특징점과 카메라 정보를 이용하여 3차원 모델을 복원한다. 이 복원된 모델은 3차원 VRML 형태의 파일이나 다른 형식의 파일로 만들어지며 최종적으로 텍스쳐 메핑처를 통해 실물과 유사한 모델이 만들어져 영상 출력될 수 있는 3차원 스캐닝 시스템과 3차원 화상 데이터의 고속처리 및 연산용 알고리즘으로 구성되어 있다.

본 발명에 따라 3차원 스캐닝 시스템의 개발은 산업 현장에서의 정밀 품질 검사, 의료용 3차원 인체 형상 측정, 각종 전자 상거래 업체, 디자인 및 주요 정밀 부품 생산 업체, 연구소, 군수 장비 등에 활용됨으로써 이용자들에게 편리함과 경제적 부담을 덜어주는 장점이 있다.

Description

다중 영상을 이용한 3차원 스캐닝 시스템{3 Dimensional model scanning system using multi image}

본 발명은 영상 시스템 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 영상에 대한 데이터를 얻는 방법과 데이터를 디스플레이 하는 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 영상에 대한 데이터를 얻어서 디스플레이 하는데 사용되는 방식은 레이저를 이용한 3차원 모델링 기술, 두 대의 카메라를 이용한 3차원 모델링 기술. 사용자 주관에 의한 기술 등이 있다.

본 발명은 다중 영상을 이용한 3차원 스캐닝 시스템으로서 저가의 유동성 있는 멀티 레일 위에 목표물을 고정시킨 후 여러 개의 카메라로 입체적인 데이터를 수집하는 방식과 이렇게 얻어진 데이터를 스캐닝 하는 방법 및 데이터 처리를 통하여 다중 영상을 디스플레이 하는 소프트웨어이다. 본 발명은 멀티 레일 위에 목표물을 고정시킨 후 멀티 레일을 회전시키면서 고정된 카메라가 각 위치에 대한 목표물의 순간 영상을 포착하여 데이터를 수집하는 것으로서 멀티 레일은 크기와 원형, 타원 등으로 궤도를 수정할 수 있도록 고안되어 있다.

상기와 같이 구성된 장치로 화상을 얻은 후 스캐닝 작업을 하며 여기에서 얻어진 데이터를 분석하여 각 특징점들에 대한 좌표를 정밀 분석하여 편집 및 복원하여 3차원 VRML 형태의 파일이나 다른 형식의 파일로 만들어지며 최종적으로 텍스쳐 메핑처를 통해 실물과 유사한 모델이 만들어져 영상 출력형태의 파일로 저장된다.

상기와 같은 과정을 거쳐서 얻어진 영상 데이터 파일은 모니터에 3차원으로 출력되며 필요에 따라 사용자가 임의 방향대로 디스플레이 시킬 수 있다.

기존의 방식은 턴 테이블 위에 올려진 목표물을 회전시켜서 레이저를 통하여 데이터를 수집하는 3차원 기술이며 이러한 방식은 고가의 장비이면서도 활용성에서 다소 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 1대 이상의 카메라를 동원하여 얻어진 2D 방식의 데이터를 영상자료로 변환하는 방식을 사용하고 있으나 데이터 입력에 필요한 시간이 과다하고 또한 정확한 데이터 습득과 선명도에 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로서, 멀티레일 장치를 이용하여 저가의 다양한 영상 데이터 습득 기술과 이것을 스캐닝 하여 디스플레이 할 수 있는 소프트웨어 시스템을 구축함에 그 목적이 있다.

도 1은 멀티 레일 시스템의 구성도,

도 2는 레일 부분도,

도 3은 레일-카메라 브라켓 상세도,

도 4는 레일-컴퓨터,

도 5는 카메라 구성도이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성요소는 목표물을 고정시키고 회전시켜 주는 멀티 레일과 화상을 잡을 수 있는 카메라, 화상을 데이터로 변경시켜주기 위한 스캐너, 각 화상의 특징점 들을 인식하여 동영상 파일로 전환시켜주는 프로그램 및 이용자가 모니터링할 수 있는 컴퓨터 및 그 주변기기로 구성된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 멀티레일 시스템의 구성도로서, 데이터를 얻고자 하는 목표물을 중심으로 원 운동이 가능하도록 멀티레일(1)이 구성되고, 이 멀티레일 위에 데이터 수신 및 저장을 할 수 있는 컴퓨터(3)가 있으며, 그 주위에 카메라(4)를 고정하고 있는 브라켓(2)으로 구성되어 있다.

도 2에서부터 도 5까지는 전체 구성도에 대한 상세도이며, 도 2에서 예시하는 멀티 레일은 데이터를 얻고자 하는 대상물의 중심점으로부터 매우 정밀한 원운동을 유지할 수 있도록 구성되어야 하며 목표의 크기 또는 위치에 따라 조절이 가능하도록 구성되어 있다. 또한 멀티레일 위에 부착되는 카메라는 멀티 레일을 따라서 대상물을 원 운동을 하며 일정 각도 및 시간 등으로 촬영하여 멀티 레일 위에 부착된 데이터 수신 및 저장용 컴퓨터로 파일이 보관된다.

즉, 여기에 부착된 데이터 처리용 컴퓨터에는 사진 영상을 동영상으로 변환해 주는 3차원 모델 스캐닝 시스템 처리용 프로그램이 내장되어 있다.

기존의 턴 테이블 방식은 대상물을 올려놓은 테이블이 회전하므로 턴 테이블 자체가 상당히 크고, 제조 원가가 수 천만 원에서 수 억 원에 이르지만, 상기 설명과 같이 구성된 멀티레일 시스템은 제작비가 수 백 만원에서 수 천만 원으로 저렴하고, 조절이 용이하며, 분해, 조립을 통하여 쉽게 이동되는 장점이 있다.

따라서 의료용 3차원 인체형상 측정, 3D를 필요로 하는 각종 전자상거래 업체, 디자인 업체, 각종 개발 연구소, 군수장비에 이용될 수 있다. 또한 다소 높은 정밀도를 요구하지 않는 경우에는 야외에서도 사용될 수 있다.

Claims (1)

1. 목표물을 중심으로 회전을 하면서 영상 또는 데이터를 얻기 위하여 형성된 멀티 레일 시스템을 특징으로 하는 장치