KR20230063532A - 우편물 부피 측정 방법 - Google Patents
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Abstract
Description
도 2는 본 개시의 실시 예들에 따른 부피측정 방법의 구성을 설명하기 위한 흐름도,
도 3은 본 개시의 실시 예들에 따른 부피 측정 방법에서 입력 데이터 및 출력 데이터를 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 개시의 실시 예들에서 사용되는 랜덤무늬형 캘리브레이션 패턴을 도시한 도면,
도 5 및 도 6은 본 개시의 실시 예들에 따른 제1 모드의 부피 측정 방법을 설명하기 위한 도면, 그리고,
도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 부피 측정 방법에서 측정 타이밍을 자동으로 결정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
101: 측정베이스 102: 카메라 거치대
120: 3D 카메라
Claims (9)
- 시판되는 1대의 스테레오 방식 3D 카메라를 설치한 측정장치를 이용하며, 우편물의 부피(장변 길이, 단변 길이, 높이)를 측정하는 우편물 부피 측정 방법에 있어서,
소정의 캘리브레이션 패턴을 측정베이스에 올리고 상기 3D 카메라와 상기 측정베이스에 각각 가상적으로 설정되는 3차원 직교좌표계들 간의 기하학적 위치관계를 설정하는 캘리브레이션 단계;
캘리브레이션 종료 후 측정베이스에 측정대상 우편물을 올린 다음, 3D 카메라로부터 칼라 이미지 스트림 및 뎁스(depth) 이미지 스트림이 스트리밍 되는 동안 상기 우편물이 측정베이스 상에서 측정가능 위치에 놓이고, 사용자의 손이 이미지상에 보이지 않는 상태가 되는 측정 타이밍을 사용자가 결정하거나 자동으로 결정하여 측정을 개시시키는 측정 타이밍 결정 및 측정 개시 단계;
상기 우편물에 대하여 이미지 중심점 부분의 픽셀들로부터 평균 뎁스를 계산하여 평균 뎁스가 사전에 설정된 값 미만이면 낮은 높이의 서장류 우편물로 구분하고, 이상이면 소포류 우편물로 구분하는 우편물 구분 단계;
서장류 우편물의 부피를 측정하는 제1 모드 측정 단계;
소포류 우편물의 부피를 측정하는 제2 모드 측정 단계; 및
현재 우편물에 대한 측정 결과를 로그파일로 누적 저장하여 현재 우편물에 대한 측정을 완료하는 측정완료 단계를 포함하고,
상기 캘리브레이션 단계는,
측정 작업 전에 한번만 실행하면 되고, 캘리브레이션 이후의 단계들은 측정 대상의 모든 우편물에 대하여 반복 수행하는 우편물 부피 측정 방법. - 제1항에 있어서,
상기 캘리브레이션 단계는,
소정의 무늬가 인쇄된 종이 형태의 캘리브레이션 패턴을 측정베이스에 올려놓고 3D 카메라로부터 출력되는 뎁스 이미지에 사전에 설정된 캘리브레이션용 관심영역 내의 픽셀들에 대한 픽셀 좌표 및 해당 픽셀들의 뎁스 정보로부터 3D 카메라의 3차원 직교좌표계에서 해당 픽셀들에 해당하는 3D 포인트 클라우드(point cloud)를 구하고, 상기 3D 포인트 클라우드를 이용하여 측정베이스 상부 평면의 방정식(ax+by+cz+d =0 …(1) 식)과 평면의 법선 벡터(a, b, c)를 구하며, 상기 법선 벡터를 이용하여 3D 카메라 좌표계에서 임의의 포인트 좌표를 알 때, 해당 포인트로부터 평면까지의 수직 거리(dist = abs(ax+by+cz+d)…(2) 식)를 구하는 우편물 부피 측정 방법. - 제1항에 있어서,
상기 측정 타이밍 결정 및 측정 개시 단계는,
사용자가 측정베이스로부터 캘리브레이션 패턴을 내리고 측정대상 우편물을 올리되, 우편물의 최소한 어느 한 부분이 3D 카메라 이미지의 중심에 위치하도록 올리고 사용자의 손이 이미지에 보이지 않는 순간인 측정 타이밍을 사용자가 결정하여 수동으로 측정을 개시시키거나, 상기 3D 카메라 고속 스트리밍 중의 뎁스 이미지 스트림 및 칼라 이미지 스트림에 대하여, 측정베이스 면의 이미지 상에 미리 설정해둔 변화감지 관심 영역 내에서 비교 대상 값들을 계산함으로써 물체가 올려지지 않은 상태, 사용자의 손에 의해 물체가 올려지는 도중 상태, 사용자의 손이 떨어지고 물체가 안착되어 움직임이 멈춘 측정 가능 상태의 이미지 프레임들로 구분함으로써 자동으로 측정 타이밍을 결정하고 측정을 개시시키는 우편물 부피 측정 방법. - 제1항에 있어서,
상기 우편물 구분 단계는,
상기 측정 타이밍 결정 및 측정 개시단계에서 수동 또는 자동으로 결정된 측정 타이밍에서 취득된 컬러이미지와 뎁스 이미지로부터 이미지 중심점 부분의 복수의 픽셀들로부터 평균 뎁스를 계산하여 평균 뎁스가 사전에 설정된 값 미만이면, 낮은 높이의 서장류 우편물로 구분하고, 이상이면 소포류 우편물로 구분하여, 각각 제1 측정모드 및 제2 측정모드로 부피 측정이 이루어지는 우편물 부피 측정 방법. - 제2항에 있어서,
상기 제1 모드 측정 단계는,
3D 카메라에서 출력되는 칼라 이미지를 우편물 부분과 나머지 부분으로 이치화하고, 이치화된 이미지를 이용하여 상기 우편물의 윤곽선을 추출하고, 상기 추출된 외곽 윤곽선을 포함하는 최소 크기의 회전된 직사각형과 그 중심점 및 4개의 꼭지점 좌표를 산출하고, 상기 산출된 4개의 꼭지점 좌표에서 상기 중심점 방향으로 스캔하면서 최초로 우편물 부분으로 이치화된 픽셀을 찾고 그 픽셀의 픽셀 좌표값과 뎁스로부터 3D 카메라 직교좌표계에서의 3차원 좌표를 구하고, 그로부터 상기 우편물의 장변의 길이 및 단변의 길이를 산출하며, 상기 추출된 사각형의 중심점을 기준으로 사전에 설정된 범위 내의 복수의 픽셀에 대하여 상기 (2) 식으로부터 높이를 구하여 그 평균값으로 상기 우편물의 높이를 산출는 우편물 부피 측정 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제2 모드 측정 단계는,
상기 3D 카메라에서 출력되는 뎁스 이미지 스트림과 3D 카메라 펌웨어에서 제공하는 내부 파라미터(intrinsic parameter)로부터 3D 카메라 직교좌표계에서의 포인트 클라우드(point cloud)를 구하고, 상기 캘리브레이션 단계에서 구한 3차원 직교좌표계 간의 기하학적 관계를 이용하여 상기 포인트 클라우드를 측정베이스에 설정된 3차원 직교좌표계에서의 포인트 클라우드로 변환하고, 상기 3차원 직교좌표계에서의 포인트 클라우드를 이용하여 우편물 상면에 해당하는 포인트 클라우드를 구한 다음 구해진 포인트 클라우드를 모두 포함하는 최소 크기의 회전된 직사각형을 구하고, 상기 직사각형의 장변과 단변 길이로 우편물의 장변 길이, 단변 길이를 구하고, 상기 뎁스 이미지에서 이미지 중심부분의 사전에 설정된 크기의 영역에서 상기 캘리브레이션 단계에서 구해진 수직 거리 계산식으로 우편물의 높이를 산출하는 우편물 부피 측정 방법. - 제1항에 있어서,
상기 측정장치는,
피측정 물체 또는 캘리브레이션 패턴을 올려 놓는 측정베이스 면을 포함한 장치 프레임;
내부에 2대의 적외선 강조형 컬러 스테레오 카메라 및 스테레오 대응점 추출이 어려운 밋밋한 상면을 가지는 우편물에 대하여 도트 패턴을 투사하여 대응점 매칭을 가능하게 하는 적외선 프로젝터;
이미지 픽셀별로 대응하는 뎁스 값들을 고속으로 계산하여 출력하는 전용 IC;
측정베이스면을 내려보도록 그 상방으로 설치되는 3D 카메라;
상기 측정베이스로부터 상방으로 연장되며 상기 3D 카메라를 상기 측정베이스면에 평행하고 측정베이스 중심부가 이미지 중심부에 보이도록 설치하기 위한 카메라 설치대; 및
상기 3D 카메라와 접속되며 상기 부피 측정 방법을 구현하도록 플랫폼 역할을 하는 측정처리장치로 구성되는 우편물 부피 측정 방법. - 제3항에 있어서,
상기 측정 타이밍 결정 및 측정개시 단계는,
측정 타이밍 결정은 3D 카메라의 고속 스트리밍 중에 뎁스 이미지 프레임들과 컬러 이미지 프레임들에 대해서 사전에 설정된 변화 감지 관심 영역 내에서 소정의 비교 값들을 계산함으로써, 고속으로 스트리밍 되고 있는 이미지 프레임들을 물체가 올려지지 않은 측정 베이스면 만에 대한 이미지 프레임들, 사용자의 손에 의해 물체가 올려지는 과정의 이미지 프레임들, 및 사용자의 손이 떨어지고 물체가 안착되어 움직임이 멈춘 상태의 이미지 프레임들로 구분하여 측정 타이밍을 결정하는 우편물 부피 측정 방법. - 제8항에 있어서,
상기 측정 타이밍 결정 및 측정개시 단계는,
상기 프레임들의 구분을 위한 비교 값으로서 상기 변화 감지 관심 영역 내에서 소정의 계산식으로 계산되는 색상 평균 에러와 뎁스 평균 에러가 이용될 수 있으며, 측정베이스 상에 아무것도 없는 상태에서의 비교 값과 현재 프레임에서의 비교 값을 비교하여 그 차이를 소정의 문턱치와 비교함으로써 우편물이 올려졌는지 여부를 확인할 수 있고, 현재 프레임과 프레임 스트리밍 속도에 따라 요구되는 계산 속도에 따라 수 프레임 이전의 프레임으로 설정되는 이전 프레임의 비교 값들을 비교하여, 상술한 프레임들의 비교 값들의 차이가 소정의 문턱치들 이하인 상태가 사전에 설정된 프레임 수 만큼 계속되면 사용자의 손이 이미지에서 보이지 않고 우편물이 안착되어 우편물 측정이 가능한 타이밍인 것으로 결정하는 우편물 부피 측정 방법.
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