KR100679333B1 - 물체의 미세 이동량 측정 시스템 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 물체의 이동량 측정 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 물체를 확대 촬영한 영상에서 측정좌표를 산출하고, 산출된 측정좌표의 미세 이동량을 감지하여 해당 물체의 미세 이동량을 실시간으로 산출하는 기술에 관한 것이다.

본 발명에 따른 물체의 미세 이동량 측정 시스템은 렌즈 계로부터 입력되는 물체의 확대 영상을 출력하는 카메라와; 상기 카메라로부터 출력되는 확대 영상으로부터 측정좌표를 추출하고, 상기 측정좌표의 변화를 감지하여 해당 물체의 미세 이동량을 산출 및 출력하는 측정 장치;를 포함하여 구성된다.

따라서, 정밀 공작기계, 로봇 등 이송물체 및 장치의 정밀한 이동량 및 미생물의 이동 궤적을 추가적인 측정 장치의 설치 없이 입력 영상만으로 정확하게 측정/제공할 수 있는 장점을 갖는다.

물체, 카메라, 영상 처리, 미세 이동량 측정

Description

물체의 미세 이동량 측정 시스템 및 그 방법{System for mesauring fine movemet of a object and method thereof}

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 물체의 미세 이동량 측정 시스템을 개략적으로 도시한 개요도이다.

도 2는 도 1에 따른 측정 장치를 개략적으로 도시한 블럭도이다.

도 3은 본 발명의 또다른 양상에 따른 측정좌표의 산출 과정을 개략적으로 도시한 개요도이다.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 측정 장치의 표시부를 통해 디스플레이되는 이동량 측정 화면을 도시한 개요도이다.

도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 물체의 미세 이동량 측정 과정을 개략적으로 도시한 흐름도이다.

본 발명은 물체의 이동량 측정 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 물체를 확대 촬영한 영상에서 측정좌표를 산출하고, 산출된 측정좌표의 미세 이동량을 감지하여 해당 물체의 미세 이동량을 실시간으로 산출하는 기술에 관한 것이다.

일반적으로 렌즈 표면의 절삭과 같은 정밀을 요하는 물체의 가공, 정밀 계측 장치, 공작기계, 로봇과 같은 장치의 미세한 이동량이나 미생물의 움직임을 2차원 적으로 측정하기 위해서는 별도의 계측장비를 구비하여 작업 중간 중간마다 확인하여야만 하였다.

일례로 미생물의 이동을 관찰하기 위해서는 사용자는 현미경 같은 장비를 이용하여 해당 미생물의 움직임을 관찰하고, 움직임에 따른 궤적은 별도의 기록장비를 이용하거나 관찰자가 직접 기록하여야만 했다.

또다른 예로 렌즈의 표면 가공과 같은 정밀한 연마가 필요한 과정의 경우 주기적으로 별도의 계측 장비를 이용하여 가공된 표면을 관찰하고 가공 상태의 정밀도를 확인하는 번거로움이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로 그 목적은 이동중인 물체의 미세 이동량 측정을 위한 별도 장비의 설치가 필요 없으며, 실시간으로 물체의 미세 이동량을 측정할 수 있는 물체의 미세 이동량 측정 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 있다.

나아가 물체의 미세 이동량 측정 과정 및 결과를 시각적으로 한눈에 확인할 수 있는 물체의 미세 이동량 측정 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 있다.

상술한 본 발명의 일 양상에 따른 물체의 미세 이동량 측정 시스템은 렌즈 계로부터 입력되는 물체의 확대 영상을 출력하는 카메라와, 카메라로부터 출력되는 확대 영상으로부터 측정좌표를 추출하고, 측정좌표의 변화를 감지하여 해당 물체의 미세 이동량을 산출 및 출력하는 측정 장치를 포함하여 구성된다.

따라서, 정밀 공작기계, 로봇 등 이송물체 및 장치의 정밀한 이동량 및 미생물의 이동 궤적을 실시간으로 추가적인 장치의 설치 없이 정확하게 측정/제공할 수 있는 장점을 갖는다.

본 발명의 특징적인 양상에 따라 본 발명에 따른 측정 장치는 카메라로부터 출력되는 확대 영상과, 영상에서 추출된 측정좌표 및 측정좌표 이동에 따른 물체의 이동량을 디스플레이하는 표시부와, 사용자로부터 조작명령을 입력받는 입력부와, 측정 장치 전반을 제어하며, 카메라로부터 입력되는 확대 영상에서 측정좌표를 추출하고, 측정좌표의 좌표 변화에 따른 물체의 이동량을 산출하여 표시부를 통해 출력하는 제어부를 포함하여 구성된다.

본 발명의 특징적인 양상에 따라 본 발명에 따른 물체의 미세 이동량 측정 시스템은 카메라로부터 입력되는 영상을 그레이 영상으로 처리하고, 처리된 그레이 영상을 이용함으로써, 보다 신속한 이동량 산출이 가능하며, 이를 통해 실시간 측정이 가능한 장점을 갖는다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여 기술되는 바람직한 실시 예를 통해 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 물체의 미세 이동량 측정 시스템을 개략적으로 도시한 개요도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 물체의 미세 이동량 측정 시스템은 렌즈 계로부터 입력되는 물체의 일부분 확대 영상을 촬 영하여 출력하는 카메라(100)와, 카메라(100)로부터 출력되는 확대 영상으로부터 측정좌표를 추출하고, 측정좌표의 변화를 감지하여 해당 물체의 이동량을 산출 및 출력하는 측정 장치(200)를 포함하여 구성된다.

카메라(100)는 예를 들면, CCD 또는 CMOS 촬상소자를 가진 디지털 카메라이면 족하며, 측정하고자하는 물체를 확대 촬영한 영상을 측정 장치(200)로 출력한다.

카메라(100)는 렌즈 계와, 렌즈 계로부터의 광신호를 아날로그 전기신호로 변환하는 촬상부와, 촬상부로부터 출력되는 신호를 처리하고 디지털로 변환한 후 측정 장치(200)의 입력에 적합한 포맷으로 변환하는 변환부와, 카메라(100) 전체의 동작을 제어하는 카메라 제어부(230)를 포함한다.

렌즈 계는 소형의 하나 혹은 복수의 렌즈로 구성되어 줌 기능을 수할 수 있도록 하며, 빛을 집광하여 촬상부에 공급한다. 촬상부는 통상 CMOS 촬상소자 또는 CCD 촬상소자로 구성되며, 각 픽셀별로 빛을 전기적인 신호로 변환하여 클럭에 동기 시켜 순차적으로 출력하는 공지의 소자이다. 변환부는 촬상부에서 출력되는 영상 밝기에 비례한 전류 또는 전압을 약간의 처리를 거쳐 디지털 데이터로 변환하고, 이 데이터 값을 바람직하게는 측정 장치(200)의 입력에 적합한 형식으로 변환하여 출력한다. 또다른 실시예에 있어서, 변환부는 주지된 디지털 카메라 모듈에 있어서와 같이, 촬영된 영상을 JPEG 포맷으로 압축하거나 MPEG 포맷으로 압축하는 코덱을 더 포함할 수 있다.

이러한 카메라(100)는 물체를 촬영하여, 촬영된 영상을 측정 장치(200)로 전 송하되, 본 발명의 바람직한 양상인 물체의 미세 이동량 측정을 위해 줌렌즈를 이용하여 이동 물체의 일면을 확대한 영상을 출력하는 것이 바람직하다. 카메라(100)에 의해 촬영된 확대 영상은 측정 장치(200)에 의해 디스플레이되어 사용자에게 제공된다.

측정 장치(200)는 예를 들면, 모니터, 키보드 및 마우스를 포함하며, 카메라(100)와 전기적으로 연결된 퍼스널 컴퓨터를 포함하는 다양한 용도의 컴퓨터 시스템이면 족하며, 카메라(100)에 의해 확대 촬영되어 출력되는 영상을 수신하여 사용자에게 제공하고, 사용자로부터 입력되는 측정명령에 따라 해당 영상에서 측정좌표를 산출하며, 측정좌표의 변화량을 감지하여 물체의 미세 이동량을 산출하고 이를 출력한다. 이러한 측정 장치(200)에 대한 설명은 도 2를 통해 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 도 1에 따른 측정 장치를 개략적으로 도시한 블럭도이다. 도시된 바와 같이, 측정 장치(200)는 카메라(100)로부터 출력되는 확대 영상과, 영상에서 추출된 측정좌표 및 측정좌표 이동에 따른 물체의 이동량을 디스플레이하는 표시부(210)와, 사용자로부터 조작명령을 입력받는 입력부(220)와, 측정 장치(200) 전반을 제어하며, 카메라(100)로부터 입력되는 확대 영상에서 측정좌표를 추출하고, 측정좌표의 좌표 변화에 따른 물체의 이동량을 산출하여 표시부(210)를 통해 출력하는 제어부(230)를 포함하여 구성된다.

표시부(210)는 상술한 컴퓨터 시스템과 연결된 모니터일 수 있으며, 카메라(100)에 의해 촬영된 확대 영상을 디스플레이하고, 제어부(230)에 의해 산출된 측 정좌표를 표시하며, 제어부(230)에 의해 산출된 측정좌표의 좌표의 변화량을 출력하고, 변화량에 따른 물체의 이동량을 산출하여 출력하는 사용자 인터페이스를 제공한다.

입력부(220)는 컴퓨터 시스템의 본체와 연결된 마우스 또는 키보드일 수 있다. 입력부(220)는 사용자로부터 예를 들면, 측정 장치(200)의 구동 명령, 카메라(100)의 제어명령 및 장치의 전반적인 제어명령과 같은 조작명령을 입력받아 제어부(230)로 전송한다. 부가적으로 본 발명에 따른 측정 장치(200)의 표시부(210)와 입력부(220)는 영상의 출력과 입력을 동시에 수행할 수 있는 터치 패널로 구현할 수 있다.

이러한 표시부(210)와 입력부(220)는 컴퓨터 시스템의 입출력 수단으로 널리 사용되는 주지 관용의 기술이므로 그 상세한 설명은 생략한다.

제어부(230)는 예를 들면, 컴퓨터 시스템의 연산처리장치(CPU)로 구현될 수 있으며, 측정 장치(200) 전반을 제어한다.

카메라(100)에 의해 출력되는 확대 영상에서 사용자로부터 임의의 스팟(Spot), (이하, "스팟"이라 함)을 입력받아 검색하되, 소정 색상 값을 가지며 해당 스팟의 y축 방향으로 가장 큰 값을 갖는 픽셀과, x축 방향으로 가장 큰 값을 갖는 픽셀을 검색하는 픽셀 검색부(231)와, 픽셀 검색부(231)에 의해 검색된 y축 방향으로 가장 큰 값을 갖는 픽셀로부터 x축 좌표를 추출하고, x축 방향으로 가장 큰 값을 갖는 픽셀로부터 y축 좌표를 추출하여 측정좌표를 산출하는 측정좌표 산출부(232)와, 측정좌표 산출부(232)에 의해 산출된 측정좌표의 변화량을 감지하여 해당 물체의 이동량을 산출 및 표시부(210)를 통해 출력하는 이동량 산출부(233)를 포함하여 구성된다.

이러한 제어부(230)의 각각의 구성은 전용의 하드웨어로 구성될 수도 있으나, 제어부(230)에 탑재되어 구동되는 어플리케이션으로 구현되는 것이 바람직하다.

픽셀 검색부(231)는 카메라(100)를 통해 입력되어 표시부(210)를 통해 출력되는 물체의 영상, 바람직하게는 확대 영상에서 사용자로부터 입력되는 스팟을 소정의 색상 값을 갖는 픽셀을 검색하되, 검색되는 픽셀들 중 y축 방향으로 가장 큰 값을 갖는 픽셀과, x축 방향으로 가장 큰 값을 갖는 픽셀을 검색하여 출력한다.

픽셀 검색부(231)는 예를 들면, 사용자가 선택한 스팟의 중심을 기준으로 x축과 y축 방향으로 검색해 나간다. 픽셀 검색부(231)는 픽셀의 검색 중에 소정의 색상 정보를 가진 픽셀들을 검색한다. 이렇게 검색된 픽셀들 중 픽셀 검색부(231)는 y축 방향으로 최대 값을 가진 즉, 해당 스팟의 최상단에서 검색된 픽셀과, x축 방향으로 최대 값을 가진 즉, 영상의 가장 오른쪽에서 검색된 픽셀을 검색하여 출력한다.

본 발명의 특징적인 양상에 따라 픽셀 검색부(231)는 입력부(220)로부터 입력된 스팟의 중심으로부터 소정 범위 내의 픽셀을 스캔하되, 검색되는 픽셀이 소정 색상 값을 가질 경우, 해당 픽셀을 중심으로 검색 범위를 재설정하여 y축 방향으로 가장 큰 값을 갖는 픽셀과, x축 방향으로 가장 큰 값을 갖는 픽셀을 검색하는 것을 특징으로 한다.

이는 y축 방향으로 최대 값을 가진 즉, 영상 최상단에서 검색된 픽셀과, x축 방향으로 최대 값을 가진 즉, 영상의 가장 오른쪽에서 검색된 픽셀을 보다 빠르게 검색하기 위함이다. 이러한 픽셀 검색부(231)의 픽셀 검색방법은 추후 설명할 도 3을 통해 상세히 설명하기로 한다.

측정좌표 산출부(232)는 픽셀 검색부(231)에 의해 검색된 두개의 픽셀로부터 측정좌표를 산출한다. 이러한 측정좌표 산출방법은 도 3을 통해 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 또다른 양상에 따른 측정좌표의 산출 과정을 개략적으로 도시한 개요도이다. 도시된 바와 같이, 픽셀 검색부(231)는 픽셀 검색부(231)는 사용자가 선택한 스팟의 중심을 기준으로 x축과 y축 방향으로 검색해 나간다. 픽셀 검색부(231)는 픽셀의 검색 중에 소정의 색상 정보를 가진 픽셀들을 검색한다. 픽셀 검색부(231)는 y축 방향으로 최대 값을 가진 즉, 해당 스팟의 최상단에서 검색된 픽셀과, x축 방향으로 최대 값을 가진 즉, 영상의 가장 오른쪽에서 검색된 픽셀을 검색하여 출력한다.

픽셀 검색부(231)의 y축 방향으로 최대 값을 가진 픽셀 검색 방법은 스팟의 중심을 기준으로 소정 범위의 검색범위 내에서 좌에서 우로 위에서 아래로 검색한다. 검색 중 원하는 색상 값을 가진 픽셀이 나오면 그것을 중심으로 하여 다시 검색범위를 다시 설정하여 검색한다. 이 방법으로 반복하여 검색을 하면 항상 타겟의 최상의 점을 찾을 수 있고 타겟이 이동해도 항상 최고점의 좌표(X,Y)를 검색할 수 있다.

픽셀 검색부(231)의 x축 방향으로 최대 값을 가진 픽셀 검색 방법은 스팟의 중심을 기준으로 소정 범위의 검색범위 내에서 위에서 아래로 좌에서 우로 검색한다. 검색 중 원하는 색상 값이 가진 픽셀이 나오면 그것을 중심으로 하여 다시 검색범위를 다시 설정하여 검색한다. 이 방법으로 반복하여 검색을 하면 항상 타겟의 최우점을 찾을 수 있고 타겟이 이동해도 항상 최우점의 좌표를 검색할 수 있다.

측정좌표 산출부(232)는 픽셀 검색부(231)에 의해 검색된 y축 방향으로 가장 큰 값을 갖는 픽셀로부터 x축 좌표를 추출하고, x축 방향으로 가장 큰 값을 갖는 픽셀로부터 y축 좌표를 추출하여 추출된 좌표를 조합하여 측정좌표를 산출한다. 또한, 이렇게 추출한 x, y좌표를 측정좌표로 산출하고, 산출된 측정좌표를 표시부(210)에 디스플레이하며, 이동량 산출부(233)로 출력한다.

이동량 산출부(233)는 측정좌표 산출부(232)로부터 출력되는 측정좌표를 수신하고, 측정좌표의 변화를 감지하여 물체의 이동량을 산출한다. 이동량 산출부(233)는 소정주기 또는 픽셀 검색부(231)에 의해 검색되는 y축 방향으로 최대 값을 가진 픽셀과, x축 방향으로 최대 값을 가진 픽셀의 좌표값이 변화함에 따라 달라지는 측정좌표의 변화량을 감지하여 해당 물체의 이동량을 산출하고, 산출된 이동량을 표시부(210)를 통해 제공한다.

따라서 두 개의 스팟을 선정하여 하나의 측정좌표로 선정하고 이를 통해 물체의 이동량을 산출함으로써, 보다 정확하고 외부 환경 변화에 따라 달라질 수 있는 이동량 산출 과정의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 장점을 갖는다.

본 발명의 특징적인 양상에 따라 본 발명에 따른 측정 장치(200)는 카메라(100)로부터 입력되는 영상을 그레이 영상으로 변환하여 출력하는 영상 변환부(240)를 더 포함하고 픽셀 검색부(231)는 영상 변환부(240)로부터 출력되는 그레이 영상에서 측정좌표 산출을 위한 픽셀들을 검색한다.

영상 변환부(240)는 카메라(100)에 의해 취득된 영상을 영상처리에 용이한 그레이 영상(Gray scale Image)으로 변환하여 출력한다. 카메라(100)에 의해 취득된 영상을 처리하기 위해서는 스팟의 패턴 인식이 필요하다. 패턴인식은 대상 영상 안에 포함된 물체의 특징을 인식하는 영상 데이터 처리 과정이다. 패턴인식에서의 대상 영상의 종류는 컬러 영상(Color image), 그레이 영상(Gray Scale Image), 이진 영상(Binary Image) 등이 입력 영상으로 쓰인다.

본 발명의 측정 장치(200)는 그레이 영상을 입력 영상으로 변환하여 처리한다.

이진 영상은 한 Pixel(화소)이 1과 0 즉, 백과 흑으로 매우 간단하게 표시되며, 컬러 영상에서는 한 Pixel이 Red, Green, Blue 세가지 값이 있는 RGB로 표시되는 것이 일반적이다.

컬러 영상은 각각의 픽셀이 RGB의 세가지 데이터가 있기 때문에 영상 내에 섬세하고 정밀한 영상정보를 가지고 있는데 비해, 영상 처리시 계산에 소요되는 복잡도와 처리 시간이 많이 소요되는 단점이 있어 실시간 처리가 힘들다는 단점이 있다.

이진 영상은 이것은 배경과 우리가 인식하려는 물체를 분리해 내는데 효과적 이고, 영상처리 계산이 간단하게 되는 장점이 있지만, 영상 내의 섬세하고 정밀한 영상정보를 잃어버리기 때문에 인식결과가 정밀하지 못하고, 원하는 인식률을 얻지 못하는 단점이 있다.

그에 비해 그레이 영상에서는 컬러 영상과 이진 영상의 장점을 모두 가지고 있다. 그레이 영상은 한 픽셀이 0에서 255 사이의 명암 농도 값을 가지며 한 픽셀에 1 바이트가 할당되는 것이 일반적이다.

따라서, 컬러 영상을 처리하여 산출하는 것에 비해 보다 빠른 시간 동안 처리가능함으로 실시간 이동량을 산출할 수 있으며, 이진 영상에 비해 보다 정확한 인식이 가능한 장점을 갖는다.

부가적으로 본 발명에 따른 측정 장치(200)는 이동량 산출부(233)에 의해 산출된 측정좌표의 이동 궤적 정보가 누적되어 저장되는 메모리(250)를 더 포함할 수 있다.

메모리(250)는 예를 들면, EEPROM 또는 플래시 메모리와 같은 비휘발성 메모리 소자로 구성되며, 본 발명의 측정 장치(200)가 컴퓨터 시스템으로 구성되는 특성상 하드 디스크와 같은 대용량의 저장 수단으로 구현되는 것이 바람직하다. 메모리(250)는 본 발명에 따른 물체의 미세 이동량 측정 시스템의 운영 프로그램과, 이동량 산출부(233)에 의해 산출된 측정좌표의 이동 궤적 정보 누적되어 저장된다.

이렇게 메모리(250)에 저장된 운영 프로그램, 누적 이동 궤적 정보는 제어부(230)에 의해 엑세스 제어되며 추후 해당 물체 또는 미생물의 이동 궤적을 산출하는데 주요한 해석 자료로 사용될 수 있다.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 측정 장치의 표시부를 통해 디스플레이되는 이동량 측정 화면을 도시한 개요도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 물체의 미세 이동량 측정 시스템은 좌측 상단에는 카메라(100)로부터 출력되는 물체의 확대 영상을 디스플레이하고 있으며, 사용자의 측정 명령에 따라 산출된 측정좌표가 표시되는 영상 표시창이 구비된다. 영상 표시창에 의해 디스플레이되는 영상은 카메라(100)로부터 촬영되는 실시간 영상이다. 영상 표시창 오른쪽에는 산출된 측정좌표의 이동 궤적을 디스플레이하는 이동궤적 표시창이다. 도시된 이동궤적은 2축 이송장치에서 원형 운동시 측정좌표의 이동궤적을 디스플레이한 것이다.

또한, 영상 표시창과 이동궤적 표시창 하단에는 사용자의 조작명령 및 측정시 사용되는 다수의 파라미터의 입력을 위한 사용자 입력창과 실시간으로 측정되는 측정좌표의 좌표값 및 이동에 따른 이동량이 표시되는 이동량 표시창이 제공된다.

따라서, 사용자는 정밀한 이송장치의 이송궤적을 실시간으로 추적할 수 있으며, 미생물의 움직임과 같은 미세 움직임 또한 손쉽게 시각적으로 확인할 수 있는 장점을 갖는다.

도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 물체의 미세 이동량 측정 과정을 개략적으로 도시한 흐름도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 물체의 미세 이동량 측정 방법은 카메라(100)로부터 출력되는 확대영상을 수신하여 디스플레이하는 단계와, 디스플레이되는 확대 영상에서 사용자로부터 임의의 스팟을 입력받 아 검색하되, 소정 색상 값을 가지며 해당 스팟의 y축 방향으로 가장 큰 값을 갖는 픽셀과, x축 방향으로 가장 큰 값을 갖는 픽셀을 검색하는 단계와, 검색된 y축 방향으로 가장 큰 값을 갖는 픽셀로부터 x축 좌표를 추출하고, x축 방향으로 가장 큰 값을 갖는 픽셀로부터 y축 좌표를 추출하여 측정좌표를 산출하는 단계와, 산출된 측정좌표의 변화량을 감지하여 해당 물체의 이동량을 산출하고, 이를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이에 따라 사용자는 미세한 움직임 측정을 원하는 물체 및 장치 또는 미생물의 영상을 촬영할 수 있도록 적절한 배율의 카메라(100)를 설치하며, 카메라(100)와 측정 장치(200)를 연결한다.

측정 장치(200)에 탑재되어 있는 물체의 미세 이동량 측정 프로그램의 구동 명령을 입력하면(S101), 카메라(100)는 해당 물체를 확대 촬영한 영상을 측정 장치(200)로 전송하며, 영상 변환부(240)는 이를 수신하여 그레이 영상으로 변환하여 표시부(210)로 출력한다(S103), (S105).

사용자는 출력되는 물체의 확대 영상에서 255값 즉, 흰색으로 표시되는 임의의 스팟을 입력부(220), 예를 들면, 마우스를 이용하여 입력한다(S107). 이렇게 입력된 스팟에서 픽셀 검색부(231)는 y축 방향으로 최대 값을 가진 즉, 해당 스팟의 최상단에서 검색된 픽셀과, x축 방향으로 최대 값을 가진 즉, 영상의 가장 오른쪽에서 검색된 픽셀을 검색하여 출력한다(S109).

측정좌표 산출부(232)는 픽셀 검색부(231)에 의해 검색된 y축 방향으로 가장 큰 값을 갖는 픽셀로부터 x축 좌표를 추출하고, x축 방향으로 가장 큰 값을 갖는 픽셀로부터 y축 좌표를 추출하여 추출된 좌표를 조합하여 측정좌표를 산출한다. 산출한 측정좌표를 표시부(210)에 디스플레이하며, 이동량 산출부(233)로 출력한다(S111).

이동량 산출부(233)는 측정좌표 산출부(232)로부터 출력되는 측정좌표를 수신하여 이동량 산출부(233)는 소정주기 또는 픽셀 검색부(231)에 의해 검색되는 스팟의 픽셀의 좌표값이 변화함에 따라 달라지는 측정좌표의 변화량을 감지하고(S113), 해당 변화량에 따른 해당 물체의 이동량을 산출하고, 산출된 이동량을 표시부(210)를 통해 제공한다(S115).

본 발명의 특징적인 양상에 따라 본 발명에 따른 물체의 미세 이동량 측정 방법에서 측정좌표를 산출하기 위한 픽셀 검색시 픽셀 검색부(231)는 입력부(220)로부터 입력된 스팟의 중심으로부터 소정 범위 내의 픽셀을 스캔하되, 검색되는 픽셀이 소정 색상 값을 가질 경우, 해당 픽셀을 중심으로 검색 범위를 재설정하여 y축 방향으로 가장 큰 값을 갖는 픽셀과, x축 방향으로 가장 큰 값을 갖는 픽셀을 검색하는 것을 특징으로 한다.

이는 y축 방향으로 최대 값을 가진 즉, 영상 최상단에서 검색된 픽셀과, x축 방향으로 최대 값을 가진 즉, 영상의 가장 오른쪽에서 검색된 픽셀을 보다 빠르게 검색하기 위함이다.

본 발명의 추가적인 양상에 따라 본 발명에 따른 물체의 미세 이동량 측정 방법은 측정좌표의 변화량에 따라 측정된 이동량 정보를 메모리(250)에 저장하며(S117), 저장된 이동량 정보는 추후 해당 물체 및 장치 또는 미생물의 이동궤적 예 측에 자료로 사용될 수 있다.

이러한 물체의 미세 이동량 측정 과정은 사용자에 의해 종료 명령이 입력될 때까지 상술한 단계를 반복한다(S119).

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 물체의 미세 이동량 측정 시스템 및 그 방법은 카메라(100)를 이용하여 물체의 확대 영상을 획득하고, 획득된 영상에서 영상 처리를 통해 산출된 측정좌표의 좌표 변화량을 감지하여 해당 물체의 이동량을 산출 및 제공함으로써, 정밀 공작기계, 로봇 등 이송물체 및 장치의 정밀한 이동량 및 미생물의 이동 궤적을 추가적인 측정 장치의 설치 없이 입력 영상만으로 정확하게 측정/제공할 수 있는 장점을 갖는다.

또한, 두 개의 스팟을 검색하여 측정좌표로 선정하고 이를 통해 물체의 이동량을 산출함으로써, 보다 정확하고 외부 환경 변화에 따라 달라질 수 있는 이동량 산출 과정의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 장점을 갖는다.

또한, 카메라로부터 입력되는 영상을 그레이 영상으로 처리하고, 처리된 그레이 영상을 이용함으로써, 보다 신속한 이동량 산출이 가능하며, 이를 통해 실시간 측정이 가능한 장점을 갖는다.

또한, 산출된 측정좌표의 이동 궤적 정보 누적 저장함으로써, 추후 해당 물체 또는 미생물의 이동 궤적을 산출하는데 주요한 해석 자료로 사용될 수 있는 장점을 갖는다.

한편, 본 발명은 도면에 도시된 실시 예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시 적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에 통상의 지식을 지닌 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (10)

1. 물체의 미세 이동량 측정 시스템에 있어서,

   렌즈 계로부터 입력되는 물체의 확대 영상을 출력하는 카메라와;

   상기 카메라로부터 출력되는 확대 영상으로부터 측정좌표를 추출하고, 상기 측정좌표의 변화를 감지하여 해당 물체의 미세 이동량을 산출 및 출력하는 측정 장치;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 물체의 미세 이동량 측정 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 측정 장치가:

   상기 카메라로부터 출력되는 확대 영상과, 영상에서 추출된 측정좌표 및 측정좌표 이동에 따른 물체의 이동량을 디스플레이하는 표시부와;

   사용자로부터 조작명령을 입력받는 입력부와;

   상기 측정 장치 전반을 제어하며, 상기 카메라로부터 입력되는 확대 영상에서 측정좌표를 추출하고, 상기 측정좌표의 좌표 변화에 따른 물체의 이동량을 산출하여 상기 표시부를 통해 출력하는 제어부;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 물체의 미세 이동량 측정 시스템.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 제어부가:

   상기 카메라에 의해 출력되는 확대 영상에서 사용자로부터 임의의 스팟을 입 력받아 검색하되, 소정 색상 값을 가지며 해당 스팟의 y축 방향으로 가장 큰 값을 갖는 픽셀과, x축 방향으로 가장 큰 값을 갖는 픽셀을 검색하는 픽셀 검색부와;

   상기 픽셀 검색부에 의해 검색된 y축 방향으로 가장 큰 값을 갖는 픽셀로부터 x축 좌표를 추출하고, x축 방향으로 가장 큰 값을 갖는 픽셀로부터 y축 좌표를 추출하여 측정좌표를 산출하는 측정좌표 산출부와;

   상기 측정좌표 산출부에 의해 산출된 측정좌표의 변화량을 감지하여 해당 물체의 이동량을 산출 및 상기 표시부를 통해 출력하는 이동량 산출부;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 물체의 미세 이동량 측정 시스템.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 측정 장치가:

   상기 카메라로부터 입력되는 확대 영상을 그레이 영상으로 변환하여 출력하는 영상 변환부를 더 포함하고;

   상기 픽셀 검색부가:

   상기 영상 변환부로부터 출력되는 그레이 영상을 이용하여 측정좌표 산출을 위한 픽셀을 검색하는 것을 특징으로 하는 물체의 미세 이동량 측정 시스템.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 픽셀 검색부가:

   상기 입력부로부터 입력된 스팟의 중심으로부터 소정 범위 내의 픽셀을 스캔하되, 검색되는 픽셀이 소정 색상 값을 가질 경우, 해당 픽셀을 중심으로 검색 범위를 재설정하여 y축 방향으로 가장 큰 값을 갖는 픽셀과, x축 방향으로 가장 큰 값을 갖는 픽셀을 검색하는 것을 특징으로 하는 물체의 미세 이동량 측정 시스템.
6. 제 2 항에 있어서, 상기 측정 장치가:

   산출된 측정좌표의 이동 경로 정보를 저장하는 메모리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 물체의 미세 이동량 측정 시스템.
7. 카메라로부터 입력되는 확대 영상을 통해 물체의 미세 이동량을 측정하는 물체의 미세 이동량 측정 방법에 있어서,

   a) 상기 카메라로부터 출력되는 확대영상을 수신하여 디스플레이하는 단계와;

   b) 디스플레이되는 확대 영상에서 사용자로부터 임의의 스팟을 입력받아 검색하되, 소정 색상 값을 가지며 해당 스팟의 y축 방향으로 가장 큰 값을 갖는 픽셀과, x축 방향으로 가장 큰 값을 갖는 픽셀을 검색하는 단계와;

   c) 검색된 y축 방향으로 가장 큰 값을 갖는 픽셀로부터 x축 좌표를 추출하고, x축 방향으로 가장 큰 값을 갖는 픽셀로부터 y축 좌표를 추출하여 측정좌표를 산출하는 단계와;

   d) 상기 산출된 측정좌표의 변화량을 감지하여 해당 물체의 이동량을 산출하고, 이를 출력하는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 물체의 미세 이동량 측정 방법.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 a) 단계가:

   상기 카메라로부터 입력되는 확대 영상을 그레이 영상으로 변환하여 출력하는 것을 특징으로 하는 물체의 미세 이동량 측정 방법.
9. 제 7 항에 있어서, 상기 b) 단계가:

   입력된 스팟의 중심으로부터 소정 범위 내의 픽셀을 스캔하되, 검색되는 픽셀이 소정 색상 값을 가질 경우, 해당 픽셀을 중심으로 검색 범위를 재설정하여 y축 방향으로 가장 큰 값을 갖는 픽셀과, x축 방향으로 가장 큰 값을 갖는 픽셀을 검색하는 것을 특징으로 하는 물체의 미세 이동량 측정 방법.
10. 제 6 항에 있어서, 상기 방법이:

    e) 산출된 측정좌표의 이동 경로 정보를 저장수단에 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 물체의 미세 이동량 측정 방법.

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