KR20140005516A - 형상 측정 장치 - Google Patents

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KR20140005516A
KR20140005516A KR1020120072974A KR20120072974A KR20140005516A KR 20140005516 A KR20140005516 A KR 20140005516A KR 1020120072974 A KR1020120072974 A KR 1020120072974A KR 20120072974 A KR20120072974 A KR 20120072974A KR 20140005516 A KR20140005516 A KR 20140005516A
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정학영
라우로 오헤다
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Abstract

본 발명은 형상 측정 장치에 관한 것으로서, 조사된 적어도 하나 이상의 레이저 빔의 반사광을 수광하고, 수광된 반사광의 위치를 통하여 물체의 거리를 판단하고, 판단된 거리와 자체 이동량을 고려하여 물체의 입체 형상을 구하는 형상 측정 장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 형상 측정 장치는 몸체에 구비되어 물체와의 거리를 판단하는 거리 판단부, 및 상기 몸체가 이동함에 따른 상기 거리의 변화와 상기 몸체의 이동량을 비교하여 상기 물체의 입체 형상을 판단하는 형상 판단부를 포함한다.

Description

형상 측정 장치{Shape measuring apparatus}
본 발명은 형상 측정 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 조사된 적어도 하나 이상의 레이저 빔의 반사광을 수광하고, 수광된 반사광의 위치를 통하여 물체와의 거리를 판단하고, 판단된 거리와 자체 이동량을 고려하여 물체의 입체 형상을 구하는 형상 측정 장치에 관한 것이다.
일반적으로 로봇은 산업용으로 개발되어 공장자동화의 일환으로 사용되거나, 인간이 견딜 수 없는 극한의 환경에서 인간을 대신하여 작업을 수행하는 데 사용되어 왔다. 이러한 로봇 공학분야는 근래에 들어 최첨단의 우주 개발 산업에 사용되면서 발전을 거듭하여 최근에 들어서는 인간 친화적인 가정용 로봇의 개발에까지 이르렀다.
덧붙여, 로봇은 의료용 기기를 대체하여 인간 생체 내에 투입됨으로써, 기존의 의료용 기기로는 치료가 불가능했던 미세한 인간 생체 조직의 치료에까지 이용된다. 이와 같은 눈부신 로봇 공학의 발전은 인터넷에 의한 정보 혁명과 이를 뒤이어 유행하고 있는 생명 공학 분야를 대체하여 새롭게 등장할 최첨단 분야로서 각광받고 있다.
가정용 로봇은 산업용 로봇에 국한되어왔던 기존의 중공업 중심의 로봇 공학 분야를 경공업 중심의 로봇 공학 분야까지 확대시킨 주역으로서 가장 기본적으로 상기되는 것으로 청소 로봇을 그 예로 들 수 있다.
청소 로봇, 안내 로봇 등의 형상 측정 장치는 주변 환경에 대한 사전 정보가 부족한 곳에서도 이동하거나 작업을 수행하는 데에 필요한 자율적인 경로 계획과 장애물 탐지 및 충돌 회피 능력을 가질 필요가 있는데, 이를 위해서는 위치 추정에 사용할 수 있는 장애물과의 거리 측정 능력이 필수적이다. 또한, 영상 비교를 통한 침입자 감지 시스템에 있어서도 장애물과의 거리 측정 능력이 필수적이다.
이를 위해, 시각 센서나 초음파 센서, 혹은 접촉 센서 등을 이용한 여러 가지 방법들이 적용되는데, 레이저(laser)와 카메라를 이용한 방법이 적용될 수도 있다.
레이저와 카메라를 이용한 방법은 로봇에 광 조사 수단과 카메라를 모두 설치한 상태에서, 레이저의 빛이 물체에 반사되어 카메라로 입사되고, 입사된 영상 중 레이저의 위치를 참조하여 물체의 거리를 판단하는 방법이다.
한편, 물체의 위치에 따라 로봇의 이동 경로상에 존재하여 이동을 방해하지만 레이저와 카메라로 감지되지 않는 물체가 존재할 수 있다. 예를 들어, 다리가 있는 소파의 밑 부분과 같이 어느 정도의 높이까지는 빈 공간으로 존재하고 해당 높이부터 물체가 배치된 경우를 들 수 있다.
이러한 경우 로봇은 빈 공간으로만 레이저를 조사하고 그 반사광을 수광하기 때문에 소파의 존재를 감지하지 못할 수 있는데, 소파의 다리의 높이가 로봇 몸체의 높이보다 작은 경우 로봇의 상부가 소파의 밑 부분에 부딪힐 수 있다.
즉, 레이저의 조사 방향과 그 반사광을 수광하는 카메라의 위치에 따라 사각지대가 존재할 수 있는 것이다.
따라서, 로봇의 이동 경로상에서 바닥에 존재하는 물체뿐만 아니라 이동 경로상의 상부에 존재하는 물체까지도 감지하며, 더 나아가 해당 물체의 입체 형상까지 감지할 수 있는 발명의 등장이 요구된다.
본 발명은 조사된 적어도 하나 이상의 레이저 빔의 반사광을 수광하고, 수광된 반사광의 위치를 통하여 물체의 입체 형상 및 물체와의 거리를 판단하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 형상 측정 장치는 몸체에 구비되어 물체와의 거리를 판단하는 거리 판단부, 및 상기 몸체가 이동함에 따른 상기 거리의 변화와 상기 몸체의 이동량을 비교하여 상기 물체의 입체 형상을 판단하는 형상 판단부를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 형상 측정 장치는 서로 다른 복수의 방향으로 레이저 빔을 조사하는 광 조사부와, 상기 복수의 방향으로 조사된 레이저 빔이 서로 다른 물체에 의하여 반사된 반사광을 수광하는 카메라부 및 상기 카메라부에 의하여 생성되는 영상 영역에서 상기 수광된 반사광에 대한 영상이 형성된 위치를 참조하여 상기 서로 다른 물체들과의 거리를 판단하는 거리 판단부를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 형상 측정 장치에 따르면 조사된 적어도 하나 이상의 레이저 빔의 반사광을 수광하고, 수광된 반사광의 위치를 통하여 물체의 입체 형상 및 물체와의 거리를 판단함으로써, 이동 경로상에서 장치의 상부 또는 하부에 부딪힐 수 있는 물체를 모두 감지할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 물체에 의하여 반사된 빛이 카메라로 수광되는 것을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 레이저 빔을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 빔이 물체에 조사되는 것을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3에서 물체로부터 반사된 반사광을 영상으로 도식화한 것을 나타낸 도면이다.
도 5는 근거리에 위치하고 있는 물체가 감지되지 않는 것을 나타낸 도면이다.
도 6은 물체로부터 반사된 반사광이 감지되지 않는 것을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 형상 측정 장치를 나타낸 블록도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 복수의 레이저 빔이 조사된 것을 나타내 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 반투과성 렌즈가 이용되어 하나의 레이저 빔이 복수 개로 분할되는 것을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 복수의 반사광에 대한 영상이 영상 영역에 형성된 것을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 하나의 분할 영역에 복수의 반사광에 대한 영상이 형성된 것을 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따라 형상 측정 장치와의 거리에 따라 물체의 감지 여부가 결정되는 것을 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따라 형상 측정 장치의 이동에 의하여 물체의 입체 형상이 감지되는 것을 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따라 형상 측정 장치의 이동에 의하여 물체의 입체 형상이 감지되는 것을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 물체에 의하여 반사된 빛이 카메라로 수광되는 것을 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 형상 측정 장치(700)는 광 조사 수단(200)과 같은 능동 광원을 이용하여 일정 형태의 빛을 물체에 비추고, 카메라(100)와 같은 영상 센서를 이용하여 반사광을 수광하며, 이에 대한 영상을 생성한다.
반사광에 대한 영상이 생성된 이후, 형상 측정 장치(700)는 카메라(100)에 의하여 생성된 전체 영상 영역 중 반사광에 대한 영상의 좌표를 이용하여 반사각을 산출하고, 반사각 및 카메라(100)와 광 조사 수단(200)간의 거리를 이용하여 광 조사 수단(200)과 물체간의 거리를 삼각도법(triangular method)으로 산출한다.
도 1에서 광 조사 수단(200)과 카메라(100) 사이의 거리 d(110)를 베이스라인(baseline)이라 하는데, 이는 광 조사 수단(200)에서 빛이 발산하는 지점과 반사광(220)이 입사되는 카메라(100)의 렌즈간의 거리를 의미한다.
베이스라인(110)은 그 거리가 짧을수록 영역 해상도(range resolution)는 나빠진다. 청소 로봇 등과 같이 로봇의 높이가 한정된 경우에는 베이스라인의 거리는 짧은 경우가 많은데, 이 경우에는 원거리에서의 영역 해상도가 나빠진다.
도 1은 형상 측정 장치(700)와 물체(301, 302)의 거리(121, 122)에 따라 반사각(111, 112)이 상이하게 형성되는 것을 나타내고 있다. 즉, 근거리에 위치하고 있는 물체(301)로 조사된 레이저 빔(211)과 그 반사광(221)에 의하여 형성되는 반사각(111)이 원거리에 위치하고 있는 물체(302)로 조사된 레이저 빔(212)과 그 반사광(222)에 의하여 형성되는 반사각(112)보다 크게 형성되는 것이다.
이와 같이, 물체(301, 302)와의 거리에 따라 반사각(111, 112)이 서로 상이하게 형성되는데, 본 발명의 형상 측정 장치(700)는 이를 이용하여 물체(301, 302)와의 거리(121, 122)를 측정하게 된다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 레이저 빔을 나타낸 도면이다. 전술한 광 조사 수단(200)이 조사하는 빛(210)은 적외선 레이저 빔인 것이 바람직하다. 적외선 레이저 빔(210)을 사용하면 가시 광선 조명이 전혀 없는 상태에서도 영상 정보를 획득할 수 있으며, 사용자에게는 보이지 않기 때문에 사용자의 일상 생활에 영향을 미치지 않기 때문이다.
한편, 본 발명에서 레이저 빔(210)은 점 레이저를 일정 범위만큼 회전시킴으로써 라인 형태로 구현한 것일 수 있으며, 최초에 조사될 때부터 라인의 형태를 가진 것(라인 레이저)일 수도 있다. 따라서, 이하 레이저 빔(210)은 어떠한 구현 방식으로든 피사체에 반사된 레이저의 형태가 라인 형태인 것을 설명하고 있으나, 본 발명의 레이저 빔이 점 레이저 또는 라인 레이저에 한정되는 것은 아니다.
도 2는 광 조사 수단(200)에 의하여 레이저 빔(210)이 조사되는 것을 나타내고 있는데, 레이저 빔(210)은 도시된 바와 같이 부채꼴 모양의 평면으로 조사되어 레이저 빔(210)이 물체에 도달하는 경우 물체의 표면에는 레이저 빔의 형상을 따라 일정한 라인이 형성된다. 만일, 레이저 빔(210)이 점 레이저인 경우 복수의 점이 라인을 형성할 수도 있다.
그리고, 그 라인에 대한 형상은 반사광으로 카메라(100)로 입사되는데, 광 조사 수단(200)과 카메라(100)가 일정 간격 떨어져 있기 때문에 카메라(100)로 입사되는 반사광에 대한 영상의 위치를 참조하여 광 조사 수단(200)과 물체와의 거리를 판단할 수 있게 된다. 즉, 형상 측정 장치(700)로부터 동일한 거리에 있는 물체에 의하여 반사된 반사광에 대한 영상은 전체 영상 영역에서 동일한 높이에 위치하게 되는데, 반사광 영상의 위치만으로도 형상 측정 장치(700)와 물체간의 거리를 판단할 수 있는 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 빔이 물체에 조사되는 것을 나타낸 도면으로서, 부채꼴 평면 형태의 레이저 빔이 지표면에 평행하게 조사되는 것을 나타낸 도면이다.
광 조사 수단(200)으로부터 레이저 빔(210)이 일정한 각도(α)를 가지면서 평면의 형태로 물체(300)로 조사된다.
레이저 빔(210)은 물체(300)의 표면에 도달하고 반사되어 카메라(100)로 입사되는데, 도 3에서 a, b, c 부분(310, 320, 330)을 포함하는 라인의 형태로 반사광에 대한 영상이 형성되어 카메라(100)로 입사된다.
그런데, 광 조사 수단(200)과 카메라(100)가 일정 간격 떨어져 있기 때문에 카메라(100)로 입사되는 반사광의 위치는 물체와의 거리에 따라 달라진다. 즉, 광 조사 수단(200)의 위쪽에 카메라(100)가 배치되어 있는 경우 원거리에 있는 물체에 대한 반사광은 근거리에 있는 물체에 대한 반사광보다 위쪽에 위치하는 것이다.
도 4는 도 3에서 물체로부터 반사된 반사광을 영상으로 도식화한 것을 나타낸 도면으로서, 카메라(100)에 의하여 생성된 전체 영상 영역(400) 중 물체에 의하여 반사된 반사광에 대한 영상(410, 420, 430)을 도식화한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 도 3의 a 지점(310)과 c 지점(330)은 근거리이기 때문에 a 지점(310)과 c 지점(330)을 포함하는 라인의 반사광 영상(410, 430)은 영상 영역 중 아래 쪽에 위치하지만, b 지점(320)은 원거리이기 때문에 b 지점(320)을 포함하는 라인의 반사광 영상(420)은 영상 영역(400) 중 위 쪽에 위치하게 된다.
그리고, 영상 영역(400) 중 반사광 영상(410, 420, 430)이 형성된 위치 즉, 높이는 반사각을 판단하는데 이용될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 반사광이 영상 영역의 위쪽에 형성되는 경우 반사각이 작고, 아래쪽에 형성되는 경우 반사각이 큰 것이다.
이에 따라, 영상 영역(400)에 형성된 라인(410, 420, 430)으로 반사각을 산출할 수 있고, 광 조사 수단(200)과 카메라(100)간의 거리(베이스라인)(110)는 미리 알 수 있기 때문에 삼각도법을 이용하여 형상 측정 장치(700)와 물체와의 거리를 판단할 수 있게 된다.
도 5는 근거리에 위치하고 있는 물체가 감지되지 않는 것을 나타낸 도면이다.
전술한 바와 같이, 광 조사 수단(200)이 레이저 빔을 조사하면 조사된 레이저 빔은 물체에 반사되어 카메라(100)로 입사된다. 그런데, 도 5에 도시된 바와 같이, 광 조사 수단(200)이 일 방향으로만 레이저 빔(210)을 조사하는 경우 해당 방향에 존재하는 물체 1(510)은 감지되지만 물체 2(520)는 감지되지 않는다. 물체 1(510)은 레이저 빔(210)의 조사 경로상에 존재하지만, 물체 2(520)는 레이저 빔(210)의 조사 경로상에 존재하지 않기 때문이다.
그러나, 물체 2(520)가 레이저 빔(210)의 조사 경로상에 존재하지 않는 물체라고 하더라도 이것이 형상 측정 장치(700)의 이동에 방해가 되지 않는 것은 아니다. 도 5에 도시된 바와 같이, 물체 2(520)는 형상 측정 장치(700)의 상부 쪽에 위치하고 있는 물체로서 형상 측정 장치(700)가 이동하는 경우 그 상부가 물체 2(520)에 부딪혀서 더 이상의 이동이 진행되지 않을 수 있는 것이다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 레이저 빔(210)의 조사 경로상에 존재하지 않는 물체 2(520)가 물체 1(510)에 반사된 반사광(220)의 입사를 방해할 수도 있다.
이러한 경우, 형상 측정 장치(700)는 반사광(220)이 입사되지 않았기 때문에 이동 전방에 어떠한 물체도 없는 것으로 인식할 수 있다.
이와 같은 오류들은 레이저 빔이 일 방향으로만 조사되기 때문으로서, 이동 방향에 존재할 수 있는 다양한 물체로 레이저 빔이 조사되지 않음에 따라 모든 물체로부터 반사광을 입사하지 못하기 때문이다.
이를 위하여, 본 발명의 광 조사 수단(200)은 복수의 방향으로 레이저 빔을 조사할 수 있다. 즉, 전방뿐만 아니라 이동 경로상의 상부에 위치할 수 있는 물체를 감지할 수 있도록 상부 방향으로도 레이저 빔을 조사하는 것이다.
복수의 방향으로 레이저 빔을 조사하는 경우 이동 경로상의 상부에 위치하고 있는 물체를 감지할 수 있을 뿐만 아니라, 원거리에 있는 물체의 반사광이 입사되지 않더라도 그것이 근거리에 있는 물체에 의해 입사가 방해된 것이라고 인식할 수 있게 된다.
또한, 형상 측정 장치(700)가 이동하는 경우 반사광의 변화 패턴은 물체의 입체적 형상에 따라 달라지는데, 형상 측정 장치(700)는 반사광의 변화 패턴을 이용하여 물체의 입체적 형상을 판단하고, 이를 통하여 물체와의 거리를 판단할 수도 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 형상 측정 장치를 나타낸 블록도로서, 형상 측정 장치(700)는 카메라부(710), 광 조사부(720), 저장부(730), 제어부(740), 구동부(750), 영상 처리부(760), 거리 판단부(770), 형상 판단부(780) 및 센서부(790)를 포함하여 구성된다.
광 조사부(720)는 사전에 설정된 방향으로 레이저 빔을 조사하는 역할을 수행한다. 광 조사부(720)는 전술한 광 조사 수단(200)에 대응하는 것으로 이해될 수 있는데, 이에 따라 광 조사부(720)가 조사하는 레이저 빔은 적외선 레이저 빔일 수 있다.
또한, 본 발명에서 광 조사부(720)는 복수의 레이저 빔을 조사할 수 있는데, 광 조사부(720)가 조사하는 복수의 레이저 빔은 전방을 향하는 것과 상방을 향하는 것을 포함할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 복수의 레이저 빔이 조사된 것을 나타내 도면으로서, 전방을 향하는 레이저 빔(이하, 제 1 레이저 빔이라 한다)(811)과 상방을 향하는 레이저 빔(이하, 제 2 레이저 빔이라 한다)(812)이 물체에 반사되어 그 반사광(821, 822)이 카메라부(710)로 입사되는 것을 도시하고 있다.
이와 같이, 복수의 레이저 빔(811, 812)이 조사되고 그 반사광(821, 822)이 입사됨에 따라 형상 측정 장치(700)는 이동에 방해가 되는 물체를 더욱 용이하게 회피할 수 있게 된다.
즉, 제 1 레이저 빔(811)은 형상 측정 장치(700)의 전면 및 하부에 부딪힐 수 있는 물체의 회피를 용이하게 하고, 제 2 레이저 빔(812)은 형상 측정 장치(700)의 상부에 부딪힐 수 있는 물체의 회피를 용이하게 하는 것이다.
한편, 본 발명에서 광 조사부(720)는 복수의 광 조사 수단을 구비하여 복수의 레이저 빔을 조사할 수 있으나, 하나의 레이저 빔을 복수 개로 분할하여 서로 다른 복수의 방향으로 조사할 수도 있다.
하나의 레이저 빔을 복수 개로 분할하는 방법은 다양하게 존재할 수 있는데, 도 9는 본 발명의 실시예에 따라 반투과성 렌즈가 이용되어 하나의 레이저 빔이 복수 개로 분할되는 것을 나타내고 있다.
광 조사부(720)에서 조사된 레이저 빔(910)은 반투과성 렌즈(901)로 전달되는데, 레이저 빔(910)의 일부(911)는 그대로 투과하고 나머지(912)는 반사된다. 그리고, 반사된 레이저 빔은 미러(902)에 의하여 반사되어 외부로 방출된다.
이렇게, 반투과성 렌즈(901)를 투과한 레이저 빔(911)과 미러(902)에 반사된 레이저 빔(912)이 외부로 방출됨으로써 복수의 방향으로 레이저 빔이 조사되는 것인데, 반투과성 렌즈(901)를 투과한 레이저 빔(911)은 전술한 제 1 레이저 빔(811)에 대응하고, 미러(920)에 반사된 레이저 빔(912)은 전술한 제 2 레이저 빔(812)에 대응하는 것으로 이해될 수 있다.
또한, 빛을 복수의 방향으로 굴절시키는 재료(미도시)를 이용하여 위와 같이 복수의 방향으로 레이저 빔이 조사되도록 할 수도 있는데, 이는 본 발명의 범위를 벗어나는 것이므로 여기서는 자세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 제 2 레이저 빔(812)은 형상 측정 장치(700)의 상방을 향하기 때문에 당연히 지표면(900)과 어느 정도 각도(922)를 가지고 있게 된다. 그런데, 제 1 레이저 빔(811)은 형상 측정 장치(700)의 전방을 향하기 때문에 지표면(900)과 평행할 수 있으나, 본 발명의 실시예에 따른 제 1 레이저 빔(811)은 제 2 레이저 빔(812)과 마찬가지로 지표면(900)과 어느 정도 각도(921)를 가질 수 있다.
즉, 본 발명의 광 조사부(720)는 서로 다른 복수의 방향으로 향하는 레이저 빔(811, 812)이 지표면(900)에 대하여 일정 각도(921, 922)를 갖도록 레이저 빔을 조사하는 것이다.
본 발명의 형상 측정 장치(700)는 바퀴를 구비하고 있기 때문에 어느 정도 작은 크기의 물체는 넘어갈 수 있다. 그러나, 레이저 빔이 작은 크기의 물체에 조사되고 그 반사광이 입사되는 경우 형상 측정 장치(700)는 이를 넘어갈 수 있음에도 불구하고 회피하려고 할 것이다.
이를 방지하기 위하여, 광 조사부(720)는 제 2 레이저 빔(812)뿐만 아니라 제 1 레이저 빔(811)도 지표면(900)과 어느 정도 각도(921)를 갖고 조사한다. 이와 같이, 제 1 레이저 빔(811)이 지표면(900)에 대하여 경사진 상태로 조사됨에 따라 형상 측정 장치(700)가 넘어갈 수 있는 작은 크기의 물체는 제 1 레이저 빔(811)을 반사하지 않게 되고, 형상 측정 장치(700)가 넘어갈 수 없는 커다란 물체만이 제 1 레이저 빔(811)을 반사하게 된다.
다시 도 7을 설명하면, 카메라부(710)는 광 조사부(720)에 의하여 조사된 레이저 빔이 물체에 의하여 반사된 반사광을 수광하는 역할을 수행한다. 한편, 본 발명의 실시예에 따른 광 조사부(720)는 복수의 레이저 빔을 조사할 수 있는데, 이에 따라 카메라부(710)는 복수의 방향으로 조사된 레이저 빔이 서로 다른 물체에 의하여 반사된 반사광을 수광할 수 있다.
카메라부(710)에 구비된 센서(미도시)는 물체에 대한 빛을 입력받아 이에 대한 디지털 영상을 생성하는 역할을 수행한다. 즉, 센서는 아날로그 영상 신호를 입력 받는 것으로서, 영상 신호을 입력 받기 위하여 센서에는 촬상 소자가 구비되어 있을 수 있는데, 촬상 소자로는 CCD(Charge-Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)가 사용될 수 있다.
그리고, 센서는 입력된 영상 신호의 이득을 제어하여 입력된 영상 신호를 일정량만큼 증폭시킴으로써 이후 단계에서의 영상 신호 처리가 용이하도록 할 수 있고, 별도의 변환부(미도시)를 구비함으로써 증폭된 아날로그 영상 신호를 디지털 영상으로 변환할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 광 조사부(720)는 적외선 레이저 빔을 조사할 수 있는데, 이에 따라 센서는 가시광선을 입력받는 가시광선 센서(미도시)뿐만 아니라 적외선을 입력받는 적외선 센서(미도시)를 포함할 수도 있다.
한편, 본 발명에서 광 조사부(720)와 카메라부(710)는 일정 간격을 두고 배치될 수 있는데, 구체적으로 지표면에 대한 높이 차를 두고 배치될 수 있다. 예를 들어, 광 조사부(720)의 위 또는 아래에 카메라부(710)가 배치될 수 있는 것으로서, 도 1, 도 5, 도 6, 도 8 및 도 12는 광 조사부(720)의 위에 카메라부(710)가 배치된 것을 도시하고 있다.
저장부(730)는 영상 영역에서의 각 위치(바닥에서부터의 높이)와 반사각간의 대응 관계를 저장하는 역할을 수행한다. 예를 들어, 카메라부(710)에 의하여 생성된 영상 영역의 가장 밑에서 10픽셀 위에 반사광 영상이 배치된 경우 반사각은 7도이고, 20픽셀 위에 반사광 영상이 배치된 경우 반사각은 5도일 수 있는데, 저장부(730)는 각 영상 영역의 높이별 반사각을 저장하는 것이다.
몸체에 구비된 거리 판단부(770)는 물체와의 거리를 판단하는 역할을 수행한다. 저장부(730)에 저장된 높이와 반사각간의 대응 관계를 이용하여 거리 판단부(770)는 형상 측정 장치(700)와 물체간의 거리를 측정하는 것이다.
또한, 저장부(730)는 각 모듈간 전달되는 데이터를 임시로 저장하는 역할을 수행하는데, 저장부(730)는 하드 디스크, 플래시 메모리, CF 카드(Compact Flash Card), SD 카드(Secure Digital Card), SM 카드(Smart Media Card), MMC(Multimedia Card) 또는 메모리 스틱(Memory Stick) 등의 형태로 구현될 수 있다.
영상 처리부(760)는 카메라부(710)에 의하여 생성된 영상을 수정하는 역할을 수행한다. 예를 들어, 광 조사부(720)가 조사한 빛에 대한 반사광을 카메라부(710)가 일정 각도를 가지고 수광하는 경우 반사광 영상에 약간의 굴곡이 생길 수 있는데, 영상 처리부(760)는 이에 대한 보정 처리를 수행할 수 있는 것이다. 영상 보정 방법으로는 Tsai's calibration method를 이용할 수 있는데 대한 자세한 설명은 본 발명의 범위를 넘는 것이므로 여기서는 생략하기로 한다.
또한, 영상 처리부(760)는 카메라부(710)에 의하여 생성된 영상을 이진화할 수 있다. 바람직하게는, 영상 처리부(760)는 보정 처리된 영상을 이진화할 수 있다. 이진화 과정을 통해 전체 영상 영역 중 물체에 반사된 빛 즉, 반사광 영상에 대응하는 것으로 판단되는 모든 픽셀의 값은 1로 치환되고, 반사광 영상에 대응하지 않는 것으로 판단되는 모든 픽셀의 값은 0으로 치환된다. 이를 통하여, 영상 처리부(760)는 반사광 영상의 위치를 명확하게 확인할 수 있게 된다.
영상 처리부(760)에 의하여 확인된 반사광 영상의 위치는 거리 판단부(770)로 전달되고, 거리 판단부(770)는 전달받은 반사광 영상의 위치를 이용하여 해당 물체의 거리를 판단한다.
전술한 바와 같이, 저장부(730)는 영상 영역에서의 각 위치(바닥에서부터의 높이)와 반사각간의 대응 관계를 저장하고 있는데, 거리 판단부(770)는 전달받은 반사광 영상의 위치에 대응하는 반사각을 추출하고, 추출된 반사각과 이미 알고 있는 베이스라인을 적용함으로써 물체와의 거리를 판단하는 것이다.
물체와의 거리를 판단함에 있어서, 거리 판단부(770)는 복수 개로 분할된 영상 영역 중 반사광 영상이 형성된 분할 영역을 참조하여 해당 물체와의 거리를 판단할 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 복수의 반사광 영상이 영상 영역에 형성된 것을 나타낸 도면이다.
제 1 레이저 빔(811) 및 제 2 레이저 빔(812)의 반사광(이하, 각각 제 1 반사광 및 제 2 반사광이라 한다)(821, 822)이 카메라부(710)로 입사되는 경우 카메라부(710)에 의하여 생성되는 영상 영역에 제 1 반사광 및 제 2 반사광에 대한 영상(1041, 1042)이 형성된다.
그런데, 제 1 레이저 빔(811) 및 제 2 레이저 빔(812)이 지표면(900)에 대하여 갖는 각도가 상이하기 때문에 이를 반사하는 물체의 위치가 상이하게 되고, 또한 이에 따라 영상 영역(1000)상에 형성되는 반사광 영상(1041, 1042)의 위치도 상이하게 된다.
즉, 제 1 반사광 영상(1041)은 영상 영역(1000) 중 대체적으로 아래쪽 영역에 형성되고, 제 2 반사광 영상(1042)은 영상 영역(1000) 중 대체적으로 위쪽 영역에 형성되는 것이다.
이에 따라, 영상 영역(1000)은 가상의 경계 선(1030)으로 분할되어 두 개의 분할 영역(1010, 1020)으로 구성될 수 있는데, 거리 판단부(770)는 위쪽 분할 영역(이하, 제 2 분할 영역이라 한다)(1020)에 반사광 영상이 형성된 경우 이를 제 2 반사광(1042)인 것으로 판단하고, 아래쪽 분할 영역(이하, 제 1 분할 영역이라 한다)(1010)에 반사광 영상이 형성된 경우 이를 제 1 반사광(1041)인 것으로 판단할 수 있다.
한편, 제 1 반사광 영상(1041)이 반드시 제 1 분할 영역(1010)에만 형성되고, 제 2 반사광 영상(1042)이 반드시 제 2 분할 영역(1020)에만 형성되는 것은 아니다. 즉, 제 1 반사광 영상(1041)이 제 2 분할 영역(1020)에 형성되거나 제 2 반사광 영상(1042)이 제 1 분할 영역(1010)에 형성될 수도 있는 것으로서, 이러한 경우 거리 판단부(770)는 물체에 대한 올바른 거리를 판단할 수 없다.
거리 판단부(770)는 레이저 빔의 지표면에 대한 각도를 고려하여 물체와의 거리를 판단하는데, 만일 제 2 분할 영역(1020)에 제 1 반사광 영상(1041)이 형성된 경우 제 2 레이저 빔(812)의 지표면(900)에 대한 각도를 적용하여 물체와의 거리를 판단하기 때문에 올바른 거리가 산출되지 않는 것이다.
이를 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 거리 판단부(770)는 반사광 영상의 선명도를 고려하여 반사광의 적용 여부를 결정할 수 있다. 즉, 거리 판단부(770)는 영상 영역 중 하나의 분할 영역에 복수의 반사광 영상이 형성되는 경우 선명도를 비교하여 각 빔에 해당하는 반사광 영상만을 참조하여 해당 물체와의 거리를 판단할 수 있는 것이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 하나의 분할 영역에 복수의 반사광이 형성된 것을 나타낸 도면으로서, 제 2 분할 영역(1020)에 제 1 반사광(1141) 및 제 2 반사광(1042)이 모두 형성된 것을 나타낸 도면이다.
실제로 하나의 분할 영역에 복수의 반사광이 형성되는 것은 당연하다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 하나의 레이저 빔에 의한 복수의 반사광 영상(410, 420, 430)이 영상 영역(400)에 형성될 수 있는 것으로서, 그 거리를 판단함에 있어서 어떠한 문제도 발생하지 않는다.
그러나, 도 11에 도시된 바와 같이 제 2 분할 영역(1020)에 제 1 반사광 영상(1141) 및 제 2 반사광 영상(1042)이 형성됨에 따라, 거리 판단부(770)가 제 1 반사광(821)을 제 2 반사광(822)으로 인식하는 경우 거리 판단에 문제가 발생하게 된다.
한편, 제 2 분할 영역(1020)에 제 1 반사광 영상(1141)이 형성되어 있다는 것은 해당 물체의 거리가 매우 먼 것을 의미한다. 즉, 카메라부(710)가 광 조사부(720)의 위쪽에 배치된 구조에서 영상 영역의 하단에 반사광 영상이 형성된 경우 이는 근거리에 있는 물체에 의한 반사광을 의미하고, 영상 영역의 상단에 반사광 영상이 형성된 경우 이는 원거리에 있는 물체에 의한 반사광을 의미하기 때문이다.
따라서, 제 1 반사광(1141)이 제 2 분할 영역(1020)에 형성되어 있다는 것은 매우 먼 거리에 위치하고 있는 물체로부터 반사된 반사광의 영상인 것으로 이해될 수 있는 것으로서, 그 선명도는 매우 낮을 것으로 기대할 수 있다.
또한, 선명도외에도 밝기 또는 시간차를 이용하여 각 빔에 해당하는 반사광의 영상을 구분할 수 있다.
따라서, 거리 판단부(770)는 영상 영역(1100)에서 제 2 분할 영역(1020)에 형성된 두 개의 반사광 영상(1041, 1042) 중 비교적 선명도가 높은 제 2 반사광 영상(1042)에 대해서만 거리 판단을 수행하고, 제 1 반사광 영상(1042)에 대해서는 거리 판단을 수행하지 않을 수 있게 된다.
다시 도 7을 설명하면, 구동부(750)는 형상 측정 장치(700)를 공간상에서 이동시키는 역할을 수행한다. 이를 위하여, 구동부(750)는 바퀴(미도시) 및 모터(미도시)를 포함하여 구성될 수 있는데, 모터의 회전력이 바퀴로 전달되어 바퀴가 회전하면 그 회전하는 힘에 의해 형상 측정 장치(700)가 이동하는 것이다.
한편, 구동부(750)는 복수 개의 모터 및 바퀴를 구비할 수 있는데 이에 따라 각 바퀴의 회전 속도를 제어함으로써 형상 측정 장치(700)의 이동 방향 및 이동 속도를 조절할 수 있다. 이와 같은 바퀴의 회전 속도는 제어부(740)에 의하여 수행될 수 있다.
또한, 제어부(740)는 형상 판단부(780)에 의하여 판단된 물체의 입체 형상을 고려하여 형상 측정 장치(700)의 이동을 제어하는 역할을 수행한다. 즉, 물체는 그 형상에 따라 형상 측정 장치(700)의 이동에 방해가 될 수도 있으며 방해가 되지 않을 수도 있는데, 제어부(740)는 물체의 입체 형상을 고려하여 형상 측정 장치(700)의 이동을 제어하는 것이다.
예를 들어, 이동 중인 형상 측정 장치(700)의 이동 방향에 물체가 존재하고 있더라도 형상 측정 장치(700)의 이동에 크게 방해가 되지 않는다고 판단하는 경우 제어부(740)는 형상 측정 장치(700)의 이동을 그대로 유지하고, 물체가 형상 측정 장치(700)의 이동에 방해가 되는 것으로 판단하는 경우 제어부(740)는 이동을 중지하거나 해당 물체를 회피하도록 이동 방향을 변경할 수 있다.
센서부(790)는 엔코더, 가속도 센서 및 자이로 센서 중 적어도 하나를 이용하여 형상 측정 장치의 이동량을 산출하는 역할을 수행한다. 센서부(790)가 산출하는 형상 측정 장치의 이동량은 이동 거리 또는 이동 속도가 포함될 수 있다.
형상 판단부(780)는 몸체가 이동함에 따라 카메라부(710)에 의하여 생성되는 영상 영역에서 수광된 반사광에 대한 영상이 형성된 위치 변화를 참조하여 물체의 입체 형상을 판단하는 역할을 수행한다.
즉, 형상 판단부(780)는 반사광에 대한 영상이 형성된 위치 변화를 센서부(790)에 의하여 감지된 몸체의 이동량과 비교하여 물체의 입체 형상을 판단하는 것이다.
본 발명에서 몸체는 형상 측정 장치(700)의 몸체를 의미하는 것으로서 몸체 내부 또는 외부에 카메라부(710), 광 조사부(720), 저장부(730), 제어부(740), 구동부(750), 영상 처리부(760), 거리 판단부(770) 및 형상 판단부(780)가 구비된 것으로 이해될 수 있다.
형상 판단부(780)는 반사광이 수광되는 영역, 시간차, 반사광의 주파수 또는 색상을 통하여 각각의 반사광을 발생시킨 레이저의 조사 방향을 판단하고, 그 결과를 참조하여 물체의 입체 형상을 판단할 수 있다.
예를 들어, 반사광이 형성되는 영상 영역을 참조하여 형상 판단부(780)가 해당 반사광에 대응하는 레이저 빔을 판단할 수 있으며, 제 1 레이저 빔(811) 및 제 2 레이저 빔(812)이 교대로 조사되는 경우 형상 판단부(780)는 반사광이 영상 영역에 형성되는 순서를 참조하여 해당 반사광에 대응하는 레이저 빔을 판단하거나, 현재 형성된 반사광과 광 조사부(720)에 의하여 조사된 레이저 빔을 매칭시켜 해당 반사광에 대응하는 레이저 빔을 판단할 수 있다.
또한, 형상 판단부(780)는 레이저 빔의 색상 또는 점멸 주파수를 고려하여 제 1 레이저 빔(811)인지 제 2 레이저 빔(812)인지 여부를 판단할 수도 있다.
한편, 수광된 반사광에 대한 영상이 형성된 위치를 통하여 거리 판단부(770)는 물체와의 거리를 판단할 수 있는데, 여기서 물체와의 거리는 레이저 빔(811, 812)이 맺힌 물체의 특정 부분과의 거리인 것으로 이해될 수 있다.
즉, 물체가 입체적인 굴곡을 가지고 있지 않는 경우 형상 측정 장치(700)가 이동함에 따른 거리의 변화는 일정하지만, 물체가 입체적인 굴곡을 가지고 있는 경우 형상 측정 장치(700)가 이동함에 따른 거리의 변화는 불규칙한 것이다.
다시 말해, 물체의 입체적인 형상은 형상 측정 장치(700)의 움직임과 거리 판단부(770)에 의하여 측정된 거리에 의하여도 판단될 수 있는 것으로서, 형상 판단부(780)는 거리 판단부(770)로부터 전달받은 거리와 센서부(790)에 의하여 감지된 몸체의 이동량을 비교하여 물체의 입체 형상을 판단할 수도 있다.
제어부(740)는 카메라부(710), 광 조사부(720), 저장부(730), 구동부(750), 영상 처리부(760) 및 거리 판단부(770) 전반에 대한 제어를 수행하며, 각 모듈간 송수신되는 데이터를 중계하는 역할을 수행한다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따라 형상 측정 장치와의 거리에 따라 물체의 감지 여부가 결정되는 것을 나타낸 도면이다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면 제 2 레이저 빔(812)뿐만 아니라 제 1 레이저 빔(811)도 지표면(900)에 대하여 어느 정도 각도를 갖는다.
이러한 경우 바퀴로 넘을 수 없는 물체임에도 불구하고 원거리에 위치하고 있는 경우 제 1 레이저 빔(811)을 반사하지 않을 수 있다.
그러나, 도 12에 도시된 바와 같이 물체(1200)가 원거리에서는 제 1 레이저 빔(811)을 반사하지 않더라도 근거리에서는 제 1 레이저 빔(811)을 반사하게 된다. 즉, 그 거리에 따라 반사 여부가 결정되는 것으로서, 이와 같이 거리에 따라 반사 여부가 결정되는 것을 이용하여 형상 측정 장치(700)는 맵을 생성함에 이용할 수도 있다.
예를 들어, 원거리에서는 레이저 빔을 반사시키지 않지만 근거리에서는 레이저 빔을 반사시킨다는 사실을 이용하여 해당 물체의 높이를 판단할 수 있는 것이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따라 형상 측정 장치의 이동에 의하여 물체의 입체 형상이 감지되는 것을 나타낸 도면으로서, 형상 측정 장치(700)가 물체(1300)를 향하여 이동하고 있는 것을 나타낸 도면이다.
형상 측정 장치(700)는 물체(1300)를 향하여 이동하면서 조사된 레이저 빔에 대한 반사광을 수광하는데, 이를 통해 형상 판단부(780)는 물체(1300)의 입체 형상을 판단할 수 있게 된다.
예를 들어, 형상 측정 장치(700)가 이동함에 따라 레이저 빔(811, 812)에 의하여 반사된 반사광(821, 822)의 변화 패턴은 형상 측정 장치(700)의 이동 거리와 물체의 형상에 따라 달라지는 것인데, 형상 판단부(780)는 형상 측정 장치(700)의 이동 거리 및 반사광(821, 822)의 변화 패턴을 참조하여 물체의 입체 형상을 판단하는 것이다.
즉, 도시된 바와 같이 전방을 향하고 있는 레이저 빔(811)이 조사하고 있는 물체의 부분은 단순히 지표면에 대하여 수직인 일정한 형태를 가지고 있기 때문에 이에 의하여 형성되는 반사광의 변화 패턴도 일정한 형태를 가지는 반면, 상방을 향하고 있는 레이저 빔(812)이 조사하고 있는 물체의 부분은 굴곡을 가지고 있기 때문에 이에 의하여 형성되는 반사광의 변화 패턴에도 변화량이 존재한다.
이와 같은 반사광의 변화 패턴이 형상 측정 장치(700)의 이동량과 비교되는 경우 물체의 입체 형상이 판단될 수 있게 된다.
또한, 형상 판단부(780)는 제 1 반사광(821) 및 제 2 반사광(822)의 관계를 고려하여 물체의 입체 형상을 판단할 수도 있다.
예를 들어, 도 13에 따르면 레이저 빔이 조사되지 않은 부분에 대해서는 반사광이 수광되지 않는데, 형상 판단부(780)는 최종적으로 형성된 제 1 반사광(821)과 제 2 반사광(822)의 위치를 판단하여 도 13의 물체 중 레이저 빔이 조사되지 않은 부분이 지표면에 대하여 수직인 것으로 추측할 수 있는 것이다.
물론, 차후에 해당 부분에 레이저 빔이 조사되어 반사광이 수광되는 경우 형상 판단부(780)는 물체의 입체 형상을 갱신할 수도 있다.
이상은 제 1 레이저 빔(811)이 지표면(900)에 대하여 어느 정도 각도를 갖고 상방을 향하여 조사되는 것을 설명하였으나, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 제 1 레이저 빔(811)이 지표면(900)에 어느 정도 각도를 갖고 하방을 향하여 조사될 수도 있다. 이에 따라, 바닥의 형태를 파악하거나 추락 방지 용도로 이용될 수도 있다.
또는, 제 1 레이저 빔(811)은 도 8 내지 도 13에 도시된 바와 같이 지표면(900)에 대하여 상방을 향하여 조사되면서, 제 2 레이저 빔(812)이 지표면(900)에 대하여 하방을 향하여 조사되어 바닥의 형태를 파악하거나 추락 방지 용도로 이용될 수도 있다. 이를 위하여, 제 2 레이저 빔(812)의 조사 방향을 전환하는 수단(미도시)이 구비될 수 있다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따라 형상 측정 장치의 이동에 의하여 물체의 입체 형상이 감지되는 것을 나타낸 도면으로서, 지표면(900)에 대하여 어느 정도 각도를 갖고 하방을 향하여 조사되는 제 3 레이저 빔(813)에 의하여 지표면(900)에 존재하고 있는 물체(1400)가 감지되는 것을 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이 지표면(900)을 향하여 제 3 레이저 빔(813)이 조사되고 이를 통하여 반사된 반사광을 이용하여 물체(1400)의 형상을 판단할 수 있는데, 이에 따라 형상 측정 장치(700)는 물체(1400)의 형상에 따른 이동을 수행할 수 있게 된다.
예를 들어, 물체의 형상이 이동에 큰 장애가 되지 않는 것이라면 형상 측정 장치(700)는 이동을 유지하고, 물체의 형상이 이동에 큰 장애가 되는 것이라면 형상 측정 장치(700)는 이동을 중지하거나 해당 물체를 회피할 수 있는 것이다.
도 14는 형상 측정 장치(700)에 구비된 바퀴가 딛고 넘어설 수 있는 형태의 물체(1400)를 도시하고 있기 때문에, 형상 측정 장치(700)는 물체(1400)가 전방에 존재하고 있는 것을 확인한 이후에라도 그대로 전방으로의 이동을 유지할 수 있게 된다.
물체의 형상이 이동에 방해가 되는지 여부는 제어부(740)에 의하여 판단될 수 있다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
710: 카메라부 720: 광 조사부
730: 저장부 740: 제어부
750: 구동부 760: 영상 처리부
770: 거리 판단부 780: 형상 판단부
790: 센서부

Claims (11)

  1. 몸체에 구비되어 물체와의 거리를 판단하는 거리 판단부; 및
    상기 몸체가 이동함에 따른 상기 거리의 변화와 상기 몸체의 이동량을 비교하여 상기 물체의 입체 형상을 판단하는 형상 판단부를 포함하는 형상 측정 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 거리 판단부는 조사된 레이저 빔이 상기 물체에 의하여 반사된 반사광에 대한 영상이 형성된 위치를 이용하여 상기 물체와의 거리를 판단하는 형상 측정 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 형상 판단부는 상기 반사광에 대한 영상이 형성된 위치 변화를 상기 몸체의 이동량과 비교하여 상기 물체의 입체 형상을 판단하는 형상 측정 장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 몸체의 이동량을 산출하는 센서부를 더 포함하는데, 상기 이동량은 이동 거리 또는 이동 속도를 포함하는 형상 측정 장치.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 레이저 빔을 조사하는 광 조사부; 및
    상기 반사광을 수광하는 카메라부를 더 포함하는데,
    상기 광 조사부와 상기 카메라부는 일정 간격을 두고 배치되는 형상 측정 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 물체의 입체 형상을 고려하여 상기 몸체의 이동을 제어하는 제어부를 더 포함하는 형상 측정 장치.
  7. 서로 다른 복수의 방향으로 레이저 빔을 조사하는 광 조사부;
    상기 복수의 방향으로 조사된 레이저 빔이 서로 다른 물체에 의하여 반사된 반사광을 수광하는 카메라부; 및
    상기 카메라부에 의하여 생성되는 영상 영역에서 상기 수광된 반사광에 대한 영상이 형성된 위치를 참조하여 상기 서로 다른 물체들과의 거리를 판단하는 거리 판단부를 포함하는 형상 측정 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 광 조사부와 상기 카메라부는 일정 간격을 두고 배치되는 형상 측정 장치.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 광 조사부는 하나의 레이저 빔을 복수 개로 분할하여 서로 다른 복수의 방향으로 조사하는 형상 측정 장치.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 광 조사부는 상기 서로 다른 복수의 방향으로 향하는 레이저 빔이 지표면에 대하여 일정 각도를 갖도록 상기 레이저 빔을 조사하는 형상 측정 장치.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 반사광이 수광되는 영역, 시간차, 상기 반사광의 주파수 또는 색상을 통하여 각각의 반사광을 발생시킨 레이저의 조사 방향을 판단하고, 그 결과를 참조하여 상기 물체의 입체 형상을 판단하는 형상 판단부를 더 포함하는 형상 측정 장치.
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