KR100672044B1 - 자동 박스 치수 측정 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 물체의 치수 측정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 물류 관리에서 주로 사용되는 박스의 크기를 자동으로 측정하여 사용자에게 제공할 수 있는 물류측정 기술에 관한 것이다.
본 발명에 따른 자동 박스 치수 측정 장치는 적재된 물체를 이송시키는 컨베이어 벨트가 구비된 박스 자동 치수 측정 장치에 있어서, 상기 장치에 의해 산출된 박스의 치수 정보를 디스플레이 하는 표시부와; 상기 장치로 박스의 적재유무를 감지하여 감지신호를 출력하며, 적재된 박스의 수평각도를 치수 측정을 위한 소정 각도로 위치시키는 수평 각도 조정부와; 적재된 박스의 수직각도를 치수측정을 위한 소정 각도로 위치시키는 수직 각도 조정부와; 상기 컨베이어 벨트에 의해 이송되는 박스의 상면 및 일 측면을 센싱하고, 센싱된 수치 데이터를 출력하는 센서부와; 상기 장치 전반을 제어하며, 상기 센서부로부터 센싱되어 출력되는 수치데이터를 이용하여 해당 박스의 상면 및 양 측면의 치수를 산출하고 상기 표시부로 디스플레이 하는 치수 산출부를 포함하는 제어부;를 포함하여 구성된다.
물류 관리, 박스, 화물, 컨베이어 벨트, 적외선 센서

Description

자동 박스 치수 측정 장치{Apparatus for measuring box size automatically}
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 자동 박스 치수 측정 장치를 개략적으로 도시한 개요도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 자동 박스 치수 측정 장치를 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 3a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 센서부의 박스의 센싱 과정을 개략적으로 도시한 개요도이다.
도 3b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 치수 산출에 사용되는 내분점 생성과정을 개략적으로 도시한 개요도이다.
도 3c 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 박스의 코너부분에 센싱된 데이터의 처리 과정을 개략적으로 도시한 개요도이다.
도 3d 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 생성된 내분점을 이용하여 산출된 박스의 일면을 개략적으로 도시한 개요도이다.
도 4는 본 발명의 특징적인 양상에 따라 2단계 Least Square Fitting 알고리즘에 의해 코너부분에서 센싱된 데이터의 처리과정을 개략적으로 도시한 개요도이다.
도 5는 본 발명의 또다른 양상에 따라 본 발명에 따른 자동 박스 치수 측정 장치를 개략적으로 도시한 블럭도이다.
본 발명은 물체의 치수 측정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 물류 관리에서 주로 사용되는 박스의 크기를 자동으로 측정하여 사용자에게 제공할 수 있는 물류측정 기술에 관한 것이다.
티브이 및 인터넷과 같은 대중매체가 발전함에 따라 상거래를 손쉽게 처리할 수 있게 되었으며, 쇼핑몰과 같은 사업자들은 고객에게 보다 빠르고 편리한 서비스 제공을 위해 노력을 기울이고 있다. 이러한 상거래의 증가는 택배 및 화물 등과 같은 물류량의 증가를 야기하며, 물류의 관리를 담당하는 사업자들은 고객이 원하는 장소에 가장 빠르고 안전하게 물건을 배송하는 것을 목적으로 하고있다, 이러한 요구는 빠르고 정확한 자동화 물류 시스템의 도입으로 가능해 진다.
물류 관리에 있어서, 제품의 배송이나 창고의 입/출고시 박스의 무게뿐만 아니라 크기에 대한 치수 정보 또한 고려되어야 한다. 그러나, 현재의 물류 관리 시스템은 물류의 무게 및 크기를 인력에 의해 측정하고 관리하고 있다. 이러한 인력에 의한 물류 관리 시스템은 인력 및 시간의 낭비는 물론 정확하고 체계적인 물류관리를 할 수 없는 문제점이 있다.
따라서, 사업자는 종래의 인력에 의한 물류 관리가 아닌 정밀하고 빠르게 처 리할 수 있는 자동화된 물류 관리를 요구하고 있는 실정이다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 그 목적은 이송되는 박스의 크기를 측정하여 제공함으로써, 보다 체계적인 물류관리가 가능한 자동 박스 치수 측정 장치를 제공하는데 있다.
나아가, 공간을 최소화하는 설치 및 적은 설치비용을 통해 이송중인 박스를 정밀하고 빠르게 측정할 수 있는 자동 박스 치수 측정 장치를 제공하는데 있다.
나아가, 외부기기와 인터페이스 할 수 있도록 하여, 별도의 분류과정 및 정리 작업 없이 물류관리 시스템과 간편하게 연동할 수 있으며, 전산화할 수 있는 자동 박스 치수 측정 장치를 제공하는데 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 자동 박스 치수 측정 장치는 적재된 물체를 이송시키는 컨베이어 벨트가 구비된 박스 자동 치수 측정 장치에 있어서, 산출된 박스의 치수 정보를 디스플레이 하는 표시부와, 장치로 박스의 적재유무를 감지하여 감지신호를 출력하며, 적재된 박스의 수평각도를 치수 측정을 위한 소정 각도로 위치시키는 수평 각도 조정부와, 적재된 박스의 수직각도를 치수측정을 위한 소정 각도로 위치시키는 수직 각도 조정부와, 컨베이어 벨트에 의해 이송되는 박스의 상면 및 일 측면을 센싱하고, 센싱된 데이터를 출력하는 센서부와, 장치 전반을 제어하며, 센서부로부터 센싱되어 출력되는 데이터를 이용하여 해당 박스의 상면 및 양 측면의 치수를 산출하고, 표시부로 디스플레이 하는 치 수 산출부를 포함하는 제어부를 포함하여 구성된다.
사용자가 치수 측정을 위해 박스를 자동 박스 치수 측정 장치에 적재하고, 컨베이어 벨트의 구동 신호를 입력하면, 수평 각도 조정부는 컨베이어 벨트에 의해 이송되는 박스를 감지하여 제어부로 감지신호를 출력하고, 적재된 박스의 정확한 상면 치수 측정을 위해 예를 들면, 유압 봉과 같은 기계 장치를 통해 해당 박스를 소정 각도로 위치시킨다.
또한, 수직 각도 조정부는 적재된 박스의 정확한 일 측면 치수 측정을 위해 컨베이어 벨트의 높낮이를 조절하여 해당 박스를 소정 각도로 위치시킨다.
수평 및 수직 각도 조정부에 의해 치수 측정의 수평 각도 및 수직 각도가 조정된 박스는 컨베이어 벨트에 의해 이송되어 센서부를 통과하게 된다. 센서부는 이송되는 박스의 상면과 일 측면을 소정 간격으로 센싱하고, 센싱된 수치 정보를 제어부의 치수 산출부로 전송한다.
치수 산출부는 치수정보를 수신하여 Least Square Fitting 알고리즘을 이용하여 해당 박스의 치수를 산출하고, 산출된 박스 치수를 표시부를 통해 디스플레이 한다.
따라서, 사용자는 컨베이어 벨트 상에서 이동중인 박스를 정지시키지 않고 그 크기를 정밀하고 빠르게 계측하여 제공함으로써, 물류관리에 용이하게 사용할 수 있는 장점을 갖는다.
본 발명의 특징적인 양상에 따라 본 발명에 따른 치수 산출부는 보다 정밀한 측정을 위하여 Least Square Fitting 알고리즘에 의해 산출된 최외각 성분과 단거 리 점들을 재 조합하여 꼭지점을 선택적으로 추가함으로써, 최종 정밀도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 또다른 양상에 따라 본 발명에 따른 자동 박스 치수 측정 장치는 외부기기와 상기 치수 산출부에 의해 산출된 박스 치수정보를 인터페이싱하는 인터페이스부를 더 포함할 수 있다. 따라서, 별도의 분류과정 및 정리 작업 없이 물류관리 시스템과 간편하게 연동할 수 있으며, 전산화할 수 있는 장점을 갖는다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여 기술되는 바람직한 실시예를 통해 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 자동 박스 치수 측정 장치를 개략적으로 도시한 개요도이며, 도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 자동 박스 치수 측정 장치를 개략적으로 도시한 블럭도이다. 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 박스 치수 측정 장치는 적재된 박스를 정해진 구간으로 이송하는 컨베이어 벨트(110)와, 사용자로부터 조작명령을 입력받는 조작부(120)와, 산출된 박스의 치수 정보를 디스플레이 하는 표시부(130)와, 박스의 적재유무를 감지하여 감지신호를 출력하며, 적재된 박스의 수평각도를 치수 측정을 위한 소정 각도로 위치시키는 수평 각도 조정부(140)와, 적재된 박스의 수직각도를 치수측정을 위한 소정 각도로 위치시키는 수직 각도 조정부(150)와, 컨베이어 벨트(110)에 의해 이송되는 박스의 상면 및 일 측면을 센싱하고, 센싱된 수치 데이터를 출력하는 센서부(160)와, 장치 전반을 제어하며, 센서부(160)로부터 센싱되어 출력되는 수치 데이터를 이용하여 해당 박스의 상면 및 양 측면의 치수를 산출하고 표시부(130)로 디스플레이 하는 치수 산출부(171)를 포함하는 제어부(170)를 포함하여 구성된다.
컨베이어 벨트(110)는 넓은 벨트와 다수의 로울러를 이용하여 벨트 위에 적재된 물건을 이송하는 산업현장에서 주로 사용되는 기계장치이다. 컨베이어 벨트(110)는 모터의 구동에 따라 벨트를 이동시킴으로써, 일정한 거리 사이를 자동으로 연속 운반한다.
조작부(120)는 다수의 입력버튼을 포함하여 구성되는 주지된 구성이다. 사용자는 조작부(120)를 통해 박스 치수 측정장치를 구동할 수 있다.
표시부(130)는 예를 들면, 액정표시장치와 같은 디스플레이 장치로 구성되며, 장치의 작동상태 및 제어부(170)의 치수 산출부(171)에 의해 산출된 박스의 치수를 디스플레이 한다. 또다른 실시예에 따라 상술한 조작부(120) 및 표시부(130)는 조작명령의 입력과 디스플레이가 동시에 가능한 터치패널로 구현될 수 있다.
수평 각도 조정부(140)는 컨베이어 벨트(110)위에 적재되어 이송중인 박스를 감지하여, 제어부(170)로 감지신호를 출력하고, 센서부(160)의 정확한 치수 측정이 가능하도록 예를 들면, 유압봉과 같은 기계적인 수단을 이용하여 이송중인 박스의 위치를 조정한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 측정되는 박스가 센서부(160)에 수평으로 평행하게 이송될 때보다 15°~ 75°로 틀어져 있을 때 보다 우수한 치수 측정이 가능하다. 따라서, 수평 각도 조정부(140)는 컨베이어 벨트(110)에 적재되어 이송되는 박스를 유압 봉과 같은 기계적 수단을 이용하여 최적의 측정 각도 15°~ 75°범위내로 틀어지게 물리적으로 조정한다.
수직 각도 조정부(150)는 센서부(160)의 정확한 박스 측면 치수 측정을 위한 최적의 각도 15°~ 30°범위내로 조정한다. 이를 위해 수직 각도 조정부(150)는 컨베이어 벨트(110)의 높이를 조정하여 수직 각도를 조정한다. 본 발명에 따른 컨베이어 벨트(110)는 높이 조절 수단(111)을 구비한다. 수직 각도 조정부(150)는 수평 각도 조정부(140)에 의해 조정되어 이송중인 박스의 수직 각도를 측정하여 진입각도를 15°~ 30°범위내로 유지하도록 컨베이어 벨트(110)의 높이를 조정한다. 상술한 최적각도 범위 수평각 15°~ 75°와 수직각 15°~ 30°은 본 발명의 제어부(170)에서 구현되는 박스 치수 산출에 최적화된 각도임을 미리 밝혀두는 바이다.
센서부(160)는 일정 간격으로 이격된 다수의 적외선 센서로 구현되는 적외선 어레이 센서로 구성되며, 각각의 적외선 센서는 소정 주기마다 컨베이어 벨트(110)에 의해 이송되어 수평 및 수직 각도 조정부(150)에 의해 조정된 박스의 상면 및 측면을 센싱하여 해당 박스의 치수 산출에 필요한 수치 데이터를 제어부(170)의 치수 산출부(171)로 출력한다.
본 발명의 특징적인 양상에 따라 본 발명에 따른 센서부(160)는 이송되는 박스의 상면의 치수 측정을 위해 소정 간격으로 센싱하여 치수 산출부(171)로 수치 데이터를 제공하는 수평 어레이 센서(161)와, 이송되는 박스 일 측면의 치수 측정을 위해 소정 간격으로 센싱하여 치수 산출부(171)로 수치 데이터를 제공하는 수직 어레이 센서(162)를 포함하여 구성된다.
일반적으로 박스는 직육면체로 형성된다. 따라서, 본 발명의 박스 치수 산출에 적용되는 알고리즘은 상면과 측면의 치수만으로 해당 박스의 전체 치수를 산 출할 수 있다. 수평 어레이 센서(161)는 다수의 적외선 센서가 일정한 간격으로 이격되게 구성되며, 각각의 적외선 센서는 소정 주기로 적외선을 주사하고, 박스에 의해 주시되는 적외선이 가려지면 'TRUE'를, 가려지지 않을 경우에는 'FALSE'를 제어부(170)의 치수 산출부(171)로 출력한다. 수직 어레이 센서(162) 또한 수평 어레이 센서(161)와 마찬가지로 이송중인 박스의 측면을 센싱하여 주시되는 적외선이 박스에 의해 가려지면 'TRUE'를, 가려지지 않을 경우에는 'FALSE'를 제어부(170)의 치수 산출부(171)로 출력한다.
제어부(170)는 예를 들면, 마이크로 컨트롤러와 같은 연산 소자로 구현되며, 조작부(120)를 통해 입력되는 조작명령에 따라 장치 전반을 제어하며, 센서부(160)로부터 입력되는 센싱 값을 통해 해당 박스의 치수를 산출하여 출력하는 치수 산출부(171)를 포함한다.
본 발명에 따른 치수 산출부(171)는 Least Square Fitting 알고리즘을 통해 수평 및 수직 센서로부터 입력되는 데이터를 이용하여 해당 박스의 치수를 산출한다. 이하에서는 본 발명의 특징적인 양상에 따른 Least Square Fitting 알고리즘을 보다 상세히 설명하기로 한다.
Figure 112005006140134-pat00001
과 같은 m개의 직선에 적용되는 Least Square Fitting 알고리즘을 수학적으로 표현하면 수학식 1과 같으며, 이를 행렬식으로 표현하면 수학식 2와 같다.
Figure 112005006140134-pat00002
Figure 112005006140134-pat00003
.
Figure 112005006140134-pat00004
Figure 112005006140134-pat00005
수학식 2에서 미지수 x가 C와 D를 성분으로 갖는다. 수학식 3과 같이 연산시의 에러를 최소로 하는 최적의 해
Figure 112005006140134-pat00006
와
Figure 112005006140134-pat00007
를 성분으로 갖는
Figure 112005006140134-pat00008
는 수학식 4와 같다.
Figure 112005006140134-pat00009
Figure 112005006140134-pat00010
이때 fitting한 결과 직선의 방정식은
Figure 112005006140134-pat00011
가된다.
컨베이어 벨트(110) 상에서 이송이던 박스가 센서부(160)를 통과할 때 수평 및 수직 어레이 센서(162)는 박스가 감지되면 ' TRUE'를 그렇지 않으면 'FALSE'을 출력하고 제어부(170)의 치수 산출부(171)는 이 데이터들을 취득하게 된다. 이 값들은 x축 성분과 y축 성분을 가지게 된다. x축 성분은 컨베이어 벨트(110)를 구동하는 모터의 속도와 적외선 어레이 센서의 센싱 주기에 따라 결정되며 y축 성분은 센서가 설치된 간격에 의해 결정된다.
센서부(160)를 통해 나온 데이터는 수치 산출부에 의해 구현하는 가상공간 상에 2차 평면 좌표(x, y) 성분을 가진 점들로 표시되며, 이 점들 중 최외각 점들만을 취합하게 되면 컨베이어 벨트(110)상에서 이송중인 박스를 직사각형의 형태로 표현하게 된다.
Least Square Fitting 알고리즘은 최초 적외선 어레이 센서에 의해 센싱된 점을 시작으로 x축으로 평행한 즉, 다른 y축 값을 갖는 점들이 찍히는 첫 지점을 취하여 각 레벨의 두 첫 지점을 잇는 직선을 긋는다, 그리고, 두 점 사이에 있는 점들에 대한 내분점을 구하고, 구해진 내분점들을 치수 산출을 위한 데이터로 사용된다.
예를 들어, 직선 위의 두 점 A(x1, y1), B(x2, y2)를 잇는 선분 AB 를 m : n 으로 내분하는 점을 P라 하면 내분점은 수학식 1과 같다.
Figure 112005006140134-pat00012
일반적으로 박스는 직육면체의 형태를 이룬다. 직육면체는 여섯 개의 직사각형으로 이루어지며, 각각의 직사각형은 서로 수평인 두개의 직선과 서로 수직인 두개의 직선으로 이루어진다. 따라서, 서로 수평인 직선 두개와 해당 직선과 수직인 세개의 직선으로 박스의 한면을 이루는 직사각형을 구할 수 있다. 따라서, 센서부(160)에 의해 센싱되는 박스의 상면과 측면의 두개의 직선을 통해 박스 전체를 산출할 수 있다. 이와 같은 성질을 한 직선이 아닌 직사각형을 이루는 네 직선에 적용하면, 수학식 6과 같다.
Figure 112005006140134-pat00013
상술한 바와 같이 네 개의 직선들의 기울기와 절편을 산출하면 되나 그러면 결과적으로 생기는 도형이 직사각형이라는 보장이 없다. 이를 해결하기 위해 네 개의 직선을 독립적으로 fitting하지 않고 동시에 fitting할 수 있도록 한다. 이를 위해서는 네 개의 직선이 기울기에 대한 정보를 (a 혹은 -1/a)로 공유하고 있다 는데 착안해야 하는데 단지 선형의 Least Squares fitting을 위해 -1/a 가 나타나는 두 직선의 방정식을 수학식 7과 같이 변환해야 한다.
Figure 112005006140134-pat00014
하지만 'ad'나 'ae'는 추정하려고 하는 미지수인 만큼 다시 d, e로 나타내도 무방하다. 이제 네 개의 직선은 미지수, a, b, c, d, e를 가지는 Least Squares fitting 문제로 수학식 8과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112005006140134-pat00015
Figure 112005006140134-pat00016
Figure 112005006140134-pat00017
Figure 112005006140134-pat00018
네 직선의 방정식은 수학식 8과 같이 재 정의하며 각 방정식의 성분들은
Figure 112005006140134-pat00019
,
Figure 112005006140134-pat00020
, ..... ,
Figure 112005006140134-pat00021
라 하고
Figure 112005006140134-pat00022
은 n1번째 성분을 의미한다. 수학식 9는 수학식 8에 포함되는 각 성분을 행렬식으로 나타낸 것이다.
Figure 112005006140134-pat00023
Figure 112005006140134-pat00024
이상에서 설명한 Least Squares fitting 알고리즘을 이용하여 박스의 치수를 산출하는 과정을 설명하면, 아래와 같다. 사용자가 제품이 담긴 박스를 컨베이어 벨트(110)위에 적재하고 조작부(120)의 구동 스위치를 입력하면, 조작부(120)는 입력된 구동명령을 제어부(170)로 전송하고, 제어부(170)는 컨베이어 벨트(110)를 구동시킨다.
수평 각도 조정부(140)는 컨베이어 벨트(110)를 통해 이송중인 박스를 감지하여 제어부(170)로 감지신호를 전송하고, 유압 봉과 같은 기계적 장치를 이용하여 박스를 강제적으로 박스의 상면 치수 측정에 용이한 각도 15°~ 75°로 조정한다.
또한, 수직 각도 조정부(150)는 수평 각도 조정부(140)에 의해 감지된 감지 신호에 따라 컨베이어 벨트(110)의 높이 조정 수단을 통해 박스 측면의 치수 측정에 용이한 각도 15°~ 30°로 조정한다.
수평 각도와 수직 각도가 조정된 박스는 컨베이어 벨트(110)를 통해 센서부(160)로 이송된다. 센서부(160)는 이송중인 박스의 상면과 일 측면의 치수 측정을 위한 수평 어레이 센서(161)와 수직 어레이 센서(162)를 구비하고 있다. 각각의 어레이 센서는 소정 간격으로 이격된 다수의 적외선 센서가 구비되어 있다.
수평 및 수직 어레이 센서(162)는 박스가 감지되면 ' TRUE'를 그렇지 않으면 'FALSE'을 출력하고 제어부(170)의 치수 산출부(171)는 이 데이터들을 취득하게 된다. 이 값들은 x축 성분과 y축 성분을 가지게 된다. x축 성분은 컨베이어 벨트(110)를 구동하는 모터의 속도와 적외선 어레이 센서의 센싱 주기에 따라 결정되며 y축 성분은 센서가 설치된 간격에 의해 결정된다.
도 3a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 센서부의 박스의 센싱 과정을 개략적으로 도시한 개요도이며, 도 3b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 치수 산출에 사용되는 내분점 생성과정을 개략적으로 도시한 개요도이다. 또한, 도 3c 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 박스의 코너부분에 센싱된 데이터의 처리 과정을 개략적으로 도시한 개요도이며, 도 3d 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 생성된 내분점을 이용하여 산출된 박스의 일면을 개략적으로 도시한 개요도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 센서부(160)는 컨베이어 벨트(110)에 의해 이송되는 박스가 센서부(160)를 지나가게 되면 센서부(160)의 적외선 센서는 소정 주기마다 박스의 상면 및 측면을 센싱한다.
센서부(160)의 센싱 속도와 컨베이어 벨트(110)의 진행속도는 매우 빠르기 때문에 최초엔 한개의 적외선 센서만이 센서부(160)로 진입하는 박스를 센싱한다. 컨베이어 벨트(110)는 박스를 진행시키며, 센서부(160)의 적외선 센서는 소정 주기로 박스의 상면 및 측면을 센싱하다가, 최초에 센싱된 점과 다른 y값을 갖는 덤들이 찍히는 박스의 첫 지점을 시작으로 하여 데이터를 추출한다. 또다른 y값을 갖는 점들이 찍히는 첫 지점을 취하여 각 레벨의 두 첫 지점을 잇는 직선을 긋고 두 점 사이에 있는 점들에 대한 내분점을 구한다. 이렇게 구한 내분점들이 치수 산출부(171)의 박스 치수 산출시 데이터로 사용된다.
코너에 마지막으로 찍히게 된 점들을 제외하고 서로 이웃하면서 다른 y값을 가진 첫 지점들 사이의 점들에 대해 내분점들을 모두 구한다. 아래쪽 코너의 마지막 찍힌 점들을 제외한 채 역시 서로 이웃하면서 다른 y값을 가진 첫 지점들 사이의 점들에 대해 내분점들을 모두 구한다. 같은 방법으로 오른쪽 코너의 마지막 찍힌 점들을 제외한 채 역시 서로 이웃하면서 다른 y값을 가진 첫 지점들 사이의 점들에 대해 내분점들을 모두 구한다. 이렇게 구한 내분점들과 각 y값의 첫 지점들을 데이터로 하여 Least Square Fitting으로 4개의 직선의 방정식을 구하되, 길이는 길이대로 너비는 너비대로 평행하고 길이와 너비는 수직하다고 가정, 즉 이 직선들이 만나서 직사각형을 이룬다고 가정하여 산출한다.
도 4는 본 발명의 특징적인 양상에 따라 2단계 Least Square Fitting 알고리즘에 의해 코너부분에서 센싱된 데이터의 처리과정을 개략적으로 도시한 개요도이다. 도시된 바와 같이, 구해진 4개의 직선의 방정식 중에 위아래 두 코너의 제외 된 점들과 가까운 2개의 직선의 방정식과 코너점들 사이의 거리를 구하여 가장 가까운 두 점은 각각 두 직선의 방정식의 데이터로 편입하고 도 3a 내지 도 3d를 통해 설명한 내분점을 구하여 데이터로 사용한다. 왼쪽 코너의 마지막 점들의 경우, 처음으로 찍힌 점은 이웃하는 두 직선과의 거리를 구하여 가까운 직선의 데이터로 간주하고 나머지 점들은 연산에서 제외한다. 오른쪽 코너에 마지막으로 찍힌 점들은 Fitting의 범주에 들지 않아 무의미하므로 연산에서 제외한다. 이렇게 새로 얻은 데이터들을 추가하여 상술한 바와 같이 Least Square Fitting으로 다시 직사각형을 산출한다. 임의의 내분점 점 P(x1, y1)에서 임의의 직선
Figure 112005006140134-pat00025
까지의 거리 d는 수학식 10과 같다.
Figure 112005006140134-pat00026
이를 이용하여 1차 Least Square Fitting을 통해 직사각형의 코너에서 측정되어 연산시 제외한 최외곽 점들 중 직선에 가장 가까운 점들을 연산에 반영함으로써, 보다 정밀한 치수 측정이 가능해 진다.
제어부(170)의 치수 산출부(171)는 상술한 과정을 통해 직사각형을 산출하고, 산출된 직사각형의 4개의 꼭지점 좌표를 이용하여 해당 박스의 치수를 산출한다. x축 좌표의 단위 길이는 적외선 센서의 센싱 주기와 벨트의 진행 속도의 곱으로 산출할 수 있으며, y축의 단위 길이는 수평 또는 수직 어레이 센서(162)에 구비 된 적외선 센서간의 간격을 통해 산출된다.
컨베이어 벨트(110)의 진행 속도와 센서의 센싱주기는 제어부(170)에 탑재되어 구동되는 운영프로그램에 의해 설정되며, 수직 및 수평 어레이 센서(161)의 적외선 센서간의 각도는 사용자에 의해 측정되어 길이측정에 필요한 파라미터로 저장된다.
박스의 치수는 상술한 방법을 통해 산출한 직사각형의 꼭지점 4개를 통해 산출한다. 예를 들어 설명하면, 컨베이어 벨트(110)의 진행 속도와 센서의 센싱주기의 곱에 의해 계산된 x축 좌표의 단위 길이와 적외선 센서간의 간격의 단위가 mm라면, 4개의 꼭지점
Figure 112005006140134-pat00027
로 이루어진 직사각형의 길이의 단위는 mm이다. 상술한 4개의 꼭지점으로 이루어지는 각각의 직선의 길이의 산출은 일반적인 좌표상의 길이를 산출하는 방법과 동일하며, 이 방법은 주지관용의 기술이므로 그 상세한 설명은 생략한다.
도 5는 본 발명의 또다른 양상에 따라 본 발명에 따른 자동 박스 치수 측정 장치를 개략적으로 도시한 블럭도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 추가적인 양상에 따라 본 발명에 따른 자동 박스 치수 측정 장치는 외부기기와 측정된 데이터를 송수신하는 인터페이스부(180)를 더 포함할 수 있다. 인터페이스부(180)는 예를 들면, 물류관리 시스템에 구비된 컴퓨터 또는 물류관리 시스템에 연결가능하며 물류 관리자가 소지한 PDA와 같은 외부기기와 연결되어 제어부(170)의 제어신호에 따라 치수 산출부(171)에 의해 산출된 박스 치수정보를 전송한다. 인터페이스부 (180)는 일종의 통신 모뎀으로써, 에를 들면, 일반적인 네트워크에 사용되는 RS-232, RS-485, TCP/IP, 블루투쓰 통신 방식이 이용될 수 있다.
따라서, 별도의 분류과정 및 정리 작업 없이 물류관리 시스템과 간편하게 연동할 수 있으며, 전산화할 수 있는 장점을 갖는다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동 박스 치수 측정 장치는 컨베이어 벨트 상에서 빠르게 이동중인 박스의 치수를 자동으로 측정하여 제공함으로써, 물류관리에 용이하게 사용할 수 있는 장점을 갖는다.
또한, 최외각 성분과의 단거리 점들을 재조합하여 꼭지점을 선택적으로 추가함으로써, 측정 정밀도를 향상시킬 수 있는 장점을 갖는다.
또한, 외부기기와 치수정보를 인터페이싱하는 인터페이스부를 구비함으로써, 별도의 분류과정 및 정리 작업 없이 물류관리 시스템과 간편하게 연동할 수 있으며, 전산화할 수 있는 장점을 갖는다.
이상에서 본 발명은 바람직한 실시 예들을 참조하여 설명되었지만 여기에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 당업자라면 자명하게 도출 가능한 많은 변형 예들을 포괄하도록 의도된 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어져야 한다.

Claims (4)

  1. 적재된 물체를 이송시키는 컨베이어 벨트가 구비된 박스 자동 치수 측정 장치에 있어서,
    상기 장치에 의해 산출된 박스의 치수 정보를 디스플레이 하는 표시부와;
    상기 장치로 박스의 적재유무를 감지하여 감지신호를 출력하며, 적재된 박스의 수평각도를 치수 측정을 위한 소정 각도로 위치시키는 수평 각도 조정부와;
    적재된 박스의 수직각도를 치수측정을 위한 소정 각도로 위치시키는 수직 각도 조정부와;
    상기 컨베이어 벨트에 의해 이송되는 박스의 상면 및 일 측면을 센싱하고, 센싱된 수치 데이터를 출력하는 센서부와;
    상기 장치 전반을 제어하며, 상기 센서부로부터 센싱되어 출력되는 수치데이터를 이용하여 해당 박스의 상면 및 양 측면의 치수를 산출하고 상기 표시부로 디스플레이 하는 치수 산출부를 포함하는 제어부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 박스 치수 측정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 센서부가:
    이송되는 박스의 상면의 치수 측정을 위해 소정 간격으로 샘플링하여 상기 치수 산출부로 수치 데이터를 제공하는 수평 어레이 센서와;
    이송되는 박스의 측면의 치수 측정을 위해 소정 간격으로 샘플링하여 상기 치수 산출부로 수치 데이터를 제공하는 수직 어레이 센서;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 박스 치수 측정 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 치수 산출부가:
    센서부에 의해 최초 센싱된 포인트와 평행한 지점에 센싱되는 포인트를 잇는 선분을 소정 비율로 내분하는 내분점을 산출하고,
    산출된 내분점들을 잇는 직선의 방정식을 통해 직사각형을 구성하는 네개의 직선을 산출하며,
    산출된 상기 직사각형의 네개의 꼭지점의 위치정보를 이용하여 해당 박스의 치수를 산출하는 것을 특징으로 하는 자동 박스 치수 측정 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자동 박스 치수 측정 장치가:
    외부기기와 상기 치수 산출부에 의해 산출된 박스 치수정보를 인터페이싱하는 인터페이스부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 박스 치수 측정 장치.
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