KR20170068071A - 형상측정장치와 이를 이용한 형상측정방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 형상측정장치와 이를 이용한 형상측정방법에 대한 것으로서, 특히, 2대의 카메라 모듈을 이용한 동시 영상획득을 통해 물체의 높이 및 형상을 정확하게 검지하는 형상측정장치와 이를 이용한 형상측정방법에 관한 것이다. 본 발명은 2대의 카메라 모듈을 구비하고 이로부터 대상 물체의 형상을 측정하여, 높이 데이터가 소실되는 부분 없이 대상 물체의 형상을 측정할 수 있다.

Description

형상측정장치와 이를 이용한 형상측정방법{SHAPE MEASURING APPARATUS AND A SHAPE MEASURING METHOD USING THE SAME}
본 발명은 형상측정장치와 이를 이용한 형상측정방법에 대한 것으로서, 특히, 2대의 카메라 모듈을 이용한 동시 영상획득을 통해 물체의 높이 및 형상을 정확하게 검지하는 형상측정장치와 이를 이용한 형상측정방법에 관한 것이다.
3차원 레이저 변위센서는 삼각 측정방식을 응용하여 대상 물체까지의 거리와 대상물체의 폭을 동시에 측정할 수 있는 센서이다. 이러한 레이저 변위센서는 레이저 광이 대상 물체의 표면에서 확산 반사되며, 이 반사광을 카메라 상에 맺히게 하여 대상 물체의 위치와 형상 변화를 검출함으로써 변위와 형상을 측정한다. 또한, 대상 물체의 변위와 형상 측정 시 생성된 2차원 데이터를 조합하면 대상 물체의 3차원 형상 이미지를 생성할 수 있다.
이러한 기존의 레이저 변위센서는 아래 방향으로 레이저 라인을 조사하는 라인 레이저와, 라인 레이저의 일측에 구비되되 레이저 라인이 조사되는 방향으로 틀어져 레이저 라인이 조사되는 방향의 영상을 획득하는 하나의 카메라가 구비되는 구조이다.
하지만, 이는 기존의 레이저 변위센서를 이용하여 생성된 프로파일을 도시한 도 11에서와 같이, 레이저 결상량의 굵기 때문에 프로파일 편차가 발생되는 문제가 발생되며, 기존의 레이저 변위센서를 이용하여 획득된 영상을 도시한 도 12에서와 같이, 대상 물체의 형상이나 재질로 인해 노이즈가 발생함으로 인해 편차가 발생하는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2015-0034419호(2015.04.03. 공개)
본 발명의 목적은 영상획득을 통해 물체의 높이 및 형상을 검지하되, 데이터가 소실되는 부분 없이 정확하게 검지할 수 있는 형상측정장치와 이를 이용한 형상측정방법을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 대상 물체에 라인 형태의 레이저를 조사하는 라인 레이저와, 상기 라인 레이저를 중심으로 좌우에 위치되며, 상기 라인 레이저가 조사되는 방향으로 카메라 렌즈가 장착된 방향이 각각 소정각도 틀어진 제1 카메라 모듈 및 제2 카메라 모듈을 포함하는 레이저 변위센서, 상기 레이저 변위센서 아래에 위치되어 대상 물체가 놓여지는 수평 플레이트, 상기 제1 카메라 모듈에서 획득된 영상과 상기 제2 카메라 모듈에서 획득된 영상을 매칭시켜 상기 대상 물체의 높이 데이터를 추출하고, 상기 높이 데이터로 상기 대상 물체의 3차원 이미지를 생성하는 형상측정 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상측정장치를 제공한다.
상기 형상측정 모듈은, 상기 레이저 변위센서를 제어하는 레이저 변위센서 제어 모듈과, 상기 수평 플레이트를 상하좌우로 제어하는 수평 플레이트 제어 모듈, 상기 수평 플레이트 상에 위치된 대상 물체의 형상을 검출하는 형상 검지 모듈을 포함한다.
상기 형상 검지 모듈은, 상기 라인 레이저에서 조사된 레이저 라인이 수평 플레이트 또는 대상 물체에서 반사된 영상을 획득하는 영상 획득 모듈, 상기 영상 획득 모듈에서 획득된 영상에서 상기 레이저 라인을 추출하는 레이저 라인 추출 모듈, 상기 레이저 라인 추출 모듈에서 추출된 레이저 라인에서 높이 데이터를 추출하는 높이 데이터 추출 모듈, 상기 높이 데이터를 상기 대상 물체의 3차원 이미지로 생성하는 3차원 이미지 생성 모듈을 포함한다.
상기 수평 플레이트를 상하로 이동시켜 상기 제1 카메라 모듈과 상기 제2 카메라 모듈에서 각각 획득된 영상에서, 상기 수평 플레이트에 대해서 높이 데이터가 같게 되는 상기 수평 플레이트의 위치를 찾는 기준점 검출 모듈을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 수평 플레이트 상에 위치된 캘리브레이션 체크보드에 레이저 라인을 측면(X축)으로 이동하며 조사하고, 상기 제1 카메라 모듈과 상기 제2 카메라 모듈에서 각각 획득된 영상에서 높이 데이터를 추출하여 좌표계를 획득하는 캘리브레이션 모듈을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 라인 레이저와, 상기 라인 레이저를 중심으로 좌우에 위치되며, 상기 라인 레이저가 조사되는 방향으로 카메라 렌즈가 장착된 방향이 각각 소정각도 틀어진 제1 카메라 모듈 및 제2 카메라 모듈을 포함하는 레이저 변위센서가 구비된 영상측정장치를 이용한 영상측정방법에 있어서, 상기 라인 레이저가 수평 플레이트 상에 위치된 대상 물체에 라인 형태의 레이저를 조사하는 단계와, 상기 제1 카메라 모듈과 상기 제2 카메라 모듈이 상기 대상 물체의 영상을 획득하는 단계, 상기 제1 카메라 모듈에서 획득된 제1 영상과 상기 제2 카메라 모듈에서 획득된 제2 영상에서 레이저 라인 추출 모듈이 레이저 라인을 추출하는 단계, 상기 제1 영상에서 추출된 레이저 라인과 상기 제2 영상에서 추출된 레이저 라인을 매칭시켜 높이 데이터 추출 모듈이 상기 대상 물체의 높이 데이터를 추출하는 단계, 상기 높이 데이터로 3차원 이미지 생성 모듈이 상기 대상 물체의 3차원 이미지를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상측정방법을 제공한다.
상기 라인 레이저가 수평 플레이트 상에 위치된 대상 물체에 라인 형태의 레이저를 조사하는 단계, 이전에, 상기 수평 플레이트를 상하로 이동시켜 상기 제1 카메라 모듈과 상기 제2 카메라 모듈에서 각각 획득된 영상에서, 기준점 검출 모듈이 상기 수평 플레이트에 대해서 높이 데이터가 같게 되는 상기 수평 플레이트의 위치를 찾는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 수평 플레이트를 상하로 이동시켜 상기 제1 카메라 모듈과 상기 제2 카메라 모듈에서 각각 획득된 영상에서, 기준점 검출 모듈이 상기 수평 플레이트에 대해서 높이 데이터가 같게 되는 상기 수평 플레이트의 위치를 찾는 단계, 이후에, 상기 수평 플레이트 상에 위치된 캘리브레이션 체크보드에 레이저 라인을 측면(X축)으로 이동하며 조사하고, 캘리브레이션 모듈이 상기 제1 카메라 모듈과 상기 제2 카메라 모듈에서 각각 획득된 영상에서 높이 데이터를 추출하여 좌표계를 획득하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 2대의 카메라 모듈을 구비하고 이로부터 대상 물체의 형상을 측정하여, 높이 데이터가 소실되는 부분 없이 대상 물체의 형상을 측정할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 형상측정장치의 개념도.
도 2는 본 발명에 따른 형상측정장치의 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 형상측정장치의 기준점 검출 모듈을 설명하기 위한 개념도.
도 4와 도 5는 본 발명에 따른 형상측정장치의 기준점 검출에 따라 획득된 영상.
도 6은 본 발명에 따른 형상측정장치의 캘리브레이션 체크보드 사진.
도 7은 본 발명에 따른 형상측정장치의 현실 좌표계.
도 8은 기존의 형상측정장치에서 측정된 대상 물체의 3차원 이미지.
도 9는 본 발명에 따른 형상측정장치에서 측정된 대상 물체의 3차원 이미지.
도 10은 본 발명에 따른 형상측정방법의 순서도.
도 11은 기존의 레이저 변위센서를 이용하여 생성된 프로파일.
도 12는 기존의 레이저 변위센서를 이용하여 획득된 영상.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 형상측정장치의 개념도이고, 도 2는 본 발명에 따른 형상측정장치의 블록도이다.
본 발명에 따른 형상측정장치는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 2대의 카메라 모듈(120)과 라인 레이저(110) 모듈이 구비된 레이저 변위센서(100)와, 레이저 변위센서(100) 아래에 구비되어 대상 물체가 놓여지는 수평 플레이트(200), 레이저 변위센서(100)와 수평 플레이트(200)를 제어하며 레이저 변위센서(100)에서 획득된 영상을 기반으로 물체의 형상을 측정하는 형상측정 모듈(300)을 포함한다.
레이저 변위센서(100)는 물체의 형상을 측정하기 위한 것으로서, 라인 레이저(110)와, 라인 레이저(110)의 양측에 구비된 카메라 모듈(120), 및 카메라 모듈(120)의 물체 측정 방향에 위치된 필터(130)를 포함한다. 여기서, 필터는 제1 카메라 모듈(121) 앞에 구비된 제1 필터(131)와 제2 카메라 모듈(122) 앞에 구비된 제2 필터(132)를 포함한다.
라인 레이저(110)는 카메라 모듈(120)이 대상 물체 형상을 획득하도록 라인 형태의 레이저 광을 조사한다. 여기서, 라인 형태의 레이저 광은 수평 플레이트(200) 상에 위치된 대상 물체의 이동 방향과 교차되는 방향으로 조사된다. 또한, 라인 레이저(110)가 대상 물체의 표면에 레이저 광을 조사하면, 조사된 레이저 광은 대상 물체의 표면에서 확산 반사되며, 후술될 카메라 모듈(120)은 이를 획득한다.
카메라 모듈(120)은 대상 물체에서 반사된 레이저 광을 획득하여 대상 물체의 위치와 형상 변화를 검출함으로써 변위와 형상을 측정한다. 이를 위해서, 본 발명의 카메라 모듈(120)은 제1 카메라 모듈(121)과, 제2 카메라 모듈(122)를 포함한다.
제1 카메라 모듈(121)은 라인 레이저(110)의 일측에 구비되며, 라인 레이저(110) 방향으로 소정각도 틀어져서 구비된다. 여기서 소정각도는 45도를 예시한다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 소정각도는 0도 초과, 90도 미만인 각도에서 결정될 수 있다.
제2 카메라 모듈(122)는 라인 레이저(110)의 타측에 구비되며, 라인 레이저(110) 방향으로 소정각도 틀어져서 구비된다. 제2 카메라 모듈(122) 역시 제1 카메라 모듈(121)과 동일하게 45도 각도로 틀어진 것을 예시하나, 45도 이외에도 제1 카메라 모듈(121)에 대응되는 동일한 각도로 틀어질 수도 있다. 즉, 제1 카메라 모듈(121)과 제2 카메라 모듈(122)는 모두 중심부에 위치한 라인 레이저(110) 방향으로 동일한 각도로 틀어지는 것이 바람직하다. 물론, 본 발명은 제1 카메라 모듈(121)과 제2 카메라 모듈(122)의 각도를 고정하지 않고 대상 물체에 따라 대응되도록 제어할 수도 있다. 이는 예를 들어, 수평 플레이트(200) 상에 위치되는 대상 물체의 높이에 따라, 제1 카메라 모듈(121)과 제2 카메라 모듈(122)의 각도를 상이하게 할 수 있다.
수평 플레이트(200)는 대상 물체가 놓여지는 평평한 플레이트로서, 후술될 수평 플레이트 제어 모듈(320)에 의해 상하좌우로 움직일 수 있다.
형상측정 모듈(300)은 레이저 변위센서(100)에서 획득된 대상 물체의 영상으로부터 대상 물체의 형상을 측정한다. 이를 위해서, 형상측정 모듈(300)은 레이저 변위센서 제어모듈(310)과, 수평 플레이트 제어 모듈(320), 형상 검지 모듈(330)을 포함한다.
레이저 변위센서 제어모듈(310)은 레이저 변위센서(100)를 제어하여 대상 물체의 형상을 측정하기 위한 것으로서, 라인 레이저(110)를 제어하는 라인 레이저 제어 모듈(311)과, 제1 카메라 모듈(121)을 제어하는 제1 카메라 제어 모듈(312), 및 제2 카메라 모듈(122)를 제어하는 제2 카메라 제어 모듈(313)을 포함한다.
라인 레이저 제어 모듈(311)은 라인 레이저(110)의 작동을 제어하며, 대상 물체가 수평 플레이트(200) 상에 위치되면, 대상 물체의 표면에 라인 레이저(110)를 조사한다. 여기서, 라인 레이저(110)는 기준점 검출과, 캘리브레이션 수행 및 대상 물체 형상 측정 시 작동되며, 기준점 검출 시 수평 플레이트(200)에 블루 레이저를 조사한다.
제1 및 제2 카메라 제어 모듈(313)은 제1 카메라 모듈(121)과 제2 카메라 모듈(122)를 제어하여 수평 플레이트(200) 상에 위치된 대상 물체의 영상을 획득하도록 한다.
수평 플레이트 제어 모듈(320)은 전술된 수평 플레이트(200)의 상하 움직임과 좌우 움직임을 제어한다. 여기서, 수평 플레이트(200)의 상하 움직임 제어는 후술될 기준점 검출 모듈이 기준점을 검출할 때 수행되며, 수평 플레이트(200)의 좌우 움직임 제어는 대상 물체의 영상을 획득할 때 수행된다.
형상 검지 모듈(330)은 레이저 변위센서(100)에서 획득된 영상을 기반으로 대상 물체의 형상을 측정한다. 이를 위해서, 형상 검지 모듈(330)은 카메라 모듈(120)을 통해 수평 플레이트(200)의 기준점을 검출하는 기준점 검출 모듈(331)과, 캘리브레이션 체크보드를 이용하여 카메라 모듈(120)에 대해 캘리브레이션을 수행하는 캘리브레이션 모듈(332), 라인 레이저(110)에서 레이저 라인이 조사된 수평 플레이트(200) 또는 수평 플레이트(200) 상의 대상 물체의 영상을 획득하는 영상 획득 모듈(333), 영상 획득 모듈(333)에서 획득된 영상에서 수평 플레이트(200) 또는 대상 물체에서 반사된 레이저 라인을 추출하는 레이저 라인 추출 모듈(334), 레이저 라인 추출 모듈(334)에서 추출된 레이저 라인을 기반으로 대상 물체의 높이 데이터를 추출하는 높이 데이터 추출 모듈(335), 추출된 높이 데이터로 대상 물체의 3차원 이미지를 생성하는 3차원 이미지 생성 모듈(336)을 포함한다.
도 3은 본 발명에 따른 형상측정장치의 기준점 검출 모듈(331)을 설명하기 위한 개념도이다. 또한, 도 4와 도 5는 본 발명에 따른 형상측정장치의 기준점 검출에 따라 획득된 영상이다.
기준점 검출 모듈(331)은 수평 플레이트(200)에 대해서 제1 카메라 모듈(121)과 제2 카메라 모듈(122)가 같은 높이가 되는 위치를 찾는다. 이를 위해서, 도 3에 도시된 바와 같이, 기준점 검출 모듈(331)은 라인 레이저 제어 모듈(311)을 통해 수평 플레이트(200)에 블루 레이저를 조사하고, 수평 플레이트 제어 모듈(320)을 통해 수평 플레이트(200)를 상하로 이동하여 제1 카메라 모듈(121)과 제2 카메라 모듈(122)가 수평 플레이트(200)에 대해서 동일한 높이가 되는 위치를 찾는다. 여기서, 수평 플레이트(200)가 아래에 있을 경우, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 카메라 모듈(121)에서 획득된 영상과 제2 카메라 모듈(122)에서 획득된 영상이 서로 상이하다. 이 경우, 수평 플레이트(200)를 이동하여 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 카메라 모듈(121)과 제2 카메라 모듈(122)에서 획득된 영상의 높이가 같은 위치를 찾도록 한다. 여기서, 찾은 높이가 기준점, 즉, 높이 0이 된다.
도 6은 본 발명에 따른 형상측정장치의 캘리브레이션 체크보드 사진이고, 도 7은 본 발명에 따른 형상측정장치의 현실 좌표계이다.
캘리브레이션 모듈(332)은 기준점 검출 모듈(331)에서 기준점 검출이 완료되면, 캘리브레이션 체크보드를 이용하여 제1 카메라 모듈(121)과 제2 카메라 모듈(122)에 대해서 캘리브레이션을 실시한다. 또한, 이와 같이 캘리브레이션을 실시하면, 도 7에 도시된 바와 같이, 현실 좌표계를 얻을 수 있다. 즉, X축 증가 방향으로 라인을 스캔하면 X축 픽셀 별 높이 데이터를 알 수 있다.
영상 획득 모듈(333)은 수평 플레이트(200) 상에 대상 물체가 위치되면, 라인 레이저 제어 모듈(311)을 통해 라인 레이저(110)를 대상 물체에 조사한다. 또한, 카메라 제어 모듈을 통해 제1 카메라 모듈(121)과 제2 카메라 모듈(122)를 제어하여, 대상 물체에서 반사되는 광으로부터 영상을 획득한다.
레이저 라인 추출 모듈(334)은 영상 획득 모듈(333)에서 획득된 영상에서 레이저 라인을 추출한다.
높이 데이터 추출 모듈(335)은 레이저 라인 추출 모듈(334)에서 추출된 레이저 라인을 기반으로 대상 물체에 대한 높이 데이터를 추출한다. 이는 X축 방향으로 높이를 스캔하여, 제1 이미지와 제2 이미지의 높이를 비교하여 수행할 수 있다. 여기서, 제2 카메라의 경우 뒤집어서 보고 있기 때문에 제1 카메라 모듈(121)과 X 방향은 같고 Y 방향만 반대 방향이다. 따라서, X 픽셀별 각각의 높이를 제1 카메라 모듈(121) 영상과 제2 카메라 모듈(122) 영상을 통해 확인이 가능하다. 여기서, X 픽셀별로 제1 이미지와 제2 이미지의 높이를 비교하여 높이가 동일하면 높이에 대한 신뢰성을 가지므로 프로파일링된 높이로 인정한다. 또한, X 픽셀별로 제1 이미지와 제2 이미지의 높이를 비교하여 높이가 동일하면, 해당 라인에 대해서 X 방향으로 한 줄의 프로파일 데이터가 생성된다.
도 8은 기존의 형상측정장치에서 측정된 대상 물체의 3차원 이미지이고, 도 9는 본 발명에 따른 형상측정장치에서 측정된 대상 물체의 3차원 이미지이다.
3차원 이미지 생성 모듈(336)은 높이 데이터 추출 모듈(335)에서 추출된 높이 데이터를 기반으로 대상 물체의 3차원 이미지를 생성한다. 여기서, 3차원 이미지는 전술된 X 방향으로 생성된 한 줄의 프로파일 데이터, 즉, 높이를 16비트 비트맵 이미지로 표현함으로써 생성할 수 있다. 여기서, 가장 높이가 낮은 부분은 청색, 가장 높이가 높은 부분은 적색으로 표현될 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 도 9에 도시된 바와 같이, 도 8에 도시된 기존 형상측정장치에서 측정된 대상 물체의 3차원 이미지와는 달리, 높이 데이터가 소실되는 부분 없이 대상 물체의 형상을 측정할 수 있다.
다음은 본 발명에 따른 형상측정방법에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 후술할 내용 중 전술된 본 발명에 따른 형상측정장치의 설명과 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 설명한다.
도 10은 본 발명에 따른 형상측정방법의 순서도이다.
본 발명에 따른 형상측정방법은 도 10에 도시된 바와 같이, 좌표계를 생성하는 단계(S1)와, 대상 물체에 대한 3차원 이미지를 생성하는 단계(S2)를 포함한다.
좌표계를 생성하는 단계(S1)는 대상 물체에 대한 3차원 이미지를 생성하기 위해서 현실 좌표계를 생성한다. 이는 기준점을 검출하는 단계(S1-1)와, 캘리브레이션을 수행하는 단계(S1-2)를 포함한다.
기준점을 검출하는 단계(S1-1)는 기준점 검출 모듈이 수평 플레이트에 대해서 제1 카메라 모듈과 제2 카메라 모듈이 동일한 높이가 되는 위치, 즉, 기준점을 검출한다. 이는 기준점 검출 모듈이 라인 레이저 제어 모듈을 제어하여 수평 플레이트에 블루 레이저를 조사하게 하고, 수평 플레이트 제어 모듈을 제어하여 수평 플레이트가 상하로 이동하게 함으로써, 제1 카메라 모듈과 제2 카메라 모듈이 동일한 높이가 되는 위치를 검출하여 수행할 수 있다.
캘리브레이션을 수행하는 단계(S1-2)는 기준점을 검출하는 단계(S1-1)에서 기준점을 검출한 후, 캘리브레이션 모듈이 제1 카메라 모듈과 제2 카메라 모듈 앞에 위치된 캘리브레이션 체크보드를 이용하여 캘리브레이션을 실시한다. 또한, 캘리브레이션을 실시함에 따라 현실 좌표계, 즉 실제 좌표계를 얻을 수 있다.
대상 물체에 대한 3차원 이미지를 생성하는 단계(S2)는 좌표계를 생성하는 단계(S1)를 통해 현실 좌표계를 얻은 후, 대상 물체에 라인 레이저를 조사하고, 이를 제1 카메라 모듈과 제2 카메라 모듈로 획득하여 3차원 이미지를 생성한다. 이를 위해서 대상 물체에 대한 3차원 이미지를 생성하는 단계(S2)는 영상을 획득하는 단계(S2-1)와, 레이저 라인을 추출하는 단계(S2-2), 높이 데이터를 추출하는 단계(S2-3), 및 3차원 이미지를 생성하는 단계(S2-4)를 포함한다.
영상을 획득하는 단계(S2-1)는 영상 획득 모듈이 라인 레이저를 제어하여 대상 물체에 라인 형태의 레이저를 조사하고, 카메라 제어 모듈을 제어하여 제1 카메라 모듈과 제2 카메라 모듈로부터 대상 물체에서 반사되는 광으로부터 영상을 획득한다.
레이저 라인을 추출하는 단계(S2-2)는 레이저 라인 추출 모듈이 영상을 획득하는 단계(S2-1)에서 획득된 영상에서 레이저 라인을 추출한다.
높이 데이터를 추출하는 단계(S2-3)는 레이저 라인을 추출하는 단계(S2-2)에서 추출된 레이저 라인을 기반으로 높이 데이터 추출 모듈이 대상 물체에 대한 높이 데이터를 추출한다. 이는, 대상 물체의 X축 방향으로 이동하여 높이를 스캔한 후, 높이가 스캔된 제1 이미지와 제2 이미지의 높이를 비교(픽셀별)하여 수행될 수 있다.
3차원 이미지를 생성하는 단계(S2-4)는 높이 데이터를 추출하는 단계(S2-3)에서 추출된 높이 데이터를 기반으로 3차원 이미지 생성 모듈이 대상 물체의 3차원 이미지를 생성한다. 여기서, 3차원 이미지는 대상 물체에 대해서 X 방향으로 이동하며 한 줄씩 생성된 프로파일 데이터, 즉, 높이 데이터를 높이에 따라 서로 상이한 색상으로 표현되는 16비트 비트맵 이미지로 표현함으로써 생성한다.
이상에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 레이저 변위센서 110: 라인 레이저
120: 카메라 모듈 121: 제1 카메라 모듈
122: 제2 카메라 모듈 130: 필터
131: 제1 필터 132: 제2 필터
200: 수평 플레이트 300: 형상측정 모듈
310: 레이저 변위센서 제어 모듈 311: 라인 레이저 제어 모듈
312: 제1 카메라 제어 모듈 313: 제2 카메라 제어 모듈
320: 수평 플레이트 제어 모듈 330: 형상 검지 모듈
331: 기준점 검출 모듈 332: 캘리브레이션 모듈
333: 영상 획득 모듈 334: 레이저 라인 추출 모듈
335: 높이 데이터 추출 모듈 336: 3차원 이미지 생성 모듈

Claims (8)

  1. 대상 물체에 라인 형태의 레이저를 조사하는 라인 레이저와,
    상기 라인 레이저를 중심으로 좌우에 위치되며, 상기 라인 레이저가 조사되는 방향으로 카메라 렌즈가 장착된 방향이 각각 소정각도 틀어진 제1 카메라 모듈 및 제2 카메라 모듈을 포함하는 레이저 변위센서,
    상기 레이저 변위센서 아래에 위치되어 대상 물체가 놓여지는 수평 플레이트,
    상기 제1 카메라 모듈에서 획득된 영상과 상기 제2 카메라 모듈에서 획득된 영상을 매칭시켜 상기 대상 물체의 높이 데이터를 추출하고, 상기 높이 데이터로 상기 대상 물체의 3차원 이미지를 생성하는 형상측정 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상측정장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 형상측정 모듈은,
    상기 레이저 변위센서를 제어하는 레이저 변위센서 제어 모듈과,
    상기 수평 플레이트를 상하좌우로 제어하는 수평 플레이트 제어 모듈,
    상기 수평 플레이트 상에 위치된 대상 물체의 형상을 검출하는 형상 검지 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상측정장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 형상 검지 모듈은,
    상기 라인 레이저에서 조사된 레이저 라인이 수평 플레이트 또는 대상 물체에서 반사된 영상을 획득하는 영상 획득 모듈,
    상기 영상 획득 모듈에서 획득된 영상에서 상기 레이저 라인을 추출하는 레이저 라인 추출 모듈,
    상기 레이저 라인 추출 모듈에서 추출된 레이저 라인에서 높이 데이터를 추출하는 높이 데이터 추출 모듈,
    상기 높이 데이터를 상기 대상 물체의 3차원 이미지로 생성하는 3차원 이미지 생성 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상측정장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 수평 플레이트를 상하로 이동시켜 상기 제1 카메라 모듈과 상기 제2 카메라 모듈에서 각각 획득된 영상에서, 상기 수평 플레이트에 대해서 높이 데이터가 같게 되는 상기 수평 플레이트의 위치를 찾는 기준점 검출 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상측정장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 수평 플레이트 상에 위치된 캘리브레이션 체크보드에 레이저 라인을 측면(X축)으로 이동하며 조사하고, 상기 제1 카메라 모듈과 상기 제2 카메라 모듈에서 각각 획득된 영상에서 높이 데이터를 추출하여 좌표계를 획득하는 캘리브레이션 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상측정장치.
  6. 라인 레이저와, 상기 라인 레이저를 중심으로 좌우에 위치되며, 상기 라인 레이저가 조사되는 방향으로 카메라 렌즈가 장착된 방향이 각각 소정각도 틀어진 제1 카메라 모듈 및 제2 카메라 모듈을 포함하는 레이저 변위센서가 구비된 영상측정장치를 이용한 영상측정방법에 있어서,
    상기 라인 레이저가 수평 플레이트 상에 위치된 대상 물체에 라인 형태의 레이저를 조사하는 단계와,
    상기 제1 카메라 모듈과 상기 제2 카메라 모듈이 상기 대상 물체의 영상을 획득하는 단계,
    상기 제1 카메라 모듈에서 획득된 제1 영상과 상기 제2 카메라 모듈에서 획득된 제2 영상에서 레이저 라인 추출 모듈이 레이저 라인을 추출하는 단계,
    상기 제1 영상에서 추출된 레이저 라인과 상기 제2 영상에서 추출된 레이저 라인을 매칭시켜 높이 데이터 추출 모듈이 상기 대상 물체의 높이 데이터를 추출하는 단계,
    상기 높이 데이터로 3차원 이미지 생성 모듈이 상기 대상 물체의 3차원 이미지를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상측정방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 라인 레이저가 수평 플레이트 상에 위치된 대상 물체에 라인 형태의 레이저를 조사하는 단계, 이전에,
    상기 수평 플레이트를 상하로 이동시켜 상기 제1 카메라 모듈과 상기 제2 카메라 모듈에서 각각 획득된 영상에서, 기준점 검출 모듈이 상기 수평 플레이트에 대해서 높이 데이터가 같게 되는 상기 수평 플레이트의 위치를 찾는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상측정방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 수평 플레이트를 상하로 이동시켜 상기 제1 카메라 모듈과 상기 제2 카메라 모듈에서 각각 획득된 영상에서, 기준점 검출 모듈이 상기 수평 플레이트에 대해서 높이 데이터가 같게 되는 상기 수평 플레이트의 위치를 찾는 단계, 이후에,
    상기 수평 플레이트 상에 위치된 캘리브레이션 체크보드에 레이저 라인을 측면(X축)으로 이동하며 조사하고, 캘리브레이션 모듈이 상기 제1 카메라 모듈과 상기 제2 카메라 모듈에서 각각 획득된 영상에서 높이 데이터를 추출하여 좌표계를 획득하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상측정방법.
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