KR102066862B1 - Apparatus and method for measuring high-speed box size for conveyors using RGB-D camera - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 RGB-D 카메라를 이용한 컨베이어용 고속 박스 크기 측정 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 산업용 컨베이어 위에서 박스형 물체가 평행하게 움직이는 상황에서, 쉽게 설치가능하고 빠른 속도로 박스형 물체의 크기를 측정할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a high-speed box size measuring apparatus and method for a conveyor using an RGB-D camera, and more particularly, in a situation where the box-like object moves in parallel on an industrial conveyor, the size of the box-type object can be easily installed and rapidly. The present invention relates to an apparatus and a method capable of measuring.
RGB-D 카메라는 기존 카메라에서 얻을 수 있는 적녹청(Red, Greed, Blue) 색상 정보에 추가로 센서의 초점으로부터 거리 정보인 깊이(Depth)를 얻을 수 있는 카메라이다. 깊이 정보는 보통 적외선 패턴을 기본으로 시간차(Time of Flight), 구조차(Structured Light) 그리고 둘 이상 센서의 혼합(Active Stereo)을 이용하여 계산한다. 어떤 방법을 사용하던지 RGB-D 카메라로부터 거리 정보를 포함하는 행렬 형태의 깊이 정보를 얻을 수 있다.The RGB-D camera is a camera that can obtain depth, which is distance information from the focus of the sensor, in addition to the red, greed, and blue color information obtained from the existing camera. Depth information is usually calculated based on the infrared pattern using Time of Flight, Structured Light and Active Stereo. Either way, you can get depth information in the form of a matrix containing distance information from an RGB-D camera.
여기서 얻어진 깊이 정보를 이용해 물체의 크기를 측정하는 연구가 다수 발표되었다. 그러나 종래의 연구는 고정된 물체만 측정 가능하거나, 여러 카메라를 혼합하는 과정에서의 계산 시간 지체가 발생하는 등 컨베이어가 중심이 되는 산업 현장에 활용하기에는 문제가 있다.Many studies have been conducted to measure the size of objects using the depth information obtained here. However, the conventional research has a problem that it can be used in industrial sites where the conveyor is the center, such as measuring only a fixed object or a calculation time delay in mixing several cameras.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 산업용 컨베이어 위에서 박스형 물체가 평행하게 움직이는 상황에서, 쉽게 설치가능하고 빠른 속도로 박스형 물체의 크기를 측정할 수 있는 RGB-D 카메라를 이용한 컨베이어용 고속 박스 크기 측정 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.The technical problem to be achieved by the present invention is a high-speed box size measuring apparatus for a conveyor using an RGB-D camera that can easily install and measure the size of the box-shaped object at a high speed in a situation where the box-like object moves in parallel on the industrial conveyor. And a method.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 RGB-D 카메라를 이용한 컨베이어용 고속 박스 크기 측정 장치는, 저장부; 박스형 물체가 평행이동되는 컨베이어의 상단을 RGB-D 카메라를 이용하여 촬영하는 촬영부로부터 제공받은 색상 정보와 깊이 정보를 상기 저장부에 저장하는 영상 획득부; 및 상기 영상 획득부로부터 제공받은 색상 정보와 깊이 정보를 기반으로 상기 컨베이어 위에 박스형 물체가 존재하는지 여부를 확인하고, 박스형 물체가 존재하면 박스형 물체의 크기를 계산하는 측정부;를 포함한다.High speed box size measuring apparatus for a conveyor using an RGB-D camera according to the present invention for achieving the above technical problem, the storage; An image acquisition unit storing color information and depth information provided from a photographing unit photographing an upper end of a conveyor on which box-shaped objects are moved in parallel using an RGB-D camera; And a measuring unit which checks whether a box-shaped object exists on the conveyor based on the color information and depth information provided from the image acquisition unit, and calculates the size of the box-shaped object if the box-shaped object exists.
상기 측정부는, 상기 컨베이어 위에 박스형 물체가 존재하지 않는 경우의 깊이 정보에서 초기 흥미부분 정보를 획득하고, 획득한 상기 초기 흥미부분 정보를 상기 저장부에 저장하며, 상기 영상 획득부를 통해 획득된 깊이 정보에서 변화 흥미부분 정보를 획득하고, 획득한 상기 변화 흥미부분 정보와 상기 저장부에 저장되어 있는 상기 초기 흥미부분 정보를 기반으로 박스형 물체의 존재 여부를 확인하며, 박스형 물체가 존재하면 상기 변화 흥미부분 정보를 상기 저장부에 저장하는 상태 조정부; 상기 초기 흥미부분 정보와 상기 변화 흥미부분 정보를 기반으로 박스형 물체의 크기를 측정하고, 측정한 박스형 물체의 크기를 상기 상태 조정부에 제공하는 ROI 측정부; 및 상기 ROI 측정부에 의해 측정된 박스형 물체의 크기를 기반으로 박스형 물체의 최종 크기를 결정하는 크기 추론부;를 포함할 수 있다.The measuring unit obtains initial ROI information from depth information when a box-shaped object does not exist on the conveyor, stores the initial ROI information obtained in the storage unit, and obtains depth information obtained through the image acquisition unit. Obtains the change interest part information at, checks whether a box-shaped object exists based on the obtained change interest part information and the initial interest part information stored in the storage unit, and if the box-shaped object exists, the change interest part A state adjusting unit which stores information in the storage unit; A ROI measuring unit which measures the size of the box-shaped object based on the initial ROI information and the change interest area information, and provides the measured state of the box-shaped object to the state controller; And a size inference unit configured to determine a final size of the box-shaped object based on the size of the box-shaped object measured by the ROI measuring unit.
상기 흥미부분은, 깊이 정보의 중앙점에서 교차하는 가로선에 해당하는 점들 중 미리 설정된 관심영역(ROI)에 속하는 일부의 점과 깊이 정보의 중앙점에서 교차하는 세로선에 해당하는 점들 중 상기 미리 설정된 관심영역에 속하는 일부의 점으로 이루어질 수 있다.The point of interest may include a portion of a point corresponding to a horizontal line intersecting at a center point of depth information and a portion of a point belonging to a preset ROI and a point corresponding to a vertical line intersecting at a center point of depth information. It may consist of some points belonging to the area.
상기 상태 조정부는, 초기화 상태, 대기 상태, 및 측정 상태 중 하나의 상태로 동작되며, 상기 초기화 상태는, 상기 컨베이어 위에 박스형 물체가 존재하지 않는 경우의 깊이 정보에서 상기 초기 흥미부분 정보를 획득하고, 획득한 상기 초기 흥미부분 정보를 상기 저장부에 저장하는 동작을 수행하는 상태이고, 상기 대기 상태는, 상기 영상 획득부를 통해 획득된 깊이 정보에서 변화 흥미부분 정보를 획득하고, 획득한 상기 변화 흥미부분 정보와 상기 초기 흥미부분 정보의 차이가 미리 설정된 기준치보다 작거나 같은 경우에, 측정을 대기하는 상태이며, 상기 측정 상태는, 상기 영상 획득부를 통해 획득된 깊이 정보에서 변화 흥미부분 정보를 획득하고, 획득한 상기 변화 흥미부분 정보와 상기 초기 흥미부분 정보의 차이가 미리 설정된 기준치보다 큰 경우에, 박스형 물체의 존재 여부를 확인하고, 박스형 물체가 존재하면 상기 변화 흥미부분 정보를 상기 저장부에 저장하고 상기 ROI 측정부에 박스형 물체의 크기 측정을 요청하며, 상기 ROI 측정부로부터 제공받은 박스형 물체의 크기를 상기 저장부에 저장하는 동작을 수행하는 상태일 수 있다.The state adjusting unit is operated in one of an initialization state, a standby state, and a measurement state, wherein the initialization state obtains the initial interest portion information from depth information when a box-shaped object does not exist on the conveyor, And storing the initial interested portion information obtained in the storage unit, wherein the standby state acquires change interested portion information from the depth information acquired through the image obtaining unit, and obtains the changed interested portion. When the difference between the information and the initial interest-information information is less than or equal to a preset reference value, the measurement waits, and the measurement state is obtained by obtaining the change-interest-portion information from the depth information obtained through the image acquisition unit. The difference between the acquired change interest part information and the initial interest part information is greater than a preset reference value. At the same time, the existence of the box-shaped object is checked, and if the box-shaped object is present, the change interest part information is stored in the storage unit, the ROI measuring unit is requested to measure the size of the box-shaped object, and the box-type received from the ROI measuring unit. It may be in a state of performing an operation of storing the size of an object in the storage unit.
상기 ROI 측정부는, 상기 초기 흥미부분 정보와 상기 변화 흥미부분 정보를 기반으로, 들뜬(excited)점 집합과 안정(stable)점 집합 사이의 평균 거리를 계산하여 박스형 물체의 높이(height)를 측정하고, 들뜬점 사이의 최대 거리를 계산하여 박스형 물체의 너비(width)와 길이(depth)를 측정할 수 있다.The ROI measuring unit measures a height of a box-shaped object by calculating an average distance between an excited point set and a stable point set based on the initial interested part information and the changed interested part information. The maximum distance between the excitation points can be calculated to determine the width and depth of the box-like object.
상기 ROI 측정부는, 상기 초기 흥미부분 정보와 상기 변화 흥미부분 정보 중 세로선에 해당하는 점들을 기반으로 박스형 물체의 너비와 높이를 측정하고, 상기 초기 흥미부분 정보와 상기 변화 흥미부분 정보 중 가로선에 해당하는 점들을 기반으로 박스형 물체의 길이와 높이를 측정할 수 있다.The ROI measuring unit measures a width and a height of a box-shaped object based on points corresponding to a vertical line among the initial interest portion information and the change interest portion information, and corresponds to a horizontal line among the initial interest portion information and the change interest portion information. Based on the points, we can measure the length and height of the box-shaped object.
상기 들뜬점 집합은, 상기 초기 흥미부분 정보와 상기 변화 흥미부분 정보의 차이가 미리 설정된 기준치보다 큰 점들로 이루어지는 집합이며, 상기 안정점 집합은, 상기 초기 흥미부분 정보와 상기 변화 흥미부분 정보의 차이가 상기 미리 설정된 기준치보다 작거나 같은 점들로 이루어지는 집합일 수 있다.The excitation point set is a set consisting of points at which a difference between the initial interest portion information and the change interest portion information is larger than a preset reference value, and the set of stable points is a difference between the initial interest portion information and the change interest portion information. May be a set consisting of points smaller than or equal to the preset reference value.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 RGB-D 카메라를 이용한 컨베이어용 고속 박스 크기 측정 방법은, RGB-D 카메라를 이용한 컨베이어용 고속 박스 크기 측정 장치의 고속 박스 크기 측정 방법으로서, 박스형 물체가 평행이동되는 컨베이어의 상단을 RGB-D 카메라를 이용하여 촬영하는 촬영부로부터 색상 정보와 깊이 정보를 제공받는 단계; 및 제공받은 색상 정보와 깊이 정보를 기반으로 상기 컨베이어 위에 박스형 물체가 존재하는지 여부를 확인하고, 박스형 물체가 존재하면 박스형 물체의 크기를 계산하는 단계;를 포함한다.The high speed box size measuring method for a conveyor using an RGB-D camera according to the present invention for achieving the above technical problem is a high speed box size measuring method of a high speed box size measuring apparatus for a conveyor using an RGB-D camera, a box-shaped object Receiving color information and depth information from a photographing unit which photographs an upper end of a conveyor to which parallel movement is performed using an RGB-D camera; And checking whether a box-shaped object exists on the conveyor based on the provided color information and depth information, and calculating the size of the box-shaped object if the box-shaped object exists.
상기 박스형 물체 크기 계산 단계는, 상기 컨베이어 위에 박스형 물체가 존재하지 않는 경우의 깊이 정보에서 초기 흥미부분 정보를 획득하는 단계; 상기 촬영부로부터 제공받은 깊이 정보에서 변화 흥미부분 정보를 획득하는 단계; 획득한 상기 변화 흥미부분 정보와 상기 초기 흥미부분 정보를 기반으로 박스형 물체의 존재 여부를 확인하는 단계; 박스형 물체가 존재하면 상기 초기 흥미부분 정보와 상기 변화 흥미부분 정보를 기반으로 박스형 물체의 크기를 측정하는 단계; 및 측정된 박스형 물체의 크기를 기반으로 박스형 물체의 최종 크기를 결정하는 단계;를 포함할 수 있다.The step of calculating the size of the box-shaped object may include obtaining initial interest portion information from depth information when a box-shaped object does not exist on the conveyor; Acquiring change interest part information from depth information provided from the photographing unit; Confirming the existence of a box-shaped object based on the obtained change interest part information and the initial interest part information; Measuring the size of the box-shaped object based on the initial ROI information and the changed ROI information when the box-shaped object exists; And determining a final size of the box-shaped object based on the measured size of the box-shaped object.
상기 흥미부분은, 깊이 정보의 중앙점에서 교차하는 가로선에 해당하는 점들 중 미리 설정된 관심영역(ROI)에 속하는 일부의 점과 깊이 정보의 중앙점에서 교차하는 세로선에 해당하는 점들 중 상기 미리 설정된 관심영역에 속하는 일부의 점으로 이루어질 수 있다.The point of interest may include a portion of a point corresponding to a horizontal line intersecting at a center point of depth information and a portion of a point belonging to a preset ROI and a point corresponding to a vertical line intersecting at a center point of depth information. It may consist of some points belonging to the area.
상기 컨베이어용 고속 박스 크기 측정 장치는, 초기화 상태, 대기 상태, 및 측정 상태 중 하나의 상태로 동작되며, 상기 초기화 상태는, 상기 컨베이어 위에 박스형 물체가 존재하지 않는 경우의 깊이 정보에서 상기 초기 흥미부분 정보를 획득하고, 획득한 상기 초기 흥미부분 정보를 상기 컨베이어용 고속 박스 크기 측정 장치에 저장하는 동작을 수행하는 상태이고, 상기 대기 상태는, 상기 촬영부로부터 제공받은 깊이 정보에서 변화 흥미부분 정보를 획득하고, 획득한 상기 변화 흥미부분 정보와 상기 초기 흥미부분 정보의 차이가 미리 설정된 기준치보다 작거나 같은 경우에, 측정을 대기하는 상태이며, 상기 측정 상태는, 상기 촬영부로부터 제공받은 깊이 정보에서 변화 흥미부분 정보를 획득하고, 획득한 상기 변화 흥미부분 정보와 상기 초기 흥미부분 정보의 차이가 미리 설정된 기준치보다 큰 경우에, 박스형 물체의 존재 여부를 확인하고, 박스형 물체가 존재하면 상기 변화 흥미부분 정보를 상기 컨베이어용 고속 박스 크기 측정 장치에 저장하고, 박스형 물체의 크기를 측정하며, 측정한 박스형 물체의 크기를 상기 컨베이어용 고속 박스 크기 측정 장치에 저장하는 동작을 수행하는 상태일 수 있다.The high speed box size measuring apparatus for the conveyor is operated in one of an initialization state, a standby state, and a measurement state, wherein the initialization state is the initial interest portion in depth information when no box-shaped object exists on the conveyor. Acquiring information and storing the obtained initial interest portion information in the high speed box size measuring apparatus for the conveyor, wherein the standby state includes change interest portion information in depth information provided from the photographing unit. And when the difference between the acquired changed interest portion information and the initial interest portion information obtained is less than or equal to a preset reference value, the measurement wait state, and the measurement state is based on the depth information provided from the photographing unit. Obtaining change interest part information, and obtaining the changed interest part information and the initial interest When the difference of the partial information is larger than the preset reference value, the existence of the box-shaped object is checked, and if the box-shaped object exists, the change interest part information is stored in the high speed box size measuring device for the conveyor, and the size of the box-shaped object is determined. The measurement may be performed to store the size of the measured box-like object in the high speed box size measuring apparatus for the conveyor.
상기 박스형 물체 크기 측정 단계는, 상기 초기 흥미부분 정보와 상기 변화 흥미부분 정보를 기반으로, 들뜬(excited)점 집합과 안정(stable)점 집합 사이의 평균 거리를 계산하여 박스형 물체의 높이(height)를 측정하고, 들뜬점 사이의 최대 거리를 계산하여 박스형 물체의 너비(width)와 길이(depth)를 측정하는 것으로 이루어질 수 있다.The box-shaped object size measuring step may calculate a height of a box-shaped object by calculating an average distance between an excited point set and a stable point set based on the initial interested portion information and the changed interested portion information. And measuring the width and the depth of the box-shaped object by calculating the maximum distance between the excitation points.
상기 박스형 물체 크기 측정 단계는, 상기 초기 흥미부분 정보와 상기 변화 흥미부분 정보 중 세로선에 해당하는 점들을 기반으로 박스형 물체의 너비와 높이를 측정하고, 상기 초기 흥미부분 정보와 상기 변화 흥미부분 정보 중 가로선에 해당하는 점들을 기반으로 박스형 물체의 길이와 높이를 측정하는 것으로 이루어질 수 있다.The measuring of the box-shaped object size may include measuring a width and a height of the box-shaped object based on points corresponding to a vertical line among the initial interest portion information and the change interest portion information, and among the initial interest portion information and the change interest portion information. The length and height of the box-shaped object may be measured based on the points corresponding to the horizontal lines.
상기 들뜬점 집합은, 상기 초기 흥미부분 정보와 상기 변화 흥미부분 정보의 차이가 미리 설정된 기준치보다 큰 점들로 이루어지는 집합이며, 상기 안정점 집합은, 상기 초기 흥미부분 정보와 상기 변화 흥미부분 정보의 차이가 상기 미리 설정된 기준치보다 작거나 같은 점들로 이루어지는 집합일 수 있다.The excitation point set is a set consisting of points at which a difference between the initial interest portion information and the change interest portion information is larger than a preset reference value, and the set of stable points is a difference between the initial interest portion information and the change interest portion information. May be a set consisting of points smaller than or equal to the preset reference value.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 저장되어 상기한 방법 중 어느 하나를 컴퓨터에서 실행시킨다.The computer program according to the present invention for achieving the above technical problem is stored in a computer-readable recording medium to execute any one of the above methods in a computer.
본 발명에 따른 RGB-D 카메라를 이용한 컨베이어용 고속 박스 크기 측정 장치 및 방법에 의하면, 쉽게 설치가능하고 빠른 속도로 정확하게 박스형 물체의 크기를 측정할 수 있다.According to the high speed box size measuring apparatus and method for a conveyor using an RGB-D camera according to the present invention, it is possible to easily install and measure the size of a box-shaped object with high speed and accuracy.
특히 본 발명은 박스형 물체를 직접적인 대상으로 하여 초기 상태를 계측하고, 이후 획득한 흥미부분과의 차이를 계산함에 따라, 계산 범위가 깊이 정보 전부가 아닌 흥미부분에 한정되는 바, 계산량이 극히 적어 실시간 연속 측정이 가능하다. 또한, 박스형 물체의 컨베이어 이송 시나리오와 이에 맞는 상태 전이를 사용함으로써, 물류 시스템에 적용시 컨베이어의 정지 과정 없이 원활한 측정 및 물류시스템 운용이 가능하다.In particular, the present invention measures the initial state of the box-shaped object directly, and calculates the difference with the obtained interest portion thereafter, so that the calculation range is limited to the interest portion instead of all of the depth information. Continuous measurement is possible. In addition, by using a conveyor conveying scenario and a state transition according to the box-shaped object, it is possible to smoothly measure and operate the logistics system without stopping the conveyor when applied to the logistics system.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RGB-D 카메라를 이용한 컨베이어용 고속 박스 크기 측정 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시한 박스형 물체의 일례를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1에 도시한 상태 조정부의 동작 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 박스형 물체의 크기 측정 시나리오의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 4에 도시한 박스형 물체의 크기 측정 시나리오에 따른 측정 과정을 설명하기 위한 정면도와 측면도이다.
도 6은 도 4에 도시한 박스형 물체의 크기 측정 시나리오에 따른 색상 정보와 깊이 정보를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RGB-D 카메라를 이용한 컨베이어용 고속 박스 크기 측정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은 도 7에 도시한 박스형 물체 크기 계산 단계를 보다 자세히 나타낸 흐름도이다.1 is a block diagram illustrating a high speed box size measuring apparatus for a conveyor using an RGB-D camera according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing an example of the box-shaped object shown in FIG. 1.
3 is a view for explaining an operating state of the state adjustment unit shown in FIG. 1.
4 is a view for explaining an example of a scenario for measuring the size of a box-shaped object according to an embodiment of the present invention.
5 is a front view and a side view for explaining a measurement process according to the size measurement scenario of the box-shaped object shown in FIG.
FIG. 6 is a diagram illustrating color information and depth information according to the size measurement scenario of the box-shaped object shown in FIG. 4.
7 is a flowchart illustrating a high speed box size measuring method for a conveyor using an RGB-D camera according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart illustrating the box-shaped object size calculating step shown in FIG. 7 in more detail.
이하에서 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 RGB-D 카메라를 이용한 컨베이어용 고속 박스 크기 측정 장치 및 방법의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of a high speed box size measuring apparatus and method for a conveyor using an RGB-D camera according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RGB-D 카메라를 이용한 컨베이어용 고속 박스 크기 측정 장치에 대하여 설명한다.First, a high-speed box size measuring apparatus for a conveyor using an RGB-D camera according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RGB-D 카메라를 이용한 컨베이어용 고속 박스 크기 측정 장치를 설명하기 위한 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시한 박스형 물체의 일례를 나타낸 도면이며, 도 3은 도 1에 도시한 상태 조정부의 동작 상태를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 박스형 물체의 크기 측정 시나리오의 일례를 설명하기 위한 도면이며, 도 5는 도 4에 도시한 박스형 물체의 크기 측정 시나리오에 따른 측정 과정을 설명하기 위한 정면도와 측면도이고, 도 6은 도 4에 도시한 박스형 물체의 크기 측정 시나리오에 따른 색상 정보와 깊이 정보를 나타낸 도면이다.1 is a block diagram for explaining a high speed box size measuring apparatus for a conveyor using an RGB-D camera according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 2 is a view showing an example of the box-shaped object shown in FIG. 3 is a view for explaining the operating state of the state adjustment unit shown in Figure 1, Figure 4 is a view for explaining an example of the size measurement scenario of the box-shaped object according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 5 is Figure 4 FIG. 6 is a front view and a side view illustrating a measurement process according to the size measurement scenario of the box-shaped object shown in FIG. 6, and FIG. 6 is a view showing color information and depth information according to the size measurement scenario of the box-shaped object shown in FIG. 4.
도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RGB-D 카메라를 이용한 컨베이어용 고속 박스 크기 측정 장치(이하 '크기 측정 장치'라 한다)(100)는 컨베이어(400) 위에 평행이동되는 박스형 물체(500)가 존재하는지 여부를 확인하고, 박스형 물체(500)가 존재하면 박스형 물체(500)의 크기(즉, 도 2에 도시된 바와 같이 박스형 물체의 높이, 길이, 및 너비)를 계산한다.Referring to Figure 1, a high-speed box size measuring device (hereinafter referred to as "size measuring device") 100 for a conveyor using an RGB-D camera according to a preferred embodiment of the present invention is a box-type that is moved parallel to the
그리고, 크기 측정 장치(100)는 촬영부(200)와 연결되어 촬영부(200)로부터 색상 정보(즉, 적녹청 정보)와 깊이 정보(도 6 참조)를 제공받는다. 여기서, 깊이 정보의 각 값은 촬영 부분에서 해당 지점과의 거리를 나타낸다. 거리가 작으면 값이 작고, 거리가 크면 값이 커진다. 이는 도 6에 도시된 바와 같이 깊이 정보(DI)에서 박스형 물체(500)가 있는 부분은 어둡고, 박스형 물체(500)가 없는 컨베이어(400)는 밝은 이유이다.The
촬영부(200)는 RGB-D 카메라(도시하지 않음)를 구비하고, 고정부(300)를 통해 컨베이어(400) 주변에 고정되게 설치되며, 크기 측정 장치(100)의 제어에 따라 일정 시간 간격으로 박스형 물체(500)가 평행이동되는 컨베이어(400)의 상단을 RGB-D 카메라를 이용하여 촬영한다.The photographing
한편, 크기 측정 장치(100)와 촬영부(200)가 서로 독립적인 별개의 디바이스인 것으로 도 1에 도시하였으나, 이에 한정되지 않고 실시예에 따라 크기 측정 장치(100)와 촬영부(200)가 하나의 디바이스로 통합되어 구현될 수 있다. 또한, 크기 측정 장치(100)가 본 발명에 따른 고속 박스 크기 측정 동작을 위한 별개의 디바이스인 것으로 도 1에 도시하였으나, 이에 한정되지 않고 실시예에 따라 크기 측정 장치(100)는 하드웨어 또는 소프트웨어 형태로 구현되어 데스크탑 PC, 노트북 등의 사용자 단말기에 설치될 수도 있다.Meanwhile, although the
이를 위해, 크기 측정 장치(100)는 저장부(110), 영상 획득부(130), 및 측정부(150)를 포함할 수 있다.To this end, the
저장부(110)는 크기 측정 장치(100)의 동작에 필요한 프로그램 및 데이터를 저장하는 역할을 수행하며, 프로그램 영역과 데이터 영역으로 구분될 수 있다.The
프로그램 영역은 크기 측정 장치(100)의 전반적인 동작을 제어하는 프로그램, 크기 측정 장치(100)를 부팅시키는 운영체제(Operating System, OS), 박스형 물체(500)의 존재 여부 확인, 박스형 물체(500)의 크기 계산 등과 같은 크기 측정 장치(100)의 동작에 필요한 응용 프로그램 등을 저장할 수 있다.The program area may include a program for controlling the overall operation of the
데이터 영역은 크기 측정 장치(100)의 사용에 따라 발생하는 데이터가 저장되는 영역으로서, 색상 정보와 깊이 정보, 초기 흥미부분 정보, 변화 흥미부분 정보, 박스형 물체(500)의 크기 등을 저장할 수 있다.The data area is an area in which data generated according to the use of the
영상 획득부(130)는 박스형 물체(500)가 평행이동되는 컨베이어(400)의 상단을 RGB-D 카메라를 이용하여 촬영하는 촬영부(200)로부터 제공받은 색상 정보와 깊이 정보를 저장부(110)에 저장한다.The
측정부(150)는 영상 획득부(130)로부터 제공받은 색상 정보와 깊이 정보를 기반으로 컨베이어(400) 위에 박스형 물체(500)가 존재하는지 여부를 확인하고, 박스형 물체(500)가 존재하면 박스형 물체(500)의 크기를 계산한다.The measuring
이를 위해, 측정부(150)는 상태 조정부(151), ROI 측정부(153), 및 크기 추론부(155)를 포함할 수 있다.To this end, the measuring
상태 조정부(151)는 컨베이어(400) 위에 박스형 물체(500)가 존재하지 않는 경우의 깊이 정보에서 초기 흥미부분 정보를 획득하고, 획득한 초기 흥미부분 정보를 저장부(110)에 저장한다. 즉, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상태 조정부(151)는 컨베이어(400) 위에 박스형 물체(500)가 존재하지 않는 경우에 획득된 깊이 정보에서 초기 흥미부분 세로선(WR-1)과 초기 흥미부분 가로선(DR-1)을 획득하여 저장부(110)에 저장할 수 있다.The
그리고, 상태 조정부(151)는 영상 획득부(130)를 통해 획득된 깊이 정보에서 변화 흥미부분 정보를 획득하고, 획득한 변화 흥미부분 정보와 저장부(110)에 저장되어 있는 초기 흥미부분 정보를 기반으로 박스형 물체(500)의 존재 여부를 확인한다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이 박스형 물체(500)가 흥미부분을 통과하면, 변화 흥미부분 세로선(WR-2)이 초기 흥미부분 세로선(WR-1)과 상이하게 되고, 상태 조정부(151)는 변화 흥미부분 세로선(WR-2)과 초기 흥미부분 세로선(WR-1)의 차이를 기반으로 박스형 물체(500)의 존재 여부를 확인할 수 있다.In addition, the
또한, 상태 조정부(151)는 박스형 물체(500)가 존재하면 변화 흥미부분 정보를 저장부(110)에 저장한다.In addition, the
여기서, 흥미부분은 깊이 정보의 중앙점에서 교차하는 가로선에 해당하는 점들 중 미리 설정된 관심영역(ROI)에 속하는 일부의 점과 깊이 정보의 중앙점에서 교차하는 세로선에 해당하는 점들 중 미리 설정된 관심영역에 속하는 일부의 점으로 이루어질 수 있다. 흥미부분은 도 6의 색상 정보(CI)에 나타낸 바와 같이 화면의 중앙에서 교차하는 두 개의 수직 선분을 활용할 수 있다. 그러나, 이는 하나의 실시예에 일 뿐, 이에 한정되지 않고 실시예에 따라 중앙점이 아닌 다른 점에서 교차하는 두 개의 수직 선분을 이용할 수도 있다.Here, the interesting part is a part of the points corresponding to the horizontal lines intersecting at the center point of the depth information, and a part of the points of interest preset among the points corresponding to the vertical lines intersecting at the center point of the depth information. It may consist of some points belonging to. The interesting portion may utilize two vertical segments intersecting at the center of the screen, as shown in the color information CI of FIG. 6. However, this is only one embodiment, and not limited thereto. In some embodiments, two vertical line segments intersecting at points other than the center point may be used.
이때, 깊이 정보의 중앙점에서 교차하는 가로선에 해당하는 점들 중 미리 설정된 관심영역(ROI)에 속하는 일부의 점은 "흥미부분 가로선"이라 하고, 깊이 정보의 중앙점에서 교차하는 세로선에 해당하는 점들 중 미리 설정된 관심영역에 속하는 일부의 점은 "흥미부분 세로선"이라 한다.At this time, some of the points corresponding to the horizontal lines intersecting at the center point of the depth information belong to a preset ROI, which are called "interesting horizontal lines", and points corresponding to the vertical lines intersecting at the center point of the depth information. Some of the points belonging to the preset ROI are referred to as "interesting vertical lines".
보다 자세히 설명하면, 상태 조정부(151)는 도 3에 도시된 바와 같이, 초기화 상태(IS), 대기 상태(SS), 및 측정 상태(MS) 중 하나의 상태로 동작될 수 있다.In more detail, as shown in FIG. 3, the
초기화 상태(IS)는 컨베이어(400) 위에 박스형 물체(500)가 존재하지 않는 경우의 깊이 정보에서 초기 흥미부분 정보를 획득하고, 획득한 초기 흥미부분 정보를 저장부(110)에 저장하는 동작을 수행하는 상태이다.The initialization state IS may be configured to obtain initial ROI information from the depth information when the box-shaped
대기 상태(SS)는 영상 획득부(130)를 통해 획득된 깊이 정보에서 변화 흥미부분 정보를 획득하고, 획득한 변화 흥미부분 정보와 초기 흥미부분 정보의 차이가 미리 설정된 기준치보다 작거나 같은 경우에, 측정을 대기하는 상태이다.The standby state SS obtains the change interest part information from the depth information acquired through the
측정 상태(MS)는 영상 획득부(130)를 통해 획득된 깊이 정보에서 변화 흥미부분 정보를 획득하고, 획득한 변화 흥미부분 정보와 초기 흥미부분 정보의 차이가 미리 설정된 기준치보다 큰 경우에, 박스형 물체(500)의 존재 여부를 확인하고, 박스형 물체(500)가 존재하면 변화 흥미부분 정보를 저장부(110)에 저장하고 ROI 측정부(153)에 박스형 물체(500)의 크기 측정을 요청하며, ROI 측정부(153)로부터 제공받은 박스형 물체의 크기를 저장부(110)에 저장하는 동작을 수행하는 상태이다. 즉, 박스형 물체(500)의 통과로 인해 흥미부분이 안정 상태에서 들뜬 상태로 변화되게 되고, 이로 인해 변화 흥미부분 정보가 초기 흥미부분 정보와 상이하게 되어, 박스형 물체(500)의 크기 측정 동작을 수행하게 된다.The measurement state MS obtains the change interest part information from the depth information acquired through the
ROI 측정부(153)는 초기 흥미부분 정보와 변화 흥미부분 정보를 기반으로 박스형 물체(500)의 크기를 측정하고, 측정한 박스형 물체(500)의 크기를 상태 조정부(151)에 제공한다.The
즉, ROI 측정부(153)는 초기 흥미부분 정보와 변화 흥미부분 정보를 기반으로, 들뜬(excited)점 집합과 안정(stable)점 집합 사이의 평균 거리를 계산하여 박스형 물체(500)의 높이(height)를 측정할 수 있다. 그리고, ROI 측정부(153)는 들뜬점 사이의 최대 거리를 계산하여 박스형 물체(500)의 너비(width)와 길이(depth)를 측정할 수 있다.That is, the
여기서, 들뜬점 집합은 초기 흥미부분 정보와 변화 흥미부분 정보의 차이가 미리 설정된 기준치보다 큰 점들로 이루어지는 집합이다. 그리고, 안정점 집합은 초기 흥미부분 정보와 변화 흥미부분 정보의 차이가 미리 설정된 기준치보다 작거나 같은 점들로 이루어지는 집합이다.Here, the excited point set is a set of points in which the difference between the initial point of interest information and the change point of interest information is larger than a predetermined reference value. The set of stable points is a set of points in which the difference between the initial ROI information and the change ROI information is smaller than or equal to a preset reference value.
보다 자세히 설명하면, ROI 측정부(153)는 초기 흥미부분 정보와 변화 흥미부분 정보 중 세로선에 해당하는 점들을 기반으로, 즉 초기 흥미부분 세로선(WR-1)과 변화 흥미부분 세로선(WR-2)을 기반으로, 박스형 물체(500)의 너비와 높이를 측정할 수 있다. 그리고, ROI 측정부(153)는 초기 흥미부분 정보와 상기 변화 흥미부분 정보 중 가로선에 해당하는 점들을 기반으로, 즉 초기 흥미부분 가로선(DR-1)과 변화 흥미부분 가로선(DR-2)을 기반으로, 박스형 물체(500)의 길이와 높이를 측정할 수 있다.In more detail, the
크기 추론부(155)는 ROI 측정부(153)에 의해 측정된 박스형 물체(500)의 크기를 기반으로 박스형 물체(500)의 최종 크기를 결정한다.The
그러면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RGB-D 카메라를 이용한 컨베이어용 고속 박스 크기 측정 과정에 대하여 보다 자세하게 설명한다.Then, a high-speed box size measurement process for a conveyor using an RGB-D camera according to a preferred embodiment of the present invention will be described in more detail.
상태 조정부(151)가 어떤 시점 t에서 영상 획득부(130)로부터 V개의 행과 U개의 열로 이루어진 깊이 정보 영상을 가져왔을 때, 이 영상의 번째 열과 번째 행에 있는 한 점 엔 초점부터 점에 해당하는 부분 사이의 거리 정보를 포함한다.When the
본 발명에서는 흥미부분에 속한 점 집합을 로 표기하고, 이에 속한 점을 와 같은 수식으로 정의한다. RGB-D 카메라와 기타 문제로 생기는 거리 오차의 최대값을 라 할 때, 박스형 물체(500)가 없는 빈 컨베이어(400)의 경우 시점 t에서의 임의의 점 와 시점 t+1에서의 동일한 점 사이의 거리는 보다는 작다. 반대로, 만약 박스형 물체(500)가 흥미부분을 통과하여 두 점 사이의 거리가 보다 크다면, 이 변화를 이용해 박스형 물체(500)의 유무를 식별 가능하다. 본 발명에서는 점의 상태를 [수학식 1]과 같이 정의한다.In the present invention, a set of points belonging to an interesting part , And the points that belong to Defined by an expression such as Maximum distance error caused by RGB-D cameras and other problems In the case of the
상기 [수학식 1]에서 excited는 별도로 들뜬 상태, stable을 안정 상태로 표기한다. 비슷한 맥락으로 ROI안에 들뜬 상태의 점의 개수는 [수학식 2]로 표기한다.In [Equation 1], excited denotes a separately excited state and stable as a stable state. Similarly, the number of excited points in the ROI is expressed by
이에 더하여 상기 [수학식 1]을 기초로 하여 t시점에서의 들뜬(Excited)점 집합 과 안정(Stable)점 집합 을 [수학식 3]과 [수학식 4]로 정의한다.In addition, based on
또한 [수학식 1], [수학식 3], [수학식 4]를 통해 계산할 수 있다. 마지막으로 t=0인 초기 상태는 와 같이 모든 ROI안의 점들이 안정 상태라 정의한다. 상기 정의한 [수학식 1] 내지 [수학식 4]의 원리를 이용해 아래와 같이 알고리즘 1를 제시한다.In addition, through [Equation 1], [Equation 3], [Equation 4] Can be calculated Finally, the initial state of t = 0 We define that all points in the ROI are stable. Using the principles of [Equation 1] to [Equation 4] defined above,
상기 알고리즘 1은 상기 정의한 시점 t에서의 들뜬점 집합 와 초기 시점에서의 초기 안점점 집합 를 입력으로 받아 높이와 너비를 계산하는 알고리즘이다. 내부 함수(Procedure)중 하나인 Distance는 한 쌍의 2차원들을 받아 3차원 위치로 변환 후 두 점 사이의 거리를 반환한다. 상기 알고리즘 1 안에서 줄 5-9는 높이를 측정하는 방법을 나타낸다. 이때 높이 측정값은 각 집합에서 u와 v가 동일한 점들의 거리 평균으로 계산한다. 상기 알고리즘 1의 줄 11-16은 시점 t에서의 들뜬점 집합 을 선분으로 가정할 때 이상값(outlier)을 RANSAC(RANdom SAmple Consensus) 알고리즘을 이용해 제거하고 점들 사이의 최대 거리를 계산하는 것을 포함한다.
상기 알고리즘 1이 원활하게 작동하게 하기 위해 본 발명에서는 알고리즘 1의 상위 단계인 상태 전이 알고리즘(알고리즘 2)을 추가로 정의한다. 상태 전이 알고리즘은 도 3의 상태 조정부(151) 동작 상태의 실시예로 사용할 수 있다.In order to make the
상기 알고리즘 2는 흥미부분의 범위(,)가 입력되었을 때 ROI지점의 박스형 물체(500)의 유무에 따라 상태를 전환하는 알고리즘이다. 상기 알고리즘 2의 줄 6은 영상 획득부(130)로부터 깊이 정보를 추출하는 과정을 의미한다. 상기 알고리즘 2의 줄 32 ~ 37은 깊이 정보와 추출할 행 열 범위가 주어졌을 때, 흥미부분 가로선 집합과 흥미부분 세로선 집합을 만들어 반환하는 함수(Procedure)를 의미한다. 본 발명에서 알고리즘 2의 줄 4와 같이 기준 최솟값 과 를 포함한다. 다만 알고리즘에 기재된 값은 본 발명의 실시예 중의 하나로서 해당 값으로 그 보호범위가 제한되지 않는다.
상기 알고리즘 2의 줄 9 ~ 12는 도 3의 초기화 상태(IS)에 대응하며, 초기 흥미부분 세로선(WR-1)을 저장매체에 기록한다. 상기 알고리즘 2의 줄 13 ~ 18은 도 3의 대기 상태(SS)에 대응하며, 가 보다 작으면 측정을 대기하고 그 반대의 경우 state값을 2로 바꾸어 대기 상태(SS)에서 측정 상태(MS)로 상태전이를 한다.Lines 9 to 12 of
상기 알고리즘 2의 줄 19 ~ 30은 도 3의 측정 상태(MS)에 대응하며, 박스형 물체(500)가 흥미부분를 통과하는 동안 반복적으로 상기 알고리즘 1의 ROI-measurement 함수를 호출한다. 이후 반환된 박스형 물체(500)의 너비, 높이, 및 길이를 저장매체에 기록한다.Lines 19 to 30 of
상기 알고리즘 2는 박스형 물체(500)가 흥미부분을 완전히 통과한 경우 이 보다 작아지게 된다. 이 경우 함수 SaveOutput을 호출하여 저장매체에 기록된 값을 크기 추론부(155)에 전달한다.
그러면, 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RGB-D 카메라를 이용한 컨베이어용 고속 박스 크기 측정 방법에 대하여 설명한다.Next, a high-speed box size measuring method for a conveyor using an RGB-D camera according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 and 8.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RGB-D 카메라를 이용한 컨베이어용 고속 박스 크기 측정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating a high speed box size measuring method for a conveyor using an RGB-D camera according to a preferred embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 크기 측정 장치(100)는 촬영부(200)로부터 색상 정보와 깊이 정보를 제공받는다(S110).Referring to FIG. 7, the
그런 다음, 크기 측정 장치(100)는 촬영부(200)로부터 제공받은 색상 정보와 깊이 정보를 기반으로 컨베이어(400) 위에 박스형 물체(500)가 존재하는지 여부를 확인하고, 박스형 물체(500)가 존재하면 박스형 물체(500)의 크기(높이, 길이, 및 너비)를 계산한다(S130).Then, the
도 8은 도 7에 도시한 박스형 물체 크기 계산 단계를 보다 자세히 나타낸 흐름도이다.FIG. 8 is a flowchart illustrating the box-shaped object size calculating step shown in FIG. 7 in more detail.
도 8을 참조하면, 크기 측정 장치(100)는 컨베이어(400) 위에 박스형 물체(500)가 존재하지 않는 경우의 깊이 정보에서 초기 흥미부분 정보를 획득할 수 있다(S131). 여기서, 흥미부분은 깊이 정보의 중앙점에서 교차하는 가로선에 해당하는 점들 중 미리 설정된 관심영역(ROI)에 속하는 일부의 점과 깊이 정보의 중앙점에서 교차하는 세로선에 해당하는 점들 중 미리 설정된 관심영역에 속하는 일부의 점으로 이루어질 수 있다. 흥미부분은 도 6의 색상 정보(CI)에 나타낸 바와 같이 화면의 중앙에서 교차하는 두 개의 수직 선분을 활용할 수 있다. 그러나, 이는 하나의 실시예에 일 뿐, 이에 한정되지 않고 실시예에 따라 중앙점이 아닌 다른 점에서 교차하는 두 개의 수직 선분을 이용할 수도 있다. 이때, 깊이 정보의 중앙점에서 교차하는 가로선에 해당하는 점들 중 미리 설정된 관심영역(ROI)에 속하는 일부의 점은 "흥미부분 가로선"이라 하고, 깊이 정보의 중앙점에서 교차하는 세로선에 해당하는 점들 중 미리 설정된 관심영역에 속하는 일부의 점은 "흥미부분 세로선"이라 한다.Referring to FIG. 8, the
즉, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 크기 측정 장치(100)는 컨베이어(400) 위에 박스형 물체(500)가 존재하지 않는 경우에 획득된 깊이 정보에서 초기 흥미부분 세로선(WR-1)과 초기 흥미부분 가로선(DR-1)을 획득하여 저장할 수 있다.That is, as shown in FIGS. 4 and 5, the
이후, 크기 측정 장치(100)는 촬영부(200)로부터 제공받은 깊이 정보에서 변화 흥미부분 정보를 획득할 수 있다(S132).Thereafter, the
그런 다음, 크기 측정 장치(100)는 획득한 변화 흥미부분 정보와 초기 흥미부분 정보를 기반으로 박스형 물체(500)의 존재 여부를 확인할 수 있다(S133).Then, the
즉, 도 4에 도시된 바와 같이 박스형 물체(500)가 흥미부분을 통과하면, 변화 흥미부분 세로선(WR-2)이 초기 흥미부분 세로선(WR-1)과 상이하게 되고, 크기 측정 장치(100)는 변화 흥미부분 세로선(WR-2)과 초기 흥미부분 세로선(WR-1)의 차이를 기반으로 박스형 물체(500)의 존재 여부를 확인할 수 있다.That is, as shown in FIG. 4, when the box-shaped
박스형 물체(500)가 존재하면(S134-Y), 크기 측정 장치(100)는 초기 흥미부분 정보와 변화 흥미부분 정보를 기반으로 박스형 물체(500)의 크기를 측정할 수 있다(S135).If the box-shaped
즉, 크기 측정 장치(100)는 초기 흥미부분 정보와 변화 흥미부분 정보를 기반으로, 들뜬(excited)점 집합과 안정(stable)점 집합 사이의 평균 거리를 계산하여 박스형 물체(500)의 높이(height)를 측정하고, 들뜬점 사이의 최대 거리를 계산하여 박스형 물체(500)의 너비(width)와 길이(depth)를 측정할 수 있다. 여기서, 들뜬점 집합은 초기 흥미부분 정보와 변화 흥미부분 정보의 차이가 미리 설정된 기준치보다 큰 점들로 이루어지는 집합이고, 안정점 집합은 초기 흥미부분 정보와 변화 흥미부분 정보의 차이가 미리 설정된 기준치보다 작거나 같은 점들로 이루어지는 집합이다.That is, the
보다 자세히 설명하면, 크기 측정 장치(100)는 초기 흥미부분 정보와 변화 흥미부분 정보 중 세로선에 해당하는 점들을 기반으로, 즉 초기 흥미부분 세로선(WR-1)과 변화 흥미부분 세로선(WR-2)을 기반으로, 박스형 물체(500)의 너비와 높이를 측정하고, 초기 흥미부분 정보와 상기 변화 흥미부분 정보 중 가로선에 해당하는 점들을 기반으로, 즉 초기 흥미부분 가로선(DR-1)과 변화 흥미부분 가로선(DR-2)을 기반으로, 박스형 물체(500)의 길이와 높이를 측정할 수 있다.In more detail, the
그런 다음, 크기 측정 장치(100)는 촬영부(200)로부터 제공받은 깊이 정보에서 변화 흥미부분 정보를 획득할 수 있다(S136).Then, the
획득한 변화 흥미부분 정보가 초기 흥미부분 정보와 상이하면(S1237-N), 크기 측정 장치(100)는 단계 S135 및 단계 S136을 다시 수행할 수 있다.If the acquired change interest part information is different from the initial interest part information (S1237-N), the
이에 반면, 획득한 변화 흥미부분 정보가 초기 흥미부분 정보와 동일하면(S137-Y), 크기 측정 장치(100)는 측정된 박스형 물체(500)의 크기를 기반으로 박스형 물체(500)의 최종 크기를 결정할 수 있다.On the other hand, if the acquired change interest part information is the same as the initial interest part information (S137-Y), the
다시 설명하면, 크기 측정 장치(100)는 도 3에 도시된 바와 같이, 초기화 상태(IS), 대기 상태(SS), 및 측정 상태(MS) 중 하나의 상태로 동작될 수 있다.In other words, as illustrated in FIG. 3, the
초기화 상태(IS)는 컨베이어(400) 위에 박스형 물체(500)가 존재하지 않는 경우의 깊이 정보에서 초기 흥미부분 정보를 획득하고, 획득한 초기 흥미부분 정보를 저장하는 동작을 수행하는 상태이다.The initialization state IS is a state in which the initial ROI information is acquired from the depth information when the box-shaped
대기 상태(SS)는 촬영부(200)로부터 제공받은 깊이 정보에서 변화 흥미부분 정보를 획득하고, 획득한 변화 흥미부분 정보와 초기 흥미부분 정보의 차이가 미리 설정된 기준치보다 작거나 같은 경우에, 측정을 대기하는 상태이다.The standby state SS obtains the change interest part information from the depth information provided from the photographing
측정 상태(MS)는 촬영부(200)로부터 제공받은 깊이 정보에서 변화 흥미부분 정보를 획득하고, 획득한 변화 흥미부분 정보와 초기 흥미부분 정보의 차이가 미리 설정된 기준치보다 큰 경우에, 박스형 물체(500)의 존재 여부를 확인하고, 박스형 물체(500)가 존재하면 변화 흥미부분 정보를 저장하고, 박스형 물체(500)의 크기를 측정하며, 측정한 박스형 물체의 크기를 저장하는 동작을 수행하는 상태이다.The measurement state MS obtains the change interest part information from the depth information provided from the photographing
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 롬(ROM), 램(RAM), 씨디-롬(CD-ROM), 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있다.The invention can also be embodied as computer readable code on a computer readable recording medium. The computer-readable recording medium includes all kinds of recording devices in which data that can be read by a computer is stored. Examples of computer-readable recording media include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disks, optical data storage devices, and the like.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 다음의 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the specific preferred embodiments described above, and the technical field to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention claimed in the following claims. Anyone of ordinary skill in the art that various modifications can be made, as well as such changes are within the scope of the claims.
100 : 컨베이어용 고속 박스 크기 측정 장치,
110 : 저장부, 130 : 영상 획득부,
150 : 측정부, 151 : 상태 조정부,
153 : ROI 측정부, 155 : 크기 추론부,
200 : 촬영부, 300 : 고정부,
400 : 컨베이어, 500 : 박스형 물체100: high speed box size measuring device for conveyor,
110: storage unit, 130: image acquisition unit,
150: measuring unit, 151: state adjusting unit,
153: ROI measuring unit, 155: size inference unit,
200: photographing part, 300: fixing part,
400: conveyor, 500: box-shaped object
Claims (15)
박스형 물체가 평행이동되는 컨베이어의 상단을 RGB-D 카메라를 이용하여 촬영하는 촬영부로부터 제공받은 색상 정보와 깊이 정보를 상기 저장부에 저장하는 영상 획득부; 및
상기 영상 획득부로부터 제공받은 색상 정보와 깊이 정보를 기반으로 상기 컨베이어 위에 박스형 물체가 존재하는지 여부를 확인하고, 박스형 물체가 존재하면 박스형 물체의 크기를 계산하는 측정부;
를 포함하며,
상기 측정부는, 상기 컨베이어 위에 박스형 물체가 존재하지 않는 경우의 깊이 정보에서 초기 흥미부분 정보를 획득하고, 획득한 상기 초기 흥미부분 정보를 상기 저장부에 저장하며, 상기 영상 획득부를 통해 획득된 깊이 정보에서 변화 흥미부분 정보를 획득하고, 획득한 상기 변화 흥미부분 정보와 상기 저장부에 저장되어 있는 상기 초기 흥미부분 정보를 기반으로 박스형 물체의 존재 여부를 확인하며, 박스형 물체가 존재하면 상기 변화 흥미부분 정보를 상기 저장부에 저장하는 상태 조정부; 상기 초기 흥미부분 정보와 상기 변화 흥미부분 정보를 기반으로 박스형 물체의 크기를 측정하고, 측정한 박스형 물체의 크기를 상기 상태 조정부에 제공하는 ROI 측정부; 및 상기 ROI 측정부에 의해 측정된 박스형 물체의 크기를 기반으로 박스형 물체의 최종 크기를 결정하는 크기 추론부;를 포함하고,
상기 흥미부분은, 깊이 정보의 중앙점에서 교차하는 가로선에 해당하는 점들 중 미리 설정된 관심영역(ROI)에 속하는 일부의 점과 깊이 정보의 중앙점에서 교차하는 세로선에 해당하는 점들 중 상기 미리 설정된 관심영역에 속하는 일부의 점으로 이루어지는 RGB-D 카메라를 이용한 컨베이어용 고속 박스 크기 측정 장치.Storage unit;
An image acquisition unit storing color information and depth information provided from a photographing unit photographing an upper end of a conveyor on which box-shaped objects are moved in parallel using an RGB-D camera; And
A measuring unit which checks whether a box-shaped object exists on the conveyor based on color information and depth information provided from the image acquisition unit, and calculates a size of the box-shaped object if the box-shaped object exists;
Including;
The measuring unit obtains initial ROI information from depth information when a box-shaped object does not exist on the conveyor, stores the initial ROI information obtained in the storage unit, and obtains depth information obtained through the image acquisition unit. Obtains the change interest part information at, checks whether a box-shaped object exists based on the obtained change interest part information and the initial interest part information stored in the storage unit, and if the box-shaped object exists, the change interest part A state adjusting unit which stores information in the storage unit; A ROI measuring unit which measures the size of the box-shaped object based on the initial ROI information and the change interest area information, and provides the measured state of the box-shaped object to the state controller; And a size inference unit configured to determine a final size of the box-shaped object based on the size of the box-shaped object measured by the ROI measuring unit.
The point of interest may include a portion of a point corresponding to a horizontal line intersecting at a center point of depth information and a portion of a point belonging to a preset ROI and a point corresponding to a vertical line intersecting at a center point of depth information. High speed box size measuring device for conveyor using RGB-D camera which consists of some points belonging to the area.
상기 상태 조정부는, 초기화 상태, 대기 상태, 및 측정 상태 중 하나의 상태로 동작되며,
상기 초기화 상태는, 상기 컨베이어 위에 박스형 물체가 존재하지 않는 경우의 깊이 정보에서 상기 초기 흥미부분 정보를 획득하고, 획득한 상기 초기 흥미부분 정보를 상기 저장부에 저장하는 동작을 수행하는 상태이고,
상기 대기 상태는, 상기 영상 획득부를 통해 획득된 깊이 정보에서 변화 흥미부분 정보를 획득하고, 획득한 상기 변화 흥미부분 정보와 상기 초기 흥미부분 정보의 차이가 미리 설정된 기준치보다 작거나 같은 경우에, 측정을 대기하는 상태이며,
상기 측정 상태는, 상기 영상 획득부를 통해 획득된 깊이 정보에서 변화 흥미부분 정보를 획득하고, 획득한 상기 변화 흥미부분 정보와 상기 초기 흥미부분 정보의 차이가 미리 설정된 기준치보다 큰 경우에, 박스형 물체의 존재 여부를 확인하고, 박스형 물체가 존재하면 상기 변화 흥미부분 정보를 상기 저장부에 저장하고 상기 ROI 측정부에 박스형 물체의 크기 측정을 요청하며, 상기 ROI 측정부로부터 제공받은 박스형 물체의 크기를 상기 저장부에 저장하는 동작을 수행하는 상태인,
RGB-D 카메라를 이용한 컨베이어용 고속 박스 크기 측정 장치.In claim 1,
The state adjusting unit is operated in one of an initialization state, a standby state, and a measurement state,
The initialization state is a state in which the initial interest portion information is obtained from depth information when a box-shaped object does not exist on the conveyor, and the obtained initial interest portion information is stored in the storage unit.
The waiting state is obtained when the change interest part information is acquired from depth information acquired through the image acquisition unit, and the difference between the acquired change interest part information and the initial interest part information is less than or equal to a preset reference value. Is waiting for
The measurement state is obtained by obtaining the change interest part information from the depth information acquired through the image acquisition unit, and when the difference between the acquired change interest part information and the initial interest part information is greater than a preset reference value, Check whether there is a box-type object, and if the box-shaped object exists, store the change interest part information in the storage unit, request the ROI measuring unit to measure the size of the box-type object, and measure the size of the box-type object provided from the ROI measuring unit. In the state of performing the operation to save to the storage unit,
High speed box size measuring device for conveyor using RGB-D camera.
상기 ROI 측정부는, 상기 초기 흥미부분 정보와 상기 변화 흥미부분 정보를 기반으로, 들뜬(excited)점 집합과 안정(stable)점 집합 사이의 평균 거리를 계산하여 박스형 물체의 높이(height)를 측정하고, 들뜬점 사이의 최대 거리를 계산하여 박스형 물체의 너비(width)와 길이(depth)를 측정하는,
RGB-D 카메라를 이용한 컨베이어용 고속 박스 크기 측정 장치.In claim 1,
The ROI measuring unit measures a height of a box-shaped object by calculating an average distance between an excited point set and a stable point set based on the initial interested part information and the changed interested part information. By calculating the maximum distance between excitation points, we measure the width and depth of a box-like object,
High speed box size measuring device for conveyor using RGB-D camera.
상기 ROI 측정부는, 상기 초기 흥미부분 정보와 상기 변화 흥미부분 정보 중 세로선에 해당하는 점들을 기반으로 박스형 물체의 너비와 높이를 측정하고, 상기 초기 흥미부분 정보와 상기 변화 흥미부분 정보 중 가로선에 해당하는 점들을 기반으로 박스형 물체의 길이와 높이를 측정하는,
RGB-D 카메라를 이용한 컨베이어용 고속 박스 크기 측정 장치.In claim 5,
The ROI measuring unit measures a width and a height of a box-shaped object based on points corresponding to a vertical line among the initial interest portion information and the change interest portion information, and corresponds to a horizontal line among the initial interest portion information and the change interest portion information. To measure the length and height of a box-shaped object
High speed box size measuring device for conveyor using RGB-D camera.
상기 들뜬점 집합은, 상기 초기 흥미부분 정보와 상기 변화 흥미부분 정보의 차이가 미리 설정된 기준치보다 큰 점들로 이루어지는 집합이며,
상기 안정점 집합은, 상기 초기 흥미부분 정보와 상기 변화 흥미부분 정보의 차이가 상기 미리 설정된 기준치보다 작거나 같은 점들로 이루어지는 집합인,
RGB-D 카메라를 이용한 컨베이어용 고속 박스 크기 측정 장치.In claim 5,
The excited point set is a set consisting of points at which the difference between the initial interest portion information and the change interest portion information is larger than a preset reference value.
The set of stable points is a set consisting of points at which the difference between the initial point of interest information and the change point of interest information is less than or equal to the preset reference value.
High speed box size measuring device for conveyor using RGB-D camera.
박스형 물체가 평행이동되는 컨베이어의 상단을 RGB-D 카메라를 이용하여 촬영하는 촬영부로부터 색상 정보와 깊이 정보를 제공받는 단계; 및
제공받은 색상 정보와 깊이 정보를 기반으로 상기 컨베이어 위에 박스형 물체가 존재하는지 여부를 확인하고, 박스형 물체가 존재하면 박스형 물체의 크기를 계산하는 단계;
를 포함하며,
상기 박스형 물체 크기 계산 단계는, 상기 컨베이어 위에 박스형 물체가 존재하지 않는 경우의 깊이 정보에서 초기 흥미부분 정보를 획득하는 단계; 상기 촬영부로부터 제공받은 깊이 정보에서 변화 흥미부분 정보를 획득하는 단계; 획득한 상기 변화 흥미부분 정보와 상기 초기 흥미부분 정보를 기반으로 박스형 물체의 존재 여부를 확인하는 단계; 박스형 물체가 존재하면 상기 초기 흥미부분 정보와 상기 변화 흥미부분 정보를 기반으로 박스형 물체의 크기를 측정하는 단계; 및 측정된 박스형 물체의 크기를 기반으로 박스형 물체의 최종 크기를 결정하는 단계;를 포함하고,
상기 흥미부분은, 깊이 정보의 중앙점에서 교차하는 가로선에 해당하는 점들 중 미리 설정된 관심영역(ROI)에 속하는 일부의 점과 깊이 정보의 중앙점에서 교차하는 세로선에 해당하는 점들 중 상기 미리 설정된 관심영역에 속하는 일부의 점으로 이루어지는 RGB-D 카메라를 이용한 컨베이어용 고속 박스 크기 측정 방법.As a high speed box size measuring method of a high speed box size measuring device for a conveyor using an RGB-D camera,
Receiving color information and depth information from a photographing unit which photographs an upper end of the conveyor on which the box-shaped object is moved in parallel using an RGB-D camera; And
Checking whether a box-shaped object exists on the conveyor based on the provided color information and depth information, and calculating the size of the box-shaped object if the box-shaped object exists;
Including;
The step of calculating the size of the box-shaped object may include obtaining initial interest portion information from depth information when a box-shaped object does not exist on the conveyor; Acquiring change interest part information from depth information provided from the photographing unit; Confirming the existence of a box-shaped object based on the obtained change interest part information and the initial interest part information; Measuring the size of the box-shaped object based on the initial ROI information and the changed ROI information when the box-shaped object exists; And determining a final size of the box-shaped object based on the measured size of the box-shaped object.
The point of interest may include a portion of a point corresponding to a horizontal line intersecting at a center point of depth information and a portion of a point belonging to a preset ROI and a point corresponding to a vertical line intersecting at a center point of depth information. High speed box size measurement method for a conveyor using an RGB-D camera consisting of some points belonging to an area.
상기 컨베이어용 고속 박스 크기 측정 장치는, 초기화 상태, 대기 상태, 및 측정 상태 중 하나의 상태로 동작되며,
상기 초기화 상태는, 상기 컨베이어 위에 박스형 물체가 존재하지 않는 경우의 깊이 정보에서 상기 초기 흥미부분 정보를 획득하고, 획득한 상기 초기 흥미부분 정보를 상기 컨베이어용 고속 박스 크기 측정 장치에 저장하는 동작을 수행하는 상태이고,
상기 대기 상태는, 상기 촬영부로부터 제공받은 깊이 정보에서 변화 흥미부분 정보를 획득하고, 획득한 상기 변화 흥미부분 정보와 상기 초기 흥미부분 정보의 차이가 미리 설정된 기준치보다 작거나 같은 경우에, 측정을 대기하는 상태이며,
상기 측정 상태는, 상기 촬영부로부터 제공받은 깊이 정보에서 변화 흥미부분 정보를 획득하고, 획득한 상기 변화 흥미부분 정보와 상기 초기 흥미부분 정보의 차이가 미리 설정된 기준치보다 큰 경우에, 박스형 물체의 존재 여부를 확인하고, 박스형 물체가 존재하면 상기 변화 흥미부분 정보를 상기 컨베이어용 고속 박스 크기 측정 장치에 저장하고, 박스형 물체의 크기를 측정하며, 측정한 박스형 물체의 크기를 상기 컨베이어용 고속 박스 크기 측정 장치에 저장하는 동작을 수행하는 상태인,
RGB-D 카메라를 이용한 컨베이어용 고속 박스 크기 측정 방법.In claim 8,
The high speed box size measuring device for the conveyor is operated in one of an initialization state, a standby state, and a measurement state,
In the initialization state, the initial interest portion information is obtained from depth information when a box-shaped object does not exist on the conveyor, and the obtained initial interest portion information is stored in the high speed box size measuring apparatus for the conveyor. State
The waiting state obtains the change interest part information from the depth information provided from the photographing unit, and measures the measurement when the difference between the acquired change interest part information and the initial interest part information is less than or equal to a preset reference value. Is waiting.
The measurement state may be obtained when the change interest part information is acquired from the depth information provided from the photographing unit, and when the difference between the acquired change interest part information and the initial interest part information is greater than a preset reference value, the presence of a box-shaped object Check whether the box-shaped object exists, and store the change-interest part information in the high speed box size measuring apparatus for the conveyor, measure the size of the box type object, and measure the size of the measured box type object in the high speed box size for the conveyor. Performing a save operation on the device,
High speed box size measurement method for conveyor using RGB-D camera.
상기 박스형 물체 크기 측정 단계는, 상기 초기 흥미부분 정보와 상기 변화 흥미부분 정보를 기반으로, 들뜬(excited)점 집합과 안정(stable)점 집합 사이의 평균 거리를 계산하여 박스형 물체의 높이(height)를 측정하고, 들뜬점 사이의 최대 거리를 계산하여 박스형 물체의 너비(width)와 길이(depth)를 측정하는 것으로 이루어지는,
RGB-D 카메라를 이용한 컨베이어용 고속 박스 크기 측정 방법.In claim 8,
The box-shaped object size measuring step may calculate a height of a box-shaped object by calculating an average distance between an excited point set and a stable point set based on the initial interested portion information and the changed interested portion information. And measuring the width and length of the box-shaped object by calculating the maximum distance between the excitation points,
High speed box size measurement method for conveyor using RGB-D camera.
상기 박스형 물체 크기 측정 단계는, 상기 초기 흥미부분 정보와 상기 변화 흥미부분 정보 중 세로선에 해당하는 점들을 기반으로 박스형 물체의 너비와 높이를 측정하고, 상기 초기 흥미부분 정보와 상기 변화 흥미부분 정보 중 가로선에 해당하는 점들을 기반으로 박스형 물체의 길이와 높이를 측정하는 것으로 이루어지는,
RGB-D 카메라를 이용한 컨베이어용 고속 박스 크기 측정 방법.In claim 12,
The measuring of the box-shaped object size may include measuring a width and a height of the box-shaped object based on points corresponding to a vertical line among the initial interest portion information and the change interest portion information, and among the initial interest portion information and the change interest portion information. Consisting of measuring the length and height of a box-shaped object based on the points corresponding to the horizontal lines,
High speed box size measurement method for conveyor using RGB-D camera.
상기 들뜬점 집합은, 상기 초기 흥미부분 정보와 상기 변화 흥미부분 정보의 차이가 미리 설정된 기준치보다 큰 점들로 이루어지는 집합이며,
상기 안정점 집합은, 상기 초기 흥미부분 정보와 상기 변화 흥미부분 정보의 차이가 상기 미리 설정된 기준치보다 작거나 같은 점들로 이루어지는 집합인,
RGB-D 카메라를 이용한 컨베이어용 고속 박스 크기 측정 방법.In claim 12,
The excited point set is a set consisting of points at which the difference between the initial interest portion information and the change interest portion information is larger than a preset reference value.
The set of stable points is a set consisting of points at which the difference between the initial point of interest information and the change point of interest information is less than or equal to the preset reference value.
High speed box size measurement method for conveyor using RGB-D camera.
A computer program stored in a computer-readable recording medium for executing a high speed box size measuring method for a conveyor using an RGB-D camera according to any one of claims 8 and 11 to 14.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180148118A KR102066862B1 (en) | 2018-11-27 | 2018-11-27 | Apparatus and method for measuring high-speed box size for conveyors using RGB-D camera |
Applications Claiming Priority (1)
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KR1020180148118A KR102066862B1 (en) | 2018-11-27 | 2018-11-27 | Apparatus and method for measuring high-speed box size for conveyors using RGB-D camera |
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KR102066862B1 true KR102066862B1 (en) | 2020-01-16 |
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ID=69369042
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KR1020180148118A KR102066862B1 (en) | 2018-11-27 | 2018-11-27 | Apparatus and method for measuring high-speed box size for conveyors using RGB-D camera |
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Cited By (1)
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KR102273758B1 (en) | 2020-04-14 | 2021-07-05 | 겐트대학교코리아(분사무소) | Apparatus and method for measuring size of high-speed object and classfying type of the object for conveyors using light curtain sensors |
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2018
- 2018-11-27 KR KR1020180148118A patent/KR102066862B1/en active IP Right Grant
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