KR20160073488A - Handheld 3D Scanner - Google Patents

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KR20160073488A
KR20160073488A KR1020140181686A KR20140181686A KR20160073488A KR 20160073488 A KR20160073488 A KR 20160073488A KR 1020140181686 A KR1020140181686 A KR 1020140181686A KR 20140181686 A KR20140181686 A KR 20140181686A KR 20160073488 A KR20160073488 A KR 20160073488A
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scanner
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still
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KR1020140181686A
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차영미
강현
김재헌
정순철
최진성
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한국전자통신연구원
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Abstract

The present invention relates to a portable three-dimensional scanner capable of generating texture in real time. The scanner according to the present invention comprises: a laser emitting a laser beam to an object; a video camera generating a video for the object to which the laser beam is emitted; a still camera generating a still image for the object to which the laser beam is emitted; and a processor generating a three-dimensional point information group for the object by analyzing the video frame, obtaining a still image by operating the still camera at predetermined time intervals or each time the accumulation number of analyzed frames exceeds a threshold, and generating a texture coordinate for the generated three-dimensional point information group using the obtained still image.

Description

3D 스캐너{Handheld 3D Scanner} Handheld 3D Scanner

본 발명은 3D 스캐너에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 실시간 텍스처 생성이 가능한 휴대용 3D 스캐너에 관한 것이다. The present invention relates to a 3D scanner, and more particularly, to a portable 3D scanner capable of real-time texture generation.

최근 가장 많이 활용되고 있는 3D 스캐너는 레이저 광학식과 구조 광학식이다. 스캐너의 경우 정확도가 높은 구조 광학 방식을 많이 이용하고 있는 실정이다. 보급형 스캐너는 고정식 레이저 광학식 방식을 이용하거나 구조광을 이용하기 때문에 사진을 한 번만 찍어서 텍스처로 활용이 가능하였다. 예를 들어, 고정식 레이저 광학 방식(예, DAVID 스캐너)의 경우에, 고정된 위치에서 상하로 라인을 스캔한 후 해당 위치에서 이미지를 찍어 상하 라인들의 텍스처로 사용하고 있고, 구조광 방식(예, EVA 스캐너)의 경우에는 영역을 스캔하는 방식이기 때문에 영역 스캔과 동시에 이미지를 찍어 영역에 해당하는 부분의 텍스처로 활용하고 있다.Recently, the most popular 3D scanners are laser optics and structural optics. Scanners often use structured optics with high accuracy. Since the fixed type laser optical system is used or the structured light is used, the image scanner can be used as a texture by taking a photograph only once. For example, in the case of a fixed laser optical system (for example, a DAVID scanner), a line is scanned up and down at a fixed position, and an image is taken at a corresponding position to use as a texture of upper and lower lines. EVA Scanner), the area is scanned, so the image is taken at the same time as the area scan and used as the texture of the area corresponding to the area.

한편, 기존의 휴대용 레이저 라인 스캐너의 경우에는 CMM(Coordinate Measuring Machine) 분야에서 정확도 측정에 사용되기 때문에 텍스처가 필요하지 않아 텍스처를 생성하지 않았다. On the other hand, in the case of a conventional portable laser line scanner, since it is used for accuracy measurement in a coordinate measuring machine (CMM) field, no texture is needed and no texture is generated.

그러나, 휴대용 레이저 라인 스캐너를 보급형 3D 스캐너로 활용하기 위해 텍스처를 생성해야 하는 필요성이 생겼다. However, there is a need to create textures to make handheld laser line scanners an affordable 3D scanner.

따라서, 본 발명의 실시예들은 실시간 텍스처 생성이 가능한 스캐너를 제안한다.Therefore, embodiments of the present invention propose a scanner capable of real-time texture generation.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 특징에 따른 스캐너는 대상 물체에 레이저 빔을 투사하는 레이저; 상기 레이저 빔이 투사된 대상 물체에 대한 동영상을 생성하는 동영상 카메라; 상기 레이저 빔이 투사된 대상 물체에 대한 정지 영상을 생성하는 스틸 카메라; 및 상기 동영상 프레임을 분석하여 상기 대상 물체에 대한 3D 점 정보 집합을 생성하되, 선정된 시간 간격마다 또는 상기 분석된 프레임의 누적 개수가 임계값을 초과할 때마다 상기 스틸 카메라를 작동시켜 정지 영상을 획득하고, 상기 획득된 정지 영상을 이용하여 상기 생성된 3D 점 정보 집합에 대한 텍스처 좌표를 생성하는 프로세서를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a scanner comprising: a laser for projecting a laser beam onto a target object; A moving picture camera for generating a moving picture for the object to which the laser beam is projected; A still camera for generating a still image for the object to which the laser beam is projected; And generating a 3D point information set for the object by analyzing the moving picture frame, and activating the still camera every predetermined time interval or every time the cumulative number of frames analyzed exceeds a threshold value, And generating a texture coordinate for the generated 3D point information set using the obtained still image.

본 발명의 실시예에 따르면, 기존의 휴대용 레이저 라인 스캐너에 실시간 텍스처를 생성하는 기능을 부가함으로써 휴대용 레이저 라인 스캐너를 보급형 3D 스캐너로 활용할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, a portable laser line scanner can be utilized as an inexpensive 3D scanner by adding a function of generating a real-time texture to an existing portable laser line scanner.

도 1은 기존 휴대용 레이저 라인 스캐너의 구성 및 동작을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 휴대용 레이저 라인 스캐너의 구성 및 동작을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 스캐너를 통해 산출된 3D 점(vertex)들과 동영상 프레임/사진들을 예시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 스캐너의 구성을 좀더 구체적으로 도시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 휴대용 스캐너에서 텍스처를 생성하는 과정을 도시한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 3D 정보 DB를 개념적으로 도시한 도면이다.
도 7은 간략한 삼각분할 결과 생성된 폴리곤 매쉬를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따라 폴리곤 매쉬의 텍스처 생성을 위한 정지 영상 선택 함수를 예시한다.
FIG. 1 is a view schematically showing the configuration and operation of an existing portable laser line scanner.
FIG. 2 is a view schematically showing a configuration and operation of a portable laser line scanner according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating 3D vertices and moving image frames / photographs calculated through the scanner of FIG. 2. FIG.
FIG. 4 is a block diagram showing a more detailed configuration of a scanner according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a process of generating a texture in a portable scanner according to an exemplary embodiment of the present invention.
6 is a conceptual diagram illustrating a 3D information DB according to an embodiment of the present invention.
7 shows a polygon mesh generated as a result of a brief triangulation.
8 illustrates a still image selection function for texture generation of a polygon mesh according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the present invention has been described in connection with certain exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and similarities. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the following description of the present invention, detailed description of known related arts will be omitted when it is determined that the gist of the present invention may be unnecessarily obscured.

또한, 본 명세서 및 청구항에서 사용되는 단수 표현은, 달리 언급하지 않는 한 일반적으로 "하나 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.In addition, the singular phrases used in the present specification and claims should be interpreted generally to mean "one or more " unless otherwise stated.

또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들중 "모듈", "부", "인터페이스"등은 일반적으로 컴퓨터 관련 객체를 의미하며, 예를 들어, 하드웨어, 소프트웨어 및 이들의 조합을 의미할 수 있다.
Also, the terms "module,""part,""interface," and the like, used in the present specification generally mean computer-related objects and may mean, for example, hardware, software and combinations thereof.

도 1은 기존 휴대용 레이저 라인 스캐너의 구성 및 동작을 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 1 is a view schematically showing the configuration and operation of an existing portable laser line scanner.

도 1에 도시된 바와 같이, 기존의 레이저 라인 스캐너(이하, '스캐너', 110)는 레이저(111) 및 동영상 카메라(112)를 구비한다. 스캐너(110)는 레이저(111)를 대상 물체(120)에 비추고 이와 동시에 동영상 카메라(112)를 이용하여 대상 물체(120)를 촬영한다. 대상 물체(120)에 레이저 상이 맺히면 해당 레이저 라인(121)이 동영상의 각 프레임에 찍히게 된다. 이 때, 스캐너(110)의 위치 및 방향과 스캐너(110)내 레이저(111)와 동영상 카메라(112) 간의 상대적 위치와 방향 정보를 이용하여 레이저(111)의 위치를 보정(calibration)하고, 각 동영상 프레임의 레이저 라인에 해당하는 픽셀의 점들을 3D 점으로 계산한다. 한편, 촬영된 동영상의 각 프레임 영상에 레이저 라인이 잘 보이도록 밝기 및 노출 등의 필터링이 수행되기 때문에 해당 영상을 3D 점의 색상 혹은 텍스처로 사용하기 어렵다.As shown in FIG. 1, a conventional laser line scanner (hereinafter referred to as 'scanner') 110 includes a laser 111 and a moving picture camera 112. The scanner 110 illuminates the laser 111 on the object 120 and at the same time captures the object 120 using the moving picture camera 112. When a laser image is formed on the object 120, the corresponding laser line 121 is recorded on each frame of the moving image. At this time, the position of the laser 111 is calibrated using the position and direction of the scanner 110 and the relative position and direction information between the laser 111 and the moving picture camera 112 in the scanner 110, The points of the pixel corresponding to the laser line of the moving picture frame are calculated as 3D points. On the other hand, since filtering such as brightness and exposure is performed so that the laser line can be clearly seen on each frame image of the photographed moving image, it is difficult to use the image as the color or texture of the 3D point.

이와 같은 문제점을 해결하고자, 본원 발명은 스틸 카메라를 구비하여 물체에 대한 사진을 정해진 간격으로 촬영하고 상기 촬영된 사진 및 카메라 정보를 이용하여 실시간 텍스처를 생성할 수 있는 휴대용 스캐너를 제안한다.In order to solve such problems, the present invention proposes a portable scanner equipped with a still camera, which can photograph photographs of an object at predetermined intervals and generate real-time textures using the photographs and camera information.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 휴대용 레이저 라인 스캐너의 구성 및 동작을 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 2 is a view schematically showing a configuration and operation of a portable laser line scanner according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에서 제안하는 휴대용 레이저 라인 스캐너(이하, '스캐너', 210)는 도 1에서 설명된 기존 레이저 라인 스캐너에 스틸 카메라(213) 및 플래쉬(214)를 추가로 설치한 형태이다. 스캐너(210)가 레이저(211)를 대상 물체(220)에 비추고 이와 동시에 동영상 카메라(212)를 이용하여 대상 물체(220)를 촬영하는 방식은 기존 스캐너와 유사하다. 그러나, 이에 부가하여, 스틸 카메라(213) 및 플래쉬(214)를 작동시켜 대상 물체(220)의 정지 영상(사진)을 또한 획득한다는 점에서 기존 스캐너와 차이가 있다. 도 3은 도 2의 스캐너를 통해 산출된 3D 점들과 동영상 프레임/정지 영상(사진)들을 예시한 도면이다.The portable laser line scanner (hereinafter, referred to as 'scanner') 210 proposed in the embodiment of the present invention is further provided with a still camera 213 and a flash 214 in the existing laser line scanner described in FIG. A method in which the scanner 210 irradiates the laser 211 to the object 220 and simultaneously photographs the object 220 using the moving image camera 212 is similar to the conventional scanner. However, there is a difference from conventional scanners in that still cameras 213 and flashes 214 are operated to acquire still images (photographs) of the object object 220 as well. FIG. 3 is a diagram illustrating 3D points and moving image frames / still images (photographs) calculated through the scanner of FIG.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 스캐너의 구성을 좀더 구체적으로 도시한 블록도이다. FIG. 4 is a block diagram showing a more detailed configuration of a scanner according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 스캐너(400)는, 레이저(410), 동영상 카메라(420), 스틸 카메라(430), 플래쉬(440), 프로세서(450) 및 메모리(460)중 적어도 일부 또는 전부를 포함할 수 있다. 또한, 상기 도면에는 도시되어 있지 않으나, 스캐너(400)는 대상 물체의 스캔을 통해 실시간으로 렌더링되는 결과를 사용자에게 보여줄 수 있는 모니터도 구비할 수 있다. As shown, the scanner 400 includes at least some or all of the laser 410, the moving picture camera 420, the still camera 430, the flash 440, the processor 450 and the memory 460 . Also, although not shown in the figure, the scanner 400 may also have a monitor capable of displaying a result of real-time rendering to a user through scanning of an object.

레이저(410)는 대상 물체에 레이저 빔을 투사하여 대상 물체에 레이저 상이 맺히도록 한다.The laser 410 projects a laser beam onto a target object so that a laser image is formed on the target object.

동영상 카메라(420)는 대상 물체를 동영상 촬영하여 대상 물체에 대한 동영상을 획득한다.The moving picture camera 420 captures a moving object and obtains moving images of the target object.

스틸 카메라(430)는 프로세서(450)의 제어 하에 대상 물체를 촬영하여 대상 물체에 대한 정지 영상을 획득한다. 이 때, 좀더 선명한 사진을 획득할 수 있도록 플래쉬(440)가 함께 이용될 수 있다.The still camera 430 captures a target object under the control of the processor 450 and acquires a still image for the target object. At this time, a flash 440 can be used together to obtain a clearer picture.

프로세서(450)는 스캐너(400)의 제반 동작을 제어한다. 예를 들면, 프로세서(450)는 레이저(410)를 제어하여 레이저 빔이 대상 물체에 투사되도록 제어하고, 투사된 동영상 및 정지 영상을 획득하기 위해 동영상 카메라(420) 및 스틸 카메라(430)를 또한 제어할 수 있다. The processor 450 controls all operations of the scanner 400. For example, the processor 450 may control the laser 410 to project the laser beam onto a target object, and may also display the moving picture camera 420 and the still camera 430 in order to obtain the projected moving picture and still picture Can be controlled.

프로세서(450)는 동영상 카메라(420)로부터 획득되는 동영상 프레임을 분석하여 3D 점 정보 집합을 생성하고, 생성된 3D 점 정보 집합을 메모리(460) 내 3D 정보 DB(461)에 저장한다. 프로세서(450)는 동영상 프레임 각각을 실시간으로 분석하여 3D 점 정보를 추출하기 때문에, 예를 들어, 동영상이 45 frame/sec 일 경우 3D 점 추출에 시간이 소요되어 실제 약 25 frame/sec 정도의 프레임만 처리할 수 있다. 이에 따라, 프로세서(450)는 프레임을 분석하는 동안 소정 시간 간격마다 및/또는 분석된 프레임 개수가 선정된 임계값을 초과할 때마다, 스틸 카메라(430)/플래쉬(440)를 작동시켜 대상 물체에 대한 정지 영상을 획득하고 획득된 정지 영상을 3D 정보 DB(461)에 또한 저장한다. 3D 정보 DB(461)에는 획득된 정지 영상 데이터와 함께, 대상 물체 촬영시의 카메라의 방향 및 위치 정보를 포함하는 카메라 정보가 함께 저장될 수 있다. The processor 450 analyzes a moving picture frame obtained from the moving picture camera 420 to generate a 3D point information set and stores the generated 3D point information set in the 3D information DB 461 in the memory 460. [ For example, when the moving picture is 45 frames / sec, the processor 450 takes a long time to extract the 3D point. Thus, the frame size of about 25 frames / sec. Can only be processed. Accordingly, the processor 450 operates the still camera 430 / flash 440 every predetermined time interval while analyzing the frame and / or every time the analyzed frame number exceeds the predetermined threshold value, And also stores the obtained still image in the 3D information DB 461. The 3D information DB 461 stores the acquired still image. The 3D information DB 461 may store together with the acquired still image data the camera information including the direction and position information of the camera at the time of shooting the target object.

이렇게 획득된 정지 영상은 3D 점 정보 집합에 대한 텍스처를 생성하는데 이용될 것이다.The still image thus obtained will be used to generate a texture for the 3D point information set.

구체적으로, 프로세서(450)는 2개 이상 프레임 각각으로부터 추출된 3D 점 정보를 이용하여 일련의 폴리곤 메쉬(polygon mesh)를 생성하고, 상기 프레임들에 인접한 정지 영상을 이용하여 상기 일련의 폴리곤 메쉬 각각에 대한 텍스처 좌표를 생성할 수 있다. 이는 이와 같이 생성된 폴리곤 메쉬 및 텍스처는 사용자가 스캔중일 때 프리뷰(preview) 방식으로 렌더링하여 사용자에게 실시간으로 보여줄 수 있다.Specifically, the processor 450 generates a series of polygon meshes using the 3D point information extracted from each of the two or more frames, and generates a series of polygon meshes using the still images adjacent to the frames, To create texture coordinates for the texture. The generated polygon mesh and texture can be rendered in a preview manner when the user is scanning and displayed to the user in real time.

프로세서(450)는 대상 물체에 대한 스캔이 완료되면 3D 정보 DB(461)에 저장된 3차원 점 정보를 이용하여 표면 재구성(surface reconstruction)을 통해 단일 메쉬를 생성하고 메쉬를 구성하는 각 삼각형의 법선(Norma)l 방향에 위치하는 정지 영상을 이용하여 텍스처를 생성한다. 최종적으로 표면 재구성을 통한 단일 메쉬는 정확도를 높인 메쉬로서, 단일 메쉬에 보다 적합한 텍스처를 새로 생성한다. The processor 450 generates a single mesh through surface reconstruction using the 3D point information stored in the 3D information DB 461 when the scanning of the object is completed and displays the normal of each triangle constituting the mesh Norma) Generate the texture using the still image located in the l direction. Finally, a single mesh through the surface reconstruction is a mesh with increased accuracy, which creates a new texture more suitable for a single mesh.

메모리(450)는 스캐너(400)의 동작을 제어하는데 필요한 프로그램들(가령, 프로세서(440)에 의해 실행되는 동영상 프레임 분석을 통한 3D 점 정보 생성, 폴리곤 매쉬 및 텍스처 생성 등을 수행하는 프로그램들)을 저장하고/저장하거나, 스캐너(400)의 동작에 따라 산출되는 3D 정보 및 매쉬 데이터 각각을 저장하기 위한 3D 정보 DB(461) 및 메쉬 DB(462)를 저장하는데 이용된다. 일 예로서, 메모리(450)는 SRAM, DRAM, SDRAM 등과 같은 휘발성 메모리, 그리고 ROM, PROM, EPROM, EEPROM, 플래시 메모리 장치 등과 은 다양한 불휘발성 메모리를 포함할 수 있다.The memory 450 stores programs necessary to control the operation of the scanner 400 (e.g., programs for performing 3D point information generation through polygon mesh and texture generation through motion picture frame analysis executed by the processor 440) And a 3D information DB 461 and a mesh DB 462 for storing 3D information and mesh data calculated according to the operation of the scanner 400, respectively. As an example, memory 450 may include volatile memory such as SRAM, DRAM, SDRAM, and the like, and various non-volatile memories such as ROM, PROM, EPROM, EEPROM,

도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 휴대용 스캐너에서 텍스처를 생성하는 과정을 도시한 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a process of generating a texture in a portable scanner according to an exemplary embodiment of the present invention.

단계(S510)에서, 동영상 카메라를 통해 실시간 획득되는 대상 물체에 대한 동영상 프레임을 분석함으로써 대상 물체를 나타내는 3차원 점 정보 집합을 생성한다. 한편, 동영상 프레임 분석중에 소정 시간 간격마다 및/또는 분석된 프레임 개수가 선정된 임계값을 초과할 때마다, 스틸 카메라/플래쉬를 작동시켜 대상 물체에 대한 정지 영상이 획득되도록 한다. In step S510, a three-dimensional point information set representing an object is generated by analyzing a moving image frame of a target object obtained in real time through a moving image camera. On the other hand, whenever the number of analyzed frames exceeds a predetermined threshold value at predetermined time intervals and / or during a moving image frame analysis, a still camera for a target object is acquired by operating a still camera / flash.

여기서, 한 프레임에서 추출된 3D 점들은 하나의 곡선상의 점들로 표현될 수 있다.Here, 3D points extracted from one frame can be represented by points on one curve.

일실시예에서, 동영상 프레임 각각의 분석 결과에 따라 생성된 3D 점 정보 집합 및 스틸 카메라에 의해 획득된 정지 영상(사진)은 카메라 정보(예를 들어, 카메라 방향 및 위치 정보)와 함께 3D 정보 DB에 저장될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 동영상 프레임 분석 결과에 따라 각 프레임에서 생성된 일련의 3D 점들과 해당 동영상 촬영시의 동영상 카메라 정보가 함께 3D 정보 DB에 저장되는 것에 부가하여, 프레임 분석과정에서 소정 간격마다 스틸 카메라에 의해 획득된 정지 영상(사진)들이 해당 영상을 촬영한 시점의 스틸 카메라 정보와 함께 3D 정보 DB 영상 및 스틸 카메라 정보가 함께 저장되고 3D 정보 DB에 저장될 수 있다. In one embodiment, the 3D point information set generated according to the analysis result of each moving picture frame and the still image (photograph) obtained by the still camera are combined with the camera information (for example, camera direction and position information) Lt; / RTI > As shown in FIG. 6, in addition to storing a series of 3D points generated in each frame and moving picture camera information at the time of capturing a moving picture in the 3D information DB according to a result of moving picture frame analysis, The still images (photographs) obtained by each still camera may be stored together with the still camera information at the time of shooting the corresponding image, together with the 3D information DB image and the still camera information, and stored in the 3D information DB.

다시, 도 5를 참조하면, 단계(S520)에서, 분석된 2개 이상의 프레임 각각으로부터 생성된 점들에 대해 간략한 삼각분할(Triangulation)을 수행하여 일련의 폴리곤 메쉬를 생성한다. 삼각분할의 일 예로서, 들로네 삼각분할(delaunay triangulation)이 이용될 수 있다. 도 7은 간략한 삼각분할 결과 생성된 폴리곤 매쉬를 도시한 것이다.Referring again to FIG. 5, in step S520, a series of polygon meshes are generated by performing a brief triangulation on the points generated from each of the analyzed two or more frames. As an example of triangulation, a delaunay triangulation may be used. 7 shows a polygon mesh generated as a result of a brief triangulation.

단계(S530)에서, 일련의 폴리곤 메쉬에 대한 텍스처 좌표를 생성한다. In step S530, texture coordinates for a series of polygon meshes are generated.

일실시예에서, 폴리곤 매쉬 생성에 이용된 두 프레임 중 임의의 하나의 프레임에 대해서 해당 프레임의 카메라 위치와 가장 가까운 위치이고 프레임의 방향과 가장 유사한 방향을 가진 정지 영상을 이용하여 폴리곤 메쉬에 대한 텍스처 좌표를 생성한다. 도 8은 본 발명의 일실시예에 따라 폴리곤 매쉬의 텍스처 생성을 위한 정지 영상 선택 함수를 예시한다. 도시된 바와 같이, W가 가장 작은 정지 영상을 선택하여 폴리곤 메쉬의 텍스처 좌표를 생성하도록 한다. 텍스처 생성은 일반적으로 알려진 방법과 같이 폴리곤 메쉬의 점(vertex)을 선택된 정지 영상에 배경 투사(back-projection)하여 해당 삼각형의 텍스처 좌표로 사용하도록 한다.In one embodiment, a texture for the polygon mesh is generated using a still image having a direction closest to the camera position of the corresponding frame and having the direction most similar to the direction of the frame with respect to any one of the two frames used for polygon mesh generation, Create the coordinates. 8 illustrates a still image selection function for texture generation of a polygon mesh according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the still image having the smallest W is selected to generate texture coordinates of the polygon mesh. Texture generation is performed by back-projecting a vertex of a polygon mesh onto a selected still image and using it as the texture coordinate of the corresponding triangle as a generally known method.

단계(S540)에서, 대상 물체에 대한 스캔이 완료되면 3D 정보 DB에 저장된 3D 점들을 이용하여 표면 재구성(surface reconstruction)함으로써 단일 메쉬를 생성한다. 메쉬를 구성하는 각 삼각형의 법선(Norma) 방향에 위치하는 정지 영상을 이용하여 텍스처를 생성한다In step S540, when the scanning of the object is completed, a single mesh is generated by performing surface reconstruction using 3D points stored in the 3D information DB. A texture is generated using a still image located in a normal (Norma) direction of each triangle constituting the mesh

단계(S550)에서, 이전 단계에서 생성된 단일 메쉬를 구성하는 각 삼각형의 법선(Norma)l 방향에 위치하는 정지 영상을 이용하여 텍스처 좌표를 생성하고, 메쉬 및 이에 대응하여 생성된 텍스처 좌표를 메쉬 DB에 저장한다.In step S550, texture coordinates are generated using a still image located in the direction of the normal (Norma) l of each triangle constituting the single mesh generated in the previous step, and the mesh and the texture coordinates generated in correspondence with the mesh are transmitted to the mesh Save to DB.

전술한 바와 같은 본 발명의 텍스처 생성에 관한 실시예들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. Embodiments of the texture generation of the present invention as described above may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination.

컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media) 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 또한 상술한 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.Program instructions to be recorded on a computer-readable medium may be those specially designed and constructed for the present invention or may be available to those skilled in the computer software arts. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Includes hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as magneto-optical media and ROM, RAM, flash memory, and the like. The above-mentioned medium may also be a transmission medium such as a light or metal wire, wave guide, etc., including a carrier wave for transmitting a signal designating a program command, a data structure and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.

상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.

이제까지 본 발명에 대하여 그 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.The embodiments of the present invention have been described above. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, and all differences within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the present invention.

Claims (1)

대상 물체에 레이저 빔을 투사하는 레이저;
상기 레이저 빔이 투사된 대상 물체에 대한 동영상을 생성하는 동영상 카메라;
상기 레이저 빔이 투사된 대상 물체에 대한 정지 영상을 생성하는 스틸 카메라; 및
상기 동영상 프레임을 분석하여 상기 대상 물체에 대한 3D 점 정보 집합을 생성하되, 선정된 시간 간격마다 또는 상기 분석된 프레임의 누적 개수가 임계값을 초과할 때마다 상기 스틸 카메라를 작동시켜 정지 영상을 획득하고 상기 획득된 정지 영상을 이용하여 상기 생성된 3D 점 정보 집합에 대한 텍스처 좌표를 생성하는 프로세서
를 포함하는 스캐너.
A laser for projecting a laser beam onto a target object;
A moving picture camera for generating a moving picture for the object to which the laser beam is projected;
A still camera for generating a still image for the object to which the laser beam is projected; And
And generating a 3D point information set for the object by analyzing the moving picture frame, and activating the still camera every predetermined time interval or every time the cumulative number of analyzed frames exceeds the threshold value, And generating texture coordinates for the generated 3D point information set using the obtained still image,
≪ / RTI >
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20190082129A (en) * 2017-12-29 2019-07-09 주식회사 이오이스 Apparatus and method for rendering 3dimensional image using video
KR20220164239A (en) 2021-06-04 2022-12-13 최형배 mobile 3D scanner

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