KR101862013B1 - 핸드헬드 측정 장치 및 컴퓨터 판독가능 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램 - Google Patents

핸드헬드 측정 장치 및 컴퓨터 판독가능 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따라 핸드헬드(handheld) 측정장치가 개시된다. 상기 핸드헬드 측정장치는, 측정 대상을 촬영하는 카메라, 상기 측정 대상과 상기 카메라 사이의 거리를 측정하기 위한 거리 측정부, 상기 측정된 거리 및 상기 카메라의 화각 정보에 기초하여 상기 측정 대상의 임의의 영역의 실제 크기를 나타내는 격자무늬를 결정하고, 상기 측정 대상의 이미지 및 상기 격자무늬를 디스플레이가 출력하도록 하는 제어부 및 상기 측정 대상의 이미지 및 상기 격자무늬를 출력하는 디스플레이를 포함할 수 있다.

Description

핸드헬드 측정 장치 및 컴퓨터 판독가능 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램{HANDHELD MEASUREMENT DEVICE AND COMPUTER PROGRAM STORED ON COMPUTER-READABLE MEDIUM}
본 발명은 측정 대상의 크기를 검사하기 위한 것으로서, 보다 구체적으로 카메라를 이용하여 측정 대상의 크기를 검사하기 위한 것이다.
물품의 제조 공정에서 물품의 불량을 검사하기 위해서 광학 검사(optical inspection)가 수행된다. 광학 검사란 카메라 등의 광학 기기로 물품을 촬영하여 이미지 처리를 통해 물품의 조립 불량, 치수 불량 등을 검사하거나, 확대 기기로 생산자가 물품을 검수하여 물품의 불량을 검사하는 방식을 의미한다.
그러나 현재와 같이 다품종을 소량으로 생산하는 경우에는 검사의 대상인 제품이 자주 변경되므로, 자동으로 광학 검사를 수행하기 위한 장비의 변경이 필요하여, 자동 광학 검사가 비효율적일 수 있다.
또한, 확대 기기로 생산자가 물품을 검수하여 물품의 불량을 검사하는 경우에는 검사자는 물품의 치수 불량 등을 검사하기 위하여 자 등의 다른 측정장비가 필요하게 되며, 이는 검사자의 검사 효율을 떨어트릴 수 있다.
따라서, 이러한 종래 검사 장비의 문제점을 해결하기 위한 광학 검사 장비에 대한 수요가 당업계에 존재할 수 있다.
한국 특허 공개 공보 10-2015-0023205호(2015.03.05)는 자동 검사 장비를 개시하고 있다.
본 발명은 전술한 배경기술에 대응하여 안출된 것으로, 제조 공정에서 물품의 불량을 검사하기 위한 광학 검사 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 검사 장비를 변경하지 않고도 다양한 제품의 불량을 검사할 수 있도록 하는 검사 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 치수를 측정하기 위한 별다른 장치 없이도 다양한 제품의 불량을 검사할 수 있도록 하는 검사 장비를 제공하기 위한 것이다.
전술한 바와 같은 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따라 핸드헬드(handheld) 측정장치가 개시된다. 상기 핸드헬드 측정장치는, 측정 대상을 촬영하는 카메라, 상기 측정 대상과 상기 카메라 사이의 거리를 측정하기 위한 거리 측정부, 상기 측정된 거리 및 상기 카메라의 화각 정보에 기초하여 상기 측정 대상의 임의의 영역의 실제 크기를 나타내는 격자무늬를 결정하고, 상기 측정 대상의 이미지 및 상기 격자무늬를 디스플레이가 출력하도록 하는 제어부 및 상기 측정 대상의 이미지 및 상기 격자무늬를 출력하는 디스플레이를 포함할 수 있다.
대안적으로, 상기 거리 측정부는, 초음파 센서, 및 광센서 중 적어도 하나를 포함하며 상기 센서의 측정값에 기초하여 상기 측정 대상과 상기 카메라 사이의 거리를 측정할 수 있다.
대안적으로, 상기 거리 측정부는, 거리 측정 카메라를 포함하며, 상기 카메라 및 상기 거리 측정 카메라 각각의 촬영 영역의 중첩 영역 및 상기 카메라 및 상기 거리 측정 카메라 사이의 거리, 및 각도 중 적어도 하나에 기초하여 상기 측정 대상과 상기 카메라 사이의 거리를 측정할 수 있다.
대안적으로, 상기 핸드헬드 측정 장치의 사용자로부터 상기 디스플레이 상에 표시되는 측정 대상의 이미지의 임의의 둘 이상의 지점을 지정하는 입력을 수신하는 사용자 입력부를 더 포함하고, 상기 제어부는 추가적으로, 상기 지정된 이미지의 임의의 둘 이상의 지점의 실제 거리를 계산할 수 있다.
대안적으로, 상기 핸드헬드 측정장치의 상기 사용자 입력부는 대안적으로, 상기 사용자 입력부는 상기 디스플레이에 배치되는 터치 스크린을 포함할 수 있다.
대안적으로, 상기 핸드헬드 측정장치는 상기 측정 대상의 이미지, 상기 측정 대상과 상기 카메라 사이의 거리 정보 및 상기 격자무늬를 저장하는 메모리를 더 포함할 수 있다.
대안적으로, 상기 핸드헬드 측정장치는 상기 카메라의 배율이 조정될 경우, 상기 카메라의 화각 정보를 상기 카메라의 배율에 대응하여 변경하고, 상기 거리 측정부에서 측정된 거리 및 변경된 상기 카메라의 화각 정보에 기초하여 상기 측정 대상의 임의의 영역의 실제 크기를 나타내는 격자 무늬를 결정할 수 있다.
대안적으로, 상기 핸드헬드 측정장치는 상기 측정된 거리(H) 및 상기 측정 대상의 이미지 상에서의 임의의 지점과 카메라를 연결한 선(S)과 상기 측정된 거리와의 각도(θ)에 기초하여 상기 측정 대상의 이미지의 중심점과 상기 임의의 지점 사이의 거리(L)를 수식
Figure 112015107177216-pat00001
에 기초하여 계산하고, 상기 계산된 측정 대상의 이미지의 중심점과 상기 임의의 지점 사이의 거리에 기초하여 상기 격자무늬를 결정할 수 있다.
대안적으로, 상기 격자무늬는 상기 측정 대상의 이미지의 촬영 중 프리뷰(preview)로 출력되거나, 저장된 상기 측정 대상의 이미지에 출력될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 하나 이상의 프로세서에 의해 실행되는 복수의 명령들을 포함하는, 컴퓨터-판독가능 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램이 개시된다. 상기 컴퓨터-판독가능 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램은 측정 대상을 카메라로 하여금 촬영하도록 하기 위한 명령, 상기 측정 대상과 상기 카메라 사이의 거리를 측정하기 위한 명령, 상기 측정된 거리 및 상기 카메라의 화각 정보에 기초하여 상기 측정 대상의 임의의 영역의 실제 크기를 나타내는 격자무늬를 결정하도록 하기 위한 명령 및 상기 측정 대상의 이미지 및 사이 격자무늬를 디스플레이가 출력하도록 하기 위한 명령을 포함할 수 있다.
본 발명은 제조 공정에서 물품의 불량을 검사하기 위한 광학 검사 장치를 제공할 수 있다.
본 발명은 검사 장비를 변경하지 않고도 다양한 제품의 불량을 검사할 수 있도록 하는 검사 장치를 제공할 수 있다.
본 발명은 치수를 측정하기 위한 별다른 장치 없이도 다양한 제품의 불량을 검사할 수 있도록 하는 검사 장비를 제공할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드헬드 측정 장치의 블록 구성도(block diagram)이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드헬드 측정 장치가 측정 대상을 측정하는 것을 나타낸 예시도이다.
도 3a 는 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드헬드 측정 장치에서 표시되는 이미지를 나타낸 예시도이다.
도 3b 는 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드헬드 측정 장치에서 표시되는 이미지 및 측정 대상의 임의의 두 지점의 실제 거리를 측정하는 것을 나타낸 예시도이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드헬드 측정 장치에서 수행되는 측정 대상을 측정하는 방법의 순서도이다.
다양한 실시예들이 이제 도면을 참조하여 설명되며, 전체 도면에서 걸쳐 유사한 도면번호는 유사한 구성요소를 나타내기 위해서 사용된다. 본 명세서에서, 다양한 설명들이 본 발명의 이해를 제공하기 위해서 제시된다. 그러나 이러한 실시예들은 이러한 구체적인 설명 없이도 실행될 수 있음이 명백하다. 다른 예들에서, 공지된 구조 및 장치들은 실시예들의 설명을 용이하게 하기 위해서 블록 다이어그램 형태로 제공된다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "컴포넌트", "모듈", "시스템" 등은 컴퓨터-관련 엔티티, 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 소프트웨어 및 하드웨어의 조합, 또는 소프트웨어의 실행을 지칭한다. 예를 들어, 컴포넌트는 프로세서상에서 실행되는 처리과정, 프로세서, 객체, 실행 스레드, 프로그램, 및/또는 컴퓨터일 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치에서 실행되는 애플리케이션 및 컴퓨팅 장치 모두 컴포넌트일 수 있다. 하나 이상의 컴포넌트는 프로세서 및/또는 실행 스레드 내에 상주할 수 있고, 일 컴포넌트는 하나의 컴퓨터 내에 로컬화될 수 있고, 또는 2개 이상의 컴퓨터들 사이에 분배될 수 있다. 또한, 이러한 컴포넌트들은 그 내부에 저장된 다양한 데이터 구조들을 갖는 다양한 컴퓨터 판독가능한 매체로부터 실행할 수 있다. 컴포넌트들은 예를 들어 하나 이상의 데이터 패킷들을 갖는 신호(예를 들면, 로컬 시스템, 분산 시스템에서 다른 컴포넌트와 상호작용하는 하나의 컴포넌트로부터 데이터 및/또는 신호를 통해 다른 시스템과 인터넷과 같은 네트워크를 통한 데이터)에 따라 로컬 및/또는 원격 처리들을 통해 통신할 수 있다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드헬드 측정 장치의 블록 구성도(block diagram)이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 핸드헬드 측정 장치(100)는 카메라(110), 거리측정부(120), 제어부(130), 디스플레이(140), 사용자 입력부(150), 및 메모리(160)를 포함할 수 있다.
카메라(110)는 측정 대상(10)을 촬영할 수 있다. 카메라(110)는 CCD(charge coupled devie), CMOS(상보성 금속 산화물 반도체)(complementary metal-oxide-semiconductor) 등의 이미지 센서를 포함하며, 측정 대상(10)에서 반사된 빛을 전자 신호화하여, 측정 대상(10)을 디지털 방식으로 촬영할 수 있다. 상기 카메라(110)는 바람직하게는 측정 대상(10)과 수직 방향에서 상기 측정 대상을 촬영할 수 있다.
거리측정부(120)는 상기 측정 대상(10)과 상기 카메라(110) 사이의 거리(H)를 측정할 수 있다. 상기 거리 측정부(120)는 초음파 센서, 및 광센서 중 적어도 하나를 포함하여 상기 센서의 측정 값에 기초하여 상기 측정 대상(10)과 상기 카메라(110) 사이의 거리를 측정할 수 있다. 상기 거리 측정부(120)는 발광부와 수광부를 갖는 광센서를 포함하여, 발광부에서 방출된 빛과 수광부에서 감지된 빛의 세기 차이에 기초하여 상기 측정 대상(10)과 상기 카메라(110)사이의 거리를 측정할 수 있다. 상기 거리 측정부(120)는 발광부와 수광부를 갖는 광센서를 포함하여, 발광부에서 빛이 방출된 빛이 수광부에 도달하는 시간에 기초하여 상기 측정 대상(10)과 상기 카메라(110)사이의 거리를 측정할 수 있다. 이때 방출되는 빛은 레이져, 적외선, 자외선, 가시광선 등을 포함할 수 있다.
또한, 상기 거리 측정부(120)는 초음파 센서를 이용하여 측정 대상(10)과 상기 카메라(110) 사이의 거리를 측정할 수 있다. 상기 거리 측정부(120)는 방출된 초음파가 되돌아오는 시간에 기초하거나 또는 되돌아온 초음파의 강도에 기초하여 상기 측정 대상(10)과 상기 카메라(110)사이의 거리를 측정할 수 있다.
또한, 상기 거리 측정부(120)는 거리 측정을 위한 거리 측정 카메라를 포함하며, 상기 카메라(110) 및 상기 거리 측정 카메라 각각의 촬영 영역의 중첩 영역 에 기초하여 상기 측정 대상(10)과 카메라(110) 사이의 거리를 측정할 수 있다. 또한, 거리 측정부(120)는 상기 카메라(110)와 상기 거리 측정 카메라 사이의 거리 및 각도에 기초하여 상기 측정 대상(10)과 상기 카메라(110)사이의 거리를 측정할 수 있다. 상기 핸드헬드 측정 장치(100)는 둘 이상의 카메라(카메라(110) 및 거리 측정 카메라)를 포함하여, 상기 둘 이상의 카메라에 의해 촬영되는 이미지에 기초하여 상기 카메라(110)와 상기 측정 대상(10) 사이의 거리를 측정할 수 있다.
제어부(130)는 상기 핸드헬드 측정장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(130)는 상기 측정된 거리(H) 및 상기 카메라(110)의 화각 정보에 기초하여 상기 측정 대상(10)의 임의의 영역의 실제 크기를 나타내는 격자무늬(20)를 결정하고, 상기 측정 대상의 이미지(30) 및 상기 격자무늬(20)를 디스플레이(140)가 출력하도록 제어할 수 있다. 상기 격자무늬(20)는 상기 측정 대상의 이미지(30)에서 상기 측정대상의 임의의 영역의 실제 크기를 나타낼 수 있다. 상기 화각 정보는, 촬영된 이미지의 중심 픽셀에 해당하는 측정 대상(10)에서의 위치와 상기 카메라(110)를 연결한 선과, 상기 카메라(110)와 상기 측정 대상(10)의 임의의 지점을 연결한 선이 이루는 각도 정보를 포함할 수 있다. 제어부(130)는 측정 대상(10)과 카메라(110)사이의 거리(H)와 상기 측정 대상의 임의의 지점과 카메라를 연결한 선(S)이 이루는 각도(θ)에 기초하여, 이미지의 중심점과 상기 임의의 지점 사이의 거리(L)를 계산할 수 있다.
예를 들어, 상기 제어부(130)가 실제 거리 2cm를 나타내도록 격자 무늬(20)를 생성할 것을 결정한 경우(도 3a참조) 상기 이미지(30)상에서 격자무늬(20) 한칸은 실제 측정 대상(10)에서 2cm를 의미할 수 있다. 이로써, 상기 핸드헬드 측정장치(100)의 사용자는 자 등을 사용하지 않고도, 측정대상(10)의 치수 등을 검사할 수 있다. 전술한 격자무늬(20) 한칸의 실제 간격은 예시일 뿐이며, 제어부(130)는 임의의 실제 간격에 대응하는 격자무늬(20)를 생성할 수 있다.
상기 격자무늬(20)는 상기 측정 대상의 이미지(30)의 촬영 중 프리뷰(preview)로 출력되거나, 저장된 상기 측정 대상의 이미지(30)에 출력될 수 있다. 상기 격자무늬(20)가 프리뷰로 출력되는 경우, 제어부(130)는 상기 거리 측정부(120)로부터 실시간으로 측정되는 상기 측정 대상(10)과 상기 카메라(110)사이의 거리에 기초하여 실시간으로 격자무늬(20)를 결정할 수 있다.
제어부(130)는 상기 카메라(110)의 배율이 조정될 경우, 상기 카메라의 화각 정보를 상기 카메라(110)의 배율에 대응하여 변경하고, 상기 거리 측정부(120)에서 측정된 거리 및 변경된 상기 카메라의 화각 정보에 기초하여 상기 측정 대상의 임의의 영역의 실제 크기를 나타내는 격자무늬(20)를 결정할 수 있다. 카메라(110)의 배율이 증가한 경우, 상기 카메라(110)가 촬영할 수 있는 화각은 감소하게 되며, 측정 대상의 이미지(30)에서 측정 대상이 보다 확대되어 보이게 되므로 제어부(130)는 격자무늬(20)의 간격을 조절하거나(격자무늬 한칸이 나타내는 실제 거리가 고정된 경우), 격자무늬(20) 한칸이 나타내는 실제 거리를 감소시킬(격자무늬의 간격이 고정된 경우)수 있다.
제어부(130)는 상기 측정된 거리(H) 및 상기 측정 대상의 이미지(30) 상에서의 임의의 지점과 카메라를 연결한 선(S)과 상기 측정된 거리와의 각도(θ)에 기초하여 상기 측정 대상의 이미지의 중심점과 상기 임의의 지점 사이의 거리(L)를 수식
Figure 112015107177216-pat00002
에 기초하여 계산할 수 있다. 제어부(130)는 상기 계산된 측정 대상의 이미지와 상기 임의의 지점 사이의 거리에 기초하여 상기 격자무늬의 간격, 격자무늬의 한칸이 나타내는 실제 거리를 결정할 수 있다.
또한, 제어부(130)는 사용자 입력부(150)가 사용자로부터 상기 디스플레이(140)상에 표시되는 측정 대상의 이미지(30)에서 임의의 둘 이상의 지점을 지적하면, 상기 둘 이상의 지점의 실제 거리를 계산할 수 있다.
제어부(130)에서 측정 대상(10)에서의 거리를 계산하는 보다 상세한 방법에 관해서는 도 2 를 참조하여 후술한다.
여기에 설명되는 다양한 실시예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.
하드웨어적인 구현에 의하면, 여기에 설명되는 실시예는 ASICs (application specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), FPGAs (field programmable gate arrays, 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 일부의 경우에 본 명세서에서 설명되는 실시예들이 제어부(130) 자체로 구현될 수 있다.
소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능과 같은 실시예들은 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 작동을 수행할 수 있다. 적절한 프로그램 언어로 씌여진 소프트웨어 어플리케이션으로 소프트웨어 코드가 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 코드는 메모리(160)에 저장되고, 제어부(130)에 의해 실행될 수 있다.
디스플레이(140)는 핸드헬드 측정장치(100)에서 처리되는 정보를 출력할 수 있다. 또한, 디스플레이(140)는 촬영된 측정 대상의 이미지(30) 및 제어부(130)에 의해서 결정된 격자 무늬(20)를 출력할 수 있다. 상기 디스플레이(140)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이들 중 일부 디스플레이는 그를 통해 외부를 볼 수 있도록 투명형 또는 광투과형으로 구성될 수 있다. 이는 투명 디스플레이라 호칭될 수 있는데, 상기 투명 디스플레이의 대표적인 예로는 TOLED(Transparant OLED) 등이 있다. 핸드헬드 측정장치(100)의 구현 형태에 따라서 상기 디스플레이(140)는 2개 이상 존재 할 수도 있다.
사용자 입력부(150)는 핸드헬드 측정장치(100)를 제어하는 사용자의 입력을 수신할 수 있다. 또한, 사용자 입력부(150)는 상기 핸드헬드 측정장치(100)의 사용자로부터 상기 디스플레이(140)상에 표시되는 측정 대상의 이미지(30)의 임의의 둘 이상의 지점을 지정하는 입력을 수신할 수 있다.
상기 사용자 입력부(150)는 상기 디스플레이(140)에 배치되는 터치 스크린(touch screen)을 포함할 수 있다. 상기 핸드헬드 측정장치(100)의 사용자는 상기 측정대상의 이미지(30)가 표시되는 디스플레이(140)를 터치하는 것으로 상기 측정 대상(10)의 임의의 두 지점 사이의 거리를 간편하게 측정할 수 있다.
메모리(160)는 상기 핸드헬드 측정장치(100)의 제어, 동작에 필요한 프로그램들을 저장할 수 있다. 상기 프로그램들은 제어부(130)에 의하여 실행될 수 있다. 메모리(160)는 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 측정 대상의 이미지, 사용자가 선택한 임의의 둘 이상의 지점, 격자무늬의 간격 정보 등)을 임시 저장할 수 있다.
메모리(160)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
또한, 도시되어 있지는 않으나, 핸드헬드 측정장치(100)는 근거리 통신수단 및 유/무선 인터넷 네트워크 통신수단을 포함하여, 측정과 관련한 정보를 외부 서버, 외부 컴퓨팅 장치 등과 송수신 할 수 있다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드헬드 측정 장치가 측정 대상을 측정하는 것을 나타낸 예시도이다.
제어부(130)는 측정 대상(10)과 카메라(110)사이의 거리(H)와 상기 측정 대상의 임의의 지점과 카메라를 연결한 선(S)이 이루는 각도(θ)에 기초하여, 이미지의 중심점과 상기 임의의 지점 사이의 거리(L)를 계산할 수 있다. 제어부(130)는 이미지의 픽셀 정보에 기초하여, 상기 임의의 지점과 카메라가 이루는 선이 상기 카메라의 촬영 중심선(이미지의 중심점과 카메라를 관통하는 가상의 선)과 이루는 각도(θ)를 결정할 수 있다. 제어부(130)는 이미지의 중심 픽셀과 상기 측정 대상의 임의의 지점에 해당하는 픽셀의 이미지상의 거리에 기초하여 상기 각도를 결정할 수 있다. 상기 제어부(130)는 수식
Figure 112015107177216-pat00003
에 기초하여, 상기 측정 대상의 임의의 지점과 촬영 이미지의 중심점 사이의 거리를 계산할 수 있다.
카메라(110)의 배율을 확대로 조정할 경우, 임의의 지점과 카메라가 이루는 선이 상기 카메라의 촬영 중심선(이미지의 중심점과 카메라를 관통하는 가상의 선)과 이루는 각도(θ)는 증가할 수 있다. 반대로 카메라(110)의 배율을 축소로 조정할 경우, 임의의 지점과 카메라가 이루는 선이 상기 카메라의 촬영 중심선(이미지의 중심점과 카메라를 관통하는 가상의 선)과 이루는 각도(θ)는 감소할 수 있다.
제어부(130)는 계산된 촬영 이미지의 중심점과 측정 대상의 임의의 지점 사이의 거리에 기초하여, 상기 측정 대상(10)에서의 실제 거리를 나타내는 격자무늬(20)를 결정할 수 있다.
도 3a 는 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드헬드 측정 장치에서 표시되는 이미지를 나타낸 예시도이다.
핸드헬드 측정 장치(100)의 디스플레이(140)는 측정 대상의 이미지(30) 및 격자무늬(20)를 표시할 수 있다. 상기 격자무늬(20)는 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이 제어부(130)에 의하여 상기 측정 대상(10)에서의 실제 거리를 나타내기 위하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 핸드헬드 측정 장치(100)의 카메라(110)가 측정 대상(10)을 촬영하고, 디스플레이(140)는 측정 대상의 이미지(30)를 표시할 수 있다. 제어부(130)에서 상기 측정 대상(10)에서의 실제 거리를 나타내기 위하여 결정된 격자무늬(20)의 한 칸의 거리는 2cm일 수 있다. 이러한 경우에, 상기 이미지(30)에서 격자무늬 한 칸만큼 떨어진 측정 대상(10)의 임의의 두 지점 사이의 거리는 2cm 일 수 있다. 상기 격자무늬(20)는 상기 카메라(110)의 촬영 중에 프리뷰로 출력될 수 있다. 또한, 상기 격자무늬(20)는 메모리(160)에 저장된 이미지에 표시될 수 있다. 제어부(130)가 격자무늬(20)를 결정할 수 있도록 하기 위하여 메모리(160)는 상기 카메라(110)와 측정 대상(10)의 거리에 관련한 정보를 상기 이미지(30)와 함께 저장할 수 있다.
상기 카메라(110)의 비율이 조정될 경우, 상기 격자무늬(20)의 간격이 조절되거나, 상기 격자무늬(20)의 한 칸의 간격이 조정될 수 있다. 예를 들어, 상기 카메라(110)가 확대되는 경우, 격자무늬(20)의 한 칸이 나타내는 실제 거리가 2cm로 고정된 경우, 상기 격자무늬(20)의 간격은 증가할 수 있다. 또한, 예를 들어 상기 카메라(110)가 확대되는 경우, 격자무늬(20)의 간격이 고정된 경우, 상기 격자무늬(20) 한 칸이 나타내는 실제거리는 감소할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드헬드 측정장치(100)에 의하여 사용자는 자 등의 보조기구 없이도 측정 대상(10)의 치수 불량 등을 편리하게 검사할 수 있다. 사용자는 상기 핸드헬드 측정장치(100)의 디스플레이(140)에 표시되는 이미지(30) 및 격자(20)를 통해 상기 측정 대상(10)을 검사할 수 있다. 상기 사용자는 상기 이미지(30) 및 격자(20)를 통해 상기 측정 대상(10) 상에서의 임의의 지점들의 실제 거리를 알 수 있고, 이를 통해 상기 사용자는 상기 측정 대상(10)의 치수 등에 불량이 없는지 여부를 간편하게 검사할 수 있다.
도 3b 는 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드헬드 측정 장치에서 표시되는 이미지 및 측정 대상의 임의의 두 지점의 실제 거리를 측정하는 것을 나타낸 예시도이다.
핸드헬드 측정 장치(100)의 디스플레이(140)는 측정 대상의 이미지(30) 및 격자무늬(20)를 표시할 수 있다. 상기 격자무늬(20)는 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이 제어부(130)에 의하여 상기 측정 대상(10)에서의 실제 거리를 나타내기 위하여 결정될 수 있다.
사용자 입력부(150)는 상기 핸드헬드 측정장치(100)의 사용자로부터 상기 디스플레이(140)상에 표시되는 측정 대상의 이미지(30)의 임의의 둘 이상의 지점을 지정하는 입력을 수신할 수 있다. 제어부(130)는 이러한 경우, 상기 지정된 임의의 둘 이상의 지점 사이의 실제 거리(40)를 계산할 수 있다. 사용자는 상기 디스플레이(140)에 배치되는 터치스크린을 통해 상기 입력을 수행할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 상기 측정 대상(10)에서 임의의 두 지점 사이의 거리를 알고자 하는 경우, 사용자는 터치스크린을 통해 상기 이미지(30)의 임의의 두 지점을 지정할 수 있다. 이러한 경우, 제어부(130)는 상기 임의의 두 지점 사이의 실제 거리(40)를 계산할 수 있다. 디스플레이(140)는 계산 결과를 표시하여 사용자가 상기 임의의 두 지점 사이의 실제 거리를 알 수 있도록 할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드헬드 측정장치(100)에 의하여 사용자는 자 등의 보조기구 없이도 측정 대상(10)의 치수 불량 등을 편리하게 검사할 수 있다. 사용자는 상기 핸드헬드 측정장치(100)의 디스플레이(140)에 표시되는 이미지(30) 및 격자(20)를 통해 상기 측정 대상(10)을 검사할 수 있다. 상기 사용자는 상기 이미지(30) 및 격자(20)를 통해 상기 측정 대상(10) 상에서의 임의의 지점들의 실제 거리를 알 수 있고, 이를 통해 상기 사용자는 상기 측정 대상(10)의 치수 등에 불량이 없는지 여부를 간편하게 검사할 수 있다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드헬드 측정 장치에서 수행되는 측정 대상을 측정하는 방법의 순서도이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 핸드헬드 측정 장치(100)는 측정 대상(10)을 카메라(110)로 촬영할 수 있다(210). 상기 카메라(110)는 바람직하게는 측정 대상(10)과 수직 방향에서 상기 측정 대상(10)을 촬영할 수 있다.
거리측정부(120)는 상기 측정 대상(10)과 상기 카메라(110) 사이의 거리(H)를 측정할 수 있다(220). 상기 거리 측정부(120)는 초음파 센서, 및 광센서 중 적어도 하나를 포함하여 상기 센서의 측정 값에 기초하여 상기 측정 대상(10)과 상기 카메라(110) 사이의 거리를 측정할 수 있다. 상기 거리 측정부(120)는 발광부와 수광부를 갖는 광센서를 포함하여, 발광부에서 방출된 빛과 수광부에서 감지된 빛의 세기 차이에 기초하여 상기 측정 대상(10)과 상기 카메라(110)사이의 거리를 측정할 수 있다. 상기 거리 측정부(120)는 발광부와 수광부를 갖는 광센서를 포함하여, 발광부에서 빛이 방출된 빛이 수광부에 도달하는 시간에 기초하여 상기 측정 대상(10)과 상기 카메라(110)사이의 거리를 측정할 수 있다. 이때 방출되는 빛은 레이져, 적외선, 자외선, 가시광선 등을 포함할 수 있다.
또한, 상기 거리 측정부(120)는 초음파 센서를 이용하여 측정 대상(10)과 상기 카메라(110) 사이의 거리를 측정할 수 있다. 상기 거리 측정부(120)는 방출된 초음파가 되돌아오는 시간에 기초하거나 또는 되돌아온 초음파의 강도에 기초하여 상기 측정 대상(10)과 상기 카메라(110)사이의 거리를 측정할 수 있다.
또한, 상기 거리 측정부(120)는 거리 측정을 위한 거리 측정 카메라를 포함하며, 상기 카메라(110) 및 상기 거리 측정 카메라 각각의 촬영 영역의 중첩 영역 에 기초하여 상기 측정 대상(10)과 카메라(110) 사이의 거리를 측정할 수 있다. 또한, 거리 측정부(120)는 상기 카메라(110)와 상기 거리 측정 카메라 사이의 거리 및 각도에 기초하여 상기 측정 대상(10)과 상기 카메라(110)사이의 거리를 측정할 수 있다. 상기 핸드헬드 측정 장치(100)는 둘 이상의 카메라(카메라(110) 및 거리 측정 카메라)를 포함하여, 상기 둘 이상의 카메라에 의해 촬영되는 이미지에 기초하여 상기 카메라(110)와 상기 측정 대상(10) 사이의 거리를 측정할 수 있다.
제어부(130)는 상기 측정된 거리(H) 및 상기 카메라(110)의 화각 정보에 기초하여 상기 측정 대상(10)의 임의의 영역의 실제 크기를 나타내는 격자무늬(20)를 결정할 수 있다(230). 상기 화각 정보는, 촬영된 이미지의 중심 픽셀에 해당하는 측정 대상(10)에서의 위치와 상기 카메라(110)를 연결한 선과, 상기 카메라(110)와 상기 측정 대상(10)의 임의의 지점을 연결한 선이 이루는 각도 정보를 포함할 수 있다. 제어부(130)는 측정 대상(10)과 카메라(110)사이의 거리(H)와 상기 측정 대상의 임의의 지점과 카메라를 연결한 선(S)이 이루는 각도(θ)에 기초하여, 이미지의 중심점과 상기 임의의 지점 사이의 거리(L)를 계산할 수 있다.
상기 제어부(130)는 상기 측정 대상의 이미지(30) 및 상기 격자무늬(20)가 디스플레이(140)에서 출력되도록 상기 디스플레이(140)를 제어할 수 있다. 상기 디스플레이(140)는 상기 측정 대상의 이미지(30) 및 상기 격자무늬(20)를 출력할 수 있다(240). 상기 디스플레이(140)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이들 중 일부 디스플레이는 그를 통해 외부를 볼 수 있도록 투명형 또는 광투과형으로 구성될 수 있다. 이는 투명 디스플레이라 호칭될 수 있는데, 상기 투명 디스플레이의 대표적인 예로는 TOLED(Transparant OLED) 등이 있다. 핸드헬드 측정장치(100)의 구현 형태에 따라서 상기 디스플레이(140)는 2개 이상 존재 할 수도 있다.
본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 정보 및 신호들이 임의의 다양한 상이한 기술들 및 기법들을 이용하여 표현될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 위의 설명에서 참조될 수 있는 데이터, 지시들, 명령들, 정보, 신호들, 비트들, 심볼들 및 칩들은 전압들, 전류들, 전자기파들, 자기장들 또는 입자들, 광학장들 또는 입자들, 또는 이들의 임의의 결합에 의해 표현될 수 있다.
본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 여기에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 프로세서들, 수단들, 회로들 및 알고리즘 단계들이 전자 하드웨어, (편의를 위해, 여기에서 "소프트웨어"로 지칭되는) 다양한 형태들의 프로그램 또는 설계 코드 또는 이들 모두의 결합에 의해 구현될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 하드웨어 및 소프트웨어의 이러한 상호 호환성을 명확하게 설명하기 위해, 다양한 예시적인 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들 및 단계들이 이들의 기능과 관련하여 위에서 일반적으로 설명되었다. 이러한 기능이 하드웨어 또는 소프트웨어로서 구현되는지 여부는 특정한 애플리케이션 및 전체 시스템에 대하여 부과되는 설계 제약들에 따라 좌우된다. 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 각각의 특정한 애플리케이션에 대하여 다양한 방식들로 설명된 기능을 구현할 수 있으나, 이러한 구현 결정들은 본 발명의 범위를 벗어나는 것으로 해석되어서는 안 될 것이다.
여기서 제시된 다양한 실시예들은 방법, 장치, 또는 표준 프로그래밍 및/또는 엔지니어링 기술을 사용한 제조 물품(article)으로 구현될 수 있다. 용어 "제조 물품"은 임의의 컴퓨터-판독가능 장치로부터 액세스 가능한 컴퓨터 프로그램, 캐리어, 또는 매체(media)를 포함한다. 예를 들어, 컴퓨터-판독가능 매체는 자기 저장 장치(예를 들면, 하드 디스크, 플로피 디스크, 자기 스트립, 등), 광학 디스크(예를 들면, CD, DVD, 등), 스마트 카드, 및 플래쉬 메모리 장치(예를 들면, EEPROM, 카드, 스틱, 키 드라이브, 등)를 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 또한, 여기서 제시되는 다양한 저장 매체는 정보를 저장하기 위한 하나 이상의 장치 및/또는 다른 기계-판독가능한 매체를 포함한다. 용어 "기계-판독가능 매체"는 명령(들) 및/또는 데이터를 저장, 보유, 및/또는 전달할 수 있는 무선 채널 및 다양한 다른 매체를 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.
제시된 프로세스들에 있는 단계들의 특정한 순서 또는 계층 구조는 예시적인 접근들의 일례임을 이해하도록 한다. 설계 우선순위들에 기반하여, 본 발명의 범위 내에서 프로세스들에 있는 단계들의 특정한 순서 또는 계층 구조가 재배열될 수 있다는 것을 이해하도록 한다. 첨부된 방법 청구항들은 샘플 순서로 다양한 단계들의 엘리먼트들을 제공하지만 제시된 특정한 순서 또는 계층 구조에 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 핸드헬드(handheld) 측정장치로서,
    측정 대상을 촬영하는 카메라;
    빛을 방출하는 발광부 및 상기 발광부에서 방출된 빛이 상기 측정 대상에서 되돌아오는 시간 및 세기 중 적어도 하나를 측정하는 수광부를 포함하는 광센서의 측정값에 기초하여 상기 측정 대상과 상기 카메라 사이의 거리를 측정하는 거리 측정부;
    상기 측정된 거리 및 상기 카메라의 화각 정보―상기 화각 정보는 상기 카메라와 촬영 이미지의 중심점을 관통하는 가상의 선이 상기 카메라와 임의의 지점을 관통하는 가상의 선과 이루는 최대 각도값임―에 기초하여 상기 촬영 이미지의 중심점과 상기 측정 대상의 임의의 지점 사이 거리를 계산하고, 상기 계산된 거리에 기초하여 상기 측정 대상의 임의의 영역의 실제 크기를 나타내는 격자무늬의 간격 및 한 칸이 나타내는 실제 거리를 결정하고, 상기 측정 대상의 이미지 및 상기 격자무늬를 디스플레이가 출력하도록 하는 제어부;
    상기 측정 대상의 이미지 및 상기 격자무늬를 출력하는 디스플레이; 및
    상기 핸드헬드 측정장치의 사용자로부터 상기 디스플레이 상에 표시되는 측정 대상의 이미지 중 거리를 측정하고자 하는 임의의 둘 이상의 지점을 지정하는 입력을 수신하는 사용자 입력부;
    를 포함하고, 그리고
    상기 제어부는, 추가적으로
    상기 사용자 입력부가 상기 임의의 둘 이상의 지점에 대한 입력을 수신하는 경우, 상기 지정된 이미지의 임의의 둘 이상의 지점 간의 실제 거리를 계산하는,
    핸드헬드 측정 장치.
  2. 핸드헬드 측정장치로서,
    측정 대상을 촬영하는 카메라;
    초음파 센서를 포함하며 상기 초음파 센서에서 방출된 초음파가 상기 측정 대상에서 되돌아오는 시간 및 세기 중 적어도 하나의 측정값에 기초하여 상기 측정 대상과 상기 카메라 사이의 거리를 측정하는 거리 측정부;
    상기 측정된 거리 및 상기 카메라의 화각 정보―상기 화각 정보는 상기 카메라와 촬영 이미지의 중심점을 관통하는 가상의 선이 상기 카메라와 임의의 지점을 관통하는 가상의 선과 이루는 최대 각도값임―에 기초하여 상기 촬영 이미지의 중심점과 상기 측정 대상의 임의의 지점 사이 거리를 계산하고, 상기 계산된 거리에 기초하여 상기 측정 대상의 임의의 영역의 실제 크기를 나타내는 격자무늬의 간격 및 한 칸이 나타내는 실제 거리를 결정하고, 상기 측정 대상의 이미지 및 상기 격자무늬를 디스플레이가 출력하도록 하는 제어부;
    상기 측정 대상의 이미지 및 상기 격자무늬를 출력하는 디스플레이; 및
    상기 핸드헬드 측정장치의 사용자로부터 상기 디스플레이 상에 표시되는 측정 대상의 이미지 중 거리를 측정하고자 하는 임의의 둘 이상의 지점을 지정하는 입력을 수신하는 사용자 입력부;
    를 포함하고, 그리고
    상기 제어부는, 추가적으로
    상기 사용자 입력부가 상기 임의의 둘 이상의 지점에 대한 입력을 수신하는 경우, 상기 지정된 이미지의 임의의 둘 이상의 지점 간의 실제 거리를 계산하는,
    핸드헬드 측정 장치.
  3. 핸드헬드 측정장치로서,
    측정 대상을 촬영하는 카메라;
    거리 측정 카메라를 포함하며 상기 카메라와 상기 거리 측정 카메라 각각의 촬영 영역의 중첩 영역 및 상기 카메라와 상기 거리 측정 카메라 사이의 거리 및 각도 중 적어도 하나에 기초하여 상기 측정 대상과 상기 카메라 사이의 거리를 측정하는 거리 측정부;
    상기 측정된 거리 및 상기 카메라의 화각 정보―상기 화각 정보는 상기 카메라와 촬영 이미지의 중심점을 관통하는 가상의 선이 상기 카메라와 임의의 지점을 관통하는 가상의 선과 이루는 최대 각도값임―에 기초하여 상기 촬영 이미지의 중심점과 상기 측정 대상의 임의의 지점 사이 거리를 계산하고, 상기 계산된 거리에 기초하여 상기 측정 대상의 임의의 영역의 실제 크기를 나타내는 격자무늬의 간격 및 한 칸이 나타내는 실제 거리를 결정하고, 상기 측정 대상의 이미지 및 상기 격자무늬를 디스플레이가 출력하도록 하는 제어부;
    상기 측정 대상의 이미지 및 상기 격자무늬를 출력하는 디스플레이; 및
    상기 핸드헬드 측정장치의 사용자로부터 상기 디스플레이 상에 표시되는 측정 대상의 이미지 중 거리를 측정하고자 하는 임의의 둘 이상의 지점을 지정하는 입력을 수신하는 사용자 입력부;
    를 포함하고, 그리고
    상기 제어부는, 추가적으로
    상기 사용자 입력부가 상기 임의의 둘 이상의 지점에 대한 입력을 수신하는 경우, 상기 지정된 이미지의 임의의 둘 이상의 지점 간의 실제 거리를 계산하는,
    핸드헬드 측정 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 사용자 입력부는 상기 디스플레이에 배치되는 터치 스크린을 포함하는,
    핸드헬드 측정 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측정 대상의 이미지, 상기 측정 대상과 상기 카메라 사이의 거리 정보 및 상기 격자무늬를 저장하는 메모리;
    를 더 포함하는,
    핸드헬드 측정 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는 추가적으로,
    상기 카메라의 배율이 조정될 경우, 상기 카메라의 화각 정보를 상기 카메라의 배율에 대응하여 변경하고, 상기 거리 측정부에서 측정된 거리 및 변경된 상기 카메라의 화각 정보에 기초하여 상기 측정 대상의 임의의 영역의 실제 크기를 나타내는 격자 무늬를 결정하는,
    핸드헬드 측정 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 측정된 거리(H) 및 상기 측정 대상의 이미지 상에서의 임의의 지점과 카메라를 연결한 선(S)과 상기 측정된 거리와의 각도(θ)에 기초하여 상기 측정 대상의 이미지의 중심점과 상기 임의의 지점 사이의 거리(L)를
    수식
    Figure 112017025404232-pat00004
    에 기초하여 계산하고,
    상기 계산된 측정 대상의 이미지의 중심점과 상기 임의의 지점 사이의 거리에 기초하여 상기 격자무늬를 결정하는,
    핸드헬드 측정 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 격자무늬는 상기 측정 대상의 이미지의 촬영 중 프리뷰(preview)로 출력되거나, 저장된 상기 측정 대상의 이미지에 출력되는,
    핸드헬드 측정 장치.
  10. 하나 이상의 프로세서에 의해 실행되는 복수의 명령들을 포함하는, 컴퓨터-판독가능 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로서,
    상기 컴퓨터 프로그램은,
    측정 대상을 카메라로 하여금 촬영하도록 하기 위한 명령;
    광센서, 초음파 센서 및 거리 측정 카메라 중 적어도 하나를 통해 상기 측정 대상과 상기 카메라 사이의 거리를 측정하기 위한 명령;
    상기 측정된 거리 및 상기 카메라의 화각 정보―상기 화각 정보는 상기 카메라와 촬영 이미지의 중심점을 관통하는 가상의 선이 상기 카메라와 임의의 지점을 관통하는 가상의 선과 이루는 최대 각도값임―에 기초하여 상기 촬영 이미지의 중심점과 상기 측정 대상의 임의의 지점 사이 거리를 계산하고, 상기 계산된 거리에 기초하여 상기 측정 대상의 임의의 영역의 실제 크기를 나타내는 격자무늬의 간격 및 한 칸이 나타내는 실제 거리를 결정하도록 하기 위한 명령; 및
    상기 측정 대상의 이미지 및 상기 격자무늬를 디스플레이가 출력하도록 하기 위한 명령;
    을 포함하고, 그리고
    핸드헬드 측정장치의 사용자로부터 상기 디스플레이 상에 표시되는 측정 대상의 이미지 중 거리를 측정하고자 하는 임의의 둘 이상의 지점을 지정하는 입력을 수신하는 경우, 상기 지정된 이미지의 임의의 둘 이상의 지점 간의 실제 거리를 계산하기 위한 명령;
    을 더 포함하는,
    컴퓨터-판독가능 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
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