KR20230162209A

KR20230162209A - 겐트리 탑재형 3d 형상 스캐닝 장치 및 이를 이용한 스캐닝 방법

Info

Publication number: KR20230162209A
Application number: KR1020220061805A
Authority: KR
Inventors: 조용현; 권대용; 박상동
Original assignee: 주식회사 위드포인츠
Priority date: 2022-05-20
Filing date: 2022-05-20
Publication date: 2023-11-28

Abstract

본 발명은 대상물을 촬영하는 촬상부 및 촬영된 대상물에 관한 좌표정보 및 시각정보를 획득하고 획득한 좌표정보 및 시각정보를 대응시켜 촬영된 대상물의 형상정보를 획득하는 제어부를 포함하는 스캐닝 장치를 제공한다. 또한, 본 발명은 미리 지정된 기준부 및 촬상부의 초기 위치를 확인하는 제1준비단계, 촬상부가 기준부를 대상으로 이동 및 촬영하고 촬상부의 좌표정보 및 촬상부가 이동된 위치를 기준으로 촬영된 기준부의 시각정보를 획득하며 획득한 촬상부의 좌표정보 및 기준부의 시각정보를 대응시켜 기준부를 대상으로 하는 영점을 조정하는 조정단계, 촬상부를 미리 지정된 시작 좌표로 이동시키는 제2준비단계 및 미리 지정된 단위 시간마다 기준부를 기준으로 촬상부의 상대좌표 정보를 획득하고 촬상부가 이동하며 촬영하는 대상물의 좌표정보 및 시각정보를 획득하며 대상물의 좌표정보 및 시각정보를 대응시켜 형상정보를 획득하는 스캐닝 단계를 포함하는 스캐닝 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 다수의 스캐닝 장비를 갖추지 않아도 용이하게 대상물을 스캔할 수 있고 다수의 정보 처리 과정을 생략할 수 있으며, 대상물의 크기에 제한받지 않고 보다 용이하고 정교한 품질의 3D 스캔이 가능하고, 초기 영점조정 이후 별도의 추가 영점조정이 요구되지 않아 스캔 과정에서의 오류 발생을 미연에 차단하고, 신속한 스캐닝을 실시할 수 있다.

Description

겐트리 탑재형 3D 형상 스캐닝 장치 및 이를 이용한 스캐닝 방법{Gantry-mounted 3D shape scanning apparatus and scanning method using same}

본 발명은 겐트리 탑재형 3D 형상 스캐닝 장치 및 이를 이용한 스캐닝 방법에 관한 것이다. 상세하게, 본 발명의 다양한 실시예는 겐트리에 탑재된 상태에서 1회 영점 조정 이후 대상물의 형상을 보다 용이하고 정밀하게 스캔할 수 있는 기술에 관한 것이다.

최근 건설, 조선 등의 산업 현장에서는 생산성 향상, 안전 및 품질관리 향상을 위한 다양한 기술이 도입되고 있으며, 이 중 3D 비전을 이용한 자동화 기술이 대두되고 있다. 특히, 각종 산업 현장에서 물체의 가공 등을 위해서는 해당 물체의 스캐닝이 필수이다. 이를 위해, 기존의 숙련자가 물체의 형상, 도면을 확인하고 줄자 등의 측정수단으로 데이터를 추출하는 것과 달리, 최근 촬상용 카메라를 활용한 다양한 스캐닝 수단이 사용되고 있다. 하지만, 상기와 같은 스캐닝 수단은 크기가 작은 물체의 촬영은 용이하지만 형상이 복잡하거나 크기가 매우 큰 물체의 스캐닝에는 적합하지 않다는 문제점을 갖는다. 아울러, 스캐닝 수단이 여러 개 설치되어야 하기 때문에 각각의 스캐닝 장비를 운영하고 정보를 취합해야 하는 번거로움이 있으며, 정확도가 비교적 낮은 문제점이 있다.

위와 같은 문제점을 해결하고자, 각종 산업현장의 자동화 생산라인에서 공정간 소재의 신속한 이송을 목적으로 하는 소재 이송용 겐트리(Gantry)에 촬상용 카메라를 설치한 다음, 겐트리를 이동시키면서 카메라의 촬상을 지속적으로 실시하여 물체의 형상에 관한 정보를 얻는 방법을 접목하되, 정확성 및 신속성을 극대화할 수 있는 장치 및 방법을 개시하고자 한다.

본 발명의 다양한 실시예는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 보다 적은 수의 스캐닝수단으로도 대형 물체를 용이하게 스캔하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 스캐닝 과정에서 획득할 수 있는 시각정보의 정확도를 높이는 것이다.

또한, 본 발명은 스캐닝 과정에서 발생할 수 있는 이물질 등에 의한 부정확한 시각정보의 획득을 미연에 방지하는 것을 목적으로 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이를 위해, 본 발명은 대상물을 촬영하는 촬상부 및 촬영된 대상물에 관한 좌표정보 및 시각정보를 획득하고 획득한 좌표정보 및 시각정보를 대응시켜 촬영된 대상물의 형상정보를 획득하는 제어부를 포함하는 스캐닝 장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 미리 지정된 기준부 및 촬상부의 초기 위치를 확인하는 제1준비단계, 촬상부가 기준부를 대상으로 이동 및 촬영하고 촬상부의 좌표정보 및 촬상부가 이동된 위치를 기준으로 촬영된 기준부의 시각정보를 획득하며 획득한 촬상부의 좌표정보 및 기준부의 시각정보를 대응시켜 기준부를 대상으로 하는 영점을 조정하는 조정단계, 촬상부를 미리 지정된 시작 좌표로 이동시키는 제2준비단계 및 미리 지정된 단위 시간마다 기준부를 기준으로 촬상부의 상대좌표 정보를 획득하고 촬상부가 이동하며 촬영하는 대상물의 좌표정보 및 시각정보를 획득하며 대상물의 좌표정보 및 시각정보를 대응시켜 형상정보를 획득하는 스캐닝 단계를 포함하는 스캐닝 방법을 제공한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 다수의 스캐닝 장비를 갖추지 않아도 용이하게 대상물을 스캔할 수 있고, 다수의 정보 처리 과정을 생략할 수 있다.

또한, 본 발명을 통해 대상물의 크기에 제한받지 않고 보다 용이하고 정교한 품질의 3D 스캔이 가능하다.

또한, 본 발명은 초기 영점조정 이후 별도의 추가 영점조정이 요구되지 않아 스캔 과정에서의 오류 발생을 미연에 차단하고, 신속한 스캐닝을 실시할 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스캐닝 장치를 전체적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 대상물의 스캔을 위해 구비되는 작업부 및 촬상부를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 조정영역 및 스캔영역을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스캐닝 장치를 이용한 대상물의 스캐닝 방법을 전체적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제1준비단계를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제1준비단계에 대응하여 촬상부가 기준부에 대응하도록 이동하는 것을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 조정단계를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 제2준비단계를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 제2준비단계에 대응하여 촬상부가 대상물로 이동하는 것을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 스캐닝 단계를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 스캐닝 단계에서 촬상부의 이동 경로를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 노이즈가 포함 및 제거된 형성정보를 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 제1모드 및 제2모드를 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 제1모드를 나타내는 순서도이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 제2모드를 나타내는 순서도이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 제1모드 및 제2모드에 따라 각각 획득되는 형상정보에 관한 도면이다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 촬상부 및 감지부를 나타내는 도면이다.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 감지부를 통한 스캐닝 과정을 나타내는 도면이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

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 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

본 발명을 설명하기에 앞서, “대상물(m)”은 스캐닝의 대상이 되는 주체로서, 다양한 크기 및 형상으로 구비될 수 있으며, 후술할 촬상부(200)에 의해 촬영되어 시각정보가 형성된다.

또한, 좌표정보는 특정 개체에 관한 x, y, z축으로의 3차원 위치를 의미하는 3차원 좌표를 의미하고, 시각정보는 촬상부(200)에 의해 촬영된 객체에 관한 시각적인 화상정보를 의미한다.

아울러, 본 명세서에서의 특별한 언급이 없는 한, 방향을 지시하는 용어는 본 발명에 따른 작업부(100)가 직립하도록 배치될 경우를 배치하거나, 도면을 기반으로 본 발명 내 구성에 관한 위치를 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스캐닝 장치를 전체적으로 나타내는 도면이다. 본 발명에 따른 겐트리 탑재형 3D 형상 스캐닝 장치는 제어부에 의해 구동 및 스캐닝이 제어된다.

제어부는 상기와 같은 제어를 통해, 작업부(100)에 설치된 촬상부(200)를 이동시키며 좌표정보 및 시각정보를 획득하고, 획득한 좌표정보 및 시각정보가 서로 대응되도록 정합하여 형상정보를 획득한다. 이를 위해, 제어부는 촬상부(200)를 이동시키는 작업부(100), 좌표정보 및 시각정보의 정합 기준을 제시하는 기준부(a), 촬상부(200)와의 통신을 중개하는 통신부(310), 시각정보를 기반으로 좌표정보 및 시각정보를 획득하는 연산부(320) 및 형상정보를 획득하는 연동부(330)를 포함한다. 또한, 제어부에 포함된 연산부, 연동부 및 저장부는 제어부에 기설정된 하나 이상의 프로세서에 기반한 하나 이상의 인스트럭션의 실행을 통해 각각의 기능을 구현할 수 있으며, 상기 구현되는 기능은 제어부에 포함된 각각의 구성이 수행하거나 제어부가 통합 수행할 수도 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 대상물(m)의 스캔을 위해 구비되는 작업부(100) 및 촬상부(200)를 나타내는 사시도이다.

밑판부(b)는 작업부(100)에 대한 이동 공간 및 작업 공간을 제공하는 구성으로서, 판 형태로 구비되어 작업부(100)의 하측 방향에 위치한다. 작업부(100)는 제1수평이동부(101)가 밑판부(b)의 길이 방향을 따라 가이드 이동함으로써 대상물(m)에 관한 작업 및 촬상부(200)의 이동을 유도할 수 있다.

작업부(100)는 밑판부(b) 상에 위치한 대상물(m)의 촬상을 위해 촬상부(200)를 위치 이동시키는 구성으로서 제1수평이동부(101), 제2수평이동부(102), 승하강부(103), 작업암을 포함한다. 또한, 작업부(100)가 복수 개로 구비될 경우, 각각의 스캔영역의 범위 내에서 이동될 수 있다.

제1수평이동부(101)는 촬상부(200)를 제1수평이동시키는 구성이다. 상세하게, 제1수평이동부(101)는 촬상부(200)를 밑판부(b)의 길이방향(도 2의 좌하측 방향 및 우상측 방향)으로 이동시켜 밑판부(b) 상의 대상물(m)을 지속 촬영할 수 있도록 한다. 제1수평이동부(101)는 밑판부(b)와 계합되는 형태로 구비되어 가이드 이동이 가능하고, 레일 등의 별도의 경로제공수단을 통해 별도로 가이드 이동할 수도 있다. 한편, 상기와 같은 제1수평이동부(101)는 별도의 구동수단에 의해 이동되되 제어부에 의해 구동이 제어된다.

제2수평이동부(102)는 촬상부(200)를 제2수평이동시킨다. 상세하게, 제2수평이동부(102)는 촬상부(200)를 밑판부(b)의 길이방향에 수직하는 방향(도 2의 좌상측 방향 및 우하측 방향)으로 이동시킨다. 즉, 제1수평이동부(101)의 이동방향 및 제2수평이동부(102)의 이동방향이 서로 직교함에 따라, 촬상부(200)는 제1수평이동부(101) 및 제2수평이동부(102)에 의해 동일 평면 상에서 x축 이동 및 y축 이동할 수 있다. 제2수평이동부(102)는 제1수평이동부(101)와 연결된 상태에서 제2수평이동하되, 상기 제1수평이동부(101)와 동일하게 제어부에 의해 구동이 제어될 수 있다.

승하강부(103)는 촬상부(200)를 수직 이동시키는 구성이다. 상세하게, 승하강부(103)는 촬상부(200)를 상하 방향으로 이동시켜 촬상되는 대상물(m)의 배율이 조정되도록 유도한다. 이를 위해, 승하강부(103)는 제2수평이동하는 제2수평이동부(102)의 하측 방향에 위치하고 전기, 유압 등으로 구동력을 발휘하여 상하 방향으로 이동한다. 이 과정에서 승하강부(103)의 하측 방향에 배치된 촬상부(200)는 승하강부(103)과 일체로 상측 방향 및 하측 방향으로의 위치가 조정될 수 있다.

촬상부(200)는 대상물(m)을 촬영하는 구성으로서, 보다 상세하게는 후술할 기준부의 촬영을 통해 영점 조정을 위한 시각정보를 형성하여 제어부로 전달한다. 영점 조정이 완료된 이후에는 대상물(m)을 대상으로 촬영을 실시하여 시각정보를 형성하고, 이를 제어부로 전달함으로써 후술할 연산부(320) 및 연동부(330)가 각각 좌표정보 및 시각정보를 획득하고 이를 정합할 수 있도록 기초 자료를 제공한다. 여기서, 촬상부(200)는 3D 점군 데이터(Point cloud) 형태의 시각 정보를 획득하기 위한 TOF(Time of Flight) 카메라 등의 촬상수단으로 구비되어, 제어부에 의해 미리 지정된 단위 시간마다 기준부 및 대상물(m)을 촬상할 수 있다.

기준부(a)는 대상물(m)로부터 보다 정확한 시각정보를 최종 획득하기 위한 기준이 되는 구성이다. 상세하게, 기준부(a)는 촬상부(200)가 대상물(m)을 대상으로 촬영하여 획득한 시각정보 및 이에 대응하는 좌표정보를 정합하는 과정에서, 보다 정확한 형상정보의 획득을 위한 영점 조정의 목적으로 구비된다. 즉, 기준부(a)는 촬상부(200)가 대상물(m)을 대상으로 이동하며 촬영할 때, 촬상부의 상대좌표 정보를 결정하기 위한 기준으로 사용된다.

이를 위해, 기준부(a)는 밑판부(b)와 근접하여 촬상부(200)와 인접한 위치에 구비되되, 작업부(100)의 이동을 통해 촬상부(200)가 촬영 가능한 위치에 구비되어야 함이 바람직하다. 도 2를 일례로, 기준부(a)는 밑판부(b)의 전방(도 2의 우하측 방향)에 배치된 별도의 고정공간 상에 배치되되, 별도의 고정지그에 의해 고정 상태를 지속적으로 유지한다. 상기와 같은 기준부(a)를 통해, 기준부(a)의 좌표정보가 고정된 상태에서 기준부(a)의 시각정보와 촬상부(200)의 좌표정보를 정합하여 영점을 조정할 수 있다. 한편, 기준부(a)는 구, 다면체 등의 다양한 형태로 구비될 수 있다.

본 발명의 또다른 실시예로서, 중심부(b)를 더 포함할 수 있다. 중심부(b)는 기준부(a)의 중심에 배치되어 고정된 좌표값을 갖음으로써, 영점 조정에 대한 기준으로 제시될 수 있다. 상세하게, 중심부(b)는 기준부(a)를 대체하여 보다 정확한 좌표정보에 관한 정보를 갖도록 구비되며, 상기 좌표정보에 관한 정보는 제어부에 입력될 수 있다. 중심부(b)는 기준부(a)와 동일하게 고정 상태를 유지할 수 있다. 상기와 같은 중심부(b)가 구비되어 제어부가 촬상부(200)의 좌표정보 및 촬영된 중심부(b)에 관한 시각정보를 대응시킴으로써, 기준부(a)가 구 외의 형태를 갖는 경우 보다 정확한 좌표를 제시할 수 있어, 영점 조정 관련 정확도를 현저히 높일 수 있다. 즉, 중심부를 통해 기준부의 형상이 변경되더라도 용이한 영점 조정이 가능하다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 조정영역 및 스캔영역을 나타내는 도면이다. 도 3에서는 복수의 작업부(100) 간 혼동을 방지하기 위해, 일시적으로 작업부(100)의 명칭 및 스캔영역의 명칭을 각각 달리하여 설명하도록 한다. 또한, 도 3에서는 복수의 스캔영역 중 어느 하나의 스캔영역에만 대상물(m)이 구비되는 것으로 설명하지만, 크기가 큰 대상물(m)의 경우 복수의 스캔영역에 걸쳐 배치되는 것이 바람직하다.

조정영역(d)은 기준부(a)가 배치되는 구역으로서, 기준부(a) 및 촬상부(200) 간의 상호 작용을 통해 촬상부(200)를 이동시키는 작업부(100)의 이동 변위를 제어하여 영점을 조정한다. 즉, 조정영역(d)에서는 촬상부(200)의 촬영 위치에 관한 정확도를 높여 이를 보장하는 작업을 실시한다.

스캔영역(s)은 대상물(m)이 배치되는 구역으로서, 작업부(100) 내 구성에 따른 제1수평이동(도 3의 좌우방향), 제2수평이동(도 3의 상하방향) 및 수직이동을 통해 밑판부(b) 상의 대상물(m)을 스캔하는 공간이다.

도 3을 일례로, 스캔영역 A(s1) 내지 스캔영역 C(s3)가 밑판부(b)의 길이방향을 따라 설정되고 대상물(m)이 스캔영역 A(s1) 내에만 배치될 시, 스캔영역 A(s1)에 대응하는 작업부A는 조정영역으로 이동하여 영점조정을 실시한 뒤 재차 스캔영역 A(s1)로 이동 후 대상물(m)의 형상을 따라 추적 이동하며 촬상부(200)가 시각정보를 획득할 수 있도록 유도한다. 반면, 스캔영역 B(s2) 및 스캔영역 C(s3) 내에는 대상물(m)이 위치하지 않기 때문에, 구동이 중지된 상태를 유지한다.

만약, 복수의 스캔영역에 걸쳐 대상물(m)이 형성 및 배치된 경우, 제어부에 미리 저장된 제1모드 또는 제2모드를 통해 기준부(a)와의 영점조정 및 대상물(m)의 촬상을 실시하며, 이에 대한 보다 상세한 설명은 도 13 내지 도 16에서 설명하도록 한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스캐닝 장치를 이용한 대상물(m)의 스캐닝 방법을 전체적으로 나타내는 도면이다.

본 발명에 따른 스캐닝 장치를 통한 스캐닝 방법은 미리 지정된 기준부(a) 및 촬상부(200)의 초기 위치를 확인하는 제1준비단계(s110), 기준부를 대상으로 영점을 조정하는 조정단계(s120), 상기 촬상부(200)를 미리 지정된 시작 좌표에서 이동시키는 제2준비단계(s130) 및 미리 지정된 단위 시간마다 대상물의 좌표정보 및 시각정보를 획득하고 이를 대응시켜 형상정보를 획득하는 스캐닝 단계(s140)를 포함하며, 각 단계는 촬상부 또는 제어부에 의해 순차적으로 진행된다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제1준비단계(s110)를 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제1준비단계(s110)에 대응하여 촬상부(200)가 기준부(a)에 대응하도록 이동하는 것을 나타내는 도면이다. 여기서, 기준부(a)는 선술한 중심부(b)로 대체될 수도 있으며, 본 명세서에서는 영점 조정의 기준이 기준부(a)인 것으로 설명하지만 기준부(a)가 복잡한 형상을 갖는 경우 구 형태의 중심부(b)가 영점 조정의 기준이 될 수 있다.

제1준비단계(s110)는 영점 조정을 위한 준비 단계로서, 기준부(a) 및 촬상부(200)의 위치를 파악하는 단계이다. 이를 위해, 제1준비단계(s110)는 제1입력단계(s111), 제2입력단계(s112) 및 좌표 접수단계(s113)를 포함함으로써, 제어부가 기준부(a) 및 촬상부(200)의 초기 위치를 확인하고 촬상부(200)의 이동에 따라 기준부에 대한 좌표정보 및 시각정보를 접수하도록 설정된다.

제1입력단계(s111)는 기준부(a)의 위치를 파악하기 위해 구비된다. 상세하게, 제1입력단계(s111)에서 제어부는 기준부(a)에 관한 좌표정보에 관한 정보를 수집 또는 입력한다. 기준부(a)에 관한 좌표정보가 미리 지정되어 있을 시 상기 좌표정보는 제어부에 저장되고, 상기 좌표정보가 확보되지 않을 시 제어부는 좌표정보에 관한 정보를 수집 및 저장한다. 여기서, 기준부(a)에 관한 좌표정보는 별도 연결된 입력수단으로 작업자가 입력하여 저장될 수도 있다.

제2입력단계(s112)는 촬상부(200)의 위치를 파악하는 것으로서, 제어부는 작업부(100)와 연결된 촬상부(200)의 좌표정보를 수집한다. 여기서, 촬상부(200)에는 위치 좌표를 획득할 수 있는 별도의 매핑수단이 더 구비될 수도 있다.

좌표 접수단계(s113)는 제1준비단계(s110) 및 제1입력단계(s111)의 완료 이후에 실시되는 것으로서 촬상부(200)에 관한 좌표정보를 획득한다. 상세하게, 제2입력단계(s112) 완료 이후 촬상부(200)가 기준부(a)를 향해 이동하는 과정에서 촬상부(200)에 관한 복수의 좌표정보를 획득한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 조정단계(s120)를 나타내는 도면이다.

조정단계(s120)는 영점 조정 준비가 완료된 이후 본격적으로 기준부(a)에 관한 영점 조정을 실시하는 단계이다. 이를 위해, 조정단계(s120)는 제1인지단계(s122), 비교단계(s123), 제1획득단계(s124), 제1촬상단계(s125), 제2획득단계(s127) 및 연동단계(s128)를 포함한다. 또한, 조정단계(s120)는 촬상부(200), 연산부(320) 및 연동부(330)에 의해 수행된다.

제1인지단계(s122)는 촬상부(200)에 의해 형성된 시각정보를 인지 및 획득하는 단계이다. 상세하게, 제어부는 촬상부(200)가 촬영한 기준부(a)에 관한 시각정보를 전달받아 접수한다.

제1인지단계(s122)에서 촬상부(200)는 미리 지정된 단위 시간마다 기준부(a)를 촬영하여 시각정보를 획득한다. 단위 시간에 관한 정보는 제어부에 미리 지정되어 저장되고 1초, 3초, 5초 등으로 다양하게 설계될 수 있다. 단위 시간마다 제어부는 촬상부(200)에 관한 좌표정보 및 촬상부(200)가 촬영한 기준부(a)에 대한 시각정보를 획득한다.

비교단계(s123)는 제1인지단계(s122)를 통한 시각정보의 획득 이후 실시된다. 상세하게, 제어부는 촬상부(200)가 기준부(a)를 탐지한 횟수를 기준부 촬영 횟수와 비교한다. 기준부 촬영 횟수는 제어부에 미리 저장된 것으로서, 기준부(a)에 관한 촬상부(200)의 시각정보 수집이 충분히 이루어졌는지 판별하기 위한 기준이다. 여기서, 기준부(a)가 영점조정의 대상이 될 경우 탐지 횟수는 기준부(a)의 중심 부분을 촬상부(200)가 촬영한 경우에 해당되고, 중심부(b)가 더 구비될 시 탐지 횟수는 중심부(b)의 중심 부분에 관한 촬상이 이루어진 경우로 한정하여 취급할 수 있다. 일례로, 기준 탐지 회수는 3회, 5회 등으로 다양하게 설정되어 제어부에 저장될 수 있으며 이에 한정되지 않는다.

제1인지단계(s122)의 완료 시 제어부는 해당 시각정보의 탐지 횟수를 1회로 산정하고, 누적된 탐지 횟수를 기준부 촬영 횟수와 비교한 결과에 따라 후술할 제1획득단계(s124)의 진행을 결정한다.

기준부(a)를 대상으로 하는 촬상부(200)의 탐지 횟수가 기준부 촬영 횟수보다 적은 경우, 제어부는 작업부(100)의 구동을 통해 촬상부(200)가 지속적으로 이동하며 단위 시간마다 기준부(a)를 촬상하도록 제어한다. 이에 따라, 촬상부(200)의 좌표정보 및 기준부(a)를 대상으로 하는 시각정보가 제어부로 추가 저장되고, 탐지 횟수는 누적된다.

반면, 촬상부(200)의 탐지 횟수가 기준부 촬영 횟수와 동일할 시, 제어부는 기준부(a)에 대한 촬상부(200)의 촬영을 중단하도록 제어한다. 또한, 기준부 촬영 횟수만큼 저장된 촬상부(200)의 좌표정보 및 기준부(a) 관련 시각정보는 촬상부(200)에서 제어부에 포함된 연산부(320)로 전송된다.

일례로, 기준부 촬영 횟수가 3회일 시, 획득한 (1, 1, 1), (1, 4, 1), (2, 4, 1)의 형태로 구비되는 촬상부(200)의 좌표정보 및 각각의 좌표정보마다 촬상한 기준부(a)의 시각정보는 연산부(320)로 전달한다.

제1획득단계(s124)는 비교단계(s123) 이후에 실시되는 것으로서 제어부에 포함된 연산부(320)에 의해 진행된다. 상세하게, 제1획득단계(s124)는 기준부의 좌표정보 및 시각정보를 획득하기 위한 단계이다. 서로 다른 시점에 기준부(a)를 촬영한 촬상부(200)에 관한 좌표정보 및 이에 대응하는 기준부(a)의 시각정보가 시점별로 나열될 수 있다. 제1획득단계(s124)를 통해, 촬상부(200)가 기준부(a)의 중점을 보다 정확하고 신속하게 촬상할 수 있도록 기준부(a)에 근접이동 시킬 수 있다.

제1촬상단계(s125)는 제1획득단계(s124) 이후에 실시되는 것으로서 다시 기준부(a)를 촬상하는 단계이다. 제어부는 정지된 상태의 작업부(100)를 다시 구동시켜 촬상부(200)를 이동시킨다. 이에 따라, 촬상부(200)는 기준부(a)에 관한 시각정보를 획득하여 재차 제어부에 전달한다.

제2인지단계(s126)는 제어부를 통해 기준부(a)를 다시 이동 및 촬영하는 촬상부(200)를 인지하는 단계이다. 상세하게, 제어부는 제1촬상단계(s125)에서 형성된 시각정보를 전달받고, 해당 촬상부(200)에 관한 좌표정보에 관한 정보를 제공받는다. 이후 수집된 시각정보 및 좌표정보에 관한 정보는 재차 연산부(320)로 이동한다.

제2획득단계(s127)는 연산부(320)에 의해 실시되는 것으로서, 연산부(320)는 선술한 제1획득단계(s124)와 동일하게 기준부(a)의 시각정보 및 촬상부(200)의 좌표정보를 획득하고, 획득된 시각정보 및 좌표정보를 연동부(330)로 전달한다.

연동단계(s128)는 연동부(330)에 의해 실시되는 것으로서 기준부(a) 및 촬상부(200)에 관한 영점 조정을 최종 완료하는 단계이다. 상세하게, 연동단계(s128)에서 연동부(330)는 수신받은 기준부(a)의 시각정보 및 촬상부(200)의 좌표정보를 정합한다. 즉, 연동부(330)를 통해 촬상부(200)의 좌표정보 및 기준부(a)의 시각정보를 대응시킨다. 단위 시간마다 수집된 기준부(a)의 시각정보는 기준부(a)의 상대좌표를 기준으로 촬상부(200)의 좌표정보에 대응하여 이동 및 저장된다. 이와 같은 과정에서 기준부(a)의 상대좌표 데이터가 산출됨에 따라, 영점 조정이 완료된다.

일례로, 1초에 (1, 1, 1)에 획득한 시각정보 A, 2초에 (2, 2, 2)에 수집한 시각정보 B 및 3초에 (3, 3, 3)에서 획득한 시각정보 C가 존재할 시, 시각정보 A 내지 시각정보 C는 연동부(330)에 의해 변환행렬이 적용되어 각각의 좌표정보에 대응되어 위치가 지정된다.

상기와 같이 변환행렬을 적용하여 좌표정보 및 시각정보가 서로 대응되도록 정합하는 연동단계(s128)를 통해, 스캐닝의 영점 기준이 되는 기준부(a)를 대상으로 보다 신속하고 정확한 스캐닝을 실시할 수 있다. 또한, 본 발명은 대상물(m)의 스캔 과정에서 오차가 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있다. 아울러, 본 발명은 대상물(m)의 스캔 과정에서 시각정보의 이질적 배치를 보정하는 것이 아니라, 대상물(m)의 스캔 전에 기준부(a)를 대상으로 시각정보 및 좌표정보가 서로 대응하도록 변환행렬을 적용하여 정합하기 때문에, 수시로 대상물(m)에 관한 촬상 결과를 교정해야 하는 번거로움을 미연에 방지할 수 있다.

또한, 제어부는 기준부를 대상으로 하는 조정단계(s120)에서 촬상부(200)의 이동 속도에 관한 정보를 획득하고, 이를 기반으로 촬상부(200)가 대상물(m)을 촬영할 때 획득한 이동 속도로 이동하도록 제어할 수 있다. 따라서, 촬상부(200)가 대상물(m)을 촬영하면서 상기 대상물(m)의 시각정보를 획득하는 과정에서 기준부(a)의 위치를 기준으로 촬상부(200)의 상대좌표 정보를 보다 정확하게 결정할 수 있다. 또한, 촬상부(200)의 상대좌표 정보에 대응하여 획득하는 대상물의 시각정보에 관한 정확도를 높일 수 있다.

한편, 상기와 같은 조정단계(s120)가 완료된 후, 제2준비단계(s130)를 통해 대상물(m)을 대상으로 하는 촬영을 준비한다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 제2준비단계(s130)를 나타내는 도면이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 제2준비단계(s130)에 대응하여 촬상부(200)가 대상물(m)로 이동하는 것을 나타내는 도면이다.

제2준비단계(s130)는 대상물(m)의 촬상을 준비하는 단계이다. 상세하게, 제2준비단계(s130)는 제1파악단계(s131), 제2파악단계(s132), 시점 지정단계(s133) 및 이동단계(s134)를 통해 대상물(m) 및 촬상부(200)의 위치를 순차 파악하고 시작 작표를 설정하여 촬상부(200)의 이동 및 촬영을 유도한다.

제1파악단계(s131)는 대상물(m)의 위치를 확인하는 단계로서, 제어부는 대상물(m)로부터 좌표정보에 관한 정보를 획득한다. 이는 대상물(m)을 미리 지정된 마킹 포인트(p)에 배치하거나, 작업자가 선배치된 대상물(m)의 좌표정보를 원점 등의 특정 좌표로 설정하여 제어부에 입력하는 방법으로 구현될 수 있다.

제2파악단계(s132)는 촬상부(200)의 위치를 파악하는 단계로서, 제1파악단계(s131) 이후에 실시된다. 이를 위해, 제어부는 촬상부(200)의 좌표정보에 관한 정보를 제공받는다. 본 발명의 또다른 실시예로서, 제어부는 촬상부(200)의 좌표정보 외에도 상기 촬상부(200)에 의해 수집되는 직하 방향에 관한 시각정보도 동반으로 제공받음으로써, 추후 진행되는 스캐닝 단계(s140)에서 좌표정보 및 시각정보의 정합 과정에서 기준점으로 참고할 수도 있다.

시점 지정단계(s133)는 촬상부(200)의 스캐닝 위치를 정하는 것으로서, 제1파악단계(s131) 및 제2파악단계(s132) 이후에 실시된다. 상세하게, 시점 지정단계(s133)는 촬상부(200)를 미리 지정된 시작 좌표로 이동시키는 것으로서, 제어부 또는 저장부에 미리 저장된 시작 좌표에 관한 정보에 기반하여 수행된다. 이를 통해, 촬상부(200)는 무작위의 위치에서 시작 좌표로 이동한다. 여기서, 시작 좌표가 선술한 대상물(m)의 마킹 포인트(p)로 지정되는 경우, 보다 정교하고 용이한 대상물(m)의 촬상이 가능하다. 또한, 시작 좌표는 기준부의 좌표정보로부터 기설정된 거리만큼 이격되도록 설정될 수도 있다. 이를 통해, 후술할 대상물(m)의 촬영 과정에서 기준부의 좌표정보 및 시작좌표에 기반한 대상물의 좌표정보를 보다 정확하게 획득할 수 있어, 대상물을 대상으로 하는 스캐닝 과정에서 오류 발생으로 인한 재작업을 생략하는 효과를 갖는다.

이동단계(s134)는 제어부를 통해 촬상부(200)가 이동하도록 지시하는 것으로서, 보다 구체적으로는 제어부가 작업부(100)에 구동을 지시하여 시작 좌표에 정지한 상태에서 위치 이동하도록 제어한다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 스캐닝 단계(s140)를 나타내는 도면이고, 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 스캐닝 단계(s140)에서 촬상부(200)의 이동 경로를 나타내는 도면이며, 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 노이즈가 포함 및 제거된 형성정보를 나타내는 도면이다.

스캐닝 단계(s140)는 대상물(m)을 대상으로 하는 형성정보를 획득하기 위한 단계이다. 상세하게, 스캐닝 단계(s140)는 대상물(m)을 대상으로 하는 시각정보 및 촬상부(200)의 좌표정보를 정합하여 형성정보를 형성하고, 추가로 노이즈를 제거하여 보다 정확한 화질을 갖도록 한다. 이를 위해, 스캐닝 단계(s140)는 촬상단계(s141), 인식단계(s142), 획득단계(s143), 형상정보 형성단계(s144), 초기 저장단계(s145) 및 제거단계(s146)를 포함한다.

촬상단계(s141)는 대상물(m)을 촬상하는 것으로서, 시작 좌표 상에 배치된 촬상부(200)를 이동시켜 대상물(m)에 관한 시각정보를 형성한다. 여기서, 시작 좌표가 대상물(m)이 배치된 마킹 포인트(p)의 직상방향에 있거나 상기 마킹 포인트(p)와 대응될 시, 촬상부(200)는 보다 용이한 시각정보 형성이 가능하다. 한편, 형성된 시각정보는 촬상부(200)에서 제어부로 전달되되 미리 지정한 단위 시간마다 순차적으로 해당 시각정보를 전송한다. 이 과정에서 촬상부(200)에 관한 좌표정보에 관한 정보도 제어부로 이동된다.

인식단계(s142)는 촬상단계(s141)를 통해 형성된 시각정보를 기반으로 촬상부(200)의 대상물(m)에 관한 촬영을 인식하는 단계이다. 상세하게, 제어부는 단위 시간마다 시각정보 및 촬상부(200)의 좌표정보에 관한 정보를 수신 받는다. 상기 시각정보 및 좌표정보에 관한 정보는 이후 연산부(320)로 이동된다.

획득단계(s143)는 연산부(320)에 의해 실시되는 것으로서, 좌표정보 및 시각정보를 획득하기 위한 목적으로 구비된다. 제어부에 포함된 연산부(320)는 미리 지정된 단위 시간마다 기준부의 위치를 기준으로 촬상부의 상대좌표 정보를 획득한다. 상세하게, 제어부는 단위 시간의 경과 시마다 기준부의 좌표정보를 기준으로 이격 또는 근접하는 촬상부의 상대좌표를 결정한다. 이후, 연산부(320)는 촬상부(200)의 상대좌표 정보에 대응하여 상기 촬상부(200)가 획득한 대상물(m)의 시각정보를 단위 시간마다 획득한다. 획득된 대상물(m)의 시각정보 및 좌표정보는 연산부(320)에서 연동부(330)로 전달된다.

형상정보 형성단계(s144)는 형상정보를 형성하기 위해 구비된다. 형상정보 형성단계(s144)는 선술한 연동단계(s128)와 동일한 원리로 수행되되, 고정된 기준부(a)의 좌표정보 대비 단위 시간마다 획득한 촬상부(200)의 상대좌표 정보를 통해 획득할 수 있는 대상물(m)의 좌표정보 및 시각정보가 서로 매칭되도록 정합하는 변환행렬 방법으로 구현된다.

즉, 제어부에 미리 저장된 계획 경로로 이동하며 대상물(m)을 촬상하는 과정에서, 매 촬영 시점에서의 촬영부에 관한 좌표정보와 대상물(m)에 관한 시각정보를 정합한다. 이를 통해, 서로 다른 촬영 시점마다 획득한 대상물(m)의 시각정보가 좌표정보에 대응하여 이동되어 배치됨으로써 형상정보가 형성된다.

초기 저장단계(s145)는 형상정보를 일차 보관을 실시하는 단계로서, 보정 전의 형상정보를 저장함으로써 추후 보정 전후를 비교하거나 형상정보의 복원 등에 사용되기 위한 목적으로 구비된다. 이를 위해, 초기 저장단계(s145)에서 저장부(340)는 형상정보를 초기 정보로 저장한다. 초기 정보는 저장부(340)에 로컬 저장되거나, 별도 통신 연결된 클라우드 서버 등의 저장수단에 저장될 수도 있다.

제거단계(s146)는 형상정보로부터 노이즈(x)를 제거하는 것으로서, 보다 선명하고 이물질이 반영되지 않은 형상정보의 확보를 위해 구비된다. 이를 위해, 제거단계(s146)는 연동부(330)에 의해 실시되며 선술한 형상정보 형성단계(s144) 이후 실시된다.

여기서, 노이즈(x)는 대상물(m)의 검출에 불필요한 요소로서, 대상물(m)의 주변에 위치하여 3D 스캐닝을 방해하는 요소이다. 일례로, 노이즈(x)는 대상물(m)에 인접하여 위치하는 먼지, 대상물(m) 외 객체 등으로 구비되며 이에 한정되지 않는다.

연동부(330)는 형상정보로부터 노이즈(x)를 검출한다. 도 12를 참조하면, 노이즈(x)는 대상물(m) 외 식별된 물체로서, 대상물(m) 주변의 이물질, 간섭물, 밑판부(b) 및 작업부(100) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 연동부(330)가 노이즈를 식별하는 것은 작업자가 제어부에 노이즈에 관한 정보를 입력하거나, 대상물의 형태에 관한 정보를 입력한 후 상기 대상물의 형태와 일치하지 않는 객체를 삭제하는 프로세서를 설정하거나, 딥러닝 등 기계학습을 통해 가능하며 이에 한정되지 않는다.

상기와 같은 스캐닝 단계(s140)를 통해, 단일의 촬상부(200) 만으로도 대상물(m)을 용이하게 스캔할 수 있어, 다수의 스캐닝 장비의 운용이 불필요하고 이에 따른 비용 및 정보 처리 과정을 간소화할 수 있다.

또한, 미리 기준부(a)를 사용하여 촬상부(200)가 획득하는 시각정보에 관한 영점조정이 완료된 상태에서 대상물(m)의 스캐닝을 실시하기 때문에 위치 오류에 따른 오차 보정 과정을 최소화할 수 있다. 아울러, 본 발명에 따른 스캐닝 단계(s140)는 촬상부(200)의 대상물(m) 스캐닝뿐만 아니라 로봇 용접 환경 등 다양한 산업 분야에 활용할 수 있다. 따라서, 작업자의 교시나 시스템 설정 없이 용이하면서도 정밀한 산업 로봇 등의 운용이 가능하여 범용성을 현저히 높일 수 있다.

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 제1모드 및 제2모드를 나타내는 도면이고, 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 제1모드를 나타내는 순서도이며, 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 제2모드를 나타내는 순서도이고, 도 16은 본 발명의 실시예에 따른 제1모드 및 제2모드에 따라 각각 획득되는 형상정보에 관한 도면이다.

크기가 큰 대상물(m)의 경우, 밑판부(b) 상에 배치 시 복수의 스캔영역에 걸쳐 위치한다. 이 경우 보다 정밀한 형상정보의 확보 및 스캐닝 시간의 단축을 위해, 제어부는 미리 저장된 제1모드 및 제2모드를 통해 해당 대상물(m)의 스캐닝을 제어한다.

제1모드는 복수의 작업부(100)가 순차 이동하여 대상물(m)에 관한 시각정보의 획득, 정합 및 보정이 순차 진행되는 모드이고, 제2모드는 복수의 작업부(100)가 동시 이동하여 대상물(m)에 관한 스캐닝을 실시하는 모드이다. 제1모드 및 제2모드는 선술한 제2준비단계(s130) 내 이동단계(s134)가 상이하고, 서로 다른 획득단계(s143) 및 형상정보 형성단계(s144)를 갖는다.

도 14를 참조하면, 제1모드는 시점 지정단계(s133) 이후 진행되는 이동단계(s134)에서 촬상부(200)를 순차 이동시킨다. 상세하게, 제1모드에서 제어부는 복수의 작업부(100) 중에서 기준부(a)와 최근접한 어느 하나의 작업부(100) 또는 임의의 작업부(100)부터 이동시켜, 해당 작업부(100)에 배치된 촬상부(200)부터 스캐닝 단계(s140)를 수행하도록 제어한다. 도 14에 따른 일례의 경우 촬상부(200) A부터 순차 이동 및 대상물(m)을 촬상한다. 이후, 제1모드에서는 제1정합단계, 제2정합단계 및 통합단계를 거쳐 형상정보를 형성한다.

제1정합단계는 복수의 촬상부(200) 중 가장 먼저 대상물(m)의 촬상을 시작한 어느 하나의 촬상부(200)에 대한 좌표정보 및 해당 촬상부(200)가 획득한 시각정보를 기반으로 좌표정보 및 시각정보를 획득하고, 연동부(330)를 통해 정합하는 것이다. 촬상부(200) A의 이동 및 촬상에 따른 대상물(m)의 시각정보 및 촬상부(200) A의 좌표정보가 단위 시간마다 획득된 후, 제1정합이 완료됨으로써 형상정보가 형성된다.

제2정합단계는 제1정합단계에 해당하는 어느 하나의 촬상부(200)의 이동 다음 위치 이동하는 또다른 촬상부(200)에 관한 좌표정보 및 시각정보를 획득한 후 정합을 실시한다. 즉, 촬상부(200) A 다음에 위치 이동하는 촬상부(200) B를 대상으로 좌표정보 및 대상물(m)의 시각정보가 단위 시간마다 획득하고, 이를 기반으로 제2정합을 완료하여 형상정보를 형성한다.

통합단계는 제1정합단계 및 제2정합단계 이후에 실시되는 것으로서, 각각 정합된 형상정보를 연동부(330)를 통해 통합한다. 통합된 형상정보는 저장부(340)로 이동되고, 이후 도 10에서 선술한 제거단계(s146)가 진행된다.

도 15를 참조하면, 제2모드에서는 시점 지정단계(s133) 이후 진행되는 이동단계(s134)에서 대상물(m)이 배치된 모든 스캔영역에 대응하는 촬상부(200)가 동시 이동한다. 도 15를 일례로, 촬상부(200) A 및 촬상부(200) B는 동시에 이동을 실시한다. 이후, 복수의 촬상부(200)가 획득한 모든 좌표정보 및 시각정보는 연산부(320)로 이동하고, 연동부(330)에서 한꺼번에 정합되는 제3정합단계가 실시된다. 이를 통해, 부득이하게 복수의 촬상부(200)를 사용하여 한꺼번에 대상물(m)을 스캔할 시, 제2모드를 사용하여 보다 빠른 형상정보의 형성이 가능하다.

제1모드를 통해 각각 형성된 형상정보의 비교가 가능하여 오류 상황을 신속히 파악할 수 있고, 제2모드를 통해 스캐닝 시간을 단축할 수 있다.

도 17은 본 발명의 실시예에 따른 촬상부(200) 및 감지부(800)를 나타내는 도면이고, 도 18은 본 발명의 실시예에 따른 감지부(800)를 통한 스캐닝 과정을 나타내는 도면이다.

감지부(800)는 식별이 어려운 이물질 등의 노이즈를 제거하기 위해 구비된다. 상세하게, 감지부(800)는 대상물(m) 및 대상물(m)의 주변 환경에 관한 촬상을 실시하고, 감지부(800)로부터 전달된 시각정보를 기반으로 제거정보를 형성함으로써, 보다 명확하고 신속한 노이즈의 제거를 유도한다. 이를 위해, 감지부(800)는 촬상부(200)와 대응되는 작업부(100)에 설치된다. 도 17을 일례로, 감지부(800)는 촬영부가 전방에 설치되는 작업부(100)의 후방에 위치할 수 있으며, 감지부(800)의 위치는 이에 한정되지 않는다. 또한, 감지부(800)는 촬상부(200)와 동일하게 3D 점군 데이터 획득을 위한 카메라 등으로 구비될 수 있다.

도 18을 참조하면, 감지부(800)는 제2준비단계(s130) 이후 보정단계(s150)를 통해 제거정보의 형성을 실시한다. 보정단계(s150)는 촬영단계(s151), 수신단계(s152), 산정단계(s153), 제거정보 형성단계(s154) 및 동기화단계(s155)를 포함한다. 상기와 같은 보정단계(s150)는 선술한 스캐닝 단계(s140)와 병행될 수 있다.

촬영단계(s151)는 촬상단계(s141)와 동일하게 수행되되, 감지부(800)가 대상물(m)을 포함한 주변 환경에 관한 촬상을 전부 실시한다. 이에 따라 형성된 시각정보는 제어부로 이동한다.

수신단계(s152)는 제어부가 감지부(800)를 통해 대상물(m)의 주변 환경에 관한 시각정보 및 좌표정보에 관한 정보를 제공받는 단계이다.

산정단계(s153)는 선술한 획득단계(s143)와 동일하게 실시되되, 수신단계(s152)에서 제어부에 의해 전송된 일련의 정보를 기반으로 대상물(m)의 주변 환경에 관한 시각정보 및 감지부(800)의 좌표정보를 획득한다.

제거정보 형성단계(s154)는 산정단계(s153) 이후 실시되며, 연동부(330)는 산정단계(s153)에서의 시각정보 및 좌표정보를 정합하여 제거정보를 형성한다. 정합에 따른 제거정보의 형성 과정은 선술한 형상정보 형성단계(s144)와 동일하며, 형상정보 형성단계(s144)와 동시에 실시되거나 미리 지정된 시간차를 두고 수행될 수도 있다.

동기화단계(s155)는 스캐닝 단계(s140)에서 저장부(340)가 저장한 초기 정보 및 제거정보를 차연산하는 것으로서, 저장부(340) 및 연동부(330)에 의해 실시된다. 상세하게, 저장부(340)는 초기 저장단계(s145)를 통해 저장된 초기 정보를 연동부(330)에 전송하고, 연동부(330)는 초기 정보 및 연산부(320)를 통해 전달된 제거정보에 관한 차연산을 실시한다.

제거정보 내 대상물(m)을 포함한 주변 환경에서 초기 정보에 포함된 대상물(m)을 제외함에 따라, 대상물(m) 만이 제거된 주변 환경에 관한 데이터가 형성된다.

이후, 형상정보에서 대상물(m) 만이 제거된 주변 환경에 관한 데이터에 관한 차연산을 실시함에 따라, 오직 대상물(m)에 관한 형상정보가 형성된다.

상기와 같은 감지부(800) 및 보정단계(s150)를 통해, 선술한 제거단계(s146)에서 식별되지 않은 노이즈에 관한 용이한 제거가 가능하다. 또한, 노이즈를 식별하기 위한 작업자의 선별 작업을 생략할 수 있어 번거로움을 덜 수 있다.

본 발명의 실시예와 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어로 직접 구현되거나, 하드웨어에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로 구현되거나, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터 판독가능 기록매체에 상주할 수도 있다.

이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

m: 대상물 a: 기준부
b: 밑판부 100: 작업부
101: 제1수평이동부 102: 제2수평이동부
103: 승하강부 200: 촬상부
310: 통신부 320: 연산부
330: 연동부 340: 저장부
s110: 제1준비단계 s120: 조정단계
s130: 제2준비단계 s140: 스캐닝 단계
s150: 보정단계

Claims

대상물을 촬영하는 촬상부; 및
상기 촬영된 대상물에 관한 좌표정보 및 시각정보를 획득하고, 상기 획득한 좌표정보 및 시각정보를 대응시켜 상기 촬영된 대상물의 형상정보를 획득하는 제어부;를 포함하고,
상기 제어부는,
미리 지정된 기준부 및 상기 촬상부의 초기 위치를 확인하고,
상기 촬상부의 이동에 따라 상기 촬상부의 좌표정보 및 상기 촬상부가 이동된 위치를 기준으로 촬영된 상기 기준부의 시각정보를 획득하며,
상기 촬상부의 좌표정보 및 획득한 상기 기준부의 시각정보를 대응시켜 상기 기준부를 대상으로 영점을 조정하는, 겐트리 탑재형 3D 형상 스캐닝 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는,
미리 지정된 기준부 촬영 횟수에 기초하여 상기 촬상부를 미리 정해진 위치로 이동시키고,
상기 촬상부가 이동된 위치를 기준으로 상기 미리 정해진 횟수만큼 촬영된 상기 기준부의 좌표정보 및 시각정보를 획득하며,
상기 촬상부가 이동된 위치의 좌표정보에 기초하여 상기 촬영된 기준부의 상대좌표 데이터를 산출하는, 겐트리 탑재형 3D 형상 스캐닝 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 촬상부에 근접하여 마련된 상기 기준부의 중심에 구비된 중심부;를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 기준부의 형상이 변경됨에 따라 상기 기준부의 중심에 구비된 중심부의 좌표값을 획득하고,
상기 촬상부의 좌표정보 및 상기 중심부의 시각정보를 대응시키는, 겐트리 탑재형 3D 형상 스캐닝 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 기준부를 촬영하는 상기 촬상부의 이동 속도에 관한 정보를 획득하고,
획득한 상기 촬상부의 이동 속도에 관한 정보에 기반하여, 상기 촬상부가 상기 대상물을 촬영하도록 제어하는, 겐트리 탑재형 3D 형상 스캐닝 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 촬상부는 미리 지정된 시작 좌표를 시작으로 이동하여 상기 대상물을 촬상하고,
상기 미리 지정된 시작 좌표는 영점조정이 완료된 상기 기준부의 좌표정보로부터 기설정된 거리만큼 이격되어 설정된 것을 특징으로 하는, 겐트리 탑재형 3D 형상 스캐닝 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 제어부는,
미리 지정된 단위 시간마다 상기 기준부의 위치를 기준으로 결정되는 상기 촬상부의 상대좌표 정보에 대응하여, 상기 촬상부가 이동하며 촬영하는 상기 대상물의 좌표정보 및 시각정보를 획득하는, 겐트리 탑재형 3D 형상 스캐닝 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 획득한 대상물의 형상정보를 초기 정보로 저장하는 저장부;를 더 포함하는, 겐트리 탑재형 3D 형상 스캐닝 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 초기 정보의 저장 이후, 상기 제어부는 미리 정해진 주기에 따라 상기 저장부에 저장된 형상정보로부터 노이즈를 제거하여 상기 저장부에 재 저장하는, 겐트리 탑재형 3D 형상 스캐닝 장치.
미리 지정된 기준부 및 촬상부의 초기 위치를 확인하는 제1준비단계;
상기 촬상부가 상기 기준부를 대상으로 이동 및 촬영하고, 상기 촬상부의 좌표정보 및 상기 촬상부가 이동된 위치를 기준으로 촬영된 상기 기준부의 시각정보를 획득하며, 획득한 상기 촬상부의 좌표정보 및 상기 기준부의 시각정보를 대응시켜 상기 기준부를 대상으로 하는 영점을 조정하는 조정단계;
상기 촬상부를 미리 지정된 시작 좌표로 이동시키는 제2준비단계; 및
미리 지정된 단위 시간마다 상기 기준부를 기준으로 상기 촬상부의 상대좌표 정보를 획득하고, 상기 촬상부가 이동하며 촬영하는 상기 대상물의 좌표정보 및 시각정보를 획득하며, 상기 대상물의 좌표정보 및 시각정보를 대응시켜 형상정보를 획득하는 스캐닝 단계;를 포함하는, 겐트리 탑재형 3D 형상 스캐닝 장치를 이용한 스캐닝 방법.