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계단의 외부 형상을 촬영하는 카메라부;
계단 상에 레이저를 투사하는 레이저부;
상기 카메라부 및 레이저부와 연결되어, 카메라부 및 레이저부의 동작을 제어하고, 계단 치수 산출 동작을 제어하는 제어부;
상기 카메라부 및 제어부와 연결되어, 카메라부에서 촬영된 영상을 처리하여, 제어부에 전달하는 영상처리부;
상기 제어부와 연결되어, 계단에 투사된 레이저의 위치정보를 분석, 산출하여 제어부에 전달하는 연산부; 및
상기 제어부 및 영상처리부와 연결되어, 카메라부에서 촬영된 영상 및 연산부에서 산출된 계단 수치 데이터를 저장하는 저장부를 포함하며,
상기 영상처리부는,
상기 카메라부에서 촬영된 계단 배경 영상과 레이저가 투사된 계단의 레이저 투사 영상을 수집하고, 상기 계단 배경 영상과 레이저 투사 영상의 일치 영상이 제외되어, 투사된 레이저의 선만 추출된 레이저 선 영상(차영상)을 획득하는 것을 특징으로 하는 단일 카메라 및 레이저를 이용한 계단 치수 측정 시스템
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제2항에 있어서,
상기 영상처리부는
레이저 선 영상(차영상)을 획득 시, 다수의 레이저 투사 영상을 수집 후, 영상을 평균화하여, 레이저 선 영상의 노이즈를 감소시키는 것을 특징으로 하는 단일 카메라 및 레이저를 이용한 계단 치수 측정 시스템
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제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 영상처리부는
레이저 선 영상(차영상)을 획득 시, 레이저 선 영상에 나타난 레이저 선의 굵기를 세선화(Thinning)하는 것을 특징으로 하는 단일 카메라 및 레이저를 이용한 계단 치수 측정 시스템
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제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 제어부는
상기 영상처리부에서 획득한 레이저 선 영상(차영상)에 나타난 레이저 선의 형태에 따라 상승 계단 또는 하강 계단을 판단하되, 상기 레이저 선의 형태가 다수의 직선이 연결된 형태일 경우 상승 계단으로 판단하고, 상기 레이저 선의 형태가 다수의 직선이 불연속 형태인 경우 하강 계단으로 판단하는 것을 특징으로 하는 단일 카메라 및 레이저를 이용한 계단 치수 측정 시스템
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제5항에 있어서,
상기 제어부가 상승 계단으로 판단할 경우, 상기 연산부는 영상에 보이는 레이저의 직선들의 2차원 교점들을 역투영식을 이용하여 계산한 3차원 공간으로 점들의 좌표값들의 거리 정보로부터 상승 계단의 높이와 너비의 치수를 산출하며,
상기 제어부가 하강 계단으로 판단할 경우, 상기 연산부는 영상에 보이는 레이저 직선들을 3차원 공간으로 역투영식을 이용하여 계산한 직선들 간의 최단 거리를 하강 계단의 높이 수치로 산출하고, 영상에 보이는 레이저에 의한 직선의 일단을 3차원으로 역투영시킨 점에서 인접 레이저 직선의 역투영시킨 직선과의 최단 거리 교차점과 인접 레이저 직선의 타단을 3차원 역투영시킨 점과의 거리 정보로 하강 계단의 너비 치수를 산출하는 것을 특징으로 하는 단일 카메라 및 레이저를 이용한 계단 치수 측정 시스템
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제6항에 있어서,
하강 계단 영상에서 레이저 직선 식은 하우(hough) 변환에 의한 직선 추출법을 이용하는 것을 특징으로 하는 단일 카메라 및 레이저를 이용한 계단 치수 측정 시스템
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카메라부를 이용하여, 계단의 배경 영상을 획득하는 단계;
레이저부를 이용하여, 계단의 표면에 광막 레이저를 투사하는 단계;
카메라부를 이용하여, 상기 레이저가 투사된 계단 영상을 획득하는 단계;
영상처리부를 이용하여, 상기 레이저 투사 계단 영상과 계단 배경 영상의 차영상을 획득하는 단계;
제어부를 이용하여, 레이저 선 영상에 나타난 레이저 선의 형태에 따라 장애물의 형태를 판단하는 단계;
연산부를 이용하여, 2차원 레이저 선 영상의 각 좌표를 분석하여, 3차원 카메라 좌표로 산출하는 단계; 및
상기 연산부에서 산출된 카메라 좌표를 이용하여, 계단의 치수를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 카메라 및 레이저를 이용한 계단 치수 측정 방법
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제9항에 있어서,
상기 영상처리부의 상기 레이저 투사 계단 영상과 계단 배경 영상의 차영상을 획득하는 단계는,
카메라부에서 촬영된 계단 배경영상과 레이저가 투사된 계단의 영상을 수집하는 단계;
상기 수집된 계단 배경 영상과 레이저 투사 영상 간의 공통부분이 제외된 차영상 즉, 투사된 레이저의 선만 추출하는 영상을 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 카메라 및 레이저를 이용한 계단 치수 측정 방법
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제9항에 있어서,
상기 영상처리부의 레이저 선 영상(차영상)을 획득하는 단계는,
다수의 레이저 투사 계단 영상을 평균화하여, 레이저 선의 노이즈를 감소시키는 단계 및
레이저 선 영상에 나타난 레이저 선을 세선화(Thinning)하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 카메라 및 레이저를 이용한 계단 치수 측정 방법
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제9항에 있어서,
제어부를 이용하여, 레이저 선 영상에 나타난 레이저 선의 형태에 따라 계단의 형태를 판단하는 단계는,
만일, 레이저 선의 형태가 다수의 직선이 연속적인 형태의 경우 상승계단으로 판단하여,
만일, 제어부에서 레이저 선의 형태가 다수의 직선이 불연속적인 형태일 경우 하강계단으로 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 카메라 및 레이저를 이용한 계단 치수 측정 방법
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제12항에 있어서,
상기 연산부에서 산출된 카메라 좌표를 이용하여, 장애물의 치수를 산출하는 단계는,
상승계단일 경우, 영상의 레이저의 직선들의 2차원 교점들을 역투영식을 이용하여 계산한 3차원 공간으로 점들의 좌표값들의 거리 정보로부터 상승 계단의 높이와 너비의 치수를 산출하는 단계를 포함하며,
하강계단일 경우, 영상에 보이는 레이저 직선들을 3차원 공간으로 역투영식을 이용하여 계산한 직선들 간의 최단 거리를 하강 계단의 높이 수치로 산출하고, 영상에 보이는 레이저에 의한 직선의 일단을 3차원으로 역투영시킨 점에서 인접 레이저 직선의 역투영시킨 직선과의 최단 거리 교차점과 인접 레이저 직선의 타단을 3차원 역투영시킨 점과의 거리 정보로 하강 계단의 너비 치수를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 카메라 및 레이저를 이용한 계단 치수 측정 방법
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