KR20080088876A - 모아레와 동적 스테레오 비젼을 이용한 3차원 측정장치 및방법 - Google Patents

모아레와 동적 스테레오 비젼을 이용한 3차원 측정장치 및방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 모아레 측정방법을 이용하여 측정물체의 3차원 형상 측정하는 경우에 발생될 수 있는 2π 모호성을 개선하기 위한 모아레와 동적 스테레오 비젼을 이용한 3차원 측정장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 측정방법은 측정대상물이 제1측정위치로 이송되면 측정헤드에서 측정대상물로 모아레무늬조명을 투영한 후 반사되는 모아레무늬영상을 촬영하고 제어장치에서 이를 수신받아 4-버킷 알고리즘을 이용하여 제1위상지도를 산출하고 제1밝기영상을 저장하는 단계와, 측정헤드 이송부를 제어하여 측정헤드를 제2측정위치로 이송시키는 단계와, 측정헤드에서 측정대상물로 모아레무늬조명을 투영한 후 반사되는 모아레무늬영상을 촬영하고 제어장치에서 이를 수신받아 4-버킷 알고리즘을 이용하여 제2위상지도를 산출하고 제2밝기영상을 저장하는 단계와, 제어장치는 제1 및 제2위상지도에서 각각 2π 모호성이 발생된 지역을 산출한 후 2π 모호성이 발생된 지역의 제1 및 제2밝기영상의 특정치 사이의 거리 차를 산출하고 이를 이용하여 제1 및 제2위상지도를 보정한 후 통합하여 측정대상물의 3차원형상을 측정하는 단계로 구비됨을 특징으로 한다.
모아레, 스테레오, 비젼, 동적, 3차원

Description

모아레와 동적 스테레오 비젼을 이용한 3차원 측정장치 및 방법{Apparatus and Method for Three Dimensional Measurement Using Moire and Dynamic Stereo Vision}
도 1은 종래의 모아레와 스테레오 비젼을 이용한 3차원 측정장치의 구성도,
도 2는 본 발명의 모아레와 동적 스테레오 비젼을 이용한 3차원 측정장치의 구성도,
도 3은 본 발명의 모아레와 동적 스테레오 비젼을 이용한 3차원 측정방법을 나타낸 흐름도,
도 4a 내지 도 4f는 모아레와 동적 스테레오 비젼을 이용한 3차원 측정과정을 나타낸 도,
도 5는 도 2에 도시된 본 발명의 모아레와 동적 스테레오 비젼을 이용한 3차원 측정장치의 다른 실시예를 나타낸 구성도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
10: 측정헤드 11: 투영부
12: 결상부 13: 측정헤드
20: 측정헤드 이송부 30: 이송테이블
31: 모터 40: 제어장치
본 발명은 모아레와 동적 스테레오 비젼을 이용한 3차원 측정장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모아레 측정방법을 이용하여 측정물체의 3차원 형상 측정하는 경우에 발생될 수 있는 2π 모호성을 개선하기 위한 모아레와 동적 스테레오 비젼을 이용한 3차원 측정장치 및 방법에 관한 것이다.
모아레를 이용한 3차원 측정시 발생될 수 있는 2π 모호성을 해결하기 위한 선행기술로 공개특허 제2005-31328호(2005.04.06)에 공개되어 있으며 이를 첨부된 도 1을 이용하여 개략적으로 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이 종래의 모아레와 스테레오 비젼을 이용한 3차원 측정장치는 투영부(2), 제1결상부(3), 제2결상부(4) 및 이송테이블(5)로 구성되며, 측정대상물(1)은 구동모터(5a)에 의해 구동되는 이송테이블(5)에 위치하게 된다. 측정대상물(1)로 모아레무늬조명을 투영하는 투영부(2)는 광원(2a), 집광렌즈(2b), 투영격자(2c), 구동부(2d) 및 투영렌즈(2e)로 이루어지며, 제1결상부(3)는 측정대상물(1)로부터 변형된 모아레무늬영상을 획득하기 위해 CCD 카메라(3a) 및 결상렌즈(3b)로 이루어진다. 제2결상부(4)는 측정대상물(1)의 영상을 획득하기 위해 CCD 카메라(4a) 및 결상렌즈(4b)로 이루어진다.
상기 구성을 갖는 종래의 모아레와 스테레오 비젼을 이용한 3차원 측정장치를 이용하여 측정대상물(1)의 3차원 형상을 측정하는 방법을 개략적으로 설명하면 다음과 같다. 제1결상부(3) 및 제2결상부(4) 중 어느 하나와 투영부(2)를 이용하여 측정대상물(1)의 모아레무늬영상을 획득한 후 위상을 추출하게 된다. 위상이 추출되면 제1결상부(3)와 제2결상부(4)를 이용하여 측정대상물(1)의 높이를 산출한다. 측정대상물(1)의 높이 산출시 측정대상물(1)이 종래에는 반도체 패키지의 리드(도시 않음)의 높이 측정이므로 각각의 리드에 대한 높이를 산출하게 된다. 각 리드의 높이가 산출되면 서로 이웃하는 리드의 높이 차를 산출한다. 높이 차가 산출되면 측정값의 실제 차수를 산출한다. 실제 차수가 산출되면 이를 이용하여 최종 측정값을 보상하게 된다.
종래와 같은 모아레와 스테레오 비젼을 이용한 측정대상물의 3차원 측정방법은 단지 반도체 패키지의 각 리드들의 개별 높이를 측정하기 위한 방법만을 제공하는 것이므로 그 적용 범위가 매우 제한적인 문제점이 있다. 또한, 각 리드들의 개별 높이를 측정하기 위해 도 1에 도시된 바와 같이 하나의 투영부에 두개의 결상부를 구비함으로써 전체적으로 3차원 측정장치의 구성이 복잡해지는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 모아레 3차원 측정시 발생될 수 있는 2π 모호성을 개선시키기 위한 측정장치를 보다 컴팩트(compact)하게 구성할 수 있는 모아레와 동적 스테레오 비젼을 이용한 3차원 측정장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 측정대상물을 두개의 위치에서 위상을 산출하고 각각에서 산출된 위상추출값을 결합하여 위상 노이즈(phase noise)가 제거된 통합위상 을 획득함으로써 3차원 형상 측정작업의 신뢰성을 개선시킬 수 있는 모아레와 동적 스테레오 비젼을 이용한 3차원 측정방법을 제공함에 있다.
본 발명의 모아레와 동적 스테레오 비젼을 이용한 3차원 측정장치는 투영부와 결상부로 이루어져 측정대상물로 모아레무늬조명을 투영한 후 반사되는 모아레무늬영상을 촬영하는 측정헤드(head)와, 측정헤드가 이송 가능하도록 설치되는 측정헤드 이송부와, 측정헤드의 하측에 위치되도록 설치되어 측정대상물을 제1측정위치로 이송시키는 이송테이블(table)과, 이송테이블을 제어하여 측정대상물을 제1측정위치로 이송하고 동적 스테레오 비젼 촬영을 위해 측정헤드 이송부를 제어하여 측정헤드를 제2측정위치로 이송하며 측정헤드가 제1 및 제2측정위치에 위치되면 각 위치에서 측정헤드를 제어하여 촬영된 제1 및 제2위상정보와 제1 및 제2밝기영상을 각각 수신받아 측정대상물의 3차원형상을 측정하는 제어장치로 구비됨을 특징으로 한다.
본 발명의 모아레와 동적 스테레오 비젼을 이용한 3차원 측정방법은 이송테이블에 의해 측정대상물이 제1측정위치로 이송되면 측정헤드에서 측정대상물로 모아레무늬조명을 투영한 후 반사되는 모아레무늬영상을 촬영하고 제어장치에서 이를 수신받아 4-버킷 알고리즘을 이용하여 제1위상지도를 산출하고 제1밝기영상을 저장하는 단계와, 동적 스테레오 비젼 촬영을 위해 제어장치는 측정헤드 이송부를 제어하여 측정헤드를 제2측정위치로 이송시키는 단계와, 측정헤드가 제2측정위치로 이송되면 측정헤드에서 측정대상물로 모아레무늬조명을 투영한 후 반사되는 모아레무 늬영상을 촬영하고 제어장치에서 이를 수신받아 4-버킷 알고리즘(bucket algorithm)을 이용하여 제2위상지도를 산출하고 제2밝기영상을 저장하는 단계와, 제1 및 제2측정위치에서 각각 제1 및 제2위상지도가 산출되고 제1 및 제2밝기영상이 저장되면 제어장치는 제1 및 제2위상지도에서 각각 2π 모호성이 발생된 지역을 산출한 후 2π 모호성이 발생된 지역의 제1 및 제2밝기영상의 특정치 사이의 거리 차를 산출하고 이를 이용하여 제1 및 제2위상지도를 보정한 후 통합하여 측정대상물의 3차원형상을 측정하는 단계로 구비됨을 특징으로 한다.
(실시예)
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 모아레와 동적 스테레오 비젼을 이용한 3차원 측정장치의 구성도이다. 도시된 바와 같이 본 발명의 모아레와 동적 스테레오 비젼을 이용한 3차원 측정장치는 크게 측정헤드(10), 측정헤드 이송부(20), 이송테이블(30) 및 제어장치(40)로 구성되며, 각각의 구성을 순차적으로 설명하면 다음과 같다.
측정헤드(10)는 투영부(11)와 결상부(12)로 이루어져 측정대상물(1)로 모아레무늬조명을 투영한 후 반사되는 모아레무늬영상을 촬영하여 제어장치(40)로 전송하며, 측정헤드 프레임(frame)(11)이 더 구비된다. 측정헤드 프레임(11)은 측정헤드 이송부(20)에 이동 가능하도록 설치된다. 그 일측 즉, 측정헤드 프레임(11)의 내측의 일측에 조명원(12a), 격자소자(12b), 투영렌즈(12c) 및 격자 이송기구(12d)로 이루어져 측정대상물(1)로 모아레무늬조명을 투영하는 투영부(12)가 경사지게 설치된다. 측정헤드 프레임(11) 타측 즉, 측정헤드 프레임(11)의 내측의 타측에는 CCD 카메라(13a), 결상렌즈(13b), 광학필터(13c) 및 원형램프(13d)로 이루어져 측정대상물(1)에서 반사되는 모아레무늬영상을 촬영하는 결상부(13)가 설치된다.
측정헤드 이송부(20)는 측정헤드(10)가 이송 가능하도록 설치된다. 측정헤드 이송부(20)에 측정헤드(10)를 이송 가능하도록 설치하는 경우에 측정헤드 프레임(11)이 측정헤드 이송부(20)에 이송 가능하도록 설치하게 된다. 측정헤드 이송부(20)는 측정헤드(10)를 제2측정위치(B2)로 이송시킬 수 있도록 하기 위해 볼스크류(ball screw), 리니어 모터(linear motor) 또는 공압 실린더(air cylinder) 이송기구 중 어느 하나를 적용하여 측정대상물(1)을 동적 스테레오 비젼 촬영할 수 있도록 측정헤드(10)를 이송시키게 된다.
이송테이블(30)은 모터(31)에 의해 구동되어 측정대상물(1)이 안착되면 측정대상물(1)을 측정헤드(10)가 촬영할 수 있도록 제1측정위치(B1)로 이송하게 된다. 측정대상물(1)을 이송하기 위해 이송테이블(30)은 X-Y축 방향으로 이동이 가능한 이송테이블(30)을 적용하여 측정대상물(10)을 제1측정위치(B1)로 이송하게 된다. 여기서, 이송 테이블(30)을 이용하여 제1측정위치(B1)로 측정대상물(10)을 이송할 수 있을 뿐만 아니라 이송 테이블(30)에 의해 측정대상물(10)이 임의의 측정위치로 이송되면 측정헤드 이송부(20)에 의해 측정헤드(10)를 측정대상물(1)의 제1측정위치(B1)로 이송시킬 수 있도록 구성할 수 있다.
제어장치(40)는 구동제어부(41), 영상획득부(42) 및 중앙제어부(43)로 구성되어 이송테이블(30)을 제어하여 측정대상물(1)을 제1측정위치(B1)로 이송하고 동적 스테레오 비젼 촬영을 위해 측정헤드 이송부(20)를 제어하여 측정헤드(10)를 제 2측정위치(B2)로 이송하게 된다. 측정헤드(10)가 제1측정위치(B1)에서 화살표 'A'방향으로 이송되어 제2측정위치(B1,B2)에 위치되면 제어장치(40)는 각 위치(B1,B2)에서 측정헤드(10)를 제어하여 촬영된 제1 및 제2위상정보와 제1 및 제2밝기영상을 각각 수신받아 측정대상물(1)의 3차원형상을 측정하게 된다. 제어장치(40)의 구동제어부(41)는 테이블 제어기(41a), 조명제어기(41b), 격자제어기(41c) 및 측정헤드이송 제어기(41d)로 이루어져 조명원(12a), 격자 이송기구(12d), 원형램프(13d), 측정헤드 이송부(20) 및 이송테이블(30)의 모터(31)를 각각 구동하게 된다. 또한 영상획득부(42)는 CCD 카메라(13a)에서 촬영된 위상정보를 수신받아 영상처리하여 중앙제어부(43)로 전송하고, 중앙제어부(43)는 전송된 위상정보를 이용하여 측정대상물(1)의 3차원형상을 측정하게 된다.
측정대상물(1)을 모아레와 동적 스테레오 비젼을 이용하여 측정시 측정장치의 구성을 보다 컴팩트하게 구성할 수 있도록 본원발명의 모아레와 동적 스테레오 비젼을 이용한 3차원 측정장치를 도 5와 같이 구성할 수 있다. 도 5에 도시된 본 발명의 3차원 측정장치는 측정대상물(10)에 대해 동적 스테레오 비젼 촬영을 위해 측정헤드 이송부(10)를 이용하지 않고 이송테이블(230)을 제어하여 측정대상물(1)이 화살표 'A'방향으로 이송되어 측정대상물(1)이 제1측정위치(B1)에서 제2측정위치(B2)로 이송할 수 있도록 구성할 수 있다. 이로 인해 추가적인 측정헤드 이송부(10)와 측정헤드이송 제어기(41d)의 구성을 생략할 수 있어 보다 컴팩트하게 3차원 측정장치를 구성할 수 있게 된다.
측정헤드(10)나 이송 테이블(230)을 이송시켜 제1 및 제2측정위치(B1,B2)에 서 각각 측정대상물(1)을 모아레와 동적 스테레오 비젼 촬영을 실시하여 측정대상물(1)의 3차원형상을 측정하는 방법을 첨부된 도 2 및 도 3을을 이용하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 모아레와 동적 스테레오 비젼을 이용한 3차원 측정장치의 구성도이며, 도 3은 본 발명의 모아레와 동적 스테레오 비젼을 이용한 3차원 측정방법을 나타낸 흐름도이다. 도시된 바와 같이 본 발명의 측정방법은 먼저 이송테이블(230)에 의해 측정대상물(1)이 제1측정위치(B1)로 이송되면 측정헤드(10)에서 측정대상물(1)로 모아레무늬조명을 투영한 후 반사되는 모아레무늬영상을 촬영하고 제어장치(40)에서 이를 수신받아 4-버킷 알고리즘을 이용하여 도 4b에 도시된 제1위상지도(120)를 산출하고 도 4e에 도시된 제1밝기영상(130)을 저장한다(S10). 4-버킷 알고리즘을 이용하여 제1위상지도(120)를 산출하기 위해 제어장치(40)에서 격자 이송기구(12d)를 제어하여 격자소자(12b)를 0, π/2, π, 3π/2만큼 이송시키고 매 이송마다 결상부(13)에서 촬영하여 도 4a에서와 같은 4 프레임(frame) 영상(110)을 촬영하게 된다.
제1측정위치(B1)에서 측정대상물(1)의 제1위상지도(120)가 산출되고 제1밝기영상(130)이 저장되면, 동적 스테레오 비젼 촬영을 위해 제어장치(40)는 측정헤드 이송부(20)를 제어하여 측정헤드(10)를 제2측정위치(B2)로 이송시킨다(S20). 측정대상물(1)을 제2측정위치(B2)에서 측정하기 위해 측정헤드(10)를 이용하는 대신 제어장치(40)에서 이송테이블(230)을 제어하여 측정대상물(1)을 제2측정위치로 이송시킬 수 있다.
동적 스테레오 비젼 촬영을 위해 측정헤드(10)가 제2측정위치(B2)로 이송되면 측정헤드(10)에서 측정대상물(1)로 모아레무늬조명을 투영한 후 반사되는 모아레무늬영상을 촬영하고 제어장치(40)에서 이를 수신받아 4-버킷 알고리즘을 이용하여 도 4d에 도시된 제2위상지도(220)를 산출하고 도 4e에 도시된 제2밝기영상(230)을 저장한다(S30). 4-버킷 알고리즘을 이용하여 제2위상지도(220)를 산출하기 위해 제1측정위치(B1)에서와 같이 제어장치(40)에서 격자 이송기구(12d)를 제어하여 격자소자(12b)를 0, π/2, π, 3π/2만큼 이송시키고 매 이송마다 결상부(13)에서 촬영하여 도 4c에서와 같은 4 프레임(frame) 영상(210)을 촬영하게 된다.
제1 및 제2측정위치(B1,B2)에서 각각 제1 및 제2위상지도(120,220)가 산출되고 제1 및 제2밝기영상(130,230)이 저장되면 제어장치(40)는 제1 및 제2위상지도(120,220)에서 각각 2π 모호성이 발생된 지역을 산출한 후 2π 모호성이 발생된 지역의 제1 및 제2밝기영상(130,230)의 특정치 사이의 거리 차를 산출하고 이를 이용하여 제1 및 제2위상지도(120,220)를 보정한 후 통합하여 측정대상물(1)의 3차원형상을 측정한다(S40).
2π 모호성이 발생된 지역의 제1 및 제2밝기영상(130,230)의 특정치 사이의 거리 차를 산출하고 이를 이용하여 제1 및 제2위상지도(120,220)를 보정한 후 통합하여 측정대상물(1)의 3차원형상을 측정하는 단계(S40)를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
제1 및 제2위상지도(120,220)가 산출되면 제어장치(40)는 도 4b 및 도 4d에 각각 도시된 것과 같이 제1 및 제2위상지도(120,220)에 각각 포함된 위상 노이 즈(C)를 제거하기 위해 위상 언래핑(phase unwrapping)을 실시한다(S41). 위상 언래핑을 통해 제1 및 제2위상지도(120,220)에 포함된 위상 노이즈(C)가 제거되면 제어장치(40)는 제1 및 제2위상지도(120,220)에서 각각 2π 모호성이 발생된 영역을 미리 저장된 측정대상물(1)의 정보를 이용하여 제1 및 제2위상모호지역(D1,F1)으로 산출한다(S42). 측정대상물(1)의 정보는 측정대상물(1)의 두께 등의 정보를 미리 제어장치(40)에 입력하며, 입력된 정보를 이용해 제어장치(40)는 도 4b 및 도 4d에 각각 도시된 것과 같이 제1 및 제2위상지도(120,220)에서 각각 2π 모호성이 발생되지 않은 지역(D2,F2)과 제1 및 제2위상모호지역(D1,F1)으로 분리하여 산출하게 된다.
제1 및 제2위상모호지역(D1,F1)이 산출되면 제어장치(40)는 도 4e에 도시된 것과 같이 제1 및 제2밝기영상(130,230)에서 각각 제1 및 제2위상모호지역(D1,F1)의 밝기 특정치(E)를 제1 및 제2밝기영상(130,230)의 특정치(E)로 산출한다(S43).
제1 및 제2밝기영상(130,230)의 특정치(E)가 산출되면 제어장치(40)는 제1 및 제2밝기영상(E)의 특정치(E) 사이의 거리(또는 시차(disparity))(L)를 산출한다(S44). 제1 및 제2밝기영상(130,230)의 특정치(E) 사이의 거리(L)를 산출은 도 4f에 도시된 양안 스테레오 방정식(binocular stereo equation)을 산출하기 위한 모델을 이용하여 다음과 같이 산출할 수 있다.
먼저, 도 4f에 도시된 측정대상물(1)과 CCD 카메라(13a) 사이의 관계를 양안 스테레오 방정식 모델식을 이용하여 아래 수학식 1 및 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007025149686-PAT00001
Figure 112007025149686-PAT00002
여기서, x', x"은 각각 이동전, 후의 CCD 카메라(13a)에 맺혀진 영상이 광축 즉, 촬영영역의 중앙에서 벗어난 길이를 나타내며, d는 이동전, 후의 CCD 카메라(13a) 사이의 길이를 나타내는 베이스 라인(base line)의 절반을 나타낸다. 또한 x는 이동전, 후 CCD 카메라(13a)에 맺혀진 영상이 촬영영역의 중앙으로부터 벗어난 길이(영상 처리시는 화소수를 의미함)를 나타내며, f는 초점 거리를 나타내고, z는 모아레 위상면까지의 거리를 나타낸다.
이와 같이 변수 x', x", d 및 x 등을 이용하여 나타낸 수학식 1 및 2를 각각 x'와 x"으로 나타내면 하기 수학식 3 및 4로 표현된다.
Figure 112007025149686-PAT00003
Figure 112007025149686-PAT00004
로 각각 나타낼 수 있다. 여기서, x"-x'=L 이므로 수학식 3 및 수학식 4는 아래와 같이 수학식 5로 나타낼 수 있다.
Figure 112007025149686-PAT00005
상기 수학식 5에서 제1 및 제2밝기영상(E)의 특정치(E) 사이의 거리(L)는 아래와 같은 수학식 6을 이용하여 산출한다.
Figure 112007025149686-PAT00006
여기서, z: 모아레 위상면까지의 거리이고, f: 초점거리이며, 2d: 베이스라인 길이를 나타낸다.
제1 및 제2밝기영상(130,230)의 특정치(E) 사이의 거리(L)가 산출되면 제어장치(40)는 제1 및 제2밝기영상(130,230)의 특정치(E) 사이의 거리(L)를 이용하여 실제 위상차수(n)를 산출한다(S45). 제1 및 제2밝기영상(130,230)의 특정치(E) 사이의 거리(L)를 이용하여 위상 모호지역(D1,F1)의 실제 위상차수(n)의 산출은 아래의 수학식 7을 이용한다.
Figure 112007025149686-PAT00007
여기서, z: 모아레 위상면까지의 거리이고, z0: 모아레 기준 위상면까지의 거리이며, λ: 모아레무늬의 파장이다.
실제 위상차수(n)가 산출되면 제어장치(40)는 실제 위상차수(n)를 이용하여 각각의 제1 및 제2위상지도(120,220)를 보정한다(S46). 실제 위상차수(n)를 이용하여 제1 및 제2위상지도(120,220)를 각각 보정하는 방법은 아래의 수학식 8을 이용한다.
Figure 112007025149686-PAT00008
여기서, φ': 실제 위상이고, n: 위상 모호지역의 실제차수이며, φ: 위상보정 전의 측정위상을 나타낸다.
제1 및 제2위상지도(120,220)가 보정되면 제어장치(40)는 보정된 제1 및 제2위상지도(120,220)를 이용하여 통합위상지도를 산출하여 측정대상물(1)의 3차원형상을 측정한다(S47).
이상과 같이 보정된 제1 및 제2위상지도(120,220)를 이용하여 통합위상지도를 산출하고, 산출된 통합위상지도를 이용하여 측정대상물(1)의 높이를 측정하고, 이 높이 정보를 이용하여 측정대상물(1)의 3차원 형상을 측정함으로써 보다 신뢰성이 있는 3차원형상 정보를 추출할 수 있게 된다.
이상에 설명한 바와 같이 본 발명의 모아레와 동적 스테레오 비젼을 이용한 3차원 측정장치 및 방법은 하나의 투영부와 하나의 결상부를 이용하여 2π 모호성을 개선시키기 위한 측정장치를 보다 컴팩트하게 구성할 수 있는 이점을 제공하며, 위상 노이즈가 제거된 통합위상을 획득하여 3차원형상을 측정함으로써 3차원 측정작업의 신뢰성을 개선시킬 수 있는 이점을 제공할 수 있다.

Claims (8)

  1. 투영부와 결상부로 이루어져 측정대상물로 모아레무늬조명을 투영한 후 반사되는 모아레무늬영상을 촬영하는 측정헤드와,
    상기 측정헤드가 이송 가능하도록 설치되는 측정헤드 이송부와,
    상기 측정헤드의 하측에 위치되도록 설치되어 측정대상물을 제1측정위치로 이송시키는 이송테이블과,
    상기 이송테이블을 제어하여 측정대상물을 제1측정위치로 이송하고 동적 스테레오 비젼 촬영을 위해 상기 측정헤드 이송부를 제어하여 상기 측정헤드를 제2측정위치로 이송하며 측정헤드가 상기 제1 및 제2측정위치에 위치되면 각 위치에서 상기 측정헤드를 제어하여 촬영된 제1 및 제2위상정보와 제1 및 제2밝기영상을 각각 수신받아 측정대상물의 3차원형상을 측정하는 제어장치로 구비됨을 특징으로 하는 모아레와 동적 스테레오 비젼을 이용한 3차원 측정장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 측정헤드는 상기 측정헤드 이송부에 이동 가능하도록 설치되는 측정헤드 프레임과,
    상기 측정헤드 프레임의 일측에 경사지게 설치되어 측정대상물로 모아레무늬조명을 투영하는 투영부와,
    상기 측정헤드 프레임의 타측에 설치되어 측정대상물에서 반사되는 모아레무늬영상을 촬영하는 결상부로 구비됨을 특징으로 하는 모아레와 동적 스테레오 비젼 을 이용한 3차원 측정장치.
  3. 이송테이블에 의해 측정대상물이 제1측정위치로 이송되면 측정헤드에서 측정대상물로 모아레무늬조명을 투영한 후 반사되는 모아레무늬영상을 촬영하고 제어장치에서 이를 수신받아 4-버킷 알고리즘을 이용하여 제1위상지도를 산출하고 제1밝기영상을 저장하는 단계와,
    동적 스테레오 비젼 촬영을 위해 제어장치는 측정헤드 이송부를 제어하여 측정헤드를 제2측정위치로 이송시키는 단계와,
    상기 측정헤드가 제2측정위치로 이송되면 측정헤드에서 측정대상물로 모아레무늬조명을 투영한 후 반사되는 모아레무늬영상을 촬영하고 제어장치에서 이를 수신받아 4-버킷 알고리즘을 이용하여 제2위상지도를 산출하고 제2밝기영상을 저장하는 단계와,
    상기 제1 및 제2측정위치에서 각각 제1 및 제2위상지도가 산출되고 제1 및 제2밝기영상이 저장되면 제어장치는 제1 및 제2위상지도에서 각각 2π 모호성이 발생된 지역을 산출한 후 2π 모호성이 발생된 지역의 제1 및 제2밝기영상의 특정치 사이의 거리 차를 산출하고 이를 이용하여 제1 및 제2위상지도를 보정한 후 통합하여 측정대상물의 3차원형상을 측정하는 단계로 구비됨을 특징으로 하는 모아레와 동적 스테레오 비젼을 이용한 3차원 측정방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 동적 스테레오 비젼 촬영을 위해 제어장치는 측정헤 드 이송부를 제어하여 측정헤드를 제2측정위치로 이송시키는 단계에서 제어장치에서 이송테이블을 제어하여 측정대상물을 제2측정위치로 이송시킬 수 있음을 특징으로 하는 모아레와 동적 스테레오 비젼을 이용한 3차원 측정방법.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 2π 모호성이 발생된 지역의 제1 및 제2밝기영상의 특정치 사이의 거리 차를 산출하고 이를 이용하여 제1 및 제2위상지도를 보정한 후 통합하여 측정대상물의 3차원형상을 측정하는 단계는 상기 제1 및 제2위상지도가 산출되면 제어장치는 제1 및 제2위상지도에 각각 포함된 위상 노이즈를 제거하기 위해 위상 언래핑을 실시하는 단계와,
    상기 위상 언래핑을 통해 제1 및 제2위상지도에 포함된 위상 노이즈가 제거되면 제어장치는 상기 제1 및 제2위상지도에서 각각 2π 모호성이 발생된 영역을 미리 저장된 측정대상물의 정보를 이용하여 제1 및 제2위상모호지역으로 산출하는 단계와,
    상기 제1 및 제2위상모호지역이 산출되면 제어장치는 상기 제1 및 제2밝기영상에서 각각 제1 및 제2위상모호지역의 밝기 특정치를 제1 및 제2밝기영상의 특정치로 산출하는 단계와,
    상기 제1 및 제2밝기영상의 특정치가 산출되면 제어장치는 제1 및 제2밝기영상의 특정치 사이의 거리를 산출하는 단계와,
    상기 제1 및 제2밝기영상의 특정치 사이의 거리가 산출되면 제어장치는 제1 및 제2밝기영상의 특정치 사이의 거리를 이용하여 실제 위상차수를 산출하는 단계 와,
    상기 실제 위상차수가 산출되면 제어장치는 실제 위상차수를 이용하여 각각의 제1 및 제2위상지도를 보정하는 단계와,
    상기 제1 및 제2위상지도가 보정되면 제어장치는 보정된 제1 및 제2위상지도를 이용하여 통합위상지도를 산출하여 측정대상물의 3차원형상을 측정하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 모아레와 동적 스테레오 비젼을 이용한 3차원 측정방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제1 및 제2밝기영상의 특정치 사이의 거리를 산출하는 단계는 다음 수식에 의해 제1 및 제2밝기영상의 특정치 사이의 거리를 산출함을 특징으로 하는 모아레와 동적 스테레오 비젼을 이용한 3차원 측정방법.
    Figure 112007025149686-PAT00009
    여기서,
    Figure 112007025149686-PAT00010
    z: 모아레 위상면까지의 거리
    2d: 베이스라인 길이
    f: 초점거리
    x', x": 이동전, 후 CCD 카메라에 맺혀진 영상이 중앙에서 벗어난 길이
    L: 거리(disparity)
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 제1 및 제2밝기영상의 특정치 사이의 거리를 이용하 여 실제 위상차수를 산출하는 단계는 다음 수식에 의해 제1 및 제2밝기영상의 특정치 사이의 거리를 이용하여 실제 위상차수를 산출함을 특징으로 하는 모아레와 동적 스테레오 비젼을 이용한 3차원 측정방법.
    Figure 112007025149686-PAT00011
    n: 위상 모호지역의 실제차수
    z: 모아레 위상면까지의 거리
    z0: 모아레 기준 위상면까지의 거리
    λ: 모아레무늬의 파장
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 실제 위상차수를 이용하여 각각의 제1 및 제2위상지도를 보정하는 단계는 다음 수식에 의해 실제 위상차수를 이용하여 각각의 제1 및 제2위상지도를 보정함을 특징으로 하는 모아레와 동적 스테레오 비젼을 이용한 3차원 측정방법.
    Figure 112007025149686-PAT00012
    φ': 실제 위상
    n: 위상 모호지역의 실제차수
    φ: 위상보정 전의 측정위상
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