KR20210001665U - An electronic scale apparatus for measuring weight and volume - Google Patents
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Abstract
저울 상단에 프로젝터와 카메라를 장착하여 피측정물에 무늬를 투사하고 이를 촬영하고, 촬영된 이미지를 분석하여 피측정물의 높이와 좌우 길이(또는 면적)를 측정하고, 이로부터 박스의 무게와 부피를 동시에 측정하는, 부피 및 중량을 측정하는 스마트 전자 저울에 관한 것으로서, 상판 측 내부에 중량 센서를 구비한 측정 본체; 상기 측정 본체의 상판 일단 상에 수직으로 설치되는 연결 부재; 상기 연결 부재의 타단에 장착되고, 프로젝트 모듈 및 카메라 모듈로 구성되는 센싱 유닛; 및, 상기 프로젝트 모듈에 의해 무늬를 투사하고, 상기 카메라 모듈에 의해 획득된 피측정물의 상부면의 투사 이미지를 이용하여, 상기 피측정물의 부피를 산출하는 제어 장치를 포함하는 구성을 마련한다.
상기와 같은 스마트 전자 저울에 의하여, 저울의 상단에 프로젝트 모듈과 카메라 모듈을 구비함으로써, 센서의 설치가 용이하고, 센서가 오염될 가능성을 줄여 내구성을 높일 수 있다.A projector and a camera are mounted on the top of the scale to project a pattern on the object to be measured, take a picture, and analyze the captured image to measure the height, left and right length (or area) of the object, and calculate the weight and volume of the box from this. It relates to a smart electronic scale that measures volume and weight simultaneously, comprising: a measuring body having a weight sensor inside an upper plate side; a connecting member vertically installed on one end of the upper plate of the measuring body; a sensing unit mounted on the other end of the connection member and configured with a project module and a camera module; and a control device for projecting the pattern by the project module and calculating the volume of the object to be measured by using the projected image of the upper surface of the object to be measured obtained by the camera module.
By the smart electronic scale as described above, by providing a project module and a camera module at the top of the scale, it is possible to easily install the sensor, reduce the possibility of contamination of the sensor, and increase durability.
Description
본 고안은 저울 상단에 프로젝터와 카메라를 장착하여 피측정물에 무늬(또는 무늬 영상)를 투사하고 이를 촬영하고, 촬영된 이미지를 분석하여 피측정물의 높이와 좌우 길이(또는 면적)를 측정하고, 이로부터 박스의 무게와 부피를 동시에 측정하는, 부피 및 중량을 측정하는 스마트 전자 저울에 관한 것이다.The present invention installs a projector and a camera on the top of the scale to project a pattern (or pattern image) on the object to be measured, photograph it, and analyze the photographed image to measure the height and left and right length (or area) of the object, From this, it relates to a smart electronic scale that measures the volume and weight, simultaneously measuring the weight and volume of the box.
일반적으로, 우체국 또는 편의점 등에서 처리하는 우편 택배물이나 각종 수하물 등의 접수 처리시, 정확한 중량 측정은 필수적이다. 즉, 우체국, 편의점 등에서는 통상의 저울(소형 또는 대형 저울)을 구매하여, 택배물이나 수하물 등을 저울 위에 올려놓고, 중량을 측정한다. 우체국과 택배회사 등에서 처리하는 우편 택배물이나 각종 수하물은 중량에 따라 비용(요금)이 결정될 수 있기 때문에, 무게를 정확하게 측정해야 한다. In general, accurate weight measurement is essential when receiving and processing postal parcels or various kinds of baggage processed at a post office or a convenience store. That is, a post office, convenience store, etc. purchases a normal scale (small or large scale), puts parcels or baggage on the scale, and measures the weight. For postal parcels and various types of baggage handled by post offices and courier companies, the cost (fee) may be determined according to the weight, so it is necessary to measure the weight accurately.
그런데, 택배물이나 수하물은 중량 뿐만 아니라 부피도 택배 요금에 영향을 미친다. 즉, 중량이 가볍더라도 부피가 크면, 그만큼 요금이 많이 책정된다. 따라서 종래기술에 따른 저울이 택배물의 중량을 정확하게 측정하더라도, 편의점 등 택배 접수대에는 반드시 접수 담당자가 수작업으로 접수해야 하는 문제점이 있다.However, not only the weight but also the volume of the parcel or baggage affects the delivery fee. That is, even if the weight is light, the larger the volume, the higher the price is set. Therefore, even if the scale according to the prior art accurately measures the weight of the parcel, there is a problem that the receptionist must manually accept the parcel reception desk, such as a convenience store.
또한, 최근 신선 배송이 대중화 되어 부피를 증가시키는 과대포장이 확대되면서, 이를 제어할 수 있는 측정기술이 보편화 되고 부피 중심의 요금체제가 강화되면 환경보호에도 기대할 수 있을 것으로 기대된다.In addition, with the recent popularization of fresh delivery and the expansion of bulky packaging that increases the volume, it is expected that environmental protection can be expected if the measurement technology that can control this becomes common and the volume-oriented rate system is strengthened.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 피측정물의 무게 뿐만 아니라 부피를 측정하는 기술이 제시되고 있다[특허문헌 1].In order to solve this problem, a technique for measuring the volume as well as the weight of the object to be measured has been proposed [Patent Document 1].
도 1에서 보는 바와 같이, 상기 선행기술은 저울 상단에 설치되어 피측정물의 높이를 측정하는 높이 측정 센서부(205), 저울 상판(225)의 좌측 및 우측에 각각 하나씩 위치하여 피측정물의 좌우 거리를 측정하는 좌우 거리 측정 센서부(210), 및, 저울 상판(225)의 전면 측에 위치하여 피측정물의 깊이 거리를 측정하는 깊이 측정 센서부(215)로 구성된다.As shown in Figure 1, the prior art is installed on the top of the scale to measure the height of the object to be measured height
즉, 상기 선행기술은 저울의 상단, 좌우측, 깊이측에 각각 거리를 측정하는 센서들을 설치하고, 피측정물의 높이, 좌우 길이, 깊이에 해당하는 면까지의 거리를 측정하여, 피측정물의 높이, 폭, 깊이의 길이를 산출한다.That is, the prior art installs sensors for measuring the distance on the upper end, left and right sides, and depth side of the scale, respectively, and measures the distance to the surface corresponding to the height, left and right length, and depth of the object to be measured, the height of the object to be measured, Calculate the length of the width and depth.
그러나 상기 선행기술은 저울 상판의 좌우측이나, 전면 측에 각각 거리 측정 센서(210,215)를 설치해야 한다. 이는 피측정물을 정확한 기준위치에 놓아야함 정확한 값을 얻을수 있다는 단점이 있고, 저울 상판에 센서를 장착하면, 센서가 오작동을 발생할 확률이 매우 높다. 예를 들어, 저울 상판에 피측정물 외에 다른 물체가 옆에 있으면, 다른 물체까지의 거리를 측정하여 원래의 크기보다 더 큰 크기로 추정할 가능성이 많다. 특히, 사용자가 피측정물을 저울 상판에 올려놓은 상태에서, 피측정물을 들지는 않았지만 저울 상판 밖으로 손을 빼지 않으면, 좌우 거리 또는 깊이 측정 센서부(210,215)가 손까지의 거리를 측정할 수 있다.However, in the prior art, the
또한, 저울 상판에 센서를 장착하면, 오물 등에 의해 센서가 오염될 가능성이 매우 높다.In addition, if the sensor is mounted on the top of the scale, there is a very high possibility that the sensor will be contaminated by dirt.
본 고안의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 저울 상단에 프로젝터와 카메라를 장착하여 피측정물에 격자 등 무늬(무늬 영상)를 투사하고 이를 촬영하고, 촬영된 이미지를 분석하여 피측정물의 높이와 면적을 측정하고, 이로부터 박스의 무게와 부피를 동시에 측정하는, 부피 및 중량을 측정하는 스마트 전자 저울을 제공하는 것이다.The purpose of the present invention is to solve the problems described above, by mounting a projector and a camera on the top of the scale, projecting a grid pattern (pattern image) on the object to be measured, photographing it, and analyzing the photographed image to avoid It is to provide a smart electronic scale for measuring the volume and weight, which measures the height and area of a workpiece and simultaneously measures the weight and volume of the box therefrom.
이는 선행기술의 단점인 피측정물을 기준위치에 놓아야만 정확한 값을 측정 할 수 있는 한계를 극복하고, 피측정물이 놓이는 위치와 상관없이 카메라의 촬영범위에 들어오기만 하면 부피를 측정할 수 있다.This overcomes the disadvantage of the prior art, which can measure the exact value only by placing the object to be measured at the reference position, and can measure the volume as long as it enters the shooting range of the camera regardless of the position where the object is placed. .
특히, 본 고안의 목적은 저울 상판에 투사된 무늬의 크기에 대한 피측정물에 투사된 격자 무늬의 크기 비율에 의해 피측정물의 높이를 추정하고, 피측정물 상의 격자 무늬의 개수에 의해 피측정물의 크기를 추정하는, 부피 및 중량을 측정하는 스마트 전자 저울을 제공하는 것이다.In particular, the object of the present invention is to estimate the height of the object to be measured by the ratio of the size of the grid pattern projected on the object to the size of the pattern projected on the scale top plate, and to measure the target height by the number of grid patterns on the object to be measured. It is to provide a smart electronic scale that measures the volume and weight, estimating the size of water.
상기 목적을 달성하기 위해 본 고안은 부피 및 중량을 측정하는 스마트 전자 저울에 관한 것으로서, 상판 측 내부에 중량 센서를 구비한 측정 본체; 상기 측정 본체의 상판 일단 상에 수직으로 설치되는 연결 부재; 상기 연결 부재의 타단에 장착되고, 프로젝트 모듈 및 카메라 모듈로 구성되는 센싱 유닛; 및, 상기 프로젝트 모듈에 의해 무늬를 투사하고, 상기 카메라 모듈에 의해 획득된 피측정물의 상부면의 투사 이미지를 이용하여, 상기 피측정물의 부피를 산출하는 제어 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention relates to a smart electronic scale for measuring volume and weight, comprising: a measuring body having a weight sensor inside the upper plate; a connecting member vertically installed on one end of the upper plate of the measuring body; a sensing unit mounted on the other end of the connection member and configured with a project module and a camera module; and a control device that projects the pattern by the project module and calculates the volume of the object to be measured by using the projection image of the upper surface of the object to be measured obtained by the camera module.
또, 본 고안은 부피 및 중량을 측정하는 스마트 전자 저울에 있어서, 상기 제어 장치는, 명령을 입력받을 수 있는 입력부; 화면 상에 피측정물의 중량 및 부피 등의 결과를 표시하는 표시부; 상기 중량 센서, 상기 카메라 모듈, 상기 프로젝트 모듈과 통신하는 통신부; 및, 상기 입력부를 통해 측정 명령을 입력받으면, 상기 통신부를 통해 상기 중량 센서로부터 중량 값을 수신하여 중량을 산출하고, 상기 프로젝트 모듈에 무늬를 투사하도록 명령하고, 상기 카메라 모듈에 명령하여 피측정물의 투사된 이미지를 획득하고, 획득된 투사 이미지로부터 피측정물의 부피를 산출하고, 산출된 중량과 부피 등의 결과를 상기 표시부에 표시하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention provides a smart electronic scale for measuring volume and weight, the control device comprising: an input unit capable of receiving a command; a display unit for displaying results such as weight and volume of the object to be measured on the screen; a communication unit communicating with the weight sensor, the camera module, and the project module; And, when receiving a measurement command through the input unit, receives a weight value from the weight sensor through the communication unit, calculates the weight, commands to project the pattern on the project module, and commands the camera module to measure the object Acquire a projected image, calculate the volume of the object to be measured from the obtained projected image, and characterized in that it comprises a control unit for controlling to display the results of the calculated weight and volume, etc. on the display unit.
또, 본 고안은 부피 및 중량을 측정하는 스마트 전자 저울에 있어서, 상기 제어 장치는, 상판 평면 상의 무늬의 픽셀 길이와 상기 투사 이미지의 무늬의 픽셀 길이의 비율을 센서 높이에 적용하여 피측정물의 거리를 산출하고, 센서 높이에서 산출된 거리를 차감하여 피측정물의 높이를 산출하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is a smart electronic scale for measuring volume and weight, wherein the control device applies the ratio of the pixel length of the pattern on the upper plate plane to the pixel length of the pattern of the projected image to the sensor height to the distance of the object to be measured and calculating the height of the object to be measured by subtracting the calculated distance from the sensor height.
또, 본 고안은 부피 및 중량을 측정하는 스마트 전자 저울에 있어서, 상기 제어 장치는, 다음 수식 1을 이용하여 피측정물의 높이 h를 산출하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is characterized in that in the smart electronic scale for measuring volume and weight, the control device calculates the height h of the object to be measured using the following
[수식 1][Formula 1]
단, L은 상기 투사 이미지의 무늬의 픽셀 길이이고, L0 는 상판 평면 상의 무늬의 픽셀 길이이고, H는 사전에 정해진 센서 높이임.However, L is the pixel length of the pattern of the projected image, L 0 is the pixel length of the pattern on the upper plate plane, and H is the predetermined sensor height.
또, 본 고안은 부피 및 중량을 측정하는 스마트 전자 저울에 있어서, 상기 제어 장치는 피측정물이 없는 상태에서 상기 상판 상의 무늬의 픽셀 길이 및 실제 길이를 측정하여 사전에 저장하고, 상기 피측정물의 투사 이미지를 획득하고, 획득된 투사 이미지에서 피측정물의 에지를 검출하여, 상기 피측정물의 가로 또는 세로를 검출하여 픽셀 길이를 추출하고, 추출된 가로 또는 세로의 픽셀 길이와, 상기 무늬의 픽셀 길이 및 실제 길이의 비율을 이용하여, 상기 피측정물의 가로 또는 세로의 실제 길이를 산출하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is a smart electronic scale for measuring volume and weight, wherein the control device measures and stores the pixel length and the actual length of the pattern on the upper plate in advance in the absence of the measured object, and stores the measured object in advance. A projection image is obtained, an edge of the object to be measured is detected from the obtained projection image, and a width or length of the object to be measured is detected to extract a pixel length, and the extracted horizontal or vertical pixel length and the pixel length of the pattern And by using the ratio of the actual length, it is characterized in that the calculation of the actual length of the object to be measured horizontally or vertically.
또, 본 고안은 부피 및 중량을 측정하는 스마트 전자 저울에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 중량 센서에 의해 중량이 측정되지 않을 때, 캘리브레이션을 수행하여 무늬의 픽셀 길이 및 실제 길이를 측정하여 사전에 저장하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is a smart electronic scale for measuring volume and weight, wherein when the weight is not measured by the weight sensor, the control device performs calibration to measure the pixel length and actual length of the pattern and store it in advance characterized in that
또, 본 고안은 부피 및 중량을 측정하는 스마트 전자 저울에 있어서, 상기 제어 장치는 다음 수식 2에 의하여 상기 피측정물의 가로 또는 세로의 길이 a, b를 산출하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is characterized in that in the smart electronic scale for measuring volume and weight, the control device calculates the horizontal or vertical lengths a and b of the object to be measured according to Equation 2 below.
[수식 2][Formula 2]
단, A와 B는 각각 피측정물의 가로 및 세로의 픽셀 길이이고, L0 와 S0 는 각각 상판 평면 상의 무늬의 픽셀 길이 및 실제 길이임.However, A and B are the horizontal and vertical pixel lengths of the object, respectively, and L 0 and S 0 are the pixel length and actual length of the pattern on the top plate, respectively.
또, 본 고안은 부피 및 중량을 측정하는 스마트 전자 저울에 있어서, 상기 무늬는 가로선과 세로선이 교차하여 이루어지는 격자 형상인 것을 특징으로 한다.In addition, in the smart electronic scale for measuring volume and weight, the present invention is characterized in that the pattern is a grid shape formed by crossing horizontal and vertical lines.
또, 본 고안은 부피 및 중량을 측정하는 스마트 전자 저울에 있어서, 상기 무늬는 상판과 피측정물 상부면에 투사된 영상의 크기 변화를 측정할수 있는 기하학적인 문양 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.In addition, in the smart electronic scale for measuring volume and weight, the present invention is characterized in that the pattern is any one of geometric patterns that can measure the size change of the image projected on the upper plate and the upper surface of the object to be measured.
상술한 바와 같이, 본 고안에 따른 부피 및 중량을 측정하는 스마트 전자 저울에 의하면, 저울에 올려진 박스 물체의 중량과 부피를 동시에 측정함으로써, 판매 인력 등 측정 담당자가 없어도 자동으로 물품을 측정할 수 있는 효과가 얻어진다.As described above, according to the smart electronic scale for measuring the volume and weight according to the present invention, by simultaneously measuring the weight and volume of the box object placed on the scale, the product can be automatically measured without a person in charge of measurement such as sales personnel. effect is obtained.
또한, 본 고안에 따른 부피 및 중량을 측정하는 스마트 전자 저울에 의하면, 저울의 상단에 프로젝터와 카메라를 구비함으로써, 측정 모듈의 설치가 용이하고, 측정 모듈이 오염될 가능성을 줄여 내구성을 높일 수 있는 효과가 얻어진다.In addition, according to the smart electronic scale for measuring volume and weight according to the present invention, by providing a projector and a camera at the top of the scale, it is easy to install the measurement module, and it is possible to increase durability by reducing the possibility of contamination of the measurement module. effect is obtained.
또한, 본 고안에 따른 부피 및 중량을 측정하는 스마트 전자 저울에 의하면, 카메라 센서에서 획득된 이미지를 측정 결과 및 시간과 함께 저장함으로써, 측정된 박스 물품의 이미지를 로그로 보관할 수 있는 효과가 얻어진다.In addition, according to the smart electronic scale for measuring volume and weight according to the present invention, by storing the image obtained from the camera sensor together with the measurement result and time, the effect of storing the image of the measured box article as a log is obtained .
도 1은 종래 기술에 따른 저울 장치에 대한 사시도.
도 2는 본 고안의 일실시예에 따른 부피 및 중량을 측정하는 스마트 전자 저울의 단면도.
도 3은 본 고안의 일실시예에 따른 스마트 전자 저울의 사시도.
도 4는 본 고안의 일실시예에 따른 제어 장치의 구성에 대한 블록도.
도 5는 본 고안의 일실시예에 따른 제어 장치가 부피를 측정하는 방법을 설명하는 흐름도.
도 6은 본 고안의 일실시예에 따른 측정 본체의 상판 상에 격자 무늬를 투사한 예시 도면.
도 7은 본 고안의 일실시예에 따른 피측정물이 놓여진 상태를 나타낸 예시도.
도 8은 본 고안의 일실시예에 따른 피측정물의 높이 및 길이를 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면.1 is a perspective view of a scale device according to the prior art.
2 is a cross-sectional view of a smart electronic scale for measuring volume and weight according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view of a smart electronic scale according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram of a configuration of a control device according to an embodiment of the present invention;
5 is a flowchart illustrating a method of measuring a volume by a control device according to an embodiment of the present invention.
6 is an exemplary view in which a grid pattern is projected on the upper plate of the measurement body according to an embodiment of the present invention.
7 is an exemplary view showing a state in which an object to be measured is placed according to an embodiment of the present invention;
8 is a view for explaining a method of calculating the height and length of the object to be measured according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 고안의 실시를 위한 구체적인 내용을 도면에 따라서 설명한다.Hereinafter, specific contents for implementing the present invention will be described with reference to the drawings.
또한, 본 고안을 설명하는데 있어서 동일 부분은 동일 부호를 붙이고, 그 반복 설명은 생략한다.In addition, in the description of the present invention, the same parts are denoted by the same reference numerals, and repeated explanations thereof are omitted.
먼저, 본 고안의 일실시예에 따른 부피 및 중량을 측정하는 스마트 전자 저울의 구성에 대하여 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.First, a configuration of a smart electronic scale for measuring volume and weight according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3 .
이하에서 투사된 영상은 설명의 편의를 위하여 가로선와 세로선이 교차하여 이루어진 격자 형상인 무늬를 중심으로 설명하나 본 고안은 이에 한정되지 않는다. 즉, 투사되는 무늬는 상부면 또는 상판(11)과 피측정물 상면에 투사된 무늬 영상의 크기 변화를 측정하여 어느 한 변의 길이나 면적을 측정할 수 있는 원형, 사각, 마른모, 사다리꼴사각형, 6각형. 팔각형 등 여러 형태의 기하학적인 문양 중 어느 하나인 것을 활용할 수 있다. Hereinafter, the projected image will be described with reference to a grid-shaped pattern formed by crossing horizontal and vertical lines for convenience of explanation, but the present invention is not limited thereto. That is, the projected pattern is a circle, square, dry hair, trapezoidal rectangle, which can measure the length or area of any one side by measuring the size change of the pattern image projected on the upper surface or
도 2 및 도 3에서 보는 바와 같이, 본 고안의 일실시예에 따른 부피 및 중량을 측정하는 스마트 전자 저울(100)은 중량 센서(20)를 구비한 측정 본체(10), 측정 본체(10)의 상부면 일단 상에 수직으로 설치되는 지지부재(12), 지지부재(12)의 타단에 장착되는 센싱 유닛(30), 및, 측정된 데이터로부터 중량 및 부피를 산출하여 표시하는 제어 장치(40)로 구성된다.2 and 3, the smart
본 고안에서 설명의 편의를 위하여 측정 본체(10)의 상부면 일단 상에 수직으로 설치되는 지지부재(12)를 중심으로 설명하나 이는 본 고안의 실시형태에 따라 설치 각도는 변경될 수 있다. For convenience of description in the present invention, the
먼저, 측정 본체(10)는 상판(11)이 피측정물이 안착될 수 있도록 평판 형태로 구성된다. 또한, 측정 본체(10)의 상판(11) 측 내부에는 중량을 측정할 수 있는 중량 센서(20)를 구비한다. 바람직하게는, 중량 센서(20)는 통상의 로드셀로 구성된다.First, the
또한, 측정 본체(10)의 상판(11) 상에는 기준자(15)가 표시되도록 구성될 수 있다. 기준자(15)는 표준 길이(또는 길이 단위)를 눈금 등으로 표시한 측정 도구(길이 측정 도구)이다. 기준자(15)의 눈금의 길이는 사전에 결정된다.Also, the
다음으로, 지지부재(12)는 측정 본체(10)의 상판(11)의 일단에 수직으로 설치된다. 바람직하게는, 지지부재(12)는 기둥 형태로 형성된다. 지지부재(12)의 전면 측, 또는 좌우 측에 제어 장치(40)가 구비될 수 있다. Next, the
다음으로, 센싱 유닛(30)은 지지부재(12)의 타단에 연결된다. 따라서 센싱 유닛(30)은 지지부재(12)의 높이 만큼 측정 본체(10)의 상판(11)과 이격되어, 상판(11) 위쪽에서 수직으로 설치된다.Next, the
또한, 센싱 유닛(30)은 상판(11)을 향하여 격자 등 무늬(또는 무늬 영상)를 투사하는 프로젝트 모듈(31)과, 상판(11) 방향의 이미지를 촬영하는 카메라 모듈(32)을 구비한다.In addition, the
프로젝트 모듈(31)은 통상의 프로젝터로서, 일정한 간격으로 격자를 형성하는 이미지(또는 격자 무늬)를 투사하는 모듈이다. 특히, 프로젝트 모듈(31)은 제어 장치(40)의 명령에 따라 상판(11)을 향하여 격자 등 무늬(또는 무늬 영상)를 투사한다.The
또한, 카메라 모듈(32)은 통상의 카메라 장치로 구성된다. 카메라 모듈(32)은 제어 장치(40)의 명령에 따라 상판(11)을 향하여 이미지를 촬영하고, 촬영되어 획득된 이미지를 제어 장치(40)로 전송한다.In addition, the
특히, 카메라 모듈(32)은 고정되어 설치되고, 고정된 위치에서 상판(11)을 향하여 항상 동일한 상태에서 촬영한다. 또한, 획득된 이미지는 무늬가 투사된 피측정물 또는 상판(11) 등의 이미지이다.In particular, the
다음으로, 제어 장치(40)는 지지부재(12)의 수직 기둥 부분의 상부측에 장착될 수 있다. 바람직하게는, 도 2 또는 도 3과 같이, 기둥 부분의 전면이나 좌우측 면에서 구비된다.Next, the
제어장치(40)는 중량 센서(20)로부터 측정된 중량값을 수신하여 획득한다. 또한, 제어장치(40)는 프로젝트 모듈(31)에 무늬를 투사할 것을 명령하고, 카메라 모듈(32)에 촬영 명령을 전송하고, 해당 명령의 결과로서 피측정물의 투사된 이미지를 수신하여 획득한다.The
또한, 제어장치(40)는 수신된 데이터로부터 피측정물의 상부면 크기(또는 좌우 길이)와 높이를 추출하여 부피를 산출한다. 또한, 제어장치(40)는 측정된 중량과 부피를 화면 상에 출력한다.In addition, the
또한, 제어 장치(40)는 회로 등으로 구성되어, 상기와 같은 작업을 전용으로 처리하는 임베디드 장치로 구현될 수 있다.In addition, the
구체적으로, 도 4에서 보는 바와 같이, 제어 장치(40)는 버튼이나 터치 등 외부 명령을 입력받을 수 있는 입력부(41), 디스플레이 등 표시부(42), 센싱 유닛(30) 또는 외부 기기와 통신하는 통신부(43), 및, 마이크로 프로세스 등 연산을 처리하는 제어부(48)로 구성된다. 추가적으로, 데이터를 저장하는 메모리(49)를 더 포함하여 구성될 수 있다.Specifically, as shown in FIG. 4 , the
먼저, 입력부(41)는 버튼이나 터치 등을 통해 외부 명령을 입력받는다. 일례로서, 피측정물이 올려진 후 사용자에 의해 측정 명령을 입력받을 수 있다.First, the
다음으로, 표시부(42)는 디지털 패널 또는 디스플레이 등으로 구성되어, 측정 결과나 정보 등을 출력한다. 즉, 측정된 중량 및, 산출된 부피 등을 화면 상에 출력한다.Next, the
다음으로, 통신부(43)는 통상의 통신 라인으로 구성되어, 중량 센서(20) 또는 센싱 유닛(30) 등으로부터 측정 데이터를 수신하거나 명령을 전달할 수 있다.Next, the
다음으로, 제어부(48)는 MCU(Micro Controller Unit) 등으로 구성되어, 무게 및 부피를 측정하기 위해 제어하거나, 측정된 값을 이용하여 무게 및 부피를 산출한다.Next, the
구체적으로, 제어부(48)는 로드셀 등 중량 센서(20)로부터 측정된 중량 값을 수신하여 피측정물의 중량(중량 값)을 획득한다. 즉, 제어부(48)는 입력부(41)를 통해 측정 명령을 입력받으면, 통신부(43)를 통해 중량 센서(20)로부터 중량값을 수신하여 획득한다.Specifically, the
또한, 제어부(40)는 프로젝트 모듈(31)에 투사 명령을 전송하고, 카메라 모듈(32)에 명령하여 투사된 상태에서 이미지를 촬영하도록 명령하고, 피측정물의 투사 이미지를 수신하여 획득한다. 즉, 제어부(40)는 측정 명령을 받으면, 중량 측정과 동시에, 프로젝트 모듈(31) 및 카메라 모듈(32)을 통해, 무늬가 투사된 피측정물의 투사 이미지를 획득한다.In addition, the
또한, 제어부(48)는 카메라 센서(31)로부터 획득된 투사 이미지의 격자 크기로부터 피측정물 까지의 거리 또는 피측정물의 상부면의 좌우 길이 등을 추출한다. 또한, 피측정물 까지의 거리를 이용하여 피측정물의 높이를 산출하고, 피측정물의 높이와 좌우 길이를 이용하여 피측정물의 부피를 산출한다.In addition, the
요약하면, 제어부(40)는 중량 센서(20), 프로젝트 모듈(31), 및, 카메라 모듈(32)에 명령하여, 각각 중량 값, 투사된 이미지를 수신하고, 이를 측정 결과로부터 피측정물의 중량과 부피를 산출하고, 산출된 중량과 부피를 표시부(32)에 표시하도록 제어한다.In summary, the
또한, 바람직하게는, 제어부(48)는 획득된 피측정물의 이미지를 메모리(49)에 저장한다. 저장된 이미지는 시간과 함께 기록되어, 피측정물의 측정 로그로서 활용될 수 있다.Also, preferably, the
다음으로, 본 고안의 일실시예에 따른 제어 장치(40)에 의하여, 부피를 측정하는 방법을 도 5 내지 도 7을 참조하여 설명한다.Next, a method of measuring a volume by the
도 5에서 보는 바와 같이, 본 고안의 일실시예에 따른 부피 측정 방법은 (a) 캘리브레이션을 수행하는 단계(S10), (b) 피측정물의 투사 이미지를 획득하는 단계(S20), (c) 피측정물의 거리를 추출하여 피측정물의 높이를 산출하는 단계(S30), (d) 투사 이미지로부터 피측정물의 가로와 세로의 길이를 산출하는 단계(S40), (e) 피측정물의 가로, 세로, 및 높이를 곱하여 부피를 산출하는 단계(S50)로 구성된다.As shown in FIG. 5 , the volume measurement method according to an embodiment of the present invention includes (a) performing calibration (S10), (b) acquiring a projection image of an object to be measured (S20), (c) Calculating the height of the object by extracting the distance of the object to be measured (S30), (d) calculating the horizontal and vertical lengths of the object from the projected image (S40), (e) Width and length of the object to be measured , and multiplying the height to calculate the volume (S50).
먼저, 제어 장치(40)는 캘리브레이션을 통해, 무늬(80)의 실제 길이와 픽셀 길이를 추출한다(S10). 즉, 제어 장치(40)는 피측정물이 없는 상태에서 프로젝트 모듈(31)을 통해 상판(11)에 무늬(80)를 투사하고, 카메라 모듈(32)을 통해, 투사된 이미지를 획득하여, 투사 이미지로부터 무늬(80)의 실제 길이와 픽셀 길이를 추출한다.First, the
도 6(a)는 무늬(80)가 투사되지 않은 상태의 상판(11)을 도시하고 있고, 도 6(b)는 무늬(80)가 투사된 상태의 상판(11)을 도시하고 있다.Fig. 6 (a) shows the
도 6(a)와 같이, 측정 본체(10)의 상판(11)에는 기준자(15)가 설치되어 표시된다. 기준자(15)의 눈금은 사전에 설정된 값이다.As shown in FIG. 6( a ), a
도 6(b)와 같이, 무늬(80)가 투사되면, 투사 이미지로부터, 무늬(80)의 격자 길이(또는 격자 크기)를 추출할 수 있다. 즉, 무늬(80)와 기준자(15)가 동시에 이미지로 촬영되기 때문에, 기준자(15)의 눈금을 이용하여, 무늬(80)의 실제 길이 S0를 구할 수 있다.As shown in FIG. 6B , when the
또한, 투사된 이미지로부터 무늬(80)의 픽셀 길이 L0를 구할 수 있다. 픽셀 길이는 이미지 상에서의 픽셀 좌표에 의한 길이를 나타낸다. 예를 들어, 투사 이미지가 1024×768의 해상도를 가지고 있고, 무늬의 한 변의 일단의 점 좌표(또는 픽셀 좌표) (x1,y1)과 타단의 점 좌표(또는 픽셀 좌표) (x2,y2)사이의 거리를 무늬의 길이로 나타낸다.Also, the pixel length L 0 of the
바람직하게는, 제어 장치(40)는 중량 센서(20)에 의해 중량이 측정되지 않을 때(중량이 0일 때 또는 최소 기준 중량 이하일 때), 캘리브레이션을 수행한다. 만약, 중량이 측정되면, 측정 본체(10) 상에 물체가 있다는 것을 알람으로 출력한다.Preferably, the
다음으로, 제어 장치(40)는 피측정물에 격자무늬(80)를 투사하고, 투사된 이미지를 획득한다(S20).Next, the
도 7에서 보는 바와 같이, 피측정물(A)이 저울(100)의 상판(11)에 올려진다. 피측정물이 올려진 상태에서, 프로젝트 모듈(31)은 무늬(80)를 투사하고, 카메라 모듈(32)은 무늬(80)가 투사된 피측정물의 이미지를 촬영하여 획득한다. 특히, 피측정물의 상부면에 무늬(80)가 투사된 상태에서, 피측정물의 상부면을 촬영하여 투사 이미지를 획득한다.As shown in FIG. 7 , the object A is placed on the
도 7과 같이, 센서 높이를 H라 하고, 피측정물(A) 까지의 거리를 d라 한다. 또한, 피측정물(A)의 높이를 h라 표기한다. 센서 높이는 상판(11)에서 프로젝트 모듈(31) 또는 카메라 모듈(32) (또는 센싱 유닛(30))까지의 거리를 나타내고, 피측정물(A) 까지의 거리는 피측정물(A)의 상부면에서 센싱 유닛(30) 까지의 거리를 나타낸다.As shown in FIG. 7 , the sensor height is H, and the distance to the measurement object A is d. In addition, the height of the object A to be measured is denoted by h. The sensor height indicates the distance from the
본 고안에서 설명의 편의를 위하여 카메라모듈(32)와 프로젝모듈(31)을 지지부재(12) 상부에 배치하고, 카메라모듈(32)과 프로젝모듈(31)이 지지부재(12)와 직각방향으로 표시하였다. 그러나 이러한 형태는 설명의 편의를 위한 것일 뿐이며 이에 한정되지 아니한다. In the present invention, for convenience of explanation, the
즉, 카메라모듈(32)과 프로젝트모듈(31)은 상부면 또는 상판(11)을 향하여 하향 경사되게 배치되어 상부면 또는 상판(11)에 프로젝트모듈(31)에 의하여 투사된 영상이 투사되도록 구성된 것이다. 아울러 상판(11)에 프로젝트 모듈(31)을 카메라 모듈(32)로 촬영할 수 있을 뿐만 아니라 상부면 또는 상판(11)상에 올려진 피측정물의 상면에 프로젝트 모듈(31)에 의하여 투사된 영상이 투사되도록 구성될 수 있다. 아울러 상부면 또는 상판(11)에 프로젝트 모듈(31)에 의하여 투사된 영상과 상부면 또는 상판(11)에 올려진 피측정물의 상면에 프로젝트 모듈(31)에 의하여 투사된 영상을 카메라 모듈(32)로 촬영할 수 있다. 또한, 상부면 또는 상판(11)과 피측정물 상면에 투사된 영상을 촬영하여 피측정물의 높이, 면적을 연산하는 것이다.That is, the
따라서 본 고안은 카메라 모듈(32)와 프로젝트 모듈(31)을 지지하는 지지부재(12) 결합구조는 상부면 또는 상판(11)과 피측정물 상면에 프로젝트모듈(31)에 의하여 투사된 형상을 촬영하여 길이 또는 면적의 변화를 감지할 수 있는 구조이면 어떤 구성이라도 적용될 수 있다. 따라서, 본 고안의 실시 과정에서 카메라 모듈(32)와 프로젝트 모듈(31), 그리고 이를 지지하는 지지부재(12)의 결합구조를 선택적으로 변경할 수 있다.Therefore, in the present invention, the coupling structure of the
다음으로, 제어 장치(40)는 피측정물의 투사 이미지로부터 피측정물의 거리를 추출하고, 이로부터 피측정물의 높이를 산출한다(S30).Next, the
제어 장치(40)는 피측정물의 투사 이미지에서 무늬(80)의 픽셀 길이 L을 추출한다. 앞서 설명한 바와 같이, 픽셀 길이 L은 피측정물의 투사 이미지에서의 픽셀 좌표 상에서의 길이를 나타낸다.The
픽셀 길이 L과 픽셀 길이 L0 간의 기하학적 관계는 도 8과 같이 나타낼 수 있다. 즉, 도 8과 같이, 픽셀 길이 L0 는 상판(11) 상에 투사된 무늬(80)의 픽셀 길이이고, 픽셀 길이 L은 피측정물의 상부면 상에 투사된 무늬의 픽셀 길이이다.The geometric relationship between the pixel length L and the pixel length L 0 may be represented as shown in FIG. 8 . That is, as shown in FIG. 8 , the pixel length L 0 is the pixel length of the
도 8과 같이, 투사 평면 상의 픽셀 길이와 센싱 유닛(30) 간의 거리는 서로 비례적인 관계를 갖는다. 따라서 피측정물의 거리 d는 다음 식과 같다.As shown in FIG. 8 , the pixel length on the projection plane and the distance between the sensing
[수학식 1][Equation 1]
그리고 센서 높이 H에서 측정 거리 d를 차감하여, 피측정물 A의 높이 h를 산출한다. 따라서 피측정물의 높이 h는 다음 식과 같다.Then, the height h of the measurement target A is calculated by subtracting the measurement distance d from the sensor height H. Therefore, the height h of the measured object is as follows
[수학식 2][Equation 2]
다음으로, 피측정물의 투사 이미지로부터 피측정물의 가로와 세로의 길이를 산출한다(S40).Next, the horizontal and vertical lengths of the object to be measured are calculated from the projected image of the object (S40).
먼저, 피측정물의 투사 이미지에서 피측정물의 상부면을 인식하고, 상부면의 가로와 세로의 픽셀 길이를 추출한다. 픽셀 길이는 상부면의 한 꼭지점에서 다른 꼭지점 간의 좌표 상의 길이를 나타낸다. 따라서 좌표에 의한 길이로 픽셀 길이를 산출할 수 있다.First, the upper surface of the object to be measured is recognized from the projection image of the object, and horizontal and vertical pixel lengths of the upper surface are extracted. The pixel length represents the length in coordinates between one vertex of the top surface and another. Therefore, the pixel length can be calculated from the length by the coordinates.
한편, 무늬의 실제 길이도 도 8과 같이, 거리에 따른 비례 관계를 가진다. 따라서 피측정물의 상부면 평면 상에서의 무늬의 실제 길이 S는 다음 식과 같다.On the other hand, the actual length of the pattern also has a proportional relationship according to the distance as shown in FIG. 8 . Therefore, the actual length S of the pattern on the upper surface of the object to be measured is as follows.
[수학식 3][Equation 3]
여기서, S0 는 캘리브레이션에서 얻은 무늬의 실제 길이이다. 즉, 상판(11) 평면 상에서의 무늬의 실제 길이이다. 즉, 실제 길이 기준 무늬의 비율은 픽셀 길이 기준 무늬의 비율과 동일하다.Here, S 0 is the actual length of the fringes obtained from the calibration. That is, it is the actual length of the pattern on the
따라서 단위 픽셀 길이 당 실제 길이 △s는 다음 식과 같다.Therefore, the actual length Δs per unit pixel length is as follows.
[수학식 4][Equation 4]
따라서 피측정물의 가로와 세로의 픽셀 길이가 A와 B라면, 피측정물의 가로와 세로의 실제 길이 a와 b는 다음과 같다.Therefore, if the horizontal and vertical pixel lengths of the object to be measured are A and B, the actual lengths a and b of the object to be measured are as follows.
[수학식 5][Equation 5]
다음으로, 피측정물의 높이, 및, 가로 및 세로의 길이를 이용하여 부피를 산출한다(S50). 즉, 피측정물의 가로, 세로, 및 높이를 곱하여 부피를 산출한다.Next, the volume is calculated using the height of the object to be measured, and the length and width (S50). That is, the volume is calculated by multiplying the width, length, and height of the object to be measured.
이상, 본 고안자에 의해서 이루어진 고안을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 고안은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.In the above, the invention made by the present inventors has been described in detail according to the above embodiment, but the present invention is not limited to the above embodiment, and various changes can be made without departing from the gist of the present invention.
10 : 측정 본체 11 : 상부면 또는 상판
12 : 지지부재 15 ; 기준자
20 : 중량 센서
30 : 센싱 유닛 31 : 프로젝트 모듈
32 : 카메라 모듈
40 : 제어 장치 41 : 입력부
42 : 표시부 43 : 통신부
48 : 제어부 49 : 메모리10: measurement body 11: upper surface or upper plate
12:
20: weight sensor
30: sensing unit 31: project module
32: camera module
40: control device 41: input unit
42: display unit 43: communication unit
48: control unit 49: memory
Claims (4)
상판 측 내부에 중량 센서를 구비한 측정 본체;
상기 측정 본체의 상판 일단 상에 수직으로 설치되는 연결 부재;
상기 연결 부재의 타단에 장착되고, 프로젝트 모듈 및 카메라 모듈로 구성되는 센싱 유닛; 및,
상기 프로젝트 모듈에 의해 무늬를 투사하고, 상기 카메라 모듈에 의해 획득된 피측정물의 상부면의 투사 이미지를 이용하여, 상기 피측정물의 부피를 산출하는 제어 장치를 포함하고,
상기 제어 장치는, 상판 평면 상의 무늬의 픽셀 길이와 상기 투사 이미지의 무늬의 픽셀 길이의 비율을 센서 높이에 적용하여 피측정물의 거리를 산출하고, 센서 높이에서 산출된 거리를 차감하여 피측정물의 높이를 산출하고,
상기 제어 장치는 피측정물이 없는 상태에서 캘리브레이션을 통해 상기 상판 상의 무늬의 픽셀 길이 및 실제 길이를 측정하여 사전에 저장하고, 상기 피측정물의 투사 이미지를 획득하고, 획득된 투사 이미지에서 피측정물의 에지를 검출하여, 상기 피측정물의 가로 및 세로를 검출하여 픽셀 길이를 추출하고, 추출된 가로 및 세로의 픽셀 길이와, 상기 무늬의 픽셀 길이 및 실제 길이의 비율을 이용하여, 상기 피측정물의 가로 및 세로의 실제 길이를 산출하고,
상기 제어 장치는 상기 중량 센서에 의해 중량이 측정되지 않을 때, 캘리브레이션을 수행하고,
상기 측정 본체의 상판에는 기준자가 설치되고,
상기 제어 장치는 캘리브레이션을 수행할 때, 상기 기준자가 설치된 상판에 무늬가 투사되고 무늬와 기준자가 동시에 촬영된 이미지를 획득하여, 기준자의 눈금을 이용하여 무늬의 픽셀 길이와 실제 길이를 측정하고,
상기 제어 장치는, 다음 수식 1을 이용하여 피측정물의 높이 h를 산출하고,
상기 제어 장치는 다음 수식 2에 의하여 상기 피측정물의 가로 또는 세로의 길이 a, b를 산출하는 것을 특징으로 하는 부피 및 중량을 측정하는 스마트 전자 저울.
[수식 1]
단, L은 상기 투사 이미지의 무늬의 픽셀 길이이고, L0 는 상판 평면 상의 무늬의 픽셀 길이이고, H는 사전에 정해진 센서 높이임.
[수식 2]
단, A와 B는 각각 피측정물의 가로 및 세로의 픽셀 길이이고, L0 와 S0 는 각각 상판 평면 상의 무늬의 픽셀 길이 및 실제 길이임.
In the smart electronic scale for measuring volume and weight,
a measuring body having a weight sensor inside the upper plate side;
a connecting member vertically installed on one end of the upper plate of the measuring body;
a sensing unit mounted on the other end of the connection member and configured with a project module and a camera module; and;
a control device for projecting a pattern by the project module and calculating the volume of the object to be measured by using the projected image of the upper surface of the object to be measured obtained by the camera module,
The control device calculates the distance of the object to be measured by applying a ratio of the pixel length of the pattern on the upper plate plane to the pixel length of the pattern of the projected image to the sensor height, and subtracts the calculated distance from the sensor height to the height of the object. to calculate,
The control device measures the pixel length and the actual length of the pattern on the upper plate through calibration in the absence of the measurement object and stores it in advance, obtains a projection image of the measurement object, and obtains a projection image of the measurement object from the obtained projection image. The edge is detected, the width and length of the object to be measured are detected to extract the pixel length, and the width and length of the object to be measured are extracted using the ratio of the extracted horizontal and vertical pixel lengths to the pixel length and the actual length of the pattern. and calculating the actual length of the vertical,
The control device performs calibration when the weight is not measured by the weight sensor,
A reference ruler is installed on the upper plate of the measuring body,
When the control device performs calibration, the pattern is projected on the upper plate on which the reference ruler is installed, and the pattern and the reference ruler are photographed at the same time, and the pixel length and the actual length of the pattern are measured using the scale of the reference ruler,
The control device calculates the height h of the object to be measured using the following Equation 1,
The control device is a smart electronic scale for measuring volume and weight, characterized in that it calculates the horizontal or vertical lengths a and b of the object to be measured according to Equation 2 below.
[Formula 1]
However, L is the pixel length of the pattern of the projected image, L 0 is the pixel length of the pattern on the upper plate plane, and H is the predetermined sensor height.
[Formula 2]
However, A and B are the horizontal and vertical pixel lengths of the object, respectively, and L 0 and S 0 are the pixel length and actual length of the pattern on the top plate, respectively.
명령을 입력받을 수 있는 입력부;
화면 상에 피측정물의 중량 및 부피를 표시하는 표시부;
상기 중량 센서, 상기 카메라 모듈, 상기 프로젝트 모듈과 통신하는 통신부; 및,
상기 입력부를 통해 측정 명령을 입력받으면, 상기 통신부를 통해 상기 중량 센서로부터 중량 값을 수신하여 중량을 산출하고, 상기 프로젝트 모듈에 무늬를 투사하도록 명령하고, 상기 카메라 모듈에 명령하여 피측정물의 투사된 이미지를 획득하고, 획득된 투사 이미지로부터 피측정물의 부피를 산출하고, 산출된 중량과 부피를 상기 표시부에 표시하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 부피 및 중량을 측정하는 스마트 전자 저울.
According to claim 1, wherein the control device,
an input unit capable of receiving a command;
a display unit for displaying the weight and volume of the object to be measured on the screen;
a communication unit communicating with the weight sensor, the camera module, and the project module; and;
When a measurement command is received through the input unit, a weight value is received from the weight sensor through the communication unit to calculate a weight, instructs the project module to project a pattern, and commands the camera module to project the object to be measured Acquiring an image, calculating the volume of the object to be measured from the acquired projection image, and a smart electronic scale for measuring volume and weight, comprising a control unit for controlling to display the calculated weight and volume on the display unit.
상기 무늬는 가로선과 세로선이 교차하여 이루어지는 격자 형상인 것을 특징으로 하는 부피 및 중량을 측정하는 스마트 전자 저울.
3. The method of claim 1 or 2,
The pattern is a smart electronic scale for measuring volume and weight, characterized in that it has a grid shape formed by crossing horizontal and vertical lines.
상기 무늬는 상판과 피측정물 상부면에 투사된 영상의 크기 변화를 측정할 수 있는 기하학적인 문양 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 부피 및 중량을 측정하는 스마트 전자 저울.3. The method of claim 1 or 2,
The smart electronic scale for measuring volume and weight, characterized in that the pattern is any one of geometric patterns that can measure the size change of the image projected on the upper plate and the upper surface of the object to be measured.
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