JP7053070B1 - 寸法計測装置、寸法計測方法及び寸法計測プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】寸法計測の正確性を向上させた寸法計測装置、寸法計測方法及び寸法計測プログラムを提供すること。【解決手段】本発明の一態様に係る寸法計測装置は、計測対象物の寸法を計測する光電センサと、計測対象物の荷姿画像を撮像するカメラと、光電センサで計測した寸法と、カメラで撮像した荷姿画像とを対応付けて学習し記憶する学習記憶部と、計測対象物の寸法が正しいかを判定する判定部と、を備え、判定部は、新たな計測対象物に対し、光電センサで計測した寸法と、カメラで撮像した荷姿画像と学習記憶部の学習内容とを用いて算出した寸法と、の差が所定の閾値を超える場合に、光電センサで計測した寸法が誤計測であると判定する。【選択図】図１

Description

本発明は寸法計測装置、寸法計測方法及び寸法計測プログラムに関する。

光電センサを利用した寸法計測装置は、計測対象物の形状や寸法を計測する様々な場面で活用されている。例えば、特許文献１は、光電センサで取得した計測対象物の一部の３次元情報と、ＲＧＢカメラなどの広角カメラで取得した２次元情報とを対応付けることで、物体サイズを計測する技術を開示している。

特開２０１９－０２０３０７号公報

光電センサを用いた寸法計測では、計測対象物の光沢・材質や照明環境によっては、計測対象物に光が反射してしまうため、正確な寸法を計測できない場合がある。そのため、人手によるメジャーなどを使用した目視確認を実施し、光電センサによる寸法計測の正確性を確かめる必要があった。特許文献１の方法では、光電センサで計測した寸法が正確であることを前提としており、光電センサによる寸法計測が不正確な場合、正確な寸法を取得できないという問題がある。

上記課題を鑑み本発明の目的は、寸法計測の正確性を向上させた寸法計測装置、寸法計測方法及び寸法計測プログラムを提供することである。

本発明の一態様に係る寸法計測装置は、
計測対象物の寸法を計測する光電センサと、
前記計測対象物の荷姿画像を撮像するカメラと、
前記光電センサで計測した寸法と、前記カメラで撮像した前記荷姿画像とを対応付けて学習し記憶する学習記憶部と、
前記計測対象物の寸法が正しいかを判定する判定部と、を備え、
前記判定部は、新たな計測対象物に対し、前記光電センサで計測した寸法と、前記カメラで撮像した前記荷姿画像と前記学習記憶部の学習内容とを用いて算出した寸法と、の差が所定の閾値を超える場合に、前記光電センサで計測した寸法が誤計測であると判定する。

本発明の一態様に係る寸法計測方法は、
光電センサで計測した計測対象物の寸法と、カメラで撮像した前記計測対象物の荷姿画像とを対応付けて学習し記憶し、
新たな計測対象物に対し、前記光電センサで計測した寸法と、前記カメラで撮像した前記荷姿画像と学習内容とを用いて算出した寸法と、の差が所定の閾値を超える場合に、前記光電センサで計測した寸法が誤計測であると判定する方法である。

本発明の一態様に係る寸法計測プログラムは、
光電センサで計測した計測対象物の寸法と、カメラで撮像した前記計測対象物の荷姿画像とを対応付けて学習し記憶し、
新たな計測対象物に対し、前記光電センサで計測した寸法と、前記カメラで撮像した前記荷姿画像と学習内容とを用いて算出した寸法と、の差が所定の閾値を超える場合に、前記光電センサで計測した寸法が誤計測であると判定する、
処理をコンピュータに実行させるための寸法計測プログラムである。

本発明によれば、寸法計測の正確性を向上させた寸法計測装置、寸法計測方法及び寸法計測プログラムを提供できる。

第１の実施形態に係る寸法計測装置の構成を示すブロック図である。 第１の実施形態に係る寸法計測装置の寸法計測の様子を示した模式図である。 第１の実施形態に係る寸法計測装置の動作を示したフローチャートである。 第２の実施形態に係る寸法計測装置の構成を示すブロック図である。

以下、本発明を適用した具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る寸法計測装置の構成を示すブロック図である。第１の実施形態に係る寸法計測装置１０は、光電センサ１、カメラ２、寸法計測部３を備える。寸法計測部３は、学習記憶部４と判定部５とを備える。光電センサ１、カメラ２は、それぞれ寸法計測部３と接続されている。

光電センサ１は、計測対象物の寸法を計測する。光電センサ１は、投光部から可視光や赤外線などの光を計測対象物に向けて発射し、計測対象物から反射する光や遮光される光量の変化を受光部で検出する。これにより、光電センサ１は、計測対象物の縦、横、高さの寸法を計測することができる。光電センサ１は、計測対象物の寸法計測結果を寸法計測部３に送信する。

カメラ２は、計測対象物の荷姿画像を撮像する。例えば、カメラ２には、ＲＧＢカメラを使用することができる。カメラ２は、撮像した計測対象物の荷姿画像を寸法計測部３に送信する。

寸法計測部３は、例えば、コンピュータ装置であり、計測アルゴリズムを用いて、学習記憶部４、判定部５に係る機能を動作させることができる。寸法計測部３は、計測対象物を計測するとき、光電センサ１から計測対象物の寸法計測結果を、カメラ２から計測対象物の荷姿画像をそれぞれ取得する。

学習記憶部４は、光電センサ１で計測した寸法と、カメラ２で撮像した荷姿画像とを対応付けて学習し記憶する。例えば、学習記憶部４は、光電センサ１で計測した寸法と、カメラ２で撮像した荷姿画像とを対応付け、その対応関係を学習データとして用いて機械学習を行う。これにより、学習記憶部４は、計測対象物の荷姿画像から寸法を予測することができる。また、学習記憶部４は、計測対象物の寸法から荷姿画像を予測することも可能である。

学習記憶部４は、事前に取得した計測対象物の寸法とその荷姿画像との対応関係のデータを機械学習用の学習データとして使用するようにしてもよい。これにより、機械学習に要する時間を短縮することができる。あるいは、学習記憶部４は、事前に取得した計測対象物の寸法とその荷姿画像との対応関係のデータを予め記憶し、対応関係のデータを用いて計測対象物の荷姿画像から寸法を予測するようにしてもよい。この場合、機械学習が不要となるため、学習する時間を省略することができる。

判定部５は、計測対象物の寸法が正しいかを判定する。判定部５は、新たな計測対象物に対し、光電センサ１で計測した寸法と、カメラ２で撮像した荷姿画像と学習記憶部４の学習内容とを用いて算出した寸法と、の差が所定の閾値を超える場合に、光電センサ１で計測した寸法が誤計測であると判定する。

あるいは、判定部５は、新たな計測対象物に対し、光電センサ１で計測した寸法と、カメラ２で撮像した荷姿画像と学習記憶部４が予め記憶するデータとを用いて算出した寸法と、の差が所定の閾値を超える場合に、光電センサ１で計測した寸法が誤計測であると判定するように構成しても良い。なお、学習記憶部４が予め記憶するデータとは、光電センサ１で計測した寸法と、カメラ２で撮像した荷姿画像とを対応付けたデータである。

判定部５は、光電センサ１で計測した寸法が誤計測であると判定したとき、カメラ２で撮像した荷姿画像と学習記憶部４の学習内容とを用いて算出した寸法を計測対象物の正確な寸法として採用するようにしてもよい。光電センサ１で計測した寸法が誤計測である計測対象物に対しては、荷姿画像から予測した寸法を計測対象物の寸法として採用することで、人手による計測を実施することなく、寸法計測の正確性を向上させることができる。
計測対象物の寸法は、例えば寸法計測装置１０に設けられた出力部を通じて、寸法計測装置１０のユーザに送信される。

本実施の形態に係る寸法計測装置１０は以上の構成を備えることで、光電センサ１が計測した寸法が誤計測であるか否かを自動で判定することができる。これにより、寸法計測の正確性を向上させることができる。以下、本実施形態に係る寸法計測装置の動作について詳細に説明する。

図２は、第１の実施形態に係る寸法計測装置が計測対象物の寸法を計測する様子を模式的に示している図である。図２において、図１と同様な構成要素には、同様の符号を付している。図３は、第１の実施形態に係る寸法計測装置の動作を示すフローチャートである。図２、図３を用いて、寸法計測装置１０の動作について説明する。

光電センサ１は、計測位置に配置された計測対象物８の縦・横・高さの寸法を計測し、寸法計測結果６を寸法計測部３に送信する（Ｓ１）。

カメラ２は、計測位置に配置された計測対象物８を含む荷姿画像７を撮像し、荷姿画像７を寸法計測部３に送信する（Ｓ２）。なお、光電センサ１の動作（Ｓ１）とカメラ２の動作（Ｓ２）は、どちらを先に行ってもよく、また同時であってもよい。

寸法計測部３は、光電センサ１で計測した計測対象物８の寸法計測結果６とカメラ２で撮像した計測対象物８の荷姿画像７とを対応付けて学習し記憶する（Ｓ３）。寸法計測部３は、計測対象物８の寸法計測を行う度にＳ１～Ｓ３の動作を繰り返し、荷姿画像７から計測対象物８の寸法を予測することができるように学習する。

寸法計測部３は、計測対象物８の荷姿画像７から寸法を予測する（Ｓ４）。寸法計測部３は、荷姿画像７から予測した寸法と、光電センサ１で計測した寸法とを比較する。寸法計測部３は、荷姿画像７から予測した寸法と光電センサ１で計測した寸法との差が設定した閾値（例えば、１辺あたり１ｃｍ）以上のとき（Ｓ５、ＹＥＳ）、光電センサ１で計測した計測対象物８の寸法が誤計測であると判定する（Ｓ６）。寸法計測部３は、予測した寸法と光電センサ１で計測した寸法との差が設定した閾値（１辺あたり１ｃｍ）未満のとき（Ｓ５、ＮＯ）、光電センサ１で計測した寸法が正しいと判定する。

以上より、本実施形態に係る寸法計測装置１０は、光電センサ１で計測した寸法と、カメラ２で撮像した荷姿画像と学習記憶部４の学習内容とを用いて算出した寸法とを用いることで、光電センサ１で計測した寸法が誤計測であるかを判定することができる。これにより、寸法計測の正確性を向上させることができる。
また、上述した特許文献１の方法では、光電センサで計測した寸法が正確であることを前提としているため、光電センサの寸法計測に誤計測が発生していたとしても、どの計測対象物の寸法が誤計測となっているかを検知することができないという問題もあった。本実施形態に係る寸法計測装置１０では、どの計測対象物の寸法が誤計測であるかを人手に頼らずに容易に識別することができる。

（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態に係る寸法計測装置２０のブロック図である。寸法計測装置２０は、光電センサ１、カメラ２、照度センサ９、寸法計測部１１を備える。寸法計測部１１は、学習記憶部４、判定部５、報知部１２、設定部１３を備える。光電センサ１、カメラ２、照度センサ９は、それぞれ寸法計測部１１と接続されている。第２の実施形態に係る寸法計測装置２０において、第１の実施形態に係る寸法計測装置１０と同様な構成要素には同様の符号を付しており、適宜詳細な説明は省略する。

照度センサ９は、計測対象物が配置される場所の照度を計測する。照度センサ９は、受光素子であるフォトトランジスタやフォトダイオードを有し、受光した光を電流に変換することで照度を検知することができる。照度センサ９は、計測した計測対象物が配置される場所の照度情報を寸法計測部１１に送信する。

寸法計測部１１は、例えば、コンピュータ装置であり、計測アルゴリズムを用いて、学習記憶部４、判定部５、報知部１２、設定部１３に係る機能を動作させることができる。寸法計測部１１は、光電センサ１から計測対象物の寸法計測結果を、カメラ２から計測対象物の荷姿画像を、照度センサ９から計測対象物が配置される場所の照度情報をそれぞれ取得する。

学習記憶部４は、照度センサ９で計測した計測対象物が配置される場所の照度と、判定部５が判定した誤計測の判定結果とを対応付けて学習し記憶する。
判定部５は、新しい計測対象物の寸法を計測するとき、照度センサ９で計測した新しい計測対象物が配置される場所の照度と学習記憶部４の学習内容とを用いて、光電センサ１で計測する寸法が誤計測となる確率を予測する。予測した誤計測の確率は、例えば寸法計測装置２０に設けられた出力部を通じて、寸法計測装置２０のユーザに送信される。これにより、寸法計測装置２０のユーザは、誤計測が発生しやすい照度環境を認識することができ、計測対象物の周囲の照度環境を改善することで、寸法計測の正確性を向上させることができる。

報知部１２は、判定部５の判定結果を報知する。例えば、報知部１２は、判定部５が光電センサ１で計測した寸法を誤計測であると判定したとき、アラームや放送によって誤計測であることを寸法計測装置２０のユーザに報知する。あるいは、報知部１２は、例えば寸法計測装置２０に設けられた表示部に誤計測情報を表示することで寸法計測装置２０のユーザに報知するようにしてもよい。これらにより、寸法計測装置２０のユーザは、光電センサ１で計測した寸法が誤計測であることを認識することができる。また、報知部１２は、判定部５が光電センサ１で計測した寸法を誤計測でないと判定しているときには、光電センサ１で計測した寸法が正しいことを寸法計測装置２０のユーザに報知するようにしてもよい。

報知部１２は、光電センサ１で計測した寸法が誤計測であると判定したときに例えばアラームをあげることで、寸法計測装置２０のユーザにどの計測対象物が誤計測となっているかを知らせることができる。これにより、寸法計測装置２０のユーザは、メジャーなどを用いた寸法の確認をすることなく、光電センサ１で計測した寸法が誤計測である計測対象物のみを識別することができる。

設定部１３は、判定部５が光電センサ１で計測した寸法と、カメラ２で撮像した荷姿画像から予測した寸法とを比較する際の閾値を設定可能である。例えば、閾値は１辺あたり１ｃｍや、縦・横・高さの合計で１ｃｍなどに設定することができる。これにより、寸法計測装置２０のユーザは、求める計測水準に応じた寸法計測を行うことができる。

以上のように、第２の実施形態に係る寸法計測装置２０は、照度センサ９を用いることで計測対象物が配置される場所の照度から、光電センサ１で計測する寸法が誤計測となる確率を予測することができる。これにより、寸法計測装置２０のユーザは、誤計測となる確率に応じて照度環境を改善することで、寸法計測の正確性をさらに向上させることができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

上述の実施形態における各構成は、ハードウェア又はソフトウェア、もしくはその両方によって構成され、１つのハードウェア又はソフトウェアから構成してもよいし、複数のハードウェア又はソフトウェアから構成してもよい。各装置の機能（処理）を、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリ等を有するコンピュータにより実現してもよい。例えば、記憶装置に実施形態における方法を行うためのプログラムを格納し、各機能を、記憶装置に格納されたプログラムをＣＰＵで実行することにより実現してもよい。

各種制御プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ）を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

１ 光電センサ
２ カメラ
３、１１ 寸法計測部
４ 学習記憶部
５ 判定部
６ 寸法計測結果
７ 荷姿画像
８ 計測対象物
９ 照度センサ
１０、２０ 寸法計測装置
１２ 報知部
１３ 設定部

Claims (8)

1. 計測対象物の寸法を計測する光電センサと、
   前記計測対象物の荷姿画像を撮像するカメラと、
   前記光電センサで計測した寸法と、前記カメラで撮像した前記荷姿画像とを対応付けて学習し記憶する学習記憶部と、
   前記計測対象物の寸法が正しいかを判定する判定部と、を備え、
   前記判定部は、新たな計測対象物に対し、前記光電センサで計測した寸法と、前記カメラで撮像した前記荷姿画像と前記学習記憶部の学習内容とを用いて算出した寸法と、の差が所定の閾値を超える場合に、前記光電センサで計測した寸法が誤計測であると判定する、
   寸法計測装置。
2. 前記判定部は、前記光電センサで計測した寸法が誤計測であると判定したとき、前記カメラで撮像した前記荷姿画像と前記学習記憶部の学習内容とを用いて算出した寸法を前記計測対象物の寸法とする、
   請求項１に記載の寸法計測装置。
3. 前記学習記憶部は、前記光電センサで計測した寸法と、前記カメラで撮像した前記荷姿画像とを対応付けたデータを予め記憶しており、
   前記判定部は、新たな計測対象物に対し、前記光電センサで計測した寸法と、前記カメラで撮像した前記荷姿画像と前記学習記憶部が記憶する前記データとを用いて算出した寸法と、の差が所定の閾値を超える場合に、前記光電センサで計測した寸法が誤計測であると判定する、
   請求項１または２に記載の寸法計測装置。
4. 前記計測対象物が配置される場所の照度を計測する照度センサをさらに備え、
   前記学習記憶部は、前記照度と、前記判定部が判定した誤計測の判定結果とを対応付けて学習し記憶し、
   前記判定部は、新たな計測対象物の寸法を計測するとき、前記照度センサで計測した前記照度と前記学習記憶部の学習内容とを用いて、前記光電センサで計測する寸法が誤計測となる確率を予測する、
   請求項１～３のいずれか１項に記載の寸法計測装置。
5. 前記判定部の判定結果を報知する報知部をさらに備える、
   請求項１～４のいずれか１項に記載の寸法計測装置。
6. 前記閾値を設定可能な設定部をさらに備える、
   請求項１～５のいずれか１項に記載の寸法計測装置。
7. 光電センサで計測した計測対象物の寸法と、カメラで撮像した前記計測対象物の荷姿画像とを対応付けて学習し記憶し、
   新たな計測対象物に対し、前記光電センサで計測した寸法と、前記カメラで撮像した前記荷姿画像と学習内容とを用いて算出した寸法と、の差が所定の閾値を超える場合に、前記光電センサで計測した寸法が誤計測であると判定する、
   寸法計測方法。
8. 光電センサで計測した計測対象物の寸法と、カメラで撮像した前記計測対象物の荷姿画像とを対応付けて学習し記憶し、
   新たな計測対象物に対し、前記光電センサで計測した寸法と、前記カメラで撮像した前記荷姿画像と学習内容とを用いて算出した寸法と、の差が所定の閾値を超える場合に、前記光電センサで計測した寸法が誤計測であると判定する、
   処理をコンピュータに実行させるための寸法計測プログラム。

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