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스테레오 기반 Large-scale 3 차원 정밀 계측을 위한 가상 PCG 패턴을 이용한 영상 왜곡 보정 방법
김정민(J. M. Kim),이재덕(J. D. Lee),박용화(Y. H. Park) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
선박업 및 제조업 등 다양한 산업에서 제품 및 부품의 3 차원 좌표 계측은 중요하고 필수적인 공정이다. 현재 산업에서는 비행시간측정법 원리의 광파기를 이용해 계측을 진행하지만 번거롭고 시간이 오래 걸린다는 단점이 존재한다. 이를 개선할 수 있는 방안이 스테레오 방법이다. 하지만 선박업의 선체 블록 규모로 인해 스테레오 계측은 최소 10 m 거리 이상의 대규모라는 특수한 상황을 동반하고 이에 따라 체크보드의 위치가 극히 제한적이라는 치명적인 문제가 발생한다. 일반적인 카메라 캘리브레이션과 왜곡 보정 알고리즘은 이미지 전체 영역을 채우는 체크보드를 통해 카메라 파라미터를 추정하기 때문에 이미지 일부영역에만 체크보드가 놓여 지게 되는 대규모 상황에서의 캘리브레이션에서는 정확하게 작동하지 못한다. 본 논문은 이 문제를 개선하기 위해 아웃 포커스에서도 격자점 검출이 가능한 PCG 패턴을 모니터에 띄워 카메라로 촬영 후 왜곡 보정을 수행하여 전체 이미지 영역의 왜곡량맵을 획득한다. 컴퓨터 소프트웨어로 패턴을 생성하기에 원하는 자세에 해당하는 PCG 패턴을 무한정 만들 뿐 아니라 왜곡 중심점과 소실점을 정확히 추정할 수 있다. 추정한 왜곡량맵을 바탕으로 3 차원 스테레오 계측을 수행한 결과 선행연구들보다 더 정밀한 3 차원 좌표 계측이 가능하다. 해당 논문의 결과는 특수한 상황에 국한되지만 대규모 산업 현장에서의 3 차원 계측에 스테레오 기술에 대한 사용 가능성의 발판을 제시한다. 더욱 나아가 PCG 패턴의 격자점 검출 정확도 상승, 원근투영불변성 왜곡 보정 방법의 개선 등의 한계점을 극복한다면 스테레오 방법은 대규모에서의 산업에서 3 차원 계측 장비인 광파기를 대체할 혁신적인 방법이 될 수 있다
김정민(J. M. Kim),최우남(W. N. Choi),박춘수(C. S. Park),김기원(K. W. Kim) 한국소성가공학회 2012 한국소성가공학회 학술대회 논문집 Vol.2012 No.5
During H beam rolling, the crack is partially generated at the web and flange of H beam. For the crack analysis, it is difficult to analyze defects by mechanical method because of difficult measurement between the material and the product. Therefore in this study, H beam rolling test using the beam blank where the screw bolt is inserted at web and flange is carried out, and metal flow of the screw bolt is verified by macro analysis. Also rolling simulation is performed using the 3D FEM program (DEFORM 3D), and positions are confirmed through the point tracking function of 3D FEM program. By the comparison with results between test and FEM simulation, the respectable similarity of FEM Simulation is identified.