KR100701521B1 - 컨테이너의 2차원 표면 영상획득시스템 및 그 방법 - Google Patents

컨테이너의 2차원 표면 영상획득시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 컨테이너의 2차원 표면 영상획득시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 컨테이너를 실은 차량이 통과되도록 설치되는 게이트 하우스와, 상기 컨테이너의 진행방향으로 상기 게이트 하우스에 배열되어 상기 컨테이너의 진입 및 진출을 알리는 다수개의 센서로 이루어진 위치검출장치와, 상기 컨테이너와 일정간격으로 이격되도록 상기 게이트 하우스의 내측면에 설치되어 상기 컨테이너의 2차원 표면영상을 부분적으로 획득하기 위한 적어도 두 대 이상의 카메라부 및 상기 각 카메라부의 사이에 설치되어 상기 컨테이너와의 거리값을 측정하기 위한 거리측정부를 포함하는 영상획득장치와, 상기 위치검출장치의 각 센서로부터 상기 컨테이너의 진입 및 진출을 알리는 신호가 발생됨에 따라 상기 각 카메라부 및 상기 거리측정부의 동작을 제어하고, 상기 각 카메라부로부터 획득된 각각의 부분 영상들을 상기 거리측정부로부터 측정된 거리값을 이용하여 상기 각 카메라부간의 중첩구간영상을 산출하고, 상기 산출된 중첩구간영상을 부드럽게 처리한 후 이를 조합하여 재생성하며, 상기 재생성된 각각의 부분 영상들을 조합하여 상기 컨테이너의 2차원 전체 표면영상을 출력하기 위한 제어장치를 포함함으로써, 컨테이너의 2차원 전체 표면영상을 보다 정확하고 용이하게 획득할 수 있는 효과가 있다.
컨테이너, 게이트 하우스, 카메라부, 위치검출장치, 초음파 거리측정센서, 제어장치

Description

컨테이너의 2차원 표면 영상획득시스템 및 그 방법{SYSTEM FOR 2D PLANE IMAGE PICK UP OF CONTAINER AND A METHOD THEREOF}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너의 2차원 표면 영상획득시스템을 설명하기 위한 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 적용된 영상획득장치 및 조명장치의 구성을 설명하기 위한 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너의 2차원 표면 영상획득시스템을 설명하기 위한 블록 구성도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너의 2차원 표면 영상획득방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너의 2차원 표면 영상획득방법을 설명하기 위한 개념도.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 ***
10 : 컨테이너, 20 : 지지대,
100 : 게이트 하우스, 200 : 위치검출장치,
200a 내지 200n : 제1 내지 제n 발광부,
200a' 내지 200n' : 제1 내지 제n 수광부,
300 : 영상획득장치,
310a 내지 310c : 제1 내지 제3 카메라부,
320a 및 320b : 제1 및 제2 거리측정부,
400 : 제어장치, 500 : 관리서버,
600 : 조명장치, 700 : 조도측정센서
본 발명은 컨테이너의 2차원 표면 영상획득시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 게이트 하우스를 통과하는 컨테이너의 2차원 표면영상을 획득하기 위한 적어도 두 대 이상의 카메라부 및 각 카메라부의 사이에 설치되어 컨테이너와의 거리값을 측정하는 거리측정부를 갖는 영상획득장치와, 게이트 하우스에 일정간격으로 배열되어 컨테이너의 진입 및 진출을 알리는 다수개의 센서로 이루어진 위치검출장치를 구비함으로써, 컨테이너의 2차원 전체 표면영상을 보다 정확하고 용이하게 획득할 수 있는 컨테이너의 2차원 표면 영상획득시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 많은 화물들을 이동시키기 위한 컨테이너(Container)는 그 크기가 상당히 크다. 또한, 차량에 실려서 게이트 하우스(Gate House)를 통과하는 컨테이너의 이동 속도가 일정할 수 없다.
종래에는 컨테이너의 외부 상태를 확인하기 위해서 검수자가 직접 육안으로 확인해 왔다. 이에 따라, 컨테이너의 외부 상태가 정확히 검수되지 못하였으며, 컨테이너의 외부 상태를 검수자가 확인하기 위하여 컨테이너를 실은 차량이 잠시 정지되어야 하므로, 컨테이너의 신속한 진행이 이루어지지 않는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 게이트 하우스를 통과하는 컨테이너의 2차원 표면영상을 획득하기 위한 적어도 두 대 이상의 카메라부 및 각 카메라부의 사이에 설치되어 컨테이너와의 거리값을 측정하는 거리측정부를 갖는 영상획득장치와, 게이트 하우스에 일정간격으로 배열되어 컨테이너의 진입 및 진출을 알리는 다수개의 센서로 이루어진 위치검출장치를 구비함으로써, 컨테이너의 2차원 전체 표면영상을 보다 정확하고 용이하게 획득할 수 있는 컨테이너의 2차원 표면 영상획득시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 복수개의 카메라부로부터 획득된 각각의 컨테이너 부분 영상들을 각 카메라부의 사이에 설치된 거리측정부로부터 측정된 거리값을 이용하여 각 카메라부간의 중첩구간영상을 산출하고, 상기 산출된 중첩구간영상을 부드럽게 처리한 후 이를 조합하여 재생성하며, 상기 재생성된 각각의 부분 영상들을 조합함으로써, 상기 컨테이너의 2차원 전체 표면영상을 보다 정확하고 부드럽게 출력할 수 있는 컨테이너의 2차원 표면 영상획득방법을 제공하는데 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1 측면은, 컨테이너를 실은 차량이 통과되도록 설치되는 게이트 하우스; 상기 컨테이너의 진행방향으로 상기 게이트 하우스에 배열되어 상기 컨테이너의 진입 및 진출을 알리는 다수개의 센서로 이루어진 위치검출장치; 상기 컨테이너와 일정간격으로 이격되도록 상기 게이트 하우스의 내측면에 설치되어 상기 컨테이너의 2차원 표면영상을 부분적으로 획득하기 위한 적어도 두 대 이상의 카메라부와, 상기 각 카메라부의 사이에 설치되어 상기 컨테이너와의 거리값을 측정하기 위한 거리측정부를 포함하는 영상획득장치; 및 상기 위치검출장치의 각 센서로부터 상기 컨테이너의 진입 및 진출을 알리는 신호가 발생됨에 따라 상기 각 카메라부 및 상기 거리측정부의 동작을 제어하고, 상기 각 카메라부로부터 획득된 각각의 부분 영상들을 상기 거리측정부로부터 측정된 거리값을 이용하여 상기 각 카메라부간의 중첩구간영상을 산출하고, 상기 산출된 중첩구간영상을 부드럽게 처리한 후 이를 조합하여 재생성하며, 상기 재생성된 각각의 부분 영상들을 조합하여 상기 컨테이너의 2차원 전체 표면영상을 출력하기 위한 제어장치를 포함하는 컨테이너의 2차원 표면 영상획득시스템을 제공하는 것이다.
여기서, 상기 위치검출장치는, 상기 컨테이너의 진행방향으로 상기 게이트 하우스의 내부 양측에 일정간격으로 각각 설치되며, 발광부와 수광부가 서로 대향되어 한 조로 이루어진 다수개의 투과형 센서로 이루어짐이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 영상획득장치는 상기 컨테이너의 진행방향에 따른 상기 게이트 하우스의 내부 좌측면, 우측면 및 상면에 각각 설치된다.
바람직하게는, 상기 좌측면 및 우측면에 설치된 영상획득장치는 서로 대향되도록 설치되며, 상기 상면에 설치된 영상획득장치는 상기 좌측면 및 우측면에 설치된 영상획득장치와 수직 방향으로 설치된다.
바람직하게는, 상기 각 카메라부는 일직선상에 일정간격으로 설치되며, 고체촬상소자(CCD) 카메라이다.
바람직하게는, 상기 거리측정부는 상기 각 카메라부와 동일선상에 설치되며, 초음파 거리측정센서이다.
바람직하게는, 상기 제어장치로부터 출력된 상기 컨테이너의 2차원 전체 표면영상을 제공받아 이를 디스플레이, 컨테이너별로 데이터베이스화하여 저장 및 관리하기 위한 관리서버가 더 포함된다.
바람직하게는, 상기 영상획득장치의 근처에 설치되어 상기 컨테이너의 2차원 표면영상 획득 시 필요한 광량을 제공하기 위한 조명장치가 더 포함된다.
바람직하게는, 상기 조명장치는 다수개의 발광다이오드(LED)가 배열되어 이루어진다.
바람직하게는, 상기 영상획득장치의 근처에 설치되어 상기 게이트 하우스에 자연광 유입에 의해 변화되는 광량을 측정하기 위한 조도측정센서가 더 포함되며, 상기 제어장치는 상기 조도측정센서로부터 측정된 광량에 따라 상기 조명장치의 광량, 상기 카메라부의 셔터속도 및 민감도를 조절하도록 제어한다.
바람직하게는, 상기 제어장치는, 상기 컨테이너의 진행방향에 대하여 상기 영상획득장치의 위치의 직전에 있는 상기 위치검출장치의 어느 한 센서가 상기 컨테이너의 진출을 알리는 신호를 발생시킬 때까지, 상기 위치검출장치의 각 센서로부터 상기 컨테이너의 진입을 알리는 신호가 순차적으로 발생될 때마다 상기 카메라부 및 상기 거리측정부의 동작을 동시에 수행하도록 제어한다.
바람직하게는, 상기 제어장치는, 상기 재생성된 부분 영상들의 조합 시 상기 거리측정부로부터 측정된 거리값을 이용하여 상기 각 부분 영상들간의 중첩구간영상을 산출하고, 상기 산출된 중첩구간영상을 부드럽게 처리한 후, 상기 부드럽게 처리된 부분 영상들을 조합하여 상기 컨테이너의 2차원 전체 표면영상을 출력하도록 제어한다.
본 발명의 제2 측면은, 게이트 하우스를 통과하는 컨테이너의 2차원 표면영상을 획득하기 위한 적어도 두 대 이상의 카메라부 및 상기 각 카메라부의 사이에 설치되어 상기 컨테이너와의 거리값을 측정하는 거리측정부를 갖는 영상획득장치와, 상기 게이트 하우스에 일정간격으로 배열되어 상기 컨테이너의 진입 및 진출을 알리는 다수개의 센서로 이루어진 위치검출장치를 포함하는 시스템을 이용하여 컨테이너의 2차원 표면영상을 획득하는 방법에 있어서, (a) 상기 위치검출장치의 각 센서로부터 상기 컨테이너의 진입 및 진출을 알리는 신호가 발생됨에 따라 상기 각 카메라부로부터 상기 컨테이너의 2차원 전체 표면영상을 부분적으로 획득하는 단계; (b) 상기 각 카메라부에 의해 상기 컨테이너의 2차원 전체 표면영상이 부분적으로 획득될 때마다 상기 거리측정부로부터 상기 컨테이너와의 거리값을 획 득하는 단계; (c) 상기 획득된 거리값을 이용하여 상기 각 카메라부로부터 획득된 각각의 부분 영상들에 대해 상기 각 카메라부간의 중첩구간영상을 산출하는 단계; (d) 상기 산출된 중첩구간영상을 부드럽게 처리한 후 이를 조합하여 상기 각각의 부분 영상들을 재생성하는 단계; 및 (e) 상기 재생성된 각각의 부분 영상들을 조합하여 상기 컨테이너의 2차원 전체 표면영상을 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨테이너의 2차원 표면영상 획득방법을 제공하는 것이다.
여기서, 상기 단계(e)는, (e-1) 상기 거리측정부로부터 측정된 거리값을 이용하여 상기 재생성된 각 부분 영상들간의 중첩구간영상을 산출하는 단계; (e-2) 상기 산출된 중첩구간영상을 부드럽게 처리하는 단계; 및 (e-3) 상기 부드럽게 처리된 부분 영상들을 조합하여 상기 컨테이너의 2차원 전체 표면영상을 출력하는 단계를 포함함이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 단계(e)이후에, 상기 출력된 컨테이너의 2차원 전체 표면영상을 미리 마련된 관리서버에 출력하여 디스플레이, 컨테이너별로 데이터베이스화하여 저장 및 관리하는 단계를 더 포함한다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너의 2차원 표면 영상획득시스템을 설명하기 위한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 적용된 영상획득장치 및 조명장치의 구성을 설명하기 위한 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너의 2차원 표면 영상획득시스템을 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너의 2차원 표면 영상획득시스템, 크게 게이트 하우스(100), 위치검출장치(200), 영상획득장치(300) 및 제어장치(400)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 게이트 하우스(100)는 컨테이너(10, 도 5a 참조)를 실은 차량이 통과되도록 전/후방이 개방되어 지면에 고정설치되어 있다.
위치검출장치(200)는 컨테이너(10)의 진행방향으로 게이트 하우스(100)에 배열된 다수개의 센서로 구성되는 바, 컨테이너(10)의 진입 및 진출 즉, 위치를 검출하는 기능을 수행한다.
이러한 다수개의 센서는 컨테이너(10)의 진행방향으로 게이트 하우스(100)의 내부 양측에 일정한 간격으로 각각 설치되며, 제1 내지 제n 발광부(200a 내지 200n)와 제1 내지 제n 수광부(200a' 내지 200n')가 서로 대향되어 한 조로 이루어진 투과형 센서로 구현됨이 바람직하다. 또한, 상기 투과형 센서의 개수는 컨테이너(10)의 길이에 따라 적절하게 조정할 수 있다.
또한, 투과형 센서들 각각의 제1 내지 제n 발광부(200a 내지 200n)는 예컨대, 적외선들을 지속적으로 제1 내지 제n 수광부(200a' 내지 200n')에 각각 입사 시킨다. 이에 따라, 투과형 센서들 각각의 제1 내지 제n 수광부(200a' 내지 200n')는 컨테이너(10)의 진입 및 진출을 알리는 신호들을 순차적으로 발생시킨다.
또한, 위치검출장치(200)의 각 투과형 센서간의 간격은 각 투과형 센서의 순차적인 동작에 따라 촬상 동작하는 후술하는 제1 내지 제3 카메라부(310a 내지 310c)로부터 획득된 각각의 부분 영상간에 일부 영역이 중첩되도록 이격됨이 바람직하다.
영상획득장치(300)는 제1 내지 제3 카메라부(310a 내지 310c)와 제1 내지 제3 카메라부(310a 내지 310n)의 사이에 각각 설치되는 제1 및 제2 거리측정부(320a 및 320b)로 구성되어 있다.
제1 내지 제3 카메라부(310a 내지 310c)는 컨테이너(10)의 2차원 전체 표면영상을 부분적으로 촬상하여 획득하기 위한 것으로서, 게이트 하우스(100)를 통과하는 컨테이너(10)와 일정한 간격으로 이격되도록 설치되며, 적어도 두 대 이상이 일직선상에 일정한 간격으로 예컨대, 게이트 하우스(100)의 내측 벽면에 고정된 지지대(20)에 고정설치됨이 바람직하다.
이러한 제1 내지 제3 카메라부(310a 내지 310c)는 통상의 2차원 영상을 검출하는 고체촬상소자(Charge Coupled Device, CCD) 카메라로 구현됨이 바람직하다.
또한, 제1 내지 제3 카메라부(310a 내지 310c)간에 획득된 2차원 표면영상이 일부 중첩되도록 제1 내지 제3 카메라부(310a 내지 310c)간의 간격, 컨테이너 (10)와 제1 내지 제3 카메라부(310a 내지 310c)의 간격을 자유롭게 조절할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서는 카메라부를 3 대로 구성하였지만, 이에 국한하지 않으며, 컨테이너(10)의 높이와 폭에 따라 카메라부의 개수를 적절하게 배치할 수 있다.
다른 한편, 본 발명의 일 실시예에서는 제1 내지 제3 카메라부(310a 내지 310c)를 지지대(20)에 고정설치하였지만, 이에 국한하지 않으며, 컨테이너(10)와 일정한 간격으로 이격되도록 게이트 하우스(100)의 내측 벽면에 통상의 고정수단 예컨대, 나사, 못, 용접 또는 강력 접착제 등으로 단단히 고정설치할 수도 있다.
제1 및 제2 거리측정부(320a 및 320b)는 제1 내지 제3 카메라부(310a 내지 310c)의 사이에 각각 설치되며, 컨테이너(10)와의 거리값을 측정하는 기능을 수행한다.
이러한 제1 및 제2 거리측정부(320a 및 320b)는 통상의 초음파(ultrasonic wave) 거리측정센서로 구현됨이 바람직하다.
또한, 제1 및 제2 거리측정부(320a 및 320b)는 제1 내지 제3 카메라부(310a 내지 310c)와 동일선상에 설치됨과 아울러, 제1 내지 제3 카메라부(310a 내지 310c)간에 획득된 컨테이너(10)의 2차원 표면영상의 중첩구간에서의 거리값을 측정하도록 설치됨이 바람직하다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서는 제1 내지 제3 카메라부(310a 내지 310c)의 사이에 제1 및 제2 거리측정부(320a 및 320b)를 각각 설치하였지만, 이에 국한 하지 않으며, 제1 카메라부(310a)와 제2 카메라부(310b)의 사이, 또는 제2 카메라부(310b)와 제3 카메라부(310c)의 사이에 하나만 설치할 수도 있다.
이에 따라, 거리측정부가 설치되지 않은 카메라부들 사이에서 획득된 영상의 중첩구간에서의 거리값은 거리측정부가 설치된 카메라부들 사이에서 측정된 거리값을 동일하게 적용할 수 있다.
전술한 바와 같이 구성된 영상획득장치(300)는 컨테이너(10)의 진행방향에 따른 게이트 하우스(100)의 내부 좌측면, 우측면 및 상면에 각각 설치됨이 바람직하다.
이때, 좌측면 및 우측면에 설치된 영상획득장치(300)는 서로 대향되도록 설치됨이 바람직하며, 상면에 설치된 영상획득장치(300)는 좌측면 및 우측면에 설치된 영상획득장치(300)와 수직 방향으로 설치됨이 바람직하다.
제어장치(400)는 위치검출장치(200)의 각 센서로부터 검출된 컨테이너(10)의 진입 및 진출을 알리는 신호에 따라 영상획득장치(300)의 제1 내지 제3 카메라부(310a 내지 310c) 및 제1 및 제2 거리측정부(320a 및 320b)의 동작을 제어한다.
또한, 제어장치(400)는 컨테이너(10)의 진행방향에 대하여 영상획득장치(300)의 위치의 직전에 있는 위치검출장치(200)의 어느 한 센서가 컨테이너의 진출을 알리는 신호를 발생시킬 때까지, 위치검출장치(200)의 각 센서로부터 컨테이너의 진입을 알리는 신호가 순차적으로 발생될 때마다 제1 내지 제3 카메라부(310a 내지 310c)의 촬상 동작 및 제1 및 제2 거리측정부(320a 및 320b)의 동작을 동시에 수행하도록 제어함이 바람직하다.
즉, 영상획득장치(300)는 컨테이너(10)의 진행방향의 어느 한 위치 예를 들어, 컨테이너(10)의 진행방향에 대하여 자신들의 위치의 직전에 있는 제1 발광부(200a) 및 제1 수광부(200a')의 직후의 위치에 설치한다.
이는, 컨테이너(10)의 진행방향에 대하여 자신들의 위치의 직전에 있는 제1 발광부(200a) 및 제1 수광부(200a')가 컨테이너(10)의 진출을 알리는 신호를 발생시킬 때까지, 위치검출장치(200)의 각 센서로부터 컨테이너의 진입을 알리는 신호가 순차적으로 발생될 때마다 영상획득장치(300)의 제1 내지 제3 카메라부(310a 내지 310c)의 촬상 동작 및 제1 및 제2 거리측정부(320a 및 320b)의 동작을 동시에 수행한다.
이에 따라, 컨테이너(10)의 이동 속도에 영향을 받지 않고 컨테이너(10)의 길이에 따른 부분 영상들이 일정한 간격으로 얻어질 수 있다. 예를 들어, 게이트 하우스(100)의 좌측면, 우측면 및 상면에 각각 설치된 영상획득장치(300)의 제1 내지 제3 카메라부(310a 내지 310c)는 약 20 피트(feet) 길이의 컨테이너(10)에 대하여 9회의 촬상 동작을 수행하고, 약 45 피트(feet) 길이의 컨테이너(10)에 대하여 21회의 촬상 동작을 수행한다.
이때, 각각의 촬상 동작에 따른 부분 영상들 각각은 상호 경계부에서 영상 길이의 일부분 약 20％씩 중첩된다. 이러한 부분 영상들간에 중첩구간영상은 제1 및 제2 거리측정부(320a 및 320b)로부터 측정된 거리값에 의해 정확하게 산출될 수 있다.
또한, 제1 내지 제3 카메라부(310a 내지 310c)간의 영상들 각각은 상호 경 계부에서 영상 길이의 일부분이 중첩되며, 이러한 제1 내지 제3 카메라부(310a 내지 310c)간의 중첩구간영상은 제1 및 제2 거리측정부(320a 및 320b)로부터 측정된 거리값에 의해 정확하게 산출될 수 있다.
또한, 제어장치(400)는 위치검출장치(200)의 각 센서로부터 컨테이너(10)의 진입 및 진출을 알리는 신호가 발생됨에 따라 제1 내지 제3 카메라부(310a 내지 310c)로부터 획득된 각각의 부분 영상들을 제1 및 제2 거리측정부(320a 및 320b)로부터 측정된 거리값을 이용하여 제1 내지 제3 카메라부(310a 내지 310c)간의 중첩구간영상을 산출하고, 상기 산출된 중첩구간영상을 부드럽게 처리한 후 이를 조합하여 재생성하며, 상기 재생성된 각각의 부분 영상들을 조합하여 컨테이너(10)의 2차원 전체 표면영상을 출력하도록 제어한다.
이러한 제어장치(400)는 상기 재생성된 부분 영상들을 조합할 때, 제1 및 제2 거리측정부(320a 및 320b)로부터 측정된 거리값을 이용하여 상기 각 부분 영상들간의 중첩구간영상을 산출하고, 상기 산출된 중첩구간영상을 부드럽게 처리한 후, 상기 부드럽게 처리된 부분 영상들을 조합하여 컨테이너(10)의 2차원 전체 표면영상을 출력하도록 제어함이 바람직하다.
추가적으로, 제어장치(400)로부터 출력된 컨테이너(10)의 2차원 전체 표면영상을 제공받아 이를 디스플레이, 컨테이너별로 데이터베이스화하여 저장 및 관리하기 위한 관리서버(500)가 더 포함될 수 있다.
또한, 영상획득장치(300)의 근처에 설치되어 컨테이너(10)의 2차원 표면영상 획득 시 필요한 광량을 제공하기 위한 조명장치(600)가 더 포함될 수 있으며, 제어장치(400)의 제어신호에 따라 구동됨이 바람직하다.
이러한 조명장치(600)는 컨테이너(10)의 외부 표면을 조사하도록 영상획득장치(300)의 양측에 각각 설치됨이 바람직하며, 다수개의 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)가 배열되어 구성됨이 바람직하다.
더욱이, 영상획득장치(300)의 근처에 설치되어 게이트 하우스(100)에 자연광 유입에 의해 변화되는 광량 즉, 조도(Lux)를 측정하기 위한 조도측정센서(700)가 더 포함될 수 있으며, 제어장치(400)는 조도측정센서(700)로부터 측정된 광량에 따라 조명장치(600)의 광량, 제1 내지 제3 카메라부(310a 내지 310c)의 셔터속도(shutter speed) 및 민감도(gain)를 조절하도록 제어함이 바람직하다.
또한, 컨테이너(10) 후면의 2차원 표면영상을 획득하기 위하여 별도의 카메라부를 게이트 하우스(100)를 통과하는 컨테이너(10)와 일정한 간격으로 이격되도록 컨테이너(10)의 진행방향에 따른 게이트 하우스(100) 내부의 후면에 설치될 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너의 2차원 표면 영상획득방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너의 2차원 표면 영상획득방법을 설명하기 위한 개념도로서, 컨테이너(10) 상면의 2차원 표면영상을 획득하는 방법을 일 예로 나타낸 것이며, 컨테이너(10)의 좌측면 및 우측면도 동일하게 적용된다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 컨테이너의 2차원 표면영상 획득방법은, 먼저 위치검출장치(200, 도 3 참조)의 각 센서로부터 컨테이너(10)의 진입 및 진출을 알리는 신호가 발생됨에 따라 컨테이너(10)로부터 일정한 간격으로 이격된 제1 내지 제3 카메라부(310a 내지 310c)로부터 컨테이너(10)의 2차원 전체 표면영상을 부분적으로 촬상하여 획득함과 동시에 제1 내지 제3 카메라부(310a 내지 310c)사이에 설치된 제1 및 제2 거리측정부(320a 및 320b)로부터 컨테이너(10)와의 거리값(D)을 획득한다(S100 및 S200).
다음으로, 상기 획득된 거리값(D)을 이용하여 제1 내지 제3 카메라부(310a 내지 310c)로부터 획득된 각각의 부분 영상들에 대해 제1 내지 제3 카메라부(310a 내지 310c)간의 중첩구간영상(C1 및 C2)을 산출한다(S300). 이를 구체적으로 살펴보면, 하기의 수학식 1에 의해 제1 내지 제3 카메라부(310a 내지 310c)의 화각(θ)과 거리값(D)을 이용하여 컨테이너(10)의 2차원 표면영상(P1 내지 P3)의 길이(A1 내지 A4)를 구할 수 있다.
A1 내지 A4 = Tan(θ)×D
여기서, 제1 내지 제3 카메라부(310a 내지 310c)의 화각(θ)은 거리의 변화에 따라 제1 내지 제3 카메라부(310a 내지 310c)의 영상을 획득하여 미리 산출되는 고정된 상수값이고, 상기 거리값(D)은 컨테이너(10)의 진행 위치에 따라 가변하는 값이다.
이후에, 하기의 수학식 2에 의해 제1 내지 제3 카메라부(310a 내지 310c)간의 간격(S)에 따른 컨테이너(10)의 2차원 표면영상(P1 내지 P3)의 길이(A1 내지 A4)의 중첩구간영상(C1 및 C2)을 산출할 수 있다.
C1 = (A1+A2)-S, C2 = (A3+A4)-S
그리고, B1 내지 B4는 컨테이너(10)의 2차원 표면영상(P1 내지 P3)의 중심에서 중첩되기 이전 구간의 폭을 나타낸 것으로서, 하기의 수학식 3에 의해 산출될 수 있다.
B1 = S - A2, B2 = S - A1,
B3 = S - A4, B4 = S - A3
다음으로, 상기 단계S300에서 산출된 중첩구간영상(C1 및 C2)을 부드럽게 처리한 후(S400), 상기 부드럽게 처리된 중첩구간영상(C1 및 C2)을 조합하여 상기 각각의 부분 영상들을 재생성한다(S500).
이때, 중첩구간영상(C1 및 C2)을 부드럽게 처리하는 방법은 통상의 이미지 처리 기술에서 적용되는 그라디에이션(Gradation) 또는 브렌딩(Blending) 효과 등으로 다양하게 구현할 수 있다.
이후에, 제1 및 제2 거리측정부(320a 및 320b)로부터 획득된 거리값(D)을 이용하여 상기 단계S500에서 재생성된 각 부분 영상들(D1 내지 Dn)간의 중첩구간영상(E1 내지 Ek)을 산출한다(S600).
이때, 상기 각 부분 영상들(D1 내지 Dn)간의 중첩구간영상(E1 내지 Ek)의 산출은 전술한 제1 내지 제3 카메라부(310a 내지 310c)간의 중첩구간영상(C1 및 C2)의 산출방법과 동일하게 적용된다.
다음으로, 상기 산출된 중첩구간영상(E1 내지 Ek)을 부드럽게 처리한 후(S700), 상기 부드럽게 처리된 부분 영상들을 조합하여 컨테이너(10)의 2차원 전체 표면영상을 출력한다(S800).
이때, 중첩구간영상(E1 내지 Ek)을 부드럽게 처리하는 방법은 통상의 이미지 처리 기술에서 적용되는 그라디에이션(Gradation) 또는 브렌딩(Blending) 효과 등으로 다양하게 구현할 수 있다.
최종적으로, 상기 단계S800에서 출력된 컨테이너(10)의 2차원 전체 표면영상을 관리서버(500, 도 3 참조)에 제공하여 디스플레이 하거나, 컨테이너별로 데이터베이스화하여 저장 및 관리할 수 있다(S900).
전술한 본 발명에 따른 컨테이너의 2차원 표면 영상획득시스템 및 그 방법에 대한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 컨테이너의 2차원 표면 영상획득시스템 및 그 방법에 따르면, 게이트 하우스를 통과하는 컨테이너의 2차원 표면영상을 획득하기 위한 적어도 두 대 이상의 카메라부 및 각 카메라부의 사이에 설치되어 컨테이너와의 거리값을 측정하는 거리측정부를 갖는 영상획득장치와, 게이트 하우스에 일정간격으로 배열되어 컨테이너의 진입 및 진출을 알리는 다수개의 센서로 이루어진 위치검출장치를 구비함으로써, 컨테이너의 2차원 전체 표면영상을 보다 정확하고 용이하게 획득할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 영상획득장치를 컨테이너의 진행방향에 따른 게이트 하우스의 내부 좌측면, 우측면 및 상면에 각각 설치하여 컨테이너의 외부 표면영상을 획득함으로써, 외부로 노출된 컨테이너의 표면 상태를 효과적으로 파악할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 영상획득장치의 각 카메라부를 일직선상에 일정간격으로 설치하고, 각 카메라부의 사이에 설치된 거리측정부를 각 카메라부와 동일선상에 위치시킴으로써, 컨테이너의 2차원 표면영상을 일정하고 보다 정확하게 획득할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 영상획득장치의 근처에 다수개의 발광다이오드(LED)가 배열된 조명장치를 설치함으로써, 컨테이너의 2차원 표면영상 획득 시 필요한 광량을 효과적으로 제공할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 영상획득장치의 근처에 조도측정센서를 설치하고, 조도측정센서로부터 측정된 광량에 따라 조명장치의 광량, 카메라부의 셔터속도 및 민감도를 조절함으로써, 컨테이너의 2차원 표면영상 획득 시 게이트 하우스에 유입되는 자연광에 의해 왜곡되는 현상을 효과적으로 방지할 수 있는 이점이 있다.

Claims (15)

  1. 컨테이너를 실은 차량이 통과되도록 설치되는 게이트 하우스;
    상기 컨테이너의 진행방향으로 상기 게이트 하우스에 배열되어 상기 컨테이너의 진입 및 진출을 알리는 다수개의 센서로 이루어진 위치검출장치;
    상기 컨테이너와 일정간격으로 이격되도록 상기 게이트 하우스의 내측면에 설치되어 상기 컨테이너의 2차원 표면영상을 부분적으로 획득하기 위한 적어도 두 대 이상의 카메라부와, 상기 각 카메라부의 사이에 설치되어 상기 컨테이너와의 거리값을 측정하기 위한 거리측정부를 포함하는 영상획득장치; 및
    상기 위치검출장치의 각 센서로부터 상기 컨테이너의 진입 및 진출을 알리는 신호가 발생됨에 따라 상기 각 카메라부 및 상기 거리측정부의 동작을 제어하고, 상기 각 카메라부로부터 획득된 각각의 부분 영상들을 상기 거리측정부로부터 측정된 거리값을 이용하여 상기 각 카메라부간의 중첩구간영상을 산출하고, 상기 산출된 중첩구간영상을 부드럽게 처리한 후 이를 조합하여 재생성하며, 상기 재생성된 각각의 부분 영상들을 조합하여 상기 컨테이너의 2차원 전체 표면영상을 출력하기 위한 제어장치를 포함하는 컨테이너의 2차원 표면 영상획득시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 위치검출장치는,
    상기 컨테이너의 진행방향으로 상기 게이트 하우스의 내부 양측에 일정간격으로 각각 설치되며, 발광부와 수광부가 서로 대향되어 한 조로 이루어진 다수개 의 투과형 센서로 이루어진 것을 특징으로 하는 컨테이너의 2차원 표면 영상획득시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 영상획득장치는 상기 컨테이너의 진행방향에 따른 상기 게이트 하우스의 내부 좌측면, 우측면 및 상면에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 컨테이너의 2차원 표면 영상획득시스템.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 좌측면 및 우측면에 설치된 영상획득장치는 서로 대향되도록 설치되며, 상기 상면에 설치된 영상획득장치는 상기 좌측면 및 우측면에 설치된 영상획득장치와 수직 방향으로 설치되는 것을 특징으로 하는 컨테이너의 2차원 표면 영상획득시스템.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 각 카메라부는 일직선상에 일정간격으로 설치되며, 고체촬상소자(CCD) 카메라인 것을 특징으로 하는 컨테이너의 2차원 표면 영상획득시스템.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 거리측정부는 상기 각 카메라부와 동일선상에 설치되며, 초음파 거리측정센서인 것을 특징으로 하는 컨테이너의 2차원 표면 영상획득시스템.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제어장치로부터 출력된 상기 컨테이너의 2차원 전체 표면영상을 제공받아 이를 디스플레이, 컨테이너별로 데이터베이스화하여 저장 및 관리하기 위한 관리서버가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 컨테이너의 2차원 표면 영상획득시스템.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 영상획득장치의 근처에 설치되어 상기 컨테이너의 2차원 표면영상 획득 시 필요한 광량을 제공하기 위한 조명장치가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 컨테이너의 2차원 표면 영상획득시스템.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 조명장치는 다수개의 발광다이오드(LED)가 배열되어 이루어진 것을 특징으로 하는 컨테이너의 2차원 표면 영상획득시스템.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 영상획득장치의 근처에 설치되어 상기 게이트 하우스에 자연광 유입에 의해 변화되는 광량을 측정하기 위한 조도측정센서가 더 포함되며, 상기 제어장치는 상기 조도측정센서로부터 측정된 광량에 따라 상기 조명장치의 광량, 상기 카메라부의 셔터속도 및 민감도를 조절하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 컨테이너의 2차원 표면 영상획득시스템.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 제어장치는,
    상기 컨테이너의 진행방향에 대하여 상기 영상획득장치의 위치의 직전에 있 는 상기 위치검출장치의 어느 한 센서가 상기 컨테이너의 진출을 알리는 신호를 발생시킬 때까지, 상기 위치검출장치의 각 센서로부터 상기 컨테이너의 진입을 알리는 신호가 순차적으로 발생될 때마다 상기 카메라부 및 상기 거리측정부의 동작을 동시에 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 컨테이너의 2차원 표면 영상획득시스템.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 제어장치는,
    상기 재생성된 부분 영상들의 조합 시 상기 거리측정부로부터 측정된 거리값을 이용하여 상기 각 부분 영상들간의 중첩구간영상을 산출하고, 상기 산출된 중첩구간영상을 부드럽게 처리한 후, 상기 부드럽게 처리된 부분 영상들을 조합하여 상기 컨테이너의 2차원 전체 표면영상을 출력하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 컨테이너의 2차원 표면 영상획득시스템.
  13. 게이트 하우스를 통과하는 컨테이너의 2차원 표면영상을 획득하기 위한 적어도 두 대 이상의 카메라부 및 상기 각 카메라부의 사이에 설치되어 상기 컨테이너와의 거리값을 측정하는 거리측정부를 갖는 영상획득장치와, 상기 게이트 하우스에 일정간격으로 배열되어 상기 컨테이너의 진입 및 진출을 알리는 다수개의 센서로 이루어진 위치검출장치를 포함하는 시스템을 이용하여 컨테이너의 2차원 표면영상을 획득하는 방법에 있어서,
    (a) 상기 위치검출장치의 각 센서로부터 상기 컨테이너의 진입 및 진출을 알리는 신호가 발생됨에 따라 상기 각 카메라부로부터 상기 컨테이너의 2차원 전체 표면영상을 부분적으로 획득하는 단계;
    (b) 상기 각 카메라부에 의해 상기 컨테이너의 2차원 전체 표면영상이 부분적으로 획득될 때마다 상기 거리측정부로부터 상기 컨테이너와의 거리값을 획득하는 단계;
    (c) 상기 획득된 거리값을 이용하여 상기 각 카메라부로부터 획득된 각각의 부분 영상들에 대해 상기 각 카메라부간의 중첩구간영상을 산출하는 단계;
    (d) 상기 산출된 중첩구간영상을 부드럽게 처리한 후 이를 조합하여 상기 각각의 부분 영상들을 재생성하는 단계; 및
    (e) 상기 재생성된 각각의 부분 영상들을 조합하여 상기 컨테이너의 2차원 전체 표면영상을 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨테이너의 2차원 표면영상 획득방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 단계(e)는,
    (e-1) 상기 거리측정부로부터 측정된 거리값을 이용하여 상기 재생성된 각 부분 영상들간의 중첩구간영상을 산출하는 단계;
    (e-2) 상기 산출된 중첩구간영상을 부드럽게 처리하는 단계; 및
    (e-3) 상기 부드럽게 처리된 부분 영상들을 조합하여 상기 컨테이너의 2차원 전체 표면영상을 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨테이너의 2차원 표면영상 획득방법.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 단계(e)이후에, 상기 출력된 컨테이너의 2차원 전체 표면영상을 미리 마련된 관리서버에 출력하여 디스플레이, 컨테이너별로 데이터베이스화하여 저장 및 관리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컨테이너의 2차원 표면영상 획득방법.
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