KR100966814B1 - 표면결함 검출 및 표면형상 인식장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강판류, 슬라브류, 후판류, 플라스틱류, 종이류, 기계구조물류, 건축구조물 등 빛이 통과하지 않거나 빛을 흡수하지 않는 물체의 표면에 있는 요철성 표면결함 및 형상을 인식, 검출, 처리하는 장치에 관한 것으로 보다 자세하게는 물체의 표면과 흠을 동시에 3차원정보(가로, 세로, 높이)로 인식하고 처리, 표시하며, 정보를 저장하고 공유하는 것이 가능한 표면결함 검출 및 표면형상 인식장치에 관한 것이다.

본 발명은, 연속적으로 이동하는 물체를 인식하여 시스템을 작동시키도록 된 포지션 센서(4-1)와, 상기 연속이동 물체의 표면에 물체의 진행방향과 동일한 방향으로 빛이 주사되도록 설치된 광원(2-1) 및 라인빔(3-1)과, 상기 광원 및 라인빔으로부터 주사된 빛이 물체 표면에 반사되는 것을 서로 다른 각도에서 영상으로 수집하기 위하여 2대의 카메라가 설치된 2차원 카메라(1-1-1, 1-1-2)와, 상기 2대의 2차원 카메라에서 수집된 영상으로부터 표면 결함 및 상하 변동량을 인식하고 이들을 조합하여 3차원 정보로 결합하는 병렬인식 및 처리기(5-1)와, 상기 병렬인식 및 처리기에서 처리된 3차원 영상정보를 일정시간 간격으로 표시하고, 온라인(on-line)으로 연결시키는 이미지뷰어(5-2) 및 리모트뷰어(5-3)로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 물체의 표면에 있는 요철성 표면결함 및 형상을 동시에 3차원정보(가로, 세로, 높이)로 인식하고 처리표시하며, 정보를 저장하고 온라인으 로 공유하는 것이 가능토록함으로서 신속 정확한 표면결함 검출과 표면형상 인식을 가능하게 하는 산업적 이용효과가 있다.

Description

표면결함 검출 및 표면형상 인식장치{A Surface Defect Detection and Surface Shape Recognition Equipment}

도1은 종래 레이저 방식의 SDD 개략도

도2는 종래 램프방식의 SDD 개략도

도3은 2D 카메라 방식의 SDD 개략도

도4은 본 발명의 시스템 구조와 배치도

도5는 본 발명의 측면 구조와 2차원 평면 영상의 구조도

도6은 본 발명의 시스템 구성 요소 및 주요 기능도

도7는 본 발명을 실현하기 위한 주요 기능 및 수단의 순서도

본 발명은 강판류, 슬라브류, 후판류, 플라스틱류, 종이류, 기계구조물류, 건축구조물 등 빛이 통과하지 않거나 빛을 흡수하지 않는 물체의 표면에 있는 요철성 표면결함 및 형상을 인식, 검출, 처리하는 장치에 관한 것으로 보다 자세하게는 물체의 표면과 흠을 동시에 3차원정보(가로, 세로, 높이)로 인식하고 처리, 표시하며, 정보를 저장하고 공유하는 것이 가능한 표면결함 검출 및 표면형상 인식장치 에 관한 것이다.

상세하게 설명하면, 정지된 물체 또는 1,600mpm이하의 속도로 이동중인 물체의 표면에 평면 영상에 적합한 조명, 3차원 영상에 적합한 레이저 또는 적외선 광 센서를 주사하고, 물체인식은 2차원(평면정보) 카메라 영상을 이용하여 표면 영상을 인식하고, 높이를 표시하는 3차원 정보(레이저 또는 적외선 광)를 동시에 인식하여, 병렬처리 시스템을 이용하여 처리하는 시스템을 말한다.

지금까지 제품의 표면결함을 검출하기 위하여 다양한 방식의 검출기가 개발되어 왔으며, 대상물체에 따라 다른 방식의 검출기가 개발되고 이용되어 왔다. 여기서는 연속공정에서 강판에 있는 표면결함을 검출하는 검출기를 기본으로 하여 관련 측정 기술을 도1~도3에 의거 살펴본다.

도1은 레이저 방식의 SDD로서, 레이저 발광체를 표면에 주사하고 Line Scan Camera로 반사되어오는 레이저 광원의 신호를 처리하여 영상정보를 얻는다. 반사되는 레이저 광원은 요철성 흠의 각도에 따라 다른 각도로 빛이 반사되며, 표면의 모든 정보를 인식하려면 여러 각도에 설치된 Line Scan Camera가 필요하다.

도2는 Lamp type SDD로서, 할로겐램프 발광체를 표면에 투시하고 Line Scan Camera로 반사되어오는 빛의 Gray level 신호를 처리하여 영상정보를 얻는다. 반사되는 램프 광원은 요철성 흠의 각도에 따라 빛의 반사량이 달라지는 원리를 이용하여 처리한다. 반사되는 빛의 각도는 카메라 영역을 벗어 날 경우를 고려하여 Dark field 와 Bright Field로 구분하여 요철성 흠을 구분한다.

도3은 2D Area Camera type SDD 로서, 일정한 2D 영역을 인식하는 Camera를 사용하고 요철성 흠과 표면 흠을 인식하기 위한 Camera에 적합한 광원을 사용하는 시스템이다. 빛이 광범위하게 흩어지도록 하여 2D Camera에 적합한 영상이 인식되도록 한다. 수집된 영상은 영상처리 알고리즘들을 통하여 불필요한 신호를 제거하고 관심이 있는 표면 흠과 요철성 흠을 처리한다. 이 방식은 시스템보다 소프트웨어의 성능을 최대로 이용한 시스템이다.

그러나 상기와 같은 종래 기술들은, 광원과 센서의 구성에 따라 특징이 제한된다. 즉, 앞에서 언급한 여러 가지 방식들은 요철성 흠의 인식과 처리문제, 측정대상의 환경적인 요소들, 특히 진동과 조명조건 등의 문제등으로 인하여 사용자의 경험이 고려된 영상처리 알고리즘의 자유로운 적용과 이용에는 한계를 보여왔다.

상기와 같은 방식의 공통적인 특징과 문제점들을 상세하게 다시 정리하면 아래와 같다.

첫째 : 요철과 같은 결함들이 발생할 경우, 파인 결함과 돌출된 결함의 형상은 같은 종류로 인식되고, 미세한 Dent성 표면 결함은 높이의 정보만 변할 뿐 다른 정보는 변하지 않는 특성이 있다. 실제로 이러한 결함은 표면 흠의 20%내외를 차지하지만, 중요한 결함으로 분류된다.

둘째 : 아주 미세하게 표면의 변화가 있을 경우, 즉 서서히 튀어나오는 경우와 서서히 눌러 들어간 경우는 상기 시스템에서는 구분할 수 없다. 상기 방식들은 표면의 미세한 굴곡 변화를 인식할 수가 없다. 모두 2차원적인 평면 영상을 만들기 때문에 알고리즘 특성상 표면은 같은 Back-ground로 처리 되어 있다.

셋째 : 연속하는 물체는 이동 중에는, 진동과 위치 변화가 일어난다. 실제 측정이 필요한 장소는 실외나 공장 내에 위치하고, 특히 롤과 충돌을 하면서 진행하는 물체는 상하 높이가 변하여 광원의 반사각을 다르게 하며, 이는 결함 인식에 중대한 영향을 주고 있다.

넷째 : 물체에 발생하는 여러 가지 결함들은 오랜 경험을 가진 검사자나, 전문가에 의해서 만 구분되고, 이를 시스템에서 구분이 될 수 있도록 새로운 알고리즘이 개발될 경우 시스템에 적용할 필요가 발생한다. 그러나 모든 시스템은 복잡하고, 어려운 파라메타 설정으로 인하여 이식성과 접합성이 어렵다. 이는 곧 시스템의 성능과 수명을 현저하게 감소시키는 데 영향을 준다.

다섯째 : 기존의 방식들은 정보의 공유와 저장에 비 효율적인 면이 있다. 이는 취급하는 정보가 2D 영상정보이며, 저장 용량과 신호 처리가 어려운 이유로 인하여 사용에 한계를 가지고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 2차원 영상을 얻기 위해 광원으로 카메라 후러쉬와 같은 역할을 하는 Lamp를 설치하고, 상하변화를 인식할 수 있는 광원으로 LASOR type 또는 적외선 Photo Diode를 주사한다. 도5와 같이 평면 영상 정보를 인식하는 카메라를 이용하여, 도6과 같은 절차를 거쳐 3차원 결함 정보를 얻는다.

또한, 본 발명은 2차원 영상정보를 인식함으로서, 상하 진동에 의해 생기는 문제를 해결하고, 상하 변동을 인식할 수 있는 LASOR 또는 적외선 Photo Diode를 통해 상하 변동량을 인식하고, 이를 요철 정보 및 상하 미세한 변화를 감지하는 데 이용한다. 따라서 본 발명은 3차원 정보를 인식할 수 있도록 구성된 Hardware구성과 이를 2차원 카메라로 인식할 수 있도록 한 도6과 같은 알고리즘, 상하 미세한 변동을 인식할 수 있는 영상처리 알고리즘을 주요 구성요소로 구비함으로서, 지금까지 발전되어온 기술에서 진일보한 새로운 접근으로 평면변화와 상하변화를 모두 인식 가능한 3차원 영상 처리 기술을 새로이 적용하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 연속적으로 이동하는 물체를 인식하여 시스템을 작동시키도록 된 포지션 센서(4-1)와, 상기 연속이동 물체의 표면에 물체의 진행방향과 동일한 방향으로 빛이 주사되도록 설치된 광원(2-1) 및 라인빔(3-1)과, 상기 광원 및 라인빔으로부터 주사된 빛이 물체 표면에 반사되는 것을 서로 다른 각도에서 영상으로 수집하기 위하여 2대의 카메라가 설치된 2차원 카메라(1-1-1, 1-1-2)와, 상기 2대의 2차원 카메라에서 수집된 영상으로부터 표면 결함 및 상하 변동량을 인식하고 이들을 조합하여 3차원 정보로 결합하는 병렬인식 및 처리기(5-1)와, 상기 병렬인식 및 처리기에서 처리된 3차원 영상정보를 일정시간 간격으로 표시하고, 온라인(on-line)으로 연결시키는 이미지뷰어(5-2) 및 리모트뷰어(5-3)로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 광원 및 2차원 카메라는 이동하는 물체의 크기에 따라 2개이상 설치되는 것을 특징으로 하며,

상기 광원은 수직으로부터 30~60^o 사이의 각도로 빛이 주사되도록 설치되고, 상기 2차원 카메라를 이루는 2대의 카메라 중 1대는 광원과 90^o 의 각도를 유지하도록 설치되고, 나머지 1대는 수직으로부터 0~60^o 사이에 설치되는 것을 특징으로 하고,

상기 광원은 표면결함 검출용으로서 램프가 사용되며, 상기 라인 빔은 상하 변동량 검출용으로서 물체표면에 폭 2mm 이하의 레이저빔이 주사되는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 구성과 기능을 첨부된 도면을 참조하면서 보다 상세하게 설명한다.

도4는 본 발명품의 목적을 구현하기 위한 시스템의 구조와 배치도 이다. 이는 3차원 정보 특히 요철성 정보를 얻기 위한 바람직한 구성 방법이다. 도5는 광원과 검출기, 카메라간의 배치도이며, 광원의 움직임과 결함 및 표면간의 관계를 설명하기 위한 도면이다. 광원과 카메라의 각도는 수직에서부터 30도까지 배치가 가능하다. 이는 카메라영상에서 결함의 유무를 인식하기 위한 광학적 특성을 이용한 것이다. 빛은 입사각과 반사각이 같고, 결함에 의해 그림자가 생기는 원리를 이용한 것이다. 광원과 카메라 간의 각도는 검출 하고자 하는 결함과 능력에 따라 변경이 가능하다. 본 발명에서는 카메라와 광원간의 각도를 90도에서 30도까지로 한다. 이는 미세한 요철성 결함과 변화가 심한 요철성 결함을 검출하기 위한 것이다.

도6은 본 발명품이 동작하기 위한 알고리즘을 단계적으로 표시한 기능도와 처리도이다. 도5와 같은 평면 영상을 여러 대의 카메라(여기서는 서로 다른 각도에 서 인식한 2대의 카메라)에서 인식하여 영상의 선명도를 높이고, 병렬의 CPU에 서로 다른 기능을 수행 하도록 한다, 여기서는 결함을 발췌하는 기능과 상하 변화량을 검출하는 기능이 동시에 수행된다. 서로 다른 기능으로 수행된 결과는 같은 정보로 조합되고, 조합된 영상을 이용하여 Stereo Image Processing를 거쳐 3차원 영상으로 복원한다. 3차원 영상으로 복원된 영상은 열 방향으로 얻어진 여러 개의 3차원 영상을 합성하여 사용자에게 실물과 같은 영상을 제공하기 위해 Merge기능이 사용된다. 이 알고리즘은 도4와 도5의 설명에 이어 상세히 설명하도록 한다.

먼저, 도4는 본 발명품의 목적을 실현하기 위해 필수 적인 요소들의 연결과 배치에 대한 것이다. 본 시스템은 검출하고자 하는 물체의 폭에 따라 구성과 배열이 다르지만, 그림과 같이 2열을 기준으로 설명하도록 한다.

시스템의 구성 품으로는 2차원 카메라(1-1, 1-2), 광원(2-1, 2-2), Line Beam(3-1, 3-2), Position Sensors(4-1), 병렬 인식 및 처리기 (5-1), Image Viewer(5-2), Remote Viewer(5-3), High Performance Network(6-1), 및 Connection Cables(6-2) 등으로 구성한다.

2차원 카메라(1-1, 1-2)는 한 영역(도5의 A-1 또는 A-2)에 서로 다른 각도로 영상을 수집한다. 한대(1-1-2)는 수직과 45도 에서 30도 위치에 설치한다. 이 카메라는 그림자의 어두운 부분을 집중하여 인식한다. 또 다른 한대의 카메라(도5의 1-1-1)는 수직방향과 수직에서 45도 지점 내에 설치하여 비교적 밝은 영상을 얻도록 한다. 이 두 카메라는 서로 보는 각도가 다르기 때문에 수집된 영상도 서로 다르다. 이는 나중에 Stereo Image Processing을 거쳐 결함영상을 3차원 영상으로 만들 기 위함이다. 이 카메라는 측정하고자 하는 물체의 위치에 따라 이격거리를 달리 할 수 있다. 이격거리가 달라지면 검출성능, 해상도가 달라지며, 시스템의 정확성이 낮아진다. 본 발명에서는 비교적 온도가 낮은 물체에서는 1m내외로 고정한다. 검출성능은 이격거리와 사용하는 카메라의 해상도와 연관되어 있으며, 본 발명에서는 일반적인 사항이므로 생략한다.

광원(2-1, 2-2)은 영상을 수집하는 카메라의 특성에 따라 다를 수 있다. 본 발명에서는 Xenon방식의 Lamp를 사용하였다. 본 발명에서는 광원을 Xenon방식의 Lamps와 Flash rate가 분당 1,000회 이상의 일반 Lamps로 구성한다. 본 발명에서는 광원의 선택을 1,000회 Flash rate per minute, 조도 400Lux이상이며, 기타 사양은 측정하는 물체의 움직이는 속도와 카메라의 인식 주파수에 따라 다양한 방식의 광원을 선별할 수 있다. 본 발명에서는 상기에서 언급한 광원들로 국한하며, 기타 일반 사양은 본 발명의 주요한 내용이 아니므로 생략한다. 광원(2-1, 2-2)은 물체에 주사되는 조도 분포와 물체의 폭에 따라 그 수를 결정한다. 본 발명은 상세한 설명을 위한 일 실시례로서 2개의 광원과 2개의 카메라를 기본으로 설명한다.

Line Beam(3-1, 3-2)은 강한 인공 Beam을 집광하여, 대상물체의 지정된 위치에 가늘고 긴 Beam을 지정된 위치에 주사한다. Line Beam(3-1, 3-2)을 만들기 위해서는 빠른 속도로 Scanning하는 방식이나, 실린더 렌즈를 이용하여 Line Beam을 만드는 방식 모두 가능하다. 이 발명에서는 LASOR를 이용한다. 여러가지 방식이 있으나 본 발명에서는 넓이 2mm이하이고, 폭은 물체의 검사 폭(2,100mm)까지 주사 가능한 모든 센서가 가능하다. 물체의 검사 폭이 2,100mm이상인 경우, 이 Line Beam(3-1, 3-2)의 내부적 구성은 별도의 센서 구성이 필요하다. 따라서 본 발명에서는 Line Beam(3-1, 3-2)이 검사하고자 하는 물체의 표면에 2mm X2,100mm(도5의 B-1)이하로 주사 가능하고, 주사 된 빛의Density Power 1mW이상이면 본 발명의 구성품으로 한다.

Line Beam(3-1, 3-2)에 의해 주사된 도5의 B-1은 , 지정된 위치에 주사하고, 그 지정된 위치를 포함한 영역을 카메라에서 영상 인식한다. 즉 Line Beam(3-1)과 광원(1-1, 1-2)이 동일한 카메라 영상 수집 영역에 주사하고, 이 두 광원간에는 간섭이 없도록 다른 파장대역을 사용한다. 그러면 강한 조도에서도 Line Beam(3-1)이 주사한 빛이 영상에서 구분이 되어 본 발명을 구현할 수 있다.

Position Sensors(4-1)는 움직이는 물체를 인식하기 위한 목적으로 본 발명품의 시작 점을 알리는 신호로 사용한다. 이 신호의 형태는 접점신호나 속도계가 될 수 있다. Position Sensors(4-1)는 접점 신호인 경우 응답시간을 고려하여 설치 위치를 결정하고, 속도계인 경우 이격거리를 계산하여 시간과 거리를 고려한다. 본 발명에서는 시스템의 시작과 끝을 인식하여 연속적인 물체 인식에 사용하기 위해 설치된 것으로, 용도에 따라 제거 될 수도 있다. 그러나 본 발명에서는 Position Sensors(4-1)를 포함하여 구성한다.

병렬 인식 및 처리기 (5-1)는 처리속도가 CPU Clock Speed 100MHz이상이며, Memory는 518MB이상인 일반 컴퓨터로 가능하며, 병렬인식을 위해 Multi-channel의 Frame Grabber나, Single channel의 Frame Grabber를 사용하고, 한대에서 수집된 카메라 영상을 2대의 병렬처리가 가능한 CPU를 이용한다. 즉 도5와 같이 평면 영 상을 수집하는 카메라 2대중 1대(1-1-1)는 Frame Grabber을 내장한 Multi-CPU에서 결함검출을 위한 기능과 Line Beam을 검출하기 위한 기능으로 나누어 각 CPU에서 별도로 수행한다. 이와 별개로 도5와 같이 평면 영상을 수집하는 카메라 2대중 나머지 1대(1-1-2)는 앞에서 구성한 것(1-1-1)과 똑 같이 구성한다. 이렇게 2대의 카메라에서 처리된 영상은 Stereo Image Processing기능을 거치면서 3차원 영상으로 Merge한다. 3차원 영상 정보 중 위치별(X, Y, t) Image Value, 두 영상(1-1-1, 1-1-2) 간의 관계를 규정한 함수 값 등을 Data Storage에 저장한다. 즉 Image영상과 3차원 정보를 저장한다. 여기서 Stereo Image Processing 기능은 본 발명에서는 생략한다. 이 기능은 3차원 영상처리 기술의 일반적인 기술을 적용한 것이다. 본 기능 설명은 알고리즘 설명에서 대신한다.

Image Viewer(5-2)는 3차원 영상 정보를 일정 시간 간격으로 표시하기 위한 기능이다. Remote Viewer(5-3)는 Data Storage에 저장된 영상정보와 3차원 정보를 On-line으로 연결된 곳에서는 3차원 영상으로 볼 수 있도록 한다. High Performance Network(6-1)은 100M~10GBPS의 Network을 말하며 대량의 정보를 서로 주고 받을 수 있는 Network을 말한다. Connection Cables(6-2)은 본체와 광원, 카메라, 기타 여러 센서를 동작하기 위한 Cables을 말한다. 이러한 모든 구성요소와 기능들이 조합되어 본 발명 품을 이루고 있으며, 이는 도4에 표시된 구성을 필요로 한다.

이러한 구성을 전제로 도7과와 같은 알고리즘을 거쳐 3차원 영상정보를 제공한다. 본 발명의 첫번째 요소는 도4와 같은 시스템 구성 요소이고, 두 번째는 도7 과와 같은 시스템 처리에 필요한 기능별 알고리즘이다.

도4를 기본 구성으로 하여 도7의 알고리즘을 상세하게 설명하도록 한다.

먼저 Position Sensors(4-1)를 통해 본 발명품의 시작 점을 인식한다. 본 발명품은 카메라, 광학 장치 등 수명이 한정된 시스템으로 구성되어 있으며, 효율적인 동작을 위해 필요 시 동작이 되도록 Position Sensors(4-1)를 통해 동작한다. Position Sensors(4-1)는 적외선 Photo Diode나 Laser 등 이동 물체의 진입과 존재를 On/Off 스위치와 같이 알 수 있는 장치이다. 이러한 Position Sensors(4-1)가 동작하고, 본 발명품은 동작을 개시한다.

2차원 카메라(1-1, 1-2)에서 영상을 수집하여 Frame Grabber를 통해 연속적으로 여러 장의 2차원 정지 영상을 수집한다. 이러한 2차원 정지 영상은 Multi-Image Processor(5-1)에서 도7과 같은 절차를 거쳐 3차원 정보로 제공된다.

2차원 정지 영상은 기존에 존재하는 잡음 제거 알고리즘 (Gaussian Noise Filter, Low-Pass Filter, Butterfly Filter등)을 거치고, 물체의 존재 여부를 확인하게 된다. 물체의 존재 여부는 지정된 위치에 Gray Level Value가 지정한 Threshold값 이상인 경우로 한다. 여러 가지 방법을 사용할 수 있으며, 본 발명에서는 Gray Label Value, AND or NAND 조건 등을 사용할 수 있다. 지정된 Gray Level Value이상인 경우 물체가 존재한다는 것을 알 수 있다.

물체가 존재하면, 물체의 배경을 제거한다. 이는 물체 표면에 존재하는 결함을 검출하기 위한 것이다. 물체의 배경은 3차원으로 정보 결합 시 사용 가능하다. 그러나 본 발명에서는 배경을 제거하여 결함, Line Beam, Edge Line을 가지고 본 발명의 알고리즘을 적용한다.

배경을 제거한 영상은 저장장치에 기록하고, Multi-Image Processing을 위해 2개의 영상으로 똑 같이 복사한다. 하나의 영상은 결함 정보를 인식하기 위해, 다른 영상 하나는 상하 이동량을 인식하기 위한 것이다. 즉 하나의 카메라에서 수집한 영상은 두개로 복사되어 결함인식을 위한 특징과 상하 변동량을 인식하기 위한 기능으로 나누어져 활용된다.

먼저 영상에서 배경을 제거한 나머지를 결함으로 인식하고, 이 결함을 적절한 영역으로 지정하여 폭, 넓이, Gray label, shape 등과 같은 특징량과 함께, 영상을 Data Base에 저장한다. 그리고, 복사된 다른 영상은 별개의 Processor를 통해 상하 변동량을 계산한다. 복사된 다른 영상은 Line Filtering기능을 거쳐, Line Beam(B-1)을 발췌한다. Line은 구간별로 나누어 지는 경향이 있는데, 이를 연속적인 Line으로 만든다. 직진성을 가진 연속적인 Line은 직선에 비하여, 직진성이 얼마나 벗어났는지를 각 위치별로 계산한다. 계산된 각 위치별로 벗어난 Line은 Pixel당 상하 이격거리를 계산하여, 상하 변동량을 구한다.

결함 정보와 상하 변동량을 저장하고, 이를 3차원 정보로 활용한다. 서로 다른 각도에서 영상을 수집한 두 대의 카메라 (1-1-1, 1-1-2)는 처리된 영상도 다른 값을 가지게 된다. 이를 Stereo Image Processing을 거처 하나의 화면으로 합성한다. 같은 조명에서 다른 각도로 수집한 영상은 결함부분에서 서로 다른 값을 가지게 된다. 각각의 특성이 곧 결함의 특성으로 규정될 수 있다.

즉, 2차원 영상은 서로 다른 각도에서 검출된 Gray Label Value의 관계와 Line Beam에서 계산된 상하 변동량을 조합하여 3차원 정보로 결합이 가능하다. 3차원 영상으로 결합된 영상은 전체 폭을 표시하기 위해 두개의 서로 다른 3차원 영상을 Merge하는데 영상이 중복된 Gap값과 영상의 위치를 이용하여 하나의 전체 영상으로 결합한다. 결합된 영상은 배경과 서로 다른 Gray Label Value에 의해 같은 배색으로 중화하고, 동일한 조건으로 맞추어 준다. 이러한 기능들을 이용함으로써, 동일한 배색으로 만들고, 결함의 Label을 일치시키고, 크기와 배율을 동일하게 하는 등 Rendering기능을 이용하는 것이 가능하게 된다.

본 발명은 물체의 표면에 있는 요철성 표면결함 및 형상을 동시에 3차원정보(가로, 세로, 높이)로 인식하고 처리표시하며, 정보를 저장하고 온라인으로 공유하는 것이 가능토록함으로서 신속 정확한 표면결함 검출과 표면형상 인식을 가능하게 하는 산업적 이용효과가 있다.

Claims (4)

1. 연속적으로 이동하는 물체를 인식하여 시스템을 작동시키도록 된 포지션 센서(4-1)와,

   상기 연속이동 물체의 표면에 물체의 진행방향과 동일한 방향으로 빛이 주사되도록 설치된 광원(2-1) 및 라인빔(3-1)과,

   상기 광원 및 라인빔으로부터 주사된 빛이 물체 표면에 반사되는 것을 서로 다른 각도에서 영상으로 수집하기 위하여 2대의 카메라가 설치된 2차원 카메라 (1-1-1, 1-1-2)와,

   상기 2대의 2차원 카메라에서 수집된 영상으로부터 표면 결함 및 상하 변동량을 인식하고 이들을 조합하여 3차원 정보로 결합하는 병렬인식 및 처리기(5-1)와,

   상기 병렬인식 및 처리기에서 처리된 3차원 영상정보를 일정시간 간격으로 표시하고, 온라인(on-line)으로 연결시키는 이미지뷰어(5-2) 및 리모트뷰어(5-3)로 구성되는 것을 특징으로 하는 표면결함 검출 및 표면형상 인식장치
2. 제1항에 있어서,

   상기 광원 및 2차원 카메라는 이동하는 물체의 크기에 따라 2개이상 설치되는 것을 특징으로 하는 표면결함 검출 및 표면형상 인식장치
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 광원은 수직으로부터 30~60^o 사이의 각도로 빛이 주사되도록 설치되고,

   상기 2차원 카메라를 이루는 2대의 카메라 중 1대는 광원과 90^o 의 각도를 유지하도록 설치되고, 나머지 1대는 수직으로부터 0~60^o 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 표면결함 검출 및 표면형상 인식장치
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 광원은 표면결함 검출용으로서 램프가 사용되며,

   상기 라인 빔은 상하 변동량 검출용으로서 물체표면에 폭 2mm 이하의 레이저빔이 주사되는 것을 특징으로 하는 표면결함 검출 및 표면형상 인식장치

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