KR20100058282A - System for 3d plane image pick up of container - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A 3D surface image acquisition system of a container is provided to acquire a 2D image of good quality by acquiring an image while driving a transfer unit according to the outer part of the container within a gate house in stop status of a container vehicle. CONSTITUTION: A slit light generator(300) examines laser slit light in the outer surface of a container. An image acquisition unit(400) acquires 2D images about a cross section shape of the container with imaging of a single scanning line of the slit light generator. A transfer unit(800) is drived according to the outer part of the container at a linear direction with driving force of a driving motor. A location detection unit, the slit light generator and the image acquisition unit are installed in the transfer unit.

Description

컨테이너의 3차원 표면 영상획득 시스템{SYSTEM FOR 3D PLANE IMAGE PICK UP OF CONTAINER }3D surface image acquisition system of a container {SYSTEM FOR 3D PLANE IMAGE PICK UP OF CONTAINER}

본 발명은 컨테이너의 외부 표면을 촬영하여 3차원의 표면 영상을 획득하는 기술에 관한 것으로, 특히 컨테이너 차량을 게이트 하우스 내에 정차시킨 상태에서 슬릿광 발생장치와 영상획득장치를 게이트 하우스 내에서 컨테이너 외곽부분을 따라 주행시키면서 표면 영상을 획득할 수 있도록 한 컨테이너의 3차원 표면 영상획득 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a technique for acquiring a three-dimensional surface image by photographing an outer surface of a container, and in particular, a slit light generator and an image acquisition device in a state in which a container vehicle is stopped in a gate house. The present invention relates to a three-dimensional surface image acquisition system of a container capable of acquiring surface images while traveling along the road.

일반적으로, 컨테이너 운송차량에 의해 컨테이너 터미널에 운송된 컨테이너는 일단 야드 트랙터(yard tractor)에 의해 터미널 내의 야드에 며칠동안 야적되었다가, 야드 트랙터에 의해 컨테이너 크레인의 주변으로 이송된 후 그 컨테이너 크레인에 의해 부두에 정박중인 컨테이너 선박에 선적된다. 이와 반대로, 컨테이너 크레인에 의해 컨테이너 선박으로부터 하역된 컨테이너는 야드 트랙터에 의해 상기 야드에 야적되었다가, 컨테이너 차량에 의해 목적지로 운송된다.In general, a container transported to a container terminal by a container transport vehicle is once loaded by a yard tractor for several days in a yard in the terminal, and then transported to the periphery of the container crane by the yard tractor and then to the container crane. Are shipped to container ships moored at dock. In contrast, a container unloaded from a container ship by a container crane is loaded onto the yard by a yard tractor and then transported to a destination by a container vehicle.

이와 같이, 컨테이너가 컨테이너 차량에 의해 컨테이너 터미널로 운송된 후 야드에 야적되었다가 컨테이너 선박에 선적될 때 까지, 또는 컨테이너 선박에서 하역 되어 야드에 야적되었다가 컨테이너 터미널로부터 출고될 때 까지 손상될 우려가 있다. As such, there is a risk that the container may be damaged until it is transported by the container vehicle to the container terminal until it is loaded into the yard and shipped to the container ship, or until it is unloaded from the container ship and loaded into the yard and released from the container terminal. have.

따라서, 컨테이너가 컨테이너 터미널 내에서 손상되었는지의 여부를 판단하기 위한 증빙자료 확보 차원에서 컨테이너 터미널의 출입문에 설치된 게이트 하우스(gate house)에서 진입하거나 진출하는 컨테이너의 외부 측면(예: 상/좌/우측면)을 촬영하여 3차원 표면 영상을 획득하게 된다. Therefore, in order to secure evidence to determine whether the container is damaged in the container terminal, the outer side of the container entering or exiting the gate house installed at the entrance of the container terminal (e.g., top / left / right side) ) To obtain a three-dimensional surface image.

그런데, 종래의 3차원 표면 영상획득 시스템은 컨테이너 차량이 게이트 하우스를 통과하도록 하고, 이때 게이트 하우스 내에 설치된 슬릿광 발생장치와 두 대 이상의 카메라를 이용하여 2차원 영상을 획득한 후 이를 처리하여 3차원 전체 표면 영상을 획득하도록 되어 있었다. However, the conventional three-dimensional surface image acquisition system allows a container vehicle to pass through the gate house, and at this time acquires a two-dimensional image by using a slit light generator and two or more cameras installed in the gate house and processes the three-dimensional image by processing it. It was supposed to acquire a full surface image.

따라서, 종래의 3차원 표면 영상획득 시스템에 있어서는 차량 이동에 따른 진동이 발생하여 피사체인 컨테이너가 상하좌우로 흔들리게 되고 이러한 상태에서 피사체를 촬영하게 되므로 양질의 2차원 영상을 획득하는데 어려움이 있었다.Accordingly, in the conventional three-dimensional surface image acquisition system, vibration occurs due to the movement of the vehicle, and thus the container, which is the subject, shakes up, down, left, and right, and photographs the subject in this state, thus making it difficult to obtain a high quality two-dimensional image.

또한, 컨테이너 차량이 게이트 하우스를 통과할 때 바람직하게는 정확하게 일직선으로 통과해야 되지만, 현실적으로 그렇게 통과하는데 어려움이 있어 이동 궤적이 불규칙하게 되고, 이로 인하여 올바른 2차원 영상을 획득하는데 어려움이 있었다.In addition, when the container vehicle passes through the gate house, it should preferably pass in a straight line, but in reality, it is difficult to pass such that the movement trajectory becomes irregular, which makes it difficult to obtain a correct two-dimensional image.

또한, 컨테이너 차량이 게이트 하우스 통과시 통과속도가 가변적이어서 3차원 영상 데이터가 속도에 의해 왜곡되고, 이러한 이유로 인하여 검사자가 3차원 영상을 인식하는데 어려움이 있었다. In addition, when the container vehicle passes through the gate house, the passing speed is variable so that the 3D image data is distorted by the speed, and for this reason, it is difficult for the inspector to recognize the 3D image.

그리고, 이와 같은 각종 이유로 인하여 2차원 영상 데이터와 3차원 영상 데이터를 정확하게 매칭하는데 어려움이 있고, 이에 따라 컨테이너의 외부 측면에 대한 3차원 표면 영상의 품질이 저하되는 문제점이 있었다.Further, due to such various reasons, it is difficult to accurately match the 2D image data and the 3D image data, and thus there is a problem in that the quality of the 3D surface image on the outer side of the container is deteriorated.

따라서, 본 발명의 목적은 컨테이너 차량을 게이트 하우스를 통과시키면서 슬릿광 발생장치와 영상획득장치를 이용하여 영상을 획득하는 것이 아니라, 컨테이너 차량을 게이트 하우스 내에 정차시킨 상태에서 슬릿광 발생장치와 영상획득장치를 장착한 이송장치를 게이트 하우스 내에서 컨테이너 외곽부분을 따라 주행시키면서 영상을 획득할 수 있도록 하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is not to acquire an image using the slit light generator and the image acquisition device while passing the container vehicle through the gate house, but to acquire the slit light generator and the image while the container vehicle is stopped in the gate house. It is possible to obtain an image while driving the transport device equipped with the device along the outer portion of the container in the gate house.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 이송장치의 진행방향으로 그 이송장치에 배열되어 컨테이너의 위치를 검출하기 위한 복수개의 센서로 이루어진 위치검출장치; 컨테이너와 일정간격으로 이격되도록 이송장치의 내측면에 적어도 두 대 이상의 레이저가 설치되며, 컨테이너의 외부 표면에 특정영역이 중첩되도록 레이저 슬릿광을 조사하여 단일 주사선을 형성하기 위한 슬릿광 발생장치; 상기 각 레이저와 일정간격으로 이격되도록 적어도 두 대 이상의 카메라부가 설치되며, 상기 단일 주사선을 촬상하여 컨테이너의 단면 형상에 대한 2차원 영상들을 획득하기 위한 영상획득장치; 상기 위치검출장치로부터 검출된 컨테이너의 위치신호에 따라 이송장치의 이동속도를 산출함과 아울러 상기 슬릿광 발생장치, 상기 영상획득장치 및 상기 구동모터의 동작을 제어하고, 각 카메라부로부터 획득된 2차원 영상들에 대하여 단일 주사선을 추출하여 각 2차원 영상에 대한 Z 및 Y좌표 영상데이터를 생성하며, 카메라부간의 간격 및 카메라부와 컨테이너의 거리값을 이용하여 상기 생성된 각 2차원 영상에 대한 Y좌표 영상데이터의 중첩구간을 산출한 후, 상기 산출된 중첩구간을 조합하여 새로운 영상데이터들을 생성하며, 상기 산출된 이송장치의 이동속도를 이용하여 상기 생성된 새로운 영상데이터들을 조합하여 X좌표 영상데이터를 생성한 후, 상기 생성된 X, Y 및 Z좌표 영상데이터를 이용하여 컨테이너의 3차원 전체 표면 영상 데이터를 출력하기 위한 제어장치; 상기 제어장치에 의해 구동되어 상기 이송장치에 구동력을 제공하는 구동모터; 상기 컨테이너의 좌측면, 우측면 및 상면과 소정 거리를 유지한 상태로 직선 이동이 가능하게 설치되어 상기 위치검출장치, 슬릿광 발생장치 및 영상획득장치를 장착하고, 상기 구동모터로부터 전달되는 구동력을 이용하여 상기 컨테이너의 외곽부를 따라 직선방향으로 주행하는 이송장치를 포함하는 컨테이너의 3차원 표면 영상획득시스템을 제공하는 것이다.The present invention for achieving the above object is a position detecting device consisting of a plurality of sensors for detecting the position of the container arranged in the conveying device in the traveling direction of the conveying device; At least two lasers are installed on an inner surface of the transfer apparatus so as to be spaced apart from the container by a predetermined distance, and a slit light generator for irradiating laser slit light to overlap a specific region on an outer surface of the container to form a single scan line; At least two camera units are installed to be spaced apart from each laser at a predetermined interval, and an image acquisition device for acquiring two-dimensional images of a cross-sectional shape of a container by capturing the single scan line; The moving speed of the transfer device is calculated according to the position signal of the container detected by the position detection device, and the operation of the slit light generating device, the image acquisition device, and the driving motor is controlled, A single scan line is extracted from the two-dimensional images to generate Z and Y coordinate image data for each two-dimensional image, and the distance between the camera portions and the distance between the camera portion and the container are used to generate the two-dimensional image data. After calculating an overlap section of Y coordinate image data, new image data are generated by combining the calculated overlap section, and combining the generated new image data using the calculated moving speed of the X coordinate image. After generating the data, three-dimensional full surface image data of the container is generated using the generated X, Y and Z coordinate image data. The controller for power; A drive motor driven by the control device to provide a driving force to the transfer device; It is installed to be able to move linearly while maintaining a predetermined distance from the left, right and top surfaces of the container, and equipped with the position detection device, the slit light generator and the image acquisition device, and uses the driving force transmitted from the drive motor. It is to provide a three-dimensional surface image acquisition system of the container including a transport device for traveling in a linear direction along the outer portion of the container.

본 발명은 컨테이너 차량을 게이트 하우스를 통과시키면서 슬릿광 발생장치와 영상획득장치를 이용하여 영상을 획득하는 것이 아니라, 컨테이너 차량을 게이트 하우스 내에 정차시킨 상태에서 슬릿광 발생장치와 영상획득장치를 장착한 이송장치를 게이트 하우스 내에서 컨테이너 외곽부분을 따라 주행시키면서 영상을 획득할 수 있도록 함으로써, 이송장치의 이동에 따른 진동이 발생되지 않아 피사체인 컨테 이너가 안정된 상태에서 피사체를 촬영하게 되므로 양질의 2차원 영상을 획득할 수 있는 효과가 있다.   The present invention does not acquire an image using a slit light generator and an image acquisition device while passing a container vehicle through a gate house, but is equipped with a slit light generator and an image acquisition device while the container vehicle is stopped in the gate house. By moving the transporter along the outer part of the container in the gate house to acquire an image, vibration is not generated due to the movement of the transporter, so that the subject is taken while the container is a stable state. There is an effect that can acquire an image.

또한, 이송장차가 정확하게 일직선으로 컨테이너의 외곽을 통과하게 되어 이동 궤적이 규칙적으로 되므로 올바른 2차원 영상을 획득할 수 있는 효과가 있다.In addition, since the transport vehicle passes through the outer periphery of the container exactly in a straight line, the movement trajectory becomes regular, thereby obtaining a correct two-dimensional image.

또한, 이송장치가 컨테이너의 외곽을 통과하는 속도가 등속이므로 3차원 영상 데이터가 속도에 의해 왜곡되지 않고, 이로 인하여 검사자가 3차원 영상을 보다 쉽게 인식할 수 있는 효과가 있다. In addition, since the speed at which the transfer device passes through the outside of the container is a constant velocity, the 3D image data is not distorted by the speed, thereby allowing the inspector to recognize the 3D image more easily.

그리고, 이와 같은 각종 이유로 인하여 2차원 영상 데이터와 3차원 영상 데이터를 정확하게 매칭시킬 수 있게 되어, 컨테이너의 외부 측면에 대한 3차원 표면 영상의 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.Further, for various reasons, it is possible to accurately match the 2D image data and the 3D image data, thereby preventing the quality of the 3D surface image on the outer side of the container from being lowered.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너의 3차원 표면 영상획득시스템을 설명하기 위한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 적용된 슬릿광 발생장치 및 영상획득장치를 설명하기 위한 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너의 3차원 표면 영상획득시스템을 설명하기 위한 블록 구성도이다.1A and 1B are perspective views illustrating a 3D surface image acquisition system of a container according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 illustrates a slit light generating device and an image acquisition device applied to an embodiment of the present invention. 3 is a block diagram illustrating a three-dimensional surface image acquisition system of a container according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너의 3차원 표면 영상획득시스템은, 크게 게이트 하우스(100), 위치검출장치(200), 슬릿광 발생 장치(300), 영상획득장치(400), 제어장치(500), 구동모터(700) 및 이송장치(800)를 포함하여 이루어진다.1 to 3, a three-dimensional surface image acquisition system of a container according to an embodiment of the present invention includes a gate house 100, a position detection device 200, a slit light generating device 300, and an image. Acquisition device 400, the control device 500, the drive motor 700 and the transfer device 800 is made.

여기서, 게이트 하우스(100)는 컨테이너(10)를 실은 차량이 통과되도록 전/후방이 개방되어 지면에 고정설치되어 있다.Here, the gate house 100 is fixed to the ground by opening the front / rear so that the vehicle carrying the container 10 passes.

위치검출장치(200)는 컨테이너(10)의 진행방향으로 이송장치(800)에 배열된 복수개의 센서로 구성되는 바, 이는 게이트 하우스(100)의 내부에 정차된 컨테이너 차량에 적재된 컨테이너(10)의 좌우측 및 상면과 일정 거리 이격되어 그 컨테이너(10)의 외곽부를 따라 이송 가능하게 설치된 이송장치(800)의 주행 위치를 검출하는 기능을 수행하고, 그 수행 결과에 따라 이송장치(800)의 이동속도를 측정할 수 있다.The position detecting apparatus 200 is composed of a plurality of sensors arranged in the conveying apparatus 800 in the advancing direction of the container 10, which is a container 10 loaded on a container vehicle stopped inside the gate house 100. Spaced apart from the left and right sides and the upper surface of the c) by a predetermined distance to detect the traveling position of the transfer apparatus 800 installed to be transported along the outer portion of the container 10, and according to the result of the execution of the transfer apparatus 800 The speed of movement can be measured.

이러한 다수개의 센서는 상기 이송장치(800)의 내부 양측에 일정한 간격으로 각각 설치되며, 제1 내지 제3 발광부(200a 내지 200c)와 제1 내지 제3 수광부(200a' 내지 200c')가 서로 대향되어 한 조로 이루어진 투과형 센서로 구현됨이 바람직하다. 또한, 상기 투과형 센서의 개수는 보다 정밀한 위치의 검출을 위하여 적절하게 조정할 수 있다.The plurality of sensors are respectively installed at both sides of the transfer apparatus 800 at regular intervals, and the first to third light emitting parts 200a to 200c and the first to third light receiving parts 200a 'to 200c' are mutually provided. It is preferable to be implemented as a transmissive sensor composed of a pair of opposing. In addition, the number of the transmissive sensors can be appropriately adjusted for the detection of a more precise position.

또한, 투과형 센서들 각각의 제1 내지 제3 발광부(200a 내지 200c)는 예컨대, 적외선들을 지속적으로 제1 내지 제3 수광부(200a' 내지 200c')에 각각 입사시킨다. 이에 따라, 투과형 센서들 각각의 제1 내지 제3 수광부(200a' 내지 200c')는 게이트 하우스(100) 내에서 이송장치(800)가 컨테이너(10)의 외곽부를 따라 주행할 때 특정 위치를 주행하고 있음을 알리는 신호들을 순차적으로 발생시킨다.In addition, the first to third light emitting parts 200a to 200c of each of the transmissive sensors, for example, continuously emit infrared rays to the first to third light receiving parts 200a 'to 200c', respectively. Accordingly, each of the first to third light receiving parts 200a 'to 200c' of each of the transmissive sensors travels at a specific position when the transfer device 800 runs along the outer portion of the container 10 in the gate house 100. Signals that indicate that the operation is being generated sequentially.

슬릿광 발생장치(300)는 컨테이너(10)의 외부 표면에 소정 영역이 중첩되도록 레이저 슬릿광을 이송장치(800)의 진행방향을 기준으로 컨테이너(10)에 수직으로 조사하여 단일 주사선을 형성하기 위한 것으로서, 게이트 하우스(100)를 통과하는 컨테이너(10)와 일정한 간격으로 이격되도록 설치되며, 복수개의 제1 내지 제3 레이저(300a 내지 300c)가 일직선상에 일정한 간격으로 예컨대, 이송장치(800)의 내측 벽면에 고정된 지지대(20)에 고정설치됨이 바람직하다.The slit light generating device 300 forms a single scan line by irradiating the laser slit light perpendicularly to the container 10 based on the traveling direction of the transfer device 800 so that a predetermined region overlaps the outer surface of the container 10. For the purpose, it is installed so as to be spaced apart from the container 10 passing through the gate house 100 at regular intervals, the plurality of first to third laser (300a to 300c) in a straight line at a constant interval, for example, the transfer device 800 It is preferable to be fixed to the support 20 fixed to the inner wall surface of the).

이러한 제1 내지 제3 레이저(300a 내지 300c)로부터 조사된 각 레이저 슬릿광의 사이에는 소정 영역이 중첩되도록 제1 내지 제3 레이저(300a 내지 300c)간의 간격, 컨테이너(10)와 제1 내지 제3 레이저(300a 내지 300c)의 간격을 적절하게 조절됨이 바람직하다.The interval between the first to third laser beams 300a to 300c, the container 10 and the first to third beams so as to overlap a predetermined area between the respective laser slit lights emitted from the first to third laser beams 300a to 300c. Preferably, the spacing of the lasers 300a to 300c is appropriately adjusted.

한편, 본 발명의 일 실시예에 적용된 슬릿광 발생장치(300)는 제1 내지 제3 레이저(300a 내지 300c)로 구성하였지만, 이에 국한하지 않으며, 적어도 두 대 이상의 레이저로 구성할 수 있으며, 컨테이너(10)의 높이와 폭에 따라 레이저의 개수를 적절하게 조절됨이 바람직하다.On the other hand, the slit light generating apparatus 300 applied to an embodiment of the present invention is configured of the first to third laser (300a to 300c), but is not limited to this, may be composed of at least two lasers, containers It is preferable that the number of lasers is appropriately adjusted according to the height and width of (10).

영상획득장치(400)는 슬릿광 발생장치(300)의 제1 내지 제3 레이저(300a 내지 300c)로부터 컨테이너(10)의 외부표면에 형성된 단일 주사선을 포함하도록 일정영역을 촬상하여 컨테이너(10)의 단면 형상(프로파일)에 대한 2차원 영상을 획득하기 위한 것으로서, 복수개의 제1 내지 제3 카메라부(400a 내지 400c)가 일직선상에 일정한 간격으로 예컨대, 이송장치(800)의 내측 벽면에 고정된 지지대(20)에 고정 설치됨이 바람직하다. 이러한 제1 내지 제3 카메라부(400a 내지 400c)는 제1 내지 제 3 레이저(300a 내지 300c)와 일정한 간격으로 이격되도록 대응되게 설치됨이 바람직하다. The image acquisition apparatus 400 captures a predetermined region to include a single scan line formed on the outer surface of the container 10 from the first to third lasers 300a to 300c of the slit light generating apparatus 300 so as to capture the container 10. In order to obtain a two-dimensional image of the cross-sectional shape (profile) of the plurality of first to third camera parts (400a to 400c) are fixed to the inner wall surface of the transfer device 800 at regular intervals in a straight line, for example. It is preferable that the fixed support 20 is installed. The first to third camera units 400a to 400c may be installed to be spaced apart from the first to third laser beams 300a to 300c at regular intervals.

또한, 제1 내지 제3 카메라부(400a 내지 400c)는 제1 내지 제3 레이저(300a 내지 300c)에 의해 컨테이너(10)의 외부 표면에 형성된 단일 주사선을 촬상할 수 있도록 소정의 각도로 기울어져 설치되며, 제1 내지 제3 레이저(300a 내지 300c)로부터 조사되는 레이저 슬릿광을 촬상할 수 있도록 소정의 필터를 포함하며 통상의 2차원 영상을 검출하는 고체촬상소자(Charge Coupled Device, CCD) 카메라로 구현됨이 바람직하다.In addition, the first to third camera units 400a to 400c are inclined at a predetermined angle so as to capture a single scan line formed on the outer surface of the container 10 by the first to third lasers 300a to 300c. A charge coupled device (CCD) camera, which is provided and includes a predetermined filter to capture laser slit light emitted from the first to third lasers 300a to 300c and detects a normal two-dimensional image. It is preferable to implement.

또한, 제1 내지 제3 카메라부(400a 내지 400c)는 제1 내지 제3 레이저(300a 내지 300c)와 동일하게 컨테이너(10)의 외부 표면에 소정영역이 중첩되게 촬상하여 컨테이너(10)의 외부 표면영상을 획득할 수 있도록 제1 내지 제3 카메라부(400a 내지 400c)간의 간격, 컨테이너(10)와 제1 내지 제3 카메라부(400a 내지 400c)의 간격을 제1 내지 제3 레이저(300a 내지 300c)와 동일하게 적용됨이 바람직하다.In addition, the first to third camera units 400a to 400c are imaged to overlap a predetermined area on the outer surface of the container 10 in the same manner as the first to third laser beams 300a to 300c and thus to the outside of the container 10. The distance between the first to third camera parts 400a to 400c and the distance between the container 10 and the first to third camera parts 400a to 400c to obtain the surface image are determined by the first to third lasers 300a. To 300c), it is preferable to apply the same.

한편, 본 발명의 일 실시예에 적용된 영상획득장치(400)를 제1 내지 제3 카메라부(400a 내지 400c)로 구성하였지만, 이에 국한하지 않으며, 컨테이너(10)의 높이와 폭에 따라 카메라부의 개수를 적절하게 조절됨이 바람직하다.Meanwhile, although the image acquisition apparatus 400 applied to the embodiment of the present invention is configured with the first to third camera units 400a to 400c, the present invention is not limited thereto, and the camera unit may be configured according to the height and width of the container 10. It is preferred that the number be properly adjusted.

다른 한편, 본 발명의 일 실시예에서는 제1 내지 제3 레이저(300a 내지 300c)와 제1 내지 제3 카메라부(400a 내지 400c)를 지지대(20)에 고정설치하였지만, 이에 국한하지 않으며, 컨테이너(10)와 일정한 간격으로 이격되도록 이송장치(800)의 내측 벽면에 통상의 고정수단 예컨대, 나사, 못, 용접 또는 강력 접착제 등으로 단단 히 고정설치할 수도 있다.On the other hand, in one embodiment of the present invention, the first to third laser (300a to 300c) and the first to third camera unit (400a to 400c) is fixed to the support 20, but is not limited thereto, the container 10 may be firmly fixed to the inner wall surface of the transfer apparatus 800 by regular fixing means such as screws, nails, welding, or strong adhesive so as to be spaced at regular intervals.

전술한 바와 같이 구성된 슬릿광 발생장치(300)와 영상획득장치(400)는 이송장치(800)의 내부 좌측면, 우측면 및 상면에 각각 설치됨이 바람직하다.The slit light generator 300 and the image acquisition device 400 configured as described above are preferably installed on the inner left side, the right side, and the upper side of the transfer apparatus 800, respectively.

이때, 좌측면 및 우측면에 설치된 슬릿광 발생장치(300) 및 영상획득장치(400)는 서로 대향되도록 설치됨이 바람직하며, 상면에 설치된 슬릿광 발생장치(300) 및 영상획득장치(400)는 좌측면 및 우측면에 설치된 슬릿광 발생장치(300) 및 영상획득장치(400)와 수직 방향으로 설치됨이 바람직하다.In this case, the slit light generator 300 and the image acquisition device 400 installed on the left side and the right side are preferably installed to face each other, and the slit light generator 300 and the image acquisition device 400 installed on the upper surface are left. The slit light generating device 300 and the image acquisition device 400 installed on the surface and the right side is preferably installed in a vertical direction.

제어장치(500)는 위치검출장치(200)의 각 센서로부터 검출신호 즉, 이송장치(800)가 컨테이너(10)의 외곽부분을 따라 주행할 때 특정 위치를 주행하고 있음을 알리는 신호에 따라 슬릿광 발생장치(300)의 제1 내지 제3 레이저(300a 내지 300c)와 영상획득장치(400)의 제1 내지 제3 카메라부(400a 내지 400c) 및, 구동모터(700)의 동작을 제어한다.The control device 500 slit according to a detection signal from each sensor of the position detecting device 200, that is, a signal indicating that the conveying device 800 is traveling at a specific position when traveling along the outer portion of the container 10. Controls operations of the first to third laser beams 300a to 300c of the light generating device 300, the first to third camera parts 400a to 400c of the image acquisition device 400, and the driving motor 700. .

또한, 제어장치(500)는 슬릿광 발생장치(300)와 동일선상에 있는 위치검출장치(200)의 센서가 이송장치(800)가 컨테이너(10)를 완전히 통과하였음을 알리는 신호를 발생시킬 때까지, 슬릿광 발생장치(300)의 제1 내지 제3 레이저(300a 내지 300c)와 영상 획득장치(400)의 제1 내지 제3 카메라부(400a 내지 400c) 및 구동모터(700)가 계속 동작하도록 제어함이 바람직하다.In addition, the control device 500 generates a signal indicating that the sensor of the position detection device 200 in line with the slit light generating device 300 indicates that the transfer device 800 has completely passed through the container 10. Until the first to third laser beams 300a to 300c of the slit light generator 300 and the first to third camera parts 400a to 400c and the driving motor 700 of the image acquisition device 400 continue to operate. It is preferable to control so that it is.

또한, 제어장치(500)는 위치검출장치(200)의 각 센서로부터 이송장치(800)가 컨테이너(10)의 외곽부로 진입 및 진출함을 알리는 신호가 발생됨에 따라 그 이송장치(800)의 이동 속도를 산출하고, 제1 내지 제3 카메라부(400a 내지 400c)로부터 획득된 컨테이너(10)의 단면 형상에 대한 2차원 영상들에 대하여 각각의 단일 주사선을 추출하여, 각각의 2차원 영상에 대한 실좌표 영상데이터 즉, 3차원 공간좌표(X, Y, Z)에서의 Z좌표(카메라와 컨테이너의 거리) 영상데이터와 각 2차원 영상의 중심 픽셀(pixel)을 기준으로 화소해상도(영상의 크기/총화소수)를 계산하여 Y좌표(컨테이너의 높이) 영상데이터를 생성하는 기능을 수행한다.In addition, the control device 500 moves from the respective sensors of the position detection device 200 as a signal indicating that the transfer device 800 enters and exits the outer portion of the container 10 is generated. Velocity is calculated, and each single scan line is extracted from the two-dimensional images of the cross-sectional shape of the container 10 obtained from the first to third camera units 400a to 400c, and the respective two-dimensional images are extracted. Pixel resolution (image size) based on real coordinate image data, that is, Z coordinate (distance of camera and container) image data in three-dimensional spatial coordinates (X, Y, Z) and the center pixel of each two-dimensional image. It calculates Y coordinate (the height of container) and generates image data.

이때, 상기 Z좌표(카메라와 컨테이너의 거리) 영상데이터는 상기 획득된 2차원 영상 면의 거리에 따라 변화되는 주사선의 위치를 통해 쉽게 구할 수 있다.At this time, the Z coordinate (distance between the camera and the container) image data can be easily obtained through the position of the scan line which is changed according to the distance of the obtained 2D image plane.

또한, 제어장치(500)는 제1 내지 제3 카메라부(400a 내지 400c)간의 간격 및 제1 내지 제3 카메라부(400a 내지 400c)와 컨테이너(10)의 거리값을 이용하여 상기 생성된 각 2차원 영상에 대한 Y좌표 영상데이터의 중첩구간을 산출한 후, 상기 산출된 각 2차원 영상에 대한 Y좌표 영상데이터의 중첩구간을 보정 및 조합하여 새로운 영상데이터들을 생성하는 기능을 수행한다.In addition, the controller 500 may generate the generated angle using the interval between the first to third camera units 400a to 400c and the distance value between the first to third camera units 400a to 400c and the container 10. After calculating an overlapping section of the Y coordinate image data for the 2D image, a function of generating new image data by correcting and combining the calculated overlapping section of the Y coordinate image data for each 2D image is performed.

또한, 제어장치(500)는 상기 산출된 컨테이너(10)의 이동 속도를 이용하여 상기 생성된 새로운 영상데이터들을 조합하여 3차원 공간좌표(X, Y, Z)에서의 X좌표 영상데이터를 생성한 후, 상기 생성된 3차원 공간좌표(X, Y, Z) 영상데이터를 통상의 면 형성기법을 이용하여 컨테이너(10)의 3차원 전체 표면 영상데이터로 출력하는 기능을 수행한다.In addition, the control apparatus 500 generates the X coordinate image data in the three-dimensional spatial coordinates (X, Y, Z) by combining the generated new image data using the calculated moving speed of the container 10. Subsequently, the generated three-dimensional spatial coordinates (X, Y, Z) image data is output as three-dimensional full surface image data of the container 10 by using a conventional surface forming technique.

추가적으로, 제어장치(500)로부터 출력된 컨테이너(10)의 3차원 전체 표면영상데이터를 제공받아 이를 디스플레이, 컨테이너별로 데이터베이스화하여 저장 및 관리하기 위한 관리서버(600)가 더 포함될 수 있다.In addition, the management server 600 for receiving the three-dimensional full surface image data of the container 10 output from the control device 500, and display and store and manage the database for each container may be further included.

제어장치(500)의 제어에 의해 구동모터(700)가 구동될 때 이로부터 발생되는 구동력(회전력)이 이송장치(800)에 전달된다. 이에 따라, 상기 이송장치(800)는 상기와 같이 전달되는 구동력을 이용하여 컨테이너(10)의 외곽부를 따라 소정 간격을 유지하면서 직선 방향으로 주행하게 된다. 이송장치(800)는 도면에 도시하지는 않았지만, 컨테이너(10)의 길이 방향으로 주행할 수 있도록 바닥(ground)과 본체 사이에 기계적인 동력전달장치 예를 들어, 볼스크류 또는 래크/피니언 또는 레일을 포함하여 구성된다. When the driving motor 700 is driven by the control of the control device 500, the driving force (rotational force) generated therefrom is transmitted to the transfer device 800. Accordingly, the transfer device 800 travels in a linear direction while maintaining a predetermined distance along the outer portion of the container 10 by using the driving force transmitted as described above. Although not shown in the drawings, the transfer device 800 may include a mechanical power train, for example, a ball screw or a rack / pinion or a rail, between the ground and the body so as to travel in the longitudinal direction of the container 10. It is configured to include.

상기 구동모터(700)는 보다 정밀한 주행 제어하 가능하도록 스텝핑 모터나 서보 모터로 구현하는 것이 바람직하다.The drive motor 700 is preferably implemented as a stepping motor or a servo motor to enable more precise driving control.

이하에는 전술한 구성을 가지는 본 발명의 컨테이너의 3차원 표면 영상획득시스템의 동작에 대해서 상세하게 설명한다.Hereinafter, the operation of the three-dimensional surface image acquisition system of the container of the present invention having the above-described configuration will be described in detail.

도 4a 내지 4d는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너의 3차원 표면 영상획득시스템의 동작 상태를 설명하기 위한 개념도이다.4A to 4D are conceptual views illustrating an operating state of a 3D surface image acquisition system of a container according to an embodiment of the present invention.

도 4a를 참조하면, 위치검출장치(200)의 각 센서가 동작된 상태에서 컨테이너(10)를 실은 차량이 게이트 하우스(100)에 진입하여 정지한 후, 이송장치(800)가 상기 게이트 하우스(100) 내의 일측 종단부에서 대기 상태로 있다가 컨테이너(10)의 외곽부로 진입하여 이송장치(800)에 설치된 제1 발광부(200a)와 제1 수광부(200a')의 사이에 컨테이너(10)가 위치할 때, 그 제1 수광부(200a')로부터 이송장치(800)의 진입을 알리는 신호가 발생된다. 이때, 시스템의 초기화 상태 예컨대, 제어장치(500)는 슬릿광 발생장치(300)의 제1 내지 제3 레이저(300a 내지 300c)와 영상획득장치(400)의 제1 내지 제3 카메라부(400a 내지 400c)가 동작될 수 있도록 준비한다.Referring to FIG. 4A, after the vehicle carrying the container 10 enters the gate house 100 and stops in a state where each sensor of the position detecting apparatus 200 is operated, the transfer apparatus 800 may stop at the gate house ( The container 10 may be in a standby state at one end of the container 100, enter the outer portion of the container 10, and be disposed between the first light emitting part 200a and the first light receiving part 200a ′ installed in the transport apparatus 800. When is located, a signal indicating the entry of the transfer device 800 from the first light receiving portion (200a ') is generated. At this time, the initialization state of the system, for example, the control device 500 is the first to third laser (300a to 300c) of the slit light generator 300 and the first to third camera unit 400a of the image acquisition device 400 To 400c) to be operated.

도 4b를 참조하면, 이송장치(800)가 컨테이너(10)의 길이 방향으로 더 진입하여 제1 발광부(200a)와 제1 수광부(200a')는 물론 제2 발광부(200b)와 제2 수광부(200b')의 사이에 컨테이너(10)가 위치할 때 그 제2 수광부(200b')로부터도 이송장치(800)의 진입을 알리는 신호가 발생된다. 이때, 제어장치(500)는 슬릿광 발생장치(300)의 제1 내지 제3 레이저(300a 내지 300c)와 영상획득장치(400)의 제1 내지 제3 카메라부(400a 내지 400c)가 계속적인 동작을 수행하도록 소정의 제어신호를 출력하며, 제1 내지 제3 카메라부(400a 내지 400c)의 촬상 동작에 의해 컨테이너(10)의 길이 방향에 따라 컨테이너(10)의 좌측면, 우측면 및 상면에 대한 2차원 표면 영상을 획득하여 제어장치(500)로 전달한다.Referring to FIG. 4B, the transfer device 800 further enters the length direction of the container 10 to allow the first light emitting part 200a and the first light receiving part 200a ', as well as the second light emitting part 200b and the second light emitting part. When the container 10 is positioned between the light receiving units 200b ', a signal indicating the entry of the transfer device 800 is also generated from the second light receiving unit 200b'. At this time, the control device 500 is the first to third laser (300a to 300c) of the slit light generator 300 and the first to third camera unit (400a to 400c) of the image acquisition device 400 is continuous A predetermined control signal is output to perform an operation, and the left, right, and top surfaces of the container 10 are along the longitudinal direction of the container 10 by the imaging operation of the first to third camera units 400a to 400c. The 2D surface image is obtained and transmitted to the control device 500.

또한, 제어장치(500)는 제1 및 제2 발광부(200a 및 200b)와 제1 및 제2 수광부(200a' 및 200b')로부터 발생되는 진입 신호를 제공받아 각 센서간의 거리와 도착시간을 근거로 이송장치(800)의 진입시의 이동속도를 산출할 수 있다.In addition, the control device 500 receives an entrance signal generated from the first and second light emitting units 200a and 200b and the first and second light receiving units 200a 'and 200b' to adjust the distance and arrival time between the sensors. On the basis of this, it is possible to calculate the moving speed at the time of entry of the transfer apparatus 800.

도 4c를 참조하면, 이송장치(800)가 컨테이너(10)의 길이 방향으로 더 진입하여 제1 발광부(200a)와 제1 수광부(200a'), 제2 발광부(200b)와 제2 수광부(200b')는 물론 제3 발광부(200c)와 제3 수광부(200c')의 사이에 컨테이너(10)가 위치할 때, 그 제3 수광부(200c')로부터도 이송장치(800)의 진입을 알리는 신호가 발생된다. 이때, 제어장치(500)는 제1 내지 제3 수광부(200a'-200c')로부터 발생되는 진입신호를 제공받아 각 센서간의 거리와 도착시간을 이용하여 이송장치(800)의 중간 부 분 이동속도를 산출할 수 있다.Referring to FIG. 4C, the conveying apparatus 800 further enters the longitudinal direction of the container 10 so that the first light emitting part 200a, the first light receiving part 200a ′, the second light emitting part 200b, and the second light receiving part are provided. Of course, when the container 10 is positioned between the third light emitting unit 200c and the third light receiving unit 200c ', the transfer device 800 also enters from the third light receiving unit 200c'. Signal is generated. At this time, the control device 500 receives the entrance signal generated from the first to third light receiving parts 200a'-200c 'and uses the distance between each sensor and the arrival time to move the intermediate portion of the transfer device 800. Can be calculated.

도 4d를 참조하면, 이송장치(800)가 컨테이너(10)의 길이 방향으로 더 진입하여 제1 발광부(200a)와 제1 수광부(200a')의 사이에서 완전히 벗어나고 및 제2 발광부(200b)와 제2 수광부(200b')의 사이에서 막 벗어나는 순간 제2 수광부(200b')에서 진출을 알리는 신호가 발생된다. 이때, 제어장치(500)는 슬릿광 발생장치(300)의 제1 내지 제3 레이저(300a 내지 300c)와 영상획득장치(400)의 제1 내지 제3 카메라부(400a 내지 400c)의 동작을 중지시키고, 구동모터부(700)의 구동을 중지시켜 이송장치(800)의 주행이 정지되도록 한다. Referring to FIG. 4D, the transfer device 800 further enters the longitudinal direction of the container 10 to completely exit between the first light emitting part 200a and the first light receiving part 200a 'and the second light emitting part 200b. ) And the second light receiving unit 200b 'at the moment of departure from the second light receiving unit 200b'. At this time, the control device 500 operates the first to third laser beams 300a to 300c of the slit light generating device 300 and the first to third camera parts 400a to 400c of the image acquisition device 400. The driving is stopped and the driving of the driving motor 700 is stopped to stop the driving of the transfer apparatus 800.

이로써, 게이트 하우스(100)에 진입하여 정지한 상태로 있는 컨테이너(10)에 대한 일련의 2차원 표면 영상 취득 과정이 완료된다.As a result, a series of two-dimensional surface image acquisition processes for the container 10 entering and staying in the gate house 100 are completed.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너의 3차원 표면 영상획득과정을 설명하기 위한 흐름도이며, 도 6a 내지 도 6f는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너의 3차원 표면 영상획득방법을 설명하기 위한 개념도로서, 별다른 설명이 없는 한 제어장치(500, 도 3 참조)가 주체가 되어 수행함을 밝혀둔다.5 is a flowchart illustrating a three-dimensional surface image acquisition process of the container according to an embodiment of the present invention, Figures 6a to 6f is a three-dimensional surface image acquisition method of the container according to an embodiment of the present invention As a conceptual diagram for the sake of brevity, the control apparatus 500 (see FIG. 3) is mainly performed unless otherwise described.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너의 3차원 표면 영상획득방법은, 먼저 위치검출장치(200, 도 3 참조)의 각 센서로부터 컨테이너(10, 도 4a 참조)의 진입 및 진출을 알리는 신호가 발생됨에 따라 컨테이너(10)로부터 일정한 간격으로 이격된 제1 내지 제3 레이저(300a 내지 310c, 도 3 참조)에 의해 컨테이너(10)의 외부 표면에 특정 영역이 중첩되도록 레이저 슬릿광을 조사하여 단일 주사선을 형성한다(S100).5 and 6, a three-dimensional surface image acquisition method of a container according to an embodiment of the present invention, first, from each sensor of the position detection device 200 (see FIG. 3) (see 10, 4a) As a signal indicating the entry and exit of the first and third laser beams 300a to 310c (see FIG. 3) spaced at regular intervals from the container 10, a specific region overlaps the outer surface of the container 10. The laser slit light is irradiated so as to form a single scan line (S100).

이와 동시에, 상기 단계 S100에서 컨테이너(10)의 외부 표면에 형성된 단일 주사선을 영상획득장치(400)의 제1내지 제3 카메라부(400a 내지 400c, 도 3 참조)에 의해 촬상하여 컨테이너(10)의 단면 형상(프로파일)에 대한 2차원 영상들을 획득한다(S200).At the same time, in step S100, the single scan line formed on the outer surface of the container 10 is picked up by the first to third camera units 400a to 400c (see FIG. 3) of the image acquisition apparatus 400, and the container 10 is photographed. Two-dimensional images of a cross-sectional shape (profile) of are obtained (S200).

다음으로, 상기 단계 S200에서 획득된 컨테이너(10)의 단면 형상(프로파일)에 대한 2차원 영상들에 대하여 각각 의 단일 주사선을 추출한 후(S300), 각각의 2차원 영상에 대한 실좌표 영상데이터 즉, 3차원 공간좌표(X, Y,Z)에서의 Z좌표(카메라와 컨테이너의 거리) 영상데이터와 각 2차원 영상의 중심 픽셀(pixel)을 기준으로 화소해상도(영상의 크기/총화소수)를 계산하여 Y좌표(컨테이너의 높이) 영상데이터를 생성한다(S400). 이때, 상기 Z좌표(카메라와 컨테이너의 거리) 영상데이터는 상기 획득된 2차원 영상 면의 거리에 따라 변화되는 주사선의 위치를 통해 쉽게 구할 수 있다.Next, after extracting each single scan line with respect to two-dimensional images of the cross-sectional shape (profile) of the container 10 obtained in step S200 (S300), real coordinate image data of each two-dimensional image, that is, The pixel resolution (size / total size of the image) based on the Z coordinate (distance between the camera and the container) image data in the 3D spatial coordinates (X, Y, Z) and the center pixel of each 2D image. By calculating the Y coordinate (container height) image data (S400). At this time, the Z coordinate (distance between the camera and the container) image data can be easily obtained through the position of the scan line which is changed according to the distance of the obtained 2D image plane.

이를 구체적으로 살펴보면, 도 6a는 각 카메라부로부터 획득된 2차원 영상 면의 거리에 따라 변화되는 단일 주사선의 위치를 나타낸 것으로서, 예컨대, 카메라부를 가로 87픽셀(pixel), 세로 767픽셀(pixel)로 셋팅(setting)하여 촬영하였을 때, 가장 가까운 촬영거리(D0)에서의 단일 주사선은 가장 좌측에 위치(P1 = 0픽셀)되어 있고, 중간 정도의 촬영거리(D1)에서의 단일 주사선은 약간 우측으로 치우친 위치(P2 = 약 47픽셀)되어 있으며, 가장 먼 곳의 촬영거리(D2)에서의 단일 주사선은 가장 우측에 위치(P3= 86픽셀)되어 있음을 보여주고 있다.Specifically, FIG. 6A illustrates a position of a single scan line that varies according to a distance of a two-dimensional image plane obtained from each camera unit. For example, the camera unit may be 87 pixels horizontally and 767 pixels vertically. When shooting by setting, the single scan line at the closest shooting distance D 0 is positioned at the leftmost (P 1 = 0 pixels), and the single scan line at the medium shooting distance D 1 is It is slightly offset to the right (P 2 = about 47 pixels), and shows that a single scan line at the farthest shooting distance (D 2 ) is located to the far right (P 3 = 86 pixels).

도 6b는 각 카메라부의 촬영거리(D0 ~ D2)와 각 레이저 주사선의 위치(P0 ~ P2)의 관계를 개략적으로 나타낸 그래프로서, 촬영거리(D00 ~ D2)에 따라 각 카메라부로 들어오는 영상의 크기(FOV)가 틀리기 때문에, 각 레이저 주사선의 위치 및 굵기도 틀려지지만, 레이저 주사선의 굵기는 카메라부의 해상도에 비해 거의 차이가 크기 않아 고려하지 않는다.FIG. 6B is a graph schematically showing the relationship between the shooting distances D 0 to D 2 of each camera unit and the positions P 0 to P 2 of the laser scanning lines, and according to the shooting distances D 0 0 to D 2 . Since the size (FOV) of the image coming into the camera portion is different, the position and thickness of each laser scanning line are also different, but the thickness of the laser scanning line is not so large that the difference is large compared with the resolution of the camera portion.

즉, 각 카메라부의 촬영거리(D0 ~ D2)와 레이저 주사선의 위치(P0 ~ P2)의 관계는 하기의 [수학식 1]에 의해 2차 곡선(포물선)으로 표현될 수 있다.That is, the relationship between the photographing distances D 0 to D 2 of the camera units and the positions P 0 to P 2 of the laser scan lines may be expressed as quadratic curves (parabolas) by Equation 1 below.

Figure 112008080942421-PAT00001
Figure 112008080942421-PAT00001

도 6c는 각 카메라부로부터 획득된 2차원 영상으로부터 각 픽셀당 포인트(point)의 위치분포를 개략적으로 나타낸 도면으로서, 근거리에서는 각 픽셀당 포인트간의 간격이 작게 표시되어 있으며, 원거리에서는 각 픽셀당 포인트간의 간격이 크게 표시되어 있음을 알 수 있다.FIG. 6C is a diagram schematically illustrating a positional distribution of points per pixel from a two-dimensional image obtained from each camera unit. In FIG. 6C, a distance between points per pixel is small at a short distance, and points per pixel at a long distance. It can be seen that the interval between the marks is large.

이후에, 제1 내지 제3 카메라부(400a 내지 400c)간의 간격 및 제1 내지 제3 카메라부(400a 내지 400c)와 컨테이너(10)의 거리값을 이용하여 상기 단계S400에서 생성된 각 2차원 영상에 대한 Y좌표 영상데이터의 중첩구간을 산출한 후(S500), 상 기 산출된 각 2차원 영상에 대한 Y좌표 영상데이터의 중첩구간을 보정 및 조합하여 새로운 영상데이터들을 생성한다(S600).Subsequently, each of the two dimensions generated in step S400 using the interval between the first to third camera units 400a to 400c and the distance value between the first to third camera units 400a to 400c and the container 10. After calculating an overlapping section of the Y coordinate image data for the image (S500), new image data is generated by correcting and combining the overlapping section of the Y coordinate image data for each of the two-dimensional images calculated above (S600).

이를 구체적으로 살펴보면, 도 6d는 각 카메라부의 촬영거리(D0 ~ D2)와 레이저 주사선의 실제길이(L0 ~ L2)의 관계를 개략적으로 나타낸 그래프로서, 각 카메라부마다 영상의 크기(FOV) 오차로 인해 길이차이가 다소 있으나, 카메라부의 해상도에 비해 차이가 심하지 않아 고려하지 않는다. 또한, 상기 레이저 주사선의 실제길이(L0 ~ L2)는 각 카메라부로부터 획득된 영상의 크기(FOV)와 동일하다.Specifically, FIG. 6D is a graph schematically showing a relationship between the shooting distances D 0 to D 2 of the camera units and the actual lengths L 0 to L 2 of the laser scanning lines, and the size of the image for each camera unit ( The length difference is somewhat due to the FOV error, but the difference is not serious compared to the resolution of the camera. In addition, the actual lengths (L 0 to L 2 ) of the laser scan line are equal to the size (FOV) of the image obtained from each camera unit.

즉, 각 카메라부의 촬영거리(D0 ~ D2)와 레이저 단일 주사선의 실제길이(L0 ~ L2)의 관계는 하기의 [수학식 2]에 의해 직선으로 표현될 수 있다.That is, the relationship between the photographing distances D 0 to D 2 of each camera unit and the actual lengths L 0 to L 2 of the laser single scan line may be represented by a straight line by Equation 2 below.

Figure 112008080942421-PAT00002
Figure 112008080942421-PAT00002

한편, 하기의 [수학식 3]에 의해 레이저 단일 주사선의 위치(P)로부터 각 카메라부의 촬영거리(D), 레이저 단일 주사선의 실제길이(L), 포인트 간격(M) 및 각 2차원 영상에 대한 Y좌표 영상데이터의 중첩구간(O)을 산출할 수 있다.On the other hand, according to Equation 3 below, from the position P of the laser single scan line to the photographing distance D of each camera unit, the actual length L of the laser single scan line, the point spacing M, and the respective two-dimensional images. An overlap section O of the Y coordinate image data can be calculated.

Figure 112008080942421-PAT00003
Figure 112008080942421-PAT00003

여기서, PM은 최대 픽셀(pixel)이고, G는 각 카메라부간의 간격이다.Here, P M is a maximum pixel and G is an interval between camera units.

도 6e는 각 2차원 영상에 대한 Y좌표 영상데이터의 중첩구간을 보정 및 조합하여 새로운 영상데이터들을 생성하는 과정을 설명하기 위한 도면으로서, 각 2차원 영상에 대한 Y좌표 영상데이터의 중첩구간(O0 및 O1)의 중심(C)을 기준으로 접합한다. 이때, 각 2차원 영상의 중심위치(S0 및 S1)간의 간격(G)은 실제 각 카메라부간의 간격과 일치한다.FIG. 6E is a diagram for describing a process of generating new image data by correcting and combining an overlapping section of Y-coordinate image data for each 2D image, wherein the overlapping section of Y-coordinate image data for each 2D image (O0). And the center C of O1). At this time, the interval G between the center positions S0 and S1 of each two-dimensional image coincides with the interval between the respective camera units.

다음으로, 위치검출장치(200)의 각 센서로부터 컨테이너(10)의 진입 및 진출을 알리는 신호가 발생됨에 따라 산출되는 이송장치(800)의 이동 속도를 이용하여 상기 단계 S600에서 생성된 새로운 영상데이터들을 조합하여 3차원 공간좌표(X, Y, Z)에서의 X좌표 영상데이터를 생성한 후(S700), 상기 생성된 3차원 공간좌표(X, Y, Z) 영상데이터를 통상의 면 형성기법(예컨대, TRIANGLE 또는 QUARD 기법 등)을 이용하여 각 3차원 공간좌표(X, Y, Z)간의 면을 구성 즉, 컨테이너(10)의 3차원 전체 표면 영상데이터로 출력한다(S800).Next, the new image data generated in the step S600 using the moving speed of the transfer device 800 is calculated by generating a signal indicating the entry and exit of the container 10 from each sensor of the position detection device 200 After generating the X coordinate image data in the three-dimensional spatial coordinates (X, Y, Z) by combining them (S700), the generated three-dimensional spatial coordinates (X, Y, Z) image data is a conventional surface forming technique. A surface between the three-dimensional spatial coordinates (X, Y, Z) is configured using the (eg, TRIANGLE or QUARD technique), that is, the three-dimensional full surface image data of the container 10 is output (S800).

이를 구체적으로 살펴보면, 도 6f는 이송장치(800)의 이동 속도를 개략적으로 나타낸 그래프로서, 이송장치(800)가 등속도로 이동되는 것을 알 수 있는데, 이 등속도와 각 영상의 프레임 수를 이용하여 이송장치(800)의 이동거리를 산출한다.In detail, FIG. 6F is a graph schematically illustrating a moving speed of the transfer apparatus 800. It can be seen that the transfer apparatus 800 is moved at a constant speed, and is transferred using the constant speed and the number of frames of each image. Calculate the travel distance of the device 800.

추가적으로, 상기 출력된 컨테이너의 3차원 전체 표면영상을 관리서버(600, 도 3 참조)로 전달하여 디스플레이, 컨테이너별로 데이터베이스화하여 저장 및 관리하는 단계를 더 포함할 수 있다.Additionally, the method may further include transferring the three-dimensional entire surface image of the output container to the management server 600 (refer to FIG. 3) to display and store and manage the database by container.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것이 아니라 다음의 청구범위에서 정의하는 본 발명의 기본 개념을 바탕으로 보다 다양한 실시예로 구현될 수 있으며, 이러한 실시예들 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다. Although the preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and may be implemented in various embodiments based on the basic concept of the present invention defined in the following claims. Such embodiments are also within the scope of the present invention.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너의 3차원 표면 영상획득시스템을 설명하기 위한 사시도.1A and 1B are perspective views illustrating a three-dimensional surface image acquisition system of a container according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 적용된 슬릿광 발생장치 및 영상획득장치를 설명하기 위한 사시도.Figure 2 is a perspective view for explaining a slit light generating device and an image acquisition device applied to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너의 3차원 표면 영상획득시스템을 설명하기 위한 블록도.3 is a block diagram illustrating a three-dimensional surface image acquisition system of a container according to an embodiment of the present invention.

도 4a 내지 4d는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너의 3차원 표면 영상획득시스템의 동작 상태를 설명하기 위한 개념도.4A to 4D are conceptual views illustrating an operation state of a 3D surface image acquisition system of a container according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너의 3차원 표면 영상획득과정을 설명하기 위한 흐름도.5 is a flowchart illustrating a three-dimensional surface image acquisition process of the container according to an embodiment of the present invention.

도 6a 내지 도 6f는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너의 3차원 표면 영상획득방법을 설명하기 위한 개념도.6A to 6F are conceptual views illustrating a 3D surface image acquisition method of a container according to an embodiment of the present invention.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명****** Description of the symbols for the main parts of the drawings ***

10 : 컨테이너, 20 : 지지대10 container, 20 support

100 : 게이트 하우스 101 : 이송용 프레임100: gate house 101: transfer frame

200 : 위치검출장치 200a-200c : 제1 내지 제3 발광부200: position detection device 200a-200c: first to third light emitting portion

200a'-200c' : 제1 내지 제3 수광부 300 : 슬릿광 발생장치200a'-200c ': first to third light receiving units 300: slit light generator

300a - 300c : 제1 내지 제3 레이저 400 : 영상획득장치300a to 300c: first to third laser 400: image acquisition device

400a - 400c : 제1 내지 제3 카메라 500 : 제어장치400a-400c: First to third camera 500: Control device

600 : 관리서버 700 : 구동모터600: management server 700: drive motor

800 : 이송장치800: feeder

Claims (9)

이송장치의 진행방향으로 그 이송장치에 배열되어 컨테이너의 위치를 검출하기 위한 복수개의 센서로 이루어진 위치검출장치; A position detecting device comprising a plurality of sensors arranged in the conveying device in a moving direction of the conveying device and detecting a position of the container; 컨테이너와 일정간격으로 이격되도록 이송장치의 내측면에 적어도 두 대 이상의 레이저가 설치되며, 컨테이너의 외부 표면에 특정영역이 중첩되도록 레이저 슬릿광을 조사하여 단일 주사선을 형성하기 위한 슬릿광 발생장치; At least two lasers are installed on an inner surface of the transfer apparatus so as to be spaced apart from the container by a predetermined distance, and a slit light generator for irradiating laser slit light to overlap a specific region on an outer surface of the container to form a single scan line; 상기 각 레이저와 일정간격으로 이격되도록 적어도 두 대 이상의 카메라부가 설치되며, 상기 단일 주사선을 촬상하여 컨테이너의 단면 형상에 대한 2차원 영상들을 획득하기 위한 영상획득장치; At least two camera units are installed to be spaced apart from each laser at a predetermined interval, and an image acquisition device for acquiring two-dimensional images of a cross-sectional shape of a container by capturing the single scan line; 상기 위치검출장치로부터 검출된 컨테이너의 위치신호에 따라 이송장치의 이동속도를 산출함과 아울러 상기 슬릿광 발생장치, 상기 영상획득장치 및 구동모터의 동작을 제어하고, 각 카메라부로부터 획득된 2차원 영상들에 대하여 단일 주사선을 추출하여 각 2차원 영상에 대한 Z 및 Y좌표 영상데이터를 생성하며, 카메라부간의 간격 및 카메라부와 컨테이너의 거리값을 이용하여 상기 생성된 각 2차원 영상에 대한 Y좌표 영상데이터의 중첩구간을 산출한 후, 상기 산출된 중첩구간을 조합하여 새로운 영상데이터들을 생성하며, 상기 산출된 이송장치의 이동속도를 이용하여 상기 생성된 새로운 영상데이터들을 조합하여 X좌표 영상데이터를 생성한 후, 상기 생성된 X, Y 및 Z좌표 영상데이터를 이용하여 컨테이너의 3차원 전체 표면 영상 데이터를 출력하기 위한 제어장치;The moving speed of the transfer device is calculated according to the position signal of the container detected by the position detection device, and the operation of the slit light generating device, the image acquisition device, and the driving motor is controlled, and two-dimensional obtained from each camera unit. A single scan line is extracted from the images to generate Z and Y coordinate image data for each two-dimensional image, and the Y for each of the generated two-dimensional images using the distance between the camera portions and the distance between the camera portion and the container. After calculating an overlapping section of coordinate image data, new image data are generated by combining the calculated overlapping section, and combining the generated new image data using the calculated moving speed of the X coordinate image data. After generating the, output the three-dimensional full surface image data of the container by using the generated X, Y and Z coordinate image data. For the control device; 상기 제어장치에 의해 구동되어 상기 이송장치에 구동력을 제공하는 구동모터;A drive motor driven by the control device to provide a driving force to the transfer device; 상기 컨테이너의 좌측면, 우측면 및 상면과 소정 거리를 유지한 상태로 직선 이동이 가능하게 설치되어 상기 위치검출장치, 슬릿광 발생장치 및 영상획득장치를 장착하고, 상기 구동모터로부터 전달되는 구동력을 이용하여 상기 컨테이너의 외곽부를 따라 직선방향으로 주행하는 이송장치를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 컨테이너의 3차원 표면 영상획득 시스템.It is installed to be able to move linearly while maintaining a predetermined distance from the left, right and top surfaces of the container, and equipped with the position detection device, the slit light generator and the image acquisition device, and uses the driving force transmitted from the drive motor. The three-dimensional surface image acquisition system of the container, characterized in that it comprises a transport device for traveling in a linear direction along the outer portion of the container. 제1항에 있어서, 상기 위치검출장치는, 상기 컨테이너의 진행방향으로 상기 이송장치의 내부 양측에 일정간격으로 각각 설치되며, 발광부와 수광부가 서로 대향되어 한 조로 이루어진 복수개의 투과형 센서로 이루어진 것을 특징으로 하는 컨테이너의 3차원 표면 영상획득시스템.According to claim 1, wherein the position detecting device is installed in each of the both sides of the inside of the conveying device in the advancing direction of the container at regular intervals, and the light emitting portion and the light receiving portion is composed of a plurality of transmissive sensor consisting of a pair of opposite to each other. A three-dimensional surface image acquisition system of a container. 제1항에 있어서, 상기 슬릿광 발생장치 및 상기 영상획득장치는 상기 컨테이너의 진행방향에 따른 상기 이송장치의 내부 좌측면, 우측면 및 상면에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 컨테이너의 3차원 표면 영상획득시스템.The 3D surface image acquisition of the container according to claim 1, wherein the slit light generating device and the image acquisition device are respectively installed on the inner left side, the right side, and the upper side of the transfer device according to the advancing direction of the container. system. 제3항에 있어서, 상기 좌측면 및 우측면에 설치된 슬릿광 발생장치 및 영상획득장치는 서로 대향되도록 설치되며, 상기 상면에 설치된 슬릿광 발생장치 및 영상획득장치는 상기 좌측면 및 우측면에 설치된 슬릿광 발생장치 및 영상획득장치와 수직 방향으로 설치되는 것을 특징으로 하는 컨테이너의 3차원 표면 영상획득시스템.The slit light generating device and the image acquisition device provided on the left side and the right side are opposed to each other, and the slit light generating device and the image acquisition device provided on the upper surface are slit light provided on the left side and the right side. 3D surface image acquisition system of the container, characterized in that installed in the vertical direction with the generator and the image acquisition device. 제1항에 있어서, 상기 슬릿광 발생장치의 각 레이저는 일직선상에 일정간격으로 설치되는 것을 특징으로 하는 컨테이너의 3차원 표면 영상획득시스템. The three-dimensional surface image acquisition system of a container according to claim 1, wherein each laser of the slit light generating device is installed at a predetermined interval on a straight line. 제1항에 있어서, 상기 영상획득장치의 카메라부는 상기 슬릿광 발생장치의 레이저와 동일 수평선상에 대응되는 개수로 구비되고, 상기 각 레이저에 의해 컨테이너의 외부 표면에 형성된 단일 주사선을 촬상할 수 있도록 소정의 각도로 기울어져 설치되며, 고체촬상소자(CCD) 카메라인 것을 특징으로 하는 컨테이너의 3차원 표면 영상획득시스템.According to claim 1, wherein the camera unit of the image acquisition device is provided in the number corresponding to the same horizontal line as the laser of the slit light generating device, so that each of the laser can image a single scan line formed on the outer surface of the container A three-dimensional surface image acquisition system of a container, which is installed at an inclined angle and is a solid state imaging device (CCD) camera. 제1항에 있어서, 상기 제어장치는, 상기 슬릿광 발생장치의 레이저와 동일선상에 있는 상기 위치검출장치의 센서가 컨테이너의 진출을 알리는 신호를 발생시킬 때까지, 상기 슬릿광 발생장치의 각 레이저, 상기 영상획득장치의 각 카메라부 및 구동모터의 동작을 계속적으로 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 컨테이너의 3차원 표면 영상획득시스템.The laser beam of claim 1, wherein the control device is further configured to control each laser of the slit light generating device until the sensor of the position detecting device, which is in line with the laser of the slit light generating device, generates a signal informing the advance of the container. And controlling each camera unit and the driving motor of the image acquisition device to continuously perform the operation. 제1항에 있어서, 상기 구동모터는 상기 이송장치가 등속주행하도록 동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 컨테이너의 3차원 표면 영상획득 시스템.The 3D surface image acquisition system of claim 1, wherein the driving motor transmits power so that the transfer device runs at constant speed. 제1항에 있어서, 상기 이송장치는 볼스크류, 래크/피니언, 레일 형태 중 어느 하나의 동력전달장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 컨테이너의 3차원 표면 영상획득 시스템.The 3D surface image acquisition system of claim 1, wherein the transfer device comprises a power transmission device of any one of a ball screw, a rack / pinion, and a rail type.
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