KR20190094786A - Apparatus and method for scanning subject automatically - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 피사체를 자동으로 스캔하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for automatically scanning a subject.
피사체의 3차원 기하와 색상을 획득하는 장치로는 주로 카메라 또는 레이저 스캐너가 사용되어 왔다. 그러나 카메라와 레이저 스캐너는 각각의 센서 특성에 의해 단독으로 사용할 경우 획득할 수 있는 정보가 제한된다.Cameras or laser scanners have been mainly used as a device for acquiring 3D geometry and colors of a subject. However, camera and laser scanners have limited information that can be obtained when used alone.
카메라는 인간의 시각으로 볼 수 있듯이 풍부한 정보를 제공해 주지만 원근감 또는 거리정보 추출이 어려운 반면, 레이저 스캐너는 정확한 거리정보를 제공해 주지만 측정된 사물이 무엇을 의미하는지 파악하기 어렵다.Cameras provide a wealth of information, as seen by human vision, but it is difficult to extract perspective or distance information, while laser scanners provide accurate distance information, but it is difficult to understand what the measured object means.
따라서 두 종류의 센서를 동시에 사용하여 주변 3차원의 정보를 획득하고, 이 정보를 정합하여 이용하는 것이 매우 효과적이다.Therefore, it is very effective to obtain three-dimensional information by using two types of sensors at the same time, and to use this information in combination.
그러나 출원번호 10-2017-0156689호(발명의 명칭: 3차원 정보 생성 장치)는 피사체와 카메라 그리고 레이저 스캐너의 간격 정보를 획득해야만 상기 정보들의 정합이 가능하나, 간격 정보를 획득하기 위해 수동으로 반복 배치 및 조정해야만 하는 문제가 있었다. However, the application number 10-2017-0156689 (name of the invention: the three-dimensional information generating device) can be matched only by acquiring the interval information of the subject, the camera and the laser scanner, but manually repeated to obtain the interval information There was a problem with placement and adjustment.
본 발명의 실시예는 카메라와 레이저 스캐너 및 회전 레일 간의 상호 연동을 통해서 피사체의 3차원 기하 정보 및 색상 정보를 자동으로 획득할 수 있는 자동 스캔 장치 및 이의 피사체 스캔 방법을 제공한다.An embodiment of the present invention provides an automatic scanning apparatus and a subject scanning method thereof capable of automatically obtaining three-dimensional geometric information and color information of a subject through mutual interaction between a camera, a laser scanner, and a rotating rail.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.However, the technical problem to be achieved by the present embodiment is not limited to the technical problem as described above, and other technical problems may exist.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면에 따른 자동 스캔 장치는 기 설정된 좌우 각도로 회전하여 피사체를 레이저 스캔하는 레이저 스캐너, 상기 레이저 스캐너가 좌우 각도로 회전하여 상기 피사체를 레이저 스캔시 상기 피사체를 촬영하는 촬영 장치 및 상기 피사체를 중심으로 배치되어 상기 레이저 스캐너 및 촬영 장치를 이동시키는 회전 레일을 포함한다.As a technical means for achieving the above technical problem, the automatic scanning device according to the first aspect of the present invention is a laser scanner for rotating a laser scan of the subject by rotating at a predetermined left and right angle, the laser scanner is rotated at a left and right angle to the subject And a photographing apparatus for photographing the subject during laser scanning and a rotating rail disposed around the subject to move the laser scanner and the photographing apparatus.
상기 레이저 스캐너는 정지 중에 상기 피사체를 레이저 스캔할 수 있다.The laser scanner may laser scan the subject while stationary.
상기 레이저 스캐너는 상기 좌우 각도로 회전시 직선 레이저의 하나 이상의 반사점을 통해 상기 피사체를 스캔할 수 있다.The laser scanner may scan the subject through one or more reflection points of the linear laser when rotating at the left and right angles.
상기 촬영 장치는 상기 레이저 스캔시 상기 피사체를 촬영함에 따라 상기 레이저를 캡쳐하여 상기 피사체의 기하 정보 및 색상 정보를 생성할 수 있다.The photographing apparatus may generate the geometric information and the color information of the subject by capturing the laser as the subject is photographed during the laser scan.
상기 레이저 스캔 및 상기 촬영은 복수 개의 위치에서 수행되되, 상기 복수 개의 위치 중 제 1 위치에서의 레이저 스캔 및 촬영이 완료됨에 따라 상기 레이저 스캐너 및 촬영 장치는 제 2 위치로 이동하여 상기 레이저 스캔 및 상기 촬영을 수행할 수 있다.The laser scanning and the photographing are performed at a plurality of positions, and as the laser scanning and photographing at a first position of the plurality of positions is completed, the laser scanner and the photographing apparatus move to a second position to perform the laser scanning and the Shooting can be performed.
상기 복수 개의 위치에서 상기 레이저 스캔 및 상기 촬영이 완료됨에 따라, 상기 촬영 장치는 상기 피사체의 기하 정보 및 색상 정보에 기초하여 상기 피사체의 스캔 정보를 생성할 수 있다.As the laser scan and the photographing are completed at the plurality of locations, the photographing apparatus may generate scan information of the subject based on the geometric information and the color information of the subject.
상기 회전 레일은 상기 피사체를 중심으로 360도 방향으로 배치될 수 있다.The rotating rail may be disposed in a 360 degree direction about the subject.
상기 회전 레일과 상기 피사체 사이의 바닥에는 패턴이 형성되고, 상기 피사체는 상기 패턴 상에 배치되며, 상기 촬영 장치는 상기 패턴을 통해 자신의 위치 정보를 획득할 수 있다.A pattern is formed on a floor between the rotating rail and the subject, the subject is disposed on the pattern, and the photographing apparatus may acquire its own location information through the pattern.
또한, 본 발명의 제 2 측면에 따른 자동 스캔 장치에서의 피사체 스캔 방법은 촬영 장치가 피사체의 현재 영상을 촬영하여 상기 피사체의 색상 정보를 획득하는 단계; 레이저 스캐너가 기 설정된 좌우 각도로 회전하여 상기 피사체를 레이저 스캔하는 단계; 상기 촬영 장치가 상기 레이저 스캔시 직선 레이저의 하나 이상의 반사점을 촬영하여 상기 피사체의 기하 정보를 획득하는 단계 및 상기 색상 정보 및 기하 정보를 획득함에 따라 회전 레일을 따라 다음 위치로 상기 촬영 장치 및 레이저 스캐너가 이동하는 단계를 포함한다.In addition, the subject scanning method in the automatic scanning apparatus according to the second aspect of the present invention comprises the steps of: the photographing apparatus to obtain the color information of the subject by photographing the current image of the subject; Rotating the laser scanner at a preset left and right angles to laser scan the subject; The photographing apparatus photographs one or more reflection points of the linear laser during the laser scan to obtain geometric information of the subject, and the color information and geometric information to obtain the color information and the geometric information. It includes the step of moving.
상기 촬영 장치 및 레이저 스캐너가 이동하는 단계는, 상기 피사체를 중심으로 360도 방향으로 배치된 회전 레일을 통해 이동할 수 있다.In the moving of the photographing apparatus and the laser scanner, the photographing apparatus and the laser scanner may move through a rotating rail disposed in a 360 degree direction about the subject.
상기 촬영 장치 및 레이저 스캐너가 이동하는 단계는, 상기 피사체의 기 설정된 촬영 범위에 대한 색상 정보 및 기하 정보가 획득될 때까지 이동할 수 있다.The moving of the photographing apparatus and the laser scanner may move until color information and geometric information about a preset photographing range of the subject are obtained.
기 설정된 촬영 범위에 대응하는 복수 개의 위치에서 상기 레이저 스캔 및 상기 촬영이 완료됨에 따라, 상기 촬영 장치가 상기 피사체의 기하 정보 및 색상 정보에 기초하여 상기 피사체의 스캔 정보를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include generating, by the photographing apparatus, scan information of the subject based on the geometric information and the color information of the subject as the laser scanning and the photographing are completed at a plurality of positions corresponding to a preset photographing range. Can be.
상기 회전 레일과 상기 피사체 사이의 바닥에 형성된 패턴에 기초하여 상기 촬영 장치의 위치 정보를 획득하는 단계; 상기 위치 정보에 기초하여 상기 피사체의 스캔 정보를 좌표 정보로 변환하는 단계; 상기 좌표 정보를 통해 3차원 점들의 색상 및 텍스처 정보를 획득하는 단계 및 상기 3차원 점들을 연결하여 메쉬 데이터를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.Acquiring position information of the photographing apparatus based on a pattern formed on a floor between the rotating rail and the subject; Converting scan information of the subject into coordinate information based on the position information; The method may further include obtaining color and texture information of the 3D points through the coordinate information, and generating mesh data by connecting the 3D points.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 실제 스캔 과정에서 관리자에 의해 수작업으로 수행되어야 했던 반복 작업들을 줄임으로써 획득된 3차원 정보에 대한 에러율을 최소화시킬 수 있다.According to any one of the above-described problem solving means of the present invention, it is possible to minimize the error rate for the three-dimensional information obtained by reducing the repetitive tasks that had to be performed manually by the administrator in the actual scanning process.
또한, 피사체를 중심으로 촬영 장치가 회전 이동함에 따라 피사체가 받는 조명이 촬영 장치의 자세에 따라 변하지 않아 자연스러운 텍스처를 획득할 수 있다.In addition, as the photographing apparatus rotates around the subject, the illumination received by the subject does not change according to the posture of the photographing apparatus, thereby obtaining a natural texture.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 스캔 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 레이저 스캐너, 촬영 장치 및 회전 레일의 내부 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 피사체 스캔 방법의 순서도이다.1 is a view for explaining an automatic scanning device according to an embodiment of the present invention.
2 is an internal block diagram of a laser scanner, an imaging device and a rotating rail.
3 is a flowchart illustrating a subject scanning method according to an embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.When a part of the specification is to "include" any component, which means that it may further include other components, except to exclude other components unless otherwise stated.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 스캔 장치(1)를 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 레이저 스캐너(100), 촬영 장치(200) 및 회전 레일(300)의 내부 블록도이다.1 is a view for explaining the
본 발명의 일 실시예에 따른 자동 스캔 장치(1)는 레이저 스캐너(100), 촬영 장치(200) 및 회전 레일(300)을 포함한다.The
레이저 스캐너(100)는 정지 중에 기 설정된 좌우 각도로 회전하여 피사체(10)를 레이저 스캔한다. 이때, 레이저 스캐너(100)는 좌우 각도로 회전시 직선 레이저의 하나 이상의 반사점을 통해 피사체(10)를 스캔할 수 있다. 레이저 스캐너(100)의 좌우 회전은 미리 정해진 각도 및 속도에 따라 수행될 수 있다.The
한편, 종래 기술의 경우 관리자가 직접 손으로 레이저 스캐너(100)를 움직이면서, 스캔을 수행해야 한다는 불편함이 있었으나, 본 발명의 일 실시예에서의 레이저 스캐너(100)는 회전 레일(300) 상에 고정되어 이동되기 위한 마운트 및 상기 좌우 회전을 위한 모터를 포함하며, 이를 통해 피사체(10)의 자동 스캔이 가능하다.On the other hand, in the prior art, the administrator has to inconvenience the need to perform the scan while moving the
실시예에 따라서 레이저 스캐너(100)는 6 자유도를 갖는 로봇팔로 구현될 수 있으며, 이 경우 다양한 움직임을 표현할 수 있어 보다 효율적인 스캔 작업이 가능하게끔 할 수 있다.According to an embodiment, the
촬영 장치(200)는 레이저 스캐너(100)가 좌우 각도로 회전하여 피사체(10)를 레이저 스캔시 피사체(10)를 촬영한다. The photographing
그리고 촬영 장치(200)는 레이저 스캔시 피사체(10)를 촬영함에 따라, 레이저를 캡쳐하여 피사체(10)의 기하 정보 및 색상 정보를 생성할 수 있다.In addition, as the photographing
또한, 복수 개의 미리 지정된 위치에서의 모든 스캔 및 촬영이 완료되면, 촬영 장치(200)는 각 위치에서의 기하 정보 및 색상 정보를 취합 및 정합하여 스캔 정보로 생성할 수 있다.In addition, when all the scans and the photographing at a plurality of predetermined positions are completed, the photographing
촬영 장치(200)는 후술하는 회전 레일(300)을 따라, 피사체(10)를 중심으로 회전 이동함에 따라 피사체(10)가 받는 조명이 촬영 장치(200)의 자세에 따라 변하지 않아 자연스러운 텍스처를 획득할 수 있다. 이를 위해 촬영 장치(200)는 피사체(10) 및 레이저 스캐너(100)의 반사점이 잘 캡쳐될 수 있도록 마운트에 고정되어 회전 레일(300) 상에서 이동될 수 있다.The photographing
한편, 촬영 장치(200)는 독립적인 카메라 장치로 구현되거나 카메라를 구비하는 모바일 단말로 구현될 수 있다.On the other hand, the photographing
회전 레일(300)은 피사체(10)를 중심으로 배치되어 있으며, 레이저 스캐너(100) 및 촬영 장치(200)를 레일 상에서 이동시킨다. 회전 레일(300)은 기어와 모터에 의해 레이저 스캐너(100) 및 촬영 장치(200)를 이동시킬 수 있다.The
이때, 회전 레일(300)은 피사체(10)를 중심으로 360도 방향으로 배치될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 피사체(10)의 한쪽 면만을 스캔하고자 하는 경우에는 스캔하고자 하는 피사체(10)와 대향하는 방향으로 배치되는 등 다양한 방법에 따라 배치될 수 있음은 물론이다.At this time, the
한편, 회전 레일(300)은 레이저 스캐너(100) 및 촬영 장치(200)를 기 설정된 이동값에 따라 이동시킬 수 있다. On the other hand, the
이때, 이동값은 피사체(10)를 중심으로 360도 방향으로 촬영함에 있어 높은 품질의 스캔 정보를 획득하기 위해 실험적으로 정해질 수 있다. 예를 들어, 정교한 스캐닝을 원할 경우 전체 회전 속도를 늦추고 회전하는 범위도 줄여서 많은 개수의 스캔 정보를 획득할 수 있도록 조정되어 이동할 수 있다. 반면, 빠른 스캐닝을 원할 때는 회전 속도를 높이고 회전 범위도 크게 하여 4회 정도의 촬영 및 스캔하는 90도의 회전 이동을 통해 피사체(10)의 전방위 영상을 획득할 수 있다.In this case, the moving value may be determined experimentally to obtain high quality scan information when photographing in the 360 degree direction about the
또한, 이동 속도는 모터의 성능과 레이저 스캐너(100) 및 촬영 장치(200)의 무게에 따라 결정될 수 있다.In addition, the moving speed may be determined according to the performance of the motor and the weight of the
레이저 스캔 및 촬영은 복수 개의 위치에서 수행되며, 복수 개의 위치 중 제 1 위치에서의 레이저 스캔 및 촬영이 완료됨에 따라, 레이저 스캐너(100) 및 촬영 장치(200)는 회전 레일(300)을 따라 제 2 위치로 이동하여 레이저 스캔 및 촬영을 수행하게 된다. The laser scanning and photographing is performed at a plurality of positions, and as the laser scanning and photographing at the first position among the plurality of positions is completed, the
이때, 제 1 위치나 제 2 위치는 물리적으로 특정된 회전 레일(300) 상의 위치를 의미할 수도 있으며 이 경우 레이저 스캐너(100)와 촬영 장치(200)는 하나의 장치로 구현될 수 있다. 또는, 레이저 스캐너(100)와 촬영 장치(200)가 독립적으로 구성된 장치인 경우 제 1 위치나 제 2 위치는 레이저 스캐너(100)나 촬영 장치(200)가 각각 동일 회차에 위치되어야 하는 곳을 의미할 수 있다. 예를 들어, 도 1에서 제 1 위치에서 레이저 스캐너(100)는 (a) 위치에, 촬영 장치(200)는 (b) 위치에 위치할 수 있다.In this case, the first position or the second position may mean a position on the physically specified
한편, 회전 이동시에는 레이저 스캔의 좌우 회전은 정지되며, 촬영 장치(200)의 촬영도 정지됨이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.On the other hand, the left and right rotation of the laser scan is stopped during the rotation movement, it is preferable that the recording of the
회전 레일(300) 상의 복수 개의 위치에서 레이저 스캐너(100) 및 촬영 장치(200)가 각각 이동되면서 레이저 스캔 및 촬영이 완료되면, 회전 이동, 레이저 스캔 및 촬영은 자동으로 종료하고, 촬영 장치(200)는 피사체(10)의 기하 정보 및 색상 정보에 기초하여 피사체(10)의 스캔 정보를 생성하게 된다.When the
피사체(10)는 레이저 스캐너(100)의 요인과, 촬영 장치(200)의 화각 요인, 그리고 회전 레일(300)의 요인에 따라 그 사이즈가 결정될 수 있다.The size of the subject 10 may be determined according to factors of the
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 스캔 장치(1)는 심화된 자동화를 제공하기 위하여, 회전 레일(300)과 피사체(10) 바닥에는 패턴이 형성되어 있으며, 피사체(10)는 패턴 상에 배치될 수 있다. 이에 따라, 촬영 장치(200)는 패턴을 통해 자신의 위치 정보를 획득할 수 있다.In addition, the
패턴은 영상의 특징을 검출하여 촬영 장치(200)와 피사체(10) 간의 위치 관계를 검출할 수 있도록 만들어지는데, 예를 들어 거의 모든 일반 텍스처가 있는 사진이 이에 해당할 수 있다.The pattern is made to detect a feature of an image to detect a positional relationship between the photographing
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 스캔 장치(1)에서 레이저 스캐너(100)와 회전 레일(300)은 도 2에 도시된 바와 같이 통신모듈(11), 메모리(12) 및 프로세서(13) 중 하나 이상을 포함하도록 구성될 수 있다.On the other hand, in the
통신모듈(11)은 레이저 스캐너(100), 촬영 장치(200) 및 회전 레일(300) 간의 연동을 위한 데이터를 송수신한다.The
여기에서, 통신모듈(11)은 유선 통신모듈 및 무선 통신모듈을 모두 포함할 수 있다. 유선 통신모듈은 전력선 통신 장치, 전화선 통신 장치, 케이블 홈(MoCA), 이더넷(Ethernet), IEEE1294, 통합 유선 홈 네트워크 및 RS-485 제어 장치로 구현될 수 있다. 또한, 무선 통신모듈은 WLAN(wireless LAN), Bluetooth, HDR WPAN, UWB, ZigBee, Impulse Radio, 60GHz WPAN, Binary-CDMA, 무선 USB 기술 및 무선 HDMI 기술 등으로 구현될 수 있다.Here, the
메모리(12)에는 각 위치에서 레이저 스캔을 위한 프로그램이 저장되거나, 각 위치에서 피사체(10)의 촬영을 제어하고, 기하 정보 및 색상 정보에 기초하여 스캔 정보를 생성하거나 전처리 및 후처리를 위한 프로그램이 저장되거나, 복수 개의 위치로 레이저 스캐너(100) 및 촬영 장치(200)를 이동시키기 위한 프로그램이 저장된다. 그리고 프로세서(13)는 메모리(12)에 저장된 프로그램을 실행시킨다.The
이때, 메모리(12)는 전원이 공급되지 않아도 저장된 정보를 계속 유지하는 비휘발성 저장장치 및 휘발성 저장장치를 통칭하는 것이다. In this case, the
예를 들어, 메모리(12)는 콤팩트 플래시(compact flash; CF) 카드, SD(secure digital) 카드, 메모리 스틱(memory stick), 솔리드 스테이트 드라이브(solid-state drive; SSD) 및 마이크로(micro) SD 카드 등과 같은 낸드 플래시 메모리(NAND flash memory), 하드 디스크 드라이브(hard disk drive; HDD) 등과 같은 마그네틱 컴퓨터 기억 장치 및 CD-ROM, DVD-ROM 등과 같은 광학 디스크 드라이브(optical disc drive) 등을 포함할 수 있다.For example, the
참고로, 본 발명의 실시예에 따른 도 1에 도시된 구성 요소들은 소프트웨어 또는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 또는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)와 같은 하드웨어 형태로 구현될 수 있으며, 소정의 역할들을 수행할 수 있다.For reference, the components shown in FIG. 1 according to an embodiment of the present invention may be implemented in software or hardware form such as a field programmable gate array (FPGA) or an application specific integrated circuit (ASIC), and perform predetermined roles. can do.
그렇지만 '구성 요소들'은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니며, 각 구성 요소는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다.However, 'components' are not meant to be limited to software or hardware, and each component may be configured to be in an addressable storage medium or may be configured to reproduce one or more processors.
따라서, 일 예로서 구성 요소는 소프트웨어 구성 요소들, 객체지향 소프트웨어 구성 요소들, 클래스 구성 요소들 및 태스크 구성 요소들과 같은 구성 요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다.Thus, as an example, a component may include components such as software components, object-oriented software components, class components, and task components, and processes, functions, properties, procedures, and subs. Routines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuits, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables.
구성 요소들과 해당 구성 요소들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성 요소들로 결합되거나 추가적인 구성 요소들로 더 분리될 수 있다.Components and the functionality provided within those components may be combined into a smaller number of components or further separated into additional components.
이하에서는 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 스캔 장치(1)에서의 피사체(10) 스캔 방법에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, a method of scanning the subject 10 in the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 피사체(10) 스캔 방법의 순서도이다.3 is a flowchart of a method of scanning a subject 10 according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 피사체(10) 스캔 방법은 먼저, 피사체(10)의 3차원 기하 정보와 색상 정보를 획득하기 위하여 피사체(10)를 자동 스캔 장치(1)의 중심에 배치한다(S110). 이때, 레이저 스캐너(100) 및 촬영 장치(200)는 사전에 회전 레일(300) 상의 마운트에 고정되어 배치될 수 있으며, 촬영 장치(200)가 모바일 단말인 경우 별도로 고정하는 과정이 수행될 수 있다.In the method of scanning the subject 10 according to an embodiment of the present invention, first, the subject 10 is disposed at the center of the
다음으로, 관리자의 조작에 따라 스캐닝 과정이 시작되면, 레이저 스캐너(100), 촬영 장치(200) 및 회전 레일(300)의 스캔 정보는 초기화되며, 새로운 스캔 정보 및 이를 위한 부가 데이터(색상 정보, 기하 정보 등)를 생성할 준비를 한다(S120).Next, when a scanning process is started according to an operation of an administrator, scan information of the
이와 같은 준비 과정 및 초기화 과정이 수행되고 나면, 스캔 및 촬영 과정이 수행되며(S130~S170), 스캔 및 촬영 과정은 기 설정된 촬영 범위에 대한 색상 정보 및 기하 정보가 획득될 때까지 수행될 수 있다.After the preparation process and the initialization process are performed, the scanning and photographing process is performed (S130 to S170), and the scanning and photographing process may be performed until color information and geometric information about a preset shooting range are obtained. .
먼저, 촬영 장치(200)가 피사체(10)의 현재 영상을 촬영하여 피사체(10)의 색상 정보를 획득한다(S130). 이때, 촬영 장치(200)는 회전 레일(300)과 피사체(10) 사이의 바닥에 형성된 패턴에 기초하여 촬영 장치(200)의 위치 정보를 획득할 수 있다.First, the photographing
다음으로, 레이저 스캐너(100)는 기 설정된 좌우 각도 및 속도로 회전하여 피사체(10)를 레이저 스캐닝한다(S140).Next, the
다음으로, 촬영 장치(200)는 촬영 모드에서 연속 촬영 모드로 변경되어, 레이저 스캔시 직선 레이저의 하나 이상의 반사점을 촬영하여 피사체(10)의 기하 정보를 획득한다(S150). 즉, 촬영 장치(200)는 피사체(10)에 나타난 반사점의 색상을 검출하며, 이는 내부 알고리즘을 통해 3차원 좌표로 변경되게 된다. Next, the photographing
그리고 색상 정보 및 기하 정보를 획득하고 나면 회전 레일(300)을 따라 다음 위치로 촬영 장치(200) 및 레이저 스캐너(100)를 이동시킨다(S160). 이러한 회전 이동은 촬영 장치(200)의 제어 신호에 따라 회전 레일(300)이 제어되는 방식으로 수행될 수 있다.After acquiring the color information and the geometric information, the
이와 같은 색상 정보 및 기하 정보의 획득은 기 설정된 촬영 범위(예를 들어 360도)에 대응하는 복수 개의 위치마다 회전 레일(300)을 따라 이동되면서 수행된다(S170). Acquiring such color information and geometric information is performed while moving along the
기 설정된 촬영 범위에 대응하는 복수 개의 위치에서 레이저 스캔 및 촬영이 완료됨에 따라 각 위치에서의 모든 색상 정보 및 기하 정보가 획득되면, 촬영 장치(200)는 피사체(10)의 기하 정보 및 색상 정보에 기초하여 피사체(10)의 스캔 정보를 생성한다(S180).When all the color information and the geometric information at each position are acquired as laser scanning and photographing are completed at a plurality of positions corresponding to the preset shooting range, the photographing
이를 위해 촬영 장치(200)는 자신의 위치 정보에 기초하여 피사체(10)의 스캔 정보를 동일한 좌표 정보로 변환하고, 이때 3차원 점들이 촬영 장치(200)의 좌표로 변환되는 이미지 과정을 수행하여 촬영 장치(200)가 촬영한 영상으로부터 3차원 점들의 색상 및 텍스처 정보를 획득할 수 있다.To this end, the photographing
또한, 후처리 과정이 연속 진행됨에 따라 3차원 점들을 연결하여 작은 삼각형으로 이루어진 메쉬 데이터를 생성할 수 있다. In addition, as the post-processing is continuously performed, mesh data consisting of small triangles may be generated by connecting three-dimensional points.
이 과정에서, 실제로는 연결된 영역이나 스캔이 잘못된 경우 발생하는 홀의 유무를 판단하고, 홀로 판단된 경계의 기울기값을 이용하여 홀을 메꾸는 과정이 추가적으로 수행될 수 있다. 또한, 텍스처와 메쉬 데이터들을 연결하고 데이터들을 정규화하며 잘못된 값들을 보정하는 여러 후처리 작업들이 추가적으로 수행될 수도 있다.In this process, the process of actually determining whether there is a hole generated when a connected area or a scan is wrong and filling the hole using an inclination value of the boundary determined as the hole may be additionally performed. In addition, several post-processing operations may be performed to connect texture and mesh data, normalize the data, and correct incorrect values.
상술한 설명에서, 단계 S110 내지 S180은 본 발명의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다. 아울러, 기타 생략된 내용이라 하더라도 도 1에서의 자동 스캔 장치(1)에 관하여 이미 기술된 내용은 도 3의 피사체 스캔 방법에도 적용된다.In the above description, steps S110 to S180 may be further divided into additional steps or combined into fewer steps, according to an embodiment of the invention. In addition, some steps may be omitted as necessary, and the order between the steps may be changed. In addition, even if it is omitted, the contents already described with respect to the
한편, 본 발명의 일 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램 또는 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다. Meanwhile, an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a computer program stored in a medium executed by a computer or a recording medium including instructions executable by the computer. Computer readable media can be any available media that can be accessed by a computer and includes both volatile and nonvolatile media, removable and non-removable media. In addition, computer readable media may include both computer storage media and communication media. Computer storage media includes both volatile and nonvolatile, removable and non-removable media implemented in any method or technology for storage of information such as computer readable instructions, data structures, program modules or other data. Communication media typically includes computer readable instructions, data structures, program modules, or other data in a modulated data signal such as a carrier wave, or other transmission mechanism, and includes any information delivery media.
본 발명의 방법 및 시스템은 특정 실시예와 관련하여 설명되었지만, 그것들의 구성 요소 또는 동작의 일부 또는 전부는 범용 하드웨어 아키텍쳐를 갖는 컴퓨터 시스템을 사용하여 구현될 수 있다.Although the methods and systems of the present invention have been described in connection with specific embodiments, some or all of their components or operations may be implemented using a computer system having a general purpose hardware architecture.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The foregoing description of the present invention is intended for illustration, and it will be understood by those skilled in the art that the present invention may be easily modified in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the above description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention. do.
1: 자동 스캔 장치
10: 피사체
100: 레이저 스캐너
200: 촬영 장치
300: 회전 레일1: automatic scanning device
10: subject
100: laser scanner
200: shooting device
300: rotating rail
Claims (13)
기 설정된 좌우 각도로 회전하여 피사체를 레이저 스캔하는 레이저 스캐너,
상기 레이저 스캐너가 좌우 각도로 회전하여 상기 피사체를 레이저 스캔시 상기 피사체를 촬영하는 촬영 장치 및
상기 피사체를 중심으로 배치되어 상기 레이저 스캐너 및 촬영 장치를 이동시키는 회전 레일을 포함하는 자동 스캔 장치.In the automatic scanning device,
A laser scanner that rotates a laser beam at a preset left and right angle to scan a subject
A photographing apparatus which rotates the laser scanner at a left and right angle to photograph the subject when laser scanning the subject;
And a rotating rail arranged around the subject to move the laser scanner and the photographing apparatus.
상기 레이저 스캐너는 정지 중에 상기 피사체를 레이저 스캔하는 것인 자동 스캔 장치.The method of claim 1,
And the laser scanner to laser scan the subject while stationary.
상기 레이저 스캐너는 상기 좌우 각도로 회전시 직선 레이저의 하나 이상의 반사점을 통해 상기 피사체를 스캔하는 것인 자동 스캔 장치.The method of claim 1,
And the laser scanner scans the subject through one or more reflection points of a straight laser when rotating at the left and right angles.
상기 촬영 장치는 상기 레이저 스캔시 상기 피사체를 촬영함에 따라 상기 레이저를 캡쳐하여 상기 피사체의 기하 정보 및 색상 정보를 생성하는 것인 자동 스캔 장치.The method of claim 1,
And the photographing apparatus captures the laser to generate geometric information and color information of the subject as the subject is photographed during the laser scan.
상기 레이저 스캔 및 상기 촬영은 복수 개의 위치에서 수행되되, 상기 복수 개의 위치 중 제 1 위치에서의 레이저 스캔 및 촬영이 완료됨에 따라 상기 레이저 스캐너 및 촬영 장치는 제 2 위치로 이동하여 상기 레이저 스캔 및 상기 촬영을 수행하는 것인 자동 스캔 장치.The method of claim 1,
The laser scanning and the photographing are performed at a plurality of positions, and as the laser scanning and photographing at a first position of the plurality of positions is completed, the laser scanner and the photographing apparatus move to a second position to perform the laser scanning and the An auto scan device that performs shooting.
상기 복수 개의 위치에서 상기 레이저 스캔 및 상기 촬영이 완료됨에 따라, 상기 촬영 장치는 상기 피사체의 기하 정보 및 색상 정보에 기초하여 상기 피사체의 스캔 정보를 생성하는 것인 자동 스캔 장치.The method of claim 5,
And the laser scanning and the photographing are completed at the plurality of positions, wherein the photographing apparatus generates scan information of the subject based on the geometric information and the color information of the subject.
상기 회전 레일은 상기 피사체를 중심으로 360도 방향으로 배치되는 것인 자동 스캔 장치.The method of claim 1,
And the rotating rail is disposed in a 360 degree direction about the subject.
상기 회전 레일과 상기 피사체 사이의 바닥에는 패턴이 형성되고, 상기 피사체는 상기 패턴 상에 배치되며,
상기 촬영 장치는 상기 패턴을 통해 자신의 위치 정보를 획득하는 것인 자동 스캔 장치.The method of claim 1,
A pattern is formed at the bottom between the rotating rail and the subject, and the subject is disposed on the pattern,
And the photographing apparatus acquires its own location information through the pattern.
촬영 장치가 피사체의 현재 영상을 촬영하여 상기 피사체의 색상 정보를 획득하는 단계;
레이저 스캐너가 기 설정된 좌우 각도로 회전하여 상기 피사체를 레이저 스캔하는 단계;
상기 촬영 장치가 상기 레이저 스캔시 직선 레이저의 하나 이상의 반사점을 촬영하여 상기 피사체의 기하 정보를 획득하는 단계 및
상기 색상 정보 및 기하 정보를 획득함에 따라 회전 레일을 따라 다음 위치로 상기 촬영 장치 및 레이저 스캐너가 이동하는 단계를 포함하는 피사체 스캔 방법.In the scanning method of the subject in the automatic scanning device,
Capturing a current image of a subject by a photographing apparatus to obtain color information of the subject;
Rotating the laser scanner at a preset left and right angles to laser scan the subject;
Acquiring geometric information of the subject by photographing one or more reflection points of a linear laser beam during the laser scanning by the photographing apparatus; and
Moving the photographing apparatus and the laser scanner to a next position along a rotating rail as the color information and the geometric information are acquired.
상기 촬영 장치 및 레이저 스캐너가 이동하는 단계는,
상기 피사체를 중심으로 360도 방향으로 배치된 회전 레일을 통해 이동하는 것인 피사체 스캔 방법.The method of claim 9,
The moving of the photographing apparatus and the laser scanner,
And a subject moving through a rotation rail arranged in a 360 degree direction about the subject.
상기 촬영 장치 및 레이저 스캐너가 이동하는 단계는,
상기 피사체의 기 설정된 촬영 범위에 대한 색상 정보 및 기하 정보가 획득될 때까지 이동하는 것인 피사체 스캔 방법.The method of claim 10,
The moving of the photographing apparatus and the laser scanner,
And moving until the color information and the geometric information of the preset shooting range of the subject are obtained.
기 설정된 촬영 범위에 대응하는 복수 개의 위치에서 상기 레이저 스캔 및 상기 촬영이 완료됨에 따라, 상기 촬영 장치가 상기 피사체의 기하 정보 및 색상 정보에 기초하여 상기 피사체의 스캔 정보를 생성하는 단계를 더 포함하는 피사체 스캔 방법.The method of claim 9,
The method may further include generating, by the photographing apparatus, scan information of the subject based on the geometric information and the color information of the subject as the laser scanning and the photographing are completed at a plurality of positions corresponding to a preset photographing range. How to scan a subject.
상기 회전 레일과 상기 피사체 사이의 바닥에 형성된 패턴에 기초하여 상기 촬영 장치의 위치 정보를 획득하는 단계;
상기 위치 정보에 기초하여 상기 피사체의 스캔 정보를 좌표 정보로 변환하는 단계;
상기 좌표 정보를 통해 3차원 점들의 색상 및 텍스처 정보를 획득하는 단계 및
상기 3차원 점들을 연결하여 메쉬 데이터를 생성하는 단계를 더 포함하는 피사체 스캔 방법.The method of claim 12,
Acquiring position information of the photographing apparatus based on a pattern formed on a floor between the rotating rail and the subject;
Converting scan information of the subject into coordinate information based on the position information;
Obtaining color and texture information of 3D points through the coordinate information; and
And generating mesh data by connecting the three-dimensional points.
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