KR20150065202A - 선박의 카고 홀드 크기 측정 장치 및 방법 - Google Patents

선박의 카고 홀드 크기 측정 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 출원은 선박의 카고 홀드 크기 측정 장치 및 방법을 공개한다. 본 출원의 실시예에 따른 선박의 카고 홀드 크기 측정 장치는 카고 홀드를 포함하는 선박의 상부면의 복수개의 포인트들 각각에 대한 3차원 좌표값들을 검출하는 센서부, 및 상기 3차원 좌표값들을 이용하여 상기 카고 홀드의 테두리를 구성하는 복수개의 하단부 대표 선분들, 복수개의 상단부 대표 선분들, 복수개의 좌측 대표 선분들, 및 복수개의 우측 대표 선분들을 선정하고, 상기 복수개의 하단부 대표 선분들, 상기 복수개의 하단부 대표 선분들, 상기 복수개의 좌측 대표 선분들, 및 상기 복수개의 우측 대표 선분들 중 평행 또는 직교 조건을 만족하는 선분들을 하단부 만족 선분, 상단부 만족 선분, 좌측 만족 선분, 우측 만족 선분으로 선별하고, 상기 하단부 만족 선분 및 상기 상단부 만족 선분 사이의 거리와 상기 좌측 만족 선분 및 상기 우측 만족 선분 사이의 거리를 계산하여 상기 카고 홀드의 크기를 산출하는 계산부를 구비한다.

Description

선박의 카고 홀드 크기 측정 장치 및 방법{Apparatus and method for measuring the size of a ship cargo hold}
본 출원은 3차원 LiDar 센서를 이용하여 선박의 카고 홀드(Cargo hold)의 크기를 측정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 선박에는 화물을 선적하기 위해 선체 밑으로 카고 홀드(Cargo hold)가 마련되어 있다. 이러한 카고 홀드에 화물을 선적하거나, 선적된 화물을 카고 홀드로부터 하역하기 위해서는 상기 카고 홀드의 크기, 특히 가로 및 세로의 길이를 정확히 측정하는 것이 필요하다.
선박의 카고 홀드의 크기를 측정하기 위해 레이저 스캐너(Laser scanner)를 이용하는 방법이 많이 사용되고 있다. 이 방법은 레이저 스캐너를 X축과 Y축 방향에 각각 설치하고, X축과 Y축 방향으로 스캐닝하여 각각의 거리를 측정하는 방법이다. 그런데, 이러한 방법의 경우, 선박이 항상 고정된 위치에 있어야 하며, 또한 정박한 선박이 파고에 의해 높이차가 많이 나지 않아야 한다. 즉, 선박의 위치가 정확하게 고정되지 않은 상태에서 레이저 스캐너를 이용하여 X축과 Y축 방향 각각의 거리를 측정하게 되면, 측정 방향이 카고 홀드의 테두리 등과 정확하게 평행을 이루지 못하게 되고, 결과적으로 측정된 거리는 카고 홀드의 가로 및 세로 길이와 상이한 값이 된다. 즉, 종래의 카고 홀드의 크기 측정 방법에 따르면, 카고 홀드의 정확한 크기를 측정할 수 없다는 문제점이 있었다.
본 발명의 실시예에 따르면, 카고 홀드의 정확한 크기를 측정할 수 있는 선박의 카고 홀드 측정 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 카고 홀드의 정확한 크기를 측정할 수 있는 선박의 카고 홀드 측정 방법이 제공된다.
본 발명의 실시예에 따른 선박의 카고 홀드 측정 장치는 카고 홀드를 포함하는 선박의 상부면의 복수개의 포인트들 각각에 대한 3차원 좌표값들을 검출하는 센서부, 및 상기 3차원 좌표값들을 이용하여 상기 카고 홀드의 테두리를 구성하는 복수개의 하단부 대표 선분들, 복수개의 상단부 대표 선분들, 복수개의 좌측 대표 선분들, 및 복수개의 우측 대표 선분들을 선정하고, 상기 복수개의 하단부 대표 선분들, 상기 복수개의 하단부 대표 선분들, 상기 복수개의 좌측 대표 선분들, 및 상기 복수개의 우측 대표 선분들 중 평행 또는 직교 조건을 만족하는 선분들을 하단부 만족 선분, 상단부 만족 선분, 좌측 만족 선분, 우측 만족 선분으로 선별하고, 상기 하단부 만족 선분 및 상기 상단부 만족 선분 사이의 거리와 상기 좌측 만족 선분 및 상기 우측 만족 선분 사이의 거리를 계산하여 상기 카고 홀드의 크기를 산출하는 계산부를 구비한다.
상기 본 발명의 실시예에 따른 선박의 카고 홀드 측정 장치의 상기 센서부는 상기 선박의 상부면에 복수개의 레이저 포인트를 조사함으로써, 상기 3차원 좌표값들을 검출하는 LIDAR 센서를 구비할 수 있다.
상기 본 발명의 실시예에 따른 선박의 카고 홀드 측정 장치의 상기 계산부는 상기 3차원 좌표값들 중 Z축 좌표값이 소정의 기준 범위 이내인 좌표값들을 대상으로 X축에 대한 히스토그램과 Y에 대한 히스토그램을 산출하고, 상기 X축에 대한 히스토그램 및 상기 Y에 대한 히스토그램 각각에 있어서 변화량이 기준값 이상인 영역에서 복수개의 X축 좌표값들 및 복수개의 Y축 좌표값들을 선정하고, 선정된 상기 복수개의 X축 좌표값들 및 복수개의 Y축 좌표값들을 이용하여 상기 복수개의 하단부 대표 선분들, 상기 복수개의 상단부 대표 선분들, 상기 복수개의 좌측 대표 선분들, 및 상기 복수개의 우측 대표 선분들을 선정할 수 있다.
상기 본 발명의 실시예에 따른 선박의 카고 홀드 측정 장치의 상기 계산부는 상기 복수개의 X축 좌표값들 및 상기 복수개의 Y축 좌표값들을 조합하여 우측 하단부 모서리 대표 좌표들, 좌측 하단부 모서리 대표 좌표들, 우측 상단부 모서리 대표 좌표들, 및 좌측 상단부 모서리 대표 좌표들을 산출하고, 산출된 대표 좌표들을 이용하여 상기 복수개의 하단부 대표 선분들, 상기 복수개의 상단부 대표 선분들, 상기 복수개의 좌측 대표 선분들, 및 상기 복수개의 우측 대표 선분들을 선정할 수 있다.
상기 본 발명의 실시예에 따른 선박의 카고 홀드 측정 장치의 상기 계산부는 상기 복수개의 하단부 대표 선분들 및 상기 복수개의 상단부 대표 선분들 중 서로 수평인 선분들과 상기 복수개의 좌측 대표 선분들 및 상기 복수개의 우측 대표 선분들 중 서로 수평인 선분들을 선정한 후, 상기 선정된 선분들이 직교 조건을 만족하면 상기 선정된 선정된 선분들 각각을 상기 하단부 만족 선분, 상기 상단부 만족 선분, 상기 좌측 만족 선분, 및 상기 우측 만족 선분으로 선별할 수 있다.
상기 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박의 카고 홀드 측정 방법은 카고 홀드를 포함하는 선박의 상부면의 복수개의 포인트들 각각에 대한 3차원 좌표값들을 검출하는 단계, 상기 3차원 좌표값들을 이용하여 상기 카고 홀드의 테두리를 구성하는 복수개의 하단부 대표 선분들, 복수개의 상단부 대표 선분들, 복수개의 좌측 대표 선분들, 및 복수개의 우측 대표 선분들을 선정하는 단계, 상기 복수개의 하단부 대표 선분들, 상기 복수개의 하단부 대표 선분들, 상기 복수개의 좌측 대표 선분들, 및 상기 복수개의 우측 대표 선분들 중 평행 또는 직교 조건을 만족하는 선분들을 하단부 만족 선분, 상단부 만족 선분, 좌측 만족 선분, 우측 만족 선분으로 선별하는 단계, 및 상기 하단부 만족 선분 및 상기 상단부 만족 선분 사이의 거리와 상기 좌측 만족 선분 및 상기 우측 만족 선분 사이의 거리를 계산하여 상기 카고 홀드의 크기를 산출하는 단계를 구비한다.
상기 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박의 카고 홀드 측정 방법의 상기 검출하는 단계는 상기 선박의 상부면에 복수개의 레이저 포인트를 조사함으로써, 상기 3차원 좌표들을 검출할 수 있다.
상기 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박의 카고 홀드 측정 방법의 상기 대표 선분들을 선정하는 단계는 상기 3차원 좌표값들 중 Z축 좌표값이 소정의 기준 범위 이내인 좌표값들을 대상으로 X축에 대한 히스토그램과 Y에 대한 히스토그램을 산출하고, 상기 X축에 대한 히스토그램 및 상기 Y에 대한 히스토그램 각각에 있어서 변화량이 기준값 이상인 영역에서 복수개의 X축 좌표값들 및 복수개의 Y축 좌표값들을 선정하는 제1 단계, 및 선정된 상기 복수개의 X축 좌표값들 및 복수개의 Y축 좌표값들을 이용하여 상기 복수개의 하단부 대표 선분들, 상기 복수개의 상단부 대표 선분들, 상기 복수개의 좌측 대표 선분들, 및 상기 복수개의 우측 대표 선분들을 선정하는 제2 단계를 구비할 수 있다.
상기 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박의 카고 홀드 측정 방법의 제2 단계는 상기 복수개의 X축 좌표값들 및 상기 복수개의 Y축 좌표값들을 조합하여 우측 하단부 모서리 대표 좌표들, 좌측 하단부 모서리 대표 좌표들, 우측 상단부 모서리 대표 좌표들, 및 좌측 상단부 모서리 대표 좌표들을 산출하는 단계, 및 산출된 대표 좌표들을 이용하여 상기 복수개의 하단부 대표 선분들, 상기 복수개의 상단부 대표 선분들, 상기 복수개의 좌측 대표 선분들, 및 상기 복수개의 우측 대표 선분들을 선정하는 단계를 구비할 수 있다.
상기 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박의 카고 홀드 측정 방법의 상기 만족 선분들을 선별하는 단계는 상기 복수개의 하단부 대표 선분들 및 상기 복수개의 상단부 대표 선분들 중 서로 수평인 선분들과 상기 복수개의 좌측 대표 선분들 및 상기 복수개의 우측 대표 선분들 중 서로 수평인 선분들을 선정한 후, 상기 선정된 선분들이 직교 조건을 만족하면 상기 선정된 선정된 선분들 각각을 상기 하단부 만족 선분, 상기 상단부 만족 선분, 상기 좌측 만족 선분, 및 상기 우측 만족 선분으로 선별할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 선박의 카고 홀드 크기 측정 장치 및 방법에 의하면, 선박의 카고 홀드의 정확한 크기를 측정할 수 있으며, 이로 인해 선박크레인의 하역작업 자동화에 필요한 정확한 계측 정보를 제공함으로써, 선박크레인의 하역 작업 위치의 정밀한 제어에 기여할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 카고 홀드 크기 측정 장치가 설치되는 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 카고 홀드 측정 장치를 통해 선박의 카고 홀드를 스캔한 일례를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 카고 홀드 측정 방법에서 대표 선분을 결정하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 카고 홀드 측정 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 카고 홀드 크기 측정 장치가 설치되는 구성을 개략적으로 나타낸 도면으로서, 카고 홀드 측정 장치는 센서부(100) 및 계산부(200)를 구비할 수 있다. 도 1에서 300은 선박을, 210은 선박에 마련된 카고 홀드를 각각 나타낸다.
도 1에 나타낸 블록들 각각의 기능을 설명하면 다음과 같다.
센서부(100)는 선박(300)의 상부면의 3차원 정보를 획득한다. 센서부(100)는 선박의 상부면에 복수개의 레이저 포인트들을 조사하여 상기 선박(300)의 상부면의 복수개의 포인트들에 대한 3차원 좌표를 획득하는 라이다(LIDAR) 센서를 구비할 수 있다.
계산부(200)는 상기 센서부(100)가 획득한 선박(300)의 상부면의 복수개의 포인트에 대한 3차원 좌표를 이용하여 카고 홀드(310)의 가로 및 세로 방향의 거리를 계산한다. 구체적으로, 계산부(200)는 상기 복수개의 포인트들을 기초로, 카고 홀드(310)의 테두리를 나타내는 대표 선분들을 추출하고, 상기 대표 선분들이 서로 평행 또는 직교하는지 여부를 판단하여 추출된 대표 선분들의 적정성을 판단하고, 추출된 대표 선분들이 서로 평행 또는 직교하는 경우에 상기 대표 선분들 중 서로 평행한 대표 선분들 사이의 거리를 계산함으로써, 카고 홀드(310)의 가로 및 세로 방향의 거리를 계산한다. 계산부(200)가 카고 홀드(310)의 가로 및 세로 방향의 거리를 계산하는 구체적인 방법은 후술한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 카고 홀드 측정 장치를 통해 선박(300)의 카고 홀드(310) 주변을 스캔한 일례를 나타낸 도면이다.
상술한 바와 같이, 센서부(100)는 선박(300)의 상부에 복수개의 레이저 포인트들을 조사함으로써, 선박(300)의 상부면의 복수개의 포인트들에 대한 3차원 좌표를 획득한다. 획득된 포인트들은 도 2와 같이 표시될 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 카고 홀드 측정 장치 및 방법에 따르면, 먼저, 센서부(100)를 이용하여 선박의 상부면의 복수개의 포인트들에 대한 3차원 좌표를 획득하고, 그에 대한 정보를 계산부(200)에 제공한다. 도시하지는 않았지만, 본 발명의 실시예에 따른 카고 홀드 측정 장치는 표시부를 더 구비하고, 상기 표시부를 통하여 상기 선박의 상부면의 복수개의 포인트들에 대한 3차원 좌표를 도 2와 같이 도식적으로 디스플레이할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 카고 홀드 측정 장치 및 방법에서 대표 선분을 결정하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
센서부(100)를 이용하여 획득된 상기 복수개의 포인트들 중 Z축 좌표값, 즉 선박의 높이 방향에 대응되는 값이 일정 범위 이내인 포인트들만 표시하면, 도 3(a)에 나타낸 것과 유사하게 나타내어 질 수 있다. 즉, 카고 홀드(310)의 테두리 안과 밖에서 Z축 좌표값은 크게 변하므로, Z축 좌표값이 일정 범위 이내인 포인트들만 선택하면 도 3 (a)에 나타낸 것과 같이 카고 홀드(310) 테두리 주변의 포인트들만 선택할 수 있다.
다음으로, 선택된 포인트들의 X축 및 Y축 좌표값에 대한 히스토그램을 구한다. 구체적으로, X축 좌표값을 기준으로 Z축 좌표값이 일정 범위 이내인 포인트들의 개수를 산출하여 X축 좌표값에 대한 히스토그램(도 3(b))을 구하며, Y축 좌표값을 기준으로 Z축 좌표값이 일정 범위 이내인 포인트들의 개수를 산출하여 Y축 좌표값에 대한 히스토그램(도 3(c))을 구한다.
다음으로, X축 좌표값에 대한 히스토그램(도 3(b)) 및 Y축 좌표값에 대한 히스토그램(도 3(c))을 이용하여 카고 홀드(310)의 테두리를 나타낼 수 있는 대표 선분들을 선정한다.
예를 들면, 각 히스토그램에서 값이 급변하는 영역들(①, ②, ③, ④), 즉, 각 히스토그램에서 변화량이 기준값 이상인 영역들(①, ②, ③, ④) 각각에 대하여 대표 좌표값들을 복수개씩 선정하고, 상기 대표 좌표값들을 이용하여 대표 선분들을 선정할 수 있다. 구체적으로, X축 좌표값에 대한 히스토그램(도 3(b))의 영역(①) 및 영역(②) 각각에서 복수개의 X축 좌표값들을 선정하고, Y축 좌표값에 대한 히스토그램(도 3(c))의 영역(③) 및 영역(④) 각각에서 복수개의 Y축 좌표값들을 선정한다. 상기 복수개의 X축 좌표값 및 상기 복수개의 Y축 좌표값은 해당 좌표값에서 상기 히스토그램의 변화량을 기초로 선정될 수 있다. 예를 들면, 각 영역들(①, ②)에서 히스토그램의 변화량이 큰 순서대로 복수개의 X축 좌표값을 선정하고, 각 영역들(③, ④)에서 히스토그램의 변화량이 큰 순서대로 복수개의 Y축 좌표값을 선정할 수 있다.
다음으로, 영역(①)에서 선정된 복수개의 X축 좌표값들 및 영역(③)에서 선정된 복수개의 Y축 좌표값들을 서로 조합하여 카고 홀드(310)의 좌측 하단부 모서리 대표 좌표들을 선정하고, 영역(②)에서 선정된 복수개의 X축 좌표값들 및 영역(③)에서 선정된 복수개의 Y축 좌표값들을 서로 조합하여 카고 홀드(310)의 우측 하단부 모서리 대표 좌표들을 선정하고, 영역(①)에서 선정된 복수개의 X축 좌표값들 및 영역(④)에서 선정된 복수개의 Y축 좌표값들을 서로 조합하여 카고 홀드(310)의 좌측 상단부 모서리 대표 좌표들을 선정하고, 영역(②)에서 선정된 복수개의 X축 좌표값들 및 영역(④)에서 선정된 복수개의 Y축 좌표값들을 서로 조합하여 카고 홀드(310)의 우측 상단부 모서리 대표 좌표들을 선정한다.
다음으로, 좌측 하단부 모서리 대표 좌표들 각각과 우측 하단부 모서리 대표 좌표들 각각을 연결하는 하단부 대표 선분들을 선정하고, 좌측 하단부 모서리 대표 좌표들 각각과 좌측 상단부 모서리 대표 좌표들 각각을 연결하는 좌측 대표 선분들을 선정하고, 좌측 상단부 모서리 대표 좌표들 각각과 우측 상단부 모서리 대표 좌표들 각각을 연결하는 상단부 대표 선분들을 선정하고, 우측 상단부 모서리 대표 좌표들 각각과 우측 하단부 모서리 대표 좌표들 각각을 연결하는 우측 대표 선분들을 선정한다.
다음으로, 상기 후보 선분들 중 수직 또는 수평 조건을 만족하는 선분들을 선택하여 만족 선분들로 선정한다. 구체적으로, 상기 하단부 대표 선분들과 상기 상단부 대표 선분들 중 서로 수평인 선분들을 선정하고, 상기 좌측 대표 선분들과 상기 우측 대표선분들 중 서로 수평인 선분들을 선정하고, 선정된 하단부 대표 선분 및 상단부 대표 선분과 선정된 좌측 대표 선분 및 우측 대표 선분이 서로 직교하면, 선정된 대표 선분들을 만족 선분들로 선정한다.
다음으로 선정된 만족 선분들 사이의 거리를 계산하여 카고 홀드(310)의 가로 및 세로 길이를 계산한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 카고 홀드 측정 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
도 4를 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 카고 홀드 측정 방법을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 계산부(200)는 센서부(100)로부터 전송받은 선박(300)의 상부면에 대한 복수개의 포인트들에 대한 3차원 좌표값을 이용하여 포인트 그룹핑 동작을 수행한다(S10 단계). 예를 들면, 계산부(200)는 먼저 상기 복수개의 포인트들 중 Z축 좌표값이 일정 범위 이내인 포인트들을 선정하고, 선정된 포인트들에 대한 X축 좌표값에 대한 히스토그램 및 Y축 좌표값에 대한 히스토그램을 구할 수 있다. 다음으로, 계산부(200)는 X축 좌표값에 대한 히스토그램 및 Y축 좌표값에 대한 히스토그램 각각으로부터 복수개의 X축 좌표값 및 Y축 좌표값을 선정한다. 이는 도 3에 대한 설명을 참고하면 쉽게 이해될 것이다.
다음으로, 계산부(200)는 대표 선분을 계산한다(S20 단계). 즉, S10 단계에서 선정된 X축 좌표값 및 Y축 좌표값을 기초로 우측 하단부 모서리 대표 좌표들, 좌측 하단부 모서리 대표 좌표들, 우측 상단부 모서리 대표 좌표들 및 좌측 상단부 모서리 대표 좌표들을 각각 선정하고, 각 대표 좌표들을 서로 연결하는 하단부 대표 선분들, 상단부 대표 선분들, 우측 대표 선분들, 및 좌측 대표 선분들을 산출한다. 예를 들어, 우측 하단부 모서리 대표 좌표 중 하나가 (P1x, P1y)이고, 좌측 하단부 모서리 대표 좌표 중 하나가 (P2x, P2y)이고, 우측 상단부 모서리 대표 좌표 중 하나가 (P3x, P3y)이고, 좌측 상단부 모서리 대표 좌표 중 하나가 (P4x, P4y)라고 한다면, 하단부 대표 선분들 중 하나는 다음의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있으며, 상단부 대표 선분들 중 하나는 다음의 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 1]
Figure pat00001
[수학식 2]
Figure pat00002
동일한 방법으로, 우측 하단부 모서리 대표 좌표들, 좌측 하단부 모서리 대표 좌표들, 우측 상단부 모서리 대표 좌표들 및 좌측 상단부 모서리 대표 좌표들 각각을 이용하여 하단부 대표 선분들, 상단부 대표 선분들, 우측 대표 선분들, 및 좌측 대표 선분들을 산출한다.
다음으로, 계산부(200)는 평행/직교 조건을 검사한다(S30 단계). 구체적으로, 대표 선분들 중 평행 조건을 만족하는 선분들을 선정한 후, 선정된 선분들이 직교 조건을 만족하는지 여부를 검사한다. 예를 들면, 먼저 상기 수학식 1 및 수학식 2로 나타내어진 선분들이 평행인지 여부를 판단한다. 두 선분이 평행이 되려면 두 선분의 기울기가 동일하여야 한다. 즉, 아래의 수학식 3을 만족하여야 상기 수학식 1 및 수학식 2로 나타내어진 선분들이 평행하다고 할 수 있다.
[수학식 3]
Figure pat00003
따라서,
Figure pat00004
이 1보다 매우 작은 소정의 기준값 이하라면, 상기 수학식 1 및 수학식 2로 나타내어진 선분들은 서로 평행하다고 할 수 있다.
이와 같은 방법으로 서로 평행한 하단부 대표 선분과 상단부 대표 선분을 선정하고, 서로 평행한 우측 대표 선분과 좌측 대표 선분을 선정한다. 예를 들면, 하단부 대표 선분들 중 하나를 선정한 후, 상술한 방법으로 상단부 대표 선분들 중 선정된 하단부 대표 선분과 가장 평행하다고 볼 수 있는 상단부 대표 선분을 선정하고, 좌측 대표 선분들 중 하나를 선정한 후, 상술한 방법으로 우측 대표 선분들 중 선정된 좌측 대표 선분과 가장 평행하다고 볼 수 있는 우측 대표 선분을 선정할 수 있다.
다음으로, 선정된 하단부 대표 선분 및 선정된 상단부 대표 선분 각각과 선정된 좌측 대표 선분 및 선정된 우측 대표 선분 각각이 서로 직교하는지 여부를 판단한다. 이는 선정된 선분들의 기울기를 곱한 결과값이 -1인지 여부를 판단함으로써 수행될 수 있다. 구체적으로, 선정된 하단부 대표 선분 및 선정된 상단부 대표 선분 각각과 선정된 좌측 대표 선분 및 선정된 우측 대표 선분 각각의 기울기를 곱한 결과값들 모두가 -1과의 차이가 1보다 매우 작은 소정의 기준값 이하라면, 선정된 선분들은 서로 직교한다고 볼 수 있다.
다음으로, 계산부(200)는 대표 선분들 중 평행/직교 조건을 대표 선분들을 만족 선분으로 선별한다(S40 단계). 즉, S30 단계를 수행한 결과, 선정된 대표 선분들이 평행/직교 조건을 만족한다면, 선정된 하단부 대표 선분, 상단부 대표 선분, 좌측 대표 선분, 및 우측 대표 선분 각각을 하단부 만족 선분, 상단부 만족 선분, 좌측 만족 선분, 및 우측 만족 선분으로 선별한다. 만일 선정된 대표 선분들이 평행 조건을 만족한 선분들이 직교 조건을 만족하지 않는다면, 선정된 4개의 대표 선분들을 제외하고 나머지 선분들에 대하여 다시 S30 단계를 수행할 수 있다.
다음으로, 계산부(200)는 선별된 만족 선분들을 이용하여 카고 홀드(310)의 가로 및 세로 길이를 계산한다(S50 단계). 구체적으로, 하단부 만족 선분과 상단부 만족 선분 사이의 거리를 계산하여 카고 홀드(310)의 세로 길이를 계산하고, 좌측 만족 선분과 우측 만족 선분 사이의 거리를 계산하여 카고 홀드(310)의 가로 길이를 계산할 수 있다.
즉, 서로 평행인 두 선분이 각각
Figure pat00005
로 표현될 때, 두 직선 사이의 거리(d)는 다음의 수학식 4와 같이 계산될 수 있다.
[수학식 4]
Figure pat00006

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
100 : 센서부 200 : 계산부
300 : 선박 310 : 카고 홀드

Claims (10)

  1. 카고 홀드를 포함하는 선박의 상부면의 복수개의 포인트들 각각에 대한 3차원 좌표값들을 검출하는 센서부; 및
    상기 3차원 좌표값들을 이용하여 상기 카고 홀드의 테두리를 구성하는 복수개의 하단부 대표 선분들, 복수개의 상단부 대표 선분들, 복수개의 좌측 대표 선분들, 및 복수개의 우측 대표 선분들을 선정하고, 상기 복수개의 하단부 대표 선분들, 상기 복수개의 하단부 대표 선분들, 상기 복수개의 좌측 대표 선분들, 및 상기 복수개의 우측 대표 선분들 중 평행 또는 직교 조건을 만족하는 선분들을 하단부 만족 선분, 상단부 만족 선분, 좌측 만족 선분, 우측 만족 선분으로 선별하고, 상기 하단부 만족 선분 및 상기 상단부 만족 선분 사이의 거리와 상기 좌측 만족 선분 및 상기 우측 만족 선분 사이의 거리를 계산하여 상기 카고 홀드의 크기를 산출하는 계산부를 구비하는 선박의 카고 홀드 크기 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 센서부는
    상기 선박의 상부면에 복수개의 레이저 포인트를 조사함으로써, 상기 3차원 좌표값들을 검출하는 LIDAR 센서를 구비하는 선박의 카고 홀드 크기 측정 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 계산부는
    상기 3차원 좌표값들 중 Z축 좌표값이 소정의 기준 범위 이내인 좌표값들을 대상으로 X축에 대한 히스토그램과 Y에 대한 히스토그램을 산출하고, 상기 X축에 대한 히스토그램 및 상기 Y에 대한 히스토그램 각각에 있어서 변화량이 기준값 이상인 영역에서 복수개의 X축 좌표값들 및 복수개의 Y축 좌표값들을 선정하고, 선정된 상기 복수개의 X축 좌표값들 및 복수개의 Y축 좌표값들을 이용하여 상기 복수개의 하단부 대표 선분들, 상기 복수개의 상단부 대표 선분들, 상기 복수개의 좌측 대표 선분들, 및 상기 복수개의 우측 대표 선분들을 선정하는 선박의 카고 홀드 크기 측정 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 계산부는
    상기 복수개의 X축 좌표값들 및 상기 복수개의 Y축 좌표값들을 조합하여 우측 하단부 모서리 대표 좌표들, 좌측 하단부 모서리 대표 좌표들, 우측 상단부 모서리 대표 좌표들, 및 좌측 상단부 모서리 대표 좌표들을 산출하고, 산출된 대표 좌표들을 이용하여 상기 복수개의 하단부 대표 선분들, 상기 복수개의 상단부 대표 선분들, 상기 복수개의 좌측 대표 선분들, 및 상기 복수개의 우측 대표 선분들을 선정하는 선박의 카고 홀드 크기 측정 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 계산부는
    상기 복수개의 하단부 대표 선분들 및 상기 복수개의 상단부 대표 선분들 중 서로 수평인 선분들과 상기 복수개의 좌측 대표 선분들 및 상기 복수개의 우측 대표 선분들 중 서로 수평인 선분들을 선정한 후, 상기 선정된 선분들이 직교 조건을 만족하면 상기 선정된 선정된 선분들 각각을 상기 하단부 만족 선분, 상기 상단부 만족 선분, 상기 좌측 만족 선분, 및 상기 우측 만족 선분으로 선별하는 선박의 카고 홀드 크기 측정 장치.
  6. 카고 홀드를 포함하는 선박의 상부면의 복수개의 포인트들 각각에 대한 3차원 좌표값들을 검출하는 단계;
    상기 3차원 좌표값들을 이용하여 상기 카고 홀드의 테두리를 구성하는 복수개의 하단부 대표 선분들, 복수개의 상단부 대표 선분들, 복수개의 좌측 대표 선분들, 및 복수개의 우측 대표 선분들을 선정하는 단계;
    상기 복수개의 하단부 대표 선분들, 상기 복수개의 하단부 대표 선분들, 상기 복수개의 좌측 대표 선분들, 및 상기 복수개의 우측 대표 선분들 중 평행 또는 직교 조건을 만족하는 선분들을 하단부 만족 선분, 상단부 만족 선분, 좌측 만족 선분, 우측 만족 선분으로 선별하는 단계; 및
    상기 하단부 만족 선분 및 상기 상단부 만족 선분 사이의 거리와 상기 좌측 만족 선분 및 상기 우측 만족 선분 사이의 거리를 계산하여 상기 카고 홀드의 크기를 산출하는 단계를 구비하는 선박의 카고 홀드 크기 측정 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 검출하는 단계는
    상기 선박의 상부면에 복수개의 레이저 포인트를 조사함으로써, 상기 3차원 좌표들을 검출하는 선박의 카고 홀드 크기 측정 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 대표 선분들을 선정하는 단계는
    상기 3차원 좌표값들 중 Z축 좌표값이 소정의 기준 범위 이내인 좌표값들을 대상으로 X축에 대한 히스토그램과 Y에 대한 히스토그램을 산출하고, 상기 X축에 대한 히스토그램 및 상기 Y에 대한 히스토그램 각각에 있어서 변화량이 기준값 이상인 영역에서 복수개의 X축 좌표값들 및 복수개의 Y축 좌표값들을 선정하는 제1 단계; 및
    선정된 상기 복수개의 X축 좌표값들 및 복수개의 Y축 좌표값들을 이용하여 상기 복수개의 하단부 대표 선분들, 상기 복수개의 상단부 대표 선분들, 상기 복수개의 좌측 대표 선분들, 및 상기 복수개의 우측 대표 선분들을 선정하는 제2 단계를 구비하는 선박의 카고 홀드 크기 측정 방법.
  9. 제8항에 있어서, 제2 단계는
    상기 복수개의 X축 좌표값들 및 상기 복수개의 Y축 좌표값들을 조합하여 우측 하단부 모서리 대표 좌표들, 좌측 하단부 모서리 대표 좌표들, 우측 상단부 모서리 대표 좌표들, 및 좌측 상단부 모서리 대표 좌표들을 산출하는 단계; 및
    산출된 대표 좌표들을 이용하여 상기 복수개의 하단부 대표 선분들, 상기 복수개의 상단부 대표 선분들, 상기 복수개의 좌측 대표 선분들, 및 상기 복수개의 우측 대표 선분들을 선정하는 단계를 구비하는 선박의 카고 홀드 크기 측정 방법.
  10. 제6항에 있어서, 상기 만족 선분들을 선별하는 단계는
    상기 복수개의 하단부 대표 선분들 및 상기 복수개의 상단부 대표 선분들 중 서로 수평인 선분들과 상기 복수개의 좌측 대표 선분들 및 상기 복수개의 우측 대표 선분들 중 서로 수평인 선분들을 선정한 후, 상기 선정된 선분들이 직교 조건을 만족하면 상기 선정된 선정된 선분들 각각을 상기 하단부 만족 선분, 상기 상단부 만족 선분, 상기 좌측 만족 선분, 및 상기 우측 만족 선분으로 선별하는 선박의 카고 홀드 크기 측정 방법.
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