KR20120109876A - 거리측정방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따르는 거리측정방법은, 둘 이상의 광 출사모듈이 제1거리로 이격된 둘 이상의 직진성 점광을 대상물에 조사하는 단계; 촬상장치가 상기 대상물에 조사된 상기 둘이상의 직진성 점광을 촬상하여 촬상이미지를 생성하는 단계; 제어모듈이 상기 촬상이미지 상에서의 둘 이상의 직진성 점광을 검출하고, 둘 이상의 직진성 점광 사이의 거리인 제2거리와, 상기 둘 이상의 직진성 점광이 이격된 실제거리인 제1거리와, 상기 촬상장치의 화각을 이용하여, 상기 대상물과의 거리를 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

거리측정방법 및 장치{Distance measuring method and device}
본 발명은 거리측정방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 직진성의 점광들을 대상물에 조사하고, 그 직진성의 점광들이 조사된 대상물을 촬상한 촬상이미지를 이용하여 대상물과의 거리를 측정하는 거리측정방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 건축현장이나 실내 인테리어, 자동화 공장 등 산업 전반이나 일상 생활에 있어서 길이나 거리 측정을 하기 위해서는 줄자가 사용되어 왔다. 그러나 줄자는 천정 등과 같이 손이 미치지 못하는 경우나 길이가 긴 경우에는 둘 이상의 작업자가 함께 측정하여야 하므로 사용이 불편했고, 줄자의 휘어짐으로 인하여 정확한 측정이 어려웠다.
이러한 문제를 해소하기 위해 종래에서는 초음파나 레이저를 이용한 거리 측정기 등이 상품화되어 사용되고 있다. 그러나 초음파를 이용한 거리 측정기의 경우에는 굴곡면에서의 난반사에 의해 측정값이 부정확하였으며, 레이저를 이용한 거리 측정기의 경우에는 반사파의 위상 변화나 펄스 카운트, 삼각법에 의한 반사파 수광 방법 등을 채용하였으나, 구성요소 및 처리과정이 복잡하다는 이유로 원가가 높아 실용적이지 못한 문제가 있었다.
이러한 종래 기술의 일 예인 레이저를 이용한 거리 측정기를 도 1을 참조하여 설명한다.
상기 도 1의 거리 측정기는 레이저 모듈(1)과 레이저 수광센서(2)로 구성된다. 상기 거리 측정기는 원하는 대상물까지의 거리(d)를 측정할 때에 레이저 모듈(1)에서 레이저 빔(beam)을 대상물에 발사하고, 그 후에 대상물로부터 반사된 반사광을 레이저 수광센서(2)를 통해 검출하고, 이때의 수광된 광스폿의 위치를 알고, 각도(θ)를 검출하여 삼각법에 의해 물체까지의 거리를 측정하였다. 그러나 이 방법은, 레이저 모듈(1)의 출력 및 레이저 수광센서(2)의 감도가 좋아야 함은 물론이고, 그 수광 및 거리 검출 회로가 복잡하였다. 또한 기구적으로 정밀하게 제작하여야 하는 어려움이 있었다. 이는 상기 거리 측정기의 원가를 상승시키는 원인이 되었다.
본 발명은 미리 설정된 거리로 이격된 둘이상의 직진성 점광을 대상물에 조사하고, 그 조사된 둘이상 점광을 촬상하여, 촬상이미지 상에서의 둘이상의 점광 사이의 거리와 실제 이격 거리를 이용하여 상기 대상물과의 거리를 검출하는 거리측정방법 및 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한 본 발명의 다른 목적은 미리 설정된 거리로 이격된 둘이상의 직진성 라인광을 대상물에 조사하고, 그 조사된 둘이상의 라인광을 촬상하여, 촬상이미지 상에서의 둘이상의 라인광 사이의 거리와 실제 거리를 이용하여 상기 대상물과의 거리를 검출하는 거리측정방법 및 장치를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르는 거리측정방법은, 둘 이상의 광 출사모듈이 제1거리로 이격된 둘 이상의 직진성 점광을 대상물에 조사하는 단계; 촬상장치가 상기 대상물에 조사된 상기 둘이상의 직진성 점광을 촬상하여 촬상이미지를 생성하는 단계; 제어모듈이 상기 촬상이미지 상에서의 둘 이상의 직진성 점광을 검출하고, 둘 이상의 직진성 점광 사이의 거리인 제2거리와, 상기 둘 이상의 직진성 점광이 이격된 실제거리인 제1거리와, 상기 촬상장치의 화각을 이용하여, 상기 대상물과의 거리를 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 본 발명은 미리 설정된 거리로 이격된 둘이상의 직진성 점광을 대상물에 조사하고, 그 조사된 둘이상의 점광을 촬상하여, 촬상이미지 상에서의 둘이상의 점광 사이의 거리와 실제 이격 거리를 이용하여 상기 대상물과의 거리를 정확하게 검출함은 물론이며, 구성요소를 간소하고 저렴하게 구성할 수 있게 하는 효과를 야기한다.
또한 본 발명은 미리 설정된 거리로 이격된 둘이상의 직진성 라인광을 대상물에 조사하고, 그 조사된 둘이상의 라인광을 촬상하여, 촬상이미지 상에서의 둘이상의 라인광 사이의 거리와 실제 이격 거리를 이용하여 상기 대상물과의 거리를 정확하게 검출함은 물론이며, 구성요소를 간소하게 저렴하게 구성할 수 있게 하는 효과를 야기한다.
도 1은 종래의 거리측정장치의 개략구성도.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 거리측정장치의 블럭구성도.
도 3은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 거리측정과정을 예시한 도면.
도 4는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 거리측정방법의 흐름도.
도 5는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 거리측정장치의 블럭구성도.
도 6은 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 거리측정과정을 예시한 도면.
도 7은 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 거리측정방법의 흐름도.
본 발명은 미리 설정된 거리로 이격된 둘이상의 직진성 점광을 대상물에 조사하고, 그 조사된 둘이상의 점광을 촬상하여, 촬상이미지 상에서의 둘이상의 점광 사이의 거리와 실제 이격 거리를 이용하여 상기 대상물과의 거리를 정확하게 검출함은 물론이며, 구성요소를 간소하고 저렴하게 구성할 수 있게 한다.
또한 본 발명은 미리 설정된 거리로 이격된 둘이상의 직진성 라인광을 대상물에 조사하고, 그 조사된 둘이상의 라인광을 촬상하여, 촬상이미지 상에서의 둘이상의 라인광 사이의 거리와 실제 이격 거리를 이용하여 상기 대상물의 입체정보를 정확하게 검출함은 물론이며, 구성요소를 간소하게 저렴하게 구성할 수 있게 한다.
이러한 본 발명에 따른 실시예들을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
<제1실시예>
<제1거리측정장치의 블럭구성>
본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 제1거리측정장치의 블록 구성을 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.
상기 제1거리측정장치는 제어모듈(100)과, 메모리부(102)와, 조작패널(104)과, 제1광출사모듈(106)과, 촬상장치(108)와, 제2광출사모듈(110)과, 디스플레이(112)로 구성된다.
상기 제어모듈(100)은 제1 및 제2광출사모듈(106)을 통해 미리 설정된 거리로 이격된 두개의 직진성 점광을 대상물에 조사하고, 그 조사된 두개의 점광을 상기 촬상장치(108)를 통해 촬상하고, 그에 따라 생성된 촬상이미지 상에서의 두개의 점광 사이의 거리와 실제 이격 거리를 이용하여 상기 대상물과의 거리를 산출하고, 그 산출된 거리에 대한 거리정보를 디스플레이(112)를 통해 표시한다.
상기 메모리부(102)는 상기 제어모듈(100)의 처리 프로그램을 포함하는 다양한 정보를 저장한다. 특히 상기 두개의 점광 사이의 실제 이격 거리, 촬상장치(108)의 화각에 대한 정보 등을 저장한다.
상기 조작패널(104)은 사용자로부터의 각종 정보 및 명령을 입력받아 상기 제어모듈(100)에 제공한다.
상기 디스플레이(112)는 상기 제어모듈(100)의 제어에 따른 정보, 예를들어 산출된 거리정보 등을 표시한다.
상기 제1광출사모듈(106) 및 제2광출사모듈(110)은 직진성을 가지는 점광원을 출사하며, 이는 고휘도 LED 모듈이거나 레이저 모듈이 채용될 수 있다. 상기 제1광출사모듈(106) 및 제2광출사모듈(110)은 미리 설정된 거리만큼 이격되게 설치되어, 그 미리 설정된 거리만큼 이격되어 평행된 점광을 출사한다. 상기 출사된 두 점광은 대상물에 조사된다.
상기 촬상장치(108)는 상기 제1 및 제2광출사모듈(106,110)의 점광 출사면을 촬상하고, 그 촬상에 따른 촬상이미지를 상기 제어모듈(100)에 제공한다.
<제1거리측정장치의 거리측정과정>
상기한 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 제1거리측정장치의 거리측정과정을 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3의 (a)는 상기 제1거리측정장치의 제1광 출사모듈(106) 및 제2광출사모듈(110) 각각은 세로 방향으로 미리 정해둔 거리 2L만큼 이격되어 설치되며, 상기 제1 및 제2광 출사모듈(106,110) 사이의 중심에 촬상장치(108)가 설치된다. 상기 촬상장치(108)는 미리 정해진 화각 2α에 속하는 공간을 촬상하고, 그 촬상된 촬상이미지를 도시한 것이 도 3의 (b)이다.
상기 제1 및 제2광 출사모듈(106) 사이의 실제 이격 거리를 2L로 가정하면, 상기 제1 및 제2광 출사모듈(106)의 중심점에서 어느 한 점광까지의 거리는 L이다. 그리고 상기 촬상장치의 화각을 2α로 가정하면, 반화각은 α이다. 그리고 상기 촬상장치에 촬상되는 실제촬상영역의 세로방향의 길이를 2Oa로 가정하면, 상기 실제촬상영역의 중심에서 상 또는 하측 종단면에 이르는 길이는 Oa이다.
그리고 상기 촬상이미지에서의 점광 사이의 거리는 a로 가정한다. 그리고 상기 촬상이미지의 세로방향의 길이를 2P로 가정하면, 상기 촬상이미지의 중심에서 상 또는 하면에 이르는 길이는 P이다. 그리고 상기 제1거리측정장치에서 상기 제1대상물까지의 거리는 La로 가정한다.
상기한 가정을 토대로 상기 제1대상물까지의 거리는 수학식 1에 따라 정리될 수 있다.
Figure pat00001
상기한 바와 같이 본 발명은 미리 설정된 거리로 이격된 두개의 직진성 점광을 대상물에 조사하고, 그 조사된 두개의 점광을 촬상하여, 촬상이미지 상에서의 두개의 점광 사이의 거리와 실제 거리를 이용하여 상기 대상물과의 거리를 산출한다.
이는 도 3의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이 고정된 화각을 가지는 촬상장치(108)에 제1대상물과 같이 대상물이 근접되어 위치되면 상기 촬상장치(108)에 의해 촬상된 촬상이미지내에서 제1 및 제2광 출사모듈(106,110)에 의해 조사된 두개의 점광의 사이가 넓어지고, 도 3의 (c) 및 (d)에 도시한 바와 같이 고정된 화각을 가지는 촬상장치(108)에 제2대상물과 같이 대상물이 떨어져 위치되면 상기 촬상장치(108)에 의해 촬상된 촬상이미지내에서 제1 및 제2광 출사모듈(106,110)에 의해 조사된 두개의 점광의 사이가 좁아지는 것과 같이 대상물과의 거리에 반비례하여 미리 정해둔 거리만큼 이격되며 평행되어 조사되는 두개의 점광의 사이가 변화하는 현상을 이용한 것이다.
<제어모듈의 처리과정>
이제 상기한 제1거리측정장치의 제어모듈(100)의 동작을 도 4를 참조하여 설명한다.
상기 제어모듈(100)은 조작패널(104)을 통해 사용자가 거리측정을 요청하는지를 체크한다(200단계).
상기 사용자가 거리측정을 요청하면, 상기 제어모듈(100)은 제1 및 제2광 출사모듈(106)을 구동하여 미리 설정된 거리로 이격된 두개의 직진성 점광을 대상물에 조사한다(204단계).
그 이후 상기 제어모듈(100)은 그 조사된 두개의 점광을 상기 촬상장치(108)를 통해 촬상하고, 그에 따라 생성된 촬상이미지를 제공받는다(206단계).
이후 상기 제어모듈(100)은 두개의 점광 사이의 실제 이격 거리, 촬상이미지에서 두개의 점광 사이의 거리, 촬상장치(108)의 화각, 촬상 이미지의 크기를 이용하여 대상물과의 거리를 수학식 1에 따라 산출하고, 산출된 거리정보를 디스플레이(112)를 통해 안내하거나 외부기기로 전송하는 등 여러 가지의 방법으로 출력할 수 있다.
상기한 본 발명의 바람직한 제1실시예에서는 수직방향으로 미리 정해둔 거리만큼 이격시킨 제1 및 제2광출사 모듈(106,110)을 이용하여 대상물과의 거리를 검출하는 것만을 예시하였으나, 제1 및 제2광출사 모듈(106,110)을 수평방향으로 미리 정해둔 거리만큼 이격시킨 후에, 대상물과의 거리를 검출하는 것도 가능하며, 이는 본 발명에 의해 자명하다.
또한 상기한 제1 및 제2광출사 모듈은 가시광 영역 또는 근적외 기타 여러 종류의 파장을 갖는 레이저 광원 혹은 시준된 LED 및 기타 광원이 될 수 있으며, 이는 본 발명에 의해 자명하다.
또한 상기한 본 발명의 바람직한 제1실시예에서는 제1 및 제2광출사모듈(106,110)로부터의 점광을 이용하는 것만을 예시하였으나, 미리 정해둔 거리만큼 이격된 둘이상의 평행된 점광원(line)을 이용하여 상기 대상물과의 거리를 검출하는 것 역시 본 발명에 의해 자명하다.
또한 주변의 광 노이즈와 명확하게 구별될 수 있도록 점광을 둥근 모양 또는 별 모양 등의 특정 패턴으로 형성할 수도 있다. 이 경우 제어모듈(100)은 상기 특정 패턴에 대한 정보를 미리 저장하고, 촬상장치(108)로부터 제공된 촬상이미지로부터 상기 특정 패턴을 검출하고, 그 특정 패턴을 기준으로 대상물과의 거리를 검출할 수도 있다. 이는 주변의 광 노이즈에 의해 거리 검출을 위한 점광이 아닌 다른 광들이 점광으로 오인식되어 거리 검출에 오류가 발생될 수 있는 문제를 미연에 방지하기 위함이다.
또한 본 발명의 촬상장치(108)에 의해 고화질의 영상을 획득하기 위해, 줌 렌즈 등과 같은 오토포커싱 장치를 더 채용할 수도 있으며, 이 경우에 상기 촬상장치(108)는 오토포커싱 장치에 의해 변경된 화각에 대한 정보를 제어모듈(100)로 제공하여 대상물과의 거리 검출시에 사용할 수 있게 하며, 이는 본 발명에 의해 자명하다.
또한 상기의 촬상장치는 면 촬상 소자(2D)뿐만 아니라 선촬상소자(1D, 라인스캔소자)를 이용할 수 있으며, 이는 본 발명에 의해 자명하다.
<제2실시예>
<제2거리측정장치의 블럭구성>
본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 제2거리측정장치의 블럭구성을 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.
상기 제2거리측정장치는 제어모듈(300)과, 메모리부(302)와, 조작패널(304)과, 기구부(306)와, 제1광 출사 어레이(308)와, 촬상장치(310)와, 제2광 출사 어레이(312)와, 기구구동부(314)와, 디스플레이(316)로 구성된다.
상기 제어모듈(300)은 제1 및 제2광출사 어레이(308,312)를 통해 미리 설정된 거리로 이격된 두개의 직진성 라인(LINE)광을 대상물에 조사하고, 그 조사된 두개의 라인광을 상기 촬상장치(310)를 통해 촬상하고, 그에 따라 생성된 촬상이미지 상에서의 두개의 라인광 사이의 거리와 실제 거리를 이용하여 상기 대상물과의 거리를 산출하고, 그 산출된 거리에 대한 거리정보를 디스플레이(316)를 통해 표시한다.
특히 상기 제1 및 제2광출사 어레이(308,312)가 수직으로 미리 설정된 거리로 이격되어 설치되어 수평의 라인광을 출사하므로, 상기 제1 및 제2광출사 어레이(308,312) 사이의 중심에 대응되는 수평선을 이루는 점들, 즉 상기 두 개의 수평 라인광을 형성하는 두 개의 점광들 각각에서의 대상물과의 거리를 획득할 수 있으며, 상기 제1 및 제2광출사 어레이(308,312) 및 촬상장치(310)를 수직방향으로 이동함으로써, 수직 및 수평 위치 각각에 대한 대상물과의 거리를 획득한다.
이와 같이 본 발명의 바람직한 제2실시예에서는 제1 및 제2광출사 어레이(308,312)의 수직위치를 변경하면서, 제1 및 제2광출사 어레이(308,312)가 수평의 라인광을 출사함과 동시에 촬상장치(310)를 통해 촬상을 이행하여, 해당 수평선을 이루는 점들, 즉 두 개의 수평 라인광을 형성하는 두 개의 점광들에서의 대상물과의 거리를 획득하여, 대상물의 입체정보를 획득할 수 있게 한다. 여기서, 상기 입체정보는, 수평위치정보(x) 및 수평위치정보(y)에 따른 대상물과의 거리정보(z)로 구성된다.
또한 상기 제어모듈(300)은 상기 대상물의 입체정보가 획득되면 그 대상물의 입체정보를 디스플레이(316)를 통해 출력한다.
상기 메모리부(302)는 상기 제어모듈(300)의 처리 프로그램을 포함하는 다양한 정보를 저장한다. 특히 상기 두개의 라인광 사이의 실제 이격 거리, 촬상장치(310)의 화각에 대한 정보 등을 저장한다.
상기 조작패널(304)은 사용자로부터의 각종 정보 및 명령을 입력받아 상기 제어모듈(300)에 제공한다.
상기 디스플레이(316)는 상기 제어모듈(300)의 제어에 따른 정보, 예를들어 산출된 거리정보 등을 표시한다.
상기 기구부(316)는 상기 제1 및 제2광출사 어레이(308,312) 및 촬상장치(310)를 지지함은 물론이며, 상기 기구 구동부(314)의 제어에 따라 상기 제1 및 제2광출사 어레이(308,312) 및 촬상장치(310)의 수직위치를 변경한다.
상기 기구 구동부(314)는 상기 제어모듈(300)의 제어에 따라 상기 기구부(316)를 구동하여 제1 및 제2광출사 어레이(308,312) 및 촬상장치(310)의 수직위치를 변경한다.
상기 제1 및 제2광출사 어레이(308,312) 각각은 직진성을 가지는 라인 광을 출사하며, 이는 고휘도 LED 어레이 모듈이나 레이저 어레이 모듈이 채용될 수 있다. 상기 제1 및 제2광출사 어레이(308,312)는 서로 미리 설정된 거리만큼 이격되게 설치되어, 그 미리 설정된 거리만큼 이격되어 평행된 라인광을 출사한다. 상기 출사된 두 라인광은 대상물에 조사된다.
상기 촬상장치(310)는 상기 제1 및 제2광출사 어레이(308,312)의 라인광 출사면을 촬상하고, 그 촬상에 따른 촬상이미지를 상기 제어모듈(300)에 제공한다.
<제2거리측정장치의 거리측정과정>
상기한 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 제2거리측정장치의 거리측정과정을 도 6을 참조하여 설명한다.
도 6의 (a)는 상기 제2거리측정장치의 제1 및 제2광출사 어레이(308,312) 각각은 세로 방향으로 미리 정해둔 거리만큼 이격되어 설치되며, 상기 제1 및 제2광출사 어레이(308,312) 사이의 중심에 촬상장치(310)가 설치된다. 상기 촬상장치(310)는 미리 정해진 화각에 속하는 공간을 촬상하고, 그 촬상된 촬상이미지를 도시한 것이 도 6의 (b)이다.
상기한 바와 같이 본 발명의 바람직한 제2실시예는 미리 설정된 거리로 이격된 두개의 직진성 라인광을 대상물에 조사하고, 그 조사된 두개의 라인광을 촬상하여, 촬상이미지 상에서의 두개의 라인광 사이의 거리와 실제 거리를 이용하여 상기 대상물과의 거리를 산출한다.
즉, 도 6의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이 고정된 화각을 가지는 촬상장치(310)에 제3대상물과 같이 수평방향으로 굴곡이 있는 대상물이 위치되면, 상기 촬상장치(310)에 의해 촬상된 촬상이미지내에서 제1 및 제2광출사 어레이(308,312)에 의해 조사된 두개의 라인광의 사이는 넓어졌다가 좁아진다.
이에 상기 제어모듈(300)은 상기 두개의 라인광의 중심을 기준으로 하는 수평선을 이루는 각 점에 대한 거리를 수학식 1에 따라 산출하여, 해당 수평선상에서의 제2대상물과의 거리정보를 획득할 수 있다.
<제어모듈의 처리과정>
이제 상기한 제2거리측정장치의 제어모듈(300)의 동작을 도 7을 참조하여 설명한다.
상기 제어모듈(300)은 조작패널(304)을 통해 사용자가 거리측정을 요청하는지를 체크한다(200단계).
상기 제어모듈(300)은 대상물에 대한 입체형상정보를 획득하기 위한 수직이동량에 대한 정보를 사용자로부터 입력받아 설정한다.
이후 상기 제어모듈(300)은 상기 수직이동량에 속하는 범위내에서 제1 및 제2광출사 어레이(308,312) 및 촬상장치(310)를 미리 정해둔 거리만큼 수직 이동시키도록 기구 구동부(314)를 통해 기구부(306)를 구동한다.
상기 수직 이동후에 상기 제어모듈(300)은 제1 및 제2광출사 어레이(308,312)를 구동하여 미리 설정된 거리로 이격된 두개의 직진성 라인광을 대상물에 조사한다.
그 이후 상기 제어모듈(300)은 그 조사된 두개의 라인광을 상기 촬상장치(310)를 통해 촬상하고, 그에 따라 생성된 촬상이미지를 제공받는다.
상기 촬상이미지가 제공되면, 상기 제어모듈(300)은 두개의 라인광 사이의 중심인 수평선을 이루는 점들 각각에서의 대상물과의 거리를 산출한다(408단계).
이후 상기 제어모듈(300)은 설정된 수직이동량에 따른 수직이동이 완료되지 않았으면 상기 406단계로 진입하여 미리 정해둔 거리만큼 수직이동을 이행한 후에, 그 이동된 위치에서의 수평선을 이루는 점들 각각에서의 대상물과의 거리를 산출하는 것을 반복한다.
이와 달리 상기 제어모듈(300)은 설정된 수직이동량에 따른 수직이동이 완료되었으면, 상기 수직방향으로 상기 미리 정해둔 거리단위로 수평선상에서의 상기 대상물과의 거리를 저장하여, 상기 대상물에 대한 입체정보를 획득한다.
상기한 본 발명의 바람직한 제2실시예에서는 수직방향으로 미리 정해둔 거리만큼 이격시킨 제1 및 제2광출사 어레이(308,312)와 촬상장치(310)를 수직방향으로 이동해가면서, 이동된 수직 위치에 대해 수평선상의 대상물과의 거리를 검출하는 것만을 예시하였으나, 제1 및 제2광출사 어레이(308,312)를 수평방향으로 미리 정해둔 거리만큼 이격시키고, 제1 및 제2광출사 어레이(308,312)와 촬상장치(310)를 수평방향으로 이동해가면서, 이동된 수평 위치에 대해 수직선상의 대상물과의 거리를 검출하는 것도 가능하며, 이는 본 발명에 의해 자명하다.
또한 상기한 본 발명의 바람직한 제2실시예에서는 제1 및 제2광출사 어레이(308,312)로부터의 라인광을 이용하는 것만을 예시하였으나, 미리 정해둔 거리만큼 이격된 둘이상의 평행된 라인광원을 이용하여 상기 대상물과의 거리를 검출하는 것 역시 본 발명에 의해 자명하다.
또한 상기한 제1 및 제2광출사 어레이는 가시광 영역 또는 근적외 기타 여러 종류의 파장을 갖는 레이저 광원 혹은 시준된 LED 및 기타 광원이 될 수 있으며, 이는 본 발명에 의해 자명하다.
또한 상기한 본 발명의 바람직한 제2실시예에서는 제1 및 제2광출사 어레이(308,312)로부터의 라인광을 이용하는 것만을 예시하였으나, 점광원의 스캔 또는 광원과 이의 반사기구를 통해 생성한 라인광을 이용할 수도 있으며, 이는 본 발명에 의해 자명하다.
또한 주변의 광 노이즈와 명확하게 구별될 수 있도록 라인광을 형성하는 점광들을 둥근 모양 또는 별 모양 등의 특정 패턴으로 형성할 수도 있다. 이 경우 제어모듈(300)은 상기 특정 패턴에 대한 정보를 미리 저장하고, 촬상장치(310)로부터 제공된 촬상이미지로부터 상기 특정 패턴을 검출하고, 그 특정 패턴을 기준으로 대상물과의 거리를 검출할 수도 있다. 이는 주변의 광 노이즈에 의해 거리 검출을 위한 점광이 아닌 다른 광들이 점광으로 오인식되어 거리 검출에 오류가 발생될 수 있는 문제를 미연에 방지하기 위함이다.
또한 본 발명의 촬상장치(310)에 의해 고화질의 영상을 획득하기 위해, 줌 렌즈 등과 같은 오토포커싱 장치를 더 채용할 수도 있으며, 이 경우에 상기 촬상장치(310)는 오토포커싱 장치에 의해 변경된 화각에 대한 정보를 제어모듈(300)로 제공하여 대상물과의 거리 검출시에 사용할 수 있게 하며, 이는 본 발명에 의해 자명하다.
또한 상기의 촬상장치(310)는 면 촬상 소자(2D)뿐만 아니라 선촬상소자(1D, 라인스캔소자)를 이용할 수 있으며, 이는 본 발명에 의해 자명하다.
100 : 제어모듈
102 : 메모리부
104 : 조작패널
106 : 제1광 출사모듈
108 : 촬상장치
110 : 제2광 출사모듈
112 : 디스플레이 모듈

Claims (23)

  1. 거리측정방법에 있어서,
    둘 이상의 광 출사모듈이 제1거리로 이격된 둘 이상의 직진성 점광을 대상물에 조사하는 단계;
    촬상장치가 상기 대상물에 조사된 상기 둘이상의 직진성 점광을 촬상하여 촬상이미지를 생성하는 단계;
    제어모듈이 상기 촬상이미지 상에서의 둘 이상의 직진성 점광을 검출하고, 둘 이상의 직진성 점광 사이의 거리인 제2거리와, 상기 둘 이상의 직진성 점광이 이격된 실제거리인 제1거리와, 상기 촬상장치의 화각을 이용하여, 상기 대상물과의 거리를 산출하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 거리측정방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 직진성 점광은 두개이며,
    상기 대상물과의 거리 산출은 수학식 2에 따르는 것임을 특징으로 하는 거리측정방법.
    [수학식 2]
    La=2PL/a?tanα
    상기 La는 대상물과의 거리, 상기 P는 촬상이미지의 중심에서 수직 또는 수평 종단면까지의 거리, 상기 L은 두개의 직진성 점광 사이의 중점에서 어느 한 점광까지의 거리, 상기 a는 촬상이미지에서 두개의 점광 사이의 거리, 상기 α는 상기 촬상장치의 화각임.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 촬상장치는 면 촬상장치(2D) 또는 선 촬상장치(1D)에 의해 촬상된 것임을 특징으로 하는 거리측정방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 촬상장치는 줌 렌즈를 통해 상기 둘 이상의 직진성 점광에 대해 오토포커싱하여 촬상을 이행하며, 오토포커싱에 의해 변경된 화각에 대한 정보를 상기 대상물과의 거리 검출시에 사용되도록 상기 제어모듈로 제공함을 특징으로 하는 거리측정방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광 출사모듈은 가시광 영역 또는 비가시광 영역의 광을 출사함을 특징으로 하는 거리측정방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 광 출사모듈은 가시광 영역 또는 비가시광 영역의 LED 모듈 또는 레이저 모듈임을 특징으로 하는 거리측정방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 직진성 점광은 특정 패턴을 가지며,
    상기 제어모듈은 상기 촬상이미지에서 미리 저장된 특정 패턴을 검출하는 것을 통하여 상기 직진성 점광을 검출함을 특징으로 하는 거리측정방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 산출된 대상물과의 거리에 대한 정보를 디스플레이하는 단계;를 더 구비함을 특징으로 하는 거리측정방법.
  9. 거리측정방법에 있어서,
    둘 이상의 광 출사모듈이, 제1거리로 이격된 둘이상의 직진성 라인광을 대상물에 수평 또는 수직으로 조사하는 단계;
    촬상장치가, 상기 대상물에 조사된 상기 둘이상의 직진성 라인광을 촬상하여 촬상이미지를 생성하는 단계;
    제어장치가, 상기 촬상이미지 상에서의 둘이상의 직진성 라인광들을 형성하는 직진성 점광들 사이의 거리인 제2거리들과, 상기 둘이상의 직진성 라인광이 이격된 실제거리인 제1거리와 상기 촬상장치의 화각을 이용하여, 상기 대상물에 대한 수평 또는 수직선상의 거리들을 산출하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 거리측정방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 직진성 라인광은 두 개이며,
    두 개의 직진성 라인광들을 형성하는 두 개의 직진성 점광들을 이용한 대상물과의 거리 산출은 수학식 3에 따르는 것임을 특징으로 하는 거리측정방법.
    [수학식 3]
    La=2PL/a?tanα
    상기 La는 대상물과의 거리, 상기 P는 촬상이미지의 중심에서 수직 또는 수평 종단면까지의 거리, 상기 L은 두 개의 직진성 점광 사이의 중점에서 어느 한 점광까지의 거리, 상기 a는 촬상이미지에서 두개의 점광 사이의 거리, 상기 α는 상기 촬상장치의 화각임.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 촬상장치는 면 촬상장치(2D) 또는 선 촬상장치(1D)에 의해 촬상된 것임을 특징으로 하는 거리측정방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 촬상장치는 줌 렌즈를 통해 상기 둘 이상의 직진성 점광에 대해 오토포커싱하여 촬상을 이행하며, 오토포커싱에 의해 변경된 화각에 대한 정보를 상기 대상물과의 거리 검출시에 사용되도록 상기 제어모듈로 제공함을 특징으로 하는 거리측정방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 광 출사모듈은 가시광 영역 또는 비가시광 영역의 광을 출사함을 특징으로 하는 거리측정방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 광 출사모듈은,
    가시광 영역 또는 비가시광 영역의 라인광을 직접 출사하거나,
    점광을 스캔하여 출사하여 라인광을 출사하거나,
    점광을 반사기구에 의해 반사시켜 출사하여 라인광을 출사함을 특징으로 하는 거리측정방법.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 직진성 점광은 특정 패턴을 가지며,
    상기 제어모듈은 상기 촬상이미지에서 미리 저장된 특정 패턴을 검출하는 것을 통하여 상기 직진성 점광을 검출함을 특징으로 하는 거리측정방법.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 산출된 대상물과의 거리에 대한 정보를 디스플레이하는 단계;를 더 구비함을 특징으로 하는 거리측정방법.
  17. 거리측정방법에 있어서,
    광 출사모듈이, 수직 또는 수평으로 제1거리만큼 이동해가면서,
    제2거리로 이격된 둘이상의 직진성 라인광을 대상물에 수평 또는 수직으로 조사하면서,
    촬상장치가 상기 대상물에 조사된 상기 둘이상의 직진성 라인광을 촬상하여 촬상이미지를 생성하고,
    제어모듈이 상기 촬상이미지 상에서의 둘이상의 직진성 라인광들을 형성하는 점들 사이의 거리인 제3거리들과, 상기 둘이상의 직진성 라인광이 이격된 실제거리인 제2거리와, 상기 촬상장치의 화각을 이용하여, 상기 대상물에 대한 수평 또는 수직선상의 거리들을 산출하는 단계;
    상기 제어모듈이 상기 수직 또는 수평으로 이동해가면서 생성한 수평 또는 수직선상의 거리들을 결합하여, 대상물에 대한 입체정보를 생성하는 단계를 특징으로 하는 거리측정방법.
  18. 거리측정장치에 있어서,
    제1거리로 이격된 두 개의 직진성 점광을 대상물에 조사하는 제1 및 제2광출사모듈;
    상기 제1 및 제2광출사모듈 사이의 중심에 위치하여, 상기 대상물에 조사된 상기 두 개의 직진성 점광을 촬상하여 촬상이미지를 생성하는 촬상장치;
    상기 촬상이미지 상에서의 두 개의 직진성 점광 사이의 거리인 제2거리를 검출하고, 상기 두 개의 직진성 점광이 이격된 실제거리인 제1거리와 상기 촬상장치의 화각을 이용하여, 상기 대상물과의 거리를 산출하는 제어모듈;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 거리측정장치.
  19. 거리측정장치에 있어서,
    제1거리로 이격된 두 개의 직진성 라인광을 대상물에 수평 또는 수직으로 조사하는 제1 및 제2광출사 어레이;
    상기 제1 및 제2광출사 어레이 사이의 중심에 위치하여, 상기 대상물에 조사된 상기 두 개의 직진성 라인광을 촬상하여 촬상이미지를 생성하는 촬상장치;
    상기 촬상이미지 상에서의 두 개의 직진성 라인광들을 형성하는 직진성 점광들 사이의 거리인 제2거리들과, 상기 두 개의 직진성 라인광이 이격된 실제거리인 제1거리와 상기 촬상장치의 화각을 이용하여, 상기 대상물에 대한 수평 또는 수직선상의 거리들을 산출하는 제어모듈;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 거리측정장치.
  20. 거리측정장치에 있어서,
    제1거리로 이격된 두 개의 직진성 라인광을 대상물에 수평 또는 수직으로 조사하는 제1 및 제2광출사 어레이;
    상기 제1 및 제2광출사 어레이 사이의 중심에 위치하여, 상기 대상물에 조사된 상기 두 개의 직진성 라인광을 촬상하여 촬상이미지를 생성하는 촬상장치;
    상기 제1 및 제2광출사 어레이 및 상기 촬상장치를 수직 또는 수평방향으로 미리 정해둔 제2거리로 이동시키는 기구부 및 기구구동부;
    상기 촬상이미지 상에서의 두 개의 직진성 라인광들을 형성하는 직진성 점광들 사이의 거리인 제3거리들과, 상기 두 개의 직진성 라인광이 이격된 실제거리인 제1거리와 상기 촬상장치의 화각을 이용하여, 상기 대상물에 대한 수평 또는 수직선상의 거리들을 산출하는 제어모듈;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 거리측정장치.
  21. 제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촬상장치는 줌 렌즈를 통해 상기 둘 이상의 직진성 점광에 대해 오토포커싱하여 촬상을 이행하며, 오토포커싱에 의해 변경된 화각에 대한 정보를 상기 대상물과의 거리 검출시에 사용되도록 상기 제어모듈로 제공함을 특징으로 하는 거리측정장치.
  22. 제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 직진성 점광은 특정 패턴을 가지며,
    상기 제어모듈은 상기 촬상이미지에서 미리 저장된 특정 패턴을 검출하는 것을 통하여 상기 직진성 점광을 검출함을 특징으로 하는 거리측정장치.
  23. 제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 산출된 대상물과의 거리에 대한 정보를 디스플레이하는 디스플레이를 더 구비함을 특징으로 하는 거리측정장치.
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