KR101863839B1 - Method and apparatus for measuring high-speed and repetition length using image - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 영상을 이용하여 고속, 반복 생산 환경에서 정확한 길이를 측정할 수 있는 장치 및 측정 방법에 관한 것으로, 상세하게는 길이를 아는 기준 물체를 길이를 측정하고자 하는 대상체와 같이 배치하고, 카메라를 이용하여 기준 물체와 대상체의 이미지를 획득하고, 획득한 이미지를 이용하여 대상체의 길이를 정확하게 측정할 수 있는 측정방법 및 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and a measurement method capable of measuring an accurate length in a high-speed, repetitive production environment using an image. More specifically, the present invention relates to an apparatus and a measurement method for measuring a length of a reference object, The present invention relates to a measuring method and an apparatus for measuring the length of a target object by using images obtained from the reference object and a target object.
일반적으로 연속된 필름, 직물, 반도체 등을 생산하기 위해서는 롤투롤 등의 제조방식을 통해 고속으로 연속하여 제품을 생산하게 된다. In general, in order to produce continuous films, fabrics, semiconductors, etc., products are produced continuously at high speed through a manufacturing method such as roll-to-roll.
이러한 제조환경에서 연속으로 생산중인 제품의 정확한 길이를 측정하는 것이 중요한데, 종래에는 엔코더 등의 장비를 이용해서 회전체의 회전 길이를 펄스로 카운트하여 이를 실제 길이로 환산하는 방식을 많이 사용하고 있다. In such a manufacturing environment, it is important to measure the exact length of the product continuously being produced. Conventionally, a method of counting the rotation length of the rotating body by a pulse using the equipment such as an encoder and converting it into an actual length is widely used.
이러한 엔코더를 이용한 종래 길이 측정방식은 회전체의 마모 상태 및 회전체에 이물질이 부착하는 등, 회전체의 상태에 따른 오차 발생과 생산제품의 연신 등의 문제로 인해 제품의 정확한 길이를 측정하는 것이 불가능하다는 단점을 가지고 있다.Conventional length measuring methods using such encoders are to measure the exact length of a product due to problems such as abrasion of the rotating body and adhesion of foreign matter to the rotating body, errors caused by the state of the rotating body, It is impossible.
또다른 종래의 방식으로는 비전인식 카메라와 레이져 센서 등의 거리측정센서를 이용하는 방법이 있다. 이러한 방식은 제품을 촬상한 뒤, 제품의 패턴을 인식하고, 길이를 산출하는 과정을 처리하게 되는데, 처리속도 등에 한계가 있어, 고속, 반복하여 연속적으로 생산하는 제품의 길이측정에는 적용하기 힘든 단점이 있다. 또한 이러한 비전인식 카메라 등을 이용하는 경우, 생산과정에서 생기는 진동으로 인한 카메라 위치가 변경되거나 떨리는 경우, 정확한 길이를 측정하기 힘들다는 단점을 가지고 있다.Another conventional method is to use a distance measuring sensor such as a vision-aware camera and a laser sensor. In this method, the process of calculating the length of the product after recognizing the pattern of the product is carried out after image sensing of the product. However, since the processing speed is limited, it is difficult to apply to the high- . In addition, when such a vision-aware camera is used, it has a disadvantage that it is difficult to measure an accurate length when the camera position is changed or shaken due to the vibration generated in the production process.
엔코더를 이용한 길이 측정과 관련된 종래 기술의 예로는 특허문헌 1 내지 2가 있으며, 비전인식 카메라를 이용한 종래 기술의 예로는 특허문헌 3이 있다. Patent documents 1 and 2 are examples of related art related to length measurement using an encoder, and Patent Document 3 is an example of a conventional technique using a vision-aware camera.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 개발된 것으로, 길이를 아는 기준 물체를 길이를 측정하고자 하는 대상체와 같이 배치하고, 카메라를 이용하여 기준 물체와 대상체의 이미지를 획득하고, 획득한 이미지로부터 기준 물체의 픽셀수와 대상체의 픽셀수를 상호 비교한 뒤, 비례 연산하여 대상체의 실제 길이를 비접촉식이면서도 정확하게 측정하는 측정방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] The present invention has been developed to solve the problems of the related art as described above, and it is an object of the present invention to provide an image processing apparatus, The object of the present invention is to provide a measuring method and apparatus for accurately measuring the actual length of a target object in a non-contact manner by comparing the number of pixels of the target object with the number of pixels of the target object from the image,
또한 본 발명은 대상체가 반복된 패턴을 갖는 형태인 경우, 패턴간의 실제 거리 및 전체 대상체의 길이를 구하기 위한 측정방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a measurement method for obtaining an actual distance between patterns and a length of an entire object when the object has a repeated pattern.
또한 본 발명은 대상체를 반복하여 촬상하는 경우, 카메라를 이용하여 기준이미지를 설정하고, 기준 이미지의 윤곽선과 컬러값을 획득한 뒤, 이후 촬상된 측정 이미지와 기준 이미지의 윤곽선과 컬러값을 비교함으로써, 측정 이미지의 오차를 확인할 수 있는 측정방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Further, in the present invention, when a subject is repeatedly imaged, a reference image is set by using a camera, the contour and the color value of the reference image are acquired, and then the outline of the reference image and the measured image are compared with the color value And a measurement method capable of confirming an error of a measurement image.
이러한 목적을 이루기 위한 본 발명에 따른 길이 측정 방법은 카메라를 이용하여 실제 길이를 아는 기준 물체와 대상체를 함께 촬상하여 이미지화하는 단계, 상기 카메라로 촬상된 이미지를 인식하여 기준 물체와 대상체의 픽셀수를 계산하여 기준 물체와 대상체의 이미지길이를 획득하는 단계, 기준 물체와 대상체의 이미지길이와 기준 물체의 실제길이를 비례연산하여 대상체의 실제길이를 계산하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a length measuring method comprising: capturing and imaging a reference object and a target object together with a camera using a camera; Calculating the actual length of the target object by calculating the image length of the reference object and the target object, and computing the actual length of the reference object and the image length of the target object with the actual length of the reference object.
또한, 대상체 또는 기준 물체의 이미지 길이가 카메라로 촬상된 이미지 길이보다 큰 경우, 복수의 카메라를 이용하여 길이 측정 방법을 제공할 수 있는데, 이 경우의 길이 측정 방법은 복수의 카메라의 위치정보를 이용하여 카메라 사이의 실제 거리를 취득하는 단계, 복수의 카메라를 이용하여 실제 길이를 아는 기준 물체와 대상체를 함께 촬상하여 복수의 이미지를 확보하는 단계, 복수의 카메라 사이의 실제 거리를 이용하여, 각각의 이미지에서 촬상된 기준 물체의 길이를 획득하는 단계, 복수의 이미지에서 촬상된 기준 물체와 대상체의 픽셀수를 계산하여 기준 물체와 대상체의 이미지길이를 획득하는 단계, 기준 물체와 대상체의 이미지길이와 기준 물체의 실제길이를 비례연산하고, 카메라 사이의 길이를 이용하여, 대상체의 실제길이를 계산하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.If the image length of the target object or the reference object is larger than the image length of the image captured by the camera, a length measurement method using a plurality of cameras may be provided. In this case, Acquiring an actual distance between the cameras; acquiring a plurality of images by capturing a reference object and a target object knowing an actual length together using a plurality of cameras to obtain a plurality of images; Obtaining the lengths of the reference object and the object by calculating the number of pixels of the reference object and the object picked up in the plurality of images, calculating the image length of the reference object and the object, The actual length of the object is calculated in a proportional manner, and the actual length of the object is calculated using the length between the cameras Characterized by comprising steps:
또한 상술한 길이 측정 방법에서 기준 물체와 대상체의 이미지길이를 획득하는 단계는 상기 이미지를 인식하여 대상체와 기준 물체의 엣지를 검출하고, 이미지를 필터링하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the step of acquiring the image lengths of the reference object and the object in the above-described length measuring method may further include the step of detecting the edge of the target object and the reference object, and filtering the image by recognizing the image.
또한 상술한 길이 측정 방법에서 기준 물체는 길이가 표시된 줄자 또는 총 길이를 아는 막대바 또는 대상체에 인쇄되고 길이를 아는 패턴인 것을 특징으로 한다.Also, in the above-described length measuring method, the reference object is characterized by being a bar bar having a length or a bar bar that knows the total length, or a pattern printed on a target and recognizing the length.
또한, 기준 물체로 길이를 아는 패턴을 가진 대상체의 길이를 산출하는 경우, 길이 측정 방법을 제공할 수 있는데, 이 경우의 길이 측정은 기준 물체로서 길이를 아는 패턴을 사용하되, 대상체의 생산 속도와 동기화된 카메라로 대상체를 촬상하여 복수의 초기 이미지를 획득하고, 복수의 초기 이미지의 윤곽선과 칼라코드를 비교하여 하나의 이미지를 선택하고, 감도범위를 설정하는 단계, 선택된 이미지의 해상도를 일정 비율로 축소하고 기준 이미지로 지정하는 단계, 카메라로 대상체를 촬상하여 이미지를 확보하고, 이미지의 윤곽선과 칼라코드를 확보한 뒤, 기준 이미지와 동일한 비율로 축소하여 측정 이미지를 확보하는 단계, 기준 이미지와 측정 이미지의 윤곽선과 칼라코드를 비교하여 감도 범위 이내면, 측정 이미지를 정상이라 판단하고, 감도 범위를 벗어난 경우에는 다시 촬상하여 측정 이미지를 다시 확보하는 단계, 측정 이미지가 정상인 경우, 대상체의 측정 이미지를 분석하여 패턴 위치를 확보하고, 패턴의 픽셀수와 패턴의 길이를 비례연산하고, 축소된 비율을 역으로 적용함으로써, 대상체의 길이 정보를 확보하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.In the case of calculating the length of a target object having a length of a reference object, a length measuring method can be provided. In this case, a length of the reference object is used to determine the length of the target object. Selecting a single image and setting a sensitivity range by comparing the outline of a plurality of initial images with a color code by imaging an object with a synchronized camera to obtain a plurality of initial images, A step of acquiring an image by capturing an object with a camera to obtain an image, securing an outline and a color code of the image, and reducing the same to a ratio of the reference image to obtain a measurement image; If the outline of the image is compared with the color code and the measured image is judged to be normal within the sensitivity range, And if the measured image is normal, analyzing the measured image of the target object to secure the pattern position, calculating the proportion of the number of pixels of the pattern and the length of the pattern, And securing the length information of the object by applying the ratio inversely.
또한 상술한 길이 측정 방법에서 대상체의 길이 정보는 측정 이미지에서 대상체의 전체 길이, 대상체의 시작점과 패턴까지의 길이를 포함하는 것을 특징으로 한다.Also, in the above-described length measurement method, the length information of the object includes the entire length of the object, the starting point of the object, and the length from the measured image to the pattern.
또한 본 발명은 상술한 길이 측정 방법들을 실행하는 길이 측정 장치를 제공하되, 상기 장치는 기준 물체, 대상체 및 카메라를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention also provides a length measuring apparatus for carrying out the above-described length measuring methods, characterized in that the apparatus includes a reference object, a target object and a camera.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 영상을 이용한 고속 반복 길이 측정 방법 및 장치는 카메라 등 영상장비를 이용하여 제품의 길이를 측정하므로, 생산장비와 비접촉식으로 구현되므로, 회전체의 마모 등에 무관하게 정확한 제품 길이를 측정할 수 있다.As described above, since the method and apparatus for measuring high-speed repetitive length using the image according to the present invention measure the length of a product using an imaging device such as a camera, it is implemented in a non-contact manner with production equipment. Product length can be measured.
또한 본 발명은 길이를 아는 기준 물체를 대상체와 같이 촬영하여 길이를 측정하여, 비젼인식 카메라와 같이 이미지 패턴 인식 등의 과정이 필요하지 않으므로 처리속도가 더 빠르고, 결과적으로 고속 반복으로 제품을 생산하는 환경에 더 적합하다. In addition, the present invention does not require a process of recognizing an image pattern such as a vision-aware camera by measuring a length of a reference object, which is known to be a length, by taking a reference object with a length, so that the processing speed is faster, It is more suitable for environment.
또한 본 발명은 비젼인식 카메라 방식과 비교하여, 저해상도의 카메라로도 정확한 길이를 측정할 수 있고, 생산장비의 진동 등 카메라 떨림 등의 문제에도 강인하다. In addition, the present invention can measure an accurate length even with a low-resolution camera as compared with a vision-aware camera system, and is robust against problems such as camera shake such as vibration of production equipment.
도 1은 하나의 카메라를 이용한 길이 측정 방법
도 2는 하나의 카메라를 이용한 길이 측정 방법의 순서도
도 3은 복수의 카메라를 이용한 길이 측정 방법
도 4는 복수의 카메라를 이용한 길이 측정 방법의 순서도
도 5는 반복된 패턴을 가진 대상체의 길이 측정 방법의 순서도1 shows a method of measuring a length using one camera
2 is a flowchart of a length measuring method using one camera
3 is a view illustrating a method of measuring a length using a plurality of cameras
4 is a flowchart of a length measuring method using a plurality of cameras
5 is a flowchart of a method of measuring a length of a subject having a repeated pattern
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
이하 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여, 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 영상을 이용하여 고속, 반복 생산 환경에서 정확한 길이를 측정할 수 있는 장치 및 측정 방법에 관한 것으로, 상세하게는 길이를 아는 기준 물체(100)를 길이를 측정하고자 하는 대상체(200)와 같이 배치하고, 카메라를 이용하여 기준 물체와 대상체의 이미지를 획득하고, 획득한 영상을 이용하여 대상체의 길이를 정확하게 측정할 수 있는 측정방법 및 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and a measurement method capable of accurately measuring a length in a high-speed, repetitive production environment using an image. More specifically, the present invention relates to a
본 발명에서 기준 물체는 단위 길이(예를 들어 mm, cm)가 표시된 줄자나 총 길이를 아는 막대바 또는 대상체에 인쇄되고 길이를 아는 패턴 등이 사용될 수 있다.In the present invention, the reference object may be a tape bar having a unit length (for example, mm, cm) or a rod bar for knowing the total length, or a pattern printed on a target and a length of which is known.
또한 고속 생산환경이란 단일품(LOT)을 기준으로 분당 100m 이상 생산되는 생산환경을 의미하며 예시적인 경우로는 롤투롤 방식으로 생산되는 필름을 들 수 있고, 반복 생산환경이란 단일품(LOT)을 반복적으로 생산하는 생산환경을 의미하여 예시적인 경우로는 롤투롤 방식으로 생산되는 기저귀를 들 수 있다.In addition, the high-speed production environment refers to a production environment in which the production is over 100 m / min based on a single product (LOT). Examples of the high-speed production environment include roll-to-roll production films, An example of a production environment that repeatedly produces is a diaper produced in a roll-to-roll fashion.
본 발명의 길이 측정 방법과 관련되어 하나의 실시예로 하나의 카메라를 이용한 길이 측정 장치와 측정 방법은 도면 1-2에 도시되고 있다.One length measuring apparatus and a measuring method using one camera according to an embodiment of the length measuring method of the present invention are shown in FIGS.
상기 실시예의 경우, 길이 측정 장치는 생산라인에서 이동하고 있는 길이를 아는 기준 물체(100)와 길이를 측정해야 하는 대상체(200), 기준 물체(100)와 대상체(200)를 촬상하는 제1 카메라(300), 제1 카메라(300)에 의해 촬상된 제1 이미지 영역(500)으로 구성된다. In the above embodiment, the length measuring apparatus includes a
하나의 카메라(300)를 이용하여 길이를 측정하는 경우에는 기준 물체(100)와 대상체(200)의 전부가 제1 이미지 영역(500) 내에 같이 촬상되는 것이 바람직하되, 기준 물체(100)로 단위 길이가 표시된 줄자를 사용하는 경우에는 기준 물체(100)의 일부만 제1 이미지 영역(500) 내에 표시되기만 해도 된다. It is preferable that all of the
카메라(300)로 기준 물체(100)와 대상체(200)를 같이 촬상하는 예로, 생산라인에서 카메라(300)를 촬상할 때, 대상체(200)와 기준 물체(100)를 생산라인의 진행방향을 기준으로 나란히 배치하여, 촬상된 이미지상에 대상체(200)와 기준 물체(100)가 모두 표시되게 촬상할 수 있다.An example of capturing the
상기 실시예의 경우, 길이를 측정하는 방법은 제1 카메라(300)가 기준 물체(100)와 대상체(200)를 함께 촬상하여 제1 이미지 영역(500)을 이미지화한다. 그리고, 제1 카메라(300)로 촬상된 이미지를 인식하여 기준 물체(100)와 대상체(200)의 픽셀수를 산출하게 된다.In the case of the above embodiment, the
이렇게 산출된 기준 물체(100)와 대상체(200)의 픽셀수를 통해 기준 물체(100)와 대상체(200)이 이미지 길이를 획득할 수 있다. 그리고, 이미 알고 있는 기준 물체(100)의 실제길이와 기준 물체(100)의 이미지 길이와의 비율을 계산한 뒤, 이를 대상체(200)의 이미지 길이에 비례연산함으로써 대상체(200)의 실제 길이를 계산할 수 있게 된다. The
또한, 단위 길이가 표시된 줄자를 기준 물체(100)로 사용하는 경우, 제1 이미지 영역(500)의 이미지를 인식할 때, 단위길이를 표시하는 패턴(예를 들어 눈금)을 인식하고, 상기 패턴의 픽셀수를 계산한 뒤, 상기 패턴의 실제 길이(단위길이)와의 비율을 계산하게 되면, 이미 계산된 대상체(200)의 이미지 길이에 비례연산함으로써 대상체(200)의 실제 길이를 계산할 수도 있다. In addition, when a tape measure having a unit length is used as the
본 발명의 길이 측정 방법과 관련되어 또다른 실시예로 복수의 카메라를 이용한 길이 측정 장치와 측정 방법은 도면 3-4에 도시되고 있다.In another embodiment of the length measurement method of the present invention, a plurality of length measurement devices using a camera and a measurement method are shown in FIG. 3-4.
상기 실시예의 경우, 길이 측정 장치는 생산라인에서 이동하고 있는 길이를 아는 기준 물체(100)와 길이를 측정해야 하는 대상체(200), 기준 물체(100)와 대상체(200)를 촬상하는 제1 카메라(300), 제1 카메라(300)에 의해 촬상된 제1 이미지 영역(500), 제2 카메라(400), 제2 카메라(400)에 의해 촬상된 제2 이미지 영역(600), 제1,2 카메라 사이의 거리(800), 제1,2 이미지 영역 사이의 거리(700)으로 구성된다.In the above embodiment, the length measuring apparatus includes a
도면 3의 (a)는 대상체(200)가 기준 물체(100)보다 더 긴 경우를 도시하고 있으며, 제1 카메라(300)가 대상체(200)의 시작을 촬상하고, 제2 카메라(400)가 대상체(200)의 끝을 촬상하게 된다.3 (a) shows a case where the
도면 3의 (b)는 기준 물체(100)가 대상체(200)보다 더 긴 경우를 도시하고 있으며, 제1 카메라(300)가 기준 물체(100)의 시작을 촬상하고, 제2 카메라(400)가 기준 물체(100)의 끝을 촬상하게 된다.3B shows a case where the
도면 3의 (a)와 같은 실시예에서, 대상체(200)의 길이를 구하는 길이 측정 방법을 살펴보면, 제1 카메라(300)가 기준 물체(100)와 대상체(200)의 시작점을 함께 촬상하여 제1 이미지 영역(500)을 이미지화하고, 동시에 제2 카메라(400)가 기준 물체(100)와 대상체(200)의 끝점을 함께 촬상하여 제2 이미지 영역(600)을 이미지화한다.In the embodiment shown in FIG. 3A, a length measuring method for obtaining the length of the
또한, 대상체(200)의 실제 길이를 구하기 위해서는 제1,2 카메라(300,400) 사이의 실제 거리(800)와 제1,2 이미지 영역(500,600) 사이의 실제 거리(700)을 활용하게 된다. In order to obtain the actual length of the
상기 제1,2 카메라 사이의 실제 거리(800)는 사용자가 생산라인에 제1,2 카메라(300, 400)를 설치하면서 이미 획득된 정보일 수도 있고, 엔코더를 이용한 펄스 카운터 등의 장비를 이용하여 구할 수도 있다.The
상기 제1,2 이미지 영역 사이의 실제 거리(700)는 제1,2 카메라 사이의 실제 거리(800)에서 제1,2 카메라로 촬상된 이미지 영역(500, 600)의 길이를 이용하여 구할 수 있으며, 제1,2 카메라로 촬상된 이미지 영역(500, 600)의 길이는 사용자가 제1,2 카메라(300, 400)를 설치하면서 이미 획득된 정보일 수도 있고, 제1,2 카메라의 해상도, 피사체와의 거리, 제1,2 카메라의 촬상각도, 촬상된 이미지의 해상도 등을 이용하여 구할 수도 있다.The
그리고, 제1 카메라(300)로 촬상된 이미지를 인식하여 제1 이미지 영역(500) 내의 기준 물체(100)와 대상체(200)의 픽셀수를 산출하게 된다. 같은 방식으로 제2 카메라(400)로 촬상된 이미지를 인식하여 제2 이미지 영역(600) 내의 기준 물체(100)와 대상체(200)의 픽셀수를 산출하게 된다. The number of pixels of the
이렇게 산출된 제1,2 이미지 영역(500, 600)의 기준 물체(100)와 대상체(200)의 픽셀수를 통해 기준 물체(100)와 대상체(200)이 이미지 길이를 획득할 수 있다.The
그리고, 이미 알고 있는 기준 물체(100)의 길이에서 제1,2 이미지 영역 사이의 거리(700)를 뺀 수치와 제1 이미지 영역(500) 과 제2 이미지 영역(600)의 기준 물체(100)의 이미지 길이의 합으로부터 기준 물체(100)의 실제 길이와 이미지 길이의 비율을 얻을 수 있다.The difference between the length of the
그리고, 획득한 기준 물체(100)의 실제 길이와 이미지 길이의 비율을 제1,2 이미지 영역(500, 600)의 대상체(200)의 이미지 길이의 합에 비례연산함으로써 대상체(200)가 제1,2 이미지 영역(500, 600)에서 차지하고 있는 실제 길이를 계산할 수 있게 된다.The ratio of the actual length and the image length of the acquired
또한, 복수의 카메라를 이용하는 경우에도, 단위 길이가 표시된 줄자를 기준 물체(100)로 사용하게 되면 제1,2 이미지 영역(500, 600) 내에서 기준 물체(100)의 단위길이를 표시하는 패턴을 인식하고, 상기 패턴의 픽셀수를 계산함으로써, 상기 패턴의 실제 길이(단위길이)와의 비율을 계산할 수 있다. 그러므로, 상기 계산된 비율을 대상체(200)의 이미지 길이에 비례연산함으로써 제1,2 이미지 영역(500, 600) 내에서 차지하고 있는 대상체(200)의 실제 길이를 계산할 수도 있다. Also, even when a plurality of cameras are used, if a tape measure having a unit length is used as the
결과적으로, 대상체(200)의 제1,2 이미지 영역(500, 600)의 실제 길이에 제1,2 이미지 영역 사이의 실제 거리(700)를 더하여 전체 대상체(200)의 실제 길이를 계산할 수 있다.As a result, the actual length of the
상술한 길이 측정 방법에서 제1,2 카메라(300,400)의 해상도, 피사체와의 거리 등은 동일하다고 가정하였으나, 다른 경우에도 카메라 각각의 해상도 등을 이용하면 길이를 측정할 수 있다. In the above-described length measuring method, it is assumed that the resolutions of the first and
도면 3의 (b)와 같은 경우에도 상술한 바와 같이 도면 3의 (a)의 길이 측정 방법을 적용함으로써, 대상체(200)의 실제 길이를 측정할 수 있다.3 (b), the actual length of the
도면 3에는 제1,2 카메라(300,400)만이 도시되어 있지만, 기준 물체(100) 또는 대상체(200)의 시작을 촬상하는 제1 카메라와 끝을 촬상하는 제N 카메라(N은 3이상의 자연수)인 경우에도, N개의 카메라 사이의 거리를 알고 있는 경우, 제1 카메라와 제N 카메라의 이미지에 도면 3, 4에 제시된 방법을 활용하여 대상체(200)의 전체 길이를 구할 수 있다.Although only the first and
본 발명의 길이 측정 방법과 관련되어 또다른 실시예로 대상체가 반복된 패턴을 가진 대상체인 경우, 카메라를 이용한 길이를 측정하되 측정오차를 줄이는 방법은 도면 5에 도시되고 있다.In another aspect of the present invention, a method of measuring a length using a camera and reducing a measurement error when the object is a subject having a repeated pattern is shown in FIG.
상기 실시예는 패턴이 주기적으로 인쇄된 대상체가 반복되어 연속적으로 생산되는 환경인 경우에 해당된다. The above embodiment corresponds to a case where an object in which a pattern is periodically printed is repeatedly produced continuously.
이러한 생산 환경의 예로는 특정 무늬가 인쇄된 기저귀나 특정 라벨이 인쇄된 필름 제조환경을 들 수 있다.An example of such a production environment is a film manufacturing environment in which a specific pattern is printed on a diaper or a specific label is printed.
이런 생산 환경에서는 카메라를 이용해 패턴이 인쇄된 대상체를 반복적으로 촬상하게 되는데, 이러한 경우, 외부 진동이나 필름 진동 등 외부 환경에 의해 촬상된 이미지에 측정 오차가 생겨 길이 측정에 문제가 생길 수 있다.In such a production environment, a patterned object is repeatedly photographed using a camera. In such a case, a measurement error may occur in an image captured by an external environment such as external vibration or film vibration, which may cause a problem in length measurement.
도면 5와 같은 실시예에서, 패턴이 인쇄된 대상체를 카메라를 이용하여 촬상하되, 대상체의 이동 속도와 동기화하여 복수의 초기 이미지를 확보한다. In the embodiment as shown in FIG. 5, a plurality of initial images are acquired in synchronization with the moving speed of the object, by imaging the object on which the pattern is printed by using a camera.
확보된 복수의 초기 이미지를 분석하여 각각의 초기 이미지의 윤곽선과 윤곽선의 칼라코드(RGB)를 확보하고, 각각의 칼라코드(RGB)를 비교하여, 감도 범위를 설정하고, 초기 이미지 중 칼라코드(RGB)를 고려하여 사용자가 미리 설정한 기준에 의해 기준 이미지를 지정하되, 기준 이미지의 해상도를 일정 비율(2~100배)로 축소한다. (RGB) of contour lines and outlines of each initial image are obtained by analyzing a plurality of acquired initial images, and a sensitivity range is set by comparing respective color codes (RGB), and a color code RGB), and the resolution of the reference image is reduced to a predetermined ratio (2 to 100 times).
이 때, 복수의 초기 이미지의 윤곽선의 칼라코드(RGB)의 평균값을 기준으로 측정 이미지와의 칼라코드(RGB)를 비교하게 되면, 칼라코드(RGB) 평균값이 외부 조명이나 인쇄특성 등에 따라 실제값과 차이가 많이 나게 되므로, 바람직하지 않고, 초기 이미지의 여러 측정값을 비교하여, 감도 범위를 설정하여 사용하는 것이 측정 오차를 더 줄일 수 있다. 또한 복수의 초기 이미지의 측정된 칼라코드를 고려하여, 감도 범위는 칼라코드 값의 R,G,B 각각에 일정 범위로 설정하는 것이 인식률을 높이고 오차율을 낮추는 데 더 바람직하다. At this time, if the color code (RGB) is compared with the measurement image based on the average value of the color codes (RGB) of the contour lines of the plurality of initial images, the color code (RGB) It is not preferable. By comparing several measured values of the initial image and setting the sensitivity range, it is possible to further reduce the measurement error. Also, considering the measured color codes of a plurality of initial images, it is more preferable to set the sensitivity range to a certain range for each of R, G, and B of the color code value to raise the recognition rate and lower the error rate.
또한, 상술한 바와 같이 해상도를 축소하는 이유는 패턴을 가진 대상체를 반복 촬상하여 처리함에 있어서 인식률을 유지하면서도 처리 속도를 높일 수 있기 때문이다.The reason for reducing the resolution as described above is that the processing speed can be increased while maintaining the recognition rate in repeatedly capturing and processing a patterned object.
이렇게 기준 이미지를 확보한 뒤, 대상체를 촬상하여 측정 이미지를 획득하고, 측정 이미지의 윤곽선과 윤곽선의 칼라코드를 확보한 뒤, 측정 이미지의 해상도를 일정 비율(2~100배)로 축소한다.After securing the reference image as described above, the measurement image is acquired by capturing the object, the color code of the outline and contour of the measurement image is secured, and the resolution of the measurement image is reduced to a certain ratio (2 to 100 times).
그리고, 기준 이미지와 측정 이미지의 윤곽선의 칼라코드를 비교하여, 기설정된 감도 범위 내에 있다면, 측정 이미지가 정상 이미지라 판단하고, 비교된 칼라코드가 감도 범위 밖에 있다면, 측정 이미지에 오류가 있다고 판단하여 다시 촬상하여 새로운 측정 이미지를 획득한다.If the color code of the outline of the reference image is compared with the color code of the outline of the measurement image, it is determined that the measured image is a normal image if the measured image is within the preset sensitivity range. If the compared color code is out of the sensitivity range, And again picks up a new measurement image.
그리고, 측정 이미지가 정상 이미지인 경우, 측정 이미지의 형태 및 컬러코드를 분석하여 패턴의 위치를 검출한다.If the measured image is a normal image, the position of the pattern is detected by analyzing the shape and color code of the measured image.
패턴의 위치를 이용하여, 패턴의 픽셀 수와, 이미 알고 있는 패턴의 길이를 비례연산하고, 마지막으로 기준 이미지와 측정 이미지에 적용되었던 축소 비율(2~100배)를 역으로 적용하게 되면, 측정 이미지의 전체 길이, 측정 이미지 상의 시작점과 패턴까지의 길이 등을 구할 수 있다.By using the position of the pattern, the number of pixels of the pattern and the length of the pattern that is already known are computed proportionally. Finally, when the reduction ratio (2 to 100 times) applied to the reference image and the measurement image is applied inversely, The total length of the image, the starting point on the measurement image, and the length to the pattern.
또한, 상술한 방식으로 대상체의 이동 속도와 동기화해서 카메라를 촬상한 뒤, 연속된 측정 이미지에서 각각의 시작점과 패턴까지의 길이를 구하고, 계산된 길이를 데이터 형태로 저장하게 되면, 저장된 데이터를 이용해서 대상체의 길이 등을 계산하거나 관리할 수 있다.In addition, if the length of each starting point and the pattern is obtained in a continuous measurement image after imaging the camera in synchronism with the moving speed of the object in the manner described above, and the calculated length is stored in the form of data, So that the length of the object or the like can be calculated or managed.
또한, 상술한 기준 이미지와 측정 이미지를 비교하여 정상 이미지 여부를 판단하는 방법은 도면 1 내지 4에 도시된 길이 측정 방법에도 적용할 수 있다.In addition, the method of determining the normal image by comparing the reference image with the measurement image may be applied to the length measurement method shown in Figs.
마지막으로 상술한 도면 1 내지 5에 도시된 길이 측정 방법을 수행하는 길이 검사의 흐름도, 프로그램 제어 흐름도 및 동기 제어 흐름도에 대해서 설명한다.Finally, the flowchart of the length check, the program control flow chart and the synchronization control flow chart for performing the length measurement method shown in the above-mentioned drawings 1 to 5 will be described.
길이 검사 흐름도는 일반적으로 아래와 같은 순서로 진행될 수 있다. The length inspection flow chart can generally proceed in the following order.
우선 길이 검사 시스템을 가동하고, 결점을 모니터링할 수 있는 모니터링 화면을 통해 생산 폭을 설정하여 저장한다. 이후 카메라로 화상을 저장하고, 저장된 화상을 확인하여 검사를 시작하기 전에 설정해야 하는 파라미터를 설정한다. 이러한 파라미터로는 검사 영역, 검사 방식, 감도 레벨, 단일품(LOT) 넘버 등이 있다. 이후 검사를 개시하고, 검사 상황을 확인한 뒤, 검사를 종료한다.First, the length inspection system is started, and the production width is set and stored through the monitoring screen for monitoring the defect. Then, the image is saved with the camera, and the stored images are checked to set the parameters to be set before starting the inspection. These parameters include inspection area, inspection method, sensitivity level, and single item (LOT) number. After that, the inspection is started, the inspection status is confirmed, and the inspection is terminated.
또한 길이 검사 시스템과 관련하여 프로그램 제어 흐름도에 대해 설명한다.The program control flow diagram will also be described with respect to the length checking system.
프로그램 제어 흐름도는 일반적으로 아래와 같은 순서로 진행될 수 있다.The program control flow chart can generally proceed in the following order.
우선 프로그램을 실행하고, 기준점을 잡는다. 기준점을 기준으로 하여 영상을 획득한다. 획득된 영상에서 패턴 등을 검출하고 길이를 측정한다. 측정된 패턴이나 길이 정보를 저장 및 기록한다. 이후 다시 초기 위치로 이동한 뒤 종료한다.First, run the program and catch the reference point. The image is acquired based on the reference point. The pattern is detected from the acquired image and the length is measured. The measured pattern or length information is stored and recorded. After that, move to the initial position and exit.
또한 길이 검사 시스템과 관련하여 동기 제어 흐름도에 대해 설명한다.The synchronous control flow chart will also be described with respect to the length checking system.
동기 흐름 제어도는 일반적으로 아래와 같은 순서로 진행될 수 있다.The synchronous flow control chart can generally proceed in the following order.
우선 제품을 생산하고, 동기 제어를 시작한다. 이후 제품 생산의 속도를 고려하여 이미지 촬상 속도를 동기화 시키기 위해 속도 동기화를 분석하고, 분석된 결과를 바탕으로 이미지를 촬상하기 위한 트리거를 생성한다.First, we produce the product and start the synchronous control. Then, considering the speed of product production, speed synchronization is analyzed to synchronize the image capturing speed, and a trigger for capturing the image is generated based on the analyzed result.
이후 촬상된 이미지에서 이미지의 형태, 패턴, 컬러코드 등의 정보를 분석하고 동기화된 이미지를 추출한다. 이러한 정보를 분석할 때, 이미지의 윤곽선 형태나 모양을 검색할 수도 있고, 특정 위치의 컬러코드를 비교할 수도 있으며, 반복된 인쇄 모양을 검색할 수도 있다. 또한 이미지의 픽셀위치를 추출하여 정렬하거나 픽셀를 이용해 길이 데이터로 환산할 수도 있다.Then, information such as the shape, pattern, color code, etc. of the image is analyzed in the captured image and the synchronized image is extracted. When analyzing this information, you can retrieve the shape or shape of the outline of the image, compare color codes at specific locations, or search for repeated print shapes. In addition, the pixel position of the image can be extracted and sorted or converted into length data using pixels.
이후 분석된 정보를 바탕으로, 패턴 등의 위치를 측정 후 길이 정보를 계산하고, 계산된 길이 정보를 사용자에게 출력한 뒤, 종료한다.Then, based on the analyzed information, the length information is calculated after measuring the position of the pattern or the like, the calculated length information is output to the user, and the process is terminated.
100: 기준 물체
200: 대상체
300, 400: 제1카메라, 제2카메라
500, 600: 제1이미지영역, 제2이미지영역
700: 제1,2이미지 영역사이의 거리
800: 제1,2카메라 사이의 거리
100: Reference object
200: object
300, 400: first camera, second camera
500, 600: a first image area, a second image area
700: distance between first and second image areas
800: Distance between the first and second cameras
Claims (9)
상기 길이 측정 방법은
기준 물체로서 길이를 아는 패턴을 사용하되, 대상체의 생산 속도와 동기화된 카메라로 대상체를 촬상하여 복수의 초기 이미지를 획득하고, 복수의 초기 이미지의 윤곽선과 칼라코드를 비교하여 하나의 이미지를 선택하고, 감도범위를 설정하는 단계;
선택된 이미지의 해상도를 일정 비율로 축소하고 기준 이미지로 지정하는 단계;
카메라로 대상체를 촬상하여 이미지를 확보하고, 이미지의 윤곽선과 칼라코드를 확보한 뒤, 기준 이미지와 동일한 비율로 축소하여 측정 이미지를 확보하는 단계;
기준 이미지와 측정 이미지의 윤곽선과 칼라코드를 비교하여 감도 범위 이내면, 측정 이미지를 정상이라 판단하고, 감도 범위를 벗어난 경우에는 다시 촬상하여 측정 이미지를 다시 확보하는 단계;
측정 이미지가 정상인 경우, 대상체의 측정 이미지를 분석하여 패턴 위치를 확보하고, 패턴의 픽셀수와 패턴의 길이를 비례연산하고, 축소된 비율을 역으로 적용함으로써, 대상체의 길이 정보를 확보하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 길이 측정 방법.A length measuring method for calculating a length of a target object having a pattern in a fast repeat manufacturing environment using an image,
The length measuring method
A plurality of initial images are obtained by photographing a target object with a camera synchronized with a production speed of a target object and a contour of a plurality of initial images is compared with a color code to select one image , Setting a sensitivity range;
Reducing the resolution of the selected image by a predetermined ratio and designating the reference image as a reference image;
Securing an image by capturing an image of a target object with a camera, securing an outline and a color code of the image, and reducing the same by the same ratio as the reference image to secure a measurement image;
Comparing the outline of the reference image with the color code and comparing the color code with the contour of the reference image and the color code to judge that the measurement image is normal when the sensitivity range is within the sensitivity range;
When the measured image is normal, the step of securing the length information of the object by analyzing the measured image of the object to secure the position of the pattern, computing the number of pixels of the pattern and the length of the pattern proportionally, and applying the reduced ratio inversely Wherein the length measurement is performed.
상기 대상체의 길이 정보는 측정 이미지에서 대상체의 전체 길이, 대상체의 시작점과 패턴까지의 길이를 포함하는 것을 특징으로 하는 길이 측정 방법.8. The method of claim 7,
Wherein the length information of the object includes an entire length of the object in the measurement image, a start point of the object, and a length up to the pattern.
9. A length measuring apparatus for carrying out the length measuring method according to any one of claims 7 to 8, wherein the apparatus includes a reference object, a target object and a camera.
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