단일모터 및 구면좌표계를 이용한 2차원 운동 3D 스캐닝 장치 (3D Scanning Device with Two Degrees-of-Freedom Control Using a Single Motor and Spherical Coordinate System)

서지정보

· 발행기관 : 대한기계학회
· 수록지 정보 : 대한기계학회논문집 A / 48권 / 3호 / 169 ~ 177페이지
· 저자명 : 조영호, 김광훈, 김무경, 이상열

초록

본 연구에서는 제작 비용을 낮추기 위해 하나의 모터와 카메라만을 사용하여 구면좌표계 중 2개의 차원을 운동시킬 수 있는 3D 스캐너를 개발했다. 또한, 기존 상용 제품에서 스캔이 어려운 대상의 아랫부분 스캔을 가능하게 했다. 모터의 360° 회전 각도에서 일정한 각도마다 3D 스캐너에 장착된 카메라로 2D 이미지를 촬영했고, 획득한 2D 이미지로 시점합성 기술을 진행하여 스캔 대상 물체의 3D 모델을 생성했다. 이후, 후처리를 통해 최종적으로 3D 모델을 획득하였다. 평가를 위해 상용 스캐너와 비교하여 정밀도를 측정했다. 개발된 3D 스캐너는 스캔이 어려운 지점에서 상용제품보다 높은 정밀도를 보여주어 원본과 근접한 성능을 보여주었다.

영어초록

In this study, we developed a 3D scanner capable of controlling two degrees-of-freedom in spherical coordinates using only one motor and camera to reduce production costs. Additionally, the developed device managed to scan the undersides of objects that are difficult to scan with existing commercial products. The camera mounted on the 3D scanner captured 2D images at regular intervals during the motor's 360° rotation. Subsequently, we performed viewpoint synthesis using the acquired 2D images to generate a 3D model of the scanned object. Finally, post-processing was applied to obtain the final 3D model. Precision was measured by comparing the final model with that constructed using a commercial scanner for evaluation. The developed 3D scanner demonstrated higher precision compared with that of commercial products in challenging scan areas, yielding models closer to the original object. The developed 3D scanner exhibited superior precision compared with the commercially available scanners, making it a cost-effective solution that can scan difficult-to-reach areas, particularly the undersides of objects. This study highlights the potential of the proposed approach for achieving accurate 3D scanning while minimizing production costs.

참고자료

· 없음