KR101186470B1 - Camera measurement system and measurement method using the same - Google Patents

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KR101186470B1 KR20100012937A KR20100012937A KR101186470B1 KR 101186470 B1 KR101186470 B1 KR 101186470B1 KR 20100012937 A KR20100012937 A KR 20100012937A KR 20100012937 A KR20100012937 A KR 20100012937A KR 101186470 B1 KR101186470 B1 KR 101186470B1
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고희동
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황재인
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Abstract

카메라 측정 시스템은, 측정 대상을 향해 광을 조사하는 광원, 상기 측정 대상에서 반사되는 광에 의한 영상이 투영되는 이미지 플레인을 장착한 카메라 및 상기 이미지 플레인에 투영된 영상의 길이를 측정하고, 상기 측정된 영상의 길이를 저장된 수식에 대입하여 상기 측정 대상에 관련되는 수치를 연산하는 수치 연산 장치를 포함한다. 또한, 상기 카메라 측정 시스템을 이용한 측정 방법은, 측정 대상을 향해 광을 조사하는 단계, 상기 측정 대상에서 반사되는 광에 의한 영상이 카메라의 이미지 플레인에 투영되면, 상기 이미지 플레인에 투영된 영상의 길이를 측정하는 단계 및 상기 측정된 영상의 길이를 저장된 수식에 대입하여 측정 대상에 관련되는 수치를 연산하는 단계를 포함한다.The camera measuring system measures a length of an image projected onto the image plane and a camera equipped with a light source that irradiates light toward a measurement object, an image plane on which an image by light reflected from the measurement object is projected, and measuring the measurement And a numerical operation device that calculates a numerical value related to the measurement target by substituting the stored image length into a stored equation. In addition, the measuring method using the camera measuring system, the step of irradiating light toward the measurement object, if the image by the light reflected from the measurement object is projected on the image plane of the camera, the length of the image projected on the image plane And calculating a numerical value related to a measurement target by substituting the measured equation for the length of the measured image.

Description

카메라 측정 시스템 및 이를 이용한 측정 방법{CAMERA MEASUREMENT SYSTEM AND MEASUREMENT METHOD USING THE SAME}Camera measuring system and measuring method using same {CAMERA MEASUREMENT SYSTEM AND MEASUREMENT METHOD USING THE SAME}

본 발명은 광에 의한 카메라 영상으로부터 추출되는 정보를 활용하여, 측정 대상에 관련된 수치를 측정하는 카메라 측정 시스템 및 이를 이용한 측정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a camera measuring system for measuring a numerical value related to a measurement target by using information extracted from a camera image by light and a measuring method using the same.

최근 카메라를 이용하여 물체의 크기를 측정하려는 연구가 진행되어 왔다. 기존 연구에서는, 투시도법(perspective projection) 특성으로 인하여 한 대의 카메라로 길이간의 비율(up to scale)밖에 측정하지 못하였다. 따라서, 기준이 되는 길이를 알고 있다거나, 카메라를 장착한 삼각대(tripod)의 길이를 알고 있다는 조건으로 측정 대상의 길이를 측정하는 방법을 연구하였다. 따라서, 종래의 접근 방법에는 미리 알아야 되는 기준 길이가 필요한 한계가 있었다.Recently, researches on measuring the size of an object using a camera have been conducted. In previous research, only one camera measured up to scale because of the perspective projection. Therefore, the method of measuring the length of a measurement object was studied on the condition that the length used as a reference | standard or the length of the tripod which mounts a camera is known. Therefore, the conventional approach has a limitation that requires a reference length to be known in advance.

상기한 과제를 실현하기 위해서 본 발명은, 광에 의한 카메라 영상으로부터 추출되는 정보를 활용하여 측정 대상에 관련된 수치를 측정하는 카메라 측정 시스템 및 이를 이용한 측정 방법을 제공하고자 한다. In order to realize the above object, the present invention is to provide a camera measuring system for measuring a numerical value related to a measurement target by using information extracted from a camera image by light and a measuring method using the same.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예와 관련된 카메라 측정 시스템은, 측정 대상을 향해 광을 조사하는 광원, 상기 측정 대상에서 반사되는 광에 의한 영상이 투영되는 이미지 플레인을 장착한 카메라 및 상기 이미지 플레인에 투영된 영상의 길이를 측정하고, 상기 측정된 영상의 길이를 저장된 수식에 대입하여 상기 측정 대상에 관련되는 수치를 연산하는 수치 연산 장치를 포함할 수 있다.A camera measuring system according to an embodiment of the present invention for realizing the above object is a camera equipped with a light source for irradiating light toward a measurement object, an image plane on which an image by the light reflected from the measurement object is projected; It may include a numerical calculation device for measuring the length of the image projected on the image plane, and calculates the numerical value related to the measurement object by substituting the length of the measured image into the stored equation.

또한, 상기 측정 대상에 관련되는 수치는, 직사각형 형태를 가진 측정 대상의 변의 길이 또는 상기 카메라 측정 시스템으로부터 측정 대상까지의 거리를 포함할 수 있다.In addition, the numerical value related to the measurement object may include a length of a side of the measurement object having a rectangular shape or a distance from the camera measurement system to the measurement object.

또한, 상기 광원에서 조사되는 광을 반사시켜 상기 측정 대상을 향해 조사시키는 반사 장치를 더 포함할 수 있다.
The apparatus may further include a reflecting device reflecting light emitted from the light source and irradiating the light toward the measurement target.

또한, 상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예와 관련된 카메라 측정 시스템을 이용한 측정 방법은, 측정 대상을 향해 광을 조사하는 단계, 상기 측정 대상에서 반사되는 광에 의한 영상이 카메라의 이미지 플레인에 투영되면, 상기 이미지 플레인에 투영된 영상의 길이를 측정하는 단계 및 상기 측정된 영상의 길이를 저장된 수식에 대입하여 측정 대상에 관련되는 수치를 연산하는 단계를 포함한다. In addition, in the measuring method using a camera measuring system according to an embodiment of the present invention for realizing the above object, the step of irradiating light toward the measurement target, the image of the camera reflected by the light reflected from the measurement target image When projecting on the plane, measuring the length of the image projected on the image plane and substituting the measured length of the image into a stored equation to calculate a numerical value related to the measurement object.

또한, 상기 연산하는 단계는, 직사각형 형태를 가진 측정 대상의 변의 길이 또는 카메라 측정 시스템으로부터 측정 대상까지의 거리를 연산하는 단계를 포함할 수 있다.The calculating may include calculating a length of a side of the measurement target having a rectangular shape or a distance from the camera measurement system to the measurement target.

또한, 상기 조사하는 단계는, 반사 장치를 향해 광을 조사하는 단계 및 상기 반사 장치에서 반사된 광이 측정 대상을 향해 조사되는 단계를 더 포함할 수 있다.
The irradiating may further include irradiating light toward a reflecting device and irradiating light reflected by the reflecting device toward a measurement object.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 일 실시예와 관련된 카메라 측정 시스템 및 이를 이용한 측정 방법은, 미리 알아야 하는 기준 길이 없이 광을 활용하여 측정 대상의 길이를 측정할 수 있는 이점이 있다.
The camera measuring system and the measuring method using the same according to at least one embodiment of the present invention configured as described above have an advantage of measuring the length of a measurement target using light without a reference length to be known in advance.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 카메라 측정 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따라 반사 장치를 포함하는 카메라 측정 시스템의 구성도.
도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따라 사각형 형태를 가지는 측정 대상의 길이를 측정하는 카메라 측정 시스템을 도시하는 도면.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제 4 실시예 및 제 5 실시예에 따라서 측정 대상의 변 위의 일지점으로부터 양 끝점에 대한 비율을 측정하는 카메라 측정 시스템을 도시하는 도면들.
도 5는 본 발명의 제 6 실시예에 따라서 측정 대상까지의 거리를 측정하는 카메라 측정 시스템을 도시하는 도면.
도 6은 본 발명의 제 7 실시예에 따라서 광원이 임의의 각도로 조사되는 카메라 측정 시스템을 도시하는 도면.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 카메라 측정 시스템을 이용한 길이 측정 과정을 도시하는 도면.1 is a block diagram of a camera measuring system according to a first embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram of a camera measurement system including a reflecting apparatus in accordance with a second embodiment of the present invention;
3 is a diagram illustrating a camera measuring system for measuring a length of a measurement target having a rectangular shape according to a third embodiment of the present invention.
4A and 4B are diagrams illustrating a camera measuring system for measuring a ratio from one point of displacement of a measurement object to both endpoints according to the fourth and fifth embodiments of the present invention.
5 shows a camera measurement system for measuring a distance to a measurement object in accordance with a sixth embodiment of the present invention.
6 shows a camera measurement system in which a light source is irradiated at an arbitrary angle according to the seventh embodiment of the present invention.
7 is a diagram illustrating a length measurement process using a camera measurement system according to a first embodiment of the present invention.

이하, 본 발명과 관련된 카메라 측정 시스템 및 이를 이용한 측정 방법에 대해서 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 본 발명이 속한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 도면을 참조 또는 변형하여 상기 구성에 대한 다양한 실시예를 유추할 수 있을 것이나, 본 발명은 상기 유추되는 다양한 실시예를 포함하며 이루어지며, 아래 도면에 도시된 실시예로 그 기술적 특징이 한정되지 아니한다.
Hereinafter, a camera measuring system and a measuring method using the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Those skilled in the art to which the present invention pertains will be able to infer various embodiments of the configuration by referring to or modifying the drawings, but the present invention is made to include the various embodiments inferred, The technical features are not limited to the embodiment shown in the drawings below.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 카메라 측정 시스템의 구성도이다.1 is a block diagram of a camera measurement system according to a first embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 측정 시스템(100)은 광원(110), 카메라(120) 및 수치 연산 장치(130)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a camera measuring system 100 according to an exemplary embodiment of the present invention includes a light source 110, a camera 120, and a numerical calculator 130.

상기 광원(110)은 측정 대상(object)(200)을 향해 광을 조사한다. 상기 광원(110)으로부터 조사되는 광은 상기 측정 대상(200)에서 반사되고, 상기 측정 대상(200)에서 반사된 광은 카메라(120)의 이미지 플레인(image plane)(121)에 상기 측정 대상(200)의 영상을 투영한다. 상기 광원(110)은 회전 가능하도록 장착될 수 있고, 상기 측정 대상(200)을 향해 광을 수직 방향으로 조사하거나 회전에 의해 임의의 각도로 조사할 수 있다. 본 발명의 제 1 실시예에 따른 상기 광원(110)은 레이저 광을 조사하는 레이저 포인터를 포함할 수 있다.The light source 110 irradiates light toward the object 200 to be measured. The light irradiated from the light source 110 is reflected by the measurement target 200, and the light reflected by the measurement target 200 is reflected on the image plane 121 of the camera 120. 200) is projected. The light source 110 may be mounted to be rotatable, and may radiate light toward the measurement target 200 in a vertical direction or at any angle by rotation. The light source 110 according to the first embodiment of the present invention may include a laser pointer for irradiating laser light.

상기 카메라(120)는 장착된 이미지 플레인(image plane)(121)을 포함한다. 상기 이미지 플레인(121)에는 상기 측정 대상(200)으로부터 반사된 광에 의한 영상이 투영된다. 본 발명의 제 1 실시예에 따른 카메라(120)는 수학적으로 핀홀 카메라(pinhole camera)로 모델링 될 수 있다.The camera 120 includes a mounted image plane 121. An image by light reflected from the measurement target 200 is projected onto the image plane 121. The camera 120 according to the first embodiment of the present invention may be mathematically modeled as a pinhole camera.

상기 수치 연상 장치(130)는 상기 카메라(120)의 이미지 플레인(121)에 투영된 영상의 길이를 측정하고, 상기 측정된 영상의 길이를 이용하여 측정 대상에 관련되는 수치를 연산한다. 구체적으로, 상기 수치 연산 장치(130)는 길이 측정 모듈(131), 수식 저장 모듈(132) 및 수치 연산 모듈(133)을 포함할 수 있다. 상기 길이 측정 모듈(131)은 상기 이미지 플레인(121)에 투영된 영상의 길이를 측정하여 상기 수식 저장 모듈(132)을 통해 수치 연산 모듈(133)로 전달한다. 상기 수치 연산 모듈(133)은 상기 수식 저장 모듈(132)로부터 측정하고자하는 수치에 필요한 수식을 인출하고, 인출된 수식에 상기 길이 측정 모듈(131)로부터 전달된 길이 정보를 입력하여 측정해야 할 수치를 연산한다.The numerical associating apparatus 130 measures the length of the image projected on the image plane 121 of the camera 120 and calculates a numerical value related to the measurement object by using the measured image length. In detail, the numerical calculator 130 may include a length measuring module 131, a formula storing module 132, and a numerical calculating module 133. The length measuring module 131 measures the length of the image projected on the image plane 121 and transmits the length of the image to the numerical calculation module 133 through the mathematical storage module 132. The numerical calculation module 133 draws a formula required for the numerical value to be measured from the formula storing module 132, and inputs the length information transmitted from the length measuring module 131 to the extracted formula to measure the numerical value. Calculate

상기 수식 저장 모듈(132)에는 카메라 모델의 기본 정의가 저장된다. 구체적으로, 상기 수식 저장 모듈(132)은 2차원 점을 m=[u, v]T, 3차원 점을 M=[X, Y, Z]T와 같이 표시하여 저장할 수 있다. 그리고 각각의 점에 대한 동치 좌표계(homogeneous coordinate)에서 점들은

Figure 112010009422912-pat00001
,
Figure 112010009422912-pat00002
로 표시하여 저장할 수 있다. 본 발명의 제 1 실시예에 따라 카메라 측정 시스템(100)이 핀홀 카메라로 모델링되는 경우, 3차원 점 M과 상기 점 M이 이미지 플레인(121)에 투영된 카메라 이미지 점 m과의 관계는 아래와 같이 표시될 수 있다.The equation storage module 132 stores a basic definition of a camera model. Specifically, the equation storage module 132 may store two-dimensional points as m = [u, v] T and three-dimensional points as M = [X, Y, Z] T. And the points in the homogeneous coordinate for each point
Figure 112010009422912-pat00001
,
Figure 112010009422912-pat00002
Can be marked and saved. When the camera measurement system 100 is modeled as a pinhole camera according to the first embodiment of the present invention, the relationship between the three-dimensional point M and the camera image point m projected on the image plane 121 is as follows. Can be displayed.

Figure 112010009422912-pat00003
Figure 112010009422912-pat00003

Figure 112010009422912-pat00004
Figure 112010009422912-pat00004

여기서, 상기 s는 임의의 스케일 요소(scale factor)이고, (R,t)는 카메라 회전(rotation) 및 변형(translation)을 나타내는 카메라의 외부 변수(extrinsic parameter)로 외부 좌표계(world coordinate)와 카메라 좌표계(camera coordinate)의 관계를 나타낸다. 상기

Figure 112010009422912-pat00005
는 카메라의 내부 변수(intrinsic parameter)로, (u0, v0)는 주점(principal point)으로, α,β는 이미지의 u, v축 방향으로의 스케일 요소로 정의되어 저장된다. γ는 두 개의 이미지 축의 왜곡(skew)을 나타내는 변수이다. 상기 수식 저장 모듈(132)에는 상기 내부 변수 행렬인
Figure 112010009422912-pat00006
가 미리 저장되어 있다. 또한, 상기 수식 저장 모듈(132)에는 이하 실시예에서 설명되는 측정 대상이 상기 카메라와 평행한 상태인 경우에서의 측정 대상의 길이 측정, 상기 측정 대상이 상기 카메라와 평행하지 않은 상태인 경우에서의 측정 대상의 길이 측정, 측정 대상의 일지점까지의 비율 측정 및 측정 대상까지의 거리 측정 등에 필요한 수식이 저장되어 있다.Here, s is an arbitrary scale factor, and (R, t) is an external parameter of the camera representing camera rotation and translation, and the world coordinate and the camera. Represents a relationship of camera coordinates. remind
Figure 112010009422912-pat00005
Is an intrinsic parameter of the camera, (u 0 , v 0 ) is defined as a principal point, and α and β are defined as scale elements in the u and v axis directions of the image. γ is a variable representing skew of two image axes. The equation storage module 132 is the internal variable matrix
Figure 112010009422912-pat00006
Is pre-stored. In addition, the formula storage module 132 measures the length of the measurement target when the measurement target described in the following embodiments is parallel to the camera, and when the measurement target is not parallel to the camera. Formulas necessary for measuring the length of the measurement target, measuring the ratio to one point of the measurement target, and measuring the distance to the measurement target are stored.

상기 카메라 측정 시스템(100)은 휴대용 카메라, pc 카메라 또는 카메라 폰 등에 적용될 수 있다. 또한, 상기 카메라 측정 시스템(100)을 이동식 카메라 등에 장착하여 크기 측정과 텍스처의 두가지 기능을 동시에 수행하도록 함으로써, 실제 환경의 3차원 모델링(예, *** earth, virtual earth)에 활용될 수 있다.The camera measurement system 100 may be applied to a portable camera, a PC camera, or a camera phone. In addition, by mounting the camera measuring system 100 to a mobile camera to perform both functions of the size measurement and texture at the same time, it can be used for three-dimensional modeling (eg, *** earth, virtual earth) of the real environment.

상기 카메라 측정 시스템(100)이 길이를 측정하게 되는 측정 대상(object)(200)은 직사각형 등 다양한 형태를 가질 수 있으며, 다양한 곳에 위치할 수 있다.
The object 200 for measuring the length of the camera measuring system 100 may have various shapes such as a rectangle and may be located at various locations.

도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따라 반사 장치를 포함하는 카메라 측정 시스템의 구성도이다. 2 is a block diagram of a camera measuring system including a reflecting apparatus according to a second exemplary embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 도 1의 제 1 실시예에 따른 카메라 측정 시스템(100)에 반사 장치(140)가 더 포함된다. 상기 반사 장치(140)는 상기 광원(110)에서 조사되는 광의 방향을 제어하기 위한 장치이다. 구체적으로, 상기 광원(110)에서 조사되는 광은 상기 반사 장치(140)에서 반사되어 상기 측정 대상(200)으로 조사된다. 상기 반사 장치(140)의 예에는 거울 또는 프리즘이 포함될 수 있다.
Referring to FIG. 2, the reflecting apparatus 140 is further included in the camera measuring system 100 according to the first embodiment of FIG. 1. The reflective device 140 is a device for controlling the direction of light emitted from the light source 110. Specifically, the light irradiated from the light source 110 is reflected by the reflecting device 140 is irradiated to the measurement target 200. Examples of the reflecting device 140 may include a mirror or a prism.

도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따라 직사각형 형태를 가지는 측정 대상의 길이를 측정하는 카메라 측정 시스템을 도시하는 도면이다.3 is a diagram illustrating a camera measurement system for measuring a length of a measurement target having a rectangular shape according to a third embodiment of the present invention.

도 3a 및 도 3b는 각각 상기 측정 대상(200)이 상기 카메라의 이미지 플레인(121)고 평행하도록 위치하는 경우, 상기 카메라의 이미지 플레인(121)에 투영된 영상을 이용하여 직사각형 형태를 가진 측정 대상(200)의 변의 길이를 측정하는 과정을 측면에서 도시하는 도면 및 위에서 바라본 도면이다. 상기 측정 대상(200)의 A,B 사이의 거리를 측정하고자 하는 경우, 상기 A,B 사이의 거리를

Figure 112011073135319-pat00007
으로 지정한다. 상기 측정 대상(200)의 선 AB를 상기 카메라의 광축(optical axis)이 존재하는 평면에 평행하게 투영시킨 선을 선 EF라고 하면, 상기 선 EF의 길이는 상기 선 AB의 길이인
Figure 112011073135319-pat00008
과 동일해진다. 이 때, 카메라의 중심(O)으로부터 공간에 존재하는 측정 대상(200)까지의 거리를 z라고 하고, 선 EF가 상기 이미지 플레인(121)에 투영된 영상의 선 ab의 길이를
Figure 112011073135319-pat00009
라고 하면, 아래 수학식 2가 성립된다. 3A and 3B illustrate a measurement object having a rectangular shape by using an image projected onto the image plane 121 of the camera when the measurement object 200 is positioned parallel to the image plane 121 of the camera. The figure which shows the process of measuring the length of the side of 200, and the figure seen from the top. When the distance between A and B of the measurement target 200 is to be measured, the distance between A and B is measured.
Figure 112011073135319-pat00007
To be specified. A line in which the line AB of the measurement target 200 is projected in parallel to the plane where the optical axis of the camera exists is called line EF, and the length of the line EF is the length of the line AB.
Figure 112011073135319-pat00008
Becomes the same as At this time, the distance from the center O of the camera to the measurement target 200 existing in the space is z, and the length of the line ab of the image projected on the image plane 121 is the line EF.
Figure 112011073135319-pat00009
Then, Equation 2 below is established.

Figure 112010009422912-pat00010
Figure 112010009422912-pat00010

Figure 112010009422912-pat00011
Figure 112010009422912-pat00011

따라서, 상기 수학식 2가 상기 카메라 측정 시스템에 저장되어 있는 경우에는, 상기 카메라의 이미지 플레인(121)에 투영된 영상의 선 ab 길이를 대입하여, 상기 측정 대상(200)의 선 AB 길이를 연산할 수 있다.
Therefore, when Equation 2 is stored in the camera measurement system, the line AB length of the measurement target 200 is calculated by substituting the line ab length of the image projected on the image plane 121 of the camera. can do.

또한, 도 3c 및 도 3d는 각각 상기 측정 대상(200)이 상기 카메라의 이미지 플레인(121)과 평행하지 않도록 위치하는 경우, 상기 카메라의 이미지 플레인(121)에 투영된 영상을 이용하여 직사각형 형태를 가진 측정 대상(200)의 변의 길이를 측정하는 과정을 측면에서 도시하는 도면 및 위에서 바라본 도면이다. 만약, 상기 측정 대상(200)이 상기 카메라의 이미지 플레인(121)과 평행하지 않도록 위치하는 경우는, 상기 측정 대상의 지점까지의 거리를 이용하여 아래와 같이 상기 측정 대상(200)의 길이를 연산할 수 있다. 좌표 계산을 위해서 외부 좌표계(world coordinate)의 중심을 카메라의 중심(O)과 일치시키면, 상기 이미지 플레인(121)에 투영된 카메라 이미지 점과의 관계인 수학식 1에서 R=I이고, t=0이 된다. 따라서, 점 A의 좌표와 이미지 플레인(121)에 투영된 점 a의 좌표 사이의 관계는 아래와 같다.3C and 3D, when the measurement target 200 is positioned so as not to be parallel to the image plane 121 of the camera, the rectangular shape is formed by using an image projected onto the image plane 121 of the camera. The figure which shows the process of measuring the length of the side of the excitation measurement target 200 from the side, and the figure seen from the top. If the measurement target 200 is positioned so as not to be parallel to the image plane 121 of the camera, the length of the measurement target 200 may be calculated using the distance to the point of the measurement target as follows. Can be. If the center of the world coordinate is coincident with the center of the camera (O) for the calculation of coordinates, R = I in Equation 1, which is a relationship with the camera image point projected on the image plane 121, t = 0 Becomes Therefore, the relationship between the coordinate of the point A and the coordinate of the point a projected on the image plane 121 is as follows.

Figure 112010009422912-pat00012
Figure 112010009422912-pat00012

Figure 112010009422912-pat00013
Figure 112010009422912-pat00013

여기서, sa는 (R,t)가 위와 같이 정해졌기 때문에 점 A까지의 거리인 za와 동일하게 된다. 같은 방법은 점 B에 적용하면 아래와 같다.Here, s a is equal to z a , which is the distance to point A because (R, t) is determined as above. The same method is applied to point B as follows.

Figure 112010009422912-pat00014
Figure 112010009422912-pat00014

따라서, 선 AB의 길이는 위에서 구한 좌표들을 이용하여 아래와 같이 연산할 수 있다.Therefore, the length of the line AB can be calculated as follows using the coordinates obtained above.

Figure 112010009422912-pat00015
Figure 112010009422912-pat00015

따라서, 상기 수학식 3, 수학식 4 및 수학식 5가 상기 카메라 측정 시스템에 저장되어 있는 경우에는, 상기 카메라 중심(O)에서 측정 대상(200)의 각 지점 A,B 까지의 거리를 대입하여, 상기 측정 대상(200)의 선 AB 길이를 연산할 수 있다.
Therefore, when Equation 3, Equation 4 and Equation 5 are stored in the camera measurement system, the distance from the camera center O to each point A and B of the measurement target 200 is substituted. The length AB of the measurement target 200 may be calculated.

상기 측정 대상(200)이 상기 카메라의 이미지 플레인(121)에 평행하지 않도록 위치하는 경우에는 상기 수학식 5의 방법 이외에도 상기 선 AB 상의 임의의 한 점까지의 거리와 상기 임의의 한 점을 중심으로 A,B 각각의 지점까지의 비율을 이용하여 길이를 연산할 수 있다. When the measurement target 200 is located so as not to be parallel to the image plane 121 of the camera, in addition to the method of Equation 5, the distance to any one point on the line AB and the arbitrary one point are centered. The length can be calculated using the ratio to each point of A and B.

선 AB 상에서 임의의 점을 C라고 하고, C에서 각각 A,B까지의 거리의 비율을 각각 ra, rb (ra+rb=1) 라고 하는 경우, 점 C는 아래와 같이 정의될 수 있다.Let C be any point on line AB and the ratio of the distances from C to A and B, respectively, r a , r b In the case of (r a + r b = 1), the point C may be defined as follows.

Figure 112010009422912-pat00016
Figure 112010009422912-pat00016

여기서, λa=rb, λb=ra가 된다. 점 C까지의 거리를 zc라고 하면, 수학식 3 및 수학식 4에 따라서

Figure 112010009422912-pat00017
,
Figure 112010009422912-pat00018
및
Figure 112010009422912-pat00019
이 된다.Here, lambda a = r b and lambda b = r a . If the distance to the point C is z c , according to the equations (3) and (4)
Figure 112010009422912-pat00017
,
Figure 112010009422912-pat00018
And
Figure 112010009422912-pat00019
.

이를 수학식 6에 대입하고, 양변에서

Figure 112010009422912-pat00020
를 소거하면 아래와 같이 정리된다.Substituting this in Equation 6,
Figure 112010009422912-pat00020
If you delete, it is arranged as follows.

Figure 112010009422912-pat00021
Figure 112010009422912-pat00021

상기 수학식 7의 양변에

Figure 112010009422912-pat00022
를 ×(cross product) 연산하면
Figure 112010009422912-pat00023
와 같이 되고, 이를 정리하면 아래와 같다.On both sides of the equation (7)
Figure 112010009422912-pat00022
If you compute × (cross product)
Figure 112010009422912-pat00023
Becomes like this.

Figure 112010009422912-pat00024
Figure 112010009422912-pat00024

같은 방식으로 수학식 7의 양변에

Figure 112010009422912-pat00025
를 ×(cross product) 연산하면
Figure 112010009422912-pat00026
와 같이 되고, 이를 정리하면 아래와 같다.In the same way on both sides of equation (7)
Figure 112010009422912-pat00025
If you compute × (cross product)
Figure 112010009422912-pat00026
Becomes like this.

Figure 112010009422912-pat00027
Figure 112010009422912-pat00027

수학식 8 및 수학식 9를 수학식 3 및 수학식 4에 대입한 후, 이를 수학식 5에 적용하면 아래와 같이 정리될 수 있다.Substituting Equations 8 and 9 into Equations 3 and 4 and applying it to Equations 5 may be arranged as follows.

Figure 112010009422912-pat00028
Figure 112010009422912-pat00028

따라서, 상기 수학식 10이 상기 카메라 측정 시스템에 저장되어 있는 경우에는, 상기 카메라의 중심(O)에서 측정 대상(200)의 일지점까지의 거리 zc및 점 C에서 양 끝점 A, B까지의 비율을 대입하여, 상기 측정 대상(200)의 선 AB 길이를 연산할 수 있다.
Therefore, when Equation 10 is stored in the camera measuring system, the distance z c and the point C from the center O of the camera to one point of the measurement target 200 from the point C to the both end points A and B By substituting a ratio, the line AB length of the measurement target 200 can be calculated.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제 4 실시예 및 제 5 실시예에 따라서 측정 대상의 변 위의 일지점으로부터 양 끝점에 대한 비율을 측정하는 카메라 측정 시스템을 도시하는 도면들이다.4A and 4B are diagrams illustrating a camera measuring system for measuring a ratio from one point of displacement of a measurement object to both endpoints according to the fourth and fifth embodiments of the present invention.

도 4a는 소실점을 이용하여 직선의 비율을 측정하는 카메라 측정 시스템을 도시하는 도면이고, 도 4b는 동치 그래프(homography)를 이용하여 직선의 비율을 측정하는 카메라 측정 시스템을 도시하는 도면이다.4A is a diagram illustrating a camera measurement system for measuring the ratio of straight lines using a vanishing point, and FIG. 4B is a diagram for a camera measurement system for measuring the ratio of straight lines using a homology graph.

도 4a를 참조하면, 직사각형 형태를 갖는 측정 대상(직사각형 ABED)를 카메라로 투영한 경우, 직사각형의 한변인 직선 AB위에 점 C로부터 각각의 양 끝점인 A,B까지의 비율을 각각 ra, rb (ra+rb=1)라고 하면, 상기 각각의 비율은 아래와 같이 나타낼 수 있다.Referring to Figure 4a, when the projection of the measuring object (rectangle ABED) having a rectangular shape with a camera, wherein each of the two end point from the point C on the one side a straight line AB of the rectangle A, the ratio of A to B respectively, r a, r b If (r a + r b = 1), each of the above ratios can be expressed as follows.

Figure 112010009422912-pat00029
Figure 112010009422912-pat00029

Figure 112010009422912-pat00030
Figure 112010009422912-pat00030

이때, 3차원 상에서 직선 AB와 직선 DE가 평행하므로, 이미지 플레인 영상에서의 상기 두 직선의 연장선은 소실점에서 만나게 된다. 제 1 소실점을 VX라고 하고, 이미지 플레인 영상에서 교차 비율(cross ratio)을 보존하는 특성을 이용하여 아래와 같이 정리할 수 있다.At this time, since the straight line AB and the straight line DE are parallel in three dimensions, the extension lines of the two straight lines in the image plane image meet at the vanishing point. The first vanishing point is referred to as V X , and can be summarized as follows using the property of preserving the cross ratio in the image plane image.

Figure 112010009422912-pat00031
Figure 112010009422912-pat00031

여기서, vx, a, b, c는 각각 Vx, A, B, C의 점들이 카메라의 이미지 플레인의 영상에 투영된 점들이다. 이 때, Vx는 ∞에 있으므로, 상기 수학식 12는 아래와 같이 정리될 수 있다.Here, v x , a, b, and c are points at which the points of V x , A, B, and C are projected onto the image of the image plane of the camera. At this time, since V x is at ∞, Equation 12 can be summarized as follows.

Figure 112010009422912-pat00032
Figure 112010009422912-pat00032

Figure 112010009422912-pat00033
Figure 112010009422912-pat00033

따라서, 수학식 6, 수학식 11 및 수학식 13을 통해 λa= r, λb=1-r이 된다. 이 때, 상기 측정 대상이 직사각형 형태를 가지고 있으므로, 직선 AB 및 직선 FG의 길이는 동일하다. Accordingly, lambda a = r and lambda b = 1-r through equations (6), (11) and (13). At this time, since the measurement object has a rectangular shape, the lengths of the straight lines AB and the straight lines FG are the same.

같은 방법으로, 직선 AD 및 직선 BE가 만드는 소실점을 Vy라고 하면, 직선 VyC와 직선 FG가 만나는 점 H도 직선 FG를 상기와 같은 비율로 나누게 된다. 따라서, 위에서 도출한 수학식을 직선 FG에 적용할 수 있다.
In the same way, if the vanishing point created by the straight line AD and the straight line BE is V y , the point H where the straight line V y C and the straight line FG meet also divides the straight line FG by the above ratio. Therefore, the above-described equation can be applied to the straight line FG.

도 4b는 측정 대상인 직사각형 ABED를 정사각형 A'B'E'D'로 매핑하는 동치 그래프(homography) 또는 투영 변형(projective transformation)을 통해 직선상의 비율을 측정한다. 상기 매핑된 정사각형 A'B'E'D'의 각 꼭지점의 좌표를(0,0), (1,0), (1,1) 및 (0,1)으로 가정하면, 직접선형변환(DLT: Direct Linear Transformation) 방법을 통해 변형값을 구할 수 있다.FIG. 4B measures a linear ratio through a homology graph or projective transformation that maps a rectangular ABED to be measured as a square A'B'E'D '. Assuming that the coordinates of the vertices of the mapped square A'B'E'D 'are (0,0), (1,0), (1,1) and (0,1), the direct linear transformation (DLT) Transformation value can be obtained through Direct Linear Transformation.

투영 변형은 교차 비율(cross ratio)을 보존하는 특성이 있으므로, 수학식 12는 아래와 같이 정리된다.Since the projection deformation has a property of preserving the cross ratio, Equation 12 is summarized as follows.

Figure 112010009422912-pat00034
Figure 112010009422912-pat00034

여기서, Vx는 직선 A'B' 및 직선 D'E'가 이루는 소실점으로, 두 직선이 평행하므로 ∞을 대입할 수 있다. 따라서, 수학식 13은 아래와 같이 정리된다.Here, V x is a vanishing point formed by the straight lines A'B 'and the straight lines D'E', and since the two straight lines are parallel, ∞ can be substituted. Therefore, Equation 13 is summarized as follows.

Figure 112010009422912-pat00035
Figure 112010009422912-pat00035

Figure 112010009422912-pat00036
Figure 112010009422912-pat00036

이때, 직선 A'B'의 길이는 1이며, 따라서 r은

Figure 112010009422912-pat00037
이 된다. At this time, the length of the straight line A'B 'is 1, so r is
Figure 112010009422912-pat00037
.

따라서, 상기 수학식 6, 수학식 10, 수학식 11 및 수학식 15가 저장된 상태에서, 3차원 공간상에 존재하는 직사각형 내부의 한점(H)까지의 거리를 대입하면, 상기 수학식 6, 수학식 11 및 수학식 15를 통해 점 H가 직선 FG를 나누는 비율을 알 수 있고, 따라서, 수학식 10을 이용해 직사각형의 한변의 길이까지 구할 수 있게 된다.
Therefore, in the state where the equations (6), (10), (11) and (15) are stored, substituting the distance to one point H in the rectangle existing in the three-dimensional space, the equation (6) Equations 11 and 15 show the rate at which the point H divides the straight line FG. Thus, it is possible to obtain the length of one side of the rectangle using Equation 10.

만약, 비율을 구하려는 직선이 사각형의 한변이 아닌 경우에는 주변에 같은 평면을 구성할 수 있는 다른 임의의 선분을 선택하고, 대상과 직선을 이용하여 가상의 사각형을 만들어 위와 같은 투영 변형을 적용하여 길이 또는 비율을 연산할 수 있다.
If the straight line is not one side of the rectangle, select another arbitrary line segment that can form the same plane around it, and make a virtual rectangle using the target and straight line to apply the projection transformation as above. Alternatively, the ratio can be calculated.

도 5는 본 발명의 제 6 실시예에 따라서 측정 대상까지의 거리를 측정하는 카메라 측정 시스템을 도시하는 도면이다.5 is a diagram illustrating a camera measurement system for measuring a distance to a measurement object according to the sixth embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 카메라의 중심(O)에서 B만큼 거리를 두고 광원(110)을 설치한다. 이 때, 상기 광원(110)은 측정 대상(200)을 향해 카메라 중심(O)에서의 광축과 평행하고 상기 측정 대상(200)에 수직으로 조사되도록 배치된다. 상기 광원(110)이 측정 대상(200) 위의 P점으로 조사되어, 상기 카메라의 이미지 플레인(121)에 투영된 점을 p라고 한다. 또한, 상기 카메라 중심(O)에서의 광축이 각각 상기 측정 대상(200)과 만나는 점을 C, 상기 카메라의 이미지 플레인(121)과 만나는 점을 c라고 하는 경우, 형성되는 삼각형 Ocp 및 OCP는 닮은꼴이 된다. 따라서, 아래와 같은 식이 성립한다.Referring to FIG. 5, the light source 110 is installed at a distance B from the center O of the camera. In this case, the light source 110 is disposed to be parallel to the optical axis at the camera center O toward the measurement target 200 and to be perpendicular to the measurement target 200. The point at which the light source 110 is irradiated to the point P on the measurement target 200 and projected onto the image plane 121 of the camera is referred to as p. In addition, when the point where the optical axis at the camera center O meets the measurement target 200 is C, and the point where the optical axis meets the image plane 121 of the camera is c, the triangles Ocp and OCP formed are similar. It will look like. Therefore, the following equation holds.

Figure 112010009422912-pat00038
Figure 112010009422912-pat00038

여기서, f는 카메라 측정 시스템의 초점 길이(focal length), b는 c와 p 사이의 거리, z는 카메라 측정 시스템으로부터 측정 대상 위의 P 점과의 거리이다. 상기 수학식 16이 저장된 상태에서, f 및 B는 미리 알 수 있는 값이므로 미리 저장되고, b는 상기 이미지 플레인에 투영된 영상에서 측정할 수 있는 값이므로 이를 측정하여 저장된 수식에 대입하면, 측정 대상(200) 위의 점 P까지의 거리 z를 연산할 수 있다. 즉, 영상에서의 점 p의 위치를 통해 상기 카메라 측정 시스템 및 측정 대상 사이의 거리 z를 연산할 수 있게 된다.
Where f is the focal length of the camera measurement system, b is the distance between c and p, and z is the distance from the camera measurement system to the point P on the measurement object. In the state in which Equation 16 is stored, f and B are values that can be known in advance, and are stored in advance, and b is a value that can be measured in an image projected on the image plane. The distance z to point P above 200 can be calculated. That is, the distance z between the camera measuring system and the measurement target may be calculated based on the position of the point p in the image.

도 6은 본 발명의 제 7 실시예에 따라서 광원이 임의의 각도로 조사되는 카메라 측정 시스템을 도시하는 도면이다.6 is a diagram illustrating a camera measurement system in which a light source is irradiated at an arbitrary angle according to the seventh embodiment of the present invention.

상기 도 5의 제 6 실시예에 따른 카메라 측정 시스템에서, 만약 측정 대상이 무한대에 있을 경우에는 점 p가 점 c로 수렴되고, 상기 카메라 중심(0)에서부터 측정 대상과의 거리가 z0가 될 때까지 측정 대상이 가까이 오는 경우에는 점 p가 상기 이미지 플레인의 가장 우측에 위치하게 되어, 거리 측정에는 이미지 플레인의 영상 중 오른쪽 부분 밖에 사용할 수 없게되므로, 제 7 실시예에 따른 측정 방법을 제공한다.In the camera measuring system according to the sixth embodiment of FIG. 5, when the measurement target is at infinity, the point p converges to the point c, and the distance from the camera center 0 to the measurement target is z 0 . When the object to be measured is near, the point p is located at the rightmost side of the image plane, and only the right side of the image of the image plane can be used for distance measurement, thereby providing a measuring method according to the seventh embodiment. .

도 6을 참조하면, 상기 광원(110)이 측정 대상(200)에 조사되는 지점이 카메라의 이미지 플레인(121)의 영상에서 가장 우측에 위치하도록 측정 대상(200) 위치를 조정하여 D0을 측정한다. 이 때, 상기 측정 대상(200)까지의 거리는 수학식 16과 같이

Figure 112010009422912-pat00039
를 통해 연산할 수 있다. 이 후, 상기 측정 대상(200)에 조사되는 지점이 카메라의 이미지 플레인(121)의 영상에서 중앙에 위치하도록 측정 대상의 위치를 조정하여 이동 거리 z1을 측정한다. 수학식 15에서와 같이, 점 P에서의 수학식을 정리하면 아래와 같다.Referring to FIG. 6, D 0 is measured by adjusting the position of the measurement target 200 such that the point where the light source 110 is irradiated to the measurement target 200 is located at the rightmost side in the image of the image plane 121 of the camera. do. At this time, the distance to the measurement target 200 is shown in Equation 16
Figure 112010009422912-pat00039
Can be calculated through Thereafter, the moving distance z 1 is measured by adjusting the position of the measurement target so that the point irradiated to the measurement target 200 is positioned at the center of the image of the image plane 121 of the camera. As in Equation 15, the equation at the point P is summarized as follows.

Figure 112010009422912-pat00040
Figure 112010009422912-pat00040

여기서, D는 카메라 중심(O)에서의 광축이 상기 측정 대상(200)과 만나는 점 C와 점 P 사이의 거리이다. 또한, 삼각형 QPC 및 삼각형 QTS가 닮은꼴이므로, 아래와 같은 수학식이 성립한다.Here, D is a distance between the point C and the point P where the optical axis at the camera center O meets the measurement target 200. Further, since the triangle QPC and the triangle QTS are similar, the following equation holds.

Figure 112010009422912-pat00041
Figure 112010009422912-pat00041

상기 수학식 18에서,

Figure 112010009422912-pat00042
는 미리 구해놓은 값으로 미리 저장될 수 있다. 수학식 17 및 수학식 18에서 미지수 D를 소거한 후, 이를 z에 대해서 정리하면 아래와 같은 수학식이 성립한다. In Equation 18,
Figure 112010009422912-pat00042
May be stored in advance as a previously obtained value. After eliminating the unknown D in equations (17) and (18) and arranging them for z, the following equations are established.

Figure 112010009422912-pat00043
Figure 112010009422912-pat00043

즉, 상기 카메라 측정 시스템에 상기 수학식이 저장되어 있고, 이미지 플레인(121) 영상에서의 점 p와 점 c 사이의 거리 b를 측정하여, 대입하면 카메라 중심(O)으로부터 측정 대상(200) 사이의 거리 z를 연산할 수 있다. That is, the equation is stored in the camera measurement system, and the distance b between the point p and the point c in the image plane 121 image is measured, and when substituted, the distance between the camera center O and the measurement target 200 is measured. The distance z can be calculated.

만약, 점 P가 이미지 플레인(121) 영상에서 중앙보다 오른쪽에 있는 경우에는 왼쪽에 있는 경우와 같이 수학식 19를 이용하여 거리를 구한 다음, 이를 점 Q에 대해서 대칭 이동한 것으로 z-zc거리 만큼을 zc에서 뺄셈하여 z'=2zc-z을 연산할 수 있다.If the point P is on the right side of the image in the image plane 121 image, the distance is obtained by using Equation 19, as shown on the left side, and then flipped by the distance zz c as the distance from the point Q. by subtraction from the z c it can be calculated for z '= 2z c -z.

제 7 실시예와 같이 광원(110)을 카메라 방향으로 회전시켜 임의의 각도로 조사되도록하면, 이미지 플레인(121)의 영상 전체를 측정에 이용할 수 있고, 거리 해상도를 높일 수 있다. 이 때, 광원(110)의 회전을 광의 진행 방향이 카메라 화각(field of view)의 왼쪽 경계선과 평행하도록하여, 측정 대상이 무한대에 위치하더라도 광이 상기 측정 대상에 조사될 수 있게 된다. 이 경우, 상기 광의 진행 방향이 카메라 화각의 왼쪽 경계선을 지나가게 되면, 일정 거리 이상에서는 광이 측정 대상으로 조사되지 못하게 되고, 반대로 광의 진행방향이 카메라 화각의 왼쪽 경계선보다 덜 회전하게 되면, 상기 측정에 영상의 일부만 사용하게 되어 해상도가 떨어지게 된다. As in the seventh embodiment, when the light source 110 is rotated toward the camera to be irradiated at an arbitrary angle, the entire image of the image plane 121 can be used for measurement, and the distance resolution can be increased. At this time, the rotation of the light source 110 is made so that the traveling direction of the light is parallel to the left boundary of the camera field of view, so that the light can be irradiated to the measurement object even if the measurement object is positioned at infinity. In this case, when the traveling direction of the light passes the left boundary of the camera angle of view, the light is not irradiated to the measurement target more than a certain distance, on the contrary, if the traveling direction of the light rotates less than the left boundary of the camera angle of view, the measurement Because only part of the image is used, the resolution is reduced.

상기 측정 대상의 길이 측정시, 측정 대상이 보이는 구간 등 미리 기준 거리를 설정한 후, 광원을 회전시키는 방법도 고려될 수 있다. 또한, 장거리에서도 사용될 수 있도록 광원에서 조사되는 빛이 멀리 갈수록 퍼지도록 하여 장거리에서도 영상이 보일 수 있도록 하는 방법도 고려될 수 있다.When measuring the length of the measurement target, a method of rotating a light source after setting a reference distance in advance such as a section in which the measurement target is visible may also be considered. In addition, a method of allowing an image to be viewed at a long distance by spreading the light emitted from the light source so that it can be used at a long distance can be considered.

또한, 측정대상까지의 거리를 측정하는 방법으로는 카메라에서 렌즈의 위치를 변경시켜 초점 거리(f)를 조절하면서, 영상에 포커스(focus)를 맞춘 후, 초점 거리(f)를 이용하여 영상 중앙의 점 등을 포함하는 영상 위의 한 점까지의 거리를 측정하는 방법도 사용할 수 있다. 상기와 같은 초점 거리(f)를 이용한 방법은 광원 등의 추가 장치 없이 영상 위의 한 점까지의 거리를 측정할 수 있는 이점이 있다.In addition, as a method of measuring the distance to the measurement target, the camera adjusts the focal length f by changing the position of the lens, adjusts the focus to the image, and then uses the focal length f to center the image. A method of measuring the distance to a point on an image including a point and the like may also be used. The method using the focal length f as described above has an advantage of measuring a distance to a point on an image without an additional device such as a light source.

또한, 레이저 거리 측정기를 이용하여, 레이저가 조사되는 광원과 측정 대상 사이의 거리를 측정하는 방법도 사용할 수 있다.
Moreover, the method of measuring the distance between the light source to which a laser is irradiated, and a measurement object can also be used using a laser range finder.

도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 카메라 측정 시스템을 이용한 길이 측정 과정을 도시하는 도면이다.7 is a diagram illustrating a length measurement process using a camera measurement system according to a first embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 측정 대상을 향해 광을 조사하여(S710), 상기 측정 대상에서 반사되는 광이 카메라의 이미지 플레인에 투영되면(S720), 상기 이미지 플레인에 투영된 영상의 길이를 측정한다(S730). 이 후, 상기 측정된 영상의 길이를 저장된 수식에 대입하여 측정 대상에 관련된 수치를 연산한다(S740).Referring to FIG. 7, when the light reflected from the measurement target is projected onto the image plane of the camera (S720), the length of the image projected on the image plane is measured (S710). S730). Subsequently, the numerical value related to the measurement target is calculated by substituting the measured equation length into the stored equation (S740).

이 때, 상기 S710 단계는, 반사 장치를 향해 광을 조사하는 단계 및 상기 반사 장치에서 반사된 광이 측정 대상을 향해 조사되는 단계를 더 포함할 수 있다. In this case, the step S710 may further include irradiating light toward the reflecting device and irradiating light reflected by the reflecting device toward the measurement target.

또한, 상기 S740 단계는, 직사각형 형태를 가진 측정 대상의 길이 또는 카메라로부터 측정 대상까지의 거리를 연산하는 단계를 포함할 수 있다.
The step S740 may include calculating a length of a measurement object having a rectangular shape or a distance from the camera to the measurement object.

상기와 같이 설명된 카메라 측정 시스템 및 이를 이용한 측정 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.
The camera measuring system and the measuring method using the same as described above are not limited to the configuration and method of the above-described embodiments, but the embodiments may be modified in whole or in part to enable various modifications. May be optionally combined.

100: 카메라 측정 시스템
110: 광원
120: 카메라
121: 이미지 플레인
130: 수치 연산 장치100: camera measurement system
110: light source
120: camera
121: image plane
130: numerical computing device

Claims (9)

측정 대상(100)의 임의의 한 점을 향해 광을 조사하는 광원(110);
상기 측정 대상에서 반사되는 광이 표시된 영상이 투영되는 이미지 플레인(121)을 장착한 카메라(120); 및
상기 이미지 플레인에 투영된 영상의 길이 및 상기 카메라의 중심으로부터 상기 측정 대상의 임의의 한 점까지의 거리를 측정하고, 상기 측정된 영상의 길이 및 상기 측정 대상의 임의의 한 점까지의 거리를 직사각형의 한 변의 길이를 구하기 위한 수식들에 대입하여 상기 측정 대상의 한 변의 길이를 연산하는 수치 연산 장치(130);를 포함하며, 상기 측정 대상은 상기 이미지 플레인과 평행하지 않도록 위치하는 것을 특징으로 하는 카메라 측정 시스템.
A light source 110 that irradiates light toward an arbitrary point of the measurement object 100;
A camera 120 equipped with an image plane 121 on which an image on which light reflected from the measurement object is displayed is projected; And
Measure the length of the image projected onto the image plane and the distance from the center of the camera to any one point of the measurement object, and measure the length of the measured image and the distance to any one point of the measurement object. And a numerical operation unit 130 that calculates the length of one side of the measurement target by substituting equations for obtaining the length of one side of the target, wherein the measurement target is positioned not to be parallel to the image plane. Camera measurement system.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 수치 연산 장치는 직사각형 형태를 가진 측정 대상의 변 위의 일지점으로부터 양 끝점까지의 비율을 연산하는 것을 특징으로 하는 카메라 측정 시스템.
The method of claim 1,
The numerical calculation device is a camera measuring system, characterized in that for calculating the ratio from one point of the displacement of the measurement object having a rectangular shape to both end points.
제 1 항에 있어서,
상기 수치 연산 장치는 직선 형태를 가진 측정 대상의 일지점으로부터 양 끝점까지의 비율을 연산하고, 상기 측정 대상인 직선을 포함하는 가상의 사각형을 생성하여, 상기 가상의 사각형의 길이를 이용하여 직선 위의 일지점으로부터 양 끝점에 대한 비율을 연산하는 것을 특징으로 하는 카메라 측정 시스템.
The method of claim 1,
The numerical calculation apparatus calculates a ratio from one point of the measurement target having a straight shape to both end points, generates a virtual rectangle including the straight line that is the measurement target, and uses the length of the virtual rectangle on the straight line. Camera measuring system, characterized in that for calculating the ratio of the two end points from one point.
제 1 항에 있어서,
상기 광원에서 조사되는 광을 반사시켜 상기 측정 대상을 향해 조사시키는 반사 장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 측정 시스템.
The method of claim 1,
And a reflecting apparatus for reflecting the light irradiated from the light source and irradiating the light toward the measurement target.
제 1 항에 있어서,
상기 광원은 회전 가능하도록 장착되는 것을 특징으로 하는 카메라 측정 시스템.
The method of claim 1,
And the light source is rotatably mounted.
측정 대상의 임의의 한 점을 향해 광을 조사하는 단계;
상기 측정 대상에서 반사되는 광이 표시된 영상이 카메라의 이미지 플레인에 투영되면, 상기 이미지 플레인에 투영된 영상의 길이 및 상기 카메라의 중심으로부터 상기 측정 대상의 임의의 한 점까지의 거리를 측정하는 단계; 및
상기 측정된 영상의 길이 및 상기 측정 대상의 임의의 한 점까지의 거리를 직사각형의 한 변의 길이를 구하기 위한 수식들에 대입하여 측정 대상의 한 변의 길이를 연산하는 단계;를 포함하며, 상기 측정 대상은 상기 이미지 플레인과 평행하지 않도록 위치하는 것을 특징으로 하는 카메라 측정 시스템을 이용한 측정 방법.
Irradiating light toward any one point of the measurement object;
Measuring the length of the image projected on the image plane and the distance from the center of the camera to any one point of the measurement object when the image displaying the light reflected from the measurement object is projected onto the image plane of the camera; And
And calculating the length of one side of the measurement target by substituting the length of the measured image and the distance to any one point of the measurement target into equations for obtaining the length of one side of the rectangle. Is positioned so as not to be parallel to the image plane.
제 7 항에 있어서,
상기 연산하는 단계는, 직사각형 형태를 가진 측정 대상의 변 위의 일지점으로부터 양 끝점까지의 비율을 연산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 측정 시스템을 이용한 측정 방법.
The method of claim 7, wherein
The calculating may include calculating a ratio from one point of the displacement of the measurement target having a rectangular shape to both end points.
제 7 항에 있어서, 상기 조사하는 단계는,
반사 장치를 향해 광을 조사하는 단계; 및
상기 반사 장치에서 반사된 광이 측정 대상을 향해 조사되는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 측정 시스템을 이용한 측정 방법.The method of claim 7, wherein said irradiating step,
Irradiating light toward the reflecting device; And
And irradiating the light reflected by the reflecting device toward a measurement object.
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