KR20240031872A - 배터리의 외관 검사를 위한 데이터 처리 장치 및 방법 - Google Patents

배터리의 외관 검사를 위한 데이터 처리 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리의 외관 검사를 위한 데이터 처리 장치는, 적어도 하나의 프로세서, 및 상기 적어도 하나의 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령을 저장하는 메모리를 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 적어도 하나의 명령은, 배터리 외면에 대한 촬영 영상을 기초로, 배터리 표면이 시각적으로 표현되는 제1 영상을 생성하는 명령; 배터리 외면에 대한 3차원 형상 데이터와 상기 제1 영상을 정합하여, 배터리 외면의 깊이 정보가 시각적으로 표현되는 제2 영상을 생성하는 명령; 및 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상 중 하나 이상을 기정의된 GUI(Graphical User Interface)를 통해 출력하는 명령을 포함할 수 있다.

Description

배터리의 외관 검사를 위한 데이터 처리 장치 및 방법{DATA PROCESSING APPARATUS AND METHOD FOR BATTERY APPEARANCE INSPECTION}
본 발명은 배터리의 외관 검사를 위한 데이터 처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 배터리 외관 검사의 효율성을 보다 향상시킬 수 있는 외관 검사를 위한 데이터 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.
이차 전지는 방전 이후에도 충전을 통해 재사용이 가능한 전지로, 휴대용 전화기, 태블릿 PC, 청소기 등 소형 디바이스의 에너지원으로 활용될 수 있으며, 자동차, 스마트 그리드용 ESS(Energy Storage System) 등 중대형 디바이스의 에너지원으로서도 활용되고 있다.
이차 전지는 전극 조립체가 원통형 금속 캔에 내장된 캔 타입 배터리와, 전극 조립체가 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치 타입 배터리로 분류될 수 있다. 일반적으로, 원통형 캔 타입 전지는 상대적으로 용량이 크고 구조적 안정성이 높은 것으로 알려져 있다.
원통형 배터리의 경우, 전극 제조 공정, 전극 조립체 제조 공정, 전극 조립체 수용 공정, 및 캔 조립체 결합 공정을 거쳐 제조되며, 제조가 완료된 원통형 배터리에 대한 품질 검사 공정을 거쳐 최종 출하되게 된다.
배터리 외관에 대한 불량 검사 공정은, 배터리 외면에 대한 2차원 영상 기반의 검사 방법이 주로 활용되고 있다. 구체적으로, 작업자가 디스플레이 장치에 출력되는 배터리 외면의 2차원 영상을 확인하고, 특정 영역에 결함이 있는지를 판단하여 불량 여부를 결정하게 된다. 이때, 평면 영상에 기초하여 배터리 외관의 불량 여부가 판단됨에 따라, 검사 정확도 측면에서 한계가 있으며, 검사 시간이 지연될 수 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 기술로서, 배터리의 외관 불량 여부를 보다 정확하고 신속하게 판단할 수 있는 적절한 외관 검사 기술이 필요하다.
한국등록특허 2386324호
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 배터리의 외관 검사를 위한 데이터 처리 장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은, 이러한 데이터 처리 장치에서 수행되는 데이터 처리 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리의 외관 검사를 위한 데이터 처리 장치는, 적어도 하나의 프로세서, 및 상기 적어도 하나의 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령을 저장하는 메모리를 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 적어도 하나의 명령은, 배터리 외면에 대한 촬영 영상을 기초로, 배터리 표면이 시각적으로 표현되는 제1 영상을 생성하는 명령; 배터리 외면에 대한 3차원 형상 데이터와 상기 제1 영상을 정합하여, 배터리 외면의 깊이 정보가 시각적으로 표현되는 제2 영상을 생성하는 명령; 및 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상 중 하나 이상을 기정의된 GUI(Graphical User Interface)를 통해 출력하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 제1 영상을 생성하는 명령은, 원통형 배터리의 외측면을 촬영한 2차원 영상을 수신하는 명령; 및 상기 수신된 2차원 영상에 기정의된 왜곡 보정 알고리즘을 적용하여, 원통형의 외측면을 평면화하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 제2 영상을 생성하는 명령은, 상기 3차원 형상 데이터를 이용하여, 상기 제1 영상의 평면 좌표 각각에 대한 깊이 정보를 산출하는 명령; 및 산출된 깊이 정보를 상기 평면 좌표 각각에 매핑하여, 상기 제2 영상을 생성하는 명령을 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 제2 영상은, 상기 배터리 외면의 깊이 정보가 색상으로 표현되는 2차원 영상일 수 있다.
상기 GUI를 통해 출력하는 명령은, 사용자에 의해 선택되는 영상 출력 모드에 따라, 상기 제1 영상, 상기 제2 영상, 및 제1 영상과 제2 영상이 중첩된 제3 영상 중 하나 이상을 출력하는 명령을 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 제3 영상은, 상기 제2 영상이 상기 제1 영상에 기설정된 투명도로 중첩되어 시각화되는 영상일 수 있다.
상기 GUI를 통해 출력하는 명령은, 출력되는 영상에서의 특정 지점에 대한 선택 신호가 수신되면, 상기 특정 지점에 대한 깊이 값을 상기 GUI를 통해 출력하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 GUI를 통해 출력하는 명령은, 복수의 배터리들이 수용된 트레이가 시각화된 제4 영상을 생성하여 출력하는 명령; 및 상기 제4 영상에서의 특정 배터리에 대한 선택 신호가 수신되면, 상기 선택 신호와 대응되는 특정 배터리에 대한 제1 영상 또는 제2 영상을 출력하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 제4 영상을 생성하여 출력하는 명령은, 불량으로 판정된 배터리와 정상 배터리가 서로 구분되도록 시각화하여 출력하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 명령은, 상기 3차원 형상 데이터를 이용하여, 원통형 배터리에 대한 외경 값을 산출하는 명령; 산출된 외경 값이 수평 단면의 형태로 시각화되는 제5 영상, 및 산출된 외경 값이 수직 단면의 형태로 시각화된 제6 영상 중 하나 이상을 생성하는 명령; 및 상기 GUI를 통해 상기 제5 영상 및 제6 영상 중 하나 이상을 출력하는 명령을 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 제5 영상 및 제6 영상 중 하나 이상을 출력하는 명령은, 상기 산출된 외경 값의 최소 값, 최대 값 및 평균 값과, 외경 값에 대한 규격 상한 값 및 규격 하한 값 중 하나 이상을 포함하는, 참조 정보를 시각화하여 출력 영상과 중첩하여 출력하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리의 외관 검사를 위한 데이터 처리 방법은, 배터리 외면에 대한 촬영 영상을 기초로, 배터리 표면이 시각적으로 표현되는 제1 영상을 생성하는 단계; 배터리 외면에 대한 3차원 형상 데이터와 상기 제1 영상을 정합하여, 배터리 외면의 깊이 정보가 시각적으로 표현되는 제2 영상을 생성하는 단계; 및 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상 중 하나 이상을 기정의된 GUI(Graphical User Interface)를 통해 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 영상을 생성하는 단계는, 원통형 배터리의 외측면을 촬영한 2차원 영상을 수신하는 단계; 및 상기 수신된 2차원 영상에 기정의된 왜곡 보정 알고리즘을 적용하여, 원통형의 외측면을 평면화하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제2 영상을 생성하는 단계는, 상기 3차원 형상 데이터를 이용하여, 상기 제1 영상의 평면 좌표 각각에 대한 깊이 정보를 산출하는 단계; 및 산출된 깊이 정보를 상기 평면 좌표 각각에 매핑하여, 상기 제2 영상을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 제2 영상은, 상기 배터리 외면의 깊이 정보가 색상으로 표현되는 2차원 영상일 수 있다.
상기 GUI를 통해 출력하는 단계는, 사용자에 의해 선택되는 영상 출력 모드에 따라, 상기 제1 영상, 상기 제2 영상, 및 제1 영상과 제2 영상이 중첩된 제3 영상 중 하나 이상을 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 제3 영상은, 상기 제2 영상이 상기 제1 영상에 기설정된 투명도로 중첩되어 시각화되는 영상일 수 있다.
상기 GUI를 통해 출력하는 단계는, 출력되는 영상에서의 특정 지점에 대한 선택 신호가 수신되면, 상기 특정 지점에 대한 깊이 값을 상기 GUI를 통해 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 GUI를 통해 출력하는 단계는, 복수의 배터리들이 수용된 트레이가 시각화된 제4 영상을 생성하여 출력하는 단계; 및 상기 제4 영상에서의 특정 배터리에 대한 선택 신호가 수신되면, 상기 선택 신호와 대응되는 특정 배터리에 대한 제1 영상 또는 제2 영상을 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제4 영상을 생성하여 출력하는 단계는, 불량으로 판정된 배터리와 정상 배터리가 서로 구분되도록 시각화하여 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 단계는, 상기 3차원 형상 데이터를 이용하여, 원통형 배터리에 대한 외경 값을 산출하는 단계; 산출된 외경 값이 수평 단면의 형태로 시각화되는 제5 영상, 및 산출된 외경 값이 수직 단면의 형태로 시각화된 제6 영상 중 하나 이상을 생성하는 단계; 및 상기 GUI를 통해 상기 제5 영상 및 제6 영상 중 하나 이상을 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 제5 영상 및 제6 영상 중 하나 이상을 출력하는 단계는, 상기 산출된 외경 값의 최소 값, 최대 값 및 평균 값과, 외경 값에 대한 규격 상한 값 및 규격 하한 값 중 하나 이상을 포함하는, 참조 정보를 시각화하여 출력 영상과 중첩하여 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 배터리 외관 검사에 대한 정확도 및 시간 효율성을 보다 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 외관 검사 시스템의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 외관 검사 장치에서 수행되는 데이터 처리 방법의 동작 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제1 영상을 생성하는 방법을 설명하기 위한 참조도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제2 영상을 생성하는 방법을 설명하기 위한 참조도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 진단 영상을 설명하기 위한 화면의 예시이다.
도 6 내지 13은 본 발명의 실시예에 따른 영상 출력 모드 및 각 모드에서의 출력 영상을 설명하기 위한 화면의 예시이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 처리 장치의 블록 구성도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 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. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기에서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하에서는, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명 및 본 발명의 다양한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 외관 검사 시스템의 블록 구성도이다.
본 발명에 따른 외관 검사 시스템(100)은, 배터리(10)의 외관 불량 여부를 검사하는 공정 단계에서 활용될 수 있다. 외관 검사 시스템은, 배터리를 적재하는 적재 장치, 적재된 배터리를 특정 위치로 이송하는 이송 장치, 해당 위치에서 배터리의 외면을 촬영하는 2D 카메라(110), 배터리 외면에서 3차원 형상 데이터를 생성하는 3D 스캐너(120), 및 생성된 이미지를 이용해 외관 불량 여부를 검사하는 외관 검사 장치(130)를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 외관 검사 시스템의 검사 대상은 원통형 배터리에 해당할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
2D 카메라(110)는, 배터리(10)의 외면을 촬영하여 2차원 영상을 생성하는 장치이다. 여기에서, 2D 카메라(110)는, 원통형 배터리의 외측면, 상면 및 하면 중 하나 이상을 촬영하도록 검사 설비의 특정 위치에 배치되어 구성될 수 있다.
3D 스캐너(120)는, 배터리(10)의 외면에 대한 3차원 형상 데이터를 생성하는 장치이다. 예를 들어, 3D 스캐너(120)는, 원통형 배터리의 3차원 데이터 셋을 생성하는 광학식 형상 프로파일 장치에 해당할 수 있다. 여기에서, 3D 스캐너(120)는, 원통형 배터리의 외측면, 상면 및 하면 중 하나 이상에 대한 3차원 형상 데이터를 생성하도록 검사 설비의 특정 위치에 배치되어 구성될 수 있다.
외관 검사 장치(130)는, 2D 카메라(110)로부터 2차원의 촬영 영상을 수신하고, 3D 스캐너(120)로부터 3차원 형상 데이터를 수신할 수 있다.
외관 검사 장치(130)는, 수신된 2차원의 촬영 영상 및 3차원 형상 데이터를 기정의된 데이터 처리 프로세스에 따라 처리하여 하나 이상의 검사 영상을 생성할 수 있다. 이후, 외관 검사 장치(130)는, 생성된 하나 이상의 검사 영상을 기정의된 GUI(Graphical User Interface)를 통해 출력할 수 있다.
디스플레이 장치는, 외관 검사 장치(130)에 포함되어 구성되거나, 또는 외관 검사 장치(130)와 네트워크를 통해 연결되고, 생성된 검사 영상을 기정의된 GUI를 통해 출력할 수 있다. 작업자는 출력된 검사 영상을 확인하여 배터리(10)의 불량 여부, 불량 항목 및 불량 위치 중 하나 이상을 식별하여, 배터리 외관 검사를 수행할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 외관 검사 장치에서 수행되는 데이터 처리 방법의 동작 순서도이다.
외관 검사 장치는, 배터리 외면에 대한 촬영 영상을 기초로, 배터리 표면이 시각적으로 표현되는 제1 영상을 생성할 수 있다(S210). 여기에서, 제1 영상은, 2D 카메라에 의해 생성된 촬영 영상을 기초로 생성된 기정의된 크기의 2차원 영상에 해당할 수 있다.
실시예에서, 외관 검사 장치는, 2D 카메라로부터 배터리의 외측면을 촬영한 2차원 영상을 수신하고, 수신된 2차원 영상에 기정의된 왜곡 보정 알고리즘을 적용해 외측면을 평면화하여 제1 영상을 생성할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제1 영상을 생성하는 방법을 설명하기 위한 참조도이다. 도 3을 참조하면, 외관 검사 장치는, 2D 카메라로부터 원통형 배터리의 외측면을 촬영한 2차원 영상(310)을 수신할 수 있다. 이후, 외관 검사 장치는, 수신된 2차원 영상(310)에 기정의된 왜곡 보정 알고리즘을 적용해 원통형의 외측면이 평면화되도록 보정하여, 제1 영상(320)을 생성할 수 있다. 여기에서, 외관 검사 장치는, 검사 대상인 배터리와 동일한 규격을 갖는 더미 캔의 촬영 영상(330)을 기초로 2차원 영상(310)의 왜곡을 보정할 수 있다. 예를 들어, 외관 검사 장치는, 외면에 격자 무늬가 형성된 더미 캔의 촬영 영상(330)에서, 왜곡된 격자 무늬가 평탄화도록 하는 왜곡 보정 알고리즘을 이용해, 배터리의 촬영 영상(310)을 보정하여 제1 영상(320)을 생성할 수 있다.
실시예에서, 외관 검사 장치는, 촬영 영상(310)에 왜곡 보정 알고리즘을 적용해 원통형의 외측면이 평면화되도록 보정하고, 보정된 2차원 영상을 기정의된 사이즈로 변환하거나, 또는 보정된 2차원 영상에서 기정의된 영역을 추출하여, 제1 영상을 생성할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 외관 검사 장치는, 배터리 외면에 대한 3차원 형상 데이터와 제1 영상을 정합하여, 배터리 외면의 깊이 정보가 시각적으로 표현되는 제2 영상을 생성할 수 있다(S220). 여기에서, 제2 영상은, 제1 영상과 동일한 사이즈를 가지며, 평면 좌표 각각에 깊이 정보가 매핑된 2차원 영상에 해당할 수 있다. 실시예에서, 제2 영상은, 배터리의 외면의 깊이 정보가 색상으로 표현되는 2차원 영상에 해당할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제2 영상을 생성하는 방법을 설명하기 위한 참조도이다. 도 4를 참조하면, 외관 검사 장치는, 3D 스캐너로부터 원통형 배터리에 대한 3차원 형상 데이터(410)를 수신할 수 있다. 이후, 외관 검사 장치는, 수신된 3차원 형상 데이터(410)를 이용해, 제1 영상(420)의 평면 좌표(X, Y) 각각에 대한 깊이 정보를 산출할 수 있다. 여기에서, 외관 검사 장치는, 원통의 외면에 접하는 가상의 평면을 기준으로 하여 제1 영상(420)의 평면 좌표(X, Y) 각각에 대한 깊이 정보를 산출할 수 있다. 이후, 외관 검사 장치는, 산출된 깊이 정보를 제1 영상(420)의 평면 좌표 각각에 매핑하여, 제2 영상(430)을 생성할 수 있다. 여기에서, 제2 영상(430)은, 깊이 값마다 상이한 색상으로 표현되는 2차원 영상으로 구현될 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 외관 검사 장치는, 진단 영상을 기정의된 GUI를 통해 출력할 수 있다(S230). 여기에서, 진단 영상은, 제1 영상 및 상기 제2 영상 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 즉, 외관 검사 장치는, 제1 영상 및 상기 제2 영상 중 하나 이상을 진단 영상으로서 출력하여, 사용자가 출력된 진단 영상을 기초로 외관 불량 검사를 수행할 수 있도록 지원할 수 있다.
실시예에서, 진단 영상은, 제1 영상과 제2 영상이 중첩된 제3 영상을 더 포함할 수 있다. 여기에서, 제3 영상은, 제2 영상이 제1 영상에 기설정된 투명도로 중첩되어 시각화되는 영상일 수 있다.
실시예에서, 진단 영상은, 복수의 배터리들이 수용된 트레이가 시각화된 제4 영상을 더 포함할 수 있다. 여기에서, 제4 영상은, 배터리들 각각과 대응되는 아이콘들을 포함할 수 있으며, 아이콘들은 트레이 상 배터리들의 배치 구조와 대응되도록 배열될 수 있다.
실시예에서, 진단 영상은, 원통형 배터리에 대한 외경 정보가 수평 단면의 형태로 시각화된 제5 영상 및 수직 단면의 형태로 시각화된 제6 영상 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 진단 영상에 대해 보다 상세하게 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 진단 영상을 설명하기 위한 디스플레이 장치의 화면 예시이다.
도 5를 참조하면, 외관 검사 장치는, 사용자에 의해 선택되는 영상 출력 모드에 따라, 제1 영상 내지 제5 영상 중 하나 이상을 디스플레이 장치를 통해 시각화하여 출력할 수 있다.
실시예에서, GUI는, 모드 선택 윈도우(510) 및 진단 영상 출력 윈도우(510) 중 하나 이상을 포함하여 구성될 수 있다.
외관 검사 장치는, 모드 선택 윈도우(510)를 통해, 사용자에 의해 입력되는 검사 모드 및 영상 출력 모드 중 하나 이상에 대한 선택 신호를 수신할 수 있다.
검사 모드는, 측면 검사 모드 및 외경 검사 모드 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 측면 검사 모드에서, 영상 출력 모드는, 2D 영상 출력 모드, 불투명 병합 영상 출력 모드, 및 투명 병합 영상 출력 모드 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 외경 검사 모드에서, 영상 출력 모드는, 수평 단면 영상 출력 모드 및 수직 단면 영상 출력 모드 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
외관 검사 장치는, 사용자에 의해 선택되는 검사 모드 및 영상 출력 모드에 대응되는 진단 영상을 진단 영상 출력 윈도우(520)를 통해 출력할 수 있다.
도 6 내지 13은 본 발명의 실시예에 따른 영상 출력 모드 및 각 모드에서의 출력 영상을 설명하기 위한 화면의 예시이다.
도 6은, 측면 검사 모드의 [2D 영상 출력 모드]가 선택된 경우의 화면 예시이다. 도 6을 참조하면, 외관 검사 장치는, [2D 영상 출력 모드]에 대한 선택 신호가 수신되는 경우, 원통형 배터리의 외측면 영역에 대한 제1 영상을 진단 영상 출력 윈도우(520)를 통해 출력할 수 있다. 한편, 도 6은, 배터리의 외측면에 대한 제1 영상이 출력되는 화면을 도시하고 있으나, 배터리의 상면 또는 하면에 대한 제1 영상이 출력되거나, 또는 배터리의 외측면, 상면 및 하면 각각에 대한 제1 영상이 함께 출력될 수도 있다.
도 7은, 측면 검사 모드의 [불투명 병합 영상 출력 모드]가 선택된 경우의 화면 예시이다. 도 7을 참조하면, 외관 검사 장치는, [불투명 병합 영상 출력 모드]에 대한 선택 신호가 수신되는 경우, 원통형 배터리의 외측면 영역에 대한 제2 영상을 진단 영상 출력 윈도우(520)를 통해 출력할 수 있다. 한편, 도 7은, 배터리의 외측면에 대한 제2 영상이 출력되는 화면을 도시하고 있으나, 배터리의 상면 또는 하면에 대한 제2 영상이 출력되거나, 또는 배터리의 외측면, 상면 및 하면 각각에 대한 제2 영상이 함께 출력될 수도 있다.
도 8은, 측면 검사 모드의 [투명 병합 영상 출력 모드]가 선택된 경우의 화면 예시이다. 도 8을 참조하면, 외관 검사 장치는, [투명 병합 영상 출력 모드]에 대한 선택 신호가 수신되는 경우, 원통형 배터리의 외측면 영역에 대한 제3 영상을 진단 영상 출력 윈도우(520)를 통해 출력할 수 있다. 여기에서, 제3 영상은, 제2 영상이 제1 영상에 기설정된 투명도로 중첩되어 시각화되는 영상일 수 있다. 이 때, 투명도는 사용자에 의해 입력되는 설정 변경 신호를 통해 가변될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 제3 영상은, 배터리 외면의 표면이 시각적으로 표현된 제1 영상과, 배터리 외면의 깊이 정보가 시각적으로 표현(도 8에서는 색상으로 표현)된 제2 영상이 일정 투명도로 중첩된 진단 영상이다. 제3 영상이 디스플레이 장치를 통해 출력되는 경우, 사용자는 배터리 외관의 불량 여부 및 불량 위치를 보다 직관적으로 인식할 수 있어, 검사 효율성 및 정확도가 보다 향상될 수 있다.
출력된 진단 영상에서의 특정 지점에 대한 선택 신호가 수신되는 경우, 외관 검사 장치는, 특정 지점에 대한 깊이 값을 GUI를 통해 출력할 수 있다. 예를 들어, 도 9를 참조하면, 제3 영상이 진단 영상으로서 출력된 후, 사용자에 의해 입력되는 제3 영상에서의 특정 지점에 대한 선택 신택 신호가 수신되면, 외관 검사 장치는, 해당 지점의 좌표 정보와 대응되어 저장된 깊이 값(-0.0223mm)을 제3 영상 위에 함께 출력할 수 있다.
도 10은, 복수의 배터리들 중 특정 배터리에 대한 진단 영상이 출력된 경우의 화면 예시이다. 도 10을 참조하면, 외관 검사 장치는, 복수의 배터리들이 수용된 트레이가 시각화된 제4 영상(1020)을 생성하고, 생성된 제4 영상을 진단 영상 출력 윈도우(520)를 통해 출력할 수 있다. 여기에서, 외관 검사 장치는, 배터리 트레이들의 식별자들을 배터리 트레이 리스트(1010)를 통해 출력하고, 사용자에 의해 선택된 특정 배터리 트레이(예: NO 3)에 대한 제4 영상(1020)을 생성하여 출력할 수 있다. 제4 영상(1020)은, 도 10에 도시된 바와 같이, 배터리들 각각과 대응되는 원형의 아이콘들을 포함할 수 있으며, 아이콘들은 트레이 상 배터리들의 배치 구조와 대응되도록 배열될 수 있다.
외관 검사 장치는, 제4 영상(1020)에서의 특정 배터리에 대한 선택 신호가 수신되면, 선택 신호와 대응되는 특정 배터리에 대한 제1 영상, 제2 영상 및 제3 영상 중 하나 이상을 출력할 수 있다. 예를 들어, 도 10에 도시된 바와 같이, 25개의 배터리들 중 C2에 배치된 배터리가 선택되고, 영상 출력 모드가 [2D 영상 출력 모드] 및 [투명 병합 영상 출력 모드]가 함께 선택된 경우, 외관 검사 장치는, 선택된 배터리에 대한 제1 영상 및 제3 영상을 함께 출력할 수 있다.
외관 검사 장치는, 불량으로 판정된 배터리와 정상 배터리가 서로 구분되도록 제4 영상(1020)을 시각화하여 출력할 수 있다. 예를 들어, 도 10에 도시된 바와 같이, 외관 검사 장치는, 불량 배터리들(B4, E3)에 대한 아이콘의 색상을 정상 배터리들에 대한 아이콘의 색상과 다르게 시각화하여 출력할 수 있다. 한편, 도 10에 도시된 바와 다르게, 외관 검사 장치는, 불량 배터리의 아이콘과 정상 배터리의 아이콘의 크기 및 형상 중 하나 이상을 상이하게 시각화하여 출력함으로써, 불량 배터리와 정상 배터리가 서로 구분되도록 할 수 있다.
도 11은, 외경 검사 모드의 [수평 단면 영상 출력 모드]가 선택된 경우의 화면 예시이다. 도 11을 참조하면, 외관 검사 장치는, [수평 단면 영상 출력 모드]에 대한 선택 신호가 수신되는 경우, 3차원 형상 데이터를 이용하여, 원통형 배터리에 대한 외경 값을 산출할 수 있다. 이후, 외관 검사 장치는, 산출된 외경 값이 수평 단면의 형태로 시각화된 제5 영상을 생성하고, 생성된 제5 영상을 진단 영상 출력 윈도우(520)를 통해 출력할 수 있다. 여기에서, 제5 영상은, 수평 단면의 각도별 외경 값이 원 또는 반원의 형태로 시각화된 영상일 수 있다. 한편, 외경 값에 대한 시인성을 보다 향상시키기 위하여, 원 또는 반원의 중심점은 [0]이 아닌 특정 값으로 정의될 수 있으며, 예를 들어, 특정 값은 정상 외경 값의 0.8 내지 0.95를 곱한 값으로 정의될 수 있다.
도 12는, 외경 검사 모드의 [수직 단면 영상 출력 모드]가 선택된 경우의 화면 예시이다. 도 12를 참조하면, 외관 검사 장치는, [수직 단면 영상 출력 모드]에 대한 선택 신호가 수신되는 경우, 3차원 형상 데이터를 이용하여, 원통형 배터리에 대한 외경 값을 산출할 수 있다. 이후, 외관 검사 장치는, 산출된 외경 값이 수직 단면의 형태로 시각화된 제6 영상을 생성하고, 생성된 제6 영상을 진단 영상 출력 윈도우(520)를 통해 출력할 수 있다.
실시예에서, 외관 검사 장치는, 외경 값에 대한 참조 정보를 시각화하여 제5 영상 또는 제6영상과 중첩해 출력할 수 있다. 여기에서, 참조 정보는, 외경 값의 최소 값, 최대 값 및 평균 값과, 외경 값에 대한 규격 상한 값(USL; Upper Specification Limit) 및 규격 하한 값(LSL; Lower Specification Limit) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 13을 참조하면, 외관 검사 장치는, 제 6 영상을 출력할 때, 외경 값의 최소값, 최대값에 대한 그래프와, 규격 상한값(USL) 및 규격 하한 값(LSL)을 나타내는 직선을 함께 출력할 수 있다.
실시예에서, 제5영상 또는 제6영상은, 복수의 배터리들에 대한 누적 외경 값을 기초로 생성될 수 있다. 예를 들어, 외관 검사 장치는, 복수의 배터리들 외경 값들의 평균 값을 산출하고, 산출된 평균 값을 기초로, 제5 영상 또는 제6 영상을 생성할 수 있다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 처리 장치의 블록 구성도이다. 여기에서, 데이터 처리 장치는, 도 1의 외관 검사 장치(130)에 해당하거나, 또는, 외관 검사 장치(130)에 포함된 구성에 해당할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 데이터 처리 장치(1400)는, 적어도 하나의 프로세서(1410), 상기 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령을 저장하는 메모리(1420) 및 네트워크와 연결되어 통신을 수행하는 송수신 장치(1430)를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 명령은, 상기 적어도 하나의 명령은, 배터리 외면에 대한 촬영 영상을 기초로, 배터리 표면이 시각적으로 표현되는 제1 영상을 생성하는 명령; 배터리 외면에 대한 3차원 형상 데이터와 상기 제1 영상을 정합하여, 배터리 외면의 깊이 정보가 시각적으로 표현되는 제2 영상을 생성하는 명령; 및 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상 중 하나 이상을 기정의된 GUI(Graphical User Interface)를 통해 출력하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 제1 영상을 생성하는 명령은, 원통형 배터리의 외측면을 촬영한 2차원 영상을 수신하는 명령; 및 상기 수신된 2차원 영상에 기정의된 왜곡 보정 알고리즘을 적용하여, 원통형의 외측면을 평면화하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 제2 영상을 생성하는 명령은, 상기 3차원 형상 데이터를 이용하여, 상기 제1 영상의 평면 좌표 각각에 대한 깊이 정보를 산출하는 명령; 및 산출된 깊이 정보를 상기 평면 좌표 각각에 매핑하여, 상기 제2 영상을 생성하는 명령을 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 제2 영상은, 상기 배터리 외면의 깊이 정보가 색상으로 표현되는 2차원 영상일 수 있다.
상기 GUI를 통해 출력하는 명령은, 사용자에 의해 선택되는 영상 출력 모드에 따라, 상기 제1 영상, 상기 제2 영상, 및 제1 영상과 제2 영상이 중첩된 제3 영상 중 하나 이상을 출력하는 명령을 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 제3 영상은, 상기 제2 영상이 상기 제1 영상에 기설정된 투명도로 중첩되어 시각화되는 영상일 수 있다.
상기 GUI를 통해 출력하는 명령은, 출력되는 영상에서의 특정 지점에 대한 선택 신호가 수신되면, 상기 특정 지점에 대한 깊이 값을 상기 GUI를 통해 출력하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 GUI를 통해 출력하는 명령은, 복수의 배터리들이 수용된 트레이가 시각화된 제4 영상을 생성하여 출력하는 명령; 및 상기 제4 영상에서의 특정 배터리에 대한 선택 신호가 수신되면, 상기 선택 신호와 대응되는 특정 배터리에 대한 제1 영상 또는 제2 영상을 출력하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 제4 영상을 생성하여 출력하는 명령은, 불량으로 판정된 배터리와 정상 배터리가 서로 구분되도록 시각화하여 출력하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 명령은, 상기 3차원 형상 데이터를 이용하여, 원통형 배터리에 대한 외경 값을 산출하는 명령; 산출된 외경 값이 수평 단면의 형태로 시각화되는 제5 영상, 및 산출된 외경 값이 수직 단면의 형태로 시각화된 제6 영상 중 하나 이상을 생성하는 명령; 및 상기 GUI를 통해 상기 제5 영상 및 제6 영상 중 하나 이상을 출력하는 명령을 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 제5 영상 및 제6 영상 중 하나 이상을 출력하는 명령은, 상기 산출된 외경 값의 최소 값, 최대 값 및 평균 값과, 외경 값에 대한 규격 상한 값 및 규격 하한 값 중 하나 이상을 포함하는, 참조 정보를 시각화하여 출력 영상과 중첩하여 출력하는 명령을 포함할 수 있다.
데이터 처리 장치(1400)는 또한, 입력 인터페이스 장치(1440), 출력 인터페이스 장치(1450), 저장 장치(1460) 등을 더 포함할 수 있다. 데이터 처리 장치(1400)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus)(1470)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.
여기에서, 프로세서(1410)는 중앙처리장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(또는 저장 장치)는 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 방법의 동작은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터로 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
본 발명의 일부 측면들은 장치의 문맥에서 설명되었으나, 그것은 상응하는 방법에 따른 설명 또한 나타낼 수 있고, 여기에서 블록 또는 장치는 방법 단계 또는 방법 단계의 특징에 상응한다. 유사하게, 방법의 문맥에서 설명된 측면들은 또한 상응하는 블록 또는 아이템 또는 상응하는 장치의 특징으로 나타낼 수 있다. 방법 단계들의 몇몇 또는 전부는 예를 들어, 마이크로프로세서, 프로그램 가능한 컴퓨터 또는 전자 회로와 같은 하드웨어 장치에 의해(또는 이용하여) 수행될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 가장 중요한 방법 단계들의 하나 이상은 이와 같은 장치에 의해 수행될 수 있다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 외관 검사 시스템
110: 2D 카메라
120: 3D 스캐너
130: 외관 검사 장치
510: 모드 선택 윈도우
520: 진단 영상 출력 윈도우

Claims (22)

  1. 배터리의 외관 검사를 위한 데이터 처리 장치로서,
    적어도 하나의 프로세서;
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령을 저장하는 메모리;를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 명령은,
    배터리 외면에 대한 촬영 영상을 기초로, 배터리 표면이 시각적으로 표현되는 제1 영상을 생성하는 명령;
    배터리 외면에 대한 3차원 형상 데이터와 상기 제1 영상을 정합하여, 배터리 외면의 깊이 정보가 시각적으로 표현되는 제2 영상을 생성하는 명령; 및
    상기 제1 영상 및 상기 제2 영상 중 하나 이상을 기정의된 GUI(Graphical User Interface)를 통해 출력하는 명령을 포함하는, 데이터 처리 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 영상을 생성하는 명령은,
    원통형 배터리의 외측면을 촬영한 2차원 영상을 수신하는 명령; 및
    상기 수신된 2차원 영상에 기정의된 왜곡 보정 알고리즘을 적용하여, 원통형의 외측면을 평면화하는 명령을 포함하는, 데이터 처리 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 영상을 생성하는 명령은,
    상기 3차원 형상 데이터를 이용하여, 상기 제1 영상의 평면 좌표 각각에 대한 깊이 정보를 산출하는 명령; 및
    산출된 깊이 정보를 상기 평면 좌표 각각에 매핑하여, 상기 제2 영상을 생성하는 명령을 포함하는, 데이터 처리 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 영상은,
    상기 배터리 외면의 깊이 정보가 색상으로 표현되는 2차원 영상인, 데이터 처리 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 GUI를 통해 출력하는 명령은,
    사용자에 의해 선택되는 영상 출력 모드에 따라, 상기 제1 영상, 상기 제2 영상, 및 제1 영상과 제2 영상이 중첩된 제3 영상 중 하나 이상을 출력하는 명령을 포함하는, 데이터 처리 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제3 영상은,
    상기 제2 영상이 상기 제1 영상에 기설정된 투명도로 중첩되어 시각화되는 영상인, 데이터 처리 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 GUI를 통해 출력하는 명령은,
    출력되는 영상에서의 특정 지점에 대한 선택 신호가 수신되면, 상기 특정 지점에 대한 깊이 값을 상기 GUI를 통해 출력하는 명령을 포함하는, 데이터 처리 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 GUI를 통해 출력하는 명령은,
    복수의 배터리들이 수용된 트레이가 시각화된 제4 영상을 생성하여 출력하는 명령; 및
    상기 제4 영상에서의 특정 배터리에 대한 선택 신호가 수신되면, 상기 선택 신호와 대응되는 특정 배터리에 대한 제1 영상 또는 제2 영상을 출력하는 명령을 포함하는, 데이터 처리 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제4 영상을 생성하여 출력하는 명령은,
    불량으로 판정된 배터리와 정상 배터리가 서로 구분되도록 시각화하여 출력하는 명령을 포함하는, 데이터 처리 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 명령은,
    상기 3차원 형상 데이터를 이용하여, 원통형 배터리에 대한 외경 값을 산출하는 명령;
    산출된 외경 값이 수평 단면의 형태로 시각화되는 제5 영상, 및 산출된 외경 값이 수직 단면의 형태로 시각화된 제6 영상 중 하나 이상을 생성하는 명령; 및
    상기 GUI를 통해 상기 제5 영상 및 제6 영상 중 하나 이상을 출력하는 명령을 포함하는, 데이터 처리 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제5 영상 및 제6 영상 중 하나 이상을 출력하는 명령은,
    상기 산출된 외경 값의 최소 값, 최대 값 및 평균 값과, 외경 값에 대한 규격 상한 값 및 규격 하한 값 중 하나 이상을 포함하는, 참조 정보를 시각화하여 출력 영상과 중첩하여 출력하는 명령을 포함하는, 데이터 처리 장치.
  12. 배터리의 외관 검사를 위한 데이터 처리 방법으로서,
    배터리 외면에 대한 촬영 영상을 기초로, 배터리 표면이 시각적으로 표현되는 제1 영상을 생성하는 단계;
    배터리 외면에 대한 3차원 형상 데이터와 상기 제1 영상을 정합하여, 배터리 외면의 깊이 정보가 시각적으로 표현되는 제2 영상을 생성하는 단계; 및
    상기 제1 영상 및 상기 제2 영상 중 하나 이상을 기정의된 GUI(Graphical User Interface)를 통해 출력하는 단계를 포함하는, 데이터 처리 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제1 영상을 생성하는 단계는,
    원통형 배터리의 외측면을 촬영한 2차원 영상을 수신하는 단계; 및
    상기 수신된 2차원 영상에 기정의된 왜곡 보정 알고리즘을 적용하여, 원통형의 외측면을 평면화하는 단계를 포함하는, 데이터 처리 방법.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 제2 영상을 생성하는 단계는,
    상기 3차원 형상 데이터를 이용하여, 상기 제1 영상의 평면 좌표 각각에 대한 깊이 정보를 산출하는 단계; 및
    산출된 깊이 정보를 상기 평면 좌표 각각에 매핑하여, 상기 제2 영상을 생성하는 단계를 포함하는, 데이터 처리 방법.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 제2 영상은,
    상기 배터리 외면의 깊이 정보가 색상으로 표현되는 2차원 영상인, 데이터 처리 방법.
  16. 청구항 12에 있어서,
    상기 GUI를 통해 출력하는 단계는,
    사용자에 의해 선택되는 영상 출력 모드에 따라, 상기 제1 영상, 상기 제2 영상, 및 제1 영상과 제2 영상이 중첩된 제3 영상 중 하나 이상을 출력하는 단계를 포함하는, 데이터 처리 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 제3 영상은,
    상기 제2 영상이 상기 제1 영상에 기설정된 투명도로 중첩되어 시각화되는 영상인, 데이터 처리 방법.
  18. 청구항 12에 있어서,
    상기 GUI를 통해 출력하는 단계는,
    출력되는 영상에서의 특정 지점에 대한 선택 신호가 수신되면, 상기 특정 지점에 대한 깊이 값을 상기 GUI를 통해 출력하는 단계를 포함하는, 데이터 처리 방법.
  19. 청구항 12에 있어서,
    상기 GUI를 통해 출력하는 단계는,
    복수의 배터리들이 수용된 트레이가 시각화된 제4 영상을 생성하여 출력하는 단계; 및
    상기 제4 영상에서의 특정 배터리에 대한 선택 신호가 수신되면, 상기 선택 신호와 대응되는 특정 배터리에 대한 제1 영상 또는 제2 영상을 출력하는 단계를 포함하는, 데이터 처리 방법.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 제4 영상을 생성하여 출력하는 단계는,
    불량으로 판정된 배터리와 정상 배터리가 서로 구분되도록 시각화하여 출력하는 단계를 포함하는, 데이터 처리 방법.
  21. 청구항 12에 있어서,
    상기 적어도 하나의 단계는,
    상기 3차원 형상 데이터를 이용하여, 원통형 배터리에 대한 외경 값을 산출하는 단계;
    산출된 외경 값이 수평 단면의 형태로 시각화되는 제5 영상, 및 산출된 외경 값이 수직 단면의 형태로 시각화된 제6 영상 중 하나 이상을 생성하는 단계; 및
    상기 GUI를 통해 상기 제5 영상 및 제6 영상 중 하나 이상을 출력하는 단계를 포함하는, 데이터 처리 방법.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 제5 영상 및 제6 영상 중 하나 이상을 출력하는 단계는,
    상기 산출된 외경 값의 최소 값, 최대 값 및 평균 값과, 외경 값에 대한 규격 상한 값 및 규격 하한 값 중 하나 이상을 포함하는, 참조 정보를 시각화하여 출력 영상과 중첩하여 출력하는 단계를 포함하는, 데이터 처리 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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